ES2905713A1 - New biomaterial for tissue engineering (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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ES2905713A1
ES2905713A1 ES202031030A ES202031030A ES2905713A1 ES 2905713 A1 ES2905713 A1 ES 2905713A1 ES 202031030 A ES202031030 A ES 202031030A ES 202031030 A ES202031030 A ES 202031030A ES 2905713 A1 ES2905713 A1 ES 2905713A1
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cartilage
cells
cell
tissue
stem cells
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Mingorance Miguel Alaminos
Martos Ramón Carmona
Araya Víctor Sebatián Carriel
Piedra Miguel Angel Martín
Arrabal Olimpia Ortiz
García Oscar Darío García
Valadés Ricardo Fernández
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Universidad de Granada
Servicio Andaluz de Salud
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Universidad de Granada
Servicio Andaluz de Salud
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders
    • A61P19/04Drugs for skeletal disorders for non-specific disorders of the connective tissue

Abstract

New biomaterial for tissue engineering. The present invention relates to a new biomaterial for use as scaffolding (matrix, frame or scaffold) in regenerative medicine, to the method of obtaining, and its therapeutic uses, mainly in tissue engineering. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

NUEVO BIOMATERIAL PARA INGENIERÍA TISULARNEW BIOMATERIAL FOR TISSUE ENGINEERING

CAMPO DE LA TÉCNICATECHNIQUE FIELD

La presente invención se encuentra dentro del campo de la biomedicina e ingeniería tisular. Específicamente, se refiere a un nuevo biomaterial y un método in vitro de preparación del mismo. También se refiere a sus usos en medicina regenerativa.The present invention is within the field of biomedicine and tissue engineering. Specifically, it refers to a new biomaterial and an in vitro method of preparing it. It also refers to its uses in regenerative medicine.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIORPRIOR STATE OF THE ART

El cartílago es un tejido conectivo especializado que tiene un tipo de célula especial, llamado condrocito, responsable de sintetizar una matriz extracelular densa (MEC) compuesta principalmente de fibras de colágeno, o colágeno y elastina, y proteoglicanos. Hay tres tipos de cartílago en el cuerpo humano (hialino, elástico y fibroso) que se diferencian principalmente en la composición y estructura de la MEC, lo que resulta en diferentes propiedades y funciones. Los problemas comunes asociados con el cartílago son la degeneración de este tejido relacionada con la edad, las lesiones traumáticas o la formación de tumores. El cartílago tiene una capacidad de autorregeneración limitada debido a la falta de vasos sanguíneos y nervios y, en la mayoría de los casos, se genera fibrocartílago en lugar del tejido funcional nativo. Por esta razón, podría ser necesaria una corrección quirúrgica del defecto o daño, aunque el resultado suele ser subóptimo.Cartilage is a specialized connective tissue that has a special type of cell, called a chondrocyte, responsible for synthesizing a dense extracellular matrix (ECM) composed mainly of collagen fibers, or collagen and elastin, and proteoglycans. There are three types of cartilage in the human body (hyaline, elastic and fibrous) that differ mainly in the composition and structure of the ECM, resulting in different properties and functions. Common problems associated with cartilage are age-related degeneration of this tissue, traumatic injury, or tumor formation. Cartilage has limited self-healing capacity due to the lack of blood vessels and nerves, and in most cases fibrocartilage is generated instead of native functional tissue. For this reason, surgical correction of the defect or damage may be necessary, although the outcome is often suboptimal.

La ingeniería de tejidos se ha convertido en una herramienta potencial para la reparación de tejidos y órganos mediante el uso de células, biomateriales y factores de crecimiento. En la reparación del cartílago, se han estudiado varios armazones, matrices o andamios (scaffolds) naturales y sintéticos como el ácido poliglicólico, ácido poliláctico, PEGDA, colágeno, quitosano, hialuronano, alginato, fibrina-agarosa, etc. Estos andamios deben ser capaces de promover la diferenciación celular, la migración y la proliferación y también deben ser degradables, biocompatibles y no tóxicos. Sin embargo, la mayoría de los biomateriales no son capaces de reproducir totalmente el microambiente de la MEC del cartílago nativo. Debido a estas limitaciones, actualmente se están estudiando y utilizando biomateriales naturales obtenidos de tejidos descelularizados. La descelularización es un proceso que permite obtener un producto compuesto por MEC que mantiene la estructura, composición y propiedades mecánicas originales, proporcionando todos los estímulos necesarios para la proliferación y diferenciación celular, haciendo que este material sea apto para la ingeniería de tejidos. Además, las proteínas estructurales y funcionales de la MEC están altamente conservadas entre las especies, lo que permite su implantación con muy poca probabilidad de rechazo inmunológico. Ya se han estudiado varios tejidos descelularizados para la generación de cartílago, incluido el tejido adiposo, el cordón umbilical, el propio cartílago y otros.Tissue engineering has emerged as a potential tool for tissue and organ repair through the use of cells, biomaterials, and growth factors. In cartilage repair, various natural and synthetic frameworks, matrices or scaffolds have been studied, such as polyglycolic acid, polylactic acid, PEGDA, collagen, chitosan, hyaluronan, alginate, fibrin-agarose, etc. These scaffolds must be capable of promoting cell differentiation, migration and proliferation and must also be degradable, biocompatible and non-toxic. However, most biomaterials are not capable of fully reproducing the ECM microenvironment of native cartilage. Due to these limitations, natural biomaterials obtained from decellularized tissues are currently being studied and used. Decellularization is a process that allows obtaining a product composed of ECM that maintains the structure, composition and original mechanical properties, providing all the necessary stimuli for cell proliferation and differentiation, making this material suitable for tissue engineering. In addition, the structural and functional proteins of the ECM are highly conserved between species, allowing its implantation with very little chance of immunological rejection. Several decellularized tissues have already been studied for cartilage generation, including adipose tissue, umbilical cord, cartilage itself, and others.

El tejido del cartílago muestra característicamente un bajo potencial de regeneración in vivo, y se necesitan nuevas tecnologías de reemplazo capaces de reparar las lesiones del cartílago. Aunque se han propuesto numerosas terapias celulares y estrategias de ingeniería de tejidos, los resultados a largo plazo siguen siendo deficientes. Ninguno de estos biomateriales pudo imitar completamente el microambiente de este tejido, por lo que es necesario desarrollar nuevos biomateriales.Cartilage tissue characteristically shows a low regenerative potential in vivo, and new replacement technologies capable of repairing cartilage injuries are needed. Although numerous cell therapies and tissue engineering strategies have been proposed, long-term results remain poor. None of these biomaterials were able to fully mimic the microenvironment of this tissue, so new biomaterials need to be developed.

El esturión es un pez ancestral perteneciente al orden Acipenseriformes. El esqueleto del esturión está compuesto principalmente de cartílago, siendo una buena fuente de este tejido para uso en investigación. Algunos trabajos previos han estudiado el colágeno y las moléculas de sulfato de condroitina de este animal, aunque la estructura y composición general de este cartílago es poco conocida. No se ha informado previamente de estudios que utilicen cartílago de esturión en la ingeniería de tejidos.The sturgeon is an ancient fish belonging to the order Acipenseriformes. The skeleton of the sturgeon is composed mainly of cartilage, being a good source of this tissue for use in research. Some previous works have studied the collagen and chondroitin sulfate molecules of this animal, although the structure and general composition of this cartilage is poorly understood. No studies using sturgeon cartilage in tissue engineering have been previously reported.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

Fig. 1. Análisis histológico del cartílago de esturión nativo y descelularizado. A: Tinción con hematoxilina-eosina (H-E); B: tinción con azul de toluidina para la detección de proteoglicanos sulfatados (TB); C: marcaje de fluorescencia DAPI para detectar núcleos celulares (DAPI). Se muestran los resultados obtenidos en el cartílago control (CTR) tanto nativo (Native) como descelularizaco (DC), así como en el cartílago recelularizado con células mesenquimales de distinto origen (ADSCinvitro, BMSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro) y con células de cartílago elástico humano (HECinvitro) entre 15 y 21 días y entre 30 y 35 días. Todas las imágenes tienen la misma escala. La barra de escala que muestra la imagen superior izquierda representa 300 pm.Fig. 1. Histological analysis of native and decellularized sturgeon cartilage. A: Hematoxylin-eosin (H-E) staining; B: toluidine blue staining for the detection of sulfated proteoglycans (TB); C: DAPI fluorescence labeling to detect cell nuclei (DAPI). The results obtained in both native (Native) and decellularized (DC) control cartilage (CTR) are shown, as well as in recellularized cartilage with mesenchymal cells of different origin (ADSCinvitro, BMSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro) and with elastic cartilage cells. human (HECinvitro) between 15 and 21 days and between 30 and 35 days. All images have the same scale. The scale bar shown in the upper left image represents 300 pm.

Fig. 2. Análisis histológico del cartílago de esturión nativo y descelularizado. A: Tinción con azul alcián para detectar proteoglicanos ácidos y polisacáridos (AB); B: tinción con rojo picrosirius para detección de fibras de colágeno (P). Se muestran los resultados obtenidos en el cartílago control (CTR) tanto nativo (Native) como descelularizaco (DC), así como en el cartílago recelularizado con células mesenquimales de distinto origen (ADSCinvitro, BMSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro) y con células de cartílago elástico humano (HECinvitro) entre 15 y 21 días y entre 30 y 35 días. Todas las imágenes tienen la misma escala. La barra de escala que muestra la imagen superior izquierda representa 300 pm. Fig. 2. Histological analysis of native and decellularized sturgeon cartilage. A: Alcian blue staining to detect acid proteoglycans and polysaccharides (AB); B: red staining picrosirius for detection of collagen fibers (P). The results obtained in both native (Native) and decellularized (DC) control cartilage (CTR) are shown, as well as in recellularized cartilage with mesenchymal cells of different origin (ADSCinvitro, BMSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro) and with elastic cartilage cells. human (HECinvitro) between 15 and 21 days and between 30 and 35 days. All images have the same scale. The scale bar shown in the upper left image represents 300 pm.

Fig. 3. Histogramas que representan la preservación de la estructura del tejido para RCDinvitro determinado por azul de toluidina (A), azul alcián (B) y tinción de rojo Picrosirius (C). La conservación de la estructura también se determinó para RCDinvivo mediante tinción con azul de toluidina (D), azul alcián (E) y rojo Picrosirius (F). Las barras corresponden a la media ± desviación estándar. (a) representa diferencias significativas con NCTR. (b) representa diferencias significativas con DCD.Fig. 3. Histograms depicting tissue structure preservation for RCDinvitro as determined by toluidine blue (A), Alcian blue (B), and Picrosirius red staining (C). Structure conservation was also determined for RCDinvivo by staining with toluidine blue (D), alcian blue (E) and Picrosirius red (F). The bars correspond to the mean ± standard deviation. (a) represents significant differences with NCTR. (b) represents significant differences with DCD.

Fig. 4. Tinción con hematoxilina-eosina (H-E), azul de toluidina (TB), azul alcián (AB) y rojo picrosirius (P) de DCDinvivo (A) y ADSCinvivo (B) a los 12, 30 y 60 días. Todas las imágenes tienen la misma escala. La barra de escala que muestra la imagen superior izquierda representa 300 pm.Fig. 4. Hematoxylin-eosin (H-E), toluidine blue (TB), alcian blue (AB), and picrosirius red (P) staining of DCDinvivo (A) and ADSCinvivo (B) at 12, 30, and 60 days. All images have the same scale. The scale bar shown in the upper left image represents 300 pm.

Fig 5. Tinción con hematoxilina-eosina (H-E), azul de toluidina (TB), azul alcián (AB) y rojo picrosirius (P) de BMSCinvivo (A) y DPSCinvivo (B) a los 12, 30 y 60 días. Todas las imágenes tienen la misma escala. La barra de escala que muestra la imagen superior izquierda representa 300 pm.Fig 5. Hematoxylin-eosin (H-E), toluidine blue (TB), alcian blue (AB), and picrosirius red (P) staining of BMSCinvivo (A) and DPSCinvivo (B) at 12, 30, and 60 days. All images have the same scale. The scale bar shown in the upper left image represents 300 pm.

