Кріоконсервування еритроцитів собак із використанням диметилсульфоксиду, поліетиленгліколю та сахарози
DOI:
https://doi.org/10.15407/cryo31.01.038Ключові слова:
еритроцити собак, кріоконсервування, кріопротектор, механічна стійкість, осмотична крихкістьАнотація
У роботі досліджено захисні властивості комбінованих середовищ проникного (диметилсульфоксиду) та непроникного (поліетиленгліколю з м. м. 1500) кріопротекторів при швидкому охолодженні в рідкому азоті еритроцитів собак із використанням сольового та сахарозно-сольового середовищ. Встановлено, що застосування комбінованих розчинів
кріопротекторів на основі поліетиленгліколю з м. м. 1500 (15%) та диметилсульфоксиду (2,5–10%) в сольовому середовищі недостатньо ефективне для кріоконсервування еритроцитів собак. Зменшення концентрації солі та додавання у середовище кріоконсервування непроникної у клітини сахарози сприяє підвищенню збереженості еритроцитів після розморожування.
Кращі кріозахисні властивості для еритроцитів собак проявив 10%-й диметилсульфоксид на основі сахарозно-сольового середовища, при цьому спостерігалися висока збереженість клітин після заморожування-відігрівання, механічна та осмотична
стійкість деконсервованих еритроцитів. Це свідчить про можливість довгострокового зберігання і застосування кріоконсервованих еритроцитів собак для трансфузій.
Probl Cryobiol Cryomed 2021; 31(1): 038–050
Посилання
Aleksandrova DI, Zemlianskykh NG. Impact of ionic composition of cryoprotective medium and cryopreservation on human erythrocyte sensitivity to mechanical stress. Probl Cryobiol Cryomed 2019; 29(4): 317-31. CrossRef
Babiychuk LA, Zemlianskykh NG. Optimization and advantages of washing-out method of erythrocyte cryopreservation with PEO-1500. Problems of Cryobiology. 2001; (1): 35-41.
Barfield D, Adamantos S. Feline blood transfusions: A pinker shade of pale. J Feline Med Surg. 2011; 13 (1): 11-23. CrossRef
Bogdanchikova OA, Gurina TM, Kompaniets AM. Blood platelet freezing under cryoprotective media with different combinations of cryoprotectants. Problems of Cryobiology. 2008; 18 (1): 109-13. Full Text
Contreras TJ, Lindberg JR, Lowrie GB, et al. Liquid and freeze-preservation of dog red blood cells. Transfusion. 1979; 19 (3): 279-92. CrossRef
Соtter SM. Advances in veterinary science and comparative medicine: comparative transfusion medicine. San Diego: Academic Press; 1991. Vol. 36.
DeLuca LA, Glass SG, Johnson RE, Burger M. Description and evaluation of a canine volunteer blood donor program. J Appl Anim Welf Sci. 2006; 9 (2): 129-41. CrossRef
Denisova ON, Zhegunov GF, Babijchuk LA. Cryopreservation of animal's erythrocytes under dimethyl sulfoxide, polyethylene oxide and glycerol protection. Problems of Cryobiology. 2005; 15 (2): 195-201. Full Text
Denysova ON, Zhegunov GF, Zemlianskykh NG. [Resistance of erythrocytes of animals against the influence of low temperatures.] Naukovyi vіsnyk Natsіonalnogo agrarnogo unіversitetu. 2008; 126: 67-5. Ukrainian.
Feinman HM, Ben M, Lein R. Toxicology of DMSO in primate. Pharmacologist. 1964; 6 (1): 188-93.
Feldman BF, Kristensen AT. Modern veterinary blood banking practices and their applications in companion animal practice. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 1995; 25 (6): 1231-43. CrossRef
Gao D, Critser JK. Mechanisms of cryoinjury in living cells. ILAR J. 2000; 41(4):187-96. CrossRef
González-Guerrero C, Montoro-Ronsano JB. Physiopathology and treatment of critical bleeding: a literature review. Farm Hosp. 2015; 39 (6): 382-98. PubMed
Graham JE, Meola DM, Kini NR, Hoffman AM. Comparison of the effects of glycerol, dimethyl sulfoxide, and hydroxyethyl starch solutions for cryopreservation of avian red blood cells. Am J Vet Res. 2015; 76 (6): 487-93. CrossRef
Heesch H, Day JG, Yamagishi T, Kawai H, et al. Cryopreservation of the model alga Ectocarpus (Phaeophyceae). Cryo Letters. 2012; 33 (5); 327-36. PubMed
Huggins CE. Preservation of hemolysis of large volumes of red blood cells slowly frozen and thawed in the presence of dimethylsulphoxide. Transfusion. 1963; 3 (4): 557-8. CrossRef
Jain NC. Osmotic fragility of erythrocytes of dogs and cats in health and in certain hematologic disorders. Cornell Vet. 1973; 63 (3): 411-23. PubMed
Ishiguro H, Rubinsky B. Mechanical interactions between ice crystals and red blood cells during directional solidification. Cryobiology. 1994; 31 (5): 483-500. CrossRef
Kim H, Itamoto K, Une S, et al. Application of phosphoenolpyruvate into canine red blood cell cryopreservation with hydroxyethyl starch. Cryo Letters. 2005; 26 (1): 1-6. PubMed
Kim H, Tanaka S, Une S, et al. A comparative study of the effects of glycerol and hydroxyethyl starch in canine red blood cell cryopreservation. J Vet Med Sci. 2004; 66 (12): 1543-7. CrossRef
Kostyaev AA, Martusevich AK, Andreev AA. [Toxicity of cryoprotectants and cryoconservants on their basis for blood components and bone marrow]. Nauchnoe obozrenie. Meditsinskie nauki. 2016; (6): 54-74. Russian.
