Development and Preliminary Evaluation of a Leukocyte Removal Aptamer Filter

압타머를 이용한 백혈구제거필터의 개발 및 예비평가

Background: Leukocyte reduction filters are widely used to prevent transfusion reactions caused by leukocytes in blood components. Commercial filters are not sufficient for removal of leukocytes for prevention of transfusion associated graft-versus-host disease; therefore, irradiation of blood components was performed using expensive equipment. Techniques using an aptamer substituted for antibody have been developed and are available in clinical areas. The purpose of this study is to develop the aptamer filter system and to evaluate its efficiency and the possibility of its clinical application. Methods: Aptamers targeted to CD45 were selected by the Postech Aptamer Initiative. The aptamer filter in which aptamers attached to beads were bound to leukocytes and removed by magnetic field was developed. Filtration of 14 units of leukoreduction-red blood provided by Korean Red Cross Blood Services was performed using aptamer filters. Leukocyte removal rate and red cell recovery rate were evaluated and bacterial culture was performed. Results: After filtration using the aptamer filters, 45.6% of leukocytes were additionally removed and the red cell recovery rate was 92.8%. No growth in the bacterial culture was observed. Conclusion: In order to apply the cell depletion technique utilizing an aptamer to blood filter system, we developed and evaluated the aptamer filter system. Through improvement of the binding efficiency of the aptamer and the filtering process, and application of the various aptamers for other different cells, we suggest that this technique can be applied in the clinical area, such as a substitution for the irradiation process for TAGVHD prevention.

배경: 혈액제제 내에 혼입된 백혈구로 발생하는 부작용을 예방하기 위해서 백혈구필터를 이용한 백혈구의 제거가 널리 이용되고 있다. 그러나 상용 백혈구 필터로는 이식편대숙주병을 예방하기에는 충분한 백혈구제거가 되지 않아 고가의 기기를 이용한 방사선 조사를 시행하고 있는 실정이다. 한편 항체를 대체하는 압타머를 이용한 기술들이 활발히 개발되어 임상에 사용되기 시작하고 있다. 이에 백혈구에 결합하는 압타머를 이용한 압타머필터를 개발 하여 그 효율과 임상적용 가능성을 평가하고자 하였다. 방법: 포항공대 압타머사업단에 CD45항원에 결합하는 압타머 선별을 의뢰하여 제공받았으며 이를 비드에 부착시켜 백혈구와 결합하도록 한 후 자석을 이용해 제거하는 형식의 압타머필터를 개발하였다. 대한적십자사 혈액원에서 제공받은 백혈구제거적혈구 14단위에 압타머필터를 사용하여 잔여 백혈구를 제거한 후 백혈구 제거율과 적혈구 회수율, 세균배양을 시행하였다. 결과: 압타머필터 후 백혈구는 45.6%가 제거되었으며 92.8%의 적혈구회수율을 보였다. 세균배양에서는 아무것도 자라지 않았다. 결론: 압타머를 이용한 세포제거 기술을 혈액 필터에 적용하고자 CD45항원에 결합하는 압타머를 발굴하여 비드에 부착한 후 수혈 혈액을 필터링함으로써 해당 항원을 가진 세포 즉 백혈구를 제거하도록 하는 압타머필터를 개발하여 이를 평가하였다. 향후 압타머 부착 효율 및 필터과정 개선, 다른 항원에 대한 압타머 적용 등을 통해 혈액제제에서 백혈구 제거율을 높여 이식편대숙주병 예방을 위한 방사선조사를 대체하는 등 임상에 적용할 수 있을 것으로 생각된다.