JP2018519805A - 組換え腫瘍溶解性ウイルスおよびその使用 - Google Patents

組換え腫瘍溶解性ウイルスおよびその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、組換え腫瘍溶解性ウイルスに関する。より詳細には、本発明は、異種B細胞誘引性ポリペプチドまたはT細胞誘引性ポリペプチドを発現する組換え腫瘍溶解性ウイルスに関する。

Description

本発明は、組換え腫瘍溶解性ウイルスに関する。より詳細には、本発明は、異種B細胞誘引性ポリペプチドまたはT細胞誘引性ポリペプチドを発現する組換え腫瘍溶解性ウイルスに関する。
免疫系は、がん患者の臨床成績において重要な役割を果たすと考えられている。腫瘍浸潤リンパ球(TIL)は、がんに対する身体防御に関連づけられている。例えば、CD8+腫瘍浸潤T細胞は、ER−乳がん、および卵巣がんにおける顕著に増加した生存と関連していた(13、23)。さらに、腫瘍浸潤B細胞は、卵巣がんにおける正の予後因子として関連づけられてきた(16)。
腫瘍における非常に多くのTILに加えて、腫瘍内のリンパ球の組織化が抗腫瘍免疫応答における重要な役割を果たすと考えられている。二次リンパ器官に似た免疫細胞のインサイチュ凝集物である三次リンパ構造(TLS)は、乳、結腸直腸、および他のヒトがんを含めた多くのがんにおける増加した患者生存と相関していた(6、20で概説されている)。
ケモカインCXCL10およびCXCL13は、TLSと関連している(4、10、11、15)。CXCL10発現は、ウイルス感染またはT細胞の抗原特異的活性化などのプロセスから産生されるI型またはII型インターフェロンによって誘発され得る。次いで、CXCL10は、活性化T細胞に関する化学誘引物質として働く。CXCL13は、B細胞および濾胞性ヘルパーT細胞(TFH)に関する化学誘引物質である。さらに、結腸直腸がんのマウスモデルにおけるCXCL13の組換え体の内視鏡的注入は、処置されたマウスの80%における腫瘍拒絶をもたらした(1)。
腫瘍溶解性ウイルス(OV)は、がん細胞において選択的に複製するウイルスである。生きた複製OVがいろいろなヒトがんにおける臨床治験において試験された(17で概説されている)。OVは、抗腫瘍免疫応答、および腫瘍細胞の直接溶解を誘発し得る。一般的なOVは、水疱性口内炎ウイルス(VSV)およびワクシニアウイルス(VV)の弱毒化株を含む。
本発明は、組換え腫瘍溶解性ウイルスに関する。より詳細には、本発明は、異種B細胞誘引性ポリペプチドまたはT細胞誘引性ポリペプチドを発現する組換え腫瘍溶解性ウイルスに関する。
一態様では、本発明は、B細胞誘引性ポリペプチドまたはT細胞誘引性ポリペプチドをコードする異種核酸配列を含む組換え腫瘍溶解性ウイルスであって、異種核酸配列が組換え腫瘍溶解性ウイルスのゲノムに安定に組み込まれている、組換え腫瘍溶解性ウイルスを提供する。組換え腫瘍溶解性ウイルスは、弱毒化されていてもよい。組換え腫瘍溶解性ウイルスは、腫瘍溶解性RNAウイルスまたは腫瘍溶解性DNAウイルスであってもよい。
一部の実施形態では、組換え腫瘍溶解性ウイルスは、水疱性口内炎ウイルス(VSV)、マラバウイルス(Maraba Virus)、ニューカッスル病ウイルス、ポリオウイルス、麻疹ウイルスまたはレオウイルスなどの腫瘍溶解性RNAウイルスであってもよく、異種核酸配列は、CXCL12またはCXCL13ポリペプチドなどのB細胞誘引性ポリペプチドをコードし得る。
一部の実施形態では、組換え腫瘍溶解性ウイルスは、ワクシニアウイルス(VV)、単純ヘルペスウイルス(HSV)、またはアデノウイルスなどの腫瘍溶解性DNAウイルスであってもよく、異種核酸配列は、CXCL10などのT細胞誘引性ポリペプチドをコードし得る。
一部の実施形態では、組換え腫瘍溶解性ウイルスは、VSV−CXCL12、VV−CXCL12、VSV−CXCL13、VV−CXCL13、VSV−CXCL10またはVV−CXCL10であってもよい。
一部の態様では、本発明は、本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスおよび薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。医薬組成物は、VSV−CXCL13を、VV−CXCL12、VV−CXCL13またはVV−CXCL10と組み合わせて含んでいてもよい。医薬組成物は、全身投与のために製剤化されていてもよい。
一部の態様では、本発明は、治療有効量の本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス、または医薬組成物を、それを必要とする対象に投与することによりがんを処置する方法を提供する。がんは、乳がん、結腸直腸がん、肺がん、メラノーマ、または卵巣がんであってもよい。代替の態様では、本発明は、それを必要とする対象におけるがんを処置するための、本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス、または医薬組成物を提供する。
一部の態様では、本発明は、腫瘍を本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスと接触させることにより免疫細胞を腫瘍に動員する方法を提供する。
一部の態様では、本発明は、腫瘍細胞を本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスと接触させることにより腫瘍細胞の増殖を阻害するまたは腫瘍細胞の死滅を促進する方法を提供する。組換え腫瘍溶解性ウイルスは、腫瘍細胞の細胞死を引き起こすのに十分な投薬量で提供され得る。
この概要は、本発明の必ずしも全ての特色を記載したものではない。
本発明のこれらおよび他の特色は、添付の図面が参照される以下の説明からより明らかになると予想される。
組換え腫瘍溶解性水疱性口内炎ウイルス(VSV)およびワクシニアウイルス(VV)によるケモカインCXCL10産生の検証を示すグラフである。 組換え腫瘍溶解性水疱性口内炎ウイルス(VSV)およびワクシニアウイルス(VV)によるケモカインCXCL13産生の検証を示すグラフである。 マウス乳房腫瘍細胞におけるVSV−CXCL13による免疫細胞動員およびクラスター形成を決定するための実験手法を示す模式図である。 PBS、VSV−GFPおよびVSV−CXCL13の腫瘍内注入後のマウス乳房腫瘍細胞におけるB細胞含有リンパクラスターの数を示すグラフである。 乳房がんのマウスモデルにおけるVSV−CXCL13の治療有効性を決定するための実験手法を示す模式図である。 腫瘍内PBSに応答した腫瘍サイズを示すグラフである。 腫瘍内VSV−GFPに応答した腫瘍サイズを示すグラフである。 腫瘍内VSV−CXCL13に応答した腫瘍サイズを示すグラフである。 腫瘍内PBS、VSV−GFPまたはVSV−CXCL13で処置されたマウスの生存を比較するグラフである。 マウス乳房腫瘍細胞におけるVSV−CXCL10の治療有効性を決定するための実験手法を示す模式図である。 腫瘍内PBSに応答した腫瘍サイズを示すグラフである。 腫瘍内VSV−GFPに応答した腫瘍サイズを示すグラフである。 腫瘍内VSV−CXCL10に応答した腫瘍サイズを示すグラフである。 腫瘍内PBS、VSV−GFPまたはVSV−CXCL10で処置されたマウスの生存を比較するグラフである。 3’UTRを欠くマウスCXCL10のヌクレオチド配列(配列番号1)を示す図である。この配列は、VSV−CXCL10を産出するためにVSV−d51プラスミドにクローニングされた。 マウスCXCL10のアミノ酸配列(配列番号2)を示す図である。 ヒトCXCL10 cDNAのヌクレオチド配列、NCBI参照配列:NM_001565.1(配列番号3)を示す図である。 ヒトCXCL10のアミノ酸配列、NCBI参照配列:NP_001556.2(配列番号4)を示す図である。 3’UTRを欠くマウスCXCL13のヌクレオチド配列(配列番号5)を示す図である。この配列は、VSV−CXCL13を産出するためにVSV−d51プラスミドにクローニングされた。 マウスCXCL13のアミノ酸配列(配列番号6)を示す図である。 ヒトCXCL13 cDNAのヌクレオチド配列、NCBI参照配列:NM_006419.2(配列番号7)を示す図である。 ヒトCXCL13のアミノ酸配列、NCBI参照配列:NP_006410.1(配列番号8)を示す図である。 マウスCXCL12 cDNAのヌクレオチド配列(配列番号9)を示す図である。 マウスCXCL12のアミノ酸配列(配列番号10)を示す図である。 ヒトCXCL12変異体2 cDNAのヌクレオチド配列、NCBI参照配列:NM_000609.6(配列番号11)を示す図である。 ヒトCXCL12変異体1 cDNAのヌクレオチド配列、NCBI参照配列:NM_000609.3(配列番号12)を示す図である。 ヒトCXCL12−ベータポリペプチドのアミノ酸配列、NCBI参照配列:NP_000600.1(配列番号13)を示す図である。 ヒトCXCL12−アルファポリペプチドのアミノ酸配列、NCBI参照配列:NP_954637.1(配列番号14)を示す図である。 ヒトCXCL12−ガンマポリペプチドのアミノ酸配列、NCBI参照配列:NP_001029058.1(配列番号15)を示す図である。 ヒトCXCL12−デルタポリペプチドのアミノ酸配列、NCBI参照配列:NP_001171605.1(配列番号16)を示す図である。 ヒトCXCL12−アイソフォーム5ポリペプチドのアミノ酸配列、NCBI参照配列:NP_001264919.1(配列番号17)を示す図である。
