בידוד תאי גזע אולטראסוניים
סוניקציה היא שיטה מכנית יעילה ביותר לבידוד תאי גזע מרקמת שומן אנושית. מקטע כלי הדם סטרומה מבודד אולטרה-סאונד (SVF) מדגים פוטנציאל רגנרטיבי משמעותי ליישומים רפואיים. Hielscher Ultrasonics מספק מגוון של אפשרויות סוניקציה ישירה ועקיפה עבור קצירת תאי גזע. מצא את הסוניקטור האידיאלי לתהליך בידוד תאי הגזע שלך!
בידוד קולי של תאי גזע
מגוף האדם רקמת השומן המופקת (באמצעות שאיבת שומן) מטופלת על ידי אולטרסוניקציה כדי להסיר את הרקמה מתאי הגזע ותאי גדילה אחרים. חלק מופרד זה של התאים ידוע בשם תאי שבר כלי דם סטרומה (SVF).
טכניקת הבידוד העל-קולי של תאי גזע מרקמת השומן מבוססת אך ורק על עקרון העבודה של קוויטציה שמקורה באולטרסוני, שהיא גזירה מכנית גרידא. כוחות גזירה קוויטציוניים אלה משבשים את רקמת השומן, כך שתאי הגזע משתחררים ממבנה רקמת השומן. בידוד תאי גזע על-קוליים הוא הליך ללא אנזימים, הנמנע משימוש ב-collagenase, טריפסין או dispase.
כדי להפריד את תאי הגזע שחולצו, תאי גזע מזנכימליים, מבשרי אנדותל וסוגי תאי גדילה אחרים, רקמת השומן הסוניק עוברת צנטריפוגה.
תאי הגזע המופרדים נאספים ומנותחים על איכותם כולל ספירת תאים, כדאיות, אנדוטוקסין וכתם גרם לפני השימוש המיידי להשתלה אוטולוגית או נשמרים באחסון בהקפאה.
למה להימנע מאנזימים?
מכיוון שהעיכול האנזימטי לבידוד תאי גזע מלווה בעלויות גבוהות וסיכוני בטיחות אפשריים, כמו גם חוסר יעילות [Oberbauer et al. 2015], שיטות בידוד לא אנזימטיות כגון קוויטציה קולית מועדפות. שלב הבידוד העל-קולי מחליף את העיכול האנזימטי על ידי הפרדת התאים וצברי התאים באופן מכני מרקמת השומן.
GDmini2 במתמר UP200St-TD (200 ואט)
- מהירה
- יעיל
- ניתן לשחזור
- כספת
- ללא אנזימים
- חסכונית
- אפשרויות סטריליות
תאי גזע שמקורם בשומן
תפוקת תאי גזע המתקבלת על ידי Soniaction
פורסם שיטת בידוד שבר כלי דם סטרומה באמצעות תפוקת קוויטציה קולית ב 1.67-2.24 × 107 תאים עם כדאיות של 97.1-98.9% [Victor, S., 2014]. תפוקות תאים של כ 2-4 מיליון תאים / גרם רקמת שומן התקבלו על ידי ליזה קולית של אדיפוציטים בוגרים ברקמת שומן מנותקת [Bright et al., 2014].
תאים שהוכנו באולטרסאונד הם בעלי פוטנציאל התמיינות אדיפוגני ואוסטאוגני גבוה באותה מידה, בהשוואה לשיטת בידוד אנזימטית סטנדרטית [Oberbauer et al. 2015].
מערכות אולטראסוניות לבידוד תאי גזע
כדי להבטיח את הבטיחות הגבוהה ביותר ואת האיכות הטובה ביותר, ציוד קולי אמין, המאפשר שליטה מדויקת על הטיפול בתאי גזע, הוא גורם מפתח לטיפול מוצלח של החולים. Hielscher Ultrasonics מציעה אפשרויות שונות לתהליך הפרדת קוויטציה קולי אוטולוגי כדי לבודד ולקצור תאי גזע ואנדותל.
