ES2345837T3

ES2345837T3 - Sistema integrado para la recogida, el procesamiento y el trasplante de subgrupos de celulas, incluyendo celulas madre adultas, para medicina regenerativa.

Info

Publication number: ES2345837T3
Application number: ES06727718T
Authority: ES
Inventors: Claude Fell
Original assignee: Biosafe SA
Current assignee: Biosafe SA
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2010-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: US20080171951A1; KR101319135B1; DE602006014399D1; JP4846782B2; RU2410125C2; BRPI0609573A2; CN101146559A; PT1893253E; KR20080020596A; MX2007011218A; DK1893253T3; JP2008538514A; CN101146559B; EP1893253B1; ATE468140T1; WO2006100651A1; HK1119094A1; EP1893253A1; RU2007136728A

Abstract

Sistema para la extracción, la recogida, el procesamiento y el trasplante de subgrupos de células, incluyendo células madre adultas y plaquetas, en particular para la reparación de órganos en medicina regenerativa, comprendiendo el sistema un dispositivo de elementos de transporte de fluidos estériles desechables, que incluyen: - un dispositivo de extracción, por ejemplo que incluyen una aguja para huesos o punción en vena, para extraer médula ósea u otras fuentes de subgrupos de células de un paciente; - como mínimo, una cámara para la recogida, el procesamiento y la reinfusión de los subgrupos de células extraídas del paciente, que incluyen una cámara de recogida preconectada o que se puede conectar al dispositivo de extracción para recoger las células extraídas del paciente mediante el dispositivo de extracción; una cámara de procesamiento adaptada para cooperar con el equipo de procesamiento para realizar las operaciones de procesamiento y transferencia sobre las células recogidas; y una cámara de reinfusión para guardar las células procesadas para devolverlas al paciente; en el que las cámaras de recogida, procesamiento y reinfusión están separadas y están preconectadas o pueden estar interconectadas, o en el que una cámara de procesamiento para múltiples utilidades proporciona las funciones combinadas de una cámara de recogida-procesamiento, una cámara de procesamiento-reinfusión o una cámara de recogida-procesamiento-reinfusión; y - un dispositivo de trasplante preconectado o que se puede conectar a la cámara de reinfusión para devolver las células procesadas al paciente, caracterizado porque el dispositivo de elementos estériles desechables está contenido en un paquete, estando los elementos contenidos preconectados o incluyendo conectores asépticos o estando adaptados para realizar interconexiones entre éstos de una manera aséptica para proporcionar un sistema funcionalmente cerrado.

Description

Sistema integrado para la recogida, el procesamiento y el trasplante de subgrupos de células, incluyendo células madre adultas, para medicina regenerativa.

Sector de la invención

La presente invención se refiere a la recogida, el procesamiento automatizado y el trasplante de subgrupos de células hallados en la médula ósea, sangre periférica, sangre del cordón umbilical o tejido adiposo con el objetivo de reinyectar de manera local estas células para reparar tejidos. Los subgrupos de células son habitualmente Células Madre Adultas o plaquetas, pero más en general incluyen cualquier subpoblación de células, tales como glóbulos rojos y glóbulos blancos. Dichos procedimientos pueden ser llevados a cabo probablemente en un hospital o en instalaciones médicas que no tienen laboratorio para el procesamiento de células y es probable que se lleven a cabo por técnicos no especializados. La presente invención también describe un nuevo tipo de sensor óptico para hacer el seguimiento de los subgrupos de células que pasan por un tubo transparente.

Antecedentes de la invención

Las células madre se definen como células que presentan capacidad clonogénica y de autorrenovación y que se diferencian en múltiples linajes celulares. Mientras que las células madre embrionarias derivan de embriones de mamífero en la etapa de blastocitos y tienen la capacidad de generar cualquier célula diferenciada terminalmente en el cuerpo, las células madre adultas son parte de células específicas de tejido del organismo post-natal en el que están destinadas a diferenciarse. Las células madre adultas ofrecen ventajas prácticas sobre las células madre embrionarias. A diferencia de éstas últimas, no suscitan ninguna cuestión ética y se pueden extraer del propio paciente. La disponibilidad es abundante y son intrínsecas a varios tejidos del cuerpo humano. Las fuentes más accesibles de células madre adultas son la médula ósea, la sangre periférica, la sangre del cordón umbilical y, posiblemente, los tejidos adiposos, tal como se ha indicado en estudios recientes. Estas células son capaces de mantener, generar y reemplazar células diferenciadas terminalmente en su propio tejido específico como consecuencia de la renovación fisiológica de las células o daño tisular debido a una lesión. Dicha capacidad, conocida como plasticidad celular, ha llevado al desarrollo de aplicaciones terapéuticas que se dirigen a la regeneración de tejidos defectuosos, con el objetivo de restaurar la fisiología y funcionalidad del órgano afectado. Las células madre adultas pueden dar lugar a células hematopoyéticas, tal como es sabido desde hace muchas décadas, pero tal como se ha descubierto en los últimos años pueden dar lugar también a vasos sanguíneos, músculos, hueso, cartílago, piel, neuronas, etc. Dichas células son conocidas como células madre mesenquimales. Además, se pueden utilizar plaquetas preparadas como concentrado de plaquetas para acelerar la curación de heridas y, consecuentemente, pueden jugar un papel en la medicina regenerativa para ayudar en la reconstrucción de tejidos, tales como huesos, piel u otros tejidos.