本開示は、組換え腫瘍溶解性ウイルスに関する。より詳細には、本開示は、部分的に、異種B細胞および/またはT細胞誘引性ポリペプチドを発現する組換え腫瘍溶解性ウイルス、およびその使用に関する。
B細胞誘引性ポリペプチド
「B細胞誘引性ポリペプチド」は、本明細書では、B細胞を特定の位置に動員する能力があるポリペプチドを表す。一部の実施形態では、位置は、腫瘍溶解性ウイルスの複製を支持する能力がある位置であってもよい。一部の実施形態では、位置は、固形腫瘍であってもよい。
一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスによってコードされるB細胞誘引性ポリペプチドは、固形腫瘍などの特定の位置におけるB細胞の総数を、B細胞誘引性ポリペプチドの非存在下でのその特定の位置におけるB細胞の数と比較して、少なくとも10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%またはそれより多く増加させ得る。一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスによってコードされるB細胞誘引性ポリペプチドは、固形腫瘍などの特定の位置におけるB細胞の総数を、B細胞誘引性ポリペプチドの非存在下でのその特定の位置におけるB細胞の数と比較して、少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍またはそれより多く増加させ得る。一部の実施形態では、本明細書で開示されたB細胞誘引性ポリペプチドは、固形腫瘍などの特定の位置におけるB細胞のクラスター(「B細胞クラスター」)の形成を誘発し得る。「B細胞クラスター」は、本明細書では、固形腫瘍などの特定の位置におけるリンパ系細胞、主にB細胞の凝集物を表す。一部の実施形態では、B細胞クラスターは、少数のT細胞または他の細胞を含み得ることが理解されよう。一部の実施形態では、B細胞クラスターは、10%未満のT細胞を含み得る。一部の実施形態では、B細胞クラスターは、三次リンパ構造(TLS)の特徴、例えば構造的組織化を欠き得る。したがって、一部の実施形態では、本明細書で開示されたB細胞誘引性ポリペプチドは、B細胞クラスターの形成を誘発し得るが、TLSは誘発し得ない。B細胞クラスターの存在は、例えば、免疫組織化学的技法を使用し、固形腫瘍などの位置におけるT細胞またはB細胞などの免疫細胞の存在を決定することによって決定され得る。一部の実施形態では、B細胞クラスターの存在は、B細胞誘引性ポリペプチドに曝露されていてもまたはされていなくてもよい固形腫瘍試料などの試料を比較することによって決定され得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示されたB細胞誘引性ポリペプチドは、生物学的に活性な断片であってもよい。「生物学的に活性な断片」は、本明細書では、1つまたは複数の残基だけ全長ポリペプチドよりも短く、B細胞を固形腫瘍などの特定の位置に動員する能力があるB細胞誘引性ポリペプチドの部分を意味する。
本明細書で開示されたB細胞誘引性ポリペプチドは、恒常性ケモカインなどのケモカインであってもよい。一部の実施形態では、本明細書で開示されたB細胞誘引性ポリペプチドは、CXCL12またはCXCL13、またはその生物学的に活性な断片であってもよい。一部の実施形態では、本明細書で開示されたB細胞誘引性ポリペプチドは、限定することなく、CXCL12またはCXCL13配列と実質的に同一な配列を有するポリペプチドを含み得る。
一部の実施形態では、CXCL12ポリペプチドは、配列番号10、13〜17の1つもしくは複数、またはMGI OTTMUSP00000026114もしくはNCBI参照番号NP_000600.1、NP_954637.1、NP_001029058.1、NP_001171605.1もしくはNP_001264919.1に記載された配列の1つもしくは複数に記載されたまたはこれらと実質的に同一な配列を有し得る。
代替の実施形態では、CXCL12ポリペプチドは、配列番号9、11もしくは12の1つもしくは複数によってコードされるまたはMGI OTTMUST00000054664もしくはNCBI参照番号NM_000609.6もしくはNM_000609.3に記載された配列、またはそれらと実質的に同一な配列を有し得る。
代替の実施形態では、CXCL12核酸分子は、配列番号9、11もしくは12、またはMGI OTTMUST00000054664もしくはNCBI参照番号NM_000609.6もしくはNM_000609.3に記載された核酸配列の1つもしくは複数に記載された配列またはこれらと実質的に同一な配列、またはその断片、例えば、3’UTRを欠くcDNA断片を有し得る。
一部の実施形態では、CXCL13ポリペプチドは、配列番号6もしくは8に記載された、またはMGI OTTMUSP00000072614もしくはNCBI参照番号NP_006410.1に記載された配列、またはそれらと実質的に同一な配列を有し得る。
代替の実施形態では、CXCL13ポリペプチドは、配列番号5もしくは7に記載された、またはOTTMUST00000138021もしくはNCBI参照番号NM_006419.2に記載された配列の1つもしくは複数によってコードされるまたはこれらと実質的に同一な配列、またはその断片、例えば、3’UTRを欠くcDNA断片を有し得る。
代替の実施形態では、CXCL13核酸分子は、配列番号5もしくは7に記載された、またはOTTMUST00000138021もしくはNCBI参照番号NM_006419.2に記載された核酸配列の1つもしくは複数によってコードされるまたはこれらと実質的に同一な配列、またはその断片、例えば、3’UTRを欠くcDNA断片を有し得る。
T細胞誘引性ポリペプチド
「T細胞誘引性ポリペプチド」は、本明細書では、T細胞を特定の位置に動員する能力があるポリペプチドを表す。一部の実施形態では、位置は、腫瘍溶解性ウイルスの複製を支持する能力がある位置であってもよい。一部の実施形態では、位置は、固形腫瘍であってもよい。
一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスによってコードされるT細胞誘引性ポリペプチドは、固形腫瘍などの特定の位置におけるT細胞の総数を、T細胞誘引性ポリペプチドの非存在下でのその特定の位置におけるT細胞の数と比較して、少なくとも10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%またはそれより多く増加させ得る。一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスによってコードされるT細胞誘引性ポリペプチドは、固形腫瘍などの特定の位置におけるT細胞の総数を、T細胞誘引性ポリペプチドの非存在下でのその特定の位置におけるT細胞の数と比較して、少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍またはそれより多く増加させ得る。一部の実施形態では、本明細書で開示されたT細胞誘引性ポリペプチドは、固形腫瘍などの特定の位置におけるB細胞のクラスター(「T細胞クラスター」)の形成を誘発し得る。「T細胞クラスター」は、本明細書では、固形腫瘍などの特定の位置におけるリンパ系細胞、主にT細胞の凝集物を表す。一部の実施形態では、T細胞クラスターは、少数のB細胞または他の細胞を含み得ることが理解されよう。一部の実施形態では、T細胞クラスターは、10%未満のB細胞を含み得る。一部の実施形態では、T細胞クラスターは、三次リンパ構造(TLS)の特徴、例えば構造的組織化を欠き得る。したがって、一部の実施形態では、本明細書で開示されたT細胞誘引性ポリペプチドは、T細胞クラスターの形成を誘発し得るが、TLSは誘発し得ない。T細胞クラスターの存在または非存在は、例えば、免疫組織化学的技法を使用し、固形腫瘍などの位置におけるT細胞またはB細胞などの免疫細胞の存在を決定することによって決定され得る。一部の実施形態では、T細胞クラスターの存在は、T細胞誘引性ポリペプチドに曝露されていてもまたはされていなくてもよい固形腫瘍試料などの試料を比較することによって決定され得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示されたT細胞誘引性ポリペプチドは、生物学的に活性な断片であってもよい。「生物学的に活性な断片」は、本明細書では、1つまたは複数の残基だけ全長ポリペプチドよりも短く、T細胞を固形腫瘍などの特定の位置に動員する能力があるT細胞誘引性ポリペプチドの部分を意味する。
本明細書で開示されたT細胞誘引性ポリペプチドは、CXCL10ポリペプチドなどのケモカインであってもよい。
一部の実施形態では、CXCL10ポリペプチドは、配列番号2もしくは4に記載された、またはOTTMUSP00000036424もしくはNCBI参照番号NP_001556.2に記載された配列、またはそれらと実質的に同一な配列を有し得る。
代替の実施形態では、CXCL10ポリペプチドは、配列番号1もしくは3に記載された、またはOTTMUSG00000028740もしくはNCBI参照番号NM_001565.1に記載された配列の1つもしくは複数によってコードされるまたはこれらと実質的に同一な配列、またはその断片、例えば、3’UTRを欠くcDNA断片を有し得る。
