神经组织单元和这种单元用于植入哺乳动物的神经系统的用途

本发明涉及一种神经组织单元，所述神经组织单元包含组织在细胞外基质中的三维(3d)网络中的多个有丝分裂后神经元细胞和任选的胶质细胞，并且涉及所述神经组织单元作为植入哺乳动物的神经系统中的单元的用途。这种神经组织单元可以尤其用于将具有目标表型的神经元细胞移植到受试者的神经系统中，以治疗神经变性疾病。

背景技术：

1、在过去的几十年内，神经变性疾病在理解所涉及的生物学现象方面和治疗方面都是一个重大的社会挑战。实际上，越来越多的人受到这些疾病的影响，对患者和患者的家人和朋友产生了严重的后果。

2、通用术语“神经变性疾病”涵盖特征主要为神经元死亡快于正常衰老的大量疾病，所述疾病包括阿尔茨海默氏病(alzheimer's disease)、帕金森氏病(parkinson'sdisease)、亨廷顿氏病(huntington's disease)、肌萎缩性侧索硬化等。神经系统可以以各种方式受到影响，从而引起各种症状，所述症状包括运动、平衡、行为和/或认知障碍。

3、目前，神经变性疾病的病因和机制往往知之甚少，从而使得其治疗更加复杂。目前还没有令人信服的治愈这些疾病的治疗。

4、近年来，优先性开发聚焦于脑内细胞疗法，并且更特别地聚焦于将神经元移植到患有神经变性疾病的人的脑中受损区域中。这些移植的目标是永久性地代替被疾病破坏的神经元。因此，已经在几位帕金森氏病患者中成功地进行了胚胎细胞或组织的局部移植。然而，这种方法涉及使用来自流产胎儿的组织，这引起了伦理和逻辑问题。此外，许多实验室已改为将人类诱导性多能干(hips)细胞作为合格人类细胞的可能替代来源。将hips有效分化为具有必要表型的神经元以代替患者损失的神经元是一个非常活跃的研究领域。然而，神经元是非常脆弱的细胞。注射神经元悬浮液通常导致所述神经元中超过98％因失巢凋亡而死亡。可替选地，考虑移植神经元祖细胞，已知神经元祖细胞比神经元更不脆弱。这种解决方案也不能令人满意。实际上，植入后神经元祖细胞的细胞分化不受控制，并且不能确定植入的细胞是否适当地分化和/或分化为所要的神经元类型。

5、因此需要一种神经元细胞植入系统来改善植入细胞的存活，特别是用于永久性地代替神经变性疾病患者中变化的神经元。

技术实现思路

1、在研究细胞的三维(3d)培养时，发明人发现当处理特别脆弱的细胞如神经元时，通过不以细胞悬浮液形式而是以三维细胞网络的形式对所述细胞进行培养和处理可以改善存活率。他们已经开发了包含具有目标表型的神经元细胞的神经组织单元，所述神经组织单元可以被注入患者的神经系统中，以便以比注射神经元细胞悬浮液时获得的存活率高得多的存活率在其中整合所述神经元细胞。所开发的神经细胞单元包含预组织在3d网络中并嵌入细胞外基质中的神经元细胞，所述神经细胞单元促进注射后细胞在神经系统中的整合和存活。实际上，将神经细胞转移到宿主神经系统中，同时保持了其局部环境的完整性，特别是细胞之间的相互作用和与神经组织单元内产生的细胞外基质的相互作用。此外，根据本发明的神经组织单元包含有丝分裂后神经元细胞，所述有丝分裂后神经元细胞的分化程度可以被完美控制，从而限制了引入不想要的细胞类型、特别是引起产生畸胎瘤和肿瘤生长的细胞类型的风险。有趣的是，观察到根据本发明的神经组织单元能够将轴突伸到宿主组织中，从而促进细胞良好地整合到所述宿主组织中，并产生明确的功能益处。

2、因此，本发明涉及一种用于植入人类或非人类哺乳动物的神经系统中的神经组织单元，其中所述神经组织单元含有在细胞外基质中的分化的有丝分裂后神经元细胞，所述单元是从包含围绕单个神经组织单元的水凝胶囊的细胞微室获得的，并且在植入所述神经组织单元之前至少部分去除所述水凝胶囊。

