CZ20012651A3 - Pouľití hematopoietické buňky - Google Patents

Description

Použití hematopoietické kmenové buňky

Oblast techniky

Vynález se týká korekce smyslové, pohybové a/nebo znalostní nedostatečnosti intracerebrální transplantací buněk, dále popisuje buňky a jejich farmaceutické prostředky.

Dosavadní stav techniky

Smyslová, pohybová a/nebo znalostní nedostatečnost je způsobena řadou onemocnění a může být také způsobená poraněním mozku. Pohybová dysfunkce je například jeden symptom Parkinsonovy nemoci. Jako ještě v mnoha případech neexistuje dostupná uspokojivá léčba.

V publikaci Bjornson et al. , Science (1999) 283: 534-537 se popisuje schopnost neurálních kmenových buněk produkovat různé typy krevních buněk, které zahrnují myeloidní, lymfoidní a hematopoietické buňky. Věří se, že neurální kmenové buňky obsahují vhodné mechanizmy nutné pro expresi jinak skryté genetické informace, aby odpovídaly na signály, které v normálním případě stimulují krevní kmenové buňky. Experiment naznačuje, že krevní systém dospělého člověka obsahuje silné signály, které „aktivují neurální kmenové buňky.

Hematopoietické buňky jsou předchůdci všech krevních buněk zahrnující leukocyty a erytrocyty. Transplantace takových buněk se popisuje například v dokumentu WO-A-92/11 355 ve spojení s poruchou krvetvorby zahrnující srpkovitou anémii a hemofilii. Metody kultivace a genetické změny hematopoietických kmenových buněk s-e popisují v dokumentu WOA-92/11 355 a WO-A-18 137.

Podstata vynálezu

Vynález je založen z části na pozorování že, když se hematopoietické buňky transplantují do poškozeného nebo nemocného mozku, odpovídají na signály z poškozeného nebo nemocného mozku tím, že tvoří fenotyp, který je schopný nahradit nebo doplnit funkční nedostatečnost, ke které poškození nebo onemocnění mozku jinak vede.

Hematopoietické kmenové buňky by měly být schopny se diferenciovat na buňky, které jsou vhodné pro napravení nebo nahrazení poškozené nebo nemocné cílové oblasti mozku. Je vhodné, aby buňky určené pro transplantaci nemusely být schopny se diferenciovat do všech typů nebo fenotypů neurálních buněk.

Léčit se může libovolný savec, ale vynález se zvláště zabývá léčbou člověka, zvláště léčbou lidských buněk, a lidskými buňkami a buněčnými liniemi.

Buňky podle vynálezu, když se implantují do poškozené části lidského mozku, jsou schopny opravit smyslovou, pohybovou a/nebo znalostní nedostatečnost. Termín „poškození zahrnuje omezení nebo ztrátu funkce. Termín také zahrnuje ztrátu buněk. Poškození může být způsobeno řadou způsobů, které zahrnují fyzikální poškození, hypoxii (nedostatek kyslíku), chemická činidla, poškození mozku může být způsobeno například nesprávným použitím léků, a onemocnění. Následující onemocnění a patologické stavy jsou příklady onemocnění nebo stavů, které vedou ke smyslové, pohybové nebo znalostní nedostatečnosti, která se může léčit v souladu s vynálezem. Tato onemocnění zahrnují poranění mozku, mrtvici, perinatální ischemii zahrnující mozkovou obrnu, Alzheimerovu nemoc, Pickovu nemoc a příbuzné neurodegenerativní onemocnění z

způsobující demenci, demenci způsobenou více infarkty, Parkinsonovu nemoc a onemocnění Parkinsonova typu, Huntingtonovu nemoc, Korsakoffovu nemoc a Creuzfeld-Jacobovu nemoc. Amnézie, zvláště když následuje po dočasné globální • · ·

			··· · ·· ·· ·· ···
ischemii,	jako	je zástava	srdce nebo bypass koronárních
artérií,	je možné	také léčit v	souladu s vynálezem.

Buňky se mohou aplikovat do místa vzdáleného od aktuálního místa poškození. Buňky se mohou například aplikovat do kontralaterální oblasti, ze které vychází poškození.

Vynález popisuje použití hematopoietických kmenových buněk, které mohou být v izolované formě, při výrobě léčiva vhodného pro léčbu smyslového, pohybového a/nebo znalostního deficitu. Aplikované léčivo obsahuje hematopoietické kmenové buňky.

Vynález dále popisuje použití relativně neodumírající hematopoietické kmenové buňky při výrobě léčiva vhodného pro léčbu smyslového, pohybového a/nebo znalostního deficitu. Aplikované léčivo obsahuje hematopoietické kmenové buňky.

Relativně neodumírající buňky mohou pocházet z klonální buněčné linie a mohou být smíšenou populací. Výhodné jsou buňky z klonálních buněčných linií. Mohou se také použít buňky z jediné buněčné linie nebo směs buněk ze dvou nebo více buněčných linií.

