ES2308790T3 - Celulas sensibles al tgf-beta 1 derivadas de medula osea. - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA POBLACION HOMOGENEA DE CELULAS SENSIBLES AL TGF BE 1, DERIVADAS DE LA MEDULA OSEA, UN PROCEDIMIENTO DE SELECCION A PARTIR DE LA MEDULA OSEA Y UN PROCEDIMIENTO DE EXPRESION DE UNA PROTEINA DE RECOMBINANTE DERIVADA DE LAS CELULAS DE LA MEDULA OSEA. LA SELECCION COMPRENDE LAS ETAPAS DE TRATAMIENTO DE LAS CELULAS DE MEDULA OSEA IN VITRO POR UNA PROTEINA TGF BE 1 QUE SELECCIONA UNA POBLACION HOMOGENEA DE CELULAS PARA UN TRATAMIENTO ULTERIOR. LAS CELULAS SELECCIONADAS PUEDEN EXPANDIRSE Y LUEGO UN GEN QUE CODIFICA PARA UNA PROTEINA TERAPEUTICA PUEDE INSERTARSE EN DICHAS CELULAS EXPANDIDAS Y LUEGO EXPRESAR LA PROTEINA TERAPEUTICA. SE PUEDEN INTRODUCIR LUEGO LAS CELULAS TRANSDUCIDAS EN UN MAMIFERO PARA DAR UN RESULTADO TERAPEUTICO.
Description
Células sensibles a TGF\beta1 derivadas de
médula ósea.
La presente invención se refiere a células
derivadas de médula ósea, un método para su selección a partir de
médula ósea, y el uso de células derivadas de médula ósea como
vehículos para transferencia de genes. Más particularmente, esta
invención se refiere al uso de una proteína transformante del factor
de crecimiento \beta1 (TGF\beta1) para seleccionar, a partir de
médula ósea, una población de células que son responsables de la
proteína TGF\beta1. A partir de entonces, las células
seleccionadas pueden ser utilizadas como vehículo para transferir a
un mamífero, incluido humanos, genes que codifican una proteína
terapéutica.
Los dos sistemas celulares principales asociados
a hueso y médula son los sistemas de célula madre hemopoyética y de
célula madre estromal. En el sistema de célula madre estromal, las
células madre mesenquimales (también conocidas como células
progenitoras mesenquimales) originan progenitores de muchos
fenotipos diferenciados, que incluyen osteocitos, condrocitos,
miocitos, adipocitos, fibroblastos, y células de médula estromal.
Sin embargo, el término "célula madre" no se define
fácilmente. De acuerdo con Maureen Owen (Bone and Mineral Research,
pp. 1-25 (Elsevier Science Publishers 1985)), "no
hay definición rigurosa de célula madre. Éstas tienen una alta
capacidad de auto-renovarse a lo largo de la vida y
tienen la capacidad de diferenciarse en una variedad de poblaciones
celulares funcionales," Owen a 1. Con respecto al sistema de
célula madre estromal, Owen declara que
(m)esenquimal, estromal, fibroblástico,
reticular, retículo, y fusiforme son términos a menudo utilizados
de forma intercambiable para estas células del tejido conectivo, que
también han sido designadas como mecanocitos. El término
"fibroblástico" se utiliza comúnmente para abarcar a todas
estas células...
Las condiciones de cultivo, que promueven el
crecimiento clonal de células fibriblásticas, incluyen el uso de
suero fetal de ternera, normalmente, frecuente cambio completo de
medio... y preparaciones de una sola célula... Cuando las células
preparadas de esta manera se cultivan, in vitro, bajo las
condiciones de arriba, la mayoría de las células hemopoyéticas
mueren y se forman colonias fibroblásticas estromales. Las células
de médula cultivadas bajo estas condiciones generales originan
colonias fibroblásticas, cada una derivada de una sola célula.
Estas células crecen rápidamente hasta confluencia y, a menudo, se
llaman fibroblastos de médula.
Owen a 4, 6. Owen añade que "la verdadera
complejidad de la población de células madre, que, considerando la
heterogeneidad de... clones examinados, no puede ser
sobre-estimada" Owen a 10.
Caplan y cols. (Patente de EE.UU Nº 5,486,359)
describen que separaron una población homogénea de células madre
mesenquimales humanas a partir de médula ósea. Caplan y cols.
también describen métodos para caracterizar y usar las células
madre mesenquimales purificadas para desarrollar propósitos de
diagnóstico y terapéuticos.
En el procedimiento de Caplan y cols., los
tapones de médula ósea se agitan en medio de cultivo suplementado
con lotes seleccionados (pero no definidos) de suero fetal bovino.
Los gránulos lavados de células se resuspenden, se pasan a través
de agujas graduadas (calibre 18 y luego calibre 20), se lavan,
cuentan y siembran. De forma alternativa, los aspirados de médula
ósea se capean en un gradiente de Percoll, tras el cual, se recoge
una fracción de baja densidad y se siembra bajo condiciones de
cultivo clásicas. En cualquier caso, las células no adherentes se
eliminan con el cambio de medio, y las células que permanecen se
permiten crecer hasta confluencia, produciendo, de acuerdo con
Caplan y cols., una población uniformemente homogénea de células de
tipo fibroblasto. De forma específica, Caplan y cols. describen que
"las células madre mesenquimales adherentes de hueso esponjoso de
la cabeza femoral o de aspirado ilíaco tienen morfología similar;
casi todas siendo fibroblásticas, con unas pocas células
adipocíticas, poligonales o redondas..." Columna 19, líneas
46-49; Figura 1. Caplan y cols. además describen
que estas células fibroblásticas adherentes pueden ser traspasadas
bajo condiciones de cultivo clásicas o inducidas para diferenciarse
en células formadoras de médula, bajo ciertas condiciones.
Se sabe que ciertas células progenitoras
mesenquimales son capaces de auto-renovarse y sufrir
crecimiento en presencia del factor de crecimiento transformante
\beta1 (TGF\beta1), una citoquina pleiotrópica con funciones
autocrinas y paracrinas.
El factor de crecimiento transformante \beta
(TGF\beta), un péptido de 25 kDa encontrado abundantemente en
plaquetas y hueso, liberado en respuesta a daño tisular, se está
convirtiendo en una herramienta cada vez más importante para
inmunomodulación, curación de heridas, y reparación tisular.
TGF\beta es también un quimioatrayente para células de origen
mesenquimal, y como tal, recluta fibroblastos en el lugar del daño,
estimula la angiogénesis y la síntesis de novo de proteínas
de matriz extracelular en concierto con la
sobre-regulación de inhibidores de degradación de la
matriz. Véase Roberts A.B., Sporn M.B.: The Transforming Growth
Factor-\betas, pp. 420-472 (1990).
