Development of Cryopreservation Protocol for Liver Cell Spheroids - Isobel Massie, UCL
Tối ưu hóa bảo quản lạnh cho khối cầu tế bào gan trong gan nhân tạo sinh học, đảm bảo tính sống và chức năng sau quá trình đông lạnh.
Medicine / Hepatology
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
295
Thời gian đọc
45 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- Tối ưu hóa Cryopreservation Spheroid Tế Bào Gan
- Số trang:
- 295 trang
- Trường:
- University College London
- Chuyên ngành:
- Medicine / Hepatology
- Tác giả:
- Isobel Ruth Massie
- Năm:
- 2011
Tóm tắt nội dung luận án
I.Tối ưu hóa Cryopreservation Spheroid Tế Bào Gan
Suy gan cấp (ALF) khởi phát nhanh, khó đoán, tỷ lệ tử vong cao. Cấy ghép gan là phương pháp điều trị duy nhất hiện nay. Tuy nhiên, nguồn gan hiến tặng thiếu hụt nghiêm trọng. Gan sinh học nhân tạo (BAL) cung cấp một cầu nối cho cấy ghép. Nó cũng kéo dài thời gian chờ đợi sự phục hồi tự nhiên. Tài liệu này tập trung phát triển một quy trình đông lạnh tối ưu. Quy trình này dành cho các spheroid tế bào gan được bao bọc (ELS). ELS là thành phần cốt lõi của BAL. ELS sử dụng tế bào HepG2 được bao bọc trong alginate. Các tế bào này hình thành cấu trúc giống mô. Chúng cho thấy chức năng tăng cường so với nuôi cấy đơn lớp. Điều này xảy ra khoảng 9 ngày sau khi bao bọc. Mục tiêu là cung cấp một phương pháp điều trị "sẵn có". Điều trị này có thể sử dụng ngay lập tức cho các trường hợp ALF.
1.1. Nhu cầu cấp thiết điều trị suy gan cấp.
Suy gan cấp (ALF) là một tình trạng nguy hiểm. Nó có đặc điểm khởi phát nhanh chóng, không thể đoán trước. Tỷ lệ tử vong cho bệnh này rất cao. Ghép tạng là lựa chọn điều trị duy nhất hiện có. Tuy nhiên, thiếu hụt nghiêm trọng các cơ quan hiến tặng là một vấn đề lớn. Điều này giới hạn khả năng tiếp cận điều trị cho nhiều bệnh nhân. Gan sinh học nhân tạo (BAL) nổi lên như một giải pháp tiềm năng. BAL có thể hỗ trợ bệnh nhân trong thời gian chờ ghép. Nó cũng có thể giúp kéo dài thời gian để gan tự phục hồi. Việc phát triển các giải pháp sẵn có là rất quan trọng.
1.2. Phát triển Gan Sinh học Nhân tạo từ Spheroid.
Gan sinh học nhân tạo (BAL) là một thiết bị hỗ trợ gan. Nó sử dụng các thành phần tế bào sống. Tài liệu này mô tả một BAL sử dụng tế bào HepG2. Tế bào HepG2 được bao bọc trong alginate. Chúng hình thành các spheroid tế bào gan được bao bọc (ELS). Các ELS này thể hiện chức năng vượt trội. Chức năng này cao hơn so với các tế bào nuôi cấy đơn lớp. Sự gia tăng chức năng này diễn ra khoảng 9 ngày sau khi bao bọc. Spheroid tế bào gan đóng vai trò trung tâm trong thiết kế BAL.
1.3. Mục tiêu điều trị sẵn có qua đông lạnh.
Mục tiêu chính là cung cấp một phương pháp điều trị "sẵn có". Điều này đòi hỏi phát triển một quy trình cryopreservation gan hiệu quả. Quy trình này dành cho các ELS. Việc có sẵn các ELS đã đông lạnh giúp điều trị ALF kịp thời. Nó loại bỏ nhu cầu nuôi cấy tế bào liên tục. Tài liệu đã thiết lập mức độ phục hồi cơ bản sau đông lạnh cho ELS. Sự chú ý đặc biệt được dành cho quá trình phục hồi lâm sàng. Điều này đảm bảo tính ứng dụng thực tế của phương pháp.
