Izolimi i qelizave staminale me ultratinguj
Sonikimi është një metodë mekanike shumë efikase për izolimin e qelizave staminale nga indi dhjamor i njeriut. Fraksioni stromal vaskular (SVF) i izoluar me ultratinguj shfaq potencial të konsiderueshëm rigjenerues për aplikime mjekësore. Hielscher Ultrasonics ofron një gamë mundësish sonikimi të drejtpërdrejtë dhe të tërthortë për mbledhjen e qelizave staminale. Gjeni sonikatorin ideal për procesin tuaj të izolimit të qelizave staminale!
Izolimi i qelizave staminale me ultratinguj
Indi dhjamor i nxjerrë nga trupi i njeriut (nëpërmjet liposuksionit) trajtohet me ultratinguj për të larguar indin nga qelizat staminale dhe qelizat e tjera të rritjes. Kjo pjesë e ndarë e qelizave njihet si qelizat e fraksionit stromal vaskular (SVF).
Teknika e izolimit me ultratinguj të qelizave staminale nga indi dhjamor bazohet vetëm në parimin e veprimit të kavitacionit të shkaktuar nga ultratingujt, i cili vepron thjesht nëpërmjet prerjes mekanike. Këto forca prerëse të kavitacionit shpërbëjnë indin dhjamor, në mënyrë që qelizat staminale të çlirohen nga struktura e indit dhjamor. Izolimi i qelizave staminale me ultratinguj është një procedurë pa enzima, që shmang përdorimin e kolagjenazës, tripsinës ose dispazës.
Për të ndarë qelizat staminale të nxjerra, qelizat staminale mezenkimale, prekursorët endotelialë dhe llojet e tjera të qelizave të rritjes, indi dhjamor i sonikuar centrifugohet.
Qelizat staminale të ndara mblidhen dhe analizohen për cilësinë e tyre, duke përfshirë numrin e qelizave, viabilitetin, endotoksinën dhe ngjyrosjen Gram, përpara se të përdoren menjëherë për transplantim autolog ose të ruhen në kushte kriogjenike.
Pse duhen shmangur enzimat?
Meqenëse tretja enzimatike për izolimin e qelizave staminale shoqërohet me kosto të larta dhe rreziqe të mundshme për sigurinë, si edhe me mungesë efikasiteti [Oberbauer et al. 2015], parapëlqehen metodat e izolimit pa enzima, si kavitacioni me ultratinguj. Hapi i izolimit me ultratinguj zëvendëson tretjen enzimatike duke i ndarë mekanikisht qelizat dhe agregatet qelizore nga indi dhjamor.
GDmini2 te transduktori UP200St-TD (200 vat)
- I shpejtë
- Efikas
- I riprodhueshëm
- I sigurt
- Pa enzima
- Me kosto efektive
- Mundësi sterile
Qeliza staminale të prejardhura nga indi dhjamor
Rendimenti i qelizave staminale i përftuar me sonikim
Metoda e publikuar e izolimit të fraksionit stromal vaskular duke përdorur kavitacionin me ultratinguj jep 1,67–2,24 × 107 qeliza me një viabilitet prej 97,1–98,9% [Victor, S., 2014]. Rendimente qelizore prej rreth 2–4 milionë qelizash/gram ind dhjamor u përftuan nëpërmjet lizës me ultratinguj të adipociteve të pjekura në indin dhjamor të disociuar [Bright et al., 2014].
Qelizat e përgatitura me ultratinguj kanë potencial po aq të lartë për diferencim adipogjenik dhe osteogjenik, krahasuar me një metodë standarde të izolimit enzimatik [Oberbauer et al. 2015].
Sisteme me ultratinguj për izolimin e qelizave staminale
Për të siguruar sigurinë më të lartë dhe cilësinë më të mirë, pajisjet e besueshme me ultratinguj, të cilat mundësojnë kontroll të saktë mbi trajtimin e qelizave staminale, janë një faktor kyç për trajtimin e suksesshëm të pacientëve. Hielscher Ultrasonics ofron mundësi të ndryshme për një proces autolog ndarjeje me kavitacion me ultratinguj për të izoluar dhe mbledhur qeliza staminale dhe qeliza pararendëse endoteliale.
