Влияние инкапсуляции в альгинатные микросферы на жизнеспособность мезенхимальных стромальных клеток после экспозиции с проникающими криопротекторами

Abstract

В работе изучено влияние инкапсуляции в альгинатные микросферы (АМС) на жизнеспособность мезенхимальных стромальных клеток (МСК) после экспозиции в течение 1,5 и 5 мин с растворами проникающих криопротекторов диметилсульфоксида (ДМСО), этиленгликоля (ЭГ) и 1,2-пропандиола (1,2-ПД) в концентрациях от 1,5 до 9 М. Установлено, что показатель жизнеспособности МСК в виде суспензии и АМС снижается с увеличением концентрации криопротекторов и времени экспозиции, а инкапсуляция в АМС существенно уменьшает токсическое повреждение клеток криопротекторами. Так, если 5-минутная экспозиция МСК в виде суспензии с 9 М ДМСО, ЭГ и 1,2-ПД приводила к гибели практически всех клеток в суспензии, то жизнеспособность МСК в составе АМС после экспозиции в аналогичных условиях составляла 60, 80 и 52% соответственно. Установлено, что исследованные проникающие криопротекторы обладают разной цитотоксичностью по отношению к МСК, которая снижается в ряду ДМСО > 1,2-ПД > ЭГ. Полученные результаты могут быть использованы при разработке многокомпонентных витрифицирующих растворов.

У роботі вивчено вплив інкапсуляції в альгінатні мікросфери (АМС) на життєздатність мезенхімальних стромальних клітин (МСК) після експозиції протягом 1,5 і 5 хв із розчинами проникних кріопротекторів диметилсульфоксиду (ДМСО), етиленгліколю (ЕГ) і 1,2-пропандіолу (1,2-ПД) у концентраціях від 1,5 до 9 М. Встановлено, що показник життєздатності МСК у суспензії та АМС знижується зі збільшенням концентрації кріопротекторів та часу експозиції, а інкапсуляція в АМС суттєво зменшує токсичне пошкодження кріопротекторами клітин. Так, якщо 5-хвилинна експозиція з 9 М ДМСО, ЕГ і 1,2-ПД призводила до загибелі практично всіх клітин у суспензії, то життєздатність МСК у складі АМС після експозиції в аналогічних умовах становила 60, 80 і 52% відповідно. Доведено, що досліджені проникні кріопротектори мають різну цитотоксичність по відношенню до МСК, яка знижується у ряду ДМСО > 1,2-ПД > ЕГ. Отримані результати можуть бути використані під час розробки багатокомпонентних розчинів для вітрифікації.

The effect of encapsulation into alginate microspheres (AMS) on viability of mesenchymal stromal cells (MSCs) after exposure to the solutions of penetrating cryoprotectants dimethyl sulfoxide (DMSO), ethylene glycol (EG) and 1,2-propane diol (1,2-PD) with concentrations varying from 1.5 to 9 M during 1.5 and 5 min was studied. It was shown that the viability of MSCs both as a suspension and encapsulated in AMS decreased with a rise in cryoprotectant concentration and exposure time. Encapsulation into AMS significantly protected the cells from cytotoxic damage of the cryoprotectants, e. g. if the 5-min exposure to 9 M DMSO, EG and 1,2-PD resulted in the death of quite all the cells in the suspension, the viability of encapsulated MSCs after exposure under similar conditions made 60, 80 and 52% respectively. It was found that the studied penetrating cryoprotectants had a various cytotoxicity to MSCs, and it decreased in the row DMSO > 1,2-PD > EG. The findings can be used to develop a multi-component vitrifying solution.