Papers by Alexander Y Petrenko
Biochemistry (Moscow), 2008
Problems of Cryobiology and Cryomedicine, 2017
Розробка нових підходів та пошук ефективних засобів для нормалізації функції щитоподібної залози ... more Розробка нових підходів та пошук ефективних засобів для нормалізації функції щитоподібної залози (ЩЗ) при аутоімунному тиреоїдиті (АІТ)-актуальна проблема сучасної ендокринології. У роботі оцінено вплив алогенних кріоконсервованих клітин фетальної печінки (кКФП) та кріоконсервованих клітин фетальних мезодермальних тканин (кКФМТ) на морфоструктуру ЩЗ щурів із експериментальним АІТ. Показано, що кКФП та кКФМТ проявляють позитивний вплив на ЩЗ щурів із індукованим АІТ вже на ранніх термінах дослідження. Обидва типи фетальних клітин потенціюють процеси проліферації тиреоцитів і диференціювання мікрофолікулів вже через 7 діб після введення. Цей ефект зберігається протягом місяця спостереження. При цьому клітини мезодермального походження мають більш виражений вплив, ніж клітини фетальної печінки. Отримані дані свідчать про перспективність використання стовбурових клітин і клітин-попередників фетального походження для корекціі АІТ, що може бути основою для розробки нового ефективного підходу до лікування аутоімунного ураження тиреоїдної паренхіми. Ключові слова: експериментальний аутоімунний тиреоїдит, гістоструктура щитовидної залози, кріоконсервування, трансплантація, клітини печінки, фетальні клітини, мезодермальні клітини. Реферат: Разработка новых подходов и поиск эффективных способов для нормализации функции щитовидной железы (ЩЖ) при аутоиммунном тиреоидите (АИТ)-актуальная проблема современной эндокринологии. В работе оценено влияние аллогенных криоконсервированных клеток фетальной печени (кКФП) и криоконсервированных клеток фетальных мезодермальных тканей (кКФМТ) на морфоструктуру ЩЖ крыс с экспериментальным AИT. Показано, что кКФК и кКФМТ оказывают позитивное воздействие на ЩЖ крыс с индуцированным AИT уже на ранних этапах исследования. Оба типа фетальных клеток потенциируют процессы пролиферации тиреоцитов и дифференциации микрофолликулов уже через 7 суток после введення. Этот эффект сохраняется в течение месяца наблюдения. При этом клетки мезодермального происхождения проявляют более выраженный положительный эффект по сравнению с клетками фетальной печени. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования стволовых и прогениторных клеток фетального происхождения для коррекции АИТ, что может быть основой для разработки нового эффективного подхода к лечению аутоиммунного поражения тиреоидной паренхимы. Ключевые слова: экспериментальный аутоиммунный тиреоидит, гистоструктура щитоподібної железы, криоконсервирование, клетки печени, фетальные клетки, трансплантация, мезодермальные клетки.
Journal of V. N. Karazin Kharkiv National University: Series Medicine, 2005
The action of cryopreserved cells of embryonic liver (CEL) on the model of alcohol induced hepati... more The action of cryopreserved cells of embryonic liver (CEL) on the model of alcohol induced hepatic injury at rats was explored. It is shown that intravenous injection of CEL improves the organism’s general state (enlarges the increase of body weight, improves the hair state) and restores the functional state of liver (normalizes duration of hexenal sleep and prothrombin time, increases albumin content in blood plasm). Indicated results, got on a background of continued alcohol intake.
