JP2018509181A - 腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス感染細胞 - Google Patents

腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス感染細胞 Download PDF

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Abstract

腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージが、がんなどの疾患の治療におけるこのような感染細胞の使用と一緒に開示される。【選択図】図1

Description

本発明は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージ、およびがんなどの疾患の治療におけるこのような感染細胞の使用に関する。
がんは、高い死亡率、それに伴う経済的および社会的負担ならびにがんを克服した人が直面する心理学的問題のために世界中で最大の関心事の1つである。
治療に対する耐性は、一般に、腫瘍塊が、従来療法、すなわち、化学療法または放射線療法によって到達されない、または影響を受けない区域を示す場合に獲得される。これらの領域は、腫瘍容積の中心に位置し、一般に、高度に低酸素な環境を特徴とし、これは、酸素供給が細胞および間質の適当な呼吸には不十分であることを意味する(Shannon,A.M.、D.J.Bouchier−Hayes、C.M.CondronおよびD.Toomey、2003 Tumour hypoxia,chemotherapeutic resistance and hypoxia−related therapies.Cancer Treatment Reviews 29:297〜307)。腫瘍における細胞複製の速度が、血管形成のものを圧倒するために、固形腫瘍の不変の特徴である低酸素条件が発生する:したがって、酸素の連続的な要求が細胞性酸素センサーによって検出され、これが、血管新生出芽を刺激することによってその必要性に対応する。次に、血管新生は、がん塊内の不適切な分布を有する構造的に無秩序な血管の生成につながる(Therapeutic Angiogenesis for Vascular Diseases: Molecular Mechanisms and Targeted Clinical Approaches for the Treatment of Angiogenic Disease、M.Slevin編.Springer−Verlag Berlin、Berlin中、Kandel,J.J.、D.J.YamashiroおよびJ.Kitajewski、2011 Angiogenesis in Tumour Development and Metastasis、81〜93頁):これは、腫瘍の塊中の酸素の不適切な拡散および灌流につながる機能障害性微小脈管構造の発達を引き起こす(Vaupel,P.、O.ThewsおよびM.Hoeckel、2001 Treatment resistance of solid tumors − Role of hypoxia and anemia.Medical Oncology 18:243〜259)。最終的に、これは、低酸素をさらに増大するフィードバックループを作製する。
がんの低酸素区域の重要な特色は、がん発生の極めて早期段階から腫瘍塊中に浸潤する免疫細胞の著しい存在である(Di Caro、G.、F.Marchesi、L.LaghiおよびF.Grizzi、2013 Immune cells: plastic players along colorectal cancer progression.Journal of Cellular and Molecular Medicine 17:1088〜1095)。最も研究された細胞種の中に、腫瘍随伴マクロファージ(TAM)がある。TAMは、固形腫瘍の低酸素中心区域中に多数で動員され、蓄積するマクロファージの集団である(Turner,L、C.Scotton、R.NegusおよびF.Balkwill、1999 Hypoxia inhibits macrophage migration.European Journal of Immunology 29:2280〜2287;Lewis,J.S.、R.J.Landers、J.C.E.Underwood、A.L.HarrisおよびC.E.Lewis、2000 Expression of vascular endothelial growth factor by macrophages is up−regulated in poorly vascularized areas of breast carcinomas.Journal of Pathology 192:150〜158;Gollapudi,K.、C.Galet、T.Grogan、H.Zhang、J.W.Saidら、2013 Association between tumor−associated macrophage infiltration,high grade prostate cancer,and biochemical recurrence after radical prostatectomy.American Journal of Cancer Research 3:523〜529)。TAMは、サイトカイン、増殖因子およびホルモンなどの微小環境シグナルに応じて活性化された特定の表現型を特徴とし(Martinez,F.O.、S.Gordon、M.LocatiおよびA.Mantovani、2006 Transcriptional profiling of the human monocyte−to−macrophage differentiation and polarization: New molecules and patterns of gene expression.Journal of Immunology 177:7303〜7311)、M2マクロファージと呼ばれることが多い。その対応物、M1極性化マクロファージは、炎症性分子に応じて活性化され、高い抗腫瘍および免疫刺激機能を特徴とするが、M2に偏ったマクロファージは、顕著な腫瘍増殖促進(pro−tumor)活性を発現し、炎症性プロセスを抑制し、マトリックスリモデリング、浸潤、血管新生および生存を促進する(Sica、A.、T.Schioppa、A.MantovaniおよびP.Allavena、2006 Tumour−associated macrophages are a distinct M2 polarised population promoting tumour progression: Potential targets of anti−cancer therapy.European Journal of Cancer 42:717〜727)。
TAMは、腫瘍細胞から連続的に放出される走化性サイトカインによって血液循環から補充されることがわかっている;例えば、MCP−1、VEGFおよびCSF−1発現は、多数のヒト腫瘍においてTAM蓄積と正の相関があるとわかった(Graves,D.T.、R.Barnhill、T.GalanopoulosおよびH.N.Antoniades、1992 EXPRESSION OF MONOCYTE CHEMOTACTIC PROTEIN− IN HUMAN−MELANOMA INVIVO.American Journal of Pathology 140:9〜14;Kacinski,B.M.、1995 CSF−1 AND ITS RECEPTOR IN OVARIAN,ENDOMETRIAL AND BREAST−CANCER.Annals of Medicine 27:79〜85。Arenberg,D.A.、M.P.Keane、B.DiGiovine、S.L.Kunkel、S.R.B.Stromら、2000 Macrophage infiltration in human non−small−cell lung cancer: the role of CC chemokines.Cancer Immunology Immunotherapy 49:63〜70;Lewis,J.S.、R.J.Landers、J.C.E.Underwood、A.L.HarrisおよびC.E.Lewis、2000 Expression of vascular endothelial growth factor by macrophages is up−regulated in poorly vascularized areas of breast carcinomas.Journal of Pathology 192:150〜158)。しかし、腫瘍の低酸素領域へのその特異的蓄積は、いくつかの特色:壊死細胞の顕著な存在(Lewis,J.、R.J.Landers、R.D.Leek、K.Corke、A.L.Harrisら、1997 Role of macrophages in tumour angiogenesis: Regulation by hypoxia.Journal of Pathology 182:A1〜A1)およびMCP−1(Li,X.、H.Kimura、K.Hirota、H.SugimotoおよびH.Yoshida、2005 Hypoxia reduces constitutive and TNF−alpha−induced expression of monocyte chemoattractant protein− in human proximal renal tubular cells.Biochemical and Biophysical Research Communications 335:1026〜1034)、VEGF(Brown,L.F.、B.Berse、R.W.Jackman、K.Tognazzi、A.J.Guidiら、1995年EXPRESSION OF VASCULAR−PERMEABILITYFACTOR (VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH−FACTOR) AND ITS RECEPTORS IN BREAST−CANCER.Human Pathology 26:86〜91)およびエンドセリン(Grimshaw,M.J.、S.NaylorおよびF.R.Balkwill、2002 Endothelin−2 is a hypoxia−induced autocrine survival factor for breast tumor cells.Molecular Cancer Therapeutics 1:1273〜1281)などのいくつかの化学誘引物質の放出、によって助長される。TAMは、低酸素区域中に蓄えられると、増殖因子、MMPおよびCXCLなどのいくつかの因子の生成および放出の増大によって酸素が枯渇した状態に応じ、これは、順に、血管新生、細胞成長、浸潤能力および転移に影響を及ぼし、このようにして、TAMは、最終的に腫瘍進行を促進する(Sica,A.、T.Schioppa、A.MantovaniおよびP.Allavena、2006 Tumour−associated macrophages are a distinct M2 polarised population promoting tumour progression: Potential targets of anti−cancer therapy.European Journal of Cancer 42:717〜727)。
腫瘍におけるTAMの浸潤は、がん進行の誘発におけるそれらの極めて重要な役割を考え、固形がんの大部分において予後不良と関連付けられている:肺がん(Chen,J.J.W.、Y.C.Lin、P.L.Yao、A.Yuan、H.Y.Chenら、2005 Tumor−associated macrophages: The double−edged sword in cancer progression.Journal of Clinical Oncology 23:953〜964)、口腔扁平上皮癌(He,K.−F.、L.Zhang、C.−F.Huang、S.−R.Ma、Y.−F.Wangら、2014 CD163+ Tumor−Associated Macrophages Correlated with Poor Prognosis and Cancer Stem Cells in Oral Squamous Cell Carcinoma.BioMed research international 2014:838632)、甲状腺乳頭癌(KIMら2013)、乳頭状腎細胞癌(Behnes,C.L.、F.Bremmer、B.Hemmerlein、A.Strauss、P.Strobelら、2014 Tumor−associated macrophages are involved in tumor progression in papillary renal cell carcinoma.Virchows Archiv 464:191〜196)、乳がん(Mukhtar,R.A.、A.P.Moore、V.J.Tandon、O.Nseyo、P.Twomeyら、2012 Elevated Levels of Proliferating and Recently Migrated Tumor−associated Macrophages Confer Increased Aggressiveness and Worse Outcomes in Breast Cancer.Annals of Surgical Oncology 19:3979〜3986;Tang,X.Q.、2013 Tumor−associated macrophages as potential diagnostic and prognostic biomarkers in breast cancer.Cancer Letters 332:3〜10)、卵巣がん(Lan,C Y.、X.Huang、S.X.Lin、H.Q.Huang、Q.C.Caiら、2013 Expression of M2−Polarized Macrophages is Associated with Poor Prognosis for Advanced Epithelial Ovarian Cancer.Technology in Cancer Research & Treatment 12:259〜267)および膵臓がん(Kurahara,H.、S.Takao、T.Kuwahata、T.Nagai、Q.Dingら、2012 Clinical Significance of Folate Receptor beta−expressing Tumor−associated Macrophages in Pancreatic Cancer.Annals of Surgical Oncology 19:2264〜2271)。
腫瘍溶解性ウイルス療法は、がん細胞を選択的に感染させ死滅させる溶解性ウイルスの使用に関係する。いくつかの腫瘍溶解性ウイルスは、それらががん細胞の複製に対して精巧な選択を示すので有望な療法であり、腫瘍におけるその自己制限性増殖は、より少ない毒性副作用しかもたらさない。いくつかの腫瘍溶解性ウイルスは、臨床において高い有望性を示している(Bell,J.、Oncolytic Viruses: An Approved Product on the Horizon? Mol Ther.2010;18(2):233〜234)。
マクロファージは、疾患の部位への天然のホーミング能力を有すると知られており、遺伝子療法のための細胞媒体として提案されている(Burkeら、Macrophages in gene therapy: cellular delivery vehicles and in vivo targets.Journal of Leukocyte Biology 第72巻、第3号、417〜428頁)。
WO2007/113572には、磁性材料を含む単球由来細胞、例えば、マクロファージが記載されている。この細胞は、治療剤を、対象中の罹患材料に標的化するための媒体として有用であると記載されており、ここでは、治療剤は、好ましくは、遺伝子であり得(すなわち、罹患材料の治療への遺伝子療法アプローチ)、治療を必要とする対象は、罹患材料における細胞の局在を補助するために磁場に曝露される。関連研究は、MuthanaらA novel magnetic approach to enhance the efficacy of cell−based gene therapies.Gene Therapy(2008年) 15、902〜910に開示されている。
Muthanaら、(Use of Macrophages to Target Therapeutic Adenovirus to Human Prostate Tumors.Cancer Res;71(5)2011年3月1日)には、マクロファージが、低酸素によって調節されるE1A/B構築物およびE1A依存性腫瘍溶解性アデノウイルスを用いて形質導入され、E1A発現を制御するために、その増殖も、前立腺特異的プロモーターエレメントを使用して前立腺腫瘍細胞に制限される、前立腺腫瘍の治療へのアプローチが記載されている。これらの実験では、マクロファージは、低酸素環境中に局在した際にのみ複製するよう誘導されたアデノウイルスの「サイレント担体」として使用された。アデノウイルスの複製の誘導は、マクロファージの死滅をもたらさなかった。Muthanaら、(Macrophage Delivery of an Oncoloytic Virus Abolishes Tumor Regrowth and Metastasis after Chemotherapy or Irradiation.Cancer Res;73(2)2013年1月15日)では、著者らは、ドセタキセルまたは放射線療法の投与後の効果を調べるために同一アデノウイルスアプローチを使用する実験を記載する。
本発明は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージに関する。感染単球、単球由来細胞またはマクロファージは、疾患の治療、特に、がんの治療の方法において有用であると開示される。好ましい治療は、低酸素である組織もしくはがんまたは低酸素である組織もしくはがんの一部の治療を含み得る。好ましい治療は、深部組織、臓器中に、または身体のコア中に局在する組織またはがんの治療を含み得る。
感染細胞は、罹患組織に自己標的化し、それによって、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスを、そうでなければ、治療薬を用いて浸透することが極めて困難である組織の低酸素領域を含む罹患組織に直接送達する、特殊化されたベクターに相当する。細胞は、単にベクターとして作用するわけではない。腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス感染は、単球または単球由来細胞の死滅につながり、これは、ウイルス複製および細胞溶解によって引き起こされ得る。したがって、罹患組織中に存在しながらの細胞死滅は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスの放出および腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスによって感染され、溶解され得る罹患細胞、例えば、腫瘍細胞への直接送達につながる。
さらに、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、低酸素組織における免疫応答の増強を開始し、それによって疾患に対する免疫応答、例えば、抗腫瘍免疫応答を促進する。
いくつかの実施形態では、単球、単球由来細胞またはマクロファージはまた、外因性磁性材料を含有し得る。これらの実施形態では、治療の方法は、単球、単球由来細胞またはマクロファージを、治療が必要とされる対象の身体中の所望の位置に向かわせるための対象への磁場の適用を含み得る。
本発明の一態様では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染したex vivoまたはin vitro単球、単球由来細胞またはマクロファージが提供される。
いくつかの実施形態では、ex vivoまたはin vitro単球、単球由来細胞またはマクロファージはまた、外因性磁性材料を含有し得る。
本発明の一態様では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物が提供される。
一実施形態では、単球、単球由来細胞またはマクロファージはまた、外因性磁性材料を含有する。
本発明の一態様では、医学的処置、例えば、がんの治療の方法において使用するための調製物が提供される。
本発明の別の態様では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージを調製する方法が提供され、この方法は、in vitroで単球、単球由来細胞またはマクロファージを、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスと接触させることを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、単球、単球由来細胞またはマクロファージを、磁性材料と接触させることをさらに含む。
本発明の別の態様では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物を生成する方法が提供され、この方法は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を提供し、そして、前記細胞の集団を含む調製物を処方する、ことを含む。
いくつかの実施形態では、前記集団中の単球、単球由来細胞またはマクロファージは、外因性磁性材料を含有する。
本発明の別の態様では、疾患の治療の方法において使用するための、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染し、所望により、外因性磁性材料を含有する単球、単球由来細胞またはマクロファージが提供される。
治療の方法は、所望により、単球、単球由来細胞またはマクロファージを、対象に投与し、そして、外因性磁性材料を含有する細胞を対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことを含み得る。
本発明の別の態様では、疾患の治療において使用するための医薬の製造における、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染し、所望により、外因性磁性材料を含有する単球、単球由来細胞またはマクロファージの使用が提供される。治療は、対象に単球、単球由来細胞またはマクロファージを投与し、そして、外因性磁性材料を含有する細胞を対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことを所望により含み得る。
本発明の別の態様では、疾患の治療の方法において使用するための、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物が提供され、この単球、単球由来細胞またはマクロファージは、外因性磁性材料を含有し、この方法は、対象に調製物を投与し、そして、投与された調製物の細胞を対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことを含む。
本発明の別の態様では、疾患の治療の方法において使用するための医薬の製造における、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団の使用が提供され、この単球、単球由来細胞またはマクロファージは、外因性磁性材料を含有し、この方法は、対象に医薬を投与し、そして、投与された医薬の細胞を、対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことを含む。
本発明の別の態様では、治療を必要とする対象において疾患を治療する方法が提供され、この方法は、前記対象に、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物を投与し、そして、それによって前記疾患を治療する、ことを含む。所望により、前記集団中の単球、単球由来細胞またはマクロファージは、外因性磁性材料を含有し得、この方法は、所望により、投与された調製物の細胞を対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことをさらに含み得る。
対象への腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した細胞の投与は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスへの感染から所定の時間内に実施され得、および/または投与された細胞は、本明細書に記載されるように、既定のパーセンテージ範囲の死滅した、または瀕死の(例えば、溶解した)細胞を含有するように選択され得る。時間および/または細胞の選択は、細胞が、治療を必要としている組織に局在された場合に、細胞死を起こしつつある(例えば、感染した腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスによる溶解を起こしつつある)ことを確実にするようなものであり得る。
本発明の別の態様では、パーツのキットが提供され、このキットは、所定量の腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスおよび所定量の磁性材料を含む。キットは、単球、単球由来細胞またはマクロファージの、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスによる感染について、および/または単球、単球由来細胞またはマクロファージに磁性材料を負荷することについての取扱説明書とともに提供され得る。このような取扱説明書は、ex vivoまたはin vitroで、例えば、in vitro細胞培養の条件下で前記感染および/または負荷を実施するためのものであり得る。
いくつかの実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスのゲノム中のICP34.5遺伝子のすべてのコピーが、ICP34.5遺伝子が、機能的ICP34.5遺伝子産物を発現不可能であるように改変される。そのようなものとして、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、ICP34.5ヌル変異株であり得る。
いくつかの実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスのゲノム中のICP34.5遺伝子の一方または両方が、ICP34.5遺伝子が、機能的ICP34.5遺伝子産物を発現不可能であるように改変されている。
いくつかの実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、HSV−1 17株の変異株である。好ましい実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、HSV1716(ECACC受託番号V92012803)である。いくつかの実施形態では、単純ヘルペスウイルスは、HSV−1 17株の変異株、変異株1716である。
