mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-AEO-2618mimmun-2618Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT COMMUNICATIONSВлияние цитокинпродуцирующей активности мезенхимальных стромальных клеток костного мозга на эффективность мобилизации гемопоэтических стволовых клетокEffect of the bone marrow mesenchymal stromal cells cytokine-producing activity on mobilization of hematopoietic stem cellshttps://orcid.org/0000-0003-4941-1735ПопонинаЕ. А.PoponinaE. A.

К.м.н., заведующая лабораторией клеточных технологий

Адрес для переписки:Попонина Елена Александровна –ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови Федерального медико-биологического агентства» 610027, Россия, Кировская обл., г. Киров,ул. Красноармейская, 72.Тел.: 8 (8332) 67-33-87.

PhD (Medicine), Head, Laboratory of Cell Technologies

Address for correspondence:Elena A. Poponina -Kirov Research Institute of Hematology and Blood Transfusion72 Krasnoarmeyskaya St Kirov610027 Russian FederationPhone: +7 (8332) 67-33-87.

senkina.elena@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7505-0868ПестриковаА. О.PestrikovaA. O.

Лаборант-исследователь лаборатории клеточных технологий 

г. Киров

Laboratory Assistant Researcher, Laboratory of Cell Technologies

Kirov

pestrikova@niigpk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2010-8679НазароваЕ. Л.NazarovaE. L.

К.м.н., заведующая лабораторией клеточной и молекулярной иммунологии 

г. Киров

PhD (Medicine), Head, Laboratory of Cell and Molecular Immunology

Kirov

nazarova@niigpk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9766-5137ИсаеваН. В.IsaevaN. V.

К.б.н., старший научный сотрудник лаборатории клеточной и молекулярной иммунологии 

г. Киров

PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Cell and Molecular Immunology

Kirov

isaeva@niigpk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6801-6418ФокинаЕ. С.FokinaE. S.

К.м.н., врач-гематолог взрослого отделения гематологии и химиотерапии 

г. Киров

PhD (Medicine), Hematologist, Adult Department of Hematology and Chemotherapy

Kirov

fokina@niigpk.ruЭндаковаА. И.EndakovaA. I.

Врач-гематолог взрослого отделения гематологии и химиотерапии 

г. Киров

Hematologist of the Adult Department of Hematology and Chemotherapy

Kirov

kopranova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8479-3217МинаеваН. В.MinaevaN. V.

К.м.н., заместитель директора по лечебной работе 

г. Киров

PhD (Medicine), Deputy Director for Clinics

Kirov

 

minaeva@niigpk.ruФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови Федерального медико-биологического агентства»РоссияThe Federal State-Financed Scientific Institution Kirov Research Institute of Hematology and Blood Transfusion under the Federal Medical Biological Agency (KRIHBT)Russian Federation202416032023261121126Copyright © Попонина Е.А., Пестрикова А.О., Назарова Е.Л., Исаева Н.В., Фокина Е.С., Эндакова А.И., Минаева Н.В., 20242024Попонина Е.А., Пестрикова А.О., Назарова Е.Л., Исаева Н.В., Фокина Е.С., Эндакова А.И., Минаева Н.В.Poponina E.A., Pestrikova A.O., Nazarova E.L., Isaeva N.V., Fokina E.S., Endakova A.I., Minaeva N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2618

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток применяется для лечения гемобластозов и некоторых других заболеваний. В зависимости от диагноза используют аутологичные клетки самого пациента, либо аллогенные, полученные от здорового родственного или неродственного донора. Для успешного проведения трансплантации необходимо достаточное количество заготовленных гемопоэтических клеток-предшественников. В настоящее время для их заготовки широко применяется стимуляция выхода в периферическую кровь гранулоцитарным колониестимулирующим фактором (G-CSF) с последующим сбором методом лейкафереза. Гемопоэтические стволовые клетки покидают костномозговую нишу, образованную стромальным микроокружением, после разрыва удерживающих связей. Мезенхимальные стромальные клетки регулируют выход гемопоэтических предшественников, продуцируя различные цитокины и другие биологически активные вещества. Поэтому изучение функциональных свойств мезенхимальных клеток костного мозга может помочь в решении проблемы заготовки недостаточного числа гемопоэтических клеток, что встречается у пациентов с множественной миеломой.

Цель исследования - оценить зависимость результатов мобилизации гемопоэтических стволовых клеток от цитокинпродуцирующей способности мезенхимальных стромальных клеток костного мозга доноров и пациентов с множественной миеломой.

