JP2013541532A - 生体適合性生体吸収性ナノスフェアを用いて自己免疫疾患を処置するための方法 - Google Patents

生体適合性生体吸収性ナノスフェアを用いて自己免疫疾患を処置するための方法 Download PDF

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Abstract

本方法は、生体適合性生体吸収性ナノスフェアを用いて、T細胞の抗原特異性に従って、T細胞を選択的に減少させるかまたは増殖させることを含む。そのため、本発明を用いて、β細胞特異的T細胞などの、自己抗原を認識する病原性T細胞を減少させるかまたは排除することができる。したがって、本発明を用いて、IDDMなどの自己免疫疾患を予防するか、処置するか、または改善することができる。さらに本発明を用いて、抗病原性T細胞などの所望のT細胞を増殖させて、自己免疫疾患を予防する、処置する、および/または改善することができる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2010年9月29日に出願された米国特許仮出願第61/387,873号に対する35 U.S.C. § 119(e)による優先権を主張し、その出願は全体として参照により本明細書に組み入れられる。
発明の分野
本発明は、免疫学および医学に関する組成物および方法を対象とする。特に、本発明は、自己免疫状態、特に糖尿病の診断および治療のための診断学および治療学に関する。
技術水準
自己免疫におけるT細胞寛容を誘導するために、抗原ワクチン接種を使用することができる。溶液での自己抗原性タンパク質またはペプチドの投与は、自己免疫疾患の実験モデルにおいて自己免疫の開始および/または進行を鈍らせることができる(Wraith et al., 1989；Metzler and Wraith, 1993；Liu and Wraith, 1995；Anderton and Wraith, 1998；Karin et al, 1994)。しかしながら、同様の戦略を使用したヒトにおける限られた臨床試験は、ほぼ必ず失敗に終わった(Weiner, 1993；Trentham et al., 1993；McKown et al., 1999；Pozzilli et al., 2000；Group, D.P.T.-T.D.S. 2002；Kappos et al., 2000；Bielekova et al,, 2000)。このことから、処置の選択および状態を導く原理が十分に定義されておらず、その結果としてヒトへの適用に不適切であることが示唆される。
自発的な器官特異的自己免疫障害は、確率的でかつ多くの場合に予測不能な順序で自発的に起こる、複数の抗原中の多数のエピトープに対する複雑な応答から生じる。同一エピトープを認識するリンパ球クローンが、その強度が病原性の潜在力と相関する幅広い結合力で抗原/主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子と結びつくという事実によって、この複雑性の度合いが増す(Amrani et al., 2000；Santamaria, 2001；Liblau et al., 2002)。結果的に、自己免疫の予防のためのいかなる免疫化戦略の結果も、自己抗原、用量、処置周期、ならびに投与経路および投与形態の選択によって影響を受ける可能性が高い。
マウスにおける1型糖尿病(T1D)は、自己反応性CD8+ T細胞と関連している。非肥満糖尿病(NOD)マウスは、増大する自己抗原のリストを認識するT細胞による膵β細胞の選択的破壊から生じる、ヒトT1Dとよく似た形態のT1Dを発症する(Lieberman and DiLorenzo, 2003)。T1Dの開始は明らかにCD4+細胞の寄与を必要とする一方で、T1DがCD8+ T細胞依存的であるという有力な証拠が存在する(Santamaria, 2001；Liblau et al., 2002)。NODマウスにおける膵島関連CD8+細胞のかなりの割合が、「8.3-TCR様」と称されるCDR3不変Vα17-Jα42+ TCRを使用することが発見された(Santamaria et al., 1995；Verdaguer et al., 1996；Verdaguer et al., 1997；DiLorenzo et al., 1998)。MHC分子Kdとの関連においてミモトープNRP-A7(コンビナトリアルペプチドライブラリーを用いて規定された)を認識するこれらの細胞は(Anderson et al., 1999)、最も初期のNOD膵島CD8+浸潤物の既知の重要な成分であり(DiLorenzo et al., 1998；Anderson et al., 1999；Amrani et al., 2001)、糖尿病誘発性であり(Verdaguer et al., 1996；Verdaguer et al., 1997)、未知機能タンパク質である(Arden et al., 1999；Martin et al., 2001)膵島特異的グルコース-6-ホスファターゼ触媒サブユニット関連タンパク質(IGRP)由来のペプチドを標的とする(Lieberman et al., 2003)。このペプチド(IGRP206〜214、NRP-A7と類似)を認識するCD8+細胞は、血中で異常に高頻度である(＞1個/200個のCD8+細胞)(Lieberman et al., 2003；Trudeau et al., 2003)。特に、NODマウスにおける膵島炎から糖尿病への進行は、血中IGRP206〜214反応性CD8+プールの周期的増大(Trudeau et al., 2003)、およびその膵島関連対応物の結合力成熟(Amrani et al., 2000)を常に伴う。最近になって、NODマウスにおける膵島関連CD8+細胞が複数のIGRPエピトープを認識することが示され、このことから、少なくともマウスT1DにおいてIGRPがCD8+細胞の主要な自己抗原であることが示される(Han et al., 2005)。NOD膵島関連CD8+細胞、特に疾患過程の初期に見られるものは、インスリンエピトープもまた認識する(Ins B15〜23(Wong et al., 1999))。
関連研究によって、ある種のHLAクラスI対立遺伝子(すなわち、HLA-A*0201)が、ヒトT1Dに対する感受性を提供することが示唆された(Fennessy et al., 1994；Honeyman et al., 1995；Tait et al., 1995；Nejentsev et al., 1997；Nakanishi et al., 1999；Robles et al., 2002)。病理学研究によって、新たに診断された患者の膵島炎病変がほとんど(HLAクラスI拘束性の)CD8+ T細胞からなることが示され(Bottazzo et al., 1985；Atkinson and Maclaren, 1990；Castano and Eisenbarth, 1990；Hanninen et al., 1992；Ito et al., 1993；Somoza et al., 1994；Atkinson and Maclaren, 1994；Moriwaki et al., 1999；Imagawa et al., 2001)、これらはまた、膵臓の同系移植片(一卵性双生児由来)または同種移植片(血縁ドナー由来)を用いた移植により処置を受けた患者においても主要な細胞集団である(Sibley et al., 1985；Santamaria et al., 1992)。
インスリンは、ヒトおよびマウスT1Dの両方において、抗体およびCD4+応答の重要な標的である(Wong et al., 1999；Palmer et al., 1983；Chentoufi and Polychronakos, 2002；Toma et al., 2005；Nakayama et al., 2005；Kent et al., 2005)。ヒトインスリンB鎖エピトープhInsB10〜18は、膵島移植レシピエント(Pinkse et al., 2005)および自発的疾患の経過(Toma et al., 2005)の両方において、HLA-A*0201により自己反応性CD8+細胞に対して提示される。加えて、HLA-A*0201との関連においてHLA-A*0201トランスジェニックマウス由来の膵島関連CD8+ T細胞によって認識される4つのさらなるペプチドが、マウスプレプロインスリン1または2から同定された。
T1D感受性遺伝子座、IDDM7(2q31)(Pociot and McDermott, 2002；Owerbach, 2000)と重複する遺伝子(染色体2q28〜32上に位置する(Martin et al., 2001))によってコードされるIGRPもまた、ヒトT1Dに潜在的に関連するβ細胞自己抗原として最近同定された(Takaki et al., 2006)。ヒトIGRPの2つのHLA-A*0201結合エピトープ(hIGRP228〜236およびhIGRP265〜273)は、HLA-A*0201導入遺伝子を発現するマウスMHCクラスI欠損NODマウス由来の膵島関連CD8+細胞によって認識される(Takaki et al., 2006)。特に、これらの「ヒト化」HLA-A*0201トランスジェニックマウスの膵島関連CD8+ T細胞は、HLA-A*0201陽性ヒト膵島に対して細胞傷害性であった(Takaki et al., 2006)。
NODマウスにおけるT1Dは、低結合力自己反応性CD8+ T細胞の増殖によって予防することができる。可溶性ペプチドの投与(アジュバントなし)は、抗原特異的T細胞寛容を誘導する有効な方法である(Aichele et al., 1994；Toes et al., 1996)。可溶性NRP-A7による前糖尿病NODマウスの処置が、ペプチド/MHCに対して最も高い親和性を有するTCRを発現するクローン型を選択的に除去することによって、IGRP206〜214反応性CD8+サブセットの結合力成熟を鈍らせることが以前に示された(Amrani et al., 2000)。これらの知見から、NRP-A7の抗T1D活性が、「低結合力」(および潜在的に抗糖尿病誘発性)クローンによる「高結合力クローン型ニッチ」の占有(NRP-A7処置によって空になる)を促進することによっても媒介されるという可能性が高まった。この仮説を試験するため、IGRP206〜214反応性CD8+ T細胞に対して、部分的に、完全に、または超アゴニスト活性を有する改変ペプチドリガンド(APL)を同定し、広い用量範囲にわたってそれらの抗T1D活性を比較した。
中用量の中間親和性APL(NRP-A7)、または高用量の低親和性APL(NRP-I4)による長期的処置は、T1D防御を提供した。これは、低結合力IGRP206〜214反応性CD8+細胞の局所的蓄積に関連しており、除去されたそれらの高結合力対応物が犠牲となった。予想外なことに、高用量の高親和性APL(NRP-V7)または天然リガンド(IGRP206〜214)による長期的処置は、最低限の防御しか提供しなかった。印象的なことに、これらのマウスの膵島はIGRP206〜214反応性CD8+細胞をほとんど含まなかったが、他のIGRPエピトープを認識するCD8+細胞の増加した集団を含んでいた。このことから本発明者らは、自己免疫におけるペプチド療法は、それが非病原性低結合力クローンによる標的器官リンパ球ニッチの占有を促進する場合に最も有効であり得ると結論づけ(Han et al., 2005)、予測は数学的モデリングによって支持される(Maree et al., 2006)。残念ながら、この結果はAPL用量および(標的TCRに対する)結合力の狭い範囲内でしか起こらないことから、ペプチド療法がT1Dを予防するかまたは治癒させるのには適していないことが示唆される。
したがって、糖尿病および他の自己免疫障害の処置のためのさらなる組成物および関連方法の必要性がなお存在する。
ペプチドで患者を処置することは困難である。というのは、IGRPの場合と同様に、1用量当たり数ミリグラムのペプチドを必要とするためである。生体適合性生体吸収性ナノスフェア上の抗原/MHC複合体、例えばペプチド/MHC/ナノスフェア複合体(共刺激分子なし)の送達を、本明細書において提供する。これらの複合体は、ペプチド単独または非生体吸収性ナノスフェア複合体よりも寛容誘発性であることが企図される。
本出願の局面および態様は、自己免疫の処置における新規パラダイムの発見を含む。伝統的に、ワクチンは、病原体もしくは癌に対する防御を提供し得るT細胞を増殖させるため、または自己免疫を引き起こし得るT細胞を除去するために使用されてきた。本発明の局面は、いずれもT細胞の抗原特異性に従って、抗自己免疫特性を有する自己反応性CD8+細胞の増殖、およびそれと同時に病原性(自己免疫)特性を有する自己反応性CD8+細胞の除去を選択的に誘導する新しい種類の「ワクチン」に関する。抗自己免疫自己反応性CD8+ T細胞(抗病原性CD8+細胞)は、組織特異的(標的組織への自発的な動員による)であるが抗原非特異的な様式(例えば、他の自己反応性T細胞応答を局所的に抑制する)で、自己反応性T細胞応答を抑制する。結果として、この種類のワクチンによる処置は、全身的免疫抑制を引き起こすことなく、T1Dを予防するおよび/または改善することができ、かつ高血糖NODマウスにおいて正常血糖を回復するかまたは血糖値を減少させることができる。この戦略は、他のT細胞媒介性自己免疫疾患の処置に適用可能であり、膵島移植の際のT1D再発を予防することができると考えられる。
本発明のある態様は、T細胞の抗原特異性に従って、T細胞を選択的に減少させるかまたは増殖させる方法に関する。そのため、本発明を用いて、P細胞特異的T細胞などの、自己抗原を認識するT細胞を減少させるかまたは排除することができると考えられる。したがって、本発明を用いて、IDDMなどの自己免疫疾患を予防するか、処置するか、または改善することができる。さらに、本発明を用いて、腫瘍抗原を認識するT細胞などの所望のT細胞を増殖させて、これらのT細胞が戦う疾患を予防する、処置する、および/または改善することができる。
本発明の態様は、抗病原性自己反応性T細胞を増殖させるのに十分な量の抗原/MHC/生体適合性生体吸収性ナノスフェア複合体を対象に投与する段階を含む自己免疫障害を、診断するか、予防するか、または処置する方法を対象とする。基材に結合しているMHCまたはMHC様分子との関連における場合、抗原には、T細胞の活性もしくはT細胞集団を調節し得るペプチド、核酸、糖質、脂質、または他の分子もしくは化合物のすべてまたは一部が含まれるが、これらに限定されない。ナノスフェア複合体の生体吸収性は、インビボにおいて、ナノスフェアの長期蓄積を、それから生じる任意の付随毒性と共に妨げるため、本発明にとって極めて重要である。
本発明の態様は、抗原-MHC複合体に結合している生体適合性生体吸収性ナノスフェアを含む寛容誘発性ナノスフェアを含む。抗原-MHC複合体は、このようなナノスフェアに直接、またはリンカーを介して結合していてよい。好ましいナノスフェアは、生体適合性生体吸収性金属コアおよび生分解性生体吸収性コーティングをさらに含み得る。ナノスフェアは、抗原-MHC複合体に容易に結合させることができる他の分子の被覆またはシェル(例えば、ストレプトアビジンもしくはアビジン、または部分をナノスフェアに付着させるために用いられる他の公知の分子)をさらに含んでもよい。ある局面において、生体適合性生体吸収性ナノスフェアは、例えば、酸化鉄III、リン酸三カルシウム、クロム、ガリウム、およびPGLA、PLLA、PGA、PDLLA、PCL、PDLGA、PLDLA、PLC(いずれもAbsorv(商標)という商品名で、Zeus、3737 Industrial Blvd, Orangeburg, SC, 29118 USAより入手可能である)、ヒアルロン酸、アルギン酸、ポリヒドロキシアルカン酸等のような生体適合性生体吸収性ポリマーからなる群より選択される材料を含む。さらなる局面において、生体適合性生体吸収性ナノスフェアは、金属性または磁化可能なまたは超常磁性ナノスフェアである。生体適合性生体吸収性ナノスフェアは、デキストラン；ポリ(エチレングリコール)；ポリ(エチレンオキシド)；マンニトール；PHB-PHVクラスのポリ(ヒドロキシアルカン酸)；ならびにデンプン、セルロース、およびキトサンなどの他の改変多(糖)から形成される生分解性コーティングをさらに含んでもよい。
本発明のある局面は、一般的に抗原と称される、抗原応答または免疫応答を誘発または誘導するポリペプチド、ペプチド、核酸、糖質、脂質、および他の分子のセグメント、断片、またはエピトープを含む抗原性組成物に関する方法および組成物を含む。特定の局面において、抗原は、自己反応性抗原および/もしくはその複合体に由来するか、それらの模倣体であるか、またはそれら自体である。
ペプチド抗原には、
Figure 2013541532
、ならびに全体として参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第20050202032号に開示されているペプチドおよびタンパク質が含まれるが、これらに限定されない。
ある局面において、T1Dの処置のためのペプチド抗原は、
Figure 2013541532
、またはそれらの組み合わせである。
なおさらなる局面において、多発性硬化症(MS)に関連したペプチド抗原を使用することができ、これには、
Figure 2013541532
、またはそれらの組み合わせが含まれる。
ある局面では、抗原-MHC複合体を、本明細書に記載されるナノスフェアに架橋する(結合させる)ことができる。ナノスフェアを抗原-MHC複合体に結合させる1つの非限定的な方法は、(a) 抗原-MHC複合体を結合剤と反応させ、それによって抗原-MHC-複合体を形成する段階；および(b) 生体適合性生分解性ナノスフェアを段階(a)の複合体と反応させる段階を含む。1つの態様において、本方法は、段階(b)を行う前に段階(a)の複合体を濃縮する段階を含む。別の態様において、結合剤はヘテロ二官能性物質を含む。さらなる別の態様において、結合剤は、DOTA-マレイミド(4-マレイミドブチルアミドベンジル-DOTA)、SMPT(4-スクシンイミジルオキシカルボニル-α-メチル-α-(2-ピリジルジチオ)トルエン-)、スルホ-LC-SMPT(スルホスクシンイミジル-6-(α-メチル-α-(2-ピリジルチオ)トルアミド)ヘキサノエート、Traut試薬(2-イミノチオラン-HCl)、またはこれらの任意の組み合わせを含む。複合体を微粒子またはナノ粒子に結合させる考察については、米国特許出願公開第20070059775号；米国特許第4,671,958号、第4,659,839号、第4,414,148号、第4,699,784号；第4,680,338号；第4,569,789号；第4,589,071号；第7,186,814号、および第5543391号、欧州特許出願第188,256号を参照されたい。
自己免疫障害には、真性糖尿病、移植拒絶、多発性硬化症、早期卵巣機能不全、強皮症、シェーグレン病、ループス、白斑、脱毛症(禿頭症)、多腺性機能不全、グレーブス病、甲状腺機能低下症、多発性筋炎、天疱瘡、クローン病、結腸炎、自己免疫性肝炎、下垂体機能低下症、心筋炎、アジソン病、自己免疫性皮膚疾患、ブドウ膜炎、悪性貧血、副甲状腺機能低下症、および/または関節リウマチが含まれ得るが、これらに限定されない。ある局面において、抗原/MHC/ナノスフェア複合体のペプチド成分は、処置によって探索されるか、調節されるか、または鈍化される自己免疫応答に関与する自己抗原もしくは自己抗原エピトープまたはそれらの模倣体に由来するかまたはそれらから設計される。特定の局面において、自己抗原はペプチド、糖質、または脂質である。ある局面において、自己抗原は、膵β細胞などの対象のある種の細胞によって発現されるタンパク質、糖質、または脂質の断片、エピトープ、またはペプチドであり、これにはIGRP、インスリン、GAD、またはIA-2タンパク質の断片が含まれるが、これらに限定されない。種々の自己免疫状態について、様々なこのようなタンパク質またはエピトープが同定された。自己抗原は、膵島周囲のシュワン細胞等のような第2の内分泌または神経分泌成分に由来するペプチド、糖質、脂質等であってもよい。
本発明のなおさらなる局面において、抗原/MHC/ナノスフェア複合体のMHC成分は、古典的または非古典的なMHCクラスIまたはMHCクラスIIポリペプチド成分である。MHCクラスI成分は、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、HLA-G分子のすべてまたは一部、特にHLA-A*0201 MHCクラスI分子などのHLA-A分子のすべてまたは一部を含み得る。非古典的MHCクラスI成分は、CD1様分子を含み得る。MHCクラスII成分は、HLA-DR、HLA-DQ、またはHLA-DPのすべてまたは一部を含んでもよい。ある局面において、抗原/MHC複合体は、基材に共有的または非共有的に結合または付着している(抗原/MHC/ナノスフェア複合体)。基材は、典型的には生体適合性吸収性ナノスフェアである。1つの態様において、ナノスフェアは、鉄または酸化鉄などの金属を含む。別の態様において、ナノスフェアは生体適合性生体吸収性ポリマーを含む。いずれの場合も、インビボでのナノ粒子の蓄積が制限されるように、ナノスフェアはインビボで生体吸収を受ける。本発明のペプチドは、基材に化学的に結合させることができ、特に化学リンカーまたはペプチドリンカーを介して結合させることができる。CD1分子は、非古典的MHC分子の例である。非古典的MHC分子は、非多型性であり、種間で保存されており、かつ狭くて深い疎水性のリガンド結合ポケットを有することを特徴とする。これらの結合ポケットは、ナチュラルキラーT(NKT)細胞に糖脂質およびリン脂質を提示することができる。NKT細胞は、NK細胞マーカーおよび半不変なT細胞受容体(TCR)を共発現する独特なリンパ球集団を示す。それらは、広範囲の疾患と関連する免疫応答の調節に関与する。
ある態様において、処置によって増殖するT細胞は、疾患過程によって予め活性化されており、免疫記憶表現型を有する。1つの局面において、T細胞は、低結合力で標的エピトープを認識する自己反応性前駆体から生じる。結合力は、四量体結合アッセイ等によって測定することができる。さらなる局面において、抗原/MHC/ナノスフェア複合体は、関心対象の自己免疫疾患の臨床症状の発現の前、後、または前および後の両方に投与される。なおさらなる局面において、本方法は、処置の前および/または後に、対象の血糖値などの、自己免疫状態の生物学的パラメータを評価することを含む段階を含み得る。本発明の方法はまた、任意の自己反応性免疫応答の評価を含む、対象の自己免疫状態を評価する段階を含み得る。ある局面において、T細胞はCD4+もしくはCD8+ T細胞またはNK T(NKT)細胞である。
本発明のさらなる態様は、抗病原性自己反応性T細胞の増殖を刺激するのに十分な量の抗原/MHC/ナノスフェア複合体を投与する段階を含む、抗病原性自己反応性T細胞を増殖させる方法を含む。ある局面において、T細胞はCD8+もしくはCD4+ T細胞またはNKT細胞である。
