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Scientific Reports volume 12, numero articolo: 21768 (2022) Citare questo articolo

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La lumaca Arion vulgaris ha attirato grande attenzione come uno dei peggiori parassiti erbivori invasivi in ​​Europa ed è rinomata per il muco rigido che secerne per la locomozione. In questo studio ci siamo concentrati sull'isolamento e sulla caratterizzazione delle vescicole extracellulari, in particolare degli esosomi e delle vescicole simili agli esosomi, dalle secrezioni di Arion. Abbiamo sviluppato un metodo per la raccolta del muco delle lumache e il successivo isolamento delle vescicole mediante ultracentrifugazione. Le vescicole isolate con un diametro medio di ~ 100 nm trasportano abbondanti proteine ​​e brevi RNA, nonché molecole di adesione simili alle galectine dei mammiferi. Abbiamo dimostrato che le vescicole extracellulari della lumaca sono internalizzate da cellule vegetali e cellule tumorali umane in test in vitro e sono caricabili da composti bioattivi, il che le rende uno strumento interessante per l'utilizzo nella biotecnologia.

Le lumache spagnole (Arion vulgaris, Moquin-Tandon, 1855) sono le specie di gasteropodi europei più comuni elencate tra i peggiori parassiti invasivi in ​​Europa. Le lumache di Arion sono erbivori voraci noti per causare notevoli danni ecologici1,2,3,4,5 ed economici6,7. Inoltre, fungono da vettori di batteri patogeni e da ospiti di parassiti che danneggiano gli animali domestici e i bovini8,9,10. Arion vulgaris produce muco ventrale altamente viscoso, appiccicoso e difficile da rimuovere generato principalmente da cinque tipi di ghiandole subepiteliali posizionate lateralmente e ventralmente che gli consentono di superare molti tipi di superfici e ostacoli naturali e artificiali che potrebbero contribuire al successo della loro dispersione geografica e il livello di infestazione attuale in tutta Europa11,12,13.

In questo studio abbiamo deciso di cercare vescicole extracellulari, in particolare esosomi e vescicole simili a esosomi (EX) nel muco di Arion. Gli EX sono vescicole extracellulari con un diametro medio di ~ 100 nm che vengono generate nel compartimento endosomiale della maggior parte delle cellule eucariotiche con un enorme potenziale nelle applicazioni biomediche (come ampiamente esaminato in 14,15). Ad esempio, la doxorubicina (DOX, Adriamicina) isolata da Streptomyces sp. frequentemente utilizzato come terapia di prima linea per una varietà di tumori maligni solidi (approvato dalla FDA nel 1974) è noto per la sua tossicità cardiaca e sistemica grave dose-dipendente, che potrebbe essere significativamente ridotta dalla coniugazione con esosomi derivati ​​da cellule umane in vitro culture16.

Oltre ai mammiferi che rappresentano la fonte tradizionale di EX per la ricerca e le terapie recenti, le fonti di EX non mammiferi stanno recentemente guadagnando popolarità per le loro proprietà interessanti e ruoli complessi (che vanno dalle interazioni tra specie alla comunicazione tra regni)17,18, 19,20,21,22. Gli EX provenienti da diverse fonti come i prodotti delle api, il veleno di serpente o piante e frutti stanno diventando uno strumento sempre più interessante per l'industria agricola, farmaceutica e biomedica17,20,23,24. Ispirati dai progressi in questo campo di ricerca (e dalla disponibilità delle lumache di Arion per un potenziale isolamento di EX su larga scala) abbiamo deciso di ispezionare il pestifero Arion vulgaris come potenziale fonte alternativa di EX per applicazioni in biotecnologia.

In questo studio, abbiamo fornito un metodo semplice ed efficiente per la raccolta del muco delle lumache e il successivo isolamento degli EX mediante ultracentrifugazione. Gli slug EX sono stati caratterizzati e visualizzati mediante analisi delle dimensioni delle nanoparticelle e microscopia elettronica a trasmissione, insieme al profilo di distribuzione delle dimensioni fornito dalla tecnica di diffusione dinamica della luce. Il contenuto di proteine ​​EX è stato quantificato mediante i test di quantificazione dell'acido bicinconinico e delle proteine ​​CBQCA, è stato eseguito l'isolamento dell'RNA e la presenza di molecole di adesione è stata verificata utilizzando il western blotting. Inoltre, è stata dimostrata l'efficacia del caricamento del farmaco modello degli slug EX insieme all'assorbimento cellulare in condizioni in vitro.