Перспективы использования малых экстраклеточных везикул в качестве транспортного средства через гематоэнцефалический барьер


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Одним из наиболее перспективных объектов исследования в нейробиологии в настоящее время являются малые экстраклеточные везикулы (мЭВ). К этому классу частиц относят мембранные везикулы размером до 200 нм. В состав мЭВ входят белки, липиды, нуклеиновые кислоты, низкомолекулярные метаболиты. В силу особенностей строения мЭВ не поглощаются макрофагами и могут довольно долго, по сравнению с другими наночастицами, циркулировать в крови. Принято считать, что мЭВ секретируются всеми клетками организма и осуществляют пока не выясненный во многих деталях межклеточный сигналинг. Способность этих наночастиц проникать через гематоэнцефалический барьер позволяет рассматривать их в качестве перспективных транспортных средств для переноса лекарственных препаратов в головной мозг.

Об авторах

Л. Г. Хаспеков

Научный центр неврологии Министерства науки и высшего образования РФ

Email: nchjournal@gmail.com
Россия, Москва

А. А. Яковлев

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН; Научно-практический психоневрологический центр им. З.П. Соловьева ДЗМ

Email: nchjournal@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

  1. Busatto S., Morad G., Guo P., Moses M.A. // FASEB Bioadv. 2021. V. 3. P. 665–675.
  2. Théry C., Witwer K.W., Aikawa E., Alcaraz M.J., Anderson J.D., Andriantsitohaina R., Antoniou A., Arab T., Archer F., Atkin-Smith G.K. et al. // J. Extracell. Ves. 2018. V. 7. № 1. 1535750
  3. Kapogiannis D., Mustapic M., Shardell M.D., Berkowitz S.T., Diehl T.C., Spangler R.D., Tran J., Lazaropoulos M.P., Chawla S., Gulyani S. // JAMA Neurology. 2019. V. 76. № 11. P. 1340–1351.
  4. Mustapic M., Eitan E., Werner J.K., Berkowitz S.T., Lazaropoulos M.P., Tran J., Goetzl E.J., Kapogiannis D. // Front. Neurosci. 2017. V. 11. 278.
  5. Winston C.N., Goetzl E.J., Akers J.C., Carter B.S., Rockenstein E.M., Galasko D., Masliah E., Rissman R.A. // Alzheimer’s and Dementia: Diagnosis, Assessment and Disease Monitoring. 2016. V. 3. P. 63–72.
  6. Goetzl E.J., Kapogiannis D., Schwartz J.B., Lobach I.V., Goetzl L., Abner E.L., Jicha G.A., Karydas A.M., Boxer A., Miller B.L. // FASEB J. 2016. V. 30. № 12. P. 4141–4148.
  7. Fiandaca M.S., Kapogiannis D., Mapstone M., Boxer A., Eitan E., Schwartz J.B., Abner E.L., Petersen R.C., Federoff H.J., Miller B.L. // Alzheimer’s Dem. 2015. V. 11. № 6. P. 600–607.
  8. Ardashirova N.S., Fedotova E.Yu., Illarioshkin S.N. // Neurochem. J. 2020. V. 14. № 2. P. 127-132.
