Zastąp zeskrobywanie komórek sonikatorem UIP400MTP o wysokiej przepustowości

Odrywanie i ekstrakcja adherentnych linii komórkowych z płytek wielodołkowych do analizy multiomicznej to codzienne zadanie w laboratoriach. Odrywanie komórek z wysoką przepustowością za pomocą sonikatora do płytek wielodołkowych UIP400MTP zastępuje ręczne zeskrobywanie komórek, prowadząc do uzyskania większych ilości RNA, lipidów całkowitych i całkowitych metabolitów polarnych. Nowa metoda integruje sonikator Hielscher UIP400MTP ze stacją roboczą do obsługi cieczy Beckman Coulter i7, umożliwiając powtarzalne i wydajne przetwarzanie komórek z wysoką przepustowością w celu ekstrakcji RNA, metabolitów i lipidów. Przedstawiona metoda przewyższa tradycyjne metody ręcznego zeskrobywania komórek, zapewniając lepszą powtarzalność i większy uzysk w przypadku różnych typów komórek i warunków eksperymentalnych.

Usprawnij odrywanie komórek dzięki sonikatorowi do mikropłytek UIP400MTP

Systemy hodowli komórek adherentnych odgrywają kluczową rolę w badaniach toksykologicznych i biomedycznych. W tym kontekście Cruchley-Fuge i wsp. (2024) zajęli się istotnym wyzwaniem w projekcie PrecisionTox, ukierunkowanym na wykorzystanie technologii omicznych do oceny zagrożeń chemicznych. Celem projektu była analiza tysięcy próbek poddanych działaniu różnych substancji chemicznych z wysoką przepustowością. Aby sprostać temu zapotrzebowaniu, badacze opracowali zautomatyzowaną procedurę łączącą sonikator UIP400MTP z uznanymi protokołami ekstrakcji dwufazowej do analizy metodą chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas (LC-MS). Ich badanie ocenia skuteczność sonikatora do płytek wielodołkowych UIP400MTP w odrywaniu komórek adherentnych w porównaniu z ręcznym zeskrobywaniem i innymi tradycyjnymi metodami.

Usprawnienie analiz multiomicznych: zautomatyzowana ekstrakcja komórek adherentnych za pomocą UIP400MTP

Zespół badawczy Laury Cruchley-Fuge z Uniwersytetu w Birmingham wykorzystał trzy ludzkie linie komórkowe: HepG2 (komórki raka wątroby), HepaRG (zróżnicowane komórki podobne do hepatocytów) i H295R (komórki raka nadnerczy). Komórki te hodowano na płytkach 24-dołkowych i 96-dołkowych oraz poddawano działaniu badanych substancji chemicznych, takich jak aflatoksyna B1 i forskolina.

Plan eksperymentu:

Etap 1: Optymalizacja ustawień mocy sonikatora UIP400MTP oraz porównanie z ręcznym zeskrobywaniem komórek i ultradźwiękowymi łaźniami wodnymi. Komórki HepG2 wykorzystano do oceny odzysku RNA, metabolitów i lipidów.
Etap 2: Integracja UIP400MTP z procedurą ekstrakcji dwufazowej z wykorzystaniem systemu Beckman Coulter i7. Walidację przeprowadzono z użyciem komórek HepaRG i H295R.

Procedura ekstrakcji: Procedura obejmowała ekspozycję na substancje chemiczne na płytkach wielodołkowych, odrywanie komórek za pomocą UIP400MTP oraz ekstrakcję dwufazową metodą Bligh & Dyer (B&D). Analizę LC-MS związków lipofilowych i polarnych przeprowadzono przy użyciu Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. Metoda B&D, stanowiąca złoty standard oznaczania ilościowego lipidów, obejmuje dwuetapową ekstrakcję z użyciem metanolu, chloroformu i wody, a następnie oznaczanie ilościowe lipidów w fazie chloroformowej.

