JP2014534175A - 誘導可能なアデノ随伴ウイルスベクターに媒介されるトランスジーンアブレーション系 - Google Patents

誘導可能なアデノ随伴ウイルスベクターに媒介されるトランスジーンアブレーション系 Download PDF

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Abstract

本発明は、薬理学的作用剤、好ましくは経口製剤例えば丸剤に応答して永続的に若しくは一時的にのいずれかで治療的遺伝子産物をアブレートするための内蔵式安全機構を伴い操作されている複製欠損ウイルス組成物(1種若しくは複数)を使用する、被験体への治療的産物の送達のため設計された遺伝子治療系に関する。本発明は、部分的に、トランスジーンをアブレート若しくはトランスジーン発現を負に調節するために本明細書で「PITA」(薬理学的に誘導されるトランスジーンアブレーション)と称される統合されたアプローチの発明者の開発に基づく。このアプローチにおいて、複製欠損ウイルスを、それが被験体中で発現されるがしかし薬理学的作用剤を投与することにより、例えばトランスジーン若しくはそのRNA転写物に特異的なアブレーターの発現を誘導する小分子の投与により可逆的に若しくは不可逆的に止められることができるように治療的産物(RNA若しくはタンパク質)をコードするトランスジーンを送達するために使用する。

Description

遺伝子治療は、疾患を処置する若しくは治癒させるという最終目標を伴う宿主細胞中への遺伝物質の導入を必要とする。多くの疾患は不可欠のタンパク質の欠損をもたらす「欠損」遺伝子により引き起こされる。不完全な遺伝子発現を是正するための1アプローチは、正常遺伝子(トランスジーン)をゲノム内の非特異的な場所に挿入して機能しないすなわち「欠陥のある」疾患を引き起こす遺伝子を置換することである。遺伝子治療は、治療的産物が長期間発現されて反復投与の必要性を排除するように多様な疾患を処置するための治療的タンパク質若しくはRNAの送達のための基盤としてもまた使用し得る。ベクターと呼ばれる担体分子を、患者の標的細胞にトランスジーンを送達するために使用しなければならず、最も普遍的なベクターは正常なヒト遺伝子を運搬するように遺伝子的に変えられているウイルスである。ウイルスは病原性の様式でヒト細胞にそれらの遺伝子を被包化かつ送達する方法を進化させ、そして従ってウイルスゲノムは治療的遺伝子を挿入するよう操作し得る。
安定なトランスジーン発現は、アデノウイルス若しくはアデノ随伴ウイルス(AAV)に基づくベクターの非分裂細胞へのイン・ビボ(in vivo)送達後に、ならびにまた、レトロウイルスおよびレンチウイルスに基づくもののような組み込むおよび組み込まないベクターでエクス・ビボ(ex vivo)で形質導入された幹細胞の移植によっても達成し得る。とりわけ、AAVは非病原性であり、それは有害な免疫応答を導き出さず、およびAAVトランスジーン発現は頻繁に何年も若しくは動物モデルの一生涯にわたり持続するため、AAVベクターは遺伝子治療に用いられる(非特許文献1を参照されたい)。AAVは、4.7kbである一本鎖DNAゲノムの直線的鎖をパッケージングする小型の無エンベロープヒトパルボウイルスである。AAVによる生産的感染はアデノウイルス若しくはヘルペスウイルスいずれかのヘルパーウイルスの存在下でのみ起こる。ヘルパーウイルスの非存在下で、AAVは高頻度で宿主ゲノムの特定の一点(19q 13−qter)に組み込み、AAVを部位特異的組み込みが可能であることが既知の唯一の哺乳動物DNAウイルスにする。非特許文献2を参照されたい。しかしながら、いかなるウイルス遺伝子も含有せずかつ治療的遺伝子のみ含有する組換えAAVはゲノムに組み込まない。代わりに、該組換えウイルスゲノムは逆方向末端反復配列を介してその端に融合して、長期遺伝子発現の主原因であると予測される環状のエピソームの形態を形成する(非特許文献1を参照されたい)。
遺伝子治療の事実上全部の前臨床および臨床応用は構成的プロモーターからトランスジーンを発現するベクターを使用し、これは、それが該ベクターゲノムが存続する限り固定された水準で活性であることを意味している。しかしながら、遺伝子治療の影響を受けやすい多くの疾患はトランスジーンの発現を調節させることを必要としうる。遺伝子発現を正に誘導するために薬物で誘導可能な操作された転写因子の制御下に目的の遺伝子を置くという一般原則に基づく数種の系が記述されている(非特許文献3;非特許文献4)。多様な系を2分類に分割し得る。第一において、テトラサイクリン、アンチプロゲスチン若しくはエクジステロイドのような誘導物質によりアロステリックに調節されるDNA結合ドメインがトランス活性化ドメインに結合されている。薬物の添加(若しくはいくつかの場合には除去)がDNA結合そしてこれゆえに転写活性化につながる。第二において、アロステリック制御は誘導される近接のより一般的な機構で置き換えられる。DNA結合および活性化ドメインは、二量体化の化学的誘導物質すなわち「二量体化剤」と称される二価小分子の添加により活性の転写因子に再構成される別個のポリペプチドとして発現される。これらの系はトランスジーン発現を誘導することを必要とする遺伝子治療系で有用で
ある一方、それらは、それがもはや必要とされない場合若しくは長期薬物投与による毒性が後に続いて起こる場合に、トランスジーン発現を止めるすなわち永続的にアブレートする(ablate)ことが可能であることの必要性に対処していない。
Shyamら、Clin.Microbiol.Rev.24(4):583−593 Kotinら、1990、PNAS、87:2211−2215 Clacksonら、1997、Curr Opin Chern BioI、1(2):210−8 Rossiら、Curr Opin Biotechnol、1998.9(5):p.451−6
本発明は、薬理学的作用剤、好ましくは経口製剤例えば丸剤に応答して永続的に若しくは一時的にのいずれかで治療的遺伝子産物をアブレートするための内蔵式安全機構を伴い操作されている複製欠損ウイルス組成物(1種若しくは複数)を使用する、被験体への治療的産物の送達のため設計された遺伝子治療系に関する。
本発明は、部分的に、トランスジーンをアブレートするすなわちトランスジーン発現を負に調節するために本明細書で「PITA」(Pharmacologically Induced Transgene Ablation(薬理学的に誘導されるトランスジーンアブレーション))と称される統合されたアプローチの発明者の開発に基づく。このアプローチにおいて、複製欠損ウイルスを、それが被験体中で発現されるがしかし薬理学的作用剤を投与することにより可逆的に若しくは不可逆的に止めることができるように治療的産物(RNA若しくはタンパク質)をコードするトランスジーンを送達するために使用する。
本発明は、トランスジーンの発現が薬理学的作用剤により正に調節される系を上回る多くの利点を提示する。こうした場合に、受領者は、彼/彼女が該トランスジーンが発現されることを必要とする期間、すなわち非常に長くなることがありかつそれ自体の毒性を伴うことがある期間、薬剤(pharmaceutic)を服用しなければならない。
一局面において、本発明は、制御されたトランスジーン発現アブレーション系を有する治療的産物のAAV媒介性送達のための組成物を提供し、前記組成物は、(a)(i)転写を制御するプロモーターに作動可能に連結されている治療的産物をコードする核酸配列;および(ii)最低10個(10×)のZnフィンガーにより特異的かつ選択的に認識される最低30核酸塩基対の配列を含んでなる最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位であって、前記最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位は該治療的産物をコードする配列の少なくとも5’に配置され、を含んでなる核酸分子を含有するAAVベクター;ならびに(b)プロモーターと作動的関連の機能的エンドヌクレアーゼ触媒ドメインに連結されているZnフィンガードメインの少なくとも10コピーを含んでなるキメラエンドヌクレアーゼを含んでなる最低1種のアブレーターであって、ここで転写および/若しくはアブレーション活性は薬理学的作用剤に応答して誘導され、前記最低10個(10×)のZnフィンガードメインは前記最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位の前記最低約30塩基対配列を特異的かつ選択的に認識し、ならびに最低10個の独立に選択された認識へリックスを含んでなる、を含んでなる。一態様において、エンドヌクレアーゼ触媒ドメインはFokI触媒ドメインである。
さらなる一態様において、該核酸分子は二本鎖DNA分子よりなり、ここで最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位が該DNA分子の第一鎖上にあり、および少なくとも第二のエンドヌクレアーゼアブレーションが該DNA分子の第二鎖上にあり、ここで前記第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位は第一鎖上の前記エンドヌクレアーゼアブレーション前記と異なりかつ異なるZnフィンガーにより特異的かつ選択的に認識される。
さらなる一局面において、アブレーター(b)は、薬理学的作用剤により二量体化された後に転写因子により活性化されるカセットにより制御され、前記カセットは2個の転写ユニットを含んでなり、ここで:(c)前記2個の転写ユニットの1個は第一のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子のDNA結合ドメインをコードし;および(d)前記2個の転写ユニットの第二は、第二のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子の活性化ドメインをコードする。
一態様において、該第一および第二のプロモーターは双方とも構成的プロモーターであり、ならびに薬理学的作用剤は転写因子のドメインを二量体化する二量体化剤である。
別の態様において、プロモーターの転写はラパマイシンで調節可能な系により制御され、および該薬理学的作用剤はラパマイシン若しくはラパログ(rapalog)である。
なお別の態様において、(a)(ii)の最低の約1個の30塩基対の独特な核酸配列は、ヒトゲノム中のいずれかの下位配列と70%未満同一かつヒトゲノム中のいずれの下位配列とも8を超えない連続する同一位置である連続する核酸よりなる。
本発明の他の局面および利点は以下の発明の詳細な記述から容易に明らかであろう。
本明細書で使用されるところの以下の用語は示される意味するところを有することができる。すなわち、
「ユニット」は転写ユニットを指す。
「トランスジーンユニット」は、(1)トランスジーンをコードするDNA配列;(2)トランスジーン内に含有される若しくはこれに隣接するアブレーション認識部位(ARS);および(3)該トランスジーンの発現を調節するプロモーター配列、を含んでなるDNAを指す。
「アブレーション認識部位」若しくは「ARS」は(1)トランスジーンユニットからトランスジーンをアブレートする若しくは切り出すアブレーターにより認識され得るか;または(2)アブレーション認識RNA配列(ARRS)をコードする、DNA配列を指す。
「アブレーション認識RNA配列」若しくは「ARRS」は、トランスジーンの転写産物若しくはそのmRNAの翻訳をアブレートするアブレーターにより認識されるRNA配列を指す。
「アブレーター」は、(a)トランスジーンユニットのARSを特異的に認識/結合しかつ該トランスジーンを切断する若しくは切り出すか;または(b)転写されたトランスジーンユニットのARRSを特異的に認識/結合しかつ該mRNA転写物を切断するか若しくはその翻訳を予防するかのいずれかである、いかなる遺伝子産物すなわち翻訳若しくは転写産物も指す。
「アブレーションユニット」は、(1)アブレーターをコードするDNA配列;および(2)前記アブレーターの発現を制御するプロモーター配列、を含んでなるDNAを指す。
「二量体化可能な転写因子(TF)ドメインユニット」は、(1)プロモーターにより制御される二量体化剤結合ドメインに融合されているTFのDNA結合ドメイン(DNA結合ドメイン融合タンパク質)をコードするDNA配列;および(2)プロモーターにより制御される二量体化剤結合ドメインに融合されているTFの活性化ドメイン(活性化ドメイン融合タンパク質)をコードするDNA配列、を指す。一態様において、二量体化可能なドメインの各ユニットは構成的プロモーターにより制御され、および該ユニットはアブレーターのプロモーターの制御に利用される。あるいは、プロモーターの1種若しくはそれ以上が誘導可能なプロモーターでありうる。
「二量体化可能な融合タンパク質ユニット」は、(1)二量体化剤結合ドメインに融合されているタンパク質若しくは酵素(例えばアブレーター)のユニット、サブユニット若しくはフラグメントをコードする第一のDNA配列、および(2)発現されかつ必要とされる場合は活性化される場合に結合して融合タンパク質を形成するタンパク質若しくは酵素のユニット、サブユニット若しくはフラグメントをコードする第二のDNA配列、を指す。この「二量体化可能な融合タンパク質ユニット」は、アブレーターのプロモーターを活性化するため、DNA特異性を提供するため、結合ドメインおよび触媒ドメインを一緒にすることによりキメラアブレーターを活性化するため、若しくは所望のトランスジーンを製造するためを包含する多様な目的上利用しうる。これらユニット(1)および(2)は、単独のプロモーターの制御下に適するリンカー(例えばIRES若しくは2A自己切断タンパク質)により分離されている単独オープンリーディングフレーム中にありうるか、または独立のプロモーターの制御下の別個のオープンリーディングフレーム中にありうる。以下の詳細な記述から、構成的若しくは誘導可能なプロモーターの多様な組合せを、この融合タンパク質ユニットが置かれる用途(例えばアブレーターの発現のため)に依存してこのユニットの2成分中で利用しうることが明らかであろう。一態様において、該二量体化可能な融合タンパク質ユニットは、例えばZnフィンガーモチーフ、ホメオドメインモチーフ、HMGボックスドメイン、STATタンパク質、B3、へリックス−ループ−へリックス、ウィングドへリックス−ターン−へリックス、ロイシンジッパー、へリックス−ターン−へリックス、ウィングドへリックス、POUドメイン、リプレッサーのDNA結合ドメイン、癌遺伝子のDNA結合ドメイン、および6塩基対超を認識する天然に存在する配列特異的DNA結合タンパク質を包含するDNA結合ドメインを含有する。
「二量体化剤」は、TFドメイン融合タンパク質若しくは二量体化可能な融合タンパク質のヘテロ二量体化可能な結合ドメインを結合し得そして該融合タンパク質の二量体化若しくはオリゴマー化を誘導し得る、化合物若しくは他の部分を指す。典型的に、二量体化剤は製薬学的組成物として被験体に送達される。
「副作用」は、本発明の複製欠損ウイルス組成物の投与を介して患者に送達されたトランスジーン産物の所望の治療効果に加えて患者で発生する望ましくない二次的影響を指す。
「複製欠損ウイルス」若しくは「ウイルスベクター」は、複製欠損ウイルス粒子にパッケージングされている目的の遺伝子を含有する合成すなわち人工ゲノム;すなわち標的細胞を感染させ得るがしかし子孫ビリオンを生成し得ない粒子を指す。ウイルスベクターの人工ゲノムは、複製するのに必要とされる酵素をコードする遺伝子を包含しない(該ゲノムは、「ガッツレス(gutless)」、すなわち該人工ゲノムの増幅およびパッケー
ジングに必要とされるシグナルにより隣接されている目的のトランスジーンのみを含有する、であるように操作し得る)。従って、複製および子孫ビリオンによる感染は複製に必要とされるウイルス酵素の存在下を除き起こり得ないため、それは遺伝子治療での使用に安全と思われる。
「ウイルスストック」若しくは「複製欠損ウイルスのストック」は、同一の人工/合成ゲノムをパッケージングするウイルスベクター(言い換えれば、均質なすなわちクローン集団)を指す。
「キメラの操作されたアブレーター」若しくは「キメラ酵素」は、結合ドメインに融合されているエンドヌクレアーゼアブレーターの触媒ドメインをコードする配列および結合ドメインに融合されているエンドヌクレアーゼのDNA結合ドメインをコードする配列が共発現される場合に提供される。キメラの操作されている酵素は二量体であり、DNA結合ドメインは、例えばZnフィンガーおよび他のホメオドメインモチーフ、HMGボックスドメイン、STATタンパク質、B3、へリックス−ループ−へリックス、ウィングドへリックス−ターン−へリックス、ロイシンジッパー、へリックス−ターン−へリックス、ウィングドへリックス、POUドメイン、リプレッサーのDNA結合ドメイン、癌遺伝子のDNA結合ドメイン、ならびに6塩基対超を認識する天然に存在する配列特異的DNA結合ドメインのなかから選択しうる。[1995年7月25日に発行された米国特許第5,436,150号明細書]。ヘテロ二量体が形成される場合、結合ドメインは所望の酵素生物活性、DNA結合特異性、および/若しくは該アブレーターの転写を提供するために二量体化を誘導する薬理学的作用剤に特異的である。典型的には、二重ドメインすなわち容易に分離可能である触媒ドメインおよびDNA結合ドメインを有する酵素を選択する。一態様において、II型制限エンドヌクレアーゼが選択される。一態様において、ATP加水分解に依存しない2個の機能ドメインを有するエンドヌクレアーゼに基づきキメラエンドヌクレアーゼを設計する。有用なヌクレアーゼは、FokIのようなII型Sエンドヌクレアーゼ若しくはNae Iのようなエンドヌクレアーゼを包含する。別の適するエンドヌクレアーゼは例えばI−TevIのようなイントロンエンドヌクレアーゼのなかから選択しうる。なお他の適するヌクレアーゼは、例えばインテグラーゼ(組み込みを触媒する)、セリン組換え酵素(組換えを触媒する)、チロシン組換え酵素、インベルターゼ(例えばGin)(転化を触媒する)、リゾルバーゼ(例えばTn3)、および転座、切開(resolution)、挿入、欠失、分解若しくは交換を触媒するヌクレアーゼを包含する。しかしながら他の適するヌクレアーゼを選択しうる。
二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含有するPITA DNA構築物である。図1Aは、二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含んでなる以下のDNA構築物すなわちpAAV.CMV.TF.FRB−IRES−1xFKBP.Creのマップである。図1Bはプラスミドバックボーンに挿入された転写ユニットの漫画である。多様なベクタードメインの記述は本明細書の8.1節に見出し得る。 二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含有するPITA DNA構築物である。図2Aは、二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含んでなる以下のDNA構築物すなわちpAAV.CMV.TF.FRB−T2A−2xFKBP.Creのマップである。図2Bはプラスミドバックボーンに挿入された転写ユニットの漫画である。多様なベクタードメインの記述は本明細書の8.1節に見出し得る。 二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含有するPITA DNA構築物である。図3Aは、二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含んでなる以下のDNA構築物すなわちpAAV.CMV173.TF.FRB−T2A−3xFKBP.Creのマップである。図3Bはプラスミドバックボーンに挿入された転写ユニットの漫画である。多様なベクタードメインの記述は本明細書の8.1節に見出し得る。 二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含有するPITA DNA構築物である。図4Aは、二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットを含んでなる以下のDNA構築物すなわちpAAV.CMV.TF.FRB−T2A−2xFKBP.ISce−Iのマップである。図4Bはプラスミドバックボーンに挿入された転写ユニットの漫画である。多様なベクタードメインの記述は本明細書の8.1節に見出し得る。 トランスジーンユニットを含有するPITA DNA構築物である。図5Aは、トランスジーンユニットを含んでなる以下のDNA構築物すなわちpENN.CMV.PLloxP.Luc.SV40のマップである。図5Bはプラスミドバックボーンに挿入された転写ユニットの漫画である。多様なベクタードメインの記述は本明細書の8.2節に見出し得る。 トランスジーンユニットを含有するPITA DNA構築物である。図6Aは、トランスジーンユニットを含んでなる以下のDNA構築物すなわちpENN.CMV.PISceI.UC.SV40のマップである。図6Bはプラスミドバックボーンに挿入された転写ユニットの漫画である。多様なベクタードメインの記述は本明細書の8.2節に見出し得る。 二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびトランスジーンユニットを含有するPITA DNA構築物である。図7はトランスジーンユニットおよび二量体化可能な転写因子ドメインユニットを含有するベクターのマップである。多様なベクタードメインの記述は本明細書の8.1節および8.2節に見出し得る。 ラパマイシン処理後のルシフェラーゼのin vitro誘導である。図8Aは、ラパマイシンで処理された若しくは処理されないのいずれかの48時間後の示されるDNA構築物(DNA構築物1ないし6)でトランスフェクトされた細胞中の相対ルシフェラーゼ活性を示す棒グラフである。図8Bは、ラパマイシンで処理された若しくは処理されないのいずれかの72時間後の示されるDNA構築物(DNA構築物1ないし6)でトランスフェクトされた細胞中の相対ルシフェラーゼ活性を示す棒グラフである。 二量体化剤で誘導可能な系のin vivoモデルにおいて、マウスの4群が以下のDNA構築物を含有するAAVベクターのIV注入を受領した。図9Aは、AAVベクターを介して群1マウスに送達された、遍在性構成的CMVプロモーターの制御下にGFP−ルシフェラーゼをコードするDNA構築物の図解である。図9Bは、AAVベクターを介して群2マウスに送達された、(1)CMVプロモーターにより駆動される二量体化可能な転写因子ドメインユニット(p65活性化ドメインと融合されているFRB、および3コピーのFKBPと融合されているDNA結合ドメインZFHD);ならびに(2)二量体化されたTFにより誘導されるプロモーターにより駆動されるGFP−ルシフェラーゼを発現するAAVベクター、をコードするDNA構築物の図解である。図9Cは、AAVベクターを介して群3マウスに送達された、肝構成的プロモーターTBGの制御下にGFP−ルシフェラーゼをコードするDNA構築物の図解である。図9Dは、AAVベクターを介して群4マウスに送達された、(1)TBGプロモーターにより駆動される二量体化可能な転写因子ドメインユニットを発現するAAVベクター;および(2)二量体化されたTFにより誘導されるプロモーターにより駆動されるGFP−ルシフェラーゼを発現するAAVベクター、をコードするDNA構築物の図解である。 ルシフェラーゼの基質ルシフェリンの注入30分後に多様なDNA構築物を含有するAAVウイルスの3×1011粒子を受領した4群のマウスの画像である。図10Aは、ラパマイシン投与の前(「Pre」)および後(「Post」)の群1のマウスの多様な組織、主に肺、肝および筋でのルシフェラーゼ発現を示す。図10Bは、ラパマイシン投与の前(「Pre」)および後(「Post」)の群2のマウスの主に肝および筋でのルシフェラーゼ発現を示す。図10Cは、ラパマイシン投与後(「Post」)の主に肝および筋でのルシフェラーゼ発現を示し、かつ、群3のマウスでラパマイシン投与前(「Pre」)にルシフェラーゼ発現が存在しないことを示す。図10Dは、ルシフェラーゼ発現が肝ラパマイシン投与後(「Post」)に制限されることを示し、かつ、ラパマイシン投与前(「Pre」)にルシフェラーゼ発現が存在しないことを示す。 ルシフェラーゼの基質ルシフェリンの注入30分後に多様なDNA構築物を含有するAAVウイルスの1×1011粒子を受領した4群のマウスの画像である。図1Aは、ラパマイシン投与の前(「Pre」)および後(「Post」)の群1のマウスの多様な組織、主に肺、肝および筋でのルシフェラーゼ発現を示す。図11Bは、ラパマイシン投与の前(「Pre」)および後(「Post」)の群2のマウスの主に肝および筋でのルシフェラーゼ発現を示す。図11Cは、ラパマイシン投与後(「Post」)の主に肝および筋でのルシフェラーゼ発現を示し、かつ、群3のマウスでラパマイシン投与前(「Pre」)にルシフェラーゼ発現が存在しないことを示す。図11Dは、ルシフェラーゼ発現が肝(「Post」)ラパマイシン投与に制限されることを示し、かつ、ラパマイシン投与前(「Pre」)にルシフェラーゼ発現が存在しないことを示す。 AMDを処置するためのPITA DNA構築物である。図12Aは可溶性VEGF受容体sFlt−1をコードするトランスジーンユニットを含んでなるDNA構築物を示す。図12Bは、IRESにより調節されるAvastin IgG H鎖(AvastinH)およびL鎖(AvastinL)を含んでなる2シストロン性DNA構築物を示す。図12Cは、T2A配列により分離されているAvastin IgG H鎖(AvastinH)およびL鎖(AvastinL)を含んでなる2シストロン性DNA構築物を示す。 肝代謝性疾患を処置するためのPITA DNA構築物である。図13Aは第IX因子を含んでなるトランスジーンを含有する血友病Aおよび/若しくはBを処置するためのPITA DNA構築物を示す。図13BはHCVのIRESを標的とするshRNAの送達のためのDNA構築物を示す。 心疾患を処置するためのPITA DNA構築物である。図14Aは、インスリン様増殖因子(IGF1)を含んでなるトランスジーンユニットを含有するうっ血性心不全を処置するためのPITA DNA構築物を示す。図14Bは、肝細胞増殖因子(HGF)を含んでなるトランスジーンユニットを含有するうっ血性心不全を処置するためのPITA DNA構築物を示す。 CNS疾患のためのPITA DNA構築物である。図15は、神経成長因子(NGF)を含んでなるトランスジーンユニットを含有するアルツハイマー病を処置するためのPITA DNA構築物を示す。 HIV処置のためのPITA系である。図16は、HIV抗体のHおよびL鎖を含んでなるトランスジーンユニットを含有するPITA DNA構築物、ならびにアブレーションユニットおよび二量体化可能なTFドメインユニットを含有するPITA DNA構築物を示す。図16はまた、ラパマイシンアナログ(ラパログ)がアブレーターcreの発現を誘導してトランスジーンユニットを含有するPITA DNA構築物からトランスジーン(HIV抗体のHおよびL鎖)をアブレートし得ることも示す。 PITA系の一態様の具体的説明である。図17は、構成的プロモーターと作動的関連の各転写因子ドメイン融合配列を伴う、構成的プロモーターと作動的関連にある治療的抗体をコードするトランスジーンユニット、転写因子で誘導可能なプロモーターと作動的関連にあるエンドヌクレアーゼをコードするアブレーションユニット、および二量体化可能なTFドメインユニットを示す。ラパマイシン若しくはラパログの投与前に、治療的抗体および2種の転写因子ドメイン融合タンパク質のベースライン発現が存在する。ラパマイシン投与に際して、二量体化された転写因子がエンドヌクレアーゼの発現を誘導し、それがトランスジーンユニット中のエンドヌクレアーゼ認識ドメインを切断し、それによりトランスジーン発現をアブレートする。 野生型FokIが、FokIのアブレーション部位を含有するトランスジーンを含有するDNAプラスミドをFokI酵素をコードするプラスミドとともに標的細胞にコトランスフェクトした場合にトランスジーンの発現を効果的なアブレートしたことを具体的に説明する棒グラフである。図18A、棒1は50ngのpCMV.Luciferaseを表し、棒2は50ngのpCMV.Luciferase+200ngのpCMV.FokIを表し、棒3は50ngのpCMV.Luciferase+トランスフェクトされたFokIタンパク質を表し、棒4はトランスフェクトされたFokIタンパク質のみを表し;棒5はトランスフェクトされない対照を表す。図18B、棒1は50ngのpCMV.Luc単独を表し、その後の棒は、pCMV.Luciferaseとコトランスフェクトされた増大する濃度のZFHD−FokI発現プラスミド(6.25、12.5、25、50および100ng)を表す。この研究は実施例11Aに記述する。 ZnフィンガーホメオドメインによりDNA上の非同族(non−cognate)認識部位に繋ぎ止められているキメラの操作されている酵素がトランスジーンの発現を効果的にアブレートすることを具体的に説明する棒グラフである。図19Aは、pCMV.luciferaseとコトランスフェクトされた、増大する濃度の、繋ぎ止められていないFokIをコードする発現プラスミド(6.25ng、12.5ng、25ng、50ngおよび100ng)を比較する。第一の棒は50ngのpCMV.Luc単独の陽性対照を提供する。図19Bは、pCMV.luciferaseとコトランスフェクトされた、増大する濃度の、Znフィンガーホメオドメインとの融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(6.25ng、12.5ng、25ng、50ngおよび100ng)を比較する。第一の棒は50ngのpCMV.Luc単独の対照を提供する。この研究は実施例11Bに記述する。 キメラFokIのDNA結合特異性が多様な分類の異種DNA結合ドメインとの融合により変化され再現可能であり得、また、標的トランスジーンのアブレーションが異種核局在化シグナル(NLS)の付加的なもの(additional)によりさらに改良され得ることを具体的に説明する棒グラフである。図20Aは、増大する濃度の、HTH融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(6.25、12.5、25、50および100ng)とのpCMV.Luciferaseのコトランスフェクションの結果を具体的に説明する。第一の棒は50ngのpCMV.Luciferase単独を示す対照である。図20Bは、増大する濃度の、そのN末端にNLSをさらに有するHTH−FokI融合をコードする発現プラスミド(6.25、12.5、25、50および100ng)とのpCMV.Luciferaseのコトランスフェクションの結果を具体的に説明する。第一の棒は50ngのpCMV.Luciferase単独を示す対照である。この研究は実施例11Cに記述する。 本明細書に記述されるところのアブレーション認識部位での使用のための独特の核酸配列の選択方法のフローチャートである。
発明の詳細な記述
本発明は、薬理学的作用剤、好ましくは経口製剤例えば丸剤に応答して永続的に若しくは一時的にのいずれかで治療的遺伝子産物をアブレートするための内蔵式安全機構を伴い操作されている複製欠損ウイルス組成物(1種若しくは複数)を使用する、被験体への治療的産物の送達のため設計された遺伝子治療系に関する。
PITA系において、1種若しくはそれ以上の複製欠損ウイルスを、ウイルスゲノム(1種若しくは複数)が、(a)転写を制御するプロモーターと作動的関連の治療的産物をコードする第一の転写ユニットであって、前記ユニットは最低1個のアブレーション認識部位を含有し;および(b)薬理学的作用剤に応答して転写を誘導するプロモーターと作動的関連のアブレーション認識部位に特異的なアブレーター(若しくは融合タンパク質ユニットの一部としてのそのフラグメント)をコードする第二の転写ユニット、を含有するよう操作されている複製欠損ウイルス組成物中で使用する。選択された結合ドメインのドメインを特異的に二量体化するいかなる薬理学的作用剤も使用し得る。一態様において、ラパマイシンおよび「ラパログ」と称されるそのアナログを使用し得る。
第一の転写ユニットを含有するウイルスゲノムは、同一のアブレーション認識部位の2個若しくはそれ以上、または2個若しくはそれ以上の異なるアブレーション認識部位(すなわち、他のアブレーション認識部位(1個若しくは複数)を認識するものと異なるアブレーターに特異的な部位である)を含有しうる。同一にしろ異なるにしろ、こうした2個若しくはそれ以上のアブレーション認識部位は相互に縦列に配置されうるか、または他者と連続しない位置に配置されうる。さらに、アブレーション認識部位(1個若しくは複数)は、トランスジーンの相対のコーディング配列をいかなる位置に、すなわちトランスジーンコーディング配列内、コーディング配列に対し5’(直接5’、または例えばプロモーターの上流若しくは下流に1若しくはそれ以上の塩基により分離されるのいずれか)、あるいはコーディング配列に対し3’(例えば直接3’または例えばポリA配列の上流に1若しくはそれ以上の塩基により分離されるかのいずれか)に配置されてもよい。
アブレーターは、(a)トランスジーンユニットのアブレーション認識部位(1個若しくは複数)(ARS)を特異的に認識/結合しかつ該トランスジーンを切断する若しくは切り出すか;または(b)転写されたトランスジーンユニットのアブレーション認識RNA配列(ARRS)を特異的に認識/結合しかつ該mRNA転写物を切断する若しくはその翻訳を阻害するかのいずれかである、いかなる遺伝子産物すなわち翻訳若しくは転写産物でもある。本明細書で使用されるところのアブレーターは、第一の転写ユニット中のアブレーション認識部位に結合しかつDNAを切り出す若しくはアブレートするエンドヌクレアーゼ、組換え酵素、メガヌクレアーゼ、若しくはZnフィンガーエンドヌクレアーゼ、および第一の転写ユニットのRNA転写物をアブレートする若しくは第一の転写ユニットのRNA転写物の翻訳を抑制する干渉RNA、リボザイム若しくはアンチセンスよりなる群から選択しうる。特定の一態様において、アブレーターはCre(そのアブレーション認識部位としてloxPを有する)であるか、若しくはアブレーターはFLP(そのアブレーション認識部位としてFRTを有する)である。一態様において、ATP加水分解と独立に機能するエンドヌクレアーゼが選択される。こうしたアブレーターの例は、II型Sエンドヌクレアーゼ(例えばFokI)、NaeI、およびイントロンエンドヌクレアーゼ(例えばI−TecIのような)、インテグラーゼ(組み込みを触媒する)、セリ
ン組換え酵素(組換えを触媒する)、チロシン組換え酵素、インベルターゼ(例えばGin)(転化を触媒する)、リゾルバーゼ(例えばTn3)、ならびに転座、解離、挿入、欠失、切開若しくは交換を触媒するヌクレアーゼを包含しうる。しかしながら他の適するヌクレアーゼを選択しうる。
治療的トランスジーンの永続的活動停止のため、アブレーターは、第一の転写ユニット中のアブレーション認識部位(1個若しくは複数)に結合しかつ該トランスジーンをアブレートする若しくは切り出すエンドヌクレアーゼであり得る。トランスジーンの一時的活動停止が望ましい場合、治療的トランスジーンのRNA転写物中のアブレーション認識部位(1個若しくは複数)に結合しかつ該転写物をアブレートするすなわちその翻訳を阻害するアブレーターを選ぶべきである。この場合、干渉RNA、リボザイム若しくはアンチセンス系を使用し得る。該系は、治療的トランスジーンが癌、当業者に容易に明らかであろう多様な遺伝病を処置する若しくは宿主免疫応答を媒介するために投与される場合にとりわけ望ましい。
アブレーターの発現は、例えば誘導可能なプロモーターを包含する1個若しくはそれ以上の配列により、および/または本明細書に記述されるようなホモ二量体若しくはヘテロ二量体融合タンパク質系を利用するキメラアブレーターの使用により制御しうる。ホモ二量体系の使用を選択する場合、アブレーターの発現は誘導可能なプロモーターにより制御される。ヘテロ二量体系の使用を選択する場合、アブレーターの発現は、薬理学的作用剤および場合によっては該ヘテロ二量体系を形成する融合タンパク質の一方若しくは双方のさらなる誘導可能なプロモーターの付加的なもの(additional)により制御される。一態様において、ホモおよびヘテロ二量体化可能なアブレーターを、転写因子制御因子を含む構築物に安全のための付加的な層を提供するために選択する。これらの系は本明細の後でより詳細に記述される。
限定されるものでないがアデノ随伴ウイルス(「AAV」);アデノウイルス;ヘルペスウイルス;レンチウイルス;レトロウイルス;などを挙げることができる遺伝子治療に適するいかなるウイルスも使用しうる。好ましい態様において、使用される複製欠損ウイルスはアデノ随伴ウイルス(「AAV」)である。AAV1、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9若しくはrh10がヒト被験体での使用にとりわけ魅力的である。パッケージングのためのAAVゲノムの大きさの制約により、転写ユニットを操作しかつ2種若しくはそれ以上のAAVストックにパッケージングし得る。本発明のウイルス組成物として使用される1種のウイルスストックにパッケージングされるにせよ、本発明のウイルス組成物を形成する2種若しくはそれ以上のウイルスストックにパッケージングされるにせよ、処置に使用されるウイルスゲノムは、治療的トランスジーンおよびアブレーターをコードする第一および第二の転写ユニットを集合的に含有しなければならず;そしてさらに付加的な転写ユニットを含みうる。例えば、第一の転写ユニットを1種のウイルスストックにパッケージングし得、ならびに第二、第三および第四の転写ユニットを第二のウイルスストックにパッケージングし得る。あるいは、第二の転写ユニットを1種のウイルスストックにパッケージングし得、ならびに第一、第三および第四の転写ユニットを第二のウイルスストックにパッケージングし得る。大きさによりAAVに有用ながAAVゲノムのパッケージングにおいて含有する一方、他のウイルスを本発明のウイルス組成物を製造するために使用しうる。別の態様において、それらが複数のウイルスを含有する本発明のウイルス組成物は異なる複製欠損ウイルス(例えばAAVおよびアデノウイルス)を含有しうる。
一態様において、本発明のウイルス組成物は、上述されるところのような組合せに2種若しくはそれ以上の異なるAAV(若しくは別のウイルス)ストックを含有する。例えば、ウイルス組成物は、アブレーター認識部位および第一のアブレーターとともに治療的遺
伝子を含んでなる第一のウイルスストックならびに付加的なアブレーター(1種若しくは複数)を含有する第二のウイルスストックを含有しうる。別のウイルス組成物は、治療的遺伝子およびアブレーターのフラグメントを含んでなる第一のウイルスストックならびにアブレーターの別のフラグメントを含んでなる第二のウイルスストックを含有しうる。本発明のウイルス組成物の2種若しくはそれ以上のウイルスストックの多様な他の組合せが本系の成分の記述から明らかであろう。
一態様において、組成物は制御されるトランスジーン発現アブレーション系を有する治療的産物の送達のための系に1種若しくはそれ以上のAAVベクターを含有する。該組成物中の最低1種のAAVベクターは、(i)転写を制御するプロモーターに作動可能に連結されている治療的産物をコードする核酸配列;および(ii)最低10個(10×)のZnフィンガーにより特異的かつ選択的に認識される最低30核酸塩基対の配列を含んでなる最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位であって、前記最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位は該治療的産物をコードする配列に対し少なくとも5’に配置され;ならびに(b)プロモーターと作動的関連の機能的エンドヌクレアーゼ触媒ドメインに連結されているZnフィンガードメインの最低10コピーを含んでなるキメラエンドヌクレアーゼを含んでなる最低1種のアブレーターであって、ここで転写および/若しくはアブレーション活性は薬理学的作用剤に応答して誘導され、前記最低10個(10×)のZnフィンガードメインは前記最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位中の前記最低約30塩基対配列を特異的かつ選択的に認識しならびに最低10個の独立に選択された認識へリックスを含んでなる、を含んでなる核酸分子を含有する。一態様において、エンドヌクレアーゼ触媒ドメインはFokI触媒ドメインである。さらなる一態様において、アブレーター(b)は薬理学的作用剤により二量体化された後に転写因子により活性化されるカセットにより制御され、前記カセットは2個の転写ユニットを含んでなり、ここで前記2個の転写ユニットの一方は第一のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子のDNA結合ドメインをコードし;ならびに、前記2個の転写ユニットの第二は第二のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子の活性化ドメインをコードする。選択される結合ドメインのドメインを特異的に二量体化するいかなる薬理学的作用剤も使用し得る。一態様において、ラパマイシンおよび「ラパログ」と称されるそのアナログを使用し得る。
