Cercetătorii au dezvoltat o tehnică inovatoare pentru a diagnostica inflamația cronică folosind vezicule extracelulare
O nouă tehnică destinată diagnosticării inflamației cronice a fost dezvoltată la Universitatea Nagoya, având capacitatea de a citi informații de pe suprafața și din interiorul unor vezicule extracelulare individuale din sânge și urină.
Această metodă ar putea conduce la dezvoltarea unor teste neinvazive capabile să detecteze inflamația cronică și să ofere informații despre țesuturile afectate.
Când organismul nostru se confruntă cu daune cauzate de leziuni, boli sau toxine, acesta inițiază un răspuns inflamator care implică dilatarea vaselor de sânge pentru a aduce lichide și nutrienți la locul afectat, precum și trimiterea de celule inflamatorii pentru a distruge patogenii și a repara țesutul.
În unele cazuri, sistemul imunitar poate continua să trimită celule inflamatorii pentru a ataca țesuturile sau organele timp de luni sau chiar ani, chiar și în absența unei amenințări. Această stare, cunoscută sub numele de inflamație cronică, stă la baza unor boli precum cancerul, tulburările cerebrale, bolile autoimune și bolile de inimă, provocând treptat daune ireversibile țesuturilor.
Detectarea timpurie a inflamației cronice este esențială, deoarece inflamația prelungită poate duce la daune ireversibile ale țesuturilor și poate contribui la progresia bolii.
„În prezent, există mai mulți biomarkeri inflamatori convenționali, cum ar fi proteina C-reactivă”, a declarat Taiga Ajiri, din laboratorul Yasui al Universității Nagoya, parte a Departamentului de Inginerie Biomoleculară. „Acești biomarkeri pot detecta inflamația, dar este dificil să identifici unde se produce aceasta.”
Pentru a obține indicii despre locul în care apare inflamația, cercetătorii s-au îndreptat spre veziculele extracelulare (EV): particule mici, legate de membrană, eliberate de celulele din organism, care transportă informații moleculare de la celulele lor de origine.
EV-urile funcționează ca niște pachete cu etichete de urmărire. Proteinele de pe membranele lor pot oferi indicii despre țesuturile din care provin, în timp ce microARN-urile din interiorul EV-urilor pot reflecta starea celulelor de origine. Membrana veziculei protejează acest conținut în timpul transportului prin fluidele corporale, cum ar fi sângele și urina.
În mod convențional, măsurarea microARN-urilor interne necesită adesea deschiderea membranei EV-urilor, amestecând moleculele din mai multe vezicule. Aceasta îngreunează legarea informațiilor din interiorul unei vezicule cu proteinele de pe suprafața ei.
Cercetătorii au folosit foi de nanofibră de celuloză (CNF) realizate din celuloză derivată din lemn. Porii lor nanoscalari, de tip plasă, pot captura și reține EV-urile. Lucrările anterioare ale grupului condus de profesorul Takao Yasui au stabilit utilizarea acestor foi pentru captarea și analiza EV-urilor.
Echipa a descoperit că procesul de uscare pe foile CNF poate aduce particulele legate de membrană în contact strâns și promova fuziunea membranei. Această proprietate a fost aplicată pentru a combina EV-urile cu nanoparticule lipidice conținând semnale moleculare, care sunt sonde ce detectează microARN-uri specifice.
„Aceste nanoparticule lipidice pot livra semnale moleculare în interiorul EV-ului fără a perturba membrana acestuia”, a menționat Ajiri. Aceste semnale moleculare emit fluorescență atunci când se leagă de microARN-urile specifice, permițând cercetătorilor să detecteze prezența acestor molecule țintă.
Indicii despre sursa inflamației: inflamația renală
Pentru a testa metoda, echipa a stabilit un model de laborator pentru respingerea activă mediată de anticorpi (CAAMR), o complicație a transplantului de rinichi, expunând celulele renale umane la semnale inflamatorii. Au identificat 71 de microARN-uri cu exprimare modificată în EV-urile eliberate și s-au concentrat pe miR-1246, care era foarte abundent. De asemenea, au selectat DPYS, o proteină de membrană asociată cu rinichiul, pentru a combina informațiile despre inflamație cu cele despre originea țesutului.
După estimarea eficienței de detectare, cercetătorii au constatat că aproximativ una din zece EV-uri provenind de la celule renale nesimulate conținea miR-1246, comparativ cu aproximativ patru din zece după stimularea inflamatorie. În contrast, analiza qPCR utilizând inputuri de eșantion echivalente nu a detectat o diferență statistic semnificativă.
Apoi, echipa a analizat urina pacienților transplantați cu CAAMR, pacienților cu boli autoimune care nu implicau în principal rinichiul și voluntarilor sănătoși.
Nici DPYS, nici miR-1246, luate separat, nu au diferențiat clar grupurile de pacienți. EV-urile care transportau atât miR-1246, cât și markerul general al EV-urilor CD63 erau mai numeroase în grupurile cu boli inflamatorii, dar această combinație nu a putut distinge inflamația renală de cea non-renală. În contrast, EV-urile care conțineau atât DPYS, cât și miR-1246 erau îmbogățite la pacienții cu CAAMR, oferind indicii despre inflamația asociată cu rinichiul transplantat.
Echipa speră să îmbunătățească recuperarea particulelor și să simplifice procedura bazată pe CNF, în timp ce testează abordarea în studii clinice mai ample. Deoarece urina și sângele pot fi colectate cu un efort relativ mic, metoda ar putea contribui la evaluarea și monitorizarea mai puțin invazivă a bolilor inflamatorii cronice.
