અલ્ટ્રાસોનિક સ્ટેમ સેલ અલગીકરણ
માનવ ચરબી પેશીમાંથી સ્ટેમ સેલ અલગ કરવા માટે સોનિકેશન અત્યંત કાર્યક્ષમ યાંત્રિક પદ્ધતિ છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે અલગ કરાયેલ સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શન (SVF) તબીબી ઉપયોગો માટે નોંધપાત્ર પુનર્જનન ક્ષમતા દર્શાવે છે. Hielscher Ultrasonics સ્ટેમ સેલ એકત્ર કરવા માટે પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ સોનિકેશનના વિવિધ વિકલ્પો પ્રદાન કરે છે. તમારી સ્ટેમ સેલ અલગીકરણ પ્રક્રિયા માટે આદર્શ સોનિકેટર શોધો!
સ્ટેમ સેલનું અલ્ટ્રાસોનિક અલગીકરણ
માનવ શરીરમાંથી (લિપોસક્શન દ્વારા) કાઢવામાં આવેલી ચરબી પેશીને અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, જેથી સ્ટેમ સેલ અને વૃદ્ધિમાં સામેલ અન્ય કોષોથી પેશીને દૂર કરી શકાય. કોષોના આ અલગ કરાયેલા ભાગને સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શન કોષો (SVF) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ચરબી પેશીમાંથી સ્ટેમ સેલ અલગ કરવાની અલ્ટ્રાસોનિક તકનીક માત્ર અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઉત્પન્ન થતા કેવિટેશનના કાર્યસિદ્ધાંત પર આધારિત છે, જે સંપૂર્ણપણે યાંત્રિક શિયર છે. કેવિટેશનથી ઉત્પન્ન થતા આ શિયર બળો ચરબી પેશીને વિઘટિત કરે છે, જેથી ચરબી પેશીની રચનામાંથી સ્ટેમ સેલ મુક્ત થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સ્ટેમ સેલ અલગીકરણ એ એન્ઝાઇમમુક્ત પ્રક્રિયા છે, જેમાં કોલાજેનેઝ, ટ્રિપ્સિન અથવા ડિસ્પેઝનો ઉપયોગ ટાળવામાં આવે છે.
કાઢવામાં આવેલા સ્ટેમ સેલ, મેસેન્કાઇમલ સ્ટેમ સેલ, એન્ડોથેલિયલ પૂર્વગામી કોષો અને વૃદ્ધિમાં સામેલ અન્ય પ્રકારના કોષોને અલગ કરવા માટે સોનિકેશન કરેલી ચરબી પેશીને સેન્ટ્રિફ્યુજ કરવામાં આવે છે.
અલગ કરાયેલા સ્ટેમ સેલ એકત્ર કરવામાં આવે છે અને સ્વજાત પ્રત્યારોપણ માટે તાત્કાલિક ઉપયોગમાં લેતાં પહેલાં કોષોની સંખ્યા, જીવંતતા, એન્ડોટોક્સિન અને ગ્રામ સ્ટેન સહિત તેમની ગુણવત્તાનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, અથવા તેમને અતિશીત સંગ્રહમાં સાચવવામાં આવે છે.
એન્ઝાઇમ શા માટે ટાળવા?
સ્ટેમ સેલ અલગીકરણ માટેના એન્ઝાઇમેટિક પાચન સાથે ઊંચો ખર્ચ, સંભવિત સલામતી જોખમો તેમજ અસરકારકતાનો અભાવ સંકળાયેલા હોવાથી [Oberbauer et al. 2015], અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન જેવી બિનએન્ઝાઇમેટિક અલગીકરણ પદ્ધતિઓને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક અલગીકરણનું પગલું ચરબી પેશીમાંથી કોષો અને કોષસમૂહોને યાંત્રિક રીતે અલગ કરીને એન્ઝાઇમેટિક પાચનનું સ્થાન લે છે.