Результаты заготовки гемопоэтических предшественников изучили у 10 доноров (медиана возраста – 27 лет) и 18 пациентов с множественной миеломой (медиана возраста– 57 лет). У доноров выход гемопоэтических стволовых клеток в периферическую кровь стимулировали подкожным введением препарата G-CSF в дозе 10 мкг/кг/сут. Больным множественной миеломой назначали винорельбин в дозе 35 мг/м2 поверхности тела с последующим введением препарата G-CSF (10 мкг/кг/сут подкожно). Из костного мозга, взятого до начала мобилизации, получали культуру мезенхимальных стромальных клеток и исследовали содержание интерлейкинов IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α и IFN-γ в супернатантах методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью наборов реагентов производства АО «Вектор-Бест» (г. Новосибирск). Пациенты с множественной миеломой в целом отличались высокой секрецией провоспалительного цитокина IL-2 (4,70 пг/мл vs 3,55 пг/мл у здоровых лиц, p=0,003) и низкой IFN-γ (0,41 пг/мл vs 2,14 пг/мл у здоровых лиц, p<0,001). Настоящее исследование показало, что у больных с неэффективной заготовкой гемопоэтических предшественников низкая секреция стромальными клетками IL-8 (308,08 пг/мл vs 561,29 пг/мл у здоровых лиц, p=0,04). Полученные результаты согласуются с литературными данными о важной роли IL-8 в мобилизации гемопоэтических стволовых клеток, что позволяет рассматривать IL-8 как информативный маркер для прогнозирования неэффективности заготовки гемопоэтических предшественников.

Hematopoietic stem cell transplantation is used to treat hemoblastoses and some other diseases. Depending on the diagnosis, autologous cells of the patient or allogeneic cells obtained from a healthy related or unrelated donor are used. A sufficient count of harvested hematopoietic progenitor cells is necessary for successful transplantation. Currently, stimulation of their egress from the bone marrow into the peripheral blood by a granulocyte colony-stimulating factor, followed by collection by leukapheresis, is widely used for their preparation. Hematopoietic stem cells leave the bone marrow niche formed by the stromal microenvironment when their holding bonds are interrupted. Mesenchymal stromal cells regulate the release of hematopoietic precursors by producing various cytokines and other biologically active substances. Therefore, the study of the functional properties of bone marrow mesenchymal cells can help in solving the problem of “poor” mobilizations that occur in patients with multiple myeloma.

The aim of the study was to estimate the effectiveness of mobilization of hematopoietic stem cells depending on the cytokine-producing ability of mesenchymal stromal cells in the bone marrow of donors and patients with multiple myeloma.

The yields of hematopoietic progenitors were studied in 10 donors (median age 27 years) and 18 patients with multiple myeloma (median age 57 years). In donors, the release of hematopoietic stem cells into the peripheral blood was stimulated by subcutaneous administration of G-CSF at a dose of 10 μg/kg/day. Patients with multiple myeloma received vinorelbine at a dose of 35 mg/m2 of body surface, followed by administration of G-CSF (10 μg/kg/day subcutaneously). A culture of mesenchymal stromal cells was obtained from bone marrow taken prior to mobilization and the content of interleukins IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, TNF-α and IFN-γ in supernatants was studied by enzyme-linked immunosorbent assay using kits of reagents produced by Vector-Best (Novosibirsk).

Patients with multiple myeloma were characterized by high secretion of the pro-inflammatory cytokine IL-2 (4.70 pg/ml vs 3.55 pg/ml in healthy individuals, p=0.003) and low IFN-γ (0.41 pg/ml vs 2.14 pg/ml in healthy, p<0.001), but no relationship was found between these cytokines and the hematopoietic stem cells yield. The present study showed that in patients with ineffective harvesting of hematopoietic precursors, secretion of IL-8 by stromal cells was low (308.08 pg/ml vs 561.29 pg/ml in healthy individuals, p=0.04).

The obtained results are consistent with the literature data on the important role of IL-8 in the mobilization of hematopoietic stem cells, which allows to consider IL-8 as an informative marker for predicting the insufficient yields of hematopoietic precursors.