いくつかの実施形態では、治療されるべき疾患は、がん、例えば、腫瘍である。治療は、細胞が磁性的に向けられる所望の位置であり得る、がんの低酸素領域の治療であり得る。そのようなものとして、治療の方法は、がんのその他の正常酸素圧領域と一緒の、またはがんの正常酸素圧領域の治療とは独立した、がんの低酸素領域の治療を含み得る。治療の方法はまた、対象における抗腫瘍応答の誘導を含み得る。治療の方法はまた、投与された、外因性磁性材料を含有する細胞を、がんの低酸素領域に向けるために、対象に磁場を適用する、ことを含み得る。
本発明者らの発見は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスが、感染から96時間後に単球由来細胞を死滅させることができることを示す。腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、一般に、増殖中の細胞に向けて高度に選択的な溶解活性を有すると知られており、原理上、健常細胞を害することのない全身または非局所投与および腫瘍細胞の自己標的化による腫瘍治療を可能にする。これは、例示的な安全プロファイルを提供する。
本発明者らは、単球由来細胞の感染後に、感染細胞においてウイルスは検出されないが、長期培養では、ウイルスの存在が再確立されることを観察した(図1)。これは、細胞の増殖性感染、すなわち、ウイルス後代による複製および細胞溶解を含むことと一致するが、本発明は、このような理論に束縛されない。腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスによる感染が、単球由来細胞の細胞死につながるという発見は、感染単球または単球由来細胞が、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスを、腫瘍の低酸素区域を含む罹患組織に送達するために使用され得、その後、細胞が死滅するときに、直接、罹患組織へのウイルスの放出を可能にすることを意味する。
本発明者らはまた、単球由来細胞における腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス複製およびその後の単球由来細胞の細胞死(例えば、溶解)は、低酸素条件において実際に多いことを見出した。これは、単球由来細胞の死滅は、低酸素腫瘍環境において起こり(明らかに優先的に)、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスを、そうでなければ、接近することが困難である腫瘍の低酸素部分へ直接放出することを示す。
したがって、著しい数の単球または単球由来細胞が、標的組織または腫瘍中に存在する場合に、死滅およびウイルス放出を起こすことを確実にするために、対象への感染細胞の投与は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスの感染から所定の時間内に実施され得、および/または投与された細胞は、既定のパーセンテージ範囲の瀕死のまたは死滅した(例えば、溶解した)細胞を含有するように選択され得る。
本発明者らはまた、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した、外因性磁性材料が負荷された単球または単球由来細胞が、磁気共鳴標的化によって血流から深部組織標的(原発性および続発性(転移性)腫瘍を含む)に導かれ得ることを示した。例として、これは、磁気共鳴(例えば、MRI、MRT)システム内でパルス磁場勾配を使用し得る。したがって、例えば、血液への全身投与は、直接、罹患組織への腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス武装した細胞の正確な非侵襲的な方向と相まって、実現される。
このアプローチは、例えば、肺、脳、肝臓または脊髄におけるように、組織または腫瘍が、外科的に除去することが困難であるか、または不可能である場合に特に適用される。さらに、がん患者中の1つまたは複数の転移病巣への細胞の標的化は、独立した位置への細胞の各投与を標的とするそれぞれの独立した磁気共鳴セッションと相まった、細胞の段階的投与を使用して可能である。
腫瘍に対する腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス(oHSV)の直接作用に加えて、自然免疫エフェクター、適応抗ウイルス免疫応答および適応抗腫瘍免疫応答(例えば、Prestwichら、Onoclytic viruses: a novel form of immunotherapy.Expert Rev Anticancer Ther.2008年10月;8(10):1581〜1588)による抗腫瘍応答の有効性の確立において宿主免疫応答が重要な役割を果たすという証拠がますます増えている。
いくつかの研究が、oHSVは、抗腫瘍免疫応答を誘導可能であると示してきた。これは、同一動物におけるoHSVで治療された病変における、および未治療病変における腫瘍成長低減、無傷の免疫応答を必要とするoHSVの有効性、抗腫瘍サイトカイン応答の誘導、腫瘍免疫機能不全の逆転および腫瘍抗原提示の促進として現れ得る。抗腫瘍免疫応答の誘導は、転移の確立を低減し得、またはその排除に寄与し得、また腫瘍の再発から保護し得る。
例えば、Benenciaら、((2008) Herpes virus oncolytic therapy reverses tumor immune dysfunction and facilitates tumor antigen presentation.Cancer Biol.Ther.7、1194〜1205)では、治療病変および未治療病変における成長低減が報告された。MillerおよびFraser((2003) Requirement of an integrated immune response for successful neuroattenuated HSV−1 therapy in an intracranial metastatic melanoma model.Mol.Ther.7(6):741〜747)では、HSV176の有効性は、腫瘍特異的増殖性T細胞応答によって媒介される無傷の免疫応答を必要とした。
本発明者らは、ここで、正常酸素圧条件に対して、低酸素条件では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、炎症促進性サイトカインおよび転写因子(例えば、IL−8、IL−1およびNFKB)のインデューサであることを示した。これらの発見は、低酸素条件における腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスの炎症応答特性の増大を示唆し、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスが、低酸素においてより大きなウイルスの潜在力を獲得することを示唆し、低酸素であり接近することが困難である腫瘍の中心区域を標的化するために、単球または単球由来細胞によるウイルス送達を使用する理論的根拠をさらに支持する。
腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス
腫瘍溶解性ウイルスは、好ましくは、優先的なまたは選択的な方法でがん細胞を溶解する(腫瘍退縮)ウイルスである。非分裂細胞を上回って分裂中の細胞において選択的に複製するウイルスは、腫瘍溶解性であることが多い。腫瘍溶解性ウイルスは、当技術分野で周知であり、Molecular Therapy第18巻 第2号2010年2月233〜234頁に概説されている。
単純ヘルペスウイルス(HSV)ゲノムは、長い(L)および短い(S)と呼ばれる、2つの共有結合によって連結されたセグメントを含む。各セグメントは、逆方向末端反復配列の対によってフランキングされた独特の配列を含有する。長い反復配列(RLまたはR)および短い反復配列(RSまたはR)は、別個である。
HSV ICP34.5(γ34.5とも呼ばれる)遺伝子は、広範に研究されており、HSV−1 F株およびsyn17+株において、ならびにHSV−2 HG52株において配列決定されている。ICP34.5遺伝子の1つのコピーは、RL反復領域の各々内に局在する。ICP34.5遺伝子の一方または両方のコピーを不活性化する突然変異体は、神経毒性を欠く、すなわち、非病原性/非神経毒性である(非神経毒性は、高力価のウイルス(およそ10のプラーク形成単位(pfu))を、致死的脳炎を引き起こさずに動物または患者に導入し、その結果、動物、例えば、マウスまたはヒト患者における50%致死量が、およそ≧10pfuの範囲にあるような能力によって定義される)、また、腫瘍溶解性であると知られている。
好ましい腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス(oHSV)は、複製能力のあるウイルスであり、少なくとも、標的腫瘍/がん細胞において複製能力がある。
本発明において使用され得る腫瘍溶解性HSVとして、γ34.5(ICP34.5とも呼ばれる)遺伝子の一方または両方が改変されており(例えば、欠失、挿入、付加または置換であり得る突然変異によって)、その結果、それぞれの遺伝子が機能的ICP34.5タンパク質を発現不可能である、例えば、それをコードできないHSVが挙げられる。好ましくは、本発明によるHSVでは、改変されたHSVが、機能的ICP34.5タンパク質を発現可能ではない、例えば、生成可能ではないように、γ34.5遺伝子の両コピーが改変される。
いくつかの実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、単純ヘルペスウイルスゲノム中に存在するICP34.5遺伝子のすべてのコピー(通常、2つのコピーが存在する)が破壊され、その結果、単純ヘルペスウイルスが、機能的ICP34.5遺伝子産物を生成不可能である、ICP34.5ヌル変異株であり得る。その他の実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、少なくとも1種の発現可能なICP34.5遺伝子を欠く場合がある。いくつかの実施形態では、単純ヘルペスウイルスは、一方の発現可能なICP34.5遺伝子のみを欠く場合がある。その他の実施形態では、単純ヘルペスウイルスは、発現可能なICP34.5遺伝子の両方を欠く場合がある。さらにその他の実施形態では、単純ヘルペスウイルス中に存在する各ICP34.5遺伝子が、発現可能ではない場合がある。発現可能なICP34.5遺伝子がないことは、例えば、ICP34.5遺伝子の発現が、機能的ICP34.5遺伝子産物をもたらさないことを意味する。
腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、HSVの任意の実験室株または臨床分離株(非実験室株(non−laboratory strain))を含め、任意のHSVに由来し得る。いくつかの好ましい実施形態では、HSVは、HSV−1またはHSV−2の変異株である。あるいは、HSVは、HSV−1とHSV−2との型間組換え株であってもよい。変異株は、実験室株である、HSV−1 17株、HSV−1 F株またはHSV−2 HG52株のうちの1つであり得る。変異株は、非実験室株であるJS−1株であり得る。好ましくは、変異株は、HSV−1 17株の変異株である。単純ヘルペスウイルスは、HSV−1 17株の1716変異株、HSV−1 F株のR3616変異株、HSV−1 F株のG207変異株、HSV−1のNV1020変異株、またはそれらのさらなる変異株であって、HSVゲノムが付加的変異および/もしくは1つもしくは複数の異種ヌクレオチド配列を有する変異株のうちの1つであり得る。付加的変異としては、ウイルスの病原性またはその複製能力に影響を及ぼし得る不能化変異(disabling mutation)を挙げることができる。例えば、突然変異は、ICP6、ICP0、ICP4、ICP27のうちの任意の1つまたは複数において行われ得る。好ましくは、これらの遺伝子の一方(適切な場合には、所望により、遺伝子の両方のコピーでもよい)における突然変異は、HSVがもつ対応する機能性ポリペプチドを発現不能であること(またはその能力の低下)につながる。例として、HSVゲノムの付加的変異は、ヌクレオチドの付加、欠失、挿入または置換により遂行し得る。
いくつかの腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、当技術分野で公知である。例として、HSV1716、R3616(例えば、Chou & Roizman,Proc.Natl.Acad.Sci.第89巻、3266〜3270頁、1992年4月を参照のこと)、G207(Todaら、Human Gene Therapy 9:2177〜2185、1995年10月10日)、NV1020(Geevargheseら、Human Gene Therapy 2010年9月;21(9):1119〜28)、RE6(Thompsonら、Virology 131、171〜179(1983))およびOncovex(商標)(Simpsonら、Cancer Res 2006;66:(9)4835〜4842、2006年5月1日;Liuら、Gene Therapy(2003):10、292〜303)、dlsptk、hrR3、R4009、MGH−1、MGH−2、G47Δ、Myb34.5、DF3γ34.5、HF10、NV1042、RAMBO、rQNestin34.5、R5111、R−LM113、CEAICP4、CEAγ34.5、DF3γ34.5、KeM34.5(Manservigiら、The Open Virology Journal 2010;4:123〜156)、rRp450、M032(Campadelli−Fiumeら、Rev Med.Virol 2011;21:213〜226)、Baco1(Fuら、Int.J.Cancer 2011;129(6):1503〜10)およびM032およびC134(Cassadyら、The Open Virology Journal 2010;4:103〜108)が挙げられる。
いくつかの好ましい実施形態では、単純ヘルペスウイルスは、HSV−1 17株1716変異株(HSV1716)である。HSV1716は、腫瘍溶解性、非神経毒性HSVであり、EP 0571410、WO92/13943、Brownら(Journal of General Virology(1994)、75、2367〜2377)およびMacLeanら(Journal of General Virology(1991)、72、631〜639)に記載されている。HSV1716は、特許手続上の微生物の寄託の国際承認に関するブタペスト条約の条項(本明細書において、「ブタペスト条約」と呼ばれる)に従って、1992年1月28日に、受託番号V92012803の下、英国SP4 0JG ウィルトシャー州 ソールズベリー ポートンダウン、欧州動物培養収集機関(European Collection of Cell Cultures)、ワクチン研究製造研究所(Vaccine Research and Production Laboratories)、公衆衛生臨床検査サービス(Public Health Laboratory Services)に寄託された。
いくつかの実施形態では、単純ヘルペスウイルスは、両ICP34.5遺伝子が、例えば、ICP34.5遺伝子の突然変異(例えば、挿入、欠失、付加、置換)によって、機能的遺伝子産物を発現しないように改変されたが、そうでなければ、野生型親ウイルスHSV−1 17+株のゲノムと似ているまたは実質的に似ているHSV−1 17株の変異株である。すなわち、ウイルスは、HSV−1 17+株のICP34.5遺伝子の両コピーを不活性化するように突然変異されたゲノムを有するが、その他のタンパク質コード配列を挿入または欠失/改変するようには変更されないHSV1716の変異体であり得る。
いくつかの実施形態では、本発明による腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスのゲノムは、ウイルスにとって異種である(すなわち、通常、野生型ウイルスには見られない)ポリペプチドの少なくとも1つのコピーをコードする核酸を含有し、その結果、ポリペプチドが核酸から発現され得るようにさらに改変され得る。そのようなものとして、腫瘍溶解性ウイルスはまた、ポリペプチドが発現され得る発現ベクターであり得る。このようなウイルスの例は、WO2005/049846およびWO2005/049845に記載されている。
ポリペプチドの発現を達成するために、ポリペプチドをコードする核酸は、好ましくは、調節配列、例えば、ポリペプチドをコードする核酸の転写を達成可能であるプロモーターと作動可能に連結される。ヌクレオチド配列と作動可能に連結される調節配列(例えば、プロモーター)は、調節配列が、ヌクレオチド配列の産物の発現を達成および/または制御し得るように、その配列に隣接してまたは近接して位置付けられ得る。したがって、ヌクレオチド配列のコードされた産物は、その調節配列から発現可能であり得る。
いくつかの好ましい実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、ウイルスにとって異種であるポリペプチド(またはその他の核酸によってコードされる産物)の少なくとも1つのコピーをコードする核酸を含有するように改変されない。すなわち、ウイルスは、それから異種ポリペプチドまたはその他の核酸によってコードされる産物が発現され得る発現ベクターではない。このようなoHSVは、遺伝子療法の方法において適していない、または有用ではなく、それらが用いられる医学的処置の方法は、所望により、遺伝子療法を含まないものであり得る。
単球、単球由来細胞またはマクロファージ
単球は、骨髄によって産生される白血球(leukocyte)(白血球(white blood cell))の1種である。それらは、通常、血液中最初の循環後に、組織中に移動し、そこで、マクロファージまたは樹状細胞に分化する。単球およびそのマクロファージおよび樹状細胞後代は、食作用、抗原提示およびサイトカイン産生に関与する。
食作用は、物質(例えば、微生物性物質または粒状物質またはいくつかの場合には栄養分の)の細胞への取り込み(摂取)と、それに続く、細胞内での物質の消化および/または破壊を含む。食作用は、エンドサイトーシスの特殊化された形態である。食作用のプロセスは、普通、細胞中にインターナライズされる膜結合小胞(ファゴソーム)において物質を貪食することを含む。次いで、ファゴソームは、リソソームと融合して、ファゴリソソームを形成し得、ここで、物質の消化が起こり得る。自然免疫系における単球およびその後代の役割を考慮して、食作用は、病原体および細胞片の除去において主要な役割を果たす。
単球または単球由来細胞は、末梢血またはその他の組織から単離され得る(例えば、de Almeidaら(A Simple Method for Human Peripheral Blood Monocyte Isolation.Mem Inst Oswaldo Cruz,Rio de Janeiro、第95巻(2):221〜223、2000年3月/4月);Elkordら(Human monocyte isolation methods influence cytokine production from in vitro generated dendritic cells.Immunology.2005年2月;114(2):204〜212);Repnikら(Simple and cost−effective isolation of monocytes from buffy coats.Journal of Immunological Methods第278巻、1〜2号、2003年7月、283〜292頁);Zhangら(The Isolation and Characterization of Murine Macrophages.Curr.Protoc.Immunol.83:14.1.1〜14.1.14.2008年);John Q.DaviesおよびSiamon Gordon(The Isolation and Culture of Human Macrophages.Basic Cell Culture Protocols Methods in Molecular Biology第290巻、2005年、105〜116頁)を参照のこと。
マクロファージは、身体中に広く分布している単核ファゴサイトであり、ここで、それらは、自然および適応免疫応答に関与する。マクロファージの生理学は、それらがある組織環境およびそれらが曝露される局所刺激に応じて変わり得る。そのようなものとして、種々の組織特異的マクロファージの範囲が同定され得る、例えば、脂肪組織由来の脂肪組織マクロファージ、血液または骨髄由来の単球、肝臓由来のクッパー細胞。マクロファージは、分泌性細胞であり、サイトカインおよびケモカインの分泌によって免疫応答を促進および調節し得る。ヒトマクロファージは、CD14、CD40、Cd11bおよびCD64などのタンパク質のその特異的発現を考慮して、フローサイトメトリーによって単離され得る。マクロファージは、その他の哺乳動物、例えば、マウスまたはその他のげっ歯類から同様の技術によって単離され得る。単球およびマクロファージの概説については、Nature Reviews Immunology、11、(2011年)を参照のこと。
マクロファージなどの単球およびその後代は、しばしば、制限された腫瘍血管新生のために、哺乳動物および実験的腫瘍の顕著な特色である低酸素組織(低酸素圧を有する組織)に引き付けられる。単球は、腫瘍中に連続的に補充され、そこで、それらは蓄積し、腫瘍随伴マクロファージ(TAM)に分化する。TAMは、固形悪性腫瘍および血液学的(haemotological)悪性腫瘍において豊富であり、進行、転移および療法に対する耐性と関連付けられている(Cook and Hagemann.Tumor−associated macrophages and cancer.Current Opinion in Pharmacology.第12巻、4号、2013年8月、595〜601頁)。研究は、マクロファージは、広範囲の有糸分裂促進性、浸潤促進性(proinvasive)、血管新生促進性および転移促進性遺伝子を活性化する低酸素誘導性転写因子を上方制御することによって腫瘍において見出される低酸素のレベルに応答することを示した(LewisおよびMurdoch.Macrophage Responses to Hypoxia,Implications for Tumor progression and Anti−Cancer Therapies.Am J Pathol.2005年9月;167(3):627〜635)。
本発明は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染可能である、所望により、磁性材料が負荷されている細胞を生成するために、例えば、食作用によって外因性磁性材料を取り込み可能である、マクロファージまたは樹状細胞などの単球または単球由来細胞に関係している。細胞は、非ヒト、好ましくは、哺乳動物、例えば、ウサギ、モルモット、ラット、マウスまたはその他のげっ歯類(げっ歯類目中の任意の動物に由来する細胞を含む)、ネコ、イヌ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウシ、ウマ、非ヒト霊長類であり得る、またはヒト細胞であり得る。いくつかの実施形態では、細胞は、マクロファージ、例えば、ヒトまたは哺乳動物マクロファージであることが好ましい。
単球または単球由来細胞は、例えば、上記のような末梢血の試料からの単離によって治療されるべき対象から単離され得る、または得られ得る。あるいは、ドナー対象、例えば、別の哺乳動物またはヒト(好ましくは、同一種の)から単離され得る、または得られ得る。ドナー単球は、免疫適合性についてスクリーニングされ得る。単球または単球由来細胞は、単球または単球由来細胞ではない細胞を実質的に含まない培養物または調製物を提供するように、その他の細胞種から単離され得る。所望により、適した支持体または支持細胞は、培養物または調製物中に存在し得る。
単離細胞は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染し得る、また磁性材料が負荷され得る場合に、in vitroで培養され得る。
単球または単球由来細胞の感染は、単純ヘルペスウイルスが細胞に入ることを可能にする条件下で、それに適した十分な時間、細胞を、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスと接触させることを指す。このような感染は、好ましくは、in vitro細胞培養の条件下で実施され得る。ヒトおよび哺乳動物細胞のin vitro感染のための技術は、当業者に公知である、例えば、SzantoらPeristent infection of BHK cells with herpes simplex virus types 1 and 2 in the absence of specific anti−herpetic antibody.Acta Virol.1976年2月;20(1);40〜7);ConnerらHerpes simplex virus type 1 strain HSV1716 grown in baby hamster kidney cells has altered tropism for non−permissive Chinese hamster ovary cells compared to HSV1716 grown in vera cells.J Virol.2005年8月;79(15):9970〜81を参照のこと。
マクロファージのin vitro培養のための技術もまた、当業者に公知である、例えば、John Q.DaviesおよびSiamon Gordon(The Isolation and Culture of Human Macrophages.Basic Cell Culture Protocols Methods in Molecular Biology第290巻、2005年、105〜116頁)を参照のこと。
したがって、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージを調製する方法は、例えば、in vitro細胞培養の適した条件下で、単球、単球由来細胞またはマクロファージの増殖性感染を可能にするのに十分な時間、単球、単球由来細胞またはマクロファージのうち1種または複数(所望により、集団)を、一定量の腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスと接触させることを含み得る。
所望により、細胞は、ウイルスが細胞死を誘導できる条件下で培養物中に維持され得る。理論に束縛されることは望まないが、本発明者らは、単球、単球由来細胞またはマクロファージの感染後、腫瘍溶解性単純ヘルペスは、複製を起こし、ウイルス後代は、その後細胞を溶解し、細胞死を引き起こすと考える。そのようなものとして、培養条件および期間は、無傷の(intact)および死滅した、例えば、溶解した、単球、単球由来細胞またはマクロファージの混合物を有する培養物を生成するのに適したものであり得る。
細胞は、0.5〜100の範囲の、所望により、0.5〜5、1〜10、10〜20、20〜30、30〜40、40〜50、50〜60、60〜70、70〜80、80〜90、90〜100、1〜30、5〜30、5〜50または30〜50のうち1種の範囲の感染多重度(MOI)を実現するようにウイルスと接触され得る。
所望により、細胞は、感染から所定の時間内に対象に投与され得る。これは、標的組織または腫瘍において細胞の死滅(例えば、溶解)が起こることを確実にし、標的組織におけるウイルスの散在および広がりを可能にするためであり得る。そのようなものとして、細胞の投与は、感染の1時間、2時間、3時間、6時間、12時間、18時間、24時間、30時間、36時間、42時間、48時間、3日、4日、5日、6日または7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日または14日内であり得る。
