Analysis of cryopreservation impact on mononuclear leukocyte metabolism

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Studying the metabolic activity of mononuclear cells (MNCs) is crucial in biology and medicine. Cryopreservation is commonly used to store samples for long-term research, which helps minimize errors. However, the impact of low temperatures on MNCs metabolism remains understudied. The aim of this study was to investigate the effects of cryopreservation on glycolysis and oxidative phosphorylation in MNCs. Using the Seahorse XFe96 analyzer, we measured the metabolic parameters of cryopreserved MNCs via extracellular flux analysis. The results showed a significant decrease in the rate of oxidative phosphorylation in cryopreserved MNCs, without changes in MNC subset composition. Importantly, cryopreservation did not impact the rate of glycolysis. However, thawed cells exhibited reduced ability to increase metabolic rates in response to mitogenic stimulation. In conclusion, cryopreservation alters the metabolic profile of MNCs. To obtain reliable data on metabolic activity, the use of freshly isolated cells is preferable.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

V. Ponomareva

Perm Federal Research Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Perm State University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: PonomarievaVN@yandex.ru

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms UB RAS, Department of Microbiology and Immunology

Ресей, 614081, Perm; 614068, Perm

V. Vlasova

Perm Federal Research Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: PonomarievaVN@yandex.ru

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms UB RAS

Ресей, 614081, Perm

Е. Saidakova

Perm Federal Research Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Perm State University

Email: PonomarievaVN@yandex.ru

Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms UB RAS, Department of Microbiology and Immunology