Fig. 6. Tinción con hematoxilina-eosina (H-E), azul de toluidina (TB), azul alcián (AB) y rojo picrosirius (P) de WSCinvivo (A) y HECinvivo (B) a los 12, 30 y 60 días. Todas las imágenes tienen la misma escala. La barra de escala que muestra la imagen superior izquierda representa 300 pm.Fig. 6. Hematoxylin-eosin (H-E), toluidine blue (TB), alcian blue (AB), and picrosirius red (P) staining of WSCinvivo (A) and HECinvivo (B) at 12, 30, and 60 days. All images have the same scale. The scale bar shown in the upper left image represents 300 pm.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

Los autores de la presente invención han demostrado el uso del cartílago de esturión como un nuevo andamio (scaffold) para la ingeniería de tejidos del cartílago. Primero, se generó un andamio derivado de cartílago descelularizado (DCD). Luego, el andamio se recelularizó con cuatro tipos diferentes de células madre mesenquimales humanas (MSC) derivadas de tejido adiposo (ADSC), médula ósea (BMSC), pulpa dental (DPSC) y gelatina de Wharton del cordón umbilical (WSC) y con condrocitos elásticos humanos (HEC). Se realizaron estudios in vitro e in vivo para analizar histológicamente la estructura e integración de los diferentes sustitutos del cartílago. El DCD preservó las propiedades fundamentales del cartílago nativo después de haber sido sometido al método de descelularización, y los estudios de bioseguridad demostraron que los cartílagos descelularizados y recelularizados eran muy biocompatibles in vivo, y los injertos fueron aceptados por todos los animales con total ausencia de alteraciones histológicas.The authors of the present invention have demonstrated the use of sturgeon cartilage as a new scaffold for cartilage tissue engineering. First, a decellularized cartilage-derived (DCD) scaffold was generated. The scaffold was then recellularized with four different types of human mesenchymal stem cells (MSCs) derived from adipose tissue (ADSC), bone marrow (BMSC), dental pulp (DPSC), and Wharton's jelly from cord. umbilical (WSC) and with human elastic chondrocytes (HEC). In vitro and in vivo studies were performed to histologically analyze the structure and integration of the different cartilage substitutes. DCD preserved the fundamental properties of native cartilage after being subjected to the decellularization method, and biosafety studies demonstrated that decellularized and recellularized cartilage were highly biocompatible in vivo , and the grafts were accepted by all animals in the complete absence of histological alterations.

BIOMATERIAL DE LA INVENCIÓNBIOMATERIAL OF THE INVENTION

Por tanto, un primer aspecto de la invención se refiere a cartílago de organismos de la subclase Chondrostei, de ahora en adelante "cartílago de la invención”, para su uso como medicamento o, alternativamente, para su uso en medicina.Therefore, a first aspect of the invention relates to cartilage from organisms of the Chondrostei subclass, hereinafter "cartilage of the invention", for use as a medicine or, alternatively, for use in medicine.

Preferiblemente, este aspecto de la invención se refiere a cartílago de organismos del orden Acipenseriformes, de ahora en adelante cartílago de la invención, para su uso como medicamento o, alternativamente, para su uso en medicina.Preferably, this aspect of the invention relates to cartilage from organisms of the order Acipenseriformes , hereinafter cartilage of the invention, for use as a medicament or, alternatively, for use in medicine.

Preferiblemente, el cartílago de la invención es de un organismo de la familia Acipenseridae, aún más preferiblemente, del género Acipenser y aún más preferiblemente, de la especie Acipenser naccarii. Preferably, the cartilage of the invention is from an organism of the Acipenseridae family, even more preferably, from the Acipenser genus, and even more preferably, from the Acipenser naccarii species.

En esta memoria, se entiende por "organismos del género Arcipenser" a organismos celulares del superreino Eukariota, clado Opisthokonta, Reino Metazoa, Phylum Chordata, subphylum Craniata, superclase Actinopteri, subclase Chondrostei, Orden Acipenseriformes, suborden Acipenseroidei, familia Acipenseridae, subfamilia Acipenserinae, tribu Acipenserini; género Acipenser. In this specification, "organisms of the genus Arcipenser" are understood to mean cellular organisms of the superkingdom Eukariota, clade Opisthokonta, Kingdom Metazoa, Phylum Chordata, subphylum Craniata, superclass Actinopteri, subclass Chondrostei, Order Acipenseriformes, suborder Acipenseroidei, family Acipenseridae, subfamily Acipenserinae, Acipenserini tribe; genus Acipenser.

Se han descrito numerosas especies dentro de este género. A modo de ejemplo no limitativo: A. baerii (esturión siberiano), A. brevirostrum (esturión de nariz corta), A. dabryanus (esturión del Yangtze), A. fulvescens (esturión de lago), A. gueldenstaedtii (esturión de Rusia), A. medirostris (esturión verde), A. mikadoi (esturión de Sakhali), A. naccarii (esturión del Adriático), A. nudiventris (esturión barba de flecos), A. oxyrinchus (esturión del Atlántico), A. oxyrinchus desotoi (esturión del Golfo), A.oxyrinchus oxyrinchus, A.persicus (esturión de Persia), A. ruthenus (esterlete), A. schrenckii (esturión Amur), A. sinensis (esturión de China), A. stellatus (esturión estrellado), A. sturio (esturión común), A. transmontanus (esturión blanco). Numerous species have been described within this genus. By way of non-limiting example: A. baerii (Siberian sturgeon), A. brevirostrum (short-nosed sturgeon), A. dabryanus (Yangtze sturgeon), A. fulvescens (lake sturgeon), A. gueldenstaedtii (Russian sturgeon ), A. meterostris (green sturgeon), A. mikadoi (Sakhali sturgeon), A. naccarii (Adriatic sturgeon), A. nudiventris (fringed beard sturgeon), A. oxyrinchus (Atlantic sturgeon), A. oxyrinchus desotoi (Gulf sturgeon), A.oxyrinchus oxyrinchus, A.persicus (Persian sturgeon), A. ruthenus (sterlet), A. schrenckii (Amur sturgeon), A. sinensis (Chinese sturgeon), A. stellatus (Sturgeon stellate), A. sturio (common sturgeon), A. transmontanus (white sturgeon).

Alternativamente, “Acipenser” también se refiere al género de un organismo que tiene una secuencia nucleotídica homóloga de la región citocromo b del ADN mitocondrial con una identidad de al menos un 70% con la SEQ ID NO. 1, y más preferiblemente una identidad de al menos un 75%, 80%, 85%, 90%, 95% , 96%, 97%, 98%, o 99% con la SEQ ID NO: 1. Más preferiblemente, la secuencia homóloga del citocromo b del ADN mitocondrial tiene una identidad del 100% con la SEQ ID NO: 1.Alternatively, "Acipenser" also refers to the genus of an organism having a nucleotide sequence homologous to the cytochrome b region of mitochondrial DNA with at least 70% identity to SEQ ID NO. 1, and more preferably an identity of at least 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% with SEQ ID NO: 1. More preferably, the Homologous sequence of mitochondrial DNA cytochrome b has 100% identity with SEQ ID NO: 1.

SEQ ID NO: 1SEQ ID NO: 1

Acipenser naccarii cytochrome c oxidase subunit II gene, partial cds (GenBank: AY547412.1) Acipenser naccarii cytochrome c oxidase subunit II gene, partial cds (GenBank: AY547412.1)

tggcacatccatcacaattaggattccaagacgcggcctcacctgtaatagaagaacttctccacttccatgaccacacactaatg attgtcttcctaatcagcactctagtactttacattattgtggccatggtgtcaactaaactaacaaacaaatatgtactggattcccaa gaaattgaaattgtatgaacagtactcccagcagtaattttaatcttaattgccctaccttcccttcgaattctttacctaatagacgaga ttaatgacccccacctgacaattaaagctataggacaccaatgatactgaagttatgaatatacggactatgaagacctgggcttc gactcctacataatccctacacaagacctcgccccagggcaattccgactcctagaagcagaccatcgaatggtagtgcccata gaatccccaattcgagttctagtttccgcagaagacgtactccactcctgagcggtgccagccctgggcatcaaaatagacgcag tgcccggacgcctaaatcaaacagcctttattacctcacgaccgggagtctattatggccaatgttctgaaatctgcggagctaacc acagcttcatgccaattgtagttgaagcagtccccctagaacactttgaaaactgattggcacatccatcacaattaggattccaagacgcggcctcacctgtaatagaagaacttctccacttccatgaccacacactaatg attgtcttcctaatcagcactctagtactttacattattgtggccatggtgtcaactaaactaacaaacaaatatgtactggattcccaa gaaattgaaattgtatgaacagtactcccagcagtaattttaatcttaattgccctaccttcccttcgaattctttacctaatagacgaga ttaatgacccccacctgacaattaaagctataggacaccaatgatactgaagttatgaatatacggactatgaagacctgggcttc gactcctacataatccctacacaagacctcgccccagggcaattccgactcctagaagcagaccatcgaatggtagtgcccata gaatccccaattcgagttctagtttccgcagaagacgtactccactcctgagcggtgccagccctgggcatcaaaatagacgcag tgcccggacgcctaaatcaaacagcctttattacctcacgaccgggagtctattatggccaatgttctgaaatctgcggagctaacc acagcttcatgccaattgtagttgaagcagtccccctagaacactttgaaaactgat

El término “identidad”, como se usa aquí, se refiere a la proporción de nucleótidos idénticos entre dos secuencias nucleotídicas cuando se comparan. Los métodos de comparación de las secuencias son conocidos en el estado del arte, e incluye, pero no se limita a, BLASTP, BLASTN, y FASTA (S.F. Altschul etal., “Basic Local Alignment Search Tool”, J. MolBiol. 1990, 215, 403-410).The term "identity" as used herein refers to the proportion of identical nucleotides between two nucleotide sequences when compared. Sequence comparison methods are known in the art, and include, but are not limited to, BLASTP, BLASTN, and FASTA (SF Altschul etal., "Basic Local Alignment Search Tool", J. MolBiol. 1990, 215, 403-410).

El término "secuencia de nucleótidos homóloga", como se usa en este documento, se refiere a una secuencia que es equivalente al fragmento del citocromo b mitocondrial de secuencia SEQ ID NO: 1 de Acipenser, preferiblemente Acipenser naccarii. La expresión "una secuencia que es equivalente" significa una secuencia de nucleótidos que está dentro del citocromo b o región equivalente en esa especie de Acipenser en particular, y realiza la misma función. La persona experta es capaz de identificar estas regiones equivalentes con protocolos de rutina. The term "homologous nucleotide sequence", as used herein, refers to a sequence that is equivalent to the mitochondrial cytochrome b fragment of sequence SEQ ID NO: 1 from Acipenser, preferably Acipenser naccarii. The term "a sequence that is equivalent" means a nucleotide sequence that is within the cytochrome bo equivalent region in that particular Acipenser species, and performs the same function. The skilled person is able to identify these equivalent regions with routine protocols.

El término "% de identidad", como se entiende en esta invención, se refiere al porcentaje (%) de identidad entre dos o más secuencias de nucleótidos o aminoácidos. El % de identidad es un recuento del número de posiciones sobre la longitud de la alineación de dos secuencias donde todos los nucleótidos o aminoácidos en esa posición son idénticos. El % de identidad se calcula en base a secuencias homólogas de la misma longitud. The term "% identity", as understood in this invention, refers to the percentage (%) identity between two or more nucleotide or amino acid sequences. % Identity is a count of the number of positions along the length of the alignment of two sequences where all of the nucleotides or amino acids at that position are identical. % Identity is calculated based on homologous sequences of the same length.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a cartílago de organismos del orden Acipenseriformes para aumentar, restaurar o reemplazar, parcial o completamente, la actividad funcional de un tejido u órgano enfermo o dañado. En una realización preferida, el tejido enfermo o dañado se selecciona de la lista que consiste en: cartílago que se encuentra en las superficies articulares (cartílago articular), la oreja, la nariz y/o la tráquea, bronquios, epiglotis, costillas, sínfisis del pubis, disco intervertebral, meniscos, o cualquiera de sus combinaciones..Another aspect of the present invention relates to cartilage from organisms of the order Acipenseriformes to increase, restore or replace, partially or completely, the functional activity of a diseased or damaged tissue or organ. In a preferred embodiment, the diseased or damaged tissue is selected from the list consisting of: cartilage found on joint surfaces (articular cartilage), the ear, nose and/or trachea, bronchi, epiglottis, ribs, symphysis of the pubis, intervertebral disc, menisci, or any of their combinations.

El cartílago de la invención puede ser diluido, por ejemplo en ácido acético, y se puede volver a solidificar, dándole la forma que se desee. También puede encontrarse como polvo liofilizado que podría reconstituirse con la forma deseada. Dicho cartílago no solo poseerá colágeno, sino todos los componentes adicionales del cartílago.The cartilage of the invention can be diluted, for example in acetic acid, and can be resolidified, giving it the desired shape. It can also be found as a lyophilized powder that could be reconstituted in the desired form. Said cartilage will not only have collagen, but all the additional components of cartilage.

Por tanto, en otra realización preferida, el cartílago de la invención se encuentra diluido o liofilizado.Therefore, in another preferred embodiment, the cartilage of the invention is diluted or lyophilized.

Los procesos de obtención de cartílago líquido o liofilizado son conocidos en el estado del arte. Por ejemplo, pero sin limitarnos, el cartílago se puede someter a hidrólisis ácida utilizando una solución al 0,7M de ácido acético (CH3-COOH) a una temperatura cercana a los 15°C y con agitación constante, utilizando una proporción cartílago/solución de 1:10 (peso/volumen) durante 6-12 horas. Si se desea, se puede precipitar posteriormente el colágeno diluido mediante adición de una solución de cloruro sódico (NaCl) al 12% y filtrado posterior. En el caso del cartílago liofilizado, el procedimiento consistiría, por ejemplo, pero sin limitarnos, a congelar el material a -20°C o, preferentemente, mediante inmersión en nitrógeno líquido, sometiendo posteriormente el producto congelado a una cámara de vacío capaz de extraer toda el agua del cartílago a temperaturas de congelación.The processes for obtaining liquid or lyophilized cartilage are known in the state of the art. For example, but without limitation, cartilage can be subjected to acid hydrolysis using a 0.7M solution of acetic acid (CH3-COOH) at a temperature close to 15°C and with constant agitation, using a cartilage/solution ratio. 1:10 (weight/volume) for 6-12 hours. If desired, the diluted collagen can be further precipitated by addition of 12% sodium chloride (NaCl) solution and subsequent filtering. In the case of lyophilized cartilage, the procedure would consist, for example, but not limited to, freezing the material at -20°C or, preferably, by immersion in liquid nitrogen, subsequently subjecting the frozen product to a vacuum chamber capable of extracting all the water in the cartilage at freezing temperatures.

