Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга
В сравнительном аспекте определены функциональные характеристики в системе in vivo стволовых кроветворных клеток костного мозга здоровых животных и с аутоиммунными заболеваниями до и после криоконсервирования в различных режимах. Показаны принципиальные различия исходного функционального статуса кро...
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138024 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга / А.И. Гольцев, Т.Г. Дубрава, Ю.А. Козлова, М.В. Останков, Т.М. Гурина, A.M. Куров // Проблемы криобиологии. — 2007. — Т. 17, № 2. — С. 126-140. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859823609341542400 |
|---|---|
| author | Гольцев, А.И. Дубрава, Т.Г. Козлова, Ю.А. Останков, М.В. Гурина, Т.М. Куров, A.M. |
| author_facet | Гольцев, А.И. Дубрава, Т.Г. Козлова, Ю.А. Останков, М.В. Гурина, Т.М. Куров, A.M. |
| citation_txt | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга / А.И. Гольцев, Т.Г. Дубрава, Ю.А. Козлова, М.В. Останков, Т.М. Гурина, A.M. Куров // Проблемы криобиологии. — 2007. — Т. 17, № 2. — С. 126-140. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии и криомедицины |
| description | В сравнительном аспекте определены функциональные характеристики в системе in vivo стволовых кроветворных клеток костного мозга здоровых животных и с аутоиммунными заболеваниями до и после криоконсервирования в различных режимах. Показаны принципиальные различия исходного функционального статуса кроветворных предшественников здоровых доноров и с аутоиммунными заболеваниями, а также его изменения при аналогичных условиях криоконсервирования. Отмечено, что “оптимум” колониеобразующей активности КОЕс здоровых животных и с адъювантным артритом реализуется при криоконсервировании костного мозга в различных режимах.
У порівняльному аспекті визначено функціональні характеристики в системі in vivo стовбурових кровотворних клітин кісткового мозку здорових тварин і з аутоімунними захворюваннями до і після кріоконсервування в різних режимах. Показано принципові відмінності вихідного функціонального статусу кровотворних попередників здорових донорів і з аутоімунними захворюваннями, а також його зміни при аналогічних умовах кріоконсервування. Зазначено, що „оптимум” колонієутворюючої активності КУОс здорових тварин і з ад’ювантним артритом реалізується при кріоконсервуванні кісткового мозку у різних режимах.
Functional characteristics of bone marrow hemopoietic stem cells of healthy animals and with autoimmune diseases before and after cryopreservation with different regimens have been comparatively determined in vivo. The principle differences between an initial functional status of hemopoietic precursors of healthy donors and with autoimmune diseases, as well as its changes under similar cryopreservation conditions have been demonstrated. The “optimum” of CFUs colony-forming activity of healthy animals and those with adjuvant arthritis was noted as realised under bone marrow cryopreservation with different regimens.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:27:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
126 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
УДК 615.018.41.014.41:616.72-002.77
А.Н. ГОЛЬЦЕВ1*, Т.Г. ДУБРАВА1, Ю.А. КОЗЛОВА1, М.В. ОСТАНКОВ1, Т.М. ГУРИНА1, А.М. КУРОВ2
Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность
стволовых кроветворных клеток костного мозга животных
с аутоиммунными заболеваниями
Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных
предшественников криоконсервированного костного мозга
UDC 615.018.41.014.41:616.72-002.77
A.N. GOLTSEV1*, T.G. DUBRAVA1, YU.A. KOZLOVA1, M.V. OSTANKOV1, T.M. GURINA1, A.M. KUROV2
Effect of Different Cryopreservation Regimens on Bone Marrow
Hemopoietic Stem Cell Integrity in Animals With Autoimmune Diseases
Part 2. In vivo Estimation of Functional Status
of Cryopreserved Bone Marrow Hemopoietic Progenitors
В сравнительном аспекте определены функциональные характеристики в системе in vivo стволовых кроветворных клеток
костного мозга здоровых животных и с аутоиммунными заболеваниями до и после криоконсервирования в различных режимах.
Показаны принципиальные различия исходного функционального статуса кроветворных предшественников здоровых доноров
и с аутоиммунными заболеваниями, а также его изменения при аналогичных условиях криоконсервирования. Отмечено, что
“оптимум” колониеобразующей активности КОЕс здоровых животных и с адъювантным артритом реализуется при
криоконсервировании костного мозга в различных режимах.
Ключевые слова: костный мозг, кроветворные предшественники (КОЕ-ГМ, КОЕс), аутоиммунные заболевания,
адъювантный артрит, криоконсервирование.
У порівняльному аспекті визначено функціональні характеристики в системі in vivo стовбурових кровотворних клітин
кісткового мозку здорових тварин і з аутоімунними захворюваннями до і після кріоконсервування в різних режимах. Показано
принципові відмінності вихідного функціонального статусу кровотворних попередників здорових донорів і з аутоімунними
захворюваннями, а також його зміни при аналогічних умовах кріоконсервування. Зазначено, що „оптимум” колонієутворюючої
активності КУОс здорових тварин і з ад’ювантним артритом реалізується при кріоконсервуванні кісткового мозку у різних
режимах.
Ключові слова: кістковий мозок, кровотворні попередники (КУО-ГМ, КУОс), аутоімунні захворювання, ад’ювантний
артрит, кріоконсервування.
Functional characteristics of bone marrow hemopoietic stem cells of healthy animals and with autoimmune diseases before and
after cryopreservation with different regimens have been comparatively determined in vivo. The principle differences between an
initial functional status of hemopoietic precursors of healthy donors and with autoimmune diseases, as well as its changes under
similar cryopreservation conditions have been demonstrated. The “optimum” of CFUs colony-forming activity of healthy animals
and those with adjuvant arthritis was noted as realised under bone marrow cryopreservation with different regimens.
Key-words: bone marrow, hemopoietic progenitors (GM-CFU, CFUs), autoimmune diseases, adjuvant arthritis, cryopreservation.
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61015; тел.:+38
(057) 373-30-39, факс: +38 (057) 373-30-84, электронная почта:
cryopato@rambler.ru
* To whom correspondence should be addressed: 23, Pereyaslavskaya
str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373 3039, fax: +380 57
373 3084, e-mail: cryopato@rambler.ru
1Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
2Institute of Medical Radiology named after S.P. Grigoryev
of the Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
1Институт проблем криобиологии и криомедицины
НАН Украины, г. Харьков
2Институт медицинской радиологии АМН Украины
им. С.П. Григорьева, г.Харьков
Долгосрочное хранение гемопоэтической ткани
при сверхнизких температурах стало неотъемле-
мой частью многоступенчатого технологического
процесса ее применения в клинической практике
[2, 11, 15, 28]. Криоконсервированию могут
подвергаться кроветворные клетки как здоровых
доноров (заготовка материала, так называемых
групп риска), так и полученные в силу “востребо-
ванности” от больного с той или иной патологией.
К патологиям, для лечения которых применяется
трансплантация костного мозга (КМ), относятся
A long-term storage of hemopoietic tissue under
ultralow temperatures became an integral part of
multistep technological process of its application into
clinical practice [2, 11, 15, 28]. Either hemopoietic
cells of healthy donors (material procurement from
so-called risk groups) or obtained due to “demand”
from a patient with that or this pathology may be
cryopreserved. Among the pathologies, treated with
bone marrow (BM) transplantation are autoimmune
diseases (AID) [14, 24, 25]. A distinct mechanism of
therapeutic effect of autologous hemopoietic tissue
127
аутоиммунные заболевания (АИЗ) [14, 24, 25].
Точный механизм терапевтического эффекта от
пересадки аутологичной гемопоэтической ткани
больным с АИЗ остаётся неясным. Предполагается
[13, 28], что при повторном прохождении через
тимус вновь введенные аутологичные стволовые
кроветворные клетки (СКК) и формирующиеся из
них иммунокомпетентные клетки могут подвер-
гаться “реставрации”, обеспечивая санацию и
реконструкцию нормальной иммунной системы.
Было показано, что проведение курсов иммуно-
супрессии (высокие дозы цитостатиков, тотальное
облучение лимфоцитов) с последующей транс-
плантацией клеток КМ или СКК периферической
крови приводит к положительному эффекту при
лечении АИЗ [18, 29].
Использование КМ как корректора многих
патологических состояний обусловлено много-
гранностью его свойств, прежде всего, наличием
в нем стволовых клеток разного уровня организа-
ции: от предшественников гемопоэтического плац-
дарма до тотипотентных стволовых клеток мезен-
химального происхождения [16, 30]. Известно, что
в компартменте СКК костного мозга содержатся
предшественники разной степени дифференциров-
ки. Так, клетки, формирующие колонии in vitro, в
частности КОЕ-ГМ, более дифференцированы в
сравнении с клетками, формирующими колонии
in vivo (КОЕс) [17, 30]. Каждая популяция также
может быть разделена на субпопуляции в зависи-
мости от степени их потентности. Считается, что
КОЕ-ГМ, формирующие колонии, менее диффе-
ренцированы, чем формирующие кластеры [1].
Аналогично среди КОЕс более потентными яв-
ляются клетки, формирующие колонии на 14-15-е
сутки, чем на 7-8-е [16, 21]. В общем можно согла-
ситься, что в этом ряду каждая более дифференци-
рованная форма предшественников формируется
из предыдущего клона. Эффективность примене-
ния криоконсервированного КМ как раз и зависит
от характера изменений структурно-функцио-
нальной организации (от стойких повреждений до
транзиторно развивающихся изменений) и степени
восстановления исходных свойств миелокариоци-
тов разного уровня дифференцировки. В работе [6]
показаны принципиальные различия изменения
функционального статуса кроветворных предшест-
венников здоровых доноров и с АИЗ при аналогич-
ных изменениях условий криоконсервирования в
системе in vitro. Не менее важной задачей является
оценка состояния более потентных кроветворных
предшественников КМ животных с АИЗ, форми-
рующих колонии в системе in vivo, и их ответ на
действие факторов криоконсервирования.
Цель работы – изучить в сравнительном аспекте
особенности влияния различных режимов крио-
консервирования на колониеобразующую актив-
engrafting to AID patients has remained unclear. As
assumed [13, 28], during a repeated passing via thymus
the newly introduced autologous hemopoietic stem
cells (HSC) and forming from them immune compe-
tent cells may be subjected to a “restoration”, thereby
providing the normal immune system sanation and
reconstruction. The immune suppression performance
(high doses of cytostatics, total lymphocyte radiation)
with following BM cells and peripheral blood HSC
transplantation were shown to result in a positive effect
during AID treatment [18, 29].
Use of BM as a corrector in many pathological
states is stipulated by its versatile properties, primarily,
by presence of stem cells with different organisation
level: from hemopoietic progenitors to the totipotent
stem cells of mesenchymal origin [16, 30]. The bone
mar-row HSC compartment is known to comprise
progenitors of various differentiation extents. Thus,
the colony-forming cells in vitro, in particular CFU-
GM, are more differentiated compared to the colony-
forming ones in vivo (CFUs) [17, 30]. Each population
may be divided into subpopulations depending on their
potency extent. Colony-forming CFU-GM are consi-
dered to be less differentiated than cluster-forming
ones [1]. Similarly, among CFUs the more potent cells
are those, forming colonies to the 14th-15th days than
to the 7th-8th ones [16, 21]. Generally, we can admit
the fact that in these series each more differentiated
progenitor form is developed from a previous clone.
