EA046022B1 - ANTIGENSPECIFIC IMMUNE EFFECTOR CELLS - Google Patents

ANTIGENSPECIFIC IMMUNE EFFECTOR CELLS Download PDF

Info

Publication number
EA046022B1
EA046022B1 EA201992469 EA046022B1 EA 046022 B1 EA046022 B1 EA 046022B1 EA 201992469 EA201992469 EA 201992469 EA 046022 B1 EA046022 B1 EA 046022B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cells
cell
antigen
hla
car
Prior art date
Application number
EA201992469
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим А. Водяник
Синь ЧЖАН
Эндрю Дж. Брэндл
Дипика Раджеш
Брэдли Свонсон
Кристи Манн
Сара Бертон
Вэнь Бо Ван
Итан Маклауд
Original Assignee
Фуджифилм Селльюлар Дайнамикс, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фуджифилм Селльюлар Дайнамикс, Инк. filed Critical Фуджифилм Селльюлар Дайнамикс, Инк.
Publication of EA046022B1 publication Critical patent/EA046022B1/en

Links

Description

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США с серийным номером 62/486,875, поданной 18 апреля 2017 года, полное содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки.This application claims benefit from U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/486,875, filed April 18, 2017, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Уровень техникиState of the art

1. Область техники.1. Field of technology.

Настоящее изобретение в целом относится к области молекулярной биологии. Более конкретно, оно касается способов и композиций, касающихся антигенспецифических иммунных эффекторных клеток, таких как Т-клетки и NK-клетки.The present invention generally relates to the field of molecular biology. More particularly, it relates to methods and compositions relating to antigen-specific immune effector cells such as T cells and NK cells.

2. Описание предшествующего уровня техники.2. Description of the prior art.

Несмотря на технологические достижения в области диагностики и вариантов лечения, доступных для пациентов, у которых был диагностирован рак, часто прогноз все еще остается плохим, и многие пациенты не могут быть вылечены. Иммунотерапия дает надежду на эффективное, и при этом направленное лечение для пациентов, у которых были диагностированы различные опухоли, обладающее потенциалом уничтожения злокачественных опухолевых клеток без повреждения нормальных тканей. Теоретически, Т-клетки иммунной системы способны распознавать наборы белков, специфичные для опухолевых клеток, и опосредовать их разрушение с помощью различных эффекторных механизмов. Адоптивная Т-клеточная терапия представляет собой попытку использовать и усилить способность собственных Тклеток пациента уничтожать опухоли, а затем вернуть эти эффекторы пациенту в состоянии, в котором они эффективно устраняют остаточную опухоль, не повреждая при этом здоровую ткань. Хотя этот подход не является новым в области онкоиммунологии, многие недостатки клинического применения адоптивной Т-клеточной терапии препятствуют полноценному применению этого подхода при лечении рака.Despite technological advances in diagnostics and treatment options available to patients diagnosed with cancer, the prognosis is often still poor and many patients cannot be cured. Immunotherapy offers hope of effective yet targeted treatment for patients diagnosed with various tumors, with the potential to destroy malignant tumor cells without damaging normal tissue. Theoretically, T cells of the immune system are able to recognize sets of proteins specific to tumor cells and mediate their destruction through various effector mechanisms. Adoptive T-cell therapy attempts to harness and enhance the ability of a patient's own T cells to destroy tumors, and then return these effectors to the patient in a state in which they effectively eliminate residual tumor without damaging healthy tissue. Although this approach is not new to the field of oncoimmunology, many shortcomings in the clinical application of adoptive T-cell therapy prevent the full application of this approach in the treatment of cancer.

Существующие виды адоптивной Т-клеточной терапии ограничены отсутствием пациентов и опухолеспецифическими Т-клетками, включая их малую распространенность в организме, их неспособность преодолеть ряд механизмов уклонения опухоли от иммунной системы и их короткую продолжительность жизни. Трудно выделить и размножить обычно низкие количества Т-клеток, реагирующих на желаемый антиген. Следовательно, существует неудовлетворенная потребность в терапевтически удовлетворительных и функциональных антигенспецифических иммунных клетках для эффективного применения в иммунотерапии.Current adoptive T-cell therapies are limited by the lack of patients and tumor-specific T cells, including their low abundance in the body, their inability to overcome a number of tumor immune evasion mechanisms, and their short lifespan. It is difficult to isolate and expand the usually low numbers of T cells that respond to the desired antigen. Therefore, there is an unmet need for therapeutically satisfactory and functional antigen-specific immune cells for effective use in immunotherapy.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

В первом варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ получения антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, включающий конструирование плюрипотентных стволовых клеток (PSC) для экспрессии химерного антигенного рецептора (CAR) с получением таким образом CAR-PSC; дифференцировку или прямое перепрограммирование CAR-PSC в CD34' гемопоэтические клетки-предшественники (НРС); дальнейшую дифференцировку CD34+ HPC в Т-клетки и/или NK-клетки; и размножение Т-клеток и/или NK-клеток. В некоторых аспектах размножение включает совместное культивирование с антигенспецифическими клетками-мишенями с получением таким образом антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток.In a first embodiment, the present invention provides a method for producing antigen-specific effector T cells and/or NK cells, comprising engineering pluripotent stem cells (PSC) to express a chimeric antigen receptor (CAR), thereby obtaining CAR-PSC; differentiation or direct reprogramming of CAR-PSCs into CD34' hematopoietic progenitor cells (HPCs); further differentiation of CD34+ HPCs into T cells and/or NK cells; and expansion of T cells and/or NK cells. In some aspects, expansion includes co-culture with antigen-specific target cells, thereby obtaining antigen-specific effector T cells and/or NK cells.

В отдельных аспектах PSC, сконструированные для экспрессии CAR, представляют собой индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) или эмбриональные стволовые клетки (ESC). В частных аспектах iPSC перепрограммированы из соматических клеток, таких как Т-клетки.In certain aspects, PSCs engineered to express CARs are induced pluripotent stem cells (iPSCs) or embryonic stem cells (ESCs). In particular, iPSCs are reprogrammed from somatic cells such as T cells.

В некоторых аспектах стадия дифференцировки CAR-PSC в CD34+ HPC включает проведение направленной дифференцировки. В отдельных аспектах направленная дифференцировка включает образование эмбриоидных телец (ЕВ) в присутствии блеббистатина, ингибитора GSK-3, FGF2 и VEGF; приведение ЕВ в контакт с ВМР4, VEGF и FGF2 для стимуляции индукции мезодермы; и дифференцировку ЕВ в присутствии лиганда Flt-3, IL-3, SCF и ТРО с получением таким образом HPC. В некоторых аспектах дифференцировку проводят в средах, по существу не содержащих или не содержащих ВМР4. В других аспектах дифференцировку проводят в присутствии ВМР4. В частных аспектах ингибитор GSK-3 представляет собой CHTR99021. В некоторых аспектах дифференцировка дополнительно включает присутствие IL-11, цАМФ и/или VEGF.In some aspects, the step of differentiating CAR-PSCs into CD34+ HPCs involves conducting directed differentiation. In certain aspects, directed differentiation includes the formation of embryoid bodies (EB) in the presence of blebbistatin, an inhibitor of GSK-3, FGF2 and VEGF; bringing EB into contact with BMP4, VEGF and FGF2 to stimulate mesoderm induction; and differentiating EBs in the presence of Flt-3 ligand, IL-3, SCF and TPO, thereby obtaining HPCs. In some aspects, differentiation is carried out in media substantially free or free of BMP4. In other aspects, differentiation is carried out in the presence of BMP4. In particular aspects, the GSK-3 inhibitor is CHTR99021. In some aspects, differentiation further includes the presence of IL-11, cAMP and/or VEGF.

В некоторых аспектах направленная дифференцировка включает культивирование одиночных PSC на поверхности, покрытой амином, в присутствии блеббистатина, ВМР4, VEGF и bFGF; инициирование дифференцировки путем приведения PSC в контакт с ВМР4, VEGF и FGF2; и дальнейшую дифференцировку PSC в присутствии лиганда Flt-3, IL-3, IL-6, SCF, TPO и гепарина с получением таким образом НРС, где способ не включает образование ЕВ.In some aspects, directed differentiation involves culturing single PSCs on an amine-coated surface in the presence of blebbistatin, BMP4, VEGF, and bFGF; initiation of differentiation by bringing PSCs into contact with BMP4, VEGF and FGF2; and further differentiating the PSC in the presence of Flt-3 ligand, IL-3, IL-6, SCF, TPO and heparin, thereby obtaining HPC, where the method does not involve the formation of EBs.

В частных аспектах способ включает культивирование клеток в определенных условиях без фидера, например, на протяжении всего способа. В некоторых аспектах PSC по существу не содержат трансгенов или не содержат трансгенов. В частных аспектах PSC являются человеческими. В отдельных аспектах Тклетки представляют собой CD4+ Т-клетки, CD8+ Т-клетки, цитотоксические Т-клетки, регуляторные Тклетки, естественные киллерные Т-клетки, наивные Т-клетки, Т-клетки памяти и/или гамма-дельта Тклетки.In particular aspects, the method includes culturing cells under certain conditions without a feeder, for example, throughout the entire method. In some aspects, PSCs are substantially transgene-free or transgene-free. In private aspects, PSCs are human. In certain aspects, the T cells are CD4+ T cells, CD8+ T cells, cytotoxic T cells, regulatory T cells, natural killer T cells, naïve T cells, memory T cells, and/or gamma delta cells.

В отдельных аспектах PSC, сконструированные для экспрессии CAR, дополнительно сконструированы для экспрессии ERG/ETV2, GATA2 и НОХА9, например, под контролем одного индуцибельногоIn certain aspects, PSCs engineered to express CAR are further engineered to express ERG/ETV2, GATA2, and HOXA9, for example, under the control of a single inducible

- 1 046022 промотора. В некоторых аспектах способ дополнительно включает конструирование PSC для экспрессии- 1 046022 promoters. In some aspects, the method further includes constructing a PSC to express

HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1 и/или НОХА4. Таким образом, в некоторых аспектах стадия дифференцировки CAR-PSC в CD34+ HPC включает индукцию экспрессии ERG/ETV2, GATA2 иHMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1 and/or HOXA4. Thus, in some aspects, the differentiation step of CAR-PSCs into CD34+ HPCs involves the induction of expression of ERG/ETV2, GATA2, and

HOXA9 в течение периода времени, достаточного для получения НРС, и прекращение индукции экспрессии перед дальнейшей дифференцировкой НРС в Т-клетки и/или NK-клетки.HOXA9 for a period of time sufficient to produce HPCs and cease induction of expression before further differentiation of HPCs into T cells and/or NK cells.

В конкретных аспектах стадия дифференцировки CAR-PSC в CD34+ НРС дополнительно включает отбор клеток, экспрессирующих CD34 и/или CD43, перед дифференцировкой в антигенспецифические Тклетки и/или NK-клетки. В частных аспектах отбор включает проведение магнитно-активированной сортировки клеток (MACS). В некоторых аспектах клетки, экспрессирующие CD34 и/или CD43, составляют по меньшей мере 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90% или более от общей популяции клеток. В некоторых аспектах стадию проведения MAC для отбора CD34 и/или CD43-положительных клеток не проводят.In particular aspects, the step of differentiating CAR-PSCs into CD34+ HPCs further includes selecting cells expressing CD34 and/or CD43 prior to differentiation into antigen-specific T cells and/or NK cells. In particular aspects, selection includes magnetically activated cell sorting (MACS). In some aspects, cells expressing CD34 and/or CD43 comprise at least 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90% or more of the total cell population. In some aspects, the MAC step to select CD34 and/or CD43 positive cells is not performed.

В частных аспектах по меньшей мере 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 или более процентов НРС экспрессируют CAR. В некоторых аспектах по меньшей мере 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 или более процентов НРС экспрессируют CAR.In particular aspects, at least 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 or more percent of the HPCs express CAR. In some aspects, at least 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 percent or more of the NPCs express CAR.

В некоторых аспектах дифференцировка НРС в Т-клетки и/или NK-клетки включает культивирование НРС на поверхности, покрытой ретронектином и Notch DLL-4, в присутствии аскорбиновой кислоты и никотинамида в условиях гипоксии. В некоторых аспектах культура дополнительно содержит SCF, лиганд FLT-3, ТРО и IL-7, и, необязательно, содержит ингибитор GSK (например, CHIR99021), IL-2 и/или IL-12. В отдельных аспектах стадия размножения дополнительно включает культивирование антигенспецифических Т-клеток в присутствии антитела к CD3 и IL-2. В дополнительных аспектах стадия размножения дополнительно включает культивирование антигенспецифических Т-клеток в присутствии антитела к CD3, IL-2, IL-15 и IL-21. В некоторых аспектах стадия размножения включает культивирование антигенспецифических Т-клеток в присутствии антитела к CD3, лиганда FLT3, IL-7, IL-2 и/или IL-15 и, необязательно, дополнительно включает SCF, ТРО и/или IL-21. В частных аспектах по меньшей мере 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 или более процентов дифференцированных CD34' НРС представляют собой CD3+CAR+ T-клетки. В некоторых аспектах по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 или более процентов дифференцированных CD34+ НРС представляют собой CD3-CAR+ NK-клетки. В некоторых аспектах по меньшей мере 2 процента размноженных CD34+ НРС представляют собой CD3+CAR+ Т-клетки. В частных аспектах по меньшей мере 10% размноженных CD34+ НРС представляют собой CD3-CAR+ NK-клетки.In some aspects, differentiation of HPCs into T cells and/or NK cells involves culturing HPCs on a surface coated with retronectin and Notch DLL-4 in the presence of ascorbic acid and nicotinamide under hypoxic conditions. In some aspects, the culture further contains SCF, FLT-3 ligand, TPO and IL-7, and optionally contains a GSK inhibitor (eg, CHIR99021), IL-2 and/or IL-12. In certain aspects, the expansion step further includes culturing antigen-specific T cells in the presence of anti-CD3 and anti-IL-2 antibodies. In additional aspects, the expansion step further includes culturing antigen-specific T cells in the presence of an antibody to CD3, IL-2, IL-15, and IL-21. In some aspects, the expansion step includes culturing antigen-specific T cells in the presence of an anti-CD3 antibody, FLT3 ligand, IL-7, IL-2, and/or IL-15, and optionally further includes SCF, TPO, and/or IL-21. In particular aspects, at least 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 or more than a percent of differentiated CD34' NPCs are CD3+CAR+ T cells. In some aspects, at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 percent or more of differentiated CD34+ HPCs are CD3-CAR+ NK cells. In some aspects, at least 2 percent of the expanded CD34+ HPCs are CD3+CAR+ T cells. In particular, at least 10% of expanded CD34+ HPCs are CD3-CAR+ NK cells.

В отдельных аспектах CAR и антигенспецифические клетки-мишени нацелены на один и тот же антиген. В одном конкретном аспекте антиген представляет собой CD19. В частных аспектах антигенспецифические клетки-мишени представляют собой опухолевые клетки. В некоторых аспектах антигенспецифические клетки-мишени являются человеческими. В частных аспектах антигенспецифические клетки-мишени являются отрицательными по HLA I класса. В некоторых аспектах по меньшей мере 5, например, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 или более процентов антигенспецифических эффекторных Т-клеток проявляют цитотоксическую активность против клеток-мишеней. В отдельных аспектах по меньшей мере 10, например, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 или более процентов антигенспецифических эффекторных NK-клеток проявляют цитотоксическую активность против клеток-мишеней.In certain aspects, CARs and antigen-specific target cells target the same antigen. In one particular aspect, the antigen is CD19. In particular aspects, the antigen-specific target cells are tumor cells. In some aspects, the antigen-specific target cells are human. In particular aspects, the antigen-specific target cells are HLA class I negative. In some aspects, at least 5, such as 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, or more percent of the antigen-specific effector T cells exhibit cytotoxic activity against target cells. In certain aspects, at least 10, such as 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, or more percent of the antigen-specific effector NK cells exhibit cytotoxic activity against target cells.

В некоторых аспектах CAR кодируется ДНК, интегрированной в геном PSC. В отдельных аспектах CAR содержит внутриклеточный сигнальный домен, трансмембранный домен и внеклеточный домен, содержащий антигенсвязывающую область. В конкретных аспектах внутриклеточные сигнальные домены содержат CD3Z и CD28. В некоторых аспектах антигенсвязывающая область представляет собой F(ab')2, Fab', Fab, Fv или scFv.In some aspects, the CAR is encoded by DNA integrated into the PSC genome. In certain aspects, the CAR comprises an intracellular signaling domain, a transmembrane domain, and an extracellular domain containing an antigen binding region. In particular aspects, the intracellular signaling domains comprise CD3Z and CD28. In some aspects, the antigen binding region is F(ab')2, Fab', Fab, Fv, or scFv.

В отдельных аспектах PSC являются HLA-гомозиготными. В некоторых аспектах HLAгомозиготные PSC являются гомозиготными по одному или более из аллелей локусов HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP или HLA-DQ. В отдельных аспектах HLA-гомозиготные PSC являются гомозиготными по двум из аллелей локусов HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP или HLA-DQ. В частных аспектах HLA-гомозиготные PSC являются гомозиготными по HLA-A и HLA-B. В отдельных аспектах HLA-гомозиготные PSC являются гомозиготными по HLA-A, HLA-B и HLA-C.In certain aspects, PSCs are HLA homozygous. In some aspects, HLA homozygous PSCs are homozygous for one or more alleles of the HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP, or HLA-DQ loci. In certain aspects, HLA homozygous PSCs are homozygous for two of the alleles of the HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP, or HLA-DQ loci. In particular, HLA-homozygous PSCs are homozygous for HLA-A and HLA-B. In certain aspects, HLA homozygous PSCs are homozygous for HLA-A, HLA-B and HLA-C.

В еще одном варианте осуществления предложен способ получения антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, включающий конструирование PSC для экспрессии CAR с получением таким образом CAR-PSC; культивирование CAR-PSC в присутствии блеббистатина, ингибитора GSK-3, FGF2 и VEGF с получением таким образом ЕВ; приведение ЕВ в контакт с ВМР4, VEGF и FCF2 для стимуляции индукции мезодермы; дифференцировку ЕВ в присутствии лиганда Flt-3, BMP4, IL-3, SCF и ТРО с получением таким образом CD34+ HPC; дальнейшую дифференцировку CD34+ HPC в Т-клетки и/или NK-клетки; и размножение Тклеток и/или NK-клеток, где размножение включает совместное культивирование с антигенспецифическими клетками-мишенями с получением таким образом антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NKклеток. В частных аспектах ингибитор GSK-3 представляет собой CHIR99021.In yet another embodiment, a method for producing antigen-specific effector T cells and/or NK cells is provided, comprising engineering a PSC to express a CAR, thereby producing a CAR-PSC; culturing CAR-PSCs in the presence of blebbistatin, an inhibitor of GSK-3, FGF2 and VEGF, thereby obtaining EBs; bringing EB into contact with BMP4, VEGF and FCF2 to stimulate mesoderm induction; differentiation of EBs in the presence of Flt-3 ligand, BMP4, IL-3, SCF and TPO, thereby obtaining CD34 + HPCs; further differentiation of CD34 + HPCs into T cells and/or NK cells; and expansion of T cells and/or NK cells, where expansion includes co-culture with antigen-specific target cells thereby obtaining antigen-specific effector T cells and/or NK cells. In particular aspects, the GSK-3 inhibitor is CHIR99021.

В еще одном варианте осуществления предложен способ получения антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, включающий конструирование PSC для экспрессии CAR с получени- 2 046022 ем таким образом CAR-PSC; культивирование одиночных CAR-PSC на поверхности, покрытой амином, в присутствии блеббистатина, ВМР4, VEGF, и инициирование дифференцировки путем приведения CAR-PSC в контакт с ВМР4, VEGF и FGF2; дальнейшую дифференцировку CAR-PSC в присутствии лиганда Flt-3, IL-3, IL-6, SCF, TPO и гепарина с получением таким образом CD34+ HPC; дифференцировку CD34' HPC в Т-клетки и/или NK-клетки; и размножение Т-клеток и/или NK-клеток, где размножение включает совместное культивирование с антигенспецифическими клетками-мишенями с получением таким образом антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, где способ не включает образование ЕВ.In yet another embodiment, there is provided a method for producing antigen-specific effector T cells and/or NK cells, comprising engineering PSCs to express a CAR, thereby producing CAR-PSCs; culturing single CAR-PSCs on an amine-coated surface in the presence of blebbistatin, BMP4, VEGF, and initiating differentiation by bringing the CAR-PSCs into contact with BMP4, VEGF and FGF2; further differentiation of CAR-PSCs in the presence of Flt-3 ligand, IL-3, IL-6, SCF, TPO and heparin, thereby obtaining CD34+ HPCs; differentiation of CD34' HPCs into T cells and/or NK cells; and expansion of T cells and/or NK cells, where the expansion includes co-culture with antigen-specific target cells thereby obtaining antigen-specific effector T cells and/or NK cells, where the method does not include the formation of EBs.

В дополнительном варианте осуществления предложен способ получения антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, включающий конструирование PSC для экспрессии CAR с получением таким образом CAR-PSC; дифференцировку CAR-PSC в CD34+ HPC; отбор CD34+CD43+ HPC; дальнейшую дифференцировку CD34+CD43+ HPC в Т-клетки и/или NK-клетки; и размножение Т-клеток и/или NK-клеток, где размножение включает совместное культивирование с антигенспецифическими клетками-мишенями с получением таким образом антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток.In a further embodiment, a method for producing antigen-specific effector T cells and/or NK cells is provided, comprising engineering PSCs to express CARs, thereby producing CAR-PSCs; differentiation of CAR-PSCs into CD34+ HPCs; CD34+CD43+ HPC selection; further differentiation of CD34+CD43+ HPCs into T cells and/or NK cells; and expansion of T cells and/or NK cells, where expansion includes co-culture with antigen-specific target cells thereby obtaining antigen-specific effector T cells and/or NK cells.

В еще одном варианте осуществления предложена популяция антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, полученных в соответствии с вариантами осуществления, описанными выше. В настоящей заявке также предложена фармацевтическая композиция, содержащая антигенспецифические эффекторные Т-клетки и/или NK-клетки, полученные в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке. Кроме того, в настоящей заявке предложена композиция, содержащая антигенспецифические эффекторные Т-клетки и/или NK-клетки, полученные в соответствии с вариантами осуществления, для лечения рака у субъекта. В настоящей заявке также предложено применение антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, полученных в соответствии с вариантами осуществления, для лечения рака.In another embodiment, a population of antigen-specific effector T cells and/or NK cells is provided, obtained in accordance with the embodiments described above. The present application also provides a pharmaceutical composition comprising antigen-specific effector T cells and/or NK cells obtained in accordance with the embodiments described herein. Further provided herein is a composition comprising antigen-specific effector T cells and/or NK cells obtained in accordance with embodiments for treating cancer in a subject. The present application also provides the use of antigen-specific effector T cells and/or NK cells obtained in accordance with embodiments for the treatment of cancer.

В еще одном варианте осуществления предложен способ лечения рака у субъекта, включающий введение указанному субъекту эффективного количества антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, полученных в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке. В некоторых аспектах рак экспрессирует опухолевый антиген, и антигенспецифические эффекторные Т-клетки и/или NK-клетки нацелены на указанный опухолевый антиген. В частных аспектах субъект представляет собой человека.In yet another embodiment, a method of treating cancer in a subject is provided, comprising administering to the subject an effective amount of antigen-specific effector T cells and/or NK cells obtained in accordance with the embodiments described herein. In some aspects, the cancer expresses a tumor antigen, and antigen-specific effector T cells and/or NK cells are targeted to the tumor antigen. In particular aspects, the subject is a person.

Другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания изобретения. Однако следует понимать, что подробное описание изобретения и конкретные примеры, указывающие предпочтительные варианты осуществления изобретения, одновременно приведены только в иллюстративных целях, поскольку различные изменения и модификации в пределах сущности и объема изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники из этого подробного описания изобретения.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention. However, it should be understood that the detailed description of the invention and specific examples indicating preferred embodiments of the invention are provided for illustrative purposes only, as various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will be apparent to those skilled in the art from this detailed description of the invention.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Приведенные ниже графические материалы являются частью настоящего описания и включены для дополнительной иллюстрации отдельных аспектов настоящего изобретения. Изобретение может быть лучше понято со ссылкой на один или более из этих графических материалов в сочетании с подробным описанием конкретных вариантов его осуществления, представленных в настоящей заявке.The following graphics are part of the present description and are included to further illustrate certain aspects of the present invention. The invention may be better understood by reference to one or more of these drawings in conjunction with the detailed description of the specific embodiments presented herein.

Фиг. 1A-1G. Фиг. 1А - схематическое изображение способов получения Т-клеток и NK-клеток из PSC, включая методы прямого программирования и методы направленной дифференцировки. Фиг. 1В диаграмма, представляющая дифференцировку hPCS в Т- и NK-клетки в отсутствие фидера и сыворотки. Сокращения: CHIR - ингибитор GSK-3 CHIR99021; HDM, бессывороточная среда для гемопоэтической дифференцировки; TCDM, среда для Т-клеточной дифференцировки; ТСЕМ, среда для размножения Тклеток; НРС, гемопоэтические клетки-предшественники; звездочкой (*) помечены необязательные стимулирующие компоненты. Фиг. 1С - эффективность получения CD34+CD43+ НРС из PSC посредством направленной дифференцировки или прямого программирования. Фиг. 1D - проточный цитометрический анализ культур для дифференцировки в T/NK. Фиг. 1E - выход различных популяций клеток в течение дифференцировки. Фиг. 1F - фенотип Т-клеток, полученных из PSC. Фиг. 1G - размножение Т-клеток, полученных из PSC. Иммобилизованные антитела к CD3 (iCD3) предназначены для размножения Тклеток, полученных из PSC (гистограмма). Т-клетки, пролиферирующие в культуре для размножения, приобретают характерную морфологию лимфобластов неправильной формы (фотография). Т-клетки через 2 недели размножения приобретают экспрессию CD56 и CD8 (точечные диаграммы проточной цитометрии).Fig. 1A-1G. Fig. 1A is a schematic representation of methods for generating T cells and NK cells from PSCs, including direct programming methods and directed differentiation methods. Fig. 1B is a diagram representing the differentiation of hPCS into T and NK cells in the absence of feeder and serum. Abbreviations: CHIR - GSK-3 inhibitor CHIR99021; HDM, serum-free hematopoietic differentiation medium; TCDM, T cell differentiation medium; TCEM, T cell expansion medium; HPC, hematopoietic progenitor cells; Optional stimulant components are marked with an asterisk (*). Fig. 1C - efficiency of obtaining CD34+CD43+ NPCs from PSCs through directed differentiation or direct programming. Fig. 1D - flow cytometric analysis of cultures for differentiation into T/NK. Fig. 1E - yield of different cell populations during differentiation. Fig. 1F - phenotype of PSC-derived T cells. Fig. 1G - expansion of PSC-derived T cells. Immobilized anti-CD3 (iCD3) antibodies are designed to expand PSC-derived T cells (bar graph). T cells proliferating in expansion culture acquire the characteristic morphology of irregularly shaped lymphoblasts (photo). T cells after 2 weeks of expansion acquire CD56 and CD8 expression (flow cytometry dot plots).

Фиг. 2 - экспрессия CAR в T/NK-клетках, полученных из PSC. Экспрессию CAR на стадиях дифференцировки оценивали с помощью проточной цитометрии с использованием окрашивания белком L. CD3+ Т-клетки совместно окрашивали лямбда-цепью мышиного mAb к человеческому CD3 (клон SP342). Показана экспрессия CAR E11 PSC и полученными из Е11 НРС и Т-клетками.Fig. 2 - CAR expression in PSC-derived T/NK cells. CAR expression at differentiation stages was assessed by flow cytometry using L protein staining. CD3+ T cells were co-stained with a lambda chain mouse mAb to human CD3 (clone SP342). Expression of CAR E11 PSCs and E11-derived HPCs and T cells is shown.

Фиг. 3А, В - цитотоксичность in vitro, опосредованная CAR к CD19, в T/NK-клетках, полученных из PSC. Фиг. 3А - анализ цитотоксичности in vitro с использованием экспрессирующих люциферазу CD19+Fig. 3A, B - CD19 CAR-mediated in vitro cytotoxicity in PSC-derived T/NK cells. Fig. 3A - in vitro cytotoxicity assay using luciferase-expressing CD19+

- 3 046022 клеток-мишеней Daudi и Raji. Фиг. 3В - цитолитический потенциал CAR-T-клеток путем подсчета клеток-мишеней в реальном времени с использованием системы анализа живых клеток Incucyte S3 (Essen- 3,046,022 Daudi and Raji target cells. Fig. 3B - Cytolytic potential of CAR-T cells by real-time target cell counting using the Incucyte S3 Live Cell Assay System (Essen

Bioscience).Bioscience).

Фиг. 4 - вызванная CAR к CD19 продукция цитокинов in vitro в T/NK-клетках, полученных из PSC.Fig. 4 - CD19 CAR-induced in vitro cytokine production in PSC-derived T/NK cells.

Фиг. 5А, 5В - онколитический потенциал in vivo клеток CAR-T/NK, полученных из PSC. Фиг. 5А за прогрессированием опухолей у мышей наблюдали с помощью биолюминесцентной визуализации in vivo. Фиг. 5В - кривые выживания у разных групп мышей, получавших либо Т- (1С), либо NK- (A16) клетки, полученные из PSC.Fig. 5A, 5B - in vivo oncolytic potential of PSC-derived CAR-T/NK cells. Fig. 5A tumor progression in mice was monitored using in vivo bioluminescence imaging. Fig. 5B - survival curves for different groups of mice receiving either T (1C) or NK (A16) cells derived from PSCs.

Описание иллюстративных вариантов осуществленияDescription of Illustrative Embodiments

В отдельных вариантах осуществления настоящего изобретения предложены высокоэффективные способы получения антигенспецифических иммунных эффекторных клеток из человеческих плюрипотентных стволовых клеток (PSC), сконструированных для экспрессии антигенного рецептора, такого как химерный антигенный рецептор (CAR), обозначаемых в настоящей заявке как CAR-PSC. Иммунные эффекторные клетки, получаемые настоящими способами, могут включать, не ограничиваясь перечисленным, Т-клетки, NK-клетки и iNKT-клетки.In certain embodiments, the present invention provides highly efficient methods for generating antigen-specific immune effector cells from human pluripotent stem cells (PSCs) engineered to express an antigen receptor, such as a chimeric antigen receptor (CAR), referred to herein as CAR-PSC. Immune effector cells produced by the present methods may include, but are not limited to, T cells, NK cells, and iNKT cells.

PSC могут быть получены путем перепрограммирования (например, ретровирусными или эписомальными методами) исходной популяции Т-клеток с получением iPSC, полученных из Т-клеток (TiPSC). Т-клетки могут быть выделены из различных источников, таких как образец крови. Исходная популяция Т-клеток может сохранять характерные перестройки генов Т-клеточного рецептора (TCR) и может представлять собой HLA-гомозиготные клетки (то есть гомозиготные по генам ГКГС I и II класса). Соответственно, iPSC могут быть получены из клеток, выделенных из HLA-гомозиготных субъектов, называемых в настоящей заявке супердонорами HLA.PSCs can be generated by reprogramming (eg, retroviral or episomal methods) the original T cell population to generate T cell-derived iPSCs (TiPSCs). T cells can be isolated from various sources, such as a blood sample. The initial T cell population may retain characteristic T cell receptor (TCR) gene rearrangements and may be HLA homozygous cells (ie, homozygous for MHC class I and II genes). Accordingly, iPSCs can be derived from cells isolated from HLA homozygous subjects, referred to herein as HLA superdonors.

CAR-PSC затем могут быть дифференцированы или запрограммированы для получения CD34' гемопоэтических клеток-предшественников (НРС). Это может быть достигнуто путем направленной дифференцировки с использованием комбинации цитокинов (например, SCF, TPO, FLT-3, IL-6, IL-3 и гепарина) (например, описанных в заявке PCT/US2016/057899, полностью включенной в настоящую заявку посредством ссылки). В альтернативном способе CAR-PSC могут быть дифференцированы в CD34+ НРС с использованием прямого программирования с использованием конструкции экспрессии, кодирующей ETV2/ERG, GATA2 и НОХА9 (то есть EGH) (например, описанной в заявке PCT/US2016/057893, полностью включенной в настоящую заявку посредством ссылки). Эти EGH-PSC могут быть дополнительно сконструированы для экспрессии HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1 и/или НОХА4 для долгосрочной способности к пересадке.CAR-PSCs can then be differentiated or programmed to generate CD34' hematopoietic progenitor cells (HPCs). This can be achieved by directed differentiation using a combination of cytokines (eg, SCF, TPO, FLT-3, IL-6, IL-3 and heparin) (eg, described in application PCT/US2016/057899, incorporated herein in its entirety by links). In an alternative method, CAR-PSCs can be differentiated into CD34+ HPCs using direct programming using an expression construct encoding ETV2/ERG, GATA2, and HOXA9 (i.e., EGH) (e.g., described in application PCT/US2016/057893, incorporated herein in its entirety application via link). These EGH-PSCs can be further engineered to express HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1, and/or HOXA4 for long-term transplantability.

Наконец, CD34+ CAR-HPC могут быть дифференцированы в CD3+ Т-клетки или CD56+CD3- NKклетки. Оптимальный срок в ходе дифференцировки НРС (например, дни с 7 по 11) для лимфоидного потенциала может составлять дни с 7 по 11, что идентифицируют по экспрессии CD34 и CD43. Например, НРС с повышенным лимфоидным потенциалом могут быть выделены путем сортировки фракций клеток, положительных по двум или более из маркеров CD144, CD34, CD45 и CD7.Finally, CD34+ CAR-HPCs can be differentiated into CD3+ T cells or CD56+CD3 NK cells. The optimal time during HPC differentiation (eg, days 7 to 11) for lymphoid potential may be days 7 to 11, as identified by expression of CD34 and CD43. For example, HPCs with increased lymphoid potential can be isolated by sorting fractions of cells positive for two or more of the markers CD144, CD34, CD45 and CD7.

Иллюстративный способ дифференцировки Т-клеток включает использование RetroNectin и DLL-4 в качестве матрицы без фидера. Дифференцировка Т-клеток может быть дополнительно усилена путем использования аскорбиновой кислоты для повышения эффективности и созревания, а также путем культивирования в условиях гипоксии.An exemplary method for differentiating T cells involves using RetroNectin and DLL-4 as a feederless matrix. T cell differentiation can be further enhanced by using ascorbic acid to enhance efficiency and maturation, and by culturing under hypoxic conditions.

Кроме того, Т-клетки и/или NK-клетки могут быть размножены путем совместного культивирования с антигенспецифическими клетками-мишенями (например, опухолевыми клетками) в ходе процесса дифференцировки. Было обнаружено, что этот способ увеличивает цитотоксическую активность Тклеток и NK-клеток против клеток-мишеней, что, в частности, проявляется как уменьшение роста опухоли и увеличение выживаемости мышей, которым инъецировали опухолевые клетки.In addition, T cells and/or NK cells can be expanded by co-culture with antigen-specific target cells (eg, tumor cells) during the differentiation process. This method was found to increase the cytotoxic activity of T cells and NK cells against target cells, which was demonstrated, inter alia, by decreased tumor growth and increased survival of mice injected with tumor cells.

Таким образом, способы согласно настоящему изобретению могут обеспечить неограниченное количество антигенспецифических иммунных эффекторных клеток, таких как Т-клетки и NK-клетки, для широкого диапазона применений, таких как стабильная трансплантация in vivo, скрининг соединений in vitro, а также изучение механизмов гематологических заболеваний и повреждений.Thus, the methods of the present invention can provide unlimited numbers of antigen-specific immune effector cells, such as T cells and NK cells, for a wide range of applications, such as stable in vivo transplantation, in vitro compound screening, and studies of hematological disease mechanisms and damage.

Определения.Definitions.

В контексте настоящей заявки термин по существу не содержащий в отношении определенного компонента используется для обозначения того, что ни один из указанных компонентов не был целенаправленно включен в состав в композиции и/или присутствует только в качестве загрязняющей примеси или в следовых количествах. Таким образом, общее количество указанного компонента, обусловленное любым непреднамеренным загрязнением композиции, составляет значительно ниже 0,05%, предпочтительно ниже 0,01%. Наиболее предпочтительной является композиция, в которой не может быть обнаружено никакое количество указанного компонента стандартными аналитическими методами.As used herein, the term essentially free with respect to a particular component is used to mean that none of the specified components have been specifically formulated in the composition and/or are present only as a contaminant or in trace amounts. Thus, the total amount of said component due to any unintentional contamination of the composition is well below 0.05%, preferably below 0.01%. Most preferred is a composition in which no amount of said component can be detected by standard analytical methods.

В контексте нестоящего описания употребление единственного числа может означать один или несколько. В пункте(ах) формулы изобретения в составе настоящей заявки, при использовании в сочетании со словом содержащий, единственное число может означать один или более чем один.In the context of a non-descriptive description, the use of the singular may mean one or more. In the claim(s) of this application, when used in conjunction with the word containing, the singular may mean one or more than one.

Термин или в формуле изобретения употребляется в значении и/или, если явно не указано, чтоThe term or in the claims is used to mean and/or, unless explicitly stated, that

- 4 046022 он относится только к альтернативам, или альтернативы являются взаимоисключающими, хотя раскрытие поддерживает определение, относящееся только к альтернативам и и/или. В контексте настоящей заявки термин другой может означать по меньшей мере второй или более.- 4 046022 it refers only to alternatives, or the alternatives are mutually exclusive, although the disclosure supports a definition that refers only to alternatives and and/or. As used herein, the term other may mean at least second or more.

Во всей настоящей заявке термин приблизительно используется для указания на то, что значение включает неотъемлемую вариацию ошибки, обусловленную прибором, способом, используемым для определения значения, или вариацию, которая существует среди субъектов исследования.Throughout this application, the term is roughly used to indicate that the value includes the inherent error variation due to the instrument, method used to determine the value, or variation that exists among study subjects.

Термин экзогенный при использовании в отношении белка, гена, нуклеиновой кислоты или полинуклеотида в клетке или организме относится к белку, гену, нуклеиновой кислоте или полинуклеотиду, который был введен в клетку или организм искусственными или природными средствами; или в отношении клетки указанный термин относится к клетке, которая была выделена и впоследствии введена в другие клетки или в организм искусственными или природными средствами. Экзогенная нуклеиновая кислота может происходить из другого организма или клетки, или она может представлять собой одну или несколько дополнительных копий нуклеиновой кислоты, которая естественным образом присутствует в организме или клетке. Экзогенная клетка может происходить из другого организма или из этого же организма. В качестве неограничивающего примера экзогенная нуклеиновая кислота представляет собой нуклеиновую кислоту, которая находится в месте в хромосоме, отличном от того, где она находилась бы в природных клетках, или иным образом фланкирована последовательностью нуклеиновой кислоты, отличной от той, которая встречается в природе.The term exogenous when used in relation to a protein, gene, nucleic acid or polynucleotide in a cell or organism refers to a protein, gene, nucleic acid or polynucleotide that has been introduced into the cell or organism by artificial or natural means; or in relation to a cell, the term refers to a cell that has been isolated and subsequently introduced into other cells or into an organism by artificial or natural means. An exogenous nucleic acid may originate from another organism or cell, or it may represent one or more additional copies of a nucleic acid that is naturally present in the organism or cell. An exogenous cell can come from another organism or from the same organism. By way of non-limiting example, an exogenous nucleic acid is a nucleic acid that is located at a location on the chromosome different from where it would be found in natural cells, or is otherwise flanked by a nucleic acid sequence different from that found in nature.

Под конструкцией экспрессии или кассетой экспрессии подразумевается молекула нуклеиновой кислоты, способная направлять транскрипцию. Конструкция включает, как минимум, один или более элементов контроля транскрипции (таких как промоторы, энхансеры или функционально эквивалентные им структуры), которые направляют экспрессию генов в одном или нескольких желаемых типах клеток, тканях или органах. Также могут быть включены дополнительные элементы, такие как сигнал терминации транскрипции.By expression construct or expression cassette is meant a nucleic acid molecule capable of directing transcription. The construct includes at least one or more transcriptional control elements (such as promoters, enhancers, or functionally equivalent structures) that direct gene expression in one or more desired cell types, tissues, or organs. Additional elements may also be included, such as a transcription termination signal.

Вектор или конструкция (иногда называемая системой доставки генов или носителем для переноса генов) относится к макромолекуле или комплексу молекул, содержащим полинуклеотид, подлежащий доставке в клетку-хозяина in vitro или in vivo.A vector or construct (sometimes called a gene delivery system or gene transfer carrier) refers to a macromolecule or complex of molecules containing a polynucleotide to be delivered to a host cell in vitro or in vivo.

Плазмида, распространенный тип вектора, представляет собой внехромосомную молекулу ДНК, отдельную от хромосомной ДНК, способную реплицироваться независимо от хромосомной ДНК. В некоторых случаях она является круглой и двухцепочечной.A plasmid, a common type of vector, is an extrachromosomal DNA molecule, separate from chromosomal DNA, capable of replicating independently of chromosomal DNA. In some cases it is round and double-stranded.

Точка начала репликации (ori) или начало репликации представляет собой последовательность ДНК, например, в лимфотропном вирусе герпеса, которая в случае присутствия в плазмиде в клетке способна поддерживать связанные последовательности в плазмиде и/или сайте в месте или вблизи места, где начинается синтез ДНК. В качестве примера, ori для EBV (вирус Эпштейна-Барр) включает последовательности FR (20 несовершенных копий повтора 30 п.н.) и предпочтительно DS (двухцепочечные) последовательности; однако другие сайты в EBV связывают EBNA-1, например, последовательности Rep* могут заменять DS в качестве точки начала репликации (Kirshmaier and Sugden, 1998). Таким образом, точка начала репликации EBV включает последовательности FR, DS или Rep*, или любые функционально эквивалентные последовательности, получаемые из них посредством модификаций нуклеиновых кислот или синтетических комбинаций. Например, в настоящем изобретении может также быть использована генетически сконструированная точка начала репликации EBV, например, сконструированная путем инсерции или мутации отдельных элементов, как конкретно описано в источнике Lindner et al., 2008.An origin of replication (ori) or origin of replication is a DNA sequence, for example in a lymphotropic herpes virus, that, when present on a plasmid in a cell, is capable of maintaining associated sequences in the plasmid and/or a site at or near the site where DNA synthesis begins. As an example, the ori for EBV (Epstein-Barr virus) includes FR (20 imperfect copies of a 30 bp repeat) and preferably DS (double-stranded) sequences; however, other sites in EBV bind EBNA-1, for example, Rep* sequences can replace DS as the origin of replication (Kirshmaier and Sugden, 1998). Thus, the EBV origin of replication includes FR, DS, or Rep* sequences, or any functionally equivalent sequences derived from them through nucleic acid modifications or synthetic combinations. For example, a genetically engineered EBV origin of replication, for example engineered by insertion or mutation of individual elements, as specifically described in Lindner et al., 2008, may also be used in the present invention.

Ген, полинуклеотид, кодирующая область, последовательность, сегмент, фрагмент или трансген, который кодирует конкретный белок, представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, которая транскрибируется и, необязательно, также транслируется в продукт гена, например, полипептид, in vitro или in vivo, будучи помещенной под контроль соответствующих регуляторных последовательностей. Кодирующая область может присутствовать в форме кДНК геномной ДНК или РНК. Когда она присутствует в форме ДНК, молекула нуклеиновой кислоты может быть одноцепочечной (то есть смысловой цепью) или двухцепочечной. Границы кодирующей области определяются стартовым кодоном на 5'-(амино) конце и стоп-кодоном трансляции на 3'-(карбокси) конце. Ген может включать, не ограничиваясь перечисленным, кДНК из прокариотической или эукариотической мРНК, последовательности геномной ДНК из прокариотической или эукариотической ДНК, и синтетические последовательности ДНК. Последовательность терминации транскрипции, как правило, является 3'-концевой относительно последовательности гена.A gene, polynucleotide, coding region, sequence, segment, fragment or transgene that encodes a particular protein is a nucleic acid molecule that is transcribed and, optionally, also translated into a gene product, such as a polypeptide, in vitro or in vivo when placed under the control of appropriate regulatory sequences. The coding region may be present in cDNA form of genomic DNA or RNA. When present in the form of DNA, the nucleic acid molecule can be single-stranded (that is, the sense strand) or double-stranded. The boundaries of the coding region are defined by a start codon at the 5'-(amino) end and a translation stop codon at the 3'-(carboxy) end. The gene may include, but is not limited to, cDNA from prokaryotic or eukaryotic mRNA, genomic DNA sequences from prokaryotic or eukaryotic DNA, and synthetic DNA sequences. The transcription termination sequence is typically 3' to the gene sequence.

Термин элементы контроля в совокупности относится к промоторным областям, сигналам полиаденилирования, последовательностям терминации транскрипции, вышерасположенным регуляторным доменам, точкам начала репликации, участкам внутренней посадки рибосомы (IRES), энхансерам, границам сплайсинга и тому подобному, которые в совокупности обеспечивают репликацию, транскрипцию, посттранскрипционный процессинг и трансляцию кодирующей последовательности в клетке-реципиенте. Присутствие всех этих элементов контроля не обязательно при условии, что выбранная кодирующая последовательность способна к репликации, транскрибированию и трансляции в соответствующей клетке-хозяине.The term control elements collectively refers to promoter regions, polyadenylation signals, transcription termination sequences, upstream regulatory domains, origins of replication, internal ribosome entry sites (IRES), enhancers, splice boundaries, and the like, which collectively mediate replication, transcription, post-transcriptional processing and translation of the coding sequence in the recipient cell. The presence of all of these control elements is not necessary, provided that the selected coding sequence is capable of replication, transcription and translation in the appropriate host cell.

- 5 046022- 5 046022

Термин промотор в настоящей заявке используется в его обычном смысле для обозначения нуклеотидной области, содержащей регуляторную последовательность ДНК, где регуляторная последовательность происходит от гена, способного связывать РНК-полимеразу и инициировать транскрипцию нижерасположенной (в 3'-направлении) кодирующей последовательности. Он может содержать генетические элементы, с которыми могут связываться регуляторные белки и молекулы, такие как РНКполимераза и другие факторы транскрипции, чтобы инициировать специфическую транскрипцию последовательности нуклеиновой кислоты. Фразы функционально расположенный, функционально связанный, под контролем и под транскрипционным контролем транскрипции означают, что промотор находится в правильном функциональном положении и/или ориентации относительно последовательности нуклеиновой кислоты для контроля инициации транскрипции и/или экспрессии этой последовательности.The term promoter is used herein in its usual sense to denote a nucleotide region containing a DNA regulatory sequence, where the regulatory sequence is derived from a gene capable of binding RNA polymerase and initiating transcription of a downstream (3' direction) coding sequence. It may contain genetic elements to which regulatory proteins and molecules, such as RNA polymerase and other transcription factors, can bind to initiate specific transcription of a nucleic acid sequence. The phrases operably located, operably linked, under transcriptional control and transcriptionally controlled mean that the promoter is in the correct functional position and/or orientation relative to the nucleic acid sequence to control the initiation of transcription and/or expression of that sequence.

Под энхансером подразумевается последовательность нуклеиновой кислоты, которая, будучи расположенной вблизи промотора, придает повышенную транскрипционную активность по сравнению с транскрипционной активностью, обусловленной только промотором, в отсутствие энхансерного домена.By enhancer is meant a nucleic acid sequence that, when located in the vicinity of a promoter, confers increased transcriptional activity compared to transcriptional activity due to the promoter alone in the absence of the enhancer domain.

Под функционально связанным или совместно экспрессируемым по отношению к молекулам нуклеиновой кислоты подразумевается, что две или более молекулы нуклеиновой кислоты (например, молекула нуклеиновой кислоты, подлежащая транскрипции, промотор и энхансерный элемент) связаны так, чтобы разрешить транскрипцию молекулы нуклеиновой кислоты. Функционально связанный или совместно экспрессируемый по отношению к молекулам пептидов и/или полипептидов означает, что две или более молекулы пептида и/или полипептида связаны таким образом, что образуется одна полипептидная цепь, то есть слитый полипептид, имеющий по меньшей мере одно свойство каждого пептидного и/или полипептидного компонента слитой молекулы. Слитый полипептид предпочтительно является химерным, то есть состоит из гетерологичных молекул.By operably linked or co-expressed with respect to nucleic acid molecules, it is meant that two or more nucleic acid molecules (eg, a nucleic acid molecule to be transcribed, a promoter, and an enhancer element) are linked so as to permit transcription of the nucleic acid molecule. Functionally linked or co-expressed with respect to peptide and/or polypeptide molecules means that two or more peptide and/or polypeptide molecules are linked in such a way that a single polypeptide chain is formed, that is, a fusion polypeptide having at least one property of each peptide and/or polypeptide /or the polypeptide component of the fusion molecule. The fusion polypeptide is preferably chimeric, that is, composed of heterologous molecules.

