KR20210137026A - 중간엽 줄기세포 엑소좀, 활액 중간엽 줄기세포 및 스캐폴드의 조합을 이용한 골관절염 치료 방법 - Google Patents

Abstract

1-단계 관절경검사 절차일 수 있고 브러시 장치를 사용하여 활액막으로부터 활액막 중간엽 줄기 세포(MSC)를 분리시키는 단계; 스캐폴드로 이환된 관절에서 관절 연골을 덮는 단계; 및 관절 연골 세포로의 활액막 MSC의 분화를 자극하도록 농축된 MSC 엑소좀을 이환된 관절에 배치하는 단계를 포함할 수 있는 골관절염을 치료하는 방법이 본원에 개시된다.

Description

중간엽 줄기세포 엑소좀, 활액 중간엽 줄기세포 및 스캐폴드의 조합을 이용한 골관절염 치료 방법

본 출원은 2019년 10월 01일에 출원된 미국 가특허출원 제62/908,853호 및 2019년 2월 7일에 출원된 미국 가특허출원 제62/802,310호의 이익을 주장하고, 이들은 본원에 그 전체가 참고로 포함된다.

1. 골관절염(OA: osteoarthritis)은 염증, 통증 및 기능 제한과 같은 증상으로 이어지는 임의의 신체 관절의 장애이다. 이것은 또한 미국에서 가장 흔한 만성 질환이다. 대부분의 관절염은 무릎 관절 또는 엉덩 관절에서 생기고, 뒤이어 발목 관절 및 어깨 관절에서 생긴다. 또한, 손가락 및 엄지손가락 기저부의 관절염이 꽤 흔하다.

2. OA는 마모성 관절염이라고도 불리는데, 이것은 단연코 가장 흔한 관절염 원인이다. 미국에서 65세가 넘는 성인의 약 1/3은 관절염을 가져 정기적인 약제를 요하는 지경에 이른다. 증상으로는 이동 동안 또는 이동 후 관절의 통증, 밀 때 관절의 압통, 골에서의 골 문지름의 우드득하는 느낌 또는 소리, 및 수면 또는 앉기와 같은 비활동의 기간 후 관절의 경직을 포함한다.

3. 무릎 OA의 병인론은 무릎 관절의 연골의 생체역학적 변화 및 생화학적 변화와 관련되었다(예를 들어, 정상적인 기계적 응력을 견딜 수 없음, 영양소와 산소 공급의 제한, 부적절한 세포외 기질 성분의 합성, 기질 금속단백분해효소 및 아그레카나아제와 같은 조직-파괴적 단백분해효소의 합성 증가, 및 연골세포의 전체적 아폽토시스). 최근에, 활액막 염증은 또한 무릎 연골 수복을 제한하는 인자로서 신빙성이 있다. 더욱이, 이것은 무릎의 종창 및 염증성 통증과 같은 무릎 OA의 임상 징후와 상관된다. 활액막 염증이 활액낭에 들어가는 이화 매개자 및 연골 부스러기에 대한 활액막 대식세포의 반응인 것으로 여겨진다.

4. 관절 연골은 무신경성이면서 무혈관성이다. 그러므로, 연골은 통증, 염증, 경직, 또는 OA를 갖는 환자가 통상 서술하는 임의의 증상을 직접 생성할 수는 없다. 상기가 모든 공지된 정보이지만, OA의 정확한 통증 원인이 완전히 이해되지는 않는다.

5. 따라서, 필요한 것은 활액막 염증을 중단시키고, 이로써 OA의 통증을 제거하기 위해 관절 연골을 정상적인 생리학적 상태로 회복시키는 방법이다.

6. 관절에 영향을 미치는 질환, 장애 및 손상을 치료하는 데 사용하기 위한 중간엽 줄기 세포(MSC: mesenchymal stem cell) 엑소좀 조성물과 관련된 방법 및 조성물이 개시되어 있다.

7. 일 양태에서, 치료학적 유효량의 중간엽 줄기 세포(MSC) 엑소좀 제제를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 대상체에서 하나 이상의 관절(예를 들어, 발목, 무릎, 엉덩이, 손목, 팔꿈치, 어깨, 주먹결절(knuckle) 및/또는 목 등)에 영향을 미치는 질환, 장애, 손상(예를 들어, 골관절염, 연소성 관절염, 건선성 관절염, 감염성 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 통풍, 점액낭염, 건병증, 건염, 염좌, 관절와순 파열, 힘줄 파열 및/또는 인대 파열 등) 또는 이들의 증상(예를 들어, 통증, 염증 및/또는 종창 등)을 치료하고/하거나, 억제하고/하거나, 감소시키고/시키거나, 개선하고/하거나, 예방하는 방법이 본원에 개시된다.

8. MSC 엑소좀 제제가 장애, 질환 또는 손상에 의해 영향을 받는 각각의 관절에 투여되는, 임의의 이전의 양태의 방법이 본원에 또한 개시된다.

9. 일 양태에서, MSC 엑소좀 제제가 MSC로부터 얻은 성장 인자(예를 들어, 프로스타글란딘 E2(PGE2: prostaglandin E2), 전환 성장 인자 β1(TGF-β1: transforming growth factor β1), 간세포 성장 인자(HGF: hepatocyte growth factor), 기질 세포 유래 인자-1(SDF-1: stromal cell derived factor-1), 산화질소, 인돌아민 2,3-이산소화효소, 인터류킨-4(IL-4), IL-6, 인터류킨-10(IL-10), IL-1 수용체 길항제 및 가용성 TNF-α 수용체, 인슐린양 성장 인자, 섬유아세포 성장 인자(FGF: fibroblast growth factor) 1-23(특히, FGF1 및 FGF2), 골 형성 단백질(BMP: bone morphogenetic protein) 1-15, 표피 성장 인자(EGF: epidermal growth factor), 전환 성장 인자-α(TGF-α) 대식세포-자극 단백질(MSP: macrophage-stimulating protein), 혈소판 유래 성장 인자(PLGF: platelet derived growth factor), 혈관 내피 성장 인자(VEGF: vascular endothelial growth factor), 대식세포 콜로니 자극 인자(M-CSF: macrophage colony stimulating factor), 인슐린, 과립구 콜로니 자극 인자(G-CSF: granulocyte colony stimulating factor), 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(GM-CSF: granulocyte macrophage colony stimulating factor) 및/또는 에스트로겐 및 갑상선 호르몬을 포함하는 호르몬 등)를 추가로 포함하는, 임의의 이전의 양태의 방법이 본원에 개시된다.

10. MSC 엑소좀이 주사를 통해 투여되고, MSC 엑소좀이 스캐폴드, 하이드로겔 및/또는 국소 크림 또는 고약을 보유하는, 임의의 이전의 양태의 방법이 본원에 또한 개시된다.

11. 본 명세서에 포함되고 이의 일부를 구성하는 동반된 도면은 몇몇 실시형태를 예시하고, 설명과 함께 개시된 조성물 및 방법을 예시한다.
12. 도 1은 더 낮은 BPI 및 ODI = 개선, 더 높은 LEFS 점수 = 개선을 보여준다.
13. 도 2는 관절-상완 관절의 켈그렌-로렌스(Kellgren-Lawrence) 4 등급 골관절염을 보여주는 어깨의 시술전 방사선사진을 보여준다.
14. 도 3은 더 낮은 BPI 및 QuickDash = 개선, 더 높은 UFEI 점수 = 개선을 보여준다.
15. 도 4는 OA에 대한 MSC 엑소좀 치료의 다이어그램을 보여준다.
16. 도 5는 골반의 방사선사진을 보여준다.
17. 도 6a는 오른쪽 팔꿈치의 방사선사진이 요골-척골 관절 및 상완-척골 관절의 켈그렌-로렌스 3 등급 변화를 나타낸다는 것을 보여준다.
18. 도 6b는 왼쪽 팔꿈치의 방사선사진이 정상이라는 것을 보여준다.
19. 도 7은 EVIP 투여 후 팔꿈치에서의 가동 범위를 보여준다.

20. 본 발명 화합물, 조성물, 물품, 장치 및/또는 방법을 개시하고 기재하기 전에, 이들이 달리 규정되지 않는 한 특정한 합성 방법 또는 특정한 재조합 생물공학 방법, 또는 달리 규정되지 않는 한 특정 시약으로 제한되지는 않고, 그러므로 물론 변할 수 있다고 이해되어야 한다. 본원에 사용된 전문용어가 오직 특정 실시형태를 기술할 목적이고 제한인 것으로 의도되지 않는다고 또한 이해되어야 한다.

A. 정의

21. 본 명세서 및 첨부된 청구항에 사용된, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 문맥이 명확히 달리 기술하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다. 이와 같이, 예를 들어 "약제학적 담체"의 언급은 2종 이상의 이러한 담체의 혼합물 등을 포함한다.

22. 범위는 본원에서 "약" 하나의 특정 값에서 및/또는 "약" 다른 특정 값까지로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시형태는 하나의 특정 값에서 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 근사치로 표현될 때, "약"의 선행사의 사용에 의해 특정 값이 다른 실시형태를 형성한다고 이해될 것이다. 각각의 범위의 종점이 다른 종점과 관련하여 유의미할 뿐만 아니라 다른 종점과 무관하게 유의미하다고 추가로 이해될 것이다. 다수의 값이 본원에 개시되어 있고, 각각의 값이 그 특정 값 자체 이외에 "약" 그 특정 값으로 본원에 또한 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면, "약 10"이 또한 개시된다. 값 "이하", 값 "이상" 및 값 사이의 가능한 범위가 당업자에 의해 적절히 이해되는 것처럼 또한 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면, "10 이하" 및 10 "이상"이 또한 개시된다. 본 출원에 걸쳐 데이터가 다수의 상이한 형식으로 제공되고, 이 데이터가 종점 및 시작점, 및 데이터 점의 임의의 조합을 위한 범위를 나타낸다고 또한 이해된다. 예를 들어, 특정 데이터 점 "10" 및 특정 데이터 점 15가 개시되면, 10 및 15 초과, 이상, 미만, 이하 및 이와 동등뿐만 아니라 10과 15 사이가 개시되는 것으로 여겨진다고 이해된다. 둘의 특정 단위 사이의 각각의 단위가 또한 개시되는 것으로 또한 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되면, 11, 12, 13 및 14가 또한 개시된다.

23. 용어 "대상체"는 비제한적인 예로서 영장류(예를 들어, 인간), 소, 말, 돼지, 양, 염소, 개, 고양이, 토끼, 래트, 마우스 등을 포함하는 포유동물과 같은 동물을 포함하도록 본원에서 정의된다. 일부 실시형태에서, 대상체는 인간이다.

24. 대상체에 대한 "투여"는 작용제(agent)를 대상체에 도입하거나 전달하는 임의의 경로를 포함한다. 투여는 경구, 국소, 정맥내, 피하, 피부경유, 경피, 근육내, 관절내, 비경구, 세동맥내, 관절내, 진피내, 뇌실내, 두개내, 복강내, 병변내, 비강내, 직장, 질, 흡입에 의해, 이식 저장소를 통해, 비경구(예를 들어, 피하, 정맥내, 근육내, 관절내, 활액내, 흉골내, 척추강내, 복강내, 간내, 병변내 및 두개내 주사 또는 주입 기법) 등을 포함하는 임의의 적합한 경로에 의해 수행될 수 있다. 본원에 사용된 "동반 투여", "병용 투여", "동시 투여" 또는 "동시에 투여된다"는 화합물이 동일 시점에 또는 본질적으로 서로의 직후에 투여된다는 것을 의미한다. 후자의 경우에, 2종의 화합물은 관찰된 결과가 그 화합물들이 동일 시점에 투여될 때 달성된 결과와 구분이 불가능한 충분히 가까운 시간에 투여된다. "전신 투여"는 예를 들어 순환계 또는 림프계로의 진입을 통해 광범위한 대상체 신체 부위(예를 들어, 신체의 50% 초과)에 작용제를 도입하거나 전달하는 경로를 통해 대상체에게 작용제를 도입하거나 전달하는 것을 지칭한다. 그에 반해서, "국소 투여"는 작용제를 투여 부위에 또는 투여 지점에 바로 인접한 부위에 도입하거나 전달하고 치료학적으로 유의미한 양으로 작용제를 전신으로 도입하지는 않는 경로를 통해 대상체에게 작용제를 도입하거나 전달하는 것을 지칭한다. 예를 들어, 국소로 투여된 작용제는 투여 지점의 국소 근처에서 쉽게 검출될 수 있지만, 대상체 신체의 원위부에서 검출될 수 없거나 무시할만한 양으로만 검출될 수 있다. 투여는 자가 투여 및 다른 이에 의한 투여를 포함한다.

25. "생체적합성"은 일반적으로 수혜자에게 일반적으로 비독성이고 대상체에게 상당한 부작용을 야기하지 않는 재료 및 임의의 이의 대사물질 또는 분해 산물을 지칭한다.

26. "포함하는"은 조성물, 방법 등이 그 언급된 요소를 포함하지만 다른 것을 배제하지 않는다는 것을 의미하도록 의도된다. "본질적으로 이루어진"은 조성물 및 방법을 정의하도록 사용될 때 그 언급된 요소를 포함하지만 조합에 어떤 필수적으로 중요한 다른 요소를 배제함을 의미해야 한다. 이와 같이, 본원에 정의된 것과 같은 요소로 본질적으로 이루어진 조성물은 단리 및 정제 방법으로부터의 미량의 오염물질 및 약제학적으로 허용 가능한 담체, 예컨대 인산염 완충 식염수, 보존제 등을 배제하지 않을 것이다. "이루어진"은 미량보다 많은 다른 성분 요소 및 본 발명의 조성물을 투여하기 위한 실질적인 방법 단계를 배제함을 의미해야 한다. 각각의 이들 이행 용어에 의해 정의된 실시형태는 본 발명의 범위 내에 있다.

27. "대조군"은 비교 목적을 위해 실험에 사용된 대안적인 대상체 또는 샘플이다. 대조군은 "양성" 또는 "음성"일 수 있다.