мезенхимальные стромальные клеткигемопоэтические стволовые клеткицитокиныкостный мозгстимуляциянейтрофилымножественная миеломаmesenchymal stromal cellshematopoietic stem cellscytokinesbone marrowmobilizationneutrophilsmultiple myelomaReferencesКострома И.И., Жернякова А.А., Чубукина Ж.В., Запреева И.М., Тиранова С.А., Сельцер А.В., Семенова Н.Ю., Бессмельцев С.С., Чечеткин А.В., Грицаев С.В. Заготовка гемопоэтических стволовых клеток у больных множественной миеломой: влияние предшествующей аутоТГСК терапии леналидомидом и режима мобилизации // Клиническая онкогематология, 2018. Т. 11, № 2. С. 192-197.Kostroma I.I., Zhernyakova A.A., Chubukina Zh.V., Zapreeva I.M., Tiranova S.A., Seltser A.V., Semenova N.Yu., Bessmeltsev S.S., Chechetkin A.V., Gritsaev S.V. Hematopoietic stem cell collection in multiple myeloma patients: influence of the lenalidomide-based therapy and mobilization regimen prior to auto-HSCT. Klinicheskaya onkogematologiya = Clinical Oncohematology, 2018, Vol. 11, no. 2, pp. 192-197. (In Russ.)]Ругаль В.И., Бессмельцев С.С., Семенова Н.Ю., Грицаев С.В., Кострома И.И., Енукашвили Н.И., Чубарь А.В., Иволгин Д.А. Характеристика микроокружения костного мозга при множественной миеломе до и после терапии // Сибирский научный медицинский журнал, 2019. Т. 39, № 1. С. 112-118.Rugal V.I., Bessmeltsev S.S., Semenova N.Yu., Gritsaev S.V., Kostroma I.I., Enukashvili N.I., Chubar A.V., Ivolgin D.A. Characteristics of bone marrow microenvironment in multiple myeloma before and after treatment. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal, 2019, Vol. 39, no. 1, pp. 112-118. (In Russ.)Федык О.В., Саржевский В.О., Мельниченко В.Я., Дубинина Ю.Н., Мочкин Н.Е., Смирнова Е.Г., Колесникова Д.С., Банникова А.Е. Высокодозная химиотерапия и аутологичная трансплантация у пациентов с лимфомами и множественной миеломой: всем ли удается получить достаточное количество периферических стволовых кроветворных клеток? // Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. Онкогематология, 2018. Т. 13, № 3. С. 67-71.Fedyk O.V., Sarzhevskiy V.O., Melnichenko V.Ya., Dubinina Yu.N., Mochkin N.E., Smirnova E.G., Kolesnikova D.S., Bannikova A.E. Autologous transplantation in patients with lymphoproliferative diseases: does everyone manage to get a sufficient number of peripheral hematopoietic stem cells? Vestnik Natsionalnogo mediko-khirurgicheskogo Tsentra im. N.I. Pirogova. Onkogematologiya = Bulletin of Pirogov National Medical and Surgical Center, 2018, Vol. 13, no. 3, pp. 67-71. (In Russ.)Bendall L.J., Bradstock K.F. G-CSF: From granulopoietic stimulant to bone marrow stem cell mobilizing agent. Cytokine Growth Factor Rev., 2014, Vol. 25, no. 4, pp. 355-367.Bendall L.J., Bradstock K.F. G-CSF: From granulopoietic stimulant to bone marrow stem cell mobilizing agent. Cytokine Growth Factor Rev., 2014, Vol. 25, no. 4, pp. 355-367.Carreras E., Dufour C., Mohty M., Kröger N., editors. The EBMT Handbook: Hematopoietic Stem Cell Transplantation and Cellular Therapies [Internet]. 7th ed. Cham (CH): Springer; 2019.Carreras E., Dufour C., Mohty M., Kröger N., editors. The EBMT Handbook: Hematopoietic Stem Cell Transplantation and Cellular Therapies [Internet]. 7th ed. Cham (CH): Springer; 2019.Laterveer L., Lindley I.J.D., Hamilton M.S., Willemze R., Fibbe W.E. Interleukin-8 induces rapid mobilization of hematopoietic stem cells with radioprotective capacity and long-term myelolymphoid repopulating ability. Blood, 1995, Vol. 85, Iss. 8, pp. 2269-2275.Laterveer L., Lindley I.J.D., Hamilton M.S., Willemze R., Fibbe W.E. Interleukin-8 induces rapid mobilization of hematopoietic stem cells with radioprotective capacity and long-term myelolymphoid repopulating ability. Blood, 1995, Vol. 85, Iss. 8, pp. 2269-2275.Matsushima K., Yang D., Oppenheim J.J. Interleukin-8: An evolving chemokine. Cytokine, 2022, Vol. 153, 155828. doi: 10.1016/j.cyto.2022.155828.Matsushima K., Yang D., Oppenheim J.J. Interleukin-8: An evolving chemokine. Cytokine, 2022, Vol. 153, 155828. doi: 10.1016/j.cyto.2022.155828.Morris C.L., Siegel E., Barlogie B., Cottler-Fox M., Lin P., Fassas A., Zangari M., Anaissie E., Tricot G. Mobilization of CD34+ cells in elderly patients (>/ = 70 years) with multiple myeloma: influence of age, prior therapy, platelet count and mobilization regimen. Br. J. Haematol., 2003, Vol. 120, pp. 413-423.Morris C.L., Siegel E., Barlogie B., Cottler-Fox M., Lin P., Fassas A., Zangari M., Anaissie E., Tricot G. Mobilization of CD34+ cells in elderly patients (>/ = 70 years) with multiple myeloma: influence of age, prior therapy, platelet count and mobilization regimen. Br. J. Haematol., 2003, Vol. 120, pp. 413-423.

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