TGF\beta1 y TGF\beta2 son potentes agentes inmunorreguladores
que suprimen la proliferación y función de linfocitos T y B in
vitro (Id) e in vivo (Véase Wrann M, y cols., "T Cell
Suppressor Factor from Human Glioblastoma Cells Is a 12.5 KD Protein
Closely Relating to Transforming Growth
Factor-beta," EMP. J. 6:1633-36
(1987)). Por lo tanto, parece que TGF\beta juega un papel crucial
en enfermedades clínicamente relevantes de vigilancia inmune,
regeneración tisular, y reparación. Además, la reparación tras daño
tisular como quemaduras, infarto de miocardio, trauma e isquemia
cerebral, así como curación quirúrgica de heridas, puede acelerarse
con una sola infusión sistémica o aplicación local de este factor
de crecimiento peptídico. Véase Beck S.L., y cols.,
"TGF-\beta1 Induces Bone Closure of Skull
Defects," J. Bone Mineral Res. 6(1991). Los efectos
terapéuticos de la administración de TGF\beta pueden ser
aumentados y/o prolongados por sus pronunciadas funciones autocrinas
y paracrinas.
La captura de células madre mesenquimales
humanas derivadas de médula ósea con una proteína de fusión del
factor de crecimiento b1 transformante (TGFb1) se ha mostrado en
Gordon y cols. 1995, Blood, 86, suplemento 1, página 998a.
Aquí se describe una población homogénea de
células sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula ósea y un
método para su selección a partir de médula ósea, preferiblemente de
médula ósea humana.
Las células sensibles a TGF\beta1 derivadas de
médula ósea de la presente invención han sido llamadas, en la
reciente literatura científica publicada, como células progenitoras
mesenquimales o células madre mesenquimales. Véase E.M. Gordon, y
cols., Human Gene Therapy 8:1385-94 (July 20, 1997).
Sin embargo, los inventores ahora reconocen que las células
sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula ósea se llaman, de forma
más apropiada, "células progenitoras premesenquimales" o
"células madre premesenquimales", desde que las células
seleccionadas morfológicamente parecían ser una forma temprana o
más primitiva de células madre mesenquimales o células progenitoras
mesenquimales, tal como se evidencia por la forma redonda de tipo
blastoide de las células, en lugar de la forma de tipo blastoide
normalmente asociada a células madre mesenquimales. Así, las células
sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula ósea pueden incluir una
población homogénea de células madre premesenquimales (también
conocidas como células progenitoras premesenquimales) o una
población homogénea de células premesenquimales diferenciadas, como
células estromlaes. La población homogénea de células madre
premesenquimales puede incluir células blastoides pluripotentes.
La selección se lleva a cabo tratando las
células de médula ósea in vivo con una proteína TGF\beta1,
que selecciona, a partir de células, una población de células que
son sensibles a la proteína TGF\beta1. A partir de entonces, las
células seleccionadas pueden ser crecidas en el cultivo celular.
En otro aspecto, la presente invención está
dirigida a un método para expresar una proteína recombinante a
partir de la población homogénea seleccionada de células sensibles a
TGF\beta1 derivadas de médula ósea. Las células pueden ser
transducidas con un segmento de ADN que codifica una proteína
terapéutica para hacer que las células expresen la proteína
terapéutica. En un aspecto adicional, la presente invención está
dirigida a un método para introducirlas dentro de un receptor para
producir un resultado terapéutico.
La proteína TGF\beta1 es una proteína de
fusión TGF\beta1 que comprende un sitio de unión a matriz
extracelular, que es preferiblemente un sitio de unión a colágeno.
Entonces, el sitio de unión a matriz extracelular de la proteína de
fusión TGF\beta1 puede ser utilizado para integrar selectivamente
la proteína de fusión TGF\beta1 en una matriz extracelular, como
colágeno. En una realización, el sitio de unión a colágeno es un
sitio de unión a colágeno derivado del factor de von
Willebrand.
En todavía otro aspecto, la presente invención
está dirigida a un método de terapia génica que comprende los pasos
de capturar células sensibles a TGF\beta1, derivadas de médula
ósea, bajo condiciones de bajo suero en una matriz de colágeno
impregnada con una proteína de fusión TGF\beta1 que comprende un
sitio de unión a colágeno derivado del factor de von Willebrand
(TGF\beta1-vWF), que integra selectivamente la
proteína de fusión TGF\beta1 a la matriz de colágeno. Luego, las
células capturadas pueden ser crecidas en el cultivo celular para
formar colonias celulares diferenciadas. Estas colonias celulares
crecidas, luego pueden ser transducidas in vitro con un
vector viral que comprende un gen que codifica una proteína
terapéutica, donde el gen es expresado para producir la proteína
terapéutica. A partir de entonces, las células transducidas pueden
ser introducidas dentro de un mamífero, como un humano, para
producir un resultado terapéutico.
En una realización particular de la invención,
se ha descubierto que las células progenitoras premesenquimales
aisladas con una proteína de fusión TGF\beta1-vWF,
crecidas en cultivo, y transducidas con un vector retroviral que
contiene el gen que codifica el factor IX, expresaban niveles
significativos de proteína del factor IX. Además, cuando las
células transducidas eran transplantadas dentro de ratones
inmunocompetentes, el transgén del factor IX humano se expresaba
in vivo.
Características, aspectos y ventajas de la
invención serán más ampliamente entendidas cuando se consideren con
respecto a la siguiente descripción detallada, las reivindicaciones
añadidas y los dibujos acompañantes donde:
La Figura 1 es una representación esquemática de
la construcción TGF\beta1- factor de fusión de von Willebrand
manipulada genéticamente. La proteína expresada contiene una
etiqueta de purificación de histidina, un sitio proteasa, una
secuencia decapéptida auxiliar de unión a colágeno y la secuencia de
cDNA que codifica el fragmento activo maduro del TGF\beta1
humano.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La Figura 2 muestra la proliferación de células
estromales de médula en concentraciones variables de suero fetal
bovino (FBS). El número de células, trazado sobre el eje vertical,
se expresa como una función de la concentración de suero (% FBS)
sobre un periodo de tiempo de 6 días, trazado sobre el eje
horizontal.
La Figura 3 contiene fotografías de geles que
muestran secciones de controles teñidas con
hematoxilina-eosina (H & E), relleno de
colágeno no tratado en Figura 3(a), y relleno de colágeno
tratado con TGF\beta1-vWF en Figuras 3(b)
y 3(c) tras extirpación a partir de cultivos de médula ósea
tras 8 días.
La Figura 4 contiene fotografías de geles que
demuestran en la Figura 4(a), aspirados de médula ósea
cultivados en medio pobre en suero, que exhiben degeneración y
muerte celular; en la Figura 4(b), supervivencia de una
población primitiva de células blastoides en geles de colágeno
aumentada por una proteína de fusión TGF\beta1 de unión a
colágeno recombinante; en la Figura 4(c), crecimiento de
células madre capturadas tras la selección, en presencia de
factores séricos adicionales; y en la Figura 4(d), formación
de colonias de células madre crecidas, revelando derivados
estromales/fibroblásticos.
