Зберігання клітин в альгінатних мікросферах та капсулах структури «ядро–оболонка» за амбієнтних температур

Анотація

Розробка ефективних систем короткострокового зберігання клітин є важливою передумовою впровадження клітинних технологій у регенеративній медицині, особливо в умовах обмеженої інфраструктури та під час транспортування клітинних препаратів. Метою дослідження було оцінити вплив типу тривимірної системи культивування (альгінатні мікросфери та капсули структури «ядро–оболонка» з різним складом ядра) та додавання фактора росту фібробластів (ФРФ) на збереження життєздатності й метаболічної активності мезенхімальних стромальних клітин кісткового мозку людини та клітин лінії HeLa під час зберігання за амбієнтної температури. МСК та клітини HeLa інкапсулювали в альгінатні мікросфери або в капсули структури «ядро–оболонка» з ядром на основі культурального середовища, желатину або плазми крові свиней методом електророзпилення та коаксіального електророзпилення. Після 17 діб культивування капсули зберігали за температури +22 °C протягом 7 діб. Життєздатність визначали методом виключення трипанового блакитного та флуоресцентним фарбуванням (FDA/EthD-1). Метаболічну активність оцінювали за допомогою тесту Alamar Blue з нормалізацією показників до початку амбієнтного зберігання. Статистичний аналіз проводили з використанням двофакторного дисперсійного аналізу та mixed-effects моделі. Встановлено, що зі збільшенням тривалості амбієнтного зберігання показники життєздатності та метаболічної активності достовірно знижувалися в усіх групах (p < 0,0001), проте ступінь змін залежав від типу мікрооточення та клітинної моделі. Тривимірна інкапсуляція забезпечувала більш стабільні показники порівняно з моношаровою культурою, особливо на 7-му добу зберігання. Найбільш сприятливі результати для обох клітинних типів отримано в альгінатних мікросферах та в капсулах із ядром на основі культурального середовища. Використання желатинового або плазмового ядра супроводжувалося більшою варіабельністю та вираженішим зниженням функціональних показників, особливо за відсутності ФРФ. Позитивний вплив ФРФ на збереження клітин був більш вираженим для МСК, тоді як для HeLa його ефект мав обмежений характер. Тип 3D-системи та склад ядра капсул є ключовими чинниками підтримання функціонального стану клітин за амбієнтного зберігання. Альгінатні мікросфери та капсули з ядром на основі культурального середовища демонструють найбільший потенціал для розробки ефективних технологій короткострокового зберігання клітинних продуктів за умов навколишнього середовища. Додавання фактора росту фібробластів підвищує стійкість мезенхімальних стромальних клітин до стресових умов та може розглядатися як додатковий модулюючий компонент у складі систем зберігання.