ES2353990A1 - Elaboracion de tejidos artificiales mediante ingenieria tisular utilizando biomateriales de fibrina y agarosa. - Google Patents
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Abstract
Elaboración de tejidos artificiales mediante ingeniería tisular utilizando biomateriales de fibrina y agarosa.La presente invención proporciona un método in vitro de preparación de un tejido artificial, el tejido artificial obtenible por dicho método, la composición farmacéutica que lo comprende y el uso de este tejido o de esta composición para incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de un tejido o un órgano dañado, preferiblemente piel, vejiga, uretra, córnea, mucosa oral, conjuntiva, pared abdominal, tímpano, faringe, laringe, intestino, peritoneo, ligamento, tendón, hueso, meninge o vagina. El método de la invención comprende los pasos de añadir fibrinógeno a células aisladas, preferiblemente, a fibroblastos o queratocitos, añadir un agente antifibrinolítico a la mezcla, añadir además un factor de coagulación, una fuente de calcio y trombina, añadir un polisacárido, preferiblemente agarosa, cultivar células, preferiblemente células epiteliales o células madre del cordón umbilical, en o sobre el producto resultante e inducir la nanoestructuración de dicho producto.
Description
Elaboración de tejidos artificiales mediante
ingeniería tisular utilizando biomateriales de fibrina y
agarosa.
La presente invención se encuadra en el campo de
la biomedicina y, más específicamente, de la ingeniería tisular.
Específicamente, se refiere a un método in vitro de
preparación de un tejido artificial, al tejido artificial obtenible
por dicho método y al uso de este tejido artificial para
incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad
funcional de un tejido o un órgano dañado.
La ingeniería tisular constituye un conjunto de
técnicas y disciplinas que permite diseñar y generar en laboratorio
tejidos artificiales a partir de células madre procedentes de
muestras tisulares obtenidas de biopsias y, por tanto, supone un
enorme avance en el trasplante de órganos y en la medicina
regenerativa. La ingeniería tisular es una de las áreas de la
biotecnología que más se ha desarrollado en los últimos años, debido
a su utilidad potencial para la fabricación in vitro de
tejidos y órganos para su implante en pacientes necesitados de estos
tejidos. No obstante, los tejidos artificiales descritos hasta la
fecha presentan numerosos problemas y complicaciones; algunos de los
cuales se exponen a continuación, empleando como ejemplo, los
tejidos artificiales de piel, córnea, vejiga y uretra.
La vejiga urinaria es el órgano encargado de la
recepción y el almacenamiento de la orina. Situada en el suelo
pélvico, la vejiga urinaria se caracteriza por su capacidad y su
distensibilidad, lo cual permite a ésta almacenar y retener la
orina. La continencia es resultado de la contracción del esfínter
urinario, que cierra la uretra y el cuello vesical evitando la
salida de orina, así como de la relajación y distensión de la vejiga
para almacenar la orina que se va acumulando en ella. Numerosas
patologías congénitas o adquiridas pueden afectar a la integridad de
la vejiga, alterando la función continente de ésta. Por un lado, las
malformaciones de la vejiga suelen asociarse a defectos graves de la
pared vesical que requieren reparación quirúrgica urgente. Por otro
lado, los traumatismos pélvicos, el cáncer vesical y las lesiones
traumáticas de la médula espinal constituyen patologías de gran
frecuencia que requieren el uso de tejidos extravesicales para
reparar la vejiga dañada. En este contexto, actualmente se llevan a
cabo ampliaciones vesicales utilizando intestino
(enterocistoplastia), estómago (gastrocistoplastia) o urotelio
(ureterocistoplastia), siendo muy frecuentes las complicaciones
asociadas a estas técnicas.
Hasta el momento, se han descrito muy pocos
modelos de sustitutos de la vejiga urinaria que presenten utilidad
clínica. Recientemente (Atala et al. Lancet. 2006 Apr 15;
367(9518):1241-6), investigadores del
Children's Hospital de Boston lograron implantar un sustituto de
vejiga artificial generado a partir de colágeno y ácido
poliglicólico en siete pacientes con daño vesical grave. Sin
embargo, los modelos de vejiga artificial disponibles para el
tratamiento de los pacientes necesitados de ello, son muy escasos y
presentan multitud de inconvenientes, incluyendo la mala calidad y
la escasa manipulabilidad de los tejidos generados. Además, el
colágeno es un producto que tiende a la contracción y a la pérdida
de volumen cuando se usa en ingeniería tisular, siendo escasa su
consistencia y, por tanto, su manipulabilidad quirúrgica.
La uretra es el conducto por el que se elimina
hacia el exterior la orina almacenada en la vejiga urinaria. Además
de su función excretora en ambos sexos, la uretra cumple una función
reproductiva en el hombre, a permitir el paso del contenido seminal
desde las vesículas seminales durante la eyaculación. Son múltiples
las afecciones congénitas (hipospadias y epispadias principalmente)
o adquiridas (traumatismos, estenosis, etc.) que afectan a su
integridad funcional y que precisan que sea sustituida en mayor o
menor extensión, para conseguir restablecer su función normal (Baird
et al. J Urol. 2005; 174:1421-4; Persichetti
et al. Plast Reconstr Surg. 2006;
117:708-10).
Tradicionalmente, la reparación de tejidos
lesionados se ha venido haciendo con elementos protésicos
artificiales o tejidos tomados de una parte del propio paciente
(autoinjerto o autotransplante) o de otro individuo (transplante
heterólogo). Actualmente, para la corrección de la mayor parte de
las patologías uretrales, se recurre a colgajos autólogos de tejidos
adyacentes o a injertos libres, principalmente de mucosa oral o
vesical. Sin embargo, la obtención de colgajos locales no siempre es
factible, y la extracción de mucosa oral o vesical no está exenta de
complicaciones y efectos secundarios tanto en la zona donante como
en la zona receptora (Corvin et al. Urologe A. 2004;
43(10):1213-6; Schultheiss et al.
World J Urol. 2000; 18:84-90). Por otro lado, la
utilización de tejidos heterólogos ha arrojado resultados bastante
pobres en la sustitución de uretra, siendo muy frecuente la
aparición de rechazos inmunológicos del tejido trasplantado.
Hasta la fecha, se han descrito muy pocos
modelos de sustitutos de uretra con probable utilidad clínica,
siendo muy escasos los casos descritos en la literatura en los que
un sustituto uretral ha sido implantado en pacientes. La mayoría de
los modelos descritos hasta la fecha se basan en biomateriales de
colágeno (De Filippo et al. J Urol. 2002 Oct; 168(4 Pt
2):1789-92; El-Kassaby et al.
J Urol. 2003 Jan; 169(1):170-3; discussion
173) o en piel del propio paciente (Lin et al. Zhonghua Yi
Xue Za Zhi. 2005 Apr 20; 85(15):1057-9). Sin
embargo, todos estos modelos presentan numerosos problemas y
complicaciones, y aún no se ha desarrollado ningún sustituto uretral
exento de estos problemas. Por un lado, el colágeno es un producto
que tiende a la contracción y a la pérdida de volumen cuando se usa
en ingeniería tisular, siendo escasa su consistencia y, por tanto,
su manipulabilidad quirúrgica. Por otro, el uso de piel autóloga aún
no ha demostrado suficientemente su capacidad para adaptarse a las
condiciones de la uretra, siendo muy difícil recelularizar
fragmentos de dermis descelularizados.
La córnea es una estructura transparente y
carente de vasos, a través de la cual la luz penetra en el ojo,
constituyendo la principal barrera del globo ocular con el medio
exterior. Por ese motivo, la integridad y el correcto funcionamiento
de la misma son imprescindibles para una correcta función visual. La
patología congénita o adquirida de la córnea constituye uno de los
problemas más frecuentes en oftalmología, siendo numerosas las
causas que provocan una alteración grave de la fisiología y la
estructura corneal. En estos casos, suele ser necesario recurrir a
tratamientos agresivos y no exentos de complicaciones, como son los
implantes de membrana amniótica, los diferentes tipos de
queratoprótesis e incluso el trasplante heterólogo de córnea
(queratoplastia). Sin embargo, el trasplante corneal es una técnica
altamente dependiente de la disponibilidad de córneas procedentes de
donantes cadáveres, lo cual hace que un gran número de personas
permanezcan en lista de espera para trasplante durante periodos de
tiempo muy elevados. Por otro lado, es bien sabido que el trasplante
de órganos procedentes de donante está sujeto a la posibilidad de
rechazo inmunológico cuando estos órganos son implantados, obligando
al paciente a someterse a terapia inmunosupresora durante toda su
vida. Finalmente, el trasplante de cualquier tipo de órgano o
tejido, incluida la córnea, es una técnica sujeta a la posibilidad
de transmisión de todo tipo de enfermedades infecciosas desde el
donante hasta el receptor, incluyendo VIH, hepatitis, herpes,
enfermedades bacterianas y fúngicas, etc. Todos estos problemas y
complicaciones derivadas del implante corneal, hacen necesaria la
búsqueda de alternativas terapéuticas al trasplante heterólogo.
La fabricación en laboratorio de un sustituto
corneal (constructo corneal o córnea artificial) es una de las áreas
que está experimentando mayor auge dentro de la ingeniería tisular,
siendo numerosos los laboratorios que actualmente están intentando
sin demasiado éxito conseguir un sustituto corneal de calidad que
pueda ser utilizado en la clínica humana o para la evaluación de
productos farmacológicos y químicos (Griffith et al.
Functional human corneal equivalents constructed from cell lines.
Science. 1999; 286(5447):2169-72; Orwin et
al. Tissue Eng. 2000; 6(4):307-19; Reichl
et al. Int J Pharm. 2003; 250:191-201). En
tal sentido, se han desarrollado córneas artificiales de origen
animal y humano. En ambos casos, los modelos desarrollados han
utilizado biomateriales diversos como el colágeno tipo I, fibroína
procedente de la seda (Higa y Shimazaki. Cornea. 2008 Sep; 27 Suppl
1:S41-7), quitosán (Gao et al. J Mater Sci
Mater Med. 2008 Dec; 19(12):3611-9), ácido
poliglicólico (Hu et al. Tissue Eng. 2005
Nov-Dec; 11
(11-12):1710-7) y fibrina con
agarosa (Alaminos et al. Invest Ophthalmol Vis Sci (IOVS).
2006; 47: 3311-3317;
González-Andrades et al. J Tissue Eng Regen
Med. 2009 May 5). De todos estos biomateriales, los mejores
resultados obtenidos hasta ahora son los que tienen por base la
fibrina y la agarosa. Las córneas de colágeno tipo I presentan
tendencia a la pérdida de volumen y a la retracción de las mismas,
con el inconveniente añadido del origen animal del colágeno
utilizado. La fibroína y el quitosán son productos generados a
partir de animales invertebrados, lo cual genera problemas
significativos en relación con la biocompatibilidad. Las córneas de
fibrina y agarosa desarrolladas, por el contrario, tienen la ventaja
de que contienen fibrina procedente de la sangre del mismo paciente,
mientras que la agarosa constituye un producto inerte desde el punto
de vista inmunológico.
La piel es el órgano más extenso del cuerpo
humano, y juega un papel fundamental en el mantenimiento del
equilibrio interno, formando la principal barrera protectora del
organismo frente a cualquier tipo de agresión externa. Existen
numerosas patologías que afectan a la piel, destacando por su
frecuencia las heridas, las úlceras por presión y las quemaduras.
Los tratamientos actuales, basados en el uso de colgajos o injertos
de piel o incluso en el implante de piel procedente de donante,
están asociados a numerosos problemas.
La necesidad de solucionar estos problemas hace
necesaria la búsqueda de alternativas basadas en la generación de
productos de piel artificial humana generados mediante ingeniería
tisular (Horch et al. Burns. 2005 Aug; 31
(5):597-602). En concreto, hasta el momento se han
diseñado distintos tipos de piel artificial, incluyendo coberturas
cutáneas sintéticas y biológicas, aunque ninguno de ellos ha logrado
reproducir fielmente la estructura y las funciones de la piel humana
nativa. Por un lado, las coberturas dérmicas sintéticas consisten en
biomateriales no reabsorbióles y exentos de células vivas que se
pueden utilizar como cubiertas temporales o como agentes inductores
de la reparación tisular guiada. Estos tejidos artificiales e
inertes poseen muy poca actividad biológica, por lo que no pueden
ser empleados en lesiones profundas o extensas. Por otro lado, las
coberturas biológicas consisten en la utilización de piel humana
artificial en la que existen células vivas y matrices extracelulares
que tratan de reproducir la estructura de la piel humana normal.
Hasta el momento, la piel humana artificial que mejores resultados
está ofreciendo es la piel artificial generada mediante ingeniería
tisular a partir de células madre de la piel utilizando fibrina
procedente del plasma humano como biomaterial (Meana et al.
Burns 1998; 24: 621-630; Del Rio et al. Hum
Gene Ther. 2002 May 20; 13(8):959-68; Llames
et al. Transplantation. 2004 Feb 15;
77(3):350-5; Llames et al. Cell Tissue
Bank 2006; 7: 4753.). Aunque estas técnicas supusieron un gran
avance, su utilización clínica es limitada debido al hecho,
fundamentalmente, de su escasa consistencia, su difícil manipulación
y su enorme fragilidad. Uno de los sustitutos de tejido más
consistentes es aquel que combina el uso de fibrina con la agarosa.
Hasta el momento, la agarosa ha sido utilizada para la generación de
sustitutos del cartílago (Miyata et al. J Biomech Eng. 2008
Oct; 130(5):051016), la córnea (Alaminos et al. Invest
Ophthalmol Vis Sci (IOVS). 2006; 47: 3311-3317) y la
mucosa oral humana (Alaminos et al. J Tissue Eng Regen Med.
2007 Sep-Oct; 1(5):350-9;
Sánchez-Quevedo et al. Histol Histopathol.
2007 Jun; 22(6):631-40), pero no existe
experiencia previa en el uso de este biomaterial para la fabricación
de piel artificial.
La ingeniería tisular es una de las áreas que
está experimentando mayor auge dentro de la biotecnología. Sin
embargo, las desventajas de los tejidos artificiales hasta ahora
existentes hacen necesario el desarrollo de nuevas técnicas que
permitan la obtención de tejidos artificiales que puedan ser
utilizados en la clínica humana o para la evaluación de productos
farmacológicos y químicos, superando las limitaciones hasta ahora
detectadas.
La ingeniería tisular es una de las áreas de la
biotecnología que más se ha desarrollado en los últimos años, debido
a su utilidad para la fabricación in vitro de tejidos y
órganos para su implante en pacientes necesitados de estos tejidos
Sin embargo, las limitaciones de los tejidos artificiales hasta
ahora existentes hacen necesario el desarrollo de nuevas técnicas
que permitan la obtención de tejidos artificiales que puedan ser
utilizados en la clínica humana o para la evaluación de productos
farmacológicos y químicos.
La presente invención proporciona un método
in vitro de preparación de un tejido artificial, al tejido
artificial obtenible por dicho método y al uso de este tejido
artificial para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de un tejido o un órgano
dañado.
Un primer aspecto de la invención se refiere a
un método in vitro de preparación de un tejido artificial (de
aquí en adelante, método de la invención) que comprende:
- a)
- añadir una composición que comprende fibrinógeno a células aisladas,
- b)
- añadir un agente antifibrinolítico al producto resultante del paso (a),
- c)
- añadir, al menos, un factor de coagulación, una fuente de calcio, trombina, o cualquier combinación de los anteriores al producto resultante del paso (b),
- d)
- añadir una composición que comprende un polisacárido al producto resultante del paso (c),
- e)
- cultivar células aisladas en o sobre el producto resultante del paso (d), y
- f)
- inducir la nanoestructuración del producto resultante del paso (e).