Ресей, 614081, Perm; 614068, Perm

Әдебиет тізімі

  1. Бабийчук Л. А., Михайлова О. А., Зубов П. М., Рязанцев В. В. 2013. Оценка стадий апоптоза и распределения фосфатидилсерина в мембране ядросодержащих клеток пуповинной и периферической крови при различных технологиях криоконсервации. Гены и клетки. Т. 8. № 4. С. 50. (Babijchuk L. A., Mykhailova O. O., Zubov P. M., Ryazantsev V. V. 2013. Evaluation of apoptosis stages and posphatidylserine distribution in membrane of cord and peripheral blood nucleated cells at various cryopreservation protocols. Genes and Cells. V. 8. P. 50.) https://doi.org/10.23868/gc121610
  2. Ващенко В. И., Чухловин А. Б., Петренко Г. И., Вильянинов В. Н., Багаутдинов Ш. М. 2015. Действие факторов замораживания на изменения внутриклеточного метаболизма при криоконсервации костного мозга человека. Вестник MAX. Т. 4. С. 91. (Vashchenko V. I., Сhuklovin A. B., Petrenko G. I., Vilyaninov V. N., Bagautdinov Ch. M. 2015. Impact of preserving agents upon on intracellular meтaboliс changes during cryoconservation of human bone marrow. J. IAR. V. 4. P. 91.)
  3. Кит О. И., Гненная Н. В., Филиппова С. Ю., Чембарова Т. В., Лысенко И. Б., Новикова И. А., Розенко Л. Я., Димитриади С. Н., Шалашная Е. В., Ишонина О. Г. 2023. Криоконсервация гемопоэтических стволовых клеток периферической крови в трансплантологии: современное состояние и перспективы. Кардиоваск. терапия и профилактика. Т. 22. № 11. С. 124. (Kit O. I., Gnennaya N. V., Filippova S. Yu., Chembarova T. V., Lysenko I. B., Novikova I. A., Rozenko L. Ya., Dimitriadi S. N., Shalashnaya E. V., Ishonina O. G. 2023. Cryostorage of peripheral blood hematopoietic stem cells in transplantology: current status and prospects. Cardiovascular Ther. Prevention. V. 22. P. 124.) https://doi.org/10.15829/1728-8800-2023-3691
  4. Нельсон Д., Кокс М. 2014. Основы биохимии Ленинджера. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 636 с. (Nelson D. L., Cox M. M. 2014. Lehninger principles of biochemistry. M.: BINOM. Laboratory of knowledge. 636 p.)
  5. Савилова А. М., Чулкина М. М., Алексеев Л. П. 2013. Сравнительное исследование экспрессии мРНК интерлейкина-2 и рецептора интерлейкина-2α в лимфоцитах, активированных ФГА и КонА. Иммунология. Т. 34. № 2. С. 76. (Savilova A. M., Chulkina M. M., Alexeev L. P. 2013. Comparative investigation of interleukin-2 and interleukin-2 receptor alpha mRNA expression in lymphocytes activated by PHA or ConA. Immunol. V. 34. P. 76.)
  6. Anderson J., Toh Z. Q., Reitsma A., Do L. A.H., Nathanielsz J., Licciardi P. V. 2019. Effect of peripheral blood mononuclear cell cryopreservation on innate and adaptive immune responses. J. Immunol. Methods. V. 465. P. 61. https://doi.org/10.1016/j.jim.2018.11.006
  7. Chakraborty S., Khamaru P., Bhattacharyya A. 2022. Regulation of immune cell metabolism in health and disease: Special focus on T and B cell subsets. Cell Biol. Int. V. 46. P. 1729. https://doi.org/10.1002/cbin.11867
  8. Desdin-Mico G., Soto-Heredero G., Mittelbrunn M. 2018. Mitochondrial activity in T cells. Mitochondrion. V. 41. P. 51. https://doi.org/10.1016/j.mito.2017.10.006
  9. Fu Y., Dang W., He X., Xu F., Huang H. 2022. Biomolecular pathways of cryoinjuries in low-temperature storage for mammalian specimens. Bioengineering (Basel). V. 9. P. 545. https://doi.org/10.3390/bioengineering9100545
  10. Gaber T., Chen Y., Krauss P. L., Buttgereit F. 2019. Metabolism of T Lymphocytes in health and disease. Int. Rev. Cell Mol. Biol. V. 342. P. 95. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2018.06.002
  11. Gualtieri R., Kalthur G., Barbato V., Di Nardo M., Adiga S. K., Talevi R. 2021. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress caused by cryopreservation in reproductive cells. Antioxidants (Basel). V. 10. Art. ID: 337. https://doi.org/10.3390/antiox10030337
  12. Haider P., Hoberstorfer T., Salzmann M., Fischer M. B., Speidl W. S., Wojta J., Hohensinner P. J. 2022. Quantitative and functional assessment of the influence of routinely used cryopreservation media on mononuclear leukocytes for medical research. Int. J. Mol. Sci. V. 23. Art. ID: 1881. https://doi.org/10.3390/ijms23031881
  13. Len J. S., Koh W. S.D., Tan S. X. 2019. The roles of reactive oxygen species and antioxidants in cryopreservation. Biosci. Rep. V. 39. Art. ID: BSR20191601. https://doi.org/10.1042/BSR20191601
  14. Lomsadze G., Gogebashvili N., Enukidze M., Machavariani M., Intskirveli N., Sanikidze T. 2011. Alteration in viability and proliferation activity of mitogen stimulated Jurkat cells. Georgian Med. News. V. 9. P. 50.
  15. Makowski L., Chaib M., Rathmell J. C. 2020. Immunometabolism: from basic mechanisms to translation. Immunol. Rev. V. 295. P. 5. https://doi.org/10.1111/imr.12858
  16. Martikainen M. V., Roponen M. 2020. Cryopreservation affected the levels of immune responses of PBMCs and antigen-presenting cells. Toxicol. In Vitro. V. 67. Art. ID: 104918. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2020.104918
  17. Mas-Bargues C., Garcia-Dominguez E., Borras C. 2022. Recent approaches to determine static and dynamic redox state-related parameters. Antioxidants (Basel). V. 11. Art. ID: 864. https://doi.org/10.3390/antiox11050864
  18. Patel C. H., Leone R. D., Horton M. R., Powell J. D. 2019. Targeting metabolism to regulate immune responses in autoimmunity and cancer. Nat. Rev. Drug Discov. V. 18. P. 669. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0032-5
  19. Patil N. K., Bohannon J. K., Hernandez A., Patil T. K., Sherwood E. R. 2019. Regulation of leukocyte function by citric acid cycle intermediates. J. Leukoc. Biol. V. 106. P. 105. https://doi.org/10.1002/JLB.3MIR1118-415R
  20. Starkov A. A. 2008. The role of mitochondria in reactive oxygen species metabolism and signaling. Ann. N. Y. Acad. Sci. V. 1147. P. 37. https://doi.org/10.1196/annals.1427.015

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Changes in basal oxygen consumption rates (OCR, a) and environment acidification rates (ECAR, b) by leukocytes before freezing and after cryopreservation. Data are presented as the area under the curve (AUC, conventional units). Means and standard errors of the means are shown. One-way analysis of variance was used to compare groups; multiple comparisons between groups were performed using the Tukey test. a: (**) — P < 0.01; (***) — P < 0.001; b — no significant differences were found.

Жүктеу (164KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Oxidative phosphorylation rates (OCR, a) and glycolysis rates (ECAR, b) in unstimulated (–) and phytohemagglutinin (PHA)-stimulated (+) mononuclear leukocytes. Data are presented as area under the curve (AUC). Means and standard errors of the means are shown. Student’s t-test was used to compare two groups. (*) — P < 0.05; (**) — P < 0.01.

Жүктеу (374KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2025

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».