JP2008505071A - 細胞を遺伝学的に活性化する方法、および、該細胞の使用 - Google Patents

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Abstract

通常はIL−2依存性の哺乳動物細胞をうまくトランスフェクションして、IL−2を、外的なIL−2添加なしで増殖を維持するのに十分な量で発現させることができる。一つは小胞体でのみIL−2を発現するが分泌しない細胞系であり、もう一つはIL−2の分泌可能な細胞系であり、これらを開発し、試験した。ヒトドナー由来の一次細胞を用いた予備的な実験で、本発明の実行可能性を確認した。本発明は、遺伝学的に改変された細胞、それらの製造方法、加えて、癌の治療方法および免疫促進する方法を提供する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、概して、遺伝子工学、遺伝学的に改変された細胞の生産、および免疫促進、具体的には、癌の治療におけるそれらの使用に関する。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、先天免疫系の細胞障害性リンパ球であり、これらはTおよびBリンパ球とははっきり区別できる[1]。これらは、多くの病原微生物に対する先天免疫反応において重要な役割を果たす[2][3]。加えて、いくつかのインビトロ[4]およびインビボ[5]の実験モデルで実証されているように、これらは強い抗腫瘍反応を仲介する。インビボでは、これらは、増殖および転移拡散を制御することができる[6]。また、NK細胞は、ヒト悪性腫瘍に対する耐性に寄与することがあり、これは、血液悪性腫瘍を治療するための幹細胞移植の場面で明らかに実証されている。これらの観察によって、例えば、インビボでのNK細胞の活性を直接強化させるような特異的サイトカインまたはその他の刺激を用いることによって、インビボで癌患者のヒトNK細胞の活性を高めることを目的とするいくつかの研究が推し進められてきた[7]。
NK細胞が介在する抗腫瘍作用は、インターロイキン2(IL−2)、IL−12、IL−15、IL−18、および、IL−21[8−11][12]などのサイトカインによって強化することができる。IL−2を癌患者に全身投与するための多数の試みがなされてきた。このような方策は、プロトコール、癌の型と段階、およびその他の因子に依存する混合型の臨床結果になった。しかしながら、IL−2の全身投与は、望ましくない副作用[13−15]、例えば心臓血管、胃腸、呼吸器および神経系に影響を及ぼす毒性を伴うことが多い。後者としては、思考障害、情緒の変化、食欲の損失、および、インフルエンザのような症状が挙げられる。IL−2が、主としてNK活性を強化するために与えられるような状況では、NK細胞を刺激するが、望ましくない副作用をまったく生じない形態で投与することが理想的といえる。そのため、IL−2送達のための代替的アプローチに関する調査が進められてきた。
NK−92は、一次ヒトNK細胞の表現型および機能的な特徴を有するインビトロで増殖させたNK細胞系である[16]。この細胞系は、増殖と生存に関して厳密にIL−2依存性である。そのため、これらは、NK刺激におけるIL−2作用を研究するための特に有用なモデルとして利用されている。機能的なIL−2遺伝子をNK−92細胞に形質導入する、または、それらを他の手段で導入するいくつかの試みがなされてきた。これらの研究によれば、これらの手段によって発現されたIL−2は、NK−92の増殖と生存を刺激するという目的を満たすことが示された。
本発明の根底にある主な目的は、IL−2全身投与の代替法を発見することであり、それに加えて、T細胞およびNK細胞のようなIL−2依存性細胞をエクスビボで培養するためにIL−2添加を必要なくすることである。本発明者等の特定の目的の一つは、自己活性化させたNK細胞を生成することである。本発明が提供するその他の目的および目標ならびに解決法、それに加えて、それらに関連する利点は、当業者には、詳細な説明、非限定的な実施例および特許請求の範囲を研究すれば明白になると予想される。
本発明者等は、驚くべきことに、IL−2依存性の哺乳動物細胞は、IL−2を外的に添加することなく増殖を維持するのに十分な量でIL−2(具体的にはIL−2の非分泌型)が発現されるように、うまく形質導入が可能であることを見出した。本発明の研究で、本発明者等は、IL−2の3種の異なる型をクローニングし、培養された哺乳動物細胞中で発現させた。このコンストラクトの発現は、形質導入されたCos−7細胞の免疫染色によって検証された。NK−92細胞で、改変されたタンパク質の生物活性を評価した。驚くべきことに、小胞体(ER)は、NK−92細胞の増殖および生存を促進するのに十分なIL−2型を保留していた。その上、このようにして発現された細胞は、細胞毒性能を有していた。この研究により、サイトカインの分泌、従って起こり得るあらゆる望ましくない副作用を防ぐような方法で、NK−92細胞でIL−2を発現することが可能であることが実証される。本発明の発見の内容を考察した。
本発明は、参照により本明細書に含まれる添付の特許請求の範囲で定義されたような、遺伝学的に改変されたIL−2を発現する細胞、それらの製造方法、加えて、治療方法、例えば免疫促進または免疫治療を提供する。
本発明は、遺伝子組換えNK−92細胞系であるNK92IL2ERが、小胞体の限られた領域でIL−2をNK細胞の生存に十分なレベルで発現することを示す実施例によって例示される。その他の遺伝子組換えNK−92細胞系であるNK92IL2WTは、改変されていない活性化されたT細胞の分泌量に匹敵する量でIL−2を分泌することができる。優先権主張年中に行われた予備実験から、その結果は、健康なドナーから得られたヒト一次細胞に形質導入可能であることが示される。
図面の簡単な説明
以下の詳細な説明、実施例および添付の図面で、本発明をより詳細に説明する:
図1は、IL−2の改変型を発現するプラスミドの概略図を示す。L:リーダー;IL−2:インターロイキン2;ERRS:小胞体保留シグナル。
図2は、短期間(6日)の培養での、IL−2が形質導入されたNK−92細胞、および、親のNK−92細胞の増殖を示す棒グラフである。NK−92細胞を、初期濃度25000細胞/ml、90%CellGro(R)、10%FBS、および、500IU/mlのIL−2で培養した。0日目に、細胞をPBSで徹底的に洗浄し、それまでの培養段階からのわずかな量のIL−2も全て除去した。改変されていないNK−92細胞は、IL−2の非存在下で死滅したが、遺伝学的に改変された細胞は、添加されたIL−2の存在下での細胞と同等に増殖した。
図3は、NK−92GFPと、IL−2を発現するNK−92改変細胞とを1:1の比率で共培養した結果を示す棒グラフである。25000個のIL−2を発現するNK−92細胞を、同数のGFPを発現するNK−92細胞と混合した。それまでの培養物からの外的なわずかな量のIL−2も全て排除するために、どちらの細胞群もPBSで2回徹底的に洗浄した。48時間後に、FACS解析でGFP陽性細胞と陰性細胞との比率を定量した。NK−92IL2ERとの培養で、NK−92GFP細胞は死滅したが、これは、これらの細胞からのIL−2の分泌がないことを証明している。
図4は、インビトロでの遺伝学的に改変されたNK−92のIL−2生産を説明する棒グラフである。細胞を、25000細胞/mlの開始濃度で6日間培養した。培地を交換してから48時間後に上清を回収した。材料および方法の章で説明されているように、酵素結合免疫吸着検査法(ELISA)を用いて上清中のIL−2のレベルを測定した。その結果によれば、NK92IL2WTのIL−2生産および分泌は、T細胞のそれと同等だが、それに対して、NK92IL2ER細胞の上清中のIL−2レベルは、培地のみ(コントロール)と同等であったことが示される。
図5は、4時間の51Cr放出分析におけるK−562細胞に対する親の細胞と遺伝学的に改変された細胞の細胞毒性を示す。遺伝学的に改変された細胞は、改変されていない細胞と同等の細胞毒性能を保持する。
本発明を説明する前に、当然ながら、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲およびそれらの等価体によってのみ限定されるため、本明細書で用いられる用語は単に具体的な実施形態を説明するためだけに用いられ、制限を目的としない。
用語「処理」、「治療」、「治療用途」、「医薬品」および「医学的用途」 は、ヒトと動物の両方、または、 獣医学的用途を包含する。