En el paso (a) del método de la invención se
añade una composición que comprende fibrinógeno a células aisladas,
preferiblemente, de un mamífero. Dichas células pueden obtenerse
mediante diferentes procedimientos descritos en el estado de la
técnica, que pueden depender del tipo celular particular del que se
trate. Algunos de estos procedimientos son, por ejemplo, pero sin
limitarse, biopsia, procesado mecánico, tratamiento enzimático (por
ejemplo, pero sin limitarse, con tripsina o colagenasa de tipo I),
centrifugación, lisis eritrocitaria, filtración, cultivo en soportes
o medios que favorezcan la proliferación selectiva de dicho tipo
celular o inmunocitometría. Algunos de estos procedimientos se
describen en detalle en los Ejemplos de esta memoria.
Las células del paso (a) pueden ser células
diferenciadas como, por ejemplo, pero sin limitarse, fibroblastos,
queratocitos o células musculares lisas, o células no diferenciadas
con la capacidad para diferenciarse en dichas células como, por
ejemplo, células madre adultas.
En una realización preferida del método de la
invención, las células del paso (a) son fibroblastos o células no
diferenciadas con la capacidad para diferenciarse en fibroblastos.
Los fibroblastos pueden obtenerse a partir de cualquier tejido u
órgano, sin embargo, preferiblemente, los fibroblastos del paso (a)
proceden del tejido o del órgano en el que va a emplearse como
sustituto el tejido artificial. Por ejemplo, cuando el método de la
invención se emplea para preparar un tejido sustituto de piel o una
piel artificial, los fibroblastos proceden, preferiblemente, de piel
(fibroblásticos dérmicos); cuando se emplea para preparar una tejido
sustituto de vejiga o una vejiga artificial, los fibroblastos
proceden, preferiblemente, de vejiga; o cuando se emplea para
preparar un tejido sustituto de uretra o una uretra artificial los
fibroblastos proceden, preferiblemente, de uretra. No obstante, los
fibroblastos pueden obtenerse a partir de cualquier otro tejido u
órgano, como por ejemplo, la mucosa oral, la pared abdominal o
cualquier tejido conjuntivo.
En otra realización preferida del método de la
invención, las células del paso (a) son queratocitos o células no
diferenciadas con la capacidad para diferenciarse en queratocitos.
Por ejemplo, cuando el método de la invención se emplea para
preparar un tejido sustituto de córnea o una córnea artificial,
preferiblemente, se emplean queratocitos del estroma corneal.
La posibilidad de que todos los componentes del
tejido artificial sean de origen autólogo permite que el transplante
de dicho tejido pueda realizarse sin que sea necesaria la
inmunosupresión del sujeto transplantado. Sin embargo, los
componentes del tejido artificial también puedan ser de origen
alogénico, es decir, pueden proceder de un individuo diferente a
aquel al que se le va a transplantar el tejido artificial. Incluso
la especie de la cual proceden dichos componentes, puede ser
diferente; en cuyo caso se dice que su origen es xenogénico. Esto
abre la posibilidad de que el tejido artificial esté preparado de
antemano cuando se necesite con urgencia, aunque en este caso sí
sería recomendable proceder a la inmunosupresión del sujeto al que
se transplante el tejido artificial.
Por lo tanto, en una realización preferida, las
células del paso (a) de la invención son de origen autólogo. No
obstante, las células del paso (a) también pueden ser de origen
alogénico o xenogénico.
Mediante la adición a las células del paso (a)
de los diferentes componentes descritos en los pasos (a)-(d) del
método de la invención, y tras dejar reposar el producto resultante
del paso (d) en un soporte, se produce la formación de una matriz
que comprende fibrina y el polisacárido, en la que quedan embebidas
dichas células y sobre la cual y/o en cuyo interior éstas pueden
crecer. Preferiblemente, las células del paso (a) crecen en el
interior de dicha matriz.
La formación de una matriz de fibrina tiene
lugar por la polimerización del fibrinógeno inducida por trombina.
El fibrinógeno es una proteína de elevado peso molecular que se
encuentra presente en el plasma sanguíneo. La trombina es una enzima
proteolítica que provoca la ruptura de la molécula de fibrinógeno en
polipéptidos de bajo peso molecular y en monómeros de fibrina.
Dichos monómeros polimerizan en dímeros y posteriormente se unen
entre sí mediante enlaces covalentes, por acción del factor XIII,
previamente activado por la trombina, y en presencia de iones de
calcio.
La composición que comprende fibrinógeno del
paso (a) puede ser, por ejemplo, pero sin limitarse, plasma
sanguíneo. La composición del paso (a) puede asimismo prepararse a
partir de un derivado plasmático, como, por ejemplo, pero sin
limitarse un crioprecipitado o un concentrado de fibrinógeno. Además
de fibrinógeno, la composición del paso (a) puede contener otros
factores de coagulación.
En una realización preferida, la concentración
de fibrinógeno en el producto resultante del paso (d) es de entre 1
y 10 g/L. En una realización más preferida, la concentración en el
producto resultante del paso (d) es de entre 2 y 4 g/L. No obstante,
una concentración menor o mayor también podría emplearse.
En una realización preferida, el fibrinógeno de
la composición del paso (a) o la composición que comprende
fibrinógeno del paso (a) es de origen autólogo. No obstante, el
fibrinógeno de la composición del paso (a) o la composición que
comprende fibrinógeno del paso (a) también puede ser de origen
alogénico o xenogénico.
En una realización preferida de este primer
aspecto de la invención, la composición que contiene fibrinógeno del
paso (a) es plasma sanguíneo. En este caso, la polimerización del
fibrinógeno puede inducirse mediante la adición en el paso (c) de
una fuente de calcio.
En una realización más preferida de este primer
aspecto de la invención, la fuente de calcio del paso (c) es una sal
de calcio como, por ejemplo, pero sin limitarse, cloruro cálcico,
gluconato cálcico o una combinación de ambas. La concentración de la
sal de calcio deberá ser suficiente para inducir la polimerización
del fibrinógeno. En una realización más preferida, la sal de calcio
es cloruro cálcico. En una realización aún más preferida, la
concentración de cloruro de calcio en el producto resultante del
paso (d) es de entre 0,5 y 3 g/L. No obstante, una concentración
menor o mayor también podría emplearse.
El término "factor de coagulación", tal y
como se utiliza en la presente descripción, se refiere a un
componente, generalmente, una proteína, presente en el plasma
sanguíneo y que interviene en la reacción en cadena que hace posible
la coagulación. Son trece los factores de coagulación, nombrados con
números romanos: I: fibrinógeno; II: protrombina; III: factor
tisular o tromboplastina; IV: calcio; V: proacelerina; VI: factor
inactivo o cimógeno; VII: proconvertina; VIII: factor antihemofílico
A o factor von Willebrand; IX: factor antihemofílico B o factor de
Christmas; X: factor de Stuart-Prower; XI: factor
antihemofílico C; XII: Factor Hageman; XIII: Factor estabilizante de
la fibrina; XIV: Fitzgerald; XV: Fletcher; XVI: plaquetas; y XVII:
Somocurcio. Preferiblemente, el otro factor de coagulación añadido
en el paso (c) del método de la presente invención es el factor
XIII.
El polímero de fibrina puede degradarse mediante
el proceso denominado fibrinólisis. Durante la fibrinólisis, el
plasminógeno es convertido en la enzima activa plasmina, por el
activador tisular del plasminógeno; la plasmina se une a la
superficie de la fibrina a través de sus sitios de unión, para
producir la degradación del polímero de fibrina. Para evitar la
fibrinólisis de la matriz de fibrina, en el paso (b) de la presente
invención se añade un agente antifibrinolítico como, por ejemplo,
pero sin limitarse, ácido épsilon aminocaproico, ácido tranexámico o
aprotinina.
El ácido tranexámico es un producto sintético
derivado del aminoácido lisina con gran afinidad por los sitios de
unión de lisina del plasminógeno; bloquea estos sitios y previene la
unión del plasminógeno activado a la superficie de fibrina,
ejerciendo un efecto antifibrinolítico. El ácido tranexámico tiene
la ventaja, frente a otros agentes antifibrinolíticos de origen
animal, de que no transmite enfermedades. Por tanto, en una
realización preferida, el agente antifibrinolítico es el ácido
tranexámico. En una realización aún más preferida, la concentración
de ácido tranexámico en el producto resultante del paso (d) es de
entre 1 y 2 g/L. No obstante, una concentración menor o mayor
también podría emplearse.
Las matrices de fibrina son muy versátiles, por
lo que se han empleado para la elaboración de diferentes tejidos
artificiales, sin embargo, la utilización clínica de las mismas se
ha visto limitada debido al hecho, fundamentalmente, de su escasa
consistencia, su difícil manipulación y su enorme fragilidad. Por
ese motivo, en el paso (d) del método de la invención se añade un
polisacárido. En general, dicho polisacárido se emplea para aportar
resistencia y consistencia al tejido, y es conveniente que sea
soluble en el mismo. Ejemplos de polisacáridos que pueden emplearse
en el paso (d) del método de la presente invención son pero, sin
limitarse, agar-agar, agarosa, alginato, quitosano o
carragenatos, o cualquier combinación de los anteriores.
La agarosa es un polisacárido formado por
galactosas alfa y beta que se extrae de algas de géneros como
Gellidium o Gracillaria. La agarosa, frente a otros
polisacáridos que pueden ser empleados en el paso (d) de la presente
invención, tiene la ventaja de que forma una matriz inerte desde el
punto de vista inmunológico. Por tanto, en una realización
preferida, el polisacárido del paso (d) del método de la invención
es agarosa. Existen diferentes tipos de agarosa que varían en sus
propiedades físicas y químicas como, por ejemplo, la temperatura de
gelificación, la fuerza del gel y/o la porosidad. Preferiblemente,
la agarosa del paso (d) del método de la invención es una agarosa
con un punto de fusión bajo, es decir, una agarosa que se
repolimerice y solidifique a una temperatura, preferiblemente, menor
de 65ºC y, más preferiblemente, menor de 40ºC; de esta manera puede
emplearse para preparar el tejido a temperaturas muy bajas,
minimizando la probabilidad de muerte celular. En una realización
más preferida, la agarosa empleada en el paso (d) del método de la
invención es de tipo VII. En una realización aún más preferida, la
agarosa, preferiblemente, agarosa de tipo VII, en el producto
resultante del paso (d) está a una concentración, ventajosamente, de
entre 0,2 y 6 g/L, preferiblemente, de entre 0,3 y 3 g/L, y más
preferiblemente, de entre 0,5 y 2 g/L. No obstante, una
concentración menor o mayor también podría emplearse.
En una realización preferida, el método de la
invención además de los pasos (a)-(f) descritos comprende un paso
adicional entre el paso (b) y el paso (c) en el que se añade una
proteína. Ejemplos de proteínas que pueden emplearse en el paso (d)
del método de la presente invención son pero, sin limitarse,
fibronectina, laminina, colágeno tipo VII o entactina, o cualquier
combinación de los anteriores.
La fibronectina es una glicoproteína presente en
la matriz extracelular (MEC) de la mayoría de los tejidos celulares
animales desempeñando un importante papel en la adhesión de las
células a la matriz. En una realización más preferida, la proteína
añadida entre el paso (b) y el paso (c) del método de la invención
es fibronectina. El objeto de esta adición es la de favorecer la
adhesión de las células del paso (e) al producto resultante del paso
(d). Por ejemplo, cuando el método de la invención se emplea para
preparar un tejido sustituto de córnea o una córnea artificial, la
adición de fibronectina minimiza el desprendimiento de las células
del epitelio corneal añadidas en el paso (e), lo que supone una
importante ventaja con respecto a otros métodos descritos en el
estado de la técnica. En una realización aún más preferida, la
concentración de fibronectina en el producto resultante del paso (d)
es de entre 0,5 y 1 g/L. No obstante, una concentración menor o
mayor también podría emplearse.
Una vez realizados los pasos (a)-(d) del método
de la invención, el producto resultante del paso (d) se deja reposar
en un soporte para que se produzca la formación de la matriz que
comprende la fibrina y el polisacárido, y que tiene embebidas las
células del paso (a). Soportes que pueden ser empleados son, por
ejemplo, pero sin limitarse, placas de cultivo tisular o insertos
porosos de cultivo celular. Preferiblemente, dichos soportes estarán
en condiciones de esterilidad.
El paso (e) del método de la invención consiste
en cultivar células aisladas, preferiblemente, de un mamífero, en o
sobre el producto resultante del paso (d). Dichas células pueden
obtenerse mediante diferentes procedimientos descritos en el estado
de la técnica y que pueden depender del tipo celular particular del
que se trate. Algunos de estos procedimientos son, por ejemplo, pero
sin limitarse, biopsia, procesado mecánico, tratamiento enzimático
(por ejemplo, pero sin limitarse, con tripsina o colagenasa de tipo
I), centrifugación, lisis eritrocitaria, filtración, cultivo en
soportes o medios que favorezcan la proliferación selectiva de dicho
tipo celular o inmunocitometría. Algunos de estos procedimientos se
describen en detalle en los Ejemplos de esta solicitud de
patente.
Las células del paso (e) pueden ser células
diferenciadas como, por ejemplo, pero sin limitarse, células
epiteliales, o células no diferenciadas con la capacidad para
diferenciarse en dichas células como, por ejemplo, células madre
adultas.
En una realización preferida, las células
diferenciadas del paso (e) son células epiteliales, como, por
ejemplo, pero sin limitarse, queratinocitos, células de la mucosa
oral, células del epitelio de la vejiga, células del epitelio de la
uretra, células del epitelio corneal o células endoteliales
vasculares.
Preferiblemente, los células epiteliales del
paso (e) proceden del tejido o del órgano en el que va a emplearse
como sustituto el tejido artificial. Por ejemplo, cuando el método
de la invención se emplea para preparar un tejido sustituto de piel
o una piel artificial, las células epiteliales proceden,
preferiblemente, de la epidermis de la piel, es decir, son
queratinocitos; cuando se emplea para preparar una tejido sustituto
de vejiga o una vejiga artificial, las células epiteliales proceden,
preferiblemente, del epitelio de la vejiga o urotelio; cuando se
emplea para preparar un tejido sustituto de uretra o una uretra
artificial las células epiteliales proceden, preferiblemente, del
epitelio de la uretra; cuando se emplea para preparar un tejido
sustituto de córnea o una córnea artificial las células epiteliales
son células del epitelio corneal.
Sin embargo, las células epiteliales del paso
(e) también pueden obtenerse a partir de un tejido u órgano distinto
del tejido o del órgano en el que va a emplearse como sustituto el
tejido artificial. Por ejemplo, cuando el método de la invención se
emplea para preparar un tejido sustituto de vejiga o una vejiga
artificial, o cuando se emplea para preparar un tejido sustituto de
uretra o una uretra artificial, las células epiteliales pueden ser
queratinocitos o células del epitelio de la mucosa oral.
Uno de los problemas que se asocian a la
generación de tejido artificial en laboratorio es la obtención de un
número significativo de células diferenciadas, por lo que con
frecuencia, se considera como una fuente alternativa el uso de
células madre, con capacidad para diferenciarse a dichas células. Se
entiende por "célula madre" aquella que tiene una elevada
capacidad para dividirse y diferenciarse morfológica y
funcionalmente en distintos tipos de células más especializadas.
