การแยกเซลล์ต้นกําเนิดอัลตราโซนิก
Sonication เป็นวิธีทางกลที่มีประสิทธิภาพสูงในการแยกเซลล์ต้นกําเนิดออกจากเนื้อเยื่อไขมันของมนุษย์ เศษส่วนหลอดเลือดสโตรมอลที่แยกด้วยอัลตราโซนิก (SVF) แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการสร้างใหม่อย่างมีนัยสําคัญสําหรับการใช้งานทางการแพทย์ Hielscher Ultrasonics มีตัวเลือก sonication ทั้งทางตรงและทางอ้อมสําหรับการเก็บเกี่ยวสเต็มเซลล์ ค้นหาเครื่องสะท้อนเสียงในอุดมคติสําหรับกระบวนการแยกสเต็มเซลล์ของคุณ!
การแยกอัลตราโซนิกของสเต็มเซลล์
เนื้อเยื่อไขมันที่สกัดจากร่างกายมนุษย์ (ผ่านการดูดไขมัน) จะได้รับการรักษาโดยอัลตราโซนิกเพื่อเอาเนื้อเยื่อออกจากสเต็มเซลล์และเซลล์การเจริญเติบโตอื่น ๆ ส่วนที่แยกจากกันของเซลล์นี้เรียกว่าเซลล์เศษส่วนหลอดเลือดสโตรมอล (SVF)
เทคนิคการแยกอัลตราโซนิกของเซลล์ต้นกําเนิดจากเนื้อเยื่อไขมันขึ้นอยู่กับหลักการทํางานของโพรงอากาศที่ได้มาจากอัลตราโซนิกซึ่งเป็นแรงเฉือนเชิงกลล้วนๆ แรงเฉือนโพรงอากาศเหล่านี้ขัดขวางเนื้อเยื่อไขมันเพื่อให้สเต็มเซลล์ถูกปล่อยออกจากโครงสร้างของเนื้อเยื่อไขมัน การแยกสเต็มเซลล์อัลตราโซนิกเป็นขั้นตอนที่ปราศจากเอนไซม์หลีกเลี่ยงการใช้คอลลาเจนเนสทริปซินหรือการแพร่กระจาย
ในการแยกสเต็มเซลล์ที่สกัดออกมาเซลล์ต้นกําเนิด mesenchymal สารตั้งต้นของเยื่อบุผนังหลอดเลือดและเซลล์การเจริญเติบโตประเภทอื่น ๆ เนื้อเยื่อไขมันที่โซนิคจะถูกหมุนประสาท
สเต็มเซลล์ที่แยกออกจากกันจะถูกรวบรวมและวิเคราะห์คุณภาพ รวมถึงจํานวนเซลล์ ความมีชีวิต เอนโดท็อกซิน และคราบแกรมก่อนที่จะใช้ทันทีสําหรับการปลูกถ่ายอัตโนมัติหรือเก็บรักษาไว้ในที่เก็บด้วยความเย็น
ทําไมต้องหลีกเลี่ยงเอนไซม์?