代替の実施形態では、CXCL10核酸分子は、配列番号1もしくは3に記載された、またはOTTMUSG00000028740もしくはNCBI参照番号NM_001565.1に記載された核酸配列の1つもしくは複数によってコードされるまたはこれらと実施的に同一な配列、またはその断片、例えば、3’UTRを欠くcDNA断片を有し得る。
実質的に同一な配列
「実質的に同一な」は、アミノ酸もしくは核酸分子の生物学的機能を破壊しない配列の位置に位置する1つもしくは複数の保存的置換だけ、または1つもしくは複数の非保存的置換、欠失、もしくは挿入のみがCXCL10、CXCL12またはCXCL13配列などの参照配列と異なるアミノ酸またはヌクレオチド配列を意味する。かかる配列は、例えば、Align Program(Myers and Miller, CABIOS, 1989, 4:11-17)またはFASTAを使用して、比較に使用される配列にアミノ酸またはヌクレオチドレベルで最適に整列した場合、約45%から約99%の間の任意の値で同一あってもよく、またはより一般的に、少なくとも45%、48%、50%、52%、55%、57%もしくは60%同一であってもよく、または少なくとも63%、65%、68%、70%、75%、77%、80%、85%、90%、もしくは95%同一であってもよく、または96%、97%、98%、もしくは99%もの値で同一であってもよい。ポリペプチドに関して、比較配列の長さは、少なくとも10、15、20、25、または30アミノ酸であってもよい。代替の実施形態では、比較配列の長さは、少なくとも35、40、もしくは50アミノ酸、または60、80、もしくは100を超えるアミノ酸であってもよい。核酸分子に関して、比較配列の長さは、少なくとも15、20、25、30、40、または50ヌクレオチドであってもよい。代替の実施形態では、比較配列の長さは、少なくとも60、70、80、もしくは90ヌクレオチド、または100、200、もしくは500を超えるヌクレオチドであってもよい。配列同一性は、公的に利用可能な配列分析ソフトウェア(例えば、Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group、University of Wisconsin Biotechnology Center、1710 University Avenue、Madison、Wis.53705、またはNational Library of Medicineから入手可能な、もしくは本明細書に記載のBLASTソフトウェア)を使用して容易に測定され得る。有用なソフトウェアの例は、Pile−upおよびPrettyBoxプログラムを含む。かかるソフトウェアは、相同性の程度を様々な置換、欠失、置換、および他の修飾に割り当てることによって類似した配列を一致させる。
代わりに、または追加的に、2つの核酸配列は、それらが高ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズする場合、「実質的に同一」であってもよい。一部の実施形態では、高ストリンジェンシー条件は、例えば、0.5M NaHPO4、pH7.2、7%SDS、1mM EDTA、および1%BSA(fraction V)を含有する緩衝液において65℃の温度で、または48%ホルムアミド、4.8×SSC、0.2Mトリス−Cl、pH7.6、1×デンハート液、10%デキストラン硫酸、および0.1%SDSを含有する緩衝液において42℃の温度で、長さが少なくとも500ヌクレオチドのDNAプローブを使用して生じるハイブリダイゼーションに匹敵するハイブリダイゼーションを可能にする条件である。(これらは、高ストリンジェンシーノーザンまたはサザンハイブリダイゼーションに関する典型的な条件である。)ハイブリダイゼーションは、約20〜30分、または約2〜6時間、または約10〜15時間の期間にわたって、または24時間以上にわたって実施され得る。高ストリンジェンシーハイブリダイゼーションは、高ストリンジェンシーPCR、DNA塩基配列決定法、一本鎖高次構造多型分析、およびインサイチュハイブリダイゼーションなどの分子生物学者によって常法に従って行われる多数の技法の成功に関しても頼られている。ノーザンおよびサザンハイブリダイゼーションと対照的に、これらの技法は、相対的に短いプローブ(例えば、通常、PCRまたは配列決定に関して約16ヌクレオチド以上およびインサイチュハイブリダイゼーションに関して約40ヌクレオチド以上)で通常行われる。これらの技法において使用される高ストリンジェンシー条件は、分子生物学の当業者に周知であり、それらの例は、例えば、Ausubel et al.(24)において見出され得る。
実質的に同一な配列は、例えば、本明細書で記載されたマウスもしくはヒトCXCL10、CXCL12もしくはCXCL13配列と、または任意の哺乳類種において見出される相同配列と実質的に同一である配列であってもよい。
腫瘍溶解性ウイルス
腫瘍溶解性ウイルス(OV)は、がん細胞において選択的に複製するウイルスである。それ自体、OVは、非がん細胞に及ぼす著しい効果を有することなく、がん細胞の死を誘発する能力があり得る。
本明細書では、「腫瘍溶解性RNAウイルス」は、その遺伝子材料としてリボ核酸(RNA)を有し、例えば、インターフェロン産生を刺激することによって炎症を誘発する腫瘍溶解性ウイルスを表す。一部の実施形態では、腫瘍溶解性RNAウイルスは、かなり長い時間、腫瘍またはがん細胞において存続しない、すなわち、一過性に存在する。例えば、一部の実施形態では、腫瘍溶解性RNAウイルスは、最後の接種後約24時間〜約72時間の接種物の量より3〜5桁少ないレベルで腫瘍またはがん細胞に存在し得る。一部の実施形態では、腫瘍溶解性RNAウイルスは、最後の接種後約24時間〜約72時間の接種物の量より1、2、3、4、または5桁少ないレベルで腫瘍またはがん細胞に存在し得る。一部の実施形態では、腫瘍溶解性RNAウイルスは、最後の接種後約24時間〜約72時間の接種物の量より5を超える桁少ないレベルで腫瘍またはがん細胞に存在し得る。微量(例えば、感染後1日に存在する量と比較して10%未満)の腫瘍溶解性RNAウイルスが最後の接種後7日に腫瘍またはがん細胞に存在し得ることが理解されよう。一部の実施形態では、腫瘍溶解性RNAウイルスは、最後の接種後約14日後に腫瘍またはがん細胞から完全に排除され得る、すなわち、標準的な検出技法を使用して検出不可能であり得る。
腫瘍溶解性RNAウイルスは、限定することなく、水疱性口内炎ウイルス(VSV)、マラバウイルス、レオウイルス、麻疹ウイルス、ポリオウイルス、またはニューカッスル病ウイルスを含む。
一部の実施形態では、腫瘍溶解性RNAウイルスは、弱毒化されている、すなわち、病原性ではなく、病気を引き起こす能力もないが、がん細胞に感染し、免疫応答を刺激する能力を保持する。
一部の実施形態では、VSVは、限定することなく、VSVインディアナ株を含み得る。
一部の実施形態では、VSVは、限定することなく、Mタンパク質における変異を含むVSVを含み得る。
一部の実施形態では、VSVは、限定することなく、例えば、Stojdl, DF et al.(21)において報告されたMタンパク質におけるデルタ−51変異を含むVSVを含み得る。一部の実施形態では、VSVは、限定することなく、NCBI参照配列:NC_001560.1に記載された配列を有しかつMタンパク質におけるメチオニン51の欠失をさらに含むVSVを含み得る。
一部の実施形態では、マラバウイルスは、限定することなく、NCBI参照配列:NC_025255.1に記載された配列を有するマラバウイルスを含み得る。一部の実施形態では、マラバウイルスは、限定することなく、NCBI参照配列:NC_025255.1に記載された配列において、それぞれ、MおよびGタンパク質におけるL123WおよびQ242R変異を有するマラバウイルスを含み得る(2)。
一部の実施形態では、腫瘍溶解性ウイルスは、腫瘍溶解性DNAウイルスを含む。本明細書では、「腫瘍溶解性DNAウイルス」は、その遺伝子材料としてデオキシリボ核酸(DNA)を有する腫瘍溶解性ウイルスを表す。一部の実施形態では、腫瘍溶解性DNAウイルスは、腫瘍溶解性RNAウイルスよりもゆっくりと複製し得る。一部の実施形態では、腫瘍溶解性DNAウイルスは、腫瘍溶解性RNAウイルスよりも長い期間腫瘍において存続し得る。一部の実施形態では、腫瘍溶解性DNAウイルスは、I型インターフェロンの強力な刺激因子ではない場合がある。
腫瘍溶解性DNAウイルスは、限定することなく、ワクシニアウイルス(VV)、単純ヘルペスウイルス(HSV)、またはアデノウイルスを含む。
一部の実施形態では、VVは、限定することなく、ワクシニアウイルスウエスタンリザーブ株(GenBank:AY243312.1)、ワクシニアウイルスAcambis 2000(GenBank:AY313847.1)を含み得る。一部の実施形態では、VVは、限定することなく、その遺伝子座における異種配列の挿入により、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子座における弱毒変異を有するワクシニアウイルスを含み得る。
「組換え腫瘍溶解性ウイルス」は、本明細書では、異種B細胞誘引性ポリペプチドまたは異種T細胞誘引性ポリペプチドを発現する腫瘍溶解性RNAウイルスまたは腫瘍溶解性DNAウイルスを意味する。