なおさらなる態様において、本発明は、細胞または細胞を含む組織の破壊を阻害するのに十分な量の抗原/MHC/ナノスフェア複合体を対象に投与する段階を含む、自己免疫応答、特に病原性自己免疫応答から膵島細胞などの対象の細胞を防御するための方法を含み、この場合、抗原またはその由来元の抗原性分子は、細胞に付随する自己抗原に由来する。
なおさらなる態様において、本発明は、活動性自己免疫の指標として、処置により誘導される抗病原性CD8+またはCD4+ T細胞応答の増大を評価する段階を含む、自己免疫を診断するための方法を含む。
本発明の態様は、抗病原性自己反応性T細胞を増殖させるのに、または移植された組織もしくは器官によって発現される同種抗原もしくは自己抗原を認識する抗病原性細胞の増殖を誘導するのに十分な量の、基材に機能的に結合している抗原/MHC複合体(すなわち、抗原/MHC/ナノスフェア複合体)を対象に投与することによって、同種または自己免疫応答による移植組織の拒絶を予防する、改善する、または処置するための方法を含み得る。
本発明の態様は、細胞死または細胞死滅を妨げるかまたは阻害することにより、哺乳動物において所定の種類の機能的細胞、例えば膵島細胞の数を増加させるかまたは維持する方法を提供する。ある態様において、この方法は、内因性の細胞および/または組織の再生が望まれる自己免疫疾患を処置するために用いられる。このような自己免疫疾患には、真性糖尿病、多発性硬化症、早期卵巣機能不全、強皮症、シェーグレン病、ループス、白斑、脱毛症(禿頭症)、多腺性機能不全、グレーブス病、甲状腺機能低下症、多発性筋炎、天疱瘡、クローン病、結腸炎、自己免疫性肝炎、下垂体機能低下症、心筋炎、アジソン病、自己免疫性皮膚疾患、ブドウ膜炎、悪性貧血、副甲状腺機能低下症、関節リウマチ等が含まれるが、これらに限定されない。本発明の1つの局面は、免疫系を再教育しつつ既存の自己免疫を除去するための新規の二部治療アプローチを提供する。
ある局面において、抗原/MHC/ナノスフェア複合体は、免疫応答、例えば抗体応答を誘導するために、アジュバントと共に投与される必要はない。特定の態様において、抗原/MHC/ナノスフェア組成物は、アジュバントの使用を減らしてまたはアジュバントを使用せずに抗体を産生させるために、周知のポリクローナル抗体技法およびモノクローナル抗体技法と併用することができる。
以下の図面は本明細書の一部を形成し、本発明のある局面をさらに実証するために含めるものである。本明細書に示される特定の態様の詳細な説明と併せてこれらの図面の1つまたは複数を参照することにより、本発明をよりよく理解することができる。
図1A〜1Cは、低親和性自己反応性17.6α/8.3β CD8+ T細胞は抗糖尿病誘発性である。図1A、17.6α/8.3β-NODマウス(n＝95)対17.4α/8.3β-NODマウス(n＝598)における糖尿病の頻度。図1B、Tgマウスにおける膵島炎スコア(17.6α/8.3β-NODについてはn＝6、17.4α/8.3β-NODについてはn＝3)。図1C、NOD(n＝56)対LCMV-NOD(n＝10)における糖尿病の頻度。 図2A〜2Bは、17.6α/8.3β TCRの発生生物学を示す。図2A、Tgマウスにおける17.6α/8.3β TCR対17.4α/8.3β TCRの発生生物学。上パネルは、脾細胞の代表的なCD4対CD8ドットプロットである。下パネルは、NRP-V7/Kd四量体によるCD8+ T細胞染色の比較である。図2B、RAG-2-/- Tgマウスにおける17.6α/8.30β TCR対17.4α/8.3β TCRの発生生物学。上パネルは、脾細胞の代表的なCD4対CD8ドットプロットである。下パネルは、NRP-V7/Kd四量体によるCD8+ T細胞染色の比較である。 17.6α/8.3β-NOD.RAG-2-/-マウス(n＝13)対17.4α/8.3β-NOD.RAG-2-/-マウス(n＝106)における糖尿病の頻度を示す。 図4A〜4Bは、TCRα-/- Tgマウスにおける17.6α/8.3β TCR対17.4α/8.3β TCRの発生生物学を示す。図4A、上パネルは、脾細胞の代表的なCD4対CD8ドットプロットである。下パネルは、NRP-V7/Kd四量体によるCD8+ T細胞染色の比較である。図4B、17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス(n＝14)対17.4α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス(n＝28)における糖尿病の頻度。ドットプロットFACSパネル中の値は、各四分円内の細胞の割合に対応し、ヒストグラムパネル中の値は、陽性染色された細胞の割合に対応する(平均値±SE)。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Aは、17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス対17.4α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス由来の脾臓CD8+ T細胞の代表的なFACSプロファイル。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Bは、TCRα-/- Tgマウスの脾臓(17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-についてはn＝12、および17.4α/8.30β-NOD.TCRα-/-についてはn＝9)、PLN(17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-についてはn＝9、および17.4α/8.3β-NOD.TCRα-/-についてはn＝6)、およびBM(17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-についてはn＝4、および17.4α/8.3β-NOD.TCRα-/-についてはn＝3)内のCD44hi CD122+ CD8+ T細胞の割合(平均値±SE)。マウスは9〜18週齢であった。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Cは、NRP-V7/Kd四量体対抗CD 122 Abで染色された17.6α/8.30β-NOD.TCRα-/-マウス由来の脾臓CD8+ T細胞の代表的なFACSプロファイル。値は5回の異なる実験の平均値±SEである。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Dは、17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス由来のナイーブ対免疫記憶脾臓CD8+ T細胞の表現型解析。データは、各マーカーに関する少なくとも2回の実験の代表的なものである。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Eは、TCRα-/- Tgマウス由来のCD8+CD4-胸腺細胞対CD8+脾細胞におけるCD122染色の比較。データは、4回の実験の代表的なものである。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Fは、TCRα-/- Tgマウス由来の脾臓CD8+ T細胞によるBrdU取り込み。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Gは、上パネル：サイトカインIL-2およびIL-15(いずれも100 ng/ml)に応答した、Tgマウス由来の脾臓CD8+ T細胞の増殖の代表的なFACSプロファイル。下パネル：異なる濃度のIL-2およびIL-15に応答した、17.6α/8.30β-NOD.TCRα-/-マウス由来のナイーブ対免疫記憶CD8+ T細胞の増加倍率。データは、少なくとも3回の実験の代表的なものである。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Hは、24時間および48時間後の、1μg/ml NRP-A7でパルスされたDCに応答した、17.4α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス由来の脾臓ナイーブCD8+ T細胞 対 17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス由来のナイーブおよび免疫記憶CD8+ T細胞によるIFN-γの産生。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Iは、6時間後の、1μg/ml NRP-A7でパルスされたDCに応答した、17.4α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス由来の脾臓ナイーブCD8+ T細胞 対 17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス由来のナイーブおよび免疫記憶CD8+ T細胞からの細胞内IFN-γ染色。 17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、調節機能を有する免疫記憶T細胞に自発的に分化する。図5Jは、種々の時点における、1μg/ml NRP-A7でパルスされたDCに応答したIL-2の産生および増殖。図5Hおよび図5J中のデータは4回の実験の代表的なものであり、図5I中のデータは3回の実験の代表的なものである。 CFSE標識された17.4α/8.3β CD8+ T細胞の増殖を示す。17.6α/8.3β-NOD.TCRα-/-マウス由来のナイーブ対免疫記憶CD8+ T細胞(上パネル)または17.4α/8.3β-NODマウス対LCMV-NODマウス由来のナイーブCD8+ T細胞(下パネル)の存在下における、NRP-A7パルスされたDCに応答した、CFSE標識された17.4α/8.3β CD8+ T細胞の増殖。データは、少なくとも5回の実験の代表的なものである。 図7A〜7Bは、免疫記憶17.6α/8.3β CD8+ T細胞は、抗原パルスされたAPCを死滅させる。図7A、NRP-A7およびTUMパルスされたBM DCに対する、17.4α/8.30β-NOD.TCRα-/-マウスから新たに単離されたナイーブCD8+ T細胞 対 17.6α/8.30β-NOD.TCRα-/-マウス由来のナイーブおよび免疫記憶CD8+ T細胞のインビトロ細胞傷害性。データは、3回の実験の代表的なものである。精製BM DCに1μg/ml NRP-A7またはTUMをパルスし、[51Cr]-クロム酸ナトリウムで標識した。エフェクター：標的比＝8：1(エフェクター40000個：標的細胞5000個)。8時間後に上清を回収した。図7B、インビボ細胞傷害性アッセイ：NRP-A7パルスされた(CFSElo)もしくはTUMパルスされた(CFSEhi)、B細胞(上パネル)または新たに単離された脾臓およびLN DC(下パネル)を1：1比でTg宿主に注射した。抗B220または抗CD11c MACSビーズを用いてB細胞または新鮮なDC(脾臓およびLN由来)を単離し、10μg/mlのペプチドで2時間パルスし、洗浄し、CFSE(TUM：3μM CFSE、NRP-A7：0.3μM CFSE)で37℃にて3分間標識し、3回洗浄し、各集団由来の4〜5×106個細胞を宿主に注射した。18時間後にマウスを屠殺し、脾細胞をFACS解析した。 pMHC結合PLGA(ポリ(D,L-ラクチド-コ-グリコリド))ナノスフェアの拡大像を示す。 表示のナノ粒子/ウェル濃度における、IGRP-Kd-PLGAナノスフェア複合体に対するCD8+ T細胞によるIFNγ応答を示す。
発明の詳細な説明
本発明は記載される特定の態様に限定されず、したがって当然のことながら変わり得ることが理解されるべきである。本明細書で用いられる専門用語は特定の態様を説明する目的のためのみのものであって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるため、限定する意図はないこともまた理解されるべきである。
本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられる場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、特に文脈によって明白に指示されていない限り、その対象物の複数形も含む。したがって、例えば、「1つの賦形剤」への言及は複数の賦形剤を含む。
I. 定義
特記しない限り、本明細書で用いられる専門用語および科学用語はすべて、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書において用いられる場合、以下の用語は以下の意味を有する。
本明細書において用いられる場合、「含むこと」または「含む」という用語は、組成物および方法が、列挙された要素を含むが、他のものを排除しないことを意味することが意図される。組成物および方法を規定するために用いられる場合の「〜から本質的になること」とは、定められた目的のために、その組み合わせにとっていずれか本質的に重要な他の要素を排除することを意味する。したがって、本明細書において規定される要素から本質的になる組成物は、特許請求される本発明の基本的かつ新規な特徴に物質的に影響しない他の材料または段階を排除しない。「〜からなること」とは、他の成分の微量元素および実質的方法段階を超えるものを排除することを意味する。これらの移行用語のそれぞれによって規定される態様は、本発明の範囲内である。
「生体適合性の」とは、送達系の成分が、組織傷害またはヒトの生体系に対する傷害を引き起こさないことを意味する。生体適合性を付与するためには、ヒトにおける安全使用の前歴があるか、またはGRAS(一般に安全と認められる)状態を有するポリマーおよび賦形剤が優先的に用いられる。生体適合性とは、組成物中で用いられる成分および賦形剤が、身体に有害作用を起こすことなく、最終的に身体によって「生体吸収される」かまたは排除されることを意味する。生体適合性であり、かつ非毒性と見なされる組成物に関して、これは細胞に対して毒性をもたらしてはならない。同様に、「生体吸収性の」という用語は、患者における材料の長期蓄積が回避されるように、ある期間にわたってインビボで生体吸収を受ける材料から作製されたナノ粒子を指す。好ましい態様において、生体適合性ナノ粒子は、2年未満、好ましくは1年未満、およびさらにより好ましくは6カ月未満の期間をかけて生体吸収される。生体吸収の速度は、粒子のサイズ、用いられる材料、および当業者によって十分に認識される他の要因に関連している。本明細書において用いられるナノスフェアを形成するために、生体吸収性生体適合性材料の混合物を使用することができる。1つの態様においては、酸化鉄(III)と生体適合性生体吸収性ポリマーを組み合わせることができる。例えば、酸化鉄(III)とPGLAを組み合わせて、ナノ粒子を形成することができる。
抗原/MHC/ナノスフェア複合体とは、生体適合性生分解性ナノスフェアなどの表面上での、ペプチド、糖質、脂質、または抗原性分子もしくはタンパク質の他の抗原性セグメント、断片、もしくはエピトープ(すなわち、自己ペプチドまたは自己抗原)の提示を指す。本明細書で用いられる「抗原」とは、対象における免疫応答または抗病原性細胞の増殖を誘導し得る分子のすべて、一部、断片、またはセグメントを指す。
範囲を含め、数字表示、例えば、温度、時間、量、および濃度の前で用いられる場合の「約」という用語は、(+)または(-) 10％、5％、または1％変動し得る近似値を示す。
「死滅させること」または「死滅させる」とは、アポトーシスまたは壊死により細胞死を引き起こすことを意味する。アポトーシスまたは壊死は、任意の細胞死経路によって媒介され得る。
「自己免疫細胞」には、例えば、その自己免疫細胞の由来元の生物に対して活性を有する成体脾細胞、Tリンパ球、Bリンパ球、および骨髄起源の細胞、例えば、哺乳動物の欠損抗原提示細胞などが含まれる。
「模倣体」とは、リガンドに実質的に類似している、所与のリガンドまたはペプチドの類似体である。「実質的に類似している」とは、模倣体が、リガンドの分子量の約50％未満、約40％未満、約30％未満、約20％未満、約10％未満、または約5％未満を合計で占める1つまたは複数の官能基または修飾を有することを除いて、類似体がリガンドと類似の結合プロファイルを有することを意味する。
「有効量」とは、意図される目的、例えば、T細胞活性またはT細胞集団の調節を達成するのに十分な量である。本明細書において詳述されるように、有効量または投薬量は目的および抗原に依存し、本開示に従って決定され得る。
「自己反応性T細胞」とは、そのT細胞を含む個体と同一の個体によって産生および含有される分子である「自己抗原」を認識するT細胞である。自己反応性T細胞は、CD8+ T細胞またはCD4+ T細胞であってよい。さらに、CD4+ T細胞は、TR1(T調節性1)細胞として分類され得る。
「病原性T細胞」とは、そのT細胞を含む対象にとって有害なT細胞である。一方、非病原性T細胞は、対象にとって実質的に有害ではなく、抗病原性T細胞は、病原性T細胞の害を減少させる、改善する、阻害する、または無効化する。
「阻害すること」、「減少させること」、もしくは「予防」という用語、またはこれらの用語の任意の変化形は、特許請求の範囲および/または本明細書において用いられる場合、所望の結果を達成するための任意の測定可能な減少または完全な阻害を含む。
特許請求の範囲および/または明細書において「含むこと」という用語と組み合わせて用いられる場合の「1つの(a)」または「1つの(an)」という語の使用は、「1つ」を意味し得るが、それはまた、「1つまたは複数」、「少なくとも1つ」、および「1つまたは1つより多い」の意味と一致する。
「抗病原性」という用語は、疾患を引き起こすことに対する防御効果を有する細胞を指す。例えば、「抗病原性自己反応性CD8+ T細胞」とは、T1Dに対する防御効果を有する細胞を指す。「抗病原性自己反応性CD8+ T細胞」とはまた、診断および治療の標的という表題のサブセクションVに収載されているような他の自己免疫疾患に対する防御効果を有する細胞を指す。
本明細書における「ナノスフェア」とは、対象に投与可能な小さな分離した粒子を意味する。ある態様において、ナノスフェアは実質的に球状形である。「実質的に球状」という用語は、本明細書において用いられる場合、粒子の形状が、約10％を超えて球体から逸脱しないことを意味する。本発明の様々な公知の抗原またはペプチド複合体を、粒子に適用することができる。本発明のナノスフェアは、約10 nm〜約150μm、好ましくは約10 nm〜約1μmの範囲のサイズである。例えば、より大きな粒子を水溶液中で沈ませる分画によって、より小さなナノサイズの粒子を得ることができる。次に、溶液の上部を回収する。この上部は、より小さなサイズの粒子が豊富である。所望の平均サイズが得られるまで、この工程を繰り返すことができる。
本出願を通して、「約」という用語は、値が、その値を測定するために使用される装置または方法に関する誤差の標準偏差を含むことを示すために用いられる。
特許請求の範囲における「または」という用語の使用は、代替物のみを指すように明記されている場合、または代替物が相互に排他的である場合を除いて、「および/または」を意味するために用いられるが、本開示は代替物のみおよび「および/または」を指す定義を支持する。
本明細書および特許請求の範囲において用いられる場合、「抗体」または「免疫グロブリン」という用語は互換的に用いられ、動物またはレシピエントの免疫応答の一部として機能する構造的に関連したタンパク質のいくつかのクラスのいずれかを指し、これらのタンパク質には、IgG、IgD、IgE、IgA、IgM、および関連タンパク質が含まれる。
本明細書において用いられる場合、「免疫原性因子」または「免疫原」または「抗原」という用語は互換的に用いられて、単独で、アジュバントと併用して、または提示媒体上に提示されて、レシピエントへの投与時にそれ自体に対する免疫学的応答を誘導することができる分子を表す。
本明細書において用いられる場合、「アミノ分子」とは、任意のアミノ酸、アミノ酸誘導体、または当該技術分野において公知のアミノ酸模倣体を指す。ある態様において、タンパク質性分子の残基は、いかなる非アミノ分子もアミノ分子残基の配列を中断することなく、連続的である。他の態様において、配列は1つまたは複数の非アミノ分子部分を含み得る。特定の態様において、タンパク質性分子の残基の配列は、1つまたは複数の非アミノ分子部分によって中断され得る。
したがって、「タンパク質性組成物」という用語は、天然で合成されるタンパク質中の20種の共通アミノ酸のうちの少なくとも1つ、または少なくとも1つの修飾されたもしくは通常でないアミノ酸を含むアミノ分子配列を包含する。
本明細書において用いられる場合、「処置」または「処置すること」という用語は：
・例えば疾患もしくは病態に罹患するリスクがある対象において、そのような疾患もしくは病態を予防するかもしくは防御し、すなわち臨床症状を発症しないようにし、それによって該疾患または病態の発現を実質的に防ぐこと；
・該疾患もしくは病態を阻害すること、すなわち臨床症状の発症を停止させるかもしくは抑制すること；および/または
・該疾患もしくは病態を軽減すること、すなわち臨床症状の退行を招くこと
を含む、患者における疾患または病態の任意の処置を意味する。
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、この詳細な説明から、本発明の精神および範囲の範囲内での様々な変更および修正が当業者に明白となることから、詳細な説明および具体例は、本発明の具体的態様を示すものであるが、単に例証のために提供されることが理解されるべきである。
これまでの知見(Hanet al., 2005)から、自己免疫において有効であるためには、ペプチド療法は複数のエピトープ特異性を標的化しなければならないことが示唆された。可溶性ペプチドはペプチド特異的T細胞寛容を誘導し得るが、多特異性自己免疫応答を鈍らせることはできない。本発明者らは、IGRP単独の場合、1用量当たり数ミリグラムのペプチドを必要とするため、ペプチドでこれを達成することは極めて非実用的であると考えた。ペプチドは、固定されたAPC上のMHC分子に結合している場合にはるかにより寛容誘発性(すなわち、より少ない量で)であるため(Miller et al., 1979)、ナノスフェア上の抗原/MHC複合体、例えばペプチド/MHC複合体(共刺激分子なし)の全身送達は、ペプチド単独よりも寛容誘発性であり得ることが企図された。この考えは、膵島炎症を画像化するために最初に考案された試薬の利用可能性から発展した。本発明者らは、血中8.3様CD8+ T細胞に、磁気共鳴(MR)イメージングに適したプローブを特異的に送達しようとした(NRP-V7/Kd複合体でコーティングされた酸化鉄ナノスフェア)(Moore et al., 2004)。特に、本発明者らは、T1D発症に必要な閾値よりも低い、複数のT細胞特異性の同時除去を誘導するための方法として、いくつかの異なる抗原/MHC複合体でこれらのナノスフェアをコーティングすることを企図した。最も驚いたことには、固体支持体に付着しているpMHC複合体が、他の自己抗原特異性の動員を抑制する、自己抗原を経験した自己反応性CD8+細胞をエピトープ特異的様式で増殖させることによって機能することが見出された。この治療手段は、これらの障害の治療における念願の目標である、全身性免疫を損なうことなく自己免疫を鈍らせ得る疾患特異的「ナノワクチン」の合理的設計を可能にする、慢性自己免疫応答の進行における新規パラダイムを開発する。上記のパラダイムによると、NP上でリガンドとしてコーティングされている場合には、(数百のうち)疾患に関与する任意の単一エピトープ(pMHC)特異性を用いて、複雑な自己免疫応答を鈍らせることができる。多量体可溶性pMHCは、それらのNP結合対応物によって誘導される種類の免疫応答を誘発することができないため、粒子/固体支持体成分は必須である。粒子はpMHCの超多量体化を可能にし、これらのpMHCに強力な受容体架橋特性を提供する。したがって、このパラダイムおよびその発見を可能にした治療アプローチは、自己免疫における新しい種類の治療学のプラットフォームを提供する。
