Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.

Artículo de método

Vitrificación de gotas a granel para la preservación de hepatocitos primarios

5.6K visualizaciones

⸱

DOI:

10.3791/60250

⸱

25 de octubre de 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

En este artículo

Resumen

Este manuscrito describe un método de criopreservación libre de hielo para grandes cantidades de hepatocitos de rata mediante el cual las células primarias son preincubante con agentes crioprotectores a baja concentración y vitrificadas en grandes gotas.

Resumen

La vitrificación es una alternativa prometedora sin hielo para la criopreservación clásica de muestras biológicas a cámara lenta (a aproximadamente 1 oC/min). La vitrificación requiere tasas de enfriamiento extremadamente rápidas para lograr la transición del agua a la fase de vidrio evitando la formación de hielo perjudicial. Aunque la preincubación con agentes crioprotectores (CPA) puede reducir la tasa de enfriamiento crítico de las muestras biológicas, generalmente se necesitan altas concentraciones para permitir la criopreservación sin hielo por vitrificación. Como resultado, la vitrificación se ve obstaculizada por la toxicidad del CPA y restringida a pequeñas muestras que se pueden enfriar rápidamente. Recientemente se demostró que estas limitaciones inherentes pueden ser superadas por la vitrificación de gotas masivas. Usando este método novedoso, las células se preincuban primero con una baja concentración de CPA intracelular. Aprovechando la deshidratación osmótica rápida, el CPA intracelular se concentra directamente antes de la vitrificación, sin la necesidad de equilibrar completamente las concentraciones tóxicas de CPA. La deshidratación celular se realiza en un dispositivo fluido e integrado con una generación continua de alto rendimiento de gotas de gran tamaño que se vitrifican en nitrógeno líquido. Este método de criopreservación sin hielo con una toxicidad mínima de CPA es adecuado para grandes cantidades de células y resulta en una mayor viabilidad de los hepatocitos y la función metabólica en comparación con la criopreservación clásica de congelación lenta. Este manuscrito describe los métodos para la vitrificación exitosa de gotas masivas en detalle.

Introducción

La pérdida de viabilidad celular y la función metabólica después de la criopreservación de hepatocitos sigue siendo un problema importante que limita las aplicaciones clínicas1,2,3. El método de referencia de criopreservación de hepatocitos es la congelación lenta, que se realiza preincubando los hepatocitos con CPA (dimetil sulfóxido [DMSO], glucosa y albúmina) y posterior congelación de la velocidad controlada (aproximadamente 1 oC/min) a temperaturas criogénicas4,5. A pesar de muchas optimizaciones reportadas, la t....

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Protocolo

Los principales aislamientos de hepatocitos para este protocolo fueron realizados por el Núcleo de Recursos Celulares (CRC) en el Hospital General de Massachusetts, Boston, Massachusetts, EE. UU. El protocolo animal (#2011N000111) fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) del Hospital General de Massachusetts.

1. Vitrificación de gotas a granel

  1. Preparar las soluciones de vitrificación.
    1. Añadir 40 mg de albúmina sérica bovina (BSA) a 17,0 ml de la solución de la Universidad de Wisconsin (UW) para hacer la solución de vitrificación 1 (V1). Filtrar estérilmente la solución....

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Resultados

Los hepatocitos primarios recién aislados de cinco hígados de rata diferentes se utilizaron para una comparación directa de la vitrificación de gotas a granel con la criopreservación clásica utilizando los protocolos preeminentes de congelación lenta reportados en la literatura4, 5. En resumen, los hepatocitos fueron suspendidos en UW complementados con BSA (2,2 mg/ml), glucosa (333 mM) y DMSO (10% v/v) y congelados utilizando un congelador de velocidad controla.......

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Discusión

La criopreservación de hepatocitos por congelación lenta da como resultado una menor viabilidad y función metabólica. La vitrificación ofrece una alternativa prometedora para la criopreservación clásica, ya que la lesión por congelación se evita por completo9. Sin embargo, se requiere la preincubación con CPAs para reducir la velocidad de enfriamiento crítica8. En consecuencia, la vitrificación se ve obstaculizada por la toxicidad del CPA17 y limitad.......

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Divulgaciones

Los autores declaran intereses financieros en competencia. Los Doctores de Vries, Weng, Toner, Tessier y Uygun tienen solicitudes provisionales de patente pertinentes para este estudio. El Dr. Uygun tiene un interés financiero en Organ Solutions, una empresa enfocada en el desarrollo de tecnología de preservación de órganos. Todos los intereses del investigador son administrados por MGH y Partners HealthCare de acuerdo con sus políticas de conflicto de intereses.

Agradecimientos

La financiación de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (R01DK096075, R01DK107875 y R01DK114506) y del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD RTRP W81XWH-17-1-0680) es muy reconocida.

....

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
BD Jeringas desechables de 3 mL con puntas Luer-LokFisher Scientific14-823-435
Vaso de precipitadosSigma-AldrichCLS1000-250
Belzer UW Solución de almacenamiento en fríoBridge to LifeBUW-001
Albúmina de suero bovinoSigma-AldrichA7906
Cole-Parmer Luer femenino a 1/16" de perfil bajo Lengüeta de tubo semirrígido, PPCole-ParmerEW-45508-12
Tanque de estrobo criogénico / CryotankChart IndustriesMVE 800
Dimethyl sulfoxideSigma-AldrichD8418
DMEM, polvo, alta glucosa, piruvatoLife Technologies12800-082
EtilenglicolSigma-Aldrich107-21-1
PinzasextralargasFisher Scientific10-316C
Fisherbrand Tubos de centrífuga de plástico de lectura fácil de alta velocidad - Cierre superior planoFisher Scientific06-443-18
Hilo de pescarStrenSOFS4-15
Nitrógeno líquidoAirgas7727-37-9
Masterflex L/S Tubo de silicona curado con platino, L/S 14Cole-ParmerEW-96410-14
Puntas de mezcla, para usar con 3HPW1Grainger3WRL7
Nalgene Embudo de polvo de polipropilenoThermoFisher4252-0100
Aguja 20 gaBecton Dickinson (BD)305175
Parafilm M - Película flexibleSigma-AldrichP7793-1EA
Hoja de afeitarFisher Scientific12-640
EspátulaCole-ParmerEW-06369-18  Filtro estéril
SteriflipFisher ScientificSE1M179M6
Sacarosa (Cristalino/Certificado ACS)BombaFisher Scientific S5-500
NewEra Pump Systems Inc.NE-1000
Contenedor de nitrógeno líquido de sobremesa Thermo-FlaskThermoFisher2122
de jeringa

Referencias

  1. Carpentier, B., Gautier, A., Legallais, C. Artificial and bioartificial liver devices: present and future. Gut. 58 (12), 1690-1702 (2009).
  2. Fox, I. J., Chowdhury, J. R. Hepatocyte transplantation: Hepatocyte transplantation. American Journal of Transplantation. 4....

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Reimpresiones y permisos

Explorar más artículos

Agentes crioprotectoresdeshidratación osmóticadispositivo fluídiconitrógeno líquidoviabilidad de hepatocitosfunción metabólicasolución de recalentamientocriopreservación celular