Vésicule extracellulaire

Origine des vésicules extracellulaires

Les vésicules extracellulaires sont des structures membraneuses de taille nanométrique sécrétées dans l'espace extracellulaire. Elles présentent des tailles, des contenus et des marqueurs de surface variés et sont libérés par les cellules dans des conditions normales et pathologiques. Le sérum humain est une riche source de ces vésicules extracellulaires, bien que leur isolement des protéines sériques et des particules lipidiques pose des défis. Ces vésicules transportent divers composants cellulaires tels que des protéines, de l'ARN messager, de l'ARN mitochondrial , de l'ADN et des lipides sur de longues distances, influençant ainsi de nombreux événements physiologiques et pathologiques, notamment dans le cancer. Leurs rôles essentiels dans la communication cellulaire en font des candidats aux transports prometteurs pour les agents thérapeutiques, les systèmes d’administration de médicaments et les biomarqueurs de maladies. En particulier dans le diagnostic du cancer, la détection des vésicules extracellulaires peut ouvrir la voie à une identification précoce et offre un potentiel en tant que biomarqueurs diagnostiques. Divers sous-types de vésicules extracellulaires apparaissent comme outils ciblés d’administration de médicaments, soulignant leur importance clinique potentielle.

Introduction

Les vésicules extracellulaires représentent une collection hétérogène de particules ayant une membrane formée d'une double cloison lipidique enfermées synthétisées activement et sécrétées par une myriade de types de cellules dans le milieu extracellulaire. Leur sécrétion est un mécanisme permanent observé dans tous les domaines de la vie, englobant à la fois les procaryotes et les eucaryotes, et se produit dans diverses conditions, allant des états physiologiques aux états pathologiques. Bien qu’historiquement considérés comme de simples débris cellulaires d’importance limitée, les recherches actuelles ont mis en lumière leur rôle essentiel en tant que porteurs bioactifs. Ces vésicules servent de conduits pour le transport de divers constituants cellulaires, facilitant la communication cellulaire complexe et assurant la médiation d'une pléthore de processus biologiques . Les vésicules extracellulaires transportent un large éventail de protéines , notamment des protéines telles que les récepteurs de surface cellulaire, des protéines de signalisation, des facteurs de transcription, des enzymes et des substances protéines de la matrice extracellulaire . Elles contiennent également des lipides et des acides nucléiques (tels que l'acide ribonucléique mitochondriale, l' acide ribonucléique messager et l'acide désoxyribonucléique) qui peuvent être transférés des cellules mères aux cellules réceptrices, assurant ainsi la communication intercellulaire et le transfert moléculaire . Les vésicules extracellulaires contribuent à des maladies pathologiques telles que les maladies cardio-vasculaires, les maladies neurodégénératives et le cancer . Les vésicules extracellulaires englobent divers sous-types classés selon leurs mécanismes de synthèse et de libération, notamment les exosomes, les vésicules apoptotiques et autres sous-groupes de vésicules extracellulaires . Elles peuvent également être classés en fonction du type de cellule d'origine ou l'état physiologique des cellules, par exemple, les « oncosomes » libérés par les cellules cancéreuses ; Les « prostasomes » proviennent de la prostate. Les microvésicules, les exosomes et les corps apoptotiques sont les principales entités des vésicules extracellulaires , mais des recherches récentes ont identifié d'autres types, tels que les grands oncosomes, les migrasomes , les ectosomes , les exomères, les supermères et les particules membranaires. Les vésicules extracellulaires sont largement distribués et ont été détectés dans tous les fluides corporels humains, y compris le lait maternel, le liquide céphalo-rachidien, l'urine, la salive et le sang, tant dans des conditions saines que pathologiques. Notamment, la nature du liquide, les maladies associées et les conditions pathologiques dominantes sont étroitement liées à la quantité de vésicule extracellulaire, à la provenance des tissus, à la composition moléculaire et aux caractéristiques fonctionnelles inhérentes.

