WO2015182501A1 - 顆粒球除去方法 - Google Patents
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- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
Definitions
- the present invention relates to a method for selectively adsorbing and removing granulocytes in a body fluid.
- a mononuclear cell fraction in nucleated cells obtained from body fluids such as bone marrow fluid, peripheral blood, and umbilical cord blood is clinically transplanted to ischemic disease areas such as cerebral infarction, myocardial infarction and limb ischemia. It is recognized that there is an effect.
- Ramshorst et al. Have found that patients with ischemic heart disease can be effectively treated by cell transplantation treatment in which bone marrow mononuclear cells isolated from autologous bone marrow are transplanted (Non-patent Document 1). Taguchi et al.
- Non-patent Document 2 Also effectively treated Buerger's disease by transplanting a bone marrow mononuclear cell fraction containing CD34-positive cells isolated from autologous bone marrow to patients with Buerger's disease, which is a peripheral arterial occlusive disease, and promoting angiogenesis.
- Non-patent Documents 3, 4, and 5 it has been reported that granulocytes in nucleated cells are involved in inflammation / deterioration of various diseases (Non-patent Documents 3, 4, and 5), and granulocytes should be removed as much as possible. Is desired.
- Ficoll method As a method for recovering mononuclear cells in a body fluid with high efficiency and removing granulocytes with high efficiency, there is a Ficoll-pack fractionation method (Ficoll method) which is a specific gravity density gradient centrifugation method. Ficoll-pack fractionation requires washing the cells several times using a centrifuge to separate the cell separation solution from the cells, which is cumbersome and can damage cells by centrifugation. There is a problem such as the risk of contamination due to operation in an open system.
- Patent Document 1 discloses a granulocyte-adsorbing carrier having a high affinity with granulocytes having an unevenness with a center line average roughness Ra of 0.2 ⁇ m to 10 ⁇ m and an average interval Sm value of 5 ⁇ m to 200 ⁇ m. Used to adsorb granulocytes in peripheral blood. However, granulocyte adsorption in bone marrow fluid containing more types of cells than peripheral blood is not described.
- Patent Document 2 the granulocyte adsorption wearing carrier ratio of hydroxyl groups, which is substituted by an acetyl group is 35 to 53% of all hydroxyl groups, by contacting the bone marrow fluid predetermined time, the granulocytes bone marrow fluid Separation is disclosed.
- Patent Document 3 as a method for efficiently removing granulocytes, if the linear velocity is 3.4 cm / min or less, the removal rate of granulocytes / monocytes can be 30% or more, and further 0.5 cm It is disclosed that the removal efficiency is highest when it is / min or more and 2.7 cm / min or less.
- An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a method for separating nucleated cells using a filter packed with a carrier capable of selectively removing granulocytes. Specifically, a method for improving the removal rate of granulocytes by treating a body fluid with a specific carrier at a specific linear velocity is provided. Further, the present invention provides a method for improving the recovery rate of mononuclear cells by treating a body fluid at a specific linear velocity using a specific carrier.
- the inventors have surprisingly accommodated a specific granulocyte adsorbent in a body fluid containing mononuclear cells such as bone marrow fluid, peripheral blood, and umbilical cord blood. It was found that mononuclear cells can be recovered with high efficiency and granulocytes can be removed with high efficiency by introducing them into a container at a specific linear velocity.
- the present invention provides (a) a support made of cellulose acetate having an inflow portion and an outflow portion, wherein the ratio of hydroxyl groups substituted by acetyl groups is 23 to 54% of the total hydroxyl groups, and has a total surface area of 157 to 627 cm 2.
- the present invention relates to a method for removing granulocytes from a body fluid, including a step of collecting the body fluid.
- the granulocyte concentration in the body fluid recovered in the step (b) is preferably 10% or less of the granulocyte concentration in the body fluid sent in the step (a).
- the body fluid sent in the step (a) is bone marrow fluid, peripheral blood, or umbilical cord blood.
- the concentration of nucleated cells selected from the group consisting of mononuclear cells, stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, and mixtures thereof in the body fluid recovered in step (b) is sent in step (a). It is preferably higher than the concentration of nucleated cells in the body fluid.
- the present invention provides a cell suspension that can easily and efficiently recover mononuclear cells in a body fluid and adsorb granulocytes, and can be used for cell transplantation treatment. Facilitate.
- a carrier made of cellulose acetate having an inflow portion and an outflow portion and the ratio of hydroxyl groups substituted by acetyl groups being 23 to 54% of the total hydroxyl groups has a total surface area of 157 to 627 cm 2.
- a step of feeding body fluid from the inflow portion of the container thus housed at a linear speed of 0.11 cm / min or more and less than 0.33 cm / min; and (b) a body fluid having a reduced granulocyte concentration from the outflow portion.
- the present invention relates to a method for removing granulocytes from a body fluid, including a step of collecting.
- blood, bone marrow fluid, peripheral blood, umbilical cord blood, lymph fluid, diluted solutions thereof and the like can be used.
- a cell suspension derived from the body fluid can also be used.
- blood, bone marrow fluid, umbilical cord blood, lymph fluid, etc. are collected from mammals, and if desired, Ficoll, Percoll, Bactiner tube, Refoprep, HES (Hydroxyethyl starch), etc.
- the specific gravity density Examples include a fraction containing mononuclear cell fractions, mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, vascular endothelial progenitor cells (EPC), granulocytes, etc., from which red blood cells have been removed by centrifugation.
- the cell suspension include liquid obtained by concentrating the fraction again by centrifugation.
- Anticoagulant contains citric acid such as heparin, low molecular weight heparin, nafamostat mesylate, gabexate mesylate, argatroban, acid citrate dextrose solution (ACD solution), citrate phosphate dextrose solution (CPD solution) Anticoagulant etc. are mentioned. Among them, heparin can be mentioned as an anticoagulant that is generally most preferably used.
- a carrier made of cellulose acetate is used as the adsorption carrier.
- Cellulose acetate is known to have a certain affinity with granulocytes, and granulocytes can be efficiently removed from body fluids by using a carrier made of cellulose acetate.
- Cellulose acetate can be produced by forming an ester bond between acetic acid and cellulose in the presence of a suitable catalyst such as sulfuric acid.
- a suitable catalyst such as sulfuric acid.
- Cellulose acetate for example, as described in International Publication No. 2006/025371, (a) a step of binding a cellulose hydroxyl group and acetic acid in a cleavable manner under alkaline conditions to obtain a cellulose-acetic acid conjugate
- (b) may be obtained by a method including a step of treating the conjugate under alkaline conditions to cleave a part of the bond between the hydroxyl group of cellulose and acetic acid.
- Cellulose acetate has an acetyl group derived from acetic acid.
- a well-known hydroxyl protecting group may be used prior to the introduction of the acetyl group.
- the hydroxyl-protecting group include T.I. H. Greene and P.M. G. M.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd edition, John Wiley & Sons, New York (1999).
- hydroxyl protecting group examples include an ether protecting group, an acetal protecting group, a silyl protecting group, and an ester protecting group.
- the ether-based protecting group means a protecting group that forms an ether bond for the purpose of protecting a hydroxyl group, and is a methyl group, an ethyl group, a tert-butyl group, an octyl group, an allyl group, or a benzyl group substituted with H of the hydroxyl group. , P-methoxymethyl group, fluorenyl group, trityl group, benzhydryl group and the like.
- the acetal-based protecting group represents a protecting group that forms an acetal bond for the purpose of protecting a hydroxyl group, and examples thereof include a methoxyethyl group, an ethoxyethyl group, a tetrahydropyranyl group, and a tetrahydrofuranyl group.
- the silyl-based protecting group means a protecting group that forms a silyloxy group bond for the purpose of protecting the hydroxyl group, and includes trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tert-butyldimethylsilyl group, tert-butyldiphenylsilyl group, and the like. Can do.
