Înlocuiți răzuirea celulelor cu UIP400MTP, sonicatorul cu capacitate mare de procesare a probelor
Detașarea și extracția liniilor celulare aderente din plăci cu godeuri multiple pentru analiza multi-omică reprezintă o sarcină zilnică în laboratoare. Detașarea celulelor cu capacitate mare de procesare cu ajutorul sonicatorului pentru plăci cu godeuri multiple UIP400MTP înlocuiește răzuirea manuală a celulelor, conducând la randamente mai mari de ARN, lipide totale și metaboliți polari totali. O nouă metodă integrează sonicatorul Hielscher UIP400MTP cu stația de lucru pentru manipularea lichidelor Beckman Coulter i7, permițând procesarea reproductibilă și eficientă, cu capacitate mare, a celulelor pentru extracția ARN-ului, a metaboliților și a lipidelor. Metoda prezentată depășește metodele tradiționale de răzuire manuală a celulelor, obținând o reproductibilitate și un randament superioare pentru diverse tipuri de celule și condiții experimentale.
Eficientizați detașarea celulelor cu sonicatorul pentru microplăci UIP400MTP
Sistemele de culturi celulare aderente joacă un rol critic în cercetarea toxicologică și biomedicală. În acest context, Cruchley-Fuge et al. (2024) au abordat o provocare semnificativă în cadrul proiectului PrecisionTox, axat pe valorificarea tehnologiilor omice pentru evaluarea pericolelor chimice. Proiectul a urmărit o analiză cu capacitate mare de procesare a mii de probe tratate cu diverse substanțe chimice. Pentru a răspunde acestei cerințe, cercetătorii au dezvoltat un flux de lucru automatizat care combină sonicatorul UIP400MTP cu protocoale consacrate de extracție bifazică pentru analiza prin cromatografie de lichide cuplată cu spectrometrie de masă (LC-MS). Studiul lor evaluează eficacitatea sonicatorului pentru plăci cu godeuri multiple UIP400MTP în detașarea celulelor aderente, comparativ cu răzuirea manuală și cu alte metode tradiționale.
Eficientizarea multi-omicii: extracția automatizată a celulelor aderente cu UIP400MTP
Echipa de cercetători a Laurei Cruchley-Fuge de la University of Birmingham a utilizat trei linii celulare umane: HepG2 (celule de cancer hepatic), HepaRG (celule diferențiate asemănătoare hepatocitelor) și H295R (celule de cancer suprarenal). Aceste celule au fost cultivate în plăci cu 24 și 96 de godeuri și expuse unor substanțe chimice de testare, precum aflatoxina B1 și forskolina.
Design experimental:
- Faza 1: Optimizarea setărilor de putere ale sonicatorului UIP400MTP și compararea cu răzuirea manuală a celulelor și cu băile de apă cu ultrasunete. Celulele HepG2 au fost utilizate pentru a evalua recuperarea ARN-ului, a metaboliților și a lipidelor.
- Faza 2: Integrarea UIP400MTP într-un flux de lucru de extracție bifazică utilizând sistemul Beckman Coulter i7. Validarea a fost efectuată cu celule HepaRG și H295R.
Fluxul de lucru pentru extracție: Fluxul de lucru a cuprins expunerile la substanțe chimice în plăci cu godeuri multiple, detașarea celulelor cu UIP400MTP și extracția bifazică prin metoda Bligh & Dyer (B&D). Analiza LC-MS a fost efectuată cu un Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 pentru compușii lipofili și polari. Metoda B&D, un standard de aur pentru cuantificarea lipidelor, implică o extracție în doi pași cu metanol, cloroform și apă, urmată de cuantificarea lipidelor în faza de cloroform.
Sonicatorul pentru microplăci UIP400MTP facilitează detașarea liniilor celulare aderente din plăci cu godeuri multiple și din plăci Petri
Rezultate:
- Faza 1: Condițiile optime de sonicare au fost identificate la 60% putere.
UIP400MTP a obținut cea mai mare recuperare de ARN, cu o reproductibilitate excepțională, comparativ cu răzuirea manuală și cu băile cu ultrasunete.
Recuperarea metaboliților polari a fost constantă între metode, în timp ce recuperarea lipidelor a fost în mod notabil superioară cu UIP400MTP. - Faza 2: Validarea pe celulele HepaRG și H295R a demonstrat o reproductibilitate ridicată a datelor de lipidomică și metabolomică, după cum indică scorurile PCA strâns grupate.
Tratamentele cu aflatoxină B1 și forskolină au fost diferențiate eficient de probele de control, subliniind sensibilitatea și fiabilitatea metodei.
