Composiciones que comprenden células madre germinales femeninas y métodos de uso de las mismas.

Una célula no embrionaria aislada que es mitóticamente competente y expresa Vasa,

Oct-4, Dazl, Stella y, opcionalmente, un antígeno embrionario específico de estadio.

Composiciones que comprenden células madre germinales femeninas y métodos de uso de las mismas Declaración de interés potencial para el gobierno

El gobierno de los Estados Unidos puede tener ciertos derechos sobre la presente invención en virtud de los números de concesión R01-AG12279 y R01-AG24999 del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud.

Antecedentes de la invención

Hasta hace poco, se creía que las gónadas femeninas de la mayoría de las especies de mamíferos, incluyendo los seres humanos, albergaban un número finito de células germinales detenidas meioticamente (ovocitos) encerradas dentro de folículos primordiales que servían como reserva de óvulos liberados en la ovulación durante cada ciclo menstrual (Gougeon, A. et al, (1996) EndocrRev. 17:121-55; Morita, Y. y Tilly, J. L., (1999) Dev. Biol 213: 1-17). El número de ovocitos se reduce a lo largo de la vida postnatal, a través de mecanismos que implican la apoptosis (Tilly, J. L., (2001) Nat Rev. Mo I.Cell Biol. 2: 838-848), y era una creencia muy extendida que finalmente abandonaban los ovarios estériles de las células germinales (Faddy, M. J. et al., (1976) J. Exp. Zool. 197: 173-186; Faddy, M. J. et al., (1987) Cell Tissue Kinet. 20: 551-560; Faddy, M. J., (2000) Mol. Cell Endocrino!. 163: 43-48). En los seres humanos, el agotamiento de la reserva de ovocitos se produce normalmente durante la quinta década de la vida, conduciendo a la menopausia. (Richardson, S. J. etal. (1987) J. Clin. Endocrino!. Metab. 65: 1231-1237).

De acuerdo con dicha doctrina básica de la biología reproductiva, se creía, además, que una vez agotada, la reserva de células germinales de ovario, esta no se podía reponer. (Zuckerman, S. (1951) Recent Prog. Horm. Res. 6: 63- 108; Borum, K., (1961) Exp. Cell Res. 24: 495-507; Peters, H., (1970) Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 259: 91-101; McLaren, A., (1984) Symp. Soc. Exp. Biol. 38: 7-23; Anderson, L. D. y Hirshfield, A. N. (1992) Md. Med. J. 41: 614- 620). Por lo tanto, cualquier tratamiento que acelere la pérdida de ovocitos amenaza con reducir la fertilidad y causará la menopausia a una edad más temprana de lo esperado. Por ejemplo, la exposición de las mujeres a un amplio espectro de agentes que dañan el ovario, tales como agentes quimioterapéuticos y radioterapia, en general, conduce a la menopausia prematura y a la esterilidad irreversible. En la actualidad, las opciones terapéuticas limitadas de preservación de la fertilidad y la función ovárica normal en diversas condiciones adversas son invasivas, tales como, por ejemplo, la crioconservación de fragmentos de tejido de ovario u ovocitos individuales, y con frecuencia requieren terapia hormonal, que puede no ser médicamente apropiada para muchas mujeres con tumores sensibles hormonalmente (Waxman, J. (1983) J. R. Soc. Med. 76: 144-8; Familiari, G. etal. , (1993) Hum. Reprod. 8: 2080-7; Ried, H. L. y Jaffe, N., (1994) Semin. Roentgenol. 29: 6-14; Reichman, B. S. y Green, K. B. (1994) J. Nati. Cáncer Inst. Monogr. 16: 125-9). Además, actualmente no existen opciones terapéuticas para el aplazamiento de la insuficiencia ovárica normal en la menopausia. Por lo tanto, existe una gran necesidad en la técnica de seguir descubriendo y desarrollando intervenciones terapéuticas nuevas o menos invasivas para el restablecimiento de la función ovárica afectada y la infertilidad en las mujeres.