El cartílago que ha sido previamente diluido o liofilizado puede comprender otros componentes de la MEC, principios activos y/o agentes terapéuticos.Cartilage that has been previously diluted or lyophilized may comprise other ECM components, active ingredients and/or therapeutic agents.

Pueden incorporarse cápsulas, depósitos, liposomas, vesículas o implantes que liberan el agente terapéutico o principio activo in situ en un paciente.Capsules, reservoirs, liposomes, vesicles, or implants can be incorporated that release the therapeutic agent or active ingredient in situ in a patient.

Los agentes terapéuticos pueden incluir pequeñas moléculas orgánicas, proteínas, tales como anticuerpos, hormonas, citocinas, quimiocinas, factores de crecimiento, virus, moléculas de ácido nucleico, tales como aptámeros o moléculas supresoras antisentido o sentido, vectores, antibióticos o microorganismos. Therapeutic agents may include small organic molecules, proteins, such as antibodies, hormones, cytokines, chemokines, growth factors, viruses, nucleic acid molecules, such as aptamers or antisense or sense suppressor molecules, vectors, antibiotics, or microorganisms.

En el cartílago de la invención diluido también puede incluir otros elementos, como nanotubos de carbono; partículas tales como partículas metálicas o nanopartículas de tejido duro, partículas magnéticas y partículas de formación de imágenes, tales como partículas radioopacas, reflectantes de ultrasonido o fluorescentes; fibras, como filamentos capilares; y vesículas tales como vesículas de lípidos/lípidos de fósforo, liposomas y vesículas de fármacos de liberación lenta. También puede comprender componentes de la MEC como ácido hialurónico, elastina, oxitalán, elaunina, proteoglicanos, glicosaminoglicanos, fibrina, fibronectina, seda u otros materiales nano-micro fibrosos y colágeno. También puede incluir partículas de tejido duro como cerámica porosa, fosfato tricálcico, silicona, vidrio, biovidrio, vidrio de fosfato, hidroxiapatita o preparaciones minerales óseas.In the diluted cartilage of the invention it can also include other elements, such as carbon nanotubes; particles such as metal particles or hard tissue nanoparticles, magnetic particles, and imaging particles, such as radiopaque, ultrasound reflective, or fluorescent particles; fibers, such as hair filaments; and vesicles such as lipid/lipid phosphorus vesicles, liposomes, and slow-release drug vesicles. It may also comprise ECM components such as hyaluronic acid, elastin, oxytalan, elaunin, proteoglycans, glycosaminoglycans, fibrin, fibronectin, silk or other nano-micro fibrous materials, and collagen. It may also include hard tissue particles such as porous ceramics, tricalcium phosphate, silicone, glass, bioglass, phosphate glass, hydroxyapatite, or bone mineral preparations.

MÉTODO DE OBTENCIÓN DEL BIOMATERIAL DE LA INVENCIÓNMETHOD FOR OBTAINING THE BIOMATERIAL OF THE INVENTION

En otra realización preferida, el cartílago de la invención se ha obtenido por un método que comprende:In another preferred embodiment, the cartilage of the invention has been obtained by a method comprising:

a) inducir la lisis celular de las células del cartílago mediante choque osmótico, a) induce cell lysis of cartilage cells by osmotic shock,

b) eliminar el material citoplasmático y nuclear,b) remove cytoplasmic and nuclear material,

c) promover la disociación de lípidos, yc) promote lipid dissociation, and

d) disociar las proteínas intracelulares.d) dissociate intracellular proteins.

Más preferiblemente, la lisis celular del paso a) se induce incubando el cartílago en agua bidestilada (bH2O) a temperatura ambiente con agitación. En otra realización preferida la eliminación del material citoplasmático y nuclear del paso b) se realiza incubando el cartílago en una solución al 1% de sodio-dodecil-sulfato (SDS). En otra realización preferida, la disociación de lípidos del paso c) se realiza con una solución de Triton X-100 al 3%. En otra realización preferida, la disociación de las proteínas intracelulares del paso d) se realiza mediante la incubación del cartílago en una solución de desoxicolato de sodio (SDC) al 4%. More preferably, the cell lysis of step a) is induced by incubating the cartilage in bidistilled water (bH 2 O) at room temperature with agitation. In another preferred embodiment, the elimination of the cytoplasmic and nuclear material in step b) is carried out by incubating the cartilage in a 1% solution of sodium dodecyl sulfate (SDS). In another preferred embodiment, the lipid dissociation of step c) is carried out with a 3% Triton X-100 solution. In another preferred embodiment, the dissociation of the intracellular proteins in step d) is carried out by incubating the cartilage in a 4% sodium deoxycholate (SDC) solution.

TEJIDO ARTIFICIAL DE LA INVENCIÓNARTIFICIAL FABRIC OF THE INVENTION

El cartílago de la invención puede albergar células. Las células son preferiblemente humanas, aunque pueden ser de cualquier otro organismo, preferiblemente de cualquier otro animal (por ejemplo, pero sin limitarnos, perros o caballos). Además, las células pueden ser células madre o células diferenciadas. Entre las células que no son células madre, por ejemplo, se pueden emplear condrocitos de cartílago hialino, elástico o fibroso humano, células hepáticas, células epiteliales (por elemplo, queratinocitos), fibroblastos, o células vasculares, entre otras. Entre las células madre, se pueden emplear células madre mesenquimales, células madre hematopoyéticas, células madre embrionarias, células madre pluripotentes inducidas, células madre adultas o combinaciones de las mismas.The cartilage of the invention can harbor cells. The cells are preferably human, although they may be from any other organism, preferably any other animal (eg, but not limited to, dogs or horses). Furthermore, the cells may be stem cells or differentiated cells. Among the cells that are not stem cells, for example, human hyaline, elastic, or fibrous cartilage chondrocytes, liver cells, epithelial cells (for example, keratinocytes), fibroblasts, or vascular cells, among others, can be used. Between stem cells, mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, adult stem cells or combinations thereof can be used.

Cuando el cartílago de la invención se encuentra diluido, las células se pueden distribuir intersticialmente dentro del biomaterial en cualquier disposición. Por ejemplo, las células pueden distribuirse homogéneamente por todo el biomaterial o distribuirse en zonas, regiones o capas definidas dentro del biomaterial. La incorporación de células viables en la suspensión líquida del cartílago de la invención se realiza preferiblemente en condiciones adecuadas de temperatura, pH neutro, fuerza iónica y pura para mantener la viabilidad.When the cartilage of the invention is diluted, the cells can be interstitially distributed within the biomaterial in any arrangement. For example, the cells may be distributed homogeneously throughout the biomaterial or distributed in defined zones, regions, or layers within the biomaterial. The incorporation of viable cells in the liquid cartilage suspension of the invention is preferably carried out under suitable conditions of temperature, neutral pH, ionic strength and purity to maintain viability.

Las partículas de tejido duro pueden incorporarse al biomaterial junto con osteoblastos o condrocitos, para producir un hueso artificial o un tejido sustituto de cartílago calcificado. La relación de partículas a biomaterial y células dependerá del tamaño de partícula y las propiedades del tejido requeridas (por ejemplo, tejido duro denso o empacado suelto).Hard tissue particles can be incorporated into the biomaterial along with osteoblasts or chondrocytes, to produce an artificial bone or calcified cartilage substitute tissue. The ratio of particles to biomaterial and cells will depend on the particle size and tissue properties required (eg, dense hard tissue or loosely packed).

En algunas realizaciones, las partículas de tejido duro como se describen en el presente documento pueden incorporarse en los extremos de una construcción lineal producida a partir del biomaterial, para facilitar la unión de la construcción in vivo, por ejemplo atornillándola directamente en el hueso.In some embodiments, the hard tissue particles as described herein may be incorporated into the ends of a linear construct produced from the biomaterial, to facilitate attachment of the construct in vivo, for example by screwing it directly into bone.

Por tanto, otro aspecto de la invención se refiere a un tejido artificial, de ahora en adelante "tejido artificial de la invención” , que comprende:Therefore, another aspect of the invention refers to an artificial fabric, hereinafter "artificial fabric of the invention", comprising:

a) el cartílago de la invención, ya) the cartilage of the invention, and

b) al menos una célula, de ahora en adelante "célula de la invención”.b) at least one cell, hereinafter "cell of the invention".

En una realización preferida, la célula de la invención es una célula humana. En otra realización preferida la célula de la invención se selecciona de entre: condrocitos de cartílago hialino, elástico o fibroso humano, células hepáticas, células epiteliales (por ejemplo, queratinocitos), fibroblastos o células vasculares, entre otras, o cualquiera de sus combinaciones.In a preferred embodiment, the cell of the invention is a human cell. In another preferred embodiment, the cell of the invention is selected from: human hyaline, elastic or fibrous cartilage chondrocytes, liver cells, epithelial cells (for example, keratinocytes), fibroblasts or vascular cells, among others, or any of their combinations.

En otra realización preferida, la célula de la invención es una célula madre. Más preferiblemente la célula madre se selecciona de entre: células madre mesenquimales, células madre hematopoyéticas, células madre embrionarias, células madre pluripotentes inducidas, células madre adultas o combinaciones de las mismas. Aún más preferiblemente, es una célula madre mesenquimal. Más preferiblemente, la célula madre mesenquimal se obtiene a partir de médula ósea, tejido adiposo, hígado, bazo, testículos, sangre menstrual, fluido amniótico, páncreas, periostio, membrana sinovial, músculo esquelético, dermis, pericitos, hueso trabecular, cordón umbilical, pulmón, pulpa dental y sangre periférica.In another preferred embodiment, the cell of the invention is a stem cell. More preferably the stem cell is selected from: mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, adult stem cells or combinations thereof. Even more preferably, it is a mesenchymal stem cell. More preferably, the mesenchymal stem cell is obtained from bone marrow, adipose tissue, liver, spleen, testicles, menstrual blood, amniotic fluid, pancreas, periosteum, synovial membrane, skeletal muscle, dermis, pericytes, trabecular bone, umbilical cord, lung, dental pulp, and peripheral blood.

Aún más preferiblemente, el tejido artificial de la invención comprende una población celular, de ahora en adelante "población celular de la invención”.Even more preferably, the artificial tissue of the invention comprises a cell population, hereinafter "cell population of the invention".

Tanto la célula de la invención, como la población celular de la invención, pueden ser de origen autólogo, alogénico o xenogénico. Preferiblemente, son de origen autólogo.Both the cell of the invention and the cell population of the invention can be of autologous, allogeneic or xenogeneic origin. Preferably, they are of autologous origin.

Otro aspecto se refiere al tejido artificial de la invención para su uso en medicina, o alternativamente, para su uso como medicamento.Another aspect refers to the artificial tissue of the invention for its use in medicine, or alternatively, for its use as a medicine.

Otro aspecto de la invención se refiere al 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. Más preferiblemente, el tejido enfermo o dañado se selecciona de la lista que consiste en: cartílago que se encuentra en las superficies articulares (cartílago articular), la oreja, la nariz y/o la tráquea, bronquios, epiglotis, costillas (cartílago hialino, que es el mismo tipo), sínfisis del pubis, disco intervertebral, meniscos o cualquiera de sus combinaciones. Another aspect of the invention refers to the artificial tissue of the invention to increase, restore or partially or totally replace the functional activity of a diseased or damaged tissue or organ. More preferably, the diseased or damaged tissue is selected from the list consisting of: cartilage found on joint surfaces (articular cartilage), the ear, nose and/or trachea, bronchi, epiglottis, ribs (hyaline cartilage, which is the same type), symphysis pubis, intervertebral disc, menisci, or any of their combinations.

Para reducir y/o prevenir la muerte o el daño celular, un biomaterial que comprende células viables puede almacenarse en condiciones que mantengan la viabilidad pero que no apoyen el crecimiento celular, hasta que esté listo para su uso. Por ejemplo, el biomaterial puede almacenarse a baja temperatura, por ejemplo, de 0 a 10°C o congelarse (<0°C) en presencia de un crioprotector. El biomaterial se puede almacenar en medio de cultivo celular a 37°C durante cortos períodos de tiempo, o a temperaturas más bajas (por ejemplo, a 20°C) durante periodos más largos.To reduce and/or prevent cell death or damage, a biomaterial comprising viable cells can be stored under conditions that maintain viability but do not support cell growth, until ready for use. For example, the biomaterial can be stored at low temperature, eg, 0 to 10°C, or frozen (<0°C) in the presence of a cryoprotectant. The biomaterial can be stored in cell culture medium at 37°C for short periods of time, or at lower temperatures (eg, 20°C) for longer periods.

