SK11232001A3 - Použitie hematopoietickej kmeňovej bunky - Google Patents

Description

Vynález sa týka korekcie zmyslovej, pohybovej a/alebo znalostnej nedostatočnosti intracerebrálnej transplantácie buniek, ďalej opisuje bunky a ich farmaceutické prostriedky.

Doterajší stav techniky

Zmyslová, pohybová a/alebo znalostná nedostatočnosť je spôsobená množstvom ochorení a môže byť tiež spôsobená poranením mozgu. Pohybová dysfunkcia je napríklad jedným zo symptómov Parkinsonovej choroby. Ako ešte v mnohých prípadoch, nie je dostupná uspokojivá liečba.

V publikácii Bjornson et al., Science (1999) 283: 534-537 je opísaná schopnosť neurálnych kmeňových buniek produkovať rôzne typy krvných buniek, ktoré zahrňujú myeloidné, lymfoidné a hematopoietické bunky. Verí sa, že neurálne kmeňové bunky obsahujú vhodné mechanizmy potrebné na expresiu inak skrytej genetickej informácie, aby odpovedali na signály, ktoré v normálnom prípade stimulujú krvné kmeňové bunky. Experiment naznačuje, že krvný systém dospelého človeka obsahuje silné signály, ktoré „aktivujú“ neurálne kmeňové bunky.

Hematopoietické bunky sú predchodcami všetkých krvných buniek zahrňujúce leukocyty a erytrocyty. Transplantácia takýchto buniek je opísaná napríklad v dokumente WO-A-92/11 355 v súvislosti s poruchou krvotvorby zahrňujúcu kosákovitú anémiu a hemofíliu. Metódy kultivácie a genetické zmeny hematopoietických kmeňových buniek sú opísané v dokumente WO-A-92/11 355 a WO-A-18 137.

Podstata vynálezu

Vynález je z časti založený na takom pozorovaní, že keď sa hematopoietické bunky transplantujú do poškodeného alebo chorého mozgu, odpovedajú na signály z poškodeného alebo chorého mozgu tým, že tvoria fenotyp, ktorý je schopný nahradiť alebo doplniť funkčnú nedostatočnosť, ku ktorej poškodenie alebo ochorenie mozgu vedie.

Hematopoietické kmeňové bunky by mali mať schopnosť diferencovať sa na bunky, ktoré sú vhodné na nápravu alebo nahradenie poškodenej alebo chorej cieľovej oblasti mozgu. Vhodné je, aby bunky určené na transplantáciu nemuseli byť schopné sa diferencovať do všetkých typov alebo fenotypov neurálnych buniek.

Liečiť sa môže ľubovoľný cicavec, ale vynález sa zvlášť zaoberá liečbou človeka, obzvlášť liečbou ľudských buniek, a ľudskými bunkami a bunkovými líniami.

Bunky podľa vynálezu, keď sa implantujú do poškodenej časti ľudského mozgu, sú schopné opraviť zmyslovú, pohybovú a/alebo znalostnú nedostatočnosť. Termín „poškodenie** znamená obmedzenie alebo stratu funkcie. Termín tiež znamená stratu buniek. Poškodenie môže byť spôsobené mnohými spôsobmi, ako je napríklad fyzické poškodenie, hypoxiou (nedostatkom kyslíka), chemickými činidlami, poškodenie mozgu môže byť spôsobené napríklad nesprávnym použitím liekov, a ochorením. Nasledujúce ochorenia a patologické stavy sú príklady ochorení alebo stavov, ktoré vedú k zmyslovej, pohybovej alebo znalostnej nedostatočnosti, ktorá sa môže liečiť v súlade s vynálezom. Tieto ochorenia zahrňujú poranenia mozgu, mŕtvicu, perinatálnu ischémiu zahrňujúcu mozgovú obrnu, Alzheimerovu chorobu, Pickovu chorobu a príbuzné neurodegeneratívne ochorenia spôsobujúce demenciu, demenciu spôsobenú viacerými infarktami, Parkinsonovu chorobu a ochorenia Parkinsonovho typu, Huntingtonovu chorobu, Korsakoffovu chorobu a Creuzfeld3 • ·

Jacobovu chorobu. Amnéziu, najmä keď nasleduje po dočasnej globálnej ischémii, ako je zástava srdca alebo bypass koronárnych artérií, je tiež možné liečiť v súlade s vynálezom.

