УДК: 616.15-018:618.36/.38]:005.591.3
Год издания: 2014
Экспансия гемопоэтических предшественников, полученных из плаценты человека после забора основного объёма пуповинной крови
Фурман О.Г., Костюнина В.С., Васина Е.В., Петевка Н.В., Хулуп Г.Я., Потапнев М.П.
Рубрики: 62.33.31
Республиканский научно-практический центр трансфузиологии и медицинских биотехнологий
Тема НИР: «Разработать технологию получения гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) плаценты человека для увеличения клеточности трансплантата пуповинной крови. Изучить возможности направленной дифференцировки и экспансии ex vivo стволовых клеток плацентарного происхождения».
Сроки выполнения НИР: апрель 2011 г. – декабрь 2013 г.
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф. М.П. Потапнев, д-р мед. наук, проф. Г.Я. Хулуп.
Источник финансирования: госбюджет.
В последнее десятилетие ведутся работы по поиску и характеристике новых источников ГСК для регенеративной медицины. Показано, что ткань плаценты содержит дополнительный пул ранних предшественников кроветворения. Выделение и экспансия этих клеток ex vivo позволили бы значительно снизить риск трансплантаций пуповинной крови за счет сокращения периода длительной посттрансплантационной цитопении, обусловленной низким содержанием кроветворных клеток. В связи с вышеизложенным представляет интерес изучение возможности наращивания CD34+ клеток плаценты, полученных после забора основного объема пуповинной крови.
Цель -- обосновать возможность экспансии гемопоэтических клеток плаценты.
Образцы плаценты и пуповинной крови были предоставлены ГУ «РНПЦ "Мать и дитя"» Минздрава Республики Беларусь после получения согласия рожениц.
После основного забора пуповинной крови плаценту доставляли в лабораторию в контейнере со льдом в течение 60 мин после родов. Из плаценты вырезали котиледон 30-50 г и механически измельчали на фрагменты от 0,5 до 1,5 см в диаметре. Гомогенизацию проводили при 4°С путем мягкого перетирания ткани в стеклянном гомогенизаторе с последующей фильтрацией через нейлоновые фильтры, имеющие размер пор 60 мкм.
Получение мононуклеарной фракции проводили путем разделения клеточной суспензии на градиенте плотности фиколла (1,077 г/л). Обогащенную CD34+ клетками фракцию мононуклеаров получали с помощью иммуномагнитной сепарации набором EasySep (StemСell Technologies, Канада) согласно инструкции производителя.
Обогащенные иммуномагнитной сепарацией CD34-положительные клетки плаценты и пуповинной крови подвергали параллельному сокультивированию с мезенхимальными стромальными клетками костного мозга здорового донора (МСК КМ) в бессывороточной среде с добавлением фактора стволовых клеток, лиганд тирозинкиназы-3 эмбриональной печени и тромбопоэтина.
После 8-дневной экспансии количество CD34-положительных клеток пуповинной крови и плаценты увеличилось в 30 и 5 раз соответственно.
Иммунофенотипический анализ показал, что исходно большинство выделенных CD34-положительных клеток плацентарного происхождения не экспрессируют маркеры миелоидного ряда CD45 и CD33 в отличие от аналогичной популяции CD34-положительных клеток пуповинной крови. Однако после экспансии все кроветворные предшественники плацентарного происхождения имели панлейкоцитарный маркер CD45 и кластер ранней миелоидной дифференцировки CD33.
Функциональные свойства кроветворных предшественников миелоидного ряда подтверждали колониеобразующим тестом в полужидкой среде. При анализе субпопуляционного состава колониеобразующих единиц плаценты до и после сокультивирования с МСК КМ наблюдали все типы коммитированных и смешанных колоний эритроидного, гранулоцитарного и моноцитарного ростка кроветворения. По всем колониеобразующим единицам после сокультивирования отмечен прирост в 1125 раз для клеток плацентарного происхождения и в 65 -- для пуповинной крови одного и того же образца.
Следует отметить, что в культуре клеток плаценты на момент завершения экспансии одна из двух CD34+ клеток была колониеобразующей (исходно - одна из 450), тогда как в культуре клеток пуповинной крови - одна из 6 (исходно - одна из 13). Полученные результаты указывают на то, что среди исходной популяции выделенных CD34-положительных клеток плаценты лишь очень малая их часть относится к стволовым кроветворным клеткам или предшественникам миелоидного ряда.
Таким образом, показана возможность значительной (более чем в 1000 раз) экспансии кроветворных предшественников миелоидного ряда, полученных из плаценты после забора основного объема пуповинной крови. Эффективность и экономическая целесообразность выделения и экспансии CD34-положительных клеток из плаценты требует дальнейшего изучения.
Область применения: клеточная биология, трансплантология, регенертивная медицина.
Рекомендации по использованию: в учреждениях онкологического профиля при трансплантациях пуповинной крови.
Предложения по сотрудничеству: совместные исследования, совместная апробация разработанных технологий в трансплантологии и банкировании стволовых клеток пуповинно-плацентарного происхождения.