28. 작용제의 "유효량"은 원하는 효과를 제공하는 작용제의 충분한 양을 지칭한다. "효과적인" 작용제의 양은 대상체의 연령 및 일반 상태, 특정 작용제 또는 작용제들 등과 같은 많은 인자에 따라 대상체마다 변할 것이다. 이와 같이, 정량화된 "유효량"을 항상 규정할 수는 않다. 그러나, 당업자는 일상 실험을 사용하여 임의의 대상체에서의 적절한 "유효량"을 결정할 수 있다. 또한, 본원에 사용된 것처럼, 그리고 구체적으로 달리 기술되지 않는 한, 작용제의 "유효량"은 또한 치료학적 유효량 및 예방학적 유효량 둘 다를 아우르는 양을 지칭할 수 있다. 치료 효과를 달성하는 데 필요한 작용제의 "유효량"은 대상체의 연령, 성별 및 체중과 같은 인자에 따라 변할 수 있다. 투여 섭생은 최적 치료 반응을 제공하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 분할 용량은 매일 투여될 수 있거나, 용량은 치료 상황의 긴급함에 의해 표시된 것처럼 비례하여 감소할 수 있다.

29. "감소"는 유전자 발현, 단백질 생성, 증상, 질환, 조성물, 병태 또는 활성의 양이 더 적어지게 하는 임의의 변화를 지칭할 수 있다. 물질을 갖는 유전자 산물의 유전 출력이 그 물질을 갖지 않는 유전자 산물의 출력에 비해 적을 때 그 물질은 유전자의 유전 출력을 감소시키는 것으로 또한 이해된다. 또한, 예를 들어 감소는 장애의 증상이 과거에 관찰된 증상보다 덜하도록 그 증상의 변화일 수 있다. 감소는 통계학적으로 유의미한 양으로 병태, 증상, 활성, 조성물의 임의의 개별적 감소, 중앙치 감소 또는 평균적 감소일 수 있다. 이와 같이, 감소가 통계학적으로 유의미한 한, 감소는 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 100% 감소일 수 있다.

30. "억제한다", "억제하는" 및 "억제"는 활성, 반응, 병태, 질환 또는 다른 생물학적 매개변수를 감소시키는 것을 의미한다. 이것은 활성, 반응, 병태 또는 질환의 완전한 제거를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 이것은 또한 자연적 수준 또는 대조군 수준과 비교하여 예를 들어 활성, 반응, 병태 또는 질환의 10% 감소를 포함할 수 있다. 이와 같이, 감소는 자연적 수준 또는 대조군 수준과 비교할 때 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 또는 이들 사이의 임의의 감소량일 수 있다.

31. 본원에 사용된 "치료한다", "치료하는", "치료" 및 이들의 문법적 변형어는 하나 이상의 질환 또는 병태의 강도 또는 빈도, 질환, 장애, 손상 또는 병태의 증상, 또는 질환 또는 병태의 근본 원인을 부분적으로 또는 완전히 예방하고/하거나, 지연시키고/시키거나, 치유하고/하거나, 치료하고/하거나, 완화시키고/시키거나, 경감시키고/시키거나, 변경하고/하거나, 교정하고/하거나, 향상시키고/시키거나, 개선하고/하거나, 안정화시키고/시키거나, 진정시키고/시키거나 감소시키려는 의도 또는 목적으로 조성물을 투여하는 것을 포함한다. 본 발명에 따른 치료는 방지용으로, 예방학적으로, 완화적으로 또는 교정적으로 적용될 수 있다. 예방학적 치료는 발병 전에(예를 들어, 명확한 암 징후 전에), 조기 발병 동안에(예를 들어, 암의 초기 징후 및 증상 시에) 또는 확립된 암 발생 후에 대상체에게 투여된다. 예방학적 투여는 감염 증상의 징후 전에 일(들) 내지 년 동안 발생할 수 있다.

32. 본원에 사용된 "예방한다", "예방하는", "예방" 및 이들의 문법적 변형어는 질환 및/또는 이의 동반 증상 중 하나 이상의 발생 또는 재발을 부분적으로 또는 완전히 지연시키거나 방지하거나, 대상체가 질환을 획득하거나 재획득하는 것을 막거나, 질환 또는 이의 동반 증상 중 하나 이상을 획득하거나 재획득하는 대상체의 위험을 감소시키는 방법을 지칭한다.

33. "약제학적으로 허용 가능한" 성분은 생물학적으로 바람직하거나 그 외에 바람직한 성분을 지칭할 수 있고, 즉 그 성분은 본 발명의 약제학적 제형으로 혼입되고, 상당한 바람직하지 않은 생물학적 효과를 야기하거나 이것이 함유된 제형의 임의의 다른 성분과 해로운 방식으로 상호작용하지 않으면서 본원에 기재된 것처럼 대상체에게 투여될 수 있다. 상기 용어는 인간에 대한 투여를 언급하며 사용될 때 일반적으로 그 성분이 독성학적 시험 및 제조 시험의 필요한 규격을 충족시킨다는 것 또는 이것이 미국 식품의약청(Food and Drug Administration)이 작성한 불활성 성분 가이드(Inactive Ingredient Guide)에 포함된다는 것을 시사한다.

34. "약제학적으로 허용 가능한 담체"(때때로 "담체"라 칭함)는 일반적으로 안전하고 비독성인 약제학적 또는 치료학적 조성물을 제조하는 데 유용한 담체 또는 부형제를 의미하고, 수의학적 용도 및/또는 인간 약제학적 또는 치료학적 용도에 허용 가능한 담체를 포함한다. 용어 "담체" 또는 "약제학적으로 허용 가능한 담체"는 인산염 완충 식염수 용액, 물, 에멀션(예컨대, 오일/물 또는 물/오일 에멀션) 및/또는 다양한 유형의 습윤제를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 본원에 사용된 용어 "담체"는 임의의 부형제, 희석제, 충전제, 염, 완충제, 안정화제, 가용화제, 지질, 안정화제, 또는 약제학적 제형에 사용하기 위해 당해 분야에 잘 공지되고 본원에 추가로 기재된 것과 같은 다른 재료를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

35. "약물학적 활성" 유도체 또는 유사체에서처럼 "약물학적 활성"(또는 단순히 "활성")은 모 화합물과 동일한 유형의 약물학적 활성을 갖고 정도가 대략 동등한 유도체 또는 유사체(예를 들어, 염, 에스테르, 아미드, 접합체, 대사물질, 이성질체, 분획 등)를 지칭할 수 있다.

36. "치료제"는 유리한 생물학적 효과를 갖는 임의의 조성물을 지칭한다. 유리한 생물학적 효과는 치료학적 효과, 예를 들어 장애 또는 다른 바람직하지 않은 생리학적 상태의 치료 및 예방학적 효과, 예를 들어 장애 또는 다른 바람직하지 않은 생리학적 상태(예를 들어, 비면역원성 암)의 예방 둘 다를 포함한다. 상기 용어는 또한 비제한적인 예로서 염, 에스테르, 아미드, 전구약제(proagent), 활성 대사물질, 이성질체, 단편, 유사체 등을 포함하는 본원에 구체적으로 언급된 유리한 작용제의 약제학적으로 허용 가능한, 약물학적 활성 유도체를 포함한다. 용어 "치료제"가 사용될 때, 그 다음에, 또는 특정 작용제가 구체적으로 확인될 때, 그 용어가 특히 그 작용제뿐만 아니라 약제학적으로 허용 가능한, 약물학적 활성 염, 에스테르, 아미드, 전구약제, 접합체, 활성 대사물질, 이성질체, 단편, 유사체 등을 포함한다고 이해되어야 한다.

37. 조성물(예를 들어, 작용제를 포함하는 조성물)의 "치료학적 유효량" 또는 "치료학적 유효 용량"은 원하는 치료 결과를 달성하는 데 효과적인 양을 지칭한다. 일부 실시형태에서, 원하는 치료 결과는 I형 당뇨병의 조절이다. 일부 실시형태에서, 원하는 치료 결과는 비만의 조절이다. 주어진 치료제의 치료학적 유효량은 통상적으로 치료되는 장애 또는 질환의 종류 및 중증도 및 대상체의 연령, 성별 및 체중과 같은 인자와 관련하여 변할 것이다. 상기 용어는 또한 통증(즉, 통각) 경감과 같은 원하는 치료 효과가 가능하게 하도록 효과적인 치료제의 양, 또는 치료제의 전달 속도(예를 들어, 시간에 따른 양)를 지칭할 수 있다. 정확한 원하는 치료 효과는 치료되는 병태, 대상체의 관용성, 투여되는 작용제 및/또는 작용제 제형(예를 들어, 치료제의 효력, 제형에서의 작용제의 농도 등), 및 당업자가 이해하는 다양한 다른 인자에 따라 변할 것이다. 일부 경우에, 일, 주 또는 년의 기간에 걸쳐 대상체에 대한 조성물의 다수의 투여량의 투여 후에 원하는 생물학적 반응 또는 의학적 반응이 달성된다.

38. 본 명세서 및 하기 청구항에서, 다수의 용어를 참조할 것이고, 이 용어는 하기 의미를 갖는 것으로 정의되어야 한다:

39. "선택적인" 또는 "선택적으로"는 후속하여 기재된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생하지 않을 수 있다는 것, 그리고 설명이 상기 사건 또는 상황이 발생하는 경우 및 그렇지 않은 경우를 포함한다는 것을 의미한다.

40. 본 출원에 걸쳐, 다양한 공보가 참조된다. 본 공보의 개시내용은 그 전체가 이것이 속하는 분야의 최신기술을 보다 완전히 기술하도록 본 출원에 참고로 본원에 포함된다. 개시된 참고문헌은 또한 그 참고문헌이 의존하는 문장에 기재된 이들에 함유된 자료에 대해 개별적으로 및 구체적으로 본원에 참고로 포함된다.

41. 개시된 조성물을 제조하기 위해 사용되는 성분 및 본원에 개시된 방법 내에 사용되는 조성물 자체가 개시되어 있다. 이들 재료 및 다른 재료가 본원에 개시되어 있고, 이들 재료의 조합, 하위집단, 상호작용, 그룹 등이 개시될 때 이들 화합물의 각각의 다양한 개별적인 및 총체적인 조합 및 순열의 구체적인 언급이 명확히 개시되지 않을 수는 있지만, 각각이 본원에 구체적으로 고려되고 기재된 것으로 이해된다. 예를 들어, 본원에서 세포외 소포체 단리 제품(EVIP: extracellular vesicle isolate product)이라 칭하는 (성장 인자를 갖거나 갖지 않는) 특정 MSC 엑소좀이 개시되고 기재되고, EVIP를 포함하는 다수의 분자에 이루어질 수 있는 다수의 변형이 기재되면, EVIP의 각각의 및 모든 조합 및 순열 및 구체적으로 반대로 표시되지 않는 한 가능한 변형이 구체적으로 고려된다. 이와 같이, 분자 A, B 및 C의 종류, 및 분자 D, E 및 F의 종류가 개시되고 조합 분자 A-D의 예가 개시되면, 각각이 개별적으로 언급되지 않더라도, 각각이 개별적으로 및 총체적으로 고려되며, 이는 A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E 및 C-F의 조합이 개시된 것으로 여겨진다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 임의의 이들의 하위집단 또는 조합이 또한 개시되어 있다. 이와 같이, 예를 들어, A-E, B-F 및 C-E의 하위집단이 개시된 것으로 여겨질 것이다. 이 개념은 비제한적인 예로서 개시된 조성물을 제조하고 사용하는 방법에서의 단계를 포함하여 본 출원의 모든 양태에 적용된다. 이와 같이, 수행될 수 있는 다양한 추가 단계가 있으면, 이들 추가 단계의 각각이 개시된 방법의 임의의 구체적인 실시형태 또는 실시형태의 조합으로 수행될 수 있다고 이해된다.

B. 골관절염을 치료하는 방법

42. 관절 연골과 대조적으로, 활액막 및 관절낭은 풍부하게 신경지배되고, OA에서의 통증의 주요 원천일 것이다. OA에서의 활액막 반응은 활액막 증생, 섬유증, 활액포의 비후화, 활성화된 활막세포 및 일부 경우에는 림프구성 침윤물(B-세포 및 T-세포, 및 혈장 세포)을 포함한다. 활액막은 관절의 가장 치밀하게 신경지배되는 구조물 중 하나로서 명확한 관련성을 가진다. 통증의 활액막 원인은 골극으로부터의 활액막 내의 감각 신경 종말의 자극 및 적어도 부분적으로 프로스타글란딘, 류코트리엔, 단백분해효소, 신경펩타이드 및 사이토카인의 방출로 인한 활액막 염증을 포함한다. 전염증성 예는 다양한 종양 괴사 인자와 함께 인터류킨 1, 6 및 8을 포함한다. 슬개하 지방 패드로부터의 활액막염의 반정량적 측정치는 통증 중증도와 연관된다. 어떠한 활액막염 감소는 OA 통증 중증도의 감소와 연관된다.

43. 골수가 우수하게 인정되는 MSC 원천으로 여겨진다는 사실에도 불구하고, 다양한 연구는 활액막을 포함하여 다양한 성체 중간엽 조직으로부터 MSC가 단리될 수 있다고 보고하였다. 연구는 활액막-유래 MSC가 시험관내 큰 증식 가능성 및 다계통 분화 가능성을 갖는다는 것을 보여주었다. 연구는 또한 골수, 활액막, 골막, 지방 조직 및 근육으로부터 유래된 인간 MSC를 비교하였고, 활액막-유래 MSC가 시험관내 다른 조직으로부터의 MSC보다 더 큰 증식 및 연골형성 능력을 갖는다고 결정하였다. 이는 활액막-유래 MSC가 연골 재생의 원천으로서 더 우수하다는 것을 제시한다.

44. 연구는 브러싱 기법을 이용하여 활액막으로부터 활액막 MSC가 떨어져서 윤활액에서 발견된 활액막 MSC의 수를 현저히 증가시킬 수 있다는 것을 밝혀냈다.

45. 일 양태에서, 치료학적 유효량의 중간엽 줄기 세포(MSC) 엑소좀 제제를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 대상체에서 하나 이상의 관절(예를 들어, 발목, 무릎, 엉덩이, 손목, 팔꿈치, 어깨, 주먹결절 및/또는 목 등)에 영향을 미치는 질환, 장애, 손상(예를 들어, 골관절염, 연소성 관절염, 건선성 관절염, 감염성 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 통풍, 점액낭염, 건병증, 건염, 염좌, 관절와순 파열, 힘줄 파열 및/또는 인대 파열 등) 또는 이들의 증상(예를 들어, 통증, 염증 및/또는 종창 등)을 치료하고/하거나, 억제하고/하거나, 감소시키고/시키거나, 개선하고/하거나, 예방하는 방법이 본원에 개시된다.

