Ukrainian Journal of Perinatology and Pediatrics. 2024. 1(97): 97-104. doi: 10.15574/PP.2024.97.97
Радченко В. В., Єльчанінова Т. І.
Дніпровський державний медичний університет, Україна

Для цитування: Радченко ВВ, Єльчанінова ТІ. (2024). Роль позаклітинних везикул при фізіологічних та патологічних станах (огляд літератури). Український журнал Перинатологія і Педіатрія. 1(97): 97-104. doi: 10.15574/PP.2024.97.97.
Стаття надійшла до редакції 20.12.2023 р.; прийнята до друку 12.03.2024 р.

Наведено огляд літератури щодо сучасних поглядів на роль рибонуклеїнової кислоти (РНК) позаклітинних везикул при фізіологічних і патологічних станах.
Мета – висвітлити сучасні наукові знання про значення позаклітинних везикул при фізіологічних і патологічних станах, нові можливості діагностики й лікування.
Позаклітинні везикули, зокрема екзосоми (ЕС), зазнали відродження інтересу після досліджень, що вказують на їхнє значення в численних подіях міжклітинної взаємодії. Основна увага приділена дослідженням, які вивчали патофізіологію мікровезикул та екзосом у нормі та при найпоширеніших захворюваннях, особливості діагностики та можливості їхнього застосування в клінічній практиці. У галузі репродуктивної медицини зростає інтерес до розуміння ролі позаклітинних везикул у чоловічій та жіночій репродуктивних системах, оскільки вони можуть становити новий механізм комунікації між репродуктивними шляхами та незрілими гермінальними клітинами або між матір’ю та плодом. Це потенційно може мати значний вплив на розуміння процесів, пов’язаних із вагітністю та розвитком ускладнень. Вивчається їхня корисність як біомаркерів патологічних станів, таких як прееклампсія, спонтанні передчасні пологи та синдром полікістозних яєчників.
Висновки. Підсумовано взаємозв’язок між екзосомальними мікро-РНК (мкРНК) і різними захворюваннями. Однак використання екзосом мають обмеження через технічні та економічні причини. Чистота виділених ЕС потребує поліпшення, що вимагає більш якісних технологій та обладнання. Висвітлено роль екзосомальних мкРНК у живих організмах, їхню цінність і потенційну можливість застосування з точки зору джерела та механізму дії ЕС. У майбутніх клінічних випробуваннях буде використано більше екзосомальних терапевтичних засобів, що дає надію на появу нових методів діагностики та лікування багатьох захворювань.
Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.
Ключові слова: позаклітинні везикули, екзосоми, мультивезикулярні тіла, мікро-РНК, біомаркери.

ЛІТЕРАТУРА

1. Ashley J, Cordy B, Lucia D et al. (2018). Retrovirus-like gag protein Arc1 binds RNA and traffics across synaptic boutons. Cell. 172 (1-2): 262-274.e211. https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.022; PMid:29328915 PMCid:PMC5793882

2. Barraclough JY, Joan M, Joglekar MV, Hardikar AA, Patel S. (2019). MicroRNAs as Prognostic Markers in Acute Coronary Syndrome Patients-A Systematic Review. Cells. 8(12): 1572. https://doi.org/10.3390/cells8121572; PMid:31817254 PMCid:PMC6952952

3. Budnik V, Ruiz-Cañada C, Wendler F. (2016). Extracellular vesicles round off communication in the nervous system. Nat. Rev. Neurosci. 17(3): 160-172. https://doi.org/10.1038/nrn.2015.29; PMid:26891626 PMCid:PMC4989863

4. Davidson SM, Boulanger CM, Aikawa E et al. (2023, Mar 17). Methods for the identification and characterization of extracellular vesicles in cardiovascular studies: from exosomes to microvesicles. Cardiovasc Res. 119(1): 45-63. https://doi.org/10.1093/cvr/cvac031; PMid:35325061 PMCid:PMC10233250

