EKSTRACELLULÆRE VESIKLER SOM BIOMARKØRER

Transkript

1 EKSTRACELLULÆRE VESIKLER SOM BIOMARKØRER Beate Vestad, Bioingeniør, MSc Enhet for blodcelleforskning Avd for Medisinsk Biokjemi, OUS, Ullevål 2.Juni 2016 Bilde: istock. By Getty Images. Agenda Hva er ekstracellulære vesikler (EV)? Hvorfor er vi interesserte i EV? Potensielle biomarkører Metoder i EV-forskning Regionalt forskningsnettverk for ekstracellulære vesikler (RRNEV) Oppsummering 1

2 Ekstracellulære vesikler (EV) Definisjon: Runde partikler med cellulær opprinnelse omsluttet av en fosfolipid dobbeltmembran med diameter fra 30 nm til 5 µm. Samlebetegnelse for ulike membranvesikler Produseres av de fleste levende celler Ulik opprinnelse og egenskaper Register av ulike mekanismer Heterogen gruppe Kilder: Bilde: Edvin van der Pol (2014): Transmission electron microscopy image of extracellular vesicles from human urine. Definisjon: Gyögy B et al (2011) Membrane vesicles, current state of the art: emerging role of extracellular vesicles.. Biogenese MVBs (multivesicular bodies) Kilde: Cecilia Lässer (2015) Exosomes in diagnostic and therapeutic applications: biomarker, vaccine and RNA interference delivery vehicle, Expert Opinion on Biological Therapy 2

3 Gyögy B et al (2011) Membrane vesicles, current state of the art: emerging role of extracellular vesicles. Cell Mol Life Sci, Aug;68(16): Hvor finnes EV? Alle biologiske væsker inneholder EV Urin, CSF, blod (serum, plasma), saliva, tårevæske, ascites, morsmelk, sæd Supernatant fra cellekulturer Overalt: I vann, i havet, i øl.. 3

4 Hvorfor er vi så interesserte i EV? 4

5 Intercellulær kommunikasjon + via ekstracellulære vesikler! Fra cellestøv til ikke invasive, sirkulerende biomarkører? 5

6 Stort biomarkørpotensiale! Potente mediatorer: Bærer med seg overflatemarkører fra oppshavscellen Fylt med genetisk materiale (RNA, DNA), proteiner og lipider Sammensetning, innhold, overflatemarkører hos EV situasjonsbilde av modercellen! Avtrykk av kroppens tilstand Interessant i diagnostikksammenheng Interessant for medisinsk biokjemi Target cell education Raposo G, and Stoorvogel W J Cell Biol 2013;200:

7 Stor internasjonal satsning på EV EV som potensielle biomarkører Forhøyede konsentrasjoner av EV i sykdom! Spesifikke biomarkører - proteiner/rna som representerer den EVproduserende celle Non-invasiv karakterisering av tumorer slipper smertefulle biopsier for å stille diagnose! (Eks Glypican 1, pancreas cancer) Prognostiske markører Eks utfall av kreftsykdom: Lavt/høyt antall EV? Exosomale mirna som er assosiert med god/dårlig overlevelse? Monitorering av behandlingsrespons Terapi - Drug delivery ( pakke EV med molekyler som kan gi ønsket endring), eks vaksineterapi, behandling av kreft, autoimmune sykdommer, vevsskade etc 7

8 Metoder for å utforske EV Metoder for å utforske EV 8

9 Isolering av EV: Ulike sentrifugeringsregimer 2 500g g g Magnetiske kuler Matrix-baserte Ulike kolonner Ultrafiltrering Sukrosegradient Gelfiltrering (størrelsessepareringskromatografi) Karakterisering av EV: Antall Størrelse Overflatemarkører Innhold: Proteiner/lipider Nukleinsyrer Organeller 9

10 Karakterisering av EV: Cargo selection and release Karakterisering av EV: Elektronmikroskopi (EM) Partikkeltellere Flowcytometri RNA-analyser (PCR, mikromatrise/affymetrix) Protein deteksjon: Masse spektrometri, Western Blot, ELISA Lipidanalyse Visualisering/mikroskopi (fluoresens-, konfokal-, live imaging) 10

11 Regionalt forskningsnettverk på ekstracellulære vesikler (RRNEV) Enhet for Blodcelleforskning v/reidun Øvstebø Avd for Medisinsk biokjemi OUS, Ullevål: Koordinerende gruppe Tildelt midler for 3 år i 2013 Hensikten med regionale forskningsnettverk er: Skape gode samarbeidsrelasjoner som bidrar til å styrke forskningen innen et fagområde EV forskning i RRNEV Implementering og validering av metoder Isolering, karakterisering (str, konsentrasjon og innhold) Opptak/endocytose av EV I profesjonelle fagocytter (monocytter) vs ikke-fagocytter (lymfocytter) POSTER S13: Extracellular vesicles derived from SW480 cancer colon cells are internalized by human primary monocytes but not by lymphocytes EV som potensielle biomarkører for sykdom EV i urin fra prostata cancer pasienter EV i plasma fra colorectal cancer pasienter (isolering av CD-spesifikke vesikler, mirna profilering) 11

12 23 Oppsummering: Ekstracellulære vesikler Spennende nytt fagfelt! Viktige biologiske komponenter hos frisk og syk Liquid biopsy stort biomarkørpotensiale! Enda mye vi ikke vet om EV Biogenese, sekresjon, innhold, opptak i targetceller, funksjon Viktig å forske videre karakterisere EV, standardisere metoder 12

13 Takk for oppmerksomheten! RRNEV open access seminar 7.juni kl , Radiumhospitalet. TEMA: Isolation and characterization of EVs! Kontakt: 13