ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2023-2-46-52ssmu-5219Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSЖизнеспособность ядросодержащих клеток в лейкоконцентратах на этапах их получения, замораживания и декриоконсервированияViability of mononuclear cells in leukocyte concentrates at the stages of their preparation, freezing, and thawinghttps://orcid.org/0000-0001-9766-5137ИсаеваН. В.IsaevaN. V.

Исаева Наталья Васильевна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник, лаборатория клеточной и молекулярной иммунологии,

610027, г. Киров, ул. Красноармейская, 72

72, Krasnoarmeyskaya Str., Kirov, 610027

isaevanatalia@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8479-3217МинаеваН. В.MinaevaN. V.

Минаева Наталья Викторовна – канд. мед. наук, зам. директора по лечебной работе,

610027, г. Киров, ул. Красноармейская, 72

72, Krasnoarmeyskaya Str., Kirov, 610027

mnvgem@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-2045-2034УтемовС. В.UtemovS. V.

Утемов Сергей Вячеславович – канд. мед. наук, вед. науч. сотрудник, лаборатория клеточных технологий, 

610027, г. Киров, ул. Красноармейская, 72

72, Krasnoarmeyskaya Str., Kirov, 610027

utemov@niigpk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1751-8522ШерстневФ. С.SherstnevF. S.

Шерстнев Филипп Сергеевич – канд. мед. наук, зав. отделением трансфузиологии и процессинга гемопоэтических стволовых клеток, 

610027, г. Киров, ул. Красноармейская, 72

72, Krasnoarmeyskaya Str., Kirov, 610027

sherstnyov_phil@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1948-209XЗоринаН. А.ZorinaN. A.

Зорина Наталья Александровна – канд. мед. наук, зав. отделением химиотерапии и трансплантации костного мозга,

610027, г. Киров, ул. Красноармейская, 72

72, Krasnoarmeyskaya Str., Kirov, 610027

zorina@niigpk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2034-425XЗмееваЮ. С.ZmeevaYu. S.

Змеева Юлия Сергеевна – мл. науч. сотрудник, лаборатория клеточной и молекулярной иммунологии, 

610027, г. Киров, ул. Красноармейская, 72

72, Krasnoarmeyskaya Str., Kirov, 610027

zmeevajs@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5408-6028БутолинаМ. А.ButolinaM. A.

Бутолина Мария Александровна – лаборант-исследователь, лаборатория клеточных технологий, 

610027, г. Киров, ул. Красноармейская, 72

72, Krasnoarmeyskaya Str., Kirov, 610027

butolina.maria@yandex.ruКировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови (КНИИГиПК)РоссияKirov Research Institute of Hematology and Blood TransfusionRussian Federation2023080720232224652Copyright © Исаева Н.В., Минаева Н.В., Утемов С.В., Шерстнев Ф.С., Зорина Н.А., Змеева Ю.С., Бутолина М.А., 20232023Исаева Н.В., Минаева Н.В., Утемов С.В., Шерстнев Ф.С., Зорина Н.А., Змеева Ю.С., Бутолина М.А.Isaeva N.V., Minaeva N.V., Utemov S.V., Sherstnev F.S., Zorina N.A., Zmeeva Y.S., Butolina M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/5219

Цель – оценить жизнеспособность ядросодержащих клеток (ЯСК) в лейкоконцентратах (ЛК) на этапах их получения, замораживания и декриоконсервирования.

Материалы и методы

Материалы и методы. Материал исследования – 44 ЛК доноров аллогенных гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) и 189 аутологичных ЛК онкогематологических больных. Лейкоконцентраты доноров и больных получали методом автоматического лейкоцитафереза после мобилизации ГСК. Лейкоконцентраты больных замораживали под защитой диметилсульфоксида (ДМСО) с конечной концентрацией 5% и хранили в жидком азоте. Лейкоконцентраты декриоконсервировали перед трансплантацией, 161 ЛК после декриоконсервирования сразу переливали реципиенту, 28 ЛК перед переливанием отмывали от ДМСО. Процент не пропускающих 7-аминоактиномицин D (aminoactinomycin D, 7-AAD) популяций ЯСК определяли методом проточной цитофлуориметрии.

