Применение электроаналитических методовдля характеристики клеток человека
- Авторы: Сайфуллина ДВ1, Шахмаева ИИ1, Бондарь ОВ1, Абдуллин ТИ1
-
Учреждения:
- Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», Казань
- Выпуск: Том 7, № 1 (2012)
- Страницы: 86-91
- Раздел: Статьи
- Статья получена: 11.01.2023
- Статья опубликована: 15.03.2012
- URL: https://genescells.ru/2313-1829/article/view/121695
- DOI: https://doi.org/10.23868/gc121695
- ID: 121695
Цитировать
Полный текст
![Открытый доступ](https://genescells.ru/lib/pkp/templates/images/icons/text_open.png)
![Доступ закрыт](https://genescells.ru/lib/pkp/templates/images/icons/text_unlock.png)
![Доступ закрыт](https://genescells.ru/lib/pkp/templates/images/icons/text_lock.png)
Аннотация
востребованность информативных и экспрессных методов
оценки жизнеспособности и физиологической активности
клеток человека. В работе исследованы возможности новых
инструментов для комплексного анализа биоэлектрохими-
ческих свойств клеток: поверхностного заряда клеточной
мембраны и окислительно-восстановительной активности
метаболитов. С применением анализатора динамического
светорассеяния Malvern Zetasizer (Malvern Instruments)
предложен подход к характеристике дзета-потенциала
клеток человека и выявления на их поверхности фосфа-
тидилсерина - раннего маркера апоптоза. На основе мо-
дифицированных электродов разработаны сенсоры, обла-
дающие высокой чувствительностью к электроактивным
метаболитам клеток: антиоксидантам и макроэргическим
молекулам. Сенсоры применены для оценки метаболиче-
ской активности/энергетического статуса клеток человека.
Электрохимический сигнал адениновых нуклеотидов клеток
на поверхности сенсора коррелирует с внутриклеточным
содержанием АТФ по данным люциферазного метода и
более чувствителен к изменению жизнеспособности кле-
ток, чем метаболический MTS-тест. Разработан прототип
портативного анализатора на основе печатного электрода,
предназначенный для экспресс-оценки состояния клеток
в суспензии, в том числе, различных донорских клеток, в
объеме пробы менее 5 мкл. Предложенные инструменты и
методы актуальны для трансплантации клеток, фундамен-
тальных исследований и медицинской диагностики.
Об авторах
Д В Сайфуллина
Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», КазаньКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», Казань
И И Шахмаева
Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», КазаньКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», Казань
О В Бондарь
Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», КазаньКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», Казань
Т И Абдуллин
Казанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», КазаньКазанский (Приволжский) федеральный университет, КазаньООО «Биомедтех КФУ», Казань
Список литературы
- Barry F.P., Murphy J.M. Mesenchymal stem cells: clinical applications and biological characterization. Int. J. Biochem. Cell. Biol. 2004; 36(4): 568-84.
- Laughlin M.J., Eapen M., Rubinstein P. et al. Outcomes after transplantation of cord blood or bone marrow from unrelated donors in adults with leukemia. N. Engl. J. Med. 2004; 351(22): 2265-75.
- Schiffer C.A., Anderson K.C., Bennett C.L. et al. Platelet transfusion for patients with cancer: clinical practice guidelines of the American Society of Clinical Oncology. J. Clin. Oncol. 2001; 19(5): 1519-38.
- Исламов Р.Р., Ризванов А.А., Гусев Д.С. и др. Генная и клеточная терапия нейродегенеративных заболеваний. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2007; 2(3): 29-37.
- Balsam L.B., Wagers A.J., Christensen J.L. et al. Haematopoietic stem cells adopt mature haematopoietic fates in ischaemic myocardium. Nature 2004; 428(6983): 668-73.
- Silva G.V., Litovsky S., Assad J.A.R. et al. Mesenchymal stem cells differentiate into an endothelial phenotype, enhance vascular density, and improve heart function in canine chronic ischemia model. Circulation 2005; 111(2): 150-6.
