ES2833457T3

ES2833457T3 - Uso de terapia con células encapsuladas para el tratamiento del glaucoma

Info

Publication number: ES2833457T3
Application number: ES16729691T
Authority: ES
Inventors: Jeffrey Goldberg; Cahil McGovern; Weng Tao; Konrad Kauper
Original assignee: Neurotech USA Inc
Current assignee: Neurotech USA Inc
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2036-05-27
Also published as: WO2016191645A1; IL283713B; US20160346197A1; JP7078683B2; IL283713A; EP3662923A1; US20260053738A1; AU2016267579B2; US20200197297A1; EP3302524A1; US11207266B2; CA2986769A1; IL255917B; US10195140B2; EP3302524B1; US20220071897A1; IL255917A; US20180055766A1; JP2018515582A; US20250057760A1

Abstract

Un dispositivo biocompatible para su uso en un método para tratar glaucoma en un paciente que la padece que comprende implantar el dispositivo biocompatible en un ojo del paciente, comprendiendo el dispositivo biocompatible: a) un núcleo que comprende: i) entre 0,5-1 x 106 células ARPE-19 que están modificadas genéticamente para secretar el factor neurotrófico ciliar (CNTF), y ii) una matriz que comprende una pluralidad de mononofilamentos retorcidos para formar un hilo o tejidos para formar una malla o retorcidos para formar un hilo que está en hebras no tejidas, donde las células se distribuyen sobre ellos; y b) una membrana semipermeable que rodea el núcleo, donde la membrana tiene un valor de corte del peso molecular (VCPM) nominal de aproximadamente 300 kD que permite la difusión del CNTF a su través; donde dicho dispositivo biocompatible produce entre 0,1 y 20 ng/día de CNTF tras la implantación y cantidades eficaces desde un punto de vista terapéutico del CNTF durante al menos 12 meses después de la implantación.

Description

DESCRIPPCIÓN

Uso de terapia con células encapsuladas para el tratamiento del glaucoma

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere de manera general al campo de la terapia con células encapsuladas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Muchas afecciones, deficiencias y estados patológicos clínicos se pueden remediar o aliviar administrando al paciente una o más moléculas con actividad biológica producidas por células vivas o eliminando del paciente factores perjudiciales que son metabolizados por las células vivas. En muchos casos, estas moléculas pueden restaurar o compensar la afectación o pérdida de la función del órgano o tejido. En consecuencia, muchos investigadores han tratado de reconstituir la función del órgano o tejido trasplantando órganos completos, tejido del órgano y/o células, que proporcionan productos secretados o afectan a las funciones metabólicas. Sin embargo, aunque tal trasplante puede proporcionar beneficios considerables, su uso está limitado por el número relativamente pequeño de órganos que son adecuados y están disponibles para el injerto. Es más, en general, los pacientes trasplantados deben estar inmunosuprimidos con el fin de evitar el rechazo inmunológico del trasplante, lo que da como resultado la pérdida de la función del trasplante y al final la necrosis del tejido o células trasplantados. Asimismo, en muchos casos, el trasplante debe seguir siendo funcional durante un periodo de tiempo prolongado, incluso durante el resto de la vida del paciente. Mantener a un paciente en un estado inmunosuprimido durante un periodo de tiempo sustancial es tanto indeseable como caro.

Un ejemplo donde se siguen necesitando terapias eficaces adicionales son los trastornos del ojo que amenazan la visión. Un problema principal en el tratamiento de tales enfermedades es la incapacidad de suministrar agentes terapéuticos al interior del ojo, debido a la presencia de la barrera hematorretiniana, así como también la incapacidad de mantenerlos ahí en concentraciones eficaces desde un punto de vista terapéutico.

Muchos factores de crecimiento son prometedores en el tratamiento de las enfermedades oculares. Por ejemplo, se ha mostrado que BDNF y CNTF ralentizan la degeneración de las células del ganglio retiniano y reducen la degeneración de los fotorreceptores en varios modelos en animales. Véase, por ejemplo, Genetic Technology News, vol. 13, n.° 1 (enero de 1993). Además, el factor de crecimiento nervioso ha mostrado que favorece la supervivencia de las células del ganglio retiniano después del corte del nervio óptico y también ha mostrado que favorece la recuperación de las neuronas retinianas después de la isquemia. Véase, por ejemplo, Siliprandi, et al., Invest. Ophthalmol. & Vis. Sci., 34, págs. 3232 3245 (1993). Más recientemente, se han diseñado agentes biológicos basados en un esqueleto de anticuerpos y se han utilizado para trastornos oculares incluidos, por ejemplo, anticuerpos completos (por ejemplo, Bevacizumab) y fragmentos Fab como esqueleto de anticuerpo (por ejemplo, Ranibizumab), y Fc de inmunoglobulina (por ejemplo, Aflibercept).

Una alternativa deseable a los procedimientos de trasplante es la implantación de células o tejidos dentro de una barrera física que permitirá la difusión de nutrientes, metabolitos y productos secretados, pero bloqueará los efectores celulares y moleculares del rechazo inmunológico. Se han explorado diversos dispositivos que protegen tejidos o células que producen un producto seleccionado del sistema inmunitario. Véase, por ejemplo, la patente de EE. UU. n.° 5158881; WO92/03327; WO91/00119; y WO93/00128. Estos dispositivos incluyen, por ejemplo, cámaras de difusión extravascular, cámaras de difusión intravascular, cámaras de ultrafiltración intravascular e implantación de células microencapsuladas. Véanse Scharp, D. W., et a l, World J. Surg., 8, págs. 221-9 (1984); Lim et al., Science 210: 908-910 (1980); Sun, A. M., Methods in Enzymology 137: 575-579 (1988); WO 93/03901; y patente de EE. UU. n.° 5002661. El uso de tales dispositivos aliviaría la necesidad de mantener al paciente en un estado inmunosuprimido. Sin embargo, ninguna de estas estrategias ha resultado satisfactoria para proporcionar la función del trasplante a largo plazo. El documento US 2015/073381 describe un sistema de suministro de tecnología de células encapsuladas (TCE). El documento US 2012/141573 describe líneas celulares que segregan esqueletos de anticuerpo antiangiogénicos y receptores solubles. El documento WO 2011/044216 describe un sistema de suministro que utiliza células encapsuladas modificadas para segregar el factor derivado del epitelio pigmentario (PEDF, por sus siglas en inglés). Kauper K. et al. (2012) Investigative Ophthalmology & Visual Science 53(12): 7484-7491 describen la farmacocinética de CNTF suministrado a lo largo de un periodo de hasta 2 años mediante un implante de TCE intraocular en pacientes con retinitis pigmentosa (RP) y atropia geográfica (AG). Sieving P.A. et al. (2006) Proc Natl Acad Sci USA; 103(10): 3896-3901 describe un ensayo de Fase I que evalúa la seguridad de CNTF suministrado a lo largo de un periodo de 6 meses mediante cápsulas de células encapsuladas implantadas en ojos humanos.

Por lo tanto, se necesitan métodos para suministrar cantidades apropiadas de las sustancias que se necesitan tales como, por ejemplo, factores neurotróficos, factores antiangiogénicos, factores antiinflamatorios, enzimas, hormonas y/u otros factores, o para proporcionar otras funciones metabólicas que se necesitan, al ojo u otras partes del cuerpo durante un periodo de tiempo prolongado.

Aunque se pueden utilizar métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente para llevar a la práctica o poner a prueba la presente invención, a continuación se describen métodos y materiales adecuados. No se admite que las referencias citadas en la presente sean técnica anterior de la invención reivindicada. En caso de conflicto, prevalecerá la presente memoria descriptiva, incluidas las definiciones. Además, los materiales, métodos y ejemplos son únicamente ilustrativos y no pretender ser limitantes. Otros rasgos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y reivindicación.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

La invención se define de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas. También se describen pero no se reivindican métodos para tratar un trastorno oftálmico en un paciente que padece de este implantando en el ojo del paciente una cápsula biocompatible que contiene a) un núcleo que contiene una fuente celular de una molécula con actividad biológica y b) una membrana semipermeable que rodea el núcleo, donde la membrana permite la difusión de la molécula con actividad biológica a su través, donde el trastorno oftálmico está caracterizado por angiogénesis aberrante, inflamación, degeneración retiniana, o cualquier combinación de estas, y donde dicho dispositivo biocompatible produce cantidades eficaces desde un punto de vista terapéutico de la molécula con actividad biológica durante al menos 12 meses (por ejemplo, al menos 13 meses, al menos 14 meses, al menos 15 meses, al menos 16 meses, al menos 17 meses, al menos 18 meses, al menos 19 meses, al menos 20 meses, al menos 21 meses, al menos 22 meses, al menos 23 meses, al menos dos años o más) después de la implantación.

También se describe en la presente una fuente celular de una molécula con actividad biológica para su uso en el tratamiento de un trastorno oftálmico, donde la fuente celular de la molécula con actividad biológica está presente en un núcleo de una cápsula biocompatible, donde la cápsula biocompatible comprende además una membrana semipermeable que rodea al núcleo, y donde la membrana semipermeable permite la difusión de la molécula con actividad biológica a su través. Es decir, se describe una cápsula biocompatible que contiene a) un núcleo que contiene una fuente celular de una molécula con actividad biológica y b) una membrana semipermeable que rodea el núcleo, donde la membrana semipermeable permite la difusión de la molécula con actividad biológica a su través, y donde la fuente celular de una molécula con actividad biológica es para su uso en el tratamiento de un trastorno oftálmico. El trastorno oftálmico está caracterizado por angiogénesis aberrante, inflamación, degeneración retiniana o cualquier combinación de estas. El dispositivo biocompatible produce cantidades eficaces desde un punto de vista terapéutico de la molécula con actividad biológica durante al menos 12 meses (por ejemplo, al menos 13 meses, al menos 14 meses, al menos 15 meses, al menos 16 meses, al menos 17 meses, al menos 18 meses, al menos 19 meses, al menos 20 meses, al menos 21 meses, al menos 22 meses, al menos 23 meses, al menos 2 años o más) después de la implantación en un ojo de un paciente que padece un trastorno oftálmico.

La fuente celular de las moléculas con actividad biológica está entre 0,5-1 x 106 células ARPE-19 que están modificadas genéticamente para secretar la molécula con actividad biológica.

El trastorno oftálmico es glaucoma; y el tratamiento mejora la regeneración del nervio óptico; conserva o mejora la agudeza del campo visual, o la desviación total de Garway-Heath; conserva o mejora el complejo de células ganglionares y/o el grosor de la capa retiniana externa; conserva o mejora la capa de fibras retininanas; y/o cualesquiera combinaciones de estos. Por ejemplo, la conservación o mejora de la sensibilidad del campo visual o sensibilidad al contraste se corresponde con la conservación o mejora de la estructura anatómica de la retina.

La cápsula se puede configurar como una fibra hueca o una lámina plana.

La cápsula puede ser un dispositivo de cultivo celular implantable que contiene dos o más (es decir, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 o más) cámaras individuales. (Véase, PCT/US2014/055028). En tales dispositivos, cada cámara individual contiene un núcleo que contiene una cantidad eficaz desde un punto de vista terapéutico de una o más moléculas con actividad biológica y una membrana semipermeable que rodea el núcleo, donde la membrana permite la difusión de molécula(s) con actividad biológica a través de ella.

Cualquiera de las cápsulas descritas en la presente se puede implantar (o es adecuada para ser implantada) en el vítreo, en el humor acuoso, en el espacio periocular, en la cámara anterior, en la cámara posterior o en el espacio subtenónico.

El núcleo de las cápsulas descritas en la presente puede contener además una matriz dispuesta dentro de la membrana semipermeable. Por ejemplo, la matriz puede contener una pluralidad de mononofilamentos, donde dichos mononofilamentos están a) retorcidos para formar un hilo o tejidos para formar una malla o b) retorcidos para formar un hilo que está en hebras no tejidas, y donde las células se distribuyen sobre ellos. Los monofilamentos pueden estar hechos de un material biocompatible seleccionado del grupo que consiste en acrílico, poliéster polietileno, polipropileno, poliacrilonitrilo, tereftalato de polietileno, nailon, poliamidas, poliuretanos, polibutéster, algodón de seda, quitina, carbono, y metales biocompatibles. A modo de ejemplo no limitante, los mononofilamentos pueden estar hechos de fibras de tereftalato de polietileno (PET) que comprenden entre un 40-85% del volumen interno del dispositivo.

La molécula con actividad biológica es una citocina.

La citocina es CNTF. La cantidad eficaz desde un punto de vista terapéutico de CNTF puede estar entre 50 pg/ojo/día y 500 ng/ojo/día (por ejemplo, 0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,30, 0,35, 0,40, 0,45, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 7,0, 8,0, 9,0, 10,0, 11,0, 12,0, 13,0, 14,0, 15,0, 16,0, 17,0, 18,0, 19,0, 20,0, 21.0, 22,0, 23,0, 24,0, 25,0, 26,0, 27,0, 28,0, 29,0, 30,0, 35,0, 40,0, 45,0, 50,0, 60,0, 70,0, 80,0, 90,0, 100,0, 110,0, 120,0, 130.0, 140,0, 150,0, 160,0, 170,0, 180,0, 190,0, 200,0, 210,0, 220,0, 230,0, 240,0, 250,0, 260,0, 270,0, 280,0, 290,0, 300.0, 310,0, 320,0, 330,0, 340,0, 350,0, 360,0, 370,0, 380,0, 390,0, 400,0, 410,0, 420,0, 430,0, 440,0, 450,0, 460,0, 470.0, 480,0, 490,0 o 500,0 ng/ojo/día). Por ejemplo, la cantidad eficaz desde un punto de vista terapéutico de CNTF es 0. 1 ng/ojo/día y 50 ng/ojo/día.

También se describen dispositivos de cultivos celulares implantables que contienen a) un núcleo que contiene una fuente celular de una molécula con actividad biológica y b) una membrana semipermeable que rodea el núcleo, donde la membrana permite la difusión de la molécula con actividad biológica a su través, donde el dispositivo secreta entre 0,1 y 20 ng/día de la molécula con actividad biológica tras la implantación; y donde la secreción de la molécula con actividad biológica en unos niveles eficaces desde un punto de vista terapéutico se mantiene durante al menos 12 meses (por ejemplo, al menos 13 meses, al menos 14 meses, al menos 15 meses, al menos 16 meses, al menos 17 meses, al menos 18 meses, al menos 19 meses, al menos 20 meses, al menos 21 meses, al menos 22 meses, al menos 23 meses, al menos dos años o más) después de la implantación. Por ejemplo, la fuente celular de las moléculas con actividad biológica está entre 0,5-1 x 106 células ARPE-19 que están modificadas genéticamente para secretar la molécula con actividad biológica (por ejemplo, CNTF).

Cualquiera de los dispositivos descritos en la presente puede segregar entre 0,1 y 20 ng/día de CNTF tras la implantación y entre 0,1-0,4 ng/día de CNTF en el explante tras la implantación durante al menos 12 meses (por ejemplo, al menos 13 meses, al menos 14 meses, al menos 15 meses, al menos 16 meses, al menos 17 meses, al menos 18 meses, al menos 19 meses, al menos 20 meses, al menos 21 meses, al menos 22 meses, al menos 23 meses, al menos dos años o más). Este dispositivo de «dosis baja» se puede utilizar en pacientes con RP y/o con telangiectasia macular.

Los dispositivos descritos en la presente pueden segregar entre 0,1 y 20 ng/día de CNTF tras la implantación y entre 0,6 5,0 ng/día (por ejemplo, 0,6-2,8 ng/día) de CNTF tras la implantación durante al menos 12 meses (por ejemplo, al menos 13 meses, al menos 14 meses, al menos 15 meses, al menos 16 meses, al menos 17 meses, al menos 18 meses, al menos 19 meses, al menos 20 meses, al menos 21 meses, al menos 22 meses, al menos 23 meses, al menos dos años o más). Este dispositivo de «dosis elevada» se puede utilizar en pacientes con glaucoma.

Cualquiera de estos dispositivos también puede incluir un ancla de fijación, por ejemplo, un bucle ancla que se adapta para el anclaje del dispositivo a una estructura ocular.

En cualquiera de los dispositivos descritos en la presente, la membrana semipermeable es una membrana permselectiva e inmunoprotectora. Adicionalmente (o como alternativa), la membrana semipermeable es una membrana de ultrafiltración o una membrana de microfiltración. En realizaciones, la membrana semipermeable tiene un tamaño de poro medio de 100 nm. La membrana semipermeable también puede estar hecha de un material de membrana no poroso (por ejemplo, un hidrogel o un poliuretano).

El valor de corte del peso molecular nominal (VCPM) de la membrana semipermeable puede ser de 500 kD. La membrana semipermeable tiene un grosor de entre 90-120 gm.

En realizaciones, la longitud del dispositivo está entre 4 mm - 11 mm. Los dispositivos descritos en la presente tienen un diámetro interno de entre 0,9 - 1,2 mm.

Los dispositivos descritos en la presente se pueden sellar utilizando cualquier método conocido en la técnica (por ejemplo, utilizando metacrilato de metilo).

Se suministra conjuntamente al menos una molécula con actividad biológica adicional del dispositivo. Los expertos en la técnica reconocerán que la al menos una molécula con actividad biológica adicional procede de una fuente no celular o una fuente celular. Por ejemplo, la al menos una molécula con actividad biológica adicional es producida por una o más células ARPE-19 modificadas genéticamente en el núcleo.

Cualquiera de los dispositivos descritos en la presente puede incluir dos o más características adicionales (por ejemplo, 3, 4, 5, 6, 7 o todas) seleccionadas del grupo que consiste en:

a. el núcleo comprende entre 0,5-1,0 x 106 células ARPE-19;

b. la longitud del dispositivo está entre 4 mm - 11 mm;

c. el diámetro interno del dispositivo está entre 0,9 mm - 1,2 mm;

d. los extremos del dispositivo se sellan utilizando metacrilato de metilo;

e. la membrana semipermeable tiene un tamaño de poro medio de aproximadamente 100 nm;

f. el valor de corte del peso molecular nominal (VCPM) de la membrana semipermeable es de 500 kD;

g. la membrana semipermeable tiene un grosor de entre 90-120 gm;

h. el núcleo comprende un esqueleto interno, donde el esqueleto comprende fibras de tereftalato de polietileno (PET) que comprenden entre un 40-85% del volumen interno del dispositivo; y

1. combinaciones de estas.