סוניקציה ישירה לבידוד תאי גזע
עבור תהליך בידוד תאי גזע באמצעות סוניקציה ישירה, הקרן העל-קולית (סונוטרודה, קצה / בדיקה על-קולית) שקועה ברקמת שומן השומן. באמצעות הסונוטרודה, גלי האולטרסאונד מצומדים ישירות לתוך השומן האוטולוגי, כך שהקוויטציה האולטרסונית משחררת את תאי הגזע ותאי הסטרומה מהרקמה השיורית. Hielscher sonicators UP200Ht ו UP200ST עם סונוטרודה S26d14 הן מערכות נפוצות לטיפול בתאי גזע אוטולוגיים. בידוד שבר סטרומה וסקולרי על ידי סוניקציה ישירה מתאים בעיקר לשימוש במתקני חדרים נקיים.
סוניקציה עקיפה לבידוד תאי גזע
מכיוון שתאי הגזע משמשים ליישומים אוטולוגיים, סטריליות התהליך חשובה מאוד. לכן, Hielscher פיתחה מספר אפשרויות של סוניקציה עקיפה כגון GDmini2, VialTweeter ומערכות מותאמות אישית אחרות. על ידי סוניקציה עקיפה, גלי האולטרסאונד מצומדים דרך מיכל הקיר לתוך רקמת השומן. מקטע כלי הדם של סטרומה (SVF) מנותק מרקמת השומן על ידי קוויטציה קולית כמו במהלך סוניקציה ישירה.
תהליך סוניקציה עקיף מציע את היתרון לעיבוד התאים בכלי סגור תחת תנאים ללא זיהום מאז הסיכון של זיהום צולב על ידי החדרת קרן אולטרסאונד (סונוטרודה) מתבטל. בידוד התאים מתבצע במערכת סגורה המבטיחה תנאי תהליך סטריליים.
קרא עוד על Hielscher Sterile Sonicators!
ניתן לשלוט במדויק בסוניקטורים דיגיטליים של Hielscher באמצעות תצוגת מגע או בקרת דפדפן. ניתן להגדיר מראש את נהלי הסוניק באמצעות התפריט האינטואיטיבי. המכשירים האולטרסוניים מצוידים בהקלטת נתונים אוטומטית (כל נתוני תהליך הסוניק מאוחסנים בכרטיס SD משולב). קלט הכוח העל-קולי יכול להיות מותאם בדיוק לפרוטוקול בידוד התא.
הסוניקטור VialTweeter הוא הומוגנייזר סטרילי להכנת דגימה סטרילית אחידה ומהירה.
ספרות/מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
מהם תאי גזע?
תאי גזע הם תאים בלתי ממוינים של אורגניזם רב-תאי שיש להם את היכולת לייצר ללא הגבלת זמן תאים נוספים מאותו סוג. הם מאופיינים בפוטנציאל יוצא דופן להתפתח לסוגי תאים רבים ושונים בגוף במהלך המצב המוקדם של החיים והצמיחה. התכונה הבולטת ביותר של תאי גזע היא יכולתם לחדש את עצמם על ידי חלוקת התא ויכולתם להפוך לתאים ספציפיים לרקמות או איברים עם פונקציות מיוחדות. לתאי גזע פלוריפוטנטיים יש פוטנציאל להתמיין לכל אחד משלושת תאי הנבט: אנדודרם (רירית קיבה פנימית, מערכת העיכול, ריאות), מזודרם (שריר, עצם, דם, אורגניטל) או אקטודרם (רקמות אפידרמיס ומערכת העצבים).
באיברים מסוימים, כגון המעי ומח העצם, תאי גזע מתחלקים באופן קבוע כדי לתקן ולהחליף רקמות שחוקות או פגומות. באיברים אחרים, כגון הלבלב והלב, תאי גזע מתחלקים רק בתנאים מיוחדים.
