УДК: 616.38:616.41-018]:57.086
Год издания: 2014
Клинически безопасная технология наращивания ex vivo кроветворных клеток периферической крови
Васина Е.В., Петевка Н.В., Костюнина В.С., Змачинский В.А., Оводок А.Е., Смольникова В.А., Бакун А.В., Хулуп Г.Я., Усс А.Л.
Рубрики: 76.29.33
Республиканский научно-практический центр трансфузиологии и медицинских биотехнологий
Тема НИР: «Разработать и внедрить технологию наращивания ex vivo предшественников гемопоэза для аутотрансплантации пациентам с онкогематологическими заболеваниями».
Сроки выполнения НИР: июль 2011 г. — декабрь 2014 г.
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф. Г.Я. Хулуп, д-р мед. наук А.Л. Усс.
Источник финансирования: госбюджет.
В настоящее время высокодозная химиотерапия с последующей аутотрансплантацией гемопоэтических кроветворных клеток является одним из стандартных методов лечения онкогематологической патологией. При этом в ряде случаев возникают трудности с заготовкой количества CD34+ клеток, достаточного для выполнения трансплантации. Решение проблемы -- наращивание гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников в условиях ex vivo. Одним из главных условий применения клеточных технологий в практической медицине является их безопасность для пациента. При разработке технологии культивирования клеток необходимо исключить использование добавок ксеногенного происхождения и обеспечить подбор условий не только стимулирующих пролиферацию, но и предупреждающих высокую клеточную гибель в культуре. Культивирование клеток in vitro может приводить к возникновению клеток с аберрантным кариотипом и их позитивной селекции в популяции. Для многих типов стволовых клеток взрослого человека показано накопление значительного количества хромосомных перестроек после длительного ведения культуры. Уменьшение времени культивирования способствует сохранению нормального кариотипа. Кроме изучения генетической стабильности необходим контроль наличия резидуальных клональных клеток в трансплантате, потенциально способных вызвать рецидив заболевания.
Цель -- разработать клинически безопасную технологию ex vivo экспансии мобилизированных CD34+ клеток периферической крови для аутологичной трансплантации пациентам с лимфопролиферативными заболеваниями.
Разработана технология краткосрочной ex vivo экспансии кроветворных клеток в условиях сокультивирования с аутологичными мезенхимальными стромальными клетками костного мозга (МСК КМ) пациента, которая не приводит к образованию остаточных опухолевых клонов и изменению кариотипа, а также способствует сохранению высокой жизнеспособности клеток.
Краткосрочную экспансию гемопоэтических клеток и клеток-предшественников периферической крови ex vivo проводили в условиях сокультивирования с аутологичными МСК пациента в бессывороточной среде без использования реагентов животного происхождения. Разработанный метод позволяет увеличить количество ядросодержащих клеток в 12±5,5 раз, количество CD34+ -- в 6,7±3,3, колониеобразующих единиц миелоидного ряда -- в 8,0±5,5 за 5 дней культивирования.
Для анализа жизнеспособности клеток методом проточной цитофлуориметрии определяли процент клеток, несущих маркеры ранней и поздней стадий апоптоза. Используемые условия и методология экспансии не приводили к некрозу или существенному увеличению количества апоптотических клеток. В случае сохранения целостности монослоя на протяжении всего периода сокультивирования доля апоптотических и некротических гемопоэтических клеток не превышала 1%.
Цитогенетический анализ показал, что во всех образцах (нативный лейкоконцентрат, клетки после CD34-сепарации, гемопоэтические клетки после экспансии) наблюдается нестабильность генома, выражающаяся в гипоплоидии клеток. После культивирования клеток ex vivo грубых структурных изменений хромосом, а также одиночных и парных фрагментов не выявлено. Также не обнаружено статистически значимых различий в количестве клеток с аберрантным кариотипом до и после экспансии.
На наличие резидуальных клональных клеток проанализированы кроветворные клетки пациентов с множественной миеломой и неходжкинской лимфомой до и после экспансии (метод проточной цитофлуориметрии с последующим постадийным гейтированием). Обнаружено присутствие клональных плазматических клеток (CD45-CD138+СD56+ фенотип) в образцах КМ пациентов с множественной миеломой, однако подобные клетки не выявлены ни в лейкоконцентрате периферической крови, ни в CD34+-селектированных гемопоэтических клетках, подвергнутых экспансии.
Область применения: клеточная биология, трансплантология, регенеративная медицина, онкогематология.
Рекомендации по использованию: рекомендуется использовать в учреждениях онкологического и гематологического профиля при недостаточном количестве CD34+ клеток исходного аутотрансплантата.
Предложения по сотрудничеству: совместные исследования по разработке протоколов культивирования, наращивания гемопоэтических стволовых клеток и использования их для трансплантации.