hMEV – pęcherzyki zewnątrzkomórkowe mleka ludzkiego
Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe (będę pisała w skrócie EV) to specyficzne struktury, które przenoszą informacje między komórkam.
Występują w płynach m.in. osoczu, moczu, płynie mózgowo-rdzeniowym, płynie owodniowym i ślinie. Są one nowym przedmiotem badań pod kątem pełnienia funkcji biomarkerów do diagnozowania lub prognozowania chorób oraz komunikacji między komórkowej i jako jedna z dróg podawania leków.
Podstawową funkcją EV jest transport składników komórkowych komórek macierzystych, białek, lipidów i kwasów nukleinowych, do innych komórek tzw. „komórek biorczyń”. EV są rozsiewane z niemal każdego typu komórki organizmu, co jest dowodem na ich wszechobecność.
Odkryte zostały w latach 50. zeszłego stulecia i na początku uważano je za swojego rodzaju „worki na odpadki” komórek. Szybko jednak zauważono, że pełnią inne – ważne funkcje np. transport mRNA.
W ostatnich latach zgromadzono dużo wiedzy na temat EV.
Wypwłnione bioaktywnymi białkami, lipidami i kwasami nukleinowymi umożliwiają komunikację między komórkami nawet na duże odległości w organizmie. Informacje zawarte w pęcherzyku mogą być przekazywane przez endocytozę tj. wyłapwyanie ich do „komórki biorczyni” z fragmentem błony komórkowej i poprzez interakcję receptora na powierzchni komórki. Sposobów na wychwytywanie informacji z EV jest dużo, bo świat organizmów żywych jest różnorodny, a i pęcherzyki mają różne rozmiary i zawierają różne informacje.
„Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe” to termin zbiorczy dla wszystkich cząsteczek zamkniętych w dwuwarstwie fosfolipidowej, które są uwalniane przez komórki na zewnątrz.1
Różnią się one od siebie pochodzeniem wewnątrzkomórkowym, biogenezą i mechanizmami uwalniania, co skutkuje różnymi rozmiarami i składem pęcherzyków.
Trzy główne grupy EV to ciałka apoptotyczne, mikropęcherzyki i egzosomy.
Ciałka apoptotyczne (o średnicy od 1000 do 5000 nm) powstają w wyniku fragmentacji i pączkowania komórek. Powstają jako produkt zaprogramowanej śmierci komórki (apoptozy).
Mikropęcherzyki (o średnicy 100 do 1000 nm), zwane również mikrocząsteczkami, są usuwane bezpośrednio przez błonę plazmatyczną.
Trzecie są egzosomy (o średnicy 30 do 150 nm) i są uwalniane przez fuzję MVB z błoną plazmatyczną.
EV jak wynika z badań prowadzonych już w latach dwutysięcznych przenoszą mRNA oraz sRNA, umożliwiając komórkom wymianę informacji genetycznych.2
Może to się dziać zarówno między zdrowymi komórkami ale także między komórkami np. nowotworowymi i zdrowymi. Ponieważ wszytskie komórki żywe wydzialają pęcherzyki, to te chore także to robią.
Niedawno zidentyfikowano w mleku kobiecym pęcherzyki zewnątrzkomórkowe mleka ludzkiego (będę pisała o nich hMEV).
hMEV zawierają funkcjonalne składniki, tj. mRNA i białka, które mogą przekazywać informacje od mamy do dziecka poprzez pokarm. Zauważono je początkowo w latach 80. ale jak już pisałam wcześniej, nie od razu przypisywano im ważne funkcje. Badnia nad hMEV pełną parą ruszyły dopiero w ostatnich latach.
hMEV to unikalny system biologiczny mleka ludzkiego.
Dostarczają one dziecku funkcjonalne białka, kwasy nukleinowe i lipidy z organizmu mamy, przez mleko. Uruchamiają u niemowlęcia epigenetyczne i fizjologiczne reakcje m.in. przyspieszają dojrzewanie jelit, łagodzą stany zapalne błony śluzowej, modulują układ odpornościowy i zapobiegają infekcjom wirusowym.
Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe mleka ludzkiego (hMEV) są obecnie uważane za ważny, funkcjonalny składnik mleka ludzkiego, który ma ważne skutki zdrowotne dla malucha. Dalsze ich badania pozwolą na analizę komunikacji biochemicznej między matką a dzieckiem.3 4
hMEV to mieszana populacja pęcherzyków uwalnianych z lokalnych tkanek piersi i odległych narządów. W mleku ludzkim pęcherzyki jednak mają głównie średnicę od 50 do 265 nm5
Do tej pory w hMEV zidentyfikowano do 920 białek, 1523 miRNA i 395 lipidów.
