JP2015526088A - ナチュラルキラー細胞及びその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に提供されるのは、ナチュラルキラー(NK)細胞の集団及びNK前駆細胞の集団を造血前駆細胞の集団から産生する方法、例えば、NK細胞及びNK前駆細胞を、例えば、胎盤灌流液(例えば、ヒト胎盤灌流液)由来の胎盤の細胞、例えば、胎盤由来中間NK細胞、又は他の組織、例えば、臍帯血もしくは末梢血から産生する方法である。また本明細書に提供されるのは、増殖されたNK細胞集団、並びに本明細書に提示される方法によって産生されるNK細胞及びNK前駆細胞の単離された集団である。さらに本明細書に提供されるのは、胎盤灌流液、本明細書に記載のNK細胞及び/又はNK前駆細胞を用いて、腫瘍細胞の増殖を抑制する方法である。ある実施態様において、本明細書に記載の方法によって産生されるNK細胞及び/又はNK前駆細胞は、1以上の免疫調節化合物、例えば、本明細書においてIMiDs(登録商標)と呼ばれる免疫調節化合物と組み合わせて使用され、及び/又は該免疫調節化合物で処理される。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、自然免疫系の主要な構成要素となる細胞傷害性リンパ球である。NK細胞は、T細胞抗原受容体(TCR)も、CD3も、表面免疫グロブリン(Ig)B細胞受容体も発現していない。NK細胞は、ヒトでは通常、表面マーカーCD16(FcγRIII)及びCD56を発現するが、あるサブクラスのヒトNK細胞はCD16-である。NK細胞は細胞傷害性であり;その細胞質中の小顆粒は、パーフォリン、及びグランザイムとして知られるプロテアーゼなどの特殊なタンパク質を含有している。死滅させる標的となった細胞のすぐ近くに放出されると、パーフォリンは、標的細胞の細胞膜に孔を形成し、そこからグランザイム及び関連分子が進入可能になり、アポトーシスが誘導される。1つのグランザイム、グランザイムB(グランザイム2及び細胞傷害性Tリンパ球関連セリンエステラーゼ1としても知られている)は、細胞性免疫応答において標的細胞アポトーシスの迅速な誘導に重要なセリンプロテアーゼである。
本明細書に提供されるのは、細胞、例えば、造血細胞、例えば、造血幹細胞、例えば、CD34+造血幹細胞を増殖し、分化させて、ナチュラルキラー(NK)細胞及びNK前駆細胞を産生する方法である。
本明細書で使用されるように、「免疫調節化合物」及び「IMiD(商標)」という用語は、サリドマイドを包含しない。
本明細書に提供されるのは、造血細胞、例えば、造血幹細胞又は前駆細胞からNK細胞を産生し、増殖する新規の方法である。また本明細書に提供されるのは、造血細胞、例えば、造血幹細胞又は前駆細胞からNK前駆細胞集団及びNK細胞集団を産生する方法、例えば、三段階法である。NK細胞、及びNK細胞集団、並びにNK前駆細胞集団を産生するために使用される造血細胞は、任意の供給源、例えば、限定するものではないが、胎盤、臍帯血、胎盤血、末梢血、脾臓、又は肝臓から単離されてもよい。ある実施態様において、該NK細胞、NK細胞集団、又はNK前駆細胞集団は、増殖された造血細胞、例えば、造血幹細胞及び/又は造血前駆細胞から産生される。一実施態様において、造血細胞は、そのような細胞の供給源、例えば、胎盤灌流液、臍帯血、胎盤血、末梢血、脾臓、肝臓、及び/又は骨髄から回収される。具体的な実施態様において、造血細胞は、フィーダー細胞を用いないで、第一の培地中で、連続的に増殖され、分化させられる。その後、該細胞は、フィーダー細胞の存在下、第二の培地中で培養される。代替の実施態様において、培養は、フィーダー細胞の非存在下、第二の培地中でのものである。そのような単離、増殖、及び分化は、中心施設で実施することができ、それにより、使用地点、例えば、病院、軍事基地、軍部の前線などでの分散的な増殖及び分化のための輸送用の増殖された造血細胞が提供される。
本明細書に開示される方法において有用な造血細胞は、NK細胞及び/又はNK前駆細胞に分化することができる任意の造血細胞、例えば、前駆細胞、造血前駆細胞、造血幹細胞などであることができる。造血細胞は、例えば、骨髄、臍帯血、胎盤血、末梢血、肝臓など、又はそれらの組合せなどの組織源から得ることができる。造血細胞は、胎盤から得ることができる。具体的な実施態様において、造血細胞は、胎盤灌流液から得られる。一実施態様において、造血細胞は、臍帯血から得られない。一実施態様において、造血細胞は、末梢血から得られない。胎盤灌流液由来の造血細胞は、胎児造血細胞と母親造血細胞の混合物、例えば、母親細胞が造血細胞の総数の5%超を含む混合物を含むことができる。好ましくは、胎盤灌流液由来の造血細胞は、少なくとも約90%、95%、98%、99%、又は99.5%の胎児細胞を含む。
ある実施態様において、本明細書に提供される方法で使用される造血細胞は、胎盤造血細胞である。本明細書で使用されるように、「胎盤造血細胞」は、胎盤それ自体から得られる造血細胞であって、胎盤血からも臍帯血からも得られないものを意味する。一実施態様において、胎盤造血細胞はCD34+である。具体的な実施態様において、該胎盤造血細胞は、主に(例えば、少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、又は98%)CD34+CD38-細胞である。別の具体的な実施態様において、該胎盤造血細胞は、主に(例えば、少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、又は98%)CD34+CD38+細胞である。胎盤造血細胞は、当業者に公知の任意の手段によって、例えば、灌流によって、分娩後の哺乳動物(例えば、ヒト)胎盤から得ることができる。
本方法によるNK細胞、NK細胞集団、及びNK前駆細胞集団の産生は、造血細胞の集団を増殖することを含む。細胞増殖の間に、該造血細胞集団内の複数の造血細胞はNK細胞に分化する。
一実施態様において、本明細書に提供されるのは、活性化ナチュラルキラー(NK)細胞の集団を産生する方法であって:(a)造血幹細胞又は前駆細胞の集団が増殖し、該造血幹細胞又は前駆細胞の集団内の複数の造血幹細胞又は前駆細胞が、該増殖の間にNK細胞に分化するように、該集団を、インターロイキン-15(IL-15)、並びに任意に幹細胞因子(SCF)及びインターロイキン-7(IL-7)のうちの1つ又は複数を含む第一の培地中に播種すること(ここで、該IL-15並びに任意のSCF及びIL-7は、該培地の不確定成分中に含まれない);並びに(b)工程(a)由来の細胞を、インターロイキン-2(IL-2)を含む第二の培地中で増殖して、活性化NKの集団を産生することを含む、方法である。
ある実施態様において、本明細書に提供される方法は、造血細胞の集団を、該造血細胞集団内の複数の造血幹細胞又は前駆細胞がNK細胞に分化する第一の培地中で培養し、増殖する第一の工程を含む。
R1は、H、(C1-C8)アルキル、(C3-C7)シクロアルキル、(C2-C8)アルケニル、(C2-C8)アルキニル、ベンジル、アリール、(C0-C4)アルキル-(C1-C6)ヘテロシクロアルキル、(C0-C4)アルキル-(C2-C5)ヘテロアリール、C(O)R3、C(S)R3、C(O)OR4、(C1-C8)アルキル-N(R6)2、(C1-C8)アルキル-OR5、(C1-C8)アルキル-C(O)OR5、C(O)NHR3、C(S)NHR3、C(O)NR3R3'、C(S)NR3R3'、又は(C1-C8)アルキル-O(CO)R5であり;
R2は、H、F、ベンジル、(C1-C8)アルキル、(C2-C8)アルケニル、又は(C2-C8)アルキニルであり;
R3及びR3'は、独立に、(C1-C8)アルキル、(C3-C7)シクロアルキル、(C2-C8)アルケニル、(C2-C8)アルキニル、ベンジル、アリール、(C0-C4)アルキル-(C1-C6)ヘテロシクロアルキル、(C0-C4)アルキル-(C2-C5)ヘテロアリール、(C0-C8)アルキル-N(R6)2、(C1-C8)アルキル-OR5、(C1-C8)アルキル-C(O)OR5、(C1-C8)アルキル-O(CO)R5、又はC(O)OR5であり;
R4は、(C1-C8)アルキル、(C2-C8)アルケニル、(C2-C8)アルキニル、(C1-C4)アルキル-OR5、ベンジル、アリール、(C0-C4)アルキル-(C1-C6)ヘテロシクロアルキル、又は(C0-C4)アルキル-(C2-C5)ヘテロアリールであり;
R5は、(C1-C8)アルキル、(C2-C8)アルケニル、(C2-C8)アルキニル、ベンジル、アリール、又は(C2-C5)ヘテロアリールであり;
R6の各々の出現は、独立に、H、(C1-C8)アルキル、(C2-C8)アルケニル、(C2-C8)アルキニル、ベンジル、アリール、(C2-C5)ヘテロアリール、もしくは(C0-C8)アルキル-C(O)O-R5であるか、又はR6基は結合して、ヘテロシクロアルキル基を形成することができ;
nは0又は1であり;かつ
*は、キラル炭素中心を表す。別の実施態様において、該免疫調節化合物は、以下の構造を有する化合物、又は医薬として許容し得るその塩、水和物、溶媒和物、包摂化合物、エナンチオマー、ジアステレオマー、ラセミ化合物、もしくは立体異性体の混合物であり、
X及びYのうちの一方はC=Oであり、もう一方は、CH2又はC=Oであり;
Rは、H又はCH2OCOR'であり;
(i)R1、R2、R3、もしくはR4の各々は、他のものとは独立に、ハロ、炭素原子1〜4個のアルキル、もしくは炭素原子1〜4個のアルコキシであるか、又は(ii)R1、R2、R3、もしくはR4のうちの1つは、ニトロもしくは NHR5であり、かつR1、R2、R3、もしくはR4のうちの残りは水素であり;
R5は、水素又は炭素1〜8個のアルキルであり
R6は、水素、炭素原子1〜8個のアルキル、ベンゾ、クロロ、又はフルオロであり;
R'はR7-CHR10-N(R8R9)であり;
R7は、m-フェニレン又はp-フェニレン又は-(CnH2n)-であり、ここで、nは0〜4の値を有し;
R8及びR9の各々は、他方とは独立に、水素もしくは炭素原子1〜8個のアルキルであるか、又はR8及びR9は一緒になって、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、もしくは-CH2CH2X1CH2CH2-であり、ここで、X1は、-O-、-S-、もしくは-NH-であり;
R10は、水素、炭素原子〜8個のアルキル、又はフェニルであり;かつ
*は、キラル炭素中心を表す。
本明細書に提供される方法では、造血細胞、例えば、幹細胞又は前駆細胞、及び第一の工程から得られる、ナチュラルキラー細胞を、例えば、フィーダー層を用いないで、又はフィーダー細胞の存在下、第二の工程でさらに増殖し、分化させる。本明細書に提供される細胞の培養は、第一の工程由来のNK細胞の連続的な増殖、分化、及び成熟をもたらす。第二の工程では、該NK細胞を、例えば、該第一の培地とは異なるサイトカイン及び/又は生体活性分子を含む第二の培養培地中で、連続的な様式で、増殖し、分化させ、かつ成熟させる。ある実施態様において、第二の培養培地は、動物成分不含培地である。例示的な動物成分不含細胞培養培地は、上で記載されている。
