Injertos quirúrgicos para reparar defectos condrales.

Procedimiento de preparación de un implante destinado a reparar un defecto condral,

que comprende:

proporcionar unas células madre mesenquimatosas (MSC);

cultivar las MSC en un medio de colágeno que contiene colágeno a una concentración del 1% al 10% p/v y complementado con un factor de crecimiento transformante beta uno (TGF-b1) durante de 7 a 21 días en condiciones que permiten la formación de una matriz de colágeno y la diferenciación de las MSC para dar células de tipo condrocitos, que se incorporan a la matriz de colágeno;

que está caracterizado por que las células de tipo condrocitos secretan glicosaminoglicano y el implante está libre de lagunas.

Injertos quirúrgicos para reparar defectos condrales.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a injertos quirúrgicos para reparar un defecto condral.

Antecedentes de la invención

El trasplante de condrocitos autógenos se ha utilizado para tratar el defecto condral desde 1994, y comprende recoger condrocitos de tejidos cartilaginosos normales, expandir estas células en un medio in vitro lo más posible, y después rellenar el defecto condral implantando las células expandidas en armazones artificiales. Sin embargo, todavía hay muchos problemas; por ejemplo, la fuente de condrocitos autógenos es limitada, la capacidad de proliferación de los condrocitos es baja y sus fenotipos únicos pueden perderse durante la expansión (Saadeh et al., Human cartllage engineering: chondrocyte extraction, proliferation, and characterization for construct development. Ann Plast Surg 1999; 42:509-13).

Las células madre mesenqulmatosas (MSC) pueden diferenciarse para dar células de linajes de tejido conjuntivo Incluyendo cartílago y por tanto se convierten en una fuente celular atractiva para la ingeniería tisular de cartílago. Se han utilizado muchos procedimientos en la Inducción condrogénica de MSC. Kavalkovich et al. proporcionaron un procedimiento de cultivo de sedimentos que Imitaba el entorno del desarrollo de cartílago embrionario, en el que se obtuvo una alta densidad celular de células pero estaba presente una masa de células estrechamente agregadas con una gran cantidad de células que formaba tan sólo un pequeño volumen de tejido condral. Por tanto, se requería un número considerablemente grande de los sedimentos celulares para reparar un cartílago defectuoso, y los grandes sedimentos mostraron una periferia de células viables, pero el centro del sedimento se volvía necrótico (Kavalkovich et al., Chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells within an alginate layer culture system. In Vitro Cell Dev Biol Anim 2002; 38:457-66). Además, los sedimentos son difíciles de manipular y moldear para obtener diversas formas necesarias para la reparación de defectos. Teniendo en cuenta lo anterior, el cultivo de sedimentos resulta poco práctico para aplicaciones quirúrgicas. Además, se encontró que la incorporación de MSC humanas (hMSC) en geles de agarosa o alginato podía colarse para obtener diversas formas y provocaba condrogénesis sustancial (Huang et al., Chondrogenesis of human bone marrow-derived mesenchymal stem cells in agarose culture. Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol 2004; 278:428-36; y Ma et al., Chondrogenesis of human mesenchymal stem cells encapsulated in alginate beads. J Biomed Mater Res A 2003; 64:273-81). Sin embargo, los armazones de alginato o agarosa para la ingeniería tisular de cartílago presenta los siguientes inconvenientes: mala adhesión celular y degradación incontrolable del alginato tras la difusión de cationes divalentes al medio circundante. Además, se utilizaron matrices de alginato en las aplicaciones in vivo y se notificó que presentaban intensas reacciones de células gigantes frente a cuerpos extraños y respuestas inmunológicas cuando se implantaban para tratar defectos de grosor completo en cartílago en animales de experimentación (Hunziker, Articular cartilage repair: basic Science and clinical progress. A review of the current status and prospects. Osteoarthritis Cartilage 2001; 0:432-63). Por tanto, no se han empleado matrices de alginato en pacientes humanos para la reparación de cartílago articular.

También se ha descrito la formación de microesferas mediante combinación de células madre mesenquimatosas con una disolución de colágeno de tipo I al 0,05 - 0,3% p/v. Se induce diferenciación condrogénica en un medio de inducción condrogénico que contiene TGF-beta 3. Las micromasas producidas se integran bien en tejido huésped y se utilizan para tratar por ejemplo artritis (Hui et al., In vitro chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells in collagen microspheres: Influence of cell seeding density and collagen concentration. Biomaterials 29 (2008); 3201-3212).

Todavía se desea desarrollar un injerto quirúrgico para reparar un defecto condral en un paciente.

Sumario de la invención

La presente invención se basa en dos descubrimientos inesperados de que (1) un implante que contiene una matriz de colágeno en la que se incorporan células de tipo condrocitos repara defectos condrales cuando se implanta en un sitio de defecto condral, y (2) no se forma ningún hueco entre el implante y los tejidos en el sitio de implantación.