La Figura 5 contiene fotografías de geles que
muestran la diferenciación de células madre colágeno/TGF\beta1
capturadas dentro de un linaje osteogénico. La Figura 5(a)
muestra aspirados control de médula ósea cultivados en geles de
colágeno, en ausencia de la proteína de fusión TGF\beta1
recombinante, mientras que la Figura 5(b) muestra la
expansión de colonias osteogénicas, en presencia de la proteína de
fusión TGF\beta1 recombinante y tras cultivo posterior en
presencia de factores osteoinductores (dexametasona, vitamina C y
\beta-glicerofosfato). La Figura 5(c)
muestra la formación de "tejidos" osteogénicos en presencia de
la proteína de fusión TGF\beta1 y factores osteoinductores. La
Figura 5(d) es una ampliación de la Figura 5(c).
La Figura 6 son fotografías de geles que
muestran en la Figura 6(a), aspirados control de médula ósea
cultivados en pocillos cubiertos de colágeno, en ausencia de
TGF\beta1-vWF; in la Figura 6(b), la
captura de una población de células precursoras blastoides en
pocillos cubiertos de colágeno impregnados con
TGF\beta1-vWF, y en la Figura 6(c),
células premesenquimales de médula, transplantadas, tras captura y
expansión en presencia de TGF\beta1-vWF;,
reconstitución con suero, y transducción con el vector LIXSNL.
La Figura 7 muestra la detección, por
transcriptasa reversa de la reacción en cadena de la polimerasa
(basada en RT-PCR), de secuencias únicas del factor
IX humano en la médula ósea (Calle 2) y pulmón (Calle 3) de ratones
receptores veintiocho días después del transplante de células
progenitoras premesenquimales del, transducidas con vector para el
factor IX. Los ratones se sacrificaron para la detección, por
RT-PCR, de secuencias del factor IX humano en
varios órganos de ratón. Se ven bandas positivas, que identifican
las secuencias de cDNA del factor IX humano (Calles 8 y 9), en una
región de 180 pares de bases de no homología con las secuencias de
cDNA del factor IX de ratón.
Calle 1, LIXSNL/hígado; Calle 2, LIXSNL/médula
ósea; Calle 3, LIXSNL/pulmón; Calle 4, LXSNL/hígado; Calle 5,
LXSNL/médula ósea; Calle 6, LIXSNL/riñón; Calle 7, Marcador de 1 Kb;
Calles 8 y 9, hígado humano; Calle 10, en blanco; Calle 11,
LIXSNL/bazo; Calle 12, LXSNL/riñón.
La Figura 8 muestra los resultados de capturar
subconjuntos de precursores osteoblásticos obtenidos a partir de
médula ósea al exponer las células a varios tipos de proteínas
morfológicas de hueso (BMPs) (rhOP-1,
rhBMP-2 y bFGF). Tal como muestran las fotografías,
estas poblaciones de células poseen características distintivas en
términos de menos potencial proliferarivo y más fenotipos
diferenciados.
La Figura 9 muestra los resultados de estudios
de hueso en cámara, donde células TGF\beta1 capturadas y crecidas
manifiestan la capacidad de generar cartílago (mucho más que con
TGF\beta-1, TGF\beta1-F2 marcado
con colágeno), a pesar de aquellas capturadas con hueso
proporcionado con BMPs.
Tal como se indicó arriba, la presente invención
se refiere a células sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula
ósea, un método para su selección a partir de médula ósea, y el uso
de las células seleccionadas derivadas de médula ósea como
vehículos celulares para transferencia de genes. La presente
invención demuestra que una población homogénea de células
sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula ósea, incluyendo células
progenitoras premesenquimales, pueden ser seleccionadas y crecidas
en virtud de sus respuestas fisiológicas intrínsecas a TGF\beta1.
La presente invención además de-
muestra la utilidad de estas células tratadas para dirigir enfoques de terapia génica en mamíferos, incluyendo humanos.
muestra la utilidad de estas células tratadas para dirigir enfoques de terapia génica en mamíferos, incluyendo humanos.
Los inventores han demostrado la utilidad de la
captura, crecimiento, diferenciación, y el potencial de una
población diferente de células blastoides redondas obtenidas bajo
estrictas condiciones de selección en virtud de una respuesta de
supervivencia recientemente definida obtenida por un factor de
crecimiento definido. De forma notable, normalmente el
TGF-beta se almacena en plaquetas y matriz ósea,
donde se libera en respuesta al daño, pero, por el contrario, no
está presente en la circulación general. Tal como se mencionó
arriba, TGF-beta juega un papel fundamental en el
reclutamiento y diferenciación de células precursoras mesenquimales.
Esta respuesta fisiológica a TGF-beta (proteínas de
fusión) es esencial para la captura (es decir, supervivencia) de
estas células blastoides que, por el contrario, no son separadas
físicamente de cualquier célula hematopoyética u otras células
mesenquimales en base al tamaño, densidad o adherencia. Las células
sensibles a TGF-beta proliferan en respuesta a
factores séricos y forman colonias características dentro de
matrices de colágeno. La morfología de estas células es
inicialmente blastoide, y no fibriblástica, ya que las células
proliferativas son capaces de manifestar citodiferenciación en
células fibroblásticas y/o osteogénicas, indicando un precursor
mesenquimal. Tal como se muestra en la Figura 9, dispuestas en
cámaras de hueso, las células precursoras premesenquimales
TGF-beta capturadas de la presente invención forman
cartílago y no hueso, en contraste con las células madre BMP
capturadas, que, in vivo, exhiben fenotipo menos
proliferativo y más diferenciado (formador de hueso).
\global\parskip1.000000\baselineskip
\global\parskip0.850000\baselineskip
La presente invención se refiere a un método
para seleccionar células sensibles a TGF\beta1 derivadas de
médula ósea a partir de médula ósea, que comprende los pasos de
tratar, in vitro, las células de médula ósea con una
proteína TGF\beta1, seleccionando, de ese modo, a partir de las
células, una población de células que son sensibles a la proteína
TGF\beta1. Las células seleccionadas, luego pueden ser crecidas en
el cultivo celular. En otro aspecto, la presente invención está
dirigida a un método para expresar una proteína recombinante a
partir de las células derivadas de médula ósea que comprende
insertar un segmento de ADN, que codifica una proteína terapéutica,
dentro de las células crecidas, para que las células expresen la
proteína terapéutica.
La proteína TGF\beta1 utilizada para tratar,
in vitro, las células de médula ósea, es una proteína de
fusión TGF\beta1 que comprende un sitio de unión a matriz
extracelular. El sitio de unión a matriz extracelular permite a la
proteína de fusión TGF\beta1 unirse a una matriz extracelular,
como una matriz de colágeno. Un sitio de unión a matriz
extracelular preferido es, por ello, un sitio de unión a colágeno.