抗原/MHC複合体でコーティングされたナノスフェア(抗原/MHC/ナノスフェア複合体)が、APL処置マウスにおいてT1D防御を提供する低結合力抗病原性自己反応性型のCD8+細胞を増殖させることが企図される(Han et al., 2005；Maree et al., 2006)。これらのナノスフェアが、自己反応性免疫記憶CD8+ T細胞の既存のプールを増大させる(すなわち、それらは免疫記憶T細胞を新たに誘導しない)こともまた企図される。これらの既存のプールは、主として(排他的でないにしても)低結合力(抗病原性)自己反応性CD8+クローン型からなると考えられる。おそらく、しかし本発明をいかなる特定の理論にも限定しないが、これらのT細胞の高結合力対応物(病原性活性を有する)は、それらの内因性標的β細胞自己抗原への慢性曝露において活性化誘導性細胞死を起こすため、免疫記憶細胞としてインビボで生存しない。これらのナノアスフェアは、有効となるために、自己反応性CD8+ T細胞の広く行き渡った集団を標的化する必要がないと考えられる：同様の結果が、準優位なペプチド/MHC複合体でコーティングされたナノスフェアで得られた。加えて、この技術は所定の結合力のAPLの設計を必要とせず(ペプチドでの場合とは異なる)、したがって任意の標的抗原またはペプチド/MHC標的を適応させる可能性を有すると考えられる。この技術は、臨床試験においていくらかの見込みを示した非抗原特異的アプローチである抗CD3 mAb処置で得られたものよりも高いとは言わないまでも、少なくとも匹敵する割合で、新たに診断されたT1Dを有するNODマウスにおいて正常血糖を回復することが企図される(Herold et al., 2002；Keymeulen et al., 2005）。
本発明の組成物を用いて、自己反応性免疫記憶CD8+ T細胞の既存のプールを増大させることができる(すなわち、それらは免疫記憶T細胞を新たに誘導し得ないようである)と考えられる。これらの既存のプールは、主として(排他的でないにしても)低結合力(抗病原性)自己反応性CD8+クローン型からなる。これらのT細胞の高結合力対応物(病原性活性を有する)は、免疫記憶細胞としてインビボで生存せず、主にナイーブT細胞として存在する。ナイーブT細胞は、共刺激の非存在下で自己抗原/MHC/ナノスフェア複合体に結合すると細胞死を起こすことがさらに企図され、よって本発明は、ナイーブ病原性T細胞を除去し、かつ抗糖尿病誘発性免疫記憶T細胞を増殖させることができる。記載される組成物は、有効となるために、自己反応性CD8+ T細胞の広く行き渡った集団を標的化する必要がない。ある態様では、本組成物および方法を用いて、自己反応性T細胞寛容を誘導することができる。
生分解性生体吸収性ナノスフェアは、非生分解性非生体吸収性固体支持体上にコーティングされたpMHC/抗原複合体と比較して、驚くべきかつ予想外の結果を有することが企図される。これらの予想外の結果には、毒性の低下が含まれる。毒性の低下とは、全身にわたる器官および/または組織におけるナノスフェアの蓄積の減少を指し得る。毒性の低下とはまた、望ましくない生物学的反応の減少、例えば全身にわたる炎症の減少または器官の組織損傷の減少などを指し得る。炎症および組織損傷は、公知の方法によって当業者により容易に判定され得る評価である。生分解性生体吸収性ナノスフェアは、身体によってより許容されることが企図される。このことは、治療用量の減少、または増加したもしくはより有効な治療反応をもたらし得る。自己免疫に関する場合の治療反応は、実施例に記載されるアッセイによって判定することができる。
本発明の1つの態様において、生分解性生体吸収性材料は、ナノスフェアの予測されるインビボ半減期に基づき、熟練した臨床医によって選択される。半減期は、用いられる材料およびナノスフェアのサイズなどのナノスフェアの物理的特性に基づいて、容易に決定され得るものである。好ましい態様において、分解の速度は、最大治療効果が達成されるものであると臨床医が決定した時間枠に相当する。したがって、生分解性生体吸収性ナノスフェアは、予測される時間枠内で分解し、かつ有害な副作用がほとんどない材料の選択により、改善されかつ優れた治療可能性を有することが企図される。
II. 薬学的組成物および投与
本発明は、自己反応性状態を予防または改善するための方法を含む。したがって、本発明は、様々な態様において用いるための「ワクチン」または免疫系改変因子を企図する。ワクチンとしての使用に適していると提案される組成物は、自己反応性タンパク質およびそれらの断片を含む自己反応性分子から調製され得る。本発明は、自己反応性抗原、例えば、ポリペプチド、ペプチド、糖質、脂質、または他の分子もしくは分子断片に対する、およびこのような自己免疫応答によって引き起こされる状態または疾患を発症することに対する免疫応答を誘導または改変するために使用され得る組成物を含む。
本発明の組成物は、通常、注射によって、例えば、静脈内、皮下、または筋肉内に非経口投与され得る。他の投与様式に適したさらなる製剤には、経口製剤が含まれる。経口製剤は、例えば、医薬品等級のマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウム等のような、通常使用される賦形剤を含む。これらの組成物は、液剤、懸濁剤、錠剤、丸剤、カプセル剤、徐放性製剤、または散剤の形態をとり、約10％〜約95％の有効成分、好ましくは約25％〜約70％を含む。
典型的に、本発明の組成物は、投薬製剤と適合する様式で、治療的に有効でありかつ免疫改良性であるような量で投与される。投与される量は、処置を受ける対象に依存する。投与に必要とされる有効成分の正確な量は、医師の判断に依存する。しかしながら、適切な投薬量範囲は、1投与当たり抗原/MHC/ナノスフェア複合体10〜数百ナノグラムまたはマイクログラムのオーダーのものである。初回投与および追加免疫についての適切な投与計画もまた可変的であるが、初回投与およびそれに続くその後の投与によって典型的に表される。
適用の様式は大きく変化し得る。ワクチン投与のための従来法のいずれもが適用可能である。これらは、固体の生理学的に許容される基剤上での、または生理学的に許容される分散液中での経口適用、非経口的、注射による等を含むと考えられる。抗原/MHC/ナノスフェア複合体の投薬量は、投与経路に依存し、対象のサイズおよび健康状態に応じて変化する。
多くの場合、ペプチド/MHC/ナノスフェア複合体の複数回投与、約、多くとも約、または少なくとも約3、4、5、6、7、8、9、10回、またはそれ以上を有することが望ましい。投与は、通常2日〜12週間間隔、より通常では1〜2週間間隔の範囲である。免疫系の状態を維持するためには、0.5〜5年、通常2年の間隔での周期的な追加免疫が望ましい。投与の過程に続いて、自己反応性免疫応答およびT細胞活性についてアッセイを行うことができる。
A. 併用療法
本発明の組成物および関連方法、特に抗原/MHC/ナノスフェア複合体の投与はまた、従来の治療法の施行と併用してもよい。これらには、免疫抑制または調節療法または処置の施行が含まれるが、これらに限定されない。
1つの局面において、抗原/MHC/ナノスフェア複合体は、サイトカイン処置と併用されることが企図される。あるいは、抗原/MHC/ナノスフェア複合体投与は、数分〜数週間の範囲の間隔で、他の処置に先行または後続してよい。他の薬剤および/または抗原/MHC/ナノスフェア複合体が別々に投与される態様においては、薬剤および抗原/MHC/ナノスフェア複合体が対象に対して依然として有利な組み合わせ効果を及ぼし得るように、一般的に各送達時点の間で長時間経過しないことを確実にする。このような場合、互いに約12〜24時間以内、より好ましくは互いに約6〜12時間以内に、両様式を施行し得ることが企図される。しかしながら、ある状況においては、投与の期間を顕著に延長することが望ましい場合もあり、この場合、各投与の間に数日(2、3、4、5、6、または7日)〜数週間(1、2、3、4、5、6、7、または8週間)が経過する。
例えば、抗原/MHC/ナノスフェア複合体投与が「A」であり、付加的薬剤が「B」である、様々な組み合わせを採用することができる：
Figure 2013541532
。
患者/対象への本発明のペプチド-MHC複合体組成物の投与は、もしあれば、毒性を考慮して、このような化合物の投与に関する一般的なプロトコールに従う。必要に応じて、処置サイクルが繰り返されることが予測される。水分補給などの様々な標準的療法が、記載される治療法と組み合わせて適用され得ることもまた企図される。
B. 薬学的組成物
いくつかの態様では、薬学的組成物が対象に投与される。本発明の異なる局面は、抗原/MHC/ナノスフェア複合体組成物の有効量を対象に投与することを含む。さらに、このような組成物は、免疫系の改変因子と組み合わせて投与することができる。このような組成物は一般的に、薬学的に許容される担体または水性媒体中に溶解または分散される。
「薬学的に許容される」または「薬理学的に許容される」という語句は、動物またはヒトに投与された場合に、有害反応、アレルギー反応、または他の厄介な反応を生じない分子実体および組成物を指す。本明細書において用いられる場合、「薬学的に許容される担体」は、ありとあらゆる溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張吸収遅延剤等を含む。薬学的活性物質についてのこのような媒体および薬剤の使用は、当技術分野において周知である。いずれかの従来の媒体または薬剤が有効成分と不適合である場合を除いて、免疫原性組成物および治療組成物におけるその使用が企図される。
本発明の活性化合物は、非経口投与用に製剤化することができ、例えば、静脈内、筋肉内、皮下、またはさらに腹腔内経路を介する注射用に製剤化することができる。対象の免疫状態を改変する抗原/MHC/ナノスフェア複合体を含む水性組成物の調製は、本開示を考慮に入れて当業者に公知である。典型的に、このような組成物は、液体溶液または懸濁液のいずれかとして、注射剤として調製することができ；注射前の液体の添加によって溶液または懸濁液を調製するための使用に適した固体形態を調製することもでき；調製物は乳化することもできる。
注射用途に適した薬学的形態には、無菌の水溶液または分散液；ゴマ油、ラッカセイ油、または水性プロピレングリコールを含む製剤；および無菌の注射溶液または分散液の即時調製用の無菌粉末が含まれる。いずれの場合にも、形態は無菌でなければならず、容易に注射され得る程度に流動性でなければならない。それはまた、製造および貯蔵の条件下で安定であるべきであり、細菌および真菌などの微生物の汚染作用に対して保存されなければならない。
組成物は、中性または塩形態に製剤化され得る。薬学的に許容される塩には、酸付加塩(タンパク質の遊離アミノ基と共に形成される)が含まれ、これらは、例えば塩酸もしくはリン酸などの無機酸、または酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸等のような有機酸と共に形成される。遊離カルボキシル基と共に形成される塩はまた、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、または水酸化第二鉄などの無機塩基、およびイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカイン等のような有機塩基から誘導され得る。
担体はまた、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリ(エチレングリコール)等)、それらの適切な混合物、および植物油を含む溶媒または分散媒であってよい。適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングの使用により、分散液の場合は必要な粒径の維持により、および界面活性剤の使用により維持することができる。微生物作用の防止は、様々な抗菌剤および抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール等によってもたらされ得る。多くの場合、等張剤、例えば糖類または塩化ナトリウムを含めることが好ましい。注射用組成物の持続的吸収は、吸収遅延剤、例えばモノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンの組成物中での使用によってもたらされ得る。
無菌注射溶液は、上記に列挙される様々な他の成分と共に適切な溶媒中に必要量の活性化合物を組み込み、必要に応じてその後滅菌することによって調製される。溶液の滅菌は、ペプチド/MHC/ナノスフェアの抗病原性特性を減少させないような方法で行われる。一般的に、分散液は、基本の分散媒および上記に列挙されるものからの必要とされる他の成分を含む無菌媒体中に、滅菌された様々な有効成分を組み込むことによって調製される。無菌注射溶液の調製用の無菌粉末の場合、好ましい調製方法は真空乾燥および凍結乾燥技法であり、これにより、予め滅菌されたその溶液から有効成分および任意の付加的な所望の成分の粉末が得られる。溶液の滅菌の1つのそのような方法は滅菌濾過であるが、本発明は、ペプチド/MHC/ナノスフェアの抗病原性特性を有意に減少させない任意の滅菌方法を含むことが意図される。オートクレーブのような強烈な加熱および加圧を伴う滅菌方法は、該複合体の三次構造を損ない、よってペプチド/MHC/ナノスフェア複合体の抗病原性特性を顕著に減少させる可能性がある。
本発明による組成物の投与は、典型的に任意の通常の経路を介する。これには、同所性、皮内、皮下、筋肉内、腹腔内、鼻腔内、または静脈内注射が含まれるが、これらに限定されない。ある態様において、ワクチン組成物は吸入され得る(例えば、全体として参照により具体的に組み入れられる米国特許第6,651,655号)。
治療または予防組成物の有効量は、意図される目標に基づいて決定される。「単位用量」または「投薬量」という用語は、対象における使用に適した物理的に別個の単位を指し、各単位は、その投与、すなわち適切な経路および投与計画に関連して上記で考察した所望の応答を生じるように計算された所定量の組成物を含む。処置回数および単位用量の両方に従う投与される量は、所望の結果および/または防御に依存する。組成物の正確な量はまた医師の判断に依存し、各個体に特有である。用量に影響を及ぼす因子には、対象の身体および臨床状態、投与経路、処置の意図される目標(症状の緩和対治癒)、ならびに特定の組成物の効力、安定性、および毒性が含まれる。製剤化されると、溶液は、投薬製剤と適合する様式で、治療的または予防的に有効であるような量で投与される。製剤は、上記の注射溶液の種類などの様々な剤形で容易に投与される。
C. インビトロまたはエクスビボ投与
本明細書において用いられる場合、インビトロ投与という用語は、培養下の細胞を含むがこれに限定されない、対象から取り出されたまたは対象の外部の細胞において行われる操作を指す。エクスビボ投与という用語は、インビトロで操作され、続いて対象に投与される細胞を指す。インビボ投与という用語は、投与を含む、対象内で行われるすべての操作を含む。
本発明のある局面において、組成物は、インビトロ、エクスビボ、またはインビボのいずれかで投与することができる。あるインビトロ態様では、自己T細胞が本発明の組成物と共にインキュベートされる。次いで、この細胞を、インビトロ解析のために、あるいはエクスビボ投与のために用いることができる。
III. MHC複合体
本発明の古典的および非古典的MHC分子によって提示される、ペプチド、糖質、脂質、または他の分子を含むがこれらに限定されない、抗原性種に由来するセグメント、断片、および他の分子を含む抗原は、典型的に、MHC分子またはその誘導体に複合体化されるかまたは機能的に結合される。Tリンパ球による抗原認識は、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)拘束性である。所与のTリンパ球は、抗原が特定のMHC分子に結合している場合にのみこれを認識する。一般的に、Tリンパ球は自己MHC分子の存在下においてのみ刺激され、抗原は、自己MHC分子に結合している抗原の断片として認識される。MHC拘束は、認識される抗原に関して、およびその抗原性断片と結合するMHC分子に関して、Tリンパ球特異性を規定する。特定の局面において、ある種の抗原は、ある種のMHC分子またはそれに由来するポリペプチドと対形成される。
本明細書において用いられる「機能的に結合された」または「コーティングされた」という用語は、個々のポリペプチド(例えば、MHC)および抗原性(例えば、ペプチド)成分が組み合わされて活性複合体を形成し、その後標的部位、例えば免疫細胞に結合する状況を指す。これには、個々のポリペプチド複合体成分が合成されるかまたは組換え発現され、続いて単離され、インビトロで組み合わされて複合体を形成し、その後対象に投与される状況；キメラまたは融合ポリペプチド(すなわち、複合体のそれぞれ別個のタンパク質成分が単一のポリペプチド鎖中に含まれる)が、無傷の複合体として合成されるかまたは組換え発現される状況が含まれる。典型的に、ポリペプチド複合体がナノアスフェアに添加されて、約、少なくとも約、または多くとも約0.1、0.5、1、10、100、500、1000、またはそれ以上：1、より典型的には0.1：1〜50：1という分子数：ナノスフェア数比の比率を有する、吸着または結合されたポリペプチド複合体を伴うナノスフェアが生じる。ナノスフェアのポリペプチド含有量は、標準的な技法を用いて測定され得る。
A. MHC分子
細胞内抗原および細胞外抗原は、認識および適切な応答の両方に関して、免疫系に対して全く異なる攻撃を示す。T細胞への抗原の提示は、2つの異なるクラスの分子、MHCクラスI(MHC-I)およびMHCクラスII(MHC-II)によって媒介され、これらは異なる抗原プロセッシング経路を使用する。細胞内抗原に由来するペプチドが、事実上すべての細胞上に発現されるMHCクラスI分子によってCD8+ T細胞に提示されるのに対して、細胞外抗原由来ペプチドはMHC-II分子によってCD4+ T細胞に提示される。しかしながら、この二分にはある例外がある。いくつかの研究により、エンドサイトーシスされた粒子状または可溶性タンパク質から生成されたペプチドが、マクロファージおよび樹状細胞においてMHC-I分子上に提示されることが示された。本発明のある態様において、自己抗原由来の特定のペプチドは、適切なMHCクラスIまたはIIポリペプチドとの関連において、ペプチド/MHC/ナノスフェア複合体において同定および提示される。ある局面においては、特定の患者および特定のペプチドセットについてどのMHCポリペプチドを使用すべきかを決定するために、対象の遺伝的構造が評価され得る。
非古典的MHC分子もまた、本発明のMHC複合体における使用について企図される。非古典的MHC分子は、非多型性であり、種間で保存されており、かつ狭くて深い疎水性のリガンド結合ポケットを有する。これらの結合ポケットは、ナチュラルキラーT(NKT)細胞に糖脂質およびリン脂質を提示することができる。NKT細胞は、NK細胞マーカーおよび半不変なT細胞受容体(TCR)を共発現する独特なリンパ球集団を示す。それらは、広範囲の疾患と関連する免疫応答の調節に関与する。
B. 抗原性成分
本発明のある局面は、一般的に抗原と称される、抗原応答を誘発または誘導するポリペプチド、ペプチド、核酸、糖質、脂質、および他の分子のセグメント、断片、またはエピトープを含む抗原性組成物に関する方法および組成物を含む。特に、自己免疫応答を介して細胞の破壊をもたらす自己抗原またはこのような自己抗原の抗原性セグメントもしくは断片を、本明細書に記載されるMHC/ナノスフェア複合体の作製において同定および使用することができる。このような自己抗原は、膵島、または膵島細胞を支持する細胞上に提示され得る。本発明の態様は、特定の生理学的機能を果たす特定の細胞または細胞セットに対する免疫応答を調節するための組成物および方法を含む。
1. ペプチド成分およびタンパク質性組成物
本発明のポリペプチドおよびペプチドは、様々なアミノ酸の欠失、挿入、および/または置換によって改変され得る。特定の態様において、改変されたポリペプチドおよび/またはペプチドは、対象において免疫応答を調節することができる。本明細書において用いられる場合、「タンパク質」または「ポリペプチド」または「ペプチド」とは、少なくとも5つのアミノ酸残基を含む分子を指す。いくつかの態様では、タンパク質またはペプチドの野生型が使用されるが、本発明の多くの態様では、改変されたタンパク質またはポリペプチドがペプチド/MHC/ナノスフェア複合体を作製するために使用される。ペプチド/MHC/ナノスフェア複合体を用いて、免疫応答を生じさせる、および/または免疫系のT細胞集団を改変する(すなわち、免疫系を再教育する)ことができる。上記の用語は、本明細書において互換的に使用され得る。「改変されたタンパク質」または「改変されたポリペプチド」または「改変されたペプチド」とは、その化学構造、特にそのアミノ酸配列が、野生型タンパク質またはポリペプチドに対して変化しているタンパク質またはポリペプチドを指す。いくつかの態様において、改変されたタンパク質またはポリペプチドまたはペプチドは、少なくとも1つの改変された活性または機能を有する(タンパク質またはポリペプチドまたはペプチドが複数の活性または機能を有し得ることを認識した場合)。具体的には、MHC/ナノスフェア複合体との関連における場合、改変されたタンパク質またはポリペプチドまたはペプチドは、1つの活性または機能に関して変化しているが、他の点、例えば免疫原性または免疫系の他の細胞と相互作用する能力においては、野生型の活性または機能を保持している場合があることが企図される。
本発明のペプチドには、任意の自己反応性ペプチドが含まれる。自己反応性ペプチドには、
Figure 2013541532
