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Wie viele Stammzellen sind im Stammzellpräparat?

Rückführbare Konzentrationsmessungen von Stammzellen in Stammzellprodukten mittels Durchflusszytometrie

PTB-News 3.2016
01.09.2016
Besonders interessant für

Transfusions- und Transplantationsmediziner

Onkologen

Hämatologen

Laboratoriumsmediziner

 

 

Bei einer Stammzelltransplantation ist die Dosis von entscheidender Bedeutung. Um die für die Dosisbestimmung erforderliche Konzentration vitaler Stammzellen besser messen zu können, wurde in der PTB ein Referenzverfahren zur Stammzellzählung entwickelt und erstmals eingesetzt, um die Ergebnisse mit den beiden derzeit verwendeten Methoden zu vergleichen.

Fluoreszenz-Streudiagramm zur Identifikation der CD34-positiven Stammzellen, der weißen Blutzellen (Leukozyten) und der der Probe hinzugefügten Kalibrierpartikel.

Mikroskopische Aufnahme eines Blutausstriches eines Patienten mit akuter myeloischer Leukämie vor einer Stammzelltransplantation. Neben den bikonkaven roten Blutzellen sind drei gefärbte weiße Blutzellen zu erkennen. Bei der kleineren weißen Blutzelle handelt es sich um einen Lymphozyten. Die beiden größeren Zellen sind Vorläufer von weißen Blutzellen der myeloischen Reihe, sogenannte Blasten, die bei Gesunden nicht im Blut zu finden sind.

Einige bösartige Tumorerkrankungen, beispielsweise die akute myeloische Leukämie, lassen sich behandeln, indem man Stammzellen eines Spenders überträgt. Um die nötige Zelldosis zu ermittelt, kommen durchflusszytometrische Verfahren zum Einsatz. Dabei werden die Stammzellen anhand ihrer Oberflächenantigene (CD) mittels Fluorochrom-markierter Antikörper identifiziert und gegenüber anderen Zellen abgegrenzt. In einem Durchflusszytometer werden die Fluoreszenzsignale der Zellen einzeln nacheinander registriert und in einem zweidimensionalen Fluoreszenz-Streudiagramm dargestellt. Bei den bisher routinemäßig eingesetzten Verfahren wird die Stammzellkonzentration in Bezug auf die bekannte Konzentration der Leukozyten oder der Probe zugesetzten fluoreszierenden Kalibrierpartikeln ermittelt. Derartige Relativmessungen haben den Nachteil zusätzlicher systematischer und statistischer Messunsicherheiten. Die Konzentration der Leukozyten wird mit einem anderen Gerät, einem Hämatologieautomaten, gemessen. Bei Verwendung der Kalibrierpartikel variiert deren Anzahl in der Stammzellprobe aufgrund der Herstellung und/oder aufgrund des Pipettierens.

Mit dem in der PTB entwickelten Referenz-Durchflusszytometer wird hingegen das Probenvolumen gemessen und aus der Anzahl der Stammzellen deren Konzentration direkt bestimmt. Verglichen mit den beiden bisherigen Routineverfahren ist die Genauigkeit der Stammzellkonzentrationsmessung um den Faktor 6 (im Vergleich zur Relativmessung mit Leukozyten) bzw. um den Faktor 2 (im Vergleich zur Relativmessung mit Kalibrierpartikeln) höher.

Der Einsatz solcher Durchflusszytometer mit integrierter Volumenmessung in der Routine würde die Analyse von Stammzellpräparaten erheblich vereinfachen und gleichzeitig ihre Genauigkeit verbessern. Für den Einsatz in der Praxis sind jetzt systematische Untersuchungen an frischen und durch Kühlung konservierten Stammzellprodukten notwendig.

Ansprechpartner

Jörg Neukammer
Fachbereich 8.3 Biomedizinische Optik
Telefon: (030) 3481-7241
Opens window for sending emailjoerg.neukammer(at)ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung

J. Neukammer, M. Kammel, J. Höckner, A. Kummrow, A. Ruf: Referenzverfahren zur Messung von Stammzellkonzentrationen. BIOspektrum 21, 294 (2015)