เนื่องจากการย่อยด้วยเอนไซม์สําหรับการแยกสเต็มเซลล์นั้นมาพร้อมกับต้นทุนสูงและความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น ตลอดจนขาดประสิทธิภาพ [Oberbauer et al. 2015] จึงแนะนําให้ใช้วิธีการแยกที่ไม่ใช่เอนไซม์ เช่น โพรงอากาศอัลตราโซนิก ขั้นตอนการแยกอัลตราโซนิกแทนที่การย่อยของเอนไซม์โดยการแยกเซลล์และการรวมตัวของเซลล์ออกจากเนื้อเยื่อไขมัน
จีดีมินิ 2 ที่ UP200St-TD ทรานสดิวเซอร์ (200 วัตต์)
- เร็ว
- ซึ่งมีประสิทธิภาพ
- จำลอง
- ปลอดภัย
- ปราศจากเอนไซม์
- คุ้มค่า
- ตัวเลือกปลอดเชื้อ
ผลผลิตสเต็มเซลล์ที่ได้จาก Soniaction
เผยแพร่วิธีการแยกเศษส่วนของหลอดเลือดสโตรมอลโดยใช้ผลผลิตโพรงอากาศอัลตราโซนิกใน 1.67–2.24 × 107 เซลล์ที่มีความมีชีวิต 97.1–98.9% [Victor, S., 2014] ผลผลิตของเซลล์ประมาณ 2-4 ล้านเซลล์/เนื้อเยื่อไขมันกรัมได้มาจากการสลายอัลตราโซนิกของเซลล์ไขมันที่โตเต็มที่ในเนื้อเยื่อไขมันที่แยกตัว [Bright et al., 2014]
เซลล์ที่เตรียมด้วยอัลตราโซนิกมีศักยภาพในการแยกความแตกต่างของไขมันและกระดูกที่สูงเท่ากันเมื่อเทียบกับวิธีการแยกเอนไซม์มาตรฐาน [Oberbauer et al. 2015]
ระบบอัลตราโซนิกสําหรับการแยกสเต็มเซลล์
เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยสูงสุดและคุณภาพที่ดีที่สุดอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่เชื่อถือได้ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการรักษาด้วยสเต็มเซลล์ได้อย่างแม่นยําเป็นปัจจัยสําคัญสําหรับการรักษาผู้ป่วยที่ประสบความสําเร็จ Hielscher Ultrasonics มีตัวเลือกมากมายสําหรับกระบวนการแยกโพรงอากาศอัลตราโซนิกอัตโนมัติเพื่อแยกและเก็บเกี่ยวเซลล์ต้นกําเนิดและเยื่อบุผนังหลอดเลือด
Sonication โดยตรงสําหรับการแยกสเต็มเซลล์
สําหรับกระบวนการแยกสเต็มเซลล์ผ่านการ sonication โดยตรงแตรอัลตราโซนิก (sonotrode, ปลายอัลตราโซนิก / โพรบ) จะถูกแช่ลงในเนื้อเยื่อไขมันไขมัน คลื่นอัลตราซาวนด์จะเชื่อมต่อโดยตรงกับไขมันอัตโนมัติเพื่อให้โพรงอากาศอัลตราโซนิกปล่อยสเต็มเซลล์และเซลล์สโตรมอลออกจากเนื้อเยื่อที่เหลือ เครื่องสะท้อนเสียง Hielscher UP200 ฮิต และ UP200 เซนต์ ด้วย sonotrode S26d14 เป็นระบบที่ใช้กันทั่วไปสําหรับการรักษาด้วยสเต็มเซลล์อัตโนมัติ การแยกเศษส่วนของหลอดเลือดสโตรมอลโดยการ sonication โดยตรงส่วนใหญ่เหมาะสําหรับใช้ในสิ่งอํานวยความสะดวกในห้องปลอดเชื้อ
Sonication ทางอ้อมสําหรับการแยกสเต็มเซลล์
เนื่องจากสเต็มเซลล์ถูกใช้สําหรับการใช้งานอัตโนมัติความปลอดเชื้อของกระบวนการจึงมีความสําคัญมาก ดังนั้น Hielscher จึงได้พัฒนาทางเลือกหลายอย่างในการ sonication ทางอ้อมเช่น จีดีมินิ 2, ไวอัลทวีตเตอร์ และระบบที่กําหนดเองอื่น ๆ โดยการ sonication ทางอ้อมคลื่นอัลตราซาวนด์จะเชื่อมต่อผ่านภาชนะผนังเข้าไปในเนื้อเยื่อไขมัน เศษส่วนของหลอดเลือดสโตรมอล (SVF) ถูกแยกออกจากเนื้อเยื่อไขมันโดยการโพรงอากาศอัลตราโซนิกเช่นเดียวกับระหว่างการ sonication โดยตรง
กระบวนการ sonication ทางอ้อมให้ข้อได้เปรียบในการประมวลผลเซลล์ในภาชนะปิดภายใต้ สภาวะที่ปราศจากการปนเปื้อน เนื่องจากความเสี่ยงของการปนเปื้อนข้ามโดยการใส่แตรอัลตราซาวนด์ (sonotrode) จะถูกกําจัดออกไป การแยกเซลล์จะดําเนินการในระบบปิดเพื่อให้มั่นใจถึงสภาวะกระบวนการปลอดเชื้อ
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Hielscher Sterile Sonicators!