  9. Shi M., Liu C., Cook T.J., Bullock K.M., Zhao Y., Ginghina C., Li Y., Aro P., Dator R., He C. // Acta Neuropath. 2014. V. 128. № 5. P. 639–650.
  10. Shi M., Kovac A., Korff A., Cook T.J., Ginghina C., Bullock K.M., Yang L., Stewart T., Zheng D., Aro P. // Alzheimer’s & Dementia. 2016. V. 12. № 11. P. 1125–1131.
  11. Hamlett E.D., Goetzl E.J., Ledreux A., Vasilevko V., Boger H.A., LaRosa A., Clark D., Carroll S.L., Carmona-Iragui M., Fortea J. // Alzheimer’s & Dementia. 2017. V. 13. № 5. P. 541–549.
  12. Sproviero D., la Salvia S., Giannini M., Crippa V., Gagliardi S., Bernuzzi S., Diamanti L., Ceroni M., Pansarasa O., Poletti A. // Front. Neurosci. 2018. V. 12. 487.
  13. Ivanova M.V., Chekanova E.O., Belugin B.V., Dolzhikova I.V, Tutykhina I.L., Zakharova M.N. // Neurochem. J. 2020. V. 14. № 3. P. 321–327.
  14. Martinez B., Peplow P.V. // Neural Regeneration Res. 2020. V. 15. № 4. P. 606–619.
  15. Mycko M.P., Baranzini S.E. // Mult. Sclerosis J. 2020. V. 26. № 5. P. 599–604.
  16. Ebrahimkhani S., Beadnall H.N., Wang C., Suter C.M., Barnett M.H., Buckland M.E., Vafaee F. // Mol. Neurobiol. 2020. V. 57. № 2. P. 1245–1258.
  17. Xin H., Wang F., Li Y., Lu Q.-E., Cheung W.L., Zhang Y., Zhang Z.G., Chopp M. // Cell Transpl. 2017. V. 26. № 2. P. 243–257.
  18. Chen Y., Song Y., Huang J., Qu M., Zhang Y., Geng J., Zhang Z., Liu J., Yang G.-Y. // Front. Neurol. 2017. V. 8. 57.
  19. Song Y., Li Z., He T., Qu M., Jiang L., Li W., Shi X., Pan J., Zhang L., Wang Y. // Theranostics. 2019. V. 9. № 10. P. 2910–2923.
  20. Yakovlev A.A. // Neurochem. J. 2022. V. 16. № 2. P. 121–129.
  21. Choi J., Kim S.Y., Kim H., Lim B.C., Hwang H., Chae J.H., Kim K.J., Oh S., Kim E.Y., Shin J.-S. // BMC Neurol. 2020. V. 20. № 1. P. 85.
  22. Kumar S., Vijayan M., Bhatti J.S., Reddy P.H. // Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 2017. 146:47-94.
  23. Nasca C., Dobbin J., Bigio B., Watson K., de Angelis P., Kautz M., Cochran A., Mathé A.A., Kocsis J.H., Lee F.S. // Mol. Psychiatry. 2021. V. 26. № 9. P. 5140–5149.
  24. Gruzdev S.K., Yakovlev A.A., Druzhkova T.A., Guekht A.B., Gulyaeva N.V. // Cell. Mol. Neurobiol. 2019. V. 39. № 6. P. 729–750
  25. Yakovlev A.A., Druzhkova T.A., Nikolaev R.V., Kuznetsova V.E., Gruzdev S.K., Guekht A.B., Gulyaeva N.V. // Neurochem. J. 2019. V. 13. № 4. P. 385–390.
  26. Ceylan D., Tufekci K.U., Keskinoglu P., Genc S., Ozerdem A. // J. Affect. Dis. 2020. V. 262. P. 99–107.
  27. Amoah S.K., Rodriguez B.A., Logothetis C.N., Chander P., Sellgren C.M., Weick J.P., Sheridan S.D., Jantzie L.L., Webster M.J., Mellios N. // Neuropsychopharmacology. 2020. V. 45. № 4. P. 656–665.
