Изучение влияния криоконсервации на метаболизм мононуклеарных лейкоцитов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучение метаболической активности мононуклеарных клеток является актуальной задачей биологии и медицины. Проведение длительных исследований часто предполагает хранение образцов в криоконсервированной форме, что позволяет свести к минимуму возможные ошибки и погрешности. Однако эффект низких температур на метаболизм мононуклеарных клеток мало изучен. Цель работы — исследовать влияние криоконсервации на показатели гликолиза и окислительного фосфорилирования мононуклеарных лейкоцитов. Оценка метаболических параметров с использованием метода фиксации внеклеточных потоков на анализаторе Seahorse XFe96 показала, что в мононуклеарных лейкоцитах, прошедших криоконсервацию, происходит значительное изменение скорости окислительного фосфорилирования, что не связано с изменением их субпопуляционного состава. Вместе с тем замораживание и хранение при отрицательных температурах не оказало влияния на скорость протекающего в лейкоцитах гликолиза. Важно, что в размороженных клетках снижалась способность реагировать на митогенную стимуляцию увеличением скорости метаболических процессов. Таким образом, криоконсервация изменяет метаболический профиль мононуклеарных лейкоцитов. Для получения достоверных сведений об их метаболической активности предпочтительно использовать свежевыделенные клетки.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Н. Пономарева

Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН; Пермский государственный национальный исследовательский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: PonomarievaVN@yandex.ru

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, кафедра микробиологии и иммунологии

Россия, 614081, Пермь; 614068, Пермь

В. В. Власова

Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН

Email: PonomarievaVN@yandex.ru

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН

Россия, 614081, Пермь

Е. В. Сайдакова

Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН; Пермский государственный национальный исследовательский университет

Email: PonomarievaVN@yandex.ru

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, кафедра микробиологии и иммунологии