単球または単球由来細胞への磁性材料の負荷もまた、in vitro培養条件下で実施され得、このステップは、細胞の腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスへの感染に先立って、それと一緒に、またはその後に実施されてもよい。単球または単球由来細胞に磁性材料を負荷するための技術は、例えば、KaimらMR imagaing with ultrasmall superparamagentic iron oxide particles in experimental soft−tissue infections in rats.Radiology 2002年12月;225(3):808〜14に、およびMuthanaらA novel magnetic approach to enhance the efficacy of cell−based gene therapies.Gene Therapy(2008年)15、902〜910)に記載される。細胞を、約20〜300μg/mlの粒子の濃度または約50〜150μg/ml、75〜125μg/ml、90〜110μg/mlまたは約100μg/mlのうち1種を有する磁性粒子の懸濁液と接触させることによって、細胞に、磁性材料が負荷され得る。
したがって、単球、単球由来細胞またはマクロファージを調製する方法は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスによる感染に加えて、例えば、in vitro細胞培養の適した条件下で、例えば、食作用による、磁性材料の単球、単球由来細胞またはマクロファージへの取り込みを可能にするのに十分な時間、細胞を一定量の磁性材料と接触させる、ことを含み得る。
感染および/または磁性材料の取り込み後、細胞は、望まれる限り、さらに培養され、集められ、単離され、精製または分離され、適した調製物に処方され得る。
本明細書に記載される単球、単球由来細胞またはマクロファージは、調製物、例えば、臨床使用のための医薬組成物または医薬品として処方する(formulating)ことができ、このような処方物(formulation)では、薬学的に許容される担体、希釈剤またはアジュバントと組み合わせることができる。調製物を処方または生成する方法は、選択された細胞を、薬学的に許容される担体、アジュバント、希釈剤またはバッファーと混合することを含み得る。
調製物は、単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含み得、これは、調製物が、共通の特徴、例えば、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージを有し、所望により、外因性磁性材料を含有する、複数の前記細胞で構成されていることを意味する。調製物は、本明細書に記載されるような任意の形態をとり得る。純粋に例として、調製物は、細胞の集団を、薬学的に許容される担体、アジュバント、希釈剤またはバッファーと一緒に含む医薬組成物または医薬であり得る。
例として、調製物は、注射またはカテーテルによる送達を含み得る、非経口、全身、腔内、静脈内、動脈内または腫瘍内投与経路用に処方することができる。適した処方物は、滅菌または等張性培地中に細胞を含み得る。医薬品および医薬組成物は、例えば、液体、溶液、懸濁液もしくはエマルジョンとして注射に適した流体形態で処方することができる、または例えば、それからの細胞の放出速度を制御することができる、対象の身体における移植に適したデポーもしくはリザーバーとして処方することができる。デポー処方物は、ゲル剤、ペースト剤、ボーラス剤またはカプセル剤を含み得る。調製物は、適した容器またはパッケージング中で提供してもよい。流体処方物は、ヒトまたは動物身体の選択された領域への、注射によるまたはカテーテルを介した投与用に処方することができる。
本明細書において、用語「薬学的に許容される」とは、健全な医学的判断の範囲内で、過剰な毒性、刺激作用、アレルギー応答またはその他の問題または合併症を伴わない、合理的な利益/リスク比と釣り合った、問題の対象(例えば、ヒト)の組織との接触における使用に適している化合物、成分、材料、組成物、剤形などに関係する。各担体、アジュバント、賦形剤などはまた、処方物のその他の成分と適合しているという意味で「許容され」なければならない。適した担体、アジュバント、賦形剤などは、標準的製薬学教本、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、Mack Publishing Company、Easton、Pa.、1990年;およびHandbook of Pharmaceutical Excipients、第2版、1994に見出すことができる。
細胞の集団は、共通の特徴を有する複数の細胞、例えば、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染し、所望により、外因性磁性材料を含有する単球、単球由来細胞またはマクロファージを指す。いくつかの実施形態では、集団は、およそ数百個またはそれ以上の、所与の種類の、すなわち、単球、単球由来細胞またはマクロファージを含有する。集団は、所与の種類の数千個の細胞もしくはそれ以上またはおよそ1×10個、1×10個、1×10個、1×10個もしくはそれ以上の程度のいくつかの細胞を有し得る。集団は、細胞のin vitro培養物中に存在し得る、またはそれから単離され得る、または細胞の調製物中に、例えば、医薬組成物もしくは医薬中に存在し得る。
細胞の集団は、所与の種類である、培養物または調製物中のすべての細胞または実質的にすべての細胞、すなわち、単球、単球由来細胞またはマクロファージである、培養物または調製物中のすべての細胞または実質的にすべての細胞を指し得る。いくつかの実施形態では、細胞の調製物または培養物は、所望により、集団の一部と考えられない場合があるその他の種類の細胞、例えば、支持細胞または線維芽細胞を含有し得る。いくつかの実施形態では、細胞の集団では、細胞の少なくとも80%が、単球、単球由来細胞またはマクロファージであることが好ましい。いくつかの実施形態では、このパーセンテージは、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99または100%のうち1つであり得る。
好ましくは、細胞の集団では、集団中の単球、単球由来細胞またはマクロファージの少なくとも80%または81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99もしくは100%のうち1つが、oHSVに感染し、所望により、外因性磁性材料も含有する。いくつかの好ましい実施形態では、集団中の単球、単球由来細胞またはマクロファージの実質的にすべて、例えば、95%またはそれ以上が、oHSVに感染し、所望により、外因性磁性材料も含有する。
細胞の集団では、oHSVに感染している、単球、単球由来細胞またはマクロファージの一部は、細胞死を起こした(例えば、oHSVによって溶解された)可能性がある。瀕死の細胞または死滅した(例えば、溶解した)細胞は、oHSVに感染している、単球、単球由来細胞もしくはマクロファージの、または単球、単球由来細胞もしくはマクロファージの集団の1〜50%を占め得る。いくつかの実施形態では、この範囲は、0.5%〜5%、1〜5%、1〜10%、1〜20%、10〜20%、10〜30%、20〜40%または30〜50%のうちの1つであり得る。これは、対象への投与の時点での集団中の瀕死のまたは死滅した(例えば、溶解した)細胞のパーセンテージであり得る。
いくつかの好ましい実施形態では、単球、単球由来細胞またはマクロファージは、細胞にとって異種であるポリペプチド(またはその他の核酸によってコードされる産物)の少なくとも1つのコピーをコードする核酸を含有するように改変されない。すなわち、細胞は、異種ポリペプチドまたはその他の核酸によってコードされる産物を発現するように改変されない。このような細胞は、遺伝子療法の方法において適していない、または有用ではなく、それらが用いられる医学的処置の方法は、所望により、遺伝子療法(すなわち、医学的方法または治療が、異種ポリペプチドまたはその他の核酸によってコードされる産物の発現に頼る)を含まないものであり得る。
所望により、本明細書において別の場所に記載されるように、単球、単球由来細胞またはマクロファージが感染するoHSVはまた、ウイルスにとって異種であるポリペプチド(またはその他の核酸によってコードされる産物)をコードする核酸を含有するように改変されないものであり得、そのようなものとして、また、遺伝子療法の方法において適していない、または有用ではなく、それらが用いられる医学的処置の方法は、所望により、遺伝子療法を含まないものであり得る。
投与は、好ましくは、「治療有効量」であり、これは、個体に利益を示すのに十分である。投与される実際量ならびに投与の速度および時間経過は、治療されている疾患の性質および重症度に応じて変わってこよう。
治療薬の処方指示(prescription)、例えば、投与量等についての決定は、総合診療医および他の医師の責任の範囲内であり、典型的には、治療する障害、個々の患者の状態、送達部位、投与方法、および専門家に公知の他の因子を考慮する。先述の技術およびプロトコールの例は、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第20版、2000、Lippincott,Williams&Wilkinsに見出すことができる。
いくつかの実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスの複製または増殖は、低酸素環境に応答しない。すなわち、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、低酸素環境に対して応答性になるように、野生型ウイルスに対して、または親の腫瘍溶解性ウイルス(例えば、HSV1716)に対して改変(またはさらに改変)されない。例えば、ウイルス複製および/または遺伝子発現は、感染細胞または周囲組織において低酸素に応答性である(例えば、活性化または抑制される)、1つまたは複数の調節エレメント、例えば、プロモーター(単数または複数)の制御下にない。
いくつかの実施形態では、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、腫瘍組織を含む特定の組織型において、複製または増殖するように、野生型ウイルスに対して、または親の腫瘍溶解性ウイルス(例えば、HSV1716)に対して改変(またはさらに改変)されない。例えば、ウイルス複製および/または遺伝子発現は、特定の組織中の位置に応答する(例えば、活性化または抑制される)、1種または複数の調節エレメント、例えば、プロモーター(単数または複数)の制御下にない。例えば、ウイルス複製および/または遺伝子発現は、1種または複数の組織特異的または腫瘍特異的プロモーター(またはその他の調節エレメント)の制御下に置かれない。
単球、単球由来細胞またはマクロファージの感染は、別個の細胞の集団の形成を誘導する
腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染したマクロファージの遺伝子発現解析は、感染後、細胞が、IL−6、IL−8、TNF−α、IL−1、CXCL−1などのいくつかの炎症性サイトカイン、IL−10、CXCL−6などのいくつかの抗炎症性サイトカインならびにNFκB、VEGF−AおよびTGF−βなどその他の因子を含む、特定の因子の発現の変化を起こすことを示す。
そのようなものとして、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスによる感染は、特定の遺伝子/タンパク質の別個の発現のパターンを有する単球、単球由来細胞またはマクロファージであることを特徴とする別個の細胞の集団の形成につながる。細胞は、さらに、培養または処方の条件、すなわち、正常酸素圧(約18〜22%のpO)または低酸素(5%未満のpO、好ましくは、0.1〜3%のpO)を特徴とし得る。細胞は、所望により、単離された、または精製された、細胞のin vitroまたはex vivo調製物として提供でき、それぞれの正常酸素圧または低酸素条件下で、培養物中に、または処方物中に維持された細胞であり得る。
いくつかの実施形態では、同一種の非感染細胞と比較して、炎症性サイトカインIL−6、IL−8、TNF−α、IL−1、CXCL−1のうち1種または複数の発現が上方制御され得る。このような上方制御は、好ましくは、細胞が低酸素条件(例えば、約0.1% pO)にある場合に起こり得る。IL−8および/またはIL−1の上方制御は、少なくとも2倍、所望により、3倍または5倍であり得る。NFκBまたはTGF−βまたはCXCL6発現の上方制御もまた、低酸素条件下で観察され得る。NFκBおよびその他の因子の上方制御は、1型T細胞応答(Th1および/またはTc1)の誘導と一致し得、これは、がんの治療にとって望ましく、ウイルス粒子が細胞から放出される時に対象において開始される抗ウイルスTh1型免疫応答に対して付加的であり得る。
いくつかの実施形態では、同一種の非感染細胞と比較して、IL−8、IL−1、NFκB、IL−10およびVEGFAのうち1種または複数の発現は、上方制御され得る。このような上方制御は、好ましくは、細胞が低酸素条件にある場合に起こり得る(例えば、5%未満のpO、好ましくは、0.1〜3%のpO)。このような上方制御は、少なくとも2倍、所望により、3倍または5倍またはそれ以上であり得る。
いくつかの実施形態では、同一種の非感染細胞と比較して、抗炎症性サイトカインIL−10、CXCL−6のうち1種または複数の発現は下方制御され得る。このような下方制御は、細胞が正常酸素圧条件にある場合に起こり得る。
いくつかの実施形態では、正常酸素圧条件下では、IL−6、IL−8、TNF−α、IL−1およびVEGFAのうち1種または複数は、上方制御され得、NFκB、TGF−β、IL−10、CXCL6およびCXCL1のうち1種または複数は下方制御され得る。
いくつかの実施形態では、低酸素条件下で、IL−6、IL−8、TNF−α、IL−1、NFκB、TGF−β、IL−10、VEGFA、CXCL6およびCXCL1のうち1種または複数は上方制御され得る。
遺伝子/タンパク質の上方制御または過剰発現は、所与の種類の細胞または組織について、通常、予測されるものよりも大きいレベルでのマーカーの発現を含む。そのようなものとして、上方制御は、同一種のウイルスに感染した細胞および非感染細胞間の発現のレベルを比較することによって決定され得る。
発現のレベルは、絶対比較について定量化され得る、または相対比較が行われてもよい。発現は、遺伝子発現を測定することによって、例えば、mRNAレベルの測定によって、またはタンパク質発現を測定することによって決定され得る。
いくつかの実施形態では、試験試料における発現のレベルが、対照試料におけるものの少なくとも1.1倍である場合に、上方制御が存在すると考えられる。いくつかの実施形態では、発現のレベルは、対照試料におけるものの少なくとも1.2、少なくとも1.3、少なくとも1.4、少なくとも1.5、少なくとも1.6、少なくとも1.7、少なくとも1.8、少なくとも1.9、少なくとも2.0、少なくとも2.1、少なくとも2.2、少なくとも2.3、少なくとも2.4、少なくとも2.5、少なくとも2.6、少なくとも2.7、少なくとも2.8、少なくとも2.9、少なくとも3.0、少なくとも3.5、少なくとも4.0、少なくとも5.0、少なくとも6.0、少なくとも7.0、少なくとも8.0、少なくとも9.0または少なくとも10.0倍のうち1つから選択され得る。
下方制御は、対応する方法で決定され得る、例えば、いくつかの実施形態では、試験試料における発現のレベルが、対照試料におけるものの0.9倍未満である場合に、下方制御が存在すると考えられ得る。いくつかの実施形態では、発現のレベルは、対照試料におけるものの0.8倍未満、0.7倍未満、0.6倍未満、0.5倍未満、0.4倍未満、0.3倍未満、0.2倍未満または0.1倍未満のうち1つから選択され得る。
したがって、感染細胞は、細胞が、対象の身体において免疫応答、好ましくは、抗腫瘍応答を促進する既定の因子またはサイトカインのその発現および/または分泌によって治療効果を提供する、養子免疫療法の方法(例えば、Darcyら、Current Opinion in Immunology 2014、27:46〜52に、およびAndreesenら、Journal of Leukocyte Biology第64巻、1998年10月、419〜426頁に記載されるような)において有用であり得る、別個の、同定可能な細胞の集団に相当する。細胞集団のこの作用は、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスを罹患組織に輸送し、組織においてそれを放出し、別個のウイルス媒介性抗腫瘍応答につながるその能力に対して付加的である。
したがって、本発明の一態様では、対象から血液または組織試料を得て、前記血液または組織試料から単球、単球由来細胞またはマクロファージを分離し、前記細胞に腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスを感染させ、前記感染細胞を含む調製物を処方し、そして、前記調製物を前記対象に投与する、ことを含む方法が提供される。この方法は、養子免疫療法の方法の一部であり得る。
磁性材料
磁性材料は、磁性的に感受性のある材料、磁化可能な材料または磁場によって操作(例えば、移動)および/もしくは配置され得る材料を含み得る。磁性材料は、非磁性であるが、磁場による操作もしくは配置に対して感受性のある場合もある、または磁性(例えば、磁力線の供給源)である場合もある。そのようなものとして、磁性材料は、固有に磁性であり得るか、または磁場において反応する、例えば、移動するものであり得る。
好ましい実施形態では、磁性材料は、磁性的に感受性のある粒子であるか、または流体、例えば、強磁性流体と呼ばれることが多い、磁性的に感受性のある粒子が、懸濁液中にある流体である。
磁性的に感受性のある粒子として、磁性的に感受性のある粒子、磁化可能な粒子または磁場によって操作(例えば、移動)および/もしくは配置され得る粒子を挙げることができる。磁性的に感受性のある粒子は、非磁性であるが、磁場による操作もしくは配置に対して感受性のある場合もある、または磁性(例えば、磁力線の供給源)である場合もある。
典型的には、粒子は、細胞に対して損傷を引き起こさずに、試薬を細胞中に送達するのに適した大きさものである。一態様では、粒子は、1μmから10nmの間、例えば、200nmから20nmの間または5nmから50nmの間など、10μmから5nmの間の平均の大きさを有する。別の態様では、磁性的に感受性のある粒子は、球状ビーズであり得、少なくとも約0.05μm、少なくとも約1μm、少なくとも約2.5μmおよび典型的には、約20μm未満の直径を有し得、または約5〜50nm、10〜40nm、20〜30nmまたは約25nmの直径を有し得る。
理論に制限されることは望まないが、より大きな粒子は、単球、単球由来細胞またはマクロファージへの改善された取り込みを与えると考えられる。例えば、マグネタイト粒子>30nmは、式t=μB sinθ(式中、tはトルクであり、マイクロは磁気モーメントであり、Bは磁束密度であり、θは、適用された場と粒子の磁化ベクトルの間の角度である)によって示されるような、振動磁場におけるトルクを経験する。例えば、トルクの正確な量は、粒子の形状によって影響を受ける。このトルクによって誘導される粒子の移動は、粒子を細胞の表面中に、それを越えて「引きずること(drag)」と考えられ、エンドサイトーシス機序による粒子の取り込みを誘導する。正常な細胞プロセスによる粒子の取り込みは、細胞への機械的損傷がないこと(例えば、微粒子銃法またはエレクトロポレーションと比較されるような)、したがって、粒子送達後の細胞生存率を改善することを意味する。
磁性的に感受性のある粒子は、例えば、その各々が全体として参照により組み込まれる、米国特許出願公開第20050147963号または同20050100930号または米国特許第5,348,876号に記載される磁性的に感受性のある粒子または市販のビーズ、例えば、商標名DYNABEADS(商標)および/またはMYONE(商標)の下、Dynal AS(Invitrogen Corporation、Carlsbad、California USA)によって生成されるものであり得る。特に、磁性的に感受性のある粒子に連結された抗体は、その各々が全体として参照により組み込まれる、例えば、米国特許出願番号第20050149169号、同20050148096号、同20050142549号、同20050074748号、同20050148096号、同20050106652号および同20050100930号ならびに米国特許第5,348,876号に記載されている。
一態様では、粒子は、元素鉄、クロム、マンガン、コバルト、ニッケルまたは化合物および/またはそれらの組合せ(例えば、マンガンおよびコバルトフェライト)などの、常磁性、超常磁性、強磁性および/または反強磁性材料を含む。粒子は、超常磁性酸化鉄(SPIO)粒子であり得る。例えば、適した化合物として、酸化鉄、マグネタイト(Fe)、磁赤鉄鉱(γFe)、グレイジャイト(Fe)および二酸化クロム(CrO)などの鉄塩が挙げられる。
粒子は、ポリマー中、例えば、ポリマーマトリックスの孔中に包埋される磁性材料を含み得る。あるいは、粒子は、生体適合性コーティング、例えば、シリカまたはデキストラン、ポリビニルアルコールもしくはポリエチレンイミンなどのポリマーによって囲まれた磁性コアを含み得る。
磁性的に感受性のある粒子は、試薬を含み得る。試薬は、共有結合または非共有結合(例えば、水素結合、静電相互作用、イオン結合、親油性相互作用またはファンデルワールス力)によって粒子と会合され(コンジュゲートされ)得る。一態様では、試薬および粒子は、例えば、試薬を反応性側鎖、例えば、タンパク質性試薬のチロシン残基に連結するためのベンジジンまたは炭水化物基と連結するための過ヨウ素酸を有する粒子に曝露することによって、共有結合によって連結される。別の態様では、粒子は、結合活性を有する分子(例えば、アビジン)と連結され得、試薬は、前記結合分子(例えば、ビオチン)のリガンドと連結され得る。これは、in vitroで粒子および試薬が容易にコンジュゲートされることを可能にする。さらなる態様において、粒子は、ポリマーマトリックスなどのマトリックス中に吸収された試薬を含み得る。
磁性材料は、好ましくは、単球、単球由来細胞またはマクロファージに対して外因性である、すなわち、単球、単球由来細胞またはマクロファージの外側を起源とし、所望により、単球、単球由来細胞またはマクロファージ中に通常存在する材料ではない。
磁場の適用
単球、単球由来細胞またはマクロファージに外因性磁性材料が負荷される実施形態では、対象への単球、単球由来細胞またはマクロファージの投与後に、投与された細胞を、対象の身体中の所望の位置に、例えば、腫瘍に向かわせるために対象に磁場が提供され得る。それによって、細胞は、勾配を有する磁場中にある場合に磁性材料に対して発揮される力である磁力に付される。磁力は、磁性材料を磁場の供給源に向けて動かし得る。磁力はまた、粒子にトルクを経験させ得る。いくつかの構成では、磁力は、粒子を、磁場の供給源から離れて動かし得る。これは、粒子が、磁性的に遮断され、回転できない場合に起こり得る。
本明細書において、磁石の、または磁石アレイの「力場」は、磁性材料が磁力を経験する、磁石または磁石アレイの周囲の空間の容量を説明する。
磁場は、磁場(magnet field)供給源、典型的には、磁石または磁石のアレイによって提供され得る。磁石は、電磁石であり得る。選択される磁石の種類および大きさ/力は、適用に応じて異なる。例えば、細胞が身体の表面近くの腫瘍に局所的に投与される場合、例えば、原発性黒色腫の場合には、細胞を、例えば、組織または血管を通って、腫瘍の部位へ向かわせるように適した磁力を適用するのに、手持ち式磁石が十分であり得る。その他の場合には、例えば、腫瘍が身体内のより深くに位置する場合および/または投与が腫瘍に対して非局所的である、例えば、全身投与の場合には、対象は、電磁石のものまたは磁気共鳴画像法(MRI)、核磁気共鳴画像法(NMRI)または磁気共鳴トポグラフィー(MRT)装置によって提供されるものなどの、可変のまたは周期的に振動する、好ましくは、制御可能な磁場中に置かれ得る。
いくつかの好ましい実施形態では、本発明に従う方法および使用は、磁性材料が負荷された単球、単球由来細胞またはマクロファージを、皮膚の近くに位置しない選択された組織または腫瘍に、すなわち、深部組織または臓器に向けることまたは標的化することを含む。深部組織または臓器は、皮膚の表面から少なくとも4cmまたは5cmまたはそれ以上離れている(治療されるべき組織または腫瘍の領域の中心から皮膚の表面までの最短距離として測定される)ものであり得る。組織または腫瘍は、対象の身体のコア(すなわち、脚および腕を含まない身体の部分)にあり得る。組織または腫瘍は、頭部、頸部、胸部、腹部または骨盤にあり得る。組織または腫瘍は、副腎、副腎髄質、肛門、虫垂、膀胱、骨、骨髄、脳、乳房、盲腸、中枢神経系(脳を含むまたは脳を含まない)小脳、子宮頸部、結腸、十二指腸、子宮内膜、胆嚢、食道、心臓、回腸、腸、空腸、腎臓(複数可)、涙腺(lacrimal glad)、喉頭、肝臓、肺(複数可)、リンパ、リンパ節、縦隔、腸間膜、子宮筋、上咽頭、腹膜網(omentume)、卵巣、膵臓、耳下腺、末梢神経系、腹膜、胸膜、前立腺、直腸、唾液腺、S字結腸、小腸、脾臓、胃、精巣、胸腺、甲状腺または子宮などの主要な臓器の1種であり得る、または主要な臓器の1種中にあり得る。単球、単球由来細胞またはマクロファージは、低酸素である組織または腫瘍の領域に向けられ得るまたは標的化され得る。
治療を達成するために、対象は、磁性材料が負荷された細胞を投与され得、磁場内に配置され得る。次いで、磁場は、必要に応じて、細胞が投与された組織の構造、例えば、血液脈管構造を考慮して、細胞内に含有される磁性材料に磁力を適用し、磁性材料(および細胞)を、対象の身体中の所望の位置に向けるように、対象に対して、および/または細胞に対して変更され得る、またはそうでなければ、操作され得る。
磁性材料が負荷された細胞およびその他の薬剤を、身体内の標的部位に磁性的に導くおよび/または局在化するための装置および技術(マグネトフェクションと呼ばれることもある)は、当業者に公知であり、例として、Muthanaら、(A novel magnetic approach to enhance the efficacy of cell−based gene therapies.Gene Therapy(2008)15、902〜910);PolyakおよびFriedman、(Magnetic targeting for site−specific drug delivery: applications and clinical potential.Expert Opinion on Drug Delivery、2009年1月、第6巻、第1号:53〜70頁);Plankら、(Magnetically enhanced nucleic acid delivery.Ten years of magnetofection− Progress and prospects.Advanced Drug Delivery Reviews.第63巻、第14〜15号、2011年11月、1300〜1331頁);およびLiら、(Targeting Cancer Gene Therapy with Magnetic Nanoparticles Oncotarget.2012年4月;3(4):365〜370)に記載されている。
