Phân lập tế bào gốc bằng siêu âm
Xử lý bằng siêu âm là phương pháp cơ học có hiệu quả cao để phân lập tế bào gốc từ mô mỡ người. Phân đoạn mô đệm mạch máu (SVF) được phân lập bằng siêu âm cho thấy tiềm năng tái tạo đáng kể trong các ứng dụng y tế. Hielscher Ultrasonics cung cấp nhiều lựa chọn xử lý bằng siêu âm trực tiếp và gián tiếp để thu nhận tế bào gốc. Hãy tìm máy siêu âm lý tưởng cho quy trình phân lập tế bào gốc của bạn!
Phân lập tế bào gốc bằng siêu âm
Mô mỡ được lấy từ cơ thể người (qua hút mỡ) được xử lý bằng siêu âm để tách mô ra khỏi tế bào gốc và các tế bào tăng trưởng khác. Phần tế bào được tách này được gọi là các tế bào thuộc phân đoạn mô đệm mạch máu (SVF).
Kỹ thuật phân lập tế bào gốc từ mô mỡ bằng siêu âm chỉ dựa trên nguyên lý hoạt động của hiện tượng xâm thực do siêu âm tạo ra, vốn hoàn toàn là tác động cắt cơ học. Các lực cắt do xâm thực này phá vỡ mô mỡ, nhờ đó tế bào gốc được giải phóng khỏi cấu trúc mô mỡ. Phân lập tế bào gốc bằng siêu âm là quy trình không sử dụng enzyme, tránh sử dụng collagenase, trypsin hoặc dispase.
Để tách các tế bào gốc đã được chiết xuất, tế bào gốc trung mô, tế bào tiền thân nội mô và các loại tế bào tăng trưởng khác, mô mỡ đã xử lý bằng siêu âm được ly tâm.
Các tế bào gốc được tách ra được thu thập và phân tích chất lượng, bao gồm số lượng tế bào, khả năng sống, nội độc tố và nhuộm Gram, trước khi được sử dụng ngay để cấy ghép tự thân hoặc được bảo quản đông lạnh.
Tại sao nên tránh sử dụng enzyme?
Do quá trình phân giải bằng enzyme để phân lập tế bào gốc đi kèm với chi phí cao và các nguy cơ có thể xảy ra về an toàn, cũng như hiệu quả còn hạn chế [Oberbauer et al. 2015], các phương pháp phân lập không sử dụng enzyme như xâm thực siêu âm được ưu tiên. Bước phân lập bằng siêu âm thay thế quá trình phân giải bằng enzyme bằng cách tách tế bào và các cụm tế bào khỏi mô mỡ bằng cơ học.
GDmini2 tại bộ chuyển đổi UP200St-TD (200 watt)
- Nhanh chóng
- Hiệu quả
- Có khả năng tái lập
- An toàn
- Không sử dụng enzyme
- Hiệu quả về chi phí
- Các lựa chọn vô trùng
Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ
Số lượng tế bào gốc thu được bằng xử lý siêu âm
Phương pháp phân lập phân đoạn mô đệm mạch máu bằng xâm thực siêu âm đã được công bố cho số lượng tế bào thu được là 1,67–2,24 × 107 tế bào với tỷ lệ sống 97,1–98,9% [Victor, S., 2014]. Số lượng tế bào thu được khoảng 2–4 triệu tế bào/gam mô mỡ đã đạt được nhờ ly giải bằng siêu âm các tế bào mỡ trưởng thành trong mô mỡ đã được phân tách [Bright et al., 2014].
Các tế bào được chuẩn bị bằng siêu âm có tiềm năng biệt hóa thành tế bào mỡ và tế bào tạo xương cao tương đương với các tế bào được phân lập bằng phương pháp enzyme tiêu chuẩn [Oberbauer et al. 2015].
Hệ thống siêu âm để phân lập tế bào gốc
Để bảo đảm mức độ an toàn cao nhất và chất lượng tốt nhất, thiết bị siêu âm đáng tin cậy, cho phép kiểm soát chính xác quá trình xử lý tế bào gốc, là yếu tố then chốt để điều trị thành công cho bệnh nhân. Hielscher Ultrasonics cung cấp nhiều lựa chọn cho quy trình phân tách bằng xâm thực siêu âm nhằm phân lập và thu nhận tế bào gốc tự thân và tế bào tiền thân nội mô tự thân.