  28. Ma Y., Li C., Huang Y., Wang Y., Xia X., Zheng J.C. // Cell Comm. Signal. 2019. V. 17. № 1. 96.
  29. Sharma G., Modgil A., Layek B., Arora K., Sun C., Law B., Singh J. // J. Control. Release. 2013. V. 167. № 1. P. 1–10.
  30. Gómez-Molina C., Sandoval M., Henzi R., Ramírez J.P., Varas-Godoy M., Luarte A., Lafourcade C.A., Lopez-Verrilli A., Smalla K.H., Kaehne T. // Int. J. Neuropsychopharmacol. 2019. V. 22. № 3. P. 232–246
  31. Belhadj Z., He B., Deng H., Song S., Zhang H., Wang X., Dai W., Zhang Q. // J. Extracell. Ves. 2020. V. 9. № 1. 1806444.
  32. Kamerkar S., Lebleu V.S., Sugimoto H., Yang S., Ruivo C.F., Melo S.A., Lee J.J., Kalluri R. // Nature. 2017. V. 546. № 7659. P. 498–503
  33. Shi M., Sheng L., Stewart T., Zabetian C.P., Zhang J. // Prog. Neurobiol. 2019. V. 175. P. 96–106.
  34. Banks W.A., Sharma P., Bullock K.M., Hansen K.M., Ludwig N., Whiteside T.L. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 12. P. 1–21.
  35. Tkach M., Théry C. // Cell. 2016. V. 164. № 6. P. 1226–1232.
  36. Patil S.M., Sawant S.S., Kunda N.K. // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2020. V. 154. P. 259–269.
  37. Heidarzadeh M., Gürsoy-Özdemir Y., Kaya M., Eslami Abriz A., Zarebkohan A., Rahbarghazi R., Sokullu E. // Cell Biosci. 2021. V. 11. № 1. 142.
  38. Dardet J.P., Serrano N., András I.E., Toborek M. // Front. Drug Deliv. 2022. V. 2.
  39. Kalluri R., LeBleu V.S. // Science. 2020. V. 367. № 6478. eaau6977.
  40. Matsumoto J., Stewart T., Banks W.A., Zhang J. // Curr. Pharm. Des. 2017. V. 23. № 40. P. 6206–6214.
  41. Tian T., Zhu Y.-L., Hu F.-H., Wang Y.-Y., Huang N.-P., Xiao Z.-D. // J. Cell. Physiol. 2013. V. 228. № 7. P. 1487–1495.
  42. Toth A.E., Holst M.R., Nielsen M.S. // Curr. Pharm. Des. 2020. V. 26. № 13. P. 1405–1416.
  43. Haqqani A.S., Thom G., Burrell M., Delaney C.E., Brunette E., Baumann E., Sodja C., Jezierski A., Webster C., Stanimirovic D.B. // J. Neurochem. 2018. V. 146. № 6. P. 735–752.
  44. Patel M.M., Patel B.M. // CNS Drugs. 2017. V. 31. № 2. P. 109–133.
  45. Banks W.A., Sharma P., Bullock K.M., Hansen K.M., Ludwig N., Whiteside T.L. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 12. P. 1–21.
  46. Saint-Pol J., Gosselet F., Duban-Deweer S., Pottiez G., Karamanos Y. // Cells. 2020. V. 9. № 4. 851.
  47. Krämer-Albers E.-M., Bretz N., Tenzer S., Winterstein C., Möbius W., Berger H., Nave K.-A., Schild H., Trotter J. // Proteomics Clin. Appl. 2007. V. 1. № 11. P. 1446–1461.
  48. Wang G., Dinkins M., He Q., Zhu G., Poirier C., Campbell A., Mayer-Proschel M., Bieberich E. // J. Biol. Chem. 2012. V. 287. № 25. P. 21384–21395.
  49. Xin H., Li Y., Buller B., Katakowski M., Zhang Y., Wang X., Shang X., Zhang Z.G., Chopp M. // Stem Cells. 2012. V. 30. № 7. P. 1556–1564.
