JP2012526524A - 神経保護因子及び抗血管新生因子の少なくともいずれかをコードし且つ分泌するカプセル化された細胞を用いる眼疾患の治療 - Google Patents

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Abstract

本願は、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質をコードし且つ分泌する細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又は任意の更に好適な細胞に言及する。そのような眼疾患には、緑内障及びその他の視神経障害、網膜疾患、特に、網膜色素変性症(RP)、加齢黄斑変性症(AMD)、及び糖尿病性網膜症等が挙げられる。本明細書で使用される細胞は、好ましくはコアと少なくとも1層の表面層を含む(球状)マイクロカプセルに封入されて、治療される患者の免疫系の応答を妨げる。本願はまた、そのような眼疾患の治療のための((医薬)組成物の調製のための)本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療のためのこれら(球状)マイクロカプセル又はそのような因子の使用にも言及する。

Description

本願は、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子及び/又はその他のタンパク質又はタンパク質様の物質をコードし且つ分泌する細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又は更に好適な細胞に関する。そのような眼疾患として、緑内障及びその他の視神経障害、網膜疾患、特に網膜色素変性症(RP)、加齢黄斑変性症(AMD)及び糖尿病性網膜症などが挙げられる。本明細書で使用される細胞は、好ましくはコアと少なくとも一層の表面層とを含む(球状)マイクロカプセルに封入されて、治療を受ける患者の免疫系の応答を妨げる。本願はまた、そのような眼疾患の治療のための((医薬)組成物を調製するための)、本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療のために用いられるこれら(球状)マイクロカプセル又はそのような因子の使用にも関する。
眼疾患又は眼障害は、これらの疾患又は障害が、一部の患者で視覚の重度の損傷及び失明さえ招く場合があるので、特に関心が持たれる。それら眼疾患又は眼障害の中で特に関心が持たれるものとしては、緑内障及びその他の視神経障害、及び網膜障害などが挙げられる。そのような網膜障害には、とりわけ、特に網膜色素変性症(RP)、黄斑変性症(MD)、加齢黄斑変性症(AMD又はARMD)、黄斑浮腫、特に他の理由による黄斑浮腫、網膜血管閉塞、高血圧性網膜症及び糖尿病性網膜症などが挙げられる。
上記の文脈で、網膜色素変性症(RP)は遺伝的な眼の状態の群として分類される。網膜色素変性症の症状の進行は、一般的に数年又は何十年もの間にわたって、夜間失明が視野狭窄に先行する。網膜色素変性症患者の多くは、40代又は50代まで法律上の失明には至らず、生涯にわたって幾ばくかの視力を保つ。そうでない患者は、早ければ小児期に網膜色素変性症から完全な失明に至ることもある。網膜色素変性症は、遺伝性障害の一群である遺伝性網膜ジストロフィの最も一般的な形態の1つであり、光受容細胞の進行性の喪失、網膜の光受容体(ロッドとコーン)の異常及び/又は網膜色素上皮(RPE)の異常を特徴とし、進行性の視力低下を招き得る。これに冒された個体は先ず、不完全な暗所適応又は夜盲症(夜間失明)を経験し、次いで周辺視野の縮小(視野狭窄として知られる)を経験し、特定の疾患によっては、疾患の経過の後期に中心視野を喪失する。進行性の難聴を併発した網膜色素変性症はアッシャー症候群と呼ばれる。遺伝性網膜ジストロフィの一形態として、複数の遺伝子が、突然変異を起こした際、網膜色素変性症の表現型の原因となると想定されている。1989年、微光条件下での視力を可能にする視覚伝達カスケードであって、本質的な役割を担う色素である、ロドプシン遺伝子の突然変異が特定された。それ以来、この遺伝子について100を超える突然変異が見つけられ、網膜変性のあらゆる種類の15%の原因となっている。これらの突然変異のほとんどは、ミスセンス変異であり、通常は遺伝性である。更に、ロドプシン遺伝子は光受容体の外側セグメントの主要タンパク質をコードする。研究によって、この遺伝子における突然変異は、網膜色素変性症の常染色体形態のおよそ25%に関与することが示されている。更に、タンパク質の円板内ドメインにおけるPro23Hisの突然変異が1990年に初めて報告されて以来、網膜色素変性症に関連するオプシン遺伝子で150にのぼる突然変異が今日までに報告されている。これらの突然変異は、オプシン遺伝子全体にわたって見つけられ、タンパク質の3つのドメイン(円板内ドメイン、膜貫通ドメイン、及び細胞質ドメイン)に沿って分布する。遺伝性の原因とは別に、網膜色素変性症の原因となる突然変異は、例えば、タンパク質の誤った折り畳み又は分子シャペロンの関与のような生化学的事象によることもあり得る。現在のところ、網膜色素変性症を完全に治癒させる治療法は存在しない。ビタミンAによる治療が最も一般的な治療法の代表であるとしても、例えば、15,000IUのパルミチン酸ビタミンAの日々の摂取によって疾患の進行を抑えるに過ぎない、というものにも疑問の余地がある。更なる治療には、網膜移植、人工網膜の埋め込み、遺伝子治療、幹細胞治療、栄養補給剤などが関与する。
網膜障害の更なる形態には、黄斑変性症(MD)が挙げられてもよい。黄斑変性症は、高齢者(>50歳)及び強度近視の者における失明の主な原因を表す病状である。黄斑変性症(MD)の症状は通常、この領域の網膜の損傷による視野の中央での視力の喪失(黄斑)を含む。黄斑変性症では、十分な周辺視力は残っており、日常生活のその他の活動は可能であるが、ものを読むこと又は顔を認識することが困難になるか、又は不可能になり得る。MDの診断は、例えば、蛍光血管造影を介して行ってもよく、これにより、異常な血管突起の特定と局在とが可能になる。更に、光干渉断層撮影及びその他の新しく開発された画像化技術をMDの診断及びMDの治療への効果の評価に使用してもよい。
MDの形態の1つは、いわゆる加齢黄斑変性症(AMD又はARMD)である。緑内障及び糖尿病性網膜症に加えて、これは、欧米における視覚障害と失明との最も一般的な原因の1つである。加齢黄斑変性症の発症は通常、網膜色素上皮とその下にある脈絡膜との間における、ドルーゼンと呼ばれる(詳細な中央の視力を提供する網膜の中央領域、窩と呼ばれる)斑紋における特徴的な黄色っぽい沈着を伴う。これらの早期の変化(加齢黄斑症と称される)のある人々のほとんどは通常、視覚に異常はない。しかしながら、そのような早期の変化が、進行したAMDに発展することが相対的に多い。ドルーゼンが大きく、多数で、斑紋の下の色素細胞層における障害と関連する場合、リスクはかなり高くなる。視力の深刻な喪失に関与する進行したAMDは通常、2つの形態:乾性AMD及び湿性AMDで起きる。中央構造の萎縮症としても知られる進行したAMDの「乾性」形態は、通常、網膜の下の網膜色素上皮層(及びおそらく、脈絡毛細管枝)の萎縮から生じ、眼の中央部分における光受容体(ロッドとコーン)の喪失を通じて視覚の喪失を起こす。更に、網膜と脈絡膜との間に堆積する細胞性の残渣(ドルーゼンと呼ばれる)が存在し得る。この状態に対する治療法はないが、高用量の抗酸化剤を伴ったビタミンの補給、ルテインとゼアキサンチンは、乾性黄斑変性症の進行を遅らせ、場合によっては、患者の視力を改善することが国立眼病研究所(National Eye Institute)などによって実証されている。血管新生AMD又は滲出性AMDとしても知られる、進行したAMDの「湿性」の形態は、AMDの更に重篤な形態を表す。滲出性の加齢黄斑変性症(AMD)(湿性のAMD)は通常、眼における異常な血管増殖を特徴とし、欠陥のある血管が流体及び血液を漏出する。これは、ブルック膜を通じた脈絡膜毛細血管から網膜下空間への異常な血管増殖のために視覚喪失の原因となり、最終的には斑紋の下での血液とタンパク質の漏出を招く。これらの血管からの出血、漏出及び瘢痕化は、治療をしないままでいると、最終的に光受容体への不可逆的な損傷、斑紋における瘢痕形成及び相対的に急速な視覚喪失を引き起こす。
今日まで、AMD、特に湿性形態のAMDにはほとんど治療法がない。滲出性の加齢黄斑変性症(AMD)は、現在では通常、眼内投与によって治療され、(追加的な)レーザー凝固による治療は相対的に稀なものでしかない。眼内投与には、眼の硝子体液に直接注入すると異常な血管を抑制し得る、かつ視力の回復をもたらし得る抗血管新生剤の使用が挙げられる。VEGFに対して有効な剤(抗血管内皮増殖因子)を含むそのような抗血管新生剤を用いて、眼における異常な、新しい血管の形成を防ぎ、すでに漏出し始めていた血管を乾燥させることが可能である。残念ながら、これらの注入は、隔月単位か又は月単位で頻繁に繰り返さなければならず、注入に関連したリスク、特に眼内感染のリスクをはらむことになる。これらの剤の例としては、ルセンティス(商標)(Lucentis)、アバスチン(商標)(Avastin)(ルセンティス(商標)に構造的に密接に関係する)、及びマクジェン(商標)(Macugen)などが挙げられる。これら抗血管新生剤のうちで、ルセンティス(商標)及びマクジェン(商標)のみが、2009年1月の時点でFDAに認可されている。マクジェンは血管新生AMDにて相対的に低い効用を有することが分かったので、ルセンティス(商標)の使用はマクジェン(商標)の使用を断然上回っている。
この文脈で、特許文献1は、眼の血管新生を治療するアプローチを開示している。この目的で、特許文献1は、エンドスタチンをコードする(アデノ)ウイルスベクターの直接投与又は治療される患者へのエンドスタチン産生細胞の投与を利用する。しかしながら、細胞の投与は、治療される患者において望ましくない免疫応答をもたらす。特許文献1はまた、マイクロカプセル化された形態での細胞の送達を示唆しているが、しかし、これらのマイクロカプセル化された細胞を効率的に作出することができ、それらが望ましくない免疫応答を防ぎ、眼の血管新生又はその他の眼疾患の治療に有効であることは示していない。特許文献1はまた、そのようなマイクロカプセル化された細胞の患者への功を奏した投与を示していない。
その他の比較的一般的な網膜障害には、網膜血管閉塞が挙げられる。最近の集団ベースの調査によれば、40歳以上の母集団の約1%が網膜血管閉塞、主として網膜静脈閉塞又は網膜動脈閉塞に罹っている。網膜動脈閉塞については、今のところエビデンスに基づいた利用可能な治療法はない。動脈の閉塞は通常、限定された持続時間しか続かず、その後、動脈は再開通する。従って、動脈が再開通するまで、損傷した網膜細胞が生き残るように助ける治療法が望ましい。網膜静脈閉塞の場合、網膜レーザー凝固及び/又は薬剤の眼内投与を実施して黄斑浮腫を軽減し、眼内の望ましくない血管新生のリスクを低下させてきた。網膜静脈閉塞についても、神経保護療法は、周辺状態が改善するまで細胞の生存を助けることが保証される。
緑内障は、網膜神経節細胞とその軸索との喪失を特徴とし、検眼鏡検査での典型的な視神経頭の様相をもたらす疾患の非均質な群である。(いわゆる高圧緑内障の場合のように)眼内圧が上昇する場合もあれば、又は(いわゆる正常圧緑内障の場合のように)統計的に正常である場合もある。比較的最近の研究によれば、経篩板の対圧としての眼窩内の脳脊髄液圧は、正常圧緑内障の患者の一部では異常に低い可能性がある。緑内障は慢性であり得ることもあり(開放隅角緑内障のほとんど)、又は顕著な痛みを伴った急性の発症でもあり得る(閉塞隅角緑内障の一部)。緑内障の非均質性は、何故様々な治療様式が存在するのかを説明している。それらの全ては共通して眼内圧を下げるものである。更に、損傷した細胞を生き残らせるように、又は再生すらさせるようにサポートするために神経保護療法又は神経再生療法までもが必要である。
AMD及びその他の網膜障害及び視神経障害の治療には、一般的に、相当数の更なる剤が使用されてもよい。新しい治療戦略を更に開発するための多数の実験的研究に加えて、言及されたAMD及びその他の疾患の治療法のためのそのような新しい薬剤の臨床的有効性を検討するために多数のフェーズ1、2及び3の試験が進行中である。しかしながら、上記で記載したような長期間の治療として、視神経、小柱網及び/又は血管細胞を含む網膜組織の保護、又は更に好ましくは再生を可能にする、利用可能で有効な治療法は今のところない。網膜色素変性症(RP)ための薬物(例えば、ビタミンA及びパルミチン酸ビタミンA)による治療及びAMDのための薬剤(例えば、ルセンティス(商標)及びマクジェン(商標))による治療がこれらの疾患の進行を遅らせることが示されていたとしても、これらの治療戦略は全て細胞の喪失に対して保護効果を示すことができていないので、有効な治療は今のところない。例えば、網膜移植又は人工網膜埋め込みといった外科的介入は、未だに早期の実験段階にある。同様に、遺伝子治療及び幹細胞治療、栄養補給剤などのような有効な治療法は、今日に至って未だに臨床段階まで開発されていない。
国際公開第02/067971A2号パンフレット
従って、本発明の目的は、上述のような眼疾患及び眼障害、特に網膜の変性が原因で生じる眼疾患及び眼障害のための薬剤投与の頻繁な反復を必要とせずに、及び/又は望ましくない副作用のリスクを伴わずに、これらの問題を回避し、長期間の治療の提供を可能にする有効な治療法を提供することである。
本発明の根底にある課題は、添付の特許請求の範囲によって解決される。
本発明の根底にある課題は、網膜疾患、特に網膜色素変性症(RP)、加齢黄斑変性症(AMD)、糖尿病性網膜症、網膜血管閉塞及び視神経症などを含む、本明細書で定義されるような眼疾患又は眼障害の(眼内)治療のための(医薬組成物の調製のための)、眼疾患の(眼内)治療に好適な本明細書で記載されるような神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体の使用によって特に解決される。
更に好ましくは、本発明の根底にある課題は、本発明の文脈で使用されてもよい、好ましくは、網膜疾患、特に網膜色素変性症(RP)、加齢黄斑変性症(AMD)、糖尿病性網膜症、網膜血管閉塞及び視神経症を含む、本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療のための(医薬組成物の調製のための)、本明細書で定義されるような眼疾患又は眼障害の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又は任意のその他の細胞(種)の使用によって解決され、その際、当該細胞は、(球状)マイクロカプセルに封入されて、好ましくは、治療される患者の免疫系の応答を妨げる。本発明の文脈で、用語「・・をコードする細胞」は通常、「・・をコードする核酸を含有する又は含むように操作されている細胞」を意味する。
本明細書で記載されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれた細胞を介した、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体の投与によって、そのような因子の反復投与の問題を回避することが可能になる。したがって、そのような因子をコードし、発現する核酸を含有する細胞を患者の眼内に供給することにより、本明細書で定義されるような神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質が投与されてもよい。そのような細胞の埋め込みによって、生体内で、及び移植された細胞からのこれら因子の分泌のおかげで、これら因子の更に長い期間にわたる供給が保証される。それらは、反復投与を必要とせず、当該部位でこれらの因子を直接供給する。免疫系が通常、外来細胞を認識し、そのような外来物質から生物を防御するために免疫応答を誘発することは当該技術で既知である。従って、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体を発現することが可能であるような細胞の埋め込みは、このように、生物における免疫応答を招き得る。そのような防御反応は、治療の間に相当の且つ望ましくない副作用を引き起こす可能性があり、治療される生物の重篤な合併症又は死亡さえ招き得る。本明細書でも想定されるこの問題を回避する戦略の1つとしては、自己細胞、即ち、患者自身に由来する、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体を一時的に発現するように遺伝的に改変されている細胞の使用などが挙げられる。そのような手順は、治療される特定の患者の細胞に限定されることが好ましい。
本発明の文脈で、用語「眼疾患」は特に、他の網膜疾患の中でもとりわけ、網膜色素変性症(RP)、黄斑変性症(MD)、加齢黄斑変性症(AMD又はARMD)、網膜症、糖尿病性網膜症、他の理由による黄斑浮腫、血管内皮及び周皮細胞の異常、網膜血管閉塞、小柱網を含む緑内障から選択される網膜疾患を含む網膜の変性が原因で起きる眼疾患及び眼障害、及び小柱網の変性を含むその他の視神経症、及び角膜内皮などの異常、又はそれらに関連する疾患又は障害を含む。この文脈で、本発明の文脈における眼疾患は、眼の血管新生による眼疾患、脈絡膜の血管新生、黄斑変性による脈絡膜の血管新生、持続性及び再発性の脈絡膜の血管新生、ヒストプラスマ症及び病的近視による脈絡膜の血管新生、網膜色素線条症から生じる脈絡膜の血管新生、前部虚血性視神経症、細菌性心内膜炎、ベスト病、バードショット網膜脈絡膜症、脈絡膜血管腫、脈絡膜母斑、脈絡膜非潅流、脈絡膜骨腫、脈絡膜破裂、先天性脈絡膜欠如、慢性網膜剥離、網膜の欠損、ドルーゼン、内因性カンジダ眼内炎、網膜色素上皮の乳頭外過誤腫、黄色斑眼底、特発性黄斑円孔、悪性黒色腫、膜性増殖性糸球体腎炎(II型)、金属眼内異物、朝顔症候群、多発一過性白点症候群(MEWDS)、鋸状縁における血管新生、手術用顕微鏡のバム、視神経頭ピット、光凝固、点状脈絡膜内層症、風疹、サルコイドーシス、匐行性又は地図状の脈絡膜炎、網膜下の体液排出、傾斜乳頭症候群、トキソプラズマ性脈絡網膜炎、結核、又はフォークト・小柳・原田症候群、糖尿病性網膜症による血管新生、非糖尿病性網膜症、静脈分枝閉塞症、中心網膜静脈閉塞、未熟児網膜症、虹彩ルベオーシス、血管新生緑内障、周中心窩毛細血管拡張症、鎌状赤血球網膜症、イールズ病、網膜血管炎、フォン・ヒッペル・リンドウ病、放射線網膜症、網膜凍結傷害、網膜色素変性症、網膜脈絡膜コロボーマ、単純ヘルペス性角膜炎による角膜の血管新生、角膜潰瘍、角膜移植、翼状片、又は外傷であってもよい。本発明の文脈における眼疾患は、好ましくは、眼の腫瘍性疾患又は膠芽細胞腫を含まない。
上記発明の解決を提供するために使用され、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞は、(球状)マイクロカプセルに封入されて、治療される患者の免疫系の応答を妨げることが好ましい。本発明の文脈では、そのような(球状)マイクロカプセルは、好ましくは、(球状)コア(即ち、コアは球状であってもなくてもよい)と少なくとも1層の表面コーティング層とを含み、その際、
(球状)コアは、一般的に架橋ポリマーと、本発明の文脈で使用されてもよく且つ、本明細書で定義されるような、好ましくは眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又はその他の細胞(種)(の混合物)を含むか、又はそれから成り;並びに
少なくとも1層の表面コーティング層は、一般的に架橋ポリマーを含むか、又はそれからなる。
本明細書で定義されるような表面コーティング層だけが、投与の際、例えば、(宿主生物)の投与部位への注入又は埋め込みの際、これら(球状)マイクロカプセルの有効な免疫バリアを提供するのが好ましいので、(球状)マイクロカプセルは、そのような表面コーティング層なしでコアだけによって形成されることがないことが好ましい。
本明細書で使用されるような細胞で、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞を含む(球状)マイクロカプセルは、本明細書では通常、(球状)マイクロカプセルの総径と呼ばれる粒径を含む。一般に、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの総径は、具体的な治療及び投与方式によってかなり変化してもよい。本発明の文脈では、治療は、本明細書で定義されるような眼疾患及び眼障害に厳密に限定される。治療は通常、例えば、注入又は埋め込みによって特定の投与部位内に本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルを投与することにより局所的に行われるので、投与方式は、例えば、注入カニューレの直径によって、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの総径を制限してもよい。本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの総径は、少なくとも1層の表面コーティング層の厚みによってと同様に、(球状)マイクロカプセルのコアの直径によっても更に決定されるが、それは、双方の直径が通常、少なくとも部分的に互いに左右され、当然、(球状)マイクロカプセルの総径に影響を及ぼすからである。
本明細書で定義されるような眼疾患の治療について、本願の発明者らは驚くべきことに、約120μm〜約800μm、好ましくは約120μm〜約700μmの(球状)マイクロカプセルの総径(粒径)、更に好ましくは約150μm〜約650μmの総径、一層更に好ましくは約165μm〜約600μmの総径を使用してもよいことを見出した。特に、約120μm〜約300μmの(球状)マイクロカプセルの総径(粒径)、更に好ましくは約150μm〜約250μmの総径、一層更に好ましくは約165μm〜約225μmの総径、最も好ましくは約180μm〜約200μmの総径、例えば、約180μm、約185μm、約190μm又は約200μmが有利である。そのような総径を含む(球状)マイクロカプセルは通常、治療される眼における選択された注入部位に保持され、周辺組織に移動しない。これによって、治療の間、十分な時間、注入の部位にて、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体の継続的な発現を提供して、これらの因子により発揮される有益な効果の全ての領域を提供することが可能となる。
(球状)マイクロカプセル(又は本明細書で定義されるような(球状)コア)の上記文脈で、用語「球状」は最も広い意味で理解される。球状粒子は、好ましくは、球形様の形状を有すると理解され、そのため、形状としては、対称であっても非対称であってもよく、例えば、(球状)マイクロカプセル及び/又はそのコアは楕円形状を有してもよい。あまり好まれない実施形態としては、本発明に従って使用されるマイクロカプセル又はコアは、上記意味の範囲内で球状でなくてもよいが、例えば、マイクロカプセルの表面上で突き出ているか又は陥入しているセグメントを持つ任意の形態を有してもよく、又は繊維(特に中空繊維)若しくはシート(特に平坦な若しくは湾曲したシート)の形態で存在してもよい。本開示において「球状」のマイクロカプセル又はコアが言及される場合はいつでも、「非球状」のマイクロカプセル又はコアが同様に提供され、調製され、又は使用されてもよい。しかしながら、好ましい実施形態によれば、(球状)マイクロカプセルは、球状のマイクロカプセル又は楕円のマイクロカプセルである。好ましくは、(球状)マイクロカプセルは「非球状」マイクロカプセルではない。更に好ましくは、(球状)マイクロカプセルは繊維(特に中空繊維)又はシート(特に平坦な若しくは湾曲したシート)の形態で存在しない。
本明細書で定義されるように、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルは、好ましくは、(球状)コア(即ち、コアは球状であってもなくてもよい)を含み、その際、(球状)コアは、架橋ポリマーと、本発明の文脈で使用されてもよい細胞であって、本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又はその他の細胞(種)(との混合物)を含むか、又はそれからなる。
本発明の文脈では、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアの一般的に架橋ポリマーは、本発明の文脈で使用されてもよい細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又はその他の細胞(種)をその空洞に埋め込む足場構造を形成する。これらの細胞は、個々に、又は通常、例えば、約10〜約10,000、例えば、約10〜約500、約10〜約1,000、又は約10〜約10,000の凝集した細胞(のプール)のような凝集体として足場構造に埋め込まれてもよい。好ましくは、(球状)コアは、架橋ポリマーと本明細書で定義されるような埋め込まれた細胞との均質な分布を含む。好ましくは、本明細書で定義されるような足場構造と埋め込まれた細胞とを含むコアは、以下に開示されるような方法に従って調製される。この文脈で、本発明に係る使用のために(球状)マイクロカプセルを調製する場合、(球状)マイクロカプセルの封入細胞、例えば、本発明の文脈で使用されてもよい間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、自己細胞又はその他の細胞(種)を全体としてポリマーマトリクスに埋め込むことが決定的に重要である。
本発明の文脈で(球状)マイクロカプセルに使用されてもよい、本明細書で定義されるような埋め込まれる細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又はその他の細胞(種)は、架橋された足場ポリマーのmL当たり約1×10個〜約1×10個、1×10個又は1×1010個の細胞濃度で、好ましくは架橋された足場ポリマーのmL当たり約1×10個、約1×10個、又は1×10個の細胞濃度〜約5×10個の細胞濃度で(又は更に、架橋された足場ポリマーのmL当たり約1×10個又は1×1010個の細胞濃度まで)、更に好ましくは、架橋された足場ポリマーのmL当たり約1×10個、約1×10個又は1×10個の細胞濃度〜約1×10個の細胞濃度で、最も好ましくは、架橋された足場ポリマーのmL当たり約1×10個、約1×10個又は2×10個の細胞濃度から6×10個の細胞濃度でコア内に存在してもよい。
本発明の文脈では、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルのコアは通常、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの総径の直径を超えない直径(粒径)を有する。通常、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルのコアは、約50μm〜約220μmの直径、好ましくは約100μm〜約200μmの直径、同様に好ましくは約115μm〜約185μmの直径、更に好ましくは約130μm〜約170μmの直径、一層更に好ましくは約145μm〜約155μmの直径、例えば、約120μm、約125μm、約130μm、約135μm、約140μm、約145μm、約150μm、又は約155μmの直径を有する。特に好ましくは、(球状)マイクロカプセルのコアは、本発明に従って使用されるとき、好ましくは本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの総径より約1μm〜約80μm小さい直径、更に好ましくは本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの総径より約15μm〜約70μm小さい直径、最も好ましくは本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの総径より約30μm〜約60μm小さい直径を有する。言い換えれば、(球状)マイクロカプセルのコアの直径は、本発明に従って使用されるとき、約50μmのサイズ、約60μmのサイズ、約70μmのサイズ、約80μmのサイズ、約90μmのサイズ、約100μmのサイズ、約110μmのサイズ、約120μmのサイズ、約125μmのサイズ、約130μmのサイズ、約135μmのサイズ、約140μmのサイズ、約145μmのサイズ、約150μmのサイズ、約155μmのサイズ、約160μmのサイズ、約165μmのサイズ、約170μmのサイズ、約175μmのサイズ、約180μmのサイズ、約185μmのサイズ、約190μmのサイズ、約195μmのサイズ、約200μmのサイズ、約205μmのサイズ、約210μmのサイズ、約215μmのサイズ、若しくは約220μmものサイズを有してもよく、又は上述された具体値の任意の2つから選択される任意の範囲を含んでもよい。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルのコアは、本明細書で定義されるような、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞を含む。(球状)コアについての、本発明の文脈で使用されてもよく、コアの周辺に局在するそのような細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又はその他の細胞(種)、又は足場構造から突き出している細胞は、免疫上の問題を惹起し得るが、それは、免疫系がこれらのマイクロカプセルを外来成分として認識することが原因で、免疫系によってこれらのマイクロカプセルが攻撃されるからである。
当初の溶液における細胞濃度を下げることによってこの効果は回避され得るが、本発明は、コアの細胞部分を増やすことによってマイクロカプセルの効率を改善することができる。コア内における細胞濃度が高ければ高いほど、移植される最終的なマイクロカプセルの総容積は小さくなる、即ち、注入部位でマイクロカプセルは更に効率的に作用し得る。(球状)マイクロカプセルの(球状)コアで高い濃度の細胞を用いた場合の免疫上の問題を回避するために、本発明は、(球状)コアの上に適用される少なくとも1層の表面コーティング層を提供する。バリアとして作用する表面コーティング層のおかげでこれらの細胞が宿主の免疫系に達しないので、細胞がコアの周辺に非常に近く局在したとしても、この表面コーティング層は免疫応答を引き起こさない。この表面コーティング層は通常、どんな細胞も含有せずに、本明細書で定義されるような架橋ポリマーから構成される。特に好ましい実施形態によれば、上記で定義された(球状)コアは、少なくとも1層以上の表面コーティング層、例えば、1層、2層、3層、4層、5層、5層から10層以上の表面コーティング層、更に好ましくは、1層、2層又は3層の表面コーティング層、最も好ましくは1層のみの表面コーティング層によって被覆される。通常、各表面コーティング層はコアの周りで均一な厚みを含む。(球状)マイクロカプセルの表面コーティング層の厚みは、本発明に従って使用されるとき、ほぼ任意に変化してもよく、通常、約1μm〜約80μm、更に好ましくは約15μm〜約70μm、の範囲内であり、最も好ましくは約20μm〜約40μmの範囲であり、例えば、約30μmである。
本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コア(及び任意で、(球状)マイクロカプセルの少なくとも1層の表面コーティング層)は、架橋ポリマー(の混合物)を含むか、又はそれからなる。この文脈で、当該技術で既知であり、カプセル化に好適である薬学的に許容可能な(架橋可能な)ポリマーが、本発明に従って定義されるような、(球状)コアの形成、及び互いに独立して、(球状)マイクロカプセルの少なくとも1層の表面コーティング層の形成に使用されてもよい。好ましくは、一方で、外部からの酸素や栄養を供給するためにその架橋状態で透過性を有し、他方でコアの細胞によってコードされ、分泌されるペプチドのマイクロカプセルから患者の組織又は体液への拡散を可能にするようなポリマーが使用される。更に、架橋ポリマーは、マトリクスを介して、生体の免疫系の成分が侵入することを妨げる。例証として、例えば、選択されたタンパク質又はタンパク質に基づいたポリマー(例えば、コラーゲン、アルブミンなど)、ポリアミノ酸(例えば、ポリ−L−リジン、ポリ−L−グルタミン酸など)、多糖類及びそれらの誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロース、硫酸セルロース、アガロース、褐藻類(例えば、コンブ種(Laminarales)、シオミドロ種(Ectocarpales)、ヒバマタ種(Fucales)の)のアルギネートを含むアルギネート)、カラギーナン、ヒアルロン酸、ヘパリン及び関連するグルコサミン硫酸塩、デキストラン及びその誘導体、キトサン及びその誘導体)といった天然のポリマーから得られる、合成の、半合成の、及び天然の水溶性(バイオ)ポリマー等のポリマーが使用されてもよい。例えば、脂肪族ポリエステル(例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸など)、ポリアミド、ポリ無水物、ポリオルトエステル、ポリホスファゼン、熱可塑性のポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート及びポリテトラフルオロエチレンなどのような合成ポリマーも使用されてもよい。
更に、合わせて本明細書では、ブロックポリマー、即ち、前述したポリマーの2以上の組み合わせによって誘導されるポリマーを使用してもよい。そのようなブロックポリマーは、所望の特性、例えば、孔サイズ、架橋状況、毒性、取り扱い、生体適合性などに応じて当業者によって選択されてもよい。上記ポリマーのいずれもが、本発明の文脈で「化学的に異なったポリマー」として定義され、即ち、これらポリマーのそれぞれは通常、上記ポリマーの他のものとは同一のモル質量及び構造を示さない。対照的に、「化学的に同一のポリマー」は、ポリマーが同一のモル質量及び構造を示すことを意味する。
最終的に、上記ポリマーの混合物も本明細書に包含され、その際、そのような混合物に含有されるポリマーの量は、例えば、上記で概説されたように、所望の特性に応じて当業者によって選択されてもよい。この点で、得られたポリマーの混合物の全体的なモル質量及び混合物の単一ポリマーの相当するモル比率が別のポリマー混合物と同一であれば、ポリマーの混合物は、別のポリマー混合物と化学的に同一(「化学的に同一のポリマー」)であるとみなすことができる。
好ましくは、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コア(及び任意で、(球状)マイクロカプセルの少なくとも1層の表面コーティング層)の架橋ポリマー(の混合物)は、アルギネートを含むか、又はそれからなる。アルギネートは、(球状)コア及び/又は少なくとも1層の表面コーティング層の形成のためのポリマーとして本発明に従って使用されるのであれば、その生体適合性及び架橋特性のために特に有利である。化学的な観点からは、アルギネートは、双方の酸のヘテロポリマー領域によって分離されるβ−D−マンヌロン酸とα−L−グルロン酸のホモポリマー基に由来するアニオン性多糖類である。アルギネートは水溶性であり、ナトリウム又はカリウムのような一価のカチオンの存在下で高い粘度の溶液を形成する。架橋された水不溶性のヒドロゲルは、アルギネート単鎖と二価、三価又は多価のカチオン(例えば、カルシウム、バリウム又はポリリシン)の相互作用の際に形成される。好ましくは、精製されたアルギネート(例えば、DE 198 36 960に従って;その具体的な開示は参照によって本明細書に組み入れられる)、更に好ましくは、生理食塩水におけるアルギン酸カリウム又はアルギン酸ナトリウムが、カプセル化に使用される。そのようなアルギネートは通常、約20kDa〜約10,000kDa、更に好ましくは約100kDa〜約1,200kDaの平均モル質量を示す。本発明に従って使用されるような(球状)マイクロカプセルのコア及び/又は少なくとも1層の表面コーティング層の形成に使用されるアルギネートは、溶液として、更に好ましくは水溶液として提供されてもよく、例えば、使用されるアルギネートの0.2%(w/v)アルギネート水溶液の粘度は、約2mPa・s〜約50mPa・sの範囲、更に好ましくは、約3mPa・s〜約10mPa・sの範囲であってもよい。本発明に従ってアルギネートが使用されるのであれば、α−L−グルロン酸が豊富であるものが好まれる。言い換えれば、少なくとも50%のα−L−グルロン酸(及び50%未満のβ−D−マンヌロン酸)を含有するアルギネートが好まれる。更に好ましくは、使用されるアルギネートは、50%から70%のα−L−グルロン酸と30%から50%のβ−D−マンヌロン酸を含有する。本発明に従って使用されるような(球状)マイクロカプセルを調製するために好適なアルギネートは、褐藻類、例えば、コンブ種(Laminarales)、シオミドロ種(Ectocarpales)、ヒバマタ種(Fucales)など、及びアルギネートを産生するその他の種の藻類を含むが、これらに限定されない特定の藻類の種から抽出することによって入手可能である。アルギネートは、当業者に既知のアルギネートの調製方法に従って、新鮮な藻類材料又は乾燥した材料から単離されてもよい。