Vynález dále popisuje farmaceutický prostředek obsahující buňky podle vynálezu a farmaceuticky přijatelný nosič.

Vynález je založen na skutečnosti, že když se hemopoietické buňky implantují do poškozeného mozku, buňky se překvapivě diferenciují na formu buněk, která je schopna napravit poškození a zlepšit funkci. Fenotyp diferenciovaných buněk může být stejný jako fenotyp poškozených nebo ztracených buněk, diferenciované buňky mohou vykazovat odlišný fenotyp nebo řadu fenotypů. V libovolném případě buňky přijímají fenotyp, který je schopný funkčně integrovat a kompenzovat poškozené nebo ztracené buňky. Dále se zjistilo, že buňky migrují do poškozené tkáně a tím dochází k jejímu hojení.

Použití kmenových buněk znamená, že s jednou klonální buněčnou linií je možné opravit poškození řady různých oblastí • ·

mozku. Také to znamená, že jestliže je nutný k opravení poškození dané oblasti více jak jeden určitý typ buněčné linie, pak jedna buněčná linie bude schopna diferenciovat do různých typů požadovaných buněk.

Relativně imortalizované buňky jsou buňky, které neodumírají za jistých permisivních podmínek, ale odumírají za nepermisivních podmínek. V tomto případě to znamená, že použitím relativně imortalizovaných kmenových buněk a udržováním těchto buněk za permisivních podmínek je možné jejich vývoj zastavit ve zvoleném stádiu a mohou se množit po dlouhou dobu. Použití relativní imortalizace umožňuje vývoj klonálních linií, které se snadno pomnožují in vitro. Jestliže podmínky, při kterých se buňky udržují, se přemění na nepermisivní podmínky, vývoj buněk pokračuje. Jestliže vzniknou správné podmínky, buňky budou pokračovat ve vývoji a budou se diferenciovat.

Imortalizované buňky se obvykle připravují transdukcí onkogenu do buněk. Existuje proto dlouhodobé nebezpečí vytvoření nádoru, proto takové buňky nejsou výhodné pro použití podle vynálezu.

Relativně imortalizované buňky jsou výhodnější ve srovnání s imortalizovanými buňkami, jejich vývoj se zastaví v požadovaném stádiu, jednoduše se udržují a dobře se množí za permisivních podmínek, ale mohou se použít jako transplantáty, pokud prostředí, do kterého se transplantují vykazuje nepermisivní podmínky. V případě buněk podle vynálezu gen, který se používá k nastolení relativní imortality, by se mohl vybrat tak, že podmínky v mozku budou odpovídat nepermisivním podmínkám.

z

Příkladem vhodně relativně immortalizovaného onkogenu je ten, který exprimuje nevazebnou DNA, T-antigen citlivý na teplotu, a popisuje se v publikaci US-A-5 688 692 nebo WO-A97/10 329.

• ·

Jestliže se použiji nemortalizované buňky, pak se tyto buňky mohou udržovat in vitro v kultivačním médiu, do kterého se přidají růstové faktory, jak se popisuje v dokumentu WO-A92/11 355 a WO-A-93/18 137.

Gen, který se používá k zavedení nesmrtelnosti se může zavést do buněk po extrakci kostní dřeně zvířete.

Buňky používané při léčbě lidí by se měly s výhodou odvodit z lidských buněk, aby se předešlo problémům s odmítnutím. To vyžaduje extrakci buněk z kostní dřeně člověka.

Buňky nemusí být nezbytně relativně imortalizované, mohou se získat přímo z léčeného pacienta.

Termín „intracerebrální transplantace zahrnuje transplantaci do libovolné části mozku. Transplantace není omezena na přední nebo větší část mozku.

Využitelnost vynálezu je nezávisle publikována v publikaci Chopp et al., Society for Neuroscience (1999), Vol. 25, Abstract No. 528.2. Tento abstrakt se publikoval po dnu priority a popisuje intracerebrální transplantaci hematopoietických kmenových buněk u myší.

V publikaci se uvádí, že u dospělých myší se provedla okluze středních cerebrálních arterií (MCAo) a do ischemického striatu (4 dny po MCAo) se transplantovaly kultivované hematopoietické kmenové buňky (infúzí s růstovým faktorem). Za účelem identifikace donorových transplantovaných buněk se použily markéry specifické pro buněčný typ. Výsledky ukazují, že donorové buňky přežily transplantaci a jsou morfologicky detekovatelné v ischemickém striatum, přičemž vykazují fenotyp neuronálních a astrocytových buněk.

,x

Odborníkovi je zřejmé, které ekcipienty, ředidla a nosiče je možné použít a zná také látky vhodné pro intracerebrální transplantaci.

Kmenové buňky podle vynálezu se mohou geneticky transformovat, aby exprimovaly heterologní genetický produkt.

