1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Цитология
  4. T. 65, № 4, 2023

Цитология, 2023, T. 65, № 4, стр. 354-366

Реакция генома эндометриальных мезенхимных стволовых клеток на процедуру длительной криоконсервации

Т. М. Гринчук 1, М. А. Шорохова 1, *, Н. А. Пуговкина 1

1 Институт цитологии РАН
194064 Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: shili-mariya@yandex.ru

Поступила в редакцию 07.03.2023
После доработки 28.03.2023
Принята к публикации 13.04.2023

Аннотация

Сведения о влиянии криоконсервации на клеточные функции и генетический аппарат клеток разного генеза неоднозначны и находятся в стадии накопления. Настоящая работа направлена на изучение влияния длительного пребывания (7 лет) в замороженном состоянии эндометриальных мезенхимных стволовых клеток человека (эМСК) на стабильность их генома in vitro. Результаты показали дестабилизацию структуры кариотипа у потомков клеток после их размораживания, а именно анеуполиплоидизацию хромосомного набора, повышенную ломкость хромосом, влекущую за собой огромный пул аберрантных хромосом, и нарушение конденсации в гомологах. Хромосомные поломки, затрагивающие прицентромерные области, в ряде случаев сопровождались сохранением генетического материала в виде самостоятельных хромосом. В процесс дестабилизации клеточного генома эМСК были вовлечены почти все хромосомы набора. Показано, что процедура многолетней криоконсервации может стать индуктором преждевременного клеточного старения эМСК после их размораживания. Сравнение полученных данных с результатами кариотипирования трансформированных клеток китайского хомячка, претерпевших аналогичную процедуру, позволило заключить, что криоконсервация для биологических систем может являться стрессом, индуцирующим разнотипные генетические дефекты на уровне кариотипа. Реакция генома клеток различного происхождения на одни и те же условия криоконсервации может различаться.

Ключевые слова: эндометриальные мезенхимные стволовые клетки человека, кариотип, хромосомы, криоконсервация, нестабильность генома

Список литературы

  1. Астрелина Т.А., Гомзяков А.Е., Кобзева И.В., Карпова Е.Э., Круглова Я.А., Скоробогатова Е.В., Балашов Д.Н., Князев О.В., Яковлева М.В. 2013. Оценка качества и безопасности применения криоконсервированных мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток плаценты в клинической практике. Гены и клетки. № 4. С. 82 (Astrelina T.A., Gomzyakov A. E., Kobzeva I.V., Karpova E.E., Kruglova Ya.A., Skorobogatova E.V., Balashov D.N., Knyazev O.V., Yakovleva M.V. 2013. Evaluation of the quality and safety of cryopreserved multipotent placental mesenchymal stromal cells in clinical practice. Genes and Cells. № 4. P. 82.)

  2. Гринчук Т.М., Шилина М.А. 2021. Влияние криоконсервации на стабильность кариотипа трансформированных фибробластов легкого китайского хомячка in vitro. Цитология. Т. 63. № 1. С. 63. (Grinchuk T.M., Shilina M.A. 2021. Effect of cryopreservation on the stability of the karyotype of transformed Chinese hamster lung fibroblasts in vitro. Tsitologiya V. 63. № 1. P. 63.)

  3. Земелько В.И., Гринчук Т.М., Домнина А.П., Арцыбашева И.В., Зенин В.В., Кирсанов А.А., Бичевая Н.К., Корсак В.С., Никольский Н.Н. 2011. Мультипотентные мезенхимные стволовые клетки десквамированного эндометрия. Выделение, характеристика и использование в качестве фидерного слоя для культивирования эмбриональных стволовых линий человека. Цитология. Т. 53. № 12. С. 919. (Zemelko V.I., Grinchuk T.M., Domnina A.P., Artsybasheva I.V., Zenin V.V., Kirsanov A.A., Beachevaya N.K., Korsak V.S., Nikolskiy N.N. 2011. Multipotent mesenchymal stem cells of desquamated endometrium. Identification, characterization and use as a feeder layer for the cultivation of human embryonic stem lines. Tsitologiya. V. 53. № 12. P. 919.)

  4. Мамаева С.Е. 2002. Атлас хромосом – постоянные клеточные линии человека и животных. М.: Науч. мир. 231 с. (Mamaeva S.E. 2002. Atlas chromosomes permanent cell lines of human and animals. M.: Nauchniy mir. 231 p.)

  5. Одинцова И.А., Русакова С.Э., Шмидт А.А., Тимошкова Ю.Л. 2021.Криоконсервация половых клеток: история и современное состояние вопроса. Гены и клетки. № 3. С. 44 (Odintsova I.A., Rusakova S.E., Schmidt A.A., Timoshkova Yu.L. 2021. Cryopreservation of germ cells: history and current state of the issue. Genes and cells. № 3. P. 44.)

  6. Полянская Г.Г., Семенова Е.Г., Шубин Н.А. 1990. Влияние криоконсервации на цитогенетические характеристики клеточной сублинии фибробластов кожи индийского мунджука. Цитология. Т. 32. № 3. С. 256. (Polyanskaya G.G., Semenova E.G., Shubin N.A. 1990. Cytological variations in the Indian muntjac skin fibroblast cell line as a result of cryoconservation. Tsytologya. V. 32. № 3. P. 256.)

  7. Семенова Е.Г. 1988. Внеплановый синтез ДНК в культивируемых клетках после криоконсервации. Криобиология. № 1. С. 17. (Semenova E.G. 1988. Unscheduled DNA synthesis in cultured cells after cryoconservation. Cryobiology. № 1. P. 17.)