Por consiguiente, un aspecto de esta invención presenta un implante de reparación de defectos condrales que contiene una matriz de colágeno en la que se incorporan células de tipo condrocitos y complementada con factor de crecimiento transformante beta uno (TGF-(J1). Este implante, libre de lagunas, se prepara cultivando células madre mesenquimatosas (MSC) en un medio que contiene colágeno (por ejemplo, colágeno de tipo I o tipo II) que contiene colágeno a una concentración del 1% al 10% p/v y complementado con TGF-(31 durante de 7 a 21 días y en condiciones que permiten la diferenciación de MSC para dar las células de tipo condrocitos y la formación del implante. Las células de tipo condrocitos secretan glicosaminoglicano. Las MSC pueden obtenerse a partir de

médula ósea, tejido adiposo, tejido muscular, pulpa dentaria de dientes de leche de bebé, sangre del cordón umbilical, gelatina de Wharton, placenta o membrana de revestimiento del cordón.

La etapa de cultivo mencionada anteriormente se realiza cultivando las MSC en un medio que contiene colágeno complementado con TGF-|31 durante de 7 a 21 días en condiciones que permiten la formación de una matriz de colágeno y la diferenciación de las MSC para dar células de tipo condrocitos, que se incorporan en la matriz de colágeno. El medio que contiene colágeno presenta una concentración de colágeno del 1% al 10% p/v (por ejemplo, de aproximadamente el 3% p/v). Esta etapa de cultivo puede llevarse a cabo en una cápsula.

Por consiguiente, la presente invención también se refiere a un implante tal como se describió anteriormente para su utilización como medicamento. En otro aspecto, la presente invención se refiere a un implante tal como se describió anteriormente para su utilización como medicamento para tratar un defecto condral.

Preferentemente, el defecto condral se selecciona de entre el grupo constituido por hueso inmaduro, artritis intensamente degenerativa en la que se necesita artroplastia total de articulación, otros defectos tales como rotura del ligamento cruzado y lesión de menisco, artritis tal como artritis reumatoide y artritis gotosa, y enfermedad infecciosa tal como sida y hepatitis B.

A continuación se describen con detalle las diversas formas de realización de la presente invención. Otras características de la presente invención se presentarán claramente en las siguientes descripciones detalladas y dibujos sobre las diversas formas de realización y reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

Con el fin de ilustrar la invención, en los dibujos se muestran formas de realización que se prefieren actualmente. Sin embargo, debe entenderse que la invención no se limita a las formas de realización preferidas mostradas.

En los dibujos:

La figura 1 muestra la puntuación de IKDC de los 9 pacientes tratados con el procedimiento según la invención, en la que se encontró una mejora significativa mediante la prueba de la t de Student 6 meses y 12 meses tras la operación.

La figura 2 es una imagen que muestra la observación artroscópica de un paciente tratado con el procedimiento según la invención 12 meses tras el trasplante; en la que no había ningún hueco entre el sitio receptor y el injerto quirúrgico creado mediante el complejo de células-matriz.

Descripción detallada de la invención

La presente invención presenta un procedimiento para reparar un defecto condral en un paciente con un implante que comprende una matriz de colágeno en la que se incorporan células de tipo condrocitos y factor de crecimiento transformante beta uno (TGF-131) en el que las células de tipo condrocitos se diferencian a partir de células madre mesenquimatosas (MSC) y secretan glicosaminoglicano, mediante lo cual puede repararse el defecto condral sin ningún hueco entre el injerto.

A menos que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos utilizados en la presente memoria presentan el significado que entiende comúnmente un experto en la materia a la que pertenece esta invención. Tal como se utiliza en la presente memoria, los siguientes términos presentan los significados... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de un implante destinado a reparar un defecto condral, que comprende: proporcionar unas células madre mesenquimatosas (MSC);

cultivar las MSC en un medio de colágeno que contiene colágeno a una concentración del 1% al 10% p/v y complementado con un factor de crecimiento transformante beta uno (TGF-|51) durante de 7 a 21 días en condiciones que permiten la formación de una matriz de colágeno y la diferenciación de las MSC para dar células de tipo condrocitos, que se incorporan a la matriz de colágeno;

que está caracterizado por que las células de tipo condrocitos secretan glicosaminoglicano y el implante está libre de lagunas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las MSC son aisladas de la médula ósea, del tejido adiposo, del tejido muscular, de la pulpa dentaria de dientes de leche de bebé, de la sangre del cordón umbilical, de la gelatina de Wharton, de la placenta o de la membrana de revestimiento del cordón.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el colágeno está contenido en el medio a una concentración

del 3% p/v.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el medio contiene colágeno de tipo I o de

tipo II.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de cultivo se realiza en una cápsula.

6. Implante para reparar un defecto condral, que puede ser obtenido mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Implante según la reivindicación 6, para su utilización como medicamento.

8. Implante según la reivindicación 6, para su utilización como medicamento destinado al tratamiento de un defecto condral.

9. Implante según la reivindicación 8, en el que el defecto condral se selecciona de entre el grupo constituido por hueso inmaduro, artritis degenerativa en la que se necesita artroplastia total de la articulación, rotura del ligamento cruzado, lesión de menisco, artritis reumatoide, artritis gotosa, sida y hepatitis B.