II.Chiến Lược Giảm Tổn Thương Lạnh Tế Bào Gan Spheroid
Cryopreservation gan có nhiều thách thức. Tổn thương lạnh là một vấn đề lớn. Các cơ chế tổn thương chính cần được xác định. Sau đó, các chiến lược giảm thiểu tổn thương cần được phát triển. Nghiên cứu đã xác định hình thành tinh thể đá nội bào. Đây là cơ chế chính gây ra chết tế bào hàng loạt. Một chiến lược đã được thiết kế để hạn chế sự hình thành này. Chiến lược đã cho thấy sự cải thiện đáng kể trong khả năng phục hồi. Sau đó, các cơ chế tổn thương tinh vi hơn được nhận diện. Các bước đã được thực hiện để giảm nhẹ tác động của chúng. Điều này dẫn đến việc giảm thiểu quá trình apoptosis. Nó cũng cải thiện khả năng phục hồi của ELS sau cryopreservation. Các chất bảo quản lạnh (CPA) đóng vai trò quan trọng.
2.1. Xác định cơ chế tổn thương lạnh chính.
Hình thành tinh thể đá nội bào được xác định. Đây là một cơ chế gây tổn thương lạnh nghiêm trọng. Nó dẫn đến một lượng lớn tế bào chết. Tổn thương lạnh này xảy ra trong quá trình đông lạnh. Việc hiểu rõ cơ chế này là rất quan trọng. Nó giúp phát triển các phương pháp bảo vệ hiệu quả. Giảm thiểu sự hình thành đá nội bào là mục tiêu hàng đầu.
2.2. Phương pháp ngăn chặn tổn thương lạnh tế bào.
Một chiến lược cụ thể đã được đề xuất. Chiến lược này nhằm hạn chế hình thành đá nội bào. Nó cải thiện đáng kể khả năng sống sau đông lạnh. Các chất bảo quản lạnh (CPA) được sử dụng một cách chiến lược. Tối ưu hóa tốc độ làm lạnh cũng là một yếu tố then chốt. Việc kiểm soát quá trình làm lạnh giúp giảm stress cho tế bào. Mục tiêu là duy trì tính toàn vẹn của tế bào.
2.3. Giải quyết cơ chế tổn thương lạnh thứ cấp.
Ngoài hình thành đá nội bào, còn có các cơ chế tổn thương khác. Các cơ chế này tinh vi hơn. Chúng góp phần gây chết tế bào và apoptosis. Các bước đã được thực hiện để giảm nhẹ tác động của chúng. Điều này bao gồm tối ưu hóa chất bảo quản lạnh. Nó cũng liên quan đến điều chỉnh quy trình làm lạnh và rã đông. Kết quả là giảm quá trình chết theo chương trình (apoptosis). Khả năng phục hồi tổng thể của ELS được cải thiện.
III.Phát Triển Gan Sinh Học Nhân Tạo Khả Năng Sống
Gan sinh học nhân tạo (BAL) đại diện cho một bước tiến lớn. Nó cung cấp hỗ trợ điều trị cho bệnh nhân suy gan cấp. Các spheroid tế bào gan được bao bọc (ELS) là thành phần trung tâm. Chúng được tạo thành từ tế bào HepG2. Các tế bào này được bao bọc trong alginate. ELS thể hiện chức năng sinh học vượt trội. Chức năng này cao hơn so với các nuôi cấy đơn lớp truyền thống. Việc duy trì khả năng sống sau đông lạnh của ELS rất quan trọng. Điều này đảm bảo hiệu quả của BAL. Nghiên cứu tập trung vào việc đảm bảo chức năng tế bào gan được bảo toàn. Ngay cả sau quá trình đông lạnh và rã đông. Khả năng phục hồi của ELS sau cryopreservation đã được đánh giá. Đặc biệt chú ý đến thời gian phục hồi phù hợp lâm sàng.
3.1. Tầm quan trọng của HepG2 trong BAL.
Tế bào HepG2 được chọn làm thành phần tế bào. Chúng được sử dụng để tạo ra các spheroid tế bào gan. Các tế bào này được bao bọc trong alginate. Việc bao bọc giúp tạo ra môi trường 3D. Điều này thúc đẩy sự hình thành các spheroid giống mô. ELS là những cấu trúc này. Chúng có khả năng tăng cường các chức năng gan. Đây là một yếu tố quan trọng đối với hiệu quả của gan sinh học nhân tạo.