Гомология относится к проценту идентичности двух полинуклеотидов или двух полипептидов. Соответствие между одной и второй последовательностью может быть определено методами, известными в данной области техники. Например, гомология может быть определена путем прямого сравнения информации о последовательности двух молекул полипептидов путем выравнивания информации о последовательности и использования доступных компьютерных программ. В качестве альтернативы, гомология может быть определена путем гибридизации полинуклеотидов в условиях, способствующих образованию стабильных дуплексов между гомологичными областями, с последующим расщеплением нуклеазой(ами), специфичной к одноцепочечным участкам, и определением размера расщепленных фрагментов. Две последовательности ДНК или две полипептидные последовательности являются по существу гомологичными друг другу, когда по меньшей мере приблизительно 80%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90% и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 95% нуклеотидов или аминокислот, соответственно, совпадают на определенном участке длины молекул, как определено с использованием вышеописанных способов.Homology refers to the percentage of identity between two polynucleotides or two polypeptides. The correspondence between the first and second sequences can be determined by methods known in the art. For example, homology can be determined by directly comparing the sequence information of two polypeptide molecules by aligning the sequence information and using available computer programs. Alternatively, homology can be determined by hybridizing the polynucleotides under conditions that promote the formation of stable duplexes between homologous regions, followed by digestion with single-strand-specific nuclease(s) and determining the size of the digested fragments. Two DNA sequences or two polypeptide sequences are substantially homologous to each other when at least about 80%, preferably at least about 90%, and most preferably at least about 95% of the nucleotides or amino acids, respectively, are the same over a specified portion of the molecular length , as determined using the methods described above.

Термин клетка в настоящей заявке используется в самом широком смысле в данной области техники и относится к живому организму, который является структурной единицей ткани многоклеточного организма, окружен мембранной структурой, которая изолирует его от окружающей среды, обладает способностью самовоспроизводиться и имеет генетическую информацию и механизм ее экспрессии. Клетки, используемые в настоящей заявке, могут быть природными клетками или искусственно модифицированными клетками (например, слитыми клетками, генетически модифицированными клетками и т.д.).The term cell in this application is used in its broadest sense in the art and refers to a living organism that is the structural unit of tissue of a multicellular organism, surrounded by a membrane structure that isolates it from the environment, has the ability to reproduce itself and has genetic information and a mechanism for its expression . The cells used in the present application may be natural cells or artificially modified cells (eg, fusion cells, genetically modified cells, etc.).

Термин стволовая клетка в настоящей заявке относится к клетке, которая в подходящих условиях способна дифференцироваться в широкий спектр специализированных типов клеток, а в других подходящих условиях способна к самообновлению и сохранению в практически недифференцированном плюрипотентном состоянии. Термин стволовая клетка также охватывает плюрипотентную клетку, мультипотентную клетку, клетку-прекурсор и клетку-предшественника. Иллюстративные человеческие стволовые клетки могут быть получены из гемопоэтических или мезенхимальных стволовых клеток, полученных из ткани костного мозга, эмбриональных стволовых клеток, полученных из эмбриональной ткани, или эмбриональных зародышевых клеток, полученных из генитальной ткани плода. Иллюстративные плюрипотентные стволовые клетки также могут быть получены из соматических клеток путем перепрограммирования их в плюрипотентное состояние посредством экспрессии определенных факторов транскрипции, связанных с плюрипотентностью; эти клетки называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками или клетками iPSC или iPS.The term stem cell as used herein refers to a cell that, under suitable conditions, is capable of differentiating into a wide range of specialized cell types and, under other suitable conditions, is capable of self-renewal and maintenance in a substantially undifferentiated pluripotent state. The term stem cell also covers pluripotent cell, multipotent cell, precursor cell and progenitor cell. Exemplary human stem cells may be derived from hematopoietic or mesenchymal stem cells derived from bone marrow tissue, embryonic stem cells derived from fetal tissue, or embryonic germ cells derived from fetal genital tissue. Exemplary pluripotent stem cells can also be derived from somatic cells by reprogramming them into a pluripotent state through the expression of certain transcription factors associated with pluripotency; these cells are called induced pluripotent stem cells or iPSC or iPS cells.

Эмбриональная стволовая (ES) клетка представляет собой недифференцированную плюрипотентную клетку, получаемую из эмбриона на ранней стадии развития, такую как внутренняя клеточная масса на стадии бластоцисты, или полученную искусственными средствами (например, с помощью ядерного переноса), способную давать начало любому типу дифференцированных клеток эмбриона или взрослого организма, включая зародышевые клетки (например, сперму и яйцеклетки).An embryonic stem (ES) cell is an undifferentiated pluripotent cell, derived from an early stage embryo, such as the inner cell mass at the blastocyst stage, or produced by artificial means (such as nuclear transfer), capable of giving rise to any type of differentiated cell in the embryo or an adult organism, including germ cells (such as sperm and eggs).

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (клетки iPSC или iPS) представляют собой клетки, полученные путем перепрограммирования соматической клетки путем экспрессии или индукцииInduced pluripotent stem cells (iPSC or iPS cells) are cells obtained by reprogramming a somatic cell through expression or induction

- 6 046022 экспрессии комбинации факторов (в настоящей заявке называемых факторами перепрограммирования). Клетки iPS могут быть получены с использованием соматических клеток плода, постнатального, новорожденного, ювенильного или взрослого организма. В отдельных вариантах осуществления факторы, которые могут применяться для перепрограммирования соматических клеток в плюрипотентные стволовые клетки, включают, например, Oct4 (иногда называемый Oct 3/4), Sox2, c-Myc, Klf4, Nanog и Lin28. В некоторых вариантах осуществления соматические клетки перепрограммируют путем экспрессии по меньшей мере двух факторов перепрограммирования, по меньшей мере трех факторов перепрограммирования, по меньшей мере четырех факторов перепрограммирования, по меньшей мере пяти факторов перепрограммирования, по меньшей мере шести факторов перепрограммирования или по меньшей мере семи факторов перепрограммирования, чтобы перепрограммировать соматическую клетку в плюрипотентную стволовую клетку.- 6 046022 expression of a combination of factors (in this application called reprogramming factors). iPS cells can be generated using fetal, postnatal, neonatal, juvenile or adult somatic cells. In certain embodiments, factors that can be used to reprogram somatic cells into pluripotent stem cells include, for example, Oct4 (sometimes called Oct 3/4), Sox2, c-Myc, Klf4, Nanog, and Lin28. In some embodiments, somatic cells are reprogrammed by expressing at least two reprogramming factors, at least three reprogramming factors, at least four reprogramming factors, at least five reprogramming factors, at least six reprogramming factors, or at least seven reprogramming factors to reprogram a somatic cell into a pluripotent stem cell.

Гемопоэтические клетки-предшественники или гемопоэтические клетки-прекурсоры относятся к клеткам, которые относятся к гемопоэтической линии, но способны к дальнейшей гемопоэтической дифференцировке и включают гемопоэтические стволовые клетки, мультипотенциальные гемопоэтические стволовые клетки, общие миелоидные предшественники, предшественники мегакариоцитов, предшественники эритроцитов и лимфоидные предшественники. Гемопоэтические стволовые клетки (HSC) представляют собой мультипотентные стволовые клетки, дающие начало всем типам клеток крови, включая миелоидные (моноциты и макрофаги, гранулоциты (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы и тучные клетки), эритроциты, мегакариоциты/тромбоциты, дендритные клетки) и лимфоидные линии (Тклетки, В-клетки, NK-клетки) (см., например, Doulatov et al., 2012; Notta et al., 2015). Термин мультилимфоидный предшественник (MLP) описывает любого предшественника, который дает начало всем лимфоидным линиям (В-, Т- и NK-клетки), но может иметь или не иметь другие (миелоидные) потенциалы (Doulatov et al., 2010) и является CD45RA7CD10 7CD7-. Любой предшественник В-, Т- и NK-клеток может называться MLP. Общий миелоидный предшественник (СМР) относится к общему миелоидному предшественнику, определяемому экспрессией CD45+/CD.317CD4.3 7CD.34- клеток, которые могут давать начало гранулоцитам, моноцитам, мегакариоцитам и эритроцитам. Гемопоэтические клеткипредшественники могут экспрессировать CD34. Гемопоэтические клетки-предшественники могут совместно экспрессировать CD133 и быть отрицательными по экспрессии CD38. Гемопоэтические клеткипредшественники включают CD347CD45' гемопоэтические клетки-предшественники и CD34+/CD45+/CD43+ гемопоэтические клетки-предшественники. CD34+/CD43+/CD45+ гемопоэтические клетки-предшественники могут быть в высокой степени обогащены миелоидными предшественниками. Гемопоэтические клетки также включают различные субпопуляции примитивных гемопоэтических клеток, в том числе: CD34-/CD133 7CD38- (примитивные гемопоэтические клетки-предшественники), CD43(+)CD235a(+)CD41a(+/-) (эритро-мегакариопоэтические), lin(-)CD34(+)CD43(+)CD45(-) (мультипотентные) и lin(-)CD34(+)CD43(+)CD45(+) (миелоидные-деформированные) клетки, CD133+/ALDH+ (альдегиддегидрогеназа). Предполагается, что любой из этих типов примитивных гемопоэтических клеток или гемопоэтических клеток-предшественников может быть превращен в клетки iPS, как описано в настоящей заявке. В некоторых аспектах клетки могут включать тучные клетки, клетки Лангерганса, остеокласты, NK-клетки, Т-клетки, CIK-T-клетки или другие подтипы Т-клеток, NK-клеток и В-клеток.Hematopoietic progenitor cells or hematopoietic precursor cells refer to cells that are of the hematopoietic lineage but are capable of further hematopoietic differentiation and include hematopoietic stem cells, multipotential hematopoietic stem cells, common myeloid progenitors, megakaryocyte progenitors, red blood cell progenitors, and lymphoid progenitors. Hematopoietic stem cells (HSC) are multipotent stem cells that give rise to all types of blood cells, including myeloid (monocytes and macrophages, granulocytes (neutrophils, basophils, eosinophils and mast cells), red blood cells, megakaryocytes/platelets, dendritic cells) and lymphoid lineages (T cells, B cells, NK cells) (see, for example, Doulatov et al., 2012; Notta et al., 2015). The term multilymphoid progenitor (MLP) describes any progenitor that gives rise to all lymphoid lineages (B, T and NK cells), but may or may not have other (myeloid) potentials (Doulatov et al., 2010) and is CD45RA7CD10 7CD7 - . Any B, T, or NK cell precursor may be called MLP. Common myeloid progenitor (CMP) refers to the common myeloid progenitor defined by the expression of CD45+/CD.317CD4.3 7CD.34 cells that can give rise to granulocytes, monocytes, megakaryocytes and erythrocytes. Hematopoietic progenitor cells can express CD34. Hematopoietic progenitor cells may co-express CD133 and be negative for CD38 expression. Hematopoietic progenitor cells include CD347CD45' hematopoietic progenitor cells and CD34 + /CD45 + /CD43 + hematopoietic progenitor cells. CD34 + /CD43 + /CD45 + hematopoietic progenitor cells may be highly enriched in myeloid progenitors. Hematopoietic cells also include various subpopulations of primitive hematopoietic cells, including: CD34-/CD133 7CD38 - (primitive hematopoietic progenitor cells), CD43(+)CD235a(+)CD41a(+/-) (erythro-megakaryopoietic), lin( -)CD34(+)CD43(+)CD45(-) (multipotent) and lin(-)CD34(+)CD43(+)CD45(+) (myeloid-deformed) cells, CD133+/ALDH+ (aldehyde dehydrogenase). It is contemplated that any of these types of primitive hematopoietic cells or hematopoietic progenitor cells can be converted into iPS cells as described herein. In some aspects, the cells may include mast cells, Langerhans cells, osteoclasts, NK cells, T cells, CIK-T cells, or other subtypes of T cells, NK cells, and B cells.

В контексте настоящей заявки термин иммунная(ые) клетка(и) относится к клеткам иммунной системы, включая, не ограничиваясь перечисленным, Т-клетки, NK-клетки, T/NK-клетки, дендритные клетки, макрофаги, В-клетки, нейтрофилы, эритроциты, моноциты, базофилы, нейтрофилы, тучные клетки, эозинфилы и любую их комбинацию.As used herein, the term immune cell(s) refers to cells of the immune system, including, but not limited to, T cells, NK cells, T/NK cells, dendritic cells, macrophages, B cells, neutrophils, red blood cells, monocytes, basophils, neutrophils, mast cells, eosinphils and any combination thereof.

Активатор Т-клетки или состояние, которое активирует Т-клетку, относится к стимулу, который активирует Т-клетки и включает антигены, которые могут быть презентированы на антигенпрезентирующих клетках или на других поверхностях; поликлональные активаторы, которые связываются со многими комплексами Т-клеточных рецепторов (TCR) независимо от специфичности и включают лектины, например, конканавалин А (Con-А) и фитогемагглютинин (РНА), и агенты, такие как антитела, которые специфически связываются с инвариантными каркасными эпитопами на белках TCR или CD3; и суперантигены, которые стимулируют значительное количество Т-клеток и включают, например, энтеротоксины, такие как стафилококковые энтеротоксины.T cell activator or a condition that activates a T cell refers to a stimulus that activates T cells and includes antigens that may be presented on antigen presenting cells or other surfaces; polyclonal activators that bind to multiple T cell receptor (TCR) complexes regardless of specificity and include lectins such as concanavalin A (Con-A) and phytohemagglutinin (PHA) and agents such as antibodies that specifically bind to invariant scaffolds epitopes on TCR or CD3 proteins; and superantigens, which stimulate significant numbers of T cells and include, for example, enterotoxins such as staphylococcal enterotoxins.

Термины Т-лимфоцит и Т-клетка используются взаимозаменяемо и относятся к клетке, которая экспрессирует TCR, способный распознавать антиген при отображении на поверхности антигенпрезентирующих клеток или матрицы вместе с одной или более молекулами ГКГС или одной или более неклассическими молекулами ГКГС.The terms T lymphocyte and T cell are used interchangeably and refer to a cell that expresses a TCR capable of recognizing an antigen when displayed on the surface of an antigen-presenting cell or matrix along with one or more MHC molecules or one or more non-classical MHC molecules.

Термин Т-клетка относится к Т-лимфоцитам, как определено в данной области техники, и подразумевается, что он включает тимоциты, незрелые Т-лимфоциты, зрелые Т-лимфоциты, покоящиеся Тлимфоциты или активированные Т-лимфоциты. Т-клетки могут представлять собой CD4+ Т-клетки, CD8+ Т-клетки, CD4+CD8+ Т-клетки или клетки CD4-CD8-. Т-клетки также могут представлять собой Тхелперные клетки, такие как Т-хелперные 1 (ТН1) или Т-хелперные 2 (ТН2) клетки, или ТН17-клетки, а также цитотоксические Т-клетки, регуляторные Т-клетки, естественные киллерные Т-клетки, наивные Тклетки, Т-клетки памяти или гамма-дельта-Т-клетки (Wilson et al., 2009; Wynn, 2005; Ladi et al., 2006). Т- 7 046022 клетки, которые отличаются друг от друга по меньшей мере одним маркером, таким как CD4, называются в настоящей заявке субпопуляциями Т-клеток.The term T cell refers to T lymphocytes as defined in the art and is intended to include thymocytes, immature T lymphocytes, mature T lymphocytes, resting T lymphocytes, or activated T lymphocytes. The T cells may be CD4 + T cells, CD8 + T cells, CD4 + CD8 + T cells, or CD4 - CD8 - cells. T cells may also be T helper cells, such as T helper 1 (TH1) or T helper 2 (TH2) cells, or TH17 cells, as well as cytotoxic T cells, regulatory T cells, natural killer T cells cells, naive T cells, memory T cells or gamma delta T cells (Wilson et al., 2009; Wynn, 2005; Ladi et al., 2006). T-7046022 cells that differ from each other by at least one marker, such as CD4, are referred to herein as T cell subsets.

CD4+ Т-клетки относятся к субпопуляции Т-клеток, экспрессирующих CD4 на своей поверхности и связанных с клеточно-опосредованным иммунным ответом. Они характеризуются профилями секреции после стимуляции, которые могут включать секрецию цитокинов, таких как IFN-гамма, TNF-альфа, IL-2, IL-4 и IL-10. CD4 представляют собой гликопротеины массой 55 кДа, первоначально определяемые как дифференцировочные антигены на Т-лимфоцитах, но также обнаруженные на других клетках, включая моноциты/макрофаги. Антигены CD4 являются членами семейства супергенов иммуноглобулинов и участвуют в качестве ассоциативных распознающих элементов в иммунных ответах, рестриктированных по ГКГС (главный комплекс гистосовместимости) II класса. На Т-лимфоцитах они определяют субпопуляцию хелперов/индукторов.CD4+ T cells refer to a subset of T cells that express CD4 on their surface and are associated with cell-mediated immune responses. They are characterized by secretion profiles after stimulation, which may include the secretion of cytokines such as IFN-gamma, TNF-alpha, IL-2, IL-4 and IL-10. CD4 are 55 kDa glycoproteins originally identified as differentiation antigens on T lymphocytes but also found on other cells including monocytes/macrophages. CD4 antigens are members of the immunoglobulin supergene family and participate as associative recognition elements in MHC (major histocompatibility complex) class II-restricted immune responses. On T lymphocytes they define a subpopulation of helpers/inducers.

CD8+ Т-клетки относятся к субпопуляции Т-клеток, которые экспрессируют CD8 на своей поверхности, рестриктированы по ГКГС I класса и выполняют функцию цитотоксических Т-клеток. Молекулы CD8 представляют собой дифференцировочные антигены, находящиеся на тимоцитах и цитотоксических и супрессорных Т-лимфоцитах. Антигены CD8 являются членами семейства супергенов иммуноглобулинов и являются ассоциативными распознающими элементами во взаимодействиях, рестриктированных по главному комплексу гистосовместимости I класса.CD8+ T cells belong to a subset of T cells that express CD8 on their surface, are MHC class I-restricted, and function as cytotoxic T cells. CD8 molecules are differentiation antigens found on thymocytes and cytotoxic and suppressor T lymphocytes. CD8 antigens are members of the immunoglobulin supergene family and are associative recognition elements in major histocompatibility complex class I-restricted interactions.

Плюрипотентная стволовая клетка относится к стволовой клетке, которая потенциально может дифференцироваться во все клетки, составляющие одну или более тканей или органов, или, предпочтительно, в любой из трех зародышевых листков: энтодерму (эпителий желудка, желудочно-кишечного тракта, легких), мезодерму (мышцы, кости, кровь, мочеполовая система) или эктодерму (эпидермальные ткани и нервная система).A pluripotent stem cell refers to a stem cell that has the potential to differentiate into all the cells that make up one or more tissues or organs, or, preferably, into any of the three germ layers: endoderm (epithelium of the stomach, gastrointestinal tract, lungs), mesoderm ( muscles, bones, blood, genitourinary system) or ectoderm (epidermal tissues and nervous system).

В контексте настоящей заявки термин соматическая клетка относится к любой клетке, отличной от зародышевых клеток, такой как яйцеклетка, сперма или тому подобное, которая напрямую не передает свою ДНК следующему поколению. Как правило, соматические клетки имеют ограниченную плюрипотентность или не имеют ее. Соматические клетки, используемые в настоящей заявке, могут быть природными или генетически модифицированными.As used herein, the term somatic cell refers to any cell other than germ cells, such as an egg, sperm, or the like, that does not directly pass on its DNA to the next generation. Typically, somatic cells have limited or no pluripotency. Somatic cells used in this application may be natural or genetically modified.

Программирование представляет собой процесс, изменяющий тип потомства, которое может производить клетка. Например, клетка является запрограммированной, если она была изменена так, чтобы она могла образовать потомство по крайней мере одного нового типа клеток, либо в культуре, либо in vivo, по сравнению с тем, что она могла бы образовать в тех же условиях без программирования. Это означает, что после достаточной пролиферации наблюдается измеримая доля потомства, имеющая фенотипические характеристики нового типа клеток, если такое потомство по существу не могло быть образовано до программирования; в качестве альтернативы, доля, имеющая характеристики нового типа клеток, заметно больше, чем до программирования. Этот процесс включает дифференцровку, дедифференцировку и трансдифференцировку.Programming is a process that changes the type of offspring a cell can produce. For example, a cell is programmed if it has been modified so that it can produce progeny of at least one new cell type, either in culture or in vivo, compared to what it could have produced under the same conditions without the programming. This means that, after sufficient proliferation, a measurable proportion of progeny is observed that has the phenotypic characteristics of the new cell type, if such progeny essentially could not have been produced before programming; alternatively, the proportion having characteristics of the new cell type is markedly greater than before programming. This process includes differentiation, dedifferentiation and transdifferentiation.

Дифференцировка представляет собой процесс, посредством которого менее специализированная клетка становится более специализированным типом клетки. Дедифференцировка представляет собой клеточный процесс, при котором частично или полностью дифференцированная клетка возвращается к более ранней стадии развития, такой как плюрипотентность или мультипотентность. Трансдифференцировка представляет собой процесс преобразования одного дифференцированного типа клеток в другой дифференцированный тип клеток. Как правило, трансдифференцировка посредством программирования происходит без прохождения клеток через промежуточную стадию плюрипотентности, то есть клетки программируются непосредственно из одного дифференцированного типа клеток в другой дифференцированный тип клеток. При определенных условиях доля потомства с характеристиками нового типа клеток может составлять по меньшей мере приблизительно 1%, 5%, 25% или более в порядке возрастания предпочтения.Differentiation is the process by which a less specialized cell becomes a more specialized cell type. Dedifferentiation is a cellular process in which a partially or fully differentiated cell reverts to an earlier stage of development, such as pluripotency or multipotency. Transdifferentiation is the process of converting one differentiated cell type into another differentiated cell type. Typically, transdifferentiation by programming occurs without the cells passing through an intermediate stage of pluripotency, that is, cells are programmed directly from one differentiated cell type to another differentiated cell type. Under certain conditions, the proportion of progeny with characteristics of the new cell type may be at least about 1%, 5%, 25%, or more in order of increasing preference.

Перепрограммирование представляет собой процесс, придающий клетке заметно повышенную способность образовывать потомство по меньшей мере одного нового типа клеток, как в культуре, так и in vivo, по сравнению со способностью, которую она имела бы при тех же условиях без перепрограммирования. В частности, перепрограммирование представляет собой процесс, который наделяет соматическую клетку плюрипотентным потенциалом. Это означает, что после достаточной пролиферации наблюдается измеримая доля потомства, имеющая фенотипические характеристики нового типа клеток, если такое потомство по существу не могло быть образовано до перепрограммирования; или же доля, имеющая характеристики нового типа клеток, заметно больше, чем до перепрограммирования. При определенных условиях доля потомства с характеристиками нового типа клеток может составлять по меньшей мере приблизительно 1%, 5%, 25% или более в порядке возрастания предпочтения.Reprogramming is a process that gives a cell a markedly increased ability to produce progeny of at least one new cell type, both in culture and in vivo, compared to the ability it would have under the same conditions without reprogramming. In particular, reprogramming is the process that endows a somatic cell with pluripotent potential. This means that, after sufficient proliferation, a measurable proportion of progeny is observed to have the phenotypic characteristics of the new cell type, if such progeny essentially could not have been generated prior to reprogramming; or the proportion that has the characteristics of the new cell type is noticeably larger than before the reprogramming. Under certain conditions, the proportion of progeny with characteristics of the new cell type may be at least about 1%, 5%, 25%, or more in order of increasing preference.

Термин прямое программирование относится к программированию мультипотентной или плюрипотентной клетки, в отличие от дифференцированной соматической клетки, которая не имеет плюрипотентности, путем предоставления мультипотентной или плюрипотентной клетке одного или более специфических генов, определяющих линию, или продуктов генов. Например, прямое программирование может описывать процесс программирования ESC или iPSC в гемопоэтические клетки-предшественникиThe term forward programming refers to the programming of a multipotent or pluripotent cell, as opposed to a differentiated somatic cell that does not have pluripotency, by providing the multipotent or pluripotent cell with one or more specific lineage-defining genes or gene products. For example, direct programming may describe the process of programming ESCs or iPSCs into hematopoietic progenitor cells

- 8 046022 или другие клетки-предшественники, или в гемопоэтические клетки или другие дифференцированные соматические клетки.- 8 046022 or other progenitor cells, or into hematopoietic cells or other differentiated somatic cells.

В контексте настоящей заявки термин субъект или субъект, нуждающийся в этом относится к млекопитающему, предпочтительно человеку, мужчине или женщине в любом возрасте, нуждающимся в трансплантации клетки или ткани. Обычно субъект (также называемый в настоящей заявке реципиентом) нуждается в трансплантации клетки или ткани из-за расстройства или патологического или нежелательного состояния, процесса, или синдрома, или физического, морфологического или физиологического отклонения, которое поддается лечению посредством трансплантации клетки или ткани.As used herein, the term subject or subject in need refers to a mammal, preferably a human, male or female, of any age, in need of a cell or tissue transplant. Typically, a subject (also referred to herein as a recipient) requires a cell or tissue transplant due to a disorder or pathological or undesirable condition, process, or syndrome, or physical, morphological or physiological abnormality that is treatable by cell or tissue transplantation.

В контексте настоящей заявки нарушение гена относится к устранению или уменьшению экспрессии одного или более продуктов гена, кодируемых указанным геном в клетке, по сравнению с уровнем экспрессии продукта гена в отсутствие нарушения. Примеры продуктов генов включают мРНК и белковые продукты, кодируемые геном. Нарушение в некоторых случаях является временным или обратимым, а в других случаях является постоянным. Нарушение в некоторых случаях относится к функциональному или полноразмерному белку или мРНК, несмотря на тот факт, что может быть получен усеченный или нефункциональный продукт. В некоторых вариантах осуществления в настоящей заявке нарушена активность или функция гена, в отличие от экспрессии. Нарушение гена обычно вызывают искусственными методами, то есть добавлением или введением соединения, молекулы, комплекса или композиции, и/или нарушением нуклеиновой кислоты гена или связанной с геном, например, на уровне ДНК. Примеры способов нарушения генов включают методы сайленсинга генов, нокдауна, нокаута и/или такие методы нарушения генов, как редактирование генов. Примеры включают антисмысловые технологии, такие как РНКи, миРНК, малые РНК, образующие шпильки, и/или рибозимы, которые обычно приводят к временному снижению экспрессии, а также методы редактирования генов, которые приводят к инактивации или нарушению гена-мишени, например, путем индукции разрывов и/или или гомологичной рекомбинации. Примеры включают инсерции, мутации и делеции. Нарушения обычно приводят к подавлению и/или полному отсутствию экспрессии нормального продукта или продукта дикого типа, кодируемого геном. Примерами таких нарушений генов являются инсерции, мутации со сдвигом рамки считывания и миссенс-мутации, делеции, нокин и нокаут гена или части гена, включая делеции всего гена. Такие нарушения могут возникать в кодирующей области, например, в одном или более экзонах, что приводит к неспособности произвести полноразмерный продукт, функциональный продукт или любой продукт, например, путем инсерции стоп-кодона. Такие нарушения могут также возникать вследствие нарушений в промоторе или энхансере, или другой области, влияющих на активацию транскрипции, чтобы предотвратить транскрипцию гена. Нарушения генов включает направленное воздействие на гены, включая направленную инактивацию генов путем гомологичной рекомбинации.As used herein, gene disruption refers to the elimination or reduction of expression of one or more gene products encoded by a specified gene in a cell compared to the level of expression of the gene product in the absence of the disruption. Examples of gene products include mRNA and protein products encoded by the gene. The disorder in some cases is temporary or reversible, and in other cases it is permanent. The disorder in some cases relates to a functional or full-length protein or mRNA, despite the fact that a truncated or non-functional product may be obtained. In some embodiments herein, gene activity or function, as opposed to expression, is impaired. Gene disruption is typically caused by artificial means, that is, the addition or introduction of a compound, molecule, complex or composition, and/or disruption of the nucleic acid of the gene or associated with the gene, for example, at the DNA level. Examples of gene disruption methods include gene silencing, knockdown, knockout and/or gene disruption methods such as gene editing. Examples include antisense technologies such as RNAi, siRNA, small hairpin RNAs and/or ribozymes, which typically result in a transient reduction in expression, as well as gene editing techniques that result in inactivation or disruption of the target gene, e.g. breaks and/or homologous recombination. Examples include insertions, mutations, and deletions. Disturbances usually result in suppression and/or complete absence of expression of the normal or wild-type product encoded by the gene. Examples of such gene disorders are insertions, frameshift and missense mutations, deletions, knockins and knockouts of a gene or part of a gene, including deletions of an entire gene. Such disruptions may occur in a coding region, for example, in one or more exons, resulting in failure to produce a full-length product, a functional product, or any product, for example, by insertion of a stop codon. Such disorders may also occur due to disturbances in a promoter or enhancer, or other region that affects transcriptional activation to prevent transcription of a gene. Gene disruption involves targeting genes, including targeted gene inactivation through homologous recombination.

Лиганд Notch представляет собой белок, способный связываться с полипептидом Notchрецептора, присутствующим в мембране ряда различных клеток млекопитающих, таких как гемопоэтические стволовые клетки. Notch-рецепторы, которые были идентифицированы в клетках человека, включают Notch-1, Notch-2, Notch-3 и Notch-4. Лиганды Notch обычно имеют домен DSL (D-Delta, S-Serrate и L-Lag2), содержащий от 20 до 22 аминокислот на аминоконце и от 3 до 8 EGF-подобных повторов (Furie and Furie, 1988; Knust et al., 1987; Suzuki et al., 1987) на внеклеточной поверхности.A Notch ligand is a protein capable of binding to the Notch receptor polypeptide present in the membrane of a number of different mammalian cells, such as hematopoietic stem cells. Notch receptors that have been identified in human cells include Notch-1, Notch-2, Notch-3 and Notch-4. Notch ligands typically have a DSL domain (D-Delta, S-Serrate, and L-Lag2) containing 20 to 22 amino acids at the amino terminus and 3 to 8 EGF-like repeats (Furie and Furie, 1988; Knust et al., 1987 ; Suzuki et al., 1987) on the extracellular surface.

Супердоноры в настоящей заявке относятся к индивидуумам, гомозиготным по определенным генам ГКГС I и II класса. Эти гомозиготные индивидуумы могут служить в качестве супердоноров, и их клетки, включая ткани и другие материалы, содержащие их клетки, могут быть трансплантированы индивидуумам, гомозиготным либо гетерозиготным по данному гаплотипу. Супердонор может быть гомозиготным по локусу/аллелям локусов ULA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP или HLA-DQ, соответственно.Superdonors in this application refer to individuals homozygous for certain MHC class I and II genes. These homozygous individuals can serve as superdonors, and their cells, including tissues and other materials containing their cells, can be transplanted into individuals homozygous or heterozygous for the haplotype. The superdonor may be homozygous for the locus/alleles of the ULA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP or HLA-DQ loci, respectively.

В контексте настоящей заявки термин химерные антигенные рецепторы (CAR) может относиться, например, к искусственным Т-клеточным рецепторам, химерным Т-клеточным рецепторам или химерным иммунорецепторам, и включает сконструированные рецепторы, которые прививают искусственную специфичность конкретной иммунной эффекторной клетке. CAR могут применяться для придания специфичности моноклонального антитела Т-клетке, что позволяет генерировать большое количество специфических Т-клеток, например, для применения в адоптивной клеточной терапии. В конкретных вариантах осуществления CAR направляют специфичность клетки, например, на опухоль-ассоциированный антиген. В некоторых вариантах осуществления CAR содержат внутриклеточный домен активации, трансмембранный домен и внеклеточный домен, содержащий опухолеассоциированную антигенсвязывающую область. В частных аспектах CAR включают слияния одноцепочечных вариабельных фрагментов (scFv), полученных из моноклональных антител, слитых с CD3-дзета трансмембранным доменом и эндодоменом. Специфичность других конструкций CAR может происходить из лигандов рецепторов (например, пептидов) или из образ-распознающих рецепторов, таких как дектины. В некоторых случаях расположение антигенраспознающего домена может быть модифицировано для уменьшения вызванной активацией гибели клеток. В отдельных случаях CAR содержат домены для дополнительной костимулирующей передачи сигналов, такие как CD3Z, FcR, CD27, CD28, CD137, DAP10 и/или ОХ40. В некоторых случаях совместно с CAR могут быть экспрессированы молекулы, включая костимулирующие молекулы,As used herein, the term chimeric antigen receptors (CARs) can refer, for example, to artificial T cell receptors, chimeric T cell receptors, or chimeric immunoreceptors, and includes engineered receptors that impart artificial specificity to a particular immune effector cell. CARs can be used to impart monoclonal antibody specificity to a T cell, allowing the generation of large numbers of specific T cells, for example for use in adoptive cell therapy. In certain embodiments, the CARs direct the cell's specificity to, for example, a tumor-associated antigen. In some embodiments, the CARs comprise an intracellular activation domain, a transmembrane domain, and an extracellular domain containing a tumor-associated antigen-binding region. In particular, CARs include single chain variable fragment (scFv) fusions derived from monoclonal antibodies fused to a CD3 zeta transmembrane domain and endodomain. The specificity of other CAR constructs may come from receptor ligands (eg, peptides) or from pattern recognition receptors such as dectins. In some cases, the location of the antigen recognition domain can be modified to reduce activation-induced cell death. In some cases, CARs contain domains for additional co-stimulatory signaling, such as CD3Z, FcR, CD27, CD28, CD137, DAP10 and/or OX40. In some cases, molecules, including co-stimulatory molecules, may be co-expressed with CARs.

- 9 046022 репортерные гены для визуализации (например, для позитронно-эмиссионной томографии), продукты генов, которые удаляют Т-клетки при условии добавления пролекарства, хоминговые рецепторы, хемокины, рецепторы хемокинов, цитокины и рецепторы цитокинов.- 9 046022 reporter genes for imaging (eg, for positron emission tomography), gene products that remove T cells when prodrugs are added, homing receptors, chemokines, chemokine receptors, cytokines and cytokine receptors.

Термин антигенпрезентирующие клетки (АРС) относится к классу клеток, способных представлять один или более антигенов в форме комплекса пептид-ГКГС, распознаваемого специфическими эффекторными клетками иммунной системы, и, таким образом, вызывать эффективный клеточный иммунный ответ против представляемого антигена или антигенов. АРС могут представлять собой интактные целые клетки, такие как макрофаги, В-клетки, эндотелиальные клетки, активированные Т-клетки и дендритные клетки; или другие молекулы природного или синтетического происхождения, такие как очищенные молекулы ГКГС I класса в комплексе с в2-микроглобулином. Хотя многие типы клеток могут быть способны представлять антигены на своей клеточной поверхности для распознавания Т-клетками, только дендритные клетки обладают способностью представлять антигены в количестве, эффективном для активации наивных Т-клеток для ответов цитотоксических Т-лимфоцитов (CTL).The term antigen presenting cells (APC) refers to a class of cells capable of presenting one or more antigens in the form of a peptide-MHC complex that is recognized by specific effector cells of the immune system, and thus inducing an effective cellular immune response against the presented antigen or antigens. APCs can be intact whole cells such as macrophages, B cells, endothelial cells, activated T cells and dendritic cells; or other molecules of natural or synthetic origin, such as purified class I MHC molecules complexed with β2-microglobulin. Although many cell types may be capable of presenting antigens on their cell surface for recognition by T cells, only dendritic cells have the ability to present antigens in quantities effective to activate naïve T cells for cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses.

Плюрипотентные стволовые клетки.Pluripotent stem cells.

В отдельных вариантах осуществления плюрипотентные стволовые клетки сконструированы для экспрессии антигенного рецептора, такого как CAR. Плюрипотентные стволовые клетки могут представлять собой стволовые клетки, включая, не ограничиваясь перечисленным, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки и эмбриональные стволовые клетки. В частных аспектах плюрипотентные стволовые клетки, применяемые в настоящей заявке, представляют собой человеческие эмбриональные стволовые клетки (ESC) или индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC), способные к длительной пролиферации in vitro, сохраняя при этом способность дифференцироваться во все типы клеток организма, включая гемопоэтические клетки-предшественники согласно настоящему изобретению.In certain embodiments, the pluripotent stem cells are engineered to express an antigen receptor, such as a CAR. Pluripotent stem cells can be stem cells, including, but not limited to, induced pluripotent stem cells and embryonic stem cells. In particular, the pluripotent stem cells used herein are human embryonic stem cells (ESCs) or induced pluripotent stem cells (iPSCs) capable of long-term proliferation in vitro while maintaining the ability to differentiate into all cell types of the body, including hematopoietic cells. progenitor cells according to the present invention.

Эмбриональные стволовые клетки.Embryonic stem cells.

В отдельных аспектах плюрипотентные стволовые клетки представляют собой ESC. ES клетки получают из внутренней клеточной массы бластоцист, и они обладают высокой способностью к дифференцировке in vitro. ES клетки могут быть выделены путем удаления внешнего слоя трофэктодермы развивающегося эмбриона, а затем культивирования клеток внутренней массы на питающем слое нерастущих клеток. Пересеянные клетки могут продолжать пролиферировать и производить новые колонии ES клеток, которые могут быть удалены, диссоциированы, снова пересеяны и оставлены для роста. Этот процесс субкультивирования недифференцированных ES клеток может быть повторен несколько раз для получения линий клеток, содержащих недифференцированные ES клетки (патенты США №№ 5843780; 6200806; 7029913). ES клетки имеют потенциал к пролиферации при сохранении своей плюрипотентности. Например, ES клетки пригодны для исследований на клетках и на генах, контролирующих дифференцировку клеток. Плюрипотентность ES клеток в сочетании с генетическими манипуляциями и отбором может быть использована для генных аналитических исследований in vivo посредством получения трансгенных, химерных и нокаутированных мышей.In certain aspects, pluripotent stem cells are ESCs. ES cells are derived from the inner cell mass of blastocysts and are highly differentiated in vitro. ES cells can be isolated by removing the outer trophectoderm layer of the developing embryo and then culturing the inner mass cells on a feeder layer of non-growing cells. The reseeded cells can continue to proliferate and produce new colonies of ES cells, which can be removed, dissociated, reseeded and allowed to grow. This process of subculturing undifferentiated ES cells can be repeated several times to obtain cell lines containing undifferentiated ES cells (US Pat. Nos. 5,843,780; 6,200,806; 7,029,913). ES cells have the potential to proliferate while maintaining their pluripotency. For example, ES cells are suitable for studies on cells and genes that control cell differentiation. The pluripotency of ES cells, combined with genetic manipulation and selection, can be exploited for in vivo gene analytical studies through the generation of transgenic, chimeric and knockout mice.

Способы получения мышиных ES клеток хорошо известны. В одном из способов предимплантационную бластоцисту из мышиной линии 129 обрабатывают мышиной антисывороткой для удаления трофоэктодермы, и внутреннюю клеточную массу культивируют на питающем клеточном слое химически инактивированных мышиных эмбриональных фибробластов в среде, содержащей фетальную телячью сыворотку. Развивающиеся колонии недифференцированных ES клеток субкультивируют на питающих слоях мышиных эмбриональных фибробластов в присутствии фетальной телячьей сыворотки с получением популяций ES клеток. В некоторых способах мышиные ES клетки могут быть выращены в отсутствие питающего слоя путем добавления цитокина лейкоз-ингибирующего фактора (LLF) в культуральную среду, содержащую сыворотку. В других способах мышиные ES клетки могут быть выращены в бессывороточной среде в присутствии костного морфогенетического белка и LLF.Methods for producing murine ES cells are well known. In one method, a preimplantation blastocyst from mouse line 129 is treated with a mouse antiserum to remove trophectoderm, and the inner cell mass is cultured on a feeder cell layer of chemically inactivated mouse embryonic fibroblasts in a medium containing fetal calf serum. Developing colonies of undifferentiated ES cells are subcultured on mouse embryonic fibroblast feeder layers in the presence of fetal calf serum to obtain ES cell populations. In some methods, murine ES cells can be grown in the absence of a feeder layer by adding the cytokine leukemia inhibitory factor (LLF) to the culture medium containing serum. In other methods, murine ES cells can be grown in serum-free medium in the presence of bone morphogenetic protein and LLF.

Человеческие ES клетки могут быть получены или происходить из эмбриона млекопитающих на стадии зиготы или бластоцисты, полученного путем слияния спермы и яйцеклетки, ядерного переноса, патогенеза или перепрограммирования хроматина и последующего включения перепрограммированного хроматина в плазматическую мембрану с получением эмбриональной клетки ранее описанными методами (Thomson and Marshall, 1998; Reubinoff et al., 2000). В одном из способов человеческие бластоцисты подвергают воздействию античеловеческой сыворотки, и клетки трофэктодермы лизируют и удаляют из внутренней клеточной массы, культивируемой на питающем слое мышиных эмбриональных фибробластов. Кроме того, скопления клеток, происходящих из внутренней клеточной массы, химически или механически диссоциируют, пересеивают, и колонии с недифференцированной морфологией отбирают микропипеткой, диссоциируют и пересеивают. В некоторых способах человеческие ES клетки могут быть выращены без сыворотки путем культивирования ES клеток на питающем слое фибробластов в присутствии основного фактора роста фибробластов. В других способах человеческие ES клетки могут быть выращены без питающего клеточного слоя путем культивирования клеток на белковой матрице, такой как MATRIGELTM или ламинин, в присутствии кондиционированной среды, содержащей основной фактор роста фибробластов (Xu et al., 2001).Human ES cells may be derived from or derived from a mammalian embryo at the zygote or blastocyst stage, produced by sperm-egg fusion, nuclear transfer, pathogenesis, or chromatin reprogramming and subsequent incorporation of the reprogrammed chromatin into the plasma membrane to produce an embryonic cell by previously described methods (Thomson and Marshall , 1998; Reubinoff et al., 2000). In one method, human blastocysts are exposed to anti-human serum and trophectoderm cells are lysed and removed from the inner cell mass cultured on a mouse embryonic fibroblast feeder layer. In addition, clusters of cells derived from the inner cell mass are chemically or mechanically dissociated, subcultured, and colonies with undifferentiated morphology are selected with a micropipette, dissociated, and subcultured. In some methods, human ES cells can be grown without serum by culturing the ES cells on a fibroblast feeder layer in the presence of basic fibroblast growth factor. In other methods, human ES cells can be grown without a feeder cell layer by culturing the cells on a protein matrix, such as MATRIGELTM or laminin, in the presence of conditioned medium containing basic fibroblast growth factor (Xu et al., 2001).

ES клетки также могут происходить из других организмов, включая макака-резуса и мартышку, по- 10 046022 средством ранее описанных способов (Thomson, and Marshall, 1998; Thomson et al., 1995; Thomson and Odorico, 2000; патент США № 5843780), а также из иммортализованных мышиных и человеческих линий клеток. Например, иммортализованные линии человеческих ES клеток включают MAOI, MA09, АСТ-4, HI, Н7, Н9, Н13, Н14 и АСТ30. В качестве дополнительного примера, иммортализованные линии мышиных ES клеток включают линию клеток CGR8, иммортализованную из внутренней клеточной массы эмбрионов мышиной линии 129, и культуры клеток CGR8 могут быть выращены в присутствии LLF без питающих слоев.ES cells can also be derived from other organisms, including rhesus monkey and marmoset, by previously described methods (Thomson, and Marshall, 1998; Thomson et al., 1995; Thomson and Odorico, 2000; US Patent No. 5,843,780) , as well as from immortalized mouse and human cell lines. For example, immortalized human ES cell lines include MAOI, MA09, ACT-4, HI, H7, H9, H13, H14 and ACT30. As a further example, immortalized murine ES cell lines include the CGR8 cell line immortalized from the inner cell mass of murine 129 embryos, and CGR8 cell cultures can be grown in the presence of LLF without feeder layers.

Стволовые клетки ES могут быть обнаружены с помощью белковых маркеров, включая транскрипционный фактор Oct4, щелочную фосфатазу (АР), стадиеспецифичный эмбриональный антиген SSEA-1, стадиеспецифичный эмбриональный антиген SSEA-3, стадиеспецифичный эмбриональный антиген SSEA-4, фактор транскрипции NANOG, антиген отторжения опухолей 1-60 (TRA-1-60), антиген отторжения опухолей 1-81 (TRA-1-81), SOX2 или REX1.ES stem cells can be detected by protein markers including Oct4 transcription factor, alkaline phosphatase (AP), SSEA-1 germline antigen, SSEA-3 stage-specific germline antigen, SSEA-4 stage-specific germline antigen, NANOG transcription factor, tumor rejection antigen 1-60 (TRA-1-60), tumor rejection antigen 1-81 (TRA-1-81), SOX2 or REX1.

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.Induced pluripotent stem cells.

В других аспектах плюрипотентные стволовые клетки, используемые в настоящей заявке, представляют собой индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS), обычно сокращенно называемые iPS клетками или iPSC. Индукция плюрипотентности была первоначально осуществлена в 2006 году с использованием мышиных клеток (Yamanaka et al. 2006) и в 2007 году с использованием человеческих клеток (Yu et al. 2007; Takahashi et al. 2007) путем перепрограммирования соматических клеток посредством введения факторов транскрипции, связанных с плюрипотентностью. Применение iPSC позволяет обойти большинство этических и практических проблем, связанных с широкомасштабным клиническим применением ES клеток, и пациентам с аутологичными трансплантатами, полученными из iPSC, может не потребоваться пожизненное иммуносупрессивное лечение для предотвращения отторжения трансплантата.In other aspects, the pluripotent stem cells used herein are induced pluripotent stem cells (iPS), commonly abbreviated to iPS cells or iPSC. Induction of pluripotency was initially accomplished in 2006 using mouse cells (Yamanaka et al. 2006) and in 2007 using human cells (Yu et al. 2007; Takahashi et al. 2007) by reprogramming somatic cells through the introduction of transcription factors associated with pluripotency. The use of iPSCs circumvents most of the ethical and practical issues associated with large-scale clinical use of ES cells, and patients with autologous iPSC-derived grafts may not require lifelong immunosuppressive treatment to prevent graft rejection.

За исключением зародышевых клеток, любая клетка может быть использована в качестве исходной точки для получения iPSC. Например, типы клеток могут представлять собой кератиноциты, фибробласты, гемопоэтические клетки, мезенхимальные клетки, клетки печени или клетки желудка. Т-клетки также могут быть использованы в качестве источника соматических клеток для перепрограммирования (патент США № 8741648). Нет ограничений по степени дифференцировки клеток или по возрасту животного, от которого получают клетки; даже недифференцированные клетки-предшественники (включая соматические стволовые клетки) и, наконец, дифференцированные зрелые клетки могут быть использованы в качестве источников соматических клеток в способах, раскрытых в настоящей заявке.With the exception of germ cells, any cell can be used as a starting point for iPSC generation. For example, the cell types may be keratinocytes, fibroblasts, hematopoietic cells, mesenchymal cells, liver cells, or gastric cells. T cells can also be used as a source of somatic cells for reprogramming (US Patent No. 8741648). There are no restrictions on the degree of differentiation of the cells or on the age of the animal from which the cells are obtained; even undifferentiated progenitor cells (including somatic stem cells) and, finally, differentiated mature cells can be used as sources of somatic cells in the methods disclosed herein.

Соматические клетки могут быть перепрограммированы для получения iPSC с использованием способов, известных специалисту в данной области техники. Специалист в данной области может легко получить индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, см., например, опубликованную заявку на патент США № 20090246875, опубликованную заявку на патент США № 2010/0210014; опубликованную заявку на патент США № 20120276636; патент США № 8058065; патент США № 8129187; патент США № 8268620; публикация заявки РСТ № WO 2007/069666 А1 и патент США № 8268620, все из которых включены в настоящую заявку посредством ссылки. Как правило, для получения плюрипотентных стволовых клеток из соматической клетки используют факторы ядерного перепрограммирования. В некоторых вариантах осуществления используют по меньшей мере три или по меньшей мере четыре из Klf4, cMyc, Oct3/4, Sox2, Nanog и Lin28. В других вариантах осуществления используют Oct3/4, Sox2, c-Myc и Klf4.Somatic cells can be reprogrammed to produce iPSCs using methods known to one of ordinary skill in the art. Induced pluripotent stem cells can be readily obtained by one skilled in the art, see, for example, US Patent Application Published No. 20090246875, US Patent Application Published No. 2010/0210014; US Patent Application Published No. 20120276636; US Patent No. 8058065; US Patent No. 8129187; US Patent No. 8268620; PCT Application Publication No. WO 2007/069666 A1 and US Patent No. 8,268,620, all of which are incorporated herein by reference. As a rule, nuclear reprogramming factors are used to obtain pluripotent stem cells from somatic cells. In some embodiments, at least three or at least four of Klf4, cMyc, Oct3/4, Sox2, Nanog, and Lin28 are used. In other embodiments, Oct3/4, Sox2, c-Myc and Klf4 are used.

