ES2225840T3 - Utilizacion de factores de crecimiento de fibroblasto para estimular el crecimiento oseo. - Google Patents

Utilizacion de factores de crecimiento de fibroblasto para estimular el crecimiento oseo.

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ES2225840T3 ES95914690T ES95914690T ES2225840T3 ES 2225840 T3 ES2225840 T3 ES 2225840T3 ES 95914690 T ES95914690 T ES 95914690T ES 95914690 T ES95914690 T ES 95914690T ES 2225840 T3 ES2225840 T3 ES 2225840T3
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION DESCRIBE COMPOSICIONES TERAPEUTICAS PARA LA PREVENCION Y EL TRATAMIENTO DE TRASTORNOS PATOLOGICOS QUE IMPLICAN AL TEJIDO OSEO Y DENTAL. LA PRESENTE INVENCION TAMBIEN DESCRIBE UN PROCEDIMIENTO PARA ESTIMULAR LA REPARACION Y/O EL CRECIMIENTO OSEOS PARA EL TRATAMIENTO DE TRASTORNOS PATOLOGICOS QUE IMPLICAN AL TEJIDO OSEO, POR EJEMPLO LA OSTEOPOROSIS, LA ENFERMEDAD DE PAGET, LA OSTEOPETROSIS Y LAS ENFERMEDADES PERIODONTALES Y LA REPARACION DE FRACTURAS, Y LA CURACION DE DEFECTOS OSEOS MEDIANTE LA ADMINISTRACION DE FGF - 1 A UN ANIMAL O UN HUMANO QUE NECESITEN DICHO TRATAMIENTO.

Description

Utilización de factores de crecimiento de fibroblasto para estimular el crecimiento óseo.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la utilización de factores de crecimiento de fibroblasto como agentes terapéuticos para estimular el crecimiento óseo periostal.
Antecedentes de la invención
El tejido óseo vivo está en continua reconstitución mediante los procesos de resorción y de depósito de matriz ósea y de sales minerales. Este procedimiento acoplado en el tiempo y en el espacio, denominado remodelado óseo, es realizado en gran parte por dos poblaciones celulares, los osteoclastos y los osteoblastos. El procedimiento de remodelado es iniciado cuando son movilizados osteoclastos de la médula ósea o de la circulación hacia la superficie ósea y eliminan un paquete de tejido óseo de forma discoide. La matriz ósea y las sales minerales son reemplazadas a continuación por un grupo de osteoblastos movilizados de la médula ósea hacia la superficie ósea resorbida. Entre los estados patológicos asociados con una función anormal de las células óseas, se encuentra la osteoporosis, enfermedad caracterizada por una reducción de la reserva ósea (osteopenia) y una mayor fragilidad del hueso. Estas alteraciones pueden resultar en una movilización y una actividad acrecentadas de los osteoclastos, frecuentemente en asociación con una reducción de la movilización o de la actividad de los osteoblastos. Se supone que el desarrollo de poblaciones excesivas o deficientes de osteoclastos o de osteoblastos resultaría en una insuficiencia o en un exceso correspondiente de factores proteicos específicos denominados citoquinas.
Las citoquinas han sido identificadas por sus características biológicas y sus secuencias únicas de aminoácidos. Cada citoquina presenta un espectro exclusivo de características que la distingue de las otras citoquinas. De manera general, las citoquinas estimulan el crecimiento y/o la diferenciación de tipos específicos de células. Algunas citoquinas pueden dirigirse, igualmente, contra las células cancerosas para su destrucción. Como ejemplos de citoquinas, se puede citar el factor de estimulación de colonias de granulocitos (G-CSF), el factor de estimulación de las colonias de granulocitos y de macrófagos (GM-CSF), el factor de estimulación de las colonias de macrófagos (M-CSF), la interleuquina 1-beta, la interleuquina-3, la interleuquina-6, el interferon gamma (IFN-\gamma), el factor necrosante de los tumores, las linfotoxinas, el factor inhibidor de la leucemia, los factores de crecimiento de los fibroblastos (FGF), el factor transformante-alfa (TGF-\alpha) y el factor transformante-beta (TGF-\beta).
Numerosas citoquinas conocidas estimulan o inhiben las células sanguíneas. Varias citoquinas reguladoras del crecimiento, como la M-CSF, la TGF-\alpha, la interleuquina-1 y el factor necrosante de los tumores son capaces de estimular la proliferación de los leucocitos mononucleares en la médula. Aún cuando citoquinas como la interleuquina-1 (IL-1), el factor necrosante de los tumores (TNF), y la interleuquina-6 (IL-6) puedan influenciar sobre la formación y la diferenciación de los osteoclastos, (Mundy (1990) Trends Endo. Metab. 1: 307-311), estos factores no son factores específicos de regulación del crecimiento de los osteoclastos.
Aun cuando existe una abundante documentación sobre los factores que influyen sobre la degradación y la resorción óseas, la documentación sobre los factores capaces de estimular efectivamente la formación de nuevo tejido óseo está más limitada. El propio hueso contiene factores que son capaces de estimular el crecimiento y/o la diferenciación de las células óseas. De este modo, los extractos de tejido óseo contienen no solamente proteínas estructurales que aseguran el mantenimiento de la integridad estructural del hueso, sino también factores de crecimiento óseo biológicamente activos, que estimulan la proliferación de las células óseas. Entre los factores de crecimiento presentes en el hueso y conocidos porque facilitan la proliferación de las células óseas, se encuentran el TGF-\beta, los factores de crecimiento insulinoides (factor de crecimiento insulinoide I y factor de crecimiento insulinoide II), el factor de crecimiento de fibroblasto básico (bFGF) y las proteínas morfogenéticas óseas (BMP). Estos factores provocan igualmente la proliferación de células no óseas.
La familia de los factores de crecimiento de fibroblastos (FGF) se compone al menos de 9 proteínas estructuralmente emparentadas (FGF-1 hasta FGF-9), siendo las más conocidas entre ellas el FGF ácido (aFGF; FGF-1) y el FGF básico (bFGF; FGF-2). Los miembros de esta familia estimulan la mitogenesis en la mayor parte de las células derivadas del mesoderma y del neuro-ectoderma e influyen sobre otros procesos biológicos, entre los cuales se encuentra la angiogenesis, la extensión de los nutrientes, la supervivencia de las neuronas y la diferenciación de los mioblastos. De manera general, los FGF tienen una alta afinidad para la heparina (antes de resolverse su nomenclatura, algunos FGF eran designados por el término de factores de crecimiento enlazantes de la heparina-1, -2, etc.) y un cierto número -pero no todos- son mitógenos para los fibroblastos. El miembro de la familia de los FGF que presenta aproximadamente desde un 25% hasta un 55% de identidad de secuencia de aminoácidos con una secuencia de base, y algunos FGF que tienen extensiones significativas en posición C-terminal y/o N-terminal, fuera de esta secuencia de base. Esta homología estructural sugiere que los 9 genes diferentes, que codifican los FGF conocidos, es posible que se deriven de un gen ancestral común.