Durante el proceso de diferenciación, una célula indiferenciada
modifica su fenotipo y morfología para convertirse en una célula
diferenciada, con una estructura y función especializada.
Las células madre se pueden clasificar
atendiendo a su potencialidad, es decir, a su capacidad para
diferenciarse en distintos tipos celulares en: (a) totipotenciales:
capaces de diferenciarse tanto en tejido embrionario como en tejido
extraembrionario; (b) pluripotenciales con capacidad para
diferenciarse a cualquiera de los tejidos procedentes de las tres
capas embrionarias (endodermo, mesodermo y ectodermo); (c)
multipotenciales: capaces de diferenciarse a distintos tipos
celulares derivados de una misma capa embrionaria (endodermo,
mesodermo o ectodermo); y (d) unipotenciales: capacidad para formar
un único linaje celular.
Según su origen, las células madre se han
dividido en: (a) embrionarias: de la masa celular interna del
blastocisto en el estadio del embrión preimplantatorio o de la
cresta gonadal, y que son totipotenciales o pluripotenciales; y (b)
adultas: en el adulto, el feto y el cordón umbilical, y que son
multipotenciales o unipotenciales. Dentro de las células madre
adultas, nos encontramos con las células madre mesenquimales, que se
encuentran repartidas en el tejido conectivo de diversos órganos,
como, por ejemplo, pero sin limitarse, la médula ósea, la sangre
periférica, el tejido adiposo o el cordón umbilical. En una
realización preferida, las células madre adultas son células madre
adultas de la médula ósea, del tejido adiposo o del cordón
umbilical.
El cordón umbilical constituye una interesante
fuente de células madre adultas, debido a que, a diferencia de las
células madre adultas obtenidas de otras fuentes; (a) su método de
obtención no es invasivo ni doloroso; y (b) su capacidad
proliferativa y su potencial de diferenciación no disminuye como
consecuencia del proceso de envejecimiento. Entre las diferentes
fuentes de células madre del cordón umbilical destacan las llamadas
células madre de la gelatina de Wharton del cordón umbilical, por:
(a) su gran capacidad de proliferación y a su rapidez de expansión
en cultivo; y (b) la baja expresión del Complejo Mayor de
Histocompatibilidad de clase I y ausencia de expresión del Complejo
Mayor de Histocompatibilidad de clase II, lo que las convierte en
buenas candidatas para la terapia celular alogénica.
Por tanto, en otra realización preferida, las
células del paso (e) son células madre de la gelatina de Wharton del
cordón umbilical. Estas células expresan en su superficie diversos
marcadores característicos de las células mesenquimales como, por
ejemplo, SH2, SH3, CD10, CD13, CD29, CD44, CD54, CD73, CD90, CD105 o
CD166, y son negativos para marcadores del linaje hematopoyético,
como por ejemplo, CD31, CD34, CD38, CD40 o CD45.
Las células madre de la gelatina de Wharton del
cordón umbilical pueden diferenciarse, por ejemplo, a condroblastos,
osteoblastos, adipocitos, precursores neurales, cardiomiocitos,
células del músculo esquelético, células endoteliales o
hepatocitos.
Las células madre adultas pueden ser
caracterizadas mediante la identificación de proteínas de superficie
y/o intracelulares, genes, y/u otros marcadores indicativos de su
estado indiferenciado, mediante diferentes procedimientos que son
conocidos en el estado de la técnica como, por ejemplo, pero sin
limitarse, inmunocitometría, análisis inmunocitoquímico, análisis
por northern blot, RT-PCR, análisis de
expresión génica en microarrays, estudios proteómicos o
análisis por differential display.
Las células madre pueden ser inducidas a
diferenciarse in vitro para dar lugar a células que expresen,
al menos, una o más características propias de células
diferenciadas. Ejemplos de células diferenciadas a las que pueden
diferenciarse las células madre, pero sin limitarse, son
fibroblasto, queratinocito, célula del urotelio, célula del epitelio
de la uretra, célula del epitelio corneal, célula del epitelio de la
mucosa oral, condroblasto, osteoblasto, adipocito o neurona. En una
realización preferida de la invención, la célula diferenciada a
partir de la célula madre multipotente de la invención expresa una o
más características propias de una célula diferenciada seleccionada
de la lista que comprende: fibroblasto, queratinocito, célula del
urotelio, célula del epitelio de la uretra, célula del epitelio
corneal, célula del epitelio de la mucosa oral, condroblasto,
osteoblasto, adipocito o neurona.
Las células diferenciadas pueden ser
caracterizadas mediante la identificación de proteínas de superficie
y/o intracelulares, genes, y/u otros marcadores indicativos de su
estado diferenciado, mediante diferentes procedimientos que son
conocidos en el estado de la técnica como, por ejemplo, pero sin
limitarse, inmunocitometría, análisis inmunocitoquímico, análisis
por northern blot, RT-PCR, análisis de
expresión génica en microarrays, estudios proteómicos o
análisis por differential display.
En una realización preferida, las células del
paso (e) de la invención son de origen autólogo. No obstante, las
células del paso (e) también pueden ser de origen alogénico o
xenogénico.
Sobre el producto resultante del paso (d) y/o en
su interior las células del paso (e) son capaces de proliferar.
Preferiblemente, las células del paso (e) proliferan sobre la
superficie del producto resultante del paso (d).
Las células del paso (e) se dejan proliferar
hasta que alcanzan un número adecuado hasta que alcanzan,
típicamente, al menos, un 70% de confluencia, ventajosamente, al
menos, un 80% de confluencia, preferiblemente, al menos, un 90% de
confluencia, más preferiblemente, al menos, un 95% de confluencia y,
aún más preferiblemente, al menos, un 100% de confluencia. Durante
el tiempo que las células se mantienen en cultivo, el medio de
cultivo en el que se encuentran puede ser parcial o totalmente
reemplazado por medio nuevo para reemplazar ingredientes agotados y
eliminar metabolitos y catabolitos potencialmente dañinos.
Para la correcta diferenciación de algunos tipos
celulares puede ser necesario un paso adicional. Por ejemplo, en el
caso de los queratinocitos o las células del epitelio corneal, puede
ser necesario exponer la superficie epitelial al aire para promover
la correcta estratificación y maduración del epitelio manteniendo la
matriz que comprende las células del paso (a) sumergida en medio de
cultivo (técnica aire líquido).
Por tanto, en una realización preferida, el
método de la invención, además de los pasos (a)-(f) descritos
anteriormente comprende un paso adicional en el que el producto
resultante del paso (e) se expone al aire. Preferiblemente, este
paso se realiza cuando se prepara un tejido sustituto de piel o una
piel artificial, o cuando se prepara un tejido sustituto de córnea o
una córnea artificial.
Una de las innovaciones más importantes del
método de la invención consiste en la existencia de un paso (f) en
el que se induce la nanoestructuración del producto resultante del
paso (e). La expresión "nanoestructuración", tal y como se
utiliza en la presente descripción, se refiere a una modificación
estructural consistente en la generación de enlaces de tamaño
inferior a una micra entre las fibras de fibrina y entre éstas y las
moléculas de agarosa.
En una realización preferida, la inducción de la
nanoestructuración del paso (f) comprende la deshidratación y/o la
compresión mecánica del producto resultante del paso (e). El
objetivo del paso (f) es generar una modificación estructural entre
las fibras de fibrina y las moléculas de agarosa del tejido
artificial para alcanzar niveles óptimos de consistencia y
elasticidad, que no se obtienen mediante otros métodos descritos en
el estado de la técnica. El resultado final es una modificación
irreversible de las fibras que genera unas cualidades biomecánicas
muy favorables para la manipulación quirúrgica y el implante
clínico.
El término "deshidratación" se refiere a
una eliminación parcial y/o total del fluido intersticial del
producto resultante del paso (e). Por ejemplo, la cantidad de fluido
intersticial eliminado del producto resultante del paso (e) puede
ser de, al menos, un 50%, al menos, un 60%, al menos, un 70%, al
menos, un 80%, al menos, un 90% o, al menos, un 99% del fluido
intersticial contenido originalmente en el producto resultante del
paso (e).
La deshidratación del producto resultante del
paso (e) puede conseguirse por medio de cualquier procedimiento
físico o químico. En una realización preferida, la deshidratación
del producto resultante del paso (e) comprende un procedimiento
seleccionado de la lista que comprende: drenaje, evaporación,
succión, presión capilar, ósmosis o electro-ósmosis.
El líquido intersticial puede ser eliminado
mediante la inclinación del producto resultante del paso (e); el
líquido intersticial es entonces drenado debido al efecto de la
gravedad y el gradiente.
El líquido puede ser eliminado mediante succión,
Por ejemplo, aplicando vacío mediante una bomba mecánica a la
superficie donde se encuentra el producto resultante del paso
(e).
El líquido intersticial puede ser eliminado
mediante evaporación, por ejemplo, incubando el producto resultante
del paso (e) en condiciones que promueven la evaporación, por
ejemplo, a una presión menor que la presión atmosférica y/o a una
temperatura mayor que la temperatura ambiente.
El líquido intersticial también puede ser
eliminado empleando un agente osmótico con tendencia a absorber agua
como, por ejemplo, pero sin limitarse, una solución de cloruro
sódico hiperosmolar, separando al producto resultante del paso (e)
de esta solución mediante una membrana semipermeable, una esponja u
otro material secante.
En una realización preferida, el líquido
intersticial puede ser eliminado mediante presión capilar, por
ejemplo, mediante la aplicación de un material absorbente al
producto resultante del paso (e). Algunos ejemplos de material
absorbente que podrían ser empleados en el paso (f) de la invención,
pero sin limitarse, son papel de filtro, papel 3M de la casa
comercial Whatman, fibra de celulosa, o tela absorbente.
Preferiblemente, el material absorbente estará esterilizado.
El tiempo requerido para la deshidratación
dependerá del procedimiento o procedimientos empleados, y puede ser
determinado con facilidad por un experto en la materia. La idoneidad
del tejido artificial obtenido mediante la aplicación de un
determinado procedimiento de deshidratación durante un determinado
periodo de tiempo puede comprobarse mediante diversos métodos de
evaluación conocidos en el estado de la técnica como, por ejemplo,
pero sin limitarse, los descritos en los ejemplos de esta
memoria.
El líquido intersticial también puede ser
eliminado mediante la compresión mecánica del producto resultante
del paso (e). La compresión mecánica del producto resultante del
paso (e) además puede servir para dar al producto resultante del
paso (e) una forma definida deseada.
La compresión del producto resultante del paso
(e) puede realizarse mediante cualquier procedimiento descrito en el
estado de la técnica. Puede emplearse un procedimiento de compresión
"estático", donde el producto resultante del paso (e) permanece
estacionario como, por ejemplo, pero sin limitarse, la aplicación de
una carga estática (por ejemplo, un peso muerto), un hidráulico o
una leva. También puede emplearse un procedimiento de compresión
"dinámico", donde el producto resultante del paso (e) se mueve
durante la compresión como, por ejemplo, mediante la aplicación de
uno o más rodillos o mediante la extrusión a través de un orificio
constrictor.
\newpage
La compresión mecánica del producto resultante
del paso (e) puede realizarse mediante extrusión, por ejemplo,
mediante el paso del producto resultante del paso (e) a través de un
orificio que lo constriña, por ejemplo, una cámara cónica. La cámara
cónica puede tener paredes porosas, de manera que permitiría la
eliminación del fluido intersticial del producto resultante del paso
(e) mientras éste pasa a su través.
La compresión del producto resultante del paso
(e) puede realizarse mediante la centrifugación del producto
resultante del paso (e). Por ejemplo, el producto resultante del
paso (e) puede colocarse sobre un tubo con el fondo poroso, de
manera que, además de la compresión mecánica, se produciría la
eliminación del líquido intersticial del producto resultante del
paso (e).
La compresión del producto resultante del paso
(e) puede realizarse mediante la aplicación de un globo en su
interior para comprimir el producto resultante del paso (e) contra
una superficie sólida. La superficie sólida puede, por ejemplo,
formar un tubo alrededor del producto resultante del paso (e),
permitiendo la formación de un tejido artificial tubular.
En una realización preferida, la compresión del
producto resultante del paso (e) comprende la aplicación de un peso
encima del producto resultante del paso (e), de manera que se ejerce
una acción mecánica de presión sobre el tejido. Resulta evidente que
cuanto mayor sea el peso menor será el tiempo necesario para obtener
un tejido artificial con las características apropiadas. El peso
empleado para la compresión puede tener una superficie plana o puede
colocarse sobre un material que tenga una superficie plana, por
ejemplo, plástico, cerámica, metal o madera.
En la figura 1 de la presente memoria se muestra
un esquema no limitativo de cómo puede realizarse la
nanoestructuración del producto resultante del paso (e) mediante su
deshidratación y compresión. En dicho esquema puede observarse como
la nanoestructuración puede obtenerse situando el producto
resultante del paso (e) entre dos papeles de filtro estéril, y
colocando sobre el mismo un peso de aproximadamente 250 g
(equivalente a aproximadamente 2.000 N/m^{2}) sobre una superficie
plana de vidrio estéril durante aproximadamente 10 minutos; entre el
tejido y el papel de filtro sobre el que se coloca el peso se puede
disponer un material poroso para evitar que el producto resultante
del paso (e) se adhiera al papel de filtro. El material empleado
para evitar la adherencia debe ser poroso para permitir la salida de
agua desde el tejido hacia el agente deshidratante: dicho material
poroso empleado para evitar la adherencia puede ser, por ejemplo,
pero sin limitarse, una membrana de policarbonato, nylon, vidrio,
cerámica o metal perforado.
En una realización preferida, la compresión del
producto resultante del paso (e) comprende la aplicación de una
presión sobre el mismo. Preferiblemente, la magnitud de la presión
es de entre 1.000 y 5.000 N/m^{2}, más preferiblemente, de entre
1.500 y 2.500 N/m^{2} y, aún más preferiblemente, de
aproximadamente 2.000 N/m^{2}. La aplicación de dicha presión
puede hacerse manual, automática o
semi-automáticamente. El tiempo que se necesita
ejercer la presión depende de la magnitud de la presión aplicada y
puede ser determinado con facilidad por un experto en la materia.
Resulta evidente que cuanto mayor sea la presión menor será el
tiempo necesario para obtener un tejido artificial con las
características apropiadas. La idoneidad del tejido artificial
obtenido mediante la aplicación de una determinada magnitud de
presión durante un determinado periodo de tiempo puede comprobarse
mediante diversos métodos de evaluación conocidos en el estado de la
técnica como, por ejemplo, pero sin limitarse, los descritos en los
ejemplos de esta memoria.
Para inducir la nanoestructuración del producto
resultante del paso (e) pueden emplearse uno o más procedimientos,
de manera secuencial o simultánea. El tiempo requerido para la
nanoestructuración puede ser menor de 12 horas, menor de 6 horas,
menor de 3 horas, menor de 1 hora, menor de 30 minutos, menor de 10
minutos, menor de 2 minutos o menor de 1 minuto. El tiempo requerido
para la nanoestructuración dependerá del procedimiento o
procedimientos empleados, y puede ser determinado con facilidad por
un experto en la materia. La idoneidad del tejido artificial
obtenido mediante la aplicación de un determinado procedimiento
durante un determinado periodo de tiempo puede comprobarse mediante
diversos métodos de evaluación conocidos en el estado de la técnica
como, por ejemplo, pero sin limitarse, los descritos en los ejemplos
de esta memoria.
Un segundo aspecto de la presente invención, se
refiere a un tejido artificial obtenible por el método de la
invención anteriormente descrito (de ahora en adelante, tejido
artificial de la invención).