一実施態様において、本明細書に提供されるのは、NK細胞集団又はNK前駆細胞集団を産生する三段階法である。ある実施態様において、本明細書に記載の三段階法に従ってNK前駆細胞集団又はNK細胞集団を産生するための、本明細書に記載される造血細胞の増殖及び分化の方法は、該造血細胞を含む細胞集団を、増殖及び分化の間、1ミリリットル当たり約2×104〜約6×106細胞、例えば、1ミリリットル当たり約2×104〜約2×105細胞で維持することを含む。ある他の実施態様において、本明細書に記載される造血細胞の増殖及び分化の方法は、該造血細胞を含む細胞集団を、1ミリリットル当たり約1×105細胞以下で維持することを含む。ある他の実施態様において、本明細書に記載される造血細胞の増殖及び分化の方法は、該造血細胞を含む細胞集団を、1ミリリットル当たり約1×105細胞、1ミリリットル当たり2×105細胞、1ミリリットル当たり3×105細胞、1ミリリットル当たり4×105細胞、1ミリリットル当たり5×105細胞、1ミリリットル当たり6×105細胞、1ミリリットル当たり7×105細胞、1ミリリットル当たり8×105細胞、1ミリリットル当たり9×105細胞、1ミリリットル当たり1×106細胞、1ミリリットル当たり2×106細胞、1ミリリットル当たり3×106細胞、1ミリリットル当たり4×106細胞、1ミリリットル当たり5×106細胞、1ミリリットル当たり6×106細胞、1ミリリットル当たり7×106細胞、1ミリリットル当たり8×106細胞、又は1ミリリットル当たり9×106細胞以下で維持することを含む。
ナチュラルキラー細胞を単離する方法は当技術分野で公知であり、該方法を用いて、ナチュラルキラー細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK前駆細胞もしくはNK細胞を単離することができる。NK細胞は、組織源、例えば、末梢血由来の細胞をCD56及びCD3に対する抗体で染色し、CD56+CD3-細胞を選択することによって単離又は濃縮することができる。NK細胞、例えば、TSNK細胞は、市販のキット、例えば、NK細胞単離キット(Miltenyi Biotec)を用いて単離することができる。NK細胞、例えば、TSNK細胞は、該NK細胞、例えば、TSNK細胞を含む細胞の集団内のNK細胞以外の細胞の除去によって単離又は濃縮することもできる。例えば、NK細胞、例えば、TSNK細胞は、例えば、CD3、CD4、CD14、CD19、CD20、CD36、CD66b、CD123、HLA DR、及び/又はCD235a(グリコフォリンA)のうちの1つ又は複数に対する抗体を用いた非NK細胞マーカーを示す細胞の除去によって単離又は濃縮することができる。陰性単離は、市販のキット、例えば、NK細胞陰性単離キット(Dynal Biotech)を用いて実施することができる。これらの方法によって単離される細胞をさらに選別して、例えば、CD16+及びCD16-細胞を分離することができる。
NK細胞、例えば、TSNK細胞、並びに本明細書に記載の三段階法に従って産生されるNK前駆細胞及びNK細胞集団は、任意の供給源、例えば、胎盤組織、胎盤灌流液、臍帯血、胎盤血、末梢血、脾臓、肝臓などに由来する造血細胞、例えば、造血幹又は前駆細胞から産生することができる。ある実施態様において、該造血幹細胞は、胎盤灌流液由来及び該胎盤灌流液を生成させるために使用される同じ胎盤に由来する臍帯血由来の組み合わされた造血幹細胞である。例えば、その開示が引用により完全に本明細書中に組み込まれる、米国特許第7,045,148号及び第7,468,276号に開示される方法によって得ることができる胎盤灌流液細胞を含む胎盤灌流液。
造血幹又は前駆細胞を単離し得るか、或いは例えば、NK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に提供される三段階法に従って産生されるNK前駆細胞もしくはNK細胞集団と組み合わせた、腫瘍抑制、又は腫瘍細胞、癌、もしくはウイルス感染を有する個体の治療において有用な、胎盤灌流液及び灌流液細胞は、胎盤細胞回収組成物を用いる、哺乳動物、例えば、ヒトの分娩後胎盤の灌流によって回収することができる。灌流液は、任意の生理的に許容し得る溶液、例えば、生理食塩水溶液、培養培地、又はより複雑な細胞回収組成物を用いる胎盤の灌流によって、胎盤から回収することができる。胎盤の灌流に、並びに灌流液細胞の回収及び保存に好適な細胞回収組成物は、引用により完全に本明細書中に組み込まれる関連米国特許出願公開第2007/0190042号に詳細に記載されている。
通常、ヒトの胎盤を、出産後のその娩出後すぐに回収する。好ましい実施態様において、インフォームドコンセント後、及び患者の全病歴を取得して、該胎盤と関連付けた後、胎盤を患者から回収する。好ましくは、この病歴は分娩後も続く。
哺乳動物の胎盤を灌流する方法及び胎盤灌流液を得る方法は、例えば、その各々の開示が引用により完全に本明細書中に組み込まれる、Haririの米国特許第7,045,148号及び第7,255,879号、並びに米国特許第8,057,788号として発行されている米国特許出願公開第2007/0190042号及び第20070275362号に開示されている。
通常、単回の胎盤灌流由来の胎盤灌流液は、約1億〜約5億個の有核細胞を含み、これには、本明細書に開示される方法によってNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法に従って産生されるNK前駆細胞もしくはNK細胞を産生し得る造血細胞が含まれる。ある実施態様において、該胎盤灌流液又は灌流液細胞は、CD34+細胞、例えば、造血幹細胞又は前駆細胞を含む。そのような細胞は、より具体的な実施態様において、CD34+CD45-幹細胞もしくは前駆細胞、CD34+CD45+幹細胞もしくは前駆細胞、又は同様の細胞を含むことができる。ある実施態様において、該灌流液又は灌流液細胞は、それから造血細胞を単離する前に凍結保存される。ある他の実施態様において、該胎盤灌流液は、胎児細胞のみ、もしくは胎児細胞と母親細胞の組合せを含むか、又は該灌流液細胞は、胎児細胞のみ、もしくは胎児細胞と母親細胞の組合せを含む。
(5.5.1. TSNK細胞)
一態様において、本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の二工程法によって産生されるNK細胞であるTSNK細胞である(例えば、第5.2.1節を参照されたい)。さらに本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の方法(例えば、二工程法)によって産生されるTSNK細胞を含む細胞の集団である。具体的な実施態様において、該NK細胞(例えば、TSNK細胞)はCD3-CD56+である。具体的な実施態様において、該NK細胞(例えば、TSNK細胞)はCD3-CD56+CD16-である。別の具体的な実施態様において、該NK細胞(例えば、TSNK細胞)はさらに、CD94+CD117+である。別の具体的な実施態様において、該NK細胞(例えば、TSNK細胞)はさらに、CD161-である。別の具体的な実施態様において、該NK細胞(例えば、TSNK細胞)はさらに、NKG2D+である。別の具体的な実施態様において、該NK細胞はさらに、NKp46+である。別の具体的な実施態様において、該NK細胞はさらに、CD226+である。
一実施態様において、本明細書に提供されるのは、単離されたNK前駆細胞集団であり、ここで、該NK前駆細胞は、上の第5.2.2節に記載されている三段階法に従って産生される。
別の実施態様において、本明細書に提供されるのは、単離されたNK細胞集団であり、ここで、該NK細胞は、上記の第5.2.2節に記載の方法に従って産生される。
さらに本明細書に提供されるのは、例えば、腫瘍細胞又は複数の腫瘍細胞の増殖を抑制する際に使用するための、胎盤灌流液、胎盤灌流液細胞、及び/又は接着性胎盤細胞と組み合わせた、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、本明細書に記載の三段階法に従って産生されるNK細胞集団又はNK前駆細胞集団を含む組成物である。
さらに本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法に従って産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団と胎盤灌流液及び/又は胎盤灌流液細胞の組合せを含む組成物である。一実施態様において、例えば、本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団が補充された一定の容積の胎盤灌流液である。具体的な実施態様において、例えば、胎盤灌流液の各ミリリットルに、約1×104、5×104、1×105、5×105、1×106、5×106、1×107、5×107、1×108、5×108個、又はそれより多くの本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を補充する。別の実施態様において、胎盤灌流液細胞に、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を補充する。ある他の実施態様において、胎盤灌流液細胞を、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、NK細胞集団、又はNK前駆細胞集団と組み合わせる場合、該胎盤灌流液細胞は、通常、細胞の総数の約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%、約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%超、又は約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%未満を含む。ある他の実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を複数の胎盤灌流液細胞及び/又は組み合わされたナチュラルキラー細胞と組み合わせる場合、該NK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団は、通常、細胞の総数の約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%、約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%超、又は約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%未満を含む。ある他の実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を用いて胎盤灌流液を補充する場合、細胞を懸濁させる溶液(例えば、生理食塩水溶液又は培養培地など)の容積は、灌流液+細胞の全容積の約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%、約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%超、又は約50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、8%、6%、4%、2%、もしくは1%未満を含み、その場合、該NK細胞又はNK前駆細胞を、補充前に、1ミリリットル当たり約1×104、5×104、1×105、5×105、1×106、5×106、1×107、5×107、1×108、5×108個、又はそれより多くの細胞になるように懸濁させる。