Co do tej pory wiemy o ich zawartości?
hMEV w ludzkim mleku zawierają białko, które powoduje koagulację lub krzepnięcie krwi, wspierają łączenie się składników mleka. Dla porównania mleko krowie, które również zawiera specyficzne EV, nie ma tego działania koagulacyjnego. Oznacza to że, istnieją istotne różnice w funkcjach biologicznych EV pochodzących z mleka różnych gatunków zwierząt. W mleku modyfikowanym w ogóle nie zaobserwowano obecności EV. 8
Naukowcy sądzą, że hMEV z siary są bardziej funkcjonalne w porównaniu do hMEV z mleka dojrzałego w ochronie malucha przed zapaleniem jelit ze względu na wyższe stężenie białek immunologicznych i czynników wzrostu w hMEV z siary.
Funkcje hMEV pochodzących z mleka, obejmują koagulację, regulację funkcji barierowej nabłonka jelitowego, aktywność przeciwwirusową i regulację składu mikrobiomu. hMEV mogą potencjalnie mieć wpływ zarówno na matkę, jak i niemowlę. Ta wymian informacji działa w dwie strony! Uważa się, że wpływ hMEV na koagulację i krzepnięcie wpływa na szybkie leczenie się ran brodawek i zmniejszenie ryzyka infekcji w piersi mamy.
hMEV z mleka aktywowały w badaniach wychwyt ludzkiego wirusa niedoboru odporności i hamowało zakażenie HIV. hMEV izolowane z siary zaburzały przyczepność CMV co wskazuje na możliwy udział białek powierzchniowych hMEV w redukcji infekcji CMV u dzieci karmionych piersią.
Podejrzewa się, że hMEV mogą być cennym probiotykiem dla ludzkich niemowląt.9 10
W badaniach, hMEV pochodzące z mleka przeżywały symulowane trawienie żołądkowe i/lub symulowane trawienie jelitowe, co potwierdza dane wskazujące, że endogenne hMEV z mleka mogą być aktywne u niemowląt i nie rozpadają się w kwaśnym środowisku układu poakrmowego.
Hu Y, Thaler J, Nieuwland R. Extracellular Vesicles in Human Milk. Pharmaceuticals (Basel). 2021 Oct 15;14(10):1050. doi: 10.3390/ph14101050. PMID: 34681274; PMCID: PMC8539554.↩
Woith E, Fuhrmann G, Melzig MF. Extracellular Vesicles-Connecting Kingdoms. Int J Mol Sci. 2019 Nov 14;20(22):5695. doi: 10.3390/ijms20225695. PMID: 31739393; PMCID: PMC6888613.↩
Chutipongtanate, S.; Morrow, A.L.; Newburg, D.S. Human Milk Extracellular Vesicles: A Biological System with Clinical Implications. Cells 2022, 11, 2345. https://doi.org/10.3390/cells11152345↩
Leroux C, Chervet ML, German JB. Perspective: Milk microRNAs as Important Players in Infant Physiology and Development. Adv Nutr. 2021 Oct 1;12(5):1625-1635. doi: 10.1093/advances/nmab059. PMID: 34022770; PMCID: PMC8483967.↩
Chutipongtanate, S.; Morrow, A.L.; Newburg, D.S. Human Milk Extracellular Vesicles: A Biological System with Clinical Implications. Cells 2022, 11, 2345. https://doi.org/10.3390/cells11152345↩
Hu Y, Thaler J, Nieuwland R. Extracellular Vesicles in Human Milk. Pharmaceuticals (Basel). 2021 Oct 15;14(10):1050. doi: 10.3390/ph14101050. PMID: 34681274; PMCID: PMC8539554.↩
elnik, B.C.; Stremmel, W.; Weiskirchen, R.; John, S.M.; Schmitz, G. Exosome-Derived MicroRNAs of Human Milk and Their Effects on Infant Health and Development. Biomolecules 2021, 11, 851. https://doi.org/10.3390/biom11060851↩
Hu Y, Thaler J, Nieuwland R. Extracellular Vesicles in Human Milk. Pharmaceuticals (Basel). 2021 Oct 15;14(10):1050. doi: 10.3390/ph14101050. PMID: 34681274; PMCID: PMC8539554.↩
Hu Y, Thaler J, Nieuwland R. Extracellular Vesicles in Human Milk. Pharmaceuticals (Basel). 2021 Oct 15;14(10):1050. doi: 10.3390/ph14101050. PMID: 34681274; PMCID: PMC8539554.↩
elnik, B.C.; Stremmel, W.; Weiskirchen, R.; John, S.M.; Schmitz, G. Exosome-Derived MicroRNAs of Human Milk and Their Effects on Infant Health and Development. Biomolecules 2021, 11, 851. https://doi.org/10.3390/biom11060851↩
Comments are closed here.