WO2024177532A1 - Assay for evaluating the secretory activity of model cells - Google Patents
Assay for evaluating the secretory activity of model cells Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024177532A1 WO2024177532A1 PCT/RU2023/050293 RU2023050293W WO2024177532A1 WO 2024177532 A1 WO2024177532 A1 WO 2024177532A1 RU 2023050293 W RU2023050293 W RU 2023050293W WO 2024177532 A1 WO2024177532 A1 WO 2024177532A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- cells
- medium
- secretory
- activity
- model
- Prior art date
Links
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 title claims abstract description 60
- 238000003556 assay Methods 0.000 title abstract description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 145
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 claims abstract description 44
- 230000028327 secretion Effects 0.000 claims abstract description 36
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 30
- 210000001550 testis Anatomy 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 210000002332 leydig cell Anatomy 0.000 claims description 49
- MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N Testostosterone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N 0.000 claims description 44
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 43
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 38
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 26
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 26
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 22
- 229960003604 testosterone Drugs 0.000 claims description 22
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 claims description 20
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 14
- 241000700159 Rattus Species 0.000 claims description 13
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 claims description 12
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 11
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 11
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 claims description 11
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 claims description 10
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 9
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 claims description 8
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 7
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 7
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 239000003636 conditioned culture medium Substances 0.000 claims description 6
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 6
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 6
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims description 5
- 230000035899 viability Effects 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 4
- 210000000717 sertoli cell Anatomy 0.000 claims description 4
- 239000012679 serum free medium Substances 0.000 claims description 4
- UAIUNKRWKOVEES-UHFFFAOYSA-N 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine Chemical compound CC1=C(N)C(C)=CC(C=2C=C(C)C(N)=C(C)C=2)=C1 UAIUNKRWKOVEES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 claims description 3
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 claims description 3
- 238000001262 western blot Methods 0.000 claims description 3
- BELBBZDIHDAJOR-UHFFFAOYSA-N Phenolsulfonephthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 BELBBZDIHDAJOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000007248 cellular mechanism Effects 0.000 claims description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960003531 phenolsulfonphthalein Drugs 0.000 claims description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims 1
- 238000007813 chromatographic assay Methods 0.000 claims 1
- 238000007811 spectroscopic assay Methods 0.000 claims 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 abstract description 12
- 210000000603 stem cell niche Anatomy 0.000 abstract description 11
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000920 spermatogeneic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 abstract description 2
- 208000021267 infertility disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 101000958041 Homo sapiens Musculin Proteins 0.000 description 36
- AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N Doxorubicin Chemical compound O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)C(=O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N 0.000 description 20
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 20
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 description 18
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 description 18
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 10
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 10
- 229960004679 doxorubicin Drugs 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 10
- 230000021595 spermatogenesis Effects 0.000 description 10
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 10
- 102000013691 Interleukin-17 Human genes 0.000 description 9
- 108050003558 Interleukin-17 Proteins 0.000 description 9
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 7
- 229940090044 injection Drugs 0.000 description 7
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 7
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 6
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000002863 seminiferous tubule Anatomy 0.000 description 6
- HJCMDXDYPOUFDY-WHFBIAKZSA-N Ala-Gln Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCC(N)=O HJCMDXDYPOUFDY-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 5
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 5
- 210000002536 stromal cell Anatomy 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N Haematoxylin Chemical compound C12=CC(O)=C(O)C=C2CC2(O)C1C1=CC=C(O)C(O)=C1OC2 WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102000003814 Interleukin-10 Human genes 0.000 description 4
- 108090000174 Interleukin-10 Proteins 0.000 description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 4
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 229940076144 interleukin-10 Drugs 0.000 description 4
- 210000002570 interstitial cell Anatomy 0.000 description 4
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 4
- 102000011022 Chorionic Gonadotropin Human genes 0.000 description 3
- 108010062540 Chorionic Gonadotropin Proteins 0.000 description 3
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 3
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 3
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 3
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 3
- 229940084986 human chorionic gonadotropin Drugs 0.000 description 3
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 3
- 230000000366 juvenile effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 3
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 229940091258 selenium supplement Drugs 0.000 description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 3
- 230000002381 testicular Effects 0.000 description 3
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N (±)-α-Tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101710155857 C-C motif chemokine 2 Proteins 0.000 description 2
- 102100021943 C-C motif chemokine 2 Human genes 0.000 description 2
- 102000016911 Deoxyribonucleases Human genes 0.000 description 2
- 108010053770 Deoxyribonucleases Proteins 0.000 description 2
- 101000808011 Homo sapiens Vascular endothelial growth factor A Proteins 0.000 description 2
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 2
- 108090001007 Interleukin-8 Proteins 0.000 description 2
- RJKFOVLPORLFTN-LEKSSAKUSA-N Progesterone Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H](C(=O)C)[C@@]1(C)CC2 RJKFOVLPORLFTN-LEKSSAKUSA-N 0.000 description 2
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 2
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 2
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000007640 basal medium Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000000973 chemotherapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 239000000512 collagen gel Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N cycloheximide Chemical compound C1[C@@H](C)C[C@H](C)C(=O)[C@@H]1[C@H](O)CC1CC(=O)NC(=O)C1 YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N 0.000 description 2
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 2
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 2
- YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N eosin Chemical compound [Na+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010562 histological examination Methods 0.000 description 2
- 102000046949 human MSC Human genes 0.000 description 2
- 102000058223 human VEGFA Human genes 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000003914 insulin secretion Effects 0.000 description 2
- 229920006008 lipopolysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 2
- 229940121307 netakimab Drugs 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 210000004003 subcutaneous fat Anatomy 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 2
- XMAYWYJOQHXEEK-OZXSUGGESA-N (2R,4S)-ketoconazole Chemical compound C1CN(C(=O)C)CCN1C(C=C1)=CC=C1OC[C@@H]1O[C@@](CN2C=NC=C2)(C=2C(=CC(Cl)=CC=2)Cl)OC1 XMAYWYJOQHXEEK-OZXSUGGESA-N 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 1
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 1
- 206010011498 Cryptorchism Diseases 0.000 description 1
- 238000008157 ELISA kit Methods 0.000 description 1
- 238000000729 Fisher's exact test Methods 0.000 description 1
- 102000006771 Gonadotropins Human genes 0.000 description 1
- 108010086677 Gonadotropins Proteins 0.000 description 1
- 239000012981 Hank's balanced salt solution Substances 0.000 description 1
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 1
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 1
- 108091007573 Multidrug and toxin extrusion transporters Proteins 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 1
- 241000700157 Rattus norvegicus Species 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 229930003427 Vitamin E Natural products 0.000 description 1
- 210000003719 b-lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- ZPEIMTDSQAKGNT-UHFFFAOYSA-N chlorpromazine Chemical compound C1=C(Cl)C=C2N(CCCN(C)C)C3=CC=CC=C3SC2=C1 ZPEIMTDSQAKGNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001076 chlorpromazine Drugs 0.000 description 1
- CCGSUNCLSOWKJO-UHFFFAOYSA-N cimetidine Chemical compound N#CNC(=N/C)\NCCSCC1=NC=N[C]1C CCGSUNCLSOWKJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001380 cimetidine Drugs 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 201000000160 cryptorchidism Diseases 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 108010007093 dispase Proteins 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 1
- 229940035756 doxorubicin injection Drugs 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000918 epididymis Anatomy 0.000 description 1
- 201000010063 epididymitis Diseases 0.000 description 1
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000005714 functional activity Effects 0.000 description 1
- WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N gamma-tocopherol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC1CCC2C(C)C(O)C(C)C(C)C2O1 WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002622 gonadotropin Substances 0.000 description 1
- 238000007490 hematoxylin and eosin (H&E) staining Methods 0.000 description 1
- 230000002519 immonomodulatory effect Effects 0.000 description 1
- 210000002660 insulin-secreting cell Anatomy 0.000 description 1
- 229960004125 ketoconazole Drugs 0.000 description 1
- 238000002690 local anesthesia Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 1
- 229940126619 mouse monoclonal antibody Drugs 0.000 description 1
- 210000004457 myocytus nodalis Anatomy 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003076 paracrine Effects 0.000 description 1
- 210000003819 peripheral blood mononuclear cell Anatomy 0.000 description 1
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000008560 physiological behavior Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229960003387 progesterone Drugs 0.000 description 1
- 239000000186 progesterone Substances 0.000 description 1
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 210000004777 protein coat Anatomy 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- WKSAUQYGYAYLPV-UHFFFAOYSA-N pyrimethamine Chemical compound CCC1=NC(N)=NC(N)=C1C1=CC=C(Cl)C=C1 WKSAUQYGYAYLPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000611 pyrimethamine Drugs 0.000 description 1
- 238000003127 radioimmunoassay Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000012121 regulation of immune response Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 description 1
- LXMSZDCAJNLERA-ZHYRCANASA-N spironolactone Chemical compound C([C@@H]1[C@]2(C)CC[C@@H]3[C@@]4(C)CCC(=O)C=C4C[C@H]([C@@H]13)SC(=O)C)C[C@@]21CCC(=O)O1 LXMSZDCAJNLERA-ZHYRCANASA-N 0.000 description 1
- 229960002256 spironolactone Drugs 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229940046009 vitamin E Drugs 0.000 description 1
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 description 1
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
Definitions
- the invention relates to the field of medicine and pharmacy and can be used to evaluate the effectiveness in vitro of therapeutic agents aimed at restoring the stem cell niche, including for the treatment of fertility disorders caused by dysfunction of the spermatogenic tissue of the testes.
- test systems are required that would allow assessing their effect on the function of a specific cell type (specific activity), especially under conditions of damage to these cells.
- specific activity a specific cell type
- test systems are currently lacking, and the main source of information on the effect of drugs on cell behavior is the use of appropriate animal models.
- DMEM HAM F12 medium (I: I) supplemented with transfertin (5 pg/ml), vitamin E (10 pg/ml), insulin (5 &/ml), and fetal calf serum (0.1%)).
- the synthetic activity of Leydig cells is stimulated by adding human chorionic gonadotropin (hCG) to the culture medium.
- gonadotropin agents such as ketoconazole (0.02 to 100 /IM), aminoghttethimide (0.4 to 400 PM), spironolactone (0.25 to 250 PM), cycloheximide (0.35 to 350 PM), and chlorpromazine (0.3 to 300 pM), MATE inhibitor cimetidine (1 mmol/L) or pyrimethamine (10 pmol/L) and others are added to the medium for 4 hours, after which the medium is replaced and the secretory activity of Leydig cells is assessed by assessing the content of testosterone or other components (progesterone, cAMP) in the culture medium after 4 hours, 24, 48, 72 hours using enzyme immunoassay or radioimmunoassay methods.
- ketoconazole 0.02 to 100 /IM
- aminoghttethimide 0.4 to 400 PM
- the inhibitory activity of the drug is assessed in comparison with the control group, to the cells of which toxic agents were not added.
- the disadvantages of such models include, first of all, the possibility of assessing only the inhibitory effect of the drug on secretory activity.
- IL-17A-dependent secretion of inflammatory mediators IL-6, IL-8, MCP-1 in the conditioned medium was assessed using enzyme immunoassay 18 hours after adding the agents.
- the obtained results demonstrated the ability of juvenile human fibroblasts cultured for >20 passages to respond to IL-17A stimulation with increased production of inflammatory cytokines — IL-6, IL-8, MCP-1.
- Neutralization of IL-17A with the inhibitor netakimab resulted in a dose-dependent decrease in the secretion of inflammatory cytokines into the culture medium.
- fibroblasts are non-specific cells that are part of many tissues, which does not reflect the mechanism of action specifically in this niche.
- fibroblasts are not the main producers of proinflammatory cytokines.
- this model does not reflect the damage and mechanism of action in vivo, therefore, it is not considered as possible for assessing the specific activity of drugs.
- the developed model is suitable only for assessing drugs with inhibitory activity. Additional disadvantages of the model include the use of fibroblasts at late stages of cultivation and the lack of results on fibroblasts of early passages, which significantly lengthens the time of the experiment.
- LPS lipopolysaccharides
- the closest to the claimed model can be considered to be the Insulin Secretion Assay (https://doi.org/10.3390/phl4080809, 10.1021/acssensors.6b00433) for testing drugs that affect insulin secretion.
- Primary or linear (e.g. MIN6) pancreatic P cells are used to perform this test. The cells are seeded in a 96-well plate, then deprived for 1 hour and incubated for 1 hour with the test substance. The amount of secreted insulin is measured by enzyme immunoassay, luciferase test, or similar approaches. The activity of the drug is assessed by changing the secretion of insulin by cells.
- the disadvantages of this model include the lack of damage modeling, as well as the lack of an accurate “scale” for assessing the biological activity of the drug.
- differentiated pancreatic cells cannot be classified as cells that support the function of the stem cell niche.
- the technical problem solved by the claimed invention consists in the need to overcome the shortcomings inherent in analogues and the prototype by creating an effective test system and a method for assessing the specific activity of drugs that stimulate tissue regeneration and are aimed at restoring damaged niches of stem cells through the control of the secretory activity of cells involved in the formation of niches. Disclosure of invention
- the technical result of the claimed invention is the development of a cell model (test system) that allows for the effective evaluation of the effect of the test substance on the restoration of the secretory activity of cells that support stem cell niches.
- the effectiveness is determined by the use of model cells included in the test system and specific for damaged stem cell niches, calibration of the test system by double measurement of the specific secretory factor reflecting the secretory activity of the model cells at different stages of their cultivation in order to obtain a "scale” that is necessary for evaluating the specific activity of the therapeutic agent.
- a test system for determining the specific activity of a therapeutic agent stimulating tissue regeneration by assessing the secretory activity of supporting cells of the stem cell niche including model cells preliminarily isolated and planted on the surface of a culture container, or frozen immediately after isolation from the tissue, a culture medium supporting their growth and secretory activity, a medium for conditioning the model cells, a solution for washing the cells, a kit for measuring the specific secretory factor by the enzyme immunoassay method in an amount of at least 12 experimental wells and the number of control wells specified in the kit for conducting one analysis.
- the number of model cells is at least 120 thousand per cm2 of the culture container in the growth medium, taken in an amount of at least 100 ⁇ l per 25-50 thousand cells, preferably in an amount of 120-200 thousand per cm2 of the culture container.
- the claimed test system is intended to evaluate the specific activity of therapeutic agents or to clarify the cellular mechanisms of action of therapeutic agents through the influence on the secretory activity of model cells.
- the technical result is achieved by the method of using the test system according to paragraph 1, which consists in the fact that the model cells are preliminarily isolated from the tissue or frozen cells are used immediately after isolation, followed by defrosting, the cells are cultured until the number reaches at least 120 thousand per cm2 of the culture capacity in the growth medium taken in an amount of at least 100 ⁇ l per 25-50 thousand cells, the cells are washed, conditioning is carried out to accumulate the secretory factor, and then the level of secretion of a specific secretory factor by the cells is measured twice, while in parallel with the start of conditioning, a therapeutic agent is added to the test system to carry out the second measurement, followed by determining the change in the level of secretion of a specific secretory factor 48 ⁇ 24 hours after its addition.
- the model cells are planted in culture containers that promote attachment and spreading of the cells and maintain their viability in the nutrient growth medium. It is preferable to use 48-well and 96-well plates as culture containers, while 350 ⁇ 50 ⁇ l of the cell medium or the therapeutic agent being tested are applied to a 48-well plate and 150 ⁇ 50 ⁇ l to a 96-well plate.
- Leydig cells, Leydig cells or Sertoli cells, including immortalized cells, are used as model cells, and testosterone is measured in the Leydig cell medium.
- Testosterone is measured by enzyme immunoassay using a commercial kit that includes standard testosterone solutions, a wash buffer, a HRP conjugate concentrate solution, a TMB substrate, a solution for stopping the reaction, a 96-well plate with antibodies to testosterone, and the testosterone level 96-120 hours after the isolation of Leydig cells should be lower than the testosterone level 48-72 hours after the isolation of Leydig cells by at least 30%.
- the therapeutic agent is diluted in a basal serum-free medium before use, and a therapeutic agent affecting the secretory activity of model cells is added to the cells in an amount of 100 ⁇ l per 25-50 thousand cells.
- Both drugs with a single active substance and multicomponent drugs can be used as therapeutic agents.
- the claimed test system can also be used to identify the key active component in the composition of a multicomponent therapeutic agent; inhibitor analysis is used for this purpose. In this case, changes in cell secretion are measured after adding an isolated component included in the therapeutic agent in different concentrations.
- Model cells are isolated from the testes of animals, mice or rats can be used as animals, with the assessment for rat cells being carried out 48 hours (control 1) and 96 hours (control 2) after isolation of model cells, and for mouse cells being carried out 72 hours (control 1) and 120 hours (control 2) after isolation of model cells.