  50. Zhang Y., Kim M.S., Jia B., Yan J., Zuniga-Hertz J.P., Han C., Cai D. // Nature. 2017. V. 548. № 7665. P. 52–57.
  51. Fitzner D., Schnaars M., van Rossum D., Krishnamoorthy G., Dibaj P., Bakhti M., Regen T., Hanisch U.-K., Simons M. // J. Cell Sci. 2011. V. 124. № 3. P. 447–458.
  52. Frühbeis C., Fröhlich D., Kuo W.P., Amphornrat J., Thilemann S., Saab A.S., Kirchhoff F., Möbius W., Goebbels S., Nave K.-A. // PLoS Biol. 2013. V. 11. № 7. e1001604.
  53. Morel L., Regan M., Higashimori H., Ng S.K., Esau C., Vidensky S., Rothstein J., Yang Y. // J. Biol. Chemistry. 2013. V. 288. № 10. P. 7105–7116.
  54. Frühbeis C., Fröhlich D., Kuo W.P., Krämer-Albers E.-M. // Front. Cell. Neurosci. 2013. V. 7. 182.
  55. Budnik V., Ruiz-Cañada C., Wendler F. // Nat. Rev. Neurosci. 2016. V. 17. № 3. P. 160–172.
  56. Fitzner D., Schnaars M., van Rossum D., Krishnamoorthy G., Dibaj P., Bakhti M., Regen T., Hanisch U.-K., Simons M. // J. Cell Sci. 2011. V. 124. № 3. P. 447–458.
  57. Budnik V., Ruiz-Cañada C., Wendler F. // Nat. Rev. Neurosci. 2016. V. 17. № 3. P. 160–172.
  58. Fauré J., Lachenal G., Court M., Hirrlinger J., Chatellard-Causse C., Blot B., Grange J., Schoehn G., Goldberg Y., Boyer V. // Mol. Cell. Neurosci. 2006. V. 31. № 4. P. 642–648.
  59. Zhang J., Li S., Li L., Li M., Guo C., Yao J., Mi S. // Genom. Proteom. Bioinform. 2015. V. 13. № 1. P. 17–24.
  60. Shetgaonkar G.G., Marques S.M., DCruz C.E.M., Vibhavari R.J.A., Kumar L., Shirodkar R.K. // Drug Deliv. Transl. Res. 2022. V. 12. № 5. P. 1047–1079.
  61. Qu M., Lin Q., Huang L., Fu Y., Wang L., He S., Fu Y., Yang S., Zhang Z., Zhang L. // J. Control. Release. 2018. V. 287. P. 156–166.
  62. Morad G., Carman C.V., Hagedorn E.J., Perlin J.R., Zon L.I., Mustafaoglu N., Park T.-E., Ingber D.E., Daisy C.C., Moses M.A. // ACS Nano. 2019. V. 13. № 12. P. 13853–13865.
  63. Pulgar V.M. // Front. Neurosci. 2019. V. 12. 1019
  64. Terstappen G.C., Meyer A.H., Bell R.D., Zhang W. // Nat. Rev. Drug Discov. 2021. V. 20. № 5. P. 362–383.
  65. Azarmi M., Maleki H., Nikkam N., Malekinejad H. // Int. J. Pharm. 2020. V. 586. 119582.
  66. Uchida Y., Ohtsuki S., Katsukura Y., Ikeda C., Suzuki T., Kamiie J., Terasaki T. // J. Neurochem. 2011. V. 117. № 2. P. 333–345.
  67. Zuchero Y.J.Y., Chen X., Bien-Ly N., Bumbaca D., Tong R.K., Gao X., Zhang S., Hoyte K., Luk W., Huntley M.A. // Neuron. 2016. V. 89. № 1. P. 70–82.
  68. Karatas H., Aktas Y., Gursoy-Ozdemir Y., Bodur E., Yemisci M., Caban S., Vural A., Pinarbasli O., Capan Y., Fernandez-Megia E. // J. Neurosci. 2009. V. 29. № 44. P. 13761–13769.
