ES2323913B1 - Efecto mitogeno de sonic hedgehog (shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes. - Google Patents

Efecto mitogeno de sonic hedgehog (shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes. Download PDF

Info

Publication number
ES2323913B1
ES2323913B1 ES200600697A ES200600697A ES2323913B1 ES 2323913 B1 ES2323913 B1 ES 2323913B1 ES 200600697 A ES200600697 A ES 200600697A ES 200600697 A ES200600697 A ES 200600697A ES 2323913 B1 ES2323913 B1 ES 2323913B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
shh
precursors
diseases
demyelinating
oligodendrocyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
ES200600697A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2323913A1 (es
Inventor
Fernando De Castro Soubriet
Paloma Merchan Sala
Ana Bribian Arruego
Cristina Sanchez Camacho
Paola Bovolenta Nicolao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Universidad de Salamanca
Original Assignee
Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Universidad de Salamanca
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC, Universidad de Salamanca filed Critical Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority to ES200600697A priority Critical patent/ES2323913B1/es
Publication of ES2323913A1 publication Critical patent/ES2323913A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2323913B1 publication Critical patent/ES2323913B1/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Efecto mitógeno de Sonic hedgehog (Shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes. La presente invención se refiere al efecto mitogénico de la proteína Sonic hedgehog (Shh) sobre células precursoras de oligodendrocitos. En concreto, y debido a dicho efecto mitogénico, la presente invención comprende el uso de Shh para la expansión de células precursoras de oligodendrocitos in vitro, así como su aplicación en la elaboración de composiciones farmacéuticas para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.

