JP2015523379A - Rpgrx連鎖性網膜変性のaav媒介型遺伝子治療 - Google Patents
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Abstract
Description
光受容体は網膜色素上皮(RPE)と共同的に機能してフォトンのキャッチ(photon catch)を最適化し、そしてシグナルを生成し、これがより高度な中心視野(vision center)に伝えられ、そして視覚像として知覚される。網膜の光受容体における視覚過程の破壊は、失明を生じる可能性がある。網膜の遺伝子異常は、多数のメカニズムにより相当数の視力障害疾患をもたらす。
一つの態様では、本発明は個体の網膜色素変性に伴う視覚喪失を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法を提供する。この方法は、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の眼球細胞(ocular cells)に遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を個体に投与することを含む。
る保持されている光受容体の領域を同定し;そして(d)正常光受容細胞(photoreceptor cells)特異的遺伝子をコードする核酸配列を、個体の眼球細胞に該遺伝子産物を発現するプロモーター配列の制御下に持つ組換えウイルス、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を個体に投与することを含み、これによりXLRPを防ぎ、進行を阻止し、または改善する。
本発明は、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の眼球細胞に遺伝子産物の発現を向ける調節配列の制御下に持つ有効濃度の組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)を、担体および注入に適する追加成分と配合して含んでなる種々の組成物およびそれを使用した処置法に関する。処置法は、目の障害およびそれに関連する付随状態を対象とする。
を当業者に与える公開されている教科書を参照にすることにより、一般に理解されている意味と同じ意味を有する。以下の定義は明瞭性のためにのみ提供し、請求する発明を限定することを意図していない。
本明細書で使用する用語「哺乳動物個体」または「個体」には、特にヒトを含めこのような処置または予防の方法が必要な任意の哺乳動物を含む。そのような処置または予防が必要な他の哺乳動物には、イヌ、ネコまたは他の飼育動物、ウマ、家畜、ヒトではない霊長類を含む実験動物等がある。個体は雄または雌でよい。一つの態様では、個体はRP、そしてより特別にはXLRPを罹患しているか、または発症する危険性がある。別の態様では、個体はXLRPの「キャリアー」であり、すなわち少なくとも一つのX染色体に少なくとも一つのRPGR突然変異を有する。XLRPはX連鎖性疾患であるので、通常は二つのX染色体を有する雌はRPGR遺伝子の特異的な突然変異について同型接合体または異型接合体であるか、または各X染色体上のRPGR遺伝子に異なる突然変異を有する複合異型接合体であり得る。RPGR遺伝子に一つの突然変異を含む唯一のX染色体を有する正常な雄は半接合体と呼ばれる。一つの態様では、XLRPに罹患しているか、またはそれを発症する危険性がある個体は半接合体の雄である。別の態様では、XLRPを罹患しているか、またはそれを発症する危険性がある個体は、同型接合体の雌または異型接合体の雌である。別の態様ではXLRPを発症する危険性がある個体にはXLRPの家族歴を有する個体、RPGR遺伝子に1もしくは複数の確認されている突然変異を有する個体、RPGR突然変異の雌のキャリアー(異型接合体の雌)の子孫、または両X染色体上にRPGR突然変異を持つ雌の子孫を含む。
一つの態様では、本明細書に記載する方法は網膜色素変性症(RP)の処置または防止
に関する。一態様では網膜色素変性症は、X連鎖性網膜色素変性症(XLRP)である。XLRPはRPの最も重篤な形態の一つであり、若年での発症(通常、10歳以内)、そして疾患の急速な進行を示す。この疾患はX連鎖性なので、同型接合体の雌は稀であり、通常は小さな隔離集団で現れるだけである。すなわちこの疾患は主に雄に発症するが、キャリアー(異型接合体)の雌にも発症し、様々なレベルの網膜変性を表す。この疾患は家族間および内で広いスペクトラムの疾患重篤度を表す。
本発明の特定の態様では、RPGR核酸配列、またはそのフラグメントがウイルスベク
