Dispositivo de guía para la migración celular y método de guía para la migración celular que usa tal dispositivo.

Dispositivo de guía (1) para la migración celular que comprende una superficie de soporte (2) provista con células (3),

y un sustrato (5), presentando dichos sustrato (5) una superficie texturizada (6 ; 6' ; 6") colocada enfrente de la superficie de soporte (2) y puesta en contacto con las células (3) colocadas sobre la superficie de soporte (2) de un modo tal que las células (3) se confinen entre la superficie de soporte (2) y la superficie texturizada (6 ; 6' ; 6"), teniendo dicha superficie texturizada (6 ; 6' ; 6") una estructura tridimensional anisótropa (8 ; 8' ; 8") que presenta un motivo de repetición de acuerdo con un eje de repetición (X), presentando dicho motivo de repetición una sucesión de espacios de guía (15 ; 25 ; 35) adyacentes de acuerdo con el eje de repetición (X), siendo adaptado cada uno de dichos espacios de guía (15 ; 25 ; 35) para recibir al menos una parte de una de las células (3) y orientado de acuerdo con una dirección de anisotropía (A1 ; A2 ; A3a, A3b) para guiar un desplazamiento de las células (3) en la dirección de anisotropía (A1 ; A2 ; A3a, A3b).

Dispositivo de guía para la migración celular y método de guía para la migración celular que usa tal dispositivo Sector de la técnica

La invención se refiere a un dispositivo de guía para la migración celular y a un método de guía para la migración celular que usa al dispositivo.

En particular, la invención se refiere a un dispositivo de guía para la migración celular que comprende una superficie de soporte provista de células y un sustrato, presentando dicho sustrato una superficie texturizada colocada enfrente de la superficie de soporte y puesta en contacto con las células colocadas en la superficie de soporte.

Estado de la técnica

La migración celular es esencial para numerosos procesos fisiológicos tales como la organogénesis o la cicatrización de heridas. En su entorno natural, la dirección y la velocidad de la migración celular se guían por una serle de señales que pueden ser químicas (qulmloqulnas) o físicas (microentorno).

In vitro, estos fenómenos se pueden reproducir o desviar para Imponer una dirección de migración a las células usando, por ejemplo, agentes qulmloatractores, campos eléctricos, o Incluso mediante la modulación del entorno mecánico de la célula.

El documento EP-A-1199354 describe, por ejemplo, la formación de un motivo de células en una superficie mediante un control químico de la migración celular. De hecho, en el documento EP-A-1199354, la superficie se trata con el fin de presente un motivo previo que consiste en compuestos que favorecen el desarrollo de las células y otros compuestos que no favorecen el desarrollo de las células. A continuación, el cultivo celular se inicia sobre este motivo previo. Sin embargo, la eficacia del control de la migración celular con un sistema de este tipo depende principalmente de la elección de los compuestos químicos que favorecen o impiden el desarrollo celular en función de la naturaleza de las células cultivadas.

El documento US 2007/0009572 describe, a este respecto, un método de preparación de una película blodegradable micro- o nanotexturizada que comprende canales cuya longitud puede variar de 10 pm a 160 pm, sobre la que se depositan células musculares. Los ensayos realizados muestran que las células musculares se alinean las unas con respecto a las otras a lo largo de los canales, y que su morfología se modifica para adquirir una forma alargada. Este método no tiene como objetivo hacer migrar las células en una dirección preferente sino simplemente favorecer su alineación las unas con respecto a las otras para obtener un apilamiento celular regular.

El documento US 2009/02481445 también describe un método para guiar la orientación de las células que siguen una estructura tridimensional usando una superficie que comprende un microcanal o una serie de microcanales paralelos los unos con respecto a los otros, cuya longitud es superior a la de las células con el fin de que las células puedan introducirse en los mismos y cuya sección es arbitraria. Al igual que para el documento precedente, este método no tiene como objetivo hacer migrar las células en una dirección preferente, sino simplemente favorecer su alineación las unas con respecto a las otras.

