JP7133870B2 - 無細胞臓器及びそれを生成する方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年9月11日に出願された米国仮出願第62/729,983号に関するとともにその利益を主張し、同出願の内容がその全体において参照によりここに取り込まれる。
(a)臓器を、10~100分の第1の期間、30~50℃の第1の温度で、200~500バールの第1の圧力下で、第1の共溶媒の存在下で、第1の超臨界流体(SCF)に供するステップと、
(b)ステップ(a)の第1のSCF処置臓器を、10~100分の第2の期間、30~50℃の第2の温度で、200~500バールの第2の圧力下で、第2の共溶媒の存在下で、第2のSCFの連続流に供するステップであって、第2のSCFの流速が10~30リットル/分である、ステップと、
を備える。
(1)臓器を高張液に10~60分間浸漬するステップと、
(2)ステップ(1)の高張液処置臓器を低張液に10~60分間浸漬するステップと、
をさらに備える。
便宜上、明細書、実施例及び付随する特許請求の範囲において採用される所定の用語をここにまとめる。ここで特に断りがない限り、本開示で採用される科学的及び技術的専門用語は、一般的に当業者に理解及び使用される意味を有するものとする。また、文脈によってそれ以外が必要とされない限り、単数形の用語はその複数形を含むものとし、複数形の語は単数形を含むものとすることが理解される。具体的には、ここで及び特許請求の範囲で使用されるように、単数形「a」及び「an」は、それ以外を文脈が明示しない限り、複数の参照を含む。また、ここで及び特許請求の範囲で使用されるように、用語「少なくとも1つの」及び「1以上の」は、同じ意味を有し、1、2、3又はそれ以上を含む。
本開示は、(無細胞心臓のような)無細胞臓器を生成する改善された方法、そこから生成される無細胞臓器及び結果として生成された無細胞臓器の種々の疾患(例えば、心臓病)の治療における使用を提供することを目的とする。
(a)臓器を、10~100分の第1の期間、30~50℃の第1の温度で、200~500バールの第1の圧力下で、第1の共溶媒の存在下で、第1のSCFに供するステップと、
(b)ステップ(a)の第1のSCF処置臓器を、10~100分の第2の期間、30~50℃の第2の温度で、200~500バールの第2の圧力下で、第2の共溶媒の存在下で、第2のSCFの連続流に供するステップであって、第2のSCFの流速が10~30リットル/分である、ステップと、
を備える。
ヘマトキシリン及びエオシン染色(HE染色)
心臓切片を10分間キシレンに浸漬することにより脱パラフィンし、処置は1回繰り返された。そして、脱パラフィン組織を、アルコールの濃度がそれぞれ100%から95%、85%及び75%まで変化する一連のアルコール浴を通過させることにより水和した。各通過において、組織サンプルを2分間アルコール溶液中に放置し、そして大量の脱イオン水でリンスした。水和後、組織サンプルを3~5分間ヘマトキシリンで染色し、そして脱イオン水及び75%のエタノールで洗浄した。ヘマトキシリン染色軟骨を約30秒間1%のエオシンYでさらに染色し、続いて脱イオン水並びに95%及び100%のエタノールで順次洗浄した。
心臓切片をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で平衡化し、続いてDAPI染色溶液(300nM)を添加し、1~5分間室温でインキュベートした。サンプルを3~5分間PBSによって洗浄した。DAPI染色細胞を、適切なフィルタによる蛍光顕微鏡によって検出した。
全細胞、細胞デブリ及び細胞成分(例えば、タンパク質、核酸及び脂質)などの細胞物質を、標的組織又は臓器(例えば、心臓)から除去する3つの脱細胞化手順が、この実施例において例示される。この実施例において例示される3つの脱細胞化手順はすべて、その後特定の条件下で静的及び動的SCF処置が続き、そして中和ステップが続く、高張及び低張処置を備える。脱細胞化手順の詳細は実施例1.1に説明され、結果として生成された無細胞生成物は実施例1.2に特徴付けられた。
(1)高張及び低張処置
ウサギ又はニワトリから採取した心臓を最初に約24時間水に浸漬し、それに続いて高張及び低張処置(すなわち、30分間室温でNaCl溶液(2M)に浸し、そしてさらに30分間室温で水に浸す)を3回行った。そして、高張/低張処置心臓を大量の水で洗浄していずれの残留塩類も除去した。
次に、心臓を組織ホルダに配置し、そしてそれを100mlのエタノール(75%)が容器中に存在するScCO2システム(HELIX(商標)、超臨界流体抽出器(SFE)システム)の容器に挿入した。そして、ScCO2システムを10、30又は80分間静的ScCO2処置について40℃で350バールの圧力で動作させ、それに続いて、残留細胞物質を除去するように80、60又は10分間約20リットル/分の流速で動的ScCO2処置を続け、それにより脱細胞化された心臓を生成した。
そして、各脱細胞化心臓をpH値が7.0に達するまで0.1NのNaOHで処置し、10分間水で洗浄した。すべての無細胞心臓を使用まで滅菌状態で保存した。
具体的に、
(1)S30-D60無細胞心臓とは、S30-D60脱細胞化手順によって生成された心臓をいい、それは高張/低張処置、その後に続く30分間の静的ScCO2処置及び60分間の動的ScCO2処置、並びにその後の中和ステップを備え、