46. 일 양태에서, 대상체에서 하나 이상의 관절(예를 들어, 발목, 무릎, 엉덩이, 손목, 팔꿈치, 어깨, 주먹결절 및/또는 목 등)에 영향을 미치는 질환, 장애, 손상(예를 들어, 골관절염, 연소성 관절염, 건선성 관절염, 감염성 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 통풍, 점액낭염, 건병증, 건염, 염좌, 관절와순 파열, 힘줄 파열 및/또는 인대 파열 등) 또는 이들의 증상(예를 들어, 통증, 염증 및/또는 종창 등)을 치료하고/하거나, 억제하고/하거나, 감소시키고/시키거나, 개선하고/하거나, 예방하는 방법이 본원에 개시되고, MSC 엑소좀 제제(본원에서 EVIP라고도 칭함)는 MSC로부터 얻은 성장 인자(예를 들어, 프로스타글란딘 E2(PGE2), 전환 성장 인자 β1(TGF-β1), 간세포 성장 인자(HGF), 기질 세포 유래 인자-1(SDF-1), 산화질소, 인돌아민 2,3-이산소화효소, 인터류킨-4(IL-4), IL-6, 인터류킨-10(IL-10), IL-1 수용체 길항제 및 가용성 TNF-α 수용체, 인슐린양 성장 인자, 섬유아세포 성장 인자(FGF) 1-23(특히, FGF1 및 FGF2), 골 형성 단백질(BMP) 1-15, 표피 성장 인자(EGF), 전환 성장 인자-α(TGF-α) 대식세포-자극 단백질(MSP), 혈소판 유래 성장 인자(PLGF), 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 대식세포 콜로니 자극 인자(M-CSF), 인슐린, 과립구 콜로니 자극 인자(G-CSF), 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(GM-CSF) 및/또는 에스트로겐 및 갑상선 호르몬을 포함하는 호르몬 등)를 추가로 포함한다.

47. 개시된 MSC 엑소좀 치료가 관절에 대한 질환, 장애, 손상 또는 병태를 치유할 수는 없고, 손상, 질환 또는 장애를 감소시키거나 억제할 수 있다고 이해되고 본원에서 고려된다. 일 양태에서, MSC 엑소좀 제제는 질환, 장애 또는 손상을 치유하거나 회복시키기보다는 질환, 장애 및/또는 손상(예를 들어, 통증, 염증 및/또는 종창 등)의 증상을 감소시킨다. 이와 같이, 일 양태에서, 본원에 개시된 임의의 MSC 엑소좀 제제(일부 경우에 MSC 유래 성장 인자를 포함)를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 대상체의 하나 이상의 관절에 영향을 미치는 질환, 장애 및/또는 손상과 연관된 통증, 염증 및/또는 종창을 치료하고/하거나, 억제하고/하거나, 감소시키고/시키거나, 예방하고/하거나, 개선하는 방법이 본원에 개시된다.

48. 투여가 직접적으로 하나 이상의 영향을 미치는 관절에 대한 것일 수 있는 것으로 이해되고 본원에서 고려된다. 도처에 언급된 것처럼, 개시된 MSC 유래된 엑소좀 및/또는 성장 인자의 투여가 당업자에게 공지된 임의의 방법일 수 있다. 따라서, 치료학적 유효량의 중간엽 줄기 세포(MSC) 엑소좀 제제를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 대상체에서 하나 이상의 관절(예를 들어, 발목, 무릎, 엉덩이, 손목, 팔꿈치, 어깨, 주먹결절 및/또는 목 등)에 영향을 미치는 질환, 장애, 손상(예를 들어, 골관절염, 연소성 관절염, 건선성 관절염, 감염성 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 통풍, 점액낭염, 건병증, 건염, 염좌, 관절와순 파열, 힘줄 파열 및/또는 인대 파열 등) 또는 이들의 증상(예를 들어, 통증, 염증 및/또는 종창 등)을 치료하고/하거나, 억제하고/하거나, 감소시키고/시키거나, 개선하고/하거나, 예방하는 방법이 본원에 개시되고, MSC 엑소좀은 주사, MSC 엑소좀 보유 스캐폴드, 하이드로겔 및/또는 국소 크림 또는 고약을 통해 투여된다. 조직 조작의 분야가 진전을 보이면서, 신규의 스캐폴드 구조물 및 재현 가능한 제작 기법의 필요가 최고로 중요해지고 있다. 폴리 락트산(PLA)과 같은 생체분해성 중합체의 사용이 널리 퍼지고 있지만, 이들 중합체가 가공되는 방식, 및 제조 시에 사용된 첨가제는 스캐폴드의 최종 특성이 조정되게 한다.

49. PLA 및 폴리 락트산-글리콜산 공중합체(PLGA)와 같은 폴리-하이드록실산은 가수분해에 의해 벌크-분해되어 제어 가능한 약물 방출 및 성장 중인 조직에 일치하는 분해 프로필을 제공하므로, 조직 조작 절차에 이들 재료들이 광범위하게 사용되고 있다. 분자량, 가교결합 및 부사슬을 조심스럽게 사용하여, 조직 조작 매트릭스에 사용하기에 재료들이 이상적이게 하는 맞춤제조 특성으로 재료들이 제조될 수 있다. 더욱이, 폴리-하이드록실산 재료는 또한 분해성 봉합사, 약물 전달 장치 및 생체분해성 수술 성분으로서 생체내 사용의 오랜 역사를 갖는다.

50. 기존의 스캐폴드 유형은 고압, CO₂ 발포 스캐폴드, 주사용 스캐폴드 및 신규의 커스텀 스캐폴드를 포함한다. 이들은 성장 인자, 재료의 대상분포 및 플라즈마 중합 증착을 이용하여 더 변형될 수 있다. 스캐폴드가 관절 연골에 인접하게 있는 활액막 MSC의 거주를 향상시키지만, 이는 사이토카인의 첨가에 의해 증대될 수 있다. 예를 들어, 전환 성장 인자-β3(TFG-β3)과 함께 PLGA는 연골세포로의 MSC 분화를 향상시키지만, 기질-유래 인자-1α(SDF-1α)에 의한 PLGA의 이식은 관절 연골을 수복시킨다. 이와 같이, 다양한 사이토카인과 조합된 PLGA의 이식은 활액막 MSC가 관절 연골로 보다 효율적으로 분화하는 것을 향상시킨다. 이 기법은 연골세포로의 분화를 최대화하도록 관절주위 스캐폴드에 위치한 활액막 MSC에 농축된 MSC 성장 인자 및 RNA를 제공한다.

51. 예로서, 본 발명의 일부 실시형태는 골관절염을 치료하는 방법을 포함하고, 상기 방법은 정상적인 생리학적 상태로 관절염성 관절 연골을 회복시키기 위해 1-단계 관절경검사 절차를 포함한다. 구체적으로, 상기 방법은 브러시 장치를 사용하여 활액막으로부터 활액막 중간엽 줄기 세포(MSC)를 분리시키는 단계; 스캐폴드로 관절 연골을 덮는 단계; 및 관절 연골 세포로의 활액막 MSC의 분화를 자극하도록 농축된 MSC 엑소좀을 무릎 관절과 같은 이환된 관절에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

52. 실시형태에서, 브러시는 특정 관절과 함께 사용되도록 특별히 설계된 관절경검사 브러시일 수 있다.

53. 관절 연골을 덮도록 관절경검사에 의해 스캐폴드를 무릎과 같은 관절에 배치할 때, 관절내 부유하는 MSC는 관절주위 스캐폴드에 부착할 수 있다. MSC 엑소좀을 관절에 배치하는 것은 연골세포로의 활액막 MSC의 분화를 자극하도록 성장 인자 및 다양한 RNA를 제공할 수 있다. 그 결과, 손상된 관절염성 관절 연골이 회복될 수 있다.

C. 중간엽 줄기 세포

54. 도처에 언급된 것처럼, 본원에 개시된 치료 조성물은 중간엽 줄기 세포(MSC)로부터 유래된 엑소좀 및/또는 성장 인자를 이용할 수 있다. 기존의 자가 및 동종이계 MSC가 골수, 골수 농축액, 윤활액-유래 중간엽 줄기 세포(MSC), 또는 지방-유래 기질 혈관 분획(SVF: stromal vascular fraction) 또는 제대혈, 태반 또는 양막으로부터의 다양한 출산후 생성물 내에 함유되지만, 증식된 MSC 배양물은 현재 상처, 정형외과적 병리학 및 척추 병리학을 치료하도록 사용되고 있고; 기존의 치료는 다량의 MSC 분비단백질체(비제한적인 예로서 성장 인자, 사이토카인, 케모카인, 엑소좀, 세포외 소포체 및/또는 추출물을 포함)를 함유하지 않는다. 부가적으로, 줄기 세포를 포함하는 치료(주사 치료를 포함)가 노화를 예방하고 흉터, 고르지 않은 색소침착을 치료하는 것을 도울 수 있다는 당해 분야에서의 증거에도 불구하고, 가능하게는 피부를 치료하고 강화시키는 것을 돕는 성분을 포함하면서 크림, 로션, 세럼, 메이크업 등과 같은 기존의 피부 제품, 다른 국소 제품은 표피를 침투하지 않고, 보다 중요하게는 인간 MSC 또는 MSC-유래 성장 인자 및 단백질을 포함하지 않는다. 사실, 본 개시내용 이전에는 본 출원에 사용될 수 있는 활성 MSC 성장 인자 제품이 개발되지 않았다. 이와 같이, 일 양태에서, 상처, 정형외과적 장애, 정형외과적 손상, 안과학, 척추 손상 또는 척추 장애의 치료에 사용하기 위한 MSC 분비단백질체 조성물(비제한적인 예로서 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀, MSC 추출물 및/또는 세포외 소포체를 포함하는 조성물을 포함)이 본원에 개시되고, 상기 치료 조성물은 (i) 중간엽 줄기 세포(MSC) 유래 제제를 포함하는 성장 인자 분말 첨가제 및 (ii) 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함한다.

55. 상기 언급된 것처럼, MSC는 근세포, 연골세포, 지방세포 및 골아세포를 포함하는 다수의 세포 유형으로 분화하는 능력을 갖는 다능성 세포이다. 통상적으로, 이들 세포는 혈관주위 조직을 포함하여 태반, 제대혈, 지방 조직, 골수 또는 양수에서 발견될 수 있다. 본원에 사용된 "MSC"는 비제한적인 예로서 다능성 줄기 세포, 다능성 기질 세포, 기질 혈관 세포, 주피세포, 혈관주위 세포, 기질 세포, 만능 세포, 다능성 세포, 지방-유래 섬유아세포양 세포, 지방-유래 기질 혈관 분획, 지방-유래 MSC, 골수-유래 섬유아세포양 세포, 골수-유래 기질 혈관 분획, 골수-유래 MSC, 조직-유래 섬유아세포양 세포, 성체 줄기 세포, 성체 기질 세포, 각질세포 및/또는 멜라닌세포를 포함하는 불완전 분화된 세포를 지칭한다.

56. MSC가 이의 분화 가능성 이외에 많은 상이한 사이토카인 및 성장 인자의 발현을 일으키는 면역조절 능력을 갖는 것으로 오래동안 인식되었다. 본원에 사용된 "MSC 제제" 또는 "MSC 분비단백질체 조성물"은 인간 MSC, 섬유아세포양 세포, 및 비제한적인 예로서 말, 소, 돼지, 양, 비인간 영장류, 개, 고양이, 토끼, 래트 및 마우스로부터의 MSC를 포함하는 비인간 동물 MSC로부터 얻은 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀, 세포외 소포체, 또는 MSC 무세포 추출물 또는 MSC 용해물을 포함하는 조성물을 지칭한다. 실시형태에서, MSC는 상기 조성물이 적용되는 환자로부터 유래(자가유래)되거나 다른 개체로부터 유래(동종이계)될 수 있다. MSC는 조정 배지를 수집하기 위해 또는 용해물에 대한 세포의 분량을 증가시키기 위해 배양 증식되거나 본 개시내용의 조성물로 혼입되기 전에 새로 사용될 수 있다.

57. MSC 분비단백질체 조성물(비제한적인 예로서 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀, MSC 추출물 및/또는 세포외 소포체를 포함하는 조성물을 포함)은 약 0.00001 내지 약 20 중량%, 예컨대 약 0.01 내지 약 10 중량%의 중간엽 줄기 세포(MSC) 추출물, MSC 엑소좀 또는 MSC 성장 인자 제제를 포함할 수 있다. MSC 제제는 세포 배양 증식된 MSC로부터의 MSC 조정 배지 또는 MSC 용해물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 상기 조성물은 MSC 또는 MSC 계통 세포의 성장에 의해 조정된 약 0.01 내지 약 10 중량%의 무세포 배지를 추가로 포함할 수 있고, 상기 세포는 정상적 산소과잉 배양 조건 하에 또는 인위적 상처 치유 조건 하에 배양된다.

58. 본원에 개시된 것처럼 개시된 MSC 첨가제(동결된 첨가제 또는 분말 첨가제 중 어느 하나의 성장 인자 분비단백질체 조성물을 포함)를 제조하기 위해 사용된 MSC는 MSC 성장 인자, 분비단백질체, 사이토카인, 케모카인, 중간엽 줄기 세포 단백질, 펩타이드, 글리코사미노글리칸, 세포외 기질(ECM), 프로테오글리칸, 분비단백질체 및 엑소좀을 제조하도록 선택적으로 자극될 수 있다. 본원에 사용된 MSC 성장 인자는 프로스타글란딘 E2(PGE2), 전환 성장 인자 β1(TGF-β1), 간세포 성장 인자(HGF), 기질 세포 유래 인자-1(SDF-1), 산화질소, 인돌아민 2,3-이산소화효소, 인터류킨-4(IL-4), IL-6, 인터류킨-10(IL-10), IL-1 수용체 길항제 및 가용성 TNF-α 수용체, 인슐린양 성장 인자, 섬유아세포 성장 인자(FGF) 1-23(특히, FGF1 및 FGF2), 골 형성 단백질(BMP) 1-15, 표피 성장 인자(EGF), 전환 성장 인자-α(TGF-α) 대식세포-자극 단백질(MSP), 혈소판 유래 성장 인자(PLGF), 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 대식세포 콜로니 자극 인자(M-CSF), 인슐린, 과립구 콜로니 자극 인자(G-CSF), 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(GM-CSF)뿐만 아니라, 에스트로겐 및 갑상선 호르몬을 포함하는 호르몬을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

59. 일 양태에서, MSC 제제(예를 들어, MSC 분비단백질체 조성물 등)는 표준 과잉산소 배양 조건(예를 들어, 21%의 산소) 하에 배양된 MSC 또는 인위적 상처 치유 조건(예를 들어, 염증성 사이토카인, 혈관형성 인자 및 감소된 포도당의 존재 하의 0.1% 내지 약 5%의 산소 등) 하에 배양된 MSC로부터 얻은 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀 및/또는 MSC 세포 추출물 또는 MSC 용해물을 포함한다.