Sumario de la invención

Se ha demostrado ahora que las hembras de mamífero no pierden la capacidad de renovación de las células germinales durante la vida postnatal. Los ovarios mamíferos poseen células madre germinales femeninas mitóticamente competentes y células progenitoras de células madre germinales femeninas que, basándose en las tasas de degeneración y aclaramiento de los ovocitos, mantienen la producción de ovocitos y folículos en el ovario mamífero postnatal.

En el presente documento, se describe la caracterización de las células madre germinales femeninas no embrionarias y de sus células progenitoras. Por consiguiente, los métodos del presente documento se refieren, entre otras cosas, al uso de células madre germinales femeninas no embrionarias y de sus células progenitoras para ampliar la reserva de folículos como medio para mejorar o restablecer la fertilidad en las mujeres, y para mejorar los síntomas y las consecuencias de la menopausia.

La presente invención proporciona una célula no embrionaria aislada que es mitóticamente competente y que expresa Vasa, Oct-4, Dazl, Stella y, opcionalmente, un antígeno embrionario específico de estadio.

En un aspecto, la presente invención proporciona composiciones que comprenden células madre germinales femeninas no embrionarias.

En una realización, la presente invención proporciona composiciones que comprenden células madre germinales femeninas no embrionarias, células que son mitóticamente competentes y que expresan Vasa, Oct-4, Dazl, Stella y, opcionalmente, un antígeno embrionario específico de estadio ("SSEA"). Preferentemente, el SSEA es SSEA-1. Coincidiendo con su fenotipo mitóticamente competente, las células madre germinales femeninas de la invención no expresan el factor de crecimiento/diferenciación 9 ("GDF-9"), las proteínas de la zona pelúcida (por ejemplo, proteína

de la zona pelúcida 3, "ZP3"), la histona desacetilasa 6 ("HDAC6") ni la proteína del complejo sinaptonémico 3 ("SCP3"). Tras el trasplante a un hospedador, las células madre germinales femeninas de la invención pueden producir ovocitos tras un período de al menos 1 semana, más preferentemente de 1 a aproximadamente 2 semanas, de aproximadamente 2 a aproximadamente 3 semanas, de aproximadamente 3 a aproximadamente 4 semanas o más de aproximadamente 5 semanas después del trasplante.

En otro aspecto, la presente invención proporciona composiciones que comprenden células progenitores no embrionarias derivadas de células madre germinales femeninas. Las células progenitores de células madre germinales femeninas ("células progenitores") de la invención están presentes en el ovario y comparten características comunes de las células madre germinales femeninas. Por consiguiente, en una realización, la presente invención proporciona composiciones que comprenden células progenitores de células madre germinales femeninas, en las que las células expresan un SSEA, Vasa, Oct-4, Dazl y Stella, y en las que las células no expresan GDF-9, proteínas de la zona pelúcida (por ejemplo, ZP3), HDAC6 ni SCP3. Preferentemente, el SSEA es SSEA-1. Tras el trasplante en un hospedador, las células progenitores de células madre germinales femeninas de la invención pueden producir ovocitos tras un período de menos de 1 semana, preferentemente de aproximadamente 24 a aproximadamente 48 horas después del trasplante.

En una realización, la presente invención proporciona una célula no embrionaria aislada, célula que es mitóticamente competente y que expresa Vasa, Oct-4, Dazl, Stella y, opcionalmente, un SSEA. En una realización específica, la célula aislada es una célula madre germinal femenina y, en otra realización específica, la célula aislada es una célula progenitora de células madre germinales femeninas que expresa SSEA. Preferentemente, las células madre germinales femeninas, o sus células progenitores, son de mamífero, e incluso más preferentemente, son de ser humano.

