Кріоконсервування дендритних клітин як етап біотехнологічного процесу для їх застосування у клінічній практиці
DOI:
https://doi.org/10.15407/cryo31.04.289Ключові слова:
кріоконсервування, мононуклеарні клітини, моноцити, толерогенні дендритні клітини, аутоімунні захворюванняАнотація
Важлива складова патогенезу аутоімунних захворювань – дисрегуляція імунної системи у вигляді порушень толерантності до власних антигенів за зниження вмісту Т-регуляторних клітин. Їх формування тісно пов’язано з функцією дендритних клітин (ДК), тому перспективним для відновлення антиген-специфічної толерантності на тлі аутоімунних захворювань є застосування ДК із толерогенним потенціалом. Останнім часом активно обговорюється питання щодо створення банків толерогенних ДК для клінічного використання, яке передбачає їх кріоконсервування. Дотепер не існує єдиного протоколу заморожування ДК, який би враховував різні джерела їх одержання, вихідний структурно-функціональний стан перед заморожуванням, склад середовища кріоконсервування та інші фактори. У огляді узагальнено експериментальні дані щодо кріоконсервування мононуклеарів або моноцитів периферичної крові й кісткового мозку. Вивчено потенціал подальшого їх диференціювання ex vіvo у ДК для забезпечення стабільності незрілого фенотипу й толерогенної функції.
Probl Cryobiol Cryomed 2021; 31(4): 289–303
Посилання
Alinkina ES, Misharina TA, Fatkullina LD. [Antiradical properties of oregano, thyme, and savory essential oils]. Prikl Biokhim Mikrobiol. 2013; 49 (1): 82-7. Russian. CrossRef
Ayroldi E, Cannarile L, Migliorati G, Nocentini G, et al. Mechanisms of the anti-inflammatory effects of glucocorticoids: genomic and nongenomic interference with MAPK signaling pathways. The FASEB Journal. 2012; 26: 4805-20. CrossRef
Baust J, Van Buskirk R, Baust G. Cell viability improves following inhibition of cryopreservation-induced apoptosis. In Vitro Cell Dev Biol Anim. 2000; 36 (4): 262-70. CrossRef
Beloglazov VA, Lugachov BI. [Molecular mechanisms of the role of Toll-like 4 receptors and ubiquitinediting enzyme A 20 in the pathogenesis of bronchial asthma]. Immunology. 2019; 40 (1): 62-7. Russian.
Borges TJ, Wieten L, van Herwijnen MJ, et al. The anti-inflammatory mechanisms of Hsp70. Front Immunol [internet]. 2012 May 4 [cited Dec 09 2020]; 3: 95. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2012.00095/full CrossRef
Buhl T, Legler TJ, Rosenberger A. et al. Controlled-rate freezer cryopreservation of highly concentrated peripheral blood mononuclear cells results in higher cell yields and superior autologous T-cell stimulation for dendrtic cell-based immunotherapy. Cancer Immunol Immunother. 2012; 61 (11): 2021-31. CrossRef
Byoungjae K, Kim TH. Fundamental role of dendritic cells in inducing Th2 responses. Korean J Intern Med 2018; 33: 483-9. CrossRef
Chereshnev VA, Gusev EYu. [Immunological and pathophysiological mechanisms of systemic inflammation]. Med Immunol. 2012; 14 (1-2): 9-20. Russian CrossRef
Cannarile L, Delfino DV, Adorisio S, et al. Implicating the role of GILZ in glucocorticoid modulation of T-cell activation. Front Immunol [internet]. 2019 Aug 7 [cited Dec 09 2020] 10: 1823. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.01823/full CrossRef
