vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biology10.55959/MSU0137-0952-16-80-3S-6vestnik-bio-msu-1539Research ArticleОригинальные исследованияКриоэлектронная микроскопия демонстрирует полиморфизм малых внеклеточных везикулCryo-electron microscopy demonstrates polymorphism of small extracellular vesicleshttps://orcid.org/0000-0003-2042-5244ТрифоноваТ. С.TrifonovaT. S.

Трифонова Татьяна Сергеевна – лаборант кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

trf.trifonova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1112-2356МоисеенкоА. В.MoiseenkoA. V.

Моисеенко Андрей Владимирович – науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

postmoiseenko@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4127-6973СкрябинГ. О.SkryabinG. O.

Скрябин Глеб Олегович – мл. науч. сотр. лаборатории регуляции клеточных и вирусных онкогенов 

115522, г. Москва, Каширское шоссе, д. 23

Тел.: 8-499-444-24-24

23 Kashirskoe Shosse, Moscow, 115478

go.skryabin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5247-3219ИмаралиевО. Т.ImaralievO. T.

Имаралиев Оятиддин Турсунович – врач-эндоскопист

115522, г. Москва, Каширское шоссе, д. 23

Тел.: 8-499-444-24-24

23 Kashirskoe Shosse, Moscow, 115478

o.imaraliev@ronc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8837-7969ЧевкинаЕ. М.TchevkinaE. M.

Чевкина Елена Максимовна – докт. биол. наук, зав. лаб. регуляции клеточных и вирусных онкогенов

115522, г. Москва, Каширское шоссе, д. 23

Тел.: 8-499-444-24-24

23 Kashirskoe Shosse, Moscow, 115478

tchevkina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7025-970XКарасевИ. А.KarasevI. A.

Карасев Иван Александрович – канд. мед. наук, доцент, и.о. зав. отделением, ст. науч. сотр., врач-эндоскопист

115522, г. Москва, Каширское шоссе, д. 23

Тел.: 8-499-444-24-24

23 Kashirskoe Shosse, Moscow, 115478

i.karasev@ronc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0696-1369ЕфименкоА. Ю.EfimenkoA. Yu.

Ефименко Анастасия Юрьевна – докт. мед. наук, зав. лабораторией репарации и регенерации тканей

119234, г. Москва, Ломоносовский пр-т., д. 27, корп. 10

Тел.: 8-495-531-27-77 доб. 3159

119234, 27–10 Lomonosovsky Prospekt, Moscow

efimenkoay@my.msu.ruТрифоновС. И.TrifonovS. I.

Трифонов Сергей Игоревич – канд. физ.-мат. наук, аналитик

125080, г. Москва, ул. Сурикова, д.24

Тел.: 8-495-939-57-38

24 Surikova Str., Moscow, 125080

trf@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6355-7282БагровД. В.BagrovD. V.

Багров Дмитрий Владимирович – канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

115522, г. Москва, Каширское шоссе, д. 23

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

23 Kashirskoe Shosse, Moscow, 115478

dbagrov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4678-232XСоколоваО. С.SokolovaO. S.

Соколова Ольга Сергеевна – докт. биол. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