- Model cells are used in culture immediately after isolation or after freezing and subsequent thawing, with freezing being carried out immediately after isolation. A culture medium supporting their growth and secretory activity is used for culturing model cells.
- a solution containing the basic medium - DMEM-F12 with 1x antibiotic, 1x glutamate, 1x pyruvate, 2% fetal bovine serum and 1% ITS is used as a medium supporting the growth of Leydig cells and their secretory activity.
- a growth medium that maintains cell viability throughout the conditioning period and does not contain measurable factors in detectable quantities is used as a basal medium for conditioning model cells for the purpose of assessing their secretory activity.
- DMEM with a glucose content of no more than 1 g/l, without phenol red, or another growth medium that maintains cell viability throughout the conditioning period and does not contain measurable factors in detectable quantities as a basal medium for Leydig cells for assessing secretory activity.
- Hanks' solution is used as a buffer solution for washing model cells from components of the growth medium, with the cells being washed by placing the cells in the said solution three to five times at a rate of 0.1-0.2 ml of solution per cm2 of cells for 5-10 minutes.
- the specific activity of the therapeutic agent is determined by measuring the concentration of factors in the conditioned medium of model cells. To obtain the conditioned medium of model cells, it is necessary to collect the medium in the wells of KI, K2 and in the wells with the therapeutic agent, get rid of the debris by centrifugation at 300g for 5-10 minutes and collect the resulting supernatant for further analysis of the specific secretory factor. The concentration of factors secreted by target cells is measured by enzyme immunoassay, chromatographic or spectroscopic analysis, or by Western blotting methods. The conclusion about the specific activity of the therapeutic agent is made based on the comparison of the secretion level relative to the controls. In this case, if the therapeutic agent does not change the secretion level relative to control 2, it indicates the lack of effectiveness.
- Figure 1 is a photomicrograph showing the morphology of rat testicular Leydig cells 24 and 96 hours after isolation.
- Leydig A cells 24 hours after isolation.
- Leydig B cells 96 hours after isolation.
- Fig. 3 shows a graph illustrating the relative concentration of testosterone in the medium of defrosted rat Leydig cells.
- K-1 control 1: testosterone secretion level 48 hours after isolation
- K-2 control 2): secretion level 96 hours after isolation
- N 2.
- Fig. 4 is a graph illustrating the relative concentration of testosterone in the mouse Leydig cell medium.
- K-1 control 1: testosterone secretion level 48 hours after isolation
- K-2 control 2): secretion level 96 hours after isolation
- MSC secretome addition of the secretome of the stromal fraction of mouse testes without Leydig cells to mouse Leydig cells at a concentration of 10x.
- N 2.
- Fig. 4 shows a graph illustrating the dependence of the intensity of testosterone secretion by rat Leydig cells on the concentration of the secretome of mesenchymal stromal cells.
- Fig. 5 shows a graph illustrating the dependence of the intensity of testosterone secretion by Leydig cells on the concentration of VEGF in the secretome of mesenchymal stromal cells.
- Fig. 6 shows a diagram illustrating the contribution of the MSC secretome and VEGF in its composition to the restoration of spermatogenesis.
- Fig. 7 Doxorubicin administration results in damage to seminiferous tubules.
- a single administration of MSC secretome does not restore seminiferous tubule morphology (A), but there is a trend toward an increase in restored tubules 150 days after doxorubicin injection (B).
- Data are presented as median, 25th and 75th percentiles, minimum and maximum values are shown for each group.
- the proposed test system is based on the use of specialized model cells, previously isolated from tissues whose effect on regeneration by a therapeutic agent must be assessed, or frozen immediately after isolation with subsequent defrosting and cultivation in a medium that supports their growth and secretory activity, until achieving a quantity sufficient for detection of a specific secretory factor.
- the efficiency and physiological correspondence of the model to damage in vivo is ensured by using cells whose secretory activity (secretion of a marker specific factor involved in maintaining the functioning of the niche) decreases during cultivation.
- a decrease in secretory activity during cultivation allows this test system to be considered relevant for displaying “physiological damage” to niche cells, which also results in a decrease in the secretory activity of niche cells.
- this invention proposes to use cells whose paracrine activity is aimed primarily at maintaining the normal functioning of the stem cell niche.
- tissue-specific niche cells described in the literature, such as Leydig cells, Sertoli cells, including immortalized cells, or others that meet the specified properties.
- An individual culture medium is selected for the isolated cells.
- a DMEM medium with 15% fetal bovine serum, 1% penicillin/streptomycin antibiotic, 0.1% b-mercaptoethanol and 0.5% G418 is used.
- DMEM-F12 medium with 1x antibiotic, 1x glutamate, 1x pyruvate, 2% fetal bovine serum and 1% ITS was used.
- the accuracy of the drug efficiency assessment is achieved due to the presence of two control groups in the model, unlike the prototype, which used one control group in which the baseline level of secretion of a specific secretory factor was measured.
- the first control group is model cells, the secretory activity of which is assessed immediately after the start of testing during the first 48-72 hours of cultivation, which allows us to assess the physiological behavior of cells close to the norm (control group 1, “norm”).
- the test substance therapeutic agent
- the second control group consists of cells to which the test substance is not added, which makes it possible to evaluate the secretory activity of the cell in a situation of niche damage in vitro (control group 2, “damage”).
- the therapeutic agent diluted in a basal serum-free medium is applied to the remaining experimental wells.
- the method for obtaining the secretome of model cells includes washing the cells with a buffer solution, conditioning in a serum-free medium with or without the addition of a therapeutic agent, collecting the culture medium containing the secretion products of the model cells, and cleaning from cell residues.
- Specific secretory factors in the secretome of model cells are measured by enzyme-linked immunosorbent assay (10.1038/jid.2013.287), chromatographic analysis, spectroscopic analysis (10.1016/j .abb.2012.11.007) or Western blot (10.1155/2014/361590).
- the model can be used to study in vitro the mechanisms of action of therapeutic agents.
- therapeutic agents the proposed test system can be used to study drugs, including high-tech drugs, herbal preparations, small molecules, dietary supplements, drugs based on somatic cells and other agents whose supposed mechanism of action is stimulation of tissue regeneration by influencing the secretory activity of cells in the stem cell niches.
- this test system can be used to study the contribution of each component. Determination of key factors will allow studying the mechanisms of action, as well as selecting a surrogate factor for indirect determination of specific activity.
- Example 1 Obtaining human adipose tissue MSCs.
- MSCs are isolated from the subcutaneous fat deposits of healthy donors of both sexes.
- the cells are isolated from material obtained during minor surgery under local anesthesia or during planned surgeries.
- the surgical material (15 g of adipose tissue taken from the umbilical region or other area of subcutaneous fat localization) is placed in a disposable tube with HBSS buffer (HyClone) containing a 5-fold concentration of antibiotic 500 units/ml (HyClone).
- the biopsy is fragmented to a homogeneous mass using sterile instruments, after which it is subjected to enzymatic treatment in a solution containing AdvanceSTEMTM medium (HyClone) /500 units/ml antibiotic (HyClone), 200 U/ml collagenase type I and dispase (40 U/ml) (Worthington Biochemical) (the ratio of enzymes to fat should be 1:1:1) at 37°C for 30-45 minutes with constant stirring. After incubation, an equal volume of medium with serum is added to the sample and filtered through nylon membranes with a pore size of 100 ⁇ m (BD).
- the filtered suspension is centrifuged for 5 min at 200g, after which the supernatant is completely removed.
- the cell pellet is treated with erythrocyte lysis buffer (BD) until the solution turns red, after which it is centrifuged for 5 min at 200g.
- the supernatant is completely removed, and the pelleted cells are resuspended in the MSC growth medium.
- the AdvanceSTEMTM support expansion and maintenance of undifferentiated human MSCs (HyClone) medium is used in combination with the addition of a 10% solution of AdvanceSTEMTM Stem Cell Growth Supplement (HyClone) and 100 U/ml antibiotic (HyClone). This medium was developed by the manufacturer (HyClone) for culturing undifferentiated MSCs, in particular cells derived from adipose tissue, without the addition of serum (http://www.thermo.com).
- the isolated MSCs are seeded at a concentration of 200 thousand per ml in Petri dishes and cultivated in a growth medium in an incubator at 37°C and 5% CO2 concentration.
- the AT MSC monolayer reaches 80%, the cells are passaged.
- the cells are washed three times with a Versen solution before being removed from the surface of the culture plastic.
- 1 ml of the HyQTase cell dissociation reagent (HyClone) is added to each dish.
- 9 ml of the growth medium is added to each culture container and the cell suspension is intensively pipetted. Then the cells are seeded in a ratio of 1:4.
- Example 2 Obtaining the secretome of human adipose tissue MSCs.
- DMEM low glucose, GlutaMAXTM Supplement, pyruvate (Gibco, USA), hereinafter referred to as DMEM, or a medium developed to support the growth of MSCs, NutriStem XF Medium (Biological Industries, Israel) (hereinafter referred to as NutriStem), containing 100 U/ml penicillin/streptomycin were added to the dishes.
- the cells were cultured for 3-14 days, after which the conditioned medium, containing components of the MSC secretome, were collected and purified from cellular debris by centrifugation for 10 min at 300 g.
- centrifuge filters “Apicon” #Z740186, Merck, Germany
- New filters were cleaned and "clogged" with protein by concentrating 5 ml of sterile 1% fetal bovine serum (Gibco, USA) in a phosphate-buffered saline solution (PanEco, Russia) to a minimum residual volume. Then the filter was washed 3 times with 70% ethanol by passing the full volume of alcohol through the filters, and 3 times with a mixture of 2% penicillin-streptomycin solution in phosphate-buffered saline.
- the MSC secretome was placed in the filters and spun on the filters at a speed of 3000 g until the concentrate volume was reduced by 25 times compared to the initial one. The resulting concentrate was collected for further use. After work, the filters were washed with a solution of phosphate buffered saline containing 100 U/ml penicillin/streptomycin. The filters were stored in the same solution at a temperature of +4C until the next use.
- Example 4 Method for assessing the concentration of VEGF, which indirectly stimulates spermatogenesis, in the secretome of mesenchymal stromal cells of human adipose tissue.
- VEGF Quantikine ELISA Kit a commercial kit from R&D Systems (Human VEGF Quantikine ELISA Kit, cat#DVE00) or similar is used.
- sample #1 contains 500 pg/ml VEGF, each subsequent sample contains 2 times less VEGF.
- Sample #0 should contain only the Sample Diluent solution.
- the test samples in the amount of 100 ⁇ l, as well as standardized samples of the VEGF solution, are applied three times to the wells of a 96-well plate and incubated on a shaker for 12 hours at 4°C. The plate is washed with Wash Buffer, and 100 ⁇ l of biotinylated mouse monoclonal antibodies against human VEGF are added to each well. After 3 hours of incubation, the plates are washed as described above.
- Example 6 Method for stimulating restoration of spermatogenesis by introducing human MSC secretome into a model of chemotherapeutic damage by doxorubicin.
- the damaging agent doxorubicin was administered to young sexually mature male Black mice intraperitoneally in the form of a solution prepared from lyophilisate to create a research model.
- Animal studies were conducted in accordance with EU Directive 201/63/EU and in agreement with the Bioethics Committee of Lomonosov Moscow State University (application number 90-zh). Animals were taken from the nursery of the Institute of Cytology and Genetics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences.
- testicles with appendages were removed and testicular tissue samples were taken for histological examination, which was carried out using a standard technique with staining of histological sections with hematoxylin and eosin.
- the severity of spermatogenesis impairment was assessed by determining the proportion of normal, recovering and damaged seminiferous tubules.
- testicle The appendages of the testicle were homogenized in a 5% glucose solution in a tissue/solution ratio of 1:10 s subsequent determination of the number of actively motile and immobile spermatozoa in the supernatant fluid in the Goryaev chamber using the standard spermogram analysis method.
- the number of tubules in the experimental group does not change significantly compared to the group of untreated animals.
- Example 7 Method for studying the contribution of VEGF to spermatogenesis restoration in a model of chemotherapeutic damage by doxorubicin.
- mice with spermatogenesis damage mice with MSC secretome therapy
- mice that received an injection of MSC secretome with VEGF antibodies at a concentration of 0.1 ⁇ g/ml (ab36424, Abeam, USA)
- mice that received an injection of MSC secretome with isotype control antibodies at a volume concentration of 1:10,000 (910801, Biolegend, USA) were formed.
- MSC secretome or the MSC secretome product with antibodies at a 50-fold concentration was mixed with 2% porcine collagen gel (McMedi, Moscow, Russia) at a volume ratio of 1:4 to achieve a 10-fold concentration for injections.
- the severity of the effect of VEGF blocking by antibodies was assessed after 1 and 5 months.
- the testicles with appendages were removed and testicular tissue samples were taken for histological examination, which was carried out using a standard technique with staining of histological sections with hematoxylin and eosin.
- the severity of spermatogenesis impairment was assessed by determining the proportion of normal, recovering and damaged seminiferous tubules.
- the epididymis were homogenized in a 5% glucose solution in a tissue/solution ratio of 1:10, followed by determination of the amount of active motile and immobile spermatozoa in the Goryaev chamber using the standard spermogram analysis method.
- the number of tubules in the experimental group does not change significantly compared to the group of untreated animals and animals with MSC secretome therapy.
- Example 8 Method for obtaining Leydig cells from rat testicles.
- Rat testes were isolated in Hanks' solution (PanEco, Russia) with 5% penicillin/streptomycin antibiotic (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) or similar, transferred to 100-mm culture dishes, the tunica albuginea removed, and then washed with Hanks' solution 3 times with 5 ml each.
- testes were then transferred to 7-10 ml of DMEM medium (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) with 2.5 mg/ml trypsin and 10 ⁇ g/ml DNase for 4-10 min at 34-35°C, shaking periodically.
- DMEM medium Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA
- trypsin and 10 ⁇ g/ml DNase for 4-10 min at 34-35°C, shaking periodically.
- the interstitial cells are separated from the seminiferous tubules and are in suspension in DMEM medium.
- 15-20 ml of DMEM + 10% fetal bovine serum were added, gently mixed by inverting the tube, and then left for 5-20 min until the tubules settled.
- the liquid fraction of the supernatant with interstitial cells was transferred to a new tube.
- the procedure of mixing the tubules and removing the supernatant was repeated 5 times.
- the resulting cell suspension was centrifuged at 300*g and resuspended in DMEM:F12 with 1x penicillin/streptomycin, lx Glutamax-I (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), lx pyruvate (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), 2% fetal bovine serum and 1x insulin-transferrin-selenium supplement (ITS, PanEco, Russia).
- the Leydig cell suspension was then passed through a 100 ⁇ m filter.
- Leydig cells were seeded in 48-well plates and placed in a CO2 incubator at 35°C.
- Example 9 Method for reproducing the model for assessing the stimulation of secretory activity of Leydig cells.
- the fraction enriched with Leydig cells was seeded in a 48-well plate in an amount of 100 to 200 thousand per 1 cm2.
- Leydig cells were seeded in a 48-well plate in DMEM:F12 medium with the addition of 1x penicillin/streptomycin, I x Glutamax-I, I x pyruvate, 2% fetal bovine serum and I x insulin-transferrin-selenium (ITS).
- the volume of the medium was 350 ⁇ l per well.
- the plates with Leydig cells were placed in a CO2 incubator at 35 °C. The next day, all wells were washed three times with 500 ⁇ l of Hanks' solution (PanEco, Russia) and fresh culture medium was added.
- Example 9 Method of using frozen Leydig cells.
- Leydig cells Since it is not always possible to use Leydig cells immediately for the experiment (for example, time is needed to obtain the MSC secretome), a test system was tested on frozen Leydig cells to check their viability and the ability to respond to stimulation with the MSC secretome after freezing. In addition, the ability to freeze a large number of cells will allow using a smaller number of animals, which is appropriate from an ethical point of view.
- the Leydig cell suspension obtained in Example 8 was centrifuged at 300g for 10 minutes, and the supernatant was removed. The resulting sediment was resuspended in the required amount of a mixture containing 10% DMSO and 90% fetal bovine serum until a concentration of 1 million cells in 1 ml of the mixture was achieved. The resulting suspension was then frozen in aliquots in 1 ml cryovials at - 80C. The aliquots were stored in liquid nitrogen.
- Leydig cells were seeded in 48-well plates and placed in a CO2 incubator at 35°C.
- Leydig cells have been shown to survive freezing and retain the ability to respond to the signals studied.
- Example 10 Method for obtaining Leydig cells from mouse testicles.
- Three-month-old male Black mice were anesthetized in a desiccator using CO2 at a flow rate that displaced at least 20% of the chamber volume per minute. After breathing ceased and there was no response to footpad compression, the rats were euthanized by cervical dislocation. Rat testes were isolated in Hanks' solution (PanEco, Russia) with 5% penicillin/streptomycin antibiotic (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) or similar, transferred to 100-mm culture dishes, the tunica albuginea removed, and then washed with Hanks' solution 3 times with 5 ml each.