Si se desea, las células de cualquier aspecto de la invención pueden modificarse genéticamente mediante cualquier método convencional incluyendo, a modo de ilustración, sin limitación, procesos de transgénesis, deleciones o inserciones en su genoma que modifiquen la expresión de genes que son importantes por sus propiedades básicas (proliferación, migración, diferenciación, etc.), o mediante la inserción de secuencias de nucleótidos que codifiquen proteínas de interés como, por ejemplo, proteínas con propiedades terapéuticas. Por tanto, en otra realización preferida, las células de cualquier aspecto de la invención han sido modificadas genéticamente. If desired, the cells of any aspect of the invention can be genetically modified by any conventional method including, by way of illustration, without limitation, transgenesis processes, deletions or insertions in their genome that modify the expression of genes that are important for their basic properties (proliferation, migration, differentiation, etc.), or by inserting nucleotide sequences that encode proteins of interest, such as proteins with therapeutic properties. Therefore, in another preferred embodiment, the cells of any aspect of the invention have been genetically modified.

En ciertos casos, la progenie de una sola célula clonal puede expandirse mediante numerosos pases, sin que aparentemente sufra ninguna anomalía cromosómica, o la pérdida de sus propiedades de crecimiento y diferenciación.In certain cases, the progeny of a single clonal cell can be expanded by multiple passages without apparently suffering from any chromosomal abnormality, or loss of growth and differentiation properties.

Por tanto, si se desea, las células de cualquier aspecto de la invención se pueden expandir clonalmente usando un método adecuado para clonar poblaciones celulares. Por ejemplo, una población proliferada de células puede recolectarse físicamente y sembrarse en una placa separada (o en los pocillos de una placa de "múltiples pocillos"). Otra opción es que las células se pueden subclonar en una placa de "múltiples pocillos" en una relación estadística para facilitar la operación de colocar una sola célula en cada pocillo (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente una célula / pocillo o incluso aproximadamente 0,25 a 0,5 células / pocillo, como 0,5 células / pocillo). Por supuesto, las células pueden clonarse a baja densidad (por ejemplo, en una placa de Petri u otro sustrato adecuado) y aislarse de otras células usando dispositivos tales como anillos de clonación. La producción de una población clonal se puede expandir en cualquier medio de cultivo adecuado. En cualquier caso, las células aisladas se pueden cultivar hasta un punto adecuado en el que se pueda evaluar su fenotipo de desarrollo. Otro aspecto de la invención se refiere a un tejido artificial de la invención que comprende una población de células aisladas, que comprende al menos una célula de la invención, que, preferiblemente, es una célula adulta. En una realización preferida, la población celular empleada en la invención comprende al menos el 20%, preferiblemente el 40% e incluso más preferiblemente el 50%, 60%, 80%, 90%, 95% o 99% de células de la invención. En una realización preferida, la población celular empleada en la invención comprende al menos el 20%, preferiblemente el 40% e incluso más preferiblemente el 50%, 60%, 80%, 90%, 95% o 99% de células de la invención.Thus, if desired, cells of any aspect of the invention may be clonally expanded using any method suitable for cloning cell populations. For example, a proliferating population of cells can be physically harvested and plated onto a separate plate (or into the wells of a "multi-well" plate). Another option is that cells can be subcloned into a "multi-well" plate in a statistical ratio to facilitate placing a single cell in each well (eg, from about 0.1 to about one cell/well or even about 0.25 to 0.5 cells/well, such as 0.5 cells/well). Cells can, of course, be cloned at low density (eg, into a Petri dish or other suitable substrate) and isolated from other cells using devices such as cloning rings. The production of a clonal population can be expanded in any suitable culture medium. In either case, the isolated cells can be cultured to a suitable point where their developmental phenotype can be assessed. Another aspect of the invention relates to an artificial tissue of the invention comprising a population of isolated cells, comprising at least one cell of the invention, which is preferably an adult cell. In a preferred embodiment, the cell population used in the invention comprises at least 20%, preferably 40% and even more preferably 50%, 60%, 80%, 90%, 95% or 99% of cells of the invention. . In a preferred embodiment, the cell population used in the invention comprises at least 20%, preferably 40% and even more preferably 50%, 60%, 80%, 90%, 95% or 99% of cells of the invention. .

El término "célula madre adulta" significa que la célula madre se aísla de un tejido u órgano de una persona o animal en un estado de crecimiento después del estado embrionario. Preferiblemente, las células madre de la invención se han aislado en un estado posnatal. Preferiblemente, se han aislado de un mamífero y, más preferiblemente, de un ser humano, incluidos neonatos, jóvenes, adolescentes y adultos.The term "adult stem cell" means that the stem cell is isolated from a tissue or organ of a person or animal in a state of growth after the embryonic state. Preferably, the stem cells of the invention have been isolated in a postnatal state. Preferably, they have been isolated from a mammal, and more preferably from a human, including neonates, juveniles, adolescents, and adults.

El término "sujeto" incluye cualquier animal, en particular, animales vertebrados, preferiblemente mamíferos, tales como ratones, ratas, caballos, cerdos, conejos, gatos, ovejas, perros, vacas, seres humanos, etc. El término mamífero, como se entiende aquí, se refiere a cualquier organismo del superreino Eukaryota, reino Metazoa, Phylum Chordata, clase Mammalia. Por tanto, las células que se emplean en el tejido artificial de la invención pueden pertenecer a cualquier animal, preferiblemente un mamífero. En otra realización incluso más preferida, el mamífero es el ser humano.The term "subject" includes any animal, in particular, vertebrate animals, preferably mammals, such as mice, rats, horses, pigs, rabbits, cats, sheep, dogs, cows, humans, etc. The term mammal, as understood herein, refers to any organism of the superkingdom Eukaryota, kingdom Metazoa, Phylum Chordata, class Mammalia. Therefore, the cells used in the artificial tissue of the invention they can belong to any animal, preferably a mammal. In another even more preferred embodiment, the mammal is human.

El término "biomaterial" empleado en la presente invención hace referencia a materiales aptos para entrar en contacto con los tejidos de un sujeto con propósitos terapéuticos específicos, de diagnóstico, o con propósitos preventivos. Estos materiales deben ser biocompatibles, es decir, no deben causar ninguna respuesta adversa significativa del organismo vivo tras la interacción del biomaterial con los tejidos y fluidos corporales y, en ocasiones, debe biodegradarse, ya sea química o físicamente, o por una combinación de ambos procesos, para dar origen a componentes no tóxicos.The term "biomaterial" used in the present invention refers to materials suitable for coming into contact with the tissues of a subject for specific therapeutic, diagnostic, or preventive purposes. These materials must be biocompatible, that is, they must not cause any significant adverse response of the living organism after the interaction of the biomaterial with body tissues and fluids and, on occasion, must biodegrade, either chemically or physically, or by a combination of both. processes, to give rise to non-toxic components.

El término "condrocito" empleado en la presente invención hace referencia a un tipo celular presente en el cartílago, responsable de la producción y mantenimiento de la matriz cartilaginosa, la cual comprende fundamentalmente proteoglucanos, glucosaminoglucanos de bajo potencial osmótico y fibras (sobre todo, colágeno). La organización de este tipo celular en el cartílago difiere en función del tipo de cartílago y el tejido en donde se encuentre. En referencia al hueso o al cartílago, las células madre mesenquimales (de origen mesodérmico) tienen capacidad para diferenciarse hacia el linaje osteocondrogénico. Durante el proceso de formación del cartílago (condrogénesis), las células madre mesenquimales proliferan y se acumulan en un conjunto denso de células condrogénicas en el centro de condrificación. Estas células condrogénicas se diferencian posteriormente a condroblastos capaces de sintetizar la matriz extracelular del cartílago, que comprende fundamentalmente proteoglucanos, glucosaminoglucanos de bajo potencial osmótico y fibras. A continuación, los condroblastos quedan confinados en un espacio pequeño o laguna que ya no está en contacto con la matriz de nueva creación y que contiene líquido extracelular. El condroblasto en dicho estadio tiene muy escasa actividad metabólica y se denomina condrocito, que es generalmente inactivo pero aún puede secretar y degradar la matriz extracelular, dependiendo de las condiciones. The term "chondrocyte" used in the present invention refers to a cell type present in cartilage, responsible for the production and maintenance of the cartilage matrix, which mainly comprises proteoglycans, glycosaminoglycans with low osmotic potential and fibers (especially collagen). ). The organization of this cell type in cartilage differs depending on the type of cartilage and the tissue where it is found. In reference to bone or cartilage, mesenchymal stem cells (of mesodermal origin) have the capacity to differentiate towards the osteochondrogenic lineage. During the process of cartilage formation (chondrogenesis), mesenchymal stem cells proliferate and accumulate into a dense array of chondrogenic cells in the chondrification center. These chondrogenic cells subsequently differentiate into chondroblasts capable of synthesizing the extracellular matrix of cartilage, which mainly comprises proteoglycans, glycosaminoglycans with low osmotic potential, and fibers. The chondroblasts are then confined to a small space or lacuna that is no longer in contact with the newly created matrix and contains extracellular fluid. The chondroblast at this stage has very little metabolic activity and is called a chondrocyte, which is generally inactive but can still secrete and degrade the extracellular matrix, depending on conditions.

El término "cultivo" o "cultivo celular" empleado en la presente invención hace referencia al crecimiento de células o de tejidos en un medio adecuado. En la presente invención, dicho cultivo celular se refiere a un crecimiento de las células in vitro o ex vivo. En tal cultivo celular, las células proliferan, pero no se organizan en los tejidos per se.The term "culture" or "cell culture" used in the present invention refers to the growth of cells or tissues in a suitable medium. In the present invention, said cell culture refers to growth of cells in vitro or ex vivo. In such cell culture, cells proliferate, but do not organize into tissues per se.

El término "célula madre" hace referencia a una célula con capacidad clonogénica, de autorrenovación y de diferenciación en múltiples linajes celulares. En particular, las células madre mesenquimales tienen la capacidad de proliferar extensamente y formar colonias de células de morfología elongada o fusiforme. Tal como se usa en la presente invención, la expresión "célula madre" se refiere a una célula pluripotente o multipotente, capaz de generar uno o más tipos de células diferenciadas, y que, además, posee la capacidad de autorregenerarse, es decir, de producir más células madre. Las "células madre totipotentes" pueden dar lugar tanto a los componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el linaje germinal y los tejidos que darán lugar al saco vitelino), como a los extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todos los tipos celulares y dar lugar a un organismo completo. Las "células madre pluripotentes" pueden formar cualquier tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares pero a partir de ellas no se puede formar un organismo completo. Las "células madre multipotentes" son aquellas que sólo pueden generar células de su misma capa o linaje embrionario de origen. La médula ósea alberga al menos dos poblaciones de células madre distintas: células madre mesenquimales (MSCs) y células madre hematopoyéticas (HSCs). En el contexto de la presente invención, las células madre son seleccionadas del grupo que comprende células madre mesenquimales, células madre hematopoyéticas, células madre embrionarias, células madre pluripotentes inducidas, células madre adultas, o combinaciones de las mismas. En una realización particular, las células madre son células madre de un mamífero, preferiblemente humanas. En una realización particular, las células madre son células madre mesenquimales, preferiblemente células madre mesenquimales humanas. The term "stem cell" refers to a cell with clonogenic capacity, self-renewal and differentiation into multiple cell lineages. In particular, mesenchymal stem cells have the ability to proliferate extensively and form colonies of cells with an elongated or spindle-shaped morphology. As used in the present invention, the The expression "stem cell" refers to a pluripotent or multipotent cell, capable of generating one or more types of differentiated cells, and which, in addition, has the ability to self-regenerate, that is, to produce more stem cells. "Totipotent stem cells" can give rise to both embryonic components (such as the three embryonic layers, the germinal lineage, and the tissues that will give rise to the yolk sac), as well as extra-embryonic components (such as the placenta). That is, they can form all cell types and give rise to a complete organism. "Pluripotent stem cells" can form any type of cell corresponding to the three embryonic lineages (endoderm, ectoderm and mesoderm), as well as the germinal and yolk sac. They can, therefore, form cell lineages but from them a complete organism cannot be formed. "Multipotent stem cells" are those that can only generate cells of the same layer or embryonic lineage of origin. Bone marrow harbors at least two distinct stem cell populations: mesenchymal stem cells (MSCs) and hematopoietic stem cells (HSCs). In the context of the present invention, stem cells are selected from the group comprising mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, adult stem cells, or combinations thereof. In a particular embodiment, the stem cells are mammalian stem cells, preferably human. In a particular embodiment, the stem cells are mesenchymal stem cells, preferably human mesenchymal stem cells.

El término "célula madre adulta" se refiere a aquella célula madre que es aislada de un tejido o un órgano de un animal en un estado de crecimiento posterior al estado embrionario. Preferiblemente, las células madre de la invención son aisladas en un estado postnatal. Preferiblemente son aisladas de un mamífero, y más preferiblemente de un humano, incluyendo neonatos, juveniles, adolescentes y adultos. Se pueden aislar células madre adultas de una gran variedad de tejidos y órganos, como médula ósea (células madre mesenquimales y células madre hematopoyéticas), tejido adiposo, cartílago, epidermis, folículo piloso, músculo esquelético, músculo cardíaco, intestino, hígado, tejido nervioso, etc. The term "adult stem cell" refers to that stem cell that is isolated from a tissue or an organ of an animal in a state of growth subsequent to the embryonic state. Preferably, the stem cells of the invention are isolated in a postnatal state. They are preferably isolated from a mammal, and more preferably from a human, including neonates, juveniles, adolescents, and adults. Adult stem cells can be isolated from a wide variety of tissues and organs, such as bone marrow (mesenchymal stem cells and hematopoietic stem cells), adipose tissue, cartilage, epidermis, hair follicle, skeletal muscle, heart muscle, intestine, liver, nervous tissue , etc.

