Naukowcy od dawna zastanawiali się nad sposobem, w jaki komórki komunikują się ze sobą. Naukowcy z Rutgers wykorzystali do badań prostego nicienia, aby rozwiązać tę zagadkę. Badanie, które ukazało się w czasopiśmie Current Biology, może pomóc w opracowaniu metod leczenia choroby Alzheimera i innych chorób neurodegeneracyjnych. Komórki dzielą się ze sobą dobrymi i złymi wiadomościami, a jednym ze sposobów, w jaki to robią, są małe pęcherzyki zwane pęcherzykami zewnątrzkomórkowymi (EV). Te „pojazdy elektryczne”, niegdyś uważane za szczątki komórkowe, przewożą korzystny lub toksyczny ładunek, który sprzyja dobremu zdrowiu lub chorobom. Na przykład w ludzkim mózgu EV przemieszczają bialka wywołujące chorobę, które mogą wpływać na postęp choroby Alzheimera. „Chociaż pęcherzyki zewnątrzkomórkowe mają ogromne znaczenie medyczne, to w tej dziedzinie brakuje podstawowej wiedzy o tym, jak powstają, jaki ładunek jest pakowany w różne typy EV pochodzące z tego samego lub różnych typów komórek oraz w jaki sposób różne ładunki wpływają na zakres celów EV i ich bioaktywność” powiedziała główny autor Inna Nikonorova, badacz z tytułem doktora. „Pojazdy elektryczne”, które znajdują się w płynach ludzkich, w tym moczu i krwi, mogą być wykorzystywane w biopsjach płynnych jako biomarkery choroby, ponieważ zdrowe i chore komórki posiadają różne ładunki EV. Zespół badawczy Rutgers zdecydował się użyć prostego zwierzęcia doświadczalnego – C. elegans lub glisty oraz najnowocześniejszych narzędzi genetycznych, molekularnych, biochemicznych i obliczeniowych do zbadania nieznanej funkcji, jaką pojazdy elektryczne pełnią w naszych ciałach.
Nicienie nie pierwszy raz będą mogły przyczynić się do przeprowadzenia innowacyjnych badań. Według Nari Jang z Myongji University w Korei Południowej nicienie, znane również jako glisty, są przyciągane do związku uwalnianego przez komórki raka płuc. Po umieszczeniu w małym urządzeniu te same nicienie (Caenorhabditis elegans) wiją się w kierunku komórek rakowych zamiast nienowotworowych, jak pokazują badania będące obecnie na wczesnym etapie. Zespół Jang stworzył zestaw testowy składający się z małego chipa zawierającego nicienie w centralnej komorze, połączone z dwoma dołkami na przeciwległych końcach komory. Chip umieszcza się na płytce agarowej, a obok jednego dołka umieszcza się kroplę płynu pobranego z naczynia zawierającego komórki rakowe, a obok drugiego płyn z komórek nienowotworowych. W testach więcej nicieni przesunęło się w kierunku płynu komórek rakowych w ciągu zaledwie godziny.
EV w ludzkim układzie nerwowym
Maureen Barr, profesor w Departamencie Genetyki, i Nikonorova opracowali projekt identyfikacji na dużą skalę, który zidentyfikował 2888 kandydatów na ładunki EV. Biorąc pod uwagę znaczenie EV w ludzkim układzie nerwowym, Nikonorova skupiła się na tych, wytwarzanych przez rzęski, anteny komórkowe, które transmitują i odbierają sygnały komunikacji międzykomórkowej. W szczególności naukowcy skupili się na ładunku EV wytwarzanym przez komórki nerwowe i odkryli, że EV zawierają białka wiążące RNA. Nikonorova i Barr postawili hipotezę, że neurony pakują białka wiążące RNA i RNA do EV, aby sterować komunikacją między komórkami. Fundamentalne zrozumienie biologii EV-RNA jest ważne dla opracowywania dostosowanych EV do terapii opartych na RNA.
„Opracowaliśmy innowacyjną metodę oznaczania, śledzenia i profilowania pęcherzyków zewnątrzkomórkowych za pomocą genetycznie zakodowanego, znakowanego fluorescencyjnie ładunku EV i przeprowadziliśmy izolację na dużą skalę oraz profilowanie białek” – powiedziała Nikonorova. „Korzystając z tej strategii, odkryliśmy cztery nowe ładunki EV z rzęskami. Łącznie te dane wskazują, że C. elegans wytwarza złożoną i niejednorodną mieszaninę EV z wielu tkanek żywych zwierząt i sugerują, że te środowiskowe EV odgrywają różne role w fizjologii zwierząt”. Przyszłe wysiłki w laboratorium Barr będą ukierunkowane na zrozumienie komunikacji RNA za pośrednictwem EV.
Bibliografia:
Źródło grafiki: pixabay.com
Więcej komentarzy...