JP2017524737A - 腫瘍微小環境に影響する抗癌剤と組み合わせたβ−グルカン - Google Patents

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Abstract

本発明は、腫瘍微小環境に作用する可溶性のβ−グルカンおよび抗癌剤の組み合わせに関する。可溶性のβ−グルカンは、免疫刺激環境を促進し、これによって抗癌剤の有効性の増強が可能となる。【選択図】図1A

Description

(関連出願への相互参照)
本出願は、2014年7月10日に出願された米国仮特許出願第62/022,754号;2014年11月6日に出願された米国仮特許出願第62/076,094号;2015年2月13日に出願された米国仮特許出願第62/115,895号、および2015年4月20日に出願された米国仮特許出願第62/149,892号、に基づいて優先権を主張し、参照によって本明細書に組み込まれている。
本発明は、免疫抑制を緩和する抗癌剤を含む腫瘍微小環境に影響する可溶性のβ−グルカンと抗癌剤の組み合わせに関する。β−グルカンは菌性のPAMPであり、パターン認識受容体、好中球と単球を含む自然免疫細胞上の3型補体受容体(CR3)と同様に血清中のパターン認識分子C3によって認識される。酵母由来の多糖体β−グルカン(β(1,6)−[ポリ−1,3)−D−グルコピラノース]−ポリ−β−Dグルコピラノース)は、いくつかの癌の処置用の抗腫瘍モノクローナル抗体と組み合わせた免疫治療剤として開発されている。β−グルカンによって、自然免疫のエフェクター細胞は、補体のCR3依存の機構を介して、補体で覆われた腫瘍細胞を死滅させることができる。多数の動物腫瘍モデルの治験において、どちらか一方の薬剤の単独投与と比較して、可溶性のβ−グルカンと補体活性化酵化した腫瘍を標的とする抗体の併用投与は、有意に腫瘍の成長を抑制し全生存期間を改善するという結果をもたらした。
しかしながら、癌は悪性細胞の集合体と言うだけでなく複雑な「器官」である。それは他の多くの非形質転換細胞を動員し使用する。悪性細胞と非形質転換細胞の間の相互作用は腫瘍微小環境(TME)を形成する。TMEの非悪性の細胞は発癌における様々な段階において、動的な、しばしば腫瘍促進の機能を持っている。サイトカイン、ケモカイン、成長因子および、炎症性およびマトリックスリモデリング酵素の複雑で動的なネットワークは、罹患した組織内の細胞間情報伝達を活発にする。したがって、有効に癌を克服するために、TMEの腫瘍の成長を促進する性質を抑えるための療法が開発されなければならない。
本開示の1態様において、腫瘍微小環境に影響する抗癌剤と組み合わせた可溶性のβ−グルカンの使用と組成物を記載している。
本発明の上記の要約は、本発明の各々開示された実施形態やすべての実施を記載する意図はない。続く記載は実施形態をより具体的に例示する。本出願のいくつかの箇所で、ガイダンスは実施例のリストによって提供される。これらの具体例は様々な組み合わせで使用することができる。各例において、リストの列挙は代表的な群としてのみ機能し、排他的なリストとして解釈されるべきでない。
インビトロでのヒトM1とM2マクロファージの形態的および機能的な特性。 インビトロでのヒトM1とM2マクロファージの形態的および機能的な特性。 インビトロでのヒトM1とM2マクロファージの形態的および機能的な特性。 インビトロでのヒトM1とM2マクロファージの形態的および機能的な特性。 可溶性のβ−グルカン処置されたM2マクロファージの形態的、表現型的、機能的な特性。 可溶性のβ−グルカン処置されたM2マクロファージの形態的、表現型的、機能的な特性。 可溶性のβ−グルカン処置されたM2マクロファージの形態的、表現型的、機能的な特性。 可溶性のβ−グルカン処置されたM2マクロファージの形態的、表現型的、機能的な特性。 高結合性と低結合性からのβ−グルカン処置されたM1とM2マクロファージにおけるCD4 T細胞の増殖およびIFN−γとIL−4産生の調節の評価。 高結合性(high binders)と低結合性(low binders)からのβ−グルカン処置されたM1とM2マクロファージにおけるCD4 T細胞の増殖およびIFN−γとIL−4産生の調節の評価。 高結合性と低結合性からのβ−グルカン処置されたM1とM2マクロファージにおけるCD4 T細胞の増殖およびIFN−γとIL−4産生の調節の評価。 高結合性と低結合性からのβ−グルカン処置されたM1とM2マクロファージにおけるCD4 T細胞の増殖およびIFN−γとIL−4産生の調節の評価。 免疫抑制状況下のβ−グルカン処置されたM2とM2aマクロファージにおけるT細胞の増殖とIFN−γの調節の評価。 制御性T細胞(Tregs)がある状態での処理されたCD4/CD8 T細胞の増殖と活性化に対するβ−グルカンの評価。 制御性T細胞(Tregs)がある状態での処理されたCD4/CD8 T細胞の増殖と活性化に対するβ−グルカンの評価。 制御性T細胞(Tregs)がある状態での処理されたCD4/CD8 T細胞の増殖と活性化に対するβ−グルカンの評価。 制御性T細胞(Tregs)がある状態での処理されたCD4/CD8 T細胞の増殖と活性化に対するβ−グルカンの評価。 制御性T細胞(Tregs)がある状態での処理されたCD4/CD8 T細胞の増殖と活性化に対するβ−グルカンの評価。 インビトロで培養されたヒトの未熟な単球由来の樹状細胞(imMoDC)と成熟した単球由来の樹状細胞(mMoDC)の特性。 インビトロで培養されたヒトの未熟な単球由来の樹状細胞(imMoDC)と成熟した単球由来の樹状細胞(mMoDC)の特性。 MoDCs成熟に対するβ−グルカンの効果の評価。 MoDCs成熟に対するβ−グルカンの効果の評価。 MoDCs成熟に対するβ−グルカンの効果の評価。 MoDCs成熟に対するβ−グルカンの効果の評価。 細胞間接触に起因したM2−β−グルカンによって増加したCD4 T細胞増殖の結果。 細胞間接触に起因したM2−β−グルカンによって増加したCD4 T細胞増殖の結果。 細胞間接触に起因したM2−β−グルカンによって増加したCD4 T細胞増殖の結果。 可溶性の因子に起因したM2−β−グルカンによって増加したCD4 T細胞増殖の結果。 高結合性対低結合性でβ−グルカン処置されたM2マクロファージの分析。 高結合性からの血清がある状態で低結合性の単球に由来するM2−β−グルカンの機能評価の結果。 高結合性からの血清がある状態で低結合性の単球に由来するM2−β−グルカンの機能評価の結果。 免疫抑制サイトカイン(TCM)がある状態で培養された、β−グルカン処置されたM2マクロファージ上のPD−L1アップレギュレーション。 免疫抑制サイトカイン(TCM)がある状態で培養された、β−グルカン処置されたM2マクロファージ上のPD−L1アップレギュレーション。 MiaPaCaにおけるPD−L1アップレギュレーション。 骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC)に対する可溶性のβ−グルカンの効果。 骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC)に対する可溶性のβ−グルカンの効果。 腫瘍細胞上のβ−グルカンが誘発性のPD−L1発現の評価 DC101抗体と組み合わせたIMPRIME PGGを使用するマウス研究の結果。 可溶性のβ−グルカンとベバシズマブの腫瘍微小環境に対するインビボでの効果。 可溶性のβ−グルカンとベバシズマブの腫瘍微小環境に対するインビボでの効果。 可溶性のβ−グルカンとベバシズマブの腫瘍微小環境に対するインビボでの効果。
