Ersetzen Sie das Abschaben von Zellen durch den Hochdurchsatz-Ultraschallprozessor UIP400MTP

Das Ablösen und Extrahieren adhärenter Zelllinien aus Multiwell-Platten für Multi-Omics-Analysen gehört zum Laboralltag. Die Zellablösung im Hochdurchsatz mit dem Multiwell-Platten-Ultraschallprozessor UIP400MTP ersetzt das manuelle Abschaben von Zellen und führt zu höheren Ausbeuten an RNA, Gesamtlipiden und gesamten polaren Metaboliten. Eine neue Methode kombiniert den Ultraschallprozessor UIP400MTP von Hielscher mit der Liquid-Handling-Workstation Beckman Coulter i7 und ermöglicht eine reproduzierbare und effiziente Verarbeitung von Zellen im Hochdurchsatz zur Extraktion von RNA, Metaboliten und Lipiden. Die vorgestellte Methode übertrifft herkömmliche manuelle Verfahren zum Abschaben von Zellen durch eine höhere Reproduzierbarkeit und Ausbeute bei verschiedenen Zelltypen und Versuchsbedingungen.

Vereinfachen Sie die Zellablösung mit dem Mikrotiterplatten-Ultraschallprozessor UIP400MTP

Adhärente Zellkultursysteme spielen eine entscheidende Rolle in der toxikologischen und biomedizinischen Forschung. In diesem Zusammenhang befassten sich Cruchley-Fuge et al. (2024) mit einer bedeutenden Herausforderung im PrecisionTox-Projekt, das auf die Nutzung von Omics-Technologien zur Bewertung chemischer Gefahren ausgerichtet ist. Ziel des Projekts war eine Hochdurchsatzanalyse von Tausenden von Proben, die mit unterschiedlichen Chemikalien behandelt wurden. Um diese Anforderung zu erfüllen, entwickelten die Forschenden einen automatisierten Arbeitsablauf, der den Ultraschallprozessor UIP400MTP mit etablierten zweiphasigen Extraktionsprotokollen für die Analyse mittels Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) kombiniert. Ihre Studie bewertet die Wirksamkeit des Multiwell-Platten-Ultraschallprozessors UIP400MTP bei der Ablösung adhärenter Zellen im Vergleich zum manuellen Abschaben und anderen herkömmlichen Methoden.

Multi-Omics vereinfachen: Automatisierte Extraktion adhärenter Zellen mit dem UIP400MTP

Das Forschungsteam von Laura Cruchley-Fuge an der University of Birmingham verwendete drei humane Zelllinien: HepG2 (Leberkrebszellen), HepaRG (differenzierte hepatozytenähnliche Zellen) und H295R (Nebennierenkrebszellen). Diese Zellen wurden in 24-Well- und 96-Well-Platten kultiviert und Testchemikalien wie Aflatoxin B1 und Forskolin ausgesetzt.

Versuchsdesign:

• Phase 1: Optimierung der Leistungseinstellungen des Ultraschallprozessors UIP400MTP und Vergleich mit dem manuellen Abschaben von Zellen und Ultraschall-Wasserbädern. HepG2-Zellen wurden eingesetzt, um die Rückgewinnung von RNA, Metaboliten und Lipiden zu bewerten.
• Phase 2: Integration des UIP400MTP in einen zweiphasigen Extraktionsablauf mit dem Beckman Coulter i7-System. Die Validierung erfolgte mit HepaRG- und H295R-Zellen.

Extraktionsablauf: Der Arbeitsablauf umfasste die Exposition gegenüber Chemikalien in Multiwell-Platten, die Zellablösung mit dem UIP400MTP und die zweiphasige Extraktion nach der Bligh & Dyer (B&D)-Methode. Die LC-MS-Analyse lipophiler und polarer Verbindungen wurde mit einem Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 durchgeführt. Die B&D-Methode, ein Goldstandard für die Lipidquantifizierung, umfasst eine zweistufige Extraktion mit Methanol, Chloroform und Wasser, gefolgt von der Lipidquantifizierung in der Chloroformphase.

Der Mikrotiterplatten-Ultraschallprozessor UIP400MTP erleichtert die Ablösung adhärenter Zelllinien von Multiwell-Platten und Petrischalen

Ergebnisse:

• Phase 1: Optimale Beschallungsbedingungen wurden bei 60% Leistung ermittelt.
  Der UIP400MTP erzielte im Vergleich zum manuellen Abschaben und zu Ultraschallbädern die höchste RNA-Rückgewinnung bei außergewöhnlicher Reproduzierbarkeit.
  Die Rückgewinnung polarer Metaboliten war über die Methoden hinweg vergleichbar, während die Lipidrückgewinnung mit dem UIP400MTP deutlich höher war.
• Phase 2: Die Validierung mit HepaRG- und H295R-Zellen zeigte eine hohe Reproduzierbarkeit der Lipidomik- und Metabolomikdaten, erkennbar an eng gruppierten PCA-Scores.
  Die Behandlungen mit Aflatoxin B1 und Forskolin ließen sich klar von den Kontrollen unterscheiden, was die Sensitivität und Zuverlässigkeit der Methode unterstreicht.

„Das Ultraschallgerät UIP400MTP von Hielscher bietet einen hochwertigen und reproduzierbaren alternativen Ansatz zum ‚Goldstandard‘ des manuellen Abschabens von Zellen und führt zu höheren Ausbeuten an RNA, Gesamtlipiden und gesamten polaren Metaboliten.“ (Cruchley-Fuge et al., 2024)

Cruchley-Fuge et al. heben die Vorteile des Ultraschallprozessors UIP400MTP für die Verarbeitung adhärenter Zellen hervor. Durch den Ersatz des manuellen Abschabens verbessert diese Methode die Reproduzierbarkeit, den Probendurchsatz und die Ausbeute und wird damit zu einem äußerst wertvollen Werkzeug für groß angelegte Studien wie PrecisionTox. Die Integration des UIP400MTP in automatisierte Arbeitsabläufe reduziert nicht nur die Variabilität, sondern vereinfacht auch arbeitsintensive Prozesse und ermöglicht so die Gewinnung hochwertiger Multi-Omics-Daten.

Die Arbeit von Cruchley-Fuge et al. (2024) erleichtert und vereinfacht die Verarbeitung adhärenter Zellkulturen für Multi-Omics-Analysen. Die Integration des Ultraschallprozessors UIP400MTP in automatisierte Arbeitsabläufe gewährleistet eine gleichbleibende und effiziente Probenvorbereitung und macht ihn damit ideal für die toxikologische Forschung im Hochdurchsatz.
 

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