Stem Cells International, 2019
Cryopreservation is the only established method to provide long-term storage and fast availabilit... more Cryopreservation is the only established method to provide long-term storage and fast availability of cellular product for therapeutic applications. The overwhelming majority of cryopreservation media contain toxic concentrations of dimethyl sulfoxide (DMSO) limiting the possibility for the direct administration of cryopreserved cells to the patients. Here, we propose a novel approach for nontoxic xeno-free cryopreservation of human multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) aimed at ensuring high viability, ready-to-use availability, and localized delivery of the cell-based graft into damaged tissues. For MSC cryopreservation, we applied sucrose pretreatment procedure and xeno-free cryoprotective medium containing human platelet-poor blood plasma (PPP), sucrose, and nontoxic concentration of DMSO. Using the combination of PPP, 0.2 M sucrose, and 1% DMSO, the recovery rate of cryopreserved MSCs reached 73% of the values obtained for noncryopreserved cells. Moreover, the presence o...
Problems of Cryobiology and Cryomedicine, 2019
Реферат: В представленной работе исследовали возможность применения криоконсервированных клеток ф... more Реферат: В представленной работе исследовали возможность применения криоконсервированных клеток фетальной печени (кКФП) как геропротекторного средства, оценивая его влияние на прооксидантно-антиоксидантный баланс, физиологические параметры и продолжительность жизни стареющих крыс. Установлено, что многократное введение кКФП (каждые 3 месяца) взрослым крысам (с 13-до 22-месячного возраста) предупреждает изменения прооксидантного-антиоксидантного баланса печени и крови, которые формируются у старых животных к 25 месяцам жизни. Аналогичные многократные инъекции кКФП старым крысам (с 23 месяцев и до конца жизни) способствуют приросту массы тела, препятствуют ухудшению качества шерстного покрова и увеличивают продолжительность жизни на 100 дней. Результаты работы позволяют рассматривать введение кКФП как перспективный поход для коррекции возрастных изменений, связанных с развитием оксидативного стресса. Ключевые слова: криоконсервированные клетки фетальной печени, многократное введение, крысы, старение, прооксидантно-антиоксидантный потенциал, продолжительность жизни. Реферат: У роботі досліджували можливість застосування кріоконсервованих клітин фетальної печінки (кКФП) як геропротекторного засобу, оцінюючи його вплив на прооксидантно-антиоксидантний баланс, фізіологічні параметри та тривалість життя старіючих щурів. Встановлено, що багаторазове введення кКФП (кожні 3 місяці) дорослим щурам (з 13-до 22-місячного віку) попереджає зміни прооксидантно-антиоксидантного балансу печінки та крові, що формуються у старих тварин до 25 місяців життя. Аналогічні багаторазові ін'єкції кКФП старим щурам (з 23 місяців до кінця життя) сприяють приросту маси тіла, перешкоджають зниженню якості шерстного покриву та збільшують тривалість життя на 100 днів. Результати роботи дозволяють розглядати введення кКФП як перспективний підхід для корекції вікових змін, пов'язаних із розвитком оксидативного стресу. Ключові слова: кріоконсервовані клітини фетальної печінки, багаторазове введення, щури, старіння, прооксидантно-антиоксидантний потенціал, тривалість життя.
Stem Cells International, 2019
The wide use of human multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) in clinical trials requires a ... more The wide use of human multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) in clinical trials requires a full-scale safety and identity evaluation of the cellular product and subsequent transportation between research/medical centres. This necessitates the prolonged hypothermic storage of cells prior to application. The development of new, nontoxic, and efficient media, providing high viability and well-preserved therapeutic properties of MSCs during hypothermic storage, is highly relevant for a successful clinical outcome. In this study, a simple and effective trehalose-based solution was developed for the hypothermic storage of human bone marrow MSC suspensions for further clinical applications. Human bone marrow MSCs were stored at 4°C for 24, 48, and 72 hrs in the developed buffered trehalose solution and compared to several research and clinical grade media: Plasma-Lyte® 148, HypoThermosol® FRS, and Ringer’s solution. After the storage, the preservation of viability, identity, and ther...