β−グルカンは、例えば、酵母、細菌、藻類、海草、マッシュルーム、カラスムギ、およびオオムギを含む、様々な微生物源および植物源に由来するグルコースのポリマーである。これらのうち、酵母β−グルカンは、その免疫調節性に関して広範囲に評価されてきた。酵母β−グルカンは、例えば、無傷の酵母、チモサン、精製された全グルカン粒子、可溶性にされたチモサン・ポリサッカライド、または高度に精製された可溶性の異なる分子量のβ−グルカンなどの様々な形態として存在することができる。構造上、酵母β−グルカンは、β−(1,6)−グリコシド結合を介して骨格に結合された周期性のβ−(1,3)グルコピラノース分枝を有するβ−(1,3)結合したグルコピラノース骨格として組織化された、グルコースモノマーから構成されている。酵母β−グルカンの異なる形態は、互いとは異なって機能することができる。酵母β−グルカンがその免疫調節効果を発揮する機構は、例えば、その粒子特性または可溶性、三次構造、主鎖の長さ、側鎖の長さ、および側鎖の頻度などの、β−グルカンの異なる形態間の構造の違いによる影響を受け得る。酵母β−グルカンの免疫刺激機能はまた、β−グルカンの構造特性にも依存し得る異なる種における異なる細胞タイプに関与する受容体に依存する。
一般に、β−グルカンの免疫療法は、β−グルカンの任意の適切な形態またはβ−グルカンの2つ以上の形態の任意の組み合わせを被験体に投与することを含み得る。適切なβ−グルカンおよびその自然源からの適切なβ−グルカンの調製物は、例えば、米国特許公開第US2008/0103112 A1号に記載されている。いくつかの場合では、β−グルカンは、例えば、Saccharomyces cerevisiaeなどの酵母に由来し得る。特定の場合では、β−グルカンは、β(1,6)−[ポリ−(1,3)−D−グルコピラノシル]−ポリ−β(1,3)−D‐グルコピラノースであり得るか又はそれに由来し得、本明細書では、可溶性の酵母由来のβ−グルカンの高度に精製された且つ十分に特徴づけられた形態である、PGG(IMPRIME PGG,Biothera,Eagan,MN)とも呼ばれる。さらに、β−グルカンベースの免疫療法は、例えば、国際出願番号PCT/US12/36795に記載されるものなどの修飾された及び/又は誘導されたβ−グルカンの使用を含むことができる。他の場合では、β−グルカン免疫療法は、例えば、粒子可溶性のβ−グルカンまたは粒子可溶性のβ−グルカン調製物を投与することを含むことができ、これら各々は、例えば、米国特許第7,981,447号に記載されている。
抗癌免疫療法薬は、以下の複数の物理療法によって癌細胞を殺す:1)自然免疫細胞の直接の活性化、2)適応免疫細胞の直接の活性化、3)腫瘍細胞をより免疫原性にすることによる又は腫瘍誘発性免疫抑制を妨害することによる自然免疫細胞および適応免疫細胞両方の間接の活性化。
M2マクロファージ、N2好中球および骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC)を含む、腫瘍微小環境(TME)の骨髄性細胞が、細胞傷害性T細胞の機能的な枯渇を直接引き起こすことによって又は制御性T細胞(Tregs)の抑制力を間接的に増大させることによって、免疫抑制に重大な役割を果たすという山のような証拠がある。これは、TME中の免疫抑制バランスに対する傾斜した(skewed)免疫刺激につながる。TMEの免疫刺激環境は、細胞傷害性T細胞およびNK細胞、細胞溶解性および食作用誘発性M1マクロファージ、細胞傷害性N1好中球、体液性応答誘発性B細胞、および抗原提示の免疫原性樹状細胞(DC)の存在によって大部分が形づくられる。インターフェロンガンマ(IFN−γ)、インターロイキン−12(IL−12)、腫瘍壊死因子−アルファ(TNF−α)などの、免疫刺激サイトカインおよびケモカインは、免疫刺激活性の重要な調整因子である。TMEの免疫抑制性の性質をバイアスする(bias)重要な因子は、抗炎症性Th2細胞、N2好中球、M2マクロファージ、Tregs、および免疫寛容原性DCである。トランスフォーミング増殖因子−ベータ(TGF−β)、インターロイキン−10(IL−10)、マクロファージコロニー刺激因子(M−CSF)、インターロイキン−4(IL−4)などの、免疫抑制性のサイトカインおよびケモカインは、免疫抑制活性の重要な調整因子である。
可溶性のβ−グルカンは、骨髄由来の細胞(即ち、好中球および単球)上のCD11bに結合する病原体関連分子パターン(PAMP)であるおかげで、N1好中球およびM1マクロファージの免疫刺激機能を結合且つ増加させ、MDSC、N2好中球およびM2マクロファージの免疫抑制機能を低下させる。この調節は、TME中の異なる先天性および適応性の細胞サブセット間のクロストークにつながり、最終的にバランスを免疫刺激へと傾ける。より具体的には、可溶性のβ−グルカンは、末梢血単球に結合されると、M1/抗腫瘍形成性の分極状態対M2/腫瘍形成促進性の分極状態においてマクロファージへの単球の分化を調節し、その結果、マクロファージ免疫刺激機能を増加させるM1分極が増強され、マクロファージ免疫抑制機能を低下させるM2分極が阻害される。可溶性のβ−グルカンは、M1表現型へのM2再分極に直接作用し、Th1分極を促し、可溶性のβ−グルカンにより抗原刺激を受けた自然免疫細胞は、Tregsの存在下であっても、CD4およびCD8のT細胞増殖に間接的に作用するためにサイトカインを生成し、最終的にTh1分極を促す。
可溶性のβ−グルカンは、自然免疫反応および適応免疫反応を架橋すると知られている2つの先天性の細胞サブセット、単球由来のマクロファージおよび樹状細胞を介して適応免疫反応を誘発し、単球由来のマクロファージおよび樹状細胞の両方上のPD−L1発現をアップレギュレートする。PD−L1アップレギュレーションにもかかわらず、可溶性のβ−グルカン処理した単球由来のマクロファージおよび樹状細胞は、T細胞の活性化および増殖を増強し、可溶性のβ−グルカンによって誘発された調整された免疫反応は、適応免疫耐性に類似した腫瘍反応を誘発する(即ち、PD−L1の表面発現のアップレギュレーション)。
可溶性のβ−グルカンは、非補体活性化の、腫瘍を標的とする免疫抑制を緩和するMAbsと組み合わせられ得る。例えば、可溶性のβ−グルカンは、黒色腫、腎細胞癌、肺癌などを含むいくつかの癌の処置において抗PD−L1の免疫チェックポイント阻害剤(Fc改変(Fc−engineered)IgG1 MAb)と組み合わせられ得る。抗PD1/PD−L1抗体の有効性が、腫瘍上のPD−L1の発現レベルに依存することが報告されてきた。腫瘍上のPD−L1発現の機構の1つは、適応免疫耐性と呼ばれ、ここでPD−L1発現は、腫瘍微小環境内の免疫反応の結果として 適応的に引き起こされる(例えば、活性化T細胞によるインターフェロンガンマ産生)。可溶性のβ−グルカンは、直接的または間接的にのいずれかでTh1分極を引き起こす。この効果は、腫瘍細胞上のPD−L1の発現をアップレギュレートし、それによって、抗PD1/PD−L1抗体の抗腫瘍活性を増強する。チェックポイント阻害剤の例は、ニボルマブおよびペンブロリズマブである。
可溶性のβ−グルカンは、免疫の同時刺激を増強する、非補体活性化の、腫瘍を標的としないMAbsと組み合わせられ得る。例えば、いくつかの癌の処置における、a)樹状細胞を標的とする、抗CD40 MAb(IgG2 MAb)、b)抗OX40、抗41BB、T細胞同時刺激のエンハンサー。
可溶性のβ−グルカンはまた、非補体活性化の、腫瘍を標的としない免疫抑制を緩和する小分子、および非補体活性化の、腫瘍を標的とする免疫抑制を緩和する小分子と組み合わせられ得る。これは、Th1分極を促すための癌ワクチン中のアジュバントとして使用することができる。これは、感染の完全な除去を促進するために、慢性疾患(即ちTB)において抑制機構を治療上減少させるべく使用することができる。最終的に、これは、Th2優性の自己免疫性疾患におけるTh2−Th1バランスを(アレルギー、喘息、アトピー性疾患)Th1分極化環境に傾けるために使用され得る。
非補体活性化の免疫抑制を緩和する薬剤が、特に腫瘍を標的としない薬剤に対して好ましいかもしれないが、本発明も、補体活性化の免疫抑制を緩和する薬剤を用いて実施され得る。一例はバビツキシマブであり得る。
本発明は、部分的に、本明細書で使用されるように、抗体製剤または小分子製剤またはTMEに作用させるために投与される任意の製剤であり得る別の医薬製剤とともに、β−グルカンを同時投与することを含む。本明細書で使用されるように、「同時投与された」は、組み合わせの2つ以上の成分が、組み合わせの治療上または予防的な効果が、単独で投与される一方の成分の治療上または予防的な効果より大きくなるように投与されることを指す。2つの成分は、一斉に又は連続して同時投与され得る。同時投与された成分は、1つ以上の医薬組成物において提供され得る。2つ以上の成分の連続する同時投与は、両方の成分が投与された後に一斉に生物学的利用が可能であるように成分が投与される場合を含む。成分が一斉に又は連続して同時投与されるかどうかにかかわらず、成分は、単一の部位または異なる部位で同時投与され得る。
