Sistema para procesamiento de células lipoaspiradas.

Una unidad de procesamiento de células madre derivadas de tejido adiposo autónomo (10),

que comprende:

un recipiente para extracción de tejido que está configurado para recibir tejido adiposo sin procesar que se retira de un paciente, en la que dicho recipiente para extracción de tejido (12) se define mediante un sistema cerrado;

un primer filtro (16) que está colocado dentro de dicho recipiente para extracción de tejido (12), en el que dicho primer filtro tiene un tamaño de poro de aproximadamente 20 μm a aproximadamente 5 mm y en el que dicho primer filtro está configurado para retener un primer componente de dicho tejido adiposo sin procesar y pasar un segundo componente de dicho tejido adiposo sin procesar, de modo que dicho primer filtro separa dicho primer componente de dicho segundo componente, y en el que dicho primer componente comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo y dicho segundo componente comprende adipocitos lípidos, sanguíneos, maduros, y solución salina;

un recipiente para extracción de células (26), que está configurado para recibir dicho primer componente que comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo de dicho recipiente para extracción de tejido (12), en el que dicho recipiente para extracción de células está dentro de dicho sistema cerrado;

un conducto configurado para permitir el paso de dicho primer componente que comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo de dicho recipiente para extracción de tejido (12) a dicho recipiente para extracción de células a la vez que mantiene un sistema cerrado;

un concentrador celular colocado dentro de dicho recipiente para extracción de células (26), que está configurado para facilitar la concentración de dicho primer componente que comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo para obtener una población concentrada de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo, en la que dicho concentrador celular comprende una centrifugadora o un filtro de membrana que gira; y

una salida (32) configurada para permitir la retirada aséptica de dicha población concentrada de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo.

Sistema para procesamiento de células lipoaspiradas Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a sistemas para preparar y usar células madre derivadas de tejido adiposo.

2. Descripción de la técnica relacionada

La medicina regenerativa se puede definir como el aprovechamiento de los mecanismos de regeneración del organismo de una manera clínicamente dirigida, su uso en formas que no son parte del mecanismo normal de curación o amplificando de forma artificial mecanismos normales. Un ejemplo clásico de este proceso se encuentra en el trasplante de médula ósea, en el que las células madre y progenitoras hematopoyéticas se extraen de un donante y se colocan en un recipiente en el que los mecanismos regenerativos hematopoyéticos normales se han extirpado o básicamente se han suprimido o alterado, reemplazando o regenerando de este modo la capacidad del receptor para formar sangre (Thomas 1994) . En estudios clínicos y preclínicos recientes este enfoque se ha ampliado al componente de células madre no hematopoyéticas de la médula ósea con estudios que regeneran tejidos (o que intentan regenerar tejidos) incluyendo el hueso (Connolly 1998; Horwitz, Prockop et al. 1999; Horwitz, Prockop et al. 2001) , corazón (Fukuda 2001; Orlic, Kajstura et al. 2001; Orlic, Kajstura et al. 2001; Strauer, Brehm et al. 2002) , e hígado (Avital, Inderbitzin et al. 2001) . Estos estudios se han basado en la detección de la presencia de células madre y células precursoras endoteliales no hematopoyéticas en la médula ósea (Prockop, Azizi et al. 2000) (Pittenger, Mackay et al. 1999) (Shi, Rafii et al. 1998; Carmeliet y Luttun 2001) .

Estos estudios usaron animales receptores de trasplante de médula ósea en los que las células del donante y anfitrionas se podían distinguir mediante marcadores genéticos para mostrar que alguna fracción de desarrollo de nuevos vasos sanguíneos en los receptores se derivaba de las células de médula ósea de donantes (Carmeliet y Luttun 2001) (Takahashi, Kalka et al. 1999; Murayama, Tepper et al. 2002) . Aunque este trabajo demuestra definitivamente que la médula ósea contiene tales células, por lo general se ha ampliado para hace referencia a que la médula ósea es por lo tanto el único tejido que contiene números relevantes de tales células en la medida en la que cuando un investigador detecta células precursoras endoteliales (EPC) o células madre de médula ósea (MSC) en la circulación se asume automáticamente que estas células se derivan necesariamente de la médula ósea. Por lo tanto, el concepto de que las poblaciones de células de otros tejidos podrían representar una fuente alternativa o quizás superior de poblaciones terapéuticamente relevantes de células no se dirige.

Se ha demostrado que el tejido adiposo contiene una población de células madre pluripotentes (Huang, Beanes et al. 2002; Mizuno, Zuk et al. 2002) (Zuk, Zhu et al. 2001) . Zuk et al. (Zuk et al., (In Press) Human Adipose Tissue Is A Source Of Multipotent Stem Cells, Molecular Biology of the Cell) y otros han demostrado previamente que este tejido es una fuente de células endoteliales (Kern, Knedler et al. 1983; Hutley, Herington et al. 2001) [documento de Patente de Estados Unidos Nº 5.372.945 de Alchas et al., 1994] (Huang, Beanes et al 2002; Mizuno, Zuk et al., 2002) (Zuk, Zhu et al 2001) . Zuk et al. (Zuk et al, (en prensa) Tejido adiposo humano es una fuente de células madre pluripotentes, Biología Molecular de la Célula.) (Kern, Knedler et al., 1983; Hutley, Herington et al. 2001) [documento de Patente de Estados Unidos Nº 5.372.945, de Alchas et al., 1994], aunque estos últimos documentos no examinan ni hablan en modo alguno de las células endoteliales precursoras.