- the ester-based protecting group represents a protecting group that forms an ester bond for the purpose of protecting the hydroxyl group, and includes an acetyl group, a propionyl group, an isopropionyl group, a pivaloyl group, a benzoyl group, a trifluoroacetyl group, and a trichloroacetyl group. And so on.
- the proportion of hydroxyl groups substituted by acetyl groups is preferably 23 to 54%, more preferably 43 to 54% of all hydroxyl groups (including unsubstituted hydroxyl groups and substituted hydroxyl groups). If it is less than 23%, the hydrophilicity of the carrier tends to be too high, and the granulocyte adsorption ability of the carrier tends to decrease. If it exceeds 54%, the amount of hydroxyl groups in the carrier is too small and the granulocytes are not activated and tend to be hardly adsorbed on the carrier.
- hydroxyl group substitution rate In cellulose acetate, the proportion of hydroxyl groups substituted by acetyl groups may be referred to as "hydroxyl group substitution rate", “acetyl group substitution rate”, “acetyl group substitution rate” or simply “substitution rate”. is there.
- the substitution rate (%) of the hydroxyl group of cellulose acetate by the acetyl group can be measured, for example, as follows. After the test substance is sufficiently dried, the dry weight is measured with a precision balance (around 0.5 g) and placed in a flask. 50 mL of a solvent capable of dissolving the test substance (for example, acetone aqueous solution) is added, and the mixture is stirred with a stirrer at room temperature for 1 hour. Next, 50 mL of a 0.2 N aqueous sodium hydroxide solution is added, and the mixture is stirred for 5 minutes and then allowed to stand at room temperature for 3 hours.
- a solvent capable of dissolving the test substance for example, acetone aqueous solution
- the carrier made of cellulose acetate is preferably spherical or granular.
- the average particle size is preferably about 50 ⁇ m or more and less than 2000 ⁇ m, more preferably about 80 ⁇ m or more and less than 2000 ⁇ m, and most preferably about 100 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
- a carrier comprising spherical or granular cellulose acetate is prepared, for example, by the following method.
- One or two or more raw material monomer compounds are dispersed and suspended in an appropriate viscous solvent, such as water, and the suspension is stirred and polymerized under conditions suitable for the polymerization reaction to obtain a polymer having a predetermined shape. Get coalesced.
- the polymer is dissolved in a solvent, formed into droplets by the method (vibration method) described in JP-A-63-117039, and solidified by capturing in a coagulation bath to obtain a product having a predetermined shape.
- the surface of the carrier made of cellulose acetate may be roughened by physical or chemical means.
- the surface of the carrier made of cellulose acetate can take any kind of structure such as a porous body, a non-porous body, or a skin layer structure.
- adsorb and remove substances that are undesirable for the body such as cytokines produced by blood cells containing granulocytes, enzymes produced by activation, and inducers simultaneously with granulocyte adsorption You can also
- the pore size is defined by the exclusion limit molecular weight.
- the exclusion limit molecular weight is preferably 1.5 ⁇ 10 5 or less, and more preferably 1.4 ⁇ 10 5 or less. When it is larger than 1.5 ⁇ 10 5 , non-specific adsorption increases, and loss of useful proteins in body fluids may occur.
- the exclusion limit molecular weight is more preferably 1.3 ⁇ 10 5 or less, still more preferably 1.2 ⁇ 10 5 or less, and 1.0 ⁇ Most preferably, it is 10 5 or less.
- Exclusion limit molecular weight is, for example, as described in books such as “Experimental high performance liquid chromatography” (Hiroyuki Hatano and Toshihiko Hanai, published by Kagaku Dojin Co., Ltd.), etc., can not penetrate into the pores in gel permeation chromatography, That is, the molecular weight of the molecule having the smallest molecular weight among the excluded molecules.
- the carrier made of cellulose acetate is preferably water-insoluble.
- the carrier made of cellulose acetate a carrier made of cellulose acetate alone may be used, but any hard substrate or soft substrate whose outer surface is coated with cellulose acetate can be used.
- a substrate made of an inorganic material such as glass, silica gel or activated carbon, a synthetic polymer such as crosslinked polyvinyl alcohol, crosslinked polyacrylate, crosslinked polyacrylamide or crosslinked polystyrene, or a polysaccharide such as crosslinked agarose or crosslinked dextrin is used.
- Base material made of organic material, cellulose, polyvinyl alcohol, saponified ethylene-vinyl acetate copolymer, polyacrylamide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid grafted polyethylene, polyacrylamide grafted polyethylene
- examples include, but are not limited to, a substrate made of a composite material such as organic-organic or organic-inorganic that can be obtained by a combination thereof. As the shape of the substrate, both spherical and granular shapes are effectively used.
- granulocytes are granulocytes in mammalian peripheral blood, bone marrow, umbilical cord blood, granulocytes in leukocytes concentrated by apheresis, ficoll, bactiner tube, HES (hydroxyethyl starch) and the like.
- a container having an inflow portion for inflowing body fluid and an outflow portion for outflowing body fluid is used as an adsorber for granulocytes.
- the container may be equipped with a filter through which the body fluid passes but the cellulose acetate does not pass.
- filters through which body fluid passes but cellulose acetate does not pass include filters such as meshes, nonwoven fabrics, and cotton plugs.
- the form may be any form such as a sphere, a container, a bag, a tube, or a column.
- Preferable specific examples include a transparent or translucent cylindrical container having a capacity of about 0.1 to 500 mL and a diameter of about 0.1 to 10 cm.
- the container can be made using any structural material. Specific structural materials include, for example, non-reactive polymers or biocompatible metals or alloys.
- polystyrene examples include acrylonitrile polymers (for example, acrylonitrile butadiene styrene terpolymer), halogenated polymers (for example, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, copolymer tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, etc.), polyamides, polysulfones, polycarbonates, Examples include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride acrylic copolymer, polycarbonate acrylonitrile butadiene styrene, and polystyrene.
- acrylonitrile polymers for example, acrylonitrile butadiene styrene terpolymer
- halogenated polymers for example, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, copolymer tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, etc.
- polyamides examples
- Useful metallic materials for the container include, for example, stainless steel, titanium, platinum, tantalum, gold, and alloys thereof, as well as gold-plated alloy iron, platinum-plated alloy iron, cobalt chromium alloy, and titanium nitride-coated stainless steel. It is done.
- a material having sterilization resistance is particularly preferable, and specific examples include silicon-coated glass, polypropylene, vinyl chloride, polycarbonate, polysulfone, and polymethylpentene.
- a carrier made of cellulose acetate is stored so that the total surface area becomes 157 to 627 cm 2 .
- Total surface area is preferably 157 ⁇ 627cm 2, more preferably 314 ⁇ 615 cm 2.
- the total surface area of cellulose acetate is a value obtained by obtaining the number of filled cellulose acetates in the container when the cellulose acetate is closely packed (filling rate 74%) and product of the number of filled and the surface area of one cellulose acetate.
- the body fluid By sending the body fluid from the inflow part of the container, the body fluid comes into contact with the cellulose acetate contained in the container, and the granulocytes are adsorbed by the cellulose acetate.
- the method for feeding body fluid include a method in which a body fluid is fed in a perfusion state with a fluid feed pump or the like and brought into contact with cellulose acetate, or a method in which fluid is fed without being perfused and brought into contact with cellulose acetate.
- the body fluid is fed from the inflow portion of the container at a linear speed of 0.11 cm / min or more and less than 0.33 cm / min.
