RU2780932C1 - Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии онкологических больных - Google Patents

Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии онкологических больных Download PDF

Info

Publication number
RU2780932C1
RU2780932C1 RU2021134526A RU2021134526A RU2780932C1 RU 2780932 C1 RU2780932 C1 RU 2780932C1 RU 2021134526 A RU2021134526 A RU 2021134526A RU 2021134526 A RU2021134526 A RU 2021134526A RU 2780932 C1 RU2780932 C1 RU 2780932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cells
local
cell
hydrogel
biodegradable
Prior art date
Application number
RU2021134526A
Other languages
English (en)
Inventor
Наталья Юрьевна Анисимова
Наталья Сергеевна Мартыненко
Ольга Владиславовна Рыбальченко
Михаил Валентинович Киселевский
Алмагуль Тулеуловна Маншарипова
Айгуль Одаковна Кабиева
Сергей Владимирович Добаткин
Юрий Захарович Эстрин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России)
Application granted granted Critical
Publication of RU2780932C1 publication Critical patent/RU2780932C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии, медицине и ветеринарии, а именно к онкологии, разработке погружных медицинских изделий для персонализированной терапии, в частности для местной циторедуктивной терапии пациентов с солидными опухолями путем паратуморальной имплантации изделия. Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии онкологических больных представляет собой скаффолд из биодеградируемого сплава на основе железа и марганца, изготовленный в виде пластины с прорезями продолговатой формы, формирующими резервуары для действующей композиции, заполненные мобилизирующей клетки средой на основе гидрогеля и биомедицинским клеточным продуктом на основе аутологичных или аллогенных Т-лимфоцитов и натуральных киллеров, активированных ex vivo. Изобретение обеспечивает направленную транспортировку и длительное выживание клеток, депонированных в гидрогеле в области введения, а также реализацию ими пролонгированного местного цитотоксического воздействия клеток-эффекторов на опухолевые клетки путем непосредственного цитотоксического воздействия, а также активацию специфического и неспецифического звеньев иммунитета пациента. 2 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к биотехнологии, медицине и ветеринарии, а именно к онкологии, разработке погружных медицинских изделий для адъювантной клеточной иммунотерапии. Может быть использовано для местной циторедуктивной терапии пациентов с солидными опухолями.
Для лечения больных с онкологическими заболеваниями разработано значительное количество медицинских продуктов на основе иммунокомпетентных клеток и их белков для системного и местного введения больным. Известно, что для лечения меланомы предложено интратуморально вводить дендритные клетки [Yao W, Li Y, Zeng L, Zhang X, Zhou Z, Zheng M, Wan H. Intratumoral injection of dendritic cells overexpressing interleukin-12 inhibits melanoma growth. Oncol Rep. 2019 Jul; 42(l):370-376. doi: 10.3892/or.2019.7165. Epub 2019 May 21. PMID: 31115558]. Предложено интратуморальное введение рекомбинантных цитокинов: препарата интерферона для лечения базально-клеточного рака кожи [https://rsmu.ru/fileadmin/templates/DOC/Disser/ 10/d_abdulla_ibragim.pdf], а также фактора некроза опухоли - альфа для лечения внутриглазной и коньюнктивальной меланомы [RU 2175242 C1]. Известна композиция на основе аллогенных лимфоцитов в качестве экзогенного источника CD4 + Т-клеток, призванных способствовать активности эндогенных, опухолево-реактивных CD8 + Т-клеток пациента [СА 2872643]. Предложено использовать аллостимулированные клетки в двухэтапной последовательной стратегии имплантации непосредственно в солидную опухоль для инициации иммунного противоопухолевого ответа организмом пациента [ЕР 1037643].
