COMPARISON OF METHODS FOR ASSESSING THE CONCENTRATION OF EXTRACELLULAR VESICLES ISOLATED FROM DIFFERENT BIOLOGICAL FLUIDS

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Accurate quantification of extracellular vesicles (EVs) remains a significant challenge in biomedical research. Although various analytical methods have been developed, their reliability is often limited by the presence of non-vesicular nanoparticles and biological contaminants, particularly in biological fluids. Moreover, for some sources of EVs, such as uterine aspirates and gastric juice, quantitative evaluation has been scarcely addressed. The aim of the study is to perform a comparative analysis of three EV quantification methods: total protein content measurement, nanoparticle tracking analysis (NTA), and esterase activity assessment using the commercial FluoroCet exosome quantitation kit in EVs isolated from various biological fluids: blood plasma, ascitic fluid, uterine aspirates, gastric juice, and conditioned medium of ovarian and non-small cell lung cancer cell lines. For EV samples derived from conditioned medium, all three methods demonstrated strong correlation, supporting their validity for in vitro EV quantification in highly purified samples. In contrast, plasma, ascitic fluid, and uterine aspirates exhibited discrepancies between methods, likely attributable to the presence of non-vesicular nanoparticles. Notably, EVs from gastric juice demonstrated a strong correlation between protein content and esterase activity, indicating a prevalence of vesicle-associated proteins and a potentially unique EV composition in this fluid. The findings underscore the necessity for a multifactorial approach to EV quantification, taking into account factors such as sample origin and limitations inherent to the specific method employed. These results may serve as a basis for the development of standardized protocols for EV quantification, which is particularly relevant for clinical sample analysis.

作者简介

G. Skryabin

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, Russia

A. Enikeev

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, Russia

A. Beliaeva

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, Russia

K. Zhordania

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, Russia

S. Galetsky

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, Russia

D. Bagrov

Blokhin National Medical Research Center of Oncology; Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia; Moscow, Russia

O. Imaraliev

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, Russia

I. Karasev

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Moscow, Russia

E. Tchevkina

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: tchevkina@mail.ru
Moscow, Russia

