KR101592156B1 - 재생을 촉진하는 방법, 조성물 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재생 과정을 방해하는 세포들을 제거하기 위한 장치, 조성물 및 방법에 관한 것이다. 상기 장치, 조성물 및 방법은 분해 또는 청소에 의해 살해된 세포들을 제거하자마자, 기능성 세포들이 이들을 대체한다는 조건으로 동일한 세포 형태의 기능성 세포들에 대해 부분적으로 기능하는 세포 및/또는 기능하지 않는 세포들을 선택적으로 살해한다.

Description

재생을 촉진하는 방법, 조성물 및 장치{METHODS, COMPOSITIONS AND APPARATUS FOR FACILITATING REGENERATION}
본 출원은 2008년 5월23일에 출원되고 전문이 참조로 본 발명에 포함된 미국가출원 일련번호 No.61/055,846, 재생을 촉진하는 방법, 조성물 및 장치(Methdos, Compositions and Apparatus for Facilitating Regeneration)에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 조직과 기관 재생을 촉진하기 위한 방법, 조성물 및 장치 및 특히 세포들이 재생의 결과들과 관련된 건강에 인정된 효과와 기능을 얻기 위한 재생 과정을 억제하는 것을 막는 것에 관한 것이다.
조직과 기관 재생 연구는 가용성 인자들에 의해 줄기 세포들을 활성화함으로써 재생을 자극하거나, 예를 들어, 손상과 관련된 결합을 끊음으로써 세포들의 기능을 향상시키기 위해 부분적으로 기능하는 세포 또는 기능하지 않는 세포들을 처리하는 필요성에 대해 집중해왔다.
노화는 인자들의 조합으로부터 발생하나, 재생은 재생 줄기 세포들이 기능을 하는 정도까지 노화 작용을 극복할 수 있다. 세포들을 대체하고, 구조들을 다시 자라게 하고 정상적인 소모 후 신체의 조직을 재생하는 줄기 세포들은 대체 세포들, 심지어 모낭과 같은 구조들을 발생시킨다. 사실, 신체의 모든 줄기 세포들이 파괴되는 경우, 대략 수일 후 사망할 것이다.
그러나, 다양한 질환, 기능부전(남성형 탈모) 및 조직 손상에서, 손상되거나 기능을 하지 않을 때 세포 형태들이 대체돼야 할 것으로 관찰되지 않는다. 비록 항상 성공적은 아니지만, 줄기 세포 이식치료가 이런 이상들에 추천된다.
당업계는 재생 메커니즘을 가짐에도 불구하고 왜 신체가 손상과 노화에 굴복하는 지에 대한 질문을 해결하지 못했다.
본 발명은 줄기 세포들의 후손이 기능을 개선할 수 있는 조직에서의 위치를 차단함으로써 재생 과정을 방해하는 세포들을 제거하는 장치, 조성물 및 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 조직에서의 위치에 상관없이 부분적으로 기능하는 세포 및 기능하지 않는 세포의 비율을 감소시킨다.
본 발명에 따른 기능성은 선택된 건강한 사람에서 동일한 형태의 한 세포의 작동 상태로 정의된다.
