DE60206635T2

DE60206635T2 - Intrauterine vorrichtung und verfahren zum einführen eines aktiven elementes in die vorrichtung

Info

Publication number: DE60206635T2
Application number: DE60206635T
Authority: DE
Inventors: Pascal Mock
Original assignee: Anecova SA
Current assignee: Anecova SA
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: CN100434051C; ES2250690T3; US8257244B2; CN1561186A; CA2456070C; CA2456070A1; AU2002324278B2; EP1414379A2; DE60206635D1; US20040261799A1; JP2010131399A; ES2438969T3; WO2003011200A3; WO2003011200A2; US20130074846A1; HK1065697A1; DK1414379T3; JP2005508210A; EP1414379B1; JP4508638B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf intrauterine Vorrichtungen und auf ein Verfahren zum Bestücken dieser Elemente in die Vorrichtungen. Die uterine Kavität ist ein anatomischer Ort, zu dem der direkte Zugang nicht leicht ist, und bis zum jetzigen Zeitpunkt wurden intrauterine Vorrichtungen nur für kontrazeptive Verfahren verwendet. Jedoch kann die uterine Kavität für mehrere andere Zwecke mit einer geeigneten intrauterinen Vorrichtung verwendet werden, insbesondere für die direkte Behandlung der Uteruswand (Endometrium und/oder Myometrium), für die temporäre in vivo Embryo-/Ei-Inkubation und als geeignete Verabreichung, um das allgemeine Blutsystem zu erreichen. Durch die vorliegende Erfindung werden Mittel in diesem Zusammenhang offenbart.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine rückholbare intrauterine Vorrichtung (uterine Kavität oder Eileiter), insbesondere für die Implantation von Keimzellen oder Embryonen in den Uterus (oder Eileiter), wodurch ermöglicht wird, in vivo oder in utero (oder intratubar) Fertilisation und/oder Präimplantationsentwicklung bei assistierter Reproduktionstechnologie (ART) durchzuführen.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine ähnliche intrauterine Vorrichtung zur Implantation von genetisch veränderten Zelllinien durch Gentransfektion in den Uterus, um Moleküle in die Nähe des Endometriums ohne systemische Wirkung zu bringen und um zu ermöglichen, das Endometrium vor Embryotransfer nach ART oder natürlicher Empfängnis spezifischer vorzubereiten und zu verändern, oder um im Gegensatz dazu jedwede Schwangerschaft (Empfängnisverhütung) als Standard-intrauterine Vorrichtung (IUD = Intra Uterine Device) zu vermeiden.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine ähnliche intrauterine Vorrichtung, welche ermöglicht, verschiedene Wirkelemente in die uterine Kavität zu bringen.
Insbesondere können diese aktiven Elemente sowohl Keimzellen/Embryonen als auch genetisch modifizierte Zelllinien durch Gentransfektion für bioaktive Faktorensekretion sein, um die uterine Umgebung für in vivo inkubierte Keimzellen/Embryonen (wobei die Embryonen möglicherweise das Ergebnis von Klonen oder einer anderen Technik sind) zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung kann auf alle Säugetierarten angewendet werden.
Gemäß einem ersten Gegenstand betrifft die Erfindung reproduktive Medizin und insbesondere die in vitro Fertilisation (IVF) bei assistierter Reproduktionstechnologie und das Zuführen von Medikamenten von dem Uterus aus unter Verwendung einer intrauterinen Vorrichtung in Verbindung mit Zelleinkapselungstechnogie.
Seit der Einführung im Jahr 1978 wurde IVF das bevorzugte Verfahren für die Behandlung der meisten Ursachen menschlicher Unfruchtbarkeit. Als Teil des IVF-Vorgangs werden die reproduktiven Zellen (Oocyten und Spermien) und die sich daraus ergebenden befruchteten Oocyten (Zygoten, Embryonen) gemäß den spezifizierten Verfahren unter Verwendung von in vitro Kulturmedien, die für jeden spezifischen Schritt in dem Verfahren angepasst sind, behandelt.
Eine Standard in vitro Fertilisation (IVF) weist die folgenden Schritte auf:

– Reifung (Oocytenrekrutierung) Um das Reifen von mehr als einer Oocyte sicher zu stellen, werden die Frauen vor dem tatsächlichen Fertilisierungsverfahren mit Hormonen behandelt. Für gewöhnlich wird die Frau während 14–21 Tagen mit einem Element (GnRH Agonist) behandelt, wodurch die normalen hormonellen Kontrollsignale zwischen dem Hirn (Hypothalamus und Hypophyse) und dem Eierstock unterbrochen werden. Danach werden relativ große Mengen von FSH (Follikel-stimulierendes Hormon) für 10–20 Tage abhängig von der Reaktion des Eierstocks verabreicht. FSH stimuliert das Reifen mehrerer Follikel, welche jeweils eine Oocyte enthalten. Wenn die Oocyten für die Ovulation reif sind, wird menschliches Choriongonadotropin (hCG) verabreicht, um das Reifen von Oocyten fertig zu stellen.
– Absaugen von Oocyten Nach in vivo Reifen werden die Oocyten aus den Eierstöcken der Frau unter Verwendung von ultraschallgeführter Follikelpunktion entnommen.
– Fertilisation und Embryokultur In vitro Fertilisation wird erhalten durch Hinzufügen von Spermien zu den Oocyten (in vitro Fertilisation "IVF") oder durch Mikroinjizierung eines Spermiums in jede reife Oocyte (Intracytoplasmatische Spermieninjektion – ICSI). Die befruchteten Oocyten werden in einem IVF-Medium außerhalb des Genitaltrakts für zwei bis fünf Tage kultiviert.
– Embryotransfer Nach zwei bis fünf Tagen der in vitro Embryokultur werden wenige Embryonen ausgewählt und in den Uterus der Frau unter Verwendung eines dünnen Katheters übertragen. Das ultimative Ziel von in vitro Fertilisation und Embryokultur ist es, qualitativ hochwertige Embryonen zu erzeugen, welche in der Lage sind, die normale Entwicklung fortzusetzen und zu Lebendgeburten zu führen.
– In vitro Kultur für Präimplantationsembryoentwicklung Trotz ungefähr 20 Jahren der Behandlung von Patienten mit IVF und neuer intracytoplasmatischer Spermieninjektion (ICSI) bleiben die Implantationsraten pro übertragenem Embryo gering, im Durchschnitt ungefähr 20%.

In den meisten IVF-Zentren in der Welt wird der Embryotransfer an Tag 2 oder 3 vorgenommen, das bedeutet 3 oder 2 Tage vor der physiologischen Implantationszeit. Neuere Entwicklungen im Bereich von Embryophysiologie und -metabolismus führten zu der Bildung von neuen sequenziellen, serumfreien Kulturmedien, die gestaltet sind, um die dynamische Umgebung zu simulieren, wenn sich der Embryo entlang des Reproduktionstrakts bewegt (Gardner et al., 1996). Sequenzielle Kulturmediensysteme (G1.2/G2.2) weisen die höchste Rate von Blastozystenbildung auf, welche bei 50% (Gardner et al., 1998) gering bleibt.
