JP2018522891A - 凝集ペプチドを標的とする外傷性脳損傷の治療方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】凝集ペプチドを標的とする外傷性脳損傷の治療方法を提供する。
【解決手段】個人における外傷性脳損傷を予防、軽減又は治療する方法は、脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤の、治療効果があり且つ生理的に許容できる量を前記個人に投与することを含む。脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤は、外傷性脳損傷の予防、軽減又は治療における使用のために好適である。
外傷性脳損傷後の合併症の個人のリスクの予測方法は、前記個人の脳内における、外傷性脳損傷事象の結果として凝集する傾向がある1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態を検出することを含み、ここで、脳におけるこのような凝集体のレベルの増加は、合併症のリスクの増大を示す。
【選択図】図1A

Description

発明の分野
本発明は、外傷性脳損傷の予防、軽減、治療及び診断に関する。
発明の背景
例えば、外傷性脳損傷(TBI)、低酸素症及び脳卒中を含む一群の一般的な障害を包含する、虚血性又は出血性の急性脳損傷は、重篤な病理学的結果をもたらす。TBIは、15歳から30歳の間の人における死亡及び障害の最も一般的な原因である。最も重篤な傷害は、結果として長期にわたる意識消失の障害をもたらし得る。重度のTBIを有する患者の10ないし15%が植物状態の救急治療から解放される(Levin等、1991年 Arch Neurol;48巻:580−5頁)。デンマーク、スウェーデン、フィンランド、ポルトガル、ドイツからの、そして、ノルウェー、スウェーデン、イタリア、スイス、スペイン、デンマーク、アイルランド、イギリス及びフランス内の地域からの国民調査の知見を伴う23のヨーロッパの報告は、入院の総計と致命的なTBI発生率の合計が100,000当り約235であると報告した(Tagliaferri等、Acta Neurochir(ウィーン)2006年;148巻:255−68頁)。この研究において、10万人当たり約15人の平均死亡率が報告された。
外傷性脳損傷の病因の不完全な理解は、事象の厳密な時系列の構築を可能にしない。最も頻繁に提案される細胞機構は、びまん性軸索損傷であるが、それは、幾つかの生理学的過程における変化に関連する。変化したプロテオスタシスは、異なるタンパク質凝集が組織病理学的レベルでしばしば見られるため、最も明確なものの1つである。興味深いことに、両方の状態で同一のタンパク質が凝集するため、傷害に起因する特発性神経変性と神経変性の経路の間には重複が存在する。
Aβ斑及び軸索内Aβ沈着物の形態におけるアミロイドβ(Aβ)は、既存の臨床的認知症又は認知障害の症状を有さない致死的TBIを有する患者の3分の1に見出されている(Roberts等、J Neurol Neurosurg Psychiatry.1994年;57巻:419−25頁)。早くも重度の脳傷害の2時間後には、生存者の30%の脳において、可溶性Aβペプチドの増加したレベル及びアミロイド斑の沈着が、年齢にかかわらず明確となる(Ikonomovic等、Exp Neurol 2004年;190巻:192−203頁)。
集中治療室において、脳内微量透析は、神経外科手術後に患者を監視するために日常的に使用されている。脳微小透析は、急性脳損傷後の二次的傷害の早期警告徴候を提供し得る代謝劣化の早期兆候を検出するために、幾つかある用途の中で特に臨床的に使用されている。微小透析カテーテルは、同時に、Aβのレベルを測定するために使用されている。患者の神経学的状態が改善したとき、Aβの脳間質液のレベルは増加した。患者が臨床的に安定していれば、Aβレベルは安定したままであった(Magnoni等、Arch Neurol 2010年;67巻:1068−73頁)。同様に、患者の神経学的状態が悪化すると、Aβ濃度が低下することも示された。脳内のAβの間質液のレベルもまた代謝変化に関連していた:Aβの低い間質液のレベルは、高い脳の乳酸−ピルビン酸比率及び低い脳血糖値に関連していた。
幾つかの他のタンパク質と同様に、Aβは自己会合する能力を有し、より大きな可溶性オリゴマーであるプロトフィブリル(protfibrils)、線維(フィブリル)の
不溶性凝集体を含む様々なサイズのダイマーからオリゴマーの範囲の異なる集合(assemblies)を形成することができる。脳内のアミロイド斑におけるAβ線維の形成及び蓄積は、以前は、神経変性疾患、特にアルツハイマー病と関連付けられていた。しかし、最近のデータは、脳の生化学的分析が、非線維性形態のAβの濃度がシナプスの喪失及び認知症の存在と良好に相関することを示しているため、非線維性及び可溶性の毒性種のAβのための、より重要な役割を示唆している。
従って、可溶性並びに不溶性種を含む、Aβ種の1種以上を標的とする治療剤に基づいて、アルツハイマー病の治療法の開発に相当な努力が注がれてきた。殆どの場合、提案された治療剤は、標的モノマー及び/又は様々な可溶性凝集体並びに不溶性の凝集体形態に特異性が低い。従って、様々な程度の特異性を有する様々なAβ形態を標的とする広範囲の抗体が、長年にわたり文献に開示されている。
国際公開第02/03911号パンフレットには、ある種の神経変性疾患、特にアルツハイマー病の発症において特に重要であるAβプロトフィブリルが記載され、そして、国際公開第05/123775号パンフレット及び国際公開第07/108756号パンフレット中に開示されたようにして、Aβプロトフィブリルに対して高い親和性及び選択性を有する抗体が生産された。そのような抗体は現在、アルツハイマー病の治療のための臨床試験中である。