Las células madre son las células maestras del organismo. Se sabe que las células madre de embriones o células madre embrionarias (ESC) se convierten en muchos, si no en todos los tipos de células y tejidos del organismo. Estas células fetales tempranas no solamente contienen toda la información genética del individuo, sino que también contienen la capacidad emergente de convertirse en cualquiera de las 200+ células y tejidos del organismo. La investigación en desarrollo sugiere que estas células tienen un enorme potencial científico y clínico.

Sin embargo, las ESC tienen limitaciones teóricas para su uso. Si se usan clínicamente se derivarían necesariamente de otro individuo, un embrión. Cuando las células madre o tejidos derivados de las mismas se trasplantan en otra persona, el receptor de las células puede necesitar fármacos inmunosupresores tóxicos por el para prevenir el rechazo. Además, otras células del individuo pueden portar virus u otras enfermedades raras pero significativas que se pueden transmitir al receptor. Además, se sabe que las células de tipo ESC (por ejemplo teratomas) forman tumores.

Recientemente, se han identificado células madre no embrionarias o adultas y representan una alternativa potencial importante para el uso clínico de las ESC. Estas células residen tranquilamente en muchos, si no todos los tejidos, presuntamente esperando responder a un traumatismo u otros procesos de enfermedad destructivos de modo que pueden curar el tejido lesionado. Evidencias científicas emergentes indican que cada individuo porta una

combinación de células madre que pueden compartir con las ESC la capacidad de convertirse en muchos, si no todos los tipos de células y tejidos.

Se ha demostrado que las poblaciones de células madre adultas están presentes en uno o más de piel, músculo, médula ósea, hígado, cerebro y tejido adiposo. Hasta la fecha la aplicación propuesta de tales células en ingeniería de tejidos implica el aumento del número, pureza y madurez de las células mediante procesos de purificación celular y cultivo celular. Estas etapas son necesarias para compensar la rareza de las células madre en la mayoría de los tejidos. Por ejemplo, la frecuencia de células madre mesenquimales en la médula ósea se estima entre 1 de 100.000 y 1 de 1 millón de células nucleadas. Del mismo modo, la extracción de células madre de la piel implica una complicada serie de etapas de cultivo celular durante varias semanas. El uso de células madre derivadas de músculo esquelético en ensayos clínicos de enfermedad cardiaca usa una fase de cultivo de dos a tres semanas en la que se aumenta el número de células hasta números clínicamente relevantes y se estimula la diferenciación celular en el músculo.

Estas etapas de expansión y diferenciación pueden proporcionar un aumento del número, pureza y madurez de las células, pero lo hacen así con un coste. Este coste puede incluir uno o más de: pérdida de la función celular debido al envejecimiento celular, pérdida de poblaciones de células no madre potencialmente útiles, retrasos en la aplicación potencial de células a pacientes, aumento del coste monetario y aumento del riesgo de contaminación de las células con microorganismos ambientales durante el cultivo. Aunque los datos humanos se están haciendo disponibles en la actualidad con células derivadas de médula ósea que no se han manipulado, sino que en su lugar se usan básicamente como médula ósea totalmente (Horwitz, Prockop et al. 1999; Horwitz, Prockop et al. 2001) (Strauer, Brehm et al. 2002) , el beneficio clínico derivado ha sido subóptimo, un resultado casi verdaderamente relacionado con la dosis de células limitada y la pureza disponible de la médula ósea.

Se ha desarrollado un número de dispositivos para extraer células del tejido adiposo, pero estos dispositivos pueden sufrir de uno o más de incapacidad para acomodar de manera óptima un dispositivo de aspiración para retirar tejido adiposo, falta de automatización parcial o total de la recolección de la fase de tejido adiposo a través del procesamiento de fases de tejido, falta de capacidad de volumen superior a 100 ml de tejido adiposo, falta de un sistema parcial o completamente cerrado de la recolección de la fase de tejido adiposo a través del procesamiento de fases de tejido, y falta de capacidad para desechar componentes para atenuar los riesgos simultáneos de la contaminación cruzada del material de una muestra a otra.