3、因此，本发明涉及一种用于治疗神经变性疾病的神经组织单元，所述治疗通过将至少一个神经组织单元植入患有神经变性疾病的人类或非人类哺乳动物的神经系统中来进行，所述神经组织单元含有在细胞外基质中的分化的有丝分裂后神经元细胞，所述单元是从包含围绕所述神经组织单元的水凝胶囊的细胞微室获得的，并且在植入所述神经组织单元之前至少部分去除所述水凝胶囊。

4、特别地，本发明涉及一种用于治疗帕金森氏病的神经组织单元，所述治疗通过将至少一个神经单元植入患有帕金森氏病的人类或非人类哺乳动物的神经系统中来进行，所述神经单元含有在细胞外基质中的分化为多巴胺能神经元的有丝分裂后神经元细胞，所述单元是从包含围绕所述神经组织单元的水凝胶囊的细胞微室获得的，并且在植入所述神经组织单元之前至少部分去除所述水凝胶囊。

5、本发明还涉及一种用于治疗帕金森氏病的方法，根据所述方法，将细胞外基质中的含有分化为多巴胺能神经元的有丝分裂后神经元细胞的至少一个神经组织单元植入患有帕金森氏病的患者的神经系统中，所述单元是从包含围绕所述神经组织单元的水凝胶囊的细胞微室获得的，并且在植入所述神经组织单元之前至少部分去除所述水凝胶囊。

6、类似地，本发明涉及一种用于治疗亨廷顿氏病的神经组织单元，所述治疗通过将至少一神经组织单元植入患有亨廷顿氏病的人类或非人类哺乳动物的神经系统中来进行，所述神经组织单元含有在细胞外基质中的分化为gaba能神经元的有丝分裂后神经元细胞，所述单元是从包含围绕所述神经组织单元的水凝胶囊的细胞微室获得的，并且在植入所述神经组织单元之前至少部分去除所述水凝胶囊。

7、本发明还涉及一种用于治疗亨廷顿氏病的方法，根据所述方法，将细胞外基质中的含有分化为gaba能神经元的有丝分裂后神经元细胞的至少一个神经组织单元植入患有亨廷顿氏病的患者的神经系统中，所述单元是从包含围绕所述神经组织单元的水凝胶囊的细胞微室获得的，并且在植入所述神经组织单元之前至少部分去除所述水凝胶囊。

8、类似地，本发明涉及一种用于植入人类或非人类哺乳动物的神经系统中的神经组织单元，其中所述神经组织单元含有遗传修饰的神经元。此类神经组织单元可以尤其用于帮助、改善或修复人类或非人类哺乳动物的认知和/或行为的功能。

9、本发明还涉及一种用于制备旨在植入人类或非人类哺乳动物的神经系统中的这种神经组织单元的方法，所述方法包含以下步骤：

10、(1)制备细胞微室，所述细胞微室包含在水凝胶囊内的细胞外基质和能够分化为神经细胞的人类或非人类哺乳动物细胞，所述人类或非人类哺乳动物细胞有利地与旨在接受所述神经组织单元的哺乳动物免疫相容；

11、(2)在细胞微室内诱导细胞分化，从而获得具有至少一种有丝分裂后目标表型的神经元细胞；

12、(3)至少部分去除水凝胶囊以回收神经元细胞作为神经组织单元。

13、本发明还涉及一种神经组织单元植入试剂盒，所述神经组织单元植入试剂盒包含至少一个细胞微室，所述细胞微室包含至少一个围绕根据本发明的神经组织单元的水凝胶囊，以及用于至少部分去除水凝胶囊的工具。

14、本发明还涉及一种神经组织单元植入试剂盒，所述神经组织单元植入试剂盒包含至少一个根据本发明的神经组织单元，优选10至100个并且最多1000个神经组织单元，所述神经组织单元被装载在能够将所述神经组织单元植入哺乳动物的神经系统中的手术植入装置中。