国際公開第02/03911号パンフレット 国際公開第05/123775号パンフレット 国際公開第07/108756号パンフレット
Levin等、1991年 Arch Neurol;48巻:580−5頁 Tagliaferri等、Acta Neurochir(ウィーン)2006年;148巻:255−68頁 Roberts等。 J Neurol Neurosurg Psychiatry.1994年;57巻:419−25頁 Ikonomovic等、Exp Neurol 2004年;190巻:192−203頁 Magnoni等、Arch Neurol 2010年;67巻:1068−73頁
1実施形態において、本発明は、個人における外傷性脳損傷を予防、軽減又は治療する方法に関する。この方法は、個人に、脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤の治療効果があり且つ生理的に許容できる量を投与することを含む。
別の実施形態において、本発明は、外傷性脳損傷の予防、軽減又は治療に使用するための、脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤に関する。
別の実施形態において、本発明は、個人の脳内における外傷性脳損傷事象の結果として凝集する傾向がある1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態を検出することを含む、外
傷性脳損傷後の合併症の個人のリスクを予測する方法に関するものであり、ここで、脳内におけるそのような凝集体の増加したレベルは、合併症の増加したリスクを示す。
本発明の更なる実施形態、観点及び利点は、詳細な説明を考慮して明らかとなる。
及び 図1A及び1Bは、実施例中に記載のプロトフィブリル及びオリゴマーAβの結合を示す。図1Aは、mAb158サンドイッチELISAで検出された患者サンプルにおけるプロトフィブリルAβレベルを示す。各バーは、2つの異なる場合において実施された2つのELISA実験からの平均値及び標準偏差(SD)を表す。図1Bは、mAb82E1サンドイッチELISAで検出された患者サンプルにおけるオリゴマーAβレベルを示す。各バーは、2つの異なる場合において実施された2つのELISA実験からの平均値及びSDを表す。バーの不存在は、その値が検出のアッセイ限界未満であったことを示す。 及び 図2A及び2Bは、実施例に記載されているモノマー性のAβ40及び42の結合を示す。図2Aは、中間領域mAb4G8によって検出された合計のモノマー性のAβx−40及びx−42のレベル(それぞれ、少なくともアミノ酸40及び42が存在する、N−末端切断及び全長モノマー)を示す。各バーは、2つの異なる場合において実施された2つのELISA実験からの平均値及びSDを表す。アルツハイマー病(AD)サンプルパネルの値のうちの6つは、規格外であるが、総タンパク質1mg当たり一定の数千pgとして示されている。図2Bは、N末端mAb6E10によって検出された全長モノマー性のAβ1−40及び1−42のレベルを示す。各バーは、二重ELISAのウェルの間の変化を示すSDを用いた1つのELISA実験からの平均値を表す。ADサンプルパネルからの4つの値は、規格外であり、上記の各バーの代わりに総タンパク質1mg当たり一定の数千pgとして示されている。殆どのサンプルにおいて、Aβ38(少なくともアミノ酸x−38が存在するAβペプチド)のレベルは検出未満であった(データは示さず)。
脳内の特定のペプチドは、急性脳損傷の結果として凝集する傾向のあるものとして同定されている。形成された凝集体、特に毒性のある凝集体は、急性期において最も頻繁に生じる、生命機能に対する損傷に深刻な寄与をもたらす。これらのペプチドの前駆体、ペプチド自体、又はそれらの凝集形態を標的とする、急性治療及び診断のための方法及び手段が、本発明に従って提供される。従って、脳内の凝集体の量を排除するか又は実質的に減少させるという目標に到達するために、治療のための幾つかの可能性が利用可能である。特に、実施形態において、本発明の方法及び薬剤は、アミロイド−β(Aβ)、α−シヌクレイン及び/又はタウペプチド及び/又はタウペプチド誘導体、例えば、P−タウ、及び/又はプロトフィブリルのようなペプチドのオリゴマー形態を標的とする。本願の開示内において、プロトフィブリルは、より大きな可溶性オリゴマーを指す。特定の実施形態において、プロトフィブリルは、100kDaを超える見かけの分子量を有する。より特定の実施形態において、プロトフィブリルは、100kDaを超える見かけの分子量、及び、直径が4−11nmで長さが200nm未満の曲線構造を有する。このようなプロトフィブリルは、例えば、Walsh等、The Journal of Biological Chemistry、272巻(35号):22364−22372頁(1997年)及びWalsh等、The Journal of Biological Chemistry、274巻(36号):25945−25952頁(1999年)に記載されているが、それらの両方は参照としてここに組み込まれる。より特定の実施形態において、本発明の方法及び薬剤は、神経毒性Aβプロトフィブリルを標的とする。本発明の
特定の実施形態に従って、外傷性脳損傷の予防、軽減、治療及び/又は診断が、そのようなペプチドを含む1種以上の種に対する抗体の使用によって達成される。本明細書において、ペプチド(類)という用語が使用されるが、一方、科学文献はそれらをタンパク質(類)と呼ぶことがある。
