Эффективность комбинированного применения фуллерена С60 и бычьего сывороточного альбумина для реабилитации витрифицированных фрагментов незрелых канальцев семенников

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Innovative Biosystems and Bioengineering; Vol. 5 No. 3 (2021); 189-196
Innovative Biosystems and Bioengineering; Том 5 № 3 (2021); 189-196
ISSN: 2616-177X
Popis: Background. Today, cryopreserved reproductive tissues are used to treat some forms of male infertility. However, after long-term preservation of fragments of seminiferous tubules of testes (FSTT) in a low-temperature bank (-196 °С) their morphological and functional characteristics decrease reversibly. To solve this problem after freezing-thawing, the use of rehabilitation media with special additives is promising. Due to the fact that serum albumin and fullerene C60 have powerful protective and antioxidant properties, their use allows to stabilize the plasma membrane, osmotic pressure, and reduce free radicals that make them promising candidates to use in the development of rehabilitation media for biological objects after cryopreservation. Objective. The efficacy of fullerene C60, bovine serum albumin (BSA), and their combination as components of rehabilitation medium of vitrified FSTT of immature rats was studied. Methods. Vitrified-thawed samples of FSTT were incubated (22 °C) for 30 minutes in Leibovitz's medium with addition of 15 mg/mL C60, 5 g/L BSA or their combination. Control samples were incubated in the medium without C60 or BSA addition. Metabolic activity (MTT test), histomorphological data, total antioxidant status (TAS), reactive oxygen species (ROS) production, activity of g-glutamyltransferase (gGGT), and glucose-6-phosphate dehydrogenase were determined in the samples after rehabilitation in the investigated media. Results. The use of C60 led to the increase of metabolic (by 1.26 times) and TAS (by 1.74 times) activities, to the decrease in the number of ROS+ cells (by 1.35 times) and to the improvement of the spermatogenic epithelium binding to the basement membrane versus control sample. Application of BSA did not significantly affect the studied biochemical indices but decreased the number of tubules with desquamation of spermatogenic epithelium in histological sections. The combined use of BSA and C60 had the best effect among investigated rehabilitation media that led to the increase of metabolic activity (by 1.51 times), TAS activity (by 1.78 times), gGGT activity (by 1.59 times), histostructure restoration and the decrease in the number of ROS+ cells (by 1.45 times) compared to the control samples. Conclusions. The use of C60 and BSA combination increases the metabolic and antioxidant activity of vitrified FSTT and also has a positive effect on their histostructural characteristics compared to control samples. It should be noted that the effect of С60 and BSA addition to rehabilitation medium exceeds the results of using the investigated additives separately (by the metabolic and gGGT activity as well as architectonics of vitrified FSTT). These data relate to reproductive medicine and can be used to develop an effective rehabilitation protocol for vitrified FSTT.
Проблематика. На сегодняшний день криоконсервированные репродуктивные ткани используются для лечения некоторых форм бесплодия у мужчин. Однако после длительного хранения фрагментов извитых канальцев семенников (ФИКC) в условиях низкотемпературного банка (-196°С) происходит обратимое снижение их морфологических и функциональных характеристик. Для решения этой проблемы после замораживания-отогрева перспективным является использование реабилитационных сред с применением специальных добавок. Благодаря мощным защитным и антиоксидантным свойствам сывороточного альбумина и фуллерена C60 их применение позволяет стабилизировать плазматическую мембрану, осмотическое давление, снизить содержание свободных радикалов, что делает их перспективными кандидатами для использования в разработке сред реабилитации биологических объектов после криоконсервирования. Цель. В работе изучали эффективность использования фуллерена C60, бычьего сывороточного альбумина (БСА) и их комбинации как составляющих среды реабилитации витрифицированных ФИКC неполовозрелых крыс. Методика реализации. Образцы ФИКС после витрификации-отогрева инкубировали (22°C) в течение 30 мин в среде Лейбовица с добавлением 15 мкг/мл C60, 5 г/л БСА или их комбинации. Контрольные образцы инкубировали в среде без добавления C60 или БСА. Метаболическую активность (МТТ-тест), гистоморфологические данные, общий антиоксидантный статус (TAS), продукцию активных форм кислорода (ROS), активность g-глутамилтрансферазы (gГГТ) и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназыопределяли в образцах после реабилитации в исследуемых средах. Результаты. Применение C60 приводило к увеличению метаболической (в 1,26 раза) и TAS (в 1,74 раза) активностей, к уменьшению количества ROS+ клеток (в 1,35 раза) и к улучшению связывания сперматогенного эпителия с базальной мембраной по сравнению с контролем. Применение БСA существенно не влияло на исследуемые биохимические показатели, но уменьшало количество канальцев с десквамацией сперматогенного эпителия в гистологических срезах. Совместное применение БСА и C60 имело наилучший эффект среди исследуемых реабилитационных сред, что приводило к увеличению метаболической активности (в 1,51 раза), активности TAS (в 1,78 раза) и gГГТ (в 1,59 раза), восстановлению гистоструктуры, а также уменьшению количества ROS+ клеток (в 1,45 раза) по сравнению с контрольными образцами. Выводы. Применение комбинации С60 и БСА повышает метаболическую и антиоксидантную активности витрифицированных ФИКС, а также положительно влияет на их гистоструктуру по сравнению с контрольными образцами. Следует отметить, что эффект добавления С60 и БСА в реабилитационную среду превышает результаты отдельного использования исследуемых добавок (по величине метаболической и gГГT активностей, а также результатам гистологического исследования). Эти данные относятся к репродуктивной медицине и могут быть использованы для разработки эффективного протокола реабилитации витрифицированных ФИКС.
