JP2014517038A - Il−12を用いる皮膚損傷の軽減 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1A−B
Description
本出願は、2011年6月13日に出願された米国特許仮出願第61/496,472号および2011年8月26日に出願された米国特許仮出願第61/528,053号に対する優先権を請求し、それぞれ全ての図面および表を含むその全体が参照により本明細書に組み入れられるものとする。
本発明は、IL-12を用いる皮膚損傷の軽減に関する。
本明細書で用いられる用語「約」は、当業者によって理解され、それが用いられる文脈に応じてある程度変化してもよい。この用語が使用される文脈を考慮しても当業者にとって明らかでないこの用語が使用される場合、「約」は特定の用語のプラスまたはマイナス10%を意味する。
A.概説
皮膚における創傷治癒は、炎症、増殖、および成熟の3つの期に大まかに分けられる複雑な現象である。自然免疫細胞、特に、マクロファージは、創傷治癒の炎症および増殖段階において必須の役割を果たしている。事実、マクロファージの枯渇は、創傷閉鎖の速度を減じる(Brancatoら、Am. J. Pathol., 178(1):19-25, 2011)。
非疾患個体における創傷治癒は、結合組織形成、細胞増殖および分化、ならびに増殖因子の間の重複および複雑な相互作用の結果として生じる。創傷治癒の正常なプロセスは、創傷治癒の炎症期の開始および維持における欠陥のため、糖尿病において妨げられ、最終的には創傷部位にわたる細胞増殖および遊走の減少をもたらす。糖尿病性創傷におけるマトリックスメタロプロテイナーゼの上方調節は、増殖因子の減少を誘導する。最終的に、糖尿病は、コラーゲンの合成および沈着の低下を示す。
熱傷は、組織損傷の深度および創傷により占有される総体表面積(TBSA)を含む5つの程度に従って分類される(小規模=15%未満のTBSA、中規模=15〜20%のTBSA、大規模=20%を超えるTBSA)。第1度熱傷は、一般に快適性のためにせいぜい鎮痛剤を要する最も小さい重症度のものであり、典型的には2〜3日以内に消散する。第2度熱傷は、表層部熱傷として分類されることが多く、真皮に対する損傷を含み、表皮から真皮乳頭層に及ぶ。第2度熱傷は、液体の詰まった水疱の存在を特徴とする。処置は一般に、鎮痛剤、抗生物質、および包帯の使用を含む。より重症の第2度熱傷は、表皮から深部の真皮網状層にまで及ぶ。これらの型の熱傷は、第3度状態に進行し得る。それらは大規模な臨床介入を要することが多く、長い回復期間を有し、治癒を促進するために創傷清拭および移植を必要とし得る。第3度熱傷は、真皮の深さ全体に及ぶ。これらの熱傷は、外科的創傷清拭、次いで、全層または表層皮膚移植を含む大規模な臨床管理を要する重篤な生命を脅かす損傷である。瘢痕化は大規模であり、回復は長く、罹患した組織における機能を回復するためには耐え難い身体的治療を要する。最後に、第4度熱傷は、最も重篤な損傷であり、真皮から筋肉および骨にまで及ぶ。これらの損傷には切断術を要することが多い。保護的上皮バリアの喪失のため、第3度および第4度熱傷に由来する死亡は感染の結果であることが多い。
主な熱傷のための好ましい処置選択肢は皮膚移植の積極的使用を必要とするが、小規模および中規模の第2度または第3度熱傷においては、創傷消散に対する好ましい方法は、外科的創傷清拭、次いで、二次癒合を介する閉鎖である。このシナリオでは、創傷を管理し、創傷を治癒させる身体の自然の能力を、創傷を時間と共にゆっくり消散させるために用いる。しかしながら、この方法に必要とされる長い時間枠は、患者を感染に罹りやすくし、瘢痕化を増悪させ得る。
第3度熱傷および糖尿病性潰瘍、壊疽性筋膜炎において見られるような、真皮に及ぶ深部創傷の被覆のためには、全層皮膚移植が適応である。全層移植片は、表皮および多くの下層の真皮からなる。典型的な適用においては、創傷を清拭し、健康な組織から自己の全層移植片を収穫し、移植片を所定の位置で縫合する。全層移植は、重篤な外科手順であり、患者が損傷から重篤に悪化しているか、または疾患を伴う場合、適応とならないことが多い。全層移植は、無傷の創傷バリアの利点を付随する前駆細胞集団、毛髪、血管、コラーゲンなどにもたらす。全層皮膚移植を使用する欠点としては、患者の状態が同種移植片の使用を必要とする場合に弱い生着または拒絶をもたらす不十分な血管かん流が挙げられる。