- Hanks' solution PanEco, Russia
- penicillin/streptomycin antibiotic Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA
- testes were then transferred to 7-10 ml of DMEM medium (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) with 2.5 mg/ml trypsin and 10 ⁇ g/ml DNase for 4-10 min at 34-35°C, shaking periodically.
- DMEM medium Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA
- trypsin and 10 ⁇ g/ml DNase for 4-10 min at 34-35°C, shaking periodically.
- the interstitial cells are separated from the seminiferous tubules and are in suspension in the DMEM medium.
- To inactivate the enzymes 15-20 ml of DMEM + 10% fetal bovine serum (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) were added, gently mixed by inverting the tube, and then left for 5-20 min until the tubules settled. The liquid fraction of the supernatant with interstitial cells was transferred to a new tube.
- the procedure of mixing the tubules and removing the supernatant fluid was repeated 5 times.
- the resulting cell suspension was centrifuged at 300*g and resuspended in DMEM:F12 with 1x penicillin/streptomycin, lx Glutamax-I (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), lx pyruvate (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), 2% fetal bovine serum and 1x insulin-transferrin-selenium supplement (ITS, PanEco, Russia). Then the Leydig cell suspension was passed through a 100 ⁇ m filter and diluted in 1 ml of DMEM medium.
- the resulting volume was applied to a Percoll gradient and centrifuged at 800g for 30 minutes and 200g for 10 minutes.
- the Percoll fraction, containing Leydig cells were collected, diluted in a volume of DMEM medium, mixed and centrifuged at 300g for 10 minutes. The supernatant was collected, and the pellet with Leydig cells was resuspended in the required solution of the culture medium.
- Leydig cells were planted in 48-well plates and placed in an incubator with CO2 at 35°C.
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
The invention relates to the field of medicine and pharmaceutics and can be used for evaluating, in vitro, the efficacy of therapeutic agents intended for restoring a stem cell niche, inter alia to treat fertility disorders resulting from dysfunction of the spermatogenic tissue of the testes. Claimed is an efficient method for evaluating the specific activity of drugs for stimulating tissue regeneration which are intended to restore damaged stem cell niches by controlling the secretory activity of the cells that participate in niche formation. The technical result of the claimed invention is the development of a cellular model (assay) that makes it possible to efficiently evaluate the effect of a test substance on the restoration of the secretory activity of the cells supporting stem cell niches. Efficacy is determined using model cells which are contained in the assay and are specific for the damaged stem cell niches, and by means of calibrating the assay by taking two measurements of a specific secretion factor reflecting the secretory activity of the model cells, said measurements being made at different times during the culture of the cells in order to obtain the "scale" needed to evaluate the specific activity of the therapeutic agent.
Description
ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ ОЦЕНКИ СЕКРЕТОРНОЙ АКТИВНОСТИ МОДЕЛЬНЫХ КЛЕТОК TEST SYSTEM FOR ASSESSING SECRETORY ACTIVITY OF MODEL CELLS
Область техники, к которой относится изобретение Field of technology to which the invention relates
Изобретение относится к области медицины и фармации и может быть использовано для оценки эффективности in vitro терапевтических агентов, направленных на восстановление ниши стволовой клетки, в том числе для лечения нарушений фертильности, вызванной нарушением функции сперматогенной ткани семенников. The invention relates to the field of medicine and pharmacy and can be used to evaluate the effectiveness in vitro of therapeutic agents aimed at restoring the stem cell niche, including for the treatment of fertility disorders caused by dysfunction of the spermatogenic tissue of the testes.
Уровень техники State of the art
Для проверки биологической активности препаратов требуются тест-системы, которые бы позволяли оценить их воздействие на функцию специфического типа клеток (специфическая активность), особенно в условиях повреждения данных клеток. Однако на данный момент такие тест-системы отсутствуют, а основным источником информации о воздействии препаратов на поведение клеток является использование соответствующих животных моделей. To test the biological activity of drugs, test systems are required that would allow assessing their effect on the function of a specific cell type (specific activity), especially under conditions of damage to these cells. However, such test systems are currently lacking, and the main source of information on the effect of drugs on cell behavior is the use of appropriate animal models.
Так, например, для исследования воздействия препаратов на повреждённую нишу сперматогониальной стволовой клетки, включающую клетки Лейдига, клетки Сертоли, эндотелиальные клетки, макрофаги и др., используют моделирование крипторхизма (https ://doi.org/ 10.3109/00365599609181297, https://doi.Org/10.1016/j.biopha.2018.10.174), нокаутных по определённым генам животных (10.1038/nrg911), моделирование лекарственно-индуцированных повреждений (https://doi.org/10.29188/2222-8543-2021-14-4-95-101, https://doi.Org/10.1002/j.1939-4640.2005.tb02883.x) и другие подходы. Однако использование животных для изучения лекарственных препаратов требует внушительных трудозатрат и денежных ресурсов. Важно подчеркнуть, что использование лабораторных животных для первичного скрининга активности препарата уже ведёт к использованию значительного количества особей, что зачастую противоречит введёному Расселом и Берчем в 1959 году правилу «трёх R» (замена (Replacement), сокращение (Reduction) и уточнение (Refinement) (Directive 2010/63/EU).
В то же время использование клеточных тест-систем позволяет снизить количество используемых животных, а также сократить трудозатраты и объёмы требуемого финансирования. Из уровня техникиFor example, to study the effect of drugs on the damaged niche of the spermatogonial stem cell, including Leydig cells, Sertoli cells, endothelial cells, macrophages, etc., they use modeling of cryptorchidism (https://doi.org/10.3109/00365599609181297, https://doi.Org/10.1016/j.biopha.2018.10.174), animals knocked out for certain genes (10.1038/nrg911), modeling of drug-induced damage (https://doi.org/10.29188/2222-8543-2021-14-4-95-101, https://doi.Org/10.1002/j.1939-4640.2005.tb02883.x) and other approaches. However, the use of animals to study drugs requires significant labor costs and financial resources. It is important to emphasize that the use of laboratory animals for primary screening of drug activity already leads to the use of a significant number of individuals, which often contradicts the rule of "three Rs" (Replacement, Reduction and Refinement) introduced by Russell and Birch in 1959 (Directive 2010/63/EU). At the same time, the use of cell test systems allows for a reduction in the number of animals used, as well as a reduction in labor costs and the amount of funding required. From the state of the art
(https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/Dii/0041008X91901204, https ://sci- hub.ruZhttps://doi.org/10.1016/0890-6238(93)90066-G, 10.1159/000460822) известен способ для оценки токсического действия препаратов, который предполагает использование клеток Лейдига, преимущественно выделенных из яичек свиней 3-4 недель. После выделения клетки культивируют в специфической среде роста (DMEM:HAM F12 medium (I: I) supplemented with transfertin (5 pg/ml), vitamin E (10 pg/ml), insulin (5 &/ml), and fetal calf serum (0.1%)). Для проведения тестов на третий день после выделения стимулируют синтетическую активность клеток Лейдига внесением в среду культивирования человеческого хорионического гонадотропина (ХГЧ). Одновременно с добавлением гонадотропина в среду добавляют агенты, такие как ketoconazole (0.02 to 100 /IM), aminoghttethimide (0.4 to 400 PM), spironolactone (0.25 to 250 PM), cycloheximide (0.35 to 350 PM), and chlorpromazine (0.3 to 300 pM), MATE inhibitor cimetidine (1 mmol/L) or pyrimethamine (10 pmol/L) и другие, на 4 часа, после чего производят замену среды и оценивают секреторную активность клеток Лейдига через оценку содержания тестостерон или других компонентов (прогестерон, цАМФ) в культуральной среде через 4 часа, 24, 48, 72 часов методами иммуноферментного или радиоиммунного анализа. Ингибирующую активность препарата оценивают по сравнению с контрольной группой, к клеткам которой не добавляли токсических агентов. К недостаткам таких моделей, прежде всего, можно отнести возможность оценки только ингибирующего секреторную активность действия препарата. Кроме того, для проведения теста необходимо стимулировать секреторную активность клеток Лейдига внесением в культуру дорогостоящего препарата человеческого хорионического гонадотропина. Данная методика также не воспроизводит физиологическое повреждение клеток сперматогенной ниши. Также в данных работах не обсуждается возможность использования замороженных образцов клеток для проведения эксперимента, что потенциально может увеличивать количество необходимых для проведения экспериментов животных. (https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/Dii/0041008X91901204, https://sci- hub.ruZhttps://doi.org/10.1016/0890-6238(93)90066-G, 10.1159/000460822) a method for assessing the toxic effect of drugs is known, which involves the use of Leydig cells, mainly isolated from the testicles of 3-4 week old pigs. After isolation, the cells are cultured in a specific growth medium (DMEM: HAM F12 medium (I: I) supplemented with transfertin (5 pg/ml), vitamin E (10 pg/ml), insulin (5 &/ml), and fetal calf serum (0.1%)). To conduct tests on the third day after isolation, the synthetic activity of Leydig cells is stimulated by adding human chorionic gonadotropin (hCG) to the culture medium. Simultaneously with the addition of gonadotropin, agents such as ketoconazole (0.02 to 100 /IM), aminoghttethimide (0.4 to 400 PM), spironolactone (0.25 to 250 PM), cycloheximide (0.35 to 350 PM), and chlorpromazine (0.3 to 300 pM), MATE inhibitor cimetidine (1 mmol/L) or pyrimethamine (10 pmol/L) and others are added to the medium for 4 hours, after which the medium is replaced and the secretory activity of Leydig cells is assessed by assessing the content of testosterone or other components (progesterone, cAMP) in the culture medium after 4 hours, 24, 48, 72 hours using enzyme immunoassay or radioimmunoassay methods. The inhibitory activity of the drug is assessed in comparison with the control group, to the cells of which toxic agents were not added. The disadvantages of such models include, first of all, the possibility of assessing only the inhibitory effect of the drug on secretory activity. In addition, to conduct the test, it is necessary to stimulate the secretory activity of Leydig cells by introducing an expensive drug, human chorionic gonadotropin, into the culture. This method also does not reproduce the physiological damage to the cells of the spermatogenic niche. Also, these works do not discuss the possibility of using frozen cell samples for the experiment, which can potentially increase the number of animals required for the experiments.
Из уровня техники (DOI: 10.23868/202104006 ТЕСТ-СИСТЕМА IN VITRO ДЛЯ СКРИНИНГА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ С IL-17A ИНГИБИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ Н.К. Осина и др, 2021) известна клеточная
тест-система in vitro для скрининга лекарственных препаратов с IL-17A ингибирующей активностью, основанной на использовании ювенильных фибробластов, выделенных из послеоперационного материала. Для этого из фрагментов кожи, полученных у доноров- мальчиков в возрасте до 10 лет во время операции циркумцизии, выделяли культуру ювенильных дермальных фибробластов человека. Культивировали клетки до 20-24 пассажа, после чего обрабатывали препаратом IL-17A (1 серия) или смесью IL-17A с ингибитором IL-17A — нетакимабом (2 серия). 1Ь-17А-зависимую секрецию медиаторов воспаления IL-6, IL-8, МСР-1 в кондиционированной среде оценивали с помощью иммуноферментного анализа через 18 часов после добавления агентов. Полученные результаты продемонстрировали способность ювенильных фибробластов человека, культивированных в течение >20 пассажей, отвечать на IL-17A стимуляцию повышенной продукцией воспалительных цитокинов — IL-6, IL-8, МСР-1. Нейтрализация IL-17A ингибитором нетакимаб приводила к дозозависимому снижению секреции воспалительных цитокинов в культуральную среду. Однако фибробласты являются неспецифическими клетками, которые входят в состав многих тканей, что не отражает механизм действия конкретно в данной нише. Кроме того, фибробласты не являются основными продуцентами провоспалительных цитокинов. Таким образом, несмотря на то что в работе были показаны результаты того, что IL-17A приводит к увеличению секреции воспалительных медиаторов, данная модель не отражает повреждение и механизм действия in vivo, поэтому не рассматривается как возможная для оценки специфической активности препаратов. Разработанная модель подходит только для оценки препаратов с ингибирующей активностью. К дополнительным недостаткам модели можно отнести использование в работе фибробластов на поздних сроках культивирования и отсутствие результатов на фибробластах ранних пассажей, что значительно удлиняет время проведения эксперимента. From the state of the art (DOI: 10.23868/202104006 IN VITRO TEST SYSTEM FOR SCREENING DRUGS WITH IL-17A INHIBITORY ACTIVITY N.K. Osina et al., 2021) a cellular An in vitro test system for screening drugs with IL-17A inhibitory activity based on the use of juvenile fibroblasts isolated from postoperative material. For this purpose, a culture of human juvenile dermal fibroblasts was isolated from skin fragments obtained from male donors under 10 years of age during circumcision surgery. The cells were cultured up to passage 20-24, after which they were treated with IL-17A (series 1) or a mixture of IL-17A with the IL-17A inhibitor netakimab (series 2). IL-17A-dependent secretion of inflammatory mediators IL-6, IL-8, MCP-1 in the conditioned medium was assessed using enzyme immunoassay 18 hours after adding the agents. The obtained results demonstrated the ability of juvenile human fibroblasts cultured for >20 passages to respond to IL-17A stimulation with increased production of inflammatory cytokines — IL-6, IL-8, MCP-1. Neutralization of IL-17A with the inhibitor netakimab resulted in a dose-dependent decrease in the secretion of inflammatory cytokines into the culture medium. However, fibroblasts are non-specific cells that are part of many tissues, which does not reflect the mechanism of action specifically in this niche. In addition, fibroblasts are not the main producers of proinflammatory cytokines. Thus, despite the fact that the work showed the results that IL-17A leads to an increase in the secretion of inflammatory mediators, this model does not reflect the damage and mechanism of action in vivo, therefore, it is not considered as possible for assessing the specific activity of drugs. The developed model is suitable only for assessing drugs with inhibitory activity. Additional disadvantages of the model include the use of fibroblasts at late stages of cultivation and the lack of results on fibroblasts of early passages, which significantly lengthens the time of the experiment.
Для оценки иммуномуодуляторной активности секретома мезенхимных стромальных/стволовых клеток (МСК) предложен тест, основанный на изменении секреции интерлейкина 10 (ИЛ- 10) мононуклеарными клетками периферической крови (Jiao, J., Milwid, J. М., Yarmush, М. L., & Parekkadan, В. (2010). A Mesenchymal Stem Cell Potency Assay. Suppression and Regulation of Immune Responses, 221-231. doi:10.1007/978-l-60761-869-0_16 ). Для проведения теста в лунки 96-луночного планшета добавляют свежевыделенные мононуклеары из расчёта 100000 кл/лунка, к
которым через неуказанный промежуток времени добавляют образцы секретома в объёме 50 мкл МСК на 17-18 часов. После этого в лунки планшета вносят липополисахариды (LPS, 30 mg/mL, 50 мкл/лунка) на 5 часов, после чего собирают клеточный супернатант, в котором с помощью метода ИФА оценивают количество ИЛ- 10. Если уровень ИЛ- 10 высокий, то это оценивается как “high potency of treatment”. К недостаткам данного метода можно отнести использование данного теста только для одного потенциального препарата - секретома МСК. Также следует отметить неточности в описании протокола, которые могут помешать корректному выполнению теста, а также отсутствие точной оценки степени эффективности препарата. To assess the immunomodulatory activity of the secretome of mesenchymal stromal/stem cells (MSCs), a test based on changes in the secretion of interleukin 10 (IL-10) by peripheral blood mononuclear cells has been proposed (Jiao, J., Milwid, J. M., Yarmush, M. L., & Parekkadan, B. (2010). A Mesenchymal Stem Cell Potency Assay. Suppression and Regulation of Immune Responses, 221-231. doi:10.1007/978-l-60761-869-0_16 ). To perform the test, freshly isolated mononuclear cells are added to the wells of a 96-well plate at a rate of 100,000 cells/well, to which, after an unspecified period of time, samples of the secretome in a volume of 50 μl of MSC are added for 17-18 hours. After this, lipopolysaccharides (LPS, 30 mg / mL, 50 μl / well) are added to the wells of the plate for 5 hours, after which the cell supernatant is collected, in which the amount of IL-10 is assessed using the ELISA method. If the IL-10 level is high, then this is assessed as “high potency of treatment”. The disadvantages of this method include the use of this test only for one potential drug - the secretome of MSCs. It should also be noted that there are inaccuracies in the description of the protocol, which can interfere with the correct execution of the test, as well as the lack of an accurate assessment of the degree of effectiveness of the drug.