ターによる処置が必要な眼球細胞に送達され、そのベクターの多くは当該技術分野で知られており、そして利用可能である。眼球細胞への送達には、治療用ベクターは非毒性、非免疫原性で、産生し易く、しかもDNAの保護と標的細胞への送達が効率的であることが望ましい。一つの特定の態様では、ウイルスベクターはアデノ随伴ウイルスベクターである。別の態様では、本発明はRPGR配列を適切なプロモーターの制御下に含んでなるアデノ随伴ウイルスベクターを含んでなる治療用組成物を提供する。一つの態様では、RPGR配列は配列番号1によりコードされる。
repタンパク質、例えばAAV5 repタンパク質またはそのフラグメントをコードする配列を含む。場合によりそのようなベクターはAAV capおよびrepタンパク質の両方を含むことができる。AAV repおよびcapの両方が与えられたベクターでは、AAV repおよびcap配列が両方とも一つの血清型起源、例えば全てAAV5起源であることができる。あるいはrep配列がcap配列を提供するものとは異なるAAV血清型に由来するベクターを使用することができる。一つの態様では、repおよびcap配列は別の起源から発現される(例えば別のベクター、または宿主細胞およびベクター)。別の態様ではこれらのrep配列は異なるAAV血清型のcap配列とインフレイムに融合されてキメラAAVベクター、例えば特許文献5(引用により本明細書に編入する)に記載されているAAV2/8を形成する。
は公的な供給源(例えばバージニア州、マナッサスのアメリカンタイプカルチャーコレクション)から得ることができる。あるいはAAV配列は、例えば文献またはGeneBank,PubMed等のようなデータベースのような公開された配列を参照することにより、合成または他の適切な手段を介して得ることができる。
的である。別の態様では、導入遺伝子は任意の上記眼球細胞内で発現される。
ンサー、マウス近位プロモーターに同定されるシス―作用要素(cis−acting element)などを含む。
上記のように、標的眼球細胞で使用するために所望の導入遺伝子および細胞―特異的プロモーターを含む組換えAAVは、通例の方法によりコンタミネーションを評価し、次いで網膜下注入を意図する製薬学的組成物に配合することが好ましい。そのような製剤には製薬学的および/または生理学的に許容され得る賦形剤または担体、生理食塩水または他のバッファーのような特に例えば網膜下注入により目に投与することが適するもの、例えば適切な生理学的レベルでpHを維持するためにHEPES、および任意に他の薬剤、医薬品、安定化剤、バッファー、担体、補助剤、希釈剤等の使用が関与する。注入には、担体は典型的には液体になる。例示的な生理学的に許容され得る担体には、滅菌された、発熱物質を含まない水、および滅菌された、発熱物質を含まないリン酸緩衝生理食塩水がある。そのような様々な既知の担体が、引用により本明細書に編入する特許文献7に与えられている。一つの態様では、担体は生理食塩水である。別の態様では、担体は緩衝塩溶液である。一つの態様では、担体はtweenを含む。ウイルスが長期間、保存されることになるならば、グリセロールまたはTween20の存在下で凍結してもよい。
μLである。別の態様では、容量は約100μLである。別の態様では、容量は約125μLである。別の態様では、容量は約150μLである。別の態様では、容量は約175μLである。さらに別の態様では、容量は約200μLである。別の態様では、容量は約250μLである。別の態様では、容量は約300μLである。別の態様では、容量は約450μLである。別の態様では、容量は約500μLである。別の態様では、容量は約600μLである。別の態様では、容量は約750μLである。別の態様では、容量は約850μLである。別の態様では、容量は約1000μLである。所望する導入遺伝子をコードする核酸配列を、細胞−特異的プロモーター配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルスの有効濃度は、望ましくは1ミリリットルあたり約108から1013のベクターゲノム(vg/mL)の間の範囲である。rAAV感染単位は、特許文献81に記載されているように測定される。好ましくは、濃度は約1.5x109vg/mL〜約1.5x1012vg/mL、そしてより好ましくは約1.5x109vg/mL〜約1.5x1011vg/mLである。一つの態様では、有効濃度は約1.5x1010vg/mLである。別の態様では、有効濃度は約1.5x1011vg/mLである。別の態様では、有効濃度は約2.8x1011vg/mLである。さらに別の態様では、有効濃度は約1.5x1012vg/mLである。別の態様では、有効濃度は約1.5x1013vg/mLである。毒性、網膜異形成および剥離のような望ましくない影響の危険性を下げるために、最低有効濃度のウイルスを使用することが望ましい。さらにこれらの範囲中の他の投薬用量を、個体の、好ましくは処置するヒトの身体状態、個体の年齢、特定の目の障害および進行した場合に発症する障害の程度を考慮して、担当医師が選択できる。
