JP2005501036A - CXCL10 treatment of secondary tissue degeneration - Google Patents

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Abstract

本発明は、CNS損傷に関連する二次的な組織変性を有する被験体に、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤の治療有効量を投与することによって、被験体における中枢神経系(CNS)損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法を提供する。本発明は、免疫学に関しそして、より具体的には、ケモカインCXCL10の中和によって中枢神経系損傷と関連する二次的な組織変性の処置に関する。The present invention relates to a subject having secondary tissue degeneration associated with CNS injury by administering a therapeutically effective amount of a neutralizing agent specific for a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) in a subject. Methods are provided for reducing severe secondary tissue degeneration associated with central nervous system (CNS) damage. The present invention relates to immunology and more specifically to the treatment of secondary tissue degeneration associated with central nervous system injury by neutralization of the chemokine CXCL10.

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、National Institutes of Healthによって授与された契約番号NS37336−01の元で政府の援助によってなされた。合衆国政府は、本発明に特定の権利を有する。
【0002】
本発明は、免疫学に関しそして、より具体的には、ケモカインCXCL10の中和によって中枢神経系(CNS)損傷と関連する二次的な組織変性の処置に関する。
【背景技術】
【0003】
(発明の背景)
CNSは脳および脊髄からなり、これらは、神経細胞、支持細胞および神経線維を含む連続した系を形成する。脳は、明確な領域および層を有する認知器官であり、領域および層の各々は、感覚器官から受信される特定の刺激の受信および処理に関連する。ヒト脳は、3つの主要領域に分けられ、その各々は以下の明確な機能を有する:終脳(前脳)(forebrain (prosencephalon))、中脳(中脳)(mid−brain(mesencephalon))および後脳(菱脳)(hindbrain(rhombencephalon))。脊髄はセグメントに並び、このセグメントは、身体の上部における移動および感覚を制御するより高いにセグメント、ならびに身体の下部を制御するより低いセグメントを有する。CNS損傷の結果は、その構成器官の組織化に反映する。
【0004】
障害の型は、損傷の型および重大性、損傷を発症する脊髄のレベル、ならびに損傷された神経線維の経路に非常に依存する脊髄損傷に関連する。脊髄への重篤な損傷は、損傷点より下の脊髄セグメントによって制御される身体部分の麻痺および完全な感覚喪失を引き起こす。脊髄損傷はまた、多くの合併症(床ずれおよび呼吸疾患へ高い感受性を含む)を誘導し得る。脳損傷は、異なる領域(認知機能、身体能力、意思伝達、または社会的/挙動的機能を含む)における欠陥の広範な指標を誘導し得る。
【0005】
中枢神経系に対する損傷は、最初の損傷の直後に止まらないが、最初の外傷後から数時間または数日間続く。これらの遅延した損傷プロセスは、脳および脊髄の損傷から生じる障害の程度を減少させることを目的とする処置のためのよい機会を提示する。外傷または疾患の非存在において、免疫細胞の主要な型はCNSにほとんど進入しない。しかし、脳または脊髄が外傷または疾患によって損傷される場合、免疫細胞はその領域を飲み込み、細片(debris)を除去し、そして強力な調節化学物質(有益および有害の両方)を宿主に放出する。免疫細胞の進入は、急性のCNS損傷および関連する二次的な変性の両方に関連する。
【0006】
急性脊髄損傷の現在標準の治癒処置は、高用量のメチルプレドニソロン(methylprednisolone)(ステロイド)であり、損傷の最初の3時間後に投与され、そして全体効力は最近疑問となっている。脊髄損傷の徴候処置は、カリウムチャネルのブロッカーである4−アミノピリジン(4−AP)で達成され得、神経作用潜在力の持続時間を延長し、そして脱髄した軸索における伝達を改善する。しかし、これらの薬剤のいずれも、CNS外傷に関連する複雑な病理学的カスケードを防御しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従って、中枢神経系損傷(特に、脊髄損傷およびCNSに対する外傷から生じる二次的な組織変性)を処置するためのさらなる方法を有する必要が存在する。本発明は、この必要性を満足させ、そして関係する利点も提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の要旨)
本発明は、CNS損傷に関連する二次的な組織変性を有するか、またはそれを発症する危険性のある被験体に、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤の治療有効量を投与することによって、被験体における中枢神経系(CNS)損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法を提供する。本発明の方法は、脊髄損傷および脳損傷の両方の処置のために有用である。
【0009】
さらなる局面において、本発明は、被験体におけるCNS損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法を提供し、この方法は、CNS損傷に関連する二次的な組織変性を有する被験体に、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤の有効量を投与する工程を包含する。
【0010】
特定の実施形態において、この被験体は哺乳動物である。他の実施形態において、この方法の被験体はヒトである。なおさらなる実施形態において、CNS損傷は、脊髄損傷、脳損傷、またはその両方のいずれかである。
【0011】
なおさらなる実施形態において、中和剤は抗CXCL10抗体、抗CXCL10抗体に対応するフラグメント、CXCL10に対して特異的な低分子またはポリペプチドである。
【0012】
本発明のさらなる局面は、被験体におけるCNS損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法を提供し、この方法は、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的に結合し得る、抗体またはそのフラグメントの有効量を、重篤な二次的な組織変性の減少を必要とする被験体に投与する工程を包含する。
【0013】
本発明の特定の実施形態において、CNS損傷は、機械的損傷、脊髄挫傷、脊髄の圧迫損傷、脊髄の裂傷、脊髄の分断、または脱髄状態によって生じるか、または誘導される。1つの実施形態において、この脱髄状態は多発性硬化症である。
【0014】
被験体における病理学的CNS状態に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法もまた、本発明によって提供され、この方法は、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的に結合し得る抗体またはそのフラグメントの有効量を、重篤な二次的な組織変性の減少を必要とする被験体に投与する工程を包含する。
【0015】
特定の実施形態において、病理学的状態は、ミエリン喪失である。他の実施形態において、ミエリン喪失は、急性播種性脳脊髄炎、感染後ミエリン喪失、ワクチン後ミエリン喪失、急性壊死性脳脊髄炎、または進行性壊死性ミエロパシーに起因する。
【0016】
さらなる実施形態では、本発明の中和剤が、損傷の少なくとも1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、または8時間以内に投与される。なおさらなる実施形態では、中和剤は、損傷または診断の12時間、18時間、または24時間以内に投与される。他の実施形態では、中和剤は、抗体または抗体フラグメントである。なおさらなる実施形態では、中和剤は、単独または抗炎症剤のようなさらなる薬剤と組合わせて投与され、そして投与は、少なくとも1回、および他の実施形態では、何日か繰り返して生じる。1つの実施形態では、日数は、10日まで、15日まで、20日まで、25日まで、または、少なくとも30日まである。
【0017】
本発明により提供されるものはまた、被験体におけるCNS損傷と関連する二次的な組織変性の重篤度を低下させる方法であり、この方法は、それを必要とする被験体に、細胞中の10kDaのインターフェロン誘導タンパク質(CXCL10)の量を低下させ得るポリヌクレオチド剤の有効量を投与する工程を包含する。
【0018】
種々の実施形態では、ポリヌクレオチド剤は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムであり得、ここで、このアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムは、CXCL10をコードするポリヌクレオチドに特異的に結合する。
【0019】
なおさらなる局面では、本発明は、被験体における病理学的なCNS状態に関係する二次的な組織変性の重篤度を低下させる方法を提供し、この方法は、それを必要とする被験体に、細胞中の10kDaのインターフェロン誘導タンパク質(CXCL10)の量を低下させ得るポリヌクレオチド剤の有効量を投与する工程を包含する。
【0020】
特定の実施形態では、薬剤は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムであり得、ここで、このアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムは、CXCL10をコードするポリヌクレオチドに特異的に結合する。
【0021】
なおさらなる実施形態では、本発明の中和剤は、血液脳関門の透過を増大し得る組成物(例えば、リポソーム)中で投与され得る。
【0022】
(発明の詳細な説明)
本発明は、10kDAのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)を特定の中和剤を用いて中和することにより、脊髄損傷および脳損傷を含む、CNS損傷を処置および/または軽減する方法に関する。本発明はまた、CNS損傷または外傷と関連する二次的な組織変性を逆転させる方法、ならびに特定の中和剤を用いて10kDAのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)を中和することにより、神経細胞再生および再ミエリン化を促進する方法を提供する。
【0023】
CXCL10の中和は、CNS損傷についての有意な処置オプションを提示する。なぜならば、これは、CNS損傷または外傷後の組織損失と関連する神経学的変性の原因である、T細胞浸潤の程度を低下させるからである。CXCL10の中和は、CNS損傷または外傷に関連する二次的な変性の単なる症状よりもむしろ原因を標的とする。
【0024】
CNSは、軸索と呼ばれる長い神経繊維により特徴付けられる、神経細胞、すなわち、ニューロン、を含む。脊髄中の軸索は、下行性の経路に沿って、脳から下向きに、および上行性の経路に沿って、脳に対して上向きにシグナルを運ぶ。これらの経路中の多くの軸索は、ミエリンと呼ばれる絶縁物質の鞘により覆われており、このミエリンは、白っぽい外観を与える;従って、これらがある領域は「白質」と呼ばれる。神経細胞自体は、他の神経細胞からシグナルを受容する樹状突起とよばれる木様の枝を有し、「灰白質」を構成する。灰白質は、脊髄の中心の蝶型の領域にある。脳および脊髄の両方は、3つの膜(髄膜)で囲まれている:軟膜、最も内側の層;クモ膜、繊細な中間層;および硬膜(これは強い外側の層である)。
【0025】
脊髄は、その長さに沿ってセグメントへと組織化される。各セグメントからの神経は、身体の特定の領域に接続する。首のセグメント、すなわち、C1〜C8といわれる、頸部領域は、首、腕、および手へのシグナルを制御する。T1〜T12といわれる、胸領域または上部背領域内のセグメントは、胴および腕のいくつかの部分へとシグナルをリレーする。L1〜L5といわれる、上腰領域または肋骨直下の中部背領域内のセグメントは、臀部および肢へのシグナルを制御する。最後に、S1〜S5といわれる、仙骨セグメントは、中背内の腰セグメントの直ぐ下にあり、そして鼠径部、足指、および肢のいくつかの部分へのシグナルを制御する。異なるセグメントでの脊髄損傷の影響は、この構成を反映する。
【0026】
いくつかの型の細胞が、CNS機能を実行する。大きな運動神経は、首、胴、および肢内の骨格筋を制御する長い軸索を有する。脊髄神経節細胞と呼ばれる感覚神経(その軸索は、身体から脊髄へと情報を運ぶ神経を形成する)は、脊髄の直ぐ外側に見出される。脊髄の完全に中にある、脊髄の介在ニューロンは、感覚情報を統合し、そして筋肉を制御する協調シグナルを生じるのに役立つ。グリア、すなわち、支持細胞、は、脳および脊髄中のニューロンよりも数が多く、そして種々の機能を行う。グリア細胞の1つの型である、稀突起神経膠細胞は、軸索を絶縁し、そして神経シグナル伝達の速度および信頼性を高めるミエリン鞘を作る。他のグリアは、車輪のリムおよびスポーク様の脊髄を封入し、上行性神経線維管および下行性神経線維管についての区画を提供する。星状細胞(大きな星型のグリア細胞)は、神経細胞を取り囲む流体の組成を調節する。これらの細胞のいくつかはまた、損傷後の瘢痕組織を形成する。ミクログリアと呼ばれるより小さな細胞もまた、損傷に応答して活性化され、そして老廃物を片付ける助けとなる。これらのグリア細胞の全ては、ニューロン生存を支持しそして軸索成長に影響する物質を、生成する。
【0027】
脳および脊髄は、これらを保護する骨腔(bony cavity)内に閉じ込められるが、またこれらを、膨潤または激しい損傷により引き起こされる圧迫損傷に対して脆弱にもする。CNSの細胞は、非常に高い代謝速度を有し、そしてエネルギーについて血糖に依存する。健常な血流が正常な機能に必要とされる最低限を割る範囲は、他の組織においてよりも、CNSにおいてずっと小さいので、CNS細胞は、虚血に対して特に脆弱である。CNSの他の固有に特徴は、「血液脳関門」および「血液脊髄関門」であり、これらは、CNS内の血管を裏打つ細胞により形成され、そして潜在的に有害な物質および免疫系の細胞の進入を制限することにより、神経細胞を保護するように働く。外傷は、これらの関門を傷つけて、脳および脊髄におけるさらなる損傷を与える。
【0028】
本明細書中で用いられる場合、用語「中枢神経系損傷」および「CNS損傷」とは、損傷または病巣の部位での炎症性応答により特徴付けられる脊髄および/もしくは脳の損傷または状態をいうことが意図される。中枢神経系損傷は、一般的に、主に機械的損傷を伴うが、病理学的状態のような非外傷性事象により引起される病巣を包含する。CNSの損傷としては、脊髄の挫傷により引起される打撲傷、および脊髄に対する圧力により引起される圧迫損傷が挙げられる。脊髄損傷の他の型としては、断裂、分離、および脊髄中心症候群が挙げられ、これらは索の頚(首)領域に影響し、そして脳と脊髄との間のシグナルを運ぶ皮質脊髄路と呼ばれる神経線維の群に対する集中的な損傷から生じる。CNS損傷または病巣は、CNSの1つ以上の細胞型または組織(ニューロン、グリア細胞およびミエリンを含む)に影響し得る。CNSの状態としては、多発性硬化症(MS)を含む脱髄状態が挙げられ、ここで、脱髄が脳および脊髄の白質で生じる。脱髄および局所的炎症は、多発性硬化症を含む、CNSの脊髄損傷および脱髄状態に共通し、そしてミエリン破壊の結果としてミエリン塩基性タンパク質(MBP)に特異的なT細胞の流入が、脊髄損傷および多発性硬化症の両方で実証されている。
【0029】
脱髄疾患または脱髄状態は、これらが生じる頻度、およびこれらが引き起こす障害に起因して、神経学的障害の重要な群である。脱髄疾患は、炎症性応答により伴われ得るミエリン鞘の限局的破壊または斑状の(patchy)破壊という共通点を有する。ミエリンの損失はまた、他の状態、例えば、ミエリン代謝において遺伝的に決定される欠損において、および稀突起神経膠細胞またはシュワン細胞の毒素曝露および感染の結果として生じる。CNSの脱髄疾患としては、例えば、MS、感染後脳脊髄炎およびワクチン後脳脊髄炎を含む急性の播種性脳脊髄炎(ADE)、急性の壊死性出血性脳脊髄炎、および進行性(壊死性)のミエロパシーが挙げられる。
【0030】
CNSに対する損傷は、DusartおよびSchwab,Eur.J.Neurosci.,6(5):712−724(1994)およびSchnellら、Eur.J.Neurosci.,11(10):3648−3458(1999)に記載されるように、CNS実質に対する炎症細胞の流入を生じる。初期応答は、好中球により支配され、これは、損傷の1日後に最高になり、そして血液脳関門の崩壊、および血管内皮に対する細胞接着分子のアップレギュレーションを伴う。好中球は、細胞特性および殺菌特性を表し、そして微生物侵入者および微生物の残骸の除去のために重要である(Clark,Dermatol.Clin.,11(4):647−66(1994))。活性化した好中球は、以下により記載されるような、プロテアーゼ、サイトカイン、ケモカイン、およびフリーラジカルを含む、種々の炎症誘導性分子を生じる:Cassatella,Immunol.Today,16(1):21−26 1994);Kunkelら、Semin.Cell Biol.,(6):327−336(1995);ConnerおよびGrisham,Nutrition 12(4):274−277(1996);これらの各々は、本明細書中で参考として援用される。これらの分子の放出は、以下により記載されるように、他の炎症細胞の漸増および活性化、ならびに神経損傷およびグリア細胞活性化に寄与する:Yong,Cytokines,astogliosis and neutrophils following CNS trauma, Cytokines and the CNS:Development, Defense and Disease,CRC Press,Boca Raton,Florida(1996)。血液由来のマクロファージおよび活性化したレジデントCNS小グリアは、損傷の2日後に始まる炎症応答に寄与し、そしてリンパ球を浸潤することを伴う。これらの細胞型についての化学誘引物質は、脊髄損傷の数時間以内にアップレギュレートされ、そして大脳の内皮に対する細胞の接着に必要とされる接着分子は、損傷後にアップレギュレートされる:BartholdiおよびSchwab,Eur.J.Neurosci.9(7):1422−1438 1997;Hamadaら、J.Neurochem.66(4):1525−1531(1996)。CXCL10(T細胞を誘因するCXCケモカイン)およびMIP−1a(マクロファージを誘因するCCケモカイン)の発現は、脊髄損傷の数時間以内にアップレギュレートされることが示されている(Bartholdi,上述,1997;およびMcTigueら、J.Neurosci.Res.53(3):368−376(1998)を参照のこと)。
【0031】
CNS損傷に関して本明細書中で用いられる場合、用語「二次的な組織変性」とは、CNSに対する初期の外傷または病巣による、損害を受けていない、またはわずかに損傷を受けた、隣接する細胞および組織の二次的な損失をいう。この二次的な組織変性は、損傷または病巣の部位に存在する任意の細胞型(ニューロンおよびグリア細胞を含む)、ならびに組織(神経繊維および脈管構造を取り囲むミエリン組織を含む)に影響し得る。二次的な組織変性は、一般的に、炎症ならびに細胞型および組織の広範なアレイに対する特異性を有するT細胞のCXCL10が媒介するT細胞の漸増に関連する。CNS損傷または外傷の後にCXCL10により媒介される二次的な組織変性はまた、血液脳関門破壊、水腫、脱髄、軸策損傷および神経の死(これらは、電圧依存チャンネルまたはアンタゴニストゲートチャンネルの活性化により先導され得る)、イオンリーク、カルシウム依存酵素(例えば、プロテアーゼ、リパーゼおよびヌクレアーゼ)の活性化、ミトコンドリア機能障害およびエネルギー枯渇、細胞死になることを引き起こす(Yolesら、Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.33(13):3586−3591(1992);ZivinおよびChoi,Scientific American 265(1):56−63(1993);Hovdaら、Brain Research 567(1):1−10(1991);Yoshinoら、Brain Resarch 561(1):106−119(1991))(これらの各々は、本明細書中で参考として援用される)。CNS損傷または外傷後の二次的な組織変性と関連するCXCL10が媒介する神経細胞死としては、壊死、アポトーシス、パラトーシス(paraptosis)または細胞死の任意のさらなる形態(例えば、筋萎縮性側索硬化症のトランスジェニックマウスモデルに記載されている(CantoおよびGurney,American Journal of Pathology 145:1271−1279(1994)(これは、本明細書中で参考として援用される))ような、神経変性細胞死)を含む、任意の機構による死が挙げられ得る。
【0032】
炎症は、CNS損傷と関連する二次的な組織変性に寄与する(DusartおよびSchwab、Eur.J.Neurosci.6(5):712−724(1994);Blight,Central Nervous System Trauma 2(4):299−315(1985);Egertonら、EMBO J.11(10):3533−40(1992);Popovichら、J.Comp.Neurol.,377(3):443−464(1997)、これらの各々は、本明細書中で参考として援用される)。炎症に対する首尾良い宿主応答は、一般的に、組織損傷の部位で分化した宿主細胞の蓄積を必要とする。損傷したCNSにおける炎症は、流体蓄積、ならびに血漿タンパク質、好中球、Tリンパ球、およびマクロファージの流入により特徴付けられる。この細胞蓄積は、正常な炎症プロセスにおける重要な行程であり、そして共通の重要な構造的特性を有する、分泌型走化性サイトカインのファミリーにより媒介され、そして病原性の炎症における役割である。CXCL10は、ケモカインとして公知である、40を超える構造的および機能的に関連したタンパク質の、このタンパク質ファミリーに属する。
【0033】
ケモカインは、2つのシステイン対を含む保存された構造モチーフを有する、8〜10kDaのヘパリン結合タンパク質に類似し、そして成熟タンパク質中のシステイン残基の相対的位置に基づいてサブファミリーに分けられる。ケモカインの少なくとも4つのサブファミリーが存在するが、2つ(α−ケモカインおよびβ−ケモカイン)のみが、十分に特徴付けられている。α−ケモカインにおいて、最初の2つのシステイン残基が、単一のアミノ酸により隔てられており(CXC)、一方、β−ケモカインにおいて、最初の2つのシステイン残基は、互いに隣接している(CC)。C−X−Cケモカインとしては、例えば、インターロイキン−8(IL−8)、ヒト血小板由来因子、CXCL10およびMigが挙げられる。C−Cケモカインサブファミリーのメンバーとしては、例えば、マクロファージ化学誘引物質および活性化因子(MCAF)、マクロファージ炎症タンパク質−1α(MIP−α)、マクロファージ炎症タンパク質−1β(MIP−β)ならびにregulated on activation,normal T−cell expressed and secreted(RANTES)が挙げられる。
【0034】
ケモカインは、白血球のサブセットを選択的に誘引し;いくつかのケモカインは、好酸球に対して特異的に作用し、他のものは、単球、樹状細胞またはT細胞に対して特異的に作用する(Luster,A.,New Engl.J.Med.338:436−445(1998)(これは、本明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。概して、CCケモカインは単球、好酸球、好塩基球、およびT細胞を化学誘引し;そしてそのケモカインレセプターであるCCR1〜CCR9を介してシグナル伝達を行う。このCXCケモカインファミリーは、CXC配列の前のN末端付近にあるELR配列(Glu−Leu−Arg)の存在または非存在に基づいてさらに2つのクラスに分類され得る。そのELR含有CXCケモカイン(IL−8を含む)は、好中球を化学誘引し、その一方で、非ELR CXCケモカイン(CXCL10およびMigを含む)は、リンパ球を化学誘引する。
【0035】
ケモカインは、少なくともの2つの方法、すなわち第1に、直接的な化学誘引を介して、そして、第2に、標的細胞上の特定のGタンパク質共役細胞表面レセプターに結合することによって、細胞移動および細胞活性化を誘導する。10を超える別個のケモカインレセプター(各々は、異なるサブセットの白血球上で発現されている)が、同定されている。ケモカインレセプターは、いくつかの細胞上で構成的に発現されており、その一方で、それらのケモカインレセプターは、他の細胞上では誘導性である。CXCR3(CXCL10によって認識されているレセプター)は、Tヘルパー型1(Th 1)表現型の活性化Tリンパ球およびナチュラルキラー(NK)細胞上で発現されている。重要なことに、二次的な組織変性に関連する神経炎症の病理における主要な機構は、損傷または病巣である部位に対する活性T細胞の移動である。
【0036】
本明細書において使用される場合、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)を参照する際に使用される場合の用語「有効量」は、CNS損傷に関連する二次的な組織変性の重篤度を軽減するのに十分な、CXCL10に特異的な中和剤の量を意味することが意図される。
【0037】
本明細書中で使用される場合、「重篤度の低減」とは、CNS損傷に関連する二次的な組織変性の、徴候または症状、生理学的指標、生化学的マーカーまたは代謝指標の、停止、減少または逆転をいうことが意図される。脊髄損傷において、脳から胴および四肢に対する運動の信号を伝える神経線維の破壊は、筋肉麻痺を導く。CNS損傷に関わる二次組織損傷の生理学的症状としては、例えば、神経学的欠陥および神経性炎症が挙げられ、そして、臨床性症状は、その損傷の重篤度、損傷が存在する脊髄のセグメントおよび神経線維が損傷をうけている脊髄のセグメントに依存して劇的に変化する。感覚神経線維の破壊によって、感覚(例えば、触覚、圧力および温度)喪失を導き得;それはまた、時折、疼痛を生じる。他の重篤な結果としては、過度の反射;膀胱および腸の制御の喪失;性機能不全;呼吸能力の喪失または低下;咳反射の欠陥;および痙性が挙げられる。脊髄損傷を有する殆どの人は、損傷後1週間から6ヶ月の間でいくつかの機能は回復するが、自発的な回復の可能性は、6ヶ月を超えるとほとんどなくなる。脊髄損傷は、多くの臨床的合併症(床ずれを含む)、呼吸系疾患および自律神経反射欠陥(autonomic dysreflexia)、血圧を上昇させ、発汗させる潜在性致命的疾患、ならびに腸の埋伏(impaction)またはいくつかの他の刺激に反応する他の自律神経性反射に対する増大した感受性を導き得る。
【0038】