「組換え」は、本明細書では、核酸またはアミノ酸配列の修飾を意味し、これは、天然に見出されない産物をもたらす。核酸構築物を参照する場合、その用語は、分子生物学的技法を用いて一緒に結合されたまたは作製された核酸配列で構成されている分子を表す。「組換え」という用語は、タンパク質またはポリペプチドを参照する場合、分子生物学的技法を用いて作り出された組換え核酸構築物を使用して発現されるタンパク質またはポリペプチド分子を表す。組換え核酸構築物は、それが天然にライゲートしていない、またはそれが異なる位置で天然にライゲートしている核酸配列にライゲートしている、またはライゲートするようになるように操作されているヌクレオチド配列を含み得る。したがって、核酸構築物を「組換え」と称することにより、核酸分子が遺伝子工学を使用して、すなわち、ヒトの介入によって操作されていることが示される。組換え核酸構築物は、例えば、本明細書に記載されたまたは当技術分野で既知の任意の適した手段によって宿主細胞に導入され得る。かかる組換え核酸構築物は、同じ宿主細胞種にまたは異なる宿主細胞種に由来する配列を含み得、これらは、単離され、宿主種の細胞に再導入されている。組換え核酸構築物配列は、宿主細胞の本来の形質転換の結果として、または後の組換えおよび/または修復事象の結果として、宿主細胞ゲノム、例えば腫瘍溶解性ウイルスのゲノムに取り込まれる(「安定に組み込まれる」)ようになり得る。
「異種」は、それが天然に見出される場所以外の場所に位置するようにヒトの介入によって操作された核酸またはポリペプチド分子を意味する。例えば、ある種由来の核酸配列は、別の種のゲノムに導入され得る、またはあるゲノム遺伝子座由来の核酸配列は、同じ種における別のゲノム遺伝子座に移動され得る。異種タンパク質は、例えば、異種コード配列から発現されたタンパク質またはタンパク質を天然に発現しない細胞における組換え遺伝子から発現されたタンパク質を含む。
「組換え」という用語は、腫瘍溶解性ウイルスに関連して使用される場合、結果として生じる組換え腫瘍溶解性ウイルスが、野生型であろうと弱毒化されていようとその腫瘍溶解性ウイルスによって通常発現されないタンパク質またはポリペプチドを発現するように、腫瘍溶解性ウイルスが異種核酸配列の導入によって修飾されていることを示す。一部の実施形態では、組換え腫瘍溶解性ウイルスは、1つを超える異種核酸配列を発現するように操作され得る。
組換えVSVは、例えば、VSVゲノムにおけるGタンパク質とLタンパク質の間、または任意の2つの隣接するVSV遺伝子の間に異種核酸配列を挿入することによって産出され得る。一部の実施形態では、VSVは、Mタンパク質における変異、または腫瘍選択性を与え得るVSVタンパク質における他の変異を有し得る。一部の実施形態では、Mタンパク質での変異は、例えば、メチオニン51位置での記載された欠失であってもよい。
弱毒化組換えVVは、例えば、チミジンキナーゼ遺伝子座、またはワクシニア増殖因子(VGF)遺伝子座、または遺伝子の混乱が腫瘍選択性を与える任意の他の遺伝子座内に異種核酸配列を挿入することによって産出され得る。
一部の実施形態では、異種核酸配列は、cDNAの5’UTR、完全なコード配列、および終止コドンを含み得る。一部の実施形態では、異種核酸配列は、例えば、かかる除外が異種核酸配列の発現を改善する場合、3’UTRを除外し得る。一部の実施形態では、さらなる異種3’UTR配列が、mRNAの翻訳を改善するために異種核酸配列cDNAに導入され得る。一部の実施形態では、さらなる異種3’UTR配列は、例えば、Levitt, N et al.(9)によって報告された合成配列であってもよい。
腫瘍溶解性ウイルスがVVである場合、異種核酸配列は、配列:AAAAATTGAAATTTTATTTTTTTTTTTTGGAATATAAATA(配列番号18)を有するVV合成初期/後期プロモーターの制御下に置かれ得る。
したがって、一部の実施形態では、本開示による組換え腫瘍溶解性ウイルスは、B細胞誘引性ポリペプチドを発現するように修飾された腫瘍溶解性RNAまたはDNAウイルスを表し、限定することなく、VSV−CXCL12、VV−CXCL12、VSV−CXCL13、またはVV−CXCL13を含む。
一部の実施形態では、本開示による組換え腫瘍溶解性ウイルスは、T細胞誘引性ポリペプチドを発現するように修飾された腫瘍溶解性RNAまたはDNAウイルスを表し、限定することなく、本明細書に記載のVSV−CXCL10またはVV−CXCL10ウイルスを含む。
異種ポリペプチドを発現する組換え腫瘍溶解性ウイルスは、特定の位置での接種後のある一定の期間後に検出不可能であり得るけれども、異種ポリペプチドは、例えば、組換え腫瘍溶解性ウイルスによってその位置に動員された免疫細胞によって発現され続け得、したがって、検出され得ることが理解されよう。
がん
本開示による組換え腫瘍溶解性ウイルスは、B細胞および/またはT細胞を固形がん、腫瘍または新生物に動員するために使用され得る。「がん」、「腫瘍」または「新生物」は、生理学的機能を果たさない細胞の任意の望まれない増殖を意味する。一般に、新生物の細胞は、その正常な細胞分裂制御から解放されている、すなわち、その増殖が細胞環境における通常の生化学的および物理学的影響によって調節されない細胞である。大部分の場合、新生物細胞は、増殖して、良性または悪性である細胞のクローンを形成する。がんまたは新生物の例は、限定することなく、形質転換および不死化細胞、腫瘍、ならびに乳腺細胞癌および前立腺癌などの癌を含む。がんという用語は、技術的に良性であるが、悪性になるリスクを保有する細胞増殖を含む。
「悪性」は、任意の細胞型または組織の異常な増殖を意味する。悪性という用語は、技術的に良性であるが、悪性になるリスクを保有する細胞増殖を含む。この用語は、任意のがん、癌腫、新生物、異常増殖、または腫瘍も含む。大部分のがんは、3つの広い組織学的分類に入る:癌、これは、最も多数を占めるがんであり、上皮細胞または臓器、腺、もしくは他の身体構造(例えば、皮膚、子宮、肺、乳房、前立腺、胃、腸)の外または内面を覆っている細胞のがんであり、転移する傾向がある;肉腫、これは、結合または支持組織(例えば、骨、軟骨、腱、靭帯、脂肪、筋肉)に由来する;および血液腫瘍、これは、骨髄およびリンパ組織に由来する。癌は、腺癌(乳房、肺、結腸、前立腺または膀胱などの分泌の能力がある臓器または腺において一般に生じる)であってもよいし、または扁平上皮癌(扁平上皮において起こり、身体の大多数の領域において一般に生じる)であってもよい。肉腫は、骨肉腫または骨原性肉腫(骨)、軟骨肉腫(軟骨)、平滑筋肉腫(平滑筋)、横紋筋肉腫(骨格筋)、中皮肉腫もしくは中皮腫(体腔の膜裏)、線維肉腫(線維性組織)、血管肉腫もしくは血管内皮腫(血管)、脂肪肉腫(脂肪組織)、神経膠腫もしくは星状細胞腫(脳に見出される神経原性結合組織)、粘液肉腫(原始胚性結合組織)、または間葉性もしくは混合性中胚葉腫瘍(混合性結合組織型)であってもよい。さらに、腺扁平上皮癌、混合性中胚葉腫瘍、癌肉腫、または奇形癌などの混合型がんも存在する。
がんは、例えば、乳房、脳、肺、肝臓、皮膚、前立腺、精巣、膀胱、結腸および直腸、子宮頚部、子宮などのがんなどのように、それらが起こる臓器、すなわち、「原発部位」に基づいても命名され得る。この呼称は、そのがんが原発部位とは異なる身体の別の部分に転移した場合でさえも持続する。原発部位に基づいて命名されたがんは、組織学的分類と相関し得る。例えば、肺がんは、一般に、小細胞肺がんまたは非小細胞肺がんであり、これは、扁平上皮癌、腺癌、または大細胞癌であってもよい;皮膚がんは、一般に、基底細胞がん、扁平上皮がん、またはメラノーマである。リンパ腫は、頭部、頚部および胸部と関連しているリンパ節において、ならびに腹部リンパ節においてまたは腋窩もしくは鼠径リンパ節において生じ得る。がんの型および段階の同定および分類は、例えば、米国におけるがん発生率および生存に関する情報の権威筋であり、世界中で認識されている、Surveillance, Epidemiology, and End Results (SEER) Program of the National Cancer Institute (http://seer.cancer.gov/publicdata/access.html)によって提供された情報を使用することによって行われ得る。SEERプログラムは、現在、US人口の約26パーセントを網羅する14の集団に基づくがん登録および3つの補足的登録からのがん発生率および生存データを集め、公表している。プログラムは、患者の人口統計、原発腫瘍部位、形態、診断時の段階、処置の第1の経過、および生命状態に関する追跡に関するデータを常に集めており、診断時のがんの段階および各段階内の生存率を含む米国における人口に基づく情報の唯一の包括的源である。300万を超える上皮内および浸潤がん症例に関する情報がSEERデータベースに含まれており、約170,000の新しい症例がSEER適用範囲領域内で毎年加えられる。SEERプログラムの発生率および生存データは、特定のがん部位および段階に関する標準的な生存時間を入手するために使用され得る。例えば、最適な比較群を保証するために、診断の日付および正確な段階を含めた具体的な基準がデータベースから選択され得る。
以下のリストは、原発がんおよび二次的拡散(転移)に関するそれらの一般的な部位の一部の非限定的な例を提供する:
原発がん 転移に関する一般的な部位
乳房 骨、肺、皮膚、脳
肺 骨、脳
結腸 肝臓、肺、骨
腎臓 肺、骨
膵臓 肝臓、肺、骨
メラノーマ 肺
子宮 肺、骨、卵巣
卵巣 肝臓、肺
膀胱 骨、肺