他の実施態様において、単独の又は胎盤灌流液もしくは胎盤灌流液細胞と組み合わせた、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団に、例えば、その開示が引用により完全に本明細書中に組み込まれる、Haririらの米国特許第7,045,148号及び第7,255,879号、並びに米国特許出願公開第2007/0275362号に記載されている、単離された接着性胎盤細胞、例えば、胎盤幹細胞及び胎盤寡能性細胞を補充する。「接着性胎盤細胞」とは、該細胞が、組織培養物表面、例えば、組織培養プラスチックに接着することを意味する。本明細書に開示される組成物及び方法において有用な接着性胎盤細胞は、栄養芽細胞でも、胚性生殖細胞でも、胚性幹細胞でもない。ある実施態様において、接着性胎盤幹細胞を、上記のようなプロセス(例えば、二工程法)でフィーダー細胞として用いる。
また本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団、及びさらに馴化培地を含む組成物の使用であり、ここで、該組成物は、腫瘍抑制性であるか、又は癌もしくはウイルス感染の治療において効果がある。本明細書に記載の接着性胎盤細胞を用いて、腫瘍細胞抑制性、抗癌性、又は抗ウイルス性である馴化培地、すなわち、検出可能な腫瘍細胞抑制効果、抗癌効果、又は抗ウイルス効果を有する細胞によって分泌又は排出される1以上の生体分子を含む培地を産生することができる。様々な実施態様において、馴化培地は、該細胞が、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14日、又はそれより長い間、その中で増殖した(すなわち、培養された)培地を含む。他の実施態様において、馴化培地は、そのような細胞が、少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%コンフルエンス、又は100%コンフルエンスにまでその中で成長した培地を含む。そのような馴化培地を用いて、細胞、例えば、胎盤細胞、又は別の種類の細胞の別々の集団の培養を支援することができる。別の実施態様において、本明細書に提供される馴化培地は、単離された接着性胎盤細胞、例えば、単離された接着性胎盤幹細胞又は単離された接着性胎盤寡能性細胞、及び単離された接着性胎盤細胞以外の細胞、例えば、非胎盤幹細胞又は寡能性細胞がその中で培養された培地を含む。
細胞、例えば、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団、或いは造血幹細胞又は前駆細胞を含む胎盤灌流液細胞を保存する、すなわち、長期保存を可能にする条件下、又は例えば、アポトーシスもしくは壊死による細胞死を阻害する条件下に置くことができる。
(5.8.1. TSNK細胞)
いくつかの実施態様において、本明細書に提供されるのは、単離されたTSNK細胞を含む組成物である。具体的な実施態様において、該TSNK細胞は、造血細胞、例えば、胎盤灌流液、臍帯血、及び/又は末梢血から単離された造血幹細胞又は前駆細胞から産生される。別の具体的な実施態様において、該TSNK細胞は、該組成物中の細胞の少なくとも50%を含む。別の具体的な実施態様において、該TSNK細胞は、該組成物中の細胞の少なくとも80%、85%、90%. 95%、98%、又は99%を含む。ある実施態様において、該組成物中のTSNK細胞の90%、92%、94%、96%、又は98%超は、CD56+及びCD16-である。他の実施態様において、該組成物中のTSNK細胞の少なくとも80%、82%、84%、86%、88%、又は90%は、CD3-及びCD56+である。他の実施態様において、該細胞の少なくとも50%、52%、54%、56%、58%、又は60%は、NKG2D+である。他の実施態様において、該細胞の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、又は3%未満は、NKB1+である。ある他の実施態様において、該TSNK細胞の10%、8%、6%、4%、又は2%未満は、NKAT2+である。ある他の実施態様において、該TSNK細胞の10%、8%、6%、4%、又は2%は、CD56+及びCD16+である。より具体的な実施態様において、該CD3-、CD56+ TSNK細胞の少なくとも50%、55%、60%、65%、又は70%は、NKp46+である。他のより具体的な実施態様において、該CD3-、CD56+ TSNK細胞の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、又は85%は、CD117+である。他のより具体的な実施態様において、該CD3-、CD56+ TSNK細胞の少なくとも20%、25%、30%、35%、40%、又は45%は、CD94+である。他のより具体的な実施態様において、該CD3-、CD56+ TSNK細胞の少なくとも10%、12%、14%、16%、18%、又は20%は、CD226+である。より具体的な実施態様において、該CD3-、CD56+ TSNK細胞の少なくとも20%、25%、30%、35%、又は40%は、CD7+である。より具体的な実施態様において、該CD3-、CD56+ TSNK細胞の少なくとも30%、35%、40%、45%、50%、55%、又は60%は、CD5+である。
いくつかの実施態様において、本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の三段階法を用いて産生される単離されたNK前駆細胞集団を含む組成物、例えば、医薬組成物である。具体的な実施態様において、該単離されたNK前駆細胞集団は、造血細胞、例えば、胎盤灌流液、臍帯血、及び/又は末梢血から単離された造血幹細胞又は前駆細胞から産生される。別の具体的な実施態様において、該単離されたNK前駆細胞集団は、該組成物中の細胞の少なくとも50%を含む。別の具体的な実施態様において、該単離されたNK前駆細胞集団は、該組成物中の細胞の少なくとも80%、85%、90%. 95%、98%、又は99%を含む。ある実施態様において、該単離されたNK前駆細胞集団内の細胞の5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、又は40%以下は、CD3-CD56+細胞である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞の65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、又は99%以上は、CD117+である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞の40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、又は75%以上は、CD161+である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞の25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、又は90%以下は、NKp46+である。より具体的な実施態様において、該CD3-CD56+細胞の25%、30%、35%、40%、45%、50%、又は55%以下は、NKp46+である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞はCD16-である。
いくつかの実施態様において、本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の三段階法を用いて産生される単離されたNK細胞集団を含む組成物、例えば、医薬組成物である。具体的な実施態様において、該単離されたNK細胞集団は、造血細胞、例えば、胎盤灌流液、臍帯血、及び/又は末梢血から単離された造血幹細胞又は前駆細胞を用いて産生される。別の具体的な実施態様において、該単離されたNK細胞集団は、該組成物中の細胞の少なくとも50%を含む。別の具体的な実施態様において、該単離されたNK細胞集団は、該組成物中の細胞の少なくとも80%、85%、90%. 95%、98%、又は99%を含む。ある実施態様において、該単離されたNK細胞集団内の細胞の5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、又は40%以下は、CD3-CD56+細胞である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞の65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、又は99%以上は、CD117+である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞の40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、又は75%以上は、CD161+である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞の25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、又は90%以下は、NKp46+である。より具体的な実施態様において、該CD3-CD56+細胞の25%、30%、35%、40%、45%、50%、又は55%以下は、NKp46+である。ある実施態様において、該CD3-CD56+細胞はCD16-である。
