Oncohematology

Онкогематология

1818-83462413-4023

Publishing House ABV Press

348

10.17650/1818-8346-2019-14-2-48-58

BASIC RESEARCH

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ПРАКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ

Subpopulations of mobilized hematopoietic stem cells in patients with hematological malignances and donors: expression of CD38, HLA-DR and CD143

Особенности субпопуляционного состава мобилизованных стволовых кроветворных клеток у больных с опухолями кроветворной системы и доноров: экспрессия антигенов CD38, HLA-DR и CD143

https://orcid.org/0000-0001-6840-6152

Kanaeva

M. L.

Канаева

М. Л.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

madinasatto@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-8490-6066

Galtseva

I. V.

Гальцева

И. В.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0001-6177-3566

Parovichnikova

E. N.

Паровичникова

Е. Н.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0001-5932-0285

Davydova

Yu. O.

Давыдова

Ю. О.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0002-9684-5045

Gaponova

T. V.

Гапонова

Т. В.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0002-4155-7820

Gribanova

E. O.

Грибанова

Е. О.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0001-8973-9407

Balzhanova

Ya. V.

Бальжанова

Я. Б.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0001-6201-6276

Kuzmina

L. A.

Кузьмина

Л. А.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0002-4827-8947

Troitskaya

V. V.

Троицкая

В. В.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0002-7721-2074

Kravchenko

S. K.

Кравченко

С. К.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0002-2639-7419

Zvonkov

E. E.

Звонков

Е. Е.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0002-4966-8146

Mendeleeva

L. P.

Менделеева

Л. П.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

https://orcid.org/0000-0001-8188-5557

Savchenko

V. G.

Савченко

В. Г.

Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167, Russia

Россия, 125167 Москва, Новый Зыковский проезд, 4

National Research Center for Hematology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр гематологии» Минздрава России

26072019

142

48582507201925072019

https://oncohematology.abvpress.ru/ongm/article/view/348

The study objective is to investigate the features of subpopulational composition of mobilized hematopoietic stem cells in peripheral blood (PB) and leukocyte concentrates (LC) in adult patients with oncohematological pathology and donors.

Materials and methods. In 80 patients with hemoblastoses, expression of CD38, HLA-DR and CD143 (angiotensin-converting enzyme) was measured in PB and LC CD34+CD45low cells. The control group included 10 PB and 14 LC samples from healthy donors. Analysis of PB was performed prior to mobilization of hematopoietic stem cells (HSC) and on the day of leukapheresis prior to HSC collection. LC samples were examined at day 1 after HSC collection.

Results. CD143 is expressed on CD34+CD45low cells both prior to mobilization and after it in all patients and donors, but CD34+CD45lowCD143+ cell counts varied depending on diagnosis and mobilization regimen. CD143+ expression on CD34+CD45low cells was significantly higher in patients who received combination of chemotherapy and granulocyte colony-stimulating factor compared to donors and patients with multiple myeloma who received only granulocyte colony-stimulating factor. Along with elevated CD34+CD45low cell count after hematopoiesis stimulation, CD34+CD45lowCD143+ cell counts also increased. It was shown that mobilized HSC almost completely lacks a fraction of early CD34+CD45low progenitor cells not expressing CD38, HLA-DR. Prior to hematopoiesis stimulation among CD34+CD45low cells, CD38+HLADR–cell fractions are prevalent, but after mobilization CD38–HLA-DR+ cell counts increased. No differences between CD34+CD45lowCD143+cell counts in patients with multiple myeloma depending on disease status, sex, age or number of chemotherapy courses prior to HSC mobilizationwere observed.

Conclusion. Expression of angiotensin-converting enzyme on CD34+ cells in PB before and after HSC mobilization and in LC was observed. The cell counts varied depending on diagnosis and mobilization regimen.