60. 본원에 개시된 것처럼 인위적 상처 치유 조건은 국소 혈액 순환의 붕괴에 의해 보통 야기되는 영양소 공급 감소 및 노폐물 제거 감소가 있는 실제의 상처에서의 성장 조건을 모의한다. 이것은 새로운 혈관이 생성되고 혈관 순환이 회복될 때까지 세포에 가혹한 환경을 생성한다. 따라서, MSC를 배양하기 위해 사용된 인위적 상처 치유 조건은 포도당 이용가능성 감소, 산소 분압 감소, pH 감소 및 온도 증가의 성장 조건 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

61. 일 양태에서, 포도당 이용가능성은 정상 대조군에 비해 감소할 수 있다. 포도당을 감소시키지만, 세포를 손상시키지 않는 개량된 배양 배지는 0 내지 50%의 포도당 감소, 보다 바람직하게는 약 5% 내지 40%의 포도당 감소일 수 있다. 예를 들어, MSC 인위적 상처 치유 배양 조건은 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% 또는 50%의 포도당 감소, 예컨대 약 5% 내지 약 15%, 약 10% 내지 약 20%, 약 15% 내지 약 25%, 약 20% 내지 약 30%, 또는 약 25% 내지 약 35%의 포도당 감소를 포함할 수 있다.

62. 일 양태에서, 산소 분압은 저산소성 조건으로의 산소 수준으로 감소될 수 있다. 정상 대기 산소는 대략 21%이고, 어떠한 감소는 저산소성으로 여겨진다. 이와 같이, 일 양태에서, MSC는 인위적 상처 치유 조건 하에 0.0% 내지 20.9%의 산소, 약 0.1% 내지 약 0.5%의 산소, 약 0.1% 내지 약 2.0%, 약 0.1% 내지 약 5.0%의 산소, 약 0.5% 내지 5.0%, 약 1.0% 내지 약 10%의 산소, 약 5.0% 내지 약 10.0%의 산소; 및 약 10.0% 내지 약 15.0%에서 배양될 수 있다. 바람직하게는 MSC 상처 치유 배양 조건 동안 산소 분압은 예를 들어 0, 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.7%, 0.8%, 0.9%, 1.0%, 1.1%, 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5%, 1.6%, 1.7%, 1.7%, 1.9%, 2.0%, 2.1%, 2.2%, 2.3%, 2.4%, 2.5%, 2.6%, 2.7%, 2.8%, 2.9%, 3.0%, 3.1%, 3.2%, 3.3%, 3.4%, 3.5%, 3.6%, 3.7%, 3.8%, 3.9%, 4.0%, 4.1%, 4.2%, 4.3%, 4.4%, 4.5%, 4.6%, 4.7%, 4.8%, 4.9%, 5.0%, 5.1%, 5.2%, 5.3%, 5.4%, 5.5%, 5.6%, 5.7%, 5.8%, 5.9%, 6.0%, 6.1%, 6.2%, 6.3%, 6.4%, 6.5%, 6.6%, 6.7%, 6.8%, 6.9%, 7.0%, 7.1%, 7.2%, 7.3%, 7.4%, 7.5%, 7.6%, 7.7%, 7.8%, 7.9%, 8.0%, 8.1%, 8.2%, 8.3%, 8.4%, 8.5%, 8.6%, 8.7%, 8.8%, 8.9%, 9.0%, 9.1%, 9.2%, 9.3%, 9.4%, 9.5%, 9.6%, 9.7%, 9.8%, 9.9%, 10%, 10.5%, 11%, 11.5%, 12%, 12.5%, 13%, 13.5%, 14%, 14.5%, 15%, 15.5%, 16%, 16.5%, 17%, 17.5%, 18%, 18.5%, 19%, 19.5%, 20% 또는 20.5%의 산소와 같이 약 0.5% 내지 20.5%의 산소이다.

63. pH는 또한 인위적 상처 치유 조건 하에 감소할 수 있다. 생리학적 pH는 매우 치밀하게 유지되고, 보통 중성 pH = 7.2 ± 0.2(7.0 내지 7.4)에 매우 가깝다. 그러나, 상처에서 산성 환경은 pH = 6.2 ± 0.2(즉, 6.0 내지 약 6.4의 pH)를 가질 수 있다. 따라서, 인위적 상처 치유 배양 조건 하에, pH는 약 6.0 내지 약 7.4, 예를 들어 6.0 내지 약 6.4, 약 6.2 내지 약 6.4, 약 6.2 내지 약 6.6, 약 6.4 내지 약 6.6, 약 6.4 내지 약 6.8, 또는 약 6.6 내지 약 7.0, 예컨대 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3 또는 7.4일 수 있다.

64. 인위적 상처 치유 배양 조건 하에, 배양 환경의 온도는 상처 부위에서의 온도 증가를 모의하도록 증가시킬 수 있다. 생리학적 항상성 온도는 37℃(98.6℉)에서 유지된다. 약간의 증가 또는 감소는 유의미한 세포 대사 변경을 야기할 수 있다. 온도를 37℃를 넘어 약 40℃(104℉)까지의 임의의 온도로 증가시킴으로써 "과열" 환경을 야기할 수 있다. 따라서, 일 양태에서, MSC에 대한 인위적 상처 치유 배양 조건은 약 35℃ 내지 약 39℃, 약 35℃ 내지 약 36℃, 약 36℃ 내지 약 37℃, 약 37℃ 내지 약 38℃, 약 38℃ 내지 약 39℃, 약 39℃ 내지 약 40℃를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 인위적 상처 치유 배양의 온도는 35.0℃, 35.1℃, 35.2℃, 35.3℃, 36.4℃, 35.5℃, 35.6℃, 35.7℃, 35.8℃, 35.9℃, 36.0℃, 36.1℃, 36.2℃, 36.3℃, 36.4℃, 36.5℃, 36.6℃, 36.7℃, 36.8℃, 36.9℃, 37.0,.37.1℃, 37.2℃, 37.3℃, 37.4℃, 37.5℃, 37.6℃, 37.7℃, 37.8℃, 37.9℃, 38.0℃, 38.1℃, 38.2℃, 38.3℃, 38.4℃, 38.5℃, 38.6℃, 38.7℃, 38.8℃, 38.9℃, 39.0℃, 39.1℃, 39.2℃, 39.3℃, 39.4℃, 39.5℃, 39.6℃, 39.7℃, 39.8℃, 39.9℃ 또는 40.0℃일 수 있다.

65. 일 양태에서, MSC 분비단백질체 조성물(비제한적인 예로서 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀, MSC 추출물 및/또는 세포외 소포체를 포함하는 조성물을 포함)은 성장 인자의 분해를 감소시키도록 보호성 코팅(예를 들어, 동결보호제 올리고당 및 단백질 용액 등)을 추가로 포함할 수 있다. 보호성 코팅이 중합체로서 조작될 수 있는 것으로 이해되고 본원에서 고려된다. "중합체"는 단량체인 반복된 작은 단위에 의해 구조가 표시될 수 있는 천연 또는 합성의 비교적 고분자량인 유기 화합물을 지칭한다. 중합체의 비제한적인 예는 폴리에틸렌, 고무, 셀룰로스를 포함한다. 합성 중합체는 통상적으로 단량체의 첨가 중합 또는 축합 중합에 의해 형성된다. 용어 "공중합체"는 2개 이상의 상이한 반복 단위(단량체 잔기)로부터 형성된 중합체를 지칭한다. 공중합체는 예로서 제한 없이 교호 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체일 수 있다. 소정의 양태에서, 블록 공중합체의 다양한 블록 분절이 그 자체가 공중합체를 포함할 수 있는 것으로 또한 고려된다. 용어 "중합체"는 비제한적인 예로서 천연 중합체, 합성 중합체, 동종중합체, 이종중합체 또는 공중합체, 첨가 중합체 등을 포함하는 모든 중합체 형태를 포함한다. 일 양태에서, 겔 매트릭스는 공중합체, 블록 공중합체, 이중블록 공중합체 및/또는 삼중블록 공중합체를 포함할 수 있다.

66. 일 양태에서, 보호성 코팅은 생체적합성 중합체를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 생체적합성 중합체는 가교결합될 수 있다. 이러한 중합체는 조직으로 갈색 지방화제(adipose browning agent) 및/또는 지방 조절제를 천천히 방출시키도록 또한 작용할 수 있다. 본원에 사용된 생체적합성 중합체는 폴리사카라이드; 친수성 폴리펩타이드; 폴리(아미노산), 예컨대 폴리-L-글루탐산(PGS), 감마-폴리글루탐산, 폴리-L-아스파르트산, 폴리-L-세린 또는 폴리-L-리신; 폴리알킬렌 글리콜 및 폴리알킬렌 옥사이드, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리프로필렌 글리콜(PPG) 및 폴리(에틸렌 옥사이드)(PEO); 폴리(옥시에틸화 폴리올); 폴리(올레핀성 알코올); 폴리비닐피롤리돈); 폴리(하이드록시알킬메타크릴아미드); 폴리(하이드록시알킬메타크릴레이트); 폴리(사카라이드); 폴리(하이드록시산); 폴리(비닐 알코올), 폴리하이드록시산, 예컨대 폴리(락트산), 폴리(글리콜산) 및 폴리(락트산-글리콜산) 공중합체; 폴리하이드록시알카노에이트, 예컨대 폴리3-하이드록시부티레이트 또는 폴리4-하이드록시부티레이트; 폴리카프로락톤; 폴리(오르토에스테르); 폴리언하이드라이드; 폴리(포스파젠); 폴리(락타이드-카프로락톤) 공중합체; 폴리카보네이트, 예컨대 티로신 폴리카보네이트; 폴리아미드(합성 폴리아미드 및 천연 폴리아미드를 포함), 폴리펩타이드 및 폴리(아미노산); 폴리에스테르아미드; 폴리에스테르; 폴리(디옥사논); 폴리(알킬렌 알킬레이트); 소수성 폴리에테르; 폴리우레탄; 폴리에테르에스테르; 폴리아세탈; 폴리시아노아크릴레이트; 폴리아크릴레이트; 폴리메틸메타크릴레이트; 폴리실록산; 폴리(옥시에틸렌)/폴리(옥시프로필렌) 공중합체; 폴리케탈; 폴리포스페이트; 폴리하이드록시발러레이트; 폴리알킬렌 옥살레이트; 폴리알킬렌 숙시네이트; 폴리(말레산), 및 이들의 공중합체를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 생체적합성 중합체는 또한 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리알킬렌, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리알킬렌 옥사이드, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리비닐 알코올(PVA), 메타크릴레이트 PVA(m-PVA), 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 에스테르, 폴리비닐 할라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리글리콜라이드, 폴리실록산, 폴리우레탄 및 이들의 공중합체, 알킬 셀룰로스, 하이드록시알킬 셀룰로스, 셀룰로스 에테르, 셀룰로스 에스테르, 니트로 셀룰로스, 아크릴산 에스테르와 메타크릴산 에스테르의 중합체, 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스, 하이드록시-프로필 메틸 셀룰로스, 하이드록시부틸 메틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트, 카복실에틸 셀룰로스, 셀룰로스 트리아세테이트, 셀룰로스 설페이트 나트륨염, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(에틸메타크릴레이트), 폴리(부틸메타크릴레이트), 폴리(이소부틸메타크릴레이트), 폴리(헥실메타크릴레이트), 폴리(이소데실메타크릴레이트), 폴리(라우릴 메타크릴레이트), 폴리(페닐 메타크릴레이트), 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리(이소프로필 아크릴레이트), 폴리(이소부틸 아크릴레이트), 폴리(옥타데실 아크릴레이트), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트, 폴리 비닐 클로라이드 폴리스티렌 및 폴리비닐피롤리돈, 이들의 유도체, 이들의 선형 및 분지된 공중합체 및 블록 공중합체, 및 이들의 블렌드를 포함할 수 있다. 예시적인 생체분해성 중합체는 폴리에스테르, 폴리(오르토 에스테르), 폴리(에틸렌 아민), 폴리(카프로락톤), 폴리(하이드록시부티레이트), 폴리(하이드록시발러레이트), 폴리언하이드라이드, 폴리(아크릴산), 폴리글리콜라이드, 폴리(우레탄), 폴리카보네이트, 폴리포스페이트 에스테르, 폴리포스플리아젠, 이들의 유도체, 이들의 선형 및 분지된 공중합체 및 블록 공중합체, 및 이들의 블렌드를 포함한다.

67. 일부 실시형태에서, 보호성 코팅은 단당류, 및 비제한적인 예로서 비환원성 다당류 또는 이당류를 포함하는 이당류 또는 다당류와 같은 탄수화물 중합체뿐만 아니라 임의의 이들의 조합의 탄수화물 구성을 포함한다. 보호성 코팅에 사용될 수 있는 탄수화물의 예는 글루코스, 알도스(D-알로스, D-알트로스, D-만노스 등), 글루코피라노스, 펜타하이드록시헥사날, α-D-글루코피라노실-D-글루코스, α-D-글루코피라노실-이수화물, β-D-글리코피라노실 단위의 중합체, β-D-프럭토푸라노실 α-D-글루코피라노사이드(무수/이수화물), β-D-갈락토피라노실-D-글루코스, α-D-글루코피라노실-α-D-글루코피라노사이드(무수/이수화물), 갈락토스, 펜토스(리보스, 자일로스, 릭소오스), 덱스트로스, 도데카카본 모노하이드레이트, 프럭토스, 수크로스, 락토스, 말토스, 트레할로스, 아가로스, D-갈락토실-β-(1-4)-언하이드로-L-갈락토실, 셀룰로스, β-D-글리코피라노실 단위의 중합체, 및 전분, 및 다가 알코올, 폴리알코올, 알디톨, 에리쓰리톨, 글리시톨, 글리세롤, 자일리톨 및 소르비톨을 포함한다.