Bunky sa môžu aplikovať do miesta vzdialeného od aktuálneho miesta poškodenia. Bunky sa môžu napríklad aplikovať do kontralaterálnej oblasti, z ktorej vychádza poškodenie.

Vynález opisuje použitie hematopoietických kmeňových buniek, ktoré môžu byť v izolovanej forme, pri výrobe liečiva vhodného na liečbu zmyslového, pohybového a/alebo znalostného deficitu. Aplikované liečivo obsahuje hematopoietické kmeňové bunky.

Vynález ďalej opisuje použitie relatívne neodumierajúcich hematopoietických kmeňových buniek pri výrobe liečiva vhodného na liečbu zmyslového, pohybového a/alebo znalostného deficitu. Aplikované liečivo obsahuje hematopoietické kmeňové bunky.

Relatívne neodumierajúce bunky môžu pochádzať z klonálnej bunkovej línie a môžu byť zmiešanou populáciou. Výhodné sú bunky z klonálnych bunkových línií. Môžu sa tiež použiť bunky z jedinej bunkovej línie alebo zmes buniek z dvoch alebo viacerých bunkových línií.

Vynález ďalej opisuje farmaceutický prostriedok obsahujúci bunky podľa vynálezu a farmaceutický prijateľný nosič.

Vynález je založený na skutočnosti, že ak sa hematopoietické bunky implantujú do poškodeného mozgu, bunky sa prekvapujúco diferencujú na formu buniek, ktorá je schopná napraviť poškodenie a zlepšiť funkciu. Fenotyp diferencovaných buniek môže byť rovnaký ako fenotyp poškodených alebo stratených buniek, diferencované bunky môžu vykazovať odlišný fenotyp alebo rad fenotypov. V ľubovoľnom prípade bunky prijímajú fenotyp, ktorý je schopný funkčne integrovať a kompenzovať poškodené alebo stratené bunky. Ďalej sa zistilo, že bunky migrujú do poškodeného tkaniva a tým dochádza k jeho hojeniu.

• ·

Použitie kmeňových buniek znamená, že jednou klonálnou bunkovou líniou je možné opraviť poškodenie množstva rôznych oblastí mozgu. Znamená to tiež, že ak je na opravenie poškodenia danej oblasti potrebný viac ako jeden určitý typ bunkovej línie, potom jedna bunková línia bude schopná diferencovať • do rôznych typov požadovaných buniek.

Relatívne imortalizované bunky sú bunky, ktoré neodumierajú pri istých permisívnych podmienkach, ale odumierajú pri nepermisívnych podmienkach. V tomto prípade to znamená, že použitím relatívne imortalizovaných kmeňových buniek a udržiavaním týchto buniek pri permisívnych podmienkach je možné ich vývoj zastaviť vo zvolenom štádiu a môžu sa množiť dlhý čas. Použitie relatívnej imortalizácie umožňuje vývoj klonálnych línií, ktoré sa ľahko namnožujú in vitro. Ak podmienky, pri ktorých sa bunky udržiavajú, sa premenia na nepermisívne podmienky, vývoj buniek pokračuje. Ak vzniknú správne podmienky, bunky budú pokračovať vo vývoji a budú sa diferencovať.

Imortalizované bunky sa obvykle pripravujú transdukciou onkogénu do buniek. Existuje preto dlhodobé nebezpečie vytvorenia nádoru, preto takéto bunky nie sú výhodné na použitie podľa vynálezu.

Relatívne imortalizované bunky sú výhodnejšie pri porovnaní s imortalizovanými bunkami, ich vývoj sa zastaví v požadovanom štádiu, jednoducho sa udržiavajú a dobre sa množia pri permisívnych podmienkach, ale môžu sa použiť ako transplantáty, pokiaľ prostredie do ktorého sa transplantujú, vykazuje nepermisívne podmienky. V prípade buniek podľa vynálezu, gén ktorý • sa používa na nastavenie relatívnej imortality mohol by sa vybrať tak, že podmienky v mozgu budú zodpovedať nepermisívnym podmienkam.

Príkladom vhodne relatívne imortalizovaného onkogénu je ten, ktorý exprimuje neväzobnú DNA, T-antigén citlivý na teplotu a opísaný je v publikácii US-A-5 688 692 alebo WO-A-97/10 329.