Der Grund des Kultivierens von Embryonen bis zum Blastozystenstadium ist es, dass dies eine Selektion für den Transfer von Embryonen mit bewiesener Entwicklungsfähigkeit ermöglicht. Des Weiteren ist die Übertragung einer Blastozyste in den Uterus der in vivo Situation physiologisch näher als das Übertragen eines frühteilenden Embryos, welcher normalerweise in dem Eileiter wäre, und weniger das Risiko in sich birgt, von dem Uterus aufgrund einer reduzierten Zeit vor Embryoimplantation expulsiert zu werden.
Neuere Schriftstücke haben die vorteilhafte Wirkung von in vitro Kokultur von Zygoten mit menschlichen endometrinen Epithel- (Simon et al., 1999) und/oder Stroma- (Barmat et al., 1998) -Zellen auf die Anzahl von Blastomeren pro Präembryo, die Entwicklungsrate bis zum Morula-Blastozyststadium, die Rate von spontanem Hatching sowie den Prozentsatz an cytoplasmischen Fragmenten aufgezeigt, sowie auf die Implantationsrate, wie kürzlich von Spandorfer et al., 2002, beschrieben.
In dem Jahresbericht 1994 über assistierte Reproduktionstechnologieaktivitäten in den Vereinigten Staaten und Kanada weisen intratubarer Keimzellentransfer (GIFT = gamete intrafallopian transfer) und intratubarer Zygotentransfer (ZIFT = zygote intrafallopian transfer) im Vergleich zu in vitro Fertilisation die höhere Rate klinischer Schwangerschaften auf. Kürzlich haben Levran et al. im Jahr 2002 dargelegt, dass intratubarer Zygotentransfer das Ergebnis bei wiederholtem Implatationsversagen verglichen mit einem Transfer von Blastozysten nach Standard-IVF verbessert.
Diese Ergebnisse zeigen an, dass die Anwesenheit von Zygoten in dem oberen Genitaltrakt für die Embryoentwicklung bedeutsam sein kann, wobei von allen bekannten und unbekannten Wachstumsfaktoren, die in der uterinen Flüssigkeit vorhanden sind, und deren Potential, in das Endometrium während des Implantationsvorgangs einzudringen, profitiert wird.
Des Weiteren haben Studien an Rindern kürzlich aufgezeigt, dass in vivo produzierte Embryonen im Vergleich zu in vitro Embryonen weniger verändert waren mit mehr intrazellularen Kommunikationsvorrichtungen (Boni et al., 1999) und insbesondere reiferen Mitochondrien (Crosier et al., 2000).
Alle oben genannten Studien bestätigen, dass in vitro Embryopräimplantationsentwicklung weit davon entfernt ist, optimal zu sein, trotz all der Anstrengungen, Kulturmedien durch Imitation der Eigenschaften der uterinen Flüssigkeit zu optimieren.
Es wird ebenfalls Bezug genommen auf US-A-5,084,004, welche Bezug nimmt auf ein Verfahren zum Platzieren von befruchteten Oocyten oder Embryonen innerhalb der uterinen Kavität. Gemäß diesem Vorgang wird ein Behälter, welcher in die uterine Kavität eines Säugetiers eingeführt werden und darin deponiert werden kann, mit einem Kulturmedium gefüllt, welches eine Oocyte und ein Spermium enthält. Der Behälter wird in die uterine Kavität eingesetzt und dort für eine bestimmte Zeitdauer gelassen, um die Befruchtung der darin enthaltenen Oocyten zu ermöglichen. Danach wird den Inhalten des Behälters ermöglicht, in die uterine Kavität auszuströmen.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein neues Verfahren in der ART unter Verwendung von Zelleinkapselungstechnologie, um insbesondere Keimzellen und/oder Präimplatationszygoten/-embryonen in IVF-Programmen (oder Klonen für alle anderen Säugetierarten) zu ermöglichen, von einer temporären natürlichen Inkubation in den Uterus zu profitieren.
Des Weiteren kann eine Kontrolle der Zeitdauer der intrauterinen Inkubation zu einer besseren Qualität von Embryoentwicklung führen und als Folge zu einer höheren Implantationsrate, und es kann einen wirtschaftlichen Vorteil mit geringeren Kosten/ Nutzen im Vergleich zu dem Standard-IVF-Verfahren aufweisen, insbesondere wenn Blastozystenübertragung in ART-Einheiten verallgemeinert wird.
Gemäß einem zweiten Gegenstand bezieht sich die Erfindung auf in utero Zuführung von aktiven Elementen durch die Implantation von Geweben, Zellen oder Zelllinien, möglicherweise genetisch modifiziert, insbesondere für Zelltherapie.
Bei allen Säugetierarten ist der Implantationserfolg verbunden mit einer perfekten Korrelation zwischen einen Embryo guter Qualität und einem aufnahmefähigen Endometrium.
Im Gebiet von assistierter Reproduktionstechnologie (ART) sind die Krankenhausärzte bei der Kontrolle der komplexen Ereignisse von Endometriumaufnahmefähigkeit durch endokrinologische Behandlung auf die Verabreichung von 17beta Estradiol und Pogesteron beschränkt, um die physiologischen sequenziellen Follikel- und Gelbkörperphasen zu imitieren.
In der wissenschaftlichen Basisliteratur konzentrieren sich die meisten Studien heute auf die Parakrinologie von Periimplantation zwischen dem Embryo und dem Endometrium unter Verwendung von in vitro und in vivo Modellen wie Knockout-Mäusen, denen das Molekül von Interesse fehlt. Zum Beispiel wurde aufgezeigt, dass bei Mäusen, denen beta1-Integrin fehlt (Fassler und Meyer, 1995) und weiblichen Mäusen mit einer Nullmutation der Interleukin-11-Rezeptor-Alphakette (Robb et al., 1998) Embryonen nicht implantiert werden konnten.
Jedoch wurde bei Nagetieren festgestellt, dass direkter Kontakt zwischen dem Embryo und dem Endometrium nicht erforderlich ist (Shiotani et al., 1993). Während die Embryoimplantationsrate während zwei Jahrzehnten stabil und gering geblieben ist, kann gesagt werden, dass Endokrinmanipulation mit systemischer vaginaler Verabreichung von Progesteron und hCG und schließlich 17beta oestradiol weit davon entfernt sind, optimal zu sein, und ebenfalls von der komplexen Parakrinologie von Embryoimplantationsprozessen weit entfernt sind.
Die vorliegende Erfindung bietet ein neues Konzept der ART unter Verwendung der Zelleinkapselungstechnologie, um genetisch modifizierte Zelllinien zu implantieren, welche ein Molokül von Interesse nahe dem Endometrium kurz vor Embryotransfer in IVF-Programmen sekretieren.
