در مطلب امروز دایا اکسیر که برترین سایت فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی است، می خواهیم به موضوع جداسازی سلولی (Cell Isolation) بپردازیم. پس در ادامه همراه ما باشید.
می توانید فایل صوتی این مطلب را نیز گوش دهید.
فهرست مطالبی که در ادامه به آنها پرداخته شده است:
جداسازی سلولی چیست؟
جداسازی سلولی که به آن مرتب‌سازی سلول نیز گفته می‌شود، فرآیند جداسازی یک جمعیت سلولی از سلول‌های دیگر در یک نمونه بیولوژیکی ناهمگن است. سلول های هدف شناسایی، جداسازی و سپس بر اساس نوعی که دارند، جدا می شوند.
چگونه دانشمندان نمونه هایی را برای جداسازی سلولی آماده می کنند؟
راه های مختلفی برای آماده سازی نمونه ها برای جداسازی سلولی بهینه وجود دارد. روشی که انتخاب می کنید به نمونه اولیه شما بستگی دارد و ممکن است شامل حذف عناصر خاصی از آن یا ایجاد یک تعلیق تک سلولی باشد. جداسازی سلولی را می توان بر روی انواع نمونه های پیچیده بیولوژیکی انجام داد، از جمله:
- خون محیطی کامل
- محصولات لوکافرزیس (به عنوان مثال Leukopaks )
- سلول های تک هسته ای خون محیطی
- مغز استخوان
- خون بند ناف
- طحال و غدد لنفاوی
- سایر بافت ها مانند پوست، کبد، ریه، چربی، مغز، تومور و غیره
چرا دانشمندان سلول ها را جدا می کنند؟
تحقیقات مبتنی بر جداسازی سلولی، بخش اساسی بسیاری از علوم زیستی است؛ از تحقیقات سلول های بنیادی و سرطان شناسی تا تشخیص بالینی معمول.
انجام آزمایش ها بر روی سلول های جدا شده به دانشمندان این امکان را می‌دهد تداخل سایر انواع سلول در نمونه را به حداقل رسانده تا به سؤالات تحقیقاتی خاص پاسخ دهند. سلول های جدا شده کاربردهای زیادی در تحقیقات علوم زیستی دارند که به دانشمندان اجازه می دهد. از مهم ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- گرفتن سلول های تومور در حال گردش خون
- انجام تجزیه و تحلیل مولکولی از جمعیت سلولی خاص
- جدا کردن سلول های ایمنی از خون محیطی
- تهیه نمونه خون جدا شده از پلاسما
- جداسازی باکتری ها از غذا
- بررسی اثرات دارویی بر روی انواع سلول
- جدا کردن گلبول های سفید از بافت
- بازیابی سلول های تک هسته ای از خون
- انجام تجزیه و تحلیل مولکولی یک نوع سلول از جمله بیان RNA و تجزیه و تحلیل اپی ژنتیک
- تغییر ژنتیکی و گسترش یک نوع سلول خاص مورد علاقه برای مدل‌سازی بیماری یا کاربردهای تحقیقاتی سلول درمانی (مثلاً تحقیقات درمانی با سلول T )
- استفاده از آزمایش های انتقال سلولی در مدل های مختلف حیوانی به طور مستقیم از سلول های خالص شده
- افزایش حساسیت روش های تحلیلی مثلا جداسازی سلول برای آنالیز HLA ، جداسازی سلول برای تجزیه و تحلیل FISH
- تولید هیبریدوم با ترکیب سلول های پلاسمایی غنی شده و سلول های میلوما
جداسازی، جمعیت هدف از بقیه نمونه تداخل را به حداقل می رساند و برای شناسایی، مطالعه و تجزیه و تحلیل جمعیت های سلولی خاص کلیدی است.
برخی از تکنیک های جداسازی سلول چیست؟
روش‌های مختلفی برای جداسازی جمعیت‌های سلولی وجود دارد که معمولاً بر اساس یک یا چند ویژگی منحصر به فرد برای آن نوع سلول مانند اندازه، بار الکتریکی، چگالی، شکل، بیان پروتئین و غیره است.
پس ۴ دسته مهم از تکنیک‌های جداسازی سلول براساس ویژگی‌های سلولی عبارت است از:
-
بار سطحی و چسبندگی
این ویژگی میزان اتصال سلول ها به سطوح پلاستیکی و دیگر پلیمرها را تعیین می کند و می تواند برای جداسازی سلول های چسبنده از سلول های تعلیق(شناور) استفاده شود.
