Cryopreservation is the only established method to provide long-term storage and fast availability of cellular product for therapeutic applications. The overwhelming majority of cryopreservation media contain toxic concentrations of dimethyl sulfoxide (DMSO) limiting the possibility for the direct administration of cryopreserved cells to the patients. Here, we propose a novel approach for nontoxic xeno-free cryopreservation of human multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) aimed at ensuring high viability, ready-to-use availability, and localized delivery of the cell-based graft into damaged tissues. For MSC cryopreservation, we applied sucrose pretreatment procedure and xeno-free cryoprotective medium containing human platelet-poor blood plasma (PPP), sucrose, and nontoxic concentration of DMSO. Using the combination of PPP, 0.2 M sucrose, and 1% DMSO, the recovery rate of cryopreserved MSCs reached 73% of the values obtained for noncryopreserved cells. Moreover, the presence of PPP in the cryoprotective medium provided the possibility to create a ready-to-use 3D hydrogel for the localized delivery and additional support of MSCs in vivo. In a proof-of-concept study, we assessed the regenerative capacity of cryopreserved MSCs in a full-thickness wound model in mice. The positive impact of MSCs within 3D gel on wound healing rates was confirmed by morphometric and histological examinations. Our results demonstrate the possibility to apply cryopreserved cells immediately after thawing using a cryoprotective medium as the vehicle solution.

Hepatocyte transplantation is a promising method for supporting hepatic function in a broad spectrum of liver diseases. The aim of this work was to test the efficacy of human fetal liver cells to support the chronic failing liver in an experimental model of carbon tetrachloride (CCl4)-induced cirrhosis in rats. Liver cirrhosis was induced by intraperitoneal administration of CCl4 at a dose of 0.2 ml (50% v/v solution)/100 g body weight, twice a week for 3 months in rats. Ten days after stopping CCl4 administration (experimental day 0), rats received intrasplenic injection of cryopreserved fetal liver cells (FLC, 1 × 107 cells in 0.3 ml medium). As a cirrhotic control group, CCl4-induced cirrhotic rats were used with intrasplenic injection of an equal volume of medium alone. Animals were sacrificed on experimental day 15. Human fetal liver cell transplantation almost completely prevented the death of cirrhotic animals during the 2 weeks after treatment, while high ongoing mortality was seen in the cirrhotic control group. Cell transplantation into the spleen normalized total bilirubin and TBARSs levels and increased albumin levels in blood serum, as well as restoring mitochondrial function and liver detoxification function (assessed by cytochrome P450 contents and activity) compared with the activities seen in the cirrhosis control group. In parallel with this restoration of biochemical and functional liver indices, morphological patterns of liver recovery or regeneration after liver cell transplantation were demonstrated in day 15 samples by light microscopy. These were absent in the group that had received only medium alone.

No abstract

Реферат: В работе представлены результаты экспериментальных исследований по использованию скелетов морской губки Ianthella basta в качестве носителей для мезенхимальных стромальных клеток человека (МСК), их биосовместимости с данными клетками, а также оценка чувствительности клеток, растущих в составе этих носителей, к криоконсервированию под защитой 10% ДМСО и 20% фетальной сыворотки крупного рогатого скота по методу, разработанному для суспензии МСК (медленное охлаждение со скоростью 1 град/мин, быстрый отогрев при 37°С). С помощью кислотно-щелочного гидролиза из скелетов морской губки Ianthella basta были получены сетчатые носители, состоящие из хитиновых фибрилл. В ходе культивирования in vitro данные носители обеспечивали адгезию, миграцию и пролиферацию МСК. После криоконсервирования наблюдалось значительное снижение жизнеспособности клеток, при этом их метаболическая активность составляла (46,8 ± 5,8)% по отношению к нативным образцам и не уменьшалась на первые сутки рекультивирования. Из полученных результатов следует, что скелеты морской губки Ianthella basta представляют собой новый перспективный источник носителей для использования в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Данная работа может послужить основой для дальнейшей разработки методов криоконсервирования стволовых клеток в составе трехмерных тканеинженерных конструкций. Ключевые слова: хитин, морские губки, адгезивные клетки, суспензия клеток, тканеинженерные конструкции, мезенхимальные стромальные клетки, криоконсервирование. Реферат: У роботі представлено результати експериментальних досліджень, спрямованих на використання скелетів морської губки Ianthella basta в якості носіїв для мезенхімальних стромальних клітин людини (МСК), їх біосумісності з цими клітинами, а також оцінка кріочутливості клітин, які ростуть у складі цих носіїв, до кріоконсервування під захистом 10% ДМСО та 20% фетальної сироватки крупної рогатої худоби за методом, розробленим для суспензії МСК (повільне охолодження зі швидкістю 1 град/хв, швидкий відігрів при 37°С). За допомогою кислотно-лужного гідролізу зі скелетів морської губки Ianthella basta були отримані сітчасті носії, утворені з хітинових фібрил. У ході культивування in vitro ці носії забезпечували адгезію, міграцію та проліферацію МСК. Після кріоконсервування спостерігалося значне зниження життєздатності клітин, при цьому їх метаболічна активність складала (46,8 ± 5,8)% по відношенню до нативних зразків та не зменшувалася на першу добу рекультивування. На підставі одержаних результатів встановлено, що скелети морської губки Ianthella basta є новим перспективним джерелом носіїв для використання в тканинній інженерії та регенеративній медицині. Дана робота може бути основою для подальшої розробки методів кріоконсервування стовбурових клітин у складі тривимірних тканинноінженерних конструкцій. Ключові слова: хітин, морські губки, адгезивні клітини, суспензія клітин, тканинно-інженерні конструкції, мезенхімальні стромальні клітини, кріоконсервування.