Клеточные продукты или цитостатики предложено вводить не только в виде суспензии, но и с использованием специальной мобилизирующей среды депонирования. Известна композиция для интратуморального введения ДНК вектора, инкапсулированного в наночастицы из хитозана [WO 2019104449]. Известен противоопухолевый агент с системой замедленного высвобождения препаратов ингибиторов ангиогенеза и/или протеолитических ферментов в микросферах или суспензии на основе карбоксиметилцеллюлозы [CN 101396341]. Известен имплантат для терапии солидных опухолей кармустином с замедленным высвобождением, что достигается использованием в качестве вспомогательного вещества растворимого биологического полимера [CN 101204365]. Также в качестве вспомогательного агента в аналогичном продукте предложено использовать сополимер лактида и гликолида для замедления высвобождения цитостатика [WO 2016095592]. Известно изобретение, предполагающее имплантацию в непосредственной близости от опухоли депо на основе гидрогеля, способного длительно обеспечивать градиент хемокинов иммунных клеток и ингибиторов иммунных контрольных чекпоинтов (checkpoints) [WO 2020176790]. Известна противоопухолевая фармацевтическая система с чипом для in vivo инъекции клеток, которая содержит пористый трехмерный криогелевый каркас, заключающий в себе производные гиалуроновой кислоты различной химической структуры и клетки, культивируемые в камерах каркаса [WO 2020116989].
В качестве средства доставки клеточных продуктов и композиций на их основе в область опухолевого узла предложено использовать инъекционные иглы, зонды, а также имплантируемые скаффолды. Известно изобретение, где предложено использовать закрытые емкости для интратуморального введения лекарственных веществ в опухолевые узлы при раке молочной железы с целью замены или дополнения стандартной радиотерапии [WO 2018114989]. Описано изобретение подобного устройства для адресной доставки химического агента, дистальный конец которого проникает в ткань-мишень и имеет порты доставки, расположенные вдоль всего устройства; баллон на конце обеспечивает контакт между целевой тканью и портами доставки [WO 2016014750 A1]. Это изобретение включает систему доставки, содержащую инъекционное средство доставки, имеющее просвет, при этом просвет образует гидравлическую связь между дальним концом и проксимальным концом средства доставки; имеется резервуар для хранения композиции. Действующая композиция составлена таким образом, чтобы ограничить миграцию активного агента из резервуара доставки. Изобретение предложено использовать для лечения широкого спектра заболеваний, в том числе рака различной этиологии. Датчики на наконечнике позволяют осуществлять внутрипроцедурный мониторинг путем измерения температуры, физиологических и/или электрофизиологических изменений, связанных с процессом доставки. Описан катетер с внутренними каналами для доставки в ткани композиций на основе гидрогелей [WO 2012012772]. Известна система доставки лекарственного средства или системы гипертермии с использованием иглы для акупунктуры из сплава Со-Cr-Мо [WO 2013183791 A1].
В качестве носителя также предложено использовать биоразлагаемый пористый полимерный имплантат для длительного высвобождения действующего терапевтического агента [US 6013853]. Известно изобретение для химиотерапии рака, предполагающее пролонгированное высвобождение из биоразлагаемых полимерных имплантатов (например, миллицилиндров и микросфер, а также in situ образующихся гелей) соединений (в том числе, блокирующих активность интерлейкина-6) в области иссечения злокачественной опухоли, или для предотвращения прогрессирования предракового состояния [WO 2017147169]. Также было предложено использовать цилиндрические имплантаты из магниевых сплавов с гадолинием, введенные интратуморально, для локальной циторедуктивной терапии узлов меланомы [DOI: 10.1016/j.msec.2021.112464]. Было предложено использование для иммунореабилитации онкологических больных имплантируемых пористых титановых носителей-инкубаторов с депонированной в их поры суспензией лимфокин-активированных киллеров на основе натуральных киллеров - субпопуляции аутологичных лимфоцитов, модифицированных рекомбинантными цитокинами ex vivo [RU 2400238] или электромагнитным полем [RU 2377994].
