Qualität von Stammzellkonzentraten Aus Plazentarestblut Unter Berücksichtigung von Transportdauer und -Temperatur

Abstract

Objectives:The successful use of vital stem cells from umbilical cord blood (UCB) requires transport under controlled conditions from the location where the UCB was taken to the place of preparation and storage. As part of this research work, the influence of transport time and temperature on the cell quality of UCB is investigated.

Design and Methods:Data from 4 100 autologous stem cell donations from UCB were retrospectively analyzed. For the quality assessment, a large number of parameters in whole blood and in stem cell concentrate before and after cryopreservation were compiled for each preparation. The measurements on the flow cytometer (FACS Verse: TM) were carried out with the aid of the BDTM Stem Cell Enumeration (SCE) kit (BD-antibody mixture CD45 FITC / CD34 PE and 7-AAD). The temperature values recorded during transport in the encrypted VI2 file format were transferred to a CSV file format and processed further with a spreadsheet software. 4°C temperature ranges (0 - 36°C) were defined for the analysis. Within the sample, 36 pairs of twins could be identified for a supplementary evaluation. As part of a correlation analysis, the influence of transport time in the respective temperature ranges on cell quality was examined.

Observations and Results: The whole blood preparations had an average volume of 74,1 ± 25,6 ml. The average total number of leukocytes measured in whole blood was 7,4 ± 4,3 x 10⁸, the leukocyte count 9 537 ± 3 425 / μl and the absolute number of CD34+ cells was 2,1 ± 2,3 x 10⁶. When the aliquot was thawed again, the leukocyte count was 11 092,3 ± 6 323,2 / μl and the CD34+ cell count was 34,5 ± 207,3 / μl. The average viability of the CD34⁺ cells in the stem cell concentrate before cryopreservation was 99,3 ± 2,3 % and after cryopreservation 88,3 ± 13,8 %. The mean transport time was 21 hours 51 minutes ± 07 hours 37 minutes, with 71,4 % of the donations traveling between 1000 minutes (= 16 h 40 min) and 2000 minutes (= 33 h 20 min). The viability of the CD34⁺ cells in the stem cell concentrate before cryopreservation was 99,3 % with a transport time ≤ 1000 minutes and hardly changed with increasing transport time. The average viability of the CD34+ cells in the pilot tube after cryopreservation was 89,8 % with a transport time ≤ 1000 minutes and decreased by 5,7 % with increasing transport time. Temperatures in the range between 20 - 24°C were measured most frequently. Additionally, the longest times of the UCB preparations were recorded in this temperature range. In whole blood, the leukocyte and platelet counts showed significant or highly significant correlations (leukocytes: 16 - 20°C: r=-0,058, p=0,001; 20-24°C: r=0,036, p=0,034; 24-28°C: r=0,038, p=0,028 / thrombocytes: 12 - 16°C: r = - 0,039, p = 0,022; 16 - 20°C: r = - 0,06, p = 0,00049; 24 - 28°C: r = 0,059, p = 0,001). For the viability of the CD34⁺ cells measured in the stem cell concentrate 1 before cryopreservation, there was a highly significant correlation between 24 - 28°C (r = - 0,049, p = 0,003). The correlation analysis in the pilot tube with a thawed aliquot showed a weak influence of transport time and temperature on the viability of the CD34⁺ cells (12-16°C: r=-0,046, p=0,008; 16-20°C: r=-0,084, p=0,00000086; 20-24°C: r=-0,065, p=0,00014). Between 24-28°C (r=0,039, p=0,022) there was a weak correlation for the viability of the CD34⁺cells. A division into 1°C temperature ranges or a shift in the 4°C grid did not provide any more information. The analysis of the twins preparations revealed that they were astonishingly similar in all aspects. A total of 3 623 donation data (88,4 %) could be evaluated in the present analysis. 477 donations (11,6 %) were excluded for various reasons.

Alternate abstract:

Hintergrund und Ziele:

Der erfolgreiche Einsatz von vitalen Stammzellen aus Plazentarestblut (PRB) setzt einen unter kontrollierten Bedingungen ablaufenden Transport vom Entnahmeort des PRB bis zum Ort der Aufbereitung und Einlagerung voraus. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird der Einfluss von Transportdauer und -temperatur auf die Zellqualität von PRB untersucht.

