Survival and stability of blood chimerism in CBA mice after bone marrow transplantation from donors of various origin carrying the EGFP gene

Abstract

Актуальность Аллогенная трансплантация костного мозга (ТКМ) в медицине часто вызывает тяжёлое осложнение - реакцию «трансплантат против хозяина» (РТПХ), снижающую выживаемость реципиентов. Несмотря на множество исследований, нет полного понимания, сочетание каких факторов способно свести феномен РТПХ к минимуму. Цель исследования - поиск наилучших комбинаций пар «донор-реципиент» по полу и происхождению в зависимости от выживаемости и устойчивости химеризма крови при моделировании аллогенной и полуаллогенной трансплантации на мышах. Материалы и методы Донорами костного мозга (КМ) являлись мыши, несущие ген GFP - разводимые на основе линейных мышей С57Bl/6 и реципрокные гибриды F1 ♀СВА × ♂С57Bl/6 GFP+ и ♀C57BL/6 GFP+ × ♂СВА; реципиентами - животные инбредных линий CBA (аллогенная и полуаллогенная ТКМ) и С57Bl/6 (сингенная ТКМ). За 1 день до ТКМ (1,5 × 107 клеток на мышь) всех реципиентов облучали. От самок пересаживали КМ самцам и самкам, от самцов - только самцам. Под флуоресцентным микроскопом изучали каплю крови реципиентов без фиксации каждую неделю, начиная с 7-х суток после трансплантации. Результаты. После аллогенной и полуаллогенной ТКМ максимальная выживаемость наблюдалась у самок-реципиентов при использовании в качестве доноров самок - 41 (22-330) сут. и 140,5 (107-218) сут. соответственно. Донорские тромбоциты и лейкоциты обнаруживались в крови большей части реципиентов всех групп через 7 дней после ТКМ; у части реципиентов они переставали детектироваться через 1-7 недель после полуаллогенной и аллогенной трансплантации. Потеря донорских клеток в ряде случаев приводила к достоверному повышению выживаемости реципиентов, особенно при аллогенной трансплантации. Выводы. Во всех случаях полуаллогенной и аллогенной ТКМ комбинация донор♀-реципиент♀ была наилучшей, а комбинация донор♂-реципиент♂ - наихудшей для выживаемости реципиентов, независимо от степени их родства с донорами. При сингенной ТКМ все комбинации донор-реципиент оказались одинаково эффективными. Потеря химеризма может не уменьшать, а увеличивать выживаемость реципиентов. Background. Allogeneic bone marrow transplantation (BMT) often causes a serious complication, graft-versus-host disease (GVHD), that reduces survival of recipients. Despite multiple studies, there is no complete understanding of what factor combination might minimize the phenomenon of GVHD. The aim of the study was searching for the best combinations of donor-recipient pairs by sex and origin based on the survival and stability of blood chimerism using murine models of allogeneic and semi-allogeneic transplantation. Materials and methods. The donors of bone marrow (BM) were mice carrying the GFP gene, which were derived from the C57Bl/6 strain, and reciprocal F1 hybrids ♀СВА × ♂C57BL/6 GFP+ and ♀C57BL/6 GFP+ × ♂♀СВА. The recipients were animals of inbred CBA (for allogeneic and semi-allogeneic BMT) and C57Bl/6 (for syngeneic BMT) strains. One day before BMT (1.5 × 107 cells per mouse), all recipients were irradiated. BM was transplanted from females to males and females and from males only to males. A drop of recipients’ blood was examined under a fluorescent microscope without fixation every week, starting from day 7 after transplantation. Results. The longest survival after allogeneic and semi-allogeneic BMT was observed in female recipients with using females as donors (41 (22-330) days and 140,5 (107-218) days, respectively). Donor platelets and leukocytes were found in the blood of most of the recipients of all groups at 7 days after BMT; in some recipients, these cells could not be detected any more at 1-7 weeks after semi-allogeneic and allogeneic transplantation. In a number of cases, complete loss of the donor cells resulted in a significant increase in survival of recipients, especially in allogeneic transplantation. Conclusions The donor♀-recipient♀ combination was the best and the donor♂-recipient♂ combination was the worst for survival of recipients, regardless of their degree of relationship with donors, in all cases of semi-allogeneic and allogeneic BMT. In syngeneic BMT, all donor-recipient combinations proved to be equally effective. Complete loss of chimerism may prolong rather than shorten the survival time of recipients.