Cell and Tissue BiologyCell and Tissue BiologyЦитология0041-37713034-6061The Russian Academy of Sciences66962610.31857/S0041377123050073GZFQWGArticlesСтатьиStudy of EA.hy926 Endothelial Cells by Atomic Force and Scanning Ion-Conductance MicroscopyИсследование эндотелиальных клеток линии EA.hy926 методами атомно-силовой и сканирующей ион-проводящей микроскопииPleskovaS. N.ПлесковаС. Н.pleskova@mail.ruBezrukovN. A.БезруковН. А.pleskova@mail.ruGorshkovaE. N.ГоршковаЕ. Н.pleskova@mail.ruBobykS. Z.БобыкС. З.pleskova@mail.ruLazarenkoE. V.ЛазаренкоЕ. В.pleskova@mail.ruLobachevsky State University of Nizhny Novgorod, Scanning Probe Microscopy LaboratoryНижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, научно-исследовательская лаборатория сканирующей зондовой микроскопииNizhny Novgorod State Technical University, Department of Nanotechnology and BiotechnologyНижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, кафедра “Нанотехнологии и биотехнологии”0109202365543744627022025Copyright ©; 2023, С.Н. Плескова, Н.А. Безруков, Е.Н. Горшкова, С.З. Бобык, Е.В. ЛазаренкоCopyright ©; 2023, С.Н. Плескова, Н.А. Безруков, Е.Н. Горшкова, С.З. Бобык, Е.В. Лазаренко2023С.Н. Плескова, Н.А. Безруков, Е.Н. Горшкова, С.З. Бобык, Е.В. ЛазаренкоС.Н. Плескова, Н.А. Безруков, Е.Н. Горшкова, С.З. Бобык, Е.В. Лазаренкоhttps://vietnamjournal.ru/0041-3771/article/view/669626

A two-section analytical system was developed and tested to study the culture of EA.hy926 endothelial cells in real time with high resolution imaging. Scanning ion-conductance microscopy was shown as more relevant method because it didn’t cause mechanical damage of cell, and made possible scanning on the membranes, when endothelial cells were surrounded by nutrient medium. The method allowed not only to analyze changes in the cells morphology, but also to identify extracellular (microfilaments) and intracellular (nucleolus) structures. The rigidity mapping showed that the rigidity of the endotheliocyte membrane varied from 357 to 796 Pa. After 240 min from the beginning of the observation, the formation of endothelial cells apoptotic bodies has begun, and the rigidity of the cell gradually increased, while rigidity of the apoptotic bodies decreased.

Разработана и апробирована двухсекционная аналитическая система для исследования культуры эндотелиальных клеток EA.hy926 в режиме реального времени с высоким разрешением. Показано, что релевантные результаты дает метод сканирующей ион-проводящей микроскопии, поскольку он обеспечивает отсутствие механических воздействий на клетки, и с его помощью возможно сканирование на мембранах, обеспечивающих окружение эндотелиальных клеток питательной средой. Метод дал возможность визуализировать не только изменения поверхности клеток в процессе длительного сканирования, но и детектировать внеклеточные (микрофиламенты) и внутриклеточные (ядрышко) структуры. Построение карт ригидности позволило определить, что значение жесткости мембран эндотелиоцитов находится в диапазоне от 357 до 796 Па. Через 240 мин от начала наблюдения начиналось формирование апоптозных тел эндотелиальными клетками, при этом ригидность самих клеток постепенно нарастала, а апоптозных тел – уменьшалась.

