Grupp Rossella Crescitelli

Sammanfattning av forskning

Vårt övergripande mål är att förstå hur extracellulära vesiklar (EV) underlättar kommunikationen mellan celler i den mänskliga tumörmikromiljön. Huvudsyftet är att identifiera nya EV-medierade mekanismer som bidrar till cancerutveckling och -progression, med målet att skapa en kunskapsbas som kan stödja framtida avancemang inom cancerdiagnostik och -behandling. Vår forskargrupp fokuserar huvudsakligen på att undersöka EV:s relevans i samband med melanom, men vi har också pågående projekt som studerar EV:s roll i äggstocks-, bukspottkörtel-, bröst- och lungcancer.

EV är en heterogen grupp av membranbundna nanopartiklar som frisätts av alla celler, och i ännu högre grad av tumörceller. De är erkända som en central mekanism för intercellulär kommunikation tack vare deras förmåga att överföra innehåll, inklusive lipider, proteiner och nukleinsyror.

Tumörmikromiljön skapas genom interaktioner mellan celler och celler samt mellan celler och extracellulär matrix. Ett av sätten celler interagerar med varandra är genom frisättning och upptag av EV, som kan överföra en mängd substanser mellan celler. Tumörvävnaden innehåller stora mängder EV som frisätts från både cancerceller och icke-cancerceller in i tumörmikromiljön.

Vår forskning byggs på en banbrytande metod som nyligen utvecklats av Crescitelli-gruppen, som möjliggör isoleringen av höggradigt renade EV direkt från mänskliga tumörvävnader (Figur 1). Med denna teknik har EV isolerats från en rad olika tumörer, inklusive hud-, bröst-, äggstocks-, grovtarm- och bukspottkörtelcancer, samt så kunde vi identifiera specifika biomarkörer för dessa sjukdomar i de isolerade EV. (Crescitelli, R., et al. Nat Protoc 2021, Crescitelli, R., et al. J Extracell Vesicles 2020, Jang, S.C. & Crescitelli R. et al. J Extracell Vesicles 2019).

De flesta studier som fokuserar på EV i tumörmikromiljön är in vitro-studier. För första gången kan vi visualisera 3D-rekonstruktioner av EV i en in vivo-miljö, och vi var de första som presenterade en 3D-modell som visar förekomsten av EV i det extracellulära utrymmet. Vi skapade en elektronmikroskopibaserad tomografisk rekonstruktion av levermetastaser från melanom, och denna 3D-modell tydligt visade förekomsten av sfäriska strukturer i det extracellulära utrymmet, omgivna av fem individuella celler (Figur 2). Ta del av videon av 3D-tomografirekonstruktionen av denna tumörmikromiljö. (Olofsson Bagge, R. et al. J Extracell Vesicles 2023)

Vi har nyligen implementerat en innovativ maskin som skivar vävnadsprover. Detta gör det möjligt för oss att studera ödet och de biologiska funktionerna hos vävnadsderiverade EV-subpopulationer i komplexa tumörvävnader. Denna maskin kallas för en "Krumdieck skärare" och är ett verktyg som kan producera högprecisionsvävnadsskivor. Kortfattat, en cylindrisk vävnadskärna skärs ut och delas i 250 μm tjocka skivor som därefter odlas i vanliga vävnadsodlingsplattor (Figur 3). Skivorna representerar en miniatyrmodell av det studerade organet eftersom de intercellulära interaktionerna bevaras.

Vi är övertygade att detta system kommer vara användbart för att studera dynamiken hos EV-subpopulationer i tumörvävnader.
 