一部の実施形態では、本開示は、乳がん、結腸直腸がん、肺がん、メラノーマ、または卵巣がんなどのB細胞の動員によって利益を与えられるがんを含む。一部の実施形態では、本開示は、T細胞の動員によって利益を与えられるがんを含む。いかなる特定の理論にも束縛されることなく、腫瘍溶解性ウイルスから産生される外来性CXCL10は、CXCL10発現が遺伝的または後成的手段によってサイレンシングされているがんにおいて特に有用であり得る。
医薬および獣医学的組成物、投薬量、および投与
本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスは、対象への投与に適した形で薬学的に許容される担体などの担体とともに製剤化されていてもよい。一部の実施形態では、エクスビボ技法が使用され得る。例えば、一部の実施形態では、担体は、Lemay CG et al.(8)によって報告されたエクスビボ感染自己腫瘍細胞であってもよい。
本明細書では、対象は、ヒト、非ヒト霊長類、ラット、マウス、ウシ、ウマ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコなどであってもよい。対象は、臨床患者、臨床治験ボランティア、実験動物などであってもよい。対象は、がんまたは新生物を有するリスクを有していてもよく、がんまたは新生物と診断されてもよい、またはがんも新生物も有さないと確認された対照対象であってもよい。がんまたは新生物に関する診断法およびかかる診断の臨床描写は、当業者に既知である。
CXCL10、CXCL12またはCXCL13などの異種ポリペプチドを発現する1つまたは複数の組換え腫瘍溶解性ウイルスが対象に投与され得る。例えば、対象は、CXCL10、CXCL12またはCXCL13の1つまたは複数をそれぞれ発現するVSVまたはVVなどの1つまたは複数の組換え腫瘍溶解性ウイルスを投与され得る。
一部の実施形態では、本明細書に記載のVSV−CXCL12またはVSV−CXCL13ウイルスなどの組換え腫瘍溶解性RNAウイルスは、単独でまたは他の化合物(例えば、核酸分子、小分子、ペプチド、ペプチド類似体、または組換え腫瘍溶解性DNAウイルス)と組み合わせて提供され得る。例えば、VSV−CXCL12またはVSV−CXCL13ウイルスは、VV−CXCL12、VV−CXCL13ウイルス、VSV−CXCL10ウイルスおよび/またはVV−CXCL10ウイルスと組み合わせて提供され得る。
必要に応じて、本開示による組換え腫瘍溶解性RNAウイルスでの処置は、がんまたは新生物に関するより伝統的かつ既存の療法と組み合わされ得る。本開示による組換え腫瘍溶解性RNAウイルスは、慢性的または断続的に提供され得る。「慢性的」投与は、急性的方式とは対照的に、最初の治療効果(活性)を長期間維持するための連続的方式での薬剤の投与を表す。「断続的」投与は、中断なく継続的に行われないが、本来ある程度周期的である処置である。
従来の薬務が、組換え腫瘍溶解性RNAウイルスを、例えば注入または吸入によって、がんまたは新生物を患っているまたはこれらを有する疑いのある対象に投与するための適した製剤または組成物を提供するために用いられ得る。投与の任意の適切な経路が用いられ得、例えば、非経口、静脈内、皮下、頭蓋内、眼窩内、眼、脳室内、関節内、脊髄内、くも膜下腔内、嚢内、腹腔内、鼻腔内、エアロゾル、局所的、または投与である。治療製剤は、溶液または懸濁液の形;鼻腔内製剤に関して、点鼻薬、またはエアロゾルの形であってもよい。
製剤を作製するための当技術分野で周知の方法は、例えば、"Remington's Pharmaceutical Sciences" (19th edition), ed. A. Gennaro, 1995, Mack Publishing Company, Easton, Paにおいて見出される。非経口投与のための製剤は、例えば、賦形剤、滅菌水、または生理食塩水、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール、植物起源の油、または水素化ナフタレン(napthalene)を含有し得る。生体適合性、生分解性ラクチドポリマー、ラクチド/グリコリドコポリマー、またはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーが化合物の放出を制御するために使用され得る。他の潜在的に有用な非経口送達系は、例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、埋め込み型注入系、およびリポソームを含む。吸入のための製剤は、賦形剤、例えば、ラクトースを含有し得る、または例えば、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、グリココレートおよびデオキシコレートを含有する水溶液であってもよい、または点鼻薬の形の投与のための油性溶液であってもよい。治療組成物に関して、化合物は、がんまたは新生物を停止させるまたは遅らせるのに十分な量で個体に投与される。
「治療有効量」は、がんまたは新生物を停止させるまたは遅らせるなどの望ましい治療結果を達成するために必要な投薬時の効果的な量および期間を表す。化合物の治療有効量は、個体の疾患状況、年齢、性別、および体重などの因子および化合物が個体における望ましい応答を引き出す能力によって変動し得る。投薬レジメンは、最適の治療応答を提供するために適合され得る。治療有効量は、治療的に有益な効果が化合物の任意の毒性または有害効果を上回るものでもある。一部の実施形態では、治療有効量は、対象1kgあたり1e4、1e5、1e6、1e7、1e8、1e9、1e10、1e11、1e12、1e13、1e14、1e15以上のプラーク形成単位(pfu)の本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスであってもよい。
投薬量の値は、緩和される状態の重症度、または使用される特定の組換え腫瘍溶解性ウイルスによって変動し得ることに留意されたい。任意の特定の対象に関して、具体的な投薬レジメンは、個々の必要性および投与するまたは組成物の投与を監督する人の専門的な判断によって経時的に適合され得る。本明細書で記載された投薬量の範囲は、単に典型的なものであり、医師によって選択され得る投薬量の範囲を限定しない。組成物中の活性な組換え腫瘍溶解性ウイルスの量は、個々の対象の疾患状況、年齢、性別、および体重などの因子によって変動し得る。投薬レジメンは、最適の治療応答を提供するために適合され得る。例えば、単回ボーラスが投与され得る、いくつかの分割用量が経時的に投与され得る、または用量は、治療状況の緊急事態によって示されるように比例的に減少または増加され得る。投与の容易さおよび投薬量の均一性のために投薬単位の形態で非経口組成物を製剤化することは有利であり得る。
使用の方法
本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスは、腫瘍の増殖を阻害する、腫瘍細胞の死滅を促進する、または免疫細胞(T細胞またはB細胞など)を腫瘍に動員するために使用され得る。
「腫瘍の増殖を阻害する」は、組換え腫瘍溶解性ウイルスの非存在下での類似した腫瘍と比較した場合の、本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスの存在下での腫瘍のサイズの10%から90%の間の任意の値、または30%から60%の間の任意の値の、または100%を超える低下、または1倍、2倍、5倍、10倍以上の低下を意味する。阻害することは、完全な阻害を必要としないことが理解されよう。
「腫瘍細胞の死滅を促進する」は、組換え腫瘍溶解性ウイルスの非存在下での類似した腫瘍と比較した場合の、本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスの存在下での腫瘍細胞の死の10%から90%の間の任意の値、または30%から60%の間の任意の値の、または100%を超える増加、または1倍、2倍、5倍、10倍、15倍、25倍、50倍、100倍以上の増加を意味する。死滅は、全ての腫瘍細胞が殺されることを必要としないことが理解されよう。
「免疫細胞を腫瘍に動員する」は、組換え腫瘍溶解性ウイルスの非存在下でのT細胞またはB細胞などの免疫細胞の数と比較した場合の、本明細書に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスの存在下でのT細胞またはB細胞などの免疫細胞の数の10%から90%の間の任意の値、または30%から60%の間の任意の値の、または100%を超える増加、または1倍、2倍、5倍、10倍、15倍、25倍、50倍、100倍以上の増加を意味する。
本明細書に記載のまたは当技術分野で既知の任意の適したアッセイが使用され得る。例えば、ウエスタンブロット法は、感染細胞による異種タンパク質の産生を検出するために使用され得;B細胞の移動は、トランスウェル移動アッセイによって決定され得、移動の特異性は、移動を遮断する特異的モノクローナル抗体を使用して評価される。NOP乳房がん動物モデルは、マウスにウイルスを注入し、腫瘍増殖を監視することによって、組換えウイルスが抗腫瘍有効性を増強する能力を評価するために使用され得る。マウスは、フローサイトメトリーおよび/またはマルチカラー免疫組織化学的検査を使用して、腫瘍浸潤B細胞の数および活性化状況を比較し、リンパクラスターの形成を監視するために、連続的な時点で屠殺され得る。
本発明は、以下の例においてさらに例証されることになる。
組換えウイルスの産出