También se describen métodos para fabricar los dispositivos biocompatibles oftálmicos descritos en la presente a) modificando genéticamente al menos una célula ARPE-19 para que secrete una citocina, y b) encapsulando dicha célula ARPE-19 modificada genéticamente dentro de una membrana semipermeable, donde dicha membrana permite la difusión de la citocina a su través.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS

Las Figuras 1A, 1B y 1C son una serie de gráficos que muestran la agudeza visual de pacientes con retinitis pigmentosa (RP) un año después del implante de un dispositivo con un cultivo celular oftálmico que secreta CNTF precargado con células modificadas genéticamente con ARPE-19. Este grupo de pacientes con RP tuvo el dispositivo implantado durante un año. La Figura 1A es un gráfico que muestra la agudeza visual un año después del implante en pacientes del dispositivo oftálmico de terapia con células encapsuladas (TCE) que se implantó con un dispositivo de TCE que secretaba CNTF con una baja concentración (Baja = 5 ± 0,8 ng/día en el implante), o un dispositivo TCE que secretaba una concentración elevada (Elevada = 20 ± 3,0 ng/día en el implante). Los pacientes con un tratamiento simulado no recibieron un dispositivo TCE que secretaba CNTF. La Figura 1B es un gráfico que muestra la agudeza visual de pacientes 72 meses después del implante del dispositivo TCE oftálmico. La Figura 1C es un gráfico que muestra la agudeza visual 72 meses después del implante del dispositivo oftálmico en un grupo de 7 pacientes con RP que recibieron el dispositivo oftálmico TCE en un ojo solamente y no recibieron tratamiento en el otro ojo. El eje y del gráfico representa el número de letras perdidas un año después del implante del dispositivo en comparación con el número de letras discernibles por el paciente en el momento del implante.

La Figura 2 es un gráfico que muestra el cambio en el volumen macular un año después del implante del dispositivo en pacientes con RP que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba CNTF. Se programó que los pacientes con RP que participaron en este estudio tuvieran el dispositivo oftálmico que secretaba CNTF implantado durante 2 años. El eje y representa el cambio en el volumen macular en mm3. El eje x representa la condición de tratamiento (implante vs. tratamiento simulado) y la condición de dosificación (baja o elevada).

La Figura 3A, 3B, 3C y 3D son una serie de gráficos que muestran el grosor retiniano (Figuras 3A, 3B) o las medidas de anchura de la zona elipsoide (ZE) de la retina (Figuras 3C, 3D) en pacientes con RP que recibieron el dispositivo que secretaba CNTF. La Figura 3A es un gráfico que muestra el grosor retiniano (en micras) un año después del implante en pacientes con RP que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis baja de CNTF (5 ± 0,8 ng/día en el implante) o un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante). La Figura 3B es un gráfico que muestra el grosor de la capa nuclear externa (CNE) (en micras) un año después del implante en la retina de pacientes con RP que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis baja de CNTF (5 ± 0,8 ng/día en el implante) o un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante). La Figura 3C es un gráfico que muestra la anchura de la zona elipsoide (ZE) de la retina (en grados) 72 meses después del trasplante del dispositivo oftálmico TCE en una cohorte de pacientes que participó en un estudio de implante del dispositivo de 12 meses o 24 meses. La Figura 3D es un gráfico que muestra la anchura de la zona elipsoide (ZE) de la retina (en grados) en pacientes con RP específicos que recibieron el dispositivo TCE que secretaba CNTF en un ojo y no recibieron tratamiento en el otro ojo.

La Figura 4 es un gráfico que muestra el índice del campo visual (ICV) en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra ICV, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 5 es un gráfico que muestra la desviación media del campo visual en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra la desviación total, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 6 es un gráfico que muestra la desviación total de Garway-Heath de la región central en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra la desviación total, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 7 es un gráfico que muestra la sensibilidad al contraste de Pelli-Robson en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra letras discernibles por el paciente, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 8 es un gráfico que muestra el grosor del complejo de células ganglionares en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 9 es un gráfico que muestra el grosor del complejo de células ganglionares en la región superior-nasal en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 10 es un gráfico que muestra el grosor del complejo de células ganglionares en la región inferior-nasal en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 11 es un gráfico que muestra el grosor de la capa de fibras nerviosas macular superior-nasal en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 12 es un gráfico que muestra el grosor de la capa de fibras nerviosas macular inferior-nasal en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 13 es un gráfico que muestra el grosor de la capa retiniana exterior en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 14 es un gráfico que muestra el grosor de la capa retiniana exterior superior-nasal en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 15 es un gráfico que muestra el grosor de la CRE macular inferior-nasal en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 16 es un gráfico que muestra el grosor de la capa de fibras nerviosas retiniana en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 17 es un gráfico que muestra el grosor de fibras (temporales) del haz papilomacular en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo. El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 18 es una serie de gráficos que muestran el grosor de la capa de fibras nerviosas en pacientes con glaucoma que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) en un ojo (gráfico inferior) y no recibieron tratamiento o recibieron un tratamiento simulado en el otro ojo (ojo pareja) (gráfico superior). El eje y muestra el grosor en micras, y el eje x muestra los puntos temporales del ensayo e identidad de la cohorte.

La Figura 19 es un gráfico que muestra el porcentaje de pacientes con atrofia geográfica que han perdido menos de quince letras respecto a las condiciones iniciales a lo largo de un periodo de tiempo de doce meses. Los pacientes en este estudio recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una dosis baja (5 ± 0,8 ng/día en el implante) o una dosis elevada (20 ± 3,0 ng/día en el implante) de CNFT, o un tratamiento simulado. El eje y muestra el porcentaje de sujetos que han perdido menos de quince letras respecto a las condiciones iniciales, y el eje x muestra el momento después del implante del dispositivo TCE en el que se realizaron las pruebas visuales.

La Figura 20 es un gráfico que muestra la agudeza visual mejor corregida (AVMC) de pacientes con atrofia geográfica que recibieron un tratamiento simulado o un dispositivo oftálmico TCE que secretaba una poco CNTF (5 ± 0,8 ng/día en el implante) en comparación con los pacientes de atrofia geográfica que recibieron un dispositivo oftálmico TCE que secretaba mucho CNFT (20 ± 3,0 ng/día en el implante). El eje y muestra el cambio en la cantidad de letras discernibles por parte del paciente y el eje x muestra las letras leídas en las condiciones iniciales, antes del implante del dispositivo oftálmico TCE.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Las proteínas son una clase dominante de agentes terapéuticos utilizados en el tratamiento de enfermedades oculares. Se ha demostrado previamente que los dispositivos intraoculares de tecnología de células encapsuladas (TCE) pueden suministrar un agente bioterapéutico directamente al ojo de manera constante durante hasta dos años en ensayos clínicos en seres humanos. Véase Kauper et al. 2012. Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 53(12):7484-91).

Los dispositivos y métodos mostrados en la presente son útiles para una expresión estable a largo plazo de una amplia gama de moléculas con actividad biológica, incluidos productos de peso molecular elevado de hasta 200 kD, para un individuo que los necesite. Las moléculas con actividad biológica utilizadas en estos dispositivos y métodos incluyen CNTF.

Otra familia de productos adecuada para el suministro utilizando dispositivos TCE que se cita en la presente pero no es parte de la invención reivindicada incluye modificadores de la respuesta biológica, incluidas linfocinas y citocinas. Por lo tanto, estos dispositivos y métodos también son útiles para la expresión estable y a largo plazo de moléculas con actividad biológica que incluyen hemoglobina, tirosina-hidroxilasa, prohormona-convertasa, bcl-2, dopa-descarboxilasa y dopamina-beta-hidroxilasa.

Las moléculas con actividad biológica incluyen moléculas que se secretan a partir de la cápsula, o de otra célula trasplantada de otra manera, y ya sea de manera directa o indirecta dan como resultado un efecto biológico en el hospedador mamífero, así como también aquellas moléculas con actividad biológica que de manera directa o indirecta dan como resultado un efecto biológico en células contenidas en la cápsula. A modo de ejemplo no limitante, los genes que codifican moléculas con actividad biológica incluyen genes codificados por CNTF, BDNF, TGF-p, GDNF, NGF, bFGF, aFGF, IL-1 p, IL-10, IFN-p, IFN-a, eritropoyetina, hormona del crecimiento, sustancia-P, neurotensina, NGF, NT-3, NT-4/5, GDNF, CDF/LIF, EGF, IGF, PDGF, bFGF, aFGF, P1GF, VEGF, VEGF-B, VEGF-C y VEGF-D.

Las líneas celulares clonales cultivadas secretan toda clase de moléculas con actividad biológica a la par de sistemas de producción basados en la línea celular CHO. Las líneas celulares clonales pueden mostrar una secreción de proteínas recombinantes robusta, con niveles de algunas líneas celulares que se acercan a los 200 - 20000 ng/millón de células/día (20 pcd). Se puede utilizar un proceso de transfección iterativo de una, dos, tres o más transfecciones para modificar genéticamente las células. Sorprendentemente, una transfección iterativa y selección de ADN aumenta significativamente la capacidad de las líneas celulares de producir una secreción de proteínas recombinantes de 50000 a más de 70000 ng/millón de células/día (70 pcd). El proceso de transfección iterativa se puede utilizar para introducir múltiples copias de la misma o de diferentes moléculas con actividad biológica a las células (por ejemplo, células ARPE-19). Las moléculas producidas con un proceso de transfección iterativa que conlleva una transfección se pueden denominar moléculas de «primera generación». Las moléculas producidas con un proceso de transfección iterativa que conlleva dos transfecciones se pueden denominar moléculas de «segunda generación». Las moléculas producidas con un proceso de transfección iterativa que conlleva tres transfecciones se pueden denominar moléculas de «tercera generación».

Por ejemplo, se han encapsulado con éxito líneas celulares que producen un esqueleto de anticuerpo activo basadas en agentes biológicos y se detectó inicialmente una producción inicial de proteínas recombinantes a partir de los dispositivos TCE individuales en niveles de hasta 50 - 1000 ng/día. Las líneas celulares transfectadas con ADN en iteraciones posteriores, junto con optimización del medio, aumentaron los niveles del dispositivo oftálmico TCE hasta de 4000 a 10 000 ng/día. (Véase el documento WO 2012/075184).

Por lo tanto, los dispositivos TCE pueden ser una plataforma de suministro de fármacos eficaz para moléculas biológicas grandes incluidos anticuerpos, esqueletos de anticuerpo y/o proteínas de fusión receptoras para indicaciones oftálmicas, así como también indicaciones localizadas y/o sistémicas.

El factor neurotrófico ciliar (CNTF, por sus siglas en inglés) es una proteína que participa en promover la síntesis de neurotransmisores y el crecimiento de neuritas en las poblaciones neuronales. CNTF es un factor de supervivencia para las células neuronales, incluidas neuronas y oligodendrocitos, y se ha demostrado que tienen una función de protección de los fotorreceptores. Esta función de protección de los fotorreceptores incluye el estímulo de la regeneración del segmento externo del cono (Li et al. PLoS One, 2010; 5(3)). Además, también se cree que CNTF desempeña una función en la reducción de la destrucción de tejido asociada con las enfermedades inflamatorias.

Datos recientes sugieren que las células epiteliales retinianas fetales humanas (hfRPE, por sus siglas en inglés) producen CNTF y también expresan sus receptores (Li et al. PLoS One, 2011; 6(9)). También se dispone de evidencia de que, además de la función que CNTF tiene para favorecer la supervivencia y crecimiento de neuronas, CNTF tiene un impacto positivo en la supervivencia de las células epiteliales retinianas. (Id.). En conjunto, la evidencia indica que los niveles de CNTF pueden desempeñar una función en la regulación de la viabilidad de células neuronales así como también en la regulación de la homeostasis neuronal del estado estacionario.

El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF, por sus siglas en inglés) es una proteína de señalización que participa tanto en la vasculogénesis, la formación del sistema circulatorio embrionario, como en la angiogénesis, el crecimiento de vasos sanguíneos a partir de la vasculatura preexistente. Aunque se conoce VEGF principalmente por sus efectos en las células del endotelio vascular, también afecta a una amplia gama de otros tipos celulares, por ejemplo, la estimulación de la migración de monocitos/macrófagos, neuronas, células cancerosas, células epiteliales renales, etc.

Existen varias proteínas dentro de la familia de VEGF, que se producen como resultado de un corte y empalme alternativo del ARNm. Las diversas variantes de corte y empalme tienen un impacto en la función de VEGF, ya que determinan si las resultantes proteínas son pro- o antiangiogénicas. Además, las variantes de corte y empalme también efectúan la interacción de VEGF con heparinsulfatoproteoglucanos (HSPG) y correceptores de neuripilina en la superficie celular, lo que, a su vez, potencia la capacidad de VEGF para unirse y activar los receptores de la señalización de VEGF (VEGFR, por sus siglas en inglés).

Las variantes de corte y empalme de VEGF se liberan de las células como dímeros con enlaces disulfuro glucosilados. Desde un punto de vista estructural, VEGF pertenece a la familia de PDGF de factores de crecimiento con nudo de cisteína y, por lo tanto, existen varias proteínas sumamente relacionadas, es decir, el factor de crecimiento placentario (P1GF), VEGF-B, VEGF-C y VEGF-D, que juntos comprenden la subfamilia de VEGF de los factores de crecimiento. El propio VEGF se denomina habitualmente VEGF-A con el fin de diferenciarlo de los otros factores de crecimiento relacionados.

La familia VEGF de proteínas estimula la respuesta celular uniéndose a los VEGFR o a los receptores tirosina-cinasa presentes en una superficie celular. Los receptores de VEGF tienen una porción extracelular constituida por siete dominios de tipo inmunoglobulina, una única región transmembrana y una porción intracelular que contiene un dominio de tirosinacinasa dividido. VEGF-A se une tanto a VEGFR-1 (Flt-1) como a VEGFR-2 (KDR/Flk-1). VEGFR1 se expresa como un receptor tirosina-cinasa (RTK, por sus siglas en inglés) completo así como también en una forma soluble, que porta únicamente el dominio extracelular. Parece que VEGFR-2 media en casi todas las respuestas celulares a VEGF conocidas y se expresa en las células progenitoras mesodérmicas que están destinadas a diferenciarse en hemangioblastos y angioblastos. La función de VEGFR-1 está peor definida, aunque se cree que modular la señalización de VEGFR-2. VEGF-C y VEGF-D, pero no VEGF-A, también son ligandos de un tercer receptor (VEGFR-3), el cual media en la linfangiogénesis.

El factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) es un factor de crecimiento que también desempeña una función en la angiogénesis. Existen múltiples formas de PDGF, compuestas por dímeros que contienen dos cadenas A (AA), dos cadenas B (BB) o una cadena A/B mixta (AB). PDGF es un potente mitógeno para los pericitos, una clase de células que favorece el crecimiento celular endotelial. El receptor de PDGF (PDGFR, por sus siglas en inglés) existe en dos formas, alfa y beta. PDGFR-beta tiene la mayor afinidad por PDGF-BB y ha mostrado que ejerce un efecto biológico antiangiogénico como una proteína secretada en una forma de proteína de fusión - Fc o como un receptor soluble extracelular. Recientemente, se ha demostrado una potente actividad sinérgica antiangiogénica en modelos de neogénesis vascular ocular en ratones que implica a la combinación de moléculas anti-VEGF y moléculas de PDGF antagonistas. Por lo tanto, una terapia combinada anti-PDGF, anti-VEGF puede ejercer una actividad antiangiogénica superior a una terapia anti-VEGF sola.

Otros ejemplos de proteínas de interés incluyen, sin carácter limitante, BDNF, TGF-p, GDNF, NGF, bFGF, aFGF, IL-1 p, IL-10, IFN-p e IFN-a. Entre estas proteínas las siguientes han demostrado que favorecen la supervivencia de neuronas: BDNF (Lipsky y Marini, 2007, Ann NY Acad Sci, 1122:130-43), TGF-p (véase Krieglstein et al., J. Physiol Paris, 2002, 96(1-2) :25-30), GDNF (véase Suzuki et al. PLoS, 2007, 2(8):e689), NGF (Chun y Patterson, JCB, 1977 (75): 694-704), bFGF (véase Meijs et a l, J Neurotrauma 2004, 21 (10):1415-30), aFGF (Lipton et a l, 1988, PNAS 85: 2388-2392), IL-10 (Boyd et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44:5206-5211), IFN-p (Sattler et al., Exp Neurol, 2006, 201(1): 172-81) e IFN-a (He Yang et a l, PNAS, 2000, 97(25): 13631-13636).

Se puede insertar un gen de interés (es decir, un gen que codifica una molécula dada con actividad biológica) en un sitio de clonación de un vector de expresión adecuado utilizando técnicas estándar conocidas en la técnica. Se conocen las secuencias de ácido nucleico y aminoácidos de los genes humanos (y de otros mamíferos) que codifican moléculas con actividad biológica adecuadas. Por ejemplo, las secuencias de CNTF se pueden consultar en el número de acceso GenBank X60477.1. Véanse, por ejemplo, las patentes de EE. UU. n os 4997929; 5141 856; 5364769; 5453361; WO 93/06116; WO 95/30686.

Se puede introducir la misma molécula en diferentes vectores de expresión, y generar de este modo diferentes plásmidos. Utilizando el proceso de transfección iterativa descrito en la presente, se puede incoporar múltiples copias de la misma molécula (o de diferentes moléculas) con actividad biológica a las células (por ejemplo, una célula ARPE-19).

Se puede utilizar cualquier o cualesquiera métodos conocidos en la técnica para modificar genéticamente células (es decir, células ARPE-19) para crear líneas celulares que produzcan cantidades eficaces desde un punto de vista terapéutico de moléculas con actividad biológica, tales como, CNTF.

Tal como se utiliza en la presente, la expresión «cantidades eficaces desde un punto de vista terapéutico» y similares, describe una cantidad de una molécula con actividad biológica que tiene un desenlace clínico terapéutico o beneficioso cuando se administra a un sujeto.