The efficiency of cryopreserved BM application de-
pends just on a character of changes in structural and
functional organisation (from stable damages to transi-
tionally developing changes) and the recovery extent
of initial properties of myelokaryocytes of different
organisation level. The principle differences of a change
in hemopoietic progenitor functional status of healthy
and AID donors under similar changes in cryopreser-
vation conditions in vitro are demonstrated in the paper
[6]. To evaluate the state of more potent BM hemo-
poietic progenitors in AID animals, forming colonies
in vivo and their response to cryopreservation effect
is not less important task.
The research was aimed to comparatively study
the peculiarities of the influence of different cryo-
preservation regimens on colony-forming activity of
different extent of bone marrow HSC differentiation
in adjuvant arthritis animals in vivo.
Materials and methods
Experiments were carried-out in 4 month-old
CBA/CaLac male mice of 20-25 g according to the
statements of the “European Convention for the Pro-
tection of Vertebrate Animals Used for Experimental
and Other Scientific Purposes” (Strasbourg, 1985).
Bone marrow cells of animals with AA, induced
by subplantar introduction of complete Freund’s adju-
vant served as the research object [23]. Methodical
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
128
ность разной степени дифференцировки СКК кост-
ного мозга животных с адъювантным артритом
(АА) в системе in vivo.
Материалы и методы
Эксперименты проведены на мышах-самцах
линии СВА/СaLac 4-месячного возраста массой
20-25 г в соответствии с положениями “Европей-
ской конвенции о защите позвоночных животных,
используемых для экспериментальных и других
научных целей” (Страсбург, 1985).
Объектом исследования были клетки КМ жи-
вотных с АА, который индуцировали субплантар-
ным введением полного адъюванта Фрейнда [23].
Методические подходы по криоконсервированию
КМ представлены в [6].
Количество кроветворных предшественников в
КМ, формирующих колонии в селезенках летально
облученных мышей (КОЕс), определяли общепри-
нятым методом [27]. Суспензию КМ (нативного и
криоконсервированного) вводили в хвостовую
вену летально облученным реципиентам в дозе
1,0×105 клеток. Мышей-реципиентов облучали на
установке РУМ-17 (Россия, Мосрентген) в дозе
8,5 Гр.
Учет колоний проводили на 8-е (КОЕс-8) и 14-е
(КОЕс-14) сутки после введения КМ. Для оценки
распределения в КМ кроветворных клеток с различ-
ной степенью дифференцировки (более дифферен-
цированными предшественниками являются
КОЕс-8, менее – КОЕс-14) [16, 21] был введен
индекс пролиферативной активности ИПА КОЕс,
представляющий собой отношение КОЕс-14 к
КОЕс-8.
Статистическую обработку данных проводили
с использованием t-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение
Оценка in vivo функционального статуса
кроветворных предшественников криоконсер-
вированного КМ здоровых животных. После
замораживания КМ здоровых животных в режи-
ме 1 (Р1) и последующего отогрева лучшие резуль-
таты сохранности КОЕс, как и КОЕ-ГМ, были
получены при использовании 10%-го ДМСО
(рис. 1, а). При этом как 7, так и 10%-е концентра-
ции ДМСО в большей степени обеспечивали сох-
ранность КОЕс-14.
В режиме 2 (Р2) (рис. 1, б) сохранность КОЕс-8
снижалась в 2 и 1,5 раза по сравнению с режимом 1
при использовании 7 и 10%-го ДМСО соответст-
венно. Однако при режиме 2 прослеживалась более
высокая, чем при режиме 1, сохранность КОЕс-14
под защитой 7%-го ДМСО. О выраженных пере-
распределениях субпопуляций КОЕс свидетель-
ствует и значительное изменение ИПА в срав-
нении с показателем нативного КМ.
approaches on BM cryopreservation are presented in
the paper [6].
An amount of hemopoietic progenitors in BM,
which form colonies in spleen of lethally irradiated
mice (CFUs) was determined by the standard method
[27]. BM suspension (native and cryopreserved ones)
was introduced into a tail vein to lethally irradiated
recipients in 1.0×105 cell dose. Recipient mice were
irradiated with RUM-17 device (Mosrentgen, Russia)
in 8.5 Gy dose.
Colonies were calculated to the 8th (CFUs-8) and
14th (CFUs-14) days after BM introduction. In order
to evaluate hemopoietic cell distribution in BM with
various differentiation extent (more differentiated
progenitors are CFUs-8, less ones are CFUs-14) [16,
21] the index of proliferative activity (CFUs IPA) re-
presenting the ratio of CFUs-14 to CFUs-8, was intro-
duced.
Data were statistically processed using Student’s
t-criterion.
Results and discussion
In vivo estimation of functional status of hemo-
poietic progenitors in cryopreserved healthy animal
BM. After healthy animal BM freezing with regimen 1
and following thawing the highest results for both
CFUs and GM-CFU integ-rity were obtained when
using 10% DMSO (Fig. 1, a). At the same time both 7
and 10% DMSO concentra-tions provide in a greater
extent the CFUs-14 integrity.
With regimen 2 (Fig. 1, b) the CFUs-8 integrity
reduced in 2 and 1.5 times compared to the regimen 1
when using 7 and 10% DMSO correspondingly.
However a higher CFUs-14 integrity under 7% DMSO
protection was observed with regimen 2 compared to
regimen 1. Manifested redistributions of CFUs subpo-
pulations are testified by a significant IPA change
compared to the native BM indices.
Increase in cooling rate up to 40°C/min (regimen
3) affected the integrity of CFUs subpopulations
(Fig. 1, c). Similarly to GM-CFU the more potent
CFUs-14 were labile to the effect of cryopreservation
factors realised with this regimen and both cryopro-
tectant concentrations. Thus, when using 7% DMSO
the amount of CFUs-14 and CFUs-8 reduced in 2.2
and 1.7 times, respectively, compared to the index
before cryopreservation. Increase in cryoprotectant
concentration up to 10% minimised their integrity
approximately down to 20%.
In vivo estimation of functional status of
cryopre-served BM hemopoietic progenitors in AA
animals. Bone marrow of AA animals by the CFUs-
8 and CFUs-14 content significantly differed from
healthy animal BM (Fig. 1). It is incredible, but at the
back-ground of 1.3-fold increase in progenitor content
with high proliferative potential (CFUs-14) there was
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
в c
a a
129
Увеличение скорости охлаждения до 40°С/мин
(режим 3 (Р3)) отражалось на сохранности субпо-
пуляций КОЕс (рис. 1, в). Подобно КОЕ-ГМ, ла-
бильными к действию реализуемых при этом
режиме и обеих концентрациях криопротектора
факторов криоконсервирования были более по-
тентные КОЕс-14. Так, при использовании 7%-го
ДМСО количество КОЕс-14 снижалось в 2,2 раза,
а КОЕс-8 – в 1,7 раза в сравнении с показателем
до криоконсервирования. Повышение концентра-
ции криопротектора до 10% минимизировало их
сохранность примерно до 20%.
Оценка in vivo функционального статуса кро-
ветворных предшественников криоконсервиро-
ванного КМ животных с АА. Костный мозг живот-
ных с АА по содержанию КОЕс-8 и КОЕс-14
существенно отличался от КМ здоровых животных
(рис. 1). Парадоксально, но на фоне увеличения в
1,3 раза содержания предшественников с большим
пролиферативным потенциалом (КОЕс-14) отмеча-
лось снижение почти в 2,5 раза количества более
дифференцированных (КОЕс-8). О перераспреде-
лении в КМ животных с АА кроветворных пред-
0
20
40
60
80
100
120
140
160
7 10 АА 7 10
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0
20
40
60
80
100
120
140
160
7 10 АА 7 10
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0
20
40
60
80
100
120
140
160
7 10 АА 7 10
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4 Рис. 1. Содержание КОЕс в КМ, криоконсервированном
со следующими скоростями охлаждения, °C/мин: а – 1
(режим 1); б – 10 (режим 2); в – 40 (pежим 3); – на 8-е
сутки; – на 14-е сутки; – ИПА КОЕс. За 100%
принято количество колоний, формируемых нативным
КМ здоровых животных, ИПА нативного КМ здоровых
животных – 1.
Fig. 1. CFUs content in BM, cryopreserved with following
cooling rates, °C/min: a – 1 (regimen 1); b – 10 (regimen 2);
c – 40 (regimen 3); – the 8th day; – the 14th day; –
IPA of CFUs. The number of colonies, formed by healthy
animal native BM was assumed as 100%, IPA of healthy
animal native BM – 1.
Концентрация ДМСО, %
DMSO concentration, %
Концентрация ДМСО, %
DMSO concentration, %
б bКонцентрация ДМСО, %
DMSO concentration, %
С
од
ер
жа
ни
е
КО
Ес
, %
C
FU
s
co
nt
en
t,
%
И
П
А,
у
сл
. е
д.
IP
A,
re
l.
un
its
С
од
ер
жа
ни
е
КО
Ес
, %
C
FU
s
co
nt
en
t,
%
И
П
А,
у
сл
. е
д.
IP
A,
re
l.
un
its
С
од
ер
жа
ни
е
КО
Ес
, %
C
FU
s
co
nt
en
t,
%
И
П
А,
у
сл
. е
д.
IP
A,
re
l.
un
its
observed an almost 2.5 times decrease in the amount
of more differentiated ones (CFUs-8). CFUs IPA
increase up to 3.65±0.19 rel. units (1.0±0.05 rel. units
in healthy animals) testifies to a redistribution in AA
animals’ BM of hemopoietic progenitors towards an
increase in more potent ones.
Response of AA animal BM CFUs to cryopreser-
vation factors was also specific. Thus, with regimen 1
the CFUs-8 colony-forming potential, similar to that
before cryopreservation, was provided by DMSO in
10% concentration (Fig. 1, a). At the same time the
CFUs-14 content although being by some 30% lower,
than before freezing, but did not reduce lower than
the BM indices of healthy animals and the CFUs IPA
remained more than in 2.5 times higher. Maximally
balanced ratio of both progenitor subpopulations was
noted after BM cryopreservation with 1°C/min rate
with 7% DMSO. In this case after BM introduction
the capability to form colonies was preserved from
60 to 67% CFUs-8 and CFUs-14. Namely this cryopre-
servation regimen “harmonises” a colony-forming BM
potential of AA animals (CFUs IPA) and approached
it to the indices of healthy animal BM (1.12±0.02 and
1.2±0.01, correspondingly), cryopreserved under 10%
DMSO.
Functional potential of bone marrow CFUs, cryo-
preserved with regimen 2 (Fig. 1, b) was much depen-
dent on cryoprotectant concentration as well. Thus,
PR OBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
130
шественников в сторону повышения более потент-
ных свидетельствует повышение ИПА КОЕс до
3,65±0,19 усл. ед. (у здоровых животных – 1,0±0,05
усл.ед.).
По-особому отвечали КОЕс костного мозга жи-
вотных с АА и на факторы криоконсервирования.
Так, при режиме 1 колониеобразующий потенциал
КОЕс-8, аналогичный тому, который был до крио-
консервирования, обеспечивал ДМСО в концен-
трации 10% (рис. 1, а). В то же время содержание
КОЕс-14, хотя и было примерно на 30% ниже, чем
до замораживания, но все же не опускалось ниже
показателя КМ здоровых животных и более чем в
2,5 раза выше контроля оставался ИПА КОЕс.