好ましい実施形態では、対象の身体への磁場の適用は、非侵襲性であり、非外科的である。磁場供給源は、通常、対象の身体の外側にあり、好ましい実施形態では、対象の身体と物理的に接触しない。
がん
がんは、任意の望まれない細胞増殖(または望まれない細胞増殖によって示す任意の疾患)、新生物もしくは腫瘍または望まれない細胞増殖、新生物もしくは腫瘍へのリスクの増大もしくは素因であり得る。がんは、良性または悪性であり得、原発性または続発性(転移性)であり得る。新生物または腫瘍は、細胞の任意の異常な成長または増殖であり得、任意の組織中に位置し得る。組織の例として、副腎、副腎髄質、肛門、虫垂、膀胱、血液、骨、骨髄、脳、乳房、盲腸、中枢神経系(脳を含むまたは含まない)小脳、子宮頸部、結腸、十二指腸、子宮内膜、上皮細胞(例えば、腎上皮)、胆嚢、食道、グリア細胞、心臓、回腸、空腸、腎臓、涙腺、喉頭、肝臓、肺、リンパ、リンパ節、リンパ芽球、上顎骨、縦隔、腸間膜、子宮筋、上咽頭、腹膜網、口腔、卵巣、膵臓、耳下腺、末梢神経系、腹膜、胸膜、前立腺、唾液腺、S字結腸、皮膚、小腸、柔組織、脾臓、胃、精巣、胸腺、甲状腺、舌、扁桃腺、気管、子宮、外陰部、白血球が挙げられる。
治療されるべき腫瘍は、神経系または非神経系腫瘍であり得る。神経系腫瘍は、中枢または末梢神経系のいずれかを起源とし得る、例えば、神経膠腫、髄芽腫、髄膜腫、神経線維腫、上衣腫、シュワン腫、神経線維肉腫、星状細胞腫および乏突起神経膠腫である。非神経系がん/腫瘍は、任意のその他の非神経系組織を起源とし得、例として、黒色腫、中皮腫、リンパ腫、骨髄腫、白血病、非ホジキンリンパ腫(NHL)、ホジキンリンパ腫、慢性骨髄性白血病(CML)、急性骨髄性白血病(AML)、骨髄異形成症候群(MDS)、皮膚性T−細胞リンパ腫(CTCL)、慢性リンパ性白血病(CLL)、肝細胞腫、類表皮癌、前立腺癌、乳がん、肺がん、結腸がん、卵巣がん、膵臓がん、胸腺癌、NSCLC、血液学的がんおよび肉腫が挙げられる。
いくつかの実施形態では、がんは、固形腫瘍であり得る。
低酸素(Hypoxia)
いくつかの実施形態では、組織またはがんは、低酸素環境を有するものであり得、治療は、周囲の正常酸素圧細胞と一緒に、またはそれらから独立して、その環境内の細胞に向けられ得る。
生理学的正常酸素圧は、組織間で、動物間でおよび個体間で変わる。組織または臓器は、例えば、血管新生のパターンに応じて可変測定値を有し得る。一般に、健常な哺乳動物の内部組織および臓器は、典型的には、20mmHg[約2.62%酸素]より大きい酸素の平均分圧を有する(例えば、脳では約>35mmHg、腸組織では>50mmHg、肝臓では>35mmHg、筋肉では>25mmHg)。
生存対象において生理学的正常酸素圧および低酸素を測定するための技術は、参照により本明細書に組み込まれるCarreauら(J.Cell.Mol.Med.第15巻、第6号、2011年1239〜1253頁)に記載されている。これらとして、非侵襲性および侵襲性技術が挙げられる。非侵襲性技術は、所望により、ニトロイミダゾール(例えば、アゾマイシン)などの低酸素マーカーと併用した、陽電子放射型断層撮影(PET)、磁気共鳴分光法(MRS、例えば、19F−MRI、血液酸素依存性MRIまたはダイナミック造影MRI)、近赤外分光法(NIRS)および電子常磁体共鳴分光分析(EPR)などの画像診断技術を含む。その他の技術として、ポーラログラフィーセンサーの使用(酸素圧を測定するための至適基準と考えられることが多い)、塩化ルテニウムなどのpO感受性蛍光色素と併用した光ファイバーベースのセンサーおよび質量分析が挙げられる。
いくつかの実施形態では、治療の方法は、対象中の組織において正常酸素圧および/または低酸素の状態を測定または決定すること、例えば、酸素分圧の測定および腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージを用いる治療のために、対象および/または対象中の組織もしくは組織の部分を選択することを含み得る。細胞が、外因性磁性材料を含有し、正常酸素圧/低酸素の状態の決定が、磁気共鳴法を使用して行われる実施形態では、正常酸素圧/低酸素の状態の決定および選択された組織または組織の一部に、細胞を向けることの両方が、所望により、同時に実施され得る。
低酸素は、腫瘍において起こることがわかっている。対応する血管新生または血管新生(neovascularisation)を伴わない腫瘍の急速な成長は、酸素濃度が、正常な(正常酸素圧)健常組織においてよりも低い腫瘍の領域につながる。そのようなものとして、低酸素微小環境が発生し、腫瘍細胞の代謝は、低酸素環境に適応するようになり得る。腫瘍低酸素は、各々、参照により本明細書において組み込まれる、Kizaka−Kondohら、(Tumor hypoxia: A target for selective cancer therapy.Cancer Sci 2003年12月、第94巻、第12号、1021〜1028)ならびにHockelおよびVaupel(Journal of the National Cancer Institute第93巻、第4号、2001年2月21日、266〜276頁)に概説されている。
腫瘍低酸素は、固形腫瘍ではよく起こる。多数の固形腫瘍は、臨床的大きさ、ステージ、グレードまたは組織学によって予測できない低O分圧の区域を含有する。
いくつかの実施形態では、低酸素は、約20mmHg未満、約15mmHg未満、約14mmHg未満、約13mmHg未満、約12mmHg未満、約11mmHg未満、約10mmHg未満、約9mmHg未満、約8mmHg未満、約7mmHg未満、約6mmHg未満、約5mmHg未満、約4mmHg未満、約3mmHg未満、約2mmHg未満またはn約1mmHg未満のうち1つの酸素の分圧によって定義される。いくつかの実施形態では、低酸素は、0.01〜15mmHg、5〜15mmHg、0.01〜10mmHg、3〜10mmHg、5〜10mmHg、7〜10mmHg、8〜10mmHg、8〜11mmHgまたは7〜12mmHgの範囲の酸素の分圧を有する組織として定義され得る。いくつかの実施形態では、低酸素は、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12mmHgのうち1つの酸素の分圧を有する組織として定義され得る。[注記:1mmHg=133.322Pa;1%酸素=1.013kPaまたは約7.64mmHg]
細胞代謝は、低酸素条件において適応され得るので、低酸素はまた、1種または複数のマーカーの発現を測定することによって決定され得る。
このようなマーカーとして、転写因子、例えば、NFκBまたは低酸素誘導性因子(HIF)ファミリーのうち1種、例えば、アイソフォームHIF−1α、HIF−2αが挙げられる。HIF−1は、2つのサブユニット、HIF−1αおよびHIF−1βを有する。HIF−1αおよびHIF−2αは、低酸素の発生の数分内に誘導される。HIF−1αは、主に、低酸素に対する急性応答であり、HIF−1αレベルは、長期の低酸素では低減する傾向がある。HIF−2αレベルは、低酸素の時間とともに増大し続ける傾向がある。HIF−1αの誘導は、通常、HIF−2αの誘導に必要であるよりも低いpO(<5%[Carreauら])を必要とする。そのようなものとして、いくつかの実施形態では、低酸素は、NFκB、HIF−1αまたはHIF−2αの発現の上方制御を測定することによって決定され得、その測定値が、生理学的正常酸素圧にあると考えられる対応する組織と比較され得る。
マーカーの別のグループとして、低酸素によって調節されるマイクロRNA(HRM)があり、これには、低酸素細胞において上方制御され得るmiR−21、23a、23b、24、26a、26b、27a、30b、93、103、106a、107、125b、181a、181b、192、195、210および213が挙げられる。miR−15b、16、19a、20a、20b、29b、30b、30e−5p、101、141、122a、186、197、320などのいくつかのマイクロRNAは、低酸素細胞において下方制御され得る。そのようなものとして、いくつかの実施形態では、低酸素は、低酸素によって調節されるマイクロRNAのうち1種または複数の上方制御または下方制御を測定することによって決定され得る。測定は、生理学的に正常酸素圧にあると考えられる組織と比較され得る。
低酸素は、腫瘍低酸素の場合には、腫瘍増殖および低酸素環境への適応を促進し得るプロテオーム変化を誘導し得る。このような適応は、解糖酵素、グルコーストランスポーター(例えば、GLUT1およびGLUT3)、血管新生分子、生存および増殖因子(例えば、VEGF)、アンギオゲニン、PDGF−βまたはTGF−βの転写を刺激することによって栄養欠乏に適応することを含み得る。
対象
治療されるべき対象は、任意の動物またはヒトであり得る。対象は、好ましくは、哺乳動物、より好ましくは、ヒトである。対象は、非ヒト哺乳動物であり得るが、より好ましくは、ヒトである。対象は、男性または女性であり得る。対象は、患者であり得る。対象は、がんを有すると診断されていた場合もあり、がんを有すると疑われる場合もある。
キット
本発明のいくつかの態様では、パーツのキットが提供される。いくつかの実施形態では、キットは、所定の量の腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス、例えば、所定のウイルス用量または数/量/濃度のウイルス粒子を有する少なくとも1つの容器を有し得る。腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスは、細胞の感染に適しているように処方することができる。キットは、所定の量の磁性材料を有する少なくとも1つの容器をさらに含み得る。
キットは、単球、単球由来細胞もしくはマクロファージの腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスによる感染のための、および/または単球、単球由来細胞もしくはマクロファージへの磁性材料の負荷のための取扱説明書と一緒に提供され得る。このような取扱説明書は、例えば、in vitro細胞培養の条件下で前記感染および/または負荷をex vivoまたはin vitroで実施するためのものであり得る。
本発明の方法は、in vitro、ex vivoまたはin vivoで実施され得、生成物が存在し得る。用語「in vitro」は、実験室条件において、または培養において材料、生物学的物質、細胞および/または組織を用いる実験を包含するように意図されるが、用語「in vivo」は、無傷の多細胞生物を用いる実験および手順を包含するように意図される。「Ex vivo」とは、生物の外側、例えば、生物から採取された組織(例えば、全臓器)または細胞上であり得るヒトまたは動物の身体の外側に存在するまたはそこで起こる何かを指す。
本発明は、記載された態様および好ましい特色の組合せを、このような組合せが明確に許容されないまたは明らかに避けられる場合を除いて、含む。
本明細書において使用される節見出しは、単に構造化された目的のためのものであって、記載される主題を制限すると解釈されてはならない。
本発明の態様および実施形態を、例として、添付の図面を参照して、ここで、例示する。さらなる態様および実施形態は、当業者に明らかとなろう。本教示において言及されたすべての文書は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の原理を例証する実施形態および実験については、添付の図面を参照しながら論考する。
4pfu/細胞HSV1716を用いる感染および正常酸素圧または低酸素における培養後、種々の時点でのヒトマクロファージの滴定を示す図表である。およそ300,000の一次ヒトマクロファージに1,180,000pfuのHSV1716を感染させ、感染後種々の時点で試料を集め、ベロ細胞でHSV1716を滴定した。総滴定可能ウイルスを時間に対してグラフ化し、点線は、投入したウイルスの量を表す。 種々の投入moiのHSV1716を用いる正常酸素圧感染の72時間後にヒトマクロファージから得た排出量(総pfu)を示す図表である。およそ300,000の一次ヒトマクロファージに、moi40、4、0.4および0.04でHSV1716を感染させ、感染後72時間で試料を集め、ベロ細胞でHSV1716を滴定した。 MOI0(対照)(A)および5(B)での感染から72時間後のLNCaP細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+);R2は、HSV1716に感染した生存細胞を示す(PI−/GFP+)。対照(A)では、細胞集団は、主にR4に分布するが、MOI5(B)細胞は、プロットの右側(R3+R5)および上側(R2)に向けて移動し、細胞死および一定のパーセンテージのHSV1716に感染した生存細胞の存在の増大をそれぞれ示す。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 MOI0(対照)(A)および5(B)での感染から72時間後のLNCaP細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+);R2は、HSV1716に感染した生存細胞を示す(PI−/GFP+)。対照(A)では、細胞集団は、主にR4に分布するが、MOI5(B)細胞は、プロットの右側(R3+R5)および上側(R2)に向けて移動し、細胞死および一定のパーセンテージのHSV1716に感染した生存細胞の存在の増大をそれぞれ示す。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 HSV1716が、LNCaP細胞腫瘍退縮を誘導することを示す図である。(A)X軸は、MOIを示し、Y軸は、HSV1716を取り込んだ生存細胞のパーセンテージを示す。MOI0.5および5の両方で正常酸素圧条件(各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)において統計的有意性が観察された。(B)X軸は、MOIを示し、Y軸で細胞死のパーセンテージが報告されている。細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI5で統計的に有意である(正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)。注目すべきは、データは、n=4反復の平均±SEMであり、多重比較のための二元配置Anova試験を使用することによって測定される、p値<0.05である。 HSV1716が、LNCaP細胞腫瘍退縮を誘導することを示す図である。(A)X軸は、MOIを示し、Y軸は、HSV1716を取り込んだ生存細胞のパーセンテージを示す。MOI0.5および5の両方で正常酸素圧条件(各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)において統計的有意性が観察された。(B)X軸は、MOIを示し、Y軸で細胞死のパーセンテージが報告されている。細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI5で統計的に有意である(正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)。注目すべきは、データは、n=4反復の平均±SEMであり、多重比較のための二元配置Anova試験を使用することによって測定される、p値<0.05である。 MOI0(対照)(A)および5(B)での感染から72時間後のPC3細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+);R2は、HSV1716に感染した生存細胞を示す(PI−/GFP+)。細胞集団が、生存細胞(R4に分布される事象)によってほとんど構成される対照(A)と比較して、MOI5(B)では、一貫した割合の細胞が、プロットの右側(死滅細胞)および上側に向けて移動した(R2:感染した生存細胞)。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 MOI0(対照)(A)および5(B)での感染から72時間後のPC3細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+);R2は、HSV1716に感染した生存細胞を示す(PI−/GFP+)。細胞集団が、生存細胞(R4に分布される事象)によってほとんど構成される対照(A)と比較して、MOI5(B)では、一貫した割合の細胞が、プロットの右側(死滅細胞)および上側に向けて移動した(R2:感染した生存細胞)。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 HSV1716が、PC3に対して細胞傷害性効果を有することを示す図である。(A)X軸は、MOIを示し、Y軸、HSV1716を取り込んだ生存細胞のパーセンテージを示す。MOI0.5および5の両方で正常酸素圧条件(各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)において統計的有意性が観察された。(B)X軸は、MOIを示し、Y軸は、細胞死のパーセンテージを示す。細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI0.5およびMOI5で統計的に有意である(正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)。結果は、4(A)および8(B)反復の平均±SEMであり、多重比較のための二元配置Anova試験を使用することによって測定される、p値<0.05である。 HSV1716が、PC3に対して細胞傷害性効果を有することを示す図である。(A)X軸は、MOIを示し、Y軸、HSV1716を取り込んだ生存細胞のパーセンテージを示す。MOI0.5および5の両方で正常酸素圧条件(各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)において統計的有意性が観察された。(B)X軸は、MOIを示し、Y軸は、細胞死のパーセンテージを示す。細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI0.5およびMOI5で統計的に有意である(正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)。結果は、4(A)および8(B)反復の平均±SEMであり、多重比較のための二元配置Anova試験を使用することによって測定される、p値<0.05である。 MOI0(対照)(A)および5(B)での感染から120時間後のT47D細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+);R2は、HSV1716に感染した生存細胞を示す(PI−/GFP+)。生存細胞集団(A、対照)は、感染から120時間後にプロットの右側に向かって移動し(B、MOI5)、これは、死滅細胞の存在を示す。R2象限に顕著な割合の細胞も観察された(感染生存細胞)。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 MOI0(対照)(A)および5(B)での感染から120時間後のT47D細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+);R2は、HSV1716に感染した生存細胞を示す(PI−/GFP+)。生存細胞集団(A、対照)は、感染から120時間後にプロットの右側に向かって移動し(B、MOI5)、これは、死滅細胞の存在を示す。R2象限に顕著な割合の細胞も観察された(感染生存細胞)。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 HSV1716感染が、T47D細胞死を誘導することを示す図である。(A)X軸は、MOIを示し、Y軸は、HSV1716を取り込んだ生存細胞のパーセンテージを示す。MOI0.5および5の両方で正常酸素圧および低酸素条件において(正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)統計的有意性が観察された。(B)X軸は、MOIを示し、Y軸は、死滅細胞のパーセンテージを示す。細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI5で統計的に有意である。結果は、n=3(A)およびn=5(B)の独立実験の平均±SEMであり、多重比較のための二元配置Anova試験を使用することによって測定される、p値<0.05である。 HSV1716感染が、T47D細胞死を誘導することを示す図である。(A)X軸は、MOIを示し、Y軸は、HSV1716を取り込んだ生存細胞のパーセンテージを示す。MOI0.5および5の両方で正常酸素圧および低酸素条件において(正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)統計的有意性が観察された。(B)X軸は、MOIを示し、Y軸は、死滅細胞のパーセンテージを示す。細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI5で統計的に有意である。結果は、n=3(A)およびn=5(B)の独立実験の平均±SEMであり、多重比較のための二元配置Anova試験を使用することによって測定される、p値<0.05である。 MOI0(対照)(A)、5(B)および(C)での感染から96時間後のMDM細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+)。細胞集団が、生存細胞によってほとんど構成される対照(A)と比較して、MOI5(B)では、グラフの右側へ向かう変換が観察され(R3、R5)、これは、死滅細胞のパーセンテージの増大を示す。MOI50(C)では、細胞死のわずかな増大が検出されるが、MOI5と50の間で相当な差はない。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 MOI0(対照)(A)、5(B)および(C)での感染から96時間後のMDM細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+)。細胞集団が、生存細胞によってほとんど構成される対照(A)と比較して、MOI5(B)では、グラフの右側へ向かう変換が観察され(R3、R5)、これは、死滅細胞のパーセンテージの増大を示す。MOI50(C)では、細胞死のわずかな増大が検出されるが、MOI5と50の間で相当な差はない。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 MOI0(対照)(A)、5(B)および(C)での感染から96時間後のMDM細胞集団の代表的密度プロットである。BL3−A検出器(X軸)は、PIの尺度であり、BL1−A検出器(Y軸)は、GFPの尺度である。各ドットは細胞を表す。象限R4は、HSV1716に感染していない生存集団を示す(PI−/GFP−);象限R3およびR5は、死滅細胞の量を表す(PI+)。細胞集団が、生存細胞によってほとんど構成される対照(A)と比較して、MOI5(B)では、グラフの右側へ向かう変換が観察され(R3、R5)、これは、死滅細胞のパーセンテージの増大を示す。MOI50(C)では、細胞死のわずかな増大が検出されるが、MOI5と50の間で相当な差はない。プロットは、Attune細胞数測定ソフトウェアから得られた。 HSV1716が、MDM細胞死を引き起こすことを示す図である。X軸は、MOIを示し、Y軸は、死滅細胞のパーセンテージを示す。細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件両方(正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー)においてMOI5およびMOI50で統計的に有意である(p値<0.001)。MOI50では、低酸素条件下で細胞死の増大が観察される。結果は、n=4の独立実験の平均±SEMである。多重比較のための二元配置Anova試験を使用して統計的比較を実施した。 表1:マクロファージコンディショニング培地において検出されたHSV1716(PFU/ml)の濃度を示す図である。この表は、MOI0、5、50で感染され、正常酸素圧および低酸素条件下でインキュベートされたMDMから回収された上清中に存在するHSV1716(PFU/ml)の濃度を示す。行は、異なる微小環境(正常酸素圧、低酸素)を示し、;列は、実施されたウイルス感染(対照、MOI5、MOI50)を示す。MOI5および50の両方でウイルス粒子が検出され、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI50でより高い濃度であった。データは、n=4の独立実験の平均±SEMである。 HSV1716が、ヒトマクロファージを溶解し、微小環境中に放出されることを示す図である。X軸は、MDMが感染したMOIを示し、Y軸は、プレートから回収された上清中に見出されるHSV1716の濃度(PFU/ml)を示す。結果は、低酸素条件下で、MOI50で統計的に有意である(多重比較のための二元配置Anova試験を使用することによって決定される、p値<0.0001)。データは、n=4の独立実験の平均±SEMを示す。正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー。 MDMコンディショニング培地中に含有されるウイルス粒子が、LNCaP細胞死を誘導することを示す図である。X軸は、それからコンディショニング培地が回収されるマクロファージに感染させるために使用されたMOIを示す。Y軸は、死滅細胞のパーセンテージを示す。細胞死は、正常酸素圧においてMOI50で統計的に有意である(p値<0.01)。結果は、n=3の独立実験の平均±SEMである。統計分析は、多重比較のための二元配置Anovaを使用することによって実施した。正常酸素圧=各データ点の左側のバー;低酸素=各データ点の右側のバー。 表2:HSV1716が、MDM遺伝子発現レベルの変更を誘導することを示す図である。表2は、正常酸素圧(第2行)および低酸素(第3行)条件の両方におけるMOI50でのHSV1716感染から48時間後の、10種の目的の遺伝子(第1行において名付けられた)について算出されたMDM遺伝子発現の倍数変化を示す。各条件下での感染は、2回反復した。下線が引かれた値は、上方制御(値>1)または下方制御(値<1)のいずれかの遺伝子発現の関連変更を表示的に表す;すなわち、下線が引かれた値5.13は、MOI50での感染後に、サイトカインIL−8が低酸素条件において過剰発現され、対照と比較して5倍の増大をもたらすとわかったことを意味する。 感染MDM(MOI50)でのスフェロイドの浸潤が、スフェロイド細胞死を誘導することを示す図である。グラフは、浸潤から5日後(実験の9日目)にフローサイトメトリーによって検出される細胞死を示す。Y軸は、細胞死(PI+)%を示し、X軸は、MDMが浸潤前に感染したMOIを示す。対照スフェロイド(対照)および非感染MDM(0)での浸潤の間では、生存力に有意差は観察されなかったが、スフェロイドが、MOI50(50)で感染したMDMで浸潤された場合には、対照および0の両方を用いる後者と比較した場合に、細胞死は統計的に有意であった(51±5.92%細胞死)(p値=それぞれ、0.009、0.004)。結果は、n=3の独立実験の平均±SEMである。統計分析は、複数のt検定を使用して実施した。 細胞ベースの療法を、患者中の特定の組織に導くためのMR標的化の可能性ある使用を示す図である。(a)概略図:これらの研究のために使用される細胞は、患者血液から単離された単球に由来する。