Наиболее близким к заявляемому изобретению (прототипом) является имплантируемое устройство с противоопухолевой активностью для потокового программирования клеток, содержащее следующие три компонента: скаффолд, который имеет отверстия в виде макропор (400-500 мкм), соединяющихся друг с другом; мобилизационную композицию, которая обеспечивает мобилизацию и выживание дендритных клеток в условиях каркаса; композицию для развития иммунной реактивности, содержащую иммуномодулятор, который активирует дендритные клетки, и цитозин-гуанозиновый олигонуклеотид (CpG-ODN) [JP 2015134766].
Недостатки прототипа: 1) ограниченность объема резервуара для противоопухолевых агентов объемом пор в скаффолде, 2) необходимость проведения дополнительных хирургических вмешательств для удаления скаффолда из небиодеградируемого материала после окончания лечения, 3) высокий риск развития у пациентов иммуносупрессии, обусловленный повышенной экспрессией дендритными клетками интерлейкина-12 [doi: 10.3892/or.2019.7165], 4) необходимость предварительной идентификации экспрессии на клетках опухоли специфического антигена для примирования дендритных клеток, что значительно ограничивает спектр чувствительных к данному подходу опухолей, 5) повышенный риск развития аллергических реакций или реакций отторжения на введение в организм пациента иммуномодуляторов на основе олигонуклеотида.
Задачей изобретения является создание имплантируемого биодеградируемого медицинского имплантата, обеспечивающего доставку, локализованную мобилизацию и депонированное высвобождение композиции с противоопухолевой активностью в область рядом с опухолевым узлом.
Задача решается тем, что предлагаемый имплантат представляет собой скаффолд из биодеградируемого сплава на основе железа и марганца, формирующий несколько резервуаров для действующей композиции за счет изготовления в виде пластины с прорезями, заполненный мобилизирующей клетки средой на основе гидрогеля для обеспечения выживаемости и замедленного высвобождения клеток, и биомедицинским клеточным продуктом на основе аутологичных или аллогенных Т-лимфоцитов и натуральных киллеров (НК), активированных ex vivo. Размер скаффолда зависит от конфигурации, локализации и объема опухолевого узла конкретного пациента.
Технический результат
Заявляемое изобретение обеспечивает локализованную доставку в область солидной опухоли биомедицинского клеточного продукта, генерированного ex vivo, на основе аутологичных или аллогенных лимфоцитов (CAR-клетки, CAR-T-HK клетки и/или лимфокин-активированные киллеры), депонированных в гидрогеле, в составе биодеградируемого скаффолда из сплава на основе железа и марганца, изготовленного в виде пластины с прорезями продолговатой формы. Цитотоксическое воздействие внесенного клеточного продукта на клетки опухоли опосредовано как непосредственной рецептор-зависимой контактной реакцией с формированием неспецифических пор в мембране клеток-мишеней, противоопухолевым эффектом клеточных цитокинов, так и опосредованной активацией клеточного и гуморального иммунитета пациента. Использование предложенного подхода способно обеспечить направленную транспортировку и длительное выживание клеток, депонированных в гидрогеле, в области введения, а также обеспечить реализацию ими пролонгированного местного цитотоксического воздействия клеток-эффекторов на опухолевые клетки путем непосредственного цитотоксического воздействия, а также активации звеньев врожденного и адаптивного иммунитета пациента.
Изобретение иллюстрируется фиг. 1 и 2:
На фиг. 1 - схематическое изображение изделия, вид сбоку;
На фиг. 2 - фотография скаффолда, увеличение в 5 раз.
Получение образцов заявляемого изделия осуществляют следующим способом. В качестве механического каркаса имплантата используют скаффолд, изготовленный из сплава на основе железа и марганца. Скаффолд изготавливают в виде пластины толщиной примерно 3 мм (1) с прорезями (2) для паратуморального введения. Затем готовят композицию на основе гидрогеля, разрешенного для применения в клинической практике, при температуре 4-10°С (3) и аллогенных донорских или аутологичных CAR-T-НК клеток и/или лимфокин-активированных киллеров, генерированных ех vivo (4). Заполняют клеточно-гелевой композицией емкости скаффолда и инкубируют изделие при 37°С не менее 30 минут. Изделие вносят в паратуморальную область пинцетом.