Цель исследования – изучение особенностей субпопуляционного состава пула мобилизованных стволовых кроветворных клеток в периферической крови (ПК) и лейкоконцентратах (ЛК) у взрослых больных с онкогематологической патологией и доноров.Материалы и методы. Экспрессию CD38, HLA-DR и CD143 (ангиотензинпревращающий фермент) определяли в клетках CD34+CD45low ПК и ЛК у 80 больных гемобластозами. В контрольную группу включены 10 образцов ПК и 14 образцов ЛК здоровых доноров. Исследование ПК проводили до мобилизации стволовых кроветворных клеток (СКК) и в день лейкафереза до процедуры сбора СКК. Образцы ЛК исследовали в 1‑й день сбора СКК.Результаты. Показано, что CD143 экспрессируется на клетках CD34+CD45low как перед мобилизацией, так и после нее у всех пациентов и доноров, но количество клеток CD34+CD45lowCD143+ различалось в зависимости от диагноза и режимов мобилизации. Экспрессия CD143+ на клетках CD34+CD45low была статистически значимо больше у больных, которым применяли режимы, сочетающие химиотерапию и гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, чем у доноров и больных множественной миеломой, у которых использовали гранулоцитарный колониестимулирующий фактор в монорежиме. Наряду с повышением содержания клеток CD34+CD45low после стимуляции кроветворения увеличивалось количество клеток CD34+CD45lowCD143+. Показано, что среди мобилизованных СКК практически отсутствует фракция ранних клеток-предшественниц CD34+CD45low, не экспрессирующая CD38, HLA-DR. Перед стимуляцией кроветворения среди клеток крови CD34+CD45low преобладают фракции клеток CD38+HLADR – , тогда как после мобилизации увеличилось содержание клеток CD38 – HLA-DR+. Не установлены различия между содержанием клеток CD34+CD45lowCD143+ у больных множественной миеломой в зависимости от статуса заболевания, пола, возраста и количества курсов химиотерапии, предшествующих мобилизации СКК.Заключение. Выявлена экспрессия ангиотензинпревращающего фермента на клетках CD34+ в ПК до и после мобилизации СКК и в ЛК. Количество этих клеток различалось в зависимости от диагноза и режимов мобилизации.

hematopoietic stem cellssubpopulationCD34CD38HLA-DR expressionangiotensin-converting enzyme (CD143)

стволовые кроветворные клеткисубпопуляцияэкспрессия CD34CD38HLA-DRангиотензинпревращающий фермент (CD143)

Civin C.I., Strauss L.C., Brovall C. et al. Antigenic analysis of hematopoiesis III. A hematopoietic progenitor cell surface antigen defined by a monoclonal antibody raised against KG-1a cells. J Immunol 1984;133(1):157–64.

Shpall E.J., Champlin R., Glaspy J.A. Effect of CD34+ peripheral blood progenitor cell dose on hematopoietic recovery. Biol Blood Marrow Transplant 1998;4(2): 84–92. DOI: 10.1053/bbmt.1998.v4.

Siena S., Bregni M., Brando B. et al. Circulation of CD34+ hematopoietic stem cells in the peripheral blood of high dose cyclophosphamide treated patients: enhancement by intravenous recombinant human granulocyte macrophage colony stimulating factor. Blood 1989;74:1905–14.

Allan D.S., Keeney M., Howson-Jan K. et al. Number of viable CD34+ cells rein fused predicts engraftment in autologous hematopoietic stem cell transplantation. Bone Marrow Transpl 2002;29:967–72. DOI: 10.1038/sj.bmt.1703575.

Thomas M.L. The leukocyte common antigen family. Rev Immunol 1989;7:339–69. DOI: 10.1146/annurev.iy.07.040189.002011.

Allan D.S., Keeney M., Howson-Jan K. et al. Number of viable CD34+ cells reinfused predicts engraftment in autologous hematopoietic stem cell transplantation. Bone Marrow Transpl 2002;29;967–72. DOI: 10.1038/sj.bmt.1703575.

Brandt J., Baird N., Lu L. et al. Characterization of a human hematopoietic progenitor cell capable of forming blast cell containing colonies in vitro. Clin Invest 1988;82(3):1017–23. DOI: org/10.1172/JCI113658.

Thomas M.L. The leukocyte common antigen family. Rev Immunol 1989;7:339–69. DOI: 10.1146/annurev.iy.07.040189.002011.

Issaad C., Croisille L., Katz A. et al. A murine stromal cell line allows the proliferation of very primitive human CD34++/CD38– progenitor cells in longterm cultures and semisolid assays. Blood 1993;81(11):2916–24.