用語「機能的等価体」は、本明細書で開示された配列と比較して異なるアミノ酸または塩基配列を有するが、インビトロおよびインビボで同じ機能を示すタンパク質またはヌクレオチド配列を定義する。機能的等価体の例は、野生型遺伝子によってコードされたタンパク質と同一な、または、それらと高い相同性を有するタンパク質の発現をコードする、改変された遺伝子または合成遺伝子である。
「トランスフェクション」は、物理的または化学的な手段による遺伝子移入を意味する。「形質導入」は、ウイルスベクターによる遺伝子移入を意味する。「安定な遺伝学的改変」は、遺伝学的改変が遺伝的に引き継がれることを意味し、これは、一般的に(必ずではないが)、細胞の染色体のいずれか一つに形質移入したDNAが組み込まれることによって達成される。「一過性の遺伝学的改変」は、数週間または数ヶ月の時間経過における遺伝物質の欠失を意味する。
実施形態によれば、本発明は、IL−2を発現する哺乳動物細胞の製造方法を提供するものであり、本方法は、以下の工程:
IL−2遺伝子を選択または構築し、
前記IL−2遺伝子を有するレトロウイルスベクターを製造し、
ドナーから細胞を回収し、
前記細胞を遺伝学的に改変し、そして、
場合により、トランスフェクションされた細胞を選択すること、
からなる。
前記IL−2遺伝子は、好ましくは、配列番号11で示されるタンパク質、または、それらの機能的等価体をコードする遺伝子である。前記IL−2遺伝子は、より好ましくは、配列番号13で示されるタンパク質、または、それらの機能的等価体をコードする遺伝子である。最も好ましくは、前記遺伝子は、配列番号8、配列番号10、または、それらの機能的等価体から選択される。
一実施形態によれば、哺乳動物細胞は、ナチュラルキラー(NK)細胞、および、T細胞から選択され、好ましくはナチュラルキラー(NK)細胞である。
その他の実施形態によれば、前記改変されたIL−2遺伝子は、IL−2が前記細胞の小胞体へ向けて発現されるように改変される。
本発明はさらに、上記で概説し、さらに実施例でより詳細に特定した方法によって製造された、IL−2の生産が可能なトランスジェニック哺乳動物細胞を提供する。
本発明は、具体的には、トランスフェクションされていない状態では、増殖に関してIL−2依存性であり、それらを有意な量で生産することができないが、それらのトランスジェニック細胞は、外的なIL−2を必要とすることなく増殖を維持するのに十分な量でIL−2を生産する哺乳動物細胞に関する。
好ましい実施形態によれば、IL−2発現は、前記細胞の小胞体に限定される。例えば分泌シグナル(コンストラクト2,図1)を除去することによって単にIL−2分泌を予防するのみでは、遺伝学的に改変された細胞に自己分泌型の増殖刺激を提供するのに十分ではない、ということに留意することが重要である。
また、本発明は、待機的、治癒的および予防的治療などの治療方法も提供する。一実施形態によれば、本発明は、癌の治療方法に関し、本方法は、前記患者に、上記で定義された治療上有効で生理学的に許容できる量のトランスジェニック細胞を投与することを含む。上記癌は、どのような癌の形態であってもよく、例えば、これらに限定されないが、結腸癌、前立腺癌、乳癌、腎臓癌、肝臓癌、胃癌、肺癌、脳腫瘍、および、皮膚癌(黒色腫)が挙げられ、白血病およびリンパ腫も含まれる。目下、IL−2投与の作用は、主として転移性の腎臓癌と転移性の黒色腫で示されている。
また、本発明は、実質的に生理学的なレベルのIL−2を発現する遺伝学的に改変された細胞を用いた免疫促進方法も提供し、本方法において、IL−2を発現する哺乳動物細胞は、以下の工程:IL−2遺伝子を選択または構築し;前記IL−2遺伝子を有するレトロウイルスベクターを製造し;ドナーまたは患者から細胞を回収し;前記細胞を遺伝学的に改変し;場合により、遺伝学的に改変された細胞を選択し、そして、前記改変された細胞を、それを必要とする患者に投与すること、からなる方法によって製造される。
上述したように、前記IL−2遺伝子は、好ましくは、配列番号11で示されるタンパク質、または、それらの機能的等価体をコードする遺伝子である。前記IL−2遺伝子は、より好ましくは、配列番号13で示されるタンパク質、または、それらの機能的等価体をコードする遺伝子である。最も好ましくは、前記遺伝子は、配列番号8、配列番号10、または、それらの機能的等価体から選択される。
また、本発明は、患者の免疫系を刺激する方法も提供し、本方法は、前記患者に、上記で定義された治療上有効で生理学的に許容できる量のトランスジェニック細胞を投与することを含む。前記免疫促進または免疫治療は、癌の治療、または、感染の治療もしくは予防における工程の一つであることが想定される。上記で定義されたように、上記癌は、どのような癌の形態であってもよく、例えば、これらに限定されないが、結腸癌、前立腺癌、乳癌、腎臓癌、肝臓癌、胃癌、肺癌、脳腫瘍、および、皮膚癌(黒色腫)が挙げられ、白血病およびリンパ腫も含まれる。
上記の方法において、前記細胞は、好ましくは患者から採取され、遺伝子改変され、同じ前記患者に戻される。しかしながら、前記細胞は、ドナーから採取され、遺伝子改変され、前記患者に投与されることも想定される。
前記トランスジェニック細胞の使用は、その他の治療の前に、その後に、または、実質的にそれと同時に行われる追加の、または、補足的な治療の一つであってもよい。癌の治療において、前記トランスジェニック細胞は、細胞毒性の薬物、放射線療法、外科的介入またはそれらの組み合わせの前に、それらの後に、または、それらと実質的に同時に投与することができる。しかしながら、前記トランスジェニック細胞の使用は、癌の治療における一次療法の一つとすることもまた想定される。
本発明はまた、癌の治療、または、感染の治療もしくは予防に使用するための、医薬組成物または医薬品を製造するための前記細胞の使用も包含する。癌のタイプは、どのような癌のタイプであってもよいが、好ましくは上記で定義された癌のタイプの1つである。
本発明者等の研究によれば、サイトカインのコード配列にER保留シグナルを付加することによって、本来は全身に作用するサイトカインであるIL−2に、厳密に自己分泌型のシグナル伝達様式を付与することが可能であることが実証される。レトロウイルスによって遺伝学的に改変されたNK−92ナチュラルキラー細胞系は、外的に添加されたIL−2の非存在下で増殖し続ける。これまでの研究[26,27]によれば、安定なトランスフェクションによるNK−92遺伝子の改変が報告されている。TR−IL−2−NK−92細胞は、5.5ng/106/24時間で生産し、NK−92MIは、1260pg/ml/48時間/106で生産し、NK−92CIは、15pg/ml/48時間/106で生産する。これらの細胞系のうちいくつかは、一次細胞と比較して有意に高いレベルのIL−2を生産し、これは、トランスフェクションの際の多コピープラスミドの組み込みによって説明することができ、場合によっては有害とみなされることがある。本発明のNK−92IL2WTは、18.3pg/ml/48時間/106で生産し、これは、活性化された一次ヒトT細胞と同等である(40pg/ml/48時間/106)。
ERを標的化したコンストラクトの分泌は、バックグラウンドと同等であったが、細胞はよく増殖した。この驚くべき発見は、ER保留IL−2が、細胞膜までの間にER中でその受容体に結合することによって説明することができる。また、直接ERからの、受容体−リガンド複合体からシグナル伝達が起こる可能性もある。シグナル伝達の類似の様式が、GM−CSF[29]、および、IL−3[30]に関して説明されている。
形質移入した免疫エフェクター細胞を保持するための患者へのIL−2の全身投与は、強い副作用を伴う。IL2ER−細胞としてそれら自身の増殖を促進することができるNK細胞を送達することは、全身注射の副作用を起こすことなく、活性化されたNK細胞によって天然に生産されたサイトカイン(例えばTNF−aおよびIFN−g)、および、さらなる局所的なIL−2の分泌(IL2WT細胞)を介して周囲の免疫細胞へ刺激を提供し、これは、癌の免疫治療において直接の抗腫瘍作用のために有利である可能性があり、同様に、その他の適用では、免疫促進が望ましい場合に有利である可能性がある。
トランスジェニックIL−2産生細胞は、腫瘍細胞(一般的にはサイレンス化したNK細胞)の防御機構に耐性になる可能性が高いという点で驚くべき利点を有する。遺伝子移入により得られたIL−2生産は、細胞に自己刺激特性を付与する。
