BAL'lar, özellikle karaciğer naklinin mevcut donör organ eksikliği nedeniyle engellendiği durumlarda, son dönem karaciğer hastalığının tedavisi için etkili bir yaklaşımı temsil etmektedir6. BAL'lar oluşturmak için umut verici bir seçenek, doğal karaciğerin doğal ECM'sini ve vasküler yapısını koruyan DLM'nin kullanılmasıdır. Bununla birlikte, insan DLM'sinin kıtlığı ve hayvan DLM'si ile ilişkili potansiyel enfeksiyon ve immünojenisite riskleri önemli sınırlamalar oluşturmaktadır. Bu zorluğun üstesinden gelmek için, BAL 8,9,10,11 için alternatif bir iskele olarak hücreden arındırılmış bir dalak matrisi (DSM) kullanmayı içeren yeni bir strateji öneriyoruz. Dalaklar çeşitli klinik senaryolarda daha kolay erişilebilir durumdadır ve karaciğerlere benzer özellikler gösterir. Bu çalışmada, ECM'nin mikro yapılarını ve bileşenlerini koruyan sıçan dalaklarının toplanması ve DSM'nin hazırlanması için ayrıntılı yöntemler sunuyoruz.
İdeal bir hücre giderme yöntemi, ECM12,13,14'ün orijinal yapısını, bileşimini ve mekanik özelliklerini korurken hücresel bileşenleri ortadan kaldıracaktır. Hücreden arındırma yöntemleri, her biri kendine özgü avantajları ve dezavantajları olan fiziksel, kimyasal ve enzimatik tedavileri kapsar15. Bu yöntemler hücresel bileşenleri kısmen çıkarabilirken, kalan ECM'nin bileşimini, yapısını ve işlevselliğini de tehlikeye atabilir. Hücreden arındırma kalitesi, farklı doku kaynakları arasında hücre yoğunluğu, matris kalınlığı ve doku morfolojisindeki değişikliklerden etkilenebilir.
Bugüne kadar, hücreden arındırma süreci için altın bir standart yoktur. Tipik olarak, bu yöntemlerden herhangi birini basitçe kullanmak, ECM üzerindeki olumsuz etkileri en aza indirmek ve hücresel içeriğin uzaklaştırılmasını en üst düzeye çıkarmak için yetersizdir. Sonuç olarak, en etkili yaklaşım doku özelliklerine dayanır ve bu yöntemlerin bir kombinasyonunu gerektirir. Bu çalışmada, sıçan dalaklarını hücreden arındırmak için fiziksel yöntemleri (donma-çözülme döngüleri ve perfüzyon) kimyasal yöntemlerle (SDS ve TritonX-100) birleştiren bir protokol kullandık.
Donma-çözülme döngüleri, hücre parçalanmasını ve hücrelerin ECM16'dan hızlı bir şekilde ayrılmasını teşvik eder. Eşzamanlı olarak, doğal vaskülatür yoluyla perfüzyon, hücre deselülozizasyon verimliliğini önemli ölçüde artırır ve orijinal vasküler ağıkorur 17. İyonik bir deterjan olarak işlev gören sodyum dodesil sülfat (SDS), hem hücre hem de nükleer zarları ustaca çözerek sitoplazmik ve nükleer bileşenlerin daha kapsamlı bir şekilde uzaklaştırılmasına yol açar. Bununla birlikte, bu işlem aynı zamanda glikozaminoglikanların (GAG'ler) ve kollajenin tükenmesi nedeniyle ECM üst yapısına da zarar verir.
Yüksek SDS konsantrasyonları, azalan kalıntı DNA içeriği ve ECM iskelesi içindeki azalmış mekanik mukavemet ile ilişkilidir. Tersine, daha düşük SDS konsantrasyonları daha fazla miktarda kollajeni korudu ve ECM proteinlerinin daha az denatürasyonuna neden oldu. Buna karşılık, iyonik olmayan bir deterjan görevi gören Triton X-100, lipid-lipid, lipid-protein ve DNA-protein etkileşimlerini etkili bir şekilde bozarak hücre zarı çözünmesine daha hafif bir yaklaşım sunar. Bununla birlikte, hücre çekirdeğinin ve DNA'nın tamamen çıkarılması için yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, ECM'nin orijinal yapısını, bileşimini ve performansını korurken hücresel bileşenlerin tamamen uzaklaştırılmasını sağlamak için düşük konsantrasyonlarda SDS ve fiziksel işlemlerle birleştirilmesi gerekir. Artık deterjanların belirli bir sitotoksisiteye sahip olabileceğine dikkat etmek önemlidir, bu nedenle depolamadan önce steril PBS veya damıtılmış su ile işlem sonrası durulama gereklidir.
Bu protokolün bir sınırlaması, artık SDS ve Triton X-100 için miktar tayininin olmamasıdır. Bu karar, hem ekibimizin deneyimi hem de bu maddeleri etkili bir şekilde uzaklaştırmak için 4 saatlik bir PBS yıkamanın yeterli olduğunu gösteren destekleyici raporlarla bilgilendirilmiştir. Ayrıca, bu protokolü kullanan önceki hücre kültürü deneylerimiz herhangi bir sitotoksisite belirtisi göstermemiştir. Protokolün masraflarını en aza indirmek için, artık deterjanların miktarının belirlenmesinden vazgeçmek için kasıtlı bir seçim yapıldı.
Sonuç olarak, bu protokol DSM'lerin hazırlanması için verimlilik, stabilite ve minimum invazivlik gösteren uygun bir yöntem sunar. Bu protokol kullanılarak hazırlanan DSM'ler, dalağın doğal mimarisini, bileşimini ve doğal vasküler ağını korur. Ayrıca, hücre implantasyonu ve üç boyutlu dinamik kültür için bir iskele sunar, böylece doku mühendisliği yapılmış karaciğerde araştırmaları ilerletmek için bir temel oluşturur.