Ізоляція ультразвукових стовбурових клітин
Ультразвукова хвороба – це високоефективний механічний метод виділення стовбурових клітин з жирової тканини людини. Ультразвуково ізольована стромальна судинна фракція (SVF) демонструє значний регенеративний потенціал для медичних застосувань. Hielscher Ultrasonics пропонує ряд варіантів прямого та непрямого ультразвуку для забору стовбурових клітин. Знайдіть ідеальний ультразвуковий апарат для вашого процесу виділення стовбурових клітин!
Ультразвукова ізоляція стовбурових клітин
З людського тіла витягнута жирова тканина (за допомогою ліпосакції) обробляється за допомогою ультразвуку для видалення тканини зі стовбурових клітин та інших ростових клітин. Ця відокремлена частина клітин відома як клітини стромальної судинної фракції (SVF).
Методика ультразвукової ізоляції стовбурових клітин з жирової тканини заснована виключно на принципі роботи кавітації ультразвукового походження, яка є чисто механічним зсувом. Ці кавітаційні зсувні сили руйнують жирову тканину, внаслідок чого стовбурові клітини вивільняються зі структури жирової тканини. Ізоляція ультразвукових стовбурових клітин – це безферментна процедура, що дозволяє уникнути використання колагенази, трипсину або диспази.
Для відділення екстрагованих стовбурових клітин, мезенхімальних стовбурових клітин, попередників ендотелію та інших типів ростових клітин ультразвукову жирову тканину центрифугують.
Відокремлені стовбурові клітини збирають та аналізують на їх якість, включаючи кількість клітин, життєздатність, ендотоксин та фарбування за грамом, перш ніж негайно використовувати для аутологічної трансплантації або консервувати в кріосховищі.
Чому слід уникати ферментів?
Оскільки ферментативне травлення для виділення стовбурових клітин супроводжується високими витратами та можливими ризиками для безпеки, а також недостатньою ефективністю [Oberbauer et al. 2015], перевага віддається неферментативним методам ізоляції, таким як ультразвукова кавітація. Етап ультразвукової ізоляції витісняє ферментативне травлення, механічно відокремлюючи клітини та клітинні агрегати від жирової тканини.
GDmini2 на перетворювачі UP200St-TD (200 Вт)
- Швидкого
- Ефективним
- Відтворювані
- Сейф
- Не містить ферментів
- Рентабельним
- Стерильні варіанти
Стовбурові клітини, отримані з жирової тканини
Вихід стовбурових клітин, отриманий шляхом сонодії
Опублікований метод виділення стромальних судинних фракцій з використанням виходу ультразвукової кавітації в 1,67–2,24 × 107 клітини з життєздатністю 97,1–98,9% [Віктор С., 2014]. Вихід клітин близько 2–4 млн клітин/грам жирової тканини був отриманий шляхом ультразвукового лізису зрілих адипоцитів у дисоційованій жировій тканині [Bright et al., 2014].
Ультразвуково підготовлені клітини мають однаково високий потенціал адипогенної та остеогенної диференціації порівняно зі стандартним методом ферментативного виділення [Oberbauer et al. 2015].
Ультразвукові системи для виділення стовбурових клітин
Для забезпечення найвищої безпеки та найкращої якості ключовим фактором успішного лікування пацієнтів є надійне ультразвукове обладнання, яке дозволяє точно контролювати лікування стовбуровими клітинами. Hielscher Ultrasonics пропонує різні варіанти аутологічного процесу розділення ультразвукової кавітації для виділення та збору клітин-попередників стовбура та ендотелію.
Пряме ультразвукове дослідження для виділення стовбурових клітин
Для процесу виділення стовбурових клітин за допомогою прямого ультразвукового випромінювання ультразвуковий ріг (сонотроде, ультразвуковий наконечник / зонд) занурюється в жирову жирову тканину. За допомогою сонотрода ультразвукові хвилі потрапляють безпосередньо в аутологічний жир, завдяки чому ультразвукова кавітація вивільняє стовбурові клітини та стромальні клітини із залишкової тканини. Ультразвукові апарати Хільшера UP200Ht і UP200St з сонотродом S26d14 є широко використовуваними системами для лікування аутологічних стовбурових клітин. Виділення стромальної судинної фракції методом прямого ультразвукового випромінювання в основному підходить для використання в умовах чистих приміщень.
Непряме ультразвукове дослідження для виділення стовбурових клітин
Оскільки стовбурові клітини використовуються для аутологічних застосувань, стерильність процесу дуже важлива. Тому Хільшер розробив кілька варіантів непрямого ультразвуку, таких як GDmini2, VialTweeter та інші кастомізовані системи. За допомогою непрямого ультразвукового випромінювання ультразвукові хвилі з'єднуються через стінковий контейнер з жировою тканиною. Стромальна судинна фракція (СВФ) дисоціюється з жирової тканини за допомогою ультразвукової кавітації так само, як і при прямому ультразвуковому дослідженні.
Процес непрямого ультразвукового випромінювання дає перевагу для обробки клітин в закритій судині під Умови, вільні від забруднення Так як виключається ризик перехресного зараження шляхом введення ультразвукового ріжка (сонотроде). Ізоляція клітин проводиться в замкнутій системі, що забезпечує стерильні умови процесу.
Дізнайтеся більше про стерильні сонікатори Hielscher!