本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、本明細書に提供される、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法に従って産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団は、癌を有する個体、例えば、固形腫瘍細胞及び/もしくは血液癌細胞を有する個体、又はウイルス感染を有する人を治療する方法で使用することができる。いくつかのそのような実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞の有効投薬量は、1×104〜5×104、5×104〜1×105、1×105〜5×105、5×105〜1×106、1×106〜5×106、5×106〜1×107、又はそれを上回る細胞/キログラム体重の範囲である。本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、本明細書に提供される、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団は、腫瘍細胞の増殖を抑制する方法で使用することもできる。
一実施態様において、本明細書に提供されるのは、癌、例えば、血液癌又は固形腫瘍を有する個体を治療する方法であって、該個体に、治療有効量の本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団を投与することを含む、方法である。ある実施態様において、該個体は、ナチュラルキラー細胞の欠損、例えば、該個体の癌に対して活性があるNK細胞の欠損を有する。具体的な実施態様において、該方法は、該個体に、単離された胎盤灌流液又は単離された胎盤灌流液細胞、例えば、治療有効量の胎盤灌流液又は単離された胎盤灌流液細胞を投与することをさらに含む。別の具体的な実施態様において、該方法は、該個体に、有効量の免疫調節化合物、例えば、上記の免疫調節化合物、又はサリドマイドを投与することをさらに含む。本明細書で使用されるように、「有効量」は、例えば、該個体が罹患している癌の1以上の症状の検出可能な改善、該症状の進行の軽減、又は該症状の消失をもたらす量である。
さらに本明細書に提供されるのは、腫瘍細胞の増殖を抑制する方法であって、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団を、腫瘍細胞と近接させ、例えば、該腫瘍細胞を、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団と接触させることを含む、方法である。任意に、単離された胎盤灌流液又は単離された胎盤灌流液細胞を、腫瘍細胞及び/又は本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、もしくはNK細胞集団、もしくはNK前駆細胞集団と近接させる。別の具体的な実施態様において、免疫調節化合物、例えば、上記の免疫調節化合物、又はサリドマイドを、腫瘍細胞の増殖が、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団と近接させていない同じタイプの腫瘍細胞と比較して検出可能な程度に低下するように、腫瘍細胞及び/又は本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、もしくはNK細胞集団、もしくはNK前駆細胞集団とさらに近接させる。任意に、単離された胎盤灌流液又は単離された胎盤灌流液細胞を、免疫調節化合物と接触又は近接させた、該腫瘍細胞及び/又は本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、もしくはNK細胞集団、もしくはNK前駆細胞集団と近接させる。
本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団を用いた、癌を有する個体の治療は、1以上の他の抗癌剤を含む抗癌治療レジメンの一部であることができる。さらに又は代わりに、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、本明細書に記載のTSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を用いた、癌を有する個体の治療を用いて、1以上の他の抗癌剤を含む抗癌療法を補完することができる。そのような抗癌剤は、当技術分野で周知である。本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団、及び任意に灌流液、灌流液細胞、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団以外のナチュラルキラー細胞に加えて、癌を有する個体、例えば、腫瘍細胞を有する個体に投与し得る具体的な抗癌剤としては、限定されないが:アシビシン;アクラルビシン;塩酸アコダゾール;アクロニン;アドゼレシン;アドルシル;アルデスロイキン;アルトレタミン;アンボマイシン;酢酸アメタントロン;アムサクリン;アナストロゾール;アントラマイシン;アスパラギナーゼ(例えば、エルウィニア・クリサン(Erwinia chrysan)由来のもの;エルウィナーゼ(Erwinaze));アスペルリン;アバスチン(ベバシズマブ);アザシチジン;アゼテパ;アゾトマイシン;バチマスタット;ベンゾデパ;ビカルタミド;塩酸ビサントレン;ジメシル酸ビスナフィド;ビゼレシン;硫酸ブレオマイシン;ブレキナルナトリウム;ブロピリミン;ブスルファン;カクチノマイシン;カルステロン;カラセミド;カルベチマー;カルボプラチン;カルムスチン;塩酸カルビシン;カルゼレシン;セデフィンゴール;セレコキシブ(COX-2阻害剤);セルビジン(Cerubidine);クロラムブシル;シロレマイシン;シスプラチン;クラドリビン;メシル酸クリスナトール;シクロホスファミド;シタラビン;ダカルバジン;ダクチノマイシン;塩酸ダウノルビシン;デシタビン;デキソルマプラチン;デザグアニン;メシル酸デザグアニン;ジアジコン;ドセタキセル;ドキソルビシン;塩酸ドキソルビシン;ドロロキシフェン;クエン酸ドロロキシフェン;プロピオン酸ドロモスタノロン;デュアゾマイシン;エダトレキセート;塩酸エフロミチン;エルサミトルシン;エルスパー(Elspar);エンロプラチン;エンプロメート;エピプロピジン;塩酸エピルビシン;エルブロゾール;塩酸エソルビシン;エストラムスチン;リン酸エストラムスチンナトリウム;エタニダゾール;エトポシド;リン酸エトポシド;エトポフォス(Etopophos);エトプリン;塩酸ファドロゾール;ファザラビン;フェンレチニド;フロクスウリジン;リン酸フルダラビン;フルオロウラシル;フルロシタビン;ホスキドン;フォストリエシンナトリウム;ゲムシタビン;塩酸ゲムシタビン;ヒドロキシ尿素;イダマイシン(Idamycin);塩酸イダルビシン;イホスファミド;イルモホシン;イプロプラチン;イリノテカン;塩酸イリノテカン;酢酸ランレオチド;レトロゾール;酢酸ロイプロリド;塩酸リアロゾール;ロメトレキソールナトリウム;ロムスチン;塩酸ロソキサントロン;マソプロコール;メイタンシン;塩酸メクロレタミン;酢酸メゲストロール;酢酸メレンゲストロール;メルファラン;メノガリル;メルカプトプリン;メトトレキセート;メトトレキセートナトリウム;メトプリン;メツレデパ;ミチンドミド;マイトカルシン;マイトクロミン;マイトギリン;マイトマルシン;マイトマイシン;マイトスペル;ミトタン;塩酸ミトキサントロン;ミコフェノール酸;ノコダゾール;ノガラマイシン;オルマプラチン;オキシスラン;パクリタキセル;ペガスパルガーゼ;ペリオマイシン;ペンタムスチン;硫酸ペプロマイシン;ペルホスファミド;ピポブロマン;ピポスルファン;塩酸ピロキサントロン;プリカマイシン;プロメスタン;ポルフィマーナトリウム;ポルフィロマイシン;プレドニムスチン;塩酸プロカルバジン;プロロイキン(Proleukin);プリネトール(Purinethol);ピューロマイシン;塩酸ピューロマイシン;ピラゾフリン; リューマトレックス(Rheumatrex);リボプリン;サフィンゴール;塩酸サフィンゴール;セムスチン;シムトラゼン;スパルホセートナトリウム;スパルソマイシン;塩酸スピロゲルマニウム;スピロムスチン;スピロプラチン;ストレプトニグリン;ストレプトゾシン;スロフェヌル;タブロイド(Tabloid);タリソマイシン;テコガランナトリウム;タキソテール;テガフール;塩酸テロキサントロン;テモポルフィン;テニポシド;テロキシロン;テストラクトン;チアミプリン;チオグアニン;チオテパ;チアゾフリン;チラパザミン;トポサル(Toposar);クエン酸トレミフェン;酢酸トレストロン;トレキサル(Trexall);リン酸トリシリビン;トリメトレキセート;グルクロン酸トリメトレキセート;トリプトレリン;塩酸ツブロゾール;ウラシルマスタード;ウレデパ;バプレオチド;ベルテポルフィン;硫酸ビンブラスチン;硫酸ビンクリスチン;ビンデシン;硫酸ビンデシン;硫酸ビネピジン;硫酸ビングリシネート;硫酸ビンロイロシン;酒石酸ビノレルビン;硫酸ビンロシジン;硫酸ビンゾリジン;ボロゾール;ゼニプラチン;ジノスタチン;及び塩酸ゾルビシンが挙げられる。
別の実施態様において、本明細書に提供されるのは、ウイルス感染を有する個体を治療する方法であって、該個体に、治療有効量の本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団を投与することを含む、方法である。ある実施態様において、該個体は、ナチュラルキラー細胞の欠損、例えば、該個体のウイルス感染に対して活性があるNK細胞の欠損を有する。ある具体的な実施態様において、該投与することは、該個体に、単離された胎盤灌流液、単離された胎盤灌流液細胞、単離されたナチュラルキラー細胞、例えば、胎盤ナチュラルキラー細胞、例えば、胎盤由来中間ナチュラルキラー細胞、単離され、組み合わされたナチュラルキラー細胞、及び/又はそれらの組合せのうちの1つ又は複数を投与することをさらに含む。ある具体的な実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を、該投与することの前に、免疫調節化合物、例えば、上記の免疫調節化合物、又はサリドマイドと接触又は近接させる。ある他の具体的な実施態様において、該投与することは、本明細書に記載の方法を用いて産生される該NK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団に加えて、免疫調節化合物、例えば、上記の免疫調節化合物、又はサリドマイドを、該個体に投与することを含み、ここで、該量は、例えば、該ウイルス感染の1以上の症状の検出可能な改善、該症状の進行の軽減、又は該症状の消失をもたらす量である。具体的な実施態様において、ウイルス感染は、アデノウイルス科、ピコルナウイルス科、ヘルペスウイルス科、ヘパドナウイルス科、フラビウイルス科、レトロウイルス科、オルトミクソウイルス科、パラミクソウイルス科、パピローマウイルス科、ラブドウイルス科、又はトガウイルス科ファミリーのウイルスによる感染である。より具体的な実施態様において、該ウイルスは、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、コクサッキーウイルス、A型肝炎ウイルス(HAV)、ポリオウイルス、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、単純ヘルペスウイルス1型(HSV1)、単純ヘルペスウイルス2型(HSV2)、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)、ヒトヘルペスウイルス8型(HHV8)、帯状疱疹(herpes zoster)ウイルス(水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)もしくは帯状疱疹(shingles)ウイルス)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、D型肝炎ウイルス(HDV)、E型肝炎ウイルス(HEV)、インフルエンザウイルス(例えば、A型インフルエンザウイルス、B型インフルエンザウイルス、C型インフルエンザウイルス、もしくはトゴトウイルス)、麻疹ウイルス、流行性耳下腺炎ウイルス、パラインフルエンザウイルス、パピローマウイルス、狂犬病ウイルス、又は風疹ウイルスである。