Максимально сбалансированное соотношение
обеих субпопуляций предшественников отмеча-
лось после криоконсервирования КМ со скоростью
1°C/мин с 7%-м ДМСО. В этом случае после
введения КМ от 60 до 67% КОЕс-8 и КОЕс-14
сохраняли способность формировать колонии.
Именно этот режим криоконсервирования “гармо-
низировал” колониеобразующий потенциал КМ
животных с АА (ИПА КОЕс) и приближал его к
показателям КМ здоровых животных (1,12±0,02 и
1,3±0,01 соответственно), криоконсервированного
под защитой 10%-го ДМСО.
Функциональный потенциал КОЕс КМ, крио-
консервированного в режиме 2 (рис. 1, б), также
существенно зависел от концентрации криопротек-
тора. Так, при увеличении концентрации ДМСО
до 10% происходило перераспределение субпо-
пуляций кроветворных клеток с существенным
преобладанием менее потентных КОЕс-8. Их коли-
чество увеличивалось в 1,8 раза, а КОЕс-14
снижалось почти в 5 раз по сравнению с количест-
вом до криоконсервирования, что сопровождалось
снижением ИПА до 0,44 усл.ед. Однако при
снижении концентрации ДМСО до 7%, как и при
режиме 1, наблюдалась тенденция к изменению
ИПА КОЕс до уровня криоконсервированного КМ
здоровых животных с 10%-м ДМСО. Итак, соче-
тание медленных скоростей охлаждения (10 или
1°С/мин) с 7%-м ДМСО сопровождается как бы
эффектом “реставрации” функционального потен-
циала КОЕс в КМ, модифицированном развиваю-
щейся патологией.
Быстрое замораживание КМ животных с АА
(40°C/мин) при 7 и 10%-х концентрациях криопро-
тектора в большей степени ингибировало функцию
КОЕс-14 (рис. 1, в). Однако в данном случае в
противоположность КМ здоровых животных при
повышении концентрации криопротектора коли-
чество КОЕс-8 и КОЕс-14 увеличивалось почти в
два раза. Важно также, что только при этой скорос-
ти замораживания 10%-я концентрация ДМСО в
наименьшей степени по сравнению с другими
with DMSO concentration increase up to 10% a redis-
tribution of hemopoietic cell subpopulation with a
considerable predomination of less potent CFUs-8
occurred. Their amount increased in 1.8 times and
CFUs-14 reduced almost in 5 times compared to the
amount before cryopreservation, that was accompa-
nied with IPA decrease down to 0.44 rel. units. How-
ever under DMSO concentration decrease down to
7%, as for regimen 1 too, a tendency to a change in
CFUs IPA to the level of cryopreserved BM of healthy
animals with 10% DMSO was observed. Thus,
combining slow cooling rates (10 or 1°C/min) with
7% DMSO is accompanied with a kind of “restoration“
effect of CFUs functional potential in BM, modified
by developing pathology.
Rapid freezing of AA animal BM (40°C/min) under
7 and 10% cryoprotectant concentrations inhibited in
a greater extent CFUs-14 function (Fig. 1, c). However,
in this case in contrast to healthy animal BM when
increasing cryoprotectant concentration the CFUs-8
and CFUs-14 amount augmented almost twice. Of
importance is also the fact that only under this freezing
rate a 10% DMSO concentration the in the least extent
comapred to other rates caused the IPA deviation from
the control (0.02±0.001).
In vivo estimation of modification extent of BM
functional status using an integral index of summary
deviation extent (SDE). For healthy animal bone
marrow CFUs the lowest change in SDE index (CFUs-
8+CFUs-14+CFUs IPA) and the highest results
(0.48±0.02) were observed when using regimen 1 and
10% DMSO (Table). For regimen 2 the SDE index
was better but twice inferior to the index of regimen 1
under 10% DMSO concentration (0.99±0.04) as well.
SDE was at the same level with regimen 3 but even
with 7% DMSO concentration.
SDE changed differently for CFUs of AA animal
bone marrow: in contrast to healthy animal BM for
regimen 1 and 2 a more satisfactory was 7% cryopro-
tectant concentration but not 10% one and for regimen
3 it was a 10% one, moreover this result (0.63±0.03)
was better for BM of animals with pathology (Table).
It is surprising, but SDE dispersion in studied indices
under different regimens and cryoprotectant concentra-
tions was lower for BM of AA animals (0.63-1.35)
than for healthy animal BM (0.48-1.64). This is testified
by the results presented in Fig. 2.
Summary deviation extent in all indices has also
confirmed that for healthy animal BM the maximum
integrity and harmonic ratio of hemopoietic progeni-
tors of various differentiation level (clusters, colonies,
CFUs-8, CFUs-14) were provided by slow freezing
rate and 10% DMSO concentration (0.56±0.02)
(Table). Under the same cryoprotectant concentration
a 10-fold freezing rate increase caused more than 2-
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
131
скоростями вызывала отклонение ИПА от контро-
ля (0,02±0,001).
Оценка степени модификации функциональ-
ного статуса in vivo КМ с помощью интегрального
показателя суммарной степени отклонения
(ССО). Для КОЕс костного мозга здоровых живот-
ных наименьшее изменение показателя ССО
(КОЕс-8+КОЕс-14+ИПА КОЕс) и наилучшие
результаты (0,48±0,02) отмечены при использова-
нии режима 1 и 10%-го ДМСО (таблица). Для
режима 2 показатель ССО был лучшим, хотя и в
два раза уступал показателю режима 1 также при
концен-трации 10%-го ДМСО (0,99±0,04). На
таком же уровне была ССО при режиме 3, но уже
при 7%-й концентрации ДМСО.
По-иному изменялась ССО для КОЕс костного
мозга животных с АА: в отличие от КМ здоровых
животных для режимов 1 и 2 более удовлетвори-
тельной была не 10, а 7%-я концентрация крио-
протектора, а для режима 3 – 10%-я, причем этот
результат (0,63±0,03) был лучшим для КМ
животных с патологией (таблица). Удивительно,
но дисперсия ССО исследуемых показателей при
разных режимах и концентрациях криопротектора
была меньше для КМ животных с АА (0,63-1,35),
чем для КМ здоровых животных (0,48-1,64), об
этом свидетельствуют результаты, представленные
на рис. 2.
Сравнение показателей ССО также показало,
что для КМ здоровых животных максимальную
сохранность и гармоничное соотношение крове-
творных предшественников разного уровня
дифференцировки (кластеров, колоний, КОЕс-8,
КОЕс-14) обеспечивали медленная скорость
замораживания и 10%-я концентрация ДМСО
(0,56±0,02) (таблица). При этой же концентрации
криопротектора увеличение скорости охлаждения
в 10 раз вызывало более чем 2-кратное, а в 40 раз –
4-кратное ухудшение показателя ССО. Однако, при
использовании 7%-го ДМСО суммарная степень
отклонения в два раза уступала лучшему резуль-
тату (1,25±0,06 и 0,56±0,02, р<0,05).
Более удовлетворительные результаты реализа-
ции функционального статуса для предшествен-
ников криоконсервированного КМ животных с АА
при медленной скорости (режимы 1 и 2) получены
с 7%-м ДМСО, а при быстрой – с 10%-м ДМСО.
При этом надо отметить, что это был лучший ре-
зультат ССО для КМ животных с АА, хотя он в
два раза уступал лучшему результату ССО для КМ
здоровых животных (1,18±0,06 и 0,56±0,02 соот-
ветственно, р<0,05).
В клинической практике одним из важнейших
этапов трансплантации КМ является его хранение
с применением тех или иных технологий криокон-
Концентрация ДМСО, %
DMSO concentration, %
С
С
О
К
О
Ес
, у
сл
. е
д.
C
FU
s
SD
Е,
re
l.
un
its
Рис. 2. Суммарная степень отклонения показателей
КОЕс-8, КОЕс-14 и ИПА КОЕс криоконсервированного
КМ в зависимости от режима замораживания: сплошная
линия – здоровые животные; пунктирная – животные с
АА.
Fig. 2. Summary deviation extent of CFUs-8, CFUs-14 in-
dices and CFUs IPA of cryopreserved BM depending on
freezing regimen: solid line – healthy animals; dotted line –
animals with AA.
Р1/R1 Р2/R2 Р3/R3
fold SDE index worsening and a 40-fold increase did
a 4-fold one. However when using 7% DMSO the SDE
was twice inferior to the highest result (1.25±0.06 and
0.56±0.02, p<0.05).
More satisfactory results of functional status rea-
lisation for cryopreserved BM progenitors of AA ani-
mals at a slow rate (regimens 1 and 2) were obtained
with 7% DMSO but with a rapid one it was done with
10% DMSO. At the same time of note is the fact that
it was the best SDE result for AA animal BM, although
it was twice inferior to the best SDE result for healthy
animal BM (1.18±0.06 and 0.56±0.02, correspon-
dingly, p<0.05).
In clinical practice one of the important stages of
BM transplantation is its storage with applying one or
another cryopreservation technologies [2, 7, 8]. The
main damages of cell structures are directly or indire-
ctly associated to crystallisation processes, which
character is determined by cryoprotectant concen-
tration and cooling rate. Nowadays one admits the fol-
lowing grades of cooling rates: slow 1-10°C/min, rapid
10-5000°C/min ones [2], moreover among these rates
for BM cell cryopreservation the most “demanded”
are the slow ones [6, 11, 24].
When realising any cooling rates there are diffe-
rences in the action of physical and chemical cryo-
preservation factors, determined by either freezing
parameters or initial object status [2, 5, 10].