- Смолянинов А.Б., Пыхтин Е.В., Булгин Д.В. и др. Клеточные технологии в лечении терминальной стадии хронической ишемии нижних конечностей. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2007; 2(3): 40-6.
- Kizilel S., Garfinkel M., Opara E. The bioartificial pancreas: progress and challenges. Diabetes Technol. Ther. 2005; 7(6): 968-85.
- Houlihan D.D., Newsome P.N. Critical review of clinical trials of bone marrow stem cells in liver disease. Gastroenterology 2008; 135(2): 438-50.
- Киясов А.П., Одинцова А.Х., Гумерова А.А. и др. Транс- плантация аутогенных гемопоэтических стволовых клеток больным хроническими гепатитами. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия 2008; 3(1): 70-5.
- Woodley D.T., Remington J., Huang Y. et al. Intravenously injected human fibroblasts home to skin wounds, deliver type VII collagen, and promote wound healing. Mol. Ther. 2007; 15(3): 628-35.
- Koizumi N., Inatomi T., Suzuki T. et al. Cultivated corneal epithelial stem cell transplantation in ocular surface disorders. Ophthalmology 2001; 108(9): 1569-74.
- Yang H., Acker J., Chen A. et al. In situ assessment of cell viability. Cell Transplant. 1998; 7(5): 443-51.
- Bravo D., Rigley T.H., Gibran N. et al. Effect of storage and preservation methods on viability in transplantable human skin allografts. Burns 2000; 26(4): 367-78.
- Ichii H., Inverardi L., Pileggi A. et al. A novel method for the assessment of cellular composition and beta-cell viability in human islet preparations. Am. J. Transplant. 2005; 5(7): 1635-45.
- Stephens D.J., Allan V.J. Light microscopy techniques for live cell imaging. Science 2003; 300(5616): 82-6.
- Owens M.A., Vall H.G., Hurley A.A. et al. Validation and quality control of immunophenotyping in clinical flow cytometry. J. Immunol. Methods. 2000; 243(1-2): 33-50.
- Spegel C., Heiskanen A., Skjolding L.H.D. et al. Chip based electroanalytical systems for cell analysis. Electroanalysis 2008; 20(6): 680-702.
- Jacobs C.B., Peairs M.J., Venton B.J. Review: Carbon nanotube based electrochemical sensors for biomolecules. Anal. Chim. Acta. 2010; 662(2): 105-27.
- Stoltz J.F. Electrochemical properties of platelets: clinical and pharmacological applications. Ann. NY Acad. Sci. 1983; 416(1): 720-41.
- Fernie A.R., Trethewey R.N., Krotzky A.J. et al. Metabolite profiling: from diagnostics to systems biology. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2004; 5(9): 763-9.
- Абдуллин Т.И., Никитина И.И., Ишмухаметова Д.Г. и др. Электроды, модифицированные углеродными нанотрубками, для электрохимических ДНК-сенсоров. Журн. аналит. химии. 2007; 62(6): 667-71.
- Абдуллин Т.И., Бондарь О.В., Ризванов А.А. и др. Биосенсоры на основе углеродных нанотрубок для характеристики структуры ДНК. Прикл. Биохим. Микробиол. 2009; 45(2): 252-6.
- Shakhmaeva I.I., Saifullina D.V., Sattarova L.I. et al. Electrochemical sensor for blood deoxyribonucleases: design and application to diagnostics of autoimmune thyroiditis. Anal. Bioanal. Chem. 2011; 401(8): 2591-7.
- Сайфуллина Д.В., Шахмаева И.И., Абдуллин Т.И. Способ оценки метаболической активности клеток и устройство для его осуществления. Заявка на патент РФ №2011118802.
