小小气泡,大大波浪:新细胞分离技术依赖于浮力

如果没有分离这一关键步骤,即从生物样品中分离细胞、核酸和蛋白质,许多研究、诊断和细胞治疗中的工作流程将无法实现。在过去的40年中,分离已成为单细胞测序、核酸检测、CAR-T疗法和许多其他领域应用中一个常见且必要的步骤。

然而,尽管分离技术的使用很普遍,也很关键,但与生物技术工作流程的几乎所有其他部分相比,分离方面的创新却要少得多。

细胞分离的实践尤其经历了快速增长,在过去几年中大约翻了一番。这种增长归因于在研究、诊断和治疗疾病方面,对免疫系统的利用增加。

然而,在CAR-T疗法等应用中,当前的分离技术导致了生产工艺的复杂性、时间和成本等广泛公认的问题。事实上,免疫学研究和细胞治疗的进步通常超过了这些应用所需的可用解决方案和分离工具的能力。


利用微气泡改善细胞分离

直到目前,有两种主要的分离或分选特定细胞类型的方法:荧光激活细胞分选(FACS)和磁分离,这通常被称为磁性激活细胞分选(MACS)。这些技术常用于干细胞研究、肿瘤学和免疫学。FACS使用流式细胞仪,MACS使用磁体和相关设备。几十年来,这些技术一直是主要的分离方法,因为多年来,细胞分选市场的基本方法几乎没有发展和改进。

虽然FACS和MACS方法被广泛使用,但它们带来了一些挑战,限制了它们的使用。其中一些限制包括可以有效处理的体积、方法的温和性,以及一次可以处理的样本数量。

我们在Akadeum开发的下一代细胞分离技术,称为浮力激活细胞分选(BACS),通过使用微小的漂浮颗粒(称为微泡)来捕捉和分离目标细胞,如T细胞、B细胞,甚至死细胞,从而克服了这些限制。

BACS允许研究人员在简单的离心管中进行细胞分离,而无需使用磁体、柱子或微流体。微泡与目标细胞结合并通过漂浮到样品顶部与非目标细胞分离,而非目标细胞则沉到底部。然后,研究人员可以从样品顶部(阳选)或样品底部(阴选)收集所需的细胞。


因浮力变得更好

随着自体和异体细胞疗法的采用,人们对处理大量细胞的需求越来越迫切。传统的细胞分离方法在可处理的体积上受到限制,使研究人员无法有效地分选具有大体积流体或大量细胞的样品。

然而,在细胞分离中利用浮力,克服了这些长期存在的限制。BACS技术对细胞分离没有体积限制,因为它使用的是可以随时扩展的均匀浮力。

传统方法的另一个挑战是它们可能既耗时又麻烦。这限制了样品通量和将细胞暴露于不利条件的风险,导致工作流程过长和通量过低。结果,科学家们一天中的大部分时间都在分离细胞而不是研究它们!细胞分离所需的延长处理时间也可能会损害样品中感兴趣的细胞。此外,在细胞分离过程中暴露于比地球磁场强度强1万倍以上的巨大磁场中,会影响细胞形态和新陈代谢。


细胞分离的未来

对高质量细胞分离的日益增长的需求导致了利用微流体、声学和过滤的新技术的出现。然而,这些新兴技术由于采用了MACS和FACS,所以有许多与传统方法相同的缺点。

随着细胞分离技术的新发展不断出现并改变了这个行业,可以预期科学和诊断发现以及细胞和基因治疗等治疗应用也会出现同样的情况。随着研究人员现在能够使用BACS微泡更有效地进行细胞分离,正在为改善医疗服务开辟一条新的道路。


原文链接:
https://www.genengnews.com/topics/bioprocessing/tiny-bubbles-big-waves-new-cell-separation-banks-on-buoyancy/



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