[发明专利]可溶性细胞外基质组合物和用于血管内递送的方法

说明书

提供了组合物以及用于组合物制造和使用的方法，所述组合物包括用于血管内递送的可溶性细胞外基质级分，所述可溶性细胞外基质级分原位形成凝胶或覆盖层以用于治疗各种组织中的心肌梗死和缺血以及内皮损伤/功能障碍。

相关申请交叉引用

本申请要求提交于2018年10月25日的美国临时申请第62/750,303号的优先权权益，将所述申请通过援引并入本文。

政府赞助

本发明是在美国国立卫生研究院(NIH)授予的第HL113468号资助的政府支持下完成的。政府具有本发明的某些权利。

技术领域

本发明涉及可输注的可溶性细胞外基质组合物以及用于微创递送至组织/器官/细胞，包括缺血性或损伤的心脏、脑、骨骼肌、血管和内皮细胞的治疗。

背景技术

细胞外基质治疗包括为组织再生提供支架的天然组织组分。当前的脱细胞的细胞外基质治疗仅限于贴剂或直接注射。没有细胞外基质治疗能够血管内/输注递送至感兴趣的组织。已生成了由脱细胞的且消化的组织制成的ECM水凝胶，但是它们不是完全可溶的或透明的胶体。它们是包含可溶性和非可溶性组分两者的半透明的悬浮液(Freytes等人，2008、Singelyn等人，2009))，其防止材料从血流中通过渗漏的脉管系统(其发生在缺血性组织，例如急性心肌梗死、中风、癌症等中(Nguyen等人，2015、Dvorak等人，1988、Yuan等人，1995))进入组织，给渗漏的脉管系统加衬或填充渗漏的脉管系统的孔。

心肌梗死(MI)的特征在于随时间进展的心肌的缺血性坏死，导致不良的左心室(LV)重构和最终的心力衰竭。当前的护理标准不能解决这种缺血性损害。微创组织工程治疗可以修复MI后的心脏。许多干细胞和生长因子治疗已进入临床试验；然而，这些治疗显示出较差的功效，这可能是由于未包囊的治疗的保留不足引起的。

已示出了细胞外基质(ECM)水凝胶在心脏组织工程领域的巨大的希望；特别是在MI模型中，源自脱细胞的猪心肌的组织特异性水凝胶(称为心肌基质(MM))示出心肌的增加、梗死区域的新生血管形成以及改善的区域和总体心脏功能[2-4]。此外，通过对从用MM注射的大鼠心脏的梗死的区域分离的RNA进行全转录组分析来研究修复的机制，表明与心脏修复相关的上调的通路(例如，新生血管形成和心脏发育)以及与不良的LV重构相关的下调的通路(例如，肥大、细胞凋亡和纤维化[6]。在MI后患者的I期试验中在MI后60天至3年内使用经心内膜注射对这种材料进行了估计(美国临床试验数据库(ClinicalTrials.gov)标识符：NCT02305602)。然而，心肌细胞死亡和不良的LV重构是MI之后在数分钟至数天内开始的过程[26,27]。MM的当前递送仅限于经心内膜导管注射，因为它不适用于冠状动脉内输注，因为它包含的亚微米颗粒太大而不能通过渗漏的冠状动脉脉管系统进入梗死。此外，经心内膜注射是在MI后的第一周内具有心室破裂和心律失常的一些安全问题的专门的医学技术[7,8]。这阻止了在急性MI后的关键治疗窗内递送MM。

冠状动脉内输注是经心内膜注射的替代的方法。冠状动脉内递送在急性MI中是可行的，因为它可以伴随通常在患者入院之后不久进行的球囊血管成形术。这样的技术是介入心脏病学的标准技术，且不需要专门的训练。冠状动脉内输注利用急性MI后的渗漏的脉管系统允许生物材料通过冠状动脉脉管系统并进入梗死的区域[5]。冠状动脉内递送生物材料的可行性已在猪MI模型中用褐藻胶水凝胶示出[9]，并已进展到II期临床试验(美国临床试验数据库标识符：NCT01226563)。然而，这种材料并未示出心脏功能的显著改善，可能是由于褐藻胶的受限的生物活性引起的[10]。

发明内容

在实施方式中，本发明提供了一种制备可溶性细胞外基质(ECM)组合物的方法，所述方法包括用酸性蛋白酶，诸如胃蛋白酶酶促消化ECM材料；将液体中的所述消化的ECM材料中和至pH值为7.0-8.0；处理所述液体ECM以产生可溶性和不溶性级分；以及将所述可溶性级分中的至少一部分与所述不溶性级分分离，以生产可溶性ECM组合物。