Результаты

Результаты. Жизнеспособность ЯСК периферической крови доноров и больных приближалась к 100%. Показано отсутствие влияния аппаратного лейкоцитафереза и процедуры смешивания с ДМСО на жизнеспособность ЯСК. Замораживание ЛК под защитой ДМСО, хранение в жидком азоте и их декриоконсервирование приводили к значимому снижению содержания жизнеспособных ЯСК (p = 0,0025), при этом влияние длительности хранения ЛК на жизнеспособность ЯСК не выявлено. В результате отмывания от ДМСО в жизнеспособном состоянии сохраняется существенно больше ГСК, чем без отмывания (94,4 [94,5; 95,2]% против 86,7 [67,6; 92,9]%; p = 0,0051); для других популяций ЯСК, кроме моноцитов, различия показателя жизнеспособности также статистически значимы.

Заключение

Заключение. Жизнеспособность ЯСК в ЛК рекомендуется использовать как самостоятельную характеристику качества трансплантата. В процессе получения ЛК и их смешивания с криоконсервантом ДМСО жизнеспособность ЯСК не снижается, а в декриоконсервированных ЛК значительно падает. Декриоконсервирование ЛК с отмыванием от ДМСО позволяет достигать лучшей жизнеспособности ГСК и большинства популяций ЯСК.

Aim

Aim. To evaluate the viability of mononuclear cells (MNCs) in leukocyte concentrates (LCs) at the stages of their preparation, freezing, and thawing.

Materials and methods

Materials and methods. The study material included 44 LCs from donors of allogeneic hematopoietic stem cells (HSCs) and 189 autologous LCs from patients with oncohematological disorders. LCs were obtained from donors and patients by leukocytapheresis after mobilization of HSCs. LCs from patients were frozen with dimethyl sulfoxide (DMSO) used as a cryoprotectant at a final concentration of 5% and stored in liquid nitrogen. LCs were thawed before transplantation. A total of 161 LCs were immediately transfused to the recipient after thawing, and 28 LCs were washed from DMSO before transfusion. Flow cytofluorometry was used to determine the percentage of MNC populations that excluded 7-aminoactinomycin D (7-AAD).

Results

Results. The viability of peripheral blood MNCs in donors and patients was close to 100%. It was found that leukocytapheresis and cryopreservation with DMSO did not affect the viability of MNCs. The freezing of LCs with DMSO, storage in liquid nitrogen, and thawing resulted in a significant decrease in the content of viable MNCs (p = 0.0025), while no effect of LC storage duration on the viability of MNCs was revealed. Following DMSO removal from LCs, significantly more HSCs remained in a viable state than without washing (94.4 [94.5; 95.2] % vs. 86.7 [67.6; 92.9] %, (p = 0.0051); for other MNC populations, except monocytes, the differences in the viability index were also statistically significant.

Conclusion

Conclusion. The viability of MNCs in LCs is recommended to be used as an independent characteristic of the transplant quality. In obtaining LCs and mixing them with the cryoprotectant DMSO, the viability of MNCs does not decrease, while in thawed LCs, it decreases significantly. Thawing of LCs with removal of DMSO allows to achieve the best viability of HSCs and most MNC populations.