ウイルスゲノム(1種若しくは複数)内にスペースを保存するため、2シストロン性転写ユニットを操作し得る。例えば、同一プロモーターにより調節され得る転写ユニット、例えば第三および第四の転写ユニット(ならびに該当する場合は治療的トランスジーンをコードする第一の転写ユニット)を、IRES(配列内リボソーム進入部位)若しくは2Aペプチドを含有する2シストロン性ユニットとして操作し得、それは翻訳後事象で自己切断し(例えばフリン−2A)、かつ、トランスジーン(若しくはアブレーターコーディング配列)が大型であるか、多サブユニットよりなるか、または2種のトランスジーンが所望のトランスジーン(1種若しくは複数)を運搬する共送達される組換えAAV(rAAV)であるか、あるいはサブユニットがそれらがin vivoでコンカタメライズ(concatamerize)して単独ベクターゲノムを形成することを可能にするよう共投与される場合に、単独プロモーターからのメッセージにより異種遺伝子産物の共発現を可能にする。こうした一態様において、第一のAAVは単独トランスジーンを発現する発現カセットを運搬することができ、および第二のAAVは宿主細胞中での共発現のため異なるトランスジーンを発現する発現カセットを運搬しうる。しかしながら、選択されたトランスジーンはいかなる生物学的に活性の産物若しくは他の産物例えば研究に望ましい産物もコードしうる。単独プロモーターが、自己切断ペプチド(例えば2Aペプチド、T2A)若しくはプロテアーゼ認識部位(例えばフリン)をコードする配列により相互から分離されている2若しくは3種の異種遺伝子(例えば第三および第四の転写ユニット、な
らびに該当する場合は治療的トランスジーンをコードする第一の転写ユニット)を単独オープンリーディングフレーム(ORF)中に含有するRNAの発現を指図しうる。該ORFは従って、翻訳の間(T2Aの場合に)若しくは後のいずれかに個々のタンパク質に切断される単独ポリタンパク質をコードする。これらIRESおよびポリタンパク質系を使用してAAVのパッケージングのスペースを確保し、それらは同一プロモーターにより駆動され得る成分の発現にのみ使用し得る。
本発明は、複製欠損ウイルス組成物の製造のため細胞株を操作するのに使用されるDNA構築物;複製欠損ウイルス組成物の生産(produce)および製造(manufacture)方法;植物、細菌、哺乳動物細胞などを包含する多様な細胞型および系での発現、ならびに獣医学処置(例えば家畜および他の哺乳動物における)を包含する遺伝子移入ならびにヒト被験体における遺伝子治療を包含するin vivo若しくはex vivo治療のための複製欠損ウイルス組成物を使用する処置方法にもまた関する。
5.1.トランスジーンアブレーション系
本発明は、トランスジーン若しくはその転写産物に特異的なアブレーターの発現を誘導する小分子を含有する薬理学的作用剤好ましくは経口製剤例えば丸剤に応答して永続的に若しくは一時的にのいずれかで治療的遺伝子産物をアブレートするための内蔵式安全機構を伴い操作されている複製欠損ウイルス組成物を使用するトランスジーン(治療的産物すなわちタンパク質若しくはRNAをコードする)の送達のため設計される薬理学的に誘導されるトランスジーンアブレーション(PITA)系を提供する。しかしながら薬理学的作用剤の他の送達経路を選択しうる。
該PITA系において、ウイルスゲノム(1種若しくは複数)がトランスジーンユニット(本明細書の5.1.1節に記述される)およびアブレーションユニット(本明細書の5.1.2節に記述される)を含有するよう操作されている1種若しくはそれ以上の複製欠損ウイルスを使用する。具体的には、ウイルスゲノム(1種若しくは複数)が(a)転写を制御するプロモーターと作動的関連の治療的産物をコードする第一の転写ユニットであって、前記ユニットは最低1個のアブレーション認識部位を含有し(トランスジーンユニット);および(b)薬理学的作用剤に応答して転写を誘導するプロモーターと作動的関連のアブレーション認識部位に特異的なアブレーターをコードする第二の転写ユニット(アブレーションユニット)を含有するよう操作されている、1種若しくはそれ以上の複製欠損ウイルスを使用する。
一態様において、複製欠損ウイルスのウイルスゲノム(1種若しくは複数)が二量体化可能なドメインユニット(5.1.3節に記述される)を含有するようさらに操作されているようなPITA系が設計される。一態様において、二量体化可能なTFドメインユニットを送達することにより、標的細胞は、それぞれ二量体化剤結合ドメインに融合されている、2種の融合タンパク質、すなわちアブレーターを制御する誘導可能なプロモーターを結合する転写因子のDNA結合ドメイン(DBD)を含有する一方およびアブレーターを制御する誘導可能なプロモーターを活性化する転写因子の転写活性化ドメイン(AD)を含有する他方、を共発現するよう改変される(5.1.3節に記述される)。双方の融合タンパク質中に存在する二量体化剤結合ドメインと同時に相互作用し得る薬理学的作用剤すなわち「二量体化剤」(5.1.4節に記述される)の添加が、調節されるプロモーターへのAD融合タンパク質の補充をもたらし、該アブレーターの転写を開始する。例えば、そのそれぞれが引用することによりそっくりそのまま本明細書に組み込まれる米国特許第5,834,266号明細書および米国特許第7,109,317号明細書に記述されるAriad ARGENT(R)系を参照されたい。リガンドおよび適切なミニマルプロモーターの非存在下で相互に対する親和性を有しない二量体化剤結合ドメインを使用することにより、転写が該二量体化剤の添加に絶対的に依存性にされる。
この目的のため、複製欠損ウイルスのウイルスゲノム(1種若しくは複数)を、それぞれ第二の転写ユニット中のアブレーターの誘導可能なプロモーターを調節する転写因子の二量体化可能なドメインをコードする第三および第四の転写ユニット(二量体化可能なTFドメインユニット)を含有するようさらに操作し得、ここで(c)第三の転写ユニットは構成的プロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子のDNA結合ドメインをコードし;および(d)第四の転写ユニットはプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子の活性化ドメインをコードする。一態様において、二量体化可能なTFドメインの各成分は構成的プロモーター下で発現される。別の態様において、二量体化可能なTFドメインユニットの最低1成分が誘導可能なプロモーター下で発現される。
PITA系の一態様を図24に具体的に説明し、これは、構成的プロモーターと作動的関連の各転写因子ドメイン融合配列を伴う、構成的プロモーターと作動的関連にある治療的抗体をコードするトランスジーンユニット、転写因子で誘導可能なプロモーターと作動的関連にあるエンドヌクレアーゼをコードするアブレーションユニット、および二量体化可能なTFドメインユニットを示す。ラパマイシン若しくはラパログの投与前に、治療的抗体および2種の転写因子ドメイン融合タンパク質のベースライン発現が存在する。ラパマイシン投与に際して、二量体化された転写因子がエンドヌクレアーゼの発現を誘導し、これがトランスジーンユニット中のエンドヌクレアーゼ認識ドメインを切断してそれによりトランスジーン発現をアブレートする。
一態様において、PITA系で使用される複製欠損ウイルスはアデノ随伴ウイルス(「AAV」)である(5.1.5節に記述される)。AAV1、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9若しくはAAV10はヒト被験体での使用にとりわけ魅力的である。パッケージングのためのAAVゲノムの大きさの制約により、該転写ユニットは2種若しくはそれ以上のAAVストックに操作かつパッケージングし得る。例えば、第一の転写ユニットを1種のAAVストックにパッケージングし得、ならびに第二、第三および第四の転写ユニットを第二のAAVストックにパッケージングし得る。あるいは、第二の転写ユニットを1種のAAVストックにパッケージングし得、ならびに第一、第三および第四の転写ユニットを第二のAAVストックにパッケージングし得る。
5.1.1.トランスジーンユニット
該PITA系において、ウイルスゲノム(1種若しくは複数)がトランスジーンユニットを含有するよう操作されている1種若しくはそれ以上の複製欠損ウイルスを使用する。本明細書で使用されるところの「トランスジーンユニット」という用語は、(1)トランスジーンをコードするDNA配列;(2)トランスジーン若しくはその発現調節領域(例えばプロモーターの上流若しくは下流および/またはポリAシグナルの上流)を包含する、それ内若しくはそれに隣接するトランスジーン発現を混乱させる場所に含有される最低1個のアブレーション認識部位(ARS);ならびに(3)トランスジーンの発現を調節するプロモーター配列、を含んでなるDNAを指す。トランスジーンをコードするDNAは、ゲノムDNA、cDNA、または、例えばトランスジーンの発現を高めうる1個若しくはそれ以上のイントロンを包含するcDNAであり得る。トランスジーンの除去のため設計される系において、使用されるARSは、トランスジーンをアブレートする若しくは切り出すアブレーター(5.1.2節に記述される)により認識されるもの、例えば、限定されるものでないが組換え酵素(例えばCre/loxP系、FLP/FRT系)、メガヌクレアーゼ(例えばI−Scel系)、人工制限酵素系,若しくはZnフィンガーヌクレアーゼのような別の人工制限酵素系、またはヒトゲノム中にまれに存在する制限部位に特異的な制限酵素、などを挙げることができるエンドヌクレアーゼ認識配列である。トランスジーンの発現を抑制するため、ARSはアブレーション認識RNA配列(ARRS
)すなわちトランスジーンの転写産物若しくはそのmRNAの翻訳をアブレートするアブレーターにより認識されるRNA配列例えばリボザイム認識配列、RNAi認識配列若しくはアンチセンス認識配列をコードし得る。
本発明のトランスジーンユニット中で操作され得るトランスジーンの例は、限定されるものでないが、HIV感染性を中和する抗体若しくは抗体フラグメント、VEGF抗体、TNF−α抗体(例えばインフリキシマブ、アダリムマブ)、EGF−R抗体、バシリキシマブ、セツキシマブ、インフリキシマブ、リツキシマブ、アレムツズマブ−CLL、ダクリズマブ、エファリズマブ、オマリズマブ、パビリズマブ、トラスツズマブ、ゲムツズマブ、アダリムマブのような治療的抗体、または前述の治療的抗体のいずれかの抗体フラグメント;可溶性血管内皮細胞増殖因子受容体−1(sFIt−1)、可溶性TNF−a受容体(例えばエタネルセプト)、第VIII因子、第IX因子、インスリン、インスリン様増殖因子(1GF)、肝細胞増殖因子(TGF)、ヘムオキシゲナーゼ−1(RO−1)、神経成長因子(NGF)、β−IFN、IL−6、抗EGFR抗体、インターフェロン(IFN)、IFN β−1 a、抗CD20抗体、グルカゴン様ペプチド−l(GLP−l)、抗細胞接着分子、a4−インテグリン抗体、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、芳香族L−アミノ酸脱炭酸酵素(ADCC)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、毛様体神経栄養因子(CNTF)、ガラニン、ニューロペプチドY(NPY)、TNFアンタゴニスト、IL−8ファミリーからのケモカイン、BCl2、IL−10、治療的siRNA、治療的u6タンパク質、エンドスタチン、プラスミノーゲン若しくはそのフラグメント、TIMP3、VEGF−A、RIFI α、PEDF、またはIL−1受容体アンタゴニストをコードするトランスジーンを挙げることができる。
トランスジーンは、構成的プロモーター、誘導可能なプロモーター、組織特異的プロモーター、若しくは生理学的合図により調節されるプロモーターの制御下にあり得る。
治療的産物の発現を制御するのに適する構成的プロモーターの例は、限定されるものでないが、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40の初期および後期プロモーター、U6プロモーター、メタロチオネインプロモーター、EF1aプロモーター、ユビキチンプロモーター、ヒポキサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)プロモーター、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)プロモーター(Scharfmannら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:4626−4630(1991)、アデノシン脱アミノ酵素プロモーター、ホスホグリセロールキナーゼ(PGK)プロモーター、ピルビン酸キナーゼプロモーター ホスホグリセロールムターゼプロモーター、β−アクチンプロモーター(Laiら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:10006−10010(1989》、モロニー白血病ウイルスおよび他のレトロウイルスの末端反復配列(LTR)、単純疱疹ウイルスのチミジンキナーゼプロモーター、ならびに当業者に既知の他の構成的プロモーターを挙げることができる。
治療的産物の発現を制御するのに適する誘導可能なプロモーターは、外因性剤(例えば薬理学的作用剤)若しくは生理学的合図に応答性のプロモーターを包含する。これらの応答配列は、限定されるものでないが、HIF−Iαおよびβを結合する低酸素応答配列(HRE)、テトラサイクリン応答配列(GossenとBujard(1992、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:5547−551)により記述されるような;エクダイソンで誘導可能な応答配列(No Dら、1996、Proc.Natl.Acad.Sci.USA.93:3346−3351)Mayoら(1982、Cell 29:99−108);Brinsterら(1982、Nature 296:39−42)およびSearleら(1985、Mol.Cell.Biol.5:1480−1489)により記述されるような金属イオン応答配列;Nouerら(Hea
t Shock Response、Nouer,L.編、CRC、フロリダ州ボーカラートン、ppI67−220、1991中)により記述されるような熱ショック応答配列;若しくはLeeら(1981、Nature 294:228−232);Hynesら、(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:2038−2042、1981);Klockら(Nature 329:734−736、1987);およびIsraelとKaufman(1989、Nucl.Acids Res.17:2589−2604)により記述されるようなホルモン応答配列、ならびに当該技術分野で既知の他の誘導可能なプロモーターを挙げることができる。好ましくは、応答配列はエクダイソンで誘導可能な応答配列であり、より好ましくは該応答配列はテトラサイクリン応答配列である。
本発明での使用に適する組織特異的プロモーターの例は、限定されるものでないが表1に列挙されるものおよび当該技術分野で既知の他の組織特異的プロモーターを挙げることができる。
例えば、そして制限としてでなく、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、ヒト被験体における急速進行型黄斑変性を処置するためのVEGFアンタゴニスト;ヒト被験体における血友病Aを処置するための第VIII因子;ヒト被験体における血友病Bを処置するための第IX因子;ヒト被験体におけるうっ血性心不全を処置するためのインスリン様増殖因子(IGF)若しくは肝細胞増殖因子(HGF);ヒト被験体における中枢神経系障害を処置するための神経成長因子(NGF);またはヒト被験体におけるHIV感染症を処置するためのHIVに対する中和抗体を送達するのに使用し得る。
なお他の有用な治療的産物は、インスリン、グルカゴン、成長ホルモン(GH)、副甲状腺ホルモン(PTH)、成長ホルモン放出因子(GRF)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、黄体化ホルモン(LH)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、アンジオポエチン、アンジオスタチン、顆粒球コロニー刺激因子(GCSF)、エリスロポエチン(EPO)、結合組織増殖因子(CTGF)、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、酸性線維芽細胞増殖因子(aFGF)、上皮成長因子(EGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、インスリン増殖因子IおよびII(IGF−IおよびIGF−II)、TGFα、アクチビン、インヒビンを包含するトランスフォーミ
ング増殖因子αスーパーファミリーのいずれか1種、若しくは骨形成タンパク質(BMP)BMP1−15のいずれか、成長因子のヘレグルイン(heregluin)/ニューレグリン/ARIA/neu分化因子(NDF)ファミリーのいずれか1種、神経成長因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィンNT−3およびNT−4/5、毛様体神経栄養因子(CNTF)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アグリン、セマフォリン/コラプシンのファミリーのいずれか1種、ネトリン−1およびネトリン−2、肝細胞増殖因子(HGF)、エフリン、ノギン、ソニックヘッジホッグならびにチロシンヒドロキシラーゼを制限なしに包含するホルモンならびに増殖および分化因子を包含する。
他の有用なトランスジーン産物は、トロンボポエチン(TPO)、インターロイキン(IL)IL−1からIL−25(例えばIL−2、IL−4、IL−12およびIL−18を包含する)のようなサイトカインおよびリンホカイン、単球化学誘引物質タンパク質、白血病阻害因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、Fasリガンド、腫瘍壊死因子αおよびβ、インターフェロンα、βおよびγ、幹細胞因子、flk−2/flt3リガンドを制限なしに包含する免疫系を調節するタンパク質を包含する。免疫系により産生される遺伝子産物もまた本発明で有用である。これらは、免疫グロブリンIgG、IgM、IgA、IgDおよびIgE、キメラ免疫グロブリン、ヒト化抗体、一本鎖抗体、T細胞受容体、キメラT細胞受容体、一本鎖T細胞受容体、クラスIおよびクラスII MHC分子、ならびに操作された免疫グロブリンおよびMHC分子を制限なしに包含する。有用な遺伝子産物は、補体調節タンパク質のような補体調節タンパク質、膜補助因子タンパク質(MCP)、崩壊促進因子(DAF)、CR1、CF2およびCD59もまた包含する。
なお他の有用な遺伝子産物は、ホルモン、成長因子、サイトカイン、リンホカイン、調節タンパク質および免疫系タンパク質の受容体のいずれか1種を包含する。本発明は、低密度リポタンパク質(LDL)受容体、高密度リポタンパク質(HDL)受容体、超低密度リポタンパク質(VLDL)受容体およびスカベンジャー受容体を包含するコレステロール調節および/若しくは脂質調節のための受容体を包含する。本発明は、グルココルチコイド受容体およびエストロゲン受容体、ビタミンD受容体ならびに他の核受容体を包含するステロイドホルモン受容体スーパーファミリーのメンバーのような遺伝子産物もまた包含する。加えて、有用な遺伝子産物は、jun、fos、max、mad、血清応答因子(SRF)、AP−1、AP2、myb、MyoDおよびミオゲニン、ETSボックス含有タンパク質、TFE3、E2F、ATF1、ATF2、ATF3、ATF4、ZF5、NFAT、CREB、HNF−4、C/EBP、SP1、CCAATボックス結合タンパク質、インターフェロン調節因子(IRF−1)、ウィルムス腫瘍タンパク質、ETS結合タンパク質、STAT、GATAボックス結合タンパク質例えばGATA−3、ならびにウィングドへリックスタンパク質のフォークヘッドファミリーのような転写因子を包含する。
他の有用な遺伝子産物は、カルバモイル合成酵素I、オルニチントランスカルバミラーゼ、アルギノコハク酸合成酵素、アルギノコハク酸リアーゼ、アルギナーゼ、フマリルアセト酢酸ヒドロラーゼ、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、α−1アンチトリプシン、グルコース−6−ホスファターゼ、ポルフォビリノーゲンデアミナーゼ、シスタチオンβ合成酵素、分枝状鎖ケト酸脱炭酸酵素、アルブミン、イソバレリル−coA脱水素酵素、プロピオニルCoAカルボキシラーゼ、メチルマロニルCoAムターゼ、グルタリルCoA脱水素酵素、インスリン、β−グルコシダーゼ、ピルビン酸カルボキシラーゼ、肝ホスホリラーゼ、ホスホリラーゼキナーゼ、グリシン脱炭酸酵素、H−プロテイン、T−プロテイン、嚢胞性線維症膜貫通制御因子(CFTR)配列、およびジストロフィン遺伝子産物[例えばミニ若しくはマイクロジストロフィン]を包含する。なお他の有用な遺伝子産
物は、酵素の不十分な活性から生じる多様な状態で有用である酵素補充療法で有用でありうるような酵素を包含する。例えば、マンノース−6−リン酸を含有する酵素をリソソーム蓄積症の治療で利用しうる(例えば適する遺伝子はβ−グルクロニダーゼ(GUSB)をコードするものを包含する)。
5.1.2.アブレーションユニット
該PITA系で使用される1種若しくはそれ以上の複製欠損ウイルスのウイルスゲノム(1種若しくは複数)は、ここで定義されるところのアブレーションユニットすなわちアブレーターのコーディング配列をさらに含有するよう操作されている。
トランスジーン発現の永続的停止のため、アブレーターは、限定されるものでないが、トランスジーンユニットのARSに結合しかつトランスジーンをアブレートする若しくは切り出す、組換え酵素、メガヌクレアーゼ、Znフィンガーエンドヌクレアーゼ、若しくはヒトゲノム中にまれに存在する制限部位をもついずれかの制限酵素を挙げることができるエンドヌクレアーゼであり得る。こうしたアブレーターの例は、限定されるものでないがCre/loxP系(Grothら、2000、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 97、5995−6000);FLP/FRT系(Sorrellら、2005、Biotechnol.Adv.23、431−469);特異的非対称18bp配列(T AGGGAT AACAGGGT AAT(配列番号25))を認識するI−SceIのようなメガヌクレアーゼ、哺乳動物ゲノム中のまれな配列、そして二本鎖中断を創製する(Jasin,M.、1996、Trends Genet.、12、224−228);ならびに人工制限酵素(例えば、哺乳動物ゲノムに独特のARS配列を標的とするよう操作し得るDNA切断ドメインにZnフィンガーDNA結合ドメインを融合することにより生成されるZnフィンガーヌクレアーゼ(Millerら、2008、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、105:5809−5814))を挙げることができる。一態様において、アブレーターはホモ二量体若しくはヘテロ二量体融合タンパク質に基づくことができるキメラ酵素である。
トランスジーンの一時的停止が望ましい場合、トランスジーンユニットのRNA転写物のARRSに結合しかつ該転写物をアブレートするすなわちその翻訳を阻害するアブレーターを選ぶべきである。こうしたアブレーターの例は、限定されるものでないが、ARRSを認識する干渉RNA(RNAi)、リボスイッチ(riboswitch)(Bayerら、2005、Nat Biotechnol.23(3):337−43)のようなリボザイム若しくはアンチセンスオリゴヌクレオチドを挙げることができる。ARRSを認識するRNAi、リボザイム、およびアンチセンスオリゴヌクレオチドは当業者に既知のいずれかの方法を使用して設計かつ構築し得る。この系は、治療的トランスジーンが癌を処置するため若しくは宿主免疫応答を媒介するために投与される場合にとりわけ望ましい。
一態様において、アブレーターの発現は、アブレーター遺伝子の転写に対する緊密な制御を提供する誘導可能なプロモーター、例えば薬理学的作用剤、または薬理学的作用剤若しくは代替の態様においては生理学的合図により活性化される転写因子により制御されなければならない。非漏出性でありかつ緊密に制御し得るプロモーター系が好ましい。アブレーターの発現を制御するのに適する誘導可能なプロモーターは、例えば、限定されるものでないがテトラサイクリン(tet)応答配列(GossenとBujard(1992、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:5547−551)により記述されるような;エクダイソンで誘導可能な応答配列(No Dら、1996、Proc.Natl.Acad.Sci.USA.93:3346−3351)Mayoら(1982、Cell.29:99−108);Brinsterら(1982、Nature 296:39−42)およびSearleら(1985、Mol.Cell.Bio
l.5:1480−1489)により記述されるような金属イオン応答配列;Nouerら(Heat Shock Response、Nouer,L.編、CRC、フロリダ州ボーカラートン中、ppl67−220、1991)により記述されるような熱ショック応答配列;若しくはLeeら(1981、Nature 294:228−232);Hynesら(1981、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:2038−2042);Klockら(1987、Nature 329:734−736);およびIsraelとKaufman(1989、Nucl.Acids Res.17:2589−2604)により記述されるようなホルモン応答配列、ならびに当該技術分野で既知の他の誘導可能なプロモーターを挙げることができる応答配列である。こうしたプロモーターを使用して、アブレーターの発現は、例えばいくつかを挙げればTet−on/off系(Gossenら、1995、Science 268:1766−9;Gossenら、1992、Proc.Nati.Acad.Sci.USA.、89(12):5547−51);TetR−KRAB系(Urrutia R.、2003、Genome Bioi.、4(10):231;Deuschle Uら、1995、Mol Cell Biol.(4):1907−14);ミフェプリストン(RU486)で調節可能な系(Geneswitch;Wang Yら、1994、Proc.Natl.Acad.Sci.USA.、91(17):8180−4;Schillingerら、2005、Proc.Natl.Acad.Sci.U S A.102(39):13789−94);ヒト化タモキシフェン−dep調節可能な系(Roscilliら、2002、Mol.Ther.6(5):653−63);ならびにエクダイソン−dep調節可能な系(Rheoswitch;Karnsら、2001、BMC Biotechnol.1:11;Palliら、2003、Eur J Biochem.270(6):1308−15)により制御し得る。
キメラ酵素は構成的若しくは誘導可能なプロモーターにより制御しうる。一態様において、該系はキメラエンドヌクレアーゼを利用し、ここでヌクレアーゼは最低2ドメインすなわち触媒ドメインおよび配列特異的DNA結合ドメインを有し、そのそれぞれが個別に制御されるプロモーター下で発現されかつそれらは作動的に連結されている。該2ドメインが同時に発現される場合、該2ドメインの産物はキメラエンドヌクレアーゼを形成する。典型的に、DNA結合ドメインに連結されているドメインのそれぞれを含有する別個の転写ユニットが提供される。こうしたDNA結合ドメインは、例えばZnフィンガーモチーフ、ホメオドメインモチーフ、HMGボックスドメイン、STATタンパク質、B3、へリックス−ループ−へリックス、ウィングドへリックス−ターン−へリックス、ロイシンジッパー、へリックス−ターン−へリックス、ウィングドへリックス、POUドメイン、リプレッサーのDNA結合ドメイン、癌遺伝子のDNA結合ドメイン、および6を超える塩基対を認識する天然に存在する配列特異的DNA結合タンパク質を包含する。[1995年7月25日に交付された米国特許第5,436,150号明細書]。
一態様において、アブレーターの発現は、5.1.3節に記述される二量体化可能な転写因子ドメインにより調節される誘導可能なプロモーターの制御下にある。こうした誘導可能なプロモーターの一例は、限定されるものでないがGAL4転写因子に応答性であるGAL4結合部位ミニマルプロモーターを挙げることができる。GAL4のDNA結合ドメイン若しくはトランス活性化ドメインはエクダイソン受容体(EcR)のようなステロイド受容体にもまた融合し得る。本明細書に記述されるようななお他の適する誘導可能なプロモーターを選択しうる。
5.1.3.二量体化可能な転写因子ドメインユニット
一態様において、複製欠損ウイルスのウイルスゲノム(1種若しくは複数)が、ヘテロ二量体融合タンパク質である二量体化可能なユニットを含有するようにさらに操作されているようなPITA系が設計される。これらのユニットは本明細書で定義されるところの
二量体化可能なTFユニット若しくは別の二量体化可能な融合タンパク質ユニット(例えばキメラ酵素の一部)でありうる。こうした一例において、二量体化剤結合ドメインに結合しかつDNA結合ドメイン融合タンパク質および活性化ドメイン融合タンパク質を二量体化(可逆的に架橋)して二機能性転写因子を形成する二量体化剤を使用する(5.1.4節を参照されたい)。例えば、米国特許公開第2002/0173474号明細書、米国特許公開第200910100535号明細書、米国特許第5,834,266号明細書、米国特許第7,109,317号明細書、米国特許第7,485,441号明細書、米国特許第5,830,462号明細書、米国特許第5,869,337号明細書、米国特許第5,871,753号明細書、米国特許第6,011,018号明細書、米国特許第6,043,082号明細書、米国特許第6,046,047号明細書、米国特許第6,063,625号明細書、米国特許第6,140,120号明細書、米国特許第6,165,787号明細書、米国特許第6,972,193号明細書、米国特許第6,326,166号明細書、米国特許第7,008,780号明細書、米国特許第6,133,456号明細書、米国特許第6,150,527号明細書、米国特許第6,506,379号明細書、米国特許第6,258,823号明細書、米国特許第6,693,189号明細書、米国特許第6,127,521号明細書、米国特許第6,150,137号明細書、米国特許第6,464,974号明細書、米国特許第6,509,152号明細書、米国特許第6,015,709号明細書、米国特許第6,117,680号明細書、米国特許第6,479,653号明細書、米国特許第6,187,757号明細書、米国特許第6,649,595号明細書、米国特許第6,984,635号明細書、米国特許第7,067,526号明細書、米国特許第7,196,192号明細書、米国特許第6,476,200号明細書、米国特許第6,492,106号明細書、第WO 94/18347号明細書、第WO 96/20951号明細書、第WO 96/06097号明細書、第WO 97/31898号明細書、第WO 96/41865号明細書、第WO 98/02441号明細書、第WO 95/33052号明細書、第WO 99110508号明細書、第WO 99110510号明細書、第WO 99/36553号明細書、第WO 99/41258号明細書、第WO 01114387号明細書に記述されるAriad ARGENTTM系、ARGENTTMに調節される転写レトロウイルスキット、バージョン2.0(9109102)、およびARGENTTMに調節される転写プラスミドキット、バージョン2.0(9109/02)(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。
一態様において、二量体化可能なユニットを送達することにより、標的細胞を、使用される薬理学的作用剤により二量体化される2種の融合タンパク質、すなわち、それぞれ二量体化剤結合ドメインに融合されている、アブレーターを制御する誘導可能なプロモーターを結合する転写因子のDNA結合ドメイン(DBD)を含有する一方およびアブレーターを制御する誘導可能なプロモーターを活性化する転写因子の転写活性化ドメイン(AD)を含有する他方を共発現するように改変する。該2種の融合タンパク質の発現は構成的、若しくは付加される安全の特徴として誘導可能でありうる。誘導可能なプロモーターを融合タンパク質の一方の発現に選択する場合、該プロモーターは調節可能でありうるが、しかしウイルス組成物中のいかなる他の誘導可能若しくは調節可能なプロモーターと異なりうる。薬理学的作用剤すなわち双方の融合タンパク質中に存在する二量体化剤結合ドメインと同時に相互作用し得る「二量体化剤」(5.1.4節に記述される)の添加は、調節されるプロモーターへのAD融合タンパク質の補充をもたらしてアブレーターの転写を開始する。リガンドおよび適切なミニマルプロモーターの非存在下で相互に対する親和性を有しない二量体化剤結合ドメインを使用することにより、転写は二量体化剤の添加に完全に依存性にされる。適しては、本発明の複製欠損ウイルス組成物は1種以上の二量体化可能なドメインを含有しうる。組成物中の多様な複製欠損ウイルスは、異なる転写ユニット(例えばin situで二量体化可能なユニットを形成するための融合タンパク質)および/若しくは付加的なアブレーターを提供する異なるストックのものでありうる。
1種若しくはそれ以上の転写因子ドメインを含有する融合タンパク質は、第WO 94/18317号明細書、第PCT/US94/08008号明細書、Spencerら、上記およびBlauら(PNAS 1997 94:3076)(そっくりそのまま本明細書に引用することにより組み込まれる)に開示される。リガンド媒介性遺伝子ノックアウトおよび遺伝子発現のリガンド媒介性の遮断若しくは遺伝子産物機能の阻害のためのこうした融合タンパク質の設計および使用は第PCT/US95/10591号明細書に開示される。新規DNA結合ドメイン、および標的遺伝子の調節される転写を必要とする態様で有用であるそれらが結合するDNA配列は、例えばPomeranzら、1995、Science 267:93に開示されている。それらの参考文献は、類似の融合タンパク質をコードするDNA構築物、標的遺伝子構築物の設計、構築および使用、ならびに主題の発明の実務者にもまた有用でありうる他の局面に関する実質的情報、手引きおよび実施例を提供する。
好ましくは、DNA結合ドメインおよびそれを含有する融合タンパク質は、選択されたDNA配列への結合が他の、しばしば多数の他のDNA配列の存在にもかかわらず検出され得る(in vitroで測定されるところの直接若しくは間接的に)ように十分な選択性を伴いその認識されるDNA配列に結合する。好ましくは、選択されたDNA配列へのDNA結合ドメインを含んでなる融合タンパク質の結合は、いずれかの代替DNA配列と比較して、in vitroの結合研究により、若しくは選択されたDNAと関連する遺伝子の転写の相対的速度若しくはレベルを測定することにより測定されるとおり、いずれか一つの代替DNA配列への結合より最低2、より好ましくは3およびなおより好ましくは4桁以上大きい。本発明の二量体化可能な転写因子(TF)ドメインユニットは当該技術分野で既知のいずれの転写因子のDNA結合ドメインおよび活性化ドメインもコードし得る。こうした転写因子の例は、限定されるものでないがGAL4、ZFHD1、VPI6およびNF−KB(p65)を挙げることができる。
本発明の二量体化可能なユニットによりコードされる二量体化可能な結合ドメインは、米国特許公開第2002/0173474号明細書、米国特許公開第200910100535号明細書、米国特許第5,834,266号明細書、米国特許第7,109,317号明細書、米国特許第7,485,441号明細書、米国特許第5,830,462号明細書、米国特許第5,869,337号明細書、米国特許第5,871,753号明細書、米国特許第6,011,018号明細書、米国特許第6,043,082号明細書、米国特許第6,046,047号明細書、米国特許第6,063,625号明細書、米国特許第6,140,120号明細書、米国特許第6,165,787号明細書、米国特許第6,972,193号明細書、米国特許第6,326,166号明細書、米国特許第7,008,780号明細書、米国特許第6,133,456号明細書、米国特許第6,150,527号明細書、米国特許第6,506,379号明細書、米国特許第6,258,823号明細書、米国特許第6,693,189号明細書、米国特許第6,127,521号明細書、米国特許第6,150,137号明細書、米国特許第6,464,974号明細書、米国特許第6,509,152号明細書、米国特許第6,015,709号明細書、米国特許第6,117,680号明細書、米国特許第6,479,653号明細書、米国特許第6,187,757号明細書、米国特許第6,649,595号明細書、米国特許第6,984,635号明細書、米国特許第7,067,526号明細書、米国特許第7,196,192号明細書、米国特許第6,476,200号明細書、米国特許第6,492,106号明細書、第WO 94118347号明細書、第WO 96/20951号明細書、第WO 96/06097号明細書、第WO 97/31898号明細書、第WO 96/41865号明細書、第WO 98/02441号明細書、第WO 95/33052号明細書、第WO 99/10508号明細書、第WO 99110510号明細書、第WO 99/36553号明細書、第WO 99/41258号明細書
、第WO 01114387号明細書、ARGENTTMに調節される転写レトロウイルスキット、バージョン2.0(9/09/02)およびARGENTTMに調節される転写プラスミドキット、バージョン2.0(9/09/02)(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に記述されるいずれかの二量体化剤結合ドメインであり得る。
PITA系で使用し得る二量体化剤結合ドメインはイムノフィリンFKBP(FK506結合タンパク質)である。FKBPは免疫抑制薬FK506およびラパマイシンの細胞内受容体として作用する豊富な12kDaの細胞質タンパク質である。調節される転写は、複数コピーのFKBPを転写因子のDNA結合ドメインおよび転写因子の活性化ドメインに融合すること、次いでFK1012(FK506のホモ二量体;Ho,S.N.ら、1996、Nature、382(6594):822−6);若しくはAP1510(Amara,J.F.ら、1997、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、94(20):10618−23)のようなより単純な合成アナログの添加により達成し得る。これらの系の効力は、内因性FKBPとの相互作用を最小限にする設計された「隆起(bump)」をもつAP1889のような合成二量体化剤を使用することにより改良し得る(Pollockら、1999、Methods Enzymol、1999.306:p.263−81)。改良されたアプローチはヘテロ二量体化に基づき、FK506およびラパマイシンがFKBPを第二の標的タンパク質と一緒にすることにより自然に機能するという発見を活用した。これは、天然の産物それら自身若しくはそれらのアナログが遺伝子発現を制御するための二量体化剤として直接使用されることを可能にする。
カルシニューリンホスファターゼに複合体形成されたFKBP−FK506の構造(Griffithら、Cell、82:507 522、1995)が報告されている。カルシニューリンA(残基12 394)は、Gal4に融合されている3個のFKBPおよびGal4活性化ドメインにC末端で融合されているマウスカルシニューリンAの残基12ないし394を使用して、酵母中で3ハイブリッド系を使用して二量体化剤結合ドメインとして効果的であることが示された(Ho、1996 Nature.382:822 826)。FK506の添加はこれら細胞中で受容体遺伝子の転写を活性化した。より小さくより操作可能なドメインであるCABと命名された「最小」カルシニューリンドメインを、二量体化剤結合ドメインとして使用し得る。
本発明の二量体化可能な融合タンパク質ユニットによりコードされるDNA結合ドメイン融合タンパク質および活性化ドメイン融合タンパク質は、1種若しくはそれ以上の異なる二量体化剤結合ドメインの1若しくはそれ以上のコピーを含有しうる。二量体化剤結合ドメインはN末端、C末端にありうるか、若しくはDNA結合ドメインおよび活性化ドメインに関して散在されうる。複数コピーの二量体化剤結合ドメインを伴う態様は通常2、3若しくは4個のこうしたコピーを有する。融合タンパク質の多様なドメインは、場合によっては、隣接するドメインの1個に由来しうる若しくは異種でありうるペプチド領域を連結することにより分離されている。
本明細書で使用されるところの二量体化剤結合ドメインのバリアントの文脈での「バリアント」という用語は、天然の二量体化剤結合ドメインに関して欠失、挿入、置換若しくは他の修飾を含有するがしかし二量体化剤に結合するそれらの特異性を保持する二量体化剤結合ドメインを指す。二量体化剤結合ドメインのバリアントは、好ましくは、10、9、8、7、6、5、4、3、2若しくは1アミノ酸残基を超えない欠失、挿入、置換および/若しくは他の修飾を有する。特定の一態様において、二量体化剤結合ドメインのバリアントは、1ないし5アミノ酸が二量体化剤結合ドメインのカルボキシおよび/若しくはアミノ端から付加若しくは除去される(ここで付加されるアミノ酸は天然の二量体化剤結合ドメイン中に存在する隣接するアミノ酸(1個若しくは複数)である)ことを除き、上
