SOPORTE BIODEGRADABLE Y MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DEL MISMO.

Método para la preparación de un soporte biodegradable para la conservación y/o el suministro controlado de agentes biológicamente activos,

en el que dicho soporte biodegradable es un xerogel de sílice que se prepara a partir de agua y silano en una razón molar de agua-silano de al menos 35 usando un ácido o una base como catalizador, caracterizado porque los agentes biológicamente activos en dicho soporte biodegradable son virus infectantes y/o transfectantes y porque: a) se homogeneiza la disolución de agua y silano mediante agitación, b) tras alcanzarse la homogeneidad de la disolución, se ajusta el pH de esta disolución a un valor de desde 6,0 hasta 7,0, sin permitir que gelifique la disolución, c) se añaden los virus a esta disolución, y d) se detiene la agitación de la disolución y se permite que gelifique dicha disolución

Esta invención se refiere a un soporte biodegradable y a un método para la preparación de dicho soporte para la conservación y/o el suministro controlado de agentes biológicamente activos.

ANTECEDENTES

El uso de materiales biodegradables para el suministro controlado de agentes biológicamente activos se ha vuelto más importante en los últimos años. El material biodegradable puede ser, por ejemplo, sol-gel de sílice.

La tecnología de sol-gel se basa en la hidrólisis de un alcóxido metálico (silano) y la posterior polimerización de hidróxidos metálicos, en la que pueden identificarse tres etapas de reacción. Las tres etapas de reacción son:

1. Hidrólisis Si-OR  H2O  Si-OH  ROH

2. Condensación del alcohol Si-OR  HO-Si  Si-O-Si  ROH

3. Condensación de agua Si-OH  HO-Si  Si-O-Si  H2O Estas reacciones pueden modificarse usando diferentes reactivos de Si-OR, por ejemplo, puede usarse tetraetoxisilano (TEOS) o tetrametoxisilano. También puede modificarse la razón de silano-agua, y puede sustituirse parcialmente el agua por un alcohol adecuado (metanol en metoxigel y etanol en etoxigel). También pueden usarse diferentes aditivos, tales como polietilenglicol, para introducir propiedades novedosas en el material. En todos los casos, la reacción se lleva a cabo usando ácido o base como catalizador. Usando un catalizador, es posible preparar el sol-gel sin ningún alcohol similar, por ejemplo, la

adición de etanol no es necesaria en geles preparados a partir de TEOS.

La tecnología de sol-gel de sílice es económica y fácil de usar. Los productos de sílice son habitualmente biocompatibles y no tóxicos. Se ha demostrado que los cambios químicos y físicos del xerogel de sílice tienen un efecto sobre el comportamiento de liberación de los agentes biológicamente activos incrustados en el gel. Por tanto, la técnica de sol-gel ofrece posibilidades versátiles para la incorporación y el suministro controlado de agentes biológicamente activos. Estas moléculas biológicamente activas según la técnica anterior (documento WO 9745367, Ahola et al. 1997; documento FI 19991806, Ahola et al. 1999) pueden ser, por ejemplo, proteínas (factores de crecimiento), hormonas, ácidos nucleicos (ARN, ADN) o polisacáridos. También pueden usarse partes de cápsides de virus o virus completos, particularmente para vacunación. Se han usado citrato de toremifeno, clorhidrato de selegilina, clorhidrato de (-)-4-(5fluoro-2,3-dihidro-1H-inden-2-il)-1H-imidazol, ibuprofeno, cafeína, péptidos (levodopa), proteínas (un derivado de la matriz del esmalte dental) y heparina.

Se ha preparado xerogel de sílice, por ejemplo, usando agua, alcóxido y metanol a una temperatura de 0ºC ajustando el pH a un valor de entre 1 y 4,5, preferiblemente a un valor de entre aproximadamente 1,5 y 3,0, añadiendo una molécula biológicamente activa y permitiendo que gelifique la mezcla y envejezca a temperaturas de desde aproximadamente 0ºC hasta aproximadamente 40ºC y entonces secando el gel envejecido a temperaturas de desde aproximadamente 15ºC hasta aproximadamente 40ºC (patente estadounidense 5817327, Ducheneye et al. 1998).