3.2. Cải thiện chức năng tế bào gan và hiệu quả.
Các ELS thể hiện chức năng được điều hòa tăng. Chức năng này bao gồm chuyển hóa, tổng hợp protein. Điều này vượt trội so với các nuôi cấy đơn lớp. Sự tăng cường chức năng này xuất hiện khoảng 9 ngày sau khi bao bọc. Việc duy trì chức năng này sau đông lạnh là thử thách. Các nỗ lực đã được thực hiện để bảo tồn khả năng này. Điều này đảm bảo ELS vẫn hiệu quả trong BAL.
3.3. Thời gian phục hồi sau đông lạnh được quan tâm.
Việc thiết lập khả năng phục hồi sau đông lạnh là cần thiết. Nghiên cứu đã tập trung vào thời gian phục hồi. Đây là yếu tố quan trọng trong bối cảnh lâm sàng. Spheroid tế bào gan cần phục hồi nhanh chóng. Chúng cần hoạt động đầy đủ sau khi rã đông. Điều này nhằm tối đa hóa lợi ích cho bệnh nhân. Đảm bảo khả năng sống sau đông lạnh cao là mục tiêu chính.
IV.Quy Trình Đông Lạnh Vô Trùng cho Spheroid Tế Bào Gan
Ứng dụng lâm sàng đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt các quy định. Quy trình cryopreservation phải được điều chỉnh. Điều này nhằm đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về an toàn và vô trùng. Tài liệu đã sửa đổi quy trình tối ưu. Việc này đảm bảo tuân thủ các quy định. Tuy nhiên, nó không làm mất đi khả năng phục hồi tế bào ELS. Các chất bảo quản lạnh (CPA) phải được xử lý cẩn thận. Chúng cần được đảm bảo vô trùng hoàn toàn. Điều này ngăn ngừa nhiễm bẩn tế bào. Quy trình này đặt nền tảng cho việc sử dụng lâm sàng an toàn. Nó duy trì hiệu quả bảo quản lạnh. Đánh giá khả năng sống và chức năng sau đông lạnh là một bước quan trọng. Nó xác nhận tính hiệu quả của quy trình đã sửa đổi.
4.1. Điều chỉnh quy trình phù hợp quy định lâm sàng.
Để sử dụng ELS cho bệnh nhân, cần tuân thủ nhiều quy định. Quy trình cryopreservation tối ưu đã được điều chỉnh. Điều này đảm bảo đáp ứng các yêu cầu bắt buộc. Mục tiêu là không làm giảm khả năng phục hồi của tế bào ELS. Việc tuân thủ quy định là yếu tố thiết yếu. Nó đảm bảo an toàn và hiệu quả cho người bệnh.
4.2. Khử trùng các chất bảo quản lạnh CPA hiệu quả.
Chất bảo quản lạnh (CPA) là thành phần không thể thiếu. Chúng bảo vệ tế bào khỏi tổn thương lạnh. Tuy nhiên, CPA cũng cần được đảm bảo vô trùng. Quy trình khử trùng hiệu quả là cần thiết. Điều này ngăn chặn nhiễm bẩn vi sinh vật. Việc sử dụng CPA vô trùng giúp bảo toàn tính toàn vẹn của mẫu. Nó cũng đảm bảo an toàn khi sử dụng cho con người.
4.3. Đánh giá khả năng sống sau đông lạnh và chức năng.
Sau khi điều chỉnh quy trình, cần đánh giá kỹ lưỡng. Khả năng sống sau đông lạnh của ELS phải được kiểm tra. Chức năng tế bào gan cũng phải được xác nhận. Điều này đảm bảo ELS vẫn duy trì hoạt động sinh học. Việc này rất quan trọng cho hiệu quả của gan sinh học nhân tạo. Đánh giá liên tục giúp tinh chỉnh quy trình. Nó đảm bảo đạt được kết quả tốt nhất.