GDmini2 UP200St-TD ટ્રાન્સડ્યુસર (200 વોટ) પર
- ઝડપી
- કાર્યક્ષમ
- પુનરુત્પાદનક્ષમ
- સલામત
- એન્ઝાઇમમુક્ત
- ખર્ચની દૃષ્ટિએ અસરકારક
- જીવાણુરહિત વિકલ્પો
ચરબી પેશીમાંથી મેળવેલા સ્ટેમ સેલ
સોનિકેશન દ્વારા પ્રાપ્ત સ્ટેમ સેલની ઉપજ
અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનનો ઉપયોગ કરતી સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શન અલગીકરણની પ્રકાશિત પદ્ધતિથી 1.67–2.24 × 107 કોષો પ્રાપ્ત થયા, જેમની જીવંતતા 97.1–98.9% હતી [Victor, S., 2014]. વિયોજિત ચરબી પેશીમાં પરિપક્વ ચરબી કોષોના અલ્ટ્રાસોનિક લયન દ્વારા આશરે 2–4 મિલિયન કોષો/ગ્રામ ચરબી પેશીની કોષ ઉપજ પ્રાપ્ત થઈ હતી [Bright et al., 2014].
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે તૈયાર કરેલા કોષો પ્રમાણભૂત એન્ઝાઇમેટિક અલગીકરણ પદ્ધતિથી મેળવેલા કોષોની સરખામણીમાં ચરબી કોષો અને અસ્થિ કોષોમાં વિભેદન પામવાની સમાન રીતે ઊંચી ક્ષમતા ધરાવે છે [Oberbauer et al. 2015].
સ્ટેમ સેલ અલગીકરણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો
સર્વોચ્ચ સલામતી અને શ્રેષ્ઠ ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, સ્ટેમ સેલની પ્રક્રિયા પર ચોક્કસ નિયંત્રણ રાખવાની સુવિધા આપતાં વિશ્વસનીય અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો દર્દીઓની સફળ સારવાર માટેનું મુખ્ય પરિબળ છે. Hielscher Ultrasonics સ્ટેમ સેલ અને એન્ડોથેલિયલ પૂર્વગામી કોષોને અલગ કરવા અને એકત્ર કરવા માટે સ્વજાત અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન વિભાજન પ્રક્રિયાના વિવિધ વિકલ્પો પ્રદાન કરે છે.
સ્ટેમ સેલ અલગીકરણ માટે પ્રત્યક્ષ સોનિકેશન
પ્રત્યક્ષ સોનિકેશન દ્વારા સ્ટેમ સેલ અલગીકરણની પ્રક્રિયા માટે અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન (સોનોટ્રોડ, અલ્ટ્રાસોનિક ટિપ / પ્રોબ)ને ચરબી પેશીમાં ડુબાડવામાં આવે છે. સોનોટ્રોડ દ્વારા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો સીધા જ સ્વજાત ચરબીમાં સંચારિત કરવામાં આવે છે, જેથી અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન અવશેષ પેશીમાંથી સ્ટેમ સેલ અને સ્ટ્રોમલ કોષોને મુક્ત કરે છે. Hielscher સોનિકેટરો UP200Ht અને UP200St સોનોટ્રોડ S26d14 સાથે સ્વજાત સ્ટેમ સેલની પ્રક્રિયા માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સિસ્ટમો છે. પ્રત્યક્ષ સોનિકેશન દ્વારા સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શનનું અલગીકરણ મોટે ભાગે ક્લીનરૂમ સુવિધાઓમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે.
સ્ટેમ સેલ અલગીકરણ માટે પરોક્ષ સોનિકેશન
સ્ટેમ સેલનો ઉપયોગ સ્વજાત ઉપયોગો માટે કરવામાં આવતો હોવાથી પ્રક્રિયાની જીવાણુરહિતતા ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. તેથી, Hielscher દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલા પરોક્ષ સોનિકેશનના અનેક વિકલ્પોમાં GDmini2, VialTweeter અને અન્ય જરૂરિયાત મુજબ તૈયાર કરેલી પ્રણાલીઓનો સમાવેશ થાય છે. પરોક્ષ સોનિકેશનમાં, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોને પાત્રની દીવાલ મારફતે ચરબીયુક્ત પેશીમાં સંચારિત કરવામાં આવે છે. પ્રત્યક્ષ સોનિકેશનની જેમ જ, અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન દ્વારા સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શન (SVF) ચરબીયુક્ત પેશીમાંથી અલગ થાય છે.