これらの細胞は、「治療用」マクロファージ(例えば、サイトカイン、治療用遺伝子またはウイルス)を産生するように種々の刺激の存在下で培養され、超常磁性酸化鉄粒子(SPIO)が負荷され、その後、同一患者中に再注入されて戻される。(b)概略図:次いで、対象をMRIスキャナーの中心に置き、ここで、線形空間的エンコード磁性勾配を使用して、磁化身体に力を誘導できる。対象の血流中に注射された磁性細胞は、循環し、適用される磁場の影響下で罹患臓器/組織中に標的化される。場マッププロットは、MRI勾配コイルによって種々の方向に著しい場勾配が作製され得ることを実証する。得られた磁場(dB/dy場)は、磁性細胞を、細胞取り込みの増大のために罹患組織に導くことができる。 磁性マクロファージが、MR標的化を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図であり、(a)MR標的化の画像処理勾配を使用する標的化される領域の模式図である。描かれるように前立腺(濃く影が付けられた四角)の位置を標的化するために、A−Y勾配が、動物中に等しく適用される。次いで、300万の磁力によって標識されたマクロファージをi.v.注射によってマウスに投与し、麻酔されたマウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンターに置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MR標的化なし)。群2は、MRI標的化を経験した。死後、(b)MRI標的化の1時間後のコラゲナーゼ処理された腫瘍のFACS解析によって、および(c)抗ヒトCD68抗体およびPrussian blue(SPIOに対する)を用いる、パラフィンワックス包埋された腫瘍切片の組織学的染色によって、ヒトマクロファージ取り込みのレベルの増大が確認された。(d)および(e)に各群の代表的なRARE画像およびR2マップが示されている、バー=200pm。 磁性マクロファージが、MR標的化を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図であり、(a)MR標的化の画像処理勾配を使用する標的化される領域の模式図である。描かれるように前立腺(濃く影が付けられた四角)の位置を標的化するために、A−Y勾配が、動物中に等しく適用される。次いで、300万の磁力によって標識されたマクロファージをi.v.注射によってマウスに投与し、麻酔されたマウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンターに置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MR標的化なし)。群2は、MRI標的化を経験した。死後、(b)MRI標的化の1時間後のコラゲナーゼ処理された腫瘍のFACS解析によって、および(c)抗ヒトCD68抗体およびPrussian blue(SPIOに対する)を用いる、パラフィンワックス包埋された腫瘍切片の組織学的染色によって、ヒトマクロファージ取り込みのレベルの増大が確認された。(d)および(e)に各群の代表的なRARE画像およびR2マップが示されている、バー=200pm。 磁性マクロファージが、MR標的化を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図であり、(a)MR標的化の画像処理勾配を使用する標的化される領域の模式図である。描かれるように前立腺(濃く影が付けられた四角)の位置を標的化するために、A−Y勾配が、動物中に等しく適用される。次いで、300万の磁力によって標識されたマクロファージをi.v.注射によってマウスに投与し、麻酔されたマウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンターに置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MR標的化なし)。群2は、MRI標的化を経験した。死後、(b)MRI標的化の1時間後のコラゲナーゼ処理された腫瘍のFACS解析によって、および(c)抗ヒトCD68抗体およびPrussian blue(SPIOに対する)を用いる、パラフィンワックス包埋された腫瘍切片の組織学的染色によって、ヒトマクロファージ取り込みのレベルの増大が確認された。(d)および(e)に各群の代表的なRARE画像およびR2マップが示されている、バー=200pm。 磁性マクロファージが、MR標的化を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図であり、(a)MR標的化の画像処理勾配を使用する標的化される領域の模式図である。描かれるように前立腺(濃く影が付けられた四角)の位置を標的化するために、A−Y勾配が、動物中に等しく適用される。次いで、300万の磁力によって標識されたマクロファージをi.v.注射によってマウスに投与し、麻酔されたマウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンターに置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MR標的化なし)。群2は、MRI標的化を経験した。死後、(b)MRI標的化の1時間後のコラゲナーゼ処理された腫瘍のFACS解析によって、および(c)抗ヒトCD68抗体およびPrussian blue(SPIOに対する)を用いる、パラフィンワックス包埋された腫瘍切片の組織学的染色によって、ヒトマクロファージ取り込みのレベルの増大が確認された。(d)および(e)に各群の代表的なRARE画像およびR2マップが示されている、バー=200pm。 磁性マクロファージが、MR標的化を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図であり、(a)MR標的化の画像処理勾配を使用する標的化される領域の模式図である。描かれるように前立腺(濃く影が付けられた四角)の位置を標的化するために、A−Y勾配が、動物中に等しく適用される。次いで、300万の磁力によって標識されたマクロファージをi.v.注射によってマウスに投与し、麻酔されたマウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンターに置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MR標的化なし)。群2は、MRI標的化を経験した。死後、(b)MRI標的化の1時間後のコラゲナーゼ処理された腫瘍のFACS解析によって、および(c)抗ヒトCD68抗体およびPrussian blue(SPIOに対する)を用いる、パラフィンワックス包埋された腫瘍切片の組織学的染色によって、ヒトマクロファージ取り込みのレベルの増大が確認された。(d)および(e)に各群の代表的なRARE画像およびR2マップが示されている、バー=200pm。 MR標的化を使用して磁性マクロファージが肺転移中に導かれたことを示す図である。短パルス磁性勾配を使用して、SPIOが負荷されたマクロファージを肺に導いた。(a)コラゲナーゼ処理された肺のFACS解析は、MR標的化を用いないものよりも、MR標的化を用いて有意に多いヒトCD14+マクロファージが肺中に存在することを示した。(b)これは、肺切片におけるヒトCD68およびPrussian blueに対する免疫染色の増大を伴った。(c)CD31およびH&Eを用いる免疫染色は、磁性マクロファージの肺へのMR標的化送達は、標的化を伴わない送達と比較して、肺脈管構造に対して悪影響を有さないことを示した。n=3マウス/群である、2回の反復実験の一方から得た代表的なデータが示されている。SEMが表されている。パネルAにおけるMR標的化されていない肺と比較した、*P<0.01。バー=50pm。 MR標的化を使用して磁性マクロファージが肺転移中に導かれたことを示す図である。短パルス磁性勾配を使用して、SPIOが負荷されたマクロファージを肺に導いた。(a)コラゲナーゼ処理された肺のFACS解析は、MR標的化を用いないものよりも、MR標的化を用いて有意に多いヒトCD14+マクロファージが肺中に存在することを示した。(b)これは、肺切片におけるヒトCD68およびPrussian blueに対する免疫染色の増大を伴った。(c)CD31およびH&Eを用いる免疫染色は、磁性マクロファージの肺へのMR標的化送達は、標的化を伴わない送達と比較して、肺脈管構造に対して悪影響を有さないことを示した。n=3マウス/群である、2回の反復実験の一方から得た代表的なデータが示されている。SEMが表されている。パネルAにおけるMR標的化されていない肺と比較した、*P<0.01。バー=50pm。 MR標的化を使用して磁性マクロファージが肺転移中に導かれたことを示す図である。短パルス磁性勾配を使用して、SPIOが負荷されたマクロファージを肺に導いた。(a)コラゲナーゼ処理された肺のFACS解析は、MR標的化を用いないものよりも、MR標的化を用いて有意に多いヒトCD14+マクロファージが肺中に存在することを示した。(b)これは、肺切片におけるヒトCD68およびPrussian blueに対する免疫染色の増大を伴った。(c)CD31およびH&Eを用いる免疫染色は、磁性マクロファージの肺へのMR標的化送達は、標的化を伴わない送達と比較して、肺脈管構造に対して悪影響を有さないことを示した。n=3マウス/群である、2回の反復実験の一方から得た代表的なデータが示されている。SEMが表されている。パネルAにおけるMR標的化されていない肺と比較した、*P<0.01。バー=50pm。 磁性標的化が、ヒト前立腺(LUC−LNCaP)腫瘍に対するマクロファージウイルス療法の抗腫瘍効果を増大することを示す図である。腫瘍を有するマウスに、腫瘍溶解性ウイルス、HSV1716を保持するヒト単球由来マクロファージ(MDM)(MDM+OV)の単回用量を用いて投与した。これらを3群のマウスに分割した(各々5匹のマウス/群を有する)。1つの群は、前立腺または肺いずれかへのMR標的化を1時間経験し(MDM+OV+MRT)、別のものは、MRIスキャナーに曝露したが、MR標的化はなく(MDM+OV、MRTなし)、第3のもの(MDM+OV)は、MRIスキャナーに入らなかった。さらなる群のマウスに、100μlのPBS(対照)、1×10pfuのHSV1716の単回用量(OV)または3百万の未処理のMDMを与えた。マウスをMS画像処理システムを使用して毎週撮像し、21日後に、腫瘍および肺を取り出し、組織学のために処理した。(a)腫瘍視感度は、MR標的化が、腫瘍成長に対するOV−MDMの効果を有意に改善したことを示した。(b)種々の治療後の原発性腫瘍の代表的なIVIS画像および写真。(c)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OV代表的なRARE画像は、療法の開始および終了での腫瘍の大きさにおいて顕著な差を示す(d)。(e)原発性腫瘍における壊死の存在および(f)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OVを与えられているマウスの肺における転移を示すH&E染色された切片の外観。すべての群から得た対応するデータが示されている(e)。示されるデータは、平均+/−SEMである。定量的解析は、組織切片あたり10の高倍率視野(HPF;×20拡大率)で実施した。MDM+OV+MRT対MDM+OV(MR標的化なし)を用いて比較した統計的有意差、*P<0.05;**P<0.001;***P<0.0001、および^は、MDM+OV(MR標的化なし)およびOVを含まない群を比較している;バー、200pm。 磁性標的化が、ヒト前立腺(LUC−LNCaP)腫瘍に対するマクロファージウイルス療法の抗腫瘍効果を増大することを示す図である。腫瘍を有するマウスに、腫瘍溶解性ウイルス、HSV1716を保持するヒト単球由来マクロファージ(MDM)(MDM+OV)の単回用量を用いて投与した。これらを3群のマウスに分割した(各々5匹のマウス/群を有する)。1つの群は、前立腺または肺いずれかへのMR標的化を1時間経験し(MDM+OV+MRT)、別のものは、MRIスキャナーに曝露したが、MR標的化はなく(MDM+OV、MRTなし)、第3のもの(MDM+OV)は、MRIスキャナーに入らなかった。さらなる群のマウスに、100μlのPBS(対照)、1×10pfuのHSV1716の単回用量(OV)または3百万の未処理のMDMを与えた。マウスをMS画像処理システムを使用して毎週撮像し、21日後に、腫瘍および肺を取り出し、組織学のために処理した。(a)腫瘍視感度は、MR標的化が、腫瘍成長に対するOV−MDMの効果を有意に改善したことを示した。(b)種々の治療後の原発性腫瘍の代表的なIVIS画像および写真。(c)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OV代表的なRARE画像は、療法の開始および終了での腫瘍の大きさにおいて顕著な差を示す(d)。(e)原発性腫瘍における壊死の存在および(f)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OVを与えられているマウスの肺における転移を示すH&E染色された切片の外観。すべての群から得た対応するデータが示されている(e)。示されるデータは、平均+/−SEMである。定量的解析は、組織切片あたり10の高倍率視野(HPF;×20拡大率)で実施した。MDM+OV+MRT対MDM+OV(MR標的化なし)を用いて比較した統計的有意差、*P<0.05;**P<0.001;***P<0.0001、および^は、MDM+OV(MR標的化なし)およびOVを含まない群を比較している;バー、200pm。 磁性標的化が、ヒト前立腺(LUC−LNCaP)腫瘍に対するマクロファージウイルス療法の抗腫瘍効果を増大することを示す図である。腫瘍を有するマウスに、腫瘍溶解性ウイルス、HSV1716を保持するヒト単球由来マクロファージ(MDM)(MDM+OV)の単回用量を用いて投与した。これらを3群のマウスに分割した(各々5匹のマウス/群を有する)。1つの群は、前立腺または肺いずれかへのMR標的化を1時間経験し(MDM+OV+MRT)、別のものは、MRIスキャナーに曝露したが、MR標的化はなく(MDM+OV、MRTなし)、第3のもの(MDM+OV)は、MRIスキャナーに入らなかった。さらなる群のマウスに、100μlのPBS(対照)、1×10pfuのHSV1716の単回用量(OV)または3百万の未処理のMDMを与えた。マウスをMS画像処理システムを使用して毎週撮像し、21日後に、腫瘍および肺を取り出し、組織学のために処理した。(a)腫瘍視感度は、MR標的化が、腫瘍成長に対するOV−MDMの効果を有意に改善したことを示した。(b)種々の治療後の原発性腫瘍の代表的なIVIS画像および写真。(c)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OV代表的なRARE画像は、療法の開始および終了での腫瘍の大きさにおいて顕著な差を示す(d)。(e)原発性腫瘍における壊死の存在および(f)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OVを与えられているマウスの肺における転移を示すH&E染色された切片の外観。すべての群から得た対応するデータが示されている(e)。示されるデータは、平均+/−SEMである。定量的解析は、組織切片あたり10の高倍率視野(HPF;×20拡大率)で実施した。MDM+OV+MRT対MDM+OV(MR標的化なし)を用いて比較した統計的有意差、*P<0.05;**P<0.001;***P<0.0001、および^は、MDM+OV(MR標的化なし)およびOVを含まない群を比較している;バー、200pm。 磁性標的化が、ヒト前立腺(LUC−LNCaP)腫瘍に対するマクロファージウイルス療法の抗腫瘍効果を増大することを示す図である。腫瘍を有するマウスに、腫瘍溶解性ウイルス、HSV1716を保持するヒト単球由来マクロファージ(MDM)(MDM+OV)の単回用量を用いて投与した。これらを3群のマウスに分割した(各々5匹のマウス/群を有する)。1つの群は、前立腺または肺いずれかへのMR標的化を1時間経験し(MDM+OV+MRT)、別のものは、MRIスキャナーに曝露したが、MR標的化はなく(MDM+OV、MRTなし)、第3のもの(MDM+OV)は、MRIスキャナーに入らなかった。さらなる群のマウスに、100μlのPBS(対照)、1×10pfuのHSV1716の単回用量(OV)または3百万の未処理のMDMを与えた。マウスをMS画像処理システムを使用して毎週撮像し、21日後に、腫瘍および肺を取り出し、組織学のために処理した。(a)腫瘍視感度は、MR標的化が、腫瘍成長に対するOV−MDMの効果を有意に改善したことを示した。(b)種々の治療後の原発性腫瘍の代表的なIVIS画像および写真。(c)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OV代表的なRARE画像は、療法の開始および終了での腫瘍の大きさにおいて顕著な差を示す(d)。(e)原発性腫瘍における壊死の存在および(f)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OVを与えられているマウスの肺における転移を示すH&E染色された切片の外観。すべての群から得た対応するデータが示されている(e)。示されるデータは、平均+/−SEMである。定量的解析は、組織切片あたり10の高倍率視野(HPF;×20拡大率)で実施した。MDM+OV+MRT対MDM+OV(MR標的化なし)を用いて比較した統計的有意差、*P<0.05;**P<0.001;***P<0.0001、および^は、MDM+OV(MR標的化なし)およびOVを含まない群を比較している;バー、200pm。 磁性標的化が、ヒト前立腺(LUC−LNCaP)腫瘍に対するマクロファージウイルス療法の抗腫瘍効果を増大することを示す図である。腫瘍を有するマウスに、腫瘍溶解性ウイルス、HSV1716を保持するヒト単球由来マクロファージ(MDM)(MDM+OV)の単回用量を用いて投与した。これらを3群のマウスに分割した(各々5匹のマウス/群を有する)。1つの群は、前立腺または肺いずれかへのMR標的化を1時間経験し(MDM+OV+MRT)、別のものは、MRIスキャナーに曝露したが、MR標的化はなく(MDM+OV、MRTなし)、第3のもの(MDM+OV)は、MRIスキャナーに入らなかった。さらなる群のマウスに、100μlのPBS(対照)、1×10pfuのHSV1716の単回用量(OV)または3百万の未処理のMDMを与えた。マウスをMS画像処理システムを使用して毎週撮像し、21日後に、腫瘍および肺を取り出し、組織学のために処理した。(a)腫瘍視感度は、MR標的化が、腫瘍成長に対するOV−MDMの効果を有意に改善したことを示した。(b)種々の治療後の原発性腫瘍の代表的なIVIS画像および写真。(c)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OV代表的なRARE画像は、療法の開始および終了での腫瘍の大きさにおいて顕著な差を示す(d)。(e)原発性腫瘍における壊死の存在および(f)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OVを与えられているマウスの肺における転移を示すH&E染色された切片の外観。すべての群から得た対応するデータが示されている(e)。示されるデータは、平均+/−SEMである。定量的解析は、組織切片あたり10の高倍率視野(HPF;×20拡大率)で実施した。MDM+OV+MRT対MDM+OV(MR標的化なし)を用いて比較した統計的有意差、*P<0.05;**P<0.001;***P<0.0001、および^は、MDM+OV(MR標的化なし)およびOVを含まない群を比較している;バー、200pm。 磁性標的化が、ヒト前立腺(LUC−LNCaP)腫瘍に対するマクロファージウイルス療法の抗腫瘍効果を増大することを示す図である。腫瘍を有するマウスに、腫瘍溶解性ウイルス、HSV1716を保持するヒト単球由来マクロファージ(MDM)(MDM+OV)の単回用量を用いて投与した。これらを3群のマウスに分割した(各々5匹のマウス/群を有する)。1つの群は、前立腺または肺いずれかへのMR標的化を1時間経験し(MDM+OV+MRT)、別のものは、MRIスキャナーに曝露したが、MR標的化はなく(MDM+OV、MRTなし)、第3のもの(MDM+OV)は、MRIスキャナーに入らなかった。さらなる群のマウスに、100μlのPBS(対照)、1×10pfuのHSV1716の単回用量(OV)または3百万の未処理のMDMを与えた。マウスをMS画像処理システムを使用して毎週撮像し、21日後に、腫瘍および肺を取り出し、組織学のために処理した。(a)腫瘍視感度は、MR標的化が、腫瘍成長に対するOV−MDMの効果を有意に改善したことを示した。(b)種々の治療後の原発性腫瘍の代表的なIVIS画像および写真。(c)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OV代表的なRARE画像は、療法の開始および終了での腫瘍の大きさにおいて顕著な差を示す(d)。(e)原発性腫瘍における壊死の存在および(f)MR標的化を有するまたは有さないMDM+OVを与えられているマウスの肺における転移を示すH&E染色された切片の外観。すべての群から得た対応するデータが示されている(e)。示されるデータは、平均+/−SEMである。定量的解析は、組織切片あたり10の高倍率視野(HPF;×20拡大率)で実施した。MDM+OV+MRT対MDM+OV(MR標的化なし)を用いて比較した統計的有意差、*P<0.05;**P<0.001;***P<0.0001、および^は、MDM+OV(MR標的化なし)およびOVを含まない群を比較している;バー、200pm。 新規経内皮遊走(TEM)フローアッセイを使用する最初のMRT検査を示す図である。3D腫瘍スフェロイドならびに血管内皮層を収容できるフローチャンバーを設計した。したがって、流れる「磁性細胞」は、血管バリアを横切り、その後、3D腫瘍に入ることを必要とし、これは、血管壁中の内皮細胞を通る細胞の通過をシミュレートする(A:左パネル)。TEMフローチャンバーを、球状(6mm直径)均質7T磁場を有するMRIスキャナーのアイソセンター中に置く。(−y)勾配方向に300mT/mの強度を有するパルス勾配(最大の50%)を適用した。得られた不均一磁場(dB/dy場)は、磁性粒子を取り込みの増大のために腫瘍スフェロイドに向けて導くことができた(A:右パネル)。(B)細胞死に対するSPIOの効果を示すグラフ;MRTが適用されなかった場合と比較した、MRI画像の歪みおよびシグナルの喪失によって取り込みが確認された(Ci)。リポーターアデノウイルス(AdCMVGFP)を保持するマクロファージに浸潤された全スフェロイドの対応する蛍光画像が、(Cii)に示される。酵素的に分散されたスフェロイドのフローサイトメトリーは、勾配が適用された場合に(Ciii&iv)、スフェロイドに浸潤する磁性細胞の数(CD14+であったスフェロイド中に存在するすべての細胞の%)は有意に(*P<0.03)増大することを明らかにした。データは、平均±SEMであり、6回の反復実験を代表する。MRT処理された細胞と比較された、統計的有意差p=0.0001。バー=100μm。 新規経内皮遊走(TEM)フローアッセイを使用する最初のMRT検査を示す図である。3D腫瘍スフェロイドならびに血管内皮層を収容できるフローチャンバーを設計した。したがって、流れる「磁性細胞」は、血管バリアを横切り、その後、3D腫瘍に入ることを必要とし、これは、血管壁中の内皮細胞を通る細胞の通過をシミュレートする(A:左パネル)。TEMフローチャンバーを、球状(6mm直径)均質7T磁場を有するMRIスキャナーのアイソセンター中に置く。(−y)勾配方向に300mT/mの強度を有するパルス勾配(最大の50%)を適用した。得られた不均一磁場(dB/dy場)は、磁性粒子を取り込みの増大のために腫瘍スフェロイドに向けて導くことができた(A:右パネル)。(B)細胞死に対するSPIOの効果を示すグラフ;MRTが適用されなかった場合と比較した、MRI画像の歪みおよびシグナルの喪失によって取り込みが確認された(Ci)。リポーターアデノウイルス(AdCMVGFP)を保持するマクロファージに浸潤された全スフェロイドの対応する蛍光画像が、(Cii)に示される。酵素的に分散されたスフェロイドのフローサイトメトリーは、勾配が適用された場合に(Ciii&iv)、スフェロイドに浸潤する磁性細胞の数(CD14+であったスフェロイド中に存在するすべての細胞の%)は有意に(*P<0.03)増大することを明らかにした。データは、平均±SEMであり、6回の反復実験を代表する。MRT処理された細胞と比較された、統計的有意差p=0.0001。バー=100μm。 新規経内皮遊走(TEM)フローアッセイを使用する最初のMRT検査を示す図である。3D腫瘍スフェロイドならびに血管内皮層を収容できるフローチャンバーを設計した。したがって、流れる「磁性細胞」は、血管バリアを横切り、その後、3D腫瘍に入ることを必要とし、これは、血管壁中の内皮細胞を通る細胞の通過をシミュレートする(A:左パネル)。TEMフローチャンバーを、球状(6mm直径)均質7T磁場を有するMRIスキャナーのアイソセンター中に置く。(−y)勾配方向に300mT/mの強度を有するパルス勾配(最大の50%)を適用した。得られた不均一磁場(dB/dy場)は、磁性粒子を取り込みの増大のために腫瘍スフェロイドに向けて導くことができた(A:右パネル)。(B)細胞死に対するSPIOの効果を示すグラフ;MRTが適用されなかった場合と比較した、MRI画像の歪みおよびシグナルの喪失によって取り込みが確認された(Ci)。リポーターアデノウイルス(AdCMVGFP)を保持するマクロファージに浸潤された全スフェロイドの対応する蛍光画像が、(Cii)に示される。酵素的に分散されたスフェロイドのフローサイトメトリーは、勾配が適用された場合に(Ciii&iv)、スフェロイドに浸潤する磁性細胞の数(CD14+であったスフェロイド中に存在するすべての細胞の%)は有意に(*P<0.03)増大することを明らかにした。データは、平均±SEMであり、6回の反復実験を代表する。MRT処理された細胞と比較された、統計的有意差p=0.0001。バー=100μm。 磁性マクロファージが、MRIスキャナー中に生じた磁場を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図である。300万の磁力によって標識されたマクロファージを、i.v.注射によって投与し、次いで、マウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンター中に置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MRTなし)。群2は、MRTを経験した。CD31標識した腫瘍の切片において、視野あたり高倍率視野あたりの血管数を記録した(a)。MRTを使用してマクロファージを組織中に導くことは、MRTを施されなかったマウスと比較して、腫瘍中の血管数に対して有意な効果を有さなかった(p=0.5165)。腫瘍中へのMRT後の各群の代表的なMRI画像は、シグナルの量的低減を示し、これは、両群における横緩和速度の解析によって確認された(b)。群2は、群1を上回る減衰率の増大を示す。MRIを用いてシグナル差を検討するための推定される最良のエコー時間は、およそ60msである−MRIで導くことは、このエコー時間でシグナルの10%低減につながる。この著しいシグナル低減は、群2における鉄のレベルの増大の存在を示唆する。腫瘍組織の正常な減衰率もまた比較のために(対照)示される。