Además de los 9 miembros conocidos de la familia de los FGF, resulta una complejidad suplementaria de la generación de varias formas moleculares de FGF a partir de un solo gen. Por ejemplo, el producto de traducción primario del aFGF (FGF-1) se compone de 155 residuos. Sin embargo, la forma más larga del FGF-1 extraída de una fuente natural (por ejemplo del cerebro de bovino) se compone de 154 residuos. Esta forma de 154 residuos del FGF-1 está desnudada de la metionina N-terminal de la forma con 155 residuos y presenta una extremidad NH2-terminal acetilada. Una maduración proteolítica in vivo o durante la purificación genera formas activas más pequeñas de FGF-1 en las cuales los 15 (de 1-15) o 21 (de 1-21) aminoácidos N-terminales están suprimidos. Tal como se ha definido aquí, FGF-1 se refiere a la forma de FGF-1 con 154 residuos y menos, sus formas biológicamente activas, tales como las formas descritas anteriormente, en las que se han suprimido 15 (desde el 1-15) o 21 (del 1-21) aminoácidos N-terminales. Históricamente, la forma de FGF-1 con 154 residuos ha sido denominada factor de crecimiento de las células endoteliales-\beta (ECGF\beta), la forma de los 1-15 ha sido denominada aFGF y la forma de los 1-21 ha sido denominada ECGF\alpha. Antes de la normalización de la terminología para este grupo de factores de crecimiento, se han aplicado igualmente varios términos adicionales a la misma proteína, con inclusión de la de factor de crecimiento ocular y la de factor de crecimiento enlazante de la heparina-1. Formas similares de bFGF (FGF-2) han sido descritas igualmente. Además de las formas de escisión, se han descrito también formas extendidas de bFGF, que resultan de la iniciación de la traducción en varios codones GTG diferentes situados aguas arriba del codón de iniciación de la traducción ATG, que genera la forma de bFGF con 155 residuos. Todas estas formas alternativas de FGF contienen la zona de base de homología estructural que define la familia de los FGF.
Desarrollos registrados
Se ha sugerido un papel osteógeno para el bFGF, basándose en estudios in vitro (Hauschka et al., J.Biol.Chem. 261: 12665-12674, 1986; Globus et al., Endocrinology 123: 98-105, 1988; Canalis et al., J. Clin. Invest. 81: 1572-1577, 1988; McCarthy et al., Endocrinology 125: 2118-2126, 1989; Noff et al., FEBS Lett. 250; 619-621 Y 1989). Sin embargo, solamente ha habido una publicación sobre la administración in vivo de bFGF (Mayahara et al., Growth Factors 9: 73-80, 1993). La administración intravenosa de bFGF humano a ratas ha demostrado únicamente la formación de tejido óseo endostal. No se ha observado aumento del crecimiento óseo periostal. Un potencial osteógeno sistémico similar ha sido observado tras la administración intravenosa de aFGF humano.
Resumen de la invención
La invención se refiere al uso de FGF para la preparación de un medicamento para tratar a los pacientes que sufren de patologías en las cuales la masa ósea es insuficiente o para reparar los defectos de tejidos óseos o dentales. Las composiciones farmacéuticas comprenden ciertos factores de crecimiento de fibroblasto en cantidades que estimulan la proliferación y/o la diferenciación de los osteoblastos y/o precursores para promover el anabolismo óseo. Preferentemente, los FGF serán aplicados localmente para estimular el crecimiento óseo periostal. Los factores de crecimiento de fibroblasto preferidos en la practica de la invención son el FGF-1 y el FGF-2, y de una manera más preferente la secuencia completa de FGF-1 (ECGF\beta) y el FGF de los 1-21 (ECGF\alpha).
Los otros objetos, características y ventajas se pondrán de manifiesto por la lectura de la descripción que sigue de formas de realización preferidas de la invención, dados a título de divulgación y que deben tomarse en unión con los dibujos siguientes.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 representa una microfotografía que muestra el crecimiento del nuevo tejido óseo en las calotas craneanas de ratón desnudo, adyacentes a células tumorales WISH.
La figura 2 representa una microfotografía que muestra el crecimiento del nuevo tejido óseo periostal en las calotas craneanas de ratón tras administración de FGF ácido (A) y de FGF básico (B).
La figura 3 muestra los efectos de los FGF ácidos y básicos sobre el crecimiento de las calotas craneanas.
Las figura 4 muestra la cronología del crecimiento óseo en respuesta al aFGF.
La figura 5 muestra la cronología del aFGF sobre la proliferación del periosto y de la diferenciación de los osteoblastos en respuesta al aFGF.
La figura 6 muestra la curva dosis-respuesta de los efectos del aFGF del bFGF sobre el crecimiento óseo de las calotas craneanas.
La figura 7 muestra los efectos de la administración diaria de aFGF sobre la pérdida ósea de la tibia en el caso de ratas ovarioectomizadas.
La figura 8 muestra los efectos de la administración diaria de aFGF sobre la densidad ósea vertebral en el caso de las ratas ovarioectomizadas.
La figura 9 muestra el grado de flúor en el suero tras la administración de metoxiflurano.
La figura 10 muestra los efectos de la administración cíclica de aFGF sobre la densidad ósea en el caso de la rata.
La figura 11 muestra los efectos del aFGF sobre la masa ósea en el caso de ratas ovarioectomizadas.
Descripción de las formas de realización preferidas
Un aspecto preferido de la invención proporciona la utilización de FGF que estimula el crecimiento óseo periostal, útil para el tratamiento de estados patológicos en los cuales la masa ósea es insuficiente o para la reparación de los defectos de tejidos óseos o dentales. La invención es útil para estimular el crecimiento óseo periostal después de la aplicación local para promover un aumento claro de la cantidad de hueso cortical.
La invención engloba la utilización de factores de crecimiento de fibroblasto natural en forma parcialmente purificada así como en forma substancialmente homogénea, así como factores de crecimiento de fibroblasto producido por síntesis o por ingeniería genética, sus fragmentos biológicamente activos, y sus sales y derivados farmacéuticamente aceptables.
Definiciones
"Substancialmente purificado" se utiliza en este caso en el sentido de "substancialmente homogéneo", que se aplican, por definición, a un material de naturaleza proteica sensiblemente exento, en substancia, de compuestos normalmente asociados con el mismo en su estado natural (por ejemplo otras proteínas o péptidos, glúcidos, lípidos). De una manera más preferente, esto significa un polipéptido, que puede estar glicosilado o no glicosilado, caracterizado por un peso molecular único y/o un conjunto múltiple de pesos moleculares, de respuestas cromatográficas y de perfiles de elución, su composición en aminoácidos, su secuencia y su actividad biológica. El hecho de que esté "substancialmente purificado" no excluye que pueda existir en forma de mezclas artificiales o sintéticas con otros compuestos. El término no excluye tampoco la presencia de impurezas que no alteren la actividad biológica y que puedan estar presentes por ejemplo debido a una purificación incompleta o a una mezcla con una preparación farmacéuticamente aceptable.
El término "animal" comprende los mamíferos, tales como el perro, el gato, el caballo, la vaca, el puerco, la rata, el ratón, el mono y los seres humanos.
El término "polipéptido biológicamente activo" significa un polipéptido natural per se, así como sus análogos biológicamente activos, entre los cuales se cuentan los polipéptidos de síntesis y sus análogos, así como las sales naturales y farmacéuticamente aceptables de estos compuestos y sus derivados farmacéuticamente aceptables.
El término "polipéptido biológicamente activo" engloba, igualmente, los fragmentos biológicamente activos de estos compuestos, así como sus análogos de secuencia biológicamente activos. En la naturaleza pueden existir diferentes formas. Estas variaciones pueden estar caracterizadas por diferencias de secuencia nucleotídica del gen estructural que codifica proteínas de función biológica idéntica.
