Ultrahangos őssejt-izolálás
- Az ultrahangos kavitáció rendkívül hatékony mechanikai módszer az őssejtek izolálására az emberi zsírszövetből.
- Az ultrahanggal izolált stromális vaszkuláris frakció (SVF) nagy regeneratív potenciált mutat orvosi alkalmazásokhoz.
- A Hielscher Ultrasonics különböző lehetőségeket kínál a közvetlen és közvetett ultrahangos kezelésre az őssejtek betakarításához.
Az őssejtek ultrahangos izolálása
Az emberi testből kivont zsírszövetet (zsírleszívással) ultrahangos kezeléssel kezelik, hogy eltávolítsák a szövetet az őssejtekből és más növekedési sejtekből. A sejteknek ezt az elválasztott részét stromális vaszkuláris frakciósejteknek (SVF) nevezik.
A zsírszövetből származó őssejtek ultrahangos izolálási technikája kizárólag az ultrahangos eredetű kavitáció működési elvén alapul, amely mechanikus nyírás. A kavitációs nyíróerők megzavarják a zsírszövetet, így az őssejtek felszabadulnak a zsírszövet szerkezetéből. Az ultrahangos őssejt-izolálás enzimmentes eljárás, elkerülve a kollagenáz, tripszin vagy diszpáz használatát.
Az extrahált őssejtek, mezenchimális őssejtek, endothel prekurzorok és más növekedési sejttípusok elválasztására az ultrahangos zsírszövetet centrifugáljuk.
Az elkülönített őssejteket összegyűjtik és elemzik minőségük szempontjából, beleértve a sejtszámot, az életképességet, az endotoxint és a gramfoltot, mielőtt azonnal autológ transzplantációra használnák, vagy krio-tárolóban tartósítanák.
Miért kerüljük az enzimeket?
Mivel az őssejtek izolálására szolgáló enzimatikus emésztés magas költségekkel és lehetséges biztonsági kockázatokkal, valamint a hatékonyság hiányával jár [Oberbauer et al. 2015], előnyben részesítik a nem enzimatikus izolációs módszereket, például az ultrahangos kavitációt. Az ultrahangos izolációs lépés helyettesíti az enzimatikus emésztést azáltal, hogy mechanikusan elválasztja a sejteket és a sejtaggregátumokat a zsírszövettől.
- Gyors
- Hatékony
- ismételhető
- Biztonságos
- Enzimmentes
- Költséghatékony
- Steril lehetőségek
Őssejt hozam
Közzétett SVF izolációs módszer ultrahangos kavitációs hozammal 1,67–2,24 × 107 97,1–98,9% -os életképességű sejtek [Victor, S., 2014]. Körülbelül 2–4 millió sejt / gramm zsírszövet sejthozamát érett adipociták ultrahangos lízisével kaptuk disszociált zsírszövetben [Bright et al., 2014].
Az ultrahanggal előkészített sejtek ugyanolyan magas adipogén- és osteogén differenciálódási potenciállal rendelkeznek, mint egy standard enzimatikus izolációs módszer [Oberbauer et al. 2015].
Ultrahangos rendszerek őssejtek izolálására
A legmagasabb biztonság és a legjobb minőség biztosítása érdekében a megbízható ultrahangos berendezések, amelyek lehetővé teszik az őssejtkezelés pontos ellenőrzését, kulcsfontosságú tényező a betegek sikeres kezelésében. A Hielscher Ultrasonics különböző lehetőségeket kínál az autológ ultrahangos kavitációs elválasztási folyamathoz az ős- és endoteliális prekurzor sejtek izolálására és betakarítására.
Közvetlen szonikálás
Az őssejtek izolálási folyamatához közvetlen szonikálással az ultrahangos kürt (sonotrode, ultrahangos csúcs / szonda) a zsírszövetbe merül. A sonotrode-on keresztül az ultrahanghullámok közvetlenül az autológ zsírhoz kapcsolódnak, így az ultrahangos kavitáció felszabadítja az őssejteket és a stromális sejteket a maradék szövetből. Hielscher ultrahangos processzorok UP200Ht és UP200St az S26d14 szonotród általánosan használt rendszerek az autológ őssejtek kezelésére. Az SVF izolálás közvetlen szonikálással többnyire tisztatéri létesítményekben használható.
közvetett szonikáció
Mivel az őssejteket autológ alkalmazásokhoz használják, a folyamat sterilitása nagyon fontos. Ezért a Hielscher számos közvetett szonikációs lehetőséget fejlesztett ki, mint például GDmini2, VialMagassugárzó és más testreszabott rendszerek. Közvetett szonikálással az ultrahanghullámokat a fali tartályon keresztül a zsírszövetbe kapcsolják. A stromális vaszkuláris frakció (SVF) ultrahangos kavitációval disszociálódik a zsírszövetből, ugyanúgy, mint a közvetlen szonikálás során.
A közvetett szonikációs folyamat előnye, hogy a sejteket zárt edényben dolgozzák fel szennyeződésmentes körülmények Mivel az ultrahang kürt (sonotrode) behelyezésével megszűnik a keresztszennyeződés kockázata. A sejtizolálás zárt rendszerben történik, biztosítva a steril folyamatfeltételeket.
A Hielscher digitális ultrahangos készülékei pontosan vezérelhetők érintőképernyővel vagy böngészővezérléssel. Az ultrahangos eljárások előre beállíthatók az intuitív menüben. Az ultrahangos készülékek automatikus adatrögzítéssel vannak felszerelve (az összes szonikációs folyamat adatot integrált SD-kártyán tárolják). Az ultrahangos tápbemenet pontosan beállítható a cellaszigetelési protokollhoz.
