Закономерности развития гранулоцитарно-моноцитарного и мегакариоцитарного ростков миелопоэза CD34+ клеток пуповинной и периферической крови

Проведена 6-суточная экспансия CD34+ клеток пуповинной крови и мобилизированных Г-КСФ CD34+ клеток периферической крови (ПК) на подложке мезенхимных стромальных клеток костного мозга в присутствии ростовых факторов SCF, Flt3-лиганда и тромбопоэтина. Прирост ядросодержащих клеток (ЯСК) и CD34+ клеток пуповинной крови был выше: 33 (23-42) раза и 13 (11-16) раз соответственно против 15 (7-18) и 9 (7- 11) раз в периферической крови, различия статистически значимы. Прирост КОЕ-Э и БОЕ-Э, КОЕ-Г и КОЕ-ГЭММ после экспансии соответствовал приросту ЯСК. Отличительной особенностью экспансии пуповинной крови в сравнении с ПК является преимущественный прирост КОЕ-М и КОЕ-ГМ (130 (37-175) против 28 (4-62) раз, р=0,003 и 44 (11-218) против 10 (2-37), р=0,025). При этом прирост КОЕ-Мк пуповинной крови был ниже ожидаемого и не отличался от ПК (19 (9-20) против 20 (5-49) раз, p=0,7), что согласуется с данными о неэффективной коррекции тромбоцитопении после трансплантации пуповинной крови, подвергнутой экспансии ex vivo. Мегакариоцитарные предшественники пуповинной и периферической крови после экспансии отличались по экспрессии CD34: 2% (0,6-8,1) и 11% (6-23) соответственно. Пролиферативный ответ стволовых и прогениторных CD34+ клеток пуповинной и периферической крови на внешние стимулы in vitro обусловлен онтогенетическими различиями регуляции миелопоэза новорожденного и взрослого человека. Несмотря на одинаковые культуральные условия, только в культуре пуповинной крови наблюдается перераспределение долей КОЕ: значительный прирост моноцит-содержащих колоний (КОЕ-М и КОЕ-ГМ) и угнетение мегакариоцитарного ростка.

CD34+ клетки, экспансия in vitro, пуповинная кровь, КОЕ-ГМ, КОЕ-Мк

1. Comparative outcomes between cord blood transplantation and bone marrow or peripheral blood stem cell transplantation from unrelated donors in patients with hematologic malignancies: a single-institute analysis / Y. Chen [et al.] // Chinese medical journal. - 2013. - №. 13. - P. 2499-2503.

2. Hematopoietic activity of human short-term repopulating cells in mobilized peripheral blood cell transplants is restricted to the first 5 months after transplantation / O. Zavidij [et al.] // Blood. - 2010. - №. 24. - P. 5023- 5025. doi: 10.1182/blood-2010-02-271528

3. Barker, J.N.Combined effect of total nucleated cell dose and HLA match on transplantation outcome in 1061 cord blood recipients with hematologic malignancies/j.N. Barker, A. Scaradavou, C.E. Stevens // Blood. - 2010. - №. 9. - P. 1843-1849. doi: 10.1182/blood-2009-07-231068

4. Lund, T.C. Umbilical cord blood expansion: are we there yet? / T.C. Lund // Biology of Blood and Marrow Transplantation. - 2018. - №. 7. - P. 1311-1312. doi: 10.1016/j.bbmt.2018.05.002

5. Phase I/II study of stem-cell transplantation using a single cord blood unit expanded ex vivo with nicotinamide / M.E. Horwitz [et al.] // Journal of Clinical Oncology. - 2019. - №. 5. - P. 367. doi: 10.1200/JCO.18.00053

6. Relationship of infused CFU-GM and CFU-Mk mobilized by chemotherapy with or without G-CSF to platelet recovery after autologous blood stem cell transplantation / Y. Takamatsu [et al.] // Experimental hematology. - 1995. - №. 1. - P. 8-13.

7. CD41+ and CD42+ hematopoietic progenitor cells may predict platelet engraftment after allogeneic peripheral blood stem cell transplantation / T. Demirer [et al.] // Journal of Clinical Apheresis: The Official Journal of the American Society for Apheresis. - 2001. - №. 2. - P. 67-73. doi: 10.1002/jca.1015

8. Васина, Е.В. Экспансия кроветворных клеток пуповинной и периферической крови в совместной культуре с механизмами стромальными клетками человека / Е.В. Васина, В.С. Костюнина, Н.В. Петёвка // Гематология и трансфузиология. - 2015. - Т. 60, № 2. - С. 22-26.

9. Петёвка, Н.В. Способ экспансии ex vivo кроветворных клеток человека: пат. 26459 Евраз.: МПК C12N 5/078, C12N 5/0789 / Н.В. Петёвка, Е.В. Васина, В.С. Костюнина; заявитель и патентообладатель: РНПЦ трансфузиол. и мед. биотехнологии. - №201500099; заявл. 27.11.14; опубл. 28.04.17, Бюл. № 4. - 1 с.

10. Hepatogenic potential of human bone marrow and umbilical cord blood mesenchymal stem cells / S.M. Kosmacheva [et al.] // Bulletin of experimental biology and medicine. - 2011. - №. 1. - P. 142-149. doi: 10.1007/s10517-011-1276-1

11. Different expression of CD41 on human lymphoid and myeloid progenitors from adults and neonates / N. Debili [et al.] // Blood. - 2001. - №. 7. - P. 2023-2030. doi: 10.1182/blood.v97.7.2023

12. Ex vivo expansion of megakaryocyte progenitor cells: cord blood versus mobilized peripheral blood / C.D. Bruyn [et al.] // Stem cells and development. - 2005. - №. 4. - P. 415-424. doi: 10.1089/scd.2005.14.415

13. Liu, Z.J. Neonatal and adult megakaryopoiesis / Z.J. Liu, M. Sola-Visner // Current opinion in hematology. - 2011. - №. 5. - P. 330- 337. doi: 10.1097/MOH.0b013e3283497ed5

14. Functional and phenotypic characterization of cord blood and bone marrow subsets expressing FLT3 (CD135) receptor tyrosine kinase / I. Rappold [et al.] // Blood. - 1997. - №. 1. - P. 111-125.

15. Marodi, L. Characteristics and functional capacities of human cord blood granulocytes and monocytes / L. Marodi, P.C.J. Leijh, R. Van Furth // Pediatric research. - 1984. - №. 11. - P. 1127. doi: 10.1203/00006450-198411000-00014

16. Granulocyte colony-stimulating factor-mobilized peripheral blood CD34+ cells from children contain the same levels of long-term culture-initiating cells producing the same numbers of colony-forming cells as those from adults, but display greater in vitro monocyte/macrophage potential / N. Boiret [et al.] // British journal of haematology. - 2001. - №. 3. - P. 806-813. doi: 10.1046/j.1365-2141.2001.02604.x

17. Monocyte Subpopulation Recovery as Predictors of Hematopoietic Cell Transplantation Outcomes / L.M. Turcotte [et al.] // Biology of Blood and Marrow Transplantation. - 2019. - №. 5. - P. 883-890. doi: 10.1016/j.bbmt.2019.01.003