본 발명에 따른 장치, 조성물 및 방법은 세포들의 기능성의 정도에 반비례하게(즉, 기능성이 적을수록 더 많이 살해됨) 세포들을 차별적으로 살해하고 그 기술을 사용함으로써 재생 과정을 촉진한다. 이런 세포 살해 기술은 증식하는 세포들을 우선적으로 보존한다. 예를 들어, 리포퓨신(lipofuscin), 최종당화산물(glycation end-products) 또는 세포 굳어짐 중 임의의 것이 부분 기능성 또는 기능성 없음의 증식-보존 마커로서 선택될 수 있다. 이런 마커들에 대한 세포 살해 기술은 각각 레이저/강한 빛, 항체 및 초음파를 포함할 수 있다. 세포들은, 예를 들어, 물리적, 전자기적, 화학적 또는 생물학적 기술에 의해 본 발명에 따라 살해될 수 있다. 물리적 기술들은 세포막 또는 구조를 파열시켜 세포 사망을 유도하는 초음파 및 다른 진동 방법을 제한 없이 포함한다. 전자기적 기술들은 감작제(예를 들어, 흡수 나노입자들)에 의해 표적이 되도록 EMF(예를 들어, Litovitz, U.S. Patent No. 7,367,988 for EMF methods 참조), 고강도 빛, 라디오파, 마이크로파, 레이저, 자성 및 이온화 방사능을 제한 없이 포함한다. 화학적 기술들은 독성 나노입자, 화학 독소 및 β-아미노프로피오나이트릴과 같은 구조 제거 화합물을 제한 없이 포함한다. 생물학적 기술들은 부분적으로 기능하는 세포 또는 기능하지 않는 세포들에 대한 항체들 및 독소 접합체와 표적-특이적 항체들을 발현하도록 변형된 자연 살해 세포들과 같은 이의 변화 및 변형을 제한 없이 포함한다. 기술들은 효과적이 되도록 결합될 수 있다(예를 들어, McHale et al., U.S. Patent No. 6,821,274 for sensitization to ultrasound by EMF treatment 참조). 본 발명에 장치, 방법 및 조성물은 모니터링이 재생을 촉진하는데 효과적인지를 측정함에 따라 순서대로 또는 동시에 조합하여 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 장치, 조성물 및 방법은 분해 또는 청소에 의해 살해된 세포들을 제거하자마자, 기능성 세포들이 이들을 대체한다는 조건으로 동일한 세포 형태의 기능성 세포들에 대해 부분적으로 기능하는 세포 및/또는 기능하지 않는 세포들을 선택적으로 살해한다. 본 발명에 따른 세포 살해 장치, 조성물 및 방법은 증식하는 기능성 세포들을 우선적으로 보존해야 하고 과도한 염증 반응을 피할 정도이어야 하다.
원하는 결과의 개선 또는 유지의 평가는 본 발명에 따른 장치, 조성물의 방법의 재사용 주기를 결정하는데 사용될 수 있다. 사용과 재사용은 청소 세포들에 의한 세포/파편의 제거와 같은 대항할 수 없는 자연적 메커니즘을 피하는 점진적 개선의 목표로 결정될 수 있다.
고등 다세포 유기체들은 각 개개 세포를 보존하는 것이 아니라 전체로서 유기체를 보존하기 위해 함께 일하는 분화된 세포들의 공동체로서 행동한다. 성장하는 동안 인간들에서, 성장하고 있는 세포들은 조직, 기관 또는 전체로서 유기체를 이롭게 하기 위해 프로그램된 세포 사망, 세포 사멸에 의해 제거된다. 유기체가 성숙하게 되는 경우에도, 손상된 혈액 세포들과 같은 특정 손상 세포들은 대체를 위해서 신체에 의해 파괴된다. 대체 세포들은 줄기 세포들로부터 유도된다. 따라서, 성숙한 유기체에서, 세포 교체는 젊음/기능을 전부 유지하는 비결이다.
이런 세포 교체는 파괴가 시간이 지나면서 유기체의 기능을 떨어뜨리지 않는 정도로 기능성 세포들을 파괴하여 일어날 수 있다. 따라서, 이런 파괴는 부분적으로 기능하거나 기능하지 않는 증식하지 않는 세포들을 우선적으로 표적으로 해야하나, 기능하고 증식하는 세포들을 살해하는 것을 절대적으로 피할 필요는 없다. 목표는 세포들의 공동체(예를 들어, 유기체)를 보존하는 것이지 개별 세포들을 보존하는 것이 아니다. 증식 세포들은 분할하는 세포들과 줄기 세포와 같이 분할하도록 자극받을 때 정상적으로 분할하는 세포들 모두를 포함한다.
줄기 세포들이 평범한 조직 대체에 참여하는 반면, 손상은 줄기 세포 증식과 분화를 자극하는 인자 또는 인자들의 방출에 대한 원인일 수 있다. 줄기 세포들은, 예를 들어, 상피조직의 베인 상처를 치료하는 것과 같이 손상을 치료하는 세포들을 발생시킨다.