518172, Провинция Гуандун, г. Шэньчжэнь, ул. Гоцзидасюеюань, д. 1

Тел.: 8-495-939-57-38

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

International University Park Road, Shenzhen, Guangdong Province, 518172

sokolova@mail.bio.msu.ruКафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияDepartment of Bioengineering, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationНациональный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина Минздрава РоссииРоссияInstitute of Carcinogenesis, N.N. Blokhin National Medical Research Center of OncologyRussian FederationЦентр регенеративной медицины, Медицинский научно-образовательный институт, Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияCentre for Regenerative Medicine, Medical Research and Education Institute, Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationООО «Пайрус»РоссияPyrus LtdRussian FederationКафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина Минздрава РоссииРоссияDepartment of Bioengineering, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University; Institute of Carcinogenesis, N.N. Blokhin National Medical Research Center of OncologyRussian FederationКафедра биоинженерии, биологический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Биологический факультет, Университет МГУ-ППИ в ШэньчжэнеРоссияDepartment of Bioengineering, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University; Faculty of Biology, MSU-BIT UniversityRussian Federation202510112025803S38–45Copyright © Трифонова Т.С., Моисеенко А.В., Скрябин Г.О., Имаралиев О.Т., Чевкина Е.М., Карасев И.А., Ефименко А.Ю., Трифонов С.И., Багров Д.В., Соколова О.С., 20252025Трифонова Т.С., Моисеенко А.В., Скрябин Г.О., Имаралиев О.Т., Чевкина Е.М., Карасев И.А., Ефименко А.Ю., Трифонов С.И., Багров Д.В., Соколова О.С.Trifonova T.S., Moiseenko A.V., Skryabin G.O., Imaraliev O.T., Tchevkina E.M., Karasev I.A., Efimenko A.Y., Trifonov S.I., Bagrov D.V., Sokolova O.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1539

В рамках данного исследования была создана компьютерная программа Veronica – специализированная среда для разметки изображений, полученных методом криоэлектронной микроскопии. Она позволяет выделять контуры замкнутых и незамкнутых объектов и сохранять их в удобном для анализа формате, а также определять заданные метрики для исследования морфологии. С помощью программы Veronica была охарактеризована морфология образцов малых внеклеточных везикул, выделенных из желудочного сока пациентов с аденокарциномой желудка, а также условно здоровых доноров. Предложен подход к разметке изображений и расчета показателей для описания везикул, основанный на измерении параметров вложенности (меры количества частиц, вложенных друг в друга) и ветвистости (меры количества расположенных рядом частиц, окруженных общей мембраной).

In this study the computer program Veronica was created – a specialized environment for marking images obtained by cryo-electron microscopy. It allows to highlight the contours of closed and unclosed objects and save them in a convenient format for analysis, as well as to determine the specified metrics for the study of morphology. The Veronica program was used to characterize the morphology of samples of small extracellular vesicles isolated from gastric juice of patients with gastric adenocarcinoma and conditionally healthy donors. An approach to image partitioning and calculation of indices to describe vesicles based on the measurement of nesting (a measure of the number of particles nested within each other) and branching (a measure of the number of adjacent particles surrounded by a common membrane) parameters has been proposed.