Das intrauterine Zuführen von Molekül(en) oder "Medikamenten" näher an das Zielgewebe ermöglicht eine bessere und selektivere Vorbereitung des Endometriums und eine Verwendung von kleinen Molekülen mit kurzer Halbzeit oder Molekülen mit Nebenwirkungen, die bei systemischer Verabreichung verboten sind.
Gemäß einem dritten Gegenstand bezieht sich die Erfindung auf eine implantierbare/einsetzbare Vorrichtung, um Wirkstoffe zuzuführen, die geeignet sind, den Uterus vor Empfangen eines Embryos/mehrerer Embryonen vor Implantation in die Wand des Uterus vorzubereiten oder um den Uterus zu behandeln. Im Hinblick auf diese Ausführungsform können bestimmte oder die meisten Medikamente, Nährstoffe, Vitamine, Aminosäuren, Fettsäuren, Peptide, Proteine und Ähnliches, geeignet zum Stimulieren des Uterus insbesondere im Hinblick auf die Vorbereitung von Embryonenimplantation, oder jeder andere therapeutische Wirkstoff ebenfalls einfach durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung zugeführt werden, die Polymere oder Zellen enthält, welche diese Wirkstoffe freisetzen. Tatsächlich hat die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Zuführen von Medikamenten spezifische Vorteile für Frauen, welche keine Medikamente erhalten können, die normalerweise durch Injektion oder auf anderen Verabreichungswegen gegeben werden. Zusätzlich kann das Zuführen von Wirkstoffen durch die Uteruswand ein optimales Mittel sein für Behandlungsformen für Krebsarten des Reproduktionssystems und/oder anderen Reproduktionskrankheiten sowie alle uterinen Krankheiten.
Mit der Erfindung wird insbesondere eine intrauterine Zelleinkapselungsvorrichtung für in vivo und in utero Keimzellenfertilisation und/oder Embryopräimplantationsentwicklung mit einer Kontrolle der Zeit (von einigen Minuten bis 48, 72h) offenbart, wobei der Uterus die Rolle des "natürlichen Inkubators" vor dem definitiven Embryotransfer bei IVF-Programmen spielt.
Folglich ist die intrauterine Zelleinkapselungsvorrichtung gemäß der Erfindung eine neue und modifizierte intrauterine Vorrichtung (IUD = intra uterine device), ähnlich der kontrazeptiven IUD, wie in US-Patent Nr. 3,628,530 von Jerome Schwarz im Jahr 1969 und in US-Patent Nr. 3,516,403 von René Cournut im Jahr 1967 beschrieben, welche gemäß der vorliegenden Erfindung ein temporäres Einsetzen von Keimzellen oder Embryonen in Verbindung oder nicht in Verbindung mit anderen somatischen Zellen (in vivo Cokultur) in die uterine Kavität sowie deren Rückholung nach einer definierten Zeit unter Verwendung von Zelleinkapselungstechnologie, wie in WO 91/00119 von Thomas Mandel et al. im Jahr 1989, WO 01/64185 A2 von Newman und Kram im Jahr 2000 und in US-Patent Nr. 5,158,881 von Aebischer et al. im Jahr 1990 und Nr. 6,054,142 von Li et al. im Jahr 1996 beschrieben, ermöglichen muss.
In der Tat, betrifft die vorliegende Erfindung eine rückholbare intrauterine Vorrichtung zur Platzierung innerhalb der uterinen Kavität eines oder mehrerer eingeschlossener Elemente, welche zu Interaktionen mit der uterinen Flüssigkeit in der Lage sind, einschließlich einer intrauterinen Vorrichtung, die mit eingeschlossenen Elementen bestückt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "Element(e)" jede mögliche organische oder anorganische, zellulare oder molekulare, natürliche oder synthetische Verbindung oder Substanz.
Der Begriff "bestückt" schließt nicht nur den Fall ein, in dem die intrauterine Vorrichtung gemäß der Erfindung Träger des eingeschlossenen Elements ist, welches zum Beispiel auf der Oberfläche der Vorrichtung absorbiert sein kann, sondern auch den Fall, in dem die Elemente innerhalb der Vorrichtung gemäß der Erfindung enthalten sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit wenigstens einem Gehäuse ausgestattet, in welches das eingeschlossene Element/die eingeschlossenen Elemente bestückt ist/sind. Unterschiedliche Elemente können in dem gleichen Gehäuse gemischt sein oder in getrennten Gehäusen platziert werden.
Der Ausdruck "zu Interaktionen mit der uterinen Flüssigkeit in der Lage" schließt nicht nur den Fall ein, in dem die Elemente durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung in die uterine Flüssigkeit zugeführt werden, um eine Wirkung auf die Wand (Endometrium und/oder Myometrium) der uterinen Kavität (erster Fall) auszuüben, sondern auch den Fall, in dem die Elemente innerhalb der Vorrichtung verbleiben und bekannte oder unbekannte Austauschwirkungen oder Interaktionen mit der uterinen Flüssigkeit und/oder uterinen Wand (Endometrium und/oder Myometrium) (zweiter Fall) aufweisen.
Gemäß einem ersten Aspekt des "ersten Falls" können die Elemente nicht nur Wirkstoff(e) sein, der/die für die Behandlung des Uterus geeignet ist/sind, sondern auch Wirkstoff(e), der/die für die Behandlung jeder möglichen Krankheit geeignet ist/sind. Wirkstoff(e), der/die zur Behandlung des Uterus geeignet ist/sind, wird/werden von der Vorrichtung gemäß der Erfindung in die uterine Flüssigkeit gebracht und hat/haben eine direkte Wirkung auf die Wand der uterinen Kavität. Diese Art von Wirkstoff ist gewählt aus der Gruppe, welche Wirkstoff(e) aufweist, der/die in der Lage ist/sind, die uterine Wand für optimale Embryoimplantation vorzubereiten, Wirkstoff(e), der/die geeignet ist/sind, die uterine Wand für optimale Eikultur vorzubereiten, Wirkstoff(e), der/die geeignet ist/sind, den Uterus therapeutisch zu behandeln sowie kontrazeptive(r) Wirkstoff(e).
Der Vorteil eines solchen Systems ist das Ermöglichen der Verwendung von Wirkstoffen, die in der Lage sind, eine direkte Wirkung auf das Zielorgan auszuüben, wobei der systemische Weg vermieden wird.
Des Weiteren kann gemäß einem zweiten Aspekt des "ersten Falls" die Vorrichtung gemäß der Erfindung das Zuführen von Wirkstoffen ermöglichen, die in der Lage sind, jede Krankheit durch die in utero Verabreichung zu behandeln. Mit anderen Worten wird diese Art von Wirkstoff in die uterine Flüssigkeit gebracht, tritt dann in Kontakt mit der Wand der uterinen Kavität und geht durch das Venensystem des Endometriums, bevor er durch das allgemeine Blutsystem geht. Mit anderen Worten ist die in utero Verabreichung eine mögliche Art der Verabreichung jedes möglichen Medikaments zur Behandlung jeder möglichen Krankheit in Verbindung mit jedem möglichen Organ.