別の態様では、その方法は、抗体、治療抗体、抗腫瘍抗体、または抗体のFc部分などの抗体フラグメントに結合した、β−グルカン部分を含む組成物を被験体に投与する工程を含む。β−グルカン部分と抗体のβ−グルカン複合体を含む、修飾された及び/又は誘導された可溶性のβ−グルカンは、国際出願番号PCT/US12/36795に記載され、これは抗体フラグメントの複合体にも当てはまり得る。β−グルカン部分は、β−1,3/1,6のグルカンであり得るか又はそれに由来し得る。この文脈において、「由来(derived from)」は、複合体が、β−グルカンの1つ以上の原子に取って代わる共有結合を作り出すことによって必然的に調製され得ることを認めている。本明細書で使用されるように、「β−1,3/1,6のグルカンに由来する」は、β−グルカンの一部が、複合体の共有結合を形成するためにβ−グルカンの1つ以上の原子に取って代わった後に複合体の部分として残ることを指す。
β−グルカン、抗体または小分子製剤、及び/又は両方の成分の組み合わせは、「担体」とともに組成物中で製剤され得る。本明細書で使用されるように、「担体」は、溶媒、分散媒、ビヒクル、被覆剤、希釈剤、抗菌剤及び/又は抗真菌剤、等張剤、吸収遅延剤 、緩衝液、担体溶液、懸濁液、コロイドなどを含む。そのような薬学的な活性物質のための培地及び/又は薬剤の使用は、当該技術分野で周知である。従来の培地または薬剤がβ−グルカンまたは抗体と適合性がある場合を除いて、治療用組成物中のその使用が熟考される。補足の有効成分も、組成物に組み込むことができる。
「薬学的に許容可能な」は、生物学的に又は他に望ましくないということがない物質を意図し、即ち、該物質は、望ましくない生物学的作用も引き起こすことなく、または有害な方法で、含まれる医薬組成物の他の成分のいずれとも相互作用することなく、β−グルカン及び/又は医薬製剤とともに個体に投与され得る。
β−グルカン、医薬製剤、及び/又は両方の成分の組み合わせは、医薬組成物へと製剤され得る。いくつかの実施形態では、β−グルカンおよび医薬製剤は、単一の製剤中に提供され得る。他の実施形態では、β−グルカンおよび医薬製剤は、別々の製剤中に提供され得る。医薬組成物は、1つ以上の好ましい投与経路に適した様々な及び/又は複数の形態で製剤され得る。したがって、医薬組成物は、例えば、経口、非経口(例えば、皮内、経皮、皮下、筋肉内、静脈内、腹腔内など)、あるいは局所(例えば、鼻腔内、肺内、乳腺内、膣内、子宮内、皮内、経皮、直腸など)を含む、1つ以上の既知の経路を介して投与され得る。医薬組成物またはその一部は、例えば、(例えばスプレーまたはエアロゾルによる)鼻または呼吸の粘膜への投与などによって粘膜表面に投与され得る。医薬組成物またはその一部はまた、持続放出または遅延放出を介して投与され得る。
製剤は、単位剤形で好都合に存在し得、薬学の技術分野における周知の方法によって調製され得る。薬学的に許容可能な担体とともに組成物を調製する方法は、β−グルカン及び/又は医薬製剤を、1つ以上の副成分を構成する担体との結合させる工程を含む。一般に、製剤は、活性化合物を、液体担体、微粉化した固体担体、またはその両方と一様に及び/又は密に結合させ、その後、必要な場合、生成物を望ましい製剤に形づくることによって調製され得る。
β−グルカン、医薬製剤、及び/又はその両方の成分の組み合わせは、限定されないが、溶液、懸濁液、エマルジョン、スプレー、エアロゾル、または混合物の任意の形態を含む、任意の適切な形態で提供され得る。組成物は、任意の薬学的に許容可能な賦形剤、担体、またはビヒクルとともに製剤中に送達され得る。例えば、製剤は、例えば、クリーム、軟膏、エアロゾル製剤、非エアロゾルスプレー、ゲル、ローションなどの、従来の局所剤形で送達され得る。製剤は、例えば、アジュバント、皮膚浸透促進剤、着色剤、芳香剤、香味剤、保湿剤、増粘剤などを含む、1つ以上の添加剤をさらに含んでいる。
いくつかの実施形態では、β−グルカンは、例えば、Saccharomyces cerevisiaeなどの酵母に由来し得る。いくつかの実施形態では、β−グルカンは、例えば、β(1,6)−[ポリ−(1,3)−D−グルコピラノシル]−ポリ−β(1,3)−D‐グルコピラノースなどの、β−1,3/1,6のグルカンを含むことができる。
いくつかの実施形態では、方法は、例えば、約100ng/kgから約50mg/kgの投与量を提供するのに十分なβ−グルカンを被験体に投与する工程を含むことができる、いくつかの実施形態では、該方法は、β−グルカンをこの範囲外の投与量で投与することによって実行されてもよい。いくつかの実施形態では、該方法は、約10μg/kgから約5mg/kg、例えば、約4mg/kgの投与量を提供するのに十分なβ−グルカンを被験体に投与する工程を含む。
代替的に、投与量は、処置経過の開始の直前に得られた実際の体重を用いて計算され得る。このように計算された投薬に関して、体表面積(m)は、以下のDubois法を使用して、処置経過の開始前に計算される:m=(wt kg0.425×高さcm0.725)×0.007184。それ故、いくつかの実施形態では、該方法は、例えば、約0.01mg/mから約10mg/mの投与量を提供するのに十分なβ−グルカンを投与する工程を含むことができる。
いくつかの実施形態では、該方法は、例えば、約100ng/kgから約50mg/kgの投与量を提供するためのβ−グルカンに特異的に結合する十分な抗体を被験体に投与する工程を含むことができるが、いくつかの実施形態では、該方法は、抗体をこの範囲外の投与量で投与することによって実行されてもよい。いくつかの実施形態では、該方法は、約10μg/kgから約5mg/kg、例えば、約100μg/kgから約1mg/kgの投与量を提供するのに十分な抗体を被験体に投与する工程を含む。
代替的に、投与量は、処置経過の開始の直前に得られた実際の体重を用いて計算され得る。このように計算された投薬に関して、体表面積(m)は、以下のDubois法を使用して、処置経過の開始前に計算される:m=(wt kg0.425×高さcm0.725)×0.007184。それ故、いくつかの実施形態では、該方法は、約0.01mg/mから約10mg/mの投与量を提供するのに十分な抗体を投与する工程を含むことができる。
いくつかの実施形態では、β−グルカンおよび医薬製剤は、例えば、1週当たり単回投与量から複数回投与量まで同時投与されてもよいが、いくつかの実施形態では、該方法は、β−グルカンおよび医薬製剤をこの範囲外の頻度で同時投与することによって実行されてもよい。特定の実施形態では、β−グルカンおよび医薬製剤は、およそ1年に1回から1週間に1回投与されてもよい。
用語「及び/又は」は、挙げられる要素の1つ又はすべて、あるいは挙げられる要素の任意の2つ以上の組み合わせを意味し、用語「含む」およびその変形は、これらの用語が明細書および請求項に現われる場合に限定するようには意味していない。別段の定めがない限り、「a」、「an」、「the」、および「少なくとも1つ(at least one)」は、交換可能に使用され、1つ又は2つ以上を意味し、エンドポイントによる数値範囲の詳述は、その範囲内に包含されるすべての数を含む(例えば、1乃至5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5などを含む)。
前の記載において、特定の実施形態が、明瞭さのために分離して記載され得る。特定の実施形態の特徴が別の実施形態の特徴との適合性がないことを明確に明記していない限り、特定の実施形態は、1つ以上の実施形態に関連して本明細書で記載される適合可能な特徴の組み合わせを含むことができる。
別々の工程を含む本明細書に開示される方法に関して、該工程は任意の実現可能な順番で行われてよい。また、適宜、2工程以上の任意の組み合わせが一斉に実行されてもよい。 本発明は以下の実施例によって例証される。特定の例、物質、量、および手順が、本明細書で明記されるような本発明の範囲および精神に従って広く解釈されるべきことを理解されたい。