Se pueden utilizar una amplia variedad de combinaciones hospedador/vector de expresión para expresar el gen que codifica el factor de crecimiento u otra(s) molécula(s) con actividad biológica de interés. La expresión in vivo estable a largo plazo se consigue utilizando vectores de expresión (es decir, moléculas de ADN recombinante) en los que el gen que codifica la molécula con actividad biológica está ligada operativamente a un promotor que no está sometido a disminución regulada tras la implantación in vivo en un hospedador mamífero. Los promotores adecuados incluyen, por ejemplo, promotores de mamífero constitutivos fuertes, tales como beta-actina, eIF4A1, GAPDH, etc. También pueden ser adecuados promotores inducibles por estrés, tales como el promotor de VEGF o metalotioneína 1 (MT-1). Además, también se pueden utilizar promotores híbridos que contienen un promotor nuclear y elementos potenciadores o 5’ UTR a medida. Son adecuados otros promotores no retrovirales conocidos capaces de controlar la expresión génica, tales como CMV o los promotores temprano y tardío de VS40 o adenovirus. También se pueden utilizar elementos potenciadores para conferir una expresión génica adicional en entornos de estrés, tales como poco O². Un ejemplo es el potenciador de eritropoyetina que confiere un aumento regulado de los elementos génicos asociados tras inducción hipóxica.

Los vectores de expresión que contienen el gen de interés se pueden utilizar a continuación para transfectar la línea celular deseada. Se pueden utilizar técnicas de transfección estándar tales como coprecipitación con fosfato de calcio, liposomal, transfección con DEAE-dextrano o electroporación. Se pueden adquirir kits de transfección en mamíferos comercializados, tales como Fugene6 (Roche Applied Sciences). Además, se pueden utilizar vectores virales para transducir la línea celular deseada. Un ejemplo de un vector viral adecuado es la familia pLenti de vectores virales comercializada (Invitrogen). Se pueden utilizar células humanas o de mamífero. En todos los casos, es importante que las células o tejido contenidos en el dispositivo no estén contaminados o adulterados.

Para las proteínas de esqueleto de anticuerpo que requieren componentes de tipo cadena pesada y ligera, se pueden cotransfectar simultáneamente constructos duales, donde cada uno codifica una cadena pesada o ligera de anticuerpo relevante, para generar de esta manera líneas celulares que expresan un Fab bivalente funcional y moléculas de anticuerpo completo tetravalentes.

Los promotores preferidos utilizados en los constructos divulgados incluyen el promotor de SV40 y el promotor de CMV/EF1alfa. (Véase la patente de EE. UU. n.° 5639275).

Otros vectores de expresión útiles, por ejemplo, pueden contener segmentos de secuencias de ADN cromosómico, no cromosómico y sintético, tales como varios derivados conocidos de SV40 y plásmidos bacterianos conocidos, por ejemplo, pUC, plásmidos pBlueScript™ de E. coli incluidos pBR322, pCR1, pMB9 y sus derivados. También son útiles los vectores de expresión que contienen genes de selección del fármaco geneticina (G418), higromicina o blasticidina (Southern, P. J., In Vitro, 18, pág. 315 (1981), Southern, P. J. y Berg, P., J. Mol. Appl. Genet., 1, pág. 327 (1982)) Estos vectores pueden emplear varias regiones potenciadoras/promotoras diferentes para impulsar la expresión de un gen biológico de interés y/o un gen que confiere resistencia a la selección con una toxina tal como G418, higromicina B o blasticidina. Se pueden emplear diversos promotores de mamíferos diferentes para dirigir la expresión de los genes para G418 e higromicina B y/o el gen biológico de interés. El gen de resistencia a G418 codifica una aminoglucósido-fosfotransferasa (APH) que inactiva enzimáticamente G418 (100-1000 pg/pL) añadido al medio de cultivo. Únicamente las células que expresan el gen APH sobrevivirán a la selección con el fármaco lo que normalmente da como resultado también la expresión del segundo gen biológico. El gen de la higromicina B-fosfotransferasa (HPH) codifica una enzima que modifica específicamente la toxina higromicina y la inactiva. Los genes cotransfectados con el mismo plásmido que el gen de la higromicina B-fosfotransferasa o contenidos en este se expresarán de manera preferente en presencia de concentraciones de 50-200 pg/mL de higromicina B.

Los ejemplos de vectores de expresión que se pueden emplear incluyen, sin carácter limitante, pRC/CMV (Invitrogen), pRC/RSV (Invitrogen), pCDNA1NEO (Invitrogen), pCI-Neo (Promega), pcDNA3.3 (Invitrogen) y el sistema vectorial GS (Lonza Group, Suiza) comercializados. Otros vectores comercializados adecuados incluyen pBlast, pMono o pVitro. En un aspecto, el sistema vectorial de expresión es los vectores de expresión pCpGfree-vitro disponibles con genes de resistencia a neomicina (G418), higromicina y blasticidina (InvivoGen, San Diego, CA)).

En un aspecto, se puede utilizar el vector de expresión pNUT que contiene el ADNc del DHFR mutante y toda la secuencia de pUC18 incluido el policonector. Véase, por ejemplo, Aebischer, P., etal., Transplantation, 58, págs. 1275-1277 (1994); Baetge et al., PNAS, 83, págs. 5454-58 (1986). El vector de expresión pNUT se puede modificar de modo que la secuencia que codifica DHFR sea reemplazada por la secuencia que codifica resistencia al fármaco G418 o higromicina. El promotor de SV40 dentro del vector de expresión pNUT también se puede reemplazar con cualquier promotor de mamíferos expresado de manera constitutiva adecuado, tal como los analizados anteriormente.

Los expertos en la técnica reconocerán que también se pueden utilizar cualesquiera otros vectores de expresión comercializados (por ejemplo, familia de pcDNA (Invitrogen), pBlast, pMono, pVitro o pCpG-vitro (Invivogen)). Los principales elementos para regular la expresión se encuentran habitualmente en el casete de expresión. Estos elementos incluyen el promotor, región no traducida 5’ (5’ UTR) y región no traducida 3’ (3’ UTR). Pueden ser cruciales otros elementos de un vector de expresión adecuado para la integración en el plásmido o la expresión pero puede que no sean evidentes. El experto en la técnica será capaz de diseñar y contruir vectores de expresión adecuados para su uso. La elección, diseño y/o construcción de un vector adecuado están comprendidos en las competencias habituales del experto en la técnica.

Se han clonado los genes y ADNc que codifican los receptores de VEGF1, VEGF2, PDGF-alfa, y PDGF-beta y se han publicado sus secuencias de nucleótidos (número de acceso GenBank U01134 y AF063658, NM_006206, BC032224). Asimismo, también se han publicado las secuencias de nucleótidos y aminoácidos de CNTF (número de acceso GenBank X60477.1 y P26441.1). Otros genes que codifican moléculas con actividad biológica que no están disponibles al público se pueden obtener utilizando métodos de ADN recombinante estándar tales como amplificación por PCR, cribado de colecciones de ADNc y genómicas con sondas oligonucleotídicas. Se puede emplear cualquiera de los genes conocidos que codifican moléculas con actividad biológica en cualquiera de los métodos descritos en la presente.

La célula de elección es la línea celular ARPE-19, una línea celular del epitelio pigmentario retiniano humano continuo que surge de manera espontánea. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que también se pueden utilizar otras células adecuadas, incluidas, sin carácter limitante, células CHO, células BHK, RPE (células primarias o células inmortalizadas). La elección de la célula depende de la aplicación prevista. Se pueden elegir células encapsuladas para la secreción de un constructo de una molécula con actividad biológica particular. También se pueden emplear células que sintetizan y secretan agonistas, análogos, derivados o fragmentos del constructo, que son activos. Los expertos en la técnica reconocerán que también se pueden modificar genéticamente otros tipos celulares adecuados para secretar cualquiera de las moléculas con actividad biológica descritas en la presente.

Para ser una línea celular de plataforma para un sistema de suministro basado en células encapsuladas, la línea celular debe tener tantas de las siguientes características como sea posible: (1) las células deben ser resistentes en condiciones rigurosas (las células encapsuladas deben ser funcionales en las cavidades tisulares avasculares tales como en el sistema nervioso central o en el ojo, especialmente en el entorno intraocular); (2) debe ser posible modificar genéticamente las células (es necesario modificar las células para introducir los factores terapéuticos deseados); (3) las células deben tener una vida útil relativamente larga (las células deben producir suficientes progenies para ser almacenadas, caracterizadas, modificadas, estudiadas en lo que se refiere a la seguridad y manufacturadas en un lote clínico); (4) las células deben tener preferiblemente un origen humano (lo que aumenta la compatibilidad entre las células encapsuladas y el hospedador); (5) las células deben mostrar más de un 80% de viabilidad durante un periodo de más de un mes in vivo en el dispositivo (lo que garantiza el suministro a largo plazo); (6) las células encapsuladas deben suministrar una cantidad eficaz de un producto biológico útil (lo que garantiza la eficacia del tratamiento); (7) las células deben tener un nivel bajo de reacción inmunitaria en el hospedador (lo que garantiza la longevidad del injerto); y(8) las células deben ser no tumorogénicas (para proporcionar una mayor seguridad al hospedador, en caso de fuga desde el dispositivo).

La línea celular ARPE-19 (véase Dunn et al., 62 Exp. Eye Res. 155-69 (1996), Dunn et al., 39 Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2744-9 (1998), Finnemann et al., 94 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 12932-7 (1997), Handa et al., 66 Exp. Eye. 411-9 (1998), Holtkamp et al., 112 Clin. Exp. Immunol. 34-43 (1998), Maidji et al., 70 J. Virol.8402-10 (1996); patente de Estados Unidos n.° 6361 771) demuestra todas las características de una célula plataforma idónea para un sistema de suministro basado en células encapsuladas. La línea celular ARPE-19 se puede adquirir de la Colección de Cultivos Tipo Estadounidense (número ATCC CRL-2302). Las células ARPE-19 son células del epitelio pigmentario retiniano normal (EPR) y expresan los marcadores específicos de células del epitelio pigmentario retiniano CRALBP y RPE-65. Las células ARPE-19 forman monocapas estables, que muestran polaridad funcional y morfológica.

Las células ARPE-19 modificadas genéticamente expresan una o más moléculas con actividad biológica para producir una cantidad terapéutica de la molécula con actividad biológica. En algunos aspectos, las células ARPE-19 modificadas genéticamente son capaces de producir al menos 10000 ng/día/106 células. Preferiblemente, estas células son capaces de producir esta cantidad durante un periodo de al menos 3 meses (por ejemplo, al menos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21,22, 23 o 24 meses o más).

Se pueden cargar de 0,5 a 1,0 x 106 células ARPE-19 que han sido modificadas genéticamente para secretar moléculas con actividad biológica en el dispositivo TCE para producir los niveles posológicos apropiados para la condición que se va a tratar. Por ejemplo, se pueden utilizar de 0,5 a 1,0 x 106 células ARPE-19 modificadas genéticamente para secretar CNTF como la fuente celular para el dispositivo TCE para el tratamiento de RP, glaucoma, atrofia geográfica y telangiectasia macular. Para el tratamiento de RP y telangiectasia macular, los dispositivos secretan entre 0,1 y 20 ng/CNTF/día (por ejemplo, 0,1,0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 7,0, 8,0, 9,0, 10,0, 11,0, 12,0, 13.0, 14,0, 15,0, 16,0, 17,0, 18,0, 19,0 o 20,0 ng/CNTF/día) en el momento de la implantación del dispositivo y entre 0,1 y 0,4 ng/CNTF/día (por ejemplo, 0,1,0,2, 0,3, 0,4 ng/CNTF/día) al menos dos años después de la implantación inicial. Las cantidades posológicas apropiadas de CNTF para el tratamiento de glaucoma y atrofia geográfica están entre 0,1 y 20 ng/CNTF/día (por ejemplo, 0,1,0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 7,0, 8,0, 9,0, 10,0, 11,0, 12,0, 13.0, 14,0, 15,0, 16,0, 17,0, 18,0, 19,0 o 20,0 ng/CNTF/día) en el momento de la implantación del dispositivo y entre 0,6 y 5,0 ng/CNTF/día (por ejemplo, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0 ng/CNTF/día) dos años después de la implantación inicial.

Cuando se utilizan los dispositivos, preferiblemente se encapsulan en cada dispositivo 0,5-1,0 x 106 o de 5 x 102 a 6 x 105 células ARPE-19 que se han modificado genéticamente para secretar una o más moléculas con actividad biológica descritas en la presente. La dosificación se puede controlar implantando un número mayor o menor de cápsulas, preferiblemente entre 1 y 50 cápsulas por paciente. Los dispositivos oftálmicos TCE descritos en la presente son capaces de suministrar entre aproximadamente 0,1 pg y 1000 pg de las moléculas con actividad biológica por ojo por paciente al día. En un ejemplo no limitante, la cantidad terapéutica es de 500-50000 ng en estado estacionario por ojo. En otro ejemplo, la cantidad terapéutica es de al menos 10 pg/mL en estado estacionario por ojo. Además, las líneas celulares y dispositivos son capaces de expresar esta cantidad terapéutica durante un periodo de tiempo de al menos tres meses (por ejemplo, al menos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21,22, 24 o más meses).

Los expertos en la técnica conocen técnicas y procedimientos para aislar células o tejidos que producen un producto seleccionado o estos se pueden adaptar a procedimientos conocidos con tan solo experimentación rutinaria.

Si las células que se van a aislar son células replicantes o líneas celulares adaptadas para el crecimiento in vitro, es especialmente conveniente generar un banco de células de estas células. Una ventaja particular de un banco de células es que es una fuente de células preparadas a partir del mismo cultivo o lote de células. Es decir, todas las células se originaron de la misma fuente de células y han sido expuestas a las mismas condiciones y agresiones. Por lo tanto, los viales se pueden tratar como un cultivo homogéneo. En el contexto del trasplante, esto facilita enormemente la produccion de dispositivos idénticos o de reemplazo. También permite protocolos de prueba simplificados, que garantizan que las células implantadas están exentas de retrovirus y similares. También permite la monitorización en paralelo de vehículos in vivo e in vitro, y por tanto permite la investigación de efectos o factores únicos para la permanencia in vivo.

Tal como se utilizan en la presente, los términos «individuo» o «receptor» u «hospedador» y similares se utilizan indistintamente para referirse a un sujeto humano o animal.

Una «molécula con actividad biológica» («MAB») es una sustancia que es capaz de ejercer un efecto útil desde un punto de vista biológico en el cuerpo de un individuo en el que se implanta el dispositivo. En una realización, la MAB es CNTF. Por ejemplo, las citocinas de supervivencia neuronal descritas en la presente son ejemplos de MAB. Otros ejemplos de MAB incluyen TGF-p, NGF, IL-1 p, IL-10, IFN-p, IFN-a, eritropoyetina, hormona del crecimiento, sustancia-P, neurotensina, NGF, BDNF, NT-3, NT-4/5, GDNF, CDF/LIF, EGF, IGF, PDGF, bFGF, aFGF, P1GF, VEGF, VEGF-B, VEGF-C y VEGF-D.

Los términos «cápsula», «dispositivo», «vehículo» y similares se utilizan indistintamente en la presente para referirse a los dispositivos TCE.

A menos que se especifique de otra manera, el término «células» se refiere a células en cualquier forma, incluidas, sin carácter limitante, células retenidas en tejido, agrupaciones de células y células aisladas individualmente.

Tal como se utiliza en la presente, una «cápsula biocompatible» o «dispositivo biocompatible» o «vehículo biocompatible» significa que la cápsula o dispositivo o vehículo, tras la implantación en un individuo, no suscita una respuesta dañina en el hospedador suficiente para dar como resultado el rechazo de la cápsula o para volverla inservible, por ejemplo, debido a degradación.

Tal como se utiliza en la presente, «cápsula inmunoaislante» o «cápsula inmunoprotectora» o «dispositivo inmunoaislante» o «dispositivo inmunoprotector» o «vehículo inmunoaislante» o «vehículo inmunoprotector» significa que la cápsula tras la implantación en un individuo reparte favorablemente el contenido celular del dispositivo y minimiza los efectos perjudiciales del sistema inmunitario del hospedador en las células dentro de su núcleo.

Tal como se utiliza en la presente, «expresión estable, a largo plazo de una molécula con actividad biológica» se refiere a la producción continuada de una molécula con actividad biológica a un nivel suficiente para mantener su actividad biológica útil durante periodos mayores de un mes, preferiblemente mayores de tres meses y de la manera más preferida mayores de seis meses. Los implantes de los dispositivos y el contenido de estos son capaces de mantener la funcionalidad durante más de tres meses in vivo y, en muchos casos, durante más de dos años o más.

El término «camisa» y la expresión «membrana semipermeable» y similares se utilizan indistintamente en la presente.

La expresión «esqueleto interno» es un ejemplo de una «matriz» que se puede utilizar en los dispositivos descritos en la presente.

La naturaleza «semipermeable» de la membrana que hace de camisa que rodea al núcleo permite que las moléculas producidas por las células (por ejemplo, metabolitos, nutrientes y/o sustancias terapéuticas) difundan desde el dispositivo al interior del tejido ocular circundante del hospedador, pero es lo suficientemente impermeable para proteger a las células en el núcleo del ataque inmunológico dañino por parte del hospedador.

La exclusión de IgG del núcleo del vehículo no es el referente del inmunoaislamiento, ya que en la mayoría de los casos la IgG sola no es suficiente para producir citólisis de las células o tejidos diana. Por lo tanto, para las cápsulas inmunoaislantes, se contemplan valores de corte del peso molecular (VCPM) nominales de la camisa de hasta 1000 kD.

Preferiblemente, el VCPM está entre 50-700 kD. De la manera más preferible, el VCPM está entre 70-300 kD. Véase, por ejemplo, el documento WO 92/19195. El VCPM puede ser de 500 kD.

En la presente se describen dispositivos biocompatibles, opcionalmente inmunoaislantes y/o inmunoprotectores para el suministro de una o más moléculas con actividad biológica descritas en la presente al ojo. Tales dispositivos contienen un núcleo que contiene células vivas que producen o secretan las moléculas con actividad biológica y una camisa biocompatible que rodea al núcleo, donde la camisa tiene un valor de corte del peso molecular («VCPM») que permite la difusión de la molécula con actividad biológica al interior del ojo.

En la presente se describen dispositivos biocompatibles e implantables y opcionalmente inmunoaislantes y/o inmunoprotectores que contienen un núcleo que tiene células que producen o secretan una o más moléculas con actividad biológica y una membrana semipermeable que rodea las células, que permite la difusión de la una o más moléculas con actividad biológica a su través.