เครื่องสะท้อนเสียงดิจิตอลของ Hielscher สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําผ่านหน้าจอสัมผัสหรือการควบคุมเบราว์เซอร์ ขั้นตอนการ sonication สามารถตั้งค่าล่วงหน้าได้ผ่านเมนูที่ใช้งานง่าย อุปกรณ์อัลตราโซนิกมีการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติ (ข้อมูลกระบวนการ sonication ทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ใน SD-Card ในตัว) อินพุตพลังงานอัลตราโซนิกสามารถปรับได้อย่างแม่นยําตามโปรโตคอลการแยกเซลล์
วรรณกรรม/อ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
สเต็มเซลล์คืออะไร?
สเต็มเซลล์เป็นเซลล์ที่ไม่แตกต่างของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ซึ่งมีความสามารถในการผลิตเซลล์ประเภทเดียวกันได้มากขึ้นอย่างไม่มีกําหนด มีศักยภาพที่โดดเด่นในการพัฒนาเป็นเซลล์หลายประเภทในร่างกายในช่วงแรกของชีวิตและการเจริญเติบโต คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของสเต็มเซลล์คือความสามารถในการต่ออายุตัวเองโดยการแบ่งเซลล์และความสามารถในการเปลี่ยนเป็นเซลล์เฉพาะเนื้อเยื่อหรืออวัยวะที่มีหน้าที่พิเศษ สเต็มเซลล์ที่มีศักยภาพหลายชนิดมีศักยภาพในการแยกความแตกต่างเป็นเซลล์สืบพันธุ์ทั้งสามเซลล์: endoderm (เยื่อบุกระเพาะอาหารภายใน ระบบทางเดินอาหาร ปอด) mesoderm (กล้ามเนื้อ กระดูก เลือด ระบบทางเดินปัสสาวะ) หรือ ectoderm (เนื้อเยื่อผิวหนังและระบบประสาท)
ในอวัยวะบางชนิด เช่น ลําไส้และไขกระดูก สเต็มเซลล์จะแบ่งตัวเป็นประจําเพื่อซ่อมแซมและทดแทนเนื้อเยื่อที่สึกหรอหรือเสียหาย ในอวัยวะอื่นๆ เช่น ตับอ่อนและหัวใจ สเต็มเซลล์จะแบ่งตัวภายใต้สภาวะพิเศษเท่านั้น
Mesenchymal stromal/stem cells (MSC) ซึ่งมีศักยภาพสูงสําหรับการใช้งานการรักษาที่หลากหลายในยาฟื้นฟูและยาดมศึกษาส่วนใหญ่พบในไขกระดูก แต่สามารถแยกได้จากเนื้อเยื่ออื่น ๆ (เช่น กระดูกอ่อน ไขมัน เซลล์กล้ามเนื้อ) เช่นกัน เซลล์ต้นกําเนิด Mesenchymal ถือเป็นเซลล์ต้นกําเนิดสําหรับผู้ใหญ่ต้นแบบที่มีลักษณะความสามารถในการต่ออายุตนเอง
การวิจัยและการรักษาสเต็มเซลล์ใช้เพื่อเพาะปลูกเนื้อเยื่อและอวัยวะเพื่อวัตถุประสงค์ในการปลูกถ่าย (วิศวกรรมเนื้อเยื่อ) สาขาการแพทย์อื่น ๆ สําหรับการประยุกต์ใช้สเต็มเซลล์สามารถพบได้ในการรักษาโรคสมอง (เช่น โรคพาร์กินสันและอัลไซเมอร์) การบําบัดด้วยการขาดเซลล์ โรคเลือด (เช่น มะเร็งเม็ดเลือดขาว) การเสื่อมของข้อต่อและกระดูกอ่อน (เช่น โรคข้อเข่าเข่าเสื่อม) ตลอดจนการรักษาเครื่องสําอาง (เช่น การรักษาต่อต้านริ้วรอย) โดยทั่วไปสเต็มเซลล์มีขนาดประมาณ เส้นผ่านศูนย์กลาง 15-25 ไมครอน
สเต็มเซลล์มีเซนไคมาล (MSC) เป็นเซลล์สโตรมอลที่มีศักยภาพหลายชนิด ซึ่งมีความสามารถในการแยกความแตกต่างเป็นเซลล์หลายประเภท รวมถึงเซลล์กระดูก (เซลล์กระดูก) คอนโดรไซต์ (เซลล์กระดูกอ่อน) เซลล์กล้ามเนื้อ (เซลล์กล้ามเนื้อ) และเซลล์ไขมัน (เซลล์ไขมัน)
Stromal Vascular Fraction (SVF) คืออะไร?