Unter den Elementen, mit denen die rückholbare intrauterine Vorrichtung der Erfindung bestückt werden kann, müssen ebenfalls Gewebe, Zellen oder Zelllinien genannt werden, welche einen oder mehrere Wirkstoffe (für zellulare Therapie) sekretieren, somatische Zellen, Stammzellen (totipotente Zellen), rekombinante Viren als Gentransferträger (für Genthreapie), Sense- oder Antisense-mRNA-Sequenzen, männliche und/oder weibliche Keimzellen, eine befruchtete Oocyte (zwei Pronuclei-Zelle), ein unbefruchtetes Ei sowie jede Kombination der oben genannten Elemente.
Der oben genannte "zweite Fall" betrifft eine befruchtete Oocyte (zwei Pronuclei-Zelle) und eine unbefruchtetes Ei, wobei der Uterus die Rolle eines natürlichen Inkubators spielt, wodurch die Kultur des Embryos oder Eis in einem natürlichen Medium anstelle eines in vitro Mediums möglich wird. In diesem Fall wird kein in die intrauterine Vorrichtung der Erfindung bestücktes Element in die uterine Flüssigkeit gebracht und der Ausdruck "Interaktionen mit der uterinen Flüssigkeit" betrifft die Situation, in welcher der Embryo oder das Ei Austauschwirkungen oder Interaktionen mit dem Umgebungsmedium hat, welches durch die uterine Flüssigkeit und die uterine Wand gebildet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der wenigstens eine von Geweben, Zellen oder Zelllinien sekretierte Wirkstoff aus der Gruppe gewählt, welche Medikamente, Hormone, Nährstoffe, Peptide, Proteine, Antikörper, Nahrungsfaktoren, Wachstumsfaktoren, Lymphokine, Zytokine, Enzyme, Blutkoagulationsfaktoren, Angiogenesefaktoren, Analgetika, Neurotransmitter, Neuromodulatoren aufweist. In diesem Zusammenhang betrifft die vorliegende Erfindung den Fall, in dem Gewebe, Zellen oder Zelllinien, welche Wirkstoffe sekretieren, mit denen die Vorrichtung gemäß der Erfindung bestückt werden kann, genetisch modifiziert werden können, um die Sekretion des gewünschten Produkts zu erhalten.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Wirkstoff, der in der Lage ist, den Uterus therapeutisch zu behandeln, aus der Gruppe gewählt, welche Entzündungshemmer, Aminosäuren, Fettsäuren, Antikörper, Nahrungsfaktoren, Wachstumsfaktoren, Lymphokine, Zytokine, Enzyme, Proteine, Peptide, Blutkoagulationsfaktoren, Angiogenesefaktoren, Analgetika, Neurotransmitter, Neuromodulatoren, Anxiolytika, Antidepressiva, Antibiotika, Sense- oder AntisensemRNA-Sequenzen, rekombinante Viren als Gentransferträger aufweist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Element, mit dem die rückholbare intrauterine Vorrichtung der Erfindung bestückt ist, in der Lage, Krebsarten, Formen von Krebsarten des Reproduktionssystems, reproduktive Krankheiten und uterine Krankheiten wie beispielsweise Endometriose, Adenomyosis, Blutungsstörungen und verschiedene Infektionen (Aufzählung nicht begrenzend) zu behandeln.
Tatsächlich weist die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Anzahl Vorteile auf es ist unwahrscheinlich, dass die Vorrichtung dem Uterus schadet aufgrund der Tatsache, dass sie nicht in die Uteruswand implantiert wird, operative Eingriffe oder Anästhesie müssen, um sie einzusetzen, nicht eingesetzt werden, und sie kann vollständig ambulant eingesetzt werden. Des Weiteren können Elemente in Phase mit dem natürlichen Menstruationszyklus und in Verbindung mit hormonabhängigen Genexpressionssystemen, welche Medikamentzuführung von der Vorrichtung steuern. eingebracht werden. Es ist ebenfalls wichtig, darauf hinzuweisen, dass wie die perkutane An der Verabreichung es die in utero Verabreichung ermöglicht, das erste hepatische Durchlaufen des/der verabreichten Element(e)s zu vermeiden. Dies bewirkt eine geringere Toxizität, und das/die Element(e) weist/weisen eine bessere Bioverfügbarkeit auf. Schließlich kann die Vorrichtung schnell durch chirurgischen Eingriff zurückgeholt werden.
1 zeigt ein Beispiel der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (mit 1: Kapsel, 2: Trägerbereich A-distaler Teil- und Trägerbereich B-proximaler Teil, 3: Kolben, 4: Schutzrohr, 5: Membran oder Ventil zum Öffnen, 6: Flügel, 7: Entfernung, 8: Anbindevorrichtung aus Silikon).
Beispielhaft weist die Vorrichtung der Erfindung auf:

1. eine Kapsel • nicht biologisch abbaubar • semipermeabel • Polymermaterial (z.B. Polyethersulfon oder PES. Quelle = Akzo Nobel Faser AG, Wuppertal, Deutschland) Hohlfasern wie beispielsweise Polyacrylate (einschließlich Copolymere), Polyvenylidene, Polyurethane • Poren: müssen angepasst werden für eine optimale Umgebungsqualität mit einer Permeabilität von kleinen bis großen Molekülen, die in der uterinen Flüssigkeit vorhanden sind • Porengröße: von 0,005 μm = Molekulargewichtsbereich von 150 kDa bis 280 kDa • Porenstruktur: mikroporös oder jede angepasste Struktur • Außendurchmesser = angepasst an die optimale Größe, um durch die Zervix in den uterinen Katheter zu gehen (d.h. 700 μm) • Innendurchmesser = angepasst auf die Größe des Eis oder Embryos (d.h. 500 μm), ungefähr fünffache Ei- oder Embryogröße (Eigröße mit der corona radiata = 200 μm beim Menschen), oder angepasst an die Größe der zuzuführenden Moleküle, • Länge angepasst an die uterine Kavität, wodurch endometriale Läsionen und alle möglichen schädlichen Faktoren durch uterine Distension und schließlich deren Expulsion (d.h. ungefähr 1,5 cm) vermieden werden • Zylindrische Form oder alle möglichen angepassten Formen für die uterine Kavität unter Berücksichtigung des oben genannten Punkts.
2. zwei Träger, Bereiche A (distal) und B (proximal), wie für IUD in US-Patent 3,628,530 von Schwarz beschrieben, mit der folgenden Änderung: • distaler Teil (A) geschlossen durch auf Acrylat basierendem Klebstoff, Luxtrack LCM 23 (Ablestik, USA) oder jedem anderen System als Kappe, proximaler Teil (B), hohl und zu öffnen mit einem in einer Richtung empfindlichen Ventil (auf der Innenseite). • Trägerbereich A weist zwei Flügel oder jede andere Vorrichtung auf (dies kann asymmetrische Flügel auf einem ähnlichen Material wie der Träger aufweisen, bedeckt durch ein dünnes hydrophiles Material, welches bei Fluidkontakt dicker wird) in einem ähnlichen oder anderen Material als der Träger, welche eine beständige Position der Vorrichtung in dem Uterus ermöglichen. • Trägerbereich B weist eine Silikonfaden zum Befestigen der Entfernungsfasser auf, um die Vorrichtung zurückzuholen.