El término "célula madre embrionaria" o "ESC" se refiere a las células derivadas de la masa celular interna de embriones en estadio de blastocisto, con capacidad de auto-renovación y de diferenciación pluripotente en todos los tipos de células adultas. Las células madre embrionarias son capaces de proliferar indefinidamente in vitro, manteniéndose en un estado indiferenciado y con un cariotipo normal a través del cultivo prolongado. También tienen la capacidad de diferenciarse en células de las tres capas germinales embrionarias (mesodermo, endodermo y ectodermo) (Itskovitz-Eldor, et al., Mol. Med. 6:88-95, 2000) y al linaje germinal. The term "embryonic stem cell" or "ESC" refers to cells derived from the inner cell mass of embryos at the blastocyst stage, with the capacity for self-renewal and pluripotent differentiation into all types of adult cells. Embryonic stem cells are capable of indefinite proliferation in vitro, remaining in an undifferentiated state and with a normal karyotype through prolonged culture. They also have the ability to differentiate into cells of all three embryonic germ layers (mesoderm, endoderm, and ectoderm) (Itskovitz-Eldor, et al., Mol. Med. 6:88-95, 2000) and to the germinal lineage.

Métodos para la obtención de células madre embrionarias son ampliamente conocidos y pueden ser puestos en práctica por el experto sin necesidad de experimentación excesiva. Methods for obtaining embryonic stem cells are widely known and can be put into practice by the expert without the need for excessive experimentation.

En otra realización preferida, las células madre de la invención no son células madre embrionarias.In another preferred embodiment, the stem cells of the invention are not embryonic stem cells.

El término "célula madre hematopoyética" o "HSC" hace referencia a una célula madre adulta con capacidad de dar lugar a los linajes hematopoyéticos tanto mieloides (monocitos y macrófagos, neutrófilos, basófilos, eosinófilos, eritrocitos, megacariocitos/plaquetas, células dendríticas) como linfoides (linfocitos T, células B, células NK). Este tipo celular se encuentra fundamentalmente en la médula ósea.The term "hematopoietic stem cell" or "HSC" refers to an adult stem cell with the capacity to give rise to hematopoietic lineages, both myeloid (monocytes and macrophages, neutrophils, basophils, eosinophils, erythrocytes, megakaryocytes/platelets, dendritic cells) and lymphoid (T lymphocytes, B cells, NK cells). This cell type is mainly found in the bone marrow.

El término "célula madre mesenquimal" o "MSC", tal como se usa en el presente documento, se refiere a una célula estromal multipotente, originada a partir de la capa germinal mesodermal, que puede diferenciarse en una variedad de tipos de células, incluyendo osteocitos (células de hueso), condrocitos (células de cartílago) y adipocitos (células de grasa), entre otras. Los marcadores expresados por las células madre mesenquimales incluyen CD105 (SH2), CD73 (SH3/4), CD44, CD90 (Thy-1), CD71 y Stro-1 así como las moléculas de adhesión CD106, CD166, y CD29. Entre los marcadores negativos para las MSCs (no expresados) están los marcadores hematopoyéticos CD45, CD34, CD14, y las moléculas coestimuladoras CD80, CD86 y CD40 así como la molécula de adhesión CD31. Las MSC pueden ser obtenidas a partir de, sin quedar limitado a, médula ósea, tejido adiposo (tal como el tejido adiposo subcutáneo), hígado, bazo, testículos, sangre menstrual, fluido amniótico, páncreas, periostio, membrana sinovial, músculo esquelético, dermis, pericitos, hueso trabecular, cordón umbilical humano, pulmón, pulpa dental y sangre periférica. Las MSC, de acuerdo con la invención, pueden obtenerse a partir de cualquiera de los tejidos anteriores, tal como a partir de médula ósea, de pulpa dental, de tejido adiposo subcutáneo o de cordón umbilical. Se pueden aislar MSC de médula ósea mediante procedimientos conocidos por el experto en la materia. En general, dichos métodos consisten en aislar células de aspirados de médula ósea, y posteriormente sembrar las células aisladas en placas de cultivo de tejido en medio que contiene suero fetal bovino. Estos métodos se basan en la capacidad de las MSC de adherirse al plástico, de forma que mientras que las células no adherentes se retiran del cultivo, las MSC adheridas pueden expandirse en placas de cultivo. Las MSC también pueden aislarse de tejido adiposo subcutáneo siguiendo un procedimiento similar, conocido para el experto en la materia. Un método para aislar MSC de médula ósea o de tejido adiposo subcutáneo ha sido descrito previamente (De la Fuente et al., Exp. Cell Res. 2004, Vol. 297: 313:328). En una realización particular de la invención, las células madre mesenquimales son obtenidas a partir de cordón umbilical, preferiblemente de cordón umbilical humano, así como de la pulpa dentaria, preferentemente, humana.The term "mesenchymal stem cell" or "MSC" as used herein refers to a multipotent stromal cell, originating from the mesodermal germ layer, that can differentiate into a variety of cell types, including osteocytes (bone cells), chondrocytes (cartilage cells) and adipocytes (fat cells), among others. Markers expressed by mesenchymal stem cells include CD105 (SH2), CD73 (SH3/4), CD44, CD90 (Thy-1), CD71, and Stro-1 as well as the adhesion molecules CD106, CD166, and CD29. Among the negative markers for MSCs (not expressed) are the hematopoietic markers CD45, CD34, CD14, and the co-stimulatory molecules CD80, CD86 and CD40 as well as the adhesion molecule CD31. MSCs can be obtained from, but not limited to, bone marrow, adipose tissue (such as subcutaneous adipose tissue), liver, spleen, testes, menstrual blood, amniotic fluid, pancreas, periosteum, synovial membrane, skeletal muscle, dermis, pericytes, trabecular bone, human umbilical cord, lung, dental pulp, and peripheral blood. MSCs, according to the invention, can be obtained from any of the above tissues, such as from bone marrow, dental pulp, subcutaneous adipose tissue or umbilical cord. MSCs can be isolated from bone marrow by methods known to those of skill in the art. In general, such methods consist of isolating cells from bone marrow aspirates, and subsequently seeding the isolated cells in tissue culture plates in medium containing fetal bovine serum. These methods are based on the ability of MSCs to adhere to plastic, so that while non-adherent cells are removed from culture, adhered MSCs can be expanded in culture dishes. MSCs can also be isolated from subcutaneous adipose tissue following a similar procedure, known to those skilled in the art. A method to isolate MSCs from bone marrow or subcutaneous adipose tissue has been previously described (De la Fuente et al., Exp. Cell Res. 2004, Vol. 297: 313:328). In a particular embodiment of the invention, the mesenchymal stem cells are obtained from umbilical cord, preferably from human umbilical cord, as well as from dental pulp, preferably human.

Los términos "célula madre pluripotente" o "célula troncal pluripotente" y equivalentes gramaticales se usan de forma indistinta en el contexto de la presente invención para referirse a células no diferenciadas o poco diferenciadas, de cualquier especie, con capacidad para dividirse indefinidamente sin perder sus propiedades y capaces de formar cualquier célula de los tres linajes embrionarios (mesodermo, endodermo, ectodermo), así como el linaje germinal cuando se cultivan en ciertas condiciones. La invención contempla el uso de cualquier tipo de célula madre pluripotente que sea capaz de generar una progenie de cualquiera de las tres capas germinativas incluyendo células derivadas de tejido embrionario, tejido fetal, tejido adulto y otras procedencias. Células pluripotentes adecuadas para su uso en la presente invención incluyen células madre embrionarias, células de carcinoma embrionario, células pluripotentes inducidas (iPS) y células germinales primordiales. Asimismo, la invención contempla el uso de células madre pluripotentes de cualquier especie incluyendo, sin limitación, células humanas, de ratón, de rata, bovinas, de oveja, de hámster, de cerdo y similares.The terms "pluripotent stem cell" or "pluripotent stem cell" and grammatical equivalents are used interchangeably in the context of the present invention to refer to undifferentiated or poorly differentiated cells, of any species, with the ability to divide indefinitely without losing their properties and capable of forming any cell of the three embryonic lineages (mesoderm, endoderm, ectoderm), as well as the germinal lineage when cultured under certain conditions. The invention contemplates the use of any type of pluripotent stem cell that is capable of generating progeny from any of the three germ layers including cells derived from embryonic tissue, fetal tissue, adult tissue, and other sources. Pluripotent cells suitable for use in the present invention include embryonic stem cells, embryonal carcinoma cells, induced pluripotent cells (iPS), and primordial germ cells. Also, the invention contemplates the use of pluripotent stem cells from any species including, without limitation, human, mouse, rat, bovine, sheep, hamster, pig cells and the like.

El término "célula madre pluripotente inducida" o "iPS", según se usa en la presente invención, se refiere a células que son sustancialmente idénticas genéticamente a una célula somática diferenciada de la que derivan, pero que muestran características similares en cuanto a diferenciación y capacidad proliferativa a las células madre embrionarias pluripotentes.The term "induced pluripotent stem cell" or "iPS", as used in the present invention, refers to cells that are substantially identical genetically to a differentiated somatic cell from which they are derived, but that show similar characteristics in terms of differentiation and proliferative capacity of pluripotent embryonic stem cells.

Como se usa en este documento, el término "ingrediente activo", "sustancia activa", "sustancia farmacéuticamente activa", "ingrediente activo" o "ingrediente farmacéuticamente activo" significa cualquier componente que potencialmente proporcione una actividad farmacológica u otro efecto diferente en el diagnóstico o la curación o que logre mitigar, tratar o prevenir una enfermedad, o que afecte la estructura o función del cuerpo humano o de otros animales. Los ejemplos de ingredientes activos de origen biológico incluyen factores de crecimiento, hormonas y citocinas. Se conocen en la técnica una variedad de agentes terapéuticos y pueden identificarse por sus efectos. Ciertos agentes terapéuticos son capaces de regular la proliferación y diferenciación celular. Los ejemplos incluyen nucleótidos quimioterapéuticos, medicamentos, hormonas, etc. As used herein, the term "active ingredient", "active substance", "pharmaceutically active substance", "active ingredient" or "pharmaceutically active ingredient" means any component that potentially provides a pharmacological activity or other different effect in the diagnosis or cure or that mitigates, treats or prevents a disease, or that affects the structure or function of the human body or other animals. Examples of biologically derived active ingredients include growth factors, hormones, and cytokines. A variety of therapeutic agents are known in the art and can be identified by their effects. Certain therapeutic agents are capable of regulating cell proliferation and differentiation. Examples include chemotherapeutic nucleotides, drugs, hormones, etc.

El término "medicamento", tal y como se usa en esta memoria, hace referencia a cualquier sustancia usada para prevención, diagnóstico, alivio, tratamiento o curación de enfermedades en el hombre y los animales.The term "drug" as used herein refers to any substance used for the prevention, diagnosis, alleviation, treatment, or cure of disease in man and animals.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones, la palabra "comprende" y las variantes de la misma no pretenden excluir otras características técnicas, suplementos, componentes o pasos. Para los expertos en la técnica, otros objetos, ventajas y características de la invención se entenderán en parte a partir de la descripción y en parte a partir de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración y no pretenden limitar la presente invención.Throughout the description and claims, the word "comprise" and variants thereof are not intended to exclude other technical features, supplements, components or steps. Other objects, advantages, and features of the invention will be understood in part from the description and in part from the practice of the invention to those skilled in the art. The following examples and drawings are provided by way of illustration and are not intended to limit the present invention.

EJEMPLOS DE LA INVENCIÓNEXAMPLES OF THE INVENTION

Los siguientes ejemplos específicos proporcionados en este documento de patente sirven para ilustrar la naturaleza de la presente invención. Estos ejemplos se incluyen sólo con fines ilustrativos y no deben interpretarse como limitantes de la invención que se reivindica en este documento. Por tanto, los ejemplos descritos a continuación ilustran la invención sin limitar el campo de aplicación de la misma.The following specific examples provided in this patent document serve to illustrate the nature of the present invention. These examples are included for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the invention claimed herein. Therefore, the examples described below illustrate the invention without limiting its field of application.

Materiales y métodos.Materials and methods.

Obtención de cartílago del esturión (Acipenser naccarii) y descelularización Obtaining cartilage from the sturgeon ( Acipenser naccarii) and decellularization

Este estudio se realizó utilizando cartílago obtenido de la región de la cabeza de Acipenser naccarii (esturión) que fue proporcionado por la piscifactoría ubicada en Riofrío, Granada, España. Los esturiones se sacrificaron, se extrajo el cartílago, se limpió y se congeló inmediatamente a -20 °C hasta el momento de su procesamiento.This study was conducted using cartilage obtained from the head region of Acipenser naccarii (sturgeon) that was provided by the fish farm located in Riofrío, Granada, Spain. Sturgeons were slaughtered, cartilage was removed, cleaned and immediately frozen at -20 °C until processing.