<実施例1>
インビトロでの培養されたヒトのM1およびM2のマクロファージの樹立および特徴づけ:ヒトの全血からのCD14単球を、フィコール(Ficoll)勾配および磁気ビーズ分離を使用して濃縮した(enriched)。その後、濃縮した単球(1mL当たり5×10細胞)を、6日間、5%の自己血清および100ng/mLの組換え型ヒト顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(rhGM−CSF)(R&D Systems)を補足したM1極性のXVivo 10培地(Lonza Group)または10%の自己血清および50ng/mLの組換え型ヒトマクロファージコロニー刺激因子(rhM−CSF)(R&D Systems)を補足したM2極性のXVivo 10培地の条件下で培養した。β−グルカンの効果を評価するために実行された実験において、全血を、まず37℃で2時間、ビヒクル(クエン酸ナトリウム緩衝液)または25μg/mLの可溶性のβ−グルカンでインキュベートし、その後、単球を分離し、分化した。マクロファージを表現型分析のために採取する前に、形態を確認した。6日目のマクロファージ培養物(MCM)の培養培地を集め、遠心沈殿させて、汚染された細胞ペレットを除去し、その後、ELISAによる続くサイトカイン分析のために凍結したか、あるいは表面マーカーまたはCD4 T細胞増殖の評価のためにCD3及びCD28の刺激を受けたCD4 T細胞(MCM−CD4 T)との共培養のセットアップに使用した。マクロファージを、表面マーカーの調節またはCD4 T細胞増殖に対する効果の評価のために、6日目にCD3及びCD28またはCD3のみの刺激を受けたCD4 T細胞(Mac−CD4 T)との共培養のセットアップに使用した。Mac−CD4 T細胞増殖の研究に関して、M1またはM2のマクロファージを、1:10の比率で、CD3及びCD28またはCD3のみの刺激を受けた、CFSE標識化した、自己由来のCD4 T細胞で培養した。T細胞増殖を、フローサイトメトリーによって実験の終わり(9日目から11日目)に測定し、結果は、CFSE希釈ピークとしてグラフで示されている。CD3のみの刺激を受けたT細胞の評価を、常に11日目に行った。定量的結果を、培養条件の各々において三重のウェルの各々に対して計算されたDivision Index(個体群が受けた細胞分裂の平均数)として報告した。Mac−CD4 T共培養の培養液上清を、続くサイトカイン分析のために集めた。
Mac−CD4 T細胞表面マーカーの調節の評価に関して、M2マクロファージを、上に記載されるようにT細胞で共培養し、細胞を8日目、9日目および10日目に採取し、M2マクロファージおよびT細胞の両方上で表面受容体の染色を行った。
MCM−CD4 T細胞増殖の研究に関して、CD3及びCD28の刺激を受けた、CFSE標識化したCD4 T細胞を、50%のMCMで培養した。T細胞増殖を、上に記載されるように11日目に測定した。MCM−CD4 T細胞共培養の培養液上清を、続くサイトカイン分析のために集めた。MCM−CD4 T細胞表面マーカーの評価を、上に記載されるように実行した。
M1およびM2のマクロファージを、上に記載されるように調製し、特徴づけ、共培養におけるA)形態、B)表現型、C)Mac−CD4 T細胞増殖の機能評価、およびD)サイトカイン分析のために特徴づけた。図1A−図1Cは、5つの異なる実験からの代表的な結果を含む。
文献通り、M1の形態は、より丸みを帯びているように見え、M2は、より細長い線維芽細胞状であった(図1A)。M1/M2に特異的なマーカーの発現を、フローサイトメトリーによって評価した。平均のMFIを、アイソタイプ対照の染色および表面抗原の染色のために計算し、結果は表1に示される。
表現型に関する文献と一致して、M1マクロファージは、典型的に、より高レベルのHLA−DRおよびCD274(PD−L1)を発現し、一方でM2マクロファージは、より高レベルのCD163およびCD14を発現した。さらに、インビトロで分化したM2マクロファージと比較して、M1マクロファージはまた、図1Bで示されるように、CD4 T細胞が増殖するのを大きく助けた。増殖の増強と同時に、インターフェロンガンマ(IFN−γ)の産生の増加が、M1およびCD4 T細胞の共培養の上清において観察された(図1C)。
M1およびM2のマクロファージ(M1aおよびM2aのマクロファージとして指定される)の活性化を含む、ヒトのマクロファージのインビトロでの培養および特徴づけのための代替方法に関する工程が、以下に概説される。この方法論を実験の次の段階で使用した。
上に記載されるように調製され、特徴づけられた、活性化されたM1aおよびM2sのマクロファージを、形態および表現型のために特徴づけた。5つの異なる実験からの代表的な結果をここで示す。図1Dは、M1aおよびM2aのマクロファージの形態を示す。M1a/M2aに特異的なマーカーの発現を、フローサイトメトリーによって評価した。平均のMFIを、アイソタイプ対照の染色および表面抗原の染色のために計算し、結果を表2に示す。
<実施例2>
M2からM1への再分極に対するβ−グルカンの影響:
ビヒクルまたはβ−グルカン処理した全血からのM1およびM2のマクロファージを、上に記載されるように調製した。M1/M2に特異的なマーカー(HLA−DR、CD163、CD206、CD209、CD80、CD86およびPD−L1を含む)のパネルの発現を、フローサイトメトリーによって測定した。β−グルカンでの前処理は、M1マクロファージ表現型に作用しなかったが、M2マクロファージ表現型に作用した。図2Aで示されるように、CD163の平均蛍光強度(MFI)は、β−グルカン処理したM2マクロファージにおいて下方制御される。さらに、CD86の表面発現を、PD−L1のタンパク質およびmRNAの両方のレベルと同様に増強した(図2B)。
次に、ビヒクルまたはβ−グルカン処理したM1またはM2のマクロファージを、CD3及びCD28の刺激を受けた、カルボキシフルオセイン二酢酸サクシニミジルエステル(CFSE)標識化した自己由来のCD4 T細胞で培養し、T細胞の増殖を、フローサイトメトリーによって実験の終わりに測定した。結果を、Division Index(個体群が受けた細胞分裂の平均数)として定量的に報告した。図2Cは、T細胞をβ−グルカン処理したM2マクロファージとともに共培養するによって実行された代表的なCFSE希釈T細胞増殖アッセイであり、その結果は、CD4 T細胞増殖を増強するβ−グルカン処理したM2マクロファージの能力を示す。
CFSE希釈T細胞増殖アッセイからの培養液上清(図2B)も、ELISAによってIFN−ガンマレベルに対して測定した。図2Dは、IFN−ガンマ産生の同時の増加を示すIFN−ガンマレベルの代表的なグラフである。したがって、β−グルカンは、M2からM1への再分極に作用し、抗腫瘍性のTh1分極を促す。
<実施例3>
高結合性(binding)の被験体と低結合性の被験体からの細胞におけるM2からM1への再分極に対するβ−グルカンの効果の比較:可溶性のβ−グルカンの好中球および単球への結合を評価する初期の研究は、被験体が異なる結合能を有することを明らかにした。さらなる研究で、可溶性のβ−グルカンが高結合性の被験体の免疫細胞の少なくともいくつかに結合し、高結合性の被験体がまた、より高レベルの天然の抗β−グルカン抗体を有していたことが分かった。機能研究は、一般的な結合のカットオフ(cut−offs)および抗体値を特定し、これは、被験体を高結合性(β−グルカンに対する高応答)および低結合性(β−グルカンに対する低応答)を有するものとして特定するために使用された。
この目的のために、高結合性および低結合性からの可溶性のβ−グルカン処理した単球に由来するM1/M2マクロファージの評価を行った。高結合性および低結合性からのM1およびM2のマクロファージを、A)表現型、B)CD4 T細胞増殖の増強、およびC)IFN−γおよびIL−4産生の調節のために続けて評価した。図3A−図3Cは、4つの異なる実験からの代表的な結果である。