Description

Efecto mitógeno de Sonic hedgehog (Shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes.
La presente invención se refiere al efecto mitogénico de la proteína Sonic hedgehog (Shh) sobre células precursoras de oligodendrocitos. En concreto, y debido a dicho efecto mitogénico, la presente invención comprende el uso de Shh para la expansión de células precursoras de oligodendrocitos in vitro, así como su aplicación en la elaboración de composiciones farmacéuticas para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
Antecedentes de la invención
Las enfermedades neurológicas, en su conjunto, suponen uno de los mayores problemas clínicos y sociales en el mundo actual, especialmente en países de un cierto nivel de desarrollo. Con frecuencia, estos trastornos están asociados con una atrofia de las estructuras afectadas del sistema nervioso central o periférico, o bien con muerte de alguno de sus tipos celulares.
Entre estas patologías figuran las enfermedades desmielinizantes, que son un grave problema clínico y social, como es el caso de la esclerosis múltiple (EM), en las que, por diversas causas, se daña la vaina de mielina que recubre los axones de las neuronas y que actúa protegiéndolos y facilitando su función.
Los oligodendrocitos es la población celular más afectada en enfermedades desmielinizantes, donde la muerte focal de oligodendrocitos causa la pérdida de cubierta mielínica de las fibras en algunas zonas del Sistema Nervioso Central (SNC). Estas zonas se conocen también con el nombre de placas de desmielinización. Los oligodendrocitos se originan a partir de precursores oligodendrogliales (OPs); éstos existen en el cerebro adulto de los mamíferos, pero, aunque en respuesta a una lesión se movilizan hacia la zona del cerebro lesionada, lo cierto es que no invaden la placa de desmielinización o, si lo hacen, mueren una vez dentro. De ahí que no se produzca una reparación efectiva del daño celular de manera espontánea.
Hasta la fecha, los tratamientos de enfermedades desmielinizantes tienen por objeto el aspecto autoinmune-inmunológico de la patología. Si nos centramos en la enfermedad más conocida, como es la esclerosis múltiple, van encaminados a disminuir el número de brotes de la enfermedad, por los que evoluciona la enfermedad y que son los causantes de los daños que quedan tras la remisión de cada brote inflamatorio: una vez que pasa el brote es cuando quedan los daños establecidos que determinan la calidad de vida del paciente y la evolución y el pronóstico de la enfermedad. Si disminuye el número de brotes, disminuye el riesgo de quedar con daño establecido. Se trata, por tanto, de tratamientos paliativos, pero, en ningún caso, encaminados a recuperar la vaina de mielina de las zonas afectadas. Así se usan antiinflamatorios de forma específica, como es el lnterferón-Gamma, Immurel, etc., o de forma inespecífica como es el caso de los corticoides. Las nuevas líneas de investigación se están basando en la remielización y el uso de terapias celulares, pero sin éxito hasta el momento, debido al gran desconocimiento de la biología de las células de la glia que intervienen en el proceso de remielización (cfr. Merchán et al., Farmacoterapia 2004, vol. 2, pp. 19-29; Dubois-Dalcq et al., Neuron 2005, vol. 48, pp. 9-12).
Por lo tanto existe la necesidad de proporcionar nuevos compuestos capaces de recuperar la vaina de mielina de las zonas afectadas.
Descripción de la invención
Un primer aspecto de la invención proporciona un nuevo uso de Sonic hedgehog (Shh) basado en el efecto mitogénico que produce sobre células precursoras de oligodendrocitos (OPs) así como la utilización del Shh para la expansión in vitro de precursores de oligodendrocitos. En la presente invención se muestra como en presencia de Shh las células precursoras de oligodendrocitos proliferan (Ejemplo 1) in vitro; mientras que, en ausencia de Shh, las células precursoras de oligodendrocitos no proliferan en la misma medida.
Por otra parte, en el caso de una lesión producida por patologías desmielinizantes hay que tener en cuenta que la posibilidad de realizar un transplante celular es muy compleja, por lo que, en el diseño de terapias celulares debería incluirse la administración de factores como Shh, para así aumentar el número de progenitores de oligodendrocitos en la vecindad de dichas lesiones y el efecto proliferativo de Shh podría sobreponerse a la adversa muerte celular que ocurre en las zonas de desmielinización. Shh es, por consiguiente, una molécula útil en el tratamiento de la esclerosis múltiple y de otras lesiones desmielinizantes dado su efecto mitogénico sobre los OPs.
Adicionalmente, el uso de Sonic hedgehog como herramienta terapéutica es interesante tanto para inducir la proliferación de los precursores de oligodendrocitos en zonas adyacentes a dichas lesiones como para su movilización hacia aquellas zonas lesionadas. Esto permitirá una eficaz repoblación de oligodendrocitos en zonas desmilelinizadas.
Por lo tanto, otro aspecto de la presente invención comprende el uso de Shh y/o los precursores de oligodendrocitos expandidos in vitro, por la acción de Shh, para la elaboración de una composición farmacéutica para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes, como es el caso pero sin limitarse a la esclerosis múltiple.
La capacidad proliferativa que presenta Shh para los precursores de oligodendrocitos es elevada y rápida, por lo que existe la posibilidad de una excesiva proliferación celular, para evitarlo una realización particular de la presente invención proporciona la elaboración de una composición farmacéutica que comprende la liberación de una cantidad terapéuticamente efectiva de Shh mediante un mecanismo de control molecular, como por ejemplo pero sin limitarse a microesferas acrílicas (SIGMA), biopolímeros de poro controlable, liposomas, bombas de tipo Alzet etc...