малые внеклеточные везикулыкриоэлектронная микроскопияобработка изображенийрак желудкаsmall extracellular vesiclescryo-electron microscopyimage processinggastric cancerРабота выполнена при финансовой поддержке Научно-образовательной Школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» (проект № 24-Ш04-14). Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. От пациентов было получено письменное информированное согласие на исследование. Исследование проводилось в соответствии с рекомендациями Хельсинской декларации и одобрено Комитетом по этике Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н.Н. Блохина (Разрешение комитета по этике, протокол №1 от 25 января 2024 г.). Изображения мВВ получали с использованием Уникального комплекса оборудования «Трехмерная электронная микроскопия и спектроскопия» биологического факультета МГУ. О.С. Соколова руководит группой по разработке инновационных лекарственных препаратов на основе структурной биологии и биоинформатики в Шэньчжэньском университете МГУ-ППИ, Китай (2022KCXTD034).This work was financially supported by the MSU Scientific and Educational School “Molecular Technologies of Living Systems and Synthetic Biology” (project No. 24-Sh04-14).ReferencesBrent A., Shirmast P., McMillan N.A.J. Extracellular vesicle lipids and their role in delivery. J. Extracell. Biol. 2025;4(6):e70064.Brent A., Shirmast P., McMillan N.A.J. Extracellular vesicle lipids and their role in delivery. J. Extracell. Biol. 2025;4(6):e70064.Lamorte D., De Luca L., Tartarone A., Trino S., Giulivo I., De Stradis A., Maietti M., Caivano A., Laurenzana I. Serum extracellular vesicle microRNAs as potential biomarkers to predict pembrolizumab response and prognosis in metastatic non-small cell lung cancer patients. Front. Immunol. 2025;16:1540906.Lamorte D., De Luca L., Tartarone A., Trino S., Giulivo I., De Stradis A., Maietti M., Caivano A., Laurenzana I. Serum extracellular vesicle microRNAs as potential biomarkers to predict pembrolizumab response and prognosis in metastatic non-small cell lung cancer patients. Front. Immunol. 2025;16:1540906.Pan R., Chen D., Hou L., Hu R., Jiao Z. Small extracellular vesicles: a novel drug delivery system for neurodegenerative disorders. Front. Aging Neurosci. 2023;15:1184435.Pan R., Chen D., Hou L., Hu R., Jiao Z. Small extracellular vesicles: a novel drug delivery system for neurodegenerative disorders. Front. Aging Neurosci. 2023;15:1184435.Моисеенко А.В., Басалова Н.А., Багров Д.В., Трифонова Т.С., Виговский М.А., Дьячкова У.Д., Дьячкова У.Д., Григорьева О.А., Новоселецкая Е.С., Ефименко А.Ю., Соколова О.С. Прямая визуализация внеклеточных везикул на мембране мезенхимных стволовых/стромальных клеток человека методом криоэлектронной микроскопии. Наноиндустрия. 2024;17(7–8):434–443.Моисеенко А.В., Басалова Н.А., Багров Д.В., Трифонова Т.С., Виговский М.А., Дьячкова У.Д., Дьячкова У.Д., Григорьева О.А., Новоселецкая Е.С., Ефименко А.Ю., Соколова О.С. Прямая визуализация внеклеточных везикул на мембране мезенхимных стволовых/стромальных клеток человека методом криоэлектронной микроскопии. Наноиндустрия. 2024;17(7–8):434–443.Emelyanov A., Shtam T., Kamyshinsky R., Garaeva L., Verlov N., Miliukhina I., Kudrevatykh A., Gavrilov G., Zabrodskaya Y., Pchelina S., Konevega A. Cryo-electron microscopy of extracellular vesicles from cerebrospinal fluid. PLoS One. 2020;15(1):e0227949.Emelyanov A., Shtam T., Kamyshinsky R., Garaeva L., Verlov N., Miliukhina I., Kudrevatykh A., Gavrilov G., Zabrodskaya Y., Pchelina S., Konevega A. Cryo-electron microscopy of extracellular vesicles from cerebrospinal fluid. PLoS One. 2020;15(1):e0227949.Miroshnikova V.V., Dracheva K.V., Kamyshinsky R.A., Yastremsky E.V., Garaeva L.A., Pobozheva I.A., Landa S.B., Anisimova K.A., Balandov S.G., Hamid Z.M., Vasilevsky D.I., Pchelina S.N., Konevega A.L., Shtam T.A. Cryo-electron microscopy of adipose tissue extracellular vesicles in obesity and type 2 diabetes mellitus. PLoS One. 2023;18(2):e0279652.Miroshnikova V.V., Dracheva K.V., Kamyshinsky R.A., Yastremsky E.V., Garaeva L.A., Pobozheva I.A., Landa S.B., Anisimova K.A., Balandov S.G., Hamid Z.M., Vasilevsky D.I., Pchelina S.N., Konevega A.L., Shtam T.A. Cryo-electron microscopy of adipose tissue extracellular