Tratamiento autólogo de disco degenerado con células.

Una formulación para el tratamiento de la enfermedad del disco vertebral degenerativo,

que comprende:

(a) células madre mesenquimatosas autólogas sin cultivar, y

(b) el factor de diferenciación del crecimiento (GDF-5),

en la que la formulación es adecuada para administrar en un disco en degeneración inmediatamente despuésde recolectar las células, administrándose la formulación como suspensión que contiene las células madremesenquimatosas autólogas sin cultivar que han sido concentradas después de la recolección y el factor 5 dediferenciación del crecimiento en un medio de crecimiento o vehículo en un volumen de entre 0,5 ml y 3,0 ml.

Tratamiento autólogo de disco degenerado con células El disco intervertebral natural contiene un núcleo pulposo similar a la gelatina rodeado por un anillo fibroso. Bajo una carga axial, el núcleo pulposo se comprime y transfiere radialmente la carga al anillo fibroso. La naturaleza laminada del anillo fibrosis le proporciona una elevada resistencia a la tracción y, por tanto, le permite expandirse radialmente en respuesta a esta transferencia de carga.

En un disco intervertebral sano, las células dentro del núcleo pulposo solo forman aproximadamente un uno por ciento del tejido discal por volumen. Estas células producen una matriz extracelular (MEC) que contiene un elevado porcentaje de proteoglicanos. Estos proteoglicanos contienen grupos funcionales sulfatados que retienen agua, de modo que proporcionan al núcleo pulposo cualidades amortiguadoras. Las células del núcleo pulposo también pueden secretar cantidades pequeñas de citocinas, así como matriz metaloproteinasas (MMP) . Estas citocinas y MMP ayudan a regular el metabolismo de las células del núcleo pulposo.

En algunos casos de enfermedad de degeneración discal (EDD) , la degeneración gradual del disco intervertebral se debe a inestabilidades mecánicas en otras partes de la columna vertebral. En estos casos, el incremento de las cargas y las presiones sobre el núcleo pulposo hacen que las células dentro del disco (o los macrófagos que lo invaden) emitan cantidades mayores de lo normal de las citocinas mencionadas anteriormente. En otros casos de EDD, los factores genéticos o la apoptosis también pueden producir una disminución del número de células del disco y/o liberar cantidades tóxicas de estas citocinas y MMP. En algunos casos, la acción de bombeo del disco puede funcionar mal (debido a, por ejemplo, una disminución de la concentración de proteoglicanos dentro del núcleo pulposo) , de modo que se retrasa el flujo de nutrientes en el disco así como el flujo de productos residuales hacia fuera del disco. Esta capacidad reducida para proporcionar nutrientes a las células y eliminar los residuos puede dar como resultado una disminución de la viabilidad y el metabolismo resultante en la degradación adicional de la MEC junto con la acumulación de niveles altos de toxinas que pueden producir irritación nerviosa y dolor.

A medida que la EDD progresa, los niveles tóxicos de citocinas y MMP presentes en el núcleo pulposo comienzan a degradar la MEC. En concreto, las MMP (mediadas por las citocinas) comienzan a escindir las porciones que retienen agua de los proteoglicanos, de modo que se reducen sus capacidades de retención de agua. Esta degradación conduce a un núcleo pulposo menos flexible, por tanto varía el patrón de carga dentro del disco, lo que posiblemente cause la deslaminación del anillo fibroso. Estos cambios producen más inestabilidad mecánica y, de este modo, hacen que las células emitan todavía más citocinas, de modo que normalmente se regulan por aumento las MMP. Dado que esta cascada destructiva continúa y la EDD progresa más, el disco comienza a sobresalir (“un disco herniado” y, en última instancia, se rompe, lo que hace que el núcleo pulposo entre en contacto con la médula vertebral y produzca dolor.

La patente de EE.UU. Nº 6.352 , 557 ("Ferree") enseña la adición de sustancias terapéuticas tales como células del núcleo pulposo a la matriz extracelular fragmentada obtenidas de donantes y la inyección de dicha combinación en un disco intervertebral. No obstante, las células se tienen que cultivar primero y después añadir a la matriz donantes antes de la implantación en el disco enfermo. Este procedimiento requiere un retraso en el tratamiento del paciente además de someter al paciente a dos procedimientos distintos. El primer procedimiento consiste en recolectar las células, que después requieren cultivo. Después del cultivo, las células se implantan en el paciente.

La patente de EE.UU. 6.340 , 369 ("Ferree II") enseña la recolección de células vivas de disco intervertebral de un paciente, cultivar las células y transplantarlas en el disco afectado. Ferree II también enseña que las células se pueden combinar con matriz de glucosaminoglucano-colágeno de tipo II o matriz de glucosaminoglucamo-colágeno de tipo I en función de si las células se recolectan del núcleo pulposo (NP) o del anillo fibroso (AF) . Asimismo, Ferree II sugiere añadir una o más sustancias terapéuticas a las células antes del transplante. Como fuente alternativa de las células, Ferree propone usar células precursoras del NP o el AF, condorcitos u otras células vivas que funcionan como células del NP o del AF o que podrían diferenciarse en las mismas. En su memoria, Ferree enseña que las células recolectadas se cultivan antes de transplantar.