CNS損傷に関わる二次的な組織変性の生理学的指標としては、血液脳関門破壊、水腫、脱髄、軸索損傷および神経死ならびに組織喪失が挙げられる。CNS損傷に関わる二次的な組織変性の生物化学的マーカーは、例えば、神経細胞マーカー、ミエリン、γグロブリンまたはオリゴクローナルバンディングを生じる特異的な分子である。二次的な組織変性に関連するCNS組織喪失は、当該分野で公知の種々の臨床的方法によって検出され得る。神経細胞性マーカー(例えば、NeuN)は、CNSでの組織喪失を可視化するために使用され得る(Wolf et al.,J.Histochem.Cytochem.44:1167−1171(1996)(これは、本明細書中で参考として援用される)。さらに、誘発電位(EP)は、どのくらい迅速に神経インパルスが神経系の種々の部分における神経線維にそって伝達するのかを測定するために使用され得、そして、コンピュータ断層撮影(CT)がCNSを走査(スキャン)して細胞死または神経線維の脱髄によって引き起こされる組織喪失の領域を検出するために使用され得る。核磁気共鳴映像法(MRI)もまた、CNSを走査するために使用され得るが、X線の使用はない。CTスキャンよりも高感度である、MRIは、CTスキャン機器によって観察し得ないCNS組織喪失の領域を検出し得る。さらに、腰椎穿刺または脊椎穿刺の処置が、脳脊髄液を抽出するために使用され得る。この髄液は、γグロブリンおよびオリゴクローナルバンディングの上昇したレベルについて調べられ得る。当該分野で周知のこれらまたは他の方法が、組織喪失(神経のグリア細胞の死および神経線維の脱髄によって引き起こされる組織喪失を含む)を測定することによって、CNS損傷に関わる二次的な組織変性の重篤度を決定するために使用され得る。
【0039】
本明細書において使用される場合、用語「10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤」は、CXCL10発現の程度、量または速度の減少を与えるかまたはCXCL10の活性の減少を与える因子をいうことが意図される。特許請求する発明を実施するのに有用な中和剤としては、例えば、CXCL10に対する抗体のような結合分子が挙げられる。中和剤は、CXCL10活性を減少するのに十分な親和性でCXCL10に結合する任意の分子であり得る。さらに、中和剤は、調節タンパク質または遺伝子領域の機能を阻害また促進し、そして、CXCL10発現の程度または量または速度あるいはその活性の減少を与えるための調節分子または遺伝子領域に結合する任意の分子であり得る。例えば、CXCL10活性を低下させるのに十分な親和性でCXCL10に結合するCXCR3レセプターのフラグメントまたはペプチド模倣物は、特許請求している方法を実施するのに有用である。さらに、CXCL10発現の減少を与える中和剤の例としては、アンチセンス核酸および転写インヒビターが挙げられ得る。
【0040】
本発明は、CNS損傷に関わる二次組織損傷の重篤度を低減する方法を提供する。本方法は、有効量の10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質に特異的な中和剤(CXCL10)を、CNS損傷に関わる二次的な組織変性を有する被験体に投与する工程を包含する。
【0041】
本明細書中に記載されるように、CXCL10は、神経系の炎症に対する宿主防御を与える工程に関与する。具体的には、CXCL10は、CNS損傷、CNS炎症、生理学的異常(例えば、感染因子または自己免疫細胞(autoagressive immune cell))に応答してCNSへのTh1 Tリンパ球の輸送を調整する。Tリンパ球は、CD4細胞およびCD8細胞として知られている2つの主要なカテゴリーに細分され得る。CD4およびCD8は、抗原に対するT細胞レセプターと抗原提示細胞によってT細胞に対して提示に対して提示されている抗原自体との間の相互作用を促進する表面タンパク質である。T細胞によって認識される抗原は、抗原提示細胞の表面に発現されている主要組織適合性複合体(MHC)タンパク質のクレフト中に含まれる。CD4細胞は、クラスIIの組織適合性対立遺伝子によって提示されるペプチドフラグメントを認識し、CD8細胞は、クラスIの組織適合性対立遺伝子によって提示されるフラグメントを認識する。DR2対立遺伝子は、多発性硬化症において過剰に提示される、MHCクラスII対立遺伝子であって、このことは、CNSにおける損傷形成におけるCD4細胞に対する役割を示す。
【0042】
CD4細胞は、Th1サブタイプおよびTh2サブタイプにさらに細分され得る。Thl細胞は、遅延型過敏性応答の原因となりかつ多くのサイトカイン(T細胞増殖の刺激因子であるインターロイキン2(IL−2)、およびマクロファージの活性化因子であるインターフェロン、および希突起神経膠細胞(CNSのミエリン形成細胞)に損傷を与える能力を有すタンパク質であるリンホトキシンを分泌する。インターフェロンは、IL−2と合わさって、ミエリンを神経線維から直接剥ぎ取るマクロファージを活性化し、そして、ミエリン形成性の希突起神経膠細胞に損傷させるサイトカインである腫瘍壊死因子α(TNF−α)を分泌する。
【0043】
本明細書中に記載されるように、損傷部位または病巣(損傷)(図1)の中またはその周辺でCNS損傷後に発現されるCXCL10の中和によって、その損傷部位および周辺組織での組織喪失を介してそれ自体を露見させる(manifest)二次的な組織変性を減少させる(図3)。その結果、CXCL10活性を中和することは、CNS損傷に関わる二次的な組織変性の重篤度の低減を導き得る。CXCL10中和剤(以下に記載の方法によって同定される、抗体、アンチセンス核酸または他の化合物を含む)は、CNS損傷に関わる二次組織損傷の重篤度を処置または低減するのに有用である。
【0044】
CXCL10中和剤の投与は、二次的な組織変性に関連する種々の別個のCXCL10媒介性破壊事象(例えば、電位依存性チャネルまたはアゴニストゲートチャネルの活性化、イオン漏洩、カルシウム依存性酵素(例えば、プロテアーゼ、リパーゼ、おおよびヌクレアーゼ)の活性化、炎症、ミトコンドリア機能不全およびエネルギー涸渇、細胞死の完結(culminating)を含む)を標的化する。CXCL10特異的中和剤の投与によって、単一の局面の二次的な組織変性というよりもこれらの別個のCXCL10媒介性事象の各々を標的化および処置することによって治療的改善を提示する、二次変性の重篤度を低減する増強された方法が提供する。
【0045】
さらに、CXCL10が二次的な組織変性に対するこのような劇的な効果を有するという予想外の知見に加え、驚くべき知見は、損傷が停止し得るだけでなく、CXCL10中和剤がまた、ミエリンの再増殖を促進し、それによって、神経再形成および髄鞘再形成を誘導することである。従って、本発明はまた、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)を特異的な中和剤を使用して中和することによって、CNS損傷に関わる二次的な組織変性または外傷を回復する方法ならびに神経細胞の再形成および髄鞘再形成を促進する方法を提供する。
【0046】
成体哺乳動物の脊髄に対する機械的損傷によって、血管浸透性の上昇、ならびに炎症細胞の広範な活性化ならびに漸増を生じる(Dusart,IおよびM.E.Schwab(1994),「Secondary cell death and the inflammatory reaction after dorsal hemisection of the rat spinal cord」、Eur J Neurosci 6(5):712−24)(Schnell,L.,S.Fearn,et al.(1999),「Acute inflammatory responses to mechanical lesions in the CNS:differences between brain and spinal cord」,Eur J Neurosci 11(10):3648−58)。脊髄損傷に対するこの強い炎症応答の制御および結果は、十分には知られていない。神経免疫相互作用の十分な理解が多発性硬化症の研究の分野において見出され得、ここで、これは、多発性硬化症のMHVモデルにおける脱髄の病理に対するTリンパ球応答の減衰が異常組織発生および挙動欠陥を減少させることを近年、実証した(Liu,M.T.,H.S.Keirstead,et al.(2001),「Neutralization of the chemokine cxc110 reduces inflammatory cell invasion and demyelination and improves neurological function in a viral model of multiple sclerosis」,J Immunol 167(7):4091−7)。脊髄損傷の部位においてTリンパ球が優勢であり(McTigue,D.M.,M.Tani,et al.(1998),「Selective chemokine mRNA accumulation in the rat spinal cord after contusion injury」,J Neurosci Res 53(3):368−76)、そして、最近の研究によって、これらが脊髄外傷の構造上かつ機能上の結果における中心的な役割を担っていることを示唆されており(Hauben,E.,O.Butovskyら(2000),「Passive or active immunization with myelin basic protein promotes recovery from spinal cord contusion」,J Neurosci 20(17):6421−30)(Hauben,E.,U.Nevoら(2000),「Autoimmune T cells as potential neuroprotective therapy for spinal cord injury」,Lancet 355(9200):286−7)、脊髄損傷部位にTリンパ球をリクルートメントすることを阻害する結果がさらに調べられた。Tリンパ球化学誘引剤CXCL10に対する抗体を機能的にブロックし得ること(Liu,M.T.,H.S.Keirsteadら(2001),「Neutralization of the chemokine cxc110 reduces inflammatory cell invasion and demyelination and improves neurological function in a viral model of multiple sclerosis」,J Immunol 167(7):4091−7)が、脊髄外傷の部位に対するTリンパ球の補充におけるこのケモカインの役割、および外傷後の異常組織発生および挙動欠陥に対するTリンパ球の寄与を試験する機会を提供した。本明細書中のデータによって、CXCL10が成体哺乳動物の脊髄損傷後にアップレギュレートされた(図1)こと、および損傷動物におけるCXCL10の抗体媒介性中和は、脊髄損傷後に通常は発生する劇的なTリンパ球浸潤を減少したこと(図5)を明瞭に実証した。これらのデータは、樹立されたウイルス誘導性脱髄を有するマウスに対する抗CXCL10抗血清のCNSへの投与がCD4 Tリンパ球浸潤を有意に減少し、そしてTH1関連プロ炎症性(proinflammatory)サイトカインIFN−gの発現を減少させる(Liu,M.T.,H.S.Keirsteadら(2001),「Neutralization of the chemokine cxc110 reduces inflammatory cell invasion and demyelination and improves neurological function in a viral model of multiple sclerosis」,J Immunol 167(7):4091−7)という本発明者らの最近の実証を確定付けた。抗CXCL10処置後の脊髄損傷部位に対するTリンパ球の浸潤の減衰は、脊髄損傷の間のCXCL10が特に重要なTリンパ球化学誘引剤であり、CXCR3レセプターの発現(Rollins,B.J.(1997),「Chemokines」,Blood 90(3):909−28)と矛盾しないという強力な証拠を提供する(Luster,A.D.,J.C.Unkelessら(1985),「Gamma−interferon transcriptionally regulates an early−response gene containing homology to platelet proteins」,Nature 315(6021):672−6)。
【0047】
重要でありかつ予測不可能であるのは、本明細書中で開示されるデータは、抗CXCL10処置単独が、外傷の後組織変性および損傷後の運動性欠陥を低減するのに十分であったことを示している。形態形成分析は、抗CXCL10処置を受けた半側切除の損傷マウスが、未処置の半切除損傷マウス(図3)と比較して損傷部位の周囲の組織損傷において68%の減少を有したことを示した。損傷部位の周辺のニューロン細胞数は、抗CXCL10処置を受けた半切除損傷マウスにおける組織喪失の低減が、未処置の半切除損傷マウスよりも損傷部位の周辺で438%を超えるニューロンの存在と関連した。これらのデータは、抗CXCL10処置は背側半切除後の外傷後組織喪失を有意に減少することを示す。
【0048】
挙動分析によって、抗CXCL10処置を受けた半切除損傷マウスが回復期の間で試験した運動学的パラメータの統計学的に有意な連続的な改善を示したことを示した(図2)。損傷後の14日までに、全部で4つの運動学的パラメータにとっての挙動スコアは、損傷していないコントロールマウスと有意な差異をもたなかった。この回復は、重篤な線維の再構成よりも病巣(損傷)の尾側の感覚運動経路の再構成によって寄与されやすかった。生化学的再構成およびシナプスの再構成が、脊髄損傷後に実証され、そして、機能的改善に対して寄与し得る(Edgerton,V.R.,R.D.Leonら(2001)「Retraining the injured spinal cord」,J Physiol 533(Pt 1):15−22)。損傷した脊髄におけるシナプス形成(synaptogenesis)に関連するデータは殆ど存在しなかったが、脱神経された歯状回の良好に記録されたモデルを使用する定量的電子顕微鏡写真研究によって、実質的に多くの数の新規のシナプスが損傷後10日までに脱神経されたニューロンにおいて形成される(Steward,O.,S.L.Vinsantら(1988),「The process of reinnervation in the dentate gyrus of adult rats:an ultrastructural study of changes in presynaptic terminals as a result of sprouting」,J Comp Neurol 267(2):203−10)ことを示している。現在の研究における挙動の回復の機構は未知であるが、本明細書中で開示されたデータは、抗CXCL10処置が脊髄損傷後の神経学的欠陥を低減することを明瞭に示している。
【0049】
損傷したCNS実質への溢血後の免疫応答についての有害な役割は、多発性硬化症の病因学、および多発性硬化症の動物モデルにおいて見られる疾患状態によって示され、ここで、前炎症性細胞が疾患の発達の中心と見なされる(Olsson,T.(1995),「Cytokine−producing cells in experimental autoimmune encephalomyelitis and multiple sclerosis」Neurology 45(6 補遺6):S11−5)(Schulze−Koops,H.,P.E.Lipskyら(1995),「Elevated Th1− or Th0−like cytokine mRNA in peripheral circulation of patients with rheumatoid arthritis.Modulation by treatment with anti− ICAM−1 correlates with clinical benefit」J Immunol 155(10):5029−37))。外傷性の脊髄損傷における免疫応答についての有害な役割は、ケモカイン発現の一時的な関連および二次的な変性を伴う免疫細胞の流入によって示唆される(Dusart,I.およびM.E.Schwab(1994)「Secondary cell death and the inflammatory reaction after dorsal hemisection of the rat spinal cord」Eur J Neurosci 6(5):712−24)(Blight,A.R.(1985)「Delayed demyelination and macrophage invasion: a candidate for secondary cell damage in spinal cord injury」Cent Nerv Syst Trauma 2(4):299−315)(Popovich,P.G.,P.Weiら(1997)「Cellular inflammatory response after spinal cord injury in Sprague−Dawley and Lewis rats」J Comp Neurol 377(3):443−64))。
【0050】
Popovichおよびその協力者らは、クロドロネート(clodronate)媒介性の造血性マクロファージ除去が、脊髄損傷後の外傷性組織損失の低下および体制的移動運動(overground locomotion)の改善を導くことを、納得のいくように実証している。これらの発見は、著者らに浸潤性免疫細胞が深刻な二次的な変性のエフェクターであると結論付け、そして細胞特異的な免疫喪失が脊髄損傷に対する治療法であることを証明し得ることを示唆するよう導いた。(Popovich,P.G.,P.Weiら(1997),「Cellular inflammatory response after spinal cord injury in Sprague−Dawley and Lewis rats」J Comp Neurol 377(3):443−64)。実際に、活性化した単球食細胞は、外傷性CNS損傷の後に神経毒を放出し(Giulian,D.,M.Corpuzら(1993),「Reactive mononuclear phagocytes release neurotoxins after ischemic and traumatic injury to the central nervous system」J Neurosci Res 36(6):681−93)、NMDAレセプタター媒介性神経毒性を誘導し(Paini,D.,K.Frei,ら(1991)「Murine brain macrophages induce NMDA receptor mediated neurotoxicity in vitro by secreting glutamate」Neurosci Lett 133:159−162)、そして活性化した白血球が、広範な種々の溶解酵素ならびに反応性酸素中間体および反応性窒素中間体を放出する(Martiney,J.A.,C.Cuffら(1998),「Cytokine−induced inflammation in the central nervous system revisited」Neurochem Res 23(3):349−59)。
【0051】
これらの発見は、抗CXCL10処置が脊髄損傷の部位に対してTリンパ球および造血性マクロファージの両方の浸潤の低下を導く(図5)という現在の確証の観点から興味深い。造血性マクロファージはCXCL10に対するCXCR3レセプターを発現しないので、これらマクロファージの喪失はTリンパ球喪失の下流の効果である可能性があり;このことは、活性化CD4+ Tリンパ球がRANTES(造血性マクロファージについての化学誘引物質)を分泌することを実証することによって、支援される。
【0052】
CNS疾患/外傷の部位内での免疫細胞の調節が複雑であり、そしてこのような部位内での免疫細胞活性化が下流の影響である場合、傷害部位への免疫細胞集団の漸増加(recruitment)を標的化することは、CNS傷害(insult)を従える二次的変性カスケードにおける特定の集団の役割を解明し得る。本明細書中に記載される結果は、CNS損傷の間にCXCL10発現の機能的重要性についての新規の洞察を提供し、そしてさらにCXCL10に対して特異的な中和剤を用いてCNSを処置する方法のための基礎を提供する。CXCL10は本明細書中で、脊髄損傷の間の重要な化学誘引物質であることが示されている。本発明によって提供されるようにCXCL10を標的化する治療法は、CNS損傷後の外傷後の異常組織発生および行動障害を低減するための、実行可能な処置ストラテジーを表す。
【0053】
十分な親和性でCXCL10を結合するCXCL10中和剤は、免疫細胞の漸増加、組織喪失または脱髄に関するCXCL10の活性を低減し得る。CXCL10特異的な中和剤は、高分子(例えば、ポリペプチド、核酸、炭水化物または脂質)であり得る。CXCL10特異的中和剤はまた、CXCL10活性がこの中和剤の存在下で低減される限り、誘導化合物、類似化合物または模倣的化合物、ならびに低分子有機化合物であり得る。中和剤のサイズは、CXCL10に対して、この分子が選択的中和化活性を提示するかまたは選択的中和化を提示するように作製され得る限り、重要ではない。例えば、中和剤は、約1個と6個の間ほどのモノマー構築ブロック、および数10個または数百個ほどのモノマー構築ブロックであり得、このモノマー構築ブロックは、高分子または化学結合分子を構成する。同様に、有機化合物は、活性を低減するのに十分な親和性でCXCL10に結合する限り、単一構造または複雑な構造であり得る。
【0054】
CXCL10に特異的な中和剤としては、例えば、免疫系のポリペプチドを結合する、抗体および他のレセプターまたはリガンドが挙げられ得る。免疫系のこのような他の分子としては、例えば、CD4細胞レセプターを含むT細胞レセプター(TCR)が挙げられる。CXCL10についての中和剤はまた、CXCL10とケモカインレセプター(例えば、CXCR3レセプター)との相互作用を阻害する分子であり得る。さらに、インテグリン、増殖因子レセプターおよびケモカインレセプターのような細胞表面レセプター、ならびにCXCL10を結合するかまたは活性を低減するのに十分な親和性で結合するように作製され得る、任意の他のレセプターまたはそのフラグメントもまた、本発明の方法を実施するために有用な中和剤である。さらに、例えば、CXCL10もしくはそのレセプターの発現を阻害するレセプター、増殖因子、サイトカインまたはケモカインもまた、本発明の方法を実施するために有用な中和剤である。さらに、転写因子およびDNA複製因子のようなDNA結合性ポリペプチドは、これらがCXCL10に対する選択的な結合活性、CXCL10の発現もしくは活性を制御する調節分子、またはCXCL10の発現を制御する遺伝子領域を有する限り、用語結合分子の規定内に含まれるようである。最終的に、ランダムライブラリーおよびコンビナトリアルライブラリーより選択されるような、ポリペプチド、核酸および化合物はまた、それら分子が活性を低下させるのに十分な親和性でCXCL10を結合する限り、その用語の規定内に含まれる。
【0055】
種々のアプローチが、CXCL10について選択的な中和剤の同定のために使用され得る。例えば、1つのアプローチは、CXCL10の構造および機能に関して利用可能な情報を使用して、ケモカイン結合分子として機能することが知られる分子から結合性分子集団を作製するか、またはCXCL10に特異的な結合親和性を提示するかもしくは提示し得ることが知られる分子(例えば、CD4+ T細胞およびNK細胞上に見出されるCXCR3レセプターのフラグメントまたは模倣物)からの結合分子集団を作製する。CXCL10に特異的な中和剤は、抗体および免疫レパートリーの他の分子であり得る。このような免疫レセプターの通常の機能は、本質的に無限数の異なる抗体およびリガンドを結合することである。従って、免疫レパートリーからの結合分子の多様な集団を作製することは、例えば、CXCL10に特異的な中和剤を同定するために有用であり得る。
【0056】
CXCL10に特異的な中和剤は、さらに、当該分野で周知の方法によって、未知の分子の大規模集団から同定され得る。このような集団は、ペプチドまたは低分子化合物のランダムライブラリーであり得る。この集団を、CXCL10タンパク質またはそれらのそれぞれの核酸に結合する分子を含有するように、十分多様性な配列または構造を含むよう生成し得る。当業者は、どのサイズおよびどの多様性が意図される目的に必要または十分であるかを認知する。十分なサイズおよび複雑性の集団を、活性を低下させるのに十分な親和性でCXCL10を結合するCXCL10中和剤を高い可能性で含むように生成し得る。ライブラリーの分子集団の多くの他の型が存在し、そして以下にさらに記載される。
【0057】
CXCL10にか、CXCL10レセプターにか、CXCL10発現を制御する遺伝子領域にか、またはCXCL10の活性もしくは発現を調節する調節分子に結合するいずれかの分子、およびCXCL10レセプターの発現を調節するいずれかの調節分子は、本発明を実施するために有用なCXCL10特異的中和剤である。例えば、CXCL10特異的中和剤は、CXCL10の転写を制御するかアップレギュレートする転写因子の活性を低減または阻害することによって、CXCL10発現に影響する調節分子であり得る。さらに、CXCL10活性化を低減するのに、十分な親和性でCXCL10の活性化に関与する分子にz結合する調節分子は、本発明の方法を実行するために有用な中和剤である。
【0058】
CXCL10の活性を低下させるのに十分な親和性でCXCL10に結合し得る中和剤は、CNS損傷に関連する二次的な組織変性の重篤度を低減する本願の方法を、CNS損傷に関連する二次的な組織変性に罹患した被験体に実施するのに有用である。さらに、CXCL10特異的中和剤は、CXCL10レセプターにか、CXCL10の活性もしくは発現を調節する調節分子にか、またはCXCL10発現を制御する遺伝子領域に結合することによって、CXCL10の活性または発現を低下させ得る。例えば、本願発明を実施するために有用な中和剤は、CXCL10の発現または活性を調節する調節分子に対する抗体であり得る。さらに、本明細書中に記載されるように、抗CXCL10抗体は、本発明の方法を実施するために有用な中和剤である。さらに、CXCL10は特異的なT細胞レセプターに結合することが公知の分泌タンパク質であるので、本発明の実施に有用な中和剤は、レセプターの免疫グロブリンスーパーファミリーのうちの、いずれかの結合性ポリペプチド、レセプターまたはそのフラグメントであり得る。あるいは、CXCL10に特異的なさらなる中和剤を同定するためのランダムなペプチド集団の集団を使用することが、所望され得る。当業者は、どの型のアプローチおよびどの型の中和剤が、CNS損傷に関連した二次的な組織変性に罹患した被験体において、CNS損傷に関連した二次的な組織変性の重篤度を低減するために、本発明の方法を実施するのに適切であるかを、認知するかまたは決定し得る。
【0059】
CXCL10特異的中和剤の同定のための中程度のサイズ化された集団は、その集団中で、数百および数千の異なる結合分子からなり得、一方、大規模なサイズ化結合分子集団は、数万および数百万の異なる結合分子種からなる。より具体的には、中和剤の同定のための結合分子の大規模かつ多様性の集団は、任意の約10、約10、約10、約10、約10、約10、約1010以上のいずれかの、異なる結合分子種を含み得る。当業者は、CXCL10に特異的な中和剤を同定するのに十分な結合分子の集団の適切な多様性を認知する。
【0060】
結合分子の組換えライブラリーを使用して、IP−10に特異的な中和剤を同定し得る。なぜなら、大規模かつ多様性の集団が、CXCL10を用いて迅速に生成され、そしてスクリーニングされ得るからである。CXCL10に特異的な中和剤を同定するのに有用な発現ポリペプチドの組換えライブラリーを、当該分野で公知の非常に多くの異なる方法で作製し得る。組換えライブラリー方法は、同様に、天然に存在するレパートリーからの非常に多くの結合分子集団の生成を可能にする。組換えであってもまたはそれ以外であっても、結合分子集団の本質的に任意の供給源を、その供給源が、CXCL10に特異的な中和剤を同定するために、十分なサイズおよび多様性の異なる結合分子を提供する限り、使用し得る。所望される場合、CXCL10に特異的な中和剤を同定するのに有用な結合分子の集団を、Watkinsら、Anal.Biochem.256(92):169−177(1998)(これは本明細書中で参考として援用される)によって記載されたように、固体支持体に選択的に固定化し得る。
【0061】
溶菌性ファージが細菌によって発現された結合分子ポリペプチドの放出を生じるファージ発現ライブラリーは、CXCL10に特異的な中和剤を同定するために使用され得る組換えライブラリーの1つの具体例である。別の型のファージ発現ライブラリーにおいて、非常に多くの潜在的結合分子が細菌細胞のペリプラズム表面上に融合ポリペプチドとして発現され得る。酵母および高等真核生物細胞におけるライブラリーもまた存在し、そして同様に本発明の方法に適用可能である。当業者は、どの型のライブラリーがCXCL10に特異的な中和剤を同定するのに有用であるかを認知するかまたは決定し得る。
【0062】