本発明者らは、ケモカインCXCL10およびCXCL13をVSVおよびVVの弱毒化株中に操作した。VSV組換えウイルスにおいて、ケモカインをVSVゲノムにおけるGとLタンパク質間に挿入した。VV組換えウイルスに関して、ケモカインをチミジンキナーゼ遺伝子座に挿入した。両方のウイルスに関して、導入遺伝子は、cDNAの5’UTR、完全なコード配列、および終止コドンを含み;3’UTRを除外した。本発明者らは、PCRクローニングを使用して、マウスCXCL13(mCXCL13)遺伝子をVSVに挿入した。本発明者らは、これをマウス脾細胞から抽出されたmRNAから調製されたcDNAから増幅した。この増幅のためのプライマーは、VSVウイルスゲノム中への挿入を可能にする制限酵素部位を含んだ。組換えVSVクローンを得ると同時に、本発明者らは、mCXCL13の挿入が成功的であったことをサンガーシークエンシングによって確認した。組換えVSV−mCXCL13ウイルスをDNA構築物から産出した。VVに関して、本発明者らはまた、マウス脾細胞cDNAからmCXCL13に関するDNAをPCR増幅した。この場合、PCRプライマーを、それらがVVウイルスゲノム中へのmCXCL13の挿入を可能にするように設計した。さらに、VVに関するレフトプライマーは、組換えウイルスに感染した標的細胞中でのmCXCL13の高発現を強制するための合成プロモーターを含有するように設計した。
組換え腫瘍溶解性ウイルスプラスミドへのケモカイン遺伝子のクローニング
より詳細には、活性化マウス脾細胞からcDNAを単離するために、新鮮に収集されたマウス脾臓をシリンジプランジャーの鈍い末端ですりつぶし、次いで、100μmスクリーンを通してろ過した。脾細胞をペレット化し、ACK溶解緩衝液に再懸濁した。室温での5分のインキュベーション後、細胞を洗浄し、次いで、40μmろ過器を通したろ過の前に完全RPMIに再懸濁した。脾細胞を1〜2×106細胞/mLの濃度で完全RPMI培地中で増殖した。Concavalin A(Sigma−Aldrich)を使用して、細胞を1μg/mLの濃度で刺激した。細胞を48時間インキュベートし、次いで、遠心分離によってペレット化し、均質化の前に1%β−メルカプトエタノールを有する緩衝液RLT Plus(Qiagen)の溶液に再懸濁した。RNeasy Plus Mini Kit(Qiagen)を使用して、製造者のプロトコールに従ってホモジネートからRNAを抽出した。cDNAを製造者のプロトコールに従ってqScript(商標) cDNA SuperMix(Quanta Biosciences)を使用してRNAから調製した。
表1のプライマーを使用して、全マウスcDNAから3’UTRを欠くCXCL10およびCXCL13 cDNAを増幅した。VSVクローニングに関して、プライマーをxhoIおよびNheI制限部位を含有するように設計した。ワクシニアウイルスクローニングに関して、プライマーをspeI制限部位を含有するように設計した。加えて、レフトワクシニアウイルスプライマーは、ケモカイン遺伝子の高発現を駆動するための合成ワクシニアウイルス初期/後期プロモーター:AAAAATTGAAATTTTATTTTTTTTTTTTGGAATATAAATA(配列番号18;3)を含有した。全てのプライマーをIntegrated DNA Technologiesから購入した。PCRを高忠実度Q5ポリメラーゼ(NEB)を使用して行った。
Figure 2018519805
標準的なクローニング技法を使用してVSV構築物をVSV−d51プラスミド(21)中にクローニングし、ワクシニアウイルス構築物をプラスミドpSEM−1プラスミド(19)中にクローニングした。VSV−d51プラスミドは、導入遺伝子のGとL遺伝子間の挿入を可能にし、pSEM−1プラスミドは、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子座中への挿入を可能にする。いったんケモカイン発現構築物をそれらのそれぞれの組換えウイルスプラスミド中にクローニングしたら、ケモカイン構築物を配列決定して(Genscript)、組換えウイルスの産出に進む前にエラーがないことを保証した。
ケモカイン構築物が少なくとも以下の配列を有することを確認した:
3’UTRを欠くmCXCL10 cDNA:
GAGAAGCGCTTCATCCACCGCTGAGAGACATCCCGAGCCAACCTTCCGGAAGCCTCCCCATCAGCACCATGAACCCAAGTGCTGCCGTCATTTTCTGCCTCATCCTGCTGGGTCTGAGTGGGACTCAAGGGATCCCTCTCGCAAGGACGGTCCGCTGCAACTGCATCCATATCGATGACGGGCCAGTGAGAATGAGGGCCATAGGGAAGCTTGAAATCATCCCTGCGAGCCTATCCTGCCCACGTGTTGAGATCATTGCCACGATGAAAAAGAATGATGAGCAGAGATGTCTGAATCCGGAATCTAAGACCATCAAGAATTTAATGAAAGCGTTTAGCCAAAAAAGGTCTAAAAGGGCTCCTTAA(配列番号1)
3’UTRを欠くmCXCL13 cDNA:
GAGCTAAAGGTTGAACTCCACCTCCAGGCAGAATGAGGCTCAGCACAGCAACGCTGCTTCTCCTCCTGGCCAGCTGCCTCTCTCCAGGCCACGGTATTCTGGAAGCCCATTACACAAACTTAAAATGTAGGTGTTCTGGAGTGATTTCAACTGTTGTCGGTCTAAACATCATAGATCGGATTCAAGTTACGCCCCCTGGGAATGGCTGCCCCAAAACTGAAGTTGTGATCTGGACCAAGATGAAGAAAGTTATATGTGTGAATCCTCGTGCCAAATGGTTACAAAGATTATTAAGACATGTCCAAAGCAAAAGTCTGTCTTCAACTCCCCAAGCTCCAGTGAGTAAGAGAAGAGCTGCCTGA(配列番号5)
組換えVSVの産出
組換えVSVを産出するために、本発明者らは、確立された組換えウイルスレスキュープロトコール(7)を使用した。5e5 Vero(ATCC CCL−81)細胞/ウェルを2mlの完全培地(500ml高グルコース(4500mg/L)DMEM、50ml熱失活ウシ胎仔血清、各5mlのペニシリン/ストレプトマイシン、2mM L−グルタミンおよび1mMピルビン酸ナトリウム(Thermo Fisher Scientific)における6ウェル組織培養プレートで平板培養した。24時間後、細胞がコンフルエントな単層を形成した時、培地を除去し、細胞をウェルあたり100ulの体積の無血清高グルコースDMEM中で5のMOI(5e6 pfu)でT7−発現ワクシニア(VV−T7)に感染させた。感染の2時間後、以下の構成要素を含有するトランスフェクション混合物を調製した:1ug/ウェルのVSV−Nプラスミド、1.25ug/ウェルのVSV−Pプラスミド、0.25ug/ウェルのVSV−Lプラスミド、および4ug/ウェルの組換えVSVゲノムプラスミド。トランスフェクションあたりの最終体積をOpti−MEM還元血清培地(Thermo Fisher Scientific)中で250ulにした。
別個の管において、5ulのリポフェクタミン2000(Thermo Fisher Scientific)を250ul Opti−MEMに加えた。プラスミドおよびリポフェクタミン溶液を一緒に混合し、室温で10〜20分間インキュベートした。
VV−T7に感染したウェルからの上清を接種物を吸引することによって除去し、500ul/ウェルのトランスフェクション混合物を細胞上に直接滴下添加した。1つのVV−T7感染ウェルを負の対照としてトランスフェクトしないままにした。プレートをトランスフェクション溶液中で4〜5時間、37Cでインキュベートした。このインキュベーション後、トランスフェクション溶液を吸引し、2ml/ウェルの完全培地と交換した。プレートを2日間インキュベートした。
2日のインキュベーション後、培養物を収集し、1600RPMで10分間遠心分離して、細胞片をペレット化した。次いで、上清を0.2umフィルターを通過させて、全てのワクシニアウイルス汚染物質を除去した。
1mlのこの清澄上清を6−ウェル組織培養プレートの6e5 Vero細胞/ウェルの新鮮な、コンフルエントな層上で平板培養し、37Cで24〜48hインキュベートした。成功的な組換えウイルスレスキューが24〜48h以内の細胞死によって示された。
成功的にレスキューされたウェルを一緒にプールし、−80Cで凍結させた。これらのストックを使用して、実験において使用する後のウイルスストックを産出した。
組換えVSVにおけるケモカイン発現の確認