En una realización preferida de este segundo
aspecto de la invención, el tejido artificial de la invención es un
tejido sustituto de piel o una piel artificial.
En otra realización preferida de este segundo
aspecto de la invención, es un tejido sustituto de vejiga o una
vejiga artificial.
En otra realización preferida de este segundo
aspecto de la invención, el tejido artificial de la invención es un
tejido sustituto de uretra o una uretra artificial.
En otra realización preferida de este segundo
aspecto de la invención, el tejido artificial de la invención es un
tejido sustituto de córnea o una córnea artificial.
El tejido artificial obtenible por el método de
la invención se puede cortar en el tamaño deseado y/o disponer en
una conformación adecuada para su uso.
Previamente a su uso, puede evaluarse la
idoneidad del tejido artificial de la invención para ejercer su
función, por ejemplo, pero sin limitarse, mediante cualquiera de los
procedimientos descritos en los ejemplos de la presente
descripción.
Los fármacos y productos químicos deben ser
evaluados antes de su comercialización en animales de
experimentación. A este respecto, son varios los informes y
directivas aprobados por la Unión Europea que tratan de restringir o
incluso prohibir la experimentación con animales en el sector de los
productos cosméticos (Directiva 76/768/CEE del Consejo Europeo
relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados
Miembros en materia de productos cosméticos), y es de esperar que la
prohibición total sea efectiva durante los próximos años. La Unión
Europea apoya todas las medidas cuyo objetivo principal sea el
bienestar de los animales utilizados con fines experimentales y para
lograr métodos científicos de sustitución para reducir al mínimo el
número de animales utilizados en experimentación (Decisión
1999/575/CE del Consejo, de 23 de marzo de 1998, relativa a la
celebración por la Comunidad del Convenio Europeo sobre la
protección de los animales vertebrados utilizados para
experimentación y otros fines científicos - Diario Oficial L 222 de
24.08.1999).
Por tanto, un tercer aspecto de la invención se
refiere al uso del tejido artificial de la invención para la
evaluación de un producto farmacológico y/o químico.
Una enfermedad infecciosa, inflamatoria,
genética o degenerativa, un daño físico o químico, o una
interrupción del flujo sanguíneo, pueden dar lugar a una pérdida de
células de un tejido o un órgano. Esta pérdida celular conllevaría
una alteración de la función normal de dicho tejido u órgano; y por
consiguiente, conduciría al desarrollo de enfermedades o secuelas
físicas que merman la calidad de vida de la persona. Por tanto, es
importante tratar de regenerar o y restablecer la función normal de
dichos tejidos u órganos. El tejido o el órgano dañado pueden ser
sustituidos por un tejido u órgano nuevo que haya sido fabricado en
el laboratorio mediante técnicas de ingeniería tisular. El objetivo
de la ingeniería tisular es la construcción de tejidos biológicos
artificiales y la utilización con fines médicos de los mismos para
restaurar, sustituir o incrementar las actividades funcionales de
tejidos y órganos enfermos. La utilidad terapéutica de este tipo de
técnicas es prácticamente ilimitada con aplicaciones en todos los
campos. El empleo de las técnicas de ingeniería tisular permite
disminuir las listas de espera de tejidos y órganos, con la
consiguiente disminución de la morbi-mortalidad de
la enfermedad en el receptor. Lógicamente, también tiene como
consecuencia una disminución de la morbi-mortalidad
en los donantes de órganos. Por otra parte, existen numerosas
ventajas asociadas a la utilización de células o tejidos autólogos
en la ingeniería tisular, destacando: (a) una reducción
significativa del número de infecciones del donante al receptor por
agentes infecciosos; y (b) la ausencia de rechazo inmune injerto
contra huésped, por lo que el paciente no tiene necesidad de tomar
tratamiento inmunosupresor, evitándose los efectos secundarios y los
problemas asociados a la inmunodepresión.
Por tanto, un cuarto aspecto de la invención se
refiere al uso del tejido artificial de la invención para
incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad
funcional de un tejido o un órgano enfermo o dañado.
El tejido artificial de la invención puede
emplearse para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de cualquier tejido u órgano
enfermo o dañado de un organismo vivo. El tejido o el órgano pueden
ser internos como, por ejemplo, pero sin limitarse, la uretra o la
vejiga, o externos como, por ejemplo, pero sin limitarse, la córnea
o la piel. En una realización preferida, el tejido o el órgano
dañado se seleccionan de la lista que comprende: piel, vejiga,
uretra, córnea, mucosa oral, conjuntiva, pared abdominal, tímpano,
faringe, laringe, intestino, peritoneo, ligamento, tendón, hueso,
meninge o vagina. El tejido o el órgano pueden estar enfermos o
dañados como consecuencia de una disfunción, una lesión o una
enfermedad, por ejemplo, pero sin limitarse, una enfermedad
infecciosa, inflamatoria, genética o degenerativa; un daño físico
como un traumatismo o una intervención quirúrgica, un daño químico o
una interrupción del flujo sanguíneo.
Una realización preferida de este quinto aspecto
se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad
funcional de una piel. Una realización más preferida se refiere al
uso del tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una piel enferma o dañada como consecuencia de una disfunción, una
lesión o una enfermedad seleccionada de la lista que comprende: una
herida, una úlcera, una quemadura, una neoplasia benigna o maligna,
una infección, una contusión, un traumatismo, una causticación o una
malformación congénita.
Una realización preferida de este quinto aspecto
se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad
funcional de una vejiga. Una realización más preferida se refiere al
uso del tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una vejiga enferma o dañada como consecuencia de una disfunción, una
lesión o una enfermedad seleccionada de la lista que comprende: una
neoplasia benigna o maligna, una infección, un traumatismo, una
malformación congénita (como por ejemplo, pero sin limitarse, una
extrofia vesical, una extrofia de cloaca o una microvejiga), una
vejiga neurógena, una incontinencia urinaria, una disfunción vesical
o una litiasis
vesical.
vesical.
Una realización preferida de este quinto aspecto
se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad
funcional de una uretra. Una realización más preferida se refiere al
uso del tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una uretra enferma o dañada como consecuencia de una disfunción, una
lesión o una enfermedad seleccionada de la lista que comprende: una
neoplasia benigna o maligna, una infección, un traumatismo, una
malformación congénita (como por ejemplo, pero sin limitarse, un
hispospadias o un epispadias) o una estenosis.
Una realización preferida de este quinto aspecto
se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad
funcional de una córnea. Una realización más preferida se refiere al
uso del tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una córnea enferma o dañada como consecuencia de una disfunción, una
lesión o una enfermedad seleccionada de la lista que comprende: una
úlcera corneal, un queratocono, un queratoglobo, un descematocele,
un traumatismo, una causticación, una insuficiencia límbica, una
queratitis atrófica, una distrofia corneal, una queratopatía
primaria o secundaria, una infección, un leucoma, una queratopatía
bullosa, un fallo endotelial corneal o una neoplasia benigna o
maligna.
Un quinto aspecto de la presente invención se
refiere al uso del tejido artificial de la invención para la
elaboración de un medicamento.
Dicho medicamento es un medicamento de terapia
celular somática. Se entiende por "terapia celular somática" la
utilización de células somáticas vivas, autólogas, alogénicas o
xenogénicas, cuyas características biológicas han sido alteradas
sustancialmente como resultado de su manipulación, para obtener un
efecto terapéutico, de diagnóstico o preventivo, por medios
metabólicos, farmacológicos o inmunológicos. Entre los medicamentos
de terapia celular somática se encuentran, por ejemplo, pero sin
limitarse: células manipuladas para modificar sus propiedades
inmunológicas, metabólicas o funcionales de otro tipo en aspectos
cualitativos o cuantitativos; células clasificadas, seleccionadas y
manipuladas, que se someten posteriormente a un proceso de
fabricación con el fin de obtener el producto terminado; células
manipuladas y combinadas con componentes no celulares (por ejemplo,
matrices o productos sanitarios biológicos o inertes) que ejercen la
acción pretendida en principio en el producto acabado; derivados de
células autólogas expresadas ex vivo (in vitro) en
condiciones específicas de cultivo; o células modificadas
genéticamente o sometidas a otro tipo de manipulación para expresar
propiedades funcionales homologas o no homologas anteriormente no
expresadas.
Un quinto aspecto de la presente invención se
refiere al uso del tejido artificial de la invención para la
elaboración de un medicamento para incrementar, restaurar o
sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de un tejido o
un órgano. En una realización preferida, el tejido o el órgano
dañado se seleccionan de la lista que comprende: piel, vejiga,
uretra, córnea, mucosa oral, conjuntiva, pared abdominal, tímpano,
faringe, laringe, intestino, peritoneo, ligamento, tendón, hueso,
meninge o vagina.
Una realización preferida de este quinto aspecto
se refiere al uso del tejido artificial de la invención para la
elaboración de un medicamento para incrementar, restaurar o
sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de un tejido o
un órgano enfermo o dañado como consecuencia de una enfermedad
infecciosa, inflamatoria, genética o degenerativa, un daño físico o
químico o una interrupción del flujo sanguíneo.
Una realización más preferida de este quinto
aspecto se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
la elaboración de un medicamento para incrementar, restaurar o
sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de una piel.
Una realización aún más preferida se refiere al uso del tejido
artificial de la invención para la elaboración de un medicamento
para incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la
actividad funcional de una piel enferma o dañada como consecuencia
de una disfunción, una lesión o una enfermedad seleccionada de la
lista que comprende: una herida, una úlcera, una quemadura, una
neoplasia benigna o maligna, una infección, una contusión, un
traumatismo, una causticación o una malformación congénita.
Una realización más preferida de este quinto
aspecto se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
la elaboración de un medicamento para incrementar, restaurar o
sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de una vejiga.
Una realización aún más preferida de este quinto aspecto se refiere
al uso del tejido artificial de la invención para la elaboración de
un medicamento para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de una vejiga enferma o dañada
como consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una neoplasia benigna o
maligna, una infección, un traumatismo, una malformación congénita
(como por ejemplo, pero sin limitarse, una extrofia vesical, una
extrofia de cloaca o una microvejiga), una vejiga neurógena, una
incontinencia urinaria, una disfunción vesical o una litiasis
vesical.
Una realización más preferida de este quinto
aspecto se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
la elaboración de un medicamento para incrementar, restaurar o
sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de una uretra.
Una realización aún más preferida de este quinto aspecto se refiere
al uso del tejido artificial de la invención para la elaboración de
un medicamento para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de una uretra enferma o dañada
como consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una neoplasia benigna o
maligna, una infección, un traumatismo, una malformación congénita
(como por ejemplo, pero sin limitarse, un hispospadias o un
epispadias) o una estenosis.
Una realización más preferida de este quinto
aspecto se refiere al uso del tejido artificial de la invención para
la elaboración de un medicamento para incrementar, restaurar o
sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de una córnea.
Una realización aún más preferida de este quinto aspecto se refiere
al uso del tejido artificial de la invención para la elaboración de
un medicamento para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de una córnea enferma o dañada
como consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una úlcera corneal, un
queratocono, un queratoglobo, un descematocele, un traumatismo, una
causticación, una insuficiencia límbica, una queratitis atrófica,
una distrofia corneal, una queratopatía primaria o secundaria, una
infección, un leucoma, una queratopatía bullosa, un fallo endotelial
corneal o una neoplasia benigna o maligna.
Un sexto aspecto de la invención se refiere a
una composición farmacéutica que comprende el tejido artificial de
la invención.
Una realización preferida de este sexto aspecto
de la invención se refiere a una composición farmacéutica que
comprende el tejido artificial de la invención para su uso en
terapia celular somática.
Una realización más preferida de este sexto
aspecto de la invención se refiere a una composición farmacéutica
que comprende el tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
un tejido o un órgano.
Una realización preferida de este sexto aspecto
de la invención se refiere a una composición farmacéutica que
comprende el tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
un tejido o un órgano enfermo o dañado como consecuencia de una
enfermedad infecciosa, inflamatoria, genética o degenerativa, un
daño físico o químico o una interrupción del flujo sanguíneo.
Una realización más preferida de este sexto
aspecto de la invención se refiere a una composición farmacéutica
que comprende el tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una piel. Una realización aún más preferida se refiere a una
composición farmacéutica que comprende el tejido artificial de la
invención para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de una piel enferma o dañada como
consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una herida, una úlcera, una
quemadura, una neoplasia benigna o maligna, una infección, una
contusión, un traumatismo, una causticación o una malformación
congénita.
Una realización más preferida de este sexto
aspecto de la invención se refiere a una composición farmacéutica
que comprende el tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una vejiga. Una realización aún más preferida se refiere a una
composición farmacéutica que comprende el tejido artificial de la
invención para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de una vejiga enferma o dañada
como consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una neoplasia benigna o
maligna, una infección, un traumatismo, una malformación congénita
(como por ejemplo, pero sin limitarse, una extrofia vesical, una
extrofia de cloaca o una microvejiga), una vejiga neurógena, una
incontinencia urinaria, una disfunción vesical o una litiasis
vesical.
Una realización más preferida de este sexto
aspecto de la invención se refiere a una composición farmacéutica
que comprende el tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una uretra. Una realización aún más preferida se refiere a una
composición farmacéutica que comprende el tejido artificial de la
invención para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de una uretra enferma o dañada
como consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una neoplasia benigna o
maligna, una infección, un traumatismo, una malformación congénita
(como por ejemplo, pero sin limitarse, un hispospadias o un
epispadias) o una estenosis.
Una realización más preferida de este sexto
aspecto de la invención se refiere a una composición farmacéutica
que comprende el tejido artificial de la invención para incrementar,
restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de
una córnea. Una realización aún más preferida se refiere a una
composición farmacéutica que comprende el tejido artificial de la
invención para incrementar, restaurar o sustituir parcial o
totalmente la actividad funcional de una córnea enferma o dañada
como consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una úlcera corneal, un
queratocono, un queratoglobo, un descematocele, un traumatismo, una
causticación, una insuficiencia límbica, una queratitis atrófica,
una distrofia corneal, una queratopatía primaria o secundaria, una
infección, un leucoma, una queratopatía bullosa, un fallo endotelial
corneal o una neoplasia benigna o maligna.
En una realización preferida de este aspecto de
la invención, la composición farmacéutica comprende el tejido
artificial de la invención, y además, un vehículo farmacéuticamente
aceptable. En otra realización preferida de este aspecto de la
invención, la composición farmacéutica comprende el tejido
artificial de la invención, y además, otro principio activo. En una
realización preferida de este aspecto de la invención, la
composición farmacéutica comprende el tejido artificial de la
invención y, además, junto con un vehículo farmacéuticamente
aceptable, otro principio activo.
Como se emplea aquí, el término "principio
activo", "substancia activa", "substancia
farmacéuticamente activa", "ingrediente activo" ó
"ingrediente farmacéuticamente activo" significa cualquier
componente que potencialmente proporcione una actividad
farmacológica u otro efecto diferente en el diagnóstico, cura,
mitigación, tratamiento, o prevención de una enfermedad, o que
afecta a la estructura o función del cuerpo del hombre u otros
animales.
\newpage
Las composiciones farmacéuticas de la presente
invención pueden utilizarse en un método de tratamiento de forma
aislada o conjuntamente con otros compuestos farmacéuticos.
A lo largo de la descripción y las
reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no
pretenden excluir otras características técnicas, aditivos,
componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos,
ventajas y características de la invención se desprenderán en parte
de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Las
siguientes figuras y ejemplos se proporcionan a modo de ilustración,
y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
Figura 1. Muestra un esquema del procedimiento
empleado para la nanoestructuración del tejido artificial.