Наиболее близким к заявляемому можно считать модель для тестирования препаратов, влияющих на секрецию инсулина - Insulin Secretion Assay (https://doi.org/10.3390/phl4080809, 10.1021/acssensors.6b00433). Для выполнения данного теста используются первичные или линейные (например, MIN6) Р клетки поджелудочной железы. Клетки высаживают в 96-луночный планшет, после чего депривируют в течение 1 часа и инкубируют 1 час вместе с тестируемым веществом. Количество секретируемого инсулина измеряют иммуноферментным анализом, люциферазным тестом или с помощью аналогичных подходов. Оценивают активность препарата по изменению секреции клетками инсулина. К недостаткам данной модели можно отнести отсутствие моделирования повреждения, а также отсутствие точной “шкалы” для оценки биологической активности препарата. Кроме того, отсутствуют прямые данные, описывающие возможность использования замороженных образцов клеток. Также дифференцированные клетки поджелудочной железы нельзя отнести к клеткам, поддерживающим функцию ниши стволовых клеток. The closest to the claimed model can be considered to be the Insulin Secretion Assay (https://doi.org/10.3390/phl4080809, 10.1021/acssensors.6b00433) for testing drugs that affect insulin secretion. Primary or linear (e.g. MIN6) pancreatic P cells are used to perform this test. The cells are seeded in a 96-well plate, then deprived for 1 hour and incubated for 1 hour with the test substance. The amount of secreted insulin is measured by enzyme immunoassay, luciferase test, or similar approaches. The activity of the drug is assessed by changing the secretion of insulin by cells. The disadvantages of this model include the lack of damage modeling, as well as the lack of an accurate “scale” for assessing the biological activity of the drug. In addition, there are no direct data describing the possibility of using frozen cell samples. Also, differentiated pancreatic cells cannot be classified as cells that support the function of the stem cell niche.
Таким образом, техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в необходимости преодоления недостатков, присущих аналогам и прототипу за счет создания эффективных тест-системы и способа оценки специфической активности препаратов, стимулирующих регенерацию тканей и направленных на восстановление поврежденных ниш стволовых клеток через управление секреторной активностью клеток, участвующих в формировании ниш.
Раскрытие изобретения Thus, the technical problem solved by the claimed invention consists in the need to overcome the shortcomings inherent in analogues and the prototype by creating an effective test system and a method for assessing the specific activity of drugs that stimulate tissue regeneration and are aimed at restoring damaged niches of stem cells through the control of the secretory activity of cells involved in the formation of niches. Disclosure of invention
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка клеточной модели (тест-системы), позволяющей эффективно оценить воздействие тестируемого вещества на восстановление секреторной активности клеток, поддерживающих ниши стволовых клеток. Эффективность определяется использованием модельных клеток, входящих в состав тест-системы и специфичных для повреждённых ниш стволовых клеток, градуировкой тест-системы за счет двукратного измерения специфического секреторного фактора, отражающего секреторную активность модельных клеток, на разных сроках их культивирования с целью получения «шкалы», которая необходима для оценки специфической активности терапевтического агента. The technical result of the claimed invention is the development of a cell model (test system) that allows for the effective evaluation of the effect of the test substance on the restoration of the secretory activity of cells that support stem cell niches. The effectiveness is determined by the use of model cells included in the test system and specific for damaged stem cell niches, calibration of the test system by double measurement of the specific secretory factor reflecting the secretory activity of the model cells at different stages of their cultivation in order to obtain a "scale" that is necessary for evaluating the specific activity of the therapeutic agent.
Технический результат достигается тест-системой для определения специфической активности терапевтического агента, стимулирующего регенерацию ткани, с помощью оценки секреторной активности поддерживающих клеток ниши стволовой клетки, включающей модельные клетки предварительно выделенные и высаженные на поверхность культуральной ёмкости, или замороженные сразу после выделения из ткани, культуральную среду, поддерживающую их рост и секреторную активность, среду для кондиционирования модельных клеток, раствор для отмывки клеток, набор для измерения специфического секреторного фактора методом иммуноферментного анализа в количестве не менее 12 экспериментальных лунок и указанное в наборе число контрольных лунок для проведения одного анализа. При этом количество модельных клеток составляете не менее 120 тыс. на см2 культуральной емкости в среде роста, взятой в количестве не менее 100 мкл на 25-50 тыс. клеток, предпочтительно в количестве 120-200 тыс. на см2 культуральной ёмкости. The technical result is achieved by a test system for determining the specific activity of a therapeutic agent stimulating tissue regeneration by assessing the secretory activity of supporting cells of the stem cell niche, including model cells preliminarily isolated and planted on the surface of a culture container, or frozen immediately after isolation from the tissue, a culture medium supporting their growth and secretory activity, a medium for conditioning the model cells, a solution for washing the cells, a kit for measuring the specific secretory factor by the enzyme immunoassay method in an amount of at least 12 experimental wells and the number of control wells specified in the kit for conducting one analysis. In this case, the number of model cells is at least 120 thousand per cm2 of the culture container in the growth medium, taken in an amount of at least 100 μl per 25-50 thousand cells, preferably in an amount of 120-200 thousand per cm2 of the culture container.
Заявляемая тест-система предназначена для оценки специфической активности терапевтических агентов или для выяснения клеточных механизмов действия терапевтических агентов через влияние на секреторную активность модельных клеток. The claimed test system is intended to evaluate the specific activity of therapeutic agents or to clarify the cellular mechanisms of action of therapeutic agents through the influence on the secretory activity of model cells.
Технический результат достигается способом применения тест-системы по п.1, заключающийся в том, что модельные клетки предварительно выделяют из ткани или используют замороженные сразу после выделения клетки с последующим размораживанием, культивируют клетки до достижения количества не менее 120
тыс. на см2 культуральной емкости в среде роста, взятой в количестве не менее 100 мкл на 25-50 тыс. клеток, отмывают клетки, осуществляют кондиционирование для накопления секреторного фактора, а затем дважды проводят измерение уровня секреции клетками специфического секреторного фактора, при этом параллельно с началом кондиционирования для проведения второго измерения добавляют в тест- систему терапевтический агент с последующим определением изменения уровня секреции специфического секреторного фактора через 48±24 часов после его добавления. При этом модельные клетки высаживают в культуральные емкости, способствующие прикреплению и распластыванию клеток и поддержанию их жизнеспособности в питательной среде роста. В качестве культуральных емкостей предпочтительно использовать 48-луночные и 96-луночные планшеты, при этом наносят 350±50 мкл в 48-луночный и 150±50 мкл в 96 луночный планшет среды для клеток или тестируемого терапевтического агента. В качестве модельных клеток используют клетки Лейдига клетки Лейдига или клетки Сертоли, включая иммортализованные клетки, при этом в среде клеток Лейдига измеряют тестостерон. Тестостерон измеряют методом иммуноферментного анализа с помощью коммерческого набора, в состав которого входят стандартные растворы тестостерона, буфер для отмывки, раствор концентрата конъюгата HRP, субстрат ТМВ, раствор для прекращения реакции, 96-луночный планшет с антителами к тестостерону, при этом уровень тестостерона через 96-120 часов после выделения клеток Лейдига должен быть ниже уровня тестостерона через 48-72 часов после выделения клеток Лейдига не менее чем на 30%. The technical result is achieved by the method of using the test system according to paragraph 1, which consists in the fact that the model cells are preliminarily isolated from the tissue or frozen cells are used immediately after isolation, followed by defrosting, the cells are cultured until the number reaches at least 120 thousand per cm2 of the culture capacity in the growth medium taken in an amount of at least 100 μl per 25-50 thousand cells, the cells are washed, conditioning is carried out to accumulate the secretory factor, and then the level of secretion of a specific secretory factor by the cells is measured twice, while in parallel with the start of conditioning, a therapeutic agent is added to the test system to carry out the second measurement, followed by determining the change in the level of secretion of a specific secretory factor 48±24 hours after its addition. In this case, the model cells are planted in culture containers that promote attachment and spreading of the cells and maintain their viability in the nutrient growth medium. It is preferable to use 48-well and 96-well plates as culture containers, while 350±50 μl of the cell medium or the therapeutic agent being tested are applied to a 48-well plate and 150±50 μl to a 96-well plate. Leydig cells, Leydig cells or Sertoli cells, including immortalized cells, are used as model cells, and testosterone is measured in the Leydig cell medium. Testosterone is measured by enzyme immunoassay using a commercial kit that includes standard testosterone solutions, a wash buffer, a HRP conjugate concentrate solution, a TMB substrate, a solution for stopping the reaction, a 96-well plate with antibodies to testosterone, and the testosterone level 96-120 hours after the isolation of Leydig cells should be lower than the testosterone level 48-72 hours after the isolation of Leydig cells by at least 30%.
Терапевтический агент перед применением разводят в базальной бессывороточной среде, при этом к клеткам добавляют терапевтический агент, воздействующий на секреторную активность модельных клеток в количестве 100 мкл на 25-50 тыс. клеток. В качестве терапевтических агентов могут использованы как препараты с одним действующим веществом, так и многокомпонентные препараты. Также заявляемая тес-система может быть использована для выявления ключевого действующего компонента в составе многокомпонентного терапевтического средства, для этого применяют ингибиторный анализ. При этом проводят измерение изменения секреции клеток после добавления изолированного компонента, входящего в состав терапевтического средства, в разных концентрациях.
Модельные клетки выделяют из семенников животных, при этом качестве животных могут быть использованы мыши или крысы, при этом оценку для клеток крыс проводят через 48 часов (контроль 1) и через 96 часов (контроль 2) после выделения модельных клеток, а для клеток мышей проводят через 72 часов (контроль 1) и через 120 часов (контроль 2) после выделения модельных клеток. Модельные клетки используют в культуре сразу после выделения или после замораживания и последующего размораживания, при этом замораживание производят сразу после выделения. Для культивирования модельных клеток используют культуральную среду, поддерживающую их рост и секреторную активность. Предпочтительно в качестве среды, поддерживающей рост клеток Лейдига и их секреторную активность, использовать раствор, содержащий базовую среду - ДМЕМ-Ф12 с 1х антибиотиком, 1х глутамата, 1х пирувата, 2% фетальную бычью сыворотку и 1% ITS. В качестве базальной среды для кондиционирования модельных клеток с целью оценки их секреторной активности используется среда роста, поддерживающая жизнеспособность клеток в течение всего срока кондиционирования и не содержащая измеряемых факторов в детектируемых количествах. Предпочтительно в качестве базальной среды для клеток Лейдига для оценки секреторной активности использовать ДМЕМ с содержанием глюкозы не более 1 г/л, без фенолового красного или другая среда роста, поддерживающая жизнеспособность клеток в течение всего срока кондиционирования и не содержащая измеряемых факторов в детектируемых количествах. В качестве буферного раствора для отмывки модельных клеток от компонентов среды роста используют раствор Хэнкса, при этом отмывку клеток осуществляют трехпятикратным размещением клеток в упомянутый раствор из расчета 0,1 -0,2 мл раствора на см2 клеток на 5-10 минут. The therapeutic agent is diluted in a basal serum-free medium before use, and a therapeutic agent affecting the secretory activity of model cells is added to the cells in an amount of 100 μl per 25-50 thousand cells. Both drugs with a single active substance and multicomponent drugs can be used as therapeutic agents. The claimed test system can also be used to identify the key active component in the composition of a multicomponent therapeutic agent; inhibitor analysis is used for this purpose. In this case, changes in cell secretion are measured after adding an isolated component included in the therapeutic agent in different concentrations. Model cells are isolated from the testes of animals, mice or rats can be used as animals, with the assessment for rat cells being carried out 48 hours (control 1) and 96 hours (control 2) after isolation of model cells, and for mouse cells being carried out 72 hours (control 1) and 120 hours (control 2) after isolation of model cells. Model cells are used in culture immediately after isolation or after freezing and subsequent thawing, with freezing being carried out immediately after isolation. A culture medium supporting their growth and secretory activity is used for culturing model cells. It is preferable to use a solution containing the basic medium - DMEM-F12 with 1x antibiotic, 1x glutamate, 1x pyruvate, 2% fetal bovine serum and 1% ITS as a medium supporting the growth of Leydig cells and their secretory activity. A growth medium that maintains cell viability throughout the conditioning period and does not contain measurable factors in detectable quantities is used as a basal medium for conditioning model cells for the purpose of assessing their secretory activity. It is preferable to use DMEM with a glucose content of no more than 1 g/l, without phenol red, or another growth medium that maintains cell viability throughout the conditioning period and does not contain measurable factors in detectable quantities as a basal medium for Leydig cells for assessing secretory activity. Hanks' solution is used as a buffer solution for washing model cells from components of the growth medium, with the cells being washed by placing the cells in the said solution three to five times at a rate of 0.1-0.2 ml of solution per cm2 of cells for 5-10 minutes.
Определение специфической активности терапевтического агента проводят путем измерения концентрации факторов в кондиционированной среде модельных клеток. Для получения кондиционированной среды модельных клеток необходимо собрать среду в лунках KI, К2 и в лунках с терапевтическим агентом, избавиться от дебриса методом центрифугирования 300g 5-10 минут и собрать полученный супернатант для дальнейшего анализа специфического секреторного фактора. Измерение концентрации факторов, секретируемых целевыми клетками, проводят методами иммуноферментного, хроматографического или спектроскопического анализа, или методами вестерн-блоттинга.
Вывод о специфической активности терапевтического агента делают на основании сравнения уровня секреции относительно контролей. При этом, если терапевтический агент не изменяет уровень секреции относительно контроля 2, говорит об отсутствии эффективности. В случае, если терапевтический агент снижает уровень секреции относительно контроля 2, делают вывод о его ингибирующем воздействии на секрецию. Если терапевтический агент увеличивает уровень секреции относительно контроля 2, но не достигает значений контроля 1, то делают вывод о частичном восстановлении секреторной функции. Если терапевтический агент достигает значений контроля 1, то делают вывод о полном восстановлении секреторной функции. В случае, если терапевтический агент приводит к превышению значений контроля 1, то делают вывод о гиперстимулирующей активности. The specific activity of the therapeutic agent is determined by measuring the concentration of factors in the conditioned medium of model cells. To obtain the conditioned medium of model cells, it is necessary to collect the medium in the wells of KI, K2 and in the wells with the therapeutic agent, get rid of the debris by centrifugation at 300g for 5-10 minutes and collect the resulting supernatant for further analysis of the specific secretory factor. The concentration of factors secreted by target cells is measured by enzyme immunoassay, chromatographic or spectroscopic analysis, or by Western blotting methods. The conclusion about the specific activity of the therapeutic agent is made based on the comparison of the secretion level relative to the controls. In this case, if the therapeutic agent does not change the secretion level relative to control 2, it indicates the lack of effectiveness. In the case where the therapeutic agent reduces the secretion level relative to control 2, a conclusion is made about its inhibitory effect on secretion. If the therapeutic agent increases the secretion level relative to control 2, but does not reach the values of control 1, a conclusion is made about partial restoration of the secretory function. If the therapeutic agent reaches the values of control 1, a conclusion is made about complete restoration of the secretory function. In the case where the therapeutic agent leads to exceeding the values of control 1, a conclusion is made about hyperstimulating activity.
Краткое описание чертежей Brief description of the drawings
Изобретение поясняется следующими чертежами. The invention is illustrated by the following drawings.
На фиг.1 представлена микрофотография, демонстрирующая морфологию клеток Лейдига яичек крысы через 24 и 96 часов после выделения. А-клетки Лейдига через 24 часа после выделения. Б-клетки Лейдига через 96 часов после выделения. Figure 1 is a photomicrograph showing the morphology of rat testicular Leydig cells 24 and 96 hours after isolation. Leydig A cells 24 hours after isolation. Leydig B cells 96 hours after isolation.
На фиг. 2 представлен график, иллюстрирующий снижение концентрации тестостерона при культивировании и способность секретома мезенхимных стромальных клеток восстанавливать секрецию тестостерона относительно отрицательного контроля K К-1 (контроль 1): уровень секреции тестостерона через 48 часов после выделения; К-2 (контроль 2): уровень секреции через 96 часов после выделения; секретом МСК - добавление секретома МСК из жира человека к клеткам Лейдига в концентрации 10х. N=5. Fig. 2 shows a graph illustrating the decrease in testosterone concentration during cultivation and the ability of the secretome of mesenchymal stromal cells to restore testosterone secretion relative to the negative control K K-1 (control 1): testosterone secretion level 48 hours after isolation; K-2 (control 2): secretion level 96 hours after isolation; secretome of MSCs - addition of the secretome of MSCs from human fat to Leydig cells at a concentration of 10x. N=5.
На фиг. 3 представлен график, иллюстрирующий относительную концентрацию тестостерона в среде размороженных клеток Лейдига крысы. К-1 (контроль 1): уровень секреции тестостерона через 48 часов после выделения; К-2 (контроль 2): уровень секреции через 96 часов после выделения; секретом МСК - добавление секретома МСК из жира человека к клеткам Лейдига в концентрации 10х. N=2. Fig. 3 shows a graph illustrating the relative concentration of testosterone in the medium of defrosted rat Leydig cells. K-1 (control 1): testosterone secretion level 48 hours after isolation; K-2 (control 2): secretion level 96 hours after isolation; MSC secretome - addition of MSC secretome from human fat to Leydig cells at a concentration of 10x. N=2.
