Ingeniería de Tejidos - FBMC - Universidad de Buenos Aires

BIENVENIDOS A
CRAVERI
Nuestra larga historia
• Nuestra historia comienza en 1821. En una
revolución fracasada que llevó al exilio a Pedro
Carta (médico y físico) y a Carlos Ferraris
(naturalista y farmacéutico).
• Continúa en Londres donde el primero se
encuentra con Bernardino Rivadavia (17801845), político argentino quien, en las Provincias
Unidas del Río de la Plata adoptó la idea de una
república centralizada y financió la creación de la
Universidad de Buenos Aires y del Archivo
Nacional.
Nuestra larga historia
• De este encuentro surge el viaje de Pedro Carta para
incorporarse a la Universidad. Por gestión de este también
se incorpora Carlos Ferraris.
• La historia sigue así en Buenos Aires donde, además de su
gestión en la Universidad y en otras funciones, Ferraris
abre, en 1829, una botica. Esa botica, una de las pioneras,
es vendida a Sergio Demarchi cuando Ferraris retoma su
sueño de volver a su tierra natal.
• Demarchi, de origen suizo, funda también una droguería. El
emprendimiento continúa luego en manos de sus hijos y, en
1875 se asocia el genovés Domingo Parodi.
Nuestra larga historia
•
Es en 1881 que la botica vende zarzaparrilla
de Bristol para “cuando hay impurezas en la
sangre”, el “tónico de hierro, carne y vino”,
entre otros.
•
En 1887, a una Buenos Aires que empieza a
estrenar alumbrado público, que ve el
comienzo de las obras de Puerto Madero, que
cuenta con 20 teatros, 110 colegios primarios
y quince hospitales, llegan más de 50.000
inmigrantes italianos, entre ellos, Juan
Bautista Craveri, con casi 28 años de edad.
Nacido en el Piamonte y doctorado en
Química y Farmacia dos años antes.
Nuestra larga historia
•
Se incorpora a la firma
Demarchi-Parodi-Craveri.
• Produjo una inyección de
energía creativa y
conocimiento.
• La botica y la droguería
originales empezaron a tomar
un perfil más y más industrial,
y a ampliar y ocupar sucesivas
sedes para poder realizar los
procesos..... hasta que Craveri
se queda con el total de la
compañía.
ULTRAMAN:
- 10 Kilómetros a nado,
- 415 en bicicleta,
- 85 kilómetros corriendo
IROMAN
- 3,86km a nado.
- 180km en bicicleta.
- 42,2km corriendo
Tiempo límite de 17h
CRAVERI
Planta de producción de formas farmacéuticas polvos,
granulados, comprimidos y comprimidos recubiertos.
CRAVERI
Dos Plantas autónomas dedicada íntegramente a
la fabricación de productos hormonales.
CRAVERI
Planta para la elaboración de productos
celulares
CRAVERI
Etapa 1: Nueva planta en el Parque Industrial de
Pilar (38.890 m2)
Ingeniería de Tejidos
Problemática actual
DAÑO DE UN TEJIDO (pérdida por trauma o falla
por enfermedad)
LIMITACIO
Estrategias médicas:
NES
Quirúrgicas
-Transplante de órgano Donantes limitantes,
de
(de un paciente a otro necesidad
Un tejido no puede
inmunosupresión
o xenotransplante)
reemplazar la totalidad
-Transferencia de un
tejido sano del mismo de las funciones de otro
tejido
y hay
riesgos de
Riesgos
de
infección,
no
paciente
a
la
zona
-Reemplazo mecánico
complicaciones
siempre
se logra
dañada
(por Ej.: prótesis de
durabilidad del efecto y
articulación, diálisis)
biocompatibilidad; su
Administración de productos metabólicos (por ej:
utilización en niños
insulina) desbalance del metabolismo, por falta de
conlleva más
mecanismos feed-back
complicaciones
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Que pasa en Argentina?
Pacientes inscriptos en lista de espera
Que pasa en Argentina?
