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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).