-
اندازه و تراکم سلولی
خواص فیزیکی مانند اندازه و چگالی، معمولاً برای بازیابی حجم سلول ها استفاده می شود.
-
فیزیولوژی سلولی
از طریق این روش میتوان انواع مختلف سلول را بر اساس شکل، رنگ آمیزی بافت شناسی، رشد انتخابی رسانه و سایر ویژگی های بصری و رفتاری سلول ها را جداسازی کرد.
-
نشانگرهای سطحی
اتصال خاص آنتی ژن های سطحی به آنتی بادی ها یا آپتامرها می تواند به طور انتخابی سلول های فنوتیپ سطحی خاص را جذب کند که سلول‌های گرفته شده متعاقباً با کمک پروب‌های قابل اندازه‌گیری مانند فلوئوروکروم‌ها و ذرات مغناطیسی، شناسایی می‌شوند.
پرکاربردترین تکنیک های جداسازی سلولی
علاوه بر این، دو یا چند اصل فوق را میتوان برای افزایش بیشتر ویژگی سلول‌های جدا شده ترکیب کرد. اکنون به پرکاربردترین تکنیک های جداسازی سلولی می پردازیم. این تکنیک ها عبارت است از:
-
مرتب سازی سلولی فعال شده با فلورسانس (FACS)
فناوری مرتب‌سازی سلول‌های فعال شده با فلورسانس (FACS)، سلول‌ها را با نشانگرهای فلورسنت براساس ویژگی‌های داخلی یا خارجی گروه سلولی هدف، برچسب‌گذاری می‌کند و سپس سلول ها را یکی یکی بر اساس رنگ نشانگر، شناسایی و مرتب می کنند.
-
سانتریفیوژ گرادیان چگالی
سانتریفیوژ با گرادیان چگالی یک روش رایج جداسازی سلولی است که در آن نمونه بیولوژیکی سانتریفیوژمی شود تا زمانی که انواع سلول ها بسته به تراکم مربوطه خود، به لایه ها جدا شوند.
-
مرتب سازی سلول های فعال شده مغناطیسی (MACS)
در این روش ذرات مغناطیسی را از طریق تعامل آنتی‌بادی با نشانگرهای سطحی سلول‌های هدف، به سلول‌ها متصل می‌کنند و سپس گروه سلولی به صورت مغناطیسی از بقیه نمونه بیولوژیکی جدا می شود.
-
فیلتراسیون
فیلتراسیون یک روش جداسازی سلولی براساس اندازه سلول است. با استفاده از یک دستگاه فیلتر مخصوص به اندازه سلول هدف، سلول های کوچکتر از دستگاه عبور کرده تا سلول های بزرگتر به دام بیافتند.
-
جداسازی سلولی مبتنی بر آپتامر
در این روش جداسازی از آپتامرهایی مانند DNA یا RNA برای اتصال به سلول های هدف بر اساس بیومارکرهای خاص استفاده می شود.
-
مرتب سازی سلولی فعال شده با شناوری (BACS™)
این روش به عنوان یک فناوری انقلابی در جداسازی سلول محسوب می شود. در این روش، میکروحباب ها به سلول ها متصل می شوند و سلول های هدف را از طریق شناورسازی از نمونه بیولوژیکی خارج می کنند.
کدام روش جداسازی سلولی را انتخاب کنم؟
حال به این سوال می رسیم که کدام یک از روش ها برای انتخاب، مناسب تر است؟ برای رسیدن به پاسه این سوال هنگام انتخاب تکنیک جداسازی سلولی در ابتدا باید به نکات و سوالاتی که در خصوص آن وجود دارد پاسخ دهید. اصلی ترین نکات و سوالات عبارت است از:
- خلوص: چند درصد از سلول های جدا شده متعلق به گروه هدف هستند؟
- بازیابی: درصد سلول های هدف جدا شده در مقایسه با تعداد کل سلول های هدف چقدر است؟
- سرعت: روند جداسازی سلول چقدر سریع است؟
- توان عملیاتی: چند سلول را می توان همزمان جدا کرد؟
- قابلیت استفاده: آیا تکنیک جداسازی سلولی قابل اعتماد و آسان برای تکثیر است؟
فاکتورهای انتخاب تکنیک جداسازی سلولی مناسب
حال فاکتورهایی که در ادامه نام می بریم را باید برای انتخاب تکنیک جداسازی سلولی درنظر بگیرید. در واقع دانشمندان باید عملکرد (یعنی خلوص و بازیابی) و کارایی روش جداسازی سلولی و همچنین زنده ماندن و عملکرد سلول های جدا شده را در نظر بگیرند.
