Per molti studi scientifici che richiedono una analisi biologiche e chimiche delle popolazioni di cellule le cellule devono essere in uno stato di purezza. Fluorescenza separazione delle cellule attivate (FACS) è un metodo superiore, in cui per ottenere popolazioni di cellule pure.
Studi sperimentali e clinici spesso richiedono popolazioni di cellule altamente purificato. FACS è una tecnica di scelta per purificare le popolazioni di cellule fenotipo noto. Altri metodi di purificazione di massa comprendono panning, esaurimento integrare e separazione magnetica tallone. Tuttavia, FACS ha diversi vantaggi rispetto ad altri metodi disponibili. FACS è il metodo preferito quando purezza molto elevata della popolazione desiderato è necessario, quando la popolazione di cellule bersaglio esprime un livello molto basso del marcatore di identificazione o quando popolazioni di cellule richiedono la separazione in base alla densità differenziale marcatore. Inoltre, FACS è l'unica tecnica di purificazione a disposizione di isolare le cellule in base alla colorazione interna o espressione della proteina intracellulare, come un marcatore geneticamente modificati proteina fluorescente. FACS permette la purificazione di singole cellule in base alle dimensioni, granularità e fluorescenza. Al fine di purificare le cellule di interesse, vengono prima colorati con fluorescenza-tagged anticorpi monoclonali (mAb), che riconoscono specifici marcatori di superficie sulla popolazione cella desiderata (1). Selezione negativa di cellule senza macchia è anche possibile. FACS purificazione richiede un citofluorimetro con capacità di smistamento e il software appropriato. Per FACS, le cellule in sospensione sono passati come un flusso in gocce con ciascuno dei quali contiene una singola cella di fronte a un laser. Il sistema di rilevamento a fluorescenza rileva le cellule di interesse sulla base di predeterminati parametri di fluorescenza delle cellule. Lo strumento si applica un addebito per la goccia che contiene una cella di interesse e di un sistema di deflessione elettrostatica agevola la raccolta delle gocce addebitato in provette di raccolta (2). Il successo della colorazione e, quindi, l'ordinamento dipende in gran parte alla selezione dei marcatori individuazione e la scelta di mAb. Parametri di ordinamento può essere regolata a seconda del requisito della purezza e della resa. Anche se FACS richiede attrezzature specializzate e formazione del personale, è il metodo di scelta per l'isolamento delle popolazioni di cellule altamente purificato.
FACS è una tecnica altamente sofisticata per purificare popolazioni cellulari di interesse, in cui una purezza molto elevata (95-100%) della popolazione ordinati può essere ottenuto. Pertanto, questa tecnica è particolarmente importante per gli esperimenti, in cui elevata purezza è un requisito essenziale (ad esempio l'analisi microarray). FACS è particolarmente vantaggioso rispetto ad altri metodi disponibili di purificazione in cui una popolazione di cellule ha bisogno di essere purificata sulla base di un indicatore settimanale superficie espressa o quando due o più popolazioni bisogno di essere purificati, che hanno diversi livelli di espressione del marcatore di superficie stesso. Per esempio, la purificazione delle cellule B della zona marginale (B220 CD23 + CD21 hi int / basso) e le cellule B follicolari (B220 + CD21 int / hi basso CD23) sulla base di livelli di espressione di CD21 e CD23. Un'altra applicazione crescente di FACS è smistamento singola cella che permette l'analisi delle singole cellule (3, 4). FACS è anche comunemente usato per le cellule che esprimono proteine fluorescenti tipo che sono espressione genetica, come la proteina fluorescente verde proteine tag (5). Se una sorta sterile viene eseguito le cellule possono essere coltivate. Tuttavia, la vitalità delle cellule e il rendimento può essere compromessa durante l'ordinamento. Vitalità può essere migliorata utilizzando una cella dipendente dalla temperatura ottimale per la cernita e lavorazione tubi da collezione subito dopo il raggiungimento di capacità. Recupero può essere aumentata utilizzando provette in polipropilene, raccogliendo le cellule ordinati nel siero rich media e provette per la raccolta invertendo ad intermittenza, il mantenimento di tubi di raccolta ad una temperatura ottimale e la centrifugazione le cellule ordinati per circa 10 min (http://cyto.mednet.ucla.edu / Protocol.htm).