Forskningsverktyg och resurser

• Isolering av EV från vävnader, cellinjer och serum/plasma med de mest avancerade teknikerna inom området (differentialcentrifugering, iodixanol-densitetsgradienter och kolonnkromatografi)
• Karakterisering av EV med transmissionselektronmikroskopi, Nanoparticle Tracking Analysis (ZetaView), ytanalyser av enskilda vesiklar (ExoView) och flödescytometri för karakterisering av enskilda nanopartiklar (nanoFCM)
• Funktionella analyser med hjälp av tumör- och icke-tumörvävnader från människor, möss och råttor
• Använda en ”Krumdieck skärare” för att producera högprecisionsvävnadsskivor
• 3D-tomografiska rekonstruktioner med hjälp av IMOD-programmet
• Proteomikanalyser med masspektrometri

Utvalda publikationer

1. Isolation and characterization of extracellular vesicle subpopulations from tissues.
   *Crescitelli R#, Lässer C, Lötvall J. Nature Protocols, 2021 Mar;16(3):1548-1580
    
2. Three-Dimensional Reconstruction of Interstitial Extracellular Vesicles in Human Liver as Illustrated by Electron Tomography.
   Olofsson Bagge R, Berndtsson J, UrzìR, Lötvall J, Micaroni M, Crescitelli R^#. Journal of extracellular vesicles 2023Dec;12(12):e12380.
    
3. Heat inactivation of foetal bovine serum causes protein contamination of extracellular vesicles. Journal of Extracellular Vesicles.
   Urzì O, Bergqvist M, Lässer C, Moschetti M, Johansson J, D´Arrigo D, Olofson Bagge R, Crescitelli R^#. J Extracell Vesicles. 2024 Jan;13(1):e12408. doi: 10.1002/jev2.12408.
    
4. Subpopulations of extracellular vesicles from human metastatic melanoma tissue identified by quantitative proteomics after optimized isolation.
   Crescitelli R*, Lässer C, Jang SC, Cvjetkovic A, Malmhäll C, Karimi N, Höög JL, Johansson I, Fuchs J, Thorsell A, Gho YS, Olofsson Bagge R, Jan Lötvall J (2020) Journal of Extracellular Vesicles, 2020 Feb 11;9(1), 1722433
    

5. Extracellular vesicle DNA from human melanoma tissues contains cancer-specific mutations.
   *Crescitelli R#, Filges S, Karimi N, Urzì O, Alonso-Agudo T, Ståhlberg A, Lötvall J, Lässer C, Bagge R.O. Front. Cell Dev. Biol. 2022 Dec; 10:1028854
    

6. Mitochondrial protein enriched extracellular vesicles discovered in human melanoma tissues can be detected in patient plasma.
   Jang SC*, Crescitelli R*, Cvjetkovic A, Belgrano V, Olofsson Bagge R, Sundfeldt K, Ochiya T, Kalluri R, Lötvall J. Journal of Extracellular Vesicles 2019 Aug 27;8(1):1635420. 
    

7. Ultrastructure of multi-vesicular bodies in fission yeast.
   Zabeo D*, Crescitelli R*, O’Toole E*, Roque H*, Höög J. 3D Science Matters Mar 2017 10.19185/matters.201702000007
    

8. Proteomic profiling of tumor tissue-derived extracellular vesicles in colon cancer.
   Cvjetkovic A, Karimi N, Crescitelli R, Thorsell A, Taflin H, Lässer C, Lötvall J Journal of Extracellular Biology 2024 Feb 6;3(2):e127.
    

9. Detoxified synthetic bacterial membrane vesicles as a platform of vaccines against bacteria and SARS-CoV-2.
   Park KS, Svennerholm K, Crescitelli R, Lässer C, Gribonika I, Andersson M, Boström J, Alalam H, Ali M Harandi AM, Farewell A, Lötvall J. Journal of Nanobiotechnology (2023) 19;21(1):156.
    

10. The dark side of foetal bovine serum in extracellular vesicle studies.
    Urzì O, Olofsson Bagge R, Crescitelli R#. Journal of Extracellular Vesicles, 2022, 11, e12271. 
     

11. Distinct RNA profiles in subpopulations of extracellular vesicles: apoptotic bodies, microvesicles and exosomes.
    Crescitelli R*, Lässer, C, Szabó TG, Kittel A, Eldh M, Dianzani I, Buzás EI, Lötvall J. J Extracellular Vesicles 2013 Sep 12;2.

Fler publikationer från grupp Rossella Crescitelli på PubMed