toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0869-7922-2023-31-1-30-36toxreview-673Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОценка влияния клеточной трансплантации на процессы репарации ДНК в гепатоцитах крыс после повреждения тетрахлоридом углерода (ССl4) с использованием метода ДНК-кометAssessment of the effect of cell transplantation on DNA repair in rat hepatocytes exposed to carbon tetrachloride (CCl4) by DNA comet assayШабашеваЛилия ВладимировнаShabashevaLiliia V.

Старший научный сотрудник лаборатории Общей токсикологии и гигиенического регламентирования ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, Ленинградская область.

e-mail: shabash69@gmail.com

Senior Researcher, Laboratory of General Toxicology and Hygienic Regulation, Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology FMBA of Russia, 188663, Leningrad Region.

e-mail: shabash69@gmail.com

 

shabash69@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5754-3204ПротасоваГалина АркадьевнаProtasovaGalina Arkadevna

Кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник, ФГУП НИИ гигиены профпатологии и экологии человека ФМБА России, 188663, Санкт-Петербург, Российская Федерация.

e-mail: GalaSR@mail.ru

galasr@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8239-0345ПоповВадим БорисовичPopovVadim Borisovich

Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, ФГУП НИИ гигиены профпатологии и экологии человека ФМБА России, 188663, Санкт-Петербург, Российская Федерация.

e-mail: vpopovlr@mail.ru

vpopovlr@mail.ruФГУП «Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека» Федерального медико-биологического агентстваРоссияResearch Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology FMBA of RussiaRussian Federation2023230220233113036Copyright © Шабашева Л.В., Протасова Г.А., Попов В.Б., 20232023Шабашева Л.В., Протасова Г.А., Попов В.Б.Shabasheva L.V., Protasova G.A., Popov V.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/673Введение

Введение. Проведена экспериментальная оценка влияния четырёххлористого углерода — хлорорганического соединения с химической формулой ССl4 (тетрахлорид углерода, фреон-10, асордин, хладон-10) и трансплантации клеток фетальной печени (КФП) на степень деградации и процессов репарации ДНК в клетках печени крыс, используя метод щелочного гель-электрофореза единичных клеток.

Материал и методы

Материал и методы. Острое токсическое поражение печени крыс моделировали однократным внутрижелудочным введением крысам-самкам линии Вистар препарат CCl4 в масляном растворе в дозе 3000 мг/кг массы тела. В качестве протекционного средства использовали суспензию КФП 19-суточных плодов крысы. Для количественной оценки и степени повреждения ядерной ДНК клеток печени применяли метод щелочного электрофореза единичных клеток (ДНК-комет) на 1-, 3-, 5-, 7-е и 16-е сутки эксперимента.

Результаты

Результаты. Внутривенное введение КФП через 6 ч после воздействия тетрахлорметана активировало процессы репарации ДНК в гепатоцитах крыс на 5–7-е сутки, что приводило к снижению интенсивности повреждения ядерной ДНК. Тенденция к уменьшению числа неповреждённых гепатоцитов сохранялась и на 16-е сутки эксперимента, при этом усиление репаративных процессов после введения КФП реализовалось в достоверном сокращении количества гепатоцитов с высокой интенсивностью повреждения ядерной ДНК. 

Ограничение исследования

Ограничение исследования. Для предотвращения нежелательной гибели животных в группе, исследования были ограничены дозой 3000 мг/кг м. т. препарата CCl4 в масляном растворе.

Заключение

Заключение. Использованный в наших экспериментах метод щелочного гель-электрофореза единичных клеток (ДНК-комет) позволил количественно оценить степень повреждения генома и его репарацию. Выявленные позитивные результаты свидетельствовали о протекторной роли КФП на структуру ДНК клеток печени крыс, после острого воздействия CCl4. 

Соблюдение этических стандартов. Исследование выполнено с соблюдением правил биоэтики, утверждённых Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей. 

Участие авторов

Участие авторов. Все соавторы внесли равнозначный вклад в исследование и подготовку статьи к публикации.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

Финансирование

Финансирование. Исследование выполнено в рамках реализации государственной программы Российской Федерации «Развитие здравоохранения».

Поступила в редакцию

Поступила в редакцию: 09 августа 2022 / Принята в печать: 2023 / Опубликована: 28 февраля 2023

Introduction

Introduction. The effect of carbon tetrachloride (freon-10, asordin, hladon-10) is an organochlorine compound with the chemical formula CCl4 and the subsequent transplantation of fetal liver cells (FLC) on DNA degradation and repair in rat hepatocytes by means of alkaline single-cell gel electrophoresis (DNA comet assay) was assessed.