На фиг. 4 представлен график, иллюстрирующий относительную концентрацию тестостерона в среде клеток Лейдига мыши. К-1 (контроль 1): уровень секреции тестостерона через 48 часов после выделения; К-2 (контроль 2):
уровень секреции через 96 часов после выделения; секретом МСК - добавление секретома стромальной фракции яичек мыши без клеток Лейдига к клеткам Лейдига мыши в концентрации 10х. N=2. Fig. 4 is a graph illustrating the relative concentration of testosterone in the mouse Leydig cell medium. K-1 (control 1): testosterone secretion level 48 hours after isolation; K-2 (control 2): secretion level 96 hours after isolation; MSC secretome - addition of the secretome of the stromal fraction of mouse testes without Leydig cells to mouse Leydig cells at a concentration of 10x. N=2.
На фиг. 4 представлен график, иллюстрирующий зависимость интенсивности секреции тестостерона клетками Лейдига крысы от концентрации секретома мезенхимных стромальных клеток. Fig. 4 shows a graph illustrating the dependence of the intensity of testosterone secretion by rat Leydig cells on the concentration of the secretome of mesenchymal stromal cells.
На фиг. 5 представлен график, иллюстрирующий зависимость интенсивности секреции тестостерона клетками Лейдига от концентрации VEGF в составе секретома мезенхимных стромальных клеток. Fig. 5 shows a graph illustrating the dependence of the intensity of testosterone secretion by Leydig cells on the concentration of VEGF in the secretome of mesenchymal stromal cells.
На фиг. 6 представлена диаграмма, иллюстрирующая вклад секретома МСК и VEGF в его составе в восстановление сперматогенеза. Fig. 6 shows a diagram illustrating the contribution of the MSC secretome and VEGF in its composition to the restoration of spermatogenesis.
Фиг. 7. Введение доксорубицина приводит к повреждению семенных канальцев. Однократное введение секретома МСК не восстанавливает морфологию семенных канальцев (А), но имеется тенденция к увеличению восстанавливающихся канальцев через 150 дней после инъекции доксорубицина (В). Данные представлены в виде медианы, 25-й и 75-й процентилей, показаны минимальные и максимальные значения для каждой группы. Общая (С) и подвижная (D) фракции сперматозоидов через 150 дней после завершения инъекций доксорубицина. Желтым цветом показано количество животных с общей численностью, превышающей порог, а серым цветом указано количество животных с общей численностью, не превышающей порог, р > 0,05 между группой доксо+секретом МСК и группой доксо + секретом МСК + AT VEGF. Использовался точный критерий Фишера. N= 8 для группы доксо + секретом МСК, п = 5 для группы доксо, N = 2 для группы доксо + секретом MCK+AT VEGF и N = 3 доксо + секретом МСК + изотипические АТ VEGF. (Е) Микрофотографии срезов семенников мышей, окраска гематоксилин- эозин. 1- доксо, 2 - доксо + секретом МСК, 3 - доксо + секретом MCK+AT VEGF. Fig. 7. Doxorubicin administration results in damage to seminiferous tubules. A single administration of MSC secretome does not restore seminiferous tubule morphology (A), but there is a trend toward an increase in restored tubules 150 days after doxorubicin injection (B). Data are presented as median, 25th and 75th percentiles, minimum and maximum values are shown for each group. Total (C) and motile (D) sperm fractions 150 days after completion of doxorubicin injections. The number of animals with total counts exceeding the threshold is shown in yellow, and the number of animals with total counts below the threshold is shown in gray, p > 0.05 between the doxo + MSC secretome group and the doxo + MSC secretome + VEGF AT group. Fisher's exact test was used. N = 8 for the doxo + MSC secretome group, n = 5 for the doxo group, N = 2 for the doxo + MSC secretome + VEGF AT group, and N = 3 doxo + MSC secretome + isotypic VEGF AT. (E) Micrographs of mouse testis sections, hematoxylin and eosin staining. 1 - doxo, 2 - doxo + MSC secretome, 3 - doxo + MSC secretome + VEGF AT.
Осуществление изобретения Implementation of the invention
Предлагаемая тест-система основана на использовании специализированных модельных клеток, предварительно выделенных из тканей, воздействие на регенерацию которых терапевтическим агентом необходимо оценить, или замороженных сразу после выделения с последующим размораживанием и культивированием в среде, поддерживающей их рост и секреторную активность, до
достижения количества, достаточного для детекции специфического секреторного фактора. The proposed test system is based on the use of specialized model cells, previously isolated from tissues whose effect on regeneration by a therapeutic agent must be assessed, or frozen immediately after isolation with subsequent defrosting and cultivation in a medium that supports their growth and secretory activity, until achieving a quantity sufficient for detection of a specific secretory factor.
В отличии от аналога эффективность и физиологическое соответствие модели повреждению in vivo обеспечивается за счет использования клеток, секреторная активность (секреция маркерного специфического фактора, вовлеченного в поддержание функционировании ниши) которых уменьшается при культивировании. Уменьшение секреторной активности при культивировании позволяет считать данную тест-систему релевантной для отображения “физиологического повреждения” клеток ниши, при котором также происходит снижение секреторной активности клеток ниши. Unlike the analogue, the efficiency and physiological correspondence of the model to damage in vivo is ensured by using cells whose secretory activity (secretion of a marker specific factor involved in maintaining the functioning of the niche) decreases during cultivation. A decrease in secretory activity during cultivation allows this test system to be considered relevant for displaying “physiological damage” to niche cells, which also results in a decrease in the secretory activity of niche cells.
В отличии от аналога, в котором в качестве модельного объекта используют терминально дифференцированные клетки органа, функция которых направлена на поддержание всего организма, в данном изобретении предложено использовать клетки, чья паракринная активность направлена преимущественно на поддержание нормальной работы ниши стволовой клетки. В качестве таких клеток допустимо использовать описанные в литературе тканеспецифичные клетки ниши, такие как клетки Лейдига, клетки Сертоли, в т.ч. иммортализованные клетки, или другие, отвечающие заданным свойствам. Для выделенных клеток подбирается индивидуальная среда для культивирования. Так, в наиболее близком аналоге для культивирования b-клеток поджелудочной железы используется среда ДМЕМ с 15% фетальной бычьей сывороткой, 1% антибиотика пенициллин/стрептомицин, 0,1% Ь- меркаптоэтанола и 0,5% G418. Для клеток Лейдига использовалась среда ДМЕМ- Ф12 с 1х антибиотиком, 1х глутамата, 1х пирувата, 2% фетальную бычью сыворотку и 1% ITS. Unlike the analogue, in which terminally differentiated organ cells whose function is aimed at maintaining the entire organism are used as a model object, this invention proposes to use cells whose paracrine activity is aimed primarily at maintaining the normal functioning of the stem cell niche. As such cells, it is permissible to use tissue-specific niche cells described in the literature, such as Leydig cells, Sertoli cells, including immortalized cells, or others that meet the specified properties. An individual culture medium is selected for the isolated cells. Thus, in the closest analogue for culturing pancreatic b-cells, a DMEM medium with 15% fetal bovine serum, 1% penicillin/streptomycin antibiotic, 0.1% b-mercaptoethanol and 0.5% G418 is used. For Leydig cells, DMEM-F12 medium with 1x antibiotic, 1x glutamate, 1x pyruvate, 2% fetal bovine serum and 1% ITS was used.
В отличии от аналога точность оценки эффективности препарата достигается за счёт наличия в модели двух контрольных групп, в отличии от прототипа, в котором использовали одну контрольную группу, в которой измеряли базовый в норме для клеток уровень секреции специфического секреторного фактора. В предлагаемой тест-системе первая контрольная группа представляет собою модельные клетки, секреторная активность которых оценивается непосредственно после начала тестирования в течение первых 48-72 часов культивирования, что позволяет оценить физиологическое поведение клеток, приближенное к норме (группа контроль 1, “норма”). Исследуемое вещество (терапевтический агент) добавляют к клеткам на том сроке культивирования, когда их секреторная
активность снижена, что позволяет оценить именно восстановление функциональной активности клеток. Вторая контрольная группа представляет собою клетки, к которым не добавляют исследуемое вещество, что делает возможным оценку секреторной активности клетки в ситуации повреждения ниши in vitro (группа контроль 2, “повреждение”). В остальные экспериментальные лунки наносят терапевтический агент, разведённый в базальной бессывороточной среде. При этом способ получения секретома модельных клеток включает в себя отмывку клеток буферным раствором, кондицинирование в бессывороточной среде без или с добавлением терапевтического агента, отбор среды культивирования, содержащей продукты секреции модельных клеток, очистку от остатков клеток. Специфические секреторный фактор в секретоме модельных клеток измеряют методами иммуноферментного анализа (10.1038/jid.2013.287), хроматографического анализа, спектроскопического анализа (10.1016/j .abb.2012.11.007) или методом вестерн-блот (10.1155/2014/361590). Unlike the analogue, the accuracy of the drug efficiency assessment is achieved due to the presence of two control groups in the model, unlike the prototype, which used one control group in which the baseline level of secretion of a specific secretory factor was measured. In the proposed test system, the first control group is model cells, the secretory activity of which is assessed immediately after the start of testing during the first 48-72 hours of cultivation, which allows us to assess the physiological behavior of cells close to the norm (control group 1, “norm”). The test substance (therapeutic agent) is added to the cells at the time of cultivation when their secretory activity is reduced, which allows us to evaluate the restoration of the functional activity of the cells. The second control group consists of cells to which the test substance is not added, which makes it possible to evaluate the secretory activity of the cell in a situation of niche damage in vitro (control group 2, “damage”). The therapeutic agent diluted in a basal serum-free medium is applied to the remaining experimental wells. In this case, the method for obtaining the secretome of model cells includes washing the cells with a buffer solution, conditioning in a serum-free medium with or without the addition of a therapeutic agent, collecting the culture medium containing the secretion products of the model cells, and cleaning from cell residues. Specific secretory factors in the secretome of model cells are measured by enzyme-linked immunosorbent assay (10.1038/jid.2013.287), chromatographic analysis, spectroscopic analysis (10.1016/j .abb.2012.11.007) or Western blot (10.1155/2014/361590).
Таким образом, в отличии от прототипа, в котором не приведен способ точной оценки эффективности препарата, а проводили лишь сравнительную оценку секретируемого маркерного вещества (больше, чем в контроле - меньше, чем в контроле) с использованием предлагаемой тест-системы возможна более точная оценка препарата, не обладающего цитотоксичностью, по уровню эффективности: подавление секреторной активности (статистически ниже уровня группы “повреждение”) отсутствие эффекта (статистически не отличается от уровня группы “повреждение”) увеличение секреторной активности клеток (статистически выше группы “повреждение”, но меньше группы “норма”) восстановление секреторной активности клеток (статистически не отличается от группы “норма”) стимулирование гиперсекреции клеток (статистически выше “норма”) Техническим преимуществом тест-системы является доказанная возможность работы на замороженных образцах клеток. В отличии от прототипа, в котором не уточняется возможность работы на замороженных и размороженных образцах клеток, была показана возможность работы на замороженных образцах клеток, не приводящая к снижению возможности получения достоверных результатов на
модели, что потенциально снижает количество необходимых для работы донорских тканей или количество животных. Thus, unlike the prototype, which does not provide a method for accurately assessing the effectiveness of the drug, but only a comparative assessment of the secreted marker substance was carried out (more than in the control - less than in the control), using the proposed test system, it is possible to more accurately assess a drug that does not have cytotoxicity by the level of effectiveness: suppression of secretory activity (statistically below the level of the "damage" group) no effect (statistically no different from the level of the "damage" group) increase in secretory activity of cells (statistically higher than the "damage" group, but less than the "norm" group) restoration of secretory activity of cells (statistically no different from the "norm" group) stimulation of hypersecretion of cells (statistically higher than "norm") The technical advantage of the test system is the proven ability to work on frozen cell samples. Unlike the prototype, which does not specify the possibility of working on frozen and thawed cell samples, the possibility of working on frozen cell samples was shown, which does not lead to a decrease in the possibility of obtaining reliable results on models, which potentially reduces the amount of donor tissue or the number of animals required for the work.
Ещё одним преимуществом модели является возможность оценки обязательного показателя качества биологических препаратов - специфической активности. На модели можно in vitro изучать механизмы действия терапевтических агентов. В качестве терапевтических агентов с помощью предлагаемой тест-системы можно исследовать лекарственные средства, в том числе высокотехнологичные лекарственные препараты, растительные препараты, малые молекулы, БАДы, препараты на основе соматических клеток и другие агенты, предполагаемым механизмом действия которых является стимуляция регенерации тканей за счет воздействия на секреторную активность клеток в нишах стволовых клеток. Кроме того, для терапевтических агентов, представляющих собой многокомпонентную смесь активных веществ, на данной тест-системе можно изучать вклад каждого из компонентов. Определение ключевых факторов позволит изучать механизмы действия, а также выбрать суррогатный фактор для косвенного определения специфической активности. Another advantage of the model is the ability to evaluate the mandatory quality indicator of biological products - specific activity. The model can be used to study in vitro the mechanisms of action of therapeutic agents. As therapeutic agents, the proposed test system can be used to study drugs, including high-tech drugs, herbal preparations, small molecules, dietary supplements, drugs based on somatic cells and other agents whose supposed mechanism of action is stimulation of tissue regeneration by influencing the secretory activity of cells in the stem cell niches. In addition, for therapeutic agents that are a multicomponent mixture of active substances, this test system can be used to study the contribution of each component. Determination of key factors will allow studying the mechanisms of action, as well as selecting a surrogate factor for indirect determination of specific activity.
Ниже представлено более подробное описание заявляемого изобретения. Настоящее изобретение может подвергаться различным изменениям и модификациям, понятным специалисту на основе прочтения данного описания. Такие изменения не ограничивают объем притязаний. A more detailed description of the claimed invention is provided below. The present invention may be subject to various changes and modifications that will be clear to a specialist based on reading this description. Such changes do not limit the scope of the claims.
Все используемые реагенты являются коммерчески доступными, все процедуры, если не оговорено особо, осуществляли при комнатной температуре или температуре окружающей среды, то есть в диапазоне от 18 до 25°С. All reagents used were commercially available and all procedures, unless otherwise stated, were performed at room or ambient temperature, i.e., in the range of 18 to 25°C.
Пример 1. Получение МСК жировой ткани человека. Example 1. Obtaining human adipose tissue MSCs.
МСК выделяют из подкожного жирового отложения здоровых доноров обоих полов. Клетки выделяют из материала, полученного при проведении малого хирургического вмешательства под местной анестезией или в ходе плановых хирургических операций. Хирургический материал (15 г жировой ткани, взятой из околопупочной области или другой области локализации подкожного жира) помещают в одноразовую пробирку с буфером HBSS (HyClone) содержащим 5-ти кратную концентрацию антибиотика 500 ед/мл (HyClone). В стерильных условиях культурального бокса биоптат фрагментируют до однородной массы, используя стерильные инструменты, после чего подвергают его ферментативной обработке в растворе, содержащем среду AdvanceSTEM™ (HyClone) /500 ед/мл антибиотика
(HyClone), 200 ед/мл коллагеназы I типа и диспазы (40 ед/ml) (Worthington Biochemical) (соотношение объема ферментов и жира должно быть 1 :1 : 1), при 37°С в течение 30-45 минут при постоянном помешивании. По окончании инкубации к образцу добавляют равный объем среды с сывороткой и фильтруют через нейлоновые мембраны с размером пор 100 мкм (BD). Профильтрованную суспензию центрифугируют в течение 5 мин при 200g, после чего супернатант полностью удаляют. Осадок клеток подвергают обработке буфером для лизиса эритроцитов (BD) до покраснения раствора, после чего центрифугируют в течение 5 мин при 200g. Супернатант полностью удаляют, а осажденные клетки ресуспендируют в среде роста МСК. Для культивирования мезенхимных клеток используют среду AdvanceSTEM™ support expansion and maintenance of undifferentiated human MSCs (HyClone) в сочетании с добавлением 10% раствора добавок AdvanceSTEM™ Stem Cell Growth Supplement (HyClone) и 100 ед/мл антибиотика (HyClone). Эта среда была разработана фирмой-производителем (HyClone) для культивирования недифференцированных МСК, в частности клеток, происходящих из жировой ткани, без добавления сыворотки (http://www.thermo.com). MSCs are isolated from the subcutaneous fat deposits of healthy donors of both sexes. The cells are isolated from material obtained during minor surgery under local anesthesia or during planned surgeries. The surgical material (15 g of adipose tissue taken from the umbilical region or other area of subcutaneous fat localization) is placed in a disposable tube with HBSS buffer (HyClone) containing a 5-fold concentration of antibiotic 500 units/ml (HyClone). Under sterile conditions of a culture box, the biopsy is fragmented to a homogeneous mass using sterile instruments, after which it is subjected to enzymatic treatment in a solution containing AdvanceSTEM™ medium (HyClone) /500 units/ml antibiotic (HyClone), 200 U/ml collagenase type I and dispase (40 U/ml) (Worthington Biochemical) (the ratio of enzymes to fat should be 1:1:1) at 37°C for 30-45 minutes with constant stirring. After incubation, an equal volume of medium with serum is added to the sample and filtered through nylon membranes with a pore size of 100 μm (BD). The filtered suspension is centrifuged for 5 min at 200g, after which the supernatant is completely removed. The cell pellet is treated with erythrocyte lysis buffer (BD) until the solution turns red, after which it is centrifuged for 5 min at 200g. The supernatant is completely removed, and the pelleted cells are resuspended in the MSC growth medium. For culturing mesenchymal cells, the AdvanceSTEM™ support expansion and maintenance of undifferentiated human MSCs (HyClone) medium is used in combination with the addition of a 10% solution of AdvanceSTEM™ Stem Cell Growth Supplement (HyClone) and 100 U/ml antibiotic (HyClone). This medium was developed by the manufacturer (HyClone) for culturing undifferentiated MSCs, in particular cells derived from adipose tissue, without the addition of serum (http://www.thermo.com).