68. 일부 실시형태에서, 보호성 코팅은 폴리(락트산), 폴리(글리콜산) 및 폴리(락트산-글리콜산) 공중합체와 같은 생체적합성 및/또는 생체분해성 폴리에스테르 또는 폴리언하이드라이드를 함유한다. 입자는 하기 폴리에스테르 중 하나 이상을 함유할 수 있다: 본원에서 "PGA"라 칭하는 글리콜산 단위 및 본원에서 총체적으로 "PLA"라 칭하는 폴리-L-락트산, 폴리-D-락트산, 폴리-D,L-락트산, 폴리-L-락타이드, 폴리-D-락타이드 및 폴리-D,L-락타이드5와 같은 락트산 단위, 및 본원에서 총체적으로 "PCL"이라 칭하는 폴리(e-카프로락톤)과 같은 카프로락톤 단위를 포함하는 동종중합체; 및 본원에서 총체적으로 "PLGA"라 칭하는 락트산:글리콜산의 비율을 특징으로 하는 폴리(락트산-글리콜산) 공중합체 및 폴리(락타이드-글리콜라이드) 공중합체의 다양한 형태와 같은 락트산 단위와 글리콜산 단위를 포함하는 공중합체; 및 폴리아크릴레이트, 및 이들의 유도체. 예시적인 중합체는 본원에서 총체적으로 "PEG화 중합체"라 칭하는 PLGA-PEG 또는 PLA-PEG 공중합체의 다양한 형태와 같은 폴리에틸렌 글리콜(PEG)과 상기 언급된 폴리에스테르의 공중합체를 또한 포함한다. 소정의 실시형태에서, PEG 영역은 절단성 링커에 의해 "PEG화 중합체"를 생성시키도록 중합체와 공유 회합될 수 있다. 일 양태에서, 중합체는 적어도 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%의 아세탈 현수기를 포함한다.

69. 본원에 개시된 삼중블록 공중합체는 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리(비닐 피롤리돈-비닐 아세테이트) 공중합체, 폴리메타크릴레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 캐스터유, 폴리카프로락탐, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리(락트산-글리콜산), 폴리(락트산-글리콜산) 공중합체(PLGA), 셀룰로스 유도체, 예컨대 하이드록시메틸셀룰로스, 하이드록시프로필셀룰로스 등과 같은 코어 중합체를 포함한다.

70. 본원에 개시된 보호성 코팅에 사용될 수 있는 이중블록 공중합체는 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리비닐 피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리(비닐 피롤리돈-비닐 아세테이트) 공중합체, 폴리메타크릴레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 캐스터유, 폴리카프로락탐, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리(락트산-글리콜산), 폴리(락트산-글리콜산) 공중합체(PLGA)와 같은 중합체를 포함한다.

71. 일 양태에서, 보호성 코팅은 담체 또는 캡슐화 재료로서 레시틴 또는 가수분해된 레시틴을 함유하고(즉, 캡슐화된, 캡슐화된 조성물은 이를 추가로 포함할 수 있다. 본원에 사용된 레시틴 및/또는 가수분해된 레시틴 코팅은 포스파티딜 콜린, 포스파티딜 이노시톨, 포스파티딜 에탄올아민, 포스파티딜세린 및 포스파티드산을 포함하는 코팅을 포함한다. 레시틴의 원천은 pnat 또는 동물 원천일 수 있다.

72. 일 양태에서, MSC 첨가제를 캡슐화 용액에 배치하여 형성된 보호성 코팅을 형성하기 위해 사용된 임의의 중합체, 단당류, 이당류 또는 다당류는 보호성 코팅을 형성하기에 적절한 농도에 있을 수 있다. 예를 들어, 중합체, 단당류, 이당류 또는 다당류는 0.01 mM 내지 10.0 M의 농도, 예를 들어 약 0.01 M 내지 약 0.1 M, 약 0.1 mM 내지 약 1.0 M, 약 1.0 M 내지 약 10.0 M의 임의의 농도일 수 있다. 예시적인 농도는 0.01 mM, 0.02 mM, 0.03 mM, 0.04 mM, 0.05 mM, 0.06 mM, 0.07 mM, 0.08 mM, 0.09 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, 0.4 mM, 0.6 mM, 0.7 mM, 0.8 mM, 0.9 mM, 1 mM, 2 mM, 3 mM, 4 mM, 5 mM, 6 mM, 7 mM, 8 mM, 9 mM, 10 mM, 20 mM, 30 mM, 40 mM, 50 mM, 60 mM, 70 mM, 80 mM, 90 mM, 100 mM, 110 mM, 120 mM, 130 mM, 140 mM, 150 mM, 160 mM, 170 mM, 180 mM, 190 mM, 200 mM, 225 mM, 250 mM, 275 mM, 300 mM, 325 mM, 350 mM, 375 mM, 400 mM, 450 mM, 500 mM, 600 mM, 700 mM, 800 mM, 900 mM, 1 M, 1.1 M, 1.2 M, 1.3 M, 1.4 M, 1.5 M, 1.6 M, 1.7 M, 1.8 M, 1.9 M, 2 M, 3 M, 4 M, 5 M, 6 M, 7 M, 8 M, 9 M, 10 M을 포함한다.

73. 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 개시된 MSC 분비단백질체 조성물에서의 엑소좀 및 세포외 소포체가 제조되었다.

74. 일 양태에서, 상처를 치료하기 위한 하나의 방식은 피하로, 근육내로, 정맥내로, 국소로(예를 들어, 고약, 크림 및/또는 연고 등의 사용을 통해) MSC 분비단백질체 조성물(비제한적인 예로서 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀, MSC 추출물 및/또는 세포외 소포체를 포함하는 조성물을 포함)을 투여하여 이루어지거나, 또한 MSC 분비단백질체 조성물에 의해 스텐트, 스폰지, 매트릭스, 스캐폴드, 붕대, 드레싱, 봉합사, 이식편, 수술용 드레이프, 수술용 접착제 및/또는 스테이플러를 함침하여 이루어짐이 이해되고 본원에서 고려된다. 이와 같이, 일 양태에서, 치료학적 유효량의 MSC 분비단백질체 조성물을 포함하는 약제가 든 스텐트, 스캐폴드, 스폰지, 매트릭스, 접착 밴드, 상처 드레싱, 이식편, 수술용 드레이프, 봉합사, 고약, 크림 또는 상처 접착제가 본원에 개시된다. 상기 기술된 것과 같은 MSC 분비단백질체 조성물(비제한적인 예로서 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀, MSC 추출물 및/또는 세포외 소포체를 포함하는 조성물을 포함)은 국소로 투여될 수 있고, 얼굴, 목, 손 또는 임의의 다른 원하는 신체 부분에 도포될 수 있다. MSC 분비단백질체 조성물은 접착 밴드, 상처 드레싱, 이식편, 수술용 드레이프, 봉합사, 스캐폴드, 매트릭스, 스폰지 또는 스텐트에 도포될 때 분말로서 도포될 수 있다.

75. 일 양태에서, 본원에 개시된 MSC 분비단백질체 조성물(비제한적인 예로서 MSC 성장 인자, MSC 엑소좀, MSC 추출물 및/또는 세포외 소포체를 포함하는 조성물을 포함)은 오일, 왁스 또는 다른 표준 지방 물질, 또는 종래의 겔화제 및/또는 점증제; 유화제; 모이스춰라이징제(moisturizing agent); 연화제; 자외선차단제; 친수성 활성제 또는 친유성 활성제, 예컨대 세라미드; 자유 라디칼과 싸우는 물질; 살균제; 봉쇄제(sequestering agent); 보존제; 염기화제 또는 산성화제; 향료; 계면활성제; 충전제; 천연 제품 또는 천연 제품 추출물, 예컨대 알로에 추출물 또는 녹차 추출물; 비타민; 또는 착색제와 같은 상처 치유 분유에 통상 발견되는 임의의 공지된 성분을 포함할 수 있다. 분말과 조합될 수 있는 다른 성분은 다양한 항산화제로부터 선택될 수 있는 항산화제를 포함할 수 있다. 적합한 항산화제는 비타민, 예컨대 비타민 C(L-아스코르베이트, 아스코르베이트-2 포스페이트 마그네슘염, 아스코르빌 팔미테이트, 테트라헥실데실 아스코르베이트), 비타민 E(토코트리에놀), 비타민 A(레티놀, 레티날, 레티노산, 프로비타민 A 카로테노이드, 예컨대 베타-카로텐), N-아세틸 글루코사민 또는 다른 글루코사민 유도체를 포함한다. 다른 성분은 적어도 하나의 필수 지방산, 예컨대 Ω-3, Ω-6 및 Ω-9 다중불포화 지방산, 예컨대 리놀레산(LA), 감마-리놀레산(GLA), 알파-리놀레산(ALA), 디호모-y-리놀렌산(DGLA), 아라키돈산(ARA) 및 기타를 포함할 수 있다. 지방산은 달맞이꽃유(evening primrose oil), 양까막까치밥나무유(black currant oil), 보리지유(borage oil) 또는 GLA 개량 홍화씨를 포함하는 다양한 원천으로부터 유래될 수 있다. 다른 성분은 ECM 생성 및 히알우론산, 예컨대 N-아세틸 글루코사민 또는 다른 글루코사민 유도체, 초저분자량(ULMW) 히알우론산, 황산콘드로이친 또는 황산케라틴의 생성을 지지하는 적어도 하나의 성분인 혈소판 농후 피브린 매트릭스를 포함할 수 있다.

76. 본원에 개시된 MSC 분비단백질체 조성물이 상처 치유 재생, 증강, 및 피부 조직의 개선 또는 회복을 제공할 수 있다고 이해되고 본원에서 고려된다. 상기 조성물은 또한 관절 관절염 및 퇴행성 척추 디스크의 치료에서 주사제로서 사용될 수 있다. 더욱이, 상기 조성물의 실시형태는 추가의 성장 인자 또는 호르몬, 예컨대 인슐린, 인슐린양 성장 인자, 갑상선 호르몬, 섬유아세포 성장 인자, 에스트로겐, 레티노산 등의 포함을 요하지 않을 수 있다. 일부 양태에서, 개시된 줄기 세포 성장 인자 조성물은 비제한적인 예로서 항생제, 항여드름제, 리포솜, 항산화제, 혈소판-농후 피브린 매트릭스, 진통제, 소염제뿐만 아니라 추가의 성장 인자, 예컨대 인슐린, 인슐린양 성장 인자, 갑상선 호르몬, 섬유아세포 성장 인자, 에스트로겐, 레티노산 등을 포함하는 추가의 활성 성분을 포함할 수 있다. 이러한 추가 활성 성분은 본원에 개시된 줄기 세포 성장 인자 및 세포외 소포체 조성물뿐만 아니라 MSC 조정 배지, MSC 용해물, 및 MSC-유래 산물과 혼합되고, 이후 유화 라놀린 알코올, 왁스와 오일의 혼합물 또는 페트로라텀 또는 광유, 4차 암모늄 화합물, 지방 알코올과 지방 에스테르 유연제의 혼합물, 또는 조성이 실질적으로 유사한 로션에 해동되거나 용해되거나 혼합되거나 현탁될 수 있다.

D. 실시예

77. 하기 실시예는 본원에 청구된 화합물, 조성물, 물품, 장치 및/또는 방법을 어떻게 제조하고 평가하는지의 완전한 개시내용 및 설명을 당업자에게 제공하도록 기재되어 있고, 순수하게 예시적인 것으로 의도되고 본 개시내용을 제한하도록 의도되지 않는다. 숫자(예를 들어, 양, 온도 등)와 관련하여 정확성을 보장하도록 노력이 이루어지지만, 약간의 오차 및 편차가 차지되어야 한다. 달리 표시되지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃ 또는 주위 온도이고, 압력은 대기압 또는 대기압 근처이다.

1. 실시예 1: 엉덩 관절와순 파열을 치료하기 위한 세포외 소포체 단리 제품의 관절내 주사

78. 관절의 안정성을 증가시키도록 무릎, 엉덩이 및 어깨와 같은 가동 관절은 관절 연골, 활액포 및 섬유연골성 구조물로 이루어진다. 무릎은 내측 반월판과 외측 반월판 둘 다를 갖는다. 환자의 어깨 및 엉덩이는 각각 관절와와 비구의 오목성을 증가시키는 관절와순을 갖는다. 이들 섬유연골성 구조물은 모두 신경 지배되고, 파열될 때 매우 고통스러울 수 있다. 이들 구조물은 혈액 공급이 제한되고, 손상될 때 최소 치유 능력을 갖는다. 이들 구조물은 급성 손상으로 파열되거나 만성 퇴행성 과정에 의해 파열될 수 있다. 비구 관절와순은 골성 비구 주위에 섬유연골성 시일을 생성한다. 관절와순은 엉덩 관절의 깊이, 표면적, 부피, 적합성 및 안정성을 증가시킨다. 관절와순은 엉덩 관절의 관절 표면적을 평균 22% 증가시키는 것으로 나타났다. 관절와순은 중심 구획과 말초 구획 사이의 유체 이동을 조절하고 관절 표면에 걸쳐 접점 압력을 분포시켜 관절 연골에서의 응력을 낮춘다. 이 유체 시일은 관절내 음압을 생성시켜 관절 안정성을 상당히 증가시키므로 관절와순의 가장 중요한 기능 중 하나이다.

79. 대퇴 골두와 비구의 형상이 완벽하게 일치하지 않으면, 대퇴-비구 충돌이 발생할 수 있다. 이는 외상성 손상에 엉덩 관절와순이 취약하게 하는 유전 병태이다. 엉덩 관절와순 파열은 체조, 달리기, 점핑, 테니스, 축구 및 자전거타기와 같은 소정의 활동과 연관된다. 엉덩 ROM, 특히 내회전에 의한 강제 굴곡이 환자가 통상 경험하는 서혜부 통증을 배가시킬 때 그 진단이 의심된다. 진단은 MRI 스캐닝에 의해 확인된다.

80. 엉덩 관절와순 파열에 대한 비수술적 치료가 부족하다. 가장 흔하고 효과적인 해결책은 통증을 야기하는 활동을 줄이거나 피하는 것을 포함한한다. 물리 치료는 효능이 적은 것으로 나타났다. 수술 옵션은 통상적으로 관절경검사로 수행된다. 수술 옵션은 관절와순 파열의 수복 또는 보다 흔하게는 파열된 관절와순의 절제 중 어느 하나를 포함한다. Krych 등은 관절와순 파열에 대한 엉덩 관절경검사 치료의 결과를 보고하였다. 이들은 59명의 환자를 보고하였는데, 평균 연령은 46세이고, 평균 추척관찰은 5년이었다. 이들은 20%의 반복 수술 및 25%의 통증 지속으로 인해 45%의 임상 실패율을 보고하였다.