V.Mở Rộng Quy Mô Áp Dụng Cryopreservation Gan
Sau khi tối ưu hóa quy trình, bước tiếp theo là mở rộng quy mô. Việc này chuẩn bị cho ứng dụng lâm sàng. Cryopreservation sau đó được mở rộng. Khối lượng gần bằng lượng cần thiết để điều trị một bệnh nhân trưởng thành. Quy mô lớn hơn này đặt ra những thách thức mới. Nó liên quan đến việc duy trì kiểm soát nhiệt độ và đồng nhất. Các kỹ thuật này sau đó được áp dụng. Chúng được dùng để đông lạnh huyền phù tế bào đơn lẻ của tế bào gan người nguyên phát. Mục tiêu là xác định liệu các loại tế bào khác có bị tổn thương. Các cơ chế tổn thương tương tự như ELS được xem xét. Nghiên cứu cũng muốn biết liệu các phương pháp tương tự có thể khắc phục được không. Điều này mở rộng phạm vi ứng dụng của quy trình.
5.1. Mở rộng quy mô đông lạnh cho bệnh nhân trưởng thành.
Quy trình cryopreservation đã được mở rộng. Khối lượng đông lạnh đã tăng lên. Chúng tiến gần đến lượng cần thiết để điều trị một bệnh nhân trưởng thành. Việc mở rộng quy mô này là bước quan trọng. Nó giúp chuyển giao công nghệ từ phòng thí nghiệm sang lâm sàng. Thách thức là duy trì hiệu quả bảo quản lạnh ở quy mô lớn.
5.2. Ứng dụng phương pháp cho tế bào gan người nguyên phát.
Các kỹ thuật đông lạnh đã được áp dụng. Chúng được sử dụng cho huyền phù tế bào đơn lẻ. Các tế bào này là tế bào gan người nguyên phát. Việc này cho phép đánh giá tính linh hoạt của quy trình. Nó cũng xác định khả năng áp dụng cho các loại tế bào gan khác. Tế bào gan người nguyên phát có thể có các đặc tính khác HepG2.
5.3. Xác định cơ chế tổn thương lạnh đa dạng ở các định dạng.
Nghiên cứu đã điều tra. Liệu một loại tế bào khác có bị tổn thương theo cùng cơ chế. Đây là câu hỏi khi so sánh với ELS. Liệu các phương pháp giảm thiểu tổn thương tương tự có hiệu quả. Điều này bao gồm kiểm tra sự hình thành đá nội bào. Nó cũng xem xét các tổn thương tinh vi khác. Việc hiểu rõ giúp tối ưu hóa thêm các phương pháp bảo quản.
VI.Cải Thiện Chức Năng Tế Bào Gan Sau Đông Lạnh Sâu
Mục tiêu cuối cùng là đảm bảo chức năng tế bào gan tối ưu. Điều này áp dụng sau quá trình cryopreservation. Quy trình đông lạnh tối ưu đã được phát triển cho ELS. Quy trình này có thể được sử dụng trong gan sinh học nhân tạo. Nó giải quyết các thách thức về tổn thương lạnh. Nó cũng đảm bảo khả năng sống sau đông lạnh và chức năng tế bào cao. Việc cải thiện chức năng tế bào gan sau đông lạnh sâu rất quan trọng. Điều này đảm bảo ELS duy trì hiệu quả điều trị. Các nghiên cứu đã tối ưu hóa các yếu tố như chất bảo quản lạnh (CPA). Chúng cũng bao gồm tốc độ làm lạnh và giao thức rã đông. Điều này nhằm giảm thiểu tổn thương. Đồng thời, nó tối đa hóa sinh khả dụng của tế bào.
6.1. Tối ưu hóa các chất bảo quản lạnh và phác đồ.
Các chất bảo quản lạnh (CPA) đã được tối ưu hóa. Điều này nhằm bảo vệ tế bào khỏi stress đông lạnh. Phác đồ làm lạnh và rã đông cũng được tinh chỉnh. Mục tiêu là giảm thiểu tổn thương tế bào. Việc tối ưu hóa này là rất quan trọng. Nó đảm bảo khả năng sống sau đông lạnh cao. Nó cũng bảo toàn chức năng tế bào gan.
