عزل الخلايا الجذعية بالموجات فوق الصوتية
الصوتنة هي طريقة ميكانيكية عالية الكفاءة لعزل الخلايا الجذعية من الأنسجة الدهنية البشرية. يظهر جزء الأوعية الدموية اللحمية المعزولة بالموجات فوق الصوتية (SVF) إمكانات تجديدية كبيرة للتطبيقات الطبية. يوفر Hielscher Ultrasonics مجموعة من خيارات صوتنة مباشرة وغير مباشرة لحصاد الخلايا الجذعية. ابحث عن جهاز الصوتنة المثالي لعملية عزل الخلايا الجذعية!
عزل الخلايا الجذعية بالموجات فوق الصوتية
من جسم الإنسان يتم استخراج الأنسجة الدهنية (عن طريق شفط الدهون) عن طريق الموجات فوق الصوتية لإزالة الأنسجة من الخلايا الجذعية وخلايا النمو الأخرى. يعرف هذا الجزء المنفصل من الخلايا باسم خلايا الكسر الوعائي اللحمي (SVF).
تعتمد تقنية العزل بالموجات فوق الصوتية للخلايا الجذعية من الأنسجة الدهنية فقط على مبدأ عمل التجويف المشتق من الموجات فوق الصوتية ، وهو قص ميكانيكي بحت. تعطل قوى القص التجويف هذه الأنسجة الدهنية ، بحيث يتم إطلاق الخلايا الجذعية من بنية الأنسجة الدهنية. عزل الخلايا الجذعية بالموجات فوق الصوتية هو إجراء خال من الإنزيم ، وتجنب استخدام الكولاجيناز أو التربسين أو التباين.
لفصل الخلايا الجذعية المستخرجة والخلايا الجذعية الوسيطة والسلائف البطانية وأنواع خلايا النمو الأخرى ، يتم طرد الأنسجة الدهنية الصوتية بالطرد المركزي.
يتم جمع الخلايا الجذعية المنفصلة وتحليلها للتأكد من جودتها بما في ذلك عدد الخلايا ، وصلاحيتها ، والسموم الداخلية ، وصبغة الجرام قبل استخدامها على الفور للزراعة الذاتية أو حفظها في التخزين بالتبريد.
لماذا تجنب الانزيمات؟
نظرا لأن الهضم الأنزيمي لعزل الخلايا الجذعية مصحوب بتكاليف عالية ومخاطر محتملة على السلامة بالإضافة إلى نقص الفعالية [Oberbauer et al. 2015] ، يفضل استخدام طرق العزل غير الأنزيمية مثل التجويف بالموجات فوق الصوتية. تحل خطوة العزل بالموجات فوق الصوتية محل الهضم الأنزيمي عن طريق فصل الخلايا ومجاميع الخلايا ميكانيكيا عن الأنسجة الدهنية.
جي دي ميني2 عند محول الطاقة UP200St-TD (200 واط)
- السريع
- كفاءه
- استنساخه
- آمن
- خال من الانزيمات
- فعالة من حيث التكلفة
- خيارات معقمة
الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون
إنتاجية الخلايا الجذعية التي يتم الحصول عليها عن طريق Soniaction
طريقة عزل الكسر الوعائي اللحمي المنشورة باستخدام إنتاجية التجويف بالموجات فوق الصوتية في 1.67-2.24 × 107 خلايا ذات صلاحية 97.1-98.9٪ [فيكتور ، س. ، 2014]. تم الحصول على غلة الخلايا لحوالي 2-4 مليون خلية / غرام من الأنسجة الدهنية عن طريق التحلل بالموجات فوق الصوتية للخلايا الشحمية الناضجة في الأنسجة الدهنية المنفصلة [برايت وآخرون ، 2014].
تمتلك الخلايا المحضرة بالموجات فوق الصوتية إمكانات تمايز عالية على قدم المساواة للدهون والعظمية ، مقارنة بطريقة العزل الأنزيمي القياسية [Oberbauer et al. 2015].
أنظمة الموجات فوق الصوتية لعزل الخلايا الجذعية
لضمان أعلى مستوى من السلامة وأفضل جودة ، تعد معدات الموجات فوق الصوتية الموثوقة ، والتي تسمح بالتحكم الدقيق في علاج الخلايا الجذعية ، عاملا رئيسيا في العلاج الناجح للمرضى. Hielscher Ultrasonics يقدم خيارات مختلفة لعملية فصل التجويف بالموجات فوق الصوتية الذاتية لعزل وحصاد الخلايا الجذعية والسلائف البطانية.