El término "análogo de secuencia biológicamente activo" comprende los análogos naturales y no naturales que presenten substituciones, eliminaciones, adiciones o reemplazamientos -únicos o múltiples- de aminoácidos. Todas estas variaciones, modificaciones y análogos alélicos, conducen a derivados que conservan una o varias de las propiedades biológicas nativas, entran en el ámbito de la invención.
El término "FGF-1" engloba la forma con 154 residuos de los factores de crecimiento FGF-1 ácidos (denominado igualmente ECGF\beta), la forma de los 1-15 y la forma de los 1-21 (denominada igualmente ECGF\alpha). El FGF-1 puede prepararse mediante procedimientos conocidos en la técnica. Preferentemente, el FGF-1 utilizado en la invención se prepara por ingeniería genética, como se ha divulgado en la patente US No 4 868 113.
Para purificar los polipéptidos útiles en la práctica de la invención, bien de fuente naturales, o bien producidos por ingeniería genética, pueden ser empleados procedimientos cromatográficos, por ejemplo en una columna de pequeño diámetro que contenga una resina con granulometría fina bajo presión elevada, para estimular la eficacia de la separación, es decir por cromatografía líquida de alta presión.
La concentración y la eliminación de las sales son etapas corrientes en ciertas técnicas de cromatografía o de separación empleadas en la invención.
La eliminación de las sales es necesaria, generalmente, si se emplea la cromatografía de intercambio de iones u otras técnicas que dependan de la fuerza iónica. Las sales pueden ser eliminadas, por ejemplo, mediante diálisis o filtración sobre gel, o por cromatografía sobre vidrio de porosidad controlada (CVPC).
Igualmente se ha utilizado un cierto número de técnicas de filtración sobre gel y de concentración. Algunos productos del comercio son particularmente útiles. El Sephacryl, el Sephadex y el bio-gel son ejemplos de resinas para filtración sobre gel corrientemente utilizadas para aislar y purificar las proteínas y caracterizar sus propiedades físicas.
La invención comprende la utilización de factores de crecimiento de fibroblastos, preferentemente el FGF-1, el bFGF y nuevas formas de FGF básico aisladas de células WISH, para el tratamiento de las enfermedades óseas asociadas con una reducción de la masa ósea o con un crecimiento óseo deficiente o defectuoso. El FGF ácido y el FGF básico estimulan el crecimiento de las células humanas que tengan el fenotipo de osteoblastos y de sus precursores. En una forma de realización, la invención proporciona un uso para el tratamiento de patologías humanas y animales caracterizadas por un nivel anormalmente bajo de proliferación de las células osteoblásticas.
La administración de los factores de crecimiento de fibroblasto para alcanzar los objetivos terapéuticos de la invención puede hacerse por vía local, parenteral, intravenosa, intramuscular, subcutánea, rectal o por cualquier otro medio apropiado. La posología puede depender de la edad, del peso, del tipo de tratamiento asociado, en caso dado, y de la naturaleza de la patología ósea tratada.
Las composiciones de la invención pueden emplearse por administración de los factores de crecimiento de fibroblastos bajo formas tales como soluciones líquidas, suspensiones, elixires o formas líquidas estériles. Los vectores apropiados son diluyentes o agentes de carga, medios acuosos estériles y diferentes disolventes orgánicos no tóxicos. Las composiciones pueden formularse en forma de polvos, soluciones o suspensiones acuosas, soluciones inyectables, elixires, jarabes u otros compuestos de este tipo y pueden contener uno o varios agentes estabilizantes tales como la seroalbúmina humana, sucrosas (con inclusión, sin carácter limitativo, de los glicosaminoglicanos tales como la heparina o fragmentos de heparina) o aminoácidos, agentes antibacterianos y conservantes, con el fin de dar una preparación farmacéuticamente aceptable. Se utiliza preferentemente cualquier portador de carga inerte, por ejemplo una solución salina isotónica, una solución salina en tampón fosfato, o cualquier otro portador de carga en el que los factores utilizados en la invención tengan propiedades de solubilidad adecuadas. Portadores de carga tales como el polvo de hueso desvitalizado, la hidroxiapatita o una cola a base de fibrina pueden utilizarse igualmente en la práctica de la invención.
El portador de carga particular y la relación entre compuesto activo/portador de carga se determinan mediante la solubilidad y las propiedades químicas de los factores proteicos, el modo de administración elegido y la práctica farmacéutica usual. Para la administración parenteral, se pueden emplear soluciones o suspensiones de estos factores en soluciones hidro-alcohólicas o en aceite de sésamo o de cacahuete o soluciones acuosas de sales solubles farmacéuticamente aceptables.
La posología a retener para la puesta en práctica de la invención es la que asegura una respuesta terapéutica máxima hasta que se obtenga una mejoría y, como consecuencia, el nivel mínimo de eficacia que aporta una mejoría. Las dosis pueden variar en función de la edad, de la severidad del ataque, del peso corporal y de otras condiciones del paciente, pero en general son del orden de 0,1 mg/kg hasta 500 mg/kg aproximadamente, preferentemente desde 1 mg/kg hasta 250 mg/kg aproximadamente, y de una manera más preferente desde 5 mg/kg hasta 100 mg/kg aproximadamente en forma inyectable; las dosis pueden fraccionarse, evidentemente. Con otras formas de administración, se administrarán dosis equivalentes o ajustadas en función de la vía de administración.
Los ejemplos siguientes describen el aislamiento, la purificación y la medida de la actividad biológica de los factores de crecimiento de fibroblasto y su utilización como agentes terapéuticos para la prevención y el tratamiento de las patologías óseas y lesiones óseas.
Ejemplo 1 Media de efectos proliferantes de los factores de crecimiento de los fibroblastos sobre células de osteosarcoma y células osteoblastícas
Los efectos proliferantes de los factores de crecimiento de fibroblasto sobre células de osteosarcoma humano MG-63 y células óseas MC3T3 se han evaluado mediante la medición de la incorporación de timidina tratada con el ADN celular.
Células de osteosarcoma humano MG-63, obtenidas de la American Type Culture Collection (Rockville, MD), se cultivan en un medio mínimo de Eagle (EMEM) suplementado con un 10% de suero de ternera fetal (SBF). Se cultivan osteoblastos murinos MC-3T3EI, proporcionados por el Dr. T. Suda (Universidad Showa, Tokyo), en un medio de Eagle modificado alfa (MEM\alpha) suplementado con un 10% de SBF. Todos los cultivos se mantienen a 37ºC, en atmósfera humidificada al 5% de CO_{2} en aire.
Las células MG-63 y MC3T3 se siembran a una densidad de 5x10^{3} células/ 100 \mul/pocillo en placas de 96 pocillos en medio EMEM o MEM\alpha, respectivamente, suplementado con un 10% de SBF. Tras la incubación durante 18 hasta 24 horas aproximadamente, las células se lavan con 200 \mul/pocillo de solución salina de tampón fosfato (PBS), antes de añadir 50 \mul/pocillo de una solución al 0,1% de SAP en EMEM o en MEM\alpha, sin suero, y 50 \mul/pocillo de una muestra que contiene él o los factores de crecimiento diluidos en 0,1% de SAP en DMEM/F12. Se añaden testigos basales (50 \mul/pocillo de 0,1% de SAP en DMEM/F12 50/50) así como testigos positivos (50 \mul/pocillo de 20% de SBF en DMEM/F12 50/50) a cada placa, paralelamente a la muestra de ensayo. Aproximadamente 44 horas después de la adición de la muestra y de los testigos, las células son marcadas con 1 \muCi/pocillo de [metil-^{3}H]-timidina durante 4 horas. Al cabo de 4 horas, las células son recolectadas y enjuagadas sobre discos de papel de filtro por medio de un recolector de células PHD (Cambridge Technology, Watertown, MA). Se mide la radioactividad retenida sobre los filtros (cpm) con un contador de escintilación líquido (Beckman, Fullerton, CA).