本発明に従って、脳内の特定の標的ペプチドの凝集形態の排除又は少なくとも実質的な減少は、新しい医学的症状、即ち、急性脳損傷事象を伴う状況における効率的な治療を提供する。脳内におけるこれらの標的ペプチドは、急性脳損傷事象に応答して凝集体を形成することにより特徴付けられる。これらの条件下で凝集する傾向にあるペプチドの群は、アミロイドペプチド、特に、Aβペプチド、α−シヌクレイン及びタウペプチドを含む。本発明は、主に、急性脳損傷事象の結果として凝集する傾向がある脳内のペプチドの群の1つのメンバーであるアミロイドペプチド、Aβを用いる例示により、以下において説明される。しかしながら、本発明は同様に、急性脳損傷事象の結果として、類似の方法において凝集する傾向のある他のペプチドも包含する。排除又は実質的な減少は、幾つかの異なる方法で得ることができる。通常、ペプチド、例えば、Aβは、インビボで発現される受容体の一部であり、例えば、アミロイド前駆体タンパク質(APP)であり、そして、1種以上の酵素で切断される。Aβの産生をもたらすことにより、例えば、APPの発現レベル又は切断レベルにおいて、凝集反応を受けることができる種の数が減少する。Aβ系におけるこれらのプロセスに影響を及ぼす物質は、例えば、α−セクレターゼアゴニスト、β−セクレターゼ及びγ−セクレターゼのアンタゴニストである。また、Aβペプチドの減少はまた、Aβ分解酵素の刺激によっても、例えば、インスリン分解酵素(IDE)、ネプリライシン等によっても、達成され得る。
ペプチドの凝集形態の排除又は少なくとも実質的な減少は、凝集プロセス自体を阻害する、即ち、ペプチドモノマーを、ほぼ凝集が起こりにくくするか、又は、低分子量凝集体が更なる凝集を受けて、最もありそうなより大きな毒性の凝集体、特にプロトフィブリル、即ち、より大きな可溶性オリゴマーとなることを防止する、物質によっても達成され得る。例えば、このことは、ペプチドモノマー及び/又は低分子量凝集体に結合する物質を投与して、それらが更に凝集することを防止することにより達成され得る。当然のことながら、凝集形態の排除はまた、系からの種の排除のために、例えばアミノ酸及び/又はモノマー又はより毒性の低い小さな凝集体に崩壊することにより、そのような凝集形態の1つ以上を標的とする物質を投与することによっても達成され得る。特に重要なものは、凝集した形態のAβ、α−シヌクレイン又はタウペプチドに対して高い親和性を有するように設計された抗体の使用である。特定の実施形態において、本発明は、特に、プロトフィブリル、例えば、Aβ、α−シヌクレイン又はタウペプチドのプロトフィブリルに対して高い親和性を有するように設計された抗体の使用に関する。本発明の更なる観点に従って、有毒なオリゴマー形態又はプロトフィブリル形態は、ミクログリア細胞による抗体媒介性の取り込みによって排除され得る。本発明の更なる観点に従って、オリゴマー形態、特にプロトフィブリルの毒性は、例えば、プロトフィブリル上の毒性部位を破壊又は遮断する物質の投与により低下する。
従って、一実施形態において、外傷性脳損傷を予防、軽減及び/又は治療する方法は、例えば、急性脳損傷後に凝集する傾向のあるペプチド又はそれらの凝集形態に対する特異的な抗体を伴って、個人にペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少させるための薬剤の有効量を投与することを含む。本発明の特定の実施形態において、Aβ又はAβの凝集形態に対する抗体は、覚醒及び/又は行動反応性を増強するために、長期の意識消失の障害を回避するために及び/又は回復のペースを変えるか又は機能的転帰を改善するために、ペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少させるために使用される。目標は、覚醒状態、意識的な意識回復、植物状態の回避及び/又は認知の改善である。
特定の実施形態において、抗体は、静脈内注入、静脈内又は皮下注射として急性期中に最
初に投与されるか、又は脳室又は髄腔内に直接送達される。
回復を更に改善するために、投与は入院患者の神経リハビリテーション中に延長して使用し得る。
急性脳損傷事象の後に凝集する傾向のあるペプチドであって、その、モノマー、オリゴマー及びプロトフィブリルの形態が本発明に従う方法の標的であるペプチドが、例えば、産生に関連する“不完全な”開裂反応の結果として、又は、ある段階における様々な酵素の作用の結果として、種々の長さで生じ得ることが知られている。再度、Aβ系からの実施例を伴って、全長ペプチドであるAβペプチドは、殆どの場合、1−39,1−40,1−41,1−42及び1−43である。しかし、ペプチドの一方又は両方の末端(N末端及び/又はC末端)における切断は、まれではなく、1−28,3−40/42,1−40/42,17−40/42及び24−35は、インビボ系において生じ得る種々の長さを有するAβペプチドのほんの幾つかの例である。同様に、切断されたペプチドは、上記のオリゴマー、プロトフィブリル及び線維形態に凝集し得るが、これは、Aβのインビボで凝集した形態が、全長及び切断された形態の種々の組み合わせ及び量を含み得ることを意味する。プロトフィブリルを含む切断されたAβの凝集形態もまた、本方法の標的である。そのような切断されたプロトフィブリルに対する抗体は、国際公開第05/123775号パンフレット及び国際公開第2011/001366号パンフレット中に開示されているが、それらは、その全体が参照としてここに組み込まれ、そして、本方法における使用のために好適である。