細胞、例えば、胎盤灌流液細胞、例えば、胎盤灌流液由来の有核細胞、組み合わされたナチュラルキラー細胞、及び/又は単離されたナチュラルキラー細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団の数の決定、並びに免疫調節化合物、例えば、免疫調節化合物、又はサリドマイドの量の決定は、互いに独立に行うことができる。
ある実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団を、ウイルス感染、癌、又は腫瘍細胞を有する個体、例えば、腫瘍細胞、固形腫瘍、又は血液癌を有する個体、例えば、癌患者に対して検出可能な治療的利益をもたらす任意の量又は数、例えば、有効量で、該個体に使用する、例えば、投与する。そのような細胞を、そのような個体に、細胞の絶対数で投与することができ、例えば、該個体に、約、少なくとも約、又は多くとも約1×105、5×105、1×106、5×106、1×107、5×107、1×108、5×108、1×109、5×109、1×1010、5×1010、又は1×1011個の本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団で投与することができる。他の実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を、そのような個体に、細胞の相対数で投与することができ、例えば、該個体に、該個体のキログラム当たり約、少なくとも約、又は多くとも約1×105、5×105、1×106、5×106、1×107、5×107、1×108、5×108、1×109、5×109、1×1010、5×1010、又は1×1011個の本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団で投与することができる。他の実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を、そのような個体に、細胞の相対数で投与することができ、例えば、該個体に、該個体のキログラム当たり約、少なくとも約、又は多くとも約1×105、5×105、1×106、5×106、1×107、5×107、1×108、又は5×108個の本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団で投与することができる。本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を、本明細書に記載の方法を用いて産生されるいくつかのNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団、並びに胎盤灌流液細胞及び/又は任意に本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、もしくはNK細胞集団、もしくはNK前駆細胞集団以外のナチュラルキラー細胞と、該個体内のいくつかの腫瘍細胞(例えば、推定数)との近似比率に従って、そのような個体に投与することができる。例えば、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団を、個体内の腫瘍細胞の数に対して約、少なくとも約、又は多くとも約1:1、1:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1、55:1、60:1、65:1、70:1、75:1、80:1、85:1、90:1、95:1、又は100:1の比率で、該個体に投与することができる。そのような個体内の腫瘍細胞の数は、例えば、該個体由来の組織の試料、例えば、血液試料、生検などにおける腫瘍細胞の数を計数することによって推定することができる。例えば、固形腫瘍についての具体的な実施態様において、該計数することを、腫瘍(単数又は複数)のイメージングと組み合わせて行い、おおよその腫瘍容積を得る。具体的な実施態様において、本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又はNK細胞集団、又はNK前駆細胞集団、任意に、胎盤灌流液細胞及び/又は本明細書に記載の方法を用いて産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、もしくはNK細胞集団、もしくはNK前駆細胞集団以外のナチュラルキラー細胞に加えて、免疫調節化合物又はサリドマイド、例えば、有効量の免疫調節化合物又はサリドマイドを個体に投与する。
本明細書に提供されるのは、本明細書に記載の組成物、例えば、本明細書に記載の方法によって産生されるNK細胞、例えば、TSNK細胞、又は本明細書に記載の三段階法を用いて産生されるNK細胞集団もしくはNK前駆細胞集団を含む組成物のうちの1つ又は複数を充填した1以上の容器を含む医薬パック又はキットである。そのような容器(複数可)には、薬剤又は生物学的製剤の製造、使用、又は販売を規制する政府機関によって定められた形での注意書きが任意に関連付けられることがあり、この注意書きは、該機関による、ヒト投与のための製造、使用、又は販売の認可を示すものである。
(7.1.実施例1:ヒト胎盤灌流液及び臍帯血からの造血幹細胞の回収)
ヒト胎盤灌流液(HPP)及び臍帯血(UCB)細胞を、通常、Ficoll又は塩化アンモニウムのどちらかを用いて精製し、全有核細胞(TNC)を得た。その後、TNCを陽性選択手順で用い、製造業者のプロトコル(StemCell Technologies社)に従って抗CD34ビーズ及びRoboSepを用いて、CD34+細胞を単離した。この実験では、CD34+細胞を90%を超える純度で単離した。或いは、EasySep(登録商標)ヒト前駆細胞濃縮キット(StemCell Technologies社)を陰性選択手順で用い、以下のヒト細胞表面抗原:CD2、CD3、CD11b、CD11c、CD14、CD16、CD19、CD24、CD56、CD66b、及びグリコフォリンAに対するモノクローナル抗体を含むヒト前駆細胞濃縮カクテルを用いることによって、系譜が決定された細胞を除去した。陰性選択を用いて、90%のCD34+細胞を原材料から回収した。回収されたHSCの細胞組成を表1にまとめた。
CD34+細胞を以下の培地製剤中で最大48日間培養し、細胞のアリコートを、細胞数、細胞生存率の評価(assessment)、ナチュラルキラー細胞分化の特徴付け、及び機能的評価(evaluation)のために採取した。
27日目(D27)に、NK2A培地中で培養されたCD34+細胞を、以下の培地のうちの1つの中でさらに培養した:
・CNK培地及び維持培地を含む、二段階培地。CNK培地は、10%のFCS(Hyclone)、200IU/mLのIL-2(R&D Systems)、35μg/mLのトランスフェリン(Sigma-Aldrich)、5μg/mLのインスリン(Sigma-Aldrich)、2×10-5Mのエタノールアミン(Sigma-Aldrich)、1μg/mLのオレイン酸(Sigma-Aldrich)、1μg/mLのリノール酸(Sigma-Aldrich)、0.2μg/mLのパルミチン酸(Sigma-Aldrich)、2.5μg/mLのBSA(Sigma-Aldrich)、及び0.1μg/mLのフィトヘマグルチニン(PHA-P、Sigma-Aldrich)が補充されたIMDM(Invitrogen)である。NK2A培地中で培養されたCD56+CD3- NK細胞を、細胞培養液で処理した24ウェルプレートもしくはT字フラスコ中のCNK培地に2.5×105個の生細胞/mLで再懸濁させた。マイトマイシンC処理した同種異系PBMC及びK562細胞(慢性骨髄性白血病細胞株)を両方とも、フィーダー細胞として、1mL当たり1×106個の最終濃度になるようCNK培地に添加した。NK細胞を、37℃、5%CO2で、5〜6日間培養した。5〜6日後、及びその後は3〜4日毎に、等容積の維持培地(10%FCS、2%ヒトAB血清、抗生物質、L-グルタミン、及び1mL当たり400ユニットのIL-2を含むIMDM)を該培養物に添加した。
・フィーダー細胞としてのマイトマイシンC処理したCD34-、CD10+、CD105+、CD200+組織培養プラスチック接着性胎盤幹細胞を含むNK2A(PDAC)培地;
・フィーダー細胞としてのマイトマイシンC処理した間葉系幹細胞(MSC)を含むNK2A(MSC)培地;又は
・対照としてのフィーダー不含NK2A(FF)培地。
二段階培地中で培養されたNK細胞を、Wollらの文献(Blood 113(4):6094-6101(2009))の方法によって産生される、胚性幹細胞(ESC)由来のNK細胞と比較した。具体的には、両方の該細胞型の培養のプロセスの間、CD94及びCD117の発現レベルの違いを観察した。図6は、CD117の発現が、7日(D7)から35日(D35)まで、二段階NK細胞で高いか、又は「+」であったのに対し、CD94の発現が徐々に増加したことを示している。35日目(D35)に、CD56+CD3-(二工程)細胞の約44%はCD94+CD117+細胞であり、CD56+CD3-細胞の37.6%はCD94-CD117+であり、該CD56+CD3-細胞の14.7%はCD94+CD117-であった。したがって、二工程法によって産生されるNK細胞は、ESC由来のNK細胞と区別可能であり、該ESC由来のNK細胞の78%は、培養14日〜35日までCD117low/-のままであった。下の実施例6に記載するように、CD117+ NK細胞は、様々な組織由来の腫瘍細胞株に対して細胞傷害性であるので、このCD117発現の違いは有用である。