Vésicules extracellulaires dans les fluides humains

La métaprotéinique et de l'ARN extracellulaire dans les fluides, notamment l'urine et le sang, présente une valeur diagnostique et pronostique indéniables. Compte tenu de la capacité remarquable des vésicules extracellulaires à encapsuler et à préserver la signature moléculaire de leurs cellules mères, ils sont apparus comme des trésors potentiels pour la découverte de biomarqueurs . Une attention particulière a été portée au lait maternel, qui regorge d'un spectre de substances bioactives. constituants essentiels à la santé des nourrissons. On a supposé que les vésicules extracellulaires dans le lait maternel jouent un rôle dans la protection des nourrissons contre des affections telles que l’entérocolite nécrosante. En outre, les vésicules extracellulaires provenant du lait maternel présentent une voie thérapeutique prometteuse pour les nouveau-nés dans des scénarios où l'allaitement maternel est irréalisable et où l'obtention du lait maternel par un donneur pose des défis . Parallèlement, la composition des vésicules extracellulaires salivaires est apparue comme un réservoir potentiel de biomarqueurs, en particulier pour les tumeurs malignes buccales et systémiques. Leur présence et leur profil pourraient servir d’indicateurs de maladies localisées et systémiques. Ces vésicules extracellulaires peuvent induire des effets biologiques sur de longues distances, car ils peuvent circuler dans tout le corps, et pas seulement localement dans le microenvironnement des cellules libérées . Les vésicules extracellulaires jouent un rôle central dans la préservation de l'homéostasie de divers systèmes et organes du corps et de l'organisme. l’apparition et la progression d’une myriade de maladies, notamment le cancer et les troubles neurologiques. Qu’ils proviennent de tissus sains ou de sites malades, les vésicules extracellulaires peuvent agir comme porteurs de protéines pathogènes et de micro ARN, facilitant potentiellement la propagation et l’intensification de certaines maladies. L’un des principaux mécanismes par lesquels les vésicules extracellulaires exercent leur influence est l’interaction avec les cellules réceptrices. Ils y parviennent en se liant à des molécules réceptrices spécifiques présentes à la surface des cellules. Parmi ces récepteurs figurent les protéines tétraspanine, les intégrines , les immunoglobulines et les protéoglycanes. De telles interactions favorisent non seulement la communication entre les cellules, mais jouent également un rôle en guidant les vésicules extracellulaires vers leurs cellules ciblées. Les cellules cancéreuses ont tendance à produire des vésicules extracellulaires en plus grands volumes et avec un contenu protéique plus riche que leurs homologues sains . Les vésicules extracellulaires se lient aux cellules réceptrices par l'intermédiaire de molécules de surface, modifiant ainsi les propriétés physiologiques des cellules cibles et influençant divers aspects de la croissance du cancer. Ils interviennent dans les voies critiques associées à la progression du cancer, connues sous le nom de caractéristiques du cancer , et jouent un rôle crucial dans les processus précoces et tardifs liés au développement tumoral et aux métastases .

Dans le cancer, les vésicules extracellulaires forment un microenvironnement tumoral favorable et des niches pré-métastatiques . Des études ont montré que les formes très agressives de cellules tumorales cérébrales contenaient de grandes quantités de vésicule extracellulaire . La cargaison des vésicules extracellulaires dérivés du cancer est associée à des formes avancées de cellules tumorales caractéristiques de la maladie , telles que les métastases, la résistance au traitement et l’évasion immunitaire . Il est nécessaire de détecter les vésicules extracellulaires pour diagnostiquer et prévenir précocement les maladies courantes. Diverses méthodes détectent et analysent les sous-types de vésicule extracellulaire et leur contenu, permettant ainsi la différenciation entre les vésicules extracellulaires dérivés du cancer et ceux issus de cellules normales.

Les vésicules extracellulaires sont augmentés dans le sang en réponse à une inflammation chronique et aiguë associée à différentes maladies. L’identification et le suivi des vésicules extracellulaires dans la circulation sanguine peuvent potentiellement révolutionner leur utilisation comme biomarqueurs. De plus, les vésicules extracellulaires libérés par des cellules infectées par des agents pathogènes et d’autres cellules malades courantes peuvent altérer la biologie cellulaire, entraînant un cancer, une suppression immunitaire et des lésions tissulaires lors d’une septicémie. Les leucocytes polymorphonucléaires activés provenant de patients septiques produisent des vésicules extracellulaires avec des molécules d’adhésion accrues entraînant des lésions endothéliales et un dysfonctionnement des organes qui en résulte .

Références

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