Получение и культивирование мультипотентных мезенхимальных клеток стромы пуповины человека в лабораторном эксперименте

Обложка

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Вартонов студень пуповины человека является одним из источников мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Популяция клеток, полученная из послеродового биоматериала, характеризуется высокими пролиферативными и регенераторными свойствами. Выделение культуры мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток из пуповины не представляет угрозы здоровью и жизни донора.

Цель — оптимизация условий для получения воспроизводимой популяции мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток Вартонова студня пуповины человека для применения в клеточных технологиях, тканевой инженерии и перспективных технологиях военной медицины.

Материалы и методы. В исследовании апробированы основные приемы и методы выделения культуры клеток стромы пуповины, проведена оптимизация процесса культивирования для повышения его эффективности и сокращения сроков нарастания биомассы клеток. Исследовано влияние компонентов питательной среды на клетки, полученные из Вартонова студня пуповины человека. В настоящее время не существует универсального состава ростовой среды, в различных исследованиях используются питательные среды от разных производителей, отличающиеся составом. Наиболее обсуждаемым вопросом является подбор сыворотки, входящей в состав питательной среды.

Результаты. В работе проведена сравнительная оценка пяти различных сывороток. Показано, что наиболее стабильные физиологические показатели наблюдаются у образцов суспензии клеток при добавлении сывороток FBS (SKPK, Россия) и FBS (Capricorn, США). Исследование влияния гипоксии на культуру клеток в сочетании с наиболее эффективными сыворотками, показало, что гипоксический стресс действует как активатор первичной пролиферации клеток. Оценка влияния сыворотки и гипоксии на культуру клеток проводилась визуально при микроскопии, в зависимости от изменений морфологии клеток при культивировании и результатов тестирования действия сывороток по интенсивности дыхания свободных и иммобилизованных клеток при действии ингибиторов дыхательного метаболизма.

Заключение. В результате экспериментов установлено влияние типа сыворотки на инициацию экспансии клеток из первичных эксплантов и дальнейшую пролиферацию клеток in vitro. Гипоксия при экспозиции первичных эксплантатов усиливает экспансию клеток из ткани фрагментов Вартонова студня.

Об авторах

Владимир Евгеньевич Чернов

Военно-медицинская академия

Email: vechernov@mail.ru
SPIN-код: 8315-1161

старший научный сотрудник научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Маргарита Олеговна Соколова

Военно-медицинская академия

Автор, ответственный за переписку.
Email: sokolova.rita@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3457-4788
SPIN-код: 3683-6054

научный сотрудник научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Анастасия Константиновна Иванова

Военно-медицинская академия

Email: fullmetal1999@mail.ru
SPIN-код: 6804-1474

препаратор научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Александра Сергеевна Бунтовская

Военно-медицинская академия

Email: sandrarebel@mail.ru
SPIN-код: 5092-1833

врач клинической лабораторной диагностики научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Елена Игоревна Корешова

Военно-медицинская академия

Email: koreshova1993@mail.ru
SPIN-код: 5310-0605

врач клинической лабораторной диагностики научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Александра Евгеньевна Трандина