火傷などの大きい皮膚損傷の処置に対する1つの手法は、無細胞性真皮マトリックス(例えば、Graftjacket(商標)、Integra(商標)、SkinTemp(商標))の適用であった。これらの移植片は、表皮ケラチノサイトの伸出を支援するため、またはin vitroで生成された自己ケラチノサイト移植片で埋込み物をオーバーレイした後の足場として役立ち得る。
治癒の遅延は、コラーゲンが非損傷皮膚と結合してバスケット織りパターンよりもむしろ、対称的に架橋した繊維中に沈着する場合に瘢痕化をもたらし得る(Dallonら、Mathmatical modeling of extracellular matrix dynamics using discrete cells: Fiber orientation and tissue regeneration, J. Theor. Biol. 199:449-471, 1999)。ほぼ全ての事例において、瘢痕化は皮膚損傷の治癒の正常な結果である。創傷閉鎖の加速は、異常なコラーゲン沈着にとって必要とされる時間を制限することにより、瘢痕形成を減少させる。整列したコラーゲン沈着のパターンは、創傷強度の減少をもたらし、新しい汗腺および毛包による損傷した組織の再生を遮断する。さらに、瘢痕は、顔面などの露出した領域において現れる場合、美的努力をもたらし得る。個体の根本的な遺伝学と共に、損傷の型および重症度は、肥大型(隆起した)、萎縮型(くぼんだ)、またはケロイド型(大きい、良性の腫瘍のような)の瘢痕の発達を誘導し得る。二次癒合により閉鎖した創傷を有する患者は、治癒の遅延の結果として肥大型またはケロイド型瘢痕を示すことが多い。現在の治療は、ケミカルピール、皮膚剥離、充填剤(Artefill(商標)、すなわち、ウシコラーゲンおよびポリメチルメタクリレート、Radiesse(商標)、Dermatrix(商標)(シリコンゲル))、レーザー、および照射(ケロイド型瘢痕の低減)などの瘢痕化後の手術的介入の使用に集中している。ケロイド型瘢痕の出現の処置のために、ただ1つの注射可能剤(コルチコステロイド)が認可されている。瘢痕の抑制または防止のための介入剤の評価のための臨床試験が進行中である。アボテルミン(Juvista(商標)、rTGFβ3)は、分層移植瘢痕化および他の外科的瘢痕の抑制について調査されている薬剤である(Occlestonら、2011; Soら、2011; Duraniら、2008)。
有利には、本発明の方法により提供されるように、IL-12の投与は皮膚創傷後の任意の好適な期間行うことができる。
一般的に、皮膚創傷を処置するための方法において用いられるIL-12の用量は、皮膚創傷の処置にとって有効であるために十分に高いものであるが、例えば、GI管の放射線感受性(放射線曝露と関連する)およびIFN-γの上方調節などの、IL-12投与と関連する負の副作用を軽減するには十分に低いものである。
IL-12に関する一般的な説明については、米国特許第5,573,764号、第5,648,072号、第5,648,467号、第5,744,132号、第5,756,085号、第5,853,714号、および第6,683,046号を参照されたい。インターロイキン-12(IL-12)は、免疫応答に関与する細胞の活性を調節する前炎症性サイトカインとして一般的に説明されるヘテロ二量体サイトカインである(Fitzら、J. Exp. Med., 170: 827-45 (1989))。一般的に、IL-12は、ナチュラルキラー(NK)細胞およびT細胞からのインターフェロン-γ(IFN-γ)の産生を刺激し(Lertmemongkolchaiら、J. of Immunology, 166: 1097-105 (2001); Cuiら、Science, 278:1623-6 (1997); Ohtekiら、J. Exp. Med., 189:1981-6 (1999); Airoldiら、J. of Immunology, 165: 6880-8 (2000))、ヘルパーT1(TH1)細胞の分化を優先し(Hsiehら、Science, 260: 547-9 (1993); Manettiら、J. Exp. Med., 177: 1199-1204 (1993))、自然免疫と適応免疫との間の関連を形成する。