Выделенные МСК высевают в концентрации 200 тыс. в мл в чашках Петри и культивируют в среде роста в инкубаторе при 37°С и при 5%-ой концентрации СОг. При достижении 80% монослоя МСК ЖТ клетки пассируют. Для этого перед снятием с поверхности культурального пластика клетки трехкратно промывают раствором Версена. Затем наносят в каждую чашку по 1 мл реагента для диссоциации клеток HyQTase (HyClone). При приобретении клетками округлой формы и откреплении их от подложки в каждую культуральную емкость вносят по 9 мл среды роста и интенсивно пипетируют клеточную суспензию. Затем клетки рассевают в соотношении 1 :4. The isolated MSCs are seeded at a concentration of 200 thousand per ml in Petri dishes and cultivated in a growth medium in an incubator at 37°C and 5% CO2 concentration. When the AT MSC monolayer reaches 80%, the cells are passaged. For this purpose, the cells are washed three times with a Versen solution before being removed from the surface of the culture plastic. Then 1 ml of the HyQTase cell dissociation reagent (HyClone) is added to each dish. When the cells acquire a round shape and detach from the substrate, 9 ml of the growth medium is added to each culture container and the cell suspension is intensively pipetted. Then the cells are seeded in a ratio of 1:4.
Пример 2. Получение секретома МСК жировой ткани человека. Example 2. Obtaining the secretome of human adipose tissue MSCs.
Для получения секретома МСК жировой ткани 4-5 пассажа, достигшие 80% конфлюентности, промывали трёхкратно раствором Хэнкса с солями кальция и магния («ПанЭко», Россия). К чашкам добавляли среду DMEM с низким содержанием глюкозы DMEM containing low glucose, GlutaMAX™ Supplement, pyruvate (Gibco, США), далее DMEM, или среду, разработанную для поддержания роста МСК, NutriStem XF Medium (Biological Industries, Израиль) (далее - NutriStem), содержащих 100 Ед/мл пенициллина/стрептомицина. Клетки культивировали в течение 3-14 дней, после чего кондиционированную среду,
содержающую компоненты секретома МСК, собирали, очищали от клеточного дебриса путём центрифугирования в течение 10 мин при 300 g. To obtain the secretome of MSCs, 4-5 passage adipose tissue that had reached 80% confluency were washed three times with Hanks' solution with calcium and magnesium salts (PanEco, Russia). DMEM containing low glucose, GlutaMAX™ Supplement, pyruvate (Gibco, USA), hereinafter referred to as DMEM, or a medium developed to support the growth of MSCs, NutriStem XF Medium (Biological Industries, Israel) (hereinafter referred to as NutriStem), containing 100 U/ml penicillin/streptomycin were added to the dishes. The cells were cultured for 3-14 days, after which the conditioned medium, containing components of the MSC secretome, were collected and purified from cellular debris by centrifugation for 10 min at 300 g.
Пример 3. Концентрирование секретома МСК Example 3. Concentration of MSC secretome
Для концентрирования использовали фильтры для центрифуги «Апйсоп» (#Z740186, Merck, Германия) с размером пор, предназначенным для отсечения молекул размером меньше ЮкДа. Новые фильтры очищали и «забивали» белком за счет концентрирования 5 мл стерильной 1% фетальной бычьей сыворотки (Gibco, США) в растворе фосфатно-солевого буфера (ПанЭко, Россия) до минимального остаточного объема. Затем фильтр промывали 3 раза 70% этанолом за счет пропускания полного объема спирта через фильтры, а также 3 раза смесью 2% раствора пенициллина- стрептомицина в фосфатно-солевом буфере. Затем помещали в фильтры секретом МСК и откручивали его на фильтрах на скорости 3000 g до уменьшения объема концентрата в 25 раз по сравнению с начальным. Полученный концентрат отбирали для дальнейшего использования. После работы фильтры промывали раствором фосфатного солевого буфера, содержащего 100 Ед/мл пенициллина/стрептомицина. В том же растворе хранили фильтры при температуре +4С до следующего использования. For concentration, centrifuge filters "Apicon" (#Z740186, Merck, Germany) with a pore size designed to cut off molecules smaller than 10 kDa were used. New filters were cleaned and "clogged" with protein by concentrating 5 ml of sterile 1% fetal bovine serum (Gibco, USA) in a phosphate-buffered saline solution (PanEco, Russia) to a minimum residual volume. Then the filter was washed 3 times with 70% ethanol by passing the full volume of alcohol through the filters, and 3 times with a mixture of 2% penicillin-streptomycin solution in phosphate-buffered saline. Then the MSC secretome was placed in the filters and spun on the filters at a speed of 3000 g until the concentrate volume was reduced by 25 times compared to the initial one. The resulting concentrate was collected for further use. After work, the filters were washed with a solution of phosphate buffered saline containing 100 U/ml penicillin/streptomycin. The filters were stored in the same solution at a temperature of +4C until the next use.
Пример 4. Метод оценки концентрации VEGF, опосредованно стимулирующего сперматогенез, в секретоме мезенхимных стромальных клеток жировой ткани человека. Example 4. Method for assessing the concentration of VEGF, which indirectly stimulates spermatogenesis, in the secretome of mesenchymal stromal cells of human adipose tissue.
Для определения концентрации VEGF методом ELISA используют коммерческий набор фирмы R&D Systems (Human VEGF Quantikine ELISA Kit, cat#DVE00) или аналогичный. To determine the concentration of VEGF using the ELISA method, a commercial kit from R&D Systems (Human VEGF Quantikine ELISA Kit, cat#DVE00) or similar is used.
Используя стандартизированный раствор VEGF, готовят калибровочные пробы известной концентрации так, чтобы проба №1 содержала 500 пг/мл VEGF, каждая последующая содержала VEGF в 2 раза меньше. Проба №0 должна содержать только раствор Sample Diluent. Исследуемые образцы в количестве 100 мкл, а также стандартизированные образцы раствора VEGF троекратно наносят в лунки 96-ти луночного планшета и инкубируют на шейкере в течение 12 часов при 4°С. Планшет отмывают буфером Wash Buffer, и в каждую из лунок добавляют по 100 мкл биотинилированных мышиных моноклональных антител против VEGF человека. Через 3 часа инкубации планшеты отмывают, как описано выше. В каждую лунку наносят по 100 мкл раствора комплекса стрептавидин-пероксидаза хрена. Через 1 час планшет тщательно промывают и вносят в каждую лунку по 100
мкл прилагаемого к набору раствора субстрата ТМВ/Е. Планшет инкубируют при комнатной температуре в течение 15 минут, затем в каждую из лунок добавляют по 100 мкл стоп-буфера, и оценивают реакцию на спектрофотометре ELISA READER MICROPLATE READER Spectro при длине волны 450 нм. В качестве референсного используют уровень оптической плотности при длине волны 570 нм. Работу на аппарате осуществляют в соответствии с инструкцией. Using a standardized VEGF solution, prepare calibration samples of known concentration so that sample #1 contains 500 pg/ml VEGF, each subsequent sample contains 2 times less VEGF. Sample #0 should contain only the Sample Diluent solution. The test samples in the amount of 100 μl, as well as standardized samples of the VEGF solution, are applied three times to the wells of a 96-well plate and incubated on a shaker for 12 hours at 4°C. The plate is washed with Wash Buffer, and 100 μl of biotinylated mouse monoclonal antibodies against human VEGF are added to each well. After 3 hours of incubation, the plates are washed as described above. 100 μl of the streptavidin-horseradish peroxidase complex solution are applied to each well. After 1 hour, the plate is thoroughly washed and 100 ml of the solution is added to each well. µl of the TMB/E substrate solution supplied with the kit. The plate is incubated at room temperature for 15 minutes, then 100 µl of stop buffer is added to each well, and the reaction is assessed on an ELISA READER MICROPLATE READER Spectro spectrophotometer at a wavelength of 450 nm. The optical density level at a wavelength of 570 nm is used as a reference. The device is operated in accordance with the instructions.
Пример 6. Способ стимуляции восстановления сперматогенеза с помощью введения секретома МСК человека на модели химиотерапевтического повреждения доксорубицином. Example 6. Method for stimulating restoration of spermatogenesis by introducing human MSC secretome into a model of chemotherapeutic damage by doxorubicin.
Повреждающий агент доксорубицин для создания модели исследования вводили молодым половозрелым самцам мышей линии Black в виде раствора, приготовленного из лиофилазата, внутрибрюшинно. Исследования на животных проводили в соответствии с Директивой ЕС 201/63/EU и в согласовании с биоэтическим комитетом МГУ имени М.В. Ломоносова (номер заявки 90-ж). Животные взяты из питомника ИЦиГ СО РАН. The damaging agent doxorubicin was administered to young sexually mature male Black mice intraperitoneally in the form of a solution prepared from lyophilisate to create a research model. Animal studies were conducted in accordance with EU Directive 201/63/EU and in agreement with the Bioethics Committee of Lomonosov Moscow State University (application number 90-zh). Animals were taken from the nursery of the Institute of Cytology and Genetics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences.
Эксперименты выполняли на 45 половозрелых молодых мышах-самцах линии Black стандартных весовых характеристик. Все эксперименты выполняли в соответствии с требованием Хельсинкского соглашения о гуманном обращении с животными. Этим животным внутрибрюшинно вводили доксорубицин в виде раствора, приготовленного из лиофилизата. Доксорубицин вводился внутрибрюшинно с периодичностью 1 раз в 2 дня в дозе 1 мг/кг до достижения суммарной дозы 10 мг/кг. После окончания курса доксорубицина животным под белочную оболочку яичка вводили секретом МСК. Перед введением секретом МСК в 50-кратной концентрации смешивали с 2% гелем свиного коллагена (МакМеди, Москва, Россия) в объемном соотношении 1 :4 до достижения 10 -кратной концентрации для инъекций. The experiments were performed on 45 sexually mature young male Black mice of standard weight characteristics. All experiments were performed in accordance with the requirements of the Helsinki Accords on humane treatment of animals. These animals were injected intraperitoneally with doxorubicin as a solution prepared from the lyophilisate. Doxorubicin was injected intraperitoneally once every 2 days at a dose of 1 mg/kg to achieve a total dose of 10 mg/kg. After the completion of the doxorubicin course, the animals were injected with MSC secretion under the protein coat of the testicle. Before the administration, MSC secretion in a 50-fold concentration was mixed with 2% porcine collagen gel (McMedi, Moscow, Russia) in a volume ratio of 1:4 to achieve a 10-fold concentration for injections.
Оценку выраженности развившихся повреждений в яичках после курса доксорубицина и эффективность терапии секретомом МСК оценивали через 1 и 5 месяцев. Для этого удаляли яички с придатками и забирали образцы ткани яичек для гистологического исследования, которое проводили по стандартной методике с окраской гистологических срезом гематоксилином и эозином. Выраженность нарушения сперматогенеза оценивали по определению доли нормальных, восстанавливающихся и повреждённых семенных канальцев. Придатки яичка гомогенизировали в растворе 5% глюкозы в соотношении ткань/раствор 1 : 10 с
последующим определением в надосадочной жидкости количества активноподвижных и неподвижных сперматозоидов в камере Горяева по стандартной методике анализа спермограммы. The severity of damage developed in the testicles after a course of doxorubicin and the effectiveness of MSC secretome therapy were assessed after 1 and 5 months. For this purpose, the testicles with appendages were removed and testicular tissue samples were taken for histological examination, which was carried out using a standard technique with staining of histological sections with hematoxylin and eosin. The severity of spermatogenesis impairment was assessed by determining the proportion of normal, recovering and damaged seminiferous tubules. The appendages of the testicle were homogenized in a 5% glucose solution in a tissue/solution ratio of 1:10 s subsequent determination of the number of actively motile and immobile spermatozoa in the supernatant fluid in the Goryaev chamber using the standard spermogram analysis method.
Количество канальцев в экспериментальной группе значимо не изменяется по сравнению с группой нелеченных животных. The number of tubules in the experimental group does not change significantly compared to the group of untreated animals.
Результаты изучения количества сперматозоидов и их подвижности показали, что в группе, получающей инъекцию секретома МСК, через 5 месяцев после введения общее количество сперматозоидов составляет 6,2512*10л6, а количество подвижных сперматозоидов 0, 12316875 *10Л6, что значимо превышает данные показатели у животных с повреждением без терапии: 0,412* 10Л6 и 0,000687* 10л6 соответственно. The results of the study of the number of spermatozoa and their motility showed that in the group receiving the injection of the MSC secretome, 5 months after the administration, the total number of spermatozoa was 6.2512*10 L 6, and the number of motile spermatozoa was 0.12316875*10 L 6, which significantly exceeds these indicators in animals with damage without therapy: 0.412* 10 L 6 and 0.000687* 10 L 6, respectively.
Пример 7. Способ изучения вклада VEGF в восстановление сперматогенеза на модели химиотерапевтического повреждения доксорубицином. Example 7. Method for studying the contribution of VEGF to spermatogenesis restoration in a model of chemotherapeutic damage by doxorubicin.
Для изучения вклада VEGF в восстановление сперматогенеза мы смоделировали повреждение сперматогенеза доксорубицином по способу, описанному в примере 6. Были сформированы группы интактных мышей, мышей с повреждением сперматогенеза, мышей с терапией секретомом МСК, мышей, которые получили инъекцию секретома МСК с антителами к VEGF в концентрации 0,1 мкг/мл (ab36424, Abeam, США) и мышей, которые получили инъекцию секретома МСК с изотипическими контрольными антителами в концентрации в объёмной концентрации 1 :10000 (910801, Biolegend, USA). Перед введением секретом МСК или продукт секретома МСК с антителами в 50-кратной концентрации смешивали с 2% гелем свиного коллагена (МакМеди, Москва, Россия) в объемном соотношении 1 :4 до достижения 10-кратной концентрации для инъекций. To study the contribution of VEGF to the restoration of spermatogenesis, we modeled spermatogenesis damage by doxorubicin using the method described in Example 6. Groups of intact mice, mice with spermatogenesis damage, mice with MSC secretome therapy, mice that received an injection of MSC secretome with VEGF antibodies at a concentration of 0.1 μg/ml (ab36424, Abeam, USA), and mice that received an injection of MSC secretome with isotype control antibodies at a volume concentration of 1:10,000 (910801, Biolegend, USA) were formed. Before administration, MSC secretome or the MSC secretome product with antibodies at a 50-fold concentration was mixed with 2% porcine collagen gel (McMedi, Moscow, Russia) at a volume ratio of 1:4 to achieve a 10-fold concentration for injections.
Оценку выраженности эффекта блокирования VEGF антителами оценивали через 1 и 5 месяцев. Для этого удаляли яички с придатками и забирали образцы ткани яичек для гистологического исследования, которое проводили по стандартной методике с окраской гистологических срезом гематоксилином и эозином. Выраженность нарушения сперматогенеза оценивали по определению доли нормальных, восстанавливающихся и повреждённых семенных канальцев. Придатки яичка гомогенизировали в растворе 5% глюкозы в соотношении ткань/раствор 1 : 10 с последующим определением в надосадочной жидкости количества активно-
подвижных и неподвижных сперматозоидов в камере Горяева по стандартной методике анализа спермограммы. The severity of the effect of VEGF blocking by antibodies was assessed after 1 and 5 months. For this purpose, the testicles with appendages were removed and testicular tissue samples were taken for histological examination, which was carried out using a standard technique with staining of histological sections with hematoxylin and eosin. The severity of spermatogenesis impairment was assessed by determining the proportion of normal, recovering and damaged seminiferous tubules. The epididymis were homogenized in a 5% glucose solution in a tissue/solution ratio of 1:10, followed by determination of the amount of active motile and immobile spermatozoa in the Goryaev chamber using the standard spermogram analysis method.