- the linear velocity is preferably 0.11 cm / min or more and less than 0.33 cm / min, and more preferably 0.11 to 0.19 cm / min. If it is less than 0.11 cm / min, there is a tendency that the linear velocity is too low and the blood stays and coagulates. If it is 0.33 cm / min or more, the linear velocity is too high, the contact time between blood and the adsorption carrier is short, and there is a tendency that granulocytes cannot be sufficiently removed.
- the linear velocity in the present invention is a value obtained by dividing the amount of body fluid flowing out from a container in one minute by the cross-sectional area of the granulocyte adsorption part containing cellulose acetate.
- the granulocyte concentration in the body fluid recovered from the container is preferably 10% or less of the granulocyte concentration in the body fluid sent to the container. It is preferable that the granulocyte removal rate from the body fluid sent to the container is 90% or more.
- the recovery rate of mononuclear cells is preferably 39% or more that can be recovered by the Ficoll-pack fractionation method, which is a conventional specific gravity gradient centrifugation method, and takes into account the number of cells used for transplantation. % Or more is more preferable.
- the concentration of nucleated cells in the body fluid collected from the container is preferably higher than the concentration of nucleated cells in the body fluid sent to the container.
- nucleated cells include mononuclear cells, stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, and mixtures thereof.
- the concentration of nucleated cells refers to a value obtained by dividing the number of nucleated cells contained in the body fluid by the total number of cells contained in the body fluid.
- concentration of the target cell in the bodily fluid from which the granulocyte was removed can be raised by performing further centrifugation operation.
- the target cells in the body fluid from which the granulocytes have been adsorbed and removed can be concentrated using Ficoll, Ficoll-Hypaque, Percoll, Bactiner tube, Refoprep or the like.
- the body fluid from which granulocytes obtained by the method of the present invention have been removed may be used immediately after preparation, or may be used after thawing after refrigerated storage or cryopreservation.
- the bodily fluid from which granulocytes obtained by the method of the present invention are removed can be used as a pharmaceutical composition by combining with other pharmaceutically acceptable carriers, excipients and the like.
- a pharmaceutical composition is typically a pharmaceutical composition for direct administration to an affected area by a method such as blood transfusion, infusion or injection, or for transvascular administration to an affected area.
- Such pharmaceutical compositions can be manufactured according to acceptable pharmaceutical techniques.
- Example 1 Preparation of porcine bone marrow fluid An animal was anesthetized by injecting ketalal or cerectal by intramuscular injection into a domestic pig with a body weight of about 30 kg, and then adding Nembutal by intravenous injection. Heparin was put in advance in a 10 mL syringe so as to be about 20 IU / mL, and bone marrow fluid was collected from the iliac bone using a 15 G puncture needle.
- heparin was added to the collected bone marrow pool so as to have a final concentration of 50 IU / mL, and the mixture was thoroughly inverted and mixed, and blood clots, bone meal, and the like were removed by passing through a 70 ⁇ m cell strainer.
- the leukocyte concentration in the bone marrow fluid was measured with an automatic blood cell counter (K4500, sysmex).
- the mononuclear cell / granulocyte fraction ratio of the bone marrow fluid was measured with a flow cytometer (FACSCanto, Becton Dickinson).
- Cellulose acetate beads described in International Publication No. 2006/025371 were used as a carrier consisting of granulocyte-removed cellulose acetate by granulocyte adsorption column treatment.
- Cellulose acetate beads were suspended in physiological saline (containing 5 IU / mL heparin at a final concentration). The substitution rate of cellulose acetate beads by acetyl groups was 49%, and the particle size was about 500 ⁇ m.
- a minicolumn (made of acrylic, cross-sectional area 0.79 cm 2 , height 4.5 cm) was packed with 3.5 mL cellulose acetate beads in a sedimentation volume. The total surface area of cellulose acetate beads was 314 cm 2 .
- a tube made of polyvinyl chloride (inner diameter 1 mm, outer diameter 3 mm, length 85 cm) was attached to the column inlet side, and the same polyvinyl chloride tube (length 40 cm) was also attached to the column outlet side.
- the bone marrow fluid prepared previously was placed in a Teflon (registered trademark) Erlenmeyer flask (internal volume 50 mL, Sanwa), allowed to stand in a 37 ° C. constant temperature bath, and gently stirred once every 4 min.
- a flow-through experiment was started at a linear velocity of 0.11 cm / min (time for bone marrow fluid to contact with cellulose acetate beads (hereinafter referred to as 41 minutes)). 8.2 mL was sampled starting from the time when it was visually confirmed that the bone marrow fluid started to come out from the column outlet side.
- the obtained collected liquid was used as a recovered liquid.
- the number of recovered mononuclear cells / granulocytes is determined by the product of the amount of collected liquid, the white blood cell concentration of the collected solution, and the mononuclear cell / granulocyte fraction ratio.
- the recovery rate and granulocyte removal rate were determined.
- the mononuclear cell recovery rate was 68%, and the granulocyte removal rate was 95%.
- the formula used is shown below.
- Example 2 The same operation as in Example 1 was performed except that the linear velocity was changed to 0.17 cm / min (contact time 27 minutes) and that 10.4 mL of the collected liquid was collected.
- the mononuclear cell recovery rate was 72%, and the granulocyte removal rate was 94%.
- Example 3 The amount of cellulose acetate beads, the total surface area of cellulose acetate beads, and the cross-sectional area of the mini column were changed to a cellulose acetate bead amount of 6.9 mL, a total surface area of cellulose acetate beads of 615 cm 2 , and a cross-sectional area of 1.5 cm 2 .
- the same operation as in Example 1 was performed except that the point was changed to 19 cm / min (contact time 24 minutes) and that 40.9 mL of the collected liquid was collected.
- the mononuclear cell recovery rate was 75%, and the granulocyte removal rate was 95%.
- Example 1 The same operation as in Example 2 was performed except that the linear velocity was changed to 0.33 cm / min (contact time 13 minutes). The mononuclear cell recovery rate was 60%, and the granulocyte removal rate was 46%.
- Example 2 Cellulose acetate beads of mini-columns, cellulose acetate beads total surface, the cross-sectional area, and height, cellulose acetate beads amount 3.7 mL, cellulose acetate beads total surface 329Cm 2, the cross-sectional area 0.13 cm 2, the height 28.5cm
- the same operation as in Example 1 was performed except that the changed point, the linear velocity was changed to 1.3 cm / min (contact time 22 minutes), and 12.0 mL of the collected liquid was collected.
- the mononuclear cell recovery rate was 84% and the granulocyte removal rate was 35%.
- Example 4 As cellulose acetate beads, cellulose acetate was dissolved in a mixed solvent of dimethyl sulfoxide and propylene glycol, and this solution was formed into droplets and solidified by the method (vibration method) described in JP-A-63-117039. The same operation as in Example 2 was performed, except that cellulose acetate beads were used and 8.3 mL of the collected liquid was collected. The recovery rate of mononuclear cells in the recovered liquid and the removal rate of granulocytes were determined. The substitution rate of cellulose acetate beads by acetyl groups was 54%, and the particle size was about 0.5 mm. The mononuclear cell recovery rate was 76%, and the granulocyte removal rate was 91%.
- Example 5 The same operation as in Example 2 was performed except that the substitution rate of cellulose acetate beads with acetyl groups was changed to 48%. The mononuclear cell recovery rate was 69%, and the granulocyte removal rate was 93%.
- Example 6 The same operation as in Example 2 was performed except that the substitution rate of cellulose acetate beads with acetyl groups was changed to 43%. The mononuclear cell recovery rate was 72%, and the granulocyte removal rate was 90%.
- Example 3 The same operation as in Example 2 was performed except that the substitution rate of cellulose acetate beads with acetyl groups was changed to 22%. The mononuclear cell recovery rate was 73%, and the granulocyte removal rate was 86%.
- Example 4 The same operation as in Example 2 was performed except that purchased cellulose acetate beads (adacolum, JIMRO) were used as the cellulose acetate beads.