Los tipos de matrices de colágeno incluyen geles e implantes. Esta
unión de la proteína de fusión TGF\beta1 a la matriz extracelular
permite la captura de células sensibles a TGF\beta1 derivadas de
médula ósea en la matriz extracelular.
Las células sensibles a TGF\beta1 derivadas de
médula ósea de la presente invención incluyen células madre
progenitoras premesenquimales, también llamadas células progenitoras
sensibles a TGF\beta (TRPC), y células diferenciadas derivadas de
médula ósea, como células estromales.
La introducción, in vitro, de un segmento
de ADN dentro de células derivadas de médula ósea, puede ser
realizada por procedimientos conocidos, preferiblemente por
transducción con un vector viral, más preferiblemente, un vector
retroviral. Procedimientos no virales incluyen electroporación,
transfección mediada por fosfato cálcico, microinyección y
proteoliposomas.
El segmento de ADN introducido dentro de células
derivadas de médula ósea en el presente método puede codificar
cualquier variedad de proteínas terapéuticas. El método de esta
invención es particularmente útil para enfoques de terapia génica
para corregir defectos en los sistemas
trombosis-hemostasis. Ejemplos de genes o segmentos
de ADN adecuados incluyen aquellos que codifican el factor IX
humano, el factor VIIIc, el factor de von Willebrand, activadores
de plasmógeno tisular, la proteína C, la proteína S y la
antitrombina III.
La presente invención también está dirigida a un
método para proporcionar a un receptor, incluyendo un mamífero, una
cantidad terapéuticamente eficaz de una proteína terapéutica,
introduciendo células sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula
ósea dentro del receptor. Previamente a la introducción dentro de un
receptor. Las células sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula
ósea se tratan, in vitro, previamente a la introducción
dentro del receptor, primero con una proteína TGF\beta1 para
seleccionar las células sensibles a TGF\beta1 a partir del resto
de componentes celulares contenidos en una muestra de médula ósea, y
segundo, para insertar, dentro de las células sensibles a
TGF\beta1, un segmento de ADN que codifique una proteína
terapéutica. A partir de entonces, las células transducidas
expresarán, in vivo, una cantidad terapéuticamente eficaz de
la proteína terapéutica en el receptor.
La presente invención también está dirigida a un
método de terapia génica que comprende el primer paso de capturar
células sensibles a TGF\beta1 derivadas de médula ósea,
preferiblemente células progenitoras premesenquimales, bajo
condiciones de bajo suero, en una matriz de colágeno (por ejemplo,
implantes y geles) impregnada con una proteína de fusión
TGF\beta1 recombinante que comprende un sitio de unión a colágeno,
preferiblemente derivado del factor de Willebrand, que integra
selectivamente la proteína TGF\beta1 a la matriz de colágeno y
prolonga su semi-vida biológica. Véase Tuan T.L., y
cols., "Engineering, Expression and Renaturation of Targeted
TGF-beta Fusion Proteins," Conn. Tiss. Res.
34:1-9 (1996). Las proteínas de fusión TGF\beta1
manipuladas que incorporan el sitio de unión a colágeno, que está
fusionado con un fragmento activo de la proteína TGF\beta1, tal
como se muestra en la Fig. 1, exhibe propiedades funcionales que no
existen en la naturaleza. Véase Tuan T.L., y cols. Se encontró que
estas proteínas de fusión TGF\beta1-vWF integradas
selectivamente a colágeno funcionan eficazmente para capturar las
células progenitoras blastoides sensibles a TGF\beta1. Las
construcciones TGF\beta1 que carecen del dominio de unión a
colágeno no eran tan eficaces.
El método de terapia génica de la presente
invención comprende crecer las células sensibles a TGF\beta1.
para formar colonias celulares diferenciadas, seguido del paso de
transducción de las células crecidas in vitro, utilizando
procedimientos de transferencia génica conocidos, incluyendo los
mediados por virus, y preferiblemente la transferencia génica
mediada por retrovirus. En una realización preferida, durante los
pasos de captura y crecimiento, se añade TGF\beta1 adicional,
preferiblemente de origen purificado, a las células. Luego, las
células transducidas pueden expresar la proteína terapéutica.
El método de terapia génica también comprende el
paso de introducir las células transducidas dentro de un mamífero,
para producir un resultado terapéutico. Más específicamente, y como
se muestra con más detalle abajo, la presente invención demuestra
la utilidad de matrices de colágeno impregnadas con
TGF\beta1-vWF para aislar nuevas células diana
como vehículos para llevar a cabo terapia génica ex vivo.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Para optimizar las condiciones de cultivo
celular para efectuar la selección ex vivo de células
progenitoras sensibles a TGF\beta1, se añadieron concentraciones
variables de suero fetal bovino (FBS) a las células estromales de
médula ósea crecidas en Medio Mínimo Esencial de Dulbecco (DMEM)
durante 6 días. La Figura 2 muestra una característica disminución
en el número de células observado a las 24 horas, seguido de un
aumento, dependiente de suero, en los contajes celulares a largo
plazo. No se observó aumento en el contaje celular en cultivos
suplementados con FBS al 1% o menos, mientras que cultivos
suplementados con concentraciones de FBS mayores del 1% mostraron
una recuperación progresiva tras un intervalo de tiempo de
aproximadamente 3 días. Basado en lo de arriba, se utilizó FBS al
1% y al 0,5% como concentraciones de suero mínimas para desarrollar
condiciones favorables para la supervivencia de células sensibles a
TGF\beta1.
La Figura 3 muestra secciones de implantes de
colágeno teñidos con hematoxilina-eosina. De forma
específica, la Figura 3(a) muestra implantes control no
tratados, mientras que las Figuras 3(b) y 3(c)
muestran implantes tratados con TGF\beta1-vWF
extraídos a partir de cultivos de médula ósea tras 8 días. Los
implantes de colágeno no tratados mostraron una ausencia uniforme
de elementos celulares, mientras que las secciones de implantes
tratados con TGF\beta1-vWF revelaron una población
de células pequeñas blastoides mononucleares que tienen una
cromatina nuclear y borde nuclear gruesos rodeados en algunas áreas
por un estrecho borde de citoplasma agranular azul. Ocasionalmente,
se percibe en la Figura 3(c) una población de células
pleomórfocas, que incluyen células blastoides y presuntos
derivados. Ambos tipos de células parece que han secretado proteínas
de matriz extracelular de novo. Estas proteínas de matriz se
distinguen de las fibras de colágeno originales.