Последовательности мышиной и человеческой кДНК этих веществ для ядерного перепрограммирования доступны со ссылкой на идентификационные номера NCBI, упомянутые в WO 2007/069666 и патенте США № 8183038, включенных в настоящую заявку посредством ссылки. Способы введения одного или более веществ для перепрограммирования или нуклеиновых кислот, кодирующих эти вещества для перепрограммирования, известны в данной области техники и раскрыты, например, в патентах США №№ 8268620, 8691574, 8741648, 8546140, в опубликованном патенте США № 8900871 и патенте США № 8071369, оба из которых включены в настоящую заявку посредством ссылки.Mouse and human cDNA sequences of these nuclear reprogramming agents are available by reference to the NCBI identification numbers mentioned in WO 2007/069666 and US Pat. No. 8,183,038, incorporated herein by reference. Methods of administering one or more reprogramming agents or nucleic acids encoding these reprogramming agents are known in the art and are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 8,268,620, 8,691,574, 8,741,648, 8,546,140, U.S. Patent Published No. 8,900,871, and U.S. Pat. No. 8071369, both of which are incorporated herein by reference.

После получения iPSC могут быть культивированы в среде, достаточной для поддержания плюрипотентности. iPSC могут быть использованы с различными средами и методиками, разработанными для культивирования плюрипотентных стволовых клеток, более конкретно, эмбриональных стволовых клеток, как описано в патенте США № 7442548 и опубликованной заявке на патент США № 2003/0211603. В случае мышиных клеток культивирование осуществляют с добавлением в обычную среду фактора ингибирования лейкемии (LIF) в качестве фактора подавления дифференцировки. В случае человеческих клеток желательно добавление основного фактора роста фибробластов (bFGF) вместо LIF. Другие способы культивирования и поддержания iPSC, как известно специалисту в данной области техники, могут быть использованы с настоящими способами.Once obtained, iPSCs can be cultured in a medium sufficient to maintain pluripotency. iPSCs can be used with a variety of media and techniques developed for culturing pluripotent stem cells, more specifically embryonic stem cells, as described in US Patent No. 7,442,548 and US Patent Application Published No. 2003/0211603. In the case of mouse cells, culture is carried out with the addition of leukemia inhibitory factor (LIF) to the normal medium as a differentiation suppressive factor. In the case of human cells, the addition of basic fibroblast growth factor (bFGF) instead of LIF is desirable. Other methods for culturing and maintaining iPSCs, as known to one skilled in the art, can be used with the present methods.

В отдельных вариантах осуществления могут быть использованы неопределенные условия; например, плюрипотентные клетки могут быть культивированы на питающих клетках фибробластов или среде, которая была подвергнута воздействию питающих клеток фибробластов, для поддержания стволовых клеток в недифференцированном состоянии. В некоторых вариантах осуществления клетку культивируIn some embodiments, undefined terms may be used; for example, pluripotent cells can be cultured on fibroblast feeder cells or media that has been exposed to fibroblast feeder cells to maintain the stem cells in an undifferentiated state. In some embodiments, the cell is cultured

- 11 046022 ют при одновременном присутствии мышиных эмбриональных фибробластов, обработанных радиационным излучением или антибиотиком для прекращения деления клеток, в качестве питающих клеток. В качестве альтернативы, плюрипотентные клетки могут быть культивированы и могут поддерживаться в практически недифференцированном состоянии с использованием независимой от фидера культуральной системы с определенным химическим составом, такой как среда TESR™ (Ludwig et al., 2006a; Ludwig et al., 2006b) или среда E8™/Essential 8™ (Chen et al., 2011).- 11 046022 ut with the simultaneous presence of mouse embryonic fibroblasts, treated with radiation or an antibiotic to stop cell division, as feeding cells. Alternatively, pluripotent cells can be cultured and maintained in an essentially undifferentiated state using a chemically defined feeder-independent culture system such as TESR™ medium (Ludwig et al., 2006a; Ludwig et al., 2006b) or E8™/Essential 8™ (Chen et al., 2011).

Плазмиды были разработаны с учетом ряда целей, таких как достижение регулируемого большого числа копий и предотвращение потенциальных причин нестабильности плазмид у бактерий, и обеспечение средств для отбора плазмид, совместимых с применением в клетках млекопитающих, включая человеческие клетки. Особое внимание было уделено двойным требованиям в отношении плазмид для применения в человеческих клетках. Во-первых, они подходят для поддержания и ферментации в Е. coli, так что могут быть получены и очищены большие количества ДНК. Во-вторых, они безопасны и подходят для применения у людей и животных. Первое требование требует наличия плазмид с большим числом копий, которые можно относительно легко отбирать и стабильно поддерживать во время бактериальной ферментации. Второе требование требует внимания к таким элементам, как селектируемые маркеры и другие кодирующие последовательности. В некоторых вариантах осуществления плазмиды, кодирующие маркер, состоят из: (1) точки начала репликации с высоким числом копий, (2) селектируемого маркера, такого как, не ограничиваясь перечисленным, ген пео для отбора по чувствительности к антибиотику с помощью канамицина, (3) последовательности терминации транскрипции, включая энхансер тирозиназы, и (4) сайта мультиклонирования для включения различных кассет нуклеиновых кислот; и (5) последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующей маркер, функционально связанный с промотором тирозиназы. Существует множество плазмидных векторов, известных в данной области техники, подходящих для индукции нуклеиновой кислоты, кодирующей белок. Они включают, не ограничиваясь перечисленным, векторы, раскрытые в патенте США № 6103470; патенте США № 7598364; патенте США № 7989425 и патенте США № 6416998, включенных в настоящую заявку посредством ссылки.Plasmids have been designed with a number of goals in mind, such as achieving regulated high copy numbers and preventing potential causes of plasmid instability in bacteria, and providing a means for selecting plasmids compatible with use in mammalian cells, including human cells. Particular attention was paid to the dual requirements of plasmids for use in human cells. First, they are suitable for maintenance and fermentation in E. coli, so that large quantities of DNA can be obtained and purified. Secondly, they are safe and suitable for use in humans and animals. The first requirement requires the availability of high copy number plasmids that can be selected relatively easily and stably maintained during bacterial fermentation. The second requirement requires attention to elements such as selectable markers and other coding sequences. In some embodiments, the plasmids encoding the marker consist of: (1) a high copy number origin of replication, (2) a selectable marker, such as, but not limited to, the peo gene for selection for antibiotic sensitivity using kanamycin, (3 ) transcription termination sequences, including a tyrosinase enhancer, and (4) multicloning sites for inclusion of various nucleic acid cassettes; and (5) a nucleic acid sequence encoding a marker operably linked to the tyrosinase promoter. There are a variety of plasmid vectors known in the art suitable for inducing a protein-encoding nucleic acid. These include, but are not limited to, the vectors disclosed in US Pat. No. 6,103,470; US Patent No. 7598364; US Patent No. 7,989,425 and US Patent No. 6,416,998, incorporated herein by reference.

Эписомальная система доставки генов может представлять собой плазмиду, эписомальный вектор на основе вируса Эпштейна-Барр (EBV) (патент США 8546140), вектор на основе дрожжей, вектор на основе аденовируса, эписомальный вектор на основе вируса обезьян 40 (SV40), вектор на основе вируса папилломы быков (BPV) или лентивирусный вектор. Вирусная система доставки генов может представлять собой вирусный вектор на основе РНК или ДНК.The episomal gene delivery system may be a plasmid, an Epstein-Barr virus (EBV) episomal vector (US Pat. No. 8,546,140), a yeast-based vector, an adenovirus-based vector, a simian virus 40 (SV40)-based episomal vector, a bovine papillomavirus (BPV) or lentiviral vector. The viral gene delivery system may be an RNA- or DNA-based viral vector.

1. Клетки для получения iPSC.1. Cells for obtaining iPSCs.

Отдельные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к исходной популяции соматических клеток (например, клеток крови или клеток кожи), перепрограммированых в iPSC. Популяция клеток крови может включать мононуклеарные клетки периферической крови (МН11К), цельную кровь или ее фракции, содержащие смешанные популяции, клетки селезенки, клетки костного мозга, опухоль-инфильтрирующие лимфоциты, клетки, полученные путем лейкафереза, биоптат и лимфатические узлы, например, лимфатические узлы, дренирующие опухоль. Подходящие доноры включают иммунизированных доноров, неиммунизированных (наивных) доноров, получивших или не получивших лечение доноров. Получивший лечение донор представляет собой донора, подвергшегося воздействию одного или более модификаторов биологического ответа. Не получивший лечение донор не подвергался воздействию одного или более модификаторов биологического ответа.Certain embodiments of the present invention relate to a starting population of somatic cells (eg, blood cells or skin cells) reprogrammed into iPSCs. The blood cell population may include peripheral blood mononuclear cells (MH11K), whole blood or fractions thereof containing mixed populations, spleen cells, bone marrow cells, tumor-infiltrating lymphocytes, cells obtained by leukapheresis, biopsies, and lymph nodes, e.g. , draining the tumor. Eligible donors include immunized donors, non-immunized (naive) donors, treated and untreated donors. A treated donor is a donor who has been exposed to one or more biological response modifiers. The untreated donor was not exposed to one or more biological response modifiers.

В некоторых аспектах популяция клеток крови включает Т-клетки. Т-клетки могут представлять собой очищенную популяцию Т-клеток или, в качестве альтернативы, Т-клетки могут присутствовать в популяции с клетками другого типа, такими как В-клетки и/или другие клетки периферической крови. Тклетки могут представлять собой очищенную популяцию субпопуляции Т-клеток, таких как CD4' Тклетки, или они могут представлять собой популяцию Т-клеток, включающую различные субпопуляции Т-клеток. В еще одном варианте осуществления Т-клетки представляют собой клоны Т-клеток, которые поддерживались в культуре в течение длительных периодов времени. Клоны Т-клеток могут быть трансформированы в разной степени. В конкретном варианте осуществления Т-клетки представляют собой клон Т-клеток, неограниченно пролиферирующий в культуре.In some aspects, the blood cell population includes T cells. The T cells may be a purified population of T cells or, alternatively, the T cells may be present in a population with another cell type, such as B cells and/or other peripheral blood cells. The T cells may be a purified population of a T cell subset, such as CD4' T cells, or they may be a T cell population comprising different T cell subpopulations. In yet another embodiment, the T cells are clones of T cells that have been maintained in culture for extended periods of time. T cell clones can be transformed to varying degrees. In a specific embodiment, the T cells are a clone of T cells that proliferate indefinitely in culture.

В некоторых аспектах Т-клетки представляют собой первичные Т-клетки. Подразумевается, что термин первичные Т-клетки включает Т-клетки, полученные от индивидуума, в отличие от Т-клеток, которые поддерживались в культуре в течение длительных периодов времени. Таким образом, первичные Т-клетки представляют собой, в частности, Т-клетки периферической крови, полученные от субъекта. Популяция первичных Т-клеток может состоять в основном из одной субпопуляции Т-клеток. В качестве альтернативы, популяция первичных Т-клеток может состоять из разных субпопуляций Т-клеток.In some aspects, the T cells are primary T cells. The term primary T cells is intended to include T cells obtained from an individual, as opposed to T cells that have been maintained in culture for extended periods of time. Thus, primary T cells are, in particular, peripheral blood T cells obtained from a subject. The primary T cell population may consist primarily of one subpopulation of T cells. Alternatively, the primary T cell population may be composed of different T cell subpopulations.

Т-клетки могут быть взяты ранее сохраненных образцов крови, от здорового индивидуума или, в качестве альтернативы, от индивидуума, страдающего от какого-либо состояния. Состояние может представлять собой инфекционное заболевание, такое как состояние, возникающее в результате вирусной инфекции, бактериальной инфекции или инфекции любым другим микроорганизмом, или гиперпролиферативное заболевание, такое как рак, например, меланома. В конкретном варианте осуществления Т- 12 046022 клетки происходят от индивидуума, инфицированного вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). В еще одном варианте осуществления Т-клетки происходят от субъекта, страдающего или подверженного аутоиммунному заболеванию или Т-клеточным патологиям. Т-клетки могут быть человеческого происхождения, мышиного происхождения или происходить от любых других видов млекопитающих.The T cells can be taken from previously stored blood samples, from a healthy individual or, alternatively, from an individual suffering from a condition. The condition may be an infectious disease, such as a condition resulting from a viral infection, a bacterial infection, or an infection by any other microorganism, or a hyperproliferative disease, such as a cancer, such as melanoma. In a specific embodiment, the T-12046022 cells are derived from an individual infected with human immunodeficiency virus (HIV). In yet another embodiment, the T cells are derived from a subject suffering from or susceptible to an autoimmune disease or T cell pathology. T cells can be of human origin, murine origin, or originate from any other mammalian species.

Способы получения популяций клеток, включающих Т-клетки, хорошо известны в данной области техники. Например, мононуклеарные клетки периферической крови (МНПК) могут быть получены в соответствии со способами, известными в данной области техники. Примеры таких способов изложены в разделе примеров и обсуждаются Kim et al. (1992); Biswas et al. (1990); Biswas et al. (1991).Methods for obtaining cell populations including T cells are well known in the art. For example, peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) can be obtained in accordance with methods known in the art. Examples of such methods are set forth in the examples section and discussed by Kim et al. (1992); Biswas et al. (1990); Biswas et al. (1991).

В некоторых аспектах исходная популяция клеток крови включает гемопоэтические стволовые клетки (HSC). HSC обычно находятся в костном мозге, но может быть вызвано их проникновение в кровь, что представляет собой процесс, называемый мобилизацией, используемый клинически для сбора большого количества HSC из периферической крови. Одним из предпочтительных мобилизующих агентов является гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ). CD34+ гемопоэтические стволовые клетки или предшественники, циркулирующие в периферической крови, могут быть собраны с помощью техник афереза либо в немобилизованном состоянии, либо после мобилизации после введения извне гемопоэтических факторов роста, таких как К-ГСФ. Количество стволовых клеток или клетокпредшественников, собранных после мобилизации, больше, чем количество, полученное после афереза в немобилизованном состоянии. В некоторых аспектах источником популяции клеток является субъект, чьи клетки не были мобилизованы факторами, применяемыми извне, поскольку нет необходимости обогащать гемопоэтические стволовые клетки или клетки-предшественники.In some aspects, the source population of blood cells includes hematopoietic stem cells (HSC). HSCs are usually found in the bone marrow but can be induced to enter the blood, a process called mobilization used clinically to collect large numbers of HSCs from peripheral blood. One preferred mobilizing agent is granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF). CD34+ hematopoietic stem cells or progenitors circulating in the peripheral blood can be collected using apheresis techniques either in a non-mobilized state or after mobilization after administration of external hematopoietic growth factors such as C-GSF. The number of stem or progenitor cells collected after mobilization is greater than the number obtained after apheresis in the non-mobilized state. In some aspects, the source of the cell population is a subject whose cells have not been mobilized by externally applied factors since there is no need to enrich hematopoietic stem or progenitor cells.

Способы получения гемопоэтических клеток-предшественников из популяций клеток также хорошо известны в данной области техники. Гемопоэтические клетки-предшественники могут быть размножены с использованием различных цитокинов, таких как hSCF, hFLT3 и/или IL-3 (Akkina et al., 1996), или клетки CD34+ могут быть обогащены с использованием MACS или FACS. Как упомянуто выше, для обогащения клеток CD34+ также могут быть использованы методы отрицательного отбора.Methods for obtaining hematopoietic progenitor cells from cell populations are also well known in the art. Hematopoietic progenitor cells can be expanded using various cytokines such as hSCF, hFLT3 and/or IL-3 (Akkina et al., 1996), or CD34+ cells can be enriched using MACS or FACS. As mentioned above, negative selection methods can also be used to enrich for CD34+ cells.

Популяции клеток для применения в способах, описанных в настоящей заявке, могут представлять собой клетки млекопитающих, такие как человеческие клетки, клетки приматов, отличных от человека, клетки грызунов (например, мышиные или крысиные), бычьи клетки, овечьи клетки, свиные клетки, лошадиные клетки, клетки овцы, собачьи клетки и кошачьи клетки, или их смесь. Клетки приматов, отличных от человека, включают клетки макака-резуса. Клетки могут быть получены от животного, например, от человека, или они могут быть взяты из линий клеток. Если клетки получены от животного, их можно использовать как таковые, например, в качестве неразделенных клеток (то есть смешанной популяции); они могли быть сначала иммортализованы в культуре, например, путем трансформации; или они могли быть подвергнуты предварительным методам очистки. Например, популяция клеток может быть модифицирована путем положительного или отрицательного отбора на основе экспрессии маркеров клеточной поверхности; стимулирована одним или более антигенами in vitro или in vivo; обработана одним или более модификаторами биологического ответа in vitro или in vivo; или подвергнута комбинации любого или всего из перечисленного. В иллюстративном варианте осуществления популяцию клеток подвергают отрицательному отбору для истощения клеток, не являющихся Т-клетками, и/или конкретных субпопуляций Т-клеток. Отрицательный отбор может быть проведен на основе экспрессии на клеточной поверхности различных молекул, включая маркеры В-клеток, такие как CD19 и CD20; маркер моноцитов CD14; маркер NK-клеток CD56. В качестве альтернативы, популяция клеток может быть подвергнута отрицательному отбору для истощения клеток, не являющихся CD34+ гемопоэтическими клетками, и/или конкретных субпопуляций гемопоэтических клеток. Отрицательный отбор может быть проведен на основе экспрессии на клеточной поверхности различных молекул, таких как смесь антител (например, CD2, CD3, CD11b, CD14, CD15, CD16, CD19, CD56, CD123, CD235a и CD41 (например, для клеток линии мегакариоцитов), которые могут быть использованы для отделения других типов клеток, например, посредством MACS или колоночного разделения.Cell populations for use in the methods described herein may be mammalian cells, such as human cells, non-human primate cells, rodent cells (eg, mouse or rat), bovine cells, sheep cells, porcine cells, equine cells. cages, sheep cages, dog cages and cat cages, or a mixture of these. Non-human primate cells include rhesus monkey cells. The cells can be obtained from an animal, such as a human, or they can be taken from cell lines. If the cells are obtained from an animal, they can be used as such, for example, as undivided cells (ie a mixed population); they may have been first immortalized in culture, for example by transformation; or they may have been subjected to preliminary purification methods. For example, a population of cells can be modified by positive or negative selection based on the expression of cell surface markers; stimulated by one or more antigens in vitro or in vivo; treated with one or more biological response modifiers in vitro or in vivo; or subjected to a combination of any or all of the above. In an illustrative embodiment, a population of cells is subjected to negative selection to deplete non-T cell cells and/or specific T cell subpopulations. Negative selection can be carried out based on the cell surface expression of various molecules, including B cell markers such as CD19 and CD20; monocyte marker CD14; NK cell marker CD56. Alternatively, the cell population may be subjected to negative selection to deplete non-CD34+ hematopoietic cells and/or specific hematopoietic cell subpopulations. Negative selection can be carried out based on the expression on the cell surface of various molecules, such as a mixture of antibodies (for example, CD2, CD3, CD11b, CD14, CD15, CD16, CD19, CD56, CD123, CD235a and CD41 (for example, for megakaryocyte lineage cells) , which can be used to separate other cell types, for example by MACS or column separation.

Также возможно получение образца клеток у субъекта, а затем его обогащение желаемым типом клеток. Например, МНПК и/или CD34+ гемопоэтические клетки могут быть выделены из крови, как описано в настоящей заявке. Для обогащения Т-клетками из МНПК может быть использовано противоточное центрифугирование (элютриация). Клетки также могут быть выделены из других клеток с использованием различных методов, таких как выделение и/или активация антителом, связывающимся с эпитопом на клеточной поверхности желаемого типа клеток, например, в некоторых наборах для выделения Тклеток используются гранулы с конъюгированными антителами, чтобы активировать клетки, а затем обеспечить возможность колоночного разделения с теми же гранулами. Еще один подходящий способ включает отрицательный отбор с использованием антител к маркерам клеточной поверхности для селективного обогащения определенным типом клеток без активации клетки путем взаимодействия с рецептором.It is also possible to obtain a sample of cells from a subject and then enrich it with the desired cell type. For example, PBMCs and/or CD34+ hematopoietic cells can be isolated from blood, as described herein. Countercurrent centrifugation (elutriation) can be used to enrich T cells from PBMCs. Cells can also be isolated from other cells using various methods, such as isolation and/or activation with an antibody that binds to an epitope on the cell surface of the desired cell type, for example, some T cell isolation kits use conjugated antibody beads to activate the cells, and then enable column separation with the same beads. Another suitable method involves negative selection using antibodies to cell surface markers to selectively enrich for a particular cell type without activating the cell by interaction with the receptor.

Клетки костного мозга могут быть получены из гребня подвздошной кости, бедренной кости, большеберцовой кости, позвоночника, ребра или других костномозговых полостей. Костный мозг может быть извлечен из пациента и выделен с помощью различных техник разделения и отмывки. ИзвестнаяBone marrow cells can be obtained from the iliac crest, femur, tibia, spine, rib, or other medullary cavities. Bone marrow can be removed from the patient and isolated using various separation and washing techniques. Famous

- 13 046022 процедура выделения клеток костного мозга включает следующие стадии: а) разделение центрифугированием суспензии костного мозга на три фракции и сбор промежуточной фракции или лейкотромбоцитарного слоя; b) центрифугирование фракции лейкотромбоцитарного слоя со стадии (а) еще раз в разделительной жидкости, обычно Ficoll (торговая марка Pharmacia Fine Chemicals AB), и сбор промежуточной фракции, содержащей клетки костного мозга; и с) отмывка собранной фракции со стадии (b) для выделения подходящих для обратной трансплантации клеток костного мозга.- 13 046022 the procedure for isolating bone marrow cells includes the following stages: a) dividing the bone marrow suspension into three fractions by centrifugation and collecting the intermediate fraction or buffy platelet layer; b) centrifuging the buffy platelet fraction from step (a) again in a separation fluid, usually Ficoll (trade mark of Pharmacia Fine Chemicals AB), and collecting the intermediate fraction containing bone marrow cells; and c) washing the collected fraction from step (b) to isolate suitable bone marrow cells for retransplantation.

Если необходимо использовать популяцию клеток, обогащенную Т-клетками, такие популяции клеток могут быть получены из смешанной популяции клеток путем лейкафереза и механического афереза с использованием клеточного сепаратора с непрерывным потоком. Например, Т-клетки могут быть выделены из лейкотромбоцитарного слоя любым известным способом, включая разделение в градиенте Ficoll-Hypaque™, разделение в градиенте Перколла или элютриации.If it is necessary to use a cell population enriched in T cells, such cell populations can be obtained from a mixed cell population by leukapheresis and mechanical apheresis using a continuous flow cell separator. For example, T cells can be isolated from the buffy platelet layer by any known method, including Ficoll-Hypaque™ gradient separation, Percoll gradient separation, or elutriation.

В отдельных аспектах Т-клетки активируют агентами, которые связываются с Т-клеточными рецепторами, запуская сигнальный каскад для активации Т-клеток. Например, может быть использовано антитело к CD3. Для размножения Т-клеток до значительного количества и пролиферирующего состояния для перепрограммирования также может быть использован цитокин, такой как IL-2. В отдельном аспекте для активации Т-клеток с помощью костимуляции может быть использовано антитело как к CD3, так и к CD28. В альтернативном аспекте может применяться поперечное сшивание антитела к CD3, например, антитело к CD3, связанное с планшетом. Если для активации Т-клеток в МНПК используют растворимое антитело к CD3, оно может связываться с АРС в МНПК, которые затем представляет антитело Тклеткам. Если в популяции очищенных Т-клеток используют растворимое антитело к CD3 по отдельности, по вышеуказанным причинам будет достигнута анергия. Отдельный вариант осуществления включает культивирование Т-клеток в присутствии антитела к CD3 (OKT3) и IL-2, что обеспечивает преимущества и является удобным, поскольку нет необходимости использовать дорогостоящие и сложные в использовании гранулы или связанное с планшетом антитело; после добавления OKT3 и IL-2 клеточное окружение МНПК способствует активации Т-клеток. Затем количество Т-клеток превышает другие типы клеток в культуре МНПК из-за избирательного размножения.In certain aspects, T cells are activated by agents that bind to T cell receptors, triggering a signaling cascade for T cell activation. For example, an anti-CD3 antibody may be used. To expand T cells to a significant number and proliferative state, a cytokine such as IL-2 can also be used for reprogramming. In a separate aspect, both anti-CD3 and anti-CD28 antibodies can be used to activate T cells by costimulation. In an alternative aspect, cross-linking of an anti-CD3 antibody, such as an anti-CD3 antibody coupled to a plate, may be used. If a soluble anti-CD3 antibody is used to activate T cells in PBMCs, it can bind to APCs in PBMCs, which then present the antibody to the T cells. If soluble anti-CD3 antibody alone is used in a population of purified T cells, anergy will be achieved for the above reasons. A particular embodiment involves culturing T cells in the presence of anti-CD3 (OKT3) antibody and IL-2, which is advantageous and convenient in that there is no need to use expensive and difficult to use beads or plate-associated antibody; following the addition of OKT3 and IL-2, the cellular environment of PBMCs promotes T cell activation. T cells then outnumber other cell types in the PBMC culture due to selective expansion.

В отдельных аспектах исходная популяция клеток крови включает лимфобластоидные клетки, такие как лимфобластоидные клеточные линии (LCL). Получение LCL известно в данной области, например, оно осуществляется путем инфицирования В-клеток вирусом Эпштейна-Барр (EBV) (Frisan et al., 2001).In certain aspects, the starting blood cell population includes lymphoblastoid cells, such as lymphoblastoid cell lines (LCLs). The production of LCL is known in the art, for example, it is carried out by infecting B cells with Epstein-Barr virus (EBV) (Frisan et al., 2001).

2. Перепрограммирование соматических клеток.2. Reprogramming of somatic cells.

В некоторых вариантах осуществления исходную популяцию клеток (например, Т-клеток) перепрограммируют в iPSC, например, способами, описанными в публикации заявки на патент США № 2014/0315304, полностью включенной в настоящую заявку посредством ссылки. В отдельных аспектах настоящего изобретения факторы перепрограммирования экспрессируются из кассет экспрессии, содержащихся в одном или более векторах, таких как интегрирующий вектор или эписомальный вектор. В дополнительном аспекте белки для перепрограммирования могут быть введены непосредственно в соматические клетки путем белковой трансдукции.In some embodiments, the original cell population (eg, T cells) is reprogrammed into iPSCs, for example, by methods described in US Patent Application Publication No. 2014/0315304, incorporated herein by reference in its entirety. In certain aspects of the present invention, reprogramming factors are expressed from expression cassettes contained in one or more vectors, such as an integrating vector or an episomal vector. In an additional aspect, reprogramming proteins can be introduced directly into somatic cells by protein transduction.

Специалист в данной области техники обладает достаточными знаниями для конструирования вектора с помощью стандартных рекомбинантных технологий (см., например, источники Sambrook et al., 2001 и Ausubel et al., 1996, оба из которых включены в настоящую заявку посредством ссылки). Векторы включают, не ограничиваясь перечисленным, плазмиды, космиды, вирусы (бактериофаг, вирусы животных и вирусы растений) и искусственные хромосомы (например, YAC), такие как ретровирусные векторы (например, полученные из векторов вируса мышиного лейкоза Молони (MoMLV), MSCV, SFFV, MPSV, SNV и т.д.), лентивирусные векторы (например, полученные из ВИЧ-1, ВИЧ-2, SIV, BIV, FIV и т.д.), аденовирусные (Ad) векторы, включая формы, компетентные к репликации, формы, дефектные по репликации, и выпотрошенные формы, аденоассоциированные вирусные (AAV) векторы, векторы вируса обезьян 40 (SV-40), векторы вируса папилломы быков, векторы вируса Эпштейна-Барр, векторы вируса герпеса, векторы вируса осповакцины, векторы вируса мышиной саркомы Харви, векторы вируса опухоли молочной железы мышей, векторы вируса саркомы Рауса.One skilled in the art will have sufficient knowledge to construct the vector using standard recombinant techniques (see, for example, Sambrook et al., 2001 and Ausubel et al., 1996, both of which are incorporated herein by reference). Vectors include, but are not limited to, plasmids, cosmids, viruses (bacteriophage, animal viruses, and plant viruses), and artificial chromosomes (e.g., YAC), such as retroviral vectors (e.g., those derived from Moloney murine leukemia virus (MoMLV) vectors, MSCV, SFFV, MPSV, SNV, etc.), lentiviral vectors (e.g. derived from HIV-1, HIV-2, SIV, BIV, FIV, etc.), adenoviral (Ad) vectors, including forms competent to replication, replication-defective and eviscerated forms, adeno-associated virus (AAV) vectors, simian virus 40 (SV-40) vectors, bovine papillomavirus vectors, Epstein-Barr virus vectors, herpes virus vectors, vaccinia virus vectors, virus vectors Harvey's murine sarcoma, mouse mammary tumor virus vectors, Rous sarcoma virus vectors.

Вирусные векторы.Viral vectors.

В отдельных аспектах настоящего изобретения могут быть предложены вирусные векторы. При создании рекомбинантных вирусных векторов несущественные гены обычно заменяют геном или кодирующей последовательностью для гетерологичного (или ненативного) белка. Вирусный вектор представляет собой разновидность конструкции экспрессии, в которой используются вирусные последовательности для введения нуклеиновой кислоты и, возможно, белков в клетку. Способность отдельных вирусов инфицировать клетки или проникать в клетки путем рецептор-опосредованного эндоцитоза, и интегрироваться в геномы клеток-хозяев и стабильно и эффективно экспрессировать вирусные гены, сделали их привлекательными кандидатами для переноса чужеродных нуклеиновых кислот в клетки (например, клетки млекопитающих). Неограничивающие примеры вирусных векторов, которые могут быть использованы для доставки нуклеиновой кислоты согласно отдельным аспектам настоящего изобретения, описаны ниже.In certain aspects of the present invention, viral vectors may be provided. When creating recombinant viral vectors, nonessential genes are usually replaced by the genome or coding sequence for a heterologous (or non-native) protein. A viral vector is a type of expression construct that uses viral sequences to introduce nucleic acid and possibly proteins into a cell. The ability of individual viruses to infect or enter cells by receptor-mediated endocytosis, and to integrate into the genomes of host cells and stably and efficiently express viral genes, has made them attractive candidates for the transfer of foreign nucleic acids into cells (eg, mammalian cells). Non-limiting examples of viral vectors that can be used to deliver nucleic acid according to certain aspects of the present invention are described below.

- 14 046022- 14 046022

Ретровирусы перспективны в качестве векторов для доставки генов благодаря их способности интегрировать свои гены в геном хозяина, переносить большое количество чужеродного генетического материала, инфицировать широкий спектр видов и типов клеток и быть упакованными в специальные линии клеток (Miller, 1992).Retroviruses are promising as gene delivery vectors due to their ability to integrate their genes into the host genome, carry large amounts of foreign genetic material, infect a wide range of cell species and types, and be packaged into specialized cell lines (Miller, 1992).

Для конструирования ретровирусного вектора нуклеиновую кислоту вставляют в вирусный геном вместо определенных вирусных последовательностей, чтобы получить вирус, дефектный по репликации. Для получения вирионов конструируют пакующую линию клеток, содержащую гены gag, pol и env, но не содержащую LTR и пакующих компонентов (Mann et al., 1983). Когда рекомбинантная плазмида, содержащая кДНК, вместе с ретровирусными LTR и пакующими последовательностями вводится в специальную линию клеток (например, путем осаждения фосфатом кальция), пакующая последовательность позволяет упаковывать РНК-транскрипт рекомбинантной плазмиды в вирусные частицы, которые затем секретируются в культуральную среду (Nicolas and Rubenstein, 1988; Temin, 1986; Mann et al., 1983). Среду, содержащую рекомбинантные ретровирусы, затем собирают, необязательно концентрируют и используют для переноса генов. Ретровирусные векторы способны инфицировать широкий спектр типов клеток. Однако интеграция и стабильная экспрессия требуют деления клеток-хозяев (Paskind et al., 1975).To construct a retroviral vector, a nucleic acid is inserted into the viral genome in place of specific viral sequences to produce a replication-defective virus. To obtain virions, a packaging cell line is constructed that contains the gag, pol and env genes, but does not contain LTR and packaging components (Mann et al., 1983). When a recombinant plasmid containing cDNA, along with retroviral LTRs and packaging sequences, is introduced into a dedicated cell line (for example, by calcium phosphate precipitation), the packaging sequence allows the RNA transcript of the recombinant plasmid to be packaged into viral particles, which are then secreted into the culture medium (Nicolas and Rubenstein, 1988; Temin, 1986; Mann et al., 1983). The medium containing the recombinant retroviruses is then collected, optionally concentrated, and used for gene transfer. Retroviral vectors are capable of infecting a wide range of cell types. However, integration and stable expression require host cell division (Paskind et al., 1975).

Лентивирусы являются сложными ретровирусами, которые помимо обычных ретровирусных генов gag, pol и env содержат другие гены с регуляторной или структурной функцией. Лентивирусные векторы хорошо известны в данной области техники (см., например, Naldini et al., 1996; Zufferey et al., 1997; Blomer et al., 1997; патенты США №№ 6013516 и 5994136).Lentiviruses are complex retroviruses that, in addition to the usual retroviral genes gag, pol and env, contain other genes with regulatory or structural function. Lentiviral vectors are well known in the art (see, for example, Naldini et al., 1996; Zufferey et al., 1997; Blomer et al., 1997; US Pat. Nos. 6,013,516 and 5,994,136).

Рекомбинантные лентивирусные векторы способны инфицировать неделящиеся клетки и могут использоваться для переноса генов как in vivo, так и ex vivo и экспрессии последовательностей нуклеиновых кислот. Например, рекомбинантный лентивирус, способный инфицировать неделящуюся клетку, где подходящую клетку-хозяина трансфицируют двумя или более векторами, несущими пакующие функции, а именно, gag, pol и env, а также rev и tat, описан в патенте США № 5994136, включенном в настоящую заявку посредством ссылки.Recombinant lentiviral vectors are capable of infecting nondividing cells and can be used for both in vivo and ex vivo gene transfer and expression of nucleic acid sequences. For example, a recombinant lentivirus capable of infecting a non-dividing cell where a suitable host cell is transfected with two or more vectors carrying packaging functions, namely, gag, pol and env, as well as rev and tat, is described in US Pat. No. 5,994,136, incorporated herein application via link.

Эписомальные векторы.Episomal vectors.

В отдельных аспектах настоящего изобретения также может быть предложено применение внехромосомных (то есть эписомальных) векторов на основе плазмиды или липосомы. Такие эписомальные векторы могут включать, например, векторы на основе oriP и/или векторы, кодирующие производное EBNA-1. Эти векторы могут позволить введение в клетку и поддержание вне хромосом больших фрагментов ДНК, репликацию один раз за клеточный цикл, эффективное деление на дочерние клетки, и практически не вызывают иммунного ответа.Certain aspects of the present invention may also provide for the use of extrachromosomal (ie, episomal) plasmid- or liposome-based vectors. Such episomal vectors may include, for example, oriP-based vectors and/or vectors encoding an EBNA-1 derivative. These vectors can allow large DNA fragments to be introduced into cells and maintained outside chromosomes, replicate once per cell cycle, efficiently divide into daughter cells, and induce virtually no immune response.

В частности, EBNA-1, единственный вирусный белок, необходимый для репликации вектора экспрессии на основе oriP, не вызывает клеточного иммунного ответа, поскольку он выработал эффективный механизм, позволяющий обойти процессинг, необходимый для представления его антигенов на молекулах ГКГС I класса (Levitskaya et al., 1997). Кроме того, EBNA-1 может оказывать транс-действие для усиления экспрессии клонированного гена, индуцируя повышение экспрессии клонированного гена вплоть до 100 раз в некоторых линиях клеток (Langle-Rouault et al., 1998; Evans et al., 1997). Наконец, изготовление таких векторов экспрессии на основе oriP является недорогим.In particular, EBNA-1, the only viral protein required for replication of the oriP-based expression vector, does not induce a cellular immune response because it has evolved an efficient mechanism to bypass the processing required to present its antigens on MHC class I molecules (Levitskaya et al ., 1997). In addition, EBNA-1 can act trans to enhance cloned gene expression, inducing up to 100-fold increases in cloned gene expression in some cell lines (Langle-Rouault et al., 1998; Evans et al., 1997). Finally, the production of such oriP-based expression vectors is inexpensive.

Другие внехромосомные векторы включают другие векторы, основанные на лимфотропном вирусе герпеса. Лимфотропный вирус герпеса представляет собой вирус герпеса, который реплицируется в лимфобласте (например, человеческом В-лимфобласте) и становится плазмидой на протяжении части своего естественного жизненного цикла. Вирус простого герпеса (HSV) не является лимфотропным вирусом герпеса. Примеры лимфотропных вирусов герпеса включают, не ограничиваясь перечисленным, EBV, вирус саркомы Капоши (KSHV); вирус герпеса обезьян саймири (HS) и вирус болезни Марека (MDV). Также рассматриваются другие источники векторов на основе эписом, такие как ARS (автономно реплицирующаяся последовательность) дрожжей, аденовирус, SV40 или BPV.Other extrachromosomal vectors include other lymphotropic herpes virus-based vectors. Lymphotropic herpes virus is a herpes virus that replicates in a lymphoblast (eg, human B lymphoblast) and becomes a plasmid during part of its natural life cycle. Herpes simplex virus (HSV) is not a lymphotropic herpes virus. Examples of lymphotropic herpes viruses include, but are not limited to, EBV, Kaposi's sarcoma virus (KSHV); simian herpes virus (HS) and Marek's disease virus (MDV). Other sources of episome-based vectors such as yeast ARS (autonomous replicating sequence), adenovirus, SV40 or BPV are also being considered.

Специалист в данной области техники обладает достаточными знаниями для конструирования вектора с помощью стандартных рекомбинантных технологий (см., например, источники Maniatis et al., 1988 и Ausubel et al., 1994, оба из которых включены в настоящую заявку посредством ссылки).One skilled in the art will have sufficient knowledge to construct the vector using standard recombinant techniques (see, for example, Maniatis et al., 1988 and Ausubel et al., 1994, both of which are incorporated herein by reference).

Векторы также могут содержать другие компоненты или функциональные свойства, которые дополнительно модулируют доставку генов и/или экспрессию генов, или которые иным образом обеспечивают полезные свойства для клеток-мишеней. Такие другие компоненты включают, например, компоненты, влияющие на связывание или нацеливание на клетки (включая компоненты, опосредующие связывание, специфическое к типу клеток или ткани); компоненты, влияющие на поглощение нуклеиновой кислоты вектора клеткой; компоненты, влияющие на локализацию полинуклеотида в клетке после поглощения (такие как агенты, опосредующие ядерную локализацию); и компоненты, влияющие на экспрессию полинуклеотида.Vectors may also contain other components or functional properties that further modulate gene delivery and/or gene expression, or that otherwise provide beneficial properties to target cells. Such other components include, for example, components that affect cell binding or targeting (including components that mediate cell type or tissue type specific binding); components affecting the uptake of vector nucleic acid by the cell; components that affect the localization of the polynucleotide in the cell after uptake (such as agents that mediate nuclear localization); and components affecting the expression of the polynucleotide.

Такие компоненты также могут включать маркеры, такие как детектируемые и/или селектируемые маркеры, которые можно использовать для обнаружения или отбора клеток, захвативших и экспрессирующих нуклеиновую кислоту, доставляемую вектором. Такие компоненты могут быть предоставлены как естественная особенность вектора (например, при использовании определенных вирусных векторов,Such components may also include markers, such as detectable and/or selectable markers, which can be used to detect or select cells that have taken up and express the nucleic acid delivered by the vector. Such components may be provided as a natural feature of the vector (for example, when using certain viral vectors,

- 15 046022 имеющих компоненты или функциональные свойства, обеспечивающие связывание и поглощение), или векторы могут быть модифицированы для обеспечения таких функциональных свойств. В данной области известно и обычно доступно большое количество таких векторов. Когда вектор поддерживается в клетке-хозяине, он может стабильно реплицироваться клетками во время митоза в виде автономной структуры, быть включен в геном клетки-хозяина, либо поддерживаться в ядре или цитоплазме клеткихозяина.- 15 046022 having components or functional properties that provide binding and absorption), or the vectors can be modified to provide such functional properties. A large number of such vectors are known and commonly available in the art. When a vector is maintained in a host cell, it can be stably replicated by the cells during mitosis as a free-standing structure, incorporated into the genome of the host cell, or maintained in the nucleus or cytoplasm of the host cell.

Система на основе транспозонов.Transposon based system.

В отдельных аспектах для доставки факторов программирования может быть использована система транспозон-транспозаза. Например, система транспозон-транспозаза может представлять собой хорошо известную Sleeping Beauty, систему транспозон-транспозаза Frog Prince (описание последней см., например, в ЕР1507865) или ТТАА-специфическую систему транспозона PiggyBac.In certain aspects, a transposon-transposase system may be used to deliver programming factors. For example, the transposon-transposase system may be the well-known Sleeping Beauty, the Frog Prince transposon-transposase system (see, for example, EP1507865 for a description of the latter), or the TTAA-specific PiggyBac transposon system.

Транспозоны представляют собой последовательности ДНК, которые могут перемещаться в разные положения в геноме отдельной клетки; этот процесс называется транспозицией. В процессе они могут вызывать мутации и изменять количество ДНК в геноме. Транспозоны также были известны как прыгающие гены, и они являются примерами мобильных генетических элементов.Transposons are DNA sequences that can move to different positions in the genome of an individual cell; this process is called transposition. In the process, they can cause mutations and change the amount of DNA in the genome. Transposons have also been known as jumping genes and are examples of mobile genetic elements.

Существует множество мобильных генетических элементов, и они могут быть классифицированы зависимости от механизма их транспозиции. Мобильные генетические элементы I класса, или ретротранспозоны, копируют себя, сначала транскрибируясь в РНК, затем транскрибируясь обратно в ДНК с помощью обратной транскриптазы, а затем вставляясь в другое положение в геноме. Мобильные генетические элементы II класса перемещаются непосредственно из одного положения в другое, используя транспозазу для вырезания и вставки себя в геном.There are many mobile genetic elements, and they can be classified depending on the mechanism of their transposition. Class I mobile genetic elements, or retrotransposons, copy themselves by first being transcribed into RNA, then transcribed back into DNA by reverse transcriptase, and then inserted into another position in the genome. Class II mobile genetic elements move directly from one position to another using a transposase to cut and paste themselves into the genome.

В частных вариантах осуществления в конструкциях (например, многолинейной конструкции), предложенных в настоящем изобретении, используется система экспрессии PiggyBac. ДНК-транспозоны PiggyBac (PB) мобилизуются по механизму вырезания и вставки, посредством которого фермент транспозаза (РВ транспозаза), кодируемый самим транспозоном, вырезает и реинтегрирует транспозон в другие сайты в геноме. РВ транспозаза специфически распознает инвертированные терминальные повторы (ITR) РВ, фланкирующие транспозон; она связывается с этими последовательностями и катализирует вырезание транспозона. Затем РВ относительно случайным образом интегрируется в сайты ТТАА по всему геному. Для создания мутаций с генной ловушкой (или адаптированных для получения трансгенных животных) транспозазу доставляют в транс-положении на одной плазмиде и трансфицируют совместно с плазмидой, содержащей донорный транспозон, рекомбинантный транспозон, содержащий генную ловушку, фланкированную сайтами связывания для транспозазы (ITR). Транспозаза будет катализировать вырезание транспозона из плазмиды и его последующую интеграцию в геном. Интеграция в кодирующей области будет захватывать элементы, необходимые для экспрессии генной ловушки. РВ обладает несколькими идеальными свойствами: (1) он избирательно вставляется в гены (от 50 до 67% инсерций затрагивают гены) (2) он не проявляет локального скачкообразного изменения (широкий охват генома) (3) он не чувствителен к ингибированию сверхпродукции, при которой повышенные уровни транспозазы вызывают снижение транспозиции 4) он аккуратно вырезается из донорского сайта, не оставляя следа, в отличие от Sleeping Beauty.In particular embodiments, the constructs (eg, multilineage constructs) of the present invention utilize the PiggyBac expression system. PiggyBac (PB) DNA transposons are mobilized by a cut-and-paste mechanism whereby a transposase enzyme (PB transposase), encoded by the transposon itself, excises and reintegrates the transposon at other sites in the genome. PB transposase specifically recognizes PB inverted terminal repeats (ITRs) flanking the transposon; it binds to these sequences and catalyzes transposon excision. RV is then integrated relatively randomly into TTAA sites throughout the genome. To create gene trap mutations (or adapted to produce transgenic animals), the transposase is delivered in trans on a single plasmid and co-transfected with a plasmid containing a donor transposon, a recombinant transposon containing a gene trap flanked by transposase binding sites (ITRs). The transposase will catalyze the excision of the transposon from the plasmid and its subsequent integration into the genome. Integration in the coding region will capture elements required for expression of the gene trap. RV has several ideal properties: (1) it is selectively inserted into genes (from 50 to 67% of insertions affect genes) (2) it does not exhibit local abrupt changes (wide genome coverage) (3) it is not sensitive to inhibition of overproduction, in which increased levels of transposase cause decreased transposition 4) it is neatly excised from the donor site, leaving no trace, unlike Sleeping Beauty.

Регуляторные элементы.Regulatory elements.

Кассеты экспрессии, включенные в векторы перепрограммирования, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно содержат (в направлении 5'-3') эукариотический транскрипционный промотор, функционально связанный с последовательностью, кодирующей белок, сигналы сплайсинга, включая интроны, и последовательность терминации транскрипции/полиаденилирования.The expression cassettes included in the reprogramming vectors used in the present invention preferably contain (in the 5'-3' direction) a eukaryotic transcriptional promoter operably linked to a protein coding sequence, splicing signals including introns, and a transcription termination/polyadenylation sequence.

(i) Промотор/энхансеры.(i) Promoter/enhancers.

Предложенные в настоящей заявке конструкции экспрессии содержат промотор для управления экспрессией генов программирования. Промотор обычно содержит последовательность, выполняющую функцию расположения сайта, инициирующего синтез РНК. Его наиболее известным примером является ТАТА-бокс, но у некоторых промоторов, у которых отсутствует ТАТА-бокс, например, промотора для гена терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазы млекопитающих и промотора для поздних генов SV40, закрепить место инициации помогает дискретный элемент, перекрывающий сайт инициации. Дополнительные промоторные элементы регулируют частоту инициации транскрипции. Как правило, они расположены в области 30-110 п.н. в 3'-5'-направлении от сайта инициации, хотя было показано, что ряд промоторов также содержит функциональные элементы и в 5'-3'-направлении от сайта инициации. Чтобы привести кодирующую последовательность под контроль промотора, 5'-конец сайта инициации транскрипции транскрипционной рамки считывания располагают в 5'-3'-направлении (т.е. 3'-) выбранного промотора. Расположенный в 3'-5'-направлении промотор стимулирует транскрипцию ДНК и способствует экспрессии кодируемой РНК.The expression constructs proposed herein contain a promoter to control the expression of programming genes. A promoter usually contains a sequence that functions as the location of the site that initiates RNA synthesis. Its best known example is the TATA box, but for some promoters that lack a TATA box, such as the mammalian terminal deoxynucleotidyl transferase gene promoter and the SV40 late gene promoter, a discrete element spanning the initiation site helps anchor the initiation site. Additional promoter elements regulate the frequency of transcription initiation. As a rule, they are located in the region of 30-110 bp. in the 3'-5' direction from the initiation site, although it has been shown that a number of promoters also contain functional elements in the 5'-3' direction from the initiation site. To bring the coding sequence under the control of a promoter, the 5' end of the transcription start site of the transcriptional reading frame is positioned in the 5'-3' direction (ie, 3'-) of the selected promoter. The promoter located in the 3'-5' direction stimulates DNA transcription and promotes the expression of the encoded RNA.

Интервал между элементами промотора часто является гибким, так что функция промотора сохраняется, когда элементы инвертированы или перемещены друг относительно друга. В промоторе tk расстояние между промоторными элементами может быть увеличено до 50 п.н., прежде чем активность начнет снижаться. По-видимому, в зависимости от промотора отдельные элементы могут функциониро- 16 046022 вать совместно или независимо для активации транскрипции. Промотор может быть или может не быть использован вместе с энхансером, который относится к цис-действующей регуляторной последовательности, участвующей в транскрипционной активации последовательности нуклеиновой кислоты.The spacing between promoter elements is often flexible so that promoter function is maintained when elements are inverted or moved relative to each other. In the tk promoter, the distance between promoter elements can be increased to 50 bp before activity begins to decline. Apparently, depending on the promoter, individual elements can function jointly or independently to activate transcription. A promoter may or may not be used in conjunction with an enhancer, which is a cis-acting regulatory sequence involved in the transcriptional activation of a nucleic acid sequence.

