Extracellular vesicles (EVs), through their complex cargo, can reflect the state of their cell of origin and change the functions and phenotypes of other cells. These features indicate strong biomarker and therapeutic potential and have generated broad interest, as evidenced by the steady year-on-year increase in the numbers of scientific publications about EVs. Important advances have been made in EV metrology and in understanding and applying EV biology. However, hurdles remain to realising the potential of EVs in domains ranging from basic biology to clinical applications due to challenges in EV nomenclature, separation from non-vesicular extracellular particles, characterisation and functional studies. To address the challenges and opportunities in this rapidly evolving field, the International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) updates its 'Minimal Information for Studies of Extracellular Vesicles', which was first published in 2014 and then in 2018 as MISEV2014 and MISEV2018, respectively. The goal of the current document, MISEV2023, is to provide researchers with an updated snapshot of available approaches and their advantages and limitations for production, separation and characterisation of EVs from multiple sources, including cell culture, body fluids and solid tissues. In addition to presenting the latest state of the art in basic principles of EV research, this document also covers advanced techniques and approaches that are currently expanding the boundaries of the field. MISEV2023 also includes new sections on EV release and uptake and a brief discussion of in vivo approaches to study EVs. Compiling feedback from ISEV expert task forces and more than 1000 researchers, this document conveys the current state of EV research to facilitate robust scientific discoveries and move the field forward even more rapidly.

Neutrophil extracellular traps are networks of DNA and associated proteins produced by nucleosome release from activated neutrophils in response to infection stimuli and have recently been identified as key mediators between innate immunity, inflammation, and hemostasis. The interaction of DNA and histones with a number of hemostatic factors has been shown to promote clotting and is associated with increased thrombosis, but little is known about the effects of DNA and histones on the regulation of fibrin stability and fibrinolysis. Here we demonstrate that the addition of histone-DNA complexes to fibrin results in thicker fibers (increase in median diameter from 84 to 123 nm according to scanning electron microscopy data) accompanied by improved stability and rigidity (the critical shear stress causing loss of fibrin viscosity increases from 150 to 376 Pa whereas the storage modulus of the gel increases from 62 to 82 pascals according to oscillation rheometric data). The effects of DNA and histones alone are subtle and suggest that histones affect clot structure whereas DNA changes the way clots are lysed. The combination of histones + DNA significantly prolongs clot lysis. Isothermal titration and confocal microscopy studies suggest that histones and DNA bind large fibrin degradation products with 191 and 136 nm dissociation constants, respectively, interactions that inhibit clot lysis. Heparin, which is known to interfere with the formation of neutrophil extracellular traps, appears to prolong lysis time at a concentration favoring ternary histone-DNA-heparin complex formation, and DNase effectively promotes clot lysis in combination with tissue plasminogen activator.Background: Neutrophil extracellular traps (NETs) composed of DNA and proteins form a scaffold in thrombi, supplementing the fibrin matrix.Results: DNA and histones modify the structure of fibrin and render it resistant to mechanical and enzymatic destruction.Conclusion: NET components are essential factors in thrombus stability.Significance: Therapeutic strategies could be optimized to enhance fibrinolysis in clots containing DNA and histones. Neutrophil extracellular traps are networks of DNA and associated proteins produced by nucleosome release from activated neutrophils in response to infection stimuli and have recently been identified as key mediators between innate immunity, inflammation, and hemostasis. The interaction of DNA and histones with a number of hemostatic factors has been shown to promote clotting and is associated with increased thrombosis, but little is known about the effects of DNA and histones on the regulation of fibrin stability and fibrinolysis. Here we demonstrate that the addition of histone-DNA complexes to fibrin results in thicker fibers (increase in median diameter from 84 to 123 nm according to scanning electron microscopy data) accompanied by improved stability and rigidity (the critical shear stress causing loss of fibrin viscosity increases from 150 to 376 Pa whereas the storage modulus of the gel increases from 62 to 82 pascals according to oscillation rheometric data). The effects of DNA and histones alone are subtle and suggest that histones affect clot structure whereas DNA changes the way clots are lysed. The combination of histones + DNA significantly prolongs clot lysis. Isothermal titration and confocal microscopy studies suggest that histones and DNA bind large fibrin degradation products with 191 and 136 nm dissociation constants, respectively, interactions that inhibit clot lysis. Heparin, which is known to interfere with the formation of neutrophil extracellular traps, appears to prolong lysis time at a concentration favoring ternary histone-DNA-heparin complex formation, and DNase effectively promotes clot lysis in combination with tissue plasminogen activator. Background: Neutrophil extracellular traps (NETs) composed of DNA and proteins form a scaffold in thrombi, supplementing the fibrin matrix. Results: DNA and histones modify the structure of fibrin and render it resistant to mechanical and enzymatic destruction. Conclusion: NET components are essential factors in thrombus stability. Significance: Therapeutic strategies could be optimized to enhance fibrinolysis in clots containing DNA and histones.

