Isolation of colony-forming cells from human blood and evaluation of population purity by flow cytometry

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Endothelial colony-forming cells (ECFCs) represent a rare population of circulating endothelial progenitor cells (EPCs), which is of interest for tissue engineering, cell therapy, and studying diseorders associated with endothelial dysfunction. Advances in this field imply isolation and pure culturing of endothelial colony-forming cells, which may be obtained from the mononuclear fraction of human peripheral blood. Flow cytometry may provide rather accurate phenotyping and checking purity of the cell cultures. The aim of this study was to obtain a population of colony-forming endothelial cells evaluated by flow cytometry in order to confirm the phenotype and assess the purity of the cell populations. Heparinized donor blood from peripheral vein was used to obtain ECFCs. The mononuclear cell fraction was isolated on a Histopaque 1077 density gradient. The obtained cells were cultured in complete nutrient medium EGM-2 MV with 5% FBS. On the 11th, 15th and 18th days of culture, the cells were detached with trypsin. Some cell aliquots were taken for flow cytometry, and the remaining cells were transferred to a plate for further cultivation until 70% confluency was reached. The phenotype of colonies obtained was evaluated by flow cytometry. Sample preparation of whole peripheral blood, mononuclear fraction and cell culture was performed using two panels of fluorochrome-labeled monoclonal antibodies. Colony growth was visually evaluated by phase-contrast microscopy. Statistical processing of the obtained results was performed using the applied program package “Statistica 6.0”. Up to 9 days, the cell colonies were not detectable visually. During further cultivation, the proliferating colonies of the “cobblestone” type were formed. Two populations were detected by flow cytometry: CD45+ and CD45-. In the course of our study, it was revealed that, with increasing cultivation terms, a decrease of CD45+ population was observed, along with progressive increase of CD45- cells, which may be associated with the gradual displacement of hematopoiesis cells by endothelial colony-forming cells. As a result of our study, the detected CD45+ population had a phenotype of hematopoietic lineage cells, whereas the CD45- population exhibited endothelial phenotype: CD31+CD309+vWF+CD146+. By 18 days, the purity of culture reached 97.6%.

About the authors

E. A. Torgunakova

Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases

Author for correspondence.
Email: evgeniyatorgunakova@mail.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Cell Technologies

Russian Federation, Kemerovo

V. G. Matveeva

Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases

Email: evgeniyatorgunakova@mail.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Laboratory of Cell Technologies

Russian Federation, Kemerovo

L. V. Antonova

Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases

Email: evgeniyatorgunakova@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Head, Laboratory of Cell Technologies

Russian Federation, Kemerovo

References

  1. Banno K., Yoder M.C. Tissue regeneration using endothelial colony-forming cells: promising cells for vascular repair. Pediatr. Res., 2018, Vol 83, no. 1-2, pp. 283-290.
  2. Colombo E., Calcaterra F., Cappelletti M., Mavilio D., Della Bella S. Comparison of fibronectin and collagen in supporting the isolation and expansion of endothelial progenitor cells from human adult peripheral blood. PloS One, 2013, Vol. 8, no. 6, e66734. doi: 10.1371/journal.pone.0066734.
  3. Go E., Yoder M.C. Identification of endothelial cells and their progenitors. Methods Mol. Biol., 2021, no. 2206, pp. 27-37.
  4. Lin Y., Weisdorf D.J., Solovey A., Hebbel R.P. Origins of circulating endothelial cells and endothelial outgrowth from blood. J. Clin. Invest., 2000, Vol. 105, no. 1, pp. 71-77.
  5. Medina R.J., Barber C.L., Sabatier F., Dignat-George F., Melero-Martin J.M., Khosrotehrani K., Ohneda O., Randi A.M., Chan J.K.Y., Yamaguchi T., van Hinsbergh V.W.M., Yoder M.C., Stitt A.W. Endothelial progenitors: a consensus statement on nomenclature. Stem Cells Transl. Med., 2017, Vol. 6, no. 5, pp. 1316-1320.
  6. Medina R.J., O’Neill C.L., Sweeney M., Guduric-Fuchs J., Gardiner T.A., Simpson D.A., Stitt A.W. Molecular analysis of endothelial progenitor cell (EPC) subtypes reveals two distinct cell populations with different identities. BMC Med. Genomics, 2010, Vol, 3, 18. doi: 10.1186/1755-8794-3-18.
  7. Melero-Martin J.M., Khan Z.A., Picard A., Wu X., Paruchuri S., Bischoff J. In vivo vasculogenic potential of human blood-derived endothelial progenitor cells. Blood, 2007, Vol. 109, no. 11, pp. 4761-4768.
  8. Moubarik C., Guillet B., Youssef B., Codaccioni J.L., Piercecchi M.D., Sabatier F., Lionel P., Dou L., Foucault-Bertaud A., Velly L., Dignat-George F., Pisano P. Transplanted late outgrowth endothelial progenitor cells as cell therapy product for stroke. Stem Cell Rev. Rep., 2011, Vol. 7, no. 1, pp. 208-220.
  9. Pober J.S., Sessa W.C. Evolving functions of endothelial cells in inflammation. Nat. Rev. Immunol., 2007, Vol. 7, no. 10, pp. 803-815.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Typical appearance of peripheral blood mononuclear cultures on day 11 (A), day 15 (B) and day 18 (C) of culturing (phase-contrast microscopy, vol × 5)

Download (633KB)
3. Figure 2. Typical histograms of CD45+ and CD45- population distribution in culture depending on the day of cultivation: A, 11 days of cultivation; B, 15 days of cultivation; C, 18 days of cultivation (flow cytometry)

Download (494KB)

Copyright (c) 2024 Torgunakova E.A., Matveeva V.G., Antonova L.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».