Biopolym. Cell. 2021; 37(1):14-22.
Молекулярная и клеточная биотехнологии
Влияние криоконсервирования с поливиниловым спиртом на сохранность и функциональную активность интерстициальных клеток семенников крыс
1, 2, 3Пахомов А. В., 1, 4Сидоренко О. С.
  1. Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины
    23, Переяславская ул., Харьков, Украина, 61015
  2. Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина
    пл. Свободы, 4, Харьков, Украина, 61022
  3. Харьковский национальный медицинский университет
    Пр. Науки, 4, Харьков, Украина, 61022
  4. Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины
    Пр. Ленина, 60, Харьков, Украина, 61001

Abstract

Цель. Изучить влияние поливинилового спирта (ПВС) в криозащитных средах на выживаемость и пролиферацию интерстициальных клеток (ИК) семенников крыс после криоконсервирования. Методы. ИК получали из семенников крыс ферментативным методом с использованием коллагеназы (тип I) и ДНКазы I. Полученные клетки криоконсервировали тремя методами. В методах 1 и 2 использовалась криозащитная среда (КС) на основе 1,4 M диметилсульфоксида (ДМСО) и 10 % фетальной телячьей сыворотки (ФТС), при этом применялись различные скорости охлаждения до –70 °C. Метод 1: ИК охлаждали со скоростью 1 °C / мин. Метод 2: после начала кристаллизации клетки охлаждали со скоростью 15 °C/мин до –40 °C и со скоростью 20 °C/мин от –40 до –70 °C. Метод 3 предполагал скорость охлаждения 1 °C/мин, но ФТС была заменена на 20 мг/мл ПВС. При достижении температуры –70 °C образцы погружали в жидкий азот (–196 °C). После нагревания и удаления криозащитной среды ИК культивировали в среде Ham’s/F12 с хорионическим гонадотропином человека (ХГЧ) и без него. Результаты. Использование метода 2 позволило повысить выживаемость клеток Лейдига в образцах до 79,5 (70,0; 90,0)% по сравнению с методом 1 (42,0 (37,0; 47,0)%). Использование ПВС в методе 3 не повлияло на выживаемость ИК и клеток Лейдига по сравнению с методом 1. Культивирование клеток показало, что количество клеток Лейдига в лунках увеличилось до 17 (0,09; 0,39) и 0,12 (0,08; 0,14) ×106 после криоконсервирования способами 2 и 3 соответственно, когда клетки стимулировали ХГЧ. Эти значения в несколько раз превышают исходное количество клеток в лунках (0,65 (0,57; 0,71) × 104). Вывод. ПВС в сочетании с другими компонентами криозащитной среды способствовал сохранению клеток Лейдига, способных к дальнейшей пролиферации в культуре, особенно в присутствии ХГЧ.
Keywords: интерстициальные клетки семенников, клетки Лейдига, криоконсервирование, поливиниловый спирт, пролиферация клеток, хорионический гонадотропин человека