CXCL10を特異的に結合する化合物について、その化合物のライブラリーをスクリーニングするために精製ポリペプチドを利用する上記の方法に加え、CXCL10に特異的な中和剤を、抗体を生成するための精製ポリペプチドを使用することによって同定し得る。例えば、CXCL10に特異的である抗体を、本発明の中和剤として使用し得、そして当該分野で周知の方法を使用して生成し得る。本発明の方法を実施するのに有用な中和剤としては、CXCL10またはCXCL10の活性もしくは発現を調節する任意の分子に対する、モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体の両方、ならびにFab、F(ab’)2、FdおよびFvフラグメントなどを含有するそのような抗体の抗原結合フラグメントが挙げられる。さらに、本発明の方法を実施するのに有用な中和剤は、例えば、単鎖抗体、キメラ抗体、二機能性抗体、相補性決定領域移植化(CDR移植化)抗体およびヒト化抗体、ならびにそれらの抗原結合フラグメントを含む、天然には存在しない抗体を包含する。
【0063】
ペプチド免疫原を使用して、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体を含めた抗体を調製および単離する方法は、当業者に周知であり、そして例えば、HarlowおよびLane、Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratoy Press(1988)(これは本明細書中で参考として援用される)によって記載される。天然に存在しない抗体を、固相ペプチド合成を使用して構築し得るか、組換え的に生成し得るか、または例えばHuseら、Science 246:1275−1281(1989)(これは本明細書中で参考として援用される)に記載されるように、可変重鎖および可変軽鎖からなるコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることによって獲得し得る。例えばキメラ抗体、ヒト化抗体、CDR移植化抗体、単鎖抗体および二機能性抗体を作製する、これらおよび他の方法は、当業者に周知である(Hoogenboomら、1996年10月15日に発行された米国特許第5,564,332号;WinterおよびHarris、Immunol.Today 14:243−246(1993);Wardら、Nature 341:544−546(1989);HarlowおよびLane、前出、1988);Hilyardら、Protein Engineering:A practical approach(IRL Press 1992);Borrabeck、Antibody Engineering、第2版(Oxford University Press 1995);それらの各々が本明細書中に参考として援用される)。
【0064】
CXCL10特異的中和剤を、天然供給源から調製され得るかもしくは組換え的に生成され得る、実質的に精製されたCXCL10タンパク質、または合成ペプチドを含むCXCL10タンパク質のペプチド部分を、免疫原として使用して惹起し得る。CXCL10タンパク質の非免疫原性ペプチド部分は、ハプテンをウシ血清アルブミン(BSA)のようなキャリア分子もしくはキーホールリンペットヘモシアニン(keyhole limpet hemocyanin)(KLH)と結合することによってか、または融合タンパク質としてペプチド部分を発現することによって、免疫原性にされ得る。ハプテンをキャリア分子に結合するための種々の他のキャリア分子および方法は、当該分野で周知である(HarlowおよびLane、前出、1988を参照のこと;また、Hermanson、Bioconjugate Techniques、Academic Press 1996(これは本明細書中に参考として援用される)を参照のこと)。上記のように、CXCL10の特異的な抗体中和剤を、また、CXCL10に対して直接的ではなく、CXCL10の発現または活性を調節する調節分子に対して惹起し得る。
【0065】
CXCL10に特異的な中和剤(例えば、抗体)は、当該分野で周知の方法を使用して、検出可能なように標識され得る(Hermanson、前出、1996;HarlowおよびLane、前出、1988;第9章)。例えば、CXCL10に特異的な中和剤は、当該分野で周知の方法によって、放射性同位元素または治療剤に連結され得る。可視化の可能な放射性同位元素または他の部分に連結された、CXCL10に直接的に結合する中和剤は、器官特異的または組織特異的なCXCL10の存在または非存在によって特徴付けられる、CNS損傷に関連した二次的な組織変性の臨床的病期の進行度を診断または病期決定するために有用であり得る。
【0066】
ポリクローナル抗体を、例えば、ウサギ、ヤギ、マウスまたは他の哺乳動物において惹起するための方法は当該分野で周知である(HarlowおよびLane、前出、1988)。抗ペプチド抗体の産生は通常、ウサギ、マウス、モルモットまたはラットのような宿主動物の使用を含む。多量の血清が必要な場合には、ヒツジ、ヤギ、ウマ、ブタまたはロバのようなより大きな動物が使用され得る。動物は通常、必要とされる抗血清の量に基づいて選択される。適切な動物としては、ウサギ、マウス、ラット、モルモット、およびハムスターが挙げられる。これらの動物は、1回の採血につき最大で25mL、100〜200μL、および1〜2mLの血清を産生する(HarlowおよびLane、前出、1988)。ウサギは、ポリクローナル抗血清の産生のために非常に有用である。なぜなら、ウサギは、安全にそして繰り返して採血され得、かつ高容量の抗血清を産生し得るからである。例えば、フロイント完全アジュバントのような適切なアジュバント中にある15〜50μgの抗原を用いて、2〜4週間の間隔をあけて2回注射した後で、血液が収集され得、そして抗血清の分析がなされ得る。
【0067】
さらに、モノクローナル抗体は、当該分野で周知でありかつ慣用的である方法を使用して入手され得る(HarlowおよびLane、前出、1988)。免疫原として使用するためのタンパク質(例えば、CXCL10)のペプチド部分は、当該分野で周知の方法によって決定され得る。CXCL10で免疫されたマウスに由来する脾臓細胞が、適切な骨髄腫細胞株と融合されて、ハイブリドーマ細胞を生成し得る。クローン化されたハイブリドーマ細胞株は、抗CXCL10を分泌するクローンを同定するために、標識化CXCL10タンパク質を用いてスクリーニングされ得る。所望の特異性および親和性を有する抗CXCL10モノクローナル抗体を発現するハイブリドーマが単離され得、そして抗体中和剤の持続的供給源として利用され得る。
【0068】
CXCL10に特異的な中和剤を使用して、哺乳動物(ヒト被験体を含む)におけるCNS損傷に関連した二次的な組織変性の重篤度を減少し得る。ヒト化抗体は、ヒト抗体フレームワークに本質的に任意の抗原結合特異性を付与することによって構築され得る。ヒト化抗体を構築する方法は、本発明の方法を実施するため、そして治療的に使用される場合に抗体中和剤に対する宿主の免疫応答を回避するために適切な抗体中和剤を調製するために有用である。
【0069】
上記の抗体中和剤を使用して、当該分野で周知の方法(例えば、相補性決定領域(CDR)グラフティング(grafting)、ならびにフレームワークおよびCDR残基の最適化)によって、治療的なヒト中和剤を生成し得る。例えば、抗体中和剤のヒト化は、Fiorentiniら、Immunotechnology 3(1):45−59(1997)(これは、本明細書中で参考として援用される)に記載のようなCDRグラフティングによって達成され得る。簡潔には、CDRグラフティングは、得られるグラフト化された抗体またはその可変領域結合フラグメントに結合活性を付与するために、ヒトフレームワーク領域中に非ヒト抗体中和剤由来のCDRを組換え的にスプライシングすることを含む。一旦、CDRグラフト化抗体または可変領域結合フラグメントが作製されると、非ヒト抗体中和剤に匹敵する結合親和性は、引き続く回の当該分野で公知の親和性変異ストラテジーによって再度獲得され得る。ウサギポリクローナル抗体の形態にある抗体中和剤のヒト化は、Raderら、J.Biol.Chem.275(18):13668−13676(2000)(これは、本明細書中で参考として援用される)に記載される方法と類似の方法によって達成され得る。
【0070】
非ヒトCXCL10抗体中和剤のヒト化はまた、Wuら、J.Mol.Biol.294(1):151−162(1999)(これは、本明細書中で参考として援用される)に記載されるような、フレームワークおよびCDR残基の同時最適化(これは、フレームワークとCDR残基との協調的な相互作用の迅速な同定を可能にする)によって達成され得る。簡潔には、多数の潜在的に重要なフレームワーク位置を試験するコンビナトリアルライブラリーが、重鎖および軽鎖の第3のCDRにおいてランダムに単一のアミノ酸変異を含む改変体からなる焦点化(focused)CDRライブラリーと同時に発現される。この方法によって、1つ程度の少数の非ヒトフレームワーク残基を含みかつ最初のキメラFabよりも約500倍まで高い親和性を示す複数のFab改変体が同定され得る。フレームワーク−CDRのコンビナトリアルライブラリーのスクリーニングによって、機能について最適化された構造を有するモノクローナル抗体の同定が可能となる(抗原が、モノクローナル抗体においてコンフォメーション変化を誘導する場合を含む)。ヒト化を増強された改変体は、当該分野で公知の連続的なインビトロでのヒト化および親和性成熟によってヒト化された抗体よりも、少ない非ヒトフレームワーク残基を含む。
【0071】
上記のように、本発明の抗体中和剤は、例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ならびにそれらの組換えバージョンおよび機能的フラグメントを含む。抗体中和剤の組換えバージョンは、重鎖および軽鎖をコードするcDNAの単純な発現物およびコアセンブリから、デザイナー抗体と称される特殊な構築物に及ぶ広範な種々の構築物を含む。免疫グロブリンスーパーファミリー(特に、抗体)におけるポリペプチドの広範な特徴付けと組み合わせた組換え方法論により、免疫グロブリンの可変領域および定常領域の結合ドメインに由来する、莫大な数の異なる型、スタイルおよび特異性の結合分子を設計および構築する能力が提供される。特定の例としては、キメラ抗体(ここでは、1つの抗体の定常領域が、別の抗体の定常領域で置換される)および上記のヒト化抗体(ここでは、1つの抗体に由来する相補性決定領域(CDR)が、別の抗体に由来する相補性決定領域で置換される)が挙げられる。
【0072】
抗体中和剤の他の組換えバージョンとしては、例えば、機能的な抗体改変体が挙げられ、ここでは、抗原結合の維持を担う可変領域結合ドメインまたは機能的フラグメントが、抗体定常領域に由来するFレセプター結合ドメインに融合される。このような改変体は、基本的に、抗原結合およびFレセプター結合に必須ではない領域を取り除いた、抗体の短縮形態である。短縮化された改変体は、例えば、適用および使用者の要求に依存して、単一の価数(valency)を有し得るか、あるいは複数の価数で構築され得る。さらに、リンカーまたはスペーサーが、結合活性を最適化するため、およびCXCL10の中和以外の生物学的機能をもたらすために融合または付加されるさらなる機能的ドメインを含ませるために、抗原とFレセプター結合ドメインとの間に挿入され得る。当業者は、抗体操作に関する当該分野での見識ならびに本明細書中で与えられる指針および教示に照らして、CXCL10に特異的な組換え抗体中和剤を構築する方法を知る。組換え抗体、機能的なフラグメントおよび改変体、ならびに抗体様分子に関する記載は、例えば、Antibody Engineering、第2版(Carl,A.K.Borrebaeck編)、Oxford University Press、New York(1995)において見出され得る。
【0073】
抗体中和剤として使用され得る抗体のさらなる機能的改変体としては、抗原結合ドメイン−Fレセプター結合ドメインの融合物以外の抗体様分子が挙げられる。例えば、Fレセプター結合ドメインを含む抗体、その機能的なフラグメントおよび融合物は、1つの可変領域結合ドメインが1つの抗原に対する結合活性を示しかつ他方の可変領域結合ドメインが第2の抗原に対する結合活性を示すという点で二重特異性であるように生成され得る。このような二重特異性の抗体中和剤は、本発明の方法において有益であり得る。なぜなら、単一の二重特異性抗体は、2つの異なる標的抗原結合種を含むからである。従って、単一の分子実体が投与されて、CXCL10の中和を達成し得る。
【0074】
CXCL10に特異的な抗体中和剤はまた、免疫接着物(immunoadhesion)または二重特異性の免疫接着物であり得る。免疫接着物は、非抗体ポリペプチドの結合ドメインを、抗体定常ドメインの抗体のエフェクター機能と組み合わせた、抗体様分子である。非抗体ポリペプチドの結合ドメインは、例えば、リガンドまたはリガンド結合活性を有する細胞表面レセプターであり得る。CXCL10中和剤として使用するための免疫接着物は少なくとも、抗体定常ドメインのFレセプター結合エフェクター機能を含み得る。免疫接着物中和剤の抗原結合ドメインに使用され得るリガンドおよび細胞表面レセプターの特定の例としては、例えば、CXCL10を認識するCXCR3レセプターのようなT細胞レセプターまたはNK細胞レセプターが挙げられる。当該分野で公知の他のリガンドおよびリガンドレセプターが同様に、CXCL10に特異的な免疫接着物中和剤の抗原結合ドメインに使用され得る。さらに、多価および多重特異性の免疫接着物が、CXCL10中和剤として使用されるために構築され得る。CXCL10特異的中和剤として使用され得る、二重特異性抗体、免疫接着物、二重特異性免疫接着物および他のヘテロマルチマー性ポリペプチドの構築は、例えば、米国特許第5,807,706号および同第5,428,130号(これらは、本明細書中で参考として援用される)の主題である。
【0075】
本発明の1つの実施形態では、CXCL10をコードするポリヌクレオチド、CXCL10の発現もしくは活性を調節する調節分子、またはそれらの任意のフラグメント、あるいはアンチセンス分子が、治療目的のための中和剤として使用され得る。1つの局面では、CXCL10のコード核酸に対するアンチセンス分子を使用して、そのmRNAの転写または翻訳をブロックし得る。詳細には、CXCL10の核酸に対して相補的な配列により、細胞が形質転換され得る。このような方法は当該分野で周知であり、そしてセンスまたはアンチセンスのオリゴヌクレオチドまたはより大きなフラグメントが、CXCL10をコードする配列のコード領域または制御領域に沿って種々の位置から設計され得る。従って、アンチセンス分子を使用して、CXCL10活性を中和し得るか、または遺伝子機能の調節を達成し得る。
【0076】
レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルスもしくはワクシニアウイルス由来の発現ベクター、または種々の細菌プラスミド由来の発現ベクターが、アンチセンスヌクレオチド配列の送達のために使用され得る。選択されるウイルスベクターは、CNS細胞に感染し得、かつ宿主に対して安全であり、かつ最小の細胞トランスフォーメーションを引き起すべきである。レトロウイルスベクターおよびアデノウイルスは、哺乳動物細胞に効率的に外来ヌクレオチド配列を導入しそしてそれを発現させる、効率的で、有用で、そして現在最も良く特徴付けられている手段を提供する。これらのベクターは当該分野で周知であり、そして非常に広範な宿主範囲および細胞型範囲を有し、安定かつ効率的に遺伝子を発現させる。当業者に周知の方法を使用して、このような組換えベクターを構築し得る。このような方法は、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版、Cold Spring Harbor Press、Plainview、New York(1989)およびAusubelら、Current Protocols in Molecular Biology、John Wiley&Sons、New York(1999)(これらの各々は、本明細書中で参考として援用される)に記載されている。DNAへの組込みがない場合であっても、このようなベクターは、それらが内因性ヌクレアーゼによって機能停止にされるまで、RNA分子を転写し続けることができる。一過的な発現は、非複製ベクターで1ヶ月以上持続し得、そして適切な複製エレメントがそのベクター系の一部にあれば、さらにより長い間持続し得る。
【0077】
リボザイム(酵素性のRNA分子)もまた、CXCL10のmRNAまたはCXCL10の発現もしくは活性を調節する任意の調節分子のmRNAの特異的切断を触媒するために使用され得る。リボザイムの作用機構は、リボザイム分子のそのmRNAの相補性標的への配列特異的ハイブリダイゼーションと、続く内部ヌクレオチド鎖切断性切断とを含む。任意の潜在的RNA標的内における特異的リボザイム切断部位は、以下の配列:GUA、GUU、およびGUCを含むリボザイム切断部位についてRNAをスキャニングすることによって同定される。一旦同定されると、その切断部位を含む標的遺伝子の領域に対応する15〜20リボヌクレオチドの短いRNA配列が、そのオリゴヌクレオチドを無能にさせ得る二次構造特性について評価され得る。候補標的の適合性はまた、リボヌクレアーゼプロテクションアッセイを使用して、相補性オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーションに対する利用可能性を試験することによって評価され得る。本発明のアンチセンス分子およびリボザイムは、核酸分子の合成に関する分野で公知の任意の方法によって調製され得る。
【0078】
本発明の方法を実施するために有用な中和剤は、処置される組織変性の重篤度;組織損傷の速度または量;被験体の体重、性別、年齢および健康状態;特定の化合物の生化学的性質、生物活性、バイオアベイラビリティおよび副作用;ならびに併用する処置レジメンに適合する様式において適切な様式および量で、当業者により処方および投与され得る。ヒトにおけるCNS損傷に関連した二次的な組織変性の重篤度を減少させるために適切な量および処方は、当該分野で公知の特定の障害に関する信頼性ある動物モデルから推定され得る。より低い結合親和性を有する中和剤に必要とされる投薬量と比較して、より少ない用量の有意により高い結合親和性を示す中和剤が投与され得るように、CXCL10に特異的な中和剤の投薬量が、CXCL10に対するその中和剤の結合親和性に基づいて調整されなければならないことが理解される。従って、適切な投薬量は、特定の処置に応じて、および所望される処置の期間に応じて変動する;しかし、1日あたり体重1kgあたりで約10μgと約1mgとの間の投薬量が治療的処置のために使用されることが予想される。治療的に有効な量は、代表的に、生理的に受容可能な組成物中において投与される場合に、約0.1μg/ml〜約100μg/ml、約1.0μg/ml〜約50μg/ml、または少なくとも約2μg/ml、そして通常は、5〜10μg/mlの血漿濃度を達成するために十分である中和剤の量である。
【0079】
被験体においてCNS損傷に関連した二次的な組織変性の重篤度を減少させる本発明の方法が、CNS損傷に関連した二次的な組織変性を有する被験体に、10kDaのインターフェロン誘導タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤の有効量を投与する工程を包含し、この方法がさらに、損傷または外傷の時点で開始する反復される処置から構成される時間経過的なレジメンを含み得ることが企図される。CNS損傷に関連した二次的組織損傷は、損傷後の数日または早期の週に起こる進行性プロセスであるので、CXCL10中和剤の投与は、迅速にまたは損傷後できるだけ早くに開始され得、そして適切な長さの時間にわたり毎日繰り返され得る。適切な時間の長さは、当業者に公知の種々の要因に対して決定され得、そして例えば、損傷後1日間、2日間、3日間、5日間、6日間、6日間、7日間、8日間、9日間、10日間、11日間、12日間、13日間、14日間、15日間、20日間、25日間またはそれより長い日数であり得る。処置はまた、2日間毎または3日間毎に投与され得、そして処置の日に、2回、3回またはそれより多くの回数で投与され得る。例えば、処置は、CXCL10レベルがCNSの損傷後または外傷後のそのベースレベルより上に上方制御される量の時間で継続される(Leeら、Neurochemistry International 36:417−425(2000)を参照のこと(これは、本明細書中で参考として援用される))。従って、時間経過的なレジメンは、本願方法を実施するために有用である。なぜなら、10kDaのインターフェロン誘導タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤は、CNS損傷の直後(例えば、約10分以内、約20分以内、約30分以内、約40分以内、約50分以内、または約1時間以内、約2時間以内、約3時間以内、約4時間以内、約5時間以内、約6時間以内、約7時間以内、約8時間以内、約10時間以内、約12時間以内、もしくはそれより長い時間の範囲内)に開始して投与され得、そしてCNS損傷後のCXCL10の上方制御と相関するように決定された時間にわたって繰り返され得るからである。
【0080】
中和剤の総量は、単回投与として投与され得るか、または比較的短い時間にわたる注入により投与され得るか、あるいはより長時間にわたって投与される複数回投与で投与され得る。そのような考慮は、種々の症例特異的要因(例えば、その疾患カテゴリーが、急性エピソードにより特徴付けられるかまたは漸進性組織劣化により特徴付けられるか)に依存する。例えば、慢性組織劣化に罹患した被検体について、その中和剤は、徐放性マトリックス中で投与され得、この徐放性マトリックスは、全身投与のために移植され得るかまたは標的組織部位に移植され得る。治療化合物の制御放出のために有用な企図されるマトリックスは、当該分野で周知である。そのようなマトリックスとしては、材料(例えば、DepoFoamTM、生体ポリマー、マイクロポンプなど)が挙げられる。
【0081】
本発明の中和剤は、当該分野で公知の多数の経路により被検体に投与され得る(例えば、全身投与(例えば、静脈内投与または動脈内投与))。CXCL10特異的中和剤が、当業者に公知の処方方法を使用して、薬学的に受容可能な処方物中にある、単離され実質的に精製されたポリペプチドおよびポリペプチドフラグメントの形態で、提供され得る。これらの処方物は、標準的経路(局所経路、経皮経路、腹腔内経路、頭蓋内経路、脳室内経路、脳内経路、膣内経路、子宮内経路、経口経路、直腸経路、または非経口経路(例えば、静脈内経路、脊髄内経路、皮下経路、もしくは筋肉内経路)を含む)により投与され得る。CXCL10特異的中和剤の脊髄内投与および静脈内投与が、本発明の方法を実施するために特に適切な経路である。脊髄内投与は、損傷部位または外傷部位に上記中和剤の送達を標的化するために実施され得る。さらに、CXCL10特異的中和剤改変体が、生分解性ポリマー中に組み込まれ得、これにより、CNS損傷に関係する二次的な組織変性の重篤度を減少するために有用な化合物の徐放が可能になる。生分解性ポリマーおよびその使用は、例えば、Bremら、J.Neurosurg.74:441〜446(1991)(これは、本明細書中に参考として援用される)に記載される。
【0082】
CXCL10特異的中和剤は、薬学的に受容可能な媒体と一緒に溶液または懸濁物として投与され得る。そのような薬学的に受容可能な媒体は、例えば、滅菌水性溶媒(例えば、リン酸ナトリウム緩衝液、リン酸緩衝化生理食塩水、通常生理食塩水もしくはリンゲル溶液、または他の生理学的緩衝化生理食塩水)または他の溶媒もしくはビヒクル(例えば、グリコール、グリセロール、油(例えば、オリーブ油)もしくは注射可能な有機エステル)であり得る。薬学的に受容可能な媒体は、さらに、作用する生理学的に受容可能な化合物(例えば、中和剤を安定化する化合物、その溶解度を増加する化合物、もしくはその吸収度を増加する化合物)を含み得る。そのような生理学的に受容可能な化合物としては、例えば、糖質(例えば、グルコース、スクロース、またはデキストラン);抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸またはグルタチオン);レセプター媒介性透過剤(これは、血液−脳関門の透過度を増加するために使用され得る);キレート剤(例えば、EDTA)(これは、微生物膜を破壊する);二価金属イオン(例えば、カルシウムまたはマグネシウム);低分子量タンパク質;脂質またはリポソーム;または他の安定化剤もしくは賦形剤が挙げられる。当業者は、薬学的に受容可能なキャリアの選択が、中和剤を含む化合物の投与経路、ならびにその特定の物理的特徴および化学的特徴に依存することを理解する。
【0083】
非経口投与に適切な処方物としては、水性および非水性の滅菌注射溶液(例えば、上記の薬学的に受容可能な媒体)が挙げられる。その溶液は、さらに、例えば、緩衝剤、静菌剤、および処方物を意図されるレシピエントの血液と等張性にする溶質を含み得る。他の処方物としては、例えば、懸濁剤および濃化剤を含み得る、水性および非水性の滅菌懸濁物が挙げられる。その処方物は、単位用量容器または多用量容器(例えば、密封アンプルおよび密封バイアル)中に提示され得、そして使用直前に例えば滅菌液体キャリアの添加を必要とする凍結乾燥状態で貯蔵され得る。即時注射溶液および即時注射懸濁物が、以前に記載された種類の滅菌粉末、顆粒、および錠剤から調製され得る。
【0084】
CXCL10中和剤が血液−脳関門を通り得る処方物の状態で投与され得る脳損傷に指向された適用のために、例えば、CXCL10中和剤の親油性を増加する処方物の状態で投与され得る。例えば、上記中和剤は、リポソーム中に組み込まれ得る(Gregoriadis,Liposome Technology、第I巻〜第III巻、第2版(CRC Press,Boca Raton FL(1993))。リン脂質または他の脂質からなるリポソームは、作製および投与するのが比較的簡単である、非毒性で生理学的に受容可能で代謝可能なキャリアである。
【0085】
CXCL10に特異的な中和剤もまた、ナノ粒子として調製され得る。ナノ粒子の表面上にペプチド化合物を吸着することは、ペプチド薬物を脳に送達する際に有効であることが示されている(Kreuterら、Brain Res.674:171〜174(1995)を参照のこと)。例示的ナノ粒子は、CXCL10に特異的な中和剤が表面上に吸着されそしてポリソルベート80でコートされている、ポリブチルシアノアクリレートのコロイド状ポリマー粒子である。
【0086】
脳中に選択された位置に脳−血液関門を通してCXCL10中和剤の画像誘導超音波送達が、米国特許第5,752,515号に記載されるように利用され得る。手短かに述べると、血液−脳関門を通してCXCL10中和剤を送達するために、脳中に選択された位置が標的化され、そしてその位置にあるCNS中で(CNS)組織および/または流体を画像化することによって検出可能な変化を誘導するために超音波が使用される。選択された位置の近傍にある脳の少なくとも一部が、例えば、磁気共鳴画像法(MRI)を介して、その変化の位置を確認するために画像化される。患者の血流中のCXCL10特異的中和剤が、その位置に脳−血液関門の開口をもたらし、それにより中和剤の取り込みを誘導するために超音波を適用することによって、確認された位置に送達され得る。
【0087】
さらに、レセプター媒介性透過剤(RMP)と呼ばれるポリペプチドが、例えば、米国特許第5,268,164号;同第5,506,206号;および同第5,686,416号に記載されるように、分子(例えば、治療剤または診断剤)へ、血液関門の透過性を増加するために使用され得る。これらのレセプター媒介透過剤が、所望の目的地が脳脊髄液である分子とともに、宿主に静脈内同時投与され得る。透過剤ポリペプチドまたはその立体構造アナログは、治療剤が血液−脳関門を透過してその標的目的地に到達するのを可能にする。
【0088】
本発明の別の実施形態に従って、CXCL10中和剤と、中枢神経系に関係する二次的な組織変性の重篤度を減少するための方法において使用するための指示書とを含む、治療システムが、好ましくは、キット形態で存在する。1つの実施形態において、例えば、その治療剤は、抗CXCL10抗体である。本発明のキットは、中枢神経系損傷に関連する二次的な組織変性の重篤度を逆転するために有用である。
【0089】
適切なキットは、少なくとも1つの治療適用に十分な量で、別個の包装された化学試薬として少なくとも1つのCXCL10中和剤を含む。包装されたキットの使用のための指示書もまた、代表的には含まれる。当業者は、CXCL10中和剤を、本明細書中に記載されるような本発明の方法の実施のために適切な緩衝液および溶液と組み合わせてキットの形態に容易に組み込み得る。
【0090】
