Efeito da concentração e combinação de crioprotetores na viabilidade medida por citometria de fluxo das células tronco hematopoiéticas congeladas em freezer mecânico

Abstract

O Transplante de Células Tronco Hematopoiéticas (TCTH) baseia-se no princípio de infusão de Células Tronco Hematopoiéticas (CTH) CD34 + num receptor condicionado. Sabe-se que tais células são capazes de gerar uma nova hematopoiese bem como que o benefício do aumento de dose de CD34 + estende-se de aproximadamente 2 x 106 CD34/Kg a 5 x 106 CD34/Kg do receptor. A determinação do número de CD34 baseia-se no número total de CD34, porém sabe-se que apenas uma pequena porção celular do grupo de CD34 está associada à recuperação medular. Uma maneira de refinar a detecção desse grupo de células quando comparado com a quantificação do CD34 total, é a análise citométrica dos padrões de tamanho e granularidade citoplasmática. No contexto do TCTH autólogo e algumas vezes no TCTH alogênico, onde a infusão das células precursoras é feita com intervalo superior a três dias após a sua coleta, o congelamento das CTH CD34 +as faz-se necessário para que as células permaneçam viáveis. O agente crioprotetor mais comumente usado é o Dimetilsulfóxido (DMSO), que em temperaturas extremamente baixas protege as CTH da morte celular, porém em temperatura ambiente torna-se tóxico. As reações adversas do receptor no momento da infusão são atribuídas, em geral, ao DMSO. Portanto existem diferentes protocolos de congelamento de CTH que usam diferentes concentrações desse agente, com o intuito de reduzir as reações adversas e, ao mesmo tempo, evitar a morte celular decorrente de temperaturas baixas. Alguns estudos concluem que a viabilidade das CTH congeladas pode ser mantida com concentrações baixas de DMSO ou com celularidade elevada nos produtos congelados. Além do DMSO, a albumina e o Hidroxetilamido (HES) são usados como adjuvantes na proteção celular ao frio. Alguns protocolos de criopreservação usam apenas o DMSO enquanto outros indicam a necessidade do uso dos três agentes juntos. Não há consenso a respeito do protocolo de criopreservação ideal. Um expressivo número de trabalhos sugere o uso do DMSO 5 a 10% juntamente com a albumina 20% e HES 6% em enxertos com celularidade até 3 x 108 células nucleadas/ml, porém existem sugestões de protocolos diferentes desse padrão que usam o DMSO como agente único assim como concentrações menores de DMSO. Com relação ao efeito tóxico do DMSO, os eventos adversos do paciente no momento da infusão são atribuídos diretamente a ele. Porém evidências recentes apontam outras possíveis causas: citocinas liberadas durante o período de armazenamento e infundidas com o enxerto e micro-agregados leucocitários decorrentes da elevada celularidade do enxerto. O presente estudo pretendeu verificar a viabilidade das CTH através da medida da Anexina-V e 7-AAD pela técnica de citometria de fluxo usando-se diferentes concentrações de DMSO, bem como comparou tal desfecho entre amostras que foram congeladas apenas com DMSO e amostras congeladas com DMSO, HES e albumina. Além disso, foram verificados os níveis de citocinas inflamatórias nos enxertos e sua relação com a concentração de DMSO.

Bone Marrow Transplantation (BMT) is based on the principle of hematopoietic CD34 stem cells infusion in a conditioned recipient. It is known that such cells are capable of generating a new hematopoiesis, as well as known that the benefit of the increase of CD34 dose is goes best when it is between from 2 and to 5 x 106 CD34 by patient’s body weight. The CD34 determination is based on the total CD34 number. However it is known that only a small portion of the CD34 population is related to the marrow repopulating capacity. An alternative way of detecting such cells when compared to total CD34 dose is the cytometric analysis of citoplasmatic granularity and size patterns. In the autologous BMT context and, sometimes in the allogeneic type where the graft infusion occurs more than three days after the graft harvest, the CD34 cells freezing is necessary to keep their viability. The crioprotective agent most commonly used is the DMSO, which at extremely low temperatures this agent protects the CD34 cells from dying. However at temperatures above 30°C it became toxic and causing adverse events in the patient receiving them. The adverse reactions at the infusion moment in general are linked to DMSO, thus there are some different cryopreservative protocols using different DMSO concentrations aiming to reduce the incidence of collateral damage and at the same time avoid the CD34 from dying at low temperatures. Some studies conclude that CD34 viability can be maintained with the use of high mononuclear cellularity in the graft or with low DMSO concentrations. Besides DMSO, albumin and Hydroxietilstarch (HES) are cryoprotectants adjuvants. Some Cryopreservation protocols only use DMSO as cryoprotective agent, while others indicate the three agents together. There is no consensus about the ideal cryopreservation protocol. An important number of studies suggests the use of DMSO 5 to 10% with albumin 20% and HES 6% in grafts with cellularity number of no more than 3 x 108 cells/ml, however there are some new different protocols that use DMSO alone and at lower concentrations. As to adverse events during the infusion moment, it is known that DMSO causes the effects. However, there are evidences that other causes could cause these events: cytokines released during the storage freezing time and infused with the graft and leukocyte micro-clots caused by the high cellularity in the graft. The present study aimed to study the viability of CD34 cells using the Annexin-V and 7-AAD apoptosis reagents through the flow cytometry technique in different DMSO concentrations as well as compared such outcome among the samples only frozen with DMSO and samples frozen with DMSO, HES and albumin. Besides, it was verified the inflammatory cytokine levels and their relationship with the DMSO concentration.