Военно-медицинская академия

Email: sasha-trandina@rambler.ru
SPIN-код: 6089-3495

врач клинической лабораторной диагностики научно-исследовательского центра

Россия, Санкт-Петербург

Анна Сергеевна Фрумкина

Военно-медицинская академия

Email: annafrumkin@mail.ru
SPIN-код: 5109-0579

врач акушер-гинеколог кафедры акушерства и гинекологии

Россия, Санкт-Петербург

Ольга Николаевна Харкевич

Военно-медицинская академия

Email: kharkevich.olga@mail.ru
SPIN-код: 7591-5730

профессор кафедры акушерства и гинекологии

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Калюжная Л.И., Харкевич О.Н., Шмидт А.А., Протасов О.В. Регенераторные свойства внеэмбриональных органов человека в тканевой инженерии // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2018. № 4. С. 192–198.
  2. Третьяк С.И., Жура А.В., Хрыщанович В.Я., и др. Влияние аллогенных мезенхимальных стволовых клеток на воспалительную реакцию при травме париетальной брюшины в эксперименте // Медицинский журнал. 2018. № 4. С. 99–104.
  3. Matas J., Orrego M., Amenabar D., et al. Umbilical Cord-Derived Mesenchymal Stromal Cells (MSCs) for Knee Osteoarthritis: Repeated MSC Dosing Is Superior to a Single MSC Dose and to Hyaluronic Acid in a Controlled Randomized Phase I/II Trial // Stem Cells Transl. Med. 2019. Vol. 8, No. 3. P. 215–224. doi: 10.1002/sctm.18-0053
  4. Александров В.Н., Камилова Т.А., Мартынов Б.В., Калюжная Л.И. Клеточная терапия при ишемическом инсульте // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2013. Т. 3, № 43. С. 199–205.
  5. Шаманская Т.В., Осипова Е.Ю., Румянцев С.А Технологии культивирования мезенхимальных стволовых клеток ex vivo для клинического использования // Онкогематология. 2009. № 3. С. 69–76.
  6. Galluzzi L., Yamazaki T., Kroemer G. Linking cellular stress responses to systemic homeostasis // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2018. Vol. 19, No. 11. P. 731–745. doi: 10.1038/s41580-018-0068-0
  7. Lee J.-S., Kim S.K., Jung B.-J., et al. Enhancing proliferation and optimizing the culture condition for human bone marrow stromal cells using hypoxia and fibroblast growth factor-2 // Stem Cells Research. 2018. Vol. 28. P. 87–95. doi: 10.1016/j.scr.2018.01.010
  8. Зорин В.Л., Копнин П.Б., Зорина А.И., и др. Оптимизация условий получения и ведения культур фибробластов кожи и десны человека // Гены & Клетки. 2014. Т. 9, № 2. С. 53–60.
  9. Nakamura T., Shirouzu T., Nakata K., Ushigome H. The Role of Major Histocompatibility Complex in Organ Transplantation- Donor Specific Anti-Major Histocompatibility Complex Antibodies Analysis Goes to the Next Stage // Int. J. Mol. Sci. 2019. Vol. 20, No. 18. Art. 4544. doi: 10.3390/ijms20184544
  10. Бидей С.П., Броделиус П., Кабрал И.М., и др. Иммобилизованные клетки и ферменты: Методы / Под ред. Дж. Вудворда; Перевод с англ. Е.В. Дайниченко, Г.П. Самохина; Под ред. И.В. Березина. М.: Мир, 1988. 215 с.
  11. Конки Д., Эрба Э., Фрешни Р., и др. Культура животных клеток. Методы / Под ред. Р. Фрешни; Перевод с англ. М.А. Панова. М.: Мир, 1989. 332 c.
  12. Hendijani F. Explant culture: An advantageous method for isolation of mesenchymal stem cells from human tissues // Cell Prolif. 2017. Vol. 50, No. 2. Art. e12334. doi: 10.1111/cpr.12334
  13. Резвова М.А., Овчаренко Е.А., Никишев П.А., и др. Перспективы использования триблок-сополимеров Sibs в кардиохирургии: in vitro и in vivo исследование в сравнении с ePTFE // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2019. Т. 21, № 4. С. 67–80.
  14. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.
  15. Estrada J.C., Albo C., Benguria A., et al. Culture of human mesenchymal stem cells at low oxygen tension improves growthand genetic stability by activating glycolysis // Cell Death Differ. 2012. Vol. 19, No. 5. P. 743–755. doi: 10.1038/cdd.2011.172

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Клетки пуповины, полученные от экспланта на 21-е сут культивирования. Инвертированная микроскопия, увеличение ×100 (a), ×200 (b)

Скачать (255KB)
3. Рис. 2. Динамика интенсивности дыхания клеток пуповины при действии стрессовых факторов-блокаторов дыхания на фоне фетальных сывороток различного происхождения

Скачать (135KB)
4. Рис. 3. Популяция клеток пуповины, полученная при использовании сыворотки FBSC. Окрашивание гематоксилином и эозином (a, b), иммуноцитохимическая реакция на гладкомышечный α-актин клеток, полученных из пуповины (c), миометрия (d)

Скачать (116KB)

© Эко-Вектор, 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».