本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアの調製で使用される、本明細書で定義されるような架橋ポリマーと、本明細書で定義され、及び/又は(球状)マイクロカプセルの少なくとも1層の表面コーティング層の調製用の架橋ポリマーは、選択されたポリマーに関して及び選択された濃度に関して同一であってもよく、又は異なっていてもよい。
第1の実施形態では、(球状)コアと少なくとも1層の表面コーティング層を調製するために使用される架橋ポリマーは、同一の濃度又は異なった濃度にて化学的に同一のポリマーを含んでもよい。好ましくは、(球状)コア及び少なくとも1層の表面コーティング層に存在するポリマーは、上記で定義されたようなポリマーのいずれかから選択された未架橋ポリマーの溶液を用いて調製される。このポリマー溶液では、未架橋ポリマーは通常、約0.1%(w/v)〜約8%(w/v)の未架橋ポリマーの濃度、更に好ましくは、約0.1%(w/v)〜約4%(w/v)の未架橋ポリマーの濃度、一層更に好ましくは、約0.5%(w/v)〜約2.5%(w/v)の未架橋ポリマーの濃度、最も好ましくは、約1%(w/v)〜約2%(w/v)の未架橋ポリマーの濃度で存在する。上記で開示されたようなアルギネートが、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアの調製用のポリマーとして及び本明細書で定義され、及び/又は(球状)マイクロカプセルの少なくとも1層の表面コーティングの調製用の架橋ポリマーとして使用されるのであれば、(球状)コアの調製用のポリマー溶液の濃度と(球状)マイクロカプセルの少なくとも1層の表面コーティング層の調製用のポリマー溶液の濃度は、互いに独立して、0.1%(w/v)から4%(w/v)の未架橋ポリマーの濃度、好ましくは0.4%(w/v)から2%(w/v)の未架橋ポリマーの濃度から選択されてもよい。双方の溶液についてのアルギネートの濃度は同一でもよい。或いは、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コア及び少なくとも1層の表面コーティング層を調製するために異なったアルギネート濃度を使用してもよい。好ましくは、(球状)コア及び少なくとも1層の表面コーティング層の調製に使用される未架橋ポリマーは化学的に同一のポリマーを含み、更に好ましくは同一の濃度であり、例えば、本明細書で定義されるようなポリマーとの本明細書で定義されるような濃度である。この文脈で、用語「%(w/v)」は、未架橋ポリマーの濃度を指し、通常、例えば、好適な溶媒に未架橋ポリマーを可溶化した後(架橋する前に)、ポリマー溶液の総容積に対するその乾燥形態でのポリマーの特定の量を基にして決定される。しかしながら、上記濃度は、該当する場合、例えば、標準条件(室温、常圧など)にて流体の凝集状態で存在するポリマーを使用するならば、代わりに「%v/v」濃度にも相当することになっている。
第2の実施形態によれば、(球状)コア及び少なくとも1層の表面コーティング層を調製するために使用される架橋ポリマーは、同一の濃度又は異なった濃度にて化学的に異なったポリマーを含んでもよい。それによって、互いに独立して(球状)コア及び少なくとも1層の表面コーティング層のために、本明細書で定義されるように濃度及びポリマーが別々に選択されてもよい。更に、例えば、天然ポリマー、合成ポリマー及びポリマーの組み合わせ、即ち、ブロックポリマーを含む、本明細書で定義されるようなポリマーからポリマーが選択されてもよい。コア及び少なくとも1層の表面コーティング層に使用されるポリマーの性質の差異もまた、使用されるポリマーの異なった分子量及び/又は同一ポリマーの異なった架橋などに起因してもよい。
(球状)マイクロカプセルが1層を超える表面コーティング層を含む場合、少なくとも1層の表面コーティング層のそれぞれにおけるポリマーは同一であってもよく、又は異なっていてもよく、即ち、各表面コーティング層の架橋ポリマーは、同一の濃度又は異なった濃度で化学的に同一のポリマー又は異なったポリマーを含んでもよく、例えば、(球状)マイクロカプセルは、本発明に従って使用されるとき、本明細書で定義されるようなポリマーからなる、本明細書で定義されるような少なくとも1層の表面コーティング層と、ポリカチオン、例えば、本明細書で定義されるようなポリアミノ酸、例えば、ポリ−L−リジン、ポリ−L−グルタミン酸などからなる追加の外部表面コーティング層を含んでもよい。同様に、異なる表面コーティング層に使用されるポリマーの性質の差異は、使用されるポリマーの異なった分子量及び/又は同一ポリマーの異なった架橋などに起因してもよい。
本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアは、更に細胞を含む。そのような細胞は通常、幹細胞又は間質細胞、例えば、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞から、又はその他の細胞(種)から選択され、それらは、本発明の文脈で使用されてもよく、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する。そのような細胞は通常、以下で定義されるような、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードする核酸の安定的な細胞へのトランスフェクション又はむしろ核酸を含有するベクターの安定的な細胞へのトランスフェクションによって入手することが可能である。
本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに好適な細胞は、分化全能性の、分化多能性の、又は多分化能の幹細胞を含む(未分化の)幹細胞から選択されてもよい。本文脈で使用される幹細胞は、好ましくは、胚性幹細胞(ES細胞)、又は外胚葉、中胚葉若しくは内胚葉に由来する幹細胞、又は例えば、(ヒト)間葉系幹細胞若しくは間葉系間質細胞(MSC、hMSC)(例えば、ヒトの骨髄又は脂肪組織に由来する)、造血幹細胞、表皮幹細胞、神経幹細胞、及び皮膚からの線維芽細胞(筋線維芽細胞)を含む未成熟の線維芽細胞といった成体幹細胞を含む。これらの(未分化)幹細胞は通常、対称な幹細胞分裂が可能であり、即ち、細胞分裂は同一のコピーをもたらす。幹細胞は、どのような細胞種にも転換する能力を維持する。更に、幹細胞は非対称性に分裂することが可能であり、幹細胞のコピーと、幹細胞のコピーとは異なる別の細胞、例えば、分化した細胞とをもたらす。本明細書で定義されるような幹細胞、特に、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに好適な間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞は更に、コードされ、分泌される、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体の効果をサポートする一連の内因性の栄養因子を産生してもよい。間葉系間質細胞のこのパラクリン細胞保護メカニズムのための生物学的活性因子は、例えば、サイトカイン GRO、IL−6、IL−8、MCP−1及び増殖因子、VEGF、GDNF、及び神経栄養因子−3であってもよい。特に好ましい実施形態によれば、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアにおける細胞は、こうして、VEGF、IL6、IL8、GDNF、NT3及びMCP1などから選択される、治療レベルでカプセルを通じて放出されるパラクリン因子としての内因性のタンパク質又はペプチドを分泌する。
或いは、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルのコアは、例えば、上記幹細胞又は間質細胞から入手可能な(未分化)細胞から選択される細胞、例えば、結合組織ファミリーの細胞、例えば、(成熟)線維芽細胞、軟骨組織の細胞(軟骨細胞)、骨の細胞(骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞)、脂肪細胞(含脂肪細胞)、又は平滑筋細胞、又はリンパ系前駆細胞若しくはそれに由来する細胞を含む血液細胞、例えば、NK細胞、T細胞、B細胞若しくは樹状細胞、又は一般的な骨髄性前駆細胞若しくはそれに由来する細胞、例えば、樹状細胞、単球、マクロファージ、破骨細胞、好中球、好酸球、好塩基球、血小板、巨核球若しくは赤血球、若しくはマクロファージ、星状細胞、オリゴデンドロサイトなどを含む神経細胞、又は上皮細胞、又は表皮細胞などを含有してもよい。これらの分化した細胞は通常、対称な細胞分裂が可能であり、即ち細胞分裂が、分化元である親細胞と同一のコピーをもたらす。更に、場合によっては、これらの分化した細胞は、非対称性に分裂することが可能であってもよく、親細胞の同一コピーと、親細胞とは異なる別の細胞とをもたらし、即ち、細胞は親細胞に比べて更に分化する。或いは、場合によっては、本明細書で定義されるような分化した細胞は、細胞分裂を必要とすることなく、例えば、選択的な分化因子を添加することによって更に分化することが可能であってもよい。
更に、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれた細胞は、本発明に従って使用されるとき、治療される患者自身から採取された細胞(自己細胞)であってもよく、又は同種異系細胞から採取(例えば、試験管内で培養された樹立細胞株、例えば、HEK293細胞、hTERT−MSC細胞などから採取)されてもよい。(球状)マイクロカプセルに(球状)コアを埋め込む表面コーティング層のおかげで、本発明に従って使用されるとき、当該表面コーティング層によって、治療される患者の望ましくない免疫応答を誘発することなく、同種異系細胞を使用することが可能になる。
本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は、更に、本明細書で定義されるような(分化した及び/又は未分化の)細胞種の組み合わせであってもよい。(球状)マイクロカプセルの(球状)コアは、本発明に従って使用されるとき、例えば、ヒト間葉系幹細胞又はヒト間葉系間質細胞を含有してもよく、その際、これらの細胞の一部が、本明細書で定義されるような細胞種、例えば、含脂肪細胞(脂肪組織への移植に好適な)などに試験管内又は生体内で分化してもよい。従って、例えば、共通する系列を共有する種々の細胞種(例えば、特定の幹細胞種に由来する)がコアに配分されてもよい。
要約すれば、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアを調製するために好適な細胞は、未分化細胞又は分化細胞から選択されてもよい。一実施形態によれば、本明細書で定義されるような未分化細胞が好まれてもよい。そのような未分化細胞は、例えば、そのような未分化細胞の更に長い寿命による、有利な特性、例えば、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの長期にわたる効果、例えば、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体を発現し、分泌する長期にわたる能力を提供してもよい。代わりの実施形態では、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアを調製するために、本明細書で定義されるような分化した細胞が好まれてもよいが、それは、それらが通常はもはや急速に増殖しないので、本発明に従って使用されるとき、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアの中で望ましくない急速な増殖をもたらさないからである。選択された分化因子を前駆細胞に添加することにより、当該技術における既知の方法に従って、試験管内にて当業者によって細胞の具体的な分化が行われてもよい。好ましくは、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞の大半(又は少なくとも90%、更に好ましくは少なくとも95%及び最も好ましくは少なくとも99%)が同一の細胞種に属するように細胞を分化させる。特に、本明細書で定義されるような間葉系幹細胞は試験管内で、例えば、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞のような含脂肪細胞、脳細胞のようなニューロン様細胞などに分化させてもよく、それに応じて本明細書で使用されてもよい。(球状)マイクロカプセルの(球状)コアを調製するために未分化細胞が使用されるか、分化細胞が使用されるかに関しては、本明細書で定義されるとき、治療される疾患の具体的な要件、例えば、苦痛部位、投与方式、埋め込みのために選択される組織などに左右されてもよい。適切な細胞の選択は、これらの基準を評価する当業者により行われてもよい。
更に、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアを調製するために好適な細胞としては、不死化細胞であってもよく、又は非不死化細胞であってもよいが、好ましくは不死化細胞であってもよい。不死化細胞が使用されるのであれば、これらの細胞は、上記で議論したように対称性及び/又は非対称性の細胞分裂の能力を保持することが好ましい。本発明によれば、細胞は、正常細胞(即ち、非不死化細胞)の2倍の寿命を超える場合、不死と定義される。試験管内での正常2倍体細胞の最大寿命は、細胞種(例えば、成人細胞に対する胎児細胞)及び培養条件によって異なる。従って、試験管内での培養された正常細胞の最大寿命は、およそ60回から80回の細胞分裂回数である。例えば、角化細胞は約80回分裂し、線維芽細胞は50回を超えて分裂し、リンパ球は約20回分裂する。正常な骨髄幹細胞は30回から40回の分裂回数の最大寿命を示し得る。好ましくは、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアの調製に使用される細胞株は、本発明に従って使用されるとき、350回の分裂回数を超えて連続的に増殖してもよく、幼若細胞に特徴的な正常な増殖速度を依然として維持してもよい。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアを調製するために細胞を不死化する方法は当該技術で広く知られており、それに応じて本明細書で適用されてもよい(例えば、WO 03/010305、又はWO 98/66827を参照のこと、これらは参照によって本明細書に組み入れられる)。例となる方法(WO 03/010305に係る)は、例えば、以下の工程を含む:
a)当業者に既知の標準的な従来の細胞培養法に従って、細胞、例えば、幹細胞、特にヒト骨髄由来の幹細胞(例えば、(ヒト)間葉系幹細胞(MSC、hMSC)を培養する;
b)以下の(b1)から(b5)により、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)遺伝子又はその変異体の少なくとも一フラグメントを含むレトロウイルスベクターによって前記培養細胞に形質導入する;
b1)パッケージング細胞株(例えば、PA317細胞、PG13細胞、Phenixなど)(パッケージング細胞株は、レトロウイルスベクターが産生される細胞である)を培養し、
b2)レトロウイルスベクター(例えば、モロニーマウス白血病ウイルスなどに由来する)を構築し、その際、レトロウイルスベクターは、ヒトテロメア反復(hTRT)遺伝子又はその変異体の触媒サブユニットの少なくとも一フラグメント、更に好ましくはhTERTのcDNAフラグメント、例えば、pGRN145由来の3452塩基対EcoRIフラグメント(Geron社)を含み、
b3)前記レトロウイルスベクターによって前記パッケージング細胞株にトランスフェクションし、
b4)好ましくはレトロウイルスベクターと共に細胞を遠心することによって、前記トランスフェクションした細胞により前記パッケージング細胞株に形質導入し、
b5)上記工程a)に従って培養した細胞に、工程b4)のパッケージング細胞であって前記レトロウイルスベクターを含む細胞によって形質導入する;
c)不死化細胞株を得ることを含み、その際、前記不死化細胞株は、工程a)の細胞と比べて実質的に同一の特徴と特性を有する。その結果、ヒトテロメアサブユニット(hTRT)遺伝子に由来する挿入ポリヌクレオチド配列が転写され、翻訳されて機能的なテロメラーゼを産生してもよい。当業者は、コドンの縮重によって、多数のポリヌクレオチド配列が同一のテロメラーゼをコードすることを認識するであろう。加えて、野生型テロメラーゼ配列と実質的に同一の配列を有し、野生型テロメラーゼのポリペプチドの機能を保持する(例えば、野生型テロメラーゼのポリペプチドにおけるアミノ酸の保存的置換の結果生じる)テロメラーゼ変異体も含まれる。
本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は通常、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌するように操作されているか、又はそれを天然にコードし且つ分泌する。
本発明の文脈で、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体は、当業者によって既知のタンパク質又はペプチドから選択されて、神経保護及び/又は抗血管新生の効果、又は眼疾患に関する更なる積極的な効果、例えば、抗アポトーシス効果を呈してもよい。
この文脈で、用語「神経保護効果」は、好ましくは、例えば、本明細書で定義されるような疾患の結果としてのアポトーシス又は変性からニューロンを保護する神経系内のメカニズムを指す。従って、「神経保護因子」は、好ましくは、神経系内のメカニズムを利用することによって、更に好ましくは本明細書で定義されるような眼疾患の文脈にて、アポトーシス又は変性からニューロンを保護する、好ましくは化合物であり、更に好ましくはペプチドである。
眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、好ましくは本明細書で定義されるような神経保護因子を用いた眼内薬物療法の神経保護態様、又は更に正確には、細胞保護態様は、視神経(網膜の延長として)、角膜内皮(進行性の角膜内皮ジストロフィ又はその他の障害の場合)、及び前房隅角における小柱網(眼房水の流出抵抗が高まって眼内圧が高くなり、その結果高圧緑内障を招く部位として)を含む、網膜を冒すほとんどどの障害にも効果を有してもよい。そのような細胞保護療法の目的は、眼の機能に必要とされる細胞の喪失を防ぐこと、又は当該細胞の喪失を少なくとも遅らせることである。療法の神経保護の態様/効果は、糖尿病性網膜細小血管症による網膜細胞の喪失が糖尿病性網膜症による眼の視機能低下の最も重要な理由なので、糖尿病性網膜症にとって特に重要であってもよい。眼内細胞保護療法には、角膜内皮及び毛細血管周皮細胞も含まれ、それらは、血液潅流のためにこれら毛細血管を開放したままにする試み、又は網膜組織への正常に機能しない血液供給を改善するためにそれらを再疎通させる試みにおいて糖尿病の経過において特に冒される。
更に、用語「抗血管新生効果」は、好ましくは、血管新生、即ち、新しい血管の増殖を阻害するメカニズムを指す。従って、「抗血管新生因子」は、好ましくは、本明細書で定義されるような眼疾患の文脈で、血管新生、例えば、新しい血管の増殖を阻害する、好ましくは化合物、更に好ましくはペプチドである。
眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体は、直接投与されてもよく、本明細書で定義されるようなベクターによってコードされてもよく、又は本明細書で記載されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれた細胞を介してコードされてもよい。
眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体が、本明細書で記載されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれた細胞を介して投与されるならば、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は通常、(球状)コアを調製する前に、眼疾患の(眼内)治療に好適な、そのような神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードする核酸配列によってトランスフェクションされる。そのようなトランスフェクションによって、細胞は、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体を発現し、分泌することが可能になる。
特に好ましい実施形態によれば、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体は、本明細書で定義されるような抗血管新生因子又はそのフラグメント若しくは変異体から選択されてもよい。好ましくは、抗血管新生因子は、エンドスタチン又は本明細書で定義されるようなそのフラグメント若しくは変異体である。エンドスタチンは、コラーゲンXVIIIの天然に存在する20kDaのC末端分解産物である。それは、アンギオスタチン及びトロンボスポンジンに類似した抗血管新生剤として作用することが報告されている。エンドスタチンは広いスペクトルを示す血管新生阻害剤であり、例えば、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF/FGF−2)及び血管増殖因子(VEGF)等の増殖因子の血管新生促進作用を妨害し得る。
別の好ましい実施形態によれば、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体は、本明細書で定義されるような神経保護因子又はそのフラグメント若しくは変異体から選択されてもよい。好ましくは、神経保護因子はGLP−1ペプチド又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、又は本明細書で定義されるようなそのフラグメント若しくは変異体から選択されてもよい。
好まれる一実施形態によれば、神経保護因子は、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなそのフラグメント若しくは変異体から選択されてもよい。
神経保護(及び好ましくは、抗アポトーシス)因子、GLP−1は、よく研究されているグルカゴン遺伝子上に局在し、それはプレプログルカゴンをコードする(例えば、White, J.W. et al., 1986 Nucleic Acid Res. 14(12) 4719−4730を参照のこと)。高分子量の前駆分子としてのプレプログルカゴン分子は、膵臓のα細胞にて、空腸にて及び結腸のL細胞にて合成される。プレプログルカゴンは、180アミノ酸の長さのプロホルモンであり、その配列は、グルカゴンに加えて、関連する構造:グルカゴン様ペプチド−1(GLP−1)とグルカゴン様ペプチド−2(GLP−2)との2つの配列を含有する。プレプログルカゴン分子では、GLP−1とGLP−2の間は、17アミノ酸ペプチド配列(又はむしろ15アミノ酸配列プラスC末端RR切断部位)、介在ペプチド2(IP2)である。IP2配列(前駆分子におけるGLP−1とGLP−2との間に位置する)は通常、生体内にてGLP−1のaa37の後ろでタンパク質分解によって切断される。従って、プレプログルカゴンモジュールは、その処理されていない形態での37アミノ酸ペプチドであるGLP−1(1−37)を含む、細胞及び環境に応じて種々のペプチドに切断される。一般に、この処理は膵臓及び腸管で生じる。GLP−1(1−37)配列は、更に31アミノ酸の処理された形態である活性のあるGLP−1(7−37)、又は更に変性産物GLP−1(7−36)アミドにタンパク分解によって処理される。従って、GLP−1(7−37)という表示は、当該フラグメントが、親ペプチドであるGLP−1のN末端から数えたとき、7番から(始まって)(含んで)37番まで(含む)アミノ酸残基を含むことを意味する。GLP−1(7−36)、GLP−1(7−36)アミド及びGLP−1(7−37)のアミノ酸配列は、式I(配列番号25)に与えられる:
His−Ala−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Ser−Tyr−Leu−Glu−Gly−Gln−Ala−Ala−Lys−Glu−Phe−Ile−Ala−Trp−Leu−Val−Lys−Gly−Arg−X (I)
それは、XがNHである場合、GLP−1(7−36)を示し、又はXがない場合、GLP−1(7−36)を示し、及びXがGly−OHである場合、GLP−1(7−37)を示す。
GLP−1は消化管ホルモンであり、β細胞におけるアデニル酸シクラーゼ及びタンパク質キナーゼの活性を刺激することを含む作用を持つ最も強力な内因性インスリン分泌促進剤である。生理学的には上部消化管からの胃抑制ポリペプチドと一緒に、それは、血糖レベルを下げるインクレチンホルモンとして機能する。従って、食物摂取に応答して分泌されるGLP−1は例えば、血糖を調節するのに共同して作用する胃、肝臓、膵臓、及び脳に対して多重効果を有する。その結果、グルカゴン様ペプチドGLP−1(7−36)アミド及びその非アミド化類似体GLP−1(7−37)は、炭水化物代謝に対するその強力な作用及び2型糖尿病を含む糖尿病治療への適用性の可能性のゆえに相当な関心を集めている。更に、神経保護特性は、冠状動脈心疾患の治療でのみ示されている。
本発明の一実施形態によれば、従って、GLP−1ペプチドは例えば、本明細書で定義されるような既知のGLP−1ペプチド配列から選択されてもよい。この文脈で、細胞がGLP−1ペプチドを発現し、分泌するように本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチドをコードする核酸配列によって、好ましくは(球状)コアを調製する前にトランスフェクションされてもよい、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってGLP−1ペプチドが分泌されてもよい。好ましくは、(球状)マイクロカプセルに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、本明細書で使用されるようなGLP−1ペプチドは、(wt)GLP−1のaa7−35及びこのペプチドと少なくとも80%、90%、95%又は更に99%の同一性を示すペプチドからなる群から選択されてもよい。一般に、GLP−1ペプチドは、(i)(wt)GLP−1のaa1−37を含むペプチド、(ii)(wt)GLP−1のaa7−35、36又は37を含むペプチド、(iii)GLP−1(7−36)アミド及び(iv)修飾されたペプチドを含むこれらペプチドと80%、90%、95%又は更に99%の同一性を示すペプチドからなる群から選択されてもよい。この文脈で、「修飾されたGLP−1ペプチド」は、組み合わせ、例えば、(wt)GLP−1の生物学的機能を保持する変異体のフラグメントを含む、GLP−1変異体又はGLP−1フラグメントを意味するように意図される。変異体及びフラグメントは、修飾されていないGLP−1配列の修飾、例えば、GLP−1(7−35、36又は37)として分類される。本発明の意味の範囲内で、変異体又はフラグメントは、機能的でなければならず、例えば、修飾されていない(GLP−1)ペプチドと同一の又は類似した生物活性を有さなければならない。用語「活性」は、生物活性を指す(例えば、受容体結合、受容体の活性化、GLP−1について知られる有益な効果の提示を含む生物活性の1以上、例えば、同一の条件下で天然に存在する本明細書で定義されるようなGLP−1及びそのフラグメント又は変異体と比較されてもよい、従来技術にて記載されたGLP−1の効果に関連して上記で言及されたような虚血又は酸素不足及び心臓組織の潜在的な死が原因で生じる損傷を強力に軽減するその活性)。好ましくは、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチドの変異体又はフラグメントは、本明細書で定義されるようなGLP−1(7−35、36又は37)の少なくとも25%の活性、更に好ましくは少なくとも50%の(生物)活性、一層更に好ましくは60%、70%、80%又は90%の(生物)活性、最も好ましくは本明細書で定義されるようなGLP−1(7−35、36又は37)の95%又は99%の(生物)活性を発揮する。生物活性は標準的なアッセイによって決定されてもよく、好ましくはそれによって、例えば、2型糖尿病の動物モデルなどを用いて血糖レベルを下げるインクレチンホルモンとしての活性を決定することが可能になる。
特に好ましい実施形態によれば、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされてもよい、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドは、そのN末端に、本明細書で定義されるような(天然の)GLP−1(1−37)配列の天然に存在するアミノ酸1−6を含まない。一層更に好ましくは、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又は以下で定義されるようなGLP−1融合ペプチドは、そのN末端で天然GLP−1(1−37)配列の天然に存在するアミノ酸1、2、3、4、5及び/又は6を含まない。この但し書きは好ましくは、例えば、GLP−1のaa7−35、36又は37、GLP−1(7−36)アミド及び修飾ペプチドを含むこれらペプチドと80%、90%、95%又は更に99%の同一性を示すペプチドからなる群から選択される、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド、及びそのようなGLP−1ペプチドを含有する融合GLP−1融合ペプチドを指す。しかしながら、この但し書きは、本明細書で定義されるようなそのようなGLP−1ペプチド又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドが、N末端(又はC末端)の配列修飾又はそれに融合される追加のアミノ酸若しくはペプチド、例えば、シグナルペプチド配列及び/又はリーダーペプチド配列などを含むことを除外しないが、wtGLP−1のアミノ酸1−6の配列とは区別する。別の好ましい実施形態では、GLP−1(7−35、36又は37)又はそのホモログのN末端に(直接的に)連結されるアミノ酸はGLP−1(7−35、36又は37)の6位で天然に存在するアミノ酸に相当しない。更に好ましい実施形態によれば、GLP−1(7−35、36又は37)又はそのホモログのN末端に連結されるアミノ酸は、天然のGLP−1における、好ましくはGLP−1の天然の順序における天然に存在するアミノ酸6、天然に存在するアミノ酸5及び6、天然に存在するアミノ酸4、5及び6、天然に存在するアミノ酸3、4、5及び6、天然に存在するアミノ酸2、3、4、5及び6、並びに天然に存在するアミノ酸1、2、3、4、5及び6に相当しない。特に好ましい実施形態によれば、GLP−1(7−35、36又は37)又はそのホモログのN末端に連結されるアミノ酸は、プレプログルカゴンの配列に相当しない。
天然のGLP−1、特にGLP−1(7−36)は生体内での短い半減期に悩まされているので、一般に、頻繁な投与が厳格に回避されるべきであるか又は長期投与が考えられる治療での使用が制限される。GLP−1は、残基8と9の間でDPP−IV(ジペプチジルペプチダーゼIV)によって数分以内に血漿で迅速に分解されて不活性のNH−末端の切捨て代謝体GLP−1(9−36)を生じる。更に、天然のGLP−1は通常腎排泄を受ける。これらの因子は、ペプチドGLP−1(7−36)又はNH−末端の切捨て代謝体GLP−1(9−36)が生体内で活性のある部分であることについて、及び天然のGLP−1又はそのフラグメントによる治療応用で生理学的な効果が発揮されるかどうかについて問題点を生じる。生体内でのその迅速な分解の結果、及びそのせいで、天然のGLP−1又はそのフラグメントは、急性の眼疾患患者に有用な可能性がある集中治療室のような短期間の代謝制御に好適なツールとして使用されてもよい。
そのような迅速な分解を回避するために、(DPP−IVによる分解に対して)安定化された、天然に存在するGLP−1(例えば、GLP−1(7−37))の類似体を合成するための種々の試みが行われている。特に、生体内ではAlaである8番目の残基を、例えば、Gly、Ser、又はThrのような別の残基で置換した(Burcelin, R. et al. (1999) Metabolism 48, 252−258)。Gly8又はG8類似体の双方を合成分子として鋭意調べて、遺伝的に操作した細胞に作らせ変異ポリペプチドを分泌させている(Burcelin, R., et al. (1999), Annals of the New York Academy of Sciences 875:277−285)。その他の種々の修飾体が、例えば、GLP−1(7−37)に導入されて、その生物活性に妥協することなく、生体内で安定性を高めている。
そのようなアプローチとしては、例えば、GLP−1ペプチドと共にDPP−IV阻害剤を追加的に投与することによって、DPP−IVによる分解に対してGLP−1を安定化することにより、短い半減期の問題を回避する。GLP−1ペプチドと共にDPP−IV阻害剤を追加的に投与することは、複雑化され、DPP−IV阻害剤は試験管内の系でのみ効率的に使用され得るので、通常、所望の長期治療にはつながらない。更に、GLP−1の必要な患者は、長期間にわたって、即ち、治療される疾患に罹っている間、又は更に悪ければ生涯にわたってGLP−1又はその類似体若しくは変異体の1又は複数を服用しなければならない。それは、薬物の繰り返し投与が必要になることを示している。しかしながら、眼内への投与は、痛みを伴い得るし、注入に関連する眼内感染及び眼内構造の機械的病変のリスクを抱え得る。加えて、生体内でのGLP−1の相対的に短い半減期は、短い間隔で薬物の再投与を必要とする。それは侵襲性の処置なので、GLP−1の投与は医師によって行われなければならない。水晶体への病変(白内障をもたらす)又は網膜への病変(網膜剥離をもたらす)のリスクが受け入れ難く高いので、それらは患者自身によって投与することができない。更に、薬物の反復した眼内投与は、投与が頻繁に繰り返される場合、水晶体や網膜に対する医原性病変の累積リスク及び感染の累積リスクに関連し得る。従って、必要な再投与の数を顕著に減らす処置及び技法を開発することが非常に望ましい。
したがって、代わりの実施形態によれば、眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体は、GLP−1融合ペプチド、又は本明細書で定義されるようなそのフラグメント若しくは変異体から選択される神経保護因子であってもよい。本明細書で使用されるようなGLP−1融合ペプチドは、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい。この文脈で、本明細書で定義されるような、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は、通常、コアを調製する前に、これらの細胞がGLP−1融合ペプチドをコードし、発現し、分泌するように、GLP−1融合ペプチドをコードする核酸配列によってトランスフェクションされる。