マーカーのパネルの発現は、ビヒクル処理した及びβ−グルカン処理した、高結合性由来のM1およびM2のマクロファージのためのフローサイトメトリーによって評価した(CD163を2回評価した)。中央のMFIを、アイソタイプ対照の染色および表面抗原の染色のために計算し、結果を表3に示す。
CD163およびCD86を、ビヒクル処理した及びβ−グルカン処理した低結合性由来のM1およびM2のマクロファージのためのフローサイトメトリーによって評価した。平均のMFIを、アイソタイプ対照の染色および表面抗原の染色のために計算し、結果を表4に示す。
重要な結果として、β−グルカン処理したM2マクロファージは、重要なM2マーカーの1つであるCD163のより低い発現を有していた。興味深いことに、この結果は、CD163の発現として高結合性にとって特異的であり、ビヒクル処理した及びβ−グルカン処理したM2マクロファージ間では同じままであった。
次に、CD3およびCD28の刺激を受けたCD4 T細胞増殖を増強する、高結合性および低結合性からの可溶性のβ−グルカン処理した単球に由来するM1/M2マクロファージの能力を評価した。図3Aは、高結合性におけるCD4 T細胞増殖アッセイの結果を示し、一方で図3Bは、低結合性における結果を示す。β−グルカン処理したM2マクロファージは、高結合性においてビヒクル処理したM2マクロファージで観察されたものと比較して、CD3及びCD28の刺激を受けたCD4 T細胞増殖を増強する著しくより高い能力を有したが、低結合性においては増殖の増強はなかった。さらに、β−グルカン処理したM1マクロファージは、高結合性または低結合性のいずれかにおいてビヒクル処理したM2マクロファージと比較して、この機能的な能力の差を示さなかった。
その後、ビヒクル処理した及びβ−グルカン処理したM2マクロファージのIFNγおよびIL−4産生の調節を評価した。増殖の増強と同時に、IL−4ではなくIFN−γの産生の著しい増加が、高結合性においてβ−グルカン処理したM2マクロファージとCD4 T細胞の共培養で観察された(図3C)が、低結合性では観察されなかった(図3D)。したがって、β−グルカン処理した単球由来のM2マクロファージは、高結合性の被験体においてM1様である。
<実施例4>
免疫抑制条件でのM2からM1への再分極に対するβ−グルカンの効果:
免疫抑制サイトカインの存在下でのβ−グルカン処理したM2aおよびβ−グルカン処理したM2のマクロファージの表現型および機能の評価を実行した。M2またはM2aのマクロファージを、上に記載されるように調製した。3日目に、腫瘍調整培地(TCM)を、培養物の量の70%を占めるM2マクロファージ培養物に加え、その後、6日目にCD163の発現および機能活性を評価した。膵癌細胞株であるBxPC3からのTCMは、M−CSF、TGF−ベータ、IL−4などを含む、いくつかの免疫抑制サイトカインを含有すると示されてきた。M2aマクロファージを、上に記載されるようにIL−4において培養した。
TCM中で培養されたIL−4およびM2マクロファージにおいて培養されたβ−グルカン処理したM2aマクロファージを、最初に、CD163およびCD86の発現のために評価した。CD163およびCD86を、フローサイトメトリーによって評価し、平均のMFIを、アイソタイプ対照の染色および表面抗原の染色のために計算し、結果を表5に示す。
M−CSFを使用する前のM2分化実験で見られるように、TCM中で培養されたβ−グルカン処理した単球はまた、CD163の著しいダウンレギュレーションを示した。さらに、β−グルカン処理したM2マクロファージは、より高いHLA−DR発現を有していた(データは示されず)。
その後、CD4 T細胞増殖を調節する能力の機能評価を、CD4 T細胞増殖アッセイによって実行した(各条件において3回または6回の反復)。IL−4中で培養されたTCMおよびM2aマクロファージにおいて培養されたβ−グルカン処理したM2マクロファージは、ビヒクル処理したM2およびM2aのマクロファージで観察されたものと比較して、CD4 T細胞増殖を増強する能力を維持した。増殖の増強と同時に、IFN−γの産生の著しい増加が、マクロファージおよびCD4 T細胞の共培養で観察された(図4)。
上記の実施例は、可溶性のβ−グルカンが、CD163の発現の減少、CD86の発現の増加、およびCD4 T細胞増殖を抑制するM2の能力の阻害によって実証されるように、M2分極を阻害する及びより多くのM1様細胞を引き起こす能力を有することを実証している。M−CSFまたは腫瘍調整培地(TCM)と組み合わせたIL−4の存在によってシミュレートされた、免疫抑制条件下であっても、可溶性のβ−グルカンは、M2分極を阻害し、CD4 T細胞増殖を助けるその能力を増強することができた。M2可溶性のβ−グルカンによるCD4 T細胞増殖の増強は、炎症促進性、Th1極性化サイトカイン、IFN−γの増加により達成され、免疫抑制サイトカインIL−4の産生の変化はなかった。
<実施例5>
Tregの存在下でのCD4/CD8 T細胞の増殖及び活性化に対するβ−グルカンの効果:血漿を得るために、25μg/mLのβ−グルカン又はビヒクルで全血を6時間処理し、遠心沈殿させ、血漿を取り除いた。50,000の自己CFSE標識化PBMCを、50,000のT細胞活性化CD3/28ビーズ(T細胞の拡大と活性化のためのDYNABEADSヒトT−活性化因子CD3/CD28)の存在下で3日間、処理した血漿中で培養した。培養の終わりに、PBMCをCD4及びCD8で染色し、T細胞増殖をCFSE希釈により測定した。図5Aにおいて典型的なCFSE希釈プロットにより示されるように、β−グルカンで処理した全血からの血漿は、ビヒクルで処理した対照と比較して、CD4とCD8の両方の増殖を著しく増大させた。
次に、CD4及びCD8の細胞活性化に対する可溶性のβ−グルカンの効果を示すために、上述のT細胞増殖アッセイを再び行なった。しかし、3日目に、Granzyme Bの産生及びCD25のアップレギュレーションを含む活性化のマーカーのために、細胞を染色した。図5Bに示されるグラフは、β−グルカンで処理した血漿がCD4及びCD8の細胞活性化を増強することを実証している。
血漿分離前の6時間のインキュベーション期間にわたって全血を処理した時に、増殖の増大は最大であり、このことは、T細胞増殖に対するこの効果が間接的機構の結果(即ち、先天性の免疫細胞によるサイトカイン放出)であることを示している。β−グルカンによるT細胞増殖の増大が直接的又は間接的であるかを判定するために、後に未処置の(ビヒクル)全血からの血漿を、自己PBMCを加える前にβ−グルカン又はビヒクルで処理したことを除いて、上述のようにT細胞増殖アッセイを行った。CFSE希釈を、FLOWJOソフトウェアを用いてDivision Indexにより定量化し、ビヒクル対照制御に対する倍率変化(fold change)としてプロットした。図5Cに示される結果は、β−グルカンの増強された効果が間接的機構によるものであることを示している。
このようなPBMC培養物がTregを含有しているため、Tregの抑制能は、可溶性のβ−グルカンの存在下で変わるものと思われ、β−グルカンがTregの抑制に影響したかを判定するために研究を行った。(上述の)β−グルカンで処理又はビヒクルで処理した全血からの血漿を、25,000の分離されたCFSE標識化自己CD4 T細胞(CD4CD25)に加えて、それに伴い分離された自己Treg(CD4CD25)の数は増加し、その結果ウェルの比率が増加した。次に、細胞を3日間、50,000のT細胞活性化CD3/28ビーズで刺激した。その後、CFSE希釈により増殖を測定し、Division Indexにより定量化して、それを用いて共培養におけるTregの%抑制を計算した。%抑制=100−(TregウェルのDivision Index/1:0のウェルのDivision Index)/100。結果を図5Dに示す。β−グルカンで処理した全血からの血漿は、ビヒクルで処理した全血からの血漿と比較して、Tregの抑制能の著しい減少を示した。
β−グルカンによるTregの抑制はまた、結果としてIFN−ガンマの産生の増大をもたらした。Treg抑制アッセイを上述のように行い、共培養の3日後、IFN−ガンマの産生のために上清を分析した。図5Eは、8:1であるT細胞とTregの比率で培養されたウェルからのIFN−ガンマの産生の結果を示している。まとめると、これらの結果は、β−グルカンが、抗腫瘍の適応可能なエフェクター機能の増強を結果としてもたらすTreg機能と共に、CD4及びCD8の増殖に影響することを示している。