6.2. Giảm thiểu độc tính dung dịch và tổn thương lạnh.
Độc tính dung dịch là một mối lo ngại khi sử dụng CPA. Đặc biệt ở tốc độ làm lạnh chậm. Tổn thương lạnh cũng xảy ra ở tốc độ nhanh. Các phương pháp đã được phát triển. Chúng nhằm giảm thiểu cả hai loại tổn thương này. Điều này bao gồm việc kiểm soát nồng độ CPA. Nó cũng liên quan đến điều chỉnh tốc độ làm lạnh cẩn thận.
6.3. Mục tiêu Đảm bảo sinh khả dụng tế bào cao.
Mục tiêu cuối cùng là đạt được sinh khả dụng tế bào cao. Điều này áp dụng cho ELS sau đông lạnh. ELS cần hoạt động đầy đủ chức năng. Chúng cần sẵn sàng để sử dụng trong BAL. Sinh khả dụng cao đảm bảo hiệu quả điều trị. Nó cũng góp phần vào sự thành công của gan sinh học nhân tạo. Đây là yếu tố then chốt cho "off-the-shelf" treatment.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (295 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộDevelopment of an Optimised Cryopreservation Protocol for Encapsulated Liver Cell Spheroids: towards delivery of a Bioartificial Liver A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy (PhD) Isobel Ruth Massie 2011 UCL Centre for Hepatology Royal Free Campus Department of Medicine University College London 1 Declaration I, Isobel Ruth Massie confirm that the work presented in this thesis is my own. Where information has been derived from other sources, I confirm that this has been indicated in the thesis. 2 Abstract Acute liver failure (ALF) has a rapid and unpredictable onset with high mortality. The only current treatment is to transplant a donor organ but donor organ shortages exist.
A bioartificial liver (BAL) could bridge the gap to transplant or buy time for spontaneous recovery. This BAL comprises HepG2 cells encapsulated within alginate that have formed tissue-like spheroids (ELS), which display upregulated function compared to monolayer cultures approximately 9 days after encapsulation. In order to treat ALF in a timely fashion, this thesis aimed to provide an off-the-shelf treatment via development of a cryopreservation protocol for ELS. A baseline recovery for ELS post-cryopreservation was established with particular attention paid to the clinically relevant time-course of recovery.
Intracellular ice formation was identified as an injury mechanism causing large amounts of cell death. A strategy was devised to limit this and improved recovery was demonstrated. Other, more subtle, injury mechanisms were subsequently identified and steps taken to ameliorate their effects resulting in decreased apoptosis and improved ELS recovery. As ELS will be used to treat human patients as the cellular component of a BAL, a number of regulations must be complied with.
The optimised cryopreservation protocol was modified to ensure mandates were met without a loss in ELS cell recovery. Using this knowledge, cryopreservation was then scaled-up near to volumes that would be required to treat an adult patient. Finally, these techniques were applied to cryopreservation of single cell suspensions of primary human hepatocytes. By doing so, it was determined whether or not a different cell type in a different culture format suffered injury via the same mechanisms as ELS and whether or not these could be ameliorated using the same methods.
In conclusion, an optimised cryopreservation protocol has been developed for ELS which may be used within a BAL. 3 List of Contents TITLE PAGE __________________________________________________________________________1 DECLARATION _______________________________________________________________________2 ABSTRACT ___________________________________________________________________________3 LIST OF FIGURES _____________________________________________________________________15 LIST OF TABLES ______________________________________________________________________19 ABBREVIATIONS _____________________________________________________________________20 ACKNOWLEDGMENTS ________________________________________________________________23 CHAPTER 1: INTRODUCTION ___________________________________________________________24 1. INTRODUCTION TO THE LIVER _______________________________________________24 1. Structure of the liver_ ___________________________________________24 1.
Cells of the liver ________________________________________________25 1. Functions of the liver____________________________________________26 1. Acute liver failure _________________________________________________________27 1. Artificial liver devices ____________________________________29 1.
Molecular adsorbent recirculating system _________29 1. Bioartificial liver devices (BALS) ____________________________30 1. Extra-corporeal liver assist device _______________30 1. The Liver Group BAL _______________________________________________________31 1.
Fluidised bed bioreactor culture ___________________________________32 1. Liver Group bioartificial liver principle ______________________________32 1. Biopreservation for BAL as long- or short-term strategies _________________________32 1. Short-term preservation _________________________________________33 4 1.
