ВлиÑние инкапÑулÑции в альгинатные микроÑферы на жизнеÑпоÑобноÑÑ‚ÑŒ мезенхимальных Ñтромальных клеток поÑле ÑкÑпозиции Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð½Ð¸ÐºÐ°ÑŽÑ‰Ð¸Ð¼Ð¸ криопротекторами
DOI:
https://doi.org/10.15407/cryo26.03.213Ключевые слова:
мезенхимальные Ñтромальные клетки, альгинатные микроÑферы, витрификациÑ, мультикомпонентный раÑтвор криопротекторов, диметилÑульфокÑид, Ñтиленгликоль, 1, 2-пропандиолАннотация
Ð’ работе изучено влиÑние инкапÑулÑции в альгинатные микроÑферы (ÐМС) на жизнеÑпоÑобноÑÑ‚ÑŒ мезенхимальных Ñтромальных клеток (МСК) поÑле ÑкÑпозиции в течение 1,5 и 5 мин Ñ Ñ€Ð°Ñтворами проникающих криопротекторов диметилÑульфокÑида (ДМСО), ÑÑ‚Ð¸Ð»ÐµÐ½Ð³Ð»Ð¸ÐºÐ¾Ð»Ñ (ÐГ) и 1,2-пропандиола (1,2-ПД) в концентрациÑÑ… от 1,5 до 9 Ðœ. УÑтановлено, что показатель жизнеÑпоÑобноÑти МСК в виде ÑуÑпензии и ÐМС ÑнижаетÑÑ Ñ ÑƒÐ²ÐµÐ»Ð¸Ñ‡ÐµÐ½Ð¸ÐµÐ¼ концентрации криопротекторов и времени ÑкÑпозиции, а инкапÑулÑÑ†Ð¸Ñ Ð² ÐМС ÑущеÑтвенно уменьшает токÑичеÑкое повреждение клеток криопротекторами. Так, еÑли 5-Ð¼Ð¸Ð½ÑƒÑ‚Ð½Ð°Ñ ÑкÑÐ¿Ð¾Ð·Ð¸Ñ†Ð¸Ñ ÐœÐ¡Ðš в виде ÑуÑпензии Ñ 9 Ðœ ДМСО, ÐГ и 1,2-ПД приводила к гибели практичеÑки вÑех клеток в ÑуÑпензии, то жизнеÑпоÑобноÑÑ‚ÑŒ МСК в ÑоÑтаве ÐМС поÑле ÑкÑпозиции в аналогичных уÑловиÑÑ… ÑоÑтавлÑла 60, 80 и 52% ÑоответÑтвенно. УÑтановлено, что иÑÑледованные проникающие криопротекторы обладают разной цитотокÑичноÑтью по отношению к МСК, ÐºÐ¾Ñ‚Ð¾Ñ€Ð°Ñ ÑнижаетÑÑ Ð² Ñ€Ñду ДМСО > 1,2-ПД > ÐГ. Полученные результаты могут быть иÑпользованы при разработке многокомпонентных витрифицирующих раÑтворов.
Библиографические ссылки
Augst A.D., Kong H.J., Mooney D. J. Alginate hydrogels as biomaterials. Macromolecular bioscience 2006; 6(8): 623–633. CrossRef PubMed
Aye M., Di Giorgio C., De Mo M. et al. Assessment of the geno-toxicity of three cryoprotectants used for human oocyte vitrification: dimethyl sulfoxide, ethylene glycol and propylene glycol. Food and Chemical Toxicology 2010; 48(7): 1905–1912. CrossRef PubMed
Bernas T., Dobrucki J. Mitochondrial and nonmitochondrial reduction of MTT: interaction of MTT with TMRE, JC-1, and NAO mitochondrial fluorescent probes. Cytometry 2002; 47(4): 236–242. CrossRef PubMed
Fahy G. M. The relevance of cryoprotectant "toxicity" to cryobiology. Cryobiology 1986; 23(1): 1–13. CrossRef
Gautier A., Carpentier B., Dufresne M. et al. Impact of alginate type and bead diameter on mass transfers and the metabolic activities of encapsulated c3a cells in bioartificial liver applications. European Cells and Materials 2011; 21(25): 94–106. PubMed
Goedert M., Mobed-Miremadi M. Cross-linked alginate film pore size determination using atomic force microscopy and validation using diffusivity. Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology 2013; 3(4): 1–12. CrossRef
Gorokhova N.A., Petrenko Yu.A., Petrenko A.Yu. Search of cryoprotective medium for vitrification of fetal fibroblastlike suspension cells. Problems of Cryobiology 2007; 17(1): 50–59.
