Hücre parçalanması nedir ve bunun için hangi metotlar kullanılır?

Bu blog yazısında, Microfluidizer Teknolojisi için önemli bir uygulama olan hücre parçalanması ile ilgili bazı temel bilgileri ele alıyoruz.

Hücre parçalanması nedir?

Hücre parçalanması, genellikle lizat olarak adlandırılan hücre içi sıvıyı elde etmek için hücre zarını parçalama (lizis) işlemidir. Hücre parçalanması yoluyla elde edilebilen ve hücre dışı olarak ifade edilmeyen proteinler ve viral vektörler dahil olmak üzere çeşitli hücre içi bileşenler vardır. Hücre parçalanması, enzimler, nükleik asitler, aşılar için antijenler ve gen terapisi veya yeni nesil aşılar için genler sağlayan viral vektörler gibi birçok biyolojik ürünün üretimi için önemli bir adımdır. Hücre zarı bozulması, özellikle hücre zarının bozulması ya da parçalanması (lizis) anlamına gelir.

Bir hücre için lizis ne anlama gelir?

Hücre lizizi, hücre içi sıvıya veya lizata erişmek için bir hücrenin parçalanması anlamına gelir. Bir hücre parçalandığında, tipik olarak hücre zarı ve/veya duvarı yıkılır ve lizata erişim sağlanmış olur.

Mekanik hücre parçalanması için kullanılan yöntemler nelerdir?

Mekanik hücre parçalanması için kullanılan yaygın metotlar arasında bir Mikro-Akışkanlaştırıcı (Microfluidizer) işlemcisinin kullanılması, boncuk bilyalı öğütme (bead milling), sonikasyon (sonication), yüksek basınçlı homojenizasyon ve French press yer alır.

Microfluidizer işlemciler, hücreleri parçalamak için uygun kesme hızını (shear rate) oluşturmak için yüksek basınçla (30.000 psi’ye kadar) kombinasyon halinde bir mikro kanal içeren sabit geometrili bir Etkileşim Odası (Interaction Chamber) kullanır. Microfluidizer işlemciler, uniform ve tekrarlanabilir sonuçlar sağlayan sabit basınçta işlemeye odaklanır. Ek olarak, bu yüksek enerjili yöntem, belirli hücre içi bileşenlere zarar verebilecek bir sıcaklık artışına neden olabilirken, aynı zamanda numuneyi hemen soğutmak için sıcaklık kontrol seçenekleri mevcuttur. Dolayısıyla, hücre bozulması için Microfluidizer işlemcileri kullandığınızda ve protein denatürasyonu dahil olmak üzere sıcaklıkla ilgili sorunlarla karşılaşmazsınız.

Bead Milling, partikülleri öğütmek için çalışan, genel olarak seramik veya metalden yapılmış küçük boncuklar içeren bir bölmeden geçirme işlemidir. Hücreleri işlerken, bu öğütme mekanizması onları parçalamak için kullanılabilir. Bununla birlikte bu yöntem, boncuklardan kaynaklanan kontaminasyon ve çevresel sıcaklık kontrolü gibi problemler doğurur.

Sonication, hücreleri parçalamak için ultrasonik dalgaların kuvvetlerini kullanır. Bu, hücreleri parçalamak için etkili bir yöntem olsa da sıcaklık kontrolü ve ölçeklenebilirlik ile ilgili sorunlar ortaya çıkar.

Yüksek basınçlı homojenizatörler, hücreleri parçalamak için malzemeyi yüksek basınçlarda dar bir kanaldan geçmeye zorlamaktan kaynaklanan yüksek kesme kuvvetlerini kullanan genel olarak valf tabanlı sistemlerdir. Bu sistemlerde sıcaklık kontrolü zor olabilir ve sabit hacimsel akış hızına karşı sabit basınca öncelik veren valf temelli yapı, tutarlı olmayan sonuçlara yol açabilir.

French press, hücreleri parçalamak için yüksek basıncı dar bir kanalla birleştirmesi yönüyle yüksek basınçlı homojenizatörlere benzer. Ancak, French press kullanımı, ölçeklenebilir olmayan ve iyi bir sıcaklık kontrolü bulunmayan manuel bir işlemdir.

Kaynak: https://www.microfluidics-mpt.com/blog/what-is-cell-disruption