81. 어깨 관절와순 파열을 치료하기 위해 중간엽 줄기 세포(MSC)를 갖는 자가 골수 농축액(BMC: autogenous bone marrow concentrate)의 주사를 사용하는 것의 공개된 보고서는 안전성 및 효능을 나타낸다. MSC는 연골아세포, 골아세포 또는 섬유아세포로 분화할 수 있는 유일한 세포이다. 분화는 MSC 주사가 관절 병리학을 치료했던 기전이라고 역사적으로 생각되었다. 다양한 병태를 치료하기 위해 MSC 주사를 사용하는 것의 효능이 항염증성 성장 인자(GF: growth factor) 및 엑소좀을 방출하는 이의 주변분비 기능으로 인한다고 점점 더 인식되고 있다. 어떠한 살아 있는 세포 없이도 이 GF 및 엑소좀은 주사될 수 있다. 이 사례 보고서는 엉덩 관절와순 파열을 치료하기 위해 무세포 골수-유래 MSC GF 및 엑소좀을 사용하는 개념을 도입할 것이다. 이는 세포외 소포체 단리 제품(EVIP)으로 기재된다. 논문은 다양한 관절 병리학의 치료를 위해 왜 무세포가 자가 및 동종이계 둘 다인 모든 현재의 세포 생물학적 치료를 대체할 것인지의 근거를 논의할 것이다.

a) 재료 및 방법

82. 이는 엉덩 관절와순 파열의 치료를 위한 EVIP 주사의 사례 보고서이다. 엉덩 관절와순 파열은 엉덩 관절에서의 잠김, 관절음 또는 걸림을 특징으로 한다. 통증은 서혜부에서 느껴지거나 대전자 부위로 방사한다. 환자는 경직 또는 엉덩 가동 범위 제한을 불평한다. MRI 스캐닝은 엉덩 관절의 관절와순 파열을 진단하도록 사용된다. 환자는 50세의 극도로 활동적인 3종경기선수, 개인 트레이너 및 건강 지도사이다. 그녀는 서혜부 통증이 치료되지 않은 채 수개월 후에 2019년 6월 11일에 허벅지로 방사하는 오른쪽 서혜부 및 둔부 통증의 증가를 겪었다. 그녀의 증상은 엉덩 ROM을 요하는 활동에 의해 악화되었다. 19년 6월 4일에 엉덩 관절의 MRI 스캐닝은 상부 관절와순 파열, 상부 전방 관절와순 마손, 소둔근 힘줄의 파열, 대전자 점액낭 염증 및 흔한 햄스트링 건병증을 밝혀냈다. 엉덩 관절은 골관절염을 갖지 않았다. 그녀를 NSAID, 주마다의 능동 이완 및 카이로프랙틱 치료로 치료하였다. 그녀는 신체 검사 시 엉덩 ROM을 전체적으로 20% 소실하였다. 강제 내회전 및 굴곡은 되풀이되었고 그녀의 통증을 심각하게 악화시켰다. 환자는 전체적으로 그녀의 오른쪽 엉덩이가 반대의 엉덩이와 비교하여 50% 미만 정상이라고 느꼈다. 주사 전에 그리고 추적관찰에 통증 평가 설문(BPI: Brief Pain Inventory), 하지 기능 지수(LEFI: Lower Extremity Functional Index) 및 요통장애 평가 지수(ODI: Oswestry Disability Index)에 의해 환자를 평가하였다.

(1) 엉덩이 주사

83. 환자는 상담 및 동의 후 2019년 6월 11일에 엉덩이 주사를 맞았다. 베타딘 피부 준비처리에 의해 오른쪽 서혜부 및 둔부 부위를 무균처리하였다. 20 게이지 침을 전방 접근법을 통해 엉덩 관절에 배치하였다. 침 배치는 형광투시법에 의해 검증되었다. 이때에 2 cc의 동결된 EVIP(ExoFlo-Direct Biologics, 미주리주 세인트 루이스)를 실온으로 해동하고, 관절에 배치하였다.

b) 임상 결과

84. 환자는 시술 후 1주일 동안 신체 활동이 제한되었다. 수동적 저강도 운동 범위가 즉시 장려되었다. 환자는 10일에 완전한 활동으로 돌아갔다. 그녀는 시술 후 6주에는 하루에 7 마일을 뛰고 2시간 카약을 하고 600 야드 수영을 할 수 있었다. 그녀는 "푹" 잠을 자고 통증 없이 깰 수 있었다. 환자는 시술전 엉덩관절와순 파열 증상으로부터 전체 75% 개선을 경험하였다고 밝혔다.

(1) 추적관찰 MRI 스캔

85. 2019년 8월 28일에 오른쪽 엉덩이의 추적관찰 가돌리늄 관절조영상 MRI 스캔을 수행하였다. 스캔은 별개의 관절와순 파열을 나타내지 않았다. 건병증 또는 소둔근 힘줄의 간질성 파열의 증거는 없었다. 대전자 점액낭 염증이 없었다. 인상은 오른쪽 엉덩 관절에서의 음성 MRI였다. 시술전부터 12주 FU까지의 그녀의 임상 결과는 (도 1) 및 (표 1) 둘 다에 기재되어 있다. 이들은 그녀의 통증 평가 설문(더 낮은 점수가 더 양호함), 요통장애 평가 지수(더 낮은 점수가 더 양호함) 및 그녀의 하지 기능 점수(Lower Extremity Functional Score)(더 높은 점수가 더 양호함)에 표시된 개선을 기술한다.

c) 토의

86. 환자는 입증된 엉덩 관절와순 파열로부터의 통증 증가의 병력을 갖는 활동적인 50세의 YO 3종운동선수이다. 그녀는 활성 성장 인자 및 엑소좀을 함유하는 2 cc의 골수-유래 중간엽 줄기 세포 EVIP(ExoFlo-Direct Biologics, 미주리주 세인트 루이스)의 단일의 전방 엉덩이 주사를 맞았다. 그녀의 관절와순 파열 증상은 2주 후 75%만큼 개선되었다. 이 개선은 3개월에 걸쳐 유지되었다. 그녀의 주사전 관절조영상 MRI는 상부 관절와순 파열, 상부 전방 관절와순 마손, 소둔근 힘줄의 파열, 대전자 점액낭 염증 및 흔한 햄스트링 건병증을 입증한다. 엉덩 관절은 골관절염을 갖지 않았다. 그녀의 주사후 관절조영상 MRI는 관절와순 파열의 증거를 입증하지 않는다. 건병증 또는 소둔근 힘줄의 간질성 파열의 증거는 없었다. 대전자 점액낭 염증이 없었다. 인상은 오른쪽 엉덩 관절에서의 음성 MRI였다. 그녀는 2년 동안 계속해서 면밀히 모니터링될 것이다.

87. 증상성 관절와순 파열에 대한 비수술적 치료는 기본적으로 통증을 야기하는 활동을 피하는 것이다. 수술 옵션은 관절경검사 제거 또는 관절와순의 수복 중 어느 하나이다. 공개된 결과는 관절경검사 엉덩 관절와순 수술에 의한 45%의 실패율을 나타낸다.

88. 관절와순 파열의 생물학의 이해에 기초하여 비수술적 치료는 무세포 MSC 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 주사일 것이다. 엑소좀은 엔도솜에 의해 생성된 작은 30 내지 150 나노미터 크기(10억분의 1미터)의 이중 인지질 막 밀봉 구조이다. MSC(12 내지 18 미크론)는 엑소좀보다 1,000배 더 크다. 모발 직경은 80,000 나노미터이다. 엑소좀은 성장 인자, 신호전달 지질, 및 마이크로 및 메신저 RNA를 함유한다. 이 주변분비 인자는 임의의 세포 MSC 치료의 농도보다 100,000배 이상의 농도로 임의의 관절에 위치할 수 있다. 이 성장 인자 단백질 및 엑소좀은 직접적 및 간접적 둘 다로 통증이 있는 관절와순 파열의 염증성 환경을 정상적인 통증이 없는 생리학적 환경으로 다시 변경하고 섬유연골성 치유를 자극하도록 주변분비 방식으로 작용한다.

89. 관절와순 파열에 대한 미래의 무세포 치료는 2단계 과정을 수반할 것이다: 첫째로, 고도로 농축된 항염증성 골수-유래 MSC 성장 인자 및 엑소좀을 통증이 있는 관절에 주사한다. 둘째로, 이들 성장 인자 및 엑소좀은 수혜자 활액막 MSC에 들어가 새로운 연골아세포 및 항염증성 분비단백질체, 케모카인 및 사이토카인의 생성을 자극한다. 이 효과는 섬유연골성 파열을 치유하는 것으로 나타났다. 단일 관절 주사에 의해 이 무세포 생물학적 치료가 모두 달성될 수 있다. 정형외과 및 척추에서의 재생 약제의 미래는 아마 고도로 농축된 무세포 MSC 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 이용일 수 있다.

2. 실시예 2: 운동선수에서 어깨 골관절염을 치료하기 위한 세포외 소포체 단리물의 관절내 주사

90. 어깨 골관절염(OA)은 사체 및 방사선사진 연구 둘 다에서 60세가 넘은 환자의 33%에게 영향을 미치는 것으로 입증되었다. 어깨 OA를 겪는 환자는 통증, 마찰음, 운동량 소실 및 손을 원하는 공간 위치에 놓는 능력의 감소를 갖는다. 원하는 곳에 손을 놓는 능력의 제한은 일상 생활의 활동을 심각하게 손상시킨다. 가동 범위를 유지시키려는 시도에 있어서 어깨 OA에 대한 비수술적 치료는 어깨 운동, 진통제 및 비스테로이드성 소염 약제의 사용을 포함한다. 이 비수술적 치료가 OA 손상을 경감시키는 데 실패하면, 기본 수술적 치료는 어깨 전치환술(TSA: total shoulder arthroplasty)이다.

91. 최근에 연구원 및 의사는 골관절염(OA)을 치료하기 위해 중간엽 줄기 세포(MSC)를 사용하는 것의 임상 효능을 점점 더 이해하게 되었다. 부가적으로, 경감이 세포가 관절 연골로 분화하는 것에 의존하지 않고, 전적으로 성장 인자(GF) 및 엑소좀의 이의 주변분비 방출에 의존한다는 것이 명확해지고 있고, 세포는 가능하게는 치유 과정을 방해한다. 활성 성장 인자 및 엑소좀은 관절염성 관절에 전달될 때 세포 없이도 기능할 수 있다. 이는 어깨 골관절염의 치료를 위한 무세포 MSC 유래 세포외 소포체 단리 제품(EVIP) 주사의 사례 보고서이다. 어깨 OA는 운동 및 어깨 가동 범위 감소에 의해 악화되는 어깨 관절에서의 통증 및 경직에 의해 정의된다. 이 사례 보고서는 OA를 치료하기 위해 활성 성장 인자 및 엑소좀을 함유하는 EVIP를 사용하는 것의 개념 및 왜 무세포 생물학적 치료가 현재의 자가 및 동종이계 세포 생물학적 치료를 대체할 것인지의 근거를 도입할 것이다.

a) 방법

92. 오른손 지배적 57세 남성 운동선수인 환자는 오른측이 왼측보다 훨씬 심하면서 양측 어깨 통증의 증가의 14년이 넘는 병력을 겪었다. 관절와상완 관절의 골관절염을 회전근개 비정상과 구별하도록 시술전 방사선사진 및 MRI 스캐닝을 사용하였다. 2006년 1월 5일(이 시술의 13년 전)에 얻은 어깨의 과거 MRI 스캔은 관절와상완 관절의 골-대-골 골관절염인 4의 켈그렌-로렌스 점수를 밝혀냈다.

93. 각각의 방문에서 어깨의 신체 검사에 의해 그리고 어깨 기능의 측정치인 QuickDASH(QD)(더 낮은 점수가 이상적임); 상지 기능 지수(UEFI)(더 높은 백분율이 더 양호한 점수임); 통증 평가 설문(BPI)(더 높은 점수가 더 높은 통증을 나타냄) 및 전체 어깨 개선의 환자 자가 등급 평가를 사용하여 환자를 추가로 평가하였다. 3회의 상이한 임상 방문에 이 신체 평가 절차를 수행하였다: 시술전 및 이후 시술후 6주 및 12주에. 초기 신체 검사에서 오른쪽 관절와상완 관절의 내회전, 외회전 및 외전의 평균 75% 소실이 관찰되었다. 모든 가동 범위 평가는 중증 통증, 마찰음 및 골 대 골 딸깍거림과 연관되었다. 어깨의 시술전 방사선사진이 도 2에 도시되어 있다.

(1) 어깨 주사

94. 상담 및 동의 후 환자의 오른쪽 어깨를 베타딘 피부 준비처리에 의해 준비시켰다. 20 게이지 침을 전방 접근법을 통해 관절와상완 관절에 배치하였다. 침을 어깨 관절낭 내의 상완골두에 배치하였다. 침 배치는 침이 움직이도록 상완골두의 내회전 및 외회전에 의해 검증되었다. 동결된 EVIP(ExoFlo - Direct Biologics, 미주리주 세인트 루이스)의 2.0 cc 제제를 실온으로 해동하고, 관절와-상완 관절에 배치하였다.

95. 환자는 시술 후 1주일 동안 신체 활동이 제한되었다. 수동적 저강도 운동 범위가 즉시 장려되었다. 환자는 시술 후 주에 완전한 활동으로 돌아갔다.

b) 결과

96. 환자의 자가 등급 전체 어깨 개선은 주사 후 2주에서 12주 평가까지 75%였다. QuickDASH, 상지 기능 지수 및 통증 평가 설문은 2주 내에 모두 개선되었고, 그 개선은 도 3에서의 그래프 및 표 2에 표시된 값에 기재된 것처럼 12주까지 유지되었다.

전체 어깨 개선은 75%인 것으로 자가 등급화되었다. 시술후 관절와상완 가동 범위는 신체 검사에 기초하여 33% 개선되었다.

c) 토의

97. 환자는 오른쪽 지배적 어깨 통증의 증가의 14년이 넘는 병력을 겪은 57세의 활동적인 남성 운동선수이다. 그는 회전근개 비정상 없이 켈그렌-로렌스 4 등급 골 대 골 관절와상완 골관절염으로 진단되었다. 관절 연골의 재생을 관찰할 것으로 기대되지 않는다. 추적관찰 x선은 변하지 않을 것이다. 그는 활성 성장 인자 및 엑소좀을 함유하는 2 cc의 골수 유래 EVIP의 단일 주사를 맞았다. 문제 없이 주사를 수행하였다. 환자는 2주 내에 BPI, UEFI 및 QD 측정 척도에 기초하여 50% 이상 개선되었다. 그는 어깨가 전체적으로 75% 개선되었다고 등급화하였다. 그는 2주에 완전한 활동으로 돌아갔다. 이 결과는 12주까지 유지되었다. 환자는 후의 시점에 계속해서 모니터링될 것이다. 관찰된 통증 경감은 활액포의 염증 감소로 인한다고 느껴진다.

