Особливості метаболічної активності мезенхімальних стовбурових клітин за умов окислювального стресу

  • М. В. Ковальчук
  • Н. С. Шувалова
  • В. А. Кордюм

Анотація

Мета. Окислювальний стрес вважається одним із основних пошкоджуючих факторів, що обмежує терапевтичний потенціал мезенхімальних стовбурих клітин (МСК). Метою нашого дослідження було вивчення метаболічної активності МСК Вартонова студня людини різного донорського походження за умов окислювального стресу, індукованого перекисом водню. Методи. МСК Вартонова студня людини були отримані методом експлантів та культивовані за загальноприйнятими методиками. Окисний стрес було викликано шляхом обробки клітин різними концентраціями перекису водню. Метаболічну активність МСК оцінювали за допомогою МТТ-тесту. Результати. Аналіз МТТ-тесту показав біфазну залежність відповіді МСК від концентрації Н2О2. Концентрації перекису водню від 6,25 до 50 мкМ підвищували рівень метаболічної активності МСК, а концентрації від 50 до 440 мкМ пригнічували метаболічну активність. Максимальний стимулюючий ефект спостерігався за концентрацій 12,5 мкМ та 25 мкМ залежно від донора. Висновки. Реакція клітин на окислювальний стрес відповідала горметичній залежності, а точки критичної концентрації та максимального стимулювання були індивідуальними для кожного донора.

Ключові слова: мезенхімальні стовбурові клітини, перекис водню, окислювальний стрес.

Посилання

Taghizadeh R.R., Cetrulo K.J., Cetrulo C.L. Wharton’s Jelly stem cells: future clinical applications. Placenta. 2011. Vol. 32, Suppl. 4. P. 311–315.

Toma C., Pittenger M.F., Cahill K.S., Byrne B.J., Kessler P.D. Human mesenchymal stem cells differentiate to a cardiomyocyte phenotype in the adult murine heart. Circulation. 2002. Vol. 105. P. 93–98. doi: 10.1161/hc0102.101442.

Denu R.A, Hematti P. Effects of Oxidative Stress on Mesenchymal Stem Cell Biology. Oxid. Med. Cell. Longev. 2016. Vol. 2016. P. 9. doi: 10.1155/2016/2989076.

Sharma A., Singh M. Protein kinase C activation and cardioprotective effect of preconditioning with oxidative stress in isolated rat heart. Mol. Cell. Biochem. 2001. Vol. 219. P. 1–6.

Li D., Xu Y., Gao C.Y., Zhai Y.P. Adaptive protection against damage of preconditioning human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells with hydrogen peroxide. Gen. Mol. Res. 2014. Vol. 13 (3). P. 7304–7317. doi: 10.4238/2014.February.21.9

Bashiri H., Amiri F., Hosseini A., Hamidi M., Mohammadi Roushandeh A., Kuwahara Y., Jalili M.A., Habibi Roudkenar M. Dual preconditioning: a novel strategy to withstand mesenchymal stem cells against harsh microenvironments Adv. Pharm. Bull. 2018. Vol. 8 (3). P. 465–470. doi: 10.15171/apb.2018.054

Nouri F., Nematollahi-Mahani S.N., Sharifi A.M. Preconditioning of Mesenchymal Stem Cells with Non-Toxic Concentration of Hydrogen Peroxide Against Oxidative Stress Induced Cell Death: The Role of Hypoxia-Inducible Factor-1. Adv. Pharm. Bull. 2019. Vol. 9 (1). P. 76–83. doi: 10.15171/apb.2019.010

Shuvalova N.S., Kordium V.A. Comparison of proliferative activity of Wharton jelly mesenchymal stem cells in cultures under various gas conditions. Biopolym. cell. 2015. Vol. 31 (3). P. 233–239. doi: 10.7124/bc.0008E5

Van de Loosdrecht A.A., Beelen R.H., Ossenkoppele G.J., Broekhoven M.G., Langenhuijsen M.M. A tetrazolium-based colorimetric MTT assay to quantitate human monocyte mediated cytotoxicity against leukemic cells from cell lines and patients with acute myeloid leukaemia. J. Immunol. Methods. 1994. Vol. 174 (1–2). P. 311–320. doi: 10.1016/0022-1759(94)90034-5

Sedlic F., Kovac Z. Non-linear actions of physiological agents: Finite disarrangements elicit fitness benefits. Redox. Biol. 2017. Vol. 13. P. 235–243. doi: 10.1016/j.redox.2017.05.008