પરોક્ષ સોનિકેશન પ્રક્રિયા બંધ પાત્રમાં કોષોનું પ્રક્રિયાકરણ દૂષણમુક્ત પરિસ્થિતિઓમાં કરવાનો લાભ આપે છે, કારણ કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ હોર્ન (સોનોટ્રોડ) દાખલ કરવાથી થતું પરસ્પર દૂષણનું જોખમ દૂર થાય છે. કોષોનું અલગીકરણ બંધ પ્રણાલીમાં કરવામાં આવે છે, જે પ્રક્રિયાની જંતુરહિત પરિસ્થિતિઓ સુનિશ્ચિત કરે છે.
Hielscher ના જંતુરહિત સોનિકેટરો વિશે વધુ વાંચો!
Hielscher ના ડિજિટલ સોનિકેટરોને ટચ ડિસ્પ્લે અથવા બ્રાઉઝર નિયંત્રણ દ્વારા ચોકસાઈપૂર્વક નિયંત્રિત કરી શકાય છે. સહજ રીતે સમજી શકાય તેવા મેનુ દ્વારા સોનિકેશન પ્રક્રિયાઓ અગાઉથી સેટ કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોમાં આપમેળે ડેટા રેકોર્ડ કરવાની સુવિધા હોય છે (સોનિકેશન પ્રક્રિયાનો તમામ ડેટા સંકલિત SD-Card પર સંગ્રહિત થાય છે). અલ્ટ્રાસોનિક પાવર ઇનપુટને કોષ અલગીકરણના પ્રોટોકોલ અનુસાર ચોક્કસ રીતે ગોઠવી શકાય છે.
VialTweeter સોનિકેટર એક જંતુરહિત હોમોજેનાઇઝર છે, જે એકસમાન અને ઝડપી જંતુરહિત નમૂના તૈયારી માટે ઉપયોગી છે.
સાહિત્ય/સંદર્ભો
- 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.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
સ્ટેમ કોષો શું છે?
સ્ટેમ કોષો બહુકોષીય સજીવના અવિભેદિત કોષો છે, જે સમાન પ્રકારના વધુ કોષો અનિશ્ચિત સમય સુધી ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. જીવન અને વૃદ્ધિના પ્રારંભિક તબક્કા દરમિયાન શરીરમાં ઘણા વિવિધ પ્રકારના કોષોમાં વિકસવાની તેમની નોંધપાત્ર સંભાવના તેમની વિશેષતા છે. કોષવિભાજન દ્વારા પોતાનું નવીનીકરણ કરવાની અને વિશિષ્ટ કાર્યો ધરાવતા પેશી અથવા અંગ માટે વિશિષ્ટ કોષોમાં રૂપાંતરિત થવાની ક્ષમતા સ્ટેમ કોષોની સૌથી વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતા છે. પ્લુરિપોટન્ટ સ્ટેમ કોષો ત્રણ જનન કોષોમાંથી કોઈપણ એકમાં વિભેદિત થવાની સંભાવના ધરાવે છે: એન્ડોડર્મ (જઠરનું અંદરનું અસ્તર, જઠરાંત્ર માર્ગ, ફેફસાં), મેસોડર્મ (સ્નાયુ, હાડકું, રક્ત, મૂત્રજનન તંત્ર), અથવા એક્ટોડર્મ (અધિત્વચીય પેશીઓ અને ચેતાતંત્ર).