CNS損傷のための現在の処置レジメンにおいて、1つより多くの化合物は、しばしば、その疾患の同じの局面または異なる局面の管理のために、個体に投与される。同様に、二次的な組織変性の速度を減少する工程を包含する本発明の方法において、CXCL10に特異的な中和剤は、第2の治療化合物(例えば、抗炎症化合物、免疫抑制化合物、またはその疾患の同じ局面もしくは異なる局面を管理する他の任意の化合物)とともに有利に処方され得る。そのような化合物としては、例えば、メチルプレドニソロンアセテート、GM−1ガングリオシドおよび4−アミノピリジン(4−AP)が挙げられる。CNS損傷に関係する二次的な組織変性の重篤度を減少するための企図される方法は、CXCL10に特異的な中和剤を、単独でか、そのような他の化合物と組み合わせてかまたは連続して、ならびに他の治療(例えば、リハビリおよび神経プロテーゼ)と組み合わせて、投与する工程を包含する。あるいは、併用療法は、CXCL10に特異的な中和剤が異種タンパク質(例えば、治療タンパク質)に結合している、融合タンパク質からなる。
【0091】
以下の実施例は、本発明を例示することが意図されるが、本発明を限定することは意図されない。本発明の種々の実施形態の活性に実質的には影響を与えない改変もまた、本明細書中に提供される本発明の定義内に包含されることが、理解される。従って、以下の実施例は、本発明を例示することが意図されるが、本発明を限定することは意図されない。
【0092】
下記に別個に記載されない限り、下記の実施例に対応する実験手順は、以下の通りである。
【0093】
(抗体投与) 年齢が一致した成体雌C57/BL6マウスを、すべての研究に使用した。マウスに、損傷1日前およびその後屠殺するまで1日ごとに、100mgのモノクローナルCXCL10抗体(200mlの滅菌PBS中に懸濁した)の腹腔内注射を与えた。これらの研究において使用したモノクローナル抗体は、CXCL10に特異的であり、CXCL10誘導性T細胞走化性をブロックする。
【0094】
(脊髄損傷) 脊髄背面ヘミセクション損傷を、腹腔内注射を介して投与したAvertin麻酔剤(0.6ml/20mg)下で実施した。T4−L2の棘突起の上で中線切開を行い、脊椎傍筋肉を、椎骨から分離した。T9椎骨の完全後弓切除を、微細なハサミおよび骨鉗子を使用して実施した。柱を、微細マニピュレーターに取り付けたクランプを用いて安定化した。その後、微小切開ナイフを使用して、背面ヘミセクション損傷を作製した。その後、筋肉層を縫合し、そして表在組織および皮膚を、4−0シルクで閉じた。体温を、加熱パッド上で維持した。手術後のケアは、膀胱排尿および乳酸添加リンゲル溶液による水和を含んだ。
【0095】
(運動学的分析) すべてのマウスを、機能的試験の開始前の4日間、直線運動場に順応させた。運動学的分析を、損傷の1日前、およびその後屠殺するまで1日ごとにほぼ中日に行い、そして処置群について知らない2人の観察者により別個にスコア付けさせた。動物を、規定された1cmグリッド線を保有するプレキシガラス表面下からHitachi 8mm Video Camcorder VM−E555LAを使用して、ビデオテープに撮った。その後、そのビデオを、MPEG−2圧縮デバイスを使用してダウンロードし、そしてFMV2.0ソフトウェア(これは、ビデオを運動学的評価のためにフレームごとに観察するのを可能にする)を使用して分析した。4つの運動学的パラメーター(ストライド長;ストライド幅;足回転(paw rotation)および爪先幅(tow spread))をアッセイした。後足ストライド長を、後足を用いるステップの開始から同じ足を用いるステップの最後までの点として規定した(測定は、個々の側で、3つの連続ステップ(mm)の間行い、その後平均した)。ストライド幅を、後肢研究の幅(mm)(最も外側の左後肢足指から最も外側の右対側の後足指までの距離)として規定した。爪先幅を、後指の最も後ろの点から中指の最も中側の点までの後足中の幅(mm)(それぞれ、左後足および右後指の両方)として規定した。足回転を、後足の長手方向軸と身体の中線との間の角度(度)として規定した。SPSS 4.0 T検定を使用して、処置群と未処置群との間での有意な差異を決定した。
【0096】
(RNASE保護アッセイ) マウスを、CO2固定および断頭による損傷後の以下の時点(6時間(n=3)、12時間(n=3)、18時間(n=3)、24時間(n=3)、3日間(n=3)、7日間(n=3)、および14日間(n=2))で殺傷した。2匹の非損傷マウスをコントロールとして使用した。脊髄を2つの片として除去し、すぐに凍結した。全RNAを、Trizol試薬(Gibco)試薬を用いて抽出し、そしてエタノール沈殿した。そのペレットを、50μlのRNASEを含まない水中に溶解し、そしてそのRNA濃度を決定した。マルチプローブセットmCK−5を使用して、CXCL10 mRNA転写物を検出した。このマルチプローブセットは、RNAローディングについてのコントロールとして使用するためにL32についてのプローブを含んだ。分析は、10μgタンパク質に対して実施した。フラグメントを、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離し、そしてフィルムオートラジオグラフィーにより可視化した。オートラジオグラフをスキャンし、画像化ソフトウェアを使用して、そのバンドを定量した。
【0097】
(単核細胞単離およびフローサイトメトリー) 単一細胞懸濁物を、抗CXCL10抗体またはコントロール抗体のいずれかで処置したマウスの脊髄から、損傷後3日目および14日目に得た。FACS分析を、以前に記載された通りに実施した(Lane,Liuら、「A central role for CD4(+) T cells and RANTES in virus−induced central nervous system inflammation and demyelination」J Virol,(2000)74(3):1415〜24)。簡単に述べると、脳を取り出し、その組織を破砕することによって、単一細胞懸濁物を得た。すべての技術は、氷上の滅菌組織培養プレート上で実施した。このプレートは、10%ウシ胎仔血清を補充したダルベッコ改変イーグル培地を含んだ。細胞懸濁物を15ml三角チューブに移し、Percoll(Pharmacia,Uppsala,Sweden)を、最終濃度30%添加した。1mlの70% Percollを下層に置き、そして細胞を、4℃にて1300×gで30分間遠心分離した。細胞を境界面から取り出し、そして2回洗浄した。フルオレセインイソチオシアネート結合体化(FITC)ラット抗マウスCD4および(フィコエリトリン結合体化PE)ラット抗マウスCD8(Pharmingen,San Diego,CA)を使用して、それぞれ、浸潤性CD4+ T細胞および浸潤性CD8+ T細胞を検出した。コントロールとして、アイソタイプが一致するFITC抗体およびPE抗体を使用した。細胞を、40℃で1時間、抗体とともにインキュベートし、洗浄し、1%パラホルムアルデヒド中に固定し、そしてFACStar(Becton Dickinson、Mountain View,Calif.)上で分析した。CNS中に浸潤する細胞の割合を、Cell questフローサイトメトリーソフトウェアにて決定した。ポジティブの細胞を、バックグラウンドサンプルおよびコントロールサンプルの蛍光から実験サンプルの蛍光を差し引くことによって、決定した。CD4 T細胞およびCD8 T細胞の総数を、ゲートを通る集団内のポジティブ細胞の割合に、脊髄から単離した細胞の数を乗算することによって、決定した。データは、平均+標準誤差平均として提示する。
【0098】
(H&E染色) 長手方向凍結脊髄切片を切断し、そして酢酸アルコール中に固定した。その切片を、Harrisヘマトリキシン中で染色し、水道水で洗浄し、そして1%エオシン中で対比染色した。増加するアルコール中でスライドを脱水し、そしてパラマウント(permount)(Fisher Scientific)に封入した。
【0099】
(免疫組織化学) 動物を、4%パラホルムアルデヒドを用いて、損傷後24時間、3日間、および14日間、経噴門還流した。脊髄を取り出し、25%スクロース中に一晩沈めた。その後、この組織をOCT中に包埋し、12μm厚の長手方向軸凍結切片を切断し、そしてスライド上に配置した。切片を、10%の正常ヤギ血清(NGS:PBSで希釈)中にて室温で1時間ブロックした。一次抗血清(ラット抗マウスCD4モノクローナル抗体、10% NGS中に1:200希釈、PharMingen;ラット抗マウスCD11b、Serotec)を、4℃にて一晩切片に適用した。切片を、PBSで3回リンスし、そしてヤギ抗ラットIgGビオチニル化抗血清(10% NGS中1:200希釈、Vector Laboratories)を適用し、スライドを、室温で1時間インキュベートした。切片をPBS中にて3回リンスし、そしてメタノール:30%過酸化水素溶液(100:1)中で10分間インキュベートした。その切片をPBS中で3回リンスし、そしてABC溶液(Vector Laboratories)中で室温にて30分間インキュベートした。DAB基質溶液(Vector Laboratories)を使用して、抗体の結合を可視化した。切片を増加するアルコール中で脱水した。Permount(Fisher Scientific)を、封入のために使用した。一次抗体を除去した場合に、何の免疫反応も観察されなかった。以下の改変を含んで、同じ手順を使用してニューロンを染色した:切片を一晩ブロックし、そして使用した一次抗血清はマウス抗NeuNモノクローナル(Chemicon,1:100希釈)であった。使用した二次抗体は、ビオチン化ラット吸着ウマ抗マウス抗体(Vector Laboratories,1:200希釈)であった。損傷の各側1ml中のニューロンおよびCD4ポジティブT細胞を、10×倍率で計数した。明確に標識された細胞のみを計数した。
【実施例】
【0100】
(実施例I)
(CNS損傷後のCXCL10レベルおよびT細胞数のアップレギュレーション)
この実施例は、CNS損傷後のCXCL10レベルおよびT細胞数のアップレギュレーションを記載する。
【0101】
CXCL10 mRNAレベルが、ヘミセクション損傷後に増大したかどうかを決定するために、成体マウス脊髄のヘミセクション損傷を、先鋭小刀ブレードを使用して、T9にて、成体C57B16雌性マウスに対して実施し、その後、T9椎骨の背側半分を除去した。総RNAを、ヘミセクションした脊髄から、TRIzol(登録商標)試薬(Life Technologies(GIBCO−BRL)Rockville、MD)を使用して、損傷後6時間目、12時間目、18時間目、24時間目、3日目、7日目および14日目にて抽出し、そしてIP−10 mRNA転写物のレベルを、Laneら、J.Virol.74(3):415−424(2000)(これは、本明細書中で参考として援用される)に以前に記載されたCK−1ケモカインプローブセットを使用するリボヌクレアーゼ保護アッセイ(RPA)によって各々の時点において決定した。mRNA転写物の量を、走査型オートラジオグラフィーによって決定して、NIH1.61画像ソフトウェアを使用して、内部L32コントロールに関して、個々のバンドの強度を決定した。
【0102】
図1に示されるように、CXCL10 mRNAレベルは、損傷後6時間までに増加し、次いで徐々に減衰し、損傷の14日後でさえ、基底レベルを上回ったままであった。CXCL10 mRNAは、未損傷の脊髄組織においては検出不能であった。
【0103】
脊髄をまた、手術時に印をつけた損傷部位が、解剖した組織内の中心に位置してするように、損傷後3日目および14日目に解剖した。中心管が明らかに見える縦断面を選択し、デジタル化した。細胞計数について、損傷部位のいずれかの側に1ミリメートル延びた総組織面積内のCD4免疫陽性細胞の数を、立体解析を使用して決定した。明らかに識別可能なヘキスト染色された核を有する、免疫標識された細胞のみを、スコア付けした。
【0104】
CD4で免疫染色した縦組織断面の定量的分析は、CD4+T細胞が、未損傷の脊髄と比較して、ヘミセクション損傷された脊髄において、損傷の3日後に、損傷部位のいずれかの側に1mm延びた領域内に、増加した密度で存在することを示した。上記の研究は、IP−10レベルおよびT細胞数が、CNS損傷後にアップレギュレートされることを示す。
【0105】
(実施例II)
(CNS損傷後の損傷部位内および損傷部位周辺の、CXCL10レベルが低下したT細胞蓄積の中和)
背側ヘミセクション損傷後の抗IP−10処置の効果を決定するために、ヘミセクション損傷された成体マウスに、損傷の1日前で開始し、そして1日おきに損傷の7日後まで継続する、抗IP−10抗体(約0.5mg/ml)の腹腔内注射0.5mlを行った。このマウスを、損傷の3日後または14日後に屠殺し、そして損傷部位が解剖した組織内に中心に位置するように、脊髄を解剖した。中心管が明らかに見える縦断面を選択し、そしてデジタル化した。細胞計数について、損傷部位のいずれかの側に1ミリメートル延びた総組織面積内のCD4免疫陽性細胞の数を、立体解析を使用して決定した。上記実施例Iに記載されるように、明らかに識別可能なヘキスト染色された核を有する、免疫標識された細胞のみを、スコア付けした。
【0106】
CD4で免疫染色した縦組織断面の定量的分析は、CD4+T細胞が、抗CXCL10処置したヘミセクション損傷脊髄と比較して、未処置のヘミセクション損傷された脊髄において、損傷の3日後に、損傷部位のいずれかの側に1mm延びた領域内に、増加した密度で存在することを示した。これらの研究は、IP−10の中和が、CNS損傷後のT細胞補充を低減させたことを示す。
【0107】
CNS損傷に関連する挙動欠損に対する、抗IP10処置の効果を決定するために、抗CXCL10抗体処置したヘミセクション損傷マウス、未処置のヘミセクション損傷マウスおよび未損傷のコントロールマウスを、ヘミセクション損傷の前にまず4日間順応させ、その後、処置群について盲目にした2人の観察者によって、ヘミセクション損傷後1日目から13日目まで、毎日、運動学的分析に供した。動物を、規定されたグリッド線を有する4’×4’プレキシガラス表面の下方からビデオ撮影し、そしてAdobe Premiereビデオ編集ソフトウェア(Adobe Systems,Inc.、San Jose、CA)を使用して記録を分析した。
【0108】
4つの運動学的パラメータを評価した:ストライドの長さ、ストライドの幅、肢の回転およびつま先の広がり。図2に示されるように、抗IP−10抗体で処置した全てのヘミセクション損傷マウスは、未処置のヘミセクション損傷マウスの次に、有意に大きいストライドの長さを有し、そして有意に小さいストライドの幅、つま先の広がりおよび肢の回転を有した。進行性の挙動の改善を、各運動学的パラメータについて、損傷後の最初の3日間にわたる全ての動物についてのデータ点を、損傷後の最後の3日間にわたる全ての動物についてのデータ点と比較することによって評価した。未処置のヘミセクション損傷マウスは、回復期間の間に、運動学的パラメータの変化を示さなかった(p>0.05)。対照的に、処置したヘミセクション損傷マウスは、回復期間の間に、全ての運動学的パラメータについて統計学的に有意な進行性の改善を示した(p<<0.01)。
【0109】
損傷部位が解剖した組織内の中心に位置するように、脊髄を、損傷後14日目に解剖した。中心管が明らかに見える縦断面を、選択およびデジタル化した。損傷部位のいずれかの側に1mm延びた総組織面積を、Zhangら、J.Comp.Neurol.371:485−495(1996)(これは、本明細書中で参考として援用される)に記載されるように、MCID分析システムを使用して測定した。
【0110】
図3に示されるように、未処置のヘミセクション損傷マウスは、未損傷のコントロール脊髄と比較して、損傷のいずれかの側に1mm延びた総組織面積における平均49.4%の減少を有した。対照的に、抗IP−10抗体処置したヘミセクション損傷マウスの形態学的分析は、未損傷のコントロール脊髄と比較して、損傷のいずれかの側に1mm延びた総組織面積における20.9%の減少を示し、これは、未処置のヘミセクション損傷マウスと比較して、68%の組織喪失の減少に相当する。損傷部位のいずれかの側に1mm延びた総組織面積内で決定されたNeuN免疫陽性ニューロンの数を、立体解析を使用して決定した。ニューロン特異的な核タンパク質を認識し、ほとんどの神経細胞型と反応するNeuNモノクローナル抗体(MAB377、Chemicon、Temecula、CA)を、製造業者の指示に従って使用した。明らかに識別可能なヘキスト染色された核を有する、免疫標識された細胞のみを、スコア付けした。NeuNを免疫染色した縦組織断面の定量的分析は、NeuN+ニューロンが、未処置のヘミセクション損傷マウスと比較して、抗CXCL1010処置したヘミセクション損傷マウスにおける損傷部位のいずれかの側に1mm延びた領域内に、増加した密度で存在することを示した。
【0111】
これらのデータは、抗CXCL10処置が、ヘミセクション損傷後の、外傷後の組織喪失を低減させたことを示す。
【0112】
(実施例III)
(リンパ球浸潤に対するCXCL10抗体の効果)
CXCL10 mRNAレベルは、成体マウス脊髄に対するヘミセクション損傷の後に増大した。総RNAを、損傷後6時間目(n=3)、12時間目(n=3)、18時間目(n=3)、24時間目(n=3)、3日目(n=3)、7日目(n=3)および14日目(n=3)にて、ヘミセクション損傷脊髄から抽出し、そしてCXCL10 mRNA転写物のレベルを、CK−1ケモカインプローブセットを使用するリボヌクレアーゼ保護アッセイ(RPA)(Lane,Liuら、「A central role for CD4(+)T cells and RANTES in virus−induced central nervous system inflammation and demyelination」、J.Virol.、(2000)74(3):1415−24)によって、各時点について決定した。mRNA転写物の量を、走査型オートラジオグラフィーによって決定して、内部L32コントロールと比較して、個々のバンドの強度を決定した。CXCL10 mRNAレベルは、損傷後6時間までに、74.8±21.78の平均レベルまで上昇し、次いで徐々に減衰し、損傷の14日後でさえも基底レベルを上回ったままであり、41.57±1.80の平均レベルである(図1)。CXCL10 mRNAは、未損傷の脊髄組織においては検出不能であった。
【0113】
抗CXCL10での処理は、リンパ球を減少させ、創傷後のCNSへのマクロファージの浸潤を活性化した。ヘミセクションした成体マウスにおいて、縦方向の組織切片を免疫染色したCD4の定量的な分析は、創傷3日後に創傷部分のいずれか一方の側が1mm拡張している領域内のCD4+Tリンパ球の総数が、2050+/−102(n=3、図5)であることを示した。創傷していない脊髄組織において、CD4+Tリンパ球は検出されなかった。これらのデータは、CXCL 10レベルおよびTリンパ球の数が、外傷後にアップレギュレートされることを示し、成体ラットに対する挫傷創傷の6時間後のCXCL10のアップレギュレーション、および創傷後の第1週以内のTリンパ球浸潤のピークを実証した以前の研究を支持する(McTigue,Taniら,「Selective chemokine mRNA accumulation in the rat spinal cord after contusion injury」J.Neurosci.Res.,(1998)53(3):368〜76)。
【0114】
ヘミセクションした抗CXCL10処置を受けた成体マウスにおいて、縦方向の組織切片を免疫染色したCD4の定量的な分析は、創傷3日後に創傷部分のいずれか一方の側が1mm拡張している領域内のCD4+Tリンパ球の総数が、622+/−202(n=3)であったことを示し、処置しなかったヘミセクション創傷動物と比較して、70%の減少を示した(図5)。
【0115】
FACS分析は、抗CXCL10処置したヘミセクション創傷マウスにおいて、創傷後3日および14日の両方で、処置しなかったヘミセクション創傷マウスと比較して、CD4+リンパ球、CD8+リンパ球、およびF480/CD45+マクロファージの数が減少したことを示した。
【0116】
特に、下記の表1に要約したFACSデータは、処置しなかったヘミセクション創傷マウスにおけるTリンパ球および活性化マクロファージ/小膠レベルと比較して、創傷3日後のこれらの動物の脊髄内に存在するCD4+Tリンパ球(66.4%減少)、CD8+Tリンパ球(57.4%減少)および活性化マクロファージ/小膠細胞(35.5%減少)において有意な減少を実証した。さらに、FACSデータは、処置しなかったヘミセクション創傷マウスにおけるTリンパ球および活性化マクロファージ/小膠レベルと比較して、創傷14日後の処置した動物の脊髄内に存在するCD4+Tリンパ球(58%減少)、CD8+Tリンパ球(64%減少)および活性化マクロファージ/小膠細胞(43.2%減少)において有意な減少を実証した(n=4;表1)。
【0117】
(表1.細胞の浸潤は抗CXCL10処置マウスにおいて減少する)
【0118】
【表1】

Figure 2005501036
(実施例IV)
(組織スペアリングおよび機能欠失に対するCXCL10処置の効果)
外傷性の脊髄創傷に応答して減弱したCD4+Tリンパ球が、組織スペアリングまたは機能的欠失の減少に関与したか否かを決定するために、ヘミセクションした成体マウスに、抗CXCL10抗体を、創傷1日前から創傷9日後まで1日おきに腹腔内注射し、そして創傷14日後に屠殺した(n=11)。ヘミセクション創傷後の組織スペアリングは、処置しなかったヘミセクション創傷マウスと比較して、抗CXCL10抗体で処置したマウスで、有意により大きかった(n=8)。中心管が明瞭に見える縦方向の組織切片の形態学的分析を、Zhangら、(1996)(Zhang,Fujikiら,「Genetic influence on cellular reactions to spinal cord injury:a wound−healing response present in normal mice is impaired in mice carrying a mutation(Wlds)that causes delayed Wallerian degeneration,」J.Comp.Neurol.,(1996)371(3):485−95)に記載されるようなMCID分析システムを用いて行った。処置していないヘミセクション創傷マウスは、創傷していないコントロール脊髄と比較して、創傷のいずれか一方の側が1mm拡張している組織領域全体で平均49.4%の減少を有した(図3)。対照的に、抗CXCL10抗体処置したヘミセクション創傷マウスの形態計測分析は、創傷していないコントロール脊髄と比較して、創傷のいずれか一方の側が1mm拡張している組織領域全体で20.9%の減少を示し、組織の喪失においては、処置していないヘミセクション創傷マウスと比較して、68%の減少を示す(図3)。
【0119】
より大きな組織スペアリングと合わせて、処置したヘミセクション創傷マウスは、創傷14日後に、処置していないヘミセクション創傷マウスより、創傷部位周囲のより多くの神経細胞を有意に含む。処置していないヘミセクション創傷マウス由来の、縦方向の組織切片を免疫染色したNeuNの定量分析は、創傷14日後において、創傷部位のいずれか一方の側が1mm拡張している領域内のNeuN+ニューロンの平均総数が、267+/−72であることを示した。対称的に、抗CXCL10抗体で処置したヘミセクション創傷マウスからの縦方向の組織切片を免疫染色したNeuNの定量分析は、創傷14日後において、創傷部位のいずれか一方の側が1mm拡張している領域内のNeuN+ニューロンの平均総数が、1170+/−184であることを示し、処置していないヘミセクション創傷動物よりも438%多くのニューロンが存在している。
【0120】
これらのデータは、背面のヘミセクション創傷の後の抗CXCL10処置が、外傷後の組織の消失を有意に減少させたことを示す。
【0121】
(実施例V)
(挙動性欠損に対する抗CXCL10抗体処置の効果)
抗CXCL10抗体で処置したマウスにおけるヘミセクション創傷後の挙動欠損は、処置しなかったコントロールと比較して、漸進的に減少した。処置したヘミセクション創傷マウスおよび処置しなかったヘミセクション創傷マウス、ならびに非創傷コントロールマウス(n=8)を、ヘミセクション創傷1〜13日後から、処置群について盲目である2人の観察者による毎日の運動学的分析に供した。動物を、規定の1cmグリッド線を有する、3’×1’プレキシガラス表面の低部からビデオ撮影し、ビデオ編集ソフトウェアを用いて記録を分析した。4つの運動学的パラメータを評価した;前後肢のスライド長、前後肢のスライド、前後肢の回転および前後肢のつま先の広がり。これらの分析は、抗CXCL10抗体で処置した全てのヘミセクション創傷マウスが、創傷14日後における、処置しなかったヘミセクション創傷コントロールマウスよりも有意により大きな、前後肢のスライド長、有意に少ない前後肢のスライド、前後肢のつま先の広がりおよび前後肢の回転を有することを示した(図2)。進行性の挙動の改善を、創傷後の初めの3日間にわたる全ての動物についてデータ点を、創傷後の最後の3日間にわたる全ての動物についてのデータ点と、各々の運動学的パラメータについて比較することによって評価した。処置しなかったヘミセクション創傷マウスは、回復期間の間、運動学的パラメータにおいて、変化を示さなかった(p>0.05)。対称的に、処置したヘミセクション創傷マウスは、回復期間の間、全ての運動学的パラメータにおいて、統計的に有意な進行性の改善を示した(p<0.01)。創傷14日後までに、処置したヘミセクション創傷マウスの4つの全ての挙動学的パラメータについて、挙動スコアは、非創傷コントロールマウスと有意に違わなかった。
【0122】
これらのデータは、抗CXCL10抗体処置が、脊髄創傷後の神経学的障害を低減することを示す。
【0123】
本出願を通して、括弧内で、多様な刊行物を参照している。本出願において、本発明が関連する分野の水準、より完全に記載するために、これらの刊行物の開示の全体が、本明細書によって参考として援用される。
【0124】
本発明は、開示された実施形態を参照して記載されているが、当業者は、記述された特定の実験が、本発明の単なる例示であることを容易に理解する。本発明の精神を逸脱することなしに、多様な改変がなされ得ることを理解すべきである。従って、本発明は、添付の請求項によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【0125】
【図1】図1は、成体マウス脊髄に対する半側切断損傷の後の増加したCXCL10 mRNAレベルを示す。
【図2−1】図2は、以下の4つの運動学的パラメーターにより測定される未処置コントロールマウスと比較して、抗CXCL10抗体を用いて処置したマウスにおいて漸減した、成体マウス脊髄に対する半側切断損傷の後の挙動欠損を示す:2(A)またぎ長(stride length);2(B)趾の広がり(toe spread);2(C)またぎ幅(stride width);および2(D)後足回転(rear paw rotation)。
【図2−2】図2は、以下の4つの運動学的パラメーターにより測定される未処置コントロールマウスと比較して、抗CXCL10抗体を用いて処置したマウスにおいて漸減した、成体マウス脊髄に対する半側切断損傷の後の挙動欠損を示す:2(A)またぎ長(stride length);2(B)趾の広がり(toe spread);2(C)またぎ幅(stride width);および2(D)後足回転(rear paw rotation)。
【図3】図3は、以下を示す:3(A)未処置のマウスにおける損傷の14日後の背面観点からの脊椎半側切断損傷の全体の病理;3(B)未処置のマウスにおける損傷の14日後の脊椎の背側の半側切断損傷の長手方向の断面;3(C)抗CXCL10抗体処置のマウスにおける損傷の14日後の背面観点からの脊椎半側切断損傷の全体の病理;および3(D)抗CXCL10抗体処置のマウスにおける、損傷の14日後の脊椎の背側の半側切断損傷の長手方向の断面。外抗CXCL10抗体に媒介された、傷性脊髄損傷に応答したCD4+ Tリンパ球の弱毒化は、組織節約(tissue sparing)に関係する。
【図4】図4は、以下を実証するCD4+の染色された光学顕微鏡写真を示す:4(A)抗CXCL10抗体処置は、4(B)の未処置マウスと比較して、処置したマウスにおける半側切断損傷の後の、強力なTリンパ球の漸増を低下する。
【図5】図5は、抗CXCL10抗体により媒介される、外傷性脊椎損傷に対するCD4+ Tリンパ球応答の弱毒化は、組織節約に関係することを示す。【Technical field】
[0001]
This invention was made with government support under Contract No. NS37336-01 awarded by National Institutes of Health. The United States government has certain rights in the invention.
