$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ekzosome pochodzące od komórek mezenchymalnych służą jako kluczowe mediatory komunikacji międzykomórkowej i wykazują znaczący potencjał terapeutyczny w dziedzinie inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej. Ekzosome są wezykułami o średnicy 30–150 nm, zdolnymi do dostarczania bioaktywnych cząsteczek i regulacji różnych funkcji w komórkach odbiorców, takich jak proliferacja, różnicowanie i odpowiedź immunologiczna1,2. Wśród różnych źródeł komórek mezenchymalnych (MSC), komórki mezenchymalne z miazgi zębowej (DPSC) wzbudzają szczególne zainteresowanie ze względu na ich łatwość dostępu, mocną zdolność proliferacyjną, niskie ryzyko nowotworowe i minimalne zastrzeżenia etyczne3,4,5. Ekzosome pochodzące od DPSC (DPSC-Exos) zawierają zróżnicowaną kolekcję funkcjonalnego ładunku, w tym białka, mRNA i mikroRNA, co umożliwia im zachowanie wielu biologicznych właściwości komórek macierzystych. Poprzednie badania wykazały, że DPSC-Exos mogą promować angiogeneszę, naprawę neuronów, regenerację kości i reakcje przeciwzapalne. Poza ich rolą w inżynierii tkankowej, ekzosome są coraz częściej uznane za ważne regulatory w onkogenezie i terapii raka, gdzie przyczyniają się do remodelowania mikrośrodowiska nowotworowego, odporności na leki i uniknięcia odpowiedzi immunologicznej6. Ekzosome pochodzące od MSC, w tym od DPSC, posiadają wrodzone zdolności homeowania do nowotworów i właściwości immunomodulacyjne, co czyni je obiecującymi następcami dla dostarczania leków przeciwnowotworowych lub jako bezkomórkowe środki immunoterapeutyczne. Omijając kilka ograniczeń związanych z terapiami komórkowymi, DPSC-Exos wyłoniły się jako obiecujący, bezpośredni składnik bioaktywny do zastosowań regeneracyjnych7,8,9,10,11,12.
Mimo tych zalet, przełożenie badań nad DPSC-Exo na powtarzalne zastosowanie eksperymentalne lub kliniczne pozostaje wyzwaniem. Głównym ograniczeniem jest brak ujednoliconego i standaryzowanego protokołu do izolacji i czyszczenia egzosomów. Obecnie stosowane podejścia obejmują ultrawirowanie13, ultrafiltrację, osadzanie, chromatografię wykluczającą rozmiar i immunoafinitarną izolację14,15. Wśród tych metod, osadzanie oparte na polimerach oferuje praktyczne zalety, w tym wysoką wydajność, kompatybilność z szerokim zakresem objętości próbek oraz prostotę operacyjną, co sprawia, że jest odpowiednie dla badań obejmujących duże liczby próbek lub wymagania skalowania16,17,18. Analizy porównawcze różnych metod izolacji, szczególnie jeśli chodzi o wydajność białka i stosunek cząsteczki do białka, zostały szeroko udokumentowane w literaturze19. Jednak wpływ liczby przelewów DPSC na cechy i aktywność biologiczną pochodzących egzosomów nie został wystarczająco uwzględniony, co stanowi istotną lukę w standaryzacji i kontroli jakości produkcji DPSC-Exo.
Aby przeciwdziałać tym ograniczeniom technicznym, niniejsze badanie przedstawia standaryzowany, zestawowy protokół do izolacji i czyszczenia egzosomów z pośredniego medium DPSC. Oprócz fizycznej i molekularnej charakterystyki, protokół obejmuje funkcjonalny test do oceny działania przeciwzapalnego egzosomów pochodzących z różnych przelewów DPSC, umożliwiając porównawczą ocenę spójności w zależności od przelewów w jakości i funkcji egzosomów. Proces prac jest zaprojektowany z myślą o bezpośredniej implementacji w laboratoriach wyposażonych w standardowe kultury komórkowe i obiekty molekularnej biologii. Polega na komercyjnie dostępnych zestawach w celu zmniejszenia zmienności między eksperymentami i może być łatwo skalowany, aby sprostać różnym potrzebom eksperymentalnym. Aby zminimalizować zmienność między dawcami, DPSC są izolowany z pojedynczych zębów i rozwijane niezależnie, a nie łączone z wielu dawców. Ten protokół jest szczególnie przydatny dla badaczy dążących do wygenerowania funkcjonalnie zweryfikowanych egzosomów pochodzących od DPSC do zastosowań dółstrumienia, w tym gojenia ran, inżynierii tkankowej kości i badań immunomodulacyjnych, gdzie spójność między partiami jest istotna. Ogólnie rzecz biorąc, zapewnia praktyczną i standaryzowaną ramę do produkcji egzosomów pochodzących od DPSC do zastosowań w badaniach inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej.