Interaction between MSCS and blood mononuclear cells during in vitro co-cultivation in the presence of a three-dimensional artificial matrix mimicking regenerating bone tissue

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Bone tissue repair and regeneration is a complex process involving many cells and controlled by multiple factors. Immune cells and cytokines play a crucial role in regulating the balance of bone formation and resorption. However, the immunomodulatory mechanism of bone regeneration is still unclear. Nevertheless, the reciprocal regulatory influence of immunocompetent cells and mesenchymal stem cells (MSCs) is well known. MSCs and immunocompetent cells secrete various cytokines, growth factors, and extracellular matrix molecules that play important roles in regulating hematopoiesis, angiogenesis, immune and inflammatory responses. Several studies confirm that different molecules expressed by MSCs may induce lymphocyte proliferation. Therefore, the study of the mutual influence of MSCs and blood mononuclear cells during in vitro co-cultivation, even in the presence of an artificial matrix mimicking regenerating bone tissue, is relevant and expedient. In this experimental series, the studies were performed at the interface between living and non-living substrate phases thus mimicking the “regenerating bone / hematopoietic microenvironment” system. A series of separated in time experiments was performed on a plastic surface (2D culture model) and in the presence of three-dimensional artificial matrices mimicking regenerating bone tissue (3D culture model).

About the authors

Kristina A. Yurova

Immanuel Kant Baltic Federal University

Author for correspondence.
Email: kristina_kofanova@mail.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

I. K. Norkin

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

PhD (Biology), Technician, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Kaliningrad

O. G. Khaziakhmatova

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

PhD (Biology), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

V. V. Malashchenko

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

Senior Research Associate, Engineer, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

O. B. Melashchenko

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

P. A. Ivanov

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

PhD (Medicine), Junior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

D. D. Ligatyuk

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

Engineer, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

I. A. Khlusov

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Chief Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

L. S. Litvinova

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kristina_kofanova@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Director, Center for Immunology and Cellular Biotechnologies, Immanuel Kant Baltic Federal University

Russian Federation, Kaliningrad

References

  1. Коршунов Д.А., Кондакова И.В. Современные достижения и проблемы в исследовании культур клеток // Успехи современной биологии, 2016. Т. 136, № 4. С. 347-361. [Korshunov D.A., Kondakova I.V. Modern achievements and problems in the study of cell cultures]. Uspekhi sovremennoy biologii = Advances in Modern Biology, 2016, Vol. 136, no. 4, pp. 347-361. (In Russ.)]
  2. Khlusov I.A., Litvinova L.S., Shupletsova V.V., Khaziakhmatova O.G., Malashchenko V.V., Yurova K.A., Shunkin E.O., Krivosheev V.V., Porokhova E.D., Sizikova A.E., Safiullina L.A., Legostaeva E.V., Komarova E.G., Sharkeev Y.P. Costimulatory effect of blood cells and rough calcium phosphate coating on the angiogenic and osteogenic features of adipose-derived multipotent mesenchymal stromal cells in mixed culture as a model of postimplantation tissue repair. Materials (Basel), 2020, Vol. 13, no. 19, 4398. doi: 10.3390/ma13194398.
  3. Legostaeva E.V., Kulyashova K.S., Komarova E.G. Physical, chemical and biological properties of micro-arc deposited calcium phosphate coatings on titanium and zirconium-niobium alloy. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 2013, Vol. 44, no. 2-3, pp. 188-197.
  4. Schell H., Duda G.N., Peters A. The haematoma and its role in bone healing. J. Exp. Orthop., 2017, Vol. 4, 5. doi: 10.1186/s40634-017-0079-3.
  5. Steward A.J., Kelly D.J. Mechanical regulation of mesenchymal stem cell differentiation. J. Anat., 2015, Vol. 227, no. 6, pp. 717-731.
  6. Yang N., Liu Y. The role of the immune microenvironment in bone regeneration. Int. J. Med. Sci., 2021, Vol. 18, no. 16, pp. 3697-3707.
  7. Zuk P.A., Zhu M., Mizuno H., Huang J., Futrell J.W., Katz A.J., Benhaim P., Lorenz H.P., Hedrick M.H. Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based. Tissue Eng., 2001, Vol. 7, no. 2, pp. 211-228.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Yurova K.A., Norkin I.K., Khaziakhmatova O.G., Malashchenko V.V., Melashchenko O.B., Ivanov P.A., Ligatyuk D.D., Khlusov I.A., Litvinova L.S.

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».