From the points of theoretic concepts and the applied
cryobiological aspects of great importance in deter-
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
0
0,5
1
1,5
2
7 10 7 10 7 10
132 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
ьлетазако
П
xe
dnI
аппу
рГ
p
uor
G
)
н
и
м/
С°1(
1
м
и
же
Р
)ni
m/
С°1(
1
ne
mige
R
)
н
и
м/
С°01(
2
м
и
же
Р
)ni
m/
С°01(
2
ne
mige
R
)
н
и
м/
С°04(
3
м
и
же
Р
)ni
m/
С°04(
3
ne
mige
R
%,
О
С
М
Д
я
и
ца
рт
не
ц
но
K
%,noitartnecnoc
OS
M
D
%,
О
С
М
Д
я
и
ца
рт
не
ц
но
K
%,noitartnecnoc
OS
M
D
%,
О
С
М
Д
я
и
ца
рт
не
ц
но
K
%,
О
С
М
Д
%,noitartnecnoc
OS
M
D
5
7
01
5
7
01
5
7
01
с
Е
О
K
-8 s
U
F
C
-8
1
е
ы
нтов
и
ж
е
ыво
род
З
sla
mina
yhtlae
H
-
30,0
±46,0
10,0
±33,0
-
400,0
±028,0
#
30,0
±65,0
#
-
20,0
±24,0
#
40,0
±28,0
#
2
А
А
A
A
-
20,0
±04,0
*
20,0
±76,0
*
-
20,0
±85,0
*,#
10,0
±83,0
*#,
-
30,0
±85,0
*#,
10,0
±22,0
*#,
с
Е
О
K
-
41
s
U
F
C
41-
3
е
ы
нтов
и
ж
е
ыво
род
З
sla
mina
yhtlae
H
-
30,0
±95,0
700,0
±21,0
-
20,0
±93,0
#
20,0
±63,0
#
-
30,0
±45,0
50,0
±28,0
#
4
А
А
A
A
-
10,0
±33,0
*
0
-
10,0
±72,0
*
30,0
±37,0
*#,
-
20,0
±37,0
*#,
20,0
±93,0
*#,
с
Е
О
K
А
П
И
A
PI
s
U
F
C
5
е
ы
нтов
и
ж
е
ыво
род
З
sla
mina
yhtlae
H
-
100,0
±010,0
100,0
±30,0
-
10,0
±42,0
#
200,0
±070,0
#
-
100,0
±020,0
0
6
А
А
A
A
-
100,0
±010,0
10,0
±02,0
*
-
10,0
±70,0
*#,
300,0
±060,0
#
-
200,0
±040,0
*#,
100,0
±020,0
#
:
О
С
С
ΣΣ ΣΣΣ
с
Е
О
K=
-
с
Е
О
K
+
8
-
с
Е
О
K
А
П
И+41
:
E
DS
ΣΣ ΣΣΣ
s
U
F
C
=
-
s
U
F
C+8
-
A
PI
s
U
F
C
+41
7
е
ы
нтов
и
ж
е
ыво
род
З
sla
mina
yhtlae
H
-
40,0±42,1
20,0±84,0
-
60,0±54,1
#
40,0±99,0
#
-
60,0±89,0
60,0±46,1
#
8
А
А
A
A
-
30,0±47,0
*
40,0±78,0
*
-
50,0±29,0
#
80,0±71,1
#
-
90,0±53,1
#
30,0±36,0
*#,
:
О
С
С
ΣΣ ΣΣΣ
Е
О
K=
-
с
Е
О
K
+
МГ
-
с
Е
О
K+8
-
41
:
E
DS
ΣΣ ΣΣΣ
U
F
C
=
-
s
U
F
C+
M
G
-
s
U
F
C
+8
-
41
9
е
ы
нтов
и
ж
е
ыво
род
З
sla
mina
yhtlae
H
-
60,0
±64,1
40,0±35,0
-
90,0
±06,1
60,0±82,1
#
-
60,0±02,1
#
01,0
±51,2
#
01
А
А
A
A
-
90,0±22,1
*
60,0
±62,1
*
-
*50,0±03,1
80,0
±76,1
#
-
70,0
±09,1
*#,
60,0±11,1
*
:
О
С
С
ΣΣ ΣΣΣ
Е
О
K=
-
Е
О
K
А
П
И
+
МГ
-
МГ
:
E
DS
ΣΣ ΣΣΣ
U
F
C=
-
U
F
C
s
U
F
C
+
M
G
-
M
G
11
е
ы
нтов
и
ж
е
ыво
род
З
sla
mina
yhtlae
H
20,0±44,0
30,0±23,0
500,0±080,0
30,0±06,0
#
20,0±24,0
#
20,0±93,0
#
40,0±35,0
20,0±42,0
20,0±15,0
#
21
А
А
A
A
30,0±76,0
*
40,0±55,0
*
30,0±95,0
*
40,0±56,0
50,0±25,0
30,0±46,0
*
40,0±46,0
30,0±16,0
*
20,0±55,0
:ого
т
И
Σ
Е
О
K[
=
-
Е
О
K
А
П
И
+
МГ
-
+
]
МГ
с
Е
О
K[
-
с
Е
О
K
+
8
-
]с
Е
О
K
А
П
И
+
41
:latoT
Σ
UF
C[
=
-
UF
C
+
M
G
-
+
]
API
M
G
s
UF
C[
-
s
UF
C
+8
-
]
API
s
UF
C
+
41
31
е
ы
нтов
и
ж
е
ыво
род
З
sla
mina
yhtlae
H
-
70,0
±65,1
20,0
±65,0
-
90,0
±78,1
60,0
±83,1
#
-
60,0
±52,1
01,0
±91,2
#
41
А
А
A
A
-
60,0
±92,1
*
60,0
±74,1
*
-
*70,0
±44,1
80,0
±18,1
*
#,
-
70,0
±69,1
*
#,
40,0
±81,1
*
#,
Су
мм
ар
на
я
ст
еп
ен
ь о
тк
ло
не
ни
я п
ок
аз
ат
ел
ей
ф
ун
кц
ио
на
ль
но
го
п
от
ен
ци
ал
а к
ро
ве
тв
ор
ны
х
кл
ет
ок
К
М
п
ос
ле
к
ри
ок
он
се
рв
ир
ов
ан
ия
с
ра
зл
ич
ны
ми
ко
нц
ен
тр
ац
ия
ми
Д
М
С
О
и
ск
ор
ос
тя
ми
ох
ла
ж
де
ни
я
Su
m
m
ar
y
de
vi
at
io
n
ex
te
nt
o
f f
un
ct
io
na
l p
ot
en
tia
l i
nd
ic
es
o
f B
M
h
em
op
oi
et
ic
c
el
ls
a
fte
r c
ry
op
re
se
rv
at
io
n
w
ith
d
iff
er
en
t D
M
SO
c
on
ce
nt
ra
tio
ns
a
nd
c
oo
lin
g
ra
te
s
П
ри
м
еч
ан
ие
: р
аз
ли
чи
я
до
ст
ов
ер
ны
п
ри
р
<0
,0
5
по
ср
ав
не
ни
ю
: *
–
с
ко
нт
ро
ле
м
ка
ж
до
го
п
ок
аз
ат
ел
я,
#
–
р
еж
им
ом
1
; з
ат
ем
не
нн
ы
е я
че
йк
и
–
лу
чш
ие
п
ок
аз
ат
ел
и
С
С
О
д
ля
к
аж
до
го
р
еж
им
а
за
мо
ра
ж
ив
ан
ия
К
М
.
N
ot
es
: d
iff
er
en
ce
s a
re
st
at
is
tic
al
ly
si
gn
ifi
ca
nt
a
t p
<0
.0
5
co
m
pa
re
d
to
: *
–
th
e
co
nt
ro
l o
f e
ac
h
in
de
x,
#
–
r
eg
im
en
1
; s
ha
de
d
ar
e
th
e
m
os
t d
em
on
st
ra
tiv
e
va
lu
es
o
f S
D
E
fo
r e
ac
h
B
M
fr
ee
zi
ng
re
gi
m
en
.
133
сервирования [2, 7, 8]. Основные повреждения кле-
точных структур прямо или косвенно связаны с про-
цессами кристаллизации, характер которых опре-
деляется концентрацией криопротектора и скорос-
тью охлаждения. В настоящее время признаются
следующие градации скоростей замораживания:
медленные 1-10°С/мин, быстрые – 10-5000°С/мин
[2], причем из этих скоростей для криоконсерви-
рования клеток КМ наиболее “востребованными”
являются медленные скорости [6, 11, 24].
При реализации любых скоростей охлаждения
существуют различия в действии физико-хими-
ческих факторов криоконсервирования, которые
определяются как параметрами замораживания,
так и исходным статусом объекта [2, 5, 10].
С позиций теоретических концепций и прик-
ладных аспектов криобиологии существенную
значимость в определении криолабильности (как
и криостабильности) биообъекта имеет его исход-
ное структурно-функциональное состояние [5, 10],
позволяющее заключить, что “оптимальные” ре-
жимы криоконсервирования КМ здорового донора
не могут быть таковыми для КМ донора с пато-
логией. Для такого КМ нужны “адаптированные”
программы криоконсервирования.
Особенности структурно-функциональной
организации клеточно-тканевых субстратов КМ
здоровых доноров и с АИЗ очевидны. Так, при
изучении пунктатов КМ больных с аутоиммунной
гемолитической анемией отмечено разной степени
увеличение доли клеток в S-фазе и в G2+M-фазе и,
как следствие, более чем 2-кратное увеличение
показателя отношения S/(G2+M) по сравнению с
его значением у здоровых людей [12], что рассмат-
ривается как следствие блока пролиферации
клеток КМ в фазе синтеза ДНК. Нормальные СКК
не способны пролиферировать in vivo при отличиях
с микроокружением (стромой) по главному комп-
лексу гистосовместимости, в то время как СКК
животных с АИЗ – пролиферируют [19]. При-
веденные в [6] результаты подчеркивают выра-
женные различия колониеобразующего потенциала
(КОЕ-ГМ) КМ животных с АИЗ, в частности с
АА, для которых существует отличающийся от
нормальных клеток принцип лиганд-рецепторных
взаимодействий, определяемый, видимо, их внут-
ренним состоянием и характеристиками мембран-
ных структур.
Согласно существующим концепциям [16, 30],
каждая более дифференцированная форма пред-
шественников формируется из предыдущего клона
(КОЕ-ГМ из КОЕс). С этих позиций установленное
при АА снижение уровня содержания КОЕс-8
может обусловливать более низкий уровень
формирующихся из них в дальнейшем КОЕ-ГМ.
Хотя не исключено, что низкий их уровень, особен-
mining bioobject cryolability (cryostability as well) is
its initial structural and functional state [5, 10], enabling
to conclude that the “optimal” cryopreservation regi-
mens for healthy donor BM can not be those for BM
of donor with pathology. For this BM the “adapted”
cryopreservation programs are needed.
The peculiarities of structural and functional orga-
nisation of cellular and tissue substrates of healthy and
AID donor BM are evident. Thus, when studying the
BM punctates of patients with autoimmune hemolytic
anemia there was noted a different cell part increase
in S-phase and G2+M one and, consequently, more than
a 20-fold increase in S/(G2+M) ratio index compared
to its value in healthy people [12], that is considered
as resulting in BM cell proliferation block in DNA syn-
thesis phase. Normal HSC are not capable of in vivo
proliferation if there is main histocompatibility complex
difference with microenvironment (stroma), mean-
while the HSC of AID animals proliferate [19]. The
shown results [6] emphasise the manifested differen-
ces of BM colony-forming potential (CFU-GM) of AID
animals, in particular with AA, for those there is a
principle of ligand-receptor interactions, differing from
the normal cells, which is apparently determined by
their internal state and membrane structure charac-
teristics.
According to the existing concepts [16, 30] each
more differentiated form of progenitors is formed from
a previous clone (CFU-GM from CFUs). From this
point an established decrease in CFUs-8 content level
at AA may stipulate a lower level of next forming
from them CFU-GM. Although their low level, espe-
cially clusters, is not excluded to result from an in-
creased progenitor differentiation into mature blood
elements, that is confirmed by an established fact of
manifested leukocytosis development within this
period (results are not shown).
Generally a lack in BM of the most differentiated
hemopoietic progenitors by the feedback principle
determines the need of progenitor redistribution in
stem compartment. As a result there is an augmenting
activity of self-reproduction of more potent CFUs-14,
i.e. at the certain stages of AA development in hemo-
poietic sites the preconditions are formed and deman-
ded compensatory mechanisms of less differentiated
hemopoietic progenitors are realised. This redistribu-
tion can not be excluded as resulting from hemopoietic
site response to organism cytokine profile, considerab-
ly changing under these pathologies. When estimating
the content and functional state of myelokaryocytes
in patient with rheumatoid arthritis there were
established a low level of clonogenic recovery in BM
long-term culture (BFU-E and CFU-GM) and a decrea-
se in CD34+ cell amount at the background of apoptotic
cell number increase compared to the control [24]. In
the paper [22] stromal cells of such BM are shown as
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
134
но кластеров, может быть следствием повышен-
ной дифференцировки предшественников в зрелые
элементы крови, что подтверждается установлен-
ным фактом развития выраженного лейкоцитоза в
этот период (результаты не приводятся).
