Ultraäänikantasolujen eristäminen
Sonikaatio on erittäin tehokas mekaaninen menetelmä kantasolujen eristämiseksi ihmisen rasvakudoksesta. Ultraäänellä eristetty stroomavaskulaarinen fraktio (SVF) osoittaa merkittävää regeneratiivista potentiaalia lääketieteellisiin sovelluksiin. Hielscher Ultrasonics tarjoaa valikoiman suoria ja epäsuoria sonikaatiovaihtoehtoja kantasolujen keräämiseen. Löydä ihanteellinen sonikaattori kantasolujen eristämisprosessiin!
Kantasolujen ultraäänieristys
Ihmiskehosta uutettua rasvakudosta (rasvaimun kautta) käsitellään ultraäänellä kudoksen poistamiseksi kantasoluista ja muista kasvusoluista. Tämä solujen erotettu osa tunnetaan stroomavaskulaarisina fraktiosoluina (SVF).
Rasvakudoksen kantasolujen ultraäänieristystekniikka perustuu yksinomaan ultraäänijohdetun kavitaation toimintaperiaatteeseen, joka on puhtaasti mekaaninen leikkaus. Nämä kavitaatioleikkausvoimat häiritsevät rasvakudosta niin, että kantasolut vapautuvat rasvakudoksen rakenteesta. Ultraäänikantasolujen eristäminen on entsyymitön menettely, jossa vältetään kollagenaasin, trypsiinin tai dispaasin käyttöä.
Uutettujen kantasolujen, mesenkymaalisten kantasolujen, endoteeliesiasteiden ja muiden kasvusolutyyppien erottamiseksi sonikoitu rasvakudos sentrifugoidaan.
Erotetut kantasolut kerätään ja analysoidaan niiden laadun, mukaan lukien solujen määrä, elinkykyisyys, endotoksiini ja gramvärjäys, ennen kuin niitä käytetään välittömästi autologiseen siirtoon tai säilytetään kryovarastossa.
Miksi välttää entsyymejä?
Koska entsymaattiseen pilkkomiseen kantasolujen eristämiseksi liittyy korkeita kustannuksia ja mahdollisia turvallisuusriskejä sekä tehottomuutta [Oberbauer et al. 2015], ei-entsymaattiset eristysmenetelmät, kuten ultraäänikavitaatio, ovat edullisia. Ultraäänieristysvaihe korvaa entsymaattisen pilkkomisen erottamalla solut ja soluaggregaatit mekaanisesti rasvakudoksesta.
GDmini2 UP200St-TD-anturissa (200 wattia)
- Nopea
- Tehokas
- Toistettavissa
- Turvallinen
- Entsyymitön
- Kustannustehokas
- Steriilit vaihtoehdot
Rasvaperäiset kantasolut
Sonifikaatiolla saatu kantasolujen saanto
Julkaistu stroomavaskulaarisen vaskulaarisen fraktion eristysmenetelmä, jossa käytetään ultraäänikavitaatiotuottoa 1,67–2,24 × 107 solut, joiden elinkelpoisuus on 97,1–98,9% [Victor, S., 2014]. Noin 2–4 miljoonan solun/gramman rasvakudoksen solusaannot saatiin kypsien rasvasolujen ultraäänilyysillä dissosioituneessa rasvakudoksessa [Bright et ai., 2014].
Ultraäänellä valmistetuilla soluilla on yhtä korkea adipogeeninen ja osteogeeninen erilaistumispotentiaali verrattuna tavanomaiseen entsymaattiseen eristysmenetelmään [Oberbauer et ai., 2015].
Ultraäänijärjestelmät kantasolujen eristämiseen
Korkeimman turvallisuuden ja parhaan laadun varmistamiseksi luotettavat ultraäänilaitteet, jotka mahdollistavat kantasoluhoidon tarkan hallinnan, ovat avaintekijä potilaiden onnistuneessa hoidossa. Hielscher Ultrasonics tarjoaa erilaisia vaihtoehtoja autologiseen ultraäänikavitaation erotusprosessiin varren ja endoteelin esiastesolujen eristämiseksi ja keräämiseksi.