La actividad proliferante de cada muestra (tratada en doble ejemplar) se expresa en porcentaje de la estimulación de la incorporación de ^{3}H-timidina causada por el testigo positivo, según la fórmula:
\frac{\text{cpm de muestra - cpm de testigo basal}}{\text{cpm de muestra positiva - cpm de testigo basal}} x 100
Ejemplo 2 Purificación de la actividad biológica del bFGF forma larga aislada de células WISH A. Crecimiento del tumor in vivo
Se han inyectado células amióticas tumorales humanas (2x10^{7}) en la pata trasera derecha, en la zona de la diáfisis femoral, de catorce ratones desnudos macho con una edad de 4 semanas. Los tumores sólidos son aislados de los animales al cabo de 3 a 5 semanas. En este momento, es visible un nuevo crecimiento óseo, en el plano radiológico e histológico. En el caso de 10 ratones, el tumor está adherido fuertemente a la superficie ósea y todos presentan un nuevo crecimiento óseo. El nuevo crecimiento óseo puede reconocerse fácilmente por la estructura "en forma de azúcar mojada" (y no laminar) del tejido óseo e importante sobre las superficies óseas periostales adyacentes a la masa tumoral. El tumor sólido es resecado del hueso y congelado inmediatamente en nitrógeno líquido, para una purificación ulterior de las proteínas. Mediante la histomorfometría cuantitativa, las células (1x10^{7} células en 0,2 ml de PBS) son inyectadas por vía subcutánea sobre las calotas craneanas de los ratones desnudos (n=8). Los animales son sacrificados al cabo de 2 semanas. En el caso de seis animales, el tumor está fuertemente adherido a la superficie ósea. Los procedimientos histológicos de preparación de las muestras óseas se han descrito en el ejemplo 3 siguiente. Se ha observado un nuevo crecimiento óseo importante sobre las calotas craneanas de estos animales (figura 1) y la superficie de la sección transversal de las calotas craneanas se ve aumentada en 96 \pm 37 (ET)%.
B. Aislamiento y purificación del bFGF forma larga
Se han pulverizado veinticinco gramos de tumor sólido aislado de los fémures de ratones portadores de tumor, en nitrógeno líquido y el triturado se ha extraído por agitación a 4ºC durante 72 horas en 125 ml de tampón de extracción que contiene 10 mM de EDTA, 50 mM de Tris-HCl pH 7,0, 1,5 M de NaCl, 25 mM de benzamidina, 1 \mug/ml (cada uno) de leupeptina y de aprotinina y 1 mM de PMSF (disueltos en 100% de isopropanol), ajustado a un pH final de 7,0. Al cabo de 72 horas, el extracto ha sido centrifugado a 6.000 revoluciones por minuto durante 20 minutos a 4ºC. El sobrenadante ha sido tomado y congelado a -70ºC.
Se ha efectuado una segunda extracción del precipitado insoluble de la extracción inicial en el mismo tampón añadiéndose 250 ml de tampón de extracción fresco al culote y agitándose la mezcla a 4ºC durante 24 horas más. Al cabo de este período, el extracto ha sido centrifugado a 6.000 revoluciones por minuto durante 20 minutos a 4ºC. Los sobrenadantes de la primera y de la segunda extracción se reúnen y se centrifugan a elevada velocidad a 15.000 g durante 1 hora a 4ºC. El sobrenadante se elimina y se dializa contra un tampón Tris-HCl 10 mM, NaCl 0,1 M, pH 7,0. La concentración de proteínas se ha determinado mediante la absorbancia a 280 y 260 nm.
Se rellena una columna de 4,8 x 30 cm con Sepharose CL-6B heparina y se ha equilibrado con tampón de NaCl, 0,1 M, Tris-HCl 10 mM, pH 7. El extracto final (aproximadamente 200 ml) se ha depositado sobre la columna. La columna se ha lavado con el mismo tampón y se ha eluído con un gradiente lineal desde 0,4 M hasta 3,0 M de NaCl. Se han recogido fracciones de 12 ml. Se han sometido alícuotas de cada fracción a los ensayos de proliferación de células MG-63 y MC3T3 descritos en el ejemplo 1. Las fracciones que contienen la actividad que estimula la proliferación de MG-63 eluyen a 1,5 M de NaCl y son cromatografiadas de nuevo sobre Sepharose-heparina en las mismas condiciones. Las fracciones que contienen la actividad que estimula la proliferación de MG-63 eluyen a 1,8 M de NaCl. Estas fracciones (34-44) se reúnen, se combinan con 0,05% de CHAPS ((3-[(3-cloroamidopropil)dimetilamonio]-1-propanosulfonato; detergente anfótero ligero) y se han dializado contra fosfato de sodio 50 mM, pH 6,0, 0,05% de CHAPS. El dializado se ha cromatografiado sobre una columna de MonoS FPLC con un gradiente que va desde 0 hasta 1,0 M de NaCl en 50 mM de fosfato de sodio a pH 6,0, 0,05% de CHAPS. Se han recogido fracciones de 0,8 ml. Las fracciones positivas para la actividad MG-63 (26-32) se han reunido y se han inyectado en una columna de HPLC C4 o C18 y se han cromatografiado con un gradiente desde 7% hasta 63% de acetonitrilo en 0,1% de TFA. Para las medidas de la actividad biológica, se ha hecho pasar un 10% del producto a través de una columna de HPLC en fase inversa C18 y las fracciones se han recogido en una solución neutralizante (bicarbonato de amonio 24 mM a pH 8, SAB 0,1%, heparina 2 \mug/ml y CHAPS 0,01%). La proteína que eluye al 37% de acetonitrilo se somete a un análisis mediante SDS-PAGE (gel al 15%) y se ha transferido sobre una membrana de nitrocelulosa (0,45 \mum, Schleicher & Schuell, Keene, NH). La secuencia de aminoácidos se obtiene por el método de Edman automatizado, por medio de un secuenciador de proteínas Applied Biosystems modelo 477A equipado con un analizador PTH modelo 120A.
La secuencia de aminoácidos del polipéptido aislado y purificado de las células WISH es similar, pero no idéntica, a la del bFGF. La nueva secuencia parece que define una forma extendida de FGF básico hasta ahora desconocida, que tiene la secuencia suplementaria de aminoácidos GSRPGAGT (SEQ. ID Nº: 1) que prolonga la extremidad N-terminal MAAGSIT (SEQ. ID Nº: 2) de la forma de 18 kD conocida del bFGF.
