Vervang het afschrapen van cellen door de sonicator UIP400MTP met hoge verwerkingscapaciteit

Het losmaken en extraheren van adherente cellijnen uit platen met meerdere wells voor multi-omicsanalyse is een dagelijkse taak in laboratoria. Het losmaken van cellen met hoge verwerkingscapaciteit met de sonicator UIP400MTP voor platen met meerdere wells vervangt het handmatig afschrapen van cellen en leidt tot hogere opbrengsten aan RNA, totale lipiden en totale polaire metabolieten. Een nieuwe methode integreert de sonicator Hielscher UIP400MTP met het werkstation Beckman Coulter i7 voor vloeistofverwerking, waardoor cellen met hoge verwerkingscapaciteit, reproduceerbaar en efficiënt kunnen worden verwerkt voor de extractie van RNA, metabolieten en lipiden. De gepresenteerde methode overtreft traditionele methoden voor het handmatig afschrapen van cellen door een superieure reproduceerbaarheid en opbrengst te bereiken bij uiteenlopende celtypen en experimentele omstandigheden.

Stroomlijn het losmaken van cellen met de sonicator UIP400MTP voor microplaten

Adherente celkweeksystemen spelen een cruciale rol in toxicologisch en biomedisch onderzoek. Binnen deze context pakten Cruchley-Fuge et al. (2024) een belangrijke uitdaging aan in het project PrecisionTox, dat zich richt op het gebruik van omicstechnologieën voor de beoordeling van chemische gevaren. Het project beoogde de analyse van duizenden monsters die met uiteenlopende chemicaliën waren behandeld, met een hoge verwerkingscapaciteit. Om aan deze behoefte te voldoen, ontwikkelden de onderzoekers een geautomatiseerde workflow die de sonicator UIP400MTP combineert met gevestigde bifasische extractieprotocollen voor analyse met vloeistofchromatografie-massaspectrometrie (LC-MS). Hun studie evalueert de effectiviteit van de sonicator UIP400MTP voor platen met meerdere wells bij het losmaken van adherente cellen in vergelijking met handmatig afschrapen en andere traditionele methoden.

Multi-omics stroomlijnen: geautomatiseerde extractie van adherente cellen met de UIP400MTP

Het onderzoeksteam van Laura Cruchley-Fuge van de University of Birmingham gebruikte drie menselijke cellijnen: HepG2 (leverkankercellen), HepaRG (gedifferentieerde hepatocytachtige cellen) en H295R (bijnierkankercellen). Deze cellen werden gekweekt in platen met 24 en 96 wells en blootgesteld aan testchemicaliën zoals aflatoxine B1 en forskoline.

Experimentele opzet:

• Fase 1: Optimalisatie van de vermogensinstellingen van de sonicator UIP400MTP en vergelijking met het handmatig afschrapen van cellen en ultrasone waterbaden. Cellen van de lijn HepG2 werden gebruikt om de terugwinning van RNA, metabolieten en lipiden te evalueren.
• Fase 2: Integratie van de UIP400MTP in een bifasische extractieworkflow met het Beckman Coulter i7-systeem. De validatie werd uitgevoerd met HepaRG- en H295R-cellen.

Extractieworkflow: De workflow omvatte blootstelling aan chemicaliën in platen met meerdere wells, het losmaken van cellen met de UIP400MTP en bifasische extractie volgens de methode van Bligh & Dyer (B&D). Analyse met LC-MS werd uitgevoerd met een Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 voor lipofiele en polaire verbindingen. De methode van B&D, een gouden standaard voor lipidenkwantificatie, omvat een extractie in twee stappen met methanol, chloroform en water, gevolgd door lipidenkwantificatie in de chloroformfase.

De sonicator UIP400MTP voor microplaten vergemakkelijkt het losmaken van adherente cellijnen uit platen met meerdere wells en petrischalen

Resultaten:

• Fase 1: Optimale sonicatieomstandigheden werden vastgesteld bij 60% vermogen.
  De UIP400MTP leverde de hoogste RNA-terugwinning op, met een uitzonderlijke reproduceerbaarheid in vergelijking met handmatig afschrapen en ultrasone baden.
  De terugwinning van polaire metabolieten was consistent tussen de methoden, terwijl de terugwinning van lipiden duidelijk superieur was met de UIP400MTP.
• Fase 2: Validatie met HepaRG- en H295R-cellen toonde een hoge reproduceerbaarheid van lipidomics- en metabolomicsgegevens aan, zoals bleek uit de dicht bij elkaar geclusterde PCA-scores.
  Behandelingen met aflatoxine B1 en forskoline werden effectief onderscheiden van de controles, wat de gevoeligheid en betrouwbaarheid van de methode onderstreept.

“Het sonicatieapparaat Hielscher UIP400MTP biedt een hoogwaardige en reproduceerbare alternatieve aanpak voor de ‘gouden standaard’ van het handmatig afschrapen van cellen, wat leidt tot hogere opbrengsten aan RNA, totale lipiden en totale polaire metabolieten.” (Cruchley-Fuge et al., 2024)

Cruchley-Fuge et al. benadrukken de voordelen van de sonicator UIP400MTP voor het verwerken van adherente cellen. Door handmatig afschrapen te vervangen, verbetert deze methode de reproduceerbaarheid, verwerkingscapaciteit en opbrengst, waardoor het een hulpmiddel van onschatbare waarde is voor grootschalige studies zoals PrecisionTox. De integratie van de UIP400MTP in geautomatiseerde workflows vermindert niet alleen de variabiliteit, maar stroomlijnt ook arbeidsintensieve processen, waardoor hoogwaardige multi-omicsgegevens kunnen worden verkregen.

Het werk van Cruchley-Fuge et al. (2024) vergemakkelijkt en stroomlijnt het verwerken van adherente celculturen voor multi-omicsanalyse. De integratie van de sonicator UIP400MTP met geautomatiseerde workflows zorgt voor een consistente en efficiënte monstervoorbereiding, waardoor deze bij uitstek geschikt is voor toxicologisch onderzoek met hoge verwerkingscapaciteit.
 

Ontwerp, productie en advies – kwaliteit uit Duitsland

De ultrasone apparaten van Hielscher staan bekend om hun hoogste kwaliteits- en ontwerpstandaarden. Robuustheid en eenvoudige bediening maken een soepele integratie van onze ultrasone apparaten in industriële installaties mogelijk. Ultrasone apparaten van Hielscher kunnen zware omstandigheden en veeleisende omgevingen gemakkelijk aan.

Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt bijzondere nadruk op sonicators met hoge prestaties met de modernste technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard voldoen ultrasone apparaten van Hielscher aan de CE-voorschriften en aan de eisen van UL, CSA en RoHs.