- the substitution rate of cellulose acetate beads by acetyl groups was 55%, and the particle size was 2000 ⁇ m.
- the total surface area of the cellulose acetate beads was 78 cm 2 .
- the mononuclear cell recovery rate was 81% and the granulocyte removal rate was 52%.
- Example 7 Example 2 except that the amount of cellulose acetate beads, the total surface area of cellulose acetate beads, and the height of the mini column were changed to 1.8 mL of cellulose acetate beads, the total surface area of cellulose acetate beads 157 cm 2 , and 2.3 cm in height. The same operation was performed. The mononuclear cell recovery rate was 69%, and the granulocyte removal rate was 90%.
- Example 8 Example 2 except that the amount of cellulose acetate beads, the total surface area of cellulose acetate beads, and the height of the minicolumn were changed to a cellulose acetate bead amount of 7.1 mL, a total surface area of cellulose acetate beads of 627 cm 2 , and a height of 9.0 cm. The same operation was performed. The mononuclear cell recovery rate was 62% and the granulocyte removal rate was 95%.
- Example 2 In the same manner as in Example 1, the mononuclear cell recovery rate of the recovered liquid and the granulocyte removal rate were determined. The mononuclear cell recovery rate was 39% and the granulocyte removal rate was 97%.
- Example 9 The same operation as in Example 2 was performed except that the body fluid was changed to human peripheral blood.
- Human peripheral blood was prepared from a healthy volunteer by carefully collecting blood from the upper arm using an 18G injection needle, using heparin as an anticoagulant, and setting the heparin concentration in the blood to 5 IU / mL.
- the mononuclear cell recovery rate was 73%, and the granulocyte removal rate was 92%.
- Example 10 The same operation as in Example 2 was performed except that the bodily fluid was changed to bovine peripheral blood.
- Bovine peripheral blood was purchased from Japan Lamb Co., Ltd., CPD solution (Terumo) was used as an anticoagulant, and the amount of CPD solution for 100 mL of blood was 28 mL.
- the mononuclear cell recovery rate was 90%, and the granulocyte removal rate was 92%.
- Acetyl group substitution rate, total surface area, treatment conditions (treatment sample and linear velocity), mononuclear cell recovery rate, and granulocyte of cellulose acetate beads of Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 4, and Reference Example 1 The removal rates are summarized in Table 1.
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Abstract
本発明は、骨髄液、末梢血、及び臍帯血などの単核球を含む体液から安定的に高効率で単核球を回収し、且つ、顆粒球を除去し得る、簡便で安全性の高い手法を提供することを目的とする。本発明は、アセチル基によって置換されている水酸基の割合が全水酸基の23~54%である酢酸セルロースを合計表面積が157~627cm2となるように収容した容器に、0.33cm/min未満の線速で体液を送液する顆粒球除去方法を提供する。
Description
本発明は、体液中の顆粒球を選択的に吸着除去する方法に関する。
近年、骨髄液、末梢血、及び臍帯血などの体液中から得られる有核細胞中の単核球画分を、脳梗塞、心筋梗塞及び肢虚血などの虚血性疾患領域に移植すると臨床的効果があることが認められている。例えば、Ramshorstらは、虚血性心疾患の患者に、自家骨髄より分離した骨髄単核球を移植する細胞移植治療により、効果的に治療可能であることを見出している(非特許文献1)。また、田口らは、末梢動脈閉塞性疾患であるBuerger病患者に、自家骨髄より分離したCD34陽性細胞を含む骨髄単核球画分を移植し、血管新生を促進することによってBuerger病を効果的に治療可能であることを見出している(非特許文献2)。
一方で、有核細胞中の顆粒球は各種疾患の炎症・悪化に関与していることが多数報告されており(非特許文献3、4、及び5)、顆粒球を可能な限り除去することが望まれている。
体液中の単核球を高い効率で回収し、顆粒球を高い効率で除去する方法としては、比重密度勾配遠心法であるフィコールパック分画法(Ficoll法)が存在する。フィコールパック分画法は細胞分離液と細胞を分けるために遠心分離器を使用して細胞を数回洗浄する操作が必要であり、操作性が煩雑であり、遠心分離によって細胞にダメージを与える恐れがあり、開放系での操作によってコンタミネーションの危険が伴うなどの問題がある。
そこで操作性が簡便で、且つ閉鎖系で実施できる顆粒球の除去方法として、顆粒球を選択的に付着する素材を用いて、顆粒球を選択的に吸着させる方法が開示されている。例えば、特許文献1には中心線平均粗さRaが0.2μm~10μmであり、且つ平均間隔Sm値が5μm~200μmの凹凸を有する、顆粒球と高い親和性を有する顆粒球吸着用担体を用いて、末梢血中の顆粒球を吸着することが開示されている。しかし、末梢血よりも多くの種類の細胞を含む骨髄液中の顆粒球吸着は記載されていない。特許文献2には、アセチル基によって置換されている水酸基の割合が全水酸基の35~53%である顆粒球吸着用担体と、骨髄液を一定時間接触させることで、骨髄液中の顆粒球を分離することが開示されている。しかし、細胞移植治療への実用化のためには顆粒球除去能のさらなる向上が必要である。特許文献3には、効率的に顆粒球を除去する方法として、線速3.4cm/min以下であれば顆粒球・単球の除去率を30%以上とすることができ、更に0.5cm/min以上2.7cm/min以下であれば最も除去効率が高いことが開示されている。しかし、線速が小さすぎると血液が滞留し凝固することが記載されており、0.5cm/min未満の線速は検討されていない。
遠心操作による細胞への負荷、操作性の煩雑さ、コンタミネーションの危険などを鑑みると、顆粒球が選択的に付着する素材を用いて顆粒球を除去することが好ましい。しかし、担体の性能を改善するだけでは顆粒球の残存率が高く、細胞移植治療への実用化のためには体液から十分に顆粒球が除去できているとはいえない。
Ramshorst.et al.:Intramyocardinal Bone Marrow Cell Injection for Chronic Myocardinal Ischemia:A Ramdomized Controlled Trial,JAMA 301(19):1997-2004(2009)
Taguchi.et al.:Therapeutic Angiogenesis by Autologous Bone-marrow Transplantation in a General Hospital Setting,Eur.J.Vasc.Endovasc.Surg.25:276-278(2003)