3. ein Kolben
4. ein Bediengriff, der mit dem Kolben verbunden ist
5. eine Entfernungsfaser zum Entfernen der intrauterinen Einkapselungsvorrichtung
6. eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen der Entfernungsfaser, welche eine unbewegliche Position der intrauterinen Einkapselungsvorrichtung bezogen auf den Kolben sicher stellt
7. ein Schutzrohr, welches den Kolben, wie von Lehtinen Matti et al. im Jahr 1994 (Patentnummer CZ 286 820) beschrieben, umschließt, aber mit einem Kolben, welcher das Bestücken mit Keimzellen, Embryonen, Medikamenten oder jedem anderen Element mit einer Standardpipette durch den IVF-Biologen ermöglicht.

Die vorliegende intrauterine Zelleinkapselungsvorrichtung kann jede Gestalt haben, in welcher Keimzellen und/oder Embryonen und jedes andere mögliche oben genannte Element, welches eingeschlossen werden soll, unter Verwendung einer angepassten Mikropipette zum Bestücken untergebracht werden können. Eine bevorzugte implantierbare Embryokulturvorrichtung ist eine rohrförmige, selektiv permeable Membran mit einer angepassten Porengröße, um eine angemessene Übertragung von Nährstoffen an den Embryo wie beispielsweise O2, Proteine, Wachstumsfaktoren und andere bekannte und unbekannte Faktoren, die von dem Endometrium freigesetzt werden, zu ermöglichen, wobei sie ein Ende aufweist, durch welches Keimzellen oder Embryonen in die Zellabteilung bestückt werden können. Das kontrolaterale Ende kann dann dauerhaft mit Kappen verschlossen werden oder alternativ mit einem Epoxidkleber oder Nähten aus einem biokompatiblen und nicht resorbierbaren Material wie Polypropylen verschlossen werden.
Bezüglich der Struktur der rückholbaren intrauterinen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine rückholbare Hohlfaservorrichtung mit Innendurchmesserabmessungen im Bereich von 100–10.000 Mikrometern und geeigneten Mitteln zum Befestigen der Vorrichtung an der uterinen Kavität (Wand) ideal als Ei-/Embryokammer für intrauterine Inkubation. Die aktuelle Vorrichtungsgestaltung, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine Polyethersulfonmembran mit einem Molekulargewichtsbereich von ungefähr 240.000 Dalton, Wanddurchmesser von 100 Mikrometer und Innendurchmesser von 472 Mikrometer. Die Wanddicke kann im Bereich von 50–500 Mikrometer liegen abhängig von der Zusammensetzung, Porosität, hydraulischen Permeabilität, Porengröße und Stärke des einschließenden Materials. Die Molekulargewichtbereiche können von 50.000 bis > 1 Million Molekulargewicht variieren. Des Weiteren kann das einschließende Material aus jedem biokompatiblen Material zusammengesetzt sein, einschließlich Polyethersulfon, Pan-PVC oder expandiertem PTFE und mit laminierten oder Einzelmembranstrukturen formuliert sein. Die Einkapselungsvorrichtung kann eine Matrix oder internes Auskleidematerial enthalten oder nicht. Die Länge kann im Bereich von 0,5 cm–5 cm liegen oder derart sein, dass sie bequem in den Uterus passt. Wie oben angegeben, ist einer der wichtigsten Gesichtspunkte für diese Vorrichtung, dass sie geeignet ist, einen Embryo, ohne diesen zu beschädigen, zur Inkubation direkt in dem Uterus zu halten und vollständig rückholbar ist. Zusätzlich wurde die Vorrichtung mit wenig oder keiner Gewebereaktion gestaltet, mit weichen Oberflächen, so dass sie implantierbar/einsetzbar und rückholbar ist, ohne Entzündungen oder Fibrosereaktionen und/oder ungeeignete Uteruswandgewebebeschädigung oder -vernarbung hervorzurufen. Schließlich wurde die Vorrichtung derart gestaltet, dass sie Mittel aufweist zum Verbleiben innerhalb des Uterus (d. h. kleine Fäden, die an die Spitze der Vorrichtung geklebt sind zur Befestigung innerhalb oder außerhalb des Uterus) und dass diese zu jedem Zeitpunkt nach der uterinen Implantation leicht zurückgeholt werden können (befestigter Nahtfaden). Vorrichtungen, die in der Zusammensetzung ähnlich sind wie jene, die aktuell von Modex Therapeutics (PES 5, PES 1, PES 10/10) Hohlfaservorrichtung verwendet wird und in der Vergangenheit von Cytotherapeutics (Pan-PVC) verwendet wurde, sind für solche Anwendungen ideal, obwohl jede mögliche Vorrichtung, auf welche die allgemeine Beschreibung zutrifft, für die beanspruchten Verwendungen geeignet ist.
Die Vorrichtung der Erfindung kann operativ, indem sie durch die Zervix durchgeht, als Standard-IUD zur Empfängnisverhütung in den Uterus implantiert werden und nach einer definierten Inkubationszeit entfernt werden.
Jedoch kann die vorliegende Erfindung als Implantationsort den Eierstock verwenden, was durch eine Modifizierung der vorliegenden intrauterinen Zelleinkapselungsvorrichtung zum Beispiel ohne den distalen Teil mit den zwei Flügeln möglich wird. Diese Implantation ist schwieriger im Zugang und es ist ein operativer Vorgang wie Koelioskopie mit allgemeiner Narkose oder wie Kuldoskopie mit lokaler Betäubung erforderlich. Solche in vivo intratubare Embryokultur ist ähnlich zu GIFT oder ZIFT außer der Tatsache, dass mit Verwendung der Zelleinkapselungsvorrichtung der Erfindung die Inkubationszeit kontrolliert werden kann und eine unbegrenzte Anzahl von Embryonen in diese bestückt werden kann, welche zur Übertragung nach einem einfachen Embryoentnahmeverfahren gewonnen und ausgewählt wurden.
