Расскажем про критерии успешного клонирования и одну из современных технологий разделения клеток на основе импеданса

Как клонируют отдельные клетки?, изображение №1

Клонирование одиночных клеток имеет важное значение в биологии стволовых клеток, исследованиях рака и биотехнологии. К основным применениям относятся разработка клеточных линий, производство моноклональных антител, single cell мультиомика и характеристика редких цитотипов, таких как циркулирующие опухолевые клетки.

В процессе клонирования одиночных клеток есть два основных этапа: разделение клеток и последующее выращивание их на среде. В случае клеточных культур многоклеточных организмов правильно клонировать отдельные клетки бывает непросто, поскольку они не будут расти на стандартных средах, на которых легко вырастить, например, бактерий. А диссоциация отдельных клеток и создание чистых клональных клеточных линий — вообще давние проблемы этой области. Неэффективность клонирования клеток представляет собой серьезное препятствие для стандартизации и оптимизации редактирования генов в стволовых клетках для фундаментальных и трансляционных исследований.

Критерии оптимальной технологии клонирования

Процесс клонирования отнимает много времени и ресурсов и включает в себя последовательные этапы. Крайне важно, чтобы гетерогенные популяции клеток были разделены в соответствии с клеточным типом и чтобы отдельные клетки могли быть выделены и проанализированы.

Идеальная технология клонирования одиночных клеток должна соответствовать строгим критериям:

Она обеспечивает выделение одиночных клеток с высокой эффективностью и избегает выделения множества клеток, дублетов и агрегатов.
Она является одноразовой, чтобы избежать перекрестного заражения клеток при переходе от одного эксперимента к другому.
Процедура должна быть стерильной, чтобы предотвратить бактериальную и вирусную контаминацию.
Технология обеспечивает сохранение жизнеспособности и функциональности клеток таким образом, чтобы клетки можно было либо проанализировать с помощью самых современных методов клеточной биологии и омикс-анализа, либо пересадить.
Доказательство клональности регистрируются в режиме реального времени в соответствии с нормативными требованиями.
Технология является простой, экономически эффективной и совместимой со стандартными рабочими процессами.

Преимущества и недостатки существующих методов выделения одиночных клеток

Для выделения одиночных клеток есть несколько технологий, некоторые из которых доступны в продаже. Например, принтер scp singlecell (Cytena, Германия) и cellenONE (Cellenion, Франция), основанные на оптическом детектировании для дозирования одиночных клеток, или ICell813 (Takara Bio, Япония) и Rhapsody14 (BD), которые позволяют улавливать одиночные клетки в наноразмерных микроячейках.

Метод разделения клеток на основе импеданса

Рассмотрим подробнее один из современных одноступенчатых методов разделения одиночных клеток для последующего клонирования с помощью удобной пипетки (Muller, Швейцария), которая позволяет универсально выделять жизнеспособные одиночные клетки вместе с однозначным доказательством их клональности.

Устройство представляет собой портативную пипетку для размещения анализатора импеданса, подключенного к компьютеру, и микронасоса в сочетании со стерильным одноразовым чувствительным наконечником, который действует как счетчик клеток. Система распознает и регистрирует каждую отдельную «частицу», которая проходит через отверстие наконечника. Одиночный острый пик на графике импеданса служит признаком, что перед нами одна клетка, пики небольшой амплитуды говорят об обломках клеток, тогда как множественные пики возникают в результате дублетов, агрегатов.

Пики на графике импеданса позволяют точно разделять одиночные клетки от дублетов

Эта технология позволяет эффективно и прослеживаемо выделять живые клетки, стволовые клетки и раковые стволовые клетки, которые могут быть в дальнейшем индивидуально выращены в культуре и трансплантированы.

Эпидермальные стволовые клетки человека (штамм YF29), выделенные с помощью пипетки для клонирования, сохраняют свои свойства

Одношаговый метод выделения клеток с помощью пипеток и импедансного сенсора дает возможность выполнять отслеживаемую изоляцию живых одиночных клеток и гарантировать их клональность. Метод считается несложным, эффективным и совместимым со стандартными процедурами. Он позволяет получать клетки, которые можно анализировать, пересаживать и использовать при популяционном управлении клетками в биотехнологии, для стволовых клеток и онкологических исследований. Советуем присмотреться к технологии.

В следующей статье мы рассмотрим еще одну популярную технологию клонирования — микрофлюидные чипы.

Статья подготовлена Ильей Гридневым специально для Бластима.

Как клонируют отдельные клетки?