આંતરડાં અને અસ્થિમજ્જા જેવા કેટલાક અંગોમાં, ઘસાઈ ગયેલી અથવા ક્ષતિગ્રસ્ત પેશીઓનું સમારકામ કરવા અને તેમને બદલવા માટે સ્ટેમ કોષો નિયમિત રીતે વિભાજિત થાય છે. સ્વાદુપિંડ અને હૃદય જેવા અન્ય અંગોમાં, સ્ટેમ કોષો માત્ર વિશેષ પરિસ્થિતિઓમાં જ વિભાજિત થાય છે.
પુનર્જનન અને સૌંદર્યલક્ષી ચિકિત્સામાં વિવિધ ઉપચારાત્મક ઉપયોગો માટે ઊંચી સંભાવના ધરાવતા મેસેન્કાઇમલ સ્ટ્રોમલ/સ્ટેમ કોષો (MSC) મુખ્યત્વે અસ્થિમજ્જામાં જોવા મળે છે, પરંતુ તેમને અન્ય પેશીઓમાંથી (દા.ત. કોમલાસ્થિ, ચરબી, સ્નાયુ કોષો) પણ અલગ કરી શકાય છે. મેસેન્કાઇમલ સ્ટેમ કોષોને પુખ્ત સ્ટેમ કોષોના આદર્શ ઉદાહરણરૂપ માનવામાં આવે છે, જેમની વિશેષતા સ્વનવીનીકરણની ક્ષમતા છે.
પ્રત્યારોપણના હેતુઓ માટે પેશીઓ અને અંગો ઉછેરવા સ્ટેમ કોષ સંશોધન અને ઉપચારોનો ઉપયોગ થાય છે (પેશી ઇજનેરી). સ્ટેમ કોષોના ઉપયોગનાં અન્ય તબીબી ક્ષેત્રોમાં મગજના રોગોની સારવાર (દા.ત. પાર્કિન્સન અને અલ્ઝાઇમર રોગ), કોષોની ઊણપનો ઉપચાર, રક્તરોગોની સારવાર (દા.ત. લ્યુકેમિયા), સાંધા અને કોમલાસ્થિના ક્ષયની સારવાર (દા.ત. ઓસ્ટિયોઆર્થ્રાઇટિસ) તેમજ સૌંદર્યલક્ષી ઉપચારો (દા.ત. વૃદ્ધત્વવિરોધી ઉપચારો) સામેલ છે. સામાન્ય રીતે, સ્ટેમ કોષોનો વ્યાસ આશરે 15–25 માઇક્રોન હોય છે.
મેસેન્કાઇમલ સ્ટેમ કોષો (MSC) મલ્ટિપોટન્ટ સ્ટ્રોમલ કોષો છે, જે ઓસ્ટિયોબ્લાસ્ટ્સ (અસ્થિ કોષો), કોન્ડ્રોસાઇટ્સ (કોમલાસ્થિ કોષો), માયોસાઇટ્સ (સ્નાયુ કોષો) અને એડિપોસાઇટ્સ (ચરબીના કોષો) સહિત વિવિધ પ્રકારના કોષોમાં વિભેદિત થવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શન (SVF) શું છે?
સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શન (SVF) લિપોએસ્પિરેટનો એક ઘટક છે, જેને માનવ શરીરની ચરબીયુક્ત પેશીમાંથી લિપોસક્શન દ્વારા કાઢી શકાય છે. લિપોએસ્પિરેટ વિવિધ પ્રકારના કોષોના મિશ્રણથી બનેલું હોય છે અને તેમાં ચરબીયુક્ત પેશીમાંથી મેળવેલા સ્ટેમ કોષો (ASC અથવા ADSC) તરીકે ઓળખાતા સ્ટેમ કોષોનું પ્રમાણ ઊંચું હોય છે. આ કોષો અસ્થિમજ્જાના સ્ટેમ કોષો સાથે સમાનતાઓ ધરાવે છે, જેમ કે અનેક કોષવંશોના કોષોમાં વિભેદિત થવાની તેમની ક્ષમતા.