Pacientes transplantados
Sólo se llega a transplantar el 17% de las personas
que están en lista de espera (el 15% de los órganos
y el 20% de los tejidos)
Ingeniería de Tejidos
Área interdisciplinaria emergente de la ciencia
que aplicaBIOLOGÍA
los principios de la biología e
Biol. Molecular MEDICINA
y celular, genética
, Cirugía,
ingeniería para
desarrollar
substitutos viables
bioquímica, Medicina experimental
que mejoren Inmunología
o reemplacen tejidos u órganos
BIOINGENIERÍA
dañados
Tecnología de cultivo,
biotecnología,
ingeniería,
sc. materiales
Robert Langer and Joseph Vacanti.
Tissue Engineering. Science 1993; 260:920-926
Ingeniería de Tejidos
Robert Langer
Joseph Vacanti
1995- Generan una oreja Humana
Ingeniería de Tejidos
1996- Tratamiento de un niño con Síndrome de
Poland
Ingeniería de Tejidos
1998- Reconstruyen una falange de un
operario
Universidad de Massachuset
1999- Apligraf en Epidermolisis bullosa
Ingeniería de Tejidos
Ingeniería de Tejidos
Warnke et al.
Growth and Transplantation of a
Custom Vacularised Bone Graft
in a Man. Lancet 2004; 364:766770.
Ingeniería de Tejidos
Warnke et al.
Growth and Transplantation of a
Custom Vacularised Bone Graft
in a Man. Lancet 2004; 364:766770.
Ingeniería de Tejidos
Warnke et al.
Growth and Transplantation of a
Custom Vacularised Bone Graft.
Lancet 2008; 123:41-51.
Ingeniería de Tejidos
Hitos
Anthony Atala.
Growth an Artificial Kidney. TED October 2011
HERRAMIENTAS
Células
Biomateriales
Moléculas
Células indiferenciadas
(Células madre)
aquellas que pueden:
autoperpetuarse
y generar células
diferenciadas
Polímeros
Naturales
Derivados de MEC
Biocompatibles
Mecanismo biológicos de
degradación
Purificación
Sintéticos
Generados por procesos
controlados
+/- rango de respuesta
biológica
+/- rango de degradación
Protocolos establecidos
HERIDAS CRÓNICAS
Úlcera crónica
La regeneración tisular está arrestada en la fase
inflamatoria.
Esta condición es la consecuencia de un proceso
multifactorial tanto local como sistémico.
Alteración de la actividad
celular
Migración/
Proliferación
Fenotipo
senescente
Fibroblasto(↑p53
(fosforilada) y p21)
Secreción de factores
de crecimiento y
citoquinas
Liberación
de proteasas
Producción
MEC
Promueven la
angiogénesis
mediante la síntesis
de FC
MEC remodelación
Alteración de la actividad
celular
•
↑proliferación
•↓diferenciaci
ón
•↓actividad
migratoria.
Novedosos enfoques para mejorar
el tratamiento
MEDICINA REGENERATIVA
REPARAR
RESTAURAR
REEMPLAZAR
REGENERAR
Obtención de una
biopsia
Implante
Procesamiento
(aislamiento y
selección celular)
Inyección
Expansión in
vitro
Generación de
una matriz
(Biomaterial)
Construcción del sustituto
biológico
Formación de un
neotejido
VASOS
CARTÍLAGO
PIEL
HUESO
EPITELIO
INGENIERÍA DE
TEJIDOS:
Campos de aplicación
MÚSCULO
NERVIOS
VÁLVULA
CARDÍACA
RIÑÓN
(ayudan al cierre temporario o permanente de heridas, sustituyen una o
más funciones de la piel)
Según su
composición
Según su
origen
Celulares (células viables)
Acelulares (biomateriales)
Xenoinjertos
(tejidos y/o células de otra
especie)
Aloinjertos
(tejidos y/o células de un
individuo de la misma especie
que el receptor)
Autoinjertos
(tejidos y/o células de un
individuo de la misma especie
que el receptor)
Según su
función
Dérmicos
Epidérmicos
Dermo-epidérmicos
A menor o mayor
tiempo,
son rechazados
Integración a largo
plazo
DISPOSITIVO DERMOEPIDÉRMICO AUTÓLOGO
•
(Dispositivo Dermo-Epidérmico autólogo)
sustituto biológico de piel formado por 2 capas:
formada por queratinocitos
autólogos estratificados (hasta la capa córnea)
compuesta de fibroblastos autólogos en
un
(PPP) autólogo.