ならびに全体として参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第20050202032号に開示されているペプチドおよびタンパク質が含まれるが、これらに限定されない。自己反応性ペプチドとしてまたは対照ペプチドとして本発明と共に使用され得る他のペプチドには、
Figure 2013541532
が含まれるが、これらに限定されない。ある局面においては、1、2、3、4、5、6種、またはそれ以上のペプチドが使用され得る。本発明と共に使用され得るペプチドの例にはまた、表1に提供されるものが含まれる。これらのペプチドは、特定のナノスフェア/MHC分子と会合させることができ、または複数種のペプチドを、共通のナノスフェアおよび1種または複数種のMHC分子と会合させることもできる。これらのペプチドの組み合わせの投与は、複数種のペプチドを付着させたナノスフェアの集団を投与すること、および/またはそれぞれ特定のペプチドを付着させた複数のナノスフェア集団、または1、2、3、4、5、6種、もしくはそれ以上のペプチドが1、2、3、4、5、6種、もしくはそれ以上のナノスフェアに付着しているナノスフェアを含むようなナノスフェアの組み合わせを投与することを含む。
（表１Ａ）T1Dに関するHLAクラスI拘束性エピトープ
Figure 2013541532
Figure 2013541532
Figure 2013541532
GAD65：65 kDaグルタミン酸脱炭酸酵素、GFAP：グリア線維酸性タンパク質、IA-2：インスリノーマ関連抗原2、ppIAPP：膵島アミロイドポリペプチド前駆体タンパク質、IGRP：膵島特異的グルコース6-ホスファターゼ触媒サブユニット関連タンパク質
（表１Ｂ）MSに関するHLAクラスI拘束性エピトープ
Figure 2013541532
MBP：ミエリン塩基性タンパク質、MAG：ミエリン関連糖タンパク質、MOG：ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質、PLP：プロテオリピドタンパク質
ある態様において、関心対象のタンパク質またはペプチドの任意の複合体、特にMHC/ペプチド融合物を含むタンパク質またはポリペプチド(野生型または改変型)のサイズは、非限定的に、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825、850、875、900、925、950、975、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1750、2000、2250、2500個、またはそれ以上のアミノ分子を含んでよく、これにはその中で導き出せる任意の範囲もしくは値、またはその派生体が含まれる。ある局面では、本明細書において開示および参照されるアミノ酸配列のような、その派生体を含め、5、6、7、8、9、10個、またはそれ以上の連続したアミノ酸、および自己抗原の断片を、抗原として用いることができる。ポリペプチドは、それらをそれらの対応する野生型形態よりも短くする切断によって変異され得るだけでなく、それらが、特定の機能(例えば、タンパク質複合体としての提示に関する、免疫原性の増強に関する等)を有する異種タンパク質配列を融合または結合させることによっても変更され得ることが企図される。
タンパク質性組成物は、以下を含む、当業者に公知の任意の技法によって作製され得る：(i) 標準的な分子生物学的技法によるタンパク質、ポリペプチド、またはペプチドの発現、(ii) 天然源からのタンパク質性化合物の単離、または(iii) タンパク質性物質の化学合成。様々な遺伝子のヌクレオチド、ならびにタンパク質、ポリペプチド、およびペプチド配列が以前に開示されており、公認のコンピュータ化されたデータベース中に見出すことができる。1つのこのようなデータベースは、全米バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information)のGenBankおよびGenPeptデータベース(ncbi.nlm.nih.gov/でのワールドワイドウェブ上)である。これらの遺伝子のコード領域のすべてまたは一部を、本明細書に開示されるかまたは当業者に公知であるような技法を用いて、増幅および/または発現させることができる。
これらの組成物の自己抗原性エピトープおよび他のポリペプチドのアミノ酸配列変種は、置換、挿入、または欠失変種であってよい。本発明のポリペプチドにおける改変は、野生型と比較して、ペプチドまたはポリペプチドの1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500個、またはそれ以上の非連続的なまたは連続的なアミノ酸に影響を及ぼし得る。自己免疫応答、特に病理的自己免疫応答をもたらすペプチドまたはポリペプチドが、本発明の方法における使用について企図される。
欠失変種は、典型的に、天然または野生型アミノ酸配列の1つまたは複数の残基を欠いている。個々の残基が欠失され得るか、またはいくつかの連続したアミノ酸が欠失され得る。切断タンパク質を作製するために、終止コドンがコード核酸配列中に(置換または挿入によって)導入され得る。挿入変異体は、典型的に、ポリペプチド中の非末端点における物質の付加を伴う。これは、1つまたは複数の残基の挿入を含み得る。融合タンパク質と称される末端付加物もまた作製され得る。
置換変種は、典型的に、タンパク質内の1つまたは複数の部位におけるあるアミノ酸の別のアミノ酸との交換を含み、他の機能または特性の喪失を伴ってまたは伴わずに、ポリペプチドの1つまたは複数の特性を調節するように設計され得る。置換は保存的であってよく、すなわち1つのアミノ酸が類似の形状および電荷のアミノ酸で置換される。保存的置換は当技術分野において周知であり、例えば、以下の変更を含む：アラニンからセリンへ；アルギニンからリジンへ；アスパラギンからグルタミンまたはヒスチジンへ；アスパラギン酸からグルタミン酸へ；システインからセリンへ；グルタミンからアスパラギンへ；グルタミン酸からアスパラギン酸へ；グリシンからプロリンへ；ヒスチジンからアスパラギンまたはグルタミンへ；イソロイシンからロイシンまたはバリンへ；ロイシンからバリンまたはイソロイシンへ；リジンからアルギニンへ；メチオニンからロイシンまたはイソロイシンへ；フェニルアラニンからチロシン、ロイシン、またはメチオニンへ；セリンからスレオニンへ；スレオニンからセリンへ；トリプトファンからチロシンへ；チロシンからトリプトファンまたはフェニルアラニンへ；およびバリンからイソロイシンまたはロイシンへ。あるいは、置換は、細胞受容体に対する結合力または親和性などの、ポリペプチドまたはペプチドの機能または活性が影響を受けるような非保存的であってもよい。非保存的変更は、典型的に、非極性または非荷電アミノ酸の代わりに極性または荷電アミノ酸を用いるような、およびその逆のような、残基を化学的に似ていない残基で置換することを伴う。
本発明のタンパク質は組換え体であっても、またはインビトロで合成されてもよい。あるいは、組換えタンパク質は、細菌または他の宿主細胞から単離され得る。
「機能的に同等なコドン」という用語は、アルギニンまたはセリンに対する6種のコドンのような、同一アミノ酸をコードするコドンを指すために本明細書において用いられ、同様に生物学的に同等のアミノ酸をコードするコドンも指す(以下の表2を参照されたい)。
（表２）コドン表
Figure 2013541532
アミノ酸配列および核酸配列は、配列が、生物学的タンパク質活性(例えば、免疫原性)の維持を含む上記の基準を満たす限り、それぞれ付加的なN末端もしくはC末端アミノ酸または5'もしくは3'核酸配列などの付加的な残基を含んでよく、それでもなお本質的に、本明細書において開示される配列の1つに記載される通りであり得ることも理解されよう。末端配列の付加は、特に、例えばコード領域の5'または3'部分のいずれかに隣接する様々な非コード配列を含み得る核酸配列に当てはまる。
本発明の組成物中には、1 ml当たり約0.001 mg〜約10 mgの総タンパク質が存在することが企図される。したがって、組成物中のタンパク質の濃度は、約、少なくとも約、または多くとも約0.001、0.010、0.050、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、50、100μg/mlもしくはmg/ml、またはそれ以上(またはその中で導き出せる任意の範囲)であってよい。このうち、約、少なくとも約、または多くとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100％がペプチド/MHC/ナノスフェア複合体であってよい。
本発明は、自己免疫応答に関連する疾患または病態の発症に対する診断、処置、または予防療法をもたらすためのペプチド/MHC/ナノスフェア複合体の投与を企図する。
加えて、参照により本明細書に組み入れられる米国特許第4,554,101号(Hopp）は、親水性に基づいた一次アミノ酸配列からのエピトープの同定および調製を教示している。Hoppに開示されている方法により、当業者は、アミノ酸配列内から潜在的エピトープを同定し、それらの免疫原性を確認することができる。多数の科学出版物もまた、アミノ酸配列の解析からの二次構造の予測およびエピトープの同定に専念してきた(Chou & Fasman, 1974a,b；1978a,b；1979)。米国特許第4,554,101号におけるHoppの教示を補うために、これらのうちのいずれかを必要に応じて使用することができる。
2. 他の抗原性成分
MHC分子との複合体における抗原または抗原性断片として、ペプチド以外の分子を使用することができ、このような分子には、糖質、脂質、小分子等が含まれるが、これらに限定されない。糖質は、種々の細胞の外表面の主成分である。ある種の糖質は分化の異なる段階に特有であり、非常に多くの場合、これらの糖質は特異的抗体によって認識される。異なる糖質の発現は、特定の細胞型に限定され得る。子宮内膜および血清抗原に対する自己抗体応答は、子宮内膜症の一般的な特徴であることが示されている。糖質エピトープに特異的である、2-Heremans Schmidt糖タンパク質および炭酸脱水酵素を含むいくつかの以前に同定された抗原に対する、子宮内膜症における血清自己抗体応答が記載されている(Yeaman et al., 2002）。
C. 基材/ナノスフェア
ある局面において、抗原/MHC複合体は基材に機能的に結合している。基材は、生体適合性生体吸収性材料を含むナノ粒子の形態であってよい。基材はまた、全体として参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願第12/044,435号に以前に記載されたようなナノ粒子の形態であってもよい。ナノ粒子は、ナノスフェアまたは生体適合性生分解性ナノ粒子として様々に公知の、可変寸法の構造を有し得る。抗原/MHC複合体を含むこのような微粒子製剤は、該複合体のナノスフェアへの共有結合または非共有結合によって形成され得る。
ナノスフェアは、典型的に、実質的に球状のコアおよび任意に1つまたは複数の層からなる。コアは、サイズおよび組成が異なり得る。コアに加えて、ナノスフェアは、関心対象の適用に適した機能性を提供するための1つまたは複数の層を有し得る。存在する場合、層の厚さは、特定の適用の必要性に応じて異なり得る。例えば、層は有用な光学特性を付与し得る。
層はまた、化学的または生物学的機能性を付与することができ、本明細書において化学活性層または生物活性層と称され、これらの機能性のために、1つまたは複数の層は典型的に、約0.001マイクロメートル(1ナノメートル)〜約10マイクロメートルまたはそれ以上(所望のナノスフェア直径に依存する)の厚さの範囲であってよく、これらの層は典型的に、ナノスフェアの外表面上に適用される。
ナノスフェアが生体適合性でかつ生体吸収性である限り、好ましくは、コアおよび層の組成は異なり得る。コアは、所望される特性に応じて、均一な組成のものであるか、または2つもしくはそれ以上のクラスの材料の複合物であってよい。ある局面では、金属ナノスフェアが用いられる。これらの金属ナノスフェアは、Fe、Ca、Ga等から形成され得る。
前述したように、ナノスフェアは、コアに加えて1つまたは複数の層を含み得る。ナノスフェアは、生分解性糖または他のポリマーからなる層を含み得る。生分解性層の例には、デキストラン；ポリ(エチレングリコール)；ポリ(エチレンオキシド)；マンニトール；ポリラクチド(PLA)、ポリグリコリド(PGA)、ポリカプロラクトン(PCL)に基づいたポリ(エステル)； PHB-PHVクラスのポリ(ヒドロキシアルカン酸)；ならびにデンプン、セルロース、およびキトサンなどの他の改変多(糖)が含まれるが、これらに限定されない。さらに、ナノスフェアは、化学結合部位または化学的結合部位のための化学官能性を付着させるのに適した表面を有する層を含み得る。
層は、当業者に公知の種々の方法で、ナノスフェア上に生成され得る。例としては、Iler (1979)；Brinker and Scherer (1990)に記載されているようなゾル-ゲル化学技法が含まれる。ナノスフェア上に層を生成するためのさらなるアプローチには、Partch and Brown (1998)；Pekarek et al., (1994)；Hanprasopwattana (1996)；Davies (1998)；およびそれらの中の参考文献に記載されているような表面化学およびカプセル化技法が含まれる。蒸着技法もまた使用され得る；例えば、Golman and Shinohara (2000)；および米国特許第6,387,498号を参照されたい。さらなる他のアプローチには、Sukhorukov et al. (1998)；Caruso et al. (1998)；Caruso et al. (1999)；米国特許第6,103,379号、およびそれらの中で引用される参考文献に記載されているような多層自己集合技法が含まれる。
ナノスフェアは、米国特許第4,589,330号または第4,818,542号において教示されているように、抗原/MHC複合体およびポリマーを含む水相と非水相を接触させた後に、非水相を蒸発させて、水相から粒子を凝集させることによって形成され得る。このような調製に好ましいポリマーは、ゼラチン、寒天、デンプン、アラビノガラクタン、アルブミン、コラーゲン、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、グリコリド-L(-)ラクチド ポリ(ε-カプロラクトン、ポリ(ε-カプロラクトン-CO-乳酸)、ポリ(ε-カプロラクトン-CO-グリコール酸)、ポリ(β-ヒドロキシ酪酸)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリエチレン、ポリ(アルキル-2-シアノアクリレート)、ポリ(メタクリル酸ヒドロキシエチル)、ポリアミド、ポリ(アミノ酸)、ポリ(2-ヒドロキシエチルDL-アスパルトアミド)、ポリ(エステル尿素)、ポリ(L-フェニルアラニン/エチレングリコール/1,6-ジイソシアナトヘキサン)、およびポリ(メタクリル酸メチル)からなる群より選択される天然または合成のコポリマーまたはポリマーである。特に好ましいポリマーは、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、グリコリド-L(-)ラクチド ポリ(ε-カプロラクトン、ポリ(ε-カプロラクトン-CO-乳酸)、およびポリ(ε-カプロラクトン-CO-グリコール酸などのポリエステルである。ポリマーを溶解するのに有用な溶媒には、水、ヘキサフルオロイソプロパノール、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、ヘキサン、ベンゼン、またはヘキサフルオロアセトンセスキ水和物が含まれる。
D. 抗原-MHC複合体とナノスフェアとの結合
基材またはナノスフェアを抗原-MHC複合体に結合させるために、以下の技法が適用され得る。
結合は、抗原-MHC複合体に結合し得る「官能基」の表面上での生成を典型的に伴って、基材またはナノスフェアを化学修飾し、および/または基材もしくはナノスフェアの任意に化学修飾された表面を、共有結合もしくは非共有結合されるいわゆる「連結分子」と連結し、続いて抗原-MHC複合体を得られたナノスフェアと反応させることによって生じ得る。
「連結分子」という用語は、基材またはナノスフェアと結びつくことができ、かつまた抗原−MHC複合体に結びつくことができる物質を意味する。
上記で用いられる「官能基」という用語は、共有結合を形成する反応性化学基に限定されず、抗原−MHC複合体とのイオン相互作用結合または水素結合をもたらす化学基もまた含む。さらに、表面の修飾は、ナノスフェア表面とエチレングリコールなどのより小さな連結分子の反応を必要とする場合もあるため、表面において生成された「官能基」と「官能基」を有する連結分子の厳密な区別は可能でないことに注意すべきである。
官能基またはそれらを有する連結分子は、アミノ基、炭酸基、チオール、チオエーテル、ジスルフィド、グアニジノ、ヒドロキシル基、アミン基、ビシナルジオール、アルデヒド、α-ハロアセチル基、水銀オルガニル、エステル基、酸ハロゲン化物、酸チオエステル、酸無水物、イソシアン酸、イソチオシアン酸、スルホン酸ハロゲン化物、イミドエステル、ジアゾ酢酸、ジアゾニウム塩、1,2-ジケトン、ホスホン酸、リン酸エステル、スルホン酸、アゾリド、イミダゾール、インドール、N-マレイミド、α-β-不飽和カルボニル化合物、アリールハロゲン化物、またはそれらの誘導体より選択され得る。
高分子量を有する他の連結分子の非限定的な例は、核酸分子、ポリマー、コポリマー、重合可能な結合剤、シリカ、タンパク質、および基材またはナノスフェアに対して逆の極性を有する表面を有する鎖状分子である。核酸は、それら自体が核酸分子を含む親和性分子への連結を提供し得るが、それらの核酸分子は連結分子に対して相補的な配列を有する。
重合可能な結合剤の例としては、ジアセチレン、スチレンブタジエン、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリルアミド、ビニル化合物、スチレン、シリコーン酸化物、酸化ホウ素、リン酸化物、ホウ酸、ピロール、ポリピロール、およびリン酸が挙げられ得る。
基材またはナノスフェアの表面は、例えば官能性反応基を有するホスホン酸誘導体の結合によって、化学修飾することができる。これらのホスホン酸またはホスホン酸エステル誘導体の一例は、「Mannich-Moedritzer」反応に従って合成され得るイミノ-ビス(メチレンホスホノ)炭酸である。この結合反応は、調製工程から直接得られるかまたは前処理(例えば、臭化トリメチルシリルを用いる)後の基材またはナノスフェアで行われ得る。第1の場合において、ホスホン酸(エステル)誘導体は、例えば表面に依然として結合している反応媒体の成分を置換し得る。この置換は、より高温で増強され得る。一方、臭化トリメチルシリルは、アルキル基を含むリンベースの錯化剤を脱アルキル化し、それによってホスホン酸(エステル)誘導体に対する新たな結合部位を作出すると考えられる。ホスホン酸(エステル)誘導体またはそこに結合している連結分子は、上記のものと同じ官能基を示し得る。基材またはナノスフェアの表面処理のさらなる例は、エチレングリコールなどのジオール中での加熱を含む。合成がジオール中で既に進行している場合には、この処理は冗長となり得ることに注意すべきである。これらの状況下で、直接得られた合成生成物は、必要な官能基を示す可能性が高い。しかしながら、この処理は、NまたはP含有錯化剤中で生成された基材またはナノスフェアに適用できる。このような基材または粒子がエチレングリコールとの後処理に供されると、表面に依然として結合している反応媒体の成分(例えば、錯化剤)は、ジオールによって置換され得る、および/または脱アルキル化され得る。
第2の官能基を有する第一級アミン誘導体によって、粒子表面に依然として結合しているN含有錯化剤を置換することも可能である。基材またはナノスフェアの表面を、シリカでコーティングすることもできる。シリカはトリエトキシシランまたはクロロシランなどの有機リンカーと容易に反応するため、シリカは有機分子の比較的単純な化学的結合を可能にする。ナノスフェア表面はまた、ホモポリマーまたはコポリマーによってコーティングされ得る。重合可能な結合剤の例は、N-(3-アミノプロピル)-3-メルカプトベンズアミジン、3-(トリメトキシシリル)プロピルヒドラジド、および3-トリメトキシシリル)プロピルマレイミドである。重合可能な結合剤の他の非限定的な例は、本明細書中に記載される。これらの結合剤は、コーティングとして生成されるコポリマーの種類に応じて、単独でまたは組み合わせて使用され得る。
酸化物遷移金属化合物を含む基材またはナノスフェアと共に使用され得る別の表面修飾技法は、酸化物遷移金属化合物の塩素ガスまたは有機塩素化剤による対応する酸塩化物への変換である。これらの酸塩化物は、生体分子中にしばしば見られるヒドロキシ基またはアミノ基などの求核剤と反応し得る。この技法は、例えばリジン側鎖のアミノ基を介して、タンパク質との直接結合の生成を可能にする。酸塩化物による表面修飾後のタンパク質との結合はまた、マレイミドプロピオン酸ヒドラジドなどの二官能性リンカーを使用して達成され得る。
非共有結合技法に関しては、基材またはナノスフェア表面のものとは逆の極性または電荷を有する鎖型分子が特に適している。コア/シェルナノスフェアに非共有結合され得る連結分子の例は、陰イオン性、陽イオン性、もしくは双性イオン性界面活性剤、酸性もしくは塩基性タンパク質、ポリアミン、ポリアミド、ポリスルホン、またはポリカルボン酸を含む。基材またはナノスフェアと官能性反応基を有する両親媒性試薬との間の疎水性相互作用は、必要な連結をもたらし得る。特に、リン脂質または誘導体化多糖などの、互いに架橋され得る両親媒性の性質を有する鎖型分子が有用である。表面上でのこれらの分子の吸収は、共インキュベーションによって達成され得る。親和性分子と基材またはナノスフェアとの結合はまた、非共有性の自己組織化結合に基づき得る。その一例は、連結分子としてのビオチンおよびアビジンまたはストレプトアビジン結合分子による単純な検出プローブを含む。
生体分子に対する官能基の結合反応のプロトコールは、文献において、例えば「Bioconjugate Techniques」(Greg T. Hermanson, Academic Press 1996)に見出すことができる。生体分子(例えば、MHC分子またはその誘導体)は、酸化、ハロゲン化、アルキル化、アシル化、付加、置換、またはアミド化などの有機化学の標準的手順に従って、連結分子に共有的にまたは非共有的に結合させることができる。共有結合または非共有結合される連結分子を結合させるためのこれらの方法は、基材またはナノスフェアへの連結分子の結合の前またはその後に適用することができる。さらに、対応して前処理され(例えば、臭化トリメチルシリルによって)、この前処理のために修飾された表面(例えば、より高い電荷または極性の表面)を示す基材またはナノスフェアへの分子の直接結合を達成することが、インキュベーションによって可能である。
E. タンパク質の生成
