terapia celular en esclerosis mÚltiple: cÉlulas mesenquimales. maría josé magraner unidad de...

TERAPIA CELULAR EN ESCLEROSIS MÚLTIPLE:

CÉLULAS MESENQUIMALES.

María José Magraner

Unidad de Esclerosis Múltiple

Servicio de Neurología

15 Octubre, 2008

PATOGENIA ESCLEROSIS MÚLTIPLE

ESTADO ACTUAL DEL TRATAMIENTO EN ESCLEROSIS MÚLTIPLE.

INF b Cladribina

Acetato Glatirámero

EM

INF bAcetato glatirámero

Natalizumab

CiclofosfamidaMitoxantrona

Cladribina

FingolimodLaquinimod

CAMPATH

Teriflunomida


INF b Cladribina


EM


Natalizumab


Cladribina


CAMPATH

Teriflunomida

TERAPIA CELULAR. GENERALIDADES

MEDICINA REGENERATIVA

Nueva visión del enfoque terapéutico de las enfermedades neurodegenerativas.

TIPOS CELULARES

Lábiles

Estables

Perennes

CÉLULAS MADRE

Embrionarias (ESC):

Totipotenciales Éticas

Pluripotenciales Oncogénesis

Adulto (Stem cells)

Multipotenciales Estudios realizados:

Unipotenciales Cardiología, Enfs corneales, digestivas, neurodegenerativas

TERAPIA CELULAR EN ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS.

• CUESTIONA EL DOGMA DE LA IMPOSIBILIDAD DE LA REPARACIÓN LESIÓN CÉLULA NERVIOSA.

• POSIBILIDAD DE OBTENCIÓN DE CÉLULAS TRONCALES DEL SNC A PARTIR DE CÉLULAS EMBRIONARIAS, PERO TAMBIÉN AISLARLAS DE TEJIDOS ADULTOS

CÉLULAS TRONCALES DEL SNC O NEURAL STEM CELLS (NSC)

HIPOCAMPO

ZONA SUBVENTRICULAR

BULBO OLFATORIO

ZONA PERIEPENDIMARIA MEDULAR.

NSC EN EL TRATAMIENTO DE

ICTUS

DAÑO CEREBRAL TRAUMÁTICO

ENFERMEDADES NEUROEGENERATIVAS (Enfermedad Parkinson, Enfermedad de Huntington)

NEURAL STEM CELLS

-No son precursores neurales

-Múltipotencialidad (astrocitos, oligodendrocitos, neuronas)

SVZ-NSCs (in vitro)

+ EGF: células gliales

+ FGF-2: células de estirpe neuronal

+ BDNF, PDGF, IGF-1: células de estirpe neuronal

+ bone morphogenetic proteins: astrocitos

HIPOCAMPAL- NSC (in vitro)

+ FGF-2: astroglía, oligodendroglía y neuronas

+ BDNF: neuronas.

NEURAL STEM CELLS EN EL TRATAMIENTO DE LA EM

• La Esclerosis Múltiple es un proceso neurológico crónico que se caracteriza por la desmielinización y degeneración axonal multifocal del SNC de origen autoinmune

• Desde un punto de vista teórico, podría tratarse con precursores de oligodendrocitos

Neuroprotective effect of transplanted human embryonic stem cell-derived neural precursors in an animal model of

multiple sclerosisAharonowiz, et al

Plos MED, 2008

NEURAL STEM CELLS EN EL TRATAMIENTO DE LA EM

• Pero

- Capacidad de diferenciacón de NSCs mucho más limitada in vivo que in vitro.

- La capacidad de proliferación y migración de los precursores de oligodendrocitos en estudios in vitro se ha demostrado escasa.

- Las lesiones en EM son multifocales. ¿dónde administrarlas?

- Si el daño o estímulo a la inflamación continúa, la restitución del tejido dañado con NSC no tendría un papel curativo.

CÉLULAS MESENQUIMALES

mayor estabilidad

efecto inmunomodulador/inmunosupresor: actuación patogénica en EM, no sólo

restitutiva

CÉLULAS MESENQUIMALES. (MSCs)

MÉDULA ÓSEA:

HSC

no- HSC: Bone Marrow Stroma Cells o Mesenquimal Stem Cells.

0.001-0.001% total células MO.

MSC

Inicialmente: Función limitada a mantener el estroma necesario para dar soporte a la hematopoyesis.

En la actualidad: Capacidad de diferenciación multilinage.

Acción sobre células del sistema inmune.

CARACTERÍSTICAS MSC

1. Potencial capacidad diferenciación multilinage.

2. Relativa facilidad de crecimiento y expansión en medios de cultivo.

3. Escasa inmunogenicidad, debida a la ausencia de expresión de Ag HLA-II ni otras moléculas coestimuladoras del sistema inmune (CD 80, CD86, CD40) Además expresan HLA-I y evaden la activación de las células NK.

