Uanset om det drejer sig om immunologi, onkologi eller regenerativ medicin - uanset hvor der bruges celler, spiller celleseparation en afgørende rolle. Blod- og vævsprøver indeholder et stort antal forskellige celletyper, som tilsammen udgør et komplekst biologisk system. Til forskningsformål er det dog ofte nødvendigt at isolere specifikke celler eller cellepopulationer på en målrettet måde. Det er den eneste måde, hvorpå man præcist kan analysere deres egenskaber, funktioner og interaktioner.
Men ikke alle metoder er lige velegnede. Valget af den rigtige teknik afhænger af det aktuelle problem - og også af den renhed, levedygtighed og det udbytte, der kræves. Det er ikke kun et spørgsmål om knowhow, men også om de rigtige værktøjer og reagenser, der muliggør standardiseret og reproducerbar separation.
Grundlæggende om celleseparation
Celleseparation er adskillelse af specifikke celler eller cellegrupper fra en heterogen blanding, som f.eks. forekommer i blod (fuldblod), knoglemarv eller væv. Målet er at få de ønskede celler så uændrede og funktionelle som muligt.
Der er forskellige tilgange til dette:
- Fysiske egenskaber: størrelse, massefylde eller elektrisk ladning
- Biologiske egenskaber: Overflademarkører, receptorer eller antigener
- Mekanisk separation: filtrering gennem særlige sigter eller membraner
Udfordringen ligger i at finde en balance mellem renhed, hastighed og cellebeskyttelse. Nogle metoder giver en høj grad af renhed, men de kan også være en større belastning for cellerne. Andre metoder er særligt skånsomme, men adskiller mindre specifikt.
Metoder til celleseparation
Der findes forskellige metoder til at adskille celler. Hver metode har sine egne styrker, begrænsninger og typiske anvendelsesområder.
Cellesigter eller sigteklude bruges til at adskille celler efter størrelse eller form. Denne metode er særlig praktisk til fremstilling af enkeltcellesuspensioner fra væv eller til oprensning af prøver før efterfølgende analyser.
Fordel: hurtig, nem, skånsom
Ulempe: lavere specificitet sammenlignet med markørbaserede metoder
Densitetsgradientcentrifugering er en klassisk teknik, der primært bruges til at isolere mononukleære celler i perifert blod (PBMC'er) fra fuldblod. Blodet lægges i lag på et medium med en defineret tæthed (f.eks. PBMC Spin eller Ficoll) og centrifugeres. Celletyperne ophobes i forskellige lag alt efter deres tæthed, så den ønskede fraktion let kan udvindes.
Fordel: pålidelig, omkostningseffektiv
Ulempe: tidskrævende, mulig belastning af cellerne
PluriBead-teknologien muliggør målrettet berigelse eller fjernelse af specifikke celletyper fra komplekse prøver som blod (fuldblod) eller væv. pluriBead er en kombination af biologisk specificitet og mekanisk adskillelse. Ved hjælp af specifikke antistoffer bindes de ønskede celler til små monodisperse perler og adskilles derefter selektivt ved hjælp af filterprocesser - helt uden magnetfelt. Processen er hurtig, skånsom og fleksibel: Den er velegnet til forskellige celletyper, kan nemt skaleres og bevarer cellernes funktionalitet. Ideel til immuncelleanalyser, forberedelser til enkeltcellestudier eller andre anvendelser, hvor der kræves cellepopulationer med høj renhed.
Fordel: høj specificitet, god renhed, hurtig
Ulempe: dyrere reagenser, afhængighed af markører
Magnetisk aktiveret cellesortering (MACS) bruger magnetiske partikler, der binder specifikt til celleoverflademarkører. De mærkede celler kan derefter specifikt beriges eller fjernes ved hjælp af et magnetfelt. Denne teknik er især nyttig, når der er behov for cellepopulationer med høj renhed, f.eks. til immuncellestudier. Denne metode er velegnet til både positiv og negativ celleseparation.
Fordel: høj specificitet, god renhed
Ulempe: dyrere reagenser, afhængighed af markører
Fluorescence-Activated Cell Sorting (FACS) er en metode, hvor celler kan analyseres og sorteres individuelt på baggrund af deres overflademarkører og fluorescenssignaler. Denne teknik gør det ikke kun muligt at adskille cellerne, men giver også omfattende data om hver enkelt celle.
Fordel: høj specificitet, god renhed, tidskrævende
Ulempe: dyrere reagenser og udstyr, markørafhængighed