本発明は、本発明の様々な態様において用いるためのポリペプチド、ペプチド、およびタンパク質について記載する。例えば、特異的ペプチドおよびそれらの複合体は、免疫応答を誘発または調節するそれらの能力についてアッセイされる。特定の態様において、本発明のペプチドまたはタンパク質のすべてまたは一部は、従来技法に従って溶液中でまたは固体支持体上で合成することもできる。様々な自動合成機が市販されており、公知のプロトコールに従って使用することができる。例えば、それぞれ参照により本明細書に組み入れられる、Stewart and Young (1984)；Tam et al. (1983)；Merrifield (1986)；およびBarany and Merrifield (1979)を参照されたい。あるいは、組換えDNA技術を使用してもよく、この場合、本発明のペプチドをコードするヌクレオチド配列を発現ベクター中に挿入し、適切な宿主細胞中に形質転換またはトランスフェクトし、発現に適した条件下で培養する。
本発明の1つの態様は、タンパク質を産生させるための、微生物を含む細胞への遺伝子導入の使用を含む。関心対象のタンパク質の遺伝子を適切な宿主細胞中に導入し、その後適切な条件下で細胞を培養することができる。事実上あらゆるポリペプチドをコードする核酸を使用することができる。組換え発現ベクターの作製およびそこに含まれるエレメントは、当業者に公知であり、本明細書において簡潔に考察される。哺乳動物宿主細胞株の例には、Vero細胞およびHeLa細胞、他のB細胞株およびT細胞株、例えば、CEM、721.221、H9、Jurkat、Rajiなど、ならびにチャイニーズハムスター卵巣の細胞株、W138、BHK、COS-7、293、HepG2、3T3、RIN、およびMDCK細胞が含まれるが、これらに限定されない。加えて、挿入された配列の発現を調節するか、または所望される様式で遺伝子産物を修飾およびプロセシングする宿主細胞株が選択され得る。タンパク質産物のこのような修飾(例えば、グリコシル化)およびプロセシング(例えば、切断)は、そのタンパク質の機能にとって重要であり得る。種々の宿主細胞が、タンパク質の翻訳後プロセシングおよび修飾について特徴的かつ特異的な機構を有する。発現された外来タンパク質の正確な修飾およびプロセシングを確実にするために、適切な細胞株または宿主系が選択され得る。
tk細胞、hgprt細胞、またはaprt細胞それぞれにおけるHSVチミジンキナーゼ、ヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ、およびアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子を含むがこれらに限定されない、いくつかの選択系を使用することができる。同様に、選択の基礎として、代謝拮抗剤耐性：トリメトプリムおよびメトトレキサートに対する耐性を付与するdhfr；ミコフェノール酸に対する耐性を付与するgpt；アミノグリコシドG418に対する耐性を付与するneo；ならびにハイグロマイシンに対する耐性を付与するhygroを使用することもできる。
F. 核酸
本発明は、本発明のタンパク質、ポリペプチド、ペプチドをコードする組換えポリヌクレオチドを含み得る。自己抗原および自己抗原を提示させるためのMHC分子の核酸配列が含まれ、ペプチド/MHC複合体を調製するために使用され得る。
本出願において用いられる場合、「ポリヌクレオチド」という用語は、組換え体であるか、または全ゲノム核酸がない状態で単離されているかのいずれかの核酸分子を指す。「ポリヌクレオチド」という用語の中に含まれるのは、オリゴヌクレオチド(長さが100残基またはそれ未満の核酸)、例えば、プラスミド、コスミド、ファージ、ウイルス等を含む組換えベクターである。ポリヌクレオチドは、ある局面において、それらの天然遺伝子またはタンパク質コード配列から実質的に単離された調節配列を含む。ポリヌクレオチドは、RNA、DNA、それらの類似体、またはそれらの組み合わせであってよい。
この点において、「遺伝子」、「ポリヌクレオチド」、または「核酸」という用語は、タンパク質、ポリペプチド、またはペプチドをコードする核酸(適切な転写、翻訳後修飾、または局在化に必要とされる任意の配列を含む)を指すために用いられる。当業者に理解されるように、この用語は、ゲノム配列、発現カセット、cDNA配列、ならびにタンパク質、ポリペプチド、ドメイン、ペプチド、融合タンパク質、および変異体を発現するまたは発現するように適合化され得る、より小さな操作された核酸セグメントを包含する。ポリペプチドのすべてまたは一部をコードする核酸は、以下の長さの、このようなポリペプチドのすべてまたは一部をコードする連続した核酸配列を含み得る：10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、441、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000、1010、1020、1030、1040、1050、1060、1070、1080、1090、1095、1100、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、9000、10000、またはそれ以上のヌクレオチド、ヌクレオシド、または塩基対。所与の種由来の特定のポリペプチドは、わずかに異なる核酸配列を有するが、それにもかかわらず、同じまたは実質的に類似したタンパク質、ポリペプチド、またはペプチドをコードする天然の変異を含む核酸によってコードされ得ることもまた企図される。
特定の態様において、本発明は、自己抗原および/またはMHC分子をコードする核酸配列を組み入れた、単離された核酸セグメントおよび組換えベクターに関する。「組換え体」という用語は、ポリペプチドまたは特定のポリペプチドの名称と共にして使用され得、これは一般に、インビトロで操作された核酸分子またはこのような分子の複製産物である核酸分子から生成されたポリペプチドを指す。
本発明において用いられる核酸セグメントは、コード配列自体の長さにかかわらず、プロモーター、ポリアデニル化シグナル、付加的な制限酵素部位、多重クローニング部位、他のコードセグメント等のような他の核酸配列と組み合わせることができ、結果としてそれらの全長はかなり変化し得る。したがって、ほぼすべての長さの核酸断片を使用することができ、その全長は、精製の容易さおよび意図される組換え核酸プロトコールにおける使用によって限定されることが好ましいことが企図される。場合によっては、核酸配列は、例えば、ポリペプチドの精製、輸送、分泌、翻訳後修飾を可能にするための、または標的化もしくは有効性などの治療的利点のための付加的な異種コード配列を有するポリペプチド配列をコードし得る。タグまたは他の異種ポリペプチドを改変ポリペプチドコード配列に付加することができ、ここで「異種」とは改変ポリペプチドと同じではないポリペプチドを指す。
IV. 診断法および治療法
A. 免疫応答およびアッセイ
上記のように、本発明は、対象において自己抗原に対する免疫応答を惹起または改変することに関する。1つの態様において、結果として生じる免疫応答または状態は、自己免疫応答に関連する疾患もしくは症状を有するか、有する疑いがあるか、または発症するリスクがある対象を防御または処置し得る。
1. 免疫アッセイ
本発明は、ペプチド/MHC/ナノスフェア複合体によって免疫応答が存在するか、誘導されるか、惹起されるか、または改変されるかどうか、およびどの程度まで存在するか、誘導されるか、惹起されるか、または改変されるかを評価するための血清学的アッセイの実施を含む。実施され得る多くの種類の免疫アッセイが存在する。本発明によって包含される免疫アッセイには、米国特許第4,367,110号(二重モノクローナル抗体サンドイッチアッセイ)および米国特許第4,452,901号(ウェスタンブロット)に記載されているものが含まれるが、これらに限定されない。他のアッセイには、インビトロおよびインビボの両方での、標識リガンドの免疫沈降および免疫細胞化学が含まれる。
血中抗原特異的CD8+ T細胞の数を定量するための1つの方法は、四量体アッセイである。このアッセイでは、特異的エピトープを、蛍光標識されたMHCクラスI分子の合成四量体型に結合させる。CD8+ T細胞は、クラスI分子に結合している短いペプチドの形態の抗原を認識するため、適切なT細胞受容体を有する細胞は標識四量体に結合し、フローサイトメトリーによって定量され得る。この方法はELISPOTアッセイよりも時間を要さないが、四量体アッセイは結合しか測定せず、機能は測定しない。特定の抗原と結合する細胞がすべて、必ずしも活性化されるとは限らない。しかしながら、ELISPOT、四量体、および細胞傷害性アッセイの間の相関関係が実証された(Goulder et al., 2000)。
免疫アッセイは一般に、結合アッセイである。ある種の好ましい免疫アッセイは、様々な種類の酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、放射免疫アッセイ(RIA)、またはLuminex(登録商標)技術などのビーズに基づくアッセイであり、当技術分野において公知である。組織切片を用いる免疫組織化学的検出もまた、特に有用である。
ELISAの一例では、抗体または抗原を、ポリスチレンマイクロタイタープレート中のウェル、ディップスティック、またはカラム支持体などの選択された表面上に固定化する。次いで、臨床試料などの、所望の抗原または抗体を含むと疑われる試験組成物をウェルに添加する。結合および非特異的に結合した免疫複合体を除去するための洗浄の後、結合した抗原または抗体を検出することができる。検出は一般に、検出可能な標識に連結されている、所望の抗原または抗体に特異的な別の抗体の添加によって達成される。この種のELISAは、「サンドイッチELISA」として公知である。検出はまた、所望の抗原に特異的な二次抗体の添加の後、該二次抗体に対して結合親和性を有する、検出可能な標識に連結されている三次抗体の添加によって達成することもできる。ELISA技法における変化形は、当業者に公知である。
試験試料が、既知量の標識抗原または抗体と結合において競合する、競合ELISAもまた可能である。未知試料中の反応性種の量は、コーティングされたウェルとのインキュベーションの前またはインキュベーション中に、該試料を既知の標識種と混合することによって測定される。試料中の反応性種の存在は、ウェルへの結合に利用可能な標識種の量を減少させるように作用し、したがって最終的なシグナルを減少させる。
使用される形式にかかわらず、ELISAは、コーティング、インキュベーション、または結合、非特異的に結合した種を除去するための洗浄、および結合した免疫複合体の検出などの、ある種の特徴を共通して有する。
抗原または抗体はまた、プレート、ビーズ、ディップスティック、膜、またはカラムマトリックスの形態のような固体支持体に連結してもよく、解析される試料を固定化抗原または抗体に適用する。プレートを抗原または抗体のいずれかでコーティングする際には、一般的に、プレートのウェルを抗原または抗体の溶液と共に、一晩または特定の期間インキュベートする。次にプレートのウェルを洗浄して、不完全に吸着された物質を除去する。次いで、ウェルに残存している任意の利用可能な表面を、試験抗血清に関して抗原的に中性である非特異的タンパク質で「コーティング」する。これらには、ウシ血清アルブミン(BSA)、カゼイン、および粉乳の溶液が含まれる。コーティングは、固定化表面上の非特異的吸着部位のブロッキングを可能にし、したがって該表面上への抗血清の非特異的結合によって起こるバックグラウンドを減少させる。
ELISAでは、直接的手順よりも二次または三次検出手段を用いることがより慣習的である。したがって、ウェルに抗原または抗体を結合させ、バックグラウンドを減少させるために非反応性物質でコーティングし、結合していない物質を除去するために洗浄した後、固定化表面を、免疫複合体(抗原/抗体)形成を可能にするのに効果的な条件下で、試験される臨床試料または生体試料と接触させる。次いで、免疫複合体の検出は、標識された二次結合リガンドもしくは抗体、または標識された三次抗体もしくは三次結合リガンドと組み合わせた二次結合リガンドもしくは抗体を必要とする。
B. 自己免疫応答または状態の評価
自己免疫状態を処置または予防するためのタンパク質、ポリペプチド、および/またはペプチドの使用に加えて、本発明は、特定の自己反応性細胞集団または自己反応性状態の存在を診断するための自己抗原または自己免疫状態の存在の検出を含む種々の方法での、これらのポリペプチド、タンパク質、および/またはペプチドの使用を企図する。本発明によれば、自己反応性の存在を検出する方法は、個体から、例えば個体の血液、唾液、組織、骨、筋肉、軟骨、または皮膚から、試料を採取する段階を含む。試料の単離に続いて、本発明のポリペプチド、タンパク質、および/またはペプチドを使用する診断アッセイを行って、自己反応性の存在を検出するすることができ、試料中でそのような存在を判定するためのそのようなアッセイ技法は当業者に周知であり、四量体アッセイ、免疫アッセイ、ウェスタンブロット解析、および/またはELISAアッセイなどの方法が含まれる。
本明細書において用いられる場合、「免疫応答」またはその等価物「免疫学的応答」という語句は、自己抗原または自己抗原の関連エピトープに向けられた細胞性(抗原特異的T細胞またはそれらの分泌産物によって媒介される)の発生を指す。細胞性免疫応答は、クラスIまたはクラスII MHC分子と会合したポリペプチドエピトープの提示によって誘発されて、抗原特異的CD4+ Tヘルパー細胞および/またはCD8+細胞傷害性T細胞を活性化する。応答はまた、他の成分の活性化を含み得る。
本明細書および添付の特許請求の範囲の目的上、「エピトープ」および「抗原決定基」という用語は互換的に用いられて、B細胞および/またはT細胞が応答または認識する抗原上の部位を指す。B細胞エピトープは、連続したアミノ酸、またはタンパク質の三次折りたたみによって並べられた非連続的なアミノ酸の両方から形成され得る。連続したアミノ酸から形成されたエピトープは典型的に、変性溶媒に曝露されても保持されるのに対し、三次折りたたみによって形成されたエピトープは典型的に、変性溶媒による処理で失われる。エピトープは、典型的には特有の空間的高次構造中に少なくとも3個、より一般的には少なくとも5個または8〜10個のアミノ酸を含む。エピトープの空間的高次構造を決定する方法には、例えばX線結晶解析および二次元核磁気共鳴が含まれる。例えば、Epitope Mapping Protocols (1996)を参照されたい。T細胞は、CD8細胞についてはアミノ酸約9個、またはCD4細胞についてはアミノ酸約13〜15個の連続エピトープを認識する。エピトープを認識するT細胞は、エピトープに応答した、抗原刺激を受けたT細胞による3H-チミジン取り込み(Burke et al., 1994)によって、抗原依存的死滅(細胞傷害性Tリンパ球アッセイ、Tigges et al., 1996)によって、またはサイトカイン分泌によって決定されるような、抗原依存的増殖を測定するインビトロアッセイによって同定され得る。細胞媒介性免疫学的応答の存在は、増殖アッセイ(CD4+ T細胞)またはCTL(細胞傷害性Tリンパ球)アッセイによって判定され得る。
本明細書および特許請求の範囲において用いられる場合、「抗体」または「免疫グロブリン」という用語は互換的に用いられ、動物またはレシピエントの免疫応答の一部として機能する構造的に関連したタンパク質のいくつかのクラスのいずれかを指し、これらのタンパク質には、IgG、IgD、IgE、IgA、IgM、および関連タンパク質が含まれる。
任意で、自己抗原または好ましくは自己抗原のエピトープは、MHCおよびMHC関連タンパク質などの他のタンパク質に化学的に結合させるか、またはこれらとの融合タンパク質として発現させることができる。
本明細書において用いられる場合、「免疫原性因子」または「免疫原」または「抗原」という用語は互換的に用いられて、単独で、またはアジュバントと併用して、または提示媒体上に提示されて、レシピエントへの投与時にそれ自体に対する免疫学的応答を誘導することができる分子を表す。
C. 処置法
本発明の方法は、1つまたは複数の自己抗原によって引き起こされる疾患または状態の処置を含む。本発明の免疫原性ポリペプチドは、自己免疫状態もしくは疾患を有するか、有する疑いがあるか、または発症するリスクがある人において免疫応答を誘導または改変するために与えることができる。自己反応性について陽性と判定された個体、またはこのような状態もしくは関連状態を発症するリスクがあると見なされる個体に対して、これらの方法を使用することができる。
V. 診断および治療の標的
本発明の態様は、いくつかの免疫介在性疾患または自己免疫疾患、例えば、糖尿病、移植片拒絶等を処置または改善するために用いることができる。「自己免疫疾患」には、個体自身の組織もしくは器官から生じこれらに向けられた疾患もしくは障害、またはそれらの症状発現、またはそれらから生じる状態が含まれる。1つの態様において、それは、正常な体組織および抗原と反応するT細胞による産生から生じるか、またはこれによって悪化する状態を指す。自己免疫疾患または障害の例には、以下が含まれるが、これらに限定されない：関節炎(関節リウマチ、例えば、急性関節炎、慢性関節リウマチ、痛風または痛風関節炎、急性痛風関節炎、急性免疫性関節炎、慢性炎症性関節炎、変形性関節炎、II型コラーゲン誘発関節炎、感染性関節炎、ライム関節炎、増殖性関節炎、乾癬性関節炎、スティル病、脊椎関節炎、および若年発症関節リウマチ、変形性関節症、進行性慢性関節炎、変形関節炎、原発性慢性多発性関節炎、反応性関節炎、ならびに強直性脊椎炎)、炎症性過剰増殖性皮膚疾患、乾癬、例えば、尋常性乾癬、滴状乾癬、膿疱性乾癬、および爪の乾癬、アトピー、例えば、アトピー性疾患、例えば、枯草熱およびヨブ症候群、皮膚炎、例えば、接触皮膚炎、慢性接触皮膚炎、剥脱性皮膚炎、アレルギー性皮膚炎、アレルギー性接触皮膚炎、疱疹状皮膚炎、貨幣状皮膚炎、脂漏性皮膚炎、非特異的皮膚炎、一次刺激性接触皮膚炎、およびアトピー性皮膚炎、x連鎖性高IgM症候群、アレルギー性眼内炎症性疾患、蕁麻疹、例えば、慢性アレルギー性蕁麻疹および慢性特発性蕁麻疹、例えば、慢性自己免疫性蕁麻疹、筋炎、多発性筋炎/皮膚筋炎、若年性皮膚筋炎、中毒性表皮壊死症、強皮症(全身性強皮症を含む)、硬化症、例えば、全身性硬化症、多発性硬化症(MS)、例えば、脊髄-眼MS、原発性進行性MS(PPMS)、および再発寛解型MS(RRMS)、進行性全身性硬化症、アテローム性動脈硬化症、動脈硬化症、播種性硬化症、失調性硬化症、視神経脊髄炎(NMO)、炎症性腸疾患(IBD)(例えば、クローン病、自己免疫媒介性胃腸疾患、大腸炎、例えば、潰瘍性大腸炎(ulcerative colitis)、潰瘍性大腸炎(colitis ulcerosa)、顕微鏡的大腸炎、コラーゲン蓄積大腸炎、ポリープ性大腸炎、壊死性全腸炎、および貫壁性大腸炎、ならびに自己免疫性炎症性腸疾患)、腸炎、壊疽性膿皮症、結節性紅斑、原発性硬化性胆管炎、呼吸窮迫症候群、例えば、成人または急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、髄膜炎、ブドウ膜の全体または一部の炎症、虹彩炎、脈絡膜炎、自己免疫性血液障害、リウマチ性脊椎炎、リウマチ性滑膜炎、遺伝性血管浮腫、髄膜炎におけるような脳神経損傷、妊娠性疱疹、妊娠性類天疱瘡、陰嚢掻痒症、自己免疫性早期卵巣機能不全、自己免疫状態に起因する突発性難聴、IgE媒介性疾患、例えば、アナフィラキシーならびにアレルギー性およびアトピー性鼻炎、脳炎、例えば、ラスムッセン脳炎ならびに辺縁系および/または脳幹脳炎、ぶどう膜炎、例えば、前部ブドウ膜炎、急性前部ブドウ膜炎、肉芽腫性ブドウ膜炎、非肉芽腫性ブドウ膜炎、水晶体抗原性ブドウ膜炎、後部ブドウ膜炎、または自己免疫性ブドウ膜炎、ネフローゼ症候群を有するまたは有さない糸球体腎炎(GN)、例えば、慢性または急性糸球体腎炎、例えば、原発性GN、免疫媒介性GN、膜性GN(膜性腎症)、特発性膜性GNまたは特発性膜性腎症、I型およびII型を含む膜または膜性増殖性GN(MPGN)、ならびに急速進行性GN、増殖性腎炎、自己免疫性多腺性内分泌不全、亀頭炎、例えば、形質細胞限局性亀頭炎、亀頭包皮炎、遠心性環状紅斑、色素異常性固定性紅斑、多形性紅斑、環状肉芽腫、光沢苔癬、硬化性萎縮性苔癬、慢性単純性苔癬、棘状苔癬、扁平苔癬、葉状魚鱗癬、表皮剥離性角質増殖症、前悪性角化症、壊疽性膿皮症、アレルギー状態および応答、アレルギー反応、湿疹、例えば、アレルギー性またはアトピー性湿疹、皮脂欠乏性湿疹、汗疱状湿疹、および水疱性掌蹠湿疹、喘息、例えば、気管支喘息(asthma bronchiale)、気管支喘息(bronchial asthma)、および自己免疫性喘息、T細胞の浸潤を伴う状態および慢性炎症反応、妊娠中の胎児A-B-O血液型などの外来抗原に対する免疫反応、慢性肺炎症性疾患、自己免疫性心筋炎、白血球接着不全症、ループス、例えば、ループス腎炎、ループス脳炎、小児ループス、非腎性ループス、腎外ループス、円板状ループスおよび円板状エリテマトーデス、脱毛症ループス、全身性エリテマトーデス(SLE)、例えば、皮膚SLEまたは亜急性皮膚SLE、新生児ループス症候群(NLE)、ならびに播種性紅斑性狼瘡、若年発症(I型)糖尿病、例えば、小児インスリン依存性糖尿病(IDDM)、および成人発症型糖尿病(II型糖尿病)。