Tissue-engineering construct preservation ___________________34 1. Storage at intermediate temperature with oxygenated support (perfluorodecalins) ______________________________________34 1. Long-term cryopreservation ______________________________________34 1. Cooling rates during cryopreservation ______________________________35 1.
Cell death at slow-cooling rates – solute toxicity _______________36 1. Cell death at rapid cooling rates ____________________________37 1. Methods to avoid supercooling _________________38 1. Thawing/warming protocols ______________________________________41 1.
Warming of slowly cooled cells ____________________________41 1. Warming of rapidly cooled cells ____________________________41 1. Addition and removal of cryoprotectants ____________________42 1. Non-penetrating CPAs ___________________________________43 1.
Cryopreservation of hepatocytes __________________________________43 1. Cryopreservation of alginate-encapsulated cells ______________________44 1. Cryopreservation of interconnecting cells ___________________________44 1. Intracellular ice formation ________________________________45 1.
Intercellular ice formation ________________________________45 1. Assessment of success following cryopreservation ____________________46 1. Aim and hypothesis ________________________________________________________48 CHAPTER 2: GENERAL METHODS _______________________________________________________50 2. HepG2 cell line culture _____________________________________________________50 2.
Culture medium preparation _____________________________________50 2. HepG2 culture medium (complete culture medium) ___________50 2. Culture medium for HepG2 cells encapsulated in alginate using the Inotech syringe pump system (high glucose medium) ___________50 2. Culture medium for HepG2 cells encapsulated in alginate using the JetCutter system (FFP medium) ____________________________51 2.
Preparation of fresh frozen plasma ______________51 2. Preparation of FFP media ______________________51 5 2. Culture of HepG2 cell line as monolayer cultures of adherent cells _______51 2. Determination of cell number and viability ___________________52 2.
Cryopreservation and revival of HepG2 cell line _______________52 2. Cryopreservation for maintaining HepG2 cell stocks for monolayer cultures ___________________________53 2. Alginate encapsulation and 3D culture ________________________________________53 2. Encapsulation of HepG2 cells using the Inotech syringe pump system _____53 2.
Preparation of 2% alginate solution _________________________55 2. Preparation of polymerization buffer _______________________55 2. Preparation of alginate cell suspension ______________________55 2. Cell encapsulation and bead collection ______________________55 2.
Static culture of Inotech encapsulated HepG2 cells ____________56 2. JetCutter cell encapsulation ______________________________________56 2. Cell encapsulation and bead collection ______________________58 2. Culture of JetCutter encapsulated cells ______________________58 2.
Fluidised bed bioreactor _______________________58 2. Preparation for bioreactor setup _________59 2. Rotating cell culture system ____________________60 2. Evaluation of cell numbers from 3D cultures ____________________________________61 2.
Removing cells from alginate _____________________________________61 2. Methods for beads maintained in 6-well plates _______________61 2. Methods for beads maintained in FBB or RCCS ________________61 2. Quantification of cell number using the Nucleocounter system __________62 2.
Calculation of viable cell number _____________________________________________63 2. Evaluation of cell viability and basal metabolic activities __________________________63 2. Qualitative assessment in beads – fluorescein diacetate/propidium iodide staining ______________________________________________________63 2. Quantitative assessment in beads – image analysis ____________________64 2.
Quantitative assessment – tetrazolium salt reduction assay _____________65 2. Quantification of total protein content using bicinchoninic acid protein assay _________66 2. Quantification of hepato-specific proteins synthesized and secreted in culture ________66 2. Quantification of broad-spectrum cytochrome P450 activity _______________________68 2.
Induction using indirubin ________________________________________69 2. Cryopreservation of alginate-encapsulated liver cell spheroids _____________________70 2. Use of controlled rate freezers ____________________________________70 6 2. Filling the CRF nitrogen dewar _____________________________70 2.
Entering and running a programme _________________________70 2. Cryopreservation and thawing of ELS _______________________________71 2. Addition of CPA _________________________________________71 2. Starting cryopreservation protocol _________________________72 2.
Storage of cryopreserved samples _________________________72 2. Thawing of ELS following cryopreservation ___________________73 2. Temperature measurements during cryopreservation _________________73 2. Differential scanning calorimetry _________________________________________74 2.