<実施例6>
インビトロで培養されたヒト未成熟単球由来の樹状細胞(imMoDC)及び成熟単球由来の樹状細胞(mMoDC)の樹立と特性付け:マクロファージ及び樹状細胞が、自然免疫と適応免疫を架橋する2つの重要な抗原提示細胞であると仮定して、ヒト単球由来の樹状細胞(MoDC)に対する、可溶性のβ−グルカンの表現型効果及び機能効果も評価した。可溶性のβ−グルカン又はビヒクルで処理した全血から濃縮した単球を、樹状細胞の分化のために、適切なサイトカイン、GM−CSF、加えてIL−4を含有する培地で培養した。インビトロでの培養、及びヒトMoDCの評価のための方法に含まれる工程を、以下に概説する。
上述のように調製したimMoDCとmMoDCを図6Aに示す。mMoDCの形態は、長い突出部又は樹状突起の存在を特徴とする。
mMoDCを、フローサイトメトリーによってCD80、CD83、CD86、及びHLA−DRの発現のために評価し、中間のMFIをアイソタイプ対照染色及び表面抗原染色のために計算して、結果を表6に示す。
mMoDCは、成熟及び同時刺激のマーカーであるCD80、CD83、CD86、同様にHLA−DRの表面発現の増大を示した。更に、これらmMoDCはまた、CD4及びCD8のT細胞拡大の増加を誘発する、同種の混合リンパ球反応(各条件において4つの複製)における免疫原性を示した(図6B)。
<実施例7>
MoDCの成熟に対するβ−グルカンの効果:高結合性と低結合性の、可溶性のβ−グルカンで処理した全血から調製したmMoDCの表現型評価と機能評価を行った。高結合性と低結合性からのmMoDCを上述のように調製した。mMoDCを、フローサイトメトリーによってCD80、CD83、CD86、及びHLA−DRの発現のために評価し、中間のMFIをアイソタイプ対照染色及び表面抗原染色のために計算して、結果を表7に示す。
高結合性に由来するβ−グルカンで処理したmMoDC上でのCD80、CD86、CD83、及びHLA−DRの発現の増加は、これらmMoDCが低結合性由来のものよりも成熟していることを示す。
高結合性由来のβ−グルカンで処理したmMoDCはまた、低結合性由来の細胞(図7B)の上でのCD4及びCD8のT細胞拡大(図7A)の増加を再度誘発する、アロ−MLRにおける免疫原生の増加(各条件において4つの複製)を示した。
加えて、高結合性由来のβ−グルカンで処理したmMoDCは、低結合性由来の細胞及びビヒクルで処理したmMoDCの上でのIFN−γの産生を調節することができた(図7C)。
β−グルカンで処理した単球由来のMoDCは、免疫抑制条件においてさえも更に成熟している。MoDCを上述のように調製した。0日目に培養物の容量の70%を占めるためにTCMを加え、TCMは培養期間中に存在していた。その後、TCMの存在下で培養されたmMoDCを、表現型の変化のために評価した。中間のMFIをアイソタイプ対照染色及び表面抗原染色のために計算し、結果を表8に示す。
<実施例8>
細胞間接触及び可溶性因子が、β−グルカンで処理したM2マクロファージによりCD4 T細胞増殖を増大させる:読み取り情報としてCD4 T細胞増殖を用いて、β−グルカンで処理したM2マクロファージにより増殖を開始させる際の細胞間接触又は可溶性因子の要件を調べた。マクロファージとT細胞との間の細胞間接触を調べるために、CD28が存在しない状態でβ−グルカンで処理したM2マクロファージと共培養した時に、CD4 T細胞増殖を測定し、表面活性化マーカーの同時刺激及び調節を、共培養中のβ−グルカンで処理したM2マクロファージとT細胞の両方の上で調べた。
細胞間接触の評価を以下のように行なった:ビヒクル及びβ−グルカンで処理したM2マクロファージ、及び、CD3&CD28で刺激したCD4 T細胞共培養物に対してCD3のみで刺激したCD4 T細胞共培養物を、CD4 T細胞の増殖とIFN−γの産生の測定のために利用した。
図8Aに示されるように、外生的なCD28抗体がない状態でCD4 T細胞と共に培養された、β−グルカンで処理したM2マクロファージは、CD4 T細胞の増殖を増強する能力が著しく高いことを実証した。増殖の増強に付随して、著しく増加したIFN−γの産生を、β−グルカンで処理したM2マクロファージとCD4 T細胞の共培養において観察した(図8B)。
マクロファージとCD3&CD28で刺激したT細胞の両方の上での表面マーカー発現の変化も測定した。共培養物からの、ビヒクル及びβ−グルカンで処理したM2マクロファージとCDのT細胞を、同時刺激又は同時抑制分子の調節のためにフローサイトメトリーによって評価した。図8Cと表9は、2つの異なる実験の典型的な結果である。
試験した全ての表面マーカーの中で、ビヒクルで処理したM2マクロファージ上での表面発現と比較して、CD86(8日目)とPD−L1(9日目)の表面発現の相対的な増加を、β−グルカンで処理したM2マクロファージの表面上で観察した。PD−1(9日目)の発現増加を、β−グルカンで処理したM2マクロファージと共に共培養したT細胞の表面上に観察した。
β−グルカンで処理したM2マクロファージから分泌された可溶性因子が必要か否かを判定するために、β−グルカンで処理したM2マクロファージMCM(50%の容量)と共に共培養したCD4 T細胞増殖の測定を行い、MCMでインキュベートしたT細胞上での表面活性化マーカーの調節を観察した。図9は、2つの異なる実験の典型である。CD4 T細胞増殖アッセイにより評価した時、CD4 T細胞と共に共培養された、β−グルカンで処理したM2マクロファージMCMは、β−グルカンで処理したM2マクロファージMCMと比較してCD4 T細胞の増殖を増強する能力が著しく高いことを実証した(図9)。加えて、ビヒクル及びβ−グルカンで処理したM2マクロファージMCMにおいて培養されたCD4 T細胞を、同時刺激又は同時抑制分子(CD80、CD28、CTLA−4、4−1BB、及びPD−1)の調節のために評価した。驚くことに、どのT細胞マーカーにも変化は観察されなかった(データは示さず)。
<実施例9>
高結合性vs低結合性における、β−グルカンで処理したM2マクロファージの分析:前述で議論したように、被験体における抗β−グルカン抗体(ABA)の閾値は、β−グルカン免疫療法に重要であることが示された。それ故、M1/M2の極性化を調節するβ−グルカンの能力におけるABA閾値の重要性を調べた。高結合性対低結合性におけるM1/M2の極性化を調節するβ−グルカンの能力を、表現型評価及び機能評価の両方により判定した。
4つの高結合性及び4つの低結合性からのM2マクロファージを調製し、CD4 T細胞増殖を調節するそれらの能力について評価した。様々なCD4 T細胞増殖条件からの上清を、ELISAによりIFN−γについて測定した。図10に示す結果は、4つの異なる実験からの典型である。ビヒクルで処理したM2マクロファージとCD4 T細胞の共培養において生成されたINF−γのレベルに対する倍率変化を、4つのドナー各々についてプロットする。
低結合性において、β−グルカンは、M1/M2極性化条件における単球由来のマクロファージ上で何れの表現型マーカーも調節せず(データは示さず)、CD4 T細胞増殖アッセイによる低結合性の機能評価において、β−グルカンで処理したM2マクロファージは、CD4 T細胞増殖を増強せず、IFN−γの産生を増大させなかった。
<実施例10>
血清交差研究:β−グルカンが低結合性においてM1/M2極性化の調節を示さなかったので、より高レベルのABAを含有する血清の存在下での低結合性からの単球を用いたβ−グルカンによる調節(高結合性からの血清交差)を、評価した。これを試験するために、M2マクロファージを、若干の改変と共に上述のように調製した。低結合性の全血を遠心沈殿させて血漿を取り除き、次いで、高結合性から得た血清で細胞を再構築した。再構築した血液を、37℃で2時間、ビヒクル又はβ−グルカン(25μg/mL)で処理した。抗β−グルカン特異的モノクローナル抗体及びその後のフローサイトメトリーの使用により、単球を結合性について評価した。その後、全血中のビヒクル又はβ−グルカンで処理した単球を分離し、M2マクロファージに分化して、M2細胞(データは示さず)又はMCMの何れかを用いて、CD4 T細胞増殖を増強し(各条件において6つの複製)且つ上述の方法を使用してIFN−γの産生を増大させるそれらの能力について評価した。