Material and methods

Material and methods. Acute toxic damage to the rat liver was simulated by a single oral administration to female Wistar rats of CCl4 in an oil solution at a dose of 3000 mg/kg. As a protective agent, a suspension of FLC of E19 rat fetuses was used. Quantitative assessment of the degree of damage to the nuclear DNA of liver cells was performed by DNA comet assay on days 1, 3, 5, 7 and 16 of the experiment.

Results

Results. Intravenous injections of fetal liver cells 6 h after exposure to CCl4 induces DNA repair processes in rat hepatocytes in 5–7 days and led to a decrease in the intensity of nuclear DNA damage. The trend toward a decrease in the number of undamaged hepatocytes continued on the 16th day of the experiment, and, therewith, the enhancement of reparative processes after FLC injection revealed itself in in a significant decrease in the number of hepatocytes with a high intensity of nuclear DNA damage. 

Limitations

Limitations. To prevent unwanted death of animals in the group, studies were limited to a dose of 3000 mg/kg of CCl4 in oil solution.

Conclusion

Conclusion. The method of alkaline single-cell gel electrophoresis (DNA comet assay) allowed quantitative assessment of the degrees of genome damage and repair. The obtained positive results suggest that FLC exert a protective effect of the structure of the DNA of rat liver role after acute exposure to CCl4. 

Compliance with ethical standards. The study was performed in compliance with the rules of bioethics approved by the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Purposes. 

Author contribution

Author contribution. All co-authors made an equal contribution to the research and preparation of the article for publication.

Conflict of interests

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interest. 

Acknowledgements

Acknowledgements. The study was carried out as part of the implementation of the state program of the Russian Federation “Development of healthcare”.