Otra realización de la presente invención comprende el uso de Shh y/o de los precursores de oligodendrocitos expandidos in vitro, mediante el uso de Shh, para la elaboración de una composición para su empleo como coadyuvante en el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
Un aspecto más de la invención comprende una composición farmacéutica que contiene Shh y/o precursores de oligodendrocitos y además un vehículo farmacéuticamente compatible.
A lo largo de toda la descripción y reivindicaciones de la especificación, la palabra "comprende" y las variaciones de la misma, no pretenden excluir otros aspectos de la presente invención, que resultarán evidentes para un experto en la materia a la vista de la descripción.
La exposición detallada de los modos de realización y de las figuras que siguen se proporciona a modo de ilustración y no pretenden ser limitantes de la presente invención.
Breve descripción de las figuras
La Fig. 1 muestra el efecto mitógeno de Shh en precursores de oligodendrocitos.
La Fig. 2 muestra el tipo de linaje celular derivado de la proliferación de precursores de oligodendrocitos en presencia de Shh.
Exposición detallada de modos de realización
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos que ponen de manifiesto la especificidad y efectividad de la aplicación de Shh en células precursoras de oligodendrocitos.
Ejemplo 1 Efecto mitogéno de Shh en células precursoras de oligodendrocitos
Como fuente de precursores de oligodentrocitos (OPs) se utilizó explantes de nervio óptico de ratones CD1 y transgénicos plp-GFP, a edad embrionaria E16-16.5, edad a la que estos nervios están homogéneamente colonizados por OPs que, además, son las únicas células que migran al exterior de los explantes.
Una vez disecado el nervio, se procedió a obtener piezas de unos 200-250 \mum de largo (cada una de ellas, un explante) y se colocó en cultivo en geles tridimensionales de colágeno en un medio de cultivo de Bottenstein-Sato modificado [glutamina 1% (v/v), penicilina-estreptomicina 1% (v/v), piruvato de sodio 1% (v/v), suero fetal de ternero 1% (v/v), transferrina 0,1 mg/ml, insulina 9,3 ng/ml, progesterona 62 ng/ml, putrescina 16 ng/ml, selenito de sodio 40 ng/ml, T3 0,3 ng/ml, T4 0,4 ng/ml y albúmina bovina (BSA) 0,03% (v/v)].
Para obtener una fuente inmóvil de la proteína Shh se utilizó unas microesferas acrílicas (SIGMA) que retienen el Shh en su superficie y lo van liberando al medio de cultivo progresivamente. Se cultivaron los explantes y las microesferas durante tres días (3DIV).
Para estudiar la proliferación se utilizó la incorporación de bromodeoxiuridina (BrdU) para lo cual se añadió al medio de cultivo BrdU durante 6 horas a tres tiempos distintos (24 horas, 48 horas y 72 horas).
En la Fig. 1 se observaron los núcleos de las células que han incorporado BrdU (y por tanto se están dividiendo), tanto en condiciones control (Fig. 1A), como en presencia de microesferas con Shh (Fig. 1B). Se observó también que, tanto la cuantificación del número total de células BrdU^{+}(C), como el porcentajes de células BrdU^{+} con respecto al total de células que hay fuera de los explantes (D) es mayor en presencia de Shh que en control. (p<0.05 Test de la t de Student). El número fue mayor en todos los tiempos, aunque diferencias significativas se encontraron solo durante el primer (1 DIV) y segundo (2DIV) día de cultivo.
Ejemplo 2 Linaje celular derivado del efecto proliferativo de Shh en precursores de oligodendrocitos
Este efecto proliferativo de Shh dio lugar a una serie de células nuevas que se identificaron como pertenecientes al linaje oligodendroglial según se muestra en la figura 2.
Para este ejemplo se utilizaron una serie de marcadores característicos de linajes celulares específicos.
Ninguna de las células que salieron de los explantes pertenecían al linaje neuronal, ya que no se detectó expresión alguna del marcador pan-neuronal Tuj-1 (Fig. 2A).
De la misma forma, se realizó una inmunohistoquímica para dos de los marcadores más tempranos del linaje astroglial (Pax-2 y GFAP), y se observó que prácticamente la totalidad de las células que proliferaron en respuesta al Shh no expresan ninguno de estos dos marcadores (Fig. 2B y Fig. 2D respectivamente).
Puesto que astrocitos y oligodendrocitos son dos tipos celulares bastante relacionados en su origen es lógico observar en el interior de los explantes marcaje correspondiente al linaje astroglial (Pax-2 y GFAP; Fig. 2B, D), pero en ningún caso estas células respondieron a Shh.
Por último, se utilizó un marcador temprano de precursores indiferenciados (Nestina; Fig. 2E) y un marcador igualmente temprano pero específico del linaje oligodendroglial (plp; Fig. 2F) se observó una población de precursores del linaje oligodendroglial que, por acción de Shh, proliferaban. Las nuevas células fueron, otra vez, del mismo linaje, aunque en determinados casos se trataba de células más inmaduras que expresaban determinados marcadores típicos (Nestina/plp) pero no otros (A2B5). A2B5 marca este tipo celular, la estirpe oligodendroglial, pero a partir de un determinado grado de diferenciación, y no antes (cfr. Rowitch, D.H. Nat. Rev. Neurosci 2004, vol. 5, pp. 409-419). Ya que las nuevas células que han proliferado, las que incorporan la BrdU, son de estirpe oligodendroglial (Figura 2), pero aún no han madurado lo suficiente como para empezar a expresar A2B5.