Diversas cápsulas biocompatibles son adecuadas para el suministro de moléculas. Las cápsulas poliméricas biocompatibles útiles comprenden (a) un núcleo que contiene una célula o células, ya sea suspendidas en un medio líquido o inmovilizadas en una matriz biocompatible, y (b) una camisa circundante que comprende una membrana que no contiene células aisladas, que es biocompatible y permite la difusión de la molécula con actividad biológica producida por la célula al interior del ojo.

Muchas células o líneas celulares transformadas están aisladas convenientemente dentro de una cápsula que tiene un núcleo líquido, que comprende, por ejemplo, un medio nutriente, y que contiene opcionalmente una fuente de factores adicionales para mantener la viabilidad y función celulares. El núcleo de estos dispositivos puede funcionar como un depósito para factores de crecimiento (por ejemplo, prolactina o factor de crecimiento insulinoide 2), sustancias reguladoras del crecimiento tales como el factor de crecimiento transformante p (TGF-p) o la proteína del gen del retinoblastoma o potenciadores del transporte de nutrientes (por ejemplo, perfluorocarburos, que pueden potenciar la concentración de oxígeno disuelto en el núcleo). Ciertas de estas sustancias solo son apropiadas para su inclusión en medios líquidos.

Además, cualquiera de los dispositivos descritos en la presente también se puede utilizar como un depósito para el suministro controlado de fármacos o agentes bioterapéuticos necesarios. En tales casos, el núcleo contiene una concentración elevada del fármaco o agente bioterapéutico seleccionado (solo o junto con células o tejidos). Además, también se pueden implantar en el receptor vehículos satélite que contienen sustancias que preparan o crean un entorno hospitalario en el área del cuerpo en el que se implanta el dispositivo. En tales casos, los dispositivos que contienen células inmunoaisladas se implantan en la región junto con vehículos satélite que liberan cantidades controladas de, por ejemplo, una sustancia que reduce de manera modulada o inhibe una respuesta inflamatoria por parte del receptor (por ejemplo, esteroides antiinflamatorios) o una sustancia que estimula el crecimiento infiltrante del lecho capilar (por ejemplo, un factor angiogénico).

Como alternativa, el núcleo puede comprender una matriz biocompatible de un hidrogel u otro material biocompatible (por ejemplo, componentes de la matriz extraceluar) que estabiliza la posición de las células. El término «hidrogel» en la presente se refiere a una red tridimensional de polímeros hidrófilos reticulados. La red está en forma de un gel, sustancialmente compuesto por agua, preferiblemente los geles son agua en más de un 90%. Las composiciones que forman hidrogeles se distribuyen en tres clases. La primera clase porta una carga neta negativa (por ejemplo, alginato). La segunda clase porta una carga neta positiva (por ejemplo, colágeno y laminina). Los ejemplos de componentes de la matriz extracelular comercializados incluyen Matrigel™ y Vitrogen™. La tercera clase tiene una carga neta neutra (por ejemplo, alcohol polivinílico u óxido de polietileno sumamente reticulado).

Se puede emplear cualquier matriz o espaciador adecuado dentro del núcleo, incluidos quitosano, polímeros sintéticos y mezclas poliméricas precipitados, microportadores y similares, dependiendo de las características de crecimiento de las células que se van a encapsular.

Como alternativa, los dispositivos pueden tener un esqueleto interno. El esqueleto puede evitar que las células se agreguen y mejorar la distribución celular dentro del dispositivo (véase la publicación PCT n.° WO 96/02646). El esqueleto define el microentorno para las células encapsuladas y mantiene las células bien distribuidas dentro del núcleo. El esqueleto interno óptimo para un dispositivo particular es sumamente dependiente del tipo celular que se va a utilizar. En ausencia de un esqueleto de este tipo, las células adherentes se agregan para formar agrupaciones.

Por ejemplo, el esqueleto interno puede ser un hilo o una malla. Los filamentos utilizados para formar un esqueleto interno de hilo o malla están formados por cualquier material biocompatible y sustancialmente no degradable adecuado (véanse las patentes de Estados Unidos n.os 6303 136 y 6627422). Preferiblemente, la cápsula será similar a las descritas en las solicitudes de patente internacional PCT w O 92/19195 o WO 95/05452; o las patentes de EE. UU. n.os 5639275; 5 653975; 4892538; 5156844; 5283 187; o 5550050. Los materiales útiles para formar hilos o mallas tejidas incluyen cualesquiera polímeros biocompatibles con los que se pueden formar fibras tales como, por ejemplo, acrílico, poliéster, polietileno, polipropileno, poliacrilonitrilo, tereftalato de polietileno, nailon, poliamidas, poliuretanos, polibutéster o fibras naturales tales como algodón, seda, quitina o carbono. Cualquier polímero termoplástico, elastómero termoplástico u otro material sintético o natural que tiene propiedades formadoras de fibras adecuado se puede insertar en una membrana de fibra hueca prefabricada o en un cilindro hueco formado a partir de una lámina de membrana plana. Por ejemplo, los filamentos de seda, PET o nailon utilizados para materiales de sutura o en la producción de injertos vasculares son sumamente propicios para este tipo de aplicación. También se puede utilizar y tejer alambre o cinta metálica. Cada uno de estos materiales filamentosos tiene propiedades geométricas y superficie bien controladas, se puede producir de manera masiva y tiene un largo historial de uso como implante. Los filamentos se pueden «texturizar» para proporcionar superficies rugosas y «asideros» a los cuales se pueden unir las proyecciones celulares. Los filamentos se pueden recubrir con moléculas de la matriz extracelular o tratar en su superficie (por ejemplo, irradiación de plasma) para potenciar la adhesión celular a los filamentos.

En algunas realizaciones, los filamentos, preferiblemente organizados en una orientación no aleatoria unidireccional, se retuercen en haces para formar hilos de grosor y volumen vacío variables. Se define el volumen vacío como el espacio existente entre los filamentos. El volumen vacío en el hilo debe variar entre un 20-95%, pero está preferiblemente entre un 50-95%. En una realización preferida, el esqueleto interno está hecho de fibras de PET que rellenan entre un 40-85% del volumen interno de los dispositivos. El volumen vacío preferido entre los filamentos está entre 20-200 pm, suficiente para permitir que el esqueleto se siembre con células a lo largo de la longitud del hilo y para permitir que las células se unan a los filamentos. El diámetro preferido de los filamentos que comprende el hilo está entre 5-100 pm. Estos filamentos deben tener una suficiente resistencia mecánica que permita que se retuerzan para formar un haz que constituye un hilo. La forma transversal del filamento puede variar, prefiriéndose la sección transversal circular, rectangular, elíptica, triangular y con forma de estrella.

Como alternativa, los filamentos o hilos se pueden tejer para formar una malla. La malla se puede producir en una trenzadora que utiliza portadores, similares a bobinas, que contienen monofilamentos o multifilamentos, que sirven para cebar el hilo o los filamentos a la malla durante el tejido. El número de portadores es ajustable y se puede enrollar con los mismos filamentos o una combinación de filamentos con diferentes composiciones y estructuras. El ángulo de la trenza, definido por el recuento de pasadas (pick number), está controlado por la velocidad rotacional de los portadores y la velocidad de producción. Se puede utilizar un mandril para producir un tubo hueco de malla. En ciertos aspectos, se construye la trenza como una única capa, en otros aspectos es una estructura en multicapa. La resistencia a la tracción de la trenza es la suma lineal de la resistencia a la tracción de los filamentos individuales.

En otros aspectos, se contruye una trenza tubular. La trenza se puede insertar en una membrana de fibra hueca sobre la cual se siembran las células. Como alternativa, se puede permitir a las células infiltrarse en la pared del tubo de malla para maximizar el área superficial disponible para la unión de las células. Cuando se produce la infiltración celular, la trenza actúa como una matriz de esqueleto de la célula y como un soporte interno para el dispositivo. El aumento de la resistencia a la tracción para el dispositivo cuyo soporte es la trenza es significativamente mayor que las estrategias alternativas.

Como se señala, para sitios de implante que no poseen privilegio inmunológico, tales como sitios perioculares, y otras áreas fuera de la cámara anterior (acuoso) y la cámara posterior (vítreo), las cápsulas son preferiblemente inmunoaislantes. Los componentes del material biocompatible pueden incluir una membrana semipermeable circundante y el esqueleto para soporte de las células interno. Las células transformadas se siembran preferiblemente en el esqueleto, el cual está encapsulado por la membrana permselectiva, que se ha descrito anteriormente. También se pueden utilizar estructuras de fibras adheridas para la implantación de células (véase la patente de EE. UU. n.° 5512600). Los polímeros biodegradables incluyen, por ejemplo, aquellos que comprenden ácido poliláctico PLA, ácido poli(láctico-co-glicólico) PLGA y ácido poliglicólico PGA y sus equivalentes. Se han utilizado esqueletos de espuma para proporcionar superficies sobre las que las células trasplantadas se pueden adherir (solicitud de patente internacional PCT n.° ser. 98/05304). Se han utilizado tubos de malla tejida como injertos vasculares (solicitud de patente internacional PCT WO 99/52573). Además, el núcleo puede estar compuesto de una matriz inmovilizante formada a partir de hidrogel, que estabiliza la posición de las células. Un hidrogel es una red tridimensional de polímeros hidrófilos reticulados en forma de un gel, compuesto sustancialmente de agua.

Se pueden utilizar diversos polímeros y mezclas poliméricas para producir la membrana semipermeable circundante, incluidos poliacrilatos (incluidos copolímeros acrílicos), polivinilidenos, copolímeros de cloruro de polivinilo, poliuretanos, poliestirenos, poliamidas, acetatos de celulosa, nitratos de celulosa, polisulfonas (incluidas poliétersulfonas), polifosfazenos, poliacrilonitrilos, poli(acrilonitrilo/co-cloruro de vinilo), así como también derivados, copolímeros y mezclas de estos. Preferiblemente, la membrana semipermeable circundante es una membrana de fibra hueca semipermeable biocompatible. Tales membranas y los métodos para fabricarlas se divulgan en las patentes de EE. UU. n.os 5284761 y 5 158881. La membrana semipermeable circundante se forma a partir de una fibra hueca de poliétersulfona, tal como las ^{descritas en la patente de}eE. ^{UU. n.° 4 976 859 o la patente de EE. UU. n.° 4 968 733. Un material de membrana}semipermeable circundante alternativo es la polisulfona.

La cápsula puede tener cualquier configuración apropiada para mantener la actividad biológica y proporcionar acceso para el suministro del producto o la función, incluidas, por ejemplo, la cilíndrica, rectangular, forma de disco, forma de parche, ovoide, estrellada o esférica. Además la cápsula puede estar arrollada o envuelta para formar una estructura de tipo malla o anidada. Si se va a recuperar la cápsula después de ser implantada, no se prefieren configuraciones que tienden a dar lugar a la migración de las cápsulas desde el sitio de la implantación, tales como cápsulas esféricas lo suficientemente pequeñas para desplazarse en los vasos sanguíneos del hospedador receptor. Ciertas formas, tales como rectángulos, parches, discos, cilindros, y láminas planas ofrecen una integridad estructural mayor y se prefieren cuando se desea la recuperación.

Preferiblemente, el dispositivo tiene una fijación que ayuda a mantener la colocación del dispositivo durante el implante y ayuda a su retirada. Una fijación de este tipo puede tener cualquier forma adecuada que se adapte para asegurar la cápsula en su lugar. Por ejemplo, la sutura puede ser un bucle, un disco o una sutura. La fijación puede tener la forma de un ojal, de modo que la sutura se pueda utilizar para asegurar la fijación (y por lo tanto el dispositivo) a la esclerótica, u otra estructura ocular adecuada. La fijación puede ser un todo continuo con la cápsula en un extremo, y forma una aguja de sutura enhebrada previamente en el otro extremo. La fijación puede ser un bucle de ancla que se adapta para el anclaje de la cápsula a una estructura ocular. La fijación se puede construir a partir de un metal con memoria de forma y/o cualquier otro material de calidad médica adecuado conocido en la técnica.

En una configuración de fibra hueca, la fibra tendrá un diámetro interno inferior a 200 micras, preferiblemente inferior a 1200 micras. También se contemplan dispositivos que tienen un diámetro externo inferior a 300-600 micras. En una realización preferida, el diámetro interno está entre 0,9 y 1,2 mm. Para la implantación en el ojo, en una configuración de fibra hueca la cápsula tendrá preferiblemente una longitud de entre 0,4 cm y 1,5 cm, de la manera más preferida una longitud de entre 0,4 y 1,0 cm. En una realización preferida, la longitud del dispositivo está entre 4 mm y 11 mm. Se pueden acomodar dispositivos más largos en el ojo, sin embargo, puede que se necesite una forma curvada o arqueada para una colocación segura y apropiada. Para la colocación intraocular, se prefiere una configuración de fibra hueca.

Para la colocación periocular, se contempla una configuración de fibra hueca (con dimensiones sustancialmente como las anteriores) o una configuración de lámina plana. El límite superior contemplado para una lámina plana es de aproximadamente 5 mm x 5 mm, asumiendo una forma cuadrada. También se contemplan otras formas con aproximadamente la misma área superficial.

Los microdispositivos producidos para el suministro de la molécula con actividad biológica pueden tener una longitud de entre 1 y 2,5 milímetros, con un diámetro interno de entre 300 y 500 micras y un diámetro externo de entre 450 y 700 micras. En tales dispositivos micronizados, se puede utilizar un esqueleto interno que contiene entre 10 y 60 monofilamentos de PET. Los intervalos de los valores de corte del peso molecular de estos dispositivos micronizados están entre 100 y 2000 kDa. Por el contrario, la difusion pasiva de un dextrano de 70 kDa está comprendida entre 100 y 2000 x 10-10 cm2/s. Aunque en los dispositivos micronizados se pueden utilizar cualquier o cualesquiera materiales de membrana adecuados descritos en la presente, dos materiales preferidos con la poliétersulfona y/o polisulfona. Además, los microdispositivos se pueden producir con o sin anclas hechas de un material adecuado (por ejemplo, nitinol). Para un análisis completo de los dispositivos micronizados, véase el documento WO2007/078922.

El rasgo permselectivo de la membrana contemplada para su uso en el suministro de moléculas con actividad biológica descritas en la presente se ha producido mediante un proceso de inversión de fase, conocido por los expertos en la técnica, para residir dentro de la piel interna de la membrana. El desarrollo del rasgo permselectivo de piel de rechazo en la superficie interna mejora la uniformidad de producción de la estructura del poro y controla las propiedades de rechazo a la vez que protege las propiedades de membrana durante toda la producción posterior del dispositivo de encapsulación. El rasgo permselectivo de la membrana descrita se desarrolla para permitir el paso de los tamaños moleculares requeridos para la necesidad terapéutica; sin embargo, también se han optimizado las características para permitir que se libere el mayor tamaño necesario a la vez que se restringe la entrada en la cápsula de moléculas que son solo ligeramente mayores que el tamaño proteico previsto.

Debido a la naturaleza alogénica de la interacción entre las células utilizadas y el receptor hospedador, la mayor preocupación respecto al rechazo proviene del ataque mediado por el complejo de células inmunitarias del hospedador directamente contra las células encapsuladas trasplantadas, más que de un complejo de ataque mediado por el complemento citolítico o por interacción de interacción del anticuerpo con el complemento. Aunque las membranas utilizadas descritas en la presente se diseñan para permitir el paso de moléculas de hasta el tamaño de la inmunoglobulina G, la membrana seguirá restringiendo el transporte de moléculas tales como Clq (aproximadamente 400 kDa), la mayor molécula requerida para el ensamblaje del complejo de ataque celular. El diseño de la membrana descrita en la presente, por lo tanto, maximizará la tasa de intercambio de nutrientes y metabolitos con el hospedador, lo que favorece la viabilidad a largo plazo de las células trasplantadas dentro del hospedador, permite un suministro sustancial de las moléculas terapéuticas diana desde las células encapsuladas al hospedador, a la vez que previene el reconocimiento por parte del complemento de las células encapsuladas y el contacto celular directo con el hospedador.

La membrana abierta contemplada para su uso con las moléculas con actividad biológica descritas en la presente tendrá valores de corte del peso molecular (VCPM) nominales de hasta 1000 kD. Preferiblemente, el VCPM está entre 50-700 kD e idealmente aproximadamente 300 kD. El VCPM puede ser de 500 kD. El tamaño de poro nominal de la membrana que se contempla tendrá un tamaño de poro nominal de aproximadamente 100 nm y se basa en una distribución gausiana de los poros, donde los poros absolutos más grandes serían inferiores a 150 nm. La difusión pasiva de una molécula de dextrano de tamaño de 70 kDa está entre 100 y 2000 x10-10 cm2/s, y preferiblemente el coeficiente de difusión de un dextrano de 70 kDa está más cerca de 2000 x10-10 cm2/s. La membrana abierta utilizada con moléculas con actividad biológica tendrá un valor de permeabilidad hidráulica superior de aproximadamente 100 mL/min/m2/mmHg. Como alternativa, si no se utiliza una membrana muy abierta, se utilizará una membrana más «inmunoaislante» y/o «inmunoprotectora». Para una membrana inmunoaislante de este tipo, la permeabilidad hidráulica estará habitualmente en el intervalo de 0,4-170 mL/min/m2/mmHg, por ejemplo, 0,5-100 mL/min/m2/mmHg, preferiblemente en el intervalo de 15 a 50 mL/min/m2/mmHg. Utilizando procedimientos de prueba para determinar un rechazo del peso molecular único reconocidos por los expertos en la técnica, el valor de corte del peso molecular nominal de una membrana más «inmunoaislante» rechazará un 90% de la albúmina bovina mientras que el fujo difusor de una molécula de dextrano de 70 kDa seguirá siendo aproximadamente 2000 x 10-10 cm2/s. El coeficiente de transferencia másica de glucosa de la cápsula, definido, medido y calculado como se describe en Dionne etal., ASAIO Abstracts, pág. 99 (1993), y Colton et al., The Kidney, eds., Brenner B M y Rector F C, págs. 2425-89 (1981) será superior a 10-6 cm/s, preferiblemente superior a 10-4 cm/s.

En una realización preferida, el tamaño de poro mediano es de aproximadamente 100 nm. La región periférica o circundante (camisa) que rodea al núcleo de los dispositivos puede ser permselectiva, biocompatible y/o inmunoaislante. Se produce de tal manera que está exenta de células aisladas, y rodea completamente (por ejemplo, aísla) el núcleo, y de esa manera evita el contacto entre cualesquiera células en el núcleo y el cuerpo del receptor. Las membranas de fibra hueca semipermeables biocompatibles y los métodos para prepararlas se divulgan en las patentes de EE. UU. n.os 5 284761 y 5158881 (véase también el documento WO 95/05452). Por ejemplo, la camisa de la cápsula puede estar formada por fibra hueca de poliétersulfona, tal como las descritas en las patentes de EE. UU. n.os 4976859, 4968733 y 5 762798.

