Normal granulocyte collection with a modified repetitive cycle filtration leukapheresis

Summary

Filtration leukapheresis (FL) depends on the ability of normal granulocytes to reversibly adhere to prepared nylon fibres contained in commercially available Leukopak^® filters. Shunted in an extracorporal vein-to-vein system, these filters allow for large amounts of viable granulocytes to be isolated from the blood of normal donors. Methodological studies prompted us to introduce repetitive filtrationelution cycles yielding 2 to 5×10¹⁰ granulocytes from normal donors in 1200 ml of elution fluid within 4 h. Without any centrifugation and cell loss the granulocytes could be immediately transfused. The transfused granulocytes were normal with respect to morphology, trypan blue exclusion, and phagocytic activity. Cell kinetic studies using³H-diisopropylfluorophosphate labeling revealed margination of about 90% of the transfused neutrophils in hematologically normal recipients. By application of prednisone the marginating transfused cells were shifted to the circulating pool until a normal distribution between the marginal and circulating granulocyte pool was reached. In both normal and neutropenic recipients transfused autologous as well as isologous granulocytes randomly left the blood with a half-disappearence time of about 12h. Two hours after administration of leukocytes the first labeled donor granulocytes appeared in the exudate of acute inflammatory skin reactions. Granulocyte transfusions in severely neutropenic patients gave rise to a considerable increase in neutrophil recruitment at sites of inflammatory response. Neutrophil transfusions are a valuable supportive measure in the therapeutic management of neutropenia with infection.

Zusammenfassung

Die Filtrationsleukapherese (FL) beruht auf der Fähigkeit der normalen Granulozyten reversibel an präparierten Nylonfasern, die sich in kommerziell erhältlichen Leukopak^®-Filtern befinden, zu haften. Wenn diese Filter in einen extrakorporalen Vene-zu-Vene-Kreislauf installiert werden, so können vom Blut normaler Spender große Mengen funktionstüchtige Granulozyten isoliert werden. Methodologische Studien veranlaßten uns, das ursprüngliche Verfahren zu modifizieren und eine repetitive Filtration-Elutions-Technik einzuführen. Mit diesem Verfahren konnten innerhalb von 4h 2–5×10¹⁰ Granulozyten in 1200ml Elutionsflüssigkeit von normalen Spendern gewonnen werden. Ohne Zentrifugation und ohne Zellverlust wurden die eluierten Granulozyten sofort transfundiert. Die isolierten Granulozyten zeigten normale Eigenschaften mit Bezug auf ihre Morphologie, den Trypanblau-Ausschluß und die Phagozytoseaktivität. Durch zellkinetische Untersuchungen mit³H-Diisopropylfluorophosphat-markierten Granulozyten konnte gezeigt werden, daß sich unmittelbar nach der Transfusion 90% der transfundierten Granulozyten im Marginalen Granulozytenpool befanden. Durch Applikation von Prednison konnte ein Teil der transfudierten Granulozyten aus dem marginalen Pool in den zirkulierenden verlagert werden, so daß sich ein normales Verteilungsgleichgewicht einstellte. Sowohl bei normalen Probanden, denen markierte autologe Zellen transfundiert wurden, als auch bei neutropenischen Empfängern, die isologe Granulozyten erhielten, belief sich die Halbwertzeit der transfundierten Granulozyten auf etwa 12 h. Zwei Stunden nach Transfusion markierter Granulozyten erschienen die ersten markierten Granulozyten im Exsudat akut entzündlicher Hautreaktionen. Bei neutropenischen Patienten erfolgte nach der Granulozytentransfusion ein beachtlicher Anstieg der Blutneutrophilenzahl und der Neutrophilenmobilisation im Entzündungsgebiet. Die Granulozytentransfusion erwies sich als wertvolle unterstützende Maßnahme zur Infekttherapie bei neutropenischen Zuständen.