Tras dirigir los estudios de arriba, utilizando
aspirados de médula ósea humana, directamente se observaron
cultivos celulares en estudios adicionales donde se investigó la
selección (captura) y crecimiento mitótico de células derivadas de
médula ósea de roedor, cultivadas en geles de colágeno. Comparando
las Figuras 4(a) y 4(b), se muestra que mantener una
población relativamente uniforme de células blastoides requería la
presencia de la proteína de fusión TGF\beta1-vWF
dentro de la matriz de colágeno. Tal como demuestra la Figura
4(b), aparentemente TGF\beta1-vWF
soportaba la supervivencia, pero no el crecimiento de estas células
blastoides bajo condiciones de bajo suero. Sin embargo, por encima
de la adición de 10% de FBS al cultivo celular, las células
capturadas comenzaron a proliferar, tal como se evidencia por la
formación de dobletes celulares, tal como se muestra en la Figura
4(c), y la formación de colonias multicelulares, tal como se
muestra en la Figura 4(d). Se confirmó que las células
blastoides capturadas eran una forma de célula mesenquimal (o célula
premesenquimal), tal como se muestra en la Figura 5, añadiendo
factores osteoinductores (dexametasona, vitamina C, y
\beta-glicerofosfato), al medio de crecimiento
completo, que inducen citoproliferación y mineralización de las
colonias crecientes.
Utilizando un vector que contiene un gen de
\beta-galactosidasa como gen reportero, la
eficacia de transducción observada en ambas células progenitoras
premesenquimales sensibles a TGF\beta1-vWF
derivadas de médula ósea de roedor y de humano fue del intervalo de
20-30%. Comparando la administración génica dentro
de células madre TGF\beta1-vWF crecidas con
aquellas administración dentro de células diferenciadas que tienen
un fenotipo de origen mesenquimal, ambas células madre derivadas de
médula y células estromales maduras se transdujeron con un vector
retroviral que lleva un cDNA del factor IX humano (LIXSNL). La Tabla
I de abajo muestra la producción del factor IX tras crecer células
seleccionadas en presencia de la proteína de fusión
TGF\beta1-vWF, seguido de la transducción de las
células con el vector LIXSNL. Las células capturadas y crecidas como
resultado del tratamiento con la proteína de fusión
TGF\beta1-vWF unida a colágeno, produjeron
cantidades significativas (\mug) del factor IX por 10^{6}
células.
También se observó que suplementando además los
cultivos celulares con TGF\beta1 purificado se inducía un aumento
dramático (diez veces) en la producción del factor IX.
Se encontró que el nivel de factor IX producido
por estos cultivos celulares estimulados con TGF\beta1 era
considerablemente mayor que los niveles producidos por células
maduras de origen mesenquimal, tras la sola transferencia génica
mediada por vector. Sin embargo, estos cultivos estimulados de
células progenitoras premesenquimales exhibían actividad coagulante
relativamente baja (0,1 mU actividad coagulante/ng proteína),
sugiriendo, con ello, que las células eran bioquímicamente
inmaduras y/o, tal como se discute abajo, todavía no habían
desarrollado un sistema de \tau-carboxilación
competente.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En comparación, se observó una eficacia de
transducción similar (de aproximadamente 20%) del vector de
\beta-galactosidasa en células diferenciadas
estromales de médula. La Tabla II de abajo, muestra la producción
del factor IX en células estromales de médula
G418-seleccionadas tras transducción con un vector
que contiene el gen del factor IX. La cantidad de factor IX
biológicamente activo secretado en estos cultivos era proporcional
al nivel de antígeno, indicando un sistema de
\tau-carboxilación funcional y exhibiendo una
relación de actividad coagulante nativa del factor IX a antígeno
consistente con la relación observada en plasma normal (1 mU
actividad coagulante/5 ng proteína). El nivel de factor IX
producido por las células estromales de médula transducidas era
comparable a los niveles de expresión resultantes de fibroblastos
humanos. Véase Palmer, T.D., y cols., "Production of Human Factor
IX in Animals by Genetically Modified Skin Fibroblasts: Potential
Therapy for Hemophilia B. Blood" 73:438-445
(1989).
Se emprendió un estudio piloto para demostrar el
transplante de células progenitoras transfectadas, tal como se
describe arriba, dentro de ratones endogámicos. Tal como muestra la
Figura 6(b), se capturaron, sobre matrices de
colágeno/TGF\beta1-vWF, bajo condiciones pobres en
suero (1% de FBS) durante 5 días, células sensibles a
TGF\beta1-vWF de médula ósea de ratones B6CBA,
tras lo cual, tal como muestra la Figura 6(c), luego, los
cultivos seleccionados se reconstituyeron en medio de crecimiento
completo (D10) durante 2 días. Los cultivos celulares crecidos
fueron luego transducidos con el vector LIXSNL en presencia de 8
\mug/ml de Polibreno. En el día 21, se infiltraron 1x10^{5}
células dentro de la vena de la cola de los ratones receptores y se
recogieron muestras de sangre cada 7 días a partir de la cola del
ratón para ensayos de antígeno del factor IX.
En el momento del transplante, se encontró que
la producción media del factor IX era de 2.8 ug/10^{6} células/24
horas, con una actividad de coagulación media de 676 mU/10^{6}
células/24 horas y una relación de actividad de coagulación de 1 mU
a 4,2 ng de proteína (n=3). Infiltrando células progenitoras
transducidas con LIXSNL a través de la vena de la cola de ratones
inmunocompetentes (n=3), se produjeron niveles detectables, in
vivo, del factor IX humano, específicamente, hasta 14,6 ng de
factor IX humano/ml plasma a día 7, 9,7 ng/ml a las 2 semanas tras
transplante, seguido de disminución a niveles no detectables a los
28 días tras transplante.
El nivel esperado de expresión trangénica del
factor IX se estimó basado en la cantidad de factor IX producido en
cultivos de células progenitoras transducidas de ratón, medidas en
el tiempo de transplante, utilizando la fórmula:
donde el "# de células
transplantadas" era 1x10^{5}, la "producción de factor IX"
media era 2.8 ug/10^{6} células por 24 hr, el
"peso(wt)/kg x volumen de plasma (ml)" medio era 20 gm
para un volumen de plasma de 1 ml (50 ml/kg), y la
semi-vida (t1/2) para el factor IX recombinante era
24 horas. Los niveles plasmáticos medios del factor IX de 14,6
ng/ml y 9,7 ng/ml observados en tres ratones transplantados en los
días 7 y 14, respectivamente, se aproximaron estrechamente al nivel
pronóstico de aproximadamente 14
ng/ml.
Como muestra la Figura 7, se detectaron, por
RT-PCR, tránscritos del factor IX en médula ósea y
pulmón de animales tratados, pero no en hígado, riñón o bazo.
Las implicaciones terapéuticas de la presente
invención para terapia génica son sustanciales. En particular,
existe el potencial para utilizar tecnología de célula madre
mio-fibro-osteogénica para terapias
génicas fetales de distrofia muscular, enfermedades del tejido
conectivo, enfermedades de almacenamiento lipídico, y enfermedades
esqueléticas, así como hemofilia. Además, la terapia génica somática
se puede convertir en el tratamiento óptimo para la hemofilia B
(deficiencia en el factor de coagulación IX).