1つの実施形態において、トランスジェニックIL−2産生NK細胞もIL−2を分泌する場合、それらは周囲のトランスフェクションされていない細胞を刺激し、生理学的なレベルで分泌されたIL−2を介して免疫系に局所化された刺激作用を提供する。これは、その他の方法ではこれまで達成されていない。
すなわち、本発明者等は、IL−2注射の形態での全身性の補助がない状態で、直接的な抗腫瘍作用が可能であり、さらに、NK細胞によって天然に生産されたサイトカインの局所的分泌、または、追加のIL−2を介した局所化された免疫刺激も可能な、癌の免疫治療のための遺伝学的に改変された細胞を提供する。発明者等は、細胞外区画へサイトカインを分泌することなく、遺伝学的に改変された細胞に自己分泌型の増殖刺激を提供するER保留IL−2の能力を示した。
本発明のその他の利点は、時間がかかり高価なエクスビボでの培養工程を回避できることである。時間の節約だけでも有意であるが、エクスビボでの患者に投与される細胞の取り扱いが厳密に調節されるという点も重要な改善としている。
さらに、細胞増殖を促進するためのIL−2の投与は、エクスビボかまたはインビボかにかかわらず、必要なくなる。インビボでの用途では、IL−2の全身投与の副作用が回避される。
従来技術のその他の問題は、本発明の方法、および、改変された細胞によって克服され、同様に、それに関連する利点は、本発明の詳細な説明、実施例、図および添付の配列表をより詳細に研究することによって当業者には明白と思われる。
〔実施例〕
材料および方法
細胞系
レトロウイルス生産には、細胞系フェニックスGP(Phoenix GP)を用いた(Department of Molecular Pharmacology,Stanford University School of Medicine,スタンフォード,カリフォルニア州のGarry P.Nolan博士(Ph.D.)の許可済)。免疫染色には、アフリカミドリザルから誘導された細胞系のCos−7(DSMZ,ブラウンシュバイク,ドイツ)を用いた。両方の細胞系を、グルタマックス(Glutamax)、ピルビン酸ナトリウム、4500mg/lグルコース、および、ピリドキシンを含み、10%ウシ胎仔血清(FBS−インビトロジェン(Invitrogen))が追加されたダルベッコ改変イーグル培地(DMEM−インビトロジェン社,ペーズリー,スコットランド)で培養した。
NK−92細胞系を、LGCプロモケム/ATCC(LGC Promochem/ATCC,ボロス,スウェーデン)から購入した。NK−92細胞を、10%FBSおよび500IU/mlのIL−2(プロロイキン(Proleukin(R))、カイロン(Chiron),カリフォルニア州,米国)が追加された幹細胞培地(セルグロ(CellGro(R)))中で維持した。セルグロ(R)SCGMは、造血幹および前駆細胞(セルジェニックス(CellGenix),フライブルグ,ドイツ)の培養のための、GMP(医薬品の製造管理及び品質管理に関する基準)品質の無血清培地である。プロロイキン(R)は、GMP品質のインターロイキン−2であり、これを、アリコートにし、106IU/mlのストック濃度で−20℃で保存した。
ナチュラルキラー細胞の標的として、ヒト骨髄性白血病細胞系のK−562(LGCプロモケム/ATCC,ボロス,スウェーデン)を用いた。K−562細胞を、10%FBSが追加されたRPMI1640培地(インビトロジェン)中で培養した。
全ての細胞系を、37℃、5%CO2、および、95%湿度でインキュベートし、2〜3日間ごとに継代培養した。全ての培地を+4℃で保存し、FBSを56℃で1時間加熱不活性化し、−20℃で保存した。初期の継代からの細胞のアリコートを、10%ジメチルスルホキシド(DMSO−シグマ−アルドリッチ(Sigma−Aldrich),セントルイス,ミズーリ州,米国)/90%FBS中で凍結し、後で再構成するために−150℃で保存した。カルシウム、マグネシウムおよび炭酸水素ナトリウム非含有のリン酸緩衝食塩水(PBS)をインビトロジェンから購入し、4℃で保存した。
全ての細胞群を、UVモジュール(オリンパス(Olympus)U−RFLT50)を備えた倒立顕微鏡(オリンパスCK40)を用いて一定の間隔を置いて観察し、トリパンブルー排除法を用いて細胞生存率を、さらにマイコプラスマ汚染を定期的にモニターした。データ収集と解析のために、FACSキャリバー(FACSCalibur)を、セルクエスト(Cell QuestTM)3.3解析ソフトウェア(ベクトン・ディッキンソン(Becton Dickinson),カリフォルニア州,米国)と共に用いた。各サンプルにおいて、側方散乱と前方散乱で定義される生存可能な細胞の解析領域において少なくとも10000個の細胞を得た。
プラスミド
IL−2cDNAテンプレートを含むpORF−hIL2プラスミドを、インビボジェン(InvivoGen,サンディエゴ,カリフォルニア州,米国)から購入した。必要なIL−2プライマーを、オリゴ(Oligo)6.6ソフトウェア(モレキュラー・バイオロジー・インサイト社(Molecular Biology Insights Inc),コロラド州,米国)を用いて設計し、それらをDNAテクノロジーApS(DNA Technology ApS,オーフス,デンマーク)に注文した。以下のプライマーを用いて、IL−2変異体をPCRでクローニングした:
配列番号1:野生型IL−2[TTA CAA TTG ATC ACC GGC GAA GGA GG](フォワード)、および、
配列番号2:[TTA ATC GAT GTA TCT TAT CAT GTC G](リバース);
配列番号3:細胞質内の(リーダーなし)IL−2[ACC GCC ATG GCA CCT ACT TCA AGT TCT ACA AA](フォワード)、および、
配列番号4:[TTA ATC GAT GTA TCT TAT CAT GTC G](リバース);および、
配列番号5:小胞体 IL−2[TTA CAA TTG ATC ACC GGC GAA GGA GG](フォワード)、および
配列番号6:[TCA CAG TTC GTC CTT CTC GCT GCC AGT CAG TGT TGA GAT GAT GCT TT](リバース、小胞体保留シグナルを含む)。
そのPCR産物を、pCR(R)4BluntTOPO(R)ベクター(インビトロジェン)にクローニングした。TOPO(R)クローニングおよび形質転換工程を、製造元の説明書に従って行った。制限分析とサイクルシーケンスを用いてクローンを解析し、EcoRIを用いてpSF91−MCSgにサブクローニングした。
Christopher Baum教授(ハノーバー医科大学(Hanover Medical School),ハノーバー,ドイツ)から親切にも寄贈された、マウス白血病ウイルスベースのレトロウイルスベクターpSF91−GFP−gPREから、pSF91−MCSgを誘導した。さらなる構築を容易にするために、NotI−HindIIIフラグメント(GFPおよびgPREを含む)を、EcoRI、NotI、BamHI、HindIII、NruI、SalI、および、MfeIのための制限部位を含む合成オリゴヌクレオチドクローニング部位で置き換えた(配列番号7)。その後、EcoRIフラグメントとしてのgPRE要素をMfeI部位に再度挿入し、pSF91−MCSgを作製した。eGFPベクター構築のために、pEGFP−N3(クロンテック(Clontech),パロアルト,カリフォルニア州)由来のeGFP遺伝子を、HindIII−NotI(この間に含まれている)を用いて放出させ、pSF91−MCSgのHindIII−SalI間(この間に含まれている)に挿入し、得られたプラスミドを、pSF91−GN3gと名付けた。全てのコンストラクトを制限マッピングで確認し、部分的に配列解析した。最終的に、3種のコンストラクトを製造した;
野生型IL−2を発現する(分泌する)第一の配列(配列番号8)、
比較として、細胞質に標的化した第二の配列(配列番号9)を構築した。
最後に、小胞体に標的化した第三の配列(配列番号10)を構築した。
これらプラスミドの概略図については、図1を参照。
また、それに対応するアミノ酸配列も添付の配列表で示す:
配列番号11:IL−2野生型
配列番号12:リーダーなしIL−2
配列番号13:IL−2ER。