参考

  1. Kalluri, R., and LeBleu, V. S. (2020) The biology, function, and biomedical applications of exosomes, Science, 367, eaau6977, https://doi.org/10.1126/science.aau6977.
  2. Hu, C., Jiang, W., Lv, M., Fan, S., Lu, Y., Wu, Q., and Pi, J. (2022) Potentiality of exosomal proteins as novel cancer biomarkers for liquid biopsy, Front. Immunol., 13, 792046, https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.792046.
  3. Han, Q.-F., Li, W.-J., Hu, K.-S., Gao, J., Zhai, W.-L., Yang, J.-H., and Zhang, S.-J. (2022) Exosome biogenesis: machinery, regulation, and therapeutic implications in cancer, Mol. Cancer, 21, 207, https://doi.org/10.1186/s12943-022-01671-0.
  4. Welsh, J. A., Goberdhan, D. C. I., O'Driscoll, L., Buzas, E. I., Blenkiron, C., Bussolati, B., Cai, H., Di Vizio, D., Driedonks, T. A. P., and Erdbrugger, U. (2024) Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEY2023): from basic to advanced approaches, J. Extracell. Vesicle, 13, e12404, https://doi.org/10.1002/jev2.12404.
  5. Vogel, R., Coumans, F. A. W., Maltesen, R.G., Böing, A. N., Bonnington, K. E., Broekman, M.L., Broom, M. F., Buzas, E. I., Christiansen, G., Haiji, N., Kristensen, S. R., Kuehn, M. J., Lund, S. M., Maas, S. L., Nieuwland, R., Ostelkoetxea, X., Schnoor, R., Scicluna, B. J., Shambrook, M., de Vrij, J., and Pedersen, S. (2016) A standardized method to determine the concentration of extracellular vesicles using tunable resistive pulse sensing, J. Extracell. Vesicles, 5, 31242, https://doi.org/10.3402/jev.v5.31242.
  6. Hartjes, T. A., Mytnyk, S., Jenster, G. W., van Steijn, V., and van Royen, M. E. (2019) Extracellular vesicle quantification and characterization: common methods and emerging approaches, Bioengineering, 6, 7, https://doi.org/10.3390/bioengineering6010007.
  7. Jeppesen, D. K., Zhang, Q., Franklin, J. L., and Coffey, R. J. (2023) Extracellular vesicles and nanoparticles: emerging complexities, Trends Cell Biol., 33, 667-681, https://doi.org/10.1016/j.tcb.2023.01.002.
  8. Willms, E., Cabafias, C., Mäger, I., Wood, M. J., and Vader, P. (2018) Extracellular vesicle heterogeneity: subpopulations, isolation techniques, and diverse functions in cancer progression, Front. Immunol., 9, 738, https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.00738.
  9. Brennan, K., Martin, K., FitzGerald, S. P., O'Sullivan, J., Wu, Y., Blanco, A., Richardson, C., and Mc Gee, M. M. (2020) A comparison of methods for the isolation and separation of extracellular vesicles from protein and lipid particles in human serum, Sci. Rep., 10, 1039, https://doi.org/10.1038/s41598-020-57497-7.
  10. Xu, R., Rai, A., Chen, M., Suwakulsiri, W., Greening, D. W., and Simpson, R. J. (2018) Extracellular vesicles in cancer – implications for future improvements in cancer care, Nat. Rev. Clin. Oncol., 15, 617-638, https://doi.org/10.1038/s41571-018-0036-9.
  11. Comfort, N., Cai, K., Bloomquist, T. R., Strait, M. D., Ferrante, A. W. Jr, and Baccarelli, A.A. (2021) Nanoparticle tracking analysis for the quantification and size determination of extracellular vesicles, J. Vis. Exp., 169, e62447, https://doi.org/10.3791/62447.
  12. Maas, S. L. N., Breakefield, X. O., and Weaver, A. M. (2017) Extracellular vesicles: unique intercellular delivery vehicles, Trends Cell Biol., 3, 172-188, https://doi.org/10.1016/j.tcb.2016.11.003.
  13. Tian, Y., Ma, L., Gong, M., Su, G., Zhu, S., Zhang, W., Wang, S., Li, Z., Chen, C., Li, L., Wu, L., and Yan, X. (2018) Protein profiling and sizing of extracellular vesicles from colorectal cancer patients via flow cytometry, ACS Nano, 12, 671-680, https://doi.org/10.1021/acsnano.7b07782.
