Un modo in cui le cellule comunicano tra loro è attraverso la secrezione e l'assorbimento di vescicole extracellulari (EV). I veicoli elettrici trasportano una moltitudine di carichi, tra cui proteine, lipidi e acidi nucleici. Il loro assorbimento influenza la funzione delle cellule riceventi influenzando i processi di segnalazione e l'espressione genica.
Tuttavia, nonostante studi approfonditi sugli EV, si sa poco sul loro assorbimento specifico da parte delle cellule riceventi.
"Capire come le cellule riceventi assorbono i veicoli elettrici è fondamentale per decifrare i meccanismi più ampi che governano la comunicazione cellula-cellula nei processi cellulari sia in salute che in malattia", spiega Koshi Imami del RIKEN Center for Integrative Medical Sciences.
Imami e colleghi hanno ora sviluppato un nuovo metodo per monitorare l’interazione tra i veicoli elettrici e le cellule riceventi. Il sistema TurboID-EV funziona etichettando le proteine cellulari riceventi vicine agli EV con biotina (vitamina B7). La ricerca è pubblicata sulla rivista Analytical Chemistry .
"A differenza delle tecniche tradizionali che etichettano i veicoli elettrici con proteine fluorescenti o utilizzano la microscopia, il nostro metodo fornisce una visione globale delle proteine coinvolte nell'assorbimento dei veicoli elettrici e nelle interazioni all'interno delle cellule riceventi", afferma Imami.
Identificando le proteine marcate con biotina utilizzando l'arricchimento biochimico e la spettrometria di massa, i ricercatori possono raccogliere indizi sui meccanismi molecolari alla base dell'assorbimento di EV.
Imami e colleghi hanno espresso una biotina ligasi progettata per fondersi con le membrane EV nelle cellule renali embrionali umane senza interferire con la secrezione di EV. Raccogliendo TurboID-EV secreti e incubandoli con cellule riceventi etichettate con aminoacidi pesanti e integrate con biotina, hanno potuto esaminare gli eventi di biotinilazione che si verificano durante l'assorbimento degli EV.
I ricercatori hanno identificato più di 450 proteine riceventi biotinilate. Ne hanno inclusi alcuni ben noti coinvolti nel processo mediante il quale le cellule inglobano sostanze esterne per portarle all'interno. Il team ha anche scoperto proteine coinvolte nel trasporto intracellulare e proteine associate alla membrana, che potrebbero essere fondamentali per l'assorbimento di EV in questo modello.
Il metodo può essere adattato a diversi sottotipi di EV e tipi di cellule. "La versatilità del nostro sistema consente ai ricercatori di studiare la specificità dei meccanismi di assorbimento degli EV in molti contesti biologici", afferma Imami.
La scoperta delle proteine coinvolte nell'assorbimento degli EV potrebbe approfondire la nostra comprensione di come le cellule tumorali si diffondono e aiutare a sviluppare sistemi di somministrazione di farmaci basati su EV che prendono di mira tipi cellulari specifici.
Il team di Imami sta ora cercando di applicare il sistema TurboID-EV a un modello murino per capire come il cancro si diffonde tra gli organi. "È noto che gli EV derivati dal tumore vengono assorbiti dalle cellule organo-specifiche per prepararsi alla diffusione del cancro a nuovi organi", spiega Imami. "Vogliamo caratterizzare la funzione di questi veicoli elettrici."
Ulteriori informazioni: Yuka Li et al, TurboID-EV:Mappatura proteomica delle proteine cellulari riceventi prossimali alle piccole vescicole extracellulari, Chimica analitica (2023). DOI:10.1021/acs.analchem.3c01015
Informazioni sul giornale: Chimica Analitica
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