Sustituya el raspado celular por el sonicador de alta capacidad de procesamiento UIP400MTP

El desprendimiento y la extracción de líneas celulares adherentes de placas multipocillo para el análisis multiómico son tareas cotidianas en los laboratorios. El desprendimiento celular de alta capacidad de procesamiento mediante el sonicador para placas multipocillo UIP400MTP sustituye el raspado celular manual y permite obtener mayores rendimientos de ARN, lípidos totales y metabolitos polares totales. Un nuevo método integra el sonicador Hielscher UIP400MTP con la estación de trabajo de manipulación de líquidos Beckman Coulter i7, lo que permite procesar células de forma reproducible y eficiente, con una alta capacidad de procesamiento, para extraer ARN, metabolitos y lípidos. El método presentado supera los métodos tradicionales de raspado celular manual al lograr una reproducibilidad y un rendimiento superiores en diversos tipos celulares y condiciones experimentales.

Agilice el desprendimiento celular con el sonicador para microplacas UIP400MTP

Los sistemas de cultivo de células adherentes desempeñan un papel fundamental en la investigación toxicológica y biomédica. En este contexto, Cruchley-Fuge et al. (2024) abordaron un importante reto del proyecto PrecisionTox, centrado en utilizar tecnologías ómicas para evaluar los peligros de las sustancias químicas. El proyecto tenía como objetivo analizar miles de muestras tratadas con diversas sustancias químicas con una alta capacidad de procesamiento. Para responder a esta necesidad, los investigadores desarrollaron un flujo de trabajo automatizado que combina el sonicador UIP400MTP con protocolos establecidos de extracción bifásica para el análisis mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS). Su estudio evalúa la eficacia del sonicador para placas multipocillo UIP400MTP en el desprendimiento de células adherentes frente al raspado manual y otros métodos tradicionales.

Agilización del análisis multiómico: extracción automatizada de células adherentes con el UIP400MTP

El equipo de investigación de Laura Cruchley-Fuge, de la University of Birmingham, utilizó tres líneas celulares humanas: HepG2 (células de cáncer hepático), HepaRG (células diferenciadas similares a hepatocitos) y H295R (células de cáncer suprarrenal). Estas células se cultivaron en placas de 24 y 96 pocillos y se expusieron a sustancias químicas de ensayo como la aflatoxina B1 y la forskolina.

Diseño experimental:

Fase 1: Optimización de los ajustes de potencia del sonicador UIP400MTP y comparación con el raspado celular manual y los baños de agua ultrasónicos. Se utilizaron células HepG2 para evaluar la recuperación de ARN, metabolitos y lípidos.
Fase 2: Integración del UIP400MTP en un flujo de trabajo de extracción bifásica mediante el sistema Beckman Coulter i7. La validación se realizó con células HepaRG y H295R.

Flujo de trabajo de extracción: El flujo de trabajo comprendió la exposición a sustancias químicas en placas multipocillo, el desprendimiento celular mediante el UIP400MTP y la extracción bifásica mediante el método de Bligh & Dyer (B&D). El análisis por LC-MS de compuestos lipófilos y polares se realizó con un Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. El método B&D, considerado el método de referencia para la cuantificación de lípidos, consiste en una extracción en dos etapas con metanol, cloroformo y agua, seguida de la cuantificación de lípidos en la fase de cloroformo.

El sonicador para microplacas UIP400MTP facilita el desprendimiento de líneas celulares adherentes de placas multipocillo y placas de Petri

Resultados:

Fase 1: Las condiciones óptimas de sonicación se identificaron al 60% de potencia.
El UIP400MTP proporcionó la mayor recuperación de ARN, con una reproducibilidad excepcional frente al raspado manual y los baños ultrasónicos.
La recuperación de metabolitos polares fue uniforme entre los distintos métodos, mientras que la recuperación de lípidos fue notablemente superior con el UIP400MTP.
Fase 2: La validación con células HepaRG y H295R demostró una alta reproducibilidad de los datos lipidómicos y metabolómicos, como indicó la estrecha agrupación de las puntuaciones del análisis de componentes principales (PCA).
Los tratamientos con aflatoxina B1 y forskolina se distinguieron eficazmente de los controles, lo que pone de manifiesto la sensibilidad y la fiabilidad del método.

«El dispositivo de sonicación Hielscher UIP400MTP ofrece una alternativa de alta calidad y reproducible al raspado celular manual, considerado el “método de referencia”, que permite obtener mayores rendimientos de ARN, lípidos totales y metabolitos polares totales.» (Cruchley-Fuge et al., 2024)

Cruchley-Fuge et al. destacan las ventajas del sonicador UIP400MTP para el procesamiento de células adherentes. Al sustituir el raspado manual, este método mejora la reproducibilidad, la capacidad de procesamiento y el rendimiento, lo que lo convierte en una herramienta de gran valor para estudios a gran escala como PrecisionTox. La integración del UIP400MTP en flujos de trabajo automatizados no solo reduce la variabilidad, sino que también agiliza los procesos que requieren mucho trabajo, lo que permite obtener datos multiómicos de alta calidad.