صوتنة مباشرة لعزل الخلايا الجذعية
لعملية عزل الخلايا الجذعية عن طريق صوتنة مباشرة ، يتم غمر القرن بالموجات فوق الصوتية (سونوترودي ، طرف / مسبار بالموجات فوق الصوتية) في الأنسجة الدهنية الدهنية. عن طريق سونوترودي ، تقترن الموجات فوق الصوتية مباشرة بالدهون الذاتية بحيث يطلق التجويف بالموجات فوق الصوتية الخلايا الجذعية والخلايا اللحمية من الأنسجة المتبقية. Hielscher صوتي UP200Ht و UP200St مع سونوترودي S26d14 هي أنظمة شائعة الاستخدام لعلاج الخلايا الجذعية الذاتية. عزل كسر الأوعية الدموية اللحمية عن طريق الصوتنة المباشرة مناسب في الغالب للاستخدام في مرافق غرف الأبحاث.
صوتنة غير مباشرة لعزل الخلايا الجذعية
نظرا لاستخدام الخلايا الجذعية في التطبيقات الذاتية ، فإن عقم العملية مهم جدا. لذلك، وقد وضعت Hielscher عدة خيارات من صوتنة غير مباشرة مثل جي دي ميني2, VialTweeter وغيرها من الأنظمة المخصصة. عن طريق صوتنة غير مباشرة ، تقترن الموجات فوق الصوتية من خلال حاوية الجدار في الأنسجة الدهنية. يتم فصل الجزء الوعائي اللحمي (SVF) عن الأنسجة الدهنية عن طريق التجويف بالموجات فوق الصوتية كما هو الحال أثناء الصوتنة المباشرة.
توفر عملية الصوتنة غير المباشرة ميزة معالجة الخلايا في وعاء مغلق تحت ظروف خالية من التلوث منذ يتم القضاء على خطر التلوث المتبادل عن طريق إدخال قرن الموجات فوق الصوتية (Sonotrode). يتم عزل الخلية في نظام مغلق يضمن ظروف عملية معقمة.
اقرأ المزيد عن Hielscher Sterile Sonicators!
يمكن التحكم في أجهزة الصوت الرقمية Hielscher بدقة عبر شاشة تعمل باللمس أو التحكم في المتصفح. يمكن ضبط إجراءات صوتنة مسبقا عبر القائمة البديهية. تم تجهيز أجهزة الموجات فوق الصوتية بتسجيل تلقائي للبيانات (يتم تخزين جميع بيانات عملية الصوتنة على بطاقة SD متكاملة). يمكن تعديل مدخلات الطاقة بالموجات فوق الصوتية تماما وفقا لبروتوكول عزل الخلية.
جهاز صوتي VialTweeter هو خالط معقم لإعداد عينة معقمة موحدة وسريعة.
الأدب / المراجع
- Oberbauer, Eleni; Steffenhagen, Carolin; Wurzer, Christoph; Gabriel, Christian; Redl, Heinz; Wolbank, Susanne (2015): Enzymatic and non-enzymatic isolation systems for adipose tissue-derived cells: current state of the art. Cell Regeneration (2015) 4:7.
- Stadlmann, J., Taubenschmid, J., Wenzel, D. et al. (2017): Comparative glycoproteomics of stem cells identifies new players in ricin toxicity. Nature 549, 2017. 538–542
- Haghjoo M., Azarbayjani M.A., Peeri M., Hosseini S.A. (2019): Effect of Training, Hyaluronic Acid, and Mesenchymal Stem Cell Therapies on Osteocalcin Gene Expression in Cartilage Tissue of Rats with Knee Osteoarthritis. Gene Cell Tissue 6, 2019.
- Zhu M., Kong D., Tian R., Pang M. , Mo M., Cheng, Y., Yang G., Cheng H.L., Lei X., Fang K., Cheng B., Wu Y. (2020): Platelet sonicates activate hair follicle stem cells and mediate enhanced hair follicle regeneration. Journal of Cellular and Molecular Medicine 24, 2020. 1786–1794.
حقائق تستحق المعرفة
ما هي الخلايا الجذعية؟
الخلايا الجذعية هي خلايا غير متمايزة لكائن متعدد الخلايا لديها القدرة على إنتاج المزيد من الخلايا من نفس النوع إلى أجل غير مسمى. تتميز بإمكانية ملحوظة للتطور إلى العديد من أنواع الخلايا المختلفة في الجسم خلال الحالة المبكرة للحياة والنمو. السمة الأكثر تميزا للخلايا الجذعية هي قدرتها على تجديد نفسها عن طريق انقسام الخلايا وقدرتها على التحول إلى خلايا خاصة بالأنسجة أو الأعضاء ذات وظائف خاصة. الخلايا الجذعية متعددة القدرات لديها القدرة على التمايز إلى أي من الخلايا الجرثومية الثلاثة: الأديم الباطن (بطانة المعدة الداخلية ، الجهاز الهضمي ، الرئتين) ، الأديم المتوسط (العضلات ، العظام ، الدم ، البولي التناسلي) ، أو الأديم الظاهر (أنسجة البشرة والجهاز العصبي).
