Composición de implante para la regeneración de tejido neural,

procedimiento de preparación y usos de la misma.En la presente invención se contempla una composición de implante para la regeneración de tejido neural que comprende a) un soporte de gel formado a partir de un fluido aislado que contiene plaquetas y un agente de activación que comprende cloruro de calcio, con o sin trombina, b) un factor de crecimiento neural seleccionado de entre BDNF, NGF, ácido retinoico y combinaciones de los mismos, y c) un cultivo de al menos 50.000 células madre progenitoras. Asimismo se contempla el empleo de dicha composición como implante y el procedimiento para la preparación de la misma

Composición de implante para la regeneración de tejido neural, procedimiento de preparación y usos de la misma.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere al campo de la regeneración de tejido neural en el sistema nervioso central (SNC). Particularmente, la presente invención se refiere a una composición de un implante biodegradable y biocompatible para la regeneración de tejido neural y a procedimientos para su fabricación y usos de la misma.

Antecedentes de la invención

La regeneración después de lesión al sistema nervioso central (SNC) está limitada por influencias inhibitorias del entorno extracelular que contrarresta la reparación de mielina y neuronas. Frecuentemente, después de lesión de tejido de la médula espinal o del cerebro se origina una cavidad debido a la pérdida de células nativas. Esta cavidad está vacía de matriz extracelular (ME) y normalmente está aislada del tejido por una cicatriz glial que inicialmente se pensaba que bloqueaba la regeneración dentro del SNC después de la lesión (Windle y col. J Comp Neurol. 1950; 93:241-258). Más recientemente, los investigadores han demostrado que en varios modelos experimentales diferentes, los axones del SNC pueden tener al menos pequeñas cantidades de regeneración, creciendo dentro del sitio de la lesión e incluso a corta distancia (Liu, CN. El Al. Arch. Neurol. Psychiat. 1958;79:46-61; Guth y col. Exp Neurol. 1985;88:1-12; Freund y col. Nat Med. 2006;12:790-792; Goshgarian y col. J Appl Physiol. 2003;94:795-810; Li, Y. y col. J Neurosci. 1994;14:4050-4063; Taylor y col. J Neurosci. 2006,26:9713-9721). Por tanto, en el propio sitio de la lesión pueden desarrollarse conos de crecimiento recientemente formados. Sin embargo, no abandonan el sitio inmediato de lesión y parecen incapaces de producir por sí mismos una regeneración a larga distancia, haciéndose rápidamente distróficos (Li, Y. y col. Exp Neurol. 1995;134:102-111; Misgeld, T. y col. Nat Rev Neurosci. 2006;7:449-463; Misgeld, T. y col. Nat Protoc. 2007;2:263-268).

Entonces se desarrollaron las estrategias de la neurorregeneración mediante terapia celular. Las células madre hematopoyéticas (células madre mesenquimales A.K.A), los macrófagos, las células dendríticas, las células olfativas de la glía, las células de Schwann, las células madre embriónicas, las células madre neurales (NSC) y las células progenitoras neuronales (CPN) se han propuesto como candidatas para la terapia de trasplante en enfermedades neurales humanas (Kawasaki y col. Neuron. 2000. 28:31-40,1). Sin embargo, estas células se enfrentan a problemas éticos e histopatológicos de su obtención y uso. A diferencia de éstas, las células estromales de la médula ósea (BMSC) tienen la capacidad de diferenciarse en osteoblastos, adipocitos, mioblastos, condrocitos o neuronas dependiendo de la composición específica de la ME y otros factores (Engle AJ. y col. 2006. Cell 126(4): 677-689). Las células del tejido cerebral pueden generarse específicamente a partir de BMSC después de inducción con factor trófico (TF) y factor neurotrófico derivado de líneas celulares de la glía (GDNF). Estas BMSC inducidas pueden permitir la neurorregeneración. Las BMSC autólogas pueden prevenir adicionalmente las complicaciones relacionadas con el rechazo (Dezawa y col. J. Clin. Invest. 2004. 113(12): 1701-1710). De hecho, se ha mostrado que células madre autólogas aisladas expandidas ex vivo se integran en tejidos de huésped tras la liberación intra-SNC, y se diferencian en la respuesta a impulsos locales. A pesar de esto, las células trasplantadas no pueden crear tejido de novo y entran en apoptosis en respuesta a una interacción inapropiada de células con la ME, conocida como anoikis, un tipo de muerte celular iniciada por señales que son diferentes de las que inician otro tipo de apoptosis, que da como resultado una disminución en el número de células, por debajo de la masa crítica, después de trasplante (Modo y col. Stroke 2002;33(9):2270-8; Okada, S. y col. FASEB J 2005;19:1839-41). En vista de esto, varios autores han mostrado que la adición de factores tróficos al medio de cultivo y a las matrices biológicas podría proteger las células de lesión apoptótica (Koda M. y col. Neurosci Lett 2008;444:143-7, Jost, M. y col. Mol Biol Cell 2001;12:1519-27) y ser útil para inducir diferenciación celular (Silva GA. y col. Science 2004;303:1352-5). Sin embargo, los factores tróficos no resolvieron la falta de orientación proporcionada por la ME.