本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドは、少なくとも2つの構成成分、例えば、構成成分(I)と(II)、構成成分(I)と(III)又は構成成分(I)と(II)と(III)を有し、本明細書で定義されるようなGLP−1の生物活性を示し、同時に通常はC末端の伸長によってGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)に安定性を付与する。本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)は、好ましくは配列番号1と少なくとも80%、更に好ましくは少なくとも85%、一層更に好ましくは少なくとも90%の配列同一性を有する、上記で定義されるようなGLP−1ペプチドの配列を含有する。配列番号1は、哺乳類の間で厳密に保たれているGLP−1(7−37)(31アミノ酸の長さ)の天然のアミノ酸配列を表す。特に好ましい実施形態によれば、本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)は、配列番号1と同一の配列、又は配列番号1のアミノ酸36及び/又は37を欠く配列を含有する。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)(又は更に一般的には、融合ペプチドのフラグメント若しくは変異体を含むGLP−1ペプチド)は通常、少なくとも9のアミノ酸を有するペプチド配列を含有する。GLP−1融合ペプチドは通常、その構成成分(II)に9−30、好ましくは9−20、最も好ましくは9−15のアミノ酸の配列長さを有してもよい。一般的に言えば、構成成分(II)における更に短い配列は、更に長い配列よりもGLP受容体への優れた結合活性のために好まれてもよい。構成成分(II)の配列は、前提条件ではないが、好ましくは中性であってもよく、又はpH7にて負の電荷を有してもよい。GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)は更にその配列中に少なくともプロリン残基1つを含有してもよい。プロリン残基は、βターンを形成する四量体アミノ酸配列の中で共通するアミノ酸である。従って、GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)はβターン様の構造を形成してもよい。βターン構造は、タンパク質又はペプチドの典型的な二次構造要素である。βターン構造は通常、4つのアミノ酸の伸展によって形成され、ペプチド又はタンパク質の主鎖の方向を戻す。GLP−1融合ペプチドに存在するのであれば、プロリン残基は、GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)に存在している四量体βターン配列モチーフの2位又は3位、好ましくは2位に一般に位置する。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)(又は更に一般的には、融合ペプチドのフラグメント若しくは変異体を含むGLP−1ペプチド)は、VAIA、IAEE、PEEV、AEEV、EELG、AAAA、AAVA、AALG、DFPE、AADX、AXDX及びXADXからなる群から選択される配列モチーフを含有してもよく、その際、Xは任意のアミノ酸(天然に存在するか又は修飾された非天然のアミノ酸)を表す。これらの四量体モチーフは構成成分(II)の配列のどこに位置してもよい。特に好ましい実施形態は、本発明の融合ペプチドの構成成分(II)は、AA、XA、AX、RR、RX及びXRからなる群から選択されるそのN末端配列モチーフによって構成成分(I)のC末端に連結されるペプチド配列であり、その際、Xは任意のアミノ酸(天然に存在するか又は修飾された非天然のアミノ酸)を表す。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)として特に好まれるのは、ヒト又はマウスのIP−2の部分配列に相当する配列番号48:XDFPXで表される配列を含有するペプチド配列であり、その際、各Xは通常互いに独立して、天然に存在する任意のアミノ酸、好ましくはアルギニン(R)又はアラニン(A)、更に好ましくはアラニン(A)から選択され、又は非存在であってもよく;各Xは通常互いに独立して、アスパラギン酸(D)又はグルタミン酸(E)から選択され;X及びXはそれぞれ、通常互いに独立して、天然に存在する任意のアミノ酸、好ましくはアラニン(A)、グリシン(G)、イソロイシン(I)、ロイシン(L)、スレオニン(T)又はバリン(V)から選択される。Xも非存在であってもよい。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)として一層更に好ましいのは、配列番号22(RRDFPEEVAI)、配列番号27(DFPEEVAI)、配列番号28(RDFPEEVA)、配列番号29(RRDFPEEV)、配列番号30(AADFPEEVAI)、配列番号31(ADFPEEVA)又は配列番号32(AADFPEEV)(ペプチド配列は、全て1文字表記)で表される配列、又は配列番号22、27、28、29、30、31若しくは32と少なくとも80%の配列同一性を有する配列を含有するペプチド配列である。配列番号22は、完全長IP−2(介在ペプチド2)配列の部分配列であり、15アミノ酸の完全長IP−2配列のうち10のN末端アミノ酸を含有する。IP−2は本明細書で使用されるような構成成分(II)の好ましい例である。したがって、本明細書で定義されるGLP−1融合ペプチドの構成成分(II)に含有されるその他の更に強く好まれる配列は、IP−2の更に長い部分アミノ酸配列、例えば、ヒト(配列番号23:RRDFPEEVAIVEEL)中の14N末端アミノ酸配列又はマウスの対応物(配列番号24:RRDFPEEVAIAEEL)又は配列(配列番号33:AADFPEEVAIVEEL)若しくは(配列番号34:AADFPEEVAIAEEL)、又は配列番号23、24、33若しくは34と少なくとも80%の配列同一性を有する配列である。GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)に含有される要素として最も好ましいのは、天然に存在するIP−2配列(配列番号2:RRDFPEEVAIVEELG、ヒト;又は配列番号3:RRDFPEEVAIAEELG、マウス;又は配列番号35:AADFPEEVAIVEELG;又は配列番号36:AADFPEEVAIAEELG)の15アミノ酸全てを有する完全長IP−2配列又は配列番号2、3、35若しくは36と少なくとも80%の配列同一性を有する配列である。IP2の哺乳類アイソフォームの全て(哺乳類の間でのIP2の天然の変異体)も本発明の範囲内である。構成成分(II)に含まれる配列の1を超えるコピー、例えば、IP2又はIP2のフラグメント若しくは変異体の2、3又はそれ以上のコピーが提供されてもよい。
従って、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるGLP−1融合ペプチドは、好ましくは、配列番号8(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIAEELG)にで表される配列、即ち、マウスのIP2にそのC末端を介してリンカー配列無しで連結されるGLP−1(7−37)、又は配列番号12(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIVEELG)にで表される配列、即ち、ヒトのIP2にそのC末端を介してリンカー配列無しで連結されるGLP−1(7−37)、又は配列番号37(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGAADFPEEVAIAEELG)にで表される配列、即ち、IP2にそのC末端を介してリンカー配列無しで連結されるGLP−1(7−37)、又は配列番号38(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGAADFPEEVAIVEELG)にで表される配列、即ち、IP2にそのC末端を介してリンカー配列無しで連結されるGLP−1(7−37)、又は配列番号39(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFAEEVAIAEELG)、配列番号40(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDAAAAVAIAEELG)、配列番号41(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGAADAAAAVAIAAALG)、配列番号42(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFP)、配列番号43(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVA)、配列番号44(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIAEELGRRHAC)、配列番号45(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFAEEVAIVEELG)、配列番号46(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDAAAAVAIVEELG)、配列番号47(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGAADAAAAVAIVAALG)又は配列番号48(HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGRGRRDFPEEVAIVEELGRRHAC)、即ち、IP2配列の特定の類似体又は変異体にそのC末端を介してリンカー配列無しで連結されるGLP−1(7−37)を含有する、含む、又はそれからなる。配列番号8、12及び37−48と少なくとも80%の配列同一性を有するその変異体若しくはフラグメント、又はそのフラグメント若しくは変異体も同様に本明細書で使用されてもよい。この文脈で好まれるGLP1−融合ペプチドは更に配列番号13、14、19及び20にで表される配列を含んでもよい。
何ら理論に束縛されるものではないが、例えば、本発明に従って使用される、埋め込まれた(インプラントされた)(球状)マイクロカプセルの、(球状)コアに埋め込まれた細胞によって生体内で患者の周辺組織に分泌される場合、GLP−1(7−35、36又は37)の不安定性は、その保護されていない三次元構造のせいであると本発明者らは結論付けている。プロテアーゼは、GLP−1(7−35、36又は37)ペプチドを切断し、生体内でその生理的活性を迅速に取り除き得る。GLP−1(7−35、36又は37)のC末端にペプチド配列を連結することによってその構造は酵素分解に対して安定性を獲得する。安定性におけるそのような獲得は、追加のC末端ペプチド配列(本発明に係る融合ペプチドの構成成分(II)に含有される)が折り畳み戻されると、例えば、その一次構造によって形成されるβターン構造要素の存在と構成成分(II)に剛性を提供することによって、高められ得る。本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドは、好ましくはβターン構造要素を含有するそのC末端ペプチドの伸長によって、DPP−IVの不活化に対する改善された耐性を有することが見出される。C末端ペプチドは、標的細胞においてその受容体で作用する前にGLP−1(7−35、36又は37)配列から切断されないか、又はそれが生体内にて酵素で切断されてGLP−1(7−35、36又は37)を形成してもよい。GLP−1受容体の部位で結合したGLP−1ペプチドの正確な形態に関係なく、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチドは活性のある神経保護化合物としてその機能を発揮する。βターン要素を形成する一次構造のために、本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(II)に好適であるとみなされるGLP−1ペプチド配列は、適切な方法、例えば、分光法、例えば、円偏光二色性法、又は当業者に既知の他の方法によって容易に特定され得る。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)及び構成成分(I)は、直接連結されてもよいし、リンカー配列を介して連結されてもよい。好ましくは、双方の構成成分は互いに、直接連結される。それらがリンカー(又はスペーサー)を介して連結される場合、リンカーは好ましくはペプチドリンカーである。ペプチドリンカーは通常、1から10のアミノ酸、好ましくは1から5、一層更に好ましくは1から3のアミノ酸の長さを有し、場合によっては、リンカー配列は11から50のアミノ酸を含む更に長いものであってもよい。ペプチドリンカーは種々の(天然に存在する)アミノ酸配列で構成されてもよい。好ましくは、ペプチドリンカーは、連結される構成成分間に若干の構造的自由度を導入する。構造的自由度は、例えば、リンカー配列のなかで種々のグリシン又はプロリン残基、好ましくは少なくとも30%、更に好ましくは少なくとも40%、一層更に好ましくは少なくとも60%のプロリン及びグリシンの残基を含有するペプチドリンカーを有することによって達成される。特定の配列に関係なく、ペプチドリンカーは好ましくは免疫学的に不活性であり得る。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドは更に構成成分(III)を含有してもよい。一般に、構成成分(III)は、少なくとも4つのアミノ酸残基、好ましくは少なくとも10の追加のアミノ酸残基、更に好ましくは少なくとも20、又は最も好ましくは少なくとも30のアミノ酸残基を含む。機能的な点では、構成成分(III)は、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチドの安定性を更に高めることが意図される。構成成分(III)は、GLP−1(7−37)の生物活性にほぼ匹敵する、GLP−1融合ペプチドの生物学的機能を妨害しないことが期待される。一般的に言えば、本明細書で定義されるような構成成分(I)のC末端の伸長は、それが本明細書で定義されるような構成成分(II)又は構成成分(III)又は構成成分(II)と構成成分(III)との組み合わせのいずれであるにせよ、構成成分(I)、即ち、上記で定義されるようなGLP−1ペプチド、例えば、GLP−1(7−35、36又は37)、又は本明細書で定義されるようなそのフラグメント若しくは変異体の安定性を高める。
好ましくは、本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(III)は、任意の哺乳類生物のGLP−2のアイソフォーム(哺乳類におけるその他の天然に存在するGLP−2の変異体)、例えば配列番号4及び5で示されるようなマウス又はヒトアイソフォームの、N末端配列の少なくとも4、好ましくは少なくとも10、更に好ましくは少なくとも20の追加のアミノ酸残基を含む。GLP−2はプログルカゴンに存在し、炭水化物代謝にも関与する。本発明の文脈で、用語「GLP−2ペプチド」は好ましくはGLP−2(1−33、34又は35)を意味し、一方で、「修飾されたGLP−2ペプチド」はGLP−2のフラグメント若しくは変異体、又はGLP−2(1−33、34又は35)のフラグメント若しくは変異体を意味するように意図される。変異体又はフラグメントは、非修飾配列、例えば、GLP−2(1−33、34又は35)の修飾体として分類される。構成成分(I)(GLP−1ペプチド)に含まれる生物学的に活性のある配列と同様に、構成成分(III)もまた、GLP−2の天然に存在する形態の変異体又はフラグメントを含んでもよい。或いは、構成成分(III)もまた、あらゆる哺乳類のアイソフォーム(本明細書で開示されるような)そのあらゆる機能的なフラグメント又は変異体を同様に含む、GLP−1(7−37)の(N末端)配列の少なくとも4、好ましくは少なくとも10、更に好ましくは少なくとも20の追加のアミノ酸残基を含んでもよい。一般的に言えば、構成成分(III)は、GLP−1融合ペプチドの構成成分(I)に好適であると本明細書で開示されるGLP−1ペプチドの任意の形態又は修飾されたGLP−1ペプチドを含有してもよい。更なる代替では、構成成分(III)は、GLP−1(7−37)及びGLP−2のキメラ形態も含有してもよい。キメラ形態は、GLP−1(7−37)とGLP−2(又はフラグメント若しくは変異体)を互いに結合させ、その後、このキメラ形態を構成成分(III)としてGLP−1融合ペプチドに導入することによって作出されてもよい。好ましくは、キメラ形態は、GLP−1(7−37)の部分配列とGLP−2の部分配列とが一緒に連結されて構成される。キメラ形態としては、例えば、GLP−1のN末端5−30のアミノ酸とGLP−2のC末端5−30のアミノ酸を含んでもよく、その逆でもよく、例えば、GLP−1(7−37)のアミノ酸7又は8−22、23、24、25、26、27又は28、及び15、16、17、18、19、20、21、22、23又は24位からのアミノ酸配列を、GLP−2のC末端に連結してもよい。GLP−2又はGLP−1(7−37)の天然に存在する形態の修飾体がそれぞれ構成成分(III)として含有されるのであれば、構成成分(III)は好ましくはそれぞれ、配列番号1、4若しくは5の配列、又は配列番号1、4若しくは5と少なくとも80%の配列同一性を有する配列を含有する。
別の実施形態では、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドの構成成分(III)は、構成成分(I)、(II)又は(III)について上述されたような複数の配列を含有してもよい。構成成分(III)として、例えば、少なくとも2、好ましくは2、3若しくは4つのGLP−1(7−37)及び/又はGLP−2のコピー、又は、配列番号1、4若しくは5と少なくとも80%の配列同一性を有する配列の少なくとも2つのコピーを含有してもよい。また、構成成分(III)は、上記で開示されたようなGLP−1(7−37)又はGLP−2のキメラ版の、1を超えるコピーを含有してもよく、例えば、最終的に、GLP−1(7−37)及び/若しくはGLP−2又は少なくとも80%の配列同一性を持ったその修飾体と、キメラ版との組み合わせを形成してもよい。本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドは、また、例えば(1)そのN末端によって構成成分(I)又は(II)のC末端に連結されてもよく、(2)そのC末端によってリンカーを介して又は直接、構成成分(I)のN末端に連結されてもよい、2つ以上の、好ましくは2つの構成成分(III)を含んでもよい。2つの構成成分(III)が提供されるのであれば、これらは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
好ましい実施形態によれば、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドは、上記構成成分(I)、(II)及び(III)を含んでもよい。これらの構成成分全てを含有する具体的な実施形態は、好ましくは、配列番号6(N−GLP−1(7−37)−IP2(マウス)−RR−GLP−1(7−37)−C、本明細書ではマウスCM1とも表記される)、配列番号7(N−GLP−1(7−37)−IP2(マウス)−RR−GLP2−C、本明細書ではマウスCM2とも表記される)、配列番号10(N−GLP−1(7−37)−IP2(ヒト)−RR−GLP−1(7−37)−C、本明細書ではヒトCM1とも表記される)、及び配列番号11(N−GLP−1(7−37)−IP2(ヒト)−RR−GLP−2−C、本明細書ではヒトCM2とも表記される)、又は配列番号6、7、10若しくは11と少なくとも80%の配列同一性を有する配列、又はそれらのフラグメント若しくは変異体からなる群から選択される。前述の配列では、記号「N」及び「C」は、これら融合ペプチドのN末端及びC末端を指す。配列番号6、7、10及び11にで表される配列は全て、IP2(構成成分(II))のC末端にてRR−リンカー(2つのアルギニン残基)を含有するが、それは、代わりに排除されていてもよい。配列番号6、7、10及び11に係る実施形態のそれぞれにおける構成成分(I)は、GLP−1(7−37)であり、一方で、構成成分(III)(これら実施形態のそれぞれでは、構成成分(II)のC末端に連結される)は、GLP−1(7−37)又はGLP−2のいずれかである。この文脈で好まれるGLP1−融合ペプチドは更に、配列番号15、16、17、18及び26にで表される配列を含んでもよい。
本発明の別の好ましい実施形態では、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、GLP−1融合ペプチドは、構成成分(I)に加えて、構成成分(I)のC末端及び/又は構成成分(I)のN末端のいずれかに連結される構成成分(III)(本明細書で定義されるような構成成分(II)無しで)を含有する。好ましくは、構成成分(III)は構成成分(I)のC末端に位置する。構成成分(III)が(そのC末端によって)構成成分(I)のN末端に連結されるか又は(そのN末端によって)構成成分(I)のC末端に連結されるかどうかに関わりなく、カップリングは直接であってもよいし、リンカー配列を介して間接的であってもよい。リンカー配列に関して言えば、それは、GLP−1融合ペプチドの構成成分(I)及び構成成分(II)を接続するリンカーについてのGLP−1融合ペプチドの上記開示が言及される。
本発明の代わりの好ましい実施形態では、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよいGLP−1融合ペプチドは、構成成分(I)及び(II)に加えて、構成成分(II)のC末端及び/又は構成成分(I)のN末端のいずれかに連結される構成成分(III)を含有する。好ましくは、構成成分(III)は構成成分(II)のC末端に位置する。構成成分(III)が、構成成分(I)のN末端(そのC末端によって)又は構成成分(II)のC末端(そのN末端によって)のいずれに連結するかにかかわりなく、カップリングは直接であってもよいし、リンカー配列を介して間接的であってもよい。リンカー配列に関して言えば、それは再び、GLP−1融合ペプチドの構成成分(I)と構成成分(II)を接続するリンカーに関するGLP−1融合ペプチドの上記開示が言及される。
(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよいGLP−1融合ペプチドは、本発明に従って使用されるとき、更に、融合タンパク質の構成成分の上述の組み合わせのいずれか(即ち、構成成分(I)と(II)、構成成分(I)と(III)、又は、構成成分(I)と(II)と(III))に加えて、キャリアタンパク質、特にトランスフェリン又はアルブミンを構成成分(IV)として含んでもよい。そのような構成成分(IV)は、GLP−1融合タンパク質の構成成分の上述の組み合わせのいずれか、即ち、構成成分(I)及び/又は(II)、構成成分(I)及び/又は(III)、又は構成成分(I)、(II)及び/又は(III)のいずれかのN末端及び/又はC末端に直接、又は本明細書で定義されるようなリンカーを用いて連結されてもよい。
本発明の特定の実施形態では、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、本明細書で定義されるようなGLP−1(融合)ペプチドは、構成成分(I)及び/又は(III)として、以下の式IIのアミノ酸配列を含む修飾されたGLP−1ペプチドを含有する:
Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa16−Ser−Xaa18−Xaa19−Xaa20−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Xaa25−Xaa26−Xaa27−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり、Glyが特に好ましく;Xaa16は、Val又はLeuであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa19は、Tyr又はGlnであり;Xaa20は、Leu又はMetであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa25は、Ala又はValであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa27は、Glu又はLeuであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa33は、Val又はLysであり;Xaa34は、Lys、Glu、Asn又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg、Gly又はLys又はアミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、アミド又は非存在であり;本明細書で定義されるようなGLP−1(融合)ペプチドが、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるならば、これらのアミノ酸は、好ましくは、本明細書で定義されるような眼疾患を治療する際、それを必要とする患者に投与されるように選択されるか、又は、Xaa7は、L−ヒスチジン、D−ヒスチジン、デスアミノ−ヒスチジン、2−アミノ−ヒスチジン、3−ヒドロキシ−ヒスチジン、ホモヒスチジン、N−アセチル−ヒスチジン、α−フルオロメチル−ヒスチジン、α−メチル−ヒスチジン、3−ピリジルアラニン、2−ピリジルアラニン又は4−ピリジルアラニンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1−アミノシクロプロピル)カルボン酸、(1−アミノシクロブチル)カルボン酸、(1−アミノシクロペンチル)カルボン酸、(1−アミノシクロヘキシル)カルボン酸、(1−アミノシクロヘプチル)カルボン酸、又は(1−アミノシクロオクチル)カルボン酸であり、Glyが特に好ましく;Xaa16は、Val又はLeuであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa19は、Tyr又はGlnであり;Xaa20は、Leu又はMetであり;Xaa22は、Gly、Glu又はAibであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa25は、Ala又はValであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa27は、Glu又はLeuであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa33は、Val又はLysであり;Xaa34は、Lys、Glu、Asn又はArgであり;Xaa35は、Gly又はAibであり;Xaa36は、Arg、Gly又はLys又はアミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、アミド又は非存在であり;本明細書で定義されるようなGLP−1(融合)ペプチドが、本明細書で定義されるような眼疾患を治療する際、それを必要とする患者に直接提供されるのであれば、これらのアミノ酸が好ましくは選択される。
本発明の更に別の特定の実施形態では、本明細書で定義されるような、及び本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるようなGLP−1(融合)ペプチドの構成成分(I)及び/又は(III)は、以下の式IIIのアミノ酸配列を含む修飾されたGLP−1ペプチドを含有する:
Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Xaa18−Tyr−Leu−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Ala−Xaa26−Glu−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Val−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa34は、Lys、Glu、又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg又はLys、アミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu又はLys、アミド又は非存在であり;本明細書で定義されるようなGLP−1(融合)ペプチドが、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるならば、これらのアミノ酸は、好ましくは、本明細書で定義されるような眼疾患を治療する際、それを必要とする患者に投与されるように選択されるか、又は、Xaa7は、L−ヒスチジン、D−ヒスチジン、デスアミノ−ヒスチジン、2−アミノ−ヒスチジン、−ヒドロキシ−ヒスチジン、ホモヒスチジン、N−アセチル−ヒスチジン、α−フルオロメチル−ヒスチジン、α−メチル−ヒスチジン、3−ピリジルアラニン、2−ピリジルアラニン又は4−ピリジルアラニンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、(1−アミノシクロプロピル)カルボン酸、(1−アミノシクロブチル)カルボン酸、(1−アミノシクロペンチル)カルボン酸、(1−アミノシクロヘキシル)カルボン酸、(1−アミノシクロヘプチル)カルボン酸、又は(1−アミノシクロオクチル)カルボン酸であり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa22は、Gly、Glu又はAibであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa34は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa35は、Gly又はAibであり;Xaa36は、Arg又はLys、アミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu又はLys、アミド又は非存在であり;本明細書で定義されるようなGLP−1(融合)ペプチドが、本明細書で定義されるような眼疾患を治療する際、それを必要とする患者に直接提供されるのであれば、これらのアミノ酸が好ましくは選択される。
特に好ましい実施形態では、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよいGLP−1(融合)ペプチドが使用され、その際、構成成分(I)及び/又は(III)は、(修飾された)GLP−1ペプチドを含有し、それは、GLP−1(7−35)、GLP−1(7−36)、GLP−1(7−36)−アミド、GLP−1(7−37)又はそれらの変異体、類似体若しくは誘導体から選択される。また好ましいのは、前記GLP−1ペプチドの8位でAib残基を、又は7位でアミノ酸残基を有する修飾されたGLP−1ペプチドをその構成成分(I)及び/又は(III)にて含むGLP−1(融合)ペプチドであり、それは、好ましくは、本明細書で定義されるようなGLP−1(融合)ペプチドが、本明細書で定義されるような眼疾患を治療する際、それを必要とする患者に直接提供されるのであれば、D−ヒスチジン、デスアミノ−ヒスチジン、2−アミノ−ヒスチジン、ヒドロキシ−ヒスチジン、ホモヒスチジン、N−アセチル−ヒスチジン、α−フルオロメチル−ヒスチジン、α−メチル−ヒスチジン、3−ピリジルアラニン、2−ピリジルアラニン及び4−ピリジルアラニンからなる群から選択される。
別の特に好ましい実施形態では、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよいGLP−1(融合)ペプチドが使用され、その際、式II及びIIIによって本明細書で定義されるようなGLP−1(融合)ペプチドの構成成分(I)及び/又は(III)の双方の実施形態は、GLP−1(融合)ペプチドについて上記で与えられた開示と組み合わせられてもよい。言い換えれば、一般式II及びIIIは、例えば、構成成分(II)、リンカー、製造プロセスなどについて上記で示された開示と組み合わせてもよい。
本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチド、好ましくは、上記で定義されたようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)は、好ましくは、そのフラグメント及び変異体と同様に上記で概説されたタンパク質分解切断に対して、特に好ましくはDPP−IVに対して保護される。従って、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドは、そのフラグメント及び変異体と同様に、特にGLP−1融合ペプチドは、DPP−IVに耐性のあるGLP−1、例えば、GLP−1(7−35、36又は37)(構成成分(I)及び/又は(III)の一部としてのGLP−1融合ペプチドの場合)の配列を含有してもよい。この文脈で、ジペプチジルアミノペプチダーゼIVによる分解に対するペプチドの耐性は、例えば、以下の分解アッセイによって決定されてもよい:pH7−8の適切な緩衝液(アルブミンではない緩衝液)において37℃にて精製したジペプチジルアミノペプチダーゼIVのアリコートと共に4−22時間、ペプチドのアリコートをインキュベートする。トリフルオロ酢酸の添加によって酵素反応を停止し、ペプチドの分解生成物を分離し、HPLC又はLC−MSの分析を用いて定量化する。この分析を行う方法の1つは、以下である:混合物をZorbax300SB−C18(30nmの孔、5μmの粒)、150mm×2.1mmのカラムに取り、0.1%トリフルオロ酢酸中のアセトニトリルの線形勾配(30分間にわたって0%−100%)によって0.5mL/分の流速で溶出する。214nm(ペプチド結合)又は280nm(芳香族アミノ酸)での吸収によってペプチドとその分解生成物をモニターし、そのピーク面積の積分によって定量化する。分離したピークのMSスペクトルを決定することができるLC−MSを用いて分解パターンを決定することができる。所与の時間での無傷の化合物/分解された化合物のパーセンテージをペプチドDPP−IV安定性の推定に使用する。
上記の文脈で、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチド、好ましくは、上記で定義されたようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)は、そのフラグメント及び変異体と同様に、所与の時間での無傷の化合物のパーセンテージに基づいて、修飾されていないGLP−1(7−37)のペプチド配列よりも10倍以上の安定性がある場合、DPP−IV(対して安定化されたとして定義される。したがって、DPP−IVに対して安定化されたGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチド、好ましくは、上記で定義されたようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)は、好ましくは、例えば、GLP−1(7−37)よりも少なくとも10倍、更に好ましくは少なくとも20倍安定している。安定性は、当業者に既知の方法、例えば、試験対象のペプチドの溶液にDPP−IVを加え、例えば、ある期間にわたって、例えば、分光法、ウエスタンブロット解析、抗体スクリーニングなどによって、一定の時間にわたってペプチド(上記参照)の分解を測定することによって評価されてもよい。
並行して、GLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチド、好ましくは、上記で定義されたようなGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)は、そのフラグメント及び/又は変異体と同様に、例えば、その天然の受容体(GLP−1受容体)への結合によって、GLP−1(7−37)の効果を発揮する化合物として定義される。好ましくは、GLP−1(融合)ペプチド又はGLP−1融合ペプチドは、本明細書で定義されるようなそのフラグメント及び/又は変異体と同様に、天然に存在するGLP−1ペプチドの結合親和性の少なくとも10%、好ましくは少なくとも50%に相当する、GLP−1受容体への結合親和性を有する。結合親和性は、任意の好適な方法、例えば、表面プラズモン共鳴等によって測定されてもよい。更に、GLP−1(融合)ペプチド又はGLP−1融合ペプチドの場合、本明細書で定義されるようなそのフラグメント及び/又は変異体と同様に、細胞へのシグナルを伝達する、細胞外受容体へのその結合によって細胞内cAMPの形成を誘発することが好ましい。