Para ser permselectiva, la camisa se forma de tal manera que tenga un intervalo del valor de corte del peso molecular («VCPM») apropiado tanto para el tipo como para el alcance de la reacción inmunológica que se anticipa que se encuentre después de implantar el dispositivo y para el tamaño molecular de la sustancia más grande cuya entrada y salida del dispositivo y hacia el interior del ojo se desea. El tipo y alcance de los ataques inmunológicos que puede organizar el receptor tras la implantación del dispositivo dependen en parte del (de los) tipo(s) de resto(s) aislados dentro de él y en parte de la identidad del receptor (es decir, cuán grande es la relación genética del receptor con la fuente de la MAB). Cuando el tejido o células implantadas sean alogénicas respecto al receptor, el rechazo inmunológico puede transcurrir principalmente a través de un ataque mediado por células por parte de las células inmunitarias del receptor contra las células implantadas. Cuando el tejido o células sean xenogénicas respecto al receptor, puede predominar el ataque molecular a través del ensamblaje del complejo de ataque del complemento citolítico del receptor, así como también la interacción del anticuerpo con el complemento.

La camisa permite el paso de sustancias hasta un tamaño predeterminado, pero evita el paso de sustancias mayores. Más específicamente, la región circundante o periférica se produce de tal manera que tenga poros o huecos de un tamaño en un intervalo predeterminado y, como resultado, el dispositivo es permselectivo. El VCPM de la camisa circundante debe ser lo suficientemente bajo para evitar el acceso al núcleo de las sustancias requeridas para llevar a cabo los ataques inmunológicos, y sin embargo lo suficientemente elevado para permitir el suministro de las moléculas con actividad biológica al receptor. Preferiblemente, cuando se utilizan moléculas con actividad biológica truncadas, el VCPM de la camisa biocompatible de los dispositivos es de aproximadamente 1 kD a aproximadamente 150 kD. Sin embargo, si se desea el suministro de moléculas con actividad biológica no truncadas, se debe utilizar una membrana abierta con un VCPM mayor que 200 kD.

Tal como se utiliza en la presente con respecto a la camisa del dispositivo, el término «biocompatible» se refiere de manera colectiva al dispositivo y a su contenido. Específicamente, se refiere a la capacidad del dispositivo intacto implantado y su contenido para evitar los efectos dañinos de los diversos sistemas protectores del cuerpo y para seguir siendo funcionales durante un periodo de tiempo significativo. Tal como se utiliza en la presente, la expresión «sistemas protectores» se refiere a los tipos de ataques inmunológicos que puede organizar el sistema inmunitario de un individuo en el cual se implanta el presente vehículo, y a otros mecanismos de rechazo, tales como la respuesta fibrótica, respuesta a un cuerpo extraño y otros tipos de respuesta inflamatoria que puede inducir la presencia de un cuerpo extraño en el cuerpo de los individuos. Además de evitar las respuestas protectoras del sistema inmunitario o respuesta fibrótica a un cuerpo extraño, el término «biocompatible», tal como se utiliza en la presente, también implica que el vehículo y su contenido no causan efectos específicos indeseables citotóxicos o sistémicos, tales como los que interferirían con el funcionamiento deseado del vehículo o su contenido.

La superficie externa del dispositivo se puede seleccionar o diseñar de tal manera que sea especialmente adecuada para su implantación en un sitio seleccionado. Por ejemplo, la superficie externa puede ser lisa, con gránulos o rugosa, dependiendo de si se desea la unión de las células de tejido circundante. La forma o configuración también se puede seleccionar o diseñar para que sea especialmente apropiada para el sitio de implantación elegido.

La biocompatibilidad de la región periférica o circundante (camisa) del dispositivo está producida por una combinación de factores. Son importantes para la biocompatibilidad y funcionalidad prolongada la morfología e hidrofobicidad del dispositivo y la ausencia de sustancias indeseadas ya sea en la superficie del propio dispositivo o que se puedan filtrar desde este. Por lo tanto, se evitan las superficies de tipo cepillo, pliegues, capas intermedias u otras formas o estructuras que suscitan una respuesta a un cuerpo extraño. Además, los materiales que forman el dispositivo son lo suficientemente puros para garantizar que no se filtran desde los propios materiales del dispositivo sustancias no deseadas. Además, tras la preparación del dispositivo, se evita el tratamiento de la superficie externa del dispositivo con fluidos o materiales (por ejemplo, suero) que se pueden adherir al dispositivo o ser absorbidos por este y posteriormente deteriorar la biocompatibilidad del dispositivo.

En primer lugar, los materiales utilizados para formar la camisa del dispositivo son sustancias seleccionadas en función de su capacidad para ser compatibles con, y aceptados por, los tejidos del receptor del dispositivo implantado. Se utilizan sustancias que no son nocivas para el receptor ni las células aisladas. Las sustancias preferidas incluyen materiales poliméricos, es decir, polímeros termoplásticos. Las sustancias poliméricas termoplásticas especialmente preferidas son aquellas que son moderadamente hidrófobas, es decir, aquellas que tienen un parámatro de la solubilidad como se define en Brandrup J., etal. Polymer Handbook 3.a Ed., John Wiley & Sons, NY (1989), entre 8 y 15, o más preferiblemente entre 9 y 14 (Julios/m3)1/2. Se escogen las sustancias poliméricas para que tengan un parámetro de solubilidad lo suficientemente bajo para que sean solubles en disolventes orgánicos y aún así lo suficientemente alto para que se repartan para formar una membrana apropiada. Tales sustancias poliméricas deben estar sustancialmente exentas de restos nucleófilos lábiles y ser sumamente resistentes a oxidantes y enzimas incluso en ausencia de agentes estabilizantes. También se debe considerar el periodo de permanencia in vivo que se contempla para el vehículo particular: se deben elegir sustancias que sean debidamente estables cuando se expongan a agresiones y condiciones fisiológicas. Se conocen muchos termoplásticos que son lo suficientemente estables, incluso durante periodos de permanencia in vivo prolongados, tales como periodos de más de uno o dos años.

La elección de los materiales utilizados para construir el dispositivo está determinada por varios factores como se describe en detalle en Dionne WO 92/19195. Resumiendo, se pueden utilizar diversos polímeros y mezclas poliméricas para fabricar la camisa de la cápsula. Las membranas poliméricas que forman el dispositivo y las superficies de crecimiento en ellas pueden incluir poliacrilatos (incluidos copolímeros acrílicos), polivinilidenos, copolímeros de cloruro de polivinilo, poliuretanos, poliestirenos, poliamidas, polimetacrilato de metilo, polidifluoruro de vinilo, poliolefinas, acetatos de celulosa, nitratos de celulosa, polisulfonas, polifosfazenos, poliacrilonitrilos, poli(acrilonitrilo/co-cloruro de vinilo), así como también derivados, copolímeros y mezclas de estos.

Una solución de moldeado de la membrana preferida comprende una polisulfona disuelta en el disolvente miscible con el agua dimetilacetamida (DMACSO) o poliétersulfona disuelta en el disolvente miscible con el agua butirolactona. La solución de moldeo puede comprender opcionalmente aditivos hidrófilos o hidrófobos que afectan a las características de permeabilidad de la membrana acabada. Un aditivo hidrófilo preferido para la polisulfona o poliétersulfona es la polivinilpirrolidona (PVP). Otros polímeros adecuados comprenden poliacrilonitrilo (PAN), polimetacrilato de metilo (PMMA), polidifluoruro de vinilo (PVDF), polióxido de etileno, poliolefinas (por ejemplo, poliisobutileno o polipropileno), poliacrilonitrilo/policloruro de vinilo (PAN/PVC) y/o derivados de celulosa (por ejemplo, acetato de celulosa o butirato de celulosa). Se pueden consultar disolventes miscibles en agua compatibles para estos y otros polímeros y copolímeros adecuados en el contenido de la patente de EE. UU. n.° 3615024.

En segundo lugar, las sustancias utilizadas para preparar la camisa biocompatible del dispositivo están exentas de sustancias que se pueden filtrar pirógenas o de otra manera nocivas, irritantes o inmunógenas o se purifican exhaustivamente para eliminar tales sustancias nocivas. Después, y a lo largo de la producción y mantenimiento del dispositivo antes de la implantación, se tiene mucho cuidado de evitar la adulteración o contaminación del dispositivo o camisa con sustancias que afectarían negativamente a su biocompatibilidad.

En tercer lugar, la configuración exterior del dispositivo, incluida su textura, se forma de tal manera que proporciona una interfaz óptima con el ojo del receptor tras la implantación. También se ha observado que ciertas geometrías del dispositivo suscitan específicamente respuestas fibróticas a un cuerpo extraño y se deben evitar. Por lo tanto, los dispositivos no deben contener estructuras que tienen capas intermedias tales como superficies de tipo cepillo o pliegues. En general, las superficies o bordes del vehículo opuestos del mismo vehículo o de vehículos adyacentes deben tener una separación de al menos 1 mm, preferiblemente más de 2 mm y de la manera más preferida más de 5 mm. Se describen cilindros que tienen un diámetro externo de entre aproximadamente 200 y 1600 pm y una longitud de entre aproximadamente 0,4 y 1 mm. Preferiblemente, el núcleo de los dispositivos tiene un volumen de aproximadamente entre 2 pL y 20 pL. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que también es posible utilizar dispositivos «micronizados» que tienen un volumen nuclear inferior a 0,5 pL (por ejemplo, aproximadamente 0,3 pL).

La camisa circundante de los dispositivos biocompatibles puede incluir opcionalmente sustancias que disminuyen o impiden la respuesta inflamatoria local al vehículo implantado y/o generan o fomentan un entorno local adecuado para las células o tejidos implantados. Por ejemplo, se pueden incluir anticuerpos contra uno o más mediadores de la respuesta inmunitaria. En la solución precursora de la matriz se pueden incluir anticuerpos potencialmente útiles disponibles tales como anticuerpos contra el factor de necrosis tumoral de linfocinas (TNF) y contra interferones (IFN). De manera similar, se pueden incluir esteroides antiinflamatorios. Véase Christenson, L., et al., J. Biomed. Mat. Res., 23, págs. 705-718 (1989); Christenson, L., Tesis doctoral, Brown University, 1989. Como alternativa, se puede incluir una sustancia que estimula la angiogénesis (crecimiento infiltrante de los lechos capilares).

La camisa del presente dispositivo puede ser inmunoaislante y/o inmunoprotectora. Es decir, protege a las células del núcleo del dispositivo del sistema inmunitario del individuo en el cual se implanta el dispositivo. Lo hace (1) evitando que sustancias nocivas del cuerpo del individuo entren en el núcleo, (2) minimizando el contacto entre el individuo y materiales inflamatorios, antigénicos o nocivos de otro tipo que puedan estar presentes en el núcleo y (3) proporcionando una barrera espacial y física suficiente para evitar el contacto inmunológico entre el resto aislado y porciones dañinas del sistema inmunitario del individuo.

La camisa externa puede ser una membrana de ultrafiltración o una membrana microporosa. Los expertos en la técnica reconocerán que las membranas de ultrafiltración son aquellas que tienen un intervalo de tamaño de poros de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 nanómetros, mientras que una membrana microporosa tiene un intervalo de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 micras.

El grosor de esta barrera física puede variar, pero siempre será lo suficientemente gruesa para evitar el contacto directo entre las células y/o sustancias en cualquier lado de la barrera. El grosor de esta región está comprendido por lo general entre 5 y 200 micras; se prefieren grosores de 10 a 100 micras, y se prefieren especialmente grosores de 20 a 50 o de 20 a 75 micras. En una realización preferida, la membrana semipermeable tiene un grosor de entre 90 y 120 gm. El tipo de ataque inmunológico que se puede evitar o minimizar mediante el uso del dispositivo de la presente incluye el ataque por parte de macrófagos, neutrófilos, respuestas inmunitarias celulares (por ejemplo, linfocitos citolíticos naturales y citólisis mediada por linfocitos T dependiente de anticuerpos (ADCC, por sus siglas en inglés)) y la respuesta humoral (por ejemplo, citólisis mediada por el complemento dependiente de anticuerpos).

La camisa de la cápsula se puede producir a partir de diversos polímeros y mezclas poliméricas incluidos poliacrilatos (incluidos copolímeros acrílicos), polivinilidenos, copolímeros de cloruro de polivinilo, poliuretanos, poliestirenos, poliamidas, acetatos de celulosa, nitratos de celulosa, polisulfonas (incluidas poliétersulfonas), polifosfazenos, poliacrilonitrilos, poli(acrilonitrilo/co-cloruro de vinilo), así como también derivados, copolímeros y mezclas de estos. Se describen cápsulas producidas a partir de tales materiales, por ejemplo, en las patentes de EE. UU. n.os 5284761 y 5 158881. También se pueden utilizar cápsulas formadas a partir de una fibra de poliétersulfona (PES), tal como las descritas en las patentes de EE. UU. n.os 4976859 y 4968733.

Dependiendo de la morfología de la superficie externa, las cápsulas se han clasificado como Tipo 1 (T1), Tipo 2 (T2), Tipo 1/2 (T1/2) o Tipo 4 (T4). Tales membranas se describen, por ejemplo, en Lacy et al., «Maintenance Of Normoglycemia In Diabetic Mice By Subcutaneous Xenografts Of Encapsulated Islets», Science, 254, págs. 1782-84 (1991), Dionne et al., WO 92/19195 y Baetge, WO 95/05452. Se prefiere una morfología de la superficie exterior lisa.

Los expertos en la técnica reconocerán que se prefieren camisas de la cápsula con membranas permselectivas, inmunoaislantes para sitios que no poseen privilegio inmunológico. Por el contrario, las membranas microporosas o membranas permselectivas pueden ser adecuadas para los sitios que poseen privilegio inmunológico. Para su implantación en sitios que poseen privilegio inmunológico, se prefieren cápsulas hechas de membranas de PES o PS.

Se puede utilizar cualquier método adecuado de sellado de cápsulas conocido en la técnica, que incluye emplear adhesivos poliméricos y/o prensado, trenzado y sellado térmico. Además, también se puede utilizar cualquier método de sellado «en seco» adecuado. En tales métodos, se proporciona un empalme sustancialmente no poroso a través del cual se introduce la solución que contiene las células. Después del rellenado se sella la cápsula. Se describen métodos de este tipo en, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos n.os 5653688; 5713887; 5738673; 6653687; 5932460; y 6 123700. En un método preferido, los extremos del dispositivo se sellan utilizando metacrilato de metilo.

Se pueden cosuministrar otras moléculas además de las moléculas con actividad biológica descritas en la presente. Por ejemplo, puede ser preferible suministrar un factor(es) trófico(s) con un factor antiangiogénico.

El cosuministro se puede lograr de diversas maneras. En este ejemplo, el anticuerpo y los fragmentos de anticuerpo requieren constructos que codifican las secuencias de la cadena ligera y pesada. En primer lugar, se pueden transfectar las células con constructos independientes que contienen los genes que codifican las moléculas descritas. En segundo lugar, se pueden transfectar las células con un único constructo que contiene dos o más genes así como también los elementos de control necesarios. En tercer lugar, dos o más líneas celulares modificadas por separado se pueden coencapsular o se puede implantar más de un dispositivo en el sitio de interés.

Para algunas indicaciones, puede resultar preferible suministrar a la vez las MAB a dos sitios diferentes en el ojo. Los factores neurotróficos o moléculas con actividad biológica se pueden suministrar en el espacio intravítreo para alcanzar la retina interna y perioocularmente con el fin de atravesar la esclerótica y alcanzar el coroides y la retina externa (por ejemplo, los fotorreceptores y las células de epitelio pigmentario retiniano (EPR)). Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que el suministro intravítreo también puede alcanzar la retina externa.

También se contempla el uso de diferentes tipos celulares durante el transcurso del régimen de tratamiento. Por ejemplo, se puede implantar en un paciente un dispositivo cápsula que contiene un primer tipo celular (por ejemplo, células BHK). Si después de un tiempo, el paciente desarrolla una respuesta inmunitaria a ese tipo celular, la cápsula se puede retirar, o explantar, y se puede implantar una segunda cápsula que contiene un segundo tipo celular (por ejemplo, células CHO). De este modo, es posible el suministro continuo de la molécula terapéutica, incluso si el paciente desarrolla una respuesta inmunitaria a uno de los tipos de células encapsuladas.

Los métodos y dispositivos descritos en la presente se destinan para su uso en un primate, preferiblemente un hospedador, receptor, paciente, sujeto o individuo humano. Se contemplan varios sitios de implantación oculares diferentes para los dispositivos y métodos descritos en la presente. Los sitios de implantación adecuados incluyen, sin carácter limitante, el humor acuoso y vítreo del ojo, el espacio periocular, la cámara anterior y/o la cápsula subtenónica. Dentro del cuerpo, los sitios de implantación pueden incluir los subcutáneos o intraperitoneales. Además, la implantación puede destinarse a un suministro localizado en o cerca de las lesiones que requieren la terapia biológica deseada. Un ejemplo de tales sitios patológicos pueden ser articulaciones inflamadas y/o sitios de tumores benignos o malignos. El acceso del dispositivo al sistema circulatorio puede extender aún más el conjunto de posibles sitios patológicos dentro del cuerpo a órganos y tejidos distales afectados.

El tipo y alcance de la respuesta inmunológica por parte del receptor al dispositivo implantado estarán influenciados por la relación del receptor con las células aisladas dentro del núcleo. Por ejemplo, si el núcleo contiene células singénicas, estas no provocarán una reacción inmunológica vigorosa, a menos que el receptor padezca de autoimnunidad con respecto al tipo particular de célula o tejido dentro del dispositivo. Muy raramente se dispone de células o tejidos singénicos. En muchos casos, puede que se disponga de células o tejido alogénicos o xenogénicos (es decir, de donantes de la misma especie, o de una especie diferente a la del posible receptor). El uso de dispositivos inmunoaislantes permite la implantación de células o tejido alogénicos o xenogénicos, sin que se necesite inmunosuprimir simultáneamente al receptor. El uso de cápsulas inmunoaislantes también permite el uso de células no coincidentes (aloinjerto). Por lo tanto, el dispositivo de la presente permite tratar muchos más individuos de los que se pueden tratar mediante las técnicas de trasplante convencionales.