Sonicatorul pentru microplăci UIP400MTP pentru detașarea celulelor cu capacitate mare de procesare
„Dispozitivul de sonicare Hielscher UIP400MTP oferă o abordare alternativă de înaltă calitate și reproductibilă față de «standardul de aur» al răzuirii manuale a celulelor, conducând la randamente mai mari de ARN, lipide totale și metaboliți polari totali.” (Cruchley-Fuge et al., 2024)
Cruchley-Fuge et al. evidențiază avantajele sonicatorului UIP400MTP pentru procesarea celulelor aderente. Prin înlocuirea răzuirii manuale, această metodă îmbunătățește reproductibilitatea, capacitatea de procesare și randamentul, devenind un instrument de neprețuit pentru studii la scară largă precum PrecisionTox. Integrarea UIP400MTP în fluxuri de lucru automatizate nu doar reduce variabilitatea, ci și eficientizează procesele care necesită multă muncă, permițând obținerea de date multi-omice de înaltă calitate.
Lucrarea lui Cruchley-Fuge et al. (2024) facilitează și eficientizează procesarea culturilor celulare aderente pentru analiza multi-omică. Integrarea sonicatorului UIP400MTP cu fluxuri de lucru automatizate asigură o pregătire consecventă și eficientă a probelor, ceea ce o face ideală pentru cercetarea toxicologică cu capacitate mare de procesare.
Proiectare, fabricație și consultanță – calitate Made in Germany
Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și de design. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalațiile industriale. Condițiile dificile și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.
Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe sonicatoare de înaltă performanță, cu tehnologie de ultimă generație și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
Literatură / Referințe
- 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.
Întrebări frecvente
Ce este detașarea celulelor?
În cercetare, detașarea celulelor se referă la procesul de separare a celulelor aderente de pe suprafața unui vas de cultură sau a unui substrat. Aceasta se face de obicei pentru a recolta celulele în vederea aplicațiilor ulterioare, precum analiza, subcultivarea sau criopreservarea. Detașarea poate fi realizată folosind metode enzimatice (de ex., tripsină), agenți chimici (de ex., EDTA), metode mecanice (de ex., răzuire) sau tehnici fizice precum sonicarea, în funcție de tipul de celule și de cerințele cercetării.
Cum se detașează celulele aderente?
Detașarea celulelor aderente prin sonicare implică aplicarea de unde ultrasonice focalizate pentru a perturba aderența dintre celule și suprafață într-un mediu controlat. Mai exact, sonicatorul pentru microplăci UIP400MTP realizează acest lucru prin generarea de vibrații mecanice localizate care rup legăturile dintre celule și suprafața de cultură. Etapele principale includ:
- Pregătire: Celulele sunt cultivate în plăci cu godeuri multiple și pot fi expuse unor substanțe chimice specifice, ca parte a designului experimental.
- Sonicare: Sonicatorul UIP400MTP este programat cu setări optimizate (de ex., 60% putere) pentru a asigura o detașare eficientă fără a deteriora celulele sau a compromite integritatea biomoleculelor.
- Controlul temperaturii: Dispozitivul menține stabilitatea temperaturii pentru a preveni degradarea celulară sau moleculară indusă de căldură în timpul procesului.
- După detașare: Celulele detașate sunt supuse protocoalelor de extracție ulterioare, precum metoda bifazică Bligh & Dyer, pentru recuperarea ARN-ului, a lipidelor și a metaboliților.
Această metodă este superioară răzuirii manuale datorită automatizării, reproductibilității și capacității de a procesa eficient probe în regim de capacitate mare de procesare.
Ce este detașarea celulelor fără deteriorare?
Detașarea celulelor fără deteriorare se referă la procesul de separare a celulelor aderente de substratul lor fără a compromite viabilitatea, integritatea sau funcționalitatea celulelor. Aceasta se realizează folosind metode blânde, precum sonicarea controlată sau soluțiile fără enzime.
Evitarea distrugerii celulelor este esențială pentru păstrarea caracteristicilor structurale și moleculare ale celulelor, care sunt indispensabile pentru aplicații ulterioare precise, precum analiza multi-omică, testele funcționale sau utilizarea terapeutică. Celulele deteriorate pot elibera conținut intracelular, putând distorsiona rezultatele experimentale sau compromite calitatea probelor.
Care este avantajul detașării celulelor fără enzime?
Detașarea celulelor fără enzime oferă mai multe avantaje, inclusiv păstrarea proteinelor și a receptorilor de pe suprafața celulară, menținerea viabilității celulare și evitarea potențialelor deteriorări enzimatice ale biomoleculelor. Această abordare este deosebit de benefică pentru aplicațiile ulterioare sensibile, precum citometria în flux, proteomica sau testele funcționale, în care modificările enzimatice ar putea compromite calitatea datelor sau rezultatele experimentale. În plus, metodele fără enzime sunt adesea mai reproductibile și pot fi adaptate pentru fluxuri de lucru cu capacitate mare de procesare.
Hielscher Ultrasonics fabrică omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță, de la scară de laborator până la scară industrială.