本発明は、上記の目の疾患およびそれに付随する網膜の変化を防ぎ、処置し、進行を阻止し、または改善する様々な方法を提供する。一般的に、この方法にはそれらが必要な哺乳動物個体に、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の眼球細胞に遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効量を投与することを含む。
使用する「光受容体機能を上げる」とは、罹患している目(同じ目の疾患を有する)、以前の同じ目、同じ目の未処置部分、または同じ患者の反対側の目と比較して、光受容体の機能の改善、または機能的光受容体の数または割合の上昇を意味する。
RPを含む多くの網膜疾患および損傷では内節、ONLおよび/またはシナプス末端に誤局在化するようになる。
列中に1もしくは複数の突然変異を同定するためにPCRの使用を含む。例えばそれぞれ引用により本明細書に編入する非特許文献7、12および67を参照にされたい。
a.ヒト個体および網膜断層像
XLRPおよび分子的に確認されたRPGRORF15の突然変異を有する患者がこの試験に含まれた。正しい情報を伝えた上で同意を得た。手順はヘルシンキ宣言のガイドラインに従い、そして治験審査委員会に承認を得た。網膜断層像はスペクトラル−ドメイン光干渉断層計(SD−OCT,RTVue−100;Optovue Inc.、フリーモント、カリフォルニア州)で得た。記録および分析技術は以前に公開された。
XLPRA1およびXLPRA2疾患の構造的および機能的結果を定め、そして処置および結果の評価に関する段階を設定するために、我々は野生型(n=17,週齢7−416wks)、XLPRA1(n=9,週齢7−156wks)、およびXLPRA2(n=6,週齢8−144wks)のイヌを、非侵襲的撮像およびERG実験に使用した。遺伝子治療には、交配した罹患しているイヌを使用した(以下の表1および2)。動物が関与する全ての手順は、眼科および視覚研究における動物の使用に関するARVO宣言およびIACUC承認に従って行った。
完全長のヒトRPGRORF15をAAV2/5ウイルスベクターにクローン化し、そしてヒトIRBPまたはGRK1プロモーターにより制御した。ベクターのcDNAは、引用により本明細書に編入するAlan Wright and colleagues(BK005711)による(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/BK005711)に公開された配列基づき、完全長のヒトRPGRORF15クローンであった。しかしこの構築物に使用した配列(配列番号:1)は、Wright配列よりも高い安定性を現す。この構築物はエキソン1−ORF15を含み、そしてヒトリンパ球由来の15bのエキソン1−部分(ヌクレオチド169−1990)、およびヒトゲノムDNA由来の1991−3627を段階的に増幅することによる3−ウェイライゲーションを使用して作成した。内部制限酵素部位Ndel(CATATG)を、残基1993(A>T)で部位特異的突然変異誘発法により作成した。構築物に使用したRPGRORF15配列は、配列番号:1に示す。Alan Wright and colleagues(BK005711)により公開された核酸配列と配列番号:1のアライメントを図3に与える(二つの核酸配列によりコードされる、並べた図4のアミノ酸配列、および図5に説明する部分的コンセンサス配列も参照にされたい)。次いでこれらのフラグメントをpBluescriptのBamHIおよびXhoI部位にクローン化し、大腸菌Stb14で増殖させ、そして配列をミシガン大学DNA配列シークエンシングコアファシリティで確認した。
網膜下注入は以前公開されたように全身麻酔下で行った(例えば非特許文献62および非特許文献47を参照にされたい。双方とも引用により本明細書に編入する)。注入した容量は、週齢/目の寸法に依存した:週齢5および28wksのマウスにそれぞれ70μLおよび150μL、右目に治療用ベクターを注入し、そして左目にBSSを注入した。注入時、網膜下ブレブの位置および広がりを底の写真または図式による底の説明に記録した:すべての場合でブレブは平らになり、そして網膜は24時間以内に再付着した。硝子体に逆流した失敗した網膜下注入が、1匹のイヌで見出され、このイヌは実験を通して維持され、潜在的治療効力および/または硝子体内経路による目の合併症を測定した。
眼科的調査は、注入終了の時間間隔を通して行った。正面および網膜断層撮像を全身麻酔下で行い、そしてSD−OCTで網膜断層を記載されているように分析した(非特許文