Количество канальцев в экспериментальной группе значимо не изменяется по сравнению с группой нелеченных животных и животных с терапией секретомом мск. The number of tubules in the experimental group does not change significantly compared to the group of untreated animals and animals with MSC secretome therapy.
Результаты изучения количества сперматозоидов и их подвижности показали, что в группе, получающей инъекцию секретома МСК, через 5 месяцев после введения общее количество сперматозоидов составляет 6,2512*10л6, а количество подвижных сперматозоидов 0,12316875* 10Л6, при этом в группе, получающей инъекцию секретома МСК с антителами к VEGF, через 5 месяцев после введения общее количество сперматозоидов составляет 0,25*10Л6, а количество подвижных сперматозоидов 0, что говорит о значимом снижении эффекта восстановления сперматогенеза при блокировании VEGF в секретоме МСК. The results of the study of the number of spermatozoa and their motility showed that in the group receiving the injection of the MSC secretome, 5 months after the injection, the total number of spermatozoa is 6.2512*10 L 6, and the number of motile spermatozoa is 0.12316875*10 L 6, while in the group receiving the injection of the MSC secretome with antibodies to VEGF, 5 months after the injection, the total number of spermatozoa is 0.25*10 L 6, and the number of motile spermatozoa is 0, which indicates a significant decrease in the effect of spermatogenesis restoration when blocking VEGF in the MSC secretome.
Пример 8. Способ получения клеток Лейдига из яичек крыс. Example 8. Method for obtaining Leydig cells from rat testicles.
Восьмимесячных самцов крыс Wistar анестезировали в эксикаторе с использованием СО2 и скорости потока, которая вытесняла не менее 20% объема камеры в минуту. После остановки дыхания и отсутствия реакции на сдавливание подушечки лапы эвтанизировали крыс путем смещения шейных позвонков. Семенники крыс выделяли в раствор Хэнкса (ПанЭко, Россия) с 5% антибиотиком пенициллином/стрептомицином (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США) или аналогичным, переносили в 100-мм чашки для культивирования, удаляли белочную оболочку и затем промывали раствором Хэнкса 3 раза по 5 мл. Затем семенники переносили в 7-10 мл среды DMEM (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США) с 2,5 мг/мл трипсина и 10 мкг/мл ДНКазы на 4-10 мин при 34-35°С, периодически встряхивая. В результате интерстициальные клетки отделяются от семенных канальцев и находятся в суспензии в среде DMEM. Для инактивации ферментов добавляли 15-20 мл DMEM + 10% фетальной бычьей сыворотки (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США), осторожно перемешивали, переворачивая пробирку, а затем оставляли на 5-20 мин до оседания канальцев. Жидкую фракцию надосадочной жидкости с интерстициальными клетками переносили в новую пробирку. Процедуру перемешивания канальцев и удаления надосадочной жидкости повторяли 5 раз. Полученную клеточную суспензию центрифугировали при 300*g и ресуспендировали в DMEM:F12 с 1х пенициллином/стрептомицином, l x Glutamax-I (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США), l x пируват (Gibco, Thermo Fisher Scientific,
США), 2% фетальной бычьей сыворотки и 1х инсулин-трансферрин-селен добавки (ITS, ПанЭко, Россия). Затем суспензию клеток Лейдига пропускали через фильтр 100 мкм. Клетки Лейдига высаживали в 48-луночные планшеты и помещали в инкубатор с СО2 при 35°С. Eight-month-old male Wistar rats were anesthetized in a desiccator using CO2 and a flow rate that displaced at least 20% of the chamber volume per minute. After breathing ceased and there was no response to footpad compression, the rats were euthanized by cervical dislocation. Rat testes were isolated in Hanks' solution (PanEco, Russia) with 5% penicillin/streptomycin antibiotic (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) or similar, transferred to 100-mm culture dishes, the tunica albuginea removed, and then washed with Hanks' solution 3 times with 5 ml each. The testes were then transferred to 7-10 ml of DMEM medium (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) with 2.5 mg/ml trypsin and 10 μg/ml DNase for 4-10 min at 34-35°C, shaking periodically. As a result, the interstitial cells are separated from the seminiferous tubules and are in suspension in DMEM medium. To inactivate the enzymes, 15-20 ml of DMEM + 10% fetal bovine serum (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) were added, gently mixed by inverting the tube, and then left for 5-20 min until the tubules settled. The liquid fraction of the supernatant with interstitial cells was transferred to a new tube. The procedure of mixing the tubules and removing the supernatant was repeated 5 times. The resulting cell suspension was centrifuged at 300*g and resuspended in DMEM:F12 with 1x penicillin/streptomycin, lx Glutamax-I (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), lx pyruvate (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), 2% fetal bovine serum and 1x insulin-transferrin-selenium supplement (ITS, PanEco, Russia). The Leydig cell suspension was then passed through a 100 μm filter. Leydig cells were seeded in 48-well plates and placed in a CO2 incubator at 35°C.
Пример 9. Способ воспроизведения модели оценки стимуляции секреторной активности клеток Лейдига. Example 9. Method for reproducing the model for assessing the stimulation of secretory activity of Leydig cells.
Фракцию, обогащённую клетками Лейдига, высаживали в 48 -луночный планшет в количестве от 100 до 200 тыс на 1 см2. Клетки Лейдига высаживали в 48- луночный планшет в среде DMEM:F12 с добавлением 1х пенициллин/стрептомицин, I х Glutamax-I, I х пируват, 2% фетальной бычьей сыворотки и I х инсулин- трансферрин-селен (ITS). Объем среды составлял 350 мкл на лунку. Затем планшеты с клетками Лейдига помещали в СО2-инкубатор при 35 °C. На следующий день все лунки трижды промывали 500 мкл раствора Хэнкса («ПанЭко», Россия) и добавляли свежую среду для культивирования. В лунки контроля “2 день” добавляли среду DMEM:F12 без фенолового красного с низкой концентрацией глюкозы, содержащую I х пенициллин/стрептомицин. I х глутамакс-I и I х пируват. На следующий день лунки трижды промывали 500 мкл раствора Хэнкса и добавляли либо секретом МСК, либо среду DMEM:F12 без фенолового красного с низкой концентрацией глюкозы, содержащую I х пенициллин/стрептомицин. I х глутамакс-I и I х пируват. Из лунок контроля “2 день” секретом клеток Лейдига собирали и центрифугировали при 300xg в течение 10 мин. Полученный супернатант помещали на -80°С. Через два дня секретом клеток Лейдига из оставшихся лунок собирали и центрифугировали при 300xg в течение 10 мин. Полученный супернатант помещали на -80°С. The fraction enriched with Leydig cells was seeded in a 48-well plate in an amount of 100 to 200 thousand per 1 cm2. Leydig cells were seeded in a 48-well plate in DMEM:F12 medium with the addition of 1x penicillin/streptomycin, I x Glutamax-I, I x pyruvate, 2% fetal bovine serum and I x insulin-transferrin-selenium (ITS). The volume of the medium was 350 μl per well. Then the plates with Leydig cells were placed in a CO2 incubator at 35 °C. The next day, all wells were washed three times with 500 μl of Hanks' solution (PanEco, Russia) and fresh culture medium was added. Day 2 control wells were supplemented with phenol red-free, low glucose DMEM:F12 containing I x penicillin/streptomycin, I x glutamax-I, and I x pyruvate. The next day, the wells were washed three times with 500 μl of Hanks' solution and either MSC secretome or phenol red-free, low glucose DMEM:F12 containing I x penicillin/streptomycin, I x glutamax-I, and I x pyruvate were added. Leydig cell secretome was collected from day 2 control wells and centrifuged at 300 x g for 10 min. The resulting supernatant was placed at -80°C. After two days, Leydig cell secretome was collected from the remaining wells and centrifuged at 300 x g for 10 min. The resulting supernatant was placed at -80°C.
Пример 9. Способ использования замороженных клеток Лейдига. Example 9. Method of using frozen Leydig cells.
Поскольку не всегда возможно использовать клетки Лейдига сразу для эксперимента (например, для получения секретома МСК необходимо время), была опробована тест-система на замороженных клетках Лейдига для проверки их жизнеспособности и возможности после заморозки отвечать на стимуляцию секретомом МСК. Кроме того, возможность заморозки большого количества клеток позволит использовать меньшее число животных, что целесообразно с этической точки зрения. Since it is not always possible to use Leydig cells immediately for the experiment (for example, time is needed to obtain the MSC secretome), a test system was tested on frozen Leydig cells to check their viability and the ability to respond to stimulation with the MSC secretome after freezing. In addition, the ability to freeze a large number of cells will allow using a smaller number of animals, which is appropriate from an ethical point of view.
Суспензию клеток Лейдига, полученную по примеру 8, центрифугировали 300g 10 минут, удаляли супернатант. Полученный осадок ресуспендировали в необходимом количестве смеси, содержащей 10% DMSO и 90% фетальной бычьей
сыворотки до достижения концентрации 1 млн клеток в 1 мл смеси. Затем полученную суспензию замораживали в аликвотах в криовиалах объёмом 1 мл на - 80С. Аликвоты хранили в жидком азоте. The Leydig cell suspension obtained in Example 8 was centrifuged at 300g for 10 minutes, and the supernatant was removed. The resulting sediment was resuspended in the required amount of a mixture containing 10% DMSO and 90% fetal bovine serum until a concentration of 1 million cells in 1 ml of the mixture was achieved. The resulting suspension was then frozen in aliquots in 1 ml cryovials at - 80C. The aliquots were stored in liquid nitrogen.
При необходимости аликвоты размораживались, разводились двумя объемами среды DMEM, центрифугировались 300 g 5 минут, затем разводились необходимым количеством культивируемой среды. Клетки Лейдига высаживали в 48-луночные планшеты и помещали в инкубатор с СО2 при 35°С. If necessary, aliquots were defrosted, diluted with two volumes of DMEM medium, centrifuged at 300 g for 5 minutes, and then diluted with the required amount of culture medium. Leydig cells were seeded in 48-well plates and placed in a CO2 incubator at 35°C.
Было показано, что клетки Лейдига выживают после заморозки и сохраняют способность отвечать на исследуемые сигналы. Leydig cells have been shown to survive freezing and retain the ability to respond to the signals studied.
Пример 10. Способ получения клеток Лейдига из яичек мыши. Example 10. Method for obtaining Leydig cells from mouse testicles.
Трёхмесячных самцов мышей Black анестезировали в эксикаторе с использованием СО2 и скорости потока, которая вытесняла не менее 20% объема камеры в минуту. После остановки дыхания и отсутствия реакции на сдавливание подушечки лапы эвтанизировали крыс путем смещения шейных позвонков. Семенники крыс выделяли в раствор Хэнкса (ПанЭко, Россия) с 5% антибиотиком пенициллином/стрептомицином (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США) или аналогичным, переносили в 100-мм чашки для культивирования, удаляли белочную оболочку и затем промывали раствором Хэнкса 3 раза по 5 мл. Затем семенники переносили в 7-10 мл среды DMEM (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США) с 2,5 мг/мл трипсина и 10 мкг/мл ДНКазы на 4-10 мин при 34-35°С, периодически встряхивая. В результате интерстициальные клетки отделяются от семенных канальцев и находятся в суспензии в среде DMEM. Для инактивации ферментов добавляли 15-20 мл DMEM + 10% фетальной бычьей сыворотки (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США), осторожно перемешивали, переворачивая пробирку, а затем оставляли на 5-20 мин до оседания канальцев. Жидкую фракцию надосадочной жидкости с интерстициальными клетками переносили в новую пробирку. Процедуру перемешивания канальцев и удаления над осад очной жидкости повторяли 5 раз. Полученную клеточную суспензию центрифугировали при 300*g и ресуспендировали в DMEM:F12 с 1х пенициллином/стрептомицином, l x Glutamax-I (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США), l x пируват (Gibco, Thermo Fisher Scientific, США), 2% фетальной бычьей сыворотки и 1х инсулин-трансферрин-селен добавки (ITS, ПанЭко, Россия). Затем суспензию клеток Лейдига пропускали через фильтр 100 мкм и разводили в 1 мл среды DMEM. Полученный объём наносили на градиент Перколла и центрифугировали 800g 30 минут и 200g 10 минут. Фракцию Перкола,
содержащую клетки Лейдига, отбирали, разводили в объёме среды DMEM, перемешивали и центрифугировали 300g 10 минут. Супернатант отбирали, а осадок с клетками Лейдига ресуспендировали в необходимом растворе среды культивирования. Клетки Лейдига высаживали в 48-луночные планшеты и помещали в инкубатор с СО2 при 35°С.
Three-month-old male Black mice were anesthetized in a desiccator using CO2 at a flow rate that displaced at least 20% of the chamber volume per minute. After breathing ceased and there was no response to footpad compression, the rats were euthanized by cervical dislocation. Rat testes were isolated in Hanks' solution (PanEco, Russia) with 5% penicillin/streptomycin antibiotic (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) or similar, transferred to 100-mm culture dishes, the tunica albuginea removed, and then washed with Hanks' solution 3 times with 5 ml each. The testes were then transferred to 7-10 ml of DMEM medium (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) with 2.5 mg/ml trypsin and 10 μg/ml DNase for 4-10 min at 34-35°C, shaking periodically. As a result, the interstitial cells are separated from the seminiferous tubules and are in suspension in the DMEM medium. To inactivate the enzymes, 15-20 ml of DMEM + 10% fetal bovine serum (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA) were added, gently mixed by inverting the tube, and then left for 5-20 min until the tubules settled. The liquid fraction of the supernatant with interstitial cells was transferred to a new tube. The procedure of mixing the tubules and removing the supernatant fluid was repeated 5 times. The resulting cell suspension was centrifuged at 300*g and resuspended in DMEM:F12 with 1x penicillin/streptomycin, lx Glutamax-I (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), lx pyruvate (Gibco, Thermo Fisher Scientific, USA), 2% fetal bovine serum and 1x insulin-transferrin-selenium supplement (ITS, PanEco, Russia). Then the Leydig cell suspension was passed through a 100 μm filter and diluted in 1 ml of DMEM medium. The resulting volume was applied to a Percoll gradient and centrifuged at 800g for 30 minutes and 200g for 10 minutes. The Percoll fraction, containing Leydig cells were collected, diluted in a volume of DMEM medium, mixed and centrifuged at 300g for 10 minutes. The supernatant was collected, and the pellet with Leydig cells was resuspended in the required solution of the culture medium. Leydig cells were planted in 48-well plates and placed in an incubator with CO2 at 35°C.
Claims
1. Тест-система для определения специфической активности терапевтического агента, стимулирующего регенерацию ткани, с помощью оценки секреторной активности модельных клеток, включающая модельные клетки, предварительно выделенные и высаженные на поверхность культуральной ёмкости, или замороженные сразу после выделения из ткани, культуральную среду, поддерживающую их рост и секреторную активность, среду для кондиционирования модельных клеток, раствор для отмывки клеток, набор для измерения специфического секреторного фактора методом иммуноферментного анализа в количестве не менее 12 экспериментальных лунок. 1. A test system for determining the specific activity of a therapeutic agent that stimulates tissue regeneration by assessing the secretory activity of model cells, including model cells that have been previously isolated and planted on the surface of a culture container, or frozen immediately after isolation from the tissue, a culture medium that supports their growth and secretory activity, a medium for conditioning the model cells, a solution for washing the cells, a kit for measuring a specific secretory factor using an enzyme immunoassay in a quantity of at least 12 experimental wells.
2. Тест-система по п.1, характеризующаяся тем, что ее применяют для оценки специфической активности терапевтических агентов, или для выяснения клеточных механизмов действия терапевтических агентов через влияние на секреторную активность модельных клеток, или для выявления ключевого действующего компонента в составе многокомпонентного терапевтического средства. 2. The test system according to item 1, characterized in that it is used to evaluate the specific activity of therapeutic agents, or to clarify the cellular mechanisms of action of therapeutic agents through the influence on the secretory activity of model cells, or to identify the key active component in the composition of a multicomponent therapeutic agent.