Ak sa použijú nemortalizované bunky, potom sa tieto bunky môžu udržiavať in vitro v kultivačnom médiu, do ktorého sa pridávajú rastové faktory, ako sa to opisuje v dokumente WO-A-92/11 355 a WO-A-93/18 137 ·· ·· ··· ···

Gén, ktorý sa používa na zavedenie nesmrteľnosti, sa môže zaviesť do buniek po extrakcii kostnej drene zvieraťa.

Bunky používané pri liečbe ľudí by sa mali s výhodou odvodiť z ľudských buniek, aby sa predchádzalo problémom s odmietnutím. To vyžaduje extrakciu buniek z kostnej drene človeka.

Bunky nemusia byť nevyhnutne relatívne imortalizované, môžu sa získať priamo z liečeného pacienta.

Termín „intracerebrálna transplantácia znamená transplantáciu do ľubovoľnej časti mozgu. Transplantácia nie je obmedzená na prednú alebo väčšiu časť mozgu.

Využiteľnosť vynálezu je nezávisle publikovaná v publikácii Chopp et al., Society for Neuroscience (1999), Vol. 25, Abstract No. 528.2. Tento abstrakt sa publikoval po dni priority a opisuje intracerebrálnu transplantáciu hematopoietických kmeňových buniek u myší.

V publikácii sa uvádza, že u dospelých myší sa uskutočnila oklúzia stredných cerebrálnych artérií (MCAo) a do ischemického striatu (4 dni po MCAo) sa transplantovali kultivované hematopoietické kmeňové bunky (infúziou s rastovým faktorom). S cieľom identifikácie donorových transplantovaných buniek sa použili markery špecifické pre bunkový typ. Výsledky ukazujú, že donorové bunky prežili transplantáciu a sú morfologicky detekovateľné v ischemickom striatum, pričom vykazujú fenotyp neuronálnych a astrocytových buniek.

Odborníkovi je zrejmé, ktoré ekciepienty, riedidlá a nosiče je možné použiť a pozná tiež látky vhodné na intracerebrálnu transplantáciu.

Kmeňové bunky podľa vynálezu sa môžu geneticky transformovať, aby exprimovali heterológny genetický produkt. Najmä potom produkt terapeutického génu, ktorý vykazuje svoj účinok v mieste poškodenia. Príklady vhodných génových produktov sú opísané v dokumente US-A-5 958 767.

·· • · · • · · • · • ·

·· • · ··

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1:

Aby sa pacient mohol liečiť, je potrebné poznať kde sa v mozgu vyskytuje poškodenie. Potom, čo sa určí kde sa nachádza poškodenie, či ide o izolovanú oblasť alebo niekoľko oblastí, môže sa uskutočniť implantácia buniek do poškodenej oblasti. V mnohých prípadoch však miesto a/alebo typ poškodeného tkaniva nie je známy alebo je len málo charakterizovaný. Napríklad neurodegeneratívne ochorenie môže spôsobiť rozšírenie poškodenia rôznych typov buniek. Liečba takéhoto poškodenia je stále možná a je založená na schopnosti transplantovaných hematopoietických kmeňových buniek migrovať a hojiť poškodené tkanivo. Kmeňové bunky sa môžu transplantovať do jediného miesta alebo výhodnejšie do viacerých miest a sú schopné migrovať do miesta (miest) poškodenia a keď dosiahnu dané miesto prichádza k ich diferenciácii, ako odozva na miestne mikroprostredie, na nevyhnutný fenotyp alebo fenotypy, aby sa zlepšila alebo obnovila funkcia.

Po liečbe sa zlepšenie vlastností pacienta sleduje pomocou zmyslových, pohybových a/alebo znalostných testov, ktoré monitorujú mozgovú aktivitu vo vybraných oblastiach mozgu. Napríklad testy znalostnej funkcie sa môžu uskutočniť pred a po transplantácii.

Výhodné je, keď liečba podstatne zlepší zmyslovú, pohybovú a/alebo znalostnú nedostatočnosť (nedostatočnosť v správaní sa a/alebo psychologickú nedostatočnosť).To však ale nemusí byť vždy možné. Liečba podľa vynálezu bunkami, liekmi a farmaceutickými prípravkami podľa vynálezu môže viesť ku zlepšeniu funkcie bez toho, aby prišlo k úplnému vyliečeniu. Také zlepšenie sa tiež hodnotí.

