Estructura tridimensional de tejido.

Una estructura tridimensional para su uso en un método para implantar en un corazón de ser humano para el tratamiento de miocardiopatía dilatada,

miocardiopatía hipertrófica en fase dilatada o cardiopatía isquémica, que comprende una célula derivada de una parte distinta del miocardio de un adulto, donde la estructura tridimensional carece de un armazón y tiene un área de al menos 6 cm2, y donde la célula es un mioblasto.

Estructura tridimensional de tejido

Campo de la técnica 5

La presente invención se refiere a una estructura tridimensional aplicable al corazón y, más particularmente, a una estructura tridimensional aplicable al corazón que comprende células derivadas de partes de un adulto distintas al corazón como se define en las reivindicaciones. La presente invención también se refiere a un método para producir dicha estructura tridimensional como se define en las reivindicaciones. 10

Técnica anterior

El infarto de miocardio es una lesión irreversible (Ho K.K., Anderson K.M., Kannel W.B., Grossman W., Levy D., Circulation, 1993; 88: 107-115) . Las cardiopatías isquémicas son la causa de muerte responsable del 50 % de todas 15 las muertes relacionadas con el sistema cardiovascular y la principal causa de insuficiencia cardiaca congestiva. La mortalidad a 1 año observada en pacientes en los que se ha diagnosticado insuficiencia cardiaca congestiva y, en última instancia, mueren por cardiopatía crónica es del 20 % (American Heart Association, Dallas, Tex: American Heart Association; 2001) . La mayoría de las terapias disponibles en la actualidad para los clínicos mejoran significativamente el pronóstico de los pacientes que sufren un infarto agudo de miocardio. La angioplastia y los 20 agentes trombolíticos puede eliminar la causa del infarto agudo de miocardio, aunque el periodo de tiempo desde el inicio de la oclusión hasta la reperfusión determina el grado de lesión irreversible en el miocardio (Ryan T.J., Antman E.M., Brooks N.H., Califf P.M., Hillis L.D., Hiratzka L.F., Rapaport E., Riegel B., Russell R.O., Smith E.E. III Weaver W.D., Gibbons R.J., Alpert J.S., Eagle K.A., Gardner T.J., Garson A. Jr., Gregoratos G., Ryan T.J., Smith S.C. Jr., J. Am. Coll. Cardiol., 1999; 34: 890-911) . Ningún agente farmacéutico o tratamiento usado clínicamente tiene eficacia 25 sobre la sustitución de las cicatrices en el miocardio por tejido de contracción funcional. Existe la demanda de una nueva terapia para regenerar los cardiomiocitos normales.

Se ha propuesto la cardiomioplastia como método quirúrgico para mejorar la función del ventrículo izquierdo (VI) de un paciente que sufre insuficiencia cardiaca congestiva, no obstante el efecto de la misma sobre la función cardíaca 30 sigue sin estar claro (Corin W.J., George D.T., Sink J.D. et al., J. Thorac. Cardiovasc. Surg., 1992, 104:1662-1671; Kratz J.M., Johnson W.S., Mukherjee R. et al., J. Thorac. Cardiovasc. Surg., 1994, 107:868-878; Carpentier A., Chachques J.C., Lancet, 1985, 8840:1267; y Hagege A. A., Desnos M., Chachques J.C. et al., Preliminar y report: follow-up after dynamic cardiomyoplasty, Lancet, 1990, 335:1122-1124) . Recientemente, se ha propuesto la implantación de un injerto de corazón modificado biológicamente, donde se usa un armazón biodegradable, como 35 otro nuevo abordaje. No obstante, el injerto apenas se fija al miocardio, lo que tiene como resultado el menos beneficio posible para la mejora de la función cardíaca (Leor J., Etzion S.A., Dar A. et al., Circulation, 2000; 102 [suppl. III] III-56-III-61; y Li R.K., Jia Z.Q., Weisel R.D. et al., Circulation, 1999; 100 [suppl II]: II-63-II-69) . La integración histológica y eléctrica del tejido cardíaco modificado biológicamente y un corazón receptor puede ser crucial para la regeneración del miocardio dañado. 40