El documento de patente EP0987325A1 desvela un sistema de separación celular y un método para la separación de células nucleadas de células no nucleadas dentro de una suspensión celular. En particular, el documento de patente EP0987325A1 desvela un sistema de separación celular que comprende medios porosos para capturar una célula capaces de capturar básicamente células nucleadas y permitir básicamente el paso a través de células no nucleadas. El sistema tiene... [Seguir leyendo]

1. Una unidad de procesamiento de células madre derivadas de tejido adiposo autónomo (10) , que comprende:

un recipiente para extracción de tejido que está configurado para recibir tejido adiposo sin procesar que se retira de un paciente, en la que dicho recipiente para extracción de tejido (12) se define mediante un sistema cerrado; un primer filtro (16) que está colocado dentro de dicho recipiente para extracción de tejido (12) , en el que dicho primer filtro tiene un tamaño de poro de aproximadamente 20 µm a aproximadamente 5 mm y en el que dicho primer filtro está configurado para retener un primer componente de dicho tejido adiposo sin procesar y pasar un segundo componente de dicho tejido adiposo sin procesar, de modo que dicho primer filtro separa dicho primer componente de dicho segundo componente, y en el que dicho primer componente comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo y dicho segundo componente comprende adipocitos lípidos, sanguíneos, maduros, y solución salina; un recipiente para extracción de células (26) , que está configurado para recibir dicho primer componente que comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo de dicho recipiente para extracción de tejido (12) , en el que dicho recipiente para extracción de células está dentro de dicho sistema cerrado; un conducto configurado para permitir el paso de dicho primer componente que comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo de dicho recipiente para extracción de tejido (12) a dicho recipiente para extracción de células a la vez que mantiene un sistema cerrado; un concentrador celular colocado dentro de dicho recipiente para extracción de células (26) , que está configurado para facilitar la concentración de dicho primer componente que comprende una población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo para obtener una población concentrada de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo, en la que dicho concentrador celular comprende una centrifugadora o un filtro de membrana que gira; y una salida (32) configurada para permitir la retirada aséptica de dicha población concentrada de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo.

2. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 1, en la que dicho recipiente para extracción de tejido (12) 30 está configurado para recibir lipoaspirado.

3. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 2, en la que dicho recipiente para extracción de tejido (12) se acopla a una cánula (24) .

4. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 2, en la que dicho recipiente para extracción de tejido se acopla a un dispositivo de succión (20) .

5. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 1, en la que dicho recipiente para extracción de tejido (12)

está configurado para recibir tejido adiposo que se retira mediante lipectomía por escisión. 40

6. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 1, en la que dicho primer filtro (16) es una malla de poliéster de calidad médica de aproximadamente 200 µm de espesor con un tamaño de poro de aproximadamente 265 µm y con una área abierta de aproximadamente un 47 %.

7. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que dicho recipiente para extracción de tejido (12) está configurado para recibir un aditivo.

8. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 7 en la que dicho recipiente para extracción de tejido (12)

está configurado para agitar dicho tejido adiposo y dicho aditivo. 50

9. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en la que dicha unidad de procesamiento de células madre derivadas de tejido adiposo comprende una centrifugadora.

10. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que dicho recipiente 55 para extracción de células (26) comprende un filtro de membrana que gira.

11. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que comprende adicionalmente un segundo filtro configurado para pasar dicha población de células que comprende células madre de tejido adiposo y para retener material de tamaño superior al de dicha población de células.

12. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 11, en la que dicho segundo filtro está dentro de dicho recipiente para extracción de células (26) .

13. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en la que dicho recipiente 65 para extracción de células (26) está configurado para recibir un aditivo.

14. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en la que dicho recipiente para extracción de células (26) está configurado para lavar dicha población concentrada de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo.

15. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en la que el recipiente para extracción de células (26) está configurado para separar dicha población concentrada de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo basándose en una diferencia en la carga eléctrica.

16. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en la que el recipiente para extracción de células (26) comprende adicionalmente un medio para agitar dicha población concentrada de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo.

17. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en la que el recipiente para extracción de células (26) comprende adicionalmente un medio para lavar dicha población concentrada de células 15 que comprende células madre derivadas de tejido adiposo.

18. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-17, en la que dicho recipiente para extracción de células (26) comprende un medio para separar dicha población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo mediante gradiente de densidad.

19. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-18, en la que dicho recipiente para extracción de células (26) comprende un medio para separar dicha población de células que comprende células madre derivadas de tejido adiposo por adherencia a plástico.

20. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-19, que comprende adicionalmente un recipiente de mezcla (30) , en la que dicho recipiente de mezcla está unido ha dicho recipiente para extracción de tejido (12) mediante un conducto configurado para mantener un sistema cerrado, en la que dicho recipiente de mezcla (30) comprende un puerto para la adición de un aditivo (31) , en la que dicho recipiente de mezcla está dentro de dicho sistema cerrado, y en la que dicho recipiente para extracción de células está colocado entre dicho recipiente para extracción de tejido (12) y dicho recipiente de mezcla (30) .

21. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 20, en la que dicho segundo filtro está colocado entre dicho recipiente para extracción de células (26) y dicho recipiente de mezcla (30) .

22. La unidad de procesamiento celular de la reivindicación 21, en la que dicho segundo filtro tiene un tamaño de poro entre 20 µm y 200 µm.

23. La unidad de procesamiento celular de una cualquiera de las reivindicaciones 1-22, que comprende adicionalmente un controlador de la temperatura. 40