Вибір умов вітрифікації макропористих матриць, заселених мезенхімальними стромальними клітинами
DOI:
https://doi.org/10.15407/cryo30.01.077Ключові слова:
тканинноінженерні конÑтрукції, макропориÑÑ‚Ñ– матриці, вітрифікаціÑ, девітрифікаціÑ, розтріÑкуваннÑ, мезенхімальні Ñтромальні клітини, життєздатніÑÑ‚ÑŒАнотація
У роботі були визначені склад розчину кріопротекторів і умови вітрифікації (способи насичення, видалення кріопротекторів, режими охолодження-відігріву) тканинноінженерних конструкцій на основі макропористих матриць (МПМ) і мезенхімальних стромальних клітин (МСК), що попереджали розвиток кристалізації та розтріскування склообразної фази, а також досліджено вплив розроблених умов на життєздатність клітин і структуру МПМ. Процеси кристалізації та розтріскування вивчали за умов охолодження і відігріву МПМ у розчинах кріопротекторів у кріопробірках. Життєздатність МСК у суспензії визначали за забарвленням трипановим синім, у складі МПМ – за фарбуваннм етидіум бромідом і флуоресцеїн діацетатом. Метаболічну активність МСК оцінювали за МТТ-тестом. Показано, що обрані умови забезпечують високу життєздатність МСК після вітрифікації у вигляді суспензії, але вимагають удосконалення для збереження клітин, заселених у макропористі матриці.
Probl Cryobiol Cryomed 2020; 30(1): 077–089
Посилання
Acker J, Larese A, Yang H, et al. Intracellular ice formation is affected by cell interactions. Cryobiology. 1999; 38(4): 363-71. CrossRef
Baudot A, Alger L, Boutron P. Glass-forming tendency in the system water-dimethyl sulfoxide. Cryobiology. 2000; 40(2): 151-8. CrossRef
Baudot A, Odagescu V. Thermal properties of ethylene glycol aqueous solutions. Cryobiology. 2004; 48(3): 283-94. CrossRef
Catry J, Luong-Nguyen M, Arakelian L, et al. Circumferential esophageal replacement by a tissue-engineered substitute using mesenchymal stem cells: an experimental study in mini pigs. Cell Transplant. 2017; 26(12): 1831-9. CrossRef
Chen D, Gelenter MD, Hong M, et al. Icephobic surfaces induced by interfacial nonfrozen water. ACS Appl Mater Interfaces. 2017; 9(4): 4202-14. CrossRef
Dankberg F, Persidsky MD. A test of granulocyte membrane integrity and phagocytic function. Cryobiology. 1976; 13(4): 430-2. CrossRef
Day AGE, Bhangra KS, Murray-Dunning C. The effect of hypothermic and cryogenic preservation on engineered neural tissue. Tissue Eng Part C Methods. 2017; 23(10): 575-82. CrossRef
Flaxman BA. Cell identification in primary cell cultures from skin. In vitro. 1974; 10(1-2): 112-8. CrossRef
Fritsch K, Pigeot S, Feng X, et al. Engineered humanized bone organs maintain human hematopoiesis in vivo. Exp Hematol. 2018; 61: 45-51. CrossRef
Irimia D, Karlsson J. Kinetics and mechanism of intercellular ice propagation in a micropatterned tissue construct. Biophys J. 2002; 82(4): 1858-68. CrossRef
Kravchenko LP, Petrenko AYu, Somov AYu, et al. Respiratory activity of isolated rat hepatocytes following cold storage and subsequent rewarming: A comparison of sucrose-based and University of Wisconsin solutions. Cryobiology. 2001; 42(3): 218-21. CrossRef
Kuleshova LL, MacFarlane DR, Trounson AO, et al. Sugars exert a major influence on the vitrification properties of ethylene glycol-based solutions and have low toxicity to embryos and oocytes. Cryobiology. 1999; 38(2): 119-30. CrossRef
Lawson A, Mukherjee IN, Sambanis A. Mathematical modeling of cryoprotectant addition and removal for the cryopreservation of engineered or natural tissues. Cryobiology. 2012; 64(1): 1-11. CrossRef
MacFarlane DR, Forsyth M, Barton CA. Vitriï¬cation and devitriï¬cation in cryopreservation. In: Steponkus PL, editor. Advances in Low-Temperature Biology. London: JAI Press; 1991, Vol. 1. p. 221-77.
Mehl PM. Nucleation and crystal growth in a vitriï¬ cation solution tested for organ cryopreservation by vitriï¬ cation. Cryobiology. 1993; 30(5): 509-18. CrossRef
Petrenko YA, Ivanov RV, Lozinsky VI, et al. Comparison of the methods for seeding human bone marrow mesenchymal stem cells to macroporous alginate cryogel carriers. Bull. Exp. Biol. Med. 2011; 150(4): 543-6. CrossRef
Petrenko YA, Ivanov RV, Petrenko AY, et al. Coupling of gelatin to inner surfaces of pore walls in spongy alginate-based scaffolds facilitates the adhesion, growth and differentiation of human bone marrow mesenchymal stromal cells. J Mater Sci Mater Med. 2011; 22(6): 1529-40. CrossRef
Riss T, Moravec RA, Niles AL, et al. Cell Viability Assays. In: Assay Guidance Manual [Internet]. 2013 May 1 [cited 2018 May 22]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK144065/
Seglen PO. Preparation of isolated rat liver cells. Methods Cell Biol. 1976; 13: 29-83. CrossRef
Shaw JM, Kuleshova LL, MacFarlane DR, et al. Vitrification properties of solutions of ethylene glycol in saline containing PVP, Ficoll, or dextran. Cryobiology. 1997; 35(3): 219-29. CrossRef
Steif PS, Palastro M, Wen CR, et al. Cryomacroscopy of vitrification, Part II: Experimental observations and analysis of fracture formation in vitrified VS55 and DP6. Cell Preservation Technology. 2005; 3(3): 184-200. CrossRef
Trufanova NA, Zaikov VS, Zinchenko AV, et al. Closed vitrification system as a platform for cryopreservation of tissue engineered constructs. CryoLetters. 2016; 37(6): 440-7. PubMed
Wen F, Magalhães R, Gouk SS, et al. Vitreous cryopreservation of nanofibrous tissue-engineered constructs generated using mesenchymal stromal cells. Tissue Eng Part C Methods. 2009; 15(1): 105-14. CrossRef a>
Wowk B, Leitl E, Rash CM, et al. Vitrification enhancement by synthetic ice blocking agents. Cryobiology. 2000; 40(3): 228-36. CrossRef
Wowk B. Roles of ice-active agents in organ cryopreservation. Cryobiology. 2015; 71(1): 172-3. CrossRef
Wu Y, Yu H, Chang S, et al. Vitreous cryopreservation of cell-biomaterial constructs involving encapsulated hepatocytes. Tissue Eng. 2007; 13(3): 649-58. CrossRef
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Natalia Trufanova , Igor Kovalenko , Oleksandr Petrenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