En otra realización, la presente invención proporciona poblaciones purificadas de células madre germinales femeninas no embrionarias y/o de sus células progenitores. En realizaciones específicas, la población purificada de células es del aproximadamente 50 al aproximadamente 55 %, del aproximadamente 55 al aproximadamente 60 %, del aproximadamente 65 al aproximadamente 70 %, del aproximadamente 70 al aproximadamente 75 %, del aproximadamente 75 al aproximadamente 80 %, del aproximadamente 80 al aproximadamente 85 %, del aproximadamente 85 al aproximadamente 90 %, del aproximadamente 90 al aproximadamente 95 % o del aproximadamente 95 al aproximadamente 100 % de las células de la composición.

En otra realización más, la presente invención proporciona composiciones farmacéuticas que comprenden células madre germinales femeninas no embrionarias y/o sus células progenitores, y un vehículo farmacéuticamente aceptable. Las composiciones farmacéuticas pueden comprender poblaciones purificadas de células madre germinales femeninas no embrionarias y/o sus células progenitores.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra gráficos que representan la dinámica de las células germinales de ovario postnatal. El panel (a) muestra el número de folículos no atréticos, mientras que (b) muestra el número de folículos atréticos,... [Seguir leyendo]

1. Una célula no embrionaria aislada que es mitóticamente competente y expresa Vasa, Oct-4, Dazl, Stella y, opcionalmente, un antígeno embrionario específico de estadio.

2. La célula aislada de la reivindicación 1, en la que la célula es una célula progenitora de célula madre germinal femenina que expresa el antígeno embrionario específico de estadio, y en la que dicha célula progenitora de célula madre germinal femenina deriva de tejido ovárico.

3. La célula aislada de la reivindicación 1, en la que la célula es una célula madre germinal femenina derivada de tejido ovárico.

4. La célula aislada de la reivindicación 1, en la que el antígeno embrionario específico de estadio es el antígeno embrionario específico de estadio 1.

5. La célula aislada de la reivindicación 1, en la que la célula expresa el antígeno embrionario específico de estadio.

6. La célula aislada de la reivindicación 5, en la que el antígeno embrionario específico de estadio es el antígeno embrionario específico de estadio 1.

7. La célula aislada de la reivindicación 3, en la que la célula puede producir ovocitos después de un período de al menos 1 semana, de 1 a aproximadamente 2 semanas, de aproximadamente 2 a aproximadamente 3 semanas, de aproximadamente 3 a aproximadamente 4 semanas o de más de aproximadamente 5 semanas después del transplante a un hospedador.

8. La célula aislada de la reivindicación 2, en la que la célula puede producir ovocitos después de un período de menos de 1 semana después del transplante a un hospedador.

9. La célula aislada de la reivindicación 8, en la que la célula puede producir ovocitos después de un período de menos de aproximadamente 24 horas a aproximadamente 48 horas después del transplante a un hospedador.

10. La célula aislada de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la célula es una célula de mamífero.

11. La célula aislada de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la célula es una célula de ser humano.

12. Una composición farmacéutica que comprende una población purificada de células no embrionarias que son mitóticamente competentes y que expresan Vasa, Oct-4, Dazl, Stella y, opcionalmente, un antígeno embrionario específico de estadio, y un portador farmacéuticamente aceptable.

13. La composición farmacéutica de la reivindicación 12, en la que el antígeno embrionario específico de estadio es el antígeno embrionario específico de estadio 1.

14. La composición farmacéutica de la reivindicación 12, en la que las células son células progenitoras de células madre germinales femeninas que expresan el antígeno embrionario específico de estadio, y en la que las células progenitoras de células madre germinales femeninas derivan de tejido ovárico.

15. La composición farmacéutica de la reivindicación 12, en la que las células son células madre germinales femeninas derivadas de tejido ovárico.

16. La composición farmacéutica de una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en la que las células son de mamífero.

17. La composición farmacéutica de una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, en la que las células son de ser humano.