From preconcentration to rapid detection of exosomes as biomarkers in clinical diagnosis
En l’actualitat, existeix demanda de biomarcadors per poder millorar la detecció de malalties en una etapa inicial, el seguiment de pacients i dissenyar estratègies terapèutiques. Els exosomes són partícules biològiques nanomètriques d’origen endocític, alliberades per tota classe de cèl·lules. Són...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/670616 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/670616 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Exosomes Exosomas Proves de diagnòstic ràpid Pruebas de diagnóstico rápido Rapid diagnosis test Partícules magnètiques Partículas magnéticas Magnetic particles Ciències Experimentals 543 |
| Sumario: | En l’actualitat, existeix demanda de biomarcadors per poder millorar la detecció de malalties en una etapa inicial, el seguiment de pacients i dissenyar estratègies terapèutiques. Els exosomes són partícules biològiques nanomètriques d’origen endocític, alliberades per tota classe de cèl·lules. Són vesícules portadores de molècules actives a les cèl·lules proximals i distals com a mecanisme de comunicació fisiològica, per mantenir l’homeòstasi natural i les respostes patològiques. Tots els tipus de cèl·lules fan servir exosomes per a aquest propòsit. És important destacar que una de les característiques més notables és que estan presents en tots els fluids biològics, com sang, saliva, orina, entre d’altres. La seva fàcil accessibilitat és una de les raons més convincents per a l’ús d’exosomes com biomarcadors clínics. Una altra característica sorprenent és la seva càrrega molecular, que pot ser útil per al diagnòstic i el pronòstic de diverses afeccions i malalties. Durant la biogènesi, els components de la cèl·lula romanen en els exosomes, incloses les tetraspaninas (CD9, CD63, CD81), proteïnes de membrana, lípids i diferents espècies d’ARN (ARNm i microARN) i ADN. Aquesta càrrega representa una signatura específica sobre el seu origen cel·lular i conté informació crítica sobre els processos que tenen lloc en diferents àrees del cos. Tot i que els exosomes es consideren candidats prometedors com a biomarcadors per millorar els mètodes de diagnòstic clínic actuals i desenvolupar proves ràpides, un dels principals inconvenients és que han de detectar-se a baixa concentració en mostres molt complexes. Els procediments convencionals per a la detecció d’exosomes generalment requereixen volums de mostra relativament grans i impliquen etapes preliminars de purificació i preconcentració per ultracentrifugació. Aquesta tesi aborda un dels principals problemes per simplificar el procediment analític en la detecció d’exosomes: el desenvolupament de nous mètodes de separació en fase sòlida per evitar la ultracentrifugació. Aquesta tesi aborda l’aïllament específic dels exosomes mitjançant partícules magnètiques modificades amb anticossos específics, que pot combinar-se fàcilment amb tecnologies emergents per a la detecció ràpida d’exosomes. Així mateix, es presenta un estudi exhaustiu de les proteïnes de superfície en exosomes, que poden ser reconegudes per partícules magnètiques. Aquest estudi es realitza inicialment per mètodes clàssics, inclòs l’aïllament per ultracentrifugació i la caracterització per microscòpia electrònica de transmissió, anàlisi de seguiment de nanopartícules, microscòpia confocal i detecció de proteïnes de superfície per citometria de flux. Es presenta un estudi comparatiu del perfil de biomarcadors de les cèl·lules i els seus exosomes derivats, incloses les tetraspaninas generals CD9, CD63 i CD81, i els receptors específics relacionats amb el càncer (CD24, CD44, CD54, CD326 i CD340). Segons aquest estudi, els exosomes es preconcentran per separació immunomagnètica en partícules magnètiques modificades amb antiCD81 per aconseguir més senyal en la detecció espectrofotomètrica i en biosensors de transducció electroquímica. Després s’avalua l’efecte de la matriu del sèrum sobre la separació immunomagnètica. Finalment, l’estudi d’exosomes per a la monitorització de càncer de mama també s’aborda en aquesta tesi doctoral, mitjançant diferents mètodes de diagnòstic en diferents formats, inclosos immunoassaigs i biosensors electroquímics, per millorar el rendiment analític i simplificar el procediment. Totes les estratègies presentades aquí discriminen pacients sans i amb càncer de mama en funció de biomarcadors específics relacionats amb el càncer epitelial. D’aquesta tesi es pot concloure que una major quantitat en el sèrum d’exosomes que expressen patrons moleculars de cèl·lules epitelials, així com l’activitat de fosfatasa alcalina, és un biomarcador prometedor en el càncer de mama. |
|---|