Figura 2. Muestra la evaluación del producto de
piel humana artificial. A. Análisis microscópico in vitro. B.
Análisis macro y microscópico de la piel humana artificial evaluada
in vivo. C. Análisis inmunohistoquímico.
Figura 3. Muestra la evaluación del producto de
piel humana artificial con células de la gelatina de Wharton. A.
Determinación de la viabilidad de las células madre de la gelatina
de Wharton. B. Análisis microscópico. C. Análisis inmunohistoquímico
de las siguientes proteínas: pancitoqueratina (PANC), queratina 1
(KRT1), queratina 10 (KRT10), involucrina (INVOL) y filagrina
(FILAG).
Figura 4. Muestra la evaluación de los productos
corneales. A. Análisis microscópico e inmunohistoquímico:
inmunofluorescencia de diferentes proteínas relacionadas con uniones
intercelulares en el epitelio de las córneas humanas control (C) y
de los productos corneales mantenidos in vitro en diferentes
estadios de maduración y desarrollo (1: córnea con una única capa de
epitelio, 2: córnea con 2-3 capas, 3: córnea con
epitelio estratificado, 4: córnea con epitelio estratificado y
sometido a técnica aire-líquido). B. Control de
calidad reológico. C. Control de calidad óptica. D. Control
genético: Principales funciones génicas expresadas por los
constructos corneales artificiales generados mediante ingeniería
tisular. E. Control genético: Organización espacial de las funciones
génicas de los genes de los constructos corneales determinadas
mediante los programas Cytoscape y BiNGO. Se observan en color gris
oscuro las funciones más expresadas, de color gris claro las
funciones algo menos expresadas y de blanco las menos expresadas. F.
Evaluación in vivo del comportamiento clínico de los
productos corneales artificiales en un modelo animal. A: tras
eliminar la hemicórnea anterior, se sitúa el constructo corneal
sobre la superficie del estroma; B: aspecto final una vez suturado;
C: evolución a las 3 semanas; D: evolución a las 6 semanas.
Figura 5. Muestra la evaluación del producto de
uretra humana artificial. A. Análisis microscópico. B. Análisis
inmunohistoquímico (expresión de integrinas).
Figura 6. Muestra la evaluación del producto de
vejiga urinaria artificial. A. Análisis microscópico: Vejiga humana
artificial fabricada en laboratorio y mantenida en cultivo durante 1
y 3 semanas, respectivamente. B. Análisis inmunohistoquímico:
Análisis mediante inmunofluorescencia de la vejiga artificial humana
generada mediante ingeniería tisular y de la vejiga humana control
normal para las citoqueratinas (CK) 7, 8, 4, 13 y
pancitoqueratina.
Los siguientes ejemplos específicos que se
proporcionan en este documento de patente sirven para ilustrar la
naturaleza de la presente invención. Estos ejemplos se incluyen
solamente con fines ilustrativos y no han de ser interpretados como
limitaciones a la invención que aquí se reivindica. Por tanto, los
ejemplos descritos más adelante ilustran la invención sin limitar el
campo de aplicación de la misma.
Se utilizan muestras de piel de espesor total
obtenidas de donantes bajo anestesia local y locoregional. Una vez
obtenida la muestra de forma estéril, con la ayuda de unas tijeras
se eliminará el tejido graso subcutáneo hasta dejar expuesta la capa
de dermis. A continuación, los tejidos extraídos serán introducidos
inmediatamente en medio de transporte estéril constituido por medio
de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado con
antibióticos (500 U/ml de penicilina G y 500 \mug/ml de
estreptomicina) y antimicóticos (1,25 \mug/ml de anfotericina B)
para evitar una eventual contaminación de la muestra.
Transcurrido el periodo de transporte, todas las
muestras deberán ser lavadas dos veces en una solución estéril de
PBS con penicilina, estreptomicina y anfotericina B (500 U/ml, 500
\mug/ml y 1,25 \mug/ml, respectivamente) para eliminar todos los
restos de sangre, fibrina, grasa o materiales extraños que pudieran
encontrarse adheridos a las muestras.
En primer lugar, para separar la dermis de la
epidermis, las muestras se incuban a 37ºC en una solución estéril
con dispasa II a 2 mg/ml en PBS. De este modo, se consigue disgregar
la membrana basal sobre la cual se ancla el epitelio a la dermis,
por lo que tras esto se conseguirá separar mecánicamente por un lado
el epitelio y por otro la dermis.
Una vez separado, el epitelio correspondiente a
la epidermis, se fragmenta éste con tijeras hasta obtener pequeños
fragmentos para posteriormente incubarlos en una solución de
tripsina-EDTA. Con la ayuda de una pipeta empapada
en tripsina-EDTA se transfiere este epitelio a un
frasco con agitador magnético previamente esterilizado. Agregar unos
2,5 ml de tripsina-EDTA al frasco con agitador e
incubar a 37ºC durante 10 minutos para separar enzimáticamente los
queratinocitos de la epidermis. Transcurrido este tiempo, se recoge
la tripsina que contenía los queratinocitos individualizados en un
tubo cónico de 50 ml con ayuda de una pipeta, procurando no
arrastrar con ella fragmentos de epitelio. Neutralizar con igual
cantidad de medio de cultivo suplementado con un 10% de suero bovino
fetal y se centrifuga durante 10 minutos a 1000 rpm. El pellet
resultante que contiene gran cantidad de queratinocitos
individualizados se resuspende en 2-3 ml de medio de
cultivo de queratinocitos, el cual favorece preferentemente el
crecimiento de las células epiteliales sobre los fibroblastos. Este
medio está compuesto por 3 partes de medio DMEM rico en glucosa y
una parte de medio Ham F-12, todo ello suplementado
con un 10% de suero bovino fetal,
antibióticos-antimicóticos (100 U/ml de penicilina
G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25 \mug/ml de anfotericina
B), 24 \mug/ml de adenina y distintos factores de crecimiento: 0,4
\mug/ml de hidrocortisona, 5 \mug/ml de insulina, 10 ng/ml de
factor de crecimiento epitelial (EGF), 1,3 ng/ml de triyodotironina
y 8 ng/ml de toxina colérica.
Para llevar a cabo la digestión de la matriz
extracelular de la dermis de la piel y conseguir la separación de
los fibroblastos estromales incluidos en dicha matriz, las muestras
deben ser incubadas a 37ºC en una solución estéril de colagenasa
tipo I de Clostridium hystoliticum a 2 mg/ml en medio de
cultivo DMEM sin suero bovino fetal durante 6 horas. Esta solución
es capaz de digerir el colágeno de la dermis y liberar los
fibroblastos estromales. Para la obtención de cultivos primarios de
fibroblastos, se debe centrifugar a 1.000 rpm durante 10 minutos la
solución de digestión que contiene las células estromales
disgregadas de la dermis y el pellet celular correspondiente a los
fibroblastos se cultiva en frascos de cultivo de 15 cm^{2} de
superficie. Como medio de cultivo, se utiliza DMEM enriquecido en
glucosa suplementado con antibióticos y antimicóticos (100 U/ml de
penicilina G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25 \mug/ml de
anfoteri-
cina B) y suero bovino fetal (SBF) al 10%. A este medio básico de cultivo lo denominamos medio de fibroblastos.
cina B) y suero bovino fetal (SBF) al 10%. A este medio básico de cultivo lo denominamos medio de fibroblastos.
En todos los casos, las células serán incubadas
a 37ºC con un 5% de dióxido de carbono, en condiciones estándar de
cultivo celular. Los medios de cultivo se renuevan cada tres
días.
Una vez alcanzada la confluencia celular, los
distintos cultivos celulares de fibroblastos o queratinocitos se
deben lavar con PBS estéril e incubarse en 1-3 ml de
una solución de tripsina 0,5 g/l y EDTA 0,2 g/l a 37ºC durante 10
minutos. Así se consigue disgregar los mecanismos de adhesión
celular y obtener células individualizadas y no adheridas a la
superficie del frasco de cultivo de queratinocitos y dermis.
Para el caso de la dermis, una vez que las
células se desprenden de la superficie de los frascos de cultivo, se
procede a inactivar la tripsina utilizada mediante adición de 10 ml
de medio de cultivo de fibroblastos. La presencia de abundantes
proteínas séricas es capaz de inactivar la acción proteolítica de la
tripsina. En los queratinocitos, se utiliza el medio de cultivo de
queratinocitos.
Posteriormente, las soluciones de queratinocitos
y de fibroblastos en las cuales se localizan las células
desprendidas, se centrifugan a 1000 rpm durante 10 minutos para
obtener un pellet o botón celular con las células de interés,
desechándose el sobrenadante con la tripsina. El pellet celular se
resuspende cuidadosamente en 5 ml de medio de cultivo y estas
células se cultivan en frascos de cultivo de 15, 25 o 75 cm^{2} de
superficie.
Habitualmente, los cultivos de queratinocitos se
expanden hasta aproximadamente cinco veces en nuevos frascos de
cultivo.
En todos los casos, y para asegurar una adecuada
viabilidad celular, la elaboración de sustitutos de piel se llevó a
cabo utilizando células correspondientes a los cuatro primeros
subcultivos.
1- Generación de sustitutos de la dermis con
fibroblastos inmersos en su espesor utilizando matrices
extracelulares de fibrina y agarosa. Estos sustitutos dérmicos se
generarán directamente sobre insertos porosos de 0,4 \mum de
diámetro para permitir el paso de nutrientes pero no de las propias
células. Para preparar 10 ml de sustituto dérmico se procederá del
siguiente modo:
- Obtención de 7,6 ml de plasma sanguíneo humano
procedente de donación (posibilidad de origen autólogo).
- Adición de 150.000 fibroblastos de la piel
humana previamente cultivados y resuspendidos en 750 \mul de medio
de cultivo DMEM.
- Adición de 150 \mul de ácido tranexámico
para evitar la fibrinólisis del gel de fibrina.
- Adición de 1 ml de ClCa_{2} al 1% para
inducir la reacción de coagulación y generar una red de fibras de
fibrina.
- Adición rápida de 0,5 ml de agarosa tipo VII
al 2% disuelta en PBS y calentada hasta alcanzar el punto de fusión
y mezclado suave mediante agitación. La concentración final de
agarosa en la mezcla será del 0,1%. El rango de concentraciones de
agarosa que permite productos dérmicos viables oscila entre 0,025% y
0,3% y deberá establecerse en relación con el paciente objeto de su
utilización.
- Alicuotar lo antes posible en los insertos
porosos de cultivo celular.
- Dejar polimerizar en reposo durante al menos
30 min.
2- Desarrollo de una capa de epitelio
(epidermis) en la superficie del sustituto dérmico mediante
subcultivo de los queratinocitos sobre el sustituto dérmico. Cubrir
con medio de cultivo específico para queratinocitos.
3- Mantener en incubador a 37ºC con un 5% de
CO_{2} en ambiente húmedo siguiendo protocolos estándar de cultivo
celular. Los medios de cultivo se renuevan cada 3 días hasta que las
células epiteliales alcanzan la confluencia en la superficie del
sustituto dérmico (alrededor de una semana).
4- Exponer la superficie epitelial al aire
(técnica aire líquido) manteniendo el sustituto dérmico sumergido en
medio de cultivo para promover la estratificación y la maduración de
la epidermis (alrededor de una semana).
5- Extraer el producto de piel humana artificial
de la superficie de cultivo y proceder a su deshidratación parcial
depositando el mismo sobre un papel de filtro estéril de
3-5 mm de espesor colocado sobre una superficie
plana de vidrio estéril. Colocar un fragmento de tul o tela porosa
de nylon esterilizada con alcohol 70% sobre la superficie del
sustituto de piel para evitar que la capa epitelial del sustituto de
piel se adhiera al papel de filtro. Tras ello, colocar un segundo
papel de filtro estéril de 3-5 mm de grosor sobre el
sustituto de piel cubierto por tela. Depositar un fragmento plano de
vidrio estéril en su superficie y colocar un objeto de
aproximadamente 250 g de peso sobre éste (Figura 1). Todo el proceso
se ha de llevar a cabo en campana de flujo laminar a temperatura
ambiente durante 10 minutos. El objetivo de este proceso es reducir
significativamente los niveles de hidratación del producto para
alcanzar niveles óptimos de consistencia y elasticidad.
La evaluación de los productos de piel
artificial reveló que la estructura de éstos presentaba numerosas
similitudes con la piel humana nativa normal, aunque el tiempo de
desarrollo en cultivo influía directamente sobre la estructura de
estos productos artificiales. En concreto, el análisis de muestras
mantenidas en cultivo durante cuatro semanas reveló lo
siguiente:
\bullet Los productos de piel evaluados a la
semana de su elaboración presentaron una gruesa capa estromal en la
que existe una abundante población de fibroblastos en proliferación.
Sobre la superficie de este sustituto estromal, se apreció una única
capa de células epiteliales.
\bullet En la segunda semana de desarrollo en
cultivo, se observó un mayor número de células en el estroma, así
como una estratificación inicial del epitelio, formándose una o dos
hileras de queratinocitos en su superficie.
\bullet A partir de este momento continúa la
proliferación de queratinocitos, observándose en la tercera semana
una nueva hilera de células en el epitelio.
\bullet En la cuarta semana existía un total
de 3 a 4 hileras de células, pero no fue posible distinguir los
distintos estratos del epitelio. No se apreciaron papilas, anejos
cutáneos o estrato córneo.
Al contrario de lo que se observó en los
productos de piel artificial mantenidos en cultivo, la piel
artificial implantada en un modelo animal presentó muy adecuados
niveles de estructuración y diferenciación tisular, tal como se
describe a continuación.
\bullet En el día diez tras haber realizado la
implantación del producto en el ratón se pudo observar la presencia
de una dermis muy rica en células y con algunas fibras y material
extracelular desorganizado. Destaca la presencia de infiltrados
leucocitarios en la dermis, así como la neoformación de un tejido
vascular importante comprendiendo arteriolas, vénulas y capilares. A
nivel epitelial, se observan entre tres y cinco capas celulares, no
apreciándose de forma clara los estratos espinoso y granuloso,
aunque sí el basal y un estrato córneo incipiente. De igual modo, se
evidencia una línea dermoepidérmica homogénea, aunque sin la
presencia de papilas ni anejos cutáneos.
\bullet Tras veinte días del implante en los
animales atímicos, se apreció una disminución en la concentración de
fibroblastos y leucocitos de la dermis, así como un aumento
significativo del contenido fibrilar en la dermis. De igual modo, se
observó la existencia de entre cuatro y seis capas de queratinocitos
epidérmicos, distinguiéndose en este momento cuatro estratos
diferenciados: basal, espinoso, granuloso y córneo, siendo el
estrato espinoso el menos evidente de los cuatro. Al igual que a los
diez días de evolución, se aprecia una línea dermoepidérmica
homogénea, aunque sin la presencia de papilas ni anejos
cutáneos.
\bullet En la muestra del día treinta se
observó un mayor contenido fibrilar en la dermis que días
anteriores, apreciándose ya gran cantidad de estratos en el
epitelio, existiendo entre seis y nueve capas de queratinocitos, con
una clara diferenciación de estratos epiteliales (basal, espinoso,
granuloso y córneo). Tampoco se apreciaron papilas ni anejos
cutáneos.