Epidermis
Epidermis
Dermis
Queratinocitos
Fibroblastos
Plasma pobre en plaquetas
Dermis
• Discos circulares de 41 mm y 75 mm de diámetro. Se
transportan en un medio nutritivo de agarosa. Craveri S.A.I.C.
75 mm
41 mm
Agarosa
Infraestructura
GMP
Aprobación
ANMAT/
INCUCAI
Obtención de muestras de tejidos
Aislamiento, selección y cultivo celular
Generación de biomaterial
Diferenciación celular
Músculo esquelético
Córnea
Piel
Cartílago
Armado tridimensional
Reproducibilidad (Validación de procesos)
Células
Caracterización
Músculo Liso
de
Epitelio Anterior de córnea
Cuerpo Cavernoso
Controles de calidad
Desarrollo
Queratinocitos
Biomateriales
Mioblastos
Moléculas
Investigación
preclínica
Se basa principalmente, pero no
exclusivamente, en estudios en animales
Anualmente se utilizan entre 50 a 100
millones de animales
Se prueban cerca de 1.000 drogas
potenciales para que sólo una alcance la
fase de investigación clínica
Pruebas metabólicas (farmacocinética)
Pruebas de la toxicología
Estudios de eficacia
Estudios de integración y rechazo
Biocompatibilidad
Toxicidad embrionaria, o el poder
carcinogénico.
Investigación
clínica
Es un estudio sistemático científico realizado con un
tratamiento innovador aplicado sobre seres humanos
voluntarios, sanos o enfermos, con el fin de descubrir
o verificar sus efectos terapéuticos y/o identificar
reacciones adversas y/o estudiar la absorción,
distribución, metabolismo (biotransformación) y
excreción.
Investigación
clínica
Ensayos en fase I
Evaluar si un tratamiento nuevo es seguro y
su mejor forma de administrarlo.
Se recopilan datos sobre la dosis, la frecuencia y la
seguridad del tratamiento.
Suelen incluirse de 15 a 30 pacientes.
Investigación
clínica
Ensayos en fase II
Brindan información más detallada sobre la
seguridad del tratamiento y evalúan su eficacia
Habitualmente participan menos de 300 pacientes
(40 -100 pacientes).
Aunque el objetivo principal es comprobar si el
tratamiento funciona, se sigue vigilando
estrechamente los efectos secundarios de los
pacientes.
Investigación
clínica
Ensayos en fase III
Comparar el nuevo tratamiento con el tratamiento
estándar (actual) para esa enfermedad específica
con el fin de averiguar si el tratamiento nuevo es
mejor y/o si causa menos efectos secundarios que
el tratamiento estándar actual.
Gran cantidad de pacientes (de cientos a miles)
Son estudios aleatorizados
Se comparan al menos dos (y a menudo más de
dos) opciones de tratamiento.
Investigación
clínica
Ensayos
en fase IV
Ensayos en fase
IV
Comienza luego del que el tratamiento recibe el
permiso para ser comercializado.
Farmacovigilancia: detectar cualquier efecto
nocivo raro o del largo plazo en una población de
pacientes mucho más grande y un plazo más largo
que durante los ensayos clínicos de la fase I-III.
La fase IV pueden dar lugar a una droga se retire
del mercado o que se restringa su uso a ciertas
aplicaciones
Las células que componen el DDE están en
y poseen muy alta
Se cultivan en
en donde el
suministro de oxígeno y nutrientes se realiza por difusión
El
de células produce más factores extracelulares
que los queratinocitos o fibroblastos solos.
La biomatriz depositada por las células crea un
para la migración y proliferación de las
células involucradas en la cicatrización y la
Reemplazo del tejido faltante (símil injerto de piel)
Cubierta oclusiva (impidiendo el ingreso de gérmenes y la
pérdida de líquidos)
Producción de factores de crecimiento
“BIOREACTOR”
Promueven la angiogénesis
Estimulan la proliferación y migración de queratinocitos y
fibroblastos de los bordes de la herida
Estimulan la síntesis de matriz extracelular
Las células que conforman el DDE sensan las condiciones
presentes en el lecho ulceral y responden de manera
“inteligente” a dichas condiciones.