Mahmud et al. (Nature Physics 2009, 4, pp. 606) proponen motivos adhesivos en forme de trinquetes (« ratchet ») para guiar la migración celular. El efecto observado se basa en un contraste de adhesión entre las partes adhesivas de los canales y las partes no adhesivas de un sustrato de modo que, cuando la calidad del contraste entre las partes adhesivas y no adhesivas se degrada con el tiempo, la guía de la migración celular ya no se observa. Además, la adhesión sobre los canales, lineales o que presentan una forma de trinquetes (« ratchet »), no permite mantener a las células sobre estos motivos adhesivos, es decir, sobre una sola dimensión en el espacio, y no permite, por ejemplo, la organización de un tejido sobre una superficie de dos dimensiones. Por último, los motivos descritos en Mahmud et al. siempre son proyecciones perpendiculares al plano formado por la superficie que transporta las células.

Estos métodos que permiten desviar los fenómenos naturales de migración celular también se pueden encontrar en aplicaciones in vivo.

El documento US 2009/0093879 propone en particular un implante que presenta en su superficie motivos tridimensionales micro- o nanométricos. Estos motivos permiten en particular controlar la adhesión de microorganismos o de fibroblastos a la superficie del implante cuando él mismo se coloca en un ser vivo, mejorando de este modo la cicatrización de las heridas. Este documento US 2009/0093879 sugiere que las micro- o nanoestructuras superficiales pueden guiar las células hacia el origen de la cicatrización, lo que las permite organizarse de forma ordenada en la superficie del plan.

Sin embargo, un control de la migración celular de este tipo de acuerdo con una dirección dada también podría

presentar aplicaciones en el campo médico distintas de la organización forzada de las células alrededor de un implante, tales como la migración dirigida de las células a la superficie de una herida o la realización de órganos artificiales con Ingeniería tlsular.

Por lo tanto, existe una necesidad de nuevos dispositivos que permitan guiar las células en su migración de acuerdo con una dirección elegida, cuya eficacia no dependa del tipo de célula móvil considerada, que sean sencillos de realizar, poco Invasivos para los tejidos y resistentes en el tiempo.

Por guiar la migración celular se entiende, en el sentido de la presente solicitud, que a las células se les impone migrar preferentemente en una dirección mejor que en todas las demás. En otros términos, la guia de la migración rompe la simetría de migración siguiendo la dirección considerada. La « guía » de la migración difiere de « la orientación » de la migración celular en que las células migran preferentemente en dos direcciones opuestas sin que una de estas direcciones no se vea favorecida con respecto a la otra.

Objeto de la invención

Con este fin, la Invención propone un dispositivo de guía para la migración celular que comprende una superficie de soporte provista de células y un sustrato, presentando dicho sustrato una superficie texturizada colocada enfrente de la superficie de soporte y puesta en contacto con las células colocadas en la superficie de soporte de una forma tal que las células se confinen entre la superficie de soporte y la superficie texturizada, superficie texturizada que tiene una estructura tridimensional anisotrópica que presenta un motivo de repetición a lo largo de un eje de repetición, presentando dicho motivo de repetición una sucesión de espacios de guía adyacentes a lo largo del eje de repetición, estando cada uno de dichos espacios de guía adaptado para recibir al menos una parte de una de las células y orientado en una dirección de anisotropía para guiar un desplazamiento de las células en la dirección de la anlsotropía.

Por lo tanto, el dispositivo de guía de acuerdo con la invención puede asegurar un control de la migración celular a través de una estructura específica en la que las células confinadas se reciben y se desplazan en una dirección (un sentido) privilegiado, Independientemente del tipo de célula usada. Además, el dispositivo de guía es mínimamente invasivo, ya que se basa en la aplicación de una superficie texturizada sobre una superficie de apoyo. Por último, el dispositivo de guía se puede obtener de una manera sencilla, mediante una simple texturización que se puede realizar a gran escala mediante moldeado.

Además, a diferencia de los documentos de la técnica anterior que describen canales o microcanales que limitan su alineación con las células, la presente invención permite la guía de las células de acuerdo con una dirección de anisotropía formando de este modo una red en el plano compatible con la organización de un tejido de acuerdo con

una superficie dada.

El dispositivo de guía de acuerdo con la invención, en particular, puede encontrar aplicaciones en los campos de la dermatología, implantología o ingeniería tisular.

Por « estructura anisótropa » o « estructura con geometría anisótropa », se entiende, en el sentido de la presente solicitud, una estructura cuya geometría posee una dirección de anisotropía determinada de acuerdo con un eje dado. La dirección de anisotropía de la estructura anisótropa es en particular, en el contexto de la presente edición, la dirección preferente de la migración celular.

