CELULAS MESENQUIMALES Y MEMBRANA COMPUESTA PARA EL TRATAMIENTO DE LESIONES OSTEOCONDRALES.
Células mesenquimales y membrana compuesta para el tratamiento de lesiones osteocondrales.
La presente invención se refiere a una composición farmacéutica que comprende células madre mesenquimales alojadas en una membrana compuesta que presenta al menos dos capas con distinta estructura, siendo la capa inferior porosa y la capa superior compacta, preferiblemente de colágeno. Además, la presente invención se refiere al uso de dicha composición farmacéutica para el tratamiento de lesiones osteocondrales y al método para la obtención de dicha composición farmacéutica.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031016.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE MALAGA (Titular al 40%).
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: BECERRA RATIA,JOSE, ANDRADES GOMEZ,JOSE ANTONIO, LOPEZ-PUERTA GONZALEZ,JOSE MARIA, CUENCA LOPEZ,MARIA DOLORES, JIMENEZ PALOMO,PEDRO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61L27/24 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61L PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES U OBJECTOS EN GENERAL; DESINFECCION, ESTERILIZACION O DESODORIZACION DEL AIRE; ASPECTOS QUIMICOS DE VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS; MATERIALES PARA VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS (conservación de cuerpos o desinfección caracterizada por los agentes empleados A01N; conservación, p. ej. esterilización de alimentos o productos alimenticios A23; preparaciones de uso medico, dental o para el aseo A61K). › A61L 27/00 Materiales para prótesis o para revestimiento de prótesis (prótesis dentales A61C 13/00; forma o estructura de las prótesis A61F 2/00; empleo de preparaciones para la fabricación de dientes artificiales A61K 6/80; riñones artificiales A61M 1/14). › Colágeno.
- A61L27/38 A61L 27/00 […] › Células animales (para utilizar en piel artificial A61L 27/60).
- A61L27/56 A61L 27/00 […] › Materiales porosos o celulares.
- C12N5/0775 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 5/00 Células no diferenciadas humanas, animales o vegetales, p. ej. líneas celulares; Tejidos; Su cultivo o conservación; Medios de cultivo para este fin (reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00). › Células madre mesenquimales; Células madre derivadas de tejido adiposo.
PDF original: ES-2380674_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Células mesenquimales y membrana compuesta para el tratamiento de lesiones osteocondrales.
La presente invención pertenece al campo de la Biomedicina, de la Biotecnología, de la Biología Celular y de la Medicina Regenerativa. La presente invención se refiere a una composición farmacéutica que comprende células madre mesenquimales alojadas en una membrana compuesta y a su uso para el tratamiento de lesiones osteocondrales.
Estado de la técnica anterior
El cartílago es un tejido conectivo altamente especializado, formado por células, principalmente condroblastos o condrocitos, y fibras, mayoritariamente de colágeno; todo ello embebido en una matriz extracelular (MEC) amorfa, viscosa, de aspecto gel y con una alta complejidad bioquímica, estructural y biomecánica (Buckwalter JA y col. Arthr Rheumatol, 1998. 41: 1331-1342; Johnson, LL. Clin Orthop Rel Res, 2001391: 306-317).
El cartílago articular (CA) proporciona a los huesos sobre los que se dispone un superficie elástica y resistente, a la vez que protege a la articulación repartiendo la presión (compresión) de carga a la que es sometida. Al mismo tiempo, junto con el líquido sinovial, proporciona un coeficiente de baja fricción que permite el movimiento libre de la propia articulación (Aigner, T. Arthritis Rheum, 2003. 48: 1166-1177). Las fibras colagénicas que constituyen la MEC de este cartílago son predominantemente de tipo II, acompañadas por proteoglicanos, responsables, específicamente el agrecano, del alto grado de hidratación de su matriz gracias a su capacidad para retener agua, en torno a un 75%, debido a su naturaleza electrostática negativa. En relación al componente celular, los condrocitos son células predominantemente redondeadas, originadas a partir de células madre mesenquimales (MSCs, del inglés "Mesenchymal Stem Cells"), procedentes de la médula ósea (MO) localizada en cavidades de la matriz (Lin y col., Tissue Eng. 2006. 12(7): 1971-84.), y representan un 5-10% del volumen de la fase sólida del cartílago. Los condrocitos son esenciales en el mantenimiento de la MEC, regulando tanto la secreción de sus componentes como la degradación o la remodelación de la misma (Hunziker, EB. Osteoarthritis Cartilage, 2002. 16: 564-572). Estructuralmente, el CA se divide en tres zonas diferentes: la superficial (ZS), la media (ZM), y la profunda (ZP). Estas regiones, con funciones específicas diferentes, se identifican por la composición de la MEC, su biosíntesis, la expresión génica y morfología de sus células, así como por las distintas propiedades biomecánicas de las mismas (Schinagl, RM y col. J Orthop Res 1997, 15: 499-506; Darling, EM y col. J Orthop Res. 2004, 22: 1182-1187; Shieh, AC y col. J Biomech. 2006. 39: 1595-02).