Herskovits T.T., Gadegbeku B., Jaillet H. On the structural stability and solvent denaturation of proteins. I. Denaturation by the alcohols and glycols. J Biol Chem 1970; 245(10): 2588–2598. PubMed
Kuleshova L.L., Gouk S.S., Hutmacher D.W. Vitrification as a prospect for cryopreservation of tissue-engineered constructs. Biomaterials 2007; 28(9): 1585–1596. CrossRef PubMed
Lawson A., Mukherjee I., Sambanis A. Mathematical modeling of cryoprotectant addition and removal for the cryopreservation of engineered or natural tissues. Cryobiology 2013; 64(1): 1–11. CrossRef PubMed
Lawson A., Ahmad H., Sambanis A. Cytotoxicity effects of cryoprotectants as single-component and cocktail vitrification solutions. Cryobiology 2011; 62(2): 115–122. CrossRef PubMed
Leal-Egana A., Dietrich-Braumann U., Diaz-Cuenca A. et al. Determination of pore size distribution at the cell-hydrogel interface. Journal of Nanobiotechnology 2011; 9(1): 24–32. CrossRef PubMed
Marquez-Curtis A., Janowska-Wieczorek A., McGann L., J. Elliot Mesenchymal stromal cells derived from various tissues: biological, clinical and cryopreservation aspects. Cryobiology 2015; 71(2): 181–197. CrossRef PubMed
Morris C., de Wreede L., Scholten M. et al. Should the standard dimethyl sulfoxide concentration be reduced? Results of a European Group for Blood and Marrow Transplantation prospective noninterventional study on usage and side effects of dimethyl sulfoxide. Transfusion 2014; 54(10): 2514–2522. CrossRef PubMed
Murua A., Portero A., Orive G. et al. Cell microencapsulation technology: towards clinical application. Journal of Controlled Release 2008; 132(2): 76–83. CrossRef PubMed
Ock S., Rho G. Effect of dimethyl sulfoxide (DMSO) on cryopreservation of porcine mesenchymal stem cells (PMSCS). Cell Transplantation 2011; 20(8): 1231–1239. CrossRef PubMed
Petrenko A.Yu., Mazur S.P., Petrenko Yu.A. et al. Isolation and multilineage differentiation of stromal cells from human fetal and adult tissue. Transplantologiya 2007; 9(1): 218–220.
Pravdyuk A.I., Petrenko Yu.A., Volkova N.A. et al. Properties of mesenchymal stromal human cells encapsulated in alginate microbeads. Biotechnologiya 2010; 3(2): 62–70.
Rowley S., Anderson G. Effect of DMSO exposure without cryopreservation on hematopoietic progenitor cells. Bone Marrow Transplantation 1993; 11(5): 389–393. PubMed
Simpson N., Grant S., Gustavsson L. et al. Biochemical consequences of alginate encapsulation: a NMR study of insulin-secreting cells. Biomaterials 2006; 27(12): 2577–2586. CrossRef PubMed
Taniguchi M., Arikawa R., Kaedei Y. et al. Effects of cryopro-tectant agents and equilibration methods on developmental competence of porcine oocytes. Cryoletters 2011; 32(5): 410–422.
Zaikov V.S., Petrenko Yu.A., Trufanova N.A. et al. Effect of cryopreservation using slow freezing or vitrification on viability and metabolic activity of mesenchymal stromal cells encapsulated within alginate spheres with diameter of 1 mm and more. Probl Cryobiol Cryomed 2014; 24(3): 222–230.
Zaikov V.S., Petrenko Yu.Au., Trufanova N.A. et al. Vitrification of mesenchymal stromal cells in alginate microbeads. Probl Cryobiol Cryomed 2012; 22(4): 14–20.
Wusteman M., Pegg D., Robinson M. et al. Vitrification media: toxicity, permeability, and dielectric properties. Cryobiology 2002; 44(1): 24–37. CrossRef
Zimmermann H., Shirley S., Zimmermann U. Alginate-based encapsulation of cells: past, present, and future. Current diabetes reports 2007; 7(4): 314–320. CrossRef PubMed
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2020 Vedeney S. Zaikov, Dmitriy N. Tarusin, Aleksandr Yu. Petrenko
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
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).