この実験は、ただし、SPIOを有さないマクロファージを使用して反復される(群あたりN=3マウス)。(c)における腫瘍のMRI画像では極めて小さい歪みが見え、これは、非磁性マクロファージの低い取り込みを示し、これは、コラゲナーゼ処理組織のFACS解析によって確認された(d)。示されたデータは、平均±SEMである。バー=200μmである。 磁性マクロファージが、MRIスキャナー中に生じた磁場を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図である。300万の磁力によって標識されたマクロファージを、i.v.注射によって投与し、次いで、マウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンター中に置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MRTなし)。群2は、MRTを経験した。CD31標識した腫瘍の切片において、視野あたり高倍率視野あたりの血管数を記録した(a)。MRTを使用してマクロファージを組織中に導くことは、MRTを施されなかったマウスと比較して、腫瘍中の血管数に対して有意な効果を有さなかった(p=0.5165)。腫瘍中へのMRT後の各群の代表的なMRI画像は、シグナルの量的低減を示し、これは、両群における横緩和速度の解析によって確認された(b)。群2は、群1を上回る減衰率の増大を示す。MRIを用いてシグナル差を検討するための推定される最良のエコー時間は、およそ60msである−MRIで導くことは、このエコー時間でシグナルの10%低減につながる。この著しいシグナル低減は、群2における鉄のレベルの増大の存在を示唆する。腫瘍組織の正常な減衰率もまた比較のために(対照)示される。この実験は、ただし、SPIOを有さないマクロファージを使用して反復される(群あたりN=3マウス)。(c)における腫瘍のMRI画像では極めて小さい歪みが見え、これは、非磁性マクロファージの低い取り込みを示し、これは、コラゲナーゼ処理組織のFACS解析によって確認された(d)。示されたデータは、平均±SEMである。バー=200μmである。 磁性マクロファージが、MRIスキャナー中に生じた磁場を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図である。300万の磁力によって標識されたマクロファージを、i.v.注射によって投与し、次いで、マウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンター中に置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MRTなし)。群2は、MRTを経験した。CD31標識した腫瘍の切片において、視野あたり高倍率視野あたりの血管数を記録した(a)。MRTを使用してマクロファージを組織中に導くことは、MRTを施されなかったマウスと比較して、腫瘍中の血管数に対して有意な効果を有さなかった(p=0.5165)。腫瘍中へのMRT後の各群の代表的なMRI画像は、シグナルの量的低減を示し、これは、両群における横緩和速度の解析によって確認された(b)。群2は、群1を上回る減衰率の増大を示す。MRIを用いてシグナル差を検討するための推定される最良のエコー時間は、およそ60msである−MRIで導くことは、このエコー時間でシグナルの10%低減につながる。この著しいシグナル低減は、群2における鉄のレベルの増大の存在を示唆する。腫瘍組織の正常な減衰率もまた比較のために(対照)示される。この実験は、ただし、SPIOを有さないマクロファージを使用して反復される(群あたりN=3マウス)。(c)における腫瘍のMRI画像では極めて小さい歪みが見え、これは、非磁性マクロファージの低い取り込みを示し、これは、コラゲナーゼ処理組織のFACS解析によって確認された(d)。示されたデータは、平均±SEMである。バー=200μmである。 磁性マクロファージが、MRIスキャナー中に生じた磁場を使用して原発性前立腺腫瘍中に導かれたことを示す図である。300万の磁力によって標識されたマクロファージを、i.v.注射によって投与し、次いで、マウスを、7T MRIスキャナーのアイソセンター中に置いた。対象を2群に分けた。群1は、1時間後に撮像した(MRTなし)。群2は、MRTを経験した。CD31標識した腫瘍の切片において、視野あたり高倍率視野あたりの血管数を記録した(a)。MRTを使用してマクロファージを組織中に導くことは、MRTを施されなかったマウスと比較して、腫瘍中の血管数に対して有意な効果を有さなかった(p=0.5165)。腫瘍中へのMRT後の各群の代表的なMRI画像は、シグナルの量的低減を示し、これは、両群における横緩和速度の解析によって確認された(b)。群2は、群1を上回る減衰率の増大を示す。MRIを用いてシグナル差を検討するための推定される最良のエコー時間は、およそ60msである−MRIで導くことは、このエコー時間でシグナルの10%低減につながる。この著しいシグナル低減は、群2における鉄のレベルの増大の存在を示唆する。腫瘍組織の正常な減衰率もまた比較のために(対照)示される。この実験は、ただし、SPIOを有さないマクロファージを使用して反復される(群あたりN=3マウス)。(c)における腫瘍のMRI画像では極めて小さい歪みが見え、これは、非磁性マクロファージの低い取り込みを示し、これは、コラゲナーゼ処理組織のFACS解析によって確認された(d)。示されたデータは、平均±SEMである。バー=200μmである。 磁性マクロファージが、その他の組織/臓器において極めて少数で検出されたことを示す図である。磁性マクロファージを腫瘍中にMRIで導くことは、その他の組織への極めて少ないマクロファージ局在化をもたらした。これは、死後取り出された組織および臓器のパラフィンワックス包埋された切片の組織学的染色によって決定された。MRTを施されたまたはMRTを施されない腫瘍を保持するマウスから採取された肝臓および脾臓の代表的な切片が示されている。これらの組織の両方では、抗CD68を用いる染色後に、わずかなヒトマクロファージ(<2%、肝臓&<1%脾臓)が検出された。バー=100μm。 磁性マクロファージが、MRTを使用して肺転移の区域中に導かれたことを示す図である。これは、EPCAM(ヒト前立腺腫瘍細胞を検出するために)および鉄陽性ヒトマクロファージを検出するためのPrussian Blue(PB)を用いる、肺組織のワックス包埋された連続切片の組織学的染色によって確認された。代表的な画像は、PBに対して陽性のマクロファージが、MRIで導いた後のマウスの肺内の転移性沈着物に近接して検出されたことを示す。(a)注目すべきは、H&E染色後に鉄が、MRTによって肺に標的化されたマクロファージとともに目に見えた(b)。バー=200μmおよびバー=50μm。 磁性マクロファージが、MRTを使用して肺転移の区域中に導かれたことを示す図である。これは、EPCAM(ヒト前立腺腫瘍細胞を検出するために)および鉄陽性ヒトマクロファージを検出するためのPrussian Blue(PB)を用いる、肺組織のワックス包埋された連続切片の組織学的染色によって確認された。代表的な画像は、PBに対して陽性のマクロファージが、MRIで導いた後のマウスの肺内の転移性沈着物に近接して検出されたことを示す。(a)注目すべきは、H&E染色後に鉄が、MRTによって肺に標的化されたマクロファージとともに目に見えた(b)。バー=200μmおよびバー=50μm。 HSV1716が、LNCaPおよびマクロファージ腫瘍退縮を誘導することを示すグラフである。HSV1716:GFPを、正常酸素圧(20% O)および低酸素(0.5% O)培養条件でインキュベートされたLNCaP細胞の培養物に添加した。腫瘍細胞死をヨウ化プロピジウムを使用してフローサイトメトリーによって評価し、非感染細胞を上回って大幅に増大した(a)。これは、用量依存性であり、正常酸素圧では、MOI5でp<0.03、MOI50でp<0.001および低酸素では、MOI5でp<0.01、MOI50でp<0.001であった。MOI5および50の両方で正常酸素圧および低酸素条件間で統計的有意性は観察されなかった。HSV1716は、感染の48時間後のフローサイトメトリーによって評価されるように、MOI5および50でMDMによって効率的に取り込まれる。正常酸素圧培養条件は、低酸素条件(b)と比較して、MOI5で(p<0.0004)およびMOI50(p<0.001)で有意により多いGFP発現マクロファージをもたらしたが、興味深いことに、感染の96時間後にマクロファージ上清において検出されるHSV1716の濃度(PFU/ml)は、低酸素においてMOI5および50の両方で、正常酸素圧条件と比較して高かった。最後に、マクロファージ細胞死は、HSV1716による感染後に、正常酸素圧および低酸素の両方において同等に感染性であった(p<0.2)(c、d)。データは、n=4の独立実験の平均±SEMである。 HSV1716が、LNCaPおよびマクロファージ腫瘍退縮を誘導することを示すグラフである。HSV1716:GFPを、正常酸素圧(20% O)および低酸素(0.5% O)培養条件でインキュベートされたLNCaP細胞の培養物に添加した。腫瘍細胞死をヨウ化プロピジウムを使用してフローサイトメトリーによって評価し、非感染細胞を上回って大幅に増大した(a)。これは、用量依存性であり、正常酸素圧では、MOI5でp<0.03、MOI50でp<0.001および低酸素では、MOI5でp<0.01、MOI50でp<0.001であった。MOI5および50の両方で正常酸素圧および低酸素条件間で統計的有意性は観察されなかった。HSV1716は、感染の48時間後のフローサイトメトリーによって評価されるように、MOI5および50でMDMによって効率的に取り込まれる。正常酸素圧培養条件は、低酸素条件(b)と比較して、MOI5で(p<0.0004)およびMOI50(p<0.001)で有意により多いGFP発現マクロファージをもたらしたが、興味深いことに、感染の96時間後にマクロファージ上清において検出されるHSV1716の濃度(PFU/ml)は、低酸素においてMOI5および50の両方で、正常酸素圧条件と比較して高かった。最後に、マクロファージ細胞死は、HSV1716による感染後に、正常酸素圧および低酸素の両方において同等に感染性であった(p<0.2)(c、d)。データは、n=4の独立実験の平均±SEMである。 HSV1716が、LNCaPおよびマクロファージ腫瘍退縮を誘導することを示すグラフである。HSV1716:GFPを、正常酸素圧(20% O)および低酸素(0.5% O)培養条件でインキュベートされたLNCaP細胞の培養物に添加した。腫瘍細胞死をヨウ化プロピジウムを使用してフローサイトメトリーによって評価し、非感染細胞を上回って大幅に増大した(a)。これは、用量依存性であり、正常酸素圧では、MOI5でp<0.03、MOI50でp<0.001および低酸素では、MOI5でp<0.01、MOI50でp<0.001であった。MOI5および50の両方で正常酸素圧および低酸素条件間で統計的有意性は観察されなかった。HSV1716は、感染の48時間後のフローサイトメトリーによって評価されるように、MOI5および50でMDMによって効率的に取り込まれる。正常酸素圧培養条件は、低酸素条件(b)と比較して、MOI5で(p<0.0004)およびMOI50(p<0.001)で有意により多いGFP発現マクロファージをもたらしたが、興味深いことに、感染の96時間後にマクロファージ上清において検出されるHSV1716の濃度(PFU/ml)は、低酸素においてMOI5および50の両方で、正常酸素圧条件と比較して高かった。最後に、マクロファージ細胞死は、HSV1716による感染後に、正常酸素圧および低酸素の両方において同等に感染性であった(p<0.2)(c、d)。データは、n=4の独立実験の平均±SEMである。 HSV1716が、LNCaPおよびマクロファージ腫瘍退縮を誘導することを示すグラフである。HSV1716:GFPを、正常酸素圧(20% O)および低酸素(0.5% O)培養条件でインキュベートされたLNCaP細胞の培養物に添加した。腫瘍細胞死をヨウ化プロピジウムを使用してフローサイトメトリーによって評価し、非感染細胞を上回って大幅に増大した(a)。これは、用量依存性であり、正常酸素圧では、MOI5でp<0.03、MOI50でp<0.001および低酸素では、MOI5でp<0.01、MOI50でp<0.001であった。MOI5および50の両方で正常酸素圧および低酸素条件間で統計的有意性は観察されなかった。HSV1716は、感染の48時間後のフローサイトメトリーによって評価されるように、MOI5および50でMDMによって効率的に取り込まれる。正常酸素圧培養条件は、低酸素条件(b)と比較して、MOI5で(p<0.0004)およびMOI50(p<0.001)で有意により多いGFP発現マクロファージをもたらしたが、興味深いことに、感染の96時間後にマクロファージ上清において検出されるHSV1716の濃度(PFU/ml)は、低酸素においてMOI5および50の両方で、正常酸素圧条件と比較して高かった。最後に、マクロファージ細胞死は、HSV1716による感染後に、正常酸素圧および低酸素の両方において同等に感染性であった(p<0.2)(c、d)。データは、n=4の独立実験の平均±SEMである。 HSV1716が、ヒトマクロファージに感染し、その中で複製し、死滅させることを示す図である。7日目に、GFPタグの付いたHSV1716に感染したヒト単球由来マクロファージは、細胞死の増大と相関する感染の有意な増大を実証する。図表は、(A)ヒト単球由来マクロファージの感染、(B)マクロファージ死滅を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716が、ヒトマクロファージに感染し、その中で複製し、死滅させることを示す図である。7日目に、GFPタグの付いたHSV1716に感染したヒト単球由来マクロファージは、細胞死の増大と相関する感染の有意な増大を実証する。図表は、(A)ヒト単球由来マクロファージの感染、(B)マクロファージ死滅を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 ヒトマクロファージ内でのHSV1716複製を示す図である。ウイルスタンパク質の発現の調査は、ウイルス複製に必要な最初期(ICPO)および後期(gB)遺伝子の両方が、マクロファージにおいて著しい遺伝子発現を実証することを示した。図表は、(A)ICPO発現、(B)ICP8発現、(C)gB発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 ヒトマクロファージ内でのHSV1716複製を示す図である。ウイルスタンパク質の発現の調査は、ウイルス複製に必要な最初期(ICPO)および後期(gB)遺伝子の両方が、マクロファージにおいて著しい遺伝子発現を実証することを示した。図表は、(A)ICPO発現、(B)ICP8発現、(C)gB発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 ヒトマクロファージ内でのHSV1716複製を示す図である。ウイルスタンパク質の発現の調査は、ウイルス複製に必要な最初期(ICPO)および後期(gB)遺伝子の両方が、マクロファージにおいて著しい遺伝子発現を実証することを示した。図表は、(A)ICPO発現、(B)ICP8発現、(C)gB発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 ヒトマクロファージにおける細胞死の機序を示す図である。HSV1716は、アポトーシスによって、Fas依存性にマクロファージを死滅させ、FasLおよびBcl−2遺伝子発現の両方とも、5のMOIのHSV1716による感染の24時間後に上方制御される。自食作用に関与する遺伝子(Atg5およびLC3B)の発現は、大幅に変更されなかった。図表は、(A)FasL、(B)Bcl−2、(C)LC3B、(D)Atg5の発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 ヒトマクロファージにおける細胞死の機序を示す図である。HSV1716は、アポトーシスによって、Fas依存性にマクロファージを死滅させ、FasLおよびBcl−2遺伝子発現の両方とも、5のMOIのHSV1716による感染の24時間後に上方制御される。自食作用に関与する遺伝子(Atg5およびLC3B)の発現は、大幅に変更されなかった。図表は、(A)FasL、(B)Bcl−2、(C)LC3B、(D)Atg5の発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 ヒトマクロファージにおける細胞死の機序を示す図である。HSV1716は、アポトーシスによって、Fas依存性にマクロファージを死滅させ、FasLおよびBcl−2遺伝子発現の両方とも、5のMOIのHSV1716による感染の24時間後に上方制御される。自食作用に関与する遺伝子(Atg5およびLC3B)の発現は、大幅に変更されなかった。図表は、(A)FasL、(B)Bcl−2、(C)LC3B、(D)Atg5の発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 ヒトマクロファージにおける細胞死の機序を示す図である。HSV1716は、アポトーシスによって、Fas依存性にマクロファージを死滅させ、FasLおよびBcl−2遺伝子発現の両方とも、5のMOIのHSV1716による感染の24時間後に上方制御される。自食作用に関与する遺伝子(Atg5およびLC3B)の発現は、大幅に変更されなかった。図表は、(A)FasL、(B)Bcl−2、(C)LC3B、(D)Atg5の発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、感染の24時間後の炎症の通常のマーカーのmRNA発現を大幅に誘導する。図表は、(A)IL−6、(B)IL−8、(C)IL−10、(D)TNFα、(E)TGFβ、(F)NFκBのmRNAの発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、感染の24時間後の炎症の通常のマーカーのmRNA発現を大幅に誘導する。図表は、(A)IL−6、(B)IL−8、(C)IL−10、(D)TNFα、(E)TGFβ、(F)NFκBのmRNAの発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、感染の24時間後の炎症の通常のマーカーのmRNA発現を大幅に誘導する。図表は、(A)IL−6、(B)IL−8、(C)IL−10、(D)TNFα、(E)TGFβ、(F)NFκBのmRNAの発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、感染の24時間後の炎症の通常のマーカーのmRNA発現を大幅に誘導する。図表は、(A)IL−6、(B)IL−8、(C)IL−10、(D)TNFα、(E)TGFβ、(F)NFκBのmRNAの発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、感染の24時間後の炎症の通常のマーカーのmRNA発現を大幅に誘導する。図表は、(A)IL−6、(B)IL−8、(C)IL−10、(D)TNFα、(E)TGFβ、(F)NFκBのmRNAの発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、感染の24時間後の炎症の通常のマーカーのmRNA発現を大幅に誘導する。図表は、(A)IL−6、(B)IL−8、(C)IL−10、(D)TNFα、(E)TGFβ、(F)NFκBのmRNAの発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。X軸0=マクロファージ(ウイルスなし)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、通常の炎症性M1マクロファージマーカー(NOS2、CXCL10)のmRNA発現を大幅に誘導し、腫瘍由来マクロファージによって発現される通常のM2マーカー(MRC1)を下方制御する。図表は、(A)Arg1、(B)Nos2、(C)MRC1、(D)VEGF、(E)CXCL10のmRNA発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、通常の炎症性M1マクロファージマーカー(NOS2、CXCL10)のmRNA発現を大幅に誘導し、腫瘍由来マクロファージによって発現される通常のM2マーカー(MRC1)を下方制御する。図表は、(A)Arg1、(B)Nos2、(C)MRC1、(D)VEGF、(E)CXCL10のmRNA発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、通常の炎症性M1マクロファージマーカー(NOS2、CXCL10)のmRNA発現を大幅に誘導し、腫瘍由来マクロファージによって発現される通常のM2マーカー(MRC1)を下方制御する。図表は、(A)Arg1、(B)Nos2、(C)MRC1、(D)VEGF、(E)CXCL10のmRNA発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、通常の炎症性M1マクロファージマーカー(NOS2、CXCL10)のmRNA発現を大幅に誘導し、腫瘍由来マクロファージによって発現される通常のM2マーカー(MRC1)を下方制御する。図表は、(A)Arg1、(B)Nos2、(C)MRC1、(D)VEGF、(E)CXCL10のmRNA発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいて炎症性表現型を誘導することを示す図である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、通常の炎症性M1マクロファージマーカー(NOS2、CXCL10)のmRNA発現を大幅に誘導し、腫瘍由来マクロファージによって発現される通常のM2マーカー(MRC1)を下方制御する。図表は、(A)Arg1、(B)Nos2、(C)MRC1、(D)VEGF、(E)CXCL10のmRNA発現を示す。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、6回の独立実験を実施した(n=6)。 HSV1716感染が、マクロファージにおいてPCNA発現を誘導することを示す図表である。7日目単球由来マクロファージのHSV1716感染は、PCNA発現を誘導する。これは、最終的に区別される非腫瘍細胞においてウイルス複製およびマクロファージ細胞死を誘導するための可能性ある機序である。すべてのデータは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対して正規化され、4回の独立実験を実施した(n=4)。
[実施例]
本発明の1つまたは複数の実施形態の詳細は、本発明を実施するための本発明者らが企図する最良の形態の具体的な詳細を含めて、実施例により、以下の付随する説明に記載する。本発明がこれらの具体的な詳細に限定されずに実施され得ることは、当業者には明らかであろう。
以下に提示される実施例は、腫瘍溶解性HSV1716(Seprehvir)に感染した腫瘍によってコンディショニングされたマクロファージが、iNOS、IL−6、IL−8およびTNF−αなどの炎症性因子の発現を特徴とする、古典的な活性化された(M1)プロファイルを示すことを示す。
さらに、M1マクロファージを、超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPIO)を使用して磁力によって標識し、次いで、すべての磁気共鳴画像処理システム(MRI)に固有のパルス磁場勾配を使用して、血流から、原発性および続発性腫瘍を含む深部標的組織に非侵襲性に導くことができる。本発明者らは、この磁気共鳴標的化(MRT)アプローチを使用して、細胞ベースの腫瘍溶解性ウイルス療法を送達した。次いで、緩和時間測定法測定値は、標準MR画像処理を使用して、この療法の有効性をモニタリングできることを示唆する。
HSV1716およびヒト一次マクロファージ
1)最初の研究では、HSV1716をおよそ4pfu/細胞で用いてヒトマクロファージに感染させ、次いで、正常および低酸素条件下で細胞をインキュベートした。試料を、感染(+1.5時間、+24時間、+48時間および+72時間)後、種々の時点で取り出し、滴定した(図1)。
1時間内にウイルスの90%がマクロファージによって吸着され、次いで、正常酸素圧または低酸素のいずれでも24または48時間でウイルスは検出可能ではなかった(滴定の検出限界は、100pfu/mlである)。
72時間でウイルスは、著しく検出可能であったが、この時間での量は、正常酸素圧対低酸素マクロファージにおいて同様であった。この出現性ウイルスは、いくつかの一時的な不顕性の状態に入った元の投入したものであり得るか、またはマクロファージにおける複製の第1波に相当し得るので、大いに目的のものである。
2)漸減するHSV1716moi(40、4、0.4および0.04)を用いてマクロファージに感染させ、72時間後にだけ、試料を滴定した。moi40、4および0.4で感染させたマクロファージからウイルスを検出したが、0.04moiで感染させたものからは検出されなかった(図2)。
興味深いことに、投入したpfuに対する72時間後に検出されたウイルスの割合は、図1に示される、2つのその他の72時間の正常酸素圧/低酸素時点から得たものとおよそ同一および同様であった。
要約すると、ヒト一次マクロファージは、HSV1716を吸着する高い能力を有し、48時間後に培養物中のマクロファージから活性ウイルスを収集できるとわかった。
3種の異なるがん細胞株を使用し(LNCaP、PC3、T47D)、マクロファージを、ヒト単核細胞から導き;多細胞性スフェロイドを、アガロースコーティングされた培養プレート上で調製し;HSV1716GFPを使用して、蛍光顕微鏡およびフローサイトメトリーによる、がん細胞による取り込みおよび腫瘍スフェロイドの定量化を可能にし;最後に、RT−PCRを実施して、HSV1716感染後のマクロファージ遺伝子発現の変化を解析した。
結果は、HSV1716が、前立腺および乳がん細胞株において細胞死を誘導することおよびHSV1716に感染したマクロファージが、96時間内に効率的に死滅させられることを示した。さらに、HSV1716に感染したマクロファージによるスフェロイドの浸潤は、腫瘍スフェロイド細胞死を引き起こす。
材料および方法
細胞株
ヒト前立腺癌細胞株LNCaPおよびPC3およびヒト乳癌細胞株T47Dは、Dr Helen Bryant(Department of Oncology、The Medical School、Sheffield、UK)によって提供された。細胞を10%ウシ胎児血清を補給したRPMI中で培養した。
ヒトMDMの調製
マクロファージを、血小板が枯渇したバフィーコート(Blood Transfusion Service、Royal Hallamshire Hospital、Sheffield、UK)から単離されたヒト単核細胞から導いた。単核細胞をフィコール勾配遠心分離を使用して血液から分離した(BURKE 2003)。単離後、単核細胞をT75組織培養フラスコ中に播種し(約70×10個細胞/フラスコ)、2%AB血清を補給したIMDM中で3日間培養した。
単純ヘルペスウイルス1716
HSV1716は、Virttu Biologies(Glasgow、UK)によって提供された。腫瘍細胞の感染を、0.5および5の感染多重度(MOI)、すなわち、感染の際に細胞あたりに添加されるウイルス粒子の数によって実施した。マクロファージ感染のために、5および50のMOIを使用した。GFPを用いて標識することによって、HSV1716の検出(フローサイトメトリーおよび蛍光顕微鏡によって測定される)が可能となった。
