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Magnetic Cell Separation
Dabei handelt es sich um etwa 50 Nanometer große Magnetpartikel, an die Antikörper gebunden sind. Diese Antikörper erkennen spezifische Strukturen auf der …
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Was ist Magnetic Cell Separation?
Magnetic Cell Separation, auch Magnetic Activated Cell Sorting (MACS), ist eine Anfang der 1990er Jahre entwickelte Untersuchungsmethode für Zellen in Biologie und Medizin. Sie dient dazu, Zellgemische anhand bestimmter Oberflächenstrukturen zu sortieren oder bestimmte Zellpopulationen aus einem Gemisch abzutrennen. Entwickler und Marktführer für entsprechende Geräte und Reagenzien ist Miltenyi Biotec.
Das Verfahren nutzt magnetische Partikel, die gezielt an bestimmte Zellen gebunden werden. Dadurch lassen sich markierte und unmarkierte Zellen voneinander trennen. Sowohl die markierte als auch die unmarkierte Zellpopulation kann anschließend für weitere Versuche verwendet werden.
Prinzip und Durchführung
Zunächst werden die in einer Suspension vorliegenden Zellen mit sogenannten MicroBeads inkubiert. MicroBeads sind etwa 50 Nanometer große Magnetpartikel. An ihnen sitzen Antikörper, die spezifische Strukturen auf der Oberfläche bestimmter Zellen erkennen. Die Antikörper bewirken, dass die MicroBeads an die gewünschte Zellpopulation binden.
Anschließend wird das Zellgemisch durch eine Säule geleitet, die von einem starken Magnetfeld umgeben ist. Die mit MicroBeads markierten Zellen werden im Magnetfeld zurückgehalten. Beim Spülen der Säule treten daher zunächst nur die unmarkierten Zellen aus. Auf diese Weise wird die markierte Zellpopulation aus dem ursprünglichen Gemisch entfernt.
Wird das Magnetfeld anschließend entfernt, können auch die zurückgehaltenen, markierten Zellen durch Spülen der Säule gewonnen werden. Sie stehen damit ebenfalls für weitere Untersuchungen zur Verfügung. Wird ein Zellgemisch wiederholt mit verschiedenen MicroBeads behandelt, ist eine fraktionierte Trennung möglich. Dabei wird das Gemisch in mehrere unterschiedliche Zellpopulationen aufgetrennt.
Die MicroBeads bestehen aus Eisenoxid und einer Polysaccharid-Umhüllung. An diese Umhüllung sind die Antikörper gebunden. Die Partikel sind biologisch abbaubar und nach einigen Tagen Zellkultur beispielsweise nicht mehr an die Zellen gebunden. Außerdem können sie durch eine enzymatische Behandlung schnell von den Zellen abgetrennt werden.
Positive Selektion, Abreicherung und Anwendungen
Wenn die markierten Zellen die für weitere Versuche benötigten Zielzellen sind, spricht man von positiver Selektion (positive selection). Die gewünschten Zellen werden dabei direkt markiert und anschließend aus der Säule gewonnen.
Sind dagegen die unmarkierten Zellen die Zielzellen, wird die Abtrennung einer bestimmten Zellpopulation als Abreicherung (Depletion) bezeichnet. Diese Strategie ist besonders geeignet, wenn für die gewünschten Zellen keine spezifischen Antikörper oder MicroBeads vorhanden sind oder wenn eine Markierung mit MicroBeads die späteren Untersuchungen stören würde. Durch wiederholte Abreicherungen werden alle anderen Zellpopulationen entfernt, bis die gewünschten Zellen unmarkiert übrig bleiben.
MACS wird typischerweise manuell durchgeführt. Für Anwendungen mit hohem Durchsatz und für klinische Fragestellungen gibt es auch automatisierte Lösungen.