Las células madre hematopoyéticas se han utilizado ampliamente para el trasplante en pacientes que han sido sometidos a quimioterapia, a efectos de restaurar su hematopoyesis. Extraídas inicialmente de la médula ósea, más recientemente su origen es la sangre periférica o la sangre umbilical, teniendo éstas últimas una capacidad de proliferación más elevada. Las células para el trasplante requieren de un procesamiento especial, tal como la separación celular, seguido algunas veces de procesos de selección y/o expansión. Hasta ahora, dichas manipulaciones se han realizado en laboratorios de procesamiento celular bien equipados, por personal altamente cualificado que es competente en biología celular y hematología. Dichas manipulaciones requieren unas preparaciones laboriosas e intensas en el laboratorio que implican la centrifugación en tubos, separación por gradiente de densidad, a menudo realizadas en un sistema abierto con el riesgo de contaminación por bacterias, etc.

Las nuevas perspectivas ofrecidas por las células madre en el sector de la medicina regenerativa están cuestionadas por los problemas prácticos de manipulación de estas células en medios que no son familiares con estas técnicas. Uno de los principales problemas es la falta de recintos asépticos que permitan un procesamiento seguro de las células. Se pueden citar como ejemplos los sectores de cardiología, ortopedia y neurología, los cuales están experimentando con terapia basada en células madre, aunque, sin embargo, carecen de medios para el procesamiento celular adecuado. Consecuentemente, existe la necesidad de sistemas sencillos que puedan procesar automáticamente y de forma rápida células madre adultas o, en general, cualquier subgrupo de células, en un sistema cerrado a efectos de disponer de un sistema de procesamiento celular en línea junto al paciente.

Descripción de la invención

La presente invención da a conocer un sistema que permite la extracción, recogida, procesamiento y trasplante de un subgrupos de células que están dirigidas a la reparación de tejidos en medicina regenerativa. El sistema según la presente invención, tal como se establece en la reivindicación 1, comprende un conjunto de elementos estériles desechables contenidos en un paquete, estando los elementos contenidos preconectados o incluyendo conectores asépticos o estando adaptados para realizar interconexiones entre ellos de una manera aséptica para disponer de un sistema funcionalmente cerrado. Dicho sistema se puede disponer sobre un soporte, tal como una bandeja, que incluya kits individuales para la realización del procedimiento. Los kits individuales pueden estar preconectados o pueden estar equipados con conectores asépticos para realizar interconexiones ente ellos de una manera aséptica, o pueden estar conectados utilizando un dispositivo de conexión estéril, tal como el SCD de Terumo, que funciona por soldadura.

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La presente invención da a conocer un sistema sencillo para el procesamiento/concentración automáticos de subgrupos de células en un sistema cerrado que puede disponer de un sistema de procesamiento celular en línea junto al paciente. Realizaciones de la presente invención se establecen en las reivindicaciones dependientes.

En una realización, el recipiente de recogida utilizado para recoger los subgrupos de células del paciente se puede diseñar a efectos de ser utilizado también como cámara de separación. De forma similar, el receptáculo utilizado para la recogida de las células separadas se puede diseñar a efectos de servir como un recipiente de reinfusión para devolver las células al paciente. La separación de las células puede estar dirigida a una recogida con capa leucocitaria ("buffy coat") o se puede realizar utilizando un proceso de separación basado en el gradiente de densidad, seguido de un lavado de las células, basado en el sistema tal como se describe en los documentos EP-B-912 250 (Claude Fell) y PCT/IB99/020523 (Biosafe). Otra manera de procesar las células es utilizar microesferas recubiertas de anticuerpos monoclonales tal como se describe en el documento WO03/009889 (CellGenix/Biosafe).

La utilización combinada de un detector óptico que puede medir la absorción y la reflexión debido al paso de las células por un tubo transparente permite recoger de manera más precisa un subgrupo particular de células, tales como plaquetas, para producir un concentrado de plaquetas. Dicho concentrado de plaquetas se puede obtener en un procedimiento separado o como subproducto durante un procedimiento dirigido a un subgrupo de células. La presente invención también da a conocer la utilización del sistema descrito para la preparación de un concentrado de plaquetas para su uso por separado.

De este modo, la presente invención da a conocer un sistema totalmente integrado para la intervención junto al paciente que minimiza los riesgos de contaminación mediante la utilización de un sistema cerrado. Ofrece un gran nivel de automatización y no depende de ninguna habilidad especial para el procesamiento celular. Es adecuado para la manipulación de cualquier fuente de células (tales como células madre adultas, plaquetas), pero particularmente para la preparación de células madre de la médula ósea, en una disposición autóloga o alogénica.

Descripción breve de los dibujos

La presente invención se describirá a continuación, a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es un diagrama que muestra la disposición general de un kit de procesamiento para la médula ósea según la presente invención;

la figura 2 muestra los símbolos utilizados en las figuras 3 a 7 para ilustrar los diferentes componentes de los kits ilustrados según la presente invención;

las figuras 3A y 3B muestran dos realizaciones de un kit de recogida, uno sin unidad de filtrado y otro con la misma;

la figura 4 muestra un kit de procesamiento que se puede conectar mediante un conector aséptico a un kit de recogida tal como se muestra en las figuras 3A ó 3B o a un kit de trasplante tal como se muestra en las figuras 5A ó 5B;

la figura 5A muestra elementos individuales de un kit de trasplante y la figura 5B muestra una combinación de los elementos que forman el kit de trasplante;

la figura 6 muestra diferentes combinaciones de kits para formar un sistema completo;

la figura 7 es un diagrama de un dispositivo completo de procesamiento para médula ósea en el que una cámara de procesamiento con capacidad de giro constituye un jeringa de separación que también se utiliza para la recogida y trasplante de las células;

las figuras 7A, 7B y 7C muestran las configuraciones operativas de los componentes del dispositivo de la figura 7 para la recogida, el procesamiento y el trasplante, respectivamente;

las figuras 8A, 8B y 8C muestran el principio de la detección de las células por un sensor de línea óptica que utiliza las propiedades de absorción y reflexión de las células;

la figura 8D muestra una vista vertical del sensor de línea óptica con la localización de los dispositivos LED y receptores; y

la figura 9 muestra las señales de salida habituales del sensor de línea óptica de la figura 8.