凝集する傾向のあるペプチドの更なる変種は、ペプチド配列中のアミノ酸の1つ以上が異なるアミノ酸と交換された、突然変異形態を含み得る。フラマン(A21G)、北極(E22G)、オランダ(E22Q)、イタリア(E22K)及びアイオワ(D23N)の突然変異はよく知られており、特徴付けられている。特に、北極の突然変異は、かなり安定で有毒なAβプロトフィブリルを容易に形成するため、凝集に関して重要であることが判明している。そのプロトフィブリルを含む、このような突然変異体の凝集形態に対する抗体もまた、本方法における使用のために好適である。
脳における別のペプチドはα−シヌクレインであるが、これもまた、特定の条件下で凝集して種々のオリゴマー形態、プロトフィブリル及び線維を与える。このペプチド及びその凝集形態は、パーキンソン病及びレビー小体を伴う認知症の発症に強く関連している。Aβの場合と同様に、様々なα−シヌクレイン凝集種を標的とする治療法の開発に多大な努力が注がれている。α−シヌクレインのプロトフィブリルを標的とするいくつかの抗体が、国際公開第2011/104696号パンフレットに開示されているが、これは、その全体が参照としてここに組み込まれ、そして、本方法における使用のためにも好適である。
本発明の一観点に従って、急性脳損傷事象を患うか又は犠牲者であることが疑われる人が、これらのペプチド及び/又はこのようなペプチドから既に形成されている凝集体の1種以上を標的とする薬剤で治療されるところの方法が提供される。特定の実施形態において、可溶性及び/又は不溶性の凝集形態が標的とされる。薬剤は、脳内でその効果を発揮するように投与され、全身投与される場合には血液脳関門を貫通する必要がある。可能な投与は脳実質内へ直接なされる。
本発明の特定の実施形態において、薬剤はプロトフィブリルを標的とする抗体である。本発明のより特定の実施形態において、薬剤はAβプロトフィブリルを標的とする抗体である。好適な薬物候補の例は、抗体の詳細な開示を提供する国際公開第07/108756号パンフレット中で開示されたmAb158に基づくヒト化抗体であり、その全体が参照としてここに組み込まれる。
凝集する傾向のあるペプチド及び/又はその1種以上の凝集形態を標的とする抗体は、これらの種の1種以上に対して高い親和性を有するべきである。特定の実施形態において、抗体は、1種以上のプロトフィブリルに対して高い親和性を有する。高親和性は、10-7M未満、10-8M未満、10-9M未満、10-10M未満、又はアッセイ10-11MのELISA法のIC 50(アッセイシグナルの50%を阻害するために必要な抗体の濃度)として規定される。より特定の実施形態において、1種以上のペプチド種に対する高親和性に加えて、抗体は、IgGクラス、例えば、IgG1又はIgG4サブクラス又はその組み合わせ又はその突然変異体であり、高いFc受容体結合及び低いC1(C1q)結合の維持に加えて、標的ペプチド種のクリアランスにおいて有効であり、炎症の低減されたリスクを伴う。
個人における外傷性脳損傷の治療方法の一実施形態において、外傷性脳損傷事象の結果として凝集する傾向のあるペプチドの1種以上の凝集形態の量を個人の脳内において減少する薬剤の治療効果があり且つ生理的に許容できる量を、個人に投与することを含み、該凝集体の量は、対照と比較して少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%又は90%減少する。1%の減少でさえ、有意な臨床的利点を有し得る。
外傷性脳損傷事象から本発明に従う治療までの時間範囲は可能な限り短くすべきであると考えられる。このことは、病院の救急センターに到達する外傷性脳損傷が疑われる患者は、本発明に従って直ちに、そして、少なくとも、外傷性脳損傷事象によって引き起こされたペプチド凝集体の増加したレベルが存在する期間の間に、治療されるべきである。
脳内の可溶性Aβプロトフィブリルの増加したレベルが、長年の後に認知症、特にアルツハイマー病を引き起こすと考えられている。この理由から、本発明はまた、認知症及びアルツハイマー病を引き起こし得る神経変性を減少させる薬剤によるTBIの慢性/予防的治療にも関する。例えば、後にTBIの合併症のリスクがある個人は、予防的治療の対象となり得る。
脳損傷事象の結果としての凝集体の形成は、もちろん、単独で又はこのタイプの脳疾患の伝統的な特徴と組み合わせて、診断的な又はおそらくはより正確な予測的な値である。外傷性の脳傷害事象後の脳内のこのタイプの凝集体の形成は、重篤な合併症のリスクを示す。リスクの診断/予測のために、1種以上のペプチド凝集体を標的とする標識物質、例えば標識抗体が注入され得、凝集体の局在化及び量は、例えば、PET又はMRI技術により測定され得る。例えば、蛍光、磁気、又は放射標識された抗体が使用され得る。さもなくば、体液サンプルの組織をインビトロ分析のために収集し得る。特に、1種以上の凝集形態、例えばプロトフィブリルに対する抗体は、このような方法において非常に重要である。
本発明の一観点において、個人における外傷性脳損傷を予防、軽減又は治療する方法であって、個人の脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤の治療効果があり且つ生理的に許容できる量を該個人に投与することを含む方法が提供される。
この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、急性脳損傷事象の結果である。この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、物理的脳損傷事象の結果である。この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、脳卒中又は低酸素症によって引き起こされる脳損傷の結果である。
この観点の一実施形態において、1種以上のペプチドは、Aβペプチド、α−シヌクレ
インペプチド及びタウペプチドからなる群から選択される。
