Odtworzenie hematopoezy biorcy po przeszczepieniu krwiotwórczych komórek macierzystych (HSCs) uwarunkowane jest m. in. liczbą przeszczepionych komórek. Uważa się, że powodzenie wszczepienia HSCs determinuje ilość przeszczepionych komórek CD34+. Jednak wpływ liczby przeszczepionych komórek CD34 na kinetykę wszczepienia neutrofili (ang. neutrophil engraftment, NE) i płytek (ang. platelet engraftment, PE) nie jest jasny – część prac wykazała korelację pomiędzy ilością przeszczepionych komórek CD34+ a czasem NE, jednak inne prace nie wykazały takiej korelacji. Rozbieżność tych wyników może być spowodowana m.in. heterogennością populacji komórek CD34, która oprócz HSCs zawiera wiele innych progenitorów, tj. wczesne progenitory linii limfo- i mieloidalnej. Frakcja wczesnych progenitorów limfoidalnych, tzw. hematogonów (HGs) u dzieci stanowi najczęściej >60% populacji komórek CD34+ i spada z wiekiem. Zmienny odsetek liniowo ukierunkowanych HGs może sugerować, że NE może lepiej korelować z populacją progenitorów linii mieloidalnej CD34+ niż z całkowitą liczbą komórek CD34+. Głównym celem pracy było zbadanie wpływu heterogenności subpopulacji komórek CD34+ na efektywność wszczepienia neutrofilowego i płytkowego u pacjentów pediatrycznych po przeszczepieniu krwiotwórczych komórek macierzystych. Nasza analiza wykazała, że ilość przeszczepionych komórek CD34+/kg m.c. biorcy znacząco wpływa zarówno na szybkość wszczepienia neutrofili, jak i płytek. Pacjenci, którzy otrzymali więcej komórek CD34+/kg m.c. uzyskiwali szybsze NE i PE. Natomiast, ilość wczesnych progenitorów linii limfoidalnej przeszczepionych biorcy nie miała istotnego wpływu na szybkość wszczepienia neutrofilowego i płytkowego u pacjentów pediatrycznych. Z kolei, ilość progenitorów linii mieloidalnej korelowała z szybszym NE u pacjentów, którzy otrzymali więcej mieloidalnych komórek CD34+/kg m.c. Wykazano także, że szybsze NE uzyskują pacjenci, którym przeszczepiono PBSC niż BM, co mogło wynikać z większej liczby progenitorów mieloidalnych CD34+ w materiałach pochodzących z PBSC niż ze BM oraz faktu, że komórki macierzyste mobilizowane ze szpiku kostnego do krwi obwodowej są pobudzone przez G-CSF do proliferacji i różnicowania i ulegają szybszemu wszczepieniu.Oksygenza hemowa-1 (HO-1) pełni funkcję cytoprotekcyjną w organizmie człowieka. Jednak w ostatnich latach opisano jej rolę w hematopoezie związanej ze stresem oraz w regulacji granulopoezy, poprzez produkcję tlenku węgla (CO), blokującego translokację do jądra czynnika transkrypcyjnego, regulującego proliferację progenitorów granulocytarnych. Poziom ekspresji HO-1 uwarunkowany jest występowaniem polimorfizmów w promotorze genu HMOX1. Największe znaczenie ma polimorfizm długości powtórzeń nukleotydowych (GT)n, którego długość ujemnie koreluje z aktywnością HO-1. Jak dotąd nie wykazano wpływu polimorfizmu (GT)n na efektywność wszczepienia NE i PE. Dlatego drugim celem niniejszej pracy była ocena wpływu polimorfizmu długości promotora HMOX1 na kinetykę wszczepienia. Wykazano, że obecność u biorców polimorfizmu długości typu "long" warunkuje szybsze NE niż obecność polimorfizmu długości typu "short". Nasza analiza może sugerować, że większa aktywność HO-1, związana z mniejszą ilością powtórzeń GT w promotorze HMOX1 hamuje proliferację progenitorów linii granulocytarnej, co może determinować wolniejsze NE.Reasumując, szybkość wszczepienia neutrofili i płytek u biorcy uwarunkowana jest ilością przeszczepionych komórek CD34+/kg m.c. Jednak jest to w dużej mierze pochodną ilości przeszczepianych komórek mieloidalnych CD34+/kg m.c., ponieważ ilość przeszczepionych HGs nie wpływa na szybkość NE i PE. Może mieć to znaczenie w procedurze określania ilości komórek w materiale przeszczepowym oraz obliczaniu objętości materiału przeszczepowego, zawierającego optymalną ilość komórek w przeliczeniu na masę ciała biorcy. Wyniki dotyczące polimorfizmu promotora HMOX1 mogą sugerować, że obecność alleli krótkich negatywnie wpływa na NE.
