Egzosomy z moczu biomarkerami choroby nerek
Powstające raporty podkreślają znaczenie szlaku uwalniania egzosomów w wydzielaniu białek, prezentacji antygenów oraz transferze patogenów, a także komunikacji międzykomórkowej. Jak dotąd badania nad egzosomami pomogły zidentyfikować markery chorobowe nowotworów. Egzosomy z moczu zawierają białka charakterystyczne dla wszystkich komórek nabłonka w układzie moczowym, w tym białka występujące w przypadku chorób nerek. Jednakże ich potencjał diagnostyczny nie został dotąd odpowiednio zbadany.
Analiza proteomiczna egzosomów z moczu i nerek
Podjęty przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, finansowany przez Unię Europejską projekt Exosomes zajął się zbadaniem składu i roli egzosomów z moczu. „Naszym celem było odkrycie nowatorskich biomarkerów z egzosomów z moczu w celu nieinwazyjnej diagnostyki choroby nerek”, wyjaśnia koordynator projektu, Robert Fenton, profesor molekularnej biologii komórkowej na Uniwersytecie w Aarhus. Badacze zastosowali proteomikę jakościową i ilościową połączoną z zaawansowaną bioinformatyką, aby zbadać egzosomy z moczu i nerek w warunkach normalnych i patofizjologicznych. Ogólnie rzecz biorąc, naukowcy odkryli, że egzosomy z moczu mogą w pewnym zakresie odzwierciedlać zmiany fizjologiczne w nerkach. Stworzyli oni również kompleksową proteomiczną bazę danych na temat egzosomów z moczu i nerek, opisującą różne stany patofizjologiczne. Taka baza danych może ułatwić w przyszłości ukierunkowane odkrywanie biomarkerów. Badanie procesu regulacji wydzielania egzosomów ujawniło, że ubikwitynacja posttranslacyjna jest konieczna do segregacji białek w egzosomy. Z kolei usunięcie struktur ubikwityny z białek nie było istotnym etapem tworzenia egzosomów.
Znaczenie kliniczne wyników projektu Exosomes
Biomarkery mogą ułatwić diagnozowanie i leczenie pacjentów, u których występują różnego rodzaju choroby nerek. Badania nad biomarkerami z nerek w dużej mierze polegały na wycinkach biopsyjnych pozyskanych od pacjentów w późnym stadium chorób nerek ze względu na ograniczenia etyczne związane ze stosowaniem ludzkich nerek. Jednakże to podejście nie pozwala uzyskać rzetelnych informacji na temat funkcjonowania zdrowych nerek, czy też na temat początków choroby nerek. Zasugerowano, że proteom z moczu może być alternatywnym źródłem biomarkerów nerek z uwagi na jego nieinwazyjne pozyskiwanie i łatwość przetwarzania, jednakże problemem jest to, że zawiera on białka z osocza oraz całego układu moczowo-płciowego. Badanie egzosomów z moczu reprezentuje bardziej ukierunkowane podejście do odkrywania biomarkerów niż analiza moczu niepodzielonego na frakcje. W projekcie Exosomes wykazano, że egzosomy z moczu mogą odzwierciedlać stan nerek, a więc można wykorzystać je na potrzeby diagnozowania i monitorowania wyników leczenia pacjentów. Obecnie badacze z projektu współpracują z lekarzami z Australii, wspólnie badając egzosomy z moczu pozyskane od pacjentów z pierwotnym hiperaldosteronizmem, chorobą powodującą wysokie ciśnienie krwi. Dzięki dodatkowemu dofinansowaniu ze źródeł międzynarodowych naukowcy podejmują się profilowania i proteomiki ilościowej na dużą skalę, aby rozpoznać biomarkery w formie egzosomów z moczu u takich pacjentów. Dzięki niedawnym istotnym postępom technologicznym proteomika stała się bardzo popularną dziedziną w badaniach nerek. Stosowanie analizy proteomicznej do badania egzosomów z moczu stanowi nową metodę badania mechanizmów pracy nerek w zdrowym i chorym organizmie. Fenton podkreśla, że „duża liczba próbek i standaryzowana metodologia analizy wysokoprzepustowej są konieczne dla usprawnienia procesu diagnostycznego i odkrywania biomarkerów”. Niemniej jednak ma on nadzieję, że biomarkery egzosomalne usprawnią diagnostykę choroby nerek, która stanowi duże zagrożenie dla zdrowia milionów osób na całym świecie.
Słowa kluczowe
Exosomes, egzosom z moczu, biomarker, choroba nerek, proteomika, pierwotny hiperaldosteronizm