Sonikator do mikropłytek UIP400MTP ułatwia odrywanie adherentnych linii komórkowych z płytek wielodołkowych i szalek Petriego

Wyniki:

Etap 1: Optymalne warunki sonikacji ustalono przy mocy 60%.
UIP400MTP zapewnił najwyższy odzysk RNA przy wyjątkowej powtarzalności w porównaniu z ręcznym zeskrobywaniem i łaźniami ultradźwiękowymi.
Odzysk metabolitów polarnych był podobny we wszystkich metodach, natomiast odzysk lipidów był wyraźnie lepszy przy użyciu UIP400MTP.
Etap 2: Walidacja z użyciem komórek HepaRG i H295R wykazała wysoką powtarzalność danych lipidomicznych i metabolomicznych, na co wskazywało ścisłe grupowanie wyników PCA.
Próbki poddane działaniu aflatoksyny B1 i forskoliny skutecznie odróżniano od próbek kontrolnych, co podkreśla czułość i niezawodność metody.

„Urządzenie do sonikacji Hielscher UIP400MTP zapewnia wysokiej jakości i powtarzalne podejście alternatywne wobec „złotego standardu”, jakim jest ręczne zeskrobywanie komórek, prowadząc do uzyskania większych ilości RNA, lipidów całkowitych i całkowitych metabolitów polarnych.” (Cruchley-Fuge i wsp., 2024)

Cruchley-Fuge i wsp. podkreślają zalety sonikatora UIP400MTP w przetwarzaniu komórek adherentnych. Zastępując ręczne zeskrobywanie, metoda ta zwiększa powtarzalność, przepustowość i uzysk, co czyni ją nieocenionym narzędziem w badaniach na dużą skalę, takich jak PrecisionTox. Integracja UIP400MTP ze zautomatyzowanymi procedurami nie tylko zmniejsza zmienność, ale także usprawnia pracochłonne procesy, umożliwiając pozyskiwanie wysokiej jakości danych multiomicznych.

Praca Cruchley-Fuge i wsp. (2024) ułatwia i usprawnia przetwarzanie hodowli komórek adherentnych do analizy multiomicznej. Integracja sonikatora UIP400MTP ze zautomatyzowanymi procedurami zapewnia powtarzalne i wydajne przygotowanie próbek, dzięki czemu idealnie nadaje się on do badań toksykologicznych o wysokiej przepustowości.

Hielscher UIP400MTP to najbardziej wszechstronny sonikator do płytek wielodołkowych, płytek PCR lub probówek. Dzięki ciągłej mocy sonikacji 400 watów jest przeznaczony do takich zastosowań jak: liza komórek, emulgowanie, ekstrakcja białek, fragmentacja DNA / RNA, deaglomeracja, ekstrakcja z próbek FFPE, dyspergowanie nanomateriałów lub emulgowanie. UIP400MTP nie jest łaźnią ultradźwiękową. To sonotroda kielichowa o wysokiej intensywności do sonikacji skupionej. Ten wydajny sonikator bezkontaktowy zapewnia równomierną sonikację we wszystkich dołkach standardowej płytki wielodołkowej. Umożliwia precyzyjną kontrolę amplitudy, mocy i pracy impulsowej. Wbudowany programator czasowy i sonda temperatury zapewniają powtarzalne wyniki. Sonikator do płytek UIP400MTP chłodzi próbki w łaźni wodnej z opcjonalnym zewnętrznym agregatem chłodniczym.

Projektowanie, produkcja i doradztwo – jakość wytwarzana w Niemczech

Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są dobrze znane z najwyższych standardów jakości i projektowania. Solidna konstrukcja i łatwa obsługa pozwalają na bezproblemową integrację naszych urządzeń ultradźwiękowych z instalacjami przemysłowymi. Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher z łatwością radzą sobie w trudnych warunkach i wymagających środowiskach.