Se ha descrito un método en el que moléculas activas se atrapan en un vidrio transparente, poroso, que se ha formado usando el procedimiento de sol-gel. El objetivo de este procedimiento era preparar vidrios transparentes que no sean biológicamente degradables de manera que las reacciones de los materiales biológicamente activos se produzcan en el interior del gel y no se libere nada. Para este fin, se mezcla un alcóxido metálico con un alcohol similar al agua y se expone a

energía ultrasónica. Entonces se mezcla la disolución monofásica con un material biológico activo y se envejece y se seca el gel resultante. Entonces se atrapa el material biológico activo en un monolito del gel (documento WO 9304196).

En la terapia génica, los genes habitualmente se administran a los pacientes usando inyecciones. Posibles vectores de transferencia génica son plásmidos, ADN desnudo o vectores virales, tales como adenovirus, virus adenoasociado o retrovirus. En alguna aplicación, puede ser ventajoso además tener un portador, de manera que el direccionamiento hacia el tejido deseado pueda tener lugar sin la necesidad de usar un exceso de vector y/o prolongar el efecto local del vector.

OBJETOS Y SUMARIO DE LA INVENCIÓN

El objetivo de esta invención es proporcionar un método que hace posible añadir virus como agentes biológicamente activos a un gel biodegradable de manera que los virus no pierdan su actividad de infectar y/o transfectar células. Por tanto, es posible preparar un material que va a usarse para la conservación y/o el suministro controlado de agentes biológicamente activos, como virus.

En este método, se prepara el soporte de xerogel de sílice biodegradable que contiene los virus como agente biológicamente activo usando un ácido o una base como catalizador. Se homogeneiza la disolución de agua y silano mediante agitación. Tras alcanzarse la homogeneidad de la disolución, se ajusta el pH de esta disolución a un valor de 6,0-7,0 para los virus añadidos. No se permite que gelifique la disolución y se añaden los virus a esta disolución mientras se agita. La razón de agua

silano es  35. Entonces se detiene la agitación de la disolución y se permite que gelifique la disolución.

Se realiza preferiblemente la gelificación dentro de una cámara de gelificación que contiene un molde para el gel. Se permite que gelifique preferiblemente la disolución en condiciones que permiten la evaporación de los productos de reacción liberados durante dicha gelificación. Preferiblemente,

se deja abierto el molde para permitir la máxima evaporación de los productos de reacción, por ejemplo etanol y agua. Puede realizarse preferiblemente el secado a vacío y/o en presencia de agentes de secado, por ejemplo un secante o CaCl2.

Este material de xerogel de sílice puede ser farmacológicamente aceptable de manera que pueda usarse en preparaciones farmacéuticas como, por ejemplo, monolitos, conos, fibras, bandas o multipartículas (tamaño de partícula, por

ejemplo, de 1 nm -100 m), o como material de recubrimiento para diferentes tipos de implantes, tales como endoprótesis uretrales y vasculares. También puede hacerse que los implantes sean antibacterianos recubriéndolos con gel que contiene ciertos bacteriófagos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La expresión “agente activo biológico” debe entenderse como un agente que provoca un efecto deseado in vivo, ex vivo o in vitro.

El término “infectividad” debe entenderse como la internalización de un virus en la célula mediante un proceso mediado por la célula.

El término “transfectividad” debe entenderse como el proceso biológico en el que se expresa el genoma de un virus infectante en el interior de una célula.

La expresión “suministro controlado” debe entenderse como la liberación controlada de agentes suministrados en una diana deseada y/o en un momento y/o periodo de tiempo deseado.

La expresión “xerogel de sílice” debe entenderse como el material de sílice sólido o el material de sílice parcialmente húmedo en el que la parte principal de dicho material es sólida.

Es novedoso e inventivo tener virus, por ejemplo adenovirus, virus adenoasociados, retrovirus o bacteriófagos, como agentes biológicamente activos en un gel biodegradable de manera que mantengan su actividad de infectar y/o transfectar células durante un periodo de tiempo prolongado.