Received

Received: august 9, 2022 / Accepted: January 2023 / Published: February 28, 2023

метод ДНК-кометклетки фетальной печени (КФП)генотоксичностьтрансплантациярепарациятетрахлорид углеродаDNA comet assayfetal liver cells (FLC)genotoxicityrepairtransplantstioncarbon tetrachlorideReferencesФилиппов Э.В. Использование метода «ДНК-комет» для детекции и оценки степени повреждений ДНК клеток организмов растений, животных и человека, вызванных факторами окружающей среды (обзор). Наука и образование. 2014; 2: 72–8.Filippov E.V. Using DNA comet assay to detect and assess the degree of DNA damage in cells of plant, animal, and human organisms, caused by environmental factors (a review). Nauka i obrazovanie. 2014; 2: 72–8. (in Russian)Жанатаев А.К., Дурнев А.Д., Середин С.Б. Метод ДНК-комет в генотоксикологических исследованиях. Гигиена и санитария. 2011; 5: 86–90.Zhanataev A.K., Durnev A.D., Seredin S.B. DNA comet assay in genotoxicological research. Gigiena i sanitariya. 2011; 5: 86–90. (in Russian)Кропотов А.В., Челомин В.П., Слободкова В.В., Солодова Е.Е., Михайлов А.О. Оценка генотоксичности тетрахлорметана и защитного действия сибилина и хаурантина с помощью метода ДНК-комет в печени крыс. Тихоокеанский медицинский журнал. 2013; 2 : 63–6.Kropotov A.V., Chelomin V.P., Slobodkova V.V., Solodova E.E., Mikhailov A.O. Evaluation of the genotoxicity of carbon tetrachloride and the protective effect of sybilin and chauranthin by DNA comet assay in rat liver. Tikhookeanskiy meditsinskiy zhurnal. 2013; 2: 63−6. (in Russian)Бурганова Г.Р., Титова А.А., Шарипова Э.И., Певнев Г.О., Мавликеев М.О., Газизов И.М. и др. Влияние трансплантации перисинусоидальных клеток печени на регенерацию печени крыс после повреждения четырёххлористым углеродом и 2-ацетиламинофлуореном. Гены & Клетки. 2014; 9(3): 53–8.Burganova G.R., Titova A.A., Sharipova E.I. Pevnev G.O., Mavlikeev M.O., Gazizov I.M. et al. Effect of perisinusoidal liver cell transplantation on rat liver regeneration after exposure to carbon tetrachloride and 2-acetylaminofluorene. Geny & Kletki. 2014; 9(3): 53–8. (in Russian)Люндуп А.В. Применение мезенхимальных стромальных клеток костного мозга для коррекции фиброзирующего повреждения печени: Автореф. дис. … канд. мед. наук. М.; 2008.Lyundup A.V. Application of bone marrow mesenchymal stromal cells for the correction of fibrosing liver damage. Cand. med. sci. diss. Мoscow; 2008. (in Russian)Киясов А.П., Одинцова А.Х., Гумерова А.А., Газизов И.М., Фаррахов А.З., Кундакчян Г.Г., и др. Трансплантация аутогенных гемопоэтических стволовых клеток больным хроническими гепатитами. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2008; 3(1): 70–5.Kiyasov A.P., Odintsova A.Kh., Gumerova A.A., Gazizov I.M., Farrakhov A.Z., Kundakchyan G.G., et al. Transplantation of autogenous hematopoietic stem cells in patients with chronic hepatitis. Kletochnaya transplantologiya i tkanevaya inzheneriya. 2008; 3(1): 70–5. (in Russian)Протасова Г.А., Шабашева Л.В., Попов В.Б. Коррекция токсического поражения печени стволовыми клетками. Токсикологический вестник. 2020; 4(163): 21–6.Protasova G.A., Shabasheva L.V., Popov V.B. Correction with stem cells of toxic damage to the liver. Toksikologicheskii vestnik. 2020; 4(163): 21–6. (in Russian)Жанатаев А.К., Лисицына Т.А., Дурнев А.Д. Применение метода щелочного гель-электрофореза изолированных клеток для оценки генотоксических свойств природных и синтетических соединений: Методические рекомендации. М.; 2006.Zhanataev A.K., Lisitsyna T.A., Durnev A.D. Single-cell alkaline gel electrophoresis to assess the genotoxic properties of natural and synthetic compounds: methodical recommendations [[Primenenie metoda shchelochnogo gel’-elektroforeza izolirovannyh kletok dlya ocenki genotoksicheskih svojstv prirodnyh i sinteticheskih soedinenij: Metodicheskie rekomendacii]. Мoscow; 2006. (in Russian)Чаушева А.И. Анализ генетической стабильности мультипотентных мезенхимных стромальных клеток человека в культуре: Автореф. дис. … канд. мед. наук. М.; 2012.Chausheva A. Analysis of the genetic stability of multipotent human mesenchymal stromal cells in culture. Cand. med. sci. diss. Moscow; 2012. (in Russian)Glantz S.A. Primer of Biostatistics. 3rd ed. New-York − Toronto: McGraw-Hill; 1992.Glantz S.A. Primer of Biostatistics. 3rd ed. New-York − Toronto: McGraw-Hill; 1992.Zar J.H. Biostatistical Analysis. 2nd ed. New Jersey: Prentice Hall; 1984.Zar J.H. Biostatistical Analysis. 2nd ed. New Jersey: Prentice Hall; 1984.Кравченко Л.В., Трусов Н.В., Ускова М.А., Аксенов И.В., Авреньева Л.И., Гусева Г.В. и др. Характеристика острого токсического действия четырёххлористого углерода как модели окислительного стресса. Токсикологический вестник. 2009; 1: 12–8.Kravchenko L.V., Trusov N.V., Uskova M.A. Aksenov I.V., Avreneva L.I., Guseva G.V. et al. Characterization of the acute toxic effect of carbon tetrachloride as a model of oxidative stress. Toksikologicheskiy vestnik. 2009; 1: 12–18. (in Russian)Петракова О.С., Черниогло Е.С., Терских В.В., Калистратова Е.Н., Васильев А.В. Использование клеточных технологий в лечении патологий печени. Acta naturae. 2012; 4(3(14): 18–33.Petrakova O.S., Chernioglo E.S., Terskikh V.V., Kalistratova E.N., Vasil’ev A.V. Cellular technologies in the treatment of liver pathologies. Acta naturae. 2012; 4(3(14): 18–33. (in Russian)Нартайлаков М.А., Муслимов С.А., Янгиров И.В. Возможности стимуляции регенерации фетальными и биологическими материалами при циррозе печени. Медицинский вестник Башкортостана. 2006; 1(1): 1–12.Nartaylakov M.A., Muslimov S.A., Yangirov I.V. Possibilities of stimulating regeneration of cirrhotic liver with fetal and biological materials. Meditsinskiy vestnik Bashkortostana. 2006; 1(1): 1−12. (in Russian)Абдулкадыров К.М., Балашова В.А. Клеточный состав печени и селезёнки в фетальном периоде. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2008; 3(1): 46–8.Abdulkadyrov K.M., Balashova V.A. Cellular composition of the liver and spleen in the fetal period. Kletochnaya transplantologiya i tkanevaya inzheneriya. 2008; 3(1): 46–8. (in Russian)Пирогова И.Ю., Пышкин С.А. Регенерационная терапия хронических гепатитов и циррозов печени с помощью трансплантации фетальных тканей. Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2008; 3(1): 57–61.Pirogova I.Yu., Pyshkin S.A. Regenerative therapy of chronic hepatitis and liver cirrhosis by fetal tissue transplantation. Kletochnaya transplantologiya i tkanevaya inzheneriya. 2008; 3(1): 57−61. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.