Počet použitých buniek kolísa v závislosti od podstaty a rozsahu poškodenia tkaniva. V typickom prípade počet použitých buniek pri transplantácii je v rozsahu 100 000 až niekoľko miliónov. Liečbu netreba obmedziť na jediný transplantát. Môžu sa uskutočniť ďalšie transplantácie, aby sa zlepšila funkcia.

Ί

99 • · ·· · • · ·· • · 9999

99

999

999 • 999

99

9 99

99

99999

Aby sa mohla študovať transplantácia na zvieracích modeloch, môžu sa použiť testy opísané v publikácii Hodges et al., Pharmacology, Biochemistry and Behaviour (1997) 56(4): 763-780. Jeden test využíva krysy, kde sa uzatvoria štyri cievy (4 VO), čo simuluje ľudský infarkt a spôsobuje ohraničené a špecifické poškodenie pyramídových buniek CA 1 dorzálneho hippocampu spolu s manifestáciou znalostnej nedostatočnosti, čo sa prejavuje ako potiaže pri zlej orientácii pri potápaní a neschopnosť vidieť dno plaveckého bazéna. To poskytuje model znalosti dysfunkcie, ktorá sa objavuje ako následok bežnej formy poškodenia mozgu, čo znamená dočasné zamedzenie prívodu krvi do mozgu, čo sa môže stať napríklad pri zástave srdca.

Spôsoby transplantácie buniek ľudí a zvierat sú v odbore dobre známe a sú opísané v doterajšom stave techniky. Termín „transplantácia“ znamená transplantáciu buniek, ktoré rastú in vitro a môžu sa geneticky upravovať rovnako ako transplantácia materiálu extrahovaného z iného organizmu. Bunky sa môžu transplantovať mikroinjekčnou infúziou známeho množstva buniek do cieľovej oblasti, kde sa v mieste zavedenia normálne dispergujú. Bunky sa môžu tiež implantovať do ventrikulámeho priestoru v mozgu. Keď sa implantujú novorodencovi, distribuujú sa do celého mozgu.

• · ·· · ·· ·· · · ·· • · · · · • · · · · · • · · · · ··· ··· ·· ··· ·· • · · · • · · · χ · · ··· · • · · ·· ··

Claims (9)

1. Použitie hematopoietickej kmeňovej bunky pri výrobe liečiva vhodného na liečbu zmyslovej, pohybovej a/alebo znalostnej nedostatočnosti.

2. Použitie podľa nároku 1 na intracerebrálnu transplantáciu do poškodeného mozgu.

3. Použitie podľa nároku 1 alebo 2, kde liečba je vhodná na Alzheimerovu chorobu, Parkinsonovu chorobu, Korsakoffovu chorobu alebo CreuzfeldJacobovu chorobu.

4. Použitie podľa ľubovoľného z predošlých nárokov, kde hematopoietické bunky sú relatívne nesmrteľné.

5. Použitie podľa nároku 4, kde bunka obsahuje onkogén citlivý na teplotu, ktorý sa neexprimuje pri teplote nad 35 °C.

6. Použitie podľa nároku 5, kde onkogén exprimuje antigén SV40 T.

7. Použitie podľa ľubovoľného z predošlých nárokov, kde hematopoietická kmeňová bunka sa geneticky transformuje, aby exprimovala terapeutický heterológny génový produkt.

8. Spôsob liečby zmyslovej, pohybovej a/alebo znalostnej nedostatočnosti, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje intracerebrálnu transplantáciu hematopoietických kmeňových buniek.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že sa bunky definujú v ľubovoľnom z nárokov 4 až 7.

···· • · ·· • · ·· • · ··· · • ·· ····

Anotácia

Názov vynálezu: Použitie hematopoietickei kmeňovej bunky ^vitdL^ Tňa liečbu _f poškodeného mozgu hematopoietickýeh kmeňových hematopoietických kmeňových buniek môže laiú i so- zamýšľa vyHŽitt^€.transplantácia^, buniel^ Intracerebrálna , transplantácia

V chtíCH ľ ''•tí * že napraviť funkciu a/rnôže byť vhodná na liečbu Alzheimerovej choroby, Parkinsonovej choroby a Creuzfeld-Jacobovej choroby.