Stromal Vascular Fraction (SVF) เป็นส่วนประกอบของการดูดไขมันซึ่งสามารถสกัดได้ผ่านการดูดไขมันจากเนื้อเยื่อไขมันในร่างกายมนุษย์ การดูดไขมันประกอบด้วยส่วนผสมของเซลล์ที่แตกต่างกันและมีสเต็มเซลล์ในปริมาณสูง หรือที่เรียกว่าเซลล์ต้นกําเนิดที่ได้จากไขมัน (ASC หรือ ADSC) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความคล้ายคลึงกันกับเซลล์ต้นกําเนิดไขกระดูก เช่น ความสามารถในการแยกความแตกต่างเป็นเซลล์หลายสาย
ประชากรที่แตกต่างกันของเศษส่วนหลอดเลือดสโตรมาล ได้แก่ เซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดเม็ดเลือดแดงไฟโบรบลาสต์เซลล์เม็ดเลือดขาวโมโนไซต์ / มาโครฟาจและเพอริไซต์เป็นต้น
Stromal/Stem Cells (ASC) ที่ได้จากไขมันคืออะไร
เซลล์สโตรมอล/สเต็มเซลล์ที่ได้จากไขมัน (ASC / ADSC) ปล่อยปัจจัยการเจริญเติบโตทางชีวภาพในระดับสูง เช่น ปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนังชั้นนอก (EGF), ปัจจัยการเจริญเติบโตของหลอดเลือด (VEGF), ปัจจัยการเจริญเติบโตของไฟโบรบลาสต์พื้นฐาน (bFGF), ปัจจัยการเจริญเติบโตของเคราติโนไซต์ (KGF), ปัจจัยการเจริญเติบโตจากเกล็ดเลือด (PDGF), ปัจจัยการเจริญเติบโตของเซลล์ตับ (HGF), ปัจจัยการเจริญเติบโตของเซลล์เพาะปลูก (HGF), ปัจจัย β การเจริญเติบโตของอินซูลิน (IGF) และปัจจัยทางประสาทที่ได้จากสมอง (BDNF) ACS ไม่เพียงแต่ปล่อยปัจจัยการเจริญเติบโตเท่านั้น แต่ยังหลั่งไซโตไคน์ เช่น ลิแกนด์ไทโรซีนไคเนส 3 (Flt-3) ที่เกี่ยวข้องกับ fms, ปัจจัยกระตุ้นโคโลนีของแกรนูโลไซต์ (G-CSF), ปัจจัยกระตุ้นอาณานิคมของแมกนูโลไซต์ (GM-CSF), ปัจจัยกระตุ้นอาณานิคมมาโครฟาจ (M-CSF), อินเตอร์ลิวคิน (IL) เช่น IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 และ IL-12, ปัจจัยยับยั้งมะเร็งเม็ดเลือดขาว (LIF) และปัจจัยเนื้อร้ายของเนื้องอก-อัลฟา (TNF-α)
สเต็มเซลล์สกัดอย่างไร?
สเต็มเซลล์ตัวเต็มวัยอัตโนมัติจากมนุษย์สามารถสกัดได้จากแหล่งต่อไปนี้:
- ไขกระดูกซึ่งต้องมีการสกัดโดยการเก็บเกี่ยวนั่นคือการเจาะเข้าไปในกระดูก
- เนื้อเยื่อไขมัน (เซลล์ไขมัน) ซึ่งต้องสกัดโดยการดูดไขมัน
- เลือดซึ่งต้องสกัดผ่าน apheresis โดยที่เลือดจากผู้บริจาคผ่าน “ไต” เครื่องที่สกัดสเต็มเซลล์ในขณะที่ส่วนประกอบเลือดอื่น ๆ จะถูกส่งกลับไปยังผู้บริจาค