別の好ましい実施形態によれば、本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適な神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はGLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)及び(III)、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体は、これらペプチド又はタンパク質の配列の修飾された形態から選択されてもよい。種々の修飾された形態、特に上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の修飾された形態は、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよく、又は眼疾患の治療に直接使用されてもよい。これらの修飾された形態は、以下で開示され、更に詳細に説明されるが、例えば、眼疾患の(眼内)治療に好適な、上記神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はGLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)及び(III)、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体のフラグメント、変異体などを含む。この文脈で、これらペプチド又はタンパク質のフラグメント及び/又は変異体は、天然の修飾されていないアミノ酸配列の長さ全体にわたって少なくとも40%、50%、60%、70%、80%、好ましくは少なくとも90%、更に好ましくは少なくとも95%、最も好ましくは少なくとも99%の、天然のペプチド又はタンパク質に対する配列同一性を有する。これは同様に、各(コーディング)核酸配列に適用されてもよい。
用語「配列同一性」は、本明細書で定義されるときは通常、配列が以下のように比較されることを意味する。2つのアミノ酸配列の同一性パーセンテージを決定するには、配列を最適な比較目的で並べることができる(例えば、第1のアミノ酸配列の配列にギャップを導入することができる)。次いで、相当するアミノ酸位置にてアミノ酸を比較することができる。第1の配列の位置が、第2の配列における相当する位置と同じアミノ酸によって占有される場合、分子はその位置で同一である。2つの配列間での同一性パーセンテージは、それら配列によって共有される同一の位置の数の関数であり、例えば、特定のペプチドが定義された長さの参照ポリペプチドに対する特定の同一性パーセンテージを有すると言われる場合、同一性パーセンテージは参照ペプチドに比例する。従って、100アミノ酸の長さである参照ポリペプチドに50%同一であるペプチドは、参照ポリペプチドの50アミノ酸の長さ部分と完全に同一の50アミノ酸のポリペプチドであり得る。それはまた、その全体の長さにわたって参照ポリペプチドに50%同一である100アミノ酸の長さのポリペプチドでもあり得る。当然、その他のポリペプチドも同一の基準を満たすであろう。2つの配列の同一性パーセンテージのそのような決定は、数学的なアルゴリズムを用いて達成することができる。2つの配列の比較に利用される数学的なアルゴリズムの好まれる非限定例は、Karlinら(1993),PNAS USA,90:5873−5877のアルゴリズムである。そのようなアルゴリズムをNBLASTプログラムに組み入れ、それを用いて本発明のアミノ酸配列に対して所望の同一性を有する配列を特定することができる。比較目的のためのギャップのある配置を得るには、Altschulら(1997),Nucleic Acids Res,25:3389−3402に記載されたようにギャップのあるBLAST(Gapped BLAST)を利用することができる。BLAST及びギャップのあるBLASTプログラムを利用する場合、各プログラム(例えば、NBLAST)の初期設定パラメータを使用することができる。−12のギャップ開始ペナルティ(ギャップの最初の空値用)と−4のギャップ伸長ペナルティ(ギャップにおける各追加の連続空値当たり)を伴った初期設定(BLOSUM62)マトリクス(値−4から11)を用い、Genetic Computing GroupのGAP(グローバル配置プログラム)のバージョン9を用いて、配列を更に並べてもよい。配置の後、請求された配列におけるアミノ酸の数のパーセンテージとして一致したものの数を表すことによって同一性パーセンテージを算出する。2つのアミノ酸配列の同一性パーセンテージの決定の記載された方法は、同様に核酸配列に適用することができる。
本発明の文脈で、眼疾患の(眼内)治療に好適な、抗血管新生因子の、神経保護因子の、その他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の「フラグメント」、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等のフラグメント、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体のフラグメントは通常、これらのペプチド又はタンパク質のフラグメントを指す。通常、そのようなフラグメントは、特に天然のペプチド又はタンパク質、例えば、本明細書で定義されるような抗血管新生因子の、神経保護因子の、その他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の、単一の構成成分(I)、(II)又は(III)等の、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の、所望の生物活性を保持する更に短いペプチドを含み、それは、アミノ酸配列(又はそれがコードされる核酸配列)に関して、天然のペプチド又はタンパク質のアミノ酸配列(又はそれがコードされる核酸配列)に比べて、N末端で、C末端で、及び/又は配列の中で切り取られる。したがって、そのような切り取りは、アミノ酸レベル又はそれに応じて核酸レベルで生じてもよい。ペプチド分子のいずれかの末端からアミノ酸(ペプチド又はアミノ酸のレベルで)を取り除き、例えば、眼疾患の(眼内)治療に好適な、神経保護因子、抗血管新生因子及び/又はその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体についての本明細書で定義されるような生物学的特性について、得られたペプチド又はタンパク質を調べることによって、生物学的に機能性のフラグメントを容易に特定してもよい。或いは、天然のペプチド又はタンパク質のN末端及び/又はC末端のいずれかから一度に1以上のアミノ酸を取り除くプロテアーゼを用いて、所望の生物活性を保持するフラグメントを決定してもよい。最終的に、フラグメントは、ペプチド末端でのアミノ酸の欠失及び/又はペプチド配列内に位置するアミノ酸の欠失によってもよい。
更に、神経保護因子の、抗血管新生因子の「変異体」、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の変異体、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等の変異体、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の変異体は、好ましくは、タンパク質配列又はそのコーディング核酸配列(又はそのフラグメント)を含み、天然のタンパク質又はペプチド配列のアミノ酸が交換される。それによって、1以上の変異、例えば、1以上の置換された、挿入された及び/又は欠失されたアミノ酸にて天然のタンパク質又はペプチド配列と異なるアミノ酸配列を有する、神経保護因子の、抗血管新生因子の(変異体)、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の(変異体)、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等の(変異体)、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の(変異体)が生成される。好ましくは、完全長の天然の神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体と比べて、これらの変異体は、ほぼ同一の又は改善された生物活性を有する。本明細書で定義されるようなそのような変異体は、合成された変異体をコードするDNA配列における変異によって調製することができる。最終的に得られた変異体が所望の生物活性を持つという条件で、欠失、挿入及び置換の任意の組み合わせも、神経保護因子の変異体、抗血管新生因子の変異体、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の変異体、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等の変異体、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の変異体に含有されてもよい。明らかに、変異体ペプチドをコードするDNAで為される突然変異は、リーディングフレームを変更してはならず、好ましくは、二次mRNA構造を作出し得る相補的領域を作製しないであろう。
したがって、神経保護因子の変異体、抗血管新生因子の変異体、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の変異体、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等の変異体、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の変異体はまた、天然の神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体と比べて、アミノ酸配列のN末端又はC末端又は更に双方の末端に隣接する追加のアミノ酸残基を含有してもよい。一例として、そのような変異体は、GLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドのアミノ酸配列のN末端又はC末端又は更に双方の末端に隣接する追加のアミノ酸残基を含有する、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドを含んでもよい。得られたGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドがプロテアーゼに対する耐性又は安定性を保持し、本明細書で定義されるように作用するその能力を保持する限り、例えば、GLP−1について既知の有益な効果によって、通常の実験により、そのような隣接残基がコアペプチドの基本特性に影響を及ぼすかどうかを決定することができる。用語「本質的に〜からなる」は、本明細書で定義されるような特定のGLP−1ペプチドを指すとき、特定のGLP−1ペプチドの基本特性に影響を及ぼさない追加の隣接残基が存在し得ることを意味する。この用語は通常、特定の配列の中での置換、欠失又は付加を含まない。
神経保護因子の「変異体」、抗血管新生因子の「変異体」、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の「変異体」、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等の「変異体」、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の「変異体」は更に、その天然の配列に比べて保存的なアミノ酸置換を含む分子を指してもよい。同じクラスに由来するアミノ酸が互いに交換される置換を保存的な置換と呼ぶ。特に、これらは、脂肪族の側鎖を有するアミノ酸、正又は負に荷電する側鎖を有するアミノ酸、側鎖又はアミノ酸に芳香族基を有するアミノ酸、水素結合に入り得る側鎖、例えば、ヒドロキシル官能を有する側鎖を有するアミノ酸である。このことは、例えば、極性の側鎖を有するアミノ酸が同様に極性の側鎖を有する別のアミノ酸によって置き換えられる、又は疎水性側鎖を特徴とするアミノ酸が同様に疎水性側鎖を有する別のアミノ酸によって置換されることを意味する。三次元構造に修飾を起こさないか又は結合領域に影響を及ぼさない配列位置では、特に挿入及び置換が可能である。挿入又は欠失による三次元構造への修飾は、例えば、CDスペクトル(円偏光二色性スペクトル)(Urry, 1985, Absorption, Circular Dichroism and ORD of Polypeptides (Modern Physical Methods in Biochemistry, Neuberger et al. (ed.), Elsevier, Amsterdam所収))によって容易に決定することができる。
したがって、神経保護因子の変異体、抗血管新生因子の変異体、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の変異体、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等の変異体、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の変異体はまた、全体としての神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体、又はそれらのフラグメントのいずれかに実質的に類似する分子を指してもよい。そのような変異体ペプチドは、当該技術で周知の方法を用いて好都合に調製されてもよい。当然、そのような変異体は、天然の抗血管新生因子、神経保護因子、眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体で知られる類似の有益な効果を有する。そのような有益な効果は、例えば、GLP−1について言えば、相当する天然に存在するGLP−1ペプチドとしての、虚血及び酸素不足が原因となる損傷及び心臓組織の死の可能性を強力に低減させるその能力である。
神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の変異体に含有されてもよい保存的なアミノ酸置換の種類は、異なった種の相同のタンパク質/ペプチドの間でのアミノ酸変化の頻度の解析に基づいてもよい。そのような解析に基づいて、保存的な置換は、以下の5群の1つの中での交換として本明細書で定義されてもよい:
I:小型の、脂肪族、非極性又はやや極性の残基:Ala、Ser、Thr、Pro、Gly;
II:極性の、負に荷電した残基及びそのアミド:Asp、Asn、Glu、Gln;
III:極性の、正に荷電した残基:His、Arg、Lys;
IV:大型の、脂肪族の、非極性の残基:Met、Leu、Ile、Val、Cys;
V:大型の芳香族の残基:Phe、Try、Trp
前述の群の範囲内で、以下の置換は「高度に保存的である」とみなされる:Asp/Glu;His/Arg/Lys;Phe/Tyr/Trp;Met/Leu/Ile/Val。半保存的な置換は、上記(I)、(II)及び(III)を含む上群(A)、又は上記(IV)及び(V)を含む上群(B)に限定される群(I)〜(IV)の2つの群の間での交換であると定義される。置換は、遺伝的にコードされたアミノ酸又は更に天然に存在するアミノ酸に限定されない。上記の意味の範囲内での同義的なアミノ酸残基の好まれる群の好まれる保存的なアミノ酸置換には以下が挙げられるが、これらに限定されない。
アミノ酸 同義的残基
Ser Ser、Thr、Gly、Asn
Arg Arg、Gln、Lys、Glu、His
Leu Ile、Phe、Tyr、Met、Val、Leu
Pro Gly、Ala、(Thr)、Pro
Thr Pro、Ser、Ala、Gly、His、Gln、Thr
Ala Gly、Thr、Pro、Ala
Val Met、Tyr、Phe、Ile、Leu、Val
Gly Ala、(Thr)、Pro、Ser、Gly
Ile Met、Tyr、Phe、Val、Leu、Ile
Phe Trp、Met、Tyr、Ile、Val、Leu、Phe
Tyr Trp、Met、Phe、Ile、Val、Leu、Tyr
Cys Ser、Thr、Cys
His Glu、Lys、Gln、Thr、Arg、His
Gln Glu、Lys、Asn、His、(Thr)、Arg、Gln
Asn Gln、Asp、Ser、Asn
Lys Glu、Gln、His、Arg、Lys
Asp Glu、Asn、Asp
Glu Asp、Lys、Asn、Gln、His、Arg、Glu
Met Phe、Ile、Val、Leu、Met
Trp Trp
更に、神経保護因子の変異体、抗血管新生因子の変異体、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、GLP−1融合ペプチドの単一構成成分、特に構成成分(I)、(II)又は(III)等、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド全体の変異体は、例えば、溶解性を改善することを意図して為されたアミノ酸置換(親水性アミノ酸による疎水性アミノ酸の置き換え)も含有してもよい。
特に好ましい実施形態の1つでは、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドは、GLP−1ペプチドの7、8、11、12、16、22、23、24、25、27、30、33、34、35、36又は37位における1以上の置換を特徴とするGLP−1ペプチド(GLP−1融合ペプチド構成成分(I)及び/又は(III)で生じる)を含む。以下の命名[Arg34−GLP−1(7−37)]についての一例は、34位における天然に存在するリジンがアルギニンで置換されているGLP−1類似体を示す。
具体的には、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)及び/又は(III)は、例えば、Thr16−Lys18−GLP−1(7−37)、及びLys18−GLP−1(7−37)、Arg34−GLP−1(7−37)、Lys38−Arg26−GLP−1(7−38)−OH、Lys36−Arg26−GLP−1(7−36)、Arg26,34−Lys38−GLP−1(7−38)、Arg26,34−Lys38−GLP−1(7−38)、Arg26,34−Lys38−GLP−1(7−38)、Arg26,34−Lys38−GLP−1(7−38)、Arg26,34−Lys38−GLP−1(7−38)、Arg26−Lys38−GLP−1(7−38)、Arg26−Lys38−GLP−1(7−38)、Arg34−Lys38−GLP−1(7−38)、Ala37−Lys38−GLP−1(7−38)、及びLys37−GLP−1(7−37)を含むGLP−1(7−35、36、37又は38)の変異体に相当してもよい。更に一般的に言えば、本明細書で言及される任意のGLP−1変異体は(特に式II又はIIIに係る)、38位でのLys残基の付加によって修飾されてもよい。
上述のGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドが眼疾患の治療において直接投与されるのであれば、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチドの構成成分(I)及び/又は(III)は、更に、Gln9−GLP−1(7−37)、D−Gln9−GLP−1(7−37)、アセチル−Lys9−GLP−1(7−37)を含むGLP−1(7−35、36、37又は38)の変異体に相当してもよい。
本発明の特に好ましい実施形態では、本明細書で定義されるようなGLP−1ペプチド又はGLP−1融合ペプチド(構成成分(I)又は(III)に関して)は、GLP−1(7−35)、GLP−1(7−36)、GLP−1(7−36)−アミド、GLP−1(7−37)又はそれらのフラグメント若しくは変異体から選択される、(修飾された)GLP−1である/を含有する。
神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチドは、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるのであれば、又はそれらのフラグメント若しくは変異体は、例えば、従来の分離技法を用いて、それが発現される細胞から(従ってマイクロカプセルから)、試験管内での制御目的で単離されてもよい。従って、試験管内での支持体及び栄養分を含む、適切な条件下で細胞を増殖させ、分泌されたタンパク質、即ち、神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチドは、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるのであれば、又はそれらのフラグメント若しくは変異体は、細胞外の培地から回収される。従って、細胞へのトランスフェクション用に操作された(ベクター)配列は、好ましくは、本明細書で定義されるような神経保護因子又は抗血管新生因子(以下参照)の分泌を可能にするシグナル(ペプチド)配列(以下参照)を含む。この文脈で、神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチドは、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるのであれば、又はそれらのフラグメント若しくは変異体は、天然に内因性に、又は遺伝子操作法によって細胞に導入されたコーディング核酸配列のトランスフェクションの後、シグナル配列に融合されてもよい。代替法では、これらのペプチドをコードする操作された遺伝子配列は、そのようなシグナル配列を含まず、それにより、細胞内で発現されたペプチドは通常分泌されず、細胞溶解を含むプロセスによって細胞から回収されてもよい。そのような方法では、コーディング配列は培地からの生成物ペプチドの効率的な抽出を可能にする精製タグを含んでもよく;タグは、単離された、本明細書で定義されるような神経保護因子又は抗血管新生因子を放出するように切断されてもよい。しかしながら、この代替法は通常、患者に埋め込み、生体内で発現され、分泌される本明細書で定義されるような神経保護因子又は抗血管新生因子の周辺組織への送達を必要とする(球状)マイクロカプセルの細胞には、本発明に従って使用するとき、不適切である。好ましい実施形態によれば、神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチドは、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されるのであれば、又はそれらのフラグメント若しくは変異体は、ベクターによってコードされてもよく、そのようなベクターは通常、この目的に好適なベクターである。更に好ましくは、そのようなベクターが、例えば、分解の際、細胞から放出されるのであれば、そのようなベクターは、ウイルス配列による否定的な効果を回避するために、ウイルスベクターではなく、好ましくはアデノウイルスベクターではない。
上述の実施形態又は特徴のいずれかを、特に指示されなければ、互いに組み合わせてもよい。
上述のように、神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド、又はそれらのフラグメント若しくは変異体は、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい。更に特に好ましい実施形態によれば、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は、抗アポトーシス因子、増殖因子、VEGF及びエリスロポエチン(EPO)、抗血小板因子、抗凝固因子、抗血栓薬、抗血管新生因子、又は更なる因子、例えば、眼疾患の(眼内)治療に好適なタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、毛様体神経栄養因子(CNTF)、グリア由来神経栄養因子(GDNF)、神経増殖因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、NT3、ニュールツリン、線維芽細胞増殖因子(FGFs)、ATFのようなポリペプチド、トロンボスポンジンのフラグメント、これらの変異体など、例えば、酸性FGF(aFGF)、塩基性FGF(bFGF)、FGF−1及びFGF−2のようなFGFからなる群から選択される因子を追加的に分泌するように更に修飾されてもよいし、又は操作されてもよい。
特定の実施形態の1つによれば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は、エリスロポエチン(EPO)を追加的に分泌するように操作されてもよい。エリスロポエチン(EPO、エポエチン又はプロクリットとしても知られる)は、アルファ、ベータ、オメガなどを含む多重形態で存在する約34,000ダルトンの分子量の酸性糖タンパク質ホルモンである。エリスロポエチンは、赤血球の産生を刺激する。それは腎臓で産生され、骨髄やその他の場所において、関係する赤血球系前駆細胞の分裂及び分化を刺激する。一般に、エリスロポエチンは、生体が健康状態にある場合、非常に低い濃度で血漿に存在し、組織は存在する数の赤血球から十分な酸素供給を受け取る。この正常な低濃度は、加齢で標準的に失われる赤血球の置き換えを刺激するのに十分である。循環中のエリスロポエチンの量は、循環中の血液細胞による酸素輸送が低下する場合、低酸素症といった状況下で増加する。低酸素症は、出血を介した大量の血液の喪失、放射線への過剰暴露による赤血球の破壊、高地又は長期の意識喪失による酸素摂取の低下、又は種々の形態の貧血若しくは虚血が原因となって生じ得る。低酸素ストレスを受ける組織に応答して、エリスロポエチンは、その後成熟し、ヘモグロビンを合成し、赤血球として循環中に放出される前赤芽球への、骨髄中の原始前駆細胞の変換を刺激することによって赤血球の産生を増加させるであろう。循環中の赤血球の数が正常な組織の酸素の要求に必要とされるものより多くなると、循環中のエリスロポエチンは減少する。(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってエリスロポエチンは、赤血球形成を誘導しない、又は代わりに対象におけるヘマトクリットを高める濃度で、又は持続時間で、例えば、900μM未満、700μM未満、500μM未満、300μM未満、100μM未満、又は50μM未満を含む約1pM〜1,000μM未満の間で発現されてもよい(又は提供されてもよい)。他の実施形態では、エリスロポエチンは、対象の体重の関数として投与される。エリスロポエチンは、通常、7,500U/kg、5,000U/kg、2,500U/kg、1,000U/kg、750U/kg、500U/kg、250U/kg、100U/kg、50U/kg、25U/kg、10U/kg、5U/kg又は1U/kg未満を含む、対象の体重の約1U/kg〜10,000U/kgの間の濃度で提供されてもよい。この文脈で、エリスロポエチンの血清濃度は正常で5mU/mL〜50mU/mLの範囲内である。本明細書で定義されるような眼疾患又は眼障害、好ましくは本明細書で定義されるような網膜疾患又はそれに関連した他の状態に冒されている患者について、エリスロポエチンは、好ましくは、症状、体重、性別、動物種などによって50U/kg〜100U/kgの濃度で提供される。約1mU/mL〜100mU/mLで血中濃度を保持する治療選択肢が好まれることが一般に想定される。
更なる特定の実施形態の1つによれば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルのコアに埋め込まれる細胞は、VEGFを追加的に分泌するように操作されてもよい。
別の特定の実施形態によれば、神経保護因子、抗血管新生因子、眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルのコアに埋め込まれる細胞は、抗アポトーシス因子を追加的に分泌するように操作されてもよい。そのような因子には、APC(カスパーゼ動員ドメインを伴ったアポトーシスリプレッサ)、Bcl−2、Bcl−xL、Che−1/AATF、クラステリン、インスリン、Mcl−1、NF−kB−依存性抗アポトーシス因子、セロトニン、サバイビンなどが挙げられるが、これらに限定されない。更に、当該技術でアポトーシス因子に対して阻害因子として作用するので、抗アポトーシス因子とみなされてもよい任意の因子は本明細書に包含される。そのような因子は好ましくは、核酸によってコードされ、神経保護因子、抗血管新生因子、眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、及び/又は上述のようなGLP−1融合ペプチド、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞によって分泌される。この文脈で、そのような抗アポトーシス因子は、以下のアポトーシス因子、又はAIF、Apaf、例えば、Apaf−1、Apaf−2、Apaf−3、オダーAPO−2(L)、APO−3(L)、アポパイン、Bad、Bak、Bax、Bcl−2、Bcl−x、Bcl−x、bik、CAD、カルパイン、カスパーゼ、例えば、カスパーゼ−1、カスパーゼ−2、カスパーゼ−3、カスパーゼ−4、カスパーゼ−5、カスパーゼ−6、カスパーゼ−7、カスパーゼ−8、カスパーゼ−9、カスパーゼ−10、カスパーゼ−11、ced−3、ced−9、c−Jun、c−Myc、crmA、チトクロームC、CdR1、DcR1、DD、DED、DISC、DNA−PKCS、DR3、DR4、DR5、FADD/MORT−1、FAK、Fas(Fas−リガンドCD95/fas(受容体))、FLICE/MACH、FLIP、フォドリン、fos、G−アクチン、Gas−2、ゲルゾリン、グランザイムA/B、ICAD、ICE、JNK、ラミンA/B、MAP、MCL−1、Mdm−2、MEKK−1、MORT−1、NEDD、NF−kappaB、NuMa、p53、PAK−2、PARP、パーフォリン、PITSLRE、PKCデルタ、pRb、プレセニリン、prICE、RAIDD、Ras、RIP、スフィンゴミエリナーゼ、単純性ヘルペスに由来するチミジンキナーゼ、TRADD、TRAF2、TRAIL−R1、TRAIL−R2、TRAIL−R3、トランスグルタミナーゼ等を含むアポトーシス関連タンパク質の少なくとも1つに向けられてもよい。
神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードし且つ分泌する、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は、更に、例えば、本明細書で定義されるような抗アポトーシス剤、VEGFなどのような追加の因子をコードし、分泌してもよい。これらの目的で、本明細書で定義されるような神経保護因子又は抗血管新生因子、又はそのフラグメント若しくは変異体、並びに更なる任意の因子は、通常、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアの調製前に細胞にトランスフェクションされる少なくとも1つの核酸配列によってコードされる。これらの核酸配列は、細胞に天然に存在してもよいし、又は(球状)マイクロカプセルの調製前に細胞トランスフェクション法によって細胞に導入されてもよい。本発明によれば、任意の好適な核酸配列を使用してもよい。
一実施形態によれば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で例えば、本明細書で定義されるような抗アポトーシス剤、VEGF等のような追加の因子をコードする核酸配列は、任意の核酸から選択されてもよく、更に好ましくは、(少なくとも1つの)ペプチド又はタンパク質をコードするのに好適な核酸、即ち、コーディング核酸、例えば、ゲノムDNA、cDNA、DNAオリゴヌクレオチドから選択されるコーディングDNA、又は(短鎖)RNAオリゴヌクレオチド、メッセンジャーRNA(mRNA)等から選択されるコーディングRNAから選択されてもよい。本発明の文脈で、mRNAは通常、幾つかの構造的要素、例えば、任意の5’−UTR領域、上流に位置するリボゾーム結合部位、それに続くコーディング領域、任意の3’−UTR領域で構成され、ポリA尾部(及び/又はポリC尾部)がそれに続いてもよいRNAである。mRNAは、モノ−、ジ−又は更に複数のシストロンのRNAとして、即ち、上述のような1、2以上のタンパク質又はペプチドのコーディング配列を運ぶRNAとして存在してもよい。ジ−又は更に複数のシストロンのmRNAにおけるそのようなコーディング配列は少なくとも1つのIRES配列によって分離されてもよい。少なくとも1つの核酸配列はまた、リボゾームRNA(rRNA)、転移RNA(rRNA)又はウイルスRNA(vRNA)であってもよい。更に、少なくとも1つの核酸配列は、環状又は直鎖の核酸であってもよく、好ましくは直鎖の核酸である。更に、少なくとも1つの核酸配列は、一本鎖若しくは二本鎖の核酸配列(2つの一本鎖核酸の非共有結合によって上記の意味の範囲内で核酸とみなされてもよい)であってもよく、又は部分的に二本鎖の核酸若しくは部分的に一本鎖の核酸であってもよく、それらは少なくとも部分的に自己相補性である(これら部分的に二本鎖の核酸若しくは部分的に一本鎖の核酸の双方は通常、更に長い及び更に短い一本鎖の核酸、又は2つの一本鎖の核酸によって形成され、それらはほぼ同一の長さであり、一方の一本鎖核酸は他方の一本鎖核酸に対して部分的に相補的なので、双方はこの領域にて二本鎖核酸を形成し、即ち、部分的に二本鎖の核酸又は部分的に一本鎖の核酸を形成する)。
遺伝子コードの縮重のために、複数の核酸配列が、そのような神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で例えば、本明細書で定義されるような抗アポトーシス剤、VEGF等のような追加の因子をコードしてもよい。本発明の好ましい実施形態によれば、本明細書で定義されるような細胞のトランスフェクションに使用される核酸配列は、上述のような任意の核酸配列を含んでもよく、好ましくは、(a)神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン又はGLP−1ペプチド、特に全体的なGLP−1のaa配列(GLP−1(1−37))又は機能的GLP−1(7−35、36又は37)(変異体)の配列又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含むその他のGLP−1ペプチド、(b)任意で、(a)に係るGLP−1配列のN末端でのプロテアーゼ切断配列及び任意で(b)より上流のシグナルペプチド配列、並びに(c)任意で、上述のような更なる因子をコードしてもよい、本明細書で定義されるような細胞のトランスフェクションに好適な核酸配列を含んでもよい。好ましくは、シグナル(ペプチド)配列は以下で定義されるような配列から選択される。したがって、得られるアミノ酸配列は、シグナルペプチド配列、任意のプロテアーゼ切断配列及び生物学的に有効な因子、即ち、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド(及び任意で、本明細書で定義されるような抗アポトーシス剤、VEGF等のような追加の因子)(N末端からC末端まで)で構成されてもよい。それによって、シグナルペプチド配列及びプロテアーゼ切断配列は、好ましくは、宿主細胞において(天然に存在する配列に対して)非均質であり、上記で定義されたようなGLP−1(5−37、6−37、又は7−37)及びその変異体の場合、上記但し書きの定義の範囲内で好ましくは、天然のGLP−1のアミノ酸1−6とは異なる。
本明細書で定義されるような核酸配列はベクターに含有されてもよい。したがって、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞は、以前本明細書で定義されたような核酸を含むベクターを含有してもよい。このベクターを使用して、本明細書で定義されるような細胞にトランスフェクションして、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルを調製してもよい。通常、そのようなベクター、特に発現ベクターは、上述のような要素(a)、及び任意で(b)及び/又は(c)、及び必要に応じて本明細書で記載されるような追加の要素、例えば、上述のようなコードされた要素(a)、及び任意で(b)及び/又は(c)の発現を指向するのに好適な要素、並びに任意で、抗アポトーシス剤、VEGF等のような更なる因子をコードする配列をコードする、本明細書で定義されたような少なくとも1つの核酸配列を含有する。本明細書で使用されるようなベクターのクラスの1つは、動物ウイルス(例えば、ウシパピローマウイルス、ポリオーマウイルス、アデノウイルス又はSV40等)に由来する自律的に複製する染色体外のプラスミドを提供するDNA要素を利用する。本明細書で使用されるようなベクターの第2のクラスは、所望の遺伝子配列の、宿主細胞染色体への一体化に頼る。
