Влияние эндотелиальных клеток на эритроидную дифференцировку гемопоэтических стволовых клеток пуповинной крови in vitro

В работе изучено влияние эндотелиальных клеток (ЭК) пуповинной крови на прирост и созревание в эритроидном направлении гемопоэтических клеток при их совместном культивировании, а также экспрессия генов «взрослого» и фетального гемоглобина при эритроидной дифференцировке в условиях моделирования васкулярной ниши in vitro. Использованы культуральные методы, проточная цитометрия, полимеразная цепная реакция в реальном времени и морфологический анализ цитологических препаратов. Разработан метод эритроидной дифференцировки гемопоэтических стволовых клеток пуповинной крови в условиях моделирования васкулярной ниши костного мозга in vitro. Установлено, что полученные из мононуклеаров пуповинной крови CD34+CD31+СD144+CD105+CD90–СD45– предшественники эндотелиальных клеток (ПЭК) стимулируют эритроидную дифференцировку гемопоэтических CD34+ клеток пуповинной крови и прирост предшественников эритроидного ряда при совместном культивировании с 4-х по 11-е сутки в присутствии фактора стволовых клеток, эритропоэтина и фактора роста фибробластов-2. Моделирование in vitro васкулярной ниши с использованием ПЭК пуповинной крови позволяет получить прирост зрелых CD36–CD235а+ клеток эритроидного ряда в 2,5 раза выше, чем в условиях суспензионной культуры без вспомогательных клеток. Микроокружение ЭК не влияет на уровень и соотношение экспрессии фетального и «взрослого» типов гемоглобина в ходе дифференцировки in vitro.

1. Доклад о состоянии здравоохранения в Европе, 2015. Целевые ориентиры и более широкая перспектива – новые рубежи в работе с фактическими данными [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0008/284750/EHR_High_EN_WEB.pdf?ua=1 – Дата доступа : 26.12.2019.

2. In vitro mass production of human erythroid cells from the blood of normal donors and of thalassemic patients / G. Migliaccio [et al.] // Blood Cells, Mol. Dis. – 2002. – Vol. 28, N 2. – Р. 169–180. https://doi.org/10.1006/bcmd.2002.0502

3. In vitro clinical-grade generation of red blood cells from human umbilical cord blood CD34+ cells / E. J. Baek [et al.] // Transfusion. – 2008. – Vol. 48, N 10. – P. 2235–2245. https://doi.org/10.1111/j.1537-2995.2008.01828.x

4. Generation of functional erythrocytes from human embryonic stem cellderived definitive hematopoiesis / F. Ma [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2008. – Vol. 105, N 35. – P. 13087–13092. https://doi.org/10.1073/pnas.0802220105

5. Red blood cell generation from human induced pluripotent stem cells: perspectives for transfusion medicine / H. Lapillonne [et al.] // Haematologica. – 2010. – Vol. 95, N 10. – P. 1651–1659. https://doi.org/10.3324/haematol.2010.023556

6. Ex vivo large-scale generation of human red blood cells from cord blood CD34+ cells by co-culturing with macrophages / A. Fujimi [et al.] // Hematology. – 2008. – Vol. 87. – P. 339–350. https://doi.org/10.1007/s12185-008-0062-y

7. Ex vivo generation of fully mature human red blood cells from hematopoietic stem cells / M.-C. Giarratana [et al.] // Nat. Biotechnol. – 2005. – Vol. 23, N 1. – P. 69–74. https://doi.org/10.1038/nbt1047

8. Inhibitory effect of mesenchymal stem cell co-culture on erythroid differentiation of K562 cells compared to the control group / M. Saleh [et al.] // Cell J. – 2017. – Vol. 19, N 1. – P. 127–136. https://doi.org/10.22074/cellj.2016.4133

9. Human bone marrow-derived mesenchymal stem cells in the treatment of gliomas / A. Nakamizo [et al.] // Cancer Res. – 2005. – Vol. 65, N 8. – P. 3307–3318. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-04-1874

10. An evolving new paradigm: endothelial cells – conditional innate immune cells / J. Mai [et al.] // J. Hematol. Oncol. – 2013. – Vol. 6, N 1. – P. 61. https://doi.org/10.1186/1756-8722-6-61

11. Improving the characterization of endothelial progenitor cell subsets by an optimized FACS protocol / K. Huizer [et al.] // PLoS ONE. – 2017. – Vol. 12, N 9. – P. e0184895. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0184895

12. Erythropoietic potential of CD34+ hematopoietic stem cells from human cord blood and G-CSF-mobilized peripheral blood / H. Jin [et al.] // BioMed Res. Int. – 2014. – Vol. 2014. – P. 1–9. https://doi.org/10.1155/2014/435215

13. Proof of principle for transfusion of in vitro-generated red blood cells / M.-C. Giarratana [et al.] // Blood. – 2011. – Vol. 118, N 19. – P. 5071–5079. https://doi.org/10.1182/blood-2011-06-362038

14. Immunophenotypic profile of nucleated erythroid progenitors during maturation in regenerating bone marrow / M. Fajtova [et al.] // Leukemia & Lymphoma. – 2013. – Vol. 54, N 11. – P. 2523–2530. https://doi.org/10.3109/10428194.2013.781167

15. Weibel-palade bodies as a marker for neovascularization induced by tumor and rheumatoid angiogenesis factors / P. Kumar [et al.] // Cancer Res. – 1985. – Vol. 45, N 9. – P. 4339–4348.