[发明专利]用于治疗缺血性疾病或损伤的心脏成纤维细胞衍生的细胞外基质及其可注射制剂

说明书

公开了使用工程化的心脏成纤维细胞衍生的三维细胞外基质(ECM)的组合物和方法。ECM包括结构蛋白纤连蛋白，I型胶原蛋白，III型胶原蛋白和弹性蛋白，并且存在于工程化的细胞外基质中的结构蛋白质的60％‑90％是纤连蛋白。可用于治疗心脏病或缺血性疾病或损伤的组合物是可注射的组合物，其中ECM被切成小碎片或冻干成粉末。所公开的方法包括通过使由ECM制成的无细胞贴片与受伤组织接触而不伴随递送治疗细胞来治疗缺血性疾病或损伤的方法，以及通过使贴片本身或与治疗细胞种植的贴片接触受伤肢体组织来治疗缺血性肢体损伤的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年6月3日提交的美国临时申请序列号62/170,324的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

关于联邦资助的声明

研究或开发

本发明是在国立卫生研究院授予的DK080345和HHSN2682010000下由政府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。

背景技术

缺血是动脉血液流向组织，器官或四肢的中断。缺血导致细胞代谢所需的氧气和葡萄糖短缺，从而导致组织损伤或死亡(缺血性损伤)。

当心肌(心脏肌肉)血流量不足时，心肌缺血可导致心肌梗塞。心脏缺血性损伤是全球住院和死亡的主要原因，需要新的更有效的心脏缺血性损伤治疗来改善患者的结果。

具有不同于心脏缺血的病因学和标准治疗方案的肢体缺血是流向肢体的血液缺乏的结果。在美国，每年大约有两百万人患有肢体缺血。发生后，这些患者中有60％没有可用的良好治疗选择。缺血性溃疡是缺血性肢体损伤的常见形式，是易于反复感染的长期的、非痊愈性的疼痛创伤。通常，没有药物可以成功治疗缺血性肢体损伤。组织的血运重建和/或各种皮肤替代物的使用是常见的治疗方法，但是这些治疗并不总是足以挽救受伤的肢体，导致截肢作为唯一可行的治疗选择。

在先专利(美国专利号8,802,144，其通过引用全文并用于所有目的)和出版物(Schmuck，EG等人，Cardiovasc Eng Technol 5(1)(2014):119-131，在此引入作为参考)Schmuck等人描述了由工程心脏成纤维细胞衍生的细胞外基质制成的生物支架，其可以用作将治疗细胞转移至受损或患病的心脏组织的平台。用治疗细胞接种生物支架作为将治疗细胞递送至损伤或患病的心脏组织的机制。这种治疗方法需要进行侵入性和具有潜在的高风险手术，以将细胞接种的贴片放置在受损心脏的表面上。而且，这种治疗方法需要使用对患者来说是非内源性的治疗细胞，这进一步增加了复杂性、潜在风险和额外的调控障碍。最后，这种治疗方法特定供于心脏组织的损伤和疾病，不会被期望用于非心脏组织(例如肢体缺血性损伤)中发生的伤害。

由于这些原因，使用先前公开的由工程化的心脏成纤维细胞衍生的细胞外基质制成的生物支架的新组合物和方法是非常需要的。

发明内容

发明人在本文中证明，由美国专利8,802,144描述的工程化的心脏成纤维细胞衍生的细胞外基质制成的可注射组合物可以被制造并递送到心脏中。此外，本发明人在此证实，工程化的心脏成纤维细胞衍生的细胞外基质(无论是否接种治疗细胞)可以有效地治疗缺血性肢体损伤。最后，发明人在此证明，即使在不存在治疗性细胞的情况下，工程化的心脏成纤维细胞衍生的细胞外基质也可以有效地治疗缺血性心脏和缺血性肢体损伤。

因此，在第一方面，本公开内容包括用于治疗心脏疾病，心脏损伤或缺血性损伤的可注射组合物。该组合物包括工程化的心脏成纤维细胞衍生的细胞外基质的一个或多个片段，其包含结构蛋白纤连蛋白，I型胶原蛋白，III型胶原蛋白和弹性蛋白，其中工程化细胞外基质中存在的结构蛋白的60％至90％是纤连蛋白。一个或多个片段足够小以通过18号皮下注射针的注射开口。另外，该制剂包含可注射的药学上可接受的载体。

在一些实施方案中，工程化的心脏细胞外基质的结构蛋白不是化学交联的。