以下もまた企図される：サイトカインおよびTリンパ球によって媒介される急性および遅延型過敏症と関連する免疫応答、サルコイドーシス、肉芽腫症、例えば、リンパ腫様肉芽腫症、ウェゲナー肉芽腫症、無顆粒球症、脈管炎、例えば、血管炎、大血管血管炎(リウマチ性多発性筋痛および巨細胞性(高安)動脈炎を含む)、中型血管血管炎(川崎病および結節性多発動脈炎/結節性動脈周囲炎を含む)、顕微鏡的多発動脈炎、免疫血管炎、CNS血管炎、皮膚血管炎、過敏性血管炎、壊死性血管炎、例えば、全身性壊死性血管炎、ならびにANCA関連血管炎、例えば、チャーグストラウス血管炎または症候群(CSS)およびANCA関連小血管血管炎、側頭動脈炎、再生不良性貧血、自己免疫性再生不良性貧血、クームス陽性貧血、ダイアモンドブラックファン貧血、溶血性貧血または免疫性溶血性貧血、例えば、自己免疫性溶血性貧血(AIHA)、アジソン病、自己免疫性好中球減少症、汎血球減少症、白血球減少症、白血球漏出を伴う疾患、CNS炎症性障害、アルツハイマー病、パーキンソン病、多臓器損傷症候群、例えば、敗血症、外傷、または出血に続発するもの、抗原抗体複合体媒介性疾患、抗糸球体基底膜疾患、抗リン脂質抗体症候群、アレルギー性神経炎、ベーチェット病/症候群、キャッスルマン症候群、グッドパスチャー症候群、レイノー症候群、シェーグレン症候群、スティーブンスジョンソン症候群、類天疱瘡、例えば、水疱性類天疱瘡および皮膚類天疱瘡、天疱瘡(尋常性天疱瘡、落葉状天疱瘡、天疱瘡粘膜類天疱瘡、および紅斑性天疱瘡を含む)、自己免疫性多発性内分泌障害、ライター病または症候群、熱傷、子癇前症、免疫複合体障害、例えば、免疫複合体腎炎、抗体媒介性腎炎、多発ニューロパチー、慢性神経障害、例えば、IgM多発ニューロパチーまたはIgM媒介性神経障害、自己免疫性または免疫媒介性血小板減少症、例えば、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)、例えば、慢性または急性ITP、強膜炎、例えば、特発性角強膜炎、上強膜炎、精巣および卵巣の自己免疫疾患、例えば、自己免疫性精巣炎および卵巣炎、原発性甲状腺機能低下症、副甲状腺機能低下症、自己免疫性内分泌疾患、例えば、甲状腺炎、例えば、自己免疫性甲状腺炎、橋本病、慢性甲状腺炎(橋本甲状腺炎)、または亜急性甲状腺炎、自己免疫性甲状腺疾患、特発性甲状腺機能低下症、グレーブス病、多腺性症候群、例えば、自己免疫性多腺性症候群(または多腺性内分泌障害症候群)、腫瘍随伴症候群、例えば、神経性腫瘍随伴症候群、例えば、ランバートイートン筋無力症症候群またはイートンランバート症候群、スティッフマンまたはスティッフパーソン症候群、脳脊髄炎、例えば、アレルギー性脳脊髄炎(allergic encephalomyelitis)またはアレルギー性脳脊髄炎(encephalomyelitis allergica)および実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)、重症筋無力症、例えば、胸腺腫関連重症筋無力症、小脳変性症、神経性筋強直症、眼球クローヌスまたは眼球クローヌスミオクローヌス症候群(OMS)、および感覚性ニューロパチー、多巣性運動ニューロパチー、シーハン症候群、自己免疫性肝炎、慢性肝炎、ルポイド肝炎、巨細胞性肝炎、慢性活動性肝炎または自己免疫性慢性活動性肝炎、リンパ球性間質性肺炎(LIP)、閉塞性細気管支炎(非移植)対NSIP、ギランバレー症候群、ベルガー病(IgA腎症)、特発性IgA腎症、線状IgA皮膚症、急性熱性好中球性皮膚症、角層下膿疱性皮膚症、一過性棘融解性皮膚症、肝硬変、例えば、原発性胆汁性肝硬変および肺硬変、自己免疫性腸疾患症候群、セリアック(Celiac)またはセリアック(Coeliac)病、セリアックスプルー(グルテン性腸症)、難治性スプルー、特発性スプルー、クリオグロブリン血症、筋萎縮性側索硬化症(ALS；ルーゲーリック病)、冠動脈疾患、自己免疫性耳疾患、例えば、自己免疫性内耳疾患(AIED)、自己免疫性難聴、多発性軟骨炎、例えば、難治性または再発または再発性多発性軟骨炎、肺胞タンパク症、コーガン症候群/非梅毒性角膜実質炎、ベル麻痺、スウィート病/症候群、酒さ性自己免疫、帯状疱疹関連疼痛、アミロイドーシス、非癌性リンパ球増加症、原発性リンパ球増加症、例えば、単クローン性B細胞リンパ球増加症(例えば、良性単クローン性γグロブリン血症および意義不明の単クローン性γグロブリン血症、MGUS)、末梢神経障害、腫瘍随伴症候群、チャネル病、例えば、てんかん、片頭痛、不整脈、筋障害、聴覚消失、視覚消失、周期性四肢麻痺、およびCNSのチャネル病、自閉症、炎症性ミオパチー、巣状もしくは分節状または巣状分節状糸球体硬化症(FSGS)、内分泌性眼障害、ブドウ膜網膜炎、脈絡網膜炎、自己免疫性血液障害、線維筋痛症、多発性内分泌不全、シュミット症候群、副腎炎、胃萎縮症、初老期認認知症、脱髄疾患、例えば、自己免疫性脱髄疾患および慢性炎症性脱髄性多発ニューロパチー、ドレスラー症候群、円形脱毛症、全脱毛症、CREST症候群(石灰沈着症、レイノー現象、食道運動障害、強指症)、および毛細血管拡張症)、例えば抗精子抗体に起因する男性および女性の自己免疫性不妊症、混合性結合組織病、シャーガス病、リウマチ熱、反復流産、農夫肺、多形性紅斑、開心術後症候群、クッシング症候群、鳥愛好者肺、アレルギー性肉芽腫性血管炎、良性リンパ球性血管炎、アルポート症候群、肺胞炎、例えば、アレルギー性肺胞炎および線維化性肺胞炎、間質性肺疾患、輸血反応、ハンセン病、マラリア、寄生虫病、例えば、リーシュマニア症、トリパノソーマ症、住血吸虫症、回虫症、アスペルギルス症、サンプター症候群、カプラン症候群、デング熱、心内膜炎、心内膜心筋線維症、びまん性間質性肺線維症、間質性肺線維症、肺線維症、特発性肺線維症、嚢胞性線維症、眼内炎、持久性隆起性紅斑、胎児赤芽球症、好酸球性筋膜炎、シュルマン症候群、フェルティ症候群、フィラリア症、毛様体炎、例えば、慢性毛様体炎、異時性毛様体炎、虹彩毛様体炎(急性または慢性)、またはフックス毛様体炎、ヘノッホシェーンライン紫斑病、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染症、SCID、後天性免疫不全症候群(エイズ)、エコーウイルス感染症、セプシス、内毒素血症、膵炎、甲状腺中毒症、パルボウイルス感染症、風疹ウイルス感染症、予防接種後症候群、先天性風疹感染症、エプスタインバーウイルス感染症、流行性耳下腺炎、エヴァンス症候群、自己免疫性性腺機能不全、シデナム舞踏病、連鎖球菌感染後腎炎、閉塞性血栓性血管炎、甲状腺中毒症、脊髄癆、脈絡膜炎、巨細胞性多発筋痛、慢性過敏性肺炎、乾性角結膜炎、流行性角結膜炎、特発性腎炎症候群、微小変化型ネフローゼ、良性家族性および虚血再灌流障害、移植臓器再灌流、網膜自己免疫、関節炎症、気管支炎、慢性閉塞性気道/肺疾患、珪肺症、アフタ、アフタ性口内炎、動脈硬化性障害、精子形成欠如(asperniogenese)、自己免疫性溶血、ベック病、クリオグロブリン血症、デュプュイトラン拘縮、水晶体過敏性眼内炎、アレルギー性腸炎、癩性結節性紅斑、特発性顔面神経麻痺、慢性疲労症候群、リウマチ性熱、ハンマンリッチ病、感音難聴、発作性ヘモグロビン尿症、性腺機能低下症、限局性回腸炎、白血球減少症、伝染性単核球症、横断性脊髄炎、原発性特発性粘液水腫、ネフローゼ、交感性眼炎、肉芽腫性精巣炎、膵炎、急性多発性神経根炎、壊疽性膿皮症、ケルバン甲状腺炎、後天性脾臓萎縮、非悪性胸腺腫、白斑症、毒素性ショック症候群、食中毒、T細胞の浸潤を伴う状態、白血球接着不全症、サイトカインおよびTリンパ球によって媒介される急性および遅発型過敏症と関連する免疫応答、白血球漏出を伴う疾患、多臓器損傷症候群、抗原抗体複合体媒介性疾患
、抗糸球体基底膜疾患、アレルギー性神経炎、自己免疫性多腺性内分泌障害、卵巣炎、原発性粘液水腫、自己免疫性萎縮性胃炎、交感性眼炎、リウマチ性疾患、混合性結合組織病、ネフローゼ症候群、膵島炎、多内分泌不全、多腺性自己免疫症候群I型、成人発症型特発性副甲状腺機能低下症(AOIH)、心筋症、例えば、拡張型心筋症、後天性表皮水疱症(EBA)、ヘモクロマトーシス、心筋炎、ネフローゼ症候群、原発性硬化性胆管炎、化膿性または非化膿性副鼻腔炎、急性または慢性副鼻腔炎、篩骨洞炎、前頭洞炎、上顎洞炎、または蝶形骨洞炎、好酸球関連障害、例えば、好酸球増加症、肺浸潤好酸球増加症、好酸球増多筋痛症候群、レフラー症候群、慢性好酸球性肺炎、熱帯性肺好酸球増多症、気管支肺炎アスペルギルス症、アスペルギルス腫、または好酸球を含む肉芽腫、アナフィラキシー、血清陰性脊椎関節炎、多内分泌性自己免疫疾患、硬化性胆管炎、強膜、上強膜、慢性粘膜皮膚カンジダ症、ブルートン症候群、乳児一過性低γグロブリン血症、ウィスコットアルドリッチ症候群、毛細血管拡張性運動失調症候群、血管拡張症、膠原病と関連する自己免疫障害、リウマチ、神経系疾患、リンパ節炎、血圧反応の低下、血管機能不全、組織損傷、心血管虚血、痛覚過敏、腎虚血、脳虚血、および血管新生を伴う疾患、アレルギー性過敏性障害、糸球体腎炎、再灌流障害、虚血性再灌流障害、心筋または他の組織の再灌流障害、リンパ腫性気管気管支炎、炎症性皮膚病、急性炎症性成分を有する皮膚病、多臓器不全、水疱性疾患、腎皮質壊死、急性化膿性髄膜炎またはその他の中枢神経系炎症性障害、眼球および眼窩の炎症性障害、顆粒球輸血関連症候群、サイトカイン誘発毒性、ナルコレプシー、急性の重篤な炎症、慢性難治性炎症、腎盂炎、動脈内過形成、消化性潰瘍、弁膜炎、ならびに子宮内膜症。
VI. 実施例
以下の実施例は、本発明の様々な態様を説明する目的で提供され、本発明を限定することは決して意図されていない。当業者は、目標を達成し、かつ記載される目的および利点、ならびに本明細書に固有の目標、目的、および利点が得られるように、本発明が十分に適合化されることを容易に認識するであろう。本明細書に記載される方法と共に本実施例は、目下、好ましい態様を代表するものであり、例示的であって、本発明の範囲に対する限定として意図されない。特許請求の範囲によって規定される本発明の精神内に包含される、その中での変更および他の使用が、当業者に想起されるであろう。
実施例1
ペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアでの処置によるT1Dの防御
NRP-V7/Kd単量体でコーティングされた超常磁性ナノスフェアでの処置による糖尿病の防御。NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアがインビボで寛容誘発性であるかどうかを研究するため、8.3-TCRトランスジェニックNODマウス(さらに以下では8.3-NODまたはVα17.4+ TCR-TGマウスとも称される)を、少量のナノスフェアの数回のi.v.注射で処置する(3日ごとに1回、0.6μgのNRP-V7を保有する5μl)。これらのマウスのトランスジェニック高結合力IGRP206〜214反応性脾臓CD8+ T細胞プールが有意に枯渇することが企図される。除去されなかったCD8+ T細胞がこの処置によってアネルギー化されることもまた企図される。
「多重化」の有効性を研究するため、ナノスフェアを6つの異なるペプチド/MHC単量体でコーティングする。野生型NODマウスのコホートを、これらのナノスフェアのプール、対照ペプチド(TUM)/Kdでコーティングされたナノスフェア、またはNRP-V7/Kdでコーティングされたナノスフェアで処置する。コーティングされていないナノスフェア、アビジンビオチンコーティングされたナノスフェア、TUM/Kdコーティングされたナノスフェア、またはNRP V7ペプチド単独で処置したマウスはT1Dから防御されない可能性が高いのに対して、NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアで処置した(2〜3週間ごとに1回)NODマウスは、T1Dから高度に防御されることが企図される。
NRP-V7/Kd単量体でコーティングされたナノスフェアでの処置による低結合力クローン型の全身的増殖。放射標識ナノスフェアを使用する研究を行って、それらの組織分布を決定する。調べたマウスのすべての年齢で、全身的組織分布があることが企図される。マウスをナノスフェアで処置しても、NRP-V7反応性CD8+ T細胞を含む多様な免疫細胞型の刺激から生じるサイトカインの血清レベルの上昇が起こらないことがさらに企図される。
NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアで処置したマウスは、対照ナノスフェアで処置した同齢の非糖尿病動物と比較して、追跡期間の終了時(32週)に、血中および膵島内NRP-V7/Kd四量体+ CD8+細胞の有意に増加したプールを有すると考えられる。NRP-V7/Kdナノスフェア処置マウスの膵島内CD8+ T細胞は、対照マウスの膵島で見られるものよりも有意により低い結合力(より高いKd)でNRP-V7/Kd四量体と結合することがさらに企図され、このことから、ナノスフェア処置が、用量依存的様式で、それらの病原性高結合力対応物を犠牲にして抗病原性低結合力クローン型の増殖を促進することが示唆される。
NRP V7/K/Kdコーティングされたナノスフェアの認識および取り込みを調べるため、本発明者らは、トランスジェニックNRP-V7反応性TCRを発現するNODマウスの異なる脾細胞亜集団において、および野生型非トランスジェニックNODマウスにおいて、緑色蛍光(ペプチド-MHC np複合体のアビジン分子に結合している)の存在を評価する。NRP-V7/Kdナノスフェア注射、緑色蛍光は、TCRトランスジェニックマウスのCD8+ T細胞サブセットにおいて、およびはるかにより少ない程度で非トランスジェニックマウスのCD8+ T細胞サブセットにおいて検出されるのみであることが企図される。さらに、緑色蛍光の蓄積は、いずれの種類のマウスの脾臓CD4+ T細胞、B細胞、CD11b+細胞、またはCD11c+細胞サブセットにおいても検出されないと考えられる。
準優位な自己抗原性ペプチド/MHC(DMK138〜146/Db)複合体でコーティングされたナノスフェアの抗糖尿病誘発性特性。本発明者らは、上記の治療手段の防御効果がNRP-V7反応性CD8+ T細胞(NODマウスにおける広く行き渡った自己反応性T細胞サブユニット)の特性であるのか、または他のより優位性の低い自己抗原特異性に適用可能な現象であるのかを調べる。このために、Dbによって提示され、かつ糖尿病誘発性自己反応性CD8+ T細胞のはるかにより小さなプールにより標的化される別の自己抗原に由来するペプチド(筋緊張性ジストロフィーキナーゼ；DMKの残基138〜146；本明細書において、「DMK138〜146/Db」と称される)(Lieberman et al., 2004)でコーティングされたビーズで、マウスを処置する。DMK138〜146/DbコーティングされたナノスフェアでNODマウスを処置すると、血中、脾臓、および膵島内DMK138〜146/Db反応性CD8+ T細胞の有意な増殖が起こり、有意な糖尿病防御が提供されることが企図される。DMK138〜146/DbコーティングされたナノスフェアはNRP-V7反応性CD8+ T細胞を増殖させない可能性が高く、NRP-V7/KdコーティングされたナノスフェアはDMK138〜146/Db反応性T細胞を増殖させない可能性が高いため、インビボでのT細胞増殖が抗原特異的であることもさらに企図される。
NRP-V7/KdまたはDMK138〜146/Dbコーティングされたナノスフェアで処置したマウスにおける、膵島への他のIGRP自己反応性CD8+ T細胞特異性の動員の低下。本発明者らは、ナノスフェアによって増殖する低結合力NRP-V7および/またはDMK138〜146/Db反応性CD8+ T細胞の動員が、膵島への他のβ細胞自己反応性T細胞特異性の動員を損なうかどうかを調べる。これは、対照、NRP-V7/KdまたはDMK138〜146/Dbコーティングされたナノスフェアで処置したマウスの膵島関連CD8+ T細胞の、一連の76個の異なるIGRPエピトープおよびDMK138〜146に対する応答性を比較することによって行う。NRP-V7/KdコーティングされたおよびDMK138〜146/Dbコーティングされたナノスフェアで処置したマウスの膵島関連CD8+ T細胞は、対照マウスから単離されたものよりも、それぞれNRP-V7およびDMK138〜146に応答して有意により多くのIFN-γを産生することが予測される。対照ナノスフェアで処置したマウス由来のものと比較して、NRP-V7/KdまたはDMK138〜146/Dbコーティングされたナノスフェアで処置したマウスの膵島関連CD8+ T細胞では、有意なIFN-γ応答を誘発し得るエピトープの数が有意に減少することが企図され、このことから動員および/または蓄積の低下が示唆される。
NRP-V7/KdおよびDMK138〜146/Dbコーティングされたナノスフェアは、新たに糖尿病となったNODマウスにおいて高い糖尿病寛解率を誘導すると考えられる。
ナノスフェア療法が、新たに診断された糖尿病マウスにおいて正常血糖を回復する能力を調べるための研究を行う。マウスのコホートを血糖値について週に2回モニターし、≧10.5 mM血糖で高血糖と見なす。マウスを、TUM/KdコーティングされたナノスフェアまたはNRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアを受容するマウス(週に2回注射)にランダムに割り付ける。β細胞ストレスを減少させ、β細胞再生を促進するために、糖尿を示すマウスに半単位の皮下インスリンもまた毎日1回投与する。マウスのさらなるコホートには、DMK138〜146/Dbコーティングされたナノスフェアを受容させる。異なる研究において、変動する割合の動物で安定した寛解を誘導することが示されている、モノクローナル抗CD3抗体による処置(5日間にわたり20μg/日)を、陽性対照として使用する。NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアで処置したマウスの大部分が、処置の5〜12週間以内に正常血糖となることが企図される。同様に、DMK138〜146/Dbコーティングされたナノスフェアで処置したマウスの大部分が正常血糖となることもさらに企図される。対照TUM/Kdコーティングされたナノスフェアを受容するマウスの大部分は、明白な高血糖に進行すると予測される。
糖尿病マウスおける処置の効果が長期的であるかどうかを調べるために、正常血糖が4週連続した後に処置を中止し、マウスを糖尿病再発についてモニターする。血中の四量体陽性プールのサイズに及ぼす処置の効果を、処置の中止時、4週間後、および再発性高血糖時に評価する。処置停止の4週間後、血中の四量体反応性T細胞プールのサイズが減少することが企図される。この場合、長期防御のためには、内因性自己抗原(すなわち、前糖尿病動物における)、またはナノスフェアの追加免疫注射(すなわち、β細胞量が大幅に減少した糖尿病動物における)のいずれかによる、増殖した低結合力自己反応性T細胞プールの再活性化が必要とされ得る。
治癒マウス対糖尿病および非糖尿病未処置マウスにおける腹腔内ブドウ糖負荷試験(IPGTT)により、前者が、非糖尿病未処置動物によって示されるものとほぼ同一であり、糖尿病マウスに相当するものよりも有意により良い耐糖能曲線を有することが示されることが企図される。さらに、治癒動物は、非糖尿病未処置マウスにおいて見られるものに統計的に匹敵し、糖尿病未処置動物に相当するものよりも有意に高い食後血清インスリンレベルを有すると考えられる。
ペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアが、高結合力自己反応性CD8+ T細胞と低結合力自己反応性CD8+ T細胞を効率的に「識別する」ことができるかどうかの調査。
大部分のIGRP206〜214反応性CD8+細胞はCDR3不変Vα17-Jα42鎖を使用し、異種VDJβ鎖を使用しない。糖尿病発症中のこのT細胞サブセットの「結合力成熟」は、3つの異なるVα17エレメントの使用の変化と関連している。これらの3つの異なるVαエレメントがリガンド結合の結合力の差(Vα17.5＞Vα17.4＞Vα17.6)を提供することが、単一TCRβ鎖との関連において3つの異なるCDR3不変Vα17-Jα42鎖を発現するTCRαβトランスフェクタントの研究において確認された(Han et al., 2005)。ペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアが実際に、異なる結合力でリガンドを認識するT細胞を差次的に標的化し得るかどうかを調べるため、NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアが、これらのトランスフェクタント上のCD8分子の「キャッピング」を誘導する能力を評価する。NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアとの5分間のインキュベーションによって、Vα17.4+細胞またはVα17.6+細胞よりも多くのVα17.5+細胞がキャップを形成することが企図される。この結果は、NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアが実際に高結合力T細胞と低結合力T細胞を識別し得ることを示し、これらのナノスフェアがナイーブ高結合力クローン型を優先的に除去する理由ついての説明を提供する。
低親和性Vα17.6/8.3β TCRを発現するCD8+細胞は、抗糖尿病誘発性である。
低結合力自己反応性CD8+ T細胞がインビボで抗糖尿病誘発性特性を有するかどうかを調べるため、低親和性IGRP206〜214反応性Vα17.6/8.3β TCRを、NODマウスにおいて遺伝子導入により発現させた(本明細書において「Vα17.6+」と称される；これは8.3-TCR(Vα17.4+)よりも約10倍低い親和性を有する；Teyton and Santamaria、未公開データ)。このTCRはCD8+細胞の正の選択を促進するが、8.3-TCR(Vα17.4+)よりも明らかにより少なく促進することが示された(Han et al., 2005)。結果として、Vα17.6+ TCR-TGマウスは、Vα17.4+ TCR-TGマウスよりも少ないNRP-V7四量体反応性CD8+胸腺細胞および脾細胞を含む。さらに、Vα17.6+ TCR-TGマウス由来の四量体+(高および低)CD8+細胞は、インビトロでのペプチド刺激に際して、Vα17.4+ TCR-TGマウス由来のものよりも少ないIFN-γ(およびIL-2)を分泌し、リガンドに対するそれらの低結合力と適合して、NRP-V7パルスされたRMA-SKd標的の非効率的なキラーである(Han et al., 2005；データは表示せず)。最も重要なことには、これらのマウスは、糖尿病(雌70匹のうち2匹のみがT1Dを発症した)および膵島炎[Vα17.6+対Vα17.4+ TCR-TGマウスそれぞれにおいて＜0.4対＞3のスコア(最大値4のうち)(P＜0.012)]からほぼ完全に防御される(図1Aおよび図1B)。
これは、LCMVエピトープを認識する無関係の非自己反応性TCRを発現するNODマウス(LCMV TCR-TG NODマウス)において生じるものと全く対照的である。Serreze et al. (2001)によって以前に報告され、本明細書における使用により確認されるように、これらのマウスは、野生型NODマウスと本質的に同様にT1Dを発症し、膵島に内因性IGRP206〜214反応性CD8+細胞を動員する(Vα17.6+ TCR-TGマウスの膵島には完全に存在しない)(図1C）。したがって、Vα17.4+およびLCMV TCR(それぞれ、糖尿病誘発促進性および中性)とは異なり、Vα17.6+ TCRは抗糖尿病誘発性特性を有するようである。
これらのVα17.6+ TCR-TGマウスの大部分のTG T細胞は四量体と弱く結合するかまたは全く結合しないという事実にもかかわらず、胸腺から出て行く細胞の画分は、見かけ上高い結合力で(すなわち、高いmfiで)四量体と結合する(図2A)。本発明者らは、これらのマウスの四量体-低(lo)および四量体陰性CD8+ T細胞は、TG TCRを発現するが、内因性TCR(すなわち、TCRα鎖)において正の選択を受けるCD4+CD8+胸腺細胞から生じるのではないかと考えた。その一方で、四量体-hi細胞は、TG TCRαβ鎖のみを発現し、ペプチド/MHCに対して親和性が低いために、通常よりも高レベルのTG TCRを発現する場合に初めて正の選択を受け得るCD4+ CD8+胸腺細胞から生じる。この解釈は、RAG-2-/-バックグラウンドでVα17.6+ TCRを発現するマウスにおいて、成熟する細胞は高結合力で四量体と結合する細胞だけであるという知見によって支持される(図2B)。重要なことには、これら2種類のRAG-2-/- TCR-TGマウスは、同様の発生率で糖尿病を発症する(図3)。したがって、本発明者らは、RAG-2+ Vα17.6 TCR-TGマウスにおいて成熟する四量体-loおよび四量体-CD8+ T細胞は、それらの四量体-hi対応物(これはRAG-/- TCR-TGマウスにおいて糖尿病を引き起こす)の糖尿病誘発能を阻害するのではないかと考える。これらの結果は、内因性(すなわち、非トランスジェニック)TCRα鎖の発現を妨げる内因性TCR-Cα欠損を保有するVα17.6 TCR-TGマウスの系統において再現された(図4Aおよび4B）。