Background Extracellular vesicles (EVs) have clinical importance due to their roles in a wide range of biological processes. The detection and characterization of EVs are challenging because of their small size, low refractive index, and heterogeneity. Methods In this manuscript, the size distribution of an erythrocyte‐derived EV sample is determined using state‐of‐the‐art techniques such as nanoparticle tracking analysis, resistive pulse sensing, and electron microscopy, and novel techniques in the field, such as small‐angle X‐ray scattering (SAXS) and size exclusion chromatography coupled with dynamic light scattering detection. Results The mode values of the size distributions of the studied erythrocyte EVs reported by the different methods show only small deviations around 130 nm, but there are differences in the widths of the size distributions. Conclusion SAXS is a promising technique with respect to traceability, as this technique was already applied for traceable size determination of solid nanoparticles in suspension. To reach the traceable measurement of EVs, monodisperse and highly concentrated samples are required.

Extracellular vesicles (EVs) in human blood are a potential source of biomarkers. To which extent anticoagulation affects their concentration, cellular origin and protein composition is largely unexplored. To study this, blood from 23 healthy subjects was collected in acid citrate dextrose (ACD), citrate or EDTA, or without anticoagulation to obtain serum. EVs were isolated by ultracentrifugation or by size-exclusion chromatography (SEC) for fluorescence-SEC. EVs were analyzed by micro flow cytometry, NTA, TEM, Western blot, and protein mass spectrometry. The plasma EV concentration was unaffected by anticoagulants, but serum contained more platelet EVs. The protein composition of plasma EVs differed between anticoagulants, and between plasma and serum. Comparison to other studies further revealed that the shared EV protein composition resembles the "protein corona" of synthetic nanoparticles incubated in plasma or serum. In conclusion, we have validated a higher concentration of platelet EVs in serum than plasma by contemporary EV methods. Anticoagulation should be carefully described (i) to enable study comparison, (ii) to utilize available sample cohorts, and (iii) when preparing/selecting biobank samples. Further, the similarity of the EV protein corona and that of nanoparticles implicates that EVs carry both intravesicular and extravesicular cargo, which will expand their applicability for biomarker discovery.

Abstract Biomedical analytical applications, as well as the industrial production of high-quality nano- and sub-micrometre particles, require accurate methods to quantify the absolute number concentration of particles. In this context, small-angle x-ray scattering (SAXS) is a powerful tool to determine the particle size and concentration traceable to the Système international d’unités (SI). Therefore, absolute measurements of the scattering cross-section must be performed, which require precise knowledge of all experimental parameters, such as the electron density of solvent and particles, whereas the latter is often unknown. Within the present study, novel SAXS-based approaches to determine the size distribution, density and number concentrations of sub-micron spherical silica particles with narrow size distributions and mean diameters between 160 nm and 430 nm are presented. For the first-time traceable density and number concentration measurements of silica particles are presented and current challenges in SAXS measurements such as beam-smearing, poorly known electron densities and moderately polydisperse samples are addressed. In addition, and for comparison purpose, atomic force microscopy has been used for traceable measurements of the size distribution and single particle inductively coupled plasma mass spectrometry with the dynamic mass flow approach for the accurate quantification of the number concentrations of silica particles. The possibilities and limitations of the current approaches are critically discussed in this study.

Traumatic experiences result in the development of posttraumatic stress disorder (PTSD) in 10–25% of exposed individuals. While human clinical studies suggest that susceptibility is potentially linked to endocannabinoid (eCB) signaling, neurobiological PTSD susceptibility factors are poorly understood. Employing a rat model of contextual conditioned fear, we characterized distinct resilient and susceptible subpopulations based on lasting generalized fear, a core symptom of PTSD. In these groups, we assessed i.) eCB levels by mass spectrometry and ii.) expression variations of eCB system- and iii.) neuroplasticity-related genes by real-time quantitative PCR in the circuitry relevant in trauma-induced changes. Furthermore, employing unsupervised and semi-supervised machine learning based statistical analytical models, we assessed iv.) gene expression patterns with the most robust predictive power regarding PTSD susceptibility. According to our findings, in our model, generalized fear responses occurred with sufficient variability to characterize distinct resilient and susceptible subpopulations. Resilient subjects showed elevated prelimbic and lower ventral hippocampal levels of eCB 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG) compared to resilient and non-shocked control subjects. Ventral hippocampal 2-AG content positively correlated with the strength of fear generalization. Furthermore, susceptibility was associated with i.) prefrontal, hippocampal and amygdalar neuronal hypoactivity, ii.) marked decrease in the expression of genes of transcription factors modulating neuroplasticity and iii.) an altered expression pattern of eCB-related genes, including enzymes involved in eCB metabolism. Unsupervised and semi-supervised statistical approaches highlighted that hippocampal gene expression patterns possess strong predictive power regarding susceptibility. Taken together, the marked eCB and neuroplasticity changes in susceptible individuals associated with abnormal activity patterns in the fear circuitry possibly contribute to context coding deficits, resulting in generalized fear.

