使用富集有功能性线粒体的干细胞的线粒体增强疗法制造技术

本发明专利技术提供了富集有健康的功能性线粒体的干细胞和利用此类细胞在需要的对象中缓解包括衰老和年龄相关疾病以及抗癌疗法的衰弱效应在内的令人衰弱的病症的治疗方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用富集有功能性线粒体的干细胞的线粒体增强疗法
本专利技术涉及富集有功能性线粒体的干细胞，以及利用此类细胞减轻包括衰老和年龄相关疾病在内的各种不同病症的虚弱效应以及抗癌疗法治疗的虚弱效应的治疗方法。
技术介绍
线粒体是存在于大多数真核细胞中，直径在0.5至1.0μm范围内的膜约束的细胞器。线粒体存在于几乎所有真核细胞中，其数目和位置随着细胞类型而变。线粒体含有它们自己的DNA(mtDNA)和自己的用于合成RNA和蛋白质的机制。mtDNA仅含有37个基因，因此哺乳动物体内的大多数基因产物由核DNA编码。线粒体在真核细胞中执行大量必不可少的任务，例如丙酮酸氧化、克雷布斯循环以及氨基酸、脂肪酸和甾类的代谢。然而，线粒体的主要功能是利用电子传递链和氧化磷酸化系统(“呼吸链”)产生作为三磷酸腺苷(ATP)的能量。线粒体参与的其他过程包括产热、钙离子储存、钙信号传导、程序化细胞死亡(凋亡)和细胞增殖。细胞内的ATP浓度通常为1–10mM。ATP可以使用单糖和复合糖(碳水化合物)或脂类作为能源通过氧化还原反应来生产。对于将要用于合成ATP的复杂燃料来说，首先需要将它们分解成更小的、更简单的分子。复杂的碳水化合物被水解成单糖例如葡萄糖和果糖。脂肪(甘油三酯)被代谢以给出脂肪酸和甘油。将葡萄糖氧化成二氧化碳的总过程被称为细胞呼吸，并且从单个葡萄糖分子可以产生约30个ATP分子。ATP可以通过大量不同的细胞过程产生。在真核生物体中用于产生能量的三个主要途径是糖酵解和柠檬酸循环/氧化磷酸化(两者均为细胞呼吸的组分)以及β-氧化。非光合真核生物的这种ATP生产大部分发生在线粒体中，所述线粒体可以占典型细胞总体积的接近25％。已知各种不同的线粒体障碍由线粒体DNA中的缺陷基因引起。属于本专利技术人的WO2016/135723公开了用于治疗线粒体疾病的线粒体富化的哺乳动物骨髓细胞。US2012/0058091公开了与线粒体障碍相关的诊断和治疗性治疗。所述方法包括将异源线粒体显微注射到卵母细胞或胚胎细胞中，其中所述异源线粒体能够在所述卵母细胞或胚胎细胞中实现至少正常水平的线粒体膜电位。WO2001/046401公开了通过跨物种核移植产生的胚胎或类干细胞。核转移效率通过引入相容的细胞质或线粒体DNA(与供体细胞或核相同或相似的种类)来增强。WO2013/002880描述了包含生物能药剂的组合物和方法，其用于恢复衰老的卵母细胞的质量、增强卵原干细胞或改善其衍生物(例如细胞质或分离的线粒体)，以用于增强生育力的程序中。US20130022666提供了包含脂类载体和线粒体的组合物以及将外源线粒体递送到细胞的方法和在需要的哺乳动物对象中治疗与线粒体功能障碍相关的障碍或逆转所述障碍的发展的方法。WO2017/124037涉及包含分离的线粒体或合并的线粒体药剂的组合物以及使用此类组合物治疗障碍的方法。US20080275005涉及线粒体靶向性抗氧化化合物。所述专利技术的化合物包含共价偶联到抗氧化组成部分的亲脂性阳离子。US9855296描述了一种在需要的人类对象中增强心或心血管功能的方法，所述方法包括向所述对象给药足以增强所述心或心血管功能的量的包含分离的且基本上纯的线粒体的药物组合物，其中所述线粒体是同系线粒体或同种异体线粒体。US9603872提供了用于在由线粒体功能障碍引起的障碍的治疗中进行线粒体替换的方法、药剂盒和组合物。所述专利技术还描述了在线粒体结构异常的基础上诊断神经精神(例如双相障碍)和神经变性障碍的方法。US20180071337公开了一种治疗性组合物，其包含从细胞分离的人类线粒体和可药用赋形剂，其中所述线粒体可以与或不与至少一种多肽或糖蛋白一起存在于包含脂质双层的载体、囊泡或脂质体中。