Folglich kann die Kapsel der intrauterinen Zelleinkapselungsvorrichtung der Erfindung nach Standard-IVF mit oder ohne ICSI mit einer Standard-Mikropipette mit Zygoten oder Embryonen in unterschiedlichen Stadien (Tag 2 bis 5) bestückt werden.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Vorbereiten einer rückholbaren intrauterinen Vorrichtung zur Platzierung eines oder mehrerer eingeschlossener Elemente, die zu Interaktionen mit der uterinen Flüssigkeit in der Lage sind, welches die folgenden Schritte aufweist:

– Bereitstellen des Elements in geeigneter Form, um eingeschlossen zu werden,
– Bereitstellen einer rückholbaren intrauterinen Vorrichtung, die zur Aufnahme des/der Elemente(s) geeignet ist,
– Bestücken der Vorrichtung mit dem/den Element(en)

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Platzieren eines oder mehrerer eingeschlossener Elemente, die zu Interaktionen mit der uterinen Flüssigkeit in der Lage sind, welches die folgenden Schritte aufweist:

– Bereitstellen einer rückholbaren intrauterinen Vorrichtung,
– Implantieren dieser Vorrichtung in der uterinen Kavität für eine bestimmte Dauer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das oben genannte Verfahren in der uterinen Kavität eines Säugetiers ausgeführt, welches vorzugsweise gewählt ist aus der Gruppe, welche Rinder, Schafe, Schweine und Menschen aufweist.
Genauer kann die vorliegende Erfindung gemäß dem folgenden Vorgang durchgeführt werden:
A. In vivo Fertilisation
Injektion von vorbereiteten Spermien und rückgewonnenen Oocyten in der Einkapselungsvorrichtung zum Implantieren in den Uterus. Nach einer bestimmten und kontrollierten Inkubationszeit (zum Beispiel 2 Stunden) der in vivo und in utero Kultur werden eingeschlossene Spermien und Oocyten zurückgeholt und Zygoten und/oder nicht befruchtete Oocyten nach einem einfachen Entnahmeverfahren gesammelt. Selektion von Zygoten zur Kryokonservierung oder in vitro Kultur der verbleibenden zu übertragenden Embryonen an Tag 3.
B. In vivo Präimplantationsembryoentwicklung
Herkömmliche in vitro Fertilisation von vorbereiteten Spermien und rückgewonnenen Oocyten. Injektion mehrerer Embryonen in unterschiedlichem Stadium der Entwicklung (d.h. 6–8 Zellen) in der Zelleinkapselungsvorrichtung, welche die Implantation in die uterine Kavität während einer kontrollierten Zeit (d.h. 48 Stunden) ermöglicht. Nach Entfernen aus dem Uterus werden die Einkapselungssystemvorrichtungsembryonen in dem Blastozystenstadium aus der Vorrichtung entnommen und in die uterine Kavität unter Verwendung eines herkömmlichen Übertragungskatheters oder verzögert in einem weiteren Zyklus nach Einfrieren übertragen.
C. In vivo Embryo Assisted Hatching
Kürzlich wurde aufgezeigt, dass der Vorgang des Blastozysten-Hatchings, wie auch in in vitro Programmen studiert und beschrieben, bei Nagetieren irrtümlich als natürliches Ereignis akzeptiert wurde (Gonzales et al., 2001). Tatsächlich scheint es bei Hamsterarten so zu sein, dass der uterine Beitrag in vivo zu Blastozystenflucht aus der zona pellucida, bestehend aus Proteinasen, die von dem Uterus sekretiert werden, der primäre Mechanismus für zona-Verlust in utero ist, wohingegen die lytische Aktivität in vitro für das invasive Verhalten von Trophektoderm nebensächlich ist.
Unter Berücksichtigung solch überraschender Ergebnisse kann die vorliegende Erfindung unter Verwendung der intrauterinen Zelleinkapselungsvorrichtung gemäß der Erfindung zum temporären Inkubieren von Embryonen verwendet werden, um ein neues Verfahren zum Assisted Hatching durchzuführen: das in vivo Embryo Assisted Hatching.
Auf dieser Basis ermöglicht in vivo und in utero Kultur von Keimzellen und/oder Präimplantationsembryonen mit einer Zeitkontrolle unter Verwendung der Zelleinkapselungsvorrichtung der Erfindung einen wirklichen Dialog an der embryomaternalen Schnittstelle mit einer parakrinen Wirkung mehrerer bekannter, aber auch unbekannter Faktoren von Endometrium (oder für den Eierstock im Fall von intratubarer Implantation) und Embryonen, welche wichtig für eine optimale Embryonen-Entwicklung sind, was zu einem besseren Erfolg von Implantationsvorgängen in ART-Programmen führt.
Andere Wissenschaftler haben Keimzellen- oder Embryoeinkapselung beschrieben (Loi et al., 1992; Nebel et al., 1993). Jedoch haben sie alle biologisch abbaubare Materialien (Natriumalginat) verwendet und hatten als Ziel, mehrere Probleme in Verbindung mit dem Verfahren des Embryotransfers (trauma) zu eliminieren und den Embryoschutz vor Implantation zu verbessern und die freie zona pellucida des Embryos zu schützen (Cosby et al., 1990; Adaniya et al., 1993).
Nach bestem Wissen des Erfinders wurde das in der vorliegenden Erfindung beschriebene neue Konzept, welches eine natürliche Inkubation von Keimzellen und/oder Embryo durch Verwendung der Zelleinkapselungsvorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht, niemals von Wissenschaftlern veröffentlicht oder vorgeschlagen.
Die Erfindung offenbart ebenfalls ein Verfahren unter Verwendung einer Zelleinkapselungsvorrichtung mit genetischen Zelllinien durch Gentransfektion, wie in US-Patenten Nr. 4,686,098 von Kopchick et al. im Jahr 1984 und Nr. 4,892,538 von Aebischer et al. im Jahr 1987 beschrieben, welches modifiziert wurde, um in die uterine Kavität implantiert zu werden, was niemals vor der vorliegenden Erfindung von Wissenschaftlern veröffentlicht wurde.
Diese neue Vorrichtung wie oben genannt ermöglicht ein neues Verfahren, um Moleküle von der uterinen Kavität in die Nähe des Endometriums ohne systemische Wirkung zuzuführen und zu ermöglichen, das Endometrium vor Embryotransfer nach in vitro Fertilisation in ART oder bei natürlicher Empfängnis spezifischer zu modifizieren und vorzubereiten, oder um im Gegensatz dazu jede Schwangerschaft (Anti-Implantation, Anti-Fertilisation) als Standard-IUD zu vermeiden.
Dieses neue Konzept zum Zuführen von bioaktiven Faktoren in die uterine Kavität kann zu einem besseren Verständnis der spezifischen parakrinen Wirkung auf das Gewebe des Endometriums führen und kann in naher Zukunft die Entwicklung eines neuen und komplementären Zelltherapiemethode ermöglichen, um das Endometrium vor Embryoimplantation in ART zu modulieren und vorzubereiten.
BEISPIEL 1: in vivo und in utero Embryonenkultur in einem Mausmodell
Der Zweck dieses Versuchs war es, die Möglichkeit zu bewerten, in vivo und in utero Präimplantationsembryoentwicklung unter Verwendung einer modifizierten semipermeablen Hohlfaser als Kapsel in einem Mausmodell durchzuführen.
