Ultrahangos őssejt-izolálás
Az ultrahangos kezelés rendkívül hatékony mechanikai módszer az őssejtek emberi zsírszövetből történő izolálására. Az ultrahanggal izolált sztromális vaszkuláris frakció (SVF) jelentős regenerációs potenciált mutat az orvosi alkalmazásokban. A Hielscher Ultrasonics számos közvetlen és közvetett ultrahangos kezelési lehetőséget kínál az őssejtek kinyerésére. Találja meg az őssejt-izolálási folyamatához ideális ultrahangos készüléket!
Őssejtek ultrahangos izolálása
Az emberi testből (zsírleszívással) kinyert zsírszövetet ultrahangos kezelésnek vetik alá, hogy eltávolítsák a szövetet az őssejtekről és a növekedésben részt vevő egyéb sejtekről. Ezt az elkülönített sejtcsoportot a sztromális vaszkuláris frakció sejtjeinek (SVF) nevezik.
Az őssejtek zsírszövetből történő ultrahangos izolálásának technikája kizárólag az ultrahang által előidézett kavitáció működési elvén alapul, amely tisztán mechanikai nyíróhatást jelent. Ezek a kavitációs nyíróerők megbontják a zsírszövetet, így az őssejtek kiszabadulnak a zsírszövet szerkezetéből. Az ultrahangos őssejt-izolálás enzimmentes eljárás, amely elkerüli a kollagenáz, a tripszin vagy a diszpáz használatát.
A kinyert őssejtek, mezenchimális őssejtek, endoteliális elősejtek és a növekedésben részt vevő egyéb sejttípusok elkülönítéséhez az ultrahanggal kezelt zsírszövetet centrifugálják.
Az elkülönített őssejteket összegyűjtik, és megvizsgálják a minőségüket, beleértve a sejtszámot, az életképességet, az endotoxint és a Gram-festést, mielőtt azonnal autológ transzplantációra használják fel őket, vagy kriogén tárolásban megőrzik őket.
Miért kerüljük az enzimeket?
Mivel az őssejt-izolálás céljából végzett enzimes emésztés magas költségekkel és lehetséges biztonsági kockázatokkal, valamint elégtelen hatékonysággal jár [Oberbauer et al. 2015], előnyben részesítik a nem enzimes izolálási módszereket, például az ultrahangos kavitációt. Az ultrahangos izolálási lépés kiváltja az enzimes emésztést azáltal, hogy mechanikailag választja el a sejteket és a sejtaggregátumokat a zsírszövettől.
GDmini2 UP200St-TD ultrahang-átalakítóhoz csatlakoztatva (200 watt)
- Gyors
- Hatékony
- Reprodukálható
- Biztonságos
- Enzimmentes
- Költséghatékony
- Steril megoldások
Zsírszövetből származó őssejtek
Ultrahangos kezeléssel elért őssejthozam
Az ultrahangos kavitációt alkalmazó, publikált sztromálisvaszkulárisfrakció-izolálási módszer sejthozama 1,67–2,24 × 107 sejt, 97,1–98,9%-os életképességgel [Victor, S., 2014]. A disszociált zsírszövetben található érett zsírsejtek ultrahangos lízisével körülbelül 2–4 millió sejt/gramm zsírszövet sejthozamot értek el [Bright et al., 2014].
Az ultrahanggal előkészített sejtek a standard enzimes izolálási módszerrel előállított sejtekhez képest ugyanolyan magas adipogén és oszteogén differenciálódási potenciállal rendelkeznek [Oberbauer et al. 2015].
Ultrahangos rendszerek őssejt-izoláláshoz
A legmagasabb szintű biztonság és a legjobb minőség biztosítása érdekében a betegek sikeres kezelésének kulcsfontosságú tényezője a megbízható ultrahangos berendezés, amely lehetővé teszi az őssejtek kezelésének pontos szabályozását. A Hielscher Ultrasonics különféle lehetőségeket kínál az őssejtek és az endoteliális elősejtek izolálására és kinyerésére szolgáló, autológ ultrahangos kavitációs elválasztási folyamathoz.