Los soportes implantables aparecieron como una solución a la falta de soporte y orientación de ME para células trasplantadas. Así, se ha probado la utilidad de composiciones de soportes de células basadas en Matrigel, colágeno, hidrogel de alginato, fibrina y ácido poli-α-hidroxílico en neurorregeneración del SNC. Uno de los soportes más ampliamente usados es el colágeno, ya que es uno de los componentes principales de la ME y parece que puede inducir regeneración axonal en algunos modelos de lesión de la médula ósea (SCI) (Liu y col. Neurosurgery 2001;49:143-50; Goldsmith y col. Neurol Res 2005;27:115-23). Sin embargo, el colágeno induce una respuesta que conduce al cierre hermético y el aislamiento del implante, haciendo imposible que interconecte con el tejido de huésped. Otros soportes con capacidad para facilitar el alargamiento axonal son el hidrogel de alginato (Kataoka y col. J Biomed Mater Res 2001;54:373-84; Suzuki y col. Neurosci Lett 2002;318:121-4), el ácido poli-α-hidroxílico (Blacher y col. Biomaterials 2003;24:1033-40, Patist y col. Biomaterials 2004;25:1569-82), los hidrogeles sintéticos (Bakshi y col. J Neurosurg Spine 2004;1:322-9) o el polietilenglicol (Shi R J Neurotrauma 1999;16:727-3823). El Matrigel es un derivado de ME de sarcoma de Engelbreth Holm Swarm que contiene laminina, fibronectina y proteoglicanos. Diversos estudios mostraron su utilidad en la inducción de proliferación de células nerviosas in vitro y la regeneración axonal en diversos modelos de SCI (Novikova LN. y col. J Biomed Mater Res A 2006;77:242-52; Xiao M. Exp Neurol 2005;194:12-30; Facchiano F y col. J Neurosurg 2002; 97:161-8). La fibronectina, una glicoproteína de ME, también se ha usado satisfactoriamente como soporte celular en la regeneración del SNC (Ahmed Z, Tissue Eng 2003;9:219-31). Se mostró que los soportes basados en ácido poliglicólico (PGA) que contenían NSC potenciaban interacciones recíprocas entre donantes y células trasplantadas (Park y col. Nature Biotechnology 2002; 20(11):1111-7). Una etapa adicional en esta aproximación, partículas de poli(ácido D,L-láctico- ácido co-glicólico) tratadas con alilamina polimerizadas por plasma (ppAAm) sembradas con NSC e inyectadas en la cavidad de la lesión de un cerebro dañado, dio origen al tejido primitivo "cerebral de novo" que se integró eficientemente con el tejido cerebral de huésped (Bible y col. 2009 Biomaterials 30:2985-2994). Sin embargo, los productos de degradación de partículas de PLGA, y la presencia prolongada de un material exógeno, pueden ejercer efectos perjudiciales impredecibles sobre la fisiología celular.

Los geles de fibrina (FG), preparados a partir de fibrinógeno y trombina, son un buen soporte biocompatible alternativo. A diferencia de los componentes de la matriz extracelular, el FG se ensambla rápidamente mediante una reacción de policondensación modificada del fibrinógeno (Janmey y col. 1982. Biopolymers 21, 2253-2264). Esto permite el control de los tiempos de gelificación y la morfología del gel bajo condiciones fisiológicas. Las propiedades bioquímicas y mecánicas de la fibrina se han explotado recientemente en numerosos estudios que sugieren su potencial para aplicaciones en medicina y bioingeniería. Diversos autores han demostrado la utilidad de la fibrina en la regeneración de tejido (Falanga y col. Tissue Eng 2007;13:1299-1312), usándose ocasionalmente junto con un factor de crecimiento (aFGF, NT-3) o en combinación con otras matrices (Taylor SJ y col. J Control Release 2004;98:281-9431; Gille J y col. Tissue Cell 2005;37:339-4832). El FG se usa en procedimientos quirúrgicos como un sellador biológico y se considera un soporte poroso que puede estimular la adhesión y el crecimiento celular (Le Guéhennec L, Eur Cell Mater 2004,8:1-10).

El plasma rico en plaquetas (PRP) es un material de implante más sofisticado y desarrollado que también contiene fibrina. Su ventaja principal es que los soportes de PRP se fabrican a partir de materiales... [Seguir leyendo]

1. Una composición de implante biodegradable y biocompatible para la regeneración de tejido neural que comprende los siguientes componentes: