Reparación y regeneración de tejido ocular usando células derivadas del cordón umbilical post parto.

Una población homogénea de células derivadas de tejido de cordón umbilical,

para su uso en el tratamiento de una condición ocular degenerativa, donde dicha población pueda ser obtenida por digestión enzimática de tejido de cordón umbilical libre de sangre mediante el uso de actividades enzimáticas de matrices de metaloproteasas, proteasas neurales y enzimas mucolíticas, y donde esta población celular sea capaz de auto - renovarse y expandirse en cultivos, tenga el potencial de diferenciarse en células de otros fenotipos, y cuando la población de células:

(a) produzca cada una de CD10, CD13, CD44, CD73, CD90, PDGFr-alfa y HLA-A,B,C, detectadas por citometría de flujo; y

(b) no produzca ningún CD31, CD34, CD45, CD117, CD141 y HLA-DR,DP,DQ, como se detecta por citometría de flujo.

Reparación y regeneración de tejido ocular usando células derivadas del cordón umbilical post parto Descripción CAMPO DEL INVENTO

Este invento se relaciona con el campo de la terapia basada en células o regenerativa para enfermedades y desórdenes oftalmológicos. Específicamente, la invención suministra composiciones farmacéuticas, dispositivos y métodos para la regeneración o reparación de células y tejidos en el ojo, usando células derivadas de posparto.

ANTECEDENTES DEL INVENTO

Puesto que el ojo es un órgano complejo del cuerpo, puede experimentar muchas enfermedades y otras condiciones perjudiciales que afectan su habilidad funcional normal. Muchas condiciones se asocian con el daño o degeneración de células oculares específicas, y tejidos que se componen estas células. Por ejemplo, las enfermedades y condiciones degenerativas del nervio óptico y de la retina son las causas más comunes de ceguera en este momento. El daño o degeneración de la córnea, los lentes y tejidos oculares asociados representan otra causa significativa de la pérdida de visión a nivel mundial.

La retina contiene siete capas de células alternativas y procesos que convierten una señal luminosa a una señal neural. Los fotones de ores de la retina y epitelio pigmentario de la retina (RPE -de la retina pigment epithelium) componen una unidad funcional que, debido a muchos trastornos, pierde el balance por mutaciones genéticas o condiciones ambientales (incluyendo la edad) esto resulta en la pérdida de foto receptores debido a apoptosis o degeneración secundaria, que conlleva a una reducción progresiva de la vista y, en algunos casos, a la ceguera (para una revisión, refiérase a, por ejemplo, Lund, R.D. et al., 2001, Progress in De la retina and Eye Research -Progreso en investigación De la retina y Ocular) 20: 415-449) . Dos tipos de enfermedades oculares que se clasifican dentro de esta tendencia son la degeneración medular relacionada con la edad (AMD -age-related macular degeneration) y retinosis pigmentaria (RP)

AMD es la causa más común de pérdida de visión en los Estados Unidos en aquellas personas que tiene 50 años o más, y su prevalencia se incrementa con la edad. El principal trastorno en AMD parece deberse a la disfunción RPE y cambios en las membranas de Bruch, por ejemplo, deposición de lípidos, vinculación cruzada de proteínas y baja en la unidad de nutrientes (referirse a Lund et al., 2001 supra) . Una variedad de elementos podrían contribuir a la degeneración macular, incluyendo la composición genética, la edad, la nutrición, el cigarrillo y la exposición a la luz.

La RP es considerada un trastorno hereditario -más de 100 mutaciones han sido asociadas con la pérdida de foto receptores (referirse a Lund et al., 2001, supra) . Aunque la mayoría de mutaciones se enfocan en los foto receptores, algunas afectan directamente las células RPE. Juntas, estas mutaciones afectan procesos tales como el tráfico molecular entre foto receptores y células RPE y la foto transducción, por ejemplo.