תאי סטרומה/גזע מזנכימליים (MSC), המציעים פוטנציאל גבוה ליישומים טיפוליים רבים ברפואה רגנרטיבית ואסתטית, נמצאים בעיקר במוח העצם, אך ניתן לבודד אותם גם מרקמות אחרות (כגון סחוס, שומן, תאי שריר). תאי גזע מזנכימליים נחשבים לתאי גזע בוגרים טיפוסיים המאופיינים ביכולת ההתחדשות העצמית שלהם.
מחקר תאי גזע וטיפולים משמשים לגידול רקמות ואיברים למטרות השתלה (הנדסת רקמות). תחומים רפואיים אחרים ליישום תאי גזע ניתן למצוא בטיפול במחלות מוח (למשל פרקינסון ואלצהיימר), טיפול בחסר תאי, מחלות דם (למשל לוקמיה), ניוון מפרקים וסחוסים (למשל דלקת מפרקים ניוונית) וכן טיפולים קוסמטיים (למשל טיפולי אנטי אייג'ינג). באופן כללי, תאי גזע יש גודל של כ 15-25 מיקרון קוטר.
תאי גזע מזנכימליים (MSC) הם תאי סטרומה רב-פוטנטיים, שיש להם את היכולת להתמיין למגוון סוגי תאים, כולל אוסטאובלסטים (תאי עצם), כונדרוציטים (תאי סחוס), מיוציטים (תאי שריר) ואדיפוציטים (תאי שומן).
מהו מקטע כלי הדם סטרומה (SVF)?
מקטע כלי דם סטרומה (SVF) הוא מרכיב של lipoaspirate אשר ניתן לחלץ באמצעות שאיבת שומן מרקמת השומן בגוף האדם. הליפואספירט מורכב מתערובת הטרוגנית של תאים ויש לו תוכן גבוה של תאי גזע, המכונים תאי גזע שמקורם בשומן (ASC או ADSC), המראים דמיון לתאי גזע ממח עצם, כגון יכולתם להתמיין לתאים מרובי שושלות.
האוכלוסייה ההטרוגנית של חלק כלי הדם סטרומה כוללת תאי אנדותל, אריתרוציטים, פיברובלסטים, לימפוציטים, מונוציטים/מקרופאגים ופריציטים בין היתר, כמו גם חלק חשוב של תאי גזע שמקורם בשומן.
מהם תאי סטרומה/גזע שמקורם בשומן (ASC)?
תאי סטרומה/גזע שמקורם בשומן (ASC / ADSC) משחררים רמות גבוהות של גורמי גדילה ביו-אקטיביים כגון גורם גדילה אפידרמיס (EGF), גורם גדילה אנדותל כלי דם (VEGF), גורם גדילה פיברובלסט בסיסי (bFGF), גורם גדילה קרטינוציטים (KGF), גורם גדילה הנגזר מטסיות (PDGF), גורם גדילה הפטוציטים (HGF), גורם גדילה טרנספורמטיבי-בטא (TGF-β), גורם גדילה אינסולין (IGF) וגורם נוירוטרופי מוחי (BDNF). ACS לא רק משחרר גורמי גדילה, הוא גם מפריש ציטוקינים כולל ליגנד טירוזין קינאז 3 (Flt-3) הקשור ל-fms, גורם מגרה מושבת גרנולוציטים (G-CSF), גורם מגרה מושבת מקרופאגים גרנולוציטים (GM-CSF), גורם מגרה מושבת מקרופאגים (M-CSF), אינטרלוקין (IL) כגון IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 ו-IL-12, גורם מעכב לוקמיה (LIF) וגורם נמק גידולי-אלפא (TNF-α).
כיצד מופקים תאי גזע?
ניתן לחלץ תאי גזע בוגרים אוטולוגיים מבני אדם מהמקורות הבאים:
- מח עצם, אשר דורש מיצוי על ידי קציר, כלומר, קידוח לתוך עצם.
- רקמת שומן (תאי שומנים), הדורשת מיצוי על ידי שאיבת שומן.
- דם, אשר דורש מיצוי באמצעות apheresis, שבו הדם מן התורם עובר דרך “דיאליזה” מכונה שבה מופקים תאי הגזע בעוד מרכיבי הדם האחרים מוחזרים חזרה לתורם.