Carles.et al.:Neutrophil Infiltration increase Matrix Metalloproteinase-9 in the Ischemic Brain after Occlusion/Reperfusion of the Middle Cerebral Artery in Rats,J.Cereb.Blood.Flow.Metab.23(12):1430-1440(2003)
Taguchi.et al.:Granulocyte colony-stimulating factor has a negative effect on stroke outcome in a murine model,Eur.J.Neur.26:126-133(2007)
Suzuki.et al.:潰瘍性大腸炎に対する顆粒球吸着療法の効果と機序に対する考察 日本アフェレーシス学会誌 20(1):17-26(2001)
本発明の目的は、顆粒球を選択的に除去できる担体を充填したフィルターを用いた有核細胞の分離方法における、前述の問題点を解決することを課題とする。具体的には、特定の担体を用いて、特定の線速で体液を処理することで、顆粒球の除去率を向上させる方法を提供する。さらに、特定の担体を用いて、特定の線速で体液を処理することで、単核球の回収率を向上させる方法を提供する。
発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、驚くべきことに、骨髄液、末梢血、及び臍帯血などの、単核球を含む体液を、特定の顆粒球吸着剤を収容した容器に、特定の線速で導入させることで、単核球を高い効率で回収でき、顆粒球を高い効率で除去できることを見出した。
すなわち、本発明は、(a)流入部と流出部を備え、アセチル基によって置換されている水酸基の割合が全水酸基の23~54%である酢酸セルロースからなる担体を合計表面積が157~627cm2となるように収容した容器の前記流入部から、体液を0.11cm/min以上0.33cm/min未満の線速で送液する工程、及び(b)前記流出部から顆粒球濃度が低下した体液を回収する工程を含む、体液から顆粒球を除去する方法に関する。
工程(b)で回収される体液中の顆粒球濃度が、工程(a)で送液される体液中の顆粒球濃度の10%以下であることが好ましい。
工程(a)で送液される体液が骨髄液、末梢血、又は臍帯血であることが好ましい。
工程(b)で回収される体液における単核球、幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、及びそれらの混合物からなる群から選択される有核細胞の濃度が、工程(a)で送液される体液における有核細胞の濃度よりも高いことが好ましい。
本発明は、体液中の単核球回収及び顆粒球吸着を、簡便に高い効率で行うことを可能とし、細胞移植治療に用いることが可能な細胞懸濁液を提供し、細胞治療の普及を促進する。
本発明は、(a)流入部と流出部を備え、アセチル基によって置換されている水酸基の割合が全水酸基の23~54%である酢酸セルロースからなる担体を合計表面積が157~627cm2となるように収容した容器の前記流入部から、体液を0.11cm/min以上0.33cm/min未満の線速で送液する工程、及び(b)前記流出部から顆粒球濃度が低下した体液を回収する工程を含む、体液から顆粒球を除去する方法に関する。
本発明における体液としては、血液、骨髄液、末梢血、臍帯血、リンパ液、それらの希釈液などを使用することができる。前記体液に由来する細胞懸濁液も使用できる。細胞懸濁液としては、血液、骨髄液、臍帯血、リンパ液などを哺乳動物から採取し、所望によりフィコール、パーコール、バクティナーチューブ、リフォプレップ、HES(ヒドロキシエチルスターチ)などを使用し、比重密度遠心分離法により赤血球を除去した、単核球画分、間葉系幹細胞、造血幹細胞、血管内皮前駆細胞(EPC)、顆粒球などの細胞が含まれる画分が挙げられる。細胞懸濁液としては、また、前記画分を再度遠心分離して濃縮して得られる液体が挙げられる。
本発明の方法により、体液から顆粒球を除去する際には、事前に体液を抗凝固剤で処理することが好ましい。抗凝固剤としては、ヘパリン、低分子量ヘパリン、メシル酸ナファモスタット、メシル酸ガベキサート、アルガトロバン、アシッド・シトレート・デキストロース液(ACD液)、シトレート・フォスフェート・デキストロース液(CPD液)などのクエン酸含有抗凝固剤などが挙げられる。なかでもヘパリンは一般的に最も好ましく用いられる抗凝固剤として挙げることができる。
本発明において、吸着担体として、酢酸セルロースからなる担体を使用する。酢酸セルロースは、顆粒球と一定の親和性を有することが知られており、酢酸セルロースからなる担体を使用することにより、体液から顆粒球を効率的に除去することができる。
酢酸セルロースは、酢酸とセルロースを、適切な触媒、例えば硫酸の存在下、エステル結合を形成させることによって製造し得る。酢酸セルロースは、例えば国際公開第2006/025371号に記載のように、(a)セルロースの水酸基と酢酸とを、アルカリ性条件下で切断可能な様式で結合させてセルロース-酢酸の結合体を得る工程、及び(b)前記結合体をアルカリ性条件下で処理して、セルロースの水酸基と酢酸との結合の一部を切断する工程を含む方法により得られるものでもよい。
酢酸セルロースは、酢酸に由来するアセチル基を有する。アセチル基を導入する前に、周知の水酸基の保護基を利用してもよい。水酸基の保護基は、例えば、T.H.Greene及びP.G.M.Wuts,Protective Groups in Organic Synthesis、第3版、John Wiley & Sons、ニューヨーク(1999年)に記載されている。
水酸基の保護基の例としては、エーテル系の保護基、アセタール系の保護基、シリル系の保護基又はエステル系の保護基が挙げられる。エーテル系の保護基とは水酸基を保護する目的でエーテル結合を形成する保護基を意味し、水酸基のHと置換されたメチル基、エチル基、tert-ブチル基、オクチル基、アリル基、ベンジル基、p-メトキシメチル基、フルオレニル基、トリチル基、ベンズヒドリル基などを挙げることができる。アセタール系の保護基とは水酸基を保護する目的でアセタール結合を形成する保護基を表わし、例えば、メトキシエチル基、エトキシエチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基などを挙げることができる。シリル系の保護基とは、水酸基を保護する目的でシリルオキシ基結合を形成する保護基を意味し、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基などを挙げることができる。また、エステル系の保護基とは、水酸基を保護する目的でエステル結合を形成する保護基を表わし、アセチル基、プロピオニル基、イソプロピオニル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、トリフルオロアセチル基、トリクロロアセチル基などを挙げることができる。
酢酸セルロースにおいて、アセチル基によって置換されている水酸基の割合は、全水酸基(無置換水酸基と置換水酸基を含む)の23~54%であることが好ましく、43~54%であることがより好ましい。23%未満では、担体の親水性が高すぎて担体の顆粒球吸着能が低下する傾向がある。54%を超えると担体の水酸基量が少なすぎて顆粒球が活性化されず担体へ吸着されにくくなる傾向がある。
酢酸セルロースにおいて、アセチル基によって置換されている水酸基の割合を、「水酸基のアセチル基による置換率」、「アセチル基による置換率」、「アセチル基置換率」又は単に「置換率」と称することがある。
酢酸セルロースの水酸基のアセチル基による置換率(%)は、例えば以下のように測定することができる。被検物質を十分に乾燥させた後、乾燥重量を精密天秤にて測定し(0.5g前後)、フラスコに入れる。被検物質を溶解し得る溶媒(例えばアセトン水溶液)を50mL添加し、室温にて1時間、スターラーにて攪拌する。次に0.2規定水酸化ナトリウム水溶液50mLを添加し、5分間攪拌後、3時間室温にて静置する。次に0.2規定塩酸50mLを該フラスコ中に入れ5分間攪拌後、1時間室温にて静置する。次にフェノールフタレイン液2、3滴をフラスコ中に入れ、0.1規定水酸化ナトリウム水溶液をビュレットにて滴下し、溶液が淡い赤色に変化したときを終点として、滴定量(A(mL))を求める。また被検物質を入れない以外は前記と同様の操作を行って同様に滴定量(B(mL))を求める。以上の測定から酢酸セルロースのアセチル基による置換率(%)は、下式により求めることができる。
置換率(%)=(A-B)F×0.6005/被検物質重量(g)
F:滴定に使用した0.1規定水酸化ナトリウム水溶液のファクター
置換率(%)=(A-B)F×0.6005/被検物質重量(g)
F:滴定に使用した0.1規定水酸化ナトリウム水溶液のファクター
酢酸セルロースからなる担体は、球状、粒状などであることが好ましい。球状又は粒状の場合、平均粒径は約50μm以上2000μm未満であることが好ましく、約80μm以上2000μm未満であることがより好ましく、約100μm以上1000μm以下であることが最も好ましい。
球状又は粒状の酢酸セルロースからなる担体は、例えば以下の方法により調製される。1種又は2種以上の原料モノマー化合物を、適当な粘性の溶媒、例えば水中に分散、懸濁させ、懸濁液を攪拌しつつ重合反応に適当な条件下で重合化させ所定の形状の重合体を得る。あるいは、ポリマーを溶媒に溶解し、特開昭63-117039号公報に記載された方法(振動法)により液滴化し、凝固浴で捕捉することにより凝固させ所定の形状のものを得る。
所望により、酢酸セルロースからなる担体の表面を、物理的あるいは化学的手段によって粗面化する処理を行ってもよい。
酢酸セルロースからなる担体の表面は多孔質体、非多孔質体、あるいはスキン層構造など、あらゆる種類の構造をとり得る。表面が多孔質体の場合、顆粒球吸着と同時に、顆粒球を含む血液細胞が産生するサイトカイン類、活性化に伴い産生される酵素、惹起物質などの、生体にとって好ましくない物質を合わせて吸着除去することもできる。
