Optimization of Cryopreservation Technique for Human Cord Blood Nucleated Cells Using Combination of Cryoprotectant DMSO and Antioxidant N-acetyl-L-cysteine

Авторы

  • Olena E. Makashova Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Lyubov O. Babijchuk Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Oksana L. Zubova Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Pavlo M. Zubov Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

DOI:

https://doi.org/10.15407/cryo26.04.295

Ключевые слова:

кордовая кровь человека, ядросодержащие клетки, активные формы кислорода, криоконсервирование, диметилсульфоксид, антиоксиданты, N-ацетил-L-цистеин

Аннотация

Ð’ работе оценивали ÑффективноÑÑ‚ÑŒ Ð¿Ñ€Ð¸Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð°Ð½Ñ‚Ð¸Ð¾ÐºÑиданта N-ацетил-L-циÑтеина (ÐЦ) Ð´Ð»Ñ ÐºÑ€Ð¸Ð¾ÐºÐ¾Ð½ÑÐµÑ€Ð²Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑдроÑодержащих клеток кордовой крови (ЯСК КК) человека Ñ Ñ€Ð°Ð·Ð½Ñ‹Ð¼Ð¸ концентрациÑми ÑндоцеллюлÑрного криопротектора диметилÑульфокÑида (ДМСО). УÑтановлено, что увеличение концентрации ДМСО (Ñ 2,5 и 5% до 7,5 и 10%) и времени ÑкÑпозиции ÑуÑпензии ЯСК КК Ñ ÐºÑ€Ð¸Ð¾Ð¿Ñ€Ð¾Ñ‚ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¼ (Ñ 15 до 30 мин и более) приводило к ÑущеÑтвенному увеличению количеÑтва клеток Ñ Ð¸Ð·Ð±Ñ‹Ñ‚Ð¾Ñ‡Ð½Ñ‹Ð¼ Ñодержанием активных форм киÑлорода (ÐФК) (Ñ (7,5 ± 0,8)% при 5% ДМСО и 15-минутной инкубации до (28,9 ± 3,2)% при 10% ДМСО и 60-минутной инкубации), Ñнижению показателей их жизнеÑпоÑобноÑти и ÑохранноÑти. Добавление 10 мМ ÐЦ в Ñреду криоконÑÐµÑ€Ð²Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¸Ð²Ð¾Ð´Ð¸Ð»Ð¾ к уменьшению количеÑтва клеток Ñ Ð¸Ð·Ð±Ñ‹Ñ‚Ð¾Ñ‡Ð½Ñ‹Ð¼ Ñодержанием ÐФК и увеличению показателей их ÑохранноÑти и жизнеÑпоÑобноÑти на Ñтапе Ñквилибрации Ñ ÐºÑ€Ð¸Ð¾Ð¿Ñ€Ð¾Ñ‚ÐµÐºÑ‚Ð¾Ñ€Ð¾Ð¼, а также поÑле Ð·Ð°Ð¼Ð¾Ñ€Ð°Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ отогрева ÑуÑпезии ЯСК КК. МакÑимальный Ñффект был доÑтигнут поÑле Ð´Ð¾Ð±Ð°Ð²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ ÐЦ к Ñредам Ñ 7,5- и 10%-й концентрацией ДМСО. Доказано, что иÑпользование антиокÑиданта ÑпоÑобÑтвует повышению показателей ÑохранноÑти и жизнеÑпоÑобноÑти ЯСК КК в уÑловиÑÑ… оптимальной концентрации криопротектора и времени ÑкÑпозиции Ñ Ð½Ð¸Ð¼.

Биографии авторов

Olena E. Makashova, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел криоцитологии

Lyubov O. Babijchuk, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел криоцитологии

Oksana L. Zubova, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел криоцитологии

Pavlo M. Zubov, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел криоцитологии

Библиографические ссылки

Armitage S. Cord blood banking standards: autologous versus altruistic. Front Med (Lausanne) 2015; 2: 94. CrossRef

Babijchuk L.A., Makashova O.Ye., Zubov P.M., Zubova O.L. Estimation of antioxidant properties of N-acetyl-L-cysteine during cord blood cryopreservation with DMSO. In: Advances in cell biology and biotechnology: Proceedings of the International Conference of Ukrainian Society of Cell Biology; 2015 Oct 11–13; Lviv.

Babijchuk L.A., Makashova O.Ye., Zubova O.L. et al. Using of N-acetyl-L-cysteine antioxidant for increasing in cord blood nucleated cells recovery and viability cryopreserved with DMSO. Proceedings of Conference on Actual Questions of Transfusiology and Clinical Medicine; 2015 Oct 6-7; Kirov. p. 32–35.

BabÑ–jchuk L.O., Grischenko V.І., GurÑ–na T.M. et al., inventors. Cryopreservation method of cord blood nucleated cells including hematopoietic stem cells. Patent of Ukraine â„– 92227, IPC Ð01N1/02. 2010 Oct 11.

Ballen K., Gluckman E., Broxmeyer H.E. Umbilical cord blood transplantation: the first 25 years and beyond. Blood 2013; 122(4): 491–498. CrossRef PubMed

Baust J.G., Gao D., Baust J.M. Cryopreservation: An emerging paradigm change. Organogenesis 2009; 5 (3): 90–96. CrossRef PubMed

Chen G., Yue A., Ruan Z. et al. Comparison of the effects of different cryoprotectants on stem cells from umbilical cord blood. Stem Cells Int 2016; (2016): 1396783–1396790. CrossRef

Chen X., Zhong H. Z, Xu Z. et al. 2',7'-Dichlorodihydrofluorescein as a fluorescent probe for reactive oxygen species measurement: Forty years of application and controversy. Free Radic Res 2010; 44(6): 587–604. CrossRef PubMed

Davis J.M., editor. Basic cell culture. A practical approach. Oxford University Press, Oxford; 2002.