  69. Sonoda H., Morimoto H., Yoden E., Koshimura Y., Kinoshita M., Golovina G., Takagi H., Yamamoto R., Minami K., Mizoguchi A. // Mol. Ther. 2018. V. 26. № 5. P. 1366–1374.
  70. Spencer B.J., Verma I.M. // Proc Natl Acad Sci U S A. 2007. V. 104. № 18. P. 7594–7599.
  71. Wagner S., Zensi A., Wien S.L., Tschickardt S.E., Maier W., Vogel T., Worek F., Pietrzik C.U., Kreuter J., von Briesen H. // PLoS One. 2012. V. 7. № 3. e32568.
  72. Spencer B., Trinh I., Rockenstein E., Mante M., Florio J., Adame A., El-Agnaf O.M.A., Kim C., Masliah E., Rissman R.A. // Neurobiol. Dis. 2019. V. 127. P. 163–177.
  73. Zhang W., Liu Q.Y., Haqqani A.S., Leclerc S., Liu Z., Fauteux F., Baumann E., Delaney C.E., Ly D., Star A.T. // Fluids Barriers CNS. 2020. V. 17. № 1. 47.
  74. Pardridge W.M., Kang Y.-S., Buciak J.L., Yang J. // Pharm. Res. 1995. V. 12. № 6. P. 807–816.
  75. Boado R.J., Pardridge W.M. // Mol. Pharmaceutics. 2017. V. 14. № 4. P. 1271–1277.
  76. Pardridge W.M., Boado R.J., Giugliani R., Schmidt M. // BioDrugs. 2018. V. 32. № 2. P. 169–176.
  77. Feral C.C., Nishiya N., Fenczik C.A., Stuhlmann H., Slepak M., Ginsberg M.H. // Proc Natl Acad Sci U S A. 2005. V. 102. № 2. P. 355–360.
  78. Xie F., Xie F., Qin, Yuan, Tang, Zhang, Fan, Chen, Hai, Yao, et al. // Int. J. Nanomedicine. 2012. V. 7. P. 163–175.
  79. Guo Y., Zhang Y., Li J., Zheng Y., Lu Y., Jiang X., He X., Ma H., An S., Jiang C. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2015. V. 7. № 9. P. 5444–5453.
  80. Webb R.L., Kaiser E.E., Scoville S.L., Thompson T.A., Fatima S., Pandya C., Sriram K., Swetenburg R.L., Vaibhav K., Arbab A.S. // Transl. Stroke Res. 2018. V. 9. № 5. P. 530–539.
  81. Yang T., Martin P., Fogarty B., Brown A., Schurman K., Phipps R., Yin V.P., Lockman P., Bai S. // Pharm. Res. 2015. V. 32. № 6. P. 2003–2014.
  82. Record M., Subra C., Silvente-Poirot S., Poirot M. // Biochem. Pharmacol. 2011. V. 81. № 10. P. 1171–1182.
  83. Chen C.C., Liu L., Ma F., Wong C.W., Guo X.E., Chacko J.V., Farhoodi H.P., Zhang S.X., Zimak J., Ségaliny A. // Cell. Mol. Bioengineering. 2016. V. 9. № 4. P. 509–529.
  84. Yuan D., Zhao Y., Banks W.A., Bullock K.M., Haney M., Batrakova E., Kabanov A.V. // Biomaterials. 2017. V. 142. P. 1–12.
  85. Hu G.W., Li Q., Niu X., Hu B., Liu J., Zhou S.M., Guo S.C., Lang H.L., Zhang C.Q., Wang Y. // Stem Cell Res. Ther. 2015. V. 6. № 1. 10.
  86. Zhou W., Fong M.Y., Min Y., Somlo G., Liu L., Palomares M.R., Yu Y., Chow A., O’Connor S., Chin A.R. // Cancer Cell. 2014. V. 25. № 4. P. 501-515.
  87. Pivoraitė U., Jarmalavičiūtė A., Tunaitis V., Ramanauskaitė G., Vaitkuvienė A., Kašėta V., Biziulevičienė G., Venalis A., Pivoriūnas A. // Inflammation. 2015. V. 38. № 5. P. 1933–1941.