で明記されたところの二量体化剤結合ドメインの生得の配列を有する。
ウイルスゲノム(1種若しくは複数)内にスペースを保存するため、2シストロン性転写ユニットを操作し得る。例えば、第三および第四の転写ユニットを、単独プロモーターからのメッセージにより異種遺伝子産物の共発現を可能にするIRES(配列内リボソーム進入部位)を含有する2シストロン性ユニットとして操作し得る。あるいは、単独プロモーターが、自己切断ペプチド(例えばT2A)若しくはプロテアーゼ認識部位(例えばフリン)をコードする配列により相互から分離されている2若しくは3種の異種遺伝子(例えば第三および第四の転写ユニット)を単独オープンリーディングフレーム(ORF)中に含有するRNAの発現を指図しうる。該ORFは、従って、翻訳の間(T2Aの場合に)若しくは後のいずれかで個々のタンパク質に切断される単独ポリタンパク質をコードする。しかしながら、これらIRESおよびポリタンパク質系をAAVパッケージングスペースを確保するために使用し得るとは言え、それらは同一プロモーターにより駆動され得る成分の発現にのみ使用し得ることに留意すべきである。
下の実施例で具体的に説明されるところの本発明の多様な成分は、
ITR:AAV血清型2の逆方向末端反復配列(ITR)(168bp)。一態様において、AAV2 ITRは、シュードタイピングされたAAV、すなわち該ITRが由来するAAVのそれと異なるAAVからのキャプシドを有するAAVを生成するよう選択される。
CMV:エンハンサーを包含する完全なサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター。CMV:エンハンサーを包含しないミニマルCMVプロモーター。一態様においてヒトCMVプロモーターおよび/若しくはエンハンサーが選択される。
FRB−TA:転写因子の二量体化剤結合ドメインおよび活性化ドメインの融合。FRBフラグメントは、FRAPのアミノ酸2021−2113(FKBPラパマイシン会合タンパク質、mTOR[哺乳動物のラパマイシン標的]としてもまた知られる)すなわち細胞増殖および分裂を制御するホスホイノシチド3−キナーゼホモログに対応する。FRAP配列は、ある種の免疫を抑制しないラパマイシンアナログ(ラパログ)の使用を可能にするように単一点突然変異Thr2098Leu(FRAPL)を取り込む。FRAPはラパマイシン(若しくはそのアナログ)およびFKBPに結合し、そして転写活性化因子としてのヒトNF−KB p65(190アミノ酸)の一部分に融合されている。
ZFHD−FKBP融合:DNA結合ドメインおよび1コピーの二量体化剤結合ドメイン、2コピーの薬物結合ドメイン(2×FKBP、若しくは3(3×FKBP)コピーの薬物結合ドメインの融合。イムノフィリンFKBP(FK506結合タンパク質)は免疫抑制薬FK506およびラパマイシンの細胞内受容体として作用する豊富な12kDaの細胞質タンパク質である。ZFHDはZnフィンガー対およびホメオドメインから構成されるDNA結合ドメインである。別の代替において、多様な他のコピー数の選択された薬物結合ドメインを選択しうる。こうした融合タンパク質は、5’および/若しくは3’端にヒトc−MycからのN末端核局在化配列を含有しうる。
Z8I:8コピーのZFHDの結合部位(Z8)次いでヒトインターロイキン−2(IL−2)遺伝子からのミニマルプロモーターを含有する(配列番号32)。例えば1から約20コピーまでのZFHDの結合部位次いでプロモーター例えばIL−2からのミニマルプロモーター若しくは別の選択されたプロモーターを含有するこれのバリアントを使用しうる。
Cre:Cre組換え酵素。CreはバクテリオファージP1から単離されるI型トポイソメラーゼである。Creは欠失若しくは遺伝子変換につながる2個のloxP部位の間のDNAの部位特異的組換えを媒介する(1029bp、配列番号33)。
I−SceI:大きな分類のメガヌクレアーゼであるイントロンエンドヌクレアーゼ若しくはホーミングエンドヌクレアーゼの1メンバー(708bp、配列番号34)。それらは細菌および植物中で見出されるイントロンのような移動性遺伝要素によりコードされ
る。I−SceIはイントロンホーミング過程に関与する酵母エンドヌクレアーゼである。I−SceIは哺乳動物ゲノム中のまれな配列である特異的非対称18bp配列を認識し、そして二本鎖の中断を創製する。Jasin,M.(1996)Trends Genet.、12、224−228を参照されたい。
hGHポリA:ヒトGHからの最小ポリアデニル酸化シグナル(配列番号35)。
IRES:ECMV(脳心筋炎ウイルス)からの配列内リボソーム進入部位配列(配列番号36)
を包含しうる。
5.1.4.二量体化剤および薬理学的作用剤
本明細書で使用されるところの「二量体化剤」という用語はTFドメイン融合タンパク質(5.1.3節に記述される)の二量体化剤結合ドメインに結合し得かつ融合タンパク質の二量体化を誘導し得る化合物である。in vitroでアッセイされるところの転写因子のドメインを二量体化するいかなる薬理学的作用剤も使用し得る。好ましくは、ラパマイシンおよび「ラパログ」と称されるそのアナログを使用し得る。以下すなわち米国特許公開第2002/0173474号明細書、米国特許公開第2009/0100535号明細書、米国特許第5,834,266号明細書、米国特許第7,109,317号明細書、米国特許第7,485,441号明細書、米国特許第5,830,462号明細書、米国特許第5,869,337号明細書、米国特許第5,871,753号明細書、米国特許第6,011,018号明細書、米国特許第6,043,082号明細書、米国特許第6,046,047号明細書、米国特許第6,063,625号明細書、米国特許第6,140,120号明細書、米国特許第6,165,787号明細書、米国特許第6,972,193号明細書、米国特許第6,326,166号明細書、米国特許第7,008,780号明細書、米国特許第6,133,456号明細書、米国特許第6,150,527号明細書、米国特許第6,506,379号明細書、米国特許第6,258,823号明細書、米国特許第6,693,189号明細書、米国特許第6,127,521号明細書、米国特許第6,150,137号明細書、米国特許第6,464,974号明細書、米国特許第6,509,152号明細書、米国特許第6,015,709号明細書、米国特許第6,117,680号明細書、米国特許第6,479,653号明細書、米国特許第6,187,757号明細書、米国特許第6,649,595号明細書、米国特許第6,984,635号明細書、米国特許第7,067,526号明細書、米国特許第7,196,192号明細書、米国特許第6,476,200号明細書、米国特許第6,492,106号明細書、第WO 94118347号明細書、第WO 96/20951号明細書、第WO 96/06097号明細書、第WO 97/31898号明細書、第WO 96/41865号明細書、第WO 98/02441号明細書、第WO 95/33052号明細書、第WO 99/10508号明細書、第WO 99/10510号明細書、第WO 99/36553号明細書、第WO 99/41258号明細書、第WO 01114387号明細書、ARGENTTMに調節される転写レトロウイルスキット、バージョン2.0(9109/02)およびARGENTTMに調節される転写プラスミドキット、バージョン2.0(9/09/02)(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に記述される二量体化剤のいずれも使用し得る。
本発明で使用し得る二量体化剤の例は、限定されるものでないがラパマイシン、FK506、FKI012(FK506のホモ二量体)、内因性FKBPおよび/若しくはFRAPに対する親和性を低下若しくは排除する「隆起」を付加するための天然産物の化学修飾により容易に製造されるラパマイシンアナログ(「ラパログ」)を挙げることができる。ラパログの例は、限定されるものでないが、内因性FKBPとの相互作用を最小限にする設計された「隆起」をもつAP26113(Ariad)、AP1510(Amara,J.F.ら、1997、Proc Natl Acad Sci USA、94(20
):10618−23)AP22660、AP22594、AP21370、AP22594、AP23054、AP1855、AP1856、AP1701、AP1861、AP1692およびAP1889のようなを挙げることができる。
二量体化剤結合ドメイン若しくは他の内因性構成要素に結合することが可能な他の二量体化剤は、ファージディスプレイ、およびペプチジル結合化合物を同定するための他の生物学的アプローチ;合成多様性若しくはコンビナトリアルアプローチ(例えばGordonら、1994、J Med Chem 37(9):1233−1251および37(10):1385−1401を参照されたい);ならびにDeWittら、1993、PNAS USA 90:6909−6913)、ならびに慣習的スクリーニング若しくは合成プログラムを包含する多様なアプローチを使用して容易に同定し得る。目的の二量体化剤結合ドメインに結合することが可能な二量体化剤は、多様な親和性精製方法により、またはピン、ビーズ、チップなど)のような固体支持体に固定されている化合物へのタンパク質の結合を伴うアッセイを包含する直接若しくは競合結合アッセイにより同定しうる。Gordonら、上記を参照されたい。
一般的に言って、二量体化剤はいずれかの順序で若しくは同時に、好ましくは約10-6より下、より好ましくは約10-7より下、なおより好ましくは約10-8より下、およびいくつかの態様において約10-9Mより下のKd値で2種(若しくはそれ以上)のタンパク質分子に結合することが可能である。二量体化剤は好ましくはタンパク質以外でありかつ約5kDa未満の分子量を有する。そのようにオリゴマー化されるタンパク質は同一若しくは異なってよい。
多様な二量体化剤は疎水性であるか、若しくは親油基での適切な修飾によりそのようにし得る。とりわけ、連結部分を含有する二量体化剤は、リンカー部分に約12から24個までの炭素原子の1個若しくはそれ以上の脂肪族側鎖を包含することにより親油性を高めるよう修飾し得る。
5.1.5.複製欠損ウイルス組成物の生成
遺伝子移入(例えば遺伝子治療)に適するいかなるウイルスも、限定されるものでないがアデノ随伴ウイルス(「AAV」);アデノウイルス;アルファウウイルス;ヘルペスウイルス;レトロウイルス(例えばレンチウイルス);ワクシニアウイルス;などを挙げることができる複製欠損ウイルスの1種若しくはそれ以上のストックに転写ユニットをパッケージングするのに使用しうる。複製欠損ウイルスに外来遺伝子をパッケージングするための当該技術分野で公知の方法を使用して、治療的トランスジーンユニット、アブレーションユニット、および場合によっては(しかし好ましくは)二量体化可能な転写因子ドメインユニットを含有する複製欠損ウイルスを製造し得る。例えば、GrayとSamulski、2008、“Optimizing gene delivery vectors for the treatment of heart disease”、Expert Opin.Biol.Ther.8:911−922;MurphyとHigh、2008、“Gene therapy for haemophilia”、Br.J.Haematology 140:479−487;Hu、2008、“Baculoviral vectors for gene delivery:A review”、Current Gene Therapy 8:54−65;Gomezら、2008、“The poxvirus vectors MV A and NYV AC as gene delivery systems for vaccination against infectious diseases and cancer”、Current Gene Therapy 8:97−120を参照されたい。
好ましい態様において、治療的使用のための複製欠損ウイルス組成物はAAVを使用して生成される。遺伝子治療に適するAAVの生成および単離方法は当該技術分野で既知である。全般として、例えば、GriegerとSamulski、2005、“Adeno−associated virus as a gene therapy vector:Vector development,production and clinical applications”、Adv.Biochem.Engin/Biotechnol.99:119−145;Buningら、2008、“Recent developments in adeno−associated virus
vector technology”、J.Gene Med.10:717−733;ならびに下に引用される参考文献(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。
アデノ随伴ウイルス(デペンドウイルス属、パルボウイルス科)はヒトおよび他の霊長類を感染させる小型(およそ20〜26nm)の無エンベロープ一本鎖(ss)DNAウイルスである。アデノ随伴ウイルスは現在、疾患を引き起こすことが知られていない。アデノ随伴ウイルスは分裂細胞および非分裂細胞双方を感染させることができる。機能的ヘルパーウイルス(例えばアデノウイルス若しくはヘルペスウイルス)の非存在下でAAVは複製欠損である。アデノ随伴ウイルスは宿主細胞核中でエピソームコンカテマーを形成する。非分裂細胞において、これらコンカテマーは宿主細胞の一生の間無傷のまま留まる。分裂細胞中では、AAVのDNAは、該エピソームDNAが宿主細胞DNAと一緒に複製されないため細胞分裂により喪失される。しかしながらAAVのDNAはまた宿主ゲノム中に低レベルで組み込みうる。
AAVゲノムは約4.7キロ塩基長であるプラス若しくはマイナスいずれかのセンスのssDNAから構築される。それが天然に存在するところのAAVのゲノムは、DNA鎖の双方の端に逆方向末端反復配列(ITR)および2個のオープンリーディングフレーム(ORF)すなわちrepおよびcapを含んでなる。前者はAAVの生活環に必要とされるRepタンパク質をコードする4個のオーバーラップ遺伝子から構成され、また、後者は、相互作用して正二十面体の対称のキャプシドを形成するキャプシドタンパク質(Cap)すなわちVP1、VP2およびVP3をコードするオーバーラップ配列を含有する。
該ITRはそれぞれ145塩基であり、そして第二のDNA鎖のプライマーゼ非依存性の合成を可能にするいわゆる「自己プライミング」に寄与するヘアピンを形成する。該ITRはまた、宿主細胞ゲノム中への(例えばヒトにおいて第19染色体への)AAV DNA組み込みおよびそれからのレスキュー、ならびにAAV DNAの効率的被包化およびAAV粒子の集成にも必要とされるようである。
トランスジーンをビリオン中にパッケージングするため、ITRはトランスジーンと同一構築物中にシスで必要とされる唯一のAAV成分である。capおよびrep遺伝子はトランスで供給され得る。従って、AAV ITRが転写ユニットの1種若しくはそれ以上(すなわちトランスジーンユニット、アブレーターユニットおよび二量体化可能な転写因子ユニット)に隣接して従って増幅およびパッケージングされる領域を定義するようなDNA構築物を設計し得、唯一の設計の制約はパッケージングされるべきDNAの大きさの上限である(およそ4.5kb)。スペースを確保するために使用し得るアデノ随伴ウイルスの操作および設計の選択を下述する。
10×Znフィンガー構築物を利用する組成物および系
本発明は、制御される遺伝子発現アブレーション系を有する治療的産物のベクター媒介性送達方法を提供する。便宜上、該方法をAAVベクターの文脈で記述する。しかしなが
ら、当業者は、本明細書に記述される組成物および方法での使用のための別の適するベクター(例えば複製欠損アデノウイルス、複製欠損レンチウイルス、または他のウイルス若しくは遺伝要素)を選択し得る。ウイルスおよび他のベクターの例は先に記述され、そして引用することにより本明細書に組み込まれる。一態様において、AAVベクターは、最低10個(10×)のZnフィンガーの構築物により特異的かつ選択的に認識される最低30核酸塩基対の配列を含んでなる、転写を制御するプロモーターに作動可能に連結されている治療的若しくはワクチン産物(または目的の別の遺伝子若しくは配列)および最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位をコードする核酸配列を含んでなる核酸分子を含有する。該最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位は目的の遺伝子(例えばDNA、RNA、リボザイム、siRNA、shRNA、miRNA若しくはタンパク質、ペプチド、系の生物学操作された経路など)をコードする配列に対し少なくとも5’に配置される。該方法はさらに、プロモーターと作動的関連の機能的エンドヌクレアーゼ触媒ドメインに連結されている最低10個のZnフィンガーを含んでなるキメラエンドヌクレアーゼを含んでなる最低1種のアブレーターの使用を必要とし、ここで転写および/若しくはアブレーション活性が薬理学的作用剤に応答して誘導される。該最低10個(10×)のZnフィンガーは、最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位中の最低約30塩基対配列を特異的かつ選択的に認識し、そして最低10個の独立に選択された認識へリックスを含有する。
一態様において、本発明は、例えばトランスジーン産物がもはや必要とされない若しくは生物体の内側で毒性/オフターゲット効果を現す場合に、in vivoの遺伝子送達の応用[遺伝子治療、ワクチンなどを包含する]で目的の遺伝子を破壊するのに必要な安全手段としてキメラエンドヌクレアーゼを利用する。従って、本発明のキメラエンドヌクレアーゼは以下の特徴の1つ若しくはそれ以上を有する。それらは哺乳動物(例えばヒト)ゲノム中に存在しない配列(従って用語「最低30bp特有の配列」)を意図的に標的とし、それらは標的位置のみに対する高いin vivo選択性を有し、ならびにそれらは最小限のオフターゲットおよび細胞傷害性効果を有する。文献に以前に記述されたエンドヌクレアーゼは、多様な目的上すなわち目的の特定の遺伝子のノックアウト若しくは是正(ノックイン)を可能にするための哺乳動物ゲノムのin situ操作のため使用されたという事実により、発明者は、長いストレッチ(すなわち7、8、9、10、11、12若しくはそれ以上のZnフィンガーが過剰の)を設計することを包含する、本発明に必要とされる特徴をもつキメラエンドヌクレアーゼを設計するため、および標的ゲノム(例えばヒト若しくは他の哺乳動物被験体)内に存在しない独特の配列を選択するための新たな方法論を開発することを必要とされた。
一態様において、Znフィンガータンパク質は、通例に使用される設計に伴うオフターゲット効果および細胞傷害性を軽減するために、標的ゲノムの一部でないDNA配列を特異的に標的とするよう操作される。
例えば、ヒトへの送達のため、最低32塩基対のランダム配列がフレームシフトに適応するために生成されるとは言え、より小さい配列(例えば最低30塩基対)を選択し得る。この大きさはヒトゲノム中に約3.4×109塩基対が存在するため選択された。4ヌクレオチドの順列をもつ全部の可能な15塩基対長配列の数は415であり、これはおよそ109と同一である。それは、15塩基対に等しいか若しくはそれ未満であるいずれの所定のDNA配列についてもヒトゲノム内に同一の下位配列が見出され得ることを意味している。逆に、いずれの短いDNA配列についてもヒトDNA配列の一片に同一である最低15位置が存在することができる。初期評価の間に、いずれかのヒトDNA配列とのその最大の配列同一性が65%未満である短い配列は同定されなかった。
驚くことに、アブレーション認識部位としての使用のためランダムに生成かつ試験され
た第一の独特の配列、すなわち配列番号806−GGTCGATGTTCGCAACGTCGATCGTACGTGCAが所望のパラメータに適合することが見出された。下の実施例は、目的の遺伝子を運搬しかつ最低10個のZnフィンガーを含んでなる本発明のキメラエンドヌクレアーゼにより特異的に認識される発現プラスミドベクター中に操作されている配列を具体的に説明する。アブレーション認識部位をコードする配列およびキメラエンドヌクレアーゼの配列は、AAVベクター、組成物を得るためおよび本発明の方法を実施するために慣習的技術を使用して適するウイルスベクター(例えばAAVベクター)に操作し得る。
図218を参照して、本発明の独特の配列の合理化された選択方法が提供される。これは、2百万の短いDNA配列をランダムに生成することおよび相互に対し20%未満(<)の配列同一性をもつものを選択することを必要とする。生じる配列を、標的ゲノム(例えばヒト)に対し慣習的パラメータを使用するBLASTを介して比較し、そして100以上のE値をもつものを選択する。[E値は期待(Expect)値である。データベース配列に対する一致を報告するための統計学的有意性閾値;初期設定値は10であり、KarkinとAltschul(1990)の確率論的モデルに従って10個の一致が単に偶然に見出されることが期待されることを意味している。一致に帰される統計学的有意性がExpect閾値より大きい場合、該一致は報告されないことができる。より小さいExpect閾値はより厳格であり、報告されるより少ない偶然の一致につながる。閾値を増大させることはより少なく厳格な一致を示す。小数値は許容される。]例示的一配列を、スライド窓を用いヒトゲノムに対し類似性について比較する。[窓をスライドさせるため、32塩基対の窓がヒトゲノムのヌクレオチド上をスライドする。窓は各段階について1ヌクレオチド移動する。窓のすべての位置について同一性レベルを計算する。]70%以上の類似性をもついかなる配列も廃棄する。配列が70%未満の類似性を有する場合には、それをいずれかの8連続塩基対の存在について標的ゲノムに対して解析し、そして標的配列と共通の8若しくはそれ以上の連続塩基対を有するいずれも廃棄する。残部をアブレーション認識部位での使用に選択しうる。
かように、本発明のアブレーション認識部位の独特の配列は、ヒトゲノム中のいずれかの配列と70%未満の同一性を有し、ヒトゲノム中のいずれかの配列と8個を超えない隣接する同一位置を有する。本明細書に記述されるところのこの配列を特異的に標的とするZnフィンガーをその後設計する。該独特の配列は、2種の別個のZnフィンガーが単独の独特の最低32bp配列に特異的であることが可能であるような異なるリーディングフレームを認識する異なるZnフィンガー設計により読み取ることができる。該配列は長さが32、33、34、35、36、38、41、44若しくはそれ以上の配列でありうる。
上で同定される独特の配列に加え、アブレーション認識部位での使用のための他の独特の配列もまた生成した。すなわち
配列番号801:配列番号GGTCGGCGACGCGAATCGTCGATTGGCGTAC
配列番号802:配列番号GGTCGGCGACGCGTATCGATTGGCGTACおよび
配列番号803:ACTATTCGCACGCCGTACGATAGTCGGCGCGA。
特異的アブレーション部位配列を一旦選択すれば、アブレーターを、目的の遺伝子を運搬するベクターのアブレーション部位内のこの独特の最低30bp配列を特異的に認識することができるZnフィンガータンパク質を含有するよう操作し得る。
一態様において、本発明のキメラエンドヌクレアーゼは、場合によってはリンカーを介してZnフィンガータンパク質に融合されるエンドヌクレアーゼの少なくとも触媒ドメインを含有するよう操作する。触媒ドメインはZnフィンガーのN末端、ZnフィンガーのC末端に配置しうるか、若しくはそれはZnフィンガー内に配置しうる(すなわち、触媒ドメインはそのNおよびC双方の末端でZnフィンガーモジュールにより隣接される)。場合によっては、核局在化シグナルを、キメラエンドヌクレアーゼのN若しくはC末端またはタンパク質のZnフィンガー部分のN若しくはC末端に包含する。これらの配列は本明細の別の場所に記述され、その一節は引用することにより本明細書に組み込まれる。
一態様において、FokI触媒ドメインをFokIエンドヌクレアーゼのいずれかの他の機能的配列を伴わずに使用する。すなわちDNA結合ドメインが存在しない。さらに、本明細書に記述されるキメラエンドヌクレアーゼが操作されている様式により、既知のFokI認識部位(5’−CATCC−3’)が必要とされない。FokI触媒ドメインは配列特異的でないエンドヌクレアーゼであり、アブレーターがアブレーション部位を一旦認識すれば、FokIが切断するアブレーション認識部位中の位置を、FokI触媒ドメインとZnフィンガーの間の任意のリンカー配列の長さにより変えることができる。
例えば、5アミノ酸のリンカー配列(例えば配列番号805、GTSGK)はZnフィンガー結合部位の直後に続くFokIキメラアブレーターが切断する6bpをもたらす。[リンカー長さはYuka Shimizuら、Bioorg Med Chem Lett.2009 July 15;19(14):3970−3972に示される規約を使用して定義される]。従って、FokIキメラアブレーターによりなされる切断の場所を、リンカーの長さを増大若しくは減少させることにより調節し得る。例えば、キメラアブレーターの他のリンカー(長さ0、1、2、3、4、5若しくは6アミノ酸のアミノ酸)をアブレーション部位の6、7、8、9若しくはより長いスペーサーと組合せで使用しうる。
Znフィンガーは逆方向でDNAを結合するモジュラータンパク質である(すなわちZnフィンガーのN末端がセンス鎖の3’端で開始して結合する)。典型的には、各モジュールすなわちフィンガーは、位置すなわちそのα−へリックスの−1、3および6のアミノ酸を使用してDNA上の特異的3bp認識部位(すなわち「トリプレット」)を標的とする。これらへリックスは特異的でありかつ特定のDNAトリプレットについて選択される。かように、10×Znフィンガータンパク質について、10個のZnフィンガー(すなわちモジュール)のそれぞれを、本発明の最低30核酸配列中に存在する独特のトリプレットを標的とするよう独立に選択しうる。
本発明は、アブレーターの独特の配列に特異的な10×Znフィンガータンパク質に融合されているFokI触媒ドメインを使用する本発明の特異的かつ選択的アブレーションを示した。有意により小さい大きさ(2〜3)のZnフィンガーの当該技術分野での記述および6×より大きいZnフィンガーが成功裏のタンパク質でないという最近の刊行物[Yuka Shimizuら、Adding Fingers to an Engineered Zinc Finger Nuclease Can Reduce Activity、Biochemistry 2011、50、5033−5041]を考えれば、この結果は予期されなかった。
アブレーション認識部位の最低30塩基対の独特の核酸配列の大きさおよび配列が一旦知られれば(例えばベクターがヒトに送達されるはずである最低30塩基対)、各トリプレットについて最低1モジュール(1×)を提供するZnフィンガーを操作し得る。各Znフィンガーは所定のトリプレットに特異的な認識へリックスを含有し、ここで認識へリックスの配列は、適正ならせん形に約7アミノ酸配列を提示するために保存されたZnフ
ィンガー構造に折り畳むよう操作される。より具体的には、出願人は、Znフィンガーを構築するのに使用しうる具体的に説明する保存された配列の一選択を以下の表に提供する。この表で、7個のダッシュは、7アミノ酸へリックス認識部位の1つを複数(×)Znフィンガーを構築するために挿入しうる場所を表す。
最低10×のZnフィンガー若しくは別の長さのZnフィンガー(例えばヒト以外若しくは他の応用に選択される)は、認識へリックスのそれぞれが同一の保存された配列中に挿入されているZnフィンガーモジュールを含有しうる。別の態様において、アブレーターは、異なる保存された配列中に挿入されている認識へリックスを含有するZnフィンガーモジュールを含有しうる。本明細書の実施例において、(N末端)−PGEKPYKCPECGKSFS−XXXXXXX−HQRTH(カルボキシ末端)、COOH[配列番号745]という保存された配列、若しくは、使用される場合は(N末端)−TGEKPFQCRICMRNFS−XXXXXXX−HLRTH(カルボキシ末端)−COOH(ここでXXXXXXX[配列番号807]はZnフィンガー認識へリックスである)を使用した。しかしながら本発明はこれら配列に制限されない。
本発明により、一態様において、最低30核酸配列はZnフィンガーの収容代替のリーディングフレームのため長さ32塩基対でありうる。
アブレーション部位の独特の核酸配列の配列に依存して、特定のZnフィンガーへリックスをZnフィンガーが保存された配列への挿入のため選択する。いくつかの態様において、アブレーション部位の独特の核酸配列は同一の3塩基対トリプレットの1種以上を含有しうる。この例において、同一の認識へリックス若しくは異なる認識へリックスを選択しうる。
一態様において、最低30塩基対配列のZnフィンガーすなわち配列番号806:GGTCGATGTTCGCAACGTCGATCGTACGTGCAを操作し、その結果、Znフィンガーは、(a)TGCに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第一のN末端Znフィンガー;(b)ACGに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第
二のZnフィンガー;(c)CGTに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第三のZnフィンガー;(d)GATに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第四のZnフィンガー;(e)GTCに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第五のZnフィンガー;(f)AACに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第六のZnフィンガー;(g)CGCに結合する認識へリックスを含んでなる第七のZnフィンガー;(h)GTTに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第八のZnフィンガー;(i)GATに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第九のZnフィンガー;および(j)GTCに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第十のZnフィンガーよりなる最低10種のZnフィンガーをコードする核酸配列を含んでなる。
本明細書に提供される実施例において、TGCに特異的に結合する(a)の認識へリックスはQRRSLGH(配列番号663)であり;ACGに特異的に結合する(b)の認識へリックスはKKNDLTR(配列番号60のaa29−56)であり;CGTに特異的に結合する(c)の認識へリックスはSRRTCRA(配列番号155)であり;GATに特異的に結合する(d)の認識へリックスはVRHNLTR(配列番号270)であり;GTCに特異的に結合する(e)の認識へリックスはDRTSLAR(配列番号540)であり;AACに特異的に結合する(f)の認識へリックスはDSGNLRV(配列番号64)であり;CGCに特異的に結合する(g)の認識へリックスはHTGHLLE(配列番号151)であり;GTTに特異的に結合する(h)の認識へリックスはTNQALGV(配列番号60のaa197−224)であり;GATに特異的に結合する(j)の認識へリックスはVRHNLTR(配列番号270)であり;およびGCTに特異的に結合する(k)の認識へリックスはDRTSLAR(配列番号540)である。しかしながら他の認識へリックスがこれらのトリプレットの多くについて存在する。例えば、TGCに特異的に結合する(a)の認識へリックスはARNTLVH、QRRSLGH、QARSLRA、QQRSLKN、およびQNRSLAH、QGRSLRA、RARNLTL、RGRNLEM、RKRNLIM、RMRNLII、RNRNLVL、RRRNLHL、RRRNLTL、RSRNLDI、RSRNLLLならびにRSRNLTL(配列番号658−673)よりなる群から選択されることができ;ACGに特異的に結合する(b)の認識へリックスはKNNDLTR;KRIDLQR;RKHDLNM;RRQTLRQ;KGNDLTR;RNITLVR、RSHDLTV、ASADLTR、QNATRKR、QSGDLTR、RSQTLAQ;およびRTDTLRD(配列番号104−119)よりなる群から選択されることができ;CGTに特異的に結合する(c)の認識へリックスはRSQTRKT(配列番号154)およびSRRTCRA(配列番号155)よりなる群から選択されることができ;GATに特異的に結合する(d)の認識へリックスはVRHNLTR、ISHNLAR、ISSNLQR、LGNNLKR、LNSNLAR、LSTNLTR、LTHNLRR、QSSNLAR、RSDALIQ、SKQALAV、TGQQLRV、TKQRLVV、TRQRLRI、TSANLSR、TSGNLVR、TSQMLVV、TSSNLSR、TTSNLRR、VGHNLSR、VGSNLTR(配列番号251−270)よりなる群から選択されることができ;GTCに特異的に結合する(e)の認識へリックスはDRTSLAR、DHSSLKR、APSSLRR、DATQLVR、DPGALVR、DPTSLNR、DRSALAR、DRSALSR、DRSSLRR、DRTPLNR、DRTPLQN、EGGALRR、ESGALRR、NTSLLRR、RSDVLSE、TGAVLRR、TGAVLTR、TKKILTV、TKSLLAR、TMAVLRR、TRAVLRR、TSTILAR、TSTLLKRおよびTSTLLNR(配列番号530−553)よりなる群から選択されることができ;AACに特異的に結合する(f)の認識へリックスはDRSNRKT、DSGNLRV、GASALRQ、GASALRS、GGTALRM、GGTALVM、GHTALAL、GHTALRH、GHTALRN、GPTALVNおよびHRTNLIA(配列番号63−73)よりなる群から選択されることができ;CGCに特異的に結合する(g)の認識へリックスはHTGHLLE(配列番号151)であることができ;ならびに、GTTに特
異的に結合する(h)の認識へリックスはHKSSLTR、TNQALGV、AATALRR、HHNSLTR、HSSSLVR、IKAILTR、INHSLRR、IRTSLKR、MNSVLKR、MTSSLRR、QATLLRR、QSSALTR、THTVLAR、TKPVLKI、TNSVLGR、TRHSLGR、TSGALTR、TSGSLTR、TSGSLVR、TSTLLKR、TSTRLDI、TTALLKR、TTSALTR、TTTVLARおよびVGGSLNR(配列番号583−607)よりなる群から選択されることができ;GATに特異的に結合する(i)の認識へリックスはISHNLAR、VRHNLTR、ISSNLQR、LGNNLKR、LNSNLAR、LSTNLTR、LTHNLRR、QSSNLAR、RSDALIQ、SKQALAV、TGQQLRV、TKQRLVV、TRQRLRI、TSANLSR、TSGNLVR、TSQMLVV、TSSNLSR、TTSNLRR、VGHNLSRおよびVGSNLTR(配列番号251−270)よりなる群から選択されることができ;ならびに、GTCに特異的に結合する(j)の認識へリックスはDRTSLAR、DHSSLRKR、APSSLRR、DATQLVR、DPGALVR、DPTSLNR、DRSALAR、DRSALSR、DRSSLRR、DRTPLNR、DRTPLQN、EGGALRR、ESGALRR、NTSLLRR、RSDVLSE、TGAVLRR、TGAVLTR、TKKILTV、TKSLLAR、TMAVLRR、TRAVLRR、TSTILAR、TSTLLKRおよびTSTLLNR(配列番号530−553)よりなる群から選択されることができる。
これらおよび他のトリプレットのなお他の認識へリックスを本発明の多様な態様で利用しうる。以下の表は多様な3塩基対トリプレットの具体的に説明する認識へリックスを提供する。
一態様において、エンドヌクレアーゼ触媒ドメインは、該最低10個の独立に選択された認識へリックスが全部異なるZnフィンガーに連結される。ある態様において、アブレーション部位の塩基対の反復されるトリプレットに対する異なる認識へリックスを包含することが望ましいことができる。他の態様において、いずれの反復されるトリプレットに対する認識へリックスも同一である。例えば選択される認識へリックスの0、1、2若し
くは3個が同一である。
ある態様において、AAVベクターは、同一若しくは相互と異なってよい2個若しくはそれ以上のエンドヌクレアーゼアブレーション部位を含有する。これらのエンドヌクレアーゼアブレーション部位は多様な配置でベクター中に操作しうる。より具体的には、目的の遺伝子(GOI)を運搬するAAVベクターは、目的の遺伝子のコーディング鎖に対し5’に最低1個のアブレーション部位を含有するように操作される。ベクターが2個若しくはそれ以上のアブレーション部位を含有する場合、第二のアブレーション部位は:センス方向の目的の遺伝子に対し3’;逆方向で目的の遺伝子に対し3’に配置されることができ;2個のアブレーション部位がセンス方向の一方および逆方向の他方、または双方がセンス方向で目的の遺伝子に対し5’に配置され得るか;あるいは、該ベクターは、目的の遺伝子に対し5’に1若しくは2個のアブレーション部位(1個がセンスおよび1個が逆方向で、若しくは双方がセンス方向で)ならびに目的の遺伝子に対し3’に2個のアブレーション部位(1個がセンスおよび1個が逆方向で、若しくは双方がセンス方向で)を含有しうる。
目的の介在遺伝子が存在しないような2個のアブレーション部位が配置される(すなわち2個の5’若しくは2個の3’アブレーション部位)場合、アブレーション部位はスペーサーにより分離されうる。いかなる適するスペーサーも選択してよく、そしてスペーサー配列は非コーディング配列でありうる。別の態様において、スペーサー配列はレポーター遺伝子、トランスジーン若しくは目的の遺伝子でありうる。
一態様において、本発明の組成物が1個以上のアブレーション部位を含有する場合、該アブレーション部位は同一である。別の態様において、本発明の組成物若しくはベクター系が1個以上のアブレーション部位を含有する場合、各部位は他者と異なり、そしてそれぞれが異なるキメラエンドヌクレアーゼにより特異的かつ選択的に標的とされる。
下の作業実施例において、配列:10xZF−FokI_Catヌクレオチド配列すなわち配列番号59によりコードされるアブレーターが具体的に説明される。すなわち
ATGGGCGAGAAGCCCTACAAGTGCCCTGAGTGCGGCAAGAGCTTCAGCCAGAGAAGAAGCCTGGGCCACCACCAGCGTACGCACCCCGGCGAGAAACCTTATAAGTGTCCCGAATGTGGCAAGTCCTTCAGCAAGAAGAACGACCTGACCCGGCACCAGCGGACACACCCCGGGGAAAAGCCATACAAATGTCCAGAGTGTGGGAAGTCTTTCTCCAGCCGGCGGACCTGCAGAGCCCATCAGAGAACACATACCGGGGAGAAGCCTTTCCAGTGCCGGATCTGCATGAGAAACTTCAGCGTGCGGCACAACCTGACCAGACACCTGAGGACCCATACCGGCGAAAAACCCTTTCAGTGCAGAATCTGTATGCGGAACTTCTCCGACCGGACCAGCCTGGCCCGGCATCTGAGAACTCATCCTGGGGAAAAGCCCTATAAGTGTCCAGAATGCGGGAAATCCTTTAGCGACAGCGGCAACCTGCGGGTGCACCAGAGGACTCATCCAGGCGAGAAACCCTACAAATGCCCCGAATGCGGAAAGTCATTCTCCCACACCGGCCATCTGCTCGAGCATCAGCGGACCCACACTGGGGAGAAACCATTTCAGTGTCGCATCTGTATGAGGAATTTCAGCACCAACCAGGCCCTGGGCGTGCACCTGAGAACACACCCAGGCGAGAAGCCTTACAAGTGTCCAGAGTGCGGAAAGTCATTTTCCGTGCGCCACAATCTGACACGGCATCAGCGCACCCATCCCGGCGAGAAGCCTTACAAATGCCCCGAGTGTGGCAAATCTTTCAGTGACCGGACCTCTCTGGCCAGACATCAGAGGACACAC
GGCACTAGTGGCAAGCAGCTGGTGAAAAGCGAGCTGGAAGAGAAGAAGTCCGAGCTGCGGCACAAGCTGAAATACGTGCCCCACGAGTACATCGAGCTGATCGAGATCGCCCGGAACCCCACCCAGGACAGAATCCTGGAAATGAAGGTCATGGAATTTTTCATGAAGGTGTACGGCTACCGGGGCGAGCACCTGGGCGGCAGCAGAAAACCCGACGGCGCCATCTACACCGTGGGCAGCCCCATCGACTACGGCGTGATCGTGGACACCAAGGCCTACAGCGGCGGCTACAACCTGCCCATCGGACAGGCCGACGAGATGCAGAGATACGTGGAAGAGAACCAGACCCGGAACAAGCACATCAACCCCAACGAGTGGTGGAAGGTGTACCCCAGCAGCGTGACCGAGTTCAAGTTCCTGTTCGTGTCCGGCCACTTCAAGGGCAACTACAAGGCCCAGCTGACCCGGCTGAACCACATCACCAACTGCAACGGCGCTGTGCTGAGCGTGGAAGAACTGCTGATCGGCGGCGAGATGATCAAGGCCGGCACCCTGACCCTGGAAGAAGTGCGGCGGAAGTTCAACAACGGCGAGATCAACTTCTGATAG。