Suora sonikaatio kantasolujen eristämiseen
Kantasolujen eristämisprosessissa suoran sonikoinnin kautta ultraäänisarvi (sonotrode, ultraäänikärki / koetin) upotetaan rasvakudokseen. Sonotrodin kautta ultraääniaallot kytketään suoraan autologiseen rasvaan niin, että ultraäänikavitaatio vapauttaa kantasolut ja stroomasolut jäännöskudoksesta. Hielscherin sonikaattorit UP200Ht ja UP200St sonotrodin kanssa S26d14 ovat yleisesti käytettyjä järjestelmiä autologiseen kantasoluhoitoon. Stroomavaskulaarisen fraktion eristäminen suoralla sonikaatiolla soveltuu enimmäkseen käytettäväksi puhdastiloissa.
Epäsuora sonikaatio kantasolujen eristämiseen
Koska kantasoluja käytetään autologisiin sovelluksiin, prosessin steriiliys on erittäin tärkeää. Siksi Hielscher on kehittänyt useita epäsuoran sonikoinnin vaihtoehtoja, kuten GDmini2, VialTweeter ja muut räätälöidyt järjestelmät. Epäsuoralla sonikaatiolla ultraääniaallot kytketään seinäsäiliön läpi rasvakudokseen. Strooma-verisuonifraktio (SVF) dissosioidaan rasvakudoksesta ultraäänikavitaatiolla samalla tavalla kuin suoran sonikoinnin aikana.
Epäsuora sonikaatioprosessi tarjoaa edun käsitellä soluja suljetussa astiassa Kontaminaatiovapaat olosuhteet Koska ristikontaminaation riski asettamalla ultraäänitorvi (sonotrode) eliminoidaan. Solujen eristäminen suoritetaan suljetussa järjestelmässä, joka varmistaa steriilit prosessiolosuhteet.
Lue lisää Hielscherin steriileistä sonikaattoreista!
Hielscherin digitaalisia sonikaattoreita voidaan ohjata tarkasti kosketusnäytöllä tai selaimen ohjauksella. Sonikaatiomenettelyt voidaan esiasettaa intuitiivisen valikon kautta. Ultraäänilaitteet on varustettu automaattisella tietojen tallennuksella (kaikki sonikaatioprosessitiedot tallennetaan integroidulle SD-kortille). Ultraäänitehon syöttö voidaan säätää tarkasti solujen eristysprotokollaan.
VialTweeter-sonikaattori on steriili homogenisaattori yhtenäiseen ja nopeaan steriiliin näytteenvalmistukseen.
Kirjallisuus/viitteet
- 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.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Mitä kantasolut ovat?
Kantasolut ovat monisoluisen organismin erilaistumattomia soluja, jotka pystyvät tuottamaan loputtomasti enemmän samantyyppisiä soluja. Niille on ominaista huomattava potentiaali kehittyä elimistössä moniksi eri solutyypeiksi varhaisen elämän- ja kasvuvaiheen aikana. Kantasolujen erottuvin piirre on niiden kyky uusiutua solunjakautumisen avulla ja kyky muuttua kudos- tai elinkohtaisiksi soluiksi, joilla on erityistehtäviä. Pluripotentit kantasolut voivat erilaistua joksikin kolmesta sukusolusta: endodermiksi (mahalaukun limakalvo, maha-suolikanava, keuhkot), mesodermiksi (lihas, luu, veri, urogenitaali) tai ektodermiksi (orvaskesikudokset ja hermosto).
Joissakin elimissä, kuten suolistossa ja luuytimessä, kantasolut jakautuvat säännöllisesti korjaamaan ja korvaamaan kuluneita tai vaurioituneita kudoksia. Muissa elimissä, kuten haimassa ja sydämessä, kantasolut jakautuvat vain erityisolosuhteissa.