лейкоконцентратжизнеспособность7-аминоактиномицин Dядросодержащие клеткигемопоэтические стволовые клеткидиметилсульфоксидleukocyte concentrateviability7-aminoactinomycin Dmononuclear cellshematopoietic stem cellsdimethyl sulfoxideReferencesDonnenberg V.S., Ulrich H., Tárnok A. Cytometry in Stem Cell Research and Therapy. Cytometry A. 2013; 83(1): 1–4. DOI: 10.1002/cyto.a.22243.Donnenberg V.S., Ulrich H., Tárnok A. Cytometry in Stem Cell Research and Therapy. Cytometry A. 2013; 83(1): 1–4. DOI: 10.1002/cyto.a.22243.Passweg J.R., Baldomero H., Bader P., Bonini C., Cesaro S., Dreger P., Duarte R.F., Dufour C., Kuball J., Farge-Bancel D., Gennery A., Kröger N., Lanza F., Nagler A., Sureda A. and Mohty M. Hematopoietic stem cell transplantation in Europe 2014: more than 40000 transplants annually. Bone Marrow Transplantation. 2016; 51: 786–792. DOI:10.1038/bmt.2016.2.Passweg J.R., Baldomero H., Bader P., Bonini C., Cesaro S., Dreger P., Duarte R.F., Dufour C., Kuball J., Farge-Bancel D., Gennery A., Kröger N., Lanza F., Nagler A., Sureda A. and Mohty M. Hematopoietic stem cell transplantation in Europe 2014: more than 40000 transplants annually. Bone Marrow Transplantation. 2016; 51: 786–792. DOI:10.1038/bmt.2016.2.Galmes A., Gutierrez A., Sampol A., Canaro M., Morey M., Iglesias J., Matamoros N., Duran M. А., Novo А., Bea M. D., Galan P., Balansat J., Martínez J., Bargay J., Besalduch J. Long-term hematological reconstitution and clinical evaluation of autologous peripheral blood stem cell transplantation after cryopreservation of cells with 5% and 10% dimethyl sulfoxide at – 80 degrees C in a mechanical freezer. Haematologica. 2007; 92: 986 – 989. DOI: 10.3324/haematol.11060.Galmes A., Gutierrez A., Sampol A., Canaro M., Morey M., Iglesias J., Matamoros N., Duran M. А., Novo А., Bea M. D., Galan P., Balansat J., Martínez J., Bargay J., Besalduch J. Long-term hematological reconstitution and clinical evaluation of autologous peripheral blood stem cell transplantation after cryopreservation of cells with 5% and 10% dimethyl sulfoxide at – 80 degrees C in a mechanical freezer. Haematologica. 2007; 92: 986 – 989. DOI: 10.3324/haematol.11060.Логинова М.А., Малышева Н.А., Минаева Н.В., Парамонов И.В. Оценка эффективности деятельности регистра потенциальных доноров гемопоэтических стволовых клеток. Гематология и трансфузиология. 2020; 3 (65): 291-298. DOI: 10.35754/0234-5730-2020-65-3-291-298.Loginova M. A., Malysheva N. A., Minaeva N. V., Paramonov I. V. Evaluation of the efficiency of the activity of the register of potential donors of hematopoietic stem cells. Gematologya i transfusiologya – Russian journal of hematology and transfusiology. 2020; 3 (65): 291-298. (in Russ.). DOI: 10.35754/0234-5730-2020-65-3-291-298.Barnett D., Granger V., Kraan J., Whitby L., Reilly J.T., Papa S., Gratama J.W. Reduction of intra- and interlaboratory variation in CD34- stem cell enumeration using stable test material, standard protocols and targeted training. Br J Haematol. 2000; 108 (3):784 – 792. DOI: 10.1046/j.1365-214.Barnett D., Granger V., Kraan J., Whitby L., Reilly J.T., Papa S., Gratama J.W. Reduction of intra- and interlaboratory variation in CD34- stem cell enumeration using stable test material, standard protocols and targeted training. Br J Haematol. 2000; 108 (3):784 – 792. DOI: 10.1046/j.1365-214.Saraceni F., Shem-Tov N., Olivieri A., Nagler A. Mobilized peripheral blood grafts include more than hematopoietic stem cells: the immunological perspective. Bone Marrow Transplantation. 2015; 50(7): 886–891. DOI: 10.1038/bmt.2014.330.Saraceni F., Shem-Tov N., Olivieri A., Nagler A. Mobilized peripheral blood grafts include more than hematopoietic stem cells: the immunological perspective. Bone Marrow Transplantation. 