Descripción detallada

La presente invención se refiere a un sistema integrado que permite la recogida de subgrupos de células, su procesamiento/concentración y la reinfusión de un producto rico en un subgrupo particular de células con el objetivo de reparar o regenerar un tejido dañado o anormal.

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El proceso se describirá en una disposición autóloga, lo que significa que las células se extraen y se reinfunden desde y hacia el paciente. En general, se prefiere dicho tratamiento autólogo, ya que no se produce reacción inmunológica o efectos adversos debido a incompatibilidades entre el donante y los receptores. Sin embargo, el principio sería el mismo en una disposición alogénica.

Las células madre, y más específicamente las células madre mesenquimales, se encuentran en la médula ósea según los conocimientos actuales, aunque hay estudios que indican que las células madre mesenquimales también existen en la sangre del cordón umbilical, la sangre periférica o incluso en los tejidos grasos. Aunque el principio también se aplicaría a estas varias fuentes de células madre, el proceso descrito en la presente invención se refiere al procesamiento de la médula ósea.

El proceso consiste en primer lugar en la extracción de la médula ósea de la zona pélvica, bajo anestesia local. Se perfora el hueso utilizando un extractor de la médula ósea, por ejemplo, del tipo Tyco. La médula se aspira utilizando una o más jeringas, que son rellenadas previamente con algo de anticoagulante, habitualmente heparina o una solución de citrato/fosfato. Se recoge habitualmente un volumen de 50 ml, pero podría ser un valor diferente. La médula ósea aspirada se transfiere en general a una bolsa de recogida de PVC, filtrada o no, y se puede poner sobre un agitador. A continuación, se conecta la bolsa de recogida de PVC, utilizando técnicas asépticas, preferentemente en el sistema descrito en EP-B-912 250 y PCT/IB99/02052 y, a continuación, se realiza la correspondiente separación y concentración de células madre. Se pueden utilizar otras cámaras de procesamiento centrífugo (por ejemplo, cuando el eje de rotación no es paralelo al eje de la cámara cilíndrica de procesamiento) o utilizando recipientes flexibles.

El documento EP-B-0 912 250 (C.FELL) describe un sistema para el procesamiento y la separación de fluidos biológicos en componentes, que comprende un conjunto de recipientes para recibir el fluido biológico a separar y los componentes separados, y opcionalmente uno o más recipientes adicionales para soluciones adicionales. Una cámara hueca de procesamiento centrífugo puede girar sobre un eje de rotación mediante el contacto de la cámara de procesamiento con una unidad impulsora de la rotación. La cámara de procesamiento tiene una entrada/salida axial para el fluido biológico a procesar y para los componentes procesados del fluido biológico. Esta entrada/salida conduce a un espacio de separación de volumen variable en el que tiene lugar el procesamiento centrífugo completo del fluido biológico. La cámara de procesamiento comprende una pared generalmente cilíndrica que se extiende desde una pared en el extremo de la cámara de procesamiento, definiendo esta pared generalmente cilíndrica en la misma la cámara de procesamiento hueca que ocupa un espacio hueco cilíndrico abierto de forma coaxial con el eje de rotación, disponiéndose la entrada/salida axial en dicha pared extrema de forma coaxial con la pared generalmente cilíndrica para abrirse en la cámara de procesamiento hueca. La cámara de procesamiento contiene en la pared generalmente cilíndrica un elemento con capacidad de movimiento axial, tal como un pistón. El espacio de separación de volumen variable está definido en la parte superior de la cámara de procesamiento por la pared generalmente cilíndrica y por el elemento con capacidad de movimiento axial contenido en la pared generalmente cilíndrica de la cámara de procesamiento, en el que el movimiento axial del elemento con capacidad de movimiento varía el volumen del espacio de separación, siendo el elemento con capacidad de movimiento capaz de desplazarse de manera axial en la cámara de procesamiento para captar una cantidad seleccionada de fluido biológico a procesar en el espacio de separación a través de la entrada antes o durante el procesamiento centrífugo y para expresar los componentes del fluido biológico procesados del espacio de separación a través de la salida durante o después del procesamiento centrífugo. Se disponen medios para hacer el seguimiento de la posición del elemento con capacidad de movimiento para controlar de este modo la cantidad de fluido biológico captado y la expresión de los componentes separados. El sistema comprende además una disposición de válvulas de distribución para establecer una comunicación selectiva entre la cámara de procesamiento y los recipientes seleccionados o para incomunicar la cámara de procesamiento y los recipientes.