Cauwels A, Tavernier J. Tolerizing strategies for the treatment of autoimmune diseases: from ex vivo to in vivo strategies. Front Immunol [internet]. 2020 May 14 [cited Nov 10 2020]; 11: 674. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2020.00674/full CrossRef
De Loecker P, Fuller BJ, De Loecker W. The effects of cryopreservation on protein synthesis and membrane transport in isolated rat liver mitochondria. Cryobiology. 1991; 28(5): 445-53. CrossRef
Desai K, Spikings E, Zhang T. Use of methanol as cryoprotectant and its effect on sox genes and proteins in chilled zebrafish embryos. Cryobiology. 2015; 71(1): 1-11. CrossRef
François M, Copland IB, Yuan S, et al. Cryopreserved mesenchymal stromal cells display impaired immunosuppressive properties as a result of heat-shock response and impaired interferon-γ licensing. Cytotherapy. 2012; 14(2): 147-52. CrossRef
Fuller BJ. Gene expression in response to low temperatures in mammalian cells: a review of current ideas. CryoLetters. 2003; 24 (2): 95-102. PubMed
García-González PA, Schinnerling K, Sepúlveda-Gutiérrez A, et al. Dexamethasone and monophosphoryl lipid a induce a distinctive profile on monocyte-derived dendritic cells through transcriptional modulation of genes associated with essential processes of the immune response. Front Immunol [internet]. 2017 Oct 23 [cited Nov 02 2020]; 8: 1350. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2017.01350/full CrossRef
Ghanekar SA, Bhatia S, Ruitenberg JJ, et al. Phenotype and in vitro function of mature MDDC generated from cryopreserved PBMC of cancer patients are equivalent to those from healthy donors. J Immune Based Ther Vaccines [internet]. 2007 May 3 [cited Nov 02 2020]; 5: 7. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1868730/pdf/1476-8518-5-7.pdf CrossRef
Goltsev AN, Babenko NN, Dubrava TG, et al. Modification of the state of bone marrow hemopoietic cells after cryopreservation. Intern J Refrigeration 2006; 29 (3): 358-67. CrossRef
Goltsev AN, Dubrava TG, Yampolska KE, et al. The substantiation of adoptive transfer of tolerogenic dendritic cells for treatment of rheumatoid arthritis in mice. Cell and Organ Transplantology. 2019; 7(2): 125-31. CrossRef
Goltsev A, Babenko N, Gaevska Yu, et al. Change of expression of tumor cell pluripotency genes after cryopreservation. Cryobiology. 2020; 97: 289. CrossRef
Goltsev AN, Fuller BJ, Bondarovych MO, et al. COVID-19 as a potential target for cryobiology and cryomedicine. Probl Cryobiol Cryomed 2020; 30 (2): 107-31. CrossRef
Goltsev AN, Kalynychenko TA Umbilical cord blood stem cells: clinical application of allogeneic material, problems and perspectives of banking. Probl Cryobiol Cryomed. 2020; 30(3): 213-35. CrossRef
Goltsev AN, Kozlova YuA, Dubrava TG, et al. Cryopreservation as a method regulating functional potential of bone marrow hemopoietic stem cells in experimental autoimmune pathology. Cell preservation technology. 2007; 5 (1): 33-40.
Goltsev AN, Lutsenko ED, Dimitrov AY, et al. Peculiarities of functional state modulation of genetic apparatus of fetal liver cells with stemness characteristics after cryopreservation. Cryoletters. 2011; 32(6): 543-4.
Goltsev AN, Porozhan IeA, Babenko NN, Ostankov MV. Cryopreservation of fetal neural cells. Refrigeration science and technology. 2014; 1: 201-6.