低結合性の全血中の単球は、β−グルカンに結合しなかったが、より高レベルのABAを含有する高結合性の血清が低結合性の全血に加えられた時、著しく高い結合性を示した(図11A)。加えて、高結合性の血清を渡る、低結合性のβ−グルカンで処理したM2マクロファージからのMCMは、ビヒクルで処理したM2マクロファージと共に観察されたものと比較して、CD4 T細胞増殖を増強する能力が著しく高い。増殖の増強に付随して、著しく増加したIFN−γの産生を、β−グルカンで処理したM2マクロファージとCD4 T細胞の共培養において観察した(図11B)。
<実施例11>
免疫抑制サイトカイン(TCM)の存在下で培養された、β−グルカンで処理したM2マクロファージ上でのPD−L1のアップレギュレーション:単球又はM2マクロファージを上述のように調製した。3日目に、培養物の容量の70%を占めるためにTCMを加えて、その後、CD4 T細胞と共に再び共培養された時にTCMによるPD−L1の発現を評価した。
TCMにおいて培養された、β−グルカンで処理したM2マクロファージは、PD−L1のより高度の表面発現を有していた(図12A)。CD4 T細胞と共に共培養された時にも、発現は増加した(図12B)。
上述のシステムを使用して、β−グルカンが、重要なM2マーカーであるCD163の発現の減少により、及び、CD4 T細胞増殖を抑えるM2の能力を阻害することにより実証されるように、M2極性化を阻害する能力を有していることを実証した。免疫抑制環境下でさえ、M−CSFと組み合わせたIL−4(データは示さず)又は腫瘍調整培地(TCM)の何れかの存在により刺激されると、β−グルカンは、M2極性化を阻害し、CD4 T細胞増殖を支援する能力を増強することができた。M2−β−グルカンによるCD4 T細胞増殖の増強は、炎症促進性、Th1極性化サイトカイン、IFN−γの増加を伴い、免疫抑制サイトカインのIL−4の産生における変化は無かった。T細胞活性化及びIFN−γの産生の増加により予測されるように、β−グルカンで処理したM2マクロファージ上のPD−L1及びT細胞上のPD−1の表面発現の増加を、観察した。細胞により分泌された可溶性因子と同様に、β−グルカンで処理したM2マクロファージ自体も、CD4 T細胞の増殖の増強に重要である。最後に、β−グルカンは、より高レベルのABAを有している健康なドナーからの細胞においてのみM2極性化を阻害した。
<実施例12>
MiaPaCaにおけるPD−L1のアップレギュレーション:β−グルカン及びビヒクルで処理したM2マクロファージ、並びにβ−グルカンで処理したM2マクロファージ+ABAを、高結合性の血清及び低結合性の血清と共に培養し、腫瘍細胞上でのPD−L1の発現を評価した。図13は、β−グルカンで処理したM2マクロファージが、高結合性において腫瘍細胞上でのPD−L1の発現を増加させ、及びABAの付加により、β−グルカンで処理したM2マクロファージが低結合性において腫瘍細胞上でのPD−L1の発現も増加したことを示す。
<実施例13>
骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC)に対する可溶性のβ−グルカンの効果:MDSCは、血液、リンパ節、及び骨髄中に、並びに癌を患う大半の患者と実験動物中の腫瘍部位にて蓄積し、適応免疫及び自然免疫の両方を阻害する。MDSCは、腫瘍により分泌され及び宿主により分泌された因子により誘発され、その多くは炎症促進性分子である。炎症促進性メディエータによるMDSCの誘発は、免疫監視機構と抗腫瘍免疫をダウンレギュレートし、それにより腫瘍増殖を促進するMDSCの蓄積を、炎症が促進するという仮説を引き起こした。
IMPRIME PGGでの処置を受けている症例研究の被験体から様々な時間で血液を抜き、それをMDSCの存在について分析した。第1の採血を、注入前、8つのサイクル、1日目に行った。図14Aに示されるように、CD33、MDSCの大きな集団は、末梢血に存在する。第2の採血を、注入後、8つのサイクル、1日目に行った。図14Aの第2のパネルに示されるように、輸液後数時間以内に、MDSCは一時的に消滅する。最後の血液サンプルを、注入前、8つのサイクル、15日目に採取した。CD33MDSCは、末梢血中に再び存在する。
別の研究において、ヒト臍帯血をCD34細胞のために濃縮し、9日間培養して、CD33CD11b細胞(MDSC)を産生した。その後、可溶性のβ−グルカン又はクエン酸緩衝液(対照)でMDSCを処理し、T細胞増殖を抑えるそれらの能力を評価した。T細胞増殖アッセイを、処理した又は未処理のMDSCに対するCD8のT細胞の比率を2:1として行った。図14Bに示されるように、β−グルカンで処理したMDSCは、T細胞増殖に対しあまり抑制的ではなかった。
これらの結果は、β−グルカンがMDSC集団を調節することで、それらに末梢血循環を一時的に残させ、且つT細胞増殖をあまり抑制させないことを示す。故に、1以上の癌の免疫療法薬又は化学療法薬を、特に一時的にCD33細胞集団が無い期間中に、可溶性のβ−グルカンと組み合わせて投与する場合、治療は腫瘍に対してより有効である。
<実施例14>
β−グルカンで処理したM2マクロファージ/MoDCとT細胞共培養からの上清は、腫瘍細胞上でのPD−L1発現を誘発する:M2マクロファージとMoDCを上述のように調製した。その後、マクロファージとMoDCを、前述のようなT細胞増殖アッセイに使用した。これら増殖アッセイからの上清を集め、NSCLC、乳房、膵臓、結腸、及びB細胞リンパ腫を含む様々な腫瘍細胞株でインキュベートした。これら腫瘍細胞株上でのPD−L1の発現を、フローサイトメトリーにより48時間後に評価した。図15には、3つの異なる実験の典型的な結果が示されている。
T細胞は、それらのエフェクター機構に3つのシグナルを必要とする。シグナル1は、抗原提示細胞(APC)上のMHC分子のコンテキストにおいて提示された抗原であり、シグナル2は、APC上の膜共刺激分子により提供され、及びシグナル3は、エフェクター機能のための環境で産生されたサイトカインである。PD−L1などの共阻害分子は、T細胞のエフェクター機能を阻害することができる。
インビトロでのβ−グルカンで処理した単球由来のマクロファージと樹状細胞は、より高い発現レベルのPD−L1を有しているが、処置はまた、T細胞エフェクター機能の増強を可能にする、共刺激分子CD86(シグナル2)、及びサイトカイン(シグナル3)の発現を増大させる。
β−グルカンにより誘発された、より広範囲の自然免疫及び適応的免疫反応も、腫瘍細胞株上でのPD−L1発現を増強する。これらの結果は、免疫細胞と腫瘍細胞の両方の上でβ−グルカンにより誘発されたPD−L1発現のアップレギュレーションが、チェックポイント阻害剤での癌免疫療法によりそれを有望な組み合わせパートナーにすることを実証する。
β−グルカンが、共刺激分子の発現及び免疫刺激サイトカインの産生の増加といった、代償機構によるPD−L1アップレギュレーションの阻害作用を相殺する能力も有していることに注目することも、等しく重要である。
<実施例15>
TMEに対する、抗血管新生薬と組み合わせた可溶性のβ−グルカンの効果:腫瘍血管新生は、TMEにおける免疫機能を変え、その結果免疫抑制環境をもたらす。抗VEGFR2抗体DC101(マウスラムシルマブ)などの抗血管新生薬は、癌治療に有用であると証明されてきた。可溶性のβ−グルカンは、より多くの抗腫瘍の環境に対してTMEを歪めることができるので、DC101と組み合わせて用いることで、マウスにおけるNCI−H441非小細胞肺癌(NSCLC)の皮下異種移植片を処置し、DC101抗体の効果を増大させる。
6〜8週齢のメスの胸腺欠損ヌードマウスの側腹部に、0.2mlの用量で5x10 H441腫瘍細胞を皮下注射した。以下の薬剤により平均腫瘍容積が約150mmに到達した場合、マウスに二週に一回投薬した:
・0.2ml/マウスのビヒクル
・1.2mg/マウスのIMPRIME PGG(Biothera, Inc.)