vesicles in obesity and type 2 diabetes mellitus. PLoS One. 2023;18(2):e0279652.Kapoor K.S., Kong S., Sugimoto H., Guo W., Boominathan V., Chen Y.L., Biswal S.L., Terlier T., McAndrews K.M., Kalluri R. Single extracellular vesicle imaging and computational analysis identifies inherent architectural heterogeneity. ACS Nano. 2024;18(18):11717–11731.Kapoor K.S., Kong S., Sugimoto H., Guo W., Boominathan V., Chen Y.L., Biswal S.L., Terlier T., McAndrews K.M., Kalluri R. Single extracellular vesicle imaging and computational analysis identifies inherent architectural heterogeneity. ACS Nano. 2024;18(18):11717–11731.Wagner T., Merino F., Stabrin M., et al. SPHIREcrYOLO is a fast and accurate fully automated particle picker for cryo-EM. Commun. Biol. 2019;2:218.Wagner T., Merino F., Stabrin M., et al. SPHIREcrYOLO is a fast and accurate fully automated particle picker for cryo-EM. Commun. Biol. 2019;2:218.Punjani A., Rubinstein J.L., Fleet D.J., Brubaker M.A. cryoSPARC: algorithms for rapid unsupervised cryo-EM structure determination. Nat. Methods. 2017;14(3):290–296.Punjani A., Rubinstein J.L., Fleet D.J., Brubaker M.A. cryoSPARC: algorithms for rapid unsupervised cryo-EM structure determination. Nat. Methods. 2017;14(3):290–296.Schönnenbeck P., Junglas B., Sachse C. CryoVIA: An image analysis toolkit for the quantification of membrane structures from cryo-EM micrographs. Structure. 2025;33(4): 808–819.Schönnenbeck P., Junglas B., Sachse C. CryoVIA: An image analysis toolkit for the quantification of membrane structures from cryo-EM micrographs. Structure. 2025;33(4): 808–819.Skryabin G.O., Vinokurova S.V., Galetsky S.A., Elkin D.S., Senkovenko A.M., Denisova D.A., Komelkov A.V., Stilidi I.S., Peregorodiev I.N., Malikhova O.A., Imaraliev O.T., Enikeev A.D., Tchevkina E.M. Isolation and characterization of extracellular vesicles from gastric juice. Cancers. 2022;14(14):3314.Skryabin G.O., Vinokurova S.V., Galetsky S.A., Elkin D.S., Senkovenko A.M., Denisova D.A., Komelkov A.V., Stilidi I.S., Peregorodiev I.N., Malikhova O.A., Imaraliev O.T., Enikeev A.D., Tchevkina E.M. Isolation and characterization of extracellular vesicles from gastric juice. Cancers. 2022;14(14):3314.Mastronarde D.N. Automated electron microscope tomography using robust prediction of specimen movements. J. Struct. Biol. 2005;152(1):36–51. 14. Kruskal W.H., Wallis W.A. Use of ranks in one-criterion variance analysis. J. Am. Stat. Assoc. 47(260):583–621.Mastronarde D.N. Automated electron microscope tomography using robust prediction of specimen movements. J. Struct. Biol. 2005;152(1):36–51. 14. Kruskal W.H., Wallis W.A. Use of ranks in one-criterion variance analysis. J. Am. Stat. Assoc. 47(260):583–621.Schindelin J., Arganda-Carreras I., Frise E., Kaynig V., Longair M., Pietzsch T., Preibisch S., Rueden C., Saalfeld S., Schmid B., Tinevez J.Y. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat. Methods. 2012;9(7):676–682.Schindelin J., Arganda-Carreras I., Frise E., Kaynig V., Longair M., Pietzsch T., Preibisch S., Rueden C., Saalfeld S., Schmid B., Tinevez J.Y. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat. Methods. 2012;9(7):676–682.Skryabin G., Enikeev A., Beliaeva A., Galetsky S., Bagrov D., Moiseenko A., Vnukova A., Imaraliev O., Karasev I., Tchevkina E. Distinctive features of extracellular vesicles present in the gastric juice of patients with gastric cancer and healthy subjects. Int. J. Mol. Sci. 2025;26(12):5857.Skryabin G., Enikeev A., Beliaeva A., Galetsky S., Bagrov D., Moiseenko A., Vnukova A., Imaraliev O., Karasev I., Tchevkina E. Distinctive features of extracellular vesicles present in the gastric juice of patients with gastric cancer and healthy subjects. Int. J. Mol. Sci. 2025;26(12):5857.Saadeldin I.M., Seif E., Jongki C. Relevance of multilamellar and multicompartmental vesicles in biological fluids: understanding the significance of proportional variations and disease correlation. Biomarker Res. 2023;11(1):77.Saadeldin I.M., Seif E., Jongki C. Relevance of multilamellar and multicompartmental vesicles in biological fluids: understanding the significance of proportional variations and disease correlation. Biomarker Res. 2023;11(1):77.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.