Cabe esperar que el reciente desarrollo de la ingeniería de tejidos haga posible la producción de un tejido cardiaco funcional usando una nueva técnica donde láminas celulares se estratifican tridimensionalmente sin ningún sustituto biodegradable para matrices extracelulares (MEC) (Okano T., Yamada N., Sakai H., Sakurai Y., J. Biomed. Mater. Res., 1993; 27:1243-1251) . En esta nueva técnica, tanto la adhesión intracelular como las proteínas de adhesión 45 dentro de una monocapa celular cultivada de forma confluente se mantienen completamente. La MEC endógena que soporta una lámina celular cuya parte de base se ha recogido mediante un método de recogida (Kushida A., Yamato M., Konno C., Kikuchi A., Sakurai Y., Okano T., J. Biomed. Mater. Res., 45:355-362, 1999) desempeña un papel importante como factor de adhesión para la integración en el corazón receptor. Adicionalmente, la lámina de cardiomiocitos es una construcción de corazón 3-D pulsátil que transmite electricidad (Shimizu T., Yamato M., 50 Akutsu T. et al., Circ. Res., Feb 22, 2002, 90 (3) :e40) . No obstante, se desconoce si las láminas de cardiomiocitos conservan o no sus funciones después de su implantación in vivo.

El reciente progreso en la ingeniería de tejidos tiene el potencial de proporcionar un tejido funcional implantable que comprende varias células y una matriz extracelular. 55

La implantación de órganos (por ejemplo, corazón, vaso sanguíneo etc.) usando un tejido exógeno se ve impedida principalmente por rechazos inmunológicos. Los cambios que se producen en aloinjertos y xenoinjertos se describieron por primera vez hace 90 o más años (Carrel A., 1907, J. Exp. Med. 9:226-228; Carrel A., 1912, J. Exp. Med. 9:389-392; Calne R.Y., 1970, Transplant Proc. 2:550; y Auchincloss 1988, Transplantation 46:1) . El rechazo a 60 los injertos arteriales conduce patológicamente a un aumento de tamaño (hasta la rotura) u oclusión de los injertos. El primero está causado por la descomposición de matrices extracelulares, mientras que el último se debe a la proliferación de células en un vaso sanguíneo (Uretsky B. F., Mulari S., Reddy S., et al., 1987, Circulation 76:827-834) . Dichos injertos a menudo están hechos de materiales no biológicos que producen efectos adversos.

Recientemente, la implantación celular ha atraído la atención como terapia usando material biológico. No obstante, la implantación de mioblastos humanos en el corazón infartado tiene los siguientes inconvenientes: 1. Daños y pérdida de células de implantación; 2 lesión tisular del corazón receptor durante la implantación; 3. eficiencia de suministro tisular en el corazón receptor; 4. aparición de arritmia; 5. dificultades para tratar la totalidad del sitio infartado; y similares. Por tanto, no se puede decir que la implantación de células tenga mucho éxito. 5

Se han desarrollado láminas derivadas de miocardio. Normalmente se requiere miocardio autólogo para la lámina derivada de miocardio en vista de las reacciones inmunológicas. Por tanto, las aplicaciones de la lámina son limitadas.

El resumen y la presentación en la reunión de Memon IA en 2003 se refieren a láminas de mioblastos autólogos que regeneran el miocardio alterado.

La publicación de Memon IA en el Circulation Journal en 2003 informa que una lámina de mioblasto de ingeniería tisular mejora el rendimiento cardíaco. 15

De acuerdo con lo anterior, existe una gran demanda de un tejido protésico, una estructura tridimensional o una lámina capaz de aguantar las operaciones de implantación, usándose en operaciones reales y produciéndose mediante cultivo.

Divulgación de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un tejido o lámina protésico capaz de aguantar las operaciones de implantación, usándose en las operaciones reales y produciéndose mediante cultivo. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una nueva terapia, que es una alternativa a la terapia celular. La presente invención está 25 dirigida particularmente a la producción de un tejido protésico que comprende células derivadas de otras partes distintas al miocardio, que pueden aguantar operaciones de implantación.

Los objetos descritos anteriormente de la presente invención se consiguen proporcionando una estructura tridimensional que comprende células derivadas de partes distintas al miocardio. Los objetos de la presente 30 invención se consiguieron parcialmente encontrando que cultivando las células en condiciones de cultivo específicas, las células se organizan inesperadamente en un tejido y el tejido protésico resultante es capaz de desprenderse de las placas de cultivo.

La presente invención también se consiguió hallando inesperadamente que una estructura tridimensional que 35 comprende células derivadas de otras partes distintas al miocardio puede funcionar de un modo similar al del miocardio.