Vα17.6+(しかしVα17.4+ではない) TCR-TGマウスは、免疫抑制活性を有する免疫記憶CD8+細胞のプールを自発的に生じる。
Vα17.6+ TCR-TGマウスおよびTCR-Cα欠損Vα17.6 TCR-TGマウスの種々のリンパ系器官中に含まれる四量体陽性CD8+ T細胞の細胞蛍光測定研究により、脾臓、リンパ節、および特に免疫記憶T細胞の公知の貯蔵所である骨髄における、Vα17.4+ TCR-TGマウスと比較した、CD44hiおよびCD44hiCD122+ CD8+細胞の拡大されたプールの存在が明らかになった(図5Aおよび5B)。重要なことには、これは、CD122+細胞を含まない四量体-高サブセットではなく、主に四量体-低サブセット内で起こる(図5C)。これらの細胞は、中枢およびエフェクター免疫記憶リンパ球の両方において示されるマーカーを発現し(図5D)、胸腺ではなく末梢リンパ系器官において主として見出され、このことは末梢起源を示唆している(図5E)。さらに、BrdU取り込みアッセイから、それらがインビボで増殖することが示唆された(図5F)。精製された脾臓 Vα17.6+(しかしVα17.4+ではない) TCR-TG CD8+細胞は、APCおよび抗原の非存在下でIL-2またはIL-15に応答して活発に増殖することから(図5G)、機能的に、これらの免疫記憶様細胞は明らかに「免疫記憶」T細胞として振る舞う。さらに、それらは、インビトロでの抗原による刺激に際してIFN-γを迅速に産生する(図5Hおよび5I)。しかしながら、それらは、インビトロでの抗原刺激に際して増殖することも、インターロイキン-2を産生することもない(図5J)。この機能的プロファイルは、調節性(抑制性)CD4+CD25+ T細胞サブセットのものと非常に似ている。総合すると、これらのデータから、Vα17.6+(しかしVα17.4+ではない) TCR-TG CD8+細胞は、抗原の非存在下であってさえ、恒常性維持の指示に応答しておそらく無限に生存することができる、(1回または複数回の抗原遭遇時に)寿命の長い免疫記憶T細胞となる増加した能力を有することが示唆される。
これらの知見から、本発明者らは、そうでなければβ細胞を死滅させることができない、これらの免疫記憶低結合力T細胞の優れた恒常性「適応度」が、それらの抗糖尿病誘発活性に寄与するのではないか(すなわち、それらのより高い結合力の、しかし主にナイーブである、β細胞キラークローン型に優る競合的利点を付与することによって、および/またはそれらの活性化を阻害することによって)と考えるようになった。後者を評価するため、精製CD122+およびCD122-Vα17.6+ TCR-TG CD8+ T細胞の能力を、Vα17.4+ TCR-TG NODマウス由来のCFSE標識された脾臓CD8+ T細胞の増殖を阻害するそれらの能力について評価した。図6に示されるように、CD122+(しかしCD122-ではない) Vα17.6+ TCR-TG CD8+ T細胞は、それらのより高い結合力のナイーブT細胞対応物の増殖をほぼ完全に阻害した。
Vα17.6+ TCR-TG NODマウスにおける免疫記憶(CD122+)低結合力自己反応性CD8+ T細胞の自発的に増大したプールは抗糖尿病誘発性であるという考えと一致して、NRP-V7パルスされたDC、CD40に対するアゴニストmAb、または4-1BBに対するアゴニストmAb(CD8+ T細胞活性化/生存を増強するため)によるVα17.6+およびVα17.4+ TCR-TGマウスの全身的(i.v.)処置は、Vα17.4+ TCR-TG NODマウスにおいて糖尿病の迅速な発症を誘導したが、Vα17.6+ TCR-TGマウスでは疾患を誘発することができなかった(表4)。
（表４）免疫記憶T細胞の発育および増殖を促進する処置は、17.4α/8.3β-TG NODマウスにおいて糖尿病の急性発症を促進するが、17.6α/8.3β-TG NODマウスにおいては促進しない
Figure 2013541532
3〜4日間隔での、抗CD40 mAbまたは抗4-1BB mAb 100μgのi.pへの3回注射、 100μg/ml NRP-V7でパルスされた106個のLPS活性化骨髄由来DCの2回注射、最終注射後少なくとも8週間、糖尿病についてマウスを追跡した。
CD122+ Vα17.6+ TCR-TG CD8+ T細胞が、同族および非同族糖尿病誘発性T細胞応答(すなわち、これらの抑制性T細胞の標的自己抗原性ペプチド-IGRP206〜214-以外の自己抗原性ペプチドに対して向けられる)を抑制する能力から、本発明者らは、それらは抗原提示細胞(APC)を標的化することによって抑制活性をもたらし得るのではないかと考えるようになった。ペプチドパルスされたDCを標的細胞として、ならびにCD122+またはCD122-Vα17.6+ TCR-TG CD8+ T細胞およびCD122-Vα17.4+ TCR-TG CD8+ T細胞をエフェクターとして使用する細胞傷害性(51クロム放出)アッセイにより、後者ではなく前者が、NRP-V7パルスされたDCをインビトロで特異的に溶解させ得ることが示された(図7A)。本発明者らは、これがインビボでも当てはまることを確認した。NRP-V7パルスされたおよびTUMパルスされた同数のB細胞(それぞれ、低濃度または高濃度の色素CFSEで標識)をVα17.6+ TCR-TGマウスおよびVα17.4+ TCR-TGマウスに注入し、1日後に宿主を屠殺して、どの細胞が移植に耐えて生き残ったかを調べた。図7Bに示されるように、NRP-V7パルスされたB細胞は、Vα17.4+ TCR-TGマウスにおいてのみ生き残ったのに対して、陰性対照ペプチドTUMでパルスされたB細胞は、両方のTCR-TG株において生き残った。B細胞ではなくDCをAPCとして使用した場合、事実上同一の結果が得られた(図7B)。これらのデータから、低結合力CD122+ Vα17.6+ TCR-TG CD8+ T細胞は、自己抗原を負荷されたAPCを死滅させることによって、同族および非同族糖尿病誘発性T細胞応答を抑制することが示唆される。
NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアが、野生型NODマウスにおいて低結合力(四量体-中間)免疫記憶自己反応性CD8+細胞の増殖を誘導するかどうかを調べる。
NODマウスをペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアで処置すると、高結合力クローン型の消失、ならびに低結合力CD8+ T細胞の増殖および動員、膵島への他のIGRPエピトープ反応性特異性の動員の低下、ならびに糖尿病からの防御が起こることが企図される。
野生型NODマウスにおけるビーズによって増殖したCD8+ T細胞が、寿命の長い低結合力免疫記憶T細胞であるかどうかを評価するため、本発明者らは、NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアで処置したマウスの脾臓および骨髄中に含まれるNRP-V7/Kd四量体陽性CD8+ T細胞における免疫記憶マーカー(CD44およびCD122)の存在を解析する。これらのマウスの脾臓および骨髄中に含まれる四量体陽性細胞の増大した集団は、増加した割合のCD44hiおよびCD44hiCD122+ CD8+ T細胞を含むことが企図され、このことから、NRP-V7/Kdナノスフェア処置が四量体+CD44hiおよび四量体+CD44hiCD 122+ T細胞プールのサイズを増加させることが示唆される。
NRP-V7/Kdコーティングされたナノスフェアによるインビボ療法によって増殖する免疫記憶様T細胞は、Vα17.6+ TCR-TGマウスにおいて自発的に蓄積する免疫記憶CD122+ Vα17.6+ TCR-TG CD8+ T細胞と同様に振る舞い：それらは、インビトロでの抗原刺激に応答して、IL-2を産生することも増殖することもないが、高レベルのIFN-γを産生することが企図される。抗CD3 mAbおよびIL-2での活性化に際して、これらの免疫記憶様T細胞は、インビトロにおいて、CFSE標識された応答者Vα17.4+ TCR-TG CD8+ T細胞の増殖を効率的に抑制することもさらに企図される。
ペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアは、既存の低結合力免疫記憶T細胞を増殖させる。
ペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアは、免疫記憶T細胞を新たに生じるのではなく、免疫記憶T細胞の既存のプールを増大させると考えられる。TUM/KdコーティングされたナノスフェアでNODマウスを処置しても、TUM反応性CD8+T細胞の全身的な増殖は誘導されないことが企図される。NRP-V7/KdコーティングされたナノスフェアでB 10.H2g7マウスを処置しても、すべてのリンパ系器官においてNRP-V7/Kd四量体+CD8+ T細胞サブセットの有意な増大は誘導されず、ナノスフェア処置したNODマウスにおける四量体反応性CD8+ T細胞の全身的な増殖は、糖尿病の前段階よりも糖尿病発症時に開始した場合に、有意により効果的であることがさらに企図される。また、共刺激の非存在下ではTCR連結時にアポトーシスを起こす傾向があるナイーブCD8+ T細胞とは異なり、免疫記憶CD8+ T細胞は、増殖について共刺激とは無関係であると考えられる。
上記の仮説を正式に調べるため、本発明者らは、IGRP206〜214の2つのTCR接触残基がアラニンで置換されている(K209AおよびF213A)IGRPの突然変異型を発現する遺伝子標的化NOD株において、IGRP206〜214/KdコーティングされたナノスフェアがIGRP206〜214/Kd反応性CD8+ T細胞を増殖させ得るかどうかを判定する。標的化された対立遺伝子(本明細書においてFLEX1またはNOD.IGRPK209A/F213A KI/KIと称される)を、スピードコンジェニックアプローチを使用してNODバックグラウンド(129由来)に戻し交配して、すべてのIdd遺伝子座におけるNOD対立遺伝子のホモ接合性を確実にする。これらの遺伝子標的化マウスにおいて成熟するCD8+ T細胞はインビボでIGRP206〜214に決して曝露されないため、これらのマウスは免疫記憶IGRP206〜214/Kd反応性CD8+ T細胞を自発的に生じることができない。これらのマウスが糖尿病および膵島炎の両方を発症するという事実にもかかわらず(表示せず)、それらの膵島関連CD8+ T細胞はIGRP中のエピトープを認識するが、IGRP206〜214反応性CD8+クローン型を完全に欠いている。最適用量のIGRP206〜214/Kdコーティングされたナノスフェアで処置したFLEX1ホモ接合性NODマウスは、それらのリンパ系器官中にIGRP206〜214/Kd反応性CD8+ T細胞の増大したプールを含まないことが企図される。このことから、ペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアは、抑制性特性を有する免疫記憶T細胞の既存のプールを増大させ、免疫記憶T細胞を新たに生じることはできないことが示唆される。
低結合力クローン型(すなわち、Vα17.6+ TCR-TGマウスにおける)は、糖尿病発症中に、それらの高結合力対応物(すなわち、Vα17.4+ TCR-TGマウスにおける)よりも免疫記憶T細胞の子孫を生じることにおいてより効率的であるようであるため、ペプチド/MHCコーティングされたナノスフェアは、ナイーブ高結合力クローン型の除去および既存の免疫記憶低結合力クローン型の小さなプールの増大を誘導することによって働くと考えられる。
実施例2
ヒト1型糖尿病関連ペプチド/HLA複合体でコーティングされた酸化鉄ナノスフェアが正常血糖を回復する能力の試験
提案される研究に利用可能な、HLA導入遺伝子を発現する「ヒト化」マウスおよびペプチド/HLA複合体。
上記したように、インスリンおよびIGRPに由来するペプチドは、野生型NODマウスにおけるCD8+ T細胞の主要な標的である。糖尿病発症中の、ヒトMHC分子(ヒト白血球抗原、HLA)提示されたこれら2つの自己抗原由来のペプチドの評価を、「ヒト化」HLAトランスジェニックNODマウスにおいて調べている。研究では、最初に、ある民族のほぼ50％によって発現されるMHC分子であるHLAA*0201に着目した。この研究ではNOD.β2mnull.HHDと命名された株を使用するが、これはマウスβ2マクログロブリン遺伝子を欠いており、キメラ単鎖構築物HHDを発現する(Pascolo et al., 1997)。この構築物は、ヒトHLA-A*0201のα1およびα2ドメインに共有結合しているヒトβ2m、ならびにマウスH-2Dbのα3、膜貫通、および細胞質ドメインをコードする。この株はHLA-A*0201のみを発現し、内因性マウスクラスI MHC分子を発現しないが、糖尿病感受性であり、雌の55％が30週齢までに罹患する(Takaki et al., 2006)。HLA-A*0201に結合するヒトIGRPの2つのエピトープ(hIGRP228〜236およびhIGRP265〜273)は、これらのマウスの膵島関連CD8+ T細胞によって認識され、NOD.β2mnull.HHDマウスの膵島から単離されたCD8+ T細胞は、ヒトHLA-A*0201陽性膵島に対して細胞傷害性である(Takaki et al., 2006)。これらのペプチドのうちの1つを用いて、ペプチド/HLA-A*0201四量体を作製した。マウスCD8分子によるこれら四量体の結合を促進するため、HLA-A*0201複合体のα3(CD8結合)ドメインを、マウスH-2Kb分子のドメインで置換した。これらの研究による結果から、ヒトT1Dに潜在的に関連するHLA-A*0201拘束性T細胞およびβ細胞自己抗原の同定のためのこれらのマウスの有用性が確立された(Takaki et al., 2006)。現在の開示に基づいて、T1D患者由来のHLA-A*0201拘束性T細胞によって標的化されるヒトペプチドを同定することができる。加えて、本発明者らは、HLA-A*1101、HLA-B*0702、またはHLA-Cw*0304を発現するNODマウスを作製した。これらのマウスもまた、それらとNOD.β2mnull.hβ2m株(Hamilton-Williams et al., 2001)を交配することにより、マウスβ2mがヒトβ2mで置換されている。3つのHLA導入遺伝子はすべて十分に発現し、HLAトランスジェニック株の3つはすべて糖尿病感受性である。まとめると、これらの「ヒト化」動物由来のHLAは、4つの異なるHLAスーパータイプ、それぞれHLA-A2、HLA-A3、HLA-B7、およびHLA-C1を代表する(Sidney et al., 1996；Doytchinova et al., 2004)。HLA-A*1101、HLA-B*0702、またはHLA-Cw*0304対立遺伝子の遺伝子頻度は、調べた民族に応じて、それぞれ23％、11％、または10％ほどの高さであり得る(Cao et al., 2001)。集団のカバー度は、4つのスーパータイプがすべて標的化される場合、検討した民族に応じて90％を超え得る(Sidney et al., 1996；Doytchinova et al., 2004；Caoe et al., 2001)。この検討は、これらの研究のヒトへの置き換えに関して意義がある。これらの動物および前述のNOD.β2mnull.HHD株は、さらなる研究に利用可能である。
本実施例において、本発明者らは、野生型NODマウスにおけるこれらの知見を「ヒト化」HLAトランスジェニックNODマウスに置き換える方法に関する設計を提案する。目的は、ヒトT1Dに関連する自己反応性CD8+ T細胞のプールを標的化するいくつかの異なるペプチド/HLA複合体でコーティングされたナノスフェアによる処置が、糖尿病からマウスを防御し、かつそれらの新たに診断された対応物において正常血糖を回復することができるかどうかを調べることである。ここで本発明者らは、ヒトT1Dにおいて用いるためのT1D関連ペプチド/HLA組み合わせを同定するための置き換えアプローチを示す。具体的には、本発明者らは、種々のT1D関連自己抗原性ペプチド/HLA-A*0201複合体でコーティングされたナノスフェアが、NOD.β2mnull.HHDマウス(HLA-A*0201を発現する)において糖尿病防御を提供し、T1Dを治癒させることを企図する。当業者は、他の組成物および方法を含め、膵島関連CD8+ T細胞に対して「ヒト化」HLAトランスジェニックマウスにおいて他のHLA分子により提示されるインスリンおよび/またはIGRPエピトープと共に用いられるものと類似の組成物および方法を用いて、他の自己免疫疾患に関連する他のエピトープと共に使用するために本開示を使用することができる。当業者は、最大の治療的利点を提供する最小限の処置条件およびペプチド/HLA複合体の種類、ならびに治療の成功のための免疫記憶低結合力CD8+ T細胞の治療前の存在の必要性、および異なる民族において可能な限り多くの個体をカバーするさらなるペプチド/HLA組み合わせの同定を同定することができる。
ナノスフェア合成。
ナノスフェアは、ビオチン化ペプチド/HLA-A*0201単量体を用いることを除き、本質的には以前に記載されたように(Moore et al., 2004)合成され、物理的および化学的レベルで特徴づけられる。複合体のMHC分子は、ヒトβ2ミクログロブリン、およびそのα1およびα2ドメインがマウスH-2Kbのα3ドメインに融合されている(マウスCD8分子による認識を促進するため)ヒトHLA-A*0201のキメラ型から構成される。自己抗原性ペプチドとして、HLA-A*0201との関連において膵島関連CD8+ T細胞によって認識されることが示されている、いくつかの異なるインスリンおよびIGRP誘導体(例えば、hInsB10〜18、hIGRP228〜236、およびhIGRP265〜273など)を用いる。ビオチン化ペプチド/HLA-A*0201単量体を、アビジン1モル当たりビオチン4モルのモル比で添加する。ビオチン化タンパク質を、ゆっくりと撹拌しながら(10 rpm)4℃で24時間にわたって複数に分けて添加する(1アビジン当たりビオチン約0.4モル)。得られたプローブを磁気分離カラム(Milteny Biotec)で精製する。HLA-A*0201分子と複合体化された非関連のHLA-A*0201結合ペプチドからなる単量体を、陰性対照プローブの合成に使用する。ナノスフェアサイズ、緩和能(1 mM当たりの緩和率の変化)、ビオチン結合部位数、ならびに鉄およびタンパク質含有量を測定する。
ナノスフェアの投与。
10〜15匹の雌性NOD.β2mnull.HHDマウスのコホートを、上記の種々のペプチド/HLA複合体のそれぞれまたは陰性対照ペプチド(インフルエンザ)/HLA複合体でコーティングされたナノスフェアで処置する(0.01、0.05、0.1、0.5、および1μgペプチド等価物、4〜30週齢から3週間ごとに1用量、または10週齢で開始して連続5週間にわたって2用量/週)。抗原特異的CD8+ T細胞の末梢増殖は、抗CD8 mAbおよびペプチド/MHC四量体で血液単核細胞を染色することによって実証される(処置開始前および処置中止時)。高血糖の発症時または研究の終了時に、マウスを屠殺する。種々のリンパ系器官(脾臓、リンパ節)、骨髄(免疫記憶T細胞の公知の貯蔵所)、肝臓、肺、および膵島における中枢および/またはエフェクター免疫記憶(CD69-、CD44hi、CD62LhiまたはCD62Llo、CD122+、Ly6C+)四量体+ CD8+ T細胞の存在について、個々のマウスをマルチカラーフローサイトメトリーにより研究する。四量体結合の結合力を、記載されるように(Han et al., 2005；Amrani et al., 2000)測定する。本発明者らは、処置が、低結合力の中枢およびエフェクター免疫記憶四量体+ CD8+細胞の全身的増殖、ならびに骨髄、膵リンパ節(PLN)、および膵島におけるこれらのT細胞の優先的な(しかし排他的でない)蓄積を誘導することを企図する。
ペプチド/MHC複合体の複数用量の投与。
別の研究において、マウスのコホートを、他の研究において治療有効性を示すすべての複合体について同様であると本発明者らが企図する有効用量の1、2、3、または4回注射で処置する(4、7、10、および13週時)。防御は1つまたは2つ以上の用量を必要とすること(防御閾値を超えて免疫記憶低結合力T細胞プールを増大させるため)、ならびに増殖した四量体+ CD8+免疫記憶T細胞集団は血中から次第に消失して、骨髄、PLN、および膵島中に蓄積することが予測される。
高血糖の発症時でのペプチド/MHC複合体の投与。
マウスを、より積極的なナノスフェア処置プロトコール(5週間にわたって週2回の1〜5μgペプチド等価物)で高血糖(＞10.5 mM/l)の発症時に処置する。陰性対照および陽性対照には、それぞれ無関係のペプチド/HLA複合体または抗CD3 mAbでコーティングされたナノスフェアを受容させる(5日間にわたって20μgの毎日のi.v.注射(Haller, 2005))。処置の開始直前にマウスから採血して、血中の四量体陽性CD8+ T細胞のベースライン割合を評価する。少なくとも4週間にわたって血糖値が＜10 mM/lで安定する場合に、T1Dの回復が考えられ、この時点で処置を中止する。マウスから再度採血して、血中の四量体陽性CD8+ T細胞の有意に増大したプールの存在を確認する。動物を少なくともさらに8〜12週間追跡して、安定した寛解を確認する。観察期間の終了時にマウスを屠殺して、種々のリンパ系および非リンパ系器官における免疫記憶四量体陽性CD8+ T細胞の増大したプールの長期持続を確証する。組織学的解析のために、膵臓組織もまた摘出する。長期寛解は、単核細胞浸潤を欠いている多数の小さな膵島の存在と関連すると予測される。すなわち、処置が防御的免疫記憶T細胞による炎症膵島の占有を促進すると予測される前糖尿病マウスにおける状況とは異なり、糖尿病マウスにおける処置は、膵島(おそらく、新生膵島は炎症能を欠いている)ではなく、膵リンパ節(免疫記憶T細胞の他の貯蔵所に加えて)における防御的免疫記憶T細胞の蓄積を促進すると予測される。
ペプチド/HLAコーティングされたナノスフェアは、ナイーブ高結合力クローン型の除去を誘導することによって働く。