Kristensen AT, Feldman BF. Blood banking and transfusion medicine. In: Ettinger SJ, Feldman EC, editors. Textbook of veterinary internal medicine. Diseases of the dog and cat. Philadelphia: W. B. Saunders; 1995. p. 347-60.
Kummerow D, Hamann J, Browning JA, et al. Variations of intracellular pH in human erythrocytes via K+(Na+)/H+ exchange under low ionic strength conditions. J Membrane Biol. 2000; 176(3): 207-16. CrossRef
Langer R, Albrecht R, Hempel K, et al. Characterization of 24-hour survival rate and duration of survival of hydroxyethyl starch cryopreserved erythrocytes after autologous transfusion in the dog. Infusionsther Transfusionsmed. 1994; 21 (6): 393-400. CrossRef
Lovelock F, Bishop MW. Prevention of freezing damage to living cells by DMSO. Nature, 1959; 183 (4666): 1394-5. CrossRef
Mazur P. Kinetics of water loss from cells at subzero temperatures and the likelihood of intracellular freezing. J Gen Physiol. 1963; 47: 347-69. CrossRef
McWilliams RB, Gibbons W, Leibo S. Osmotic and physiological responses of mouse zygotes and human oocytes to mono- and disaccharides. Hum Reprod. 1995; 10: 1163-71. CrossRef
Mezhidov SKh, Moiseyev VA. Effect of combined treatment by highly molecular cryoprotectants and 1,2-propanediol on survival of red blood cells during cryopreservation. Problems of Cryobiology. 1995; (3): 45-7.
Moersdorf D, Egee S, Hahn C, et al. Transmembrane potential of red blood cells under low ionic strength conditions. Cell Physiol Biochem. 2013; 31(6): 875-82. CrossRef
Naaldijk Y, Staude M, Fedorova V, Stolzing A. Effect of different freezing rates during cryopreservation of rat mesenchymal stem cells using combinations of hydroxyethyl starch and dimethylsulfoxide. BMC Biotechnol [Internet]. 2012 Aug 13 [cited 2020 Jan 20]. Available from: https:// bmcbiotechnol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1472-6750-12-49 CrossRef
Pakhomova YS, Chekanova VV, Kompaniets AM. Cryoprotective properties of solutions based on non-penetrative OEGn = 25 combined with penetrating cryoprotectants during freezing of human erythrocytes. Probl Cryobiol Cryomed. 2013; 23 (1): 26-39. Full Text
Penninckx F, Poelmans S, Kerremans R, De Loecker W. Erythrocyte swelling after rapid dilution of cryoprotectants and its prevention. Cryobiology. 1984; 21(1): 25-32. CrossRef
Petrenko YA, Jones DR, Petrenko AY. Cryopreservation of human fetal liver hematopoietic stem/progenitor cells using sucrose as an additive to the cryoprotective medium Cryopreservation of human fetal liver hematopoietic stem/progenitor cells using sucrose as an additive to the cryoprotective medium. Cryobiology. 2008; 57 (3); 195-200. CrossRef
Price GS, Armstrong PJ, McLeod DA, et al. Evaluation of citrate-phosphate-dextrose-adenine as a storage medium for packed canine erythrocytes. J Vet Intern Med. 1988; 2(3): 126-32. CrossRef
Quan GB, Han Y, Liu MX. Effects of pre-freeze incubation of human red blood cells with various sugars on postthaw recovery when using a dextran-rapid cooling protocol. Cryobiology. 2009; 59 (3): 258-67. CrossRef
Rosenbaum EE. Klinische Erfahrungen mit der Anwendung von DMSO. In: von Laudahn G, Gertich K, editors. DMSO-Symposium. 2 Internationales Symposium. 8-9 November 1966, Vienna, Austria. Berlin: Saladruck ; 1966. p. 47-8.
Rozanski E, de Laforcade AM. Transfusion medicine in veterinary emergency and critical care medicine. Clin Tech Small Anim Pract. 2004; 19 (2): 83-7. CrossRef
Saragusty J, Gacitua H, Rozenboim I, Arav A. Do physical forces contribute to cryodamage? Biotechnol Bioeng. 2009; 104 (4); 719-28. CrossRef
Sputtek A, Langer R, Schmid H, et al. Cryopreservation of erythrocytes with hydroxyethyl starch. In vitro results leading to an autologous retransfusion model in the dog. Beitr Infusionsther. 1992; 30: 292-6 PubMed
Ulizko PY, Zhegunov GF, Bobrova OM, Zinchenko OV. [Influence of mixtures of cryoprotective on safety of cryopreservation of erythrocyte of mammals]. Bulletin of problems in biology and medicine. 2011; (3, Part 3): 26-9. Russian.
Vácha R, Berkowitz ML, Jungwirth P. Molecular model of a cell plasma membrane with an asymmetric multicomponent composition: water permeation and ion effects. Biophys J. 2009; 96(11): 4493-501. CrossRef
Zemlianskykh NG. [Effects of cryoprotective substances on mechanical stability and geometrical parameters of human erythrocytes]. Biofizika. 2018; 63 (1): 94-105. Russian. CrossRef
Zemlianskykh NG, Babiychuk LA. Cryopreservation in presence of PEG-1500 affects erythrocyte surface characteristics. Probl Cryobiol. Cryomed. 2015; 25(2): 104-13. CrossRef
Zhegunov GF, Nardid OA, editors. [Basics of cryobiology and cryomedicine.] Kharkiv: Brovin AB; 2019. 616p. Russian.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
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).
