Ключові слова
ДНК-цитометрія
безклітинні кріоконсервовані біологічні засоби
мітоз
апоптоз
клітинний цикл
фрагментація ДНК
Як цитувати
Анотація
Вступ. Аутоімунний гепатит (АІГ) – це хронічне рецидивуюче та ремітуюче імуноопосередковане запальне захворювання печінки. Глобальна річна захворюваність на АІГ становить 1,4 на 100 тис., а поширеність – 17,4 на 100 тис. Печінка має унікальну здатність регенерувати у відповідь на пошкодження. Клітинний цикл гепатоцитів є складним процесом, який жорстко регулюється декількома добре налагодженими механізмами. Зважаючи на відсутність «золотого стандарту» у лікуванні АІГ нашу увагу привернуло вивчення застосування біотехнологічних препаратів, які не містять клітин, підданих дії низьких температур при їх отриманні (кріоекстракти) або при тривалому зберіганні. Об’єктом дослідження було обрано безклітинні кріоконсервовані біологічні засоби (БКБЗ) вітчизняного виробництва – кріоекстракт плаценти (КЕП), кріоекстракт селезінки (КЕС) та кондиціоноване середовище від мезенхімальних стовбурових клітин (КС-МСК).
Мета. Охарактеризувати вплив кріоекстрактів плаценти та селезінки, а також кондиціонованого середовища мезенхімальних стовбурових клітин на клітинний цикл гепатоцитів при експериментальному аутоімунному гепатиті.
Матеріали та методи. АІГ у щурів моделювали шляхом введення гепатотропної антигенної суміші, яка складалась з повного ад’юванта Фрейнда та розчину антигену, отриманого з гомогенату алогенної печінки. Протокову ДНК-цитометрію виконували на багатофункціональному проточному цитометрі «Partec PAS» (Partec, Німеччина).
Результати. Встановлено, що при АІГ відбувається статистично вірогідне (р=0,007) зменшення частки гепатоцитів у фазі клітинного циклу G0G1 на 12,7% на тлі зростання частки клітин у фазі S та у фазі G2M відповідно на 28,7% (р=0,037) та 13,0% (р=0,3) відносно показників інтактних щурів. Зазначені зміни у співвідношенні кількості гепатоцитів за фазами клітинного циклу призвели до компенсаторного зростання на 21,7% (р=0,08) проліферативного індексу. На тлі введення референс-препарату силібору встановлено статистично вірогідне (р=0,045) зменшення частки гепатоцитів з фрагментованою ДНК (SubG0G1) на 18,3% відносно показників нелікованих тварин з АІГ. Дослідження впливу БКБЗ на клітинний цикл гепатоцитів щурів з АІГ показало, що за здатністю зменшувати частку клітин з фрагментованою ДНК досліджувані біотехнологічні препарати перевищували за ефективністю референс-препарат силібор.
Висновки. ДНК-цитометрія показала, що застосування БКБЗ призвело до відновлення, індукованих АІГ, порушень клітинного циклу гепатоцитів. Встановлено, що за здатністю зменшувати частку гепатоцитів з фрагментованою ДНК (SubG0G1), досліджувані БКБЗ доцільно розташувати (за % зменшення кількості гепатоцитів з фрагментованою ДНК відносно показників щурів контрольної групи): КС-МСК (71,2%; р˂0,001) ˃ КЕП (50,0%; р˂0,001) ˃ КЕС (45,4%; р˂0,001).