転写された具体的に説明するアブレーターは配列すなわち10xZF−FokI_Catアミノ酸配列:配列番号60すなわち
MGEKPYKCPECGKSFSQRRSLGHHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSKKNDLTRHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSSRRTCRAHQRTHTGEKPFQCRICMRNFSVRHNLTRHLRTHTGEKPFQCRICMRNFSDRTSLARHLRTHPGEKPYKCPECGKSFSDSGNLRVHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSHTGHLLEHQRTHTGEKPFQCRICMRNFSTNQALGVHLRTHPGEKPYKCPECGKSFSVRHNLTRHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSDRTSLARHQRTH−GTSGKQLVKSELEEKKSELRHKLKYVPHEYIELIEIARNPTQDRILEMKVMEFFMKVYGYRGEHLGGSRKPDGAIYTVGSPIDYGVIVDTKAYSGGYNLPIGQADEMQRYVEENQTRNKHINPNEWWKVYPSSVTEFKFLFVSGHFKGNYKAQLTRLNHITNCNGAVLSVEELLIGGEMIKAGTLTLEEVRRKFNNGEINF
を有する。
付加的な一態様において、それが、本明細に詳細に記述されかつ引用することにより本明細書に組み込まれるような薬理学的作用剤により二量体化された後に転写因子により活性化されるカセットにより制御されるようなアブレーターが操作される。典型的には、このカセットは2個の転写ユニットを含んでなる。該2個の転写ユニットの1個は第一のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子のDNA結合ドメインをコードし;および該2個の転写ユニットの第二は第二のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子の活性化ドメインをコードする。本明細の別の場所により詳細に記述されかつ本明細書に組み込まれるとおり、該第一のプロモーターおよび第二のプロモーターは構成的プロモーターおよび誘導可能なプロモーターから独立に選択される。一態様において、第一および第二のプロモーターは双方が構成的プロモーターであり、ならびに薬理学的作用剤は転写因子のドメインを二量体化する二量体化剤である。別の態様において、第一のプロモーターおよび第二のプロモーターの一方が誘導可能なプロモーターである。場合によっては該2個の転写ユニットはIRES若しくはフリン−2Aを含有する2シストロン性ユニットである。ベクター構築に適する多様な遺伝要素および方法は本明細の別の場所に記述されかつ引用することにより本明細書に組み込まれる。
さらなる一態様において、プロモーターはラパマイシンで調節可能な系により制御され、および薬理学的作用剤はラパマイシン若しくはラパログである。
本態様は、アブレーション認識部位中の独特の(最低30bp)核酸配列および最低10×のZnフィンガーを含有するキメラエンドヌクレアーゼを使用して、本明細書および当業者に既知の他の技術に記述されるとおり生成しうる。
複製欠損ウイルス組成物の生成方法
トランスジーンをパッケージングする組換えAAV(rAAV)の多くの効率的製造方法が確立されている。これらを本発明の複製欠損ウイルス組成物を生成するのに使用若しくは適合しうる。1つの一系において、産生株細胞株を、ITRにより隣接されているトランスジーンをコードする構築物ならびにrepおよびcapをコードする構築物(1種若しくは複数)で一過性にトランスフェクトする。第二の系において、repおよびcapを安定に供給するパッケージング細胞株を、ITRにより隣接されているトランスジーンをコードする構築物で一過性にトランスフェクトする。第三の系において、ITRにより隣接されているトランスジーンおよびrep/capを供給する安定細胞株を使用する。これらの系を使用して複製能力のあるAAV(rcAAV)を生成する可能性を最小限にするための一方法は、rep/capカセットに隣接する領域とトランスジーンに隣接するITRの間の相同な領域を排除することによる。しかしながら、これらの系のそれぞれにおいて、AAVビリオンがヘルパーアデノウイルス若しくはヘルペスウイルスへの感染に応答して産生されて、汚染するウイルスからのrAAVの分離を必要とする。
より最近、AAVを回収するためのヘルパーウイルスへの感染を必要としない系が開発された。必要とされるヘルパー機能(すなわちアデノウイルスE1、E2a、VAおよびE4若しくはヘルペスウイルスUL5、UL8、UL52およびUL29、ならびにヘルペスウイルスポリメラーゼ)もまた該系によりトランスに供給される。これらのより新たな系において、ヘルパー機能は、必要とされるヘルパー機能をコードする構築物での細胞の一過性トランスフェクションにより供給し得るか、または、細胞は、その発現を転写若しくは転写後レベルで制御し得るヘルパー機能をコードする遺伝子を安定に含有するよう操作し得る。なお別の系において、ITRにより隣接されているトランスジーンおよびrep/cap遺伝子を、バキュロウイルスに基づくベクターへの感染により昆虫細胞に導入する。これら産生系に関する総説については、全般として、例えばGriegerとSamulski,2005;およびBtiningら、2008;Zhangら、2009、“Adenovirus−adeno−associated virus hybrid for large−scale recombinant adeno−associated virus production”、Human Gene Therapy 20:922−929(そのそれぞれの内容はそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。これらおよび他のAAV産生系の作成および使用方法は以下の米国特許(そのそれぞれの内容はそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)すなわち第5,139,941号明細書;第5,741,683号明細書;第6,057,152号明細書;第6,204,059号明細書;第6,268,213号明細書;第6,491,907号明細書;第6,660,514号明細書;第6,951,753号明細書;第7,094,604号明細書;第7,172,893号明細書;第7,201,898号明細書;第7,229,823号明細書および第7,439,065号明細書にもまた記述されている。これらの系およびそれらの変形を使用するAAV製造のスケールアップ方法を記述する下の段落もまた参照されたい。
パッケージングする(およそ4.5kbのトランスジーンを許容する)ためのAAVの
大きさの制約により、記述される転写ユニット(unites)(すなわちトランスジーンユニット、アブレーターユニットおよび二量体化可能な転写因子ユニット)は、操作されかつ2種若しくはそれ以上の複製欠損AAVストックにパッケージングされることを必要としうる。パッケージング能力を超えることがより多数の「空の」AAV粒子の生成につながりうるという証拠が存在するため、これは好ましいかもしれない。
あるいは、パッケージングに利用可能なスペースを、1種以上の転写ユニットを単独構築物中に組合せて従って必要とされる制御配列スペースの量を低下させることにより保存しうる。例えば、単独プロモーターが目的の2若しくは3種またはそれ以上の遺伝子をコードする単独RNAの発現を指図してよく、そして下流の遺伝子の翻訳がIRES配列により駆動される。別の例において、単独プロモーターは、自己切断ペプチド(例えばT2A)若しくはプロテアーゼ認識部位(例えばフリン)をコードする配列により相互から分離されている目的の2若しくは3種またはそれ以上の遺伝子を単独オープンリーディングフレーム(ORF)中に含有するRNAの発現を指図しうる。該ORFは従って、翻訳の間(T2Aの場合に)若しくは後のいずれかに個々のタンパク質(例えばトランスジーンおよび二量体化可能な転写因子のような)に切断される単独ポリタンパク質をコードする。しかしながら、これらIRESおよびポリタンパク質系を使用してAAVパッケージングスペースを確保し得るとは言え、それらは同一プロモーターにより駆動され得る成分の発現にのみ使用し得ることに留意すべきである。
別の代替において、AAVのトランスジーン容量を、アニーリングしてヘッドトゥテールコンカテマーを形成し得る2種のゲノムのAAV ITRを提供することにより増大させ得る。一般に、宿主細胞へのAAVの進入に際して、トランスジーンを含有する一本鎖DNAが宿主細胞DNAポリメラーゼ複合体により二本鎖DNAに転化され、その後ITRが核中でのコンカテマー形成で補助する。一代替として、AAVを、ウイルスが標的細胞への進入に際して第二鎖合成の段階を迂回することを可能にしてより迅速かつ潜在的にはより高い(例えば100倍まで)トランスジーン発現を自己相補的(sc)AAVに提供するscAAVとなるよう操作しうる。例えば、AAVは、標的細胞中への送達後に一緒に切れて目的のトランスジーンユニットをコードする二本鎖DNAを生じることができる、それぞれトランスジーンユニットおよびその相補物をコードする2個の結合された一本鎖DNAを含んでなるゲノムを有するよう操作しうる。自己相補的AAVは例えば米国特許第6,596,535号明細書;第7,125,717号明細書;および第7,456,683号明細書(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に記述されている。
複製欠損rAAV中の転写ユニット(1個若しくは複数)は、本明細書に記述されるか、当該技術分野で既知であるか若しくは発見されるべきいずれのAAVキャプシドタンパク質(Cap)でもパッケージングされうる。血清型AAV1、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9若しくはrh10からのCapはヒト被験体での使用のためのrAAVを生成するのにとりわけ好ましい。好ましい一態様において、rAAV Capは血清型AAV8に基づく。別の態様において、rAAV Capは2若しくは3種またはそれ以上のAAV血清型からのCapに基づく。例えば、一態様において、rAAV CapはAAV6およびAAV9に基づく。
Capタンパク質は、AAVウイルスの宿主向性、細胞、組織若しくは器官特異性、受容体使用、感染効率および免疫原性に対する影響を有することが報告されている。例えば、GriegerとSamulski、2005;Buningら、2008;および本下位節で下に引用される参考文献(その全部はそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。従って、rAAVでの使用のためのAAV Capは、例えば、処置されるべき被験体(例えばヒト若しくはヒト以外、被験体の免疫学的
状態、長期若しくは短期処置への被験体の適合性など)あるいは特定の治療応用(例えば特定の疾患若しくは障害の処置、または特定の細胞、組織若しくは器官への送達)の考慮に基づき選択しうる。
いくつかの態様において、rAAV Capは、例えば特定の治療が標的とされる特定の細胞、組織若しくは器官に効率的に形質導入するその能力について選択される。いくつかの態様において、rAAV Capは、緊密な内皮細胞バリアー、例えば血液脳関門、血液眼関門、血液精巣関門、血液卵巣関門、心を取り巻く内皮細胞バリアー、若しくは血液胎盤関門を横断するその能力について選択される。
アデノ随伴ウイルス(AAV)血清型の組織特異性はキャプシドの血清型により決定され、また、異なるAAVキャプシドに基づくウイルスベクターは異なる組織を感染させるそれらの能力を考慮に入れて生成しうる。AAV2は骨格筋、中枢神経系のニューロン、血管平滑筋細胞に対する天然の向性を提示する。AAV1は、筋、関節炎の関節、膵島、心、血管内皮、中枢神経系(CNS)および肝細胞の形質導入においてAAV2より効率的であることが記述されている一方、AAV3は蝸牛内有毛細胞の形質導入、AAV4は脳、AAV5はCNS、肺、眼、関節炎の関節および肝細胞、AAV6は筋、心および気道上皮、AAV7は筋、AAV8は筋、膵、心および肝、ならびにAAV9は心に十分に適するようである。例えばBuningら、2008を参照されたい。当該技術分野で既知のAAVのいずれの血清型、例えば血清型AAV1、AAV2、AAV3A、AAV3B、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7[第WO 2003/042397号明細書を参照されたい]、AAV8[例えば米国特許第7790449号明細書;米国特許第7282199号明細書を参照されたい]、AAV9[第WO 2005/033321号明細書を参照されたい]、AAV10、AAV11、AAV12、rh10、改変AAV[例えば第WO 2006/110689号明細書を参照されたい]若しくは未だ発見されるべきまたはそれらに基づく組換えAAVもrAAVキャプシドの供給源として使用しうる。
多様な天然に存在するおよび組換えAAV、それらのコーディング核酸、AAV CapおよびRepタンパク質ならびにそれらの配列、ならびに、rAAVの製造における使用に適するこうしたAAVおよびとりわけそれらのキャプシドの単離若しくは生成、増殖および精製方法は、Gaoら、2004、“Clades of adeno−associated viruses are widely disseminated in human tissues”、J.Virol.78:6381−6388;米国特許第7,319,002号明細書;第7,056,502号明細書;第7,282,199号明細書;第7,198,951号明細書;第7,235,393号明細書;第6,156,303号明細書;および第7,220,577号明細書;米国特許出願公開第US 2003−0138772号明細書;第US 2004−0052764号明細書;第US 2007−0036760号明細書;第US 2008−0075737号明細書;および第US 2008−0075740号明細書;ならびに国際特許出願公開第WO 20031014367号明細書;第WO 20011083692号明細書;第WO 2003/042397号明細書(AAV7および多様なサルAAV);第WO 2003/052052号明細書;第WO 2005/033321号明細書;第WO 20061110689号明細書;第WO 2008/027084号明細書;ならびに第WO 2007/127264号明細書(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に記述されている。
いくつかの態様において、rAAVでの使用のためのAAV Capは前述のAAV Cap若しくはそのコーディング核酸の1種の突然変異誘発により(すなわち挿入、欠失若しくは置換により)生成し得る。いくつかの態様において、AAV Capは、前述の
AAV Capの1種若しくはそれ以上に最低70%同一、75%同一、80%同一、85%同一、90%同一、95%同一、98%同一または99%若しくはそれ以上同一である。
いくつかの態様において、AAV Capは前述のAAV Capの2若しくは3若しくは4種またはそれ以上からのドメインを含んでなるキメラである。いくつかの態様において、AAV Capは2若しくは3種の異なるAAVまたは組換えAAVからのVp1、Vp2およびVp3単量体のモザイクである。いくつかの態様において、rAAV組成物は前述のCapの1種以上を含んでなる。
いくつかの態様において、rAAV組成物での使用のためのAAV Capは、異種配列若しくは他の改変を含有するよう操作される。例えば、選択的ターゲッティング若しくは免疫回避を付与するペプチド若しくはタンパク質配列をCapタンパク質中に操作しうる。あるいは、若しくは加えて、Capは、rAAVの表面が免疫回避を助長しうるポリエチレングリコール化(ペグ化)されるように化学修飾しうる。Capタンパク質は、例えばその天然の受容体結合を除去する若しくは免疫原性エピトープを遮蔽するようにもまた突然変異誘発しうる。
AAVのスケーラブル製造方法
臨床応用での使用のため適して均質でありかつ汚染物質を含まないrAAV組成物を生成するために適合しうるAAVのスケーラブル(例えば商業的スケールでの製造のため)製造方法もまた当該技術分野で既知であり、そして下に簡単に要約する。
アデノ随伴ウイルスは、Thomeら、2009、“Manufacturing recombinant adeno−associated viral vectors from producer cell clones”、Human Gene Therapy 20:707−714(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に記述される安定産生株細胞株を使用するアプローチのような哺乳動物細胞株に基づくアプローチを使用するスケールで製造し得る。Thorpeらにより記述されるアプローチにおいて、rAAVを生成するのに必要とされる全部の成分、すなわちトランスジーン構築物(ITRにより隣接されているトランスジーン)ならびにAAV repおよびcap遺伝子、を安定に含有する産生株細胞株を操作し、それを生存アデノウイルス5型(Ad5)(そのスケーラブル製造方法もまた当該技術分野で公知である)のようなヘルパーウイルスへの感染によりウイルスを作成するよう誘導する。産生株細胞株を、(i)パッケージングカセット(所望の血清型のrepおよびcap遺伝子ならびにそれらの発現に必要とされる調節エレメント)、(ii)ITRにより隣接されているトランスジーン、(iii)哺乳動物細胞の選択マーカー、ならびに(iv)細菌中でのプラスミド増殖に必要な成分、を含有する構築物(1種若しくは複数)で安定にトランスフェクトする。安定な産生株細胞株は、パッケージング構築物(1種若しくは複数)をトランスフェクトすること、薬剤耐性細胞を選択すること、およびヘルパーウイルスの存在下で組換えAAVの産生を確認するためのレプリカプレーティングにより得られ、それをその後性能および質についてスクリーニングする。適切なクローンが一旦選ばれれば、該細胞株の増殖をスケールアップし、細胞をアデノウイルスヘルパーに感染させ、そして生じるrAAVを細胞から収集する。
Thorpeらに記述される方法の一代替において、パッケージング細胞株をAAV repおよびcap遺伝子で安定にトランスフェクトし、そしてrAAVの産生が望ましい場合はトランスジーン構築物を別個に導入する。Thorpeらは産生株細胞株にHeLa細胞を使用するとは言え、ヘルパーウイルスへの感染に感受性であり、rep遺伝子の安定に組み込まれたコピーを維持することが可能であり、そして好ましくはバイオリア
クター中での増殖および生産のため懸濁液中で良好に増殖することが可能であるいかなる細胞株(例えばVero、A549、HEK293)も、Thorpeらに記述される方法に従って使用しうる。
前述の方法において、rAAVはヘルパーウイルスとしてアデノウイルスを使用して製造する。これらの方法の一改変において、rAAVはアデノウイルスヘルパー機能を含有する1種若しくはそれ以上の構築物で安定にトランスフェクトされている産生株細胞を使用して生成し得、アデノウイルスに細胞を感染させる要件を回避する。一変形において、アデノウイルスヘルパー機能の1種若しくはそれ以上はrepおよびcap遺伝子と同一の構築物内に含有される。これらの方法において、アデノウイルスヘルパー機能の発現は、アデノウイルスに関連する細胞傷害性を回避するため転写若しくは転写後制御下に置くことができる。
安定細胞株を製造することに対する一代替において、AAVは、Wright、2009、“Transient transfection methods for clinical adeno−associated viral vector production”、Human Gene Therapy 20:698−706(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)により記述されるような一過性トランスフェクション法を使用してスケールでもまた製造しうる。Wrightのアプローチは、(i)ITRにより隣接されている目的のトランスジーン;(ii)AAVのrepおよびcap遺伝子;ならびに(iii)ゲノムの複製およびパッケージングを支援するのに必要とされるヘルパーウイルス(例えばアデノウイルス)遺伝子(若しくは、あるいは、Thorpeらに記述されるところのヘルパーウイルス)を含有する構築物での細胞のトランスフェクションを必要とする。あるいは、アデノウイルスヘルパー機能はrepおよびcap遺伝子と同一の構築物内に含有されてもよい。従って、rAAVは、トランスジーンおよびrep/cap構築物の安定なトランスフェクションを確保しなければならないことなく製造される。これは融通がききかつ迅速なAAV生成方法を提供し、ならびに従って前臨床および初期臨床開発に理想的である。組換えAAVは、当該技術分野で既知の一過性トランスフェクション法を使用して哺乳動物細胞株を該構築物で一過性にトランスフェクトすることにより生成し得る。例えば、大スケール製造に最も適するトランスフェクション法は、リン酸カルシウムを用いるDNA共沈殿、ポリエチレンイミン(PE)のようなポリカチンの使用、および陽イオン性脂質を包含する。
ヘルパーとしてのアデノウイルスの有効性もまた、例えばアデノウイルスおよびAAVに基づくハイブリッドウイルス(「Ad−AAVハイブリッド」)を使用する大スケール組換えAAV製造の代替法を開発するのに活用されている。この製造法は、それがトランスフェクションを必要とせず、rAAV製造に必要とされる全部がアデノウイルスによるrep/capパッケージング細胞の感染であるという利点を有する。この方法において、安定なrep/cap細胞株を、機能的E1遺伝子を保有するヘルパーアデノウイルス、そしてその後、AAVトランスジーンおよびITR配列がアデノウイルスE1領域に挿入されている組換えAd−AAVハイブリッドウイルスに感染させる。Ad−AAVハイブリッドの生成方法および組換えAAV製造におけるそれらの使用は、Zhangら、2009(そっくりそのまま本明細書に引用することにより組み込まれる)に記述されている。
別の変形において、rAAVを、Clementら、2009、“Large−scale adeno−associated viral vector production using a herpesvirus−based system enables manufacturing for clinical studies”、Human Gene Therapy 20:796−806(そっくりそのまま引
用することにより本明細書に組み込まれる)に記述されるようなAAVおよび単純疱疹ウイルス1型(HSV)に基づくハイブリッドウイルス(「HSV/AAVハイブリッド」)を使用して生成し得る。この方法はAAV製造のためのヘルパーウイルスとしてHSVを使用することの可能性(当該技術分野で公知かつClementらにもまた総説される)を詳述する。簡潔には、HSV/AAVハイブリッドはHSVバックボーン内にAAVトランスジーン構築物を含んでなる。これらハイブリッドを使用して、rep/capおよびヘルペスウイルスヘルパー機能を供給する産生株細胞を感染させ得るか、若しくはヘルパー機能を供給する組換えHSVとのコトランスフェクションで使用することができ、目的のトランスジーンを被包化するrAAVの生成をもたらす。
別の方法において、rAAV組成物は、例えばViragら、2009、“Producing recombinant adeno−associated virus in foster cells:Overcoming production limitations using a baculovirus−insect cell expression strategy”、Human Gene Therapy 20:807−817(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に記述されるところの昆虫細胞中でのAAV成分の組換えバキュロウイルス媒介性発現を使用してスケールで製造しうる。この系において、公知のバキュロウイルス発現ベクター(BEV)系を組換えAAVを製造するように適合させる。例えば、Viragらにより記述される系は、(i)AAVのrepおよびcap(1若しくは2種いずれかのBEV中の)ならびに(ii)トランスジーン構築物を提供する2(若しくは3)種の異なるBEVへのSf9昆虫細胞の感染を含んでなる。あるいは、Sf9細胞をrepおよびcapを発現するよう安定に操作して、トランスジーン構築物を含有する単独BEVのみへの感染後の組換えAAVの産生を可能にすることができる。RepおよびCapタンパク質(その後者は効率的パッケージングに必要とされる)の化学量論的製造を確実にするため、BEVは遺伝子発現の転写前および後調節を可能にする機能を包含するよう操作し得る。Sf9細胞がその後トランスジーン構築物をAAVキャプシド中にパッケージングし、そして生じるrAAVを細胞上清から若しくは細胞を溶解することにより収集し得る。
前述の方法のそれぞれはrAAV組成物のスケーラブル製造を可能にする。商業的使用(診療室での使用を包含する)に適するrAAV組成物の製造方法はまた、汚染する細胞の除去の段階;ヘルパーウイルス(および内因性レトロウイルス様粒子のようないかなる他の汚染するウイルスも)を除去および不活性化する段階;いかなるrcAAVも除去および不活性化する段階;(例えば遠心分離により)空の(トランスジーンなし)AAV粒子の産生を最小限にする、定量するおよび除去する段階;(例えば濾過または大きさおよび/若しくは親和性に基づくクロマトグラフィーにより)rAAVを精製する段階;ならびに純度および安全性についてrAAV組成物を試験する段階も含まなければならない。これら方法は前述の段落で引用される参考文献にもまた提供されており、そしてこの目的上本明細書に組み込まれる。
前述のスケーラブルrAAV製造方法の一欠点は、rAAVの多くが産生株細胞を溶解することにより得られることであり、これはウイルスを得るだけでなくしかしまたそれを細胞性汚染物質から単離するための大きな努力を必要とする。これら要件を最小限にするため、国際特許出願公開第WO 2007/127264号明細書(その内容はそっくりそのまま本明細書に引用することにより組み込まれる)に提供されるような細胞溶解を必要としないスケーラブルrAAV製造方法を使用しうる。下の6節の実施例において、細胞培養上清からrAAVを得る新しいスケーラブルな方法が提供され、これは本明細書に記述される方法による使用のためのrAAV組成物の製造にもまた適合させうる。
なお別の態様において、本発明は、本発明のDNA構築物および/若しくはウイルス組成物の1種若しくはそれ以上を含有するヒト若しくはヒト以外の細胞を提供する。こうした細胞は遺伝子操作することができ、そして例えば植物、細胞、ヒト以外の哺乳動物若しくは哺乳動物細胞を包含しうる。細胞型の選択は本発明の制限でない。
5.2.組成物
本発明は、ウイルスのゲノム(または組合せで用いられる2種若しくはそれ以上の複製欠損ウイルスストックの集合的ゲノム)が、3.1節に定義されかつ上述される治療的トランスジーンユニットおよびアブレーターユニットを含んでなり;ならびに、二量体化可能な融合タンパク質若しくはTFドメインユニット(1個若しくは複数)(便宜さの目的上二量体化可能なユニット(1個若しくは複数)と称される)をさらに含みうる、治療(in vivo若しくはex vivo)での使用に適する複製欠損ウイルス組成物を提供する。限定されるものでないがアデノ随伴ウイルス(「AAV」)、アデノウイルス、単純疱疹ウイルス、レンチウイルス若しくはレトロウイルスを挙げることができる、遺伝子治療に適するいかなるウイルスも本発明の組成物で使用しうる。好ましい一態様において、組成物は本明細書の5.2.1節により詳細に記述される複製欠損AAVである。
本発明の組成物は、ウイルス(1種若しくは複数)のゲノムがトランスジーンユニット、アブレーションユニットおよび/若しくは二量体化可能なユニットを含んでなる、治療(in vivo若しくはex vivo)に適する複製欠損ウイルス(1種若しくは複数)を含んでなる。一態様において、本発明の組成物は、ウイルスのゲノムがトランスジーンユニットを含んでなる遺伝子治療に適するウイルスを含んでなる。別の態様において、本発明の組成物は、ウイルスのゲノムがアブレーションユニットを含んでなる遺伝子治療に適するウイルスを含んでなる。別の態様において、本発明の組成物は、ウイルスのゲノムが二量体化可能なユニットを含んでなる遺伝子治療に適するウイルスを含んでなる。別の態様において、本発明の組成物は、ウイルスのゲノムがトランスジーンユニットおよびアブレーションユニットを含んでなる遺伝子治療に適するウイルスを含んでなる。別の態様において、本発明の組成物は、ウイルスのゲノムがトランスジーンユニットおよび二量体化可能なユニットを含んでなる遺伝子治療に適するウイルスを含んでなる。別の態様において、本発明の組成物は、ウイルスのゲノムがアブレーションユニットおよび二量体化可能なユニットを含んでなる遺伝子治療に適するウイルスを含んでなる。別の態様において、本発明の組成物は、ウイルスのゲノムがトランスジーンユニット、アブレーションユニットおよび二量体化可能なユニットを含んでなる遺伝子治療に適するウイルスを含んでなる。
本発明はまた、本明細書に記述される1種若しくはそれ以上の転写ユニットを含んでなる組換えDNA構築物を含んでなる組成物も提供する。組換えDNA構築物を含んでなる組成物は5.2.2節により詳細に記述される。
5.2.1.遺伝子治療のための複製欠損ウイルス組成物
本発明は、複製欠損ウイルスストック(1種若しくは複数)を含んでなる組成物および生理学的に許容できる担体中の複製欠損ウイルス(1種若しくは複数)の製剤を提供する。これら製剤は遺伝子移入および/若しくは遺伝子治療に使用し得る。該組成物のウイルスゲノムは、(a)転写を制御するプロモーターと作動的関連の治療的産物をコードする第一の転写ユニットであって、前記ユニットは最低1個のアブレーション認識部位を含有し(トランスジーンユニット);および(b)プロモーターと作動的関連のアブレーション認識部位若しくはそのフラグメントに特異的なアブレーターをコードする第二の転写ユニットを含んでなる。一態様において複製欠損ウイルスのウイルスゲノム。アブレーターは本明細の別の場所で定義されるとおりである。
AAVストック
好ましい一態様において、本発明の組成物の複製欠損ウイルスはAAV、好ましくはAAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV8、AAV9若しくはrh10である。一態様において組成物のAAVはAAV8である。ほとんどの場合のAAVのパッケージングの制約(およそ4.5kb)により、製造の容易さのため、トランスジーンユニット、アブレーションユニットおよび二量体化可能なユニットは、2種若しくはそれ以上のウイルスベクター間で分割しそして別個のAAVストックにパッケージングされることができる。一態様において、該複製欠損ウイルス組成物は、1種のAAVストックにパッケージングされる第一の転写ユニット(トランスジーンユニット)、ならびに第二のAAVストックにパッケージングされる第二(アブレーターユニット)、第三および第四の転写ユニット(二量体化可能なTFドメインユニット)を含んでなる。別の態様において、該複製欠損ウイルス組成物は、1種のAAVストックにパッケージングされる第二の転写ユニット(アブレーターユニット)、ならびに第二のAAVストックにパッケージングされる第一(トランスジーンユニット)、第三および第四の転写ユニット(二量体化可能なTFドメインユニット)を含んでなる。別の態様において、全4ユニットを1種のAAVストックにパッケージングし得るが、しかしこれはパッケージングされ得るDNAの大きさに対する制限を課す。例えば、アブレーターとしてCreおよび二量体化可能なTFドメインとしてFRB/FKBを使用する場合(下の実施例に示されるところの)、1種のAAVストックに全4ユニットをパッケージングするために、治療的トランスジーンをコードするDNAの大きさは長さが約900塩基対未満であるべきであり;これはサイトカインをコードするDNA、RNAi治療薬などを収容するとみられる。
パッケージングのためのAAVゲノムの大きさの制約により、転写ユニットは2種若しくはそれ以上のAAVストック中で操作かつパッケージングし得る。本発明のウイルス組成物として使用される1種のウイルスストックにパッケージングされようと、本発明のウイルス組成物を形成する2種若しくはそれ以上のウイルスストックにパッケージングされようと、処置に使用されるウイルスゲノムは、治療的トランスジーンおよびアブレーターをコードする第一および第二の転写ユニットを集合的に含有しなければならず;また、付加的な転写ユニット(例えば、二量体化可能なTFドメインをコードする第三および第四の転写ユニット)をさらに含んでよい。例えば、第一の転写ユニットを1種のウイルスストックにパッケージングし得、ならびに第二、第三および第四の転写ユニットを第二のウイルスストックにパッケージングし得る。あるいは、第二の転写ユニットを1種のウイルスストックにパッケージングし得、ならびに第一、第三および第四の転写ユニットを第二のウイルスストックにパッケージングし得る。大きさによりAAVに有用ながAAVゲノムのパッケージングにおいて含有する一方、他のウイルスを使用して本発明のウイルス組成物を製造しうる。別の態様において、それらが複数のウイルスを含有する本発明のウイルス組成物は、異なる複製欠損ウイルス(例えばAAVおよびアデノウイルス)を含有しうる。
一態様において、本発明のウイルス組成物は上述されるような組合せで2種若しくはそれ以上の異なるAAV(若しくは別のウイルス)を含有する。例えば、ウイルス組成物は、アブレーター認識部位および第一のアブレーターを伴う治療的遺伝子を含んでなる第一のウイルスストック、ならびに付加的なアブレーター(1個若しくは複数)を含有する第二のウイルスストックを含有しうる。別のウイルス組成物は、治療的遺伝子およびアブレーターのフラグメントを含んでなる第一のウイルスストック、ならびにアブレーターの別のフラグメントを含んでなる第二のウイルスストックを含有しうる。本発明のウイルス組成物中の2種若しくはそれ以上のウイルスストックの多様な他の組合せが本系の成分の記述から明らかであろう。
ウイルス製剤
本発明の組成物は、獣医学の目的上動物(例えば家畜(畜牛、豚など)および他のヒト以外の哺乳動物被験体ならびにヒト被験体への送達のため処方しうる。該複製欠損ウイルスは、遺伝子移入および遺伝子治療の応用での使用のため生理学的に許容できる担体とともに処方し得る。該ウイルスは複製欠損であるため、製剤の投薬量はPFU(プラーク形成単位)として測定若しくは計算し得ない。代わりに、ゲノムコピー(「GC」)の定量化を、製剤に含有される用量の尺度として使用しうる。
当該技術分野で既知のいかなる方法も、本発明の複製欠損ウイルス組成物のゲノムコピー(GC)数を決定するのに使用し得る。AAV GC数用量設定の一実施方法は後に続くとおりである。すなわち、精製されたAAVベクターサンプルを最初にDNアーゼで処理して、被包化されていないAAVゲノムDNA若しくは汚染するプラスミドDNAを製造工程から排除する。DNアーゼ耐性粒子をその後熱処理にかけてキャプシドからゲノムを放出させる。放出されたゲノムをその後、ウイルスゲノムの特定領域(通常ポリAシグナル)を標的とするプライマー/プローブ組を使用するリアルタイムPCRにより定量する。
また、複製欠損ウイルス組成物は、ヒト患者について、約1.0×109GCないし約1.0×1015GC(体重が70kgの平均的被験体を処置するため)、および好ましくは1.0×1012GCないし1.0×1014GCの範囲にある複製欠損ウイルスの量を含有するよう、投薬量単位に処方し得る。好ましくは、製剤中の複製欠損ウイルスの用量は、1.0×109GC、5.0×109GC、1.0×1010GC、5.0×1010GC、1.0×1011GC、5.0×1011GC、1.0×1012GC、5.0×1012GC、若しくは1.0×1013GC、5.0×1013GC、1.0×1014GC、5.0×1014GC、または1.0×1015GCである。
該複製欠損ウイルスは1種若しくはそれ以上の生理学的に許容できる担体若しくは賦形剤を使用して慣習的様式で処方し得る。該複製欠損ウイルスは、注入による、例えばボーラス注入(injection)若しくは連続的注入(infusion)による非経口投与のため処方しうる。注入のための製剤は、添加される保存剤を伴い単位剤形例えばアンプル若しくは複数用量容器中で提示しうる。該複製欠損ウイルス組成物は、油性若しくは水性ベヒクル中の懸濁剤、溶液若しくは乳剤のような形態をとることができ、そして懸濁化剤、安定化剤および/若しくは分散助剤のような製剤化剤(formulatory
agent)を含有しうる。複製欠損ウイルス製剤の液体製剤は、懸濁化剤(例えばソルビトールシロップ、セルロース誘導体若しくは水素添加可食脂肪);乳化剤(例えばレシチン若しくはアカシア);非水性ベヒクル(例えばアーモンド油、油性エステル、エチルアルコール若しくは分画植物油);および保存剤(例えばメチル若しくはプロピル−p−ヒドロキシ安息香酸またはソルビン酸)のような製薬学的に許容できる添加物を用いて慣習的手段により製造しうる。該製剤は緩衝塩もまた含有しうる。あるいは、該組成物は使用前に適するベヒクル例えば無菌のパイロジェンフリー水での構成のための粉末形態にありうる。
本発明の複製欠損ウイルスと組合せ若しくは混合状態のアジュバントの使用もまた包含される。企図されるアジュバントは限定されるものでないが無機塩アジュバント若しくは無機塩ゲルアジュバント、粒子状アジュバント、微粒子状アジュバント、粘膜性アジュバントおよび免疫刺激性アジュバントを挙げることができる。アジュバントは本発明の複製欠損ウイルスとの混合物として被験体に投与し得るか、若しくは本発明の複製欠損ウイルスと組合せで使用し得る。
5.2.2.治療目的上有用な複製欠損ウイルスベクターの製造のための組換えDNA構築物組成物
本発明は、増幅されかつ複製欠損ウイルス粒子にパッケージングされるべき領域を定義するウイルスシグナルにより隣接されているトランスジーンユニット、アブレーションユニット、および/または1若しくは2個の二量体化可能なドメインユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物を提供する。これらDNA構築物を使用して複製欠損ウイルス組成物およびストックを生成し得る。
一態様において、組換えDNA構築物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されているトランスジーンユニットを含んでなる。別の態様において、本発明の組成物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されているアブレーションユニットを含んでなる組換えDNA構築物を含んでなる。別の態様において、組換えDNA構築物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されている二量体化可能なユニットを含んでなる。別の態様において、組換えDNA構築物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されているトランスジーンユニットおよびアブレーションユニットを含んでなる。別の態様において、組換えDNA構築物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されているトランスジーンユニットおよび二量体化可能なユニットを含んでなる。別の態様において、組換えDNA構築物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されているアブレーションユニットおよび二量体化可能なユニットを含んでなる。別の態様において、組換えDNA構築物は、ウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されているトランスジーンユニット、アブレーションユニットおよび二量体化可能なユニットを含んでなる。
第一の転写ユニットは、転写を制御するプロモーターと作動的に組み合わさった治療的産物であって、前記ユニットは最低1個のアブレーション認識部位(トランスジーンユニット);および(b)薬理学的作用剤に応答して転写を誘導するプロモーターと作動的に組み合わさった結合ドメインに融合されているアブレーション認識部位若しくはそのフラグメントに特異的なアブレーターをコードする第二の転写ユニット(アブレーションユニット)をコードする。別の態様において、組換えDNA構築物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されている二量体化可能なTFドメインユニットを含んでなる。