[0002]
The present invention relates to immunology and more specifically to the treatment of secondary tissue degeneration associated with central nervous system (CNS) injury by neutralization of the chemokine CXCL10.
[Background]
[0003]
(Background of the Invention)
The CNS consists of the brain and spinal cord, which form a continuous system containing nerve cells, support cells and nerve fibers. The brain is a cognitive organ with distinct regions and layers, each of which is associated with the reception and processing of specific stimuli received from sensory organs. The human brain is divided into three main areas, each of which has the following distinct functions: forebrain (prosthephalon), mid-brain (mesencephalon) And the hindbrain (rhombenephalon). The spinal cord is lined up with segments that have a higher segment that controls movement and sensation in the upper part of the body and a lower segment that controls the lower part of the body. The result of CNS damage is reflected in the organization of its constituent organs.
[0004]
The type of disorder relates to spinal cord injury that is highly dependent on the type and severity of the injury, the level of the spinal cord that develops the injury, and the pathway of the damaged nerve fiber. Severe damage to the spinal cord causes paralysis of the body part and complete loss of sensation controlled by the spinal cord segment below the point of injury. Spinal cord injury can also induce many complications, including bedsores and high susceptibility to respiratory diseases. Brain damage can induce a wide range of indicators of defects in different areas, including cognitive function, physical ability, communication, or social / behavioral function.
[0005]
Damage to the central nervous system does not stop immediately after the first injury, but lasts hours or days after the first trauma. These delayed damage processes present a good opportunity for treatment aimed at reducing the extent of damage resulting from brain and spinal cord damage. In the absence of trauma or disease, the major types of immune cells rarely enter the CNS. However, when the brain or spinal cord is damaged by trauma or disease, immune cells engulf the area, remove debris, and release powerful regulatory chemicals (both beneficial and harmful) to the host . Immune cell entry is associated with both acute CNS damage and associated secondary degeneration.
[0006]
The current standard healing treatment for acute spinal cord injury is high dose methylprednisolone (steroid), administered the first 3 hours after injury, and overall efficacy has recently been questioned. Symptomatic treatment of spinal cord injury can be achieved with 4-aminopyridine (4-AP), a blocker of potassium channels, extending the duration of neural action potential and improving transmission in demyelinated axons. However, none of these agents protects the complex pathological cascade associated with CNS trauma.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
[0007]
Thus, there is a need to have additional methods for treating central nervous system injury, particularly secondary tissue degeneration resulting from spinal cord injury and trauma to the CNS. The present invention satisfies this need and provides related advantages as well.
[Means for Solving the Problems]
[0008]
(Summary of the Invention)
The present invention relates to treatment of a neutralizing agent specific for a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) in subjects who have or are at risk of developing secondary tissue degeneration associated with CNS injury. A method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with central nervous system (CNS) damage in a subject by administering an effective amount is provided. The methods of the present invention are useful for the treatment of both spinal cord injury and brain injury.
[0009]
In a further aspect, the present invention provides a method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with CNS injury in a subject, the method comprising secondary tissue degeneration associated with CNS injury. A subject having an effective amount of a neutralizing agent specific for a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10).
[0010]
In certain embodiments, the subject is a mammal. In other embodiments, the subject of the method is a human. In still further embodiments, the CNS injury is either spinal cord injury, brain injury, or both.
[0011]
In still further embodiments, the neutralizing agent is an anti-CXCL10 antibody, a fragment corresponding to an anti-CXCL10 antibody, a small molecule or polypeptide specific for CXCL10.
[0012]
A further aspect of the invention provides a method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with CNS injury in a subject, which method is specific for a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10). Administering an effective amount of an antibody or fragment thereof capable of binding to a subject in need of reduced severe secondary tissue degeneration.
[0013]
In certain embodiments of the invention, the CNS injury is caused or induced by mechanical injury, spinal cord contusion, spinal cord compression injury, spinal cord laceration, spinal cord disruption, or demyelinating condition. In one embodiment, the demyelinating condition is multiple sclerosis.
[0014]
Also provided by the present invention is a method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with a pathological CNS condition in a subject, which method is specific for a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10). Administering an effective amount of an antibody or fragment thereof capable of binding to a subject in need of reduced severe secondary tissue degeneration.
[0015]
In certain embodiments, the pathological condition is myelin loss. In other embodiments, the myelin loss is due to acute disseminated encephalomyelitis, post-infection myelin loss, post-vaccine myelin loss, acute necrotizing encephalomyelitis, or progressive necrotic myelopathy.
[0016]
In further embodiments, the neutralizing agent of the invention is administered within at least 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, 7 hours, or 8 hours of injury. In still further embodiments, the neutralizing agent is administered within 12 hours, 18 hours, or 24 hours of injury or diagnosis. In other embodiments, the neutralizing agent is an antibody or antibody fragment. In still further embodiments, the neutralizing agent is administered alone or in combination with an additional agent, such as an anti-inflammatory agent, and administration occurs repeatedly at least once, and in other embodiments, several days. In one embodiment, the number of days is up to 10 days, up to 15 days, up to 20 days, up to 25 days, or up to at least 30 days.
[0017]
Provided by the present invention is also a method of reducing the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury in a subject, which method allows a subject in need thereof to be subcellular. Administering an effective amount of a polynucleotide agent that can reduce the amount of the 10 kDa interferon-inducing protein (CXCL10).
[0018]
In various embodiments, the polynucleotide agent can be an antisense oligonucleotide or ribozyme, wherein the antisense oligonucleotide or ribozyme specifically binds to a polynucleotide encoding CXCL10.
[0019]
In yet a further aspect, the present invention provides a method of reducing the severity of secondary tissue degeneration associated with a pathological CNS condition in a subject, the method comprising a subject in need thereof And administering an effective amount of a polynucleotide agent capable of reducing the amount of 10 kDa interferon-inducing protein (CXCL10) in the cell.
[0020]
In certain embodiments, the agent can be an antisense oligonucleotide or ribozyme, wherein the antisense oligonucleotide or ribozyme specifically binds to a polynucleotide encoding CXCL10.
[0021]
In still further embodiments, the neutralizing agents of the invention can be administered in a composition (eg, a liposome) that can increase blood brain barrier penetration.
[0022]
(Detailed description of the invention)
The present invention relates to a method of treating and / or reducing CNS injury, including spinal cord injury and brain injury, by neutralizing 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) with a specific neutralizing agent. The present invention also provides a method for reversing secondary tissue degeneration associated with CNS injury or trauma, as well as neutralizing 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) with a specific neutralizing agent. Methods for promoting regeneration and remyelination are provided.
[0023]
Neutralization of CXCL10 presents a significant treatment option for CNS injury. This is because it reduces the extent of T cell infiltration, which is responsible for neurological degeneration associated with tissue loss following CNS injury or trauma. CXCL10 neutralization targets the cause rather than just the symptoms of secondary degeneration associated with CNS injury or trauma.
[0024]
The CNS includes nerve cells, or neurons, that are characterized by long nerve fibers called axons. Axons in the spinal cord carry signals along the descending pathway, downward from the brain, and upward along the ascending pathway. Many axons in these pathways are covered by a sheath of insulating material called myelin, which gives a whitish appearance; therefore, the areas where they are are called “white matter”. Nerve cells themselves have tree-like branches called dendrites that receive signals from other neurons, and constitute “grey matter”. The gray matter is in the butterfly area in the center of the spinal cord. Both the brain and spinal cord are surrounded by three membranes (meninges): the buffy coat, the innermost layer; the arachnoid membrane, the delicate intermediate layer; and the dura mater (which is the strong outer layer).
[0025]
The spinal cord is organized into segments along its length. The nerves from each segment connect to specific areas of the body. The neck region, referred to as C1-C8, controls the signals to the neck, arms and hands. Segments in the chest or upper back region, referred to as T1-T12, relay signals to several parts of the torso and arms. Segments in the upper waist region or midback region just below the ribs, referred to as L1-L5, control signals to the hips and limbs. Finally, the sacral segment, referred to as S1-S5, is directly below the waist segment in the mid-back and controls signals to the groin, toes, and some parts of the limb. The impact of spinal cord injury in different segments reflects this configuration.
[0026]
Several types of cells perform CNS functions. Large motor nerves have long axons that control skeletal muscles in the neck, torso, and limbs. Sensory nerves called spinal ganglion cells, whose axons form nerves that carry information from the body to the spinal cord, are found just outside the spinal cord. Interneurons of the spinal cord, completely within the spinal cord, help to integrate sensory information and produce coordinated signals that control the muscles. Glia, or supporting cells, are more numerous and perform various functions than neurons in the brain and spinal cord. One type of glial cell, the oligodendrocyte, creates a myelin sheath that insulates axons and increases the speed and reliability of nerve signaling. Other glia enclose wheel rims and spoke-like spinal cords and provide compartments for ascending and descending nerve fiber tubes. Astrocytes (large stellate glial cells) regulate the composition of the fluid surrounding nerve cells. Some of these cells also form scar tissue after injury. Smaller cells, called microglia, are also activated in response to injury and help clean up waste products. All of these glial cells produce substances that support neuronal survival and affect axonal growth.
[0027]
The brain and spinal cord are confined within the bone cavity that protects them, but they also make them vulnerable to compression damage caused by swelling or severe damage. CNS cells have a very high metabolic rate and depend on blood sugar for energy. CNS cells are particularly vulnerable to ischemia because the extent to which healthy blood flow divides the minimum required for normal function is much smaller in the CNS than in other tissues. Other inherent features of the CNS are the “blood brain barrier” and “blood spinal barrier”, which are formed by cells lining blood vessels in the CNS, and potentially harmful substances and cells of the immune system It acts to protect nerve cells by restricting their entry. Trauma damages these barriers and causes further damage to the brain and spinal cord.
[0028]
As used herein, the terms “central nervous system injury” and “CNS injury” refer to spinal and / or brain injury or condition characterized by an inflammatory response at the site of injury or lesion. Is intended. Central nervous system damage generally involves lesions that are primarily accompanied by mechanical damage but are caused by atraumatic events such as pathological conditions. CNS injuries include bruises caused by spinal cord contusions and compression injuries caused by pressure on the spinal cord. Other types of spinal cord injury include rupture, separation, and central spinal cord syndrome, which affect the cervical (neck) region of the cord and is called the corticospinal tract that carries signals between the brain and spinal cord Result from intensive damage to a group of nerve fibers. CNS damage or lesions can affect one or more cell types or tissues of the CNS, including neurons, glial cells and myelin. CNS conditions include demyelinating conditions, including multiple sclerosis (MS), where demyelination occurs in the white matter of the brain and spinal cord. Demyelination and local inflammation are common to spinal cord injury and demyelinating states of the CNS, including multiple sclerosis, and the influx of T cells specific for myelin basic protein (MBP) as a result of myelin destruction It has been demonstrated in both spinal cord injury and multiple sclerosis.
[0029]
Demyelinating diseases or demyelinating conditions are an important group of neurological disorders due to the frequency with which they occur and the disorders they cause. Demyelinating diseases have in common the localized or patchy destruction of the myelin sheath that can be accompanied by an inflammatory response. Myelin loss also occurs in other conditions, such as genetically determined defects in myelin metabolism, and as a result of oligodendrocyte or Schwann cell toxin exposure and infection. Demyelinating diseases of CNS include, for example, MS, acute disseminated encephalomyelitis (ADE), including post-infectious encephalomyelitis and post-vaccine encephalomyelitis, acute necrotizing hemorrhagic encephalomyelitis, and progressive ( (Necrotic) myelopathy.
[0030]
Damage to the CNS is described by Dusart and Schwab, Eur. J. et al. Neurosci. , 6 (5): 712-724 (1994) and Schnell et al., Eur. J. et al. Neurosci. , 11 (10): 3648-3458 (1999), resulting in the influx of inflammatory cells to the CNS parenchyma. The initial response is dominated by neutrophils, which is maximal one day after injury and involves the disruption of the blood brain barrier and the upregulation of cell adhesion molecules to the vascular endothelium. Neutrophils exhibit cellular and bactericidal properties and are important for removal of microbial invaders and microbial debris (Clark, Dermatol. Clin., 11 (4): 647-66 (1994)). Activated neutrophils produce a variety of pro-inflammatory molecules, including proteases, cytokines, chemokines, and free radicals, as described by: Cassatella, Immunol. Today, 16 (1): 21-26 1994); Kunkel et al., Semin. Cell Biol. (6): 327-336 (1995); Conner and Grisham, Nutrition 12 (4): 274-277 (1996); each of which is incorporated herein by reference. The release of these molecules contributes to the recruitment and activation of other inflammatory cells, as well as to neuronal damage and glial activation, as described by: Yong, Cytokines, astogliosis and neutrophils following CNS trauma, Cytokines and the CNS: Development, Defence and Disease, CRC Press, Boca Raton, Florida (1996). Blood-derived macrophages and activated resident CNS microglia contribute to the inflammatory response beginning 2 days after injury and involve infiltrating lymphocytes. The chemoattractants for these cell types are up-regulated within hours of spinal cord injury, and the adhesion molecules required for cell adhesion to the cerebral endothelium are up-regulated after injury: Bartholdi and Schwab, Eur. J. et al. Neurosci. 9 (7): 1422-1438 1997; Hamada et al., J. Biol. Neurochem. 66 (4): 1525-1531 (1996). Expression of CXCL10 (CXC chemokine that induces T cells) and MIP-1a (CC chemokine that induces macrophages) has been shown to be upregulated within hours of spinal cord injury (Bartholdi, supra, 1997). And McTigue et al., J. Neurosci. Res. 53 (3): 368-376 (1998)).
[0031]
As used herein with respect to CNS injury, the term “secondary tissue degeneration” refers to adjacent cells that have not been damaged or have been slightly damaged by an initial trauma or lesion to the CNS. And secondary loss of the organization. This secondary tissue degeneration can affect any cell type present at the site of injury or lesion, including neurons and glial cells, and tissues, including myelin tissue surrounding nerve fibers and vasculature . Secondary tissue degeneration is generally associated with CXCL10-mediated T cell recruitment of T cells with specificity for inflammation and a broad array of cell types and tissues. Secondary tissue degeneration mediated by CXCL10 after CNS injury or trauma also results in blood-brain barrier disruption, edema, demyelination, axon damage and nerve death (these are activity of voltage-dependent or antagonist-gated channels) ), Ion leakage, activation of calcium-dependent enzymes (eg, proteases, lipases and nucleases), mitochondrial dysfunction and energy depletion, cell death (Yoles et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci). 33 (13): 3586-3591 (1992); Zivin and Choi, Scientific American 265 (1): 56-63 (1993); Hovda et al., Brain Research 567 (1): 1-1 0 (1991); Yoshino et al., Brain Research 561 (1): 106-119 (1991)), each of which is incorporated herein by reference. CXCL10-mediated neuronal cell death associated with secondary tissue degeneration after CNS injury or trauma includes necrosis, apoptosis, paraptosis, or any additional form of cell death (eg, amyotrophic lateral sclerosis) Neurodegenerative cells, as described in a transgenic mouse model of disease (Canto and Gurney, American Journal of Pathology 145: 1271-1279 (1994), which is incorporated herein by reference) Death by any mechanism can be mentioned, including death).
[0032]
Inflammation contributes to secondary tissue degeneration associated with CNS injury (Dusart and Schwab, Eur. J. Neurosci. 6 (5): 712-724 (1994); Bright, Central Nervous System Trauma 2 (4) : 299-315 (1985); Egerton et al., EMBO J. 11 (10): 3533-40 (1992); Popovich et al., J. Comp. Neurol., 377 (3): 443-464 (1997), these Each of which is incorporated herein by reference). A successful host response to inflammation generally requires the accumulation of differentiated host cells at the site of tissue damage. Inflammation in the injured CNS is characterized by fluid accumulation and influx of plasma proteins, neutrophils, T lymphocytes, and macrophages. This cellular accumulation is an important step in normal inflammatory processes and is mediated by a family of secreted chemotactic cytokines with common important structural properties and a role in pathogenic inflammation. CXCL10 belongs to this protein family of over 40 structurally and functionally related proteins known as chemokines.
[0033]
Chemokines are similar to 8-10 kDa heparin-binding proteins with a conserved structural motif that includes two cysteine pairs, and are divided into subfamilies based on the relative position of cysteine residues in the mature protein. There are at least four subfamilies of chemokines, but only two (α-chemokines and β-chemokines) are well characterized. In α-chemokines, the first two cysteine residues are separated by a single amino acid (CXC), whereas in β-chemokines, the first two cysteine residues are adjacent to each other (CC ). Examples of C—X—C chemokines include interleukin-8 (IL-8), human platelet-derived factor, CXCL10, and Mig. Members of the CC chemokine subfamily include, for example, macrophage chemoattractant and activator (MCAF), macrophage inflammatory protein-1α (MIP-α), macrophage inflammatory protein-1β (MIP-β) and regulated on activation. , Normal T-cell expressed and secreted (RANTES).
[0034]
Chemokines selectively attract a subset of leukocytes; some chemokines act specifically on eosinophils, others are specific for monocytes, dendritic cells or T cells (See Luster, A., New Engl. J. Med. 338: 436-445 (1998), which is incorporated herein by reference). In general, CC chemokines chemoattract monocytes, eosinophils, basophils, and T cells; and signal through their chemokine receptors CCR1-CCR9. This CXC chemokine family can be further divided into two classes based on the presence or absence of an ELR sequence (Glu-Leu-Arg) near the N-terminus in front of the CXC sequence. Its ELR-containing CXC chemokines (including IL-8) chemoattract neutrophils, while non-ELR CXC chemokines (including CXCL10 and Mig) chemoattract lymphocytes.
[0035]
Chemokines are capable of cell migration and binding by binding to specific G protein-coupled cell surface receptors on target cells, at least in two ways: first, through direct chemoattraction, and secondly. Induces cell activation. Over 10 distinct chemokine receptors, each expressed on a different subset of leukocytes, have been identified. Chemokine receptors are constitutively expressed on some cells, while those chemokine receptors are inducible on other cells. CXCR3 (a receptor recognized by CXCL10) is expressed on activated T lymphocytes and natural killer (NK) cells of the T helper type 1 (Th 1) phenotype. Importantly, a major mechanism in the pathology of neuroinflammation associated with secondary tissue degeneration is the migration of activated T cells to the site of injury or lesion.
[0036]
As used herein, the term “effective amount” when used in reference to the 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) is the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury. It is intended to mean the amount of CXCL10 specific neutralizing agent sufficient to reduce
[0037]
As used herein, “reducing severity” refers to signs or symptoms, physiological indicators, biochemical markers or metabolic indicators of secondary tissue degeneration associated with CNS injury. It is intended to refer to stopping, decreasing or reversing. In spinal cord injury, the destruction of nerve fibers that carry movement signals from the brain to the torso and limbs leads to muscle paralysis. Physiological symptoms of secondary tissue damage associated with CNS injury include, for example, neurological deficits and neurogenic inflammation, and clinical symptoms include the severity of the damage, the segment of the spinal cord where the damage exists And changes dramatically depending on the segment of the spinal cord where nerve fibers are damaged. The destruction of sensory nerve fibers can lead to sensory (eg tactile, pressure and temperature) loss; it also sometimes causes pain. Other serious consequences include excessive reflexes; loss of bladder and bowel control; sexual dysfunction; loss or decline in respiratory capacity; deficiencies in cough reflexes; and spasticity. Most people with spinal cord injury recover some function between 1 week and 6 months after injury, but the chances of spontaneous recovery are almost gone beyond 6 months. Spinal cord injury can result in many clinical complications (including bed sores), respiratory diseases and autonomic dysflexia, a potentially fatal disease that increases blood pressure and sweats, and intestinal impact or May lead to increased sensitivity to other autonomic reflexes in response to some other stimulus.
[0038]
Physiological indicators of secondary tissue degeneration associated with CNS injury include blood brain barrier disruption, edema, demyelination, axonal injury and nerve death, and tissue loss. Secondary tissue degeneration biochemical markers associated with CNS damage are, for example, neuronal markers, myelin, gamma globulin or specific molecules that produce oligoclonal banding. CNS tissue loss associated with secondary tissue degeneration can be detected by various clinical methods known in the art. Neuronal markers, such as NeuN, can be used to visualize tissue loss in the CNS (Wolf et al., J. Histochem. Cytochem. 44: 1167-1171 (1996), which is described herein. In addition, the evoked potential (EP) can be used to measure how quickly nerve impulses are transmitted along nerve fibers in various parts of the nervous system, and Computed tomography (CT) can be used to scan the CNS to detect areas of tissue loss caused by cell death or demyelination of nerve fibers, as well as nuclear magnetic resonance imaging (MRI). Can be used to scan the CNS, but there is no use of X-rays, MRI is more sensitive than CT scans A region of CNS tissue loss that cannot be observed by a CT scanning instrument can be detected, and a lumbar puncture or spinal puncture procedure can be used to extract cerebrospinal fluid. Can be examined for elevated levels of oligoclonal banding These or other methods well known in the art measure tissue loss (including tissue loss caused by nerve glial cell death and nerve fiber demyelination) And can be used to determine the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury.