Промотор может представлять собой промотор, естественным образом ассоциированный с последовательностью нуклеиновой кислоты, что может быть достигнуто путем выделения 5'-некодирующих последовательностей, расположенных в 3'-5'-направлении от кодирующего сегмента и/или экзона. Такой промотор можно назвать эндогенным. Аналогичным образом, энхансер может представлять собой энхансер, естественным образом ассоциированный с последовательностью нуклеиновой кислоты, расположенной в 5'-3'- или 3'-5'-направлении от этой последовательности. В качестве альтернативы, определенные преимущества будут получены при помещении сегмента кодирующей нуклеиновой кислоты под контроль рекомбинантного или гетерологичного промотора, который относится к промотору, который обычно не ассоциирован с последовательностью нуклеиновой кислоты в его естественной среде. Рекомбинантный или гетерологичный энхансер также относится к энхансеру, обычно не ассоциированному с последовательностью нуклеиновой кислоты в его естественной среде. Такие промоторы или энхансеры могут включать промоторы или энхансеры других генов, а также промоторы или энхансеры, выделенные из любого другого вируса, или прокариотической или эукариотической клетки, и промоторы или энхансеры, не встречающиеся в природе, то есть содержащие разные элементы разных областей регуляции транскрипции, и/или мутации, изменяющие экспрессию. Например, промоторы, чаще всего используемые в конструкциях рекомбинантных ДНК, включают промоторные системы β-лактамазы (пенициллиназы), лактозы и триптофана (trp). Помимо синтетического пути получения последовательностей нуклеиновых кислот промоторов и энхансеров, последовательности могут быть получены с использованием технологии рекомбинантного клонирования и/или амплификации нуклеиновых кислот, включая PCR™, в связи с композициями, раскрытыми в настоящей заявке (см. патенты США №№ 4683202 и 5928906, каждый из которых включен в настоящую заявку посредством ссылки). Кроме того, предполагается, что также могут быть использованы последовательности контроля, управляющие транскрипцией и/или экспрессией последовательностей внутри органелл, не имеющих ядер, таких как митохондрии, хлоропласты и тому подобное.The promoter may be a promoter naturally associated with a nucleic acid sequence, which can be achieved by isolating 5' non-coding sequences located in the 3'-5' direction from the coding segment and/or exon. Such a promoter can be called endogenous. Likewise, an enhancer may be an enhancer naturally associated with a nucleic acid sequence located in the 5'-3' or 3'-5' direction of that sequence. Alternatively, certain advantages will be obtained by placing the coding nucleic acid segment under the control of a recombinant or heterologous promoter, which refers to a promoter that is not normally associated with the nucleic acid sequence in its natural environment. A recombinant or heterologous enhancer also refers to an enhancer not normally associated with a nucleic acid sequence in its natural environment. Such promoters or enhancers may include promoters or enhancers of other genes, as well as promoters or enhancers isolated from any other virus, or prokaryotic or eukaryotic cell, and promoters or enhancers not found in nature, that is, containing different elements of different regions of transcription regulation, and/or mutations that alter expression. For example, promoters most commonly used in recombinant DNA constructs include the β-lactamase (penicillinase), lactose, and tryptophan (trp) promoter systems. In addition to the synthetic route for obtaining promoter and enhancer nucleic acid sequences, sequences can be obtained using recombinant cloning and/or nucleic acid amplification technology, including PCR™, in connection with the compositions disclosed herein (see US Patent Nos. 4,683,202 and 5,928,906 , each of which is incorporated herein by reference). In addition, it is contemplated that control sequences directing the transcription and/or expression of sequences within organelles that do not have nuclei, such as mitochondria, chloroplasts, and the like, may also be used.

Естественно, важно использовать промотор и/или энхансер, который эффективно управляет экспрессией сегмента ДНК в органелле, типе клетки, ткани, органе или организме, выбранных для экспрессии. Специалистам в области молекулярной биологии обычно известны используемые комбинации промоторов, энхансеров и типов клеток для экспрессии белка (см., например, источник Sambrook et al. 1989, включенный в настоящую заявку посредством ссылки). Используемые промоторы могут быть конститутивными, тканеспецифическими, индуцибельными и/или подходящими в соответствующих условиях для направления высокого уровня экспрессии введенного сегмента ДНК, что является преимуществом в крупномасштабном производстве рекомбинантных белков и/или пептидов. Промотор может быть гетерологичным или эндогенным.Naturally, it is important to use a promoter and/or enhancer that effectively drives expression of the DNA segment in the organelle, cell type, tissue, organ or organism selected for expression. Those skilled in the art of molecular biology will generally know the combinations of promoters, enhancers, and cell types used for protein expression (see, for example, Sambrook et al. 1989, incorporated herein by reference). The promoters used may be constitutive, tissue specific, inducible and/or suitable under appropriate conditions for directing high levels of expression of the introduced DNA segment, which is advantageous in the large scale production of recombinant proteins and/or peptides. The promoter may be heterologous or endogenous.

Кроме того, для управления экспрессией также может быть использована любая комбинация промотора/энхансера (например, согласно базе данных эукариотических промоторов EPDB). Еще один возможный вариант осуществления относится к применению системы цитоплазматической экспрессии Т3, Т7 или SP6. Эукариотические клетки могут поддерживать цитоплазматическую транскрипцию отдельных бактериальных промоторов, если обеспечивается соответствующая бактериальная полимераза, либо в составе комплекса доставки, либо в качестве дополнительной генетической конструкции экспрессии.In addition, any promoter/enhancer combination (eg, according to the eukaryotic promoter database EPDB) can also be used to drive expression. Another possible embodiment relates to the use of a T3, T7 or SP6 cytoplasmic expression system. Eukaryotic cells can support cytoplasmic transcription of individual bacterial promoters if the appropriate bacterial polymerase is provided, either as part of a delivery complex or as an additional genetic expression construct.

Неограничивающие примеры промоторов включают ранние или поздние вирусные промоторы, такие как ранние или поздние промоторы SV40, немедленные ранние промоторы цитомегаловируса (CMV), ранние промоторы вируса саркомы Рауса (RSV); промоторы эукариотических клеток, такие как, например, промотор бета-актина (Ng, 1989; Quitsche et al., 1989), промотор GADPH (Alexander et al., 1988, Ercolani et al., 1988), промотор металлотионеина (Karin et al., 1989; Richards et al., 1984); и промоторы конкатенированных элементов ответа, такие как промоторы элемента ответа циклического АМФ (cre), промотор сывороточного элемента ответа (sre), промотор сложного эфира форбола (ТРА) и промоторы элемента ответа (tre) вблизи минимального ТАТА-бокса. Также возможно применение последовательностей промотора человеческого гормона роста (например, минимальный промотор человеческого гормона роста, описанный в Genbank, идентификационный номер Х05244, нуклеотид 283-341) или промотор опухоли молочной железы мышей (доступен от АТСС, номер по каталогу АТСС 45007).Non-limiting examples of promoters include early or late viral promoters, such as SV40 early or late promoters, cytomegalovirus (CMV) immediate early promoters, Rous sarcoma virus (RSV) early promoters; promoters of eukaryotic cells, such as, for example, the beta-actin promoter (Ng, 1989; Quitsche et al., 1989), the GADPH promoter (Alexander et al., 1988, Ercolani et al., 1988), the metallothionein promoter (Karin et al. ., 1989; Richards et al., 1984); and concatenated response element promoters such as cyclic AMP response element (cre) promoters, serum response element (sre) promoter, phorbol ester (TPA) promoter, and response element (tre) promoters near the minimal TATA box. It is also possible to use human growth hormone promoter sequences (eg, the minimal human growth hormone promoter described in Genbank, accession number X05244, nucleotide 283-341) or the mouse mammary tumor promoter (available from ATCC, ATCC catalog number 45007).

Тканеспецифическая экспрессия трансгенов может быть желательной в качестве способа идентификации полученных гемопоэтических клеток и предшественников, особенно для экспрессии репортерного гена в гемопоэтических клетках и предшественниках гемопоэтических клеток, полученных в результате программирования. Чтобы повысить как специфичность, так и активность, предусмотрено применение цис-действующих регуляторных элементов. Например, может быть использован специфичный для гемопоэтических клеток промотор. Многие такие специфичные для гемопоэтических клеток промоторы известны в данной области техники, например, промоторы гемопоэтических генов, представленные в табл. 1.Tissue-specific expression of transgenes may be desirable as a means of identifying resulting hematopoietic cells and progenitors, especially for reporter gene expression in hematopoietic cells and hematopoietic cell progenitors resulting from programming. To increase both specificity and activity, the use of cis-acting regulatory elements is provided. For example, a hematopoietic cell-specific promoter may be used. Many such hematopoietic cell-specific promoters are known in the art, for example, the hematopoietic gene promoters shown in Table 1. 1.

- 17 046022- 17 046022

В отдельных аспектах способы согласно настоящему изобретению также касаются энхансерных последовательностей, то есть последовательностей нуклеиновых кислот, повышающих активность промотора и способных к цис-активности, и независимо от их ориентации, даже на относительно больших расстояниях (до нескольких килобаз) от целевого промотора). Однако функция энхансера необязательно ограничена такими большими расстояниями, поскольку они также могут функционировать в непосредственной близости от данного промотора.In certain aspects, the methods of the present invention also relate to enhancer sequences, that is, nucleic acid sequences that increase promoter activity and are capable of cis-activity, and regardless of their orientation, even at relatively large distances (up to several kilobases) from the target promoter). However, enhancer function is not necessarily limited to such large distances, since they can also function in close proximity to a given promoter.

Были установлены многие последовательности промоторов и энхансеров гемопоэтических клеток, которые могут быть пригодны для использования в настоящих способах. См., например, патент США № 5556954; заявку на патент США № 20020055144; заявку на патент США 20090148425.Many hematopoietic cell promoter and enhancer sequences have been identified that may be suitable for use in the present methods. See, for example, US Pat. No. 5,556,954; US Patent Application No. 20020055144; US patent application 20090148425.

(ii) Сигналы инициации и связанная экспрессия.(ii) Initiation signals and associated expression.

Конкретный сигнал инициации также может быть использован в конструкциях экспрессии, предложенных в настоящем изобретении, для эффективной трансляции кодирующих последовательностей. Эти сигналы включают инициирующий кодон ATG или смежные последовательности. Может потребоваться предоставление экзогенных сигналов контроля трансляции, включая инициирующий кодон ATG. Специалист в данной области техники легко сможет это определить и предоставить необходимые сигналы. Хорошо известно, что инициирующий кодон должен быть синхронизирован с рамкой считывания желаемой кодирующей последовательности для обеспечения трансляции всей вставленной последовательности. Экзогенные сигналы контроля трансляции и инициирующие кодоны могут быть природными или синтетическими. Эффективность экспрессии может быть повышена путем включения подходящих элементов усиления транскрипции.A specific initiation signal can also be used in the expression constructs of the present invention to efficiently translate coding sequences. These signals include the ATG start codon or adjacent sequences. The provision of exogenous translation control signals, including the ATG start codon, may be required. One skilled in the art will easily be able to determine this and provide the necessary signals. It is well known that the start codon must be synchronized with the reading frame of the desired coding sequence to ensure translation of the entire inserted sequence. Exogenous translation control signals and start codons can be natural or synthetic. Expression efficiency can be increased by including suitable transcription enhancement elements.

В отдельных вариантах осуществления для создания мультигенных или полицистронных мРНК используют элементы участков внутренней посадки рибосомы (IRES). Элементы IRES способны обойти модель сканирования рибосом зависимой от 5'-концевого метилированного кэпа трансляции и начать трансляцию на внутренних сайтах (Pelletier and Sonenberg, 1988). Были описаны элементы IRES из двух членов семейства пикорнавирусов (полиомиелита и энцефаломиокардита) (Pelletier and Sonenberg, 1988), а также IRES из мРНК млекопитающих (Macejak and Sarnow, 1991). Элементы IRES могут быть связаны с гетерологичными открытыми рамками считывания. Несколько открытых рамок считывания могут быть транскрибированы вместе, при этом каждая из них отделена IRES, создавая полицистронные мРНК. Благодаря элементу LRES каждая открытая рамка считывания доступна рибосомам для осуществления эффективной трансляции. Множество генов могут быть эффективно экспрессированы с использованием одного промотора/энхансера для транскрибирования одной мРНК (см. патенты США № 5925565 и 5935819, каждый из которых включен в настоящую заявку посредством ссылки).In certain embodiments, internal ribosome entry site (IRES) elements are used to create multigene or polycistronic mRNAs. IRES elements are able to bypass the ribosome scanning model of 5'-terminal methylated cap-dependent translation and initiate translation at internal sites (Pelletier and Sonenberg, 1988). IRES elements from two members of the picornavirus family (poliomyelitis and encephalomyocarditis) have been described (Pelletier and Sonenberg, 1988), as well as IRES from mammalian mRNA (Macejak and Sarnow, 1991). IRES elements can be associated with heterologous open reading frames. Multiple open reading frames can be transcribed together, with each one separated by an IRES, creating polycistronic mRNAs. Thanks to the LRES element, each open reading frame is accessible to ribosomes for efficient translation. Multiple genes can be efficiently expressed using a single promoter/enhancer to transcribe a single mRNA (see US Pat. Nos. 5,925,565 and 5,935,819, each of which is incorporated herein by reference).

Кроме того, некоторые элементы последовательности 2А могут быть использованы для создания связанной или совместной экспрессии генов программирования в конструкциях, предложенных в настоящем изобретении. Например, последовательности расщепления могут быть использованы для совместной экспрессии генов путем связывания открытых рамок считывания с образованием единого цистрона. Примером последовательности расщепления является последовательность F2A (вирус ящура 2А) или последовательность, подобная 2А (например, вирус Thosea asigna 2A; Т2А). В частных вариантах осуществления пептид расщепления F2A используют для связывания экспрессии генов в многолинейной конструкции.In addition, certain 2A sequence elements can be used to create associated or co-expression of programming genes in the constructs of the present invention. For example, cleavage sequences can be used to co-express genes by linking open reading frames to form a single cistron. An example of a cleavage sequence is the F2A sequence (foot-and-mouth disease virus 2A) or a 2A-like sequence (eg, Thosea asigna virus 2A; T2A). In particular embodiments, the F2A cleavage peptide is used to couple gene expression in a multilineage construct.

Точки начала репликации.Replication start points.

Для размножения вектора в клетке-хозяине он может содержать одну или более точек начала репликации (часто называемых ori), например, последовательность нуклеиновой кислоты, соответствующую oriP EBV, как описано выше, или генетически сконструированную oriP с аналогичной или повышенной функцией программирования, которая представляет собой специфическую последовательность нуклеиновой кислоты, при которой начинается репликация. В качестве альтернативы, может быть использована точка начала репликации другого внехромосомно реплицирующегося вируса, как описано выше, или автономно реплицирующаяся последовательность (ARS).For propagation of the vector in a host cell, it may contain one or more origins of replication (often called oris), for example, a nucleic acid sequence corresponding to EBV oriP, as described above, or a genetically engineered oriP with similar or enhanced programming function, which represents the specific nucleic acid sequence at which replication begins. Alternatively, the origin of replication of another extrachromosomally replicating virus, as described above, or an autonomously replicating sequence (ARS) can be used.

Селектируемые маркеры и маркеры для скрининга.Selectable markers and markers for screening.

В отдельных вариантах осуществления клетки, содержащие конструкцию нуклеиновой кислоты, могут быть идентифицированы in vitro или in vivo путем включения маркера в вектор экспрессии. Такие маркеры придают идентифицируемое изменение клетке, позволяя легко идентифицировать клетки, содержащие вектор экспрессии. Как правило, селектируемый маркер является маркером, придающим свойство, позволяющее проводить отбор. Маркер положительного отбора представляет собой маркер, наличие которого позволяет проводить отбор, а маркер отрицательного отбора представляет собой маркер, наличие которого препятствует отбору. Примером маркера положительного отбора является маркер лекарственной устойчивости.In certain embodiments, cells containing the nucleic acid construct can be identified in vitro or in vivo by including a marker in an expression vector. Such markers impart an identifiable change to the cell, allowing cells containing the expression vector to be easily identified. Typically, a selectable marker is a marker that confers a property that allows selection. A positive selection marker is a marker whose presence allows selection, and a negative selection marker is a marker whose presence prevents selection. An example of a positive selection marker is a drug resistance marker.

Обычно включение селектируемого маркера для отбора по чувствительности к лекарственному средству помогает в клонировании и идентификации трансформантов, например, полезными селектируемыми маркерами являются гены, придающие устойчивость к неомицину, пуромицину, гигромицину, DHFR, GPT, зеоцину и гистидинолу. Помимо маркеров, придающих фенотип, позволяющий различать трансформанты на основе реализации определенных условий, также рассматриваются другие типы марTypically, the inclusion of a selectable marker to select for drug sensitivity aids in cloning and identification of transformants, for example, useful selectable markers are genes conferring resistance to neomycin, puromycin, hygromycin, DHFR, GPT, zeocin and histidinol. In addition to markers that impart a phenotype that makes it possible to distinguish transformants based on the implementation of certain conditions, other types of mars are also considered

- 18 046022 керов, включая маркеры для скрининга, такие как GFP (зеленый флуоресцентный белок), основой для которых является колориметрический анализ. В качестве альтернативы, в качестве маркеров отрицательного отбора могут быть использованы ферменты для скрининга, такие как тимидинкиназа вируса простого герпеса (tk) или хлорамфениколацетилтрансфераза (CAT). Специалисту в данной области техники также известно, как использовать иммунологические маркеры, возможно, в сочетании с анализом FACS. Считается, что маркер не является важным при условии, что он способен экспрессироваться с нуклеиновой кислотой, кодирующей продукт гена. Дополнительные примеры селектируемых маркеров и маркеров для скрининга хорошо известны специалисту в данной области техники.- 18 046022 cores, including screening markers such as GFP (green fluorescent protein), based on colorimetric analysis. Alternatively, screening enzymes such as herpes simplex virus thymidine kinase (tk) or chloramphenicol acetyltransferase (CAT) can be used as negative selection markers. One skilled in the art will also know how to use immunological markers, possibly in combination with FACS analysis. The marker is not considered to be important provided that it is capable of being expressed with the nucleic acid encoding the gene product. Additional examples of selectable markers and screening markers are well known to one skilled in the art.

Для введения нуклеиновой кислоты, такой как ДНК или РНК, в плюрипотентные стволовые клетки, подлежащие программированию в гемопоэтические клетки-предшественники согласно настоящему изобретению, могут быть использованы любые подходящие способы доставки нуклеиновой кислоты для трансформации клетки, как описано в настоящей заявке или как известно специалисту в данной области техники. Такие способы включают, не ограничиваясь перечисленным, прямую доставку ДНК, например, путем трансфекции ex vivo (Wilson et al., 1989, Nabel et al, 1989), путем инъекции (патенты США №№ 5994624, 5981274, 5945100, 5780448, 5736524, 5702932, 5656610, 5589466 и 5580859, каждый из которых включен в настоящую заявку посредством ссылки), включая микроинъекцию (Harland and Weintraub, 1985; патент США № 5789215, включенный в настоящую заявку посредством ссылки); путем электропорации (патент США № 5384253, включенный в настоящую заявку посредством ссылки; Tur-Kaspa et al., 1986; Potter et al., 1984); путем осаждения фосфата кальция (Graham and Van Der Eb, 1973; Chen and Okayama, 1987; Rippe et al., 1990); с использованием ДЭАЭ-декстрана, а затем полиэтиленгликоля (Gopal, 1985); путем прямой звуковой нагрузки (Fechheimer et al., 1987); путем опосредованной липосомами трансфекции (Nicolau and Sene, 1982; Fraley et al., 1979; Nicolau et al., 1987; Wong et al., 1980; Kaneda et al., 1989; Kato et al., 1991) и рецептор-опосредованную трансфекцию (Wu and Wu, 1987; Wu and Wu, 1988); путем бомбардировки микрочастицами (заявка РСТ № WO 94/09699 и 95/06128; патенты США №№ 5610042; 5322783 5563055, 5550318, 5538877 и 5538880, включенные в настоящую заявку посредством ссылки); путем перемешивания с волокнами карбида кремния (Kaeppler et al., 1990; патенты США №№ 5302523 и 5464765, включенные в настоящую заявку посредством ссылки); путем Agrobacterium-опосредованной трансформации (патенты США №№ 5591616 и 5563055, каждый из которых включен в настоящую заявку посредством ссылки); путем поглощения ДНК, опосредованного высушиванием/ингибированием (Potrykus et al., 1985), и любую комбинацию таких способов. Благодаря применению подобных технологий, органелла(ы), клетка(и), ткань(и) или организм(ы) могут быть стабильно или временно трансформированы.To introduce a nucleic acid, such as DNA or RNA, into pluripotent stem cells to be programmed into hematopoietic progenitor cells according to the present invention, any suitable methods for delivering the nucleic acid to transform the cell can be used, as described herein or as known to one skilled in the art. this field of technology. Such methods include, but are not limited to, direct delivery of DNA, for example, by ex vivo transfection (Wilson et al., 1989, Nabel et al., 1989), by injection (US Patent Nos. 5994624, 5981274, 5945100, 5780448, 5736524, 5702932, 5656610, 5589466 and 5580859, each of which is incorporated herein by reference), including microinjection (Harland and Weintraub, 1985; US Pat. No. 5789215, incorporated herein by reference); by electroporation (US Pat. No. 5,384,253, incorporated herein by reference; Tur-Kaspa et al., 1986; Potter et al., 1984); by precipitation of calcium phosphate (Graham and Van Der Eb, 1973; Chen and Okayama, 1987; Rippe et al., 1990); using DEAE-dextran followed by polyethylene glycol (Gopal, 1985); by direct sound loading (Fechheimer et al., 1987); by liposome-mediated transfection (Nicolau and Sene, 1982; Fraley et al., 1979; Nicolau et al., 1987; Wong et al., 1980; Kaneda et al., 1989; Kato et al., 1991) and receptor-mediated transfection (Wu and Wu, 1987; Wu and Wu, 1988); by bombardment with microparticles (PCT application No. WO 94/09699 and 95/06128; US patent No. 5610042; 5322783 5563055, 5550318, 5538877 and 5538880, incorporated herein by reference); by mixing with silicon carbide fibers (Kaeppler et al., 1990; US Pat. Nos. 5,302,523 and 5,464,765, incorporated herein by reference); by Agrobacterium-mediated transformation (US Patent Nos. 5,591,616 and 5,563,055, each of which is incorporated herein by reference); by desiccation/inhibition-mediated DNA uptake (Potrykus et al., 1985), and any combination of such methods. Through the use of such technologies, organelle(s), cell(s), tissue(s) or organism(s) can be permanently or temporarily transformed.

Подбор гаплотипа ГКГС.MHC haplotype selection.

Главный комплекс гистосовместимости (ГКГС) является основной причиной отторжения иммунной системой аллогенных трансплантатов органов. Существует три основных гаплотипа ГКГС I класса (А, В и С) и три основных гаплотипа ГКГС II класса (DR, DP и DQ). Локусы HLA являются высоко полиморфными и распределены по 4 Мб на 6-й хромосоме. Способность гаплотипировать гены HLA в этой области является клинически важной, поскольку эта область связана с аутоиммунными и инфекционными заболеваниями, а совместимость гаплотипов HLA донора и реципиента может влиять на клинические результаты трансплантации. HLA, соответствующие ГКГС I класса, представляют пептиды изнутри клетки, a HLA, соответствующие URUC II класса, представляют антигены снаружи клетки Т-лимфоцитам. Несовместимость гаплотипов ГКГС трансплантата и хозяина вызывает иммунный ответ против трансплантата и приводит к его отторжению. Таким образом, пациент может получать лечение иммунодепрессантом для предотвращения отторжения. Линии стволовых клеток, подобранные по HLA, могут позволить преодолеть риск отторжения иммунной системой.The major histocompatibility complex (MHC) is the leading cause of immune system rejection of allogeneic organ transplants. There are three main MHC class I haplotypes (A, B and C) and three main MHC class II haplotypes (DR, DP and DQ). HLA loci are highly polymorphic and distributed over 4 Mb on chromosome 6. The ability to haplotype HLA genes in this region is clinically important because this region is associated with autoimmune and infectious diseases, and the compatibility of donor and recipient HLA haplotypes can influence the clinical outcomes of transplantation. HLAs corresponding to MHC class I present peptides from the inside of the cell, and HLAs corresponding to URUC class II present antigens from the outside of the cell to T lymphocytes. Incompatibility of MHC haplotypes between the graft and the host causes an immune response against the graft and leads to its rejection. Thus, the patient may be treated with an immunosuppressant to prevent rejection. HLA-matched stem cell lines may help overcome the risk of immune system rejection.

Из-за важности HLA в трансплантации локусы HLA обычно типируют с помощью серологии и ПЦР для выявления благоприятных пар донор-реципиент. Серологическое обнаружение антигенов HLA I и II класса может быть выполнено с помощью теста на лимфоцитотоксичность, опосредованную комплементом, с очищенными Т- или В-лимфоцитами. Эта процедура преимущественно используется для подбора локусов HLA-A и -В. Молекулярное типирование тканей часто может быть более точным, чем серологическое тестирование. Молекулярные методы с низким разрешением, такие как методы и использованием SSOP (сиквенс-специфических олигонуклеотидных зондов), в которых продукты ПЦР тестируются против серии олигонуклеотидных зондов, могут быть использованы для идентификации антигенов HLA, и в настоящее время эти методы являются наиболее распространенными методами, используемыми для типирования HLA II класса. Методы с высоким разрешением, такие как методы с использованием SSP (сиквенс-специфическиого праймера), где используются аллель-специфические праймеры для амплификации ПЦР, позволяют идентифицировать специфические аллели ГКГС.Because of the importance of HLA in transplantation, HLA loci are routinely typed by serology and PCR to identify favorable donor-recipient pairs. Serological detection of HLA class I and II antigens can be performed using a complement-mediated lymphocytotoxicity test with purified T or B lymphocytes. This procedure is primarily used to select the HLA-A and -B loci. Molecular tissue typing can often be more accurate than serological testing. Low-resolution molecular methods such as SSOP (sequence-specific oligonucleotide probe) methods, in which PCR products are tested against a series of oligonucleotide probes, can be used to identify HLA antigens, and these methods are currently the most common methods used for HLA class II typing. High-resolution methods, such as SSP (sequence specific primer) methods, which use allele-specific PCR amplification primers, allow the identification of specific MHC alleles.

Совместимость ГКГС донора и реципиента значительно возрастает, если донорские клетки являются HLA-гомозиготными, то есть содержат идентичные аллели для каждого антигенпрезентирующего белка. Большинство индивидуумов являются гетерозиготными по генам ГКГС I и II класса, но некоторые индивидуумы гомозиготны по этим генам. Эти гомозиготные индивидуумы могут служить в качестве супердоноров, и трансплантаты, полученные из их клеток, могут быть трансплантированы всем индиви- 19 046022 дуумам, гомозиготным либо гетерозиготным по данному гаплотипу. Кроме того, если гомозиготные донорские клетки имеют гаплотип, часто встречающийся в популяции, эти клетки могут найти применение в трансплантационной терапии для большого числа индивидуумов.The compatibility of MHC donor and recipient increases significantly if the donor cells are HLA homozygous, that is, they contain identical alleles for each antigen-presenting protein. Most individuals are heterozygous for the MHC class I and II genes, but some individuals are homozygous for these genes. These homozygous individuals can serve as superdonors, and grafts derived from their cells can be transplanted into all individuals homozygous or heterozygous for a given haplotype. In addition, if homozygous donor cells have a haplotype that is common in the population, these cells may find use in transplant therapy for a large number of individuals.

Соответственно, в некоторых вариантах осуществления PSC, используемые в настоящих способах, могут быть получены из соматических клеток субъекта, подлежащего лечению, или другого субъекта с таким же или по существу таким же типом HLA, что и у пациента. В одном случае основные HLA (например, три основных локуса HLA-A, HLA-B и HLA-DR) донора идентичны основным HLA реципиента. В некоторых случаях донор соматических клеток может представлять собой супердонора; таким образом, PSC, полученные от гомозиготного супердонора МНС, могут быть использованы для получения НРС, а затем иммунных клеток, таких как Т-клетки. Таким образом, иммунные эффекторные клетки, полученные от супердонора, могут быть трансплантированы субъектам, гомозиготным либо гетерозиготным по данному гаплотипу. Например, иммунные клетки могут быть гомозиготными по двум аллелям HLA, таким как HLA-A и HLA-B. Как таковые, иммунные клетки, полученные от супердоноров, могут быть использованы в способах, раскрытых в настоящей заявке, для получения иммунных клеток, которые потенциально могут соответствовать большому числу потенциальных реципиентов.Accordingly, in some embodiments, the PSCs used in the present methods can be obtained from somatic cells of the subject being treated or another subject with the same or substantially the same HLA type as the patient. In one case, the major HLAs (eg, the three major loci HLA-A, HLA-B, and HLA-DR) of the donor are identical to the major HLAs of the recipient. In some cases, the somatic cell donor may be a superdonor; thus, PSCs derived from a homozygous MHC superdonor can be used to generate HPCs and then immune cells such as T cells. Thus, immune effector cells obtained from a superdonor can be transplanted into subjects homozygous or heterozygous for a given haplotype. For example, immune cells can be homozygous for two HLA alleles, such as HLA-A and HLA-B. As such, immune cells obtained from superdonors can be used in the methods disclosed herein to produce immune cells that can potentially match a large number of potential recipients.

Г енетически сконструированные антигенные рецепторы.Genetically engineered antigen receptors.

PSC могут быть генетически сконструированы для экспрессии антигенных рецепторов, таких как сконструированные TCR или CAR. Например, PSC (например, аутологичные или аллогенные) модифицируют для экспрессии TCR или CAR, обладающих антигенной специфичностью в отношении ракового антигена.PSCs can be genetically engineered to express antigen receptors such as engineered TCRs or CARs. For example, PSCs (eg, autologous or allogeneic) are modified to express a TCR or CAR that has antigenic specificity for a cancer antigen.

Подходящие способы модификации известны в данной области техники. См. например, источник Sambrook and Ausubel, упомянутый выше. Например, клетки могут быть трансдуцированы для экспрессии TCR, обладающего антигенной специфичностью в отношении ракового антигена, с использованием методов трансдукции, описанных в источниках Heemskerk et al. Hum Gene Ther. 19:496-510 (2008) и Johnson et al. Blood 114:535-46 (2009).Suitable modification methods are known in the art. See, for example, the source Sambrook and Ausubel mentioned above. For example, cells can be transduced to express a TCR that is antigen specific for a cancer antigen using transduction methods described in Heemskerk et al. Hum Gene Ther. 19:496-510 (2008) and Johnson et al. Blood 114:535-46 (2009).

Электропорация РНК, кодирующей полноразмерные α- и β- (или γ- и δ-) цепи TCR, может быть использована в качестве альтернативы для преодоления долгосрочных проблем, связанных с аутореактивностью, вызванных спариванием трансдуцированных с помощью ретровируса и эндогенных цепей TCR. Даже если такое альтернативное спаривание имеет место в стратегии временной трансфекции, аутореактивные Т-клетки, которые, возможно, могут быть получены таким путем, через некоторое время утратят эту аутореактивность, поскольку введенные α- и β-цепи TCR экспрессируются только временно. Когда экспрессия введенной α- и β-цепи TCR уменьшается, остаются только нормальные аутологичные Тклетки. Тогда как в случае, когда полноразмерные цепи TCR вводят путем стабильной трансдукции с помощью ретровирусов, введенные цепи TCR никогда не исчезнут, вызывая постоянную аутореактивность у пациента.Electroporation of RNA encoding full-length α and β (or γ and δ) TCR chains can be used as an alternative to overcome long-term autoreactivity problems caused by pairing of retrovirally transduced and endogenous TCR chains. Even if such alternative pairing occurs in a transient transfection strategy, autoreactive T cells that can possibly be generated in this way will lose this autoreactivity after some time, since the introduced TCR α and β chains are only transiently expressed. When the expression of the introduced TCR α and β chain is reduced, only normal autologous T cells remain. Whereas in the case where full-length TCR chains are introduced by stable transduction with retroviruses, the introduced TCR chains will never disappear, causing permanent autoreactivity in the patient.

В некоторых вариантах осуществления клетки содержат одну или более нуклеиновых кислот, введенных посредством генной инженерии, которые кодируют один или более антигенных рецепторов, и генетически сконструированные продукты таких нуклеиновых кислот. В некоторых вариантах осуществления нуклеиновые кислоты являются гетерологичными, то есть обычно не присутствующими в клетке или образце, полученном из клетки, например, они получены из другого организма или клетки, которая, например, обычно не присутствует в конструируемой клетке и/или организме, из которого получена такая клетка. В некоторых вариантах осуществления нуклеиновые кислоты не встречаются в природе, например, нуклеиновая кислота, не встречающаяся в природе (например, химерная).In some embodiments, the cells contain one or more genetically engineered nucleic acids that encode one or more antigen receptors, and genetically engineered products of such nucleic acids. In some embodiments, the nucleic acids are heterologous, that is, not typically present in the cell or sample derived from the cell, for example, they are derived from another organism or cell that, for example, is not typically present in the engineered cell and/or organism from which such a cell was obtained. In some embodiments, the nucleic acids are not naturally occurring, e.g., a non-naturally occurring nucleic acid (eg, chimeric).

В некоторых вариантах осуществления CAR содержит внеклеточный антигенраспознающий домен, который специфически связывается с антигеном. В некоторых вариантах осуществления антиген представляет собой белок, экспрессируемый на поверхности клеток. В некоторых вариантах осуществления CAR представляет собой TCR-подобный CAR, а антиген представляет собой процессированный пептидный антиген, такой как пептидный антиген внутриклеточного белка, который, подобно TCR, распознается на поверхности клетки в контексте молекулы главного комплекса гистосовместимости (ГКГС).In some embodiments, the CAR comprises an extracellular antigen recognition domain that specifically binds to an antigen. In some embodiments, the antigen is a protein expressed on the surface of cells. In some embodiments, the CAR is a TCR-like CAR and the antigen is a processed peptide antigen, such as an intracellular protein peptide antigen that, like a TCR, is recognized on the surface of a cell in the context of a major histocompatibility complex (MHC) molecule.

Примеры антигенных рецепторов, включая CAR и рекомбинантные TCR, a также способы конструирования и введения рецепторов в клетки включают описанные, например, в публикациях международных патентных заявок №№ WO200014257, WO2013126726, WO2012/129514, WO2014031687, WO2013/166321, WO2013/071154, WO2013/123061, публикации заявок на патент США №№ US2002131960, US2013287748, US20130149337, патенты США №№ 6451995, 7446190, 8252592, 8339645, 8398282, 7446179, 6410319, 7070995, 7265209, 7354762, 7446191, 8324353 и 8479118, и европейская патентная заявка № ЕР2537416, и/или описанные в источниках Sadelain et al., Cancer Discov. 2013 April; 3(4): 388-398; Davila et al. (2013) PLoS ONE 8(4): e61338; Turtle et al., Curr. Opin. Immunol., 2012 October; 24(5): 633-39; Wu et al., Cancer, 2012 March 18(2): 160-75. В некоторых аспектах генетически сконструированные антигенные рецепторы включают CAR, как описано в патенте США № 7446190, и описанные в публикации международной патентной заявки № WO/2014055668 Al.Examples of antigen receptors, including CARs and recombinant TCRs, as well as methods for constructing and introducing receptors into cells include those described, for example, in international patent application publications Nos. WO200014257, WO2013126726, WO2012/129514, WO2014031687, WO2013/166321, WO2013/0711 54, WO2013 /123061, US Patent Application Publications Nos. US2002131960, US2013287748, US20130149337, US Patent Nos. 6451995, 7446190, 8252592, 8339645, 8398282, 7446179, 6410319, 707 0995, 7265209, 7354762, 7446191, 8324353 and 8479118, and European patent application No. EP2537416, and/or described in Sadelain et al., Cancer Discov. April 2013; 3(4): 388-398; Davila et al. (2013) PLoS ONE 8(4): e61338; Turtle et al., Curr. Opin. Immunol., 2012 October; 24(5): 633-39; Wu et al., Cancer, 2012 March 18(2): 160-75. In some aspects, genetically engineered antigen receptors include CARs, as described in US Pat. No. 7,446,190, and described in International Patent Application Publication No. WO/2014055668 Al.

- 20 046022- 20 046022

1. Химерные антигенные рецепторы.1. Chimeric antigen receptors.

В некоторых вариантах осуществления CAR содержит: а) внутриклеточный сигнальный домен, b) трансмембранный домен и с) внеклеточный домен, содержащий антигенсвязывающую область.In some embodiments, the CAR comprises: a) an intracellular signaling domain, b) a transmembrane domain, and c) an extracellular domain containing an antigen binding region.

В некоторых вариантах осуществления сконструированные антигенные рецепторы включают CAR, включая активирующие или стимулирующие CAR, костимулирующие CAR (см. WO2014/055668) и/или ингибирующие CAR (iCAR, см. Fedorov et al., 2013). CAR обычно включают внеклеточный антиген- (или лиганд-) связывающий домен, связанный с одним или более внутриклеточными сигнальными компонентами, в некоторых аспектах посредством линкеров и/или трансмембранного(ых) домена(ов). Такие молекулы обычно имитируют или практически имитируют сигнал через природный антигенный рецептор, сигнал через такой рецептор в комбинации с костимулирующим рецептором, и/или сигнал только через костимулирующий рецептор.In some embodiments, the engineered antigen receptors comprise CARs, including activating or stimulatory CARs, costimulatory CARs (see WO2014/055668) and/or inhibitory CARs (iCARs, see Fedorov et al., 2013). CARs typically comprise an extracellular antigen (or ligand) binding domain linked to one or more intracellular signaling components, in some aspects via linkers and/or transmembrane domain(s). Such molecules typically mimic or substantially mimic a signal through a natural antigen receptor, a signal through such a receptor in combination with a costimulatory receptor, and/or a signal through a costimulatory receptor alone.

Отдельные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к применению нуклеиновых кислот, включая нуклеиновые кислоты, кодирующие антигенспецифический полипептид CAR, включая CAR, который был гуманизирован для снижения иммуногенности (hCAR), содержащий внутриклеточный сигнальный домен, трансмембранный домен и внеклеточный домен, содержащий один или более сигнальных мотивов. В отдельных вариантах осуществления CAR может распознавать эпитоп, содержащий область, общую для одного или более антигенов. В отдельных вариантах осуществления область связывания может содержать определяющие комплементарность области моноклонального антитела, вариабельные области моноклонального антитела и/или его антигенсвязывающие фрагменты. В еще одном варианте осуществления эта специфичность происходит от пептида (например, цитокина), связывающегося с рецептором.Certain embodiments of the present invention relate to the use of nucleic acids, including nucleic acids encoding an antigen-specific CAR polypeptide, including a CAR that has been humanized to reduce immunogenicity (hCAR), containing an intracellular signaling domain, a transmembrane domain, and an extracellular domain containing one or more signaling motifs . In certain embodiments, the CAR may recognize an epitope comprising a region common to one or more antigens. In certain embodiments, the binding region may comprise complementarity determining regions of the monoclonal antibody, variable regions of the monoclonal antibody, and/or antigen binding fragments thereof. In yet another embodiment, this specificity is derived from a peptide (eg, a cytokine) that binds to the receptor.

Предполагается, что нуклеиновые кислоты человеческого CAR могут представлять собой человеческие гены, используемые для усиления клеточной иммунотерапии у людей. В конкретном варианте осуществления изобретение включает полноразмерную кДНК CAR или кодирующую область. Антигенсвязывающие области или домен могут содержать фрагмент области VH и VL цепей одноцепочечного вариабельного фрагмента (scFv), полученного из конкретного человеческого моноклонального антитела, такого как описанные в патенте США 7109304, включенном в настоящую заявку посредством ссылки. Фрагмент также может представлять собой любое количество различных антигенсвязывающих доменов человеческого антигенспецифического антитела. В более конкретном варианте осуществления фрагмент представляет собой антигенспецифический scFv, кодируемый последовательностью, оптимизированной для использования человеческого кодона для экспрессии в человеческих клетках.It is proposed that human CAR nucleic acids may represent human genes used to enhance cellular immunotherapy in humans. In a specific embodiment, the invention includes a full-length CAR cDNA or coding region. The antigen binding regions or domain may comprise a portion of the VH and VL region of a single chain variable fragment (scFv) derived from a particular human monoclonal antibody, such as those described in US Pat. No. 7,109,304, incorporated herein by reference. The fragment may also be any number of different antigen binding domains of a human antigen-specific antibody. In a more specific embodiment, the fragment is an antigen-specific scFv encoded by a sequence optimized to use a human codon for expression in human cells.

Конфигурация может быть мультимерной, такой как диатело или мультимеры. Скорее всего, мультимеры образуются путем перекрестного спаривания вариабельной части легкой и тяжелой цепей в диатело. Шарнирная часть конструкции может иметь несколько альтернатив, от будучи полностью удаленной до сохраняющей первый цистеин, до замещения пролина, а не серина, до усечения вплоть до первого цистеина. Fc-часть может быть удалена. Для этой цели может служить любой белок, который является стабильным и/или димеризуется. Можно использовать только один из Fc-доменов, например, домен СН2 или СН3 из человеческого иммуноглобулина. Можно также использовать шарнир, область СН2 и СН3 человеческого иммуноглобулина, модифицированную для улучшения димеризации. Можно также использовать только шарнирную часть иммуноглобулина. Можно также использовать части CD8-альфа.The configuration may be multimeric, such as a diabody or multimers. Most likely, multimers are formed by cross-pairing of the variable portion of the light and heavy chains in a diabody. The hinge portion of the construct can have several alternatives, from being completely removed to retaining the first cysteine, to substituting a proline rather than a serine, to being truncated down to the first cysteine. The Fc portion may be removed. Any protein that is stable and/or dimerizes can serve this purpose. Only one of the Fc domains can be used, for example the CH2 or CH3 domain from human immunoglobulin. The hinge, the CH2 and CH3 region of human immunoglobulin modified to improve dimerization, can also be used. It is also possible to use only the hinge portion of the immunoglobulin. CD8 alpha parts can also be used.

В некоторых вариантах осуществления нуклеиновая кислота CAR содержит последовательность, кодирующую другие костимулирующие рецепторы, такую как трансмембранный домен и модифицированный внутриклеточный сигнальный домен CD28. Другие костимулирующие рецепторы включают, не ограничиваясь перечисленным, один или более из CD28, CD27, ОХ-40 (CD134), DAP10 и 4-1ВВ (CD137). Помимо первичного сигнала, инициируемого CD3Z, дополнительный сигнал, обеспечиваемый человеческим костимулирующим рецептором, вставленным в человеческий CAR, важен для полной активации NK-клеток и может помочь улучшить устойчивость in vivo и терапевтический успех адоптивной иммунотерапии.In some embodiments, the CAR nucleic acid contains a sequence encoding other co-stimulatory receptors, such as a transmembrane domain and a modified CD28 intracellular signaling domain. Other costimulatory receptors include, but are not limited to, one or more of CD28, CD27, OX-40 (CD134), DAP10, and 4-1BB (CD137). In addition to the primary signal initiated by CD3Z, an additional signal provided by the human co-stimulatory receptor inserted into the human CAR is important for full activation of NK cells and may help improve the in vivo persistence and therapeutic success of adoptive immunotherapy.

В некоторых вариантах осуществления CAR конструируют со специфичностью к конкретному антигену (или маркеру или лиганду), такому как антиген, экспрессируемый в конкретном типе клеток, на который должна быть нацелена адоптивная терапия, например, маркеру рака, и/или антигену, предназначенному для индукции смягчающего ответа, такому как антиген, экспрессируемый на клетках нормального или незлокачественного типа. Таким образом, CAR в своей внеклеточной части обычно содержит одну или более антигенсвязывающих молекул, таких как один или более антигенсвязывающих фрагментов, доменов или частей, или один или более вариабельных доменов антител и/или молекул антител. В некоторых вариантах осуществления CAR включает антигенсвязывающую часть или части молекулы антитела, такие как одноцепочечный фрагмент антитела (scFv), полученный из вариабельной области тяжелой (VH) и легкой (VL) цепей моноклонального антитела (mAb).In some embodiments, the CAR is designed with specificity for a particular antigen (or marker or ligand), such as an antigen expressed in a particular cell type that is to be targeted by adoptive therapy, such as a cancer marker, and/or an antigen intended to induce mitigation response, such as an antigen expressed on normal or non-cancerous cells. Thus, a CAR in its extracellular portion typically contains one or more antigen binding molecules, such as one or more antigen binding fragments, domains or portions, or one or more antibody variable domains and/or antibody molecules. In some embodiments, the CAR includes an antigen binding portion or portions of an antibody molecule, such as a single chain antibody fragment (scFv) derived from the heavy (VH) and light (VL) chain variable regions of a monoclonal antibody (mAb).

В отдельных вариантах осуществления химерного антигенного рецептора антигенспецифическая часть рецептора (которая может называться внеклеточным доменом, содержащим антигенсвязывающую область) содержит опухолеассоциированный антиген или патогенспецифический антигенсвязывающий домен. Антигены включают углеводные антигены, распознаваемые образ-распознающими рецепторами,In certain embodiments of the chimeric antigen receptor, the antigen-specific portion of the receptor (which may be referred to as an extracellular domain containing an antigen-binding region) comprises a tumor-associated antigen or a pathogen-specific antigen-binding domain. Antigens include carbohydrate antigens recognized by pattern recognition receptors,

- 21 046022 такими как дектин-1. Опухолеассоциированный антиген может быть любого вида при условии, что он экспрессируется на клеточной поверхности опухолевых клеток. Примеры вариантов осуществления опухолеассоциированных антигенов включают CD19, CD20, карциноэмбриональный антиген, альфафетопротеин, СА-125, MUC-1, CD56, EGFR, с-Met, AKT, Her2, Her3, эпителиальный опухолевый антиген, меланома-ассоциированный антиген, мутированный р53, мутированный ras и так далее.- 21 046022 such as Dectin-1. The tumor-associated antigen can be of any type, provided that it is expressed on the cell surface of tumor cells. Examples of embodiments of tumor-associated antigens include CD19, CD20, carcinoembryonic antigen, alphafetoprotein, CA-125, MUC-1, CD56, EGFR, c-Met, AKT, Her2, Her3, epithelial tumor antigen, melanoma-associated antigen, mutated p53, mutated ras and so on.

Последовательность открытой рамки считывания, кодирующей химерный рецептор, может быть получена из источника геномной ДНК, источника кДНК или может быть синтезирована (например, посредством ПЦР), или получена с помощью их комбинаций. В зависимости от размера геномной ДНК и количества интронов может быть желательно использовать кДНК или их комбинацию, поскольку обнаружено, что интроны стабилизируют мРНК. Кроме того, может быть также выгодно использовать эндогенные или экзогенные некодирующие области для стабилизации мРНК.The open reading frame sequence encoding the chimeric receptor may be obtained from a genomic DNA source, a cDNA source, or may be synthesized (eg, by PCR), or combinations thereof. Depending on the size of the genomic DNA and the number of introns, it may be desirable to use cDNA or a combination of both, since introns have been found to stabilize the mRNA. In addition, it may also be advantageous to use endogenous or exogenous non-coding regions to stabilize the mRNA.

Предполагается, что химерная конструкция может быть введена в иммунные клетки в виде голой ДНК или в подходящем векторе. Способы стабильной трансфекции клеток путем электропорации с использованием голой ДНК известны в данной области техники. См., например, патент США № 6410319. Голая ДНК в общем относится к ДНК, кодирующей химерный рецептор, содержащийся в плазмидном экспрессирующем векторе в правильной ориентации для экспрессии.It is envisaged that the chimeric construct can be introduced into immune cells as naked DNA or in a suitable vector. Methods for stably transfecting cells by electroporation using naked DNA are known in the art. See, for example, US Pat. No. 6,410,319. Naked DNA generally refers to DNA encoding a chimeric receptor contained in a plasmid expression vector in the correct orientation for expression.

В качестве альтернативы для введения химерной конструкции в иммунные клетки может быть использован вирусный вектор (например, ретровирусный вектор, аденовирусный вектор, аденоассоциированный вирусный вектор или лентивирусный вектор). Подходящие векторы для применения в соответствии со способом согласно настоящему изобретению не реплицируются в иммунных клетках. Известно большое количество векторов на основе вирусов, где число копий вируса, сохраняемого в клетке, является достаточно низким для поддержания жизнеспособности клетки, таких как, например, векторы на основе ВИЧ, SV40, EBV, HSV или BPV.Alternatively, a viral vector (eg, a retroviral vector, an adenoviral vector, an adeno-associated viral vector, or a lentiviral vector) can be used to introduce the chimeric construct into immune cells. Suitable vectors for use in accordance with the method of the present invention do not replicate in immune cells. A large number of virus-based vectors are known where the number of copies of the virus maintained in the cell is low enough to maintain cell viability, such as, for example, HIV, SV40, EBV, HSV or BPV-based vectors.

В некоторых аспектах компонент, отвечающий за антигенспецифическое связывание или распознавание, связан с одним или более трансмембранными и внутриклеточными сигнальными доменами. В некоторых вариантах осуществления CAR включает трансмембранный домен, слитый с внеклеточным доменом CAR. В одном из вариантов осуществления используют трансмембранный домен, который естественным образом связан с одним из доменов в CAR. В некоторых случаях трансмембранный домен выбран или модифицирован путем замены аминокислот так, чтобы избежать связывания таких доменов с трансмембранными доменами этого же или других поверхностных мембранных белков, чтобы минимизировать взаимодействия с другими членами рецепторного комплекса.In some aspects, the antigen-specific binding or recognition component is associated with one or more transmembrane and intracellular signaling domains. In some embodiments, the CAR includes a transmembrane domain fused to an extracellular domain of the CAR. In one embodiment, a transmembrane domain is used that is naturally associated with one of the domains in the CAR. In some cases, the transmembrane domain is selected or modified by amino acid substitutions to avoid binding of such domains to the transmembrane domains of the same or other membrane surface proteins to minimize interactions with other members of the receptor complex.