Además, la terapia génica para tratar la
hemofilia B, precisamente puede no requerir una expresión regulada,
ni integración génica específica de sitio. Mientras que los niveles
de factor IX tan altos como 150% se encuentran en individuos sanos,
un nivel de factor IX del 5% podría eliminar enfermedades de
pinzamiento causadas por hemorragias recurrentes de articulaciones.
Debido a que el factor IX normalmente circula en plasma, cualquier
célula manipulada, que tenga acceso vascular que produzca niveles
suficientes de factor IX funcional, puede ser una fuente continua
in vivo, obviando así la necesidad de transfusiones
repetidas. En particular, las células progenitoras premesenquimales
son un candidato atractivo debido a su capacidad para
auto-renovarse y diferenciarse en fenotipos
secretores presentes dentro de la mádula ósea.
La presente invención se ilustrará en detalle en
los siguientes ejemplos. Estos ejemplos están incluidos para
propósitos ilustrativos y no se deben considerar como limitantes de
la presente invención.
Se manipuló un vector de expresión procariótico
para producir una proteína de fusión de tres partes
("tripartite"), tal como muestra la Figura 1, que consiste en
una etiqueta de purificación 6xHis, un sitio auxiliar de unión a
colágeno derivado del factor de van Willebrand, y una secuencia de
cDNA que codifica el fragmento activo maduro de TGF\beta1
(TGF\beta1-vWF) humano. El método para preparar la
proteína de fusión (TGF\beta1-vWF) es el objeto
de la Solicitud de EE.UU dependiente Nº 08/465,772, presentada el 6
de Junio de 1995, e incorporada aquí por referencia. Véase también
Tuan T.L. y cols., "Engineering, Expression and Renaturation of
Targeted TGF-beta Fusion Proteins," Conn. Tiss.
Res. 34:1-9 (1996), también incorporado aquí por
referencia.
Se aisló y purificó hasta la homogeneidad una
proteína de fusión, expresada a partir del vector de arriba, a
partir de cuerpos de inclusión de E. Coli, utilizando
cromatografía de quelato de níquel, solubilizado con urea 8 M, y
renaturalizado por replegamiento oxidativo bajo condiciones redox
optimizadas. Véase Solicitud de EE.UU Nº 08/465,772, incorporada
aquí por referencia; véase también Tuan T.L., y cols.. La actividad
biológica de esta construcción, luego se evaluó por ensayos de
proliferación celular in vitro, utilizando TGF\beta1
purificado como un control clásico.
Se prepararon matrices sólidas de colágeno, tal
como se describió previamente por Nimni y colaboradores. Véase
Nimni y cols., Biotechnology 17:51-82 (1980).
Específicamente, se cortaron círculos de 5 mm a partir de hojas de
colágeno (1 mm de grosor aprox.), esterilizados con etanol al 70%,
lavados en DMEM, e incubados con TGF\beta1-vWF
(50 \mul/implante; 1 \mug) durante 2 horas a 37ºC, previo al
cultivo con aspirados de médula ósea en platos de 6 pocillos.
Para establecer las condiciones de mínimo
crecimiento requeridas para seleccionar células sensibles a
TGF\beta1, se monitorizó, por contaje celular, la relación de
supervivencia de células estromales adherentes maduras en cultivos
que contienen DMEM suplementado con concentraciones variables de FBS
(Biowhittaker). La concentración más alta de FBS (0,5% a 1%) que
proporcionó una caída precipitada en el número de células sin
recuperación significativa más de 6 días, tal como se demuestra en
la Figura 2, se utilizó como medio de selección para experimentos
exitosos. Se sembraron aproximadamente 1 X 10^{6} células de
médula ósea humana normales (obtenidas a partir del hospital USC
Norris) en cada uno de los 6 pocillos del plato (Falcon) que
contiene 1) implantes de colágeno tratados con
TGF\beta1-vWF, 2) implantes de colágeno no
tratados (5 mm de diámetro), o 3) una fina capa de colágeno Tipo 1
de cola de rata (Beckton-Dickenson)
pre-incubado con la proteína de fusión
TGF\beta1-vWF. Se crecieron las células en
condiciones mínimas de suero: 1% de FBS en DMEM suplementado con 200
\mug/ml de ampicilina. El medio se reemplazó con DMEM- 1% de FBS
cada 4 días durante 12 días, tras lo cual, el medio se repuso con
10% de FBS previo a la transducción de las células. Se eliminó un
implante de colágeno tratado o no tratado con
TGF\beta-vWF cada 4 días durante 12 días, se fijó
en formalina al 10%, se insertó en parafina, se seccionó, y tiñó
con hematoxilina-eosina para examen histológico.
Se obtuvieron aspirados de médula ósea a partir
de ratas Fisher de un mes de vida muertas por eutanasia. El tejido
de la médula ósea de la diáfisis femoral se lavó en DMEM que
contenía penicilina (100 U/ml) y estreptomicina (100 U/ml). Luego,
las células de médula ósea se recogieron sacando la médula ósea
varias veces en jeringas graduadas con agujas del calibre 18.
Luego, las células se aglomeraron por centrifugación a 1000 rpm
durante 5 minutos, se resuspendieron en medio libre de suero, y se
contaron con un hemocitómetro.
Se preparó colágeno tipo I del tendón de cola de
rata, tal como se describe por Nimni y cols. . De forma específica,
tendones de cola de rata se recogieron y lavaron con PBS 1X, se
digirieron durante toda la noche con pepsina (0,5 mg/ml), se
precipitaron dos veces con NaCl 1M (pH 7,5) y se dializaron en ácido
acético 0,5M, seguido de diálisis en HCl 0,001N. La concentración
de colágeno se determinó por un ensayo de hidroxiprolina, mientras
que su pureza se confirmó por mapeo con 2-D péptido,
tal como se describe por Benya y cols., Collagen Res
1:17-26 (1981). Se diluyeron tres mg/ml de colágeno
tres veces con DMEM 3X para hacer una solución de colágeno IX, de
ahí, el pH se ajustó a 7,5 y se almacenaron alícuotas a 4ºC.
Los aglomerados celulares lavados se
suspendieron en 10 \mul de medio libre de suero y en 200 \mul de
colágeno neutralizado, tras lo cual se añadieron 10 \mul de
TGF\beta-vWF recombinante o medio control. Luego,
las mezclas célula/colágeno se transfectaron a platos de cultivo
tisular de 24 pocillos y se incubaron a 37ºC durante 30 minutos
hasta que las moléculas de colágeno se agregaron en fibrillas,
atrapando así las células dentro de los geles de colágeno. Luego,
se cubrió el gel con 0,5 ml de FBS al 0,5% en medio DMEM, y se
incubaron las células a 37ºC durante 7 días sin cambiar el medio.
Tras 7 días de privación de suero, se reemplazó el medio con medio
D10, el cual fue cambiado cada 3 días. Siete días después de la
reconstitución con medio D10, los cultivos seleccionados se
suplementaron con agentes osteoinductores: dexametasona 10^{-8}M,
ácido M ascórbico 2.8 x 10^{-4}M y
\beta-glicerol-fosfato10 mM en
medio D10.
