Мобилизация гемопоэтических стволовых клеток для трансплантации: обзор механизмов и современных препаратов

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) – современный метод лечения онкогематологических и других тяжелых заболеваний крови. Для заготовки трансплантатов преимущественно применяют мобилизацию ГСК с последующим лейкаферезом и оценкой CD34+ клеток; минимально необходимое количество для надежной репопуляции составляет 2×10⁶ CD34+ клеток/кг, тогда как повышение клеточности трансплантата >5×10⁶ CD34+ клеток/кг ассоциируются с более позитивными клиническими исходами. В обзоре представлен наиболее актуальный для ГСК профиль поверхностных маркеров с описанием роли каждого из них в пролиферации и мобилизации CD34+ клеток. Были проанализированы биологические механизмы удержания и выхода ГСК из костномозговой ниши — в частности ось CXCR4/SDF-1 (CXCL12) и взаимодействие VLA-4 с VCAM-1/фибронектином. В работе представлены современные подходы к фармакологической мобилизации ГСК с подробным разбором механизмов. Классические агенты, такие как гранулоцитарный колониестимулирующий фактор – Г-КСФ и плериксафор – демонстрируют эффективность у большинства пациентов, но связаны с побочными эффектами и неудачами мобилизации у ~10–15 % реципиентов. Обсуждаются перспективные препараты: селективные CXCR4-антагонисты (мотиксафортид, баликсафортид), агонисты CXCR2 (MGTA-145), а также подходы, направленные на микроокружение ГСК, такие как ингибирование синтеза гепарансульфатов, активация нейрогенной оси через стимуляцию ноцицептивных нейронов капсаицином с выделением CGRP, MMP-опосредованное ремоделирование матрикса. Анализируется соотношение преимуществ: (быстрая и продуктивная мобилизация, потенциально более функциональные трансплантаты) и ограничений (безопасность, трансляция доклинических данных, необходимость клинической валидации). Оценивается перспективность использования новейших препаратов и альтернативных мишеней в практике. В заключение подчёркивается потребность в сравнительных клинических исследованиях, разработке биомаркеров и персонализированных алгоритмов мобилизации для оптимизации исходов ТГСК.

1. Болезни крови и кроветворных органов [Интернет]. Центр медицинской статистики ГБУ «НИИОЗММ ДЗМ»; 2023 [цитировано 13 сентября 2025]. Доступно по ссылке: https://niioz.ru/news/bolezni-krovi-i-krovetvornykh-organov/

2. Niederwieser D, Baldomero H, Szer J, et al. Hematopoietic stem cell transplantation activity worldwide in 2012 and a SWOT analysis of the Worldwide Network for Blood and Marrow Transplantation Group including the global survey. Bone Marrow Transplant. 2016;51(6):778–785. doi: 10.1038/bmt.2016.18

3. Takami A. Hematopoietic stem cell transplantation for acute myeloid leukemia. Int J Hematol. 2018;107(5):513–518. doi: 10.1007/s12185-018-2412-8

4. To LB, Levesque JP, Herbert KE, et al. Mobilisation strategies for normal and malignant cells. Pathology. 2011; 43(6): 547–565. doi: 10.1097/PAT.0b013e32834a9eb8

5. Афанасьева О. И., Воинов В. А., Гольдфарб Ю. С. Экстракорпоральная гемокоррекция: терминология, языковые соответствия. СПб; 2016. С. 7–15.

6. Протоколы трансплантации аллогенных гемопоэтических стволовых клеток / Под ред. В. Г. Савченко. М.: Практика; 2020. 320 с.

7. Sutherland DR, Anderson L, Keeney M, et al. The ISHAGE guidelines for CD34+ cell determination by flow cytometry. International Society of Hematotherapy and Graft Engineering. J Hematother. 1996;5(3):213–226. doi: 10.1089/scd.1.1996.5.213

8. Eaves CJ. Hematopoietic stem cells: concepts, definitions, and the new reality. Blood. 2015;125(17):2605–2613. doi: 10.1182/blood-2014-12-570200

9. Rix B, Maduro AH, Bridge KS, Grey W. Markers for human haematopoietic stem cells: The disconnect between an identification marker and its function. Front Physiol. 2022;13:1009160. doi: 10.3389/fphys.2022.1009160

10. Civin CI, Strauss LC, Brovall C, et al. Antigenic analysis of hematopoiesis. III. A hematopoietic progenitor cell surface antigen defined by a monoclonal antibody raised against KG-1a cells. J Immunol. 1984;133(1):157–165.