Evaluation of oxidative stress ____________________________________________76 2. Reactive oxygen species assay ____________________________________76 2. Method for 3D cultures __________________________________76 2. Method for monolayer culture _____________________________77 2.
Oxidative damage assay _________________________________________77 2. Statistical analysis _____________________________________________________78 CHAPTER 3: COOLING RATES, SUPERCOOLING AND NUCLEATION _____________________________79 3. Time over which ELS recovery should be assessed in post-thaw cultures ___79 3. Cooling rates, supercooling and warming rates _______________________79 3.
Determination of optimal cooling rates _____________________________81 3. Determination of supercooling ____________________________________81 3. Determination of equilibrium melting point by mDSC __________________83 3. Silver iodide bead formation ______________________________________84 3.
Assessing recovery in post-thaw cultures ____________________________86 3. Recovery in the first 6 hours following cryopreservation _______________88 3. Qualitative assessment of viability __________________________88 3. Quantitative assessment of viability ________________________89 7 3.
Recovery between 24 and 72 hours following cryopreservation __________90 3. Qualitative assessment of viability __________________________90 3. Quantitative assessment of viability ________________________90 3. Supercooling without nucleators ___________________________92 3.
Effect of nucleators ______________________________________92 3. Silver iodide bead formation and effect on supercooling ___________________________________________92 3. Effect of cholesterol on supercooling _____________93 3. Effect of minimizing supercooling using cholesterol on ice formation intra- and extracellularly ______________________________________________95 3.
Ice formation in the absence of DMSO ______________________95 3. Ice formation in presence of DMSO _________________________96 3. Ice formation in presence of DMSO and cholesterol ____________97 3. Effect of minimizing supercooling using cholesterol on ELS recovery in post- thaw cultures __________________________________________________97 3.
Effect of cholesterol on viability in post-thaw cultures __________98 3. Effect of cholesterol on viable cell numbers in post-thaw cultures _98 3. Effect of cholesterol on function in post-thaw cultures _________99 3. Hepato-specific protein synthetic function _______ 101 3.
Effect of warming rate on ELS recovery in post-thaw cultures ___ 107 3. Viable cell numbers __________________________107 3. Conclusions _____________________________________________________________121 CHAPTER 4: CRYOPRESERVATION STRESSES _____________________________________________122 4. Approaches to limit onset of apoptosis as a result of cryopreservation ____________________________123 4.
Cryopreservation of ELS ________________________________________126 4. Dose response to antioxidants ____________________________126 4. Inclusion of antioxidants during and after cryopreservation _____126 4. Inclusion of 1K1 during and after cryopreservation ____________126 4.
Assessing necrosis in post-thaw cultures ___________________________128 4. Assessing apoptosis in post-thaw cultures _________________________129 4. Assessment of oxidative injury ___________________________________131 4. Lipid peroxidation assay _________________________________131 4.
Reactive oxygen species assay ____________________________131 4. Measuring effect of 1K1 on ELS cell growth _________________________132 4. Cryopreservation of ELS with optimised CPA media __________________132 4. Assessment of ELS recovery in post-thaw cultures ___________________132 4.
Viable cell numbers ____________________________________132 4. Hepato-specific protein synthesis and secretion ______________132 4. Time course of necrosis in post-warming culture ____________________133 4. Time course of apoptosis in post-warming culture ___________________133 4.
Effect of catalase during cryopreservation __________________________135 4. Viable cell number _____________________________________135 4. Effect of Trolox during cryopreservation ___________________________136 4. Viable cell number _____________________________________137 4.
Does hypothermia cause oxidative stress? _________________________138 4. Storage at 4°C for 20 hours ______________________________138 4. Reactive oxygen species production ____________138 4. Storage at -4°C for 2 hours _______________________________139 4.
Reactive oxygen species production _____________139 4. Does cryopreservation cause oxidative stress? ______________________141 4. Reactive oxygen species production _______________________141 4. Can 1K1 protect against staurosporine-triggered apoptosis? ___________142 4.
Can 1K1 protect against apoptosis caused by cryopreservation? ________144 9 4. Effect of 1K1 when included during cryopreservation __________144 4. Effect of 1K1 when included during cryopreservation and in post- warming cultures ______________________________________144 4. Does 1K1 improve ELS recovery following cryopreservation? ___________146 4.