この観点の一実施形態において、1種以上の凝集形態のペプチドは、プロトフィブリルの形態にある凝集したAβペプチドである。
この観点の一実施形態において、薬剤は抗体である。特定の実施形態において、抗体はAβプロトフィブリルに結合する。
この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、軽度の外傷性脳損傷である。この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は中程度の外傷性脳損傷である。この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、重度の外傷性脳損傷である。
この観点の一実施形態において、個人は、アポリポタンパク質E4対立遺伝子のキャリアである。この観点の一実施形態において、個人はアポリポタンパク質E3/E4又はアポリポタンパク質E4/E4の遺伝子型である。
本発明の一観点において、外傷性脳損傷の予防、軽減又は治療に用いるための、脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤が提供される。特定の実施形態において、この薬剤は、外傷性脳損傷の予防、軽減又は治療に使用するための医薬である。
この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、急性脳損傷事象の結果である。この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、物理的脳損傷事象の結果である。この観点の一実施形態において、外傷性脳損傷は、脳卒中又は低酸素症によって引き起こされる脳損傷の結果である。
この観点の一実施形態において、1種以上のペプチドは、Aβペプチド、α−シヌクレインペプチド及びタウペプチドからなる群から選択される。
この観点の一実施形態において、1種以上の凝集形態のペプチドは、プロトフィブリルの形態にある凝集したAβペプチドである。
この観点の一実施形態において、薬剤は抗体である。特定の実施形態において、抗体はAβプロトフィブリルに結合する。
この観点の一実施形態において、前記外傷性脳損傷は、軽度の外傷性脳損傷である。この観点の一実施形態において、前記外傷性脳損傷は中程度の外傷性脳損傷である。この観点の一実施形態において、前記外傷性脳損傷は、重度の外傷性脳損傷である。
この観点の一実施形態において、使用のための前記薬剤は、アポリポタンパク質E4対立遺伝子のキャリアの個人のためのものである。この観点の一実施形態において、使用のための前記薬剤は、アポリポタンパク質E3/E4又はアポリポタンパク質E4/E4の遺伝子型である個人のためのものである。
本発明の一観点において、個人の脳内における、外傷性脳損傷事象の結果として凝集する傾向がある1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態を検出することを含む、外傷性脳損傷後の合併症の個人のリスクの予測方法であって、脳内における、そのような凝集体の増加したレベルは、合併症の増加したリスクを示す、方法が提供される。
この観点の一実施形態において、1種以上のペプチドは、Aβペプチド、α−シヌクレ
インペプチド及びタウペプチドからなる群から選択される。
この観点の一実施形態において、1種以上の凝集形態のペプチドは、プロトフィブリルの形態にある凝集したAβペプチドである。
この観点の一実施形態において、1種以上の凝集形態のペプチドは、抗体で検出可能である。
この観点の一実施形態において、1種以上の凝集形態のペプチドは、Aβプロトフィブリルに結合する抗体で検出可能である。
この観点の一実施形態において、本方法は、アポリポタンパク質の遺伝子型を決定することを更に含む。
以下の非限定的な例は、本発明の特定の観点を説明する。
実施例1
ヒトの死後の脳物質の使用は、ウプサラの地域倫理委員会(決定番号2009/089)によって承認された。研究に関わるすべての被験者(又はその親族)から書面による同意が得られた。
この実施例は、12人の重度のTBIの被験者を研究した。ウプサラ脳バンクからの5つの死後のADの側頭皮質脳サンプル(AD1(スウェーデン突然変異キャリア)、AD3、AD10、AD13、及びAD18)及び4つの神経学的に無傷の(N1)対照サンプル(UBB12、UBB23、UBB24及びUBB31)及び正常圧の水頭症(NPH)(n=4)を有する患者もまたこの研究に含めた。12人の重度のTBIの被験者の特徴を以下の表1に示す:
*血液凝固障害
∧∧Ccx前のDC,再手術において実施
**初回入院におけるaSDHとDCのための初回手術、CCX+修正DC二次手術
***aSDHのための初期手術、再手術におけるCcx

略語:
DC=減圧性頭蓋切除術、M=男性;F=女性;L=左;R=右;T=時間;F=前頭葉、P=頭頂葉、Ccx=皮質挫傷の除去;GMS=グラスゴー昏睡スケールの運動成分;SPR=スポーツ関連;MVA=自動車事故;HBO=物体と衝突;Thi=胸部損傷;Efx=四肢の骨折;Ffx=顔面骨折、GOS=グラスゴーアウトカムスケール;Aβ=β−アミロイド、AA=アミロイド血管症;APP=アミロイド前駆体タンパク質;AS=軸索腫脹。
方法
製造業者に従って、プロテオプターインヒビターを添加した1:10の質量:体積であるトリス緩衝生理食塩水(20mMトリス、137mM NaCl)中の生検物(biopsis)及び脳の試料を、Dounceホモジナイザー(2×10ストローク)を用いて、氷上でホモジナイズした(Complete Mini、ロシュ)。該試料を、+4℃で1時間16000×gで遠心分離し、上清をTBS抽出物として定義した。