endotheliocytesapoptosismembrane rigiditycell morphologymicrostructurestwo-section analytical chamberscanning ion-conductance microscopyatomic force microscopyэндотелиоцитыапоптозригидность мембраныморфология клеткимикроструктурыдвухсекционная аналитическая камерасканирующая ион-проводящая микроскопияатомно-силовая микроскопияАвторы выражают искреннюю благодарность С.А. Селькову и Д.И. Соколову (НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Оттa, Санкт-Петербург) за предоставление клеточной линии EA.hy926.Горн М.М., Хейтц У.И., Сверинген П.Л., Вебер К.С. 1999. Водно-электролитный и кислотно-основной баланс. СПб.–М.: Невский Диалект, БИНОМ. (Gorn M.M., Heitz W.I., Swearingen P.L., Weber K.S. 1999. Water-electrolyte and acid-base balance. SPb.–M.: Nevsky Dialect, BINOM) (Horne M.M., Heitz U.E., Swearingen P.L. 1991. Fluid, electrolyte, and acid-base balance: a case study approach. St. Louis: Mosby Inc.)Плескова С.Н. 2011. Атомно-силовая микроскопия в биологических и медицинских исследованиях. Долгопрудный: Интеллект. (Pleskova S.N. 2011. Atomic-force microscopy in biology and medicine. Dolgoprudny: Intellect.)Bai M., Grieshaber-Bouyer R., Wang J., Schmider A.B., Wilson Z.S., Zeng L., Halyabar O., Godin M.D., Nguyen H.N., Levescot A., Cunin P., Lefort C.T., Soberman R.J., Nigrovic P.A. 2017. CD177 modulates human neutrophil migration through activation-mediated integrin and chemoreceptor regulation. Blood. V. 130. P. 2092.Glasser L., Fiederlein R.L., Huestis D.W. 1985. Liquid preservation of human neutrophils stored in synthetic media at 22 degrees C: controlled observations on storage variables. Blood. V. 66. P. 267.Grzelak K., Łaszcz J., Polkowski J., Mastalski P., Kluczyński J., Łuszczek J., Torzewski J., Szachogłuchowicz I., Szymaniuk R. 2021. Additive manufacturing of plastics used for protection against COVID19 – the influence of chemical disinfection by alcohol on the properties of ABS and PETG polymers. Materials (Basel). V. 14. P. 4823.Helms H.C., Abbott N.J., Burek M., Cecchelli R., Couraud P.O., Deli M.A., Förster C., Galla H.J., Romero I.A., Shusta E.V., Stebbins M.J., Vandenhaute E., Weksler B., Brodin B. 2016. In vitro models of the blood-brain barrier: An overview of commonly used brain endothelial cell culture models and guidelines for their use. J. Cereb. Blood Flow. Metab. V. 36. P. 862.Kérourédan O., Bourget J.M., Rémy M., Crauste-Manciet S., Kalisky J., Catros S., Thébaud N.B., Devillard R. 2019. Micropatterning of endothelial cells to create a capillary-like network with defined architecture by laser-assisted bioprinting. J. Mater. Sci. Mater. Med. V. 30. P. 28. https://doi.org/10.1007/s10856-019-6230-1Kosheleva N.V., Efremov Y.M., Koteneva P.I., Ilina I.V., Zurina I.M., Bikmulina P.Y., Shpichka A.I., Timashev P.S. 2022. Building a tissue: mesenchymal and epithelial cell spheroids mechanical properties at micro- and nanoscale. Acta. Biomater. V. 2022. S1742-7061(22)00621-3. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.09.051Marin V., Kaplanski G., Grès S., Farnarier C., Bongrand P. 2001 Endothelial cell culture: protocol to obtain and cultivate human umbilical endothelial cells. J. Immunol. Methods. V. 254. P. 183.Pleskova S.N. 2010. Behavior of the living neutrophil granulocytes under a lipopolisaccharide condition observed in real time by atomic force microscopy. In: Handbook of granulocytes. Classification, toxic materials produced and pathology. N.Y.: Nova Science Publishers. P. 289.Pleskova S.N., Bobyk S.Z., Kriukov R.N., Gorshkova E.N., Novikov D.V., Vasilchikov P.I., Bezrukov N.A., Novikov V.V. 2021. S. aureus and E. coli change the force and work of adhesion between P- and E-selectins of endothelial cells and ligands of neutrophil granulocytes. Micron. V. 150. 103139. https://doi.org/10.1016/j.micron.2021.103139Rodriguez-Quijada C., Dahl J.B. 2020. Non-contact microfluidic mechanical property measurements of single apoptotic bodies. Biochim. Biophys. Acta. Gen. Subj. V. 1865. P. 129 657. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2020.129657Roux F., Couraud P.O. 2005. Rat brain endothelial cell lines for the study of blood-brain barrier permeability and transport functions. Cell. Mol. Neurobiol. V. 25. P. 41.Shah Mohammadi M., Buchen J.T., Pasquina P.F., Niklason L.E., Alvarez L.M., Jariwala S.H. 2021. Critical considerations for regeneration of vascularized composite tissues. Tissue Eng. B. Rev. V. 27. P. 366.Watanabe S., Lehmann M., Hujber E., Fetter R.D., Richards J., Söhl-Kielczynski B., Felies A., Rosenmund C., Schmoranzer J., Jorgensen E.M. 2014. Nanometer-resolution fluorescence electron microscopy (nano-EM) in cultured cells. Methods Mol. Biol. V. 1117. P. 503.