11. Chabannon C, Kuball J, Bondanza A, et al. Hematopoietic stem cell transplantation in its 60^s: A platform for cellular therapies. Sci Transl Med. 2018;10(436):eaap9630. doi: 10.1126/scitranslmed.aap9630

12. Rodrigues CR, Moga S, Singh B, et al. CD34 Protein: Its expression and function in inflammation. Cell Tissue Res. 2023;393(3):443–454. doi: 10.1007/s00441-023-03811-4

13. Hughes MR, Canals Hernaez D, Cait J, et al. A sticky wicket: Defining molecular functions for CD34 in hematopoietic cells. Exp Hematol. 2020;86:1–14. doi: 10.1016/j.exphem.2020.05.004

14. Krebsbach PH, Villa-Diaz LG. The role of integrin α6 (CD49f) in stem cells: more than a conserved biomarker. Stem Cells Dev. 2017;26(15):1090–1099. doi: 10.1089/scd.2016.0319

15. Goel HL, Gritsko T, Pursell B, et al. Regulated splicing of the α6 integrin cytoplasmic domain determines the fate of breast cancer stem cells. Cell Rep. 2014;7(3):747–761. doi: 10.1016/j.celrep.2014.03.059

16. Anjos-Afonso F, Currie E, Palmer HG, et al. CD34(-) cells at the apex of the human hematopoietic stem cell hierarchy have distinctive cellular and molecular signatures. Cell Stem Cell. 2013;13(2):161–174. doi: 10.1016/j.stem.2013.05.025

17. Fares I, Chagraoui J, Lehnertz B, et al. EPCR expression marks UM171-expanded CD34+ cord blood stem cells. Blood. 2017;129(25):3344–3351. doi: 10.1182/blood-2016-11-750729

18. Gur-Cohen S, Itkin T, Chakrabarty S, et al. PAR1 signaling regulates the retention and recruitment of EPCR-expressing bone marrow hematopoietic stem cells. Nat Med. 2015;21(11):1307–1317. doi: 10.1038/nm.3960

19. Протасов Д. А., Бутылин П. А. Хоуминг стволовых клеток крови: биология и клинические перспективы. Трансляционная медицина. 2025;12(4):373–386. doi: 10.18705/2311-4495-2025-12-4-373-386; https://elibrary.ru/KZFHHA

20. Janssens R, Struyf S, Proost P. The unique structural and functional features of CXCL12. Cell Mol Immunol. 2018;15(4):299–311. doi: 10.1038/cmi.2017.107

21. Lantermans HC, Ma F, Kuil A, et al. Presentation of CXCL12γ by heparan sulfate proteoglycans activates CXCR4 without desensitization in normal and malignant B cells. Blood Adv. 2025;9(9):2307–2320. doi: 10.1182/bloodadvances.2024014396

22. Grenier JMP, Testut C, Fauriat C, et al. Adhesion molecules involved in stem cell niche retention during normal haematopoiesis and in acute myeloid leukaemia. Front Immunol. 2021;12:756231. doi: 10.3389/fimmu.2021.756231

23. Li D, Xue W, Li M, et al. VCAM-1+ macrophages guide the homing of HSPCs to a vascular niche. Nature. 2018;564 (7734):119–124. doi: 10.1038/s41586-018-0709-7

24. Pickett JR, Wu Y, Ta HT. VCAM-1 as a common biomarker in inflammatory bowel disease and colorectal cancer: unveiling the dual anti-inflammatory and anti-cancer capacities of anti-VCAM-1 therapies. Cancer Metastasis Rev. 2025;44(2):40. doi: 10.1007/s10555-025-10258-2