\bullet El día cuarenta de evolución in
vivo, se observó un mayor contenido en fibras en el estrato
dérmico, estabilizándose el número de capas de queratinocitos del
epitelio (entre seis y nueve). No se evidenciaron papilas en unión
dermoepidérmica ni anejos cutáneos.
El análisis de la expresión de citoqueratinas
(pancitoqueratina, citoqueratina 1 y citoqueratina 10), filagrina e
involucrina de los controles de piel humana normal y los productos
de piel obtenidos en el laboratorio, nos permitió determinar un
patrón específico de expresión de estas proteínas para cada tipo de
muestra, demostrándose que la piel humana artificial es capaz de
expresar las mismas proteínas de superficie que la piel humana
normal.
\vskip1.000000\baselineskip
Se utilizan muestras de piel de espesor total
obtenidas de donantes bajo anestesia local y locoregional. Una vez
obtenida la muestra de forma estéril, con la ayuda de unas tijeras
se eliminará el tejido graso subcutáneo hasta dejar expuesta la capa
de dermis. A continuación, los tejidos extraídos serán introducidos
inmediatamente en medio de transporte estéril constituido por medio
de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado con
antibióticos (500 U/ml de penicilina G y 500 \mug/ml de
estreptomicina) y antimicóticos (1,25 \mug/ml de anfotericina B)
para evitar una eventual contaminación de la muestra.
Los cordones umbilicales utilizados se obtienen
de partos por cesárea de mujeres gestantes a término. Después de
cada nacimiento, se obtiene un fragmento de 10-15 cm
del cordón umbilical, el cual es inmediatamente conducido al
laboratorio en medio de transporte similar al que se usa para la
piel.
Transcurrido el periodo de transporte, todas las
muestras deberán ser lavadas dos veces en una solución estéril de
PBS con penicilina, estreptomicina y anfotericina B (500 U/ml, 500
\mug/ml y 1,25 \mug/ml, respectivamente) para eliminar todos los
restos de sangre, fibrina, grasa o materiales extraños que pudieran
encontrarse adheridos a las muestras. Posteriormente, se procesa
cada tipo de muestra de forma independiente:
- En el caso de la piel, en primer lugar se
procede a separar la dermis de la epidermis mediante incubación de
las muestras a 37ºC en una solución estéril con dispasa II a 2 mg/ml
en PBS. De este modo, se consigue disgregar la membrana basal sobre
la cual se ancla el epitelio a la dermis, por lo que tras esto se
conseguirá separar mecánicamente por un lado el epitelio y por otro
la dermis.
Para llevar a cabo la digestión de la matriz
extracelular de la dermis de la piel y conseguir la separación de
los fibroblastos estromales incluidos en dicha matriz, las muestras
deben ser incubadas a 37ºC en una solución estéril de colagenasa
tipo I de Clostridium hystoliticum a 2 mg/ml en medio de
cultivo DMEM sin suero bovino fetal durante 6 horas. Esta solución
es capaz de digerir el colágeno de la dermis y liberar los
fibroblastos estromales. Para la obtención de cultivos primarios de
fibroblastos, se debe centrifugar a 1.000 rpm durante 10 minutos la
solución de digestión que contiene las células estromales
disgregadas de la dermis y el pellet celular correspondiente a los
fibroblastos se cultiva en frascos de cultivo de 15 cm^{2} de
superficie. Como medio de cultivo, se utiliza DMEM enriquecido en
glucosa suplementado con antibióticos y antimicóticos (100 U/ml de
penicilina G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25 \mug/ml de
anfotericina B) y suero bovino fetal (SBF) al 10%. A este medio
básico de cultivo lo denominamos medio de fibroblastos.
- En el caso del cordón umbilical, las muestras
se seccionan longitudinalmente a través de la vena umbilical. Se
retiraran cuidadosamente las arterias y la vena umbilical para
separar la gelatina de Wharton. Posteriormente, se fragmenta la
gelatina hasta convertirla en fragmentos de tejido muy pequeño.
Estos fragmentos de gelatina de Wharton se incuban en 30 ml de
colagenasa tipo I (Gibco BRL Life Technologies, Karlsruhe, Alemania)
a 37ºC en agitación durante aproximadamente 4-6
horas, para posteriormente recoger las células disociadas mediante
centrifugación durante 7 min a 1050 revoluciones por minuto (rpm). A
continuación, se elimina cuidadosamente el sobrenadante y se
resuspende el pellet celular en 5-10 ml de tripsina
prediluida (Sigma-Aldrich). De nuevo, se incuba a
37ºC en un baño de agitación durante 30 minutos. Después, se
neutralizaron los efectos de la tripsina añadiendo
10-20 ml de medio de cultivo suplementado con suero
bovino fetal al 10%, centrifugándose de nuevo a 1000 rpm durante 10
minutos para obtener las células aisladas. Finalmente, se
resuspenden estas células en medio de cultivo Amniomax en un frasco
de cultivo de 25 cm^{2}.
En todos los casos, las células serán incubadas
a 37ºC con un 5% de dióxido de carbono, en condiciones estándar de
cultivo celular. Los medios de cultivo se renuevan cada tres
días.
Una vez alcanzada la confluencia celular, los
distintos cultivos celulares de fibroblastos o células madre de la
gelatina de Wharton se deben lavar con PBS estéril e incubarse en
1-3 ml de una solución de tripsina 0,5 g/l y EDTA
0,2 g/l a 37ºC durante 10 minutos.
Así se consigue disgregar los mecanismos de
adhesión celular y obtener células individualizadas y no adheridas a
la superficie del frasco de cultivo.
Una vez que las células se desprenden de la
superficie de los frascos de cultivo, se procede a inactivar la
tripsina utilizada mediante adición de 10 ml de medio de cultivo de
fibroblastos. La presencia de abundantes proteínas séricas es capaz
de inactivar la acción proteolítica de la tripsina.
Posteriormente, las soluciones en las cuales se
localizan las células desprendidas, se centrifugan a 1000 rpm
durante 10 minutos para obtener un pellet o botón celular con las
células de interés, desechándose el sobrenadante con la tripsina. El
pellet celular se resuspende cuidadosamente en 5 ml de medio de
cultivo y estas células se cultivan en frascos de cultivo de 15, 25
o 75 cm^{2} de superficie.
Habitualmente, los cultivos de queratinocitos se
expanden hasta aproximadamente cinco veces en nuevos frascos de
cultivo.
1- Generación de sustitutos de la dermis con
fibroblastos inmersos en su espesor utilizando matrices
extracelulares de fibrina y agarosa. Estos sustitutos dérmicos se
generarán directamente sobre insertos porosos de 0,4 \mum de
diámetro para permitir el paso de nutrientes pero no de las propias
células. Para preparar 10 ml de sustituto dérmico se procederá del
siguiente modo:
- Obtención de 7,6 ml de plasma sanguíneo humano
procedente de donación (posibilidad de origen autólogo).
- Adición de 150.000 fibroblastos de la piel
humana previamente cultivados y resuspendidos en 750 \mul de medio
de cultivo DMEM.
- Adición de 150 \mul de ácido tranexámico
para evitar la fibrinolisis del gel de fibrina.
- Adición de 1 ml de ClCa_{2} al 1% para
inducir la reacción de coagulación y generar una red de fibras de
fibrina.
- Adición rápida de 0,5 ml de agarosa tipo VII
al 2% disuelta en PBS y calentada hasta alcanzar el punto de fusión
y mezclado suave mediante agitación. La concentración final de
agarosa en la mezcla será del 0,1%. El rango de concentraciones de
agarosa que permite productos dérmicos viables oscila entre y 0,025%
y 0,3% y deberá establecerse en relación con el paciente objeto de
su utilización.
- Alicuotar lo antes posible en los insertos
porosos de cultivo celular.
- Dejar polimerizar en reposo durante al menos
30 min.
2- Desarrollo de una capa de epitelio en la
superficie del sustituto dérmico mediante subcultivo de las células
madre de la gelatina de Wharton sobre el sustituto dérmico. Cubrir
con medio de cultivo específico para queratinocitos. Este medio está
compuesto por 3 partes de medio DMEM rico en glucosa y una parte de
medio Ham F-12, todo ello suplementado con un 10% de
suero bovino fetal, antibióticos-antimicóticos (100
U/ml de penicilina G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25
\mug/ml de anfotericina B), 24 \mug/ml de adenina y distintos
factores de crecimiento: 0,4 \mug/ml de hidrocortisona, 5
\mug/ml de insulina, 10 ng/ml de factor de crecimiento epitelial
(EGF), 1,3 ng/ml de triyodotironina y 8 ng/ml de toxina
colérica.
3- Mantener en incubador a 37ºC con un 5% de
CO_{2} en ambiente húmedo siguiendo protocolos estándar de cultivo
celular. Los medios de cultivo se renuevan cada 3 días hasta que las
células epiteliales alcanzan la confluencia en la superficie del
sustituto dérmico (alrededor de una semana).
\global\parskip0.900000\baselineskip
4- Exponer la superficie epitelial al aire
(técnica aire líquido) manteniendo el sustituto dérmico sumergido en
medio de cultivo para promover la estratificación y la maduración
del epitelio de la capa superficial (alrededor de una semana).
5- Extraer el producto de piel humana artificial
de la superficie de cultivo y proceder a su deshidratación parcial
depositando el mismo sobre un papel de filtro estéril de
3-5 mm de espesor colocado sobre una superficie
plana de vidrio estéril. Colocar un fragmento de tul o tela porosa
de nylon esterilizada con alcohol 70% sobre la superficie del
sustituto de piel para evitar que la capa epitelial del sustituto de
piel se adhiera al papel de filtro. Tras ello, colocar un segundo
papel de filtro estéril de 3-5 mm de grosor sobre el
sustituto de piel cubierto por tela. Depositar un fragmento plano de
vidrio estéril en su superficie y colocar un objeto de
aproximadamente 250 g de peso sobre éste (Figura 1). Todo el proceso
se ha de llevar a cabo en campana de flujo laminar a temperatura
ambiente durante 10 minutos. El objetivo de este proceso es reducir
significativamente los niveles de hidratación del producto para
alcanzar niveles óptimos de consistencia y elasticidad.
La determinación de la viabilidad celular
mediante las técnicas microanálisis de energía dispersiva de rayos X
nos permite determinar el perfil de concentración iónica
intracelular Na, Mg, P, Cl, K, S y Ca), y por tanto conocer el
subcultivo más adecuado para su utilización posterior en la
construcción de tejidos artificiales. Para ello es necesario
realizar la siguiente metodología.
a) Cultivo de las células sobre rejillas de oro
previamente recubiertas con una capa de resina (pioloform).
Alcanzada la subconfluencia de las células, las rejillas se lavan
con agua destilada a 4ºC durante 10 segundos para eliminar el medio
de cultivo.
b) Criofijación de las células en nitrógeno
líquido.
c) Desecación de las muestras criofijadas
mediante la técnica de freeze-drying en vacío a baja
temperatura (-100ºC) durante 20 horas. La criofijación se realizara
en un aparato de congelación-desecación Polaron
E5300.
d) Montaje de las muestras criofijadas y
desecadas en portamuestras específicos.
e) Recubrimiento de las células con carbón en un
Sputtering Polaron E-5000.
f) Observación en un Microscopio Electrónico de
Barrido Philips XL-30 equipado con un Detector de
Energía Dispersiva de rayos X (EDAX), y un detector de electrones
retrodispersados.
g) Análisis Microanalítico Cualitativo
utilizando las siguientes constantes: voltaje 10 Kv, aumentos 10.000
x, ángulo de superficie 0º, ángulo de percepción 35º, 500 cps,
tiempo de acumulación de cuentas: 200 segundos. De este modo, se
obtienen los espectros cualitativos para cada célula estudiada. En
dichos espectros se seleccionan los niveles de Na, Mg, P, Cl, K, Ca
en sus orbitales K contabilizándose las cuentas por segundo (CPS),
el background (BKGD), fondo o radiaciones no características y el
índice pico/fondo (P/B).
h) Análisis Microanalítico Cuantitativo. En
primer lugar, se cuantifican las concentraciones de los elementos
Na, Mg, P, Cl, S, K, y Ca en mmol/Kg de peso seco mediante una
modificación del método de Hall (Hall et al., 1973; Staham y
Pawley, 1978). Para ello, se utilizan sales estándares de Na, Mg, P,
Cl, K, S y Ca disueltas en dextrano al 20% (300.000 Dalton),
obteniéndose una curva o recta patrón. Estas sales se tratan del
mismo modo que los especímenes a analizar. Finalmente, se calculan
las concentraciones de cada uno de los elementos analizados
utilizando el método de la regresión lineal a partir de las curvas
patrón.
Los resultados obtenidos tras la cuantificación
de los niveles iónicos en las células madre de la gelatina de
Wharton ponen de manifiesto que los niveles más elevados del índice
K/Na corresponden a los subcultivos cuarto y quinto y por tanto,
éstos se consideran los más idóneos para su utilización en la
fabricación de piel humana mediante ingeniería tisular.
La evaluación de los productos de piel
artificial humana con células de la gelatina de Wharton reveló que
la estructura de éstos presentaba numerosas similitudes con la piel
humana nativa normal, aunque el tiempo de desarrollo en cultivo
influía directamente sobre la estructura de estos tejidos
artificiales. En concreto, el análisis de muestras mantenidas en
cultivo durante cuatro semanas reveló la formación progresiva de
hasta 5 capas de epitelio en la superficie del constructo, aunque
las uniones intercelulares no se formaron hasta las últimas fases.
Posteriormente, la evaluación in vivo de los productos de
piel humana generada con células madre de la gelatina de Wharton
mostró el desarrollo de una gruesa capa de epitelio sobre el estroma
artificial, formándose numerosas uniones intercelulares tipo
desmosoma y una membrana basal bien constituida. Todo ello resultó
en un producto de piel artificial indistinguible de la piel humana
nativa normal, demostrando la utilidad del producto generado.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El análisis de la expresión de citoqueratinas
(pancitoqueratina, citoqueratina 1 y citoqueratina 10), filagrina e
involucrina de los controles de piel humana normal y los productos
de piel obtenidos en el laboratorio a partir de células madre de la
gelatina de Wharton, nos permitió determinar un patrón específico de
expresión de estas proteínas para cada tipo de muestra,
demostrándose que los productos de piel humana artificial son
capaces de expresar las mismas proteínas de superficie que la piel
humana normal.
\vskip1.000000\baselineskip
El protocolo que a continuación se expone es
semejante en el producto corneal humano y animal, a excepción de la
incorporación del estrato endotelial en el producto corneal
animal.
Para establecer cultivos primarios de epitelio
corneal, queratocitos estromales y endotelio corneal, si procede, se
utilizaron los siguientes métodos y protocolos:
- Obtención de una biopsia del limbo
esclero-corneal bajo anestesia local o general y
transporte al laboratorio en suero fisiológico estéril.
- Tallado quirúrgico de la córnea para eliminar
restos de iris, conjuntiva y coágulos sanguíneos.
- En el producto corneal animal, disección
quirúrgica de la membrana de Descemet para aislamiento de las
células epiteliales, las cuales se cultivan en medio para células
endoteliales. La composición de este medio es la siguiente: 3 partes
de medio DMEM y una parte de medio Ham F-12, todo
ello suplementado con un 10% de suero bovino fetal,
antibióticos-antimicóticos, 24 \mug/ml de adenina
y distintos factores de crecimiento: 0,4 \mug/ml de
hidrocortisona, 5 \mug/ml de insulina, 1,3 ng/ml de
triyodotironina y 8 ng/ml de toxina colérica.