5. Fitzner D, Schnaars M, Van Rossum D, Krishnamoorthy G, Dibaj P, Bakhti M et al. (2011). Selective transfer of exosomes from oligodendrocytes to microglia by macropinocytosis. J Cell Sci. 124; Pt 3: 447-458. https://doi.org/10.1242/jcs.074088; PMid:21242314

6. French KC, Antonyak MA, Cerione RA. (2017). Extracellular vesicle docking at the cellular port: extracellular vesicle binding and uptake. Semin Cell Dev Biol. 67: 48-55. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2017.01.002; PMid:28104520 PMCid:PMC5484727

7. Gege L, Jun W, Guo C et al. (2022). The potential therapeutic value and application prospect of engineered exosomes in human diseases. Front cell Dev Biol. 10: 1051380. https://doi.org/10.3389/fcell.2022.1051380; PMid:36531952 PMCid:PMC9751586

8. Gurunathan S, Kang MH, Jeyaraj M et al. (2019). Review of the isolation, characterization, biological function, and multifarious therapeutic approaches of exosomes. Cells. 8(4): 307. https://doi.org/10.3390/cells8040307; PMid:30987213 PMCid:PMC6523673

9. Hessvik NP, Lorente L. (2018). A current knowledge on exosome biogenesis and release. cell Mol life Sci. 75(2): 193-208. https://doi.org/10.1007/s00018-017-2595-9; PMid:28733901 PMCid:PMC5756260

10. Hu W, Liu C, Bi ZY, Zhou Q, Zhang H, Li LL et al. (2020, Jun 5). Comprehensive landscape of extracellular vesicle-derived RNAs in cancer initiation, progression, metastasis and cancer immunology. Mol Cancer. 19(1): 102. https://doi.org/10.1186/s12943-020-01199-1; PMid:32503543 PMCid:PMC7273667

11. Kalluri R, LeBleu VS. (2020). The biology, function, and biomedical applications of exosomes. Science. 367(6478): eaau6977. https://doi.org/10.1126/science.aau6977; PMid:32029601 PMCid:PMC7717626

12. Lasser С. (2019). Mapping extracellular RNA sheds lights on distinct carriers. cell. 177(2): 228-230. https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.03.027; PMid:30951666

13. Li S, Lv D, Yang H, Lu Y, Jia Y. (2023, Dec). A review on the current literature regarding the value of exosome miRNAs in various diseases. Ann Med. 55(1): 2232993. https://doi.org/10.1080/07853890.2023.2232993; PMid:37435923 PMCid:PMC10339768

14. Murillo D, Thistlethwaite W, Rozowsky J et al. (2019). A exRNA atlas analysis reveals distinct extracellular RNA cargo types and their carriers present across human biofluids. cell. 177(2): 463-477.e15. https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.02.018; PMid:30951672 PMCid:PMC6616370

15. Paolillo M, Schinelli S. (2017). Integrins and exosomes, a dangerous liaison in cancer progression. Cancers (Basel). 9(8): E95. https://doi.org/10.3390/cancers9080095; PMid:28933725 PMCid:PMC5575598

16. Pathan M, Pamali F, Sai C et al. (2019). Yesiclepedia 2019: a compendium of RNA, proteins, lipids and metabolites in extracellular vesicles. Nucleic Acids Res. 47(D1): D516-D519. https://doi.org/10.1093/nar/gky1029; PMid:30395310 PMCid:PMC6323905

17. Qing M, Xiao W, Jing Z et al. (2018). Exosomes derived from imatinib-resistant chronic myeloid leukemia cells mediate a horizontal transfer of drug-resistant trait by delivering miR-365. Exp. cell Res. 362(2): 386-393. https://doi.org/10.1016/j.yexcr.2017.12.001; PMid:29223442

18. Ridder K, Sevko A, Heide J, Dams M, Rupp AK, Macas J et al. (2015). Extracellular vesicle-mediated transfer of functional RNA in the tumor microenvironment. OncoImmunology. 4(6): e1008371. https://doi.org/10.1080/2162402X.2015.1008371; PMid:26155418 PMCid:PMC4485784