El tipo y vigor de la respuesta inmunitaria al tejido del xenoinjerto se espera que difiera de la respuesta observada cuando se implanta un tejido singénico o alogénico en un receptor. El rechazo puede transcurrir principalmente mediante un ataque mediado por células o mediado por el complemento. La exclusión de IgG del núcleo del vehículo no es el referente de la inmunoprotección, ya que en la mayoría de los casos la IgG sola no es suficiente para producir citólisis de las células o tejidos diana. Utilizando dispositivos inmunoaislantes, es posible suministrar los productos de peso molecular elevado necesitados o proporcionar las funciones metabólicas relacionadas con sustancias de peso molecular elevado, siempre que las sustancias cruciales necesarias para mediar en el ataque inmunológico se excluyan de la cápsula inmunoaislante. Estas sustancias pueden comprender el componente Clq del complejo de ataque del complemento o pueden comprender células fagocíticas o citotóxicas. El uso de cápsulas inmunoaislantes proporciona una barrera protectora entre estas sustancias nocivas y las células aisladas.

Aunque los dispositivos descritos en la presente son macrocápsulas, los expertos en la técnica reconocerán que también se pueden utilizar microcápsulas tales como, por ejemplo, las descritas por Rha, Lim y Sun (véanse Rha, C. K. et al., patente de EE. UU. n.° 4744933; Methods in Enzymology 137, págs. 575-579 (1988); patente de EE. UU. n.° 4652833; patente de EE. UU. n.° 4409331). En general, las microcápsulas difieren de las macrocápsulas por (1) la completa exclusión de células de la capa externa del dispositivo, y (2) el grosor de la capa externa del dispositivo. Normalmente, las microcápsulas tienen un volumen del orden de 1 pL y contienen menos de 104 células. Más específicamente, la microencapsulación encapsula aproximadamente 500-50 000 células, generalmente, por cápsula.

Se pueden utilizar cápsulas con un VCPM más bajo para prevenir además la interacción de moléculas del sistema inmunitario del paciente con las células encapsuladas.

Cualquiera de los dispositivos utilizados de acuerdo con los métodos descritos en la presente debe proporcionar, en al menos una dimensión, una proximidad lo suficientemente cercana de cualesquiera células aisladas en el núcleo con los tejidos circundantes del ojo del receptor con el fin de mantener la viabilidad y función de las células aisladas. Sin embargo, las limitaciones difusionales de los materiales utilizados para formar el dispositivo no siempre dictan únicamente sus límites configuracionales. Se pueden utilizar ciertos aditivos que alteran o potencian las propiedades difusionales, o propiedades de transporte de nutrientes u oxígeno, del vehículo básico. Por ejemplo, el medio interno del núcleo se puede suplementar con perfluorocarburos saturados de oxígeno, para reducir de esta manera la necesidad de contacto inmediato con oxígeno transportado por la sangre. Esto permitirá que los tejidos o células aislados sigan siendo viables mientras, por ejemplo, se libera un gradiente de angiotensina desde el vehículo a los tejidos circundantes, que estimula el crecimiento infiltrante de los capilares. Se proporcionan referencias y métodos para el uso de perfluorocarburos en Faithful, N. S. Anaesthesia, 42, págs. 234-242 (1987) y NASA Tech Briefs MSC-21480, U.S. Govt. Printing Office, Washington, D.C. 20402. Como alternativa para las líneas celulares clonales tales como las células PC12, se pueden introducir en las líneas celulares secuencias de hemoglobina modificadas genéticamente para producir un almacenamiento de oxígeno superior. Véase NPO-17517 NASA Tech Briefs, 15, pág. 54.

Las células encapsuladas se pueden además preparar para una mayor secreción mediante control ambiental y suplementación con macronutrientes y micronutrientes. Es muy conocido en el campo del desarrollo inicial de células recombinantes que optimizar el medio de cultivo, pH y temperatura puede tener profundos efectos en el crecimiento celular, densidad y producción de proteína recombinante. Las células y los dispositivos TCE preparados de tal manera pueden aumentar la productividad tras la implantación en el hospedador, lo que permite un fenotipo de productividad potenciado prolongado que puede ser útil para la terapia. Como ejemplos, tales compuestos nutrientes podrían ser, sin carácter limitante, Tris, HEPES, glucosa, sacarosa, fosfolípidos, colesterol, ácido ascórbico, magnesio, sodio, vitaminas, potasio y calcio, medio acondicionado celular, suero bovino fetal, albúmina, lecitina, esfingomielina, lipoproteínas, HDL, LDL, poliaminas, etanolaminas, fibronectina, transferrina, laminina, tóxinas del cólera, hidrocortisona y otros esteroides, protaglandinas, insulina, EGF, FGF2 y otros factores de crecimiento, dexametasona, betamercaptoetanol y otros agentes reductores, y selenio. Además, se pueden utilizar medios preformulados de proveedores comerciales de medios tales como Biowhittaker, Gibco/Invitrogen, Hyclone, JRH, Expression Systems, Sigma, PAA e Irvine Scientific.

El grosor de la camisa del dispositivo debería ser suficiente para evitar una respuesta inmunitaria por parte del paciente a la presencia de los dispositivos. A tal efecto, los dispositivos tienen preferiblemente un grosor mínimo de 1 pm o más y están exentos de las células.

Además, también se pueden incorporar elementos estructurales de reforzamiento en los dispositivos. Por ejemplo, estos elementos estructurales se pueden hacer de tal manera que sean impermeables y que estén configurados de manera apropiada para permitir la fijación o sutura del dispositivo a los tejidos del ojo del receptor. En ciertas circunstancias, estos elementos pueden actuar para sellar de manera segura la camisa (por ejemplo, en los extremos del cilindro), para finalizar de esta manera el aislamiento de los materiales nucleares (por ejemplo, una grapa termoplástica moldeada). Resulta deseable que estos elementos estructurales no ocluyan un área significativa de la camisa permselectiva.

El dispositivo descrito en la presente tiene un tamaño y durabilidad suficiente para una recuperación completa después del implante. Un dispositivo preferido tiene un núcleo de un volumen de aproximadamente 1-3 uL. La geometría interna de los dispositivos micronizados tiene un volumen de aproximadamente 0,05-0,1 uL.

Junto con las moléculas con actividad biológica descritas en la presente, también se puede suministrar al menos una MAB adicional desde el dispositivo al ojo. Por ejemplo, la al menos una MAB adicional se puede proporcionar a partir de una fuente celular o no celular. Cuando la al menos una MAB adicional se proporciona a partir de una fuente no celular, la(s) MAB adicional(es) se puede(n) encapsular en, dispersar dentro de, o unir a uno o más componentes del sistema celular incluidos, sin carácter limitante: (a) sellante; (b) esqueleto; (c) membrana de camisa; (d) ancla de fijación; y/o (e) medio nuclear. El cosuministro de la MAB desde una fuente no celular se puede producir desde el mismo dispositivo que la MAB de la fuente celular.

Como alternativa, se pueden utilizar dos o más sistemas celulares encapsulados. Por ejemplo, la al menos una molécula con actividad biológica adicional puede ser un ácido nucleico, un fragmento de ácido nucleico, un péptido, un polipéptido, un peptidomimético, un carbohidrato, un lípido, una molécula orgánica, una molécula inorgánica, un agente terapéutico o cualesquiera combinaciones de estos. Específicamente, los agentes terapéuticos pueden ser una citocina de supervivencia neuronal, un fármaco antiangiogénico, un fármaco antiinflamatorio esteroide y no esteroide, un fármaco antimitótico, un fármaco antitumoral, un fármaco antiparasitario, un reductor de la PIO (presión intraocular), un fármaco peptídico y/o cualesquiera otros fármacos que son moléculas con actividad biológica aprobadas para su uso comercial.

Los excipientes adecuados incluyen, sin carácter limitante, cualesquiera polímeros no degradables o biodegradables, hidrogeles, potenciadores de la solubilidad, moléculas hidrófobas, proteínas, sales u otros agentes complejantes aprobados para las formulaciones.

Las dosificaciones no celulares se pueden variar mediante cualquier método adecuado conocido en la técnica tal como variando la concentración del agente terapéutico y/o el número de dispositivos por ojo, y/o modificando la composición del excipiente encapsulante. La dosificación celular se puede variar cambiando (1) el número de células por dispositivo, (2) el número de dispositivos por ojo y/o (3) el nivel de la producción de la MAB por célula. La producción celular se puede variar cambiando, por ejemplo, el número de copias del gen para la MAB en la célula transducida, o la eficacia del promotor que impulsa la expresión de la MAB. Las dosificaciones adecuadas a partir de las fuentes celulares pueden variar entre aproximadamante 1 pg y aproximadamente 1000 mg al día.

También se proporcionan métodos para preparar los dispositivos macrocapsulares descritos en la presente. Los dispositivos se pueden formar mediante cualquier método adecuado conocido en la técnica (véanse, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos n os Nos. 6361 771; 5639275; 5653975; 4892538; 5156844; 5283 138; y 5550050).

Las membranas utilizadas también se pueden adaptar para controlar la difusión de las moléculas, tales como la molécula con actividad biológica, en función de su peso molecular (vénase Lysaght et al., 56 J. Cell Biochem. 196 (1996), Colton, 14 Trends Biotechnol. 158 (1996)). Utilizando técnicas de encapsulación, se pueden trasplantar las células al hospedador sin rechazo inmunitario, con o sin uso de fármacos inmunosupresores. La cápsula puede estar hecha de un material biocompatible que, tras el implante en un hospedador, no suscita una respuesta dañina en el hospedador suficiente para dar como resultado el rechazo de la cápsula o para volverla inservible, por ejemplo, debido a degradación. El material biocompatible es relativamente impermeable a moléculas grandes, tales como componentes del sistema inmunitario del hospedador, pero es permeable a moléculas pequeñas, tales como insulina, factores de crecimiento y nutrientes, a la vez que permite que se eliminen los desechos metabólicos. Diversos materiales biocompatibles son adecuados para el suministro de factores de crecimiento. Se conocen numerosos materiales biocompatibles, que tienen diversas morfologías de la superficie externa y otras características mecánicas y estructurales.

Si se desea un dispositivo con una camisa de una membrana polimérica o termoplástica, el intervalo del tamaño de poro y la distribución se pueden determinar variando el contenido de sólidos de la solución del material precursor (la solución de moldeo), la composición química del disolvente miscible en agua u opcionalmente incluyendo un aditivo hidrófilo o hidrófobo a la solución de moldeo, como se describe en la patente de EE. UU. n.° 3615024. El tamaño de poro también se puede ajustar variando la hidrofobicidad del coagulante y/o el baño.

Normalmente, la solución de moldeo comprenderá un disolvente polar orgánico que contiene un polímero o copolímero insoluble en agua disuelto. Este polímero o copolímero precipita tras el contacto con una fase acuosa miscible con el disolvente y forma una membrana permselectiva en el lugar de la interfaz. El tamaño de los poros en la membrana depende de la tasa de difusión de la fase acuosa en la fase disolvente; los aditivos hidrófilos o hidrófobos afectan al tamaño de poro alterando su tasa de difusión. Ya que la fase acuosa se adentra más en el disolvente por difusión, el resto del polímero o copolímero se hace precipitar para formar un soporte trabecular que confiere resistencia mecáncia al dispositivo acabado.

La superficie externa del dispositivo está determinada de manera similar por las condiciones en la que el polímero o copolímero disuelto se hace precipitar (es decir, se expone al aire, lo que genera una piel externa abierta, trabecular o de tipo esponja, se sumerge en un baño de precipitación acuoso, lo que da como resultado una membrana bicapa permselectiva lisa, o se expone a aire saturado con vapor de agua, lo que da como resultado una estructura intermedia).

La textura de la superficie del dispositivo depende en parte de si la boquilla de extrusión se sitúa por encima del baño o está sumergida en este: si la boquilla se sitúa por encima de la superficie del baño, se formará una piel externa rugosa, mientras que si la boquilla está sumergida en el baño se formará una superfice externa lisa.

La membrana o matriz circundante o periférica se puede formar previamente, rellenar con los materiales que formarán el núcleo (por ejemplo, utilizando una jeringa) y sellar posteriormente de tal modo que los materiales del núcleo estén completamente encerrados. El dispositivo se puede exponer a continuación a condiciones que propician la formación de una matriz nuclear si en el núcleo está presente un material precursor de la matriz.

Los dispositivos pueden permitir la implantación de diversos tipos de células o tejidos, incluidos células o tejidos totalmente diferenciados, dependientes del anclaje, fetales o neonatales, o transformados, independientes del anclaje. Las células que se van a aislar se preparan a partir de un donante (es decir, células o tejidos primarios, incluidos células o tejidos adultos, neonatales y fetales) o de células que se replican in vitro (es decir, células o líneas celulares inmortalizadas, incluidas células modificadas genéticamente). En todos los casos, se prepara una cantidad suficiente de células para producir niveles eficaces del producto necesitado o para suministrar un nivel eficaz de la función metabólica necesitada, generalmente en condiciones estériles, y se mantienen de manera apropiada (por ejemplo, en una solución salina equilibrada tal como sales de Hank, o en un medio nutriente tal como Ham's F12) antes del aislamiento.

Los dispositivos TCE tienen una forma que tiende a reducir la distancia entre el centro del dispositivo y la porción más cercana de la camisa con el objetivo de permitir un fácil acceso de los nutrientes del paciente al interior de la célula o de entrada de las proteínas del paciente al interior de la célula para que esta actúe sobre ellas para proporcionar una función metabólica. En este sentido, se prefiere una forma no esférica, tal como un cilindro.

Cuatro factores importantes que influencian el número de células o cantidad de tejido que se va a colocar en el núcleo del dispositivo (es decir, densidad de carga) son: (1) tamaño y geometría del dispositivo; (2) actividad mitótica dentro del dispositivo; (3) requisitos de viscosidad para la preparación del núcleo y o carga; y (4) requisitos de calificación y ensayo de preimplantación.

Con respecto al primero de estos factores (tamaño y geometría del dispositivo), la difusión de nutrientes cruciales y requisitos metabólicos al interior de las células así como también la difusión de metabolitos desde las células son cruciales para la viabilidad prolongada de las células. En el caso de células RPE tales como células ARPE-19, las células adyacentes son capaces de fagocitar las células moribundas y utilizar el desecho como una fuente de energía.

Entre los requisitos metabólicos que ha de cumplir la difusión de sustancias hacia el interior del dispositivo está el requisito de oxígeno. Los requisitos de oxígeno de las células específicas deben estar determinados por la célula de elección. Véanse los métodos y referencias para la determinación del metabolismo del oxígeno que se proporcionan en Wilson D. F. et al., J. Biol. Chem., 263, págs. 2712-2718, (1988).

Con respecto al segundo factor (división celular), si se espera que las células seleccionadas se estén dividiendo activamente dentro del dispositivo, entonces seguirán dividiéndose hasta que llenen el espacio disponible, o hasta que fenómenos tales como la inhibición por contacto limiten una división adicional. Para las células replicantes, se elegirá la geometría y tamaño del dispositivo de manera que el rellenado completo del núcleo del dispositivo no conlleve la privación de nutrientes críticos debido a limitaciones de la difusión.

Con respecto al tercer factor (viscosidad de los materiales nucleares), pueden ser viables células con densidades que ocupan hasta un 70% del volumen del dispositivo, pero las soluciones celulares en este intervalo de concentración tendrían una viscosidad considerable. La introducción de células en una solución muy viscosa al interior del dispositivo podría tener una dificultad prohibitiva. En general, para las estrategias de coextrusión y de dos pasos, densidades de carga celulares superiores a un 30% raramente serán útiles, y en general las densidades de carga óptimas serán de un 20% e inferiores. Por ejemplo, para fragmentos de tejidos, es importante, con el fin de conservar la viabilidad de las células

interiores, observar las mismas directrices generales que anteriormente y los fragmentos tisulares no deben exceder un

diámetro de 250 micras, teniendo las células interiores menos de 15, preferiblemente menos de 10 células entre ellas y

la superficie difusional más cercana.

Finalmente, con respecto al cuarto factor (requisitos de ensayo y preimplantación), en muchos casos, se necesitará un

cierto tiempo entre la preparación del dispositivo y la implantación. Por ejemplo, puede ser imporante calificar el dispositivo

en lo que se refiere a su actividad biológica. Por lo tanto, en el caso de células con actividad mitótica, la densidad de carga

preferida también considerará el número de células que deben estar presentes con el fin de realizar el ensayo de

calificación.

En la mayoría de los casos, antes de la implantación in vivo, será importante utilizar ensayos in vitro para establecer la

eficacia de la MAB (por ejemplo, la citocina de supervivencia neuronal, tal como CNTF) dentro del dispositivo. Los

dispositivos se pueden construir y analizar utilizando sistemas modelo con el fin de permitir la determinación de la eficacia

del vehículo por célula o por unidad de volumen.

Siguiendo estas directrices para la carga del dispositivo y para la determinación de la eficacia del dispositivo, se

determinará entonces el tamaño del dispositivo real para la implantación según la cantidad de actividad biológica requerida

para la aplicación particular. El número de dispositivos y el tamaño del dispositivo deberán ser suficientes para producir

un efecto terapéutico tras la implantación y están determinados por la cantidad de actividad biológica requerida para la

aplicación particular. En el caso de las células secretoras que liberan sustancias terapéuticas, se utilizarán los criterios y

consideraciones posológicos estándar conocidos en la técnica para determinar la cantidad de sustancia secretora

requerida. Los factores que se deben considerar incluyen el tamaño y peso del receptor; la productividad o nivel funcional

de las células; y, cuando proceda, la productividad o actividad metabólica normal del órgano o tejido cuya función se está

reemplazando o aumentando. También resulta importante considerar que puede que una fracción de las células no

sobrevivan los procedimientos de inmunoaislamiento e implantación. Además, también se debe tener en cuenta si el

receptor tiene una afección preexistente que puede interferir con la eficacia del implante. Se pueden producir fácilmente

dispositivos descritos en la presente que contienen miles de células. Por ejemplo, los dispositivos clínicos oftálmicos

actuales contienen entre 200000 y 750000 células, mientras que los dispositivos micronizados podrían contener entre

10 000 y 100000 células. Otros dispositivos a gran escala pueden contener entre 1000000 y 100000000 células.