Mesenkymaalisia strooma-/kantasoluja (MSC), jotka tarjoavat suuren potentiaalin moninaisiin terapeuttisiin sovelluksiin regeneratiivisessa ja esteettisessä lääketieteessä, esiintyy pääasiassa luuytimessä, mutta ne voidaan eristää myös muista kudoksista (esim. rustosta, rasvasta, lihassoluista). Mesenkymaalisia kantasoluja pidetään prototyyppinä aikuisten kantasoluina, joille on ominaista niiden kyky uudistua itsestään.
Kantasolututkimusta ja -hoitoja käytetään kudosten ja elinten viljelyyn elinsiirtotarkoituksiin (kudostekniikka). Muita kantasolujen käyttöön soveltuvia lääketieteen aloja ovat aivosairauksien (esim. Parkinsonin ja Alzheimerin tauti), solupuutoshoidon, verisairauksien (esim. leukemia), nivelten ja ruston rappeutumisen (esim. nivelrikko) sekä kosmeettisten hoitojen (esim. ikääntymistä estävät hoidot) hoidossa. Yleensä kantasolujen koko on halkaisijaltaan noin 15-25 mikronia.
Mesenkymaaliset kantasolut (MSC) ovat multipotentteja stroomasoluja, joilla on kyky erilaistua erilaisiksi solutyypeiksi, mukaan lukien osteoblastit (luusolut), kondrosyytit (rustosolut), myosyytit (lihassolut) ja rasvasolut (rasvasolut).
Mikä on strooma-verisuonifraktio (SVF)?
Strooma-verisuonifraktio (SVF) on lipoaspiraatin komponentti, joka voidaan uuttaa rasvaimulla ihmiskehon rasvakudoksesta. Lipoaspiraatti koostuu heterogeenisestä solujen seoksesta ja sillä on suuri määrä kantasoluja, jotka tunnetaan rasvasta peräisin olevina kantasoluina (ASC tai ADSC), joilla on yhtäläisyyksiä luuytimen kantasolujen kanssa, kuten niiden kyky erilaistua monilinjaisiksi soluiksi.
Stroomavaskulaarisen fraktion heterogeeniseen populaatioon kuuluvat muun muassa endoteelisolut, punasolut, fibroblastit, lymfosyytit, monosyytit / makrofagit ja perisyytit sekä tärkeä osa rasvaperäisistä kantasoluista.
Mitä ovat rasvasta peräisin olevat strooma-/kantasolut (ASC)?
Rasvaperäiset strooma-/kantasolut (ASC / ADSC) vapauttavat suuria määriä bioaktiivisia kasvutekijöitä, kuten epidermaalista kasvutekijää (EGF), verisuonten endoteelikasvutekijää (VEGF), emäksistä fibroblastikasvutekijää (bFGF), keratinosyyttikasvutekijää (KGF), verihiutaleperäistä kasvutekijää (PDGF), hepatosyyttien kasvutekijää (HGF), transformoivaa kasvutekijä-beetaa (TGF-β), insuliinikasvutekijää (IGF) ja aivoperäistä neurotrofista tekijää (BDNF). ACS ei ainoastaan vapauta kasvutekijöitä, vaan erittää myös sytokiineja, mukaan lukien fms:ään liittyvä tyrosiinikinaasi 3 (Flt-3) ligandi, granulosyyttipesäkkeitä stimuloiva tekijä (G-CSF), granulosyyttien makrofagipesäkkeitä stimuloiva tekijä (GM-CSF), makrofagipesäkkeitä stimuloiva tekijä (M-CSF), interleukiini (IL), kuten IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 ja IL-12, leukemian estotekijä (LIF) ja tuumorinekroositekijä-alfa (TNF-α).
Miten kantasolut uutetaan?
Ihmisen autologiset aikuisten kantasolut voidaan uuttaa seuraavista lähteistä:
- Luuydin, joka vaatii uuttamista keräämällä eli poraamalla luuhun.
- Rasvakudos (lipidisolut), joka vaatii uuttamista rasvaimulla.
- Veri, joka vaatii uuttamista afereesin kautta, jolloin luovuttajan veri kulkee a “dialyysi” kone, jossa kantasolut uutetaan ja muut veren komponentit palautetaan takaisin luovuttajalle.