في بعض الأعضاء ، مثل الأمعاء ونخاع العظام ، تنقسم الخلايا الجذعية بانتظام لإصلاح واستبدال الأنسجة البالية أو التالفة. في الأعضاء الأخرى ، مثل البنكرياس والقلب ، تنقسم الخلايا الجذعية فقط في ظل ظروف خاصة.
توجد الخلايا اللحمية / الجذعية الوسيطة (MSC) ، والتي توفر إمكانات عالية للتطبيقات العلاجية المتعددة في الطب التجديدي والاستإيثيري ، بشكل أساسي في نخاع العظام ، ولكن يمكن عزلها عن الأنسجة الأخرى (مثل الغضاريف والدهون وخلايا العضلات) أيضا. تعتبر الخلايا الجذعية الوسيطة خلايا جذعية بالغة نموذجية تتميز بقدرتها على التجديد الذاتي.
تستخدم أبحاث الخلايا الجذعية وعلاجاتها لزراعة الأنسجة والأعضاء لأغراض الزرع (هندسة الأنسجة). يمكن العثور على مجالات طبية أخرى لتطبيق الخلايا الجذعية في علاج أمراض الدماغ (مثل مرض باركنسون ومرض الزهايمر) ، وعلاج نقص الخلايا ، وأمراض الدم (مثل سرطان الدم) ، وتنكس المفاصل والغضاريف (مثل هشاشة العظام) وكذلك العلاجات التجميلية (مثل العلاجات المضادة للشيخوخة). بشكل عام ، يبلغ حجم الخلايا الجذعية حوالي 15-25 ميكرون في القطر.
الخلايا الجذعية الوسيطة (MSC) هي خلايا انسجة متعددة القدرات ، لديها القدرة على التمايز إلى مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا ، بما في ذلك بانيات العظم (خلايا العظام) ، والخلايا الغضروفية (خلايا الغضاريف) ، والخلايا العضلية (خلايا العضلات) ، والخلايا الشحمية (الخلايا الدهنية).
ما هو الكسر الوعائي اللحمي (SVF)؟
الكسر الوعائي اللحمي (SVF) هو أحد مكونات اللحمية التي يمكن استخراجها عن طريق شفط الدهون من الأنسجة الدهنية في جسم الإنسان. يتكون الشفط الشحمي من خليط غير متجانس من الخلايا ويحتوي على نسبة عالية من الخلايا الجذعية ، والمعروفة باسم الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون (ASC أو ADSC) ، والتي تظهر أوجه تشابه مع الخلايا الجذعية لنخاع العظم ، مثل قدرتها على التمايز إلى خلايا متعددة السلالات.
تشمل المجموعة غير المتجانسة للجزء الوعائي اللحمي الخلايا البطانية ، وكريات الدم الحمراء ، والخلايا الليفية ، والخلايا الليمفاوية ، والخلايا الوحيدة / الضامة ، والخلايا المحيطة من بين أمور أخرى ، بالإضافة إلى جزء مهم من الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون.
ما هي الخلايا اللحمية / الجذعية المشتقة من الدهون (ASC)؟
تطلق الخلايا اللحمية / الجذعية المشتقة من الدهون (ASC / ADSC) مستويات عالية من عوامل النمو النشطة بيولوجيا مثل عامل نمو البشرة (EGF) ، وعامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF) ، وعامل نمو الخلايا الليفية الأساسية (bFGF) ، وعامل نمو الخلايا الكيراتينية (KGF) ، وعامل النمو المشتق من الصفائح الدموية (PDGF) ، وعامل نمو خلايا الكبد (HGF) ، وعامل النمو المحول بيتا (TGF-β) ، وعامل نمو الأنسولين (IGF) ، وعامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF). لا تطلق ACS عوامل النمو فحسب ، بل تفرز أيضا السيتوكينات بما في ذلك التيروزين كيناز 3 المرتبط ب fms (Flt-3) ligand ، وعامل تحفيز مستعمرة الخلايا المحببة (G-CSF) ، وعامل تحفيز مستعمرة البلاعم المحببة (GM-CSF) ، وعامل تحفيز مستعمرة البلاعم (M-CSF) ، والإنترلوكين (IL) مثل IL-6 و IL-7 و IL-8 و IL-11 و IL-12 وعامل تثبيط سرطان الدم (LIF) وعامل نخر الورم ألفا (TNF-α).
كيف يتم استخراج الخلايا الجذعية؟
يمكن استخلاص الخلايا الجذعية البالغة الذاتية من البشر من المصادر التالية:
- نخاع العظام ، الذي يتطلب الاستخراج عن طريق الحصاد ، أي الحفر في العظام.
- الأنسجة الدهنية (الخلايا الدهنية) ، والتي تتطلب الاستخراج عن طريق شفط الدهون.
- الدم ، الذي يتطلب الاستخراج من خلال الفصادة ، حيث يمر الدم من المتبرع عبر “غسيل الكلي” حيث يتم استخراج الخلايا الجذعية بينما يتم إرجاع مكونات الدم الأخرى إلى المتبرع.