Does 1K1 affect cell growth rates? ________________________________146 4. Recovery of ELS cryopreserved using optimal CPA media ______________147 4. Conclusions _____________________________________________________________156 CHAPTER 5: SCALE UP _______________________________________________________________157 5. Encapsulated liver cell spheroid cell density ________________________157 5.
Cryopreservation of ELS at different cell densities ____________________160 5. Cryopreservation of cell-dense ELS at slower cooling rates _____________161 5. Cryopreservation of ELS with different volumes of cryoprotectant medium ____________________________________________________________161 5. Cryopreservation in cryobags ____________________________________162 5.
Measuring temperature profiles in cryobags during cooling and warming _____________________________________________162 5. Comparison between cryopreservation in cryobags and cryovials _____________________________________________________163 5. Cryopreservation in culture chamber ______________________________163 5. Cooling of culture chamber ______________________________164 5.
Warming of culture chamber _____________________________164 5. Standard warming of culture chamber ___________164 5. Improved warming of culture chamber __________165 5. Measuring temperature profiles in culture chamber during cooling and warming _________________________________________166 5.
Effect of ELS cell density on recovery following warming ______________167 5. Effect of slower cooling rates for cell-dense ELS _____________________169 5. Viable cell number _____________________________________169 5. Effect of different ELS:CPA ratio on ELS recovery following warming _____170 5.
Viable cell number _____________________________________170 5. Cryopreservation in cryobags ____________________________________172 10 5. Viable cell number __________________________173 5. Cryopreservation in culture chamber ______________________________175 5.
ELS recovery following cryopreservation in culture chamber using standard thawing methodology ___________________________177 5. ELS recovery following cryopreservation in culture chamber using optimised thawing methodology __________________________178 5. Conclusions _____________________________________________________________189 CHAPTER 6: REGULATORY CONSIDERATIONS ____________________________________________190 6. Use of fresh frozen plasma in place of foetal calf serum during cryopreservation ______________________________________________190 6.
Use of DMSO during cryopreservation _____________________________191 6. Use of GMP-compliant preservation media during cryopreservation _____192 6. Use of liquid nitrogen during cryopreservation ______________________193 6. Avoiding the use of nitrogen during cooling _________________193 6.
Avoiding the use nitrogen during long-term storage at low temperatures _________________________________________194 6. Effect of FFP on ELS recovery ____________________________________197 6. Reducing DMSO concentration during cryopreservation _______________197 6. Use of GMP-compliant CPA media ________________________________197 6.
Avoiding the use liquid nitrogen during cooling _____________________198 6. Can the EF600 perform a multi-step cooling profile? __________198 6. Can the EF600 apply a multi-step cooling profile to cryovials? ___198 6. Does cholesterol function as a heterogeneous nucleator in the EF600? _______________________________________________199 6.
How does the EF600 compare to a cryogen cooler? ___________199 6. Can ELS be stored without nitrogen for extended time periods? ________199 11 6. Differential scanning calorimetry __________________________200 6. Effect of fresh frozen plasma on cell viability, number and function in post- warming cultures _____________________________________________201 6.
Effect of reducing DMSO concentration during cryopreservation ________202 6. Use of different GMP-compliant cryopreservation media ______________205 6. Use of EF600 during cooling _____________________________________206 6. Can the EF600 perform a multi-step cooling profile? __________206 6.
Can the EF600 apply cooling to cryovials? ___________________206 6.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Isobel Ruth Massie (2011). Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver [Luận án tiến sĩ, University College London]. LuanAn.net. https://luanan.net/khoa-hoc-y-duoc/optimized-cryopreservation-liver-spheroids-bioartificial-liver
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver" nghiên cứu về vấn đề gì?
Tối ưu hóa bảo quản lạnh cho khối cầu tế bào gan trong gan nhân tạo sinh học, đảm bảo tính sống và chức năng sau quá trình đông lạnh.
Luận án "Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại University College London. Năm bảo vệ: 2011.
Luận án "Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver" thuộc chuyên ngành Medicine / Hepatology. Danh mục: Khoa Học Y - Dược.
Luận án "Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver" có bao nhiêu trang?
Luận án "Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver" có 295 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Optimized Cryopreservation for Liver Cell Spheroids in Bioartificial Liver" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.