그러나, 줄기 세포 분할과 분화는 세포들의 정상 보체의 존재하에서 비정상적일 수 있고, 심지어 종양을 형성할 수 있다. 따라서, 과도한 증식을 막는 메커니즘이 존재한다. 예를 들어, 상피조직의 한 위치에 있는 세포가 존재하면 그 위치에서 대체를 막는다. 이런 종류의 현상의 한 예는 세포들이 다른 세포들과 접촉할 때 증식을 멈추는 접촉 억제이다. 이런 현상은 한 위치에서 세포들의 재생을 위한 줄기 세포 증식과 분화를 촉진하기 위해서, 조직의 그 위치에는 세포 또는 구조가 될 수 없다는 규칙으로 일반화될 수 있다.
일부 경우에, 신체는 뼈의 파골세포(osteoclast))와 같이 구조를 파괴하기 위한 세포들뿐만 아니라 골아세포(osteoblast)와 같이 구조를 만들기 위한 세포들을 포함한다. 최종 구조의 정도를 결정하는 것은 두 형태의 세포들의 활성들 사이의 균형이다. 어떠한 고유 메커니즘도 주기적인 재생을 위한 세포/구조를 제거하지 않는 경우, 본 발명은 재생을 촉진하는 제거를 제공한다.
줄기 세포 작용을 억제하는 위치에 있는 세포는 완전히 기능하거나, 부분적으로 기능하거나 기능하지 않을 수 있다. 죽은 세포들은 대식 세포를 청소함으로써 제거될 수 있고, 이를 통해 대체될 수 있으나, 피험자(즉, 죽은 세포들이 일부인 유기체)에 대한 해로운 효과들에도 불구하고 기능이상 세포들이 존재할 수 있다. 부분적으로 기능하는 세포 또는 기능하지 않는 세포, 즉, 기능이상 세포는 세포사멸될 수 없고, 따라서, 독립적으로 대식 세포에 의한 제거를 자극할 수 없다. 이런 기능이상 세포들은 신체의 자연 과정에 의한 제거를 위해 본 발명에 따라 살해된다.
암 치료에서 세포들의 치료적 살해는, 본 발명과 정확하게 반대로 증식하는 세포들을 표적으로 한다. 본 발명에 따라, 암에 대한 작용은 세포 분할 동안 기능하는 에러-수정 메커니즘이 분할되지 않은 세포에 축적될 수 있는 돌연변이를 수정할 수 있도록 줄기 세포들의 증식을 자극함으로써 제공된다.
제한 없이, 본 발명에 따른 부분적으로 기능하는 세포들 또는 기능하지 않는 세포들은 자유 라디칼 손상과 같은 손상 또는 당과 반응, 즉 당화에 의한 가교 결합에 의해 완전히 기능하는데 실패할 수 있다. 피험자의 줄기 세포들에 의해 공유되는 유전적 구성 때문에 부분적으로 기능하거나 기능하지 않는 세포들은 완전히 기능하는 유전자 구성을 가진 외인성 줄기 세포들로 대체될 수 있다.
한 조직에서 한 위치에 있는 세포 또는 구조에 의한 줄기 세포 작용의 차단은 내인성 및 이식된 줄기 세포들의 작용을 방해한다. 줄기 세포 작용을 차단하는 구조는 세포일 필요가 없다. 상처 조직과 같은 비 세포 물질이 이런 재생을 차단할 수 있다. 이것이 재생과 줄기 세포 이식의 실패를 설명할 수 있다. 소정의 상황에서 이해할 수 있을 정도로, 비 세포 차단 구조들이 본 발명에 따라 제거될 수 있다.
차단하는 세포 및/또는 비 세포 물질들을 제거함으로써, 줄기 세포들과 같은 적절한 재생 세포들이 계속 유지되거나 재생을 일으키기 위해 이식에 의해 보충된다. "완전히 기능하는"이란 줄기 세포가 이식되거나 이식되지 않은 피험자에서 줄기 세포의 구입할 수 있는 후손에 의해 나타난 특정 세포 형태에 대한 구체화된 기능의 정도로서 더 큰 것으로 정의된다.