La gran mayoría de las lesiones condrales descritas ocurren en la ZS del cartílago. Desde el punto de vista clínico, el CA presenta una limitada capacidad de regeneración, debido a: 1) su naturaleza avascular, por lo que está desprovisto de una fuente disponible de células madre circulantes (células condroprogenitoras; Martin JM y col., Biotechnol Prog, 2005, 21: 168-177) y de los factores humorales correspondientes; 2) su naturaleza aneural, con la consiguiente carencia de inervación; y 3) la alta complejidad de su MEC que, en un eventual proceso de reparación, no recapitula su propio desarrollo y morfogénesis.
Dependiendo de la profundidad del daño, existen 3 tipos de lesiones que afectan al CA: microtrauma, fractura condral y fractura osteocondral. En cualquiera de dichas situaciones puede encuadrarse la osteoartritis (OA), la forma más común de artritis, una enfermedad muy dolorosa, de una altísima prevalencia en la sociedad (24 millones de adultos en EEUU), que no necesariamente es una consecuencia de la edad, y que afecta directamente al CA por alteración de su integridad, limitando la movilidad de la articulación (Nakamura, N y col. J Arthr Rel Surg, 2009. 25: 531-55). La etiología de la OA es desconocida y se manifiesta en cambios morfológicos, bioquímicos y moleculares de las células y de la MEC del cartílago hialino (Christensen, R y col. Osteoarthritis Cartilage, 2005. 13: 20-27).
Actualmente, la solución clínica de las lesiones condrales supone un reto para los clínicos y científicos. La reparación es el proceso rápido para resolver una lesión, pero el tejido reparativo no es idéntico al tejido original, pudiendo existir incluso una falta de integración con el mismo. La regeneración, en cambio, es un proceso relativamente lento que recapitula el desarrollo y la morfogénesis del tejido a tratar, restaurando completamente la estructura y función del mismo, incluyendo una adecuada integración con el tejido original. A pesar de que los tratamientos de los últimos años son prometedores, todavía no se ha encontrado ningún procedimiento que pueda producir una reparación ni regeneración satisfactoria del cartílago hialino y el hueso subcondral.
Teniendo en cuenta la capacidad de la célula cartilaginosa para nutrirse por difusión de la MEC y por imbibición sinovial, recientemente, desde los trabajos pioneros de Heatley, FW y col. (J Bone Joint Surg Br. 1980. 62: 397-402) se han desarrollado procedimientos quirúrgicos para tratar de reparar los defectos osteocondrales, o para al menos proporcionar un alivio sintomático. El objetivo es prevenir la extensión de las lesiones e inducir la regeneración del cartílago, o al menos retrasar la progresión a OA o la necesidad de reemplazamiento articular.
Estas técnicas se dividen en 4 categorías:
La microfractura (b), que provoca la afloración de MO por perforación del hueso subcondral (Buckwalter JA y col. Arthr Rheumatol, 1998. 41: 1331-1342); o la mosaicoplastia (d), ya sea heteróloga o autóloga, que transfiere cilindros de cartílago hialino procedente de tejido sano, bien de zonas de menos carga próximas a la lesión, o de otra articulación (Hunziker y col. Tiss Eng. 2006, 12: 3341-3364), acaban provocando la formación de fibrocartílago como tejido cicatricial, el cual se muestra inviable para devolver las características propias del CA a largo plazo, representando además, con el paso de los años del paciente, lugares de fácil fractura y nuevas lesiones (Buckwalter y col. Clin Orthop Rel Res, 2004. 423: 7-16), al margen de problemas para obtener suficiente superficie de cartílago a trasplantar y de dañar un área para reparar otra. En el caso de c), técnica muy extendida en la clínica, se está trabajando con en el trasplante de condrocitos autólogos, ya sea en ausencia de transportador (ACI, del inglés "Autologous Chondrocytes Implantation"), o vehiculizados en una membrana (MACI, del inglés "Matrix Autologous Chondrocytes Implantation"), casi siempre de colágeno. En este sentido, algunos trabajos se están centrando en la obtención de cultivos celulares de condrocitos y su implantación in situ, aunque este procedimiento está planteando problemas de falta de prendimiento del implante a la lesión a medio plazo. En ningún caso, y hasta el momento, se indica que el ACI/MACI sean superiores a otras alternativas terapéuticas en el tratamiento de las lesiones condrales de rodilla; más bien al contrario, por tratarse de un procedimiento altamente invasivo y relativamente costoso, ya que necesita de dos intervenciones quirúrgicas.