Zygoten wurden erhalten unter Verwendung eines ovarialen Standard-Stimulationsprotokolls bei 4 bis 5 Wochen alten präpubertären Weibchen unter Verwendung von 5 IU PMSG, welches Tag 1 des Verfahrens (Folligon, Veterinaria) entspricht, und 5 IU menschliches Choriongonadotropin, i. p. (Choluron, Veterinaria), Tag 3, um 17:00, 48h auseinander, um Superovulation einzuleiten.
Weibchen wurden mit CBAxC57B1-Männchen zum Zeitpunkt der hCG-Injektion (Tag 3) in einen Käfig gesperrt.
Embryonen zu 6–8 Zellen wurden an Tag 5 nach dem Sperren von Männchen und Weibchen in den Käfig entnommen und entweder an vivo (Gruppe 1) oder in vitro unter Verwendung einer sequentiellen Mediumkultur (Gruppe 2) kultiviert. Nur zwei Weibchen mit einem Kopulationspfropf wurden operiert und für diesen Versuch verwendet.
Weibchen wurden durch zervikale Dislokation getötet, und Laparotomie wurde durchgeführt, um das uterine Horn und den Eierstock nach außen zu bringen, um Embryonen zu gewinnen.
Übertragung von 6–8 Zellen-Embryonen in das rechte oder das linke Horn wurde an Tag 3 an zwei pseudoschwangeren Weibchen (Empfängerinnen) durchgeführt.
Eine modifizierte Hohlfaservorrichtung gemäß der Erfindung (semipermeable Polyethersulfon-PES-Hohlfasern, Quelle = Akzo Nobel Faser AG, Wuppertal, Deutschland) mit einem Außendurchmesser = 680μm und einem Innendurchmesser = 480μm von 0,5 cm Länge, befestigt an einem 6,0 sterilisierten und nicht resorbierbaren chirurgischen Faden, wurde durch Verwendung einer feinen Glaspipette unter mikroskopischer Visualisierung mit Gruppe 1 Embryonen (in vivo Kultur) bestückt.
Eine dorsale Laparotomie wurde unter Narkose durch Ether gemäß einem Standardverfahren durchgeführt, um das rechte oder das linke Horn nach außen zu bringen und die intrauterine Vorrichtung mit eingeschlossenen Zygoten in das Lumen des rechten oder linken Horns zu implantieren.
Nach operativem Befestigen der intrauterinen Vorrichtung mit eingeschlossenen Zygoten wurde das Horn wieder an seiner anatomischen Position platziert und Haken wurden verwendet, um die Haut zu schließen.
Nach einer Dauer von 48h wurden transferierte Weibchen durch zervikale Dislokation getötet, und Laparotomie wurde durchgeführt, um das linke oder rechte Horn, welches die intrauterine Vorrichtung enthält, nach außen zu bringen und diese zurückzuholen.
Embryonen wurden gewonnen nach Abschneiden beider distalen Teile der Vorrichtung und einer Kapselkavitätsspülung mit Kulturmedium.
In Tabelle 1 werden die Ergebnisse von zwei Versuchen aufgezeigt, bei welchen in vivo und in vitro (als Kontrolle) Entwicklung von 6–8 Zellen-Embryonen nach 48h Kultur verglichen werden.
In Gruppe 1 führten alle eingeschlossenen 6–8 Zellen-Embryonen ihre Entwicklung in dem Uterus ähnlich der Kontrollgruppe fort. Jedoch wurde eine Verzögerung in der Entwicklung im Vergleich zu der in vitro Embryonen-Kultur festgestellt.
Dieses Beispiel zeigt zum ersten Mal, dass die intrauterine Vorrichtung mit eingeschlossenen Embryonen deren natürliche Inkubation in dem Uterus ermöglichen kann mit einer möglichen Entwicklung, die wenigstens gleich zu der herkömmlichen in vitro Kultur ist.
In der verfügbaren Literatur wurde IUD immer als feindlich für Fertilität betrachtet und immer mit Empfängnisverhütung in Verbindung gebracht. Es ist bekannt, dass die Anwesenheit eines Fremdkörpers in der uterinen Kavität bei allen Arien die Reproduktion stört. Jedoch sind die betroffenen Schritte von Reproduktionsvorgängen in der Literatur weit davon entfernt, geklärt zu sein. Es scheint, dass dies entsprechend den Arten variieren kann. Es wird im Allgemeinen angenommen, dass IUD eine lokale Entzündungsreaktion in dem Endometrium bewirkt. Während bei Mäusen und Ratten diese chronische Infiltration von Polymorphkernen mit bakterieller Infizierung in Verbindung zu sein scheint und mit Übergängen des uterinen Endometriums in eine feindliche Umgebung mit embryotoxischen sekretierten Faktoren (Parr et al., 1967), haben Alvarez et al. (1988) zwanzig Jahre später bei Frauen aufgezeigt, dass IUD die Fertilisation betreffen kann, bevor die Blastozyste in die uterine Kavität eintritt.
Die oben genannten Ergebnisse, welche eine Embryoentwicklung bei Mäusen ohne Degeneration aufzeigen, stehen im Gegensatz zu der allgemein akzeptierten wissenschaftlichen Meinung, dass bei Tierversuchen der Uterus selber durch Freisetzen mehrerer toxischer Faktoren Embryonen tötet.
Die Verzögerung der Entwicklung, wie bei in vivo eingeschlossenen Embryonen aufgetreten, kann durch die nicht optimale Größe von Poren oder dem Innendurchmesser des Lumens erklärt werden, was zu einer geringeren Konzentration von Nährstoffen darum herum führt. Des Weiteren kann die Zeitdauer, welche manchmal mehrere Minuten bei Raumtemperatur war, um die IUD mit eingeschlossenen Embryonen in den Uterus vor in vivo Kultur zu implantieren, thermische und gasartige Schocke mit zerstörerischer Wirkung auf präimplantierte Embryonen erklären.
BEISPIEL 2: intrauterine Erythropoietin-Zuführung
Intrauterine Erythropoietin- (Epo) Zuführung unter Verwendung von modifizierten und erfundenen eingeschlossenen Maus-Epo sekretierenden Maus C2C12-Zellen mindern Apopotose im Endometrium und steigern Bluthematokrit, was eine direkte Wirkung von Epo auf das nahe gelegene Gewebe des Endometriums und eine systemische Wirkung von durch den Uterus zugeführtem Epo anzeigt.
Erythropoietin wird bei Erwachsenen von der Niere und bei Feten von der Leber produziert. Es ist ein Schlüsselfaktor zum Regulieren von Erythropoiese durch Stimulieren von Proliferation und Differenzierung von späten erythroiden Vorläuferzellen. Es wurde kürzlich aufgezeigt, dass das Gehirn ein parakrines Epo/EpoR aufweist und dass das Epo neuronale Apopotose nach zerebraler Ischämie (Sirén et al., 2001) verhindern kann. Interessanterweise scheint Epo an uteriner Angiogenese beteiligt zu sein.