細孔の大きさは排除限界分子量で規定される。酢酸セルロースからなる担体が多孔質体である場合は、排除限界分子量が1.5×105以下であることが好ましく、1.4×105以下であることがより好ましい。1.5×105より大きくなると非特異吸着が大きくなり、体液中の有用蛋白質の損失が起こる場合がある。非特異吸着の影響をより少なくするためには、排除限界分子量が1.3×105以下であることがさらに好ましく、1.2×105以下であることがさらにより好ましく、1.0×105以下であることが最も好ましい。排除限界分子量とは、例えば「実験高速液体クロマトグラフィ」(波多野博行及び花井俊彦著、(株)化学同人発行)などの成書に記載されているごとく、ゲル浸透クロマトグラフィにおいて細孔内に侵入できない、すなわち排除される分子のうち最も小さい分子量を有するものの分子量をいう。本発明において酢酸セルロースからなる担体は水不溶性であることが好ましい。
酢酸セルロースからなる担体として、酢酸セルロース単独からなる担体を用いてもよいが、任意の硬質基材、軟質基材の外表面を酢酸セルロースで被覆したものを用いることができる。基材としては、ガラス、シリカゲル、活性炭などの無機材料からなる基材、架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリアクリレート、架橋ポリアクリルアミド、架橋ポリスチレンなどの合成高分子や架橋アガロース、架橋デキストリンなどの多糖類からなる有機材料からなる基材、セルロース、ポリビニルアルコール、エチレン-酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸グラフト化ポリエチレン、ポリアクリルアミドグラフト化ポリエチレン、さらにはこれらの組み合わせによって得られ得る有機-有機、有機-無機などの複合材料からなる基材などが挙げられるが、これらには限定されない。基材の形状としては、球状、粒状などいずれも有効に用いられる。
本発明において「顆粒球」は、哺乳類末梢血、骨髄、臍帯血中の顆粒球、アファレーシスにより濃縮された白血球中の顆粒球、フィコール、バクティナーチューブ、HES(ヒドロキシエチルスターチ)などを用いた密度勾配遠心法にて分取された白血球画分中の顆粒球、又は、これらの方法にて分取された白血球画分を緩衝液中や培養液、生理食塩液中に懸濁した細胞懸濁液中の顆粒球などを指す。
本発明において、顆粒球の吸着器として、体液を流入させるための流入部、及び体液を流出させるための流出部を有する容器を使用する。容器は、その流出部に、体液は通過するが酢酸セルロースは通過しないフィルターを装着していてもよい。体液は通過するが酢酸セルロースは通過しないフィルターとして、例えばメッシュ、不織布、綿栓などのフィルターが挙げられる。
前記容器の形態、材質、大きさに特に限定されない。形態は、球、コンテナ、バッグ、チューブ、カラムなど任意の形態であってよい。好ましい具体例としては、例えば容量約0.1~500mL程度、直径約0.1~10cm程度の透明又は半透明の筒状容器などが挙げられる。容器は、任意の構造材料を使用して作成することができる。具体的な構造材料としては例えば非反応性ポリマー又は生物親和性金属もしくは合金が挙げられる。該ポリマーとしては、アクリロニトリルポリマー(例えばアクリロニトリルブタジエンスチレンターポリマーなど)、ハロゲン化ポリマー(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、コポリマーテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンなど)、ポリアミド、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルクロリドアクリルコポリマー、ポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレンなどが挙げられる。容器のために有用な金属材料としては、例えばステンレス鋼、チタン、白金、タンタル、金、及びそれらの合金、並びに金メッキ合金鉄、白金メッキ合金鉄、コバルトクロミウム合金、及び窒化チタン被覆ステンレス鋼が挙げられる。耐滅菌性を有する素材が特に好ましく、具体的にはシリコンコートされたガラス、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。
前記容器には、酢酸セルロースからなる担体が、合計表面積が157~627cm2となるように収納される。合計表面積は、157~627cm2であることが好ましく、314~615cm2であることがより好ましい。
酢酸セルロースの合計表面積は、容器内に酢酸セルロースを最密充填(充填率74%)した際の充填個数を求め、該充填個数と酢酸セルロース一個の表面積の積により得られる値である。
体液を容器の流入部から送液することにより、体液が、容器に収容された酢酸セルロースに接触し、顆粒球が酢酸セルロースに吸着される。体液の送液方法としては例えば、体液を送液ポンプなどにより灌流状態で送液して酢酸セルロースに接触させる方法や、灌流せずに送液して酢酸セルロースに接触させる方法が挙げられる。
体液は、容器の流入部から、0.11cm/min以上0.33cm/min未満の線速で送液される。線速は、0.11cm/min以上0.33cm/min未満であることが好ましく、0.11~0.19cm/minであることがより好ましい。0.11cm/min未満では、線速が小さすぎて血液が滞留し凝固する傾向がある。0.33cm/min以上では、線速が大きすぎて血液と吸着担体との接触時間が短く、十分に顆粒球を除去できない傾向がある。本発明における線速は、容器から1分間に流出する体液量を、酢酸セルロースを収容した顆粒球吸着部の断面積で除して得られる値のことである。
本発明の方法において、容器から回収される体液中の顆粒球濃度が、容器に送液される体液中の顆粒球濃度の10%以下であることが好ましい。容器に送液される体液からの顆粒球除去率が90%以上であることが好ましい。
本発明の方法において、単核球回収率は、従来の比重密度勾配遠心法であるフィコールパック分画法で回収し得る39%以上であることが好ましく、移植に使用する細胞数を考慮し50%以上であることがより好ましい。
本発明の方法において、容器から回収される体液における有核細胞の濃度が、容器に送液される体液における有核細胞の濃度よりも高いことが好ましい。このような有核細胞としては、単核球、幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、及びそれらの混合物が挙げられる。なお、ここで有核細胞の濃度とは、体液に含まれる有核細胞数を、体液に含まれる全細胞数で除した値を指す。
顆粒球が除去された体液中の目的とする細胞の濃度は、更に遠心分離操作を行うことにより高めることができる。或いは、顆粒球が吸着除去された体液中の、目的とする細胞を、フィコール、フィコールハイパック(Ficoll-Hypaque)、パーコール、バクティナーチューブ、リフォプレップなどを使用して濃縮することもできる。
本発明の方法により得られる顆粒球が除去された体液は、調製後に直ちに使用してもよいし、冷蔵保存、凍結保存後に解凍して使用してもよい。
本発明の方法により得られる顆粒球が除去された体液は、薬学的に許容される他の担体、賦形剤などと組み合せることにより、医薬組成物として使用することができる。かかる医薬組成物は、典型的には、輸血、点滴、注射などの方法により患部に直接投与するための、或いは経血管的に患部に投与するための医薬組成物である。かかる医薬組成物は、許容される薬学的手法に従って製造可能である。
以下、本発明の方法を実施例に基づいて具体的に説明する。
(実施例1)
(1)ブタ骨髄液の調製
体重約30kgの家畜ブタに筋肉注射にてケタラール、セラクタールを注入し、その後ネンブタールを静脈注射にて追加することにより麻酔を行った。10mLのシリンジに約20IU/mLになるように予めヘパリンを入れておき、腸骨より15Gの穿刺針を用いて骨髄液を採取した。次に採取した骨髄プールにヘパリンを最終濃度で50IU/mLになるように添加して、十分に転倒混和を行った後、70μmセルストレーナーを通過させることにより血餅、骨粉などを取り除いた。
(1)ブタ骨髄液の調製
体重約30kgの家畜ブタに筋肉注射にてケタラール、セラクタールを注入し、その後ネンブタールを静脈注射にて追加することにより麻酔を行った。10mLのシリンジに約20IU/mLになるように予めヘパリンを入れておき、腸骨より15Gの穿刺針を用いて骨髄液を採取した。次に採取した骨髄プールにヘパリンを最終濃度で50IU/mLになるように添加して、十分に転倒混和を行った後、70μmセルストレーナーを通過させることにより血餅、骨粉などを取り除いた。
自動血液細胞数カウンター(K4500、sysmex)で骨髄液の白血球濃度を測定した。フローサイトメーター(FACSCanto、ベクトンディッキンソン)で骨髄液の単核球/顆粒球画分比率を測定した。用いた骨髄液量、白血球濃度、及び単核球/顆粒球画分比率の積により、単核球/顆粒球全数を求めた。用いた式を以下に示す。
(単核球/顆粒球全数)=(用いた骨髄液量)×(白血球濃度)×(単核球/顆粒球画分比率)÷100
(単核球/顆粒球全数)=(用いた骨髄液量)×(白血球濃度)×(単核球/顆粒球画分比率)÷100
(2)顆粒球吸着カラム処理による顆粒球除去