Según el documento PCT/IB99/02052, dicho sistema se dispone para operar en un modo de transferencia por separación y en un modo de transferencia sin separación, lo cual proporciona mayores posibilidades para la utilización del sistema incluyendo nuevas aplicaciones que previamente no se contemplaban, tales como la separación de células madre hematopoyéticas y, en general, procesamientos en laboratorio. De este modo, el sistema se puede disponer para operar, de manera que:

-: en el modo de separación, los fluidos se pueden captar en la cámara de procesamiento a la vez que la cámara está girando o está parada, se centrifuga el fluido captado en la cámara y se separa en los componentes, y los componentes separados se expresan mientras la cámara gira u, opcionalmente, para el último componente separado, mientras la cámara está parada; y

-: en el modo de transferencia, la cámara de procesamiento capta el fluido y lo expresa con la cámara parada. La disposición de actuación de las válvulas se encuentra en posición de actuación para transferir cantidades de fluido desde un recipiente a otro a través de la cámara de procesamiento, mediante el movimiento del elemento, sin centrifugación o separación del fluido en los componentes, y los medios para hacer el seguimiento de la posición del elemento con capacidad de movimiento controla las cantidades de fluidos no separadas transferidos.

En la nueva aplicación según la presente invención, que utiliza de manera ventajosa la cámara de separación según los documentos EP-B-912 250 y PCT/IB99/02052, la separación puede estar dirigida a una recogida con capa leucocitaria que permite la máxima recuperación en células madre sin reconocer ningún subgrupo específico de células. El producto inicial, cuyas fuentes son las descritas anteriormente, se introduce en la cámara de separación mediante la bajada del pistón. Una vez se ha cargado el producto en la cámara de separación - éste se detecta mediante el sensor de línea óptica colocado cerca de la entrada de la cámara de separación - un ciclo de sedimentación, de habitualmente 5-10 minutos, produce una capa leucocitaria entre el plasma y la capa de glóbulos rojos. En la extracción, se extrae en primer lugar el plasma mediante el movimiento ascendente del pistón. El sensor de línea óptica, por ejemplo el que se describe en la figura 8, detecta las células que pertenecen a la capa leucocitaria y adapta los diferentes parámetros (velocidad de extracción, volumen extraído, velocidad de centrifugación) para optimizar la recuperación de células, dependiendo de las limitaciones del proceso en el volumen deseado y el tiempo. Las células de la capa leucocitaria se extraen a la bolsa o vial destinados a ello (dependiendo de la configuración del kit de procesamiento). Los glóbulos rojos restantes se extraen a una bolsa destinada a ello o se mantienen en la cámara (para ahorrar tiempo en el proceso). Dependiendo de los parámetros optimizados durante la fase de extracción de la capa leucocitaria, se pueden reiniciar un ciclo o ciclos sucesivos de sedimentación/extracción como el descrito anteriormente. Esto completará el volumen extraído de la capa leucocitaria optimizando sus características dependiendo de la aplicación final del producto celular.

Para seleccionar una subpoblación más específica de células, se puede utilizar el principio descrito anteriormente (llenado/sedimentación/extracción) mediante el mismo tipo de sensor de línea óptica que detecta mediante reflexión y absorción un subgrupo más específico de células. Durante la extracción del plasma, la absorción y reflexión del líquido son muy bajas. Cuando las células empiezan a fluir en el tubo, aumenta tanto la absorción como la reflexión del producto efluente. La reflexión también depende del tipo y tamaño de las células. Esta dependencia permite la selección de un subgrupo particular de células. Finalmente, cuando la concentración de células es elevada, la absorción se encuentra en el máximo nivel y la reflexión ya no se produce. Esto se puede utilizar para detectar subgrupos de células que presentan tamaños diferentes, tales como plaquetas, y crear un concentrado de plaquetas.

Para obtener una selección del subgrupo de células, un método preferente es utilizar un medio con gradiente de densidad que reconoce más específicamente una subpoblación definida de células. Esto incrementará la pureza del producto mediante la reducción de la contaminación en glóbulos rojos y otros subgrupos no deseados de células. El medio con gradiente de densidad se elige según el subgrupo diana. Por ejemplo, para reconocer el subgrupo mononuclear, se puede utilizar un medio basado en Ficoll^{TM}. En dicho caso, se introduce en primer lugar el medio con gradiente de densidad en la cámara de separación. A continuación, se introduce lentamente la médula ósea mediante el descenso del pistón, habitualmente a una velocidad de 5 ml/min, a efectos de depositar las células sobre la capa del medio con gradiente de densidad. Los glóbulos rojos y los granulocitos tenderán a ir a través de la capa del medio con gradiente de densidad, mientras que las células mononucleares y las plaquetas permanecerán delante de la capa. Cuando se introduce todo el volumen de la médula ósea, detectado mediante el sensor de línea óptica (figura 8) en la parte superior de la máquina, el pistón se detiene y se inicia una etapa de sedimentación de, por ejemplo, 10-20 minutos. Se podría realizar de manera automática por el sistema una dilución adicional después de la aspiración completa del producto, gracias a una solución isotónica conectada al sistema. La velocidad de centrifugación se puede incrementar para reducir este tiempo de sedimentación. A continuación, se inicia la recogida mediante el movimiento ascendente del pistón. El sobrenadante del líquido sólo contiene plasma. A continuación, siguen las primeras células, provocando que el tubo de efluente se vuelva opaco, según se detecta por el sensor de línea óptica. Esto desencadena la recogida de las células mononucleares, que comprende las células madre diana. Después del volumen predefinido por el menú del operador, o cuando la línea de efluente se aclara de nuevo, se detiene la recogida de células, y se recoge el contenido restante del volumen de la cámara de separación en una bolsa de residuos hasta que la cámara quede completamente vacía. En esta etapa, la cámara de separación se aclara de todos los glóbulos rojos residuales gracias a una solución isotónica. Las células recogidas se reintroducen en la cámara de separación, seguido, o precedido, por una solución de lavado, tal como una solución salina/albúmina (también se pueden utilizar alternativas con una solución tamponada con fosfato u otras). Se mezclan las células y la solución de lavado. El pistón se detiene después de un volumen predeterminado o cuando la cámara está completamente llena. A continuación, se realiza una nueva etapa de sedimentación, durante la cual la bolsa de recogida se puede lavar utilizando el sobrenadante producido durante la sedimentación para eliminar las trazas del medio con gradiente de densidad. A continuación, se expresa el sobrenadante (que consiste en la solución de lavado y el medio con gradiente de densidad). El proceso se detiene cuando las células aparecen de nuevo en la línea de efluente o se puede repetir para obtener un lavado mejor. Las células se recogen finalmente en un recipiente de recogida que se puede diseñar especialmente para facilitar la posterior utilización de las células recogidas. Cuando es necesario se aclara la cámara. Dichas células se encuentran fácilmente disponibles para la reintroducción en el órgano diana del paciente o se pueden manipular posteriormente con objetivos de selección o expansión. Para lograr esto, el sistema podría resuspender las células directamente en el medio de cultivo deseado.

