Ултразвукова изолация на стволови клетки
Соникацията е високоефективен механичен метод за изолиране на стволови клетки от човешката мастна тъкан. Ултразвуково изолираната стромална съдова фракция (SVF) демонстрира значителен регенеративен потенциал за медицински приложения. Hielscher Ultrasonics предоставя набор от опции за директна и индиректна ултразвук за събиране на стволови клетки. Намерете идеалния ултразвук за вашия процес на изолиране на стволови клетки!
Ултразвуково изолиране на стволови клетки
От човешкото тяло извлечената мастна тъкан (чрез липосукция) се третира чрез ултразвук, за да се отстрани тъканта от стволовите клетки и други растежни клетки. Тази отделена част от клетките е известна като стромална съдова фракционна клетка (SVF).
Техниката на ултразвуково изолиране на стволови клетки от мастна тъкан се основава единствено на принципа на работа на ултразвукова кавитация, която е чисто механично срязване. Тези кавитационни сили на срязване нарушават мастната тъкан, така че стволовите клетки се освобождават от структурата на мастната тъкан. Ултразвуковото изолиране на стволови клетки е процедура без ензими, като се избягва използването на колагеназа, трипсин или диспазе.
За да се отделят извлечените стволови клетки, мезенхимни стволови клетки, ендотелни прекурсори и други видове растежни клетки, ултразвуковата мастна тъкан се центрофугира.
Отделените стволови клетки се събират и анализират за тяхното качество, включително брой клетки, жизнеспособност, ендотоксин и оцветяване по грам, преди да се използват незабавно за автоложна трансплантация или се съхраняват в криохранилище.
Защо да избягвате ензимите?
Тъй като ензимното разграждане за изолиране на стволови клетки е придружено от високи разходи и възможни рискове за безопасността, както и липса на ефикасност [Oberbauer et al. 2015], се предпочитат неензимни методи за изолиране като ултразвукова кавитация. Стъпката на ултразвукова изолация замества ензимното храносмилане, като отделя клетките и клетъчните агрегати механично от мастната тъкан.
GDmini2 на UP200St-TD преобразувател (200 вата)
- Бърз
- Ефикасен
- Възпроизводими
- Безопасен
- Без ензими
- Рентабилни
- Стерилни опции
Мастни стволови клетки, получени
Добив на стволови клетки, получен чрез Soniaction
Публикуван метод за изолиране на стромална съдова фракция с помощта на ултразвуков кавитационен добив в 1,67–2,24 × 107 клетки с жизнеспособност 97,1–98,9% [Victor, S., 2014]. Клетъчните добиви от около 2–4 милиона клетки/грам мастна тъкан са получени чрез ултразвуков лизис на зрели адипоцити в дисоциирана мастна тъкан [Bright et al., 2014].
Ултразвуково подготвените клетки притежават еднакво висок адипогенен и остеогенен диференциационен потенциал в сравнение със стандартния метод за ензимна изолация [Oberbauer et al. 2015].
Ултразвукови системи за изолиране на стволови клетки
За да се гарантира най-висока безопасност и най-добро качество, надеждната ултразвукова апаратура, която позволява прецизен контрол върху лечението със стволови клетки, е ключов фактор за успешното лечение на пациентите. Hielscher Ultrasonics предлага различни възможности за автоложен процес на ултразвукова кавитационна сепарация за изолиране и събиране на стволови и ендотелни прекурсорни клетки.
Директна соникация за изолиране на стволови клетки
За процеса на изолиране на стволови клетки чрез директно ултразвуково озвучаване ултразвуковият рог (сонотрод, ултразвуков накрайник? сонда) се потапя в мастната тъкан. Чрез сонотрода ултразвуковите вълни се свързват директно в автоложната мазнина, така че ултразвуковата кавитация освобождава стволовите клетки и стромалните клетки от остатъчната тъкан. Ултразвукови апарати Hielscher UP200Ht и UP200St със сонотрод S26d14 са често използвани системи за лечение на автоложни стволови клетки. Изолирането на стромалната съдова фракция чрез директно ултразвук е най-подходящо за използване в съоръжения за чисти помещения.
Индиректна соникация за изолиране на стволови клетки
Тъй като стволовите клетки се използват за автоложни приложения, стерилността на процеса е много важна. Поради това Hielscher е разработил няколко опции за индиректна ултразвук като GDmini2, ФлаконВисокоговорител за високи честоти и други персонализирани системи. Чрез индиректна ултразвукова комуникация ултразвуковите вълни се свързват през стенния контейнер в мастната тъкан. Стромалната съдова фракция (SVF) се дисоциира от мастната тъкан чрез ултразвукова кавитация, както при директна ултразвукова реакция.
Индиректният процес на ултразвук предлага предимството да се обработват клетките в затворен съд под условия без замърсяване тъй като рискът от кръстосано замърсяване чрез поставяне на ултразвуковия клаксон (сонотрод) е елиминиран. Изолацията на клетките се извършва в затворена система, осигуряваща стерилни условия на процеса.
Прочетете повече за Hielscher Sterile Sonicators!