Cryo letters, 2018
BACKGROUND The development of encapsulation technologies has played an important role in improvin... more BACKGROUND The development of encapsulation technologies has played an important role in improving cryopreservation outcomes for many cell and tissue types over the past 20 years. Alginate encapsulation cryopreservation (AECryo) has been incorporated into a range of applications in biotechnology, species conservation and clinical therapies, using cells from many different phyla, including higher plants, animal and human cells. This review describes the background to the origins of AECryo, the development of AECryo in higher plant tissues, broadening to current applications in algal conservation, the roles for AECryo in preserving phytodiversity, fungal species and in animal and human cells. OBJECTIVE The main aims are to provide information resources on AECryo in different areas of biology and to stimulate new ideas for wider applications and future improvement. The translation of this useful biopreservation strategy into new opportunities for cell cryopreservation and storage at no...
Biotechnologia Acta, 2008
Due to ability to differentiation into different cells of connective tissue mesenchymal stem cell... more Due to ability to differentiation into different cells of connective tissue mesenchymal stem cells (MSC) are promising object for biotechnology and regenerative medicine. The most studies on human MSC have been carried out on cells isolated from adult bone marrow. In stromal fraction of adipose tissue the cell population with multilineage differentiation potential has been revealed. The aim of the review is to describe the current state of isolation method and properties of MSC from adipose tissue. Stromal cells from adipose tissue possess of similar to bone marrow derived MSC immunophenotype and capacity to multilineage differentiation. At once some peculiar properties of MSC isolated from these sources are discussed.
Transfusion Medicine and Hemotherapy, 2019
Organ preservation has been of major importance ever since transplantation developed into a globa... more Organ preservation has been of major importance ever since transplantation developed into a global clinical activity. The relatively simple procedures were developed on a basic comprehension of low-temperature biology as related to organs outside the body. In the past decade, there has been a significant increase in knowledge of the sequelae of effects in preserved organs, and how dynamic intervention by perfusion can be used to mitigate injury and improve the quality of the donated organs. The present review focuses on (1) new information about the cell and molecular events impacting on ischemia/reperfusion injury during organ preservation, (2) strategies which use varied compositions and additives in organ preservation solutions to deal with these, (3) clear definitions of the developing protocols for dynamic organ perfusion preservation, (4) information on how the choice of perfusion solutions can impact on desired attributes of dynamic organ perfusion, and (5) summary and future...
Medicni perspektivi (Medical perspectives), 2014
Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 2013
Cultivation and proliferation of stem cells in three-dimensional (3-D) scaffolds is a promising s... more Cultivation and proliferation of stem cells in three-dimensional (3-D) scaffolds is a promising strategy for regenerative medicine. Mesenchymal stem cells with their potential to differentiate in various cell types, cryopreserved adhesion-based in fabricated scaffolds of biocompatible materials can serve as ready-to-use transplantation units for tissue repair, where pores allow a direct contact of graft cells and recipient tissue without further preparation. A successful cryopreservation of adherent cells depends on attachment and spreading processes that start directly after cell seeding. Here, we analyzed different cultivation times (0.5, 2, 24 h) prior to adhesion-based cryopreservation of human mesenchymal stem cells within alginate-gelatin cryogel scaffolds and its influence on cell viability, recovery and functionality at recovery times (0, 24, 48 h) in comparison to non-frozen control. Analysis with confocal laser scanning microscopy and scanning electron microscopy indicated that 2 h cultivation time enhanced cryopreservation success: cell number, visual cell contacts, membrane integrity, motility, as well as spreading were comparable to control. In contrast, cell number by short cultivation time (0.5 h) reduced dramatically after thawing and expanded cultivation time (24 h) decreased cell viability. Our results provide necessary information to enhance the production and to store ready-touse transplantation units for application in bone, cartilage or skin regenerative therapy. Alisa Katsen-Globa and Ina Meiser have equally contributed to this work.