- Disección de 2 mm de córnea central e
incubación en colagenasa I al 2% durante 6 h a 37ºC. Centrifugación
a 1000 rpm durante 10 min para recoger las células madre adultas del
estroma corneal (queratocitos), las cuales se cultivarán en medio
DMEM (Dulbecco's modified Eagle's médium) con un 10% de suero
bovino fetal y antibióticos.
- Fragmentación del limbo
esclero-corneal en pequeños explantes de alrededor
de 1 mm y cultivo de estos explantes directamente sobre la
superficie de frascos de cultivo para la obtención de cultivos
primarios de células epiteliales corneales. El medio de cultivo a
utilizar (medio de células epiteliales) está compuesto por 3 partes
de medio DMEM y una parte de medio Ham F-12, todo
ello suplementado con un 10% de suero bovino fetal,
antibióticos-antimicóticos, 24 \mug/ml de adenina
y distintos factores de crecimiento: 0,4 \mug/ml de
hidrocortisona, 5 \mug/ml de insulina, 1,3 ng/ml de
triyodotironina, 8 ng/ml de toxina colérica y 10 ng/ml de factor de
crecimiento epitelial (EGF).
Todos los cultivos se mantienen en un incubador
a 37ºC con un 5% de CO_{2} en ambiente húmedo siguiendo protocolos
estándar de cultivo celular. Los medios de cultivo se renuevan cada
3 días hasta que las células alcanzan la confluencia en cultivo.
1- Subcultivo de las células endoteliales
previamente aisladas utilizando para ello insertos porosos de 0,4
\mum de diámetro para permitir el paso de nutrientes pero no de
las propias células. Las células seleccionadas deben pertenecer al
cuarto subcultivo (máxima viabilidad de las células endoteliales).
Este primer paso sólo se realizará para la generación del producto
corneal animal trilaminar.
2- Generación de sustitutos del estroma corneal
con queratocitos inmersos en su espesor utilizando matrices
extracelulares de fibrina y agarosa sobre los insertos porosos de
0,4 \mum de diámetro (este será el primer paso en el caso del
producto corneal humano bilaminar). Para preparar 10 ml de sustituto
estromal:
- Obtención de 7,6 ml de plasma sanguíneo humano
procedente de donación (posibilidad de origen autólogo).
- Adición de 150.000 queratocitos humanos
previamente cultivados y resuspendidos en 750 \mul de medio de
cultivo DMEM.
- Adición de 150 \mul de ácido tranexámico
para evitar la fibrinólisis del gel de fibrina.
\newpage
- Adición de 10 \mul de fibronectina a una
concentración de 500 mg/ml. El objeto es favorecer la adhesión de
las células del epitelio de superficie al sustituto estromal,
eliminando el riesgo de desprendimiento existente en los productos
corneales actualmente desarrollados.
- Adición de 1 ml de ClCa_{2} al 1% para
inducir la reacción de coagulación y generar una red de fibras de
fibrina.
- Adición rápida de 0,5 ml de agarosa tipo VII
al 2% disuelta en PBS y calentada hasta alcanzar el punto de fusión
y mezclado suave mediante agitación. La concentración final de
agarosa en la mezcla será del 0,1%. El rango de concentraciones de
agarosa que permite productos corneales viables oscila entre y
0,025% y 0,3% y deberá establecerse en relación con el paciente
objeto de su utilización.
- Alicuotar lo antes posible en los insertos
porosos de cultivo celular.
- Dejar polimerizar en reposo durante al menos
30 min.
3- Desarrollo de una capa de epitelio corneal en
la superficie del sustituto del estroma corneal mediante subcultivo
de las células epiteliales corneales sobre el sustituto estromal.
Cubrir con medio de cultivo específico para células epiteliales.
4- Mantener en incubador a 37ºC con un 5% de
CO_{2} en ambiente húmedo siguiendo protocolos estándar de cultivo
celular. Los medios de cultivo se renuevan cada 3 días hasta que las
células epiteliales alcanzan la confluencia en la superficie del
sustituto estromal (alrededor de una semana).
5- Exponer la superficie epitelial al aire
(técnica aire líquido) manteniendo el sustituto estromal sumergido
en medio de cultivo para promover la estratificación y la maduración
del epitelio corneal (alrededor de una semana).
6- Extraer el producto de córnea humana
artificial de la superficie de cultivo y proceder a su
deshidratación parcial depositando el mismo sobre un papel de filtro
estéril de 3-5 mm de espesor colocado sobre una
superficie plana de vidrio estéril. Colocar un fragmento de tul o
tela porosa de nylon esterilizada con alcohol 70% sobre la
superficie del sustituto corneal para evitar que la capa epitelial
del sustituto corneal se adhiera al papel de filtro. Tras ello,
colocar un segundo papel de filtro estéril de 3-5 mm
de grosor sobre el sustituto corneal cubierto por tela. Depositar un
fragmento plano de vidrio estéril en su superficie y colocar un
objeto de aproximadamente 250 g de peso sobre éste (Figura 1). Todo
el proceso se ha de llevar a cabo en campana de flujo laminar a
temperatura ambiente durante 10 minutos. El objetivo de este proceso
es reducir significativamente los niveles de hidratación del
producto para alcanzar niveles óptimos de consistencia y
elasticidad.
El análisis microscópico reveló que los
productos corneales generados mediante ingeniería tisular eran
estructuralmente análogos a las córneas nativas utilizadas como
control. En concreto, se pudo apreciar un epitelio corneal bien
formado, con abundantes uniones intercelulares y un estroma
compuesto por numerosas fibras de fibrina entre las que se disponían
los queratocitos. Todo ello sugiere que los productos corneales
artificiales bi o trilaminares construidos en base al protocolo
arriba expuesto, son compatibles con córneas humanas y animales
ortotípicas.
En lo que respecta a la estructura del epitelio
de los productos corneales, es de destacar el hecho de que todas las
células del epitelio expresaron elevados niveles de citoqueratinas
típicas y exclusivas del epitelio corneal (CK3 y CK12), lo cual
sugiere que estas células podrían ser funcionales in vitro.
Del mismo modo, el análisis de proteínas relacionadas con uniones
intercelulares reveló la expresión secuencial de diversos
componentes de los desmosomas (placoglobina, desmogleína 3 y
desmoplaquina), las uniones estrechas (ZO-1 y
ZO-2) y las uniones comunicantes gap (conexina 37) a
nivel epitelial, siendo todo ello similar a la córnea nativa
normal.
El análisis de las propiedades mecánicas de los
productos corneales artificiales bi o trilaminares construidos en
base al protocolo arriba expuesto mostró un comportamiento
viscoelástico de dichos tejidos, con un módulo de elasticidad
creciente en las córneas con mayor contenido en agarosa y un punto
de fractura significativamente menor cuando la agarosa se utilizó a
menores concentraciones. Los análisis de viscosimetría y punto de
fractura revelaron que las características físicas de los productos
de fibrina y agarosa eran superiores a aquéllos que sólo contenían
fibrina o colágeno. Todo ello sugiere que las propiedades físicas de
las córneas de fibrina y agarosa son óptimas y, en parte, similares
a las de las córneas humanas normales utilizadas como control.
Las propiedades ópticas de los productos
corneales artificiales fueron adecuadas para un tejido que ha de
cumplir las funciones de la córnea humana o animal. En concreto, los
análisis de transmitancia espectral mostraron que los productos
corneales tendían a mostrar niveles muy adecuados de transparencia,
comparables a los de la córnea humana normal, con niveles de
scattering muy similares. Además, los coeficientes de absorción,
dispersión y extinción de los productos de fibrina y agarosa fueron
superiores que aquéllos obtenidos con los tejidos de fibrina. Sin
embargo, la absorbancia para longitudes de onda pequeñas (rango de
los ultravioletas) fue menor en los productos corneales artificiales
bi o trilaminares que en los controles, lo cual sugiere la necesidad
de utilizar filtros para la luz ultravioleta en este tipo de
productos. En suma, la translucidez de los productos corneales fue
aceptable, especialmente en aquellos productos cuyo espesor no
superaba los 0,7 mm.
Para el análisis de expresión génica se extrajo
el ARN total de los cultivos corneales primarios de células
epiteliales y queratocitos estromales humanos y de los productos
corneales artificiales bilaminares humanos, analizándose éste
mediante microarray (Affymetrix Human Genome U133 plus 2.0®). Este
análisis demostró que los genes que se expresaban en los productos
corneales artificiales humanos eran compatibles con una función
corneal normal, aunque numerosos genes relacionados con el
desarrollo tisular estaban sobreexpresados en relación con la córnea
normal. En concreto, los productos corneales artificiales expresaron
un gran número de genes cuya función se centraba en el
establecimiento de uniones intercelulares (conexinas, integrinas,
desmoplaquina, placoglobina, etc.), desarrollo epitelial (Sema3A,
RUNX2, TBX1), diferenciación celular (PLXNA4A, FLG, DKK4, DCN),
membrana basal (lamininas, colágeno IV), matriz extracelular
(colágenos, decorina, biglicán, MMP, fibronectina), etc. Estos
resultados sugieren que los productos corneales construidos podrían
estar experimentando un proceso de desarrollo similar al que ocurre
en la córnea normal y que las funciones génicas expresadas por estos
productos son compatibles con la normalidad.
Para evaluar el comportamiento clínico de los
productos corneales artificiales, se procedió al implante de 6
córneas humanas bilaminares de espesor parcial en conejos de
laboratorio y a su seguimiento evolutivo durante 6 meses. Los
resultados de este ensayo muestran adecuados niveles de
biocompatibilidad, con total ausencia de inflamación o infección,
manteniendo buenos niveles de transparencia. Todo esto sugiere que
los productos corneales generados mediante ingeniería tisular
podrían presentar utilidad potencial desde un punto de vista clínico
y farmacológico experimental.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la generación de uretras artificiales, se
utilizan pequeñas biopsias de uretra humana normal obtenidas
mediante endoscopia de pacientes o donantes normales. Una vez
obtenida la muestra de forma estéril, los tejidos extraídos serán
introducidos inmediatamente en medio de transporte estéril
constituido por medio de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM)
suplementado con antibióticos (500 U/ml de penicilina G y 500
\mug/ml de estreptomicina) y antimicóticos (1,25 \mug/ml de
anfotericina B) para evitar una eventual contaminación de la
muestra.
Alternativamente, en los casos en los que no es
factible la toma de muestras de uretra humana, se pueden utilizar
muestras de mucosa oral o de piel para la generación de sustitutos
de la uretra.
Transcurrido el periodo de transporte, todas las
muestras deberán ser lavadas dos veces en una solución estéril de
PBS con penicilina, estreptomicina y anfotericina B (500 U/ml, 500
\mug/ml y 1,25 \mug/ml, respectivamente) para eliminar todos los
restos de sangre, fibrina, grasa o materiales extraños que pudieran
encontrarse adheridos a las muestras.
En primer lugar, para separar el estroma del
epitelio, las muestras se incuban a 37ºC en una solución estéril con
tripsina 0,5 g/l y EDTA 0,2 g/l en PBS, recogiéndose el sobrenadante
con las células tras 30 minutos mediante centrifugación. Este
proceso se repite hasta 5 veces añadiendo nueva solución de
tripsina-EDTA cada vez. De este modo, se consigue
una cantidad apreciable de células epiteliales de la uretra, las
cuales se cultivan en medio de cultivo de células epiteliales, el
cual favorece preferentemente el crecimiento de las células
epiteliales sobre los fibroblastos. Este medio está compuesto por 3
partes de medio DMEM rico en glucosa y una parte de medio Ham
F-12, todo ello suplementado con un 10% de suero
bovino fetal, antibióticos-antimicóticos (100 U/ml
de penicilina G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25 \mug/ml de
anfotericina B), 24 \mug/ml de adenina y distintos factores de
crecimiento: 0,4 \mug/ml de hidrocortisona, 5 \mug/ml de
insulina, 10 ng/ml de factor de crecimiento epitelial (EGF), 1,3
ng/ml de triyodotironina y 8 ng/ml de toxina colérica.
Para llevar a cabo la digestión de la matriz
extracelular del estroma uretral y conseguir la separación de los
fibroblastos estromales incluidos en dicha matriz, las muestras
deben ser incubadas a 37ºC en una solución estéril de colagenasa
tipo I de Clostridium hystoliticum a 2 mg/ml en medio de
cultivo DMEM sin suero bovino fetal durante 6 horas. Esta solución
es capaz de digerir el colágeno de la dermis y liberar los
fibroblastos estromales. Para la obtención de cultivos primarios de
fibroblastos, se debe centrifugar a 1.000 rpm durante 10 minutos la
solución de digestión que contiene las células estromales
disgregadas de la dermis y el pellet celular correspondiente a los
fibroblastos se cultiva en frascos de cultivo de 15 cm^{2} de
superficie. Como medio de cultivo, se utiliza DMEM enriquecido en
glucosa suplementado con antibióticos y antimicóticos (100 U/ml de
penicilina G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25 \mug/ml de
anfotericina B) y suero bovino fetal (SBF) al 10%. A este medio
básico de cultivo lo denominamos medio de fibroblastos.
En todos los casos, las células serán incubadas
a 37ºC con un 5% de dióxido de carbono, en condiciones estándar de
cultivo celular. Los medios de cultivo se renuevan cada tres
días.
1- Generación de sustitutos estromales con
fibroblastos inmersos en su espesor utilizando matrices
extracelulares de fibrina y agarosa. Estos sustitutos estromales se
generarán directamente sobre placas de Petri para cultivo celular.
Para preparar 10 ml de sustituto estromal se procederá del siguiente
modo:
- Obtención de 7,6 ml de plasma sanguíneo humano
procedente de donación (posibilidad de origen autólogo).
- Adición de 150.000 fibroblastos de la uretra
humana previamente cultivados y resuspendidos en 750 \mul de medio
de cultivo DMEM.
- Adición de 150 \mul de ácido tranexámico
para evitar la fibrinólisis del gel de fibrina.
- Adición de 1 ml de ClCa_{2} al 1% para
inducir la reacción de coagulación y generar una red de fibras de
fibrina.
- Adición rápida de 0,5 ml de agarosa tipo VII
al 2% disuelta en PBS y calentada hasta alcanzar el punto de fusión
y mezclado suave mediante agitación. La concentración final de
agarosa en la mezcla será del 0,1%. El rango de concentraciones de
agarosa que permite productos dérmicos viables oscila entre y 0,025%
y 0,3% y deberá establecerse en relación con el paciente objeto de
su utilización.
- Alicuotar lo antes posible en las placas de
Petri de cultivo celular.
- Dejar polimerizar en reposo durante al menos
30 min.
2- Desarrollo de una capa de epitelio
(epidermis) en la superficie del sustituto dérmico mediante
subcultivo de las células epiteliales sobre el sustituto estromal.
Cubrir con medio de cultivo específico para células epiteliales.
3- Mantener en incubador a 37ºC con un 5% de
CO_{2} en ambiente húmedo siguiendo protocolos estándar de cultivo
celular. Los medios de cultivo se renuevan cada 3 días hasta que las
células epiteliales alcanzan la confluencia en la superficie del
sustituto dérmico (alrededor de una semana).