References

[1] Schlatt S, Honaramooz A, Boiani M, Schöler HR, Dobrinski I. Progeny from sperm obtained after ectopic grafting of neonatal mouse testes. Biol Reprod. 2003;68(6):2331-5.
[2] Woelders H, Windig J, Hiemstra SJ. How developments in cryobiology, reproductive technologies and conservation genomics could shape gene banking strategies for (farm) animals. Reprod Domest Anim. 2012;47 Suppl 4:264-73.
[3] Kirpatovskii VI, Efremov GD, Frolova EV, Kudryavtseva LV. Stimulation of Spermatogenesis and Synthesis of Testosterone by Allotransplantation of Neonatal Testicular Tissue under Tunica Albuginea of Cryptorchid Testis. Bull Exp Biol Med. 2019;166(4):497-502.
[4] Gao X, Chang XB, Wu RY, Zhan BY. Allotransplantation of cryopreserved human Leydig cells. Transplant Proc. 1994;26(6):3490.
[5] Tai J, Tze WJ, Johnson HW. Cryopreservation of rat Leydig cells for in vitro and in vivo studies. Horm Metab Res. 1994;26(3):145-7.
[6] Chen GR, Ge RS, Lin H, Dong L, Sottas CM, Hardy MP. Development of a cryopreservation protocol for Leydig cells. Hum Reprod. 2007;22(8):2160-8.
[7] Hurina TM, Pakhomov OV, Bozhok HA, Bondarenko TP. Method for cryopreservation of testicular cell suspen-sion of mammals. Patent UA, no. 91787, 2010.
[8] Gurina TM, Pakhomov AV, Bozhok GA. Effect of Cooling Rate under Various Temperature Intervals on Survival of Steroidogenic Potential of Suspension of Interstitial Cells of Adult Rat’s Testes. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2007; 17(4): 394–402.
[9] Gurina TM, Pakhomov AV, Kyryliuk AL, Bozhok GA. Development of a cryopreservation protocol for testicular interstitial cells with the account of temperature intervals for controlled cooling below -60°C. Cryobiology. 2011;62(2):107-14.
[10] Truyen U, Parrish CR, Harder TC, Kaaden OR. There is nothing permanent except change. The emergence of new virus diseases. Vet Microbiol. 1995;43(2-3):103-22.
[11] Hinckley GT, Johnson CJ, Jacobson KH, Bartholomay C, McMahon KD, McKenzie D, Aiken JM, Pedersen JA. Persistence of pathogenic prion protein during simulated wastewater treatment processes. Environ Sci Technol. 2008;42(14):5254-9.
[12] van Os HC, Drogendijk AC, Fetter WP, Heijtink RA, Zeilmaker GH. The influence of contamination of culture medium with hepatitis B virus on the outcome of in vitro fertilization pregnancies. Am J Obstet Gynecol. 1991;165(1):152-9.
[13] Snyman E, Van der Merwe JV. Endotoxin-polluted medium in a human in vitro fertilization program. Fertil Steril. 1986;46(2):273-6.
[14] Petrenko YuA. Cryopreservation of human embryonic liver cells using DMSO and high molecular weight polymers. Problems of Cryobiology. 2003; (3): 80–7.
[15] Liu Y, Xu X, Ma XH, Liu J, Cui ZF. Effect of various freezing solutions on cryopreservation of mesenchymal stem cells from different animal species. Cryo Letters. 2011;32(5):425-35.
[16] Knight CA, Wen D, Laursen RA. Nonequilibrium antifreeze peptides and the recrystallization of ice. Cryobiology. 1995;32(1):23-34.
[17] Tekin K, Daşkın A. Effect of polyvinyl alcohol on survival and function of angora buck spermatozoa following cryopreservation. Cryobiology. 2019;89:60-67.
[18] Klinefelter GR, Hall PF, Ewing LL. Effect of luteinizing hormone deprivation in situ on steroidogenesis of rat Leydig cells purified by a multistep procedure. Biol Reprod. 1987;36(3):769-83.
[19] Pegg DE. Principles of cryopreservation. Methods Mol Biol. 2015;1257:3-19.
[20] Zakharov B, Fisyuk A, Fitch A, Watier Y, Kostyuchenko A, Varshney D, Sztucki M, Boldyreva E, Shalaev E. Ice Recrystallization in a Solution of a Cryoprotector and Its Inhibition by a Protein: Synchrotron X-Ray Diffraction Study. J Pharm Sci. 2016;105(7):2129-38.
[21] Bruyère P, Baudot A, Joly T, Commin L, Pillet E, Guérin P, Louis G, Josson-Schramme A, Buff S. A chemically defined medium for rabbit embryo cryopreservation. PLoS One. 2013;8(8):e71547.
[22] Liu Y, Xu X, Ma X, Martin-Rendon E, Watt S, Cui Z. Cryopreservation of human bone marrow-derived mesenchymal stem cells with reduced dimethylsulfoxide and well-defined freezing solutions. Biotechnol Prog. 2010;26(6):1635-43.
[23] Riccetti L, De Pascali F, Gilioli L, Potì F, Giva LB, Marino M, Tagliavini S, Trenti T, Fanelli F, Mezzullo M, Pagotto U, Simoni M, Casarini L. Human LH and hCG stimulate differently the early signalling pathways but result in equal testosterone synthesis in mouse Leydig cells in vitro. Reprod Biol Endocrinol. 2017;15(1):2.
[24] Nisula B, Bartocci A. Choriogonadotropin and immunity: a reevaluation. Ann Endocrinol (Paris). 1984;45(4-5):315-9.
[25] Zhao S, Zhu W, Xue S, Han D. Testicular defense systems: immune privilege and innate immunity. Cell Mol Immunol. 2014;11(5):428-37.