  14. Skryabin, G. O., Beliaeva, A. A., Enikeev, A. D., Bagrov, D. V., Keremet, A. M., Komelkov, A. V., Elkin, D. S., Sylantieva, D. M., and Tchevkina, E. M. (2024) Analysis of miRNAs miR-125a-Sp, -27a-Sp, -193a-Sp, -135b-Sp, -451a, -495-Sp and -136-Sp in parental ovarian cancer cells and secreted extracellular vesicles, Adv. Mol. Oncol., 11, 113-123, https://doi.org/10.17650/2313-805X-2024-11-1-113-123.
  15. Skryabin, G. O., Komelkov, A. V., Zhordania, K. I., Bagrov, D. V., Enikeev, A. D., Galetsky, S.A., Beliaeva, A. A., Kopnin, P. B., Moiseenko, A. V., Senkovenko, A. M., and Tchevkina E. M. (2024) Integrated miRNA profiling of extracellular vesicles from uterine aspirates, malignant ascites and primary-cultured ascites cells for ovarian cancer screening, Pharmaceautics, 16, 902, https://doi.org/10.3390/pharmaceutics16070902.
  16. Skryabin, G. O., Vinokurova, S. V., Galetsky, S. A., Elkin, D. S., Senkovenko, A. M., Denisova, D. A., Komelkov, A. V., Stillid, I. S., Peregorodiev, I. N., Malikhova, O. A., Imaraliev, O. T., Enikeev, A. D., and Tchevkina, E. M. (2022) Isolation and characterization of extracellular vesicles from gastric juice, Cancers (Basel), 14, 3314, https://doi.org/10.3390/cancers14143314.
  17. Thery, C., Amigorena, S., Raposo, G., and Clayton, A. (2006) Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids, Curr. Protoc. Cell Biol., 30, 3.22.1-3.22.29, https://doi.org/10.1002/0471143030.cb0322830.
  18. Skryabin, G. O., Komelkov, A. V., Galetsky, S. A., Bagrov, D. V., Evtushenko, E. G., Nikishin, I. I., Zhordania, K. I., Savelyeva, E. E., Akselrod, M. E., Paianidi, I. G., and Tchevkina E. M. (2021) Stomatin is highly expressed in exosomes of different origin and is a promising candidate as an exosomal marker, J. Cell Biochem., 122, 100-115, https://doi.org/10.1002/jcb.29834.
  19. Beauregard, G., and Roufogalis, B. D. (1979) Characterization of lipid-protein interactions in acetylcholinesterase lipoprotein extracted from bovine erythrocytes, Biochem. J., 179, 109-117, https://doi.org/10.1042/bj1790109.
  20. Escudero-Cernuda, S., Eiro, N., Fraile, M., Vizoso, F. J., Fernández-Colomer, B., and Fernández-Sánchez, M. L. (2025) Limitations and challenges in the characterization of extracellular vesicles from stem cells and serum, Mikrochim. Acta, 192, 311, https://doi.org/10.1007/s00604-025-07147-4.
  21. Tkach, M., and Thery, C. (2016) Communication by extracellular vesicles: where we are and where we need to go, Cell, 164, 1226-1232, https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.01.043.
  22. Liao, Z., Jaular, L. M., Soueidi, E., Jouve, M., Muth, D. C., Schøyen, T. H., Seale, T., Haughey, N. J., Ostrowski, M., Thery, C., and Witwer, K. W. (2019) Acetylcholinesterase is not a generic marker of extracellular vesicles, J. Extracell. Vesicles, 8, 1628592, https://doi.org/10.1080/20013078.2019.1628592.
  23. Grigor'eva, A. E., Dyrkheeva, N. S., Bryzgunova, O. E., Tamkovich, S. N., Chelobanov, B. P., and Ryabchikova, E. I. (2017) Contamination of exosome preparations, isolated from biological fluids, Biomed. Khim., 63, 91-96, https://doi.org/10.18097/PBMC20176301991.
  24. Skryabin, G., Enikeev, A., Beliaeva, A., Galetsky, S., Bagrov, D., Moiseenko, A., Vnukova, A., Imaraliev, O., Karasev, I., and Tchevkina, E. (2025) Distinctive features of extracellular vesicles present in the gastric juice of patients with gastric cancer and healthy subjects, Int. J. Mol. Sci., 26, 5857, https://doi.org/10.3390/ijms26125857.
  25. Webber, J., and Clayton, A. (2013) How pure are your vesicles? J. Extracell. Vesicles, 2, 19861, https://doi.org/10.3402/jew.v20i.19861.