キアプレップ8・ターボ・ミニプレップ(QIAprep 8 Turbo Miniprep)、キアプレップ8ミニプレップ(QIAprep 8 miniprep)、および、キアゲン(R)プラスミド・マキシ(Qiagen(R)Plasmid Maxi)(キアゲン社(Qiagen Inc.),カリフォルニア州,米国)を用いて、さらに場合によっては、ジーンエリュートHP・プラスミド・ミディプレップ・キット(Genelute HP Plasmid Midiprep Kit)(シグマ−アルドリッチ)を用いて、プラスミドDNAを精製した。上記の全てのキットを、製造元の説明書に従って用いた。
トランスフェクションおよび形質導入
フェニックスGP細胞およびCos−7細胞を、35mmの細胞培養ウェルあたり、ベクターコンストラクトプラスミドそれぞれ3μgおよび2μg、ならびに、pMD−G(1μg)(水疱性口内炎ウイルスエンベロープ糖タンパク質をコードする、ジュネーブ大学(University of Geneva,ジュネーブ,スイス)の遺伝学および微生物学教室(Dept.of Genetics and Microbiology)のD.Trono博士によって親切にも提供された)で一時的にトランスフェクションした。このフェニックスGPをトランスフェクションした後、形質導入実験のためにウイルス上清を回収し、免疫染色のためにトランスフェクションされたCos−7細胞を用いた。トランスフェクションのために、フージーン6(Fugene 6)試薬(ロシュ・ベーリンガー・マンハイム(Roche Boehringer Mannheim),ドイツ)を、製造元の説明書に従って用いた。簡単に言えば、DNAプラスミドベクターとフージーン試薬を、細胞培地(体積100μl)中で1/2の質量/体積比で混合し、15分間後に細胞に添加した。ポジティブコントロールとして、レトロウイルス主鎖中にGFPを含むプラスミド(pSF91−GN3g)を用いた。トランスフェクションの24時間および48時間後に上清を回収し、0.45μmのミルレックス−GP(Millex−GP)シリンジトップフィルター(ミリポア社(millipore Corporation),ベッドフォード,マサチューセッツ州)を通過させてろ過し、すぐに形質導入に用いた。ポジティブコントロールにおけるトランスフェクション効率は、常に50%より高かった。
上記ベクターを含む上清を用いて、NK−92細胞に形質導入し、この細胞を、IL−2上清300μl、および、4μg/ml臭化ヘキサジメトリジン(ポリブレン(Polybrene(R)),シグマ−アルドリッチ)の存在下で1000×gで1時間遠心分離した。
増殖
発現されたインターロイキン−2の生物活性を、IL−2依存性細胞系NK−92を用いた細胞増殖分析によって測定した。細胞増殖を、製造元の推奨に従って、トリパンブルー染色による生存率測定と細胞増殖試薬WST−1(ロシュ・ベーリンガー・マンハイム)を用いて、ブッヒャー(Buercher)製チャンバーで細胞を計数することによって定量した。
IL−2で形質導入したNK−92細胞の上清における分泌されたインターロイキン−2の定量分析
ヒトインターロイキン−2の定量的な測定のために、OptEIATMヒトIL−2ELISAキットII(BDバイオサイエンシズ・ファーミンジェン(BD Biosciences Pharmingen),サンディエゴ,カリフォルニア州,米国)を、製造元の説明書に従って用いた。
免疫染色
IL−2で改変されたCos−7細胞をPBSで洗浄し、4%パラホルムアルデヒドで室温(RT)で15分間固定した。固定した後、細胞をPBSでリンスし、NP40(Vysis Inc,イリノイ州,米国)の1%PBS溶液と室温で10分インキュベートした。次に、細胞をPBSで3回洗浄し、PBS中に0.1%トゥイーン20(Tween 20)(シグマ−アルドリッチ)、0.1%BSA−c(アウリオン(Aurion),オランダ)、および、5%ヤギ血清(ダコ社(DAKO A/S),グロストルップ,デンマーク)を含むブロッキング緩衝液で30分間ブロックした。細胞を、PBS/0.1%トゥイーン20で3回、4分間洗浄し、ブロッキング緩衝液で希釈した5μg/mlの一次精製ラット抗ヒトIL−2抗体(BDバイオサイエンシズ・ファーミンジェン)と共に45分インキュベートした。次に、細胞を再度、PBS/0.1%トゥイーン20で5分間、4回洗浄し、ブロッキング緩衝液中の5μg/mlの二次オレゴングリーン488nmヤギ抗ラットIgG抗体と共に1時間インキュベートした。最後に、細胞をPBS/トゥイーン20でリンスし、PBSで1:4000に希釈したヘキスト染色(Hoechst stain)(モレキュラープローブスBV(Molecular Probes BV),ライデン,オランダ)を用いて室温で5分間、対比染色し、続いてPBSで1回洗浄した。CCDカメラ(モデルS/N370KL0565,クック社(Cooke Corporation),ニューヨーク州,米国)を備えたライカ製のDMRXA顕微鏡(ライカ・マイクロシステムズ社(Leica Microsystems,GmbH),ヴェッツラー,ドイツ)を用いて、蛍光顕微鏡検査法によって細胞を可視化した。DAPI/ヘキストに設定されたフィルター、FITC、Cy3およびCy5を、クロマ(Chroma Technology,ブラットルボロ,バーモント州,米国)から得た。スライドブック(Slidebook)2.1.5ソフトウェア(インテリジェント・イメージング・イノベーションズ社(Intelligent Imaging Innovations Inc,デンバー,コロラド州,米国)、および、アドビ・フォトショップ(Adobe Photoshop)5.0(アドビ・システムズ(Adobe systems,シアトル,ワシントン州,米国)を用いて画像を得た。
IL−2発現の場が実際に小胞体中にあることを確かめるために、第二の免疫染色を行った。形質導入後に、NK−92細胞を、製造元の説明書に従ってER−トラッカー(ER−TrackerTM)ブルー−ホワイトDPX(モレキュラープローブス,ユージーン,米国)で染色した。ER−トラッカーは、小胞体を特異的に染色する。PBSで洗浄後に、細胞を2%パラホルムアルデヒドで固定し、NP40で膜透過させ、IL−2抗体で上述のように染色した。
異なる形態のIL−2を発現するNK−92細胞と、GFPが改変されたNK−92細胞との共培養
緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現するように改変されたNK−92細胞を、IL−2で改変されたNK−92細胞と1:1の比率で混合した。共培養実験を、6ウェルプレートで以下のように行った:25000個のIL−2を発現するNK−92細胞を、同数のGFPを発現するNK−92細胞と混合した。それまでの培養物から外的なわずかな量のIL−2も全て排除するために両方の細胞群をPBSで2回徹底的に洗浄した。48時間後に、FACS解析でGFP陽性細胞と陰性細胞との比率を定量した。
細胞毒性分析
細胞毒性の機能を、標準的な4時間の51Cr放出分析で3連で測定した。簡単に言えば、1×106個のK562細胞を51Cr(100μl)で標識し、37℃で1時間インキュベートした。トリパンブルー排除法の色素を用いてエフェクター細胞を計数し、標的細胞と混合して、エフェクターを得た:標的の比率は10:1、3:1、1:1、および、0.3:1とした。ネガティブコントロールとして、セルグロ培地を用い、ポジティブコントロール細胞を、1%トリトンXとインキュベートした。V底型の96ウェルプレートで37℃で4時間インキュベートした後、上清70μlを各ウェルから吸引して、パッカード(Packard)のコブラ・オート−ガンマ(Cobra Auto−Gamma)5000シリーズカウントシステム(メリデン,コネチカット州,米国)を用いて計数した。自然発生による放出の比率を以下の式から計算した:%51Cr放出量=(サンプル−自然発生)/(最大放出量−自然発生)×100。
優先権主張年中に、健康なドナー由来の一次細胞を用いてさらなる実験を行った。
一次ドナー細胞の培養
