Cati ani poate fi stocat sangele de cordon ombilical?

Hal E. Broxmeyer, PhD, Indiana University School of Medicine

Transplantul cu celule stem din sangele cordonului ombilical reprezinta o forma eficienta de tratament pentru multi pacienti cu cancere si boli hematologice care au nevoie de transplant1-3. Pana in prezent, peste 30.000 de pacienti au fost tratati prin transplant cu sange de cordon ombilical3.

Componentele importante ale sangelui de cordon sunt celulele stem si progenitoare hematopoietice care se pot replica si divide pentru a inlocui intregul sistem imun al pacientului.

Frecventa lor este rara, reprezantand mai putin de un procent din totalitatea celulelor din sangele de cordon ombilical, insa o unitate de celule din sange de cordon poate contine milioane de celule stem si progenitoare hematopoietice.

Unitatile de celule stem pentru transplant pot proveni fie din banci publice, fie din banci private – locurile in care unitatile sunt procesate si stocate in stare de criogenie. In procesul de recoltare si stocare, este capitala crioprezervarea optima, astfel incat, atunci cand celulele stem sunt decongelate pentru terapie, sa fie viabile si sa isi mentina capacitatea functionala de a inlocui celulele sangelui in corpul pacientului.

O intrebare frecventa referitoare la stocarea sangelui de cordon ombilical adreseaza problema timpului: ce interval de timp pot fi mentinute in stare de criogenie celulele stem si progenitoare astfel incat  sa fie vii la momentul decongelarii?  

In teorie, celulele stem si progenitoare din sangele de cordon ombilical se pot pastra in stare de criogenie pentru multe decenii, cu pastrarea viabilitatii, daca sunt prezervate corespunzator. Practic, depinde de calitatea procedurii de crioprezervare. Este esential ca tancurile cu azot lichid sa fie mentinute, constant, la o temperatura foarte scazuta. De asemenea, competenta personalului de laborator care va decongela unitatea de celule stem (nota trad: in caz de transplant) joaca un rol important in mentinerea viabilitatii acestora.

Au fost derulate numeroase studii referitoare la testarea viabilitatiil unitatilor de celule stem, dupa stocarea acestora, pentru o perioada indelungata, in tancuri cu azot lichid. Studiile conduse chiar de echipa de cercetatori de la Indiana University School of Medicine (primul efectuat la finalul anilor ’80) au relevat o rata crescuta de recuperare a celulelor stem dupa  cateva luni de stocare in stare de crioprezervare4, conducand echipa de specialisti la concluzia ca acestea ar putea servi ca substitut pentru transplanturile cu maduva osoasa.

Aceste aspecte au creat premisele pentru a stabili primele principii dovedite privind stocarea sangelui de cordon1-3. Echipa de cercetatori de la Indiana University School of Medicine, condusa de Hal E. Broxmeyer, a fost cea care a eliberat primele cinci unitati de sange de cordon care au fost vreodata transplantate, toate au fost pentru frati HLA-compatibili. De asemenea, au fost stocate celule pentru doua dintre urmatoarele cinci transplanturi de sange de cordon ombilical efectuate.

De atunci, echipa de cercetatori de la Indiana University School of Medicine a demonstrat, in timp, recuperarea celulara eficienta la 5 ani5, 10 ani6, 15 ani7 si, cel mai recent, la 23.5 ani8 de stocare a celulelor in forma crioprezervata. Acuratetea testelor consta in faptul ca cercetatorii au avut permanent in custodie aceste celule, iar masuratorile realizate inainte de congelare si post decongelare au fost efectuate cu aceleasi tipuri de teste.

In urmatorii 2-3 ani echipa condusa de Dr. Broxmeyer va efectua o evaluare a viabilitatii celulelor stem stocate pentru o perioada de 30 de ani (cele mai vechi unitati de sange de cordon pe care Universitatea le detine). Pana atunci, cel mai lung timp de stocare in conditii de criogenie urmat de decongelare cu recuperare celulara eficienta a celulelor stem si progenitoare este cel de 23.5 ani, in conditii standardizate. Insa cea mai lunga perioada de stocare a unei unitati care a fost utilizata pentru transplant este de cel putin 14 ani (pers. comm., Dr. P. Rubinstein).

In baza studiilor de laborator, este evident ca sangele de cordon ombilical poate fi stocat pentru decenii si sa ramana o sursa importanta de celule pentru transplant. 

Ar putea dura ceva timp pana cand studiile clinice sa demonstreze viabilitatea celulelor stem stocate timp indelungat, asa cum noi am demonstrat in laborator. Dovezile clinice necesita tratarea pacientilor cu unitati care au fost stocate timp de cateva decenii. Dar bancile publice au tendinta sa nu utilizeze unitatile cele mai vechi, daca au la dispozitie unele noi. In consecinta, dovezile clinice privind stocarea cu succes pe termen lung ar putea proveni de la bancile private de celule stem, cand clientii lor vor utiliza unitati stocate pentru multi ani, in terapii pentru copilul de la care au fost recoltate sau pentru un alt membru al familiei.

Dr. Broxmeyer este un profesor renumit, Mary Margaret Walther Professor Emeritus,  Profesor de Microbiologie si Imunologie la Indiana University School of Medicine (IUSM), Indianapolis, Indiana si este Co-Leader la National Cancer Institute Designated Indiana University Simon Cancer Center on Hematopoiesis, Malignant Hematology and Immunology. Este fondatorul bancii CORD:USE Family Cord Blood Bank si este in Medical Scientific Advisory Board al bancii CORD:USE Public Cord Blood Bank. Este membru al National Marrow Donor Program (NMDP) Cord Blood Advisory Group.