25. Wirth F, Lubosch A, Hamelmann S, et al. Fibronectin and its receptors in hematopoiesis. Cells. 2020;9(12):2717. doi: 10.3390/cells9122717

26. Prisciandaro M, Santinelli E, Tomarchio V, et al. Stem cells collection and mobilization in adult autologous/allogeneic transplantation: critical points and future challenges. Cells. 2024;13(7):586. doi: 10.3390/cells13070586

27. Crees ZD, Rettig MP, Jayasinghe RG, et al. Motixafortide and G-CSF to mobilize hematopoietic stem cells for autologous transplantation in multiple myeloma: a randomized phase 3 trial. Nat Med. 2023;29(4):869–879. doi: 10.1038/s41591-023-02273-z

28. Shi C, Zeng X, Ge J, et al. Machine learning-based prediction of G-CSF-induced hematopoietic stem cell mobilization outcomes in healthy volunteers. Bone Marrow Transplant. 2025;60(10):1316-1324. doi: 10.1038/s41409-025-02666-3

29. Greenbaum A, Link D. Mechanisms of G-CSF-mediated hematopoietic stem and progenitor mobilization. Leukemia. 2011;25(2):211–217. doi: 10.1038/leu.2010.248

30. Seyfried AN, Maloney JM, MacNamara KC. Macrophages orchestrate hematopoietic programs and regulate HSC function during inflammatory stress. Front Immunol. 2020;11:1499. doi: 10.3389/fimmu.2020.01499

31. Christopher MJ, Rao M, Liu F, et al. Expression of the G-CSF receptor in monocytic cells is sufficient to mediate hematopoietic progenitor mobilization by G-CSF in mice. J Exp Med. 2011;208(2):251–260. doi: 10.1084/jem.20101700

32. Winkler IG, Pettit AR, Raggatt LJ, et al. Hematopoietic stem cell mobilizing agents G-CSF, cyclophosphamide or AMD3100 have distinct mechanisms of action on bone marrow HSC niches and bone formation. Leukemia. 2012;26(7):1594–1601. doi: 10.1038/leu.2012.17

33. Winkler IG, Sims NA, Pettit AR, et al. Bone marrow macrophages maintain hematopoietic stem cell (HSC) niches and their depletion mobilizes HSCs. Blood. 2010;116(23):4815–4828. doi: 10.1182/blood-2009-11-253534

34. Chow A, Lucas D, Hidalgo A, et al. Bone marrow CD169+ macrophages promote the retention of hematopoietic stem and progenitor cells in the mesenchymal stem cell niche. J Exp Med. 2011;208(2):261–271. doi: 10.1084/jem.20101688

35. Tay J, Levesque JP, Winkler IG. Cellular players of hematopoietic stem cell mobilization in the bone marrow niche. Int J Hematol. 2017;105(2):129–140. doi: 10.1007/s12185-016-2162-4

36. Smith TJ, Bohlke K, Lyman GH, et al. Recommendations for the Use of WBC growth factors: American society of clinical oncology clinical practice guideline update. J Clin Oncol. 2015;33(28):3199–3212. doi: 10.1200/JCO.2015.62.3488

37. Yu VW, Scadden DT. Hematopoietic stem cell and its bone marrow niche. Curr Top Dev Biol. 2016;118:21–44. doi: 10.1016/bs.ctdb.2016.01.009

38. Li Y, Qiu X, Lei Y, Zhou R. G-CSF + plerixafor versus G-CSF alone mobilized hematopoietic stem cells in patients with multiple myeloma and lymphoma : a systematic review and meta-analysis. Ann Med. 2024;56(1):2329140. doi: 10.1080/07853890.2024.2329140

39. Chen YB, Le-Rademacher J, Brazauskas R, et al. Plerixafor alone for the mobilization and transplantation of HLA-matched sibling donor hematopoietic stem cells. Blood Adv. 2019;3(6):875–883. doi: 10.1182/bloodadvances.2018027599

40. Leonard A, Sharma A, Uchida N, et al. Disease severity impacts plerixafor-mobilized stem cell collection in patients with sickle cell disease. Blood Adv. 2021;5(9):2403–2411. doi: 10.1182/bloodadvances.2021004232

41. Bilgin YM. Use of plerixafor for stem cell mobilization in the setting of autologous and allogeneic stem cell transplantations: an update. J Blood Med. 2021;12:403–412. doi: 10.2147/JBM.S307520

42. Karpova D, Bräuninger S, Wiercinska E, et al. Mobilization of hematopoietic stem cells with the novel CXCR4 antagonist POL6326 (balixafortide) in healthy volunteers-results of a dose escalation trial. J Transl Med. 2017;15(1):2. doi: 10.1186/s12967-016-1107-2

43. Sidana S, Bankova AK, Hosoya H, et al. Phase II study of novel CXCR2 agonist and Plerixafor for rapid stem cell mobilization in patients with multiple myeloma. Blood Cancer J. 2024;14(1):173. doi: 10.1038/s41408-024-01152-1

44. Pelus LM, Fukuda S. Peripheral blood stem cell mobilization: the CXCR2 ligand GRObeta rapidly mobilizes hematopoietic stem cells with enhanced engraftment properties. Exp Hematol. 2006;34(8):1010–1020. doi: 10.1016/j.exphem.2006.04.004

45. Ashok D, Polcik L, Dannewitz Prosseda S, et al. Insights into bone marrow niche stability: an adhesion and metabolism route. Front Cell Dev Biol. 2022;9:798604. doi: 10.3389/fcell.2021.798604

46. Craddock CF, Nakamoto B, Andrews RG, et al. Antibodies to VLA4 integrin mobilize long-term repopulating cells and augment cytokine-induced mobilization in primates and mice. Blood. 1997;90(12):4779–4788.

47. Zohren F, Toutzaris D, Klärner V, et al. The monoclonal anti-VLA-4 antibody natalizumab mobilizes CD34+ hematopoietic progenitor cells in humans. Blood. 2008;111(7):3893–3895. doi: 10.1182/blood-2007-10-120329

48. Jing D, Oelschlaegel U, Ordemann R, et al. CD49d blockade by natalizumab in patients with multiple sclerosis affects steady-state hematopoiesis and mobilizes progenitors with a distinct phenotype and function. Bone Marrow Transplant. 2010;45(10):1489–1496. doi: 10.1038/bmt.2009.381

49. Bloomgren G, Richman S, Hotermans C, et al. Risk of natalizumab-associated progressive multifocal leukoencephalopathy. N Engl J Med. 2012;366(20):1870–1880. doi: 10.1056/NEJMoa1107829

50. Gao X, Zhang D, Xu C, et al. Nociceptive nerves regulate haematopoietic stem cell mobilization. Nature. 2021;589(7843): 591–596. doi: 10.1038/s41586-020-03057-y

51. McLatchie LM, Fraser NJ, Main MJ, et al. RAMPs regulate the transport and ligand specificity of the calcitonin-receptor-like receptor. Nature. 1998;393(6683):333–339. doi: 10.1038/30666

52. Suekane A, Saito Y, Nakahata S, et al. CGRP-CRLR/RAMP1 signal is important for stress-induced hematopoiesis. Sci Rep. 2019;9(1):429. doi: 10.1038/s41598-018-36796-0

53. Adams GB, Alley IR, Chung UI, et al. Haematopoietic stem cells depend on Galpha(s)-mediated signalling to engraft bone marrow. Nature. 2009;459(7243):103–107. doi: 10.1038/nature07859

54. Ren Z, Lantermans H, Kuil A, et al. The CXCL-12gamma chemokine immobilized by heparan sulfate on stromal niche cells controls adhesion and mediates drug resistance in multiple myeloma. J Hematol Oncol. 2021;14(1):11. doi: 10.1186/s13045-021-01031-3

55. Saez B, Ferraro F, Yusuf RZ, et al. Inhibiting stromal cell heparan sulfate synthesis improves stem cell mobilization and enables engraftment without cytotoxic conditioning. Blood. 2014;124(19):2937–2947. doi: 10.1182/blood-2014-08-593426