- Kanof M.E., Smith P.D., Zola H. Isolation of whole mononuclear cells from peripheral blood and cord blood. In Current Protocols in Immunology. John Wiley & Sons, Inc.; 2001
- Korohoda W., Wilk A. Cell electrophoresis - a method for cell separation and research into cell surface properties. Cell. Mol. Biol. Lett. 2008; 13(2): 312-26.
- Kuo Y.-C., Shih K.-H., Yang J.-T. Capillary electrophoresis of bone marrow stromal cells with uptake of heparin-functionalized poly(lactide-co-glycolide) nanoparticles during differentiation towards neurons. Electrophoresis 2010; 31(2): 315-23.
- Carmona-Ribeiro A.M., Ortis F., Schumacher R.I. et al. Interactions between cationic vesicles and cultured mammalian cells. Langmuir. 1997; 13(8): 2215-18.
- Kuo Y.-C., Lin T.-W. Electrophoretic mobility, zeta potential, and fixed charge density of bovine knee chondrocytes, methyl methacrylate, sulfopropyl methacrylate, polybutylcyanoacrylate, and solid lipid nanoparticles. J. Phys. Chem. B. 2006; 110(5): 2202-8. 31. Zeta potential: An introduction in 30 minutes (Technical note). Malvern Instruments. MRK654-01.
- Marchesi V.T., Tillack T.W., Jackson R.L. et al. Chemical characterization and surface orientation of the major glycoprotein of the human erythrocyte membrane. PNAS USA 1972; 69(6): 1445-9.
- Koopman G., Reutelingsperger C.P., Kuijten G.A. et al. Annexin V for flow cytometric detection of phosphatidylserine expression on B cells undergoing apoptosis. Blood 1994; 84(5): 1415-20.
- Vermes I., Haanen C., Steffens-Nakken H. et al. A novel assay for apoptosis. Flow cytometric detection of phosphatidylserine expression on early apoptotic cells using fluorescein labelled Annexin V. J. Immunol. Methods. 1995; 184(1): 39-51.
- Sundelacruz S., Levin M., Kaplan D.L. Role of membrane potential in the regulation of cell proliferation and differentiation. Stem Cell Rev. 2009; 5(3): 231-46.
- Meucci E., Mele M.C. Amino acids and plasma antioxidant capacity. Amino Acids. 1997; 12(3): 373-7.
- Kirsch M., De Groot H. NAD(P)H, a directly operating antioxidant? Faseb J. 2001; 15(9): 1569-74.
- Fernandes R.S., Cotter T.G. Apoptosis or necrosis: intracellular levels of glutathione influence mode of cell death. Biochem. Pharmacol. 1994; 48(4): 675-81.
- Petty R.D., Sutherland L.A., Hunter E.M. et al. Comparison of MTT and ATP-based assays for the measurement of viable cell number. J. Biolumin. Chemilumin. 1995; 10(1): 29-34.
- Richter C., Schweizer M., Cossarizza A. et al. Control of apoptosis by the cellular ATP level. FEBS Lett. 1996; 378(2): 107-10.
- Lelli J.L., Becks L.L., Dabrowska M.I. et al. ATP converts necrosis to apoptosis in oxidant-injured endothelial cells. Free Radic. Biol. Med. 1998; 25(6): 694-702.
- Buja L.M., Entman M.L. Modes of myocardial cell injury and cell death in ischemic heart disease. Circulation 1998; 98(14): 1355-7.
- Wang C., Chan S.Y., Ng M. et al. Diagnostic value of sperm function tests and routine semen analyses in fertile and infertile men. J. Androl. 1988; 9(6): 384-9.
- Gewirtz D.A. A critical evaluation of the mechanisms of action proposed for the antitumor effects of the anthracycline antibiotics adriamycin and daunorubicin. Biochem. Pharmacol. 1999; 57(7): 727-41.
- Albareda-Sirvent M., Merkoci A., Alegret S. Configurations used in the design of screen-printed enzymatic biosensors. A review. Sens. Actuators. 2000; 69(1-2): 153-63.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)