Antes del proceso de descelularización, el cartílago se descongeló a temperatura ambiente (TA). Se obtuvieron discos de cartílago (n = 40) con un diámetro de 8 mm y un grosor aproximado de 1 mm utilizando un punzón de biopsia (Kay Medical) y cuchillas quirúrgicas del n° 10. Estos discos se sumergieron en una solución que constaba de 10 ml de solución salina tamponada con fosfato (PBS; Sigma-Aldrich; D8662) con antibióticos / antimicóticos (Sigma-Aldrich; A5955) [Pu L et al. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2018;106(2):619-31] durante 10 minutos. Algunos de estos discos (n = 7) se almacenaron como controles nativos (NCTR). El resto de discos inició el proceso de descelularización. Before the decellularization process, the cartilage was thawed at room temperature (RT). Cartilage discs (n = 40) with a diameter of 8 mm and an approximate thickness of 1 mm were obtained using a biopsy punch (Kay Medical) and #10 surgical blades. These discs were immersed in a solution consisting of 10 ml of phosphate buffered saline (PBS; Sigma-Aldrich; D8662) with antibiotics/antimycotics (Sigma-Aldrich; A5955) [Pu L et al. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2018;106(2):619-31] for 10 minutes. Some of these discs (n = 7) were stored as native controls (NCTR). The rest of the discs started the decellularization process.

El protocolo de descelularización utilizado fue una combinación de varios protocolos descritos previamente [Vinatier C et al. T rends in Biotechnology. 2009;27(5):307-14, Oliveira et al. PLOS ONE. 2013;8(6):e66538, Philips C et al. Annals of Biomedical Engineering. 2018;46(11):1921-37] optimizados para la descelularización del cartílago basada en el uso de diferentes tipos de detergentes y un tratamiento enzimático. En primer lugar, los discos se incubaron en agua bidestilada (bH2O) a temperatura ambiente con agitación durante 24 h para inducir la lisis celular mediante choque osmótico [Pu L et al. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2018;106(2):619-31]. Luego, los discos se transfirieron a una solución al 1% de sodio-dodecil-sulfato (SDS) (Invitrogen; 24730020) [Zhang X et al. Gene.The decellularization protocol used was a combination of several previously described protocols [Vinatier C et al. Trends in Biotechnology. 2009;27(5):307-14, Oliveira et al. PLOS ONE. 2013;8(6):e66538, Philips C et al. Annals of Biomedical Engineering. 2018;46(11):1921-37] optimized for cartilage decellularization based on the use of different types of detergents and enzymatic treatment. First, the discs were incubated in bidistilled water (bH2O) at room temperature with shaking for 24 h to induce cell lysis by osmotic shock [Pu L et al. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2018;106(2):619-31]. The discs were then transferred to 1% sodium dodecyl sulfate (SDS) solution (Invitrogen; 24730020) [Zhang X et al. Gene.

2016;579(1):8-16] para eliminar el material citoplasmático y nuclear. Para eliminar el SDS, se realizaron 3 lavados de 30 minutos cada uno con bH2O a 4°C y luego los discos se transfirieron a una solución de Tritón X-100 al 3% (Sigma-Aldrich; X100-500ML) [Philips C et al. Annals of Biomedical Engineering. 2018;46(11):1921-37] para promover la disociación de lípidos. Posteriormente, se repitieron los 3 lavados y los discos se incubaron en una solución de desoxicolato de sodio (SDC) al 4% (Sigma-Aldrich; D6750-100G) [Philips C et al. Annals of Biomedical Engineering. 2018;46(11):1921-37] para disociar las proteínas intracelulares. Finalmente, se repitieron los 3 lavados y el tratamiento enzimático se realizó por duplicado. En este tratamiento, se utilizaron 100 mg / L de DNasa (Sigma-Aldrich; DN25-1G) y 20 mg / L de RNasa (Sigma-Aldrich; R4875-500MG) [Philips C et al. Annals of Biomedical Engineering.2016;579(1):8-16] to remove cytoplasmic and nuclear material. To remove SDS, 3 washes of 30 min each with bH2O at 4°C were performed and then the discs were transferred to a 3% Triton X-100 solution (Sigma-Aldrich; X100-500ML) [Philips C et to the. Annals of Biomedical Engineering. 2018;46(11):1921-37] to promote lipid dissociation. Subsequently, the 3 washes were repeated and the discs were incubated in a 4% sodium deoxycholate (SDC) solution (Sigma-Aldrich; D6750-100G) [Philips C et al. Annals of Biomedical Engineering. 2018;46(11):1921-37] to dissociate intracellular proteins. Finally, the 3 washes were repeated and the enzymatic treatment was carried out in duplicate. In this treatment, 100 mg/L of DNase (Sigma-Aldrich; DN25-1G) and 20 mg/L of RNase (Sigma-Aldrich; R4875-500MG) were used [Philips C et al. Annals of Biomedical Engineering.

2018;46(11):1921-37] en PBS a pH 7,5 y 37 °C durante 45 minutos. Para detener la reacción, se utilizó PBS frío. Luego, se realizaron 5 lavados con PBS durante 15 minutos cada uno para eliminar los residuos de detergente y enzima [Pu L et al. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2018;106(2):619-31]. Los discos de cartílago descelularizado (DCD) se almacenaron en PBS a 4°C para su uso posterior. Todos los detergentes se diluyeron en bH2O para evitar la pérdida de agua durante el proceso, ya que la estructura del tejido puede verse afectada [Badylak SF et al. Acta Biomaterialia.2018;46(11):1921-37] in PBS at pH 7.5 and 37 °C for 45 minutes. To stop the reaction, cold PBS was used. Then, 5 washes with PBS were performed for 15 minutes each to remove detergent and enzyme residues [Pu L et al. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2018;106(2):619-31]. Decellularized cartilage discs (DCD) were stored in PBS at 4°C for later use. All detergents were diluted in bH2O to avoid water loss during the process, since the fabric structure can be affected [Badylak SF et al. Biomaterials Act.

2009;5(1):1-13]. Todas las incubaciones con los detergentes se realizaron a TA, con agitación y durante 24 h.2009;5(1):1-13]. All the incubations with the detergents were carried out at RT, with agitation and for 24 h.

Evaluación de ADN residual en discos de cartílago descelularizado (DCD) Evaluation of residual DNA in decellularized cartilage discs ( DCD)

Para probar la eficiencia del proceso de descelularización, se extrajo ADN de NCTR y DCD usando QlAamp DNA Mini Kit (Qiagen), siguiendo las instrucciones del fabricante, por triplicado y cuantificado midiendo la absorbancia a 260/280 nm usando un espectrofotómetro NanoDrop 2000 (Thermo Scientific). To test the efficiency of the decellularization process, DNA from NCTR and DCD was extracted using QlAamp DNA Mini Kit (Qiagen), following the manufacturer's instructions, in triplicate and quantified by measuring absorbance at 260/280 nm using a NanoDrop 2000 spectrophotometer (Thermo Scientific).

Cultivo de MSC y HECMSC and HEC culture

MSC (células mesenquimales humanas) y HEC (condrocitos de cartílago elástico humano) se obtuvieron previamente a partir de cultivos primarios que estaban disponibles en el Grupo de Ingeniería de Tejidos del Departamento de Histología de la Universidad de Granada. Se cultivaron ADSC (células madre derivadas del tejido adiposo), BMSC (células madre derivadas de la médula ósea) y DPSC (células madre derivadas de la pulpa dental) utilizando medio de cultivo de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) (Sigma-Aldrich; D6429) complementado con suero fetal bovino (FBS) al 10% (Sigma-Aldrich; F7524) y antibióticos / antimicóticos al 1%. Las WSC (células madre de la gelatina de Wharton del cordón umbilical) se cultivaron en medio AmnioMAX ™ (Gibco; 17001-074) como se describió anteriormente [Horvai A. Anatomy and Histology of Cartilage. In: Link TM, editor. Cartilage Imaging: Significance, Techniques, and New Developments. New York, NY: Springer New York; 2011. p. 1-10]. Se cultivaron HEC con medio de expansión compuesto de FBS al 10%, L-glutamina 2 mM (Sigma-Aldrich; G7513), 88% de medio de Eagle modificado de Dulbecco / mezcla de nutrientes F-12 HAM (DMEM-F12) (Sigma-Aldrich; D8437) y 1% de antibióticos / antimicóticos. Los cultivos se incubaron a 37°C y 5% CO2 y el medio se cambió 3 veces por semana. Las células se disociaron antes de alcanzar la confluencia usando una solución de tripsina-etilendiaminotetraacético al 0,05% (Gibco; 25300062).MSC (human mesenchymal cells) and HEC (human elastic cartilage chondrocytes) were previously obtained from primary cultures that were available in the Tissue Engineering Group of the Histology Department of the University of Granada. ADSC (adipose-derived stem cells), BMSC (bone marrow-derived stem cells), and DPSC (dental pulp-derived stem cells) were cultured using Dulbecco's modified Eagle's culture medium (DMEM) (Sigma-Aldrich; D6429) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) (Sigma-Aldrich; F7524) and 1% antibiotics/antimycotics. WSCs (umbilical cord Wharton's jelly stem cells) were cultured in AmnioMAX™ medium (Gibco; 17001-074) as previously described [Horvai A. Anatomy and Histology of Cartilage. In: LinkTM, editor. Cartilage Imaging: Significance, Techniques, and New Developments. New York, NY: Springer New York; 2011. p. 1-10]. HECs were grown with expansion medium composed of 10% FBS, 2 mM L-glutamine (Sigma-Aldrich; G7513), 88% Dulbecco's Modified Eagle's Medium/F-12 HAM Nutrient Mix (DMEM-F12) ( Sigma-Aldrich; D8437) and 1% antibiotics/antifungals. Cultures were incubated at 37°C and 5% CO2 and the medium was changed 3 times per week. Cells were dissociated before reaching confluency using 0.05% trypsin-ethylenediaminetetraacetic acid solution (Gibco; 25300062).

Recelularízación del cartílagoRecellularization of cartilage

Para la recelularización de DCD, fue necesario crear moldes a base de agarosa tipo I al 3,5% (Sigma-Aldrich; A4718) en PBS en placas de 24 pocillos (Sigma-Aldrich; CLS3527) utilizando un punzón de biopsia para obtener el tamaño de los DCD, y se colocó un DCD en cada uno de estos moldes. Tras ello, se cultivaron 30.000 células de cada tipo por DCD (n = 7 para cada tipo de célula) para generar DCD recelularizados (RCD), que pasaron a denominarse RCD-ADSC, RCD-BMSC, RCD-DPSC, RCD-WSC y RCD-HEC, según el tipo celular utilizado para la recelularización. Los RCD se incubaron a 37°C con un 5% CO2 durante 2-3 h para permitir la adhesión celular. Luego, se agregó 1 mL de cada medio específico a cada pocillo y los RCD se incubaron durante 24 h. Se utilizó un DCD no recelularizado como control negativo. Todas estas muestras se cultivaron hasta los 15-21 días (t1) y 30-35 días (t2), cambiando el medio dos veces por semana. For recellularization of DCD, it was necessary to create templates based on 3.5% type I agarose (Sigma-Aldrich; A4718) in PBS in 24-well plates (Sigma-Aldrich; CLS3527) using a biopsy punch to obtain the size of the DCDs, and a DCD was placed in each of these molds. After that, 30,000 cells of each type were cultured per DCD (n = 7 for each cell type) to generate recellularized DCD (RCD), which were renamed RCD-ADSC, RCD-BMSC, RCD-DPSC, RCD-WSC and RCD-HEC, depending on the cell type used for recellularization. RCDs were incubated at 37°C with 5% CO2 for 2-3 h to allow cell adhesion. Then, 1 mL of each specific medium was added to each well and the RCDs were incubated for 24 h. A non-recellularized DCD was used as a negative control. All these samples were cultured until 15-21 days (t1) and 30-35 days (t2), changing the medium twice a week.

Evaluación in vivoIn vivo evaluation

Para el análisis in vivo, se injertaron 3 DCD y 3 RCD de cada tipo celular (RCD in vivo) (n = 18) en animales de laboratorio. Cada muestra se cortó por la mitad antes de la cirugía y se injertó en seis ratones Foxnlnu desnudos atímicos inmunodeficientes machos de 6 semanas de edad (n = 6 muestras por ratón). Brevemente, los animales se anestesiaron profundamente con ketamina y acepromazina y los diferentes sustitutos de cartílago se injertaron subcutáneamente en la zona dorsal de cada animal. Cada ratón se injertó con una muestra de cada tipo (DCD in vivo, ADSC in vivo, BMSC in vivo, DPSC in vivo, WSC in vivo y HEC in vivo). Después de 12, 30 o 60 días, los animales fueron sacrificados y los diferentes implantes fueron recolectados para análisis histológico.For in vivo analysis, 3 DCDs and 3 RCDs of each cell type ( in vivo RCDs) (n = 18) were grafted onto laboratory animals. Each specimen was cut in half prior to surgery and grafted onto six 6-week-old male immunodeficient athymic nude Foxnlnu mice (n = 6 specimens per mouse). Briefly, the animals were deeply anesthetized with ketamine and acepromazine and the different cartilage substitutes were grafted subcutaneously into the dorsal area of each animal. Each mouse was grafted with one sample of each type (in vivo DCD, in vivo ADSC, in vivo BMSC, in vivo DPSC, in vivo WSC, and in vivo HEC ). After 12, 30 or 60 days, the animals were sacrificed and the different implants were collected for histological analysis.