本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアにそれを埋め込む前に細胞にトランスフェクションするのに好適なそのようなベクターは通常、上述のような、要素(a)、及び任意で(b)及び/又は(c)、例えば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードする少なくとも1つの核酸配列を好適な(空の)ベクターに挿入することによって調製される。そのような好適な(空の)ベクターは、当業者に既知であり、例えば、「クローニングベクター(Cloning Vectors)」(Eds.Pouwels P.H.Et al. Elsevier,Amsterdam−New York−Oxford,1985,ISBN 0 444 904018)によって概説されてもよい。好適な(空の)ベクターはまた、当業者に既知の任意のベクター、例えば、プラスミド、ファージ、SV40やCMV、バキュロウイルス、アデノウイルス、シンドビスウイルスのようなウイルス、トランスポゾン、IS−要素、ファスミド、ファージミド、コスミド、直鎖又は環状のDNAを含むことも意図される。哺乳類細胞への一体化のためには、直鎖DNAが通常使用される。好ましくは、本発明で使用されるベクターの種類は特定の宿主細胞の要件に一致する。本発明の核酸配列とベクターが挿入されてもよい好適な市販の発現ベクターには、全てカリフォルニア州、サンディエゴのインビトロゲン社(Invitrogen Corp.)から入手されてもよい、pSPORT、pBluescriptIISK、バキュロウイルス発現ベクターpBlueBac及び原核細胞発現ベクターpcDNAIIが挙げられる。
本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの(球状)コアにそれを埋め込む前に細胞にトランスフェクションするのに好適な、本明細書で定義されるようなベクターは通常、上記で定義されたような核酸配列を、例えば、コードされたアミノ酸配列の発現を制御するその他の調節要素と組み合わせる。そのような調節要素として、例えば、(1)生体の組織又は領域に特異的である、(2)構成的である、(3)グルコース反応性である、及び/又は(4)誘導可能/調節可能である。本明細書では、調節要素は好ましくは、調節配列及び(ベクターが自律的に複製されるのであれば)複製開始点から選択される。本発明の範囲内での調節配列は、コードする核酸配列の発現、転写及び/又は翻訳に影響を有する、当業者に既知の任意の要素である。調節配列には、プロモータ配列から離れた、いわゆるエンハンサ配列が挙げられ、それは、RNAポリメラーゼとDNAの間の高度の相互作用のために高い発現をもたらし得る。本発明のベクターの更なる調節配列は、転写調節及び翻訳開始シグナル、いわゆる「ターミネータ配列」等又はその部分配列である。
一般に、天然に存在するプロモータは、本明細書で使用されるような(球状)マイクロカプセルを調製するのに使用されてもよい細胞にトランスフェクションするのに好適な発現ベクターに含有されてもよい。そのようなプロモータは、任意の真核細胞、原核細胞、ウイルス、細菌、植物、ヒト、又は動物のプロモータ、例えば、哺乳類のプロモータから選択されてもよい。好適なプロモータには、例えば、サイトメガロウイルスのプロモータ、lacZプロモータ、gal10プロモータ、及びAcMNPV多面体プロモータ、例えば、グラム陰性細菌で有利に見出されるcos−、tac−、trp−、tet−、trp−tet−、lpp−、lac−、lpp−lac−、laclq−、T7−、T5−、T3−、gal−、trc−、ara−、SV40−、SP6、I−PR−又はI−PL−プロモータのようなプロモータが挙げられる。更にプロモータとして、例えば、amy及びSPO2のようなグラム陽性プロモータ、例えば、ADC1、MFa、AC、P−60、CYC1、GAPDHのような酵母プロモータ、例えば、サイトメガロウイルス(CMV)プロモータ、哺乳類筋肉クレアチンキナーゼ(MCK)プロモータを含む筋肉特異的プロモータ、哺乳類デスミンプロモータ、哺乳類トロポニンI(TNNI2)プロモータ、又は哺乳類骨格アルファアクチン(ASKA)プロモータ、又は肝臓型ピルビン酸キナーゼプロモータ、特に(−183から+12)若しくは(−96から+12)を実行するそれらのフラグメント(Thompson, et al. J Biol Chem, (1991). 266:8679−82.;Cuif, et al., Mol Cell Biol, (1992). 12:4852−61);スポット14プロモータ(S14、−290から+18)(Jump, et al., J. Biol Chem, (1990). 265:3474−8);アセチルCoAカルボキシラーゼ(O‘Callaghan, et al., J. Biol Chem, (2001). 276:16033−9);脂肪酸シンターゼ(−600から+65)(Rufo, et al., J Biol Chem, (2001). 28:28);及びグルコース−6−ホスファターゼ(ラット及びヒト)(Schmoll, et al., FEBS Left, (1996). 383:63−6;Argaud, et al., Diabetes, (1996). 45:1563−71)、又はCaM−Kinasell、ネスチン、L7、BDNF、NF、MBP、NSE、ベータ−グロビン、GFAP、GAP43、チロシンヒドロキシラーゼ、カイナット−受容体−サブユニット1、グルタミン酸−受容体−サブユニットB、又はヒトユビキチンプロモータB(ubiB、ヒト)、ヒトフェリチンHプロモータ(FerH)等からのプロモータから得られてもよい。特に好まれるプロモータはヒト又は哺乳類由来のものである。最終的に、合成プロモータを有利に使用してもよい。プロモータ配列は、本発明のベクターに含有されるとき、試験管内での制御目的で誘導可能であって、発現の調節を可能にしてもよい(例えば、増殖培地における栄養物又はその他の誘導因子の存在又は非存在によって)。一例は、バクテリオファージラムダplac5から入手されるlacオペロン(ラクトースオペロン)であり、それはIPTGによって誘導することができる。最終的に、本明細書で定義されるようなプロモータは、プロモータが、GLP−1をコードする核酸配列の5’「上流」に位置するように、例えば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド及び任意で、本明細書で定義されるような抗アポトーシス剤、VEGF等のような追加の因子をコードする、上記で定義されたような核酸配列に連結されてもよい。好ましくは、ヒトプロモータ、例えば、ヒトユビキチンプロモータB(ubiB、ヒト)又はヒトフェリチンHプロモータ(FerH)が使用される。
上記で定義された核酸配列によってコードされるペプチドの発現を上方調節するためのエンハンサ配列は、好ましくは、本明細書で定義されるようなベクター又は発現ベクターの別の構成要素である。そのようなエンハンサ配列は通常、ベクターの非コーディング3’領域に位置する。本明細書で定義されるようなベクターで採用されるようなエンハンサ配列は、真核細胞、原核細胞、ウイルス、細菌、植物、ヒト又は動物、例えば、哺乳類宿主から、好ましくは、本明細書で定義されるような相当するプロモータとの関連で得られてもよい。本発明で最も有用であるエンハンサ要素は、グルコース反応性、インスリン反応性及び/又は肝臓特異的であるものである。エンハンサ要素には、CMVエンハンサ(例えば、ユビキチンプロモータ(Cubi)に連結された);肝臓ピルビン酸キナーゼ(L−PK)プロモータ(−172から−142)のグルコース反応性要素(G1RE)を含む1以上のグルコース反応性要素;及び高い反応性を持った修飾版(Cuif et al., supra;Lou, et al., J. Biol Chem, (1999). 274:28385−94);補助L3ボックスを持ったL−PKのG1RE(−172から−126)(Diaz Guerra, et al., Mol Cell Biol, (1993). 13:7725−33);補助L3ボックスを持った高い反応性を持つG1REの修飾版;S14(−1448から−1422)の炭水化物反応性要素(ChoRE)及び低グルコース濃度で活性化される修飾体(Shih and Towle, J Biol Chem, (1994). 269:9380−7;Shih, et al., J Biol Chem, (1995). 270:21991−7;及びKaytor, et al., J Biol Chem, (1997). 272:7525−31);S14(−1467から−1422)の隣接する付属因子部位を持つChoRE[et al.,上記];アルドラーゼ(+1916から+2329)(Gregori et al., J Biol Chem, (1998). 273:25237−43;Sabourin, et al., J. Biol Chem, (1996). 271:3469−73);及び脂肪酸シンターゼ(−7382から−6970)(Rufo, et al.,上記)、更に好ましくは、例えば、グルコース−6−ホスファターゼインスリン反応性要素(−780から−722)のようなインスリン反応性要素[Ayala et al., Diabetes, (1999). 48:1885−9);及び例えば、プロトロンビン(940から−860)のような肝臓特異的なエンハンサ要素[Chow et al., J Biol Chem, (1991) 266:18927−33);及びアルファ−1−ミクログロブリン(−2945から−2539)[Rouet et al., Biochem J, (1998). 334:577−84);例えば、哺乳類MCKエンハンサのような筋肉特異的なエンハンサ、哺乳類DESエンハンサ、及び脊椎動物トロポニンI IRE(TNI IRE、本明細書では以後FIREと呼ぶ)エンハンサなどが挙げられる。最終的に、SV40エンハンサ配列も含められてもよい。
エンハンサ要素は更に、本明細書で定義されるような核酸配列によってコードされるペプチドの発現を上方調節するために本明細書で定義されるようなプロモータと共に使用されてもよく、例えば、そのようなプロモータ/エンハンサの組み合わせには、サイトメガロウイルス(CMV)のプロモータとCMVのエンハンサ、ユビキチンのプロモータ(Cubi)に連結されたCMVのエンハンサ、それに相当するプロモータとの組み合わせで使用されるヒト血清アルブミン[HSA]のエンハンサを含む肝臓特異的なエンハンサ要素、ヒトプロトロンビン[HPrT]エンハンサ、アルファ−1ミクログロブリン[A1MB]エンハンサ及びイントロンのアルドラーゼのエンハンサの群、又はCMVのプロモータ若しくはHSAのプロモータの群から選択されるプロモータとの組み合わせで使用されるHSAのエンハンサ、アルファ−1−アンチトリプシンのプロモータ等との組み合わせで使用されるヒトプロトロンビン[HPrT]及びアルファ−1ミクログロブリン[A1MB]からなる群から選択されるCMVプロモータエンハンサ要素との組み合わせで使用されるヒトプロトロンビン[HPrT]及びアルファ−1ミクログロブリン[A1MB]からなる群から選択されるエンハンサ要素が挙げられる。
更に、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルの構成要素として使用されてもよい細胞にトランスフェクションするのに好適な、本明細書で定義されるようなベクターは、転写シグナル及び/又は翻訳シグナル、好ましくは、適当な宿主によって認識される転写シグナル及び/又は翻訳シグナル、例えば、転写調節シグナル及び翻訳開始シグナルを含有してもよい。転写シグナル及び/又は翻訳シグナルは、好ましくは、本明細書で定義されるような対応するプロモータとの関連で、任意の真核細胞、原核細胞、ウイルス、細菌、植物、好ましくはヒト又は動物、例えば、哺乳類宿主から得られてもよい。したがって、宿主細胞が、上記で定義されたペプチド、例えば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードする核酸配列と関連した転写調節シグナル及び翻訳開始シグナルを認識する範囲において、宿主の性質に応じて、多種多様な転写及び翻訳の調節配列が採用されてもよい。天然に存在するGLP−1をコードする核酸配列に隣接する5’領域が保持されてもよく、本発明のベクターにおける転写及び翻訳の調節に採用されてもよい。この領域は通常、例えば、TATAボックス、キャッピング配列、CAAT配列などのような転写及び翻訳の開始に関与する配列を含む。通常、この領域は、少なくとも約150塩基対の長さであり、更に通常では、約200bpであり、約1kb〜2kbを超えることは稀である。
上記で定義されたペプチド、例えば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又はGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードする核酸配列の発現が調節され得るように、抑制又は活性化を制御できる、本明細書で定義されるようなベクターに好適な転写開始調節シグナルが選択されてもよい。そのような制御可能な調節法の1つは、温度を変化させることによって発現を抑制する又は開始するために、温度感受性である調節シグナルを使用するものである。別の制御可能な調節法は、特定の化学物質に感受性をもつ調節シグナルの使用である。これらの方法は好ましくは、例えば、必要な構築物を調製する場合、試験管内のプロセスで使用される。更に、細胞の外側からの更なる手段がなくても生体内での発現の抑制及び活性化を制御することが可能である転写開始調節シグナルを本明細書で使用して、例えば、カプセル化細胞にて一時的な発現を得てもよい。そのような転写及び/又は翻訳のシグナルには、例えば、停止シグナル及びポリアデニル化された領域といった転写停止調節配列が挙げられる。更に、転写停止調節配列は、上記で定義されたペプチド、例えば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードする核酸配列を含有する、本明細書で定義されるようなベクターの非コーディング3’領域に位置してもよい。好適な停止配列には、例えば、ウシ成長ホルモン、SV40、lacZ、EF1アルファ及びAcMNPV多面体のポリアデニル化シグナルを挙げることができる。
本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルを調製するのに使用されてもよい細胞にトランスフェクションするのに好適な発現ベクターはまた、上記で定義されたペプチド、例えば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードする核酸配列の最適な発現のために他の配列を含んでもよい。そのような配列には、シグナル(ペプチド)配列をコードするもの、即ち、分泌されたタンパク質の膜の中への又は膜を介した通過を提供する、N末端に位置するペプチド配列をコードするもの;発現生成物の安定性を提供するもの;及び制限エンドヌクレアーゼによる切断の部位を提供する制限酵素認識配列などが挙げられる。これらの物質は全て当該技術で既知であり、市販されている(例えば、Okayama (1983), Mol. Cell. Biol., 3:280を参照)。
本明細書で定義されるような「シグナル配列」は、発現された神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適な更なるタンパク質若しくはタンパク質様物質、本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、又は分泌される更なる因子、即ち、細胞膜を通過する更なる因子のN末端にて、GLP−1のアミノ酸1−6に関する上記但し書きの定義の範囲内で、位置する約8−30アミノ酸を通常含むシグナル(ペプチド)配列である。そのようなシグナル(ペプチド)配列には、野生型GLP−1前駆体タンパク質と通常関連するシグナル(ペプチド)配列(即ち、完全長のプログルカゴン前駆体分子のシグナル(ペプチド)配列)、並びにそれに通常関連しない、即ち、野生型GLP−1前駆体タンパク質に非相同であるシグナル(ペプチド)配列が挙げられる。本明細書で定義されるような「シグナル(ペプチド)配列」は、例えば、シグナルペプチド配列又はリーダー配列(例えば、分泌シグナル(及びリーダー)配列)であることができる。更に、本明細書で定義されるようなシグナル(ペプチド)配列は好ましくは、プロテアーゼ、例えば、シグナル配列プロテアーゼによる前駆体ペプチドの切断を提供する。プロテアーゼによる前駆体ペプチドからのシグナル配列の切断の際、例えば、生物学的に活性のある神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適な更なるタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子が産生される。そのようなシグナル(ペプチド)配列は通常、切断用プロテアーゼによって認識される切断部位をコードする領域を含む。或いは、切断用プロテアーゼによって認識される切断部位をコードする領域をシグナル(ペプチド)配列に導入することができる。更に、切断用プロテアーゼによって認識される切断部位をコードする追加の(1以上の)配列をシグナル(ペプチド)配列に付加することができる。
本明細書で定義されるようなベクターによってコードされ得るシグナル(ペプチド)配列の例には、例えば、GLP−1、又はGLP−1以外の、例えば、サイトカイン、凝固因子、免疫グロブリン、分泌酵素若しくはホルモン(下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド(PACAP)/グルカゴンスーパーファミリーを含む)及び血清タンパク質といった、分泌されたタンパク質に由来するシグナル(ペプチド)配列が挙げられる。本明細書で定義されるようなシグナル(ペプチド)配列は、例えば、分泌されたマトリクスメタロプロテイナーゼ(MMP)、例えば、ストロメリシンのリーダー配列に由来することができ、分泌型ヒトアルカリホスファターゼ(SEAP)、プロ−エキセンジン、例えば、プロエキセンジン−4のリーダー配列、プロ−ヘロデルミン、プロ−グルコース依存性のインスリン分泌促進性ポリペプチド(GIP)、プロ−インスリン様成長因子(IGF1)、プレプログルカゴン、アルファ−1アンチトリプシン、インスリン様成長因子1、ヒト第IX因子、ヒトリンホトキシンA(GenBank受入番号BAA00064)、又はヒトクラステリン(GenBank受入番号AAP88927)に由来することができる。本明細書で定義されるようなシグナル(ペプチド)配列の特定の例は、シグナルペプチダーゼ、フリン、又はその他のプロホルモン転換酵素(例えば、PC3)による前駆体切断のためのシグナルのコーディング領域を含む配列である。例えば、フリン(PACEとしても知られる、米国特許第5,460,950号を参照)、その他のスブチリシン(PC2、PC1/PC3、PACE4、PC4、PC5/PC6、LPC/PC7IPC8/SPC7及びSKI−1を含む、Nakayama, Biochem. J., 327:625−635 (1997));エンテロキナーゼ(米国特許第5,270,181号を参照)又はキモトリプシンによって切断されるシグナルを、本明細書で定義されるようなシグナル(ペプチド)配列に導入することができる。これら文書のそれぞれの開示は参照によって本明細書に組み入れられる。フリンは、トランス−ゴルジに存在する普遍的に発現されたプロテアーゼであり、その分泌前にタンパク質前駆体を処理する。フリンは、例えば、Arg−Gln−Lys−Argのようなそのコンセンサス認識配列、Arg−X−Lys−Arg又はArg−X−Arg−Arg、(Lys/Arg)−Arg−X−(Lys/Arg)−Arg及びArg−X−X−ArgのCOOH末端で切断する。これらのアミノ酸配列は、プロテアーゼフリンによる前駆体切断のためのシグナルである。従って、非相同のシグナル配列も、シグナル配列から作られたコンセンサス配列に合成的に由来することができる(例えば、シグナルペプチダーゼによって切断される分泌タンパク質から作られるコンセンサス配列)。
本明細書で定義されるような調節配列に加えて、本明細書で定義されるような自律的に複製するベクターは通常、複製開始点を含む。好適な複製開始点には、例えば、ColE1、pSC101、SV40、pMPI(ori pMPI)及びM13の複製開始点等が挙げられるが、これらに限定されない。
好ましくは、上記で定義されるようなペプチド、例えば、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子の発現に好適な、本明細書で定義されるようなベクターは、追加的に自殺遺伝子を含有してもよい(含有するように操作してもよい)。本発明の文脈で、「自殺遺伝子」は、好ましくは、特定の物質の投与の際、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに含有される自殺遺伝子を抱く細胞を殺傷することによって、本明細書で使用されるとき、(球状)マイクロカプセルによる治療を停止することが可能である。言い換えれば、本発明に好適な自殺遺伝子は、通常ヒト又は動物の体内に存在しない外因性活性化剤を投与することによって活性化されてもよい。この場合、通常、自殺遺伝子は、細胞にアポトーシス事象を受けさせるカスケードを開始する。或いは、本発明に好適な自殺遺伝子は、通常、ヒト又は動物の体内に存在しない投与された外因性の非毒性プロドラッグを代謝してもよい。外因性の非毒性プロドラッグの代謝は好ましくはプロドラッグを細胞毒性にする。自殺遺伝子は、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適な更なるタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードする同一のベクターに含有されてもよいし、又は代わりに第2のベクターに含有されてもよい。更に、自殺遺伝子は、任意の種類の制御及び調節の要素、例えば、発現ベクターの構成要素として本明細書で言及されたプロモータ、エンハンサ等の制御及び調節の要素によって、又はそれらの天然に存在する制御及び調節の要素によって調節されてもよい。好ましくは、上記制御メカニズムのいずれかを可能にする自殺遺伝子が本発明に従って選択され、例えば、自殺遺伝子は、シトシンデアミナーゼ(CD)、ウラシルホスホリボシルトランスフェラーゼ(UPRTase)、HSVチミジンキナーゼ(HSV−Tk)、細菌Tetリプレッサタンパク質(TetR)のようなテトラサイクリンの添加によって誘導される自殺遺伝子、等から選択されてもよい。特定の例としてシトシンデアミナーゼ(CD)が使用されてもよい。シトシンデアミナーゼ(CD)は通常、種々の生物に存在し、5−フルオロシトシン(5−FC)を5−フルオロウラシル(5−FU)に転換することができ、それは一般的な化学療法剤を代表するものである。5−フルオロウラシル(5−FU)は生物にとって毒性が高い一方で、そのプロドラッグである5−フルオロシトシン(5−FC)は細胞にとって毒性ではない。5−フルオロウラシル(5−FU)はその後、細胞性キナーゼによってリン酸化され、細胞のRNA合成をやめさせることが可能である。従って、プロドラッグである5−フルオロシトシン(5−FC)は特定の細胞の自殺を誘導する優れたツールを代表する。更に、5−フルオロ−dUMPは、抗葉酸剤として作用し、酵素チミジル酸合成酵素を阻害し、デオキシリボヌクレオチドの新生(de novo)合成経路にて、dUMPの、dTMPへのメチル化を触媒する。それによって、細胞におけるDNA合成の阻害が達成され得る。また好ましくは、HSV−1のチミジンキナーゼ(ATP:チミジン−5−ホスホトランスフェラーゼ(HSV1tk))及びその対応するプロドラッグであるガンシクロビル(GCV)を使用してもよい。グアノシン類似体GCVは特異的にリン酸化されて、DNA合成の伸長を阻害するので、細胞に自殺をもたらす。この文脈で、HSV−1チミジンキナーゼは細胞内で非毒性のガンシクロビルを毒性生成物に変換するので、不測の細胞増殖の場合、トランスフェクションされた細胞の破壊を可能にする。したがって、変性細胞を含有するGLP−1セルビーズ(CellBeads、登録商標)で治療された患者へのガンシクロビルの全身投与は、移植された細胞の破壊をもたらす。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの調製に使用される好適な細胞への、本明細書で定義されるようなベクターのトランスフェクション、又は代わりに、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードする裸の核酸のトランスフェクションは、当業者に既知の方法(例えば、Maniatis et al. (2001) Molecular Cloning:A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NYを参照)によって達成されてもよい。本明細書で定義されるような好適な細胞にベクターがトランスフェクションされるのであれば、ベクターは好ましくは、GLP−1ペプチドをコードする核酸を運ぶプラスミドDNAの形態で存在する。プラスミドDNAは好ましくは環状プラスミドDNAである。好適なトランスフェクションの方法には、例えば、改変されたエレクトロポレーション法(例えば、ヌクレオフェクション)を含むエレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法、例えば、リン酸カルシウム同時沈殿法、DEAEデキストラン法、リポフェクション法、例えば、転移介在性リポフェクション法が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、トランスフェクションは、改変されたエレクトロポレーション法(例えば、ヌクレオフェクション)を用いて、本明細書で定義されるようなベクターを運ぶプラスミドDNAによって行われる。
本明細書で定義されるようなベクター、又は代わりに、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードする核酸は更に、例えば、トランスフェクションのために、少なくとも1つの合成ポリマー又は天然のポリマー、例えば、ポリアミノ酸と複合体化されてもよく、又はそれに抱合されてもよい。少なくとも1つのポリマー構成要素が、本明細書で定義されるようなベクター、又は代わりに、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体と共有結合してもよい。本発明の意味における「抱合される」は、「化学的に結合される」を意味するように意図される。「化学的に結合される」は、共有結合又は非共有結合を介して結合されることを意味するように意図される。共有結合も利用されてもよい一方で、トランスフェクション目的には非共有結合が好まれる。それによって、ポリマー構成要素は、共有結合なしでの複合体化、例えば、水素結合又は静電気的な、疎水性の、等の相互作用を介して融合ペプチドに連結されてもよい。
本明細書で定義されるようなベクター、又は代わりに、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体(トランスフェクション目的で)をコードする核酸を結合するために本明細書で使用されるポリマーは、水溶液又は水性懸濁液に可溶性であり、薬学上有効な量で融合ペプチドを投与する際、哺乳類に対する、例えば、副作用のような否定的な影響を有さないポリマーを含む、生理学的に許容可能なポリマーであってもよい。本発明に従って使用される生理学的に許容可能なポリマーに特定の限定はない。ポリマーは合成の性質のものであってもよいし、天然に存在するポリマー(例えば、タンパク質)であってもよい。
更に一般的には、本明細書で定義されるようなベクター、又は代わりに、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体をコードする核酸と共に使用される合成ポリマーは好ましくは、アルキレングリコール、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、エチレングリコールとプロピレングリコールのコポリマー、ポリオキシエチレン化ポリオール、ポリオレフィンアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアルキルメタクリルアミド、メタクリル酸ポリヒドロキシアルキル、例えば、メタクリル酸ポリヒドロキシエチレン、ポリアクリレート、多糖類、ポリ([アルファ]−ヒドロキシ酸)、ポリビニルアルコール、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン、ポリ(N−アクリロイルモルフォリン)、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルアセタール、ポリ乳酸グリコール酸、ポリ乳酸、脂質ポリマー、キチン、ヒアルロン酸、ポリウレタン、ポリシアル酸、三酢酸セルロース、硝酸セルロース及び前述のいずれかの組み合わせから選択される。
本発明はまた、本発明に従って使用される(球状)マイクロカプセルを調製する方法も提供する。これらの(球状)マイクロカプセルは好ましくは、2以上の方法工程に従って調製される。方法工程(1)に従って、上記で開示されたようにコアが調製される。方法工程(2)に従って、1以上の表面コーティング層によって、方法工程(1)に従って調製されたようなコアが被覆される。更なる任意の工程は、追加の表面コーティング層の調製のための方法工程(2)の反復を含んでもよい。好ましくは、方法工程(2)と同一の工程がそのような追加の表面コーティング層のそれぞれのために実施される。更なる任意の工程は、球状マイクロカプセルの調製に続く洗浄工程を含んでもよい。
通常、上記で開示されたようなコアは、本発明に従って使用されるとき、(球状)マイクロカプセルを調製するための方法工程(1)に従って調製される。そのようなコアは、架橋ポリマーと、上記で開示されたような方法に従ってトランスフェクションされている神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、及び任意で、本明細書で定義されるような追加の因子をコードし且つ分泌する細胞から構成される。方法工程(1)に従って、可溶性形態のポリマー、例えば、可溶性形態のアルギネート(例えば、生理食塩水におけるアルギン酸カリウム又はアルギン酸ナトリウム)と、上記で定義された細胞との混合物は通常、好ましくは、(球状)コアについて本明細書で定義されるような濃度で、例えば、ポリマー溶液のmL当たり1×10個から6×10個までの細胞にて調製される。
典型的な技法として、共通の中心の周りで3つの同軸の環:内側導管、中間導管及び外側導管(エアリング)として同軸に配置される3つの導管からなる空気注入スプレーノズルを介して、均質な細胞/ポリマーの懸濁液(例えば、細胞/アルギネートの懸濁液)を加圧してもよい。好ましくは、50μm〜2,000μmまでの内径を有する内側導管には中空の針を用いる。中間の導管は通常、60μm〜4,000μmの内径を有し、外側導管(エアリング)は好ましくは100μm〜5,000μmの内径を有する。本発明に従って使用されるとき、(球状)マイクロカプセルのコアを調製するための方法工程(1)では専ら、内側導管と外側導管(エアリング)を使用する。したがって、単に2つの導管(内側導管と外側導管)からなるスプレーノズルを同様に方法工程(1)で使用してもよい。通常、3つの導管を持つ空気注入スプレーノズルを使用するのであれば、中間導管を流れる物質はない。細胞/ポリマー溶液の懸濁液は通常、10μL/分〜5mL/分の速度で内側導管を通じて加圧され、導管の出口で液滴をもたらし、外側導管(エアリング)によって提供され、通常0.5L/分〜10L/分の速度を有する空気の流れによってそれが引き剥がされる。細胞と未架橋ポリマー溶液とを含有する液滴は、架橋剤を含有する溶液(沈殿槽)に落下し、それは通常、空気注入スプレーノズルの出口の約4cm〜約60cm下に位置する。液滴は好ましくは落下中に丸くなり、それによって実質的に球状の構造形態を取る。架橋剤がポリマーのイオン性架橋を達成し、球状(水不溶性)のマイクロカプセルのコアが、(球状)コアについて本明細書で定義される直径を有して最初に形成される。(球状)マイクロカプセルのコアの直径は、方法工程(1)で使用される選択された導管のサイズと構造に左右される。架橋剤を含有する溶液(沈殿槽)は好ましくは、アルギネートがポリマーとして使用されるのであれば、二価カチオン、例えば、カルシウム若しくはバリウムのイオン(5mM〜100mM)又はその他の二価若しくは多価のカチオンで構成される。更に、沈殿槽は好ましくは、緩衝液物質(例えば、1mM〜10mMのヒスチジン)及び塩化ナトリウム(例えば、290mOsモル±50mOsモル)を含有する。アルギネート以外のポリマーが使用されるのであれば、当該技術で既知のその他の好適な架橋剤及び緩衝液を本明細書で使用してもよい。
方法工程(1)は、本明細書で定義されるような架橋ポリマーと細胞で構成される(球状)マイクロカプセルのコアを提供する。方法工程(1)に続く任意の方法工程は洗浄工程を含んでもよい。(球状)マイクロカプセルのコアは、本発明に従って使用されるとき、生理食塩水又はその他の好適な洗浄溶液で洗浄され、適宜、コアは、硫酸ナトリウム溶液、好ましくは、その開示が参照によって本明細書に組み入れられる米国特許第6,592,886号に係る硫酸ナトリウム溶液にてインキュベートされる。本発明に従って使用されるとき、沈殿槽及び/又は洗浄槽からの(球状)マイクロカプセルのコアの分離は通常、遠心又はその他の好適な方法を用いて実施される。
方法工程(2)に従って、本発明に従って使用されるような、方法工程(1)によって調製された(球状)マイクロカプセルのコアは、実質的に架橋ポリマーの表面コーティング層によって被覆される。したがって、工程(1)によって調製された(球状)マイクロカプセルのコアは、細胞を含まない、上記で開示されたような未架橋ポリマーを含有するポリマー溶液に添加される。好ましくは、ポリマーは、非架橋の形態で、本明細書で定義されるような濃度にて提供される。通常、ポリマー溶液と(球状)マイクロカプセルのコアとを含有するこの混合物は、上述の空気注入スプレーノズルの内側導管を通じて、例えば、15μL/分〜2mL/分、好ましくは10μL/分〜5mL/分の速度で加圧される。同時に、細胞を含まない純粋な未架橋ポリマー溶液、好ましくは、約0.1%〜約4%(w/v)のポリマーを含む溶液、例えば、細胞を含まないアルギネート溶液が、通常15μL/分〜2mL/分、好ましくは10μL/分〜5mL/分の速度で中間導管を通じて加圧される。それによって、中間導管の端部でコアと非重合化ポリマーの表面とを含有する液滴が形成される。これらの液滴は、通常0.5L/分〜10L/分の速度を有する外側導管(エアリング)を介して提供される空気の流れによって剥がれる。(球状)マイクロカプセルのコアのポリマー濃度、(球状)マイクロカプセルのコアが添加されるポリマー溶液のポリマー濃度、及び表面コーティング層のポリマー濃度は異なってもよい(上記参照)。(球状)マイクロカプセルのコアを含有する液滴(方法工程(2)に従って調製された)は、本明細書で定義されるような架橋剤を含有する溶液(沈殿槽)に落下する。落下する間、液滴は好ましくは、ほぼ球状の構造形態へと丸くなる。架橋剤は、方法工程(1)に類似するポリマーのイオン性架橋に影響を及ぼす。それによって、本明細書で定義されるような直径、更に好ましくは、約100μm〜約200μmの(球状)マイクロカプセル総径(粒径)、更に好ましくは約115μm〜約185μmの総径、一層更に好ましくは約130μm〜約170μmの総径、最も好ましくは約145μm〜約155μm、例えば、約150μmの総径を有する水不溶性の(球状)マイクロカプセルが形成される。方法工程(2)によって入手可能な(球状)マイクロカプセルの総径は、本明細書で使用されるような選択された導管のサイズと構造に左右される。1を超える表面コーティング層を持つ、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、即ち、本明細書で定義されるようなコアと2層、3層、4層、5層、5層から10層以上の表面コーティング層を含有する(球状)マイクロカプセルを調製するために、必要なだけ多く方法工程(2)を繰り返してもよい。これらの更なる表面コーティング層は上記の直径の範囲内で定義される。