Трансмембранный домен в некоторых вариантах осуществления получен либо из природного, либо из синтетического источника. Если источник является природным, домен в некоторых аспектах получен от любого мембраносвязанного или трансмембранного белка. Трансмембранные области включают полученные из (то есть включают по меньшей мере трансмембранную область (области)) альфа-, бета- или дзета-цепи Т-клеточного рецептора, молекул CD28, CD3 дзета, CD3 эпсилон, CD3 гамма, CD3-дельта, CD45, CD4, CD5, CD8, CD9, CD 16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, CD 134, CD137, CD154, ICOS/CD278, GITR/CD357, NKG2D и DAP. В качестве альтернативы трансмембранный домен в некоторых вариантах осуществления является синтетическим. В некоторых аспектах синтетический трансмембранный домен содержит преимущественно гидрофобные остатки, такие как лейцин и валин. В некоторых аспектах на каждом конце синтетического трансмембранного домена находится триплет фенилаланина, триптофана и валина.The transmembrane domain, in some embodiments, is derived from either a natural or synthetic source. If the source is natural, the domain is in some aspects derived from any membrane-bound or transmembrane protein. Transmembrane regions include those derived from (i.e., include at least the transmembrane region(s)) T cell receptor alpha, beta, or zeta chain, CD28, CD3 zeta, CD3 epsilon, CD3 gamma, CD3 delta, CD45 molecules, CD4, CD5, CD8, CD9, CD 16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, CD 134, CD137, CD154, ICOS/CD278, GITR/CD357, NKG2D and DAP. Alternatively, the transmembrane domain in some embodiments is synthetic. In some aspects, the synthetic transmembrane domain contains predominantly hydrophobic residues such as leucine and valine. In some aspects, at each end of the synthetic transmembrane domain is a triplet of phenylalanine, tryptophan, and valine.

В отдельных вариантах осуществления платформенные технологии, раскрытые в настоящей заявке для генетической модификации иммунных клеток, таких как NK-клетки, включают (i) невирусный перенос гена с использованием устройства для электропорации (например, нуклеофектора), (ii) CAR, передающие сигналы через эндодомены (например, CD28/CD3-Z, CD137/CD3-Z или другие комбинации), (iii) CAR с различной длиной внеклеточных доменов, соединяющих антигенраспознающий домен с поверхностью клетки, и, в некоторых случаях, (iv) искусственные антигенпрезентирующие клетки (аАРС), полученные из K562, чтобы иметь возможность надежно и в количественном отношении размножать CAR' иммунные клетки (Singh et al., 2008; Singh et al., 2011).In certain embodiments, platform technologies disclosed herein for genetic modification of immune cells, such as NK cells, include (i) non-viral gene transfer using an electroporation device (eg, a nucleofector), (ii) CARs signaling through endodomains (e.g., CD28/CD3-Z, CD137/CD3-Z, or other combinations), (iii) CARs with varying lengths of extracellular domains connecting the antigen recognition domain to the cell surface, and, in some cases, (iv) artificial antigen presenting cells (aAPCs) ) derived from K562 to be able to reliably and quantitatively expand CAR' immune cells (Singh et al., 2008; Singh et al., 2011).

2. Т-клеточный рецептор (TCR).2. T-cell receptor (TCR).

В некоторых вариантах осуществления генетически сконструированные антигенные рецепторы включают рекомбинантные TCR и/или TCR, клонированные из природных Т-клеток. Т-клеточный рецептор или TCR относится к молекуле, содержащей вариабельные области α- и β-цепи (также известные как TCRa и TCRe, соответственно) или вариабельные области γ и δ-цепи (также известные как TCRy и TCRδ, соответственно), и способной специфически связываться с антигенным пептидом, связанным с рецептором ГКГС. В некоторых вариантах осуществления TCR находится в форме αβ.In some embodiments, the genetically engineered antigen receptors include recombinant TCRs and/or TCRs cloned from natural T cells. T cell receptor or TCR refers to a molecule containing the α and β chain variable regions (also known as TCRa and TCRe, respectively) or the γ and δ chain variable regions (also known as TCRy and TCRδ, respectively), and is capable of specifically bind to the antigenic peptide associated with the MHC receptor. In some embodiments, the TCR is in the αβ form.

Как правило, TCR, существующие в формах αβ и γδ, обычно структурно схожи, но экспрессирующие их Т-клетки могут иметь различные анатомические локализации или функции. TCR может присутствовать на поверхности клетки или в растворимой форме. Как правило, TCR присутствует на поверхности Т-клеток (или Т-лимфоцитов), где он обычно отвечает за распознавание антигенов, связанных с мо- 22 046022 лекулами главного комплекса гистосовместимости (ГКГС). В некоторых вариантах осуществления TCR также может содержать константный домен, трансмембранный домен и/или короткий цитоплазматический хвост (см., например, источник Janeway et al, Immunobiology: The Immune System in Health and Disease, 3rd Ed., Current Biology Publications, p. 433, 1997). Например, в некоторых аспектах каждая цепь TCR может иметь один N-концевой вариабельный домен иммуноглобулина, один константный домен иммуноглобулина, трансмембранную область и короткий цитоплазматический хвост на С-конце. В некоторых вариантах осуществления TCR связан с инвариантными белками комплекса CD3, участвующими в опосредовании передачи сигнала. Если не указано иное, термин TCR следует понимать как охватывающий его функциональные фрагменты. Термин также охватывает интактные или полноразмерные TCR, включая TCR в форме αβ или в форме γδ.In general, TCRs, existing in αβ and γδ forms, are usually structurally similar, but the T cells that express them may have different anatomical locations or functions. The TCR may be present on the cell surface or in soluble form. Typically, the TCR is present on the surface of T cells (or T lymphocytes), where it is usually responsible for recognizing antigens bound to major histocompatibility complex (MHC) molecules. In some embodiments, the TCR may also comprise a constant domain, a transmembrane domain, and/or a short cytoplasmic tail (see, for example, Janeway et al, Immunobiology: The Immune System in Health and Disease, 3rd Ed., Current Biology Publications, p 433, 1997). For example, in some aspects, each TCR chain may have one N-terminal immunoglobulin variable domain, one immunoglobulin constant domain, a transmembrane region, and a short cytoplasmic tail at the C terminus. In some embodiments, the TCR is associated with invariant CD3 complex proteins involved in mediating signal transduction. Unless otherwise indicated, the term TCR should be understood to cover its functional fragments. The term also covers intact or full-length TCRs, including TCRs in the αβ form or in the γδ form.

Таким образом, для целей настоящей заявки ссылка на TCR включает любой TCR или функциональный фрагмент, такой как антигенсвязывающая часть TCR, которая связывается со специфическим антигенным пептидом, связанным с молекулой ГКГС, то есть с комплексом ГКГС-пептид. Термины антигенсвязывающая часть или антигенсвязывающий фрагмент TCR, которые можно использовать взаимозаменяемо, относятся к молекуле, содержащей область структурных доменов TCR, но связывающей антиген (например, комплекс ГКГС-пептид), с которым связывается полноразмерный TCR. В некоторых случаях антигенсвязывающая часть содержит вариабельные домены TCR, такие как вариабельный домен а-цепи и вариабельный домен β-цепи TCR, достаточные для образования сайта связывания для связывания с конкретным комплексом ГКГС-пептид, например, где обычно каждая цепь содержит три определяющие комплементарность области.Thus, for purposes of this application, reference to a TCR includes any TCR or functional fragment, such as an antigen-binding portion of a TCR, that binds to a specific antigenic peptide associated with a MHC molecule, that is, an MHC-peptide complex. The terms antigen binding portion or antigen binding fragment of a TCR, which can be used interchangeably, refer to a molecule containing a region of TCR structural domains but binding an antigen (eg, MHC-peptide complex) to which the full-length TCR binds. In some cases, the antigen binding portion contains TCR variable domains, such as the α chain variable domain and the TCR β chain variable domain, sufficient to form a binding site for binding to a particular MHC-peptide complex, for example, where typically each chain contains three complementarity determining regions .

В некоторых вариантах осуществления вариабельные домены цепей TCR ассоциируют с образованием петель или определяющих комплементарность областей (CDR), аналогичных иммуноглобулинам, которые обеспечивают распознавание антигена и определяют специфичность пептида путем формирования сайта связывания молекулы TCR и определения специфичности пептида. Как правило, подобно иммуноглобулинам, CDR разделяются каркасными областями (FR) (см., например, источники Jores et al., 1990; Chothia et al., 1988; Lefranc et al., 2003). В некоторых вариантах осуществления CDR3 представляет собой основную CDR, ответственную за распознавание процессированного антигена, хотя было также показано, что CDR1 альфа-цепи взаимодействует с N-концевой частью антигенного пептида, тогда как CDR1 бета-цепи взаимодействует с С-концевой частью пептида. Полагают, что CDR2 распознает молекулу ГКГС. В некоторых вариантах осуществления вариабельная область β-цепи может содержать дополнительную область гипервариабельности (HV4).In some embodiments, the variable domains of the TCR chains are associated to form loops or complementarity determining regions (CDRs), similar to immunoglobulins, which mediate antigen recognition and determine peptide specificity by forming a binding site for the TCR molecule and determining the specificity of the peptide. Typically, like immunoglobulins, CDRs are separated by framework regions (FRs) (see, for example, Jores et al., 1990; Chothia et al., 1988; Lefranc et al., 2003). In some embodiments, CDR3 is the primary CDR responsible for recognition of processed antigen, although alpha chain CDR1 has also been shown to interact with the N-terminal portion of the antigenic peptide, while beta chain CDR1 interacts with the C-terminal portion of the peptide. It is believed that CDR2 recognizes the MHC molecule. In some embodiments, the β chain variable region may comprise an additional hypervariability region (HV4).

В некоторых вариантах осуществления цепи TCR содержат константный домен. Например, как у иммуноглобулинов, внеклеточная часть цепей TCR (например, α-цепи, β-цепи) может содержать два домена иммуноглобулина, вариабельный домен (например, Va или Vp; обычно аминокислоты с 1 по 116 согласно системе нумерации по Kabat, см. Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Dept. Health and Human Services, Public Health Service National Institutes of Health, 1991, 5th ed.) на N-конце и один константный домен (например, константный домен а-цепи или Са, обычно аминокислоты с 117 по 259 согласно Kabat, константный домен β-цепи или Ср, обычно аминокислоты с 117 по 295 согласно Kabat), смежный с клеточной мембраной. Например, в некоторых случаях внеклеточная часть TCR, образованная двумя цепями, содержит два мембранно-проксимальных константных домена и два мембраннодистальных вариабельных домена, содержащих CDR. Константный домен домена TCR содержит короткие соединительные последовательности, в которых остаток цистеина образует дисульфидную связь, связывая две цепи. В некоторых вариантах осуществления TCR может иметь дополнительный остаток цистеина в каждой из а- и β-цепей, так что TCR содержит две дисульфидные связи в константных доменах.In some embodiments, the TCR chains comprise a constant domain. For example, as with immunoglobulins, the extracellular portion of the TCR chains (eg, α-chain, β-chain) may contain two immunoglobulin domains, a variable domain (eg, Va or Vp ; typically amino acids 1 to 116 according to the Kabat numbering system, see Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Dept. Health and Human Services, Public Health Service National Institutes of Health, 1991, 5th ed.) at the N-terminus and one constant domain (for example, constant domain a β-chain or C a , usually amino acids 117 to 259 according to Kabat, β-chain constant domain or Cp, usually amino acids 117 to 295 according to Kabat), adjacent to the cell membrane. For example, in some cases, the extracellular portion of the TCR, formed by two chains, contains two membrane-proximal constant domains and two membrane-distal variable domains containing CDRs. The constant domain of the TCR domain contains short connecting sequences in which a cysteine residue forms a disulfide bond, linking the two chains. In some embodiments, the TCR may have an additional cysteine residue on each of the α and β chains such that the TCR contains two disulfide bonds in the constant domains.

В некоторых вариантах осуществления цепи TCR могут содержать трансмембранный домен. В некоторых вариантах осуществления трансмембранный домен является положительно заряженным. В некоторых случаях цепи TCR содержат цитоплазматический хвост. В некоторых случаях структура позволяет TCR ассоциировать с другими молекулами, такими как CD3. Например, TCR, содержащий константные домены с трансмембранной областью, может закреплять белок в клеточной мембране и связываться с инвариантными субъединицами сигнального аппарата или комплекса CD3.In some embodiments, the TCR chains may comprise a transmembrane domain. In some embodiments, the transmembrane domain is positively charged. In some cases, TCR chains contain a cytoplasmic tail. In some cases, the structure allows the TCR to associate with other molecules such as CD3. For example, a TCR containing constant domains with a transmembrane region can anchor the protein to the cell membrane and bind to invariant subunits of the signaling machinery or CD3 complex.

Как правило, CD3 представляет собой многобелковый комплекс, который может иметь три различные цепи (γ, δ и ε) у млекопитающих и ζ-цепь. Например, у млекопитающих комплекс может содержать цепь CD3y, цепь CD3δ, две цепи CD3ε и гомодимер цепей CD3Z. Цепи CD3y, CD3δ и CD3ε являются высоко родственными белками клеточной поверхности суперсемейства иммуноглобулинов, содержащими один домен иммуноглобулина. Трансмембранные области цепей CD3y, CD3a и CD3ε заряжены отрицательно, что является характеристикой, которая позволяет этим цепям ассоциировать с положительно заряженными цепями Т-клеточных рецепторов. Каждый из внутриклеточных хвостов цепей CD3y, CD3δ и CD3ε содержит один консервативный мотив, известный как иммунорецепторный активирующий мотив на основе тирозина или ITAM, тогда как каждая цепь CD3Z имеет три. Как правило, ITAM участвуют в сигнальной способности комплекса TCR. Эти вспомогательные молекулы имеют отрицательно заряжен- 23 046022 ные трансмембранные области и играют роль в распространении сигнала от TCR в клетку. CD3- и ζ-цепи вместе с TCR образуют так называемый Т-клеточный рецепторный комплекс.Typically, CD3 is a multiprotein complex that can have three different chains (γ, δ, and ε) in mammals and a ζ chain. For example, in mammals, the complex may contain a CD3y chain, a CD3δ chain, two CD3ε chains, and a homodimer of CD3Z chains. The CD3y, CD3δ, and CD3ε chains are highly related cell surface proteins of the immunoglobulin superfamily, containing a single immunoglobulin domain. The transmembrane regions of the CD3y, CD3a, and CD3ε chains are negatively charged, a characteristic that allows these chains to associate with the positively charged T-cell receptor chains. The intracellular tails of the CD3y, CD3δ, and CD3ε chains each contain one conserved motif known as the immunoreceptor tyrosine-based activating motif or ITAM, whereas each CD3Z chain has three. Typically, ITAMs are involved in the signaling ability of the TCR complex. These accessory molecules have negatively charged transmembrane regions and play a role in propagating the signal from the TCR into the cell. The CD3 and ζ chains together with the TCR form the so-called T-cell receptor complex.

В некоторых вариантах осуществления TCR может представлять собой гетеродимер с двумя цепями α и β (или необязательно γ и δ), или он может представлять собой одноцепочечную конструкцию TCR. В некоторых вариантах осуществления TCR представляет собой гетеродимер, содержащий две отдельные цепи (α- и β-цепи или γ- и δ-цепи), которые связаны, например, дисульфидной связью или дисульфидными связями. В некоторых вариантах осуществления TCR для антигена-мишени (например, ракового антигена) идентифицируют и вводят в клетки. В некоторых вариантах осуществления нуклеиновая кислота, кодирующая TCR, может быть получена из различных источников, таких как амплификация с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) общедоступных последовательностей ДНК TCR. В некоторых вариантах осуществления TCR получают из биологического источника, такого как клетки, такие как Т-клетки (например, цитотоксические Т-клетки), Т-клеточные гибридомы или другие общедоступные источники. В некоторых вариантах осуществления Т-клетки могут быть получены из клеток, выделенных in vivo. В некоторых вариантах осуществления у пациента может быть выделен клон Т-клеток с высокой аффинностью, и может быть выделен TCR. В некоторых вариантах осуществления Т-клетки могут представлять собой культивируемую Т-клеточную гибридому или клон. В некоторых вариантах осуществления клон TCR для антигена-мишени получен у трансгенных мышей, сконструированных с помощью человеческих генов иммунной системы (например, системы человеческого лейкоцитарного антигена или HLA). В некоторых вариантах осуществления для выделения TCR против антигена-мишени используют фаговый дисплей. В некоторых вариантах осуществления TCR или его антигенсвязывающая часть могут быть синтезированы с использованием знаний о последовательности TCR.In some embodiments, the TCR may be a heterodimer with two chains α and β (or optionally γ and δ), or it may be a single chain TCR construct. In some embodiments, the TCR is a heterodimer containing two distinct chains (α and β chains or γ and δ chains) that are linked, for example, by a disulfide bond or disulfide bonds. In some embodiments, a TCR for a target antigen (eg, a cancer antigen) is identified and introduced into cells. In some embodiments, the nucleic acid encoding the TCR can be obtained from various sources, such as polymerase chain reaction (PCR) amplification of publicly available TCR DNA sequences. In some embodiments, the TCR is obtained from a biological source, such as cells such as T cells (eg, cytotoxic T cells), T cell hybridomas, or other publicly available sources. In some embodiments, T cells may be derived from cells isolated in vivo. In some embodiments, a high affinity T cell clone can be isolated from a patient, and the TCR can be isolated. In some embodiments, the T cells may be a cultured T cell hybridoma or clone. In some embodiments, the TCR clone for the target antigen is derived from transgenic mice engineered with human immune system genes (eg, human leukocyte antigen or HLA system). In some embodiments, phage display is used to isolate a TCR against a target antigen. In some embodiments, a TCR or an antigen-binding portion thereof may be synthesized using knowledge of the TCR sequence.

3. Антигенпрезентирующие клетки.3. Antigen-presenting cells.

АРС, которые включают макрофаги, В-лимфоциты и дендритные клетки, различаются по экспрессии конкретной молекулы МНС. АРС поглощают антиген и повторно экспрессируют часть этого антигена вместе с молекулой ГКГС на их внешней клеточной мембране. ГКГС представляет собой большой генетический комплекс с несколькими локусами. Локусы ГКГС кодируют два основных класса мембранных молекул ГКГС, называемых ГКГС I класса и II класса. Т-хелперные лимфоциты обычно распознают антиген, ассоциированный с молекулами ГКГС II класса, а Т-цитотоксические лимфоциты распознают антиген, ассоциированный с молекулами ГКГС I класса. У людей ГКГС называют комплексом HLA, а у мышей - комплексом Н-2.APCs, which include macrophages, B lymphocytes, and dendritic cells, differ in the expression of a specific MHC molecule. APCs take up antigen and re-express part of that antigen along with the MHC molecule on their outer cell membrane. MHC is a large genetic complex with several loci. The MHC loci encode two major classes of membrane MHC molecules, called class I and class II MHCs. T-helper lymphocytes usually recognize antigen associated with MHC class II molecules, and T-cytotoxic lymphocytes recognize antigen associated with MHC class I molecules. In humans, MHC is called the HLA complex, and in mice it is called the H-2 complex.

В некоторых случаях аАРС пригодны для получения терапевтических композиций и продуктов для клеточной терапии согласно вариантам осуществления. Общие рекомендации относительно получения и применения антигенпрезентирующих систем см., например, в патентах США №№ 6225042, 6355479, 6362001 и 6790662.In some cases, aAPCs are useful for the preparation of therapeutic compositions and cell therapy products according to embodiments. For general guidance regarding the preparation and use of antigen presenting systems, see, for example, US Pat. Nos. 6,225,042, 6,355,479, 6,362,001, and 6,790,662.

Системы аАРС могут содержать по меньшей мере одну экзогенную вспомогательную молекулу. Может использоваться любое подходящее количество и комбинация вспомогательных молекул. Вспомогательная молекула может быть выбрана из вспомогательных молекул, таких как костимулирующие молекулы и молекулы адгезии. Примеры костимулирующих молекул включают CD86, CD64 (FcyI), лиганд 41ВВ и IL-21. Молекулы адгезии могут включать углеводсвязывающие гликопротеины, такие как селектины, трансмембранные связывающие гликопротеины, такие как интегрины, кальций-зависимые белки, такие как кадгерины, и белки надсемейства однопроходных трансмембранных иммуноглобулинов (Ig), такие как молекулы межклеточной адгезии (ICAM), которые способствуют, например, контакту между клетками или между клеткой и матриксом. Примеры молекул адгезии включают LFA-3 и ICAM, такие как ICAM-1. Методы, способы и реагенты, подходящие для отбора, клонирования, получения и экспрессии иллюстративных вспомогательных молекул, включая костимулирующие молекулы и молекулы адгезии, приведены, например, в патентах США №№ 6225042, 6355479 и 6362001.AAPC systems may contain at least one exogenous accessory molecule. Any suitable amount and combination of auxiliary molecules may be used. The auxiliary molecule may be selected from auxiliary molecules such as co-stimulatory molecules and adhesion molecules. Examples of co-stimulatory molecules include CD86, CD64 (FcyI), 41BB ligand and IL-21. Adhesion molecules may include carbohydrate-binding glycoproteins such as selectins, transmembrane binding glycoproteins such as integrins, calcium-dependent proteins such as cadherins, and single-pass transmembrane immunoglobulin (Ig) superfamily proteins such as intercellular adhesion molecules (ICAMs), which promote, for example, contact between cells or between a cell and a matrix. Examples of adhesion molecules include LFA-3 and ICAMs such as ICAM-1. Methods, methods, and reagents suitable for selecting, cloning, producing, and expressing illustrative accessory molecules, including co-stimulatory molecules and adhesion molecules, are described, for example, in U.S. Patent Nos. 6,225,042, 6,355,479, and 6,362,001.

4. Антигены.4. Antigens.

К числу антигенов, на которые нацелены генетически сконструированные антигенные рецепторы, относятся антигены, экспрессируемые в контексте заболевания, состояния или типа клеток, на которые необходимо нацелить адоптивную клеточную терапию. К числу заболеваний и состояний относятся пролиферативные, неопластические и злокачественные заболевания и расстройства, включая раковые заболевания и опухоли, включая гематологические раковые заболевания, раковые заболевания иммунной системы, такие как лимфомы, лейкозы и/или миеломы, такие как В-клеточные, Т-клеточные и миелоидные лейкозы, лимфомы и множественные миеломы. В некоторых вариантах осуществления антиген избирательно экспрессируется или сверхэкспрессируется на клетках заболевания или состояния, например, опухолевых или патогенных клетках, по сравнению с нормальными или нецелевыми клетками или тканями. В других вариантах осуществления антиген экспрессируется на нормальных клетках и/или экспрессируется на сконструированных клетках.Antigens targeted by genetically engineered antigen receptors include those expressed in the context of the disease, condition, or cell type to be targeted by adoptive cell therapy. Diseases and conditions include proliferative, neoplastic and malignant diseases and disorders, including cancers and tumors, including hematological cancers, immune system cancers such as lymphomas, leukemias and/or myelomas such as B cell, T cell and myeloid leukemias, lymphomas and multiple myelomas. In some embodiments, the antigen is selectively expressed or overexpressed on cells of the disease or condition, such as tumor or pathogenic cells, compared to normal or non-target cells or tissues. In other embodiments, the antigen is expressed on normal cells and/or expressed on engineered cells.

Любой подходящий антиген может найти применение в настоящем способе. Примеры антигенов включают, не ограничиваясь перечисленным, антигенные молекулы из инфекционных агентов, ауто-/самоантигены, опухоле-/ракоассоциированные антигены и опухолевые неоантигены (Linnemann et al., 2015).Any suitable antigen may find use in the present method. Examples of antigens include, but are not limited to, antigenic molecules from infectious agents, auto/self antigens, tumor/cancer associated antigens, and tumor neoantigens (Linnemann et al., 2015).

- 24 046022- 24 046022

Опухолеассоциированные антигены могут происходить от рака предстательной железы, молочной железы, ободочной и прямой кишки, легкого, поджелудочной железы, почки, мезотелиомы, рака яичника или меланомы. Примеры опухолеассоциированных антигенов или антигенов, происходящих из опухолевых клеток, включают MAGE 1, 3 и MAGE 4 (или другие антигены MAGE); PRAME; BAGE; RAGE, Lage (также известный как NY-ESO-1); SAGE; и HAGE или GAGE. Эти неограничивающие примеры опухолевых антигенов экспрессируются в широком диапазоне типов опухолей, таких как меланома, рак легкого, саркома и рак мочевого пузыря. См., например, патент США № 6544518. Антигены, ассоциированные с раком предстательной железы, включают, например, простатический специфический мембранный антиген (PSMA), простатический специфический антиген (PSA), кислые фосфаты предстательной железы, NKX3.1 и шесть-трансмембранный эпителиальный антиген предстательной железы (STEAP).Tumor-associated antigens may originate from prostate, breast, colorectal, lung, pancreatic, kidney, mesothelioma, ovarian cancer, or melanoma. Examples of tumor-associated antigens or antigens derived from tumor cells include MAGE 1, 3 and MAGE 4 (or other MAGE antigens); PRAME; BAGE; RAGE, Lage (also known as NY-ESO-1); SAGE; and HAGE or GAGE. These non-limiting examples of tumor antigens are expressed in a wide range of tumor types, such as melanoma, lung cancer, sarcoma and bladder cancer. See, for example, US Pat. No. 6,544,518. Antigens associated with prostate cancer include, for example, prostate specific membrane antigen (PSMA), prostate specific antigen (PSA), prostate acid phosphate, NKX3.1 and six-transmembrane epithelial prostate antigen (STEAP).

Другие опухолеассоциированные антигены включают Plu-1, HASH-1, HasH-2, Cripto и криптин. Кроме того, опухолевый антиген может представлять собой собственный пептидный гормон, такой как полноразмерный гонадотропин-рилизинг-гормон (GnRH), короткий пептид длиной 10 аминокислот, пригодный для лечения многих видов рака.Other tumor-associated antigens include Plu-1, HASH-1, HasH-2, Cripto, and cryptin. In addition, the tumor antigen may be a self-peptide hormone, such as full-length gonadotropin-releasing hormone (GnRH), a short peptide of 10 amino acids in length useful for the treatment of many types of cancer.

Опухолевые антигены включают опухолевые антигены, происходящие от раковых заболеваний, характеризующихся экспрессией опухолеассоциированных антигенов, такой как экспрессия HER-/neu. Опухолеассоциированные антигены, представляющие интерес, включают специфические для линии опухолевые антигены, такие как антигены линии меланоцитов-меланомы MART-1/Melan-A, gp100, gp75, mda-7, тирозиназа и родственный тирозиназе белок. Примеры опухолеассоциированных антигенов включают, не ограничиваясь перечисленным, опухолевые антигены, происходящие от или содержащие любой один или более из р53, Ras, с-Мус, цитоплазматические серин/треонин киназы (например, A-Raf, B-Raf и C-Raf, циклинзависимые киназы), MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A6, MAGE-A10, MAGE-A12, MART-1, BAGE, DAM-6, -10, GAGE-1, -2, -8, GAGE-3, -4, -5, -6, -7В, NA88-A, MART-1, MC1R, Gp100, PSA, PSM, тирозиназы, TRP-1, TRP-2, ART-4, CAMEL, CEA, Cyp-B, hTERT, hTRT, iCE, MUC1, MUC2, фосфоинозитид 3-киназ (PI3K), TRK-рецепторов, PRAME, P15, RU1, RU2, SART-1, SART-3, антигена опухоли Вильмса (WT1), AFP, -катенина/m, каспазы-8/m, CEA, CDK-4/m, ELF2M, GnT-V, G250, HSP70-2M, HST-2, KIAA0205, MUM-1, MUM-2, MUM-3, миозина/m, RAGE, SART-2, TRP-2/INT2, 707-AP, аннексина II, CDC27/m, TPI/mbcr-ab1, BCR-ABL, регуляторного фактора интерферона 4 (IRF4), ETV6/AML, LDLR/FUT, Pml/RAR, опухолеассоциированного передатчика кальциевых сигналов 1 (TACSTD1) TACSTD2, рецепторных тирозинкиназ (например, рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) (в частности, EGFRvIII), рецептора тромбоцитарного фактора роста (PDGFR), рецептора фактора роста эндотелия сосудов (VEGFR)), цитоплазматических тирозинкиназ (например, src-семейства, семейства syk-ZAP70), интегрин-связанной киназы (ILK), передатчиков сигнала и активаторов транскрипции STAT3, STATS и STATE, факторов, индуцируемых гипоксией (например, HTF-1 и HTF-2), ядерного фактора каппа би (NF-B), рецепторов Notch (например, Notch 1-4), c-Met, мишеней рапамицина млекопитающих (mTOR), WNT, киназ, регулируемых внеклеточными сигналами (ERK) и их регуляторных субъединиц, PMSA, PR-3, MDM2, мезотелина, антигена почечно-клеточной карциномы 5Т4, SM22-альфа, карбоангидразы I (CAI) и IX (CAIX) (также известная как G250), STEAD, TEL/AML1, GD2, протеиназы-3, hTERT, точек разрыва транслокации при саркоме, EphA2, ML-IAP, ЕрСАМ, ERG (гибридный ген TMPRSS2 ETS), NA17, РАХ3, ALK, андрогенового рецептора, циклина-В1, полисиаловой кислоты, MYCN, RhoC, GD3, фукозила GM1, мезотелина, PSCA, sLe, PLAC1, GM3, BORIS, Tn, GLoboH, NY-BR-1, RGsS, SART3, STn, PAX5, OY-TES1, белка спермы 17, LCK, HMWMAA, AKAP-4, SSX2, XAGE 1, B7H3, легумаина, TLE2, Page4, MAD-CT-1, FAP, MAD-CT-2, fos-родственного антигена 1, CBX2, CLDN6, SPANX, TPTE, ACTL8, ANKRD30A, CDKN2A, MAD2L1, CTAG1B, SUNC1, LRRN1 и идиотипа.Tumor antigens include tumor antigens derived from cancers characterized by the expression of tumor-associated antigens, such as HER-/neu expression. Tumor-associated antigens of interest include lineage-specific tumor antigens such as melanocyte-melanoma lineage antigens MART-1/Melan-A, gp100, gp75, mda-7, tyrosinase and tyrosinase-related protein. Examples of tumor-associated antigens include, but are not limited to, tumor antigens derived from or containing any one or more of p53, Ras, c-Myc, cytoplasmic serine/threonine kinases (e.g., A-Raf, B-Raf, and C-Raf, cyclin-dependent kinases), MAGE-A1, MAGE-A2, MAGE-A3, MAGE-A4, MAGE-A6, MAGE-A10, MAGE-A12, MART-1, BAGE, DAM-6, -10, GAGE-1, -2 , -8, GAGE-3, -4, -5, -6, -7B, NA88-A, MART-1, MC1R, Gp100, PSA, PSM, tyrosinase, TRP-1, TRP-2, ART-4, CAMEL, CEA, Cyp-B, hTERT, hTRT, iCE, MUC1, MUC2, phosphoinositide 3-kinase (PI3K), TRK receptors, PRAME, P15, RU1, RU2, SART-1, SART-3, Wilms tumor antigen ( WT1), AFP, -catenin/m, caspase-8/m, CEA, CDK-4/m, ELF2M, GnT-V, G250, HSP70-2M, HST-2, KIAA0205, MUM-1, MUM-2, MUM-3, myosin/m, RAGE, SART-2, TRP-2/INT2, 707-AP, annexin II, CDC27/m, TPI/mbcr-ab1, BCR-ABL, interferon regulatory factor 4 (IRF4), ETV6 /AML, LDLR/FUT, Pml/RAR, tumor-associated calcium signal transducer 1 (TACSTD1) TACSTD2, receptor tyrosine kinases (eg, epidermal growth factor receptor (EGFR) (particularly EGFRvIII), platelet-derived growth factor receptor (PDGFR), factor receptor vascular endothelial growth factor (VEGFR)), cytoplasmic tyrosine kinases (e.g. src family, syk-ZAP70 family), integrin-linked kinase (ILK), signal transducers and transcriptional activators STAT3, STATS and STATE, hypoxia-inducible factors (e.g. HTF -1 and HTF-2), nuclear factor kappa bi (NF-B), Notch receptors (eg, Notch 1-4), c-Met, mammalian target of rapamycin (mTOR), WNT, extracellular signal-regulated kinases (ERK) and their regulatory subunits, PMSA, PR-3, MDM2, mesothelin, renal cell carcinoma antigen 5T4, SM22-alpha, carbonic anhydrase I (CAI) and IX (CAIX) (also known as G250), STEAD, TEL/AML1, GD2 , proteinase-3, hTERT, sarcoma translocation breakpoints, EphA2, ML-IAP, EpCAM, ERG (TMPRSS2 ETS hybrid gene), NA17, PAX3, ALK, androgen receptor, cyclin B1, polysialic acid, MYCN, RhoC, GD3 , fucosyl GM1, mesothelin, PSCA, sLe, PLAC1, GM3, BORIS, Tn, GLoboH, NY-BR-1, RGsS, SART3, STn, PAX5, OY-TES1, sperm protein 17, LCK, HMWMAA, AKAP-4, SSX2, XAGE 1, B7H3, legumain, TLE2, Page4, MAD-CT-1, FAP, MAD-CT-2, fos-related antigen 1, CBX2, CLDN6, SPANX, TPTE, ACTL8, ANKRD30A, CDKN2A, MAD2L1, CTAG1B , SUNC1, LRRN1 and idiotype.

Антигены могут включать эпитопные области или эпитопные пептиды, полученные из генов, мутированных в опухолевых клетках, или из генов, транскрибируемых в опухолевых клетках на иных уровнях по сравнению с нормальными клетками, таких как фермент теломераза, сурвивин, мезотелин, мутированный ras, перегруппировка bcr/abl, Her2/neu, мутированный или дикого типа р53, цитохром Р450 1В1 и патологически экспрессируемые интронные последовательности, такие как N-ацетилглюкозаминилтрансфераза-V; клональные перестройки генов иммуноглобулинов, генерирующие уникальные идиотипы при миеломе и В-клеточных лимфомах; опухолевые антигены, включающие эпитопные области или эпитопные пептиды, полученные из онковирусных процессов, такие как белки вируса папилломы человека Е6 и Е7; белок вируса Эпштейна-Барр LMP2; немутированные онкофетальные белки с избирательной опухолевой экспрессией, такие как карциноэмбриональный антиген и альфа-фетопротеин.Antigens may include epitope regions or epitope peptides derived from genes mutated in tumor cells or from genes transcribed in tumor cells at different levels compared to normal cells, such as the enzyme telomerase, survivin, mesothelin, mutated ras, bcr rearrangement abl, Her2/neu, mutated or wild-type p53, cytochrome P450 1B1 and pathologically expressed intronic sequences such as N-acetylglucosaminyltransferase-V; clonal rearrangements of immunoglobulin genes generating unique idiotypes in myeloma and B-cell lymphomas; tumor antigens including epitope regions or epitope peptides derived from oncoviral processes, such as human papillomavirus E6 and E7 proteins; Epstein-Barr virus protein LMP2; unmutated oncofetal proteins with selective tumor expression, such as carcinoembryonic antigen and alpha-fetoprotein.

В других вариантах осуществления антиген получен или происходит из патогенного микроорганизма или из условно-патогенного микроорганизма (также называемого в настоящей заявке микроорганизмом инфекционного заболевания), такого как вирус, грибок, паразит и бактерия. В отдельных вариантах осуществления антигены, происходящие из такого микроорганизма, включают полноразмерные белки.In other embodiments, the antigen is derived from or derived from a pathogenic microorganism or from an opportunistic microorganism (also referred to herein as an infectious disease microorganism), such as a virus, fungus, parasite, and bacterium. In certain embodiments, antigens derived from such a microorganism include full-length proteins.

- 25 046022- 25 046022

Иммунные эффекторные клетки.Immune effector cells.

Г емопоэтические клетки-предшественники.Hematopoietic progenitor cells.

PSC согласно настоящему изобретению, сконструированные для экспрессии антигенного рецептора, такого как CAR, могут быть дифференцированы в НРС способами, известными в данной области техники. В одном из способов CAR-PSC дифференцируют в CD34' НРС посредством направленной дифференцировки. В еще одном способе CAR-PSC дифференцируют в CD34+ НРС посредством прямого программирования.PSCs of the present invention engineered to express an antigen receptor such as a CAR can be differentiated into HPCs by methods known in the art. In one method, CAR-PSCs are differentiated into CD34' HPCs through directed differentiation. In yet another method, CAR-PSCs are differentiated into CD34+ HPCs through direct programming.

1. Направленная дифференцировка.1. Directed differentiation.

Отдельные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к дифференцировке CARPSC в НРС. CAR-PSC могут быть дифференцированы в НРС способами, известными в данной области техники, такими как описанные в патенте США № 8372642, включенном в настоящую заявку посредством ссылки. В одном из способов для стимуляции дифференцировки в гемопоэтические клетки могут быть использованы комбинации ВМР4, VEGF, лиганда Flt3, IL-3 и ГМ-КСФ. В отдельных вариантах осуществления последовательное воздействие на клеточные культуры первой среды для получения PSC для дифференцировки, второй среды, включающей ВМР4, VEGF и FGF, с последующим культивированием в третьей среде, включающей лиганд Flt3, SCF, TPO, IL-3, и IL-6, может обеспечить дифференцировку плюрипотентных клеток в HPC и гемопоэтические клетки. Вторая среда с определенным химическим составом также может содержать гепарин. Кроме того, включение FGF-2 (50 нг/мл) в среду, содержащую ВМР4 и VEGF, может повысить эффективность образования гемопоэтических клетокпредшественников из плюрипотентных клеток. Кроме того, включение ингибитора киназы гликогенсинтазы-3 (GSK3) (например, CHIR99021, BIO и SB-216763) в первую среду с определенным химическим составом может дополнительно усилить продукцию НРС.Certain embodiments of the present invention relate to the differentiation of CARPSCs into LPCs. CAR-PSCs can be differentiated into HPCs by methods known in the art, such as those described in US Pat. No. 8,372,642, incorporated herein by reference. In one method, combinations of BMP4, VEGF, Flt3 ligand, IL-3 and GM-CSF can be used to stimulate differentiation into hematopoietic cells. In certain embodiments, sequentially exposing cell cultures to a first medium to produce PSC differentiation, a second medium comprising BMP4, VEGF, and FGF, followed by culturing in a third medium comprising Flt3 ligand, SCF, TPO, IL-3, and IL-6 , can mediate the differentiation of pluripotent cells into HPCs and hematopoietic cells. A second chemically defined medium may also contain heparin. In addition, the inclusion of FGF-2 (50 ng/ml) in a medium containing BMP4 and VEGF can increase the efficiency of formation of hematopoietic progenitor cells from pluripotent cells. In addition, the inclusion of a glycogen synthase kinase-3 (GSK3) inhibitor (eg, CHIR99021, BIO, and SB-216763) in the chemically defined first medium can further enhance HPC production.

Как правило, дифференцировка плюрипотентных клеток в гемопоэтические клеткипредшественники может быть проведена с использованием определенных или неопределенных условий. Понятно, что определенные условия, как правило, предпочтительнее в вариантах осуществления, где полученные клетки предназначены для введения человеку. Гемопоэтические стволовые клетки могут происходить от плюрипотентных стволовых клеток в определенных условиях (например, с использованием среды TeSR), и гемопоэтические клетки могут быть получены из эмбриоидных телец, происходящих от плюрипотентных клеток. В других вариантах осуществления плюрипотентные клетки могут быть совместно культивированы на клетках ОР9 или мышиных эмбриональных фибробластах, а затем дифференцированы.In general, differentiation of pluripotent cells into hematopoietic progenitor cells can be accomplished using defined or undefined conditions. It will be understood that certain conditions are generally preferred in embodiments where the resulting cells are intended for administration to a human. Hematopoietic stem cells can be derived from pluripotent stem cells under certain conditions (eg, using TeSR medium), and hematopoietic cells can be derived from embryoid bodies derived from pluripotent cells. In other embodiments, pluripotent cells can be co-cultured on OP9 cells or mouse embryonic fibroblasts and then differentiated.

Плюрипотентным клеткам можно дать возможность образовать эмбриоидные тельца или агрегаты, как часть процесса дифференцировки. Образование эмбриоидных телец (ЕВ) или кластеров растущих клеток для индукции дифференцировки обычно включает агрегацию in vitro человеческих плюрипотентных стволовых клеток в ЕВ и позволяет спонтанно и случайным образом дифференцировать человеческие плюрипотентные стволовые клетки в различные типы тканей, образующих энтодерму, эктодерму и мезодерму. Таким образом, трехмерные ЕВ могут быть использованы для получения некоторой фракции гемопоэтических клеток и эндотелиальных клеток.Pluripotent cells can be allowed to form embryoid bodies or aggregates as part of the differentiation process. The formation of embryoid bodies (EBs) or clusters of growing cells to induce differentiation usually involves in vitro aggregation of human pluripotent stem cells into EBs and allows spontaneous and random differentiation of human pluripotent stem cells into various tissue types forming endoderm, ectoderm and mesoderm. Thus, three-dimensional EBs can be used to obtain a certain fraction of hematopoietic cells and endothelial cells.

ЕВ могут быть образованы по следующей методике. Недифференцированные iPSC, адаптированные к росту без фидера на покрытых MATRIGEL планшетах, могут быть собраны после достижения конфлюэнтности с помощью обработки 0,5 М ЭДТА в течение приблизительно 8-10 мин при комнатной температуре. ЭДТА аспирируют после инкубации, и ЕВ могут быть образованы путем сбора клеток в среде SFD, содержащей ингибитор rock или блеббистатин. Среда на следующий день может быть заменена на среду для дифференцировки ЕВ1, содержащую различные составы цитокинов. Клетки высевают с плотностью 0,25-0,5 миллиона клеток на мл, чтобы способствовать образованию агрегатов.EVs can be formed using the following procedure. Undifferentiated iPSCs adapted to feeder-free growth on MATRIGEL-coated plates can be harvested once confluent by treatment with 0.5 M EDTA for approximately 8-10 min at room temperature. EDTA is aspirated after incubation, and EBs can be generated by collecting cells in SFD containing rock inhibitor or blebbistatin. The medium can be replaced the next day with EB1 differentiation medium containing different cytokine compositions. Cells are seeded at a density of 0.25-0.5 million cells per ml to promote aggregate formation.

Для стимуляции образования агрегатов клетки могут быть перенесены в планшеты с низким уровнем прикрепления для инкубации в течение ночи в бессывороточной среде для дифференцировки (SFD), состоящей из 75% IMDM (Gibco), 25% модифицированной среды Хэма F12 (Cellgro) с добавлением 0,05% N2 и В-27 без добавок RA (ретиноевой кислоты), 200 мМ 1-глутамина, 0,05 мг/мл магниевой соли аскорбиновой кислоты-2-фосфата (Asc 2-P) (WAKO) и 4,5х10-4 MTG. На следующий день клетки могут быть собраны из каждой лунки и центрифугированы. Затем клетки могут быть повторно суспендированы в среде для дифференцировки ЕВ, состоящей из минимальной среды SFD с добавлением приблизительно 50 нг/мл костного морфогенетического фактора (ВМР4), приблизительно 50 нг/мл фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и 50 нг/мл zb FGF в течение первых четырех дней дифференцировки. Клетки питают наполовину каждые 48 ч. На пятый день дифференцировки среду заменяют второй средой, состоящей из среды SFD с добавлением 50 нг/мл фактора стволовых клеток (SCF), приблизительно 50 нг/мл лиганда Flt-3 (Flt-3L), 50 нг/мл интерлейкина-6 (IL-6), 50 нг/мл интерлейкина-3 (IL-3), 50 нг/мл тромбопоэитина (ТРО). Клетки питают наполовину каждые 48 ч свежими средами для дифференцировки. Смены сред проводят путем центрифугирования культур дифференцировки при 300 g в течение 5 мин и аспирации половины объема от культур дифференцировки и замены его свежей средой. В отдельных вариантах осуществления среда для дифференцировки ЕВ может включать ВМР4 (например, приблизительно 50 нг/мл), VEGF (например, приблизительно 50 нг/мл) и, необязательно, FGF-2 (напри- 26 046022 мер, приблизительно 25-75 нг/мл или приблизительно 50 нг/мл). Супернатант может быть аспирирован и заменен свежей средой для дифференцировки. В качестве альтернативы, клетки можно питать наполовину каждые два дня свежей средой. Клетки могут быть собраны в разные моменты времени в ходе дифференцировки.To stimulate aggregate formation, cells can be transferred to low-attachment plates for overnight incubation in serum-free differentiation medium (SFD) consisting of 75% IMDM (Gibco), 25% modified Ham's medium F12 (Cellgro) supplemented with 0. 05% N2 and B-27 without RA (retinoic acid) additives, 200 mM l-glutamine, 0.05 mg/ml magnesium salt of ascorbic acid-2-phosphate (Asc 2-P) (WAKO) and 4.5x10 -4 MTG. The next day, cells can be collected from each well and centrifuged. The cells can then be resuspended in EB differentiation medium consisting of SFD minimal medium supplemented with approximately 50 ng/ml bone morphogenetic factor (BMP4), approximately 50 ng/ml vascular endothelial growth factor (VEGF) and 50 ng/ml zb FGF during the first four days of differentiation. Cells are fed halfway every 48 hours. On the fifth day of differentiation, the medium is replaced with a second medium consisting of SFD medium supplemented with 50 ng/ml stem cell factor (SCF), approximately 50 ng/ml Flt-3 ligand (Flt-3L), 50 ng /ml interleukin-6 (IL-6), 50 ng/ml interleukin-3 (IL-3), 50 ng/ml thrombopoietin (TPO). Cells are fed halfway every 48 h with fresh differentiation media. Media changes are carried out by centrifuging the differentiation cultures at 300 g for 5 minutes and aspirating half the volume from the differentiation cultures and replacing it with fresh medium. In certain embodiments, the EB differentiation medium may include BMP4 (eg, about 50 ng/ml), VEGF (eg, about 50 ng/ml), and optionally FGF-2 (eg, about 25-75 ng /ml or approximately 50 ng/ml). The supernatant can be aspirated and replaced with fresh differentiation medium. Alternatively, the cells can be fed half every two days with fresh medium. Cells can be collected at different times during differentiation.

НРС могут быть культивированы из плюрипотентных стволовых клеток с использованием среды с определенным химическим составом. Способы дифференцировки плюрипотентных клеток в гемопоэтические CD34+ стволовые клетки с использованием сред с определенным химическим составом описаны, например, в заявке на патент США 12/715136, полностью включенной посредством ссылки. Подразумевается, что эти способы могут быть использованы в настоящем изобретении.HPCs can be cultured from pluripotent stem cells using a chemically defined medium. Methods for differentiating pluripotent cells into hematopoietic CD34+ stem cells using chemically defined media are described, for example, in US patent application 12/715136, incorporated by reference in its entirety. It is intended that these methods may be used in the present invention.

Например, среда с определенным химическим составом может быть использована для индукции дифференцировки в гемопоэтические CD34+ клетки. Среда с определенным химическим составом может содержать факторы роста ВМР4, VEGF, лиганд Flt3, IL-3 и/или ГМ-КСФ. Плюрипотентные клетки могут быть культивированы в первой среде с определенным химическим составом, содержащей ВМР4, VEGF и, необязательно, FGF-2, с последующим культивированием во второй среде, содержащей либо (лиганд Flt3, IL-3 и ГМ-КСФ), либо (лиганд Flt3, IL-3, IL-6 и ТРО). Первая и вторая среды также могут содержать один или более из SCF, IL-6, Г-КСФ, ЕРО, FGF-2 и/или ТРО. Условия значительной гипоксии (например, менее 20% O2) могут дополнительно способствовать гемопоэтической или эндотелиальной дифференцировке.For example, a chemically defined medium can be used to induce differentiation into hematopoietic CD34+ cells. The chemically defined medium may contain growth factors BMP4, VEGF, Flt3 ligand, IL-3 and/or GM-CSF. Pluripotent cells can be cultured in a chemically defined first medium containing BMP4, VEGF and optionally FGF-2, followed by culture in a second medium containing either (Flt3 ligand, IL-3 and GM-CSF) or ( Flt3, IL-3, IL-6 and TPO). The first and second media may also contain one or more of SCF, IL-6, G-CSF, EPO, FGF-2 and/or TPO. Conditions of significant hypoxia (eg, less than 20% O2) may further promote hematopoietic or endothelial differentiation.

Клетки могут быть по существу отделены друг от друга с помощью механических или ферментативных средств (например, с использованием трипсина или TrypLE™). В среду также может быть включен ингибитор ROCK (например, H1152 или Y-27632). Подразумевается, что эти подходы могут быть автоматизированы с использованием, например, робототехнической автоматизации.Cells can be substantially separated from each other by mechanical or enzymatic means (eg, using trypsin or TrypLE™). A ROCK inhibitor (eg, H1152 or Y-27632) may also be included in the medium. It is understood that these approaches can be automated using, for example, robotic automation.