VEGF, TGF-α
PDGF, PD-ECGF
KGF, Defensinas
S! MEC
PDGF, EGF, FGF-7,
CTGF,Activina
Úlcera
Debridación
Implante
10 días de vigencia
Obtención de
muestra de piel
Hasta 10 días
Separación
enzimática
Fibroblastos
Fibroblastos
Dermis
Cultivo primario
Expansión in vitro
Suspensión
celular
Epidermis
Queratinocitos
2- 4 semanas
Queratinocitos
2- 3 semanas
Desarrollo
Muestra de
tejido
Separación de la
epidermis y dermis
Cultivo celular
Digestión enzimática
Desarrollo
Desarrollo
Migración/
Proliferación
De tejido vecino
influenciada por
GF/citoquinas
– PDGF
– EGF
– FGF-7
– CTGF
– Activina
Liberación
de proteasas
Producción
de MEC
Colágeno
Elastina
Proteoglicanos
Laminina
Fibronectina
Elastina
Angiogénesis
Células
cultivadas
Resistentes
a la hipoxia
Alto índice
proliferativo
GF/
citoquinas
– FGF-7
– EGF
– Activina
Desarrollo
Fuente
de
Queratinocitos
Desarrollo
Queratinocitos
Colonia
Desarrollo
Las células epiteliales requieren de moléculas de adhesión
secretradas
los fibroblastos
su adhesión
a los recipientesy
Análisispor
microbiológico
parapara
Hongos
y Bacterias(esterilidad
demicoplasma)
cultivo.
Realizar pruebas in vitro y/o in vivo para determinar la
presencia de agentes virales adventicios bovinos y murinos (12
virus diferentes)
Determinar la Identidad de las células
Determinar la pureza de las células del banco
Determinar la estabilidad fenotípica y genética del BMC
después de múltiples subcultivos y criopreservaciones.
Swiss 3T3 en crecimiento
Cocultivo de Swiss 3T3
+ Queratinocitos
Desarrollo
Barrera de
protección
Epitelio
estrateficado y
cornificado
Defensinas
Diferenciación de
fibroblastos
Formación
de MEC
Angiogénesis
Producción
citoquinas
Formación de la
membrana
basal
VEGF
TGF-α
PDGF
PD-ECGF
Quimioatractantes
– VEGF
– KGF
Desarrollo
Fibrina: matriz temporaria durante la
cicatrización de las heridas.
Aporta un esqueleto en el cual las
células pueden adherirse, crecer y
diferenciarse.
Plasma (55%)
PRP
Al ser un biomaterial natural los
Paquete celular
productos de su degradación también son
biocompatibles
No inmunogénico (autólogo)
Tiene propiedades inductoras de la
migración y adhesión celular.
FGF-2 que aumenta la proliferación de
células endoteliales
•90% de agua
•fibrinógeno,
•fibronectina
•glúcidos
• lípidos,
•urea.