方法工程(2)の後に、1以上の任意の洗浄工程が本明細書で定義されるように続いてもよい。
更なる態様によれば、本発明はまた、動物、好ましくは哺乳類における眼疾患を治療する方法を提供する。従って、そのような治療方法は、ヒトの医療又は獣医学的医療のいずれかの分野で使用されてもよい。本発明の文脈で、用語、哺乳類は、通常任意の動物及びヒトを含み、好ましくは、ヒト及び、例えば、ブタ、ヤギ、ウシ、イノシシ/ブタ、イヌ、ネコ、ロバ、サル、類人猿、又はマウス、ハムスター及びウサギを含むげっ歯類、ウシ、ウサギ、ヒツジ、ライオン、ジャガー、ヒョウ、ラット、ブタ、スイギュウ、イヌ、ロリス、ハムスター、モルモット、ダマジカ、ウマ、ネコ、マウス、オセロット、サーバルなどを含む(哺乳類)(非ヒト)動物からなる群から選択されるが、これらに限定されない。そのような治療は通常、それを必要とする患者への本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの投与によって、特に、本明細書で定義されるような細胞、例えば、本発明の文脈で使用されてもよい、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞又は任意のその他の細胞(種)の投与によって生じ、その際、これらの細胞は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入されて、治療される患者の免疫系の応答を妨げる。そのような治療は更に、特に、本明細書で定義されるような細胞、例えば、本発明の文脈で使用されてもよい、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞又は任意のその他の細胞(種)の、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルを含む(医薬)組成物の投与によって生じ、その際、これらの細胞は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入されて、治療される患者の免疫系の応答を妨げる。好ましくは、(球状)マイクロカプセルは、本発明の方法で使用されるようなその構成成分全てと同様に、例えば、コア又は表面コーティング層等のポリマーマトリクスのポリマーは、本明細書で定義されたとおりである。更に、そのような治療は、全て本明細書で定義されるような神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又はGLP−1融合ペプチドの直接投与によっても生じてもよい。本発明に係る上記の治療方法は、ヒトに使用することができ、また獣医学的目的でも使用することができる。
本明細書で定義される治療方法は、好ましくは、眼疾患及び眼障害、特に、その他の網膜疾患の中でもとりわけ、網膜色素変性症(RP)、黄斑変性症(MD)、加齢黄斑変性症(AMD又はARMD)、他の理由による黄斑浮腫、網膜血管閉塞、糖尿病性網膜症、緑内障及びその他の眼の神経症等から選択される網膜疾患を含む、網膜の変性が原因で生じる眼疾患及び眼障害の治療又は予防、並びにそれらに関連する状態の治療又は予防を含む。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルを用いて、又はこれらの(球状)マイクロカプセル若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含む(医薬)組成物を用いて、眼疾患若しくは眼障害又はそれに関連する疾患を治療すること又は予防することは好ましくは、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適な更なるタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等の上述の有益な効果の結果生じる。例えば、有益な効果はGLP−1について知られ、例えば、DPP−IVプロテアーゼに対する安定性のためにGLP−1ペプチドを繰り返して投与する必要がなく、及び/又は、埋め込まれたGLP−1発現同種細胞に対する、望ましくない免疫応答のリスクもなく、虚血又は酸素不足が原因で生じる損傷及び心臓組織の死の可能性を強力に低下させるその能力である。コラーゲンXVIIIの分解産物であるエンドスタチンについて知られる有益な効果には、血管新生を有意に低減させるその能力が挙げられる。本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの細胞の「安全で且つ有効な量」、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体の「安全で且つ有効な量」は、更に治療される特定の眼疾患又は眼障害と関連して、また治療される患者の年齢と身体状態、状態の重症度、治療の持続時間、併用療法の性質、使用される特定の薬学的に許容可能なキャリアの性質、及び類似の因子と関連して、投与する医師の知識と経験の範囲内で変化するであろう。
本明細書で定義されるように、眼疾患の治療若しくは予防の方法、又はそのような眼疾患に関連する疾患若しくは状態の治療若しくは予防の方法は、それを必要とする患者に、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルを投与すること、又はそのような(球状)マイクロカプセルを含有する(医薬)組成物を投与すること、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの投与を含む。「それを必要とする患者」は通常、動物であり、好ましくは哺乳類である。更に好ましくは、「それを必要とする患者」は、例えば、ブタ、ヤギ、ウシ、イノシシ/ブタ、イヌ、ネコ、ロバ、サル、類人猿、又はマウス、ハムスター及びウサギを含むげっ歯類を含むヒト及び動物を含む群から選択されるが、これらに限定されない。
上記治療方法の文脈での投与は通常、「安全で且つ有効な」量の活性剤、例えば、(球状)マイクロカプセル、即ち、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの細胞を投与すること、又は「安全で且つ有効な」量の神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを投与することによって生じる。本明細書で使用されるとき、「安全で且つ有効な量」は、本明細書で言及されるような眼疾患又は眼障害の陽性の改善を有意に誘導するのに十分である、上記で定義されるような活性剤の量を意味する。しかしながら、同時に、「安全で且つ有効な量」は、換言すると、利点とリスクとの間の理に適った関係を可能にする、深刻な副作用を十分に回避できるように少ないものである。これらの限界の決定は通常、理に適った医学判断の範囲内にある。本発明の文脈で、表現「安全で且つ有効な量」は好ましくは、本明細書で定義されるようなそのような神経保護因子及び/又は抗血管新生因子又はそれらのフラグメント若しくは変異体について知られる有益な効果を発揮するのに好適である、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの量、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルの細胞の量を意味する。
上記の文脈で、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの細胞は通常、(球状)マイクロカプセルのmL当たり、1日当たり、約0.2μgの濃度で、本明細書で定義されるように、例えば、GLP−1ペプチド及び/又はエンドスタチンを分泌する。従って、投与量の範囲は、例えば、1日当たり約0.01μg〜20mgの、生物学的に活性のある、分泌される神経保護因子、抗血管新生因子、又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、GLP−1ペプチド及び/又はエンドスタチンの範囲であってもよく(1mg〜100mgの範囲での更に高い量も熟考されるにもかかわらず)、例えば、1日当たり約0.01μg〜10mgの範囲、好ましくは1日当たり約0.01μg〜5mgの範囲、一層更に好ましくは1日当たり約0.01μg〜1mgの範囲、最も好ましくは1日当たり約0.01μg〜500μgの範囲であってもよい。神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドが、細胞なしで直接、投与されるのであれば、これもまた適用されてもよい。
上記治療方法の文脈での投与は通常、治療される患者における特定の投与部位への、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入される細胞を提供することによって、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルを提供することによって、又はそのような(球状)マイクロカプセル、若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含有する(医薬)組成物を提供することによって生じる。そのような特定の投与部位は通常、眼であり、例えば、眼内投与であり、好ましくは、治療される患者の眼の冒された領域であり、更に好ましくは特定の組織又は領域、例えば、網膜、虹彩であり、更に好ましくは、虹彩から2mm〜3mm離れた、例えば、結膜及び強膜がやや乱された後の、眼の硝子体腔の中である。眼の硝子体腔が、眼内疾患の治療のための薬剤リザーバとして使用され得ることを実感するのは主として重要なことである。眼は身体容積の10,000分の1を表すため、薬剤は、眼内に投与されないと、必要とされる作用の部位、即ち、網膜又はその他の眼内構造にて同一濃度を理論的に達成するには、10,000倍高い投与量で全身に投与しなければならない。それは、全身性の副作用の途方もないリスクを招き得る。一例として、眼内投与された相対的に少量の投与量である25mgの結晶性ステロイド(トリアムシノロン)は、全身投与された1/4キログラムの投与量に相当する。そのような投与量は患者の生存に関わる問題である。加えて、薬剤の直接的な眼内投与は、網膜血管を通じて輸送され得るが、網膜組織における薬剤の利用効率を限定する血液網膜関門の問題を回避する。しかしながら、網膜血管壁の相対的に密接な接合部のために、薬剤は完全には血管を離れて網膜組織に浸透しないことが多い。この文脈で、投与があまりに多く繰り返される場合、薬剤の繰り返される眼内投与は、水晶体や網膜への医原性病変の累積リスクを伴い、及び感染の累積リスクを伴い得ることも主として重要である。したがって、本発明に従って実施されるように、必要な再投与の数を顕著に減らす手順や技法を開発することが非常に望ましい。細胞が免疫的に攻撃されるのを保護し、その「ケージ」から細胞が離れるのを防ぎ、同時に、産生された薬剤の放出のための細胞の栄養のための物質の交換を可能にする構造によって覆われた、眼の中への薬剤産生細胞の埋め込みを、眼の中への薬剤産生繊維の最小化及び転位と比較することができる。或いは、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入される細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又はそのような(球状)マイクロカプセル、若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、又はそれらのフラグメント若しくは変異体を含有する(医薬)組成物を、眼の前眼房又は後眼房の中に、例えば、房水又は硝子体液の中に投与してもよい。或いは、網膜下で、例えば、網膜の後での注入を介して注入を行うこともできる。
本発明の文脈での投与部位には、更に、例えば、注入又は埋め込みによって投与されてもよい、眼内投与、眼又は網膜の表面、虹彩又はその組織又は周辺領域が挙げられるが、これらに限定されない。或いは、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードし且つ分泌する細胞はまた、前眼房、水晶体嚢(例えば、白内障の手術後)、網膜下腔、及び脈絡膜上腔に埋め込まれてもよい。注入又は外科的処置又は非外科的処置によって細胞の埋め込みを行い、強膜の内側の全容積として定義される眼の内部に細胞をもたらしてもよい。
投与部位には更に、本明細書で言及されるような眼疾患の治療に好適な任意の腔が挙げられる。
本明細書で定義されるような特定の投与部位への、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの投与、特に、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入され、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞の投与、又はそのような(球状)マイクロカプセルを含有する(医薬)組成物の投与、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの投与は、異なった投与方式を用いて実施されてもよい。本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入された細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又はそのような(球状)マイクロカプセル、若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含有する(医薬)組成物は、例えば、全身的に又は局所的に投与することができる。全身的投与の経路としては、例えば、経皮経路、静脈内(例えば、末梢静脈内注射)、皮下、動脈内(例えば、門脈を介した胆管への動脈内注射)、筋肉内、腹腔内、又は鼻腔内を含む非経口経路などが挙げられる。局所投与の経路としては、例えば、眼内の投与経路だけでなく、局所、経皮、筋肉内、皮下、心臓内、心筋内、及び/又は心膜注射などが挙げられる。更に好ましくは、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入された細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又はそのような(球状)マイクロカプセル、若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含有する(医薬)組成物は、皮内経路、皮下経路又は筋肉内経路によって投与されてもよい。注射目的で、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入された細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又はそのような(球状)マイクロカプセル若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含有する(医薬)組成物は、例えば、好適な医薬キャリアの添加によって、例えば、液体医薬組成物、ジェル等の形態で、好適な形態にて製剤化されてもよい。
前述の眼疾患又は眼障害の治療に好適であってもよい投与の他の方式には、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入された細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又はそのような(球状)マイクロカプセルを含有する(医薬)組成物の、明細書で定義されるような投与部位の中への又はその部位への移植が挙げられる。移植の目的で、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入された細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又はそのような(球状)マイクロカプセルを含有する(医薬)組成物は、例えば、好適な医薬キャリアの添加によって、例えば、ジェル、カプセル、錠剤等の形態で、好適な形態にて製剤化されてもよい。
投与は一般に、同一の日における単回投与として、複数回投与として、数週間又は数ヵ月の期間にわたる単回投与として、又は数週間又は数ヵ月の期間にわたる複数回投与として生じてもよい。
本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに封入された細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又はそのような(球状)マイクロカプセル若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含有する(医薬)組成物は、介入手段によって、例えば、冒された領域に誘導し、注入によって投与部位に(球状)マイクロカプセルを埋め込むカテーテルを用いて、本明細書で定義されるような投与部位に直接送達されてもよい。埋め込みはまた、外科的な通常の方法を用いて、例えば、又は非外科的な処置を用いて実施することができる。
特に好ましい実施形態によれば、(球状)マイクロカプセル、特に本明細書で定義されるような、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞、又はそのような(球状)マイクロカプセル、若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含む(医薬)組成物は、例えば、上記ですでに定義されたような注入を介して投与されてもよい。特に好まれるのは、例えば、12G〜26G、更に好ましくは18G〜22Gのサイズを有する注射針のような適切な注射針を適用することによる注入である。別の特に好ましい実施形態によれば、(球状)マイクロカプセル、特に本明細書で定義されるような、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド等、又はそれらのフラグメント若しくは変異体をコードし且つ分泌する細胞、又はそのような(球状)マイクロカプセル、若しくは神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含む(医薬)組成物は、例えば、外科用メス、注射針のような外科用具を用いて、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質等を移植することを介して投与されてもよい。
本発明は、更に動物、好ましくはヒトのような本明細書で定義されるような哺乳類における眼疾患若しくは眼障害又はそれに関連する疾患若しくは障害を治療するための製品、例えば、(医薬)組成物又はキットを製造するための、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードし且つ分泌する細胞を含む本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの使用、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの使用を包含する。この文脈で、そのような本発明の医薬組成物は、ヒトの医療又は獣医学的医療のいずれかの分野で使用されてもよい。本発明は更に、動物、好ましくはヒトのような、本明細書で定義されるような哺乳類における眼疾患若しくは眼障害又はそれに関連する疾患若しくは障害を治療するための本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの製造のための、好ましくは、製品、例えば、(医薬)組成物又はキットを調製するための、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードする細胞の使用、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの使用を包含する。細胞が使用されるのであれば、そのような目的で使用されるような細胞は好ましくは、本明細書で定義されるような細胞であり、例えば、本発明の文脈で使用されてもよい、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードし且つ分泌する、間葉系幹細胞又は間葉系間質細胞、又はその他の細胞(種)であり、その際、これらの細胞は、(球状)マイクロカプセルに封入されて、治療される患者の免疫系の応答を妨げる。
本発明の別の態様は、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又は本明細書で定義されるようなそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードし且つ分泌する細胞を含む、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルを含有する(医薬)組成物、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含む(医薬)組成物である。そのような(医薬)組成物は、上記で定義されたような眼疾患又は眼障害に罹っている患者に、好ましくは、本明細書で定義されるような方式によって本明細書で定義されるような投与部位に投与されてもよい。
神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドをコードし且つ分泌する細胞を含む本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルを含有する(医薬)組成物、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを「有効成分」として含有する、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルを含有する(医薬)組成物の調製は一般に、全て参照によって本明細書に組み入れられる米国特許第4,608,251号;同第4,601,903号;同第4,599,231号;同第4,599,230号;同第4,596,792号及び同第4,578,770号によって例示されるように、当該技術では一般によく理解されている。
通常、(医薬)組成物は、好ましくは水(水性製剤)を含有する液状の溶液又は懸濁液のいずれかとして注入可能として調製されるか、又は乳化されてもよい。用語「水性製剤」は、少なくとも50%(w/w)の水を含む製剤として定義される。同様に、用語「水溶液」は、少なくとも50%(w/w)の水を含む溶液として定義され、用語「水性懸濁液」は、少なくとも50%(w/w)の水を含む懸濁液として定義される。
筋肉内、静脈内、皮膚、又は皮下への注射、又は本明細書で定義されるような投与部位への更なる注射については、細胞、又は本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセル、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチド、又は上記で定義されるような医薬組成物は、発熱物質を含まず、好適なpH、等張性及び安定性を有する、非経口で許容可能な水溶液の形態であろう。液体の(医薬)組成物は一般に水のような液体ビヒクルを含む。好ましくは、液体ビヒクルとしては、生理食塩水、デキストロースエタノール、又はその他の糖類溶液;エチレングリコール、プロピレングリコール若しくはポリエチレングリコール若しくはその組み合わせなどのグリコール類;リンゲル溶液、乳酸化リンゲル溶液などの等張ビヒクル;などが挙げられる。
本発明の(医薬)組成物が、細胞若しくは本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルの水溶液、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの水溶液と、例えば、緩衝液を含むのであれば、前記(球状)マイクロカプセル、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドは通常、0.1mg/mL以上の濃度で(医薬)組成物に存在し、前記(医薬)組成物は普通、約2.0〜約10.0、好ましくは約7.0〜約8.5のpHを有する。
その他の成分が本発明の(医薬)組成物に存在し得ることが可能である。そのような追加の成分には、湿潤剤、乳化剤、抗酸化剤、増量剤、pH緩衝剤(例えば、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液又はマレイン酸緩衝液)、保存剤、界面活性剤、安定剤、張度調整剤、キレート剤、金属イオン、油性ビヒクル、タンパク質(例えば、ヒト血清アルブミン、ゼラチン又はタンパク質)、及び/又は両性イオン(例えば、ベタイン、タウリン、アルギニン、グリシン、リジン及びヒスチジンのようなアミノ酸)が挙げられてもよい。そのような成分は、本発明に従って使用されるとき、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞の特定の要件、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドの特定の要件に従って、当業者によって選択され、即ち、成分は細胞毒性ではなく、細胞の生存を保証する。更に、そのような成分は、本発明に従って使用されるとき、(球状)マイクロカプセルの(球状)コアに埋め込まれる細胞によってコードされ、分泌されてもよい、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体を安定化させてもよい。
緩衝液として、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸塩、グリシルグリシン、ヒスチジン、グリシン、リジン、アルギニン、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸ナトリウム、及びトリス(ヒドロキシメチル)−アミノメタン、ヘペス、ビシン、トリシン、リンゴ酸、コハク酸塩、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、アスパラギン酸、又はこれらの混合物からなる群から選択されるものが好ましい。これらの特定の緩衝液のそれぞれは本発明の代替の実施形態を構成する。
本明細書で定義されるような(医薬)組成物における前述の添加剤全ての使用は、特にその濃度範囲に関して当業者に周知である。Remington:The Science and Practice of Pharmacy,19th edition,1995が好都合に参照される。
本明細書で定義されるような、神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質をコードし且つ分泌する細胞を含む(球状)マイクロカプセルを含有する、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体、例えば、エンドスタチン、GLP−1ペプチド、又は本明細書で定義されるようなGLP−1融合ペプチドを含有する、本発明の(医薬)組成物は好ましくは、一般に治療のために本明細書で定義されるような方式で投与される。そのような投与は好ましくは、投与量処方に対応し、好ましくは、安全で且つ有効な量の有効成分、例えば、安全で且つ有効な量の本明細書で定義されるような細胞、又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質、又はそれらのフラグメント若しくは変異体を含み、即ち、そのような量は、安全であるとみなされるが、治療上有効である。本発明の(医薬)組成物と共に(又は、必要に応じて単独で)投与される、そのような細胞又は神経保護因子、抗血管新生因子、及び/又は本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質若しくはタンパク質様物質の量は、例えば、患者の疾患の重症度を含む、治療される対象及び疾患に左右される。好適な投与量範囲は、所定の時間の間に、且つ通常1−数百マイクログラムの桁の範囲で(球状)マイクロカプセル(本発明の(医薬)組成物に含有されるような)によって直接提供されるか又は分泌される生物学的に活性のある神経保護因子、抗血管新生因子、本明細書で定義されるような眼疾患の(眼内)治療に好適なその他のタンパク質(本明細書で定義されるような神経保護及び/又は抗血管新生因子及び/又は更に好適な任意の因子)の、本明細書で定義されるような1日当たりの量に左右される。
本発明は更に、別途記載されなければ、またこれらの特に定義される単一の実施形態に限定されることを意図されなければ、上記の実施形態及び特徴の組み合わせを含む。
添付の図面にて本発明を更に説明する。しかしながら、本発明の範囲を以下に示される図面の内容に限定することは意図されない。
図1は、構築物a−m(実施例1も参照)の一例を示す図であり、それは、本発明に従って使用されるとき、(球状)マイクロカプセルの調製に使用される細胞に含有されてもよい。 図2は、hTERT−MSC細胞及びHEK293細胞における異なったGLP−1構築物の一時的な発現、及び一時的な発現の後の活性のあるGLP−1の結果を示す(実施例2も参照)。単量体のGLP−1構築物#103と#317(GLP−1(7−37)のたった1つのコピーを有する)では最低限の活性のあるGLP−1を見出し得るにすぎない。二量体のGLP−1構築物#217(hTERT−MSC細胞及びHEK293細胞の双方にて構成成分(I)及び構成成分(III)としてGLP−1(7−37)を有する)にて発現の大きな増大が認められた。 図3は、GLP−1分泌細胞からの細胞培養上清のウエスタンブロット解析を示す(実施例3も参照)。レーン1:偽トランスフェクションしたhTERT−MSC細胞の上清に溶解した100ngの合成GLP−1(7−37);レーン2:構築物#217から二量体GLP−1を分泌するhTERT−MSC細胞(クローン79TM217/13)の上清;レーン3:構築物#217から二量体GLP−1を分泌するAtT20細胞(クローン81−A−217/3)の上清;レーンM:前染色したタンパク質マーカー[kDa]。結果は、GLP−1(7−37)及びC末端付加物を含有する、本明細書で定義されるようなペプチドが、トランスフェクションされた細胞株から分泌され、GLP−1(7−37)の分子中央部分のエピトープに結合する抗GLP−1抗体を用いて検出することができることを示している。 図4は、本発明に従って使用されるようなGLP−1ペプチドによって実施した血漿安定性試験(試験管内)を記載する。したがって、構築物(1)#103:GLP−1(7−37)、(2)#317:GLP−1(7−37)−IP2−11AAにて伸長、及び(3)#217:GLP−1(7−37)−IP2−GLP−1(7−37)をHEK293細胞に一時的にトランスフェクションした。HEK293細胞は遺伝子構築物にとって有効な宿主である(実施例4も参照)。 図5は、構築物#217:GLP−1(7−37)−IP2−GLP−1(7−37)によって産生されるGLP−1ペプチドCM1を分泌する、安定的にトランスフェクションされたhTERT−MSC細胞クローン79TM217/18K5の上清と、対照としての合成GLP−1(7−37)によって実施した血漿安定性動態(試験管内)を記載する。結果は3回の独立した実験から得ている。活性のあるGLP−1はGLP−1(アクティブ)ELISA(Linco)を用いて測定した。 図6は、以下に示すペプチドについてのウエスタンブロットを示す。以下の値を得た。配列番号1(ID1syn)はGLP−1(7−37)、31aa、3.3kDに相当し;配列番号8(ID8syn、CM3)はGLP−1(7−37)−IP2、46aa、5.1kDに相当し;配列番号7(ID7rec、CM2)はGLP−1(7−37)−IP2−RR−GLP2、83aa、9.4kDに相当し;配列番号6(ID6syn、CM1)はGLP−1(7−37)−IP2−RR−GLP1(7−37)、79aa、8.7kDに相当する(実施例5も参照)。 図7は、バイオアッセイ細胞株111CHO349/18におけるGLP−1受容体が介在するcAMP上昇の用量反応曲線を示す。構築物#217:GLP−1(7−37)−IP2−GLP−1(7−37)によって産生される、CM1を分泌する79TM217/18K5細胞の連続希釈調整培地によって刺激を行った。hMSC−TERT親細胞株では検出可能なcAMP応答は見られなかった。グラフは5回の独立した実験から作成した。cAMPバイオアッセイにて最大値の半分の効果(ED50)を作出するペプチドの用量は353pMであると決定された(実施例6も参照)。 図8は、一時的な遺伝子発現及び安定的な遺伝子発現に使用した、例となるベクターを示す。ベクターは、1つは当該遺伝子(GOI)用であり、もう1つは自殺遺伝子HSVチミジンキナーゼ及び耐性遺伝子ブラスチシジンの融合用である、2つの別個の転写単位からなる。第1の転写単位については、ヒトユビキチンBプロモータを用い、第2の転写単位にはヒトフェリチンプロモータを用いた(実施例9も参照)。 図9は、予め細胞を不死化した後、本明細書で定義されるような(球状)マイクロカプセルに使用される細胞の性状分析を示す。図9Aから分かり得るように、不死化された細胞は依然として、不死化されていない相方として含脂肪細胞、骨細胞及び軟骨細胞に分化することができる(左、右)。不死化細胞は線維芽細胞の形態を有し、例えば、ここで使用される一次細胞に特徴的であるCD44とCD166のエピトープマーカーを用いたフローサイトメトリーによって示されるように寿命のあるMSCよりサイズと粒度に関して更に均質である。不死化した細胞は、非不死化の相方と同じCDマーカーを発現する(図9Bを参照)。 図10は、C末端を伸長したGLP−1類似体CM1の抗アポトーシス有効性を示す。それぞれ10μg/mL及び100μg/mLの最終濃度でタンパク質の生合成阻害剤、シクロヘキシミド(CHX)を添加することによってRIN−5F細胞でアポトーシスを誘導した。大腸菌で組換え的に産生された二量体GLP−1融合ペプチドCM1の様々な濃度での存在は、24時間のインキュベーション後に定量化する細胞の生存能力の有意な増加(p<0.01)を生じる。 図11は、眼疾患、特に黄斑変性(MD)の治療に利用されるようなGLP−1をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルを用いた本発明の概念の模式図である。薄く、選択的に透過性のアルギネートマトリクスが形成する、GLP−1をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルに細胞、例えば、間葉系幹細胞、間葉系間質細胞又は同種異系細胞が封入される。カプセル化細胞に供給する酸素及び栄養物、並びに細胞によってコードされ、分泌されるGLP−1又はGLP−1融合ペプチドについてアルギネートマトリクスは透過性である。他方、免疫系の細胞及び構成成分は上述のようなこのバリアを通過することができない。左:GLP−1をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルを用いた本発明の概念の模式図。細胞を含有するコアビーズ(クリーム色)を純粋なアルギネート(灰色)の層が取り囲む。右:試験管内での、GLP−1をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセル。 図12は、本発明に係るGLP−1及びエンドスタチンをコードし且つ分泌するマイクロカプセル(本明細書では、GLP−1及びエンドスタチンセルビーズとも呼ぶ)の埋め込みを行ったウサギの体重の発達を示す。 図13は、3日目の右眼からの外植されたビーズを示す(CB−087GLP−1セルビーズ)。 図14は、3日目の左眼からの外植されたビーズを示す(CB−102エンドスタチンセルビーズ)。 図15は、14日目の右眼からの外植されたビーズを示す(CB−087GLP−1セルビーズ)。 図16は、14日目の左眼からの外植されたビーズを示す(CB−102エンドスタチンセルビーズ)。 図17は、56日目の右眼からの外植されたビーズを示す(CB−087GLP−1セルビーズ)(PJ:ヨウ化プロピジウム)。 図18は、56日目の左眼からの外植されたビーズを示す(CB−102エンドスタチンセルビーズ)(PJ:ヨウ化プロピジウム)。 図19は、3日目、14日目及び56日目での硝子体液におけるGLP−1の濃度を示す。 図20は、56日目までの房水におけるGLP−1の濃度を示す。 図21は、56日目までの房水におけるエンドスタチンの濃度を示す。 図22は、3日目、14日目及び56日目での硝子体液におけるエンドスタチンの濃度を示す。 図23は、GLP−1及びエンドスタチンセルビーズで処理したウサギに由来する網膜のTUNEL染色を示す。 図24は、GLP−1及びエンドスタチンセルビーズで処理したウサギに由来する網膜のTUNEL染色を示す。 図25は、GLP−1及びエンドスタチンセルビーズで処理したウサギに由来する網膜のTUNEL染色を示す。 図26は、GLP−1及びエンドスタチンセルビーズで処理したウサギに由来する網膜のTUNEL染色−反復解析を示す。 図27は、GLP−1及びエンドスタチンセルビーズで処理したウサギに由来する網膜の自己蛍光−反復解析を示す。