Fiorentini C., Falzano L., Rivabene R. et al. N-acetylcysteine protects epithelial cells against the oxidative imbalance due to Clostridium difficile toxins. FEBS Letters 1999; 453(1–2): 124–128. CrossRef

Fry L.J., Querol S., Gomez S.G. et al. Assessing the toxic effects of DMSO on cord blood to determine exposure time limits and the optimum concentration for cryopreservation. Vox Sang 2015; 109(2): 181–190. CrossRef PubMed

Gluckman E. History of cord blood transplantation. Bone Marrow Transplantation 2009; 44(10): 621–626. CrossRef PubMed

Hayakawa J., Joyal E.G., Gildner J.F. et al. 5% dimethyl sulfoxide (DMSO) and pentastarch improves cryopreservation of cord blood cells over 10% DMSO. Transfusion 2010; 50(10): 2158–2166. CrossRef PubMed

Lafolla M.A., Tay J., Allan D.S. Transplantation of umbilical cord blood-derived cells for novel indications in regenerative therapy or immune modulation: a scoping review of clinical studies. Biol Blood Marrow Transplant 2014; 20(1): 20–25. CrossRef PubMed

Khomenko V.I., Bychkov V.V., Bazyka D.A. State of development of hematopoietic stem cell transplantation in Еurope and world. Lik Sprava 2014; 7–8: 117–121.

Kim K.M., Huh J.Y., Hong S.S., Kang M.S. Assessment of cell viability, early apoptosis, and hematopoietic potential in umbilical cord blood units after storage. Transfusion 2015; 55(8): 2017–2022. CrossRef PubMed

Makashova E.Ye., Zubova O.L., Zubov P.M. Use of N-Acetyl-L-Cysteine antioxidant in cryopreservation of cord blood nucleated cells. Problems of Cryobiology and Cryomedicine 2016; 26(2): 183. CrossRef

Millea P.J. N-acetylcysteine: multiple clinical applications. Am Fam Physician 2009; 80(3): 265–269. PubMed

Mitrus I., Smagur A., Giebel S. et al. A faster reconstitution of hematopoiesis after autologous transplantation of hematopoietic cells cryopreserved in 7.5% dimethyl sulfoxide if compared to 10% dimethyl sulfoxide containing medium. Cryobiology 2013; 67(3): 327–331. CrossRef PubMed

Passweg J.R., Baldomero H., Bader P. et al. Hematopoietic stem cell transplantation in Europe 2014: more than 40 000 transplants annually. Bone Marrow Transplant 2016; 51(6): 786–792. CrossRef PubMed

Ray P.D., Huang B.W., Tsuji Y. Reactive oxygen species (ROS): homeostasis and redox regulation in cellular signaling. Cell Signal 2012; 24(5): 981–990. CrossRef PubMed

Rocha V., Labopin M., Sanz G. et al. Transplants of umbilical-cord blood or bone marrow from unrelated donors in adults with acute leukemia. En Engl J Med 2004; 351 (722): 2276–2285. CrossRef PubMed

Rushworth G.F., Megson I.L. Existing and potential therapeutic uses for N-acetylcysteine: the need for conversion to intracellular glutathione for antioxidant benefits. Pharmacol Ther 2014; 141(2): 150–159. CrossRef PubMed

Schmid I.W., Krall J., Uittenbogaart C.H. Dead cell discrimination with 7-amino-actinomycin D in combination with dual color laser flow cytometry. Cytometry 1992; 13: 204–208. CrossRef PubMed

Soh N. Recent advances in fluorescent probes for the detection of reactive oxygen species. Anal Bioanal Chem 2006; 386(3): 532–543. CrossRef PubMed

Thannickal V.J., Fanburg B.L. Reactive oxygen species in cell signaling. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2000; 279(6): 1005–1028. PubMed

Wang L.L., Jin L., Xu H.M., Hao Y.W. Correlation between reactive oxygen species of cryopreserved peripheral blood mononuclear cells and expression of homing adhesion molecules on peripheral blood hematopoietic stem/progenitor cells. Zhongguo Shi Yan Xue Ye Xue Za Zhi 2012; 20(6): 1452–1456.

Wardman P. Fluorescent and luminescent probes for measurement of oxidative and nitrosative species in cells and tissues: progress, pitfalls, and prospects. Free Radic Biol Med 2007; 43(7): 995–1022. CrossRef PubMed

Загрузки

Опубликован

2016-12-23

Как цитировать

Makashova, O. E., Babijchuk, L. O., Zubova, O. L., & Zubov, P. M. (2016). Optimization of Cryopreservation Technique for Human Cord Blood Nucleated Cells Using Combination of Cryoprotectant DMSO and Antioxidant N-acetyl-L-cysteine. Проблемы криобиологии и криомедицины, 26(4), 295–307. https://doi.org/10.15407/cryo26.04.295

Выпуск

Том 26 № 4 (2016): Проблемы криобиологии и криомедицины

Раздел

Теоретическая и экспериментальная криобиология

Лицензия

Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:

  • Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.
  • Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  • Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).