Por tanto, la presente invención proporciona lo siguiente:

1. Una estructura tridimensional para su uso en un método para implantar en un corazón de ser humano para el tratamiento de miocardiopatía dilatada, miocardiopatía hipertrófica en fase dilatada o cardiopatía isquémica, que comprende una célula derivada de una parte distinta del miocardio de un adulto, donde la estructura tridimensional carece de un armazón y tiene un... [Seguir leyendo]

1. Una estructura tridimensional para su uso en un método para implantar en un corazón de ser humano para el tratamiento de miocardiopatía dilatada, miocardiopatía hipertrófica en fase dilatada o cardiopatía isquémica, que comprende una célula derivada de una parte distinta del miocardio de un adulto, donde la estructura tridimensional 5 carece de un armazón y tiene un área de al menos 6 cm2, y donde la célula es un mioblasto.

2. Una estructura de acuerdo con la reivindicación 1, donde el mioblasto es un mioblasto esquelético.

3. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, donde la célula deriva del sujeto al que se aplica la estructura. 10

4. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, donde la célula no deriva del sujeto al que se aplica la estructura.

5. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, donde la estructura expresa al menos un marcador de corazón no adulto seleccionado del grupo que consiste en la cadena IIa pesada de la miosina, la cadena IIb pesada de la 15 miosina, la cadena IId (IIx) , pesada de la miosina, CD56, MyoD, Myf5 y miogenina.

6. La estructura de acuerdo con la reivindicación 4, donde el nivel de expresión del marcador de corazón no adulto en la estructura es al menos el 50 % de un nivel de expresión del marcador de corazón no adulto en mioblastos esqueléticos. 20

7. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, donde la estructura tridimensional expresa todas las cadena IIa pesada de la miosina, la cadena IIb pesada de la miosina, la cadena IId (IIx) pesada de la miosina, CD56, MyoD, Myf5 y miogenina.

8. La estructura de acuerdo con la reivindicación 6, donde un nivel de expresión de cada uno de las cadena IIa pesada de la miosina, la cadena IIb pesada de la miosina, la cadena IId (IIx) pesada de la miosina, CD56, MyoD, Myf5 y miogenina en la estructura es de al menos aproximadamente el 50 % de un nivel de expresión de la misma en mioblastos esqueléticos.

9. La estructura de acuerdo con la reivindicación 6, donde un nivel de expresión de cada uno de las cadena IIa pesada de la miosina, la cadena IIb pesada de la miosina, la cadena IId (IIx) pesada de la miosina, CD56, MyoD, Myf5 y miogenina en la estructura es de al menos aproximadamente el 100% de un nivel de expresión de la misma en mioblastos esqueléticos.

10. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, donde la célula derivada de una parte distinta al miocardio es una célula no derivada del corazón.

11. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, donde el corazón incluye miocardio.

12. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una lámina de células en monocapa.

13. La estructura de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una lámina de células en multicapa.

14. La estructura de acuerdo con la reivindicación 12, donde la lámina de células en multicapas tiene conexión 45 biológica.

15. La estructura de acuerdo con la reivindicación 13, donde la conexión biológica se selecciona del grupo que consiste en:

conexión a través de la matriz extracelular, conexión eléctrica y conexión sin armazón. 50

16. Un método para producir una estructura tridimensional aplicable al corazón de un ser humano para el tratamiento de la miocardiopatía dilatada, la miocardiopatía hipertrófica en fase dilatada o la cardiopatía isquémica, donde no se utiliza un armazón, que tiene un área de al menos 6 cm2, y que comprende una célula derivada de una parte distinta del miocardio de un adulto, donde la célula un mioblasto y donde el método comprende las etapas de: 55

a) cultivar la célula derivada de la parte distinta al miocardio de un adulto en presencia de ácido ascórbico o un derivado del mismo sobre un soporte de cultivo celular injertado con una macromolécula respondedora a la temperatura que tiene una temperatura de solución crítica límite superior o una temperatura de solución crítica límite inferior con el agua de 0 ºC a 80 ºC, donde la célula es un mioblasto y la macromolécula respondedora a la 60 temperatura es poli (N-isopropilacrilamida) ;

b) fijar una temperatura media del cultivo a la temperatura de la solución del límite superior o más o a la temperatura de la solución del límite inferior o menos; y

c) desprender la célula cultivada como una estructura tridimensional.

17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, donde la temperatura del medio de cultivo en b) se fija en 20 ºC

para la temperatura de solución crítica límite inferior al agua.

18. El método de acuerdo con la reivindicación 17, donde el ácido ascórbico o un derivado del mismo se selecciona de ácido ascórbico 2-fosfato, ácido ascórbico 1-fosfato o L-ascorbato sódico.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 16 o 17, donde un tratamiento usando una enzima de degradación de proteínas no se realiza durante o antes de la etapa de desprendimiento.