献16,24,60,61、これら全て、引用により本明細書に編入する)。正面および網膜断層像は、全身麻酔下のイヌを用いて行った。30°および55°の直径のレンズを用いて、近赤外線照明(820nm)での重複する正面像反射を得(HRA2またはSpectralis HRAまたはSpectralis HRA+OCT,ハイデルベルグ、ドイツ)、視神経、網膜血管、注入ブレブの境界、網膜切開部位および他の位置の変化のような眼底所見を描写した。カスタムプログラム(MatLab 6.5;The MathWorks、ネイテック、マサチューセッツ州)を使用して、個々の写真を網膜全体像の幅にデジタル縫合した。一組の目は、短波長(488nm)照明を使用してタペートおよび色素沈着RPEの境界を描写した。スペクトラル−ドメイン光干渉断層測定法(SD−OCT)は、線形およびラスター走査を用いて行った(RTVue−100,Optovue,Inc.フレモント、カリフォルニア州、またはSpectralis HRA+OCT,ハイデルベルグ、ドイツ)。
イヌは一晩、暗−順応させ、前投薬し、そして記載のように麻酔かけた(非特許文献3;非特許文献86、双方とも引用により本明細書に編入する)。瞳孔を、アトロピン(1%)、トロピカミド(1%)およびフェニレフリン(10%)で広げた。脈拍数、酸素飽和および体温をモニターした。全界磁(full−field)ERGをBurian−Allen(Hansen Ophthalmics,アイオワシティ、アイオワ州)コンタクトレンズ電極およびコンピューターに基づくシステムで記録した。低エネルギー(10μsの期間;0.4Log scot−cd.s.m−2)および高エネルギー(1msの期間;3.7Log scot−cd.s.m−2)のホワイトフラッシュを暗−順応および明−順応(1Hzの刺激で1.5log cd.m−2、29Hzの刺激で0
.8log cd.m−2)状態下で使用した。高エネルギーフラッシュ応答の先端を、4msの固定時点で測定し(引用により本明細書に編入する非特許文献32)、桿体光受容体により支配される網膜機能を定量し、そして29Hzでの低エネルギーフラッシュのピーク対ピーク増幅を測定して錐体光受容体により支配される網膜機能を定量した。定性的および定量的測定を使用した視覚行動の評価は、処置した動物では行わなかった。それというのも実験した疾患状態では、両突然変異種(未処置)が正常から識別できないほど十分に桿体および錐体視覚機能を保持するからである。
イヌは安楽死溶液(Euthasol,Virbac,フォートワース,テキサス州)の静脈内注射により安楽死させ、そして眼球を摘出し、固定し、そして以前に記載されたように処理した(引用により本明細書に編入する非特許文献22)。処置および未処置領域を包含する連続した10μm厚の網膜低温切片を切り取り(〜700/網膜)、そしてサブセットをH&Eで染色し、血管ランドマークを使用して切片を正面cSLO像および続いて正面ONLマップ上に配置した。隣接区分での免疫組織化学は、桿体オプシン、ヒト錐体アレスチン(Cheryl Craftにより提供されたLUMIf;1/10000),R/G−オプシン,RIBEYE/CtBP2,PKCα,Goα,カルビンディン、ニューロフィラメント(NF200kDa)、およびGFAPに対する抗体を用いて行って、処置および未処置領域の分子マーカーの発現を調べた(それぞれ引用により本明細書に編入する上記非特許文献22、および35)。ヒトRPGRのC−末端ドメインに対する抗体(引用により本明細書に編入する非特許文献33)も使用して処置した目の中の治療用導入遺伝子を同定した。抗原−抗体複合体は、蛍光標識二次抗体(Alexa
Fluor,1:200;Molecular Probes,ユージーン、オレゴン州、米国)で視覚化し、DAPIを用いて細胞核を標識し、そしてデジタル画像を撮り(スポット4.0カメラ、Diagnostic Instrumentsスターリングハイツ、ミシガン州)、そして表示のためにグラフィックプログラムに取り込んだ(Photoshop;Adobe,マウンテンビュー、カリフォルニア州、米国)。
光受容体のトポグラフィーは、断層OCT網膜撮像を使用して外(光受容体)顆粒層(ONL)の厚さを測定することによりRPGR−XLRPの患者の網膜をわたりマッピングすることができる。特許文献8の図1Aのように再現される非特許文献87の図1Aに示すように、正常な目(インセット:inset)ではONL厚は中心にピークがあり、そして中心窩から離れるにつれて減少する。ORF15の突然変異があるXLRP患者は、異なる疾患パターンを有する。普通のパターンは、検出できるが顕著に薄くなったONLのゾーンに囲まれた錐体がリッチな中心窩領域、およびその付近に比較的高いONL厚を保持しながら劇的な光受容体の喪失を示す(特許文献8の図1Aのように再現される非特許文献87の図1A)。またRPGR疾患の発現は、中心の光受容体の喪失、および罹患しているものの、それでも良く保存されている周辺の光受容体により特徴付けられる一般には少ない表現型も含む(特許文献8の図1Aのように再現される非特許文献87の図1A)。本実施例は以前の考察を考慮して、ヒトRPGR−XLRP表現型のスペクトラムが存在し得ることを示す。ERGにより、ほとんどの表現型が錐体より多くの桿体の機能不全を有する。