Sonikimi i drejtpërdrejtë për izolimin e qelizave staminale
Për procesin e izolimit të qelizave staminale nëpërmjet sonikimit të drejtpërdrejtë, briri ultrasonik (sonotroda, maja / sonda ultrasonike) zhytet në indin dhjamor. Nëpërmjet sonotrodës, valët e ultratingujve transmetohen drejtpërdrejt në dhjamin autolog, në mënyrë që kavitacioni me ultratinguj të çlirojë qelizat staminale dhe qelizat stromale nga indi i mbetur. Sonikatorët Hielscher UP200Ht dhe UP200St me sonotrodën S26d14 janë sisteme që përdoren zakonisht për trajtimin autolog të qelizave staminale. Izolimi i fraksionit stromal vaskular me sonikim të drejtpërdrejtë është kryesisht i përshtatshëm për përdorim në mjedise me dhoma të pastra.
Sonikimi i tërthortë për izolimin e qelizave staminale
Meqenëse qelizat staminale përdoren për aplikime autologe, steriliteti i procesit është shumë i rëndësishëm. Prandaj, Hielscher ka zhvilluar disa mundësi sonikimi të tërthortë, si GDmini2, VialTweeter dhe sisteme të tjera të personalizuara. Gjatë sonikimit të tërthortë, valët ultrasonike transmetohen përmes murit të enës në indin dhjamor. Fraksioni stromal vaskular (SVF) ndahet nga indi dhjamor përmes kavitacionit ultrasonik, njësoj si gjatë sonikimit të drejtpërdrejtë.
Procesi i sonikimit të tërthortë ofron avantazhin e përpunimit të qelizave në një enë të mbyllur në kushte pa kontaminim pasi eliminohet rreziku i kontaminimit të kryqëzuar nga futja e bririt ultrasonik (sonotrodës). Izolimi i qelizave kryhet në një sistem të mbyllur që siguron kushte sterile të procesit.
Lexoni më shumë rreth sonikatorëve sterilë Hielscher!
Sonikatorët digjitalë Hielscher mund të kontrollohen me saktësi përmes ekranit me prekje ose përmes shfletuesit. Procedurat e sonikimit mund të paracaktohen përmes menysë intuitive. Pajisjet ultrasonike janë të pajisura me regjistrim automatik të të dhënave (të gjitha të dhënat e procesit të sonikimit ruhen në një kartë SD të integruar). Fuqia ultrasonike e aplikuar mund të përshtatet me saktësi sipas protokollit të izolimit të qelizave.
Sonikatori VialTweeter është një homogjenizues steril për përgatitjen sterile, të njëtrajtshme dhe të shpejtë të mostrave.
Literatura/Referencat
- 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.
Fakte që ia vlen të dini
Çfarë janë qelizat staminale?
Qelizat staminale janë qeliza të padiferencuara të një organizmi shumëqelizor, të cilat kanë aftësinë të prodhojnë pafundësisht më shumë qeliza të të njëjtit lloj. Ato karakterizohen nga potenciali i jashtëzakonshëm për t’u zhvilluar në shumë lloje të ndryshme qelizash në trup gjatë fazës së hershme të jetës dhe rritjes. Tipari më dallues i qelizave staminale është aftësia e tyre për t’u vetërinovuar përmes ndarjes qelizore dhe aftësia për t’u shndërruar në qeliza specifike të indeve ose organeve me funksione të veçanta. Qelizat staminale pluripotente kanë potencialin të diferencohen në cilëndo prej tri qelizave germinale: endodermë (shtresa e brendshme e stomakut, trakti gastrointestinal, mushkëritë), mezodermë (muskujt, kockat, gjaku, sistemi urogjenital) ose ektodermë (indet epidermale dhe sistemi nervor).
Në disa organe, si zorrët dhe palca e kockave, qelizat staminale ndahen rregullisht për të riparuar dhe zëvendësuar indet e konsumuara ose të dëmtuara. Në organe të tjera, si pankreasi dhe zemra, qelizat staminale ndahen vetëm në kushte të veçanta.
Qelizat stromale/staminale mezenkimale (MSC), të cilat ofrojnë potencial të lartë për zbatime të shumta terapeutike në mjekësinë rigjeneruese dhe estetike, gjenden kryesisht në palcën e kockave, por mund të izolohen edhe nga inde të tjera (p.sh. kërci, indi dhjamor, qelizat muskulore). Qelizat staminale mezenkimale konsiderohen qeliza staminale adulte prototipike, të cilat karakterizohen nga aftësia e tyre për vetërinovim.