造血幹細胞(HSC)のナチュラルキラー細胞への分化に対するCD10+、CD34-、CD105+、CD200+組織培養プラスチック接着性胎盤幹細胞(この実施例ではPDACと呼ぶ)の効果を評価するために、HSCを、0日目及び21日目に、10:1のPDAC/MSC:HSCの比率で、マイトマイシンC処理したPDAC又は骨髄由来間葉系幹細胞(MSC)で刺激し、一方、フィーダー不含培養物を対照として用いた。NK2A培地を培養培地として用いた。PDACは、培地のみと比較して、培養NK細胞の増殖倍率を高めることが分かった。しかしながら、フィーダー層ありで成長した細胞又はフィーダー層なしで成長した細胞の間で細胞傷害性の有意な差は見られなかった。図7に示すように、MSCで処理された細胞は、最も高い増殖倍率を示したが、最も低い細胞傷害性を示した。
この実施例は、上記の二段階プロセスを用いて増殖し、分化させたCD34+細胞から産生されるNK細胞が、腫瘍細胞株にとって細胞傷害性であることを示す。
この実施例は、プールされた臍帯血(UCB)及びヒト胎盤灌流液(HPP)(組合せ)からのCD34+細胞の単離を示す。UCB:HPPプール比率を評価するために、3つの異なるプール比率の並列比較を以下のように行った:(1)最大プール:1×UCB(最大容積)+1×HPP(最大容積);(2)HPPの部分プール(33%):1×UCB(最大容積)+0.33×HPP(HPP容積の1/3);及び(3)HPPの部分プール(10%):1×UCB(最大容積)+0.10×HPP(HPP容積の1/10)。合計N=3の実験反復を実施した。初期のTNC及び容積を記録した。その後、プール試料をCD34+細胞について純化し、CD34+純度を解凍後に決定した。その後、最適プール比率を、解凍後のCD34+純度対容積又は細胞カウント(TNC)比率(組合せの%として)プロットからグラフによって決定した。図8に示すように、終点CD34+純度は、HPP容積含有量とはよく相関するが、HPP TNC含有量とはそれほど相関しない。全体としては、UCB 85%v/v、HPP 15%v/vが、80%以上の純度のCD34+細胞を得るための最適プール比率であることが分かった。
この実施例は、2つのGBGMベースの培地を用いるNK細胞培養プロセス(三段階プロセス及び二段階プロセス)の比較を示す。この2つのプロセスを表7にまとめる。両プロセスとも、胎盤起源のNK細胞及びCD34+細胞の分化のための基本培地としてGBGMを利用した。
(1)新鮮なUCB由来のCD34+細胞:N=6
(2)新鮮な「組合せ」由来のCD34+細胞:N=2
(3)凍結保存された「組合せ」由来のCD34+:N=8
マルチウェルディッシュからT-25、最大で複数のT-75フラスコまで、1〜80mLの培養容積
(1)二段階プロセス
(2)三段階プロセス
(1)フィーダーなし
(2)不活化したK562及びPBMCフィーダーを21日目に培養物に添加
20000〜50000細胞/mL
この研究は、異なる基本培地を用いてCD34+由来NK細胞の分化及び増殖を評価することを目的としている。
この実施例は、NK細胞を保存及び凍結保存する方法を示す。ヒト胎盤灌流液(HPP)及び臍帯血細胞から単離されたCD34+造血幹細胞を、先の実施例に記載されたプロトコルを用いて増殖し、NK細胞に分化させた。細胞を、HPP及び臍帯血から単離された直後(0日目)に、又はNK細胞の最初の成長期の間(単離9日、14日、21日、又は35日後)に凍結保存した。
この実施例は、NK細胞を保存及び凍結保存する別の方法を示す。ヒト胎盤灌流液(HPP)及び臍帯血細胞から単離されたCD34+造血幹細胞を、上記のプロトコルを用いて増殖し、NK細胞に分化させた。細胞を、HPP及び臍帯血から単離した直後(0日目)に、又はNK細胞の最初の成長期の間(単離9日、14日、21日、又は35日後)に凍結保存した。
生存率アッセイ。実施例10又は11に見られるような様々な製剤中で凍結保存されたNK細胞を解凍した。細胞を2×106〜3×107細胞/mLの密度で凍結させた。解凍したNK細胞を、新鮮な細胞又は凍結前の細胞と比較して、解凍0日、3日、及び18日後に、Countess(登録商標)自動細胞カウンター(Invitrogen)を用いて、細胞生存率について評価した。簡潔に述べると、10μlの細胞試料を10μlのトリパンブルーと混合した。該細胞混合物をピペッティングして、Countess(登録商標)チャンバースライドに入れた。該スライドを装置に挿入し、細胞をカウントした。凍結-解凍後細胞は、凍結保存製剤の違いによって、約80%〜90%超の生存率の細胞生存率を示した。
この実施例は、プロセス内凍結保存細胞バンキングの評価を示す。HS-AB又はFBSのいずれかを血清供給源として用い、Spanholtzらの文献、PLoS One. 5(2):e9221(2010)に記載されている方法を用い、UCB CD34+細胞を用いて、細胞培養を開始した。細胞濃度を決定し、調整し、必要に応じて培地を補充した。7日、9日、10日、又は14日で、約106〜3×106個の細胞を細胞培養物から除去し、遠心分離し、凍結保存培地(5.5%v/vデキストラン-40、10%v/v HSA、5%v/v DMSO)に再懸濁させた。該細胞を速度制御フリーザーで凍結させ、凍結保存用の液相窒素保存場所に移した。約1mLの細胞の各バイアルを、1mL当たり106〜107個の範囲の濃度で凍結保存した。残りの培養物は、終点(35日)まで持ち越され、「新鮮(プロセス内凍結保存なし)」と呼ばれた。表現型解析を細胞培養21日目、28日目、及び35日目に行った。インビトロ機能性(K562細胞傷害性、10:1のE:T)を培養35日(終点)で評価した。
この実施例は、動物におけるNK細胞投与のための解凍後媒体の開発を示す。NK細胞の生存率、細胞傷害性、細胞回復、及び凝集塊形成に対する注射媒体及び細胞密度の効果を試験した。生存率はトリパンブルー染色により評価し;細胞傷害性はFACS(10:1の比のNK:K562)により評価し、凝集塊形成(clump formulation)は顕微鏡アッセイにより評価した。結果を、様々なタイプの注射媒体及び細胞密度について表9〜12に示す。
NK細胞の生存率、細胞傷害性、細胞回復、及び凝集塊形成に対する様々なHSA濃度の効果も試験した。実施例14から同じ方法を利用した。結果を、様々なタイプの注射媒体及び細胞密度について表13〜16に示す。
この実施例は、IL-2の非存在下でのNK細胞の培養を示す。細胞培養を実施例11に記載の二段階プロセスで行った。第一の培地中の5つの異なる濃度:0、200、500、1000、2000U/mLのIL-2を試験した。
この実施例は、CD34+胎盤造血細胞のナチュラルキラー(NK)細胞の集団への増殖及び分化のための三工程培養プロセスを記載するものである。この培養プロセスの35日の三工程/三段階培養プロセスの後に得られる細胞集団(「D35 NK細胞」と称される)も、この実施例で記載され、特徴付けられる。
CD34+細胞をGBGM培地(Glycostem Therapeutics; Spanholtzらの文献、PLoS One(2010)5(2):9221参照)中で培養し、細胞のアリコートを、細胞数、細胞生存率の評価(assessment)、リンパ球分化の特徴付け、及び機能的評価(evaluation)のために採取した。インビトロ増殖及びNK系譜決定を開始させるために、CD34+細胞をGBGM培地中に播種した。細胞を、フィーダーを含まない培養物中で、以下のように三段階で培養した:
LDHは、細胞溶解時に放出される安定な細胞質酵素である。LDH放出についてのアッセイを、CYTOTOX 96(登録商標)比色細胞傷害性アッセイキット(Promega, カタログ# G1780)を用いて実施し、培養されたD35 NK細胞をエフェクター細胞として用い、腫瘍細胞を標的細胞として用いた。エフェクター細胞及び標的細胞を96ウェルのU底組織培養プレートに入れ、2%ヒトAB血清が補充された100μlのフェノールレッド不含RPMI 1640(Invitrogen, カタログ# 11835-030)中で、様々なエフェクター-標的(E:T)比でインキュベートした。培養物を、37℃、5%CO2で、4時間インキュベートした。インキュベーション後、50μlの上清を酵素アッセイプレートに移した。LDH活性を、製造業者によって提供されているように検出し、吸収を、ELISAリーダー(Synergy HT, Biotek)中、490nmで測定した。細胞傷害性を以下の方程式に従って算出した:%細胞傷害性=(試料-エフェクター自然−標的自然)/(標的最大−標的自然)*100。
直接的細胞傷害性アッセイは、D35 NK細胞をエフェクター細胞として、腫瘍細胞を標的細胞として用いて実施した。腫瘍細胞を、その親油性脂肪族残基のために細胞形質膜に挿入されるPKH26(Sigma-Aldrich カタログ# PKH26-GL)(Ferlazzo Gらの文献、2004, PNAS USA 101(47):16606-11; Lee-MacAry AEらの文献、2001, J Immunol Methods 252(1-2):83-92)参照)で標識し、その後、96ウェルのU底組織培養プレートに入れ、培養されたD35 NK細胞とともに、10%FBSが補充された200μlのRPMI 1640中で、様々なエフェクター-標的(E:T)比でインキュベートした。培養物を、37℃、5%CO2で、4時間インキュベートした。インキュベーション後、細胞を回収し、膜不透過性DNA染色剤のTO-PRO-3(Invitrogenカタログ# T3605)を培養物に1μMの最終濃度まで添加し、次いで、BD FACSCanto Iを用いてFACS解析を行った。細胞傷害性を、全PKH26+標的腫瘍細胞における死細胞(PKH26+TO-PRO-3+)のパーセンテージとして表した。
6〜8週齢の雌のNSG(NOD-CgPrkdc-scid-Il2rg-tmlWjl-Sz)マウス(The Jackson Laboratory; Bar Harbor, Maine)をこの研究に使用した。インビボ有効性研究は、表17に示すように設定された。
異なる実験の結果は、平均±平均の標準偏差(STDEV)として記載されている。結果は、0.05以下のP値で有意とみなされた。