Alini, Eur. Spine J., 11 (Supp.2) : S215 -220 (2002) , sugiere que la inyección de una biomatriz incluida en células tendrá el potencial de restablecer la funcionalidad al disco. Los experimentos de Alini están dirigidos a aislar células del núcleo pulposo y cultivarlas. Alini también sugiere otras fuentes de células, incluidas las células del disco de donantes alogénicos y células madre autólogas. Sus enseñanzas sugieren que las células madre serían una fuente ideal, pero que no hay procedimientos conocidos para cultivar las células madre de modo que se diferenciarían en células del núcleo puposo antes de la implantación. En esencia, Alini requiere que las células se cultiven antes de la implantación.

Russell (Abastract 27 ISSLS 2003) informa la realización de un experimento para determinar si las células madre mesenquimatosas (CMM) podrían estar dirigidas a presentar fenotipos de condrocitos del disco. Russell descubrió que se inducía la diferenciación de CMM humanas adultas en un fenotipo condrocítico cuando están mediadas por condiciones de cultivo y también mediante la adición de TGF-B1.

Sakai (Abstract 24 ISSLS 2003) informa de la evaluación de si el transplante autólogo de CMM en el disco

prevendría la degeneración del disco o no. Usando conejos se aislaron CMM de la médula ósea y se cultivaron durante 2 semanas antes del transplante. Los resultados mostraron una significativa conservación del disco.

Sakai, Biomaterials, 24: 3531 -3541 (2003) describe el uso de una densidad celular final de 1 x 106 células/ml, para inyectar 0, 04 ml de solución en la que las CMM cultivadas autógenas se incluyeron a través de un inyector de insulina de calibre 0, 41 mm en cada disco. La proliferación de las células tras el transplante tuvo éxito.

Sobajima (Abastract 43 ISSLS 2002) estudió la viabilidad de la terapia con células madres para la EDD. Las células del NP humanas se aislaron de pacientes sometidos a cirugía discal y se co cultivaron con CMM de pacientes sometidos a cirugía de cadera o células madre derivadas de músculo de ratones. Los datos demostraron un efecto sinérgico entre las células madre y las células del núcleo pulposo, lo que tiene como resultado una regulación por aumento de la síntesis de proteoglicanos in vivo.

Ganey, Eur Spine J, 11 (Suppl.2) :S206-S214 (2002) , notificó cirugías realizadas en Alemania donde las células se recolectaban de partes del disco de un paciente después de una disquectomía. Después, las células se cultivaron y volvieron a transplantarse al paciente en una fecha posterior.

Sander et al. en la publicación de la solicitud de patente de EE.UU. 2003/0069639 enseña el uso de biopsias tisulares tomadas de un paciente como fuente para recolectar células para implantar en un disco degenerado.

Todas las enseñanzas citadas en lo que antecede requieren cultivar las células antes de implantar, lo que, a su vez, necesita un retraso en el tratamiento del disco en degeneración del paciente.

El documento WO-A-2004/022078 (que forma parte del estado de la técnica de acuerdo con el Artículo 54 (3) EPC) divulga un procedimiento de tratamiento de lesiones de tejido esquelético blando que implica administrar una composición de células madre mesenquimatosas autónomas en una suspensión líquida. Las células pueden enriquecerse mediante la metodología de Ficoll-Paque. La composición administrada puede incluir componentes adicionales tales como factores de crecimiento, incluidos TGF-β, IGF-1, IGF-2, PDGF y FGF. La suspensión se puede administrar en alícuotas de 0, 1 ml a 0, 5 ml.

El documento EP-A-1464307 (que forma parte del estado de la técnica de acuerdo con el Artículo 54 (3) EPC) divulga un implante de fusión intervertebral que incluye una jaula de fusión. Las superficies internas de la jaula están expuestas a una solución para proporcionar un recubrimiento de las células progenitoras (por... [Seguir leyendo]

1. Una formulación para el tratamiento de la enfermedad del disco vertebral degenerativo, que comprende:

(a) células madre mesenquimatosas autólogas sin cultivar, y

(b) el factor 5 de diferenciación del crecimiento (GDF-5) ,

en la que la formulación es adecuada para administrar en un disco en degeneración inmediatamente después de recolectar las células, administrándose la formulación como suspensión que contiene las células madre mesenquimatosas autólogas sin cultivar que han sido concentradas después de la recolección y el factor 5 de diferenciación del crecimiento en un medio de crecimiento o vehículo en un volumen de entre 0, 5 ml y 3, 0 ml.

2. Un dispositivo para la administración de la formulación de la reivindicación 1 a un disco intervertebral 10 degenerado que comprende:

(a) una cámara que contiene la formulación de acuerdo con la reivindicación 1, y

b) un puerto de suministro adaptado para administrar la formulación en el disco en una cantidad de entre 0, 5 ml y 3, 0 ml.

3. El dispositivo de la reivindicación 2, que incluye una aguja a través de la cual se administra la formulación, 15 teniendo preferentemente un calibre máximo de 0, 55 mm.