実施例
添付の実施例にて本発明を更に説明する。しかしながら、本発明の範囲を以下に示される実施例の内容に限定することは意図されない。
実施例1
遺伝子構築物の作製
図1aに示すように、HincllとEcoRlの部位を含む配列にてGLP−1(7−37)cDNAのコーディング配列を合成的に合成した。別に、図1bに示すように、GLP−1(7−37)のコーディング配列と、IP2とSfol、EcoRl及びXbalの制限部位を含む、図1bで説明したcDNAを合成した。GLP−1を分泌経路に向けるために、ストロメリシン3(No.NM_005940による)の非相同シグナル配列を用いた。従って、ストロメリシンのシグナル配列とリーダー配列をコードするcDNAをヒトRNAから逆転写酵素PCR増幅し、図1a又は図1bの構築物と共に用いて、それぞれ図1c及び図1dに示す構築物を形成した。
図1aの構築物のHincll/EcoRIフラグメントを図1dの配列のSfoI部位にクローニングして図1eの構築物を形成する。同様に、図1dのEcoRlフラグメントを真核細胞発現プラスミドのEcoRl部位にクローニングして図1fに示す構築物を作製する。図1gに示す構築物を形成するには、図1bに示す構築物のHincll/XbaIフラグメントを図1dに示すSfoI/XbaI部位に繰り返しクローニングする。図1hは、ヒトGLP−1(7−37)とIP2とGLP−2(1−35)をコードする配列に融合された、短縮された内因性イントロン配列が割り込んだストロメリシンのリーダー配列とシグナル配列をコードする、合成されコドン最適化された配列を示す。構築物図1hのDNA配列は配列番号16である一方で、配列番号15も翻訳されたペプチドの配列を示す。
またも合成されるのは図1i及び図1jにおける配列である。次いで、これらを用いて、図1jのNael/BssHIIフラグメントを図1hのNael/BssHII線状化配列にクローニングすることによって図1kの構築物を形成する。構築物図1kのDNA配列は配列番号14である一方で、配列番号13も翻訳されたペプチドの配列を示す。図1lの構築物は、図1hの配列のBssHll消化と再連結によって形成される。構築物図1lのDNA配列は配列番号18である一方で、配列番号17も翻訳されたペプチドの配列を示す。図1mの構築物は、図1iの配列のAfel/BssHIIフラグメントを図1hのAfel/BssHII線状化配列にクローニングすることによって形成される。構築物図1mのDNA配列は配列番号20である一方で、配列番号19も翻訳されたペプチドの配列を示す。
上記の構築物は、日常的な技法を用いて当業者によって作製されてもよい。
実施例2
哺乳類細胞のトランスフェクション、クローン選抜及びGLP−1の発現
細胞の供給源:HEK293(ヒト胎児腎細胞株、#ACC305、DSMZセルカルチャーコレクション(Cell Culture Collection)、ドイツ)、AtT20(マウスLAF1下垂体腫瘍細胞株、#87021902、欧州セルカルチャーコレクション、英国)、hTERT−MSC細胞は、デンマーク、オーデンセ大学病院、Kassem教授によって生成され、提供されている。
10個の細胞のトランスフェクションのために、様々なGLP−1構築物を伴った0.5μg〜2μgのプラスミドDNAを用いた。構築物は実施例1と同様にして生成した。Current Protocols in Molecular Biology (Ausubel et al. 1994ff Harvard Medical School Vol2., Unit 9.1)に記載されたような標準的なリン酸カルシウム同時沈殿法によってHEK293細胞にトランスフェクションした。Current Protocols in Molecular Biology (Ausubel et. al. 1994ff, Harvard Medical School Vol 2., Unit 9.4)に記載されたようなFuGene(Roche)を用いてAtT20細胞にトランスフェクションした。電気的パラメータと細胞種に特異的な溶液の組み合わせに基づいた非ウイルス法であるヌクレオフェクター法(Amaxa)を用いてhTERT−MSC細胞のトランスフェクションを行った。ヌクレオフェクター装置(プログラムC17)とヌクレオフェクター溶液VPE−1001を用いて、>60%のトランスフェクション効率を達成した。トランスフェクションの48時間後、選抜剤、ブラスチシジン(2μg/mL)を培養培地に添加することによって、染色体へのDNAの安定的な統合を伴った細胞クローンの選抜を行った。12日から15日後、安定的なトランスフェクション細胞クローンを単離し、性状分析のために増やすことができた。
様々なGLP−1構築物の一時的な発現はhTERT−MSC細胞及びHEK293細胞で測定した。hTERT−MSC細胞及びHEK293細胞の双方にて、単量体GLP−1構築物#103及び#317(GLP−1(7−37)のたった1つのコピーしか有さない)では最低限の活性しかないGLP−1レベルを見つけることができるにすぎないが、二量体GLP−1構築物#217(構成成分(I)及び構成成分(III)としてGLP−1(7−37)を有する)では発現の大きな増大を見つけることができる。結果を図2に要約する。GLP−1構築物に対する構築物の伸長#159(構成成分(II)としてIP2の4つのコピーを有する)は、更なる有意な増加を生じない(図示せず)。様々な構築物でhTERT−MSC細胞にトランスフェクションした後、安定的にGLP−1を発現するクローンを選抜した。発現レベルを表1に示す。
実施例3
哺乳類細胞から分泌されるGLP−1ペプチドのウエスタンブロット解析
GLP−1分泌細胞からの細胞培養上清を10%−20%の勾配SDS−PAGEで分離し(120V、90分間)、セミドライブロット(2.0mA/cm、60分間)によってPVDF膜(Immobilon−P膜、0.45μm、Millipore IPVH00010)にトランスフェクションした。メタノール固定とブロッキング(TBS中で3%(w:v)BSA、0.1%(v:v)Tween−2)の後、1μg/mLの抗GLP−1抗体(HYB147−12、Antibodyshop)によって4℃o/nで膜を免疫ブロットした。洗浄と、室温にて4時間の0.002μg/mLの検出抗体(抗マウスIgG、HRP結合、Perkin Elmer、PC2855−1197)とのインキュベートの後、化学発光検出によってタンパク質の局在を明らかにする。
ウエスタンブロット解析は、図3(1:偽トランスフェクションしたhTERT−MSC細胞の上清に溶解した100ngの合成GLP−1(7−37)、2:構築物#217から二量体GLP−1を分泌するhTERT−MSC細胞(クローン79TM217/13)の上清、3:構築物#217から二量体GLP−1を分泌するAtT20細胞(クローン81−A−217/3)の上清、M:前染色したタンパク質マーカー[kDa])に示す。結果は、GLP−1(7−37)及びC末端付加物を含有するペプチド(図3中の2及び3)が、トランスフェクションされた細胞株から分泌され、GLP−1(7−37)の分子中央部分のエピトープに結合する抗GLP−1抗体を用いて検出ができることを示している。
実施例4
ヒト細胞から分泌されたGLP−1ペプチドの試験管内での血漿安定性
以下のペプチド:
1:GLP−1(7−37)(構築物#103)
2:GLP−1(7−37)−IP2−11AAにて伸長(構築物#317)
3:GLP1(7−37)−IP2−GLP1(7−37)(構築物#217)
をコードするGLP−1変異体に連結される、非相同のストロメリシンのシグナル配列をコードする構築物でHEK293細胞及びhTERT−MSC細胞にトランスフェクションした。
細胞から分泌されたGLP−1ペプチド又は合成GLP−1(7−37)(Bachem)を含有する細胞培養上清を、ジペプチジルペプチダーゼ活性を含有するヒトリンパ球を濃縮した血漿と共に37℃にて5%COで3時間、又は更に6及び9時間インキュベートした。偽トランスフェクションした細胞の上清における合成GLP−1(7−37)をDPP−IV活性の陽性対照として用い、それは、DPP−IV阻害剤(#DPP4、Biotrend)の添加によって阻害されることが示された。GLP−1(7−37)のN末端エピトープに結合し、DPP−IVで分解された不活性のGLP−1(9−37)を識別する抗体を用いて、GLP−1(アクティブ)ELISA(#EGLP−35K、Biotrend)を用いて活性のあるGLP−1を測定した。
結果を図4(HEK293細胞)及び図5(hTERT−MSC細胞)に示す。HEK293細胞及びhTERT−MSC細胞は双方とも遺伝子構築物の有効な宿主である。トランスフェクションされた細胞の結果の番号付けは、1:構築物#103からGLP−1(7−37)を分泌する細胞の上清、2:構築物#317からIP2と11のアミノ酸とで伸長したGLP−1を分泌する細胞の上清、3:構築物#217から二量体GLP−1を分泌する細胞の上清である。構築物1が、合成GLP−1と同様にDPP−IVによって不活化される野生型GLP−1を産生する一方で、C末端を伸長したGLP−1の形態(図4の2と3、図5の3)は分解に対して更なる耐性を有する。C末端を伸長したGLP−1ペプチドは試験管内にてヒト血漿において有意に安定化される。二量体のGLP−1配列(3)を持つペプチドは、試験管内にてDPP−IVの分解に対してほぼ完全に安定化される。
実施例5
cAMPの放出によって測定されるGLP−1ペプチドの試験管内の生物活性
GLP−1(7−37)は、GLP−1受容体に結合する7回膜貫通Gタンパク質を通じてその生物活性を発揮し、セカンドメッセンジャー環状AMPを通じてタンパク質キナーゼAのシグナル伝達の活性化をもたらす。CM1のC末端の伸長がGLP−1の作用方式を妨害しないことを裏付けるために、様々な濃度のペプチドとインキュベートした後にGLP−1受容体を発現している細胞株にてcAMPの上昇を測定する試験管内のバイオアッセイにてCM1の生物活性を定量化した。試験に使用したGLP−1受容体を発現している細胞株(クローン111CHO349/18)は、ヒトGLP−1受容体で安定的にトランスフェクションされたCHO(チャイニーズハムスター卵巣)細胞株である。ペプチドの生物活性の概要を示す79TM217/18K5細胞で産生されたCM1についての用量反応曲線を図7に示す。cAMPバイオアッセイにて最大値の半分の効果(ED50)を生じるペプチドの用量は353pMであると決定された。
実施例6
GLP−1CMペプチドの試験管内でのヒト血漿安定性
合成GLP−1ペプチド(配列番号1syn、配列番号6syn、配列番号7rec、配列番号8syn)を20ng/mLの濃度にてヒト血漿と共に37℃にて5%COで3時間インキュベートした。血漿のジペプチジルペプチダーゼ活性は、DPP−IV阻害剤(#DPP4、Biotrend)によって阻害された。GLP−1(アクティブ)ELISA(#EGLP−35K、Biotrend)を用いて、活性のあるGLP−1を測定した。
天然のGLP−1(7−37)(配列番号1)とは対照的に、C末端を伸長したGLP−1ペプチドである配列番号6、配列番号7及び配列番号8は、試験管内でヒト血漿において有意に安定化される(図7)。対照として(右側)、DPP−IV阻害剤を添加した実験で得られた結果を示す。これらの対照実験では、GLP−1活性は完全に維持される。
実施例7
プラスミドの作製
一時的な遺伝子発現及び安定的な遺伝子発現のためのベクターは、1つは当該遺伝子(GOI)用であり、もう1つは自殺遺伝子HSVチミジンキナーゼ及び耐性遺伝子ブラスチシジンの融合用である、2つの別個の転写単位からなる。第1の転写単位については、ヒトユビキチンBプロモータを用い、第2の転写単位にはヒトフェリチンプロモータを用いた。プラスミドは、図8に模式的に示すように、7,919塩基対を有するプラスミドpCM4に基づく。
図8に示すように、転写単位1は以下の構成成分を含む:
CMVenh:ヒトサイトメガロウイルスの即時早期エンハンサ
ヒトubiB:ユビキチンプロモータB
Stro−GLP:融合遺伝子、ストロメリシンのシグナルペプチド配列とリーダー配列及びGLP1構築物をコードする。
ori pMBI:大腸菌の最小複製開始点
Hygro:ハイグロマイシンB耐性遺伝子
転写単位2
SV40enh:SV40エンハンサ
FerH:マウスのEFI遺伝子の5’UTRと組み合わせたヒトフェリチンHプロモータ
Tk−bla:単純性ヘルペスウイルスI型チミジンキナーゼとブラスチシジン耐性遺伝子をコードする融合遺伝子。
一時的な発現には環状プラスミドを用いた。安定的に発現する細胞クローンの選抜には、プラスミドを線状化し、細菌配列(pMB1起源及びハイグロマイシン遺伝子)を除いた。
実施例8
間葉系幹細胞株又は間葉系間質細胞株(MSC)の作製
間葉系幹細胞株は、以下の基準に従って、デンマーク、オーデンセ大学病院、Kassem教授によって生成された(Simonsen et al., 2002, Nature Biotechnology 20m,592−596にて公開された)。
起源
作製細胞株は、健常な男性ドナー(33歳)の骨髄穿刺から単離された間葉系幹細胞株(MSC)からなる。
細胞の不死化
テロメラーゼ逆転写酵素のコーディング配列の導入によって細胞を不死化した。PG13におけるモロニーマウス白血病ウイルスの長い末端反復によって導入遺伝子の発現が促されるGCsamレトロウイルスベクターをパッケージングすることによってレトロウイルスを形質導入した。培養の9日目(PDL12)に形質導入を行った。細胞株は今のところ260の集団倍加レベル(PDL)まで培養されている。
蛍光in situハイブリッド形成法及びサザンブロットによって挿入遺伝子座を調べた。第5染色体上に異所性hTERTの挿入遺伝子座がたった1つある(5q23−31)。PDL186で解析を行った。ギムザ分染及び比較ゲノムハイブリッド形成によって、hMSC−TERTはPDL96にて数的な又は構造的な染色体異常を生じず、正常な二倍体男性核型を維持していることが明らかになった。免疫不全マウスにおいて6ヵ月間の皮下移植の後、腫瘍原性を調べ、PDL80で陰性であることが分かった。
フローサイトメトリー(FACS)解析
標準的な増殖培地にて80%集密まで細胞を培養した。細胞をトリプシン処理し、FACScanフローサイトメータ(Becton−Dickinson)によってサイズと粒度について測定した。表面マーカー試験については、トリプシン処理した細胞を、蛍光染料に直接結合させた抗体(FITC結合マウス抗ヒトCD44モノクローナル抗体、#CBL154F、Cymbus Biotechnology;フィコエリスリン結合マウス抗ヒトCD166モノクローナル抗体、#559263、BD Pharmingen)によって氷上にて30分間染色した。試料を洗浄し、FACScan(Becton−Dickinson)による解析まで1%パラホルムアルデヒドで固定した。
性状分析
不死化された細胞は依然として、不死化されていない相方として含脂肪細胞、骨細胞及び軟骨細胞に分化することができる(図9Aを参照)。不死化細胞は線維芽細胞の形態を有し、例えば、ここで使用される一次細胞に特徴的であるCD44とCD166のエピトープマーカーを用いたフローサイトメトリーによって示されるように、寿命のあるMSCよりサイズと粒度に関して更に均質である。不死化した細胞は、非不死化の相方と同じCDマーカーを発現する(図9Bを参照)。
培養
血清含有の培地:
7%Earles MEM
10%FCS
2mMのL−グルタミン
1mMのピルビン酸ナトリウム
100U/mLのペニシリン
0.1mg/mLのストレプトマイシン。
集団倍加は26−30時間の間である。
トランスフェクション及びクローン選抜
10個の細胞のトランスフェクションのために、様々なGLP1構築物を伴った0.5−2μgのプラスミドDNAを用いた。標準的なリン酸カルシウム同時沈殿法によってHEK293細胞にトランスフェクションした。FuGene(Roche)を用いてAtT20細胞にトランスフェクションした。
電気的パラメータと細胞種に特異的な溶液の組み合わせに基づいた非ウイルス法であるヌクレオフェクター法(Amaxa)を用いてhTERT−MSC細胞のトランスフェクションを行った。ヌクレオフェクター装置(プログラムC17)とヌクレオフェクター溶液VPE−1001を用いて、>60%のトランスフェクション効率を達成した。
トランスフェクションの48時間後、選抜剤、ブラスチシジン(2μg/mL)を培養培地に添加することによって、染色体へのDNAの安定的な統合を伴った細胞クローンの選抜を行った。12日から15日後、安定的なトランスフェクション細胞クローンを単離し、性状分析のために増やすことができた。
発現
様々なGLP構築物の一時的な発現はhTERT−MSC細胞及びHEK293細胞で測定した。hTERT−MSC細胞及びHEK293細胞の双方にて、単量体GLP1構築物#103(Stro−GLP1(7−37))及び#317(Stro−GLP1(7−37)−IP2−11aaにて伸長)では、活性のあるGLP1レベルを見つけることができるが、二量体GLP1構築物#217(Stro−GLP1(7−37)−IP2−GLP1(7−37))では発現の大きな増大を見つけることができる。構築物#317の四量体GLP1構築物#159(Stro−GLP1(7−37)−IP2(4x)−11aa)への伸長は、同様の活性を生じる(上記図2も参照)。様々な構築物でhTERT−MSC細胞にトランスフェクションした後、安定的にGLP1を発現するクローンを選抜した(上記図4及び5、実施例4を参照)。
実施例9
封入
封入される培養細胞をPBS(PAA、オーストリア)で洗浄し、トリプシン/EDTA(PAA、オーストリア)を用いて分離した。培地(細胞の種類による、例えば、RPMI、PAA、オーストリア)を用いて反応を迅速に止め、細胞懸濁液を遠心した(1,200rpmにて8分間)。沈殿物をPBS中に再懸濁し、細胞数を測定した。所望の量の4×10個の細胞を再び遠心した(1,200rpmにて8分間)。その後、吸引によってPBSを完全に取り除き、気泡を入れずに50μLの沈殿物を、5mMの1−ヒスチジンでpH7.4に緩衝化した50μLの0.9%生理食塩水中に再度懸濁させた。この細胞懸濁液を900μLの1.5%(w/v)から1.7%(w/v)アルギン酸ナトリウム溶液(室温にて0.2%(w/v)水溶液のおよそ5mPa・sの粘度を持つアルギネートを用いた)に入れた。
再度懸濁された細胞をアルギネート溶液と混合するために、カニューレ付きの1mLのシリンジで溶液を吸い上げ、吸い上げと押し戻しとをゆっくり繰り返すことによって細胞と均質に混合した。4×10個/mLの細胞濃度を得た。
約200μmの直径を持つマイクロカプセルを作製するために、内径120μmのカニューレを、空気を充填したスプレーノズルで用いた。2.0mmの開口部を持つエアリングを内側カニューレ上でネジ止めした。装置は、WO00/09566に記載された装置の適応版である。均質な細胞/アルギネート溶液の混合物を記載されたスプレーノズルを通じて滴下した。この目的で、混合物を含有する1mLのシリンジをルアーコネクタによってカニューレ上に取り付けた。50μL/分の速度でカニューレを通じて細胞/アルギネート溶液の混合物を加圧した。2.5L/分の速度で外側のエアリングを通じて空気流を運んだ。スプレーノズルのおよそ10cm下に構築されたバリウム含有の沈殿槽(20mMのBaCl、5mMのL−ヒスチジン、124mMのNaCl、pH7.0±0.1、290mOsモル±3)の中に、結果として得られたマイクロカプセルが沈殿した。バリウム含有の沈殿槽での5分間の滞留時間の後、各場合20mLのPBSにて5回マイクロカプセルを洗浄した。
500μLの単層マイクロカプセルを、次いで、上記コアに使用されるのと同じ500μLの1.5%(w/v)から1.7%(w/v)アルギネート溶液に入れ、均質に混合した。この懸濁液を1mLのシリンジに入れ、ルアーコネクタによってスプレーノズルの内側導管(内径200μm)に接続し、それを通じて50μL/分の速度で加圧した。1.5%から1.7%アルギネート溶液を伴った5mLのシリンジをルアーコネクタによって第2の内側導管(内径700μm)に接続し、それを通じて250μL/分の速度で加圧した。2.9L/分の速度で外側のエアリングを通じて空気流を運んだ。スプレーノズルのおよそ10cm下に構築されたバリウム含有の沈殿槽(20mMのBaCl、5mMのL−ヒスチジン、124mMのNaCl、pH7.0±0.1、290mOsモル±3)の中に、結果として得られたマイクロカプセルが沈殿した。バリウム含有の沈殿槽での5分間の滞留時間の後、各場合20mLのPBSにて4回、培地で1回マイクロカプセルを洗浄した。この工程によっておよそ180μmから200μmの総径を持つ2層のマイクロカプセル(アルギネート層を含む)が製造され、細胞を含有する内部のコアの直径は120μmから150μmである。
コアにおける細胞濃度は、約4×10個の細胞/アルギネートのmLである。これは、ビーズ当たり約100個の細胞を含有する0.002μLから0.004μLのビーズ容量を持つ(球状)マイクロカプセル(セルビーズ)を生じる。GLP−1をコードし且つ分泌する(球状)マイクロカプセルは、1時間当たり平均0.2fmolの活性のあるGLP−1を産生する。
封入されたGLP−1分泌hTERT−MSC細胞をコアに含有するセルビーズの顕微鏡写真を図10に示す。
約600μmの直径を持つマイクロカプセルを製造するために、空気が充填された3導管スプレーノズル内で、内側導管に400μmの内径を持つカニューレを使用した。700μmの内径を持つ外側ノズルにカニューレを固定した。1.5mmの開口部を持つエアリングを2つの内側カニューレの上でネジ止めした。装置は、WO00/09566に記載された装置の適応版である。均質な細胞/アルギネート溶液の混合物を記載されたスプレーノズルを通じて滴下した。この目的で、混合物を含有する1mLのシリンジをルアーコネクタによって内側導管上に取り付けた。300μL/分の速度で内側導管を通じて細胞/アルギネート溶液の混合物を加圧した。2.5L/分の速度で外側のエアリングを通じて空気流を運んだ。スプレーノズルのおよそ10cm下に構築されたバリウム含有の沈殿槽(20mMのBaCl、5mMのL−ヒスチジン、124mMのNaCl、pH7.0±0.1、290mOsモル±3)の中に、結果として得られたマイクロカプセルが沈殿した。バリウム含有の沈殿槽での5分間の滞留時間の後、各場合20mLのPBSにて5回マイクロカプセルを洗浄した。
500μLの単層マイクロカプセルを、次いで、上記コアに使用されるのと同じ500μLの0.8%(w/v)アルギネート溶液に入れ、均質に混合した。この懸濁液を1mLのシリンジに入れ、ルアーコネクタによってスプレーノズルの内側導管(内径400μm)に接続し、それを通じて50μL/分の速度で加圧した。0.8%アルギネート溶液を伴った5mLのシリンジをルアーコネクタによって第2の内側導管(内径700μm)に接続し、それを通じて250μL/分の速度で加圧した。2.9L/分の速度で外側のエアリングを通じて空気流を運んだ。スプレーノズルのおよそ10cm下に構築されたバリウム含有の沈殿槽(20mMのBaCl、5mMのL−ヒスチジン、124mMのNaCl、pH7.0±0.1、290mOsモル±3)の中に、結果として得られたマイクロカプセルが沈殿した。バリウム含有の沈殿槽での5分間の滞留時間の後、各場合20mLのPBSにて4回、培地で1回マイクロカプセルを洗浄した。この工程によっておよそ600μm±100μmの総径を持つ2層のマイクロカプセル(アルギネート層を含む)が製造され、細胞を含有する内部のコアの直径は380μm±20μmである。コアにおける細胞濃度は、約2から3×10個の細胞/アルギネートのmLである。これは、ビーズ当たり約1000個の細胞を含有する0.065−0.180μLのビーズ容量を持つ本発明の(球状)マイクロカプセル(セルビーズ)を生じる。GLP−1を分泌する細胞を伴ったセルビーズは、1時間当たり平均5fmolの活性のあるGLPを産生する。
実施例10
C末端を伸長したGLP−1の抗アポトーシス効果
ラットのインスリノーマ細胞株Rin−5Fを用いて試験管内にて、C末端を伸長したGLP−1類似体CM1の細胞保護効果を調べた。96穴のウエル当たり、40,000個のRin−5F細胞を播き、1%のL−グルタミンと10%のウシ胎児血清を補完したRPMIにて2日間培養した。無血清条件(1%のL−グルタミンを補完したRPMI)に変更した後、大腸菌において組換え的に産生された二量体GLP−1融合ペプチドCM1の様々な濃度での存在下でタンパク質の生合成阻害剤、シクロヘキシミド(CHX)を添加することによってアポトーシスを誘導する。24時間後、AlamarBlueを用いて細胞の生存能力を定量化する。1nMのGLP−1類似体CM1の存在下で有意な抗アポトーシス効果(p<0.01)が既に認められた。結果を図10に示す。
実施例11
GLP−1を産生するhTERT−MSC細胞株のサイトカイン特性
GLP−1とは無関係な細胞保護効果を検討するために、サイトカイン、ケモカイン及び増殖因子についてGLP−1分泌細胞株79TM217/18K5を調べた。
細胞株はヒト間質細胞に由来するので、特徴的なサイトカイン特性を分泌する。30の最も豊富なヒトサイトカイン、ケモカイン及び増殖因子を同時に測定するために、マルチプレックスアッセイキット(Biosource サイトカイン30−プレックス)を用いた。サイトカイン、IL−1RA、IL−1β、IL−2、IL−2R、IL−4、IL−5、IL−7、IL−10、IL−12(p40/p70)、IL−13、IL−15、IL−17、IP−10、EGF、エオタキシン、FGF−塩基性、IFN−a、IFNγ、GM−CSF、G−CSF、HGF、MIG、MIP−b、MIP−1α、RANTES及びTNFαに関しては、発現は見つからなかった(10個の細胞及び24時間当たりの20pgの各検体の検出限界)。検出可能なレベルで発現されているサイトカインを表1に要約する。
実施例12
眼疾患のための、細胞に基づいた新規の治療法に対するセルビーズの使用
1. 序論
最初に議論したように、網膜神経節細胞及び網膜色素上皮細胞を含む網膜組織の喪失が原因で失明を生じる可能性があり、それらは、例えば、緑内障、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、炎症及び神経変性による障害における症例である。更なる悪化から網膜細胞を保護するために、CNTFのような神経保護剤の反復注入が有益である。脳内適用にて抗アポトーシス効果及び神経保護効果を有することが示されているグルカゴン様ペプチド−1(GLP−1)は驚くべきことに、網膜に対するそのような神経保護効果の有望な候補であることが見出されたので、本実験に使用した。
滲出型の加齢黄斑変性症(AMD)は、眼における異常な血管増殖を特徴とする。不良血管は体液や血液を漏出し、その結果、視覚の喪失を生じる。コラーゲンXVIIIの分解産物であるエンドスタチンは、血管新生を有意に低減させることが知られているので、AMDの潜在的な治療法であり得る。
加齢黄斑変性症の萎縮型は、網膜色素上皮の変性と萎縮及び光受容体層の二次変化を特徴とする。萎縮型の加齢黄斑変性症は視覚障害までの視覚喪失をもたらす最も一般的な眼障害の1つであるので、これらの細胞の生き残りを助ける神経保護療法は非常に望ましいだろう。
これらの治療用タンパク質を連続的に産生し、分泌する硝子体内の細胞の埋め込みが利用可能であれば、薬剤物質の反復注入及び関連する感染リスクを回避し得る。
以下の実験では、9匹のウサギの右眼と左眼の硝子体腔にそれぞれ約100のGLP−1セルビーズ及び約100個のエンドスタチンセルビーズを埋め込んだ。目的は、封入された細胞の生存能力、セルビーズの一体化及び埋め込み後の房水における導入遺伝子の産生率をモニターすることであった。これらの実験は、網膜萎縮及びAMD及び更なる眼疾患に対する治療法としての硝子体内のセルビーズの埋め込みの好適性について初めての証拠を提供した。
実験では以下のパラメータが計画された:
・硝子体腔への埋め込みの約3日後、14日後及び56日後のGLP−1セルビーズとエンドスタチンセルビーズの性状分析
・セルビーズの一体化
・封入された細胞の生存能力
・外植後のGLP−1融合ペプチドとエンドスタチンの分泌
・埋め込み前及び3、7、14、21、28、35、42、49及び56日目での房水における、セルビーズが分泌した因子(GLP−1融合ペプチド、エンドスタチン)の定量化
・網膜の組織学的評価(HE染色、PAS[任意])
・網膜のアポトーシス染色(TUNEL)
2. 方法及び材料
2.1. 試験品
2.1.1. GLP−1セルビーズ
バッチ番号:CB−087
組成:上述のようなアルギン酸ナトリウムに封入されたGLP−1融合ペプチドを分泌する細胞株79TM217/18K5
安全注意事項:遺伝子操作生物の取り扱いに関する日常的衛生手順(バイオセーフティレベル1)
2.1.2. エンドスタチンセルビーズ
バッチ番号:CB−102
組成:GLP−1セルビーズで上述した手順に従ったアルギン酸ナトリウムに封入されたエンドスタチン分泌細胞株58TM131/3K7
安全注意事項:遺伝子操作生物の取り扱いに関する日常的衛生手順(バイオセーフティレベル1)
2.1.3. ビヒクル
無し、空のセルビーズは埋め込まなかった。それぞれ他方の眼は対照として機能した。
2.2. 試験系
試験系:ニュージーランド白ウサギ
理論的根拠:動物の大きさ、特に眼が、意図される試験に好適である。
群の割り振り:各時点で3匹のメス(3日目、14日目及び56日目)
動物の合計数:9
個体識別:固有のケージカード及び対応するタトゥー番号
順化:健康チェックの後の実験室条件下にて。病気の視覚的兆候のない動物のみを試験に用いた。順化時の体重は結果のセクションに生データで示す。
2.3. 追加の材料
ジペプチジルペプチダーゼIV阻害剤(Linco Research)
GLP−1アクティブELISA(Linco Research)
エンドスタチンELISA(R&D)
ノベシン0.4%点眼剤(OmniVision GmbH、Puchheim)
レフォバシン点眼剤(Merck)
消毒用ポピドンヨード溶液
2.4. 略語のリスト
2.5. 処理
9匹のウサギで、50−100のGLP−1セルビーズを右眼の硝子体内腔に、50−100のエンドスタチンセルビーズを左眼の硝子体内腔に埋め込んだ。埋め込み前、及び3、7、14、21、28、35、41、49及び56日目に双方の眼から房水を試料採取した。3匹の動物をそれぞれ3日目、14日目及び56日目に屠殺して、埋め込みを行ったセルビーズ及び網膜を調べた。
2.5.1. 試験品の投与
2.5.1.1. 埋め込み前の試験品の調製
双方とも眼への埋め込みのための、本明細書で定義されるようなGLP−1をコードし且つ分泌する細胞及びこれらの細胞を含有する(球状)マイクロカプセル(GLP−1セルビーズ(登録商標))、並びに抗血管新生因子エンドスタチンをコードし且つ分泌する細胞及びこれらの細胞を含有する(球状)マイクロカプセル(エンドスタチンセルビーズ(登録商標))は、前述の実施例1−11で示したような実験に従って、製造管理及び品質管理に関する基準(GMP)に従って開発されつつある。アルギネート内に封入され、GLP−1融合ペプチドを分泌する細胞は、細胞株79TM217/18K5(GLP−1分泌細胞)に由来するか、又は細胞株58TM131/3K7(エンドスタチン分泌細胞)に由来し、薬剤物質として定義される。
本実験でGLP−1セルビーズ(登録商標)によって発現されるようなGLP−1融合ペプチドは二量体GLP−1構築物であり、それは天然のプレプログルカゴン遺伝子と同様に配置される。それは、79アミノ酸の二量体GLP−1/介在ペプチド2(IP−2)/分子量8.7kDaのGLP−1タンパク質であり、添付の配列表における配列番号10に相当する。天然のGLP−1に比べて、このC末端を伸長したGLP−1融合ペプチドには、発現レベルが高く、及びジペプチジルペプチダーゼIVによる天然に存在する分解に対する感受性が低いという利点がある。融合タンパク質の生物活性は維持される。安全性の理由で、使用したプラスミドによってGLP−1融合ペプチドと自殺遺伝子の同時発現が可能になる。自殺遺伝子は、最も広く使用される単純性ヘルペスウイルスI型のチミジンキナーゼ(HSV1tk)をコードする。この酵素は、非毒性のプロドラッグであるガンシクロビルを毒性の生成物に細胞内で変換するので、予期しない細胞増殖の場合、トランスフェクションした細胞の破壊を可能にする。従って、変性した細胞を含有するGLP−1セルビーズ(登録商標)で治療された患者へのガンシクロビルの全身投与は、移植した細胞の破壊をもたらす。以下で述べられるICH(日米EU医薬品規制調和国際会議)Q5Bの推奨を考慮に入れて細胞株79TM217/18K5の性状分析を行った:
「組換えDNA技術を応用したタンパク質生産に用いる細胞中の遺伝子発現構成体の分析」及び
「Q5D:生物薬品(バイオテクノロジー応用医薬品/生物起源由来医薬品)製造用細胞基剤の由来、調製及び特性解析」及び
「遺伝子転移医薬品の品質、前臨床及び臨床に関する指針への注記」(EMEA(欧州医薬品庁)/273974/2005)。
これらの実験でエンドスタチンセルビーズ(登録商標)によって発現されるエンドスタチンは、コラーゲンXVIIIの分解産物であり、血管新生を著しく低減させることが知られているため、AMDの潜在的治療法であり得る。
本実験で使用されるようなGLP−1セルビーズ(登録商標)及びエンドスタチンセルビーズ(登録商標)は、球状の形状のアルギネートマトリクス(直径180−200μm)に埋め込まれたヒト間葉系間質細胞株に由来する細胞からなる。細胞は、本明細書で定義されるような、抗アポトーシス効果又は抗血管新生因子エンドスタチンを有すると思われるGLP−1融合ペプチドを分泌するように設計される。細胞を取り込むアルギネートマトリクスは、バリウムイオンでアルギネートを架橋することによる、本明細書で記載される製造プロセスの間に生成される。アルギネート自体は医薬効果を有さないが、細胞にとっての機械的な足場を提供し、患者の免疫系の攻撃に対してそれらの細胞を保護する(GLP−1について例となる実施例11を参照)。従って、アルギネートは、賦形剤とみなされる。患者の視点からすれば、アルギネートマトリクスは、細胞を投与点に制限し、細胞が自由に漂うのを妨ぐ、安全成分とみなされる。これらの機能を適切に満たすために、GLP−1セルビーズ(登録商標)及びエンドスタチンセルビーズ(登録商標)は、GLP−1融合ペプチドを分泌する細胞又はエンドスタチンを分泌する細胞を内包するアルギネートマトリクスであるコアビーズで構成される。このコアビーズは純粋なアルギネートからなるシェルによって再び取り囲まれ、細胞全ての完全な封入を確実なものにする。
細胞は使用されるまで凍結保存された。その後、凍結保存されたセルビーズを融解し、次いで標準的な操作手順CM:P−142原基5に従って無菌条件下にてリンゲル溶液で洗浄した。セルビーズを室温にてリンゲル溶液中で保存した。埋め込み処置は約4時間で完了し、ビーズの生命力を確保するように設定された6時間の時間枠の範囲内だった。
注入のために、100個のGLP−1セルビーズ又は100個のエンドスタチンセルビーズを無菌条件下で1mLの滅菌シリンジに吸引した。リンゲル溶液を捨てて、シリンジの出口でビーズの沈殿物を得た。
2.5.1.2. 埋め込みのための試験動物の準備
セルビーズの埋め込みの前日、抗生物質の点眼剤(レフォバシン、Merck)を投与した。房水の吸引とセルビーズの注入のために、フェイスマスクを通じて連続的に送達されるイソフルランの吸入によって動物を麻酔した。無菌条件を確実にするために、動物の眼の周りの領域を消毒用のポビドンヨード溶液で集中的に処理した。更に、動物を無菌の布で覆った。アイロックを取り付けて瞼を開けたままにした。必要に応じて点眼剤(ノベシン0.4%、OmniVision)を投与して眼を局所的に麻酔した(暴露時間:30秒)。PVP−Jod−AT2.5%点眼剤を用いて消毒を行った(暴露時間:2分)。
2.5.1.3. 試験品の投与
上記で調製されたセルビーズの埋め込みのために、20Gの留置型静脈カテーテルを用いた。結膜と強膜をやや乱した後、虹彩から2−3mm離して針を垂直に刺した。カテーテルを約1cm挿入した後、硝子体腔に柔軟性のチューブを残して針を引き抜いた。100個のセルビーズを含有する1mLのシリンジを取り付け、硝子体液を吸引し、ビーズを再懸濁させて、その後硝子体内に注入した。結膜を固定した後、柔軟なチューブを慎重に取り除いた。穿刺部の閉鎖とセルビーズの漏出について注入部位をチェックした。注入されなかった残りのセルビーズについてシリンジ及びカテーテルをチェックした。これらのビーズを数えて、眼の中の実際のビーズ数を推定した。
