Кріоконсервування мезенхімальних стовбурових клітин у складі макропористих матриць після передобробки сахарозою
DOI:
https://doi.org/10.15407/cryo35.02.103Ключові слова:
мезенхімальні стовбурові клітини, попередня обробка, сахароза, кріоконсервування, диметилсульфоксид, життєздатність, метаболічна активність, індуковане диференціювання, тканинно-інженерні конструкціїАнотація
Мезенхімальні стромальні/стовбурові клітини (МСК) привертають увагу науковців та спеціалістів різних галузей медицини завдяки високому імуномодуляторному та регенеративному потенціалу, здатності до мультилінійного диференціювання. Важливою умовою впровадження МСК у медичну та лабораторну практику є розробка ефективних технологій їхнього зберігання. Досліджено вплив попередньої обробки (передобробки) сахарозою на життєздатність, метаболічну активність та диференціювальний потенціал МСК після кріоконсервування у складі тривимірних (3D) макропористих матриць. Показано, що передобробка сахарозою підвищує ефективність кріоконсервування клітин у складі колагенових матриць шляхом повільного охолодження в присутності 10% ДМСО та сироватки. Життєздатність і метаболічна активність клітин після кріоконсервування у 3D матрицях була суттєво вище за умови передобробки сахарозою. Встановлено, що клітини після кріоконсервування зберігали здатність до проліферації та мультилінійного диференціювання. Доведено, що використання сахарози для передобробки клітин є перспективним підходом, який забезпечує зменшення кріопошкоджень під час кріоконсервування клітин у складі 3D матриць і відкриває нові можливості для підвищення ефективності зберігання тканинно-інженерних конструкцій.
Probl Cryobiol Cryomed. 2025; 35(2):105–12
Посилання
Almaier S, Ronan LH, Frank S, et al. Cytoskeleton adaptation to stretchable surface relaxation improves adherent cryopreservation of human mesenchymal stem cells. Cryobiology [Internet]. 2024 Dec 14 [cited 2025 Feb 10]; 117: 104958. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011224024001135 CrossRef
Al-Munajjed AA, Plunkett NА, Gleeson JP, et al. Development of a biomimetic collagen-hydroxyapatite scaffold for bone tissue engineering using a SBF immersion technique. J Biomed Mater Res Appl Biomater. 2009; 90(2): 584-91. CrossRef
Awan M, Buriak I, Fleck R, et al. Dimethyl sulfoxide: a central player since the dawn of cryobiology, is efficacy balanced by toxicity? Regen Med. 2020; 15(3): 1463-91. CrossRef
Bathyam O, Batnyam SI, Suye S. Direct cryopreservation of adherent cells on an elastic nanofi ber sheet featuring a low glass-transition temperature. RSC Adv. 2017; 7: 51264-71. CrossRef
Campagnoli C, Roberts IA, Kumar S. Identification of mesenchymal stem/progenitor cells in human first-trimester fetal blood, liver, and bone marrow. Blood. 2001; 98(8): 2396-402. CrossRef
Castro GR, Larson BK, Panilaitis B, Kaplan DL. Emulsan quantitation by nile red quenching fluorescence assay. Appl Microbiol Biotechnol. 2005; 67(6): 767-70. CrossRef
Costa PF, Dias AF, Reis RL, Gomes ME. Cryopreservation of cell/scaffold tissue-engineered constructs. Tissue Eng Part C Methods. 2012; 18(11): 852-8. CrossRef
Gloeckner H, Jonuleit T, Lemke HD. Monitoring of cell viability and cell growth in a hollow-fiber bioreactor by use of the dye alamar blue. J Immunol Methods. 2001; 252(1-2): 131-8. CrossRef
Gurruchaga H, Saenz D, Burgo L, Garate A, et al. Cryopreservation of human mesenchymal stem cells in an allogeneic bioscaffold based on platelet rich plasma and synovial fluid. Sci Rep [Internet]. 2017 Nov 16 [cited 2025 Feb 14]; 7(1): 15733. Available from: https://www.nature.com/articles/s41598-017-16134-6
Hunt CJ. Technical considerations in the freezing, low-temperature storage and thawing of stem cells for cellular therapies. Transfus Med Hemother. 2019; 46(3): 134-49. CrossRef
Khoruzhenko AI. 2D- and 3D-cell culture. Biopolym Cell. 2011; 27(1): 17-24. CrossRef
Lin Z, Solomon KL, Zhang X, et al. In vitro evaluation of natural marine sponge collagen as a scaff old for bone tissue engineering. Int J Biol Sci. 2011; 7(7): 968-77. CrossRef
Mutsenko V, Barli A, Pezi T, et al. Me2SO- and serum-free cryopreservation of human umbilical cord mesenchymal stem cells using electroporation-assisted delivery of sugars. Cryobiology. 2019; 91: 104-14. CrossRef
Petrenko YA, Gorokhova NA, Tkachova EN, Petrenko AY. The reduction by peripheral blood lymphocytes and isolated mitochondria. Ukr Biochem J. 2005; 77(5): 100-5.
Petrenko YA, Ivanov RV, Petrenko AY, Lozinsky VI. Coupling of gelatin to inner surfaces of pore walls in spongy alginate-based scaffolds facilitates the adhesion, grow than differentiation of human bone marrow mesenchymal stromal cells. J Mater Sci: Mater Med. 2011; 22(6): 1529-40. CrossRef
Petrenko YA, Katsen-Globa A, Meiser I, Ivanov RV, et al. Cryopreservation of mesenchymal stromal cells within wide-porous three-dimensional alginate-gelatin scaffolds. Probl Cryobiol Cryomed. 2013; 23(4): 351-5. Full Text
Petrenko YA, Rogulska OY, Mutsenko VV, Petrenko AY. A sugar pretreatment as a new approach to the Me2SO and xeno-free cryopreservation of human mesenchymal stromal cells. CryoLetters. 2014; 35 (3): 239-46. PubMed
Rogulska O, Trufanova N, Petrenko Y, et al. Generation of bone grafts using cryopreserved mesenchymal stromal cells and microporous collagen‐nanohydroxyapatite cryogels. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2022; 110(2): 489-99. CrossRef
Volkova NA, Mazur SP, Kholodnyy VS, Petrenko AY. Skin stem cells as object for cryopreservation. 1. Skin stem reserve. Probl Cryobiol Cryomed. 2014; 24(1): 3-15. CrossRef
Xu X, Liu Y, Cui Z, et al. Effects of osmotic and cold shock on adherent human mesenchymal stem cells during cryopreservation. J Biotechnol. 2012; 162 (2-3): 224-31. CrossRef
Zuk PA, Ashjian P. Human adipose tissue is аsource of multipotent stem cells. Mol Biol Cell. 2002; 13(12): 4279-95. 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).