Methoden:Es wurden Daten von 4 100 autolog gerichteten Stammzellspenden aus PRB retrospektiv analysiert. Für die Qualitätsbeurteilung wurde für jedes Präparat eine Vielzahl an Parametern in Vollblut, im Stammzellkonzentrat vor und nach Kryokonservierung zusammengetragen. Die Messungen am Durchflusszytometer (FACS VerseTM) erfolgten mit Hilfe des BDTM Stem Cell Enumeration (SCE) Kits (BD-Ak-Gemisch CD45 FITC / CD34 PE und 7-AAD). Die während des Transports im verschlüsselten VI2-Dateiformat aufgezeichneten Temperaturwerte wurden in ein CSV-Dateiformat überführt und mit einem Tabellen- kalkulationsprogramm weiterverarbeitet. Für die Analyse wurden 4°C-Temperaturbereiche (0 - 36°C) definiert. Innerhalb der Stichprobe ließen sich 36 Zwillingspaare für eine ergänzende Auswertung ermitteln. Im Rahmen einer Korrelationsanalyse wurde der Einfluss von Transportzeit in den jeweiligen Temperaturbereichen auf die Zellqualität untersucht.

Ergebnisse und Beobachtungen:

Die Vollblutpräparate wiesen ein durchschnittliches Volumen von 74,1 ± 25,6 ml auf. Die in Vollblut gemessene durchschnittliche Gesamtzahl der Leukozyten betrug 7,4 ± 4,3 x 10⁸, die Leukozytenzahl 9 537 ± 3 425 / μl und die absolute Zahl der CD34+-Zellen 2,1 ± 2,3 x 10⁶. Im Stammzellkonzentrat der Pilotröhrchen bei einem wieder aufgetauten Aliquot betrug die Leukozytenzahl 11 092,3 ± 6 323,2 / μl und die CD34^+- Zellzahl 34,5 ± 207,3 / μl. Die durchschnittliche Vitalität der CD34+-Zellen im Stammzellkonzentrat vor Kryokonservierung lag bei 99,3 ± 2,3 % und nach Kryokonservierung bei 88,3 ± 13,8 %. Die mittlere Transportzeit betrug 21 Std. 51 Min. ± 07 Std. 37 Min, dabei waren 71,4 % der Spenden zwischen 1000 Minuten (= 16 Std. 40 Min.) und 2000 Minuten (= 33 Std. 20 Min.) unterwegs. Die Vitalität der CD34⁺-Zellen im Stammzellkonzentrat vor Kryokonservierung betrug bei einer Transportzeit ≤ 1000 Minuten 99,3 % und veränderte sich mit zunehmender Transportzeit kaum. Die durchschnittliche Vitalität der CD34+-Zellen im Pilotröhrchen nach Kryokonservierung betrug bei einer Transportzeit ≤ 1000 Minuten 89,8 % und nahm mit zunehmender Transportzeit um 5,7% ab. Temperaturen im Bereich zwischen 20-24°C wurden am häufigsten gemessen. In diesem Temperaturbereich wurden im Durchschnitt auch die längsten Aufenthaltsdauern der PRB-Präparate registriert. In Vollblut zeigten sich bei den Leukozyten- und Thrombozytenzahlen signifikante bzw. hochsignifikante Zusammenhänge (Leukozyten: 16 - 20°C: r = - 0,058, p = 0,001; 20 - 24°C: r = 0,036, 3 p=0,034; 24-28°C: r=0,038, p=0,028 / Thrombozyten: 12-16°C: r=-0,039, p=0,022; 16 - 20°C: r = - 0,06, p = 0,00049; 24 - 28°C: r = 0,059, p = 0,001). Für die Vitalität der CD34⁺- Zellen gemessen im Stammzellkonzentrat vor Kryokonservierung bestand zwischen 24 - 28°C (r = - 0,049, p = 0,003) eine hochsignifikante Korrelation. Bei der Korrelationsanalyse im Pilotröhrchen bei einem wieder aufgetauten Aliquot zeigte sich für die Vitalität der CD34⁺- Zellen ein schwacher Einfluss von Transportzeit und Temperatur (12 - 16°C: r = - 0,046, p=0,008; 16-20°C: r=-0,084, p=0,00000086; 20-24°C: r=-0,065, p=0,00014). Zwischen 24 - 28°C (r = 0,039, p = 0,022) zeigte sich für die Vitalität der CD34⁺-Zellen eine schwache Korrelation. Eine Einteilung in 1°C-Temperaturbereiche bzw. ein verschieben des 4°C-Rasters brachte nicht mehr Erkenntnisse. Die Analyse der Präparate der Zwillinge ergab, dass sich diese in allen Aspekten erstaunlich ähnlich waren. Insgesamt 3 623 Spendendaten (88,4 %) konnten in der vorliegenden der Analyse ausgewertet werden. 477 Spenden (11,6 %) wurden aufgrund unterschiedlicher Ursachen ausgeschlossen.