Thomas M.L. The leukocyte common antigen family. Rev Immunol 1989;7:339–69. DOI: 10.1146/annurev.iy.07.040189.002011.

Srour E.F., Brandt J.E., Briddell R.A. et al. Human CD34’ HLA-DR-bone marrow cells contain progenitor cells capable of self-renewal, multilineage differentiation, and long-term in vitro hematopoiesis. Blood Cells 1991;17(2):287–95.

10.

Allan D.S., Keeney M., Howson-Jan K. et al. Number of viable CD34+ cells reinfused predicts engraftment in autologous hematopoietic stem cell transplantation. Bone Marrow Transpl 2002;29;967–72. DOI: 10.1038/sj.bmt.1703575.

Paul M., Mehr A.P., Kreutz R. Physiology of local renin-angiotensin systems. Physiol 2006;86(3):787–803. DOI: 10.1152/physrev.00036.2005.

11.

Allan D.S., Keeney M., Howson-Jan K. et al. Number of viable CD34+ cells reinfused predicts engraftment in autologous hematopoietic stem cell transplantation. Bone Marrow Transpl 2002;29;967–72. DOI: 10.1038/sj.bmt.1703575.

Harmer D., Gilbert M., Borman R., Clark K.L. Quantitative mRNA expression profiling of ACE 2, a novel homologue of angiotensin converting enzyme. FEBS Lett 2002;532(1–2):107–10.

12.

Jokubaitis V.J., Sinka L., Driessen R. et al. Angiotensin converting enzyme (CD143) marks hematopoietic stem cells in human embryonic, fetal and adult hematopoietic tissues. Blood 2008;111(8):4055–63. DOI: 10.1182/blood-2007-05-091710.

13.

Dercksen M.W., Rodenhuis S., Dirkson M.K. et al. Subset of CD34+ cells and rapid hematopoietic recovery after peripheral blood stem cell transplantation. J Clin Oncol 1995;13:1922–32. DOI: 10.1200/JCO.1995.13.8.1922.

14.

Brandt J., Briddell R.A., Srour E.F. et al. Role of c-kit ligand in the expansion of human hematopoietic progenitor cells. Blood 1992;79:634–41.

15.

Won E.J., Kim H.R., Park R.Y. et al. Direct confirmation of quiescence of CD34+CD38– leukemia stem cell populations using single cell culture, their molecular signature and clinicopathological implications. BMC Cancer 2015;15:217–21. DOI: 10.1186/s12885-015-1233-x.

16.

Rusten L.S. Functional differences between CD38– and DR– subfractions of CD34+ bone marrow cells. Blood 1994;84(5):1473–81.

17.

Huang S., Terstappen L.W. Formation of haematopoietic microenvironment and haematopoietic stem cells from single human bone marrow stem cells. Nature 1992;360(6406):745–9. DOI: 10.1038/360745a0.

18.

Paul M., Mehr A.P., Kreutz R. Physiology of local renin-angiotensin systems. Physiol 2006;86(3):787–803. DOI: 10.1152/physrev.00036.2005.

Huang S., Terstappen L.W. Lymphoid and myeloid differentiation of single human CD34+, HLA-DR–, CD38– hematopoietic stem cells. Blood 1994;83(6):1515–26.

19.

Paul M., Mehr A.P., Kreutz R. Physiology of local renin-angiotensin systems. Physiol 2006;86(3):787–803. DOI: 10.1152/physrev.00036.2005.

Гривцова Л.Ю., Тупицын H.H. Субпопуляции трансплантируемых стволовых кроветворных клеток. Современная онкология 2006;1:43–8.

20.

Harmer D., Gilbert M., Borman R., Clark K.L. Quantitative mRNA expression profiling of ACE 2, a novel homologue of angiotensin converting enzyme. FEBS Lett 2002;532(1–2):107–10.

Гальцева И.В., Давыдова Ю.О., Гапонова Т.В. и др. Абсолютное количество гемопоэтических стволовых клеток CD34+ в периферической крови перед процедурой лейкафереза как параметр, прогнозирующий эффективность сбора стволовых клеток. Терапевтический архив 2017;89(7):18–24. DOI: 10.17116/terarkh201789718-24.