-
کارایی
معیارهای کلیدی برای روش‌های جداسازی سلول معمولاً خلوص و بازیابی است.
خلوص به نسبت سلول های مورد نظر در بخش سلولی جدا شده نهایی اشاره دارد و به طور کلی به عنوان درصدی از کل سلول های زنده بیان می شود. خلوص معمولاً با استفاده از فلوسیتومتری اندازه گیری می شود که نشان می دهد آیا جمعیت سلولی جدا شده نهایی می تواند به اندازه کافی ویژگی های آن نوع سلول خاص را بدون تأثیرات تداخلی انواع دیگر سلول ها نشان دهد یا خیر؟
در ادامه بازیابی به این سؤال پاسخ می دهد که از بین تمام سلول های مورد نظر که احتمالاً می توانید از نمونه خود به دست آورید، واقعاً چند سلول است یا برعکس آن یعنی چند سلول مورد نظر خود را از طریق روش جداسازی سلولی از دست داده اید؟
-
دوام و عملکرد
هم زنده ماندن و هم عملکرد سلول های جدا شده، زمانی مهم است که محققان به سلول های زنده و خالص شده برای کشت نیاز دارند. در واقع زنده ماندن را می توان به عنوان درصد کل سلول های موجود در نمونه جدا شده، بیان کرد.
همچنین عملکرد سلول‌هایی که جدا می‌کنید باید در طول فرآیند جداسازی سلول حفظ شود تا اطمینان حاصل شود که سنجش‌های شما دقیقاً عملکرد فیزیولوژیکی نوع سلول مورد نپر شما را نشان می‌دهد یا خیر؟
-
بهره وری
دانشمندان اغلب ساعت های طولانی کار می کنند و چندین پروژه را همزمان انجام می دهند . انتخاب روش‌های کارآمد به شما کمک می‌کند بر نیازهای تحقیقات علمی غلبه کنید و در زمان کمتری کارهای بیشتری انجام دهید. توان عملیاتی، سرعت، سهولت استفاده و اتوماسیون همه متغیرهای مهمی هستند که باید برای به حداکثر رساندن کارایی جداسازی سلولی در نظر بگیرید.
توان عملیاتی، میزان سرعتی استکه جداسازی سلول ها می تواند از نظر حجم نمونه، تعداد سلول یا تعداد نمونه تکمیل شود. اگر با حجم نمونه زیاد یا چندین نمونه در یک زمان کار می کنید، باید در نظر بگیرید که کدام فناوری جداسازی سلولی
می تواند توان عملیاتی مورد نظر شما را پشتیبانی کند.
سرعت نیز یعنی مدت زمان تکمیل فرآیند جداسازی سلول؛ در این بخش، پروتکل‌های جداسازی سلولی سریع‌تر برای افزایش توان عملیاتی و انجام کارهای بیشتر با زمان خود در آزمایشگاه، مطلوب هستند.
در نهایت سهولت استفاده نیز یعنی قابلیت اطمینان و تکرارپذیری روش جداسازی سلول که پروتکل های ساده کلیدی، برای کاهش خطاهای ناشی از کاربر و تغییرپذیری مناسب تر هستند.
سخن پایانی
اگرچه مطالعه سلول های مشتق شده از بافت، بیشترین پیش بینی را برای عملکرد سلولی و بیولوژی دارد، اما پیچیدگی های آن می تواند نتایج را مبهم کند مگر اینکه جمعیت سلول های مورد نظر جدا شوند. به منظور مطالعه فنوتیپ های سلولی ، روش های متنوعی برای جداسازی جمعیت سلولی بر اساس ویژگی های قطعی تکامل یافته است. جداسازی جمعیت سلولی نه تنها به تحقیقات بیولوژیکی کمک می کند، بلکه آزمایشات تشخیصی بالینی را نیز تسهیل می کند.
غنی سازی یا تصفیه جمعیت های هدف را می توان با، انتخاب مثبت یعنی استفاده از آنتی بادی هایی که نشانگرهای اختصاصی سلول را متصل می کنند یا انتخاب منفی که ممکن است از خواص بیوفیزیکی برای تخلیه سلول های ناخواسته به منظور غنی سازی برای جمعیت مورد نظر استفاده کند، به دست آورد.