[0039]
As used herein, the term “neutralizing agent specific for the 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10)” provides a decrease in the extent, amount or rate of CXCL10 expression or reduces the activity of CXCL10. It is intended to refer to the factors given. Useful neutralizing agents for practicing the claimed invention include, for example, binding molecules such as antibodies to CXCL10. The neutralizing agent can be any molecule that binds to CXCL10 with sufficient affinity to reduce CXCL10 activity. Furthermore, the neutralizing agent inhibits or promotes the function of the regulatory protein or gene region, and any molecule that binds to the regulatory molecule or gene region to give a reduced degree, amount or rate of CXCL10 expression or its activity. It can be. For example, CXCR3 receptor fragments or peptidomimetics that bind CXCL10 with sufficient affinity to reduce CXCL10 activity are useful in practicing the claimed methods. In addition, examples of neutralizing agents that confer CXCL10 expression may include antisense nucleic acids and transcription inhibitors.
[0040]
The present invention provides a method for reducing the severity of secondary tissue damage associated with CNS injury. The method includes administering an effective amount of a 10 kDa neutralizing agent specific for an interferon-inducible protein (CXCL10) to a subject having secondary tissue degeneration associated with CNS injury.
[0041]
As described herein, CXCL10 is involved in the process of providing host defense against nervous system inflammation. Specifically, CXCL10 regulates Th1 T lymphocyte transport to the CNS in response to CNS injury, CNS inflammation, physiological abnormalities (eg, infectious agents or autoimmune cells). T lymphocytes are CD4 + Cells and CD8 + It can be subdivided into two main categories known as cells. CD4 and CD8 are surface proteins that promote the interaction between the T cell receptor for the antigen and the antigen itself that is presented to the T cell for presentation by the antigen presenting cell. Antigens recognized by T cells are contained in the cleft of a major histocompatibility complex (MHC) protein expressed on the surface of antigen presenting cells. CD4 cells recognize peptide fragments presented by class II histocompatibility alleles, and CD8 cells recognize fragments presented by class I histocompatibility alleles. The DR2 allele is an MHC class II allele that is over-presented in multiple sclerosis, which means that CD4 in lesion formation in the CNS + Shows a role for cells.
[0042]
CD4 + The cells can be further subdivided into Th1 and Th2 subtypes. Thl cells are responsible for the delayed hypersensitivity response and many cytokines (interleukin 2 (IL-2), a stimulator of T cell proliferation, and interferon, an activator of macrophages, and oligodendrocytes) Secretes lymphotoxin, a protein that has the ability to damage (myelinating cells of the CNS) Interferon, in combination with IL-2, activates macrophages that strip myelin directly from nerve fibers and myelination Secretes tumor necrosis factor α (TNF-α), a cytokine that damages sex oligodendrocytes.
[0043]
As described herein, neutralization of CXCL10 expressed after CNS injury in or around the injury site or lesion (injury) (FIG. 1) results in tissue loss at the injury site and surrounding tissues. Reduces the secondary tissue degeneration that manifests itself through (FIG. 3). Consequently, neutralizing CXCL10 activity can lead to a reduction in the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury. CXCL10 neutralizing agents (including antibodies, antisense nucleic acids or other compounds identified by the methods described below) are useful for treating or reducing the severity of secondary tissue damage associated with CNS damage. is there.
[0044]
Administration of a CXCL10 neutralizing agent can result in a variety of distinct CXCL10-mediated destruction events associated with secondary tissue degeneration (eg, activation of voltage-gated or agonist-gated channels, ion leakage, calcium-dependent enzymes (eg, , Proteases, lipases, and nucleases), inflammation, mitochondrial dysfunction and energy depletion, cell death (including culminating). Administration of a CXCL10-specific neutralizing agent presents a therapeutic improvement by targeting and treating each of these distinct CXCL10-mediated events rather than a single aspect of secondary tissue degeneration. An enhanced method for reducing the severity of secondary modification is provided.
[0045]
Moreover, in addition to the unexpected finding that CXCL10 has such a dramatic effect on secondary tissue degeneration, the surprising finding is that not only can the damage be stopped, but CXCL10 neutralizing agent can also be Is to induce regrowth and remyelination. Accordingly, the present invention also provides a method of recovering secondary tissue degeneration or trauma associated with CNS injury by neutralizing a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) using a specific neutralizing agent and Methods of promoting neuronal cell remodeling and remyelination are provided.
[0046]
Mechanical damage to the spinal cord of adult mammals results in increased vascular permeability and extensive activation and recruitment of inflammatory cells (Dusart, I and ME Schwab (1994), “Secondary cell death and the inframmatory. reaction after harmalization of the rat spinal cord ”, Eur J Neurosci 6 (5): 712-24) (Schnell, L., S. Fernand et al., National Institute of Medicine, 1999),“ Acture inflames ”. : Differences between brain and spinal cord ", E ur J Neurosci 11 (10): 3648-58). The control and consequences of this strong inflammatory response to spinal cord injury are not well known. A full understanding of neuroimmune interactions can be found in the field of multiple sclerosis research, where this is an abnormal attenuation of T lymphocyte responses to demyelinating pathology in the MHV model of multiple sclerosis In recent years, it has been demonstrated to reduce tissue development and behavioral defects (Liu, MT, HS Keirstead, et al. (2001), “Neutralization of the chemokine cxc110 reduces indegradation cell invasion in the evolution of the cell. function in a virtual model of multiple sclerosis ", J Immunol 167 (7): 4091-7). T lymphocytes predominate at the site of spinal cord injury (McTigue, DM, M. Tani, et al. (1998), “Selective chemokin mRNA accumulation in the spinal cord after injuries 53”). (3): 368-76), and recent studies suggest that they play a central role in the structural and functional consequences of spinal cord trauma (Hauben, E., O.). Butovsky et al. (2000), "Passive or active immunization with myelin basic protein promoters recovery from spin cor. conjution ", J Neurosci 20 (17): 6421-30) (Hauben, E., U. Nevo et al. (2000)," Autoimmune T cells as potentior therapeutic for 9 " 7) The results of inhibiting the recruitment of T lymphocytes to the site of spinal cord injury were further investigated. The ability to functionally block antibodies to the T lymphocyte chemoattractant CXCL10 (Liu, MT, HS Keirstead et al. (2001), “Neutralization of the chemikinetic and vascularization immunity in vivo immunity in vivo immunization in vivo "function in a viral model of multiple sclerosis", J Immunol 167 (7): 4091-7) is responsible for the role of this chemokine in the recruitment of T lymphocytes to sites of spinal cord trauma, and abnormal tissue development and behavioral defects after trauma It provided an opportunity to test the contribution of T lymphocytes. The data herein show that CXCL10 was up-regulated after spinal cord injury in adult mammals (FIG. 1) and that antibody-mediated neutralization of CXCL10 in injured animals is a dramatic occurrence that normally occurs after spinal cord injury. It clearly demonstrated that reduced T lymphocyte infiltration was reduced (FIG. 5). These data show that administration of anti-CXCL10 antiserum to CNS to mice with established virus-induced demyelination is CD4 + Significantly reduces T lymphocyte infiltration and decreases the expression of the TH1-related proinflammatory cytokine IFN-g (Liu, MT, HS Keirstead et al. (2001), “Neutralization of the the Chemoline cxc110 reduces information cell inversion and demyelination and improves neurological function in a virulence in dev. Attenuation of T lymphocyte infiltration into the site of spinal cord injury after anti-CXCL10 treatment indicates that CXCL10 is a particularly important T lymphocyte chemoattractant during spinal cord injury and expression of the CXCR3 receptor (Rollins, BJ (1997). ), “Chemokines”, Blood 90 (3): 909-28) (Luster, AD, JC Unkeless et al. (1985), “Gamma-interferon transcriptional regulations”). an early-response gene con- taining homology to platelet proteins ", Nature 315 (6021): 672-6).
[0047]
Important and unpredictable, the data disclosed herein was that anti-CXCL10 treatment alone was sufficient to reduce post-traumatic tissue degeneration and post-injury motor deficits It is shown that. Morphogenesis analysis revealed that hemi-resected injured mice that received anti-CXCL10 treatment had a 68% reduction in tissue damage around the injured site compared to untreated hemi-resected injured mice (FIG. 3) showed that. The number of neuronal cells around the injury site is related to the presence of more than 438% of neurons around the injury site in the reduction of tissue loss in semi-excision injury mice treated with anti-CXCL10 treatment than in untreated half-excision injury mice did. These data indicate that anti-CXCL10 treatment significantly reduces post-traumatic tissue loss after dorsal hemirectomy.
[0048]
Behavioral analysis showed that semi-resected injured mice that received anti-CXCL10 treatment showed a statistically significant continuous improvement in kinematic parameters tested during the recovery phase (FIG. 2). By 14 days after injury, the behavioral scores for all four kinematic parameters were not significantly different from undamaged control mice. This recovery was more likely to be contributed by reconstruction of the caudal sensorimotor pathway of the lesion (injury) than the severe fiber reconstruction. Biochemical and synaptic rearrangements have been demonstrated after spinal cord injury and can contribute to functional improvement (Edgerton, VR, RD Leon et al. (2001) “Retraining the injured”. spinal cord ", J Physiol 533 (Pt 1): 15-22). Although there was little data related to synaptogenesis in the injured spinal cord, there was substantially more by quantitative electron micrograph studies using a well-documented model of denervated dentate gyrus. Numbers of new synapses are formed in denervated neurons by 10 days after injury (Steward, O., SL Vinsant et al. (1988), "The process of reinnervation in the dentate of adult rats" : An ultrastructural study of changes in presynthetic terminals as a result of sprouting ", J Comp Neurol 267 (2): 203-1. 0). Although the mechanism of behavioral recovery in the current study is unknown, the data disclosed herein clearly show that anti-CXCL10 treatment reduces neurological deficits after spinal cord injury.
[0049]
A detrimental role for the immune response after overflowing to damaged CNS parenchyma is indicated by the etiology of multiple sclerosis and the disease state seen in animal models of multiple sclerosis, where pro-inflammatory cells Is considered the center of disease development (Olsson, T. (1995), “Cytokine-producing cells in experimental autoimmune essence of globulitis and multiple sclerosis” Neurology 45 (6: Sol. , PE Lipsky et al. (1995), “Elevated Th1-or Th0-like cytokine mRNA in peripheral circulation of p. tients with rheumatoid arthritis.Modulation by treatment with anti- ICAM-1 correlates with clinical benefit "J Immunol 155 (10): 5029-37)). A detrimental role for the immune response in traumatic spinal cord injury is suggested by a transient association of chemokine expression and influx of immune cells with secondary degeneration (Dusart, I. and M.E. Schwab ( 1994) “Secondary cell death and the infralamablative reaction after dorsal healdion of the rat spin cord” Eur J Neuroci 6 (5): 712-24) (Bliht. for secondary cell damage in spinal cord injury "Ce nt Nerv Syst Trauma 2 (4): 299-315) (Popovich, P.G., P.Wei et al. (1997) "Cellular inflammatory response after spine brew squeeze in Drawe-Durage in Sprague-Durage". ): 443-64)).
[0050]
Popovich and co-workers are satisfied that clodronate-mediated hematopoietic macrophage removal leads to reduced traumatic tissue loss and improved overground locomotion following spinal cord injury Have demonstrated so. These findings conclude to the authors that infiltrating immune cells are a serious secondary degeneration effector and can prove that cell-specific immune loss is a treatment for spinal cord injury. Led to suggest. (Popovich, PG, P. Wei et al. (1997), “Cellular information response after spinal cord in-jury in Sprague-Dawley and Lewis rats” J Comp. In fact, activated monocyte phagocytes release neurotoxins after traumatic CNS injury (Guilian, D., M. Corpuz et al. (1993), “Reactive mononuclear phagocyte esthetic tomato ischemic chemistry” central nervous system "J Neurosci Res 36 (6): 681-93), which induces NMDA receptor-mediated neurotoxicity (Paini, D., K. Frei, et al. (1991)" Murine brain macromolecules induce in nepti vitro by secreting gluta ate "Neurosci Lett 133: 159-162), and activated leukocytes release a wide variety of lytic enzymes and reactive oxygen and reactive nitrogen intermediates (Martiney, JA, C. Cuff). (1998), “Cytokine-induced information in the central nervous system revised” Neurochem Res 23 (3): 349-59).
[0051]
These findings are interesting in view of the current confirmation that anti-CXCL10 treatment leads to a decrease in infiltration of both T lymphocytes and hematopoietic macrophages at the site of spinal cord injury (FIG. 5). Since hematopoietic macrophages do not express the CXCR3 receptor for CXCL10, the loss of these macrophages may be a downstream effect of T lymphocyte loss; this indicates that activated CD4 + T lymphocytes are RANTES (for hematopoietic macrophages). Of chemoattractants) by demonstrating their secretion.
[0052]
If the regulation of immune cells within a site of CNS disease / trauma is complex and immune cell activation within such a site is a downstream effect, recruitment of the immune cell population to the site of injury Targeting) may elucidate the role of specific populations in secondary degeneration cascades that are subject to CNS insults. The results described herein provide new insight into the functional importance of CXCL10 expression during CNS injury and further treat CNS with neutralizing agents specific for CXCL10 Provides a basis for how to do. CXCL10 has been shown herein to be an important chemoattractant during spinal cord injury. Therapies targeting CXCL10 as provided by the present invention represent a viable treatment strategy for reducing post-traumatic abnormal tissue development and behavioral disorders after CNS injury.
[0053]
A CXCL10 neutralizing agent that binds CXCL10 with sufficient affinity may reduce the activity of CXCL10 with respect to immune cell recruitment, tissue loss or demyelination. The CXCL10 specific neutralizing agent can be a macromolecule (eg, a polypeptide, nucleic acid, carbohydrate or lipid). CXCL10-specific neutralizing agents can also be derived compounds, analogs or mimetic compounds, as well as small organic compounds, so long as CXCL10 activity is reduced in the presence of the neutralizing agent. The size of the neutralizing agent is not critical as long as the molecule exhibits selective neutralization activity or can be made to exhibit selective neutralization for CXCL10. For example, the neutralizing agent can be between about 1 and 6 monomer building blocks, and tens or hundreds of monomer building blocks, the monomer building blocks being macromolecules or chemically linked molecules. Configure. Similarly, an organic compound can be a single structure or a complex structure as long as it binds to CXCL10 with sufficient affinity to reduce activity.
[0054]
Neutralizing agents specific for CXCL10 can include, for example, antibodies and other receptors or ligands that bind polypeptides of the immune system. Such other molecules of the immune system include, for example, T cell receptors (TCRs) including the CD4 cell receptor. A neutralizing agent for CXCL10 can also be a molecule that inhibits the interaction of CXCL10 with a chemokine receptor (eg, CXCR3 receptor). In addition, cell surface receptors such as integrins, growth factor receptors and chemokine receptors, and any other receptor that can be made to bind with sufficient affinity to bind or reduce activity. Fragments are also useful neutralizing agents for carrying out the method of the invention. In addition, for example, receptors, growth factors, cytokines or chemokines that inhibit the expression of CXCL10 or its receptors are also useful neutralizing agents for carrying out the methods of the invention. In addition, DNA binding polypeptides such as transcription factors and DNA replication factors have selective binding activity to CXCL10, regulatory molecules that control CXCL10 expression or activity, or gene regions that control CXCL10 expression. As long as it appears to be included within the definition of the term binding molecule. Finally, polypeptides, nucleic acids and compounds, such as selected from random and combinatorial libraries, are also of the term as long as they bind CXCL10 with sufficient affinity to reduce their activity. Included in the rules.
[0055]
Various approaches can be used for the identification of selective neutralizing agents for CXCL10. For example, one approach is to use information available regarding the structure and function of CXCL10 to generate a binding molecule population from molecules known to function as chemokine binding molecules, or to bind specifically to CXCL10. A population of binding molecules is made from molecules known to present or capable of presenting affinity (eg, CXCR3 receptor fragments or mimetics found on CD4 + T cells and NK cells). Neutralizing agents specific for CXCL10 can be antibodies and other molecules of the immune repertoire. The normal function of such immunoreceptors is to bind an essentially infinite number of different antibodies and ligands. Thus, generating a diverse population of binding molecules from the immune repertoire can be useful, for example, to identify neutralizing agents specific for CXCL10.
[0056]
Neutralizing agents specific for CXCL10 can be further identified from a large population of unknown molecules by methods well known in the art. Such a population can be a random library of peptides or small molecule compounds. This population can be generated to include sufficiently diverse sequences or structures to contain molecules that bind to the CXCL10 proteins or their respective nucleic acids. Those skilled in the art will recognize which sizes and diversity are necessary or sufficient for the intended purpose. A population of sufficient size and complexity can be generated to likely contain a CXCL10 neutralizing agent that binds CXCL10 with sufficient affinity to reduce activity. Many other types of library molecular populations exist and are described further below.
[0057]
Any molecule that binds to CXCL10, to CXCL10 receptor, to a gene region that regulates CXCL10 expression, or to a regulatory molecule that regulates CXCL10 activity or expression, and any regulation that regulates expression of CXCL10 receptor The molecule is a CXCL10 specific neutralizing agent useful for practicing the present invention. For example, a CXCL10-specific neutralizing agent can be a regulatory molecule that affects CXCL10 expression by reducing or inhibiting the activity of a transcription factor that regulates or upregulates the transcription of CXCL10. Furthermore, regulatory molecules that bind z to molecules involved in CXCL10 activation with sufficient affinity to reduce CXCL10 activation are useful neutralizing agents for carrying out the methods of the invention.
[0058]
A neutralizing agent that can bind to CXCL10 with sufficient affinity to reduce the activity of CXCL10 reduces the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury, and is associated with CNS injury. It is useful to perform on a subject suffering from secondary tissue degeneration. Furthermore, CXCL10-specific neutralizing agents reduce CXCL10 activity or expression by binding to the CXCL10 receptor, to regulatory molecules that regulate CXCL10 activity or expression, or to gene regions that control CXCL10 expression. obtain. For example, a neutralizing agent useful for practicing the invention can be an antibody against a regulatory molecule that modulates CXCL10 expression or activity. Furthermore, as described herein, anti-CXCL10 antibodies are useful neutralizing agents for practicing the methods of the invention. Further, since CXCL10 is a secreted protein known to bind to specific T cell receptors, neutralizing agents useful in the practice of the present invention are binding properties of any of the immunoglobulin superfamily of receptors. It can be a polypeptide, a receptor or a fragment thereof. Alternatively, it may be desirable to use a population of random peptide populations to identify additional neutralizing agents specific for CXCL10. Those skilled in the art will recognize which type of approach and which type of neutralizing agent is the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury in a subject suffering from secondary tissue degeneration associated with CNS injury. Can be recognized or determined to be suitable for performing the method of the present invention.
[0059]
A moderately sized population for identification of CXCL10 specific neutralizing agents can consist of hundreds and thousands of different binding molecules in the population, while a large sized binding molecule population is Tens of millions and millions of different binding molecular species. More specifically, a large and diverse population of binding molecules for the identification of neutralizing agents is any about 10 4 , About 10 5 , About 10 6 , About 10 7 , About 10 8 , About 10 9 , About 10 10 Any of the above may include different binding molecular species. One skilled in the art will recognize the appropriate diversity of populations of binding molecules sufficient to identify neutralizing agents specific for CXCL10.
[0060]
Recombinant libraries of binding molecules can be used to identify neutralizing agents specific for IP-10. This is because large and diverse populations can be rapidly generated and screened using CXCL10. Recombinant libraries of expressed polypeptides useful for identifying neutralizing agents specific for CXCL10 can be generated in a number of different ways known in the art. Recombinant library methods also allow for the generation of very large populations of binding molecules from naturally occurring repertoires. Whether recombinant or otherwise, essentially any source of the binding molecule population, with a sufficient size and size to identify a neutralizing agent specific for CXCL10. As long as it provides binding molecules of different diversity, they can be used. If desired, populations of binding molecules useful for identifying neutralizing agents specific for CXCL10 are described in Watkins et al., Anal. Biochem. 256 (92): 169-177 (1998), which is incorporated herein by reference, can be selectively immobilized on a solid support.
[0061]
A phage expression library in which a lytic phage results in the release of a binding molecule polypeptide expressed by a bacterium is one example of a recombinant library that can be used to identify neutralizing agents specific for CXCL10. . In another type of phage expression library, a large number of potential binding molecules can be expressed as fusion polypeptides on the periplasmic surface of bacterial cells. Libraries in yeast and higher eukaryotic cells also exist and are equally applicable to the methods of the invention. One skilled in the art can recognize or determine which type of library is useful for identifying neutralizing agents specific for CXCL10.
[0062]
For compounds that specifically bind CXCL10, in addition to the methods described above that utilize purified polypeptides to screen a library of compounds, a neutralizing agent specific for CXCL10 can be used to produce purified poly Can be identified by using peptides. For example, antibodies that are specific for CXCL10 can be used as neutralizing agents of the present invention and can be generated using methods well known in the art. Neutralizing agents useful for carrying out the methods of the invention include both monoclonal and polyclonal antibodies, as well as Fab, F (ab ′) 2, against any molecule that modulates CXCL10 or CXCL10 activity or expression, Examples include antigen-binding fragments of such antibodies that contain Fd and Fv fragments and the like. Further, neutralizing agents useful for carrying out the methods of the invention include, for example, single chain antibodies, chimeric antibodies, bifunctional antibodies, complementarity determining region grafted (CDR grafted) antibodies and humanized antibodies, and Includes non-naturally occurring antibodies including their antigen-binding fragments.
[0063]
Methods for preparing and isolating antibodies, including polyclonal and monoclonal antibodies, using peptide immunogens are well known to those of skill in the art and are described, for example, in Harlow and Lane, Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory. Press (1988), which is incorporated herein by reference. Non-naturally occurring antibodies can be constructed using solid phase peptide synthesis, can be produced recombinantly or can be produced, for example, by Huse et al., Science 246: 1275-1281 (1989) (herein As described in U.S. Pat. No. 5,036,097) by screening a combinatorial library of variable heavy and variable light chains. These and other methods of making, for example, chimeric antibodies, humanized antibodies, CDR-grafted antibodies, single chain antibodies and bifunctional antibodies are well known to those skilled in the art (issued by Hoogenboom et al., Oct. 15, 1996). US Pat. No. 5,564,332; Winter and Harris, Immunol. Today 14: 243-246 (1993); Ward et al., Nature 341: 544-546 (1989); Harlow and Lane, supra, 1988). Hillyard et al., Protein Engineering: A practical approach (IRL Press 1992); Borrabeck, Antibody Engineering Press, 2nd edition (Oxford University Press 1995); ; Each of which is incorporated by reference herein).
[0064]
A substantially purified CXCL10 protein, which can be prepared from a natural source or recombinantly produced, or a peptide portion of a CXCL10 protein, including synthetic peptides, can be used as an immunogen. Can be triggered. The non-immunogenic peptide portion of the CXCL10 protein can be obtained by binding the hapten to a carrier molecule such as bovine serum albumin (BSA) or keyhole limpet hemocyanin (KLH) or as a fusion protein By expressing the part, it can be made immunogenic. Various other carrier molecules and methods for attaching haptens to carrier molecules are well known in the art (see Harlow and Lane, supra, 1988; also Hermanson, Bioconjugate Technologies, Academic Press 1996 ( This is incorporated herein by reference). As noted above, CXCL10 specific antibody neutralizing agents can also be raised against regulatory molecules that modulate CXCL10 expression or activity, rather than directly to CXCL10.
[0065]
Neutralizing agents (eg, antibodies) specific for CXCL10 can be detectably labeled using methods well known in the art (Hermanson, supra, 1996; Harlow and Lane, supra, 1988). ; Chapter 9). For example, a neutralizing agent specific for CXCL10 can be linked to a radioisotope or therapeutic agent by methods well known in the art. A neutralizing agent that binds directly to CXCL10, linked to a visible radioisotope or other moiety, is capable of treating CNS damage characterized by the presence or absence of organ-specific or tissue-specific CXCL10. It may be useful for diagnosing or staging the clinical stage progression of associated secondary tissue degeneration.
[0066]
Methods for raising polyclonal antibodies in, for example, rabbits, goats, mice or other mammals are well known in the art (Harlow and Lane, supra, 1988). Production of anti-peptide antibodies usually involves the use of a host animal such as a rabbit, mouse, guinea pig or rat. If large amounts of serum are needed, larger animals such as sheep, goats, horses, pigs or donkeys can be used. Animals are usually selected based on the amount of antiserum required. Suitable animals include rabbits, mice, rats, guinea pigs, and hamsters. These animals produce up to 25 mL, 100-200 μL, and 1-2 mL of serum per blood draw (Harlow and Lane, supra, 1988). Rabbits are very useful for the production of polyclonal antisera. This is because rabbits can be drawn safely and repeatedly and can produce high volumes of antisera. For example, blood can be collected and analyzed for antisera after two injections at 2-4 week intervals with 15-50 μg of antigen in a suitable adjuvant such as Freund's complete adjuvant Can be made.