Ejemplo 3 Medida in vivo de los efectos de los polipéptidos sobre el crecimiento óseo
Los efectos de los factores polipeptídicos sobre el crecimiento óseo han sido ensayados en el caso de ratones blancos Swiss ICR machos, con una edad de 4 a 6 semanas y que pesan de 13 a 26 g, por grupos de 4-5 animales. El polipéptido o un excipiente testigo ha sido inyectado en el tejido subcutáneo que recubre la cara derecha de la calota craneana de ratones normales. Entre los polipéptidos ensayados figuran el extracto bruto de tumores WISH que contiene el bFGF de secuencia extendida, aislado como se ha descrito en el ejemplo 2, el FGF básico y el FGF-1, que comprende el FGF ácido. Estas proteínas de ensayo han sido inyectadas solas o con heparina.
Salvo indicación en contra, el excipiente testigo es PBS suplementado con un 1% de SAB. La heparina ha sido administrada a la dosis de 50 unidades/ml. Los animales se han sacrificado el decimocuarto día (J14) y se ha medido en crecimiento óseo por histomorfometría.
Las muestras óseas para cuantificación son desembarazadas de los tejidos adyacentes y fijadas en una solución al 10% de formol tamponado durante 24 hasta 48 horas, se han descalcificado en una solución al 14% de EDTA durante 1 a 3 semanas, se han tratado con alcoholes de diferentes grados e incluso con parafina. Se han preparado cortes de 3 \mum de las calotas craneanas y de los fémures. Los cortes representativos han sido seleccionados para evaluación histomorfométrica de los efectos de los tumores, extractos tumorales o factores de crecimiento de fibroblastos, entre los que se encuentran el FGF ácido o básico, sobre la formación ósea y la resorción ósea. Los cortes se han medido con ayuda de una cámara clara para trazar directamente la imagen microscópica sobre una tabla de numeración. Los cambios óseos han sido medidos sobre cortes a intervalos de 200 \mum, sobre cuatro campos adyacentes de 1x1 mm sobre los lados inyectados y no inyectados de las calotas craneanas. El hueso neoformado está señalado por su estructura "en forma de azúcar mojada", y no laminar, y los osteoclastos y los osteoblastos están definidos por su morfologías distintiva. Un programa lógico de histomorfometría (Osteomeasure, Osteometrix Inc., Atlanta) ha sido utilizado para tratar las entradas del numerizador con el fin de determinar el número de células y los perímetros o zonas características.
Con el fin de identificar si la mineralización del tejido óseo formado de nuevo se ha llevado a cabo normalmente, se han tomado también muestras óseas de calota craneana tras administración de dos dosis de tetraciclina (25 mg/kg i.p.) a los animales. La tetraciclina se deposita en los puntos de crecimiento óseo activo y actúa como un marcador hístico cronológico para calcular las velocidades de crecimiento óseo y evaluar la mineralización. Estas muestras óseas han sido fijadas como se ha descrito precedentemente, se han tratado con alcoholes de diferentes grados y se han incrustado, no descalcificados, en una materia plástica a base de metacrilato para preservar los marcadores de tetraciclina. Se han efectuado cortes a intervalos regulares de 5 \mum y se han evaluado para determinar el grado de mineralización y la captura de la tetraciclina. Los resultados de estas experiencias están descritos en el ejemplo 4.
Ejemplo 4 Medida in vivo de los efectos de los factores de crecimiento de fibroblastos sobre el crecimiento óseo
Los efectos de los factores polipeptídicos sobre el crecimiento óseo se han ensayado en el caso de ratones blancos Swiss ICR machos, con una edad de 4 a 6 semanas y que pesan de 13 a 26 gramos, por grupos de 4 - 5 animales. El polipéptido o un excipiente testigo se han inyectado en el tejido subcutáneo que recubre la calota craneana de ratones normales. Entre los polipéptidos ensayados figuran el bFGF con secuencia extendida, aislado de células WISH como se ha descrito en el ejemplo 2, el FGF-1 de secuencia completa (155 residuos) y el FGF básico. Estas proteínas de ensayo han sido inyectadas solas o con heparina.
En una experiencia, el excipiente testigo es PBS suplementado con un 1% de SAB. La heparina ha sido administrada a la dosis de 50 unidades/ml. La tabla I resume los resultados de cuatro inyecciones (cuando estén incluidas) por día, durante 3 días, de excipiente solo, de excipiente suplementado con heparina, de 5 \mug de IGF-1 o de IGF-2, de 1 \mug de aFGF^{1} con heparina, y extracto bruto de las extracciones primera ("WISH bruto") y segunda ("WISH parcialmente purificado") de células WISH. Los animales han sido sacrificados el día decimocuarto y se ha medido el crecimiento óseo por histomorfometría.
^{1}Todas las experiencias que recurren al aFGF o al FGF-1 utilizan la forma con 154 aminoácidos de la proteína, igualmente denominada ECGF\beta. Los términos aFGF y FGF-1 se han utilizado de manera intercambiable en toda esta solicitud y en las figuras que la acompañan.
1
Como muestra la tabla I, el FGF-1 inyectado con la heparina en las calotas craneanas de ratones ha podido inducir un nuevo crecimiento óseo periostatal. En este experimento, ningún otro tratamiento ha producido un nuevo crecimiento óseo significativo con relación al testigo. La actividad proliferante de los extractos WISH inyectados, administrados en ausencia de heparina, es equivalente, probablemente, a solo 10-100 ng de FGF. No se ha observado ningún signo de aumento de la resorción ósea en los grupos tratados.
Con el fin de examinar de manera profunda el efecto de los FGF sobre el crecimiento óseo y el efecto de la heparina sobre la estimulación del crecimiento óseo, se ha administrado 1 \mug de FGF-1 o de bFGF en presencia o en ausencia de heparina, en un volumen de 10 \mul, a ratones blancos Swiss ICR machos, con una edad de 4 a 6 semanas (5 para cada grupo de tratamiento) por inyección en la calota craneana 4 veces por día durante 3 días. El excipiente testigo es SAB al 0,1% en PBS. La heparina ha sido administrada a la dosis de 50 unidades/ml. Se ha administrado demeclociclina (25 mg/kg) por vía IP los días cuarto, octavo y decimosegundo para calcular las velocidades de crecimiento óseo y evaluar la mineralización.
Los animales han sido sacrificados el día decimocuarto y se ha descalcificado la mitad posterior de la calota craneana y se ha incrustado en parafina. La mitad anterior de la calota craneana, las metafisis de las tibias y de los fémures y las vértebras lumbares son incrustadas, no descalcificadas, en plástico. Los ratones que reciben el aFGF y el bFGF muestran un nuevo crecimiento óseo importante en la superficie de la calota craneana (figura 2). No se ha detectado ningún efecto en las metafisis femorales ni en las vértebras. El nuevo tejido óseo se forma en las capas superficiales formadas más recientemente. Este está bien mineralizado y muestra una captura difusa de marcadores de democlociclina, típica del hueso "en forma de azúcar mojada".
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(Tabla pasa a página siguiente)
2
La tabla II y la figura 3 muestran que el aFGF y el bFGF estimulan, ambos, el crecimiento del nuevo tejido óseo, aumentan la superficie de los osteoblastos, la superficie ósea pereoesteral y la superficie ósea total, tanto en presencia como en ausencia de heparina. Sin embargo, el aumento del nuevo tejido óseo bajo la calota craneana (% de nuevo tejido óseo endostal) inducido por el bFGF queda inhibido por la heparina (figura 3).