La terapia con células encapsuladas se basa en el concepto de aislar células del sistema inmunitario del hospedador

receptor rodeando las células con un material biocompatible semipermeable antes de la implantación en el hospedador.

Por ejemplo, se describen dispositivos en los que se encapsulan células ARPE-19 modificadas genéticamente en una

cápsula inmunoaislante, la cual, tras la implantación en un hospedador receptor, minimiza los efectos perjudiciales del

sistema inmunitario del hospedador sobre las células ARPE-19 en el núcleo del dispositivo. Las céluas ARPE-19 se

inmunoaíslan del hospedador encerrándolas dentro de cápsulas poliméricas implantables formadas por una membrana

microporosa. Esta estrategia evita el contacto célula con célula entre el hospedador y los tejidos implantados, y de esta

manera elimina el reconocimiento antigénico mediante presentación directa.

Se contempla el suministro intraocular (preferentemente en el vítreo) o perocular (preferentemente en la región o espacio

subtenónico) de cualquiera de las moléculas con actividad biológica descritas en la presente, en un intervalo posológico

de 0,1 pg y 1000 gg (por ejemplo, entre 0,1 pg y 500 gg; entre 0,1 pg y 250 gg; entre 0,1 pg y 100 gg; entre 0,1 pg y 50

gg; entre 0,1 pg y 25 gg; entre 0,1 pg y 10 gg; entre 0,1 pg y 5 gg; entre 0,1 pg y 100 ng; entre 0,1 pg y 50 ng; entre 0,1

pg y 25 ng; entre 0,1 pg y 10 ng; o entre 0,1 pg y 5 ng) por ojo por paciente al día. En un ejemplo no limitante, la cantidad

terapéutica es de al menos 0,5-50 gg/mL en estado estacionario en el ojo. Las cantidades terapéuticas adecuadas pueden

ug, 28 ug, 45 ug, 46 u ug, 63 ug, 80 ug, 81 u

ug, 98 ug,

ug, 850 ug, 900 ug, 950 ug, 1000 ug. Además, las líneas celulares y dispositivos descritos en la presente son capaces de

expresar esta cantidad terapéutica durante un periodo de al menos dos años.

Los trastornos que se podrían tratar además del glaucoma (que es el único reivindicado) son principalmente

neurodegenerativos tales como RP, atrofia geográfica o telangiectasia macular. El trastorno que se va a tratar puede ser

principalmente neovascular, tal como DMS (degeneración macular senil) húmeda, pero da como resultado una lesión de

los tejidos neurales. Por ejemplo, la neovascularización ocular asociada a la isquemia retiniana es una causa importante

de ceguera en la diabetes y muchas otras enfermedades.

Los dispositivos y líneas celulares también se pueden utilizar para tratar afecciones relacionadas con otras enfermedades

intraoculares con neovascularización. Por ejemplo, tal neovascularización puede ocurrir en enfermedades tales como la

retinopatía diabética, oclusión venosa retiniana central y, posiblemente, degeneración macular senil. La

neovascularización corneal es un problema importante porque interfiere con la visión y predispone a los pacientes a un

fracaso del injerto de córnea. La mayor parte de la pérdida visual grave se asocia con trastornos que dan como resultado la neovascularización ocular. Los dispositivos y líneas celulares descritos en la presente también se pueden utilizar para tratar otros trastornos oftálmicos que están caracterizados por una presión intraocular (PIO) elevada, tales como, por ejemplo, el glaucoma.

El uso de dispositivos y técnicas descritos en la presente proporciona varias ventajas respecto a otras vías de suministro: las moléculas con actividad biológica se pueden suministrar al ojo directamente, lo que reduce o minimiza los efectos secundarios periféricos no deseados y se pueden suministrar dosis muy pequeñas de la molécula con actividad biológica (es decir, cantidades de nanogramos o pocos microgramos en lugar de miligramos) en comparación con las aplicaciones tópicas, y de esta manera también se reducen potencialmente los efectos secundarios. Además, ya que las células viables producen continuamente moléculas con actividad biológica recién sintetizadas, estas técnicas deben ser superiores al suministro por inyección de la molécula con actividad biológica, donde la dosis fluctúa de manera importante entre las inyecciones y la molécula con actividad biológica se degrada continuamente pero no se repone continuamente.

Las células y líneas celulares vivas modificadas genéticamente para secretar las moléculas con actividad biológica pueden estar encapsuladas en el dispositivo e insertarse mediante cirugía (con anestesia retroocular) en cualquier estructura anatómica apropiada del ojo. Por ejemplo, los dispositivos se pueden insertar mediante cirugía en el vítreo del ojo, donde se fijan preferentemente a la esclerótica para ayudar a su retirada. Los dispositivos pueden permanecer en el vítreo tanto como sea necesario para conseguir la profilaxis o terapia deseada. Por ejemplo, la terapia deseada puede incluir favorecer la reparación o supervivencia de neuronas o fotorreceptores, o inhibir y/o revertir la neovascularización retiniana o coroidea, así como también inhibir la inflamación de la úvea, retina y nervio óptico. Con la colocación en el vítreo, la molécula con actividad biológica se puede suministrar a la retina o al epitelio pigmentario retiniano (EPR).

El dispositivo se puede implantar en el vítreo, el humor acuoso, el espacio subtenónico, el espacio periocular, la cámara posterior o la cámara anterior del ojo.

A modo de ejemplo (de una realización no reivindicada), el dispositivo se puede insertar de la siguiente manera para sujetos con RP, atrofia geográfica y telangiectasia macular. El dispositivo se implanta con anestesia retroocular utilizando una mezcla 1:1 de bupivacaína con lidocaína al 4%. El implante se inserta a través de una esclerotomía de 2,0 mm hecha 3,75 mm detrás del limbo en el cuadrante inferior-temporal y anclado con una única sutura. Se aplican dos suturas adicionales para facilitar el cierre de la herida. Se administra una inyección antibiótica subconjuntiva de 100 mg de cefazolina al finalizar la cirugía, y se administran gotas tópicas con un 1% de acetato de prednisolona y ciprofloxacina a diario durante la siguiente semana.

Para los sujetos con glaucoma, el procedimiento de implantación es como se ha descrito anteriormente, con la excepción de que el dispositivo se inserta a través de la pars plana y se asegura al cierre esclerótico.

Se pueden implantar dispositivos cargados con células periocularmente, dentro o debajo del espacio conocido como cápsula de Tenon, lo que es menos invasivo que la implantación en el vítreo. Por lo tanto, se eliminan potencialmente complicaciones tales como la hemorragia vítrea y/o el desprendimiento de retina. Esta vía de administración también permite el suministro de moléculas con actividad biológica descritas en la presente al EPR o la retina. Se prefiere especialmente la implantación periocular para tratar la neovascularización coroidea y la inflamación del nervio óptico y la úvea. En general, el suministro a partir de sitios de implantación perioculares permitirá la circulación de las moléculas con actividad biológica a la vasculatura coroidea, vasculatura retiniana y el nervio óptico.

El suministro de moléculas con actividad biológica directamente a la vasculatura coroidea (periocularmente) o al vítreo (intraocularmente) utilizando los dispositivos y métodos descritos en la presente puede reducir o aliviar los problemas asociados con los métodos y dispositivos de tratamiento de la técnica anterior y puede permitir el tratamiento de neovascularización coroidea poco definida u oculta, así como también proporcionar una manera de reducir o prevenir la neovascularización coroidea recurrente mediante terapia complementaria o de mantenimiento.

Las células ARPE-19 modificadas genéticamente que segregan dosis elevadas o bajas de una MAB tal como CNTF se encapsulan en un dispositivo TCE que se implanta posteriormente en los sujetos que padecen un trastorno oftálmico caracterizado por angiogénesis aberrante, inflamación, degeneración retiniana o cualquier combinación de estas. Sorprendentemente, los dispositivos TCE han mostrado que secretan cantidades eficaces desde un punto de vista terapéutico de las MAB durante al menos dos años después de la implantación. Por ejemplo, los dispositivos TCE que secretan CNTF han mostrado que secretan CNTF durante un tiempo de permanencia medio de hasta 47 meses después de la implantación.

La implantación de dispositivos biocompatibles se realiza en condiciones estériles. El dispositivo se puede implantar utilizando una jeringa o cualquier otro método conocido por los expertos en la técnica. Por lo general, el dispositivo se implanta en un sitio en el cuerpo de receptor que permitirá un suministro apropiado del producto secretado o función para el receptor y de nutrientes a las células o tejido implantados, y también permitirá acceso al dispositivo para su retirada y/o reemplazo. Se contemplan varios sitios de implantación diferentes. Estos incluyen, por ejemplo, el humor acuoso, el humor vítreo, la cápsula subtenónica, el espacio periocular y la cámara anterior. Preferiblemente, para sitios de implante que no poseen privilegio inmunológico, tales como sitios perioculares, y otras áreas fuera de la cámara anterior (acuoso) y la cámara posterior (vítreo), las cápsulas son inmunoaislantes.

Resulta preferible verificar que las células inmovilizadas dentro del dispositivo funcionan adecuadamente tanto antes como después de la implantación. A estos efectos se pueden utilizar cualesquiera ensayos o pruebas diagnósticas de uso común en la técnica. Por ejemplo, se puede utilizar un ELISA (ensayo de inmunoadsorción enzimática), ensayo cromatográfico o enzimático, o bioensayo específico para el producto secretado. Si se desea, se puede monitorizar la función secretora de un implante a lo largo del tiempo recogiendo muestras apropiadas (por ejemplo, suero) del receptor y sometiéndolas a ensayo.

El uso de muchos dispositivos y técnicas quirúrgicas de la técnica anterior dio como resultado un número elevado de desprendimiento de retina. La aparición de esta complicación se redujo debido a que los dispositivos y métodos descritos en la presente son menos invasivos en comparación con varias de otras terapias.

También se pueden utilizar formas modificadas, truncadas y/o de tipo muteína de las moléculas con actividad biológica descritas en la presente. Además, también se contempla el uso de fragmentos activos de estas moléculas con actividad biológica (es decir, aquellos fragmentos que tienen una actividad biológica suficiente para lograr un efecto terapéutico).

También se contemplan moléculas con actividad biológica modificadas mediante la unión de uno o más polietilenglicoles

(PEG) u otros restos poliméricos repetitivos, así como también combinaciones de estas proteínas y versiones policistrónicas de estas.

El tratamiento de muchas afecciones de acuerdo con los métodos descritos en la presente solamente requerirá uno o como mucho menos de 50 dispositivos implantados por ojo para suministrar una dosis terapéutica adecuada. Las dosis

ug, 34 ug, 3 1 ug, 52 u g, 69 ug, 7

6 ug, 87 u

Además, las líneas celulares y dispositivos descritos en la presente son capaces de expresar esta cantidad terapéutica durante un periodo de al menos tres meses.

Cada uno de los dispositivos oftálmicos descritos en la presente es capaz de almacenar entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 1000000 células, en forma individual o agrupada, dependiendo del tipo.

La invención se describirá adicionalmente en los siguientes ejemplos, que no limitan el alcance descrito en las reivindicaciones.

Ejemplos

Ejemplo 1: Ensayo clínico de retinitis pigmentosa (ejemplo de referencia)

Perfil de los pacientes y diseño del estudio

Se seleccionaron pacientes con retinitis pigmentosa (RP) para participar en un estudio clínico en el que recibirían un dispositivo oftálmico TCE que secretaba CNTF, con una liberación sostenida. El estudio se aleatorizó, realizó con doble enmascaramiento, se controló con un tratamiento simulado y se realizó en múltiples centros de investigación (11 sitios participantes). Los pacientes con RP se dividieron en dos grupos de estudio: CNTF3 y CNTF4.

Los participantes en el grupo de estudio CNTF3 (65 pacientes) recibieron un implante de un año del dispositivo TCE que secretaba CNTF. Los pacientes con RP que se incluyeron en el grupo de estudio CNTF3 se dividieron en los que recibieron un dispositivo TCE que secretaba una dosis baja de CNTF (5 ± 0,8 ng/día en el implante) (N = 22), los que recibieron un dispositivo TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) (N = 43), y los que recibieron una sutura de tratamiento simulado en el otro ojo (N = 63). Los participantes en el estudio CNTF3 tuvieron una agudeza visual mejor corregida (AVMC) de 20/63 a 20/320 antes de recibir el implante. La medida de la variable principal de valoración para el estudio CNTF3 fue una prueba de agudeza visual mejor corregida e-EDTRS realizada 12 meses después del implante. Al término del periodo de un año, se dio a los pacientes la opción de retirar el implante o de dejar el implante en su lugar.

Los participantes en el estudio CNTF4 recibieron un implante de dos años. Se dividieron en una cohorte que recibió un dispositivo TCE que secretaba una dosis baja de CNTF (5 ± 0,8 ng/día en el implante) (N = 20), un dispositivo TCE que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día en el implante) (N = 48), y todos los participantes recibieron una sutura de tratamiento simulado en el otro ojo (N = 68). La medida de la variable principal de valoración para el estudio en CNTF4 fue una medida de la sensibilidad del campo visual doce meses después del implante del dispositivo. Al término del periodo de dos años, se dio a los pacientes la opción de retirar el implante o de dejar el implante en su lugar.

Dispositivo que secreta CNTF con una liberación sostenida

El dispositivo TCE que secreta CNTF utilizado tanto en el estudio CNTF3 como CNTF4 tiene un diámetro de 1 mm y una longitud de 6 mm, se construyó con una membrana externa polimérica semipermeable y contiene un sellante de calidad médica y un ancla de titanio en un extremo del dispositivo para facilitar la sutura a la esclerótica. El implante estuvo poblado con una línea celular de epitelio pigmentario retiniano (EPR) humano modificada genéticamente (ARPE-19) que se modificó genéticamente para producir CNTF humano. De los procedimientos de modificación se obtuvieron dos líneas celulares, y cada una de las cuales secretó diferentes cantidades de CNTF humano. Los dispositivos se cargaron con 203 000 células modificadas genéticamente de la línea celular que secretaba más cantidad o de la que secretaba menos cantidad.

Se realizaron medidas de ELISA para detectar las cantidades de CNTF secretado desde cada dispositivo (es decir, el dispositivo cargado con la línea celular ARPE-19 que secreta más CNTF y el dispositivo cargado con la línea celular ARPE-19 que secreta menos CNTF). Los datos indican que los dispositivos cargados con la línea celular ARPE-19 que secretaba más CNTF secretaron 20 ± 3,0 ng/día, y los dispositivos cargados con la línea celular ARPE-19 que secretaba menos CNTF secretaron 5 ± 0,8 ng/día.

Implantación del dispositivo que secreta CNTF

Se implantó el dispositivo en un ojo de los pacientes con RP con anestesia retroocular utilizando una mezcla 1:1 de bupivacaína con lidocaína al 4%. El implante se insertó a través de una esclerotomía de 2,0 mm hecha 3,75 mm detrás del limbo en el cuadrante inferior-temporal y anclado con una única sutura. Se aplicaron dos suturas adicionales para facilitar el cierre de la herida. Se administró una inyección antibiótica subconjuntival (por ejemplo, 100 mg de cefazolina) al finalizar la cirugía, y se administraron gotas tópicas de corticosteroides y antibióticos (por ejemplo, un 1% de acetato de prednisolona y ciprofloxacina) a diario durante la siguiente semana.

Evaluación de los pacientes 12 meses después del implante en el estudio CNTF3

Los participantes en el estudio se evaluaron doce meses después del implante para determinar si se había producido algún efecto de salud adverso y para evaluar diversas medidas visuales y oculares. En particular, se evaluaron los eventos adversos en los participantes en el estudio CNTF3 incluidos, entre otras medidas, el aumento de la presión intraocular, desprendimiento de retina, extrusión del implante, hemorragia ocular, miosis y presencia de cataratas. La Tabla 1 muestra los eventos adversos observados en los participantes en el estudio CNTF3.

TABLA 1: Eventos adversos/trastornos oculares en el ensa o CNTF3 en RP

Se evaluó la agudeza visual de los participantes en el estudio CNTF-3 12 meses después del implante. La prueba de la agudeza visual midió el número de letras que los participantes en el estudio fueron capaces de identificar al comienzo del estudio, antes del implante del dispositivo y 12 meses después del implante del dispositivo. La Figura 1A muestra el número de letras perdidas 12 meses después del implante del dispositivo para los participantes que recibieron un dispositivo que secretaba una dosis baja (5 ± 0,8 ng/día) o una dosis elevada (20 ± 3,0 ng/día) de CNTF. Tal como se muestra en la Figura 1A, los participantes en el estudio que recibieron un dispositivo que secretaba una dosis elevada tendieron a perder menos letras en comparación con el ojo de control que recibió un tratamiento simulado y los receptores del dispositivo de la dosis baja.

También se evaluó la agudeza visual de los participantes en el estudio CNTF3 72 meses después del implante del dispositivo y la Figura 1B muestra los resultados de la prueba de agudeza visual 72 meses después del implante para los participantes en el estudio CNTF3. Los datos indican que los receptores del implante que secretaba una dosis elevada de CNTF perdieron estadísticamente menos letras (p = 0,006), o mantuvieron una mejor agudeza visual, en comparación con los datos combinados de los participantes que recibieron una condición de tratamiento simulado y los que recibieron el implante del dispositivo de dosis baja.

La Figura 1C muestra los resultados de las pruebas de agudeza visual en individuos seleccionados. Los datos recogidos a partir de esta cohorte de individuos demuestran que 6 participantes perdieron menos letras en el ojo tratado, mientras que 1 participante en el estudio no tuvo diferencia en el número de letras perdidas en la evaluación 72 meses después del implante.

Evaluación de los pacientes 12 meses después del implante en el estudio CNTF4

Se evaluó el volumen macular de los participantes en el estudio CNTF4 mediante tomografía de coherencia óptica Stratus (TCO Stratus) 12 meses después del implante del dispositivo que secretaba o la dosis baja (5 ± 0,8 ng/día) o la dosis elevada (20 ± 3,0 ng/día) de CNFT. La Figura 2 muestra el resultado de las medidas de TCO Stratus del volumen macular en los participantes CNTF4 12 meses después del implante del dispositivo que secretaba CNTF. Los datos indican que los participantes en el estudio CNTF4, tanto en la cohorte de dosis baja como en la cohorte de dosis elevada, experimentaron un aumento del volumen macular 12 meses después del implante del dispositivo en comparación con el ojo con la condición de tratamiento simulado.