IL-12はまた、その免疫調節効果および抗血管新生効果を介して癌の増殖を阻害することも示されている(Brundaら、J. Exp. Med., 178: 1223-1230 (1993); Noguchiら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 93: 11798-11801 (1996); Giordanoら、J. Exp. Med., 194: 1195-1206 (2001); Colomboら、Cytokine Growth factor, Rev.13: 155-168 (2002); Yaoら、Blood, 96: 1900-1905 (2000))。一度、樹状細胞(DC)および貪食細胞(マクロファージおよび好中球)が病原性細菌、菌類または細胞内寄生虫に遭遇することにより活性化されたら、IL-12は主にそれらにより産生される(Reisら、J. Exp. Med., 186:1819-1829 (1997); Gazzinelliら、J. Immunol., 153: 2533-2543 (1994); Dalodら、J. Exp. Med., 195: 517-528 (2002))。IL-12受容体(IL-12R)は、活性化されたT細胞およびNK細胞により主に発現される(Preskyら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 93: 14002-14007 (1996); Wuら、Eur. J. Immunol., 26: 345-50 (1996))。
全層皮膚創傷に対するIL-12の効果を研究するために、全層皮膚創傷を有するマウスを、様々な量のrMuIL-12を用いて局所的に処置した。第3度熱傷に相当する全層皮膚損傷は、創傷治癒の機構の研究、ならびに正常な、もしくは疾患を有する創傷の消散を加速または増強するための潜在的な処置の検査のための魅力的で一般的に用いられるモデルである。
創傷作製および局所rMuIL-12適用後11日での最大治癒は、100ng/mLの用量で起こり、rMuIL-12の用量の増加と共に増加するわけではなかった(図1A)。CMC + rMuIL-12で処置した全ての群が、9日目および11日目までにCMC対照マトリックスと比較してより高い割合の創傷閉鎖を示した(図1B)。図1Bにおける対照および用量のうちの3つのみ(31.6ng/mL、100ng/mL、および3160ng/mL)に関するデータを、図1Cに示す。以下の表3は、2、4、7、9および11日目に関する対照と比較した創傷面積のp値を示す(太字の数字はp<0.05である)。100ng/mLのrMuIL-12群は、対照群と比較して、7、9および11日目に創傷面積の統計的に有意な減少(t検定による;p<0.05)を示した。創傷面積の統計的に有意な減少は、11日目の31.6ng/mL用量について、ならびに9および11日目に3160ng/mL用量についても観察された。いかなる特定の理論にも束縛されないが、316ng/mLおよび1000ng/mLの用量での対照からの統計的有意性の欠如は、各群における少数のマウス(3匹)におそらく起因する。
ビヒクルのみまたはビヒクル+rMuIL-12で局所的に処置した全層皮膚損傷におけるIL-12Rβ2の発現のレベル、分布、およびタイミングを検査するための研究を行った。
36匹のマウスに、Gammacell(登録商標)40照射器中、500cGyの全身照射を行った。次いで、マウスを麻酔し、生検パンチを用いて環状の10.0mm直径の創傷を与えた。次いで、マウスを2つの群に分け、1群は4%CMCのみで処置し、第2群は4%CMC + 100ng/mLのrMuIL-12を投与した。創傷の処置および測定は、実施例1に記載の通りである(算出された創傷面積=78.5mm2、10mm直径全層創傷、πr2)。
照射されたマウスに由来する皮膚創傷の検査により、IL-12Rβ2発現はrMuIL-12への曝露に拘らず上方調節されることが示されたが、このユニークな知見は以前には記載されていない。照射された皮膚においてはIL-12Rβ2の発現に対するIL-12処置の明らかな効果はない。損傷の結果として上方調節されるIL-12Rβ2は、IL-12の内因性または外因性投与に応答して創傷治癒カスケードを誘発するのを待っている準備状態で存在する。
ビヒクルのみまたはビヒクル + rMuIL-12で局所的に処置された照射されたマウスにおける全層皮膚損傷の治癒を検査するための研究を行った。
実施例2に記載のように、Gammacell(登録商標)40照射器中で18匹のマウスに500cGyの全身照射を行った。次いで、マウスを麻酔し、生検パンチを用いて環状の10.0mm直径の創傷を与えた。次いで、マウスを3つの処置群にわけた:第1群は4%CMCのみで処置した;第2群は4%CMC + 100ng/mLのrMuIL-12で処置した;および第3群は4%CMC + 3160ng/mLのrMuIL-12で処置した。実施例1に記載のようにTegadermを用いて創傷を被覆した。約150μlのCMCをそれぞれの創傷に送達した。この容量は、約15ng(100ng/mL濃度について)または474ng(3160ng/mL濃度について)のrMuIL-12創傷用量に相当する。創傷の測定は実施例1に記載の通りである(算出された創傷面積=78.5mm2、10mm直径の全層創傷、πr2)。
全ての処置されたマウスおよび対照マウスの創傷閉鎖を、図4Aおよび4Bのグラフに示す。rMuIL-12で処置された(100ng/mL)照射されたオスおよびメスのマウスにおいて、5〜6日目に50%の創傷閉鎖(T50)が観察され、75%の創傷閉鎖(T75)が8〜9日目に認められた。CMCで処置された(rMuIL-12なし)照射されたメスおよびオスのマウスのT50は、それぞれ11〜12日目および12〜13日目であった。全ての処置群は、対照と比較して時間と共に治癒の加速を示す。ビヒクル処置された照射されたメスのマウスは、ビヒクル処置された照射されたオスのマウスと比較してより速い速度で治癒した。しかしながら、治癒におけるこの性別特異的差異は、rMuIL-12を受けたマウスにおいては観察されなかった。
照射されたマウスにおける全層皮膚損傷の治癒を検査するために、rMuIL-12を、創傷が作製された24時間後、創傷に局所的および/または皮下的に投与する研究を行った。
30匹のマウスに、Gammacell(登録商標)40照射器中、500cGyの全身照射を行った後、実施例2および3に記載のように、生検パンチを用いて10.0mmの直径の創傷を与えた。次いで、マウスを、それぞれ6匹の動物の5つの処置群にわけた:第1群は4%CMCのみで処置した;第2群は創傷を受けた直後に4%CMC + 100ng/mLのrMuIL-12で処置した;第3群は損傷の約24時間後に4%CMC + 100ng/mLのrMuIL-12で処置した;第4群は損傷の約24時間後に4%CMC + 100ng/mLのrMuIL-12および20ng/mLのrMuIL-12の皮下注射で処置した;ならびに第5群は損傷の約24時間後に200ng/mLのrMuIL-12溶液100μl(20ng)の皮下注射のみで処置した。
放射線/全層皮膚損傷の組合せを受けたマウスに由来する局所処置された創傷は、ビヒクルで処置された対照よりも速い速度で閉鎖した。図5Aは、研究の1日目に測定したもののパーセンテージとしての創傷サイズのグラフを示す(創傷の24時間後に投与した)。図5Bは、それぞれの処置レジメンについての1xでの創傷の写真を示す。局所rMuIL-12と20ngのrMuIL-12の単回皮下注射との同時投与は、rMuIL-12の局所適用を受ける動物と比較して創傷治癒の有意な促進をもたらした。損傷/照射の24時間後に20ngのrMuIL-12の単回皮下投与を受けた動物は、局所処置された動物と同じ速度で治癒した。かくして、投与されたrMuIL-12(局所的および/または皮下的)は損傷後24時間でも、創傷閉鎖の速度の増加をもたらす。
ビヒクルのみまたはビヒクル + rMuIL-12で局所的に処置した糖尿病マウスにおける全層皮膚損傷の治癒を検査するために研究を行った。
18匹のオスのZuckerラットを麻酔し、実施例1に記載のように生検パンチを用いて環状の10.0mm直径の創傷を与えた。次いで、ラットを3つの処置群に分けた:第1群は4%CMCのみで処置した;第2群は4%CMC + 100ng/mLのrMuIL-12で処置した;および第3群は4%CMC + 3160ng/mLのrMuIL-12で処置した。創傷を、実施例1に記載のようにTegadermで被覆した。約150μlのCMCをそれぞれの創傷に送達した。この容量は、約15ng(100ng/mL濃度について)または474ng(3160ng/mL濃度について)のrMuIL-12創傷用量に相当する。創傷の測定は実施例1に記載の通りである(算出された創傷面積=78.5mm2、10mm直径の全層創傷、πr2)。