21.

Harmer D., Gilbert M., Borman R., Clark K.L. Quantitative mRNA expression profiling of ACE 2, a novel homologue of angiotensin converting enzyme. FEBS Lett 2002;532(1–2):107–10.

Haznedaroğlu I.C., Tuncer S., Gürsoy M. A local renin-angiotensin system in the bone marrow. Med Hypotheses 1996;46(6):507–10.

22.

Hubert C., Savary K., Gasc J.M. et al. The hematopoietic system: a new niche for the renin-angiotensin system. Nat Clin Pract Cardiovasc Med 2006;3(2):80–5. DOI: 10.1038/ncpcardio0449.

23.

Zambidis E.T., Park T.S., Yu W. et al. Expression of angiotensin-converting enzyme (CD143) identifies and regulates primitive hemangioblasts derived from human pluripotent stem cells. Blood 2008;112(9):3601–14. DOI: 10.1182/blood-2008-03-144766.

24.

25.

26.

Brandt J., Briddell R.A., Srour E.F. et al. Role of c-kit ligand in the expansion of human hematopoietic progenitor cells. Blood 1992;79:634–41.

27.

Brandt J., Briddell R.A., Srour E.F. et al. Role of c-kit ligand in the expansion of human hematopoietic progenitor cells. Blood 1992;79:634–41.

28.

29.

30.

Rusten L.S. Functional differences between CD38– and DR– subfractions of CD34+ bone marrow cells. Blood 1994;84(5):1473–81.

31.

Rusten L.S. Functional differences between CD38– and DR– subfractions of CD34+ bone marrow cells. Blood 1994;84(5):1473–81.

32.

Huang S., Terstappen L.W. Formation of haematopoietic microenvironment and haematopoietic stem cells from single human bone marrow stem cells. Nature 1992;360(6406):745–9. DOI: 10.1038/360745a0.

33.

Huang S., Terstappen L.W. Formation of haematopoietic microenvironment and haematopoietic stem cells from single human bone marrow stem cells. Nature 1992;360(6406):745–9. DOI: 10.1038/360745a0.

34.

Huang S., Terstappen L.W. Lymphoid and myeloid differentiation of single human CD34+, HLA-DR–, CD38– hematopoietic stem cells. Blood 1994;83(6):1515–26.

35.

Huang S., Terstappen L.W. Lymphoid and myeloid differentiation of single human CD34+, HLA-DR–, CD38– hematopoietic stem cells. Blood 1994;83(6):1515–26.

36.

Grivtsova L.Yu., Tupitsyn N.N. Subpopulations of transplantable hematopoietic stem cells. Sovremennaya onkologiya = Contemporary Oncology 2006;1:43–8. (In Russ.)].

37.

Grivtsova L.Yu., Tupitsyn N.N. Subpopulations of transplantable hematopoietic stem cells. Sovremennaya onkologiya = Contemporary Oncology 2006;1:43–8. (In Russ.)].

38.

Galtseva I.V., Davydova Yu.O., Gaponova T.V. et al. The absolute number of CD34+ hematopoietic stem cells in the peripheral blood before the leukapheresis procedure as a parameter predicting the efficiency of stem cell collection. Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archives 2017;89(7):18–24. (In Russ.). DOI: 10.17116/terarkh201789718-24.

39.

40.

Haznedaroğlu I.C., Tuncer S., Gürsoy M. A local renin-angiotensin system in the bone marrow. Med Hypotheses 1996;46(6):507–10.

41.

Haznedaroğlu I.C., Tuncer S., Gürsoy M. A local renin-angiotensin system in the bone marrow. Med Hypotheses 1996;46(6):507–10.

42.

Hubert C., Savary K., Gasc J.M. et al. The hematopoietic system: a new niche for the renin-angiotensin system. Nat Clin Pract Cardiovasc Med 2006;3(2):80–5. DOI: 10.1038/ncpcardio0449.

43.

Hubert C., Savary K., Gasc J.M. et al. The hematopoietic system: a new niche for the renin-angiotensin system. Nat Clin Pract Cardiovasc Med 2006;3(2):80–5. DOI: 10.1038/ncpcardio0449.

44.

45.