  88. Wardlaw J.M., Doubal F.N., Valdes-Hernandez M., Wang X., Chappell F.M., Shuler K., Armitage P.A., Carpenter T.C., Dennis M.S. // Stroke. 2013. V. 44. № 2. P. 525–527.
  89. Xu B., Zhang Y., Du X.-F., Li J., Zi H.-X., Bu J.-W., Yan Y., Han H., Du J.-L. // Cell Res. 2017. V. 27. № 7. P. 882–897.
  90. Haney M.J., Klyachko N.L., Zhao Y., Gupta R., Plotnikova E.G., He Z., Patel T., Piroyan A., Sokolsky M., Kabanov A.V. // J. Control. Release. 2015. V. 207. P. 18–30.
  91. Kim G., Kim M., Lee Y., Byun J.W., Hwang D.W., Lee M. // J. Control. Release. 2020. V. 317. P. 273–281.
  92. Liu Y., Fu N., Su J., Wang X., Li X. // BioMed Res. Int. 2019. V. 2019. 4273290.
  93. Cui G.-H., Wu J., Mou F.-F., Xie W.-H., Wang F.-B., Wang Q.-L., Fang J., Xu Y.-W., Dong Y.-R., Liu J.-R. // FASEB J. 2018. V. 32. № 2. P. 654–668.
  94. Xu M., Feng T., Liu B., Qiu F., Xu Y., Zhao Y., Zheng Y. // Theranostics. 2021. V. 11. № 18. P. 8926–8944.
  95. Choi H., Choi K., Kim D.-H., Oh B.-K., Yim H., Jo S., Choi C. // Pharmaceutics. 2022. V. 14. № 3. 672.
  96. Malekian F., Shamsian A., Kodam S.P., Ullah M. // J. Physiol. 2022. May 16. https://doi.org/10.1113/JP282799
  97. Alvarez-Erviti L., Seow Y., Yin H., Betts C., Lakhal S., Wood M.J.A. // Nat. Biotechnol. 2011. V. 29. № 4. P. 341–345.
  98. Salunkhe S., Dheeraj, Basak M., Chitkara D., Mittal A. // J. Control. Release. 2020. V. 326. P. 599–614.
  99. Gopalan D., Pandey A., Udupa N., Mutalik S. // J. Control. Release. 2020. V. 319. P. 183–200.
  100. Xu R., Greening D.W., Chen M., Rai A., Ji H., Takahashi N., Simpson R.J. // Proteomics. 2019. V. 19. № 8. e1900121.
  101. Khongkow M., Yata T., Boonrungsiman S., Ruktanonchai U.R., Graham D., Namdee K. // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. 8278.
  102. Zhao C., Wang H., Xiong C., Liu Y. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2018. V. 502. № 3. P. 324–331.
  103. Jia G., Han Y., An Y., Ding Y., He C., Wang X., Tang Q. // Biomaterials. 2018. V. 178. P. 302–316.
  104. Tian T., Zhang H.X., He C.P., Fan S., Zhu Y.L., Qi C., Huang N.P., Xiao Z.D., Lu Z.H., Tannous B.A. // Biomaterials. 2018. V. 150. P. 137–149.
  105. Alyautdin R., Khalin I., Nafeeza M.I., Haron M.H., Kuznetsov D. // Int. J. Nanomedicine. 2014. V. 9. № 1. P. 795–811.
  106. El-Andaloussi S., Lee Y., Lakhal-Littleton S., Li J., Seow Y., Gardiner C., Alvarez-Erviti L., Sargent I.L., Wood M.J.A. // Nat. Prot. 2012. V. 7. № 12. P. 2112–2126.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (593KB)
Метаданные
3.

Скачать (462KB)
Метаданные

© Л.Г. Хаспеков, А.А. Яковлев, 2023