Claims (14)

1. Uso de Shh como mitógeno de precursores de oligodendrocitos.
2. Uso del Shh según la reivindicación 1, para la expansión in vitro de precursores de oligodendrocitos.
3. Uso del Shh según la reivindicación 1, para la elaboración de una composición farmacéutica para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
4. Uso del Shh según la reivindicación 1, para la elaboración de una composición para su empleo como coadyuvante en el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
5. Uso del Shh según cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, donde la enfermedad desmielinizante es la esclerosis múltiple.
6. Uso de Shh según la reivindicación 1 y de precursores de oligodendrocitos para la elaboración de una composición farmacéutica para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
7. Uso de Shh según la reivindicación 1 y de precursores de oligodendrocitos, para la elaboración de una composición para su empleo como coadyuvante en el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
8. Uso de Shh y de precursores de oligodendrocitos, según cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, donde la enfermedad desmielinizante es la esclerosis múltiple.
9. Uso de precursores de oligodendrocitos para la elaboración de una composición farmacéutica para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
10. Uso de precursores de oligodendrocitos, para la elaboración de una composición para su empleo como coadyuvante en el tratamiento de enfermedades desmielinizantes.
11. Uso de precursores de oligodendrocitos según cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10, donde la enfermedad desmielinizante es la esclerosis múltiple.
12. Composición farmacéutica que comprende Shh, precursores de oligodendrocitos o la combinación de ambos.
13. Composición farmacéutica según la reivindicación 12, que además comprende un vehículo farmacéuticamente aceptable.
14. Composición farmacéutica según cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, que además comprende un mecanismo de control molecular para liberar una cantidad terapéuticamente efectiva de la misma.
ES200600697A 2006-03-17 2006-03-17 Efecto mitogeno de sonic hedgehog (shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes. Expired - Fee Related ES2323913B1 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200600697A ES2323913B1 (es) 2006-03-17 2006-03-17 Efecto mitogeno de sonic hedgehog (shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200600697A ES2323913B1 (es) 2006-03-17 2006-03-17 Efecto mitogeno de sonic hedgehog (shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2323913A1 ES2323913A1 (es) 2009-07-27
ES2323913B1 true ES2323913B1 (es) 2010-05-14

Family

ID=40852615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200600697A Expired - Fee Related ES2323913B1 (es) 2006-03-17 2006-03-17 Efecto mitogeno de sonic hedgehog (shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes.