Una separación más refinada que utilizando el medio con gradiente de densidad consiste en incubar la médula ósea en un medio que contiene microesferas recubiertas con anticuerpos monoclonales. Dicho método de separación se describe en la publicación WO03/009889 (CellGenix/Biosafe). El procedimiento es entonces el siguiente. El producto que contiene microesferas unidas a un anticuerpo específico se mezcla al producto sanguíneo que contiene las células de interés. Después de cierto tiempo de incubación, las microesferas se adherirán a la superficie de las células diana, provocando un cambio en su densidad. A continuación, la mezcla se vierte en la cámara de separación y se inicia una separación por flotación según densidad, tal como se ha descrito en patentes anteriores. Cuando se completa la sedimentación, se extrae el sobrenadante de la cámara en la bolsa de residuos y, a continuación, se descartan los glóbulos rojos. Las células de interés, marcadas con las microesferas y, por tanto, con la densidad más elevada, serán las últimas en salir de la cámara. Se pueden recoger en un recipiente apropiado y, si es necesario, se lavan posteriormente para eliminar la solución de anticuerpos.

En caso de una reintroducción inmediata después de realizar el procesamiento, las células recogidas se pueden conectar, utilizando técnicas asépticas, al dispositivo que permite su trasplante al paciente. Para aplicaciones en cardiología, dicho dispositivo puede ser un catéter de globo utilizado en angiografía para reinyectar de forma local estas células, como, por ejemplo, en asociación con los tratamientos de infarto de miocardio agudo. En este caso, se reinyecta una cantidad de 10 ml de las células madre concentradas en etapas de 3 ml, inflando el globo en intervalos regulares, permitiendo la expansión de las células madre. Dicho método se ha descrito por Zeiher y otros, en un artículo científico (TOPCARE - Circulation Octubre 2002).

En el caso de una recogida de concentrado de plaquetas, las plaquetas recogidas se pueden utilizar solas o combinadas con trombina obtenida posiblemente también del plasma del paciente, para formar un gel de plaquetas que facilitará la curación de heridas. Dicho gel de plaquetas contiene factores de crecimiento que estimulan de manera ventajosa la reparación de tejidos solos o asociados con células madre.

El proceso completo se puede realizar junto al paciente y, por tanto, se considera como un proceso en línea, tal como se muestra esquemáticamente en la figura 1. Esto proporciona ventajas significativas en seguridad, logística y tiempo de respuesta, y no depende de ninguna habilidad específica sobre el procesamiento celular.

La recogida de diversos subgrupos de células diana se puede realizar durante el mismo procedimiento de recogida, pero con el objetivo de utilizar dichos subgrupos de células a intervalos de tiempo diferentes durante la misma operación.

La presente invención da a conocer un sistema o "paquete a medida" que ya contiene los dispositivos individuales estériles desechables para realizar la recogida, separación y trasplante, respectivamente. Dicho paquete se puede presentar en una "ampolla" que tiene 3 compartimentos, conteniendo cada uno un dispositivo o kit desechable: un dispositivo para la extracción de médula ósea, un dispositivo para la separación de la médula ósea, preferentemente del tipo basado en el sistema descrito en los documentos EP-B-912 250 y PCT/IB99/020523, y un dispositivo para la reinyección de células. Cada dispositivo puede tener algunas variaciones, siendo el dispositivo de trasplante el que tiene la mayor versatilidad, ya que depende del tejido diana a tratar (por ejemplo, hueso, músculo, vasos, etc.). Las configuraciones de los dispositivos individuales se muestran en las figuras 2-7.

Posiblemente, todos estos dispositivos pueden estar preconectados o dos de los tres pueden estar preconectados si, por ejemplo, se quiere utilizar un sistema totalmente cerrado. Si no están preconectados, una solución práctica consiste en utilizar conectores asépticos diseñados especialmente, tales como el sistema Medlock de PALL (referencia ACD) y descrito en las Patentes de Estados Unidos 3.650.093, 5.868.433, 6.536.805 y 6.655.655, para asegurar que las conexiones se realizan bajo condiciones asépticas, manteniendo, de este modo, el criterio de un sistema cerrado. Otra posibilidad sería conectar el dispositivo utilizando un dispositivo de conexión estéril. Cualquiera de las configuraciones anteriores - preconectadas, o conectadas con un dispositivo de conexión aséptico o un dispositivo de conexión estéril - proporcionará un sistema funcionalmente cerrado. Dichos sistemas funcionalmente cerrados eliminan la necesidad de recintos asépticos o sistemas de flujo laminar, una ventaja muy importante en la habitación de trabajo o el ambiente de la unidad de intervención que, en general, no están equipados para cumplir estos criterios.