Unter Berücksichtigung der oben genannten physiologischen Wirkung von Epo wurde die Bewertung der Wirkung von Epo auf das Endometrium durch Zuführen von Epo von dem Uterus unter Verwendung der Zelleinkapselungsvorrichtung der Erfindung und die Bewertung der Zell-Lebensfähigkeit an diesem neuen Implantationsort für eine Vorrichtung der uterinen Kavität durch Messen des Bluthematokrits durchgeführt.
C2C12 Myoblastzellen von Mäusen wurden mit einem Plasmid transfiziert, welches Epo cDNA von Mäusen und ein mutiertes DHFR-Gen (DHFR = Dihydrofolat-Reductase) zur Genamplifizierung bei Verabreichung von steigenden Dosen Methotrexat enthält.
Mikroporöse Hohlfasern aus Polyethersulfon wurden mit Epo sekretierenden Zelllinien bestückt, um in die uterine Kavität implantiert zu werden. Die charakteristischen Eigenschaften dieser neu erfundenen Zelleinkapselungsvorrichtung sind gleich zu der Beschreibung zu Beispiel 1.
In dem vorliegenden Versuch wurde eine Gesamtmenge von 14 Vorrichtungen verwendet, in einer Blindweise implantiert, Gruppe 1: mEpo-C2C12 (n = 7) mit Epo-Sekretion und Gruppe 2: mEpo-C2C12 Kontrollzellen (n = 7) ohne Epo-Sekretion.
An Tag 14 wurde, gemäß einem akzeptierten Standard-Protokoll für Tierversuche, der Uterus entfernt und die Kapsel zurückgeholt, um für mEpo-Ertrag gepulst zu werden. Der Uterus wurde in 10% Formol für Immunohistochemie fixiert und TUNEL untersucht, um Apoptose zu testen.
Ein bedeutender Anstieg von Bluthematokrit in Gruppe 1 mit intrauteriner Epo-Zuführung (59,4 +/– 6,8) verglichen mit Gruppe 2 ohne Epo-Zuführung (45,7 +/– 2,9), p ≤ 0,005, wird nach 14 Tagen intrauteriner Epo-Zuführung bei 14 weiblichen Mäusen (Daten hier nicht aufgezeigt) festgestellt.
Es wird festgestellt, dass Epo, ähnlich zu seiner kürzlich beschriebenen Wirkung bei neuronalen Zellen, Apoptose in Endometriumgewebe mindert.
Das Endometrium ist folglich ein neues Ziel von Epo mit einer Modulation von Apoptose. Transfizierte Zelllinien, die in mikroporöse Hohlfaser eingeschlossen sind, sind nach 14 Tagen der intrauterinen Inkubation, was niemals zuvor als Implantationsort für Zelleinkapselungsvorrichtungen getestet wurde, lebensfähig.
Epo, das von transfizierten Zelllinien sekretiert wurde, geht durch die mikroporöse Wand der Vorrichtung und wird durch das Endometrium und durch die systemische Zirkulierung gemäß dem bedeutenden Anstieg von Bluthematokrit bei behandelten Tieren resorbiert.
Diese Ergebnisse zeigen, dass i) der Uterus ein ausgezeichneter natürlicher Inkubator sein kann, was die Ergebnisse von Beispiel Nr1 zur Embryoentwicklung bestätigen, und ii) zur Medikament-Zuführung bei Frauen oder weiblichen Tieren die uterine Kavität als Implantationsort eines Zelleinkapselungssystems verwendet werden kann. Tabelle 1

* frühe Blastozysten, keine Rückholung nach Kapselentnahme von 2 Embryonen
1 frühe Blastozyste, 1 Embryo verloren

LITERATURANGABEN:

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Claims

Rückholbare intrauterine Vorrichtung zur Platzierung eines oder mehrerer innerhalb der Vorrichtung eingeschlossener Elemente innerhalb der uterinen Kavität, wobei die Elemente ausgewählt sind aus der Gruppe, die aufweist einen Embryo, männliche und/oder weibliche Keimzellen, eine befruchtete Oocyte, ein unbefruchtetes Ei und jede mögliche Kombination davon, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine selektiv durchlässige Membran mit einer angepassten Porengröße aufweist, um eine ausreichende Übertragung von Nährstoffen auf die Elemente zu ermöglichen.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung in der Form einer Röhre ist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Vorrichtung Mittel aufweist, die es den Elementen ermöglichen, innerhalb der Vorrichtung zu verbleiben.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Vorrichtung mit mindestens einer Kapsel (1) versehen ist, in die das/die Element(e) zu bestücken ist/sind.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vorrichtung ein in einer Richtung empfindliches Ventil aufweist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung Mittel (6) aufweist, die eine beständige Position der Vorrichtung im Uterus ermöglichen.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Membrane aus einem Polyethersulfon gebildet ist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Wandstärke der Vorrichtung von 50 bis zu 500 μm reicht.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die einen Molekulargewichtsbereich von gleich oder über 50.000 besitzt.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die einen Molekulargewichtsbereich von mehr als 1 Million besitzt.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Länge der Vorrichtung von 0,5 cm bis zu 5 cm reicht.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Vorrichtung eine rückholbare hohle Faser aufweist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die hohle Faser einen internen Durchmesser besitzt, der von 100 bis 10000 μm reicht.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei die Kapsel (1) aus einem biopolymerischen Material, wie zum Beispiel einem Polyethersulfon, hohlen Fasern wie zum Beispiel Polyacrylat und Acrylatcopolymeren, Polyvinylidiene und Polyurethan hergestellt ist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Kapsel (1) eine Porengröße von 150 kDa bis zu 280 kDa aufweist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Vorrichtung mit mindestens einem Element bestückt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche männliche und/oder weibliche Keimzellen, eine befruchtete Oocyte, ein unbefruchtetes Ei und jede mögliche Kombination hiervon aufweist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Vorrichtung mit männlichen und/oder weiblichen Keimzellen bestückt ist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Vorrichtung mit einem Embryo bestückt ist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Vorrichtung geeignet ist, innerhalb der uterinen Kavität eines Säugetieres eingesetzt zu werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Rinder, Schafe, Schweine und Pferde aufweist.
Die rückholbare intrauterine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Vorrichtung geeignet ist, innerhalb der uterinen Kavität eines Menschen eingesetzt zu werden.
Verfahren zur Vorbereitung einer rückholbaren intrauterinen Vorrichtung zur Platzierung eines oder mehrerer Elemente innerhalb der uterinen Kavität, ausgewählt aus der Gruppe, die aufweist einen Embryo, männliche und/oder weibliche Keimzellen, eine befruchtete Oocyte, ein unbefruchtetes Ei und jede mögliche Kombination davon, wobei das Element zu Interaktionen mit der uterinen Flüssigkeit in der Lage ist, aufweisend die Schritte aus: • Bereitstellen des/der Elemente(s), • Bereitstellen einer rückholbaren intrauterinen Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 20, die zur Aufnahme des/der Elemente(s) geeignet ist, • Bestücken der Vorrichtung mit dem/den Element(en).
Das Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Elemente aus der Gruppe ausgewählt sind, die männliche und/oder weibliche Keimzellen aufweist.