Ултразвучна изолација матичних ћелија
Соникација је веома ефикасан механички метод за изолацију матичних ћелија из људског масног ткива. Стромална васкуларна фракција (SVF) изолована ултразвуком показује значајан регенеративни потенцијал за медицинске примене. Hielscher Ultrasonics нуди низ могућности директне и индиректне соникације за прикупљање матичних ћелија. Пронађите идеалан соникатор за свој поступак изолације матичних ћелија!
Ултразвучна изолација матичних ћелија
Масно ткиво издвојено из људског тела (липосукцијом) третира се ултразвуком како би се ткиво уклонило са матичних ћелија и других ћелија укључених у раст. Ова издвојена група ћелија позната је као ћелије стромалне васкуларне фракције (SVF).
Техника ултразвучне изолације матичних ћелија из масног ткива заснива се искључиво на принципу деловања кавитације изазване ултразвуком, који подразумева чисто механичко смицање. Ове кавитационе силе смицања разарају масно ткиво, тако да се матичне ћелије ослобађају из структуре масног ткива. Ултразвучна изолација матичних ћелија је поступак без ензима, којим се избегава употреба колагеназе, трипсина или диспазе.
Да би се издвојиле екстраховане матичне ћелије, мезенхимске матичне ћелије, ендотелне прекурсорске ћелије и други типови ћелија укључених у раст, масно ткиво третирано соникацијом се центрифугира.
Издвојене матичне ћелије се прикупљају и анализирају ради процене квалитета, укључујући број ћелија, вијабилност, ендотоксин и бојење по Граму, пре него што се одмах употребе за аутологну трансплантацију или сачувају криоскладиштењем.
Зашто избегавати ензиме?
Пошто је ензимска дигестија за изолацију матичних ћелија повезана са високим трошковима и могућим безбедносним ризицима, као и недовољном ефикасношћу [Oberbauer et al. 2015], предност се даје неензимским методама изолације као што је ултразвучна кавитација. Корак ултразвучне изолације замењује ензимску дигестију механичким одвајањем ћелија и ћелијских агрегата од масног ткива.
GDmini2 на претварачу UP200St-TD (200 вати)
- Брза
- Ефикасна
- Репродуцибилна
- Безбедна
- Без ензима
- Економична
- Стерилне опције
Матичне ћелије добијене из масног ткива
Принос матичних ћелија добијен соникацијом
Објављени метод изолације стромалне васкуларне фракције применом ултразвучне кавитације даје принос од 1,67–2,24 × 107 ћелија са вијабилношћу од 97,1–98,9% [Victor, S., 2014]. Приноси од око 2–4 милиона ћелија по граму масног ткива добијени су ултразвучном лизом зрелих адипоцита у дисоцираном масном ткиву [Bright et al., 2014].
Ћелије припремљене ултразвуком имају подједнако висок потенцијал за адипогену и остеогену диференцијацију у поређењу са стандардним методом ензимске изолације [Oberbauer et al. 2015].
Ултразвучни системи за изолацију матичних ћелија
Да би се обезбедили највиши ниво безбедности и најбољи квалитет, поуздана ултразвучна опрема која омогућава прецизну контролу третмана матичних ћелија представља кључни фактор за успешно лечење пацијената. Hielscher Ultrasonics нуди различите опције за аутологни поступак сепарације ултразвучном кавитацијом ради изолације и прикупљања матичних ћелија и ендотелних прекурсорских ћелија.
Директна соникација за изолацију матичних ћелија
У поступку изолације матичних ћелија директном соникацијом, ултразвучни рог (сонотрода, ултразвучни врх / сонда) урања се у масно ткиво. Преко сонотроде ултразвучни таласи се преносе директно у аутологно масно ткиво, тако да ултразвучна кавитација ослобађа матичне и стромалне ћелије из преосталог ткива. Hielscher соникатори UP200Ht и UP200St са сонотродом S26d14 представљају системе који се често користе за аутологни третман матичних ћелија. Изолација стромалне васкуларне фракције директном соникацијом углавном је погодна за примену у објектима са чистим собама.
Индиректна соникација за изолацију матичних ћелија
Пошто се матичне ћелије користе за аутологне примене, стерилност поступка је веома важна. Зато је Hielscher развио неколико опција индиректне соникације, као што су GDmini2, VialTweeter и других система прилагођених специфичним захтевима. При индиректној соникацији, ултразвучни таласи се преко зида посуде преносе у масно ткиво. Стромална васкуларна фракција (SVF) одваја се од масног ткива ултразвучном кавитацијом на исти начин као при директној соникацији.
Процес индиректне соникације нуди предност обраде ћелија у затвореној посуди у условима без контаминације јер је елиминисан ризик од унакрсне контаминације услед увођења ултразвучног рога (сонотроде). Изолација ћелија се спроводи у затвореном систему који обезбеђује стерилне услове процеса.
Прочитајте више о стерилним соникаторима Hielscher!
