definición y técnicas de obtención de los diferentes productos

DEFINICIÓN Y TÉCNICAS DE
OBTENCIÓN DE LOS DIFERENTES
PRODUCTOS CELULARES
APLICADOS EN LA PRÁCTICA
CLÍNICA
Dra. Mª Eugenia Fernández Santos
Unidad de Producción Celular. Laboratorio de Órganos y
Matrices Bioartificiales. Instituto de Investigación
Sanitaria Gregorio Marañón (IISGM). Madrid
La célula madre
-división ilimitada
-por división asimetrica
Self renewal
División asimétrica en neuronas
tiempo=24 h
(Vídeo del Dr. Salvador Martínez)
La célula madre
-división ilimitada
-por division asimetrica
Self renewal
- pluripotentes
(producen tipos celulares
de las tres capas germinales)
- poco frecuente
(1: 10000 células)
- división limitada (células
dejan de dividirse o mueren
depués de un numero de
divisiones celulares)
- diferenciación limitada
Distintos tipos de células madre
Trophoblast
Modified from D.J. Anderson et al., Nature Med. (2001)
Las células madre embrionarias proceden
del blastocisto (d5)
ICM
Las Células madre embrionarias forman teratocarcinomas
después de su inyección en ratones adultos
pelo
diente
12 cm
Teratoma
SCIENCE. DECEMBER 2007
CELL. DECEMBER 2007
induced Pluripotent
Stem Cell
24 factores
10 factores
http://www.youtube.com/w
atch?v=cPvidAvzmx0&NR
=1
http://www.youtube.com/w
atch?v=ECllrIzTKbA&NR=
1
mTakahashi and Yamanaka. Cell 126:663-76 (2006)
Obtención de Cardiomiocitos a
partir de IPs
Colaboración con el Dr. Juan Carlos Izpisúa Belmonte (La Jolla, California)
Cardiomiocitos derivados de IPs
Las células presentan un patrón heterogéneo.
Dependiendo de la eficacia de la diferenciación
Cardiomiocitos
Células iPS no
diferenciadas
Tienen Contración Sincronizada
TRES CAPAS GERMINALES
ECTODERMO
La capa externa de las capas germinales. De él surgirán el endodermo y el mesodermo
durante la gastrulación. Forma Sistema Nervioso, Piel, Pelo, Uñas.. epitelio sensorial
del ojo, nariz, oído.
ENDODERMO
La capa más interna de las tres capas germinales. Forma las células que tapizan las
glándulas de tubo digestivo, hígado y páncreas. Origina recubrimientos epiteliales de
los conductos respiratorios y del aparato digestivo. Vejiga, parte de la uretra, etc..
MESODERMO
Capa de células del embrión entre el endodermo y el ectodermo. A partir de la cual se
forman el tejido conjuntivo, el cartílago, el hueso, el corazón, la sangre y vasos
sanguíneos, los músculos estriados y lisos, los riñones, las gónadas, la corteza de la
glándula suprarrenal y el bazo.
OBTENCIÓN DE Células
MonoNucleadas (CMN)
HEMANGIOBLASTO
CFU-GM
CFU-G
Neutrófilo
CFU-Bas
CFU-L
CFU-Mega
Progenitor
linfoide B
Progenitor
linfoide T
CFU-E
CFU-M
Monoblásto Mieloblásto
Monocito
BFU-E
Eosinófilo
Mieloblásto
Basófilo
Megacarioblásto
Plaquetas
Proeritroblasto
Hematíes
Precursor B Precursor NK
Precursor T- Precursor T
Helper
supresor
Linfocito B
Linfocito
Th
Linfocito
NK
Linfocito
Ts
SANGRE PERIFÉRICA
Mieloblásto
CFU-EO
MÉDULA ÓSEA
CFU-GEMM
CÉLULA STEM
hematopoyética
Células Mononucleadas
CELULAS MonoNUCLEADAS: CMN
SSC
SELECCIÓN de PROGENITORES
100
101
102
CD45
103
104
**Células CD133+:
S. Roja (Ter 119)
Linfocitos (CD 5,CD45R)
Monocitos (CD11b)
Granulocitos (Gr-1)
Eosinófilos
Promielocitos
Precursores (CD34, CD133,
CD117, CD271..)
Progenitores Endoteliales
PROGENITORES ENDOTELIALES (EPCs)
ANGIOGÉNESIS: Proceso por el que las células endoteliales diferenciadasmaduras (EC) se sueltan de su membrana basal, migran y proliferan hasta
formar “brotes” de vasos parentales.
VASCULOGÉNESIS: Proceso en el que participan EPCs ó angioblastos
derivadas de MO. Estos circulan hacia los lugares de
NEOVASCULARIZACIÓN. Allí se diferencian a EC maduras. Forman vasos.
Ensayo Clínico: Céls AC133+ (EPCs) de SP
movilizada en isquemia periférica
-Necesidad de EPCs que aniden en las zonas isquémicas y se
diferencien a EC que proliferen y formen vasos
-La edad es un factor dependiente en la vasculogénesis
Ensayo Clínico Humano: Tratamiento de
isquemia crítica de extremidades
inferiores: Evitar la amputación
(Dra. del Cañizo Roldán, Salamanca)
Úlcera en maleolo
externo
Úlceras en
cara interna
Cicatrización úlcera
Tejido de
granulación
Gangrena
digital menor
Obstrucción arteria
peronéa derecha
Desaparición de la
gangrena
Recanalización
OBTENCIÓN DE Stromal
Vascular Factor (SVF)
SVF: PRECISE
(Am Heart J 2014;168:88-95.e2.)