好ましい一態様において、組換えDNA構築物はウイルスのパッケージングシグナル内に入れ子状態の二量体化可能なユニットをさらに含んでなる。一態様において、各ユニットは、第二の転写ユニットの誘導可能なプロモーターを調節する転写因子の二量体化可能なドメインをコードし、ここで(c)第三の転写ユニットは、構成的プロモーターと作動的に組み合わさった薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子のDNA結合ドメインをコードし;および(d)第四の転写ユニットは、構成的プロモーターと作動的に組み合わさった薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子の活性化ドメインをコードする。別の態様において、(c)若しくは(d)の少なくとも一方が誘導可能なプロモーター下で発現される。特定の一態様において、組換えDNA構築物組成物の第二のユニットと作動的に組み合わさったプロモーターの転写を誘導する薬理学的作用剤は、in vitroで測定されるところの転写因子のドメインを二量体化する二量体化剤である。なお別の特定の態様において、組換えDNA構築物組成物の第二のユニットと作動的に組み合わさったプロモーターの転写を誘導する薬理学的作用剤はラパマイシンである。なおさらなる一態様において、組換えDNA構築物は二量体化可能な融合タンパク質ユニットを含んでなる。例えば、二量体化可能な融合タンパク質ユニットは、(a)結合ドメインに融合されている酵素の結合ドメインおよび(b)結合ドメインに融合されている酵素の触媒ドメインをコードすることができ、ここで該結合ドメインはDNA結合ドメイン若しくは二量体化剤の結合ドメインいずれかである。
ウイルスゲノム(1種若しくは複数)内にスペースを保存するため、2シストロン性転
写ユニットを操作し得る。例えば、第三および第四の転写ユニットをIRES(配列内リボソーム進入部位)を含有する2シストロン性ユニットとして操作し得、これは単独のプロモーターからのメッセージによる異種遺伝子産物の発現を可能にする。あるいは、単独プロモーターが、自己切断ペプチド(例えばT2A)若しくはプロテアーゼ認識部位(例えばフリン)をコードする配列により相互から分離されている2若しくは3種の異種遺伝子(例えば第三および第四の転写ユニット)を単独オープンリーディングフレーム(ORF)に含有するRNAの発現を指図しうる。該ORFは、従って、翻訳の間(T2Aの場合に)若しくは後に個々のタンパク質に切断される単独ポリタンパク質をコードする。しかしながら、これらIRESおよびポリタンパク質系をAAVパッケージングスペースを確保するために使用し得るとは言えそれらは同一プロモーターにより駆動され得る成分の発現にのみ使用し得ることに留意すべきである。
特定の一態様において、二量体化可能なユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物はIRESを含んでなる。別の特定の態様において、第三および第四の転写ユニット(二量体化可能なTFドメインユニット)を含んでなる組換えDNA構築物組成物はおよびIRESを含んでなる。別の特定の態様において、トランスジーンユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物はIRESを含んでなる。別の特定の態様において、アブレーションユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物はIRESを含んでなる。別の特定の態様において、二量体化可能なユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物はIRESを含んでなる。
特定の一態様において、第三および第四の転写ユニット(二量体化可能なTFドメインユニット)を含んでなる組換えDNA構築物組成物はT2A配列を含んでなる。別の特定の態様において、トランスジーンユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物はT2A配列を含んでなる。別の特定の態様において、アブレーションユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物はT2A配列を含んでなる。別の特定の態様において、二量体化可能なTFドメインユニットを含んでなる組換えDNA構築物組成物はT2A配列を含んでなる。
一態様において、組換えDNA構築物組成物の第二の転写ユニットによりコードされるアブレーターは、第一の転写ユニット中のアブレーション認識部位に結合しかつ切り出す若しくはアブレートするエンドヌクレアーゼ、組換え酵素、メガヌクレアーゼ、若しくは人工Znフィンガーエンドヌクレアーゼである。特定の一態様において、アブレーターがereでありかつアブレーション認識部位がLoxPであるか、若しくはアブレーターがFLPでありかつアブレーション認識部位がFRTである。別の態様において、組換えDNA構築物組成物の第二の転写ユニットによりコードされるアブレーターは、第一の転写ユニットのRNA転写物をアブレートするか若しくは第一の転写ユニットのRNA転写物の翻訳を抑制する干渉RNA、リボザイム若しくはアンチセンスである。特定の一態様において、アブレーターの転写は、tet−on/off系、tetR−KRAB系、ミフェプリストン(RU486)で調節可能な系、タモキシフェン−depで調節可能な系、若しくはエクダイソン−depで調節可能な系により制御される。
組換えDNA構築物組成物は、複製欠損ウイルスベクター中で複製かつパッケージングされることが望ましい転写ユニットに隣接するパッケージングシグナルを含有する。特定の一態様においてパッケージングシグナルはAAV ITRである。シュードタイピングされたAAVが産生されるべきである場合、ITRはキャプシドのAAV供給源と異なる供給源から選択する。例えば、AAV2 ITRをAAV1、AAV8若しくはAAV9キャプシドでの使用のため選択することができる、などである。別の特定の態様において、AAV ITRはキャプシドと同一供給源例えばAAV1、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、rh10 ITRなどからでありうる。別の特定の態様において、組換
えDNA構築物組成物は、AAV ITRにより隣接されている第一の転写ユニット(トランスジーン)、ならびに、AAV ITRにより隣接されている第二(アブレーションユニット)ならびに任意の第三および第四の転写ユニット(二量体化可能なTFドメインユニット)ならびに/若しくは二量体化可能な融合タンパク質ユニット(1種若しくは複数)を含んでなる。なお別の特定の態様において、組換えDNA構築物組成物は、AAV
ITRにより隣接されている第二の転写ユニット(アブレーションユニット)を含んでなり、ならびに第一(トランスジーンユニット)、第三および第四の転写ユニット(二量体化可能なTFドメインユニット)はAAV ITRにより隣接されている。好ましい一態様において、PIT A系の転写ユニットが2種若しくはそれ以上の組換えDNA組成物に含有される。
特定の一態様において、組換えDNA構築物は、以下の治療的産物、すなわち、HIV感染性を中和する抗体若しくは抗体フラグメント、可溶性内皮細胞増殖因子受容体−1(sFlt−I)、第VIII因子、第IX因子、インスリン様増殖因子(IGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、ヘムオキシゲナーゼ−1(HO−1)、若しくは神経成長因子(NGF)の誰か若しくはそれ以上をコードするトランスジーンユニットを含有する。特定の一態様において、組換えDNA構築物は、治療的遺伝子の転写を制御する以下のプロモーターすなわち構成的プロモーター、組織特異的プロモーター、細胞特異的プロモーター、誘導可能なプロモーター、若しくは生理学的合図に応答性のプロモーターの誰かを含んでなるトランスジーンユニットを含有する。
該DNA構築物は複製欠損ウイルスストックを生成するため5.1.5節に記述される方法のいずれでも使用し得る。
5.2.3.二量体化剤の製薬学的組成物および製剤
本発明は5.1.4節に記述される本発明の二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物を提供する。好ましい一態様において、製薬学的組成物は製薬学的に許容できる担体若しくは賦形剤を含んでなる。場合によっては、これら製薬学的組成物は、本明細書に記述されるような獣医学の目的上例えばヒト以外の哺乳動物(例えば家畜)への送達のため適合される。
本発明の製薬学的組成物は、本発明のトランスジーンユニットのトランスジーンをアブレートする若しくは切り出す、またはトランスジーンの転写物をアブレートするすなわちその翻訳を阻害するための治療的有効用量で被験体に投与し得る。治療的有効用量は、該トランスジーンの発現により引き起こされる症状例えば毒性の軽減をもたらす、若しくは該トランスジーンの発現の最低60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%若しくは100%阻害をもたらすのに十分な製薬学的組成物の量を指す。
一態様において、約0.1〜5マイクログラム(μg)/キログラム(kg)の範囲にある、本発明の二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物の量を投与する。この目的のため、本発明の二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物は、体重が70kgの平均的被験体を処置するために約7mgないし約350mgの範囲の用量で処方される。投与される本発明の二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物の量は、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若しくは5.0mg/kgである。製剤中の二量体化剤の用量は、7、8、9、10、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85 90、95、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725、若しくは750mg(体重が70kgの平均的被験体を処置するために処置
するために)である。これら用量は好ましくは経口投与される。これら用量は1回、または毎日、一日おき、毎週、2週間ごと若しくは毎月のような反復して与えることができる。好ましくは、製薬学的組成物は約4〜6週の期間、週1回与える。いくつかの態様において、二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物は、1用量で、若しくは2用量で、若しくは3用量で、若しくは4用量で、若しくは5用量で、または6用量若しくはそれ以上で被験体に投与する。投薬間の間隔は、例えばトランスジーンの発現により引き起こされる症状例えば毒性を軽減するためにトランスジーン発現の阻害に対する必要性が存在するという実務者の決定に基づき決定しうる。例えば、トランスジーンアブレーションに対する必要性が急性であるいくつかの態様において、二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物の1日投薬量を投与しうる。例えばトランスジーンアブレーションに対する必要性がより少なく急性である若しくは急性でない他の態様において、二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物の毎週の投薬量を投与しうる。
本発明の使用のための製薬学的組成物は、1種若しくはそれ以上の生理学的に許容できる担体若しくは賦形剤を使用して慣習的様式で処方しうる。従って、二量体化剤ならびにそれらの生理学的に許容できる塩および溶媒和物を、吸入若しくはガス注入(口若しくは鼻いずれかにより)による投与、経口、頬側、非経口、直腸若しくは経皮投与のため処方しうる。非侵襲的投与方法もまた企図している。
経口投与のため、該製薬学的組成物は、結合剤(例えばアルファ化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドン若しくはヒドロキシプロピルメチルセルロース);増量剤(例えば乳糖、結晶セルロース若しくはリン酸水素カルシウム);滑沢剤(例えばステアリン酸マグネシウム、タルク若しくはシリカ);崩壊剤(例えばバレイショデンプン若しくはデンプングリコール酸ナトリウム);または湿潤剤(例えばラウリル硫酸ナトリウム)のような製薬学的に許容できる賦形剤を用いて慣習的手段により製造される例えば錠剤若しくはカプセル剤の形態をとりうる。錠剤は当該技術分野で公知の方法によりコーティングしうる。経口投与のための液体製剤は例えば溶液、シロップ剤若しくは懸濁剤の形態をとりうるか、またはそれらは使用前に水若しくは他の適するベヒクルとの構成のための乾燥製品として提示しうる。こうした液体製剤は、懸濁化剤(例えばソルビトールシロップ、セルロース誘導体若しくは水素添加可食脂肪);乳化剤(例えばレシチン若しくはアカシア);非水性ベヒクル(例えばアーモンド油、油性エステル、エチルアルコール若しくは分画植物油);および保存剤(例えばメチル若しくはプロピル−p−ヒドロキシ安息香酸またはソルビン酸)のような製薬学的に許容できる添加物を用いて慣習的手段により製造しうる。該製剤は緩衝塩、香料、着色料および甘味料もまた適宜含有しうる。
経口投与のための製剤は適しては二量体化剤の制御放出を与えるよう処方しうる。
頬側投与のため、該組成物は慣習的様式で処方されている錠剤若しくは舐剤の形態をとりうる。
吸入による投与のため、本発明の使用のための二量体化剤は、適する噴射剤例えばジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素若しくは他の適するガスの使用を伴い加圧パック若しくはネブライザーからエアゾルスプレー提示の形態で便宜的に送達される。加圧エアゾルの場合、投薬量単位は計量された量を送達するためのバルブを提供することにより決定しうる。吸入器若しくはガス注入器(insufflator)中での使用のための例えばゼラチンのカプセルおよびカートリッジを、二量体化剤および乳糖若しくはデンプンのような適する粉末基剤の粉末混合物を含有して処方しうる。
二量体化剤は、注入による、例えばボーラス注入(injection)若しくは連続
注入(infusion)による非経口投与のため処方しうる。注入のための製剤は、添加される保存剤を伴い単位剤形例えばアンプル若しくは複数用量容器中で提示しうる。該組成物は、油性若しくは水性ベヒクル中の懸濁剤、溶液若しくは乳剤のような形態をとることができ、そして懸濁化剤、安定化剤および/若しくは分散助剤のような製剤化剤(formulatory agent)を含有しうる。あるいは、有効成分は、使用前に適するベヒクル例えば無菌のパイロジェンフリー水での構成のための粉末形態にありうる。
二量体化剤は、例えばカカオバター若しくは他のグリセリドのような慣習的坐剤基剤を含有する坐剤若しくは保持浣腸のような直腸組成物にもまた処方しうる。
前述された製剤に加え、二量体化剤はデポー製剤としてもまた処方しうる。こうした長時間作用型製剤は埋め込み(例えば皮下若しくは筋肉内)または筋肉内注入により投与しうる。従って、例えば、二量体化剤は適するポリマー若しくは疎水性材料(例えば許容できる油中の乳剤として)またはイオン交換樹脂とともに、あるいは難溶性誘導体として例えば難溶性塩として処方しうる。
該組成物は、所望の場合は、有効成分を含有する1種若しくはそれ以上の単位剤形を含有しうるパック若しくは分注器装置中で提示しうる。該パックは例えば、ブリスターパックのような金属若しくはプラスチック製箔を含みうる。該パック若しくは分注器装置は投与のための説明書により付随されうる。
本発明の二量体化剤と組合せ若しくは混合状態のアジュバントの使用もまた包含される。企図されるアジュバントは、限定されるものでないが無機塩アジュバント若しくは無機塩ゲルアジュバント、粒子状アジュバント、微粒子状アジュバント、粘膜アジュバントおよび免疫刺激性アジュバントを挙げることができる。アジュバントは本発明の二量体化剤との混合物として被験体に投与し得るか、若しくは本発明の二量体化剤と組合せで使用し得る。
5.3.疾患および障害の処置
本発明は遺伝子治療の影響を受けやすいいずれの疾患若しくは障害の処置方法も提供する。一態様において、「処置」若しくは「処置すること」は疾患若しくは障害またはその最低1種の認識される症状の軽減を指す。別の態様において、「処置」若しくは「処置すること」は、被験者により必ずしも認識されない疾患若しくは障害と関連する最低1種の測定可能な生理学的パラメータの軽減を指す。なお別の態様において、「処置」若しくは「処置すること」は、身体的に例えば認識される症状の安定化、生理学的に例えば身体的パラメータの安定化、若しくは双方のいずれかで疾患若しくは障害の進行を阻害することを指す。癌、免疫不全および獣医学の状態を包含する他の状態もまた処置しうる。
5.3.1.標的疾患
本発明の方法により処置し得る疾患および障害の型は、限定されるものでないが加齢黄斑変性症;糖尿病性網膜症;感染性疾患例えばHIV、パンデミックインフルエンザ、生物兵器のカテゴリー1および2の剤、若しくはいずれかの新たな新興ウイルス感染症;自己免疫疾患;癌;多発性骨髄腫;糖尿病;全身性エリテマトーデス(SLE);C型肝炎;多発性硬化症;アルツハイマー病;パーキンソン病;筋萎縮性側索硬化症(ALS)、ハンチントン病;てんかん;慢性閉塞性肺疾患(COPD);関節の炎症すなわち関節炎;心筋梗塞(MI);うっ血性心不全(CHF);血友病A;または血友病Bを挙げることができる。
本発明の方法により処置若しくは予防し得る感染性疾患は、限定されるものでないがウイルス、細菌、真菌、原生動物、蠕虫および寄生生物を挙げることができる感染性病原体
により引き起こされる。本発明は細胞内病原体により引き起こされる感染性疾患を処置若しくは予防することに制限されない。多くの医学的に関連のある微生物が文献に広範囲に記述されている。例えばC.G.A Thomas、Medical Microbiology、Bailliere Tindall、英国 1983(その内容全体はここに引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい。
本発明の方法により処置若しくは予防し得る細菌感染症若しくは疾患は、限定されるものでないが、ミコバクテリア(例えばヒト型結核菌(Mycobacteria tuberculosis)、ウシ型結核菌(M bovis)、トリ結核菌(M avium)、らい菌(M leprae)若しくはM アフリカヌム(M africanum)、リケッチア、マイコプラズマ、クラミジアおよびレジオネラのようなその生活環に細胞内段階を有する細菌を挙げることができる細菌により引き起こされる。企図される細菌感染症の他の例は、限定されるものでないが、グラム陽性桿菌(例えばリステリア属(Listeria)、炭疽菌(Bacillus anthracis)のようなバチルス属(Bacillus)、エリシペロスリクス属(Erysipelothrix)スピーシーズ)、グラム陰性桿菌(例えばバルトネラ属(Bartonella)、ブルセラ属(Brucella)、カンピロバクター属(Campylobacter)、エンテロバクター属(Enterobacter)、エシェリキア属(Escherichia)、フランシセラ属(Francisella)、ヘモフィラス属(Hemophilus)、クレブシエラ属(Klebsiella)、モルガネラ属(Morganella)、プロテウス属(Proteus)、プロビデンシア属(Providencia)、シュードモナス属(Pseudomonas)、サルモネラ属(Salmonella)、セラチア属(Serratia)、シゲラ属(Shigella)、ビブリオ属(Vibrio)およびエルシニア属(Yersinia)スピーシーズ)、スピロヘータ細菌(例えばライム病を引き起こすボレリア ブルグドルフェリ(Borrelia burgdorferi)を包含するボレリア属(Borrelia)スピーシーズ)、嫌気性細菌(例えばアクチノミセス属(Actinomyces)およびクロストリジウム属(Clostridium)スピーシーズ)、グラム陽性および陰性球菌細菌、エンテロコッカス属(Enterococcus)スピーシーズ、連鎖球菌属(Streptococcus)スピーシーズ、ニューモコッカス(Pneumococcus)スピーシーズ、ブドウ球菌属(Staphylococcus)スピーシーズ、ナイセリア属(Neisseria)スピーシーズにより引き起こされる感染症を挙げることができる。感染性細菌の特定の例は、限定されるものでないが、ヘリコバクター ピロリス(Helicobacter pyloris)、ボレリア ブルグドルフェリ(Borelia burgdorferi)、レジオネラ ニューモフィリア(Legionella pneumophilia)、ヒト結核菌(Mycobacteria tuberculosis)、トリ結核菌(M avium)、M イントラセルラーレ(M intracellulare)、M カンサイイ(M.kansaii)、M ゴルドネ(M gordonae)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、リステリア菌(Listeria monocytogenes)、化膿性連鎖球菌(Streptococcus pyogenes)(A群連鎖球菌)、ストレプトコッカス アガラクチエ(Streptococcus agalactiae)(B群連鎖球菌)、ヴィリダンス型連鎖球菌(Streptococcus viridans)、糞便連鎖球菌(Streptococcus faecalis)、ストレプトコッカス ボビス(Streptococcus bovis)、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenza)、炭疽菌(Bacillus antracis)、ジフテリア菌(corynebacterium diphtheriae)、豚丹毒菌(Erysipelothrix rhusiopathiae)、ウェルシュ
菌(Clostridium perfringers)、破傷風菌(Clostridium tetani)、エンテロバクター アエロゲネス(Enterobacter
aerogenes)、肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、パスツレラ ムルトシダ(Pasturella multocida)、フゾバクテリウム ヌクレアタム(Fusobacterium nucleatum)、ストレプトバシラス モニリフォルミス(Streptobacillus moniliformis)、梅毒トレポネーマ(Treponema pallidium)、フランベジアトレポネーマ(Treponema pertenue)、レプトスピラ属(Leptospira)、リケッチア属(Rickettsia)、およびイスラエル放線菌(Actinomyces israelli)を挙げることができる。
ヒトおよびヒト以外の脊椎動物双方の感染性ウイルスは、レトロウイルス、RNAウイルスおよびDNAウイルスを包含する。ヒトで見出されたウイルスの例は、限定されるものでないが、レトロウイルス科(例えばHIV−1(HTL V−III、LA V若しくはHTLV−III/LA V、またはHIV−IIIともまた称される)のようなヒト免疫不全ウイルス;およびHIV−LPのような他の単離物:ピコルナウイルス科(例えばポリオウイルス、A型肝炎ウイルス;エンテロウイルス、ヒトコクサッキーウイルス、ライノウイルス、エコーウイルス);カリシウイルス科(例えば胃腸炎を引き起こす株);トガウイルス科(例えばウマ脳炎ウイルス、風疹ウイルス);フラビウイルス科(例えばデングウイルス、脳炎ウイルス、黄熱病ウイルス);コロナウイルス科(例えばコロナウイルス);ラブドウイルス科(例えば水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス);フィロウイルス科(例えばエボラウイルス);パラミクソウイルス科(例えばパラインフルエンザウイルス、流行性耳下腺炎ウイルス、麻疹ウイルス、RSウイルス);オルトミクソウイルス科(例えばインフルエンザウイルス);ブンガウイルス科(Bungaviridae)(例えばハンタンウイルス、ブンガ(bunga)ウイルス、フレボウイルスおよびナイロウイルス(Nairo virus));アレナウイルス科(Arena viridae)(出血熱ウイルス);レオウイルス科(例えばレオウイルス、オルビウイルスおよびロタウイルス);ビマウイルス科(Bimaviridae);ヘパドナウイルス科(B型肝炎ウイルス);パルボウイルス科(パルボウイルス);パポーバウイルス科(パピローマウイルス、ポリオーマウイルス);アデノウイルス科(大部分のアデノウイルス);ヘルペスウイルス科(単純疱疹ウイルス(HSV)1および2、水痘帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、ヘルペスウイルス;ポックスウイルス科(痘瘡ウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス(pox virus));ならびにイリドウイルス科(例えばアフリカ豚コレラウイルス);ならびに未分類のウイルス(例えば、海綿状脳症の病因病原体、D型肝炎の病原体(B型肝炎ウイルスの欠損サテライトであると考えられる)、非A非B肝炎の病原体(クラス1=内的感染する;クラス2=非経口感染する(すなわちC型肝炎);ノーウォークおよび関連ウイルス、ならびにアストロウイルス)を挙げることができる。
本発明の方法により処置若しくは予防し得る寄生生物疾患は、限定されるものでないがアメーバ症、マラリア、リーシュマニア、コクシジウム、ジアルジア症、クリプトスポリジウム症、トキソプラズマ症およびトリパノソーマ症を挙げることができる。限定されるものでないが回虫症、鉤虫症、鞭虫症、糞線虫症、トキソッカラ症(toxoccariasis)、旋毛虫症、オンコセルカ症、フィラリアおよびイヌ糸状虫症のような多様な寄生虫による感染症もまた包含される。限定されるものでないが住血吸虫症、肺吸虫症および肝吸虫症のような多様な吸虫による感染症もまた包含される。これら疾患を引き起こす寄生生物は、それらが細胞内であるか若しくは細胞外であるかに基づいて分類し得る。本明細書で使用されるところの「細胞内寄生生物」はその生活環全体が細胞内である寄生生物である。ヒト細胞内寄生生物の例は、リーシュマニア属(Leishmania)スピーシーズ、プラスモディウム属(Plasmodium)スピーシーズ、クルーズトリ
パノソーマ(Trypanosoma cruzi)、トキソプラズマ ゴンディ(Toxoplasma gondii)、バベシア属(Babesia)スピーシーズおよび旋毛虫(Trichinella spiralis)を包含する。本明細書で使用されるところの「細胞外寄生生物」はその生活環全体が細胞外である寄生生物である。ヒトを感染させることが可能な細胞外寄生生物は、赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)、ランブル鞭毛虫(Giardia lamblia)、エンテロシトゾーン ビエヌーシ(Enterocytozoon bieneusi)、ネグレリア属(Naegleria)およびアカントアメーバ属(Acanthamoeba)ならびに大部分の蠕虫を包含する。寄生生物のなお別の分類は、主として細胞外しかしそれらの生活環の決定的に重要な段階で偏性の細胞内の存在を伴うと定義される。こうした寄生生物は本明細書で「偏性細胞内寄生生物」と称される。これら寄生生物はそれらの生涯の大部分若しくはそれらの生涯の小さな一部分のみ細胞外環境で存在しうるが、しかしそれらは全部、それらの生活環で最低1つの偏性細胞内段階を有する。寄生生物のこの後者の範疇は、ローデシアトリパノソーマ(Trypanosoma rhodensiense)およびガンビアトリパノソーマ(Trypanosoma ganbiense)、イソスポラ属(Isospora)スピーシーズ、クリプトスポリジウム属(Cryptosporidium)スピーシーズ、アイメリア属(Eimeria)スピーシーズ、ネオスポラ属(Neospora)スピーシーズ、肉胞子虫属(Sarcocystis)スピーシーズおよび住血吸虫属(Schistosoma)スピーシーズを包含する。
本発明の方法により処置若しくは予防し得る癌の型は、限定されるものでないがヒトの肉腫および癌腫、例えば線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫(endotheliosarcoma)、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸癌、膵癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮細胞癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原性肺癌、腎細胞癌、肝細胞腫、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胚性癌腫、ウィムス腫瘍、子宮頚癌、精巣癌、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、グリオーマ、星状細胞腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、上衣腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫瘍、乏突起細胞腫、髄膜腫、メラノーマ、神経芽腫、網膜芽腫;白血病例えば急性リンパ球性白血病および急性骨髄性白血病(骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性および赤白血病);慢性白血病(慢性骨髄性(顆粒球性)白血病および慢性リンパ球性白血病);ならびに真性赤血球増加症、リンパ腫(ホジキン病および非ホジキン病)、多発性骨髄腫、ワルデンストレームマクログロブリン血症ならびに重鎖病を挙げることができる。
5.3.2.ウイルスベクターの投薬量および投与様式
本発明の複製欠損ウイルス組成物は当該技術分野で既知のいずれかの方法若しくは投与計画によりヒト被験体に投与し得る。例えば、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、多様な治療応用でのAAVベクターの使用方法に関する以下の特許および特許出願すなわち米国特許第7,282,199号明細書;第7,198,951号明細書;米国特許出願公開第US 2008−0075737号明細書;第US 2008−0075740号明細書;国際特許出願公開第WO 2003/024502号明細書;第WO 2004/108922号明細書;第WO 20051033321号明細書(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより組み込まれる)に記述されるいずれかの方法によりヒト被験体に投与し得る。
一態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は門脈の腸間膜支流の注入により肝を介して全身に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は例えば四頭筋若しくは二頭筋中への筋肉内注入により筋を介して全身に送達される。別の態様
において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、両側定位注入によりマイネルト基底核(NBM)を含有する脳の前脳基底核領域に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は両側被殻内および/若しくは黒質内注入によりeNSに送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は関節内注入により関節に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は冠動脈内注入により心に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は網膜下空隙への注入により網膜に送達される。
別の態様において、ヒト患者に約1.0×108ゲノムコピー(GC)/キログラム(kg)ないし約1.0×1014GC/kg、および好ましくは1.0×1011GC/kgないし1.0×1013GC/kgの範囲にある有効用量の複製欠損ウイルス組成物の量を投与する。好ましくは、投与される複製欠損ウイルス組成物の量は、1.0×108GC/kg、5.0×108GC/kg、1.0×109GC/kg、5.0×109GC/kg、1.0×1010GC/kg、5.0×1010GC/kg、1.0×1011GC/kg、5.0×1011GC/kg若しくは1.0×1012GC/kg、5.0×1012GC/kg、1.0×1013GC/kg、5.0×1013GC/kg、1.0×1014GC/kgである。
これら用量は1回、または毎日、一日おき、毎週、2週間ごと、若しくは毎月のような反復して、あるいは十分なトランスジーン発現が患者で検出されるまで与えることができる。一態様において、複製欠損ウイルス組成物は約4〜6週の期間、週1回与えられ、そして投与の様式若しくは部位は好ましくは各投与で変えられる。反復注入は、もっともありそうにはトランスジーン発現の完全なアブレーションに必要とされる。同一部位は1回若しくはそれ以上の注入の空白の後に反復しうる。また、分割注入を与えてよい。従って、例えば用量の半分を一部位に与えかつ他方の半分を同日に別の部位で与えてよい。
2種若しくはそれ以上のウイルスストックにパッケージングされる場合、該複製欠損ウイルス組成物は同時に若しくは連続して投与し得る。2種若しくはそれ以上のウイルスストックを連続して送達する場合、後に送達されるウイルスストックは第一のウイルスストックの投与の1、2、3若しくは4日後に送達し得る。好ましくは、2種のウイルスストックを連続して送達する場合、第二の送達されるウイルスストックは第一のウイルスストックの送達の1若しくは2日後に送達する。
当該技術分野で既知のいかなる方法も本発明の複製欠損ウイルス組成物のゲノムコピー(GC)数を決定するのに使用し得る。AAV GC数用量設定の一実施方法は後に続くとおりである。すなわち、精製されたAAVベクターサンプルを最初にDNアーゼで処理して被包化されていないAAVゲノムDNA若しくは汚染するプラスミドDNAを製造工程から排除する。DNアーゼ耐性粒子をその後熱処理にかけてキャプシドからゲノムを放出させる。放出されたゲノムをその後、ウイルスゲノムの特定領域(通常ポリAシグナル)を標的とするプライマー/プローブ組を使用するリアルタイムPCRにより定量する。
一態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は約3.0×1012GC/kgの用量での門脈の腸間膜支流の注入により肝を介して全身に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、約5.0×1012GC/kgの用量での四頭筋若しくは二頭筋いずれかへの20回までの筋肉内注入により筋を介して全身に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、約5.0×1011GC/kgの用量での両側定位注入によりマイネルト基底核(NBM)を含有する脳の前脳基底核領域に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、約1.0×1011GC/kgないし約5.0×1011GC/kgの範囲の用量での両側被殻内および/若しくは黒質内注入によりCNSに送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイル
ス組成物は、炎症性関節炎の処置のため約1.0×1011GC/mL関節容量の用量での関節内注入により関節に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、約1.4×1011GC/kgないし約3.0×1012GC/kgの範囲の用量での冠動脈内への点滴注入により心に送達される。別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物は、約1.5×1010GC/kgの用量での網膜下空隙への注入により網膜に送達される。
表2は特定の疾患を処置するために本発明のPITA系により特定の組織/器官を介して送達し得るトランスジーンの例を示す。
一態様において、ヒト被験体における加齢黄斑変性症の処置方法は、治療的産物がVEGFアンタゴニストである複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる。
別の態様において、ヒト被験体における血友病Aの処置方法は、治療的産物が第VII因子、若しくはヘテロ二量体のL鎖およびH鎖ならびにB欠失ドメインのようなそのバリアントである複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなり;米国特許第6,200,560号明細書および米国特許第6,221,349号明細書)。第VIII因子遺伝子は2351アミノ酸をコードし、そして該タンパク質はアミノから末端カルボキシ末端までA1−A2−B−A3−C1−C2と呼称される6ドメインを有する[Woodら、Nature、312:330(1984);Veharら、Nature 312:337(1984);およびTooleら、Nature、342:337(1984)]。ヒト第VIII因子は細胞内でプロセシングされて、A1、A2およびBド
メインを含有するH鎖ならびにA3、C1およびC2ドメインを含有するL鎖を主に含んでなるヘテロ二量体を生じる。一本鎖ポリペプチドおよびヘテロ二量体双方が、Bドメインを放出しかつA1およびA2ドメインよりなるH鎖をもたらすA2およびBドメインの間のトロンビン切断により活性化されるまで、不活性前駆体として血漿中を循環する。Bドメインは該タンパク質の活性化凝血原の形態において欠失されている。加えて、天然のタンパク質中では、Bドメインに隣接している2ポリペプチド鎖(「a」および「b」)が二価カルシウム陽イオンに結合されている。いくつかの態様において、該ミニ遺伝子は、10アミノ酸シグナル配列をコードする第VIII因子H鎖の最初の57塩基対、ならびにヒト成長ホルモン(hGH)ポリアデニル酸化配列を含んでなる。代替の態様において、該ミニ遺伝子は、A1およびA2ドメイン、ならびにBドメインのN末端からの5アミノ酸、ならびに/若しくはBドメインのC末端の85アミノ酸、ならびにA3、C1およびC2ドメインをさらに含んでなる。なお他の態様において、第VIII因子H鎖およびL鎖をコードする核酸が、Bドメインの14アミノ酸をコードする42種の核酸により分離される単独ミニ遺伝子中に提供される[米国特許第6,200,560号明細書]。天然に存在するおよび組換えの形態の第VII因子の例は、米国特許第5,563,045号明細書、米国特許第5,451,521号明細書、米国特許第5,422,260号明細書、米国特許第5,004,803号明細書、米国特許第4,757,006号明細書、米国特許第5,661,008号明細書、米国特許第5,789,203号明細書、米国特許第5,681,746号明細書、米国特許第5,595,886号明細書、米国特許第5,045,455号明細書、米国特許第5,668,108号明細書、米国特許第5,633,150号明細書、米国特許第5,693,499号明細書、米国特許第5,587,310号明細書、米国特許第5,171,844号明細書、米国特許第5,149,637号明細書、米国特許第5,112,950号明細書、米国特許第4,886,876号明細書;国際特許公開第WO 94/11503号明細書、第WO 87/07144号明細書、第WO 92/16557号明細書、第WO 91/09122号明細書、第WO 97/03195号明細書、第WO 96/21035号明細書および第WO 91/07490号明細書;欧州特許出願第EP 0 672 138号明細書、第EP 0 270 618号明細書、第EP 0 182 448号明細書、第EP 0 162 067号明細書、第EP 0 786 474号明細書、第EP 0 533 862号明細書、第EP 0 506 757号明細書、第EP 0 874 057号明細書、第EP 0 795 021号明細書、第EP 0 670 332号明細書、第EP 0 500 734号明細書、第EP 0 232 112号明細書および第EP 0 160 457号明細書;Sanbergら、XXth Int.Congress of the World Fed.Of Hemophilia(1992)、ならびにLindら、Eur.J.Biochem.、232:19(1995)を包含する特許および学術文献に見出し得る。
別の態様において、ヒト被験体における血友病Bの処置方法は、治療的産物が第IX因子である複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる。
別の態様において、ヒト被験体におけるうっ血性心不全の処置方法は、治療的産物がインスリン様増殖因子若しくは肝細胞増殖因子である複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる。
別の態様において、ヒト被験体における中枢神経系障害の処置方法は、治療的産物が神経成長因子である複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる。
5.4.トランスジーン発現および望ましくない副作用のモニタリング
5.4.1.トランスジーン発現のモニタリング
本発明の複製欠損ウイルス組成物の投与後に、トランスジーン発現を当業者に既知のい
ずれかの方法によりモニターし得る。投与されたトランスジーンの発現は、例えば前記トランスジーンによりコードされるタンパク質および/若しくはRNAを定量することにより容易に検出し得る。限定されるものでないがタンパク質発現を検出かつ/若しくは可視化するためのイムノアッセイ(例えばウエスタンブロット、免疫沈降次いでドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)、免疫細胞化学、切片での免疫組織化学染色など)、ならびに/または遺伝子をコードするそれぞれのmRNAを検出かつ/若しくは可視化することにより遺伝子発現を検出するためのハイブリダイゼーションアッセイ(例えばノーザンアッセイ、ドットブロット、in situハイブリダイゼーションなど)を挙げることができる、当該技術分野で標準的な多くの方法を従って使用し得る。ウイルスゲノムおよび該トランスジーン由来のRNAは定量的PCR(Q−PCR)によってもまた検出し得る。こうしたアッセイは慣例かつ当該技術分野で公知である。免疫沈降プロトコルは、一般に、タンパク質ホスファターゼおよび/若しくはプロテアーゼ阻害剤(例えばEDTA、PMSF、アプロチニン、バナジン酸ナトリウム)を補充されたRIP A緩衝液(1%NP−40若しくはTriton x−100、I%デオキシコール酸ナトリウム、0.1%SDS、0.15M NaCl、pH7.2の0.01Mリン酸ナトリウム、1%Trasylol)のような溶解緩衝液中で細胞の集団を溶解すること、目的の抗体を細胞ライセートに添加すること、ある期間(例えば1ないし4時間)40℃でインキュベートすること、プロテインAおよび/若しくはプロテインGセファロースビーズを細胞ライセートに添加すること、40℃で約1時間若しくはそれ以上インキュベートすること、溶解緩衝液中でビーズを洗浄すること、ならびにビーズをSDS/サンプル緩衝液に再懸濁することを含んでなる。目的の抗体の特定の抗原を免疫沈降させる能力は例えばウエスタンブロット分析により評価し得る。当業者は、抗原への抗体の結合を増大させかつバックグラウンド(例えばセファロースビーズで細胞ライセートを浄化する前)を減少させるよう改変し得るパラメータに関して知っているとみられる。
ウエスタンブロット分析は、一般に、タンパク質サンプルを調製すること、ポリアクリルアミドゲル(例えば、抗原の分子量に依存して8%〜20%SDS−PAGE)でのタンパク質サンプルの電気泳動、タンパク質サンプルをポリアクリルアミドゲルからニトロセルロース、PVDF若しくはナイロンのような膜に転写すること、膜をブロッキング溶液(例えば3%BSA若しくは無脂肪乳を含むPBS)でブロッキングすること、膜を洗浄緩衝液(例えばPBS−Tween 20)で洗浄すること、ブロッキング緩衝液で希釈された一次抗体(目的の抗体)と膜をインキュベートすること、膜を洗浄緩衝液(washing buffer)中で洗浄すること、ブロッキング緩衝液で希釈された酵素基質(例えばワサビペルオキシダーゼ若しくはアルカリホスファターゼ)または放射活性分子(例えば32p若しくは125I)に複合されている二次抗体(一次抗体を認識する、例えば抗ヒト抗体)と膜をインキュベートすること、膜を洗浄緩衝液(wash buffer)で洗浄すること、および抗原の存在を検出することを含んでなる。当業者は、検出されるシグナルを増大させかつバックグラウンドノイズを減少させるよう改変し得るパラメータに関して知っているとみられる。
ELISAは、一般に、抗原を調製すること、96ウェルマイクロタイタープレートのウェルを抗原で被覆すること、酵素基質(例えばワサビペルオキシダーゼ若しくはアルカリホスファターゼ)のような検出可能な剤に複合されている目的の抗体をウェルに添加すること、およびある時間インキュベートすること、ならびに抗原の存在を検出することを含んでなる。ELISAにおいて、目的の抗体は検出可能な剤に複合されている必要はなく;代わりに、検出可能な化合物に複合されている二次抗体(目的の抗体を認識する)をウェルに添加しうる。さらに、ウェルを抗原で被覆することの代わりに抗体をウェルに被覆しうる。この場合、検出可能な剤に複合されている二次抗体を、被覆されているウェルへの目的の抗原の添加後に添加しうる。当業者は、検出されるシグナルを増大させるよう
改変し得るパラメータ、ならびに当該技術分野で既知のELISAの他の変形に関して知っているとみられる。
表現型若しくは生理学的読み出しを使用してもまたトランスジーンの発現を評価し得る。例えば、疾患若しくはそれと関連する症状の重症度を軽減するトランスジーン産物の能力を評価し得る。さらに、ポジトロン放出断層撮影(PET)走査および中和抗体アッセイを実施し得る。
さらに、トランスジーン産物の活性を、当業者に公知の技術を利用して評価し得る。例えば、トランスジーン産物の活性は、細胞のセカンドメッセンジャー(例えば細胞内Ca2+、ジアシルグリセロール、lP3など)の誘導を検出すること、タンパク質のリン酸化を検出すること、転写因子の活性化を検出すること、あるいは、細胞に基づくアッセイを介して細胞応答例えば細胞分化または細胞増殖若しくはアポトーシスを検出することにより測定し得る。細胞のセカンドメッセンジャー若しくはタンパク質のリン酸化のレベルの変化を、例えば当業者に公知かつ本明細書に記述されるイムノアッセイにより測定し得る。転写因子の活性化若しくは阻害を例えば電気移動度シフトアッセイにより検出し得、また、細胞増殖のような細胞応答は、例えばトリパンブルー細胞数、3H−チミジン取り込みおよびフローサイトメトリ−により検出し得る。
5.4.2.望ましくない副作用/毒性のモニタリング
本発明の複製欠損ウイルス組成物の患者への投与後、望ましくない副作用および/若しくは毒性を、トランスジーンをアブレートする若しくは切り出すまたはトランスジーンの転写物をアブレートするすなわちその翻訳を阻害するために二量体化剤(5.2.3節に記述される)を含んでなる製薬学的組成物を患者に投与するかどうかの決定のため、当業者に既知のいずれかの方法でモニターし得る。
本発明は、(a)患者から得られた組織サンプル中の治療的産物の発現を検出すること、および(b)前記被験体での該治療的産物の存在に関連する副作用を検出すること、を含んでなり、ここで前記被験体における該治療的産物の存在に関連する副作用の検出が、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤を投与することの必要性を示す、治療的産物およびアブレーターをコードする複製欠損ウイルス組成物を受領した被験体に治療的産物をアブレートするための薬理学的作用剤をいつ投与するかの決定方法を提供する。
本発明はまた、前記被験体から得られた組織サンプル中の治療的産物の存在と関連する毒性の生化学的マーカーのレベルを検出することであって、ここで毒性を反映する前記マーカーのレベルがアブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤を投与することの必要性を示す、を含んでなる、治療的産物およびアブレーターをコードする複製欠損ウイルス組成物を受領した被験体に治療的産物をアブレートするための薬理学的作用剤をいつ投与するかの決定方法も提供する。毒性の生化学的マーカーは当該技術分野で既知であり、そして、限定されるものでないが異常な腎機能のマーカー(例えば、腎毒性について上昇された血中尿素窒素(BUN)およびクレアチニン);全身性炎症のマーカーとしての増大された赤血球沈降速度;骨髄毒性のマーカーとしての低い白血球数、血小板若しくは赤血球;などのような臨床病理学血清尺度を包含する。肝機能検査(Ift)を実施して肝毒性と関連する異常を検出し得る。こうしたIftの例は、アルブミン、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼ、ビリルビンおよびγ−グルタミルトランスペプチダーゼの検査を包含する。
本発明はさらに、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤での処置後の被験体からの組織サンプル中の治療的遺伝子産物をコードするDNA、そのRNA転写物若しくはそのコードされるタンパク質の存在の決定方法を含んでなり、ここで治療的遺伝子産物を
コードするDNA、そのRNA転写物若しくはそのコードされるタンパク質の存在が、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤での反復処置に対する必要性を示す。
本発明の複製欠損ウイルス組成物を受領した患者でモニターし得る1つの望ましくない副作用は、分泌されるトランスジーン産物に対する抗体応答である。分泌されるトランスジーン産物に対するこうした抗体応答は、抗体が該分泌されるトランスジーン産物を若しくは該トランスジーン産物とエピトープを共有する自己抗原に結合する場合に起こる。トランスジーン産物が抗体である場合、該応答は「抗イディオタイプ」応答と称される。可溶性抗原が血管コンパートメント中で抗体と結合する場合、それらは多様な器官の血管床で非特異的に捕捉される循環免疫複合体を形成して、血清病、血管炎、腎炎 血管炎若しくは糸球体腎炎を伴う全身性エリテマトーデスのようないわゆる免疫複合体病を引き起こしうる。
分泌されるトランスジーン産物に対する別のより全身性の望ましくない免疫反応においては、トランスジーン産物に対する抗体応答が1種若しくはそれ以上の自己抗原に対する交差反応する免疫応答をもたらして、ほぼいかなる種類の自己免疫も引き起こす。自己免疫は、それ自身の構成部品を自己として認識することの免疫系の失敗であり、それ自身の細胞および組織に対する免疫応答を可能にして自己免疫疾患を生じさせる。本発明のトランスジーン産物に対する自己免疫は、限定されるものでないが強直性脊椎炎、クローン病、特発性炎症性腸疾患、皮膚筋炎、1型糖尿病、グッドパスチャー症候群、グレーヴス病、ギラン・バレ症候群(GBS)、抗ガングリオシド、橋本病、特発性血小板減少性紫斑病、エリテマトーデス、混合型結合組織病、重症筋無力症、ナルコレプシー、尋常性天疱瘡、悪性貧血、乾癬、乾癬性関節炎、多発性筋炎、原発性胆汁性肝硬変、関節リウマチ、シェーグレン症候群、側頭動脈炎(「巨細胞性動脈炎」としてもまた知られる)、潰瘍性大腸炎(2つの型の特発性炎症性腸疾患「IBD」の一方)、血管炎およびウェゲナー肉芽腫症を挙げることができるいずれかの自己免疫疾患を生じさせ得る。
免疫複合体病および自己免疫は、当該技術分野で既知のいずれかの方法により本発明の複製欠損ウイルス組成物で処置された患者で検出かつ/若しくはモニターし得る。例えば、免疫複合体病および/若しくは自己免疫を評価するために実施し得る一方法は免疫複合体検査であり、その目的は、血液中の循環免疫複合体を示すこと、免疫複合体病および/若しくは自己免疫疾患の重症度を推定すること、ならびに二量体化剤の投与後の応答をモニターすることである。免疫複合体検査は当業者に既知のいずれの方法によっても実施し得る。具体的には、免疫複合体検査は、米国特許第4,141,965号明細書、米国特許第4,210,622号明細書、米国特許第4,210,622号明細書、米国特許第4,331,649号明細書、米国特許第4,544,640号明細書、米国特許第4,753,893号明細書および米国特許第5,888,834号明細書(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に記述される方法の誰か若しくはそれ以上を使用して実施し得る。
当該技術分野で既知の方法を使用する以下の自己免疫疾患すなわち強直性脊椎炎、クローン病、特発性炎症性腸疾患、皮膚筋炎、1型糖尿病、グッドパスチャー症候群、グレーヴス病、ギラン・バレ症候群(GBS)、抗ガングリオシド、橋本病、特発性血小板減少性紫斑病、エリテマトーデス、混合型結合組織病、重症筋無力症、ナルコレプシー、尋常性天疱瘡、悪性貧血、乾癬、乾癬性関節炎、多発性筋炎、原発性胆汁性肝硬変、関節リウマチ、シェーグレン症候群、側頭動脈炎(「巨細胞性動脈炎」としてもまた知られる)、潰瘍性大腸炎(2つの型の特発性炎症性腸疾患「IBD」の一方)、血管炎およびウェゲナー肉芽腫症の誰かにより引き起こされる若しくはそれと関連する症状の検出は、ヒト被験体に投与される複製欠損ウイルス組成物によりコードされた分泌されるトランスジーン産物により引き起こされる自己免疫若しくは免疫複合体病のなお別の検出方法である。
自己免疫および免疫複合体病に起因する普遍的一疾患は血管の炎症である血管炎である。血管炎は肥厚化、弱化、狭窄および瘢痕を包含する血管の壁の変化を引き起こす。血管炎を診断するのに使用し得る普遍的検査および処置は、限定されるものでないが、赤血球沈降速度、C反応性タンパク質検査、全血球数および抗好中球細胞質抗体検査のような血液検査;増大された量のタンパク質を示しうる尿検査;大動脈およびその分枝のようなより大きな動脈が冒されているかどうかを決定するためのX線、超音波、コンピュータ断層撮影(CT)および磁気共鳴画像法(MRI)のような画像検査;血管のX線(血管造影図);ならびに血管の一部の生検を実施することを挙げることができる。本発明の方法により処置された患者で観察され得る血管炎の全身性の徴候および症状は、限定されるものでないが発熱、疲労、体重減少、筋および関節の疼痛、食欲減退、ならびにしびれ若しくは脱力感のような神経の問題を挙げることができる。
本発明の複製欠損ウイルス組成物の投与が局所トランスジーン発現をもたらす場合、局所性毒性を、トランスジーンをアブレートする若しくは切り出すためまたはトランスジーンの転写物をアブレートするためすなわちその翻訳を阻害するために二量体化剤(5.2.3節に記述される)を含んでなる製薬学的組成物を該患者に投与するかどうかの決定のために検出かつ/若しくはモニターし得る。例えば、加齢黄斑変性症の処置のためVEGF阻害剤をコードするトランスジーンユニットを含んでなる複製欠損ウイルス組成物を網膜に投与する場合、VEGFが網膜で神経保護的であることができ、そしてそれを阻害することが神経節細胞の脱落により視力を悪化させ得ることが考えられる。従って、こうした複製欠損ウイルス組成物の投与後に、視力を定期的にモニターし得、そして神経節細胞の脱落をいずれかの当該技術分野で既知の方法、例えば網膜の非侵襲的画像法により検出し得る。さらに、VEGF阻害は、フルオレセイン血管造影法若しくは当該技術分野で既知のいずれかの他の方法を使用してモニターし得る網膜の必要な微小血管系もまた枯渇させうる。
一般に、患者に二量体化剤(5.2.3節に記述される)を含んでなる製薬学的組成物を投与するかどうかの決定のために本発明の複製欠損ウイルスの投与後に患者で検出/モニターされ得る副作用は、限定されるものでないが、腸若しくはいずれかの器官の出血、聴覚消失、視力の低下、腎不全、認知症、うつ、糖尿病、下痢、嘔吐、勃起不全、発熱、緑内障、脱毛、頭痛、高血圧、心悸亢進、不眠、乳酸アシドーシス、肝損傷、肝斑、血栓症、持続勃起症 横紋筋融解、発作、眠気、食欲増進、食欲低下、めまい、卒中、心不全若しくは心臓発作を挙げることができる。前述の症状若しくはいずれかの他の副作用を検出するため当該技術分野で普遍的に使用されるいかなる方法も使用し得る。
アブレーター治療:本発明の方法により患者に送達されたトランスジーン産物が患者で望ましくない副作用を引き起こしたことが一旦決定されれば、二量体化剤を含んでなる製薬学的組成物を、本明細書の5.2.3節に記述される投与計画、投与様式若しくは用量のいずれかを使用して患者に投与し得る。
本発明は本明細書に記述される特定の態様により範囲を制限されるべきでない。事実、記述されるものに加えて本発明の多様な改変が、前述の記述および付随する図面から当業者に明らかになるであろう。こうした改変は付属として付けられる請求の範囲の範囲内にあることを意図している。
6.実施例1:組換えAAVベクターのスケールでの製造
哺乳動物細胞のポリエチレンイミン(PEI)媒介性トランスフェクションおよび濃縮された培養上清のイオジキサノール勾配遠心分離に基づく高収量の組換えAAV製造方法
。該新たな方法で製造されるAAVベクターは、小スケールの塩化セシウム(CsCl)勾配で精製されるベクターと比較した場合にin vitroおよびin vivo双方で同等若しくはより良好な形質導入を示す。加えて、記述されるイオジキサノール勾配精製方法は、機能的ベクター粒子を空のキャプシドから効果的に分離し、前臨床研究の間に毒性および不要な免疫応答を低下させるために望ましい特性である。
最近、AAV2と対照的に、ほとんどの他のAAV血清型が、リン酸カルシウムでトランスフェクトされた生産培養物の培地に主に放出されかつ細胞ライセートに保持されないことが観察された(Vandenberghe,L.H.、Lock,M.、Xiao,R.、Lin,J.、Korn,M.、Wilson,J.M.2010.Heparin−dependent release of AAV into the supernatant simplifies manufacturing.提出されかつ現在“Efficient serotype−dependent Release of Functional Vector into the Culture Medium During Adeno−Associated Virus Manufacturing”、Hu Gene Ther、21:1251−1257(2010年10月)として刊行された。
PEIトランスフェクションおよび上清収集に基づく大規模動物研究に適するスケーリングされたrAAV製造法を利用し得る。該方法は、高収量であり、多様な血清型およびトランスジーンをもつベクターの製造に融通が利き、そして最小限の特殊技術および機器を用いてほとんどの実験室でそれを実施しうるのに十分単純である。本方法は現在、Lockら、Hum Gen Ther、2010 Oct;21(10):1259−71(引用することにより本明細書に組み込まれる)に刊行されている。
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7.実施例2:AAVベクターのセシウム精製
本実施例は、トランスフェクトされた細胞ペレットからのAAVベクターの塩化セシウム(CsCl)精製の新たな手順を記述する。
第1日−ペレット処理およびCsCl回転
1)ライセート調製
・−80℃の冷凍庫からの細胞を37℃で15分間融解する。
・細胞ペレットを、40枚のプレートの細胞および20mLの最終容量のため約20mLの再懸濁緩衝液(50mMトリス、pH8.0、2mM MgCl)に再懸濁し、そして氷上に置く。
・3回凍結/融解する(ドライアイスおよびエタノール浴/37℃水浴)。
・調製物(prep)あたり100μLのベンゾナーゼ(250U/mL)を添加しかつ穏やかに反転し、サンプルを37℃で20分間インキュベートし、チューブを5minごとに反転する。
・6mLの5M NaClを添加して最終塩濃度を1Mにする。混合する。
・ソーバール(Sorval)遠心機中4℃で8,000rpmで15分間回転する。注:Sorvalが清浄であることを確認する。遠心分離後にさらに進める前にチューブを70%で滅菌する。上清を新たなチューブに移す。
・ソーバール(Sorval)中4℃で8,000rpmで15分間再度回転する。注:Sorvalが清浄であることを確認する。遠心分離後にさらに進める前にチューブを70%で滅菌する。
・1.8mLの10%OGPを0.5%の最終濃度のため添加し、そして反転により穏やかに混合する。
2)塩化セシウムステップ勾配精製
・各調製について、7.5mLの1.5g/mL CsClおよび15mLの1.3g/mL CsClよりなる2個の2層勾配をBeckman SW−28チューブ中で調製する(ウルトラクリア(ultraclear)チューブを使用しない)。より小さく密のCsClを最初に負荷し、およびその後より重いCsClを底負荷する(bottom load)。
・15mLのサンプルを各勾配の上部に添加する。サンプルは勾配を混乱しないようにチューブの側にゆっくりと添加する。チューブをロット番号で標識する。
・25,000rpmで15℃で最低20時間回転する。
第2日−第一のCsCl回転からAAVバンドを収集しかつ第二のCsCl回転を設定する
1)バンドをCsCl回転から収集する。
・勾配を混乱しないよう注意して、遠心管(AおよびB)をバケットから慎重に取り出す。第一のチューブ(A)をチューブホルダーに固定する。
・2個の1/16インチのオスルアー(Fisher NC9507090)を取り付けられた予め滅菌された2ft長のタイゴン(tygon)−シリコーン管(内径1.6mm;Fisher NC9422080)を取り、そして18G 1”針をルアーに挿入する。
・チューブを、18G 1”針(ベベルを上に向ける)の1個を用いて底にできるだけ近くに直角に貫通し、そして管をマスターフレックスポンプの簡易負荷ローラー(easy load roller)にクランプ止めする。速度を約1mL/minまで穏やかに増大する。最初の4.5mLを15mLファルコンチューブに収集し、そしてその後画分(250μL)を96ウェルプレートに(チューブAから)収集する。48画分を収集する。
・勾配の残りを、20%漂白剤溶液を含有するビーカーに流し、そして針/管集成体を廃棄する。
・2個の1/16インチのオスルアー(Fisher NC9507090)を取り付けられた、別の予め滅菌された2ft長のタイゴン(tygon)−シリコーン管(内径1.6mm;Fisher NC9422080)を取り、そして第二のチューブから(チューブBから)画分を収集するため18G 1”針をルアーに挿入する。
・収集全体をチューブBについて反復する。針/管集成体を使用後に廃棄する。
2)屈折率(RJ)を読み取る
・マルチチャンネルピペッターを使用して、10μLの各画分(収集された48個の、最初に96ウェルプレートAから)を新たなプレート(1ないし48で標識する)に移し、そして画分の残りはバイオセイフティーキャビネットに残す。
・5μLの各画分を取り、そして屈折計を使用してRIを読み取る。AAVを含有する画分は1.3740〜1.3660という屈折率を有するはずである。RIを1.3650まで読み取り、そしてその後1.3740ないし1.3660範囲のRIを伴う画分をバイオセイフティーキャビネット中でプールする。(チューブ1および2に属する双方の96ウェルプレートをプールした後に総容量を測定する。より多くを添加するためのなお若干の空隙が存在する場合、1.375のRIを伴うウェルから添加する。)
・この過程を第二の96ウェルプレート(チューブBから)について反復する。
3)第二の勾配を負荷する
・各画分から(チューブAおよびBから)の合計のプールされた容量は5〜6mLと
なるはずである。2種の勾配収集物を50mLファルコンチューブにプールし、そして容量をCsClの1.41g/mL溶液で13mLにする。ピペットで十分に混合する。
・10mLシリンジおよび18G針を使用して、プールされた第一の勾配収集物を13mLの封止可能な遠心管に添加する。該溶液は気泡を伴わずチューブの首の線まで添加するべきである。
・携帯式封止装置、金属製チューブキャップおよびヒートシンクを使用してチューブを封止する。
・チューブを握って漏出について試験し、そしてその後適切な天秤を用いてTi70.1ローターに入れる。ローターのキャップおよび蓋を挿入し、そしてその後60,000rpm、15℃で20時間回転する。
第3日−第二のCsCl回転からAAVバンドを収集しかつ脱塩する
1)CsCl回転からバンドを収集する
勾配を混乱しないよう注意して、遠心管をバケットから慎重に取り出す。チューブをチューブホルダーに固定する。この時点で、単独バンドが底部照射後にチューブのほぼ中央に見えるはずである。
・2個の1/16インチのオスルアー(Fisher NC9507090)を取り付けられた予め滅菌された2ft長のタイゴン(tygon)−シリコーン管(内径1.6mm;Fisher NC9422080)を取り、そして18G 1”針をルアーに挿入する。調製物あたりに1長さの管を使用する。
・チューブを、18G 1”針(ベベルを上に向ける)の1個を用いて底にできるだけ近くに直角で貫通し、そして管をマスターフレックスポンプの簡易負荷ローラーにクランプ止めする。チューブを第二の18G針を用いて上部で再度貫通する。速度を約1mL/minまで穏やかに増大し、そしてその後、画分(250μL)を96ウェルプレートに収集することを開始する。勾配全体を収集する(約45画分)。
2)屈折率(RI)を読み取る:
・マルチチャンネルピペッターを使用して、10μLの各画分を新たなプレートに移し、そして画分の残りをバイオセイフティーキャビネットに残す。
・5μLの各画分を取り、そして屈折計を使用してRIを読み取る。AAVを含有する画分は1.3750〜1.3660という屈折率を有するはずである。RIを1.3650まで読み取り、そしてその後1.3750ないし1.3660の範囲のRIを伴う画分をプールする。
3)脱塩:アミコンウルトラ(Amicon Ultra)−I 5遠心濃縮装置
この手順において、ベクターをPBSで希釈しかつ100kDaのMWCOのフィルター装置を通して低速で回転する。AAV粒子の大きな分子量(約5000kDa)のため、ベクターは膜により保持されかつ塩は通過する。ベクターが膜上で蓄積することができ、従ってすすぎが最終段階で必要とされる。
・50mLのPBS+35mM NaClを50mLチューブに分注する。
・上の段階2からのプールされた画分をPBS+35mM NaClで総容量15mLに希釈する。穏やかに混合しそしてAmiconフィルター装置に添加する。
・ベンチトップソーバール(Sorvall)遠心機で2,000ないし4,000rpmで2分間遠心分離する。フィルター表面の上部より上の液体の水準(約1.8mL)を、ベクターが膜上で完全に乾燥しないようにその間ずっと保つことが重要であるため、より低い速度の回転を最初に試みてサンプルの流速を決定することが推奨される。最終目標は保持物の容量を約1.8mLに低減することである。付加的な短い回転)が、これを達成するために必要なことがある。容量が望ましいものより下になる場合、それをPBS+35mM NaClで1.8mLに戻す。
・さらなる13.2mLのPBS+35mM NaClを添加し、装置中に残存する保持物とピペットにより混合し、そして上述された回転過程を反復する。この過程を、以前に分注された50mLのPBS+35mM NaCl全部が装置を通して回転されるま
で継続する。
・最終保持物(約1.8mL)を伴う膜を、表面全体に対し反復してピペットで出し入れすることによりすすぐ。保持物を、1mLおよび200μLのエッペンドルフチップを使用して適した大きさの無菌遠心管に回収する(200μLチップは1mLチップで到達不可能である装置の底部の最終保持物のためである)。最低100μLのPBS+35mM NaClを使用して膜を2回すすぎ、そしてそれをあなたの最終保持物とともにプールする。
・正確な容量を測定し、そしてグリセロールを5%まで添加する。
・5×25μすなわちアリコート、保存のための1×100μL、および残りを105μLアリコートに分注する。
・直ちに−80℃で凍結する。
rAAV精製で使用される試薬
・再懸濁緩衝液1[50mMトリス(pH8.0)、2mM MgCl]:50mLの1Mトリス(pH8.0)、2mL/MのMgCh、948mLのMQ水、濾過滅菌する。
・1.5g/mLのCsCI溶液:675gのCsCIを650mLのPBSに溶解し、そして最終容量を1000mLに調節する。1mLの該溶液を秤量して密度を確認する。該溶液を濾過滅菌する。
・1.3g/mLのCsCI溶液:405gのCsCIを906mLのPBSに溶解し、そして最終容量を1000mLに調節する。1mLの該溶液を秤量して密度を確認する。該溶液を濾過滅菌する。
・10%(W/V)オクチル−PD−グルコピラノシド(OGP)(Sigma、08001−10G):10グラムをmilliQ水で100mLにする。該溶液を濾過滅菌する。
・最終処方緩衝液:PBS+35mM NaCl。1リットルの無菌PBSに7.05mLの無菌5M NaClを添加する。
・無菌グリセロール:グリセロールを100mLガラス瓶に分注する。液体サイクルで20分間オートクレーブ処理する。
8.実施例3:PITA AAVベクターの製造のためのDNA構築物
本発明は実施例3〜5により具体的に説明され、Cre組換え酵素の発現を誘導する転写因子ドメインを二量体化するためのラパマイシンを使用するアブレーター発現の緊密な調節;および細胞中でのCre認識部位(loxP)を含有するトランスジーンの成功裏の誘導可能なアブレーションを示す。アブレーターの発現の緊密な調節は動物モデルで示される。
以下は、DNA構築物の例であり、および、本発明のPITA系による使用のための複製欠損AAVベクターを生成するためのそれらの使用を下の実施例に具体的に説明する。
8.1.二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットをコードする構築物
図1A−Bから図5Bは、二量体化可能な転写因子ドメインユニットおよびアブレーションユニットをコードするAAVベクターを生成するのに使用し得る以下のDNA構築物すなわち(1)pAAV.CMV.TF.FRB−IlRES−1xFKBP.Cre(図1A−B);(2)pAAV.CMV.TF.FRB−T2A−2xFKBP.Cre(図2A−B);(3)pAAV.CMVI73.TF.FRB−T2A−3xFKBP.Cre(図3A−B);および(4)pAAV.CMV.TF.FRB−T2A−2xFKBP.ISce−I(図4A−B)の図解である。
該DNA構築物に含有される多様なドメインの記述が後に続く。すなわち、
ITR:AAV血清型2の逆方向末端反復配列(168bp)。[配列番号26]
CMV:完全なサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター;エンハンサーを包含する。[配列番号27]
CMV(173bp):ミニマルCMVプロモーター、エンハンサーを包含しない。[配列番号28]
FRB−TA融合:二量体化剤結合ドメインおよび転写因子の活性化ドメインの融合(900bp、配列番号29)。該タンパク質は配列番号30として本明細書に提供される。FRBフラグメントは、細胞増殖および分裂を制御するホスホイノシチド3−キナーゼホモログFRAP(FKBPラパマイシン会合タンパク質、mTOR[哺乳動物ラパマイシン標的]としてもまた知られる)のアミノ酸2021−2113に対応する。該FRAP配列は、ある種の免疫抑制しないラパマイシンアナログ(ラパログ)の使用を可能にするため単独点突然変異Thr2098Leu(FRAPL)を組み込む。FRAPはラパマイシン(若しくはそのアナログ)およびFKBPに結合し、そして転写活性化因子としてのヒトNF−KB p65(190アミノ酸)の一部分に融合される。
ZFHD−FKBP融合:DNA結合ドメインおよび1コピーの二量体化剤結合ドメイン(1×FKBP;732bp)、2コピーの薬物結合ドメイン(2×FKBP;1059bp)若しくは3(3×FKBP;1389bp)コピーの薬物結合ドメインの融合。イムノフィリンFKBP(FK506結合タンパク質)は、免疫抑制薬FK506およびラパマイシンの細胞内受容体として作用する豊富な12kDaの細胞質タンパク質である。ZFHDはZnフィンガー対およびホメオドメインから構成されるDNA結合ドメインである。双方の融合タンパク質は5’端にヒトc−MycからのN末端核局在化配列を含有する。配列番号45を参照されたい。
T2A:自己切断ペプチド2A(54bp)(配列番号31)。
Z8I:8コピーのZFHDの結合部位(Z8)次いでヒトインターロイキン−2(IL−2)遺伝子からのミニマルプロモーター(配列番号32)。例えば、1から約20コピーまでのZFHDの結合部位次いでプロモーター例えばIL−2からのミニマルプロモーターを含有するこのプロモーターのバリアントを使用してよい。
Cre:Cre組換え酵素。CreはバクテリオファージP1から単離されたI型トポイソメラーゼである。Creは、欠失若しくは遺伝子変換につながる、2個のloxP部位の間のDNA中の部位特異的組換えを媒介する(1029bp、配列番号33)。
I−SceI:大きな分類のメガヌクレアーゼであるイントロンエンドヌクレアーゼ若しくはホーミングエンドヌクレアーゼの1メンバー(708bp、配列番号34)。それらは細菌および植物中で見出されるイントロンのような移動性遺伝要素によりコードされる。I−SceIはイントロンホーミング過程に関与する酵母エンドヌクレアーゼである。I−SceIは哺乳動物ゲノム中でまれな配列である特異的非対称18bp配列を認識し、そして二本鎖の中断を創製する。Jasin,M.(1996)Trends Genet.、12、224−228を参照されたい。
hGHポリA:ヒトGHからの最小ポリアデニル酸化シグナル(配列番号35)。
IRES:ECMV(脳心筋炎ウイルス)からの配列内リボソーム進入部位配列(配列番号36)。
8.2 トランスジーンユニットをコードする構築物
図5A−Bおよび図6A−Bは、Cre組換え酵素のloxP認識部位により隣接されているトランスジーンをコードするAAVベクターを生成するための以下のDNA構築物すなわち
(1)pENN.CMV.Pl.loxP.Luc.SV40(図5A−B);および(2)pENN.CMV.Pl.sce.Luc.SV40(図6A−B)の図解である。該構築物の多様なドメインの記述が後に続く。すなわち
ITR:AAV血清型2の逆方向末端反復配列(配列番号26)。
CMV:前初期遺伝子発現を調節するサイトメガロウイルス(CMV)プロモーターおよびエンハンサー(832bp、配列番号27)。
loxP:Creの認識配列。それは方向を付与する8bp領域に隣接している2個の13bp逆位配列を含む34bpの配列である(34bp、配列番号37)。
Ffルシフェラーゼ:ホタルルシフェラーゼ(1656bp、配列番号38)。
SV40:後期ポリアデニル酸化シグナル(239bp、配列番号39)。
I−SceI部位:SceI認識部位(18bp、配列番号25)。
8.3.トランスジーンユニットおよび二量体化可能な転写因子ドメインユニットをコードする構築物
図7はトランスジーンユニットおよび二量体化可能な転写因子ドメインユニットを含有するAAVベクターを生成するためのDNA構築物の図解である。このプラスミドは、アンピシリン耐性遺伝子を含有するAAVプラスミドバックボーンに、AAV 5’ITR、転写因子(TF)ドメインユニット、CMVプロモーター、FRB(FRAP(FKBPラパマイシン会合タンパク質、mTOR[哺乳動物ラパマイシン標的]としてもまた知られる)のアミノ酸2021−2113)、細胞増殖および分裂を制御するホスホイノシチド3−キナーゼホモログ)、T2A自己切断ドメイン、FKBPドメイン、ならびにヒト成長ホルモンポリA部位、CMVプロモーター、loxP部位、インターフェロンαコーディング配列ならびにSV40ポリA部位を提供する。アブレーションユニット(cre発現カセット)を別個の構築物に配置し得る。この戦略は、上流のCMVプロモーター由来のcreのいかなる潜在的なバックグラウンドレベルの発現も最小限にし得る。
9.実施例4:PITAのin vitroモデル
本実施例は、AAVベクター中に操作されているDNA配列(ユニット)が、細胞中での該トランスジーンの緊密に制御される誘導可能なアブレーションを成功裏に達成することを示す。具体的には、本実施例は、ルシフェラーゼトランスジーン発現が、トランスジーンユニット(ルシフェラーゼを発現しかつlox p部位を含有する)、アブレーションユニット(Creを発現する)および二量体化可能な転写因子ドメインユニットを含有する構築物でトランスフェクトされている細胞の二量体化剤(ラパマイシン)処理に際してアブレートされ得ることを示す。
ヒト胎仔腎線維芽細胞293細胞を12ウェルプレートに播種した。本明細書の9.1節に記述される多様なDNA構築物での該細胞のトランスフェクションを、細胞密度が90%コンフルエンシーに達した翌日に、Invitrogenから購入されたリポフェクタミン(lipofectamine)2000を使用して実施した。高感度緑色蛍光タンパク質(EGFP)をコードするベクターを、トランスフェクションの内部対照としてはたらくよう全DNAの10%で各ウェルに添加した。DMEMに懸濁されたDNAをリポフェクタミン(lipofectamine)2000と混合してDNA−脂質複合体を形成し、そしてInvitrogen Corporationにより提供される説明書に従ってトランスフェクションのため293細胞に添加した。トランスフェクション後6時間にウェルの半分を最終濃度50nMのラパマイシンで処理した。培地(10%FBSを補充されたDMEM)を新鮮なラパマイシンで毎日置き換えた。トランスフェクション後48および72時間に細胞をPBSで1回洗浄し、そしてその後ウェルから掻き取り、Promegaから購入されたルシフェラーゼアッセイキット中で供給される溶解緩衝液に再懸濁した。細胞懸濁液をボルテックス攪拌しそして破片を沈降させた。ルシフェラーゼ活性を、10μLのライセートを100μLの基質と混合することおよび発光計からの1秒あたりの発光の読み出しにより測定した。
9.1.構築物
以下の構築物(その大部分が8節、実施例1に記述される)すなわち
1.対照としてのpENN.AAV.CMV.RBG、CMVプロモーターを含有しかつトランスジーンを含有しない
2.pENN.CMV.Pl.loxP.Luc.SV40(図5A−B)/pENN.AAV.CMV.RBG(CMVプロモーター、およびトランスジーンなし)
3.pENN.CMV.Pl.loxP.Luc.SV40(図5A−B/pAAV.TF.CMV.FRB−T2A−2xFKBP.Cre(図2A−B)
4.pENN.CMV.Pl.loxP.Luc.SV40(図5A−B/pAAV.TF.CMV.FRB−IRES−FKBP.Cre(図1A−B)
5.pENN.CMV.Pl.loxP.Luc.SV40(図5A−B)/pAAV.CMVI73.FRB−T2A−3xFKBP.Cre(図3A−B)
6.構成的プロモーターからCre遺伝子を発現する、pENN.CMV.PI.loxP.Luc.SV40(図5A−B)/pENN.AAV.CMV.PI.Cre.RBG
を使用して、感染性の複製欠損AAVベクターを生成した。
9.2.結果
48時間の結果を図8Aに示し、および72時間の結果を図8Bに示す。Creが構成的に発現される対照(処理6)において、ルシフェラーゼ発現は、10×P部位を伴わないルシフェラーゼの対照発現(処理2、ルシフェラーゼ構築物でトランスフェクトされている細胞)と比較してラパマイシンに独立にアブレートされた。対照的に、10×Pに隣接するルシフェラーゼ構築物、およびPITA系の制御下にcreを運搬する該構築物の1種を受領する細胞(処理3、4および5)において、レポーター遺伝子発現のレベルは二量体化剤ラパマイシンの非存在下で対照に匹敵し、非常にわずかなcre発現が誘導されるか若しくはcre発現が誘導されないことを示す。しかしながら、ラパマイシンでの処理による誘導に際して、PIT Aに制御されるcre構築物を受領する細胞中のレポーター遺伝子発現のレベルは対照(処理2)と比較して有意に低減され、cre発現が活性化されたことを示す。該結果は、アブレーターの発現が二量体化剤ラパマイシンにより特異的に調節されることを確認する。
10.実施例5:二量体化剤で誘導可能な系のin vivoモデル
本実施例は、本明細書に記述される二量体化剤で誘導可能な系により調節される肝特異的プロモーターを使用するトランスジーン発現の緊密な組織特異的制御を示す。これらデータはPITA系におけるアブレーターの緊密な調節のモデルとしてはたらく。
4群の3マウスが、それぞれ、3×1010、1×1011および3×1011粒子のウイルスの用量の2シストロン性レポーター遺伝子(GFP−ルシフェラーゼ)をコードするAAVベクターのIV注入を受領した。すなわち、群1(G1、G2およびG3)は遍在性構成的CMVプロモーターの制御下にGFPルシフェラーゼを発現するAAVベクターを受領した(DNA構築物の図解については図9Aを参照されたい)。群2(G4、G5およびG6)は、以下の2種のAAVベクターすなわち(1)CMVプロモーターにより駆動される二量体化可能な転写因子ドメインユニット(p65活性化ドメインと融合されたFRBおよび3コピーのFKBPと融合されているDNA結合ドメインZFHD)を発現するAAVベクター(図2Bに示されるDNA構築物;ならびに(2)二量体化されたTFにより誘導されるプロモーターにより駆動されるGFP−ルシフェラーゼを発現するAAVベクター(DNA構築物の図解については図12Cを参照されたい)の共注入を受領した。群3(G7、G8およびG9)は、肝構成的プロモーターTBGの制御下にGFP−ルシフェラーゼを発現するAAVベクターを受領した(DNA構築物の図解については図9Cを参照されたい)。群4(G10、G11、G12)は、以下の2種のAAVベクターすなわち(1)TBGプロモーターにより駆動される二量体化可能な転写因子ドメインユニット(p65活性化ドメインと融合されているFRBおよび3コピーのFKBPと