Análisis histológicohistological analysis

Todas las muestras (NCTR, DCD, RCD in vitro, DCD in vivo y RCD in vivo) se fijaron en formaldehído al 4% durante 24 horas a TA y en agitación para análisis histológico. Luego, las muestras se deshidrataron mediante una serie de alcoholes (70-100%) y xilol y se embebieron en parafina. Las muestras se seccionaron a 5 pm de espesor utilizando un micrótomo, se rehidrataron y tiñeron con hematoxilina-eosina (HE) para evaluar la estructura general de las diferentes muestras de cartílago. Para detectar la presencia de núcleos celulares, las muestras se tiñeron con 4',6-diamidino-2-fenilindol (DAPI) (Vector Laboratories). Para evaluar la presencia de fibras de colágeno, las muestras se tiñeron con rojo picrosirius (P). La histoquímica de azul alcián (AB) [Alfonso-Rodríguez C-A et al. PLOS ONE.All samples (NCTR, DCD, RCD in vitro, DCD in vivo and RCD in vivo) were fixed in 4% formaldehyde for 24 hours at RT and shaking for histological analysis. The samples were then dehydrated using a series of alcohols (70-100%) and xylol and embedded in paraffin. The samples were sectioned at 5 µm thickness using a microtome, rehydrated and stained with hematoxylin-eosin (HE) to assess the general structure of the different cartilage samples. To detect the presence of cell nuclei, samples were stained with 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) (Vector Laboratories). To evaluate the presence of collagen fibers, the samples were stained with picrosirius red (P). Alcian blue (AB) histochemistry [Alfonso-Rodríguez CA et al. PLOS ONE.

2014;9(11):e112457] y azul de toluidina (TB) se utilizó para identificar los proteoglicanos del cartílago. Después de la tinción, se obtuvieron imágenes de microscopía óptica utilizando un microscopio Eclipse 90i (Nikon) con un aumento de 100x. Las imágenes se procesaron más con ImageJ para cuantificar la señal de tinción para TB, AB y P.2014;9(11):e112457] and toluidine blue (TB) was used to identify cartilage proteoglycans. After staining, light microscopy images were obtained using an Eclipse 90i microscope (Nikon) at 100x magnification. Images were further processed with ImageJ to quantify the staining signal for TB, AB, and P.

Análisis estadísticoStatistic analysis

Para cada grupo de muestras específico y global, se calcularon las medias ± desviación estándar. Además, cuando se consideraron varios tiempos de estudio (dos tiempos in vitro y tres tiempos in vivo), se calcularon las medias ± desviación estándar para el grupo global de muestras correspondientes al mismo tipo de tejido en diferentes períodos de tiempo (por ejemplo, muestras ADSCinvitro correspondiente a t1 y t2). El análisis estadístico se realizó utilizando el software SPSS Statistics 23 (IBM). Se utilizó la prueba de Shapiro-Wilk para determinar la normalidad de cada distribución y la prueba de Mann-Whitney se utilizó para detectar diferencias específicas entre dos grupos. P<0,0001 definió diferencias estadísticamente significativas, ajustadas por la corrección del valor de p de Bonferroni ya que en este estudio se realizaron más de 300 comparaciones simultáneamente.For each specific and global sample group, means ± standard deviation were calculated. In addition, when several study times (two in vitro times and three in vivo times) were considered, the means ± standard deviation were calculated for the global group of samples corresponding to the same type of tissue in different periods of time (for example, samples ADSCinvitro corresponding to t1 and t2). Statistical analysis was performed using SPSS Statistics 23 software (IBM). The Shapiro-Wilk test was used to determine the normality of each distribution and the Mann-Whitney test was used to detect specific differences between two groups. P<0.0001 defined differences statistically significant, adjusted by the Bonferroni p-value correction since in this study more than 300 comparisons were made simultaneously.

RESULTADOSRESULTS

Descelularización del cartílagoCartilage decellularization

La eficiencia de la descelularización se evaluó mediante la cuantificación del ADN residual en los tejidos descelularizados y con H-E y DAPI. El contenido de ADN obtenido para la DCD fue de 19,92 ± 5,79 ng / mg de tejido, lo que concuerda con los requisitos de los tejidos descelularizados [Crapo PM. Biomaterials. 2011;32(12):3233-43]. H-E y DAPI mostraron que el proceso fue capaz de eliminar todos los núcleos del tejido en comparación con NCTR (Fig. 1A y 1C), confirmando así el resultado de cuantificación y mostrando que el proceso de descelularización se llevó a cabo con éxito. Además, H-E reveló que el cartílago conserva su estructura general después de la descelularización. El análisis de la composición de ECM en DCD reveló que TB y AB permanecieron estables después de la descelularización, aunque P mostró una disminución significativa de la tinción en DCD (p<0,0001) (Fig. 1A-B, 2, 3A-C). The efficiency of decellularization was evaluated by quantifying residual DNA in decellularized tissues and with H-E and DAPI. The DNA content obtained for DCD was 19.92 ± 5.79 ng/mg tissue, which is consistent with the requirements of decellularized tissues [Crapo PM. Biomaterials. 2011;32(12):3233-43]. H-E and DAPI showed that the process was able to remove all nuclei from the tissue compared to NCTR (Fig. 1A and 1C), thus confirming the quantification result and showing that the decellularization process was carried out successfully. Furthermore, H-E revealed that cartilage retains its general structure after decellularization. Analysis of ECM composition in DCD revealed that TB and AB remained stable after decellularization, although P showed a significant decrease in staining in DCD (p<0.0001) (Fig. 1A-B, 2, 3A- C).

Análisis histológico de muestras de DCD recelularizadas mantenidas in vitroHistological analysis of recellularized DCD samples maintained in vitro

Se analizaron histoquímicamente RCD in vitro para determinar si las células eran capaces de adherirse al cartílago descelularizado en t1 y t2. H-E y DAPI mostraron que en todas las muestras de RCD in vitro las células estaban adheridas a la superficie y tendían a crecer y formar una capa delgada irregular. RCD in vitro con ADSC (ADSCinvitro) fue el que presentó mayor número de células en t1 y RCD in vitro con DPSC (DPSCinvitro) en t2, mientras que RCD in vitro con BMSC (BMSCinvitro) fue el que menos células tuvo en superficie en t1 y RCD in vitro con HEC (HECinvitro) en t2 (Fig. 1A y 1C).In vitro RCDs were analyzed histochemically to determine if the cells were capable of adhering to decellularized cartilage at t1 and t2. H-E and DAPI showed that in all in vitro RCD samples the cells were adherent to the surface and tended to grow and form a thin irregular layer. In vitro RCD with ADSC (ADSCinvitro) was the one that presented the highest number of cells at t1 and in vitro RCD with DPSC (DPSCinvitro) at t2, while in vitro RCD with BMSC (BMSCinvitro) was the one that had fewer cells on the surface at t1 and in vitro RCD with HEC (HECinvitro) at t2 (Fig. 1A and 1C).

Se analizaron las posibles variaciones en RCD in vitro ECM utilizando tinciones TB, AB y P. TB mostró que NCTR no presentó diferencias significativas en el contenido de proteoglicanos al compararlo con el resto de los grupos globales (ADSCinvitro, BMSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro y HECinvitro) (Tabla 1). Sin embargo, se observó que existían algunas diferencias si se comparaba con cada grupo específico (Fig. 1B). DPSCinvitro-t2 mostró la mayor reducción en la cantidad de proteoglicanos en comparación con NCTR (p<0,0001) (Fig. 3A). También se realizó una comparación global para DCD, revelando que hubo una disminución significativa en ADSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro y HECinvitro (Tabla 1). En este caso, DPSCinvitro-t2 también tuvo el contenido más bajo en proteoglicanos (Fig. 3A). Possible variations in RCD in vitro ECM were analyzed using TB, AB and P stains. TB showed that NCTR did not present significant differences in proteoglycan content when compared to the rest of the global groups (ADSCinvitro, BMSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro and HECinvitro). ) (Table 1). However, it was observed that there were some differences if compared with each specific group (Fig. 1B). DPSCinvitro-t2 showed the greatest reduction in the amount of proteoglycans compared to NCTR (p<0.0001) (Fig. 3A). An overall comparison was also made for DCD, revealing that there was a significant decrease in ADSCinvitro, DPSCinvitro, WSCinvitro and HECinvitro (Table 1). In this case, DPSCinvitro-t2 also had the lowest proteoglycan content (Fig. 3A).

También se midieron las variaciones en la composición de proteoglicanos con AB. En general, no se encontraron diferencias estadísticas cuando se compararon los grupos globales con NCTR o DCD (Tabla 1). Sin embargo, algunos grupos específicos fueron estadísticamente diferentes a los controles, con WSCinvitro-t2 mostrando la mayor reducción significativa de estas moléculas y HECinvitro-t1 el mayor aumento (p<0,0001) (Fig. 2A y 3B).Variations in proteoglycan composition with AB were also measured. In general, no statistical differences were found when overall groups were compared with NCTR or DCD (Table 1). However, some specific groups were statistically different from controls, with WSCinvitro-t2 showing the greatest significant reduction in these molecules and HECinvitro-t1 the greatest increase (p<0.0001) (Fig. 2A and 3B).

La cuantificación de las fibras de colágeno mediante tinción P reveló que los grupos globales WSCinvitro y HECinvitro tenían significativamente menos tinción de colágeno que NCTR (p<0,0001) (Tabla 1). Sin embargo, la comparación con grupos específicos mostró que BMSCinvitro-t2 fue el que presentó menor señal P (p<0,0001). Por otro lado, se observó que los grupos globales ADSCinvitro, WSCinvitro y HECinvitro tenían un contenido de colágeno significativamente mayor que el DCD (p<0,0001) (Cuadro 1). Específicamente, HECinvitro-t2 mostró el mayor aumento en la intensidad del colágeno (Fig. 2B y 3C).Quantification of collagen fibers by P staining revealed that the overall WSCinvitro and HECinvitro groups had significantly less collagen staining than NCTR (p<0.0001) (Table 1). However, the comparison with specific groups showed that BMSCinvitro-t2 was the one with the lowest P signal (p<0.0001). On the other hand, it was observed that the overall ADSCinvitro, WSCinvitro and HECinvitro groups had a significantly higher collagen content than the DCD (p<0.0001) (Table 1). Specifically, HECinvitro-t2 showed the greatest increase in collagen intensity (Fig. 2B and 3C).

Finalmente, también se realizó una comparación entre los tiempos dentro de cada grupo. En general, la cantidad de proteoglicanos determinada por TB tendió a caer entre t1 y t2 excepto para ADSCinvitro en el que hubo un aumento. Para HECinvitro, el contenido de estas moléculas no se alteró con el tiempo (Fig. 1B). Para la tinción AB, todos los resultados también tendieron a disminuir, excepto para DPSCinvitro, que mostró un aumento de proteoglicanos (Fig. 2A). No se observaron diferencias significativas en el contenido de colágeno presente en ADSinvitro, WSCinvitro y HECinvitro entre t1 y t2, pero hubo una disminución en el caso de BMSCinvitro y DPSCinvitro (Fig. 2B) (p<0,0001).Finally, a comparison was also made between the times within each group. In general, the amount of proteoglycans determined by TB tended to fall between t1 and t2 except for ADSCinvitro in which there was an increase. For HECinvitro, the content of these molecules did not alter over time (Fig. 1B). For AB staining, all results also tended to decrease, except for DPSCinvitro, which showed increased proteoglycans (Fig. 2A). No significant differences were observed in the content of collagen present in ADSinvitro, WSCinvitro and HECinvitro between t1 and t2, but there was a decrease in the case of BMSCinvitro and DPSCinvitro (Fig. 2B) (p<0.0001).

Análisis histológico de muestras de DCD recelularízadas injertadas in vivoHistological analysis of recellularized DCD samples grafted in vivo

Después de 12, 30 y 60 días in vivo, se evaluó la biocompatibilidad, integración y alteraciones estructurales en DCD in vivo y RCD in vivo. Ninguno de los animales presentó signos de necrosis o inflamación. H-E reveló que ninguno de los constructos presentaba alteraciones histológicas (oncogénesis, inflamación, hemorragia, fibrosis, etc.). Además, no hubo infiltración de las células huésped en las construcciones. En cambio, los tejidos tendían a ser encapsulados por tejido conectivo del hospedador. No se observó vascularización del tejido (fig. 4, 5 y 6).After 12, 30 and 60 days in vivo, the biocompatibility, integration and structural alterations in DCD in vivo and RCD in vivo were evaluated. None of the animals showed signs of necrosis or inflammation. HE revealed that none of the constructs presented histological alterations (oncogenesis, inflammation, hemorrhage, fibrosis, etc.). Furthermore, there was no infiltration of host cells into the constructs. Instead, the tissues tended to be encapsulated by host connective tissue. No vascularization of the tissue was observed (fig. 4, 5 and 6).