Közvetlen ultrahangos kezelés őssejt-izoláláshoz
A közvetlen ultrahangos kezeléssel végzett őssejt-izolálás során az ultrahangos kürtöt (szonotróda, ultrahangos csúcs / szonda) a zsírszövetbe merítik. A szonotróda révén az ultrahanghullámokat közvetlenül az autológ zsírba csatolják, így az ultrahangos kavitáció kiszabadítja az őssejteket és a sztromális sejteket a visszamaradt szövetből. A Hielscher ultrahangos készülékei, az UP200Ht és az UP200St, S26d14 szonotróda használatával az autológ őssejtkezeléshez gyakran alkalmazott rendszerek. A sztromális vaszkuláris frakció közvetlen ultrahangos kezeléssel történő izolálása elsősorban tisztatéri létesítményekben való használatra alkalmas.
Közvetett ultrahangos kezelés őssejt-izoláláshoz
Mivel az őssejteket autológ alkalmazásokhoz használják, a folyamat sterilitása nagyon fontos. Ezért a Hielscher többféle közvetett ultrahangos kezelési megoldást fejlesztett ki, például a GDmini2, VialTweeter és egyéb egyedi igényekre szabott rendszereket. Közvetett ultrahangos kezelés során az ultrahanghullámokat az edény falán keresztül csatolják a zsírszövetbe. A sztromális vaszkuláris frakciót (SVF) ultrahangos kavitációval választják el a zsírszövettől, ugyanúgy, mint a közvetlen ultrahangos kezelés során.
A közvetett ultrahangos kezelési folyamat előnye, hogy a sejtek zárt edényben dolgozhatók fel, szennyeződésmentes körülmények között , mivel az ultrahangos kürt (szonotróda) bevezetéséből eredő keresztszennyeződés kockázata megszűnik. A sejtek izolálását zárt rendszerben végzik, amely steril folyamatkörülményeket biztosít.
Tudjon meg többet a Hielscher steril ultrahangos készülékeiről!
A Hielscher digitális ultrahangos készülékei érintőkijelzőn vagy böngészőn keresztül pontosan vezérelhetők. Az ultrahangos kezelési eljárások az intuitív menüben előre beállíthatók. Az ultrahangos készülékek automatikus adatrögzítéssel rendelkeznek (az ultrahangos kezelési folyamat összes adatát egy beépített SD-kártyán tárolják). A bevitt ultrahangos teljesítmény pontosan a sejtizolálási protokollhoz igazítható.
A VialTweeter ultrahangos készülék steril homogenizátor az egyenletes és gyors, steril minta-előkészítéshez.
Szakirodalom/Hivatkozások
- 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.
Hasznos tudnivalók
Mik az őssejtek?
Az őssejtek egy többsejtű szervezet differenciálatlan sejtjei, amelyek képesek korlátlanul további, azonos típusú sejteket létrehozni. Jellemzőjük, hogy az élet és a növekedés korai szakaszában figyelemre méltó potenciállal rendelkeznek a szervezet számos különböző sejttípusává való fejlődésre. Az őssejtek legfontosabb megkülönböztető tulajdonsága, hogy sejtosztódással képesek megújulni, és speciális funkciókat ellátó, szövet- vagy szervspecifikus sejtekké alakulni. A pluripotens őssejtek képesek a három csírasejt bármelyikévé differenciálódni: endoderma (a gyomor belső nyálkahártyája, 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 az elhasználódott vagy sérült szövetek helyreállítása és pótlása érdekében. Más szervekben, például a hasnyálmirigyben és a szívben, az őssejtek csak különleges körülmények között osztódnak.