Cytotechnology, 1995
This study deals with isolation of rat hepatocytes by a non-enzymatic method and the separation o... more This study deals with isolation of rat hepatocytes by a non-enzymatic method and the separation of intact and damaged cells in sucrose medium. Low speed centrifugation in isotonic sucrose medium of a hepatocyte suspension obtained by mechanical desaggregation of liver pre-perfused with EDTA solution results in the formation of a cell pellet which contains two different layers. A darker lower layer contains hepatocytes with intact plasma membranes. Their respiratory activity and xenobiotic metabolism are close to those of the cells isolated by collagenase perfusion. The study of distribution of lipophilic cation tetraphenylphosphonium (TPP +) indicates a predominantly mitochondrial localization of TPP + in the intact cells following non-enzymatic and collagenase isolation. Hepatocytes in the upper layer have damaged plasma membranes. As a result they lose the potential to accumulate TPP +, and have low rates of endogenous respiration and biotransformation activity. Addition of exogenous NADPH restores the capability to metabolize xenobiotics. Washing and incubation of these hepaticytes in an intracellular type medium results in restoration of uncoupler-stimulated oxygen consumption and generation of membrane potential in the presence of a succinate substrate. These properties are close to those of hepatocytes permeabilized by digitonin treatment. Thus, the procedure allows the simultaneous isolation of both intact and permeabilized hepatocytes with functionally active intracellular structures without the use of relatively expensive chemicals such as collagenase and Percoll.
Cell Transplantation, 2006
Hepatocyte transplantation is a promising method for supporting hepatic function in a broad spect... more Hepatocyte transplantation is a promising method for supporting hepatic function in a broad spectrum of liver diseases. The aim of this work was to test the efficacy of human fetal liver cells to support the chronic failing liver in an experimental model of carbon tetrachloride (CCl4)-induced cirrhosis in rats. Liver cirrhosis was induced by intraperitoneal administration of CCl4 at a dose of 0.2 ml (50% v/v solution)/100 g body weight, twice a week for 3 months in rats. Ten days after stopping CCl4 administration (experimental day 0), rats received intrasplenic injection of cryopreserved fetal liver cells (FLC, 1 × 107 cells in 0.3 ml medium). As a cirrhotic control group, CCl4-induced cirrhotic rats were used with intrasplenic injection of an equal volume of medium alone. Animals were sacrificed on experimental day 15. Human fetal liver cell transplantation almost completely prevented the death of cirrhotic animals during the 2 weeks after treatment, while high ongoing mortality w...
e-Polymers, 2017
New gelatin-based cryostructurates have been elaborated and tested as scaffolds for three-dimensi... more New gelatin-based cryostructurates have been elaborated and tested as scaffolds for three-dimensional (3D) cell culturing. Scaffold preparation included dissolution of Type A gelatin in dimethylsulfoxide, freezing of such solution, cryoextraction of crystalline phase with cold ethanol, cross-linking of gelatin with carbodiimide in ethanol medium, treatment of the matrix with ethanolic solution of Tris and tanning of the matrix with formaldehyde dissolved in ethanol. The use of organic media during all the preparation stages ensured the sterility of the scaffolds. The matrices thus prepared were seeded with human adipose tissue multipotent mesenchymal stromal cells to confirm the biocompatibility of scaffolds and their possibility to provide necessary environment for the cell growth and differentiation. The cells attached onto the surface of the pore walls, proliferated and differentiated into osteogenic and adipogenic lineages. These results demonstrate that gelatin-based cryostruct...