El trabajo de Cruchley-Fuge et al. (2024) facilita y agiliza el procesamiento de cultivos de células adherentes para el análisis multiómico. La integración del sonicador UIP400MTP en flujos de trabajo automatizados garantiza una preparación de muestras uniforme y eficiente, por lo que resulta idóneo para la investigación toxicológica de alta capacidad de procesamiento.

El Hielscher UIP400MTP es el sonicador más versátil para sus placas multipocillo, placas de PCR o tubos de muestras. Con una potencia de sonicación continua de 400 vatios, está diseñado para aplicaciones como la lisis celular, la emulsificación, la extracción de proteínas, la fragmentación de ADN / ARN, la desaglomeración, la extracción de FFPE, la dispersión de nanomateriales o la emulsificación. El UIP400MTP no es un baño ultrasónico. Es un sonotrodo de copa de alta intensidad para sonicación focalizada. Este potente sonicador sin contacto proporciona una sonicación uniforme en todos los pocillos de su placa multipocillo estándar. Permite controlar con precisión la amplitud, la potencia y el funcionamiento por pulsos. Un temporizador integrado y una sonda de temperatura garantizan resultados uniformes. El sonicador de placas UIP400MTP refrigera las muestras mediante un baño de agua (con enfriador externo opcional).

Diseño, fabricación y asesoramiento – calidad fabricada en Alemania

Los ultrasonicadores Hielscher son reconocidos por sus máximos estándares de calidad y diseño. Su robustez y facilidad de manejo permiten integrar nuestros ultrasonicadores sin dificultades en instalaciones industriales. Los ultrasonicadores Hielscher se adaptan fácilmente a condiciones adversas y entornos exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y pone especial énfasis en los sonicadores de alto rendimiento que incorporan tecnología de última generación y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonicadores Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

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Bibliografía / Referencias

FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
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Preguntas frecuentes

¿Qué es el desprendimiento celular?

En investigación, el desprendimiento celular se refiere al proceso de separar las células adherentes de la superficie de un recipiente de cultivo o de un sustrato. Normalmente se realiza para recolectar células destinadas a aplicaciones posteriores, como el análisis, el subcultivo o la criopreservación. El desprendimiento puede lograrse mediante métodos enzimáticos (p. ej., tripsina), agentes químicos (p. ej., EDTA), métodos mecánicos (p. ej., raspado) o técnicas físicas como la sonicación, según el tipo celular y los requisitos de la investigación.

¿Cómo se desprenden las células adherentes?

El desprendimiento de células adherentes mediante sonicación consiste en aplicar ondas ultrasónicas focalizadas para romper la adhesión entre las células y la superficie en un entorno controlado. En concreto, el sonicador para microplacas UIP400MTP lo consigue generando vibraciones mecánicas localizadas que rompen las uniones entre las células y la superficie de cultivo. Los pasos principales son:

Preparación: Las células se cultivan en placas multipocillo y pueden exponerse a sustancias químicas específicas como parte del diseño experimental.
Sonicación: El sonicador UIP400MTP se programa con ajustes optimizados (p. ej., 60% de potencia) para garantizar un desprendimiento eficaz sin dañar las células ni comprometer la integridad de las biomoléculas.
Control de temperatura: El dispositivo mantiene la estabilidad de la temperatura para evitar la degradación celular o molecular inducida por el calor durante el proceso.
Después del desprendimiento: Las células desprendidas se someten a protocolos de extracción posteriores, como el método bifásico de Bligh & Dyer, para recuperar ARN, lípidos y metabolitos.

Este método supera al raspado manual por su automatización, reproducibilidad y capacidad para procesar grandes cantidades de muestras de forma eficiente.

¿Qué es el desprendimiento celular sin daño?

El desprendimiento celular sin daño se refiere al proceso de separar las células adherentes de su sustrato sin comprometer su viabilidad, integridad o funcionalidad. Se consigue mediante métodos suaves, como la sonicación controlada o las soluciones sin enzimas.
Evitar la destrucción celular es fundamental para preservar las características estructurales y moleculares de las células, esenciales para obtener resultados precisos en aplicaciones posteriores como el análisis multiómico, los ensayos funcionales o el uso terapéutico. Las células dañadas pueden liberar su contenido intracelular, lo que podría distorsionar los resultados experimentales o comprometer la calidad de las muestras.

¿Qué ventajas ofrece el desprendimiento celular sin enzimas?

El desprendimiento celular sin enzimas ofrece varias ventajas, como preservar las proteínas y los receptores de la superficie celular, mantener la viabilidad celular y evitar posibles daños enzimáticos en las biomoléculas. Este enfoque resulta especialmente beneficioso para aplicaciones posteriores sensibles, como la citometría de flujo, la proteómica o los ensayos funcionales, en las que las alteraciones enzimáticas podrían comprometer la calidad de los datos o los resultados experimentales. Además, los métodos sin enzimas suelen ser más reproducibles y pueden adaptarse a flujos de trabajo de alta capacidad de procesamiento.