В целом недостаток в КМ наиболее дифферен-
цированных кроветворных предшественников по
принципу обратной связи определяет необходи-
мость перераспределения предшественников в
стволовом компартменте. Результатом является
повышающаяся активность самовоспроизведения
более потентных КОЕс-14, т.е. на определенных
этапах развития АА в гемопоэтическом плацдарме
создаются предпосылки и реализуются компен-
саторные механизмы востребованности менее
дифференцированных кроветворных предшест-
венников. Нельзя исключить, что такое перерас-
пределение является следствием ответа гемопоэти-
ческого плацдарма на существенно изменяющийся
при такого рода патологиях цитокиновый профиль
организма. При оценке содержания и функцио-
нального состояния миелокариоцитов пациентов
с ревматоидным артритом установлены низкий
уровень клоногенного восстановления в долго-
срочной культуре КМ (БОЕ-Э и КОЕ-ГМ) и умень-
шение количества СD34+-клеток на фоне увеличе-
ния их апоптоза по сравнению с контролем [24]. В
работе [22] показано, что стромальные клетки
такого КМ не способны поддерживать нормальный
гемопоэз и продуцируют большое количество
ФНО-α. Похоже, что этот цитокин через собствен-
ный рецептор (ФНО-α-р) индуцирует (опосредо-
ванно или непосредственно) включение сигналь-
ной системы ингибирования кроветворения. В
системе in vivo у мышей, дефицитных по одному
из генов рецептора ФНО (р55), увеличивается
количество ранних кроветворных предшествен-
ников. В системе in vitro ФНО-α подавляет проли-
ферацию кроветворных предшественников [9], т.е.
ингибирующий эффект ФНО-α распространяется
на кроветворные предшественники разного уровня
потентности.
Согласно данным [20, 26, 29], в КМ пациентов
с ревматоидным артритом повышен уровень ИЛ-6,
ИЛ-8 и ГМ-КСФ. ИЛ-6 является сильным стимуля-
тором дифференцировки полипотентных СКК в
направлении коммитированных предшественни-
ков с последующим образованием зрелых элемен-
тов крови. ИЛ-8 вызывает быструю мобилизацию
полипотентных и более дифференцированных
кроветворных предшественников из КМ и индуци-
рует формирование, хемотаксис и активацию
нейтрофилов [3], т.е. такого рода преформирование
цитокинового профиля вполне может объяснять
отмеченные повышение содержания КОЕс-14 и
выраженный лейкоцитоз при АА.
unable to maintain a normal hemopoiesis and produce
great amount of TNF-α. This cytokine is seemed to
induce (directly or indirectly) the signalling system
triggering of hemopoiesis inhibition through the own
receptor (TNF-α-r). In mice, deficient by one of genes
of TNF receptor (p55), an increase in the amount of
early hemopoietic progenitors is observed in vivo.
TNF-α suppresses in vitro a hemopoietic progenitor
proliferation [9], i. e. the TNF-α inhibiting effect is
propagated onto hemopoietic progenitors of different
potency level.
According to the data [20, 26, 29] in BM of patients
with rheumatoid arthritis an increased level of IL-6,
IL-8 and GM-CSF is found. IL-6 is a strong stimulator
of polypotent HSC differentiation towards to the
committed progenitors with following mature blood
element formation. IL-8 causes a rapid mobilisation
of polypotent and more differentiated hemopoietic
progenitors from BM and induces formation, hemo-
taxis and neutrophil activation [3], i.e. this cytokine
profile preformation may completely explain the noted
CFUs-14 content augmentation and manifested leuko-
cytosis at AA.
Thus, under AA development the cell and tissue
substrates of hemopoietic system undergo considerable
functional and structural changes [4, 12, 19, 22], i.e.
conditions for their “specific” perception of physical
and chemical cryopreservation factors are formed.
This testifies to the fact that the “optimal” conditions
for BM cryopreservation of AID patients may differ
from those for healthy donor BM.
Under similar conditions of BM cryopreservation
of healthy and AA animals there were observed not
only different integrity of hemopoietic progenitors,
realised functional potential in vitro and in vivo, but
redistribution of progenitors with different commit-
ment extent in these compartments as well. At the same
time the various cryopreservation conditions occurred
to be “optimal” by providing functional potential of
these cells in BM of healthy and AA animals. More-
over, varying the cooling rates and cryoprotectant
concentration enabled a targeted better preservation
of this or that progenitor subpopulation. Thus, cryopre-
servation of AA animal BM cells with regimen 1 and
10% DMSO, regimen 2 and 7% DMSO provided the
integrity for less differentiated progenitors, but for
more differentiated ones it was regimen 3 and 10%
DMSO. Firstly, this fact emphasises the competence
of previously advanced concept about the fact that
cryopreservation is not only the method for bioobject
long-term storage, but the capability for a targeted
changing its intrinsic state [5, 10]; secondly, namely
the possibility to regulate the hemopoietic progenitor
state by modifying BM cell cryopreservation condi-
tions opens the perspective for realising in clinical
practice, depending on demand, a “controlled” rate of
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
135
Таким образом, при развитии АА клеточно-
тканевые субстраты кроветворной системы претер-
певают существенные функциональные и струк-
турные изменения [4, 12, 19, 22], т.е. создаются ус-
ловия “специфического” восприятия ими физико-
химических факторов криоконсервирования. Это
свидетельствует о том, что “оптимальные” условия
криоконсервирования КМ больных с АИЗ могут
отличаться от таковых для КМ здоровых доноров.
При одних и тех же условиях криоконсервиро-
вания клеток КМ здоровых животных и с АА отме-
чались не только различная сохранность кроветвор-
ных предшественников, реализующих функцио-
нальный потенциал в системах in vitro и in vivo,
но и перераспределение в этих компартментах
предшественников с разной степенью коммитиро-
ванности. В то же время “оптимальными” по обес-
печению функционального потенциала этих кле-ток
в КМ здоровых животных и с АА оказались раз-
личные условия криоконсервирования. Более того,
варьирование скоростями охлаждения и концент-
рацией криопротектора позволило целенаправленно
сохранить в большей степени ту или иную
субпопуляцию предшественников. Так, криоконсер-
вирование клеток КМ животных с АА в режиме 1
и 10%-го ДМСО, в режиме 2 и 7%-го ДМСО
обеспечивало сохранность менее дифференциро-
ванных предшественников, а в режиме 3 и 10%-го
ДМСО – более дифференцированных. Данный
факт, во-первых, подчеркивает правомочность
ранее выдвинутой концепции о том, что криоконсер-
вирование – это не только метод долгосрочного
хранения биообъекта, но и способность целенап-
равленно изменять его внутреннее состояние (in-
trinsic state) [5, 10]; во-вторых, именно возможность
регуляции состояния кроветворных предшествен-
ников модификацией условий криоконсервирования
клеток КМ открывает перспективу для реализации
в клинической практике, в зависимости от запроса
ситуации, “управляемого” темпа восстановления
в целом лимфогемопоэтической системы реци-
пиента. Как показали вышеприведенные данные,
такой запрос действительно может быть удовлет-
ворен при реализации использованных условий
криоконсервирования.
Существенную роль в оценке результатов вы-
полненных исследований сыграл интегральный
критерий в виде ССО показателей. При этом логич-
но задать вопрос, что для обеспечения защитного
потенциала КМ является более важным и значи-
мым: сохранность общего содержания кроветвор-
ных предшественников вне зависимости от уровня
их дифференцировки или их “качественный сос-
тав”, а именно гармонизированный профиль пред-
шественников среди формирующих структуры in
entire recovery of recipient’s lymphohemopoietic sys-
tem. As the mentioned above data shown, this demand
may be really met when realising the used cryopre-
servation conditions.
An integral criterion in the form of SDE index played
a considerable role in estimating results of the research
performed. At the same time there is a logic question:
whether integrity of general content of hemopoietic
progenitors independing on the level of their
differentiation or their “qualitative composition”, namely
harmonised progenitor profile among the forming
structures in vitro and in vivo, i.e. among CFU-GM
and CFUs is more important and significant to provide
the BM protective potential? By other words, if the
role of any (less or more significant) component of
SDE, that may distort the general regularities of that
or this cryopreservation regimen influence on BM
progenitor characterises is not hyperbolised? Due to
this of interest are the data on evaluating BM functio-
nal characteristics on SDE of all indices, as well as
without accounting the progenitor ratio, i.e. without
IPA CFU-GM and CFUs IPA (Table). Comparing these
results testifies to the fact that in both cases the direc-
tion of SDE indices change is similar, thereby confir-
ming once again that for healthy animal BM the most
acceptable is 1°C/min slow freezing rate with use of
10% DMSO, and 40°C/min with 10% DMSO for AA
animal BM. These regimens together with the maxi-
mum integrity provide a balanced content of HSC sub-
population, being the closest to the native BM. The
decrease extent of CFU-GM content in AA animal
BM after cryopreservation in any regimen compared
to their amount before freezing was less manifested,
than in healthy animal BM (Fig. 3). Indeed, the SDE
for healthy animal BM cryopreservation with three
regimens, i.e. the sum of indices under all the rates
and cryoprotectant concentrations made 3.32±0.20 rel.
units (0.72+1.33+1.27), meanwhile for AA animal BM
it was 1.97±0.12 rel. units (0.66+0.58+0.73) (CFU-
GM values of each group before cryopreservation were
assumed for 100%). Evidently, “selected” by patho-
logy hemopoietic progenitors in the form of CFU-GM
are more resistant to negative effect of cryopreser-
vation factors, that is confirmed by SDE of all indices
of BM hemopoietic cell functional potential (Table,
Fig. 4). Thus, the area of indices varying under diffe-
rent regimens and cryoprotectant concentrations for
AA animal BM are significantly smaller (1.18-1.96)
than for healthy animal BM (0.56-2.19). However if
under cryopreservation with regimen 1 this “resistan-
ce” is much more inherent to more potent progenitors,
with regimens 2 and 3 this is for more differentiated
ones.
Due to that of special attention are the results of
analogous comparison of the response of healthy and
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
136
vitro и in vivo, т.е. среди КОЕ-ГМ и КОЕс?
Другими словами, не гиперболизирована ли роль
какой-то (менее или более значимой) состав-
ляющей ССО, которая может исказить общие
закономерности влияния того или иного режима
криоконсерви-рования на характеристики пред-
шественников КМ? В связи с этим интересными
являются данные по оценке функциональных
характеристик КМ по ССО всех показателей, а
также без учета соотношения предшественников,
т.е. без ИПА КОЕ-ГМ и ИПА КОЕс (таблица).