Посилання
Sakhuja, P., & Goyal, S. (2024). Autoimmune Hepatitis: From Evolution to Current Status-A Pathologist's Perspective. Diagnostics (Basel, Switzerland), 14(2), 210. https://doi.org/10.3390/diagnostics14020210
Lv, T., Li, M., Zeng, N., Zhang, J., Li, S., Chen, S., Zhang, C., Shan, S., Duan, W., Wang, Q., Wu, S., You, H., Ou, X., Ma, H., Zhang, D., Kong, Y., & Jia, J. (2019). Systematic review and meta-analysis on the incidence and prevalence of autoimmune hepatitis in Asian, European, and American population. Journal of gastroenterology and hepatology, 34(10), 1676–1684. https://doi.org/10.1111/jgh.14746
Tunio, N. A., Mansoor, E., Sheriff, M. Z., Cooper, G. S., Sclair, S. N., & Cohen, S. M. (2021). Epidemiology of Autoimmune Hepatitis (AIH) in the United States Between 2014 and 2019: A Population-based National Study. Journal of clinical gastroenterology, 55(10), 903–910. https://doi.org/10.1097/MCG.0000000000001449
Mack, C. L., Adams, D., Assis, D. N., Kerkar, N., Manns, M. P., Mayo, M. J., Vierling, J. M., Alsawas, M., Murad, M. H., & Czaja, A. J. (2020). Diagnosis and Management of Autoimmune Hepatitis in Adults and Children: 2019 Practice Guidance and Guidelines From the American Association for the Study of Liver Diseases. Hepatology (Baltimore, Md.), 72(2), 671–722. https://doi.org/10.1002/hep.31065
Komori A. (2021). Recent updates on the management of autoimmune hepatitis. Clinical and molecular hepatology, 27(1), 58–69. https://doi.org/10.3350/cmh.2020.0189
Chen, H., Han, Z., Fan, Y., Chen, L., Peng, F., Cheng, X., Wang, Y., Su, J., & Li, D. (2023). CD4+ T-cell subsets in autoimmune hepatitis: A review. Hepatology communications, 7(10), e0269. https://doi.org/10.1097/HC9.0000000000000269
Longhi, M. S., Mieli-Vergani, G., & Vergani, D. (2021). Regulatory T cells in autoimmune hepatitis: an updated overview. Journal of autoimmunity, 119, 102619. https://doi.org/10.1016/j.jaut.2021.102619
Takada, K., & Takahama, Y. (2015). Positive-selection-inducing self-peptides displayed by cortical thymic epithelial cells. Advances in immunology, 125, 87–110. https://doi.org/10.1016/bs.ai.2014.09.003
Horst, A. K., Kumashie, K. G., Neumann, K., Diehl, L., & Tiegs, G. (2021). Antigen presentation, autoantibody production, and therapeutic targets in autoimmune liver disease. Cellular & molecular immunology, 18(1), 92–111. https://doi.org/10.1038/s41423-020-00568-6
Shojaie, L., Iorga, A., & Dara, L. (2020). Cell Death in Liver Diseases: A Review. International journal of molecular sciences, 21(24), 9682. https://doi.org/10.3390/ijms21249682
Ramboer, E., De Craene, B., De Kock, J., Vanhaecke, T., Berx, G., Rogiers, V., & Vinken, M. (2014). Strategies for immortalization of primary hepatocytes. Journal of hepatology, 61(4), 925–943. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2014.05.046
Darzynkiewicz, Z., Halicka, H. D., Zhao, H. (2010). Analysis of cellular DNA content by flow and laser scanning cytometry. Advances in Experimental Medicine and Biology, 676, 137–147. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-6199-0_9
Albrecht JH, Mullany LK. Cell Cycle Control in the Liver. In: Arias I, editor. The Liver: Biology and Pathobiology. 5 ed. John Wiley & Sons; Chichester, UK: 2009. pp. 1015–1027.
Cooper G. The Eukaryotic Cell Cycle. In: Cooper G, editor. The Cell: A Molecular Approach. 2 ed. Sinauer Associates; Sunderland (MA): 2000.
Albrecht JH, Mullany LK. Cell Cycle Control in the Liver. In: Arias I, editor. The Liver: Biology and Pathobiology. 5 ed. John Wiley & Sons; Chichester, UK: 2009. pp. 1015–1027.
Garnier, D., Loyer, P., Ribault, C., Guguen-Guillouzo, C., & Corlu, A. (2009). Cyclin-dependent kinase 1 plays a critical role in DNA replication control during rat liver regeneration. Hepatology (Baltimore, Md.), 50(6), 1946–1956. https://doi.org/10.1002/hep.23225
Prokopyuk, O. S. (2011). Kriokonservuvannya platsenty ta vyznachennya mekhanizmiv yiyi vplyvu na orhanizm retsypiyentiv pizn'oho ontogenezu (eksperymental'ne doslidzhennya) [Cryopreservation of placenta and determination of its mechanisms of influence on the organism of late ontogenesis recipients (experimental study)] (Doctoral dissertation, Kharkiv, 351 p.). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0514U000218/
Goltsev, A. M., & Yurchenko, T. M. (Eds.). (2013). Blazhko, E. V., Bobyreva, L. E., Heraskyna, L. R., Hryshchenko, V. Y., Hubyna-Vakulyk, H. Y., Dvornyk, Y. L., et al. Placenta: Cryopreservation, clinical application. Kharkiv: 268 p.
Hryshchenko, V. I., & Yurchenko, T. M. (Eds.). (2011). Placenta: Cryopreservation, structure, properties and prospects of clinical application. Kharkiv: 292 p.
Galchenko, S. Ye., Shkodovska, N. Yu., Sandomyrskyi, B. P., & Hryshchenko, V. I. (2004). Patent of Ukraine No. 64381. Method for obtaining extracts from xenogenic organs. Application No. 2003054649. Filed May 22, 2003; Published February 16, 2004. Bulletin No. 2.
Galchenko, S. Ye. (2005). Extracts of cryopreserved fragments of xenoorgans: Procurement and biological effect. Problems of Cryobiology and Cryomedicine, 15(3), 403–406.
