Una forma en que las células se comunican entre sí es mediante la secreción y absorción de vesículas extracelulares (VE). Los vehículos eléctricos transportan una multitud de cargas, incluidas proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Su absorción afecta la función de las células receptoras al influir en los procesos de señalización y la expresión genética.
Sin embargo, a pesar de un estudio exhaustivo de los vehículos eléctricos, se sabe poco sobre su absorción específica por parte de las células receptoras.
"Comprender cómo las células receptoras absorben los vehículos eléctricos es fundamental para descifrar los mecanismos más amplios que rigen la comunicación entre células en los procesos celulares tanto en la salud como en la enfermedad", explica Koshi Imami del Centro RIKEN de Ciencias Médicas Integrativas.
Imami y sus colegas han desarrollado un método novedoso para rastrear la interacción entre los vehículos eléctricos y las células receptoras. El sistema TurboID-EV funciona marcando las proteínas celulares receptoras cercanas a los vehículos eléctricos con biotina (vitamina B7). La investigación se publica en la revista Analytical Chemistry. .
"A diferencia de las técnicas tradicionales que etiquetan los vehículos eléctricos con proteínas fluorescentes o utilizan microscopía, nuestro método proporciona una visión global de las proteínas implicadas en la captación de vehículos eléctricos y las interacciones dentro de las células receptoras", afirma Imami.
Al identificar las proteínas marcadas con biotina mediante enriquecimiento bioquímico y espectrometría de masas, los investigadores pueden obtener pistas sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la absorción de vehículos eléctricos.
Imami y sus colegas expresaron una biotina ligasa diseñada para fusionarse con membranas de EV en células de riñón embrionario humano sin interferir con la secreción de EV. Al recolectar TurboID-EV secretados e incubarlos con células receptoras marcadas con aminoácidos pesados y suplementadas con biotina, podrían examinar los eventos de biotinilación que ocurren durante la absorción de los VE.
Los investigadores identificaron más de 450 proteínas receptoras biotiniladas. Incluyeron proteínas bien conocidas implicadas en el proceso mediante el cual las células fagocitan sustancias externas para atraerlas. El equipo también encontró proteínas implicadas en el transporte intracelular y proteínas asociadas a la membrana, que podrían ser clave para la absorción de EV en este modelo.
El método se puede adaptar a diferentes subtipos de vehículos eléctricos y tipos de células. "La versatilidad de nuestro sistema permite a los investigadores investigar la especificidad de los mecanismos de absorción de vehículos eléctricos en muchos contextos biológicos", afirma Imami.
Descubrir las proteínas implicadas en la absorción de vehículos eléctricos podría ampliar nuestra comprensión de cómo se propagan las células cancerosas y ayudar a desarrollar sistemas de administración de fármacos basados en vehículos eléctricos dirigidos a tipos de células específicos.
El equipo de Imami ahora está intentando aplicar el sistema TurboID-EV a un modelo de ratón para comprender cómo se propaga el cáncer entre órganos. "Se sabe que los vehículos eléctricos derivados de tumores son absorbidos por células específicas de órganos para prepararse para que el cáncer se propague a nuevos órganos", explica Imami. "Queremos caracterizar el funcionamiento de estos vehículos eléctricos."
Más información: Yuka Li et al, TurboID-EV:Mapeo proteómico de proteínas celulares receptoras proximales a pequeñas vesículas extracelulares, Química analítica (2023). DOI:10.1021/acs.analchem.3c01015
Información de la revista: Química analítica
Proporcionado por RIKEN
