CHARACTERIZATION OF THE EFFECTS OF CELL-FREE CRYOPRESERVED BIOLOGICAL AGENTS ON RENAL FUNCTION IN RATS WITH KETOROLAC-INDUCED NEPHROPATHY
DOI:
https://doi.org/10.32689/2663-0672-2025-3-12Keywords:
ketorolac, cryopreservation, placental cryoextract, splenic cryoextract, mesenchymal stem cell conditioned medium, diuresis, azotemia, glomerular filtration rate, nonsteroidal anti-inflammatory drugsAbstract
Nonsteroidal anti-inflammatory drugs are widely used in clinical practice, yet prolonged exposure can injure the kidneys. Ketorolac is known to provoke acute and subacute impairment of glomerular filtration, fluid retention, and accumulation of nitrogenous metabolites. Cell-free biological products preserved by cryopreservation contain regulatory molecules with the potential to restore renal functions. Evaluating their effects in an experimental model is important for developing effective prevention of drug-induced kidney injury and for identifying safer alternatives to standard supportive therapy. The aim of the study – to assess the impact of cell-free cryopreserved biological products on renal function in rats with ketorolac-induced nephropathy. Materials and methods. The study was conducted in forty-two rats randomized into six groups: intact controls; ketorolac control; ketorolac plus canephron; ketorolac plus placental cryoextract; ketorolac plus splenic cryoextract; ketorolac plus conditioned medium of mesenchymal stem cells. Ketorolac was administered for fourteen days. Biological products were given in five administrations. Daily urine output, blood urea and creatinine concentrations, and glomerular filtration rate were measured. Parametric statistical analysis was performed. Research results and their discussion. The ketorolac-induced kidney injury model produced marked disturbances of excretory and filtration functions. Canephron reduced azotemia, lowered creatinine, and increased glomerular filtration rate, while the rise in urine output showed a positive trend. The placental cryoextract fully restored urine output to the intact level, substantially reduced azotemia, and moderately increased glomerular filtration rate. The splenic cryoextract yielded similar outcomes, with significant decreases in urea and creatinine, a moderate increase in urine output, and a stable improvement in glomerular filtration rate. The most pronounced effect was observed with the conditioned medium of mesenchymal stem cells: urine output exceeded intact values, creatinine approached normal, and glomerular filtration rate matched the reference therapy. These findings indicate that cell-free cryopreserved biological products are promising for correcting drug-induced kidney injury and justify further translational clinical development. Conclusions. Ketorolac induces a reproducible nephropathy characterized by depressed urine output, rising azotemia, and reduced filtration capacity. Placental and splenic cryoextracts and the conditioned medium of mesenchymal stem cells mitigate these toxic changes, with the conditioned medium demonstrating the greatest efficacy under experimental conditions.
References
Беспалова І. Г. Пептидний склад та біологічна дія екстрактів кріоконсервованих фрагментів селезінки свиней та шкіри поросят: дис. ... канд. біол. наук: 03.00.19 – Кріобіологія. Харків, 2016. 162 с. URL: https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0416U004539/
Гладких Ф. В. Оцінка впливу кондиціонованого середовища мезенхімальних стовбурових клітин та кріоекстрактів біологічних тканин на прояви цитолітичного синдрому при експериментальному аутоімунному гепатиті. Одеський медичний журнал. 2024. № 6(191). С. 45–50. DOI: http://doi.org/10.32782/2226-2008-2024-6-8
Гладких Ф. В. Оцінка рівня простагландину Е2, тромбоксану B2 та лейкотрієну B4 у нирках при змодельованому нефриті Хеймана під впливом безклітинних кріоконсервованих біологічних засобів. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія «Медицина». 2024. Т. 2, № 70. С. 29–34. DOI: http://doi.org/10.32782/2415-8127.2024.70.
Гладких Ф. В. Нестероїдні протизапальні засоби: терапевтичні та небажані ефекти, шляхи їх оптимізації: монографія. Вінниця: Твори, 2022. 216 с. DOI: http://doi.org/10.46879/2022.1
Гладких Ф. В., Лядова Т. І. Експериментальне вивчення нефропротекторних властивостей кріоекстрактів плаценти та селезінки, а також кондиціонованого середовища мезенхімальних стовбурових клітин при аутоімунній мембранозній нефропатії. Україна. Здоров’я нації. 2024. № 3(77). С. 106–114. DOI: http://doi.org/10.32782/2077-6594/2024.3/17
Гладких Ф. В., Лядова Т. І. Стан NO-ергічного гомеостазу при експериментальному аутоімунному гломерулонеф- риті на тлі застосування безклітинних кріоконсервованих біологічних засобів. Нирки. 2024. Т. 13, № 3. С. 203–212. DOI: http://doi.org/10.22141/2307-1257.13.3.2024.465
Гріщенко В. І., Морозова Т. Ф., Воротілін О. М. та ін. Приготування та зберігання кріоконсервованої суспензії плаценти для клінічного використання: методичні рекомендації. Харків, 1997. 19 с.