Сопоставление этих результатов свидетельствует
о том, что как в одном, так и другом случае на-
правленность изменения показателей ССО одина-
кова, подтвердив еще раз, что для КМ здоровых
животных наиболее приемлемой является медлен-
ная скорость замораживания 1°С/мин с использо-
ванием 10%-го ДМСО, а для КМ животных с АА –
40°С/мин с 10%-м ДМСО. Эти режимы, наряду с
максимальной сохранностью, обеспечивают и
наиболее близкое к нативному КМ сбалансирован-
ное содержание субпопуляций СКК. Степень
снижения содержания КОЕ-ГМ в КМ животных с
АА после криоконсервирования в любом режиме
в сравнении с их количеством до замораживания
была менее выраженной, чем в КМ здоровых жи-
вотных (рис.3). Действительно ССО для криокон-
сервированного КМ здоровых животных в трех
режимах, т.е. сумма показателей при всех скорос-
тях и концентрациях криопротектора, составила
3,32±0,20 усл. ед. (0,72+1,33+1,27), тогда как для
КМ животных с АА – 1,97±0,12 усл. ед. (0,66+0,58+
0
20
40
60
80
100
120
5 7 10 5 7 10 5 7 10 5 7 10 5 7 10 5 7 10
ΣССО Р1= 0,72, ΣССО Р2=1,33, ΣССО Р3=1,27,
ΣССО Р1+Р2+Р3=3,32±0,20
ΣSDI R1= 0.72, ΣSDI R2=1.33, ΣSDI R3=1.27,
ΣSDI R1+R2+R3=3.32±0.20
ΣССО Р1= 0,66, ΣССО Р2=0,58, ΣССО Р3=0,73,
ΣССО Р1+Р2+Р3=1,97±0,11
ΣSDI R1= 0.66, ΣSDI R2=0.58, ΣSDI R3=0.73,
ΣSDI R1+R2+R3=1.97±0.11
Здоровые животные
Healthy animals
Животные с АА
Animals with AA
Концентрация ДМСО, % DMSO concentration, %
С
од
ер
жа
ни
е
КО
Ес
, %
C
FU
s
co
nt
en
t,
%
Рис. 3. Содержание КОЕ-ГМ в КМ, криоконсервированном при различных режимах. За 100% приняты значения
КОЕ-ГМ каждой группы до криоконсервирования.
Fig. 3. GM-CFU content in BM, cryopreserved with different regimens. Notes: values for CFU-GM of each group before
cryopreservation were assumed as 100%.
Р1/R1 Р2/R2 Р3/R3 Р1/R1 Р2/R2 Р3/R3
AA animal BM CFUs to cryopreservation factors
(Fig. 5). According to papers [7, 15] for both subpopu-
lations of healthy animal BM hemopoietic progenitors
the cryopreservation, independently on its realisation
conditions, acted as the factor suppressing their
activity (Fig. 5, a). It is wonder, but for BM CFUs of
AA animals the cryopreservation manifested a dua-
listic activity, which extent and direction were determi-
ned by the level of progenitor differentiation (Fig. 5, b).
Thus, all three regimens (as for healthy animal BM)
inhibited CFUs-14 function, meanwhile a fictional
activity of CFUs-8 under all regimens augmented
compared to that prior to cryopreservation. At the
background of CFUs content, maintained at the level
of AA animal native BM, the redistribution of their
subpopulation composition (CFUs-14 amount decrea-
se is accompanied with CFUs-8 increase) occurs.
However comparing the change extent of one or
another progenitors does not enable complete assum-
ing. For example, there are traced the multiplicity
irrelevance of decrease in other and increase in ano-
ther CFUs, mainly with regimen 3. A selective effect
of cryopreservation factors on different subpopulations
of BM CFUs of healthy and AA donors has remained
unclear. This emphasises once again the importance
of initial structural and functional state of cells in
determining their resistance or sensitivity to cryopre-
servation factor effect. The expansion of CFUs-8
function in cryopreserved BM of AA animals is a
typical example of appearing at that new forms of their
interactions with biological object. It is impossible to
believe that in this BM after any cryopreservation
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
Концентрация ДМСО, %
DMSO concentration, %
С
С
О
, у
сл
. е
д.
SD
Е,
re
l.
un
its
0,73) (за 100% приняты значения КОЕ-ГМ каждой
группы до криоконсервирования). Очевидно,
“избирательно отобранные” патологией кроветвор-
ные предшественники в виде КОЕ-ГМ имеют
большую устойчивость к отрицательному дейст-
вию факторов криоконсервирования, что подтверж-
дается ССО всех показателей функционального
потенциала кроветворных клеток КМ (таблица,
рис. 4). Так, зоны варьирования показателей при
разных режимах и концентрациях криопротекторов
для КМ животных с АА значительно меньше (1,18-
1,96), чем для КМ здоровых животных (0,56-2,19).
Однако, если в условиях криоконсервирования в
режиме 1 такая “устойчивость” присуща в боль-
шей степени более потентным предшественникам,
то в режимах 2 и 3 – более дифференцированным.
В связи с этим особого внимания заслуживают
результаты аналогичного сравнения ответа на фак-
торы криоконсервирования КОЕс КМ здоровых
животных и с АА (рис. 5). В соответствии с дан-
ными работ [7, 15], для обеих субпопуляций крове-
творных предшественников КМ здоровых живот-
ных криоконсервирование, вне зависимости от ус-
ловий его реализации, выступало в роли фактора,
супрессирующего их активность (рис. 5, а). Удиви-
тельно, но для КОЕс костного мозга животных с
АА криоконсервирование проявляло дуалистичес-
кую активность, степень и направленность которой
определялась уровнем дифференцировки пред-
шественников (рис. 5, б). Так, все три режима (как
и для КМ здоровых животных) ингибировали
функцию КОЕс-14, тогда как функциональная
активность КОЕс-8 при всех режимах повышалась
в сравнении с таковой до криоконсервирования.
На фоне сохраняющегося на уровне нативного КМ
животных с АА общего содержания КОЕс проис-
ходит перераспределение их субпопуляционного
состава (уменьшение количества КОЕс-14 со-
провождается увеличением КОЕс-8). Однако
сопоставление степени изменения тех и других
предшественников не позволяет полностью согла-
ситься с этим предположением. Например, про-
слеживаются явные несоответствия кратности
снижения одних и увеличения других КОЕс,
особенно при режиме 3. Во многом избирательный
эффект факторов криоконсервирования на разные
субпопуляции КОЕс костного мозга здоровых
доноров и с АА остается неясным. Это еще раз
подчеркивает значимость исходного структурно-
функционального состояния клеток в определении
их устойчивости или чувствительности к действию
факторов криоконсервирования. Типичным приме-
ром появляющихся при этом новых форм их
взаимодействий с биологическим объектом являет-
ся экспансия функции КОЕс-8 в криоконсервиро-
Р1/R1 Р2/R2 Р3/R3
regimen all CFUs-8 are preserved. But even under
this conditionality the fact of these cells function “re-
pro-gramming” under cryopreservation effect is evi-
dent. Thus cryopreservation may more or less affect
the HSC functional status by manifesting in changes
of all levels processes of their cell metabolism: per-
ception of regulatory signals of hemopoietic microen-
vironment by receptor apparatus, its transaction,
realisation at transcription and translation levels [15].
Conclusions
1. There have been established the principle pecu-
liarities of functional status of BM hemopoietic
progenitors of various differentiation level of AA ani-
mals, manifesting in a change of capability to form he-
mopoietic structures in vitro and in vivo compared to
healthy animal BM. These peculiarities of HSC func-
tional status are the premise for a change in their resis-
tance to cryopreservation factor effect.
2. Identical conditions for BM cryopreservation of
health and AA animals were shown to provide not
only different integrity for hemopoietic progenitors,
realising functional potential in vitro and in vivo, but
redistribution in these compartments of differently-
committed progenitors as well. At the same time the
“optimal” cryopreservation conditions on providing
functional potential of these cells in both BM occurred
to be as follows: for AA animal BM – regimen 3 with
Рис. 4. Суммарная степень отклонения всех показателей
функционального потенциала кроветворных клеток
криоконсервированного КМ в зависимости от режима
замораживания: сплошная линия – здоровые животные;
пунктирная – животные с АА.
Fig. 4. Summary deviation extent of all functional poten-
tial indices of cryopreserved BM hemopoietic cells depend-
ent on freezing regimen: solid line – healthy animals; dot-
ted line – animals with AA.
137 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
0
0,5
1
1,5
2
2,5
7 10 7 10 7 10
0
50
100
150
200
250
7 10 7 10 7 10
а аКонцентрация ДМСО, %
DMSO concentration, %
С
од
ер
жа
ни
е
КО
Ес
, %
C
FU
s
co
nt
en
t,
%
б bКонцентрация ДМСО, %
DMSO concentration, %
С
од
ер
жа
ни
е
КО
Ес
, %
C
FU
s
co
nt
en
t,
%
Рис. 5. Содержание КОЕс в КМ, криоконсервированном
при различных режимах здоровых животных (а) и с АА
(б): – КОЕс-8; – КОЕс-14. За 100% приняты значе-
ния КОЕс каждой группы до криоконсервирования.
Fig. 5. CFUs content in healthy (a) and AA animals BM,
cryopreserved with different regimens: – CFUs-8; –
CFUs-14. CFUs values of each group before cryopreser-
vation were assumed as 100%.
ванном КМ животных с АА. Нельзя считать, что
в таком КМ после любого режима криоконсервиро-
вания сохраняются все КОЕс-8. Но даже при
такой условности очевиден факт “перепрограм-
мирования” функции этих клеток под действием
криоконсервирования. Таким образом, процесс
криоконсервирования может влиять в той или иной
степени на функциональный статус СКК, манифес-
тируясь изменениями процессов всех уровней их
клеточного метаболизма: восприятия регулятор-
ных сигналов кроветворного микроокружения ре-
цепторным аппаратом, его трансдукции, реализа-
ции на транскрипционном и трансляционном уров-
нях [15].
Выводы
1. Установлены принципиальные особенности
функционального статуса кроветворных пред-
шественников КМ разного уровня дифференци-
ровки животных с АА, выражающиеся в изменении
их способности формировать гемопоэтические
структуры в системах in vitrо и in vivo по срав-
нению с КМ здоровых животных. Эти особенности
функционального статуса СКК являются предпо-
сылкой изменения их устойчивости к действию
факторов криоконсервирования.
2. Показано, что идентичные условия криокон-
сервирования КМ здоровых животных и с АА
обеспечивали не только различную сохранность
кроветворных предшественников, реализующих
функциональный потенциал in vitro и in vivo, но и
перераспределение в этих компартментах пред-
шественников с разной степенью коммитирован-
ности. В то же время “оптимальными” по обеспе-
чению функционального потенциала этих клеток
в одном и другом КМ оказались различные условия
криоконсервирования: для КМ животных с АА –
режим 3 с 10%-м ДМСО, для здоровых – режим 1
с 10%-м ДМСО.
3. Определенные режимы криоконсервирова-
ния реализуют в отношении КМ животных с АА
эффект “реставрации” искаженной патологией
функции кроветворных предшественников разного
уровня дифференцировки. Кроме того, для такого
КМ при всех режимах криоконсервирования уста-
новлен эффект стимуляции функции кроветворных
предшественников одного уровня дифференциров-
ки (КОЕс-8) на фоне ингибиции другого (КОЕс-14).
Данный факт подчеркивает, что криоконсервиро-
вание способно выступать в роли регулятора внут-
реннего состояния (intrinsic state) кроветворных
предшественников КМ.
4. Варьирование скоростями охлаждения и кон-
центрацией криопротектора позволяет направлен-
но сохранять в КМ в большей степени ту или иную
субпопуляцию предшественников. Так, криокон-
10% DMSO, for healthy ones – regimen 1 with 10%
DMSO.
3. Certain cryopreservation regimens are realised
towards AA animal BM the “restoration” effect of
pathology-distorted function of variously differen-
tiated hemopoietic progenitors. In addition, for this
BM under the all cryopreservation regimens the effect
of function stimulation of hemopoietic progenitors of
one differentiation level (CFUs-8) at the background
of inhibiting the other one (CFUs-14) has been
established. This emphasises the cryopreservation as
capable of acting as intrinsic state regulator of BM
hemopoietic progenitors.
