L'enrichissement des cellules et l'optimisation des méthodes de séparation cellulaire jouent un rôle crucial pour de nombreux chercheurs. Il existe plusieurs approches pour trier différents types de cellules, et le choix de la méthode appropriée dépend souvent du type de cellule ou du sous-ensemble de cellules. La centrifugation en gradient de densité est l'une des méthodes les plus rapides et les plus rentables pour séparer les cellules. En fonction des différentes densités des composants sanguins individuels, ceux-ci peuvent être séparés par centrifugation en une seule étape avec le milieu de gradient de densité approprié. La technique repose sur le fait que, pendant la centrifugation, les particules de différentes densités ont des vitesses de sédimentation différentes. Les particules lourdes telles que les érythrocytes sédimentent rapidement, tandis que les cellules plus légères telles que les thrombocytes sédimentent plus lentement. La figure suivante montre la répartition des principales populations cellulaires dans le sang. Les érythrocytes ont la densité la plus élevée et les plaquettes la densité la plus faible.
Verteilung von Blutzellen in Abhängigkeit von der Dichte
Die folgende Abbildung zeigt die Verteilung von Blutzellen in Abhängigkeit von deren Dichte. Thrombozyten (1) haben die geringste Dichte, Erythrozyten (2) die höchste Dichte. Zudem ist die Anzahl der Zellen pro Population dargestellt. Erythrozyten stellen die größte Population, Thrombozyten die zweitgrößte Population dar.
Figure : Le sang se compose principalement des populations cellulaires suivantes : Thrombocytes (1), monocytes (2), lymphocytes (3), granulocytes basophiles (4), granulocytes neutrophiles (5), granulocytes éosinophiles (6) et érythrocytes (7). Les populations cellulaires diffèrent en densité et en nombre de cellules. Les différentes densités des populations cellulaires peuvent être utilisées pour l'enrichissement en utilisant des milieux denses.
Tabelle: Dichtebereiche von Blutzellen
Type | Cellule sanguine | Densité (g/ml) |
1 | Thrombocytes | 1,050 - 1,070 |
2 | Monocytes | 1,060 - 1,068 |
3 | Lymphocytes | 1,067 - 1,077 |
4 | Granulocytes basophiles | 1,072 - 1,081 |
5 | Neutrophile granulocyte | 1,079 - 1,098 |
6 | Granulocytes éosinophiles | 1,089 - 1,095 |
7 | Erythrocytes | 1 090 - > ; 1 100 |
Wie man aus der Abbildung und der Tabelle sehen kann, ist die Dichte der Zellen bzw. Zellpopulationen eine Verteilung um einen Mittelwert. Zudem überschneiden sich die Dichten der unterschiedlichen Zellpopulationen. Der Bereich als auch die Verteilung um den Mittelwert sind keinen festen Größen. Schwankungen in der Dichte kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden. Ein wichtigster Einflussfaktoren auf die Dichte der Zellen ist die Hydratisierung der Zellen. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf die Dichte der Vollblutzellen, ist die Zeit außerhalb des Spenderorganismus.
Verwendung von Dichte-Gradienten-Medien für die Dichte-Gradienten-Zentrifugation
Mit dem Wissen um die Dichte von Blutzellen ist es möglich, verschiedene Zellpopulationen gezielt anzureichern. Dabei kommen Dichte-Gradienten-Medien zum Einsatz – Lösungen mit einer definierten Dichte. Diese Dichte bestimmt die Trenngrenze (Cut-off). Zellen mit einer geringeren Dichte als der Cut-off sammeln sich als Schicht oberhalb des Mediums, während Zellen mit einer höheren Dichte das Trennmedium passieren und sich am Boden des Röhrchens absetzen. Die folgende Abbildung zeigt ein typisches Bild für die Trennung von Vollblut mit einem Trennmedium zur Anreicherung von periphere mononukleäre Blutzellen - kurz PBMC.
Abbildung 2: Verteilung der Schichten nach einer Dichte-Gradienten-Zentrifugation von Vollblut mit PBMC Spin Medium. PBMC (2) sammeln sich zwischen Plasma (1) und Dichtemedium (3). Erythrozyten, Granulozyten und tote Zellen passieren das Medium und werden am Boden des Röhrchens (4) konzentriert.