[0067]
In addition, monoclonal antibodies can be obtained using methods that are well known and routine in the art (Harlow and Lane, supra, 1988). The peptide portion of a protein (eg, CXCL10) for use as an immunogen can be determined by methods well known in the art. Spleen cells from mice immunized with CXCL10 can be fused with an appropriate myeloma cell line to produce hybridoma cells. Cloned hybridoma cell lines can be screened with labeled CXCL10 protein to identify clones that secrete anti-CXCL10. Hybridomas expressing anti-CXCL10 monoclonal antibodies with the desired specificity and affinity can be isolated and utilized as a sustained source of antibody neutralizing agents.
[0068]
A neutralizing agent specific for CXCL10 can be used to reduce the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury in mammals, including human subjects. Humanized antibodies can be constructed by conferring essentially any antigen binding specificity to the human antibody framework. Methods for constructing humanized antibodies prepare appropriate antibody neutralizing agents to perform the methods of the invention and to avoid host immune responses to antibody neutralizing agents when used therapeutically. Useful for.
[0069]
Using the antibody neutralizing agents described above, therapeutic humans by methods well known in the art (eg, complementarity determining region (CDR) grafting, and optimization of framework and CDR residues). A neutralizing agent can be produced. For example, humanization of antibody neutralizing agents can be achieved by CDR grafting as described in Fiorentini et al., Immunotechnology 3 (1): 45-59 (1997), which is incorporated herein by reference. Can be achieved. Briefly, CDR grafting recombines CDRs from non-human antibody neutralizing agents into a human framework region in order to confer binding activity to the resulting grafted antibody or variable region binding fragment thereof. Splicing. Once a CDR-grafted antibody or variable region binding fragment is made, binding affinity comparable to a non-human antibody neutralizing agent can be regained by subsequent rounds of affinity mutation strategies known in the art. Humanization of antibody neutralizing agents in the form of rabbit polyclonal antibodies is described by Rader et al. Biol. Chem. 275 (18): 13668-13676 (2000), which can be accomplished by methods similar to those described in this specification.
[0070]
Humanization of non-human CXCL10 antibody neutralizing agents is also described in Wu et al. Mol. Biol. 294 (1): 151-162 (1999), which is incorporated herein by reference, as well as co-optimization of framework and CDR residues (which includes framework and Enabling rapid identification of cooperative interactions with CDR residues). Briefly, a combinatorial library that tests a large number of potentially important framework positions is a focused consisting of variants containing single amino acid mutations randomly in the third CDR of the heavy and light chains. ) It is expressed simultaneously with the CDR library. By this method, multiple Fab variants can be identified that contain as few as a few non-human framework residues and show up to about 500-fold higher affinity than the original chimeric Fab. Screening a combinatorial library of framework-CDRs allows the identification of monoclonal antibodies with structures optimized for function (including when the antigen induces conformational changes in the monoclonal antibody). Variants with enhanced humanization contain fewer non-human framework residues than antibodies humanized by sequential in vitro humanization and affinity maturation known in the art.
[0071]
As described above, antibody neutralizing agents of the present invention include, for example, polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, and recombinant versions and functional fragments thereof. Recombinant versions of antibody neutralizers include a wide variety of constructs, ranging from simple expression and coassembly of cDNAs encoding heavy and light chains to specialized constructs called designer antibodies. Recombinant methodologies combined with extensive characterization of polypeptides in the immunoglobulin superfamily (especially antibodies), resulting in a vast number of different types, styles and specificities derived from immunoglobulin variable and constant region binding domains The ability to design and construct sex binding molecules is provided. As specific examples, chimeric antibodies (wherein one antibody constant region is replaced by another antibody constant region) and the above humanized antibody (here, complementarity determination from one antibody) Region (CDR) is replaced with a complementarity-determining region from another antibody).
[0072]
Other recombinant versions of antibody neutralizing agents include, for example, functional antibody variants, where the variable region binding domain or functional fragment responsible for maintaining antigen binding is derived from the antibody constant region. F c Fused to the receptor binding domain. Such variants basically consist of antigen binding and F c It is a shortened form of an antibody in which a region not essential for receptor binding is removed. A shortened variant can have a single valency, or can be constructed with multiple valencies, eg, depending on the application and user requirements. In addition, the linker or spacer may be combined with an antigen and F to optimize binding activity and include additional functional domains fused or added to provide biological functions other than neutralization of CXCL10. c It can be inserted between the receptor binding domain. The skilled artisan knows how to construct a recombinant antibody neutralizing agent specific for CXCL10 in the light of insights in the art regarding antibody manipulation and the guidance and teachings provided herein. A description of recombinant antibodies, functional fragments and variants, and antibody-like molecules can be found, for example, in Antibody Engineering, 2nd edition (Carl, AK Borrebaeck), Oxford University Press, New York (1995). Can be issued.
[0073]
Additional functional variants of antibodies that can be used as antibody neutralizing agents include antigen binding domain-F. c Antibody-like molecules other than fusions of receptor binding domains are included. For example, F c An antibody comprising a receptor binding domain, functional fragments and fusions thereof, wherein one variable region binding domain exhibits binding activity for one antigen and the other variable region binding domain exhibits binding activity for a second antigen. Can be generated to be bispecific in terms. Such bispecific antibody neutralizing agents may be beneficial in the methods of the invention. This is because a single bispecific antibody contains two different target antigen binding species. Thus, a single molecular entity can be administered to achieve neutralization of CXCL10.
[0074]
The antibody neutralizing agent specific for CXCL10 can also be an immunoadhesion or a bispecific immunoadhesive. An immunoadhesive is an antibody-like molecule that combines the binding domain of a non-antibody polypeptide with the antibody effector functions of an antibody constant domain. The binding domain of the non-antibody polypeptide can be, for example, a ligand or a cell surface receptor having ligand binding activity. The immunoadhesive for use as a CXCL10 neutralizing agent is at least F of the antibody constant domain c Receptor binding effector functions may be included. Specific examples of ligands and cell surface receptors that can be used in the antigen binding domain of an immunoadhesive neutralizer include, for example, T cell receptors or NK cell receptors, such as the CXCR3 receptor that recognizes CXCL10. Other ligands and ligand receptors known in the art can also be used for the antigen binding domain of immunoadhesive neutralizers specific for CXCL10. In addition, multivalent and multispecific immunoadhesives can be constructed for use as CXCL10 neutralizing agents. The construction of bispecific antibodies, immunoadhesives, bispecific immunoadhesives and other heteromultimeric polypeptides that can be used as CXCL10 specific neutralizing agents is described, for example, in US Pat. No. 5,807,706. Nos. And 5,428,130, which are incorporated herein by reference.
[0075]
In one embodiment of the invention, a polynucleotide encoding CXCL10, a regulatory molecule that modulates CXCL10 expression or activity, or any fragment thereof, or an antisense molecule is used as a neutralizing agent for therapeutic purposes. Can be done. In one aspect, antisense molecules against the CXCL10 encoding nucleic acid can be used to block transcription or translation of the mRNA. Specifically, cells can be transformed with sequences complementary to the nucleic acid of CXCL10. Such methods are well known in the art, and sense or antisense oligonucleotides or larger fragments can be designed from various locations along the coding or control region of the sequence encoding CXCL10. Thus, antisense molecules can be used to neutralize CXCL10 activity or to achieve regulation of gene function.
[0076]
Expression vectors from retroviruses, adenoviruses, adeno-associated viruses (AAV), herpes viruses or vaccinia viruses, or expression vectors from various bacterial plasmids can be used for delivery of antisense nucleotide sequences. The chosen viral vector should be able to infect CNS cells and be safe for the host and cause minimal cell transformation. Retroviral vectors and adenoviruses provide an efficient, useful, and currently best-characterized means for efficiently introducing and expressing foreign nucleotide sequences into mammalian cells. These vectors are well known in the art and have a very broad host range and cell type range to allow stable and efficient gene expression. Such recombinant vectors can be constructed using methods well known to those skilled in the art. Such methods are described in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition, Cold Spring Harbor Press, Plainview, New York (1989) and Ausubel et al., Current Protocol, Current Protocol. (Each of which is incorporated herein by reference). Even in the absence of integration into DNA, such vectors can continue to transcribe RNA molecules until they are stalled by endogenous nucleases. Transient expression can last for more than a month with a non-replicating vector and can last even longer if the appropriate replication elements are part of the vector system.
[0077]
Ribozymes (enzymatic RNA molecules) can also be used to catalyze specific cleavage of CXCL10 mRNA or any regulatory molecule mRNA that regulates CXCL10 expression or activity. The mechanism of ribozyme action involves sequence specific hybridization of the ribozyme molecule to its mRNA complementary target, followed by internal nucleotide strand scission cleavage. Specific ribozyme cleavage sites within any potential RNA target are identified by scanning the RNA for ribozyme cleavage sites including the following sequences: GUA, GUU, and GUC. Once identified, a short RNA sequence of 15-20 ribonucleotides corresponding to the region of the target gene containing the cleavage site can be evaluated for secondary structural properties that can render the oligonucleotide incapacitated. The suitability of candidate targets can also be assessed by testing the availability for hybridization with complementary oligonucleotides using a ribonuclease protection assay. The antisense molecules and ribozymes of the present invention can be prepared by any method known in the art for the synthesis of nucleic acid molecules.
[0078]
Useful neutralizing agents for practicing the methods of the invention include the severity of the tissue degeneration being treated; the rate or amount of tissue damage; the body weight, sex, age and health status of the subject; Chemical properties, biological activity, bioavailability and side effects; and can be formulated and administered by those skilled in the art in an appropriate manner and amount in a manner compatible with the combined treatment regimen. Appropriate amounts and formulations to reduce the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS damage in humans can be estimated from reliable animal models for specific disorders known in the art. A medium specific to CXCL10 so that a lower dose of a neutralizing agent exhibiting significantly higher binding affinity can be administered compared to the dosage required for a neutralizing agent having a lower binding affinity. It will be appreciated that the dosage of the sumpant must be adjusted based on the binding affinity of the neutralizing agent for CXCL10. Thus, the appropriate dosage will vary depending on the particular treatment and depending on the duration of treatment desired; however, dosages of between about 10 μg and about 1 mg per kg body weight per day are therapeutic. It is expected to be used for physical treatment. A therapeutically effective amount is typically about 0.1 μg / ml to about 100 μg / ml, about 1.0 μg / ml to about 50 μg / ml when administered in a physiologically acceptable composition. ml, or at least about 2 μg / ml, and usually the amount of neutralizing agent that is sufficient to achieve a plasma concentration of 5-10 μg / ml.
[0079]
A method of the present invention for reducing the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury in a subject can provide a 10 kDa interferon-inducing protein (10 kDa) to a subject with secondary tissue degeneration associated with CNS injury ( Administering an effective amount of a neutralizing agent specific for CXCL10), the method may further comprise a time course regimen consisting of repeated treatment starting at the time of injury or trauma Is contemplated. Since secondary tissue damage associated with CNS injury is a progressive process that occurs several days or early weeks after injury, administration of CXCL10 neutralizing agent can be initiated immediately or as soon as possible after injury, And can be repeated daily for an appropriate length of time. Appropriate length of time can be determined for various factors known to those skilled in the art and include, for example, 1 day, 2 days, 3 days, 5 days, 6 days, 6 days, 7 days, 8 days after injury. It can be days, 9 days, 10 days, 11 days, 12 days, 13 days, 14 days, 15 days, 20 days, 25 days or longer. Treatment can also be administered every 2 days or every 3 days, and can be administered two, three or more times on the day of treatment. For example, treatment is continued for an amount of time that CXCL10 levels are upregulated above its base level after injury or trauma of CNS (see Lee et al., Neurochemistry International 36: 417-425 (2000)). (This is incorporated herein by reference). Thus, a time course regimen is useful for performing the present method. Because the neutralizing agent specific for 10 kDa interferon-inducing protein (CXCL10) is immediately after CNS injury (for example, within about 10 minutes, within about 20 minutes, within about 30 minutes, within about 40 minutes, within about 50 minutes) Or about 1 hour, about 2 hours, about 3 hours, about 4 hours, about 5 hours, about 6 hours, about 7 hours, about 8 hours, about 10 hours, about 12 hours Within, or longer), and can be repeated for a time determined to correlate with the upregulation of CXCL10 after CNS injury.
[0080]
The total amount of neutralizing agent can be administered as a single dose, can be administered by infusion over a relatively short period of time, or can be administered in multiple doses administered over a longer period of time. Such considerations depend on a variety of case-specific factors (eg, whether the disease category is characterized by acute episodes or gradual tissue degradation). For example, for a subject suffering from chronic tissue degradation, the neutralizing agent can be administered in a sustained release matrix, which can be implanted for systemic administration or implanted at a target tissue site. Can be done. Contemplated matrices useful for the controlled release of therapeutic compounds are well known in the art. Such matrices include materials (eg, DepoFoam ™, biopolymers, micropumps, etc.).
[0081]
The neutralizing agent of the present invention can be administered to a subject by a number of routes known in the art (eg, systemic administration (eg, intravenous administration or intraarterial administration)). The CXCL10 specific neutralizing agent is in the form of isolated and substantially purified polypeptides and polypeptide fragments in pharmaceutically acceptable formulations using formulation methods known to those skilled in the art. Can be provided. These formulations can be administered using standard routes (local, transdermal, intraperitoneal, intracranial, intraventricular, intracerebral, intravaginal, intrauterine, oral, rectal, or parenteral. Routes, including intravenous, intraspinal, subcutaneous, or intramuscular routes). Intraspinal and intravenous administration of CXCL10 specific neutralizing agents are particularly suitable routes for carrying out the methods of the present invention. Intraspinal administration can be performed to target delivery of the neutralizing agent to the site of injury or trauma. In addition, CXCL10-specific neutralizing agent variants can be incorporated into the biodegradable polymer, thereby slowing down the useful compounds to reduce the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury. It can be released. Biodegradable polymers and their use are described, for example, in Brem et al. Neurosurg. 74: 441-446 (1991), which is incorporated herein by reference.
[0082]
The CXCL10 specific neutralizing agent can be administered as a solution or suspension together with a pharmaceutically acceptable vehicle. Such pharmaceutically acceptable vehicles include, for example, sterile aqueous solvents (eg, sodium phosphate buffer, phosphate buffered saline, normal saline or Ringer's solution, or other physiological buffered physiology). Saline) or other solvents or vehicles such as glycols, glycerol, oils (eg olive oil) or injectable organic esters. The pharmaceutically acceptable medium further includes a physiologically acceptable compound that acts (eg, a compound that stabilizes the neutralizing agent, a compound that increases its solubility, or a compound that increases its absorption). obtain. Such physiologically acceptable compounds include, for example, carbohydrates (eg, glucose, sucrose, or dextran); antioxidants (eg, ascorbic acid or glutathione); receptor-mediated penetrants (which are blood -Can be used to increase the permeability of the brain barrier); chelating agents (eg EDTA) (which disrupt microbial membranes); divalent metal ions (eg calcium or magnesium); low molecular weight proteins; Lipids or liposomes; or other stabilizers or excipients. Those skilled in the art will appreciate that the selection of a pharmaceutically acceptable carrier will depend on the route of administration of the compound, including the neutralizing agent, as well as its specific physical and chemical characteristics.
[0083]
Formulations suitable for parenteral administration include aqueous and non-aqueous sterile injection solutions (eg, the pharmaceutically acceptable vehicles described above). The solution may further include, for example, a buffer, a bacteriostatic agent, and a solute that renders the formulation isotonic with the blood of the intended recipient. Other formulations include, for example, aqueous and non-aqueous sterile suspensions that may include suspending agents and thickening agents. The formulation can be presented in unit dose containers or multi-dose containers (eg, sealed ampoules and sealed vials) and stored in a lyophilized condition requiring the addition of a sterile liquid carrier, for example, just prior to use. Extemporaneous injection solutions and immediate injection suspensions can be prepared from sterile powders, granules, and tablets of the kind previously described.
[0084]
For applications directed to brain injury, where the CXCL10 neutralizing agent can be administered in a formulation that can cross the blood-brain barrier, for example, administered in a formulation that increases the lipophilicity of the CXCL10 neutralizing agent. obtain. For example, the neutralizing agent can be incorporated into liposomes (Gregoriadis, Liposome Technology, Vols. I-III, 2nd edition (CRC Press, Boca Raton FL (1993)) from phospholipids or other lipids. The resulting liposome is a non-toxic, physiologically acceptable and metabolizable carrier that is relatively simple to make and administer.
[0085]
Neutralizing agents specific for CXCL10 can also be prepared as nanoparticles. Adsorption of peptide compounds on the surface of nanoparticles has been shown to be effective in delivering peptide drugs to the brain (see Kreuter et al., Brain Res. 674: 171-174 (1995). about). An exemplary nanoparticle is a colloidal polymer particle of polybutyl cyanoacrylate with a neutralizing agent specific for CXCL10 adsorbed on the surface and coated with polysorbate 80.
[0086]
Image-guided ultrasound delivery of CXCL10 neutralizing agent through the brain-blood barrier at selected locations in the brain can be utilized as described in US Pat. No. 5,752,515. Briefly, to deliver a CXCL10 neutralizing agent through the blood-brain barrier, a selected location in the brain is targeted and the tissue and / or fluid in the CNS at that location (CNS) Ultrasound is used to induce a detectable change by imaging. At least a portion of the brain in the vicinity of the selected location is imaged to confirm the location of the change, eg, via magnetic resonance imaging (MRI). CXCL10-specific neutralizing agent in the patient's bloodstream is confirmed by applying ultrasound to bring the brain-blood barrier opening to that location, thereby inducing neutralizer uptake. Can be delivered to.
[0087]
In addition, polypeptides called receptor-mediated penetrants (RMPs) are described, for example, in US Pat. Nos. 5,268,164; 5,506,206; and 5,686,416. As such, it can be used to increase the permeability of the blood barrier to a molecule (eg, a therapeutic or diagnostic agent). These receptor-mediated permeabilizers can be co-administered intravenously to the host along with a molecule whose desired destination is cerebrospinal fluid. The penetrant polypeptide or conformational analog thereof allows the therapeutic agent to penetrate the blood-brain barrier to reach its target destination.
[0088]
In accordance with another embodiment of the present invention, a therapeutic system comprising a CXCL10 neutralizing agent and instructions for use in a method for reducing the severity of secondary tissue degeneration associated with the central nervous system Is preferably present in kit form. In one embodiment, for example, the therapeutic agent is an anti-CXCL10 antibody. The kit of the present invention is useful for reversing the severity of secondary tissue degeneration associated with central nervous system injury.
[0089]
A suitable kit includes at least one CXCL10 neutralizing agent as a separate packaged chemical reagent in an amount sufficient for at least one therapeutic application. Instructions for use of the packaged kit are also typically included. One skilled in the art can readily incorporate the CXCL10 neutralizing agent in the form of a kit in combination with suitable buffers and solutions for carrying out the methods of the invention as described herein.
[0090]
In current treatment regimens for CNS injury, more than one compound is often administered to an individual for management of the same or different aspects of the disease. Similarly, in the methods of the invention comprising reducing the rate of secondary tissue degeneration, a neutralizing agent specific for CXCL10 is a second therapeutic compound (eg, an anti-inflammatory compound, an immunosuppressive compound, Or any other compound that manages the same or different aspects of the disease). Such compounds include, for example, methylprednisolone acetate, GM-1 ganglioside and 4-aminopyridine (4-AP). Contemplated methods for reducing the severity of secondary tissue degeneration associated with CNS injury include neutralizing agents specific for CXCL10, either alone or in combination with such other compounds. Or sequentially and in combination with other treatments (eg, rehabilitation and neuroprosthesis). Alternatively, the combination therapy consists of a fusion protein in which a neutralizing agent specific for CXCL10 is bound to a heterologous protein (eg, a therapeutic protein).
[0091]
The following examples are intended to illustrate the invention but are not intended to limit the invention. It is understood that modifications that do not substantially affect the activity of the various embodiments of the invention are also encompassed within the definition of the invention provided herein. Accordingly, the following examples are intended to illustrate the invention but are not intended to limit the invention.
[0092]
Unless otherwise indicated below, the experimental procedures corresponding to the following examples are as follows.
[0093]
Antibody administration Age-matched adult female C57 / BL6 mice were used for all studies. Mice were given an intraperitoneal injection of 100 mg monoclonal CXCL10 antibody (suspended in 200 ml sterile PBS) one day prior to injury and every day thereafter until sacrifice. The monoclonal antibodies used in these studies are specific for CXCL10 and block CXCL10-induced T cell chemotaxis.
[0094]
Spinal cord injury Spinal dorsal hemisection injury was performed under Avertin anesthetic (0.6 ml / 20 mg) administered via intraperitoneal injection. A midline incision was made over the spinous process of T4-L2, and the paravertebral muscle was separated from the vertebrae. A complete posterior arch resection of the T9 vertebra was performed using fine scissors and bone forceps. The column was stabilized using a clamp attached to a fine manipulator. Subsequently, a dorsal hemisection lesion was created using a microdissection knife. The muscle layer was then sutured and superficial tissue and skin were closed with 4-0 silk. Body temperature was maintained on a heating pad. Post-surgical care included bladder urination and hydration with lactated Ringer's solution.
[0095]
Kinematic analysis All mice were acclimated to a linear motor field for 4 days before the start of the functional test. Kinematic analysis was performed one day prior to injury, and approximately every day until subsequent sacrifice, and scored separately by two observers who were unaware of the treatment group. The animals were videotaped using a Hitachi 8mm Video Cameror VM-E555LA from below the plexiglass surface carrying a defined 1 cm grid line. The video is then downloaded using an MPEG-2 compression device and using FMV 2.0 software (which allows the video to be viewed frame by frame for kinematic evaluation). And analyzed. Four kinematic parameters (stride length; stride width; paw rotation and toe spread) were assayed. The hind paw stride length was defined as the point from the start of the step using the hind paw to the end of the step using the same paw (measurements were taken on each side for 3 consecutive steps (mm) and then averaged ). The stride width was defined as the width of the hind limb study (mm) (distance from the outermost left hind toe to the outermost right contralateral hind toe). The toe width was defined as the width (mm) in the hind foot from the rearmost point of the rear finger to the middlemost point of the middle finger (both left hind foot and right hind finger, respectively). Paw rotation was defined as the angle (in degrees) between the hindfoot longitudinal axis and the body midline. The SPSS 4.0 T test was used to determine significant differences between the treated and untreated groups.
[0096]
RNASE protection assay Mice were treated at the following time points following injury due to CO2 fixation and decapitation (6 hours (n = 3), 12 hours (n = 3), 18 hours (n = 3), 24 hours (n = 3 3) (n = 3), 7 days (n = 3), and 14 days (n = 2)). Two uninjured mice were used as controls. The spinal cord was removed as two pieces and immediately frozen. Total RNA was extracted using Trizol reagent (Gibco) reagent and ethanol precipitated. The pellet was dissolved in 50 μl of RNASE free water and the RNA concentration was determined. Multi-probe set mCK-5 was used to detect CXCL10 mRNA transcripts. This multi-probe set included a probe for L32 for use as a control for RNA loading. Analysis was performed on 10 μg protein. Fragments were separated by polyacrylamide gel electrophoresis and visualized by film autoradiography. Autoradiographs were scanned and the bands were quantified using imaging software.
[0097]
Mononuclear Cell Isolation and Flow Cytometry Single cell suspensions were obtained from the spinal cord of mice treated with either anti-CXCL10 antibody or control antibody on days 3 and 14 after injury. FACS analysis was performed as previously described (Lane, Liu et al., “A central role for CD4 (+) T cells and RANTES in virus-inventive central system inflation 2000”). (3): 1415-24). Briefly, a single cell suspension was obtained by removing the brain and disrupting the tissue. All techniques were performed on sterile tissue culture plates on ice. The plate contained Dulbecco's modified Eagle medium supplemented with 10% fetal calf serum. The cell suspension was transferred to a 15 ml triangular tube and Percoll (Pharmacia, Uppsala, Sweden) was added at a final concentration of 30%. 1 ml of 70% Percoll was placed on the bottom layer and the cells were centrifuged at 1300 × g for 30 minutes at 4 ° C. Cells were removed from the interface and washed twice. Fluorescein isothiocyanate-conjugated (FITC) rat anti-mouse CD4 and (phycoerythrin-conjugated PE) rat anti-mouse CD8 (Pharmingen, San Diego, Calif.) Were used, respectively, for invasive CD4 + T cells and invasive CD8 + T Cells were detected. As controls, FITC antibody and PE antibody having the same isotype were used. Cells were incubated with antibody for 1 hour at 40 ° C., washed, fixed in 1% paraformaldehyde, and analyzed on a FACStar (Becton Dickinson, Mountain View, Calif.). The percentage of cells that infiltrated into the CNS was determined with Cell quest flow cytometry software. Positive cells were determined by subtracting the fluorescence of the experimental sample from the fluorescence of the background and control samples. The total number of CD4 T cells and CD8 T cells was determined by multiplying the percentage of positive cells in the population through the gate by the number of cells isolated from the spinal cord. Data are presented as mean + standard error mean.