4- Extraer el producto de uretra humana
artificial de la superficie de cultivo y proceder a su
deshidratación parcial depositando el mismo sobre un papel de filtro
estéril de 3-5 mm de espesor colocado sobre una
superficie plana de vidrio estéril. Colocar un fragmento de tul o
tela porosa de nylon esterilizada con alcohol 70% sobre la
superficie del sustituto estromal para evitar que la capa epitelial
del sustituto uretral se adhiera al papel de filtro. Tras ello,
colocar un segundo papel de filtro estéril de 3-5 mm
de grosor sobre el sustituto estromal cubierto por tela. Depositar
un fragmento plano de vidrio estéril en su superficie y colocar un
objeto de aproximadamente 250 g de peso sobre éste (Figura 1). Todo
el proceso se ha de llevar a cabo en campana de flujo laminar a
temperatura ambiente durante 10 minutos. El objetivo de este proceso
es reducir significativamente los niveles de hidratación del
producto para alcanzar niveles óptimos de consistencia y
elasticidad.
5- Una vez deshidratado el tejido, cortar a
medida el sustituto uretral y enrollarlo sobre sí mismo, procediendo
a suturarlo con hilo de sutura quirúrgica monofilamento. De este
modo, se consigue un sustituto de la uretra con forma tubular muy
similar a la uretra humana nativa. Hemos de destacar que el
deshidratado del tejido resulta en adecuados niveles de consistencia
y elasticidad, permitiendo llevar a cabo el enrollamiento y la
sutura sin ninguna dificultad.
La evaluación de los productos de uretra
artificial reveló que la estructura de éstos presentaba numerosas
similitudes con la uretra humana nativa normal. En concreto, el
análisis de muestras mantenidas en cultivo durante cuatro semanas
reveló la formación de un epitelio pavimentoso estratificado en la
superficie del estroma artificial y la generación de un estroma
denso, rico en fibras, en el que las células estromales proliferaban
activamente. Todo ello sugiere que la estructura de la uretra
artificial era análoga a la de la uretra nativa normal.
En aquellos casos en los que se utilizaron
células de la mucosa oral, se obtuvieron sustitutos estromales muy
similares a los obtenidos a partir de células uretrales.
El análisis de la expresión de citoqueratinas de
los controles de uretra normal y los productos de uretra artificial
obtenidos en el laboratorio, demostró la expresión de integrinas por
parte del epitelio uretral artificial, lo cual sugiere que este
epitelio es plenamente funcional y podría ser utilizado para la
sustitución de la uretra humana.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la generación de sustitutos artificiales de
la vejiga urinaria, se utilizan pequeñas biopsias de la vejiga
humana normal obtenidas mediante endoscopia de pacientes o donantes
normales. Una vez obtenida la muestra de forma estéril, los tejidos
extraídos serán introducidos inmediatamente en medio de transporte
estéril constituido por medio de Eagle modificado por Dulbecco
(DMEM) suplementado con antibióticos (500 U/ml de penicilina G y 500
\mug/ml de estreptomicina) y antimicóticos (1,25 \mug/ml de
anfotericina B) para evitar una eventual contaminación de la
muestra.
Alternativamente, en los casos en los que no es
factible la toma de muestras de vejiga humana, se pueden utilizar
muestras de mucosa oral o de piel para la generación de sustitutos
vesicales.
Transcurrido el periodo de transporte, todas las
muestras deberán ser lavadas dos veces en una solución estéril de
PBS con penicilina, estreptomicina y anfotericina B (500 U/ml, 500
\mug/ml y 1,25 \mug/ml, respectivamente) para eliminar todos los
restos de sangre, fibrina, grasa o materiales extraños que pudieran
encontrarse adheridos a las muestras.
En primer lugar, para separar el estroma del
epitelio, las muestras se incuban a 37ºC en una solución estéril con
tripsina 0,5 g/l y EDTA 0,2 g/l en PBS, recogiéndose el sobrenadante
con las células tras 30 minutos mediante centrifugación. Este
proceso se repite hasta 5 veces añadiendo nueva solución de
tripsina-EDTA cada vez. De este modo, se consigue
una cantidad apreciable de células epiteliales de la vejiga, las
cuales se cultivan en medio de cultivo de células epiteliales, el
cual favorece preferentemente el crecimiento de las células
epiteliales sobre los fibroblastos. Este medio está compuesto por 3
partes de medio DMEM rico en glucosa y una parte de medio Ham
F-12, todo ello suplementado con un 10% de suero
bovino fetal, antibióticos-antimicóticos (100 U/ml
de penicilina G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25 \mug/ml de
anfotericina B), 24 \mug/ml de adenina y distintos factores de
crecimiento: 0,4 \mug/ml de hidrocortisona, 5 \mug/ml de
insulina, 10 ng/ml de factor de crecimiento epitelial (EGF), 1,3
ng/ml de triyodotironina y 8 ng/ml de toxina colérica.
Para llevar a cabo la digestión de la matriz
extracelular del estroma vesical y conseguir la separación de los
fibroblastos estromales incluidos en dicha matriz, las muestras
deben ser incubadas a 37ºC en una solución estéril de colagenasa
tipo I de Clostridium hystoliticum a 2 mg/ml en medio de
cultivo DMEM sin suero bovino fetal durante 6 horas. Esta solución
es capaz de digerir el colágeno del estroma y liberar los
fibroblastos inmersos en éste. Para la obtención de cultivos
primarios de fibroblastos, se debe centrifugar a 1.000 rpm durante
10 minutos la solución de digestión que contiene las células
estromales disgregadas y el pellet celular correspondiente a los
fibroblastos se cultiva en frascos de cultivo de 15 cm^{2} de
superficie. Como medio de cultivo, se utiliza DMEM enriquecido en
glucosa suplementado con antibióticos y antimicóticos (100 U/ml de
penicilina G, 100 \mug/ml de estreptomicina y 0,25 \mug/ml de
anfotericina B) y suero bovino fetal (SBF) al 10%. A este medio
básico de cultivo lo denominamos medio de fibroblastos.
En todos los casos, las células serán incubadas
a 37ºC con un 5% de dióxido de carbono, en condiciones estándar de
cultivo celular. Los medios de cultivo se renuevan cada tres
días.
1- Generación de sustitutos estromales con
fibroblastos inmersos en su espesor utilizando matrices
extracelulares de fibrina y agarosa. Estos sustitutos estromales se
generarán directamente sobre placas de Petri para cultivo celular.
Para preparar 10 ml de sustituto estromal se procederá del siguiente
modo:
- Obtención de 7,6 ml de plasma sanguíneo humano
procedente de donación (posibilidad de origen autólogo).
- Adición de 150.000 fibroblastos de la vejiga
humana previamente cultivados y resuspendidos en 750 \mul de medio
de cultivo DMEM.
- Adición de 150 \mul de ácido tranexámico
para evitar la fibrinólisis del gel de fibrina.
- Adición de 1 ml de ClCa_{2} al 1% para
inducir la reacción de coagulación y generar una red de fibras de
fibrina.
- Adición rápida de 0,5 ml de agarosa tipo VII
al 2% disuelta en PBS y calentada hasta alcanzar el punto de fusión
y mezclado suave mediante agitación. La concentración final de
agarosa en la mezcla será del 0,1%. El rango de concentraciones de
agarosa que permite productos dérmicos viables oscila entre y 0,025%
y 0,3% y deberá establecerse en relación con el paciente objeto de
su utilización.
- Alicuotar lo antes posible en las placas de
Petri de cultivo celular.
- Dejar polimerizar en reposo durante al menos
30 min.
2- Desarrollo de una capa de epitelio (urotelio)
en la superficie del sustituto estromal mediante subcultivo de las
células epiteliales sobre este sustituto. Cubrir con medio de
cultivo específico para células epiteliales.
3- Mantener en incubador a 37ºC con un 5% de
CO_{2} en ambiente húmedo siguiendo protocolos estándar de cultivo
celular. Los medios de cultivo se renuevan cada 3 días hasta que las
células epiteliales alcanzan la confluencia en la superficie del
sustituto dérmico (alrededor de una semana).
4- Extraer el producto de vejiga humana
artificial de la superficie de cultivo y proceder a su
deshidratación parcial depositando el mismo sobre un papel de filtro
estéril de 3-5 mm de espesor colocado sobre una
superficie plana de vidrio estéril. Colocar un fragmento de tul o
tela porosa de nylon esterilizada con alcohol 70% sobre la
superficie del sustituto estromal para evitar que la capa epitelial
del sustituto vesical se adhiera al papel de filtro. Tras ello,
colocar un segundo papel de filtro estéril de 3-5 mm
de grosor sobre el sustituto estromal cubierto por tela. Depositar
un fragmento plano de vidrio estéril en su superficie y colocar un
objeto de aproximadamente 250 g de peso sobre éste (Figura 1). Todo
el proceso se ha de llevar a cabo en campana de flujo laminar a
temperatura ambiente durante 10 minutos. El objetivo de este proceso
es reducir significativamente los niveles de hidratación del
producto para alcanzar niveles óptimos de consistencia y
elasticidad.
5- Una vez deshidratado el tejido, cortar a
medida el sustituto vesical y suturarlo sobre sí mismo dándole la
forma deseada, utilizando hilo de sutura quirúrgica monofilamento.
Hemos de destacar que el deshidratado del tejido resulta en
adecuados niveles de consistencia y elasticidad, permitiendo llevar
a cabo la sutura sin ninguna dificultad.
La evaluación de los productos de vejiga
artificial reveló que la estructura de éstos presentaba numerosas
similitudes con la vejiga humana nativa normal. En concreto, el
análisis de muestras mantenidas en cultivo durante cuatro semanas
reveló la formación de un epitelio simple cúbico o pavimentoso en la
superficie del estroma artificial y la generación de un estroma
denso, rico en fibras, en el que las células estromales proliferaban
activamente (Figura 6A).
El análisis inmunohistoquímico reveló que estos
tejidos expresaban citoqueratina 13 y pancitoqueratina, al igual que
los tejidos de vejiga humana control normal, así como citoqueratinas
7 y 8, típicas de tejidos embrionarios o en proceso de maduración
(Figura 6B). Todo ello sugiere que la estructura de la vejiga
artificial era análoga a la de la vejiga nativa normal.
En aquellos casos en los que se utilizaron
células de la mucosa oral, se obtuvieron sustitutos estromales muy
similares a los obtenidos a partir de células vesicales.
Claims (34)
1. Método in vitro de preparación de un
tejido artificial que comprende:
- a)
- añadir una composición que comprende fibrinógeno a una muestra de células aisladas,
- b)
- añadir un agente antifibrinolítico al producto resultante del paso (a),
- c)
- añadir, al menos, un factor de coagulación, una fuente de calcio, trombina, o cualquier combinación de los anteriores al producto resultante del paso (b),
- d)
- añadir una composición de un polisacárido al producto resultante del paso (c)
- e)
- cultivar células aisladas en o sobre el producto resultante del paso (d), y
- f)
- inducir la nanoestructuración del producto resultante del paso (e).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Método según la reivindicación 1 donde la
inducción de la nanoestructuración del paso (f) comprende la
deshidratación y/o la compresión mecánica del producto resultante
del paso (e).
3. Método según la reivindicación 2 donde la
deshidratación del producto resultante del paso (e) comprende un
procedimiento seleccionado de la lista que comprende: drenaje,
evaporación, succión, presión capilar, ósmosis o
electro-ósmosis.
4. Método según la reivindicación 3 donde la
deshidratación del producto resultante del paso (e) comprende la
aplicación de un material absorbente sobre el producto resultante
del paso (e).
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4 donde la compresión mecánica del paso (f)
comprende un procedimiento seleccionado de la lista que comprende:
aplicación de una carga estática, aplicación de un hidráulico,
aplicación de una leva, aplicación de uno o más rodillos, aplicación
de un globo, extrusión o centrifugación.
6. Método según la reivindicación 5 donde la
aplicación de una carga estática del paso (f) comprende la
colocación de un peso sobre el producto resultante del paso (e).
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 que además comprende un paso entre el paso
(b) y el paso (c) en el que se añade una proteína.
8. Método según la reivindicación 7 donde la
proteína es fibronectina.
9. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 donde entre el paso (e) y el paso (f) hay un
paso adicional en el que el producto resultante del paso (e) se
expone al aire.
10. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9 donde la composición que contiene fibrinógeno
del paso (a) es plasma sanguíneo.
11. Método según la reivindicación 10 donde el
plasma sanguíneo es de origen autólogo.
12. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11 donde el agente antifibrinolítico del paso
(b) es ácido tranexámico.
13. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12 donde la fuente de calcio del paso (c) es
una sal de calcio.
14. Método según la reivindicación 13 donde la
sal de calcio del paso (c) es cloruro cálcico.
15. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 14 donde el polisacárido del paso (d) es
agarosa.
16. Método según la reivindicación 15 donde la
agarosa es de tipo VII.
17. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16 donde las células del paso (a) son
fibroblastos o queratocitos.
18. Método según la reivindicación 17 donde los
fibroblastos proceden del estroma de un tejido o un órgano
seleccionado de la lista que comprende: mucosa oral, pared
abdominal, piel, vejiga, uretra o córnea.
\newpage
19. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18 donde las células del paso (e) comprenden
células madre del cordón umbilical.
20. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18 donde las células del paso (e) comprenden
células epiteliales.
21. Método según la reivindicación 20 donde las
células epiteliales del paso (e) se seleccionan de la lista que
comprende: queratinocitos, células del urotelio, células del
epitelio de la uretra, células del epitelio corneal o células del
epitelio de la mucosa oral.
22. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21 donde las células del paso (a) y/o las
células del paso (e) son de origen autólogo.
23. Tejido artificial obtenible por el método
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.
24. Uso del tejido artificial según la
reivindicación 23 para la evaluación de un producto farmacológico
y/o químico.
25. Uso del tejido artificial según la
reivindicación 23 para la elaboración de un medicamento.
26. Uso del tejido artificial según la
reivindicación 25 para la elaboración de un medicamento para
incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad
funcional de un tejido o un órgano enfermo o dañado.
27. Uso del tejido artificial según la
reivindicación 26 donde el tejido o el órgano dañado se selecciona
de la lista que comprende: piel, vejiga, uretra, córnea, mucosa
oral, conjuntiva, pared abdominal, tímpano, faringe, laringe,
intestino, peritoneo, ligamento, tendón, hueso, meninge o
vagina.
28. Uso del producto de tejido artificial según
la reivindicación 27 donde la piel está enferma o dañada como
consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una herida, una úlcera, una
quemadura, una neoplasia benigna o maligna, una infección, una
contusión, un traumatismo, una causticación o una malformación
congénita.
29. Uso del producto de tejido artificial según
la reivindicación 27 donde la vejiga está enferma o dañada como
consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una neoplasia benigna o
maligna, una infección, un traumatismo, una malformación congénita,
una vejiga neurógena, una incontinencia urinaria, una disfunción
vesical o una litiasis vesical.
30. Uso del producto de tejido artificial según
la reivindicación 27 donde la uretra está enferma o dañada como
consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una neoplasia benigna o
maligna, una infección, un traumatismo, una malformación congénita o
una estenosis.
31. Uso del producto de tejido artificial según
la reivindicación 27 donde la córnea está enferma o dañada como
consecuencia de una disfunción, una lesión o una enfermedad
seleccionada de la lista que comprende: una úlcera corneal, un
queratocono, un queratoglobo, un descematocele, un traumatismo, una
causticación, una insuficiencia límbica, una queratitis atrófica,
una distrofia corneal, una queratopatía primaria o secundaria, una
infección, un leucoma, una queratopatía bullosa, un fallo endotelial
corneal o una neoplasia benigna o maligna.
32. Composición farmacéutica que comprende el
tejido artificial según la reivindicación 23.
33. Composición farmacéutica según la
reivindicación 32 que comprende, además, un vehículo
farmacéuticamente aceptable.
34. Composición farmacéutica según cualquiera de
las reivindicaciones 32 ó 33 que comprende, además, otro principio
activo.
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