3. Способ оценки секреторной активности с использованием тест-системы по п.1, характеризующийся тем, что модельные клетки предварительно выделяют из ткани или используют замороженные сразу после выделения клетки с последующим размораживанием, культивируют клетки до достижения количества не менее 120 тыс. на см2 культуральной емкости в среде роста, взятой в количестве не менее 100 мкл на 25-50 тыс. клеток, отмывают клетки, осуществляют кондиционирование для накопления секреторного фактора, а затем дважды проводят измерение уровня секреции клетками специфического секреторного фактора, при этом параллельно с началом кондиционирования для проведения второго измерения добавляют в тест-систему по п.1 терапевтический агент с последующим определением изменения уровня секреции специфического секреторного фактора через 48±24 часов после его добавления. 3. A method for assessing secretory activity using the test system according to claim 1, characterized in that the model cells are preliminarily isolated from the tissue or frozen cells are used immediately after isolation with subsequent defrosting, the cells are cultured until they reach a quantity of at least 120 thousand per cm2 of the culture capacity in a growth medium taken in an amount of at least 100 μl per 25-50 thousand cells, the cells are washed, conditioning is carried out to accumulate the secretory factor, and then the level of secretion of a specific secretory factor by the cells is measured twice, while in parallel with the start of conditioning, a therapeutic agent is added to the test system according to claim 1 to carry out the second measurement, followed by determining the change in the level of secretion of a specific secretory factor 48±24 hours after its addition.
4. Способ по и. 3, характеризующийся тем, что терапевтический агент разводят в базальной бессывороточной среде. 4. The method according to item 3, characterized in that the therapeutic agent is diluted in a basal serum-free medium.
5. Способ по п.З, характеризующийся тем, что к клеткам добавляют терапевтический агент, воздействующий на секреторную активность модельных клеток в количестве 100 мкл на 25-50 тыс. клеток.
5. The method according to paragraph 3, characterized in that a therapeutic agent affecting the secretory activity of model cells is added to the cells in an amount of 100 μl per 25-50 thousand cells.
6. Способ по п. 3, характеризующийся тем, что модельные клетки высаживают в культуральные емкости, способствующие прикреплению и распластыванию клеток и поддержанию их жизнеспособности в питательной среде роста. 6. The method according to item 3, characterized in that the model cells are planted in culture containers that facilitate the attachment and spreading of cells and maintain their viability in the growth nutrient medium.
7. Способ по и.6, характеризующийся тем, что в качестве культуральных емкостей используют 48-луночные и 96-луночные планшеты. 7. The method according to I.6, characterized in that 48-well and 96-well plates are used as culture containers.
8. Способ по и.7, характеризующийся тем, что наносят 35О±5О мкл в 48-луночный и 15(Н-50 мкл в 96 луночный планшет среды для клеток или тестируемого агента.8. The method according to I.7, characterized in that 350±50 µl of the cell medium or test agent is applied to a 48-well plate and 15(H-50 µl to a 96-well plate.
9. Способ по п.З, характеризующийся тем, что в качестве модельных клеток используют клетки Лейдига или клетки Сертоли, включая иммортализованные клетки. 9. The method according to paragraph 3, characterized in that Leydig cells or Sertoli cells, including immortalized cells, are used as model cells.
10. Способ по п.З, характеризующаяся тем, что модельные клетки выделяют из семенников животных. 10. The method according to paragraph 3, characterized in that the model cells are isolated from the testes of animals.
11. Способ по и. 10, характеризующийся тем, что в качестве животных могут быть использованы мыши или крысы, при этом первое измерение уровня секреции клетками специфического секреторного фактора проводят через 48 часов для клеток крыс и через 72 часа для клеток мышей (контроль 1), а второе измерение проводят через 96 часов для клеток крыс и через 120 часов для клеток мышей (контроль 2) после начала тестирования. 11. The method according to claim 10, characterized in that mice or rats can be used as animals, wherein the first measurement of the level of secretion of a specific secretory factor by cells is carried out after 48 hours for rat cells and after 72 hours for mouse cells (control 1), and the second measurement is carried out after 96 hours for rat cells and after 120 hours for mouse cells (control 2) after the start of testing.
12. Способ по и.11, характеризующийся тем, что модельные клетки используют в культуре сразу после выделения или после замораживания и последующего размораживания, при этом замораживание производят сразу после выделения.12. The method according to item 11, characterized in that the model cells are used in culture immediately after isolation or after freezing and subsequent thawing, with freezing being performed immediately after isolation.
13. Способ по п.З, характеризующийся тем, что в среде клеток Лейдига измеряют тестостерон. 13. The method according to item 3, characterized in that testosterone is measured in the Leydig cell medium.
14. Способ по и.13, характеризующийся тем, что тестостерон измеряют методом иммуноферментного анализа с помощью коммерческого набора, в состав которого входят стандартные растворы тестостерона, буфер для отмывки, раствор концентрата конъюгата HRP, субстрат ТМВ, раствор для прекращения реакции, 96-луночный планшет с антителами к тестостерону. 14. The method according to item 13, characterized in that testosterone is measured by the enzyme immunoassay method using a commercial kit, which includes standard testosterone solutions, a washing buffer, a solution of HRP conjugate concentrate, a TMB substrate, a solution for stopping the reaction, and a 96-well plate with antibodies to testosterone.
15. Способ по и.13, характеризующийся тем, что уровень тестостерона через 96-120 часов после выделения клеток Лейдига должен быть ниже уровня тестостерона через 48-72 часов после выделения клеток Лейдига не менее чем на 30%. 15. The method according to item 13, characterized in that the testosterone level 96-120 hours after the isolation of Leydig cells should be lower than the testosterone level 48-72 hours after the isolation of Leydig cells by at least 30%.
16. Способ по и. 3, характеризующийся тем, что для культивирования модельных клеток используется культуральная среда, поддерживающая их рост и секреторную активность.
16. The method according to item 3, characterized in that a culture medium that supports their growth and secretory activity is used to cultivate model cells.
17. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что среда, поддерживающая рост клеток Лейдига и их секреторную активность, представляет собой раствор, содержащий базовую среду - ДМЕМ-Ф12 с 1х антибиотиком, 1х глутамата, 1х пирувата, 2% фетальную бычью сыворотку и 1% ITS. 17. The method according to claim 16, characterized in that the medium supporting the growth of Leydig cells and their secretory activity is a solution containing a basic medium - DMEM-F12 with 1x antibiotic, 1x glutamate, 1x pyruvate, 2% fetal bovine serum and 1% ITS.
18. Способ по и. 3, характеризующийся тем, что в качестве среды для кондиционирования модельных клеток с целью оценки их секреторной активности используется среда роста, поддерживающая жизнеспособность клеток в течение всего срока кондиционирования и не содержащая измеряемых факторов в детектируемых количествах. 18. The method according to item 3, characterized in that a growth medium that maintains the viability of the cells throughout the entire conditioning period and does not contain measurable factors in detectable quantities is used as a medium for conditioning the model cells for the purpose of assessing their secretory activity.
19. Способ по и. 18, характеризующийся тем, что в качестве среды для кондиционирования для клеток Лейдига для оценки секреторной активности используется ДМЕМ с содержанием глюкозы не более 1 г/л, без фенолового красного или другая среда роста, поддерживающая жизнеспособность клеток в течение всего срока кондиционирования и не содержащая измеряемых факторов в детектируемых количествах. 19. The method according to claim 18, characterized in that DMEM with a glucose content of no more than 1 g/l, without phenol red, or another growth medium that maintains the viability of the cells throughout the entire conditioning period and does not contain measurable factors in detectable quantities is used as a conditioning medium for Leydig cells for assessing secretory activity.
20. Способ по п.З, характеризующийся тем, что кондиционирование модельных клеток для накопления секретируемого фактора проводят в течение 24-48 часов. 20. The method according to item 3, characterized in that the conditioning of model cells for the accumulation of the secreted factor is carried out for 24-48 hours.
21. Способ по п.З, характеризующийся тем, что в качестве буферного раствора для отмывки модельных клеток от компонентов среды роста используют раствор Хэнкса, при этом отмывку клеток осуществляют трех-пятикратным размещением клеток в упомянутый раствор из расчета 0,1 -0,2 мл раствора на см2 клеток на 5-10 минут. 21. The method according to item 3, characterized in that Hanks' solution is used as a buffer solution for washing model cells from components of the growth medium, wherein the cells are washed by placing the cells in the said solution three to five times at a rate of 0.1-0.2 ml of solution per cm2 of cells for 5-10 minutes.
22. Способ по п.З, характеризующийся тем, что проводят измерение концентрации специфического секреторного фактора в кондиционированной среде модельных клеток. 22. The method according to paragraph 3, characterized in that the concentration of a specific secretory factor is measured in the conditioned medium of model cells.
23. Способ по и.28, характеризующийся тем, что для получения кондиционированной среды модельных клеток необходимо собрать среду в лунках KI, К2 и в лунках с добавленным терапевтическим агентом, удалить клеточный дебрис методом центрифугирования при 200-300g 5-10 минут и собрать полученный супернатант для дальнейшего анализа специфического секреторного фактора. 23. The method according to i. 28, characterized in that in order to obtain the conditioned medium of the model cells, it is necessary to collect the medium in the wells KI, K2 and in the wells with the added therapeutic agent, remove the cellular debris by centrifugation at 200-300g for 5-10 minutes and collect the resulting supernatant for further analysis of the specific secretory factor.
24. Способ по и. 22, характеризующийся тем, что измерение концентрации факторов, секретируемых целевыми клетками, проводят методом иммуноферментного анализа или методом хроматографического анализа, или методом спектроскопического анализа, или методом вестерн-блоттинга.
24. The method according to item 22, characterized in that the measurement of the concentration of factors secreted by target cells is carried out by an enzyme-linked immunosorbent assay, or a chromatographic assay, or a spectroscopic assay, or a Western blotting method.
25. Способ по п.З, характеризующийся тем, что выводы о специфической активности терапевтического агента делают на основании сравнения уровня секреции относительно контролей. 25. The method according to paragraph 3, characterized in that conclusions about the specific activity of the therapeutic agent are made on the basis of a comparison of the level of secretion relative to controls.
26. Способ по и. 25, характеризующийся тем, что, если терапевтический агент не изменяет уровень секреции относительно контроля 2, делают вывод об отсутствии эффективности. 26. The method according to claim 25, characterized in that if the therapeutic agent does not change the level of secretion relative to control 2, a conclusion is made about the lack of effectiveness.
27. Способ по и. 25, характеризующийся тем, что, если терапевтический агент снижает уровень секреции относительно контроля 2, то делают вывод о его ингибирующем воздействии на секрецию. 27. The method according to item 25, characterized in that if the therapeutic agent reduces the level of secretion relative to control 2, then a conclusion is made about its inhibitory effect on secretion.
28. Способ по и. 25, характеризующийся тем, что, если терапевтический агент увеличивает уровень секреции относительно контроля 2, но не достигает значений контроля 1, то делают вывод о частичном восстановлении секреторной функции. 28. The method according to claim 25, characterized in that if the therapeutic agent increases the level of secretion relative to control 2, but does not reach the values of control 1, then a conclusion is made about partial restoration of the secretory function.
29. Способ по и. 25, характеризующийся тем, что в случае, если значение терапевтического агента достигает значений контроля 1, то делают вывод о полном восстановлении секреторной функции. 29. The method according to item 25, characterized by the fact that if the value of the therapeutic agent reaches the control value 1, then a conclusion is made about the complete restoration of the secretory function.
30. Способ по и. 25, характеризующийся тем, что в случае, если терапевтический агент приводит к превышению значений контроля 1, то делают вывод о гиперстимулирующей активности. 30. The method according to item 25, characterized in that if the therapeutic agent leads to an excess of control values 1, then a conclusion is made about hyperstimulating activity.
31. Способ по п.З, характеризующийся тем, что в качестве терапевтических агентов могут использованы как препараты с одним действующим веществом, так и многокомпонентные препараты.
31. The method according to paragraph 3, characterized in that both drugs with one active substance and multicomponent drugs can be used as therapeutic agents.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2023103877A RU2825785C2 (en) | 2023-02-20 | Test system for evaluating stimulation of secretory activity of model cells with therapeutic agents aimed at restoring spermatogenesis | |
RU2023103877 | 2023-02-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024177532A1 true WO2024177532A1 (en) | 2024-08-29 |
Family
ID=92501244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2023/050293 WO2024177532A1 (en) | 2023-02-20 | 2023-12-15 | Assay for evaluating the secretory activity of model cells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024177532A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1496778A1 (en) * | 1987-06-20 | 1989-07-30 | Горьковский государственный медицинский институт им.С.М.Кирова | Method of determining secretory activity of stomach |
RU2632446C1 (en) * | 2016-10-25 | 2017-10-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for evaluation of small salivary glands secretory function |
EA034065B1 (en) * | 2012-02-14 | 2019-12-24 | Вашингтон Стейт Юниверсити | Feeder-free method for culture of bovine and porcine spermatogonial stem cells |
-
2023
- 2023-12-15 WO PCT/RU2023/050293 patent/WO2024177532A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1496778A1 (en) * | 1987-06-20 | 1989-07-30 | Горьковский государственный медицинский институт им.С.М.Кирова | Method of determining secretory activity of stomach |
EA034065B1 (en) * | 2012-02-14 | 2019-12-24 | Вашингтон Стейт Юниверсити | Feeder-free method for culture of bovine and porcine spermatogonial stem cells |
RU2632446C1 (en) * | 2016-10-25 | 2017-10-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for evaluation of small salivary glands secretory function |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JOY JIAO ET AL.: "A Mesenchymal Stem Cell Potency Assay", METHODS MOL BIOL., vol. 677, 2011, pages 221 - 231 * |
SAGARADZE G.D.: "Uchastie sekretoma mezenkhimnykh stromal'nykh kletok v vosstanovlenii spermatogeneza", AVTOREFERAT DISSERTATSII NA SOISKANIE UCHENOY STEPENI KANDIDATA BIOLOGICHESKIKH NAUK, 2019, Moscow, Retrieved from the Internet <URL:https://www.dissercat.com/content/uchastie-sekretoma-mezenkhimnykh-stromalnykh-kletok-v-vosstanovlenii-spermatogeneza?ysclid=Isklohb7fn384166848/read/read> * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cassano et al. | Inflammatory licensed equine MSCs are chondroprotective and exhibit enhanced immunomodulation in an inflammatory environment | |
Donahoe et al. | The production of Mullerian inhibiting substance by the fetal, neonatal and adult rat | |
CN102281883A (en) | Composition comprising mesenchymal stem cells or culture solution of mesenchymal stem cells for the prevention or treatment of neural diseases | |
NAZ et al. | Interleukin‐6 enhances the fertilizing capacity of human sperm by increasing capacitation and acrosome reaction | |
JP2021058218A (en) | Modulation of angiogenesis | |
US11085019B2 (en) | Precursory regulatory cytotrophoblast cells and uses thereof | |
Carrasco et al. | The dynamics of trkA expression in the bovine ovary are associated with a luteotrophic effect of ovulation-inducing factor/nerve growth factor (OIF/NGF) | |
Arévalo-Turrubiarte et al. | Analysis of mesenchymal cells (MSCs) from bone marrow, synovial fluid and mesenteric, neck and tail adipose tissue sources from equines | |
Bucci et al. | Characterization of alkaline phosphatase activity in seminal plasma and in fresh and frozen–thawed stallion spermatozoa | |
Wang et al. | In vitro activation of cryopreserved ovarian tissue: a single-arm meta-analysis and systematic review | |
WO2024177532A1 (en) | Assay for evaluating the secretory activity of model cells | |
RU2825785C2 (en) | Test system for evaluating stimulation of secretory activity of model cells with therapeutic agents aimed at restoring spermatogenesis | |
RU2714461C1 (en) | Method for assessing of scaffolds biocompatibility | |
Sharma et al. | Limited spermatogenic differentiation of testicular tissue from prepubertal marmosets (Callithrix jacchus) in an in vitro organ culture system | |
Taherzadeh et al. | Influence of human skin injury on regeneration of sensory neurons | |
Gruber et al. | Prostaglandin E1 and misoprostol increase epidermal growth factor production in 3D-cultured human annulus cells | |
Bukovsky et al. | Ovarian germ cells | |
Funk et al. | Assessing the expression of major histocompatibility complex class I on primary murine hippocampal neurons by flow cytometry | |
US20100203634A1 (en) | Inhibition of stem cell differentiation, enhancement of proliferation and selective induction of apoptosis by Wnt factors | |
Fujiwara et al. | Effect of platelet lysate on Schwann-like cell differentiation of equine bone marrow-derived mesenchymal stem cells | |
Kondo et al. | Inhibitory effects of human serum on human fetal skin fibroblast migration: migration-inhibitory activity and substances in serum, and its age-related changes | |
Čačković | Isolation and characterisation of bovine muscle stem cell progenitors | |
Bobilya | A model for transport studies of the blood–brain barrier | |
Quam et al. | Equine bone marrow MSC‐derived extracellular vesicles mitigate the inflammatory effects of interleukin‐1β on navicular tissues in vitro | |
Smith et al. | Quantitative assessment of neurite outgrowth over growth promoting or inhibitory substrates |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23924384 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |