Extracellular vesicles (EVs), such as exosomes and microvesicles, are released by different cell types and participate in physiological and pathophysiological processes. EVs mediate intercellular communication as cell‐derived extracellular signalling organelles that transmit specific information from their cell of origin to their target cells. As a result of these properties, EVs of defined cell types may serve as novel tools for various therapeutic approaches, including (a) anti‐tumour therapy, (b) pathogen vaccination, (c) immune‐modulatory and regenerative therapies and (d) drug delivery. The translation of EVs into clinical therapies requires the categorization of EV‐based therapeutics in compliance with existing regulatory frameworks. As the classification defines subsequent requirements for manufacturing, quality control and clinical investigation, it is of major importance to define whether EVs are considered the active drug components or primarily serve as drug delivery vehicles. For an effective and particularly safe translation of EV‐based therapies into clinical practice, a high level of cooperation between researchers, clinicians and competent authorities is essential. In this position statement, basic and clinical scientists, as members of the International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) and of the European Cooperation in Science and Technology (COST) program of the European Union, namely European Network on Microvesicles and Exosomes in Health and Disease (ME‐HaD), summarize recent developments and the current knowledge of EV‐based therapies. Aspects of safety and regulatory requirements that must be considered for pharmaceutical manufacturing and clinical application are highlighted. Production and quality control processes are discussed. Strategies to promote the therapeutic application of EVs in future clinical studies are addressed.

The impact of early human cytomegalovirus (HCMV) replication on leukemic recurrence was evaluated in 266 consecutive adult (median age, 47 years; range, 18-73 years) acute myeloid leukemia patients, who underwent allogeneic stem cell transplantation (alloSCT) from 10 of 10 high-resolution human leukocyte Ag-identical unrelated (n = 148) or sibling (n = 118) donors. A total of 63% of patients (n = 167) were at risk for HCMV reactivation by patient and donor pretransplantation HCMV serostatus. In 77 patients, first HCMV replication as detected by pp65-antigenemia assay developed at a median of 46 days (range, 25-108 days) after alloSCT. Taking all relevant competing risk factors into account, the cumulative incidence of hematologic relapse at 10 years after alloSCT was 42% (95% confidence interval [CI], 35%-51%) in patients without opposed to 9% (95% CI, 4%-19%) in patients with early pp65-antigenemia (P < .0001). A substantial and independent reduction of the relapse risk associated with early HCMV replication was confirmed by multivariate analysis using time-dependent covariate functions for grades II to IV acute and chronic graft-versus-host disease, and pp65-antigenemia (hazard ratio = 0.2; 95% CI, 0.1-0.4, P < .0001). This is the first report that demonstrates an independent and substantial reduction of the leukemic relapse risk after early replicative HCMV infection in a homogeneous population of adult acute myeloid leukemia patients.

The success of haematopoietic stem cell (HSC) transplantation largely depends on numbers of transplanted HSCs, which reside in the CD34(+) populations of bone marrow (BM), peripheral blood stem cells (PBSC) and umbilical cord blood (UCB). More specifically HSCs reside in the CD38(low/-) subpopulation, which cannot be objectively discriminated from mature CD34(+) CD38(+) progenitors. Thus, better marker combinations for the quantification of more primitive haematopoietic stem and progenitor cells in transplants are required. Recently, by combining CD34 and CD133 we could clearly distinguish CD133(+) CD34(+) multipotent and lympho-myeloid from CD133(low) CD34(+) erythro-myeloid progenitors in UCB samples. To qualify the assessment of CD133 for routine quality control of adult HSC sources, we analysed the developmental potentials of CD133(+) and CD133(low) subpopulations in BM and PBSC. Similar to UCB, CD133 expression objectively discriminated functionally distinct subpopulations in adult HSC sources. By implementing anti-CD45RA staining, which separates multipotent (CD133(+) CD34(+) CD45RA(-) ) from lympho-myeloid (CD133(+) CD34(+) CD45RA(+) ) progenitor fractions, UCB was found to contain 2-3 times higher multipotent progenitor frequencies than BM and PBSC. To test for the consistency of CD133 expression, we compared CD133(+) CD34(+) contents of 128 UCB samples with maternal and obstetrical factors and obtained similar correlations to related studies focusing on CD34(+) cell contents. In conclusion, implementation of anti-CD133 staining into existing routine panels will improve the quality control analyses for HSC transplants.

Abstract Extracellular vesicles (EVs) harvested from cell culture supernatants of human mesenchymal stromal cells (MSCs) suppress acute inflammation in preclinical models of various diseases. Furthermore, they promote regeneration of damaged tissues. Following successful clinical treatment of a steroid-refractory Graft-versus-Host-Disease (GvHD) patient with EVs prepared from conditioned media of human bone marrow (BM)-derived MSCs, we aim to improve MSC-EV production and quality control towards clinical application. Observing functional differences of independent MSC-EV preparations in vitro , we established an optimized murine GvHD model for the analysis of independent MSC-EV preparations in vivo . To this end, T cell depleted allogeneic BM cells co-transplanted with naïve allogeneic spleen-derived T cells induced GvHD symptoms with reproducible strengths in mice being preconditioned by ionizing irradiation. Administration of MSC-EV preparations with confirmed in vitro immune modulatory properties at three consecutive days significantly suppressed GvHD symptoms. In contrast, application of MSC-EV preparations lacking these in vitro immune modulating capabilities failed to suppress GvHD symptoms. Thus, our results reveal therapeutic differences among independent MSC-EV preparations that had been produced in a standardized manner. Thus, given this functional heterogeneity, any individual MSC-EV preparation considered for the clinical application should be evaluated for its potency prior to administration to patients.

Abstract Endothelial and mesenchymal stromal cells (ECs/MSCs) are crucial components of hematopoietic bone marrow stem cell niches. Both cell types appear to be required to support the maintenance and expansion of multipotent hematopoietic cells, i.e. hematopoietic stem cells (HSCs) and multipotent progenitors (MPPs). With the aim to exploit niche cell properties for experimental and potential clinical applications, we analyzed the potential of primary ECs alone and in combination with MSCs to support the ex vivo expansion/maintenance of human hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). Even though a massive expansion of total CD34 + HSPCs was observed, none of the tested culture conditions supported the expansion or maintenance of multipotent HSPCs. Instead, mainly lympho-myeloid primed progenitors (LMPPs) were expanded. Similarly, following transplantation into immunocompromised mice the percentage of multipotent HSPCs within the engrafted HSPC population was significantly decreased compared to the original graft. Consistent with the in vitro findings, a bias towards lympho-myeloid lineage potentials was observed. In our conditions, neither classical co-cultures of HSPCs with primary ECs or MSCs, even in combination, nor the xenograft environment in immunocompromised mice efficiently support the expansion of multipotent HSPCs. Instead, enhanced expansion and a consistent bias towards lympho-myeloid committed LMPPs were observed.

The success of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (alloSCT) is indicated by the reconstitution of the peripheral blood system of patients after alloSCT and the engraftment of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) into their bone marrow (BM). The number of CD34+ cells is commonly used as surrogate for the content of hematopoietic stem cells in the grafts. During the last decade, several antigens (including CD133, CD45RA, CD38, and CD10) were identified allowing discrimination of different HSPC subpopulations within the human CD34+ cell compartment. Although such studies increased our understanding of early human hematopoiesis tremendously, hardly any study dissected the CD34+ compartment in the alloSCT setting. Consequently, we comprehensively analyzed the CD34+ compartment in G-CSF-stimulated peripheral blood stem cell grafts of allogeneic donors, in BM samples of the respective recipients 4 weeks after alloSCT, and in BM samples of healthy donors. We demonstrate that alloSCT is associated with a dramatic shift from primitive to more mature HSPC types. Upon investigating whether the composition of engrafted CD34+ cells has any impact on the incidence and severity of graft-versus-host disease, we did not find any correlation. However, more detailed analyses of the CD34+ compartment may elucidate associations with other transplantation-related complications.