Kërkimi dhe trajtimet me qeliza staminale përdoren për të kultivuar inde dhe organe për qëllime transplantimi (inxhinieria indore). Fusha të tjera mjekësore ku zbatohen qelizat staminale përfshijnë trajtimin e sëmundjeve të trurit (p.sh. sëmundjet e Parkinsonit dhe Alzheimerit), terapinë për mungesën e qelizave, sëmundjet e gjakut (p.sh. leuçeminë), degjenerimin e nyjeve dhe të kërcit (p.sh. osteoartritin), si edhe trajtimet kozmetike (p.sh. trajtimet kundër plakjes). Në përgjithësi, qelizat staminale kanë një diametër prej afërsisht 15–25 mikronësh.
Qelizat staminale mezenkimale (MSC) janë qeliza stromale multipotente, të cilat kanë aftësinë të diferencohen në një larmi llojesh qelizore, përfshirë osteoblastet (qelizat kockore), kondrocitet (qelizat e kërcit), miocitet (qelizat muskulore) dhe adipocitet (qelizat dhjamore).
Çfarë është fraksioni stromal vaskular (SVF)?
Fraksioni vaskular stromal (SVF) është një përbërës i lipoaspiratit që mund të nxirret nëpërmjet liposuksionit nga indi dhjamor në trupin e njeriut. Lipoaspirati përbëhet nga një përzierje heterogjene qelizash dhe ka një përmbajtje të lartë qelizash staminale, të njohura si qeliza staminale me prejardhje nga indi dhjamor (ASC ose ADSC), të cilat shfaqin ngjashmëri me qelizat staminale të palcës së kockave, siç është aftësia e tyre për t’u diferencuar në qeliza të linjave të ndryshme qelizore.
Popullata heterogjene e fraksionit vaskular stromal përfshin, ndër të tjera, qeliza endoteliale, eritrocite, fibroblaste, limfocite, monocite/ makrofagë dhe pericite, si dhe një fraksion të rëndësishëm qelizash staminale me prejardhje nga indi dhjamor.
Çfarë janë qelizat stromale/staminale me prejardhje nga indi dhjamor (ASC)?
Qelizat stromale/staminale me prejardhje nga indi dhjamor (ASC / ADSC) çlirojnë nivele të larta faktorësh bioaktivë të rritjes, si faktori i rritjes epidermale (EGF), faktori i rritjes së endotelit vaskular (VEGF), faktori bazik i rritjes së fibroblasteve (bFGF), faktori i rritjes së keratinociteve (KGF), faktori i rritjes me prejardhje nga trombocitet (PDGF), faktori i rritjes së hepatociteve (HGF), faktori transformues i rritjes beta (TGF-β), faktori i rritjes së insulinës (IGF) dhe faktori neurotrofik me prejardhje nga truri (BDNF). ACS jo vetëm që çlirojnë faktorë të rritjes, por sekretojnë edhe citokina, përfshirë ligandin e tirozinë kinazës 3 të lidhur me fms (Flt-3), faktorin stimulues të kolonive të granulociteve (G-CSF), faktorin stimulues të kolonive të granulociteve dhe makrofagëve (GM-CSF), faktorin stimulues të kolonive të makrofagëve (M-CSF), interleukina (IL) si IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 dhe IL-12, faktorin frenues të leukemisë (LIF) dhe faktorin alfa të nekrozës tumorale (TNF-α).
Si nxirren qelizat staminale?
Qelizat staminale autologe të të rriturve mund të nxirren nga burimet e mëposhtme te njerëzit:
- Palca e kockave, e cila kërkon nxjerrje me anë të marrjes së materialit, domethënë duke shpuar kockën.
- Indi dhjamor (qelizat lipidike), i cili kërkon nxjerrje me anë të liposuksionit.
- Gjaku, i cili kërkon nxjerrje nëpërmjet aferezës, gjatë së cilës gjaku i dhuruesit kalon nëpër një aparat “dialize”, ku nxirren qelizat staminale, ndërsa përbërësit e tjerë të gjakut i kthehen dhuruesit.