US20010021526提供了与线粒体缺陷相关的疾病的细胞和动物模型。描述了作为模型系统用于研究与线粒体缺陷相关的障碍的胞质杂种细胞系。属于本专利技术人的WO2013/035101涉及线粒体组合物和使用它们的治疗方法，并公开了部分纯化的功能性线粒体的组合物和使用所述组合物治疗从线粒体功能提高获益的病症的方法，所述方法包括向需要的对象给药所述组合物。已报道了诱导线粒体转移到宿主细胞或组织中的尝试。大多数方法需要通过注射进行线粒体的主动转移(例如McCully等，AmJPhysiolHeartCircPhysiol.2009,296(1):H94-H105)。被吞没在媒介物例如脂质体内的线粒体的转移也是已知的(例如Shi等，EthnicityandDisease,2008；18(S1):43)。已显示，线粒体转移可以在体外在细胞之间自发发生，尽管只能确定是mtDNA而不是完整的功能性线粒体被转移(例如Plotnikov等，ExpCellRes.2010,316(15):2447-55；Spees等，ProcNatlAcadSci,2006；103(5):1283-8)。也已证实了通过胞吞或内化进行的体外线粒体转移(Clark等，Nature,1982:295:605-607；Katrangi等，RejuvenationResearch,2007；10(4):561-570)。US20110105359提供了采取自维持体形式的细胞以及细胞和亚细胞级分的低温冻存的组合物。另一方面，在早期再灌注期间为提供心脏保护而注射分离的线粒体的尝试显示心脏保护需要新鲜分离的线粒体，因为冷冻的线粒体无法提供心脏保护，并且与新鲜分离的线粒体相比表现出明显降低的氧消耗量(McCully等，同上)。WO2016/008937涉及将从供体细胞群体分离的线粒体细胞间转移到受体细胞群体中的方法。所述方法对一定量的线粒体显示出提高的转移效能。US2012/0107285涉及细胞的线粒体增强。某些实施方式包括但不限于修饰干细胞的方法或将修饰的干细胞给药到至少一个生物组织的方法。衰老是许多人类疾病的最大已知风险因素之一。年龄相关疾病是最常见的疾病，随着衰老的增加其频率增加。本质上，年龄相关疾病是由衰老引起的并发症。年龄相关疾病应该与衰老过程本身区分开，因为所有成年动物都会衰老，但并非所有成年动物都会经历年龄相关疾病。线粒体质量和活性的下降已与正常衰老相关联，并与广范围的年龄相关疾病的发生相关。线粒体对衰老过程的特定方面包括细胞衰老、慢性炎症和干细胞活性的年龄依赖性下降有贡献。大量的支持性证据表明，由于线粒体DNA突变的积累，线粒体功能障碍随着衰老而发生。已显示，在人类脑、心脏、骨骼肌和肝组织中，各种不同的线粒体DNA点突变随衰老而显著增加。在动物模型和人类两者中，也已报道线粒体DNA缺失/插入的频率随着年龄增加而提高。据推测，复制周期和线粒体DNA突变的积累可能是干细胞衰老背后的保守机制，使得线粒体影响或调控衰老的许多关键方面(Sun等，Cell,2016,61:654-66；Srivastava,Genes,2017,8:398；Ren等，Genes,2017,8:397本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在对象中治疗或减轻令人衰弱的病症的药物组合物，所述药物组合物包含至少10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180722 US 62/701,7831.一种用于在对象中治疗或减轻令人衰弱的病症的药物组合物，所述药物组合物包含至少105至2x107个人类干细胞/千克对象体重，所述人类干细胞被悬浮在能够支持所述细胞生存的可药用液体介质中，其中所述人类干细胞富集有冻融过的健康的功能性外源线粒体，并且其中所述令人衰弱的病症选自衰老、年龄相关疾病和抗癌治疗的后遗症。