4. Se aislan sobretodo en estroma de MO pero también pueden obtenerse en tejido graso y sinovial, y su caracterización hematológica depende del tejido donde se aislan

De forma genérica:

Negativas para marcadores hematopoyéticos CD34, CD45 y para HLA-II

Positivas para marcadores como Stro1, CD105,CD 106, CD166, CD44,CD4,CD73,CD90,CD62, HLA-I y stem cell Ag-1.

5. Acción inmunomoduladora/Inmunosupresora:

Las MSC no sólo tiene una acción restitutiva/regenerativa tisular.

Acción sobre el sistema inmune

Reconocimiento de APC

Efectos sobre linfos T,B y céls NK (no espontáneo y reversible)

FNTg IL-2

EFECTOS DE LAS MSC SOBRE EL SISTEMA INMUNE

SOBRE LAS CELULAS T:

-Inducen un estado de anergia para las células Th1

-Reconducen las células T proinflamatorias hacia Tregs (CD25 y CD4)

-Secretan IL-10 que actúa en el paso de Th1 (proinflamatorio) a Th2 (antiinflamatorio)

-Acción antiproliferativa mediada por una disminución de la Cyclin D2 (G1)y aumento de la P27Kip1.(Inhibe G1-S)

SOBRE LAS CÉLULAS B:

-Bloquean su poliferación arrestando en la fase G0 del ciclo celular (Ki67)

- Actuan sobre CD40,IL4, Ciclyn D2

-Menor producción IgM,IgA,IgG

- Inhiben la quimiotaxis de las células B a través de la disminución de la expresión de receptores de quimocinas de las celulas B que serían necesarios para su migración. (CXCR4, CXCR5)

EFECTOS DE LAS MSC SOBRE EL SISTEMA INMUNE

FACTORES SOLUBLES

-Secretan PGE2, que inhibe la función de las células B y estimula la producción de las células reguladoras.

-Secretan TGF-b que inhibe los efectos de las células T.

-Secretan IDO indoleamine 2-3 dioxigenasa.

SOBRE EL CICLO CELULAR

- ↓ Cyclin D2,↑p27Kip1,↓Ki67

SOBRE LAS CELS NK

- Inhiben su proliferación

- Probablemente también actuan sobre la citolisis

- Debido a la ausencia de expresión de HLA-1, MSCs no son atacadas por NK

SOBRE LAS CÉLULAS DENDRÍTICAS

- Inhiben su maduración y activación.

CAPACIDAD REGENERATIVA DE LAS CÉLULAS MESENQUIMALES.

• Capacidad de disminuir el daño tisular a través de la secreción de factores solubles

• Estimular la proliferación y diferenciación celular hacia las células respectivas del tejido dañado

• Esencial el contacto célula-célula.

• Liberación de factores tróficos.

• Migración de las MSC hacia el tejido dañado.

• Diferenciación y proliferación in situ.

• Secreción BDNF y b-NGF nerve growth factor.

CÉLULAS MESENQUIMALES:

ESTUDIOS EN ENFERMEDADES NEUROLÓGICAS

CÉLULAS MESENQUIMALES :ESTUDIOS EN HUMANOS

Autologous mesenquimal stem cells: clinical application in amyotrophic lateral sclerosis.

Mazzini et alNeurological Research,2006

Stem Cell treatment in Amiotrophic Lateral Seclerosis.Mazzini et al

Journal of the Neurological Sciences, 2007

9 pacientes ELA definidaMSC intraespinal

Seguimiento a 4 añosSeguridad inyección

Enlentecimiento de la caída CVF


Autologous mesenchymal stem cell therapy delays the progression of neurological deficits in patients with

multiple system atrophy.Lee, et al

Clin Pharmacol Ther. 2008

Autologous mesenchymal stem cell transplantation in stroke patients.

Bang et al

Arch Neurol, 2005

CÉLULAS MESENQUIMALES EN ESCLEROSIS MÚLTIPLE


Mesenquimal stem cells amielorate experimental autoinmune encephalomyelitis inducing Tcell anergy

Zappia et al.

Blood, 2005.

Neuroprotecction and immunomodulation withmesenquimal stem cells in chronic experimental

autoimmune encephalomyelitisKassi et al.

Arch Neurol, Jun 2008.

Mesenquimal stem cells amielorate experimental autoinmune encephalomyelitis inducing Tcell anergy

Zappia et al.Blood, 2005.

HSC (top) versus MSC (bottom) transplant for treatment of EAE. The top panel shows the therapeutic effect of HSCT in EAE requires an immune suppressive conditioning regimen. No response from infusion of only bone marrow (BMT) without a conditioning regimen. Reprinted from Burt et al.6(Fig1) The bottom

panel shows the therapeutic effect of MSC occurs without any chemotherapy; see the complete figure in the article beginning on page 1755.