•FGF-2
Desarrollo
Desarrollo
+
PPP
=
Suspensión de
fibroblastos
Dermis artificial
Desarrollo
+
PPP
+
Cl2Ca
+
=
Trombina Fibroblastos
humana
Crecimiento homogéneo de los
fibroblastos
Secreción de colágeno I, IV, y otros
componentes de la MEC
La células pueden migrar en la matriz
por degradación enzimática
NEODERMIS
Desarrollo
+
=
Suspensión de
fibroblastos
PPP
=
+
Dermis artificial
Dermis artificial
Queratinocitos en
suspensión
Dispositivo
dermo-epidérmico
Desarrollo
Controles de
:
ausencia de crecimiento (Hongos
y Bacterias)
Controles de esterilidad:
ausencia de
(por
PCR)
Controles de
por el
método de LAL (lisado de
amebocitos del cangrejo Limulus
polyphemus): ausencia de
pirógenos
Desarrollo
Controles de
(Soft Agar):
presencia de células con fenotipo
tumoral
Queratinocitos
3T3
T84
T84
Queratinocitos
Desarrollo
Controles de
: ausencia de
mutaciones en los codones 12 y 13
del oncogen N-ras
A. Control
normal
B. Control
mutado
C. Queratinocitos
y fibroblastos
Las mutaciones en la familia de los protooncogenes RAS son muy
frecuentes, encontrándose entre el 20 y el 30 % de todos los
cánceres humanos
Desarrollo
H&E
histológica (H&E)
Identificación de la
:
inmunomarcación para Vimentina
Identificación de la
: inmunomarcación para
colágeno IV y Laminina
Vimentina
Laminina
Colágeno IV
Desarrollo
Identificación de la
Inmunomarcación para
pancitoqueratinas
:
Pancitoqueratina
: inmunomarcación para Ki67, P63 y TGF-β
P63
Ki67
TGF-β
β
Investigación
preclínica
Investigación
preclínica
Control
Tratado
Tratado
Control
Son un conjunto de normas y procedimientos a seguir
para conseguir que los productos sean fabricados de
manera consistente y acorde a ciertos estándares de
calidad.
Las GMP abarcan todos los aspectos de la
fabricación del producto.
• Procesos de producción definidos
y validados.
•
Personal entrenado y calificado.
• Estructura edilicia y equipos adecuados.
• Procedimientos operativos e instructivos escritos y
aprobados.
• Registro de todos los pasos en el proceso de
producción.
• Completa trazabilidad del producto y de los insumos.
• Controles ambientales.
Controles de calidad de materias primas, intermediarios y
producto final.
•
• Almacenamiento.
• Transporte.
Investigación
clínica
IDDEA
Investigador principal: Dr. Rubén Vellettaz
Investigación
Ensayoclínica
preliminar
destinado a la puesta a punto para un ensayo
posterior más importante. Sirven para definir el estadio inicial, la
evolución, los métodos de evaluación de los resultados, tipo de
pacientes y tratamientos.
Implante de Dispositivos Dermo Epidérmicos de
Son los más apropiados, antes de diseñar un estudio comparativo
origen así
Autólogo
el tratamiento
demuestra
úlcera
completo,
como parapara
determinar
el tamaño de la
para
posteriores
estudios.
resistente
de etiología venosa
Estudio clínico piloto para evaluar la eficacia y
seguridad del implante de dispositivos dermo
epidérmicos de origen autólogo en pacientes
con úlcera resistente de etiología venosa
Fase I/II
Evaluar eficacia y seguridad
sin comparador
Grupo control bibliográfico
Investigación
clínica
• Estudio prospectivo
• Patología a tratar: úlcera venosa crónica (resistente
tratamientos convencionales)
• Cantidad de pacientes: 25 (justificación estadística
utilizando la bibliografía de referencia)
• Seguimento: 6 meses
• Tratamiento: Debridación + DDE + terapia compresiva
• Tratamiento de referencia: Debridación + Terapia
compresiva (datos bibliográficos)
Mismos criterios
de inclusión y
exclusión
Desarrollo
Investigación
preclínica
Investigación
clínica
IDDEA
OBJETIVOS PRIMARIOS
• Eficacia: se espera una mayor proporción de úlceras
completamente cerradas en comparación con datos bibliográficos.
• Seguridad: registro de eventos adversos durante todo el estudio.
OBJETIVOS SECUNDARIOS
• Mayor velocidad de cicatrización.
• Mejora en el estado general de los pacientes.
• Mejora en la calidad de vida en relación directa a la IVC.
• Disminución del dolor.
