再現性のある、完璧なオルガノイド培養のための、5つのピペッティングのコツ

オルガノイドのような3D細胞モデルは、従来の2D細胞培養と複雑なヒト組織の間を埋めることができるため、エキサイティングな研究分野です。しかし、この分野で働く人々にとって、オルガノイドのピペッティングはイライラの原因になることがあります。ここでは、オルガノイドのピペッティングに最適な5つの方法を紹介します。

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オルガノイドとは何か、そしてなぜそれらはエキサイティングなのか？

体内では、細胞は3次元の組織や器官に組織化され、複雑な微小環境と相互作用しています。このレベルでの細胞生物学を捉えることは、従来の2D細胞培養では単純に不可能です。

一方、3D細胞モデルは、生物の体内で見られる条件により近い環境で培養されます。
オルガノイドは、3Dモデルの一種で、基本的には臓器のミニチュア版です。それらは、実際の臓器の構造、機能、さらにはいくつかの複雑さを模倣し、疾患モデリング、薬物試験、個別化医療などのさまざまな分野において強力なツールとなっています。

オルガノイドは実験室でどのように培養され？

すべての3D培養には、オルガノイドにとってその源となる初期細胞が必要です。実験室でオルガノイドを成長させるには、幹細胞を自己組織化し、3D構造に分化させる必要があります。

プロセスは、人工多能性幹細胞 （iPSCs）のような幹細胞を特殊な培地で培養することから始まります。この豊かな培地は、幹細胞へ成長因子、栄養素、および特定の細胞タイプに成長し分化するために必要なすべてのものを提供します。

オルガノイドの成長は、オルガノイドの形成と成熟を促進する培養条件への多くの調整を伴う長いプロセスです。

3Dオルガノイド培養ワークフローでのピペッティング

ピペッティングは、さまざまな段階での3D細胞培養での作業の基本的な部分です。各タッチポイントは数秒しか続かないかもしれませんが、オルガノイド培養の作成に成功し、一貫性を維持するためには、正しい機器と技術を使用することが重要です。

オルガノイドのような3D培養の成長は、2D培養とは根本的に異なります。特殊な成長培地内での源細胞の播種は、細胞を均一に分布させるためにより多くのスキルと手腕を必要とします。正確なピペッティングは、培地の交換、栄養素の追加、または薬物反応のテスト時にも重要です。

分析のための細胞回収時に3Dオルガノイド構造の完全性を保つためにも、穏やかで一貫したピペッティング技術が重要です。

オルガノイド培養がピペッティングしにくい理由は？

3D細胞モデルは、2Dで分散している細胞と比較してより壊れやすくなっています。ピペッティングが激しすぎると、これらの構造を破壊し、細胞の挙動と生存に影響を与える可能性があるため、培地交換やその他の操作中はゆっくりと行うことが重要です。

また、オルガノイドが均等に成長し、信頼性のあるデータを生成するためには、3D構造内で細胞の均一な分布が必要です。一貫性のないピペッティングは、ある領域に細胞の凝集ができ、別の領域には少なくなる可能性があります。

オルガノイド形成をサポートするために使用されるマトリックス培地、たとえばMatrigelや合成ハイドロゲルは、扱いにくいものです。これらの液体は非常に粘性が高く、一般的にピペッティングが難しいため、それに応じてピペッティング技術を調整する必要があります。

オルガノイドを扱う際の5つのピペッティングのコツ

ピペットは複雑な機器ですが、ほとんどの科学者はあまりトレーニングを受けずにすぐに使用を開始します。清掃とメンテナンスに加えて、基本的なピペッティング技術には多くのバリエーションがあり、3D細胞培養のような難しいサンプルを扱う際に大きな違いを生む可能性があります。

3D細胞培養を扱う際のピペッティングのコツのトップ5は次のとおりです：

1-    技術を調整する

ピペッティング技術を調整することで、3D培養物をより優しく、より再現性を持ってピペッティングすることができます。速度は重要です。3D細胞モデルの繊細な構造を乱さないように、ゆっくりとピペッティングしてください。粘性の高い溶液、たとえばハイドロゲルの場合は、リバースピペッティングが適しています。また、一部のオルガノイドの調製には混合が必要です。電動ピペットを使用すると、一貫した結果のために最適な混合時間と速度を見つけてプログラムすることができます。

2-    正しいピペットチップを使用する

ピペットとチップは一つのシステムとして機能します。この点は、最新のISO 8655:2022ピペット校正ガイドラインでも強調されています。最良の結果を得るためには、常に同じメーカーのピペットとチップの両方を使用する必要があります。また、異なるチップオプションも検討してください。たとえば、ワイドボアチップは、一部の3D細胞培養アプリケーションに最適です。

3-    プロトコルを標準化する

ピペッティング技術のわずかな違いがデータの変動を引き起こす可能性があります。3D細胞培養ワークフローのための標準化されたピペッティングプロトコルを開発し、ラボの全員が同じ手順に従うようにしてください。Picus^® 2のような電動ピペットを使用すると、ワークフロー管理システムに接続し、ユーザーに関係なく同じピペッティングステップを実行することが可能です。

4-    人間工学を無視しない

長時間のピペッティングは疲れることがあります。人間工学に基づくセットアップと適切なピペッティング技術は、疲労を軽減し、全体的な精度を向上させることができます。人間工学に基づいて設計されたピペットは、使用がはるかに快適で、手の負担を防ぐのに非常に役立ちます。

5-    ピペットをメンテナンスする

校正されていないピペットは、細胞実験にばらつきをもたらす可能性があります。メーカーの推奨するメンテナンススケジュールに従い、定期的にピペットを校正して、最高の作業状態を維持してください。

3D細胞培養の準備、さまざまなシナリオでの適切なピペッティング技術、再現性の向上に関するこれらの3つの素晴らしいリソースをチェックして、最良のピペッティングの実践について学習を続けてください。