Isolamento di vescicole extracellulari a basso contenuto di endotossine derivate da linee cellulari tumorali

Le vescicole extracellulari (EV), secondo la nomenclatura MISEV 2018, sono un termine collettivo che descrive vari sottotipi di vescicole membranose secrete da cellule che svolgono ruoli cruciali in numerosi processi fisiologici e patologici ^1,2. Inoltre, i veicoli elettrici sono promettenti come nuovi biomarcatori per varie malattie, nonché agenti terapeutici e veicoli di somministrazione di farmaci. Tuttavia, realizzare il loro pieno potenziale è difficile in quanto ci sono ancora molti ostacoli tecnici legati alla loro acquisizione³. Una di queste sfide è l’isolamento delle EV prive di endotossine, che è stato trascurato in molti casi. Una delle endotossine più comuni è il lipopolisaccaride (LPS), che è un componente importante delle pareti cellulari batteriche gram-negative e può causare una risposta infiammatoria acuta, a causa del rilascio di un gran numero di citochine infiammatorie da parte di varie cellule ^4,5. LPS induce una risposta legandosi alla proteina legante LPS, seguita dall’interazione con il complesso CD14/TLR4/MD2 sulle cellule mieloidi. Questa interazione porta all’attivazione di vie di segnalazione dipendenti da MyD88 e TRIF, che a loro volta innescano il fattore nucleare kappa B (NFkB). La traslocazione di NFkB nel nucleo avvia la produzione di citochine⁶. I monociti e i macrofagi sono altamente sensibili agli LPS e la loro esposizione agli LPS provoca un rilascio di citochine infiammatorie e chemochine (ad esempio, IL-6, IL-12, CXCL8 e TNF-α)^7,8. La struttura CD14 consente il legame di diverse specie di LPS con affinità simile e funge da co-recettore per altri recettori toll-like (TLR1, 2, 3, 4, 6, 7 e 9)⁶. Il numero di studi condotti sugli effetti delle EV sui monociti/macrofagi è ancora in aumento^di 9,10,11. Soprattutto dal punto di vista dello studio delle funzioni dei monociti, delle loro sottopopolazioni e di altre cellule immunitarie, la presenza di endotossine e persino la loro presenza mascherata nelle EV è di grande importanza¹². La contaminazione trascurata delle EV con endotossine può portare a conclusioni fuorvianti e nascondere la loro vera attività biologica. In altre parole, lavorare con cellule monocitiche richiede fiducia in assenza di contaminazione da endotossine¹³. Le potenziali fonti di endotossine possono essere acqua, terreni e sieri ottenuti commercialmente, componenti e additivi dei supporti, vetreria da laboratorio e articoli in plastica 5,14,15.

Pertanto, questo studio mirava a sviluppare un protocollo per l’isolamento di EV contenenti endotossine basse. Il protocollo fornisce semplici suggerimenti su come evitare la contaminazione da endotossine durante l’isolamento delle EV invece di rimuovere le endotossine dalle EV. In precedenza, sono stati presentati molti protocolli su come rimuovere le endotossine, ad esempio, dalle nanoparticelle ingegnerizzate utilizzate in nanomedicina; tuttavia, nessuno di essi è utile per strutture biologiche come i veicoli elettrici. L’efficace depirogenazione delle nanoparticelle può essere effettuata mediante risciacquo con etanolo o acido acetico, riscaldamento a 175 °C per 3 ore, irradiazione γ o trattamento tritone X-100; tuttavia, queste procedure portano alla distruzione dei veicoli elettrici^16,17.

Il protocollo presentato è uno studio pionieristico incentrato sull’evitare le impurità delle endotossine nelle EV, a differenza dei precedenti studi sull’effetto delle EV sui monociti⁹. L’applicazione dei principi proposti alla pratica di laboratorio può aiutare a ottenere risultati di ricerca affidabili, che possono essere cruciali quando si considera il potenziale uso di EV come agenti terapeutici nella clinica¹².