Lo sviluppo di ultra ad alta velocità selezionatori ha esteso la possibilità di applicazione di smistamento del flusso in ambito clinico. Le potenziali applicazioni cliniche di FACS comprendono purificazione delle cellule staminali da sangue umano a scopo terapeutico, le applicazioni nella terapia del cancro, la sostituzione amniocentesi, l'ordinamento dello sperma umano e rilevamenti malattia in fase precoce (6, 7).
Per la colorazione multicolore, la selezione degli anticorpi è un passo critico e fluorocromi sono scelti in base al sistema di rilevazione per ogni strumento. Ci sono un certo numero di aziende che vendono i selezionatori delle cellule e la configurazione del laser varia a seconda delle esigenze degli utenti. Così non si può semplicemente utilizzare gli anticorpi esattamente lo stesso utilizzato in studi pubblicati senza confermare la compatibilità. Per la selezione degli anticorpi ottimali, si dovrebbe considerare il livello di espressione della proteina in esame. In generale, più brillanti gli anticorpi disponibili fluorocromo-tag deve essere usato per colorare marcatori di superficie debolmente espressa, mentre dim fluorocromi possono essere usati per la colorazione dei marcatori di superficie altamente espresso (8). Inoltre, gli anticorpi dovrebbero essere selezionati in modo tale che si sovrappongono tra loro spettri di emissione è minima. Per la colorazione multicolore, è estremamente difficile scegliere fluorocromo che non hanno sovrapposizione spettrale. In questa situazione, la compensazione viene eseguita.
La compensazione è necessario eliminare matematicamente la sovrapposizione tra lo spettro di fluorescenza emissioni dei vari fluorocromi che è misurabile dai rivelatori (8-10). In altre parole, la sovrapposizione fluorescenza da un fluorocromo viene sottratto dallo spettro delle emissioni di un altro fluorocromo. Il calcolo dell'indennità implica un controllo senza macchia e singoli controlli positivi per ogni fluorocromo utilizzato per una colorazione multicolore (9, 10). La compensazione può essere condotta utilizzando cellule o perline. Le perle sono facili da macchia, un segnale forte e forniscono un modo semplice di preparare singoli controlli che hanno macchiato la fluorofori stessi dei campioni sperimentali. Perle di compensazione sono particolarmente vantaggiosa quando la proteina della superficie delle cellule di interesse è espresso ad un livello basso e quando la popolazione di cellule è limitante nella popolazione iniziale di cellule di partenza.
Una volta che gli anticorpi sono stati scelti, la loro attività deve essere ottimizzata per l'esecuzione di un'analisi di titolazione. Ciò è particolarmente importante se la macchina è FACS laser molto potenti. L'uso di concentrazioni non ottimali di anticorpi colorazione può portare alla separazione povera della popolazione cellulare desiderato dalla popolazione cellulare totale. L'uso di alte concentrazioni di anticorpi aumenta la possibilità per l'antigene di colorazione aspecifica. Quindi la titolazione degli anticorpi permetterà la selezione della concentrazione anticorpale che dà la massima luminosità della popolazione positivo e la colorazione di fondo minima (8).
FACS è ormai una tecnica standard per la purificazione delle sottopopolazioni di cellule. Può essere utilizzato per separare qualsiasi tipo di cellula in cui una sospensione singola cellula può essere generata e gli anticorpi sono a disposizione per identificare la popolazione cellulare desiderato. FACS è il metodo di scelta quando highly popolazioni di cellule pure sono necessari.
Vorremmo ringraziare il Dott. Cashdollar Bill per il suo supporto per l'uso del Core citometria a flusso.