Abstract Posttraumatic stress disorder (PTSD) is a chronic psychiatric condition that develops in susceptible individuals exposed to traumatic stress, challenging clinicians to identify risk factors and mechanisms for mitigating vulnerability. Here we investigated behavioral predictors of high fear generalization, a core PTSD symptom, and its neural correlates longitudinally in rats. In a comprehensive behavioral test battery of emotional and cognitive function, pretrauma lower operant learning performance emerged as high predictor of fear generalization following trauma. Posttrauma operant training facilitated fear extinction, suggesting an overlap in neural circuits governing operant learning and fear expression. Neuronal activity mapping revealed significant changes in the medial prefrontal cortex (mPFC) in high fear generalizers, with alterations in CRH/VIP+ interneuron functioning. Silencing prefrontal Crh expression after fear memory consolidation enhanced mPFC activation and reduced fear expression, favoring resilience. These findings highlight operant learning and mPFC alterations as vulnerability markers and mediators of excessive fear generalization, with implications for prevention and targeted therapy in PTSD.

Biodegradable nanoparticle-based emulsions exhibit immense potential in various applications, particularly in the pharmaceutical, cosmetic, and food industries. This study delves into the intricate interfacial behavior of Pluronic F127 modified poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA-F127) nanoparticles, a crucial determinant of their ability to stabilize Pickering emulsions. Employing a combination of Langmuir balance, surface tension, and diffusion coefficient measurements, we investigate the interfacial dynamics of PLGA-F127 nanoparticles under varying temperature and ionic strength conditions. Theoretical calculations are employed to elucidate the underlying mechanisms governing these phenomena. Our findings reveal a profound influence of temperature-dependent Pluronic layer behavior and electrostatic and steric interactions on the interfacial dynamics. Nonlinear changes in surface tension are observed, reflecting the interplay of these factors. Particle aggregation is found to be prevalent at elevated temperatures and ionic strengths, compromising the stability and emulsification efficiency of the formed emulsions. This work provides insights into the rational design of stable and efficient biodegradable nanoparticle-based Pickering emulsions, broadening their potential applications in various fields.

The aim of the research is to increase the applicability of lipopeptides as drugs. To this end, non-ionic triblock copolymers, namely poloxamers, were applied. The physico-chemical properties of poloxamers vary depending on the length of the blocks, so different types were experimented with. Systems containing different additives were systematically investigated, and the change in the critical micelle concentration of the poloxamers at 25 and 37 °C in different media was assessed. In addition, the cytotoxicity of the different poloxamer micelles on three different cell lines was evaluated, and based on the results, Plur104, Plur123, and Plur127 were selected. Fatty acid elongated derivatives of a short antibacterial peptide (pL1), a medium-sized anticancer peptide (pCM15), and a branched-chain vaccine antigen (pATIPC) were used as lipopeptide models, and their formulations with the selected poloxamers were investigated. The solubility and homogeneity of the lipopeptides were significantly increased, and dynamic light scattering (DLS) measurements showed the formation of small particles of around 20 nm, which were well reproducible and storable. Similar homogenous micelle formation was observed after freeze-drying and reconstitution. The pL1 lipopeptide, formulated with the selected poloxamers, exhibited enhanced antibacterial activity with significantly reduced haemolytic side effects. The pCM15 peptide, when incorporated into poloxamer micelles, showed significantly enhanced cytotoxicity against tumor cells. Additionally, the internalization rate of pATIPC peptide formulated with poloxamers by antigen-presenting model cells exceeded that of the unformulated peptide. Our results demonstrate the potential of poloxamers as promising tools for the formulation of lipopeptides and for the optimization of their selectivity.

Perinatal asphyxia (PA) poses a significant threat to multiple organs, particularly the kidneys. Diagnosing PA-associated kidney injury remains challenging and treatment options are inadequate. Furthermore, there is a lack of long-term follow-up data regarding the renal implications of PA. In this study, 7-day-old male Wistar rats were exposed to PA using a gas mixture (4% O 2 ; 20% CO 2 in N 2 for 15 minutes) to investigate molecular pathways linked to renal tubular damage, hypoxia, angiogenesis, heat-shock response, inflammation, and fibrosis in the kidney. In a second experiment, adult rats with a history of PA were subjected to moderate renal ischemia-reperfusion (IR) injury to test the hypothesis that PA exacerbates renal susceptibility. Our results revealed an increased gene expression of renal injury markers (KIM-1, NGAL), hypoxic- and heat shock factors (HIF-1α, HSF-1, HSP-27), pro-inflammatory cytokines (IL-1ß, IL-6, TNF-α, MCP-1), and fibrotic markers (TGF-ß, CTGF, Fibronectin) promptly after PA. Moreover, a machine learning model was identified through Random Forest analysis, demonstrating an impressive classification accuracy (95.5%) for PA. Post-PA rats showed exacerbated functional decline and tubular injury and more intense hypoxic-, heat-shock-, pro-inflammatory-, and pro-fibrotic response after renal IRI compared to controls. In conclusion, PA leads to subclinical kidney injury, which may increase the susceptibility to subsequent renal damage later in life. Additionally, the parameters identified through Random Forest analysis provide a robust foundation for future biomarker research in the context of PA.