본 발명에 따른 장치의 한 예는 도 1에 도시된다. 이펙터(effector)(10)는 세포들을 살해하는 장치이다. 이펙터(10)는, 초음파 장비 또는 적하 장치와 같이 신체 투여를 위한 장치를 제한 없이 포함할 수 있다. 컨트롤(control)(20)은 본 발명에 기설정된 매개변수에 따라 이펙터(10)의 작동을 조절 및/또는 안전 또는 효과를 확보하기 위해 변형된 대로 이펙터(10)의 작동을 조절하는 장치이다. 제한 없이, 컨트롤(20)은 이펙터(10)의 컨트롤 패널일 수 있다. 모니터(30)는 이펙터(10)가 사용되는 피험자의 상태에서 면역반응의 정도 및/또는 다른 중요 인자들에 대한 정보를 제공한다. 모니터(30)로부터의 정보는 컨트롤(20)을 조절하여 이펙터(10)의 작동을 조절 또는 변화시키는데 사용될 수 있다. 모니터(30)는, 제한 없이, 컨트롤(20)에 연결된 온도계일 수 있다.
본 발명에 따른 기술은, 기능성 세포들에 큰 영향을 갖는 무차별 살해와 반대로, 부분적으로 기능하거나 기능하지 않는 세포들을 우선적으로 살해하거나 비 세포 조성물을 제거하도록 선택된다. 기술은 기능성 및 부분 기능성 및/또는 기능성이 아닌 세포들을 상기 기술에 노출하고 농도, 강도 및 파장, 주파수, 파 모양, 지속성 및 치료기간과 같은 특징을 선택함으로써 본 발명에 따라 선택될 수 있다. 특정 피험자에게 사용될 기술은 기능하는 세포들에 대해 부분적으로 기능하는 세포들 및/또는 기능하지 않는 세포들에 대한 허용가능한 선택성을 확인하는 것을 기초로 선택될 수 있다.
적절한 선택 방법들과 기준들은 당업자가 쉽게 이용할 수 있다. 이런 선택 방법들은 흠을 제거하고, 방사능 치료에 의해 암을 치료하고, 단클론 항체들을 선택하고, 치료적으로 사용될 독소들을 선택하고 치료를 위한 초음파 특성들을 선택하기 위해 레이저 치료 레벨을 선택하는데 당업자가 일상적으로 사용한다. 본 발명에 따라, 선택된 기술들은 기능하는 세포들과 동일한 형태의 기능하지 않는 세포들 및/또는 부분적으로 기능하는 세포들에 대해 기능하는 세포들을 식별한다.
기능하는 세포들 및 부분적으로 기능하거나 기능하지 않는 세포들 사이의 차이에 따라 작동하는 기술들은 가교 결합, 막 굳어짐 및 발생기이고, 분할하거나 기능하는 세포들과 반대로 노화되거나 노쇠한 세포들에서 리포푸신(lipofuscin)과 관련된 갈색 색조와 같은 이상과 관련된 세포 특성들을 기초로 할 수 있다. 가교된 세포 막들 또는 성분들의 조화진동 주파수(harmonic frequencies)를 표적으로 한 초음파와 같은 기술들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 마찬가지로, 부분적으로 기능하거나 기능하지 않은 세포들에 의해 우선적으로 흡수되는 파장의 레이저 또는 강한 빛과 같은 기술들이 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 기술들은 필요한 경우 치료를 국소화하는데 사용될 수 있다. 국소화는, 제한 없이, 컴퓨터 지원 단층촬영, 자기공명 영상, 양전자 방출 단층촬영에 의해 수행될 수 있다. 가장 바람직하게는, 본 발명에 따른 기술들은 국소화에 대한 필요 없이 전체 유기체에 사용될 수 있다.
일단 기술들이 하나 이상의 표적에 대해 선택되면, 기술들은 주기적으로, 특히 낮은 강도 또는 농도로, 기능하는 세포들 대 부분적으로 또는 기능하지 않는 세포들 사이의 양성 균형(positive balance)을 유지하거나 증가하는데 사용될 수 있다. 점진적 대 급격한 세포 살해는 세포 파괴 생성물의 높은 레벨에 의한 독성 효과 및/또는 염증 반응의 유해한 효과를 피하는데 도움이 될 수 있다.