rMuIL-12で処置したマウスは、ビヒクルで処置した対照と比較してより速く治癒した。図6Aは、それぞれの処置群に関する0〜9日目にわたる創傷面積のグラフを示す。rMuIL-12に対する創傷応答は、いくらか用量依存的であると考えられる。rMuIL-12で処置された(100ng/mL)糖尿病ラットにおける50%の創傷閉鎖(T50)は、およそ6日目に観察された。rMuIL-12で処置された(3160ng/mL)糖尿病ラットにおけるT50は、およそ5日目に観察された。CMCで処置された糖尿病ラットのT50は、およそ7日目に観察された。完全な創傷閉鎖は、10〜13日目までに全てのrMuIL-12処置マウスについて達成された。全ての処置群は、対照と比較して時間と共に治癒の加速を示す。図6Bは、創傷の対応する1xの写真(右側)と共に、処置の9日目でのビヒクルのみで処置されたマウスのトリクロム染色された顕微鏡写真(左側)を示す。図6Cは、創傷の対応する1xの写真(右側)と共に、処置の9日目での100ng/mLのrMuIL-12で処置されたマウスのトリクロム染色された顕微鏡写真(左側)を示す。
Claims (25)
- 皮膚創傷にIL-12を投与することを含む、被験体における皮膚創傷の治療方法。
- 投与が局所、皮下、筋肉内、またはその任意の組合せである、請求項1に記載の方法。
- 被験体がヒトである、請求項1に記載の方法。
- IL-12が局所投与される、請求項3に記載の方法。
- IL-12が約1ng/mL〜約10μg/mLの用量で局所投与される、請求項4に記載の方法。
- IL-12が約10ng/mL〜約5μg/mLの用量で局所投与される、請求項4に記載の方法。
- IL-12が約100ng/mLの用量で局所投与される、請求項4に記載の方法。
- IL-12が皮下投与される、請求項3に記載の方法。
- IL-12が約10ng/kg〜約500ng/kgの用量で皮下投与される、請求項8に記載の方法。
- IL-12が約80ng/kgの用量で皮下投与される、請求項8に記載の方法。
- IL-12の投与が、IL-12投与の非存在下で観察される創傷閉鎖と比較して、創傷閉鎖により測定された場合の創傷治癒の少なくとも約5%の増加をもたらす、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12の投与が、IL-12投与の非存在下で観察される創傷閉鎖と比較して、創傷閉鎖により測定された場合の創傷治癒の少なくとも約20%の増加をもたらす、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12の投与が、IL-12投与の非存在下で観察される創傷閉鎖と比較して、創傷閉鎖により測定された場合の創傷治癒の少なくとも約50%の増加をもたらす、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12の投与が、IL-12投与の非存在下で観察される創傷閉鎖と比較して、創傷閉鎖により測定された場合の創傷治癒の少なくとも約75%の増加をもたらす、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12の投与が、IL-12投与の非存在下で観察される創傷閉鎖と比較して、創傷閉鎖により測定された場合の創傷治癒の少なくとも約95%の増加をもたらす、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 被験体が皮膚創傷をもたらす放射線に曝露されている、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12が、皮膚創傷をもたらす放射線への曝露後約1時間〜約24時間までに投与される、請求項16に記載の方法。
- 被験体が通常の皮膚創傷治癒に対する障害を特徴とする患者集団の一員である、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 被験体が糖尿病である、請求項18に記載の方法。
- 皮膚創傷が熱傷である、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 皮膚創傷が手術部位に存在する、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12が皮膚移植片と共に投与される、請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12が無細胞性または細胞性真皮マトリックスと共に投与される、請求項1〜22のいずれか1項に記載の方法。
- IL-12がゲルマトリックス中で乳化される、請求項1〜23のいずれか1項に記載の方法。
- ゲルマトリックスが等張性4%カルボキシメチルセルロースである、請求項24に記載の方法。
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