امروزه جداسازی سلول های مغناطیسی (Magnetic cell seperation) به یک روش کلیدی برای جداسازی جمعیت های سلولی هدف، از سوسپانسیون های بیولوژیکی تبدیل شده است. این روش در طیف وسیعی از حوزه ها از جمله بیولوژیکی، آزمایش دارو، مهندسی بافت، درمان‌های مبتنی بر سلول، تشخیص بالینی، کاربردهای محیطی، تحقیقات بنیادی زیست شناسی و.. مورد نیاز است. در این بخش قصد داریم علاوه بر کاربرد های Magnetic cell seperation در بالین، صنعت و محیط، به استراتژی های جدید و امیدوار کننده Magnetic cell seperation در مقابله با چالش های جداسازی سلول های کمیاب اشاره کنیم. پس با AMINBIC همراه باشید تا از توانایی های نانوذرات مغناطیسی بیشتر بدانید.
Magnetic-activated cell sorting (MACS) از جمله پرکاربرد ترین روش های جداسازی سلول به شمار می رود.
طی روش MACS، طبق یک اصول هدف گیری (Cell-targeting principle)، ذرات مغناطیسی چسبنده به طور هدفمند به جمعیت خاصی از سلول ها متصل می شود و مرحله بعد فرآیند جداسازی فیزیکی (Physical seperation process) رخ می دهد، به عبارت دیگر در مرحله جداسازی فیزیکی سلول های هدف بر روی یک ستون جمع آوری (جداسازی) می شوند. تجهیزات مورد نیاز این روش نسبت به روش های دیگر کمتر، ساده تر و ارزان تر است. MACS به روش های مختلف رومیزی، دستی و خودکار قابل انجام است. از مزایای بکار گیری MACS در جداسازی سلول این است که از یک سو پیاده سازی روش های مذکور نیازمند اپراتور آموزش دیده نیست و از سوی دیگر جداسازی سلول به روش MACS زمان کمتری به خود اختصاص می دهد.
انواع روش های مختلف MACS شامل رومیزی، دستی (مانند BioLegend MojoSort TM، Invitrogen DynaMag TM) و خودکار (مانندMiltenyi Biotech autoMACS® TM و RoboSep از STEMCELL Technologies) است.
در ادامه به شرح برخی از استراتژی های انتخاب سلول (Cell selection) بر پایه نانوذرات مغناطیسی می پردازیم.
استراتژی های انتخاب سلول بر پایه نانوذرات مغناطیسی شامل Approches Based on Cell Surface Markers،Approches Based on DNA or RNA Internalization، Endocytosis-Mediated labeling و Label-Free Magnetic Cell Sorting است.
- Approches Based on Cell Surface Markers: طراحی اختصاصی نانوذرات مغناطیسی بر اساس لیگاندهای اختصاصی بیولوژیکی (مانند آنتی بادی، پروتئین) و مصنوعی (مانند آپتامر) به منظور اتصال به مارکرهای سطح سلول هدف موجب تخلیص انتخابی سلول می شود. آنتی بادی یکی از مشهورترین روش های تخلیص انتخابی سلول (Selective purification) است. از مزیت های مورد استقبال بکارگیری آنتی بادی ویژگی/ اختصاصیت (Specificity) بالا در تخلیص سلول هدف است.
آپتامرها از الیگونوکلئوتیدهای DNA یا RNA تک رشته ای، با میل ترکیبی (Affinity) مهندسی شده و انتخاب پذیری (Selectivity) برای یک مولکول هدف خاص تشکیل شده اند. آنها ترکیبات مصنوعی هستند و طی فرآیندی به نام SELEX انتخاب می شوند. طی SELEX و پس از اتصال آپتامر ها به نانوذرات مغناطیسی طی روش هایی برپایه نانوذرات مغناطیسی می توان طیف وسیعی از مولکول ها همچون پروتئین ها، میکروارگانیسم ها مانند باکتری ها، ویروس ها و سلول های کامل و … را شناسایی کرد. آپتامرها مزایای متعددی از جمله میل ترکیبی بالا، هزینه کم و پایداری بهتر در مقایسه با آنتی بادی ها دارند.
از تکنیک های دیگری که روش MACS ارائه داده است استفاده از پپتید ها در اتصال به نانوذرات مغناطیسی است. پپتیدها زنجیره‌های کوتاهی از اسیدهای آمینه هستند که به دلیل اندازه کوچک، پایداری شیمیایی خوب و هزینه تولید کمتر در مقایسه با آنتی‌بادی‌ها، پتانسیل بالایی به عنوان لیگاندهای میل ترکیبی مصنوعی برای جداسازی زیستی ارائه می‌دهند. پپتید از طریق برهمکنش بیوتین-استرپتاویدین به MNP متصل می شود. MNP ها توانسته اند پس از اتصال به پپتید ها، زنجیره های کوتاهی از اسید آمینه، قدرت شناسایی در حوزه سرطان مانند سرطان سینه، پروستات، کبد و… را با کارایی (Efficiency) 90% و خلوص (Purity) 93% از خود نشان دهند.
- Approches Based on DNA or RNA Internalization: یکی از روش های این استراتژی انجام روش تراریخته (Transgenic) است. روش‌های تراریخته منجر به القای بیان یک مارکر سطحی شده که می تواند توسط لیگاند اختصاصی متصل شده به نانوذرات مغناطیسی (Magnetic nanoparticles-(MNPs شناسایی شود.
با AMINBIC در حوزه های فناوری نانو و بیوتکنولوژی به روز باشید…