2015; 50(7): 886–891. DOI: 10.1038/bmt.2014.330.López M.C., Lawrence D. A. Proficiency testing experience for viable CD34+ stem cell analysis. Transfusion. 2008; 48(6): 1115-1121. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2008.01652.x.López M.C., Lawrence D. A. Proficiency testing experience for viable CD34+ stem cell analysis. Transfusion. 2008; 48(6): 1115-1121. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2008.01652.x.Briard J.G., Jahan S., Chandran P., Allan D., Pineault N., Ben R.N. Small-Molecule Ice Recrystallization Inhibitors Improve the Post-Thaw Function of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells. ACS Omega. 2016; 1(5): 1010-1018. DOI: 10.1021/acsomega.6b00178.Briard J.G., Jahan S., Chandran P., Allan D., Pineault N., Ben R.N. Small-Molecule Ice Recrystallization Inhibitors Improve the Post-Thaw Function of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells. ACS Omega. 2016; 1(5): 1010-1018. DOI: 10.1021/acsomega.6b00178.Wagner T., Guber S.E., Stubenrauch M.-L., Lanzer G. Low propidium iodide intensity in flow cytometric white blood cell counting as a marker of cell destruction? Transfusion. 2005; 45 (2): 228-233. DOI: 10.1111/j.1537-2995.Wagner T., Guber S.E., Stubenrauch M.-L., Lanzer G. Low propidium iodide intensity in flow cytometric white blood cell counting as a marker of cell destruction? Transfusion. 2005; 45 (2): 228-233. DOI: 10.1111/j.1537-2995.Трусов Г.А., Чапленко А.А., Семенова И.С., Мельникова Е.В., Олефир Ю.В. Применение проточной цитометрии для оценки качества биомедицинских клеточных продуктов. Биопрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2018; 18(1): 16–24. DOI: 10.30895/2221-996X-2018-18-1-16-24.Trusov G.A., Chaplenko A.A., Semenova I.S., Melnikova E.V., Olefir Yu.V. Use of Flow Cytometry for Quality Evaluation of Biomedical Cell Products. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment - BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie. 2018; 18(1): 16–24. (in Russ.). DOI: 10.30895/2221-996X-2018-18-1-16-24.Fernández M. L., Reigada R. Effects of Dimethyl Sulfoxide on Lipid Membrane Electroporation. The Journal of Physical Chemistry B 2014, 118 (31), 9306-9312. DOI: 10.1021/jp503502s.Fernández M. L., Reigada R. Effects of Dimethyl Sulfoxide on Lipid Membrane Electroporation. The Journal of Physical Chemistry B 2014, 118 (31), 9306-9312. DOI: 10.1021/jp503502s.Smagur A., Mitrus I, Giebel S, Sadus-Wojciechowska M., Najda J., Kruzel T., Czerw T., Gliwinska J., Prokop M., Glowala-Kosinska M, Chwieduk A., Holowiecki J. Smugar, I. Impact of different dimethyl sulphoxide concentrations on cell recovery, viability and clonogenic potential of cryopreserved peripheral blood hematopoietic stem and progenitor cells. Vox Sang. 2013; 104 (3): 240-247. DOI: 10.1111/j.1423-0410.2012.01657.x.Smagur A., Mitrus I, Giebel S, Sadus-Wojciechowska M., Najda J., Kruzel T., Czerw T., Gliwinska J., Prokop M., Glowala-Kosinska M, Chwieduk A., Holowiecki J. Smugar, I. Impact of different dimethyl sulphoxide concentrations on cell recovery, viability and clonogenic potential of cryopreserved peripheral blood hematopoietic stem and progenitor cells. Vox Sang. 2013; 104 (3): 240-247. DOI: 10.1111/j.1423-0410.2012.01657.x.Curcoy A.I., Alcorta I., Estella J., Rives S., Toll T., Tuset E. Cryopreservation of HPCs with high cell concentration in 5-percent DMSO for transplantation to children. Transfusion. 2002; 42: 962. DOI: 10.1046/j.1525-1438.2002.00198.x.Curcoy A.I., Alcorta I., Estella J., Rives S., Toll T., Tuset E. Cryopreservation of HPCs with high cell concentration in 5-percent DMSO for transplantation to children. Transfusion. 