Изучение криочувствительности мезенхимальных стромальных клеток в составе альгинатных микросфер

Abstract

Трехмерное культивирование мезенхимальных стромальных клеток (МСК), инкапсулированных в альгинатные микросферы, является перспективным направлением клеточной биологии и тканевой инженерии, что определяет необходимость разработки методов их низкотемпературного консервирования. В работе показана возможность криоконсервирования МСК в составе альгинатных микросфер путем медленного замораживания под защитой ДМСО. Сравнительное изучение МСК в составе альгинатных микросфер и в виде суспензии одиночных неинкапсулированных клеток при криоконсервировании под защитой 10% ДМСО не выявило существенных различий их криочувствительности, а в присутствии 5% они имели более низкие показатели жизнеспособности. Значения сохранности и метаболической активности после криоконсервирования МСК в составе альгинатных микросфер увеличивались при повышении концентрации ДМСО с 5 до 10%. Инициация кристаллизации в ходе медленного программного замораживания МСК в составе альгинатных микросфер в присутствии 10% ДМСО позволяла добиться максимальных значений сохранности и метаболической активности инкапсулированных клеток. Результаты работы могут быть использованы для создания банка МСК, инкапсулированных в альгинатные микросферы.

Тривимірне культивування мезенхімальних стромальних клітин (МСК), які інкапсульовані у альгінатні мікросфери, є перспективним напрямком клітинної біології та тканинної інженерії, що визначає необхідність розробки методів їхнього низькотемпературного консервування. У роботі показана можливість кріоконсервування МСК у складі альгінатних мікросфер шляхом повільного заморожування під захистом ДМСО. Порівняльне вивчення МСК у складі альгінатних мікросфер і у вигляді суспензії поодиноких неінкапсульованих клітин при кріоконсервуванні під захистом 10% ДМСО не виявило значних розбіжностей їх кріочутливості, а у присутності 5% ДМСО вони мали більш низькі показники життєздатності. Показники збереженості і метаболічної активності після кріоконсервування МСК у складі альгінатних мікросфер збільшувались при підвищенні концентрації ДМСО з 5 до 10%. Ініціація кристалізації при повільному програмному заморожуванні МСК у складі альгінатних мікросфер у присутності 10% ДМСО дозволила отримати максимальні показники збереженості і метаболічної активності інкапсульованих клітин. Результати роботи можуть бути використані для створення банку МСК, які інкапсульовані у альгінатні мікросфери.

Three-dimensional culture of mesenchymal stromal cells (MSC), encapsulated in alginate microbeads is a perspective direction of cell biology and tissue engineering, indicating the need of the development of their low temperature preservation methods. The study describes the possibility of cryopreservation of MSC within alginate microbeads by slow cooling under protection of DMSO. Comparison study of MSC within alginate microbeads and as non-encapsulated cell suspension during cryopreservation under protection of 10% DMSO did not show significant differences in cells’ cryosensitivity, while during cryopreservation with 5% DMSO encapsulated MSC had lower viability values. Survival and metabolic activity of MSC after cryopreservation within alginate microbeads depended on DMSO concentration in cryoprotective medium and rised with increase of DMSO concentration from 5% to 10%. Initiation of crystallization during slow program cooling under protection of 10% DMSO allowed to achieve maximal values of survival and metabolic activity of encapsulated cells. The results of this study could be used for the banking of MSC encapsulated into alginate microbeads.