Por tanto, en la actualidad no existen criterios claros acerca de cuál de estas alternativas es la más adecuada para el tratamiento de las lesiones del CA. Con todo ello, y en consecuencia, la ingeniería tisular tiene actualmente el reto de resolver el problema clínico de la regeneración del CA, estimulando el crecimiento de suficiente cartílago nuevo en el lugar de la lesión e impidiendo la pérdida posterior del mismo (Hollander AP y col. Tiss Eng. 2006, 12: 1787-1798).
Las células son los efectores únicos e insustituibles de la esqueletogénesis. Su número y biología sufren cambios significativos con la edad y la enfermedad, que pueden ser corregidos mediante acción directa, induciendo su proliferación, migración y diferenciación in situ, o indirectamente, realizando esos procesos ex vivo, aprovechando los conocimientos que nos proporcionan las células troncales y la terapia celular. Las especiales características... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Composición que comprende células madre mesenquimales y una membrana compuesta que presenta al menos dos capas con distinta estructura, siendo la capa inferior porosa y la capa superior compacta.
2. Composición según la reivindicación anterior donde el origen de las células madre mesenquimales es la médula ósea.
3. Composición según la reivindicación anterior donde las células madre mesenquimales son positivas para CD13, CD29, CD44, CD71, CD90, CD105, CD271 y Stro1; y negativas para CD34 y CD45.
4. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde por cada mm2 de membrana hay entre 250.000 y 2.000.000 células.
5. Composición según la reivindicación anterior donde por cada mm2 de membrana hay entre 400.000 y 1.000.000 células.
6. Composición según cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores donde por cada mm2 de membrana hay entre 450.000 y 600.000 células.
7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la membrana compuesta comprende al menos una capa compacta que comprende poros cuyo diámetro es menor de 35 μm y una capa porosa que comprende poros cuyo diámetro es de entre 35 y 300 μm.
8. Composición según la reivindicación anterior donde los poros de la capa porosa tienen entre 4 y 14 millones de μm3 de volumen medio.
9. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la membrana bifásica comprende colágeno.
10. Composición según la reivindicación anterior donde el colágeno es de tipo I y III.
11. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde entre el 70% y el 90% de las células se sitúan en la capa porosa de la membrana.
12. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la membrana está recubierta con una molécula de la matriz extracelular.
13. Composición según la reivindicación anterior donde la molécula de la matriz extracelular es fibronectina, laminina o colágeno.
14. Composición según la reivindicación anterior donde la molécula de la matriz extracelular es fibronectina.
15. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la membrana imita la forma de una lesión osteocondral y presenta unas dimensiones iguales o mayores a las de la lesión, de forma que la membrana, en posición superpuesta a la lesión, sobresale respecto de dicha lesión en una magnitud menor de 2 mm.
16. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde dicha composición es una composición farmacéutica.
17. Composición según la reivindicación anterior que además comprende un excipiente farmacéuticamente aceptable.
18. Composición según cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores que además comprende otro principio activo.
19. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para la preparación de un medicamento.
20. Uso según la reivindicación anterior para la preparación de un medicamento para el tratamiento de una lesión de cartílago.
21. Uso de la composición según la reivindicación anterior para la preparación de un medicamento para la regeneración del cartílago.
22. Uso según la reivindicación 19 para la preparación de un medicamento para el tratamiento de una lesión de hueso.
23. Uso de la composición según la reivindicación anterior para la preparación de un medicamento para la regeneración del hueso.
24. Uso según la reivindicación 19 para la preparación de un medicamento para el tratamiento de una lesión osteocondral.
25. Uso según la reivindicación anterior para la preparación de un medicamento para el tratamiento de la osteoartritis.
26. Método para la obtención de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18 que comprende las siguientes etapas:
27. Método para la obtención de la composición según la reivindicación anterior donde la membrana compuesta de la etapa (c) está recubierta con una molécula de la matriz extracelular.
28. Método para la obtención de la composición según la reivindicación anterior donde la molécula de la matriz extracelular es fibronectina, laminina o colágeno.
29. Método para la obtención de la composición según la reivindicación anterior donde la molécula de la matriz extracelular es fibronectina.
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