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Ayudarte a liberar todo el potencial de tu cartera de vesículas extracelulares con técnicas de caracterización probadas y novedosas
¿Qué son los vehículos eléctricos?
Las vesículas extracelulares (EV) son pequeñas estructuras membranosas que se liberan de una variedad de tipos celulares. Estos se pueden encontrar en diversos fluidos corporales, incluyendo sangre, orina y saliva. Se sabe que desempeñan un papel fundamental en la comunicación intercelular y pueden contener una variedad de moléculas bioactivas, incluyendo proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Dada su importancia tanto en los procesos fisiológicos normales como en los estados patológicos, ha aumentado el interés en el análisis de los EV.
Los primeros experimentos en los que se estudiaron los vehículos eléctricos comenzaron en los años 80. El interés por estas vesículas ha ido creciendo desde entonces, con un desarrollo exponencial del campo en las últimas dos décadas.
El análisis de los EV puede implicar una amplia gama de técnicas esenciales para caracterizar el tamaño, la concentración y la carga de los EVs, así como para identificar los tipos específicos de células que los liberan. Además, el análisis de los VE puede aportar información sobre los mecanismos por los cuales los EV son absorbidos por las células receptoras y los efectos biológicos que estos inducen.
Las vesículas extracelulares (EV) pueden clasificarse en tres categorías según su biogénesis y tamaño.
Exosomas: Estos son pequeños EVs (30-150 nm) que se derivan de la vía endosómica. Se forman por la gemación hacia el interior de la membrana endosómica y la posterior fusión de cuerpos multivesiculares (MVB) con la membrana plasmática. Los exosomas transportan diversas biomoléculas, incluyendo proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, y están implicados en la comunicación intercelular y la entrega de cargas.
Microvesículas: Son EVs más grandes (100-1000 nm) que se forman por la gemación hacia afuera de la membrana plasmática. Las microvesículas contienen una variedad de moléculas bioactivas, incluyendo factores de crecimiento, citocinas y lípidos de señalización. Están implicados en la comunicación intercelular, la regulación inmunitaria y la coagulación sanguínea.
Cuerpos apoptóticos: Estos son grandes EVs (1-5 μm) que son liberados por células que sufren muerte celular programada (apoptosis). Los cuerpos apoptóticos transportan una amplia variedad de moléculas, incluyendo cromatina, enzimas y orgánulos celulares. Estos están implicados en la eliminación de células apoptóticas por fagocitos y en el mantenimiento de la homeostasis tisular.
Podemos considerar vehículos eléctricos pequeños (<200 nm) y vehículos medianos o grandes (<200 nm).
Están involucrados en diversos procesos fisiológicos y patológicos, y los investigadores han estudiado extensamente sus posibles aplicaciones en medicina y biotecnología. Las vesículas extracelulares tienen una amplia gama de usos en diversos ámbitos, y su potencial terapéutico está siendo explorado actualmente en numerosos estudios preclínicos y clínicos.
Comunicación intercelular: Los VEs desempeñan un papel importante en la comunicación intercelular al transferir moléculas biológicas, como proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, entre células. Este proceso puede influir en diversos procesos fisiológicos y patológicos, incluyendo la respuesta inmune, la regeneración tisular y la progresión del cáncer.
Marcadores diagnósticos: Los VE pueden servir como marcadores diagnósticos para diversas enfermedades, ya que contienen biomoléculas que reflejan el estado fisiológico de la célula madre. Por ejemplo, se ha demostrado que los VE circulantes contienen biomarcadores para cáncer y enfermedades neurodegenerativas, y su análisis puede ayudar en el diagnóstico y pronóstico de enfermedades.
Administración de fármacos: Los VE pueden ser diseñados para suministrar moléculas terapéuticas, como fármacos o ácidos nucleicos, a las células objetivo. Estos ofrecen varias ventajas frente a los sistemas tradicionales de administración de fármacos, incluyendo alta biocompatibilidad, baja inmunogenicidad y la capacidad de atravesar barreras biológicas.
Ingeniería de tejidos: Los VEs pueden promover la regeneración y reparación de tejidos modulando el comportamiento celular y las vías de señalización. Estos se han utilizado en diversas aplicaciones de ingeniería de tejidos, incluyendo la regeneración ósea, la reparación del cartílago y la cicatrización de heridas.
HORIBA Scientific instrumentación puede ayudar en la caracterización de las vesículas extracelulares (EV) de varias maneras:
Los sistemas de análisis de seguimiento de nanopartículas (NTA) de HORIBA pueden medir con precisión el tamaño y la concentración de los EVs. NTA es una herramienta poderosa para el análisis de EV, ya que permite la medición simultánea del tamaño y concentración de partículas en tiempo real. Además, el uso de marcaje fluorescente con NTA permite la discriminación de diferentes subpoblaciones de VE en función de su contenido biomolecular.
El potencial zeta de los VE puede proporcionar información valiosa sobre su carga en superficie y su estabilidad. Los analizadores de potencial zeta de HORIBA pueden medir el potencial zeta de los VE, permitiendo a los investigadores entender cómo interactúan estos con otras estructuras biológicas. nanoPartica SZ-100V2 también puede proporcionar información sobre el tamaño de las vesículas extracelulares.
La espectroscopía Raman es una técnica analítica potente que puede utilizarse para identificar la composición química de los EVs. Esta técnica es ideal para la caracterización de vehículos eléctricos, ya que puede proporcionar espectros de alta resolución con una preparación mínima de la muestra.
La espectroscopía Raman puede combinarse con la técnica AFM (TERS) para un análisis más eficiente y para obtener información química y estructural a nanoescala y distribución topográfica, haciendo de la plataforma AFM-Raman una herramienta poderosa.
A-TEEM método de fluorescencia identifica rápidamente moléculas, diferencia los tipos de exosomas, detecta contaminantes y estudia la biodistribución de las vesículas extracelulares. Es una herramienta no destructiva y sin etiquetas, insensible a muchos excipientes comunes y, en consecuencia, hipersensible a proteínas y, en consecuencia, a los vehículos eléctricos. A-TEEM perfiles proporcionan mejores conocimientos sobre las firmas proteicas en matrices complejas. Esto A-TEEM convierte en una herramienta valiosa para QA/QC y análisis de procesos.
El principal interés de la imagen por resonancia plasmónica superficial es su capacidad para proporcionar información sobre la presencia de marcadores superficiales específicos. Esta información puede utilizarse para distinguir diferentes subpoblaciones de EVs, que pueden tener distintas funciones biológicas.
Proporcionando soluciones para el campo de las ciencias de la vida utilizando analizadores espectroscópicos (Lectura nº E55)
READOUT es una revista técnica publicada por HORIBA.
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