Reconstitution of hematopoiesis after hematopoietic stem cells (HSCs) transplantation depends on number of transplanted cells. The transplantation outcome is determined by amount of transplanted CD34+ cells. However, the effect of the numer of CD34+ cells on kinetics of neutrophil engraftment (NE) and platelet engraftment (PE) is unclear – several studies indicated a correlation between the number of transplanted CD34+ cells and the NE time, but other studies did not indicate such correlation. The discrepancy may results from heterogeneity of CD34+ cells population, which in addition to the HSCs, contains other progenitors, such as an early lymphoid and myeloid progenitors. The fraction of lymphoid progenitors, called hematogones (HGs), consists >60% of the CD34+ population in children and decreases with age. The variable proportion of lineage committed HGs in the total CD34+ fraction may suggest that NE may better correlate with the subpopulation of the CD34 + myeloid progenitors than with the total number of CD34 + transplanted cells. The main aim of the study was to evaluate the impact of heterogeneity of CD34+ subpopulation on neutrophil and platelet engraftment in pediatrics patients after hematopoietic stem cell transplantation. Our study showed that the amount of transplanted cells CD34+/kg significantly influence both the rate of NE and PE. Patients, who received more CD34+/kg, achieved faster NE and PE. Whereas, the number of early lymphoid progenitors (HGs) transplanted per kilogram did not significantly influence the rate of neutrophil and platelet engraftment in pediatric patients. In turn, the number of myeloid progenitors correlated with the faster NE in patients, who received more myeloid cells CD34+/kg. It has been also indicate that faster NE was achieved in patients, who received PBSC than patients who received BM. It may results from a greater number of CD34+ myeloid progenitors in PBSC than in BM, and the fact, that stem cells mobilized from bone marrow into peripheral blood are stimulated by G-CSF to proliferate and differentiate and hence achieved faster engraftment.Heme oxygenase-1 (HO-1) is induced in stress conditions and degrades heme to carbon monoxide (CO), iron ions and biliverdin. However, it has been recently shown that HO-1 may impact hematopoietic progenitor compartment (HO-1 deficiency leads to disrupted response to acute stress, such as transplantation) and influence granulopoiesis through regulation of myelocyte proliferation (CO blocks translocation of proproliferative factor - C/EBPβ - to nucleus). In human, the HO-1 expression is determined mainly by the presence of length polymorphisms in the HMOX1 gene promotor. The number of (GT)n nucleotide repeats negatively correlates with HO-1 activity. The effect of length polymorphisms on the kinetics of neutrophil and platelet engraftment has not been described so far. Therefore, the second aim of this study was to evaluate the influence of HMOX1 promoter length polymorphism on the kinetics of NE and PE. We showed that the presence of long allels in recipients determined faster NE than the presence of short allels. Our study may suggest that the presence of short allels in the HMOX1 promoter might be associated with higher HO-1 expression and thus higher production of CO by the recipient stromal cells, what in turn may inhibit proliferation of granulocyte progenitors, determined as slower NE.In conclusion, the rate of engraftment of neutrophils and platelets in the recipient is determined by the number of CD34+/kg m.c. transplanted cells. However, it depends mainly on the number of transplanted CD34+/kg m.c. myeloid cells, as the number of transplanted HGs does not influence the NE and PE rates. This might be important in routine protocols quantifying CD34+ cell (ISHAGE) which by default include all CD34+ cell subsets. The results for the HMOX1 promoter polymorphism may suggest that the presence of short alleles negatively influence NE.