Цифровите ултразвукови уреди Hielscher могат да се управляват прецизно чрез сензорен дисплей или управление на браузъра. Процедурите за уникване могат да бъдат предварително зададени чрез интуитивното меню. Ултразвуковите устройства са оборудвани с автоматичен запис на данни (всички данни за процеса на ултразвук се съхраняват на вградена SD-карта). Ултразвуковата входна мощност може да бъде точно настроена според протокола за изолация на клетката.
Ултразвуковият уред VialTweeter е стерилен хомогенизатор за равномерна и бърза стерилна подготовка на пробата.
Литература/Препратки
- 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.
Факти, които си струва да знаете
Какво представляват стволовите клетки?
Стволовите клетки са недиференцирани клетки на многоклетъчен организъм, които имат способността да произвеждат за неопределено време повече клетки от един и същи тип. Те се характеризират със забележителния потенциал да се развият в много различни видове клетки в тялото по време на ранното състояние на живот и растеж. Най-отличителната черта на стволовите клетки е способността им да се обновяват чрез клетъчно делене и способността им да се превръщат в тъканно-специфични клетки със специални функции. Плурипотентните стволови клетки имат потенциала да се диференцират във всяка от трите зародишни клетки: ендодерма (вътрешна стомашна лигавица, стомашно-чревен тракт, бели дробове), мезодерма (мускули, кости, кръв, урогенитална) или ектодерма (епидермални тъкани и нервна система).
В някои органи, като червата и костния мозък, стволовите клетки редовно се делят, за да възстановят и заменят износените или увредени тъкани. В други органи, като панкреаса и сърцето, стволовите клетки се делят само при специални условия.
Мезенхимните стромални/стволови клетки (MSC), които предлагат висок потенциал за разнообразни терапевтични приложения в регенеративната и естетичната медицина, се намират главно в костния мозък, но могат да бъдат изолирани и от други тъкани (напр. хрущяли, мазнини, мускулни клетки). Мезенхимните стволови клетки се считат за прототипни възрастни стволови клетки, които се характеризират със способността си за самообновяване.
Изследванията и лечението на стволови клетки се използват за култивиране на тъкани и органи за целите на трансплантацията (тъканно инженерство). Други медицински области за приложение на стволови клетки могат да бъдат намерени в лечението на мозъчни заболявания (напр. болест на Паркинсон и Алцхаймер), терапия на клетъчен дефицит, кръвни заболявания (напр. левкемия), дегенерация на ставите и хрущялите (напр. остеоартрит), както и козметични лечения (напр. лечения против стареене). Като цяло стволовите клетки имат размер приблизително 15-25 микрона в диаметър.
мезенхимни стволови клетки (MSC) са мултипотентни стромални клетки, които имат способността да се диференцират в различни типове клетки, включително остеобласти (костни клетки), хондроцити (хрущялни клетки), миоцити (мускулни клетки) и адипоцити (мастни клетки).
Какво представлява стромалната съдова фракция (SVF)?
Стромалната съдова фракция (SVF) е компонент на липоаспирата, който може да бъде извлечен чрез липосукция от мастна тъкан в човешкото тяло. Липоаспиратът се състои от хетерогенна смес от клетки и има високо съдържание на стволови клетки, известни като мастни стволови клетки (ASC или ADSC), които показват прилики със стволовите клетки на костния мозък, като способността им да се диференцират в многолинейни клетки.
Хетерогенната популация на стромалната съдова фракция включва ендотелни клетки, еритроцити, фибробласти, лимфоцити, моноцити/макрофаги и перицити, наред с други, както и важна част от мастните стволови клетки.
Какво представляват мастно-получените стромални/стволови клетки (ASC)?
Мастните стромални/стволови клетки (ASC? ADSC) освобождават високи нива на биоактивни растежни фактори като епидермален растежен фактор (EGF), съдов ендотелен растежен фактор (VEGF), основен растежен фактор на фибробластите (bFGF), растежен фактор на кератиноцитите (KGF), тромбоцитен растежен фактор (PDGF), хепатоцитен растежен фактор (HGF), трансформиращ растежен фактор-бета (TGF-β), инсулинов растежен фактор (IGF) и мозъчен невротрофичен фактор (BDNF). ACS не само освобождава растежни фактори, но също така секретира цитокини, включително свързана с FMS тирозин киназа 3 (Flt-3) лиганд, гранулоцитно-колониен стимулиращ фактор (G-CSF), гранулоцитен макрофаг-колониен стимулиращ фактор (GM-CSF), макрофаг-колониен стимулиращ фактор (M-CSF), интерлевкин (IL) като IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 и IL-12, левкемичен инхибиторен фактор (LIF) и туморен фактор некроза-алфа (TNF-α).
Как се извличат стволови клетки?
Автоложните стволови клетки на възрастни от хора могат да бъдат извлечени от следните източници:
- Костен мозък, който изисква извличане чрез прибиране на реколтата, тоест пробиване в костта.
- Мастна тъкан (липидни клетки), която изисква екстракция чрез липосукция.
- Кръв, която изисква екстракция чрез афереза, при която кръвта от донора преминава през “диализа” машина, при която стволовите клетки се извличат, докато другите кръвни компоненти се връщат обратно на донора.