  26. Nelson, B. C., Maragh, S., Ghiran, I. C., Jones, J. C., DeRose, P. C., Elsheikh, E., Vreeland, W. N., and Wang, L. (2020) Measurement and standardization challenges for extracellular vesicle therapeutic delivery vectors, Nanomedicine (Lond), 15, 2149-2170, https://doi.org/10.2217/nnm-2020-0206.
  27. Erdbrügger, U., and Lannigan, J. (2016) Analytical challenges of extracellular vesicle detection: a comparison of different techniques, Cytometry A, 89, 123-134, https://doi.org/10.1002/cyto.a.22795.
  28. Zhou, E., Li, Y., Wu, F., Guo, M., Xu, J., Wang, S., et al. (2021) Circulating extracellular vesicles are effective biomarkers for predicting response to cancer therapy, eBioMedicine, 67, 103365, https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2021.103365.
  29. Pink, R.C., Beaman, E.-M., Samuel, P., Brooks, S.A., and Carter, D.R.F. (2022) Utilising extracellular vesicles for early cancer diagnostics: benefits, challenges and recommendations for the future, Br. J. Cancer, 126, 323-330, https://doi.org/10.1038/s41416-021-01668-4.
  30. Stevic, I., Buescher, G., and Ricklefs, F. L. (2020) Monitoring therapy efficiency in cancer through extracellular vesicles, Cells, 9, 130, https://doi.org/10.3390/cells9010130.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Асцитическая жидкость_1
下载 (54KB)
3. Асцитическая жидкость_2
下载 (57KB)
4. Асцитическая жидкость_3
下载 (55KB)
5. Асцитическая жидкость_4
下载 (56KB)
6. Асцитическая жидкость_5
下载 (55KB)
7. Асцитическая жидкость_7
下载 (58KB)
8. Асцитическая жидкость_8
下载 (56KB)
9. Асцитическая жидкость_9
下载 (49KB)
10. Асцитическая жидкость_10
下载 (57KB)
11. Желудочный сок_1
下载 (49KB)
12. Желудочный сок_2
下载 (47KB)
13. Желудочный сок_3
下载 (49KB)
14. Желудочный сок_4
下载 (50KB)
15. Желудочный сок_5
下载 (51KB)
16. Желудочный сок_6
下载 (50KB)
17. Желудочный сок_7
下载 (49KB)
18. Желудочный сок_8
下载 (49KB)
19. Желудочный сок_9
下载 (50KB)
20. Желудочный сок_10
下载 (29KB)
21. Желудочный сок_11
下载 (47KB)
22. Желудочный сок_12
下载 (51KB)
23. Желудочный сок_13
下载 (29KB)
24. Желудочный сок_14
下载 (49KB)
25. Желудочный сок_15
下载 (48KB)
26. Желудочный сок_16
下载 (50KB)
27. Желудочный сок_17
下载 (49KB)
28. Желудочный сок_18
下载 (49KB)
29. Кондиционированная среда_1
下载 (51KB)
30. Кондиционированная среда_2
下载 (52KB)
31. Кондиционированная среда_3
下载 (49KB)
32. Кондиционированная среда_4
下载 (49KB)
33. Кондиционированная среда_5
下载 (48KB)
34. Кондиционированная среда_6
下载 (49KB)
35. Кондиционированная среда_7
下载 (52KB)
36. Кондиционированная среда_8
下载 (48KB)
37. Кондиционированная среда_9
下载 (49KB)
38. Кондиционированная среда_10
下载 (48KB)
39. Кондиционированная среда_11
下载 (49KB)
40. Кондиционированная среда_12
下载 (48KB)
41. Кондиционированная среда_13
下载 (48KB)
42. Маточные аспираты_1
下载 (27KB)
43. Маточные аспираты_2
下载 (29KB)
44. Маточные аспираты_3
下载 (29KB)
45. Маточные аспираты_4
下载 (27KB)
46. Маточные аспираты_5
下载 (25KB)
47. Маточные аспираты_6
下载 (47KB)
48. Маточные аспираты_7
下载 (47KB)
49. Маточные аспираты_8
下载 (48KB)
50. Маточные аспираты_9
下载 (49KB)
51. Маточные аспираты_10
下载 (47KB)
52. Маточные аспираты_11
下载 (48KB)
53. Маточные аспираты_12
下载 (48KB)
54. Маточные аспираты_13
下载 (29KB)
55. Маточные аспираты
下载 (47KB)
56. Плазма_1
下载 (52KB)
57. Плазма_2
下载 (49KB)
58. Плазма_3
下载 (50KB)
59. Плазма_4
下载 (50KB)
60. Плазма_5
下载 (48KB)
61. Плазма_6
下载 (50KB)
62. Плазма_7
下载 (51KB)
63. Плазма_8
下载 (52KB)
64. Плазма_9
下载 (51KB)
65. Плазма_10
下载 (57KB)
66. Плазма_11
下载 (50KB)
67. Плазма_12
下载 (58KB)

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».