SVF: PRECISE
(Am Heart J 2014;168:88-95.e2.)
THE PRECISE TRIAL
18-month Results
Change in infarct size
(delayed hyperenhancement)
Feasible & safe
No differences:
• LV volumen and
performance (Echo, MRI)
• Reversibility
(SPECT)
%
7
5
3
1
-1
-3
-5
-7
ADRCs:
• Less angina and better
exercise capacity
5.2
-3
Control
n=5
30
p=0.03
Control
15
10
baseline
6 months
(n=5)
Treated (n=15)
20
5
Am Heart J 2014;168:88-95.e2
Treatment
n=8
VO2 Max
25
mL/kg/min
• Better evolution of
Infarct Size and Peak
Oxygen Consumption
p=0.04
18 months
SVF
OBTENCIÓN DE CÉLULAS
MESENQUIMALES (MSC)
La International Society for Cell Therapy (ISCT) establece en el 2006
unas pautas comunes para la caracterización de las MSCs, describiendo
criterios mínimos estándar que las MSC (multipotente) deben cumplir:
1) Crecimiento en adherencia a las superficies plásticas utilizadas
para su cultivo.
2) Expresión de las moléculas de superficie CD73 CD90 y CD105, y la
ausencia de marcadores de monocitos y macrófagos (CD11b y CD14),
de progenitores hematopoyéticos y marcadores de células endoteliales
(CD34), marcador lecocitario (CD45), marcador de células B (CD19 ó
CD79a) y HLA-DR.
3) Capacidad de diferenciación hacia tejido óseo, cartilaginoso y
adiposo in vitro.
Su característica más importante son “INMUNOPRIVILEGIADAS”:
-capaces de evadir el rechazo del sistema inmune durante largos
periodos de tiempo.
- Expresan niveles muy bajos del complejo de histocompatibilidad
tipo I (MHC-I) y no expresan el tipo II (MHCII) ni las moléculas
coestimulatorias CD40, CD80 y CD86. (Aunque los niveles de los
antígenos de MHC-I son muy bajos, pueden activar a las células T,
pero la ausencia de moléculas coestimulatorias hace que no se
puedan iniciar las señales secundarias).
- Reducen el rechazo en trasplantes alogénicos, lo cual constituye
una gran ventaja en el tratamiento de enfermedades donde el daño o
pérdida celular imposibilita el uso de las células del propio paciente.
OBTENCIÓN DE CÉLULAS
MESENQUIMALES (MSC)
1. -Adherencia al Plástico
2. – Expresión de marcadores inmunofenotípicos
3. –Diferenciación hacia al menos 3 líneas
celulares distintas a la propia
- Adipogénica
- Osteoblástica
- Condrogénica
MECANISMOS DE ACCIÓN EN TEJIDO
LESIONADO
¿Cómo empezamos y dónde estamos?
¿Qué ha pasado?
Definición de Medicamento de Uso
Humano
Directiva 2009/120/CE: medicamento uso humano de terapias
avanzadas
2.2. Medicamento de terapia celular somática
a) Contiene células o tejidos, o está constituido por ellos, que
han sido objeto de manipulación sustancial de modo que se
hayan alterado sus características biológicas, funciones
fisiológicas o propiedades estructurales pertinentes para el
uso clínico previsto, o por células o tejidos que no se pretende
destinar a la misma función esencial en el receptor y en el
donante.
b) Usado en humanos, con objeto de tratar, prevenir o
diagnosticar una enfermedad mediante la acción
farmacológica, inmunológica o metabólica de sus células o
tejidos.
A efectos del apartado a), no se considerarán manipulaciones sustanciales las enumeradas en
concreto en el anexo I del Reglamento (CE) n o 1394/2007
Anexo I del Reglamento (CE)
nº 1394/2007
NO SE CONSIDERAN MANIPULACIONES SUSTANCIALES:
— Corte.
— Trituración.
— Moldeo.
— Centrifugación.
— Imbibición en disoluciones antibióticas o antimicrobianas.
— Esterilización.
— Irradiación.
— Separación, concentración o purificación celular.
— Filtrado.
— Liofilización.
— Congelación.
— Criopreservación.
— Vitrificación.
En todos estos casos estaríamos hablando de:
MEDICAMENTO SEA
o NO de TERAPIA
AVANZADA
DEBEN CUMPLIR LA LEGISLACIÓN DE
MEDICAMENTO
-Necesita Autorización de Uso: comercialización,
investigación clínica, uso compasivo…
-Garantías en cuanto a su calidad, seguridad, eficacia
-Se aplican: GMP (producción y control), GLP (estudios
No Clínicos) y GCP (ensayos clínicos)
TRATAMIENTOS CONSOLIDADOS EN EL
MOMENTO ACTUAL:
-Piel ingenierizada para grandes quemados
-Condrocitos para lesiones articulares
-Células limbares para lesiones corneales
PRODUCCIÓN: Expansión de
Mesenquimales
(Agradecimiento a Jesús Fernández, IBGM-Valladolid)
GRACIAS!