치료적 응용분야 이외에, 비 치료적이고, 사람이 아닌 산업적 응용분야도 본 발명의 범위 내에 포함된다고 생각된다. 화장품, 진단 및 수의학 응용분야도 고려된다. 낮은 레벨에서 본 발명에 따른 방법의 반복적 실시는 손상된 세포들 대 유전적 인자들에 의한 이상의 구성요소의 진단 수단으로서 개선의 정도를 측정하기 위해 모니터링과 결합될 수 있다. 조직 및 세포 배양 응용분야의 경우, 예를 들어, 차단 세포들의 파괴는 파괴의 결과로 얻은 죽은 세포들과 파편들이 세척되게 할 수 있다. 이런 방식으로, 세포와 조직 배양의 생산성은 생산적 세포들 대 비생산적 세포들의 상대적 비율을 증가시킴으로써 증가될 수 있다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있음.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시한다.
다음 실시예들은 단지 설명을 위한 것이고 본 발명의 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 당업자가 의도한 발명을 성공적으로 수행하도록 유사하게 수행할 수 있는 당업자가 이용할 수 있는 다른 기술들과 절차들이 있다.
실시예 1
본 발명의 한 실시예에서, 최종당화산물들, 단백질에 결합된 당에 의해 생성된 가교 결합들이 부분 기능성 또는 기능성 없음과 관련된 세포 손상의 축적의 징후로 선택된다. 이런 최종 당화산물들에 대한 항체들은 당업자에게 주지된 방법들(예를 들어, Abed et al., U.S. Patent No. 6,380,165; Bucala, U.S Patent No. 5, 702,704)에 따라 키워질 수 있고 면역 시스템에 의한 표적화된 세포들의 파괴를 허용하는 불변 영역을 보유하는 인간화된 단클론 항체들은 주지된 방법(예를 들어, Basi et al., U.S. Patent No. 7,256,273)들에 따라 주사용으로 생산될 수 있다. 항체들은 이들을 레이블링하고 최종 당화산물의 형성을 유도하는데 사용된 리보오스와 같은 당으로 배양된 세포들에 대해 처리하지 않은 세포들에 개별적으로 사용함으로써 본 발명에 따른 효과를 위해 선별될 수 있다. 당으로 처리되지 않은 세포들과 반대로 당으로 미리 배양된 세포들에 더 높은 정도로 항체들이 결합하는 것은 선택된 표적에 대한 우선적인 효과를 나타낸다.
상기한 대로 생산된 항체들은 열 또는 붓기와 같은 염증 반응들이 안전한 것으로 잘 알려진 한계들을 초과하지 않는 것을 측정하기 위해 모니터링하면서 정맥주사로 피험자에게 투여될 수 있다. 이 과정은 재생의 레벨을 유지하기 위해 간격을 두고 반복될 수 있다. 이 과정은 부분적으로 기능하는 세포들 및/또는 기능하지 않은 세포들을 (예를 들어, 줄기 세포 이식이 표적화되는) 특정 위치로부터 제거하는데 집중될 수 있다.
원하는 결과의 개선 또는 유지의 평가는 본 발명에 따른 장치, 조성물의 방법의 재사용 주기를 결정하는데 사용될 수 있다. 사용과 재사용은 청소 세포들에 의한 세포/파편의 제거와 같은 대항할 수 없는 자연적 메커니즘을 피하는 점진적 개선의 목표로 결정될 수 있다.
실시예 2
본 발명의 한 실시예에서, 최종당화산물들, 단백질에 결합된 당에 의해 생성된 가교 결합들이 부분 기능성 또는 기능성 없음과 관련된 세포 손상의 축적의 징후로 선택된다. 이 가교 결합은 세포들의 굳어짐에서 나타난다. 당업자는 증식하는 세포들 대 증식하지 않는 세포들의 형태들을 구별하기 위해 굳어짐을 이해한다(예를 들어, Kas et al., U.S. Patent No. 6,067,859).