(2)S10-D80無細胞心臓とは、S10-D80脱細胞化手順によって生成された心臓をいい、それは高張/低張処置、その後に続く10分間の静的ScCO2処置及び80分間の動的ScCO2処置、並びにその後の中和ステップを備え、
(3)S80-D10無細胞心臓とは、S80-D10脱細胞化手順によって生成された心臓をいい、それは高張/低張処置、その後に続く80分間の静的ScCO2処置及び10分間の動的ScCO2処置、並びにその後の中和ステップを備える。
実施例1.1において生成された無細胞心臓の形態を顕微鏡下で調べ、結果をそれぞれ図1A及び1Bに示す。図1Aの写真は脱細胞化処置の前後のウサギの心臓に向けられ、データはいずれの処置も心臓の構造に影響をしなかったことを示した。図1Bに示すように、同様の結果はニワトリの心臓において観察された。脱細胞化手順の後、無細胞心臓は、生来の心臓(Naive heart(iはiウムラウト))(すなわち、大量の水で洗浄される以外は実施例1.1において説明されるいずれの処置もない心臓)と比較して半透明であるように見えた(図1A及び1B)。
実施例1に例示した方法に加えて、本発明は、また、それらの脱細胞化効果を評価するように生来の心臓(Naive heart(iはiウムラウト))を代替の脱細胞化方法で処置した。
ウサギから採取した心臓を、3時間35℃で100バールの圧力で作動されるSCF処置に供し、16mlのエタノール(75%)が容器中に存在した。そして、SCF処置心臓を顕微鏡、並びにHE及びDAPI染色によって調べた。
ウサギから採取した心臓をマグネチックスターラープレート及びマグネチックスターラーに供し、24時間95rpmで4℃の蒸留水中で回転させた。蒸留水を0.5%のTRITON(商標) X-100を含有する0.05%の水酸化アンモニウム溶液で置換した後、心臓を72時間95rpmで4℃で回転させた。そして、心臓を24時間95rpmで4℃の蒸留水によって洗浄し、それにより残留洗浄剤を除去した。
この実施例の脱細胞化手順は、SCF処置ステップ以外は実施例1.1と同様であり、ウサギの心臓はいずれの動的SCF処置なしに、静的SCF処置で処置されるだけであった。具体的には、高張/低張処置心臓に対して、容器中の16mlのエタノール(75%)の存在下での3時間35℃で100バールの圧力での静的ScCO2処置、それに続く実施例1.1で説明するような中和ステップを行った。
Claims (12)
- 無細胞臓器を生成する方法であって、
(a)臓器を、10~100分の第1の期間、30~50℃の第1の温度で、200~500バールの第1の圧力下で、30~100%(体積%)のエタノールの存在下で、第1の超臨界流体(SCF)に供するステップと、
(b)前記ステップ(a)の前記第1のSCF処置臓器を、10~100分の第2の期間、30~50℃の第2の温度で、200~500バールの第2の圧力下で、30~100%(体積%)のエタノールの存在下で、第2のSCFの連続流に供するステップであって、前記第2のSCFの前記流速が10~30リットル/分である、ステップと、
を備え、
前記方法は、酵素、イオンキレート剤、洗浄剤、グリセロール及びそれらの組合せからなる群から選択される薬剤で前記臓器を処置するステップを備えない、方法。 - 前記第1及び第2のSCFが、超臨界二酸化炭素(ScCO2)、超臨界亜酸化窒素(ScN2O)、超臨界アルカン、超臨界アルケン、超臨界アルコール、超臨界アセトン及びそれらの組合せからなる群から独立して選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2のSCFの各々が前記ScCO2である、請求項2に記載の方法。
- 前記第1及び第2の圧力の各々が350バールであり、
前記第1及び第2の温度の各々が40℃であり、
前記第1及び第2の期間の各々が10~80分であり、
前記第2のSCFの前記流速が20リットル/分である、請求項3に記載の方法。 - 前記第1の期間が30分であり、前記第2の期間が60分である、
前記第1の期間が10分であり、前記第2の期間が80分である、または
前記第1の期間が80分であり、前記第2の期間が10分である、請求項4に記載の方法。 - 前記ステップ(a)の前に、
(1)前記臓器を10~60分間高張液に浸漬するステップと、
(2)前記ステップ(1)の前記高張液処置臓器を10~60分間低張液に浸漬するステップと、
をさらに備える請求項1に記載の方法。 - 前記高張液が0.5~4.0MのNaClを含有する塩類溶液であり、前記低張液が水である、請求項6に記載の方法。
- 前記ステップ(1)において、前記臓器が30分間2.0MのNaClを含有する前記塩類溶液に浸漬され、
前記ステップ(2)において、前記塩類溶液処置臓器が30分間水に浸漬される、
請求項7に記載の方法。 - 前記ステップ(1)及び(2)が少なくとも2回繰り返される、請求項6に記載の方法。
- 前記ステップ(b)の後、前記第2のSCF処置臓器を0.01~1.0NのNaOHを含有する溶液に供するステップをさらに備える請求項1に記載の方法。
- 前記臓器が、心臓、腸、肺、脾臓、腎臓、肝臓、胃、膵臓、膀胱、結腸、直腸又は脳である、請求項1に記載の方法。
- 前記臓器が心臓である、請求項11に記載の方法。
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