9匹の動物のそれぞれが、右眼の硝子体腔内にGLP−1セルビーズを、及び左眼の硝子体腔内にエンドスタチンセルビーズを与えられた。炎症の可能性に注意を払うために、処置の最後に抗生物質(レフォバシン、2−3滴)を結膜に点眼した。
セルビーズの埋め込みの成功、シリンジ/カテーテルに見出されたビーズの数及びその他の所見は、以下のセクション3、「外植」のもとで提供する。
実験全体を通して、ウサギに対する連続的な健康モニタリングを行った。健康状態は少なくとも2日ごとにモニターし、以下に示す。体重は、順化の週から開始して週1回、試験の後半では更に低い頻度で測定した。
2.5.2. 房水の試料採取
埋め込み前、及び3、7、14、21、28、35、42、49及び56日目に、2μLのDPP−4阻害剤を含有する反応管に100−200μLの房水(100μLが必要最少量、200μLでアッセイの繰り返しが可能)を直接採取した。試料採取は、3.5.1.に係る無菌条件下で両眼から、30Gの針を備えたシリンジを用いて、イソフルラン麻酔した動物で実施した。試料は採取後直ちに−20℃で保存した。
GLP−1アクティブELISA(Linco Research)及びエンドスタチンELISAをそれぞれ用いて、活性のあるGLP−1とエンドスタチンの濃度について房水を分析した。結果は、対応する実験ノートに文書化する。
2.5.3. 剖検
各3匹の動物を、埋め込み後、3日目、14日目及び56日目に屠殺した。COの吸入による安楽死の前に、イソフルランの吸入を用いて動物を麻酔することにより、標準的な操作手順PL:A−207に従って動物を安楽死させた。外植の文書作成は以下に示すように行った。手短には、硝子体を開け、セルビーズを外植し、網膜をホルマリンに保存した。
(a)外植片の性状分析
外植したセルビーズを温めた培養培地で3回洗浄し、以下のパラメータによって性状分析を行った。
(i)外植したセルビーズ全てから顕微鏡写真を撮り、セルビーズの一体化を評価した。顕微鏡写真は対応する実験ノートに文書化した。
(ii)外植後の導入遺伝子の分泌
標準的な操作手順CM:Q−158/02に従って、外植したセルビーズを培養培地と共にインキュベートした。培養培地の容積は、セルビーズの実際の数に適合させた(GLP−1セルビーズ当たり100μL及びエンドスタチンセルビーズ当たり10μL)。結果を文書化した。
(iii)封入された細胞の生命力
封入された細胞の生命力を評価するために、標準的な操作手順CM:Q−140/01に従ってセルビーズをSYBRグリーン/ヨウ化プロピジウムで染色した。セルビーズ全てから蛍光顕微鏡写真を撮り、文書化した。
(b)網膜の評価
網膜は4%ホルマリンで保ち、HE染色及びPAS染色を用いた組織病理学的評価のためにJonas教授(Universitaetsklinikum Mannheim)に送付するまで保存した。更に、網膜の一部をTUNEL染色に用いてアポトーシスを検出するであろう。両眼の房水におけるGLP−1とエンドスタチンのレベルを測定し、各結果のセクションで提供されるMS Excelの統計機能によって異なった試料採取時点間での差異を評価することにより、統計的な解析を行う。試験品の投与、動物の死亡率/生存能力、臨床兆候、体重を、外植の結果と共に記録した。
3. 結果
実験中、死亡例は認められなかった。注記される臨床兆候は、動物全てにおける、注入部位と結膜での腫れ及び発赤を含む炎症だった。炎症からの回復に3週間かかった1匹を除いて、症状は概して2、3日以内に消失した。症状が長引く場合の最も可能性の高い原因は、房水の試料採取の繰り返しであった。
埋め込み後3日以内に約10%体重が減った動物#9を除いて、埋め込み処置は体重の発達に影響を及ぼさなかった。結果は図12に示す(注:3匹ずつの3群を、3日目、14日目及び56日目に屠殺した)。
3.1. 埋め込み
片眼当たり50以上のビーズの最低目標を注入した場合、たった37のエンドスタチンビーズしか投与されなかった動物#1を除いて、硝子体へのセルビーズの埋め込みは成功した(以下の表1を参照)。一般に、埋め込み効率は、それぞれGLP−1とエンドスタチンについての78ビーズと83ビーズの平均埋め込みによる両方のセルビーズの種類の間で同程度であった。
3.2. 外植
埋め込み後3日目、14日目及び56日目にそれぞれ3匹の動物を屠殺して眼からビーズを抽出した。結果は表1及び表2に要約する。GLP−1セルビーズの回収率は、3日目と14日目にて約50%で同程度であった。56日目では4.5%が硝子体から上手く切り離せた。エンドスタチンセルビーズは、それぞれ3日目、14日目及び56日目にて、埋め込まれたビーズの58%、72%及び80%という、埋め込み持続時間と共に増加する高い回収率を示した。これらの知見は、週間隔で試料採取した房水の分析の結果を反映した。
3.3. セルビーズの生存能力
外植の3日目、14日目及び56日目にヨウ化プロピジウム及びSYBRグリーンによる染色によってセルビーズの生存能力を分析した。更に、標準的な手順(以下のセクション3.4を参照)に従って、各場合で、外植の後、房水/硝子体液における、及び培養培地に分泌されたGLP−1とエンドスタチンの量をチェックした。房水/硝子体液と培養培地に見出されたGLP−1とエンドスタチンの測定の結果を以下に示す。
3.3.1. 3日後の外植
双方の型のセルビーズは、調べた3匹の動物全てで均質に生きていた。結果は、GLP−1については図13に、エンドスタチンについては図14に要約する。
3.3.2. 14日後の外植
動物#7及び#8では、双方の型のセルビーズは均質に生きていた。動物#2のセルビーズは、エンドスタチンセルビーズの30%までが死細胞を優勢に含有し、GLP−1セルビーズの90%までが死細胞を優勢に含有したので、生命力では非均質性が高かった。GLP−1セルビーズの回収率はエンドスタチンセルビーズに比べて低かった。結果は、GLP−1については図15に、エンドスタチンについては図16に要約する。
3.3.3. 56日後の外植
GLP−1セルビーズの回収率は3日目及び14日目より低かった。しかしながら、56日目でもGLP−1セルビーズを見つけることができた。エンドスタチンビーズは高い頻度で回収された。生命力は3匹の動物間で非均質であり、動物#3は全体的に中程度から良好な生命力を示した。動物#4及び#6からのビーズはSYBRグリーンで弱く及び/又は分散してしか染色されないということは、更に強い着色の単一ビーズの正常な生命力より弱いことを示した。結果は、GLP−1については図17に、エンドスタチンについては図18に要約する。
3.3.4. 結論
実験において生存能力の時間とセルビーズの種類との依存性の経過があった一方で、エンドスタチンビーズは試験の終了時に高い生命力を保持していた。GLP−1セルビーズは14日目まではエンドスタチンビーズと同程度であると思われ、その後、56日目で見られるように生存能力/生命力が低下した。同程度の量が上手く埋め込まれたにもかかわらず、エンドスタチンセルビーズの回収率は一般にGLP−1セルビーズに比べて高かった。14日目から56日目で失われたGLP−1セルビーズについての経緯は説明されないままであるが、更なる試験で解決されるかも知れない。
3.4. 房水及び硝子体液における発現レベル
3.4.1. GLP−1のレベル
セルビーズの回収と共に、各屠殺時に硝子体液を回収した。エンドスタチンセルビーズを埋め込んだ各他方の眼(各時点で検出レベルより下)に比べてGLP−1含量は有意に上昇した。最高レベルは埋め込み直後に得られたが、3日目から14日目で40%低下した。56日目では、見出されたGLP−1の濃度は使用したELISAシステムの検出レベルより下だった。後者の知見は、この時点でセルビーズが見つけられなかったか又は死んだセルビーズのみだったという事実に相当する。絶対値は更にやや高いが、分析システムの有効範囲によって限定された。結果を図19に要約するが、それは、3日目、14日目及び56日目での硝子体液におけるGLP−1の濃度を示す(各屠殺時に試料を採取した。各時点当たり3匹)。
房水は、3日目で1回、及び7日目に開始して全動物にて1週間隔で試料採取した。セルビーズの埋め込みに続いてGLP−1の大きな増加が認められた。濃度は7日目の288ピコモルでピークに達し、その後低下した。14日目ではGLP−1のレベルは最高濃度の約半分(114ピコモル)であったが、21日目では、濃度は、アッセイシステムのベースラインレベル/有効範囲のわずか上まで低下した(図20を参照)。試料は、0日目、3日目及び7日目でn=9、14日目でn=6、21日目と56日目でn=3であった。対照試料は全て、アッセイシステムの検出限界より下のGLP−1レベルを有した。値を、上手く埋め込まれたセルビーズの当初の数に対して標準化する。
3.4.2. エンドスタチンのレベル
ウサギの眼へのエンドスタチンセルビーズの埋め込みは、3日目時点での最初の試料採取に始まって房水(前眼房)及び硝子体液(後眼房)においてエンドスタチン濃度の上昇を生じた。対照としての役割を果たす、GLP−1セルビーズを埋め込んだ方の眼で見出される4−6ng/mLのエンドスタチンの平均レベルで示されるように、ウサギの眼にはエンドスタチンが天然に存在する。処理した眼と対照の眼での房水におけるエンドスタチン濃度の経時的変化を図21に示す。処理14日目から21日目にピーク濃度に達するエンドスタチン濃度の穏やかな上昇が認められる一方で、その後の一時的な低下が注目されるが、56日目での最終的な濃度はピークレベルの範囲内であった。データは、図21及び表3に提示する。
セルビーズは眼の後眼房に埋め込まれたという事実に基づいて、硝子体液で測定されたエンドスタチンレベルは前眼房から得た試料に比べて明らかに高かった。測定されたレベルは3日目の対照試料に比べてわずかに高かった。最高の相対的及び絶対的なエンドスタチンレベルは14日目に見出された。56日後、絶対的なエンドスタチン濃度は14日目よりやや低かったが、相対的なレベル(表3における[Δ]、対照値を差し引いた)は、対照資料の濃度が14日目に比べて高かったのでかなり低かった。結果を図22及び表4に要約する。
3.5. 網膜のTUNEL染色
アポトーシス効果及び抗アポトーシス効果のそれぞれについて、TUNEL染色によって、処理した動物の網膜を解析した。TUNEL染色を用いて、染色された核としてアポトーシス効果が視覚化される一方で、未処理の対照動物に比べたこれらの核の減少は、GLP−1セルビーズ及び/又はエンドスタチンセルビーズによる処理の抗アポトーシス効果を示し得る。
MET080−01に従ってTUNEL染色の染色手順を実施し、例えば、明るさ又はコントラストに関して更に補正することなく同一条件にて顕微鏡写真を撮った。
図23にてTUNEL染色の結果を示す。陽性対照(DNA消化酵素Iで前処理した切片)は内網膜境界で明瞭な陽性の核を示した。この知見はGLP−1セルビーズで処理した動物には認められなかった。エンドスタチンセルビーズで処理した動物では、弱くしか染色されない構造に気付いたが、エンドスタチンはアポトーシスの誘導物質であるとは知られていないのでこれらは人為的であるとみなされ得る。外網膜境界は、明瞭な構造が標識されなかったので、強い、おそらくは非特異的な染色を示した。従って、上記知見の妥当性を確実にするため、これら網膜の更なる切片の実験を行った。
第2のTUNEL染色の結果を図24及び図25に示す。陽性対照は、網膜下部でTUNEL染色について明瞭な陽性の構造を示した。GLP−1処理した動物がそのような知見を示さなかったということは、GLP−1によって誘導されるアポトーシス過程がないことを示している。エンドスタチン処理した動物に由来する網膜は、網膜の下部領域で再び若干弱く/かすかに染色された核を示したが、網膜の外側層に見られる非特異的シグナルに比べて強度は明らかに低かった。陰性対照である、酵素なしで同じ手順で染色した切片では、網膜の下部層も若干の陽性シグナルを示したが、明瞭な構造は特定されなかった。これらの差異は、分析した切片の異なった/可変の厚みから生じ得るので、陰性対照の更に厚い切片では核は特定され得なかったと結論づけられた。更に、顕微鏡の自己蛍光モード(赤色光のチャンネル)を使用した際にもこれらの知見が見られ、それによって前の推定を実証した(参照:KM09_08DL)。
同一実験助手により調製された新しい切片でのセルビーズによる2ヵ月間の処理網膜の反復した解析によって、TUNEL染色による更に正確な検討が可能になった。代表的な結果を図26及び図27に示す。
結果は、外側の受容体層は再び、顕微鏡の自己蛍光モードでも見られたかなり強い非特異的な染色を有することを示した。GLP−1処理した動物又はエンドスタチン処理した動物の網膜には特異的なTUNEL陽性細胞は見られなかった。染色手順の妥当性は、アポトーシスの細胞/核が高い頻度で見つかる陽性対照によって裏付けられた。
結論として、GLP−1処理したウサギ及びエンドスタチン処理したウサギの網膜は双方とも処理の2ヵ月後、TUNEL陰性であった。従って、網膜細胞の生命力に対する双方のタンパク質のマイナス効果は認められなかった。
4. 考察及び結論
上記実験は、留置カテーテルによるウサギの眼へのセルビーズの硝子体内埋め込みにおいて肯定的な結果を確立した。成功率は、ノズルにおいてでビーズの喪失を生じる非線形注入導管を呈するルアーコネクタによる標準装備の使用のため、変化しやすかった。若干の軽度の炎症、例えば、発赤や腫れのみが投与後認められたので、セルビーズは上手く認容された。GLP−1セルビーズ及びエンドスタチンセルビーズ双方の生存能力は14日目まで良好であった。試験の終了時点(56日目)では、GLP−1セルビーズはわずかな程度しか回収されなかったが、エンドスタチンセルビーズは、満足の行く回収及び生存率を示した。
セルビーズの埋め込みは、房水及び硝子体液で有意に見られるGLP−1とエンドスタチンのレベルを有意に高めたが、その効果は硝子体液(埋め込み部位)ではるかに顕著だった。GLP−1のピーク濃度は、7日目と3日目でそれぞれ房水と硝子体液にてベースラインのおよそ15倍と100倍であった。エンドスタチンのピーク濃度は、房水と硝子体液にてそれぞれ21日目と14日目に認められ、ベースラインの上およそ3倍と5.5倍が測定された。
GLP−1及びエンドスタチンに暴露して56日後でのウサギ網膜のTUNEL染色はアポトーシス細胞の増加がないことを示した。従って、セルビーズ処理が眼に有害な効果を有する、ということを排除することができる。
本実験を行って、遺伝子操作した間葉系幹細胞から分泌される治療用タンパク質/ペプチドの送達に関して本明細書で定義されるようなGLP−1セルビーズとエンドスタチンセルビーズの有効性と安全性を評価した。セルビーズを眼の硝子体腔に埋め込むことにおける技術的経験を実験用ウサギで確立した。主な課題は、ビーズの移動を複雑にするルアーコネクタを装備した標準的な注入によって眼に実際に埋め込まれるビーズの数をモニターすることであったが、それは、ビーズがシリンジのノズルにたまる傾向があったからである。この知見は、セルビーズと共に多すぎる流体を注入することによって眼球に圧をかけるのを回避するために、本プロセスに利用できる流体の量が制限されるという事実に依存し得る(又は依存する可能性が最も高い)。全体としては、実験で用いた方法は満足の行く結果を示した。実験の鍵となる特長は、硝子体液中でのGLP−1セルビーズ及びエンドスタチンセルビーズの長時間にわたる生存能力を分析することであった。GLP−1セルビーズは、少なくとも14日目までは満足の行く生存能力を示した。エンドスタチンセルビーズの回収及び生存能力は、56日目の実験終了時までどの時点でも良好であり、エンドスタチンセルビーズは少なくとも56日間、理に適った数で生存した。
セルビーズの生存能力は、硝子体液及び房水にて治療用ペプチドについて得られる濃度レベルに反映される。GLP−1ペプチドの濃度は埋め込み後7日目でピークに達し、その後低下した。14日目では最高濃度の約半分が認められたが、21日目ではレベルはベースライン濃度よりわずかに高い程度だった。28日目以降では、房水及び硝子体液にて有意なGLP−1濃度は検出されなかった(56日目)。濃度は各時点で一貫して硝子体液の方が高かったが、ビーズは後眼腔に埋め込まれたので予想どおりだった。エンドスタチンセルビーズの実質的に改善された生存能力によって、56日目まで房水及び硝子体液にて有意に高いエンドスタチンのレベルを生じた。試験期間が進むにつれて若干の変動が認められたが、15日目から56日目では試料/動物の数が少ないことが言及されてもよい。全体としては、エンドスタチンセルビーズの生存能力は早期の時点に比べてわずかに落ちているにもかかわらず、試験の終了時では、房水におけるエンドスタチンのレベルは14日目及び21日目でのピーク濃度と同じくらい高かった。
網膜の生命力に関する治療用ペプチドの安全性は、細胞アポトーシスの増加を検出するTUNEL染色によってチェックした。当初の技術的困難さのためにアッセイを繰り返したが、GLP−1セルビーズ及びエンドスタチンセルビーズで処理した眼からの網膜切片はどんな場合でもアポトーシス細胞については陰性だった。
結論としては、埋め込み処置の結果生じた炎症が通常やがて消失し、水晶体の混濁が長期間認められなかったので、本実験で検討したセルビーズは両タイプとも、ウサギの眼に上手く認容された。更に、組織学的切片でアポトーシスの誘導が認められなかったので、網膜細胞の生命力はGLP−1及びエンドスタチンに影響されなかった。

Claims (20)

  1. 眼疾患又は眼障害の眼内治療に使用するための、神経保護因子、抗血管新生因子、及びそれらのフラグメント又は変異体から選択される少なくともいずれかをコードし且つ分泌するように操作されている細胞であって、前記細胞が球状マイクロカプセルに封入されていることを特徴とする細胞。
  2. 神経保護因子が、GLP−1ペプチド、GLP−1融合ペプチド、及びそれらのフラグメント又は変異体から選択され、抗血管新生因子が、エンドスタチン及びそのフラグメント又は変異体から選択される請求項1に記載の細胞。
  3. 球状マイクロカプセルが、球状コアと少なくとも1層の表面コーティング層とを含み、
    前記球状コアが、架橋ポリマーと、神経保護因子、抗血管新生因子、及びそれらのフラグメント又は変異体から選択される少なくともいずれかをコードし且つ分泌する細胞との混合物を含むか、又はそれから成り、
    前記少なくとも1層の表面コーティング層が架橋ポリマーを含むか、又はそれからなる請求項1から2のいずれかに記載の細胞。
  4. 球状マイクロカプセルが、約120μm〜約800μmの総径、約120μm〜約700μmの総径、約150μm〜約650μmの総径、約165μm〜約600μmの総径、約120μm〜約300μmの総径、約150μm〜約250μmの総径、約165μm〜約225μmの総径、又は約180μm、185μm、190μm若しくは200μmの総径を含む約180μm〜約200μmの総径を有する請求項1から3のいずれかに記載の細胞。
  5. 細胞が、神経保護因子、抗血管新生因子、及びそれらのフラグメント又は変異体から選択される少なくともいずれかをコードし且つ分泌する、間葉系幹細胞、間葉系間質細胞、ヒト間葉系幹細胞、ヒト間葉系幹細胞に由来する分化した細胞、同種異系細胞又は自己細胞である請求項1から4のいずれかに記載の細胞。
  6. コアの架橋ポリマー及び少なくとも1層の表面コーティング層の架橋ポリマーの少なくともいずれかが、化学的に同一のポリマーを同一の濃度又は異なる濃度で含み、前記ポリマーが更に、それぞれ異なる分子量を有していてもよいし、それぞれ異なる形態で架橋されていてもよいし、又はそれぞれ異なる分子量を有し且つそれぞれ異なる形態で架橋されていてもよい請求項3から5のいずれかに記載の細胞。
  7. 架橋ポリマーが、生体ポリマー及びアルギネートからなる群から選択される請求項3から6のいずれかに記載の細胞。
  8. 球状マイクロカプセルが、1層、2層、3層、4層、又は5層以上の表面コーティング層を含む請求項3から7のいずれかに記載の細胞。
  9. 球状マイクロカプセルが、ポリカチオンからなる更なる外部表面コーティング層を含む請求項3から8のいずれかに記載の細胞。
  10. 神経保護因子及びそのフラグメント又は変異体の少なくともいずれかが、
    (a)GLP−1のaa7−35を含むペプチド;
    (b)GLP−1のaa7−36又はGLP−1(7−36)アミドを含むペプチド;
    (c)GLP−1のaa7−37を含むペプチド;
    (d)式II:
    Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa16−Ser−Xaa18−Xaa19−Xaa20−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Xaa25−Xaa26−Xaa27−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
    (式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり;Xaa16は、Val又はLeuであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa19は、Tyr又はGlnであり;Xaa20は、Leu又はMetであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa25は、Ala又はValであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa27は、Glu又はLeuであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa33は、Val又はLysであり;Xaa34は、Lys、Glu、Asn又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg、Gly又はLys又はアミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、アミド又は非存在である)で表される配列を含むペプチド;
    (e)式III:
    Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Xaa18−Tyr−Leu−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Ala−Xaa26−Glu−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Val−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
    (式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa34は、Lys、Glu、又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg又はLys、アミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu又はLys、アミド又は非存在である)で表される配列を含むペプチド;及び
    (f)前記(a)から(e)のペプチドのいずれかと少なくとも80%の同一性を示すペプチド、
    からなる群から選択されるGLP−1ペプチドである請求項1から9のいずれかに記載の細胞。
  11. 神経保護因子及びそのフラグメント又は変異体の少なくともいずれかが、構成成分(I)及び構成成分(II)を含むGLP−1融合ペプチド又はそのフラグメント若しくは変異体であり、N−末端側の前記構成成分(I)が、
    (a)GLP−1(7−35、7−36又は7−37)配列;
    (b)配列番号1にで表される配列;
    (c)式II:
    Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa16−Ser−Xaa18−Xaa19−Xaa20−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Xaa25−Xaa26−Xaa27−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
    (式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり;Xaa16は、Val又はLeuであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa19は、Tyr又はGlnであり;Xaa20は、Leu又はMetであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa25は、Ala又はValであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa27は、Glu又はLeuであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa33は、Val又はLysであり;Xaa34は、Lys、Glu、Asn又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg、Gly又はLys又はアミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、アミド又は非存在である)で表される配列を含む又はそれからなるペプチド;
    (d)式III:
    Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Xaa18−Tyr−Leu−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Ala−Xaa26−Glu−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Val−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
    (式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa34は、Lys、Glu、又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg又はLys、アミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu又はLys、アミド又は非存在である)で表される配列を含む又はそれからなるペプチド;及び
    (e)前記(a)から(d)の配列のいずれかの配列と少なくとも80%の配列同一性を有する配列、
    からなる又はそれを含むペプチドの群から選択され、
    C末端側の前記構成成分(II)が、少なくとも9個のアミノ酸のペプチド配列及びその機能的なフラグメント又は変異体から選択される請求項1から9のいずれかに記載の細胞。
  12. GLP−1融合ペプチドの構成成分(II)が、
    (a)配列番号22(RRDFPEEVAI)、配列番号27(DFPEEVAI)、配列番号28(RDFPEEVA)、配列番号29(RRDFPEEV)、配列番号30(AADFPEEVAI)、配列番号31(ADFPEEVA)、配列番号32(AADFPEEV)で表される配列、及び前記配列番号22、27、28、29、30、31又は32と少なくとも80%の配列同一性を有する配列を含むペプチド配列;
    (b)配列番号23(RRDFPEEVAIVEEL)、配列番号24(RRDFPEEVAIAEEL)、配列番号33(AADFPEEVAIVEEL)、配列番号34(AADFPEEVAIAEEL)で表される配列、及び前記配列番号23、24、33又は34と少なくとも80%の配列同一性を有する配列を含むペプチド配列;及び
    (c)配列番号2(RRDFPEEVAIVEELG)、配列番号3(RRDFPEEVAIAEELG)、配列番号35(AADFPEEVAIVEELG)、又は配列番号36(AADFPEEVAIAEELG)で表される配列、及び配列番号2、3、35又は36と少なくとも80%の配列同一性を有する配列を含むペプチド配列、
    から選択される請求項11に記載の細胞。
  13. GLP−1融合ペプチドの構成成分(I)と構成成分(II)とが、直接連結される又はリンカー配列を介して連結される請求項11から12のいずれかに記載の細胞。
  14. GLP−1融合ペプチドが、構成成分(I)及び構成成分(II)に代えて又はこれらに加えて構成成分(III)を含有し、前記構成成分(I)及び前記構成成分(III)が前記融合タンパク質に存在する場合には、前記構成成分(III)は、前記構成成分(I)のC末端及び前記構成成分(I)のN末端の少なくともいずれかに連結されていてもよく、前記構成成分(I)、(II)及び(III)が前記融合タンパク質に存在する場合には、前記構成成分(III)は、前記構成成分(II)のC末端及び前記構成成分(I)のN末端の少なくともいずれかに連結されていてもよい請求項11から13のいずれかに記載の細胞。
  15. 構成成分(III)が、少なくとも4個のアミノ酸残基、好ましくは少なくとも10個の追加のアミノ酸残基、更に好ましくは少なくとも20個、最も好ましくは少なくとも30個のアミノ酸残基を含むか、又は
    前記構成成分(III)が、
    (a)プログルカゴン中のようなGLP−2のN末端配列;
    (b)GLP−1(5−37、6−37又は7−37)配列;
    (c)式II:
    Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa16−Ser−Xaa18−Xaa19−Xaa20−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Xaa25−Xaa26−Xaa27−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
    (式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり;Xaa16は、Val又はLeuであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa19は、Tyr又はGlnであり;Xaa20は、Leu又はMetであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa25は、Ala又はValであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa27は、Glu又はLeuであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa33は、Val又はLysであり;Xaa34は、Lys、Glu、Asn又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg、Gly又はLys又はアミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、アミド又は非存在である)で表される配列を含むペプチド;
    (d)式III:
    Xaa7−Xaa8−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Val−Ser−Xaa18−Tyr−Leu−Glu−Xaa22−Xaa23−Ala−Ala−Xaa26−Glu−Phe−Ile−Xaa30−Trp−Leu−Val−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37
    (式中、Xaa7はL−ヒスチジンであり;Xaa8は、Ala、Gly、Val、Leu、Ile又はLysであり;Xaa18は、Ser、Lys又はArgであり;Xaa22は、Gly又はGluであり;Xaa23は、Gln、Glu、Lys又はArgであり;Xaa26は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa30は、Ala、Glu又はArgであり;Xaa34は、Lys、Glu又はArgであり;Xaa35は、Glyであり;Xaa36は、Arg又はLys、アミド又は非存在であり;Xaa37は、Gly、Ala、Glu又はLys、アミド又は非存在である)で表される配列を含むペプチド;又は
    (e)前記(a)から(d)の配列のいずれかの配列と少なくとも80%の配列同一性を有する配列、
    の少なくとも4個、好ましくは少なくとも10個、更に好ましくは少なくとも20個の追加のアミノ酸残基を含むか、又は
    構成成分(III)が、配列番号4若しくは5の配列、又は配列番号4若しくは5と少なくとも80%の配列同一性を有する配列を含む又はそれから構成される請求項14に記載の細胞。
  16. GLP−1融合ペプチドが、構成成分(IV)としてキャリアタンパク質、特にトランスフェリン又はアルブミンを追加的に含む又はそれから構成される請求項2から15のいずれかに記載の細胞。
  17. GLP−1融合ペプチドが、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号26、配列番号37、配列番号38、配列番号39、配列番号40、配列番号41、配列番号42、配列番号43、配列番号44、配列番号45、配列番号46、配列番号47、又は配列番号48の配列、及び配列番号6、7、8、10、11、12、26、37から48と少なくとも80%の配列同一性を有する配列から選択されるペプチド配列を含む又はそれからなる請求項2から16のいずれかに記載の細胞。
  18. 球状マイクロカプセルのコアにおける細胞が、抗アポトーシス因子、増殖因子、VEGF、エリスロポエチン(EPO)、抗血小板薬、抗凝固薬、及び抗血栓薬からなる群から選択される因子を追加的に分泌するようにされる操作;VEGF、IL6、IL8、GDNF、NT3及びMCP1から選択される、治療レベルでカプセルを通じて放出されるパラクリン因子としての内因性のタンパク質又はペプチドを分泌するようされる操作;及び自殺遺伝子を追加的に含有するようにされる操作;の少なくともいずれかの操作が施されている請求項1から17のいずれかに記載の細胞。
  19. 眼疾患及び眼障害が、網膜色素変性症(RP)、黄斑変性症(MD)、加齢黄斑変性症(AMD又はARMD)、網膜症、糖尿病性網膜症、黄斑浮腫、血管内皮及び周皮細胞の異常、網膜血管閉塞、小柱網を含む緑内障から選択される網膜疾患を含む網膜の変性が原因で起きる眼疾患及び眼障害、及び小柱網の変性を含む視神経症、及び角膜内皮の異常、眼の血管新生による眼疾患、脈絡膜の血管新生、黄斑変性による脈絡膜の血管新生、持続性及び再発性の脈絡膜の血管新生、ヒストプラスマ症及び病的近視による脈絡膜の血管新生、網膜色素線条症から生じる脈絡膜の血管新生、前部虚血性視神経症、細菌性心内膜炎、ベスト病、バードショット網膜脈絡膜症、脈絡膜血管腫、脈絡膜母斑、脈絡膜非潅流、脈絡膜骨腫、脈絡膜破裂、先天性脈絡膜欠如、慢性網膜剥離、網膜の欠損、ドルーゼン、内因性カンジダ眼内炎、網膜色素上皮の乳頭外過誤腫、黄色斑眼底、特発性斑紋穴、悪性黒色腫、膜増殖性糸球体腎炎(II型)、金属眼内異物、朝顔症候群、多発一過性白点症候群(MEWDS)、鋸状縁における血管新生、手術用顕微鏡のバム、視神経頭ピット、光凝固、点状脈絡膜内層症、風疹、サルコイドーシス、匐行性又は地図状の脈絡膜炎、網膜下の体液排出、傾斜乳頭症候群、トキソプラズマ性脈絡網膜炎、結核、又はフォークト・小柳・原田症候群、糖尿病性網膜症による血管新生、非糖尿病性網膜症、静脈分枝閉塞症、中心網膜静脈閉塞、未熟児網膜症、虹彩ルベオーシス、血管新生緑内障、周中心窩毛細血管拡張症、鎌状赤血球網膜症、イールズ病、網膜血管炎、フォン・ヒッペル・リンドウ病、放射線網膜症、網膜凍結傷害、網膜色素変性症、網膜脈絡膜コロボーマ、単純ヘルペス性角膜炎による角膜の血管新生、角膜潰瘍、角膜移植、翼状片、又は外傷を含む請求項1から18のいずれかに記載の細胞。
  20. 治療される患者の眼、眼の組織又は領域、治療される患者の眼の冒された領域又は組織、網膜、虹彩、虹彩から2mm〜3mm離れた領域又は部位、結膜及び強膜をやや乱された後の虹彩から2mm〜3mm離れた領域又は部位、眼の硝子体腔、眼又は網膜の任意の表面、虹彩又はその組織又は周辺領域、前眼房、水晶体嚢、網膜下腔、脈絡膜上腔、眼の内部、及び眼の任意の腔から選択される投与部位に、球状マイクロカプセルが埋め込まれる又は注入される請求項1から19のいずれかに記載の細胞。
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