Se ha estudiado la evolución cronológica de los cambios óseos tras estimulación mediante inyección de 1 \mug de FGR ácido con heparina. El esquema experimental es el mismo que el que ha sido descrito anteriormente, con excepción de que 8 animales reciben la inyección cada vez. Cuatro reciben el excipiente solo y cuatro el FGF-1 y la heparina. Los animales son sacrificados los días tercero, séptimo, decimocuarto, vigésimo primero y trigésimo sexto y se han medido los cambios a dos niveles, distanciados al menos en 200 \mum.
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(Tabla pasa a página siguiente)
3
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Como muestra la tabla III, el FGF-1 entraña una estimulación sostenida del crecimiento óseo durante 21 días tras un período de tratamiento inicial de 3 días (figura 4). La respuesta inicial es una proliferación celular, sin que se produzcan la diferenciación de los osteoblastos ni la formación de matriz más que al cabo de los 3 días de tratamiento (figura 5). No se ha observado ningún signo de estimulación de la formación de osteoclastos, independientemente del período considerado.
La relación dosis-respuesta de los cambios óseos al cabo de cuatro días de estimulación diaria mediante inyección de 0,5, de 5, de 50 y de 500 ng/inyección de FGF-1 o de FGF básico, con o sin heparina (50 U/ml), ha sido igualmente determinada. Cada grupo de tratamiento comprende 4 ratones blancos Swiss ICR machos, con una edad de 4 a 6 semanas. Como testigos sirven catorce animales, 7 reciben el excipiente solo (PBS + 0,1% de SAB) y 7 reciben el excipiente con la heparina.
Los animales son sacrificados el decimocuarto día y las calotas craneanas se han preparado como se ha descrito anteriormente. La figura 6 muestra que el FGF ácido y el FGF básico son, ambos, activos in vivo, a cantidades del orden del nanogramo. Aún cuando las respuestas óseas permanezcan inalteradas para la heparina administrada sola, la heparina refuerza los efectos del aFGF y del bFGF, en particular en el lado no inyectado de la calota craneana.
La figura 2 muestra que el FGF-1 y el bFGF producen, ambos, un crecimiento importante del nuevo tejido óseo "en forma de azúcar mojada" en la superficie periostal superior que se mineraliza rápidamente. El bFGF produce un aumento máximo de más del 100% del espesor de la calota craneana del lado inyectado e induce, igualmente, un nuevo crecimiento óseo bajo la calota craneana. La heparina aumenta el efecto del aFGF. Ni el aFGF ni el bFGF aumentan la resorción ósea ni el número de osteoclastos. En un estudio cinético y de dosis-respuesta, el aFGF y la heparina han producido una respuesta fibroblástica inicial vigorosa, pero transitoria. Una proliferación de los fibroblastos es visible desde los días tercero hasta vigésimo primero. El día trigésimo sexto, la superficie periostal superior recubierta con osteoblastos había retornado a la normal y el tejido óseo más recientemente formado era claramente laminar. Los efectos dependían de la dosis, con una respuesta máxima a 50 ng/inyección.
Ejemplo 5 Efectos in vivo de la administración sistémica de FGF1 en el caso de la rata ovarioectomizada
La rata ovarioectomizada es un modelo animal reconocido para estudiar la osteoporosis humana relacionada con la menopausia. Con el fin de evaluar los efectos de la administración sistémica de aFGF sobre los tejidos óseos en un modelo animal de pérdida ósea aguda relacionada con una deficiencia estrogénica comparable a la que se observa en el caso de la mujer menopáusica, se seudo-operan ratas Sprague-Dawley (250 g) o son ovarioectomizadas quirúrgicamente. Al cabo de siete días desde la intervención, las ratas reciben el excipiente (PBS), el aFGF (0,2 mg/kg i.v. por la vena caudal) o estrógenos (160 \mug/kg s.c.) durante 28 días. Todas las inyecciones son efectuadas bajo anestesia con metoxiflurano. Antes de la finalización, todos los animales reciben dosis única de tetraciclina y de demeclociclina para evaluar la formación y la mineralización óseas. Se toman las tibias y las vértebras lumbares, se fijan y se tratan (descalcificadas y no descalcificadas) para la evaluación histomorfométrica.
La superficie del hueso esponjoso (expresada en % de la superficie hística) se cuantifica sobre cortes descalcificados de metafisis de las tibias y de las vértebras lumbares. Con relación a las ratas ovarioectomizadas que han recibido el excipiente, la superficie ósea en la zona de la espongiosis secundaria de la tibia está significativamente aumentada en el caso de las ratas seudo-operadas que habían recibido el excipiente o el aFGF y en el caso de las ratas ovarioectomizadas que habían recibido el FGF-1 o los estrógenos (figura 7). Cambios similares, pero no significativos, se han observado en la vértebras lumbares (figura 8). Estos datos muestran que el FGF-1 bloquea, en la espongiosis secundaria, la pérdida de hueso esponjoso asociada con la deficiencia de estrógenos. Además, el crecimiento óseo periostático está aumentado en el caso de los animales seudo-operados que habían recibido el FGF-1.
La evaluación cuantitativa de los cortes de tibia y de vértebras revela que la inyección diaria de aFGF induce el crecimiento de hueso "en forma de azúcar mojado", en las vértebras, la diáfisis de la tibia y la epífisis de la tibia. La evaluación de los cortes no descalcificados revela que el aFGF produce tejido óseo nuevo que está poco mineralizado. Este defecto de mineralización resulta probablemente de la acumulación de flúor debido a la exposición diaria a un gas anestésico que contiene flúor. Esto ha sido confirmado por el aumento de los grados séricos de flúor observado en el caso de estos animales (figura 9).
Con el fin de determinar la respuesta del esqueleto a la administración sistémica cíclica de FGF-1, se han seudo-operado o se han ovarioectomizado quirúrgicamente ratas Sprague-Dawley de 250 g y reciben el excipiente o el FGF-1, comenzándose 2 meses después de la intervención. El tratamiento se inicia 2 meses después de la intervención puesto que al final de este período, aproximadamente se ha perdido el 50% del hueso esponjoso en las metafisis de la tibia como respuesta a la deficiencia de estrógenos. Las ratas reciben inyecciones diarias de excipiente o de FGF-1 (0,5 mg/kg/día i.v.) durante 3 días, seguidos de 6 días sin tratamiento. Este régimen se repite tres veces. Los animales son sacrificados el vigésimo octavo día. Antes de la eutanasia, les son administradas dosis únicas de tetraciclina y de demeclociclina. Las tibias, los fémures y las vértebras lumbares son tomados para análisis histomorfométrico y análisis por absortiometría de los rayos X con doble energía (DEXA).
La densidad mineral ósea (DMO), criterio para la evaluación de la masa ósea, se mide con un aparato DEXA Lunar. Se aumenta la DMO en las metafisis de las tibias, las vértebras lumbares y los fémures de las ratas tratadas con aFGF, en comparación con el grupo tratado con el excipiente (figura 10). Estos datos están corroborados por los aumentos de superficie del hueso esponjoso, determinados por histomorfometría en las metafisis de las tibias y de los fémures en el caso de las ratas que habían recibido el FGF-1 (figura 11). La evaluación cualitativa revela que la administración sistémica cíclica de FGF-1 induce un cierto crecimiento de hueso "en forma de azúcar mojado" en las metafisis de los huesos largos, pero no en las vértebras ni en las epífisis de las tibias. La evaluación del marcado mediante la tetraciclina revela que el nuevo tejido óseo formado como respuesta al aFGF está normalmente mineralizado. Los grados séricos de flúor no están aumentados en el caso de estos animales. Estos datos muestran que el aFGF puede mantener y aumentar la masa ósea en un modelo de osteopenia estable y evolutivo.