Дигиталним соникаторима Hielscher може се прецизно управљати преко екрана осетљивог на додир или преко прегледача. Поступци соникације могу се унапред подесити преко интуитивног менија. Ултразвучни уређаји су опремљени системом за аутоматско бележење података (сви подаци о процесу соникације чувају се на уграђеној SD картици). Улазна ултразвучна снага може се тачно прилагодити протоколу за изолацију ћелија.
Соникатор VialTweeter је стерилни хомогенизатор за уједначену и брзу стерилну припрему узорака.
Литература/Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
Шта су матичне ћелије?
Матичне ћелије су недиференциране ћелије вишећелијског организма које имају способност да неограничено стварају нове ћелије истог типа. Одликују се изузетним потенцијалом да се развију у многе различите типове ћелија у телу током ране фазе живота и раста. Најизразитије одлике матичних ћелија су њихова способност самообнављања деобом и способност претварања у ћелије специфичне за одређено ткиво или орган, са посебним функцијама. Плурипотентне матичне ћелије имају потенцијал да се диференцирају у било коју од три заметне ћелије: ендодерм (унутрашња слузница желуца, гастроинтестинални тракт, плућа), мезодерм (мишићи, кости, крв, урогенитални систем) или ектодерм (епидермална ткива и нервни систем).
У неким органима, као што су црева и коштана срж, матичне ћелије се редовно деле како би обновиле и замениле истрошена или оштећена ткива. У другим органима, као што су панкреас и срце, матичне ћелије се деле само под посебним условима.
Мезенхималне стромалне/матичне ћелије (MSC), које пружају велики потенцијал за разноврсне терапијске примене у регенеративној и естетској медицини, углавном се налазе у коштаној сржи, али се могу изоловати и из других ткива (нпр. хрскавице, масног ткива, мишићних ћелија). Мезенхималне матичне ћелије сматрају се прототипичним одраслим матичним ћелијама које се одликују способношћу самообнављања.
Истраживања и терапије матичним ћелијама користе се за узгајање ткива и органа за потребе трансплантације (ткивно инжењерство). Друге медицинске области примене матичних ћелија обухватају лечење болести мозга (нпр. Паркинсонове и Алцхајмерове болести), терапију недостатка ћелија, лечење болести крви (нпр. леукемије), дегенерације зглобова и хрскавице (нпр. остеоартритиса), као и козметичке третмане (нпр. третмане против старења). Уопштено, пречник матичних ћелија износи приближно 15–25 микрона.
Мезенхималне матичне ћелије (MSC) су мултипотентне стромалне ћелије које имају способност да се диференцирају у различите типове ћелија, укључујући остеобласте (коштане ћелије), хондроците (ћелије хрскавице), миоците (мишићне ћелије) и адипоците (масне ћелије).
Шта је стромална васкуларна фракција (SVF)?
Стромална васкуларна фракција (SVF) је компонента липоаспирата који се може издвојити липосукцијом из масног ткива у људском телу. Липоаспират се састоји од хетерогене мешавине ћелија и садржи велики удео матичних ћелија, познатих као матичне ћелије пореклом из масног ткива (ASC или ADSC), које показују сличности са матичним ћелијама коштане сржи, попут способности диференцијације у ћелије различитих лоза.
Хетерогена популација стромалне васкуларне фракције обухвата, између осталог, ендотелне ћелије, еритроците, фибробласте, лимфоците, моноците/ макрофаге и периците, као и значајан удео матичних ћелија пореклом из масног ткива.
Шта су стромалне/матичне ћелије пореклом из масног ткива (ASC)?
Стромалне/матичне ћелије пореклом из масног ткива (ASC / ADSC) ослобађају велике количине биоактивних фактора раста, као што су епидермални фактор раста (EGF), васкуларни ендотелни фактор раста (VEGF), базни фактор раста фибробласта (bFGF), фактор раста кератиноцита (KGF), фактор раста пореклом из тромбоцита (PDGF), фактор раста хепатоцита (HGF), трансформишући фактор раста бета (TGF-β), инсулински фактор раста (IGF) и неуротрофни фактор пореклом из мозга (BDNF). ACS не само да ослобађају факторе раста већ луче и цитокине, укључујући лиганд тирозин-киназе 3 сродне fms (Flt-3), фактор стимулације колонија гранулоцита (G-CSF), фактор стимулације колонија гранулоцита и макрофага (GM-CSF), фактор стимулације колонија макрофага (M-CSF), интерлеукине (IL) као што су IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 и IL-12, инхибиторни фактор леукемије (LIF) и фактор некрозе тумора алфа (TNF-α).
Како се издвајају матичне ћелије?
Аутологне матичне ћелије одраслих људи могу се издвојити из следећих извора:
- Коштана срж, из које је неопходно издвајање прикупљањем, односно бушењем кости.
- Масно ткиво (липидне ћелије), из којег је неопходно издвајање липосукцијом.
- Крв, из које је неопходно издвајање аферезом, при чему крв даваоца пролази кроз апарат за „дијализу“, у којем се издвајају матичне ћелије, док се остале компоненте крви враћају даваоцу.