Rapid identification of extracellular vesicles in basal tears using transmission electron microscopy

Abstract

Purpose

To describe basal human tear components in negative staining with real-time transmission electron microscopy and identify extracellular vesicles using immunogold labeling.

Methods

Basal tears of 13 healthy human subjects were collected using microcapillary glass tubes, negatively stained, and observed by transmission electron microscopy. Anti-CD63 immunogold labeling was also performed to confirm the nature of elements morphologically suggestive of extracellular vesicles.

Results

Human tears were rich in cup-shaped vesicular structures, identified as extracellular vesicles by immunogold labeling. These vesicles were highly heterogeneous in morphology and size. Filamentous structures 200 to 700 nm in length, presumed to be structures composed of phospholipids or mucopolysaccharides, were also observed.

Conclusions

Two main structures were observed in human basal tears of healthy subjects, mostly extracellular vesicles. To improve applicability and translation from the laboratory bench to the hospital bedside, we provide a quick and feasible workflow for real-time analysis of human tears using transmission electron microscopy. Analysis of vesicle richness and morphology in tears could help for detecting biomarkers of ocular and systemic disease.

Objectif

Décrire les composants des larmes humaines par analyse extemporanée en microscopie électronique à transmission par coloration négative et identifier des vésicules extracellulaires par immunomarquage.

Méthodes

Les larmes de 13 sujets sains ont été recueillies à l’aide de tubes microcapillaires en verre, préparées en coloration négative et observées par microscopie électronique à transmission. Un marquage à l’immunogold anti-CD63 a également été réalisé pour confirmer la nature des éléments morphologiquement suggestifs de vésicules extracellulaires.

Résultats

Les larmes humaines étaient riches en structures vésiculaires caliciformes, identifiées comme des vésicules extracellulaires par marquage immunogold. Ces vésicules présentaient une grande hétérogénéité en termes de morphologie et de taille. Des structures filamenteuses de 200 à 700 nm de longueur, d’origine supposée phospholipidique ou mucopolysaccharidique, ont également été observées.

Conclusion

Deux structures principales ont été observées dans les larmes humaines de sujets sains, principalement des vésicules extracellulaires. Pour améliorer l’applicabilité et l’usage du laboratoire à la pratique clinique, nous proposons une méthode de travail rapide et facilement réalisable pour l’analyse extemporanée des larmes humaines à l’aide de la microscopie électronique à transmission. La richesse et la morphologie des vésicules dans les larmes pourraient aider à détecter des biomarqueurs des maladies oculaires et systémiques.