Exosomes and natural killer cells: potential for biomedical applications.

Abstract

INTRODUÇÃO: Ao longo das últimas décadas, o cancro tem captado a atenção de todo nós não só pela larga gama de pessoas que atinge mas também pela falta de terapias alternativas eficazes para o eliminar. Neste sentido, imensos esforços têm sido realizados com o intuito de resolver este problema e a imunologia tem sido uma das inúmeras áreas que participa fortemente neste esforço conjunto. Os exossomas surgem assim como uma nova imunoterapia alternativa devido à sua capacidade de mediar e regular respostas imunes. Vários estudos recentes sugerem que exossomas isolados a partir de células NK derivadas de sangue periférico, referidos como “nexosomas”, contêm moléculas típicas dessas células e apresentam propriedades antitumorais e imunoreguladoras, constituindo assim uma nova potencial ferramenta para imunoterapia do cancro.OBJECTIVOS: Os objetivos deste estudo incluem: a) a identificação das diferenças fenotípicas e funcionais entre células NK primárias e linhas celulares de NK (NK-92 e NK-92MI); b) a investigação das características fenotípicas e funcionais dos exossomas derivados dessas linhas.MATERIAL E MÉTODOS: As características fenotípicas e funcionais das linhas celulares foram inicialmente avaliadas através de análises de citometria de fluxo e ensaio de visualização de células alvo (TVA), em ambas as condições basal e de estimulação (com IL-2). Após 48h de cultura num meio livre de exossomas, os exossomas provenientes das células de interesse foram purificados a partir do seu sobrenadante. Esses exossomas foram posteriormente analisados através de microscopia electrónica de transmissão, nanoparticle tracking analysis western blot e citometria de fluxo.RESULTADOS: As linhas celulares de Natural Killer revelaram ter menos citotoxicidade do que as células NK primárias, como resultado da baixa expressão de moléculas imunológicas cruciais. No que diz respeito aos exosomas, foi possível isolar exossomas das células NK primárias e das linhas celulares. Neste âmbito, os resultados sugerem que os exosomas das linhas celulares, especialmente os das células NK-92, têm atividade tumoral, sendo essa dependente da dose e do tempo de incubação. Consequentemente e surpreendentemente, exossomas derivados de células mononucleares do sangue periférico que revelaram uma maior capacidade citotóxica do que os exosomas derivados apenas de células NK.CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que as interações entre as células imunitárias poderão ser vantajosas na formação do conteúdo dos exossomas. Contudo, se esses exossomas têm ou não maior citotoxicidade do que os derivados de células NK do sangue periférico deverá ser novamente estudado.

INTRODUCTION: Over the last decades, cancer reached the attention of all of us due to the wide range of people that it affects and the low effective therapeutic alternatives that exist to take it down. In this way, many efforts are being made to solve this problem and the immunology is one of many areas involved in this process. Exosomes have emerged as a novel alternative immunotherapy due to their capacity to mediate and regulate immune responses. Several recent studies have suggested that exosomes isolated from blood-derived NK cells, referred as nexosomes, contains cell-specific molecules and exert antitumor, as well as immune homeostatic activities, thus constituting a new potential tool in cancer immunotherapy.OBJECTIVES: The aims of the present study included: a) to identify the phenotypic and functional differences between primary NK cells and NK cell lines (NK-92 and NK-92MI); b) to investigate the phenotypic and functional characteristics of exosomes derived from primary NK cells and NK cell lines.MATERIAL AND METHODS: Phenotypic and functional characteristics of NK cells were firstly evaluated by flow cytometry and NK Target Cell Visualization Assay (TVA) analysis in both basal and stimulated with IL-2. After 48h of culture in exo-free medium, exosomes were purified from supernatants of each NK cell suspensions. Those exosomes were further analyzed by transmission electron microscopy, nanoparticle tracking analysis, western blot and flow cytometry analysis.RESULTS: NK cell lines revealed to have lower cytotoxic effects than primary NK cells, as result of lower expression of crucial immunologic molecules. Regarding exosomes, it was possible to isolate exosomes from primary NK cell and from NK cell line. Furthermore, the results suggested that NK cell lines’ exosomes, especially from NK-92 cell line, have antitumor activity and is dose and time-dependent. Additionally, surprisingly, exosomes from PBMCs were found to trigger higher levels of cytotoxicity than exosomes derived primary NK cells alones.CONCLUSIONS: The results suggested that the interactions between immune cells might be advantageous in the content formation of exosomes. Whether exosomes of NK cell lines are more cytotoxic or those derived from primary NK cells should be re-investigated.