Otra mejora de la presente invención consiste en un recipiente de aspiración de la médula ósea que actuará como cámara de separación en la segunda etapa, referida como cámara de procesamiento. Su diseño es similar al de la cámara de separación descrita en el documento PCT/IB99/020523 y se puede ajustar con una aguja especial para la perforación del hueso pélvico. Se llena previamente con anticoagulante o se puede preparar con anticoagulante antes del inicio de la recogida. Una vez se ha perforado el hueso, se aspira la médula ósea mediante el movimiento descendente del pistón de la cámara de procesamiento, activado por una fuente de vacío manual o eléctrica. A continuación, la cámara de procesamiento se inserta en el centrifugador de la máquina y se conecta a la cámara un dispositivo que consiste en un conjunto de líneas tubulares y bolsas. A continuación, se puede iniciar la separación según el proceso descrito anteriormente utilizando, por ejemplo, el protocolo de centrifugación con capa leucocitaria. Otra mejora de la presente invención consiste en recoger las células separadas en un recipiente especial que se puede conectar fácilmente o ajustarse al sistema reinfundiendo las células de nuevo al paciente. Dicho recipiente puede ser una jeringa graduada ajustada con un conector Y que tiene un extremo conectado al dispositivo de separación y el otro extremo equipado con un conector de cierre luer para la posterior conexión a un catéter.

La figura 3A muestra un kit de recogida sin filtro y la figura 3B, con filtro. El kit de recogida incorpora todo lo necesario para realizar la aspiración de la médula:

a.: El punto de entrada será, por ejemplo, un extractor de médula ósea (por ejemplo, del tipo TYCO) e incluye habitualmente una aguja para la punción ósea o una aguja para punción en vena. Se puede conectar directamente al resto del kit a través de una válvula de paso u otra válvula.

b.: Una o más jeringas (1...n) según sean necesarias para realizar la aspiración.

c.: Se puede insertar un filtro en el kit de recogida para filtrar la médula después de la recogida, tal como se muestra en la figura 3B.

d.: A continuación, la médula recogida (filtrada o no filtrada) se guarda en una bolsa de transferencia antes del procesamiento.

d.: Se puede utilizar una jeringa adicional para añadir un producto de dilución a la médula y/o aclarar el filtro, si es aplicable.

f.: Se puede utilizar un conector aséptico (Pall ACD o similar).

El kit de recogida se puede configurar, por ejemplo, de la siguiente manera:

C11: Kit de recogida sin filtro (c) con aguja para hueso (a) preconectada en el kit de procesamiento. Cantidad X de jeringas (b).

C12: Kit de recogida sin filtro con aguja para hueso (a) no preconectada en el kit de procesamiento. Cantidad X de jeringas (b).

C21: Kit de recogida con filtro (c) con aguja para hueso (a) preconectada en el kit de procesamiento. Cantidad X de jeringas (b).

C22: Kit de recogida con filtro (c) con aguja para hueso (a) no preconectada en el kit de procesamiento. Cantidad X de jeringas (b).

En todas estas configuraciones, la aguja para hueso se puede sustituir por una aguja para punción en vena.

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La figura 4 muestra un kit de procesamiento que está adaptado para conectarse al kit de recogida descrito previamente a través de una conexión aséptica.

a.: La conexión aséptica se podría realizar a través de un conector aséptico (tal como Pall ACD u otros) o un conector de espiga bajo condiciones asépticas.

b.: Se podría utilizar una cámara de goteo opcional para evitar que las burbujas entren en la vía de procesamiento.

c.: La dirección de la vía de fluido se puede elegir mediante una rampa de válvulas de paso montando tres válvulas de paso en este ejemplo u otro tipo de válvulas, por ejemplo, una válvula multipuerto.

d.: Se utiliza una cámara de separación, por ejemplo tal como se describe en los documentos EP-B-912 250 y PCT/IB99/02052, para el proceso de separación.

e.: Se introduce un producto o productos adicionales (solución isotónica, medio de cultivo,...) por una conducción dotada de una o más conexiones (conectores de espiga,... - 1...n).

f.: Se utiliza una bolsa satélite o de residuos para el producto descartado y la entrada de medio con gradiente de densidad.

g.: Una conducción de salida con una bolsa intermedia opcional guía el producto hacia el kit de trasplante.

h.: Se podría utilizar en esta conducción un conector aséptico (Pall ACD o similar).

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Las principales variantes del kit de procesamiento incluyen:

P1: kit de procesamiento sin bolsa intermedia

P2: kit de procesamiento con bolsa intermedia.

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La figura 5A muestra posibles elementos individuales de un kit de trasplante y la figura 5B muestra una posible combinación de los elementos que forman un kit de trasplante. El kit de trasplante está adaptado para conectarse al kit de procesamiento descrito anteriormente a través de una conexión aséptica y contendrá el producto final para el trasplante. La conexión aséptica podría realizarse a través de un conector aséptico (tal como Pall ACD o similar) o un conector de espiga bajo condiciones asépticas.

El kit de trasplante podría incluir:

T1: una bolsa

T2: un vial de recogida

T3: una jeringa

T4: un dispositivo específico para el trasplante (por ejemplo, un catéter para el infarto de miocardio)

T5: una combinación de T1-T4.

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De modo general, el kit de trasplante incluirá, como mínimo, por lo menos un dispositivo específico para el trasplante T4 que se puede combinar con diversas combinaciones de los otros componentes, por ejemplo una bolsa T1 o un vial de recogida T2, y/o una jeringa T3.