軟膜の細胞を、カロリンスカ大学病院(Karolinska University Hospital,フッディンゲ,ストックホルム,スウェーデン)の健康な血液バンクのドナーから得て、同じ日に培養を開始した(0日目)。PBMCを、リンホプレップ(Lymphoprep,ニエガード(Nyegaard),オスロ,ノルウェイ)を用いた濃度勾配遠心分離によって単離した。リン酸緩衝食塩水(PBS)(ギブコ(Gibco))で2回洗浄した後に、トリパンブルー色素排除法で細胞生存率を評価し、細胞を6ウェルの培養皿(ファルコン(Falcon),ベクトン・ディッキンソン(Le Pont de Claix,フランス)製)上で0.25×106細胞/mlで平板培養した。全ての培養で、5%ヒト血清(バイオウィッタカー(Biowhittaker),キャンブレックス・バイオサイエンス(Cambrex Bio Science),ウォーカーズビル,メリーランド州,米国)、500IU/mlインターロイキン−2(IL−2)(ペプロテック(Peprotech),ニュージャージー州,米国)、および、10ng/ml抗CD3抗体、OKT−3(オルソ・バイオテック社(Ortho Biotech Inc.),ラリタン,ニュージャージー州,米国)を添加したセルグロSCGM培地(セルジェニックス,フライブルグ,ドイツ)を用いた。5日目に、OKT−3を洗浄して除き、その後、細胞を500IU/mlのIL−2、および、5%ヒト血清が追加されたセルグロ培地(OKT−3非含有)中で培養した。次に、1〜2日ごとに、21日目まで培養に新しい培地を添加した。細胞の部分集合の絶対細胞数(ACC)を、細胞の部分集合のパーセンテージに、同じ時点での培養の細胞の総数を掛けることにより得た。
NK細胞のレトロウイルスによる形質導入
SF91g−IL2wt、SF91g−IL2−L、SF91g−IL2ER、および、SF91g−GN3(GFPコントロール)レトロウイルスベクターを生産する安定して形質導入されたレトロウイルス産生細胞系を、10%FCSが追加されたDMEM中で成長させた。細胞がやや密集状態になったら、新しい新鮮な培地を24時間添加した。最後に、上清を回収し、0.45μmフィルター(ミリポア,ビレリカ,マサチューセッツ州,米国)でろ過し、−70℃で凍結した。回収および採取した上清は、0.5×106ウイルス粒子/mlのタイター(HeLa細胞で測定)を有していた。この産生細胞系から生産されたウイルス粒子は、GALV(テナガザル(Gibbon Ape)白血病ウイルス)エンベロープを含む。培地を、8μg/mlポリブレン(シグマ)と500U/mlのIL−2の存在下で、1.000gで室温で2時間遠心分離して、レトロウイルスを含む上清(3の重複感染度(MOI))で交換することによって、全ての形質導入を行った。遠心分離の後、上清を、NK細胞培地(セルグロ培地,500U/mlのIL−2、および、5%ヒト血清を含む)で交換し、細胞を21日目まで増殖させた。コントロールとして、同じドナーのPBMCを成長させ、形質導入した細胞と同様の条件下で擬似感染させた。
結果
NK−92細胞におけるIL−2発現による細胞増殖に対する作用
IL−2発現のための3種のコンストラクトを評価した;1種は、野生型IL−2を発現し、1種は、IL−2を細胞質に標的化し、1種は、IL−2を小胞体に標的化する(図1)。これらの細胞質内コンストラクトは、生物学的に不活性であった(データ示さず)。
形質導入後に、遺伝子発現させるために細胞をIL−2の存在下で4日間培養し、次に、PBSで十分に洗浄し、培養条件下でIL−2添加または無添加のいずれかで維持した。この実験には、発明者等により開発された2種のIL−2が形質導入された細胞系;NK92IL2WT、および、NK92IL2ERが選択された。図2で示されるように、形質導入されていないNK−92コントロール細胞は、IL−2を除去してから培養6日目に死滅した。それに対して、NK92IL2WTとNK92IL2ERは、外的なIL−2が追加されたNK−92細胞と同様の増殖曲線を示した(図2)。
NK92IL2WTとNK92IL2ERの増殖の特徴は、ほぼ1年間の連続培養の後でも安定であった。
小胞体に局所化され、限定されたIL−2発現
まず、小胞体に局所化された発現のためのベクターの機能性を、Cos−7細胞への一過性トランスフェクションによって解析した。Cos−7細胞は、顕微鏡イメージングにおいて明確な形態を示すため、形質導入されたタンパク質の発現をモニターするために、該細胞を選択した。モノクローナルラット抗ヒトIL−2抗体を用いたIL−2ERで形質導入されたCos−7細胞の間接的な免疫蛍光法によれば、小胞体での局在化に伴い明るい緑色の染色が示された。(データ示さず)。
小胞体中でのIL−2の発現は、近接する細胞に対してバイスタンダー増殖促進を示さない
続いて本発明者等は、少量のIL−2が形質導入された細胞から周囲の培地に漏出するかどうか、加えて、それが、親のNK−92細胞の増殖の促進に十分であり得るのかどうかを調査しようとした。そのために、同数のNK−92のIL−2で改変されたNK−92細胞系と、GFPで改変されたNK−92細胞系とを共培養し、増殖に関して評価した。培養してから48時間後、NK−92GFP細胞の比率は、NK92IL2ERと混合した場合に著しく減少した(45%)。それに対して、NK92IL2WT細胞と混合した場合、増殖の促進が観察された(図3)。培養してから2日後に、両方の群の比率はそれでもなお最初のほぼ50%を保持しており、これは、NK92IL2WTは、上清にIL−2を分泌して、NK92GFPの生存を促進していることを示す。
上清中のIL−2の量を、酵素結合免疫吸着検査法で定量した。NK92IL2ER細胞からの上清中に検出されたIL−2レベルは、3.2pg/ml/106細胞/48時間であった(図4)。これは、バックグラウンド(セルグロ(R)培地,FCSを含む)に匹敵する。NK92IL2WTからの上清中のIL−2濃度は、18.3pg/ml/106細胞/48時間であり、抗CD3抗体で活性化されたT細胞からの上清(コントロール)は、40.3pg/ml/106細胞/48時間を示した。予備的な実験室データから、30ng/ml(500IU/ml)のIL−2により、改変されていないNK−92細胞において最適な増殖が生じる(データ示さず)ことが示される。
遺伝学的にIL−2で改変されたNK−92細胞群は、親のNK−92細胞系と比較して類似した細胞傷害効果を示す
NK92IL2WT、および、NK92IL2ER系は、51Crで標識されたK562細胞を、親のNK−92細胞に匹敵するレベルで溶解させることができた。(図5)。1:1のエフェクター:標的の比率により、NK−92細胞が59%であったのに対して、平均59.2%(NK92IL2WT)、および、平均46.4%(NK92IL2ER)の細胞毒性活性が得られた。
優先権主張年中にドナーPBMCより増殖させた一次NK細胞で行われた予備実験により、外的に添加されたIL−2の非存在下で、形質移入されたIL2wt(配列番号8)、および、IL2ER(配列番号10)遺伝子が、一次ヒトNK細胞の増殖を促進する能力があることが実証された。
本発明を、発明者等が現在知っている最良の形態を構成する好ましい実施形態に関して説明したが、当然ながら、当分野の当業者には明白であると思われる様々な変化や改変は、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。
参考文献
1. Trinchieri G Biology of natural killer cells. Adv Immunol. 1989; 47:187-376
2. Unanue ER Studies in listeriosis show the strong symbiosis between the innate cellular system and the T-cell response. Immunol Rev. 1997; 158:11-25
3. Biron CA, Nguyen KB, Pien GC, Cousens LP, Salazar-Mather TP Natural killer cells in antiviral defense: function and regulation by innate cytokines. Annu Rev Immunol. 1999; 17:189-220
4. Orange JS, Fassett MS, Koopman LA, Boyson JE, Strominger JL Viral evasion of natural killer cells. Nat Immunol. 2002; 3:1006-1012
5. Wu J, Lanier LL Natural killer cells and cancer. Adv Cancer Res. 2003; 90:127-156
6. Kiessling R, Klein E, Wigzell H “Natural”killer cells in the mouse. I. Cytotoxic cells with specificity for mouse Moloney leukemia cells. Specificity and distribution according to genotype. Eur J Immunol. 1975; 5:112-117