Gueguen C, Bouley J, Moussu H, et al. Changes in markers associated with dendritic cells driving the differentiation of either TH2 cells or regulatory T cells correlate with clinical benefit during allergen immunotherapy. J Allergy Clin Immunol. 2016; 137(2): 545-58. CrossRef
Haddock R, Lin-Gibson S, Lumelsky N, et al. Manufacturing cell therapies: the paradigm shift in health care of this century. NAM Perspectives. Discussion Paper. National Academy of Medicine, Washington, DC [internet]. 2017 June 23 [cited Dec 09 2020]. Available from: https://nam.edu/manufacturing-cell-therapies-the-paradigm-shift-in-health-care-of-this-century/ CrossRef
Hayden H, Friedl J, Dettke M, et al. Cryopreservation of monocytes is superior to cryopreservation of immature or semi-mature dendritic cells for dendritic cell-based immunotherapy. J Immunother. 2009; 32(6): 638-54. CrossRef
Hol'tsev AM, Safranchuk OV, Bondarovych MO, Ostankov MV. [Change in cryolability of tumor stem cells depending on growth phase of Ehrlich adenocarcinoma in vivo]. Fiziol Zh. 2011; 57 (4): 68-76. Ukrainian. CrossRef
Hori S, Heike Y, Takei M, et al. Freeze-thawing procedures have no influence on the phenotypic and functional development of dendritic cells generated from peripheral blood CD14+ monocytes. J Immunother. 2004; 27(1): 27-35. CrossRef
Jansen MAA, Spiering R, Broere F, et all. Targeting of tolerogenic dendritic cells towards heat-shock proteins: a novel therapeutic strategy for autoimmune diseases? Immunology. 2018; 153(1): 51-9. CrossRef
Makino M, Baba M. A cryopreservation method of human peripheral blood mononuclear cells for efficient production of dendritic cells. Scand J Immunol. 1997; 45(6): 618-22. CrossRef
Maldonado RA, von Andrian UH. How tolerogenic dendritic cells induce regulatory T cells. Adv Immunol. 2010; 108: 111-65. CrossRef
Martine P, Chevriaux A, Derangère V, et al. HSP70 is a negative regulator of NLRP3 inflammasome activation. Cell Death Dis [internet]. 2019 March 15 [cited Dec 09 2020]; 10: 256. Available from: https://www.nature.com/articles/s41419-019-1491-7 CrossRef
Mbongue JC, Nicholas DA, Torrez TW, et al. The role of indoleamine 2, 3-dioxygenase in immune suppression and autoimmunity. Vaccines. 2015; 3: 703-29. CrossRef
Meijerink M, Ulluwishewa D, Anderson RC, Wells JM. Cryopreservation of monocytes or differentiated immature DCs leads to an altered cytokine response to TLR agonists and microbial stimulation. J Immunol Methods. 2011; 373(1-2): 136-42. CrossRef
Mendoza L, Bubeník J, Indrová M, et al. Freezing and thawing of murine bone marrow-derived dendritic cells does not alter their immunophenotype and antigen presentation characteristics. Folia Biol (Praha). 2002; 48(6): 242-5.
Messmer D, Hatsukari I, Hitosugi N, et al. Morphine reciprocally regulates IL-10 and IL-12 production by monocyte-derived human dendritic cells and enhances T cell activation. Mol Med. 2006; 12(11-12): 284-90. CrossRef
Morimoto RI, Santoro MG. Stress-inducible responses and heat shock proteins: new pharmacologic targets for cytoprotection. Nat Biotechnol. 1998; 16(9): 833-8. CrossRef
Munawara U, Perveen K, Small AG, et al. Human dendritic cells express the complement receptor immunoglobulin which regulates T cell responses. Front Immunol [internet]. 2019 Dec 10 [cited Dec 06 2020]; 10: 2892. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.02892/full CrossRef
Navarro-Barriuso J, Mansilla MJ, Martínez-Cáceres EM. Searching for the transcriptomic signature of immune tolerance induction-biomarkers of safety and functionality for tolerogenic dendritic cells and regulatory macrophages. Front Immunol [internet]. 2018 Sept 19 [cited Dec 02 2020]; 9: 2062. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.02062/full CrossRef
Radhakrishnan AK, Sim GC, Cheong SK. Comparing the ability of freshly generated and cryopreserved dendritic cell vaccines to inhibit growth of breast cancer in a mouse model. Biores Open Access. 2012; 1(5): 239-46. CrossRef
Ronchetti S, Migliorati G, Riccardi C. GILZ as a mediator of the anti-inflammatory effects of glucocorticoids. Front Endocrinol (Lausanne) [internet] 2015 Nov 09 [cited Dec 02 2020]; 6: 170. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fendo.2015.00170/full CrossRef
