Addition of exogenous cytokines in mixed lymphocyte culture for selecting related donors for bone marrow transplantation

Abstract

CONTEXT: Mixed lymphocyte culturing has led to conflicting opinions regarding the selection of donors for bone marrow transplantation. The association between a positive mixed lymphocyte culture and the development of graft-versus-host disease (GVHD) is unclear. The use of exogenous cytokines in mixed lymphocyte cultures could be an alternative for increasing the sensitivity of culture tests. OBJECTIVE: To increase the sensitivity of mixed lymphocyte cultures between donor and recipient human leukocyte antigen (HLA) identical siblings, using exogenous cytokines, in order to predict post-transplantation GVHD and/or rejection. TYPE OF STUDY: Prospective study. SETTING: Bone Marrow Transplantation Unit, Universidade Estadual de Campinas. PARTICIPANTS: Seventeen patients with hematological malignancies and their respective donors selected for bone marrow transplantation procedures. PROCEDURES: Standard and modified mixed lymphocyte culturing by cytokine supplementation was carried out using donor and recipient cells typed for HLA. MAIN MEASUREMENTS: Autologous and allogenic responses in mixed lymphocyte cultures after the addition of IL-4 or IL-2. RESULTS: In comparison with the standard method, average responses in the modified mixed lymphocyte cultures increased by a factor of 2.0 using IL-4 (p < 0.001) and 6.4 using IL-2 (p < 0.001), for autologous donor culture responses. For donor-versus-recipient culture responses, the increase was by a factor of 1.9 using IL-4 (p < 0.001) and 4.1 using IL-2 (p < 0.001). For donor-versus-unrelated culture responses, no significant increase was observed using IL-4, and a mean response inhibition of 20% was observed using IL-2 (p < 0.001). Neither of the cytokines produced a significant difference in the unrelated control versus recipient cell responses. CONCLUSION: IL-4 supplementation was the best for increasing the mixed lymphocyte culture sensitivity. However, IL-4 also increased autologous responses, albeit less intensively than IL-2. Thus, with this loss of specificity we believe that it is not worth modifying the traditional mixed lymphocyte culture method, even with IL-4 addition.

Translated abstract

CONTEXTO: Ensaios de cultura mista de linfócitos têm levado a opiniões divergentes sobre a seleção de doadores compatíveis em transplante de medula óssea. Uma associação entre cultura mista de linfócitos positiva e o desenvolvimento de GVHD (do inglês: graft-versus-host disease) é ainda incerta. O uso de citocinas exógenas em cultura mista de linfócitos poderia ser uma alternativa para aumentar a sensibilidade de testes de cultura. OBJETIVO: O objetivo de nosso estudo foi aumentar a sensibilidade da cultura mista de linfócitos entre doador e receptor irmãos HLA-idênticos, usando citocinas exógenas, com o objetivo de prever GVHD e/ou reações de rejeição após transplante de medula óssea. TIPO DE ESTUDO: Estudo prospectivo. LOCAL: Unidade de Transplante de Medula Óssea, Universidade Estadual de Campinas. PARTICIPANTES: 17 pacientes com doenças hematológicas e seus respectivos doadores selecionados para o transplante de medula óssea. MÉTODOS: ensaios de cultura mista de linfócitos padrão e modificada pela suplementação com citocinas foram realizados com células de doadores e receptores, previamente tipados para os antígenos HLA. Respostas em culturas foram medidas pela incorporação total de isótopos em contagem por minuto (cpm) após os ensaios. RESULTADOS: Quando comparada ao método padrão, a média das respostas na cultura modificada aumentou duas vezes com IL-4 (p < 0,001) e 6,4 vezes com IL-2 (p < 0,001), para respostas autólogas do doador; 1,9 vezes com IL-4 (p < 0.001) e 4,1 vezes com IL-2 (p < 0,001), para respostas do doador versus receptor; foi observado um aumento não significativo com IL-4 e uma média de 20% de inibição da resposta com IL-2 (p < 0,001), nas respostas do doador versus indivíduos não-aparentados. Nenhuma das citocinas mostrou diferença significativa em respostas de controles não-aparentados versus receptor. CONCLUSÃO: Entre os ensaios propostos aqui para aumentar a sensibilidade da cultura, a suplementação do meio com IL-4 foi o melhor, uma vez que células dos pacientes tiveram um maior crescimento que no método padrão, usando células do doador ou de indivíduos não-aparentados como estimuladoras. Contudo, IL-4 também aumentou as respostas autólogas, embora de uma forma menos intensa quando comparada a IL-2. Em conclusão, com esta perda de especificidade nós acreditamos que não vale a pena modificar a cultura mista de linfócitos tradicional, nem mesmo com a adição de IL-4.