Visnik Nacional noi academii nauk Ukrai ni
Доповідь присвячено отриманим в Інституті проблем кріобіології і кріомедицини НАН України результ... more Доповідь присвячено отриманим в Інституті проблем кріобіології і кріомедицини НАН України результатам комплексних досліджень з вивчення механізмів кріоушкоджень, природної стійкості біологічних об’єктів до дії холоду, створення ефективних засобів штучного захисту біологічних систем різного рівня організації, розроблення на їхній основі новітніх технологій кріоконсервування біологічних об’єктів, створення кріобанків довгострокового збереження генофонду людей, тварин і рослин. Одним із важливих завдань Інституту є одержання і кріоконсервування стовбурових клітин та розроблених на їх основі тканинно-інженерних конструкцій з метою подальшого застосування в медичній практиці. Цитування: Петренко О.Ю. Сучасний стан та перспективи розвитку кріобіології і кріомедицини. Вісник НАН України. 2023. № 2. С. 75—78. https://doi.org/10.15407/visn2023.02.075
Problems of Cryobiology and Cryomedicine, 2014
Реферат: В работе исследовано состояние биоконструкций на основе криоконсервированных клеток фета... more Реферат: В работе исследовано состояние биоконструкций на основе криоконсервированных клеток фетальной печени (КФП), заселенных в макропористые альгинат-желатиновые матрицы (АЖМ), и их влияние на структуру печени после имплантации крысам с печеночной недостаточностью. В качестве носителей КФП крыс применяли широкопористые криогелевые АЖМ. Дополнительная альгинатная оболочка, сформированная вокруг АЖМ, предотвращала заселение матриц клетками реципиента in vivo и не влияла на жизнеспособность и экспансию КФП in vitro. Структура биоконструкции при имплантации сохранялась не менее 28 суток. Экспериментальное повреждение печени у крыс моделировали путем введения ингибитора пролиферации гепатоцитов 2-ацетиламинофлуорена в сочетании с частичной гепатэктомией, что вызывало выраженные изменения структуры органа в виде нарушения трабекулярного строения паренхимы и дуктулярной реакции в портальной и перипортальной зонах. Имплантация АЖМ с альгинатной оболочкой, содержащих КФП, в сальник крыс с экспериментальной печеночной недостаточностью приводила к органотипическому восстановлению структуры патологически измененной печени. Показано, что альгинатная оболочка вокруг АЖМ обеспечивает изоляцию заселенных клеток, а КФП, заселенные в широкопористые АЖМ, оказывают терапевтический эффект при имплантации животным с печеночной недостаточностью. Ключевые слова: печень, альгинат-желатиновые матрицы, криоконсервированные клетки фетальной печени, эспериментальная печеночная недостаточность, имплантация. Реферат: У роботі досліджено стан біоконструкцій на основі кріоконсервованих клітин фетальної печінки (КФП), заселених у макропористі альгінат-желатинові матриці (АЖМ), та їх вплив на структуру печінки після імплантації щурам із печінковою недостатністю. В якості носіїв КФП щурів застосовували широкопористі кріогелеві АЖМ. Додаткова альгінатна оболонка, яка сформувалася навколо АЖМ, запобігала заселенню матриць клітинами реціпієнта in vivo та не впливала на життєздатність та експансію КФП in vitro. Структура біоконструкції при імплантації зберігалась не менш 28 діб. Експериментальне ураження печінки у щурів моделювали шляхом введення інгібітору проліферації гепатоцитів 2-ацетіламінофлуорена в поєднанні з частковою гепатектомією, що викликало виражені зміни структури органа у вигляді порушення трабекулярної будови паренхіми і дуктулярної реакції в портальній та перипортальній зонах. Імплантація АЖМ з альгінатною оболонкою, що містили КФП, у сальник щурів експериментальною печінковою недостатністю приводила до органотіпового відновлення структури патологічно зміненої печінки. Показано, що альгінатна оболонка навколо АЖМ забезпечує ізоляцію заселених клітин, а КФП, заселені в широкопористі АЖМ, надають терапевтичний ефект при імплантації тваринам із печінковою недостатністю. Ключові слова: печінка, альгінат-желатинові матриці, кріоконсервовані клітини фетальної печінки, експериментальна печінкова недостатність, імплантація.