138
Р1/R1 Р2/R2 Р3/R3
0
50
100
150
200
250
7 10 7 10 7 10
Р1/R1 Р2/R2 Р3/R3
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
сервирование КМ животных с АА в режиме 1 и
10%-м ДМСО, а также в режиме 2 и 7%-м ДМСО
обеспечивало преимущественно сохранность ме-
нее дифференцированных предшественников, в то
время как использование режима 3 и 10%-го
ДМСО – более дифференцированных. В общем
для быстрых скоростей замораживания (с любыми
концентрациями криопротектора и для обоих ви-
дов КМ) характерно проявление “супрессивного”
действия в отношении более потентных предшест-
венников как среди КОЕ-ГМ, так и КОЕс.
5. Для обеспечения полноты функционального
потенциала кроветворных предшественников КМ
здоровых животных переход от медленных скорос-
тей к быстрым требует снижения концентрации
криопротектора, а для КМ животных с АА – уве-
личения.
Литература
Афанасьев Б.В., Алмазов В.А. Родоначальные кровет-
ворные клетки человека: физиология и патология.– Л.:
Наука, 1985.– 204 с.
Белоус А.М., Грищенко В.И. Криобиология.– Киев: Наук.
думка, 1994.– 430 с.
Возианов А.Ф., Бутенко А.К., Зак К.П. Цитокины.
Биологические и противоопухолевые свойства. – Киев:
Наук. думка, 1998.– 319 с.
Гембицкий Е.В., Мазуров В.И., Лила А.М. и др. Изменение
функциональной активности грануломоноцитопоэза у
больных ревматоидным артритом // Клин. мед.– 1991.–
Т. 69, №3.– С.51-54.
Гольцев А.Н. Влияние факторов криоконсервирования
на иммунологические свойства кроветворных клеток
костного мозга: Автореф. дис ... доктора мед. наук.–
Харьков, 1988.–35 с.
Гольцев А.Н., Дубрава Т.Г., Козлова Ю.А. и др. Влияние
различных режимов криоконсервирования на сохранность
стволовых кроветворных клеток костного мозга животных
с аутоиммунными заболеваниями. Часть 1. Оценка in vitro
функционального статуса кроветворных предшественников
криоконсервированного костного мозга // Пробл. криобио-
логии.– 2005.– Т.15, №4.– С. 614-621.
Гольцев А. Н., Луценко Е.Д. Криоконсервирование как
возможный метод оценки роли компонентного состава
миелотрансплантата в проявлении функциональной
активности кроветворных клеток // Пробл. криобиологии.–
1994.– №1.– С. 3-13.
Гольцев А.Н., Луценко Е.Д., Дубрава Т.Г., Останков М.В.
Модификация состояния кроветворных клеток костного
мозга после криоконсервирования // Материалы Междунар.
конф. “Сохранение генетических ресурсов”.– СПб, 2004.–
С. 783-784.
Дризе Н.И., Друцкая М.С., Герасимова Л.П. Особенности
изменений в кроветворной системе у мышей, дефицитных
по ФНО или лимфотоксину-α // Бюл. эксперим. биол. и мед.-
2002.– №7.– С. 76-80.
Дубрава Т.Г. Эффективность криоконсервирования
кроветворных клеток в зависимости от их исходных
свойств: Автореф. дис. …канд. биол. наук.– Харьков,
1986.– 25 с.
Козлова Ю.А., Гольцев А.Н., Дубрава Т.Г., Гурина Т.М.
Предпосылки оптимизации метода криоконсервирования
костного мозга животных с аутоиммунной патологией //
Пробл. криобиологии.– 2004.– №2.– С. 76-83.
4. Varying cooling rates and cryoprotectant
concentration enables better directed preservation in
BM of that or this progenitor subpopulation. Thus,
the AA animal BM cryopreservation with regimen 1
and 10% DMSO, as well as regimen 2 and 7% DMSO
provided mostly the integrity of less differentiated
progenitors, meanwhile for more differentiated ones
it was the regimen 3 and 10% DMSO. Generally, for
rapid freezing rates (with any cryoprotectant concen-
tration and for both BM) the manifestation of a “sup-
pressive” effect towards more potent progenitors
among both GM-CFU and CFUs was typical.
To provide the functional potential entirety for BM
hemopoietic progenitors of healthy animals the tran-
sition from slow rates to the rapid ones requires a
decrease in cryoprotectant concentration but an
increase for the AA animal BM.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
References
Afanasiev B.V., Almazov V.A. Human germline hemopoietic
cells: physiology and pathology.– Leningrad: Nauka, 1985.–
205 p.
Belous A.M., Grischenko V.I. Cryobiology.– Kiev: Nauk.
Dumka, 1994.– 430 p.
Vozianov A.F., Butenko A.K., Zak K.P. Cytokines. Biological
and anti-tumoral properties.– Kiev: Nauk. dumka, 1998.–
319 p.
Gembitsky E.V., Mazurov V.I., Lila A.M. et al. Change in
functional activity of granulomonocytopoiesis in patients with
rheumatoid arthritis // Klin. Med.– 1991.– Vol. 69, N3.–
P. 51-54.
Goltsev A.N. Effect of cryopreservation factors on immuno-
logical properties of bone marrow hemopoietic cells: Author’s
abstract of thesis of doctor of medical sciences.– Kharkov,
1988.– 35 p.
Goltsev A.N., Dubrava T.G., Kozlova Yu.A. et al. Effect of
different cryopreservation regimens on integrity of bone marrow
stem hemopoietic cells in animals with autoimmune diseases.
Part 1. In vitro estimation of functional status of cryopreserved
bone marrow hemopoietic precursors // Problems of Cryo-
biology.– 2005.– Vol. 15, N4.– P. 614-621.
Goltsev A.N., Lutsenko E.D. Cryopreservation as a possible
method of estimation of the role of myelograft component
composition in the functional activity of hemopoietic cells //
Problems of Cryobiology.– 1994.– N1.– P. 3-13.
Goltsev A.N., Lutsenko E.D., Dubrava T.G., Ostankov M.V.
Modification of state of bone marrow hemopoietic cells after
cryopreservation // Materials of International Conference
“Genetic resource preservation”.– Saint-Petersburg, 2004.–
P. 783-784.
Drize N.I., Drutskaya M.S., Gerasimova L.P. Peculiarities of
changes in hemopoietic system of TNF or lymphotoxin-α
deficient mice // Bull. Experim. Biol. i Med.– 2002.– N7.–
P. 76-80.
Dubrava T.G. Efficiency of hemopoieticopoietic cells cryopre-
servation depending on their initial properties: Author’s abstract
of thesis of candidate of biol. sciences.– Kharkov, 1986.– 25 p.
Kozlova Yu.A., Goltsev A.N., Dubrava T.G., Gurina T.M. Pre-
mises for optimising the method of bone marrow cryopre-
servation in animals with autoimmune pathologies // Problems
of Cryobiology.– 2004.– N2.– P. 76-83.
Shmarov D.A. Estimation of proliferative activity of bone
marrow cells using flow cytofluorimetry method // Klin. lab.
diagnostika.– 1993.– N5.– P.40-43.
139
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
Шмаров Д.А. Оценка пролиферативной активности кле-
ток костного мозга методом проточной цитофлюоромет-
рии // Клин. лаб. диагностика.– 1993.– №5.– С. 40-43.
Burt R.K., Fassas A., Snowden J.A. еt al. Collection of
hematopoietic cells from patients with autoimmune diseases //
Bone Marrow Transplant.– 2001.–Vol. 28, N1.– P. 1-12.
Burt R.K., Slavin S., Burns W.H., Marmont A.M. Induction of
tolerance in autoimmune diseases by hematopoietic stem cell
transplantation: getting closer to a cure? // Blood.– 2002.–
Vol. 99, N3.– P. 768-784.
Goltsev A.N., Babenko N.N., Dubrava T.G. et al. Modification
of the state of bone marrow hemopoietic cells after
cryopreservation // Int. J. Refriger.– 2006.– Vol. 29, N3.–
P. 358-367.
Harris R.A., Hogarth P.M., Wadeson L.J. et al. An antigenic
difference between cells forming early and late hemopoietic
spleen colonies // Nature.– 1984.– Vol. 307, N5952.– P. 638-641.
Harrison D.E., Jordan C.T., Zhong R.K., Astle C.M. Primitive
hemopoietic stem cells: direct assay of most productive
populations by competitive repopulation with simple binomial,
correlation and covariance calculations // Exp. Hematol.–
1993.– Vol. 21, N2.– P. 206-219.
Joske D.J., Ma D.T., Langlands D.R. Autologous bone marrow
transplantation for rheumatoid arthritis // Lancet.– 1997.–
Vol. 350, N9074.– P. 337-338.
Kawamura M., Hisha H., Li Y. et al. Distinct qualitative
differences between normal and abnormal hemopoietic stem
cells in vivo and in vitro // Stem Cells.– 1997.– Vol. 15, N1.–
P. 56-62.
Kuroda T., Tanabe N., Sakatsume M. et al. Interleukin-2 levels
are elevated in the bone marrow serum of patients with
mutilans-type rheumatoid arthritis // Clin. Rheumatol.– 2002.–
Vol. 21, N1.– P. 23-27.
Lord B.I., Woolford L.B. Proliferation of spleen colony forming
units (CFU-S8, CFU-S13) and cells with marrow repopulating
ability // Stem Cells.– 1993.– Vol. 11, N3.– P. 212-217.
Papadaki H.A., Kritikos H.D., Gemetzi C. et al. Bone marrow
progenitor cell reserve and function and stromal cell function
are defective in rheumatoid arthritis : evidence for a tumor
necrosis factor alpha-mediated effect // Blood.– 2002.– Vol. 99,
N5.– P. 1610-1619.
Pearson C.M., Wood F.D. Studies of arthritis and other lesions
induced in rats by the injection of mycobacterial adjuvant //
Am. J. Pathol.– 1963.– Vol. 42, N2 .– P. 73-95.
Рorta C., Capolari R., Elis O. et al. Impaired bone marrow
hematopoietic progenitor cell function in rheumatoid arthritis
patients candidate to autologous hematopoietic stem cell
transplantation // Bone Marrow Transplant.– 2004.– Vol. 33,
N7.– P. 721-728.
Snowden J.A., Passweg J., Moore J.J. et al. Autologous
hemopoietic stem cell transplantation in severe rheumatoid
arthritis: a report from the EBMT and ABMTR // J. Rheumatol.–
2004.– Vol. 31, N3.– P. 482-488.
Tanabe M., Ochi T., Tomita T. et al. Remarkable elevation of
interleukin 6 and interleukin 8 levels in the bone marrow serum
of patients with rheumatoid arthritis // J. Rheumatol.– 1994.–
Vol. 21, N5.– P. 830-835.
Till J.E., McCulloch E.A. A direct measurement of the radiation
sensitivity of normal mouse bone marrow cells // Rad. Res.–
1961.– Vol. 14, N12.– P. 213-222.
Tyndall A. Haematological stem cell transplantation in the
treatment of severe autoimmune diseases: first experiences
from an international project // J. Rheumatol.– 1999.– Vol. 38,
N4.– P. 482-488.