7. Seaman WE, Sleisenger M, Eriksson E, Koo GC Depletion of natural killer cells in mice by monoclonal antibody to NK-1.1. Reduction in host defense against malignancy without loss of cellular or humoral immunity. J Immunol. 1987; 138:4539-4544
8. Kim S, Iizuka K, Aguila HL, Weissman IL, Yokoyama WM In vivo natural killer cell activities revealed by natural killer cell-deficient mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000; 97:2731-2736
9. Lowdell MW Natural killer cells in haematopoietic stem cell transplantation. Transfus Med. 2003; 13:399-404
10. Parham P, McQueen KL Alloreactive killer cells: hindrance and help for haematopoietic transplants. Nat Rev Immunol. 2003; 3:108-122
11. Ruggeri L, Capanni M, Casucci M, et al. Role of natural killer cell alloreactivity in HLA-mismatched hematopoietic stem cell transplantation. Blood. 1999; 94:333-339
12. Farag SS, Fehniger TA, Ruggeri L, Velardi A, Caligiuri MA Natural killer cell receptors: new biology and insights into the graft-versus-leukemia effect. Blood. 2002; 100:1935-1947
13. Velardi A, Ruggeri L, Moretta A, Moretta L NK cells: a lesson from mismatched hematopoietic transplantation. Trends Immunol. 2002; 23:438-444
14. Guven H, Gilljam M, Chambers BJ, et al. Expansion of natural killer (NK) and natural killer-like T (NKT)-cell populations derived from patients with B-chronic lymphocytic leukemia (B-CLL): a potential source for cellular immunotherapy. Leukemia. 2003; 17:1973-1980
15. Lauwerys BR, Garot N, Renauld JC, Houssiau FA Cytokine production and killer activity of NK/T-NK cells derived with IL-2, IL-15, or the combination of IL-12 and IL-18. J Immunol. 2000; 165:1847-1853
16. Parrish-Novak J, Dillon SR, Nelson A, et al. Interleukin 21 and its receptor are involved in NK cell expansion and regulation of lymphocyte function. Nature. 2000; 408:57-63
17. Strengell M, Matikainen S, Siren J, et al. IL-21 in synergy with IL-15 or IL-18 enhances IFN-gamma production in human NK and T cells. J Immunol. 2003; 170:5464-5469
18. Liu CC, Perussia B, Young JD The emerging role of IL-15 in NK-cell development. Immunol Today. 2000; 21:113-116
19. Rosenberg SA, Lotze MT, Muul LM, et al. Observations on the systemic administration of autologous lymphokine-activated killer cells and recombinant interleukin-2 to patients with metastatic cancer. N Engl J Med. 1985; 313:1485-1492
20. Stein RC, Malkovska V, Morgan S, et al. The clinical effects of prolonged treatment of patients with advanced cancer with low-dose subcutaneous interleukin-2. Br J Cancer. 1991; 63:275-278
21. Atkins MB, Lotze MT, Dutcher JP, et al. High-dose recombinant interleukin 2 therapy for patients with metastatic melanoma: analysis of 270 patients treated between 1985 and 1993. J Clin Oncol. 1999; 17:2105-2116
22. Chada S, Ramesh R, Mhashilkar AM Cytokine- and chemokine-based gene therapy for cancer. Curr Opin Mol Ther. 2003; 5:463-474
23. Panelli MC, White R, Foster M, et al. Forecasting the cytokine storm following systemic interleukin (IL)-2 administration. J Transl Med. 2004; 2:17
24. Maas RA, Dullens HF, Den Otter W Interleukin-2 in cancer treatment: disappointing or (still) promising? A review. Cancer Immunol Immunother. 1993; 36:141-148
25. Weisdorf DJ, Anderson PM, Blazar BR, et al. Interleukin 2 immediately after autologous bone marrow transplantation for acute lymphoblastic leukemia--a phase I study. Transplantation. 1993; 55:61-66
26. Ochoa JB, Curti B, Peitzman AB, et al. Increased circulating nitrogen oxides after human tumor immunotherapy: correlation with toxic hemodynamic changes. J Natl Cancer Inst. 1992; 84:864-867
27. Glauser FL, DeBlois G, Bechard D, et al. Cardiopulmonary toxicity of adoptive immunotherapy. Am J Med Sci. 1988; 296:406-412