本発明者らは、低結合力自己反応性CD8+ T細胞がT1D進行中に(少数で)免疫記憶細胞として蓄積する傾向があること、ならびにペプチド/HLAコーティングされたナノスフェアが、ナイーブ高結合力クローン型の除去(共刺激なしでのTCR誘発による)および既存の免疫記憶低結合力クローン型の小さなプールの増大(共刺激非依存的)を誘導することによって働くことを企図する。一つには、これは、無関係のペプチド(腫瘍抗原性由来、(TUM/H-2Kd)複合体によるマウスの処置が、バックグラウンドを超えるTUM/Kd四量体反応性CD8+ T細胞の末梢増殖を誘導しなかったという知見(上記を参照されたい)に由来する。次いで、これらの免疫記憶低結合力自己反応性CD8+細胞は、刺激性供給源(すなわち、DC上の抗原/MHC、サイトカイン等)において競合することにより、それらのナイーブ高結合力(おそらく、より適切でない)対応物の活性化を阻害する。実際、免疫記憶細胞が恒常性維持の指示(すなわち、IL-15)においてナイーブT細胞と効率的に競合し得る他の系における証拠が存在する(Tan et al., 2002)。PLNにおいて自己抗原が負荷されたDCと安定に接触することにより、これらの広く行き渡った免疫記憶低結合力クローン型はまた、他の自己反応性T細胞特異性の活性化を阻害する。
ペプチド/HLAコーティングされたナノスフェアのT細胞増殖(および抗糖尿病誘発活性)の出現は、β細胞における内因性標的自己抗原の発現を必要とする。
内因性標的自己抗原の発現は、ナノスフェア処置によってその後増大する免疫記憶低結合力自己反応性CD8+ T細胞プールの形成を誘導する刺激の供給源であると考えられる。IGRP欠損をNOD.β2mnull.HHDマウスに導入する。これらのマウスを、hIGRP228〜236(mIGRP228〜236と交差反応性)およびhIGRP265〜273(mIGRP265〜273と同一)/HLA-A*0201コーティングされたナノスフェア(Takaki et al., 2006)で処置する。NOD.β2mnull.IGRPnull.HHDマウスを、2種類のIGRP/HLA複合体でコーティングされた最適用量のナノスフェアで処置する。本発明者らは、この処置が、対応するhIGRPペプチド/HLA反応性CD8+細胞の増殖/動員を誘導しないことを企図する。
IGRP発現が糖尿病発症に必要ではなく(ラットはそれを発現しないため、IGRP発現の欠如は致死的でないことが知られている)、マウスが糖尿病を自発的に発症する場合、ナノスフェア処置がT1Dからマウスを防御しないこともまた予測される(免疫記憶IGRP反応性CD8+ T細胞が存在しない)。対照的に、マウスはインスリンを発現し続けるため、HLA-A*0201とインスリンエピトープの複合体でコーティングされたナノスフェアによる処置は、対応する免疫記憶T細胞プールの増大を誘導し、防御的であると考えられる。
ここで試験されるナノスフェア型が、すべてのマウスにおいて有意なT細胞増殖を誘導しない可能性がある。これは、対応するT細胞集団が、処置開始前にインビボで初回刺激を以前受けたかどうかに依存する可能性が高い。いくつかの異なるナノスフェア型の組み合わせで処置したマウスのさらなるコホートを研究することが有用/必要であり得る。明らかに、本発明者らの予測に反して、ナノスフェア処置が免疫記憶低結合力T細胞プールの新たな形成を誘導し得ることが考えられる。しかしながら、この場合、これらの細胞は、処置したNOD.β2mnull.IGRPnull.HHDマウスにおいてDC上の内因性IGRP/HLA-A*0201複合体と結びつくことができないため、本発明者らは、これらの細胞は防御的でないことを企図する。
hIGRP発現マウス。
本発明者らは、ラットインスリンプロモータ駆動性のヒトIGRP導入遺伝子を発現するいくつかのマウスの系統を作製し、リアルタイムRT-PCRにより、これらの系統のそれぞれにおける該ヒト導入遺伝子の発現レベルを、内因性mIGRPコード遺伝子座のものと比較した。導入遺伝子の発現レベルは系統によって非常に可変的であったが、発現レベルは個々の系統内の異なる個体間で一貫していた。これらの系統のうちの1つ(#1114)において、hIGRPの発現レベルはmIGRPのものと同等であった。
本発明者らは、このRIP-hIGRP導入遺伝子をNOD.β2mnull.IGRPnull.HHDマウス、およびhβ2m/HLA-A*1101、HLA-B*0702、またはHLA-Cw*0304トランスジェニックNOD.β2mnull.IGRPnullマウスに導入して、これら4つの異なるHLA対立遺伝子との関連においてCD8+ T細胞応答の標的であるhIGRP中のさらなるエピトープを同定する。これらのマウスの膵島関連CD8+ T細胞を、HLA-A*0201、HLA-A*1101、HLA-B*0702、およびHLA-Cw*0304結合hIGRPペプチドのライブラリに対して、反応性についてスクリーニングする。
次いで、対応するペプチド/HLA複合体コーティングされたナノスフェアを、対応するhβ2m/HLA-A*1101、HLA-B*0702、またはHLA-Cw*0304トランスジェニックNOD.β2mnull.IGRPnullマウスにおいて抗糖尿病誘発有効性について試験する。この課題の全体的な目的は、可能な限り多くの患者を処置するために使用することができるペプチド/HLA組み合わせのレパートリーを拡大することである。
NP治療特性およびpMHC結合の最適化。pMHCクラスI複合体を用いた進行中の研究は、NPのサイズおよび密度ならびにpMHC結合価を最適化するために行った。これは金NPを用いて行ったが、それは、金NPが酸化鉄よりもこの種の研究により適しているためである。これは、pNHC-NPが自己調節性T細胞免疫記憶を増大させる能力がNPコアの化学組成(酸化鉄対金)とは無関係であることを本発明者らが示すのにも役立った。異なる直径の金NPを用いて広範な研究を行い、そのデータから、より小さなものが最適なNPサイズであることを指摘する線に沿って、直径＜14 nmのNPが有益であることが示唆される。カルボキシ末端を介した複数のpMHCのNP表面への方向性結合(＞50〜200個/NP)、およびNPの単分散または安定性を損なうことなく高粒子密度(＞10^10個/uL)への濃縮を可能にする、コーティングされたNPの適切な安定化。前糖尿病NODマウスにおいてこれらのクラスIナノワクチンを試験することにより、本発明者らは、インビボで同族自己調節性CD8+ T細胞の有意な増殖(約10〜20倍)を可能にするNP用量およびpMHC結合価の実行可能な範囲を確立した。本発明者らは、pMHCの全用量が重要であること、および高いpMHC結合価でコーティングされた少数の大きなNPよりも、少ないpMHCでコーティングされた多数の小さなNPを提供する場合に最良の結果が得られること(全pMHCが等量の場合)を確証した。これらの条件により、組織蓄積も減少し、また金属の最低可能用量でのpMHCの治療レベルの送達も可能になる。
1つの好ましい態様では、以下の前提に基づいた投与計画が用いられる：
前提：1用量当たりのタンパク質の全量が約1μg〜25μgとなるのに十分な密度のpMHC抗原でコーティングされた4 nm酸化鉄ナノ粒子。
例： 1用量当たりの全pMHC(1μg〜25μg)＝(1.34×1013個pMHC/用量〜3.33×1014個pMHC/用量)
1用量当たりの全鉄 (4 nm) NP
(1μg〜15μg)＝(3.73×1012個Np/用量〜5.60×1013個Np/用量)
1用量当たりのpMHCの量は、わずか0.1μg〜500μgの範囲であってよいことが理解される。
一例として60 kgのヒト患者では、1用量当たりのpMHCの量は、これが上記の1μg〜25μgに相当するという理解のもとで、0.24〜6.08 mgの範囲であってよい。また上記と同様に、この用量は0.1μg〜500μgに相当するように変更することもできる。
上記の4 nm酸化鉄粒子は、直径14 nmを有する金ナノ粒子と比較して増強有効性を提供し、このことから、より小さな粒子が、向上した有用性を有することが示唆される。「酸化鉄」という用語は、当業者が利用可能であるかまたは当業者に公知であるすべての酸化鉄を包含することが意図されており、一例として鉄オキシ水酸化物を含むことが理解される。
実施例3
単一特異性のペプチド-MHCクラスIIコーティングされたナノスフェア
T1D関連pMHCクラスII複合体の生成。
T1D関連ペプチド/I-Ag7複合体でコーティングされたナノスフェアもまた、NODマウスにおいてT1D防御を提供し、T1Dを治癒させ得るという仮説を試験するため、以下の5つのT1D関連および対照ペプチド配列から、いくつかの異なるペプチド/I-Ag7複合体を構築することができる：BDC2.5ミモトープ：
Figure 2013541532
。陰性対照として、G6Pイソメラーゼペプチド
Figure 2013541532
/I-Ag7複合体(自己pMHC対照)、および2つのニワトリ卵白リゾチーム
Figure 2013541532
/I-Ag7複合体(外来pMHC対照)を用いることができる。組換えI-Ag7単量体は、以前に記載されたように作製する。簡潔に説明すると、ベクターpRMHa3中の最終構築物は、天然リーダー配列に続き、上記のペプチド配列、ならびにI-Ag7 a鎖およびb鎖それぞれの細胞質外ドメインをコードする。いずれの鎖も、リンカー配列(SSAD)、トロンビン切断部位(LVPRGS)、ならびにa鎖およびb鎖それぞれのための酸性または塩基性ロイシンジッパー配列に及び、その後6個の連続したヒスチジン残基が続く。ビオチン化配列#85が、a鎖上の酸性ジッパーの後に続く。安定した細胞株を作製するためにピューロマイシン耐性遺伝子と共に、このDNA構築物をキイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)SC2細胞に同時トランスフェクトする。大規模調製(12リットル)については、CuSO4誘導した細胞上清から接線流により組換えタンパク質を回収し、金属キレートアフィニティークロマトグラフィー、陰イオン交換クロマトグラフィー、およびサイズ排除クロマトグラフィーによって精製する。birA酵素を用いて、精製分子のビオチン化を行う。ストレプトアビジン-アガロースビーズ上での免疫除去、およびSDS-PAGEによるその後の解析により、ビオチン化を測定する。これらの複合体を、生体吸収性生分解性ナノスフェアに結合させることができる。これらの単量体を用いて蛍光色素結合四量体を生成して、pMHCコーティングされたナノスフェアによる処置の前および後の両方に、同族自己反応性CD4+ T細胞を数え挙げることもできる。次に、精製ビオチン化pMHC複合体をナノスフェア上にコーティングすることができる。本明細書において提案される研究のために、本発明者らは、個々のナノスフェア上にコーティングされ得るpMHCの全結合価を増加させる異なる構築物設計を用いること以外は上記のようにして、ハエ細胞において組換えpMHC複合体を生成することができる：IgG2a Fcに融合させたpMHCの二量体。
ナノスフェア治療特性およびpMHC結合の最適化。
pMHCクラスI複合体を用いる研究を行って、ナノスフェアのサイズおよび密度ならびにpMHC結合価を最適化することができる。ナノスフェアのサイズ、密度、電荷、および単分散度は、分光光度法、透過型電子顕微鏡法(TEM)、および動的光散乱法によって測定することができる。ナノスフェア試料を濃縮し、3.4 kDチオール-PEG-NH2-pMHCと結合させ、洗浄し、単分散を損なうことなく高密度(約1014個/ml)で濃縮することができる。
直径5〜15 nmのナノスフェアが最適であることが企図される。新たな合成プロトコールにより、カルボキシ末端を介した複数のpMHCのナノスフェア表面への方向性結合(例えば、200個/ナノスフェアまで)、および単分散または安定性を損なうことなく高粒子密度(＞1010個/uL)への濃縮を可能にする、コーティングされたナノスフェアの適切な安定化が可能になる。前糖尿病NODマウスにおいてこれらのクラスIナノワクチンを試験して、インビボで同族自己調節性CD8+ T細胞の大幅な増殖を可能にするナノスフェア用量およびpMHC結合価の実行可能な範囲を確立することができる。これらのpMHC-ナノスフェアによる新たに診断された糖尿病マウスの処置が、正常血糖の回復において非常に効果的であることが企図される。高いpMHC結合価でコーティングされた少数の大きなナノスフェアよりも、少ないpMHCでコーティングされた多数の小さなナノスフェアを提供する場合に、最良の結果が得られること(全pMHCが等量の場合)が企図される。これらの条件、ならびにナノスフェアの生体吸収性および生分解性特性により、組織蓄積が減少し、また最低可能用量でのpMHCの治療レベルの送達が可能になる。
T1D関連pMHCクラスIIコーティングされたナノスフェアでの処置によるNODマウスにおける高血糖の回復
pMHCクラスIIコーティングされた生分解性生体吸収性ナノスフェアは、本質的にはpMHCクラスIコーティングされたナノスフェアについて記載されたように、新たに診断された糖尿病NODマウスにおいて高血糖を回復させることができることが企図される。糖尿病NODマウスを7.5μgのNPで週に2回処置することができる。マウスが連続4週間にわたって正常血糖のままである場合に、マウスを治癒されたと見なす。2.5mi/I-Ag7ナノスフェアが、調べたマウスのほぼすべてにおいて高血糖を回復させることが企図される。高血糖は、例えば腹腔内ブドウ糖負荷試験(IPGTT)によって測定することができる。IGRP128〜145/I-Ag7ナノスフェア、B9〜23/I-Ag7ナノスフェア、およびIGRP4〜22/I-Ag7ナノスフェアで処置した高血糖マウスの全部ではないが大部分が正常血糖になることが企図される。対照として、GPI282〜292/I-Ag7(T1Dと無関係の自己抗原)およびHEL14〜22/I-Ag7(外来抗原でコーティングされたナノスフェアを用いることができる。これらの実験から、いくつかの異なるT1D関連pMHCクラスII複合体でコーティングされた「単一特異性」ナノスフェアが、T1D回復の誘導において、少なくともpMHCクラスIコーティングされたナノスフェアと同程度に有効であり得ることが実証されることが企図される。場合によっては、正常血糖の一貫したかつ普遍的な長期的維持には、追加免疫が必要であり得ると考えられる。
T1D関連pMHCクラスIIコーティングされたナノスフェア、ならびに同族Tr1様および免疫記憶表現型自己調節性CD4+ T細胞の増殖
2.5mi/I-Ag7ナノスフェアでの処置によって正常血糖になり得る50週齢糖尿病マウスの血液、脾臓、膵リンパ節(PLN)、腸間膜リンパ節(MLN)、および骨髄は、糖尿病発症時に直ちに研究したマウスまたは同齢の非糖尿病未処置動物と比較して、MLNを除く調べたすべての器官において、2.5mi/I-Ag7四量体+ CD4+ T細胞の有意に増加した割合を示すことが企図される。CD4+ T細胞の増殖は抗原特異的であり、非同族自己反応性CD4+ T細胞のプールの増大は検出されないと考えられる。自己調節性T細胞増殖の維持は、正常血糖の持続的な維持に必要であることが企図される。NPによって増殖したこれらの2.5mi/I-Ag7四量体+細胞対2.5mi/I-Ag7四量体-細胞の表現型解析から、免疫記憶様表現型(CD62低、CD44高、および中程度のCD69上方制御)が示され得る。これらの細胞は、CD25-およびFoxP3-であってよい。このことは、FOXP3-eGFPを発現するNODマウスにおいて確認することができ、このマウスではTreg細胞がeGFPを構成的に発現する。10週齢のこれらのマウスを2.5mi/I-Ag7ナノスフェアで処置すると、eGFP- 2.5mi四量体+ CD4+ T細胞が増殖し得る。FACS選別された2.5mi/I-Ag7四量体+ CD4+ T細胞の機能的インビトロ研究により、それらが非同族ペプチドではなく同族ペプチドでパルスされたDCに応答して増殖するかどうか、ならびにそれらがIL-10およびIFNγを分泌するかどうかを判定することができる。これらの研究は、ELISAおよびルミネックス技術を用いて行うことができる。これらのTr1様CD4+ T細胞は高レベルの細胞表面TGFβを発現することが企図される。
pMHCクラスIIナノスフェアによって増殖した四量体+細胞は、Gp33および2.5miペプチドパルスされたDC(それぞれ、応答者および四量体+ Tr1 CD4+細胞によって認識される)に対するナイーブLCMV Gp33特異的CD8+細胞の増殖を効率的に抑制するが、それらの四量体-対応物は抑制しないことが企図される。さらに、抗IL10 mAbを培養物に添加すると、対照ラットIgGを受容する培養物と比較して、この抑制活性が部分的に阻害されると考えられる。IGRP4〜22/I-Ag7ナノスフェアおよび遮断抗IL-10またはラットIgG(対照として)で処置した糖尿病マウスにおける実験、ならびにパーフォリン欠損NODマウスにおける実験から、pMHCクラスIIナノスフェアによる正常血糖の回復がIL-10依存的およびパーフォリン依存的であることが示されると考えられる。IFNγが、pMHCナノスフェアが増殖させ得るTr1細胞の発育に必要であるが、それらの抑制活性には必要でないことがさらに企図される。IFNγ-/-マウスにおいてpMHCナノスフェア療法に応答して増殖し得る同族自己反応性T細胞は、Th2表現型(エクスビボでペプチド攻撃に応答してIL-4およびIL-10を産生する)を有し得るのに対して、IL-10-/-マウスにおいて増殖するものはIFNγおよびIL-4を産生し得るが、IL-10を産生し得ない。これらの結果から、糖尿病回復がTr1様細胞によって媒介されることが示される。
実施例4
IGRP/Kd-PLGAナノスフェアを用いたT細胞増殖。
IGRP206-214/Kd-PLGAナノスフェアは、インビトロで同族CD8+ T細胞の活性化を誘導する。このアッセイは、本質的には、参照により本明細書に組み入れられるTsai et al., Immunity (2010) 32, 568-680に記載されているように行った。簡潔に説明すると、8.3-NODマウスから精製されたナイーブなIGRP206〜214/Kd特異的T細胞受容体(TCR)トランスジェニックCD8+ T細胞を、IGRP206〜214/Kd-PLGAナノスフェアと共に48時間培養した。上清をIFN-γについてアッセイした。細胞を1μCiの[3H]-チミジンでパルスし、回収した。1ウェル当たりのナノスフェア数に関して、CPMおよびIFN-γを測定した。これを図9に示す。図8は、IGRP/Kd結合PLGA粒子の拡大像を示す。PLGA粒子は以下に従って作製した：濃度：100 nm(PLGA：1.5 mL中に20 mg/mL)。
DLSサイズ：154.72 nm
pMHC結合：5 mg IGRP/Kdを2 mL PLGA粒子と結合
最終量：2 mL
参考文献
以下の参考文献は、それらが、本明細書に記載されるものを捕捉する例示的な手順のまたは他の詳細を提供する程度に、全体として参照により本明細書に具体的に組み入れられる。
Figure 2013541532
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Claims (22)

  1. 対象に、抗病原性自己反応性T細胞を増殖させるのに十分な量の、生体適合性生体吸収性ナノスフェアに機能的に結合している抗原-MHC複合体を対象に投与する段階を含む、自己免疫障害を診断するか、予防するか、または処置する方法。
  2. 自己抗原エピトープ-MHC-生体適合性生分解性ナノスフェア複合体を対象に投与する段階を含む、対象において抗病原性自己反応性T細胞の集団を増大させるおよび/または発育させるための方法であって、該複合体が該集団を増大させるのに十分な量および頻度で投与される、方法。
  3. 複数の自己抗原エピトープが、自己抗原エピトープ-MHC生体適合性生分解性ナノスフェア複合体中に含まれる、請求項2記載の方法。
  4. 複数の自己抗原エピトープが単一の自己抗原に由来する、請求項3記載の方法。
  5. 複数の自己抗原エピトープが複数の自己抗原に由来する、請求項3記載の方法。
  6. 抗病原性自己反応性T細胞の増大した集団が、抗原特異的であるが、非抗原特異的様式で抑制する、請求項5記載の方法。
  7. 生体適合性生体吸収性ナノスフェア複合体の投与が、同族病原性自己反応性T細胞の集団を枯渇させる、請求項2、4、または5のいずれか一項記載の方法。
  8. 生体適合性生体吸収性ナノスフェア複合体の投与が、非同族病原性自己反応性T細胞の集団を枯渇させる、請求項2、4、または5のいずれか一項記載の方法。
  9. 生体適合性コアと該コアの外表面上の生分解性コーティングとを含む、自己抗原エピトープ-MHC-生体適合性生体吸収性ナノスフェア複合体。
  10. 生体適合性コアが酸化鉄(III)から構成される、請求項9記載の自己抗原エピトープ-MHC生体適合性生体吸収性ナノスフェア複合体。
  11. 生体吸収性コーティングが、デキストラン、マンニトール、およびポリ(エチレングリコール)より選択される、請求項9記載の自己抗原エピトープ-MHC生体適合性生体吸収性ナノスフェア複合体。
  12. ナノスフェアが自己抗原エピトープ-MHC複合体のMHC基に共有結合しており、該結合がリンカーを介していてもよい、請求項9記載の自己抗原エピトープ-MHC生体適合性生体吸収性ナノスフェア複合体。
  13. 対象に、抗病原性自己反応性T細胞を増殖させるのに十分な量の、生体適合性ナノスフェアに機能的に結合している抗原-MHC複合体を対象に投与する段階を含む、自己免疫疾患の発症を阻害するための方法であって、該MHC分子がMHCクラスII分子を含む、方法。
  14. 自己反応性T細胞がCD4+ TR1細胞である、請求項13記載の方法。
  15. CD4+ TR1細胞が、IL-10およびIFNγの発現によって特徴づけられる、請求項14記載の方法。
  16. 以下の段階を含む、自己免疫疾患の炎症成分を処置するための方法：
    炎症成分を有する自己免疫疾患に罹患している対象に、生体適合性ナノスフェアに機能的に結合している抗原-MHC複合体を投与する段階であって、該MHC分子がMHCクラスII分子を含み、かつ該抗原が該自己免疫疾患に特異的であり、さらに該複合体の該投与が、IL-10を発現する抗病原性自己反応性TR1細胞の集団を増大させるのに十分な量で行われる、段階；
    該TR1細胞が該自己免疫疾患の部位に蓄積できるようにし、それによって、該自己免疫疾患の炎症成分の減少をもたらす条件下でIL-10が該部位に蓄積することが可能になる、段階。
  17. MHC分子がMHCクラスII分子である、請求項16記載の方法。
  18. 自己反応性T細胞がCD4+ TR1細胞である、請求項16記載の方法。
  19. CD4+ TR1細胞が、IL-10およびIFNγの発現によって特徴づけられる、請求項18記載の方法。
  20. ナノスフェアが1種または複数種の生体適合性生体吸収性材料から形成される、請求項13または16いずれか記載の方法。
  21. 抗病原性自己反応性T細胞を増殖させるのに十分な量の、生体適合性ナノスフェアに機能的に結合している抗原-MHC複合体を患者に投与することによって、患者における自己免疫疾患を処置するための方法であって、該MHC分子がMHCクラスIおよびMHCクラスII分子の両方を含む、方法。
  22. 自己免疫疾患がI型糖尿病である、請求項21記載の方法。
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