Хотя биофизика везикул (EV) имеет длительную историю, понимание основного компонента межклеточного матрикса (ECM) отсутствует до сих пор. Очередной раз новая статья [1, Chitti2023 (pdf, 1708КБ)] открывает нам глаза на

Внеклеточные везикулы (EV) высвобождаются различными типами клеток во внеклеточное пространство и, как известно, играют решающую роль в межклеточной коммуникации. Подтипы EV включают экзосомы, эктосомы/микровезикулы, миграсомы, апоптотические тельца, экзоферы и крупные онкосомы. Помимо EV, клетки также секретируют внеклеточные частицы (EP), включая экзомеры и супермеры. С возросшим интересом к EV и EP из-за их решающей роли в клеточном гомеостазе, патогенезе, доставке лекарств, вакцин и векторов генов, а также в качестве возможных резервуаров биомаркеров, объем генерируемых данных увеличился в геометрической прогрессии. Vesiclepedia — это вручную составленный сборник молекулярных данных (липидов, метаболитов, нуклеиновых кислот и белков), идентифицированных в различных классах внеклеточных везикул и частиц.

Графическая аннотация [1] важна для понимания Vesiclepedia

И чтобы правильно понимать, что именно везикулы являются основным компонентом в межклеточном матриксе (ЕСМ), а не то, что обычно описывается и моделируется [4], посмотрим на биогенез везикул.

Биогенез различных внеклеточных везикул и внеклеточных везикулоподобных наночастиц. (a) Экзомеры представляют собой внеклеточные везикулоподобные немембранозные наночастицы, и конкретные процессы, участвующие в биогенезе экзомеров, в настоящее время неизвестны. (b) Биогенез экзосом включает эндоцитоз и последующее слияние эндоцитарных везикул с ранними эндосомами. Во время созревания ранней эндосомы в мультивезикулярное тело внутрипросветные везикулы образуются за счет отпочкования внутрь эндосомальной мембраны. Внутрипросветные везикулы могут либо разрушаться при слиянии мультивезикулярных телец с лизосомами, либо секретироваться во внеклеточный матрикс посредством слияния мультивезикулярных телец с плазматической мембраной. После высвобождения внутрипросветные везикулы называются экзосомами. (c) Эктосомы или выделяющиеся микровезикулы непосредственно выделяются во внеклеточный матрикс посредством отпочкования плазматической мембраны наружу. (d) Миграсомы образуются на кончиках или пересечениях ретракционных волокон во время миграции клеток и секретируются во внеклеточный матрикс после отсоединения от ретракционных волокон. (e) Апоптотические тельца секретируются непосредственно во внеклеточный матрикс из мембранных выступов/пузырей, которые возникают в апоптотических клетках. (f) Большие онкосомы обычно высвобождаются из мембранных пузырьков амебоидных опухолевых клеток и, как было установлено, инкапсулируют онкогенный груз. EV - внеклеточные везикулы; ЕСМ - внеклеточный матрикс; MVB - мультивезикулярное тельце [2].

База данных Vesiclepedia активно развивается уже десятилетние с 2012 [5], пока только без особой связи со структурой внеклеточного матрикса (ЕСМ). Традиционное описание ЕСМ такое: это сетчатая структура между клетками, которая состоит из длинных долгоживущих молекул и «наполнителя» между ними. Структурную функцию в матриксе выполняют особые белки: гликопротеины, эластические и ретикулярные волокна. И про везикулы "ни слова, ни полслова"! Реально ЕСМ переполнен EV, которые определяют морфологическое сознание клеточных и тканевых образований в любом живом организме.

1. Chitti, Sai V., Sriram Gummadi, Taeyoung Kang, Sanjay Shahi, Akbar L. Marzan, Christina Nedeva, Rahul Sanwlani et al. Vesiclepedia 2024: an extracellular vesicles and extracellular particles repository // Nucleic Acids Research (2023): gkad1007. doi 10.1093/nar/gkad1007.

2. Kang, Taeyoung, Ishara Atukorala, and Suresh Mathivanan. Biogenesis of extracellular vesicles // New Frontiers: Extracellular Vesicles (2021): 19-43. doi 10.1007/978-3-030-67171-6_2.

3. Suresh Mathivanan, Pamali Fonseka, Christina Nedeva, Ishara Atukorala. New Frontiers: Extracellular Vesicles. Springer, 2021. 539 p. doi 10.1007/978-3-030-67171-6. Описание:
Область внеклеточных везикул (EV) в последнее время значительно продвинулась вперед, и есть доказательства, подчеркивающие их важность в физиологии и патологии. Эта книга включает в себя обширную литературу по многим подтипам EV, включая экзосомы, экзомеры, эктосомы, апоптотические везикулы, бактериальные EV и грибковые EV.
В книге далее обсуждается биогенез и секреция этих EV, подробно описываются биологические пути и задействованные белки. Исследования, изучающие биологические функции EV, быстро растут, и текущие знания об их роли в прогрессировании таких заболеваний, как рак, нейродегенерация и метаболические нарушения, обсуждаются во многих главах. Далее изучаются роль EV в межклеточной коммуникации и значение биологически активного груза, переносимого внутри этих EV. Более того, подробно рассматриваются многочисленные применения EV в диагностике и лечении заболеваний, в частности их потенциал в качестве биомаркеров и средств доставки лекарств.
В совокупности эта книга представляет собой сборник ключевых последствий EV, секретируемых практически всеми типами клеток. Читатели получат представление о биологии, функциях и применении EV, а также об их постоянно развивающейся базе знаний. В этой книге ЕСМ встречается 26 раз!

4. Metzcar, John, Ben S. Duggan, Matthew Murphy Brandon Fischer, Randy Heiland, and Paul Macklin. A model of multicellular communication mediated through extracellular matrix microstructure // BioRxiv (2023). Posted February 03, 2023. doi 10.1101/2022.11.21.514608.

5. Kalra, Hina, Richard J. Simpson, Hong Ji, Elena Aikawa, Peter Altevogt, Philip Askenase, Vincent C. Bond et al. Vesiclepedia: a compendium for extracellular vesicles with continuous community annotation // PLoS biology 10 (12), e1001450 (2012). doi 10.1371/journal.pbio.1001450. Cited by 1273 (1/12/2023).