Las células sensibles a
TGF\beta1-vWF capturadas dentro de implantes de
colágeno (o en platos cubiertos de colágeno) y las células
estromales de médula humana seleccionadas por siembra diferencial en
DMEM-FBS al 10% (D10) se expusieron durante dos
horas tanto al vector de \beta-galactosidasa
(G1BgSvNa) como al vector del factor IX (LIXSNL), en presencia de 8
\mug/ml de Polibreno. Los nombres G1BgSvNa y LIXSNL indican el
orden de las regiones promotoras y codificantes (G1 o L = MoMuLV
LTR; Bg = cDNA de \beta galactosidasa; IX = cDNA del factor IX
humano; Sv o S = promotor SV40; Na o N = gen de neomicina
fosfotransferasa). Los títulos de los vectores fueron 1.3 X
10^{6} cfu/ml para G1BgSvNa y 1 X 10^{6}cfu/ml para LIXSNL. El
vector LIXSNL, que contiene sólo el gen de resistencia a neomicina,
sirvió como vector control. Los vectores retrovirales G1BgSvNa
yLIXSNL se proporcionaron, como clones celulares productores de
PA317, por Genetic Therapy, Inc., Gaithersburg, MD y por el Dr.
Dusty Miller, Universidad de Washington, Seattle, Washington,
respectivamente.
Tras cuarenta y ocho horas, los implantes de
colágeno se fijaron con paraformaldehido y se tiñeron con tinción
de X-gal (\beta galactosidasa) para detectar las
células productoras de \beta galactosidasa citoplasmática.
También se tiñeron con tinción X-gal las células
estromales de médula transducidas con la \beta galactosidasa
antes y después de la selección de G418. La eficacia de transducción
de las células estromales se determinó en células transducidas no
seleccionadas por determinación del número de células teñidas de
azul. Véase Skotzko M.J., y cols., "Retroviral
Vector-mediated Gene Transfer of Antisense Cyclin G1
(CYCG1) Inhibits Proliferation of Human Osteogenic Sarcoma
Cells," Cancer Research 55:5493-5498 (1995). A
intervalos en serie, se recogió el medio de los cultivos celulares
transducidos con los vectores del factor IX y control y se almacenó
en alícuotas a -70ºC hasta su ensayo para actividad de coagulación
del factor IX y para antígeno.
Se midió la actividad coagulante del factor IX
tal como describen Gordon E.M., y cols., "Characterization of
Monoclonal Antibody-purified Factor IX Produced in
Human Hepatoma (HepG2) Cell Cultures after Retroviral
Vector-Mediated Transfer," J. Int. Pediatr.
Heamtol. Oncol. 2:185-191, (1995) utilizando una
modificación del tiempo parcial de la tromboplastina, mientras que
la cantidad de antígeno del factor IX se midió utilizando una
técnica de radioinmunoensayo específica, tal como describen Gordon
E.M., y cols., "Expression of Coagulation Factor IX (Christmas
factor) in Human Hepatoma (HepG2) Cell Cultures after Retroviral
Vector-Mediated Transfer," Amer. J. Pediatr.
Hematol. Oncol. 15:195-203 (1993). Se analizó
cualquier importancia en las diferencias entre grupos analizando la
varianza. Véase Dixon W.J., y cols., BMDP Statistical Software
(Berkley: University of California Press, 1990).
Se capturaron, en platos cubiertos con colágeno
e impregnados con TGF\beta1-vWF, células de médula
ósea sensibles a TGF\beta1 de 6 semanas, 20 gm, de ratones B6CBA
inmunocompetentes (Jackson Labs, Barr Harbor, Maine) bajo
condiciones pobres en suero (DMEM-1% de FBS) durante
5 días. Luego, los cultivos se reconstituyeron con medio D10
(DMEM-10% de FBS). Los cultivos crecidos se
transdujeron en el 7º día con el vector del factor IX LIXSNL o con
el vector control LIXSNL en presencia de 8 \mug/ml de Polibreno y
se mantuvo en D10 durante dos semanas más. En el día 21, se
inyectaron 1 X 10^{5} células dentro de la vena de la cola de
ratones de la misma cepa (n = 3 para cada grupo). Se recogieron
muestras de sangre cada 7 días a partir de la cola del ratón para
llevar a cabo el ensayo de antígeno del factor IX.
Se aisló ARN total de distintos órganos de los
ratones tratados en el Ejemplo 6 por el método del isotiocianato de
guanidina, tal como describen Chormczynski P., y cols., "Single
Step Method of RNA Isolation by Acid Guanidinium
Thiocyanate-Phenol-Chloroform
Extraction," Anal. Biochem. 192:156-59 (1988). La
primera hebra de cDNA del ARN total se sintetizó por transcriptasa
reversa, tal como se describe en el kit cDNA Cyrcle de Invitrogen
(Invitrogen, San Diego, CA), seguido de amplificación por PCR. Cada
reacción en un volumen de 20 \mul contenía 1 \mug de ARN, 1
\mug de cebador al azar y 5 unidades de transcriptasa reversa
AMV.
Primero, el ARN y los cebadores al azar se
calentaron juntos a 65ºC para eliminar su estructura secundaria y
luego se dejaron a temperatura ambiente durante 2 minutos. Las
reacciones siguientes se llevaron a cabo en un tampón 1X de
transcriptasa reversa que comprende DNTPs 5mM, pirofosfato sódico
4mM y 5 unidades de transcriptasa reversa, a 42ºC durante 60
minutos. La muestra se calentó a 95ºC durante 2 minutos para
desnaturalizar el híbrido ARN-cDNA. Para
amplificar, por PCR, el gen del factor IX humano, se diseñaron los
cebadores utilizando la región del gen del factor IX dentro del
cual se da una diferencia entre la homología de las secuencias de
aminoácidos del cDNA humano y de ratón.
Los oligonucleótidos utilizados para efectuar la
amplificación por PCR de la secuencia del factor IX eran los
siguientes: (707) sentido 21-mer 5' ACT CAA GGC ACC
CAA TCA TTT 3'; (708) 5' AAC TGT AAT TTT AAC ACC AGT TTC AAC 3'. De
forma adicional, se utilizó ARN de hígado humano como control
positivo para la reacción de amplificación.
El cDNA sintetizado a partir de la reacción de
arriba se desnaturalizó, primero a 94ºC durante 5 minutos, luego a
80ºC durante 1 minuto, seguido de 60ºC durante 45 segundos (paso 1).
Luego, la muestra se calentó a 72ºC durante 2 minutos (paso 2),
seguido de calentamiento a 94ºC durante 1 minuto, 60ºC durante 45
segundos, y 72ºC durante 10 minutos (paso 3). Los pasos 1 y 2 se
realizaron una sola vez, mientras que el paso 3 se llevó a cabo 30
veces. Tras completar la reacción, las muestras se corrieron en
geles de agarosa al 2,5%, para visualizar las bandas del factor IX,
tal como demuestra la Figura 7.