光受容体密度に対応する視神経の直ぐ上の領域が比較的保存されたONLの薄化を示すことができる。対照的にXLPRA2光受容体マップの例は、網膜幅のONL薄化パターンを示すが、視覚線条に対応する中心網膜での喪失が周辺網膜より顕著である。
retinal disease)(WTの30%)の傾向がある、より多くのONL薄化を示す(特許文献8の図1Cのように再現される非特許文献87の図1C)。最も老化したXLPRA1およびXLPRA2の目のONL厚は実質的に低下した(特許文献8の図1Cのように再現される非特許文献87の図1C)。XLPRA1およびXLPRA2の若いおよび老化したイヌの桿体および錐体の網膜機能は、ERGにより測定した。XLPRA1およびXLPRA2疾患の両方が、錐体機能不全よりも桿体機能不全を有すると特徴付けることができた。より若いXLPRA1の目(n=6)は、異常な(4/6)桿体機能を示したが、錐体機能は正常であり(特許文献8の図1Dのように再現される非特許文献87の図1D)、一方、より老化したXLPRA1の目(n=7)は、異常な桿体(6/7)および錐体(5/7)を示した(特許文献8の図1Dのように再現される非特許文献87の1D)。より若いXLPRA2の目(n=3)は桿体機能が異常だが、ほとんどが(2/3)正常な錐体機能を有し、しかしより老化したXLPRA2の目(n=6)は異常な桿体および錐体機能を有した(特許文献8の図1Dのように再現される非特許文献87の1D)。XLPRA1およびXLPRA2疾患の構造的および機能的な自然の病歴における差異を定めることは、RPGR−XLPR患者に関連し得る処置の概念実証実験で、イヌのモデルの使用を確認するために、イヌおよびヒトでの非侵襲的実験で十分な重複を示した。
突然変異したRPGR遺伝子の影響を克服するためには、遺伝子ノックダウンおよび置換法が必要になると予想された。すなわち短いヘアピンRNAはイヌの短縮化RPGRORF15 cDNAを含む構築物にコードされ、これはORF15の反復領域からインフレイムの708bpが除去されていた(cRPGRshort)。追加のサイレント突然変異がcRPGR配列に含まれて、siRNAに対してこの配列を強くした(harden)
。
hIRBP(AAV2/5−hIRBP−hRPGR)(図1)プロモーターの制御下の完全長ヒトRPGRORF15 cDNAの網膜下注入は、XLRPA1およびXLPRA2の両方に行い、そしてXLPRA2ではhGRK1(AAV2/5−hGRK1−hRPGR)(図2)プロモーターの制御下で行った(表1)。XLPRA1では、処置は光受容体喪失の28週間前に開始し、そして77wksまで、変性の開始後も十分にモニターした(特許文献8の図1Cのように再現される非特許文献87の図1C)。XLPRA2では、注入は5週齢で行い、そして実験を38wksで終了した。上記で検討した処置の失敗とは対照的に、完全長のヒトRPGRORF15(hIRBPまたはhGRK1プロモーターにより駆動される)は治療に有効であった。
置および未処置領域の両方が、ほぼ正常なONL厚を保持し、そしてブレブ境界に対応するONL厚に変化はなかった(特許文献8の図2Bのように再現される非特許文献87の図2B)。XLPRA2のイヌZ412は、ブレブ境界に対応する保存されたONLを含む領域を示した:ONLはこの境界の外側で異常に薄化した(特許文献8の図2Bのように再現される非特許文献87の図2B)。21から36wksまで長期の追跡で、処置した目のブレブの外側、およびBSSを注入した対照の目でONL変性の時間経過を示した(特許文献8の図5のように再現される非特許文献87の図S1)。XLPRA2のイヌZ414は、ブレブ境界にほぼ対応するわずかなONL厚の保存領域を示した(特許文献8の図2Bのように再現される非特許文献87の図2B)。
BSS−緩衝塩溶液;RE−右目;LE−左目;ND−行わず
1 処置から終了までの週齢期間(週で)。
2 5週齢で70μl、28週齢で150μlの容量の網膜下注入。AAV2/5ベクター注入は、1.5x1011vg/mlの力価を有した。DogZ413は70μlを硝子体に注入し、そして対照とした。
3 光干渉断層計(OCT)により測定した、ブレブの外側と比べて注入ブレブ内で保持された外顆粒層(ONL)の領域の存在;+=正の処置結果、−=処置に対する応答なし。
4 OCTにより測定した、ブレのブ外側と比べて注入ブレブ内でより高い内節/外節(IS/OS)反射性の領域の存在。;+=正の処置結果,−=処置に対する応答なし。
5 桿体−または錐体―支配型網膜電図(ERG)の増幅の眼内非対称
6 光受容体(PR)。処置対未処置領域中の桿体細胞、錐体細胞および外顆粒層の構造、および桿体および錐体オプシンの誤局在化の逆転。N=正常、救済;D=疾患、救済なし;P=部分救済。
7 外網状層(OPL)。光受容体のシナプス末端および双極細胞を標識する抗体を使用した免疫組織化学(HIC)により測定した正常な延長双極デンドライトの存在を含む前−および後−シナプス末端構造。N=正常、救済;D=疾患、救済なし;P=部分救済。