19. Rutter BD, Innes RW. (2017, Jan). Extracellular Vesicles Isolated from the Leaf Apoplast Carry Stress-Response Proteins. Plant Physiol. 173(1): 728-741. https://doi.org/10.1104/pp.16.01253; PMid:27837092 PMCid:PMC5210723

20. Selvaraj J, Dhanavathy G, Johnson R et al. (2021). Stem cell-derived exosomes potential therapeutic roles in cardiovascular diseases. Front cardiovasc Med. 8: 723236. https://doi.org/10.3389/fcvm.2021.723236; PMid:34447796 PMCid:PMC8382889

21. Shahrzad N, Sara S, Ardeshir H et al. (2018). Immunomodulatory effects of mesenchymal stem cell-derived exosomes on experimental type-1 autoimmune diabetes. J cell Biochem. 119(11): 9433-9443. https://doi.org/10.1002/jcb.27260; PMid:30074271

22. Simon C, Greening DW, Bolumar D, Balaguer N, Salamonsen LA, Vilella F. (2018, Jun 1). Extracellular Vesicles in Human Reproduction in Health and Disease. Endocr Rev. 39(3): 292-332. https://doi.org/10.1210/er.2017-00229; PMid:29390102

23. Stahl D, Raposo G. (2019, May 1). Extracellular vesicles: exosomes and microvesicles, integrators of homeostasis. Physiology (Bethesda). 34(3): 169-177. https://doi.org/10.1152/physiol.00045.2018 PMid:30968753

24. Stephanie P, Amy B, Mark H et al. (2019). Endothelial cell apoptosis and the role of endothelial cell-derived extracellular vesicles in the progression of atherosclerosis. Cell Mol life Sci. 76(6): 1093-1106. https://doi.org/10.1007/s00018-018-2983-9; PMid:30569278

25. Théry C, Witwer KW, Aikawa E et al. (2018, Nov 23). Minimal information for studies of extracellular vesicles 2018 (MISEV2018): a position statement of the International Society for Extracellular Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines. J Extracell Vesicles. 7(1): 1535750.

26. Wang W, Han Y, Jo HA et al. (2020). Non-coding RNAs shuttled via exosomes reshape the hypoxic tumor microenviroment. J Hematol oncol. 13(1): 67. https://doi.org/10.1186/s13045-020-00893-3; PMid:32503591 PMCid:PMC7275461

27. Xian W, Yi T, Zhao L et al. (2021). The application potential and advance of mesenchymal stem cell-derived exosomes in myocardial infarction. Stem cells int: 5579904. https://doi.org/10.1155/2021/5579904; PMid:34122557 PMCid:PMC8189813

28. Xu C, Qi L. (2022). Potential clinical applications of exosomes in the diagnosis, treatment, and prognosis of cardiovascular diseases: a narrative review. Ann transl Med. 10(6): 372. https://doi.org/10.21037/atm-22-619; PMid:35433929 PMCid:PMC9011294

29. Yong S, Youngeun K, Sun H et al. (2021). The emerging role of exosomes as novel therapeutics: biology, technologies, clinical applications, and the next. Am J Reprod. immunol. 85(2): e13329. https://doi.org/10.1111/aji.13329; PMid:32846024 PMCid:PMC7900947

30. Zaborowski MP, Balaj L, Breakefield XO, Lai CP. (2015). Extracellular vesicles: composition, biological relevance, and methods of study. Bioscience. 65(8): 783-797. https://doi.org/10.1093/biosci/biv084; PMid:26955082 PMCid:PMC4776721

31. Zhong W, Zeng W, Hai X et al. (2022). Exosomal noncoding RNAs in central nervous system diseases: biological functions and potential clinical applications. Front Mol Neurosci. 15: 1004221. https://doi.org/10.3389/fnmol.2022.1004221; PMid:36438184 PMCid:PMC9681831

32. Zomer A, Maynard C, Verweij FJ, Kamermans A, Schafer R, Beerling E et al. (2015). In vivo imaging reveals extracellular vesicle-mediated phenocopying of metastatic behavior. Cell. 161(5): 1046-1057. https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.04.042; PMid:26000481 PMCid:PMC4448148