Россия, 614081, Пермь; 614068, Пермь

Список литературы

  1. Бабийчук Л. А., Михайлова О. А., Зубов П. М., Рязанцев В. В. 2013. Оценка стадий апоптоза и распределения фосфатидилсерина в мембране ядросодержащих клеток пуповинной и периферической крови при различных технологиях криоконсервации. Гены и клетки. Т. 8. № 4. С. 50. (Babijchuk L. A., Mykhailova O. O., Zubov P. M., Ryazantsev V. V. 2013. Evaluation of apoptosis stages and posphatidylserine distribution in membrane of cord and peripheral blood nucleated cells at various cryopreservation protocols. Genes and Cells. V. 8. P. 50.) https://doi.org/10.23868/gc121610
  2. Ващенко В. И., Чухловин А. Б., Петренко Г. И., Вильянинов В. Н., Багаутдинов Ш. М. 2015. Действие факторов замораживания на изменения внутриклеточного метаболизма при криоконсервации костного мозга человека. Вестник MAX. Т. 4. С. 91. (Vashchenko V. I., Сhuklovin A. B., Petrenko G. I., Vilyaninov V. N., Bagautdinov Ch. M. 2015. Impact of preserving agents upon on intracellular meтaboliс changes during cryoconservation of human bone marrow. J. IAR. V. 4. P. 91.)
  3. Кит О. И., Гненная Н. В., Филиппова С. Ю., Чембарова Т. В., Лысенко И. Б., Новикова И. А., Розенко Л. Я., Димитриади С. Н., Шалашная Е. В., Ишонина О. Г. 2023. Криоконсервация гемопоэтических стволовых клеток периферической крови в трансплантологии: современное состояние и перспективы. Кардиоваск. терапия и профилактика. Т. 22. № 11. С. 124. (Kit O. I., Gnennaya N. V., Filippova S. Yu., Chembarova T. V., Lysenko I. B., Novikova I. A., Rozenko L. Ya., Dimitriadi S. N., Shalashnaya E. V., Ishonina O. G. 2023. Cryostorage of peripheral blood hematopoietic stem cells in transplantology: current status and prospects. Cardiovascular Ther. Prevention. V. 22. P. 124.) https://doi.org/10.15829/1728-8800-2023-3691
  4. Нельсон Д., Кокс М. 2014. Основы биохимии Ленинджера. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 636 с. (Nelson D. L., Cox M. M. 2014. Lehninger principles of biochemistry. M.: BINOM. Laboratory of knowledge. 636 p.)
  5. Савилова А. М., Чулкина М. М., Алексеев Л. П. 2013. Сравнительное исследование экспрессии мРНК интерлейкина-2 и рецептора интерлейкина-2α в лимфоцитах, активированных ФГА и КонА. Иммунология. Т. 34. № 2. С. 76. (Savilova A. M., Chulkina M. M., Alexeev L. P. 2013. Comparative investigation of interleukin-2 and interleukin-2 receptor alpha mRNA expression in lymphocytes activated by PHA or ConA. Immunol. V. 34. P. 76.)
  6. Anderson J., Toh Z. Q., Reitsma A., Do L. A.H., Nathanielsz J., Licciardi P. V. 2019. Effect of peripheral blood mononuclear cell cryopreservation on innate and adaptive immune responses. J. Immunol. Methods. V. 465. P. 61. https://doi.org/10.1016/j.jim.2018.11.006
  7. Chakraborty S., Khamaru P., Bhattacharyya A. 2022. Regulation of immune cell metabolism in health and disease: Special focus on T and B cell subsets. Cell Biol. Int. V. 46. P. 1729. https://doi.org/10.1002/cbin.11867
  8. Desdin-Mico G., Soto-Heredero G., Mittelbrunn M. 2018. Mitochondrial activity in T cells. Mitochondrion. V. 41. P. 51. https://doi.org/10.1016/j.mito.2017.10.006
  9. Fu Y., Dang W., He X., Xu F., Huang H. 2022. Biomolecular pathways of cryoinjuries in low-temperature storage for mammalian specimens. Bioengineering (Basel). V. 9. P. 545. https://doi.org/10.3390/bioengineering9100545
  10. Gaber T., Chen Y., Krauss P. L., Buttgereit F. 2019. Metabolism of T Lymphocytes in health and disease. Int. Rev. Cell Mol. Biol. V. 342. P. 95. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2018.06.002
  11. Gualtieri R., Kalthur G., Barbato V., Di Nardo M., Adiga S. K., Talevi R. 2021. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress caused by cryopreservation in reproductive cells. Antioxidants (Basel). V. 10. Art. ID: 337. https://doi.org/10.3390/antiox10030337
  12. Haider P., Hoberstorfer T., Salzmann M., Fischer M. B., Speidl W. S., Wojta J., Hohensinner P. J. 2022. Quantitative and functional assessment of the influence of routinely used cryopreservation media on mononuclear leukocytes for medical research. Int. J. Mol. Sci. V. 23. Art. ID: 1881. https://doi.org/10.3390/ijms23031881
  13. Len J. S., Koh W. S.D., Tan S. X. 2019. The roles of reactive oxygen species and antioxidants in cryopreservation. Biosci. Rep. V. 39. Art. ID: BSR20191601. https://doi.org/10.1042/BSR20191601
  14. Lomsadze G., Gogebashvili N., Enukidze M., Machavariani M., Intskirveli N., Sanikidze T. 2011. Alteration in viability and proliferation activity of mitogen stimulated Jurkat cells. Georgian Med. News. V. 9. P. 50.
  15. Makowski L., Chaib M., Rathmell J. C. 2020. Immunometabolism: from basic mechanisms to translation. Immunol. Rev. V. 295. P. 5. https://doi.org/10.1111/imr.12858
  16. Martikainen M. V., Roponen M. 2020. Cryopreservation affected the levels of immune responses of PBMCs and antigen-presenting cells. Toxicol. In Vitro. V. 67. Art. ID: 104918. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2020.104918
  17. Mas-Bargues C., Garcia-Dominguez E., Borras C. 2022. Recent approaches to determine static and dynamic redox state-related parameters. Antioxidants (Basel). V. 11. Art. ID: 864. https://doi.org/10.3390/antiox11050864
  18. Patel C. H., Leone R. D., Horton M. R., Powell J. D. 2019. Targeting metabolism to regulate immune responses in autoimmunity and cancer. Nat. Rev. Drug Discov. V. 18. P. 669. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0032-5
  19. Patil N. K., Bohannon J. K., Hernandez A., Patil T. K., Sherwood E. R. 2019. Regulation of leukocyte function by citric acid cycle intermediates. J. Leukoc. Biol. V. 106. P. 105. https://doi.org/10.1002/JLB.3MIR1118-415R
  20. Starkov A. A. 2008. The role of mitochondria in reactive oxygen species metabolism and signaling. Ann. N. Y. Acad. Sci. V. 1147. P. 37. https://doi.org/10.1196/annals.1427.015

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изменение базальных скоростей потребления кислорода (OCR, а) и закисления среды (ECAR, б) лейкоцитами до заморозки и после криоконсервации. Данные представлены в виде площади под кривой (AUC, усл. ед.). Указаны средние и стандартные ошибки средних. Для сравнения групп использовали однофакторный дисперсионный анализ; множественные сравнения между группами проводили с помощью критерия Тьюки. а: (**) — P < 0.01; (***) — P < 0.001; б — достоверных различий не обнаружено.

Скачать (164KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Скорости окислительного фосфорилирования (OCR, а) и гликолиза (ECAR, б) в нестимулированных (–) и стимулированных (+) фитогемагглютинином (ФГА) мононуклеарных лейкоцитах. Данные представлены в виде площади под кривой (AUC). Указаны средние и стандартные ошибки средних. Для сравнения двух групп использовали t-тест Стьюдента. (*) — P < 0.05; (**) — P < 0.01.

Скачать (374KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025