  8. Шорохова М.А., Гринчук Т.М. 2021. Стабильность кариотипа мезенхимных стволовых клеток эндометрия человека in vitro. Цитология. Т. 63. № 5. С. 491. (Shorokhova M.A., Grinchuk T.M. Stability of the human endometrial mesenchymal stem cells karyotype in vitro. Tsitologiya. V. 63. № 5. P. 491.)

  9. Antebi B., Asher A.M., Rodriguez L.A. 2nd, Moore R.K., Mohammadipoor A., Cancio L.C. 2019. Cryopreserved mesenchymal stem cells regain functional potency following a 24-h acclimation period. J. Transl. Med. V. 17. P. 297. https://doi.org/10.1186/s12967-019-2038-5

  10. Bahsoun S., Coopman K., Akam E.C. 2019. The impact of cryopreservation on bone marrow-derived mesenchymal stem cells: a systematic review. J. Transl. Med. V. 17. P. 397. https://doi.org/10.1186/s12967-019-02136-7

  11. de-Lima Prata K., de Santis G.C., Orellana M.D., Palma P.V., Brassesco M.S., Covas D.T. 2012. Cryopreservation of umbilical cord mesenchymal cells in xenofree conditions. Cytotherapy. V. 14. P. 694.

  12. Diaferia G.R., Dessi S.S., Deblasio P., Biunno I. 2008. Is stem cell chromosomes stability affected by cryopreservation conditions? Cytotechnology. V. 58. P. 11.

  13. Duarte D.M., Cornélio D.A., Corado C., Medeiros V.K., de Araujo L.A., Cavalvanti G.B.J., de Medeiros S.R. 2012. Chromosomal characterization of cryopreserved mesenchymal stem cells from the human subendothelium umbilical cord vein. Regen. Med. V. 7. P. 147.

  14. Heng B.C., Kuleshova L.L., Bested S.M., Liu H., Cao T. 2005. The cryopreservation of human embryonic stem cells. Biotechnol. Appl. Biochem. V. 41. P. 97.

  15. Heng H.H., Liu G., Stevens J.B., Abdallah B.Y., Horne S.D., Ye K.J., Bremer S.W., Chowdhury S.K., Ye C.J. 2013. Karyotype heterogeneity and unclassified chromosomal abnormalities. Cytogenet. Genome Res. V. 139. P. 144.

  16. Hiyama E., Hiyama K. 2007. Telomere and telomerase. Br. J. Cancer. V. 96. P. 1020.

  17. Imaizumi K., Nishishita N., Muramatsu M., Yamamoto T., Takenaka C., Kawamata S., Kobayashi K., Nishikawa S., Akuta T. 2014. A simple and highly effective method for slow-freezing human pluripotent stem cells using dimethyl sulfoxide, hydroxyethyl starch and ethylene glycol. PLoS One. V. 9. P. e88696. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0088696

  18. Matidi M., Bhonde R. 2011. Diverse effects of dimethyl sulfoxide (DMSO) on the differentiation potential of human embryonic stem cells. Arch. Toxicol. V. 86. P. 651.

  19. McGranahan N., Burrell R.A., Endesfelder D., Novelli M.R., Swanton C. 2012. Cancer chromosomal instability: therapeutic and diagnostic challenges. EMBO Rep. V. 13. P. 528.

  20. Passerini V., Ozeri-Galai E., de Pagter M.S., Donnelly N., Schmalbrock S., Kloosterman W.P., Kerem B., Storchová Z. 2016. The presence of extra chromosomes leads to genomic instability. Nat. Commun. V. 7. P. 10754. https://doi.org/10.1038/ncomms10754

  21. Pera M.F., Reubinoff B., Trounson A. 2000. Human embryonic stem cells. J. Cell Sci. V. 113. P. 5.

  22. Polchow B., Kebbel K., Schmiedeknecht G., Reichardt A., Henrich W., Hetzer R., Lueders C. 2012. Cryopreservation of human vascular umbilical cord cells under good manufacturing practice conditions for future cell banks. J. Transl. Med. V. 10. P. 98.

  23. Rangel N., Forero-Castro M., Rondón-Lagos M. 2017. New insights in the cytogenetic practice: Karyotypic chaos, nonclonal chromosomal alterations and chromosomal instability in human cancer and therapy response. Genes (Basel). V. 8. P. 155.

  24. Ray M., Mohandas T. 1975. Proposed banding nomenclature for the Chinese hamster chromosomes (Cricetulus gruseus). Cytogenet. Cell Genet. V. 16. P. 83.

  25. Reubinoff B.E., Pera M.F., Fong C.Y., Trounson A., Bongso A. 2000. Embryonic stem cell lines from human blastocysts: somatic differentiation in vitro. Nat. Biotechnol. V. 18. P. 399.

  26. Tan Z., Chan Y.J.A., Chua Y.J.K., Rutledge S.D., Pavelka N., Cimini D., Rancati G. 2019. Environmental stresses induce karyotypic instability in colorectal cancer cells. Mol. Biol. Cell. V. 30. P. 42.

  27. Tang D.Q., Wang Q., Burkhardt B.R., Litherland S.A., Atkinson M.A., Yang L.J. 2012. In vitro generation of functional insulin-producing cells from human bone marrow-derived stem cells, but long-term culture running risk of malignant transformation. Am. J. Stem Cells. V. 1. P. 114.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Цитология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал