Engineering strategies of RBC-EVs: a drug delivery system in renal immunopathology

Red blood cell derived extracellular vesicles (RBC-EVs) are nanoparticles naturally released by RBCs that gained popularity among biomedical researchers due to their possible application as a new drug delivery system. The main challenge for clinical application is the lack of experimental evidence on manipulation and therapeutic efficiency of these vesicles, leading to the need of further studies. The aim of the present study is to define a solid engineering protocol for RBC-EVs, in order to create a drug delivery system as therapeutic approach for different human pathologies. After isolating and characterizing EVs from blood samples of healty donors, we tested several active or passive engineering methods. Cytofluorimetric analysis was performed on RBC-EVs loaded with a fluorescent RNA sequence and significant results occurred for both electroporation and co-incubation with cholesterol. To investigate the biological function of these engineered vesicles, functional tests were perfomed, specifically evaluating the effect of different cargos, such as protein, miRNA and siRNA. The uptake of engineered RBC-EVs on target cells was assessed through cytofluorimetry and Real-Time PCR. In conclusion, our study confirmed the potential application of these EVs in drug delivery. However, further researches are required for a concreate translation to their clinical therapeutic usage.

Le vescicole extracellulari derivate da globuli rossi sono nanoparticelle naturalmente rilasciate dai globuli rossi che hanno acquisito poplarità tra ricercatori in ambito biomedico a causa della loro possibile applicazione come nuovo sistema di veicolazione di farmaci. La sfida principale per la loro applicazione clinica è la carenza di evidenze sperimentali sulla manipolazione e l’efficienza terapeutica di queste vescicole, il che ha. Portato alla necessità di nuovi studi. L’obiettivo di questo studio è di definire un protocollo solido per l’ingegnerizzazione delle vescicole da globuli rossi, così da creare un sistema di trasporto di farmaci come approccio terapeutico per diverse patologie dell’uomo. Dopo aver isolato e caratterizzato le vescicole da campioni di sangue di donatori sani, abbiamo testato differenti metodi di igegnerizzazione attivi o passivi. L’analisi citofluorimetrica effettuata su vescicole caricate con una sequenza di RNA fluorescente ha evidenziato risultati significativi sia per l’elettroporazione sia per la co-incubazione con colesterolo. Per valutare le funzioni biologiche di queste vesscicole ingegnerizzate, sono stati eseguiti test di funzionalità, in particolare su differenti molecole caricate all’interno delle vescicole, quali proteine, miRNA e siRNA. L’assorbimento delle vescicole ingegnerizzate nelle cellule bersaglio è stato analizzato attraverso citofluorimetria e Real-Time PCR. Per concludere, il nostro studio ha confermato la potenziale applicazione di queste vescicole nella veicolazione di farmaci. Tuttavia, ulteriori ricerche sono necessarie affinché si possano effettivamente utilizzare nella pratica clinica.