Hielscher Ultrasonics jest firmą z certyfikatem ISO i kładzie szczególny nacisk na sonikatory o wysokiej wydajności, wykorzystujące najnowocześniejsze technologie i zapewniające łatwość obsługi. Oczywiście urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są zgodne z wymaganiami CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Powiązane tematy

Literatura / Źródła

FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.

Najczęściej zadawane pytania

Czym jest odrywanie komórek?

Odrywanie komórek w badaniach oznacza proces oddzielania komórek adherentnych od powierzchni naczynia hodowlanego lub podłoża. Zazwyczaj wykonuje się je w celu zebrania komórek do dalszych zastosowań, takich jak analiza, pasażowanie lub kriokonserwacja. Odrywanie można przeprowadzać za pomocą metod enzymatycznych (np. trypsyny), środków chemicznych (np. EDTA), metod mechanicznych (np. zeskrobywania) lub technik fizycznych, takich jak sonikacja, w zależności od typu komórek i wymagań badawczych.

Jak odrywać komórki adherentne?

Odrywanie komórek adherentnych za pomocą sonikacji polega na zastosowaniu skupionych fal ultradźwiękowych w celu przerwania adhezji komórek do powierzchni w kontrolowanym środowisku. Sonikator do mikropłytek UIP400MTP osiąga ten efekt, wytwarzając miejscowe drgania mechaniczne, które rozrywają wiązania między komórkami a powierzchnią hodowlaną. Kluczowe etapy obejmują:

Przygotowanie: Komórki hoduje się na płytkach wielodołkowych i można poddawać je działaniu określonych substancji chemicznych zgodnie z planem eksperymentu.
Sonikacja: Sonikator UIP400MTP programuje się przy użyciu zoptymalizowanych ustawień (np. mocy 60%), aby zapewnić skuteczne odrywanie bez uszkadzania komórek ani naruszania integralności biomolekuł.
Kontrola temperatury: Urządzenie utrzymuje stabilną temperaturę, aby zapobiegać degradacji komórek lub cząsteczek wywołanej ciepłem podczas procesu.
Po oderwaniu: Oderwane komórki poddaje się dalszym procedurom ekstrakcji, takim jak dwufazowa metoda Bligh & Dyer, w celu odzyskania RNA, lipidów i metabolitów.

Metoda ta przewyższa ręczne zeskrobywanie dzięki automatyzacji, powtarzalności i możliwości wydajnego przetwarzania próbek z wysoką przepustowością.

Czym jest odrywanie komórek bez ich uszkadzania?

Odrywanie komórek bez ich uszkadzania oznacza proces oddzielania komórek adherentnych od podłoża bez naruszania ich żywotności, integralności ani funkcjonalności. Osiąga się je przy użyciu łagodnych metod, takich jak kontrolowana sonikacja lub roztwory niezawierające enzymów.
Unikanie niszczenia komórek ma kluczowe znaczenie dla zachowania ich cech strukturalnych i molekularnych, które są niezbędne do prawidłowego przeprowadzania dalszych zastosowań, takich jak analiza multiomiczna, testy funkcjonalne lub zastosowanie terapeutyczne. Uszkodzone komórki mogą uwalniać zawartość wewnątrzkomórkową, co może zaburzać wyniki eksperymentów lub pogarszać jakość próbek.

Jakie są zalety odrywania komórek bez użycia enzymów?

Odrywanie komórek bez użycia enzymów oferuje szereg zalet, w tym zachowanie białek i receptorów na powierzchni komórek, utrzymanie żywotności komórek oraz unikanie potencjalnych enzymatycznych uszkodzeń biomolekuł. Podejście to jest szczególnie korzystne w przypadku wrażliwych dalszych zastosowań, takich jak cytometria przepływowa, proteomika lub testy funkcjonalne, w których zmiany enzymatyczne mogłyby pogarszać jakość danych lub wyniki eksperymentów. Ponadto metody niewykorzystujące enzymów są często bardziej powtarzalne i można je dostosować do procedur o wysokiej przepustowości.