腫瘍細胞株に対する35日培養された(D35)NK細胞集団の細胞傷害活性を評価した。図9に示すように、10:1のエフェクター対標的(E:T)比において、培養されたD35 NK細胞は、腫瘍細胞をPKH26-TOPROで標識するFACSベースのインビトロ細胞傷害性アッセイによって検出したとき、NTERA-2cl.D1(NT2/D1、精巣癌)、PC-3(前立腺腺癌)、U-87MG(膠芽腫)、K562(慢性骨髄性白血病(CML))、KG-1a(急性骨髄性白血病(AML))、及びBT474(乳癌)を含む様々な腫瘍細胞株に対する細胞溶解活性を示した。D35 NK細胞集団細胞傷害性は効果的であったが、試験した他の細胞株と比べて、Raji細胞(リンパ腫)に対する効果が最も低かった。図10に示すように、LDH放出アッセイを用いて、HCT-116細胞(結腸直腸癌)に対するD35 NK細胞の細胞傷害性も測定した。
免疫不全マウスにおける異種移植腫瘍に対するD35 NK細胞集団のインビボ有効性研究を実施した。図11〜14Bに示すように、D35 NK細胞集団の単一用量投与は、様々な腫瘍の異種移植NSGマウスモデルで腫瘍成長阻害を示した。図11は、13日でのCML(K562細胞)の成長阻害を示している。図12は、28日での結腸直腸癌(HCT-116細胞)の成長阻害を示している。図13は、24日での膠芽腫(U-87MG細胞)の成長阻害を示している。乳癌(BT474細胞)の異種移植モデルにおいて、D35 NK細胞集団をサイトカインIL-2又はIL-15の存在下及び非存在下で投与した。図14A及び14Bに示すように、D35 NK細胞集団の成長阻害効果は、IL-2又はIL-15の存在下と非存在下の両方で観察された。
上記のD35 NK細胞集団処置BT474異種移植実験(図14B)の終点からのBT474異種移植片のエクスビボ免疫組織化学(IHC)解析により、D35 NK細胞集団が、NSGマウス中の樹立されたBT474腫瘍異種移植片にホーミングし、その中に浸潤することが明らかになっている。具体的には、腫瘍異種移植切片のイメージングにより、蛍光標識した抗CD56(図15B)及び抗NKp46(図15C)によって検出したとき、壊死性腫瘍細胞(ヘマトキシリン及びエオシン(H&E)染色で可視化される;図15A)が、腫瘍が浸潤したD35 NK細胞集団と共局在することが明らかになった。これらの結果は、D35 NK細胞集団が、インビボで腫瘍に対する細胞溶解活性を有することを示している。
この実施例では、マウス異種移植モデルにおける単独の及びIL-2と組み合わせたD35 NK細胞集団のK562及びRPMI8226腫瘍に対する治療効力を評価した。
Jackson Laboratories製の雌のNSG(NOD-CgPrkdc-scid-Il2rg-tmlWjl-Sz)。
CML細胞株K562由来の細胞をマトリゲルとともに5,000,000細胞/脇腹で皮下注射した。RPMI8226、BT474、HL-60という3種の多発性骨髄腫(MM)細胞株を使用した。培養されたD35 NK細胞集団を即時注入用の新鮮な細胞懸濁液として供給した。
以下の抗体を免疫組織化学に使用した: CD56の検出のために、Abcam製の抗NCAMクローン123C3マウスモノクローナルIgG1であるab9272、Invitrogen製の二次抗体AF594コンジュゲートヤギ抗マウスIgG1; NKG2Dの検出のために、Abcam製のクローンID11マウスモノクローナルIgGであるab35033、Invitrogen製の二次抗体AF488コンジュゲートヤギ抗マウスIgG1;及びNKp46の検出のために、R&D Systems製のヤギポリクローナルIgGであるAF1850、Invitrogen製の二次抗体AF488コンジュゲートロバ抗ヤギIgG。異種移植片の切除時に、各々の腫瘍の半分を液体窒素中で凍結させ、-80℃で保存した。もう半分をOptimum Cutting Temperature(OCT)媒体中にすぐに包埋し、液体窒素中で凍結させた。5枚の5μm切片をクライオスタット(Leica, Deerfield, IL)で切削した。これらの切片をPBS中で洗浄し、PBS中に2×カゼイン溶液、5%ウマ血清、及び0.3%Triton-X100を含むタンパク質ブロッキング溶液に、室温(RT)で60分間曝露させた。その後、ブロッキング溶液に希釈した(1:50)一次抗体を細胞に適用し、4℃で一晩インキュベートした。翌朝、試料をPBS中で洗浄し、ブロッキング溶液に希釈した(1:500)二次抗体を細胞にRTで30分間適用した。その後、スライドをPBS中で洗浄し、600nMのDAPI溶液をRTで10分間適用して、核を可視化した。全てのスライドを蛍光用の水性媒体(VECTASHIELD, Vector Laboratories)で封入した。免疫組織化学画像を、画像取得及び保管用のNIS Elementsソフトウェアが装備されたPCに接続された高解像度デジタルカメラ(Nikon DXM1200F)が装備されたNIKON Eclipse顕微鏡モデルE800で取得した。これらの実験用の対照は、サイトスピンスライド上に調製された新たに調製されたD35 NK細胞及びK562細胞であった。
この実施例は、D35 NK細胞集団の生体分布及び表現型特徴付け研究を記載するものである。
インビトロ増殖及びNK系譜決定を開始させるために、CD34+細胞をGBGM培地中に播種した。細胞を、フィーダーを含まない培養物中で、低用量(50〜250pg/mL)のサイトカイン(IL-6、LIF、G-CSF、GM-CSF、MIP-1a)の存在下で、上記のように三段階で培養した。
6〜8週齢の雌のNSG(NOD-CgPrkdc-scid-Il2rg-tmlWjl-Sz)マウス(The Jackson Laboratory; Bar Harbor, Maine)を研究に使用した。マウスをマイクロアイソレーター飼育箱で飼育し、研究の開始前に数日間隔離した。マトリゲルに再懸濁させた指数成長期の合計5×106個のK562細胞をマウスの右脇腹領域に皮下移植した。マウスを、細胞移植後、毎日、腫瘍成長についてモニタリングした。腫瘍体積が約100mm3に達したら、平均値に最も近い腫瘍体積を有するマウスを用いて、マウスを無作為に群に分けた。D35 NK細胞集団による処置を無作為化の翌日に開始し、1回のみの単一用量のD35 NK細胞集団の細胞をマウスに投与した。投与経路は、表17に記載の通り、i.v.(マウス1匹当たり6×106個のNK細胞)又は腫瘍内(I.T.)(マウス1匹当たり6×106個のNK細胞)注射であった。腫瘍体積を、式V=L×W×H×π/6(式中、L及びWは、腫瘍の長い方及び短い方の直径を表し、Hは、腫瘍の高さを表す)を用いて測定した。研究全体を通して、腫瘍体積及び体重を週に2回測定した。動物をD35 NK細胞集団の処置による考えられる毒性効果について観察した。腫瘍体積が>1,500mm3に達したか、又はもとの体重の減少が20%を超えたか、又は腫瘍性潰瘍が発生したか、又はマウスが瀕死状態になった場合は、予定外の屠殺を行った。実験終了時に、対照群及び各々の処置群の腫瘍成長速度に関する統計解析を行った。
コロニー形成細胞(CFC)アッセイとも呼ばれるメチルセルロースコロニー形成アッセイを、製造業者のプロトコル(StemCell Technologies社)に従って実施した。簡潔に述べると、CD34+細胞懸濁液又は試験細胞を、表示されたサイトカインがプレート1枚当たり様々な細胞密度で補充されたメチルセルロース培地中に入れた。各々の細胞密度について、3連のアッセイを実施し、その後、2〜3週間インキュベートした。蛍光顕微鏡観察を用いて、コロニーの評価及び計数を実施した。
異なる実験の結果は、平均±平均の標準偏差(STDEV)として記載されている。結果は、0.05以下のP値で有意とみなされた。
ヒト造血微小環境のモデルを作成するためにヒトIL-3、SCF、及びGM-CSFが遺伝子組換え発現されているNSG免疫不全マウスへの養子移植後に、D35 NK細胞集団の細胞のインビボ生体分布及び持続性を解析した。動物を致死量未満の放射線照射(260Rad)によって前処理し、D35 NK細胞集団を尾静脈注入(6×106細胞/動物)によって投与した。移植されたヒト細胞の持続性、組織分布、及び細胞表面表現型を4週間にわたるフローサイトメトリーによって解析した。動物を、研究期間中、毎日のヒト組換えIL-2又はIL-15サイトカインの注射によって処置し、臨床的に関連する補助サイトカイン療法に対するD35 NK細胞集団のインビボ応答を決定した。
上記の生体分布研究からのD35 NK細胞集団のエクスビボで検出された細胞を、NK細胞成熟の機能的に関連するマーカーであるCD16の発現について解析した。図19に示すように、インビトロのD35 NK細胞集団の細胞は、低レベル(5%未満)のCD56+CD16+、CD56+KIR2DL2/DL3/DS2+、及びCD56+KIR3DL1/DS1細胞を有し、増殖された胎盤CD34+幹細胞から生成される未成熟NK表現型と一致している。図20に示すように、IL-15処置されたNSGSマウスにおいて、D35 NK細胞集団の細胞は、最大50%のCD56+CD16+、及び90%超のCD56+KIR+に達する、インビトロでのCD16発現の漸進的増加を示す。さらに、上記の研究に示されているように、D35 NK細胞集団の細胞は、養子移植4週後の末梢血中で検出された。これらの結果を合わせると、インビボでのD35 NK細胞集団の細胞の機能的成熟の証拠が提供される。
この実験では、遺伝的に誘導される白血病モデル(Mulloyらの文献、Cell Cycle. 2008 Nov 1;7(21):3314-9. Epub 2008 Nov 8に概説されている)を用いて、同種異系白血病浸潤細胞及び正常非形質転換臍帯血(「UCB」)CD34+細胞対照に対するD35 NK細胞集団の特異的細胞傷害活性を試験した。2つの異なる方法を用いて、細胞傷害活性を測定した。
遺伝的に誘導される白血病モデルを実験で利用して、D35 NK細胞集団のインビボ細胞傷害性を評価した。図23Aに図式化されているように、MLL-AF9融合遺伝子を遺伝子導入したUCB CD34+細胞の移植後、マウスを、8日目、9日目、及び10日目に、化学療法(DA:シタラビン(50mg/kg)/ドキソルビシン(1.5mg/kg))で処置した。D35 NK細胞集団の細胞(6×106細胞/マウス)及びIL-15を11日目に投与した。GFP発現MLL細胞のFACS解析を行い、マウスがそれよりも早く死なない限り、移植後58日目と規定される実験の終点で残存する白血病細胞の頻度を測定した。代表的なグラフを、対照群、すなわち、PBS(図23B)もしくはIL-15(図23C)を投与したマウス、又はIL-15と化学療法単独(図23D)もしくはD35 NK細胞集団+IL-15及び化学療法の組合せ(図23E)のいずれかを投与した群について示す。図23Fに示すように、58日目に、対照群のマウスの65%は、AML細胞陽性であり;化学療法で処置した群では、マウスの40%がAML細胞陽性であり;化学療法とD35 NK細胞集団の両方で処置した群では、どのマウスもAML細胞陽性でなかった。
この実施例は、CD34+胎盤造血細胞のナチュラルキラー(NK)前駆細胞集団への増殖及び分化のための三工程培養プロセスを記載するものである。この培養プロセスの21日後に得られるNK前駆細胞集団もまた、この実施例で記載され、特徴付けられている。
