Centrifugazione a gradiente di densità

L'arricchimento delle cellule e l'ottimizzazione dei metodi di separazione cellulare svolgono un ruolo decisivo per molti ricercatori. Esistono vari approcci per selezionare diversi tipi di cellule e la scelta del metodo appropriato dipende spesso dal tipo o dal sottoinsieme di cellule. Uno dei metodi più rapidi ed economici per separare le cellule è la centrifugazione a gradiente di densità. Nel nostro articolo "Separazione cellulare e metodi di separazione cellulare" abbiamo riassunto le varie opzioni per arricchire le cellule da miscele eterogenee, come il sangue.

In base alle diverse densità dei singoli componenti del sangue, questi possono essere separati mediante centrifugazione in un unico stadio con un appropriato mezzo a gradiente di densità. La tecnica si basa sul fatto che le particelle con densità diverse hanno velocità di sedimentazione diverse durante la centrifugazione. Le particelle pesanti, come gli eritrociti, sedimentano rapidamente, mentre le cellule più leggere, come i trombociti, sedimentano più lentamente. La figura seguente mostra la distribuzione delle popolazioni cellulari più importanti nel sangue. Gli eritrociti hanno la densità più alta e le piastrine quella più bassa.

La figura seguente (Figura 1) mostra la distribuzione delle cellule del sangue in base alla loro densità. I trombociti (1) hanno la densità più bassa, gli eritrociti (2) quella più alta. È indicato anche il numero di cellule per popolazione. Gli eritrociti rappresentano la popolazione più numerosa, le piastrine la seconda.

Figura 1: Illustrazione delle popolazioni cellulari del sangue in funzione della densità  

Le popolazioni cellulari trombociti (1), monociti (2), linfociti (3), granulociti basofili (4), granulociti neutrofili (5), granulociti eosinofili (6) ed eritrociti (7) differiscono per densità e numero di cellule. Le diverse densità delle popolazioni cellulari vengono utilizzate per l'arricchimento con l'aiuto di mezzi a gradiente di densità.

Come si può notare dalla figura e dalla tabella, la densità delle cellule o delle popolazioni cellulari è una distribuzione intorno a un valore medio. Inoltre, le densità delle diverse popolazioni cellulari si sovrappongono. L'intervallo e la distribuzione intorno al valore medio non sono valori fissi. Le fluttuazioni della densità possono essere influenzate da vari fattori. Uno dei fattori più importanti che influenzano la densità delle cellule è l'idratazione delle stesse. Un altro fattore importante che influenza la densità delle cellule del sangue intero è il tempo trascorso fuori dall'organismo del donatore.

Figura 2: Distribuzione degli strati dopo centrifugazione a gradiente di densità di sangue intero con terreno di centrifugazione per PBMC. Le PBMC (2) si raccolgono tra il plasma (1) e il terreno di densità (3). Eritrociti, granulociti e cellule morte passano attraverso il mezzo e si concentrano sul fondo della provetta (4).