一次MDMの感染
MDMを、2%AB血清を補給したIMDM中で3日間培養し;3日後、細胞をPBSを用いて洗浄し、培地を10% FBSを補給したRPMIと交換した。MOI50で細胞に感染させ、一晩インキュベートした(正常酸素圧条件:20% PO;低酸素条件:0.1%PO)。24時間後、コンディショニング培地を新鮮培地と交換し、さらに72時間細胞をインキュベートした。感染から96時間(4日)後、フローサイトメトリーによって細胞生存力を測定した。
腫瘍スフェロイドへの一次MDMの浸潤
腫瘍スフェロイドを、LNCaP細胞を使用し、2×10個細胞/ウェルを、100μΙ RPMI(+10% FBS)中で、2%アガロースコーティングされた96ウェルプレート中に播種することによって調製した。72時間(3日)後、5×10個の感染マクロファージを各ウェルに添加した。さらに5日後に細胞死の解析を実施した;毎日、スフェロイドを、蛍光顕微鏡下で観察して、低酸素コアにおけるHSV1716GFPの存在を検出した。
フローサイトメトリー
細胞生存力/死滅およびGFP発現を、フローサイトメトリーによって測定した。細胞を回収し、PBSに再懸濁し、PI(1μΙ/試料)を用いて標識して、細胞死を定量化した。Attune Acoustic Focusing Cytometer(Life Technologies)を使用して、各試料中のPI陽性細胞およびGFP陽性細胞のパーセンテージを解析した。BL3検出器によってPI(励起波長:488nm;最大発光:617nm)を検出し;GFP検出のためにはBL1を使用した(488nmで励起および509nmで最大発光)。
RT−PCR
逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)を実施して、感染マクロファージにおけるRNAレベルを検出し、HSV1716が遺伝子発現の変化を引き起こすか否かを決定した。細胞(1.5×10個)を、6ウェルプレート中にプレーティングし、HSV1716をMOI50で用いて感染させた。48時間インキュベートした後(正常酸素圧条件:20% pO;低酸素条件:0.1% pO)、細胞を回収し、RNeasy Miniキット(Qiagen)を使用してRNA抽出を実施した。RNAからPrimer design Precision nanoScript RTキットおよびT100 Thermal Cycler(Bio−Rad)を使用してcDNAを合成した。cDNAを、目的の遺伝子のプライマーとともに384ウェルPCRプレートにプレーティングした。ABI7900リアルタイムPCRを使用してPCRを実施した。
統計解析
データは、平均±SEMとして報告した。統計分析およびグラフィックスは、GraphPad Prismを使用して実施した。多重比較のための二元配置ANOVA試験および多重t検定を実施して、得られた実験データを比較した。統計的有意性は、p=0.05の値に制限された。
結果
HSV1716は、腫瘍細胞死を誘導する
LNCaP細胞株
HSV1716の前立腺がん細胞に対する腫瘍溶解性潜在力を解析するために、LNCaP細胞を、12ウェルプレート中に播種し(2×10個細胞/ウェル)、HSV1716をMOI0(対照)、0.5および5で用いて感染させた。生存細胞によるウイルス取り込みを可視化するために、HSV1716−GFPを使用して感染を反復した。プレートを正常酸素圧および低酸素インキュベーター中に維持し、酸素化条件および非酸素化条件の両方においてHSV1716の細胞を死滅させる能力を調べた。24時間後、コンディショニング培地を新鮮培地と交換した。72時間後、プレートを回収し、フローサイトメトリーによって細胞を解析した。細胞死をPl(+)細胞として測定し;生存細胞におけるウイルス取り込みは、GFP(+)/PI(−)細胞として測定した(図3)。感染から72時間後、正常酸素圧条件において、MOI0.5で56±6.35%の細胞において(p<0.0001)、およびMOI5で53±8.7%の細胞において(p<0.0001)ウイルス取り込みが観察されたが、低酸素条件では、レベルはかなり低かった(MOI5で6±4.73%、p<0.05)。MOI5では、正常酸素圧(31±7.32%、p<0.01)および低酸素(38±1.36%、p<0.05)条件の両方において統計的に有意なレベルの細胞死が観察された(図4)。興味深いことに、ウイルス取り込みは、低酸素条件下で高いと思われたが、結果は、MOI5で有意なレベルの細胞死を明らかにした(図4)。
PC3細胞株
PC3は、高い転移能を有する前立腺がん細胞株であり、LNCaPよりも相当により侵襲性である。2×10個細胞を12ウェルプレート中に播種し、HSV1716をMOI0、0.5および5で用いて感染させた。細胞を、正常酸素圧および低酸素条件において72時間インキュベートした。24時間後、コンディショニング培地を新鮮培地と交換して、細胞によって取り込まれていないウイルス粒子を排除した。72時間後、フローサイトメトリーによって細胞を解析し、PI(−)/GFP(+)細胞の量をプロットした(図5)。ウイルス取り込みのパーセンテージは、正常酸素圧条件におけるウイルス粒子によって感染した生存細胞の有意な存在を示し(MOI0.5で20±4.46%、MOI5で17±4.37%、p<0.05);細胞死は、正常酸素圧(MOI0.5で23±2.49%、p<0.0001およびMOI5で7±3.14%、p<0.01)および低酸素条件(MOI0.5で20±1.34%およびMOI5で19±2.68%、p<0.05)の両方で統計的に有意であり、生存細胞によるウイルス取り込みおよび細胞死のパーセンテージは、図表で報告した(図6)。
T47D細胞株
HSV1716の、種々の種類の固形腫瘍に対する腫瘍溶解性能力を調べるために、乳癌細胞株、T47Dの感染の効果を評価付けした。1×10個細胞を12ウェルプレート中に播種し、HSV1716およびHSV1716−GFPを、MOI0、0.5および5で用いて感染させた。細胞を、正常酸素圧および低酸素条件下で72時間インキュベートし、フローサイトメトリーによって解析した。いずれの条件においても細胞死の徴候がないことが観察され、ウイルス取り込みは、MOI0.5でさえ顕著に高かった(データは示していない)。したがって、120時間後に解析を反復して、T47D細胞株が、HSV1716に対して応答性ではないのか、前立腺癌細胞株よりも感受性が少ないだけのかを検証した。120時間後、フローサイトメトリーによって細胞を観察し、PI(−)/GFP(+)細胞の量をプロットした(図7)。生存細胞によるウイルス取り込みは、MOI0.5および5で有意であり、低酸素(MOI0.5で27±5.52%、MOI5で17±2.18%、p<0.001)よりも正常酸素圧(MOI0.5で38±0.35%、MOI5で49±0.49%、p<0.0001)において有意に高いレベルであり、細胞死は、正常酸素圧および低酸素条件の両方においてMOI5で有意であるとわかった(それぞれ、29±1.37%および22±5.82%、p<0.0001)(図8b)。
ヒトマクロファージに対するHSV1716感染の効果
HSV1716は、ヒトマクロファージを効率的に死滅させる
マクロファージを、HSV1716療法のための送達系として使用できるか否かを決定するために、マクロファージ細胞に対するウイルス感染の結果を試験することは基本的なことであった。単離から3日後、MDMを回収し、カウントし;1×10個細胞を6ウェルプレートに播種した。細胞がプラスチックに付着したら、感染を実施した。MOI0(対照)、5および50でHSV1716を添加した。細胞を、正常酸素圧および低酸素条件において96時間インキュベートした。24時間後に、培地を新鮮培地と交換し、4日目に、さらなる研究のために各ウェルから上清を集めた。96時間後、プレートを回収し、フローサイトメトリーによって細胞生存力を解析した。結果は、MOI5および50の両方での細胞の効果的な死滅を示し、正常酸素圧条件(MOI5で63±2.76%、MOI50で62±2.42%、p<0.0001)および低酸素条件(MOI5で43±4.91%、p<0.001およびMOI50で57±7.34%、p<0.0001)の両条件下で高いパーセンテージの細胞死を示していた(図9、10)。
感染マクロファージは、ウイルス粒子を放出する
細胞の半数を超えるものがHSV1716によって死滅させられたので、感染後の相当なウイルス複製および細胞の溶解が、微小環境におけるウイルス粒子の放出につながるはずである。したがって、HSV1716の、マクロファージを死滅させ、そこで複製する能力を確認するために、感染から96時間後に各ウェルから上清を集め、解析した。正常酸素圧および低酸素の両条件において、MOI0、5および50で感染した細胞から獲得された培地からなる試料および上清中のウイルス粒子の存在を滴定によって決定した。MOI5および50で感染したMDMの上清においてHSV1716を検出し、高いMOIに対して高い濃度であったが、対照群ではウイルスは観察されなかった(表1(図11))。興味深いことに、低酸素条件下で感染した細胞から集められた試料は、その正常酸素圧等価物と比較して、2.5倍高い濃度(MOI5で)および4倍高い濃度(MOI50で)のHSV1716を示した(図12)。
この結果を再確認するために、感染MDMから収集したコンディショニング培地を用いる腫瘍細胞の感染を実施した。LNCaP細胞を12ウェルプレート中に播種し(1×10個細胞/ウェル)、1ml RPMI中の100μlのMDM上清を用いて感染させた。感染から120時間後、細胞を回収し、フローサイトメトリーによって解析した。しかし、PI染色後、滴定研究から予想されたもの(低酸素条件下で、より高い細胞死)とは対照的に、正常酸素圧条件下のMDMから集められたコンディショニング培地を用いて感染した細胞では、細胞死は、MOI50でのみ有意であるとわかった(40±7.26%、p<0.01)(図8)。
HSV1716感染は、マクロファージ遺伝子発現を改変する
HSV1716による感染が、MDM遺伝子発現が変化する方法を調べるために、定量的RT−PCRを使用して目的のサイトカインおよび増殖因子のmRNAレベルを定量化した。1.5×10個細胞を6ウェルプレートに播種し、MOI50で感染させ、異なる環境による遺伝子発現の可能性ある変更を理解するために、プレートを正常酸素圧および低酸素条件下でインキュベートした。感染の48時間後、細胞を回収し、感染細胞および対照群からmRNAを抽出した。次いで、RNAからcDNAを合成し、目的の遺伝子:炎症性サイトカインIL−6、IL−8、TNF−α、IL−1、CXCL1;転写因子NFκB、抗炎症性サイトカインIL−10およびCXCL−6、増殖因子VEGF−AおよびTGF−βのプライマーとともに384ウェルプレート中にプレーティングした。構成的に発現されるハウスキーピング遺伝子としてβ−アクチンを選択した。RT−PCRを実施した後、各遺伝子のmRNAレベルを、β−アクチン濃度に対して正規化し、発現の倍数変化を算出した。HSV1716感染によって引き起こされた遺伝子誘導プロファイルは、2連で得た。各遺伝子について算出された発現の倍数変化を報告した;結果は、MOI50でHSV1716は、炎症性サイトカインのインデューサである(低酸素条件におけるIL−8、IL−1および炎症性転写因子NFκBのより高い誘導プロファイル)ことを示唆する。同時に、正常酸素圧においてNFκBおよび抗炎症性TGF−βおよびIL−10の発現は、低減され(低酸素条件下での後者の明らかな誘導にもかかわらず)、一方で、ケモカインCXCL−1およびCXCL−6について、遺伝子発現の検出可能な変更は観察されなかった。興味深いことに、低酸素条件下で、感染後にVEGF−Aの顕著に高い誘導が観察された(表2(図14))。
MDMによるスフェロイドの浸潤は、腫瘍縮小につながる
HSV1716の腫瘍への、具体的には、低酸素コアへの送達が、マクロファージの使用によって媒介され得るか否かを調べるために、腫瘍スフェロイドを作製した。スフェロイドの使用は、2D培養物と比較して、十分に酸素化されたゾーンによって囲まれた、酸素が枯渇した中心区域によって構成されており、したがって、スフェロイドは、3D腫瘍を模倣するという利点を有する。LNCaP細胞(2%アガロースコーティングされた96ウェルプレート中に播種された1.5×10個細胞)を使用して、1日目に腫瘍スフェロイドを作製した。細胞をプレーティングした3日後に(4日目)、800μm/1mm直径のスフェロイドが発達した。3日目にMDMを、HSV1716をMOI50で用いて感染させ、24時間インキュベートし、非感染細胞を対照として使用した。4日目に、細胞を回収し、カウントし、スフェロイドは、5×10個MDMをMOI0(対照MDM)およびMOI50(感染MDM)によって浸潤された。さらに、対照スフェロイド(非浸潤)を考慮した。プレートをさらに20時間インキュベートした(9日目まで)。6日目に、MDM感染から72時間後に、スフェロイドの内側のHSV1716(GFPを用いて標識された)の存在を可視化するために蛍光顕微鏡を使用して写真を撮った。画像は、HSV1716に感染したMDMの存在を明らかにしたが、MDMは、低酸素コアを取り囲む生存可能な周縁部に限局されると思われ、スフェロイドの内部区域にはGFP(+)細胞は観察されなかった。スフェロイドの中心区域(対照群)は、わずかに壊死していると思われ、予想されるものよりも顕著に暗かった。9日目に、スフェロイドを顕微鏡下でさらに観察し、写真を撮った;スフェロイドの形状および大きさに大きな変更は検出されなかった。浸潤から5日後(9日目)にスフェロイドを回収し、洗浄し、フローサイトメトリーによって細胞生存力を解析したところ、対照群において、および非感染MDMにより浸潤されたスフェロイドにおいては、大幅な細胞死は観察されなかったが、MOI50で感染したMDMによる浸潤は、51±5.92%の細胞の腫瘍退縮を引き起こした(p値<0.01)(図15)。
考察
発見は、前立腺がん細胞株LNCaPおよびPC3ならびに乳がん細胞株T47Dは、HSV1716に対して感受性であることを明らかにし、これは、このウイルスを広い範囲の腫瘍を治療するための療法として使用できることを示す。異なる程度にではあるが、前立腺がんおよび乳がん細胞株の両方が、72時間後に(LNCaP、PC3)および120時間後に(T47D)、MOI5でのHSV1716感染に応答性であった;さらに、生存細胞における高レベルのウイルス取り込みの検出は、さらなる細胞傷害性効果が継時的に誘導され得ることを示唆する。細胞死のパーセンテージは、試験されたすべての細胞株について正常酸素圧および低酸素条件において同様であった(2群の間で統計的有意性は観察されなかった):この結果は、in vitroで低酸素が腫瘍細胞にHSV1716に対する耐性を付与しない付与しないことを示す;したがって、HSV1716は、治療することが困難ながんの低酸素区域を死滅させるために使用できる可能性がある。興味深いことに、酸素が枯渇した条件下では有意な細胞死が観察されるという事実にもかかわらず、前立腺がんおよび乳がん細胞株の両方について、低酸素におけるウイルス取り込みは、全般的に、正常酸素圧における取り込みよりも低く、PC3については有意でない。しかし、報告された高レベルの細胞死は、低酸素条件におけるHSV1716に対するより高い感受性を示唆する。
ヒトマクロファージで実施した研究は、それらはHSV1716に対して感受性であることを示した。HSV1716の、感染から96時間後にマクロファージを死滅させる能力は、MDMを、MDMによって腫瘍の低酸素区域の内側に輸送され、複製し、MDMを溶解し、次いで、近くのがん細胞に感染し、死滅させるウイルスの送達系として利用する可能性を暗示するので基本的な重要性を有する。MDMにおけるHSV1716複製が、微小環境におけるウイルス粒子の放出につながることをさらに実証するために、解析し、HSV1716の存在を検出することを目的として感染マクロファージから上清を集めた。結果は、予想されるように、MOIが増大するにつれたウイルス濃度の増大を明らかにし;興味深いことに、低酸素条件下でのウイルス粒子の複製および放出は、正常酸素圧においてよりも3倍高かった。しかし、同一上清を用いてLNCaPを感染させた場合には、120時間後に、細胞死は、MOI50で正常酸素圧においてのみ有意であったが、低酸素条件下またはより低いMOIでは有意な値は観察されなかった。この結果は、上清の滴定後に観察されるウイルス粒子の量は、低酸素ではより高いが、全般的に3×10PFU/mlよりも高くなく、100μlの、3×10PFU/ml(またはより少ない、MOI5の場合には)のHSV1716を含有する上清を使用して、2×10個細胞に感染させたことを考慮すると、このような量は、ウイルスが細胞を死滅させるには十分ではない場合があるという事実によって説明でき;これは、LNCaPがMOI<0.05、極めて低いMOI(HSV1716を用いて感染を実施する場合に、有意な細胞死がMOI5でのみ観察されたことを踏まえれば)で感染されたことを意味する。しかし、MDMコンディショニング培地において検出されたHSV1716のこのような低い値は、ウイルスの放出を暗示し、この発見の重要性は、推定治療アプローチにおいて、ウイルス粒子は、MDMによって送達され、環境中に放出されると、腫瘍細胞と遭遇し、それらに感染し、一定量のウイルスコピーをさらに増幅しながら複製し、その後、腫瘍中に広く広まることを考慮した場合に明確である。
MDMの、HSV1716を腫瘍に、具体的には、低酸素区域に送達する能力を試験するために、実際の腫瘍の構造を模倣することを目的として多細胞3Dスフェロイドを調製した。主目的は、MDMが、ウイルスを、3Dスフェロイドにおいて細胞死が誘導されるために十分に実際に送達するか否かを理解することである。比較的大きな直径のスフェロイド(800μm〜1mm)によって、顕微鏡下での形状および大きさの可能性ある変更の観察が可能となった。さらに、GFP標識されたHSV1716の存在は、スフェロイドの内側での感染MDMの存在を検出する機会、したがって、MDMが低酸素コアに実際に到達したか否かを観察する機会を与えた。
感染MDM(MOI50)により浸潤されたスフェロイドにおいて、対照群(p値=0.009)および非感染MDMにより浸潤されたスフェロイド(p値=0.004)と比較して有意な細胞死が観察された。
MDM感染から72時間後(6日目)に、感染MDMを用いて処理されたスフェロイドにおいてHSV1716GFPが観察され、酸素化された周縁部と同時局在する弱いgfp蛍光を有していた。明白な緑色染色がないことは、使用されるMDMの少ない量(各スフェロイドにより、わずか5×10個細胞が浸潤された)による可能性がある。しかし、感染MDMにより浸潤されたスフェロイドが、有意なレベルの細胞死(51±5.92%、p値<0.01)を示したのでHSV1716の送達は成功し、これは、HSV1716が、MDMの内側で複製し、微小環境に広がり、最終的に、腫瘍細胞を死滅させることを示唆した。
HSV1716感染がMDMにおける遺伝子発現を改変する方法を理解するために、RT−PCRを実施した。目的の遺伝子をその免疫特性に基づいて選択した、炎症性サイトカインIL−8、IL−6、TNF−α、IL−1、CXCL−1、抗炎症性サイトカインIL−10、CXCL−6および因子NFκB、VEGF−A、TGF−β。ヒト細胞のウイルス感染は、一般に、炎症性サイトカインおよび転写因子の誘導を引き起こすシグナル伝達経路の活性化につながる(Mogensen,T.H.およびS.R.Paludan、2001 Molecular pathways in virus−induced cytokine production.Microbiology and Molecular Biology Reviews 65:131−+)。したがって、MDM遺伝子発現に対するMOI50でのHSV1716感染の効果ならびに正常酸素圧および低酸素条件下で実施された感染間の相違を解析することは興味深いと考えられた。
MOI50でのHSV1716感染は、48時間までに炎症性サイトカインの誘導を引き起こし、発現の増大は、低酸素条件下で特に観察されたが、正常酸素圧では、相当の変化は観察されなかった。サイトカインIL−8およびIL−1は、低酸素においてそれぞれ、5倍および7倍上方制御されるとわかった。低酸素条件下で5倍増大した発現はまた、NFκBについても観察されたが、驚くべきことに、NFκBは正常酸素圧では5倍下方制御される。この発見は、酸素の不在下でより高い炎症特性を有し得るHSV1716に対するMDMの異なる応答を示唆する。この場合には、これは、HSV1716が、低酸素においてより大きいウイルス効力を獲得することを示唆し:この結果は、異なる方法によって接近することが困難である腫瘍の標的中心区域への、MDMによるウイルス送達を使用することの理論的根拠をさらに支持する。
抗炎症性サイトカインIL−10および増殖因子TGF−βは、正常酸素圧条件においてのみ、HSV1716感染後に5倍下方制御される。実際、低酸素下では、抗炎症性IL−10発現の4倍増大が観察され、これは、おそらくは炎症性効果に対立する。興味深いことに、低酸素条件下で、VEGF−Aの強力な上方制御があり(21倍)、これは、幾分かは、VEGF−Aは、通常、低酸素応答に関与しているという事実による可能性がある。
要約すれば、この研究は、HSV1716が、前立腺がんおよび乳がん細胞株において腫瘍細胞死を誘導し、MDMにおいて複製し、周囲の微小環境中に広がることができることを実証する。さらに、結果は、HSV1716は、MDMによって送達された場合に、多細胞3Dスフェロイドにおいて細胞死を引き起こし、したがって、腫瘍溶解性HSV1716の腫瘍への、マクロファージによって媒介される送達は、固形腫瘍を治療するための可能性ある治療アプローチを構成することを示す。これまでに実施された臨床治験によって示されるHSV1716の主要な安全性プロファイルは、MDM送達可能療法としてそれを使用する可能性を、がん患者に提供され得る治療の範囲をさらに増大する絶好の機会にする。
実施例2の参考文献
ヒトマクロファージの単離および培養
単核細胞を、Ficoll−Paque Plus(Amersham Pharmacia、St.Albans、UK)を使用して血小板が枯渇したバフィーコート(Blood Transfusion Service、Sheffield、UK)から単離し、単球由来マクロファージ(MDM)は先に記載されるように調製した21、22
内皮細胞培養
ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を、5μΜ孔PETメンブレンを含有するコラーゲンコーティングされた(0.1mg/ml、ヒトIV型)メンブレン(Neuroprobe)上に24時間播種した。
ヒト多細胞腫瘍スフェロイド
ヒト前立腺がん細胞株、LNCaPを100μlの培地中で、2%アガロース(Sigma、Dorset、UK)コーティングされた96ウェル組織培養プレートの各ウェル中に播種した(5×10)。7〜10日後、各ウェルは、700〜800μmの平均直径を有する腫瘍スフェロイドを含有していた21
一次マクロファージの感染
3日目にMDMに複製欠損アデノウイルス(CMV−AdV5−GFP(CMVプロモーターによって駆動される)を感染させた。ウイルス最適化およびGFP発現レベルは、21に記載されている。
マクロファージによる磁性ナノ粒子の細胞性取り込み
MDM(AdCMV−GFPに感染した)を、100μg/mlのSPIO(25nm)(Sigma−Aldrich、Poole、UK)とともに一晩培養した。細胞におけるSPIO蓄積を、フローサイトメトリーによって予め評価し、Muthana,M.ら A novel magnetic approach to enhance the efficacy of cell−based gene therapies.Gene Ther(2008)に記載されるように、光学顕微鏡によって観察されるように、培養ディッシュの側面に置かれた磁石に向けて細胞が引き付けられることによって確認した。マクロファージによるSPIO取り込み後の細胞生存力も測定し、DNA色素ヨウ化プロピジウム(PI)を使用して、SPIOとともにインキュベートされなかった細胞と比較した。2つの群間に統計的有意差は観察されなかった。p=0.4(図20c)N=3。
in vitro経内皮フローアッセイ
経内皮遊走(TEM)チャンバーを、(図20a)に示されるように組み立てた。SPIOが負荷されたMDM(PBS+2% FCS中の1.5×10個細胞/ml)を、通常の静脈流速(1.1885ml/分)で、1.4Dynes/cmのせん断応力でHUVEC単層上を流れさせた、これは、後毛細管細静脈を通る血流と同等である。TEMチャンバーを、7テスラ磁石(Bruker BioSpecAVANCEII、310mmボア、MRIシステムB/C 70/30)の約5mm遠位にアイソセンター中に直接配置した。チャンバー中の流れは、−z方向にあった(磁石ボアの中と外)。本発明者らは、Reiglerら13によって記載されるように、パルス勾配2msオン、7msオフを使用した。SPIOを腫瘍スフェロイドを含有するチャンバー中に導くために、本発明者らは、過熱を避けるためにパルス−y勾配を50%の強度で(約300mT/m)30分間適用した。MRT後、Hボリューム共鳴器(Bruker、300MHz、1kW最大、外径118mm/内径72mm)によって、MR画像(FLASHおよびRARE)の捕獲が可能となった。
次いで、GFP陽性細胞を検出するために蛍光顕微鏡および酵素的に分散されたスフェロイドを使用するフローサイトメトリーを使用して、MDMによるスフェロイド浸潤を評価した。SPIOが負荷されたマクロファージ内の鉄含量を決定するために、細胞ペレットを70%硝酸中で7〜14日間可溶化し、その後解析した。鉄濃度を、Varian Vista−M PXを使用するAtomic Emission Spectroscopyによって較正標準鉄溶液(Fischer Scientific、Loughborough、UK)に対して定量化した14
同所(orthotopic)前立腺異種移植片モデル
これらの研究には、雄のCD1胸腺マウスを使用した(Charles Rivers、UK)。100万個のLNCaP:LUC細胞(Professor Magnus Essand、Uppsala Swedenより寄贈)を、Matrigel中で1:1混合し、背外側前立腺中に注射した。腫瘍の大きさは、Muthana,M.らMacrophage Delivery of an Oncolytic Virus Abolishes Tumor Regrowth and Metastasis After Chemotherapy or Irradiation.Cancer Res,doi:0008−5472.CAN−12−3056 [pii]10.1158/0008−5472.CAN−12−3056 (2013)に記載されるように、生物発光MS画像処理を使用し、マウスの毎日の体重を測定する評価によって決定した。移植のおよそ14日後に、または前立腺への腫瘍細胞の移植後に肺の腫瘍が発生する場合には転移モデルにおいて21日後に、腫瘍を有するマウスを実験に使用した21
細胞移動を指示するためのMRIスキャナーの使用
300万の、SPIOを有するまたは有さないMDMを、尾静脈を介して、PBSの100μlの容量で投与し(n=5)、対照群には、100μlのPBS(n=5)または100μlの、3×10のSPIOを有さないマクロファージを含有するPBSを与えた(n=5)。MDM投与の直後に、マウスをガス状イソフランを用いて麻酔し、次いで、磁石と適合する保持カプセル内に確保し、MR標的化を直ちに実施した。
マウスを、n=5の2群に分割した。群1は、MR標的化を有さない時間を適合させた対照であり、群2は、1時間の、前立腺の腫瘍部位(−z、−y)への粗い導きのために選択された勾配を使用してMR標的化を経験した(上記参照のこと)。肺(+zおよび−y勾配)へ導くために、x勾配がないことが各肺における磁性粒子の均一な分布を確実にするはずである。