Цифровими звуковими пристроями Hielscher можна точно керувати за допомогою сенсорного дисплея або керування браузером. Процедури ультразвуку можна попередньо налаштувати за допомогою інтуїтивно зрозумілого меню. Ультразвукові апарати оснащені функцією автоматичного запису даних (всі дані процесу ультразвуку зберігаються на вбудованій SD-карті). Ультразвукова вхідна потужність може бути точно налаштована відповідно до протоколу ізоляції клітин.
Ультразвукорежисер VialTweeter - це стерильний гомогенізатор для рівномірного та швидкого приготування стерильних зразків.
Література/Список літератури
- 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.
Факти, які варто знати
Що таке стовбурові клітини?
Стовбурові клітини – це недиференційовані клітини багатоклітинного організму, які мають здатність виробляти нескінченно більше клітин одного типу. Вони характеризуються надзвичайним потенціалом розвиватися в багато різних типів клітин в організмі на ранніх стадіях життя та росту. Найбільш відмінною рисою стовбурових клітин є їх здатність відновлюватися шляхом поділу клітин і здатність перетворюватися в тканиноспецифічні або органоспецифічні клітини з особливими функціями. Плюрипотентні стовбурові клітини мають потенціал диференціюватися в будь-яку з трьох статевих клітин: ентодерму (внутрішня оболонка шлунка, шлунково-кишковий тракт, легені), мезодерму (м'язи, кістки, кров, урогенітальні відділи) або ектодерму (епідермальні тканини та нервову систему).
У деяких органах, таких як кишечник і кістковий мозок, стовбурові клітини регулярно діляться, щоб відновити і замінити зношені або пошкоджені тканини. В інших органах, таких як підшлункова залоза і серце, стовбурові клітини діляться тільки в особливих умовах.
Мезенхімальні стромальні/стовбурові клітини (MSC), які мають високий потенціал для різноманітних терапевтичних застосувань у регенеративній та аестетичній медицині, в основному знаходяться в кістковому мозку, але вони також можуть бути ізольовані від інших тканин (наприклад, хрящів, жиру, м'язових клітин). Мезенхімальні стовбурові клітини розглядаються як прототипи стовбурових клітин дорослого організму, які характеризуються здатністю до самовідновлення.
Дослідження та лікування стовбуровими клітинами використовуються для культивування тканин та органів для цілей трансплантації (тканинна інженерія). Інші медичні галузі для застосування стовбурових клітин можна знайти в лікуванні захворювань мозку (наприклад, хвороби Паркінсона та Альцгеймера), терапії дефіциту клітин, захворювань крові (наприклад, лейкемії), дегенерації суглобів і хрящів (наприклад, остеоартрит), а також у косметичних процедурах (наприклад, антивікові процедури). Загалом стовбурові клітини мають розмір приблизно 15-25 мкм у діаметрі.
мезенхімальні стовбурові клітини (MSC) — це мультипотентні стромальні клітини, які мають здатність диференціюватися в різні типи клітин, включаючи остеобласти (кісткові клітини), хондроцити (хрящові клітини), міоцити (м'язові клітини) та адипоцити (жирові клітини).
Що таке стромальна судинна фракція (СВФ)?
Стромальна судинна фракція (SVF) є компонентом ліпоаспірату, який можна витягнути за допомогою ліпосакції з жирової тканини в організмі людини. Ліпоаспірат складається з гетерогенної суміші клітин і має високий вміст стовбурових клітин, відомих як стовбурові клітини, отримані з жирової тканини (ASC або ADSC), які демонструють схожість зі стовбуровими клітинами кісткового мозку, наприклад, їх здатність диференціюватися в багатолінійні клітини.
Гетерогенна популяція стромальної судинної фракції включає ендотеліальні клітини, еритроцити, фібробласти, лімфоцити, моноцити/макрофаги та перицити, а також важливу фракцію стовбурових клітин, отриманих з жирової тканини.
Що таке стромальні/стовбурові клітини жирової тканини (ASC)?
Стромальні/стовбурові клітини, отримані з жирової тканини (ASC / ADSC), вивільняють високий рівень біоактивних факторів росту, таких як епідермальний фактор росту (EGF), фактор росту ендотелію судин (VEGF), базовий фактор росту фібробластів (bFGF), фактор росту кератиноцитів (KGF), тромбоцитарний фактор росту (PDGF), фактор росту гепатоцитів (HGF), трансформуючий фактор росту-бета (TGF-β), фактор росту інсуліну (IGF) та нейротрофічний фактор головного мозку (BDNF). ACS не тільки вивільняє фактори росту, вони також секретують цитокіни, включаючи ліганд тирозинкінази 3 (Flt-3), гранулоцитарно-колонієстимулюючий фактор (G-CSF), гранулоцитарний макрофагально-колонієстимулюючий фактор (GM-CSF), макрофагально-колонієстимулюючий фактор (M-CSF), інтерлейкін (IL), такий як IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 та IL-12, інгібіторний фактор лейкемії (LIF) та фактор некрозу пухлини-альфа (TNF-α).
Як витягують стовбурові клітини?
Аутологічні стовбурові клітини дорослого організму людини можуть бути отримані з наступних джерел:
- Кістковий мозок, який вимагає вилучення шляхом забору, тобто свердління кістки.
- Жирова тканина (ліпідні клітини), яка вимагає екстракції методом ліпосакції.
- Кров, яка вимагає екстракції за допомогою аферезу, при цьому кров від донора проходить через “Діаліз” машина, де стовбурові клітини витягуються, а інші компоненти крові повертаються назад донору.