В отдельных вариантах осуществления условия значительной гипоксии могут быть использованы для стимуляции дифференцировки плюрипотентных клеток в гемопоэтические клетки-предшественники. Как будет понятно специалисту в данной области техники, содержание кислорода в атмосфере менее приблизительно 20,8% будет считаться гипоксическим. Человеческие клетки в культуре могут расти в условиях атмосферы с пониженным содержанием кислорода по сравнению с окружающим воздухом. Эта относительная гипоксия может быть достигнута путем уменьшения содержания кислорода в атмосфере, контактирующей с культуральными средами. Эмбриональные клетки обычно развиваются in vivo в условиях пониженного содержания кислорода, обычно от приблизительно 1% до приблизительно 6% кислорода в атмосфере, с содержанием углекислого газа на уровне окружающей среды. Без привязки к какойлибо конкретной теории полагают, что условия гипоксии могут имитировать аспект определенных условий эмбрионального развития. Как показано в приведенных ниже примерах, условия гипоксии могут быть использованы в отдельных вариантах осуществления для стимуляции дополнительной дифференцировки плюрипотентных клеток, таких как iPSC или hESC, в более дифференцированный тип клеток, такой как НРС.In certain embodiments, conditions of significant hypoxia can be used to stimulate the differentiation of pluripotent cells into hematopoietic progenitor cells. As will be understood by one skilled in the art, an oxygen content in the atmosphere of less than about 20.8% would be considered hypoxic. Human cells in culture can grow in an atmosphere with a reduced oxygen content compared to the surrounding air. This relative hypoxia can be achieved by reducing the oxygen content in the atmosphere in contact with the culture media. Embryonic cells typically develop in vivo under conditions of reduced oxygen, typically from about 1% to about 6% oxygen in the atmosphere, with carbon dioxide at ambient levels. Without being bound by any particular theory, it is believed that hypoxic conditions may mimic an aspect of certain conditions of embryonic development. As shown in the examples below, hypoxic conditions can be used in certain embodiments to promote further differentiation of pluripotent cells, such as iPSC or hESC, into a more differentiated cell type, such as HPC.

Следующие условия гипоксии могут быть использованы для стимуляции дифференцировки плюрипотентных клеток в гемопоэтические клетки-предшественники. В отдельных вариантах осуществления содержание кислорода в атмосфере, составляющее менее приблизительно 20%, менее приблизительно 19%, менее приблизительно 18%, менее приблизительно 17%, менее приблизительно 16%, менее приблизительно 15%, менее приблизительно 14% менее приблизительно 13%, менее приблизительно 12%, менее приблизительно 11%, менее приблизительно 10%, менее приблизительно 9%, менее приблизительно 8%, менее приблизительно 7%, менее приблизительно 6%, менее приблизительно 5%, приблизительно 5%, приблизительно 4%, приблизительно 3%, приблизительно 2% или приблизительно 1%, может быть использовано для стимуляции дифференцировки в гемопоэтические клетки-предшественники. В отдельных вариантах гипоксическая атмосфера содержит приблизительно 5% газообразного кислорода.The following hypoxic conditions can be used to stimulate the differentiation of pluripotent cells into hematopoietic progenitor cells. In certain embodiments, an atmospheric oxygen content of less than about 20%, less than about 19%, less than about 18%, less than about 17%, less than about 16%, less than about 15%, less than about 14% less than about 13%, less less than about 12%, less than about 11%, less than about 10%, less than about 9%, less than about 8%, less than about 7%, less than about 6%, less than about 5%, about 5%, about 4%, about 3% , about 2% or about 1%, can be used to stimulate differentiation into hematopoietic progenitor cells. In some embodiments, the hypoxic atmosphere contains approximately 5% oxygen gas.

Независимо от того, какая конкретная среда используется в любом данном размножении гемопоэтических клеток-предшественников, в используемую среду предпочтительно добавляют по меньшей мере один цитокин в концентрации от приблизительно 0,1 нг/мл до приблизительно 500 нг/мл, чаще от 10 нг/мл до 100 нг/мл.Regardless of the specific medium used in any given expansion of hematopoietic progenitor cells, at least one cytokine is preferably added to the medium used at a concentration of from about 0.1 ng/ml to about 500 ng/ml, more often from 10 ng/ml up to 100 ng/ml.

Подходящие цитокины включают, не ограничиваясь перечисленным, лиганд c-kit (KL) (также называемый стальным фактором (StI), фактором роста тучных клеток (MGF) и фактором стволовых клеток (SCF)), IL-6, Г-КСФ, IL-3, ГМ-КСФ, IL-1a, IL-11 MIP-1a, LIF, лиганд c-mpl/TPO и лиганд flk2/flk3 (Flt2L или Flt3L). В частности, культура будет включать по меньшей мере один из SCF, Flt3L и ТРО. Более конкретно, культура будет включать SCF, Flt3L и ТРО.Suitable cytokines include, but are not limited to, c-kit ligand (KL) (also called steel factor (StI), mast cell growth factor (MGF) and stem cell factor (SCF)), IL-6, G-CSF, IL- 3, GM-CSF, IL-1a, IL-11 MIP-1a, LIF, c-mpl/TPO ligand and flk2/flk3 ligand (Flt2L or Flt3L). In particular, the culture will include at least one of SCF, Flt3L and TPO. More specifically, the culture will include SCF, Flt3L and TPO.

В одном из вариантов осуществления цитокины содержатся в носителе и пополняются посредством перфузии среды. В качестве альтернативы, при использовании биореакторной системы цитокины могут быть добавлены отдельно, без перфузии среды, в виде концентрированного раствора через отдельные впускные отверстия. Когда цитокины добавляют без перфузии, их, как правило, добавляют в биореакторы в виде 10х-100х раствора в количестве, равном от одной десятой до 1/100 объема, со свежими цитокинами, добавляемыми приблизительно каждые 2-4 дня. Кроме того, свежие концентрированные цито- 27 046022 кины также могут быть по отдельности добавлены в дополнение к цитокинам в перфузированной среде.In one embodiment, the cytokines are contained in the media and are replenished by perfusion of the medium. Alternatively, when using a bioreactor system, cytokines can be added separately, without perfusion of the medium, as a concentrated solution through separate inlets. When cytokines are added without perfusion, they are typically added to bioreactors as a 10x to 100x solution in an amount equal to one tenth to 1/100th the volume, with fresh cytokines added approximately every 2 to 4 days. Additionally, fresh concentrated cytokines can also be added individually to complement the cytokines in the perfused medium.

В некоторых вариантах осуществления HPC демонстрируют нарушение метил-CpG-связывающего белка 2 (МеСР2), и их культивируют в условиях, способствующих миелоидной дифференцировке или лимфоидной дифференцировке. В некоторых аспектах HPC экспрессируют нефункциональный МеСР2, который по существу не связывается с метилированной ДНК. В отдельных аспектах HPC не экспрессируют МеСР2 на уровнях, достаточных для воздействия на активность связывания ДНК МеСР2. В частных аспектах МеСР2 не функционирует вследствие усечения или мутации в гене МеСР2. В некоторых аспектах получение HPC, демонстрирующих нарушение МеСР2, включает приведение НРС в контакт с миРНК, малой РНК, образующей шпильки, или низкомолекулярным ингибитором МеСР2.In some embodiments, HPCs exhibit methyl-CpG binding protein 2 (MeCP2) disruption and are cultured under conditions that promote myeloid differentiation or lymphoid differentiation. In some aspects, HPCs express nonfunctional MeCP2 that does not substantially bind to methylated DNA. In certain aspects, HPCs do not express MeCP2 at levels sufficient to affect MeCP2 DNA binding activity. In particular, MeCP2 does not function due to a truncation or mutation in the MeCP2 gene. In some aspects, generating HPCs exhibiting MeCP2 disruption involves contacting the HPCs with siRNA, small hairpin RNA, or a small molecule inhibitor of MeCP2.

(i) Пример способа 3D дифференцировки.(i) An example of a 3D differentiation method.

Пример способа дифференцировки PSC в НРС включает поддержание в условиях без фидера, например, на покрытых MATRIGEL™ или витронектином планшетах в среде Essential 8 (Е8). Агрегаты получают из PSC, в частности, из субконфлюэнтных, например, при <80% конфлюэнтности), при плотности 0,5-1 миллиона клеток на мл в среде Essential 3 (Е3) (например, содержащей только 3 из 8 компонентов среды Е8: DMEM/минимальная среда F12, аскорбиновая кислота (например, 100-500 мкМ), 2фосфат магния и селенит натрия) с добавлением 50 нг/мл FGF2, 50 нг/мл VEGF, 2 мкМ CHIR99021 (ингибитор GSK-3) и блеббистатина (ингибитор миозина-II) (например, 2-10 мкМ, например, 10 мкМ)). Образование агрегатов и последующие стадии проводят в течение 24-часового культивирования в колбах со сверхнизким прикреплением (ULA) при постоянном перемешивании.An example method for differentiating PSCs into HPCs involves maintenance under feeder-free conditions, for example, on MATRIGEL™ or vitronectin-coated plates in Essential 8 (E8) media. Aggregates are prepared from PSCs, particularly those that are subconfluent, e.g. <80% confluent), at a density of 0.5-1 million cells per ml in Essential 3 (E3) medium (e.g. containing only 3 of the 8 components of E8 medium: DMEM/minimal medium F12, ascorbic acid (e.g. 100-500 µM), magnesium 2phosphate and sodium selenite) supplemented with 50 ng/ml FGF2, 50 ng/ml VEGF, 2 µM CHIR99021 (GSK-3 inhibitor) and blebbistatin (inhibitor myosin-II) (eg 2-10 µM, eg 10 µM)). Aggregate formation and subsequent steps are carried out during 24-hour cultivation in ultra-low attachment (ULA) flasks with constant stirring.

Образовавшиеся клеточные агрегаты (т.е. ЕВ) затем переносят в бессывороточную среду для дифференцировки (например, 50% IMDM, 50% среды Хэма F12, 100 мкг/мл поливинилового спирта, 100 мкг/мл рекомбинантного человеческого сывороточного альбумина, 1х добавки заменимых аминокислот (Invitrogen), 0,1x добавки липидов определенного химического состава (Invitrogen), 125 мкМ магниевой соли аскорбиновой кислоты-2-фосфата, 0,25 мкМ линолевой кислоты, добавки микроэлементов А (0,3х), В (0,2х) и С (0,1х) (Corning), 5 мМ хлорида натрия, 100 мкМ монотиоглицерина, 20 мкМ этаноламина, 100 нг/мл гепарина и 10 нг/мл IGF1) с добавлением цитокинов, индуцирующих гемопоэтическую мезодерму: 25 нг/мл ВМР4, 50 мг/мл VEGF и 50 нг/мл FGF2. Культивирование продолжают, например, в течение 4 дней, с полной сменой среды на второй день.The resulting cellular aggregates (i.e., EBs) are then transferred to serum-free differentiation medium (e.g., 50% IMDM, 50% Ham's F12 medium, 100 μg/ml polyvinyl alcohol, 100 μg/ml recombinant human serum albumin, 1x nonessential amino acid supplement (Invitrogen), 0.1x Chemically Specified Lipid Supplement (Invitrogen), 125 µM Magnesium Ascorbic Acid-2-Phosphate, 0.25 µM Linoleic Acid, Micronutrient Supplements A (0.3x), B (0.2x) and C (0.1x) (Corning), 5 mM sodium chloride, 100 μM monothioglycerol, 20 μM ethanolamine, 100 ng/ml heparin and 10 ng/ml IGF1) with the addition of hematopoietic mesoderm-inducing cytokines: 25 ng/ml BMP4, 50 mg/ml VEGF and 50 ng/ml FGF2. Cultivation is continued, for example, for 4 days, with a complete change of medium on the second day.

Для поддержания дифференцировки и размножения гемопоэтических CD34' предшественников клеточные агрегаты затем переносят в бессывороточную среду для дифференцировки (как указано выше) с добавлением гемопоэтических поддерживающих цитокинов, например, 50 нг/мл SCF, 20 мг/мл ТРО, 10 нг/мл FLT3L, 20 нг/мл IL-3 и 25 нг/мл ВМР4. Культивирование продолжают, например, в течение 4 дней, с полной сменой среды на второй день.To support differentiation and expansion of hematopoietic CD34' progenitors, cell aggregates are then transferred to serum-free differentiation medium (as above) supplemented with hematopoietic support cytokines, e.g., 50 ng/ml SCF, 20 mg/ml TPO, 10 ng/ml FLT3L, 20 ng/ml IL-3 and 25 ng/ml BMP4. Cultivation is continued, for example, for 4 days, with a complete change of medium on the second day.

Культуры собирают после процесса дифференцировки, например, спустя 9 дней. Суспензию отдельных клеток получают путем расщепления дифференцированных клеточных агрегатов, например, аккутазой. Выделенные CD34+ клетки, например, выделенные с помощью MACS, затем высевают в культуры для дифференцировки T/NK или криоконсервируют для последующего использования в течение 1 ч после выделения.Cultures are harvested after the differentiation process, for example after 9 days. A suspension of individual cells is obtained by digestion of differentiated cell aggregates, for example, with accutase. Isolated CD34+ cells, such as those isolated by MACS, are then plated into T/NK differentiation cultures or cryopreserved for later use within 1 hour of isolation.

(i) Пример способа 2D дифференцировки.(i) An example of a 2D differentiation method.

В альтернативном примере способа PSC подвергают методике 2D дифференцировки для получения HPC. Сначала PSC акклиматизируют к условиям гипоксии, например, на протяжении 5-10 пассажей, в отсутствие фидера, например, на покрытии MATRJGEL™ или витронектином в среде Essential 8 (Е8). PSC отделяют друг от друга и высевают на 6-луночные планшеты, покрытые PureCoat Amine (Corning Inc.) при плотности 25000/см в присутствии бессывороточной среды с определенным химическим составом (SFD) с добавлением 5 мкМ блеббистатина (например, 2-10 мкМ, например, 10 мкМ). Минимальная среда SFD может содержать 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (с глутамином и 25 мМ HEPES+P/S), 25% среды Хэма F12 (Mediatech 10-080-CV), 0,5% добавки N2 (Invitrogen 17502-048), 1% добавки В27 без ретиноевой кислоты (Invitrogen 12587-010, 0,05% BSA, 50 мкг/мл аскорбиновой кислоты и 4,5 х 10-4 М монотиоглицерина с добавлением 50 нг/мл ВМР-4, VEGF и bFGF.In an alternative example of the method, PSCs are subjected to a 2D differentiation technique to produce HPCs. First, PSCs are acclimated to hypoxic conditions, for example, for 5-10 passages, in the absence of a feeder, for example, coated with MATRJGEL™ or vitronectin in Essential 8 (E8) medium. PSCs are separated from each other and plated on 6-well plates coated with PureCoat Amine (Corning Inc.) at a density of 25,000/cm in the presence of serum-free, chemically defined medium (SFD) supplemented with 5 μM blebbistatin (e.g., 2-10 μM, for example 10 µM). SFD minimal media may contain 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (with glutamine and 25 mM HEPES+P/S), 25% Ham's F12 medium (Mediatech 10-080-CV), 0.5% N2 supplement (Invitrogen 17502 -048), 1% B27 supplement without retinoic acid (Invitrogen 12587-010, 0.05% BSA, 50 µg/ml ascorbic acid and 4.5 x 10-4 M monothioglycerol with added 50 ng/ml BMP-4, VEGF and bFGF.

Индукцию гемопоэтической дифференцировки начинают на 1-й день путем культивирования, например, в минимальной среде SFD, содержащей 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (с глутамином и 25 мМ HEPES+P/S), 25% среды Хэма F12 (Mediatech 10-080-CV), 0,5% добавки N2 (Invitrogen 17502-048), 1% добавки В27 без ретиноевой кислоты (Invitrogen 12587-010), 0,05% BSA, 50 мкг/мл аскорбиновой кислоты и 4,5 х 10-4 М монотиоглицерина с добавлением 50 нг/мл ВМР4, VEGF и bFGF. На 2 день среду аспирируют и клетки помещают в свежую среду ЕВ1 (например, минимальную среду SFD, содержащую 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (с глутамином и 25 мМ HEPES+P/S), 25% среды Хэма F12 (Mediatech 10-080-CV), 0,5% добавки N2 (Invitrogen 17502-048), 1% добавки В27 без ретиноевой кислоты (Invitrogen 12587-010, 0,05% BSA, 50 мкг/мл аскорбиновой кислоты и 4,5 х 10-4 М монотиоглицерина с добавлением 50 нг/мл ВМР-4, VEGF и bFGF, еще на 48 ч.Induction of hematopoietic differentiation begins on day 1 by culturing, for example, in SFD minimal medium containing 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (with glutamine and 25 mM HEPES+P/S), 25% Ham's F12 medium (Mediatech 10 -080-CV), 0.5% N2 Supplement (Invitrogen 17502-048), 1% B27 Supplement Without Retinoic Acid (Invitrogen 12587-010), 0.05% BSA, 50 mcg/ml Ascorbic Acid, and 4.5 x 10-4 M monothioglycerol with the addition of 50 ng/ml BMP4, VEGF and bFGF. On day 2, the medium is aspirated and the cells are placed in fresh EB1 medium (e.g. SFD minimal medium containing 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (with glutamine and 25 mM HEPES+P/S), 25% Ham's F12 medium (Mediatech 10 -080-CV), 0.5% N2 supplement (Invitrogen 17502-048), 1% B27 supplement without retinoic acid (Invitrogen 12587-010, 0.05% BSA, 50 mcg/ml ascorbic acid and 4.5 x 10 -4 M monothioglycerol with the addition of 50 ng/ml BMP-4, VEGF and bFGF, for another 48 hours.

На 5-10 дни среды аспирируют и помещают клетки в среду ЕВ2 на следующие 48 ч. Среда ЕВ2 может содержать свежую минимальную среду SFD, содержащую 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (с глу- 28 046022 тамином и 25 мМ HEPES+P/S), 25% среды Хэма F12 (Mediatech 10-080-CV), 0,5% добавки N2 (Invitrogen 17502-048), 1% добавки В27 без ретиноевой кислоты (Invitrogen 12587-010, 0,05% BSA, 50 мкг/мл аскорбиновой кислоты и 4,5 х 10-4 М монотиоглицерина с добавлением 50 нг/мл лиганда Flt-3, IL-3, IL-6, SCF и ТРО, каждый в концентрации 50 нг/мл, и 5000 ЕД/мл гепарина. Клетки собирают на 7, 8, 9, 10 день дифференцировки с использованием TrypLE и окрашивают на присутствие маркеров НРС и лимфоидных предшественников.On days 5-10, the media is aspirated and the cells are placed in EB2 medium for the next 48 hours. EB2 medium may contain fresh SFD minimal medium containing 75% IMDM (Invitrogen 12200-069) (with glutamine and 25 mM HEPES+P /S), 25% Ham's F12 Medium (Mediatech 10-080-CV), 0.5% N2 Supplement (Invitrogen 17502-048), 1% Retinoic Acid Free B27 Supplement (Invitrogen 12587-010, 0.05% BSA, 50 µg/ml ascorbic acid and 4.5 x 10-4 M monothioglycerol with the addition of 50 ng/ml Flt-3 ligand, IL-3, IL-6, SCF and TPO, each at a concentration of 50 ng/ml, and 5000 units /ml heparin Cells were harvested on days 7, 8, 9, 10 of differentiation using TrypLE and stained for the presence of HPC and lymphoid progenitor markers.

2. Прямое программирование.2. Direct programming.

Отдельные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к получению НРС путем прямого программирования CAR-PSC посредством экспрессии комбинации генов программирования, важных для дифференцировки/функционирования гемопоэтических клеток. В одном из способов PSC модифицируют для экспрессии по меньшей мере трех генов программирования гемопоэтических предшественников, таких как ген ETS (например, ЕТС2 или ERG), ген гемопоэтического развития (например, GATA2) и ген гомеобокса (например, НОХА9), как описано в заявке PCT/US2016/057893, полностью включенной в настоящую заявку посредством ссылки. В частных аспектах гены ETV2/ERG, GATA2 и НОХА9 совместно экспрессируются одним вектором, таким как индуцибельный вектор PiggyBac, с использованием двунаправленного промотора Tight, который трансфицируют в CAR-PSC.Certain embodiments of the present invention relate to the production of HPCs by directly programming CAR-PSCs through expression of a combination of programming genes important for hematopoietic cell differentiation/function. In one method, the PSC is modified to express at least three hematopoietic progenitor programming genes, such as an ETS gene (eg, ETC2 or ERG), a hematopoietic development gene (eg, GATA2), and a homeobox gene (eg, HOXA9), as described in the application. PCT/US2016/057893, which is incorporated herein by reference in its entirety. In particular aspects, the ETV2/ERG, GATA2 and HOXA9 genes are co-expressed by a single vector, such as the PiggyBac inducible vector, using a bidirectional Tight promoter, which is transfected into CAR-PSCs.

Кроме того, EGH-CAR-PSC могут быть дополнительно модифицированы для экспрессии дополнительных генов для потенциала долгосрочной трансплантации. Примеры генов включают HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1, НОХА4, ZNF414, KLF4, ZNF131, BCL2, ETV6, ZNF350 и/или RBAK. Например, PSC могут быть трансфицированы одним или более векторами для экспрессии HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1 и НОХА4.In addition, EGH-CAR-PSCs can be further modified to express additional genes for long-term transplantation potential. Examples of genes include HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1, HOXA4, ZNF414, KLF4, ZNF131, BCL2, ETV6, ZNF350 and/or RBAK. For example, PSCs can be transfected with one or more vectors to express HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1 and HOXA4.

Предпочтительно гены ETV2/GAT2/HOXA9 экспрессируются только в течение периода времени, достаточного для прямого программирования PSC в гемопоэтические клетки-предшественники. Соответственно, гены программирования гемопоэтических предшественников могут находиться под контролем индуцибельного промотора. Таким образом, экспрессия генов программирования гемопоэтических предшественников может быть индуцирована в PSC в течение периода времени, достаточного для прямого программирования в многолинейные гемопоэтические клетки-предшественники. Период времени может составлять от приблизительно 1 дня до приблизительно 20 дней, например, приблизительно 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 дней. В качестве альтернативы, гены программирования гемопоэтических предшественников могут быть введены в PSC посредством эписомального вектора. Таким образом, гены программирования гемопоэтических предшественников могут быть временно экспрессированы в PSC.Preferably, the ETV2/GAT2/HOXA9 genes are expressed only for a period of time sufficient to directly program PSCs into hematopoietic progenitor cells. Accordingly, genes for programming hematopoietic progenitors may be under the control of an inducible promoter. Thus, expression of hematopoietic progenitor programming genes can be induced in PSCs for a period of time sufficient to allow direct programming into multilineage hematopoietic progenitor cells. The time period can be from about 1 day to about 20 days, such as about 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 days. Alternatively, hematopoietic progenitor programming genes can be introduced into PSCs via an episomal vector. Thus, hematopoietic progenitor programming genes may be transiently expressed in PSCs.

Дифференцировка лимфоидных клеток.Differentiation of lymphoid cells.

Затем НРС могут быть дополнительно дифференцированы в лимфоидные клетки, включая Тклетки, NK-клетки и Т-/NK-клетки. В некоторых аспектах НРС в ходе дифференцировки выделяют на 712 день, например, на 8-11 день, для дифференцировки в лимфоидные клетки. НРС на этой стадии могут быть идентифицированы по экспрессии CD34 и CD43. Кроме того, НРС с лимфоидным потенциалом могут экспрессировать CD144, DLL4, CD7 и CD235 на низких уровнях, которые снижаются на 11-й день, что указывает на то, что определенный пороговый уровень экспрессии этих маркеров необходим для дифференцировки первичных клеток в лимфоидные клетки в присутствии DLL4.HPCs can then be further differentiated into lymphoid cells, including T cells, NK cells, and T/NK cells. In some aspects, HPCs during differentiation are isolated at day 712, for example, days 8-11, to differentiate into lymphoid cells. NPCs at this stage can be identified by the expression of CD34 and CD43. In addition, HPCs with lymphoid potential can express CD144, DLL4, CD7, and CD235 at low levels, which decrease at day 11, indicating that a certain threshold level of expression of these markers is required for primary cells to differentiate into lymphoid cells in the presence of DLL4.

В некоторых аспектах НРС, выделенные на 7-11 день, например, на 7 день, 8 день, 9 день, 10 день или 11 день процесса дифференцировки, могут быть дифференцированы в лимфоидные клетки, такие как Т- и NK-клетки. В некоторых аспектах сроки происхождения лимфоидных предшественников совпадают со снижением количества гемоэндотелиальных предшественников и появлением эритроидных предшественников в ходе дифференцировки НРС. В частных аспектах НРС на 9 день могут обладать повышенной эффективностью генерирования Т-клеток. НРС, способные к лимфоидной дифференцировке, могут быть выделены и/или идентифицированы по экспрессии определенных маркеров. Например, клетки с поверхностной экспрессией CD34 и/или CD43, в частности, экспрессирующие как CD34, так и CD43, могут быть отобраны для лимфоидной дифференцировки, например, с помощью сортировки MACS.In some aspects, NPCs isolated on days 7-11, eg, day 7, day 8, day 9, day 10, or day 11 of the differentiation process, can be differentiated into lymphoid cells such as T and NK cells. In some aspects, the timing of the origin of lymphoid progenitors coincides with the decline in hematoendothelial progenitors and the emergence of erythroid progenitors during HPC differentiation. In particular aspects, NPCs on day 9 may have increased efficiency in generating T cells. NPCs capable of lymphoid differentiation can be isolated and/or identified by the expression of certain markers. For example, cells with surface expression of CD34 and/or CD43, in particular those expressing both CD34 and CD43, can be selected for lymphoid differentiation, for example, using MACS sorting.

Дополнительные маркеры для обнаружения лимфоидных предшественников включают DLL4, CD144, CD31, CD34, CD43b. CD45lo/-, CD235, CD7, Flk-1, APNLR. В частных аспектах для идентификации лимфоидных предшественников используют присутствие популяций, двойных положительных по CD34/CD7, CD235/CD7, DLL4/CD34, DLL4/CD31, DLL4/CD144 или CD34/CD4310. Экспрессия CD144 на НРС совмещается с CD31, CD34 и DLL4. Экспрессия CD7 на НРС совмещается с CD235, CD34 и CD43. Следовательно, НРС, совместно экспрессирующие CD144 и CD7, демонстрируют предшественники захвата с лимфоидным потенциалом, экспрессирующие мембраносвязанный лиганд notch (DLL4) вместе с гемоэндотелиальными маркерами, и создают фенотипическую сигнатуру для появляющихся лимфоидных предшественников, способных генерировать линии определяющего гемопоэза in vitro. В частных аспектах НРС могут быть дополнительно отсортированы на клетки с повышенным лимфоидным потенциалом путем сортировки поверхностных маркеров, включая CD31, CD34, CD144, CD43, CD45, CD6, CD335, Flk-1 и DLL4. В некоторых аспектах фракции НРС, положительные на CCD31, CD34, CD144, CD43, CD45, CD6, CD335, Flk-1 и DLL4, дифференцируют в лимфоидные клетки. В частных аспектах CD144/CD7-положительные фракции НРС дифференцируют в лимфоидные клетки.Additional markers for detecting lymphoid progenitors include DLL4, CD144, CD31, CD34, CD43b . CD45 lo/- , CD235, CD7, Flk-1, APNLR. In particular, the presence of populations double positive for CD34/CD7, CD235/CD7, DLL4/CD34, DLL4/CD31, DLL4/CD144 or CD34/CD43 is used to identify lymphoid progenitors 10 . The expression of CD144 on NPCs co-occurs with CD31, CD34 and DLL4. The expression of CD7 on NPCs co-occurs with CD235, CD34 and CD43. Therefore, HPCs coexpressing CD144 and CD7 exhibit lymphoid-potential uptake progenitors expressing membrane-bound notch ligand (DLL4) along with hematoendothelial markers and provide a phenotypic signature for emerging lymphoid progenitors capable of generating hematopoiesis-defining lineages in vitro. In particular, HPCs can be further sorted into cells with increased lymphoid potential by sorting for surface markers, including CD31, CD34, CD144, CD43, CD45, CD6, CD335, Flk-1 and DLL4. In some aspects, fractions of HPCs positive for CCD31, CD34, CD144, CD43, CD45, CD6, CD335, Flk-1, and DLL4 differentiate into lymphoid cells. In particular aspects, CD144/CD7-positive HPC fractions differentiate into lymphoid cells.

- 29 046022- 29 046022

НРС могут быть культивированы в определенных условиях без фидера для лимфоидной дифференцировки. Культуральная среда может содержать один или более компонентов матрикса, таких как RetroNectin, фибронектин или пептид RGD. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, полагают, что компонент матрикса может обеспечить твердую опору для роста эмбриональных стволовых клеток. В отдельных вариантах осуществления компонент матрикса может быть нанесен на поверхность для культивирования и находиться в контакте с культуральной средой перед посевом клеток в среду. Например, клетки могут быть культивированы в среде с определенным химическим составом (например, среде TeSR) на планшетах, покрытых фибронектином или MATRIGEL™, до механического разделения клеток на сгустки или одиночные клетки и индукции дифференцировки в гемопоэтические клеткипредшественники.NPCs can be cultured under certain conditions without a feeder for lymphoid differentiation. The culture medium may contain one or more matrix components such as RetroNectin, fibronectin or RGD peptide. Without being limited to any particular theory, it is believed that the matrix component may provide a solid support for the growth of embryonic stem cells. In certain embodiments, the matrix component may be applied to the culture surface and be in contact with the culture medium prior to seeding cells into the medium. For example, cells can be cultured in a chemically defined medium (eg, TeSR medium) on fibronectin or MATRIGEL™ coated plates until the cells are mechanically separated into clumps or single cells and induced to differentiate into hematopoietic progenitor cells.

Различные компоненты матрикса могут быть использованы для культивирования плюрипотентных клеток, включая коллаген (например, коллаген IV), ламинин, витронектин, MATRIGEL™, желатин, полилизин, тромбоспондин (например, TSP-1, -2, -3, -4 и/или - 5) и/или PRONECTIN-F™. В отдельных вариантах осуществления можно избежать использования только MATRIGEL™, коллагена IV или ламинина с клетками, ранее культивированными с использованием TeSR, из-за возможных неблагоприятных воздействий на жизнеспособность клеток; тем не менее, эти композиции могут быть эффективно использованы в сочетании с другими компонентами матрикса. Комбинации этих компонентов матрикса могут обеспечить дополнительное преимущество для стимуляции роста клеток и жизнеспособности клеток. В отдельных вариантах осуществления 1, 2, 3, 4, 5, 6 или более вышеуказанных компонентов матрикса могут быть использованы для культивирования клеток, например, перед гемопоэтической дифференцировкой.Various matrix components can be used to culture pluripotent cells, including collagen (eg, collagen IV), laminin, vitronectin, MATRIGEL™, gelatin, polylysine, thrombospondin (eg, TSP-1, -2, -3, -4 and/or - 5) and/or PRONECTIN-F™. In certain embodiments, the use of MATRIGEL™, collagen IV, or laminin alone with cells previously cultured using TeSR may be avoided due to possible adverse effects on cell viability; however, these compositions can be effectively used in combination with other matrix components. Combinations of these matrix components may provide additional benefits for promoting cell growth and cell viability. In certain embodiments, 1, 2, 3, 4, 5, 6 or more of the above matrix components may be used to culture cells, for example, prior to hematopoietic differentiation.

В некоторых вариантах осуществления для усиления лимфоидной дифференцировки может быть использована аскорбиновая кислота. В среду с определенным химическим составом может быть добавлено от приблизительно 10 мкМ до приблизительно 1 мМ аскорбиновой кислоты, например, от 100 до 500 мкМ, например, от приблизительно 50 мкМ до приблизительно 100 мкМ, например, приблизительно 95 мкМ. Аскорбиновая кислота может быть выбрана из различных аскорбатов, например, магниевой соли фосфата аскорбиновой кислоты. В некоторых вариантах осуществления для усиления лимфоидной дифференцировки можно использовать никотинамид (например, никотиновую кислоту), например, в концентрации от приблизительно 0,1 мМ до приблизительно 5 мМ.In some embodiments, ascorbic acid may be used to enhance lymphoid differentiation. About 10 μM to about 1 mM ascorbic acid, for example, 100 to 500 μM, for example, about 50 μM to about 100 μM, for example, about 95 μM, can be added to a chemically defined medium. The ascorbic acid may be selected from various ascorbates, for example, magnesium salt of ascorbic acid phosphate. In some embodiments, nicotinamide (eg, nicotinic acid) can be used to enhance lymphoid differentiation, for example, at a concentration of from about 0.1 mM to about 5 mM.

В некоторых аспектах ГПЦ дифференцируют в лимфоидные клетки, такие как Т-клетки, путем изменения эндогенной активности лиганда Notch путем введения вещества, повышающего продукцию лиганда Notch у субъекта. Способ также включает культивирование клеток в среде, включающей эффективное количество лиганда notch и одного или более цитокинов, выбранных из группы, состоящей из IL7, IL-15, SCF, Flt-3 и IL-3. В некоторых частных вариантах осуществления среда может дополнительно включать IL-6. В некоторых вариантах осуществления лиганд notch представляет собой лиганд notch дельта 4 (DLL4), такой как химера DLL4:Fc.In some aspects, HPCs differentiate into lymphoid cells, such as T cells, by altering endogenous Notch ligand activity by administering a substance that increases Notch ligand production in a subject. The method also includes culturing cells in a medium comprising an effective amount of notch ligand and one or more cytokines selected from the group consisting of IL7, IL-15, SCF, Flt-3 and IL-3. In some particular embodiments, the medium may further include IL-6. In some embodiments, the notch ligand is notch delta ligand 4 (DLL4), such as a DLL4:Fc chimera.

Выбирают лиганд Notch, стимулирующий и поддерживающий дифференцировку и пролиферацию клеток Т-клеточной линии. Лиганд Notch может иметь человеческое происхождение или может происходить от других видов, включая виды млекопитающих, такие как грызун, собака, кошка, свинья, овца, корова, коза и приматы. Конкретные примеры лигандов Notch включают семейство дельта. Семейство дельта включает дельта-1 (идентификационный номер Genbank AF003522, Homo sapiens), дельта-3 (идентификационный номер Genbank AF084576, Rattus norvegicus), дельта-подобный 1 (идентификационный номер Genbank NM-005618 и NP-005609, Homo sapiens; идентификационный номер Genbank X80903, 148324, М. musculus), дельта-подобный 3 (идентификационный номер Genbank NM-053666, N446118, Rattus norvegicus), дельта-4 (идентификационный номер Genbank AF273454, BAB18580, Mus musculus; идентификационный номер Genbank AF279305, AAF81912, Homo sapiens) и дельта-подобный 4 (идентификационный номер Genbank Q9NR61, AAF76427, AF253468, NM-019074, Homo sapiens; идентификационный номер Genbank NM-019454, mus musculus). Лиганды Notch доступны для приобретения или могут быть получены методами рекомбинантной ДНК и очищены в различной степени.A Notch ligand is selected that stimulates and supports differentiation and proliferation of cells of the T cell lineage. The Notch ligand may be of human origin or may be derived from other species, including mammalian species such as rodent, dog, cat, pig, sheep, cow, goat and primates. Specific examples of Notch ligands include the delta family. The delta family includes delta-1 (Genbank ID AF003522, Homo sapiens), delta-3 (Genbank ID AF084576, Rattus norvegicus), delta-like 1 (Genbank ID NM-005618 and NP-005609, Homo sapiens; ID Genbank X80903, 148324, M. musculus), delta-like 3 (Genbank ID NM-053666, N446118, Rattus norvegicus), delta-4 (Genbank ID AF273454, BAB18580, Mus musculus; Genbank ID AF279305, AAF8 1912, Homo sapiens) and delta-like 4 (Genbank ID Q9NR61, AAF76427, AF253468, NM-019074, Homo sapiens; Genbank ID NM-019454, mus musculus). Notch ligands are commercially available or can be produced by recombinant DNA methods and purified to varying degrees.

Способ дополнительно включает стадию поддержания клеток НРС в культуре, описанной выше, в течение периода времени, достаточного для продуцирования дифференцированных NK-клеток. В некоторых вариантах осуществления дифференцированные NK-клетки появляются в культурах вместе с Тклетками, однако NK-клетки могут перестать размножаться после 6 недели. Как правило, определение увеличения количества NK-клеток и/или их состояния дифференцировки оценивается с использованием обычных методов, известных специалистам в данной области техники. Например, за культивируемыми клетками можно наблюдать с помощью проточной цитометрии на предмет развития NK-клеток путем окрашивания клеток антителами к CD56 и антителами к CD3. Антитело к CD3, такое как OKT3, может присутствовать в концентрации от 0,5 до 2 мкг. Клетки, которые являются CD567CD3-. будут указывать на дифференцированные NK-клетки.The method further includes the step of maintaining HPC cells in culture as described above for a period of time sufficient to produce differentiated NK cells. In some embodiments, differentiated NK cells appear in cultures along with T cells, however, NK cells may stop proliferating after week 6. Typically, determination of the increase in the number of NK cells and/or their differentiation state is assessed using conventional methods known to those skilled in the art. For example, cultured cells can be monitored by flow cytometry for NK cell development by staining the cells with anti-CD56 antibodies and anti-CD3 antibodies. An anti-CD3 antibody such as OKT3 may be present at a concentration of 0.5 to 2 μg. Cells that are CD567CD3 - . will indicate differentiated NK cells.

В частных аспектах лимфоидная дифференцировка в CD3+ Т-клетки или CD56+CD3- NK-клетки осуществляется посредством 2D культивирования в условиях гипоксии на планшетах, покрытых ретроIn particular aspects, lymphoid differentiation into CD3+ T cells or CD56+CD3 - NK cells is carried out through 2D cultivation under hypoxic conditions on retro-coated plates

- 30 046022 нектином и DLL4. В частных аспектах обработанный планшет для нетканевой культуры может быть покрыт химерой DLL4:Fc и RetroNectin (фрагмент фибронектина СН-296; Takara Shuzo, Япония) для использования в лимфоидной дифференцировке НРС. Дифференцировка может включать первый период дифференцировки в Т-/NK-клетки, за которым следует второй период размножения Т- или NK-клеток. Первый период дифференцировки может составлять от приблизительно 1 недели до приблизительно 2 недель, а второй период размножения также может составлять от приблизительно 1 недели до приблизительно 2 недель. Таким образом, период лимфоидной дифференцировки и размножения целиком может составлять приблизительно 2-4 недели.- 30 046022 nectin and DLL4. In particular aspects, the treated non-tissue culture plate can be coated with a chimera of DLL4:Fc and RetroNectin (fibronectin fragment CH-296; Takara Shuzo, Japan) for use in lymphoid differentiation of NPCs. Differentiation may include a first period of differentiation into T/NK cells, followed by a second period of T or NK cell expansion. The first differentiation period can be from about 1 week to about 2 weeks, and the second multiplication period can also be from about 1 week to about 2 weeks. Thus, the entire period of lymphoid differentiation and proliferation may be approximately 2-4 weeks.

В некоторых вариантах осуществления процесс лимфоидной дифференцировки может включать совместное культивирование с антигенспецифическими клетками-мишенями, такими как антигенспецифические опухолевые клетки, для повышения цитотоксической активности Т-клеток и NK-клеток. В частных аспектах период размножения в ходе лимфоидной дифференцировки может включать совместное культивирование с антигенспецифическими клетками-мишенями. Например, CD19-CAR-Т-клетки или NK-клетки могут быть совместно культивированы с CD19+опухолевыми клетками (например, СО19+клетками Daudi) в течение периода размножения, например, в течение одной-трех недель, в частности, двух недель. В некоторых аспектах период размножения может дополнительно включать добавление цитокинов, таких как IL-2, IL-15 и/или IL-21, в частности IL-2, для улучшения размножения. Концентрация цитокинов может быть оптимизирована, например, до от 10 до 50 мкМ.In some embodiments, the lymphoid differentiation process may include co-culture with antigen-specific target cells, such as antigen-specific tumor cells, to enhance the cytotoxic activity of T cells and NK cells. In particular aspects, the expansion period during lymphoid differentiation may include co-culture with antigen-specific target cells. For example, CD19 CAR T cells or NK cells can be co-cultured with CD19+ tumor cells (eg, CO19+ Daudi cells) for an expansion period, for example, one to three weeks, particularly two weeks. In some aspects, the propagation period may further include the addition of cytokines such as IL-2, IL-15 and/or IL-21, particularly IL-2, to enhance propagation. The cytokine concentration can be optimized, for example, to 10 to 50 μM.

Культура клеток.Cell culture.

В отдельных вариантах осуществления для стимуляции дифференцировки НРС в миелоидные или лимфоидные линии могут быть использованы условия значительной гипоксии. В отдельных вариантах осуществления содержание кислорода в атмосфере, составляющее менее приблизительно 20%, менее приблизительно 19%, менее приблизительно 18%, менее приблизительно 17%, менее приблизительно 16%, менее приблизительно 15%, менее приблизительно 14% менее приблизительно 13%, менее приблизительно 12%, менее приблизительно 11%, менее приблизительно 10%, менее приблизительно 9%, менее приблизительно 8%, менее приблизительно 7%, менее приблизительно 6%, менее приблизительно 5%, приблизительно 5%, приблизительно 4%, приблизительно 3%, приблизительно 2% или приблизительно 1%, может быть использовано для стимуляции дифференцировки в гемопоэтические клеткипредшественники. В отдельных вариантах гипоксическая атмосфера содержит приблизительно 5% газообразного кислорода.In certain embodiments, conditions of significant hypoxia may be used to promote differentiation of HPCs into myeloid or lymphoid lineages. In certain embodiments, an atmospheric oxygen content of less than about 20%, less than about 19%, less than about 18%, less than about 17%, less than about 16%, less than about 15%, less than about 14% less than about 13%, less less than about 12%, less than about 11%, less than about 10%, less than about 9%, less than about 8%, less than about 7%, less than about 6%, less than about 5%, about 5%, about 4%, about 3% , about 2% or about 1%, can be used to stimulate differentiation into hematopoietic progenitor cells. In some embodiments, the hypoxic atmosphere contains approximately 5% oxygen gas.

Как описано в настоящей заявке, одна или более культуральных сред с определенным химическим составом могут быть эффективно использованы для стимуляции дифференцировки НРС в миелоидные и лимфоидные линии; в частности, исключение продуктов животного происхождения, таких как сывороточные и мышиные питающие слои, может снизить риски, связанные с воздействием на клетки продуктов животного происхождения, и позволить получить клетки, которые можно было бы более безопасно вводить человеку. Поскольку традиционная разработка культуры стволовых клеток основывалась на продуктах сыворотки и мышиных питающих слоях для дифференцировки стволовых клеток в различные типы клеток, эти традиционные методики ограничивали масштаб, в котором могла проводиться дифференцировка, увеличивали биологическую изменчивость и потенциальное загрязнение и сильно затрудняли применение ES клеток в трансляционной терапии, в которой в противоположном случае они могли бы оказаться полезными.As described herein, one or more culture media with a specific chemical composition can be effectively used to stimulate the differentiation of HPC into myeloid and lymphoid lineages; in particular, eliminating animal products such as whey and mouse feeders may reduce the risks associated with cellular exposure to animal products and produce cells that can be more safely administered to humans. Because traditional stem cell culture development relied on serum products and murine feeder beds to differentiate stem cells into different cell types, these traditional techniques limited the scale on which differentiation could be carried out, increased biological variability and potential contamination, and greatly hampered the use of ES cells in translational therapies. , in which they might otherwise be useful.

Обычно клетки согласно настоящему изобретению культивируют в культуральной среде, которая представляет собой богатый питательными веществами забуференный раствор, способный поддерживать рост клеток. Культуральные среды, подходящие для выделения, размножения и дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток в гемопоэтические клетки-предшественники и гемопоэтические клетки согласно способу, описанному в настоящей заявке, включают, не ограничиваясь перечисленным, среду Игла в модификации Дульбекко (DMEM), DMEM/F-15, RPMI 1640, среды Дульбекко, модифицированные по способу Исков (IMDM) и Opti-MEM SFM (Invitrogen Inc.). Среда с химически определенным составом включает минимально необходимую среду, такую как среда Дульбекко, модифицированная по способу Исков (IMDM) (Gibco), с добавлением человеческого сывороточного альбумина, человеческого липопротеина ExCyte, трансферрина, инсулина, витаминов, незаменимых и заменимых аминокислот, пирувата натрия, глутамина, а также пригодны митогены. В контексте настоящей заявки термин митоген относится к агенту, стимулирующему деление клетки. Агент может быть химическим веществом, обычно какой-то формой белка, который стимулирует клеточное деление, вызывая митоз. В одном из вариантов осуществления для применения в способах согласно настоящему изобретению рассматриваются бессывороточные среды, такие как описанные в патенте США № 08/464,599 и WO 96/39487, и полный носитель, как описано в патенте США № 5486359. В некоторых вариантах осуществления в культуральную среду добавлена 10% фетальная бычья сыворотка (FBS), человеческая аутологичная сыворотка, человеческая сыворотка типа АВ или плазма, обогащенная тромбоцитами, с добавлением гепарина (2 ЕД/мл).Typically, the cells of the present invention are cultured in a culture medium, which is a nutrient-rich buffered solution capable of supporting cell growth. Culture media suitable for the isolation, expansion and differentiation of pluripotent stem cells into hematopoietic progenitor cells and hematopoietic cells according to the method described herein include, but are not limited to, Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM), DMEM/F-15, RPMI 1640, Iscove's modified Dulbecco's media (IMDM), and Opti-MEM SFM (Invitrogen Inc.). Chemically defined media includes minimum essential media such as Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM) (Gibco) supplemented with human serum albumin, ExCyte human lipoprotein, transferrin, insulin, vitamins, essential and non-essential amino acids, sodium pyruvate, glutamine, and mitogens are also suitable. As used herein, the term mitogen refers to an agent that stimulates cell division. The agent may be a chemical, usually some form of protein, that stimulates cell division, causing mitosis. In one embodiment, serum-free media, such as those described in US Pat. No. 08/464,599 and WO 96/39487, and complete media, as described in US Pat. No. 5,486,359, are contemplated for use in the methods of the present invention. In some embodiments, culture media medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS), human autologous serum, human AB serum, or platelet-rich plasma supplemented with heparin (2 U/ml).

Иммунные клетки могут быть получены путем культивирования плюрипотентных стволовых клеток или гемопоэтических клеток-предшественников в среде в условиях, увеличивающих внутриклеточImmune cells can be obtained by culturing pluripotent stem cells or hematopoietic progenitor cells in a medium under conditions that increase intracellular

- 31 046022 ный уровень факторов, достаточных для стимуляции дифференцировки клеток в миелоидные или лимфоидные линии. Среда может также содержать один или более агентов дифференцировки и созревания гемопоэтических клеток, таких как различные виды факторов роста. Эти агенты могут либо способствовать побуждению клеток к принятию более зрелого фенотипа, либо, предпочтительно, способствовать выживанию зрелых клеток, либо сочетать оба этих эффекта. Агенты дифференцировки и созревания могут включать растворимые факторы роста (пептидные гормоны, цитокины, комплексы лиганд-рецептор и другие соединения), способные стимулировать рост клеток гемопоэтической линии клеток. Неограничивающие примеры таких агентов включают, не ограничиваясь перечисленным, гемопоэтические или эндотелиальные факторы роста, такие как фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), фактор стволовых клеток (SCF), тромбопоэтин (ТРО), лиганд FLT-3 (FLT3L), интерлейкин-3 (IL-3), интерлейкин-6 (IL-6), интерлейкин-9 (IL-9) или гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ), или их изоформы или варианты.- 31 046022 level of factors sufficient to stimulate the differentiation of cells into myeloid or lymphoid lineages. The medium may also contain one or more hematopoietic cell differentiation and maturation agents, such as various types of growth factors. These agents may either help induce cells to adopt a more mature phenotype, or preferentially promote the survival of mature cells, or a combination of both. Differentiation and maturation agents may include soluble growth factors (peptide hormones, cytokines, ligand-receptor complexes, and other compounds) capable of stimulating the growth of cells of the hematopoietic cell line. Non-limiting examples of such agents include, but are not limited to, hematopoietic or endothelial growth factors such as fibroblast growth factor (FGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), stem cell factor (SCF), thrombopoietin (TPO), FLT-3 ligand ( FLT3L), interleukin-3 (IL-3), interleukin-6 (IL-6), interleukin-9 (IL-9) or granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), or isoforms or variants thereof.

Применение антигенспецифических иммунных клеток.Application of antigen-specific immune cells.

