Fortschritte bei den Myoblast-Isolierungstechniken mit Mikrofluidik

China ist ein führender Produzent und Verbraucher von Hühnerfleisch. Die Hühnerzuchtindustrie ist wichtig für den Landwirtschaftssektor und trägt bedeutend zur ländlichen Wirtschaft bei. Mit dem Wachstum der Branche hat sich die Ernährung der Menschen in Städten und Dörfern verbessert, da wichtige Nährstoffe wie Eiweiss bereitgestellt werden. Ausserdem ist sie zu einem wichtigen Akteur auf dem globalen Fleischmarkt geworden, mit einer steigenden Nachfrage nach hochwertigem Hühnerfleisch.

#Bedeutung von Myoblasten

Myoblasten sind spezielle Zellen, die Muskelfasern bilden. Sie stammen von Stammzellen und spielen eine Schlüsselrolle bei der Reparatur von Muskeln nach Verletzungen. Forscher sind an diesen Zellen interessiert, weil sie sich in verschiedene Arten von Muskelzellen verwandeln können und bei der Gewebeengineering helfen. Um Myoblasten zu studieren, müssen sie aus Muskelgeweben isoliert werden. Traditionelle Methoden zur Trennung von Myoblasten, wie verschiedene Adhäsionstechniken, Dichtegradienten und Durchflusszytometrie, haben ihre Herausforderungen, wie zeitaufwendig und teuer zu sein.

#Neue Technologie: Mikrofluidik

Mikrofluidik ist eine neue Methode zur Trennung von Zellen, die die Eigenschaften von Flüssigkeiten in kleinen Räumen nutzt. Diese Technik ist schneller, verbraucht weniger Probenmaterial und ist einfacher einzurichten im Vergleich zu traditionellen Methoden. Mikrofluidik wurde erfolgreich eingesetzt, um verschiedene Zelltypen zu isolieren und nachzuweisen. Es gibt zwei Hauptansätze innerhalb der Mikrofluidik: aktive und passive Methoden. Aktive Methoden nutzen Kräfte wie Licht oder Elektrizität, während passive Methoden das Design des Chips verwenden, um Zellen in der Flüssigkeit zu sortieren. Unter den passiven Techniken ist die Deterministische Laterale Verschiebung (DLD) eine beliebte Methode, die einfach und effektiv in der Trennung von Zelltypen ist.

#So funktioniert DLD

DLD nutzt ein spezielles Design von Säulen in einer Flüssigkeit, um Partikel basierend auf ihrer Grösse zu trennen. Wenn Zellen durch die Lücken zwischen diesen Säulen passieren, folgen kleinere Zellen dem ursprünglichen Flussweg, während grössere Zellen seitlich gedrängt werden. Diese Trennung ermöglicht es den Forschern, spezifische Zelltypen wie Myoblasten aus einer Mischung zu isolieren.

Zum Beispiel werden in einer DLD-Anordnung zwei Zelltypen getestet: Myoblasten, die klein sind, und grössere, zusammengeklumpte Zellen. Je nach ihrer Grösse nehmen diese Zellen unterschiedliche Wege durch den Chip. Diese Methode ist effektiv, um Myoblasten von anderen Zelltypen im Muskelgewebe zu isolieren.

#Entwicklung von Myoblasten bei Hühnern

Bei Wenchang-Hühnern ist die Entwicklung des Muskelgewebes ein entscheidender Prozess, der in embryonalen Stadien stattfindet. Ab etwa Tag 7 bis Tag 15 wachsen Muskelzellen (Myoblasten) und bereiten sich darauf vor, die reifen Muskelfasern zu bilden. Forschung zeigt, dass der beste Zeitpunkt zur Isolation dieser Myoblasten etwa Tag 12 ist, wenn ihre Anzahl am höchsten ist und sie noch nicht begonnen haben, komplexere Strukturen zu bilden.

#Methoden zur Isolierung von Myoblasten

Um Myoblasten zu isolieren, starten Forscher mit der Vorbereitung von Hühner-Muskelgewebe. Nach der Reinigung und Verarbeitung der Proben verwenden sie spezifische Chemikalien, um das Gewebe abzubauen und eine Zellaufhängung zu erhalten. Diese Mischung durchläuft den DLD-Chip zur Trennung.

Das Design des Chips spielt eine wichtige Rolle in diesem Prozess. Die Forscher verwendeten dreieckige Säulen, die sich als effektiver beim Sortieren von Zellen erwiesen haben. Der Chip kann angepasst werden, um den Fluss zu steuern und hilft dabei, die Rückgewinnung von Myoblasten zu maximieren und sie am Leben zu halten.

#Beobachtung und Zählung von Zellen

Nach dem Trennprozess sammeln die Forscher die Zellen, die aus verschiedenen Ausgängen des Chips herausfliessen. Sie beobachten diese Zellen unter einem Mikroskop, um ihre Grössen zu überprüfen und zu zählen, wie viele von jedem Typ vorhanden sind. Die Forscher bewerten auch die Reinheit der gesammelten Myoblasten, um sicherzustellen, dass sie nicht mit anderen unerwünschten Zellen vermischt sind.

#Identifizierung von Myoblasten

Um zu bestätigen, dass die Zellen tatsächlich Myoblasten sind, werden spezifische Marker verwendet. Fluoreszierende Farbstoffe helfen, die Myoblasten unter einem Mikroskop hervorzuheben. Die Myoblasten zeigen bestimmte Farben, wenn sie gefärbt sind, was sie leicht zu identifizieren macht, während andere Zelltypen, wie Fibroblasten und grössere Klumpen, diese Marker nicht zeigen.

#Analyse der Ergebnisse

Die Ergebnisse aus diesen Isolationsprozessen zeigen, dass der DLD-Chip effektiv einen hohen Prozentsatz an Myoblasten sammelt. Die meisten der Zellen aus dem ersten Ausgang des Chips sind bestätigte Myoblasten, während die anderen Ausgänge eine Mischung verschiedener Zelltypen enthalten.

#Fazit

Die Studie zeigt, dass die Mikrofluidik-Technologie, insbesondere die DLD-Methode, Myoblasten erfolgreich und effizient aus Hühner-Muskeln isolieren kann. Dieser Ansatz verbessert nicht nur die Zellrückgewinnungsraten, sondern erhält auch die Lebensfähigkeit der Zellen. Die Isolierung von Myoblasten ist wichtig für weitere Studien zum Muskelwachstum und -reparatur, und mit den Fortschritten in der Mikrofluidik-Technologie können Forscher weiterhin ihr Verständnis der Muskulaturentwicklung bei Geflügel und anderen Tieren verbessern.