Composiciones y métodos para administrar células madre.

Un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo,

que comprende:

una primera porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célulamadre; y

una segunda porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célulade un tejido diana.

para su uso en un método de tratamiento en la administración y/o fijación de la célula madre, que no es una célulamadre embrionaria humana, al tejido diana en un sujeto.

Composiciones y métodos para administrar células madre La presente solicitud reivindica la prioridad del documento de EE.UU. nº de serie 60/374.929, presentado el 23 de abril de 2002.

A lo largo de la presente memoria descriptiva se citan diversas referencias.

Antecedentes de la invención La era de la plasticidad comenzó con la publicación de un manuscrito titulado "Turning brain into blood: a hematopoietic fate adopted by adult neural stem cells in vivo" por Bjornson y colegas (1) . Impulsaban una hipótesis basada en observaciones realizadas por Valtz et al., que demostraron la capacidad de una sola célula neuroectodérmica (de la línea celular de cerebelo de rata ST15A) para formar células neuronales, gliales y musculares (2) . Desde entonces, se ha publicado una enorme cantidad de artículos sobre plasticidad.

Inicialmente, aparecieron informes sobre células musculares que daban lugar a hematopoyesis (3) y después una variedad de informes sobre células de origen medular que daban lugar a músculo (4-6) , hepatocitos (7-9) y miocitos cardíacos (10, 11) . Esto apuntaba a que la plasticidad jerárquica es la norma y que el microentorno local determina la elección de las rutas de diferenciación.

Aunque la mayoría de estos estudios se han realizado con poblaciones de células completas, en varios diseños experimentales se han usado células madre hematopoyéticas de médula altamente purificadas, lo que demuestra que los hepatocitos y los miocitos cardíacos podrían surgir de estas células. Sin embargo, aun en este caso, los resultados no resolvían la cuestión de si las células de repoblación eran células con potencial tanto hematopoyético como no hematopoyético o si coexistían células madre de linaje definido distintas en la población purificada obtenida de forma experimental. El trabajo de Verfaille y colegas proporciona respaldo al concepto de que en la médula residen varios tipos de células madre. En sus estudios in vitro, descubrieron una clase de células madre que pueden dar lugar a células neuronales, mesenquimales, musculares y adipocitos, pero no a linajes hematopoyéticos. La cuestión del origen solo se puede responder con estudios de poblaciones clonales. Se ha informado de un estudio de este tipo, con el uso de técnicas de dilución limitante, e indica el origen clonal de muchos tipos de células no hematopoyéticas provenientes de células madre hematopoyéticas de médula (12) .

Otro problema sin resolver es si el potencial hematopoyético demostrado en tejido no hematopoyético surgía de células madre de tejido no hematopoyético o de células madre hematopoyéticas, que coexistían en el tejido no hematopoyético. Los informes iniciales sobre células musculares que generan hematopoyesis implicaban que las células madre musculares eran responsables. Sin embargo, el reciente trabajo de Kawada y Ogawa (13) indica que estos informes iniciales simplemente demuestran la existencia de células madre hematopoyéticas, que se sabe que circulan en la sangre, dentro del tejido muscular. Ese estudio demuestra que después de la reconstitución de ratones irradiados con células de médula ósea marcadas genéticamente, todas las células del tejido muscular que tenían progenie hematopoyética reconstituida provenían del donante.

Las observaciones in vivo de plasticidad de células madre se han extendido a células humanas. Almeida-Porada y colaboradores (14) , con el uso de un modelo de injerto de oveja fetal preinmunitario permisivo, han demostrado que las células cerebrales humanas fetales no purificadas (células de "neuroesfera") pueden dar lugar a células hematopoyéticas, hepáticas, renales e intestinales. Estos datos indican claramente que los diferentes tejidos albergan células con potencial de linaje para muchos otros tejidos, y que la médula es una fuente particularmente abundante estas células. Indican además la importancia capital de los microentornos específicos y sus señales de diferenciación asociadas. Desafortunadamente, no establecen aún si existe una auténtica plasticidad jerárquica o si coexisten varias células madre en diversos tejidos.

Evidentemente, este modelo puede funcionar para muchos otros tejidos, independientemente de si tienen un único tipo de células madre o varios. Cuando las células madre migran o se inyectan en un tejido, la diferenciación la determinaría el entorno local. Así, el tejido cardíaco podría albergar, al menos de forma temporal, todo tipo de células madres, pero solo se diferenciarían y producirían células cardíacas las células madre de tipo cardíaco. De forma alternativa, puede estar implicada una célula madre de potencial abierto y entonces el destino de su diferenciación se determinaría por señales inductoras suministradas por el entorno local.

Existe otra posibilidad curiosa, que es que la médula podría ser en realidad el tejido suministrador para todas las demás poblaciones de células madre locales. En esta situación, las células madre con potencial general circulan continuamente y estas células circulantes sería la fuente de células madre locales en el intestino, la piel, el hígado o el cerebro. Por tanto, la médula sería la fuente última de todas las células madre y suministraría al tejido células madre. Esto seguiría siendo coherente con el hecho de que haya una célula madre de médula con potencial plástico total o muchas células madre individuales con potenciales de linaje específico.