Neuroprotecction and immunomodulation withmesenquimal stem cells in chronic experimental autoimmune

encephalomyelitisKassi et al.


8 modelos animales a los que se reprodujo EAE. Inyección MSC marcadas.

Dos grupos:Infusión Intravenosa e Intraventricular

Observación dos meses.




Resultados:

- El curso clínico de la EAE fue aminorado en los animales tratados 0% mortalidad tanto en grupo de infusión IV como Iventr.

- Fuerte reducción de la inflamación

- Protección axonal en los modelos tratados.

85%-95% axones intactos tratados Vs 45% controles

Mayor protección axonal en el grupo Iventr




Tras Infusión MSC IV: menor proliferación linfocitaria en gg linfáticos en respuesta a los Ag contra la mielina




• Figure 1. Mesenchymal stromal cells were cultivated for 2 to 3 passages andneural differentiation was induced with fibroblast growth factor 2, fibroblastgrowth factor 8, and brain-derived neurotrophic factor. Positive staining was observed for nestin, a neuronal marker (A); -tubulin type III, a neuronalmarker (B); O4, an oligodendrocytic marker (C); and glial fibrillary acidicprotein, an astrocytic marker (D).

• Capacidad de diferenciación hacia el linage neural


EN ESCLEROSIS MÚLTIPLE

MSCIMS (mesenquimal stem cells in multiple sclerosis)

Ensayo clínico fase I/II. U. Cambridge

20 pacientes

dosis 2000000 MSC/Kg una dosis durante 6 meses. Intravenosa

Duración ensayo un año

Criterios de Inclusión:

EMCD

2-15 años evolución

EDSS 2-5.5

Evidencia clínica o paraclínica de lesión N.O. ( NO, DPAR, FO, PE)

Primary Outcome Measures: • Adverse events



MSCIMS (mesenquimal stem cells in multiple sclerosis)

Secondary Outcome Measures: • Visual function (acuity and colour)• Visual evoked potential latency• Optic nerve Magnetisation Transfer Ratio• Retinal nerve fibre layer thickness (by optical coherence

tomography)• Brain lesion Magnetisation Transfer Ratio• MRI brain T1 hypointensity load• T cell response suppression• Multiple Sclerosis Functional Composite Score• Expanded Kurtzke Disability Status Score



Does Mesenquimal Stem Cell Therapy help Multiple Sclerosis Patients?

Report of a Pilot StudyBonab et al

Iran J Immunol,2007

10 pacientes (8 SP, 2 PP)

Edad media 33 años (DE5,6)

EDSS 3,5-6

Tev medio 11,2 años

Seguimiento mínimo un año

5,5 ml MSC (8,73x106 cels)intratecal. Obs 5 horas tras la infusión.

No otras terapias durante el tratamiento

Does Mesenquimal Stem Cell Therapy help Multiple Sclerosis Patients?

Report of a Pilot StudyBonab et al

Iran J Immunol,2007

CRITERIOS DE INCLUSIÓN:

EDSS<6

Aumento EDSS en el año previo

Ausencia de respuestas a otras terapias

< 60 años

Ausencia de otra patología concomitante grave

Un paciente estaba en brote y el resto los había padecido en los 6 meses previos

2 infusiones separadas 4 meses

ES:

9 cefalea leve reversible

2 meningitis química

RESULTADOS

EDSS : 1 MEJORÓ, 4 NO CAMBIOS, 5 AUMENTÓ

RMN ( número de lesiones): 7 NC, 1 ↓,2↑


-COMPLICACIONES Y EFECTOS ADVERSOS DE LA INFUSIÓN MSC A LARGO PLAZO

-MARCADOR ÚNICO IDENTIFICADOR DE LAS MSC (grupo heterogéneo de subpoblación celular)

-MEJOR MÉTODO DE AISLAR Y OBTENER MSC

-EFECTO INMUNOSUPRESOR DURADERO O INFUSIONES CONTINUADAS

-RIESGO DE INFECCIONES OPORTUNISTAS

-DOSIS UTILIZADA. EFECTO INMUNSUPRESOR DOSIS DEPENDIENTE?¿

-REACCIONES A LA INFUSIÓN. SEGURIDAD. TOLERABILIDAD.ONCOGÉNESIS

-LA ACCIÓN INMUNOMODULADORA E INMUNOSUPRESORA NO ES TOTALMENTE PREDECIBLE IN VIVO (factores microambientales y de las características propias de las MSC seleccionadas)


INF b Cladribina


EM


Natalizumab


Cladribina


CAMPATH

Teriflunomida

MSCs

GRACIAS POR LA ATENCIÓN.

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