La figura 6 muestra combinaciones diferentes para formar un sistema completo. El sistema completo puede estar compuesto, por ejemplo, de cualquier combinación de un kit de recogida (C11 a C22), un kit de procesamiento (P1 o P2) y un kit de trasplante (T1-T4), tal como se ha descrito anteriormente.

La figura 7 es un diagrama de un dispositivo de procesamiento de médula ósea completo en el que la cámara de procesamiento con la capacidad de giro (b3), por ejemplo tal como se describe en los documentos EP-B-912 250 y PCT/IB99/020523, constituye una jeringa de separación que se utiliza también para la recogida y el trasplante de las células. El kit de recogida (a) consiste en el punto de entrada, por ejemplo un extractor de médula ósea (por ejemplo, del tipo TYCO), ajustado con un conector aséptico para la conexión a la cámara de procesamiento (b3). El kit de procesamiento (b) comprende una válvula de paso (b1) conectada a una bolsa de limpieza (b2) y a una bolsa de medio con gradiente de densidad/residuos (b4), así como la cámara de separación/procesamiento/trasplante (b3) que se puede conectar mediante un conector aséptico a la válvula de paso (b1), o al kit de recogida (a), o al kit de trasplante (c). El kit de trasplante (c) consiste en un dispositivo específico para el trasplante (por ejemplo, un catéter para infarto de miocardio) ajustado con un conector aséptico para la conexión a la cámara de procesamiento
(b3).

Las figuras 7A, 7B y 7C muestran las configuraciones operativas de los componentes del dispositivo de la figura 7 para la recogida, el procesamiento y el trasplante, respectivamente.

En la figura 7A, la cámara de recogida/procesamiento (b3) está conectada mediante un conector aséptico al punto de entrada del sistema de recogida (a), de manera que la cámara de procesamiento sirve para la recogida de las células madre extraídas. La captación de las células madre está controlada por el desplazamiento del pistón de la cámara de procesamiento (b3).

En la figura 7B, la cámara de recogida/procesamiento (b3) está conectada mediante su conector aséptico a la válvula de paso (b1) que la conecta selectivamente a la bolsa de limpieza (b2) y a la bolsa de medio con gradiente de densidad/residuos (b4) para las operaciones de procesamiento descritas anteriormente, que terminan con las células madre procesadas/concentradas de vuelta a la cámara de procesamiento (b3). A partir de entonces, la cámara de procesamiento (b3) sirve como cámara de reinfusión.

La figura 7C muestra la cámara de procesamiento (b3), después de la desconexión de la válvula de paso (b1) del kit de procesamiento, conectada al dispositivo de trasplante del kit de trasplante (c) mediante un conector aséptico. En esta configuración, se puede controlar la reinfusión de las células madre procesadas en el paciente mediante el desplazamiento del pistón de la cámara de procesamiento/reinfusión (b3).

Esta realización depende de la utilización de los conectores asépticos para conectar la cámara de procesamiento (b3) selectivamente al kit de recogida (a), o al resto del kit de procesamiento a través de la válvula de paso (b1), o al kit de trasplante (c) para llevar a cabo las operaciones secuenciales de recogida, procesamiento y reinfusión. Esto proporciona un sistema particularmente compacto que no incluye ningún elemento no utilizado y es conveniente para su utilización.

Las figuras 8A, 8B y 8C muestran el principio de la detección de las células por un sensor de línea óptica LS utilizando las propiedades de absorción y reflexión de las células por un tubo transparente. La figura 8A es la configuración de un tubo que contiene líquido transparente, donde la luz de LS no se refleja y pasa directamente a un detector frontal (R) en el eje de la luz. La figura 8B es la configuración de un tubo que contiene células en suspensión en un líquido transparente; en este caso las células reflejan la luz en direcciones aleatorias y se captura tanto por el detector frontal (R) como por el detector lateral (R) dispuestos aproximadamente 90º con respecto al eje. La figura 8C es la configuración de un tubo que contiene un líquido opaco donde no se refleja luz. La figura 8D muestra una vista vertical del sensor de línea óptica con la localización de los dispositivos LED y receptores, en particular que muestra las posiciones de la luz Azul Frontal (Fazul), Azul Lateral (Lazul), Roja Frontal (Froja) y Roja Lateral
(Lroja).

La figura 9 muestra las señales habituales del sensor de línea óptica que se registran a partir de los sensores "frontal" y "lateral". La información obtenida a partir de las señales "laterales" reflejadas se pueden utilizar como desencadenante del inicio o finalización de la recogida. El valor de salida del sensor (eje Y) es el volumen de extracción con capa leucocitaria (BC) en porcentaje del nivel máximo. El eje X contiene la información del volumen que pasa por el tubo (también en porcentaje del volumen total).

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Debe entenderse que la presente invención se puede realizar de diversas formas diferentes sin alejarse de su espíritu o características esenciales. El alcance de la presente invención se define en las reivindicaciones que se acompañan más que en la descripción específica que las precede. Todas las realizaciones que se encuentran dentro del significado de las reivindicaciones pretenden, por tanto, estar comprendidas por las reivindicaciones.

Claims

1. Sistema para la extracción, la recogida, el procesamiento y el trasplante de subgrupos de células, incluyendo células madre adultas y plaquetas, en particular para la reparación de órganos en medicina regenerativa, comprendiendo el sistema un dispositivo de elementos de transporte de fluidos estériles desechables, que incluyen:

-: un dispositivo de extracción, por ejemplo que incluyen una aguja para huesos o punción en vena, para extraer médula ósea u otras fuentes de subgrupos de células de un paciente;

-: como mínimo, una cámara para la recogida, el procesamiento y la reinfusión de los subgrupos de células extraídas del paciente, que incluyen una cámara de recogida preconectada o que se puede conectar al dispositivo de extracción para recoger las células extraídas del paciente mediante el dispositivo de extracción; una cámara de procesamiento adaptada para cooperar con el equipo de procesamiento para realizar las operaciones de procesamiento y transferencia sobre las células recogidas; y una cámara de reinfusión para guardar las células procesadas para devolverlas al paciente; en el que las cámaras de recogida, procesamiento y reinfusión están separadas y están preconectadas o pueden estar interconectadas, o en el que una cámara de procesamiento para múltiples utilidades proporciona las funciones combinadas de una cámara de recogida-procesamiento, una cámara de procesamiento-reinfusión o una cámara de recogida-procesamiento-reinfusión; y

-: un dispositivo de trasplante preconectado o que se puede conectar a la cámara de reinfusión para devolver las células procesadas al paciente,

caracterizado porque el dispositivo de elementos estériles desechables está contenido en un paquete, estando los elementos contenidos preconectados o incluyendo conectores asépticos o estando adaptados para realizar interconexiones entre éstos de una manera aséptica para proporcionar un sistema funcionalmente cerrado.

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2. Sistema, según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de elementos desechables está envasado en un envase "blíster" sobre un soporte, tal como una bandeja, teniendo el envase "blíster" un compartimento para recibir el dispositivo interconectado completo o una pluralidad de compartimentos recibiendo cada uno una parte del dispositivo que incluye un conector aséptico para la conexión a otra parte del dispositivo.

3. Sistema, según la reivindicación 1 ó 2, en el que el dispositivo de elementos desechables comprende tres kits de elementos desechables, un kit de recogida, un kit de procesamiento y un kit de trasplante.

4. Sistema, según la reivindicación 3, en el que el kit de recogida comprende un dispositivo extractor de la médula ósea solo o en combinación con: como mínimo, una jeringa; una bolsa de transferencia que forma la cámara de recogida y, opcionalmente, un conector aséptico para la conexión al kit de procesamiento.

5. Sistema, según la reivindicación 4, en el que el kit de recogida comprende además un filtro conectado o que se puede conectar entre una jeringa y una bolsa de transferencia.

6. Sistema, según la reivindicación 3, 4 ó 5, en el que el kit de procesamiento comprende una cámara de procesamiento y, como mínimo, un recipiente desechable conectado a la cámara de procesamiento a través de, como mínimo, una válvula de paso o una válvula multipuerto que permiten la transferencia selectiva de fluidos a la cámara de procesamiento o desde la misma y al recipiente o recipientes desechables y/o desde los mismos, estando la cámara de procesamiento conectada al kit de recogida o teniendo un conector aséptico para la conexión al kit de recogida o estando adaptada para formar una conexión aséptica, y estando la cámara de procesamiento también conectada al kit de trasplante o teniendo un conector aséptico para la conexión al kit de trasplante o estando adaptada para formar una conexión aséptica.

7. Sistema, según la reivindicación 6, en el que el kit de procesamiento comprende además una conducción dotada con uno o más conectores para conectar recipientes adicionales a la válvula de paso o la válvula multipuerto.

8. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en el que el kit de trasplante comprende, como mínimo, un dispositivo de trasplante o una combinación de, como mínimo, un dispositivo de trasplante con, como mínimo, uno entre: una bolsa de recogida; un vial de recogida; y una jeringa.

9. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara de procesamiento es una cámara hueca de procesamiento centrífugo que tiene una entrada/salida para las células a procesar y para las células procesadas, conteniendo la cámara de procesamiento un elemento con capacidad de movimiento que define un espacio de separación de tamaño variable para recibir las células, siendo el elemento capaz de desplazarse para captar una cantidad seleccionada de células a procesar en la cámara de separación a través de dicha entrada y para expresar las células procesadas de la cámara de separación a través de dicha salida.

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10. Sistema, según la reivindicación 9, en el que la cámara de procesamiento centrífugo es en general cilíndrica y con capacidad de giro sobre el eje del cilindro, y el elemento con capacidad de movimiento es un pistón montado, con capacidad de desplazamiento y estanqueidad al fluido, en la cámara de procesamiento centrífugo.

11. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

-: un dispositivo para la extracción de médula ósea u otras fuentes de subgrupos de células de un paciente, siendo dicho dispositivo conectable mediante una conexión aséptica a la cámara de procesamiento para la recogida de células madre extraídas mediante el dispositivo en la cámara de procesamiento;

-: como mínimo, un recipiente desechable conectado a la cámara de procesamiento a través de, como mínimo, una válvula de paso o una válvula multipuerto que permiten la transferencia selectiva de fluidos a la cámara de procesamiento y desde la misma y al recipiente o recipientes desechables y/o desde los mismos, siendo la cámara de procesamiento conectable a la válvula de paso o válvula multipuerto a través de un conector aséptico; y

-: como mínimo, un dispositivo de trasplante conectable a la cámara de procesamiento mediante una conexión aséptica para que la cámara de procesamiento actúe como una cámara de reinfusión para la liberación de las células procesadas en la misma al paciente.

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12. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara de procesamiento se dispone para producir un producto enriquecido de un subgrupo específico de células (incluyendo Células Madre Adultas y plaquetas).

13. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara de procesamiento se dispone para separar las células madre utilizando un proceso basado en el gradiente de densidad seguido de lavado celular.

14. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuesto para procesar las células madre utilizando microesferas recubiertas con anticuerpos monoclonales.

15. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sensor de línea óptica para detectar la reflexión diferencial de luz por un subgrupo de células que pasa por un tubo transparente.