98. 어깨는 활액 내막 및 관절낭을 갖는 가동 관절이다. 활액포는 (골수 또는 지방에서 발견되는 것보다) 많은 활액막 MSC를 함유한다. 이 MSC는 골 또는 지방 MSC보다 더 높은 연골형성 가능성을 갖는다. 이 활액막 MSC에 의해 OA 발병 동안 전염증성 성장 인자 및 이화성 성장 인자가 생성된다. 이는 만성적으로 염증이 있는 통증이 있고 퇴행성인 관절 환경을 생성한다. 골수 농축액(BMC)은 평균적으로 cc당 불과 약 2,500개의 MSC를 함유한다. BMC에서 발견된 엄청나게 적은 수의 MSC에도 불구하고, OA의 치료를 위한 BMC의 사용에 있어서의 임상 효능을 보고하는 광범위한 양의 문헌이 있다. 이 효과는 BMC/MSC 세포 생존 또는 분화에 따라 의존적일 수 없다. 무세포 주변분비 인자의 방출로부터 효과적인 효과가 생겨야 한다. OA의 생물학적 치료의 미래는 무세포 MSC 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 이용일 것이다. 엑소좀은 세포의 세포질 내에 생성된 작은 30 내지 150 나노미터 크기(10억분의 1미터)의 이중 인지질 막 밀봉 구조이다. MSC(12 내지 30 미크론)는 엑소좀보다 약 1,000배 더 크다. 참조를 위해, 모발 직경은 80,000 나노미터 또는 80 미크론이다. 엑소좀은 성장 인자, 신호전달 지질, 및 마이크로 및 메신저 RNA(miRNA 및 mRNA)를 함유한다. 엑소좀에서의 RNA 함량은 이들의 항염증성 효과의 대부분을 조정한다. RNA는 자연에서 세포에 의해 많은 성장 인자와 함께 엑소좀으로 패키징된다. 이 세포-유래 주변분비 인자는 임의의 세포 MSC 치료의 농보보다 100,000배 이상의 농도로 임의의 관절에 위치하고, 직접적 및 간접적 둘 다로 임의의 통증이 있는 관절염성 관절의 염증성 환경을 정상적인 통증이 없는 항상성 생리학적 환경으로 다시 변경하도록 주변분비 방식으로 작용할 수 있다. 도 4는 이 과정을 예시한다.

99. OA에 대한 미래의 무세포 치료는 2-전방 공격을 수반할 것이다. 처음에, 관절염성 관절에 고도로 농축된 항염증성 MSC 유래 성장 인자를 주사한다. 이 성장 인자는 수혜자 활액막 MSC의 핵에 들어갈 것이다. EVIP 성장 인자는 지속적인 항염증성 분비단백질체 및 재생 분비단백질체, 케모카인 및 사이토카인을 생성하기 위한 세포 명령을 함유하는 mRNA의 전사를 자극할 것이다. 이들은 수혜자 세포로부터 윤활액으로 방출된다. 둘째로, EVIP로부터의 고도로 농축된 엑소좀은 이들의 mRNA 및 miRNA를 전달하도록 수혜자 세포에 들어갈 것이다. 이 전달된 mRNA는 항염증성 분비단백질체 및 재생 분비단백질체(성장 인자, 사이토카인, 케모카인 및 세포외 소포체)를 생성하기 위해 수혜자 활액막 MSC 리보솜에서 번역을 직접 겪을 것이다. 이 건강에 좋은 효과는 몇 개월 또는 몇 년 동안 지속될 수 있다. 단일 관절염성 관절 주사에 의해 이 무세포 생물학적 치료가 모두 달성될 수 있고, 이환율 및 자가 MSC 수득 비용을 회피한다. 정형외과 및 척추에서의 재생 약제의 미래는 아마 고도로 농축된 무세포 MSC 골수 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 이용일 수 있다.

3. 실시예 3: 엉덩이 골관절염을 치료하기 위한 세포외 소포체 단리 제품의 관절내 주사

100. 엉덩이 골관절염(OA)은 사체 및 방사선사진 연구 둘 다에서 60세가 넘은 5500만명의 환자에게 영향을 미치는 것으로 입증되었다. 엉덩이 OA를 갖는 환자는 통증, 마찰음, 운동량 소실 및 무게를 지탱하거나 보행하는 능력의 감소를 갖는다. 보행 능력 제한은 일상 생활의 활동을 심각하게 손상시킨다. 미국 정형외과 학회(AAOS: American Academy of Orthopedic Surgeons)에 따른 엉덩이 OA에 대한 비수술적 치료는 체중 감량, 가벼운 운동 및 비스테로이드성 소염 약제의 사용을 포함한다. 엉덩이 OA에 대한 수술적 치료는 엉덩관절 전치환술(THA: total hip arthroplasty)이다. AAOS는 엉덩 관절경검사 또는 어떠한 히알우론산 주사의 사용을 추천하지 않는다.

101. 지난 수년에 걸쳐, 연구원 및 임상의는 골관절염(OA)을 치료하기 위해 중간엽 줄기 세포(MSC)를 사용하는 것의 임상 효능이 세포가 관절 연골로 분화하는 것에 의존하지 않고, 전적으로 성장 인자(GF) 및 엑소좀의 이의 주변분비 방출에 의존한다는 것을 점점 더 이해하게 되었다. 관절염성 관절로의 GF 및 엑소좀의 방출을 달성하도록 살아 있는 MSC가 필요하지 않다. 이 사례 보고서는 엉덩이 OA를 치료하기 위해 무세포 MSC 유래 세포외 소포체 단리 제품(EVIP)을 사용하는 것의 개념 및 왜 무세포가 현재 사용 중인 자가 및 동종이계 둘 다인 모든 현재의 세포 생물학적 치료를 대체할 것인지의 근거를 도입할 것이다.

a) 재료 및 방법

102. 이는 엉덩이 골관절염의 치료를 위한 EVIP 주사의 사례 보고서이다. OA는 엉덩 관절에서의 종창, 통증 및 경직에 의해 정의된다. 통상적으로 체중부하 및 보행에 의해 증상이 악화된다. 켈그렌-로렌스 척도를 사용하여 1 내지 4의 엉덩 관절의 골관절염을 등급화하도록 방사선사진 및 MRI 스캐닝을 사용하였다.

103. 환자는 63세의 퇴직한 시카고 소방관이다. 그는 왼쪽 서혜부 통증의 증가 및 매일 헬스클럽 휘트니스 루틴을 계속하는 능력의 진행성 소실을 겪었다. 그는 진행성 엉덩이 이동성 소실을 경험하였다. 왼쪽 엉덩 관절의 MRI 스캐닝 및 방사선사진은 왼쪽 엉덩 관절의 켈그렌-로렌스 3 등급 골관절염 변화에 필적하였다. 그는 신체 검사 시 진통 걸음 및 양성의 트렌델렌버그(Trendelenburg) 징후를 가졌다. 엉덩 관절의 수동적 ROM은 심각한 서혜부 통증의 재생, 마찰음 및 내회전 소실과 연관되었다. 환자는 BMI가 27이었다. NSAID는 적절한 통증 경감을 제공하지 못했다. 환자는 엉덩 관절 전치환술을 심각하고 여기고 있었다. 그는 수술을 피하려는 시도로 활성 GF 및 엑소좀을 함유하는 EVIP의 주사를 엉덩이에 맞도록 선택하였다.

104. 골반의 방사선사진이 도 5에 도시되어 있다. 이 x선은 정상적인 오른쪽 엉덩이 및 왼쪽에서의 3 등급 OA 엉덩이를 보여준다. 베타딘 피부 준비처리에 의해 왼쪽 엉덩이를 무균처리하였다. 20 게이지 척추 침을 전외측 접근법을 통해 엉덩 관절에 배치하였다. 침 배치는 형광투시법에 의해 검증되었다. 이때에 2 cc의 동결된 EVIP(ExoFlo-Direct Biologics, 미주리주 세인트 루이스)를 실온으로 해동하고, 관절에 배치하였다. 환자는 시술 후 1주일 동안 신체 활동이 제한되었다. 수동적 저강도 운동 범위가 즉시 장려되었다. 환자는 2주에 완전한 활동으로 돌아갔다.

임상 결과

105. 3개월 추적관찰에 환자는 제한 없이 이전의 휘트니스 루틴으로 돌아갔다. 그는 운동 프로필에 더 이상 제한되지 않고, 기능적인 무통증 엉덩 ROM의 복귀를 즐겼다. 그는 제한 없이 완전한 활동으로 돌아갔다.

b) 토의

106. 엉덩이는 활액 내막 및 관절낭을 갖는 가동 관절이다. 활액포는 (골수 또는 지방 조직에서 발견되는 것보다) 많은 활액막 MSC를 함유한다. 이 MSC는 골 또는 지방 MSC보다 더 높은 연골형성 가능성을 갖는다. 이 활액막 MSC에 의해 OA 발병 동안 전염증성 성장 인자가 생성된다. 이는 만성적으로 염증이 있는 통증이 있는 관절 환경을 생성한다. 골수 농축액(BMC)은 평균적으로 cc당 불과 약 2,500개의 MSC를 함유한다. BMC에서 발견된 엄청나게 적은 수의 MSC에도 불구하고, OA의 치료를 위해 BMC를 사용하는 동물 및 인간에서의 임상 효능을 보고하는 광범위한 양의 문헌이 있다. 이 효과는 BMC/MSC 세포 생존 또는 분화에 따라 의존적일 수 없다. 무세포 주변분비 인자의 방출로부터 이 효과성이 생겨야 한다. OA의 생물학적 치료의 미래는 무세포 MSC 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 이용일 것이다.

107. 엑소좀은 골지체 또는 골지 기관에 의해 생성된 작은 30 내지 150 나노미터 크기(10억분의 1미터)의 이중 인지질 막 밀봉 구조이다. MSC(12 내지 18 미크론)는 엑소좀보다 1,000배 더 크다. 모발 직경은 80,000 나노미터이다. 엑소좀은 성장 인자, 신호전달 지질, 및 마이크로 및 메신저 RNA를 함유한다. 엑소좀 내의 RNA 함량은 이들의 항염증성 효과의 대부분을 조정한다. RNA는 많은 펩타이드 성장 인자와 함께 엑소좀에 배치된다. 이 주변분비 인자는 임의의 세포 MSC 치료의 농도보다 100,000배 이상의 농도로 임의의 관절에 위치할 수 있다. 이 성장 인자 단백질 및 엑소좀은 직접적 및 간접적 둘 다로 임의의 통증이 있는 관절염성 관절의 염증성 환경을 정상적인 통증이 없는 생리학적 환경으로 다시 변경하도록 주변분비 방식으로 작용할 것이다.

108. OA에 대한 미래의 무세포 치료는 2-전방 공격을 수반할 것이다. 처음에, 관절염성 관절에 고도로 농축된 항염증성 MSC 유래 성장 인자를 주사한다. 이 성장 인자는 수혜자 활액막 MSC의 핵에 들어갈 것이다. EVIP 성장 인자는 지속적인 항염증성 분비단백질체, 케모카인 및 사이토카인의 생성을 위한 명령을 함유하는 mRNA의 전사를 자극할 것이다. 이들은 수혜자 활액막 MSC로부터 윤활액으로 방출될 것이다. 둘째로, EVIP로부터의 고도로 농축된 엑소좀은 이들의 mRNA를 전달하도록 수혜자 활액막 MSC에 들어갈 것이다. 이 mRNA는 항염증성 분비단백질체, 사이토카인 및 케모카인을 생성하기 위해 수혜자 활액막 MSC 리보솜에서 번역을 직접 겪을 것이다.

109. 이 건강에 좋은 효과는 몇 개월 또는 몇 년 동안 지속될 수 있다. 이환율 및 자가 MSC 수득 비용을 요하지 않으면서 단일 관절염성 관절 주사에 의해 이 무세포 생물학적 치료가 모두 달성될 수 있다. 정형외과 및 척추에서의 재생 약제의 미래는 아마 고도로 농축된 무세포 MSC 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 이용일 수 있다.

4. 실시예 4: 세포외 소포체 단리물 관절내 주사에 의한 팔꿈치 관절염의 치료

110. 팔꿈치의 원발성 골관절염(OA)은 유전적 소인과 연관된 흔하지 않은 병태이다. 이는 힘든 스포츠 또는 중노동에 종사하는 환자의 지배적 하지의 척골-상완 관절 내에 주로 발생한다. 외상후 팔꿈치 OA가 단연코 더 흔하다. 다양한 외상성 손상은 궁극적으로 팔꿈치에 외상후 OA의 특정 형태를 야기할 수 있다. 팔꿈치의 원발성 관절염 또는 외상후 관절염을 갖는 환자의 가장 흔한 불평은 통증 및/또는 운동량 소실이다. 신전 및 회내 소실은 굴곡 및 회외 소실보다 더 쉽게 보상될 수 있다.

111. 비수술적 관리는 팔꿈치 OA에 대한 초기 치료의 중심에 있다. 이는 통상적으로 엘보 슬리브, 비스테로이드성 소염 약제 및 관절내 스테로이드 주사를 포함한다. 공격적인 종말 굴곡 및 신전 활동(역도, 복싱 등)을 피하면 통증이 실질적으로 경감될 수 있다. 연관된 삼출 및 운동량 제한과 함께 급성-대-만성 증상 제시를 겪는 환자는 통상적으로 전문 치료사에 의한 감독된 재활 과정을 예약한다.

112. 심각한 팔꿈치 통증 또는 상당한 이동성 소실과 이로 인한 상지 기능 손상 및 일상 활동 제한을 갖는 환자에 수술 관리가 권고된다. 팔꿈치 관절경검사의 진보는 양호한 결과를 생성시키고, 임의의 개복 수술을 완전히 대체하였다. 특히 청년층 환자 집단에서의 팔꿈치의 관절경검사 제거는 통증 및 가동 범위의 개선으로 상당히 괜찮은 결과를 갖는다. 팔꿈치 관절경검사에서 안전하고 세심한 기법으로 실질적 경험이 있는 외과의가 공개 시술을 수행함이 특히 중요하다. 염증성, 외상성 또는 원발성 팔꿈치 관절염을 갖는 수요가 적은 노년층 환자(60세 초과)에게는 팔꿈치 전치환술이 가장 적절하다. 팔꿈치 전치환술은 청년층 및 통상 남성 집단에서의 팔꿈치 OA의 환경에서는 좀처럼 적용되지 않는다.