Aβ1−42ペプチドは、American Peptide Company、カルフォルニア州、米国から購入した(バッチ#12077006T)。凍結乾燥したペプチ
ドを10mM NaOHに溶解して100μMとした。Aβ1−42ペプチドを、pH7.4の、0.3M NaClを含む0.1Mリン酸緩衝液中で50μMまで希釈することにより、Aβ1−42プロトフィブリルを調製した。該調製物を37℃で30分間インキュベートし、その後、16000×gで5分間遠心分離して、潜在的な大きな凝集体をペレット化した。上清を、pH7.4の0.05Mリン酸緩衝液、0.15M NaCl中、0.08ml/分の流速で、サイズ排除クロマトグラフィー(Superdex 75カラム、GE Healthcare、スウェーデン)によりモノマーから更に精製し、プロトフィブリルを、以前に記載されたようにして、空隙中に回収した(Nilsberth C等、(2001年)Nat Neurosci 4巻、887−893頁;Walsh DM等、(1997年)J Biol Chem 272巻、22364−22372頁;Sehlin D等、(2012年)PloS One 7巻、e32014頁)。
総タンパク質含量の決定のために従来のアッセイを用いて、Aβ−データ(BCAタンパク質アッセイキット、#23227、Pierce)の標準化のためのデータセットを生成した。
Aβプロトフィブリルのアッセイ
Englund H等(2007年 J Neurochem 103巻、334−345頁)中において以前に記載されている、mAb158サンドイッチELISAは、Aβモノマーからの干渉なしに、Aβプロトフィブリルを特異的に検出する。プロトフィブリル選択性のモノクローナルマウス抗体mAb158(lgG2a、BioArctic
Neuroscience、ストックホルム、スウェーデン)を2mg/mlの濃度で滅菌PBS(pH7.5)中に処方したが、以前に特徴付けられている。ELISAプレートをPBS中の2μg/mlのmAb158で+4℃において一晩被覆し、PBS中の1%BSAで1時間ブロックした。TBS抽出物を5倍に希釈し、振とう(600rpm)しながら22℃で2時間2回インキュベートし、その後、ビオチン化mAb158(0.5μg/ml)を添加し、プレートを更に1時間インキュベートした。ストレプトアビジン−HRP(Mabtech、スウェーデン 1:5000)を検出試薬として使用した(1時間のインキュベーション)。プレートをTMB基質で発色させ、2M H2SO4の添加により25分後に反応を停止させた。吸光度を450 nmで測定し、4−パラメータ方程式を用いてAβ42プロトフィブリル標準曲線から試料濃度を計算した。データは、総タンパク質データセットと共に再計算され、各試料中の総タンパク質1mg当たりのpgプロトフィブリルとして提示された。
Aβオリゴマー/プロトフィブリル(OL)のアッセイ
mAb82E1サンドイッチELISAは、Aβモノマーに結合することなく、Aβオリゴマー/プロトフィブリル(プロトフィブリルに対するダイマー)を検出する(Tucker S等、(2015年) J Alzheimer’s
Dis.2015年; 43巻(2号):575−88頁、追加の図4)。mAb82E1は、β−セクレターゼで切断されたAβPPのN末端を検出する抗体である(IBL、日本)。ここに記載したmAb82E1サンドイッチELISAにおいて、純粋なmAb82E1を捕捉に使用し、検出のために同じビオチン化抗体を使用する。mAb82E1のためのサンドイッチELISAプロトコルは、ELISAプレートの被覆と検出の両方が0.25μg/mlのmAb82E1の濃度で行われたことを除いて、上記のmAb158サンドイッチELISAと本質的に同じであった。サンプル濃度は、4パラメータ方程式を用いて、Aβ42プロトフィブリル標準曲線から計算した。
データは、総タンパク質データセットと共に再計算され、各試料中の総タンパク質1mg当たりのpgオリゴマーとして提示された。
モノマーAβ38,40及び42
3種混合(3本組)のウェルフォーマットにおけるAβ38、Aβ40及びAβ42の完全長及び切断型の両方を測定する2つの異なる免疫測定キット(mAb6E10検出、カタログ番号 K15200E−2及びmAb4G8検出、カタログ番号 K15199E−2)を、Meso Scale Discovery(ロックビル、メリーランド州、米国)から入手した。TBS抽出物を、10倍希釈して2連のウェルに添加する前に、1%SDS中で煮沸することによって変性及びモノマー化を受けさせた。同じ最終濃度のSDS(0.1%)をキット付属のAβ標準液に添加し、この手順はアッセイを妨害しないことが示された(データは示されていない)。データを再計算し、各試料中の総タンパク質1mg当たりのpgのAβとして提示した。
HAMA分析
ヒト抗マウス抗体(HAMA)は、ナイーブ血清試料の10〜20%に見出され、サンドイッチELISA法において潜在的に抗体を架橋することができ、結果として偽陽性シグナルを生じる(Koshida等、2010年)。
HAMAに対処するために、mAb158及びmAb82E1 ELISAを、HAMA緩衝液(365 J2、Mabtech、スウェーデン)の存在下、無関係なマウスIgG(015−000−003、Jackson ImmunoResearch、ウエスト グローブ、ペンシルベニア州、米国)でELISAプレートを塗布して行った。
アポリポタンパク質E遺伝子型決定