[0098]
H & E staining Longitudinal frozen spinal cord sections were cut and fixed in acetic alcohol. The sections were stained in Harris hematrixin, washed with tap water, and counterstained in 1% eosin. Slides were dehydrated in increasing alcohol and encapsulated in paramount (Fisher Scientific).
[0099]
Immunohistochemistry Animals were transcardia perfused with 4% paraformaldehyde for 24 hours, 3 days, and 14 days after injury. The spinal cord was removed and submerged in 25% sucrose overnight. The tissue was then embedded in OCT, 12 μm thick longitudinal axial cryosections were cut and placed on a slide. Sections were blocked in 10% normal goat serum (NGS: diluted with PBS) for 1 hour at room temperature. Primary antiserum (rat anti-mouse CD4 monoclonal antibody, diluted 1: 200 in 10% NGS, PharMingen; rat anti-mouse CD11b, Serotec) was applied to sections overnight at 4 ° C. Sections were rinsed 3 times with PBS and goat anti-rat IgG biotinylated antiserum (1: 200 dilution in 10% NGS, Vector Laboratories) was applied and the slides were incubated for 1 hour at room temperature. Sections were rinsed 3 times in PBS and incubated in methanol: 30% hydrogen peroxide solution (100: 1) for 10 minutes. The sections were rinsed three times in PBS and incubated for 30 minutes at room temperature in ABC solution (Vector Laboratories). DAB substrate solution (Vector Laboratories) was used to visualize antibody binding. Sections were dehydrated in increasing alcohol. Permount (Fisher Scientific) was used for encapsulation. No immune response was observed when the primary antibody was removed. Neurons were stained using the same procedure, with the following modifications: sections were blocked overnight, and the primary antiserum used was mouse anti-NeuN monoclonal (Chemicon, 1: 100 dilution). The secondary antibody used was a biotinylated rat-adsorbed horse anti-mouse antibody (Vector Laboratories, diluted 1: 200). Neurons and CD4 positive T cells in 1 ml on each side of the injury were counted at 10 × magnification. Only clearly labeled cells were counted.
【Example】
[0100]
Example I
(Upregulation of CXCL10 level and T cell count after CNS injury)
This example describes the upregulation of CXCL10 levels and T cell numbers after CNS injury.
[0101]
To determine if CXCL10 mRNA levels were increased after hemisection injury, hemisection injury of the adult mouse spinal cord was performed on adult C57B16 female mice at T9 using a sharp blade. Thereafter, the dorsal half of the T9 vertebra was removed. Total RNA was obtained from hemisectioned spinal cord using TRIzol® reagent (Life Technologies (GIBCO-BRL) Rockville, MD) at 6, 12, 18, 24 hours after injury. Extracted on days 3, 7 and 14, and the level of IP-10 mRNA transcripts was determined by Lane et al. Virol. 74 (3): 415-424 (2000), which is incorporated herein by reference, each by a ribonuclease protection assay (RPA) using the CK-1 chemokine probe set previously described. Determined at time. The amount of mRNA transcript was determined by scanning autoradiography, and the intensity of individual bands was determined for the internal L32 control using NIH 1.61 imaging software.
[0102]
As shown in FIG. 1, CXCL10 mRNA levels increased by 6 hours after injury, then gradually declined and remained above basal levels even 14 days after injury. CXCL10 mRNA was not detectable in intact spinal cord tissue.
[0103]
The spinal cord was also dissected at 3 and 14 days after injury so that the injury site marked at the time of surgery was located centrally within the dissected tissue. A longitudinal section where the central tube is clearly visible was selected and digitized. For cell counts, the number of CD4 immunopositive cells within the total tissue area extending 1 millimeter on either side of the injury site was determined using steric analysis. Only immunolabeled cells with clearly discernable Hoechst stained nuclei were scored.
[0104]
Quantitative analysis of longitudinal tissue sections immunostained with CD4 showed that CD4 + T cells were 1 mm on either side of the injury site in the hemisection damaged spinal cord 3 days after injury compared to the uninjured spinal cord. It was shown to exist at an increased density in the extended region. The above studies show that IP-10 levels and T cell numbers are upregulated after CNS injury.
[0105]
Example II
(Neutralization of T cell accumulation with reduced CXCL10 levels in and around the injury site after CNS injury)
To determine the effect of anti-IP-10 treatment after dorsal hemisection injury, hemisection-injured adult mice are started 1 day prior to injury and continued every other day until 7 days after injury. An intraperitoneal injection of 0.5 ml of anti-IP-10 antibody (approximately 0.5 mg / ml) was performed. The mice were sacrificed 3 or 14 days after injury and the spinal cord was dissected so that the injury site was centered within the dissected tissue. A longitudinal section where the central tube is clearly visible was selected and digitized. For cell counts, the number of CD4 immunopositive cells within the total tissue area extending 1 millimeter on either side of the injury site was determined using steric analysis. Only immunolabeled cells with clearly discernable Hoechst stained nuclei were scored as described in Example I above.
[0106]
Quantitative analysis of longitudinal tissue sections immunostained with CD4 showed that CD4 + T cells were damaged at 3 days after injury in untreated hemisection damaged spinal cord compared to anti-CXCL10 treated hemisection damaged spinal cord. It was shown to be present at an increased density in the region extending 1 mm on either side. These studies show that neutralization of IP-10 reduced T cell recruitment after CNS injury.
[0107]
To determine the effect of anti-IP10 treatment on behavioral deficits associated with CNS injury, anti-CXCL10 antibody-treated hemisection-damaged mice, untreated hemisection-damaged mice and undamaged control mice were Were subjected to kinematic analysis daily from 1 to 13 days after hemisection injury by two observers who were first adapted for 4 days and then blinded for the treatment group. Animals were videotaped from below a 4'x4 'plexiglass surface with defined grid lines and the recordings were analyzed using Adobe Premiere video editing software (Adobe Systems, Inc., San Jose, CA). .
[0108]
Four kinematic parameters were evaluated: stride length, stride width, limb rotation and toe spread. As shown in FIG. 2, all hemisection damaged mice treated with anti-IP-10 antibody have a significantly larger stride length and significantly smaller than untreated hemisection damaged mice It had stride width, toe spread and limb rotation. Progressive behavioral improvements are compared for each kinematic parameter with data points for all animals over the first 3 days after injury to data points for all animals over the last 3 days after injury. Was evaluated by Untreated hemisection-damaged mice showed no change in kinematic parameters during the recovery period (p> 0.05). In contrast, treated hemisection-damaged mice showed a statistically significant progressive improvement for all kinematic parameters during the recovery period (p << 0.01).
[0109]
The spinal cord was dissected 14 days after injury so that the site of injury was centered within the dissected tissue. The longitudinal section where the central tube is clearly visible was selected and digitized. The total tissue area extending 1 mm on either side of the injury site was determined according to Zhang et al. Comp. Neurol. 371: 485-495 (1996), which is incorporated by reference herein, was measured using an MCID analysis system.
[0110]
As shown in FIG. 3, untreated hemisection-injured mice have an average 49.4% reduction in total tissue area that extends 1 mm on either side of the injury compared to an uninjured control spinal cord. did. In contrast, morphological analysis of anti-IP-10 antibody treated hemisection damaged mice showed 20.9% in total tissue area extending 1 mm on either side of the injury compared to the intact control spinal cord. This represents a 68% reduction in tissue loss compared to untreated hemisection damaged mice. The number of NeuN immunopositive neurons determined within a total tissue area extending 1 mm on either side of the injury site was determined using stereoanalysis. NeuN monoclonal antibody (MAB377, Chemicon, Temecula, CA) that recognizes neuron-specific nuclear proteins and reacts with most neuronal cell types was used according to the manufacturer's instructions. Only immunolabeled cells with clearly discernable Hoechst stained nuclei were scored. Quantitative analysis of longitudinal tissue sections immunostained with NeuN showed that NeuN + neurons extended 1 mm to either side of the injury site in anti-CXCL1010 treated hemisection damaged mice compared to untreated hemisection damaged mice It was shown to exist at an increased density within the region.
[0111]
These data indicate that anti-CXCL10 treatment reduced post-traumatic tissue loss after hemisection injury.
[0112]
Example III
(Effect of CXCL10 antibody on lymphocyte infiltration)
CXCL10 mRNA levels increased after hemisection injury to the adult mouse spinal cord. Total RNA was analyzed at 6 hours after injury (n = 3), 12 hours (n = 3), 18 hours (n = 3), 24 hours (n = 3), 3 days (n = 3) At 7 days (n = 3) and 14 days (n = 3), ribonuclease protection assay using CK-1 chemokine probe set, extracted from hemisection damaged spinal cord and CXCL10 mRNA transcript levels (RPA) (Lane, Liu et al., “A central role for CD4 (+) T cells and RANTES in virus-induced central system information and delineation”, J. Virol. ) For each time point. The amount of mRNA transcript was determined by scanning autoradiography and compared to the internal L32 control to determine the intensity of individual bands. CXCL10 mRNA levels rose to an average level of 74.8 ± 21.78 by 6 hours after injury and then gradually declined and remained above basal levels even 14 days after injury, 41.57 The average level is ± 1.80 (FIG. 1). CXCL10 mRNA was not detectable in intact spinal cord tissue.
[0113]
Treatment with anti-CXCL10 reduced lymphocytes and activated macrophage infiltration into the CNS after wounding. In a hemisectioned adult mouse, quantitative analysis of CD4 immunostained longitudinal tissue sections showed that the total number of CD4 + T lymphocytes in the area where either side of the wound area was expanded 1 mm after 3 days of wounding. , 2050 +/− 102 (n = 3, FIG. 5). CD4 + T lymphocytes were not detected in unwounded spinal cord tissue. These data indicate that CXCL 10 levels and T lymphocyte counts are upregulated after trauma, up-regulation of CXCL10 6 hours after contusion wounds in adult rats, and within the first week after wounding Support previous studies demonstrating the peak of T lymphocyte infiltration (McTigue, Tani et al., “Selective chemokin mRNA accumulation in the spinal cord after conjugation injury,” J. Neurosci. : 368-76).
[0114]
In adult mice that received hemisectioned anti-CXCL10 treatment, quantitative analysis of CD4 immunostained longitudinal tissue sections showed that within 3 days after wounding, either side of the wound area expanded 1 mm. The total number of CD4 + T lymphocytes was 622 +/− 202 (n = 3), showing a 70% reduction compared to untreated hemisection wound animals (FIG. 5).
[0115]
FACS analysis showed that CD4 + lymphocytes, CD8 + lymphocytes, and F480 / CD45 + in anti-CXCL10 treated hemisection wound mice compared to untreated hemisection wound mice at both 3 and 14 days after wounding. It showed that the number of macrophages decreased.
[0116]
In particular, the FACS data summarized in Table 1 below is present in the spinal cord of these animals 3 days after wounding compared to T lymphocytes and activated macrophage / glia levels in untreated hemisection wound mice Demonstrated a significant decrease in CD4 + T lymphocytes (66.4% decrease), CD8 + T lymphocytes (57.4% decrease) and activated macrophages / microglia (35.5% decrease). Furthermore, FACS data showed that CD4 + T lymphocytes present in the spinal cord of treated animals 14 days after wounding (58%) compared to T lymphocytes and activated macrophage / glia levels in untreated hemisection wound mice. Decrease), CD8 + T lymphocytes (64% decrease) and activated macrophages / microglia (43.2% decrease) demonstrated a significant decrease (n = 4; Table 1).
[0117]
(Table 1. Cellular infiltration is reduced in anti-CXCL10 treated mice)
[0118]
[Table 1]
Figure 2005501036
Example IV
(Effect of CXCL10 treatment on tissue sparing and loss of function)
To determine whether CD4 + T lymphocytes attenuated in response to traumatic spinal cord wounds were involved in tissue sparing or decreased functional loss, hemisectioned adult mice were treated with anti-CXCL10 antibody. Intraperitoneal injections were made every other day from 1 day before wounding to 9 days after wounding and sacrificed 14 days after wounding (n = 11). Tissue sparing after hemisection wounds was significantly greater in mice treated with anti-CXCL10 antibody compared to untreated hemisection wound mice (n = 8). Morphological analysis of longitudinal tissue sections in which the central tube is clearly visible is described in Zhang et al., (1996) (Zhang, Fujiki et al. using a MCID analysis system such as described in is implied in mice carrying a mutation (Wlds) that causes delayed Walledian generation, "J. Comp. Neurol., (1996) 371 (3): 485-95). . Untreated hemisection wound mice had an average of 49.4% reduction across the entire tissue area expanding 1 mm on either side of the wound compared to the unwounded control spinal cord (FIG. 3). ). In contrast, morphometric analysis of anti-CXCL10 antibody treated hemisection wound mice showed 20.9% over the entire tissue area that was expanded 1 mm on either side of the wound compared to the unwounded control spinal cord. And a 68% reduction in tissue loss compared to untreated hemisection wound mice (FIG. 3).
[0119]
Combined with greater tissue sparing, treated hemisection wound mice contain significantly more neurons around the wound site than untreated hemisection wound mice after 14 days of wounding. Quantitative analysis of NeuN immunostained longitudinal tissue sections from untreated hemisection wound mice showed that NeuN + neurons in a region that expanded 1 mm on either side of the wound site 14 days after wounding. The average total number was 267 +/− 72. In contrast, the quantitative analysis of NeuN immunostained longitudinal tissue sections from hemisection wound mice treated with anti-CXCL10 antibody shows that after 14 days of wound, either side of the wound site is expanded by 1 mm. The average total number of NeuN + neurons in the body is 1170 +/− 184, with 438% more neurons than untreated hemisection wound animals.
[0120]
These data indicate that anti-CXCL10 treatment after dorsal hemisection wound significantly reduced tissue loss after trauma.
[0121]
(Example V)
(Effect of anti-CXCL10 antibody treatment on behavioral deficits)
The behavioral deficits after hemisection wounds in mice treated with anti-CXCL10 antibody were progressively reduced compared to untreated controls. Treated and untreated hemisection wound mice as well as non-wound control mice (n = 8) daily from 1-13 days after hemisection wound wound by two observers who are blind to the treatment group. Were subjected to kinematic analysis. The animals were videotaped from the bottom of a 3 ′ × 1 ′ plexiglass surface with a defined 1 cm grid line and the recordings analyzed using video editing software. Four kinematic parameters were evaluated; slide length of the front and rear limbs, slide of the front and rear limbs, rotation of the front and rear limbs and toe spread of the front and rear limbs. These analyzes showed that all hemisection wound mice treated with anti-CXCL10 antibody had significantly larger front and rear limb slide lengths, significantly fewer front and rear limbs than untreated hemisection wound control mice after 14 days of wounding. It has been shown that it has a toe spread of the front and rear limbs and a rotation of the front and rear limbs (FIG. 2). Progressive behavioral improvements are compared for each kinematic parameter with data points for all animals over the first 3 days after wounding and data points for all animals over the last 3 days after wounding Was evaluated by Untreated hemisection wounded mice showed no change in kinematic parameters during the recovery period (p> 0.05). In contrast, treated hemisection wound mice showed a statistically significant progressive improvement in all kinematic parameters during the recovery period (p <0.01). By 14 days after wounding, the behavioral scores for all four behavioral parameters of treated hemisection wound mice were not significantly different from non-wound control mice.
[0122]
These data indicate that anti-CXCL10 antibody treatment reduces neurological impairment after spinal cord wounding.
[0123]
Throughout this application, various publications are referenced within parentheses. In this application, the entire disclosures of these publications are hereby incorporated by reference in order to more fully describe the level of the field to which the present invention pertains.
[0124]
Although the present invention has been described with reference to the disclosed embodiments, those skilled in the art will readily appreciate that the specific experiments described are merely illustrative of the invention. It should be understood that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Accordingly, the invention is limited only by the accompanying claims.
[Brief description of the drawings]
[0125]
FIG. 1 shows increased CXCL10 mRNA levels after hemisection injury to adult mouse spinal cord.
FIG. 2 shows a hemilateral to adult mouse spinal cord tapering in mice treated with anti-CXCL10 antibody compared to untreated control mice as measured by the following four kinematic parameters: Shows behavioral deficits after cut injury: 2 (A) stride length; 2 (B) toe spread; 2 (C) stride width; and after 2 (D) Leg paw rotation.
FIG. 2 shows the hemilateral to adult mouse spinal cord tapering in mice treated with anti-CXCL10 antibody compared to untreated control mice as measured by the following four kinematic parameters: Shows behavioral deficits after cut injury: 2 (A) stride length; 2 (B) toe spread; 2 (C) stride width; and after 2 (D) Leg paw rotation.
FIG. 3 shows the following: 3 (A) Overall pathology of spinal hemisection injury from dorsal view 14 days after injury in untreated mice; 3 (B) Injury in untreated mice Longitudinal section of dorsal hemisection injury 14 days after spine; 3 (C) Overall pathology of spinal hemisection injury from dorsal view 14 days after injury in anti-CXCL10 antibody treated mice; and 3 (D) Longitudinal section of dorsal hemisection injury 14 days after injury in anti-CXCL10 antibody treated mice. Attenuation of CD4 + T lymphocytes in response to traumatic spinal cord injury mediated by external anti-CXCL10 antibody is associated with tissue sparing.
FIG. 4 shows CD4 + stained light micrographs demonstrating the following: 4 (A) anti-CXCL10 antibody treatment in treated mice compared to 4 (B) untreated mice Reduces recruitment of strong T lymphocytes after hemisection injury.
FIG. 5 shows that attenuation of the CD4 + T lymphocyte response to traumatic spinal injury mediated by anti-CXCL10 antibody is associated with tissue saving.

Claims (28)

被験体における中枢神経系損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法であって、該方法は、中枢神経系損傷に関連する二次的な組織変性を有する被験体に、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤の有効量を投与する工程を包含する、方法。A method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with central nervous system injury in a subject, the method comprising: Administering an effective amount of a neutralizing agent specific for a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10). 前記被験体が哺乳動物である、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the subject is a mammal. 前記被験体がヒトである、請求項2に記載の方法。The method of claim 2, wherein the subject is a human. 前記中枢神経系損傷が脊髄損傷である、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the central nervous system injury is spinal cord injury. 前記中枢神経系損傷が脳損傷である、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the central nervous system injury is brain injury. 前記10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的な中和剤が、抗CXCL10抗体である、請求項1に記載の方法。The method according to claim 1, wherein the neutralizing agent specific for the 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) is an anti-CXCL10 antibody. 被験体における中枢神経系損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法であって、該方法は、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的に結合し得る抗体またはそのフラグメントの有効量を、それらを必要とする被験体に投与する工程を包含する、方法。A method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with central nervous system injury in a subject, comprising: an antibody capable of specifically binding to a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10) or Administering an effective amount of the fragment to a subject in need thereof. 前記中枢神経系損傷が、機械的損傷、脊髄挫傷、脊髄の圧迫損傷、脊髄の裂傷、脊髄の分断、および脱髄状態からなる群より選択される、請求項7に記載の方法。8. The method of claim 7, wherein the central nervous system injury is selected from the group consisting of mechanical injury, spinal cord contusion, spinal cord compression injury, spinal cord laceration, spinal cord disruption, and demyelinating condition. 前記脱髄状態が多発性硬化症である、請求項8に記載の方法。9. The method of claim 8, wherein the demyelinating condition is multiple sclerosis. 被験体における病理学的中枢神経系状態に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法であって、該方法は、10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)に特異的に結合し得る抗体またはそのフラグメントの有効量を、それらを必要とする被験体に投与する工程を包含する、方法。A method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with a pathological central nervous system condition in a subject, wherein the method specifically binds to a 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10). Administering an effective amount of the resulting antibody or fragment thereof to a subject in need thereof. 前記病理学的状態がミエリン喪失である、請求項10に記載の方法。11. The method of claim 10, wherein the pathological condition is myelin loss. 前記ミエリン喪失が、急性播種性脳脊髄炎、感染後ミエリン喪失、ワクチン後ミエリン喪失、急性壊死性脳脊髄炎、および進行性壊死性ミエロパシーからなる群より選択される、請求項11に記載の方法。12. The method of claim 11, wherein the myelin loss is selected from the group consisting of acute disseminated encephalomyelitis, post-infection myelin loss, post-vaccine myelin loss, acute necrotizing encephalomyelitis, and progressive necrotizing myelopathy. . 前記中和剤が、前記損傷の1時間以内に投与される、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the neutralizing agent is administered within 1 hour of the injury. 前記抗体またはそのフラグメントが、前記損傷の1時間以内に投与される、請求項7に記載の方法。8. The method of claim 7, wherein the antibody or fragment thereof is administered within 1 hour of the injury. 前記抗体またはそのフラグメントが、前記状態の診断の1日以内に投与され、そして該投与が、さらに25日間まで毎日繰り返される、請求項10に記載の方法。11. The method of claim 10, wherein the antibody or fragment thereof is administered within 1 day of diagnosis of the condition, and the administration is repeated daily for an additional 25 days. 前記中和剤が、少なくとも損傷の25日後まで毎日投与される、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein the neutralizing agent is administered daily until at least 25 days after injury. 前記抗体またはそのフラグメントが、少なくとも損傷の25日後まで毎日投与される、請求項7に記載の方法。8. The method of claim 7, wherein the antibody or fragment thereof is administered daily until at least 25 days after injury. 被験体における中枢神経系損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法であって、該方法は、細胞内の10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)の量を減少させ得るポリヌクレオチド剤の有効量を、それらを必要とする被験体に投与する工程を包含する、方法。A method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with central nervous system injury in a subject, which can reduce the amount of intracellular 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10). Administering an effective amount of the polynucleotide agents to a subject in need thereof. 前記薬剤が、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイムからなる群より選択され、ここで、前記アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムはCXCL10をコードするポリヌクレオチドに特異的に結合する、請求項18に記載の方法。19. The method of claim 18, wherein the agent is selected from the group consisting of an antisense oligonucleotide and a ribozyme, wherein the antisense oligonucleotide or ribozyme specifically binds to a polynucleotide encoding CXCL10. 被験体における病理学的中枢神経系状態に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法であって、該方法は、細胞内の10kDaのインターフェロン誘導性タンパク質(CXCL10)の量を減少させ得るポリヌクレオチド剤の有効量を、それらを必要とする被験体に投与する工程を包含する、方法。A method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with a pathological central nervous system condition in a subject, the method comprising measuring the amount of intracellular 10 kDa interferon-inducible protein (CXCL10). Administering an effective amount of a polynucleotide agent that can be reduced to a subject in need thereof. 前記薬剤が、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびリボザイムからなる群より選択され、ここで、前記アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはリボザイムはCXCL10をコードするポリヌクレオチドに特異的に結合する、請求項20に記載の方法。21. The method of claim 20, wherein the agent is selected from the group consisting of an antisense oligonucleotide and a ribozyme, wherein the antisense oligonucleotide or ribozyme specifically binds to a polynucleotide encoding CXCL10. 前記薬剤が、該薬剤によって血液脳関門の浸透を増進し得るリポソームを含有する組成物で投与される、請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the agent is administered in a composition containing liposomes that can enhance penetration of the blood brain barrier by the agent. 前記抗体またはそのフラグメントが、該抗体またはそのフラグメントによって血液脳関門の浸透を増進し得るリポソームを含む組成物で投与される、請求項7に記載の方法。8. The method of claim 7, wherein the antibody or fragment thereof is administered in a composition comprising a liposome capable of enhancing blood brain barrier penetration by the antibody or fragment thereof. 前記抗体またはそのフラグメントが、該抗体またはそのフラグメントによって血液脳関門の浸透を増進し得るリポソームを含む組成物で投与される、請求項10に記載の方法。11. The method of claim 10, wherein the antibody or fragment thereof is administered in a composition comprising a liposome capable of enhancing blood brain barrier penetration by the antibody or fragment thereof. 前記抗体またはそのフラグメントが、該抗体またはそのフラグメントによって血液脳関門の浸透を増進し得るリポソームを含む組成物で投与される、請求項18に記載の方法。19. The method of claim 18, wherein the antibody or fragment thereof is administered in a composition comprising a liposome capable of enhancing blood brain barrier penetration by the antibody or fragment thereof. 前記抗体またはそのフラグメントが、該抗体またはそのフラグメントによって血液脳関門の浸透を増進し得るリポソームを含む組成物で投与される、請求項20に記載の方法。21. The method of claim 20, wherein the antibody or fragment thereof is administered in a composition comprising a liposome capable of enhancing blood brain barrier penetration by the antibody or fragment thereof. 中枢神経系損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させるのに使用するための組成物であって、該組成物は、CXCL10中和剤および薬学的に受容可能なキャリアを含む、組成物。A composition for use in reducing severe secondary tissue degeneration associated with central nervous system injury, comprising: a CXCL10 neutralizing agent and a pharmaceutically acceptable carrier. A composition comprising. 中枢神経系損傷に関連する、重篤な二次的な組織変性を減少させる方法において使用するための、CXCL10中和剤および指示書を備える、キット。A kit comprising a CXCL10 neutralizing agent and instructions for use in a method of reducing severe secondary tissue degeneration associated with central nervous system injury.
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