ウェルあたり2mLの完全培地における6e5 Vero細胞を6−ウェル組織培養プレートで平板培養した。翌日、培地を除去し、細胞をレスキューされた組換えVSV−CXCL13を含有する上清に感染させた。感染を、無血清高グルコースDMEM(Thermo Fisher Scientific)中で全体で500μLにした様々な量の上清を使用して行った。ウイルスをVero細胞に加え、次いで、細胞を、プレートを15分毎に穏やかに揺り動かしながら37Cで1時間インキュベートした。次いで、ウェルを1.5mLの2%FBS高グルコースDMEM培地で覆い、37Cでインキュベートした。翌日、セルスクレーパー(Sarstedt)を使用して細胞を収集し、次いで、細胞を1500rpmで10分間遠心分離した。上清を廃棄し、ペレットをβ−メルカプトエタノール(Thermo Fisher Scientific)を含有する350μLのRLT溶解緩衝液(Qiagen)に再懸濁した。次に、RNAをRNEasy Kit(Qiagen)を使用して抽出した。RNAを、qScript cDNA キット(Quanta Biosciences)を使用してcDNAに変換した。次に、PCRを使用して、VSVゲノムからのケモカイン遺伝子の発現をスクリーニングした。PCRを、組換えウイルスを産出するために使用したクローニングプライマーおよびTaqポリメラーゼ(Thermo Fisher Scientific)を使用して実施した。PCRサイクリング条件は、以下の通りであった:95℃で30秒間の最初の変性、その後の95℃で30秒、54.5℃で30秒および72℃で35秒からなる35サイクルを72℃で2分の長さの最終伸長ステップで行った。PCR産物を2%アガロースゲル上で可視化した。CXCL10およびCXCL13組換えVSVの両方に関して、本発明者らは、導入遺伝子が転写されたこと示す期待されたサイズのバンドを検出することができた。
組換えワクシニアウイルスの産出
組換えワクシニアウイルス株を産出するために、本発明者らは、Rintoul et al.(19)によって以前報告された方法を適応した。簡潔に述べると、9e5 U−2 OS細胞(ATCC HTB−96)を6ウェル組織培養プレート中の2mlの完全培地(500ml高グルコース(4500mg/L)DMEM、50ml熱失活ウシ胎仔血清、各5mlのペニシリン/ストレプトマイシン、2mM L−グルタミンおよび1mMピルビン酸ナトリウム)(Thermo Fisher Scientific)で平板培養し、37Cでインキュベートした。
翌日、ヘルパーウイルス(野生型ワクシニアウイルスウエスタンリザーブ株)を無血清培地に希釈した。培地をウェルから吸引し、細胞をウェルあたり300〜500ulの体積で3〜5のMOIで感染させ、プレートを15分毎に穏やかに揺り動かしながら37Cで1時間インキュベートした。
細胞に感染している間、10ulのリポフェクタミン2000(Thermo Fisher Scientific)を250ulの還元−血清Opti−MEM培地(Thermo Fisher Scientific)に加えた。4ugの組換えプラスミドDNAを等体積(250ul)のOpti−MEMに加え、次いで、リポフェクタミン混合物と組み合わせた。リポフェクタミン/プラスミド混合物を室温で10〜20分間インキュベートした。
1時間のウイルス感染後、培地をウェルから吸引し、トランスフェクション混合物をウェルに滴下添加した。負の対照として、1つのウェルをヘルパーウイルスに感染させたが、トランスフェクトしないままにした。プレートを37Cで3〜4時間インキュベートした。このインキュベーション後、トランスフェクション混合物を吸引し、2ml/ウェルの高グルコースDMEM培地と交換した。次いで、プレートを37Cで24〜48hインキュベートした。
このインキュベーション後、ウェルの内容物をセルスクレーパー(Sarstedt)を使用して収集し、3000RPMで10分間回転させた。上清を廃棄し、ペレットを200ul(6−ウェルプレートにおける元々のウェルあたり)の1mMトリス、pH9に再懸濁した。このウイルス混合物をクライオバイアルに移し、3回の凍結融解サイクル(−80Cおよび37C)に供した。
次に、コンフルエントなU2−OS細胞を含有する6ウェルプレートにおいて、培地を除去し、5〜20ulの凍結融解ウイルスを無血清培地と混合して、総体積を500ulにし、1時間、平板培養した。1時間のインキュベーション後、ウイルス混合物を除去し、2ml/ウェルのGPT選択完全高グルコースDMEM培地(250μg/mLキサンチン、15μg/mLヒポキサンチン(Sigma)、および25μg/mLミコフェノール(MPA,Merck Millipore)を含有する)を各ウェルに加えた。プレートを37℃で24〜96時間の間インキュベートした。
プレートをYFP選択マーカーの存在に関して蛍光顕微鏡下で毎日点検した。YFP+veコロニーがはっきりと認識できるサイズに達した時、それらを蛍光顕微鏡下で100〜150ulの1mMトリス、pH9中に直接採取した。この方法で採取されたウイルスを3回凍結融解し(−80C〜37C)、次いで、上述のようにGPT選択の存在下で6ウェルプレート中の新鮮なU2−OS細胞上で平板培養した。
総計で、ウイルスは、4〜5ラウンドのGPT選択/プラーク採取を経た。ウイルスの最終粗ストックを−80Cで保管し、後のウイルスストックを産出するために使用した。
組換えワクシニアウイルス純度の確認
本発明者らの組換えウイルス調製物中に野生型ウイルス汚染物質がないことを確認するために、本発明者らは、最初に、Meyer et al.(12)によって報告されたようにU2−OS細胞を組換えウイルスに感染させ、次いで、結果として生じた細胞/ウイルス混合物からDNAを抽出した。本発明者らは、Platinum(登録商標) Taq DNA Polymerase High Fidelity(Invitrogen)をワクシニアウイルスチミジンキナーゼ(TK)遺伝子座にアニールするプライマーと組み合わせて使用して、野生型汚染物質をスクリーニングした。野生型ウイルスでは、TKプライマーセットは、約500bpのバンドを増幅する。組換えウイルスでは、TK遺伝子座中への挿入により、TKプライマーセットは、約5kbの領域を増幅する。したがって、約500bpバンドの非存在(約5kbバンドの存在)は、組換えストックの純度を示す。PCRサイクリング条件は、以下の通りであった:94Cで2分間の1サイクル;94Cで30秒間、58Cで30秒間、68Cで5.5分間の40サイクル;68Cで10分間の1サイクル;4Cで維持。PCR産物を0.8%アガロースゲル上で可視化した。CXCL10およびCXCL13組換えワクシニアウイルスストックの両方は、純粋であることが分かった。
ウイルスの産生
VSV
Vero細胞のコンフルエントな単層を150mm培養皿上で増殖させた。各皿を無血清培地中で5mLに希釈されたウイルスを用いておよそ0.02のMOIでVSVに感染させた。15分毎にプレートを揺り動かしながらの1時間のインキュベーション後、20mLの2%血清含有培地を各プレートに加え、24時間インキュベートした。感染した培養物からの上清を収集し、1400rpmで10分間遠心分離し、次いで、0.2μmフィルター(Thermo Fisher Scientific)を通してろ過した。次いで、ろ過された上清をJA−25.5ローターを有するAvanti J−20 XP遠心機(Beckman Coulter)を使用して16000rpmで4Cで90分間遠心分離した。遠心分離後、上清を廃棄し、ウイルスペレットをプールし、10プレートあたり1mL PBSに再懸濁した。次いで、ウイルスをアリコートし、−80Cで保管した。ウイルスをVero細胞上で標準的なプラークアッセイを使用してタイターした。
ワクシニアウイルス
U2−OS細胞のコンフルエントな単層を150mm培養皿上で増殖させた。各皿をプレートあたり2e6 pfuで無血清培地中で5mLに希釈されたワクシニアウイルスに感染させた。プレートを15分毎に揺り動かしながらの1時間のインキュベーション後、20mLの2%血清含有培地を各プレートに加え、約72時間インキュベートした。感染細胞を擦り取り、3000rpmで10分間回転させた。ペレットを1mMトリス−HCl pH9(プレートあたり4mL)に再懸濁し、3回凍結融解した。管を3000rpmで10分間回転させて、細胞片を除去した。清澄上清を10mL 36%スクロース溶液上に覆わせた(管あたり20mL清澄上清)。次いで、管をJS−13.1スインギングバケットローターを使用してAvanti J−20 XP遠心機(Beckman Coulter、Pasadena、CA)において11,500rpmで1.5時間回転させた。上清を捨て、過剰なスクロースをピペットで除去した。ペレットを1mMトリス−HCl pH9(10プレートあたり1ml)に再懸濁した。ウイルスをアリコートし、−80Cで保管した。ウイルスをU2−OS細胞上で標準的なプラークアッセイを使用してタイターした。
組換えウイルスによるケモカインタンパク質産生の確認
腫瘍細胞に感染すると組換えウイルスがケモカインタンパク質を産生したことを検証するために、3e4 NOP23マウス乳房腫瘍細胞(22)を96−ウェルプレートで平板培養し、24時間インキュベートした。次いで、NOP23腫瘍細胞をMOI=1で組換えまたは親(GFP発現)ウイルスに感染させ、次いで、48時間インキュベートした。培地を回収し、遠心分離し、培養上清中のケモカインを、製造者のプロトコールに従ってMouse CXCL10/IP−10/CRG−2またはCXCL13/BLC/BCA−1 Quantikine ELISA Kits(R&D Systems)を使用してELISAによって定量化した。ウェルの色強度をVersaMax Microplate Reader(Molecular Devices)を使用して分析した。
ELISAは、親VSVが腫瘍細胞におけるCXCL10産生を刺激し、この発現がCXCL10導入遺伝子によってさらに増加され得るであろうことを明らかにした。対照的に、VV−GFPは、腫瘍細胞におけるCXCL10産生を刺激し得ず、しかしながら、組換えVV−CXCL10は、CXCL10の頑強な産生を刺激した(図1A)。
VSV−GFP感染もVV−GFP感染も腫瘍細胞からのCXCL13発現を誘発しなかった。対照的に、VSV−CXCL13およびVV−CXCL13の両方は、腫瘍細胞におけるCXCL13の頑強な発現を誘発した(図1B)。