Bespalova, I. G., Rogoza, L. A., Galchenko, S. Ye., & Sandomyrsky, B. P. (2015). Extracts of cryopreserved fragments of pig spleen and piglet skin affect the healing of cold wounds in rats. Problems of Cryobiology and Cryomedicine, 25(2), 151–161. https://doi.org/10.15407/cryo25.02.151
Sandomyrskyi, B. P., Galchenko, S. Ye., Byzov, V. V., et al. (2001). Zahotivlya, kriokonservuvannya ta klinichne zastosuvannya frahmentiv selezinky svynei ta ekstraktu z nykh. Metodychni rekomendatsii. Ministry of Health of Ukraine, Center for Organ, Tissue, and Cell Transplantation, Kharkiv, 9 p.
Olefirенко, O. O. (2008). Vplyv krio destruktsiyi, ekstraktiv pechinky i selezinky na vidnovni protsesy v pechinky pry eksperimental'nomu tsyrozi [The influence of cryodestruction, liver and spleen extracts on recovery processes in the liver during experimental cirrhosis] (Doctoral dissertation, Kharkiv, 101 p.). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0408U004142/
Hladkykh, F. V., & Liadova, T. I. (2024). Analgetychnyi potentsial krioekstraktiv biolohichnykh tkanyn ta kondytsionovanoho seredovyshcha mezynkhimal'nykh stovburovykh kletin u likuvanni eksperimental'noho autoinmunnoho artyritu [Analgesic potential of cryoextracts of biological tissues and conditioned medium of mesenchymal stem cells in the treatment of experimental autoimmune arthritis]. Odes'kyi medychnyi zhurnal, 186(1), 35–41. https://doi.org/10.32782/2226-2008-2024-1-6.
Kohda, H., Sekiya, C., Kanai, M., Yoshida, Y., Uede, T., Kikuchi, K., & Namiki, M. (1990). Flow cytometric and functional analysis of mononuclear cells infiltrating the liver in experimental autoimmune hepatitis. Clinical and Experimental Immunology, 82(3), 473–478. http://doi.org/10.1111/j.1365-2249.1990.tb05474.x
Stils, H. F. (2005). Adjuvants and antibody production: Dispelling the myths associated with Freund’s complete and other adjuvants. Institute for Laboratory Animal Research Journal, 46(3), 280–293. https://doi.org/10.1093/ilar.46.3.280
Hanchо, O. V. (2002). Vplyv kompleksiv peptydiv tvarynnoho pokhodzhennya na imunityt za umov normy ta riznykh funktsional'nykh staniv orhanizmu [The influence of animal-derived peptide complexes on immunity under normal conditions and various functional states of the organism] (Candidate dissertation, Poltava, 170 p.). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0403U003416/
Chekman, I. S., Pohotova, H. A., Nebesna, T. Yu., et al. (2014). Kvantovo-farmakologichne doslidzhennya antyoksydantnykh vlastyvostei sylimarynu [Quantum-pharmacological study of the antioxidant properties of silymarin]. Ukrainian Biopharmaceutical Journal, 2, 24–28.
Avelar, C. R., Pereira, E. M., Farias Costa, P. R., Jesus, R. P., & Oliveira, L. P. M. (2017). Effect of silymarin on biochemical indicators in patients with liver disease: Systematic review with meta-analysis. World Journal of Gastroenterology, 23(27), 5004–5017. https://doi.org/10.3748/wjg.v23.i27.5004
Shanayda, M. I., Oleshchuk, O. M., Lyakhatskyi, P. H., & Kernichna, I. Z. (2017). Doslidzhennya gepatoprotektyrnoyi aktyvnosti ridkoho ekstraktu travy Chabera sadovoho pry tetrakhlormetanovomu hepatyti [Study of hepatoprotective activity of liquid extract of garden thyme in tetrachloromethane hepatitis]. Pharmaceutical Journal, 2, 91–97. https://doi.org/10.11603/2312-0967.2017.2.7899
Koshurba, I. V. (2022). Doslidzhennya vplyvu krioekstraktu platsenty na protsesy tsytolizu ta perekysnoho okyslennya lipidiv za CCl4-induktsiyovanoho urazhennya pechinky [Study of the effect of placenta cryoextract on cytolysis and lipid peroxidation processes during CCl4-induced liver injury]. Modern Medical Technologies, 54(3), 46–54. https://doi.org/10.34287/MMT.3(54).2022.9
Shepitko, V. I. (2004). Strukturno-funktsional'ni pokaznyky krypto-preservovanoї pechinky ta vplyv yiyi transplantatsiyi na morfofunktsional'nyi stan ryadu vnutrishnikh orhaniv [Structural-functional indicators of cryopreserved liver and the effect of its transplantation on the morphofunctional state of several internal organs] (Doctoral dissertation, Kharkiv, 326 p.). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0504U000610/