Xử lý bằng siêu âm trực tiếp để phân lập tế bào gốc
Đối với quy trình phân lập tế bào gốc bằng xử lý siêu âm trực tiếp, đầu siêu âm (sonotrode, đầu / đầu dò siêu âm) được nhúng vào mô mỡ. Thông qua sonotrode, sóng siêu âm được truyền trực tiếp vào mỡ tự thân để hiện tượng xâm thực siêu âm giải phóng tế bào gốc và tế bào mô đệm khỏi phần mô còn lại. Các máy siêu âm Hielscher UP200Ht và UP200St với sonotrode S26d14 là các hệ thống thường được sử dụng để xử lý tế bào gốc tự thân. Việc phân lập phân đoạn mô đệm mạch máu bằng xử lý siêu âm trực tiếp chủ yếu phù hợp để sử dụng tại các cơ sở có phòng sạch.
Xử lý bằng siêu âm gián tiếp để phân lập tế bào gốc
Vì tế bào gốc được sử dụng cho các ứng dụng tự thân, tính vô trùng của quy trình rất quan trọng. Do đó, Hielscher đã phát triển nhiều lựa chọn xử lý bằng siêu âm gián tiếp như GDmini2, VialTweeter và các hệ thống tùy chỉnh khác. Trong quá trình xử lý siêu âm gián tiếp, sóng siêu âm được truyền qua thành bình chứa vào mô mỡ. Phân đoạn mạch máu mô đệm (SVF) được tách khỏi mô mỡ nhờ hiện tượng xâm thực siêu âm tương tự như trong quá trình xử lý siêu âm trực tiếp.
Quá trình xử lý siêu âm gián tiếp mang lại lợi thế là có thể xử lý tế bào trong bình kín dưới điều kiện không nhiễm bẩn vì nguy cơ nhiễm chéo do đưa đầu siêu âm (sonotrode) vào được loại bỏ. Quá trình phân lập tế bào được thực hiện trong một hệ thống kín, bảo đảm điều kiện xử lý vô trùng.
Đọc thêm về các thiết bị siêu âm vô trùng của Hielscher!
Các thiết bị siêu âm kỹ thuật số của Hielscher có thể được điều khiển chính xác qua màn hình cảm ứng hoặc qua trình duyệt. Các quy trình xử lý siêu âm có thể được thiết lập trước thông qua menu trực quan. Các thiết bị siêu âm được trang bị chức năng ghi dữ liệu tự động (toàn bộ dữ liệu của quá trình xử lý siêu âm được lưu trên thẻ SD tích hợp). Công suất siêu âm đầu vào có thể được điều chỉnh chính xác theo quy trình phân lập tế bào.
Thiết bị siêu âm VialTweeter là thiết bị đồng nhất hóa vô trùng giúp chuẩn bị mẫu vô trùng một cách đồng đều và nhanh chóng.
Tài liệu/Tài liệu tham khảo
- 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.
Thông tin hữu ích
Tế bào gốc là gì?
Tế bào gốc là các tế bào chưa biệt hóa của một sinh vật đa bào, có khả năng tạo ra thêm các tế bào cùng loại một cách vô hạn. Chúng có đặc điểm nổi bật là tiềm năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể trong giai đoạn đầu của sự sống và quá trình tăng trưởng. Đặc điểm khác biệt nhất của tế bào gốc là khả năng tự tái tạo thông qua phân chia tế bào và khả năng chuyển thành các tế bào đặc hiệu của mô hoặc cơ quan với những chức năng chuyên biệt. Tế bào gốc vạn năng có tiềm năng biệt hóa thành bất kỳ loại nào trong ba loại tế bào mầm: nội bì (lớp niêm mạc bên trong dạ dày, đường tiêu hóa, phổi), trung bì (cơ, xương, máu, hệ niệu sinh dục) hoặc ngoại bì (các mô biểu bì và hệ thần kinh).
Ở một số cơ quan, chẳng hạn như ruột và tủy xương, tế bào gốc thường xuyên phân chia để sửa chữa và thay thế các mô bị hao mòn hoặc tổn thương. Ở các cơ quan khác, chẳng hạn như tuyến tụy và tim, tế bào gốc chỉ phân chia trong những điều kiện đặc biệt.