酢酸セルロースからなる担体として、国際公開第2006/025371号に記載の酢酸セルロースビーズを用いた。酢酸セルロースビーズを生理食塩液(最終濃度で5IU/mLのヘパリンを含む)に懸濁した。酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率は49%であり、粒子径は約500μmであった。沈降体積で3.5mLの酢酸セルロースビーズをミニカラム(アクリル製、断面積0.79cm2、高さ4.5cm)に充填した。酢酸セルロースビーズ合計表面積は314cm2であった。カラム入口側にポリ塩化ビニル製のチューブ(内径1mm、外径3mm、長さ85cm)を装着し、またカラム出口側にも同様のポリ塩化製ビニル(長さ40cm)を装着した。先に調製した骨髄液をテフロン(登録商標)製三角フラスコ内(内容量50mL、サンワ)に入れ、37℃恒温槽内に静置し、4minに一度、穏やかに攪拌した。次に線速0.11cm/min(骨髄液が酢酸セルロースビーズに接触する時間(以後、接触時間)41分)で通液実験を開始した。カラム出口側から骨髄液が出始めたことを目視で確認した時点を開始時点として、8.2mL採取した。得られた採取液を回収液とした。
酢酸セルロースからなる担体として、国際公開第2006/025371号に記載の酢酸セルロースビーズを用いた。酢酸セルロースビーズを生理食塩液(最終濃度で5IU/mLのヘパリンを含む)に懸濁した。酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率は49%であり、粒子径は約500μmであった。沈降体積で3.5mLの酢酸セルロースビーズをミニカラム(アクリル製、断面積0.79cm2、高さ4.5cm)に充填した。酢酸セルロースビーズ合計表面積は314cm2であった。カラム入口側にポリ塩化ビニル製のチューブ(内径1mm、外径3mm、長さ85cm)を装着し、またカラム出口側にも同様のポリ塩化製ビニル(長さ40cm)を装着した。先に調製した骨髄液をテフロン(登録商標)製三角フラスコ内(内容量50mL、サンワ)に入れ、37℃恒温槽内に静置し、4minに一度、穏やかに攪拌した。次に線速0.11cm/min(骨髄液が酢酸セルロースビーズに接触する時間(以後、接触時間)41分)で通液実験を開始した。カラム出口側から骨髄液が出始めたことを目視で確認した時点を開始時点として、8.2mL採取した。得られた採取液を回収液とした。
回収液量、回収液の白血球濃度、及び単核球/顆粒球画分比率の積により、単核球/顆粒球回収数を求め、先に求めた単核球/顆粒球全数より単核球回収率及び顆粒球除去率を求めた。単核球回収率は68%であり、顆粒球除去率は95%であった。用いた式を以下に示した。
(単核球/顆粒球回収数)=(回収液量)×(白血球濃度)×(単核球/顆粒球画分比率)÷100
(単核球回収率(%))=(単核球回収数)÷(単核球全数)×100
(顆粒球除去率(%))=100-(顆粒球回収数)÷(顆粒球全数)×100
(単核球/顆粒球回収数)=(回収液量)×(白血球濃度)×(単核球/顆粒球画分比率)÷100
(単核球回収率(%))=(単核球回収数)÷(単核球全数)×100
(顆粒球除去率(%))=100-(顆粒球回収数)÷(顆粒球全数)×100
(実施例2)
線速を0.17cm/min(接触時間27分)に変更した点、及び回収液を10.4mL採取した点以外は、実施例1と同様の操作を行った。単核球回収率は72%であり、顆粒球除去率は94%であった。
線速を0.17cm/min(接触時間27分)に変更した点、及び回収液を10.4mL採取した点以外は、実施例1と同様の操作を行った。単核球回収率は72%であり、顆粒球除去率は94%であった。
(実施例3)
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、及び断面積を、酢酸セルロースビーズ量6.9mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積615cm2、断面積1.5cm2に変更した点、線速を0.19cm/min(接触時間24分)に変更した点、及び回収液を40.9mL採取した点以外は、実施例1と同様の操作を行った。単核球回収率は75%であり、顆粒球除去率は95%であった。
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、及び断面積を、酢酸セルロースビーズ量6.9mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積615cm2、断面積1.5cm2に変更した点、線速を0.19cm/min(接触時間24分)に変更した点、及び回収液を40.9mL採取した点以外は、実施例1と同様の操作を行った。単核球回収率は75%であり、顆粒球除去率は95%であった。
(比較例1)
線速を0.33cm/min(接触時間13分)に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は60%であり、顆粒球除去率は46%であった。
線速を0.33cm/min(接触時間13分)に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は60%であり、顆粒球除去率は46%であった。
(比較例2)
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、断面積、及び高さを、酢酸セルロースビーズ量3.7mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積329cm2、断面積0.13cm2、高さ28.5cmに変更した点、線速を1.3cm/min(接触時間22分)に変更した点、及び回収液を12.0mL採取した点以外は、実施例1と同様の操作を行った。単核球回収率は84%であり、顆粒球除去率は35%であった。
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、断面積、及び高さを、酢酸セルロースビーズ量3.7mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積329cm2、断面積0.13cm2、高さ28.5cmに変更した点、線速を1.3cm/min(接触時間22分)に変更した点、及び回収液を12.0mL採取した点以外は、実施例1と同様の操作を行った。単核球回収率は84%であり、顆粒球除去率は35%であった。
(実施例4)
酢酸セルロースビーズとして、酢酸セルロースをジメチルスルホキシドとプロピレングリコールの混合溶剤に溶解し、この溶液を特開昭63-117039号公報に記載された方法(振動法)により液滴化し、凝固させて得た酢酸セルロースビーズを用いた点、及び回収液を8.3mL採取した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。回収液の単核球回収率、及び顆粒球の除去率を求めた。酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率は54%であり、粒子径は約0.5mmであった。単核球回収率は76%であり、顆粒球除去率は91%であった。
酢酸セルロースビーズとして、酢酸セルロースをジメチルスルホキシドとプロピレングリコールの混合溶剤に溶解し、この溶液を特開昭63-117039号公報に記載された方法(振動法)により液滴化し、凝固させて得た酢酸セルロースビーズを用いた点、及び回収液を8.3mL採取した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。回収液の単核球回収率、及び顆粒球の除去率を求めた。酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率は54%であり、粒子径は約0.5mmであった。単核球回収率は76%であり、顆粒球除去率は91%であった。
(実施例5)
酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率を48%に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は69%であり、顆粒球除去率は93%であった。
酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率を48%に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は69%であり、顆粒球除去率は93%であった。
(実施例6)
酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率を43%に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は72%であり、顆粒球除去率は90%であった。
酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率を43%に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は72%であり、顆粒球除去率は90%であった。
(比較例3)
酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率を22%に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は73%であり、顆粒球除去率は86%であった。
酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率を22%に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は73%であり、顆粒球除去率は86%であった。
(比較例4)
酢酸セルロースビーズとして、購入した酢酸セルロースビーズ(adacolumn、JIMRO)を用いた点以外は実施例2と同様の操作を行った。酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率は55%であり、粒子径は2000μmであった。酢酸セルロースビーズ合計表面積は78cm2であった。単核球回収率は81%であり、顆粒球除去率は52%であった。
酢酸セルロースビーズとして、購入した酢酸セルロースビーズ(adacolumn、JIMRO)を用いた点以外は実施例2と同様の操作を行った。酢酸セルロースビーズのアセチル基による置換率は55%であり、粒子径は2000μmであった。酢酸セルロースビーズ合計表面積は78cm2であった。単核球回収率は81%であり、顆粒球除去率は52%であった。
