Egzosomy

Egzosomy to małe pęcherzyki powstające z błon komórkowych, które są uwalniane przez prawie wszystkie rodzaje komórek zawierających jądro komórkowe.

Ich najważniejszą funkcją jest zdolność do przenoszenia różnych cząsteczek między komórkami. Te małe nanocząsteczki, o średnicy od 30 do 150 nm, mają złożoną, bardzo różnorodną zawartość, która obejmuje białka, kwasy nukleinowe (takie jak mRNA, miRNA, inne niekodujące RNA i fragmenty DNA), lipidy i metabolity.

Skład egzosomów odzwierciedla stan metaboliczny i fizjologiczny komórek, z których pochodzą, a ich zawartość może pełnić różne funkcje, takie jak sygnalizacja międzykomórkowa, regulacja ekspresji genów, prezentacja antygenów i modulacja środowiska komórkowego.

Przyjrzyjmy się bliżej składowi egzosomów:

• Białka - są kluczowymi składnikami egzosomów, odgrywającymi ważną rolę w ich powstawianiu i działaniu.

Możemy wyróżnić kilka głównych kategorii białek egzosomalnych:

1. Białka zaangażowane w tworzenie i transport egzosomów, takie jak białka kompleksów ESCRT, białka błonowe (np. tetraspaniny CD63, CD81, CD9) oraz białka cytoszkieletu (aktyna, tubulina).

   
   

2. Białka enzymatyczne, np. hydrolazy, proteazy i kinazy, które mogą wpływać zarówno na aktywność innych cząsteczek jak również aktywować i hamować  szlaki sygnalizacyjne w komórkach docelowych.

   
   

3. Białka związane z sygnalizacją, np. czynniki transkrypcyjne, białka szlaku MAPK, białka cyklu komórkowego.

   
   

4. Białka zaangażowane w prezentację antygenów i odpowiedź immunologiczną, takie jak białka MHC.

   
   

5. Białka transportujące, np. białka szoku cieplnego (HSP), które mogą przenosić inne cząsteczki, w tym kwasy nukleinowe.

Skład białkowy egzosomów może się zmieniać w zależności od typu komórki, jej stanu fizjologicznego lub patologicznego oraz warunków środowiskowych. 

• Kwasy nukleinowe 

Egzosomy zawierają również różnorodne kwasy nukleinowe, takie jak mRNA, miRNA, inne niekodujące RNA i fragmenty DNA. Obecność tych cząsteczek sugeruje, że mogą one pełnić funkcje regulatorowe w komórkach docelowych, wpływając na ekspresję genów lub szlaki sygnalizacyjne.

1. mRNA: Egzosomy mogą przenosić mRNA kodujące różne białka, które mogą być przetłumaczone w komórkach docelowych. Może to być istotne w naprawie tkanek, modulacji środowiska nowotworowego czy przekazywaniu informacji epigenetycznej.

   
   

2. miRNA: MikroRNA (miRNA) to krótkie, niekodujące RNA, które regulują ekspresję genów na poziomie potranslacyjnym. Egzosomalne miRNA mogą odgrywać kluczową rolę w regulacji procesów komórkowych, takich jak proliferacja czyli rozmnażanie się komórek, apoptoza (zaprogramowana śmierć komórek), różnicowanie (przekształcanie się komórek macierzystych w docelowe komórki budujące tkanki).

   
   

3. Inne niekodujące RNA: Egzosomy zawierają także inne typy niekodujących RNA, takie jak lncRNA, snRNA oraz siRNA. Ich funkcje w komórkach docelowych nie są jeszcze w pełni poznane, ale mogą regulować ekspresję genów, modulować szlaki sygnalizacyjne lub pełnić funkcje strukturalne.

   
   

4. Fragmenty DNA: W niektórych egzosomach wykryto fragmenty DNA, zarówno genomowego, jak i mitochondrialnego. Ich funkcje nie są jeszcze w pełni wyjaśnione, ale mogą uczestniczyć w przekazywaniu informacji genetycznej między komórkami lub modulować odpowiedź immunologiczną.

• Lipidy

Egzosomy zawierają również lipidy, które odgrywają kluczową rolę w ich strukturze i funkcjach. Skład lipidowy egzosomów różni się od składu błon komórkowych.Główne rodzaje lipidów w egzosomach to sfingolipidy, cholesterol, fosfolipidy i glikolipidy. Mogą one pełnić zarówno funkcje sygnałowe jak i strukturalne.

• Metabolity egzosomalne

Egzosomy mogą zawierać także różne metabolity, takie jak aminokwasy, nukleotydy, kwasy tłuszczowe i związki sygnalizacyjne. Skład metabolitów może odzwierciedlać stan metaboliczny komórek, z których pochodzą, oraz warunki środowiskowe.

Funkcje egzosomów:

1. Regulacja ekspresji genów: Egzosomalne RNA mogą modulować ekspresję genów, wpływając na proliferację, różnicowanie, apoptozę czy odpowiedź immunologiczną.

   
   

2. Modulacja szlaków sygnalizacyjnych: Białka, lipidy i metabolity mogą oddziaływać z receptorami komórkowymi, regulując szlaki sygnalizacyjne.

   
   

3. Regulacja odpowiedzi immunologicznej

   
   

4. Naprawa i regeneracja tkanek: Egzosomy z komórek macierzystych mogą promować naprawę i regenerację tkanek.

   
   

5. Przekazywanie informacji epigenetycznej