Turk J Hematol. 2017; 34(4): 314-320 | DOI: 10.4274/tjh.2016.0214

Flow Cytometric Aldehyde Dehydrogenase Assay Enables a Fast and Accurate Human Umbilical Cord Blood Hematopoietic Stem Cell Assessment

Emine Begüm Gencer¹, Pınar Yurdakul², Klara Dalva³, Meral Beksaç^4
1Ankara University Faculty of Medicine, Cord Blood Bank, Ankara, Turkey; Ankara University Faculty of Medicine, Biotechnology Institute, Ankara, Turkey
²Ankara University Faculty of Medicine, Cord Blood Bank, Ankara, Turkey; TOBB Economics Technology and University Faculty of Medicine, Department of Medical Microbiology, Ankara, Turkey
³Ankara University Faculty of Medicine, Stem Cell Research Institute, Ankara, Turkey
⁴Ankara University Faculty of Medicine, Department of Hematology, Ankara, Turkey

Objective: Colony-forming units of granulocytes/macrophages (CFU-GM) analysis is the most widely used method to determine the hematopoietic stem cell (HSC) content of human umbilical cord blood (CB) for prediction of engraftment potential. The measurement of aldehyde dehydrogenase (ALDH) activity is a more recent method for HSC qualification. Our aim was to correlate phenotypic and functional assays to find the most predictive method. 
Materials and Methods: In this study, flow cytometric quantitation of CD34+ cells and ALDH positivity along with CFU-GM capacity were assessed in fresh and post-thaw CB units.
Results: Among 30 post-processing samples, for each CB unit the mean total number of nucleated cells (TNCs) was (93.8±30.1)x107, CD34+ cells were (3.85±2.55)x106, ALDH+ cells were (3.14±2.55)x106, and CFU-GM count was (2.64±1.96)x105. Among an additional 19 postthaw samples the cell counts were as follows: TNCs, (32.79±17.27)x107; CD34+, (2.18±3.17)x106; ALDH+, (2.01±2.81)x106; CFU-GM, (0.74±0.92) x105. Our findings showed that in fresh samples TNCs, CD34+ cells, and ALDH correlated highly with counts of CFU-GM, CFU-erythroids/ granulocytes-macrophages/megakaryocytic cells (GEMM), and burst forming units of erythroids (BFU-E) as follows: TNCs, r=0.47, r=0.35, r=0.41; CD34+, r=0.44, r=0.54, r=0.41; and ALDH, r=0.63, r=0.45, r=0.6, respectively. In terms of post-thaw samples, the correlations were as follows: TNCs, r=0.59, r=0.46, r=0.56; CD34+, r=0.67, r=0.48, r=0.61; and ALDH, r=0.61, r=0.67, r=0.67, for CFU-GM, CFU-GEMM, and BFU-E, respectively. All correlations were statistically significant. 

Conclusion: In our experience, HSC assessment by ALDH activity yields the highest correlation with conventional analytical methods, particularly for post-thaw samples. Thus, this fast, inexpensive method has the potential to overcome the weaknesses of other techniques.

Keywords: Cord blood, Aldehyde dehydrogenase, Colony-forming unit-granulocyte/macrophage

---

İnsan Göbek Kordon Kanı Hematopoetik Kök Hücre Değerlendirmesinde Hızlı ve Etkin Bir Değerlendirme Yöntemi: Akım Sitometrik Aldehit Dehidrogenaz Testi

Emine Begüm Gencer¹, Pınar Yurdakul², Klara Dalva³, Meral Beksaç^4
1Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Kordon Kan Bankası, Ankara, Türkiye; Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyoteknoloji Enstitüsü, Ankara, Türkiye
²Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Kordon Kan Bankası, Ankara, Türkiye; TOBB Ekonomi Teknolojisi ve Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye
³Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Kök Hücre Araştırma Enstitüsü, Ankara, Türkiye
⁴Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Hematoloji Anabilim Dalı, Ankara

Amaç: Granülositer makrofaj koloni oluşturma (CFU-GM) testi kordon kanı (KK) hematopoietik kök hücre engrafman potensiyelini ölçmek için kullanılan bir yöntemdir. Aldehit dehidrogenaz (ALDH) enzimi ölçüm yöntemide hematopoetik kök hücre (HKH) kalitesini belirlemek amacıyla kullanılan daha yeni bir metottur. Çalışmamızda fenotipik ve fonksiyonel olarak korelasyon analizi yapılarak HKH ölçümünde en etkili metodu bulmayı amaçladık.
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada taze ve donma çözme sonrası KK ünitelerinde CD34+  ve ALDH+  hücrelerle CFU-GM kapasiteleri araştırılmıştır. 
Bulgular: Otuz taze KK ünitesinde her KK için ortalama değerler: Toplam çekirdekli hücre sayısı (TNC): 93,8±30,1x107, CD34+: 3,85±2,55x106, ALDH+: 3,14±2,55 x106, CFU-GM: 2,64±1,96x105. On dokuz KK ünitesinde donma çözme sonrası hücre değerleri: TNC: 32,79±17,27x107, CD34+: 2,18±3,17x106, ALDH+:  2,01±2,81x106, CFUGM: 0,74±0,92x105’dir. Bulgularımız; taze KK’da TNC, CD34 ve ALDH; CFU-GM, CFU-GEMM ve BFU-E ile korelasyon gösterirken (TNC, r=0,47, r=0,35, r=0,41; CD34+, r=0,44, r=0,54 r=0,41; ve ALDH, r=0,63 r=0,45 r=0,6) donma çözme sonrası KK’da korelasyon sırasıyla CFU-GM, CFU-GEMM, ve BFU-E için, TNC r=0,59, r=0,46, r=0,56, CD34+ r=0,67, r=0,48, r=0,61 ve ALDH r=0,61, r=0,67, r=0,67 olarak saptanmıştır. Bütün bulgularımız istatistiksel olarak anlamlı çıkmıştır.
Sonuç: Çalışmamız, ALDH aktivitesi tayin metodu HKH tayininde geleneksel yöntemlerle özellikle donma çözme sonrası örnekler açısından korelasyon göstermiştir. Böylelikle hızlı, ucuz bir metod olarak ALDH diğer HKH belirlemede kullanılan yöntemlere üstün olabilecek kapasitededir.

Anahtar Kelimeler: Göbek kordon kanı, Aldehit dehidrogenaz, Koloni oluşturan birim granülositer/makrofaj

---

CITE