Van Bekkum D.W. BMT in experimental autoimmune
diseases // Bone Marrow Transplant.– 1993.– Vol. 11, N3.–
P. 183-187.
Zipori D. The renewal and differentiation of hematopoietic stem
cells // FASEB Journal.– 1992.– Vol. 6, N9.– P. 2691-2697.
Поступила 23.08.2005
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
140
Burt R.K., Fassas A., Snowden J.A. еt al. Collection of
hematopoietic cells from patients with autoimmune diseases //
Bone Marrow Transplant.– 2001. – Vol. 28, N1.– P. 1-12.
Burt R.K., Slavin S., Burns W.H., Marmont A.M. Induction of
tolerance in autoimmune diseases by hematopoietic stem cell
transplantation: getting closer to a cure? // Blood.– 2002.–
Vol. 99, N3.– P. 768-784.
Goltsev A.N., Babenko N.N., Dubrava T.G. et al. Modification
of the state of bone marrow hemopoietic cells after
cryopreservation // Int. J. Refriger.– 2006.– Vol. 29, N3.–
P. 358-367.
Harris R.A., Hogarth P.M., Wadeson L.J. et al. An antigenic
difference between cells forming early and late hemopoietic
spleen colonies // Nature.– 1984.– Vol. 307, N5952.–
P. 638-641.
Harrison D.E., Jordan C.T., Zhong R.K., Astle C.M. Primitive
hemopoietic stem cells: direct assay of most productive
populations by competitive repopulation with simple binomial,
correlation and covariance calculations // Exp. Hematol.–
1993.– Vol. 21, N2.– P. 206-219.
Joske D.J., Ma D.T., Langlands D.R. Autologous bone marrow
transplantation for rheumatoid arthritis // Lancet.– 1997.–
Vol. 350, N9074.– P. 337-338.
Kawamura M., Hisha H., Li Y. et al. Distinct qualitative
differences between normal and abnormal hemopoietic stem
cells in vivo and in vitro // Stem cells.– 1997.– Vol. 15, N1.–
P. 56-62.
Kuroda T., Tanabe N., Sakatsume M. et al. Interleukin-2 levels
are elevated in the bone marrow serum of patients with
mutilans-type rheumatoid arthritis // Clin. Rheumatol.– 2002.–
Vol. 21, N1.– P. 23-27.
Lord B.I., Woolford L.B. Proliferation of spleen colony forming
units (CFU-S8, CFU-S13) and cells with marrow repopulating
ability // Stem Cells.– 1993.– Vol. 11, N3.– P. 212-217.
Papadaki H.A., Kritikos H.D., Gemetzi C. et al. Bone marrow
progenitor cell reserve and function and stromal cell function
are defective in rheumatoid arthritis : evidence for a tumor
necrosis factor alpha-mediated effect // Blood.– 2002.– Vol. 99,
N5.– P. 1610-1619.
Pearson C.M., Wood F.D. Studies of arthritis and other lesions
induced in rats by the injection of mycobacterial adjuvant //
Am. J. Pathol.– 1963.– Vol. 42, N2 .– P. 73-95.
Рorta C., Capolari R., Elis O. et al. Impaired bone marrow
hematopoietic progenitor cell function in rheumatoid arthritis
patients candidate to autologous hematopoietic stem cell
transplantation // Bone Marrow Transplant.– 2004.– Vol. 33,
N7.– P. 721-728.
Snowden J.A., Passweg J., Moore J.J. et al. Autologous
hemopoietic stem cell transplantation in severe rheumatoid
arthritis: a report from the EBMT and ABMTR // J. Rheumatol.–
2004.– Vol. 31, N3.– P. 482-488.
Tanabe M., Ochi T., Tomita T. et al. Remarkable elevation of
interleukin 6 and interleukin 8 levels in the bone marrow serum
of patients with rheumatoid arthritis // J. Rheumatol.– 1994.–
Vol. 21, N5.– P. 830-835.
Till J.E., McCulloch E.A. A direct measurement of the radiation
sensitivity of normal mouse bone marrow cells // Rad. Res.–
1961.– Vol. 14, N12.– P. 213-222.
Tyndall A. Haematological stem cell transplantation in the
treatment of severe autoimmune diseases: first experiences
from an international project // J. Rheumatol.– 1999.– Vol. 38,
N4.– P. 482-488.
Van Bekkum D.W. BMT in experimental autoimmune
diseases // Bone Marrow Transplant.– 1993.– Vol. 11, N3.–
P. 183-187.
Zipori D. The renewal and differentiation of hematopoietic stem
cells // FASEB Journal.– 1992.– Vol. 6, N9.– P. 2691-2697.
Accepted in 23.08.2005
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 17, 2007, №2
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 17, 2007, №2
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-138024 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:27:43Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гольцев, А.И. Дубрава, Т.Г. Козлова, Ю.А. Останков, М.В. Гурина, Т.М. Куров, A.M. 2018-06-17T21:19:14Z 2018-06-17T21:19:14Z 2007 Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга / А.И. Гольцев, Т.Г. Дубрава, Ю.А. Козлова, М.В. Останков, Т.М. Гурина, A.M. Куров // Проблемы криобиологии. — 2007. — Т. 17, № 2. — С. 126-140. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138024 615.018.41.014.41:616.72-002.77 В сравнительном аспекте определены функциональные характеристики в системе in vivo стволовых кроветворных клеток костного мозга здоровых животных и с аутоиммунными заболеваниями до и после криоконсервирования в различных режимах. Показаны принципиальные различия исходного функционального статуса кроветворных предшественников здоровых доноров и с аутоиммунными заболеваниями, а также его изменения при аналогичных условиях криоконсервирования. Отмечено, что “оптимум” колониеобразующей активности КОЕс здоровых животных и с адъювантным артритом реализуется при криоконсервировании костного мозга в различных режимах. У порівняльному аспекті визначено функціональні характеристики в системі in vivo стовбурових кровотворних клітин кісткового мозку здорових тварин і з аутоімунними захворюваннями до і після кріоконсервування в різних режимах. Показано принципові відмінності вихідного функціонального статусу кровотворних попередників здорових донорів і з аутоімунними захворюваннями, а також його зміни при аналогічних умовах кріоконсервування. Зазначено, що „оптимум” колонієутворюючої активності КУОс здорових тварин і з ад’ювантним артритом реалізується при кріоконсервуванні кісткового мозку у різних режимах. Functional characteristics of bone marrow hemopoietic stem cells of healthy animals and with autoimmune diseases before and after cryopreservation with different regimens have been comparatively determined in vivo. The principle differences between an initial functional status of hemopoietic precursors of healthy donors and with autoimmune diseases, as well as its changes under similar cryopreservation conditions have been demonstrated. The “optimum” of CFUs colony-forming activity of healthy animals and those with adjuvant arthritis was noted as realised under bone marrow cryopreservation with different regimens. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии и криомедицины Теоретическая и экспериментальная криобиология Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга Effect of different cryopreservation regimens on bone marrow hemopoietic stem cell integrity in animals with autoimmune diseases Part 2. In vivo estimation of functional status of cryopreserved bone marrow hemopoietic progenitors Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга Гольцев, А.И. Дубрава, Т.Г. Козлова, Ю.А. Останков, М.В. Гурина, Т.М. Куров, A.M. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга |
| title_alt | Effect of different cryopreservation regimens on bone marrow hemopoietic stem cell integrity in animals with autoimmune diseases Part 2. In vivo estimation of functional status of cryopreserved bone marrow hemopoietic progenitors |
| title_full | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга |
| title_fullStr | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга |
| title_full_unstemmed | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга |
| title_short | Влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. Часть 2. Оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга |
| title_sort | влияние различных режимов криоконсервирования на сохранность стволовых кроветворных клеток костного мозга животных с аутоиммунными заболеваниями. часть 2. оценка in vivo функционального статуса кроветворных предшественников криоконсервированного костного мозга |
| topic | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138024 |
| work_keys_str_mv | AT golʹcevai vliânierazličnyhrežimovkriokonservirovaniânasohrannostʹstvolovyhkrovetvornyhkletokkostnogomozgaživotnyhsautoimmunnymizabolevaniâmičastʹ2ocenkainvivofunkcionalʹnogostatusakrovetvornyhpredšestvennikovkriokonservirovannogokostnogomozga AT dubravatg vliânierazličnyhrežimovkriokonservirovaniânasohrannostʹstvolovyhkrovetvornyhkletokkostnogomozgaživotnyhsautoimmunnymizabolevaniâmičastʹ2ocenkainvivofunkcionalʹnogostatusakrovetvornyhpredšestvennikovkriokonservirovannogokostnogomozga AT kozlovaûa vliânierazličnyhrežimovkriokonservirovaniânasohrannostʹstvolovyhkrovetvornyhkletokkostnogomozgaživotnyhsautoimmunnymizabolevaniâmičastʹ2ocenkainvivofunkcionalʹnogostatusakrovetvornyhpredšestvennikovkriokonservirovannogokostnogomozga AT ostankovmv vliânierazličnyhrežimovkriokonservirovaniânasohrannostʹstvolovyhkrovetvornyhkletokkostnogomozgaživotnyhsautoimmunnymizabolevaniâmičastʹ2ocenkainvivofunkcionalʹnogostatusakrovetvornyhpredšestvennikovkriokonservirovannogokostnogomozga AT gurinatm vliânierazličnyhrežimovkriokonservirovaniânasohrannostʹstvolovyhkrovetvornyhkletokkostnogomozgaživotnyhsautoimmunnymizabolevaniâmičastʹ2ocenkainvivofunkcionalʹnogostatusakrovetvornyhpredšestvennikovkriokonservirovannogokostnogomozga AT kurovam vliânierazličnyhrežimovkriokonservirovaniânasohrannostʹstvolovyhkrovetvornyhkletokkostnogomozgaživotnyhsautoimmunnymizabolevaniâmičastʹ2ocenkainvivofunkcionalʹnogostatusakrovetvornyhpredšestvennikovkriokonservirovannogokostnogomozga AT golʹcevai effectofdifferentcryopreservationregimensonbonemarrowhemopoieticstemcellintegrityinanimalswithautoimmunediseasespart2invivoestimationoffunctionalstatusofcryopreservedbonemarrowhemopoieticprogenitors AT dubravatg effectofdifferentcryopreservationregimensonbonemarrowhemopoieticstemcellintegrityinanimalswithautoimmunediseasespart2invivoestimationoffunctionalstatusofcryopreservedbonemarrowhemopoieticprogenitors AT kozlovaûa effectofdifferentcryopreservationregimensonbonemarrowhemopoieticstemcellintegrityinanimalswithautoimmunediseasespart2invivoestimationoffunctionalstatusofcryopreservedbonemarrowhemopoieticprogenitors AT ostankovmv effectofdifferentcryopreservationregimensonbonemarrowhemopoieticstemcellintegrityinanimalswithautoimmunediseasespart2invivoestimationoffunctionalstatusofcryopreservedbonemarrowhemopoieticprogenitors AT gurinatm effectofdifferentcryopreservationregimensonbonemarrowhemopoieticstemcellintegrityinanimalswithautoimmunediseasespart2invivoestimationoffunctionalstatusofcryopreservedbonemarrowhemopoieticprogenitors AT kurovam effectofdifferentcryopreservationregimensonbonemarrowhemopoieticstemcellintegrityinanimalswithautoimmunediseasespart2invivoestimationoffunctionalstatusofcryopreservedbonemarrowhemopoieticprogenitors |