સ્ટ્રોમલ વાસ્ક્યુલર ફ્રેક્શનના વિવિધ પ્રકારના કોષસમૂહમાં અન્ય કોષો ઉપરાંત એન્ડોથેલિયલ કોષો, એરિથ્રોસાઇટ્સ, ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ્સ, લિમ્ફોસાઇટ્સ, મોનોસાઇટ્સ/ મેક્રોફેજ અને પેરિસાઇટ્સનો સમાવેશ થાય છે, તેમજ ચરબીયુક્ત પેશીમાંથી મેળવેલા સ્ટેમ કોષોનો નોંધપાત્ર અંશ પણ હોય છે.
ચરબીયુક્ત પેશીમાંથી મેળવેલા સ્ટ્રોમલ/સ્ટેમ કોષો (ASC) શું છે?
ચરબીયુક્ત પેશીમાંથી મેળવેલા સ્ટ્રોમલ/સ્ટેમ કોષો (ASC / ADSC) એપિડર્મલ વૃદ્ધિ પરિબળ (EGF), વાસ્ક્યુલર એન્ડોથેલિયલ વૃદ્ધિ પરિબળ (VEGF), બેઝિક ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ વૃદ્ધિ પરિબળ (bFGF), કેરાટિનોસાઇટ વૃદ્ધિ પરિબળ (KGF), પ્લેટલેટમાંથી મેળવેલું વૃદ્ધિ પરિબળ (PDGF), હેપેટોસાઇટ વૃદ્ધિ પરિબળ (HGF), ટ્રાન્સફોર્મિંગ વૃદ્ધિ પરિબળ-બીટા (TGF-β), ઇન્સ્યુલિન વૃદ્ધિ પરિબળ (IGF) અને મગજમાંથી મેળવેલું ન્યુરોટ્રોફિક પરિબળ (BDNF) જેવા જૈવસક્રિય વૃદ્ધિ પરિબળો ઊંચા પ્રમાણમાં મુક્ત કરે છે. ACS વૃદ્ધિ પરિબળો મુક્ત કરવાની સાથે સાઇટોકાઇન્સનો પણ સ્રાવ કરે છે, જેમાં fms-સંબંધિત ટાયરોસિન કાઇનેઝ 3 (Flt-3) લિગેન્ડ, ગ્રેન્યુલોસાઇટ-કોલોની ઉત્તેજક પરિબળ (G-CSF), ગ્રેન્યુલોસાઇટ મેક્રોફેજ-કોલોની ઉત્તેજક પરિબળ (GM-CSF), મેક્રોફેજ-કોલોની ઉત્તેજક પરિબળ (M-CSF), IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 અને IL-12 જેવા ઇન્ટરલ્યુકિન (IL), લ્યુકેમિયા અવરોધક પરિબળ (LIF) અને ટ્યુમર નેક્રોસિસ પરિબળ-આલ્ફા (TNF-α)નો સમાવેશ થાય છે.
સ્ટેમ કોષો કેવી રીતે કાઢવામાં આવે છે?
મનુષ્યના સ્વજાત પુખ્ત સ્ટેમ કોષો નીચેના સ્રોતોમાંથી કાઢી શકાય છે:
- અસ્થિમજ્જા, જેમાંથી કોષો કાઢવા માટે હાર્વેસ્ટિંગ, એટલે કે હાડકામાં ડ્રિલિંગ કરવું જરૂરી હોય છે.
- ચરબીયુક્ત પેશી (લિપિડ કોષો), જેમાંથી કોષો કાઢવા માટે લિપોસક્શન જરૂરી હોય છે.
- લોહી, જેમાંથી કોષો કાઢવા માટે અફેરેસિસ જરૂરી હોય છે. આ પ્રક્રિયામાં દાતાનું લોહી એક “ડાયાલિસિસ” મશીનમાંથી પસાર થાય છે, જ્યાં સ્ટેમ કોષો કાઢવામાં આવે છે અને લોહીના અન્ય ઘટકો દાતાને પાછા આપવામાં આવે છે.