Früher als Zelltrümmer bezeichnet, können winzige Bläschen eine Schlüsselrolle beim Verständnis und der Behandlung von Krankheiten spielen

Wissenschaftler haben lange darüber nachgedacht, wie Zellen miteinander kommunizieren, aber Rutgers-Forscher haben einen einfachen Spulwurm verwendet, um das Rätsel zu lösen.

Die Studie, die im Fachblatt erscheint Aktuelle Biologiekönnte helfen, Behandlungen für Alzheimer und andere neurodegenerative Erkrankungen zu entwickeln.

Zellen teilen gute und schlechte Nachrichten miteinander, und das tun sie unter anderem durch winzige Bläschen, die extrazellulären Vesikel (EVs) genannt werden. Einst als Zelltrümmer betrachtet, transportieren Elektrofahrzeuge nützliche oder giftige Fracht, die eine gute Gesundheit oder Krankheit fördert. Im menschlichen Gehirn tragen Elektrofahrzeuge beispielsweise krankheitsverursachende Proteine, die das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit beeinflussen können.

„Obwohl Elektrofahrzeuge von grundlegender medizinischer Bedeutung sind, fehlt dem Fachgebiet ein grundlegendes Verständnis dafür, wie sich Elektrofahrzeuge bilden, welche Fracht in verschiedenen Arten von Elektrofahrzeugen verpackt ist, die aus denselben oder unterschiedlichen Zelltypen stammen, und wie unterschiedliche Frachten die Reichweite von Elektrofahrzeugen und Bioaktivitäten beeinflussen.“ sagte die Hauptautorin Inna Nikonorova, eine Postdoktorandin.

EVs, die in menschlichen Flüssigkeiten wie Urin und Blut gefunden werden, können in Flüssigbiopsien als Biomarker für Krankheiten verwendet werden, da gesunde und kranke Zellen unterschiedliche EV-Frachten verpacken.

Das Forschungsteam von Rutgers entschied sich für ein einfaches Versuchstier –C. elegans, oder Spulwürmer – und hochmoderne genetische, molekulare, biochemische und Computerwerkzeuge, um die unbekannte Funktion zu untersuchen, die Elektrofahrzeuge in unserem Körper haben.

Maureen Barr, Professorin am Institut für Genetik, und Nikonorova entwickelten ein groß angelegtes Identifizierungsprojekt, bei dem 2.888 EV-Frachtkandidaten identifiziert wurden.

Angesichts der Bedeutung von Elektrofahrzeugen im menschlichen Nervensystem konzentrierte sich Nikonorova auf Elektrofahrzeuge, die von Zilien produziert werden, den Zellantennen, die Signale für die interzelluläre Kommunikation senden und empfangen. Die Forscher konzentrierten sich insbesondere auf die von Nervenzellen produzierte Ladung von Elektrofahrzeugen und entdeckten, dass Elektrofahrzeuge sowohl RNA-bindende Proteine ​​als auch RNA tragen, deren Rolle bei wirksamen Therapien im mRNA-Impfstoff von COVID-19 zu sehen ist.

Nikonorova und Barr stellten die Hypothese auf, dass Neuronen RNA-bindende Proteine ​​und RNA in EVs verpacken, um die Kommunikation zwischen Zellen und zwischen Tieren voranzutreiben. Ein grundlegendes Verständnis der EV-RNA-Biologie ist wichtig für die Entwicklung maßgeschneiderter Elektrofahrzeuge für RNA-basierte Therapien.

„Wir haben eine innovative Methode zur Kennzeichnung, Verfolgung und Profilierung von Elektrofahrzeugen entwickelt, indem wir genetisch codierte, fluoreszierend markierte EV-Fracht verwenden, und eine groß angelegte Isolierung und Proteinprofilierung durchgeführt“, sagte Nikonorova. „Mit dieser Strategie haben wir vier neuartige Zilien-EV-Frachten entdeckt. Zusammengenommen weisen diese Daten darauf hin C. elegans produziert eine komplexe und heterogene Mischung von EVs aus mehreren Geweben in lebenden Tieren und legt nahe, dass diese Umwelt-EVs verschiedene Rollen in der Tierphysiologie spielen.

Zukünftige Bemühungen im Barr-Labor werden auf das Verständnis der EV-vermittelten RNA-Kommunikation gerichtet sein.