Istraživači su sintetizovali magnetne perle obložene taninskom kiselinom koje su sposobne da ekstrahuju membranske vezikule zvane „egzozomi“ iz bioloških tečnosti sa efikasnošću od 60%. Ova nova metoda će olakšati i brže izolovati egzosome iz laboratorijskih uzoraka, dok će hemijski sastav egzosoma pomoći u otkrivanju raka u ranim fazama. Studija je objavljena u Journal of Materials Chemistri B.
Ćelije u ljudskom telu „komuniciraju“ preko egzozoma — sitnih membranskih vezikula koji se oslobađaju u međućelijski prostor i nose proteine, masti, nukleinske kiseline i druge molekule. Pošto sadržaj egzosoma replicira hemijski sastav ćelije od koje su se odvojili, oni se mogu koristiti kao molekularni markeri za identifikaciju različitih bolesti. Na primer, prisustvo proteina i RNK tipičnih za ćelije raka u egzozomima je ubedljiv dokaz o nastajanju raka.
Međutim, dijagnostika zasnovana na egzozomima još uvek nije široko korišćena u kliničkoj praksi jer su ovi vezikuli mali kao virusi i stoga ih je teško izolovati. Nedavno predloženi pristup koristi magnetne perle za hvatanje egzozoma iz bioloških uzoraka, kao što je krv.
Površina kuglica je obložena molekulima, kao što su antitela, koji se specifično vezuju za egzozome i drže ih na mestu, a kompleksi zrna i egzosoma se zatim ekstrahuju iz biološkog uzorka pomoću magneta. Međutim, ovaj pristup je bio prilično neefikasan, što je podstaklo istraživače da poboljšaju sposobnost perli da se vežu za egzozome.
Zajednički tim Instituta za nauku i tehnologiju Skolkovo, Moskovskog državnog univerziteta Lomonosov i Nacionalnog medicinskog istraživačkog centra Kulakov za akušerstvo, ginekologiju i perinatologiju Ministarstva zdravlja Rusije poboljšao je magnetne perle nanošenjem sloja taninske kiseline na njihovu površinu.
Istraživači su sintetizovali kuglice oksida gvožđa i kalcijum karbonata (kreda i mermer su najčešći oblici potonjeg), a zatim su obložili njihovu površinu slojem polivinilpirolidona i polialilaminohidrohloridnih polimera ili albumina, koji se specifično vezuju za egzozome. Konačno, dobijeni kompleksi su držani u taninskoj kiselini koja se nataložila na površini zajedno sa drugim molekulima.
Istraživači su stavili magnetne perle u rastvor koji sadrži unapred određenu količinu egzozoma da bi procenili efikasnost vezivanja, zatim su uklonili kuglice magnetom i izmerili preostalu količinu membranskih vezikula.
Otkrili su da kuglice obložene taninskom kiselinom zahvataju 50% do 60% egzosoma, u zavisnosti od tipa drugog molekula u premazu (polimer ili albumin). Ostali uzorci obloženi samo polimerima ili albuminom pokazali su efikasnost od samo 34%.
Perle obložene taninskom kiselinom su se bolje pokazale jer je kiselina formirala vodonične veze sa mastima i proteinima na njihovoj površini, delujući kao dodatno sidro za egzozome. Taninska kiselina takođe pomaže u formiranju celih kompleksa, sa membranskim vezikulima koji se prijanjaju za zrno i jedni za druge, omogućavajući da se više njih izvuče iz rastvora.
Efikasnost hvatanja egzosoma koju je tim postigao je uporediva sa kvalitetom široko korišćene, ali izuzetno glomazne metode hromatografije isključenja, u kojoj se egzosomi proseju kroz sloj gela da bi se odvojili od drugih komponenti tečnosti. Novi pristup takođe zahteva manje vremena – 2,5 sata u odnosu na 4 sata – što će ubrzati ceo postupak i omogućiti njegovu širu primenu u kliničkoj praksi.
„U budućnosti, široka upotreba analize hemijskog sastava egzozoma će pomoći da se olakša rana dijagnoza različitih vrsta raka. U budućnosti planiramo da poboljšamo površinsku strukturu magnetnih perli kako bismo dodatno povećali njihovu efikasnost“, rekao je Aleksej Jaščenok, vanredni profesor Skoltech fotoničkog centra i rukovodilac projekta.