Антигенспецифические иммунные эффекторные клетки, обеспечиваемые способами и композициями отдельных аспектов, могут применяться в различных областях применения. Они включают, не ограничиваясь перечисленным, трансплантацию или имплантацию клеток in vivo; скрининг цитотоксических соединений, канцерогенов, факторов роста/регуляции мутагенов, фармацевтических соединений и т.д. in vitro; выяснение механизма гематологических заболеваний и повреждений; изучение механизма действия лекарственных средств и/или факторов роста; диагностику и наблюдение рака у пациента; генную терапию; и производство биологически активных продуктов, и это лишь некоторые из них.The antigen-specific immune effector cells provided by the methods and compositions of the individual aspects can be used in a variety of applications. These include, but are not limited to, in vivo cell transplantation or implantation; screening of cytotoxic compounds, carcinogens, growth factors/mutagen regulation, pharmaceutical compounds, etc. in vitro; elucidation of the mechanism of hematological diseases and injuries; studying the mechanism of action of drugs and/or growth factors; diagnosis and monitoring of cancer in a patient; gene therapy; and the production of bioactive products, to name a few.

Скрининг тестируемых соединенийScreening of Test Compounds

Иммунные клетки согласно настоящему изобретению могут быть использованы для скрининга факторов (таких как растворители, низкомолекулярные лекарственные средства, пептиды и полинуклеотиды) или условий внешней среды (таких как условия культивирования или манипуляции), которые влияют на характеристики лимфоидных клеток, предложенных в настоящей заявке.The immune cells of the present invention can be used to screen for factors (such as solvents, small molecule drugs, peptides and polynucleotides) or environmental conditions (such as culture conditions or manipulation) that affect the characteristics of the lymphoid cells provided herein.

Конкретные применения скрининга согласно настоящему изобретению относятся к тестированию фармацевтических соединений в исследованиях лекарственных средств. Читателю рекомендуется обратиться к общим сведениям в стандартном учебнике In vitro Methods in Pharmaceutical Research, Academic Press, 1997, и патенту США № 5030015. В отдельных аспектах миелоидные и лимфоидные клетки играют роль тестируемых клеток для стандартного скрининга лекарственных средств и анализов токсичности, ранее проводимого на гемопоэтических клетках и предшественниках в молодой культуре. Оценка активности фармацевтических соединений-кандидатов обычно включает объединение гемопоэтических клеток или предшественников, предложенных в отдельных аспектах, с соединением-кандидатом, определение любого изменения морфологии, маркерного фенотипа или метаболической активности клеток, связанных с соединением (по сравнению с необработанными клетками или клетками, обработанными инертным соединением), а затем соотнесение действия соединения с наблюдаемым изменением. Скрининг может проводиться либо потому, что соединение предназначено для оказания фармакологического действия на гемопоэтические клетки или предшественники, либо потому, что соединение, предназначенное для оказания какого-либо иного действия, может оказывать нежелательное действие на гемопоэтические клетки или предшественники. Два или более лекарственных средства могут тестироваться в комбинации (путем объединения с клетками либо одновременно, либо последовательно) для обнаружения возможных эффектов межлекарственного взаимодействия.Specific screening applications of the present invention relate to the testing of pharmaceutical compounds in drug research. The reader is referred to general information in the standard textbook In vitro Methods in Pharmaceutical Research, Academic Press, 1997, and US Patent No. 5,030,015. In certain aspects, myeloid and lymphoid cells serve as test cells for routine drug screening and toxicity assays previously performed on hematopoietic cells and precursors in a young culture. Assessing the activity of candidate pharmaceutical compounds typically involves combining hematopoietic cells or progenitors as proposed in certain aspects with the candidate compound, determining any change in morphology, marker phenotype, or metabolic activity of cells associated with the compound (compared to untreated cells or cells treated with an inert compound) and then relating the effect of the compound to the observed change. Screening may be performed either because the compound is intended to have a pharmacological effect on hematopoietic cells or progenitors, or because the compound intended to have some other effect may have an undesirable effect on hematopoietic cells or progenitors. Two or more drugs can be tested in combination (by combining with cells either simultaneously or sequentially) to detect possible drug-drug interaction effects.

Адоптивная клеточная терапияAdoptive cell therapy

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способам иммунотерапии, включающим введение эффективного количества иммунных клеток согласно настоящему изобретению. В одном из вариантов осуществления медицинское заболевание или расстройство лечат путем переноса популяции иммунных клеток, вызывающих иммунный ответ. В отдельных вариантах осуществления настоящего изобретения рак или инфекцию лечат путем переноса популяции иммунных клеток, вызывающих иммунный ответ. В настоящей заявке предложены способы лечения или отсрочки прогрессирования рака у индивидуума, включающие введение индивидууму эффективного количества антигенспецифической клеточной терапии. Настоящие способы могут применяться для лечения иммунных нарушений, солидных раковых заболеваний, гематологических раковых заболеваний и вирусных инфекций.In some embodiments, the present invention relates to methods of immunotherapy comprising administering an effective amount of immune cells according to the present invention. In one embodiment, a medical disease or disorder is treated by transferring a population of immune cells that induce an immune response. In certain embodiments of the present invention, cancer or infection is treated by transferring a population of immune cells that produce an immune response. The present application provides methods for treating or delaying the progression of cancer in an individual, comprising administering to the individual an effective amount of an antigen-specific cell therapy. The present methods can be used to treat immune disorders, solid cancers, hematological cancers and viral infections.

Опухоли, для которых пригодны настоящие способы лечения, включают любые типы злокачественных клеток, такие как присутствующие в солидной опухоли или гематологической опухоли. Примеры солидных опухолей могут включать, не ограничиваясь перечисленным, опухоль органа, выбранного из группы, состоящей из поджелудочной железы, толстой кишки, слепой кишки, желудка, головного мозга, головы, шеи, яичника, почки, гортани, саркомы, легкого, мочевого пузыря, меланомы, предстательной железы и молочной железы. Примеры гематологических опухолей включают опухоли костного мозга, Тили В-клеточные лейкозы, лейкозы, лимфомы, бластомы, миеломы и тому подобное. Дополнительные примеры раковых заболеваний, подлежащих лечению с использованием способов, предложенных в настоящей заявке, включают, не ограничиваясь перечисленным, рак легкого (включая мелкоклеточный ракTumors for which the present treatment methods are suitable include any type of malignant cell, such as those present in a solid tumor or hematologic tumor. Examples of solid tumors may include, but are not limited to, a tumor of an organ selected from the group consisting of pancreas, colon, cecum, stomach, brain, head, neck, ovary, kidney, larynx, sarcoma, lung, bladder, melanoma, prostate and breast. Examples of hematological tumors include bone marrow tumors, Tili B-cell leukemias, leukemias, lymphomas, blastomas, myelomas and the like. Additional examples of cancers treatable using the methods provided herein include, but are not limited to, lung cancer (including small cell carcinoma

- 32 046022 легкого, немелкоклеточный рак легкого, аденокарциному легкого и плоскоклеточную карциному легкого), рак брюшины, рак желудка (включая рак желудочно-кишечного тракта и стромальный рак желудочно-кишечного тракта), рак поджелудочной железы, рак шейки матки, рак яичника, рак печени, рак мочевого пузыря, рак молочной железы, рак толстой кишки, рак ободочной и прямой кишки, рак эндометрия или матки, карциному слюнной железы, рак почки, рак предстательной железы, рак вульвы, рак щитовидной железы, различные виды рака головы и шеи и меланому.- 32 046022 lung, non-small cell lung cancer, lung adenocarcinoma and squamous cell lung carcinoma), peritoneal cancer, stomach cancer (including gastrointestinal cancer and gastrointestinal stromal cancer), pancreatic cancer, cervical cancer, ovarian cancer, cancer liver, bladder cancer, breast cancer, colon cancer, colorectal cancer, endometrial or uterine cancer, salivary gland carcinoma, kidney cancer, prostate cancer, vulvar cancer, thyroid cancer, various types of head and neck cancer and melanoma.

Рак может, например, иметь следующий гистологический тип, хотя он не ограничен перечисленным: новообразование, злокачественное; карцинома; карцинома, недифференцированная; гигантоклеточная и веретеноклеточная карцинома; мелкоклеточная карцинома; папиллярная карцинома; плоскоклеточная карцинома; лимфоэпителиальная карцинома; базально-клеточная карцинома; пиломатриксная карцинома; переходноклеточная карцинома; папиллярная переходноклеточная карцинома; аденокарцинома; гастринома, злокачественная; холангиокарцинома; гепатоклеточная карцинома; комбинированная гепатоклеточная карцинома и холангиокарцинома; трабекулярная аденокарцинома; аденокистозная карцинома; аденокарцинома в аденоматозном полипе; аденокарцинома, семейный коли-полипоз; солидная карцинома; карциноидная опухоль, злокачественная; бронхиолоальвеолярная аденокарцинома; папиллярная аденокарцинома; хромофобная карцинома; ацидофильная карцинома; оксифильная аденокарцинома; базофильная карцинома; светлоклеточная аденокарцинома; гранулярно-клеточная карцинома; фолликулярная аденокарцинома; папиллярная и фолликулярная аденокарцинома; неинкапсулированная склерозирующая карцинома; карцинома коры надпочечников; эндометриоидная карцинома; карцинома из придатков кожи; апокринная аденокарцинома; сальная аденокарцинома; церуминозная аденокарцинома; мукоэпидермоидная карцинома; цистаденокарцинома; папиллярная цистаденокарцинома; папиллярная серозная цистаденокарцинома; муцинозная цистаденокарцинома; муцинозная аденокарцинома; перстневидноклеточная карцинома; инфильтративно-протоковая карцинома; медуллярная карцинома; лобулярная карцинома; воспалительная карцинома; болезнь Педжета, молочной железы; ацинарноклеточная карцинома; аденосквамозная карцинома; аденокарцинома с плоскоклеточной метаплазией; тимома, злокачественная; стромальная опухоль яичника, злокачественная; текома, злокачественная; гранулезоклеточная опухоль, злокачественная; андробластома, злокачественная; карцинома из клеток Сертоли; опухоль из клеток Лейдига, злокачественная; липидно-клеточная опухоль, злокачественная; параганглиома, злокачественная; внегрудная параганглиома злокачественная; феохромоцитома; гломангиосаркома; злокачественная меланома; амеланотическая меланома; поверхностная распространяющаяся меланома; злокачественная лентиго-меланома; акральные лентигинозные меланомы; узелковые меланомы; злокачественная меланома в гигантских пигментированных невусах; эпителиоидно-клеточная меланома; голубой невус, злокачественный; саркома; фибросаркома; фиброзная гистиоцитома, злокачественная; миксосаркома; липосаркома; липосаркома; лейомиосаркома; рабдомиосаркома; эмбриональная рабдомиосаркома; альвеолярная рабдомиосаркома; стромальная саркома; смешанная опухоль, злокачественная; мюллеровская смешанная опухоль; нефробластома; гепатобластома; карциносаркома; мезенхимома, злокачественная; опухоль Бреннера, злокачественная; филлоидная цистосаркома, злокачественная; синовиальная саркома; мезотелиома, злокачественная; дисгерминома; эмбриональная карцинома; тератома, злокачественная; яичниковый зоб, злокачественный; хориокарцинома; мезонефрома, злокачественная; гемангиосаркома; гемангиоэндотелиома, злокачественная; саркома Капоши; гемангиоперицитома, злокачественная; лимфангиосаркома; остеосаркома; юкстакортикальная остеосаркома; хондросаркома; хондробластома, злокачественная; мезенхимальная хондросаркома; гигантоклеточная опухоль кости; саркома Юинга; одонтогенная опухоль, злокачественная; амелобластная одонтосаркома; амелобластома, злокачественная; амелобластная фибросаркома; пинеалома, злокачественная; хордома; глиома, злокачественная; эпендимома; астроцитома; протоплазматическая астроцитома; фибриллярная астроцитома; астробластома; глиобластома; олигодендроглиома; олигодендробластома; примитивная нейроэктодермальная опухоль; саркома мозжечка; ганглионейробластома; нейробластома; ретинобластома; ольфакторная нейрогенная опухоль; менингиома, злокачественная; нейрофибросаркома; неврилеммома, злокачественная; зернистоклеточная опухоль, злокачественная; злокачественная лимфома; болезнь Ходжкина; Ходжкина; парагранулема; злокачественная лимфома, мелкая лимфоцитарная; злокачественная лимфома, крупноклеточная, диффузная; злокачественная лимфома, фолликулярная; грибовидный микоз; другие охарактеризованные неходжкинские лимфомы; В-клеточная лимфома; неходжкинская лимфома (НХЛ) низкой степени злокачественности/фолликулярная; мелкая лимфоцитарная (SL) НХЛ; НХЛ средней степени злокачественности/фолликулярная; диффузная НХЛ средней степени злокачественности; иммунобластная НХЛ высокой степени злокачественности; лимфобластная НХЛ высокой степени злокачественности; мелкоклеточная НХЛ с нерассеченными ядрами высокой степени злокачественности; массивная болезнь НХЛ; мантийноклеточная лимфома; СПИД-ассоциированная лимфома; макроглобулинемия Вальденстрема; злокачественный гистиоцитоз; множественная миелома; тучноклеточная саркома; иммунопролиферативные заболевания тонкой кишки; лейкоз; лимфолейкоз; лейкоз плазматических клеток; эритролейкоз; лейкоз из лимфосаркомных клеток; миелоидный лейкоз; базофильный лейкоз; эозинофильный лейкоз; моноцитарный лейкоз; лейкоз из тучных клеток; мегакариобластный лейкоз; миелоидная саркома; волосатоклеточный лейкоз; хронический лимфолейкоз (ХЛЛ); острый лимфобластныйCancer may, for example, have the following histological type, although it is not limited to the above: neoplasm, malignant; carcinoma; carcinoma, undifferentiated; giant cell and spindle cell carcinoma; small cell carcinoma; papillary carcinoma; squamous cell carcinoma; lymphoepithelial carcinoma; basal cell carcinoma; pilomatrix carcinoma; transitional cell carcinoma; papillary transitional cell carcinoma; adenocarcinoma; gastrinoma, malignant; cholangiocarcinoma; hepatocellular carcinoma; combined hepatocellular carcinoma and cholangiocarcinoma; trabecular adenocarcinoma; adenoid cystic carcinoma; adenocarcinoma in adenomatous polyp; adenocarcinoma, familial coli-polyposis; solid carcinoma; carcinoid tumor, malignant; bronchioloalveolar adenocarcinoma; papillary adenocarcinoma; chromophobe carcinoma; acidophilic carcinoma; oxyphilic adenocarcinoma; basophilic carcinoma; clear cell adenocarcinoma; granular cell carcinoma; follicular adenocarcinoma; papillary and follicular adenocarcinoma; non-encapsulated sclerosing carcinoma; adrenal cortex carcinoma; endometrioid carcinoma; skin appendage carcinoma; apocrine adenocarcinoma; sebaceous adenocarcinoma; ceruminous adenocarcinoma; mucoepidermoid carcinoma; cystadenocarcinoma; papillary cystadenocarcinoma; papillary serous cystadenocarcinoma; mucinous cystadenocarcinoma; mucinous adenocarcinoma; signet ring cell carcinoma; infiltrative ductal carcinoma; medullary carcinoma; lobular carcinoma; inflammatory carcinoma; Paget's disease, breast; acinar cell carcinoma; adenosquamous carcinoma; adenocarcinoma with squamous metaplasia; thymoma, malignant; ovarian stromal tumor, malignant; thecoma, malignant; granulosa cell tumor, malignant; androblastoma, malignant; Sertoli cell carcinoma; Leydig cell tumor, malignant; lipid cell tumor, malignant; paraganglioma, malignant; extrathoracic paraganglioma malignant; pheochromocytoma; glomangiosarcoma; malignant melanoma; amelanotic melanoma; superficial spreading melanoma; malignant lentigo melanoma; acral lentiginous melanomas; nodular melanomas; malignant melanoma in giant pigmented nevi; epithelioid cell melanoma; blue nevus, malignant; sarcoma; fibrosarcoma; fibrous histiocytoma, malignant; myxosarcoma; liposarcoma; liposarcoma; leiomyosarcoma; rhabdomyosarcoma; embryonal rhabdomyosarcoma; alveolar rhabdomyosarcoma; stromal sarcoma; mixed tumor, malignant; Müllerian mixed tumor; nephroblastoma; hepatoblastoma; carcinosarcoma; mesenchymoma, malignant; Brenner tumor, malignant; phyllodes cystosarcoma, malignant; synovial sarcoma; mesothelioma, malignant; dysgerminoma; embryonal carcinoma; teratoma, malignant; ovarian goiter, malignant; choriocarcinoma; mesonephroma, malignant; hemangiosarcoma; hemangioendothelioma, malignant; Kaposi's sarcoma; hemangiopericytoma, malignant; lymphangiosarcoma; osteosarcoma; juxtacortical osteosarcoma; chondrosarcoma; chondroblastoma, malignant; mesenchymal chondrosarcoma; giant cell tumor of bone; Ewing's sarcoma; odontogenic tumor, malignant; ameloblastic odontosarcoma; ameloblastoma, malignant; ameloblastic fibrosarcoma; pinealoma, malignant; chordoma; glioma, malignant; ependymoma; astrocytoma; protoplasmic astrocytoma; fibrillary astrocytoma; astroblastoma; glioblastoma; oligodendroglioma; oligodendroblastoma; primitive neuroectodermal tumor; cerebellar sarcoma; ganglioneuroblastoma; neuroblastoma; retinoblastoma; olfactory neurogenic tumor; meningioma, malignant; neurofibrosarcoma; neurilemmoma, malignant; granular cell tumor, malignant; malignant lymphoma; Hodgkin's disease; Hodgkin; paragranuloma; malignant lymphoma, small lymphocytic; malignant lymphoma, large cell, diffuse; malignant lymphoma, follicular; mycosis fungoides; other characterized non-Hodgkin's lymphomas; B cell lymphoma; non-Hodgkin's lymphoma (NHL) low-grade/follicular; small lymphocytic (SL) NHL; Moderate/follicular NHL; diffuse NHL of moderate malignancy; high-grade immunoblastic NHL; high-grade lymphoblastic NHL; small cell NHL with undissected nuclei of high grade; massive NHL disease; mantle cell lymphoma; AIDS-associated lymphoma; Waldenström's macroglobulinemia; malignant histiocytosis; multiple myeloma; mast cell sarcoma; immunoproliferative diseases of the small intestine; leukemia; lymphocytic leukemia; plasma cell leukemia; erythroleukemia; leukemia from lymphosarcoma cells; myeloid leukemia; basophilic leukemia; eosinophilic leukemia; monocytic leukemia; mast cell leukemia; megakaryoblastic leukemia; myeloid sarcoma; hairy cell leukemia; chronic lymphocytic leukemia (CLL); acute lymphoblastic

- 33 046022 лейкоз (ALL); острый миелоидный лейкоз (ОМЛ); и хронический миелобластный лейкоз.- 33 046022 leukemia (ALL); acute myeloid leukemia (AML); and chronic myeloblastic leukemia.

Чтобы определить пригодность клеток, предложенных в настоящей заявке, для терапевтического применения, клетки сначала можно протестировать на подходящей животной модели. На одном уровне клетки оценивают по их способности выживать и сохранять свой фенотип in vivo. Клетки, предложенные в настоящем документе, вводят иммунодефицитным животным (таким как мыши NOG или животным, ставшим иммунодефицитными в результате химического воздействия или облучения) в месте, поддающемся дальнейшему наблюдению, например под почечную капсулу, в селезенку, в дольку печени или в костный мозг. Ткани собирают по прошествии от нескольких дней до нескольких недель или более, и оценивают, присутствуют ли все еще исходные типы клеток, такие как эритроциты. Это может быть выполнено путем мечения вводимых клеток детектируемой меткой (такой как зеленый флуоресцентный белок или β-галактозидаза); или путем измерения конститутивного маркера, специфичного для вводимых человеческих клеток. Если клетки, предложенные в настоящей заявке, тестируют с помощью моделирования на грызунах, наличие и фенотип введенных клеток можно оценить с помощью иммуногистохимии или ELISA с использованием античеловеческих антител, или с помощью анализа ПНР в реальном времени с использованием праймеров и условий гибридизации, обеспечивающих амплификацию, специфическую для человеческих полинуклеотидных последовательностей. Подходящие маркеры для оценки экспрессии генов на уровне мРНК или белка представлены в других разделах настоящей заявки.To determine the suitability of the cells provided herein for therapeutic use, the cells may first be tested in a suitable animal model. At one level, cells are assessed by their ability to survive and maintain their phenotype in vivo. The cells provided herein are administered to immunodeficient animals (such as NOG mice or animals rendered immunodeficient by chemical exposure or radiation) at a site amenable to further observation, such as under the renal capsule, into the spleen, into the liver lobule, or into the bone marrow. Tissues are collected after several days to several weeks or more, and assessed whether the original cell types, such as red blood cells, are still present. This can be accomplished by labeling the injected cells with a detectable label (such as green fluorescent protein or β-galactosidase); or by measuring a constitutive marker specific to the injected human cells. If the cells provided herein are tested in a rodent model, the presence and phenotype of the introduced cells can be assessed by immunohistochemistry or ELISA using anti-human antibodies, or by real-time PNR analysis using primers and hybridization conditions that provide amplification, specific for human polynucleotide sequences. Suitable markers for assessing gene expression at the mRNA or protein level are presented elsewhere in this application.

Иммунные клетки, получаемыми способами согласно настоящему изобретению, могут быть тестированы на различных животных моделях на их способность лечить гематологические расстройства и повреждения. Например, мышиная модель серповидноклеточной анемии или Rag-2-нокаутная мышь с дефицитом Т-/В-клеток могут быть особенно подходящими животными моделями для тестирования миелоидных и лимфоидных клеток, описанных в настоящей заявке.Immune cells produced by the methods of the present invention can be tested in various animal models for their ability to treat hematological disorders and injuries. For example, a mouse model of sickle cell disease or a T/B cell-deficient Rag-2 knockout mouse may be particularly suitable animal models for testing the myeloid and lymphoid cells described herein.

Иммунные клетки, предложенные в отдельных аспектах настоящего изобретения, демонстрирующие желательные функциональные характеристики или эффективность на животных моделях, также могут быть подходящими для прямого введения нуждающимся в этом людям. В целях гемостаза клетки могут быть введены в любом месте, имеющем достаточный доступ к кровообращению. Гемопоэтические клетки или их предшественники также могут быть доставлены в место повреждения или заболевания.Immune cells provided in certain aspects of the present invention that demonstrate desirable functional characteristics or efficacy in animal models may also be suitable for direct administration to humans in need thereof. For hemostasis purposes, cells can be injected anywhere that has sufficient access to the blood circulation. Hematopoietic cells or their precursors can also be delivered to the site of injury or disease.

Клетки, предложенные в отдельных аспектах настоящего изобретения, могут быть использованы для терапии любого субъекта, нуждающегося в этом. Состояния человека, которые могут подходить для такой терапии, включают различные анемии и гемоглобинопатии, а также заболевания, характеризующиеся снижением количества гемопоэтических клеток (такие как, например, миелодиспластический синдром, миелофиброз, нейтропения, агранулоцитоз, тромбастения Гланцмана, тромбоцитопения и синдром приобретенного иммунодефицита). Для терапии человека доза обычно составляет приблизительно от 109 до 1012 клеток и, как правило, приблизительно от 5х109 до 5х1010 клеток, в зависимости от массы тела субъекта, природы и тяжести поражения, а также способности к репликации вводимых клеток. Окончательная ответственность за определение режима лечения и подходящей дозы лежит на лечащем враче.The cells provided in certain aspects of the present invention can be used to treat any subject in need thereof. Human conditions that may be suitable for such therapy include various anemias and hemoglobinopathies, as well as diseases characterized by a decrease in the number of hematopoietic cells (such as, for example, myelodysplastic syndrome, myelofibrosis, neutropenia, agranulocytosis, Glanzmann's thrombasthenia, thrombocytopenia and acquired immunodeficiency syndrome). For human therapy, the dose is typically about 10 9 to 10 12 cells and typically about 5 x 10 9 to 5 x 10 10 cells, depending on the body weight of the subject, the nature and severity of the lesion, and the replicative capacity of the cells administered. The final responsibility for determining the treatment regimen and appropriate dose rests with the attending physician.

Терапевтически эффективные количества иммунных клеток могут быть введены несколькими способами, включая парентеральное введение, например, внутривенную, внутрибрюшинную, внутримышечную, интрастернальную или внутрисуставную инъекцию, или инфузию.Therapeutically effective amounts of immune cells can be administered by several routes, including parenteral administration, for example, intravenous, intraperitoneal, intramuscular, intrasternal or intra-articular injection or infusion.

Терапевтически эффективное количество иммунных клеток для применения в адоптивной клеточной терапии представляет собой такое количество, обеспечивающее достижение желаемого эффекта у субъекта, проходящего лечение. Например, это может быть количество иммунных клеток, необходимое для ингибирования развития или для регрессии аутоиммунного или аллоиммунного заболевания, или способное ослабить симптомы, вызванные аутоиммунным заболеванием, такие как боль и воспаление. Оно также может представлять собой количество, необходимое для облегчения симптомов, связанных с воспалением, таких как боль, отек и повышенная температура. Оно также может представлять собой количество, необходимое для уменьшения или предотвращения отторжения трансплантированного органа.A therapeutically effective amount of immune cells for use in adoptive cell therapy is that amount that achieves the desired effect in the subject being treated. For example, it may be the number of immune cells needed to inhibit the development or regression of an autoimmune or alloimmune disease, or to reduce symptoms caused by an autoimmune disease, such as pain and inflammation. It may also be the amount needed to relieve symptoms associated with inflammation, such as pain, swelling and fever. It may also be the amount needed to reduce or prevent rejection of a transplanted organ.

Популяцию иммунных клеток можно вводить в схемах лечения, соответствующих заболеванию, например, в виде одну или несколько доз в течение от одного до нескольких дней для улучшения состояния заболевания, или в виде периодических доз в течение продолжительного времени для ингибирования прогрессирования заболевания и предотвращения рецидива заболевания. Точная доза, которую следует использовать в препарате, также будет зависеть от способа введения и серьезности заболевания или расстройства, и ее следует выбирать в соответствии с мнением практикующего врача и спецификой каждого пациента. Терапевтически эффективное количество иммунных клеток будет зависеть от подлежащего лечению субъекта, серьезности и типа поражения, а также способа введения. В некоторых вариантах осуществления дозы, которые могут быть использованы при лечении людей, составлять от по меньшей мере 3,8х104, по меньшей мере 3,8х105, по меньшей мере 3,8х106, по меньшей мере 3,8х107, по меньшей мере 3,8х108, по меньшей мере 3,8х109 или по меньшей мере 3,8х1010 иммунных клеток/м2. В отдельном варианте осуществления доза, используемая при лечении людей, составляет от приблизительно 3,8х109 до приблизительно 3,8х1010 иммунных клеток/м2. В дополнительных вариантах осуществления терапевтически эффективное количество иммунных клеток может составлять от приблизительно 5х 106 клеток наThe population of immune cells can be administered in treatment regimens appropriate to the disease, for example, in one or more doses over one to several days to improve the disease, or in intermittent doses over an extended period of time to inhibit disease progression and prevent disease relapse. The exact dose to be used in the drug will also depend on the route of administration and the severity of the disease or disorder, and should be selected according to the judgment of the practitioner and the specifics of each patient. The therapeutically effective number of immune cells will depend on the subject being treated, the severity and type of lesion, and the route of administration. In some embodiments, dosages that may be used in treating humans range from at least 3.8 x 10 4 , at least 3.8 x 10 5 , at least 3.8 x 10 6 , at least 3.8 x 10 7 , at least at least 3.8x10 8 , at least 3.8x10 9 or at least 3.8x10 10 immune cells/m 2 . In a particular embodiment, the dose used in treating humans is from about 3.8 x 10 9 to about 3.8 x 10 10 immune cells/m 2 . In additional embodiments, the therapeutically effective number of immune cells can be from about 5 x 10 6 cells per

- 34 046022 кг массы тела до приблизительно 7,5х108 клеток на 1 кг массы тела, например, от приблизительно 2х 107 клеток до приблизительно 5х 108 клеток на 1 кг массы тела, или от приблизительно 5х 107 клеток до приблизительно 2х 108 клеток на 1 кг массы тела. Специалист в данной области может легко определить точное количество иммунных клеток на основании возраста, массы тела, пола и физиологического состояния субъекта. Эффективные дозы могут быть экстраполированы из кривых доза-ответ, полученных из систем испытаний in vitro или на животных моделях.- 34 046022 kg body weight to approximately 7.5 x 10 8 cells per 1 kg body weight, for example, from approximately 2 x 10 7 cells to approximately 5 x 10 8 cells per 1 kg of body weight, or from approximately 5 x 10 7 cells to approximately 2 x 10 8 cells per 1 kg of body weight. One skilled in the art can easily determine the exact number of immune cells based on the age, body weight, gender and physiological condition of the subject. Effective doses can be extrapolated from dose-response curves obtained from in vitro test systems or animal models.

Иммунные клетки могут быть введены в сочетании с одним или более другими терапевтическими агентами для лечения иммунообусловленного расстройства. Комбинированная терапия может включать, не ограничиваясь перечисленным, одно или более противомикробных средств (например, антибиотики, противовирусные средства и противогрибковые средства), противоопухолевых средств (например, фторурацил, метотрексат, паклитаксел, флударабин, этопозид, доксорубицин или винкристин), иммунодефицитных агентов (например, флударабин, этопозид, доксорубицин или винкристин), иммуносупрессантов (например, азатиоприн или глюкокортикоиды, такие как дексаметазон или преднизон), противовоспалительных средств (например, глюкокортикоиды, такие как гидрокортизон, дексаметазон или преднизон, или нестероидные противовоспалительные средства, такие как ацетилсалициловая кислота, ибупрофен или напроксена натрий), цитокинов (например, интерлейкин-10 или трансформирующий фактор роста бета), гормонов (для например, эстроген) или вакцину. Кроме того, могут быть введены иммуносупрессанты или толерогенные агенты, включая, не ограничиваясь перечисленным, ингибиторы кальциневрина (например, циклоспорин и такролимус); ингибиторы mTOR (например, рапамицин); мофетила микофенолят, антитела (например, распознающие CD3, CD4, CD40, CD154, CD45, IVIG или В-клетки); химиотерапевтические средства (например, метотрексат, треосульфан, бусульфан); облучение; или хемокины, интерлейкины или их ингибиторы (например, BAFF, IL-2, aнти-IL-2R, IL-4, ингибиторы JAKкиназы). Такие дополнительные фармацевтические агенты могут быть введены до, во время или после введения иммунных клеток, в зависимости от желаемого эффекта. Такое введение клеток и агента может осуществляться одним и тем же путем или разными путями, а также в одном и том же месте или в другом месте.Immune cells may be administered in combination with one or more other therapeutic agents to treat an immune-related disorder. Combination therapy may include, but is not limited to, one or more antimicrobial agents (eg, antibiotics, antivirals, and antifungals), antineoplastic agents (eg, fluorouracil, methotrexate, paclitaxel, fludarabine, etoposide, doxorubicin, or vincristine), immunosuppressive agents (eg, , fludarabine, etoposide, doxorubicin or vincristine), immunosuppressants (for example, azathioprine or glucocorticoids such as dexamethasone or prednisone), anti-inflammatory drugs (for example, glucocorticoids such as hydrocortisone, dexamethasone or prednisone, or non-steroidal anti-inflammatory drugs such as acetylsalicylic acid, ibuprofen or naproxena sodium), cytokines (eg, interleukin-10 or transforming growth factor beta), hormones (eg, estrogen), or a vaccine. In addition, immunosuppressive or tolerogenic agents may be administered, including, but not limited to, calcineurin inhibitors (eg, cyclosporine and tacrolimus); mTOR inhibitors (eg rapamycin); mycophenolate mofetil, antibodies (eg, recognizing CD3, CD4, CD40, CD154, CD45, IVIG or B cells); chemotherapeutic agents (for example, methotrexate, treosulfan, busulfan); irradiation; or chemokines, interleukins or their inhibitors (eg, BAFF, IL-2, anti-IL-2R, IL-4, JAK kinase inhibitors). Such additional pharmaceutical agents may be administered before, during, or after administration of the immune cells, depending on the desired effect. Such administration of cells and agent may be carried out by the same route or by different routes, and at the same site or at a different site.

Фармацевтические композиции.Pharmaceutical compositions.

В настоящей заявке также предложены фармацевтические композиции и препараты, содержащие иммунные клетки (например, Т-клетки или NK-клетки) и фармацевтически приемлемый носитель. Введение может быть аутологичным или неаутологичным. Например, Т-клетки и/или NK-клетки и содержащие их композиции могут быть получены от одного субъекта и введены тому же субъекту или другому совместимому субъекту. Иммунные клетки согласно настоящему изобретению могут быть введены посредством местной инъекции, включая введение с помощью катетера, системной инъекции, местной инъекции, внутривенной инъекции или парентерального введения. При введении терапевтической композиции согласно настоящему изобретению ее обычно предоставляют в стандартной лекарственной форме для инъекций (например, растворе, суспензии, эмульсии).The present application also provides pharmaceutical compositions and preparations containing immune cells (eg, T cells or NK cells) and a pharmaceutically acceptable carrier. Administration may be autologous or non-autologous. For example, T cells and/or NK cells and compositions containing them can be obtained from one subject and administered to the same subject or another compatible subject. The immune cells of the present invention can be administered by local injection, including catheter administration, systemic injection, local injection, intravenous injection, or parenteral administration. When administered, a therapeutic composition of the present invention is typically provided in a unit dosage form for injection (eg, solution, suspension, emulsion).

Фармацевтические композиции и препараты, как описано в настоящей заявке, могут быть получены путем смешивания активных ингредиентов (таких как антитело или полипептид), имеющих желаемую степень чистоты, с одним или более необязательными фармацевтически приемлемыми носителями (Remington's Pharmaceutical Sciences 22nd edition, 2012), в форме лиофилизированных препаратов или водных растворов. Фармацевтически приемлемые носители обычно являются нетоксичными для реципиентов в используемых дозировках и концентрациях, и включают, не ограничиваясь перечисленным, буферы, такие как фосфат, цитрат и другие органические соли; антиоксиданты, включая аскорбиновую кислоту и метионин; консерванты (например, хлорид октадецилдиметилбензиламмония; хлорид гексаметония; хлорид бензалкония; хлорид бензэтония; фенол; бутиловый или бензиловый спирт; алкилпарабены, такие как метил- или пропилпарабен; катехол; резорцин; циклогексанол; 3-пентанол и м-крезол); низкомолекулярные (содержащие менее 10 остатков) полипептиды; белки, такие как сывороточный альбумин, желатин или иммуноглобулины; гидрофильные полимеры, такие как поливинилпирролидон; аминокислоты, такие как глицин, глутамин, аспарагин, гистидин, аргинин или лизин; моносахариды, дисахариды и другие углеводы, включая глюкозу, маннозу или декстрины; комплексообразующие агенты, такие как ЭДТА; сахара, такие как сахароза, маннит, трегалоза или сорбит; солеобразующие противоионы, такие как натрий; металлсодержащие комплексы (например, комплексы Zn-белок) и/или неионогенные ПАВ, например, полиэтиленгликоль (ПЭГ). Примеры фармацевтически приемлемых носителей в настоящей заявке дополнительно включают агенты для диспергирования лекарственных средств в межклеточном пространстве, например, растворимые нейтрально-активные гликопротеины гиалуронидазы (sHASEGP), например, растворимые гликопротеины РН-20 гиалуронидазы человека, например, rHuPH20 (HYLENEX®, Baxter International, Inc.). Некоторые примеры sHASEGP и способы их применения, в том числе rHuPH20, описаны в публикациях заявок на патент США №№ 2005/0260186 и 2006/0104968. В одном из аспектов sHASEGP объединяют с одним или более дополнительными гликозаминогликаназами, например хондроитиназами.Pharmaceutical compositions and preparations as described herein can be prepared by admixing active ingredients (such as an antibody or polypeptide) having the desired degree of purity with one or more optional pharmaceutically acceptable carriers (Remington's Pharmaceutical Sciences 22nd edition, 2012), in the form of lyophilized preparations or aqueous solutions. Pharmaceutically acceptable carriers are generally non-toxic to recipients at the dosages and concentrations used, and include, but are not limited to, buffers such as phosphate, citrate and other organic salts; antioxidants including ascorbic acid and methionine; preservatives (eg, octadecyldimethylbenzylammonium chloride; hexamethonium chloride; benzalkonium chloride; benzethonium chloride; phenol; butyl or benzyl alcohol; alkylparabens such as methyl or propylparaben; catechol; resorcinol; cyclohexanol; 3-pentanol and m-cresol); low molecular weight (containing less than 10 residues) polypeptides; proteins such as serum albumin, gelatin or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine or lysine; monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates, including glucose, mannose or dextrins; complexing agents such as EDTA; sugars such as sucrose, mannitol, trehalose or sorbitol; salt-forming counterions such as sodium; metal-containing complexes (for example, Zn-protein complexes) and/or nonionic surfactants, for example, polyethylene glycol (PEG). Examples of pharmaceutically acceptable carriers herein further include agents for intercellular drug dispersal, e.g., soluble neutral active hyaluronidase glycoproteins (sHASEGP), e.g., soluble human hyaluronidase glycoproteins PH-20, e.g., rHuPH20 (HYLENEX®, Baxter International, Inc.). Some examples of sHASEGP and their uses, including rHuPH20, are described in US Patent Application Publications Nos. 2005/0260186 and 2006/0104968. In one aspect, sHASEGP is combined with one or more additional glycosaminoglycanases, such as chondroitinases.

- 35 046022- 35 046022

ПримерыExamples

Следующие примеры включены для демонстрации вариантов осуществления изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что методики, раскрытые в нижеследующих примерах, представляют собой методы, которые, как было обнаружено авторами, надлежащим образом функционируют при реализации данного изобретения и, таким образом, могут считаться предпочтительными способами его реализации. Однако специалистам в данной области техники в свете данного описания должно быть ясно, что в конкретных описанных вариантах осуществления могут быть осуществлены многие изменения без отхода от сущности и объема изобретения с получением аналогичных или сходных результатов.The following examples are included to demonstrate embodiments of the invention. It will be appreciated by those skilled in the art that the techniques disclosed in the following examples are techniques that have been found by the inventors to function adequately in the practice of the present invention and, thus, may be considered preferred methods for implementing the same. However, it will be clear to those skilled in the art in light of this disclosure that many changes can be made to the specific embodiments described without departing from the spirit and scope of the invention to achieve the same or similar results.

Пример 1. Получение полученных из PSC Т-/NK-клеток, экспрессирующих CAR к CD19.Example 1: Generation of PSC-derived T/NK cells expressing anti-CD19 CAR.

Для создания плюрипотентных стволовых клеток, экспрессирующих химерный антигенный рецептор (CAR), использовали два отдельных способа. В одном способе не содержащие трансгенов PSC получали из Т-клеток с использованием ретровирусных векторов для получения клеток 1С (US20160257939; полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки) или эписомальных векторов для получения клеток Е11. Во втором способе PSC трансфицировали вектором экспрессии PiggyBac, кодирующим гены гемопоэтического программирования ETV2/ERG, GATA2 и НОХА9 (сконструированные H1 ESC с введенными DOX-индуцируемыми генами гемопоэтического программирования ETV2-GATA2-HOXA9), для получения клеток А16. Затем PSC, полученные обоими способами, генетически модифицировали для конститутивной экспрессии химерного антигенного рецептора (CAR) второго поколения к человеческому CD19, состоящего из домена scFv, полученного из mAb FMC63, связывающего человеческий CD19, костимулирующего домена CD28 и сигнального домена CD3Z.Two separate methods were used to generate pluripotent stem cells expressing chimeric antigen receptor (CAR). In one method, transgene-free PSCs are generated from T cells using retroviral vectors to produce 1C cells (US20160257939; incorporated herein by reference in their entirety) or episomal vectors to produce E11 cells. In the second method, PSCs were transfected with the PiggyBac expression vector encoding the hematopoietic programming genes ETV2/ERG, GATA2 and HOXA9 (designed H1 ESCs with introduced DOX-inducible hematopoietic programming genes ETV2-GATA2-HOXA9) to obtain A16 cells. PSCs generated by both methods were then genetically modified to constitutively express a second-generation chimeric antigen receptor (CAR) to human CD19, consisting of an scFv domain derived from the human CD19-binding mAb FMC63, a CD28 co-stimulatory domain, and a CD3Z signaling domain.

Немодифицированные и CAR-модифицированные PSC дифференцировали в CD34' предшественники T/NK посредством цитокин-направленной дифференцировки (1С, Е11) или EGH-индуцированного программирования (А16) (фиг. 1А-В). Выделенные CD34+ предшественники дополнительно дифференцировали в CD3+ Т- (1С, Е11) и CD3-CD56+ NK-клетки (А16), используя 4-недельную гипоксическую культуру на планшетах, покрытых DLL4/реmронектином, в StemSpan SFEM (Stem Cell Technologies) с добавлением аскорбиновой кислоты и фосфата магния (0,25 мМ), никотинамида (2 мМ) и цитокинов (SCF, ТРО, FLT3L, IL-7, IL-2). В параллельно полученные культуры Т-/NK-клеток в течение последних 2 недель дифференцировки добавляли обработанные митомицином С клетки Daudi (линия CD19+ Влимфобластоидных клеток, отрицательных по HLA I класса, с дефицитом в2-микроглобулина) в качестве источника антиген (CD19)-специфической активации CAR. Генерированные Т-/NK-клетки обозначали следующим образом: полученные из 1С- или Е11 Т-клетки - Т, CAR-T, CAR-T/Ag (совместная культура Daudi); полученные из А16 NK-клетки - NK, CAR-NK, CAR-NK/Ag (совместная культура Daudi).Unmodified and CAR-modified PSCs were differentiated into CD34' T/NK progenitors by cytokine-directed differentiation (1C, E11) or EGH-induced programming (A16) (Fig. 1A-B). Isolated CD34+ progenitors were further differentiated into CD3+ T- (1C, E11) and CD3-CD56+ NK cells (A16) using a 4-week hypoxic culture on DLL4/retronectin-coated plates in StemSpan SFEM (Stem Cell Technologies) supplemented with ascorbic acid. magnesium acid and phosphate (0.25 mM), nicotinamide (2 mM) and cytokines (SCF, TPO, FLT3L, IL-7, IL-2). Mitomycin C-treated Daudi cells (a line of CD19+ Blymphoblastoid cells negative for HLA class I, deficient in β2-microglobulin) were added to parallel T-/NK cell cultures during the last 2 weeks of differentiation as a source of antigen (CD19)-specific activation CAR. The generated T/NK cells were designated as follows: 1C- or E11-derived T cells - T, CAR-T, CAR-T/Ag (Daudi co-culture); A16-derived NK cells - NK, CAR-NK, CAR-NK/Ag (Daudi co-culture).

Экспрессию CAR на стадиях дифференцировки оценивали с помощью проточной цитометрии с использованием окрашивания белком L. CD3+ Т-клетки совместно окрашивали лямбда-цепью мышиного mAb к человеческому CD3 (клон SP34-2). После дифференцировки в Т-/М<-клетки экспрессия CAR была значительно подавлена, однако CAR-положительные Т- и NK-клетки можно было избирательно размножать после активации культуры с помощью CAR-специфического антигена (Ag; совместная культура с CD19' клетками Daudi).CAR expression at differentiation stages was assessed by flow cytometry using protein L staining. CD3 + T cells were co-stained with a lambda chain mouse mAb to human CD3 (clone SP34-2). After differentiation into T/M<-cells, CAR expression was significantly suppressed, but CAR-positive T and NK cells could be selectively expanded after culture activation with CAR-specific antigen (Ag; co-culture with CD19' Daudi cells) .

Цитотоксическую функцию полученных из PSC Т- (1С) и NK-клеток (А16) оценивали с помощью анализа цитотоксичности in vitro с использованием экспрессирующих люциферазу CD19' клетокмишеней Daudi и Raji. Мишени инкубировали с эффекторами T/NK в течение 24 ч в соотношении 1:1, и активность люциферазы количественно определяли в лизатах культуры с помощью системы анализа люциферазы Steady-Glo (Promega). Процент цитотоксичности рассчитывали по формуле: (1- (ЕТ/Т)) х 100, где ЕТ - культура эффекторы+мишени, Т - только мишени.The cytotoxic function of PSC-derived T (1C) and NK (A16) cells was assessed using an in vitro cytotoxicity assay using CD19' luciferase-expressing Daudi and Raji target cells. Targets were incubated with T/NK effectors for 24 h at a 1:1 ratio, and luciferase activity was quantified in culture lysates using the Steady-Glo Luciferase Assay System (Promega). The percentage of cytotoxicity was calculated using the formula: (1- (ET/T)) x 100, where ET is the culture of effectors + targets, T is targets only.

В то время как немодифицированные T-/NK-клетки не обладали какой-либо обнаруживаемой активностью, как CAR-экспрессирующие Т- (1С), так и NK-клетки (А16) демонстрировали цитотоксичность по отношению к мишеням CD19+. CAR-зависимая цитотоксическая активность значительно усиливалась после 2-недельного совместного культивирования T/NK с клетками-мишенями CD19+ (Daudi) (вариант CAR/Ag) (фиг. 3А).While unmodified T/NK cells did not have any detectable activity, both CAR-expressing T (1C) and NK cells (A16) demonstrated cytotoxicity toward CD19+ targets. CAR-dependent cytotoxic activity was significantly enhanced after 2 weeks of co-culture of T/NK with CD19 + (Daudi) target cells (CAR/Ag variant) ( Fig. 3A ).

Цитолитический потенциал CAR-T-клеток был подтвержден путем подсчета клеток-мишеней в реальном времени с использованием системы анализа живых клеток Incucyte S3 (Essen Bioscience). Экспрессирующие GFP CD19+ клетки-мишени Raji инкубировали с немодифицированными и трансфицированными CAR полученными из PSC (E11 TiPSC) Т-клетками в соотношении 1:1. Покадровую визуализацию и подсчет клеток GFP+ Raji проводили в течение 9 ч. Значительное уменьшение жизнеспособных (GFP+) клеток Рвджи было обнаружено в культуре только с клетками CAR-T (фиг. 3В).The cytolytic potential of CAR-T cells was confirmed by real-time target cell counting using the Incucyte S3 Live Cell Assay System (Essen Bioscience). GFP-expressing CD19 + target Raji cells were incubated with unmodified and CAR-transfected PSC-derived (E11 TiPSC) T cells at a 1:1 ratio. Time-lapse imaging and counting of GFP + Raji cells was performed for 9 hours. A significant decrease in viable (GFP + ) Raji cells was detected in culture with CAR-T cells only (Figure 3B).

Клетки CAR-T, полученные в результате 2-недельной дифференцировки T/NK с последующим 1-недельным вызванным антителом к CD3 размножением культуры Т-клеток из полученных из PSC (E11 TiPSC) CD34+ HPC, инкубировали в течение 24 ч с клетками мышиной мастоцитомы Р815, трансфицированными человеческим антигеном CD19 (CD19+ P815), и нетрансфицированными Р815 для оценки CARиндуцированной и конститутивной продукции цитокинов, соответственно. Цитокины измеряли в супер- 36 046022 натантах культуры с использованием мультиплексного анализа цитокинов с помощью проточной цитометрии LEGENDplex (BioLegend) (фиг. 4). CAR-T-клетки демонстрировали специфическую CARиндуцированную продукцию LFNy, TNFa, IL-2, IL-13 и ГМ-КСФ. Цитотоксические свойства полученных из PSC CAR-T-клеток также были подтверждены конститутивной секрецией гранзима В.CAR-T cells derived from 2 weeks of T/NK differentiation followed by 1 week of anti-CD3 antibody-induced expansion of a PSC-derived (E11 TiPSC) CD34 + HPC T cell culture were incubated for 24 hours with murine mastocytoma cells P815 transfected with human CD19 antigen (CD19 + P815) and non-transfected P815 to assess CAR-induced and constitutive cytokine production, respectively. Cytokines were measured in culture supernatants using the LEGENDplex Flow Cytometry Multiplex Cytokine Assay (BioLegend) (Figure 4). CAR-T cells showed specific CAR-induced production of LFNy, TNFa, IL-2, IL-13 and GM-CSF. The cytotoxic properties of PSC-derived CAR-T cells were also confirmed by the constitutive secretion of granzyme B.