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2323913B1 (es)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005007797A2 (en) * 2003-07-18 2005-01-27 Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd. Oligodendrocyte precursor cells and methods of obtaining and culturing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005007797A2 (en) * 2003-07-18 2005-01-27 Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd. Oligodendrocyte precursor cells and methods of obtaining and culturing the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAMBAKIDIS, N.C, et al. Sonic hedgehog-induced neural precursor proliferation after adult rodent spinal cord injury. 2003. J. Neurosurg. Vol. 99, páginas 70-75. Página 70.. *
BAMBAKIDIS, N.C, et al. Transplantation of oligodendrocyte precursors and sonic hedgehog results in improved function and white matter sparing in the spinal cords of adult rats after contusion.2004. The Spine Journal. Vol. 4, páginas 16-26. Página 16. *

Also Published As

Publication number Publication date
ES2323913A1 (es) 2009-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Totoiu et al. Remyelination, axonal sparing, and locomotor recovery following transplantation of glial-committed progenitor cells into the MHV model of multiple sclerosis
Mueller et al. Transplanted human embryonic germ cell‐derived neural stem cells replace neurons and oligodendrocytes in the forebrain of neonatal mice with excitotoxic brain damage
Crowe et al. Apoptosis and delayed degeneration after spinal cord injury in rats and monkeys
Burns et al. Thymidine analogs are transferred from prelabeled donor to host cells in the central nervous system after transplantation: a word of caution
Ben-Hur et al. Effects of proinflammatory cytokines on the growth, fate, and motility of multipotential neural precursor cells
Picard‐Riera et al. Endogenous adult neural stem cells: limits and potential to repair the injured central nervous system
Lehner et al. The dark side of BrdU in neural stem cell biology: detrimental effects on cell cycle, differentiation and survival
Keene et al. Neural differentiation and incorporation of bone marrow-derived multipotent adult progenitor cells after single cell transplantation into blastocyst stage mouse embryos
Bedard et al. Chemical characterization of newly generated neurons in the striatum of adult primates
Takahashi et al. Embryonic neural stem cells transplanted in middle cerebral artery occlusion model of rats demonstrated potent therapeutic effects, compared to adult neural stem cells
Xu et al. Transplantation of human oligodendrocyte progenitor cells in an animal model of diffuse traumatic axonal injury: survival and differentiation
Lee et al. New GABAergic neurogenesis in the hippocampal CA1 region of a gerbil model of long‐term survival after transient cerebral ischemic injury
JP2020202865A (ja) 神経前駆細胞集団およびそれらの使用
Ziaee et al. Optimization of time for neural stem cells transplantation for brain stroke in rats
Teles et al. Adult neurogenesis in the brain of the Mozambique tilapia, Oreochromis mossambicus
Chen et al. Human umbilical cord Wharton's jelly-derived oligodendrocyte precursor-like cells for axon and myelin sheath regeneration★
Imitola et al. Genetic programs and responses of neural stem/progenitor cells during demyelination: potential insights into repair mechanisms in multiple sclerosis
Azari et al. Induction of endogenous neural precursors in mouse models of spinal cord injury and disease
Borhani‐Haghighi et al. In utero transplantation of neural stem cells ameliorates maternal inflammation‐induced prenatal white matter injury
Campbell et al. Upregulation of activating transcription factor 3 (ATF3) by intrinsic CNS neurons regenerating axons into peripheral nerve grafts
Zota et al. Dynamics of myelin deficits in the 5xFAD mouse model for Alzheimer's disease and the protective role of BDNF
Zhong et al. Combined intranasal nerve growth factor and ventricle neural stem cell grafts prolong survival and improve disease outcome in amyotrophic lateral sclerosis transgenic mice
Cooper et al. Chronic demyelination of rabbit lesions is attributable to failed oligodendrocyte progenitor cell repopulation
Jgamadze et al. Colloids as mobile substrates for the implantation and integration of differentiated neurons into the mammalian brain
ES2323913B1 (es) Efecto mitogeno de sonic hedgehog (shh) sobre precursores de oligodendrocitos y su uso en enfermedades desmielinizantes.

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20090727

Kind code of ref document: A1

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2323913B1

Country of ref document: ES

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20180912