CD34+細胞をGBGM培地(Glycostem Therapeutics; Spanholtzらの文献、PLoS One(2010)5(2):9221参照; GBGMは、IMDMに基づく動物由来成分不含培地であり、ヒト由来又はヒト組換えタンパク質を含有する)中で培養し、細胞のアリコートを、細胞数、細胞生存率の評価(assessment)、リンパ球分化の特徴付け、及び機能的評価(evaluation)のために採取した。インビトロ増殖及びNK系譜決定を開始させるために、CD34+細胞をGBGM培地中に播種した。細胞を、フィーダーを含まない培養物中で、低用量(50〜250pg/mL)のサイトカイン(IL-6、LIF、G-CSF、GM-CSF、MIP-1a)の存在下で、以下のように三段階で培養した:
6〜8週齢の雌のNSG(NOD-CgPrkdc-scid-Il2rg-tmlWjl-Sz)マウス(The Jackson Laboratory; Bar Harbor, Maine)を研究に使用した。マウスをマイクロアイソレーター飼育箱で飼育し、研究の開始前に数日間隔離した。D21 NK前駆細胞集団の細胞による処置を無作為化の翌日に開始し、1回のみの単一用量のD21 NK前駆細胞集団をマウスに投与した。投与経路は、表17に記載の通り、i.v.(マウス1匹当たり6×106個のD21 NK前駆細胞集団の細胞)又はI.T.(マウス1匹当たり6×106個のD21 NK前駆細胞)注射であった。腫瘍体積を、式V=L×W×H×π/6(式中、L及びWは、腫瘍の長い方及び短い方の直径を表し、Hは、腫瘍の高さを表す)を用いて測定した。研究全体を通して、腫瘍体積及び体重を週に2回測定した。動物をD21 NK前駆細胞集団の処置による考えられる毒性効果について観察した。腫瘍体積が>1,500mm3に達したか、又はもとの体重の減少が20%を超えたか、又は腫瘍性潰瘍が発生したか、又はマウスが瀕死状態になった場合は、予定外の屠殺を行った。実験終了時に、対照群及び各々の処置群の腫瘍成長速度に関する統計解析を行った。
エフェクター細胞(D21 NK前駆細胞集団の細胞)を、丸底96ウェルプレート上で、100μlアリコート/ウェルのアッセイ培地(RPMI1640+10%FBS+P/S)中に、適当な濃度で播種した。標的腫瘍細胞を、10μCiのクロム酸ナトリウムとともに、37℃で60分間インキュベートし、その後、アッセイ培地で3回洗浄した。その後、51Cr標識された腫瘍細胞を表示されたエフェクター対標的(E:T)比でエフェクター細胞に添加した。インキュベーションを、5%CO2インキュベーター中、37℃で4時間実施した。全ての培養を3連で実施し、%細胞傷害性を、式:100×(試験51Cr放出−自然51Cr放出)/(最大51Cr放出−自然51Cr放出)に従って算出し、ここで、最大及び自然カウントは、それぞれ、2%Triton Xとともに、アッセイ培地中でインキュベートされた3連の標的細胞から算出された。
異なる実験の結果は、平均±平均の標準偏差(STDEV)として記載されている。結果は、0.05以下のP値で有意とみなされた。
この実施例は、上記の3工程プロセスを用いて培養されたD21 NK前駆細胞集団の細胞とD35 NK細胞集団の細胞の表現型を比較したものである。5回の反復に基づく、FACSを用いたインビトロプロファイリング実験において、D35 NK細胞集団の細胞の88.5%±11.2%と比較して、D21 NK前駆細胞集団の細胞の29.9%±13.4%がCD56+CD3-であった。さらに、D35 NK細胞集団の細胞の49.0%±20.4%と比較して、D21 NK前駆細胞集団の細胞の12.3%±5.6%がNKp46+であった。
この実施例では、実施例17〜21に記載されている実験の結果及び結論をまとめている。これらの結果は、ヒトNK細胞集団を、ドナーが一致した臍帯血から単離されたCD34+細胞及び満期ヒト胎盤から得られたヒト胎盤由来幹細胞から生成させる培養方法を樹立するのに成功したことを示している。この培養方法は、フィーダーを含まず、前駆細胞増殖と、それに続く、トロンボポエチン、幹細胞因子、Flt3リガンド、IL-7、IL-15、及びIL-2を含むサイトカインによって支持されるNK細胞集団への分化に基づく。CD34+造血前駆細胞(又は造血幹細胞、HSC)を含む集団からNK細胞を含む集団への段階的進行は、最終的には、約90%のCD3-CD56+表現型を有するNK細胞集団をもたらし、35日間かけて達成される平均10,000倍の増殖を伴う。得られる細胞集団はCD16-であり、かつ低レベルのKIRを発現し、該集団が、主に未成熟なNK細胞表現型を含むことを示している。しかしながら、注目すべきことに、該細胞集団は、広範な腫瘍細胞株標的に対する活発なインビトロ細胞傷害性も示す。
この実施例では、上記の三段階プロセスを用いて培養されたD21及びD35細胞をDNAテロメア長について評価した。
(テロメアPNA-FITC法)
細胞のテロメア配列の検出を、フローサイトメトリー用のテロメアPNAキット/FITC(カタログ# K5327, DAKO, an Agilent Technologies社)を用いて評価した。このキットのプローブはテロメア周辺配列を認識せず、従来のテロメア制限断片(TRF)測定とは対照的に、この方法は、テロメア周辺を含まないテロメア長の推定を可能にする。
以下の対照細胞を使用した: HL60細胞株、NK92細胞株、PBMC由来NK細胞、CCRF-CEM、NTERA2、及びNHDF成人線維芽細胞株。
試料を、対数目盛りのFL1-Hをプローブ蛍光に、均等目盛りのFL3-HをDNA染色に用いるフローサイトメトリーにより解析した。前方散乱、側方散乱、FL1-H、及びFL3-Hの値を記録した。(バリエーションとして、FL3-A及びFL#Wの値を記録することもできる。)
RTL=(プローブありの平均FL1試料細胞−プローブなしの平均FL1試料細胞)×対照細胞のDNA指数×100/(プローブありの平均FL1対照細胞−プローブなしの平均FL1対照細胞)×試料細胞のDNA指数。
テロメアPNA-FITC法を用いて、CCRF-CEM(Tリンパ芽球様細胞株)、HL60(前骨髄芽球細胞株)、NTERA2(精巣胎児性癌細胞株)、NHDF(正常ヒト皮膚線維芽細胞)、NK92細胞株、及び末梢血(PB)NK細胞と比較した、本明細書に記載の三段階プロセスを用いて培養された21日及び35日のNK細胞のテロメア長を測定した。CCRF-CEMについての予想テロメア長は、約15〜20kbであり、HL60については、約15kbである。アッセイ間でばらつきがあるため、試験結果を、HL60と比較した相対テロメア長(RTL)として表した(%RTL=テロメア長TEST/テロメア長HL60×100)。図28に示すように、NK92細胞は、21日のNK細胞(NK-D21)及び35日のNK細胞(NK-D35)よりも長いテロメア長を有している。2人のドナー由来の市販のPB NK細胞は、2人の異なるドナー由来のNK-D21及びNK-D35と比較してより短いテロメア長を有することが示された。これらの結果は、NK-D21及びNK-D35細胞が、PB NK細胞よりも未成熟かつ分化の程度が小さく、それゆえ、PB NK細胞よりも大きいさらなる増殖及び分化の可能性を有し得ることを示している。
本発明は、本明細書に記載の具体的な実施態様によって範囲が限定されるべきではない。実際、記載された変さらに加えて、本発明の様々な変更が、上の説明及び添付の図面から当業者に明白となるであろう。そのような変更は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。
Claims (15)
- 単離されたナチュラルキラー(NK)前駆細胞集団であって、(i)造血幹細胞又は前駆細胞を、Flt3L、TPO、SCF、IL-7、G-CSF、IL-6、及びGM-CSFを含む第一の培地中で培養し、(ii)その後、該細胞を、Flt3L、SCF、IL-15、及びIL-7、IL-17及びIL-15、G-CSF、IL-6、及びGM-CSFを含む第二の培地中で培養し、(iii)その後、該細胞を、SCF、IL-15、IL-7、IL-2、G-CSF、IL-6、及びGM-CSFを含む第三の培地中で培養することを含む方法によって産生される、前記単離されたNK前駆細胞集団。
- 前記培養工程(i)の持続期間が7〜9日であり、前記培養工程(ii)の持続期間が5〜7日であり、前記培養工程(iii)の持続期間が5〜9日である、請求項1記載の単離されたNK前駆細胞集団。
- 前記培養工程(i)の持続期間が7〜9日であり、前記培養工程(ii)の持続期間が5〜7日であり、前記培養工程(iii)の持続期間が21〜35日である、請求項1記載の単離されたNK前駆細胞集団。
- 前記方法で使用される前記造血幹細胞又は前駆細胞がCD34+である、請求項1、2、又は3記載の単離されたNK前駆細胞集団。
- 前記造血幹細胞又は前駆細胞が、ヒト胎盤灌流液由来の造血幹細胞又は前駆細胞、及び臍帯由来の造血幹細胞又は前駆細胞を含み、ここで、該胎盤灌流液及び該臍帯血が、同じ胎盤に由来するものである、請求項1、2、又は3記載の単離されたNK前駆細胞集団。
- CD34-細胞が、前記工程(i)の終了時に、全集団の80%超を含む、請求項1〜5のいずれか一項記載の単離されたNK前駆細胞集団。
- 40%以下のCD3-CD56+細胞を含む、請求項1〜6のいずれか一項記載の単離されたNK前駆細胞集団。
- CD52+CD117+である細胞を含む、請求項1〜7のいずれか一項記載の単離されたNK前駆細胞集団。
- 40%以下のCD3-CD56+細胞を含む、単離されたナチュラルキラー(NK)前駆細胞集団。
- CD52+CD117+である細胞を含む、単離されたナチュラルキラー(NK)前駆細胞集団。
- 請求項1〜10のいずれか一項記載の単離されたNK前駆細胞集団を含む医薬組成物。
- 腫瘍細胞の増殖を抑制する方法であって、該腫瘍細胞を、請求項1〜10のいずれか一項記載の単離されたNK前駆細胞集団又は請求項11記載の組成物と近接させることを含む、前記方法。
- 前記腫瘍細胞が、原発性腺管癌細胞、膠芽腫細胞、白血病細胞、急性T細胞白血病細胞、慢性骨髄性リンパ腫(CML)細胞、急性骨髄性白血病細胞、慢性骨髄性白血病(CML)細胞、肺癌細胞、結腸腺癌細胞、組織球性リンパ腫細胞、多発性骨髄腫細胞、結腸直腸癌細胞、結腸直腸腺癌細胞、前立腺癌細胞、又は網膜芽腫細胞である、請求項12記載の方法。
- それを必要とする対象における血液癌を治療する方法であって、該対象に、請求項1〜10のいずれか一項記載の単離されたNK前駆細胞集団又は請求項11記載の組成物を投与することを含む、前記方法。
- 前記血液癌が急性骨髄性白血病である、請求項14記載の方法。
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