8 内網膜リモデリングの逆転/保護。N=正常、救済;D=疾患、救済なし;P=部分救済。
9 C−末端抗体で測定された処置領域中のhRPGR発現。桿体細胞および錐体細
胞に限定された標識、そして−(標識なし),+1(弱い),+2(中程度),および+3(強い)と階級付けした。
10 硝子体内対照を表す。
C=イヌ;h=ヒト;IV−硝子体内対照;mOP=最小オプシンプロモーター;CBA=ニワトリベータアクチンプロモーター65。
**処置領域内での弱い、および非均一hRPGR発現、オプシン誤局在化の部分的回復。光受容体の救済は、網膜剥離、およびこれらの合併症に次ぐ早期終了により解釈されなかった。
ブレブ境界を含む組織切片中の網膜形態の評価は、網膜下処置領域中のONL厚の保持および光受容体保存のインビホ撮像結果を確認した(特許文献8の図3および7のように
再現される非特許文献87の図3およびS3のパネル1−5)。硝子体内ベクター投与は、処置に匹敵しなかった(表1)。AAV2/5−hIRBP−hRPGRで処置した3匹のイヌH484,H483,Z412)では、桿体および錐体のISおよびOS構造がブレブ境界内で正常であった。未処置領域ではISが短く、そしてOSがまばらで、しかも不規則であった(特許文献8の図3および7のように再現される非特許文献87の図3およびS3のパネル3,4)。AAV2/5−hGRK1−hRPGRで処置したZ414では、弱いがそれでも正の光受容体救済がブレブ領域で観察された(特許文献8の図7のように再現される非特許文献87の図S3C)。ヒトRPGRORF15に対する抗体を用いた免疫標識では、処置領域の光受容体に限定された強固なhRPGRタンパク質発現が検出された(表1)。標識は4匹のイヌのISおよびシナプス末端全体に、ならびにH484の桿体および錐体の核周囲領域に見出された(特許文献8の図3および7のように再現される非特許文献87の図3およびS3のパネル6−8)。最後に、ヒト、マウスおよびイヌの疾患の特徴である桿体および錐体オプシンの誤局在化は、AAV2/5−hIRBP−hRPGRで処置した3匹のイヌで逆転した(特許文献8の図3および7のように再現される非特許文献87の図3およびS3のパネル9,10,11,12,13)。少ないがそれでも顕著な桿体およびR/G錐体オプシンの誤局在化が、AAV2/5−hGRK1−hRPGRで処置したZ414で明らかであった(特許文献8の図7Cのように再現される非特許文献87の図S3C)。
XLPRAでは、他の一次光受容体疾患のような、OPLおよび内網膜異常が一般的な二次的影響である。未処置領域ではOPLの狭窄が、圧縮された光受容体シナプス末端(特許文献8の図3および7のように再現される非特許文献87の図3およびS3のパネル2,5)、そして桿体および錐体末端のCtBP2−標識シナプスリボン数の減少(特許文献8の図4および8のように再現される非特許文献87の図4およびS4のパネル1、2)に関係した。同時に桿体および錐体の双極細胞デンドライトが収縮した(特許文献8の図4および8のように再現される非特許文献87の図4およびS4のパネル3、4)。これらの二次的変化は処置した領域には無く、保護されたOPLを生じた。対照的に、水平およびアマクリン細胞のカルビンディン標識(特許文献8の図4および8のように再現される非特許文献87の図4およびS4のパネル5,6)、およびそれらの外側突起(lateral processes)は正常であり、そして処置と未処置領域との間で変化しなかった。XLPRAにおける後期網膜リモデリングのこのような顕著な特徴が、イヌを安楽死させた週齢で存在するとは予想されなかった。
RPGRオーギュメンテーションを光受容体に標的化することが、一次光受容体欠損を正し、そしてOPLおよび内網膜異常を防ぎ、または逆転するような有利な下流の効果を有することを明らかに示している。
RPE65の突然変異による常染色体劣性RPE疾患であるLCA2を処置するために、遺伝子置換療法を使用した最近の成功は、他の治癒不可能なヒトの網膜症を処置するために遺伝子治療を考える道を築いた。XLRPは家系分析、キャリアーの同定を通して医院で確認できること、あるいはRPの男性の間だけに高頻度でXLRPが存在し;そしてRPGRORF15の突然変異がXLRP患者の約75%を占めているという事実により、処置するための候補疾患である。ヒトRPGRORF15−XLRPの二つの大きな動物モデルで治療効果を示す本結果は、遺伝子オーギュメンテーション法が、この光受容体の繊毛病の実行可能な選択肢となり、そしてバルデー−ビードル症候群の繊毛病のマウスモデルにおいて成功裡の桿体救済を完全にすることを強く示唆している。
