Späť

Vplyv kryoprotektívnych zmesí na kryštalizačnú teplotu, dynamiku tvorby ľadu a viabilitu bunkových suspenzných kultúr Hypericum perforatum L.
Effect of cryoprotectant mixtures on crystallization temperature, ice formation dynamics and survival of Hypericum perforatum L. cell suspension cultures after cryogenic treatment

RNDr. Anna Mišianiková
Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Prírodovedecká fakulta

Abstrakt:
Hypericum perforatum L., známy rastlinný druh produkujúci dôležité bioaktívne metabolity, sa stal vhodným kandidátom pre dlhodobé uchovávanie v kryogénnom prostredí. Keďže snahy o zdokonalenie kryokonzervačného protokolu zatiaľ neboli úspešné, objasnenie vplyvu faktorov zahrnutých v kľúčových aspektoch kryoprezervácie je kľúčové. Bunkové suspenzné kultúry predstavujú významný experimentálny systém pre štúdium týchto faktorov na bunkovej úrovni a následne ich optimalizáciu. Jedným z dôležitých javov kryokonzervačného procesu je kryštalizácia vedúca často k ireverzibilnému bunkovému poškodeniu. Hlavným cieľom našej práce bolo študovať vplyv 14 kryoprotektívnych zmesí (CM) a viacerých rýchlostí ochladzovania na kryštalizačnú teplotu a dynamiku tvorby ľadu v bunkových suspenziách H. perforatum L. Pôsobenie kryoprotektívnych zmesí na bunky suspendované v kvapalnom médiu viedlo k signifikantnému zníženiu kryštalizačnej teploty vzoriek z -14,14 ± 2,74°C (kontrola) na -66,30 ± 7,30°C (CM2), -63,70 ± 8,35°C (CM12) a -68,60 ± 7,16°C (CM13). Bunkové kultúry boli vystavené týmto kryoprotektívnym zmesiam a následne pomalému ochladzovaniu (0,3 a 0,5°C/min) a vitrifikácii. Viabilita rozmrazených buniek potvrdila vhodnosť aplikácie CM2 (PVS3) a CM13 pre oba kryokonzervačné prístupy a CM12 v prípade pomalého ochladzovania.

Kľúčové slová:
ľubovník bodkovaný; bunkové suspenzie; kryoprotektívne roztoky; kryštalizačná teplota; viabilita


Abstract:
Hypericum perforatum L., a well-known plant species producing unique bioactive metabolites, became an important candidate for cryobanking. Available cryopreservation protocols have not been successful enough. Therefore, better understanding the factors involved in crucial events of cryopreservation and adequate cryoprotective treatment seem to be essential. Cell suspension cultures represent a suitable experimental system , which allows to study the effect of these factors at the cell level and their subsequent optimisation. One of the most critical points of cryopreservation process is crystallization eventually resulting in an irreversible cell damage. The main goal of our work was to study the crystallization temperature and ice crystal formation dynamics of H. perforatum L. cell suspensions under the effect of 14 cryoprotective mixtures (CM) and various cooling rates. Addition of cryoprotectant mixtures to the cells suspended in liquid medium led to a significant decrease of crystallization temperature of samples from -14.14 ± 2.74°C (control) to -66.30 ± 7.30°C (CM2), -63.70 ± 8.35°C (CM12) and -68.60 ± 7.16°C (CM13). Therefore, these cryoprotectant mixtures were further used for cryoprotection of cells, which were subjected to cryogenic treatment via slow cooling (0.3 or 0.5°C/min) or vitrification. Post-thaw cell viability referred to the suitable application of CM2 (PVS3) and CM13 for both cryopreservation techniques and CM12 mainly for slow cooling.

Keywords:
Hypericum perforatum L.; cell suspensions; cryoprotective solutions; crystallization temperature; post-thaw viability

Späť