Белки внеклеточных везикул можно использовать для диагностики рака яичников

Внеклеточные везикулы — это небольшие мембранные пузырьки, которые выделяются различными клетками. Они обнаружены в спинномозговой жидкости, крови, моче, слюне, асцитной жидкости и других жидкостях организма.В мембраны таких пузырьков встроены разнообразные белки, а какие именно — зависит от клеток, которые выделяют везикулы. Таким образом происходит обмен информацией и взаимодействие между клетками (подробнее на вебинаре PCR.NEWS.). Как стало недавно известно, раковые клетки образуют эти мембранные пузырьки в большом количестве. Исследователи предлагают использовать их в качестве онкомаркеров, определяя белки, встроенные в мембраны везикул.

Серозная карцинома высокой степени злокачественности (high-grade serous ovarian carcinoma - HGSOC) — самая распространенная эпителиальная опухоль яичников. Она образуется из клеток внешней поверхности яичника или внутренней поверхности фаллопиевой трубы. Летальность составляет практически 90%. При этом диагностика серозной карциномы сопряжена с проблемами. Ранее используемый маркер CA-125 оказался недостаточно эффективным. Ученые из Японии считают, что определение специфических белков, связанных с везикулами раковых клеток, может стать новым подходом к диагностике данного вида рака.

Для начала исследователи выделили везикулы из некоторых раковых клеточных линий (в том числе из клеток HGSOC), нераковых иммортализированных клеточных линий (клеток поверхностного эпителия яичников, фибробластов, мезотелиальных клеток), а также из сыворотки и жидкости брюшной полости пациенток с HGSOC. С помощью анализа траектории наночастиц (АТН) определили размеры везикул: среди них были малые (менее 200 нм), средние и большие (более 200 нм). Далее исследователи проверили наличие специфических белков в образцах опухолевых клеток и их везикул, которые уже были ранее обнаружены. Из 59 белков в образцах клеток были найдены 42, а в образцах везикул — 26. Авторы обращают внимание на то, что такие маркеры, как СА-125 и мезотелин, не специфичны для рака яичников, и предполагают, что лучше использовать малые внеклеточные везикулы (sEV) в качестве онкомаркеров, поскольку для средних и крупных (m/lEV) обнаружены перекрывания с клеточными белками.

Далее с помощью шотган-протеомики (жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии) ученые определили специфические мембранные белки везикул опухолевых клеток серозной карциномы. Анализ показал наличие 74 мембранных белков в sEV и 164 белка в m/lEV. Было выделено 58 белков для sEV и 57 для m/lEV с высоким уровнем экспрессии и без перекрывания с белками клеточных линий. Исследование профиля мРНК ткани рака яичников выделило 6 генов, обладающих наибольшей экспрессией: FOLR1 (рецептор фолиевой кислоты), MSLN (мезотелин), CLDN3 (клаудин), SMPDL (сфингомиелин), MUC1 (муцин), TACSTD2 (Trop-2). Иммуноблоттинг показал, что для sEV раковых клеток специфичны три белка: FRa - рецептор фолиевой кислоты, Claudin-3 - белок, ассоциированный с клеточной адгезией, и TACSTD2, который участвует в опухолевой прогрессии. На поверхности везикул эти маркеры визуализировали антителами антитела с флуорофором; также их наличие подтверждено методами просвечивающей электронной микроскопии и иммуногистохимии с золотом.

Для выделения везикул из жидкостей (сыворотки, мочи, асцитной жидкости), ученые использовали нановолокна на основе оксида цинка. Нановолокна покрывали поликетонами, эффективно адсорбирующими везикулы. Таким способом исследователи получили sEV из жидкости брюшной полости пациенток с асцитом на фоне серозной карциномы или с асцитом, обусловленным доброкачественными опухолями. Общее количество везикул было несколько больше у онкобольных. При обработке образцов антителами три специфических маркера были обнаружены у пациенток с HGCOS. Везикулы с этими маркерами присутствовали в образцах онкобольных в более высоких концентрациях

Авторы исследования считают, что обнаруженные маркеры, ассоциированные с внеклеточными везикулами раковых клеток, могут способствовать выявлению серозной карциномы высокой степени злокачественности на более ранних этапах.

Анализ внеклеточных везикул в моче помогает диагностировать заболевания почек