ヌクレオチド交換因子として作用し、そして脊椎動物の発生に役割を果たすことができる。そのような複雑さが、疾患の表現型における変動性の原因の一部かもしれない。一般に、機能喪失または機能獲得のメカニズムが提案され、それぞれ異なる治療的取組を必要とすることが示唆された。我々の本実験は、疾患の原因としていずれのメカニズムも排除することはできないが、結果は、イヌのORF15突然変異モデルにおいて、明らかに遺伝子オーギュメンテーションが単独で疾患の防止、または進行の阻止、および変性プロセスの逆転に効果的であることを示している。このような基本的知見が、我々を橋渡し実験に向けて治療的に前進させ、同時に特異的な疾患メカニズムがさらに解明されることを待つようにする。
本発明者は次に、より進んだ疾患段階で送達される遺伝子治療でも正の結果を与えることができるかどうかを調査した。完全長のヒトRPGRORF15 cDNAをhIRBPプロモーターの制御下に持つAAV2/5ベクター構築物(力価:1.51x1011v
g/ml)を、3匹の12−wk齢XLPRA2のイヌに網膜下注入した。その週齢で、進行性の細胞死があり、そしてONL厚が〜40%まで低下する。さらに1匹のXLPRA2のイヌには早期疾患段階の対照として疾患の発症直後(週齢5.1wks)に注入した。反対側の目にはBSSが注入されるか、または同様の用量のウイルス構築物を硝子体内に受けるかのいずれかであった。光受容体構造および機能は、39および42週齢でそれぞれ非侵襲的な網膜撮像(cSLO/SD−OCT)およびERGにより評価した。
Claims (47)
- 個体の網膜色素変性症に伴う視覚喪失を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、該個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 光受容体機能の喪失を防ぎ、阻止し、または光受容体機能を上げることが必要な個体の光受容体機能の喪失を防ぎ、阻止し、または光受容体機能を上げる方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、該光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 光受容体構造の向上が必要な個体の光受容体構造を向上する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、該光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 外網状層(OPL)異常を防ぎ、その進行を阻止し、または改善することが必要な個体の外網状層(OPL)異常を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、該個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 双極細胞のデンドライト収縮を防ぎ、その進行を阻止し、または改善することが必要な個体の双極細胞のデンドライト収縮を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 双極細胞機能の喪失を防ぎ、その進行を阻止し、または改善することが必要な個体の双極細胞機能の喪失を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- ニューロフィラメントの過剰発現により特徴付けられる軸索損傷を防ぎ、その進行を阻止し、または改善することが必要な個体のニューロフィラメントの過剰発現により特徴付けられる軸索損傷を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- X連鎖性網膜色素変性症(XLRP)を発症する危険性がある個体のX連鎖性網膜色素変性症を防ぐ方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 桿体および/またはR/G錐体オプシンの誤局在化を防ぎ、その進行を阻止し、または改善することが必要な個体の桿体および/またはR/G錐体オプシンの誤局在化を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- X連鎖性網膜色素変性症(XLRP)に伴うOPLシナプス変化、双極細胞異常または内網膜異常を防ぎ、その進行を阻止し、または改善することが必要な個体のX連鎖性網膜色素変性症に伴うOPLシナプス変化、双極細胞異常または内網膜異常を防ぎ、その進行を阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 網膜色素変性症のX連鎖型(XLRP)に関連するONL厚の変化を防ぎ、阻止し、または改善することが必要な個体の網膜色素変性症のX連鎖型に関連するONL厚の変化を防ぎ、阻止し、または改善する方法であって、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与することを含んでなる上記方法。
- 組成物が網膜下注入により投与される請求項1ないし11のいずれか1項に記載の方法。