Изобретение иллюстрировано двумя примерами.
Пример №1. Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии, состоящий из трех компонентов: 1) плоской пластины (длина стороны 3-6 мм, толщина 1±0,2 мм) с прорезями продолговатой формы, изготовленной из сплава системы Fe-30Mn-C; 2) гидрогеля на основе коллагена; 3) биомедицинского клеточного продукта на основе аллогенных Т-лимфоцитов и натуральных киллеров, полученных из крови здоровых мышей линии Balb/c в концентрации 7 млн клеток в 0,1 мл (Фиг. 2). Аллогенный клеточный продукт смешивали с гелем при температуре 4°С в соотношении 1:1. Полученной гелево-клеточной композицией наполняли прорези скаффолда. Изделие инкубировали при 37°С 35 минут с соблюдением условий стерильности. Полученное изделие вводили с помощью пинцета паратуморольно рядом с капсулой опухолевого узла мышам линии C57Black/с. Эффект торможения роста опухоли, зафиксированный на 10 сутки наблюдения составил 52±9%.
Пример №2. Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии состоящий из трех компонентов: 1) плоской пластины (длина стороны 3-6 мм, толщина 1±0,2 мм), с прорезями продолговатой формы, изготовленной из сплава Fe-30Mn-C; 2) гидрогеля на основе коллагена; 3) аутологичных лимфокинактивированных киллеров, полученных из крови мыши линии C57Black/с с привитой меланомой линии В16 в концентрации 6,4 млн клеток в 0,2 мл (Фиг. 2). Аутологичный клеточный продукт смешивали с гелем при температуре 4°С в соотношении 1:1. Полученной гелево-клеточной композицией наполняли прорези скаффолда. Изделие инкубировали при 37°С 35 минут с соблюдением условий стерильности. Полученное изделие для локальной иммунотерапии испытывали in vitro в цитотоксическом тесте. С этой целью культуру клеток меланомы В16 пассировали в лунки 12-луночного планшета по 500 тысяч клеток на лунку. После придонной адгезии клеток меланомы в лунки планшета вносили образцы описываемых изделий и инкубировали в полной питательной среде объемом 4 мл при температуре 37°С в атмосфере с 5% углекислого газа в течение 3 суток. После удаления образцов изделия оценивали выживаемость опухолевых клеток по результатам активности лактатдегидрогеназы. Цитотоксический эффект составил 57±6%.

Claims (1)

  1. Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии онкологических больных, отличающийся тем, что представляет собой скаффолд из биодеградируемого сплава на основе железа и марганца, изготовленный в виде пластины с прорезями продолговатой формы, формирующими резервуары для действующей композиции, заполненные мобилизирующей клетки средой на основе гидрогеля и биомедицинским клеточным продуктом на основе аутологичных или аллогенных Т-лимфоцитов и натуральных киллеров, активированных ex vivo.