En este nuevo método, se prepara un soporte de xerogel de sílice biodegradable a partir de agua y silano usando un ácido o

una base como catalizador a temperaturas inferiores a 15ºC, preferiblemente a temperaturas de 0ºC a 10ºC. Pueden usarse diferentes alcóxidos metálicos (silanos) para modificar estas reacciones, por ejemplo puede usarse tetraetoxisilano (TEOS) o tetrametoxisilano. También puede alterarse la razón de aguasilano, la razón molar puede ser, por ejemplo, de 35-60 cuando se usa TEOS como silano. Una razón molar de agua-silano óptima también puede ser, por ejemplo, de 35-50, 45-60 ó 50-75 dependiendo del silano usado y los virus...

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Método para la preparación de un soporte biodegradable para la conservación y/o el suministro controlado de agentes biológicamente activos, en el que dicho soporte biodegradable es un xerogel de sílice que se prepara a partir de agua y silano en una razón molar de agua-silano de al menos 35 usando un ácido o una base como catalizador, caracterizado porque los agentes biológicamente activos en dicho soporte biodegradable son virus infectantes y/o transfectantes y porque:

a) se homogeneiza la disolución de agua y silano mediante agitación,

b) tras alcanzarse la homogeneidad de la disolución, se ajusta el pH de esta disolución a un valor de desde 6,0 hasta 7,0, sin permitir que gelifique la disolución,

c) se añaden los virus a esta disolución, y d) se detiene la agitación de la disolución y se permite

que gelifique dicha disolución. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque se permite que gelifique dicha disolución en condiciones que permiten la evaporación de los productos de reacción liberados durante dicha gelificación. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se permite que gelifique dicha disolución en un molde abierto, a vacío y/o en presencia de agentes de secado. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos virus son adenovirus, virus adenoasociados, retrovirus y/o bacteriófagos. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se lleva a cabo dicha

preparación a una temperatura inferior a 15ºC, preferiblemente a temperaturas de 0ºC a 10ºC. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se permite que gelifique dicha disolución obtenida en la etapa c) y/o se almacena dicho xerogel de sílice obtenido en la etapa d) a una temperatura inferior a 15ºC, preferiblemente a temperaturas de 0ºC a 10ºC.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho silano es tetraalcoxisilano o una mezcla de diferentes silanos.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usa tetraetoxisilano (TEOS).

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se prepara dicho soporte biodegradable a partir de agua estéril y silano en una razón molar de aproximadamente 10-75.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho catalizador usado es ácido acético, ácido clorhídrico, hidróxido de amonio y/o hidróxido de sodio.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se ajusta el pH de la disolución a un valor adecuado para los virus añadidos con hidróxido de amonio, hidróxido de sodio, ácido acético y/o ácido clorhídrico.

12. Soporte biodegradable obtenible mediante los métodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para la conservación o el suministro controlado de agentes biológicamente activos, siendo dicho soporte biodegradable un xerogel de sílice que se prepara a partir de agua y silano usando un ácido o una base como catalizador, caracterizado porque los agentes biológicamente activos en dicho soporte biodegradable son virus infectivos y/o transfectivos.

13. Soporte según la reivindicación 12, caracterizado porque es farmacéuticamente aceptable.

14. Uso del soporte según las reivindicaciones 12 a 13, como monolitos, fibras, redes, conos, multipartículas o como material de recubrimiento para materiales de implante.

15. Uso del soporte según las reivindicaciones 12 a 14, para la preparación de un implante para la terapia viral de aplicaciones neurológicas, oncológicas y de reparación tisular.

16. Uso del soporte según las reivindicaciones 12 a 15, para conservar los virus a temperaturas de 0ºC a 37ºC.

17. Soporte biodegradable obtenible mediante los métodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para la conservación o el suministro controlado de agentes biológicamente activos, en el que dicho soporte biodegradable es un xerogel de sílice que se prepara a partir de agua y silano usando ácido o base como catalizador y los agentes biológicamente activos añadidos a dicho soporte biodegradable son virus infectivos y/o transfectivos para su uso como medicamento.

18. Uso de un soporte biodegradable obtenible mediante los métodos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para la fabricación de un medicamento para aplicación neurológica, oncológica y/o de reparación tisular, mediante lo cual el medicamento es adecuado para conservar o suministrar de manera controlable agentes biológicamente activos, y en el que dicho soporte biodegradable es un xerogel de sílice que se prepara a partir de agua y silano usando un ácido o una base como catalizador y los agentes biológicamente activos añadidos a dicho soporte biodegradable son virus infectivos y/o transfectivos.