・10mg/kg又は20mg/kgのDC101(Clone: DC101 Catalog#: BE0060)
10日目と最後の投薬後2時間で血液サンプルを採取した。
処置群は、ビヒクル(PBS対照)、IMPRIME PGGのみ、DC101のみ、及びDC101+IMPRIME PGGを含んでいた。一旦大きさが150mmの群平均に到達したら、腫瘍を処置群に無作為化した。10mg/kgの処置群の結果を図16に示す。
グラフから明らかなように、IMPRIME PGG+DC101(補体活性化、腫瘍を標的としない抗体(non−tumor targeting antibody))は、腫瘍の増殖を最小限にするよう相乗的に作用した。故に、(補体活性化、腫瘍を標的としない抗体であるか、又はそうでない場合もある)抗血管新生薬と組み合わせた可溶性のβ−グルカンは、有効な癌治療である。
<実施例16>
抗PD−L1抗体と組み合わせた可溶性のβ−グルカンは腫瘍の無い生存率を増強する:別の動物研究において、マウスにMC38腫瘍細胞を注入し、処置群に無作為化した。8〜12週齢のメスのC57BL/6マウスの側腹部に、0.1mlの容量で1x10のMC38腫瘍細胞、即ち低レベルのPD−L1を発現する結腸腺癌腫を皮下注射した。3日目に始めてから二週に一回、マウスに以下の薬剤を投薬した:
・0.2ml/マウスのビヒクル
・1.2mg/マウスのIMPRIME PGG(Biothera,Inc.)
・100μg/マウスの抗PDL−1 Clone: 10F.9G2 BioXcell Catalog#: BE0101
血液サンプルを、投薬1の1時間前、投薬3の2時間後、エンドポイント、及び最後の投薬(20日目)の2時間後に集めた。処置群は、ビヒクル(PBS対照)、IMPRIME PGGのみ、抗PD−L1抗体のみ、及び抗PD−L1+IMPRIME PGGを含んでいた。一旦大きさが150mmの群平均に到達したら、腫瘍を処置群に無作為化した。結果を表10に示す。
再び、抗PD−L1抗体+可溶性のβ−グルカンの組み合わせは、腫瘍の無い生存率を効果的に増強するよう相乗的に作用した。
腫瘍上でのPD−L1発現は、抗PD−1抗体反応性のためのバイオマーカーであることも、注目されたい。それ故、可溶性のβ−グルカンが腫瘍上でのPD−L1発現を誘発するので、可溶性のβ−グルカンは、抗PD−1抗体の有効性も増強する。このことは、上述の可溶性のβ−グルカンでの処理により誘発されたPD−1発現の増大により確認される。
<実施例17>
可溶性のβ−グルカンと抗血管新生薬のTMEに対するインビボでの効果:H1299NSCLC腫瘍を持つマウスに、他のマウスの研究について上述されるようにベバシズマブ(抗血管新生抗体)とIMPRIME PGGを投与した。図17Aに示されるように、ベバシズマブとIMPRIME PGGの組み合わせを投与した処置群は、PD−L1発現の増加を示し、図17Bは、アルギナーゼ1のダウンレギュレーションを示しており、図17Cは、ベバシズマブ単独を投与した群のものと比較した、TMEのC11b陽性の自然免疫浸潤細胞中のiNOS発現における増加を示す。iNOSの増加とアルギナーゼ1の減少は、M1、即ち免疫賦活性環境を示すマーカーである。このデータは、可溶性のβ−グルカンが抗血管新生薬の有効性を増大し且つインビボでTMEを調節することを明確に示している。
本明細書で引用される全ての特許、特許出願、及び刊行物、並びに電子的に利用可能な資料(例えば、GenBankとRefSeqにおける塩基配列登録、例えばSwissProt、PIR、PRF、PDBにおけるアミノ酸配列登録、及び、GenBankとRefSeqにおける注釈されたコーディング領域の翻訳)は、それらの全体において参照により組み込まれる。本出願の開示と、参照により本明細書に組み込まれる任意の文献の開示との間に、何らかの矛盾が存在する場合には、本出願の開示が適用される(govern)。前述の詳細な説明と実施例は、明確な理解のためだけのために提供されるものである。そこからは不必要な制限を理解することができない。本発明は、請求項により定められる発明内に含まれる。当業者に明白な変更について示され且つ記載される、正確な詳細に制限されることはない。
他に示されない限り、明細書と請求項において使用される、成分の量や分子量などを表わす数字は全て、用語「約」により全ての例において修正されていると理解されるものである。従って、その他に反対に示されない限り、本明細書及び請求項で述べられた数のパラメータは、本発明によって得られるよう求められる所望の特性に依存して変わり得る、およそのものである。少なくとも、及び、均等論を請求項の範囲に制限されないように、各数的パラメータは少なくとも、報告された有効数字の数に照らして、及び通常の四捨五入の技術の適用により、解釈されねばならない。
本発明の広い範囲を説明する数値域とパラメータがおよそのものであるにもかかわらず、特定の実施例で述べられた数値は、可能な限り正確に報告される。しかし、全ての数値は、それた各々の試験測定値において見出される標準偏差から必ず結果として生じる範囲を本質的に含有している。
全ての見出しは読者の利便性のためのものであり、そのように特定されない限り、この見出しに従うテキストの意味を制限するためには使用されるものではない。

Claims (28)

  1. 可溶性のβ−グルカン;および
    免疫抑制を緩和する抗癌剤、を含む組成物。
  2. 免疫抑制を緩和する抗癌剤が、チェックポイント阻害剤である、請求項1に記載の組成物。
  3. チェックポイント阻害剤が、抗PD−Ll抗体である、請求項2に記載の組成物。
  4. 免疫の同時刺激を増強する腫瘍を標的としない抗体をさらに含む、請求項1−3のいずれかに記載の組成物。
  5. 抗血管新生薬をさらに含む、請求項1−3のいずれかに記載の組成物。
  6. 抗血管新生薬が、抗血管新生抗体である、請求項5に記載の組成物。
  7. 可溶性のβ−グルカンが、酵母由来である、請求項1−6のいずれかに記載の組成物。
  8. 可溶性のβ−グルカンが、β−1,3/1,6のグルカンを含む、請求項7に記載の組成物。
  9. 単一の製剤中に提供される、請求項1−8のいずれかに記載の組成物。
  10. 可溶性のβ−グルカン成分および免疫抑制を緩和する抗癌剤成分が、別々の製剤中に提供される、請求項1−9のいずれかに記載の組成物。
  11. 可溶性のβ−グルカン免疫療法において使用するための、可溶性のβ−グルカンおよび抗PD−Ll抗体の使用。
  12. 抗PD−Ll抗体が、非補体活性化の抗体である、請求項11に記載の使用。
  13. 免疫の同時刺激を増強する腫瘍を標的としない抗体をさらに含む、請求項11または12に記載の使用。
  14. 可溶性のβ−グルカンが、酵母由来である、請求項11に記載の使用。
  15. 可溶性のβ−グルカンが、β−1,3/1,6のグルカンを含む、請求項11に記載の使用。
  16. 可溶性のβ−グルカンおよび抗PD−Ll抗体が、腫瘍のない生存率を増強するために相乗的に作用する、請求項11に記載の使用。
  17. 可溶性のβ−グルカン免疫療法において使用するための、可溶性のβ−グルカンおよび抗VEGFR2抗体の使用。
  18. 抗VEGFR2抗体が、非補体活性化の抗体である、請求項17に記載の使用。
  19. 可溶性のβ−グルカンおよび抗VEGFR2抗体が、腫瘍増殖を最小限にするために相乗的に作用する、請求項17に記載の使用。
  20. 可溶性のβ−グルカンが、酵母由来である、請求項17に記載の使用。
  21. 可溶性のβ−グルカンが、β−1,3/1,6のグルカンを含む、請求項17に記載の使用。
  22. 可溶性のβ−グルカンが、β(1,6)−[ポリ−(1,3)−D−グルコピラノシル]−ポリ−β(1,3)−D‐グルコピラノースを含む、請求項17に記載の使用。
  23. 癌を処置するための方法であって、該方法が、可溶性のβ−グルカンおよび免疫抑制を緩和する抗癌剤を含む組成物を同時投与する工程を含む、方法。
  24. 可溶性のβ−グルカンおよび免疫抑制を緩和する抗癌剤が、一斉に同時投与される、請求項23に記載の方法。
  25. 可溶性のβ−グルカンおよび免疫抑制を緩和する抗癌剤が、異なる時間に同時投与される、請求項23に記載の方法。
  26. 癌に関連する腫瘍細胞が、組成物の同時投与の前に低レベルのPD−L1を発現する、請求項23−25のいずれかに記載の方法。
  27. 免疫抑制を緩和する抗癌剤が、抗PD−Ll抗体である、請求項23に記載の方法。
  28. 癌が、非小細胞肺癌、乳癌、膵癌、結腸癌、B細胞リンパ腫、黒色腫および腎細胞癌の1つである、請求項23に記載の方法。
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