Otras retinopatías menos comunes, pero también debilitadoras podrían involucrar una degeneración celularprogresiva que puede conllevar a la pérdida de la visión y la ceguera. Éstas incluyen, por ejemplo, retinopatía diabética y la membrana neo vascular de la coroidea (CNVM -choroidal neovascular membrane) . La retinopatía diabética podría calificarse como (1) no proliferativa o retinopatía de fondo, caracterizada por un incremento en permeabilidad capilar, edema, hemorragia, micro -aneurismas, y exudados, o (2) retinopatía proliferativa, caracterizada por una neo -vascularización que se extiende desde la retina hasta los vítreos, creando cicatrices, formaciones de tejidos fibrosos, y una separación potencial de la retina. En la CNVM, vasos sanguíneos anormales que se derivan de los coroides se extienden a lo largo de las capas de la retina. Los vasos nuevos frágiles se rompen fácilmente, causando que se acumulen sangre y fluido dentro de las capas de la retina.

Daños o degeneraciones progresivas del nervio óptico y otros nervios relacionados al ojo incluyen otra causa importante de la pérdida de la visión y de la ceguera. Un buen ejemplo es el glaucoma, una condición del ojo que se conforma de una combinación de enfermedades graves que causan la pérdida de la visión al dañar el nervio óptico. Una presión intraocular elevada (IOP -intraocular pressure) debido a un drenaje ocular inadecuado es la principal causa del glaucoma, pero también puede desarrollarse sin una IOP elevada. El glaucoma se puede desarrollar por el envejecimiento del ojo, o puede ocurrir como resultado de una lesión, inflamación, tumor ocular, o en casos avanzados de cataratas o diabetes, o puede ser causado por ciertas drogas, tal como los esteroides. Las principales características de la neuropatía óptica del glaucoma incluyen los cambios de las propiedades de la cabeza del nervio óptico, una reducción en el número de células ganglionares retínales sobrevivientes, y la pérdida de la visión. Ha sido propuesto que una secuencia de eventos conllevan a la degeneración de la cabeza del nervio óptico con la muerte lenta de las células ganglionares retínales que se observan en la enfermedad, y que la secuencia de eventos puede ser desacelerada o prevenida por medio del uso de agentes neuro -protectores (Osborne et al., 2003, Eur. J. Ophthalmol. 13 (Supp 3) : S19-S26) .

El daño celular de las condiciones degenerativas también afecta a otras partes del ojo. Por ejemplo, las cataratas son una consecuencia de una u opacificación gradual de los lentes cristalinos. Se cree que una vez que esto empieza, el desarrollo de las cataratas se desarrolla a lo largo de uno o más senderos que culminan en el daño de las fibras de los lentes. Esta condición se la trata actualmente con una remoción y reemplazo quirúrgicos de los lentes afectados. Otro ejemplo involucra a la córnea y a los componentes conjuntivos vecinos que conforman la superficie ocular. El epitelio del limbo, ubicado entre la córnea y la conjuntiva bulbar, contiene células madre epiteliales de la córnea. Una deficiencia celular epitelial del limbo (LECD -Del limbo epithelial cell deficiency) es una condición que ocurre, por ejemplo, en el síndrome de Stevens-Jonhnson y quemaduras termales o químicas. LECD conlleva a menudo a un desbalance entre el epitelio corneal el epitelio conjuntivo en el cual la córnea es cubierta por células epiteliales conjuntivas invasoras, que comprometen severamente a la superficie de la córnea y afectan la agudeza visual (Nakamura, T. y Kinoshita, S., 2003. Cornea 22 (Supp. 1) : S75-S80) .

La reciente llegada de la terapia que se basa en células madres para la reparación y regeneración de tejidos suministran tratamientos prometedores para varias patologías de degeneración de células y trastornos oculares que se mencionaron anteriormente. Las células madres son capaces de auto renovarse y diferenciarse para generar una variedad de linajes celulares. El trasplante de aquellas células puede utilizarse como una herramienta clínica para reconstituir un tejido, restaurando de esa forma la funcionalidad fisiológica y anatómica. La aplicación de la tecnología de células madres es muy amplia, e incluye diseño de tejidos, entrega de terapia de genes, y terapia celular, en otras palabras, la entrega de agentes biológicamente terapéuticos a ubicaciones específicas en una forma exógena por medio de células o componentes celulares vivientes suministrados que producen o contienen aquellos agentes (para una revisión, referirse a Tresco, P.A. et al., 2000, Advanced Drug Deliver y Reviews (Revisiones de Entregas Avanzadas de Drogas) 42: 2-37) .