Чтобы проверить эффективность CAR-T-клеток in vivo, 8-недельным мышам NSG внутрибрюшинно (в/б) инъецировали 5х104 экспрессирующих люциферазу клеток Raji. На следующий день (1 день) инъецировали Т- (полученные из 1С) и NK-клетки (полученные из А16) (в/б) в дозе 107/мышь. Инъекции T/NK повторяли на 3 и 5 день. Во время инъекций T/NK (1-5 дни) всем мышам дополнительно инъецировали (в/б) комбинацию цитокинов IL-2 и IL-15 (оба в дозе 500 нг/мышь). За прогрессированием опухолей у мышей наблюдали с помощью биолюминесцентной визуализации in vivo каждые 2 недели (фиг. 5А). Обезболенных мышей, которым инъецировали (в/б) 150 мг/кг люциферина InVivo-Glo (Promega), анализировали в течение 15 мин после введения люциферина с использованием устройства для визуализации Pearl Trilogy in vivo (LiCor). Кривые выживания для разных групп мышей, получавших полученные из PSC T- (1С) либо NK-клетки (А16), показаны на фиг. 5В.To test the efficacy of CAR-T cells in vivo, 8-week-old NSG mice were injected intraperitoneally (i.p.) with 5 x 10 4 luciferase-expressing Raji cells. The next day (day 1), T cells (derived from 1C) and NK cells (derived from A16) were injected (i.p.) at a dose of 10 7 /mouse. T/NK injections were repeated on days 3 and 5. During T/NK injections (days 1–5), all mice were additionally injected (i.p.) with a combination of the cytokines IL-2 and IL-15 (both at a dose of 500 ng/mouse). Tumor progression in mice was monitored using in vivo bioluminescence imaging every 2 weeks (Fig. 5A). Anesthetized mice injected (i.p.) with 150 mg/kg InVivo-Glo luciferin (Promega) were analyzed within 15 min of luciferin administration using a Pearl Trilogy in vivo imaging device (LiCor). Survival curves for different groups of mice treated with PSC-derived T (1C) or NK cells (A16) are shown in Fig. 5V.

Опухоли, обнаруженные через 2 недели, значительно уменьшились, и средняя выживаемость мышей была продлена в ~2 раза одним курсом лечения (3 инъекции с 2-дневными интервалами) CARэкспрессирующими полученными из PSC T-или NK-клетками. Онколитический потенциал in vivo может быть значительно улучшен путем предварительного совместного культивирования CARэкспрессирующих полученных из PSC T- или NK-клеток с антиген-положительными опухолевыми клетками in vitro.Tumors detected after 2 weeks were significantly reduced, and the average survival of mice was prolonged by ~2-fold with a single course of treatment (3 injections at 2-day intervals) with CAR-expressing PSC-derived T or NK cells. Oncolytic potential in vivo can be significantly improved by pre-coculturing CAR-expressing PSC-derived T or NK cells with antigen-positive tumor cells in vitro.

Пример 2. Способы направленной дифференцировки.Example 2. Methods of directed differentiation.

Дифференцировка PCS в CD34+лимфогемопоэтические предшественники: Полученные из Т-клеток PSC из примера 1 (TiPSC 1С и Е11, полученные из Т-клеток периферической крови путем ретровирусного и эписомального перепрограммирования, соответственно) дифференцировали в CD34' гемопоэтические предшественники посредством культивирования суспензии агрегатов. PSC поддерживали в условиях без фидера на 6-луночных планшетах, покрытых Matrigel™ или витронектином в среде Essential 8 (Е8). Агрегаты получали из субконфлюентных PSC (при <80% конфлюэнтности) с плотностью 0,5 миллиона клеток на мл в среде Е8 с добавлением 2 мкМ CHIR99021 (ингибитор GSK-3) и 5 мкМ блеббистатина (ингибитор миозина II). Образование агрегатов проводили в течение 6 ч культивирования в колбах со сверхнизким прикреплением (ULA) при непрерывном перемешивании на качающейся платформе при 15-20 об/мин (включая все последующие стадии культивирования).Differentiation of PCS into CD34 + lymphohematopoietic progenitors: The T cell-derived PSCs from Example 1 (TiPSC 1C and E11, derived from peripheral blood T cells by retroviral and episomal reprogramming, respectively) were differentiated into CD34' hematopoietic progenitors by suspension culture of aggregates. PSCs were maintained under feeder-free conditions in 6-well plates coated with Matrigel™ or vitronectin in Essential 8 (E8) medium. Aggregates were prepared from subconfluent PSCs (<80% confluent) at a density of 0.5 million cells per ml in E8 medium supplemented with 2 μM CHIR99021 (GSK-3 inhibitor) and 5 μM blebbistatin (myosin II inhibitor). The formation of aggregates was carried out during 6 h of cultivation in ultra-low attachment (ULA) flasks with continuous stirring on a shaking platform at 15-20 rpm (including all subsequent cultivation stages).

Культуру с предварительно образованными клеточными агрегатами постепенно переносили в бессывороточную среду для гемопоэтической дифференцировки (HDM: 50% LMDM, 50% среды Хэма F12, 100 мкг/мл поливинилового спирта, 100 мкг/мл рекомбинантного человеческого сывороточного альбумина, 1х добавки заменимых аминокислот (Invitrogen), 0,1x добавки липидов с химически определенным составом (Invitrogen), 125 мкМ магниевой соли аскорбиновой кислоты-2-фосфата, 0,25 мкМ линолевой кислоты, добавки микроэлементов А (0,3х), В (0,2х) и С (0, 1x) (Corning), 5 мМ хлорида натрия, 100 мкМ монотиоглицерина, 20 мкМ этаноламина, 100 нг/мл гепарина и 10 нг/мл IGF1) с добавлением 2 мкМ CHIR99021, 50 нг/мл VEGF и 50 нг/мл FGF2 путем добавления равных объемов через 6 и 24 ч. На 2-й день клеточные агрегаты осаждали седиментацией в течение 15 мин, среду аспирировали и переносили культуры в HDM с добавлением цитокинов, индуцирующих гемопоэтическую мезодерму - 25 нг/мл ВМР4, 50 мг/мл VEGF и 50 нг/мл FGF2. Культивирование продолжали в течение 3 дней с ежедневной полной сменой среды.The culture with preformed cell aggregates was gradually transferred to serum-free hematopoietic differentiation medium (HDM: 50% LMDM, 50% Ham's F12 medium, 100 μg/ml polyvinyl alcohol, 100 μg/ml recombinant human serum albumin, 1x essential amino acid supplement (Invitrogen) , 0.1x chemically defined lipid supplement (Invitrogen), 125 µM magnesium ascorbic acid-2-phosphate, 0.25 µM linoleic acid, trace element supplements A (0.3x), B (0.2x) and C ( 0, 1x) (Corning), 5 mM sodium chloride, 100 μM monothioglycerol, 20 μM ethanolamine, 100 ng/ml heparin and 10 ng/ml IGF1) supplemented with 2 μM CHIR99021, 50 ng/ml VEGF and 50 ng/ml FGF2 by adding equal volumes after 6 and 24 hours. On day 2, cell aggregates were precipitated by sedimentation for 15 minutes, the medium was aspirated and the cultures were transferred to HDM with the addition of cytokines that induce hematopoietic mesoderm - 25 ng/ml BMP4, 50 mg/ml VEGF and 50 ng/ml FGF2. Cultivation was continued for 3 days with a complete change of medium daily.

Для поддержания дифференцировки и размножения гемопоэтических CD34+ предшественников клеточные агрегаты далее переносили в HDM с добавлением гемопоэтических поддерживающих цитокинов - 50 нг/мл SCF, 50 нг/мл ТРО, 20 нг/мл FLT3L и 20 нг/мл IL-3. Культивирование продолжали в течение 3-5 дней с ежедневной полной сменой среды. Для улучшения процесса перехода в гемопоэтические клетки могут быть добавлены следующие усиливающие компоненты: LL-11 (5-20 нг/мл), 8BrцАМФ (100-300 мкМ) и/или VEGF (20-50 нг/мл).To support differentiation and proliferation of hematopoietic CD34+ progenitors, cell aggregates were further transferred into HDM with the addition of hematopoietic supporting cytokines - 50 ng/ml SCF, 50 ng/ml TPO, 20 ng/ml FLT3L and 20 ng/ml IL-3. Cultivation was continued for 3-5 days with a complete change of medium daily. To improve the transition process into hematopoietic cells, the following enhancing components can be added: LL-11 (5-20 ng/ml), 8BrcAMP (100-300 μM) and/or VEGF (20-50 ng/ml).

HPC, идентифицированные в суспензии как плавающие отдельные клетки или небольшие скопления, собирали после 2+3+3-5-дневного процесса дифференцировки (в общей сложности 8-10 дней). HPC выделяли путем фильтрации всей культуры дифференцировки через клеточные сита с размером ячеек 70 и 30 мкм (Corning). HCP, собранные из фильтрата путем центрифугирования, однократно промывали в HDM и повторно суспендировали в TCDM (среда для Т-клеточной дифференцировки). Для обогащения HPC потенциалом дифференцировки в T/NK может быть проведено выделение фракции CD34+ HPC с помощью магнитно-активированной сортировки клеток (MACS) с использованием прямых микрогранул CD34 (Myltenyi Biotec) в соответствии с рекомендациями производителя. HPC высевали на культуры для дифференцировки T/NK или криоконсервировали для последующего использования в течение 1 ч после выделения.HPCs, identified in suspension as floating individual cells or small clusters, were collected after a 2+3+3-5 day differentiation process (total of 8-10 days). HPCs were isolated by filtering the entire differentiation culture through 70- and 30-μm cell sieves (Corning). HCPs collected from the filtrate by centrifugation were washed once in HDM and resuspended in TCDM (T cell differentiation medium). To enrich HPCs for T/NK differentiation potential, isolation of the CD34 + HPC fraction can be performed by magnetically activated cell sorting (MACS) using direct CD34 microbeads (Myltenyi Biotec) according to the manufacturer's recommendations. HPCs were plated onto T/NK differentiation cultures or cryopreserved for later use within 1 h of isolation.

Культуры для дифференцировки T/NK: Для дифференцировки в T/NK обработанные пластиковые планшеты для нетканевой культуры покрывали химерным белком лиганда Notch hDLL4-Fc и ретронек- 37 046022 тином, разведенным в PBS (по 0,5 мкг/см каждого). Перед посевом клеток раствор для нанесения покрытия аспирировали, планшеты промывали один раз PBS и заполняли 0,25 мл/см2 среды для Т-клеточной дифференцировки (TCDM), состоящей из StemSpan SFEM (Stem Cell Technologies), GlutaMax (1/100), аскорбиновой кислоты и фосфата магния ( 250 мкМ), никотинамида (2 мМ) и цитокинов SCF, TPO, FLT3L и IL7 (по 50 нг/мл каждого). Полученные из PSC НРС высевали с плотностью 5000 клеток/см и культивировали в условиях гипоксии (5% О2) в СО2-инкубаторе в течение 2 недель с добавлением равного объема культуры TCDM на 3-й день и заменой половины объема культуры через день. Все дифференцированные клетки собирали путем осторожного повторного суспендирования и сбора неприкрепленных клеток с последующим сбором плохо прикрепленных клеток в течение 5-10 мин обработки PBS-ЭДТА (0,5 мМ). Чтобы продолжить процесс дифференцировки и улучшить выход Т-/NK-клеток, дифференцировочное культивирование Т-клеток может быть проведено повторно путем пересеивания собранных клеток в свежеприготовленные планшеты с DLL4/реmронектином с плотностью 10000 клеток/см до достижения желаемого выхода клеток Т-/NK-клеток. Эффективность дифференцировки в T/NK также может быть улучшена путем добавления к TCDM следующих усиливающих компонентов: CHIR99021 (1-3 мкМ), IL-2 (2-10 нг/мл), IL-12 (10-50 нг/мл).T/NK Differentiation Cultures: For T/NK differentiation, treated plastic nontissue culture plates were coated with Notch ligand hDLL4-Fc chimeric protein and retronectin diluted in PBS (0.5 μg/cm each). Before cell seeding, the coating solution was aspirated, the plates were washed once with PBS and filled with 0.25 ml/cm 2 T-cell differentiation medium (TCDM), consisting of StemSpan SFEM (Stem Cell Technologies), GlutaMax (1/100), ascorbic acid and magnesium phosphate (250 μM), nicotinamide (2 mM) and cytokines SCF, TPO, FLT3L and IL7 (50 ng/ml each). PSC-derived NPCs were seeded at a density of 5000 cells/cm and cultured under hypoxic conditions (5% O 2 ) in a CO 2 incubator for 2 weeks with the addition of an equal volume of TCDM culture on day 3 and replacement of half the culture volume every other day. All differentiated cells were collected by gentle resuspension and collection of unattached cells, followed by collection of poorly attached cells for 5–10 min of PBS-EDTA (0.5 mM) treatment. To continue the differentiation process and improve T/NK cell yield, T cell differentiation can be repeated by replating the collected cells into freshly prepared DLL4/retronectin plates at a density of 10,000 cells/cm until the desired T/NK cell yield is achieved. cells. The efficiency of T/NK differentiation can also be improved by adding the following enhancing components to TCDM: CHIR99021 (1-3 μM), IL-2 (2-10 ng/ml), IL-12 (10-50 ng/ml).

Культуры для размножения Т-клеток: Для размножения Т-клеток обработанные планшеты для нетканевой культуры покрывали mAb к CD3 (клон OKT3), hDLL4-Fc и ретронектином, разведенным в PBS (по 0,5 мкг/см каждого). Перед посевом клеток раствор для нанесения покрытия аспирировали, планшеты промывали один раз PBS и заполняли 0,25 мл/см среды для размножения Т-клеток (TCDM), состоящей из StemSpan SFEM (Stem Cell Technologies), Glutamax (1/100), аскорбиновой кислоты и фосфата магния ( 250 мкМ), никотинамида (2 мМ) и цитокинов SCF, TPO, FLT3L, IL7 (по 50 нг/мл каждого) и IL2, IL15 (по 10 нг/мл каждого). Для улучшения размножения также может быть добавлен IL-21 (5-20 нг/мл). Клетки, собранные из культур дифференцировки в T/NK, высевали с плотностью 10000 клеток/см и культивировали в условиях гипоксии (5% О2) в СО2-инкубаторе в течение вплоть до 2 недель с добавлением равного объема культуры ТСЕМ на 3-й день и заменой половины объема культуры через день. Размноженные Т-клетки собирали путем осторожного повторного суспендирования и сбора неприкрепленных клеток.T cell expansion cultures: For T cell expansion, treated non-tissue culture plates were coated with anti-CD3 mAb (clone OKT3), hDLL4-Fc, and retronectin diluted in PBS (0.5 μg/cm each). Before cell seeding, the coating solution was aspirated, the plates were washed once with PBS and filled with 0.25 ml/cm T cell expansion medium (TCDM) consisting of StemSpan SFEM (Stem Cell Technologies), Glutamax (1/100), ascorbic acid magnesium acid and phosphate (250 μM), nicotinamide (2 mM) and cytokines SCF, TPO, FLT3L, IL7 (50 ng/ml each) and IL2, IL15 (10 ng/ml each). IL-21 (5-20 ng/ml) can also be added to improve reproduction. Cells collected from T/NK differentiation cultures were seeded at a density of 10,000 cells/cm and cultured under hypoxic conditions (5% O2) in a CO2 incubator for up to 2 weeks with the addition of an equal volume of TCEM culture on day 3 and replacing half the volume of culture every other day. Expanded T cells were collected by gentle resuspension and collection of unattached cells.

Пример 3. Характеристика способа направленной дифференцировки.Example 3. Characteristics of the method of directed differentiation.

PSC сначала дифференцировали в CD34+ НРС в суспензионной культуре с клеточными агрегатами посредством последовательных стадий WNT-индуцированной подготовки к дифференцировке, индукции мезодермы и дифференцировки НРС в течение 8-10 дней (фиг. 1В). Фракцию НРС выделяли фильтрацией. Сортировку с помощью MAC по CD34+ НРС не проводили, хотя при желании ее можно провести с использованием прямых парамагнитных гранул с CD34 (Myltenyi Biotec). Затем НРС переносили на планшеты, покрытые человеческим DLL4-Fc+ ретронектином, для дифференцировки в T/NK в течение 24 недель. Т-клетки можно дополнительно размножать в течение 1-2 недель в культуре на планшетах, покрытых mAb к CD3 (клон OKT3).PSCs were first differentiated into CD34+ NPCs in suspension culture with cell aggregates through sequential steps of WNT-induced differentiation preparation, mesoderm induction, and NPC differentiation over 8–10 days ( Fig. 1B ). The NPC fraction was isolated by filtration. MAC sorting for CD34+ HPCs was not performed, although it can be performed using direct paramagnetic CD34 beads (Myltenyi Biotec) if desired. NPCs were then transferred to human DLL4-Fc + retronectin-coated plates to differentiate into T/NKs for 24 weeks. T cells can be further expanded for 1-2 weeks in culture on plates coated with anti-CD3 mAb (clone OKT3).

Полученные из PSC (1С TiPSC) CD34+ клетки через 2 недели в условиях дифференцировки в T/NK образовывали типичную популяцию лимфоидных клеток, определяемую низкими параметрами FSC/SSC (фиг. 1D, левая точечная диаграмма). Эта лимфоидная популяция содержала в основном CD3+ Т и CD56+CD3- NK-клетки (фиг. 1D, точечная диаграмма посередине). Популяция Т-клеток включала CD4+ и CD8+ одно- и двойные положительные клетки, а также значительную долю двойных отрицательных клеток (фиг. 1D, правая точечная диаграмма).PSC-derived (1C TiPSC) CD34+ cells, after 2 weeks of T/NK differentiation, formed a typical lymphoid cell population defined by low FSC/SSC parameters (Fig. 1D, left dot plot). This lymphoid population contained primarily CD3 + T and CD56 + CD3 NK cells ( Fig. 1D , middle dot plot). The T cell population included CD4 + and CD8 + single- and double-positive cells, as well as a significant proportion of double-negative cells ( Fig. 1D , right dot plot).

Выходы каждого соответствующего типа клеток рассчитывали как отношение полученных абсолютных количеств клеток к исходным на каждой стадии получения клеток. Например, выход 1,5 CD34+HPC указывает на то, что в среднем 1,5 (полученное количество) CD34+ HPC может быть получено из 1 (исходное количество) PSC. Соответственно, выход 102 Т-клеток указывает на то, что 102 (полученное количество) Т-клеток может быть получено из 1 (исходное количество) CD34+ HPC (фиг. 1E).The yields of each corresponding cell type were calculated as the ratio of the obtained absolute numbers of cells to the initial ones at each stage of cell production. For example, a yield of 1.5 CD34+HPC indicates that an average of 1.5 (resulting amount) CD34 + HPC can be obtained from 1 (initial amount) PSC. Accordingly, a yield of 102 T cells indicates that 102 (resulting number) T cells can be obtained from 1 (initial number) CD34 + HPC (Fig. 1E).

Полученные из PSC (1С TiPSC) Т-клетки (CD3+), дифференцированные и размноженные в течение 4 недель, экспрессировали α/β TCR (не γ/δ или инвариантный Va24 NKT TCR) и типичные маркеры Тклеток CD5, CD27 и CD7 (фиг. 1F). Они также экспрессировали маркеры, ассоциированные с цитотоксическими Т-/NK-клетками (CD161, CD94), и маркеры активации (CD69).PSC-derived (1C TiPSC) T cells (CD3 + ), differentiated and expanded for 4 weeks, expressed α/β TCR (not γ/δ or invariant Va24 NKT TCR) and typical T cell markers CD5, CD27, and CD7 (Fig. .1F). They also expressed markers associated with cytotoxic T/NK cells (CD161, CD94) and activation markers (CD69).

Иммобилизованные антитела к CD3 (iCD3) были минимально необходимы и достаточны для достижения размножения полученных из PSC Т-клеток (фиг. 1G, гистограмма). Стимуляция в растворе с помощью mAb к CD3 и к CD28 (sCD3, sCD28) не была эффективной ни по отдельности, ни в комбинации (sCD3+ sCD28), ни при добавлении к iCD3 (iCD3+ sCD28). Т-клетки, пролиферирующие в культуре для размножения, приобретают характерную морфологию лимфобластов неправильной формы (фиг. 1G, фотография). В отличие от относительно гетерогенной популяции исходных клеток, клетки, собранные после 2-недельного размножения Т-клеток, были по существу чистыми CD3+ Т-клетками, которые также экспрессировали CD56 и приобретали экспрессию CD8 (фиг. 1G, точечные диаграммы проточной цитометрии). Таким образом, способ направленной дифференцировки позволяет эффективно получать Т-клетки.Immobilized anti-CD3 (iCD3) antibodies were minimally necessary and sufficient to achieve expansion of PSC-derived T cells ( Fig. 1G , bar graph). Stimulation in solution with anti-CD3 and anti-CD28 mAbs (sCD3, sCD28) was not effective either alone, in combination (sCD3 + sCD28), or when added to iCD3 (iCD3 + sCD28). T cells proliferating in expansion culture acquire the characteristic irregular lymphoblast morphology (Figure 1G, photograph). In contrast to the relatively heterogeneous population of parent cells, cells collected after 2 weeks of T cell expansion were essentially pure CD3 + T cells that also expressed CD56 and acquired CD8 expression ( Fig. 1G , flow cytometry dot plots). Thus, the directed differentiation method makes it possible to efficiently obtain T cells.

Все способы, раскрытые и заявленные в настоящей заявке, могут быть получены и выполнены без проведения излишних экспериментов в свете настоящего раскрытия. Хотя композиции и способы соAll methods disclosed and claimed herein can be obtained and performed without undue experimentation in light of the present disclosure. Although compositions and methods with

- 38 046022 гласно настоящему изобретению были описаны с точки зрения предпочтительных вариантов осуществления, специалистам в данной области техники будет очевидно, что способы, а также стадии или последовательность стадий способов, описанных в настоящей заявке, могут включать вариации без отступления от концепции, сущности и объема изобретения. Более конкретно, будет очевидно, что некоторые агенты, которые являются как химически, так и физиологически родственными, могут быть заменены агентами, описанными в настоящем документе, и при этом будут достигнуты одинаковые или схожие результаты. Все таковые схожие замены и модификации, очевидные для специалистов в данной области техники, считаются находящимися в пределах сущности, объема и концепции изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.- 38 046022 according to the present invention have been described in terms of preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the methods, as well as the steps or sequence of steps of the methods described herein, may include variations without departing from the concept, spirit and scope inventions. More specifically, it will be apparent that certain agents that are both chemically and physiologically related can be replaced by the agents described herein and the same or similar results will be achieved. All such like substitutions and modifications apparent to those skilled in the art are considered to be within the spirit, scope and concept of the invention as defined by the appended claims.

Список цитируемых источниковList of cited sources

Следующие цитируемые источники в той степени, в которой они описывают примеры методик или другие подробности, дополняющие приведенные в настоящей заявке, специально включены в настоящую заявку посредством ссылки.The following references, to the extent that they describe exemplary techniques or other details in addition to those given herein, are expressly incorporated herein by reference.

Akkina et al., J. Virol., 70:2581-2585, 1996.Akkina et al., J. Virol., 70:2581-2585, 1996.

Alexander et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 85:5092-5096,1988.Alexander et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 85:5092-5096,1988.

Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publ. Assoc. Inc. & JohnAusubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publ. Assoc. Inc. & John

Wiley & Sons, Inc., MA, 1996.Wiley & Sons, Inc., MA, 1996.

Biswas et al., Annals NY Acad. Sci., 590:582-583, 1990.Biswas et al., Annals NY Acad. Sci., 590:582-583, 1990.

Biswas, et al., J. Clin. Microbiol., 29:2228-2233, 1991.Biswas, et al., J. Clin. Microbiol., 29:2228-2233, 1991.

Blomer et al., J. Virol., 71(9):6641-6649, 1997.Blomer et al., J. Virol., 71(9):6641-6649, 1997.

Chen and Okayama, Mol. Cell Biol., 7(8):2745-2752, 1987.Chen and Okayama, Mol. Cell Biol., 7(8):2745-2752, 1987.

Chen et al., Nature Methods 8:424-429, 2011.Chen et al., Nature Methods 8:424-429, 2011.

Chothia et al., EMBO J. 7:3745, 1988.Chothia et al., EMBO J. 7:3745, 1988.

Doulatov et al., Cell Stem Cell. 10:120-36, 2012.Doulatov et al., Cell Stem Cell. 10:120-36, 2012.

Ercolani et al., J. Biol. Chern., 263:15335-15341,1988.Ercolani et al., J. Biol. Chern., 263:15335-15341, 1988.

Evans, et al., In: Cancer Principles and Practice of Oncology, Devita et al. (Eds.), Lippincot-Raven, NY, 1054-1087, 1997.Evans, et al., In: Cancer Principles and Practice of Oncology, Devita et al. (Eds.), Lippincot-Raven, NY, 1054-1087, 1997.

Fechheimer et al., Proc Natl. Acad. Sci. USA, 84:8463-8467, 1987.Fechheimer et al., Proc Natl. Acad. Sci. USA, 84:8463-8467, 1987.

Fraley et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76:3348-3352, 1979.Fraley et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76:3348-3352, 1979.

Frisan et al., Epstein-Barr Virus Protocols, Part III, 125-127, 2001Frisan et al., Epstein-Barr Virus Protocols, Part III, 125-127, 2001

Furie and Furie, Cell 53: 505-518, 1988.Furie and Furie, Cell 53: 505-518, 1988.

Graham and Van Der Eb, Virology, 52:456-467, 1973.Graham and Van Der Eb, Virology, 52:456-467, 1973.

Публикация международной заявки № WO 2007/069666Publication of international application No. WO 2007/069666

Публикация международной заявки № PCT/US2016/057893Publication of International Application No. PCT/US2016/057893

Публикация международной заявки № PCT/US2016/057899Publication of International Application No. PCT/US2016/057899

Публикация международной заявки № WO 94/09699Publication of international application No. WO 94/09699

Публикация международной заявки № WO 95/06128Publication of international application No. WO 95/06128

Публикация международной заявки № WO 96/39487Publication of international application No. WO 96/39487

Jores et al., PNAS U.S.A 87:9138, 1990.Jores et al., PNAS U.S.A 87:9138, 1990.

Kaeppler et al., Plant Cell Reports 9: 415418, 1990.Kaeppler et al., Plant Cell Reports 9: 415418, 1990.

Kaneda et al., Science, 243:375-378, 1989.Kaneda et al., Science, 243:375-378, 1989.

Karin et al. Cell, 36:371-379,1989.Karin et al. Cell, 36:371-379,1989.

Kato et al, J. Biol. Chern., 266:33613364, 1991.Kato et al, J. Biol. Chern., 266:33613364, 1991.

Kim et al., J. Virol., 66:3879-3882, 1992.Kim et al., J. Virol., 66:3879-3882, 1992.

Knust et al, EMBO J. 761-766, 1987.Knust et al, EMBO J. 761-766, 1987.

Ladi et al., Nature Immunology, 7: 338-343, 2006.Ladi et al., Nature Immunology, 7: 338-343, 2006.

Langle-Rouault et al., J. Virol., 72(7):6181-6185, 1998.Langle-Rouault et al., J. Virol., 72(7):6181-6185, 1998.

Lefranc et al., Dev. Comp. Immunol. 27:55, 2003.Lefranc et al., Dev. Comp. Immunol. 27:55, 2003.

Levitskaya et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94(23):12616-12621, 1997.Levitskaya et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94(23):12616-12621, 1997.

- 39 046022- 39 046022

Linnemann, C. et al. Nat Med 21, 81-85, 2015.Linnemann, C. et al. Nat Med 21, 81-85, 2015.

Ludwig et al., Nat. Biotechnol., 24(2):185-187, 2006b.Ludwig et al., Nat. Biotechnol., 24(2):185-187, 2006b.

Ludwig et al., Nat. Methods, 3(8):637-46, 2006a.Ludwig et al., Nat. Methods, 3(8):637-46, 2006a.

Macejak and Sarnow, Nature, 353:90-94, 1991.Macejak and Sarnow, Nature, 353:90-94, 1991.

Maniatis, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1988.Maniatis, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1988.

Mann et al., Cell, 33:153-159, 1983.Mann et al., Cell, 33:153-159, 1983.

Nabel et al., Science, 244(4910):1342-1344, 1989.Nabel et al., Science, 244(4910):1342-1344, 1989.

Naldini et al., Science, 272(5259):263-267, 1996.Zufferey et al., Nat. Biotechnol., 15(9):871-875,Naldini et al., Science, 272(5259):263-267, 1996. Zufferey et al., Nat. Biotechnol., 15(9):871-875.

Ng, Nuc. Acid Res., 17:601-615, 1989.Ng, Nuc. Acid Res., 17:601-615, 1989.

Nicola, et al., Blood, 54:614-627, 1979.Nicola, et al., Blood, 54:614-627, 1979.

Nicolas and Rubenstein, In: Vectors: A survey of molecular cloning vectors and their uses, Lab. Press, 2001.Nicolas and Rubenstein, In: Vectors: A survey of molecular cloning vectors and their uses, Lab. Press, 2001.

Rodriguez and Denhardt, eds., Stoneham: Butterworth, pp. 494-513, 1988.Rodriguez and Denhardt, eds., Stoneham: Butterworth, pp. 494-513, 1988.

Nicolau and Sene, Biochim. Biophys. Acta, 721:185-190, 1982.Nicolau and Sene, Biochim. Biophys. Acta, 721:185-190, 1982.

Nicolau et al., Methods Enzymol., 149:157-176, 1987.Nicolau et al., Methods Enzymol., 149:157-176, 1987.

Notta et al., Science, 218-221, 2011.Notta et al., Science, 218-221, 2011.

Paskind et al., Virology, 67:242-248, 1975.Paskind et al., Virology, 67:242-248, 1975.

Публикация патента № ЕР 1507865Patent Publication No. EP 1507865

Pelletier and Sonenberg, Nature, 334(6180):320-325, 1988.Pelletier and Sonenberg, Nature, 334(6180):320–325, 1988.

Potrykus et al., Mol. Gen. Genet., 199(2):169-177, 1985.Potrykus et al., Mol. Gen. Genet., 199(2):169-177, 1985.

Potter et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:7161-7165, 1984.Potter et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:7161-7165, 1984.

Quitsche et al., J. Biol. Chern., 264:9539-9545, 1989.Quitsche et al., J. Biol. Chern., 264:9539-9545, 1989.

Remington's Pharmaceutical Sciences 22nd edition, 2012.Remington's Pharmaceutical Sciences 22nd edition, 2012.

Reubinoff et al., Nat. Biotechnol., 18:399-404, 2000.Reubinoff et al., Nat. Biotechnol., 18:399-404, 2000.

Richards et al., Cell, 37:263-272, 1984.Richards et al., Cell, 37:263-272, 1984.

Rippe, et al., Mol. Cell Biol., 10:689-695, 1990.Rippe, et al., Mol. Cell Biol., 10:689-695, 1990.

Sambrook and Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd Ed. Cold Spring Harbor 1997.Sambrook and Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd Ed. Cold Spring Harbor 1997.

Suzuki et al, EMBO J. 6:1891-1897, 1987.Suzuki et al, EMBO J. 6:1891-1897, 1987.

Takahashi et al., Cell, 131:861-872, 2007.Takahashi et al., Cell, 131:861-872, 2007.

Temin, In: Gene Transfer, Kucherlapati (Ed.), NY, Plenum Press, 149-188, 1986.Temin, In: Gene Transfer, Kucherlapati (Ed.), NY, Plenum Press, 149-188, 1986.

Thomson and Marshall, Curr. Top. Dev. Biol., 38:133-165, 1998.Thomson and Marshall, Curr. Top. Dev. Biol., 38:133-165, 1998.

Thomson and Odorico, J. Trends. Biotechnol., 18:53-57, 2000.Thomson and Odorico, J. Trends. Biotechnol., 18:53-57, 2000.

Thomson et al. Proc. Natl. Acad. Scie. USA 92:7844-7848, 1995.Thomson et al. Proc. Natl. Acad. Scie. USA 92:7844-7848, 1995.

Tur-Kaspa et al., Mol. Cell Biol., 6:716-718, 1986.Tur-Kaspa et al., Mol. Cell Biol., 6:716-718, 1986.

Заявка на патент США № 08/464,599US Patent Application No. 08/464,599

Заявка на патент США № 12/715,136US Patent Application No. 12/715,136

Заявка на патент США № 61/088,054US Patent Application No. 61/088,054

- 40 046022- 40 046022

Патент США № 4683202US Patent No. 4683202

Патент США № 5030015US Patent No. 5030015

Патент США № 5302523US Patent No. 5302523

Патент США № 5322783US Patent No. 5322783

Патент США № 5384253US Patent No. 5384253

Патент США № 5464765US Patent No. 5464765

Патент США № 5486359US Patent No. 5486359

Патент США № 5538877US Patent No. 5538877

Патент США № 5538880US Patent No. 5538880

Патент США № 5550318US Patent No. 5550318

Патент США № 5556954US Patent No. 5556954

Патент США № 5563055US Patent No. 5563055

Патент США № 5580859US Patent No. 5580859

Патент США № 5589466US Patent No. 5589466

Патент США № 5591616US Patent No. 5591616

Патент США № 5610042US Patent No. 5610042

Патент США № 5656610US Patent No. 5656610

Патент США № 5702932US Patent No. 5702932

Патент США № 5736524US Patent No. 5736524

Патент США № 5780448US Patent No. 5780448

Патент США № 5789215US Patent No. 5789215

Патент США № 5843780US Patent No. 5843780

Патент США № 5843780US Patent No. 5843780

Патент США № 5928906US Patent No. 5928906

Патент США № 5945100US Patent No. 5945100

Патент США № 5981274US Patent No. 5981274

Патент США № 5994136US Patent No. 5994136

Патент США № 5994624US Patent No. 5994624

Патент США № 6013 516US Patent No. 6013,516

Патент США № 6200806US Patent No. 6200806

Патент США № 6225042US Patent No. 6225042

Патент США № 6355479US Patent No. 6355479

Патент США № 6362001US Patent No. 6362001

Патент США № 6544518US Patent No. 6544518

Патент США № 6790662US Patent No. 6790662

Патент США № 7029913US Patent No. 7029913

Патент США № 8058065US Patent No. 8058065

Патент США № 8129187US Patent No. 8129187

Патент США № 8268620US Patent No. 8268620

Патент США № 8268620US Patent No. 8268620

--

Claims (4)

Патент США № 8372642US Patent No. 8372642 Патент США № 8741648US Patent No. 8741648 Публикация заявки на патент США № 20020055144 Публикация заявки на патент США № 20050260186 Публикация заявки на патент США № 20060104968 Публикация заявки на патент США № 20090148425 Публикация заявки на патент США № 20090246875 Публикация заявки на патент США № 2010/0210014 Публикация заявки на патент США № 20120276636 Публикация заявки на патент США № 2014/0315304 Публикация заявки на патент США № 20160257939 Wilson et al., Nature Reviews Immunology, 9: 91-105, 2009 Wilson et al., Science, 244:1344-1346, 1989.US Patent Application Publication No. 20020055144 US Patent Application Publication No. 20050260186 US Patent Application Publication No. 20060104968 US Patent Application Publication No. 20090148425 US Patent Application Publication No. 20090246875 US Patent Application Publication No. 2010/0210014 Publication US patent application no. 20120276636 US Patent Application Publication No. 2014/0315304 US Patent Application Publication No. 20160257939 Wilson et al., Nature Reviews Immunology, 9: 91-105, 2009 Wilson et al., Science, 244:1344-1346, 1989. Wong et al., Gene, 10:8794, 1980.Wong et al., Gene, 10:8794, 1980. Wynn, Nature Immunology, 6:1069-1070, 2005.Wynn, Nature Immunology, 6:1069-1070, 2005. Xu et al., Nat. Biotechnol., 19:971-974, 2001.Xu et al., Nat. Biotechnol., 19:971-974, 2001. Yamanaka et al., Cell, 131(5):861-72, 2007.Yamanaka et al., Cell, 131(5):861–72, 2007. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, включающий стадии:1. A method for producing antigen-specific effector T cells and/or NK cells, comprising the steps of: (1) конструирования плюрипотентных стволовых клеток (PSC) для экспрессии химерного антигенного рецептора (CAR) с получением таким образом CAR-PSC;(1) engineering pluripotent stem cells (PSC) to express a chimeric antigen receptor (CAR), thereby obtaining CAR-PSC; (2) дифференцировки CAR-PSC в CD34+ гемопоэтические клетки-предшественники (НРС);(2) differentiation of CAR-PSCs into CD34+ hematopoietic progenitor cells (HPCs); (3) дальнейшей дифференцировки CD34+ НРС в Т-клетки и/или NK-клетки и (4) размножения Т-клеток и/или NK-клеток, включающего совместное культивирование с антигенспецифическими клетками-мишенями с получением таким образом антигенспецифических эффекторных Т -клеток и/или NK-клеток, где стадия (2) включает проведение направленной дифференцировки, включающей:(3) further differentiation of CD34+ HPCs into T cells and/or NK cells; and (4) expansion of T cells and/or NK cells, including co-culture with antigen-specific target cells, thereby obtaining antigen-specific effector T cells; and /or NK cells, where step (2) involves conducting directed differentiation, including: (i) образование эмбриоидных телец (ЕВ) в присутствии блеббистатина, ингибитора GSK-3, FGF2 и VEGF;(i) formation of embryoid bodies (EB) in the presence of blebbistatin, an inhibitor of GSK-3, FGF2 and VEGF; (ii) приведение ЕВ в контакт с ВМР-4, VEGF и FGF2 для стимуляции индукции мезодермы и (iii) дифференцировку ЕВ в присутствии лиганда Flt-3, IL-3, SCF и ТРО с получением таким образом НРС.(ii) contacting EBs with BMP-4, VEGF and FGF2 to stimulate mesoderm induction; and (iii) differentiating EBs in the presence of Flt-3 ligand, IL-3, SCF and TPO, thereby producing NPCs. 2. Способ по п.1, где:2. Method according to claim 1, where: (a) PSC на стадии (1) представляют собой индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) или эмбриональные стволовые клетки (ESC), где необязательно iPSC перепрограммированы из Т-клеток;(a) PSCs in step (1) are induced pluripotent stem cells (iPSCs) or embryonic stem cells (ESCs), where optionally the iPSCs are reprogrammed from T cells; (b) Т-клетки представляют собой CD4' Т-клетки, CD8' Т-клетки, цитотоксические Т-клетки, регуляторные Т-клетки, естественные киллерные Т-клетки, наивные Т-клетки, Т-клетки памяти или гаммадельта Т-клетки; и/или (c) дифференцировка согласно стадии (2iii) включает:(b) The T cells are CD4' T cells, CD8' T cells, cytotoxic T cells, regulatory T cells, natural killer T cells, naïve T cells, memory T cells, or gammadelta T cells ; and/or (c) differentiation according to step (2iii) includes: (A) дифференцировку ЕВ, осуществляемую по существу в отсутствие ВМР4; или (B) дифференцировку ЕВ, осуществляемую в присутствии IL-11, цАМФ и/или VEGF.(A) EB differentiation occurs essentially in the absence of BMP4; or (B) EB differentiation carried out in the presence of IL-11, cAMP and/or VEGF. 3. Способ по п.1 или 2, где PSC по существу не содержат трансгенов, необязательно, где PSC являются человеческими.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the PSCs are substantially free of transgenes, optionally where the PSCs are human. 4. Способ по п.1, где:4. Method according to claim 1, where: (a) PSC на стадии (1) дополнительно конструируют для экспрессии ERG/ETV2, GATA2 и HOXA9 под контролем одного индуцибельного промотора, необязательно, дополнительно включающий конструирование PSC для экспрессии HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1 и HOXA4, необязательно, где программирование согласно стадии (2) дополнительно включает индукцию экспрессии ERG/ETV2, GATA2 и HOXA9 в течение периода времени, достаточного для получения НРС, и прекращение индукции экспрессии до начала стадии (3);(a) the PSC in step (1) further comprises engineering the PSC to express ERG/ETV2, GATA2 and HOXA9 under the control of a single inducible promoter, optionally further comprising engineering the PSC to express HMGA2, MYCN, NR4A2, SOX17, TFEC, MEIS1 and HOXA4, optionally, wherein the programming according to step (2) further includes inducing expression of ERG/ETV2, GATA2 and HOXA9 for a period of time sufficient to obtain HPC, and stopping the induction of expression before the start of step (3); - 42 046022 (b) способ включает культивирование клеток в определенных условиях без фидера;- 42 046022 (b) the method involves culturing cells under certain conditions without a feeder; (c) стадия (2) дополнительно включает отбор клеток, экспрессирующих CD34 и CD43, перед дифференцировкой в антигенспецифические Т-клетки и/или NK-клетки, необязательно, где:(c) step (2) further comprises selecting cells expressing CD34 and CD43 prior to differentiation into antigen-specific T cells and/or NK cells, optionally wherein: (i) отбор включает проведение магнитно-активированной сортировки клеток (MACS);(i) selection involves performing magnetically activated cell sorting (MACS); (ii) клетки, экспрессирующие CD34 и CD43, составляют по меньшей мере 35% от общей популяции клеток; или (iii) клетки, экспрессирующие CD34 и CD43, составляют по меньшей мере 65% от общей популяции клеток;(ii) cells expressing CD34 and CD43 constitute at least 35% of the total cell population; or (iii) cells expressing CD34 and CD43 constitute at least 65% of the total cell population; (d) дифференцировка согласно стадии (3) включает культивирование НРС на поверхности, покрытой ретронектином и Notch DLL-4, в присутствии аскорбиновой кислоты и никотинамида в условиях гипоксии, необязательно, где:(d) differentiation according to step (3) involves culturing HPC on a surface coated with retronectin and Notch DLL-4, in the presence of ascorbic acid and nicotinamide under hypoxic conditions, optionally where: (i) культура дополнительно содержит SCF, лиганд FLT-3, ТРО и IL-7, необязательно, где культура дополнительно содержит ингибитор GSK-3, IL-2 и/или IL-12;(i) the culture further comprises SCF, FLT-3 ligand, TPO and IL-7, optionally wherein the culture further contains a GSK-3 inhibitor, IL-2 and/or IL-12; (ii) по меньшей мере 1,5% дифференцированных CD34' НРС представляют собой CD3+CAR+ Т-клетки;(ii) at least 1.5% of differentiated CD34' NPCs are CD3+CAR+ T cells; (iii) по меньшей мере 2% дифференцированных CD34' НРС представляют собой CD3 CAR' NK-клетки; или (iv) по меньшей мере 10% размноженных CD34' HPC представляют собой CD3 CAR' NK-клетки; и/или (е) размножение согласно стадии (4) дополнительно включает культивирование антигенспецифических Т-клеток в присутствии:(iii) at least 2% of differentiated CD34' HPCs are CD3 CAR' NK cells; or (iv) at least 10% of the expanded CD34' HPCs are CD3 CAR' NK cells; and/or (f) expansion according to step (4) further includes culturing antigen-specific T cells in the presence of: (i) антитела к CD3, IL-2 и IL-15, необязательно, где по меньшей мере 2% размноженных CD34+ HPC представляют собой CD3'CAR' Т-клетки;(i) antibodies to CD3, IL-2 and IL-15, optionally, wherein at least 2% of the expanded CD34+ HPCs are CD3 ' CAR ' T cells; (ii) антитела к CD3, IL-2, IL-15 и IL-21 или (iii) антитела к CD3, лиганда FLT3, IL-7, IL-2, IL-15 и/или IL-21, необязательно, дополнительно включающих один или два дополнительных компонента, выбранных из группы, состоящей из SCF и ТРО.(ii) antibodies to CD3, IL-2, IL-15 and IL-21 or (iii) antibodies to CD3, FLT3 ligand, IL-7, IL-2, IL-15 and/or IL-21, optionally, additionally including one or two additional components selected from the group consisting of SCF and SRW. 5. Способ по п.1, где:5. Method according to claim 1, where: (a) по меньшей мере 5% НРС экспрессируют CAR;(a) at least 5% of HPCs express CAR; (b) по меньшей мере 10% НРС экспрессируют CAR или (c) по меньшей мере 15% НРС экспрессируют CAR.(b) at least 10% of HPCs express CAR; or (c) at least 15% of HPCs express CAR. 6. Способ по п.1, где:6. Method according to claim 1, where: (a) CAR и антигенспецифические клетки-мишени нацелены на один и тот же антиген, необязательно, где антиген представляет собой CD19;(a) the CAR and the antigen-specific target cells are directed to the same antigen, optionally where the antigen is CD19; (b) антигенспецифические клетки-мишени представляют собой опухолевые клетки или (c) антигенспецифические клетки-мишени являются человеческими, необязательно, где антигенспецифические клетки-мишени являются отрицательными по HLA I класса, необязательно, где по меньшей мере 5% антигенспецифических эффекторных Т-клеток проявляют цитотоксическую активность против клеток-мишеней; или по меньшей мере 40% антигенспецифичных эффекторных NK-клеток проявляют цитотоксическую активность против клеток-мишеней.(b) the antigen-specific target cells are tumor cells; or (c) the antigen-specific target cells are human, optionally where the antigen-specific target cells are HLA class I negative, optionally where at least 5% of the antigen-specific effector T cells express cytotoxic activity against target cells; or at least 40% of antigen-specific effector NK cells exhibit cytotoxic activity against target cells. 7. Способ по п.1, где:7. Method according to claim 1, where: (a) CAR кодируется ДНК, интегрированной в геном PSC;(a) CAR is encoded by DNA integrated into the PSC genome; (b) CAR содержит внутриклеточный сигнальный домен, трансмембранный домен и внеклеточный домен, содержащий антигенсвязывающую область, необязательно, где:(b) The CAR comprises an intracellular signaling domain, a transmembrane domain, and an extracellular domain containing an antigen binding region, optionally where: (i) внутриклеточные сигнальные домены содержат CD3Z и CD28; и/или (ii) антигенсвязывающая область представляет собой F(ab')2, Fab', Fab, Fv или scFv;(i) intracellular signaling domains contain CD3Z and CD28; and/or (ii) the antigen binding region is F(ab')2, Fab', Fab, Fv or scFv; (с) PSC являются HLA-гомозиготными, необязательно, где:(c) PSCs are HLA homozygous, optionally where: (i) HLA-гомозиготные PSC являются гомозиготными по одному или более из аллелей локусов HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP или HLA-DQ; или (ii) HLA-гомозиготные PSC являются гомозиготными по двум из аллелей локусов HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP или HLA-DQ, необязательно, где HLA-гомозиготные PSC являются гомозиготными по HLA-A и HLA-B; или (iii) HLA-гомозиготные PSC являются гомозиготными по HLA-A, HLA-B и HLA-C.(i) HLA-homozygous PSCs are homozygous for one or more alleles of the HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP or HLA-DQ loci; or (ii) the HLA-homozygous PSCs are homozygous for two of the alleles of the HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DR, HLA-DP or HLA-DQ loci, optionally where the HLA-homozygous PSCs are HLA homozygous -A and HLA-B; or (iii) HLA homozygous PSCs are homozygous for HLA-A, HLA-B and HLA-C. 8. Способ получения антигенспецифических эффекторных Т-клеток и/или NK-клеток, включающий стадии:8. A method for obtaining antigen-specific effector T cells and/or NK cells, including the steps: (1) конструирования PSC для экспрессии CAR с получением таким образом CAR-PSC;(1) constructing PSCs to express CARs, thereby obtaining CAR-PSCs; (2) культивирования CAR-PSC в присутствии блеббистатина, ингибитора GSK-3, FGF2 и VEGF с образованием таким образом ЕВ;(2) culturing CAR-PSCs in the presence of blebbistatin, an inhibitor of GSK-3, FGF2 and VEGF, thereby generating EBs; (3) приведения ЕВ в контакт с ВМР-4, VEGF и FGF2 для стимуляции индукции мезодермы;(3) bringing EB into contact with BMP-4, VEGF and FGF2 to stimulate mesoderm induction; (4) дифференцировки ЕВ в присутствии лиганда Flt-3, IL-3, SCF и ТРО с получением таким образом CD34' НРС;(4) differentiation of EBs in the presence of Flt-3 ligand, IL-3, SCF and TPO, thereby obtaining CD34 ' NPC; --
EA201992469 2017-04-18 2018-04-18 ANTIGENSPECIFIC IMMUNE EFFECTOR CELLS EA046022B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/486,875 2017-04-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046022B1 true EA046022B1 (en) 2024-01-31

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018254442B2 (en) Antigen-specific immune effector cells
Minagawa et al. Enhancing T cell receptor stability in rejuvenated iPSC-derived T cells improves their use in cancer immunotherapy
KR102598351B1 (en) Method for direct differentiation of pluripotent stem cells into HLA homozygous immune cells
JP7061961B2 (en) How to induce the differentiation of pluripotent stem cells into immune cells
JP6229958B2 (en) Immune function reconstruction using pluripotent stem cells
EP2981607B1 (en) Effective generation of tumor-targeted t-cells derived from pluripotent stem cells
Zhu et al. Concise review: human pluripotent stem cells to produce cell-based cancer immunotherapy
JP2023516632A (en) Method for producing natural killer cells from pluripotent stem cells
JP2023502522A (en) Thymic organoids bioengineered from human pluripotent stem cells
CN117480249A (en) Stem cells comprising unrearranged T Cell Receptor (TCR) loci and methods of use thereof
KR20240037179A (en) Pluripotent stem cell-derived hematopoietic lineage
JP2023548115A (en) Generation of CD4+ effector and regulatory T cells from human pluripotent stem cells
EA046022B1 (en) ANTIGENSPECIFIC IMMUNE EFFECTOR CELLS
WO2023249071A1 (en) T-cell receptor
WO2024077159A1 (en) B cell lineages derived from pluripotent cells
TW202345878A (en) Method for manufacturing regulatory t cell
WO2024077158A1 (en) Pluripotent stem cell-derived t cell populations and progenitors thereof