Einfluss der Konzentration unterschiedlicher Zellpopulationen auf die Vitalität kryokonservierter Stammzellkonzentrate

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2012-09-10
Issue Year
2012
Authors
Dlimi, Afif
Editor
Abstract

Background and aims: Cord blood is beside bone marrow or stem cells from peripheral blood a viable source of hematopoietic stem cells. The need for cord blood is increasing worldwide therefore it is necessary to improve techniques of preparation and storage. This report shows the impact of higher cell concentration of leukocytes, mononuclear cells and CD34-positive cells viability of stem cells after cryopreservation. Methods: Statistical analysis of data from 5520 donors of cord blood, prepared and cryopreservated in the years 2003 through 2011 have been performed with SPSS (SPSS Inc., Chicago IL, USA) version 19 and Microsoft Office Excel 2007. Cell concentrations for leukocytes, platelets, red blood cells, CD34-positive leukocytes, vitale leukocytes and for mononuclear cells have been determined by a blood cell counter and flow cytometry. The proliferation and differentiation capacity was assessed in cell culture. Results: The content of leukocytes, CD34-positive leukocytes and mononuclear cells were decreased after thawing. Recovery of colony forming units was 29.05 %. After building different collectives (total leukocytes, platelets, CD34-positive leukocytes and mononuclear cells) a correlation between increasing cell levels and increasing postthawing viability could be shown. Only increasing levels of red blood cells led to a decrease in viable leukocytes. Comparing groups with more than 2.5 x 106 CD34-positive leukocytes a non significant increase in vitale leukocytes could be shown. Numbers of leukocytes, platelets, CD34-positive leukocytes and mononuclear cells correlated significantly with the recovery of colony forming units. Red blood cells showed a significant negative correlation. The content of leukocytes, platelets, CD34-positive leukocytes and mononuclear cells correlated significantly with the viability before cryopreservation. A significant correlation between the numbers of leukocytes, CD34-positive leukocytes and mononuclear cells and the viability could also be shown after thawing. Conclusion: Increased cell concentrations in cord blood do not limit the recovery of CD34-positive leukocytes, nor the viability of leukocytes or the number of colony forming units after thawing. On the contrary, cord blood units with high cell concentrations show a better outcome than units with low cell concentrations. Only red blood cells seem to have a negative influence on CB quality and should be removed as stringent as possible.

Abstract

Hintergrund und Ziele: Nabelschnurrestblut kann neben Knochenmark und dem peripheren Blut als Quelle für hämatopoetische Stammzellen dienen. Da der Bedarf weltweit steigend ist, besteht die Notwendigkeit, Verfahren zur Aufbereitung und Lagerung zu optimieren, um Ressourcen zu sparen. In der vorliegenden Arbeit soll betrachtet werden, ob es bei Stammzellpräparaten aus Nabelschnurrestblut, die stärker konzentriert sind, also eine höhere Anzahl an Leukozyten, mononukleären Zellen und CD34-positiven Leukozyten besitzen, zu einem nachteiligen Effekt auf die Vitalität und das Überleben der Stammzellen nach dem Auftauen kommt. Methoden: Die statistische Auswertung der Daten von 5520 Spenderinnen, von denen in den Jahren von 2003 bis 2011 Plazentarestblut aufbereitet und nach Kryokonservierung eingelagert wurde, erfolgte mittels SPSS (SPSS Inc., Chicago IL, USA) in der Version 19 und Microsoft Office Excel 2007. Die Konzentrationen der Leukozyten, Thrombozyten, Erythrozyten, CD34-positiven Leukozyten, vitalen Leukozyten und mononukleären Zellen wurden mittels Zellzahlbestimmung an einem Blutbildautomaten sowie mittels Durchflusszytometrie bestimmt. Das Proliferations- und Differenzierungsvermögen der Stammzellen wurde mittels Zellkultur überprüft. Ergebnisse und Beobachtungen: Nach dem Wiederauftauen zeigte sich ein absoluter Verlust an Leukozyten, CD34-positiven Leukozyten und mononukleären Zellen. Die gemittelte Ausbeute an koloniebildenden Einheiten betrug 29,05 %. Beim Vergleich der mittels der Zahl an CD34-positiven Leukozyten, Thrombozyten und mononukleären Zellen gebildeten Gruppen zeigte sich bei jeweils höheren Zellkonzentrationen eine erhöhte Vitalität der Leukozyten in %. Lediglich bei höheren Erythrozytenzahlen kam es zu einem nicht signifikanten Abfall. Bei Gruppenvergleichen von Präparaten mit mehr als 2,5 x 106 CD34-positiven Leukozyten konnte ein nichtsignifikantes Ansteigen der Vitalität beobachtet werden. Der Gehalt an Leukozyten, Thrombozyten, CD34-positiven Leukozyten und mononukleären Zellen korrelierte signifikant positiv mit der Ausbeute an koloniebildenden Einheiten, die Erythrozytenzahlen zeigten eine signifikante negative Korrelation. Die Gesamtzellzahlen an Leukozyten, Thrombozyten, CD34-positiven Leukozyten und mononukleären Zellen pro Beutel vor Kryokonservierung korrelierten signifikant mit der Vitalität der Leukozyten nach dem Auftauen in %. Nach dem Auftauen zeigte sich ebenfalls eine signifikante Korrelation zwischen der Vitalität der Leukozyten in % und dem Gehalt an Leukozyten, CD34-positiven Leukozyten und mononukleären Zellen. Praktische Schlussfolgerung: Höhere Zellkonzentrationen im Nabelschnurrestblutpräparat zeigten keinen negativen Effekt auf die Zahl der CD34-positiven Leukozyten, die Vitalität der Leukozyten und die Zahl der koloniebildenden Zellen nach dem Wiederauftauen. Die hochkonzentrierten Gruppen schnitten im Gegenteil sogar besser ab, als die Gruppen mit den niedrigeren Zellkonzentrationen. Lediglich die Erythrozytenzahlen bedingten nachteilige Effekte und sollten im Präparat so gering wie möglich gehalten werden.

DOI
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