Un obstáculo para materializar el potencial terapéutico de la tecnología de células madre ha sido la dificultad de obtener suficientes números de células. Una fuente de células madre es el tejido embrionario o fetal. Las células madre embrionarias y progenitoras han sido aisladas de varias especies mamíferas, incluyendo humanos, y varios de esos tipos de células han mostrado su capacidad de auto renovación y expansión, así como de diferenciación a varios tipos de linajes celulares. En sistemas de modelos animales, se ha reportado que las células madre embrionarias se han diferenciado en fenotipos de células RPE, y también han mejorado la supervivencia de los foto receptores huéspedes después del trasplante (Haruta, M. et al., 2004, Investig. Ophthalmol. Visual Sci. 45: 1020-1025; Schraermeyer, U. et al., 2001, Cell Transplantation (Trasplante de Células) 10: 673-680) . Sin embargo, la derivación de células madres de fuentes embrionarias o fetales ha levantado muchas preguntas éticas las cuales sería preferible evitar al... [Seguir leyendo]

1. Una población homogénea de células derivadas de tejido de cordón umbilical, para su uso en el tratamiento de una condición ocular degenerativa, donde dicha población pueda ser obtenida por digestión enzimática de tejido de cordón umbilical libre de sangre mediante el uso de actividades enzimáticas de matrices de metaloproteasas, proteasas neurales y enzimas mucolíticas, y donde esta población celular sea capaz de auto -renovarse y expandirse en cultivos, tenga el potencial de diferenciarse en células de otros fenotipos, y cuando la población de células:

(a) produzca cada una de CD10, CD13, CD44, CD73, CD90, PDGFr-alfa y HLA-A, B, C, detectadas por citometría de flujo; y

(b) no produzca ningún CD31, CD34, CD45, CD117, CD141 y HLA-DR, DP, DQ, como se detecta por citometría de flujo.

2. La población celular para el uso de la declaración 1, donde dichas células mantengan un cariotipo normal en los pasos.

3. La población celular para el uso de las declaraciones 1 y 2, donde la condición ocular degenerativa es una condición ocular degenerativa aguda.

4. La población celular para el uso de la declaración 3, donde la condición ocular degenerativa aguda es un trauma cerebral, un trauma del nervio óptico o una lesión ocular.

5. La población celular para el uso de la declaraciones 1, donde la condición ocular degenerativa es una condición ocular degenerativa crónica o progresiva.

6. La población celular para el uso de la declaración 5, donde la condición ocular degenerativa crónica o progresiva es una degeneración macular, retinitis pigmentaría, retinopatía diabética, glaucoma o deficiencias celulares epiteliales del limbo.

7. La población celular para el uso de la declaraciones 1, donde el tratamiento involucre la administración de estas células al interior de un ojo.

8. La población celular para el uso de la declaración 1, donde el tratamiento involucra administrar las células por medio de una cánula o desde un dispositivo implantado en el cuerpo del paciente dentro o en la proximidad del ojo.

9. La población celular para el uso de cualquiera de las declaraciones anteriores, donde las células se obtienen por digestión enzimática con colagenasa, dispasa e hialuronidasa.

10. La población celular para el uso de cualquiera de las declaraciones anteriores, en la cual las células son administradas en mezcla con otras células.

11. La población celular para el uso de la declaración 10, en la cual las otras células son neuronas, astrocitos, oligodendrocitos, células progenitoras neurales, células madres neurales, células progenitoras oculares, células madre epiteliales de la retina o de las corneas y/u otras células madre multi potentes.

12. La población celular para el uso de cualquiera de las declaraciones anteriores, en la cual las células son administradas con otra droga, molécula biológica o reactivo, por ejemplo un factor de crecimiento, factor trófico, medio acondicionado, agente antiinflamatorio, agentes anti - apóptico, antioxidante, factores neuro tróficos o drogas neuro regeneradoras o neuro protectivas.

13. La población celular para el uso de la declaración 12, en la cual las células son administradas con otra droga, molécula biológica o reactivo juntos en una sola composición farmacéutica o en composiciones farmacéuticas separadas, simultáneamente o secuencialmente.

14. La población celular para el uso de cualquiera de las declaraciones anteriores, donde las células sean entregadas sobre o en un portador o matriz biodegradable, preferiblemente bioreabsorbible o bioabsorbible.