113. 팔꿈치 OA의 비수술적 치료와 수술적 치료 사이의 큰 공백이 있다. 이는 팔꿈치 OA를 갖는 어린 매우 활동적인 척추지압사의 사례 보고서이다. 그녀를 활성 성장 인자 및 엑소좀을 함유하는 골수 유래 중간엽 줄기 세포(MSC) 세포외 소포체 단리물의 단일 관절내 주사로 치료하였다.

a) 재료 및 방법:

114. 환자는 60세의 매우 활동적인 건강한 현직 척추지압사이다. 그녀는 처음에 심각한 수상 스키 사고로 16세에 지배적 오른쪽 팔꿈치가 손상되었다. 그녀는 요골 및 척골이 상완골의 후방에 위치하며 팔꿈치 완전 탈구로 고통스러웠다. 신경혈관 손상은 없었다. 일반 마취 하에 팔꿈치를 정복하였다. 회복 후 그녀는 최대 신전이 15⁰ 부족하고 최대 굴곡이 10⁰ 부족해졌다. 회외 또는 회내는 감소하지 않았다. 그녀는 58세에 이차 손상을 겪어 요골두가 완전 탈구되었다. 그녀는 이 손상 후 요골 소두 관절의 외상성 관절염이 생겼고, 활동에 의해 일상적 통증 및 관절 종창이 악화되었다. 카이로프랙틱 치유 업무를 하는 그의 능력은 심각하게 제한되었다. 그녀는 정기적으로 NSAID를 먹고 업무 후에는 냉동 치료를 받았다. 그녀의 팔꿈치 신체 검사는 팔꿈치의 15⁰ 신전 소실 및 10⁰ 굴곡 소실을 밝혀냈다. 그녀는 10⁰의 회내 및 회외 소실을 가졌다. 하나가 넘는 팔꿈치 관절 종창이 있었다. 그녀의 방사선사진은 팔꿈치 관절의 3 등급 켈그렌-로렌스 골관절염을 나타냈다(도 6a 및 도 6b).

(1) 팔꿈치 주사:

115. 환자는 상담 및 동의 후 2019년 6월 11일에 팔꿈치 주사를 맞았다. 베타딘 피부 준비처리에 의해 오른쪽 팔꿈치 관절을 무균처리하였다. 20 게이지 침을 외측 및 내측 접근법을 통해 팔꿈치 관절에 배치하였다. 이때에 3 cc의 동결된 EVIP(ExoFlo-Direct Biologics, 미주리주 세인트 루이스)를 실온으로 해동하고, 팔꿈치 관절의 내측 및 외측에 배치하였다. 환자는 불리한 반응을 경험하지 않았다. 전체 시술은 15분이 걸렸다.

b) 결과

116. 팔꿈치 관절은 주사 후 몇 일 동안 통증이 있고 부어올랐다. 그녀는 1주일 동안 일을 할 수 없었다. 그녀의 증상은 다음 4주에 걸쳐 개선되었다. 그녀는 주사 후 6주에 팔꿈치가 50% 더 나아졌다고 느꼈다. 이 개선은 3개월에 걸쳐 지속되었고, 팔꿈치는 주사전부터 이제 70% 개선된다. 팔꿈치 가동 범위는 EVIP 주사 후 변하지 않았다(표 3 및 도 7).

c) 토의

117. 이는 증가하는 증상성 외상성 골관절염 지배적 팔꿈치의 여러 해의 병력을 갖는 60세의 활동적인 현직 척추지압사의 사례 연구이다. 그녀는 16세에 심각한 후방 팔꿈치 탈구로 고통스러웠다. 그녀의 증상은 일로 인해 크게 악회되어서 그녀가 퇴임을 고려하는 지경에 이르렀다. 그녀가 재정적 경비로 인해 단독 진료에 있으므로 이것은 중대한 결정이었다. 그녀의 수술 옵션은 팔꿈치 전치환술이었다. 그녀는 이 수술 절차 후에 카이로프랙틱 업무로 돌아갈 수 없을 것이다. 수술 목표는 격렬한 노동으로 복귀하는 것이 아니라 일상 생활의 활동을 개선하려고 시도하는 것이었다. 그녀는 수술을 피하고 계속해서 카이로프랙틱 업무를 하려는 시도로 활성 성장 인자 및 엑소좀을 함유하는 골수 유래 MSC EVIP(ExoFlo-Direct Biologics, 미주리주 세인트 루이스)의 팔꿈치 주사를 시도하려고 선택하였다. 주사 후 3개월에 그녀의 팔꿈치는 70% 개선되었고, 그녀는 전일제로 일하고 있다.

118. 팔꿈치는 활액 내막 및 관절낭을 갖는 가동 관절이다. 활액포는 (골수 또는 지방에서 발견되는 것보다) 많은 활액막 MSC를 함유한다. 이 MSC는 골 또는 지방 MSC보다 더 높은 연골형성 가능성을 갖는다. 이 활액막 MSC에 의해 OA 발병 동안 전염증성 성장 인자가 생성된다. 이는 만성적으로 염증이 있는 통증이 있는 관절 환경을 생성한다. 골수 농축액(BMC)은 평균적으로 cc당 불과 약 2,500개의 MSC를 함유한다. BMC에서 발견된 엄청나게 적은 수의 MSC에도 불구하고, OA의 치료를 위해 BMC를 사용하는 동물 및 인간에서의 임상 효능을 보고하는 광범위한 양의 문헌이 있다. 이 효과는 BMC/MSC 세포 생존 또는 분화에 따라 의존적일 수 없다. 무세포 주변분비 인자의 방출로부터 효과적인 효과가 생겨야 한다. OA의 생물학적 치료의 미래는 무세포 MSC 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 이용일 것이다. 엑소좀은 골지체 또는 골지 기관에 의해 생성된 작은 30 내지 150 나노미터 크기(10억분의 1미터)의 이중 인지질 막 밀봉 구조이다. MSC(12 내지 18 미크론)는 엑소좀보다 1,000배 더 크다. 모발 직경은 80,000 나노미터이다. 엑소좀은 성장 인자, 신호전달 지질, 및 마이크로 및 메신저 RNA를 함유한다. 엑소좀에서의 RNA 함량은 이들의 항염증성 효과의 대부분을 조정한다. RNA는 많은 펩타이드 성장 인자와 함께 엑소좀에 배치된다. 이 주변분비 인자는 임의의 세포 MSC 치료의 농도보다 100,000배 이상의 농도로 임의의 관절에 위치할 수 있다. 이 성장 인자 단백질 및 엑소좀은 직접적 및 간접적 둘 다로 임의의 통증이 있는 관절염성 관절의 염증성 환경을 정상적인 통증이 없는 생리학적 환경으로 다시 변경하도록 주변분비 방식으로 작용할 것이다.

119. OA에 대한 미래의 무세포 치료는 2-전방 공격을 수반할 것이다. 처음에, 관절염성 관절에 고도로 농축된 항염증성 MSC 유래 성장 인자를 주사한다. 이 성장 인자는 수혜자 활액막 MSC의 핵에 들어갈 것이다. EVIP 성장 인자는 지속적인 항염증성 분비단백질체, 케모카인 및 사이토카인의 생성을 위한 명령을 함유하는 mRNA의 전사를 자극할 것이다. 이들은 활액막 MSC로부터 윤활액으로 방출될 것이다. 둘째로, EVIP로부터의 고도로 농축된 엑소좀은 이들의 mRNA를 전달하도록 수혜자 활액막 MSC에 들어갈 것이다. 이 전달된 mRNA는 항염증성 분비단백질체, 사이토카인 및 케모카인을 생성하기 위해 수혜자 활액막 MSC 리보솜에서 번역을 직접 겪을 것이다. 이 건강에 좋은 효과는 몇 개월 또는 몇 년 동안 지속될 수 있다. 단일 관절염성 관절 주사에 의해 이 무세포 생물학적 치료가 모두 달성될 수 있어서 이환율 및 자가 MSC 수득 비용을 요하지 않는다. 정형외과 및 척추에서의 재생 약제의 미래는 아마 고도로 농축된 무세포 MSC 골수 유래 성장 인자 및 특히 엑소좀의 이용일 것이다.

5. 실시예 5: EVIP 투여에 의한 골관절염 치료

120. 골수 중간엽 줄기 세포로부터 유래된 세포외 소포체 단리 제품(EVIP)은 활성 성장 인자(800개 초과) 및 엑소좀(cc당 100억개 초과)을 함유한다. 이는 OA를 치료하기 위한 EVIP 주사의 안전성 및 효능에 대한 처음의 IRB 지원 보고서이다. 33명의 전직 해군 특전사에게 무릎(n=58), 어깨(n=32), 팔꿈치(n=16), 엉덩이(n=12), 발목(n=8) 또는 손목(n=6) OA에 대해 EVIP를 주사하였다. 3개월 추적관찰에 평균 무릎 환자는 통증 평가 설문(BPI)을 70% 개선하고, 요통장애 평가 지수(ODI)를 67% 개선하고, 하지 기능 척도(LEFS)를 62% 개선하였고, 평균 어깨 환자는 BPI를 68% 개선하고, ODI를 82% 개선하고, QD를 74% 개선하고, UEFS를 68% 개선하였고, 평균 팔꿈치 환자는 BPI를 76% 개선하고, QD를 81% 개선하고, UEFS를 76% 개선하였고, 평균 엉덩이 환자는 BPI를 70% 개선하고, ODI를 72% 개선하고, LEFS를 64% 개선하였고, 평균 발목 환자는 BPI를 70% 개선하고, ODI를 72% 개선하고, LEFS를 64% 개선하였고, 평균 손목 환자는 BPI를 68% 개선하고, QD를 64% 개선하고, UEFS를 74% 개선하였다. 모든 개선은 p<0.001에 대한 것이었다. 문제는 없었고, 환자는 EVIP 주사로부터 나빠지지 않았다. 3개월 추적관찰에 OA에 대한 EVIP 주사는 안전하고 효과적인 것으로 보이고 관절 대체 전에 고려되어야 한다.

a) EVIP 규명:

121. 그 제품은 MSC가 마스터 뱅킹되고 FDA에 등록된 22세의 여성 공여자의 골수로부터 유래된다. 이들 세포로부터의 최종 제품은 800개 초과의 상이한 활성 성장 인자 및 cc당 300억개 초과의 엑소좀을 함유한다. 그 제품은 동결 상태로 사용된다. 방사선이 아니라 한외여과에 의해 무균처리를 달성한다. 골수 MSC로부터 유래된 무세포 엑소좀은 고급 입자 분석, 단백체학 평가 및 USP<71> 멸균 보증을 포함하는 광범위한 규명과 일치하는 제품을 제공한다. 사이토카인 및 성장 인자 확인 및 정량화를 또한 수행한다. 용량 및 활성과 관련하여 일관되고 표준화되고 품질 시험된 치료학적 고급 제품으로서 무세포 엑소좀을 생각한다.

(1) 환자 인구통계:

122. 무릎, 어깨, 팔꿈치, 엉덩이, 발목 및 손목에 치료를 받는 환자의 수는 평균 BMI 및 평균 연령에 따라 표 4에 기재되어 있다.

123. 주사 기법: 베타딘 피부 준비처리에 의해 모든 주사된 관절을 무균처리하였다. 형광투시법 하에 20 게이치 침을 관절염성 관절에 배치하였다. 침 배치는 형광투시적 조절 하에 검증되었다. 이때에 2 cc의 동결된 EVIP(ExoFlo-Direct Biologics, 미주리주 세인트 루이스)를 실온으로 해동하고, 관절에 배치하였다. 환자마다 4곳의 관절에 주사하는 전체 시술은 평균 30분이 필요했다.

124. 환자는 어떠한 통증 약제도 처방을 받지 않았다. 이들은 시술 후 2주 동안 신체 활동이 제한되었다. 수동적 저강도 운동 범위가 즉시 장려되었다. 2주 후 환자는 완전한 활동으로 돌아가도록 허용되었다.

(2) 통계 시험

125. 95% 신뢰 간격(α = 0.05. Microsoft Excel)으로 양측 스튜던트 t-테스트에 의해 단변수 데이터 비교를 분석하였다. JMP 9 통계 분석 소프트웨어(SAS Institute, 노스캐롤라이나주 캐리)를 사용하여 변량 분석(ANOVA)에 의해 다변수 데이터를 평가하였다.

b) 결과

126. EVIP 주사로부터의 임의의 부작용 및 모든 부작용을 토의하도록 모든 환자를 12시간, 24시간, 48시간 및 2주, 6주 및 3개월에 연락하였다. 어떠한 환자도 EVIP 주사로부터 부작용을 보고하지 않았다. 환자는 EVIP 주사로부터 임상적으로 나빠지지 않았다.

127. 무릎 = 58, 어깨 = 32, 팔꿈치 = 16, 엉덩이 = 12, 발목 = 8, 손목 = 6, 주사된 총 관절 수 = 132

E. 참고문헌

Claims (6)

1. 대상체에서 하나 이상의 관절에 영향을 미치는 질환, 장애, 손상 또는 이의 증상을 치료하고/하거나, 억제하고/하거나, 감소시키고/시키거나, 개선하고/하거나, 예방하는 방법으로서,
   치료학적 유효량의 중간엽 줄기 세포(MSC: mesenchymal stem cell) 엑소좀 제제를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 질환 또는 장애는 골관절염, 연소성 관절염, 건선성 관절염, 감염성 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 통풍, 점액낭염, 건병증, 건염, 염좌, 관절와순 파열, 힘줄 파열 및/또는 인대 파열을 포함하는, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 관절은 발목, 무릎, 엉덩이, 손목, 팔꿈치, 어깨, 주먹결절(knuckle) 및/또는 목을 포함하는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MSC 엑소좀 제제는 장애, 질환 또는 손상에 의해 영향을 받는 각각의 관절에 투여되는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MSC 엑소좀 제제는 MSC로부터 얻은 성장 인자를 추가로 포함하는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 MSC 엑소좀은 주사를 통해 투여되고, MSC 엑소좀은 스캐폴드, 하이드로겔 및/또는 국소 크림 또는 고약을 보유하는, 방법.

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