アポリポタンパク質E(ApoE)遺伝子型決定は、基本的に、Hixson及びVernier(J Lipid Res 1990年、3月;31巻(3号):545−8頁)に記載されているように、プライマー配列をわずかに改変して行った。市販のキット(QIAamp DNAミニキット、カタログ番号 51304)を用いて25mgの脳組織からゲノムDNAを調製した。40ngのDNAを、フォワードApoEプライマー(AGACGCGGGCACGGCTGTCCAAGGAGC)(配列番号:1)及びリバースApoEプライマー(TCGCGGGCCCCGGCCTGGTACACTGC)(配列番号:2)を用い、5%DMSOの添加を伴って、製造業者により記載されたようにTaqポリメラーゼ(Thermo Scientific、カタログ番号AB0908)を使用してPCR増幅した。PCRサイクリングは、95℃で1分間の変性、95℃で1分間のアニーリング、及び72℃で1.5分間の伸長の35ラウンドを完了した。244bpのPCR産物を、製造業者に従って、制限酵素Hha I(Thermo Scientific、カタログ番号10819870)を使用して切断し、消化された断片を高分解能4%MetaPhor(登録商標)アガロースゲル(Lonza、カタログ番号50181)で分離した。
結果
外傷性脳損傷(TBI)は、アルツハイマー病(AD)の確立された危険因子である。最近の証拠は、可溶性で神経毒性のAβオリゴマー(OL)とプロトフィブリル(PF)が、認知障害と神経変性のより重要な原因であり得ることを示唆するものの、AD脳における特徴的な病理学的所見はアミロイド−β(Aβ)の不溶性斑である。驚くべきことに、TBI患者のサブセットにおいて、Aβ斑は数時間以内に前もって観察されたが、重度のTBI後の数年間持続した。しかし、TBIにおける潜在的な神経毒性Aβ OL及びPFの役割は確立されていない。
生死に関わる脳梗塞及び/又は頭蓋内圧上昇に起因して、記載された12人の重度のTBI患者(平均49.6歳、範囲19〜74)において、損傷後最初の週の間に外科的に切除された、脳組織中のAβオリゴマー及びプロトフィブリル(OL)の存在を評価するために酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用した。AD患者からの死後の脳組
織(n=5)及び正常圧の水頭症を有する患者からの皮膚生検物(n=4)及び無関係の原因で死に至った神経学的に無傷の(NI)患者からの死後の脳組織(n=4)を対照として使用した。TBI組織のサブセット(n=9)の免疫組織化学は、3/9のTBI患者においてAβ斑を明らかにした。対照群と比較した場合、TBI患者において、Αβ OL(中央値129(範囲29〜342)対0(範囲0〜0)pg/mg総タンパク質、p<0.01)及びPF(中央値17.5(範囲0〜626)対0(範囲0〜0)pg/mg総タンパク質、p<0.01)のレベルが増加した。脳組織中のAβ OL及びPFのレベルもまた、AD患者(中央値OL 27、範囲0〜399、p=0.16及びPF
0、範囲0〜78、p=0.37)との比較において、TBIにおいて、より高かった(中央値OL 129、範囲29〜342及びPF 17.5、範囲0〜626pg/mg総タンパク質)。Aβ斑の免疫組織化学的証拠を有する患者は、Aβ PFの最も高いレベルを有していた。我々は、ヒトTBIが、損傷した脳組織内において可溶性Aβオリゴマー及びプロトフィブリルの迅速な蓄積を誘導すると結論する。可溶性Aβ種の誘導は、二次的な脳損傷を悪化させ、TBI後のADのリスク増加に寄与し得る。
ApoE遺伝子型決定の結果を、以下の表2に示した。
PCR増幅及びHha I制限は、同様の結果を有する3つの別個の実験において行われた。高Aβプロトフィブリルレベルを有する12人のTBI患者のうち4人(図1A)は、E3/E4遺伝子型であると同定された。残りの8人の患者のうち、低いか又は検出不可能なAβプロトフィブリルレベルを有する7人の患者は、E3/E3遺伝子型であり、低いか又は検出不可能なAβプロトフィブリルレベルを有する1人の患者は、E2/E4遺伝子型である。
E3/E4遺伝子型は、AD群における最も一般的な遺伝子型であり、水頭症の対照の中で、4人の患者のうちの1人が、E3/E4遺伝子型を保有するが、一般集団において予想されるものと同様の頻度である(http://www.alzgene.org/meta.asp?genelD=83)。
データは、E3/E4遺伝子型を保有することと、外傷性脳損傷の直後に高いAβプロトフィブリルレベルで応答することとの間の関連を示唆する。
HAMA緩衝液及び/又は無関係のマウスIgGの塗布と並行して標準設定でmAb158及びmAb82E1 ELISAを行った結果は、観察が真実であり、アッセイにおけるHAMA活性の結果ではないことを示唆した(データは示されていない)。この研究から、12人のTBI患者のうちの4人(33%)において、対照の脳と比較して、上昇したAβプロトフィブリルレベルを測定することが可能であったと結論した。同じ4人のTBI患者において、対照の脳と比較して、高レベルの可溶性Aβ42レベルが検出された。12人のTBI患者のうち11人において、対照の脳と比較して、上昇したAβオリゴマーレベルが測定された。可溶性Aβ42は、主にN−末端切断型である。
ここに記載された特定の実施例及び実施形態は、本質的に例示としてのみであり、特許請求の範囲によって規定される本発明を限定するものではない。更なる実施形態及び実施例、及びその利点は、本明細書の観点から当業者には明らかであり、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内である。

Claims (32)

  1. 個人における外傷性脳損傷を予防、軽減又は治療する方法であって、脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤の、治療効果があり且つ生理的に許容できる量を前記個人に投与することを含む方法。