Irodalom/Hivatkozások
- Oberbauer, Eleni; Steffenhagen, Karolin; Wurzer, Christoph; Gábriel, keresztény; Redl, Heinz; Wolbank, Susanne (2015): Enzimatikus és nem enzimatikus izolációs rendszerek zsírszövetből származó sejtekhez: a technika jelenlegi állása. Sejtregeneráció (2015) 4:7.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Őssejtek
Az őssejtek egy többsejtű szervezet differenciálatlan sejtjei, amelyek korlátlan ideig képesek azonos típusú sejtek előállítására. Jellemzőjük, hogy figyelemre méltó potenciál arra, hogy a test számos különböző sejttípusává fejlődjenek az élet és a növekedés korai szakaszában. Az őssejtek legkülönlegesebb jellemzője az a képességük, hogy sejtosztódással megújulnak, és képesek speciális funkciókkal rendelkező szövet- vagy szervspecifikus sejtekké alakulni. A pluripotens őssejtek képesek differenciálódni a három csírasejt bármelyikévé: endoderm (belső gyomornyálkahártya, gyomor-bél traktus, tüdő), mezoderma (izom, csont, vér, urogenitális) vagy ektoderma (epidermális szövetek és idegrendszer).
Egyes szervekben, például a bélben és a csontvelőben az őssejtek rendszeresen osztódnak, hogy javítsák és helyettesítsék az elhasználódott vagy sérült szöveteket. Más szervekben, például a hasnyálmirigyben és a szívben az őssejtek csak speciális körülmények között osztódnak.
A mezenchimális stromális/őssejtek (MSC), amelyek nagy potenciállal rendelkeznek a regeneratív és esztétikai gyógyászatban sokrétű terápiás alkalmazásokhoz, elsősorban a csontvelőben találhatók, de más szövetekből (pl. porc, zsír, izomsejtek) is izolálhatók. A mezenchimális őssejteket prototípusos felnőtt őssejteknek tekintik, amelyeket önmegújító képességük jellemez.
Az őssejtkutatást és -kezeléseket szövetek és szervek transzplantációs célú tenyésztésére használják (tissue engineering). Az őssejtek alkalmazásának egyéb orvosi területei megtalálhatók az agyi betegségek (pl. Parkinson-kór és Alzheimer-kór), a sejthiányos terápia, a vérbetegségek (pl. leukémia), az ízületi és porcdegeneráció (pl. osteoarthritis), valamint a kozmetikai kezelések (pl. öregedésgátló kezelések) kezelésében. Általában az őssejtek mérete kb. 15-25 mikron átmérőjű.
mezenchimális őssejtek (MSC) multipotens stromális sejtek, amelyek képesek differenciálódni különböző sejttípusokra, beleértve az osteoblasztokat (csontsejtek), kondrocitákat (porcsejtek), myocytákat (izomsejtek) és adipocitákat (zsírsejtek).
Stromalis vaszkuláris frakció (SVF)
A stromális vaszkuláris frakció (SVF) a lipoaspirátum egyik összetevője, amely zsírleszívással extrahálható az emberi test zsírszövetéből. A lipoaspirát sejtek heterogén keverékéből áll, és magas őssejttartalommal, zsírból származó őssejtekkel (ASC vagy ADSC) rendelkezik, amelyek hasonlóságot mutatnak a csontvelő őssejtekkel, például képesek többvonalú sejtekké differenciálódni.
Az SVF heterogén populációja magában foglalja többek között az endothel sejteket, az eritrocitákat, a fibroblasztokat, a limfocitákat, a monocitákat / makrofágokat és a pericitákat, valamint a zsírból származó őssejtek jelentős részét.
Zsírból származó stromális / őssejtek (ASC)
A zsírból származó stromális / őssejtek (ASC / ADSC) nagy mennyiségű bioaktív növekedési faktort bocsátanak ki, mint például epidermális növekedési faktor (EGF), vaszkuláris endothel növekedési faktor (VEGF), bázikus fibroblaszt növekedési faktor (bFGF), keratinocita növekedési faktor (KGF), vérlemezke-eredetű növekedési faktor (PDGF), hepatocita növekedési faktor (HGF), transzformáló növekedési faktor-béta (TGF-β), inzulin növekedési faktor (IGF) és agyi eredetű neurotróf faktor (BDNF). Az ACS nemcsak növekedési faktorokat szabadít fel, hanem citokineket is szekretál, beleértve az FMS-hez kapcsolódó tirozin-kináz 3 (Flt-3) ligandumot, granulocita-kolónia stimuláló faktort (G-CSF), granulocita makrofág-kolónia stimuláló faktort (GM-CSF), makrofág-kolónia stimuláló faktort (M-CSF), interleukint (IL), például IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 és IL-12, leukémia-gátló faktort (LIF) és tumor nekrózis faktor-alfa-t (TNF-α).
Őssejttípusok kivonása
Az emberből származó autológ felnőtt őssejtek a következő forrásokból nyerhetők ki:
- Csontvelő, amely betakarítással történő kivonást igényel, azaz csontba fúrást.
- Zsírszövet (lipidsejtek), amely zsírleszívással történő extrakciót igényel.
- Vér, amely aferézissel történő extrakciót igényel, ahol a donor vére áthalad egy “dialízis” olyan gép, amelyen az őssejteket kivonják, míg a vér többi komponensét visszajuttatják a donorhoz.