Progressi nelle Tecniche di Isolamento dei Miosatelliti Usando Microfluidica
Metodi innovativi migliorano l'isolamento dei mioBlasti dai tessuti muscolari di pollo.
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Indice
La Cina è uno dei principali produttori e consumatori di carne di pollo. L'industria allevamento di polli è fondamentale per il settore agricolo e contribuisce in modo significativo all'economia rurale. Con la crescita di questo settore, ha migliorato le diete delle persone che vivono in città e villaggi, fornendo nutrienti importanti come le proteine. È diventata anche un attore importante nel mercato globale della carne, con una crescente domanda di pollo di qualità.
Importanza dei Mioblasti
I mioblasti sono cellule speciali che formano le fibre muscolari. Provengono da cellule staminali e giocano un ruolo chiave nella riparazione dei muscoli dopo un infortunio. I ricercatori sono interessati a queste cellule perché possono diventare diversi tipi di cellule muscolari e aiutare con l'ingegneria dei tessuti. Per studiare i mioblasti, devono essere Isolati dai tessuti muscolari. I metodi tradizionali per separare i mioblasti, come l'uso di diverse tecniche di adesione, gradienti di densità e citometria a flusso, hanno le loro sfide, come essere dispendiosi in termini di tempo e costosi.
Nuova Tecnologia: Microfluidica
La microfluidica è un nuovo modo per separare le cellule che sfrutta il comportamento dei fluidi in spazi ristretti. Questa tecnica è più veloce, utilizza meno campione ed è più facile da impostare rispetto ai metodi tradizionali. La microfluidica è stata utilizzata con successo per isolare e rilevare diversi tipi di cellule. Ci sono due approcci principali nella microfluidica: metodi attivi e passivi. I metodi attivi usano forze come luce o elettricità, mentre i metodi passivi utilizzano il design del chip per ordinare le cellule nel fluido. Tra le tecniche passive, un metodo popolare è la Dislocazione Laterale Deterministica (DLD), che è semplice ed efficace nella separazione di vari tipi di cellule.
Come Funziona la DLD
La DLD utilizza un design speciale di colonne in un fluido per separare le particelle in base alla loro dimensione. Quando le cellule passano attraverso gli spazi tra queste colonne, le cellule più piccole seguono il percorso di flusso originale mentre quelle più grandi vengono spostate lateralmente. Questa separazione consente ai ricercatori di isolare tipi specifici di cellule come i mioblasti da una miscela.
Ad esempio, in un setup DLD, vengono testati due tipi di cellule: mioblasti che sono piccoli e cellule raggruppate che sono più grandi. A seconda delle loro dimensioni, queste cellule prenderanno percorsi diversi attraverso il chip. Questo metodo è efficace per isolare i mioblasti da altri tipi di cellule presenti nel tessuto muscolare.
Sviluppo dei Mioblasti nei Polli
Negli polli Wenchang, lo sviluppo del tessuto muscolare è un processo cruciale che avviene durante le fasi embrionali. A partire dal giorno 7 fino al giorno 15, le cellule muscolari (mioblasti) crescono e si preparano a formare le fibre muscolari mature. Le ricerche mostrano che il momento migliore per isolare questi mioblasti è intorno al giorno 12, quando il loro numero è massimo e non hanno ancora iniziato a formare strutture più complesse.
Metodi per Isolare i Mioblasti
Per isolare i mioblasti, i ricercatori iniziano preparando il tessuto muscolare di pollo. Dopo aver pulito e lavorato i campioni, usano sostanze chimiche specifiche per scomporre il tessuto e ottenere una sospensione cellulare. Questa miscela passa attraverso il chip DLD per la separazione.
Il design del chip gioca un ruolo importante in questo processo. I ricercatori hanno usato colonne triangolari, che si sono dimostrate più efficaci nella separazione delle cellule. Il chip può essere regolato per controllare il flusso e aiuta a massimizzare il recupero dei mioblasti mantenendoli vivi.
Osservazione e Conteggio delle Cellule
Dopo il processo di separazione, i ricercatori raccolgono le cellule che fluiscono fuori dai vari uscite del chip. Osservano queste cellule al microscopio per controllare le loro dimensioni e contare quante ce ne sono di ciascun tipo. I ricercatori valutano anche la purezza dei mioblasti raccolti per assicurarsi che non siano mescolati con altre cellule indesiderate.
Identificazione dei Mioblasti
Per confermare che le cellule siano effettivamente mioblasti, vengono utilizzati marcatori specifici. Dyes fluorescenti aiutano a evidenziare i mioblasti al microscopio. I mioblasti mostrano certi colori quando vengono colorati, rendendoli facili da identificare, mentre altri tipi di cellule, come i fibroblasti e i gruppi più grandi, non mostrano questi marcatori.
Analisi dei Risultati
I risultati di questi processi di isolamento mostrano che il chip DLD raccoglie efficacemente un'alta percentuale di mioblasti. La maggior parte delle cellule provenienti dalla prima uscita del chip sono confermate come mioblasti, mentre le altre uscite contengono un mix di diversi tipi di cellule.
Conclusione
Lo studio indica che la tecnologia microfluidica, in particolare il metodo DLD, può isolare con successo ed efficienza i mioblasti dal Muscolo di pollo. Questo approccio non solo migliora i tassi di recupero delle cellule, ma mantiene anche la vitalità delle cellule. Isolare i mioblasti è importante per ulteriori studi sulla crescita e riparazione dei muscoli, e con i progressi nella tecnologia microfluidica, i ricercatori possono continuare a migliorare la loro comprensione dello sviluppo muscolare negli animali da allevamento e in altri animali.
Titolo: Rapid High-Throughput Isolation and purification of Chicken Myoblasts Based on Deterministic Lateral Displacement Microfluidic Chips
Estratto: Myoblasts are defined as stem cells containing skeletal muscle cell precursors. However, there are some challenges associated with the purification of myoblast samples, including long culture times and ease of bacterial contamination. In this study, we propose a microfluidic myoblast cell enrichment and purification platform based on the principle of deterministic lateral displacement (DLD). To achieve this, we designed a DLD chip with three outlets and tested it on 11-day-old Wenchang chicken pectoral muscle tissue. A cell suspension was prepared using the collagenase method, pretreated, and then passed into the designed DLD chip for myoblast enrichment and purification. In this study, the number of myoblasts and the diameter of myoblasts increased slowly before E9, and the diameter of myofibers decreased and the number of myofibers increased rapidly after E9. The period when the number of muscle fibers is highest is E12, and the period when the diameter of muscle fibers increases again after the lowest point is also E12. After E12, the diameter of the muscle fibers increased and the number of muscle fibers decreased. At E12, myoblasts clustered and fused, and the proliferation of myoblasts was greatly reduced. E12 is both intact myoblasts and the most vigorous proliferation period, so the best time to determine isolation is E12. We attained a myoblast cell recovery rate of 80%, a target outlet collection purity of 99%, and a chip throughput of 50 m/min. This study provides a novel and effective method for the isolation and purification of skeletal muscle myoblasts.
Autori: Lihong Gu, H. Liu, L. Wang, H. Fan, X. Zheng, T. Xu, Q. Jiang, T. Zhou, L. Shi
Ultimo aggiornamento: 2024-03-19 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.17.585435
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.17.585435.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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