Investigación
clínica
FINALIZADO EL ESTUDIO IDDEA
ESTUDIO FASE III
MULTICÉNTRICO
RANDOMIZADO
CONTROLADO: GRUPO CONTROL (TERAPIA
ACTUAL)
ABIERTO (NO CIEGO)
IDDEA
Procedimiento
IDDEA
Procedimiento
IDDEA
Procedimiento
Nuestros desarrollos
Desarrollo
Investigación
preclínica
Investigación
Cultivo de endometrio
Regeneración discos intervertebrales
Células mesenquimáticas
Cultivo de hueso en matriz
Cultivo de condrocitos en matriz
Células de cuerpo cavernoso
Suspensión de mioblastos (incontinencia)
CONDROMAX Suspensión de condrocitos autólogos
EPIBIO Láminas de epitelio corneal
ARTSKIN Dispositivos dermo-epidérmicos
Investigación
clínica
Diseño y puesta a
punto
Pruebas en
animales
Comercialización
Diseño del
ensayo clínico
Pruebas
clínicas
Suspensión de Condrocitos
CONDROMAX®
Lesión en
cartílago articular
X
Reparación /
regeneración
No vascularizado (bajo
potencial de cicatrización)
Cascada de eventos
químicos y mecánicos
Condrocitos: capacidad
migratoria y replicativa
disminuida
Enfermedad
degenerativa de rodilla
Suspensión de Condrocitos
Procedimiento
Elaboración CONDROMAX

Muestra de cartílago
Procesamiento Mecánico
o Remoción de la lámina
de pericondrio.
o Eliminación de hueso
contaminante.
o Corte en láminas.
Digestión enzimática
Cultivo celular
Cultivo monocapa
Matriz 3-D
Condrocitos
DESDIFERENCIADOS
Condrocitos
REDIFERENCIADOS
Protocolo IMPACTO
Lesión condral
Área de lesión condral de
aproximadamente 10,5 mm2,
edema de médula ósea y
derrame articular.
Protocolo IMPACTO
Implante de la suspensión
Protocolo IMPACTO
Seguimiento
Resonancia Magnética Nuclear
Área de lesión condral
de aproximadamente
10,5 mm2, edema de
médula ósea y
derrame articular.
Antes del tratamiento
Cartílago hialino
discretamente
irregular, de
superficie homogénea
con espesor adecuado.
Líquido articular
normal. Leve edema
subcondral
Un año post-implante
Láminas de Epitelio
Autólogo de Córnea
Células madre limbares
CÓRNEA
LIMBO
CONJUNTIVA
Deficiencia total de células madre limbares
Pérdida de células epiteliales
Invasión de células de la conjuntiva
Pérdida de visión
Alternativas
Ingeniería de tejidos
Láminas de Epitelio Autólogo
de Córnea
Estudio Preclínico
Biopsia
Células creciendo
sobre 3T3 i
Células
sembradas sobre
una matriz
Plasma o Fibrina
+
Generación de los discos con matriz
Lámina de
epitelio
Láminas de Epitelio Autólogo
de Córnea
Lesión
Implante
Treated
K3/K12
Resultados (2 meses)
Resultados (1 año)
Control
K19
K19
K3/K12
Productos aprobados
United Kingdom (2)
MySkin
CryoSkin
U.S.A. (11)
Epicel
Dermagraft
TransCyte
Apligraf
OrCel
Carticel
Osteocel plus
Provenge
Laviv
Hemacord
Gintuit
Germany (9)
Bioseed-S
EpiDex/eurokinin
Chondrotransplant
CACI/MACI
Bioseed-C
ACI-Maix
Chondrokin
CaReS
Chondrotrarrsplant
Canada (2)
Prochymal
ReCell
Italy (1)
Laserskin
Belgium (2)
ChondroCelect
Lyphoderm
Netherlands (1)
Cellactive
Sweden (1)
Hyalograft-C
Epidex
China (2)
Antifu/ActivSkin
CaReS
Denmark (1)
Cartilink-3
Slovenia (1)
ControArt
Singapore (2)
Chondrotransplant
Cartogen
Australia (2)
ReCell/CellSpray
Cartogen
New Zealand (1)
Prochymal
Source
J-TEC,
Korea (19)
Chondron
Holoderm
Kaloderm
Karaheal
Innolak
Creavax-RCC Inj.
Adipocell
Immuncell-LC
NKM Inj
Hyalograft 3D
RMS Ossron
Autostem
Queencell
Cureskin
Kaloderm (new ind)
LSK Autograft
Hearticellgram-AMI
Cartistem
EpiSkin
Epibase
Japan (2)
JACE
JACC