Монатко К. В. Експериментальне дослідження нефропротекторної дії ліофільного порошку кавуна: дис. ... канд. фарм. наук: 14.03.05 – Фармакологія. Харків, 2014. 217 с. URL: https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0414U004729/
Стефанов О. В. (ред.) Доклінічні дослідження лікарських засобів: методичні рекомендації. Київ: Авіцена, 2001. 527 с. URL: https://pubmed.com.ua/xmlui/handle/123456789/77
Чиж М. О., Гальченко С. Є., Гладких Ф. В., Бизов В. В., Рогоза Л. А., Бєлочкіна І. В., Слєта І. В. Безклітинні кріоконсервовані біологічні засоби: технологія отримання та визначення складу: монографія. Вінниця: Твори, 2024. 264 с. DOI: http://doi.org/10.46879/2024.1
Чиж М. О., Гальченко С. Є.., Гладких Ф В., Лядова Т. І., Бизов В. В., Рогоза Л. А., Беспалова І. Г., Бєлочкіна І. В., Слета І. В., Матвєєнко М. С., Кошурба І. В., Глоба В. Ю. Метаболічні, регенеративні та імунологічні властивості водно-сольових екстрактів кріоконсервованих тканин: монографія. Вінниця: Твори, 2025. 296 с. DOI: http://doi.org/10.46879/2025.5
Шепітько В. І. Структурно-функціональні показники кріоконсервованої печінки і вплив її трансплантації на морфофункціональний стан ряду внутрішніх органів: дис. ... д-ра мед. наук: 14.01.35 – Кріомедицина. Харків, 2004. 326 с. URL: https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0504U000610/
Alavi F. K., Zawada E. T., Hoff K. K. Renal hemodynamic effects of chronic ketorolac tromethamine treatment in aged lean and obese Zucker rats. Clinical Nephrology. 1995. Vol. 43, No. 5. P. 318–323.
American Veterinary Medical Association. AVMA guidelines for the euthanasia of animals: 2020 edition. Schaumburg (IL): AVMA, 2020. 121 p. URL: https://www.avma.org/sites/default/files/2020-02/Guidelines-on-Euthanasia-2020.pdf
Besseling P. J., Pieters T. T., Nguyen I. T. N. та ін. A plasma creatinine- and urea-based equation to estimate glomerular filtration rate in rats. American Journal of Physiology – Renal Physiology. 2021. Vol. 320, No. 3. P. 518–524. DOI: http://doi.org/10.1152/ajprenal.00656.2020
Choi Y. J., Kim W. R., Kim D. H., Kim J. H., Yoo J. H. Human umbilical cord/placenta mesenchymal stem cell conditioned medium attenuates intestinal fibrosis in vivo and in vitro. Stem Cell Research & Therapy. 2024. Vol. 15, No. 1. 69. DOI: http://doi.org/10.1186/s13287-024-03678-4
Chromy V., Rozkosna K., Sedlaak P. Determination of serum creatinine by Jaffe method and how to calibrate to eliminate matrix interference problems. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 2008, Vol. 46, No. 8. Р. 1127–1133. DOI: http://doi.org/10.1515/CCLM.2008.224
Drozdzal S., Lechowicz K., Szostak B., Rosik J., Kotfis K., Machoy-Mokrzyńska A., Białecka M., Ciechanowski K., Gawrońska-Szklarz B. Kidney damage from nonsteroidal anti-inflammatory drugs-Myth or truth? Review of selected literature. Pharmacology Research Perspectives. 2021. Vol. 9, No. 4. e00817. DOI: http://doi.org/10.1002/prp2.817
Geurts F., Chaker L., van der Burgh A. C., Cronin-Fenton D., Fenton R. A., Hoorn E. J. Urinary Prostaglandin E2 Excretion and the Risk of Cardiovascular and Kidney Disease. Journal of the American Heart Association. 2024. Vol. 13, No. 4. e032835. DOI: http://doi.org/10.1161/JAHA.123.032835
Klomjit N., Ungprasert P. Acute kidney injury associated with non-steroidal anti-inflammatory drugs. European Journal of Internal Medicine. 2022. Vol. 101. P. 21–28. DOI: http://doi.org/10.1016/j.ejim.2022.05.003
Kunitsu Y., Hira D., Nakagawa S., Tsuda M., Morita S. Y., Yamamoto Y., Terada T. NSAID-Induced acute kidney injury risk in patients on renin-angiotensin system inhibitors and diuretics: nationwide cohort study. Journal of Pharmaceutical Health Care and Sciences. 2025. Vol. 11, No. 1. 77. DOI: http://doi.org/10.1186/s40780-025-00485-8
Mathen C. E. Stem cell conditioned media for clinical and cosmetic applications: patent WO2018150440A1. 2018. URL: https://patents.google.com/patent/WO2018150440A1/
Perazella M. A., Rosner M. H. Drug-Induced Acute Kidney Injury. Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 2022. Vol. 17, No. 8. P. 1220–1233. DOI: http://doi.org/10.2215/CJN.11290821
Quaglia M., Merlotti G., Colombatto A., Bruno S., Stasi A., Franzin R., Castellano G., Grossini E., Fanelli V., Cantaluppi V. Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles as Potential Therapeutic Approach for Acute Kidney Injury. Frontiers in Immunology. 2022. Vol. 13. 849891. DOI: http://doi.org/10.3389/fimmu.2022.849891
Talke H., Schubert G. E. Enzymatic urea determination in the blood and serum in Warburg optical test. Klinische Wochenschrift. 1965. Vol. 41. P. 174–175.
Wixler V., Zaytsev I. Z., Boergeling Y., Ludwig S. The anti-inflammatory and tolerogenic potential of small spleen peptides. Frontiers in Immunology. 2024. Vol. 15. 1449657. DOI: http://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1449657
Yan F., Robert M., Li Y. Statistical methods and common problems in medical or biomedical science research. International Journal of Physiology, Pathophysiology and Pharmacology. 2017. Vol. 9, No. 5. P. 157–163.
Zhang X., Wang N., Huang Y., Li Y., Li G., Lin Y., Atala A. J., Hou J., Zhao W. Extracellular vesicles from three-dimensional culture of human placental mesenchymal stem cells ameliorated renal ischemia/reperfusion injury. International Journal of Artificial Organs. 2022. Vol. 45, No. 2. P. 181–192. DOI: http://doi.org/10.1177/0391398820986809