A pesar de los mecanismos de biología de células madre que se están estudiando, existe la necesidad de proporcionar una tecnología que permita la administración y la fijación de células madre a tejidos diana en particular.

Actualmente, sin embargo, todavía no se ha desarrollado adecuadamente esta tecnología.

Maletz et al en Int. J, Cancer 93, 409-146 (2001) describe anticuerpos monocatenarios biespecíficos como herramientas eficaces para eliminar células epiteliales cancerosas de preparaciones de células madre humanas redirigiendo la citotoxicidad celular. Broudy et al en los documentos US591991 1 y US2002/0018775A1 describen anticuerpos monoclonales frente a receptores de factores de células madre.

Sumario de la invención La presente invención proporciona un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, que comprende una primera porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula madre y una segunda porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula de un tejido diana para su uso en la administración y/o fijación de la célula madre al tejido diana en el sujeto.

La presente invención proporciona también un ácido nucleico que codifica un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, que comprende una primera porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula madre y una segunda porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula en un tejido diana.

La presente invención proporciona además un vector de expresión que comprende el presente ácido nucleico y una célula huésped que comprende el presente vector de expresión.

La presente invención proporciona además un método de producción de un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, método que comprende (a) cultivar la presente célula huésped en condiciones que permitan la expresión del anticuerpo o fragmento de unión a antígeno, y (b) recuperar el anticuerpo o fragmento de unión a antígeno.

La invención proporciona además una composición que comprende (a) un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, que comprende una primera porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula madre y una segunda porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en un tejido diana; y (b) una célula madre unida a la primera porción de unión a antígeno para su uso en la administración y/o la fijación de la célula madre a los tejidos diana en el sujeto.

Por último, la presente invención proporciona un kit que comprende un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, que comprende una primera porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula madre y una segunda porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula de un tejido diana e instrucciones para el uso del anticuerpo o fragmento de unión a antígeno del mismo para administrar y/o fijar... [Seguir leyendo]

1. Un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, que comprende:

una primera porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula madre; y

una segunda porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula de un tejido diana.

para su uso en un método de tratamiento en la administración y/o fijación de la célula madre, que no es una célula madre embrionaria humana, al tejido diana en un sujeto.

2. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de la reivindicación 1, que es una sola cadena polipeptídica.

3. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno del mismo de la reivindicación 1, que es un anticuerpo quimérico, humanizado o humano.

4. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de la reivindicación 1, en el que el fragmento de unión a antígeno comprende un fragmento Fab.

5. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el antígeno de la superficie de la célula madre se selecciona del grupo que consiste en CD34, CD45, receptor de IL-3, receptor de IL-6, receptor de IL-11, c-kit, VLA-4, VLA-5, L-selectina, PECAM-1, Sca-1 e integrina beta-1.

6. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el primer y el segundo resto se fijan por un resto químico.

7. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el antígeno de la superficie de la célula del tejido diana se selecciona del grupo que consiste en miosina, troponina T cardíaca, troponina 1 cardíaca, actina, cadena pesada de la beta-miosina y tropomiosina.

8. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el antígeno de la superficie de la célula del tejido diana se selecciona del grupo que consiste en VCAM-1, ICAM-1, Pselectina, IL-8 y P63.

9. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el tejido diana se selecciona del grupo que consiste en tejido hepático, piel, tejido epitelial, tejido conjuntivo, tejido articular, tejido óseo, tejido muscular, tejido neuronal, tejido endotelial y tejido cardíaco.

10. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de la reivindicación 9, en el que el tejido óseo es médula ósea.

11. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el sujeto es un ser humano.

12. El anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la primera porción de unión a antígeno se une específicamente a CD45 y la segunda porción de unión a antígeno se une específicamente a miosina.

13. Un ácido nucleico que codifica el anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

14. Un vector de expresión que comprende el ácido nucleico de la reivindicación 13.

15. Una célula huésped que comprende el vector de expresión de la reivindicación 14.

16. Un método de producción de un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, que comprende (a) cultivar la célula huésped de la reivindicación 15 en condiciones que permitan la expresión del anticuerpo o fragmento de unión a antígeno, y (b) recuperar el anticuerpo o fragmento de unión a antígeno.

17. Una composición que comprende:

(a) un anticuerpo biespecífico o fragmento de unión a antígeno del mismo, que comprende una primera porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula madre y una segunda porción de unión a antígeno que se une específicamente a un antígeno en la superficie de una célula de un tejido diana; y

(b) una célula madre unida a la primera porción de unión a antígeno, para su uso en un método de tratamiento en la administración y/o fijación de la célula madre, que no es una célula madre embrionaria humana, al tejido diana en un sujeto.

18. Un kit que comprende el anticuerpo o fragmento de unión a antígeno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 e instrucciones de uso del anticuerpo o fragmento de unión a antígeno para administrar y/o fijar una célula madre a un tejido diana.