融合されているDNA結合ドメインZFHD)を発現するAAVベクター;ならびに(2)二量体化されたTFにより誘導されるプロモーターにより駆動されるGFP−ルシフェラーゼを発現するAAVベクター(DNA構築物の図解については図9Dを参照されたい)の共注入を受領した。
ウイルス投与の約2週間後に、マウスに2mg/kgの用量の二量体化剤ラパマイシンのIP注入を与えた。翌日から開始して、ルシフェラーゼ発現をXenogen画像化分析によりモニターした。ラパマイシン注入のおよそ24時間後にマウスにルシフェラーゼの基質ルシフェリンをIP注入し、その後画像化のため麻酔した。
3×1011粒子のウイルスを受領したマウスはルシフェリン投与30分後に画像を撮影させた(図10A−D)。GFP−ルシフェラーゼを運搬するベクターを受領した群1のマウスについて、CMVプロモーターにより駆動される発現すなわちルシフェラーゼ発現が、多様な組織中でかつ主として肺、肝および筋で観察された(図10Aを参照されたい)。対照的に、ルシフェラーゼ発現は、発現がTBGプロモーターにより制御されたルシフェラーゼベクターを受領した群3のマウスで肝に制限された(図10Bを参照されたい)。群2のマウスにおいて、ルシフェラーゼ発現のレベルは誘導前のレベルと比較して2対数以上だけ上昇され、そして発現は主として肝および筋においてであった(図10Cを参照されたい)。群4のマウスにおいて、誘導前と比較して100倍以上のルシフェラーゼ発現が誘導されかつ肝に制限された(図10Dを参照されたい)。
1×1011粒子のウイルスを受領したマウスは高用量群のものに類似の結果を示すが、しかし誘導に際して発現のより低いレベルを伴いかつ主として肝においてであった(図11A−Dを参照されたい)。
結論:
1.二量体化剤で誘導可能な系は、ベースラインの2対数を上回るかつ1週以内にベースライン近くに戻るルシフェラーゼ発現のピークレベルを伴い確実である(示されない)。
2.肝はウイルスをIVで与えた場合に感染されるのに最も効率的な組織である。
3.肝はまた、二量体化剤で誘導可能な系が作用するのに決定的に重要である2種のウイルスで共形質導入されるのに最も効率的な組織でもある。
4.CMVプロモーターにより制御される転写因子発現を伴うその二量体化剤で誘導可能な系により調節されるルシフェラーゼ発現は、マウス肝において、調節を伴わないCMVプロモーターから来る発現より有意に高い。これは、誘導可能なプロモーターが、それが一旦活性化されれば肝においてCMVプロモーターに比較してより強いプロモーターであることを示した。
5.ルシフェラーゼ発現は、誘導可能なTBGプロモーター系を運搬するベクターを受領するマウスでラパマイシンによる誘導に際して肝で特異的に検出された。肝特異的な調節可能なベクターにより媒介されるルシフェラーゼ発現はラパマイシンによる誘導に完全に依存し、そしてルシフェラーゼ発現のピークレベルはTBGプロモーターの制御下のものに匹敵する。本研究は、肝特異的遺伝子調節が肝特異的な二量体化剤で誘導可能な系のAAV媒介性遺伝子送達により達成され得ることを確認した。
11.実施例6:加齢黄斑変性症(AMD)治療のためのPITA
モノクローナル抗体の硝子体内投与は、患者の一亜集団で疾患進行を遅らせかつ視力を改善するためのAMDの効果的治療であることが判明している。このアプローチの重要な一制限は、しかしながら、反復される硝子体内注入に対する要件である。遺伝子治療は長期是正を提供する能力を有し、そして単回注入が治療効果を達成するのに十分であるべきである。図12A−Cは、抗VEGF抗体(Avastin H鎖(AvastinH)
およびAvastin L鎖(AvastinL);図12Bおよび12C)若しくは可溶性VEGF受容体(sFlt−1;図12A)のようなVEGFアンタゴニストを含んでなるトランスジーンユニットを含有する、AMDを処置するためのPITA DNA構築物を示す。これらDNA構築物を含んでなるベクターは0.1〜10mg/kgの用量で網膜下注入を介して送達し得る。トランスジーン発現のアブレーションは、長期抗VEGF治療の副作用が観察される場合に経口二量体化剤投与により達成し得る。
12.実施例7:肝代謝性疾患治療のためのPITA
PITAはC型肝炎および血友病のような肝代謝性疾患を処置するために潜在的に有用である。図13Aは、第IX因子を含んでなるトランスジーンユニットを含有する血友病Aおよび/若しくはBを処置するためのPITA構築物を示す。第VIII因子もまたそれぞれ血友病AおよびBの処置のため送達し得る(それぞれ血友病AおよびBのため第VIIIおよびIX因子)。該治療は阻害剤形成が発生する場合に患者においてアブレートし得る。図13BはHCVのIRESを標的とするshRNAの送達のためのPITA構築物を示す。本構築物を含んでなるベクターを3×1012GC/kgの用量で門脈の腸間膜支流を介し注入し得る。shRNAの発現は、RNA干渉の非特異的毒性が発生する若しくは治療がもはや必要とされない場合にアブレートし得る。
13.実施例8:心疾患治療のためのPITA
PITAは、限定されるものでないがうっ血性心不全(CHF)および心筋梗塞(MI)を挙げることができる心疾患の応用に利用し得る。CHFの処置は、図14Aおよび図14Bに示される構築物を使用するインスリン様増殖因子(IGF)若しくは肝細胞増殖因子(HGF)の送達を必要とし得る。心筋梗塞の処置のためには、MIの初期段階での遺伝子送達が、虚血の有害な影響から心を保護し得るがしかしもはや必要とされない場合に該治療のアブレーションを可能にし得る。このアプローチのための治療的遺伝子は虚血性傷害の程度を制限するよう機能し得るヘムオキシゲナーゼ−1(HO−1)を包含する。心へのベクター媒介性遺伝子送達の送達方法は経皮、静脈内、筋肉内および心肺バイパス技術を包含する。ヒトについては、最適のベクター媒介性遺伝子送達プロトコルは、ありそうには、冠動脈若しくは前心静脈中への逆行性若しくは順行性経冠動脈送達を利用することができる。
14.実施例9:中枢神経系(CNS)疾患治療のためのPITA
中枢神経系におけるPITAの応用の魅力的な候補は、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、ハンチントン病および眼疾患の処置のための神経栄養因子を包含する。図15は、神経成長因子(NGF)を含んでなるトランスジーンユニットを含有するアルツハイマー病を処置するためのPITA構築物を示す。NGFのAAVベクター媒介性遺伝子送達は現在、アルツハイマー病の処置のためCeregeneにより実施されている第I相臨床試験で研究されている。NGFは、神経変性疾患の動物モデルでコリン作動性細胞消失の低減において有効であることが示されかつADを伴う患者での記憶および認知能力の低下の予防において有効でありうる神経栄養因子である。該アプローチのための送達方法は、マイネルト基底核(NBM)を含有する脳の前脳基底核領域を標的とするための両側定位注入よりなる。処置を終了させることの必要性をもたらす副作用の可能性により、PITAを包含するための該構築物のさらなる操作が正当化される。
てんかんの処置のための中枢神経系におけるPITAの応用もまた、発作を取り巻く問題が一旦解消されれば遺伝子発現をアブレートする可能性により、ならびに薬物療法に不応性でありかつ処置することが外科的に困難であるてんかんの処置に利用可能な制限された代替アプローチにより、の双方でも価値があることができる。これらの場合、とりわけ、治療的遺伝子を発現するベクターの定位注入を必要とする送達方法は代替の外科的処置
よりはるかにより少なく侵襲的であるとみられる。遺伝子発現の候補は、てんかんの動物モデルで治療効果を有することが示されているガラニン、ニューロペプチドY(NPY)およびグリア細胞株由来神経栄養因子GDNFを包含し得る。他の応用は、アルツハイマー病のための神経成長因子(NGF)およびパーキンソン病のための芳香族L−アミノ酸脱炭酸酵素(ADCC)を送達することを包含する。
15.実施例10:HIV治療のためのPITA
HIVに対する天然に誘導される中和抗体が長期感染患者の血清中で同定されている。AAVにより送達される中和抗体の不十分な誘導しかし十分なレベルをもたらした活性ワクチンのアプローチに対する一代替として、PITAは受動免疫療法のため抗HIV中和抗体を送達するための有望なアプローチである。図16を参照されたい。構築物設計はAMD治療のためのアバスチン(avastin)遺伝子送達と同様である(図12Bおよび12Cを参照されたい)。肝特異的プロモーター(TBG)により調節される抗体をコードする構築物を含んでなるベクターを3×1012GC/kgの用量で肝に注入し得る。あるいは、抗体発現を駆動する遍在性CB7プロモーターを運搬する構築物を含んでなるベクターを、四頭筋若しくは二頭筋中への20回までの注入について5×1012GC/mLの用量の筋肉内注入により送達し得る。該治療は、それがもはや必要とされない場合若しくは毒性が抗薬物抗体の誘導により発生する場合にアブレートし得る。
16.実施例11:
以下の実施例に記述されるDNA構築物を、本発明の複製欠損AAVウイルスおよびウイルス組成物を製造するのに使用しうる。
多様なエンドヌクレアーゼをコードするオープンリーディングフレームが、GeneArtによりコドンを最適化されかつデノボ合成された。アブレーター発現および標的プラスミドは標準的分子生物学的クローニング技術を使用して製造した。トランスフェクションはLipofectamineTM 2000トランスフェクション試薬(Life Technologies)を使用してHEK293細胞で実施した。全部のトランスフェクションは、トランスフェクション試薬プロトコルで定義されるところの最適トランスフェクション条件を使用して実施した。簡潔には、200〜250ngのプラスミドDNA(トランスフェクション対照プラスミドを排除する)をリポフェクタミン(lipofectamine)と複合体形成しかつ96ウェルプレート中の細胞に添加した。DNA量は、試験プラスミドと同一プロモーターを含有する無関係のプラスミドの補充により全条件にわたり一貫した。トランスフェクション複合体を、FBS補充された培地の添加前にトランスフェクション試薬プロトコルのとおり細胞と4〜6時間インキュベートした。トランスフェクトされた細胞を37℃で24〜72時間インキュベートした。インキュベーション後、細胞を、製造元の説明書に従ってPromega Dualルシフェラーゼ検出キットを使用してレポーター遺伝子発現についてBioTek Clarityプレートリーダーでアッセイし、そしてウミシイタケルシフェラーゼを使用してトランスフェクション効率を対照した。全サンプルは四重で実施しそして平均の標準誤差を計算した。
A.野生型FokIの共発現はFokIタンパク質の送達より効率的にトランスジーンの発現をアブレートする
FokI酵素のアミノ酸配列は配列番号12に提供され、ここでアミノ酸1ないし387はDNA結合ドメインでありかつアミノ酸387ないし584は触媒ドメインである。コドン最適化されたFokI配列を配列番号1に提供する。
図18は、野生型FokIがHEK295細胞へのコトランスフェクション後にルシフェラーゼレポーター遺伝子の発現を効果的にアブレートした(図18A 棒2)一方、部分的アブレーションのみがFokIタンパク質を細胞に送達した場合に観察された(図1
8A、棒3)ことを具体的に説明する。
用量依存的実験において、FokI発現ベクターはZnフィンガーDNA結合ドメイン(ZFHD)に融合されているFokI触媒ドメインを含有した。963bpである本構築物は配列番号21に提供され、そして、塩基対1ないし366bpのZFHD、367ないし372bpのリンカーおよび373ないし963bpのFokI触媒ドメインから構成される。生じる発現産物はアミノ酸1ないし122(ZFHD)を含んでなり、アミノ酸123−134はリンカーでありかつアミノ酸125ないし321はFokI触媒ドメインからである。図18Bは、FokIの濃度を増大させることがLucレポーターの用量依存的アブレーションをもたらしたことを具体的に説明する。ルシフェラーゼが複数の天然のFokI部位を含有するため、アブレーション部位は、本具体的説明でトランスジーンを含有する転写ユニット中に操作されることを必要とされなかった。
これは、細胞への送達のためのトランスジーンを含有する転写ユニット中の特定のアブレーション部位に向けられるトランスフェクトされるFokI酵素を使用するPITA系の使用についての裏付けを提供する。
B.Znフィンガー−ホメオドメインによりDNA上の非同族認識部位に繋ぎ止められているキメラの操作されたFokIがLucレポーター遺伝子の発現を効果的にアブレートする
本実施例のプラスミド構築物は、FokI触媒ドメイン(完全長タンパク質のアミノ酸387ないし584に対応する189アミノ酸(配列番号14))(繋ぎ止められていないFokI)若しくは上のA部に記述されるところの963bpのZFHD−FokI触媒ドメイン(繋ぎ止められているFokI)いずれかを含有する。最高濃度ででさえ、DNAに繋ぎ止められていないFokIの触媒ドメインはLucレポーター遺伝子の発現に対する影響を有しない(図19A)。ZFHDとの融合を介してDNAに繋ぎ止められているキメラの操作されたFokIは、増大する濃度のZF−HD−FokI発現プラスミドをHEK293細胞にコトランスフェクトした場合に、用量依存的様式でルシフェラーゼレポーターの発現を効果的にアブレートした(図19B)。
これは、PITA系、および細胞への送達のためのトランスジーンを含有する転写ユニット中の特定のアブレーション部位に向けられるキメラ酵素により提供される付加的な安全要素の使用を裏付ける。
C.キメラFokIのDNA結合特異性は多様な分類の異種DNA結合ドメインとの融合により再現可能に変えることができ、また、標的トランスジーンのアブレーションは異種NLSの付加によりさらに改良し得る
本実施例は、Znフィンガーホメオドメイン(ZFHD)がキメラの操作されている酵素により媒介されるアブレーションの特異性を変えるのに適する唯一のドメインではないことを具体的に説明する。FokIは、HTH DNA結合ドメインをFokI触媒ドメインに融合した場合にルシフェラーゼレポーターの発現を用量依存的様式で効果的にアブレートした(図20A)。別個の実験(図27B)において、HTH−FokIの活性はHTH−FokIコーディング配列のN末端に異種NLSを付加することによりさらに改良された。
HTH−FokI触媒ドメイン(配列番号5)は、1−171bpのGin(セリン組換え酵素)からのHTH、リンカー(bp 172−177)およびコドン最適化されたFokI由来のFokI触媒ドメイン(178−768bp)から構成される。生じるキメラ酵素(配列番号6)は、GinからのHTHのaa1−57、リンカー(aa58−59)およびFokI触媒ドメイン(アミノ酸60−256)を含有する。
図20A−20Bは、キメラFokIのDNA結合特異性は別の分類の異種DNA結合ドメインとの融合により再現可能に変えることができ、また、標的トランスジーンのアブレーションを異種核局在化シグナル(NLS)の付加的なによりさらに改良し得ることを具体的に説明する棒グラフである。図20Aは、増大する濃度の、HTH融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(6.25、12.5、25、50および100ng)でのpCMV.Luciferaseのコトランスフェクションの結果を具体的に説明する。第一の棒は50ngのpCMV.Luciferase単独を示す対照である。図20B 増大する濃度の、そのN末端にNLSをさらに有するHTH−FokI融合をコードする発現プラスミドを伴うpCMV.Luciferase。
17.実施例12:
ここに具体的に説明されないとは言え、他のキメラ酵素が本明細書に記述される技術を使用して作成されている。すなわち
SV40 T−Agの核局在化シグナル(1−24bp)、およびGinからのHTH、セリン組換え酵素(25−192bp)を包含する、GinからのSV40 T−Ag
NLS−へリックス−ターン−へリックス(HTH)(192bp、配列番号7)を含有するAAVプラスミド。生じる酵素(配列番号8)において、アミノ酸1−8はSV40 T−Ag NLSからでありかつアミノ酸9−64はGinからのHTHである。
SV40 T−Ag NLS(bp1−24)、GinからのHTH(bp25−192)、リンカー(bp193−198)およびFokIの触媒ドメイン(bp199−789)を包含する、SV40 T−Ag NLS−HTH−FokI触媒ドメイン(789bp、配列番号9)を含有するAAVプラスミド。生じるキメラ酵素(配列番号10)において、アミノ酸1−8はSV40 T−Ag NLSからであり、アミノ酸9−64はGinからのHTHであり、アミノ酸65−66はリンカー残基であり、そしてアミノ酸67−263はFokI触媒ドメインである。
SV40 T−Ag NLS(bp1−24)、Znフィンガーホメオドメイン(bp25−387)、リンカー(bp388−393)およびFokIの触媒ドメイン(bp394−984)を包含する、SV40 T−Ag NLS−ZFHD−FokI触媒ドメイン(984bp)を含有するAAVプラスミドを製造した(配列番号23)。生じるキメラ酵素(配列番号21、328aa)において、アミノ酸1−8はSV40 T−Ag NLSであり、アミノ酸9−129はZFHDであり、アミノ酸130−131はリンカー残基であり、そしてアミノ酸132−138はFokI触媒ドメインである。
これらおよび他の構築物は、ウイルス組成物およびPITA系での使用のために本発明の方法に従ってウイルスを製造するのに使用し得る。
18.実施例13:HIVの処置における複製欠損AAVウイルス組成物の使用
本組成物はHIVの処置における安全機構として潜在的に使用し得る。最近、長期未発症者すなわちAIDSへの進行を伴わずHIV+状態を数十年間維持する個体からの広範に中和する抗体がいくつかの研究グループにより同定された。
HIVに対する中和抗体(HIV NAb)の全コーディング領域はAAVの逆方向末端反復配列(ITR)の間に置かれる。構築物の全体的大きさが4.7kbより下(2個のITRを包含して)である場合、それらはAAVキャプシドにパッケージングされる。選ばれるAAV血清型キャプシドは、遺伝子発現のレベル、送達の方法、および必要とされる注入部位からの生体内分布の程度に依存することができる。加えて、HIV NAb
(および潜在的には該1種の小分子の状況で誘導可能な系の部分)の発現に使用される構成的プロモーターは、標的とされる組織型に依存するとみられる。潜在的臨床研究の以下の実施例において、選ばれるベクター血清型は、肝特異的プロモーターTBGの利用を可能にするとみられる静脈内注入により投与されるAAV8であることができる。
HIV+患者において、これらHIV中和抗体の1種若しくはそれ以上を発現するAAVベクターの投与は、1種若しくはより広範なHIV NAbの長期の高レベル発現につながるとみられ、および、ウイルス量を低減しかつHIVの獲得を潜在的に予防するとみられる。この状況で、個体は5×1012ゲノムコピー/キログラムの各ベクターの用量の2種のAAVベクターの静脈内注入を受領するとみられる。構成的プロモーターの制御下のHIV中和抗体が該2種のAAVベクター内に含有されることができ、発現が該ベクターの投与後迅速に起こることを可能にする。
A.ヘテロ二量体および2種の小分子
HIV NAbに対する潜在的毒性の最初の徴候後に、第一の小分子薬物を誘導可能な系の成分の発現を誘導するために投与することができ、この場合、DNA結合ドメインはFKBPに連結されかつFRAPLはエンドヌクレアーゼ酵素の触媒ドメインに連結される。これは、HIV NAbに対するさらなる毒性が発生する場合に該系が作用のためプライミングされることを可能にするとみられる。毒性レベルが上昇することを継続する場合には、エンドヌクレアーゼ活性の開始を、活性酵素の形成およびHIV NAb遺伝子発現のアブレーションにつながるとみられる第二の小分子薬物の投与により誘導することができる。
B.ヘテロ二量体および1種の小分子
ラパマイシンで誘導可能な系の要素FKBPおよびFRAPLもまた構成的発現の制御下にあるとみられる。AAVベクターの投与後に、患者は定期的間隔で数年間緊密にモニターされるとみられる。HIV NAbに対する毒性が発生する場合には、ラパマイシン若しくはラパログの送達を企図することができる。反復される投与に増大する可能性をもつ第一の場合の1mg/kgのラパマイシン/ラパログのIV投与が、HIV抗体の発現をアブレートするために投与されるとみられる。
毒性およびHIV抗体のレベルを、HIV NAbの発現が検出不可能なレベルに達するまで緊密にモニターすることができる。従って、HIV NAbの遺伝子発現のアブレーションは、克服できない毒性が発生する場合に遺伝子発現をアブレートするための安全スイッチを提供するとみられる。
一局面において、本発明は、ウイルスゲノムが(a)転写を制御するプロモーターと作動的関連の治療的産物をコードする第一の転写ユニットであって、前記ユニットは最低1個のアブレーション認識部位を含有し;ならびに(b)プロモーターと作動的関連の最低1個のアブレーション認識部位に特異的なアブレーターをコードする第二の転写ユニットであって、ここで転写および/若しくはアブレーション活性は薬理学的作用剤例えば二量体化剤により制御される、を含有するよう操作されている、ヒト被験体での使用に適する複製欠損ウイルス組成物を提供する。例えば、1種の適する薬理学的作用剤はラパマイシン若しくはラパマイシンアナログでありうる。該ウイルス組成物は2種若しくはそれ以上の異なるウイルスストックを含有しうる。
一局面において、本発明は、ウイルスゲノムが(a)転写を制御するプロモーターと作動的関連の治療的産物をコードする第一の転写ユニットであって、前記第一の転写ユニットはアブレーション認識部位を含有し;ならびに、プロモーターと作動的関連のアブレーション認識部位に特異的なアブレーターをコードする第二の転写ユニットであって、ここ
で転写および/若しくはアブレーション活性は薬理学的作用剤により制御される、を含んでなる、ヒト被験体での使用に適する複製欠損ウイルス組成物を提供する。該第一の転写ユニットは1個以上のアブレーション認識部位を含有し得る。ゲノムが1個以上のアブレーション認識部位を含んでなる場合、前記1個以上のアブレーション認識部位は、第一のアブレーション認識部位および前記第一のアブレーション認識部位と異なる第二のアブレーション認識部位を含んでなり、前記ウイルスは、第一のアブレーション認識部位に特異的な第一のアブレーターおよび第二の認識部位に特異的な第二のアブレーターをさらに含んでなる。
一態様において、アブレーターの転写、生物活性および/若しくはDNA結合特異性は調節可能な系により制御される。該調節可能な系は、tet−on/off系、tetR−KRAB系、ミフェプリストン(RU486)で調節可能な系、タモキシフェン依存性の調節可能な系、ラパマイシンで調節可能な系若しくはエクダイソンに基づく調節可能な系から選択し得る。
一態様において、アブレーターは、第一の転写ユニット中のアブレーション認識部位に結合しかつDNAを切り出す若しくはアブレートするエンドヌクレアーゼ、組換え酵素、メガヌクレアーゼ、若しくはZnフィンガーエンドヌクレアーゼ、および第一の転写ユニットのRNA転写物をアブレートするか若しくは第一の転写ユニットのRNA転写物の翻訳を抑制する干渉RNA、リボザイム若しくはアンチセンスよりなる群から選択される。特定の一態様において、アブレーターはCreでありかつアブレーション認識部位はloxPであるか、若しくはアブレーターはFLPでありかつアブレーション認識部位はFRTである。
一態様において、アブレーターはキメラの操作されたエンドヌクレアーゼであり、ここでウイルス組成物は、(i)第一の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されているエンドヌクレアーゼのDNA結合ドメインを含んでなる第一の配列を含んでなり;およびここでウイルス組成物は、(ii)第一の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されているエンドヌクレアーゼのヌクレアーゼ切断ドメインをコードする第二の配列をさらに含んでなり、ここで第一の配列(i)および第二の配列(ii)はそれぞれ、それらの発現を制御する最低1種のプロモーターと作動的関連にある。該キメラの操作されたエンドヌクレアーゼは、第二の転写ユニット中の単独の2シストロン性オープンリーディングフレーム内に含有されることができ、前記転写ユニットは(i)と(ii)の間にリンカーをさらに含んでなる。場合によっては、配列(ii)は誘導可能なプロモーターを有する。別の態様において、キメラの操作されたエンドヌクレアーゼの融合パートナー/フラグメントは別個のオープンリーディングフレーム内に含有される。一態様において、第一の配列および第二の配列のそれぞれは構成的プロモーターの制御下にあり、そしてアブレーターは第一の薬理学的作用剤により生物活性化される。
アブレーターのコーディング配列は、アブレーターコーディング配列に対し5’若しくは3’に配置されている核局在化シグナルをさらに含みうる。
一態様において、DNA結合ドメインは、Znフィンガー、へリックス−ターン−へリックス、HMGボックス、Statタンパク質、B3、へリックス−ループ−へリックス、ウィングドへリックス−ターン−へリックス、ロイシンジッパー、ウィングドへリックス、POUドメインおよびホメオドメインよりなる群から選択される。
なお別の態様において、エンドヌクレアーゼはII型制限エンドヌクレアーゼ、イントロンエンドヌクレアーゼおよびセリン若しくはチロシン組換え酵素よりなる群から選択される。特定の一態様において、アブレーターはキメラFokI酵素である。
なお別の態様において、本発明の複製欠損ウイルス組成物中で、ウイルスゲノムは、アブレーターの誘導可能なプロモーターを調節する転写因子の二量体化可能なドメインをコードする第三および第四の転写ユニットをさらに含んでなり、ここで:(c)第三の転写ユニットは、第一のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子のDNA結合ドメインをコードし;および(d)第四の転写ユニットは、第二のプロモーターと作動的関連の薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子の活性化ドメインをコードする。(c)の第一のプロモーターおよび(d)の第二のプロモーターは構成的プロモーターおよび誘導可能なプロモーターから独立に選択される。別の態様において、第一および第二のプロモーターは双方が構成的プロモーターであり、ならびに薬理学的作用剤は転写因子のドメインを二量体化する二量体化剤である。なおさらなる一態様において、第一のプロモーターおよび第二のプロモーターの一方が誘導可能なプロモーターである。第三および第四の転写ユニットはIRES若しくはフリン−2Aを含有する2シストロン性ユニットであり得る。
一態様において、薬理学的作用剤はラパマイシン若しくはラパログである。
一態様において、ウイルスはAAVである。こうしたAAVは例えばAAV1、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9およびrh10のなかから選択しうる。例えばアデノウイルス、単純疱疹ウイルスなどを包含するなお他のウイルスを、本発明のDNA構築物および複製欠損ウイルスを生成するのに使用しうる。
一態様において、治療的産物は、HIVの感染性を中和する抗体若しくは抗体フラグメント、可溶性血管内皮細胞増殖因子受容体−1(sFlt−1)、第VIII因子、第IX因子、インスリン様増殖因子(IGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、ヘムオキシゲナーゼ−1(HO−1)若しくは神経成長因子(NGF)である。
複製欠損ウイルス組成物の一態様において、第一の転写ユニットおよび第二の転写ユニットは組成物中の異なるウイルスストック上にある。場合によっては、第一の転写ユニットおよび第二の転写ユニットは第一のウイルスストックにありかつ第二のウイルスストックは第二のアブレーター(1種若しくは複数)を含んでなる。
一態様において、組換えDNA構築物はウイルスゲノムのパッケージングシグナルにより隣接されている第一および第二の転写ユニットを含んでなり、ここで:(a)転写を制御するプロモーターと作動的に組み合わさって治療的産物をコードする第一の転写ユニットであって、前記第一の転写ユニットは最低1個のアブレーション認識部位を含有し;および(b)薬理学的作用剤に応答して転写を誘導するプロモーターと作動的関連の最低1個のアブレーション認識部位に特異的なアブレーターをコードする第二の転写ユニット。転写ユニットに隣接するパッケージングシグナルはAAVの5’逆方向末端反復配列(ITR)およびAAVの3’ITRでありうる。場合によっては、AAV ITRはAAV2、またはAAV1、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9若しくはrh10 ITRである。一態様において、第一の転写ユニットはAAV ITRにより隣接され、ならびに第二、第三および第四の転写ユニットはAAV ITRにより隣接されている。場合によっては、転写ユニットは2種若しくはそれ以上のDNA構築物に含有される。
一態様において、治療的産物は、HIVの感染性を中和する抗体若しくは抗体フラグメント、可溶性血管内皮細胞増殖因子受容体−1(sFlt−1)、第VIII因子、第IX因子、インスリン様増殖因子(IGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、ヘムオキシゲナーゼ−1(HO−1)若しくは神経成長因子(NGF)である。
一態様において、治療的産物の転写を制御するプロモーターは、構成的プロモーター、組織特異的プロモーター、細胞特異的プロモーター、誘導可能なプロモーター、若しくは生理学的合図に応答性のプロモーターである。
治療的産物がVEGFアンタゴニストである、本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる、ヒト被験体における加齢黄斑変性症の処置方法が記述される。
治療的産物が第VIII因子である、本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる、ヒト被験体における血友病Aの処置方法が提供される。
治療的産物が第IX因子である、本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる、ヒト被験体における血友病Bの処置方法が提供される。
治療的産物がインスリン様増殖因子若しくは肝細胞増殖因子である、本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる、ヒト被験体におけるうっ血性心不全の処置方法が記述される。
治療的産物が神経成長因子ある、本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる、ヒト被験体における中枢神経系障害の処置方法が提供される。
治療的産物がHIVに対する中和抗体である、本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物の有効量を投与することを含んでなる、ヒト被験体におけるHIV感染症の処置方法が提供される。
トランスジーン産物の送達の制御における使用のための複製欠損ウイルスが本明細書に提供される。該産物は、VEGFアンタゴニスト、第IX因子、第VIII因子、インスリン様増殖因子、肝細胞増殖因子、神経成長因子、およびHIVに対する中和抗体よりなる群から選択しうる。
本明細書に提供されるところの複製欠損ウイルス若しくはDNA構築物を含んでなる遺伝子操作されている細胞が提供される。遺伝子操作されている細胞は植物、細菌若しくはヒト以外の哺乳動物細胞から選択しうる。
(a)患者から得られた組織サンプル中の治療的産物の発現を検出すること、ならびに(b)前記被験体における治療的産物の存在と関連する副作用を検出することを含んでなる、治療的産物およびアブレーターをコードする本明細書に提供されるところの複製欠損ウイルスを受領した被験体に治療的産物をアブレートするための薬理学的作用剤をいつ投与するかの決定方法が提供され、ここで、前記被験体における治療的産物の存在と関連する副作用の検出が、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤を投与することの必要性を示す。
前記被験体から得られた組織サンプル中の治療的産物の存在と関連する毒性の生化学的マーカーのレベルを検出することを含んでなる、治療的産物およびアブレーターをコードする本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物を受領した被験体に治療的産物をアブレートするための薬理学的作用剤をいつ投与するかの決定方法が提供され、ここで毒性を反映する前記マーカーのレベルが、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用
剤を投与することの必要性を示す。
これらの方法は、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤での処置の後に被験体からの組織サンプル中の治療的遺伝子産物をコードするDNA、そのRNA転写物若しくはそのコードされるタンパク質の存在を測定することをさらに含んでなることができ、ここで治療的遺伝子産物をコードするDNA、そのRNA転写物若しくはそのコードされるタンパク質の存在が、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤での反復処置に対する必要性を示す。
本発明はさらに、トランスジーン産物の送達の制御における使用のための本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルスを提供する。
別の態様において、本発明は、本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス若しくはDNA構築物を含んでなる、遺伝子操作されている細胞を提供する。こうした細胞は、植物、酵母、真菌、昆虫、細菌、ヒト以外の哺乳動物細胞、若しくはヒト細胞でありうる。
なおさらなる一態様において、本発明は、(a)患者から得られた組織サンプル中の治療的産物の発現を検出すること、および(b)前記被験体における治療的産物の存在と関連する副作用を検出することを含んでなる、治療的産物およびアブレーターをコードする本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルスを受領した被験体に治療的産物をアブレートするための薬理学的作用剤をいつ投与するかの決定方法を提供し、ここで、前記被験体における治療的産物の存在と関連する副作用の検出が、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤を投与することの必要性を示す。なおさらなる一態様において、本発明は、前記被験体から得られた組織サンプル中の治療的産物の存在と関連する毒性の生化学的マーカーのレベルを検出することを含んでなる、治療的産物およびアブレーターをコードする本明細書に記述されるところの複製欠損ウイルス組成物を受領した被験体に治療的産物をアブレートするための薬理学的作用剤をいつ投与するかの決定方法を提供し、ここで毒性を反映する前記マーカーのレベルが、アブレーターの発現を誘導する薬理学的作用剤を投与することの必要性を示す。
実施例14:10×ZF構築物の生成
多様なエンドヌクレアーゼをコードするオープンリーディングフレームが、GeneArtによりコドンを最適化されかつデノボ合成された。アブレーター発現および標的プラスミドは標準的分子生物学的クローニング技術を使用して製造した。トランスフェクションはLipofectamineTM 2000トランスフェクション試薬(Life Technologies)を使用してHEK293細胞で実施した。全部のトランスフェクションは、トランスフェクション試薬プロトコルで定義されるところの最適トランスフェクション条件を使用して実施した。簡潔には、150〜200ngのプラスミドDNA(トランスフェクション対照プラスミドを排除する)をリポフェクタミン(lipofectamine)と複合体形成しかつ96ウェルプレート中の細胞に添加した。DNA量は、試験プラスミドと同一プロモーターを含有する無関係のプラスミドの補充により全条件にわたり一貫した。トランスフェクション複合体は、FBS補充された培地の添加前にトランスフェクション試薬プロトコルのとおり細胞と4時間インキュベートした。トランスフェクトされた細胞を37℃で24〜48時間インキュベートした。インキュベーション後、細胞を、製造元の説明書に従ってPromega Dualルシフェラーゼ検出キットを使用してレポーター遺伝子発現についてBioTek Clarityプレートリーダーでアッセイし、そしてウミシイタケルシフェラーゼを使用してトランスフェクション効率を対照した。全サンプルは四重で実施し、そして平均の標準誤差を計算した。
A.10×ZF発現プラスミドの生成
ランダム配列1を標準的Znフィンガー設計の方法論により一旦生成しかつ標的化可能であることが決定されれば、ヌクレアーゼの設計を、Znフィガー(ZF)共同体(Zn
Finger Consortium)およびZnフィンガーデーターベース(これらは公的に利用可能である。例えばbindr.gdcb.iastate.edu:8080/ZiFDB/を参照されたい)から入手可能な資源を使用して実施した。28〜32bp配列の10×3bpのZF結合部位への分解に基づき、該3bp配列のそれぞれに結合するZFドメインを同定した。
以下の28〜32bp配列を生成した。すなわち、
[配列番号806]GGTCGATGTTCGCAACGTCGATCGTACGTGCA。この配列について、異なるZnフィンガーにより標的化可能である2個のリーディングフレームが存在する。すなわちGGT−CGA−TGT−TCG−CAA−CGT−CGA−TCG−TAC−GTG−CA−標的化可能
G−GTC−GAT−GTT−CGC−AAC−GTC−GAT−CGT−ACG−TGC−A−標的化可能(本明細書に記述される実験はこの配列について生成された)
[配列番号817]:GGTCGGCGACGCGTAATCGTCGATTGGCGTAC。この配列について、異なるZnフィンガーにより標的化可能である2個のリーディングフレームが存在する。G−GTC−GGC−GAC−GCG−TAA−TCG−TCG−ATT−GGC−GTA−C−標的化可能
GG−TCG−GCG−ACG−CGT−AAT−CGT−CGA−TTG−GCG−TAC−標的化可能
[配列番号801]GGTCGGCGACGCGAATCGTCGATTGGCGTAC。この配列について、異なるZnフィンガーにより標的化可能である2個のリーディングフレームが存在する。G−GTC−GGC−GAC−GCG−TAA−TCG−TCG−ATT−GGC−GTA−C−標的化可能
GG−TCG−GCG−ACG−CGT−AAT−CGT−CGA−TTG−GCG−TAC−標的化可能
[配列番号802]GGTCGGCGACGCGTATCGATTGGCGTAC。
この配列について、Znフィンガーにより標的化可能な1つの可能性が存在する。すなわちGGT−CGG−CGA−CGC−GTA−TCG−ATT−GGC−GTA−C−標的化可能
[配列番号803]ACTATTCGCACGCCGTACGATAGTCGGCGCGA。この配列について、異なるZnフィンガーにより標的化可能な2個のリーディングフレームが存在する。すなわちACT−ATT−CGC−ACG−CCG−TAC−GAT−AGT−CGG−CGC−GA−標的化可能、およびA−CTA−TTC−GCA−CGC−CGT−ACG−ATA−GTC−GGC−GCG−A−標的化可能。
ただ1種の既知のZF配列がコンソーシアム内で入手可能であったいずれの3bp配列についても、この配列を最終タンパク質に選択した。これは10×ZFドメインのうち3種について真実であった。
DNAへの結合のため特定の一方向に一緒に連結されている2若しくは3個のZFの以前に試験された組合せの表がコンソーシアムのデータベース内で提供された。われわれのランダム配列1内に、以前に試験された組合せを含有する2領域が存在する。一方は3個の3bpストレッチでありかつ他方は2個の3bpストレッチである。ZFの以前の組合せが作用することが報告された場合、これを該10×ZF配列に採り入れた。
10×ZF配列のうち3種について、DNA結合領域の認識へリックスのみがコンソーシアムに包含された。10×ZF配列のうち7種について、完全なZF配列がコンソーシ
アムで入手可能であった。従って、認識へリックスのみが該コンソーシアムにより入手可能であったZFの完全な配列を生成しなければならなかった。加えて、10×ZFタンパク質間の高レベルの配列相同性を予防するため、ZFタンパク質ドメインの保存されたタンパク質配列をコンソーシアム中の2種の保存された配列の一方の間で変えた。すなわちP開始保存配列 PGEKPYKCPECGKSFS−−−−−−−HQRTH[配列番号745]
T開始保存配列 TGEKPFQCRICMRNFS−−−−−−−HLRTH[配列番号807]
ZFは、そこで生得的タンパク質配列が最終タンパク質の正しい構造を見込むとみられるため、N末端からC末端に直接連結した。
10×ZF配列をその後、10×ZFタンパク質のC末端の標準的リンカー配列によりFokI酵素(DNA結合ドメインは野生型配列から除去した)の触媒ドメインに連結した。
下の作業実施例において、配列10xZF−FokI_Catヌクレオチド配列:配列番号59によりコードされるアブレーターを具体的に説明する。すなわち
