Platelet Precursor Cells Can Be Generated from Cultured Human CD34+ Progenitor Cells But Display Recirculation into Hematopoietic Tissue upon Transfusion in Mice

Whereas ex vivo expanded megakaryocytic progenitor cells have been investigated for their ability to support platelet regeneration, the question whether more mature platelet-like particles expanded from hematopoietic progenitor cells may be useful for transfusion purposes remains largely elusive.

Platelet-like particles using cytokine-substituted serumfree medium can be generated efficiently from CD34+ expansion cultures, but mainly home to hematopoietic tissue. Hintergrund: Während die Fähigkeit ex vivo expandierter megakaryozytärer Vorläuferzellen auf ihre Fähigkeit die Thrombozytenregeneration zu unterstützen untersucht wurde, fehlen Daten zur Zirkulationsfähigkeit und Verteilung thrombozytenähnlichen Partikeln unmittelbar nach Transfusion. Methoden: Humane periphere Blutvorläuferzellen (PBPCs) wurden mittels der Oberflächenexpression von CD34 durch Immunselektion angereichert. Die CD34+ angereicherten PBPCs wurden ex vivo in serumfreiem Medium mit Zytokinen expandiert und in vivo nach Transfusion in Non-Obese Diabetic/Severe Combined Immunodeficiency(NOD/SCID)-Mäuse analysiert. Ergebnisse: Die höchste Ex-vivo-Expansion von CD41+/ CD61+ Thrombozytenvorläuferzellen und thrombozyten-ähnlichen Zellen konnte erreicht werden, wenn das Medium mit SCF, TPO und IL-3 substitutiert wurde. Während der Expansionskultur nahm die CD34-Markerex-pression von 85 auf 2–8% ab, während megakaryozytäre Zellen erschienen und die CD41- und CD61-Expression von 3 auf 30% anstieg. Nach Transfusion der expandierten Thrombozytenvorläuferzellen und thrombozytenähn-lichen Zellen in NOD/SCID-Mäuse wurden CD61+-Zellen hauptsächlich im Knochenmark und geringerem Grad in der Milz gefunden, aber zirkulierten ebenfalls im Blut. Schlussfolgerungen: Thrombozytenähnliche Partikel können in einem zytokinsupplementierten, serumfreien Medium effizient aus CD34+ Zellen generiert werden und wandern in hämatopoetische Gewebe ein.

Human peripheral blood progenitor cells (PBPCs) were enriched using surface expression of CD34 by immunoselection. CD34+ enriched PBPCs were expanded ex vivo in serum-free medium supplemented with cytokines. As a proof-of-principle, distribution of expanded CD61+ particles was analyzed after transfusion into Non-Obese Diabetic/ Severe Combined Immunodeficiency (NOD/SCID) mice.

Highest ex vivo expansion for CD41+/CD61 + cells was achieved when medium was supplemented with SCF, TPO and IL-3. During expansion culture, CD34 marker expression decreased from 85 to 2-8%, while megakaryocytic cells appeared and CD41 and CD61 expression increased from 3 to about 30%. After transfusion of the expanded cells in NOD/SCID mice, CD61 + cells located mainly to bone marrow and to a lesser degree to spleen, but also circulated in blood. CONCLUSIONS: Platelet-like particles using cytokine-substituted serumfree medium can be generated efficiently from CD34+ expansion cultures, but mainly home to hematopoietic tissue. Hintergrund: Während die Fähigkeit ex vivo expandierter megakaryozytärer Vorläuferzellen auf ihre Fähigkeit die Thrombozytenregeneration zu unterstützen untersucht wurde, fehlen Daten zur Zirkulationsfähigkeit und Verteilung thrombozytenähnlichen Partikeln unmittelbar nach Transfusion. Methoden: Humane periphere Blutvorläuferzellen (PBPCs) wurden mittels der Oberflächenexpression von CD34 durch Immunselektion angereichert. Die CD34+ angereicherten PBPCs wurden ex vivo in serumfreiem Medium mit Zytokinen expandiert und in vivo nach Transfusion in Non-Obese Diabetic/Severe Combined Immunodeficiency(NOD/SCID)-Mäuse analysiert. Ergebnisse: Die höchste Ex-vivo-Expansion von CD41+/ CD61+ Thrombozytenvorläuferzellen und thrombozyten-ähnlichen Zellen konnte erreicht werden, wenn das Medium mit SCF, TPO und IL-3 substitutiert wurde. Während der Expansionskultur nahm die CD34-Markerex-pression von 85 auf 2–8% ab, während megakaryozytäre Zellen erschienen und die CD41- und CD61-Expression von 3 auf 30% anstieg. Nach Transfusion der expandierten Thrombozytenvorläuferzellen und thrombozytenähn-lichen Zellen in NOD/SCID-Mäuse wurden CD61+-Zellen hauptsächlich im Knochenmark und geringerem Grad in der Milz gefunden, aber zirkulierten ebenfalls im Blut. Schlussfolgerungen: Thrombozytenähnliche Partikel können in einem zytokinsupplementierten, serumfreien Medium effizient aus CD34+ Zellen generiert werden und wandern in hämatopoetische Gewebe ein.