También se realizaron medidas oculares en participantes en el estudio CNTF4, realizadas mediante tomografía de coherencia óptica de dominio de frecuencia (TCOdf) 12 meses después del implante del dispositivo que secretaba o la dosis baja (5 ± 0,8 ng/día) o la dosis elevada (20 ± 3,0 ng/día) de CNFT. La Figura 3A muestra los resultados de la evalución mediante TCOdf. Los participantes en el estudio experimentaron un aumento del grosor retiniano en el ojo que recibió el dispositivo que secretaba la dosis baja o la elevada en comparación con el ojo que recibió un tratamiento simulado. Los datos demuestran que hubo aumentos significativos (p<0,01) en el grosor retiniano tanto para los participantes en el estudio con la dosis elevada y la dosis baja. También se evaluó el grosor de la capa nuclear externa (CNE) de la retina en participantes en el estudio CNTF4 12 meses después del implante mediante TCO Spectralis (véase la Figura 3B).

Los datos demuestran que existe una tendencia de aumento del grosor en la CNE en los receptores del dispositivo de dosis baja, y una diferencia significativa en el grosor de la CNE en los receptores del dispositivo de dosis elevada. La cantidad de aumento del grosor fue de aproximadamente 8 micrómetros tanto en los receptores del dispositivo de dosis baja como elevada.

Las medidas de la zona elipsoide (ZE) de la retina se realizaron 72 meses después del implante del dispositivo que secretaba CNTF. Los datos para las medidas de la anchura de la ZE se presentan en las Figuras 3C y 3D e indican que los participantes que recibieron un implante del dispositivo que secretaba CNTF tuvieron una ZE más gruesa en comparación con el ojo que recibió tratamiento simulado. El grosor de la ZE es una medida utilizada a menudo para controlar la evolución de la RP. El mayor grosor de la ZE, en comparación con la anchura de la ZE en el ojo que recibió tratamiento simulado, indica que la RP tiene una evolución degenerativa más lenta en el ojo en el que se implanta el dispositivo CNTF.

En conjunto, estos datos sugieren: 1) se dispone de evidencia de un aumento del grosor de la retina externa mediante TCO hasta 72 meses después del implante del dispositivo que secreta CNTF; y 2) el aumento del grosor de la retina externa está asociado con una mejora de 1 línea en la agudeza visual entre los pacientes con RP fallecidos.

Ejemplo 2: Ensayo clínico de glaucoma

Perfil de los pacientes y diseño del estudio

Se seleccionaron pacientes con glaucoma para un ensayo clínico en el que los participantes recibirían un dispositivo que secretaba una dosis elevada de CNTF (20 ± 3,0 ng/día). En la Tabla 2 se muestran los criterios de inclusión y exclusión de los participantes candidato. De manera importante, con el fin de ser aceptable como participante del estudio, es necesario que los candidatos tengan: 1) evidencia clínica de disfunción y degeneración progresivas de las células ganglionares retinianas (GR) utilizando tanto el campo visual como al menos una modalidad estructural; 2) conservación del campo visual residual, incluida la agudeza visual mejor corregida (AVMC); y 3) imposibilidad de contener la progresión glaucomatosa con la reducción máxima tolerada de la presión intraocular (PIO), o defecto del campo visual que afecta a la fijación visual, o pérdida del campo visual subjetiva que afecta a las actividades de la vida diaria.

Tabla 2: Criterios de inclusión/exclusión para el estudio del glaucoma

Los perfiles de los pacientes se resumen en la Tabla 3. La AVNC de los participantes en el estudio estuvo comprendida entre 20/25-20/100. Los índices del CV de los participantes tuvieron DM de -4,25 a -19,53. Se eligió el peor ojo del participante en el estudio como el ojo del implante del dispositivo.

Tabla 3: Perfil de los pacientes para el estudio de glaucoma

Se diseño el estudio para evaluar la seguridad de los dispositivos implantados contando el número de pacientes con eventos adversos incluidos pérdida de visión, campo visual o estructura del nervio óptico/retiniana, y complicaciones oculares incluidos dolor e inflamación. Las variables secundarias de valoración incluyeron la eficacia funcional (por ejemplo, evaluación de la visión, campo visual, electrorretinograma patrón y un cuestionario del campo visual) y estructural (por ejemplo, evaluación de la capa de fibras nerviosas y topografía del nervio óptico).

Dispositivo que secreta CNTF con una liberación sostenida

El dispositivo TCE que secreta CNTF se ha detallado en el Ejemplo 1, anteriormente. Los participantes en el estudio del glaucoma solo recibieron el dispositivo que secreta la dosis elevada (20 ± 3,0 ng/día) de CNTF.

Implantación del dispositivo que secreta CNTF

El dispositivo se implantó como se ha detallado en el Ejemplo 1, anteriormente. Se insertó el dispositivo TCE que contenía ARPE-19 y secretaba CNTF a través de la pars plana y se aseguró al cierre esclerótico.

Evaluación de los pacientes después del implante

Los participantes del estudio mantuvieron presiones intraoculares bien controladas durante el ensayo en ambos ojos (es decir, el ojo del estudio y el otro ojo). Se evaluó el índice del campo visual (ICV) a lo largo de un periodo de 18 meses después del implante del dispositivo que secretaba CNTF en el ojo. La Figura 4 es un gráfico que muestra el ICV de los participantes del estudio a lo largo de un periodo de 18 meses después del implante del dispositivo que secreta CNTF. Los datos indican que un mes después del implante ya hubo una mejora detectable en el ICV en el ojo de estudio. Las Figuras 5 y 6 son una serie de gráficos que muestran la desviación media del campo visual en los participantes del estudio a lo largo de un periodo de 18 meses. Los datos indican que ya hubo una mejora en la desviación media del ojo de estudio un mes después del implante. Las evaluaciones de la agudeza visual incluyeron la prueba de sensibilidad al contraste de Pelli-Robson (véase la Figura 7). Estos datos indican que ya hubo una mejora en la cantidad de letras identificadas por el ojo de estudio un mes después del implante. Especialmente, estos datos indican una mejora de la región central asociada con la conservación de la sensibilidad al contraste en el ojo de estudio (es decir, el ojo que recibió el dispositivo que secretaba CNTF).

Se evaluó el complejo de células ganglionares asociadas con los sectores superior-nasal e inferior-nasal a lo largo de un periodo de 18 meses. Los datos presentados en la Figura 8 demuestran un incremento progresivo del grosor del complejo de células ganglionares a lo largo del periodo de evaluación de 18 meses para el ojo de estudio. Las Figuras 9 y 10 presentan medidas del grosor del complejo celular ganglionar (CCG) superior-nasal e inferior-nasal, respectivamente, en participantes del estudio a lo largo de un periodo de 18 meses. Los datos indican un engrosamiento progresivo del CCG a lo largo del periodo de evaluación de 18 meses y que la mejora en la agudeza del campo visual se asocia con una mejora en el CCG correspondiente.

El estudio también observó evidencia de un mayor grosor de la capa de fibras nerviosas en los participantes del estudio que habían recibido el implante del dispositivo que secretaba CNTF. Véanse las Figuras 11, 12 y 16. Datos adicionales demuestran que hay una mejora en la capa retiniana externa global, capa retiniana externa superior-nasal y la capa retiniana externa macular inferior-nasal después del implante del dispositivo que secreta CNTF. Véanse las Figuras 13, 14 y 15. También se observaron importantes mejoras en el grosor de la capa de fibras nerviosas del nervio temporal (haz papilomacular). Véase la Figura 17. La Figura 18 presenta el aumento del grosor de la capa de fibras nerviosas retiniana en participantes seleccionados del estudio en el ojo de estudio en comparación con el ojo que recibió tratamiento simulado.

En conjunto, estos datos sugieren: 1) una mejora en el campo visual y conservación de la sensibilidad al contraste en los ojos tratados con CNTF en comparación con el otro ojo en mejor estado; 2) las mejoras en la función se correlacionan con mejoras estructurales en el engrosamiento por TCO de la capa de fibras nerviosas retiniana, capas del haz papilomacular, del complejo de células ganglionares y retiniana externa correspondientes; y 3) la mejoras estructurales y funcionales ya son evidentes 1 mes después del implante del dispositivo que secreta CNTF y persisten hasta al menos los 18 meses.

Ejemplo 3: Ensayo de atrofia geográfica (ejemplo de referencia)

Perfil de los pacientes y diseño del estudio

Se seleccionaron pacientes con atrofia geográfica (degeneración macular senil (DMS) seca) para este ensayo clínico en el que los participantes recibirían un dispositivo TCE intraocular que secretaba CNTF. Se diseñó el estudio para que fuera aleatorio, con doble enmascaramiento, controlado con un tratamiento simulado y se realizara en múltiples centros de investigación en EE. UU. El diseño del estudio incluyó pacientes con atrofia geográfica que recibirían un dispositivo que secreta una dosis baja de CNTF, un dispositivo que secreta una dosis elevada de CNTF o un tratamiento simulado en el otro ojo. Se seleccionaron 51 sujetos en total para el estudio: 27 recibieron el dispositivo con la dosis elevada, 12 recibieron el dispositivo con la dosis baja y 12 recibieron el tratamiento simulado.

La evaluación de la variable principal de valoración fue la agudeza visual mejor corregida de los participantes del estudio 12 meses después del implante. Se realizaron evaluaciones adicionales incluida una evaluación de seguridad de los participantes en el estudio. Se diseñó el estudio para que durara un año.

Dispositivo que secreta CNTF con una liberación sostenida

El dispositivo que secreta CNTF se ha detallado en el Ejemplo 1 anteriormente. Los participantes en el ensayo de atrofia geográfica recibieron un dispositivo que secretaba una dosis baja (5 ± 0,8 ng/día) o una dosis elevada (20 ± 3,0 ng/día) de CNFT, o un tratamiento simulado.

Implantación del dispositivo que secreta CNTF

El dispositivo se implantó como se ha detallado en el Ejemplo 1 anteriormente.

Evaluación de los pacientes después del implante

Se evaluaron los eventos adversos o trastornos oculares en los pacientes durante los exámenes de seguimiento. Véase la Tabla 4. Los datos de seguridad indican que las incidencias adversas no fueron más comunes en los receptores del implante que secreta CNTF en comparación con los que recibieron los procedimientos de tratamiento simulado.

Tabla 4: Eventos adversos/trastornos oculares en el ensayo clínico de atrofia geográfica

Se evaluaron los participantes para determinar el número de letras perdidas respecto a la evaluación inicial (es decir, antes del implante) 4 meses, 6 meses y 12 meses después del implante del dispositivo que secreta CNTF. Esta prueba de la agudeza visual midió el número de letras que los participantes en el estudio fueron capaces de discernir a partir de una tabla optométrica ETDRS. La Figura 19 muestra el porcentaje de sujetos que perdieron la capacidad de discernir menos de 15 letras a lo largo de un periodo de 12 meses. Los datos indican que un mayor porcentaje de los participantes en el estudio que recibieron el dispositivo que secretaba la dosis baja o elevada perdieron menos de 15 letras a lo largo del periodo de 12 meses en comparación con los participantes que recibieron los tratamientos simulados. De manera importante, solo aproximadamente un 4% de los participantes en el estudio que recibieron el implante que secretaba una dosis elevada de CNTF perdió más de 15 letras en comparación con aproximadamente un 16% de los participantes en el estudio que recibieron el dispositivo que secretaba la dosis baja de CNTF y con aproximadamente un 25% de los participantes que recibieron un tratamiento simulado. La cohorte de la dosis elevada del estudio también mostró una estabilización de la visión mayor en sujetos con una mejor agudeza visual inicial. Véanse la Figura 20, Tabla 5 y Tabla 6.

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Tabla 6: Los sujetos con una dosis elevada que tuvieron una mejor agudeza visual inicial mostraron una mayor estabilización de la visión después del implante que secreta CNTF

También se realizó un cribado en los participantes en el estudio para determinar el tamaño de la lesión de la atrofia geográfica a los 12 meses, después del implante del dispositivo CNTF. Los datos muestran que los sujetos que habían recibido el implante que secretaba la dosis baja o la elevada de CNTF tuvieron una evolución menor del tamaño de las lesiones de atrofia geográfica en comparación con los participantes con tratamiento simulado (véase la Tabla 7).

Tabla 7: Evolución del tamaño de lesiones de AG a los 12 meses después del implante del dispositivo TCE que secreta CNTF

Colectivamente, estos datos sugieren que el implante del dispositivo que secreta la dosis elevada o la dosis baja de CNTF tiene efectos beneficiosos para el tratamiento de la atrofia geográfica. Además, los dispositivos que secretan la dosis elevada de CNTF tienen un impacto mayor en lo que se refiere a mantener y reducir la evolución de la enfermedad en comparación tanto con los tratamientos de dosis baja como simulados.

Ejemplo 4: Características del dispositivo explantado

A todos los participantes del estudio en los estudios de RP, glaucoma y atrofia geográfica se les ofreció la opción de explantar el dispositivo que secreta CNTF al finalizar el estudio. Notablemente, pocos participantes eligieron retirar los dispositivos al final del ensayo. Una de las razones dadas para elegir no explantar el dispositivo es que el dispositivo continúa teniendo efectos beneficiosos.

Para evaluar si los dispositivos continuaron secretando CNTF después del periodo de estudio, se recogieron datos de los dispositivos explantados 6, 12, 18 y 24 meses después del implante. Justo después de retirar el dispositivo, se sumergió el dispositivo en medio acondicionado Endo-SFM (GIBCO BRL, Gaithersburg, MD) a 37 °C, 5% de CO²y un 95% de humedad durante 24 horas, y se determinó la tasa de CNTF. Se determinó la tasa de CNTF secretado mediante ELISA.

Los resultados del análisis ELISA del medio de cultivo se muestran en la Tabla 8. Se determinó que la tasa de liberación de CNTF diaria media de los dispositivos era de 0,19 ± 0,12 ng de CNTF/día para el dispositivo con la dosis baja, y la tasa de liberación de CNTF diaria media fue de 1,6 ± 0,1 ng de CNTF/día para el dispositivo con la dosis elevada.

Tabla 8: Cantidad de CNTF secretado a partir del dispositivo que secreta CNTF antes del implante vs. después del implante

El modelo farmacocinético indicó que el tiempo de permanencia medio (TPM) de CNTF (es decir, el momento al que se predice que los dispositivos producirán aproximadamente un 36% de las cantidades secretadas de CNTF en comparación con la cantidad de secreción de CNTF a los 6 meses) para el dispositivo de dosis baja sería de 30 meses, y el CNTF para el dispositivo de dosis elevada sería de 47 meses.

En conjunto, estos datos muestran sorprendentemente que los dispositivos continuaron produciendo CNTF a lo largo de periodos de tiempo prolongados mucho después de los periodos del diseño del estudio de 12 o 24 meses. Además, estos datos también sugieren que mantener los implantes en los ojos de los pacientes durante periodos de tiempo más prolongados puede ser beneficioso para el tratamiento de trastornos oftálmicos tales como RP, glaucoma y/o atrofia geográfica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo biocompatible para su uso en un método para tratar glaucoma en un paciente que la padece que comprende implantar el dispositivo biocompatible en un ojo del paciente, comprendiendo el dispositivo biocompatible: a) un núcleo que comprende:

i) entre 0,5-1 x 106 células ARPE-19 que están modificadas genéticamente para secretar el factor neurotrófico ciliar (CNTF), y

ii) una matriz que comprende una pluralidad de mononofilamentos retorcidos para formar un hilo o tejidos para formar una malla o retorcidos para formar un hilo que está en hebras no tejidas, donde las células se distribuyen sobre ellos; y b) una membrana semipermeable que rodea el núcleo, donde la membrana tiene un valor de corte del peso molecular (VCPM) nominal de aproximadamente 300 kD que permite la difusión del CNTF a su través;

donde dicho dispositivo biocompatible produce entre 0,1 y 20 ng/día de CNTF tras la implantación y cantidades eficaces desde un punto de vista terapéutico del CNTF durante al menos 12 meses después de la implantación.

2. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde el dispositivo biocompatible produce entre 0,6-5,0 ng/día de CNTF durante al menos 12 meses después de la implantación.

3. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 2, donde el dispositivo biocompatible produce entre 0,6-5,0 ng/día de CNTF durante al menos 2 años después de la implantación.

4. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde dicho tratamiento mejora la regeneración del nervio óptico, conserva o mejora la sensibilidad del campo visual, sensibilidad al contraste, desviación total de Garway-Heath, conserva o mejora el complejo de células ganglionares y/o el grosor de la capa retiniana externa, conserva o mejora la capa de fibras retiniana, o cualesquiera combinaciones de estos; preferiblemente donde la conservación o mejora de la sensibilidad del campo visual o sensibilidad al contraste corresponde a la conservación o mejora de la estructura anatómica de la retina.

5. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde dicho dispositivo se implanta en el vítreo, en el humor acuoso, en el especio periocular, en la cámara anterior, en la cámara posterior o en el espacio subtenónico.

6. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde los monofilamentos comprenden un material biocompatible seleccionado del grupo que consiste en acrílico, poliéster polietileno, polipropileno, poliacrilonitrilo, tereftalato de polietileno, nailon, poliamidas, poliuretanos, polibutéster, algodón de seda, quitina, carbono, y metales biocompatibles.

7. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 6, donde los monofilamentos comprenden fibras de tereftalato de polietileno (PET) que comprenden entre un 40-85% del volumen interno del dispositivo.

8. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde el dispositivo comprende además un ancla de fijación para anclar el dispositivo a una estructura ocular.

9. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde la membrana semipermeable comprende una membrana permselectiva, inmunoprotectora.

10. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 9, donde la membrana semipermeable tiene un tamaño de poro mediano de 100 nm.

11. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde la membrana semipermeable tiene un grosor de entre 90-120 pm.

12. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde el dispositivo se configura como una fibra hueca o una lámina plana, preferiblemente una fibra hueca.

13. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde la longitud del dispositivo está entre 4 mm - 11 mm.

14. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde el dispositivo tiene un diámetro interno de entre 0,9 mm - 1,2 mm.

15. El dispositivo biocompatible para el uso de la reivindicación 1, donde se cosuministra al menos una molécula con actividad biológica adicional desde el dispositivo, opcionalmente donde la al menos una molécula con actividad biológica adicional es de una fuente no celular o celular, preferiblemente donde la al menos una molécula con actividad biológica adicional es producida por una o más células ARPE-19 modificadas genéticamente en el núcleo.