Tế bào mô đệm/tế bào gốc trung mô (MSC), vốn có tiềm năng cao cho nhiều ứng dụng điều trị trong y học tái tạo và thẩm mỹ, chủ yếu được tìm thấy trong tủy xương, nhưng cũng có thể được phân lập từ các mô khác (ví dụ: sụn, mỡ, tế bào cơ). Tế bào gốc trung mô được xem là tế bào gốc trưởng thành điển hình, có đặc trưng là khả năng tự tái tạo.
Nghiên cứu và các phương pháp điều trị bằng tế bào gốc được sử dụng để nuôi cấy mô và cơ quan phục vụ mục đích cấy ghép (kỹ thuật mô). Các lĩnh vực y học khác có ứng dụng tế bào gốc bao gồm điều trị bệnh não (ví dụ: bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer), liệu pháp điều trị thiếu hụt tế bào, bệnh máu (ví dụ: bệnh bạch cầu), thoái hóa khớp và sụn (ví dụ: thoái hóa khớp), cũng như các phương pháp điều trị thẩm mỹ (ví dụ: điều trị chống lão hóa). Nhìn chung, tế bào gốc có đường kính khoảng 15–25 micromét.
Tế bào gốc trung mô (MSC) là các tế bào mô đệm đa tiềm năng, có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào, bao gồm nguyên bào xương (tế bào xương), tế bào sụn (tế bào của mô sụn), tế bào cơ (tế bào của mô cơ) và tế bào mỡ (tế bào của mô mỡ).
Phân đoạn mạch máu mô đệm (SVF) là gì?
Phân đoạn mô đệm mạch máu (SVF) là một thành phần của dịch hút mỡ, có thể được lấy từ mô mỡ trong cơ thể người bằng phương pháp hút mỡ. Dịch hút mỡ bao gồm một hỗn hợp tế bào không đồng nhất và chứa hàm lượng cao tế bào gốc, được gọi là tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ (ASC hoặc ADSC), có những điểm tương đồng với tế bào gốc tủy xương, chẳng hạn như khả năng biệt hóa thành các tế bào thuộc nhiều dòng khác nhau.
Quần thể tế bào không đồng nhất của phân đoạn mô đệm mạch máu bao gồm các tế bào nội mô, hồng cầu, nguyên bào sợi, tế bào lympho, bạch cầu đơn nhân/ đại thực bào và tế bào quanh mạch, cùng các loại tế bào khác, cũng như một tỷ lệ đáng kể tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ.
Tế bào mô đệm/tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ (ASC) là gì?
Tế bào mô đệm/tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ (ASC / ADSC) giải phóng một lượng lớn các yếu tố tăng trưởng có hoạt tính sinh học như yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGF), yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF), yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (bFGF), yếu tố tăng trưởng tế bào sừng (KGF), yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (PDGF), yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF), yếu tố tăng trưởng chuyển dạng beta (TGF-β), yếu tố tăng trưởng insulin (IGF) và yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não (BDNF). ACS không chỉ giải phóng các yếu tố tăng trưởng mà còn tiết ra các cytokine, bao gồm phối tử của tyrosine kinase 3 liên quan đến fms (Flt-3), yếu tố kích thích tạo cụm bạch cầu hạt (G-CSF), yếu tố kích thích tạo cụm bạch cầu hạt và đại thực bào (GM-CSF), yếu tố kích thích tạo cụm đại thực bào (M-CSF), các interleukin (IL) như IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 và IL-12, yếu tố ức chế bệnh bạch cầu (LIF) và yếu tố hoại tử khối u alpha (TNF-α).
Tế bào gốc được tách lấy như thế nào?
Tế bào gốc trưởng thành tự thân ở người có thể được tách lấy từ các nguồn sau:
- Tủy xương, cần được lấy bằng thủ thuật thu nhận, tức là khoan vào xương.
- Mô mỡ (tế bào mỡ), cần được lấy bằng phương pháp hút mỡ.
- Máu, cần được lấy bằng phương pháp gạn tách, trong đó máu của người hiến đi qua một máy “lọc máu”, nơi tế bào gốc được tách lấy trong khi các thành phần máu khác được truyền trở lại cho người hiến.