Development of MALS methods for exosome size analysis

Abstract: Exosomer är extracellulära vesiklar i nanostorlek som frigörs från cellerna till den extracellulära matrisen. Exosomer är laddade med nukleinsyror, proteiner, och lipider, och fungerar som kommunikatorer mellan celler. Det har gjort dem mycket attraktiva for forskning inom terapi, diagnostik och transport av läkemedel. För att använda exosomer i kliniska tillämpningar behöver standardiserade metoder för isolering, rening och analys av exosomer att utvecklas.  Detta projekt syftar till att sätta upp en snabb metod som använder "multiangle light scattering" (MALS) i kombination med kromatografi for att bestämma storleken på exosomer. Olika storlekskromatografi (SEC)/jonbyte (IEX)-kolonner kommer att undersökas och användas for analys av storlekar på exosomer. Partikelstorleken som erhålls från MALS kommer sedan att verifieras med nanoparticle tracking analysis (NTA).  För SEC-MALS-analyserna eluerades exosomerna i dödvolymen. IEX-MALS-metoden separerade exosomerna enligt resultatet. Exosomer i storlek mellan 60-110 nm eluerades ut med 800 mM NaCl. Större exosomer och eventuella aggregat i storlek 120-200 nm eluerades ut med 1200 mN NaCl.  Resultatet visar att signalen från MALS indikerar var exosomer i kromatogrammen elueras ut och kan ge värdefull information om storleksfördelningen i en topp. SEC-MALS-resultatet är dock inte reproducerbart, eftersom det ibland sker en förändring i storleksfördelningen över toppen. Resultatet har också visat att arean for toppen i dödvolymen varierar mellan körningarna, vilket förmodligen orsakats av att exosomer interagerar med den stationära fasen eller filtret i kolonnen. Förskjutningen i storleksfördelning observerades också i IEX­MALS-metoden. Medelvärdet av partikelstorlekarna som beräknades från SEC-MALS överensstämmer med storlekarna beräknade med NTA. SEC-MALS-metoden behöver förbättras för att fa reproducerbara resultat. Den beräknade storleken från IEX-MALS stämde inte överens med storleken från NT A. Jonbytesanalysen skulle kunna upprepas och fraktioner skulle kunna analyseras med andra tekniker för att verifiera resultatet i framtida arbete. Effekten av den höga saltkoncentrationen på exosomerna behöver också undersökas ytterligare.