Sauter A, Yi DH, Li Y, Roersma S, Appel S. The culture dish surface influences the phenotype and cytokine production of human monocyte-derived dendritic cells. Front Immunol [internet]. 2019 Oct 02 [cited Dec 20 2020]; 10: 2352. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.02352/full CrossRef
Sesti-Costa R, Mendes de Moraes-Vieira PM, Cervantes-Barragan L. Dendritic cells: immune response in infectious diseases and autoimmunity mediators of inflammation. Mediators Inflamm. [internet]. 2020 March 20 [cited Dec 20 2020]; 2020: 294852. Available from: https://www.hindawi.com/journals/mi/2020/2948525/ CrossRef
Sevilla LM, Pérez P. Glucocorticoids and glucocorticoid-induced-leucine-zipper (GILZ) in psoriasis. Front Immunol [internet]. 2019 Sept 13 [cited Oct 15 2020]; 10:2220. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.02220/full CrossRef
Schülke S. Induction of interleukin-10 producing dendritic cells as a tool to suppress allergen-specific T helper 2 responses. Front Immunol [internet]. 2018 March 19 [cited Oct 02 2020]; 9: 455. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.00455/full CrossRef
Shaik S, Hayes D, Gimble J, Devireddy R. Inducing heat shock proteins enhances the stemness of frozen-thawed adipose tissue-derived stem cells. Stem Cells Dev. 2017; 26(8): 608-16. CrossRef
Shevtsov M, Huile G, Multhoff G. Membrane heat shock protein 70: a theranostic target for cancer therapy. Phil Trans R Soc B [internet]. 2017 December 04 [cited 2020 Dec 07]; 373: 20160526. Available from: https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rstb.2016.0526 CrossRef
Silveira GF, Wowk PF, Machado AM, et al. Immature dendritic cells generated from cryopreserved human monocytes show impaired ability to respond to LPS and to induce allogeneic lymphocyte proliferation. PLoS One [internet]. 2013 Jul 31 [cited Dec 07 2020]; 8(7): e71291. Available from: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0071291 CrossRef
Stocki P, Dickinson AM. The immunosuppressive activity of heat shock protein 70. Autoimmune Dis [internet]. 2012 Dec 17 [cited Dec 07 2020]; 2012: 617213. Available from: https://www.hindawi.com/journals/ad/2012/617213/ CrossRef
Suwandi JS, Nikolic T, Roep BO. Translating mechanism of regulatory action of tolerogenic dendritic cells to monitoring endpoints in clinical trials. Front Immunol [internet]. 2017 Nov 22 [cited Dec 07 2020]; 8: 1598. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2017.01598/full CrossRef
Taylor MJ, London NJ, Thirdborough SM, et al. The cryobiology of rat and human dendritic cells: preservation and destruction of membrane integrity by freezing. Cryobiology. 1990; 27(3): 269-78. CrossRef
Tissières A, Mitchell HK, Tracy UM. Protein synthesis in salivary glands of Drosophila melanogaster: relation to chromosome puffs. J Mol Biol. 1974; 84(3): 389-98. CrossRef
Tukaj S, Kaminski M. Heat shock proteins in the therapy of autoimmune diseases: too simple to be true? Cell Stress Chaperones. 2019; 24(3): 475-9. CrossRef
Vétillard M, Schlecht-Louf G. Glucocorticoid-induced leucine zipper: fine-tuning of dendritic cells function. Front Immunol [internet]. 2018 Jun 4[cited Dec 07 2020]; 9: 1232. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2018.01232/full CrossRef
Wang L, Huckelhoven A, Hong J, et al. Standardization of cryopreserved peripheral blood mononuclear cells through a resting process for clinical immunomonitoring- development of an algorithm. Cytometry. 2016; 89(3): 246-58. CrossRef
Westermann J, Körner IJ, Kopp J, et al. Cryopreservation of mature monocyte-derived human dendritic cells for vaccination: influence on phenotype and functional properties. Cancer Immunol Immunother. 2003; 52(3): 194-8. CrossRef
Wieten L, Vander ZR, Spiering R, et al. A novel heat-shock protein coinducer boosts stress protein Hsp70 to activate T cell regulation of inflammation in autoimmune arthritis. Arthritis Rheum. 2010; 62: 1026-35. CrossRef
Yurinskaya MM, Kochetkova OY, Shabarchina LI, et al. Encapsulated Hsp70 decreases endotoxin-induced production of ROS and TNFα in human phagocytes. Cell Stress Chaperones. 2017; 22(1): 163-71. CrossRef
Zakrzewski W, Dobrzyński M, Szymonowicz M, Rybak Z. Stem cells: past, present, and future. Stem Cell Res Ther [internet]. 2019 Feb 26 [cited Dec 07 2020]; 10: 68. Available from: https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-019-1165-5. CrossRef
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).