NATO Science for Peace and Security Series A: Chemistry and Biology
Institutional achievements in research of low temperature preservation of stem cells derived from... more Institutional achievements in research of low temperature preservation of stem cells derived from fetal and adult sources are presented in the report. Special attention is attended to cryopreservation of pretenders on hemopoietic stem cells from human cord blood and fetal liver. Examining of viability of cryopreserved with DMSO fetal liver cells of specific phenotype by parallel determining with vital dye has demonstrated that CD133 + and CD34 + cell candidates occurred to be more sensitive to programmed cryopreservation in comparison with more differentiated erythroid precursors (glycophorin-Apositive cells). No differences in viabilities between CD 45-, CD 133-and CD 34-positive cells after cryopreservation of primary suspension of fetal liver cells was revealed. Cryopreservation of cord blood nucleated cells with PEO-1500 allowed to obtain higher viability of hemopoietic stem CD 34 +-cells in respect of CD45 +-cells. Presented data demonstrated that hemopoietic cells of human fetal liver and cord blood of various phenotypes were characterized with different sensitivity to cryopreservation. Candidates to stem hemopoietic cells, obtained from two different sources: human fetal liver and cord blood, demonstrate quite a high viability after cryopreservation with various methods using cryoprotectants with different mechanisms of action.
Cryobiology, 2006
Carbon monoxide-releasing molecules (CO-RMs) are a class of emerging compounds that are able to l... more Carbon monoxide-releasing molecules (CO-RMs) are a class of emerging compounds that are able to liberate CO and exert pharmacological activities including vasodilatory, cardioprotective and anti-inflammatory effects in different biological systems. Recent experimental data suggest that CO ameliorates the microcirculatory function during kidney and heart reperfusion and promises to be effective for the prevention of ischemia-reperfusion damage after cold storage of other organs. Mitochondria are known to participate in the metabolic disorders associated with cold organ preservation and take part in oxidative damage by producing superoxide and hydrogen peroxide upon tissue reoxygenation. It is well established that the most active generators of superoxide in the mitochondrial respiratory chain are complexes I and IV that have centers with the high redox-potential that participate in one-electron O 2 reduction followed by free radical production. Partial inhibition of the respiratory chain electron carriers by controlled CO delivery to mitochondria may be beneficial for minimization of oxidative damage during restoration of oxygen supply. In this study, we tested the effect of sodium boranocarbonate (CORM-A1), a water-soluble CO releaser, on the energetic state of hepatic mitochondria during liver cold storage. Livers were flushed with either Celsior solution at 4°C alone or supplemented with CORM-A1 (50 lm) and stored for 24 h at 4°C. Mitochondria were isolated for polarographic studies. Substrate stimulated (State V4), ADP stimulated (State V3) and uncoupler-stimulated oxygen consumption (State V3un) rates were evaluated. Succinate (FAD-linked substrate) or malate plus glutamate (NAD-linked substrates) were used in all measurements and fresh isolated mitochondria served as control group. We found that the initial liver flush-out with Celsi
Cryobiology, 2010
Reversible uncoupling of the mitochondrial electron-transport chain may be one strategy to preven... more Reversible uncoupling of the mitochondrial electron-transport chain may be one strategy to prevent intracellular oxidative stress during liver cold preservation/warm reperfusion (CP/WR) injury. 2,4-Dinitrophenol (DNP) is a potent water-soluble uncoupling agent for supplementation of the hepatic CP solution. The aim of this work was to investigate the possible influence of DNP in the CP solution on the isolated rat liver state during CP/WR. Livers were subjected to CP at 4°C in sucrose-phosphate based solution (SPS) for 18 h, followed by WR for 60 min in vitro. The final concentration of DNP was 100 lM. DNP presence during the CP stage led to partial ATP level decrease accompanied by a significant diminution in liver TBARS and a prevention of antioxidant enzyme activity decrease (catalase, GSH-PO, GSH-Red) when compared with livers stored without DNP. After DNP wash-out during WR, an improvement in the mitochondrial functional state (higher respiratory control indices and ATP levels, and a decrease in V 4 respiration rates) were observed. This was concurrent with lower TBARS levels, higher antioxidant enzyme activities and significant increase of bile production. The results suggest that reversible uncoupling may be one way to influence oxidative stress associated with hepatic cold preservation.
Uploads
Papers by Alexander Y Petrenko