28. Ardizzoni A, Bonavia M, Viale M, et al. Biologic and clinical effects of continuous infusion interleukin-2 in patients with non-small cell lung cancer. Cancer. 1994; 73:1353-1360
29. Miller JS, Tessmer-Tuck J, Blake N, et al. Endogenous IL-2 production by natural killer cells maintains cytotoxic and proliferative capacity following retroviral-mediated gene transfer. Exp Hematol. 1997; 25:1140-1148
30. Gong JH, Maki G, Klingemann HG Characterization of a human cell line (NK-92) with phenotypical and functional characteristics of activated natural killer cells. Leukemia. 1994; 8:652-658
31. Nagashima S, Mailliard R, Kashii Y, et al. Stable transduction of the interleukin-2 gene into human natural killer cell lines and their phenotypic and functional characterization in vitro and in vivo. Blood. 1998; 91:3850-3861
32. Tam YK, Maki G, Miyagawa B, et al. Characterization of genetically altered, interleukin 2-independent natural killer cell lines suitable for adoptive cellular immunotherapy. Hum Gene Ther. 1999; 10:1359-1373
33. Malek TR, Bayer AL Tolerance, not immunity, crucially depends on IL-2. Nat Rev Immunol. 2004; 4:665-674
34. Laker C, Stocking C, Bergholz U, et al. Autocrine stimulation after transfer of the granulocyte/macrophage colony-stimulating factor gene and autonomous growth are distinct but interdependent steps in the oncogenic pathway. Proc Natl Acad Sci U S A. 1987; 84:8458-8462
35. Browder TM, Abrams JS, Wong PM, Nienhuis AW Mechanism of autocrine stimulation in hematopoietic cells producing interleukin-3 after retrovirus-mediated gene transfer. Mol Cell Biol. 1989; 9:204-213
IL−2の改変型を発現するプラスミドの概略図を示す。 短期間(6日)の培養での、IL−2が形質導入されたNK−92細胞、および、親のNK−92細胞の増殖を示す棒グラフである。 NK−92GFPと、IL−2を発現するNK−92改変細胞とを1:1の比率で共培養した結果を示す棒グラフである。 インビトロでの遺伝学的に改変されたNK−92のIL−2生産を説明する棒グラフである。 4時間の51Cr放出分析におけるK−562細胞に対する親の細胞と遺伝学的に改変された細胞の細胞毒性を示す。

Claims (20)

  1. 実質的に生理学的なレベルのIL−2を発現する遺伝学的に改変された細胞を用いた免疫治療の方法であって、ここでIL−2を発現する哺乳動物細胞は、
    IL−2遺伝子を選択または構築し、
    該IL−2遺伝子を有するレトロウイルスベクターを製造し、
    ドナーまたは患者から細胞を回収し、
    細胞を遺伝学的に改変し、
    場合により、遺伝学的に改変された細胞を選択する
    ことからなる方法によって製造され、さらに、該細胞は、それを必要とする患者に投与される、上記方法。
  2. IL−2遺伝子は、配列番号11で示されるタンパク質、または、その機能的等価体をコードする遺伝子である、請求項1に記載の方法。
  3. IL−2遺伝子は、配列番号13で示されるタンパク質、または、その機能的等価体をコードする遺伝子である、請求項1に記載の方法。
  4. IL−2遺伝子は、配列番号8、配列番号10、および、それらの機能的等価体から選択される遺伝子である、請求項1に記載の方法。
  5. 哺乳動物細胞は、ナチュラルキラー(NK)細胞、および、T細胞から選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 哺乳動物細胞は、ナチュラルキラー(NK)細胞である、請求項5に記載の方法。
  7. IL−2遺伝子は、IL−2が細胞の小胞体に向けて発現されるように改変される、請求項1に記載の方法。
  8. 実質的に生理学的なレベルのIL−2を発現する遺伝学的に改変された細胞の製造方法であって、
    IL−2遺伝子を選択または構築し、
    該IL−2遺伝子を有するレトロウイルスベクターを製造し、
    ドナーまたは患者から細胞を回収し、
    細胞を遺伝学的に改変し、
    場合により、遺伝学的に改変された細胞を選択する、
    ことからなる、上記方法。
  9. IL−2遺伝子は、配列番号11で示されるタンパク質、または、その機能的等価体をコードする遺伝子である、請求項8に記載の方法。
  10. IL−2遺伝子は、配列番号13で示されるタンパク質、または、その機能的等価体をコードする遺伝子である、請求項8に記載の方法。
  11. IL−2遺伝子は、配列番号8、配列番号10、および、それらの機能的等価体から選択される遺伝子である、請求項8に記載の方法。
  12. 請求項8〜11のいずれか一項に記載の方法によって得られる、IL−2の生産が可能なトランスジェニック哺乳動物細胞。
  13. 請求項8〜11のいずれか一項に記載の方法によって得られるトランスジェニック哺乳動物細胞であって、改変されていない状態の細胞は、増殖に関してIL−2依存性であり、それらを有意な量で生産することができないが、該トランスジェニック細胞は、外的なIL−2を必要とすることなく増殖を維持するのに十分な量でIL−2を生産する、上記細胞。
  14. IL−2が発現され、そして細胞の小胞体中に保留される、請求項13に記載のトランスジェニック哺乳動物細胞。
  15. 患者に、治療上有効で生理学的に許容できる量の、請求項12〜14のいずれか一項に記載のトランスジェニック細胞を投与することを含む癌の治療方法。
  16. 細胞は、患者から採取され、トランスフェクションされ、そして同じ患者に戻される、請求項1〜7または15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 細胞は、ドナーから採取され、トランスフェクションされ、そして患者に投与される、請求項1〜7または15のいずれか一項に記載の方法。
  18. トランスジェニック細胞の使用は、付加的、または、補足的な治療の一つであり、その他の治療の前に、その後に、または、実質的にそれと同時に行われる、請求項1〜7または15のいずれか一項に記載の方法。
  19. トランスジェニック細胞の使用は、癌の治療における一次療法の一つである、請求項1〜7または15のいずれか一項に記載の方法。
  20. 免疫促進は、感染の治療または予防における処理の一つである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016539105A (ja) * 2013-11-01 2016-12-15 ナントクエスト インコーポレイテッド 殺腫瘍性および抗菌性の組成物ならびに方法