La superficie texturizada puede comprender una superficie de la base y la estructura tridimensional anisótropa... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de guía (1) para la migración celular que comprende una superficie de soporte (2) provista con células (3), y un sustrato (5), presentando dichos sustrato (5) una superficie texturizada (6 ; 6 ; 6") colocada enfrente de la superficie de soporte (2) y puesta en contacto con las células (3) colocadas sobre la superficie de soporte (2) de un modo tal que las células (3) se confinen entre la superficie de soporte (2) y la superficie texturizada (6 ; 6 ; 6"), teniendo dicha superficie texturizada (6 ; 6 ; 6") una estructura tridimensional anisótropa (8 ; 8 ; 8") que presenta un motivo de repetición de acuerdo con un eje de repetición (X), presentando dicho motivo de repetición una sucesión de espacios de guía (15 ; 25 ; 35) adyacentes de acuerdo con el eje de repetición (X), siendo adaptado cada uno de dichos espacios de guía (15 ; 25 ; 35) para recibir al menos una parte de una de las células (3) y orientado de acuerdo con una dirección de anisotropía (A1 ; A2 ; A3a, A3b) para guiar un desplazamiento de las células (3) en la dirección de anisotropía (A1 ; A2 ; A3a, A3b).

2. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie texturizada (6 ; 6 ; 6") comprende una superficie de base (7) y la estructura tridimensional anisótropa (8 ; 8 ; 8") comprende una pluralidad de pares de superficies de guía, siendo dichos pares de superficies de guía adyacentes los unos con respecto a los otros de acuerdo con el eje de repetición (X) y definiendo el motivo de repetición, comprendiendo cada uno de los pares primera (14 ; 24 ; 34) y segunda (16 ; 26 ; 36) superficies de guía que se extienden desde la superficie de la base (7) enfrenta a las la una con respecto a la otra y que delimitan entre ellas uno de los espacios de guía (15 ; 25 ; 35).

3. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la estructura tridimensional anisótropa (8 ; 8 ; 8") comprende una pluralidad de elementos de guía (10 ; 20 ; 30) en saliente con respecto a la superficie de la base (7), siendo dichos elementos de guía (10 ; 20 ; 30) adyacentes los unos con respecto a los otros de acuerdo con el eje de repetición (X) y llevando cada uno una de las primeras superficies de guía (14 ; 24 ; 34) y una de las segundas superficies de guía (16 ; 26 ; 36), estando la primera superficie de guía (14 ; 24 ; 34) de uno de los elementos de guía (10 ; 20 ; 30) enfrente de la segunda de superficie de guía (16 ; 26 ; 36) del elemento de guía (10 ; 20 ; 30) adyacente.

4. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que la primera (14 ; 24) y segunda superficies de guía (16 ; 26) de cada par se adaptan para que la dirección de anisotropía (A1 ; A2) se extienda de acuerdo con el eje de repetición (X).

5. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que, en cada uno de los pares de superficies de guía, la primera superficie de guía (14 ; 24) se adapta para bloquear el desplazamiento de las células (3) en una dirección opuesta a la segunda superficie de guía (16 ; 26) y la segunda superficie de guía (16 ; 26) se adapta para autorizar el desplazamiento de las células (3) en una dirección opuesta a la primera superficie de guía (14 ; 24), de un modo tal que la dirección de anisotropía (A1 ; A2) se oriente desde la primera superficie de guía (14 ; 24) hacia la segunda superficie de guía (16 ; 26).

6. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la primera superficie de guía (14 ; 24) es perpendicular al eje de repetición (X) y la segunda superficie de guía (16 ; 26) se separa de la primera superficie de guía (14 ; 24) de acuerdo con el eje de repetición (X).

7. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la segunda superficie de guía (16) es perpendicular a la superficie de la base (7) y presenta una concavidad girada hacia la primera superficie de guía

(14).

8. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la estructura tridimensional anisótropa (8) comprende una pluralidad de filas de proyecciones triangulares (10) adyacentes de acuerdo con el eje de repetición (X), comprendiendo cada una de dichas filas (10) al menos dos proyecciones (11) alineadas de acuerdo con un eje transversal (Y) perpendicular al eje de repetición (X), comprendiendo cada uno de los espacios de guía una cavidad

(15) ligeramente triangular con una base (17) formada sobre la primera superficie de guía (14) de una de las filas de proyecciones triangulares (10) y un vértice (18) formado sobre la segunda superficie de guía (16) de la fila de proyecciones triangulares (10) adyacente.

9. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la primera superficie de guía (24) es perpendicular al eje de repetición y la segunda superficie de guía (26) está inclinada con respecto a un plano perpendicular a la superficie de la base (7).

10. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que la primera (34) y segunda (36) superficies de guía de cada par se adaptan para que la dirección de anisotropía (A3a, A3b) se extienda de acuerdo con un eje transversal (Y) perpendicular al eje de repetición (X).

11. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que, en cada uno de los pares de superficies de guía, la primera (34) y segunda (36) superficies de guía se adaptan para bloquear el desplazamiento de las células

(3) en una u otra de las direcciones del eje de repetición (X).

12. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la estructura tridimensional anisótropa (8") comprende una pluralidad de proyecciones alargadas (30) adyacentes de acuerdo con el eje de repetición (X), extendiéndose cada una de dichas proyecciones alargadas (30) de acuerdo con el eje transversal (Y), comprendiendo cada uno de los espacios de guía una ranura (35) entre la primera superficie de guía (34) de una de las proyecciones alargadas (30) y la segunda superficie de guía (36) de la proyección alargada (30) adyacente.

13. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, en el que el espacio de guía (15 ; 25 ; 35) presenta una dimensión máxima, medida en que la primera (14 ; 24 ; 34) y segunda superficies de guía (16 ; 26 ; 36), inferior a 200 pm, preferentemente inferior a 100 pm, correspondiendo en particular ligeramente un tamaño de las células (3), comprendido por ejemplo entre 5 pm y 60 pm, preferentemente entre 15 pm y 30 pm.

14. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13, en el que el espacio de guía (15 ; 25 ; 35) presenta una profundidad inferior a 200 pm, preferentemente inferior a 100 pm, en particular inferior a un tamaño de las células (3), por ejemplo inferior a 6 pm.

15. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el sustrato (5) no es adhesivo.

16. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el sustrato (5) no adhesivo está formado por un material no adhesivo tal como un polímero fluorado o un material que se hace no adhesivo por tratamiento químico tal como el injerto de moléculas de polietilenglicol (PEG).

17. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el sustrato (5) es adhesivo.

18. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la superficie de soporte (2) sobre la que se desplazan las células (3) es una superficie artificial tal como una superficie de cultivo celular (por ejemplo un gel), un portaobjetos de vidrio, el interior de un canal de mlcrofluidos, o una superficie del entorno natural de dichas células tal como la superficie de un tejido vivo o la superficie de una herida.

19. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que la superficie de soporte (2) y la superficie texturizada (6 ; 6 ; 6") se separan con una distancia comprendida entre 0 pm y 10 pm, preferentemente entre 3 pm y 6 pm.

20. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 19, en el que al menos una de las superficies elegidas entre la superficie de soporte (2) y la superficie texturizada (6 ; 6 ; 6") comprende al menos un saliente complementario que permite controlar la distancia entre la superficie de soporte (2) y la superficie texturizada (6 ; 6 ;

21. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con la reivindicación 20, en el que el saliente complementario se presenta en forma de un pilar de diámetro comprendido entre 100 pm y 500 pm, y una altura inferior a 10 pm, preferentemente entre 3 pm y 6 pm.

22. Dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, que se presenta en forma de un vendaje, un implante, una prótesis, un soporte para tejidos artificiales, un canal de microfluidos, un laboratorio en un chip que integra canales, y preferentemente, dicho dispositivo de guía (1) es un vendaje.

23. Método de guía para la migración celular que usa un dispositivo de guía (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, proporcionando dicho método de guía la puesta en contacto de las células (3) colocadas sobre la superficie de soporte (2) con la superficie texturizada (6 ; 6 ; 6") del sustrato (5) de un modo tal que las células (3) se confine en entre la superficie de soporte (2) y la superficie texturizada (6 ; 6 ; 6"), desplazándose las células (3) en la dirección de anisotropía (A1 ; A2 ; A3a, A3b).