Para todas las construcciones in vivo, también se realizó un análisis de alteración de ECM en grupos globales y específicos. TB determinó que solo el grupo global BMSC in vivo tuvo una disminución significativa en el contenido de proteoglicanos en comparación con NCTR (p<0,0001) (Tabla 1). Para grupos específicos, observamos que DCD in vivo-12d fue el grupo con el mayor aumento de proteoglicanos, mientras que BMSC in vivo-60d mostró la mayor disminución. Los grupos globales BMSC in vivo, WSC in vivo y HEC in vivo exhibieron una reducción significativa con respecto a DCD (Tabla 1). Específicamente, DCD in vivo-12d y BMSC in vivo-60d también mostraron el mayor incremento y reducción de proteoglicanos (Fig. 3D, 4A y 5A).For all constructs in vivo , an analysis of ECM alteration in global and specific groups was also performed. TB determined that only the overall BMSC in vivo group had a significant decrease in proteoglycan content compared to NCTR (p<0.0001) (Table 1). For specific groups, we found that DCD in vivo-12d was the group with the largest increase in proteoglycans, while BMSC in vivo-60d showed the largest decrease. The overall groups BMSC in vivo, WSC in vivo and HEC in vivo exhibited a significant reduction with respect to DCD (Table 1). Specifically, DCD in vivo-12d and BMSC in vivo-60d also showed the greatest increase and decrease in proteoglycans (Fig. 3D, 4A and 5A).

Los resultados correspondientes a la tinción AB revelaron que no existían diferencias entre NCTR y DCD con el resto de grupos en general. DCD in vivo-12d fue el que mostró una mayor disminución en la intensidad de AB en comparación con NCTR y DCD, mientras que BMSC in vivo-12d mostró el mayor aumento de proteoglicanos en comparación con NCTR (p<0,0001) (Fig. 3E, 4A y 5A).The results corresponding to the AB staining revealed that there were no differences between NCTR and DCD with the rest of the groups in general. In vivo DCD-12d showed the greatest decrease in AB intensity compared to NCTR and DCD, while in vivo BMSC-12d showed the greatest increase in proteoglycans compared to NCTR (p<0.0001) (Fig. 3E, 4A and 5A).

Se encontraron resultados similares en la tinción de colágeno entre NCTR y grupos globales, sin diferencias estadísticamente significativas (Tabla 1). Sin embargo, hubo un incremento en el contenido de colágeno en los grupos globales DPSC in vivo, WSC in vivo y HEC in vivo en comparación con DCD (p<0,0001) (Tabla 1). Para grupos específicos, ADSC in vivo-12d mostró una mayor reducción en el contenido de colágeno en comparación con NCTR (p<0,0001). ADSC in vivo-12d y HEC in vivo-60d fueron los que presentaron una elevación y una disminución de la señal P en comparación con DCD, respectivamente (p<0,0001) (Fig. 3F, 4B y 6B).Similar results were found in collagen staining between NCTR and global groups, with no statistically significant differences (Table 1). However, there was an increase in collagen content in the overall DPSC in vivo, WSC in vivo and HEC in vivo groups compared to DCD (p<0.0001) (Table 1). For specific groups, ADSC in vivo-12d showed a greater reduction in collagen content compared to NCTR (p<0.0001). ADSC in vivo-12d and HEC in vivo-60d showed increased and decreased P signal compared to DCD, respectively (p<0.0001) (Fig. 3F, 4B and 6B).

Una comparación del curso temporal de las muestras in vivo mostró algunas diferencias entre los grupos. En general, se encontró un aumento significativo en el contenido de colágeno según lo determinado por P entre las muestras de 12 y 60 días (p<0,0001), pero esta tendencia no fue clara para los proteoglicanos (Fig. 4-6). A comparison of the time course of the samples in vivo showed some differences between the groups. In general, a significant increase in collagen content as determined by P was found between the 12 and 60-day samples (p<0.0001), but this trend was not clear for proteoglycans (Fig. 4-6). .

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Figure imgf000023_0001

NCTR 146.5 ± 19.07 135.7 ± 8.26 156.9 ± 6.44NCTR 146.5 ± 19.07 135.7 ± 8.26 156.9 ± 6.44

DCD 145.7 ± 8.43 148.1 ± 16.6 139.4 ± 3.47abDCD 145.7 ± 8.43 148.1 ± 16.6 139.4 ± 3.47ab

ADSCinvitro 116.45 ± 21b 136 ± 13.44 149.95 ± 1.20b ADSCinvitro 116.45 ± 21b 136 ± 13.44 149.95 ± 1.20b

BMSCinvitro 122.2 ± 27.72 138.9 ± 23.48 146.25 ± 13.22 5 BMSCinvitro 122.2 ± 27.72 138.9 ± 23.48 146.25 ± 13.22 5

DPSCinvitro 117.95 ± 26.09b 129.3 ± 16.97 147.55 ± 9.69 DPSCinvitro 117.95 ± 26.09b 129.3 ± 16.97 147.55 ± 9.69

WSC invitro 125.8 ± 10.75b 129.85 ± 23.97 147.7 ± 3.39abIn vitro WSC 125.8 ± 10.75b 129.85 ± 23.97 147.7 ± 3.39ab

HECinvitro 117.6 ± 8.49b 157.05 ± 3.23 155.8 ± 0.57ab HECinvitro 117.6 ± 8.49b 157.05 ± 3.23 155.8 ± 0.57ab

DCDinvivo 135.8 ± 39.52 126.17 ± 28.24 153.67 ± 17.44 DCDinvivo 135.8 ± 39.52 126.17 ± 28.24 153.67 ± 17.44

ADSCinvivo 126.2 ± 22.54 130.13 ± 5.73 156.5 ± 24.19 10 ADSCinvivo 126.2 ± 22.54 130.13 ± 5.73 156.5 ± 24.19 10

BMSCinvivo 101.63 ± 5.84ab 149.2 ± 1.22 148.87 ± 17.86 BMSCinvivo 101.63 ± 5.84ab 149.2 ± 1.22 148.87 ± 17.86

DPSCinvivo 148.83 ± 2.52 137.6 ± 34.05 155.93 ± 10.57b DPSCinvivo 148.83 ± 2.52 137.6 ± 34.05 155.93 ± 10.57b

WSCinvivo 115.8 ± 21.17b 141.27 ± 2.10 163.63 ± 4.20b In vivo WSC 115.8 ± 21.17b 141.27 ± 2.10 163.63 ± 4.20b

HECinvivo 119.3 ± 19.30b 141.2 ± 15.06 161 ± 10.45b HICinvivo 119.3 ± 19.30b 141.2 ± 15.06 161 ± 10.45b

Tabla 1. Análisis de componentes de la matriz extracelular determinados mediante tinción con azul de toluidina (TB), azul alcián (AB) y rojo picrosirius (P) en cada grupo global de muestras. Los valores corresponden a medias ± desviaciones estándar. a: las diferencias con NCTR son estadísticamente significativas. b: las diferencias con DCD son estadísticamente significativas. Table 1. Analysis of extracellular matrix components determined by staining with toluidine blue (TB), alcian blue (AB) and picrosirius red (P) in each global group of samples. The values correspond to means ± standard deviations. a: differences with NCTR are statistically significant. b: differences with DCD are statistically significant.

Claims (18)

REIVINDICACIONES 1. - Cartílago de organismos del orden Acipenseriformes para su uso como medicamento.1. - Cartilage of organisms of the order Acipenseriformes for use as medicine. - El cartílago para su uso según la reivindicación anterior, donde el organismo pertenece a la familia Acipenseridae. - The cartilage for use according to the preceding claim, where the organism belongs to the Acipenseridae family. 3. - El cartílago para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, donde el organismo pertenece al género Acipenser y más preferiblemente es la especie Acipenser naccarii. 3. - The cartilage for use according to any of claims 1-2, where the organism belongs to the genus Acipenser and more preferably is the species Acipenser naccarii. 4. - El cartílago para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, para incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de un tejido o un órgano enfermo o dañado.4. - The cartilage for use according to any of claims 1-3, to increase, restore or partially or totally replace the functional activity of a diseased or damaged tissue or organ. 5. - El cartílago para su uso según la reivindicación 4, donde el tejido o un órgano enfermo o dañado se selecciona de la lista que consiste en: cartílago que se encuentra en las superficies articulares (cartílago articular), la oreja, la nariz y/o la tráquea, bronquios, epiglotis, costillas, sínfisis del pubis, disco intervertebral, meniscos, o cualquiera de sus combinaciones.5. - The cartilage for use according to claim 4, wherein the diseased or damaged tissue or organ is selected from the list consisting of: cartilage found in the joint surfaces (articular cartilage), the ear, the nose and /or the trachea, bronchi, epiglottis, ribs, pubic symphysis, intervertebral disc, menisci, or any combination thereof. 6.- El cartílago para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que se encuentra diluido o liofilizado.6. The cartilage for use according to any of claims 1-5, which is diluted or lyophilized. 7. - El cartílago para su uso según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que se ha obtenido por un procedimiento que comprende:7. - The cartilage for use according to any of claims 1-6, which has been obtained by a process comprising: a) inducir la lisis celular de las células del cartílago mediante choque osmótico,a) induce cell lysis of cartilage cells by osmotic shock, b) eliminar el material citoplasmático y nuclear,b) remove cytoplasmic and nuclear material, c) promover la disociación de lípidos, yc) promote lipid dissociation, and d) disociar las proteínas intracelulares.d) dissociate intracellular proteins. 8. - El cartílago obtenido por el método según la reivindicación 7, donde la lisis celular del paso a) se induce incubando el cartílago en agua bidestilada (bH2O) a temperatura ambiente con agitación.8. - The cartilage obtained by the method according to claim 7, wherein the cell lysis of step a) is induced by incubating the cartilage in bidistilled water (bH2O) at room temperature with agitation. 9. - El cartílago obtenido por el método según cualquiera de las reivindicaciones 7-8, donde la eliminación del material citoplasmático y nuclear del paso b) se realiza incubando el cartílago en una solución al 1% de sodio-dodecil-sulfato (SDS). 9. - The cartilage obtained by the method according to any of claims 7-8, wherein the removal of cytoplasmic and nuclear material in step b) is performed by incubating the cartilage in a 1% solution of sodium-dodecyl-sulfate (SDS) . 10. - El cartílago obtenido por el método según cualquiera de las reivindicaciones 7-9, donde la disociación de lípidos del paso c) se realiza con una solución de Tritón X-100 al 3%.10. - The cartilage obtained by the method according to any of claims 7-9, where the lipid dissociation of step c) is performed with a 3% Triton X-100 solution. 11. - El cartílago obtenido por el método según cualquiera de las reivindicaciones 7-10, donde la disociación de las proteínas intracelulares del paso d) se realiza mediante la incubación del cartílago en una solución de desoxicolato de sodio (SDC) al 4%.11. - The cartilage obtained by the method according to any of claims 7-10, wherein the dissociation of intracellular proteins in step d) is performed by incubating the cartilage in a 4% sodium deoxycholate (SDC) solution. 12. - Tejido artificial que comprende:12. - Artificial tissue comprising: a) cartílago según se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1-11, ya) cartilage as described in any of claims 1-11, and b) al menos una célula.b) at least one cell. 13. l tejido artificial según la reivindicación 12, donde la célula es una célula madre que se selecciona de entre: células madre mesenquimales, células madre hematopoyéticas, células madre embrionarias, células madre pluripotentes inducidas, células madre adultas o combinaciones de las mismas.13. The artificial tissue according to claim 12, wherein the cell is a stem cell selected from: mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, adult stem cells or combinations thereof. 14. - El tejido artificial según cualquiera de las reivindicaciones 12-13, donde la célula madre es una célula madre mesenquimal.14. - The artificial tissue according to any of claims 12-13, wherein the stem cell is a mesenchymal stem cell. 15.- El tejido artificial según cualquiera de las reivindicaciones 12-14, donde la célula madre mesenquimal se obtiene a partir de médula ósea, tejido adiposo, hígado, bazo, testículos, sangre menstrual, fluido amniótico, páncreas, periostio, membrana sinovial, músculo esquelético, dermis, pericitos, hueso trabecular, cordón umbilical, pulmón, pulpa dental y sangre periférica.15.- The artificial tissue according to any of claims 12-14, where the mesenchymal stem cell is obtained from bone marrow, adipose tissue, liver, spleen, testicles, menstrual blood, amniotic fluid, pancreas, periosteum, synovial membrane, skeletal muscle, dermis, pericytes, trabecular bone, umbilical cord, lung, dental pulp, and peripheral blood. 16.- El tejido artificial según cualquiera de las reivindicaciones 12-15, para su uso como medicamento.16. The artificial tissue according to any of claims 12-15, for use as a medicine. 17.- El tejido artificial según cualquiera de las reivindicaciones 12-15, para incrementar, restaurar o sustituir parcial o totalmente la actividad funcional de un tejido o un órgano enfermo o dañado.17. The artificial tissue according to any of claims 12-15, to increase, restore or partially or totally replace the functional activity of a diseased or damaged tissue or organ. 18.- El tejido artificial según la reivindicación 17, donde el tejido o un órgano enfermo o dañado se selecciona de la lista que consiste en: cartílago que se encuentra en las superficies articulares (cartílago articular), la oreja, la nariz y/o la tráquea, bronquios, epiglotis, costillas, sínfisis del pubis, disco intervertebral, meniscos, o cualquiera de sus combinaciones. 18. The artificial tissue according to claim 17, wherein the diseased or damaged tissue or organ is selected from the list consisting of: cartilage found on the joint surfaces (articular cartilage), the ear, the nose and/or the trachea, bronchi, epiglottis, ribs, pubic symphysis, intervertebral disc, menisci, or any combination thereof.
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