RU2021134526A 2021-11-25 Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии онкологических больных RU2780932C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780932C1 true RU2780932C1 (ru) 2022-10-04

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2872643A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 The Johns Hopkins University Methods and compositions for infusion of transiently engrafting, selected populations of allogeneic lymphocytes to treat cancer
JP2015134766A (ja) * 2008-02-13 2015-07-27 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 持続的細胞プログラミング装置
RU2653434C1 (ru) * 2017-04-11 2018-05-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ создания биорезорбируемого клеточного скаффолда на основе фибрина плазмы крови
WO2019104449A1 (es) * 2017-11-28 2019-06-06 Universidad De Santiago De Chile Composición para inyección intratumoral que comprende vector de adn encapsulado en nanopartículas de quitosano y su uso en el tratamiento del cáncer
RU2019103382A (ru) * 2016-07-12 2020-08-11 Те Юниверсити Оф Норт Каролина Эт Чепел Хилл Биоматриксные скаффолды, предназначенные для применения при диагностировании и моделировании рака
RU2756551C2 (ru) * 2019-12-30 2021-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Биосовместимый биоразлагаемый скаффолд на основе полимерного композита, содержащего наночастицы гидроксиапатита
RU2757812C2 (ru) * 2018-12-28 2021-10-21 Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ Противоопухолевый таргетный клеточный продукт, способ его получения и его применение

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015134766A (ja) * 2008-02-13 2015-07-27 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ 持続的細胞プログラミング装置
CA2872643A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 The Johns Hopkins University Methods and compositions for infusion of transiently engrafting, selected populations of allogeneic lymphocytes to treat cancer
RU2019103382A (ru) * 2016-07-12 2020-08-11 Те Юниверсити Оф Норт Каролина Эт Чепел Хилл Биоматриксные скаффолды, предназначенные для применения при диагностировании и моделировании рака
RU2653434C1 (ru) * 2017-04-11 2018-05-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ создания биорезорбируемого клеточного скаффолда на основе фибрина плазмы крови
WO2019104449A1 (es) * 2017-11-28 2019-06-06 Universidad De Santiago De Chile Composición para inyección intratumoral que comprende vector de adn encapsulado en nanopartículas de quitosano y su uso en el tratamiento del cáncer
RU2757812C2 (ru) * 2018-12-28 2021-10-21 Андрей Степанович БРЮХОВЕЦКИЙ Противоопухолевый таргетный клеточный продукт, способ его получения и его применение
RU2756551C2 (ru) * 2019-12-30 2021-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Биосовместимый биоразлагаемый скаффолд на основе полимерного композита, содержащего наночастицы гидроксиапатита

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4832686A (en) Method for administering interleukin-2
US11786713B2 (en) Methods and compositions related to physiologically responsive microneedle delivery systems
Paolini et al. Polymers for extended-release administration
CN106699896A (zh) 一种可自组装成水凝胶的肿瘤杀伤性多肽及其应用
CN103237885B (zh) 用于细胞归巢和脂肪形成的组合物和方法
Chen et al. Microneedle-based technology for cell therapy: current status and future directions
CN111888475B (zh) 缓控释制剂及制法与制备原位肿瘤免疫联合治疗药物应用
Wang et al. Localized delivery of immunotherapeutics: a rising trend in the field
Amourizi et al. Polymeric and composite-based microneedles in drug delivery: regenerative medicine, microbial infection therapy, and cancer treatment
EP3691738A1 (en) Implantable bioreactor and methods for making and using same
Mbituyimana et al. Microneedle-based cell delivery and cell sampling for biomedical applications
Wen et al. Cell delivery devices for cancer immunotherapy
Long et al. Microneedles for in situ tissue regeneration
RU2780932C1 (ru) Биодеградируемый имплантат для локальной иммунотерапии онкологических больных
US20130197468A1 (en) Device for Intramyocardial Delivery
CN111568855B (zh) 一种可注射水凝胶的制备方法及其在术后肿瘤治疗中的应用
CN112022797B (zh) 温度敏感型等离子体活性生物胶制备方法及活性生物胶
RU2780927C1 (ru) Биодеградируемый металлический имплантат для локальной иммунотерапии пациентов с солидными опухолями
WO2008121422A2 (en) Implantable cell matrix composition for delivery of bioactive compounds
CN109627459A (zh) 一种可注射氧化透明质酸水凝胶及其制备方法
WO2022035778A1 (en) Delivery of cells and tissues with self-assembling peptide hydrogel materials
Qiu et al. An injectable signal-amplifying device elicits a specific immune response against malignant glioblastoma
RU2605853C1 (ru) Способ получения лекарственного препарата на основе везикул клеток человека
Sun et al. Smart composite scaffold to synchronize magnetic hyperthermia and chemotherapy for efficient breast cancer therapy
US20230285559A1 (en) Therapeutic hydrogel for the delivery of car-t cells