Ejemplo 6 Efectos de la administración sistémica de FGF-1 en el caso de la rata ovarioectomizada de edad avanzada
La osteoporosis post-menopáusica estable es una enfermedad caracterizada por una reducción de la masa ósea esponjosa y del hueso cortical, una baja renovación ósea y una reducción de la conectividad del hueso esponjoso de las vértebras. Para evaluar los efectos potenciales del FGF-1 sobre estas alteraciones, se ha administrado FGF-1 por vía general durante 28 días a ratas ovarioectomizadas de edad avanzada, modelo animal de osteofenia cortical y esponjosa estable, de baja renovación ósea y de conectividad reducida del hueso esponjoso de las vértebras. Ocho ratas Sprague-Dawley con una edad de 10 meses, exrreproductoras, han sido seudo-operadas u ovarioectomizadas quirúrgicamente. Seis meses después de la intervención, se ha administrado el excipiente o el FGF-1 (0,2 mg/kg/día i.v.) a las ratas ovarioectomizadas. Los animales seudo-operados reciben solo el excipiente. Todas las inyecciones son efectuadas bajo anestesia con isofluorano. La mitad de los animales, en cada grupo de tratamiento, es sacrificado al cabo de 28 días de tratamiento. La otra mitad se guarda durante otros 28 días, sin tratamiento, con el fin de determinar las consecuencias a largo plazo de la administración del FGF-1. Antes de la eutanasia, todos los animales reciben 2 inyecciones de verde de calceína como marcador hístico cronológico para calcular las velocidades de crecimiento óseo. Los fémures, las tibias y las vértebras lumbares se toman para DEXA y para el análisis histomorfométrico, como se ha descrito ya anteriormente en el ejemplo 5. Para efectuar los análisis biomecánicos, las vértebras lumbares aisladas son comprimidas en una máquina para el ensayo de materiales, con una fuerza de compresión constante, hasta la rotura. Se produce la rotura en el momento en que la curva de deformación en función de la carga cae tras haber alcanzado la fuerza de compresión máxima.
El análisis por DEXA muestra que la administración de FGF-1 entraña un aumento pequeño, pero no significativo, de la densidad mineral ósea en el fémur, la tibia y las vértebras el vigésimo octavo día. En los huesos largos, este aumento es evidente al nivel de las diáfisis y de las metafisis, lo que indica un aumento de la masa de hueso esponjoso y de hueso cortical. La conectividad del hueso esponjoso de las vértebras tiene todas las posibilidades de aumentar, en el caso de las ratas tratadas con el FGF-1, el vigésimo octavo y el quincuagésimo sexto días. Estos cambios se traducen en un aumento de la fuerza de compresión vertebral en las vértebras de las ratas tratadas con el FGF-1. Estos datos indican que la administración sistémica de FGF-1 aumenta la masa ósea cortical y esponjosa y aumenta la conectividad y la solidez del hueso esponjoso de las vértebras en un modelo animal de osteoporosis establecido relacionado con la menopausia.
El experto en la técnica verá fácilmente que la invención está adaptada perfectamente para realizar los objetos y obtener los resultados y ventajas mencionados, así como los que le son inherentes. Los péptidos, anticuerpos, procedimientos, métodos y técnicas descritos aquí se han indicado como representativos de las formas de realización preferidas.
(1) Información general:
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(i)
Solicitante:
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Nombre: Osteosa, Inc.
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Calle: 2040 Babcock Road, Suite 201
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Ciudad: San Antonio
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Estado: Tejas
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País: USA
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Código Postal: 78229
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(i)
Solicitante:
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Nombre: Rhone-Poulenc Rorer Pharmaceuticals Inc.
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Calle: 500 Arcola Road
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Ciudad: Collegeville
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Estado: Pensilvania
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País: USA
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Código Postal: 19426
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(i)
Solicitante:
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Nombre: Dunstan, Colin R.
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Calle: 6359 Tally Gate
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Ciudad: San Antonio
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Estado: Tejas
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País: USA
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Código Postal: 78240
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(i)
Solicitante:
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Nombre: Izbicka, Elzbieta
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Calle: 7738 Apple Green
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Ciudad: San Antonio
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Estado: Tejas
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País: USA
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Código Postal: 78240
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(i)
Solicitante:
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Nombre: Mundy, Gregory R.
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Calle: 3719 Morgan's Creek
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Ciudad: San Antonio
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Estado: Tejas
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País: USA
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Código Postal: 78230
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(i)
Solicitante:
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Nombre: Burgess, Wilson
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Calle: 13 Cedar Avenue
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Ciudad: Gaithersburg
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Estado: Mariland
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País: USA
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Código Postal: 20877
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(i)
Solicitante:
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Nombre: Jaye, Michael C.
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Calle: 142 North Lynwood Avenue
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Ciudad: Glenside
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Estado: Pensilvania
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País: USA
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Código Postal: 19038
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(ii)
Título de la invención: Utilización de factores de crecimiento de fibroblastos para estimular el crecimiento óseo
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(iii)
Número de secuencias: 2
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(iv)
Dirección para correspondencia:
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(A)
Destinatario: Rhone-Poulenc Rorer Inc.
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(B)
Calle: 500 Arcola Road, 3c43
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(C)
Ciudad: Collegeville
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(D)
Estado: Pensilvania
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(E)
País: USA
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(F)
Código postal: 19426
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(v)
Formulario legible por ordenador:
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(A)
Tipo de soporte: floppy disk
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(B)
Ordenador: Mmacintosh
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(C)
Sistema de explotación: Sistema 7.1
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(D)
Programa: Word 5.0 (PatentIn)
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(vi)
Datos de la presente solicitud:
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(A)
Número de solicitud: PCT
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(B)
Fecha de depósito:
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(C)
Clasificación:
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(vii)
Datos relativos a la prioridad de la presente solicitud:
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(A)
Número de solicitud: U.S. 08/207,985
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(B)
Fecha de presentación: 08 marzo 1994
\vskip0.800000\baselineskip
(viii)
Informaciones relativas al mandatario/agente:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
Nombre: Goodman, Rosanne
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
Número de registro: 32,534
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
Referencia/expediente: A1325-WO
\vskip0.800000\baselineskip
(ix)
Informaciones para telecomunicación:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
Teléfono: (610) 454-3817
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
Telefax: (610) 454-3808
\vskip1.000000\baselineskip
(2) Informaciones relativas a la SEQ ID NO 1:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
Características de la secuencia:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
Longitud: 8 aminoácidos
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
Tipo: aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
Topología: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
Tipo de molécula: péptido
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
Hipotético: no
\vskip0.800000\baselineskip
(v)
Tipo de fragmento: N-terminal
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
Descripción de la secuencia: SEQ ID NO1:
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Gly Ser Arg Pro Gly Ala Gly Thr}
\vskip1.000000\baselineskip
(2) Informaciones relativas a la SEQ ID NO2:
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
Características de la secuencia:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
Longitud: 7 aminoácidos
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
Tipo: aminoácido
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
Topología: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
Tipo de molécula: péptido
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
Hipotético: no
\vskip0.800000\baselineskip
(v)
Tipo de fragmento: N-terminal
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
Descripción de la secuencia: SEQ ID NO2:
\vskip1.000000\baselineskip
\sa{Met Ala Ala Gly Ser Ile Thr}

Claims (6)

1. Utilización de un factor de crecimiento de los fibroblastos humanos para la fabricación de un medicamento destinado a mejorar la osificación periostática.
2. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque el factor de crecimiento de los fibroblastos humanos es el FGF-1.
3. Utilización según la reivindicación 2, caracterizada porque dicho FGF-1 se elige entre el ECGF\alpha, el aFGF y el ECGF\beta.
4. Utilización según la reivindicación 3, caracterizada porque dicho FGF-1 es el ECGF\alpha.
5. Utilización según la reivindicación 3, caracterizada porque el FGF-1 es el FGF-1 de longitud total.
6. Utilización según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el medicamento comprende heparina o fragmentos de heparina.
ES95914690T 1994-03-08 1995-03-06 Utilizacion de factores de crecimiento de fibroblasto para estimular el crecimiento oseo. Expired - Lifetime ES2225840T3 (es)

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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3639593B2 (ja) * 1993-05-31 2005-04-20 科研製薬株式会社 塩基性線維芽細胞増殖因子含有架橋ゼラチンゲル製剤
US5656598A (en) * 1994-03-08 1997-08-12 Rhone-Poulenc Rorer Pharmaceuticals Inc. Use of fibroblast growth factors to stimulate bone growth
EP0800530A4 (en) * 1994-07-20 1998-12-02 Celtrix Pharma IGF / IGFBP COMPLEX FOR PROMOTING BONE TRAINING AND REGULATING BONE REMODELING
US6008208A (en) 1995-10-23 1999-12-28 Osteoscreen, Inc. Compositions and methods for treating bone deficit conditions
US6221854B1 (en) * 1996-03-05 2001-04-24 Orquest, Inc. Method of promoting bone growth with hyaluronic acid and growth factors
US6649631B1 (en) 1997-10-23 2003-11-18 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Compositions and methods for treating bone deficit conditions
US6274712B1 (en) 1997-12-23 2001-08-14 3-Dimensional Pharmaceuticals, Inc. Analogs of human basic fibroblast growth factor mutated at one or more of the positions glutamute 89, aspartate 101 or leucine 137
US5929051A (en) * 1998-05-13 1999-07-27 Carrington Laboratories, Inc. Aloe pectins
US7022683B1 (en) 1998-05-13 2006-04-04 Carrington Laboratories, Inc. Pharmacological compositions comprising pectins having high molecular weights and low degrees of methoxylation
US6313103B1 (en) 1998-05-13 2001-11-06 Carrington Laboratories, Inc. Pectic substance as a growth factor stabilizer
US6462019B1 (en) 1998-07-10 2002-10-08 Osteoscreen, Inc. Inhibitors of proteasomal activity and production for stimulating bone growth
US6838436B1 (en) 1998-07-10 2005-01-04 Osteoscreen Inc. Inhibitors of proteasomal activity for stimulating bone growth
US6902721B1 (en) 1998-07-10 2005-06-07 Osteoscreen, Inc. Inhibitors of proteasomal activity for stimulating bone growth
DK1112095T3 (da) * 1998-09-11 2003-03-17 Michael Dr Raschke Biologisk aktive implantater
US7494669B2 (en) 2001-02-28 2009-02-24 Carrington Laboratories, Inc. Delivery of physiological agents with in-situ gels comprising anionic polysaccharides
IL149562A0 (en) 2002-05-09 2002-11-10 Prochon Ltd Fgf variants and methods for use thereof
EP1613267A2 (en) * 2003-03-27 2006-01-11 Children's Hospital Medical Center Use of fgf- 18 protein, target proteins and their respective encoding nucleotide sequences to induce cartilage formation
US7067123B2 (en) * 2003-04-29 2006-06-27 Musculoskeletal Transplant Foundation Glue for cartilage repair
US7901457B2 (en) 2003-05-16 2011-03-08 Musculoskeletal Transplant Foundation Cartilage allograft plug
US20050244451A1 (en) * 2004-05-03 2005-11-03 Robert Diaz Method and device for reducing susceptibility to fractures in vertebral bodies
US20050244499A1 (en) * 2004-05-03 2005-11-03 Robert Diaz Method and device for reducing susceptibility to fractures in long bones
US8697139B2 (en) 2004-09-21 2014-04-15 Frank M. Phillips Method of intervertebral disc treatment using articular chondrocyte cells
US7837740B2 (en) 2007-01-24 2010-11-23 Musculoskeletal Transplant Foundation Two piece cancellous construct for cartilage repair
US20060089642A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Diaz Robert L Prefracture spinal implant for osteoporotic unfractured bone
US7815926B2 (en) * 2005-07-11 2010-10-19 Musculoskeletal Transplant Foundation Implant for articular cartilage repair
JP2009508596A (ja) 2005-09-19 2009-03-05 ヒストジェニックス コーポレイション 細胞支持基材及びその調製方法
CA2649729A1 (en) * 2006-04-17 2007-10-25 Hepacore Ltd. Methods for bone regeneration using endothelial progenitor cell preparations
US8207115B2 (en) * 2006-08-25 2012-06-26 Ares Trading S.A. Treatment of cartilage disorders with FGF-18
EP2083846B1 (en) * 2006-09-28 2015-07-15 Hepacore Ltd. N-terminal fgf variants having increased receptor selectivity and uses thereof
US8435551B2 (en) 2007-03-06 2013-05-07 Musculoskeletal Transplant Foundation Cancellous construct with support ring for repair of osteochondral defects
US8685107B2 (en) 2007-07-03 2014-04-01 Histogenics Corporation Double-structured tissue implant and a method for preparation and use thereof
US20090054984A1 (en) 2007-08-20 2009-02-26 Histogenics Corporation Method For Use Of A Double-Structured Tissue Implant For Treatment Of Tissue Defects
WO2009111069A1 (en) 2008-03-05 2009-09-11 Musculoskeletal Transplant Foundation Cancellous constructs, cartilage particles and combinations of cancellous constructs and cartilage particles
US10077420B2 (en) 2014-12-02 2018-09-18 Histogenics Corporation Cell and tissue culture container

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL68218A (en) * 1983-03-23 1985-12-31 Univ Ramot Compositions for cartilage repair comprising embryonal chondrocytes
US4868113A (en) * 1986-03-03 1989-09-19 Rorer Biotechnology, Inc. Recombinant DNA vector encoding human endothelial cell growth factor
US4950483A (en) * 1988-06-30 1990-08-21 Collagen Corporation Collagen wound healing matrices and process for their production
US5077049A (en) * 1989-07-24 1991-12-31 Vipont Pharmaceutical, Inc. Biodegradable system for regenerating the periodontium
AU629316B2 (en) * 1990-04-11 1992-10-01 Flora Inc. Periodontal disease treatment system
ATE139700T1 (de) * 1991-02-15 1996-07-15 Takeda Chemical Industries Ltd Mit einem zellwachstumsfaktor bewirkte anregung von wachstum im knocheninneren

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Publication number Publication date
US5614496A (en) 1997-03-25
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AU685619B2 (en) 1998-01-22
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WO1995024211A1 (en) 1995-09-14
EP0881908A4 (en) 2000-11-02
DE69533176D1 (de) 2004-07-22
PT881908E (pt) 2004-11-30

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