VSV−CXCL13有効性のin vivo評価
乳房がんのマウスモデル(22)を使用して、VSV−CXCL13の治療有効性およびそのB細胞を動員する能力を決定した。使用した実験手法を図2Aにおける模式図に示す。
より詳細には、1e6 NOP23乳房腫瘍細胞を100ul PBSの体積で乳房脂肪パッドに移植した。およそ3週間後、腫瘍が約30〜50mm2のサイズに達した時、動物は、PBS、または5e8 pfuのVSVd51−GFPもしくはVSV−d51−CXCL13の6〜8腫瘍内(1日おきに1回)注入を受けた。腫瘍サイズをデジタルノギスを使用して監視した。マウスのいくつかのコホートを最初のウイルス/PBS処置後14日で安楽死させ、それらの腫瘍をホルマリン中に収集して、免疫組織化学的検査によりTおよびB細胞浸潤物を評価した。腫瘍スライドをヘマトキシリン、茶色3,3’−ジアミノベンジジン(DAB)色素原を有する抗マウスCD3、およびFast Red色素原を有する抗マウスPax5抗体で染色した。
免疫細胞およびリンパクラスター(CD3+T細胞およびPax5+B細胞の大きい凝集物)を腫瘍切片全体において計数した(図2B)。PBS処置マウスからの腫瘍は、免疫細胞を欠いた一方、VSV−GFP処置マウスは、高密度のT細胞を有したが、B細胞をほとんど含有しなかった。VSV−CXCL13で処置されたマウスは、T細胞浸潤物を含有し、マウスのサブセットは、B細胞浸潤物も含有した。本発明者らは、mock(PBS)においてもVSV−GFP処置動物においてもいかなるリンパクラスターも検出しなかった。対照的に、VSV−CXCL13処置は、動物のサブセットにおいてリンパクラスターを誘発し、一部の場合では、個々の腫瘍は、複数のリンパクラスターを含有し、これは、腫瘍をVSV−CXCL13で処置することにより、B細胞を腫瘍に動員することができ、これらのB細胞がリンパクラスターをしばしば形成することを示している。データは、3つの独立的な実験の組合せを表している。PBSに関してN=12;VSV−GFPおよびVSV−CXCL13に関してN=13。
VSV−CXCL13の治療有効性を決定するために、動物は、PBS、5e8 pfuのVSVd51−GFPまたはVSV−d51−CXCL13の6回の腫瘍内(1日おきに1回)注入を受けた(図3A)。腫瘍サイズをデジタルノギスを使用して監視した。動物を、それらがサイズが150mm2以上の腫瘍と定義したエンドポイントに達した時、安楽死させた。VSV−GFP処置は、mock(PBS)処置動物と比較して、腫瘍増殖の速度を減少させた(図3B、C)。VSV−CXCL13処置は、VSV−GFP処置よりもさらに効果的であり、腫瘍増殖および生存における統計的有意(p<0.0001)差をもたらした(図3D、E)。一部の場合では、VSV−CXCL13処置動物は、完全な、耐久性のある腫瘍退縮を有した(図D、E)。データは、VSV−CXCL13が親(VSV−GFP)処置よりも治療的に優れていることを示している。データは、3つの独立的な実験の組合せを表している。
VSV−CXCL10の治療有効性を決定するために、乳房がんのNOP23マウスモデル(22)を使用した。VSV−CXCL13に関して、1e6 NOP23乳房腫瘍細胞を100ul PBSの体積で乳房脂肪パッドに移植した。およそ3週間後、腫瘍が約30〜50mm2のサイズに達した時、動物は、PBS、5e8 pfuのVSVd51−GFPまたはVSV−d51−CXCL10の6回の腫瘍内(1日おきに1回)注入を受けた(図4A)。腫瘍サイズをデジタルノギスを使用して監視した。動物を、それらがサイズが150mm2以上の腫瘍と定義したエンドポイントに達した時、安楽死させた。VSV−GFP処置は、mock(PBS)処置動物と比較して、腫瘍増殖の速度を減少させた(図4B、C)。VSV−CXCL10処置は、VSV−GFP処置よりもさらに効果的であり、腫瘍増殖および生存における統計的有意(p=0.0073)差をもたらした(図4D、E)。一部の場合では、VSV−CXCL10処置動物は、完全な、耐久性のある腫瘍退縮を有した(図4D、E)。データは、VSV−CXCL10が親(VSV−GFP)処置よりも治療的に優れていることを示している。データは、親(VSV−GFP)ウイルスがCXCL10発現を誘発するけれども、CXCL10導入遺伝子でこの発現をさらに増加させることは、治療的利点を有し得ることも示唆している。データは、2つの独立的な実験の組合せを表している。
参考文献
全ての引用は、参照により本明細書に組み込まれている。
本発明を1つまたは複数の実施形態に関して記載した。しかしながら、多くの変形形態および変更形態が特許請求の範囲において定義された本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることが当業者には明らかになると予想される。
Figure 2018519805

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Claims (19)

  1. B細胞誘引性ポリペプチドまたはT細胞誘引性ポリペプチドをコードする異種核酸配列を含む組換え腫瘍溶解性ウイルスであって、異種核酸配列が組換え腫瘍溶解性ウイルスのゲノムに安定に組み込まれている、組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  2. 弱毒化されている、請求項1に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  3. 腫瘍溶解性RNAウイルスまたは腫瘍溶解性DNAウイルスである、請求項1または2に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  4. 腫瘍溶解性ウイルスが腫瘍溶解性RNAウイルスであり、異種核酸配列がB細胞誘引性ポリペプチドをコードする、請求項1に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  5. 水疱性口内炎ウイルス(VSV)、マラバウイルス、ニューカッスル病ウイルス、ポリオウイルス、麻疹ウイルスまたはレオウイルスである、請求項3または4に記載の組換え腫瘍溶解性RNAウイルス。
  6. 腫瘍溶解性ウイルスが腫瘍溶解性DNAウイルスであり、異種核酸配列がT細胞誘引性ポリペプチドをコードする、請求項1に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  7. ワクシニアウイルス(VV)、単純ヘルペスウイルス(HSV)、またはアデノウイルスである、請求項3または6に記載の組換え腫瘍溶解性DNAウイルス。
  8. B細胞誘引性ポリペプチドをコードする異種核酸配列がCXCL12またはCXCL13である、請求項1または4に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  9. T細胞誘引性ポリペプチドをコードする異種核酸配列がCXCL10である、請求項1または6に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  10. VSV−CXCL12、VV−CXCL12、VSV−CXCL13、VV−CXCL13、VSV−CXCL10またはVV−CXCL10である、請求項1に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス。
  11. 請求項1から10のいずれか1項に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスおよび薬学的に許容される担体を含む医薬組成物。
  12. 組換え腫瘍溶解性ウイルスが、VSV−CXCL13を、VV−CXCL12、VV−CXCL13またはVV−CXCL10と組み合わせて含む、請求項11に記載の医薬組成物。
  13. 全身投与のために製剤化されている、請求項11または12に記載の医薬組成物。
  14. 有効量の請求項1から10に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス、または請求項11から13に記載の医薬組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、がんを処置する方法。
  15. がんが乳がん、結腸直腸がん、肺がん、メラノーマ、または卵巣がんである、請求項14に記載の方法。
  16. 腫瘍を請求項1から10のいずれか1項に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスと接触させることを含む、免疫細胞を腫瘍に動員する方法。
  17. 腫瘍細胞の増殖を阻害するかまたは腫瘍細胞の死滅を促進する方法であって、腫瘍細胞を請求項1から10のいずれか1項に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルスと接触させることを含む、前記方法。
  18. 組換え腫瘍溶解性ウイルスが腫瘍細胞の細胞死を引き起こすのに十分な投薬量で提供される、請求項17に記載の方法。
  19. それを必要とする対象におけるがんを処置するための、請求項1から10に記載の組換え腫瘍溶解性ウイルス、または請求項11から13に記載の医薬組成物。
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