Referinte

  1. Gluckman, E., Broxmeyer, H.E., Auerbach, A.D., Friedman, H., Douglas, G.W., Devergie, A., Esperou, H., Thierry, D., Socie, G., Lehn, P., Cooper, S., English, D., Kurtzberg, J., Bard, J. and Boyse, E.A. 1989. Hematopoietic reconstitution in a patient with Fanconi anemia by means of umbilical-cord blood from an HLA-identical sibling. New Engl. J. Medicine 321:1174-1178. PubMed: PMID2571931
  2. Broxmeyer, H.E. and Smith, F.O. 2009. Cord Blood Hematopoietic Cell Transplantation. In: Thomas' Hematopoietic Cell Transplantation 4th Edition. Eds: Appelbaum, F.R., Forman, S.J., Negrin, R.S., and Blume, K.G. Wiley-Blackwell, West Sussex, United Kingdom, Section 4, Chapter 39, pp. 559-576.
  3. Ballen, K.K., Gluckman, E., and Broxmeyer, H.E. 2013. Umbilical Cord Blood Transplantation - the first 25 years and beyond. Blood. 122:491-498. PubMed: PMC3952633
  4. Broxmeyer, H.E., Douglas, G.W., Hangoc, G., Cooper, S., Bard, J., English, D., Arny, M., Thomas, L., and Boyse, E.A. 1989. Human umbilical cord blood as a potential source of transplantable hematopoietic stem/progenitor cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 86:3828-3832. PubMed: PMC287234
  5. Broxmeyer, H.E., Hangoc, G., Cooper, S., Ribeiro, R.C., Graves, V., Yoder, M., Wagner, J., Vadhan-Raj, S., Benninger, L., Rubinstein, P. and Broun, E.R. 1992. Growth characteristics and expansion of human umbilical cord blood and estimation of its potential for transplantation of adults. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:4109-4113. PubMed: PMC525642
  6. Broxmeyer, H.E. and Cooper, S. 1997. High efficiency recovery of immature hematopoietic progenitor cells with extensive proliferative capacity from human cord blood cryopreserved for ten years. Clin. and Exp. Immunol. 107:45-53.PubMed: PMID9020936
  7. Broxmeyer, H.E., Srour, E.F., Hangoc, G., Cooper, S., Anderson, J.A., and Bodine, D. 2003. High efficiency recovery of hematopoietic progenitor cells with extensive proliferative and ex-vivo expansion activity and of hematopoietic stem cells with NOD/SCID mouse repopulation ability from human cord blood stored frozen for 15 years. Proc Natl Acad Sci USA. 100:645-650. PubMed: PMC141050
  8. Broxmeyer, H.E., Lee, M-R, Hangoc, G., Cooper, S., Prasain, N., Kim, Y-J, Mallett, C., Ye, Z., Witting, S., Cornetta, K., Cheng, L., and Yoder, M.C. 2011. Hematopoietic stem/progenitor cells, generation of induced pluripotent stem cells, and isolation of endothelial progenitors from 21- to 23.5-year cryopreserved cord blood. Blood. 117:4773-4777. PubMed: PMC3100689

Sursa: http://parentsguidecordblood.org/newsletters.php#how-long-can-cord-blood-be-stored

STUDIU

Celule stem/ progenitoare hematopoietice, generare de celule stem pluripotente induse si izolare de progenitori endoteliali din sange de cordon ombilical crioprezervat timp de 21 – 23,5 ani

Hal E. Broxmeyer,1Man-Ryul Lee,1Giao Hangoc,1Scott Cooper,1Nutan Prasain,2Young-June Kim,1Coleen Mallett,2Zhaohui Ye,3Scott Witting,4Kenneth Cornetta,4Linzhao Cheng,3 and Mervin C. Yoder2

Abstract

Crioprezervarea celulelor stem si a celulelor progenitoare hematopoietice este cruciala pentru banking-ul si pentru transplantul de sange de cordon ombilical. Am evaluat recuperarea celulelor progenitoare hematopoietice functionale in urma crioprezervarii  timp de 23.5 de ani, atat a fractiei celulare mononucleate obtinuta prin separare, cat si a  celulelor neseparate, comparativ cu  valorile inregistrate inainte de congelare pentru aceleasi unitati. Recuperarea eficienta (80%-100%) a fost evidenta pentru CFU-GM si pentru CFU-GEMM, desi  pentru unele unitati a fost  inregistrata o recuperare celulara redusa. Potentialul proliferativ imbunatatit prin intermediul  citokinelor si capacitatea de formare a coloniilor  formatoare de celule progenitoare hematopoietice au fost semnificative.  Celulele CD34+ izolate din sangele de cordon ombilical crioprezervat timp de peste 21 de ani au manifestat capacitate de grefare pe termen lung (≥ 6 luni) la soareci cu imunodeficienta primara si secundara, reflectand recuperarea capacitatii de  repopulare celulara pe termen lung si de autoreinnoire a  celulelor stem hematopoietice. Am recuperat limfocite T  CD4+  si  CD8+ functionale , am generat celule stem pluripotente induse (iPS) cu diferentiere pe cele 3 liniicelulare  embrionare in vitro si in vivo si am detectat celule endoteliale formatoare de colonii cu potential mare de proliferare, acestea reprezentand rezultate relevante pentru biologia sangelui de cordon ombilical si a criprezervarii sale in timp.

Articolul integral poate fi citit aici http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3100689/