Por consiguiente, los hallazgos de arriba
demuestran que TGF\beta1 se puede utilizar en un protocolo de
terapia génica, donde las células derivadas de médula ósea,
preferiblemente células madre pluripotentes, son las dianas deseadas
para administrar un gen a un individuo.
Claims (13)
1. Un método para obtener una población de
células blastoides redondas, a partir de médula ósea, donde las
células son células premesenquimales que sobreviven, pero no crecen,
en presencia de TGF\beta1 bajo condiciones de bajo suero, el
método comprende:
(a) tratar las células de médula ósea en una
matriz bajo condiciones de bajo suero, donde la matriz está
comprendida por una proteína de fusión TGF\beta1 que comprende un
sitio de unión a colágeno derivado del factor de Willebrand, donde
la proteína de fusión está funcionalmente asociada al gel de
colágeno, y las células de médula ósea están atrapadas dentro del
gel de colágeno, y
(b) seleccionar dicha población de células.
2. Un método para expresar una proteína
recombinante a partir de células derivadas de médula ósea, que
comprende los pasos de:
(a) seleccionar una población de células a
partir de médula ósea, según el método de la reivindicación 1; e
(b) insertar dentro de las células sensibles a
TGF\beta1 un segmento de ADN que codifica una proteína
terapéutica, donde las células sensibles a TGF\beta1 expresan la
proteína terapéutica.
3. El método de la reivindicación 2, donde las
células de médula ósea son células humanas.
4. El método de la reivindicación 2 o 3, donde
las células sensibles a TGF\beta1 son células progenitoras
premesenquimales o células estromales.
5. El método de la reivindicación 4, donde las
células progenitoras premesenquimales son células blastoides
pluripotentes.
6. El método de una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, donde el segmento de ADN ha sido insertado,
in vitro, dentro de células sensibles a TGF\beta1por un
vector viral.
7. El método de la reivindicación 6, donde el
vector viral es un vector retroviral.
8. El método de una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 7, donde el segmento de ADN codifica el factor
IX humano.
9. Un método de la reivindicación 1 que además
comprende los pasos de:
(a) crecer la población de células seleccionadas
para formar colonias celulares diferenciadas; y
(b) transducir las células crecidas in
vitro con un vector viral que comprende un gen que codifica una
proteína terapéutica, causando, así, que las células transducidas
expresen una cantidad terapéuticamente eficaz de la proteína
terapéutica.
10. Un método para la producción de una
composición farmacéutica que comprende los pasos del método de la
reivindicación 9, útil para terapia génica.
11. El método de la reivindicación 9 o 10, donde
se proporciona TGF\beta1 adicional durante los pasos (a) y
(b).
12. El método de una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, donde las células sensibles a TGF\beta1
derivadas de médula ósea son células progenitoras premesenquimales o
células estromales.
13. El método de una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, donde el vector viral es un vector
retroviral.
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US6063593A (en) * | 1996-11-12 | 2000-05-16 | University Of Southern California University Park Campus | TGFβ1 responsive bone marrow derived cells to express a recombinant protein |
AU759643B2 (en) | 1999-07-20 | 2003-04-17 | University Of Southern California | Identification of pluripotent pre-mesenchymal, pre-hematopoietic progenitor cell |
JP2003018984A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-21 | Mitsubishi Chemicals Corp | 多分化能を有する細胞の製造法 |
WO2003051283A2 (en) * | 2001-10-26 | 2003-06-26 | The Children's Hospital Of Philadelphia | Engineered bone marrow |
WO2003073998A2 (en) * | 2002-03-02 | 2003-09-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Local production and/or delivery of anti-cancer agents by stromal cell precursors |
KR20040105838A (ko) * | 2002-04-01 | 2004-12-16 | 지티씨바이오쎄라퓨틱스,인크. | 폐 질환의 치료 방법 |
US20040052771A1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-03-18 | Lim Sai Kiang | Hemangioblast progenitor cells |
AU2003248609A1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-02-02 | Agency For Science, Technology And Research | Hemangioblast progenitor cells |
US20040091503A1 (en) | 2002-08-20 | 2004-05-13 | Genitrix, Llc | Lectin compositions and methods for modulating an immune response to an antigen |
ES2491891T3 (es) | 2004-01-16 | 2014-09-08 | Carnegie Mellon University | Marcaje celular para técnicas de resonancia magnética nuclear |
US20050169908A1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Kazunori Murakami | Use of aerosolized antithrombin to treat acute lung injury |
US20050192226A1 (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Perenlei Enkhbaatar | Method of preventing fibrin clots in pulmonary tissue through the use of aerosolized anticoagulants |
JP2006249072A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-09-21 | Osaka Univ | タンパク質導入用担体、前記担体を用いたタンパク質導入剤、タンパク質導入方法、およびタンパク質導入細胞ならびにその製造方法 |
WO2007120911A2 (en) | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Carnegie Mellon University | Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques |
EP3712258A1 (en) | 2006-04-14 | 2020-09-23 | Astellas Institute for Regenerative Medicine | Hemangio-colony forming cells |
EP2170975B1 (en) | 2007-07-10 | 2018-05-02 | Carnegie Mellon University | Compositions and methods for producing cellular labels for nuclear magnetic resonance techniques |
KR20110016913A (ko) | 2008-05-06 | 2011-02-18 | 어드밴스드 셀 테크놀로지, 인코포레이티드 | 혈관 콜로니 형성 세포 및 비-생착성 혈관 세포 |
MX2010012089A (es) | 2008-05-06 | 2011-07-28 | Advanced Cell Tech Inc | Metodos para producir celulas eritroides enucleadas derivadas de celulas troncales pluripotentes. |
US8583299B2 (en) * | 2009-03-17 | 2013-11-12 | General Electric Company | System and method for communicating data in a train having one or more locomotive consists |
CA2780542C (en) | 2009-11-13 | 2020-03-24 | Grifols Therapeutics Inc. | Von willebrand factor (vwf)-containing preparations, and methods, kits, and uses related thereto |
US10420820B2 (en) * | 2014-09-29 | 2019-09-24 | Counterpoint Biomedia LLC | Targeting of pharmaceutical agents to pathologic areas using bifunctional fusion polypeptides |
US11406721B2 (en) | 2016-02-22 | 2022-08-09 | The Regents Of The University Of California | Compositions and methods for imaging cell populations |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5486359A (en) * | 1990-11-16 | 1996-01-23 | Osiris Therapeutics, Inc. | Human mesenchymal stem cells |
US6063593A (en) * | 1996-11-12 | 2000-05-16 | University Of Southern California University Park Campus | TGFβ1 responsive bone marrow derived cells to express a recombinant protein |
-
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