KR20170131569A (ko) * 2015-03-27 2017-11-29 난트케이웨스트, 인크. 암의 치료를 위한 유전적으로 변형된 nk-92 세포 및 모노클로날 항체
JP2018517415A (ja) * 2015-06-10 2018-07-05 ナントクエスト インコーポレイテッド がんを処置するための改変nk−92細胞
JP2018522592A (ja) * 2015-07-29 2018-08-16 オーエヌケーイミューン リミテッド 細胞傷害性が増加した改変ナチュラルキラー細胞及びナチュラルキラー細胞株

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011028770A1 (en) 2009-09-03 2011-03-10 Dow Corning Corporation Pituitous silicone fluids

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998049268A1 (en) * 1997-04-30 1998-11-05 Hans Klingemann Natural killer cell lines and methods of use
WO2003044183A1 (en) * 2001-11-22 2003-05-30 Medigenes Interleukin-2 gene transferred lymphokine activated killer cells

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU695196B2 (en) * 1994-11-01 1998-08-06 Winfried Wels Nucleic acid transfer system
US6034072A (en) * 1997-02-10 2000-03-07 Genemedicine, Inc. IL-2 gene expression and delivery systems and uses
GB0116318D0 (en) * 2001-07-03 2001-08-29 4 The Environment Ltd Processing of waste materials
GB0318096D0 (en) * 2003-08-01 2003-09-03 Queen Mary & Westfield College Vaccine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998049268A1 (en) * 1997-04-30 1998-11-05 Hans Klingemann Natural killer cell lines and methods of use
WO2003044183A1 (en) * 2001-11-22 2003-05-30 Medigenes Interleukin-2 gene transferred lymphokine activated killer cells

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10772912B2 (en) 2013-11-01 2020-09-15 Nantkwest, Inc. Tumoricidal and antimicrobial composition
US11975027B2 (en) 2013-11-01 2024-05-07 Immunitybio, Inc. Tumoricidal and antimicrobial compositions and methods
US11304977B2 (en) 2013-11-01 2022-04-19 ImmunityBio. Inc. Tumoricidal and antimicrobial compositions and methods
US11213547B2 (en) 2013-11-01 2022-01-04 Immunitybio, Inc. Tumoricidal and antimicrobial compositions and methods
JP2016539105A (ja) * 2013-11-01 2016-12-15 ナントクエスト インコーポレイテッド 殺腫瘍性および抗菌性の組成物ならびに方法
US10258649B2 (en) 2013-11-01 2019-04-16 Nantkwest, Inc. Tumoricidal and antimicrobial compositions and methods
US10517895B2 (en) 2013-11-01 2019-12-31 Nantkwest, Inc. Tumoricidal and antimicrobial compositions and methods
US10646516B2 (en) 2013-11-01 2020-05-12 Nantkwest, Inc. Tumoricidal and antimicrobial compositions and methods
JP2020073478A (ja) * 2013-11-01 2020-05-14 ナントクエスト インコーポレイテッド 殺腫瘍性および抗菌性の組成物ならびに方法
JP2020186255A (ja) * 2015-03-27 2020-11-19 ナントクエスト インコーポレイテッド がん治療のための遺伝子改変nk−92細胞およびモノクローナル抗体
JP7000512B2 (ja) 2015-03-27 2022-02-10 イミュニティーバイオ インコーポレイテッド がん治療のための遺伝子改変nk-92細胞およびモノクローナル抗体
JP2022037182A (ja) * 2015-03-27 2022-03-08 イミュニティーバイオ インコーポレイテッド がん治療のための遺伝子改変nk-92細胞およびモノクローナル抗体
JP2018510881A (ja) * 2015-03-27 2018-04-19 ナントクエスト インコーポレイテッド がん治療のための遺伝子改変nk−92細胞およびモノクローナル抗体
KR102460387B1 (ko) * 2015-03-27 2022-10-28 이뮤너티바이오, 인크. 암의 치료를 위한 유전적으로 변형된 nk-92 세포 및 모노클로날 항체
JP7328314B2 (ja) 2015-03-27 2023-08-16 イミュニティーバイオ インコーポレイテッド がん治療のための遺伝子改変nk-92細胞およびモノクローナル抗体
KR20170131569A (ko) * 2015-03-27 2017-11-29 난트케이웨스트, 인크. 암의 치료를 위한 유전적으로 변형된 nk-92 세포 및 모노클로날 항체
JP2018517415A (ja) * 2015-06-10 2018-07-05 ナントクエスト インコーポレイテッド がんを処置するための改変nk−92細胞
US11788059B2 (en) 2015-06-10 2023-10-17 Immunity Bio, Inc. Modified NK-92 cells for treating cancer
JP2018522592A (ja) * 2015-07-29 2018-08-16 オーエヌケーイミューン リミテッド 細胞傷害性が増加した改変ナチュラルキラー細胞及びナチュラルキラー細胞株
JP2021169473A (ja) * 2015-07-29 2021-10-28 オーエヌケー セラピューティクス リミテッド 細胞傷害性が増加した改変ナチュラルキラー細胞及びナチュラルキラー細胞株
JP2021178824A (ja) * 2015-07-29 2021-11-18 オーエヌケー セラピューティクス リミテッド 細胞傷害性が増加した改変ナチュラルキラー細胞及びナチュラルキラー細胞株
JP7359346B2 (ja) 2015-07-29 2023-10-11 オーエヌケー セラピューティクス リミテッド 細胞傷害性が増加した改変ナチュラルキラー細胞及びナチュラルキラー細胞株

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