  2. 前記外傷性脳損傷は、急性脳損傷事象の結果である請求項1記載の方法。
  3. 前記外傷性脳損傷は、物理的脳損傷事象の結果である請求項1記載の方法。
  4. 前記外傷性脳損傷は、脳卒中又は低酸素症により引き起こされる脳損傷の結果である請求項1記載の方法。
  5. 前記1種以上のペプチドは、Aβペプチド、α−シヌクレインペプチド及びタウペプチドからなる群より選択される請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の方法。
  6. 前記ペプチドの1種以上の凝集形態は、プロトフィブリルの形態にある凝集したAβペプチドである請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の方法。
  7. 前記薬剤は、抗体である請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の方法。
  8. 前記抗体は、Aβプロトフィブリルに結合する請求項7記載の方法。
  9. 前記外傷性脳損傷は、軽度の外傷性脳損傷である請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の方法。
  10. 前記外傷性脳損傷は、中程度の外傷性脳損傷である請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の方法。
  11. 前記外傷性脳損傷は、重度の外傷性脳損傷である請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の方法。
  12. 前記個人は、アポリポタンパク質E4対立遺伝子のキャリアである請求項1乃至請求項11の何れか1項に記載の方法。
  13. 前記個人は、アポリポタンパク質E3/E4遺伝子型又はアポリポタンパク質E4/E4遺伝子型である請求項1乃至請求項11の何れか1項に記載の方法。
  14. 外傷性脳損傷の予防、軽減又は治療における使用のための、脳内の1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態の量を減少することが可能な薬剤。
  15. 前記外傷性脳損傷は、急性脳損傷事象の結果である請求項14記載の使用のための薬剤。
  16. 前記外傷性脳損傷は、物理的脳損傷事象の結果である請求項14記載の使用のための薬剤。
  17. 前記外傷性脳損傷は、脳卒中又は低酸素症により引き起こされる脳損傷の結果である請求項14記載の使用のための薬剤。
  18. 前記1種以上のペプチドは、Aβペプチド、α−シヌクレインペプチド又はタウペプチドからなる群より選択される請求項14乃至請求項17の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  19. 前記ペプチドの1種以上の凝集形態は、プロトフィブリルの形態にある凝集したAβペプチドである請求項14乃至請求項17の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  20. 前記薬剤は、抗体である請求項14乃至請求項19の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  21. 前記抗体は、Aβプロトフィブリルに結合する請求項20記載の使用のための薬剤。
  22. 前記外傷性脳損傷は、軽度の外傷性脳損傷である請求項14乃至請求項21の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  23. 前記外傷性脳損傷は、中程度の外傷性脳損傷である請求項14乃至
    請求項21の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  24. 前記外傷性脳損傷は、重度の外傷性脳損傷である請求項14乃至請求項21の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  25. 前記個人は、アポリポタンパク質E4対立遺伝子のキャリアである請求項14乃至請求項24の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  26. 前記個人は、アポリポタンパク質E3/E4遺伝子型又はアポリポタンパク質E4/E4遺伝子型である請求項14乃至請求項24の何れか1項に記載の使用のための薬剤。
  27. 前記個人の脳内における、外傷性脳損傷事象の結果として凝集する傾向がある1種以上のペプチドの1種以上の凝集形態を検出することを含む、外傷性脳損傷後の合併症の個人のリスクの予測方法であって、脳内における、そのような凝集体の増加したレベルは、合併症の増加したリスクを示す、方法。
  28. 前記1種以上のペプチドは、Aβペプチド、α−シヌクレインペプチド又はタウペプチドからなる群より選択される請求項27記載の方法。
  29. 前記ペプチドの1種以上の凝集形態は、プロトフィブリルの形態にある凝集したAβペプチドである請求項27記載の方法。
  30. 前記ペプチドの1種以上の凝集形態は、抗体で検出可能である請求項27乃至請求項29の何れか1項に記載の方法。
  31. 前記ペプチドの1種以上の凝集形態は、Aβプロトフィブリルに結合する抗体で検出可能である請求項27乃至請求項29の何れか1項に記載の方法。
  32. 更に、前記個人のアポリポタンパク質遺伝子型の決定を含む、請求項27乃至請求項31の何れか1項に記載の方法。
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