磁力によって標識された細胞の力は、SPIOが磁力によって飽和になったか否かに応じて変わる。不飽和である場合には、力は、SPIOの磁化率、磁場およびまた磁場勾配に応じて変わる(Pankhurst,Q.A.、Connolly,J.、Jones,S.K.およびDobson,J.Applications of magnetic 443” nanoparticles in biomedicine.J Phys D Appl Phys 36、R167〜R181、(2003))。
しかし、一度SPIOが飽和に到達すると、力は、もはや粒子の磁化率に左右されないが、飽和磁化には左右され、そのようなものとして、磁場勾配のみが、細胞に適用される力に影響を及ぼす(Riegler,J.らTargeted magnetic delivery and tracking of cells using a magnetic resonance imaging system.Biomaterials31、5366−5371、(2010年))。SPIOは、典型的には、1T未満で十分に磁性飽和に到達し、例えば、Rieglerら2013において、SPIOはおよそ300mTで飽和になり、したがって、同一磁場勾配、約300mT/mが使用されるとすれば、MRTは、臨床MRIシステムで実現可能である。
MRIによって導いた後、腫瘍(前立腺のみ)の高解像度RAREおよびFLASH画像を撮った。一度、MSEおよびMGEを使用する完全緩和時間測定法を実施して、横緩和速度を評価した。処置後、動物を屠殺し、腫瘍、腎臓、肝臓、肺および脾臓を含めた組織を、免疫組織化学のためにパラフィンワックス包埋し、固定するか、またはフローサイトメトリーによって解析して、マクロファージ取り込みを決定した。
内皮細胞培養
ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を、Promocell(Heidelberg、Germany)から入手し、最大継代8まで実験に使用した。細胞(150,000個)を、5μΜ孔PETメンブレンを含有するコラーゲンコーティングされた(0.1mg/ml、ヒトIV型)メンブレン(Neuroprobe)上に24時間播種した。これは、CD31染色によって見られるような(データは示していない)、フィルター上のHUVECのコンフルエント単層をもたらした。
一次マクロファージの感染
3日目にMDMを、複製欠損アデノウイルス(CMV−AdV5−GFP)を感染させた。E1A/Bが欠失したアデノウイルスベクター、CMV−AdV5−GFP(CMVプロモーターによって駆動される)を単一プラークから単離し、293ヒト胚性腎臓(HEK)細胞において増やした。すべてのウイルスを、二重セシウム勾配遠心分離によって精製し、293細胞でのプラークアッセイによって滴定し、力価は、プラーク形成単位(PFU)/細胞として表した。ウイルス最適化およびマクロファージにおけるGFP発現レベルは、21に記載されている。
フローサイトメトリー解析
単細胞懸濁液は、MDM(同時形質導入されたMDMを含む)をトリプシン処理することによって得た。次いで、細胞を、マウス抗CD14、1% BSA(Sigma)を含有するPBS中1:100とともに4℃で30分間インキュベートして、非特異的抗体結合を防いだ。あるいは、スフェロイドを、0.25%トリプシン/EDTAを使用して消化して、腫瘍細胞を分離し、浸潤したマクロファージおよび細胞死を、フローサイトメーターでの実行の直前に細胞にヨウ化プロピジウム(Sigma)を添加することによってフローサイトメトリーによって解析した。
マクロファージによる磁性ナノ粒子の細胞性取り込み
ナノ粒子細胞性取り込み研究のために、MDM(AdCMV−GFPに感染した)を、磁性ナノ粒子100μg/ml SPIO(25nm)(Sigma−Aldrich、Poole、UK)とともに一晩培養した。SPIOとともにインキュベートした後の細胞におけるMNP蓄積を、フローサイトメトリーによって評価し、これは、本発明者によって記載されるように14、ヨウ化プロピジウム(PI)を用いて細胞生存力を測定することを含んでおり、光学顕微鏡(Leica Microsystems UK Ltd)によって観察されるように、培養ディッシュの側面に置かれた磁石に向けて細胞が引き付けられることによって確認した。
HSV1716ウイルス療法
治療的研究のために、LNCaPまたはマクロファージに、HSV1716GFP(欠失されたICP34.5遺伝子座中にGFP発現カセットが挿入されたHSV1716変異体)を、5または50の感染多重度(MOI)で感染させた。細胞死を、PI染色を使用して感染の96時間後にフローサイトメトリーによって評価した。プラーク形成単位を決定するためのベロ細胞での滴定アッセイを使用して、感染マクロファージの清澄化した上清において、ウイルス粒子を検出した。
マウスに、300万のMDM単独またはMOI50のHSV1716、1×10pfu HSV1716武装したMDMまたはPBSのいずれかの尾静脈注射を施した(n=5マウス/群)。注目すべきは、3群のマウスに、MDM+OVを投与し、1つの群は、MRTを1時間経験し、1つの群は、MRIスキャナー中に1時間置かれたが、MRTはなく(MDM+OV MRTなし)、別の群は、MRIスキャナーに入らなかった(MDM+OV)。腫瘍の大きさを、IVIS Lumina II imaging (IVIS、Caliper Life Sciences)によってモニタリングした。腫瘍が、UK Home Office Regulationsによって許可された最大容量に到達すると、動物を屠殺させ、屠殺の1時間前に、マウス静脈内にFITC:レクチン(腫瘍脈管構造を検出するために使用される)を注射した。注目すべきは、PBSおよびMDMのみを与えたマウスを、大きな腫瘍の大きさのために治療後14日で選別した。21日目にすべてのその他の腫瘍を取り出した。腫瘍、腎臓、肝臓、肺および脾臓を含めた切除された組織を、組織学的標識研究のために、OCTまたはパラフィンワックス中に包埋した。
解析
組織を2つに分け、;一方の部分は、免疫組織学的解析のためにホルマリン固定し、他方は、接着性線維性および脂肪組織を含まないように解体し、コラゲナーゼを用いて処理した。
フローサイトメトリー:細胞生存力を、LIVE/DEAD Fixable Violet Dead Cell Stainキット(Invitrogen)を使用して決定した。すべてのFACSデータは、FlowJoソフトウェア(Tree Star)を使用するLSR IIフローサイトメーター(BD Biosciences)で解析した。
組織学:すべての臓器の5ミクロンの切片を、標的抗原の特異的抗体とともにインキュベートした;脈管構造のために、本発明者らはCD31(1:100)(AbD Serotec)を、マクロファージのために、ヒトCD68(Dako、Ely、UK)を1:100で使用し、アデノウイルスを検出するために、本発明者らは、1:50のE1A(Millipore、UK)を使用した。ビオチン化二次抗体系を、ストレプトアビジンがコンジュゲートしているHRPとともに使用した。ペルオキシダーゼ活性をジアミノベンジジン(Vectastain Elite ABC kit、Vector Labs)とともに局在化した。腫瘍において鉄を検出するために(細胞密度が高かった場合)、Perls Prussian blueを用いて切片を染色し、コントラストを改善するためにエオシンを用いて対比染色した。肺中のがん細胞を検出するために、Epithelial細胞接着分子(EPCAM)またはヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)を用いてすべての肺切片を染色した。複数の組織切片ですべての免疫局在性実験を反復し、バックグラウンド染色の決定のためにアイソタイプ適合対照を含んでいた。
統計解析
データは、平均±SEMである。スチューデントのt検定を使用して、データの統計的有意性を解析した。0.05未満のP値の差は、有意と呼んだ。
補足方法
マウス手順およびヒト単球単離は、動物(化学的処置)法(Animals (Scientific Procedures) Act)1986の下、シェフィールド大学倫理委員会および英国ホームオフィス規制(UK Home Office Regulations)に従って実施した。
結果
本発明者らは、腫瘍溶解性ウイルス(HSV1716)武装した治療用細胞を、超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPIO)を使用して磁力によって標識し、次いで、磁気共鳴画像法(MRI)システム内のパルス磁場勾配を使用して血流から深部標的組織(原発性および二次性腫瘍)中に導くことができることを示す。この技術の使用は、腫瘍への細胞送達の顕著な増大ならびに腫瘍量および転移の有意な低減をもたらした。したがって、本発明者らの研究は、臨床MRIスキャナーを、このような磁力によって標識された細胞を、身体中へのその注入後に、画像処理するためだけでなく、それらを具体的には、身体内の1つまたは複数の標的部位に導くために使用できることを示す。本発明者らは、マクロファージの腫瘍への送達を増大するための磁気共鳴標的化(MRT)の使用を記載する。
本発明者らは、腫瘍中/腫瘍の周囲に磁場を形成するように、MRIスキャナーの空間磁場勾配コイルを操作し、それによって、磁力によって標識された細胞をそれに向けて非侵襲性に導くことが可能であることを示す(図16)。
本発明者らは、これまでに、このようなMRTを使用して、細胞を画像処理し、in vitro血管二分岐モデル(人工二分岐を模倣する2Dチューブ)において移動させることができることを示した13。ここで、本発明者らは、マウスにおいてMRTを使用して、磁性マクロファージをin vivoで、すなわち、血流から2つの標的臓器、同所性前立腺腫瘍およびその肺転移に「導く」こともできることを示す。本発明者らは、マクロファージを、細胞媒体の一例として使用したが、これは、これらの細胞が、高度に食作用性であり、それらが、その磁石特性を保有しながら、SPIOを容易に消費するのを可能にするからである14、18、19。このような骨髄由来細胞は、がん20−22、梗塞心筋23、脊髄損傷24、脳虚血25、パーキンソン病26およびアルツハイマー病27のような変性性疾患などの疾患のための細胞ベースの療法においてますます使用されている。
MRT技術をin vivoに適用する前に、本発明者らは、600mT/m勾配コイルセットが取り付けられた前臨床7T MRIシステムは、磁性マクロファージを内皮層を越えて3Dヒト腫瘍スフェロイド(MTS)中に導くことによってin vitroでそれらに対して実質的な作動力を生成できることをまず確立した。これを行うために、本発明者らは、ヒトマクロファージが、ヒト血管内皮細胞の層でコーティングされた穿孔処理されたメンブレンの表面を越えて循環し、それによって腫瘍細静脈における流れを模倣する経内皮遊走(TEM)フローチャンバーを設計した。MTSを、メンブレンの下の非接着性チャンバー中で培養した(図20a)。GFPリポーターアデノウイルス(Ad−CMV−GFP)を発現するようにトランスフェクトされたヒトマクロファージは、SPIO(1.18μg/ml±0.3)14を負荷され、次いで、チャンバーを高磁場(7T)前臨床MRIシステムのアイソセンター中に置いた場合に、メンブレンを越えてMTS中に導かれた。
MRT実験は、スフェロイドの方向でパルス磁場勾配(2msオン、7msオフ、50%強度 約300mT/m13)を1時間使用し(図20a)、MTS部位の周囲で効果的なさらなる磁場消失、Boff約+1.5mTを有していた。対照条件では、試料をスキャナーの磁場に曝露したが、勾配は瞬間適用しなかった。本発明者らは、MRTを使用して、T2強調シグナル喪失を見出し、これは、MRT曝露された試料の対照試料と比較してより高い鉄の濃度を示し(n=6)(図20ci)、GFPを発現するマクロファージは、MTS内に明確に見えた(図20cii)。フロー解析によって、マクロファージ取り込みがさらに確認され、MRTを用いない場合(2.9%±1.8)よりも、MRTを用いた場合に目に見える浸潤性CD14/PIを発現するマクロファージ(29.7%±2.6)が有意に(P=0.0001)より多かった(図20ciii〜iv)。
次いで、本発明者らは、MRI勾配システムを使用して、磁性マクロファージを腫瘍にin vivoで導くことができるか否かを調べた(図17)。300万のSPIOが負荷されたマクロファージを、同所性原発性および転移性(肺)前立腺腫瘍を有するマウスに静脈内投与した。パルス磁場勾配13を前立腺の方向で1時間適用し(図17a)、スキャナーの静磁場の頂部で効率的な磁場消失、Boff約+7mTを有していた(B=7T)。対照群は、導く勾配の不在下でスキャナーの静磁場に曝露した(MRTなし)。
MRTは、対照群(7.17%±0.8)と比較して、原発性前立腺腫瘍におけるSPIOが負荷されたマクロファージの取り込みを有意に(p=0.0001)増大した(42.2%±2.5)(図17b)。さらに、ヒトCD68に対する抗体(汎マクロファージマーカー)を使用して腫瘍の連続切片を標識することおよび鉄についての組織学的染色(Prussian Blueまたは「PB」)によって見られるように、これらの細胞は、腫瘍中に存在しており、MR標的化後に腫瘍脈管構造中に細胞凝集塊の極めてわずかな徴候しかなかった(図17c)。マクロファージをMRIによって導くことは、腫瘍脈管構造に悪影響を与えず(図21a)、腫瘍のマルチエコーRARE MR像では、MRTおよびMRTなし群の間にわずかな差異を見ることができる(図17d)。これは、ボクセルあたりの血液プール鉄含量による可能性が最も高い。しかし、SPIOが注射されたおよび注射されていない対象間の顕著な差は、T2強調ロングTE画像において明らかであり、腫瘍内でのシグナル強度の喪失を有し(対照と比較した、MRTを用いた場合の歪められたMRI画像)、これは、高濃度の鉄の存在を示す(図17e)。in vivoでの磁性マクロファージの取り込みの増大を評価しようと努力して、本発明者らは、両群中の腫瘍においてMR横緩和減衰率(R)を測定するためにMR緩和時間測定法を使用した。R測定値は、MRT群について21.8s−1および対照群について18.8s−1であった。SPIOの存在が全くない腫瘍組織の正常なR減衰率も、比較に含まれる(10.5s−1)。より高い減衰率は、MRT群についての鉄取り込みの増大を示し、これは、死後解析を用いて見られるように、MRIを用いる取り込みを評価することが可能であることを示唆する。スピンエコーベースのMRIシークエンスを60msのTEで用いて、R値における有意差を使用して、シグナル差を解析するための最良エコー時間を推定し、ここで、MRTは、時間を適合させた対照を上回るシグナルの10%低減につながる。
さらなる対照は、腫瘍を有するマウス:(i)非標識マクロファージおよびMR標的化を有する、および(ii)非標識マクロファージを有し、MR標的化を有さないを含んでいた。これらの対照群について、本発明者らは、MRI画像処理(図21c)および酵素的に分散された腫瘍のフローサイトメトリー(図21d)によって確認されるように腫瘍内に極めてわずかなマクロファージを検出した。注目すべきは、本発明者らは、肝臓(すべての細胞/組織切片の<2%)、脾臓(<1%)および腎臓(検出されない)を含めたその他の組織において、ヒトCD68+マクロファージを実質的に検出しなかった(図22)。
MRTは、肺、脳、肝臓または脊髄におけるように、腫瘍が、外科的に除去することが困難であるか、または不可能である場合に特に適用される。別個のMRTセッションが、細胞ベースの療法の、がん患者中の1つまたは複数の転移病巣への標的化を可能にできる。第2のin vivo実験では、本発明者らは、本発明者らの腫瘍を有するマウスにおいて、磁性マクロファージを、微小転移を含有する肺中に導いた。300万のマクロファージの投与後に、MRTをやはり使用して、磁性マクロファージを、肺に向けて導いた。MRTを適用しないが、スキャナーの磁場に同一長さの時間曝露したマウスを、時間を適合させた対照として使用した。
酵素的に分散された肺のフローサイトメトリー解析は、対照群と比較して、MRT後に有意に多いヒトCD14+マクロファージの存在を示した(それぞれ、17.7%±4対4.4%±2.6)(図18a)。これはまた、肺の組織学的染色によって確認され、これでは、CD68+ヒトマクロファージが、MRT後のマウスの肺内の転移性沈着物中またはそれに近接して検出された(図18bおよび図23a)。これらのマクロファージはまた、Prussian Blueについて陽性であり(図18c)、H&E染色後に、その鉄含量も目に見えた(図23b)。本発明者らは、MRTを用いるまたは用いないSPIO標識されたマクロファージのその取り込み後の肺におけるCD31+血管の形態を検査した(図18c)。さらに、本発明者らは、これらの2群のマウス中の5つの腫瘍の各々中のどの血管も調べ、2群間に差は見られなかった。本発明者らは、内皮細胞破壊の徴候を見ることはできず、MRI標的化後の血管の反管腔側中またはその上に血液凝固(例えば、血小板凝集)の何らかの徴候もなかった。肺組織のショートT2/T2*のために、取り込みの増大のin vivo検証のために高磁場で従来のH MRI技術を用いて肺柔組織を画像処理することは可能ではなかった。さらなる技術開発がこれを可能にし得る、例えば、気腔における過分極されたガスの使用を、間接MRシグナル検出法として使用できる28。それにもかかわらず、種々の臓器または柔組織では、または臨床システムでは、T2画像処理は、一定の場所を有し得る。
MRTの治療効果を評価する最終実験では、本発明者らは、治療用腫瘍溶解性ウイルス(OV)HSV1716を用いて武装されたSPIOが負荷されたマクロファージを、腫瘍を有するマウスに標的化した。HSV1716複製は、PC3前立腺がん細胞によって支持され{ConnerおよびBraidwood、Cancer Gene Ther.2012年7月;19(7):499〜507}、ここで、本発明者らは、低酸素(0.5% O)および正常酸素圧(20% O)両条件におけるLNCaP細胞における腫瘍退縮を初めて示す(図24a)。HSV1716は、マクロファージによって容易に取り込まれるが、取り込みは、正常酸素圧培養条件において有意に高く(MOI5でp=0.002およびMOI50でp=0.001)(図24b)、ウイルス複製は、低酸素において多く、マクロファージ細胞死は、低酸素環境において同等に有効である(図24c、d)。本発明者らのin vivoモデルでは、OVを保持するマクロファージの単回静脈内注射のいずれかを与えた腫瘍を有するマウスを、MRIスキャナーに対して曝露しなかった(MDM+OV)、スキャナーにおいて静止であったが、MRTを用いなかった(MDM+OV(MRTなし))、またはスキャナーに曝露し、MRTを用いた(MDM+OV+MRT)。比較する目的で、マウスの別個の群に「遊離」OVを投与した。マウスのさらなる対照群に、100μlの生理食塩水処置(対照)または300万のマクロファージ(MDM)のいずれかを静脈内に与えた。OV(1×10pfu){Sorensenら.、J Nucl Med 2012 53:647−654}単独は、PBSまたはMDMのみを与えられたマウスと比較して原発性腫瘍成長を最大7日間有意に(P<0.03)遅延した(図19a)。この効果は、HSV1716のマクロファージ媒介性送達を用いた場合に有意に延長された(14日目でp<0.006および21日目でp<0.007)。注目すべきは、MDM+OVおよびMDM+OV(MRTなし)を与えられたマウスでは差が観察されなかったが、これでは、後者はスキャナーに対して曝露されるが、導かれない。しかし、本発明者のマクロファージ療法のMRT標的化は、7日目以降からの原発性腫瘍の大きさの低減において優れているだけでなく、これはまた、実験全体について原発性腫瘍再成長を遅延した(図19a)。
治療の最初の日(0日目)に、および実験の最後に(21日目)、MR標的化とともにまたはそれを伴わずにマクロファージOV療法を与えられているマウスの生物発光は、原発性腫瘍のこの顕著な低減を示した(図19a&b)。これは、MRIスキャンで視覚的に確認された(図19c)。さらに、マクロファージによって送達されるOV後にMR標的化を経験している腫瘍は、MR標的化を経験していないものよりも有意により壊死していた(p<0.001)(図19e)。
治療の最初の日(0日目)に、および実験の最後に(21日目)、MRTとともにまたはそれを伴わずにマクロファージOV療法が与えられているマウスのMR画像は、この原発性腫瘍の顕著な低減を反映する。興味深いことに、OVまたはOVを保持するMDMを用いて治療されたマウスから得た腫瘍は、PBSまたはMDM単独群と比較して、相当に淡く、少なく血管形成され、これは、微小血管密度(MVD)の低減と相関する。マクロファージによって送達されたOV後にMRTを経験しているマウスでは、MRTの不在下においてよりも、有意に多い壊死(p<0.001)が、腫瘍において観察された。
本発明者らは、次いで、これらの療法が肺転移の発生に影響を及ぼす方法を決定した。PBSまたはMDM単独を注射されたマウスにおいて、2、3の転移が検出されたが、これは、これらの群における原発性腫瘍は、14日目までに除去されなければならないからである(その大きさのために)。したがって、これらの対照群における転移を、その他の実験群と比較することは正当ではない。しかし、マウスが、OVを有するマクロファージの送達後にMRTを施された場合には、MRTが使用されなかった場合と比較して、肺転移の形成は顕著に低減した(図19f 0.8±0.37対3.8±0.95 p<0.02)。
要約すれば、本発明者らは、MRIスキャナーを使用して、細胞を身体内の原発性および続発性腫瘍の両方に非侵襲性に導くことができ、治療転帰の著しい改善につながることを示す。さらに、緩和時間測定法測定値は、MRT後MRIを使用して、このアプローチの有効性を評価することができることを示唆する。この研究は、腫瘍への細胞送達に焦点を合わせてきたが、この技術を使用して、任意の細胞(例えば、幹細胞)を、その細胞表面上のタンパク質に対して向けられる、SPIOがコンジュゲートしている抗体を使用して「磁化され」得る、非食作用性細胞種を含めた所与の組織に標的化できる。
細胞の送達を増大するための磁気共鳴画像処理システム内の磁場勾配を利用する磁気共鳴標的化の使用は、深部または表在性組織に理想的に合わされる。臨床解釈の問題は、臨床MRIシステムで同一標的化力を提供する能力に応じて変わる。300mT/mの高性能磁場勾配システムを有する臨床スキャナーは、既に使用されており、そのようなものとして、同様の力をもたらす可能性を有する。さらに、本発明者らは、MRT後に細胞分布を画像化でき、これは、MRIシステムを使用するリアルタイム画像誘導標的化の可能性を示す。これらの発見は、療法のための細胞の標的化の改善のための画像処理と併用したMRTの可能性ある価値を支持する。
実施例3の参考文献

Claims (19)

  1. 腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染したex vivoまたはin vitro単球、単球由来細胞またはマクロファージ。
  2. 細胞が、外因性磁性材料を含有する、請求項1に記載のex vivoまたはin vitro単球、単球由来細胞またはマクロファージ。
  3. 腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物。
  4. 単球、単球由来細胞またはマクロファージが、外因性磁性材料を含有する、請求項3に記載の調製物。
  5. 医学的処置の方法において使用するための、請求項3または4に記載の調製物。
  6. 腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージを調製する方法であって、in vitroで単球、単球由来細胞またはマクロファージを、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスと接触させる、ことを含む、前記方法。
  7. 単球、単球由来細胞またはマクロファージを、磁性材料と接触させる、ことをさらに含む、請求項6に記載の方法。
  8. 腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物を生成する方法であって、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を提供し、そして、前記細胞の集団を含む調製物を処方する、ことを含む、前記方法。
  9. 前記集団中の単球、単球由来細胞またはマクロファージが、外因性磁性材料を含有する、請求項8に記載の方法。
  10. 疾患の治療の方法において使用するための、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染し、所望により、外因性磁性材料を含有する単球、単球由来細胞またはマクロファージ。
  11. 疾患の治療において使用するための医薬の製造における、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染し、所望により、外因性磁性材料を含有する単球、単球由来細胞またはマクロファージの使用。
  12. 疾患の治療の方法において使用するための、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物であって、単球、単球由来細胞またはマクロファージが、外因性磁性材料を含有し、方法が、対象に調製物を投与し、そして、投与された調製物の細胞を対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことを含む、前記調製物。
  13. 疾患の治療の方法において使用するための医薬の製造における、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団の使用であって、単球、単球由来細胞またはマクロファージが、外因性磁性材料を含有し、方法が、対象に医薬を投与し、そして、投与された医薬の細胞を、対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことを含む、前記使用。
  14. 疾患ががんである、請求項10に記載の疾患の治療の方法において使用するための単球、単球由来細胞またはマクロファージ、請求項12に記載の疾患の治療の方法において使用するための調製物、あるいは、請求項11または13に記載の使用。
  15. 治療を必要とする対象において疾患を治療する方法であって、前記対象に、腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスに感染した単球、単球由来細胞またはマクロファージの集団を含む調製物を投与し、そして、それによって前記疾患を治療する、ことを含む、前記方法。
  16. 前記集団中の単球、単球由来細胞またはマクロファージが、外因性磁性材料を含有する、請求項15に記載の方法。
  17. 投与された調製物の細胞を対象の身体中の所望の位置に向かわせるために、対象に磁場を適用する、ことをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  18. 疾患ががんである、請求項15から17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 所定量の腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスおよび所定量の磁性材料を含むパーツのキット。
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