(実施例7)
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、及び高さを、酢酸セルロースビーズ量1.8mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積157cm2、高さ2.3cmに変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は69%であり、顆粒球除去率は90%であった。
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、及び高さを、酢酸セルロースビーズ量1.8mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積157cm2、高さ2.3cmに変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は69%であり、顆粒球除去率は90%であった。
(実施例8)
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、及び高さを、酢酸セルロースビーズ量7.1mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積627cm2、高さ9.0cmに変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は62%であり、顆粒球除去率は95%であった。
ミニカラムの酢酸セルロースビーズ量、酢酸セルロースビーズ合計表面積、及び高さを、酢酸セルロースビーズ量7.1mL、酢酸セルロースビーズ合計表面積627cm2、高さ9.0cmに変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。単核球回収率は62%であり、顆粒球除去率は95%であった。
(参考例1)
(1)ブタ骨髄液の調製
実施例1と同様の方法で調製した骨髄液を用いた。
(1)ブタ骨髄液の調製
実施例1と同様の方法で調製した骨髄液を用いた。
(2)Ficoll法による単核球画分の回収
先に調製した骨髄液を2mL用いて、生理食塩液2mLと混合して希釈した。次に、容量15mLの遠沈管(IWAKI)に、Ficoll Paque-Plus(GEヘルスケア)溶液を3mL添加し、該Ficoll溶液の上層に、上述の希釈した骨髄液を重層した。遠心分離機CF7D2(日立製作所)にて、回転数1400rpmで30分間遠心分離することにより、得られた単核球画分層を回収した。Ficoll溶液を除去する目的で、回収した単核球画分層に生理食塩液を10mL添加し、遠心分離機CF7D2にて、回転数1500rpmで10分間遠心分離し、上清を除いた。再度生理食塩液を10mL添加して、回転数1500rpmで10分間遠心分離した。再び上清を除き、生理食塩水を、液量が1mLになるように加えた。
先に調製した骨髄液を2mL用いて、生理食塩液2mLと混合して希釈した。次に、容量15mLの遠沈管(IWAKI)に、Ficoll Paque-Plus(GEヘルスケア)溶液を3mL添加し、該Ficoll溶液の上層に、上述の希釈した骨髄液を重層した。遠心分離機CF7D2(日立製作所)にて、回転数1400rpmで30分間遠心分離することにより、得られた単核球画分層を回収した。Ficoll溶液を除去する目的で、回収した単核球画分層に生理食塩液を10mL添加し、遠心分離機CF7D2にて、回転数1500rpmで10分間遠心分離し、上清を除いた。再度生理食塩液を10mL添加して、回転数1500rpmで10分間遠心分離した。再び上清を除き、生理食塩水を、液量が1mLになるように加えた。
実施例1と同様の方法で回収液の単核球回収率、及び顆粒球の除去率を求めた。単核球回収率は39%、顆粒球除去率は97%であった。
(実施例9)
体液をヒト末梢血に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。ヒト末梢血は、健常人ボランティアより18Gの注射針を用い上腕部より注意深く採血し、抗凝固剤としてヘパリンを使用し、血液中のヘパリン濃度は5IU/mLとすることにより調製した。単核球回収率は73%であり、顆粒球除去率は92%であった。
体液をヒト末梢血に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。ヒト末梢血は、健常人ボランティアより18Gの注射針を用い上腕部より注意深く採血し、抗凝固剤としてヘパリンを使用し、血液中のヘパリン濃度は5IU/mLとすることにより調製した。単核球回収率は73%であり、顆粒球除去率は92%であった。
(実施例10)
体液をウシ末梢血に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。ウシ末梢血はジャパン・ラム株式会社より購入し、抗凝固剤としてCPD液(テルモ)を使用し、血液100mLに対するCPD液量は28mLとした。単核球回収率は90%であり、顆粒球除去率は92%であった。
体液をウシ末梢血に変更した点以外は、実施例2と同様の操作を行った。ウシ末梢血はジャパン・ラム株式会社より購入し、抗凝固剤としてCPD液(テルモ)を使用し、血液100mLに対するCPD液量は28mLとした。単核球回収率は90%であり、顆粒球除去率は92%であった。
実施例1~10、比較例1~4、及び参考例1の、酢酸セルロースビーズのアセチル基置換率、合計表面積、処理条件(処理検体、及び線速)、単核球回収率、及び顆粒球除去率を表1にまとめた。
Claims (4)
- (a)流入部と流出部を備え、アセチル基によって置換されている水酸基の割合が全水酸基の23~54%である酢酸セルロースからなる担体を合計表面積が157~627cm2となるように収容した容器の前記流入部から、体液を0.11cm/min以上0.33cm/min未満の線速で送液する工程、及び
(b)前記流出部から顆粒球濃度が低下した体液を回収する工程
を含む、体液から顆粒球を除去する方法。 - 工程(b)で回収される体液中の顆粒球濃度が、工程(a)で送液される体液中の顆粒球濃度の10%以下である、請求項1に記載の方法。
- 工程(a)で送液される体液が骨髄液、末梢血、又は臍帯血である、請求項1又は2に記載の方法。
- 工程(b)で回収される体液における単核球、幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、及びそれらの混合物からなる群から選択される有核細胞の濃度が、工程(a)で送液される体液における有核細胞の濃度よりも高い、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016523462A JP6814632B2 (ja) | 2014-05-30 | 2015-05-22 | 顆粒球除去方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014-112321 | 2014-05-30 | ||
| JP2014112321 | 2014-05-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015182501A1 true WO2015182501A1 (ja) | 2015-12-03 |
Family
ID=54698835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/064713 Ceased WO2015182501A1 (ja) | 2014-05-30 | 2015-05-22 | 顆粒球除去方法 |
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|---|---|
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| WO (1) | WO2015182501A1 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0780062A (ja) * | 1993-09-17 | 1995-03-28 | Asahi Medical Co Ltd | エンドトキシン除去器および浄化血液の製造方法 |
| WO2006025371A1 (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Kaneka Corporation | 顆粒球吸着材 |
-
2015
- 2015-05-22 JP JP2016523462A patent/JP6814632B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-05-22 WO PCT/JP2015/064713 patent/WO2015182501A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0780062A (ja) * | 1993-09-17 | 1995-03-28 | Asahi Medical Co Ltd | エンドトキシン除去器および浄化血液の製造方法 |
| WO2006025371A1 (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Kaneka Corporation | 顆粒球吸着材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2015182501A1 (ja) | 2017-04-20 |
| JP6814632B2 (ja) | 2021-01-20 |
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