A mezenchimális sztromális sejtek/őssejtek (MSC), amelyek nagy potenciált kínálnak a regeneratív és esztétikai orvoslás sokféle terápiás alkalmazásához, főként a csontvelőben találhatók meg, de más szövetekből (pl. porcból, zsírból, izomsejtekből) is izolálhatók. A mezenchimális őssejteket a felnőtt őssejtek prototípusainak tekintik, amelyeket önmegújító képességük jellemez.
Az őssejtkutatást és az őssejtkezeléseket transzplantációs célú szövet- és szervtenyésztésre használják (szövetmérnökség). Az őssejtek alkalmazásának további orvosi területei közé tartozik az agyi betegségek (pl. Parkinson-kór és Alzheimer-kór) kezelése, a sejthiány terápiája, a vérbetegségek (pl. leukémia), az ízületi és porcdegeneráció (pl. oszteoartritisz) kezelése, valamint a kozmetikai kezelések (pl. öregedésgátló kezelések). Az őssejtek átmérője általában kb. 15–25 mikron.
A mezenchimális őssejtek (MSC) multipotens sztromális sejtek, amelyek képesek különféle sejttípusokká differenciálódni, beleértve az oszteoblasztokat (csontsejteket), a kondrocitákat (porcsejteket), a miocitákat (izomsejteket) és az adipocitákat (zsírsejteket).
Mi a sztromális vaszkuláris frakció (SVF)?
A sztromális vaszkuláris frakció (SVF) a lipoaspirátum egyik összetevője, amely zsírleszívással nyerhető ki az emberi test zsírszövetéből. A lipoaspirátum sejtek heterogén keverékéből áll, és nagy mennyiségben tartalmaz zsírszövetből származó őssejtekként (ASC vagy ADSC) ismert őssejteket, amelyek hasonlóságot mutatnak a csontvelői őssejtekkel, például abban, hogy képesek több sejtvonal sejtjeivé differenciálódni.
A sztromális vaszkuláris frakció heterogén sejtpopulációja többek között endoteliális sejteket, eritrocitákat, fibroblasztokat, limfocitákat, monocitákat/ makrofágokat és pericitákat tartalmaz, valamint jelentős arányban zsírszövetből származó őssejteket.
Mik a zsírszövetből származó sztromális sejtek/őssejtek (ASC)?
A zsírszövetből származó sztromális sejtek/őssejtek (ASC / ADSC) nagy mennyiségben bocsátanak ki bioaktív növekedési faktorokat, például epidermális növekedési faktort (EGF), vaszkuláris endoteliális növekedési faktort (VEGF), bázikus fibroblaszt-növekedési faktort (bFGF), keratinocita-növekedési faktort (KGF), vérlemezke-eredetű növekedési faktort (PDGF), hepatocita-növekedési faktort (HGF), transzformáló növekedési faktor-bétát (TGF-β), inzulin növekedési faktort (IGF) és agyi eredetű neurotróf faktort (BDNF). Az ACS nemcsak növekedési faktorokat bocsát ki, hanem citokineket is szekretál, beleértve az fms-hez kapcsolódó tirozin-kináz 3 (Flt-3) ligandumát, a granulocita-kolóniastimuláló faktort (G-CSF), a granulocita-makrofág-kolóniastimuláló faktort (GM-CSF), a makrofág-kolóniastimuláló faktort (M-CSF), az interleukineket (IL), például az IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 és IL-12 molekulákat, a leukémiagátló faktort (LIF) és a tumornekrózisfaktor-alfát (TNF-α).
Hogyan nyerik ki az őssejteket?
Az emberi autológ felnőtt őssejtek a következő forrásokból nyerhetők ki:
- Csontvelő, amelyből a kinyeréshez mintavétel, azaz a csont megfúrása szükséges.
- Zsírszövet (lipidsejtek), amelyből a kinyeréshez zsírleszívás szükséges.
- Vér, amelyből a kinyeréshez aferezis szükséges: ennek során a donor vére egy „dialízis” készüléken halad át, amelyben az őssejteket kinyerik, miközben a többi vérösszetevőt visszajuttatják a donorba.