2.权利要求1所述的药物组合物，其中所述富集包括在所述干细胞中引入剂量为至少0.088直至176毫单位CS活性/百万个细胞的线粒体。


3.权利要求2所述的药物组合物，其中所述富集包括将所述干细胞与剂量为0.88直至17.6毫单位CS活性/百万个细胞的线粒体相接触。


4.权利要求1所述的药物组合物，其中所述抗癌治疗选自辐射、化疗和使用单克隆抗体的免疫疗法。


5.权利要求1所述的药物组合物，其中所述干细胞是自体的、同系的或来自于供体。


6.权利要求1所述的药物组合物，其中所述干细胞是多能干细胞(PSC)或诱导性多能干细胞(iPSC)。


7.权利要求1所述的药物组合物，其中所述干细胞是间充质干细胞。


8.权利要求1所述的药物组合物，其中所述干细胞源自于脂肪组织、口腔粘膜、血液或脐带血。


9.权利要求1所述的药物组合物，其中所述干细胞源自于骨髓细胞。


10.权利要求1至9所述的药物组合物，其中所述人类干细胞包含共同髓系祖细胞、共同淋巴系祖细胞或其任何组合。


11.前述权利要求中的任一项所述的药物组合物，其中所述干细胞是CD34+细胞。


12.前述权利要求中的任一项所述的药物组合物，其中所述干细胞被至少部分纯化。


13.权利要求1至12中的任一项所述的药物组合物，其中所述健康的功能性线粒体源自于选自下述的细胞或组织：胎盘，在培养物中生长的胎盘细胞和血液细胞。


14.权利要求1所述的药物组合物，其中所述药物组合物被给药到患有选自衰老、年龄相关疾病和抗癌治疗的后遗症的令人衰弱的病症的对象。


15.权利要求14所述的药物组合物，其中所述药物组合物被给药到特定组织或器官。


16.权利要求14所述的药物组合物，其中所述药物组合物通过系统性肠胃外给药来给药。


17.权利要求16所述的药物组合物，其包含至少约106个线粒体富化的人类干细胞/千克患者体重。


18.权利要求1-15中的任一项所述的药物组合物，其包含总共约5x105至5x109个富集有人类线粒体的人类干细胞。


19.权利要求1至18中的任一项所述的药物组合物，其中所述药物组合物向对象的给药通过肠胃外途径来进行，所述肠胃外途径选自静脉内、动脉内、肌肉内、皮下、腹膜内和直接注射到组织或器官中。


20.权利要求1至19中的任一项所述的药物组合物，其中线粒体富化的人类干细胞具有：
相对于线粒体富集之前所述干细胞中的相应水平
(i)提高的线粒体DNA含量；
(ii)提高的CS活性水平；
(iii)提高的选自琥珀酸脱氢酶复合物亚基A(SDHA)和细胞色素C氧化酶(COX1)的至少一种线粒体蛋白的含量；
(iv)提高的O2消耗速率；
(v)提高的ATP生产速率；或
(vi)其任何组合。


21.一种使人类干细胞富集有功能性外源线粒体的离体方法，所述方法包括下述步骤：
(i)提供第一组合物，其包含来自于患有令人衰弱的病症的个体或来自于供体的多个分离的或部分纯化的人类干细胞；
(ii)提供第二组合物，其包含从健康供体获得的多个分离的或部分纯化的冻融过的人类功能性线粒体；
(iii)将所述第一组合物的人类干细胞与所述第二组合物的冻融过的人类功能性线粒体以0.088-176mUCS活性/106个干细胞的比例相接触；以及
(iv)将(iii)的组合物在允许所述冻融过的人类功能性线粒体进入所述人类干细胞的条件下温育，从而使所述人类干细胞富集有所述人类功能性线粒体；
其中经富集的人类干细胞的功能性线粒体含量可检测地高于所述第一组合物中的人类干细胞的功能性线粒体含量。


22.权利要求21所述的方法，其中所述第一组合物中的干细胞从衰老对象或供体获得。


23.一种使人类干细胞富集有功能性外源线粒体的离体方法，所述方法包括下述步骤：
(i)提供第一组合物，其包含来自于患有恶性疾病的个体或来自于健康供体的多个分离的或部分纯化的人类干细胞；
(ii)提供第二组合物，其包含从同一个体或从健康供体获得的多个分离的或部分纯化的冻融过的人类功能性线粒体；
(iii)将所述第一组合物的人类干细胞与所述第二组合物的冻融过的人类功能性线粒体以0.088-176mUCS活性/106个干细胞的比例相接触；以及<...

【专利技术属性】
技术研发人员：娜塔莉·伊夫吉奥哈纳，乌列·哈拉维，史密尔·布克施班，诺亚·谢尔，
申请(专利权)人：米诺维亚疗法有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL