ВИКОРИСТАННЯ ТРОМБОЦИТАРНОГО ЛІЗАТУ ЯК КОМПОНЕНТА КРІОЗАХИСНИХ СРЕДОВИЩ ДЛЯ КРІОКОНСЕРВУВАННЯ МЕЗЕНХІМАЛЬНИХ СТРОМАЛЬНИХ КЛІТИН

О. О. Тихвинська, О. Ю. Рогульська, О. Ю. Петренко

Анотація


Унікальні властивості мезенхімальних стромальних клітин (МСК) обумовлюють їх перспективність для регенеративної медицини. Стандартні методи кріоконсервування, які засновані на використанні проникаючого кріопротектора диметилсульфоксида (ДМСО) та ембріональної сироватки (ЕС), забезпечують високу виживаність клітин, але обмежують можливість їх терапевтичного застосування через ризик виникнення небажаних побічних ефектів. Токсичність високих концентрацій ДМСО і імуногенність ЕС вимагають суттєвої оптимізації підходів кріоконсервування. У представленій роботі проводили заморожування МСК людини у кріозахисних середовищах (КЗС) різного складу. За 24 години до заморожування у середовище культивування вносили 100 мМ сахарози для попередньої підготовки клітин. КЗС із 200 мМ сахарози доповнювали 10% ЕС або 10% тромбоцитарного лізату (ТЛ), у присутності чи за відсутності 1% ДМСО. В якості негативного контролю слугували МСК, які були заморожені без кріопротекторів. Клітини заморожували у пластикових кріопробірках зі швидкістю охолодження 1 град / хв до - 80°C, а через добу занурювали в рідкий азот. Збереження МСК визначали по забарвленню трипановим синім, метаболічну активність оцінювали з використанням Alamar Blue тесту. Під час дослідження було з'ясовано, що збереженість МСК після заморожування у КЗС, що містить 200 мМ сахарози, 10% ЕС або 10% ТЛ без додавання ДМСО становила 59±3.3% і 58±2.5% відповідно. Показники метаболічної активності клітин у групі з додаванням ТЛ на 12% перевищували аналогічні результати групи з використанням ЕС. При введенні 1% ДМСО до складу КЗС, що містить 200 мМ сахарози і 10% ТЛ, показники збереженості та метаболічної активності були на 7% і 13% вище, ніж у присутності 10% ЕС. Отримані результати свідчать про те, що заміна ЕС на ТЛ у КЗС, яке не містить проникаючий кріопротектор ДМСО, дозволяє зберегти життєздатність МСК і підвищити їх метаболічну активність після заморожування-відігріву.

Ключові слова: мезенхімальні стромальні клітини, тромбоцитарний лізат, кріоконсервування, сахароза.


Повний текст:

PDF

Посилання


Astori G., Amati E., Bambi F., Bernardi M., Chieregato K., Schäfer R., Sella S., Rodeghiero F. (2016) Platelet lysate as a substitute for animal serum for the ex-vivo expansion of mesenchymal stem/stromal cells: present and future. Stem Cell Research and Therapy 7: 93. doi: 10.1186/s13287- 016-0352-x.

Blande I.S., Bassaneze V., Lavini-Ramos C., Fae K.C., Kalil J., Miyakawa A.A., Schettert I.T., Krieger J.E. (2009) Adipose tissue mesenchymal stem cell expansion in animal serum-free medium supplemented with autologous human platelet lysate. Transfusion 49(12): 2680‒2685. doi: 10.1111/j.1537-2995.2009.02346.x.

Becherucci V., Piccini L., Casamassima S., Bisin S., Gori V., Gentile F., Ceccantini R., De Rienzo E., Bindi B., Pavan P., Cunial V., Allegro E., Ermini S., Brugnolo F., Astori G., Bambi F. (2018) Human platelet lysate in mesenchymal stromal cell expansion according to a GMP grade protocol: a cell factory experience. Stem Cell Research and Therapy 9(1): 124. doi: 10.1186/s13287-018-0863- 8.

Doucet C., Ernou I., Zhang Y., Llense J.R., Begot L., Holy X., Lataillade J.J. (2005) Platelet lysates promote mesenchymal stem cell expansion: a safety substitute for animal serum in cell-based therapy applications. Journal of Cellular Physiolodgy 205(2): 228‒236.

Fu T., Guo D., Huang X., O'Gorman M.R., Huang L., Crawford S.E., Soriano H.E. (2001) Apoptosis occurs in isolated and banked primary mouse hepatocytes. Cell Transplantation 10(1): 59‒66.

Fujita R., Hui T., Chelly M., Demetriou A.A. (2005) The effect of antioxidants and a caspase inhibitor on cryopreserved rat hepatocytes. Cell Transplantation 14(6): 391‒396.

Goh B.C., Thirumala S., Kilroy G., Devireddy R.V., Gimble J.M. (2007) Cryopreservation characteristics of adipose-derived stem cells: maintenance of differentiation potential and viability. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine 1(4): 322‒324.

Hunt C.J. Cryopreservation of human stem cells for clinical application: a review. (2011) Transfusion medicine and hemotherapy 38 (2): 107‒123. doi: 10.1159 / 000326623.

Kotobuki N., Hirose M., Machida H., Katou Y., Muraki K., Takakura Y., Ohgushi H. (2005) Viability and osteogenic potential of cryopreserved human bone marrow-derived mesenchymal cells. Tissue Engineering 11(5-6): 663‒673.