ATGGGCGAGAAGCCCTACAAGTGCCCTGAGTGCGGCAAGAGCTTCAGCCAGAGAAGAAGCCTGGGCCACCACCAGCGTACGCACCCCGGCGAGAAACCTTATAAGTGTCCCGAATGTGGCAAGTCCTTCAGCAAGAAGAACGACCTGACCCGGCACCAGCGGACACACCCCGGGGAAAAGCCATACAAATGTCCAGAGTGTGGGAAGTCTTTCTCCAGCCGGCGGACCTGCAGAGCCCATCAGAGAACACATACCGGGGAGAAGCCTTTCCAGTGCCGGATCTGCATGAGAAACTTCAGCGTGCGGCACAACCTGACCAGACACCTGAGGACCCATACCGGCGAAAAACCCTTTCAGTGCAGAATCTGTATGCGGAACTTCTCCGACCGGACCAGCCTGGCCCGGCATCTGAGAACTCATCCTGGGGAAAAGCCCTATAAGTGTCCAGAATGCGGGAAATCCTTTAGCGACAGCGGCAACCTGCGGGTGCACCAGAGGACTCATCCAGGCGAGAAACCCTACAAATGCCCCGAATGCGGAAAGTCATTCTCCCACACCGGCCATCTGCTCGAGCATCAGCGGACCCACACTGGGGAGAAACCATTTCAGTGTCGCATCTGTATGAGGAATTTCAGCACCAACCAGGCCCTGGGCGTGCACCTGAGAACACACCCAGGCGAGAAGCCTTACAAGTGTCCAGAGTGCGGAAAGTCATTTTCCGTGCGCCACAATCTGACACGGCATCAGCGCACCCATCCCGGCGAGAAGCCTTACAAATGCCCCGAGTGTGGCAAATCTTTCAGTGACCGGACCTCTCTGGCCAGACATCAGAGGACACACGGCACTAGTGGCAAGCAGCTGGTGAAAAGCGAGCTGGAAGAGAAGAAGTCCGAGCTGCGGCACAAGCTGAAATACGTGCCCCACGAGTACATCGAGCTGATCGAGATCGCCCGGAACCCCACCCAGGACAGAATCCTGGAAATGAAGGTCATGGAATTTTTCATGAAGGTGTACGGCTACCGGGGCGAGCACCTGGGCGGCAGCAGAAAACCCGACGGCGCCATCTACACCGTGGGCAGCCCCATCGACTACGGCGTGATCGTGGACACCAAGGCCTACAGCGGCGGCTACAACCTGCCCATCGGACAGGCCGACGAGATGCAGAGATACGTGGAAGAGAACCAGACCCGGAACAAGCACATCAACCCCAACGAGTGGTGGAAGGTGTACCCCAGCAGCGTGACCGAGTTCAAGTTCCTGTTCGTGTCCGGCCACTTCAAGGGCAACTACAAGGCCCAGCTGACCCGGCTGAACCACATC
ACCAACTGCAACGGCGCTGTGCTGAGCGTGGAAGAACTGCTGATCGGCGGCGAGATGATCAAGGCCGGCACCCTGACCCTGGAAGAAGTGCGGCGGAAGTTCAACAACGGCGAGATCAACTTCTGATAG。
本構築物において、bp1−84:ZnフィンガーN1(認識へリックスQRRSLGH、P形態、TGCに結合する);bp85−168:ZnフィンガーN2(認識へリックスKKNDLTR、P形態、ACGに結合する);bp169−252:ZnフィンガーN3(認識へリックスSRRTCRA、P形態、CGTに結合する);bp253−336:ZnフィンガーN4(認識へリックスVRHNLTR、T形態、GATに結合する);bp337−420:ZnフィンガーN5(認識へリックスDRTSLAR、T形態、GTCに結合する)、bp421−504:ZnフィンガーN6(認識へリックスDSGNLRV、P形態、AACに結合する);bp505−588:ZnフィンガーN7(認識へリックスHTGHLLEM、P形態、CGCに結合する);bp589−672:ZnフィンガーN8(認識へリックスTNQALGV、T形態、GTTに結合する);bp673−756:ZnフィンガーN9(認識へリックスVRHNLTR、P形態、GATに結合する);bp757−840:ZnフィンガーN10(認識へリックスDRTSLAR、P形態、GTCに結合する);bp841−855:5アミノ酸リンカー;bp856−1443:FokI触媒ドメイン。
転写された具体的に説明するアブレーターは以下の配列を有し、ここで奇数番号のZnフィンガーは該10個のZnフィンガーのそれぞれの場所を具体的に説明するため下線を付けられ;該Znフィンガーはそれらの同定を容易にするためにのみハイフンにより分離される。すなわち、10xZF−FokI_Catアミノ酸配列:配列番号60すなわちMGEKPYKCPECGKSFSQRRSLGHHQRTH−PGEKPYKCPEC(N1)
GKSFSKKNDLTRHQRTH−PGEKPYKCPECGKSFSSRRTCR
(N2) (N3)
AHQRTH TGEKPFQCRICMRNFSVRHNLTRHLRTH−TGEK
(N4)
PFQCRICMRNFSDRTSLARHLRTH−PGEKPYKCPECGKSF(N5) (N6)
SDSGNLRVHQRTH−PGEKPYKCPECGKSFSHTGHLLEHQR
(N7)
TH−TGEKPFQCRICMRNFSTNQALGVHLRTH−PGEKPYKC
(N8)
PECGKSFSVRHNLTRHQRTH−PGEKPYKCPECGKSFSDRT
(N9) (N10)
SLARHQRTH
GTSGKQLVKSELEEKKSELRHKLKYVPHEYIELIEIARNPTQDRILEMKVMEFFMKVYGYRGEHLGGSRKPDGAIYTVGSPIDYGVIVDTKAYSGGYNLPIGQADEMQRYVEENQTRNKHINPNEWWKVYPSSVTEFKFLFVSGHFKGNYKAQLTRLNHITNCNGAVLSVEELLIGGEMIKAGTLTLEEVRRKFNNGEINF。1−28aa−ZnフィンガーN1(認識へリックスQRRSLGH、P形態、TGCに結合する);29−56aa−ZnフィンガーN2(認識へリックスKKNDLTR、P形態、ACGに結合する);57−84aa−ZnフィンガーN3(認識へリックスSRRTCRA、P形態、CGTに結合する);85−112aa−ZnフィンガーN4(認識へリックスVRHNLTR、T形態、GATに結合する);113−140aa−ZnフィンガーN5(認識へリックスDRTSLAR、T形態、GTCに結合する);1
41−168aa−ZnフィンガーN6(認識へリックスDSGNLRV、P形態、AACに結合する);169−196aa−ZnフィンガーN7(認識へリックスHTGHLLEM、P形態、CGCに結合する);197−224aa−ZnフィンガーN8(認識へリックスTNQALGV、T形態、GTTに結合する);225−252aa−ZnフィンガーN9(認識へリックスVRHNLTR、P形態、GATに結合する);253−280aa−ZnフィンガーN10(認識へリックスDRTSLAR、P形態、GTCに結合する);281−284aa−5アミノ酸リンカー;および285−481aa−FokI触媒ドメイン。
別の態様において、アブレーターは、上の構築物(配列番号15)中の第一のZnフィンガー(N1)の配列が開始コドンの後にPが挿入されている配列番号188により置き換えられていることを除き、配列番号60の配列を有する。
別の態様において、10×ZF配列は、10×ZFタンパク質のN末端でリンカー配列によりFokI酵素(DNA結合ドメインは野生型配列から除去した)の触媒ドメインに連結されている。
N連結FokI_Cat−10xZFヌクレオチド配列:配列番号808すなわち
ATGAAGCAGCTGGTGAAAAGCGAGCTGGAAGAGAAGAAGTCCGAGCTGCGGCACAAGCTGAAATACGTGCCCCACGAGTACATCGAGCTGATCGAGATCGCCCGGAACCCCACCCAGGACAGAATCCTGGAAATGAAGGTCATGGAATTTTTCATGAAGGTGTACGGCTACCGGGGCGAGCACCTGGGCGGCAGCAGAAAACCCGACGGCGCCATCTACACCGTGGGCAGCCCCATCGACTACGGCGTGATCGTGGACACCAAGGCCTACAGCGGCGGCTACAACCTGCCCATCGGACAGGCCGACGAGATGCAGAGATACGTGGAAGAGAACCAGACCCGGAACAAGCACATCAACCCCAACGAGTGGTGGAAGGTGTACCCCAGCAGCGTGACCGAGTTCAAGTTCCTGTTCGTGTCCGGCCACTTCAAGGGCAACTACAAGGCCCAGCTGACCCGGCTGAACCACATCACCAACTGCAACGGCGCTGTGCTGAGCGTGGAAGAACTGCTGATCGGCGGCGAGATGATCAAGGCCGGCACCCTGACCCTGGAAGAAGTGCGGCGGAAGTTCAACAACGGCGAGATCAACTTCGGCACTAGTGGCGGCGAGAAGCCCTACAAGTGCCCTGAGTGCGGCAAGAGCTTCAGCCAGAGAAGAAGCCTGGGCCACCACCAGCGTACGCACCCCGGCGAGAAACCTTATAAGTGTCCCGAATGTGGCAAGTCCTTCAGCAAGAAGAACGACCTGACCCGGCACCAGCGGACACACCCCGGGGAAAAGCCATACAAATGTCCAGAGTGTGGGAAGTCTTTCTCCAGCCGGCGGACCTGCAGAGCCCATCAGAGAACACATACCGGGGAGAAGCCTTTCCAGTGCCGGATCTGCATGAGAAACTTCAGCGTGCGGCACAACCTGACCAGACACCTGAGGACCCATACCGGCGAAAAACCCTTTCAGTGCAGAATCTGTATGCGGAACTTCTCCGACCGGACCAGCCTGGCCCGGCATCTGAGAACTCATCCTGGGGAAAAGCCCTATAAGTGTCCAGAATGCGGGAAATCCTTTAGCGACAGCGGCAACCTGCGGGTGCACCAGAGGACTCATCCAGGCGAGAAACCCTACAAATGCCCCGAATGCGGAAAGTCATTCTCCCACACCGGCCATCTGCTCGAGCATCAGCGGACCCACACTGGGGAGAAACCATTTCAGTGTCGCATCTGTATGAGGAATTTCAGCACCAACCAGGCCCTGGGCGTGCACCTGAGAACACACCCAGGCGAGAAGCCTTACAAGTGTCCAGAGTGCGGAAAGTCATTT
TCCGTGCGCCACAATCTGACACGGCATCAGCGCACCCATCCCGGCGAGAAGCCTTACAAATGCCCCGAGTGTGGCAAATCTTTCAGTGACCGGACCTCTCTGGCCAGACATCAGAGGACACAC。
本核酸配列は:FokI触媒ドメイン(1−594bp)、4アミノ酸リンカー(595−606bp)、ZnフィンガーN1(認識へリックスQRRSLGH、P形態、TGCに結合する)(607−687bp)、ZnフィンガーN2(認識へリックスKKNDLTR、P形態、ACGに結合する)(688−771bp)、ZnフィンガーN3(認識へリックスSRRTCRA、P形態、CGTに結合する)(772−855bp)、ZnフィンガーN4(認識へリックスVRHNLTR、T形態、GATに結合する)(856−939bp)、ZnフィンガーN5(認識へリックスDRTSLAR、T形態、GTCに結合する)(940−1023bp)、ZnフィンガーN6(認識へリックスDSGNLRV、P形態、AACに結合する)(1024−1107bp)、ZnフィンガーN7(認識へリックスHTGHLLEM、P形態、CGCに結合する)(1108−1191bp)、ZnフィンガーN8(認識へリックスTNQALGV、T形態、GTTに結合する)(1192−1275bp)、ZnフィンガーN9(認識へリックスVRHNLTR、P形態、GATに結合する)(1276−1359bp)、ZnフィンガーN10(認識へリックスDRTSLAR、P形態、GTCに結合する)(1360−1443bp)でコードする。
転写されたN連結10xZF−FokI_Catアミノ酸配列:配列番号809は後に続くとおりである。
MKQLVKSELEEKKSELRHKLKYVPHEYIELIEIARNPTQDRILEMKVMEFFMKVYGYRGEHLGGSRKPDGAIYTVGSPIDYGVIVDTKAYSGGYNLPIGQADEMQRYVEENQTRNKHINPNEWWKVYPSSVTEFKFLFVSGHFKGNYKAQLTRLNHITNCNGAVLSVEELLIGGEMIKAGTLTLEEVRRKFNNGEINFGTSGGEKPYKCPECGKSFSQRRSLGHHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSKKNDLTRHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSSRRTCRAHQRTHTGEKPFQCRICMRNFSVRHNLTRHLRTHTGEKPFQCRICMRNFSDRTSLARHLRTHPGEKPYKCPECGKSFSDSGNLRVHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSHTGHLLEHQRTHTGEKPFQCRICMRNFSTNQALGVHLRTHPGEKPYKCPECGKSFSVRHNLTRHQRTHPGEKPYKCPECGKSFSDRTSLARHQRTH。
このキメラエンドヌクレアーゼは:FokI触媒ドメイン(1−198aa)、5アミノ酸リンカー(199−202aa)、ZnフィンガーN1(認識へリックスQRRSLGH、P形態、TGCに結合する)(203−229aa)、ZnフィンガーN2(認識へリックスKKNDLTR、P形態、ACGに結合する)(230−257aa)、ZnフィンガーN3(認識へリックスSRRTCRA、P形態、CGTに結合する)(258−285aa)、ZnフィンガーN4(認識へリックスVRHNLTR、T形態、GATに結合する)(286−313aa)、ZnフィンガーN5(認識へリックスDRTSLAR、T形態、GTCに結合する)(314−341aa)、ZnフィンガーN6(認識へリックスDSGNLRV、P形態、AACに結合する)(342−369aa)、ZnフィンガーN7(認識へリックスHTGHLLEM、P形態、CGCに結合する)(370−397aa)、ZnフィンガーN8(認識へリックスTNQALGV、T形態、GTTに結合する)(398−425aa)、ZnフィンガーN9(認識へリックスVRHNLTR、P形態、GATに結合する)(426−453aa)およびZnフィンガーN1
0(認識へリックスDRTSLAR、P形態、GTCに結合する)(454−481aa)である。
B.10xZF−FokI_Catタンパク質のレポータープラスミドの生成
10×ZF発現プラスミドの効率を研究するため、一連のルシフェラーゼレポータープラスミドもまた、独特の32bp配列すなわち上のAで記述されるとおり生成される[配列番号806]GGTCGATGTTCGCAACGTCGATCGTACGTGCAを用いて設計した。これらのベクターは:
配列番号811の、5’から3’まで:サイトメガロウイルス(CMV)前初期(IE)エンハンサーおよびプロモーター(bp1−832)、PromegaTMイントロン(833−1029bp)、センス方向の32bp配列(1069−1100bp)、スペーサー(1101−1106bp)、逆方向の32bp配列(1107−1138bp)、コザック配列(1147−1152bp)、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のコーディング配列(1153−2802bp)およびSV40ポリA配列(2822−3061bp)を含有するpITA−030。
配列番号812の、5’から3’まで:CMVプロモーターIEエンハンサー/プロモーター(1−832bp)、PromegaTMイントロン(833−1029bp)、直接(direct)/センス方向の32bp配列(1069−1100bp)、スペーサー(1101−1106bp)、逆方向の32bp配列(1107−1138bp)、コザック配列(1147−1152bp)、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のコーディング配列(1153−2802bp)、センス方向の32bp配列(2815−2846bp)、スペーサー(2847−2852bp)、逆方向の32bp配列(2853−2884bp)およびSV40ポリA配列(2893−3131bp)を含有するpITA−031。
配列番号813の、5’から3’まで:CMV IEエンハンサー/プロモーター(1−832bp)、PromegaTMイントロン(833−1029bp)、センス方向の32bp配列(1069−1100bp)、コザック配列(1115−1120bp)、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のコーディング配列(1121−2770bp)およびSV40ポリA配列(2791−3029bp)を含有するpITA−032。
配列番号814の、5’から3’まで:CMV IEエンハンサー/プロモーター(1−832bp)、PromegaTMイントロン(833−1029bp)、センス方向の32bp配列(1069−1100bp)、コザック配列(1115−1120bp)、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のコーディング配列(1121−2770bp)、センス方向の32bp配列(2783−2814bp)およびSV40ポリA配列(2829−3067bp)を含有するpITA−033。
配列番号815の、5’から3’まで:CMV IEエンハンサー/プロモーター(1−832bp)、PromegaTMイントロン(833−1029bp)、センス方向の32bp配列(1069−1100bp)、コザック配列(1115−1120bp)、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のコーディング配列(1121−2770bp)、直接方向の32bp配列(2789−2820bp)およびSV40ポリA配列(2829−3067bp)を含有するpITA−034
を包含する。
pITA−005(対照)は、5’から3’まで:CMV IEエンハンサー/プロモーター(1−832bp)、PromegaTMイントロン(833−1029bp)、コザック配列(1077−1082bp)、ルシフェラーゼレポーター遺伝子のコーディン
グ配列(1083−2732bp)およびSV40ポリA配列(2752−2991bp)を含有する。
これらレポータープラスミドは配列番号810の用量依存的研究で研究した。
(A)増大する濃度の、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25、50および100ng)を、50ngのpCMV.32bp−Luciferase(pITA−032、ルシフェラーゼ遺伝子の5’端に10×ZFタンパク質の単独の特異的部位)とともに293細胞にコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。
(B)増大する濃度の、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25、50および100ng)を、50ngのpCMV.32bp−Luciferase−32bp(pITA−033、ルシフェラーゼ遺伝子の5’および3’端に頭から尾の方向の10×ZFタンパク質の単独の特異的部位)とともに293細胞にコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。
(C)増大する濃度の、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25、50および100ng)を、50ngのpCMV.32bp−Luciferase−32bp(pITA−034、ルシフェラーゼの5’端に10×ZFタンパク質の単独の特異的部位およびルシフェラーゼ遺伝子の3’端に単独の特異的逆位部位)とともに293細胞にコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。
(D)増大する濃度の、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25、50および100ng)を、50ngのpCMV.32bpSpacer32bp−Luciferase(pITA−030、ルシフェラーゼ遺伝子の5’端に同一のしかし逆位の32bpを分離するスペーサーを伴う32bp部位を含有する10×ZFの単独の組合せられた特異的部位)とともにコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。
(E)増大する濃度の、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25、50および100ng)を、50ngのpCMV.32bpSpacer32bp−Luciferase−32bpSpacer32bp(pITA−031、ルシフェラーゼ遺伝子の5’端および3’端双方に同一のしかし逆位の32bpを分離するスペーサーを伴う32bp部位を含有する10×ZFの単独の組合せられた特異的部位)とともにコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。(F)増大する濃度の、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25、50および100ng)を、50ngのpCMV.Luciferase(pITA−005、10×ZFの特異的部位を含有しないルシフェラーゼ発現プラスミド)とともにコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション24時間後にアッセイした。
(G)増大する濃度の、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25、50および100ng)を、50ngのpCMV.Luciferase(pITA−005、10×ZFの特異的部位を含有しないルシフェラーゼ発現プラスミド)とともにコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。
(A)〜(E)のそれぞれにおいて、用量依存的アブレーションが全5種のレポータープラスミドについて観察され、本発明により提供される10×ZF設計は1個のみの32bp配列がレポーター遺伝子内にそして従って本明細書に記述される応用でのベクター内に存在することを必要とすることを示す。
レポータープラスミドの異なる方向を用量依存的研究で研究した。
(H)増大する濃度の、タンパク質のN末端に10×ZFドメインを伴い10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25および50ng)を、50ngのpCMV.32bpSpacer32bpLuciferase(pITA−030、ルシフェラーゼ遺伝子の5’端に同一のしかし逆位の32bpを分離するスペーサーを伴う32bp部位を含有する10×ZFの単独の組合せられた特異的部位)とともに293細胞にコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。
(I)増大する濃度の、タンパク質のN末端にFokI触媒ドメインを伴い10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド(1.56、3.13、6.25、12.5、25および50ng)を、50ngのpCMV.32bpSpacer32bpLuciferase(pITA−030、ルシフェラーゼ遺伝子の5’端に同一のしかし逆位の32bpを分離するスペーサーを伴う32bp部位を含有する10×ZFの単独の組合せられた特異的部位)とともに293細胞にコトランスフェクトした。細胞を、上述されたところのレポーター遺伝子発現についてトランスフェクション48時間後にアッセイした。
異なるAACトリプレットを標的とする影響を評価するため、多様なZnフィンガーを、本明細書の実施例14Aに記述されるとおり製造した、10×ZF融合を介してDNAに繋ぎ止められているFokIをコードする発現プラスミド中の第六の(N6)Znフィンガーの代わりに用いた。SOEing PCR戦略を使用して、代替の認識へリックスDSGNLRV(配列番号64)を実施例14Aの発現プラスミドのN6中のGASALRS(配列番号66)の場所に挿入した。この第二世代の構築物はpITA−047と命名され、そして5’ITR、CMV IEプロモーター/エンハンサー、Znフィンガー−FokI触媒ドメイン、ポリAおよび3’ITRを含有する。別個の研究において、上述されたレポータープラスミド(pITA−30、pITA−031、pITA−032およびpITA−005)を、増大する濃度のpITA−047プラスミドとともに293細胞にコトランスフェクトし(50ngのレポータープラスミド)、そしてルシフェラーゼ発現をトランスフェクション48時間後に測定した。低下されたルシフェラーゼ発現はより高いエンドヌクレアーゼ活性を示す。該結果は、変えられたAACターゲッティング配列をもつpITA−047構築物が、同一ベクター要素を含有するがしかし野生型Znフィンガードメインを伴う第一世代プラスミドと比較してルシフェラーゼ発現を成功裏に低下させたことを示した。
本出願で引用される全部の刊行物、特許および特許出願、ならびに2011年3月28
日出願の優先出願第PCT/US2011/030213号明細書および米国特許出願第61/318,755号明細書、ならびに配列表は、各個々の刊行物若しくは特許出願が引用することにより組み込まれることを明確にかつ個々に示されたかのように、そっくりそのまま引用することによりここに組み込まれる。前述の発明は、理解の明確さの目的上具体的説明および実施例により若干詳細に記述されたとは言え、ある種の変更および改変が、付属として付けられる請求の範囲の技術思想若しくは範囲から離れることなくそれらに対しなされ得ることが、本発明の教示を踏まえ、当業者に容易に明らかであろう。
以下の情報が数値識別子<223>の下にフリーテキストを含有する配列について提供される。

Claims (28)

  1. 制御されるトランスジーン発現アブレーション系を有する治療的産物のAAV媒介性送達のための組成物であって、前記組成物が
    (a)(i)転写を制御するプロモーターに作動可能に連結されている治療的産物をコードする核酸配列;および
    (ii)最低10個(10×)のZnフィンガーにより特異的に認識される最低30核酸塩基対の配列を含んでなる最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位であって、治療的産物をコードする配列に対し少なくとも5’に配置されている最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位、
    を含んでなる核酸分子を含有するAAVベクター;
    (b)プロモーターと作動的に組み合わさった機能的エンドヌクレアーゼ触媒ドメインに連結されている最低10コピーのZnフィンガードメインを含んでなるキメラエンドヌクレアーゼを含んでなる最低1種のアブレーターであって、ここで転写および/若しくはアブレーション活性が薬理学的作用剤に応答して誘導され、前記最低10個(10×)のZnフィンガードメインは、前記最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位中の前記最低約30塩基対配列を特異的に認識しかつ最低10個の独立に選択された認識へリックスを含む、アブレーター
    を含んでなる、上記組成物。
  2. エンドヌクレアーゼ触媒ドメインがFokI触媒ドメインである、請求項1に記載の組成物。
  3. 最低10個の独立に選択された認識へリックスが全部異なる、請求項1若しくは2に記載の組成物。
  4. 最低10個の独立に選択された認識へリックスが、アブレーション部位の塩基対の同一トリプレットに対する異なる認識へリックスを包含する、請求項3に記載の組成物。
  5. 最低10個の独立に選択された認識へリックスが同一である1ないし3個のへリックスを含有する、請求項1若しくは請求項2に記載の組成物。
  6. エンドヌクレアーゼアブレーション部位中の最低30塩基対配列が最低32塩基対を含んでなる、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の組成物。
  7. 分子が第一のエンドヌクレアーゼアブレーション部位および第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位を含んでなり、ここで前記第一および前記第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位が同一若しくは異なる独特の配列でありうる、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の組成物。
  8. 第一のエンドヌクレアーゼアブレーション部位および第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位が双方ともコーディング配列に対し5’に配置されかつスペーサー配列により分離されている、請求項7に記載の組成物。
  9. 第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位がスペーサー配列が反転されている、請求項8に記載の組成物。
  10. スペーサー配列が非コーディング配列である、請求項8に記載の組成物。
  11. 前記第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位がコーディング配列に対し3’に配
    置されている、請求項7に記載の組成物。
  12. エンドヌクレアーゼの触媒ドメインが、Znフィンガー触媒ドメイン配列のN若しくはC末端でZnフィンガー触媒ドメイン配列に連結されている、請求項1に記載の組成物。
  13. 触媒ドメインがリンカー配列を介してZnフィンガー触媒ドメイン配列に連結されている、請求項12に記載の組成物。
  14. エンドヌクレアーゼの触媒ドメインがZnフィンガードメイン配列内に配置されている、請求項1に記載の組成物。
  15. 核酸分子が二本鎖DNA分子よりなり、ここで最低1個のエンドヌクレアーゼアブレーション部位が該DNA分子の第一鎖上にあり、かつ、少なくとも1個の第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位が該DNA分子の第二鎖上にあり、ここで前記第二のエンドヌクレアーゼアブレーション部位は第一鎖上の前記エンドヌクレアーゼアブレーション前記と異なりかつ異なるZnフィンガーにより特異的かつ選択的に認識される、請求項1ないし14のいずれか1つに記載の組成物。
  16. 最低30塩基対配列が、
    (i)配列番号806:5’−GGTCGATGTTCGCAACGTCGATCGTACGTGCA−3’;
    (ii)配列番号801:5’−GGTCGGCGACGCGAATCGTCGATTGGCGTAC−3’
    および
    (iii)配列番号803:5’−ACTATTCGCACGCCGTACGATAGTCGGCGCGA−3’
    よりなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
  17. 前記Znフィンガードメインが、(a)TGCに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第一のN末端Znフィンガー;(b)ACGに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第二のZnフィンガー;(c)CGTに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第三のZnフィンガー;(d)GATに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第四のZnフィンガー;(e)GTCに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第五のZnフィンガー;(f)AACに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第六のZnフィンガー;(g)CGCに結合する認識へリックスを含んでなる第七のZnフィンガー;(h)GTTに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第八のZnフィンガー;(i)GATに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第九のZnフィンガー;および(j)GTCに特異的に結合する認識へリックスを含んでなる第十のZnフィンガーよりなる最低10個のZnフィンガーをコードする核酸配列を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  18. TGCに特異的に結合する(a)の認識へリックスが、ARNTLVH、QRRSLGH、QARSLRA、QQRSLKN、およびQNRSLAH、QGRSLRA、RARNLTL、RGRNLEM、RKRNLIM、RMRNLII、RNRNLVL、RRRNLHL、RRRNLTL,RSRNLDI、RSRNLLL、ならびにRSRNLTL(配列番号658−673)よりなる群から選択され;
    ACGに特異的に結合する(b)の認識へリックスが、KNNDLTR;KRIDLQR;RKHDLNM;RRQTLRQ;KGNDLTR;PSQTLAWQ;RNITLVR、RSHDLTV、ASADLTR、QNATRKR、QSGDLTR、RSQTLAQ;およびRTDTLRD(配列番号104−119)よりなる群から選択され;
    CGTに特異的に結合する(c)の認識へリックスがRSQTRKT(配列番号154)およびSRRTCRA(配列番号155)よりなる群から選択され;
    GATに特異的に結合する(d)の認識へリックスが、VRHNLTR、ISHNLAR,ISSNLQR、LGNNLKR、LNSNLAR、LSTNLTR、LTHNLRR、QSSNLAR、RSDALIQ、SKQALAV、TGQQLRV、TKQRLVV、TRQRLRI、TSANLSR、TSGNLVR、TSQMLVV、TSSNLSR、TTSNLRR、VGHNLSR、VGSNLTR(配列番号251−270)よりなる群から選択され;
    GTCに特異的に結合する(e)の認識へリックスが、DRTSLAR、DHSSLKR、APSSLRR、DATQLVR、DPGALVR、DPTSLNR、DRSALAR、DRSALSR、DRSSLRR、DRTPLNR、DRTPLQN、EGGALRR、ESGALRR、NTSLLRR、RSDVLSE、TGAVLRR、TGAVLTR、TKKILTV、TKSLLAR、TMAVLRR、TRAVLRR、TSTILAR、TSTLLKRおよびTSTLLNR(配列番号530−553)よりなる群から選択され;
    AACに特異的に結合する(f)の認識へリックスが、DRSNRKT、DSGNLRV、GASALRQ、GASALRS、GGTALRM、GGTALVM、GHTALAL、GHTALRH、GHTALRN、GPTALVNおよびHRTNLIA(配列番号63−73)よりなる群から選択され;
    CGCに特異的に結合する(g)の認識へリックスがHTGHLLE(配列番号151)であり;
    GTTに特異的に結合する(h)の認識へリックスが、HKSSLTR、TNQALGV、AATALRR、HHNSLTR、HSSSLVR、IKAILTR、INHSLRR、IRTSLKR、MNSVLKR、MTSSLRR、QATLLRR、QSSALTR、THTVLAR、TKPVLKI、TNSVLGR、TRHSLGR、TSGALTR、TSGSLTR、TSGSLVR、TSTLLKR、TSTRLDI、TTALLKR、TTSALTR、TTTVLARおよびVGGSLNR(配列番号583−607)よりなる群から選択され;
    GATに特異的に結合する(i)の認識へリックスが、ISHNLAR、VRHNLTR、ISSNLQR、LGNNLKR、LNSNLAR、LSTNLTR、LTHNLRR、QSSNLAR、RSDALIQ、SKQALAV、TGQQLRV、TKQRLVV、TRQRLRI、TSANLSR、TSGNLVR、TSQMLVV、TSSNLSR、TTSNLRR、VGHNLSRおよびVGSNLTR(配列番号251−270)よりなる群から選択され;
    ならびに
    GTCに特異的に結合する(j)の認識へリックスが、DRTSLAR、DHSSLRKR、APSSLRR、DATQLVR、DPGALVR、DPTSLNR、DRSALAR、DRSALSR、DRSSLRR、DRTPLNR、DRTPLQN、EGGALRR、ESGALRR、NTSLLRR、RSDVLSE、TGAVLRR、TGAVLTR、TKKILTV、TKSLLAR、TMAVLRR、TRAVLRR、TSTILAR、TSTLLKRおよびTSTLLNR(配列番号530−553)よりなる群から選択される、
    請求項17に記載の組成物。
  19. Znフィンガー(a)〜(j)のそれぞれが、
    配列番号745:(N末端)−PGEKPYKCPECGKSFS−XXXXXXX−HQRTH(カルボキシ末端)、COOH、および
    配列番号807:(N−末端)−TGEKPFQCRICMRNFS−XXXXXXX−HLRTH(カルボキシ末端)、COOH、
    ここでXXXXXXXはZnフィンガー認識ドメインであり、
    から選択されるZnフィンガー構築物に挿入されている選択された認識ドメインを有する、請求項18に記載の組成物。
  20. TGCに特異的に結合する(a)の認識へリックスがQRRSLGH(配列番号663)であり;
    ACGに特異的に結合する(b)の認識へリックスがKKNDLTR(配列番号60のaa29−56)であり;
    CGTに特異的に結合する(c)の認識へリックスがSRRTCRA(配列番号155)であり;
    GATに特異的に結合する(d)の認識へリックスがVRHNLTR(配列番号270)であり;
    GTCに特異的に結合する(e)の認識へリックスがDRTSLAR(配列番号64)であり;
    AACに特異的に結合する(f)の認識へリックスがDSGNLRV(配列番号540)であり;
    CGCに特異的に結合する(g)の認識へリックスがHTGHLLE(配列番号151)であり;
    GTTに特異的に結合する(h)の認識へリックスがTNQALGV(配列番号60のaa197−224)であり;
    GATに特異的に結合する(j)の認識へリックスがVRHNLTR(配列番号270)であり;
    および
    GTCに特異的に結合する(k)の認識へリックスがDRTSLAR(配列番号540)である、
    請求項18に記載の組成物。
  21. Znフィンガー配列が、5アミノ酸GTSGK(配列番号805)をコードする配列によりFokI触媒ドメインをコードする配列に連結されており、それにより生じるキメラアブレーターがZnフィンガー結合部位直後6bpを切断する、請求項1に記載の組成物。
  22. プロモーターの転写がラパマイシンで調節可能な系により制御される、請求項1ないし21のいずれか1つに記載の組成物。
  23. 薬理学的作用剤がラパマイシン若しくはラパログである、請求項19に記載の組成物。
  24. アブレーター(b)が、薬理学的作用剤により二量体化された後に転写因子により活性化されるカセットにより制御され、前記カセットが2個の転写ユニットを含んでなり、ここで:
    (c)前記2個の転写ユニットの一方が、第一のプロモーターと作動的に組み合わさった薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子のDNA結合ドメインをコードし;および
    (d)前記2個の転写ユニットの第二が、第二のプロモーターと作動的に組み合わさった薬理学的作用剤の結合ドメインに融合されている転写因子の活性化ドメインをコードする、
    請求項1ないし21のいずれか1つに記載の組成物。
  25. (c)の第一のプロモーターおよび(d)の第二のプロモーターが構成的プロモーターおよび誘導可能なプロモーターから独立に選択される、請求項24に記載の組成物。
  26. 第一および第二のプロモーターが双方とも構成的プロモーターであり、かつ、薬理学的作用剤が転写因子のドメインを二量体化する二量体化剤である、請求項25に記載の組成物。
  27. 第一のプロモーターおよび第二のプロモーターの一方が誘導可能なプロモーターである、請求項18に記載の組成物。
  28. トランスジーン産物の送達を制御するのに有用である、請求項1ないし27のいずれか1つに記載の組成物。
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