초음파 장치는 진동 기술(예를 들어, Chapelon et al., U.S. Patent No. 5,601,526)에 의해 세포들을 파괴하기 위해 당업자에게 주지된 관행들에 따라 사용될 수 있다. 초음파 매개변수(예를 들어, 주파수, 동력 및 파동)는 최종 당화산물의 형성을 유도하는데 사용된 리보오스와 같은 당으로 배양된 세포들에 대해 처리되지 않은 세포들에 사용함으로써 본 발명에 따라 더 굳은 세포들을 선택적으로 파괴하는 효과를 위해 선별될 수 있다. 열 파괴에 비해 초음파에 의한 진동 파괴가 본 발명에 따라 바람직하다. 당으로 미리 처리하지 않은 세포들과 반대로 당-처리된 세포들의 우선적 파괴에 대해 선택된 매개변수들은 선택된 표적에 대한 우선적인 효과를 나타낸다.
상기한 대로 초음파는 열 또는 붓기와 같은 염증 반응들이 안전한 것으로 주지된 한계를 초과하지 않는 것을 측정하기 위해 모니터링하면서 피험자에게 사용될 수 있다. 이런 과정은 재생의 레벨을 유지하기 위해 간격을 두고 반복될 수 있다. 이 과정은 (예를 들어, 줄기 세포 이식이 표적화된) 특정 위치에서 부분적으로 기능하는 세포들 및/또는 기능하지 않는 세포들을 제거하는데 집중될 수 있다.
원하는 결과의 개선 또는 유지의 평가는 본 발명에 따른 초음파의 재사용 주기를 결정하는데 사용될 수 있다. 사용과 재사용은 청소 세포들에 의한 세포/파편의 제거와 같은 대항할 수 없는 자연적 메커니즘을 피하는 점진적 개선의 목표로 결정될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예들을 기초로 기술하였으나, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 실시예들에 제한되지 않으며, 본 발명은 적절하게 설명된 대로 첨부된 청구항들의 범위 내에서 모든 실시예들을 포함한다.

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  12. 하기를 포함하는, 재생 과정(regenerative processes)을 촉진하기 위한 장치:
    (1) 컨트롤 패널(control panel)을 갖는 초음파 장치, 및
    (2) 상기 초음파 장치에 연결된, 염증 반응의 모니터,
    상기 초음파 장치의 초음파는, 기능하는 세포에게 해를 입히지 않으면서, 노화 세포를 선택적으로 살해하는 것인, 장치.
  13. 하기를 포함하는, 노화 효과(aging effects)를 극복하기 위한 장치:
    (1) 컨트롤 패널을 갖는 초음파 장치, 및
    (2) 상기 초음파 장치에 연결된, 면역 반응의 모니터,
    상기 초음파 장치의 초음파는, 기능하는 세포에게 해를 입히지 않으면서, 노화 세포를 선택적으로 살해하는 것인, 장치.
  14. 피험자에게 재생 과정을 촉진하기 위한 초음파 장치로서, 상기 초음파 장치의 초음파는, 기능하는 세포에게 해를 입히지 않으면서 노화 세포를 선택적으로 살해하고, 선택적으로 살해하는 노화 세포는, 세포의 기능성의 정도에 반비례하게 세포를 차별적으로 살해하는 것을 의미하는 것인, 초음파 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 피험자의 면역 반응을 모니터링하는 것을 더 포함하는, 초음파 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 초음파는 주기적으로 적용되는 것인, 초음파 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 노화 세포는 당화최종산물(glycation end-products)을 갖는 세포인 것인, 초음파 장치.
  18. 피험자에서 노화 효과(aging effects)를 극복하기 위한 초음파 장치로서, 상기 초음파 장치의 초음파는, 기능하는 세포에게 해를 입히지 않으면서, 노화 세포를 선택적으로 살해하는 것인, 초음파 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 피험자의 면역 반응을 모니터링하는 것을 더 포함하는, 초음파 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 초음파는 주기적으로 적용되는 것인, 초음파 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 노화 세포는 당화최종산물을 갖는 세포인 것인, 초음파 장치.
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