2002; 42: 962. DOI: 10.1046/j.1525-1438.2002.00198.x.Abrahamsen J.F., Rusten L., Bakken A. M., Bruserud O. Better preservation of early hematopoietic progenitor cells when human peripheral blood progenitor cells are cryopreserved with 5 percent dimethylsulfoxide instead of 10 percent dimethylsulfoxide. Transfusion. 2004; 44: 785 – 789. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2004.03336.x.Abrahamsen J.F., Rusten L., Bakken A. M., Bruserud O. Better preservation of early hematopoietic progenitor cells when human peripheral blood progenitor cells are cryopreserved with 5 percent dimethylsulfoxide instead of 10 percent dimethylsulfoxide. Transfusion. 2004; 44: 785 – 789. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2004.03336.x.Akkok CA, Liseth K, Hervig T, Ryningen A, Bruserud O., Ersvaer E. Use of different DMSO concentrations for cryopreservation of autologous peripheral blood stem cell grafts does not have any major impact on levels of leukocyte- and platelet-derived soluble mediators. Cytotherapy. 2009; 11: 749 – 760. DOI: 10.1080/14653240902980443.Akkok CA, Liseth K, Hervig T, Ryningen A, Bruserud O., Ersvaer E. Use of different DMSO concentrations for cryopreservation of autologous peripheral blood stem cell grafts does not have any major impact on levels of leukocyte- and platelet-derived soluble mediators. Cytotherapy. 2009; 11: 749 – 760. DOI: 10.1080/14653240902980443.Kollerup M.B, Hilscher M., Zetner D., Rosenberg J. Adverse reactions of dimethyl sulfoxide in humans: a systematic review. F1000Research.2018; 7: 1-18.DOI: 10.12688/f1000research.16642.2.Kollerup M.B, Hilscher M., Zetner D., Rosenberg J. Adverse reactions of dimethyl sulfoxide in humans: a systematic review. F1000Research.2018; 7: 1-18.DOI: 10.12688/f1000research.16642.2.Tonev I., Simeonov S., Mitkov I., Ilieva M., Petrov Y., Ganeva P., Arnaudov G., Spassov B., Mincheff M. Viability of hematopoetic stem cells following storage at – 80 o C with 5 % dimethylsulfoxide and hematologic recovery in transplanted myeloma patients. HemaSphere. 2019; 3: 343-344. DOI: 10.1097/01.hs9.0000561400.99877.49.4.Tonev I., Simeonov S., Mitkov I., Ilieva M., Petrov Y., Ganeva P., Arnaudov G., Spassov B., Mincheff M. Viability of hematopoetic stem cells following storage at – 80 o C with 5 % dimethylsulfoxide and hematologic recovery in transplanted myeloma patients. HemaSphere. 2019; 3: 343-344. DOI: 10.1097/01.hs9.0000561400.99877.49.4.Shu Z, Heimfeld S, Gao D. Hematopoietic SCT with cryopreserved grafts: adverse reactions after transplantation and cryoprotectant removal before infusion. Bone Marrow Transplant. 2014; 49(4): 469–476. DOI: 10.1038/bmt.2013.152.Shu Z, Heimfeld S, Gao D. Hematopoietic SCT with cryopreserved grafts: adverse reactions after transplantation and cryoprotectant removal before infusion. Bone Marrow Transplant. 2014; 49(4): 469–476. DOI: 10.1038/bmt.2013.152.Gutensohn K1, Jessen M, Ketels A, Gramatzki M, Humpe A. Flow cytometric analyses of CD34+ cells with inclusion of internal positive controls. Transfusion. 2012; 2 (52): 284-290. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2011.03259.x.Gutensohn K1, Jessen M, Ketels A, Gramatzki M, Humpe A. Flow cytometric analyses of CD34+ cells with inclusion of internal positive controls. Transfusion. 2012; 2 (52): 284-290. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2011.03259.x.Bai L, Xia W, Wong K, Reid C, Ward C, Greenwood M. Infused neutrophil dose and haematopoietic recovery in patients undergoing autologous transplantation. Bone Marrow Transplant. 2014; 49(5): 725. DOI: 10.1038/bmt.2014.14.Bai L, Xia W, Wong K, Reid C, Ward C, Greenwood M. Infused neutrophil dose and haematopoietic recovery in patients undergoing autologous transplantation. Bone Marrow Transplant. 2014; 49(5): 725. DOI: 10.1038/bmt.2014.14.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.