- 核酸配列がRPGRエキソン1からORF15をコードする請求項1ないし12のいずれかに記載の方法。
- 核酸配列が配列番号1によりコードされる請求項1ないし13のいずれかに記載の方法。
- 調節配列がIRBPプロモーターを含んでなる請求項1ないし14のいずれかに記載の方法。
- 調節配列がGRK1プロモーターを含んでなる請求項1ないし14のいずれかに記載の方法。
- 個体が網膜色素変性症に罹患しているか、それを発症する危険性がある請求項1ないし16のいずれかに記載の方法。
- 網膜色素変性症がX連鎖型である請求項18に記載の方法。
- AAVが偽型AAVである請求項1ないし18のいずれかに記載の方法。
- AAVがAAV2/5偽型AAVである請求項19に記載の方法。
- 組成物が疾患の発症前に投与される請求項1に記載の方法。
- 組成物が光受容体喪失の開始後に投与される請求項1に記載の方法。
- 組成物が、光受容体の40%未満が機能しているか、残っている時に投与される請求項22に記載の方法。
- 有効濃度が1ミリリットルあたり109から1013の間のベクターゲノム(vg/mL)である請求項1ないし23のいずれかに記載の方法。
- 有効濃度が約1.5x1011vg/mLである請求項24に記載の方法。
- 組成物が50μL〜1mLの容量で投与される請求項1ないし25のいずれか1項に記載の方法。
- 組成物が150μLの容量で投与される請求項26に記載の方法。
- 組成物が450μLの容量で投与される請求項26に記載の方法。
- 製薬学的に許容され得る担体が生理食塩水を含んでなる請求項1ないし28のいずれか1項に記載の方法。
- 製薬学的に許容され得る担体がtweenを含んでなる請求項1ないし29のいずれか1項に記載の方法。
- 遺伝子が個体の桿体細胞で発現される請求項1ないし30のいずれか1項に記載の方法。
- 遺伝子が個体の錘体細胞で発現される請求項1ないし30のいずれか1項に記載の方法。
- 遺伝子が個体の桿体細胞および錘体細胞で発現される請求項1ないし30のいずれか1項に記載の方法。
- 組成物が二次的治療と組み合わせて投与される請求項1ないし33のいずれか1項に記載の方法。
- 二次的治療が毛様体神経栄養因子(CNTF)である請求項34に記載の方法。
- 組成物の投与が少なくとも1回、同じ目および/または反対側の目で繰り返される請求項1ないし35のいずれか1項に記載の方法。
- X連鎖性網膜色素変性症(XLRP)を処置または防ぐ必要がある個体のX連鎖性網膜色素変性症を処置または防ぐ方法であって:
(a)XLRPを罹患しているか、またはそれを発症する危険性がある個体を同定し;
(b)遺伝子型分析を行い、そして網膜色素変性GTPase調節物質(RPGR)遺伝子の突然変異を同定し;
(c)非侵襲的網膜撮像および機能試験を行い、そして治療の標的にできる保持されてい
る光受容体の領域を同定し;
(d)正常光受容細胞特異的遺伝子をコードする核酸配列を、該光受容細胞に該遺伝子産物を発現するプロモーター配列の制御下に持つ組換えウイルス、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物の有効濃度を該個体に投与する
ことを含んでなり、
該XLRPが防がれ、阻止され、または改善される上記方法。 - 個体が半接合体の雄、同型接合体の雌および異型接合体の雌から選択される請求項1ないし37項のいずれか1項に記載の方法。
- 組成物が、正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、該眼球細胞に該遺伝子産物の発現を向けるIRBPプロモーターの制御下に持つ組換えAAV2/5偽型アデノ随伴ウイルスを、担体および網膜下注入に適する他の追加成分と配合して含んでなる、請求項1ないし11のいずれか1項に記載の方法。
- 正常RPGR遺伝子またはそのフラグメントをコードする核酸配列を、該個体の光受容細胞に該遺伝子産物を発現する調節配列の制御下に持つ組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、および製薬学的に許容され得る担体を含んでなる組成物。
- 核酸配列がRPGRエキソン1からORF15をコードする請求項40に記載の組成物。
- 核酸配列が配列番号1によりコードされる請求項40に記載の組成物。
- 調節配列がIRBPプロモーターを含んでなる請求項40ないし42のいずれか1項に記載の組成物。
- 調節配列がGRK1プロモーターを含んでなる請求項40ないし42のいずれか1項に記載の組成物。
- AAVが偽型AAVである請求項40ないし44のいずれか1項に記載の組成物。
- AAVがAAV2/5偽型AAVである請求項45に記載の組成物。
- 請求項1ないし39のいずれかに記載の方法に使用するための請求項40ないし46のいずれかに記載の組成物。
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