Bespalova, I. H. (2016). Peptydnyy sklad ta biolohichna diia ekstraktiv krypto-preservovanykh frahmentiv selezinky svyney ta shkyry porosiat [Peptide composition and biological action of extracts from cryopreserved fragments of pig spleen and piglet skin] (Candidate dissertation, Kharkiv, 162 p.). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0416U004539/
Holubinska, P. A., Sarycheva, M. V., Dolzhikov, A. A., Bondarev, V. P., Stefanova, M. S., Soldatov, V. O., Nadiyzdin, S. V., & Korokin, M. V. (2020). Zastosuvannya sekretymu multipotentnykh mezenkhimal'nykh stovburovykh kletin pry likuvanni ad'yuvantnoho artyritu ta kontaktno-allergichnoho dermatytu v modelyakh na tvarynakh [Application of the secretome of multipotent mesenchymal stem cells in the treatment of adjuvant arthritis and contact allergic dermatitis in animal models]. Pharmacy & Pharmacology, 8(6), 416–425. https://doi.org/10.19163/2307-9266-2020-8-6-416-425
Globa, V. Yu. (2021). Vykorystannia krypto-preservovanykh kletynnykh kultur ta neyrotrofichnykh faktoriv pry eksperimental'nomu infrazavyzikal'nomu obstruktyvnomu syndromi [Use of cryopreserved cell cultures and neurotrophic factors in experimental infravesical obstructive syndrome] (Doctoral dissertation, Kharkiv, 156 p.). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0821U100913/
Solovyi, S. O., Trokhimenko, O. P., Polishchuk, V. Yu., Pits, V. V., Vasylenko, V. Yu., Vasylenko, Ye. Yu., Hol, I. O., Symchuk, A. A., & Kostiuk, O. V. (2024). Modelyuvannia in vitro vplyvu metabolitiv laktobakteryj na systemnu vidpovid orhanizmu pry kyshkoviy viral'nіy infektsiyi [In vitro modeling of the effect of lactobacillus metabolites on the systemic response of the organism during intestinal viral infection]. Innovative Biosystems and Bioengineering, 8(2), 38–52. https://doi.org/10.20535/ibb.2024.8.2.306587
Kim, K. H., & Sederstrom, J. M. (2015). Assaying cell cycle status using flow cytometry. Current Protocols in Molecular Biology, 111, 28.6.1–28.6.11. https://doi.org/10.1002/0471142727.mb2806s111
Khodakivskyi, O. A. (2014). Patogenetychne obґruntuvannya doціlʹnosti vykorystannya novykh pokhidnykh adamantanu pry eksperimentalʹnii terapii hostroї ishemiї holovnoї mozkу ta miokarda [Pathogenetic justification for the use of new adamantane derivatives in the experimental therapy of acute ischemia of the brain and myocardium] (Doctoral dissertation, Vinnytsia, 297 p.). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0515U000008/
Darzynkiewicz, Z., Halicka, H. D., & Zhao, H. (2010). Analysis of cellular DNA content by flow and laser scanning cytometry. Advances in Experimental Medicine and Biology, 676, 137–147. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-6199-0_9
Mazzini, G., Ferrari, C., & Erba, E. (2003). Dual excitation multifluorescence flow cytometry for detailed analyses of viability and apoptotic cell transition. European Journal of Histochemistry, 47(4), 289–298.
Arjmand, B., Goodarzi, P., Aghayan, H. R., Payab, M., Rahim, F., Alavi-Moghadam, S., et al. (2019). Co-transplantation of human fetal mesenchymal and hematopoietic stem cells in type 1 diabetic mice model. Frontiers in Endocrinology, 10, 761. https://doi.org/10.3389/fendo.2019.00761
Yi, S., Chen, Y., Wen, L., Yang, L., & Cui, G. (2012). Expression of connexin 32 and connexin 43 in acute myeloid leukemia and their roles in proliferation. Oncology Letters, 4(5), 1003–1007. https://doi.org/10.3892/ol.2012.884
Zar, J. H. (2014). Biostatistical analysis (5th ed.). Englewood: Prentice-Hall. 960 p.
Tan, E. P., Duncan, F. E., & Slawson, C. (2017). The sweet side of the cell cycle. Biochemical Society transactions, 45(2), 313–322. https://doi.org/10.1042/BST20160145
Duncan, F. E., & Slawson, C. (2017). The sweet side of the cell cycle. Biochemical Society Transactions, 45(2), 313–322. https://doi.org/10.1042/BST20160145
Huang, X., Halicka, H. D., Traganos, F., Tanaka, T., Kurose, A., & Darzynkiewicz, Z. (2005). Cytometric assessment of DNA damage in relation to cell cycle phase and apoptosis. Cell Proliferation, 38(4), 223–243. https://doi.org/10.1111/j.1365-2184.2005.00344.x
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.