• ·

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

Zvláště pak produkt terapeutického genu, který vykazuje svůj účinek v místě poškození. Příklady vhodných genových produktů se popisují v dokumentu US-A-5 958 767.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1:

Aby se mohl pacient léčit, je nutné znát, kde se v mozku vyskytuje poškození. Po té, co se stanoví, kde se nalézá poškození, zda jde o izolovanou oblast nebo několik oblastí, může se provést implantace buněk do poškozené oblasti. V mnoha případech však místo a/nebo typ poškozené tkáně není znám nebo je pouze málo charakterizován. Například neurodegenerativní onemocnění může vést k rozšíření poškození různých typů buněk. Léčba takového poškození je stále možná a je založena na schopnosti transplantovaných hematopoietických kmenových buněk migrovat a hojit poškozenou tkáň. Kmenové buňky se mohou transplantovat do jediného místa nebo s výhodou do více míst a jsou schopny migrovat do místa(míst) poškození a když dosáhnou daného místa dochází k jejich diferenciaci, jako odezva na místní mikroprostředí, na nezbytný fenotyp nebo fenotypy, aby se zlepšila nebo obnovila funkce.

Po léčbě se zlepšení vlastností pacienta sleduje použitím smyslových, pohybových a/nebo znalostních testů, které monitorují mozkovou aktivitu ve vybraných oblastech mozku. Například testy znalostní funkce se mohou provést před a po transplantaci.

Je výhodné, když léčba podstatně vylepší smyslový, pohybový a/nebo znalostní nedostatečnost (nedostatečnost v chování a/nebo psychologickou nedostatečnost). Ale to však také nemusí být vždy možné. Léčba podle vynálezu s buňkami, léky a farmaceutickými přípravky podle vynálezu může vést ke zlepšení funkce, aniž dojde k úplnému vyléčení. Takové zlepšení se také hodnotí.

• ·

Počet použitých buněk kolísá v závislosti na podstatě a rozsahu poškození tkáně. V typickém případě počet použitých buněk při transplantaci je v rozsahu 100 000 až několik miliónů. Léčbu není třeba omezit na jediný transplantát. Mohou se provést další transplantace, aby došlo k vylepšení funkce.

Aby se mohla studovat transplantace ve zvířecích modelech, mohou se použít testy popsané v publikaci Hodges, et al., Pharmacology, Biochemistry and Behaviour (1997) 56(4): 763780. Jeden test využívá krysy, kde dojde k uzavření čtyř cév (4 VO) , což stimuluje lidský infarkt a způsobuje ohraničené a specifické poškození pyramidových buněk CA 1 dorzálního hippocampu spolu s manifestací znalostní nedostatečností, což se projevuje jako obtíže při špatné orientaci při potápění a neschopnosti vidět dno plaveckého bazénu. To poskytuje model znalostní dysfunkce, která se objevuje jako následek běžné formy poškození mozku, to znamená dočasné zamezení přívodu krve do mozku, k čemuž může dojít například při zástavě srdce.

Způsoby transplantace buněk u lidí a zvířat jsou dobře znám^ v oboru a popisují se v dosavadním stavu techniky. Termín „transplantace zahrnuje transplantaci buněk, které rostou in vitro a mohou se geneticky upravovat stejně jako transplantace materiálu extrahovaného z jiného organizmu. Buňky se mohou transplantovat mikroinjekční infúzí známého množství buněk do cílové oblasti, kde se v místě zavedení normálně dispergují. Buňky se mohou také implantovat do ventrikulárního prostoru v mozku. Když se implantují novorozenci distribují se do celého mozku.

Claims (9)

1. Použití hematopoietické kmenové buňky při výrobě léčiva vhodného pro léčbu smyslové, pohybové a/nebo znalostní nedostatečnosti.

2. Použití podle nároku 1 pro intracerebrální transplantaci do poškozeného mozku.

3. Použití podle nároku 1 nebo 2, kde léčba je vhodná pro Alzheimerovu nemoc, Parkinsonovu nemoc, Korsakoffovu nemoc nebo Creuzfeld-Jacobovu nemoc.

4. Použití podle libovolného z předcházejících nároků, kde hematopoietické buňky jsou relativně nesmrtelné.

5. Použití podle nároku 4, kde buňka obsahuje onkogen citlivý na teplotu, který se neexprimuje při teplotě nad 35 °C.

6. Použití podle nároku 5, kde onkogen exprimuje antigen SV40 T.

7. Použití podle libovolného z předchozích nároků, kde hematopoietická kmenová buňka se geneticky transformuje, aby exprimovala terapeutický heterologní genový produkt.

8. Způsob léčby smyslové, pohybové a/nebo znalostní nedostatečnosti, vyznačující se tím, že zahrnuje intracerebrální transplantaci hematopoietických kmenových buněk.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, ž e se buňky definují v libovolném z nároků 4 až 7.