Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe – mikroskopowe cząstki o makroskopowym potencjale klinicznym

Choroby sercowo-naczyniowe i nowotwory odpowiadają łącznie za ponad 50% zgonów w skali globalnej. Wiarygodne biomarkery pozwalające zdiagnozować niestabilną blaszkę miażdżycową w tętnicach wieńcowych, przewidzieć rozwój niewydolności serca po zawale mięśnia serca, czy też stwierdzić obecność nowotworu złośliwego na wczesnym, przedobjawowym etapie rozwoju nie są obecnie dostępne.

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (ang. extracellular vesicles, EV) to cząstki wielkości 30-1000 nanometrów zidentyfikowane w 1967 roku przez P. Wolfa, który wykazał, że pozbawione płytek krwi osocze zawiera czynnik promujący krzepnięcie krwi o podobnych właściwościach funkcjonalnych do aktywowanych płytek krwi. Czynnik ten, pierwotnie nazywany pyłem płytkowym (ang. platelet dust), na przestrzeni lat został określony terminem płytkowych pęcherzyków zewnątrzkomórkowych. Z czasem wykazano, że EV są  uwalniane nie tylko przez płytki krwi, ale przez wszystkie komórki eukariotyczne i prokariotyczne, stanowiąc konserwatywny ewolucyjnie system komunikacji międzykomórkowej. Odkrycie mechanizmów regulujących uwalnianie EV zostało uhonorowane Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w 2013 roku.

EV są uwalniane do płynów ustrojowych, takich jak krew, mocz, ślina lub mleko kobiece, w warunkach aktywacji konkretnego rodzaju komórek. EV eksponują na swojej powierzchni charakterystyczne dla uwalniających je komórek markery, co pozwala na identyfikację ich pochodzenia za pomocą cytometrii przepływowej lub metod immunoenzymatycznych. W związku z tym badanie stężenia, składu biochemicznego i właściwości funkcjonalnych EV pozwala uzyskać wgląd w toczące się w organizmie procesy patofizjologiczne na przedklinicznym etapie ich rozwoju, co stwarza szerokie możliwości wykorzystania EV jako biomarkerów w wielu dziedzinach medycyny. Potencjał diagnostyczny EV sprawił, że liczba dotyczących ich badań w wzrosła w ostatniej dekadzie wykładniczo, co doprowadziło m.in. do powstania Międzynarodowego Towarzystwa EV (ang. International Society of Extracellular Vesicles, ISEV).

Podczas ostatniej konferencji ISEV w Toronto zaprezentowano wytyczne dotyczące metodyki badań EV w wieloośrodkowych badaniach klinicznych. W opracowanych przez międzynarodowy zespół ekspertów wytycznych szczegółowo opisano sposób pobierania, opracowania i przechowania płynów ustrojowych do badań EV, wady i zalety aktualnie dostępnych metod izolacji EV z uzyskanego materiału oraz metody analizy stężenia, składu biochemicznego i właściwości funkcjonalnych EV. Wytyczne opublikowano jednocześnie w czasopiśmie Circulation Research.

Opracowane wytyczne pozwolą po raz pierwszy uzyskać wystandaryzowane, wiarygodne i powtarzalne wyniki badań nad EV, tym samym otwierając drogę do rozpoczęcia wieloośrodkowych badań klinicznych mających na celu opracowanie nowych testów diagnostycznych opartych o te obiecujące biomarkery i ich wdrożenie do codziennej praktyki klinicznej.

Piśmiennictwo:

https://www.cdc.gov/nchs/fastats/leading-causes-of-death.htm

Gasecka A, et al. Platelet extracellular vesicles as biomarkers for arterial thrombosis. Platelets. 2017; 28: 228-234.

Coumans FAW, et al. Methodological Guidelines to Study Extracellular Vesicles. Circ Res. 2017; 120: 1632-1648.