Kinzebach S., Dietz L., Klüter H., Thierse HJ., Bieback K. (2013) Functional and differential proteomic analyses to identify platelet derived factors affecting ex vivo expansion of mesenchymal stromal cells. BMC Cell Biology 14: 48. doi: 10.1186/1471-2121-14-48.

Lampugnani M.G., Pedenovi M., Niewiarowski A., Casali B., Donati M.B., Corbascio G.C., Marchisio P.C. (1987) Effects of dimethyl sulfoxide (DMSO) on microfilament organization, cellular adhesion, and growth of cultured mouse B16 melanoma cells. Experimental Cell Research 172: 385–396. doi: 10.1016/0014-4827(87)90396-X.

Naaijkens B.A., Niessen H.W.M., Prins H-J., Krijnen P.A.J., Kokhuis T.J.A., de Jong N., van Hinsbergh V.W.M., Kamp O., Helder M.N, Musters R.J.P., van Dijk A, and L. J. M. Juffermanset L.J.M. (2012) Human platelet lysate as a fetal bovine serum substitute improves human adipose-derived stromal cell culture for future cardiac repair applications. Cell Tissue Research 348(1): 119–130. doi: 10.1007/s00441-012-1360- 5.

Notman R., Noro M., O’Malley B., Anwar J. (2006) Molecular basis for dimethylsulfoxide (DMSO) action on lipid membranes. Journal of the American Chemical Society 128: 13982–13983. doi: 10.1021/ja063363t.

Petrenko Y.A., Rogulska O.Y., Mutsenko V.V., Petrenko A.Y. (2014) A sugar pretreatment as a new approach to the Me2SO- and xeno-free cryopreservation of human mesenchymal stromal cells. Cryo Letters 35(3): 239‒246.

Petrenko Y.A., Jones D.R., Petrenko A.Y. (2008) Cryopreservation of human fetal liver hematopoietic stem/progenitor cells using sucrose as an additive to the cryoprotective medium. Cryobiology 57(3): 195‒200. doi: 10.1016/j.cryobiol.2008.08.003.

Pittenger M.F., Mackay A.M., Beck S.C., Jaiswal R.K., Douglas R., Mosca J.D., Moorman M.A., Simonetti D.W., Craig S., Marshak D.R. (1999) Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science 284(5411): 143‒ 147.

Rodrigues J.P., Paraguassú-Braga F.H., Carvalho L., Abdelhay E., Bouzas L.F., Porto L.C. (2008) Evaluation of trehalose and sucrose as cryoprotectants for hematopoietic stem cells of umbilical cord blood. Cryobiology 56: 144–151. doi:10.1016/j.cryobiol.2008.01.003.

Rodriguez L., Velasco B., García J., Martín-Henao G.A. (2005) Evaluation of an automated cell processing device to reduce the dimethyl sulfoxide from hematopoietic grafts after thawing. Transfusion 45(8): 1391–1397. doi: 10.1111/j.1537-2995.2005.00213.x

Roy S., Arora S., Kumari P., Ta M. (2014) A simple and serum-free protocol for cryopreservation of human umbilical cord as source of Wharton's jelly mesenchymal stem cells. Cryobiology 68(3): 467‒472. doi: 10.1016/j.cryobiol.2014.03.010.

Schallmoser K., Bartmann C., Rohde E., Reinisch A., Kashofer K., Stadelmeyer E., Drexler C., Lanzer G., Linkesch W., Strunk D. (2007) Human platelet lysate can replace fetal bovine serum for clinical-scale expansion of functional mesenchymal stromal cells. Transfusion 47(8): 1436–1446. doi: 10.1111/j.1537- 2995.2007.01220.x.

Schallmoser K., Strunk D. (2009) Preparation of pooled human platelet lysate (phpl) as an efficient supplement for animal serum-free human stem cell cultures. Journal of Visualized Experiments (32): 1523. doi: 10.3791/1523.

Shanskii Y.D., Sergeeva N.S., K. Sviridova K., Kirakozov M.S., Kirsanova V.A., Akhmedova S.A., Antokhin A.I., Chissov V.I. (2013) Human platelet lysate as a promising growth-stimulating additive for culturing of stem cells and other cell types. Bulletin of experimental biology and medicine 156 (1): 146–151.

Taylor C.G., Dayment R.N., Albanna M.Z., Woods E.J. (2014) Freezing and recovery of mesenchymal stem cells in human platelet lysate. Cytotherapy 16(4): S100. doi: 10.1016/j.jcyt.2014.01.371

Tolosa L., Bonora-Centelles A., Donato M.T., Mirabet V., Pareja E., Negro A., López S., Castell J.V., Gómez-Lechón M.J. (2011) Influence of platelet lysate on the recovery and metabolic performance of cryopreserved human hepatocytes upon thawing. Transplantation 91(12): 1340‒1346. doi: 10.1097/TP.0b013e31821aba37.

Windrum P., Morris T.C., Drake M.B., Niederwieser D., Ruutu T. (2005) Variation in dimethyl sulfoxide use in stem cell transplantation: a survey of EBMT centres. Bone Marrow Transplantation 36(7): 601‒603




DOI: https://doi.org/10.34142/2708-583X.2019.21.15

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.