Проблематика. На сьогодні кріоконсервовані репродуктивні тканини використовуються для лікування деяких форм безпліддя у чоловіків. Однак після довготривалого збереження фрагментів звитих канальців cім’яників (ФЗКC) в умовах низькотемпературного банку (-196°С) відбувається зворотне зниження їх морфологічних та функціональних характеристик. Для вирішення цієї проблеми після заморожування-відігріву перспективним є використання реабілітаційних середовищ із застосуванням спеціальних добавок. Завдяки потужним захисним і антиоксидантним властивостям сироваткового альбуміну та фулерену C60 їх застосування дає змогу стабілізувати плазматичну мембрану, осмотичний тиск, знизити вміст вільних радикалів, що робить їх перспективними кандидатами для використання в розробці середовищ реабілітації біологічних об’єктів після кріоконсервування. Мета. У роботі вивчали ефективність використання фулерену C60, бичачого сироваткового альбуміну (БСА) та їх комбінації як складових середовища реабілітації вітрифікованих ФЗКC статевонезрілих щурів. Методика реалізації. Зразки ФЗКС після вітрифікації-відігріву інкубували (22°C) протягом 30хв у середовищі Лейбовіца з додаванням 15мкг/мл C60, 5г/л БСА або їх комбінації. Контрольні зразки інкубували в середовищі без додавання C60 або БСА. Метаболічну активність (МТТ-тест), гістоморфологічні дані, загальний антиоксидантний статус (TAS), продукцію активних форм кисню (ROS), активність g-глутамілтрансферази (gГГТ) та глюкозо-6-фосфатдегідрогенази визначали у зразках після реабілітації в досліджуваних середовищах. Результати. Застосування C60 привело до збільшення метаболічної (в 1,26 разу) та TAS (у 1,74 разу) активностей, до зменшення кількості ROS+ клітин (у 1,35 разу) та до покращення звʼязування сперматогенного епітелію з базальною мембраною порівняно з контролем. Застосування БСA істотно не впливало на досліджувані біохімічні показники, але зменшило кількість канальців із десквамацією сперматогенного епітелію в гістологічних зрізах. Спільне застосування БСА та C60 мало найкращий ефект серед досліджуваних реабілітаційних середовищ, що приводило до збільшення метаболічної активності (в 1,51 разу), активності TAS (у 1,78 разу) і gГГТ (у 1,59 разу), відновлення гістоструктури, а також зменшення кількості ROS+ клітин (у 1,45 разу) порівняно з контрольними зразками. Висновки. Застосування комбінації С60 та БСА підвищує метаболічну й антиоксидантну активність вітрифікованих ФЗКС, а також позитивно впливає на їх гістоструктуру порівняно з контрольними зразками. Слід зазначити, що ефект додавання С60 і БСА до реабілітаційного середовища перевищує результати окремого використання досліджуваних добавок (за метаболічною та gГГT активністю, а також результатами гістологічного дослідження). Ці дані відносяться до репродуктивної медицини і можуть бути використані для розробки ефективного протоколу реабілітації вітрифікованих ФЗКС.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: