Le cosiddette vescicole extracellulari svolgono un ruolo importante nella comunicazione tra le cellule e per una moltitudine di funzioni cellulari. Le cellule rilasciano queste "vescicole di membrana" nel loro ambiente. Sono costituite da una membrana cellulare e contengono specifiche molecole di segnalazione, proteine, acidi nucleici e lipidi. Purtroppo, però, solo piccole quantità di queste vescicole vengono formate spontaneamente dalle cellule.
Vescicole extracellulari per applicazioni mediche
A seconda dell’origine e delle condizioni della cellula, il contenuto e le proteine ancorate sulla superficie delle vescicole extracellulari variano. I ricercatori stanno sfruttando queste proprietà per sviluppare nuovi metodi diagnostici, ad esempio per diagnosticare i tumori analizzando le vescicole extracellulari nei campioni di sangue.Le vescicole extracellulari potrebbero svolgere un ruolo importante anche nello sviluppo di terapie di nuova generazione. Essendo di origine naturale, hanno un’elevata biocompatibilità e possono scatenare reazioni molto diverse nell’organismo a causa del loro carico.
I ricercatori sperano di poter influenzare il sistema immunitario con il loro utilizzo, ad esempio per distruggere le cellule tumorali. Finora, tuttavia, la produzione riproducibile di grandi quantità di vescicole omogenee, necessarie per tali studi, ha rappresentato una sfida importante.
Più particelle, più velocemente
Un team di ricercatori guidati da Jörg Huwyler del Dipartimento di Scienze Farmaceutiche e dell’Istituto Svizzero di Nanoscienze (SNI) dell’Università di Basilea ha ora sviluppato un metodo di preparazione delle vescicole extracellulari altamente efficiente che produce fino a 100 volte più vescicole per cellula e per ora rispetto ai metodi convenzionali. Il nuovo metodo è stato descritto nella rivista scientifica "Communications Biology".In primo luogo, coltiviamo cellule tumorali in cui la morte cellulare viene indotta dall’aggiunta di sostanze chimiche", spiega Claudio Alter, primo autore dello studio e dottorando presso la Scuola di dottorato della SNI. Le cellule formano poi delle vescicole che si staccano dalla cellula madre dopo qualche ora".
Con un diametro compreso tra 1 e 3 micrometri, queste bolle (vescicole giganti della membrana plasmatica) sono troppo grandi per l’uso terapeutico. Nel nuovo processo sviluppato, vengono quindi pressate più volte attraverso una membrana filtrante per ridurne le dimensioni. Dopo diversi passaggi attraverso il filtro, otteniamo una soluzione omogenea con nano vescicole di membrana plasmatica (NPmV) con un diametro di 120 nanometri: esattamente ciò di cui abbiamo bisogno per ulteriori applicazioni", spiega Claudio Alter.
Origine diversa, campo di applicazione diverso
Il team di ricerca ha quindi caratterizzato queste NPmV e le ha confrontate con gli esosomi - le vescicole extracellulari più comunemente utilizzate finora - in termini di dimensioni, omogeneità, carico proteico e lipidico. I ricercatori hanno anche studiato la capacità delle NPmV di interagire con altre cellule in vitro. Le nano vescicole della membrana plasmatica hanno mostrato proprietà simili a quelle degli esosomi.Grazie al loro carico specifico e alla dotazione di marcatori sulla superficie delle vescicole che provengono dalla linea cellulare madre, le NPmV potrebbero essere utilizzate per scopi terapeutici", commenta Jörg Huwyler. Al momento pensiamo soprattutto a stimolare il sistema immunitario, ad esempio nelle vaccinazioni o nell’immunoterapia del cancro".
Pubblicazione originale
Alter, C.L., Detampel, P., Schefer, R.B. et al.
Preparazione ad alta efficienza di vescicole extracellulari monodisperse derivate dalla membrana plasmatica per applicazioni terapeutiche.
Communications Biology (2023), doi: https://doi.org/10.1038/s42003’023 -04859-2
