JP2018524614A - 個別化された癌治療のための方法 - Google Patents

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Abstract

癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するためのインビトロ方法であって、以下のステップ:a)前記個体から得られた生検におけるTRF2の核発現のレベルを測定するステップと、b)ステップa)で得られたレベルを基準値と比較するステップと、c)ステップb)で行った比較から、前記個体が前記抗癌治療に効率的に応答することの予測される確度を決定するステップとを含む方法。【選択図】図1A

Description

本発明は、個別化された癌治療のための方法を提供する。
特に、本発明は、化学療法剤としての1種以上の上皮増殖因子受容体(EGFR)阻害剤に対する口腔扁平上皮癌(OSCC)を有する個体の応答性を、該個体をかかる化学療法剤で治療する前に、予測する方法を提供する。
頭頸部癌は、フランスで5番目に多い癌であり、そのうちの90%が、口腔粘膜の上皮細胞から生じる侵襲性の悪性腫瘍である口腔扁平上皮癌(OSCC)である。これらの腫瘍の35%は口内に位置し、しばしば喫煙及び/又は飲酒に関連している。OSCCは、全世界で6番目に多いタイプの新生物である。診断は、生検の病理学的検査によって確認される。
口腔癌は、癌が別の場所、一般に首のリンパ節に転移し終えたときに、しばしば診断される。この段階での発見の予後は、初期にすなわち口腔内の限局された領域で癌が発見されたときよりも、著しく悪い。後の段階で、転移はしばしば原発腫瘍の深部局所組織への侵襲を伴うことがある。
口腔癌は特に潜行性である。顕著な痛みや症状を伴わずに進行する可能性があるため、その初期段階で患者が気付かないことがあるからである。従って、それらの発生は、続発する原発腫瘍の発生リスクを大きく増加させる。これは、この病気との最初の遭遇から生存した個体は、2度目の癌を発症するリスクが最大20倍高いことを意味する。
口腔扁平上皮癌(OSCC)は、口内の組織の白斑又は赤斑、或いは一般的な口内炎に類似した小さな硬化した潰瘍の出現によって特徴づけられ得る。他の症状は、口又は首の内部で感じることができるしこり又は塊、嚥下、発声又は咀嚼の際の痛み又は困難、いぼ状の塊、長時間続く嗄声、口腔/顔面領域のしびれを含むことがある。片側性の持続的な耳の痛みも警告サインであり得る。
OSCCの実際の根治的治療は、しばしば集学的アプローチに依拠し、通常は化学療法が併用放射線、時として外科手術と組み合わされる。標的治療の開発にもかかわらず、この癌タイプは転移性グレードで未だ不治のままである。しかし、侵襲式頭頸部外科手術、放射線療法及び化学療法のような既存の治療は、生活の質に悪影響を有する美的及び機能的結果を生じる。
全生存率は、口内の局在に依存して5年で12〜50%の範囲である。OSCCの80%は、上皮増殖因子受容体(EGFR)及びマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)シグナル伝達経路の過剰発現及び活性化に関連する。
従って、生活の質を向上させ、おそらくは生存期間を延ばすための新しい治療戦略を特定するためにさらに努力を高める必要がある。OSCC患者は手術を受け、次いで化学療法と組み合わせて又は化学療法なしで放射線療法を受ける。放射線/化学療法の主な衰弱性副作用は粘膜炎である。従って、治療を強化するとともに、個体の全生存期間を改善するのに最も適したさほど攻撃的でない個別化治療を管理するために予後不良の個体を特定することが重要である。
一つの態様において、本発明は、癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度(likelihood)を予測するためのインビトロ方法であって、以下のステップ:
a)前記個体から得られた生検におけるTRF2の核発現のレベルを測定するステップと、
b)ステップa)で得られたレベルを基準値と比較するステップと、
c)ステップb)で行った比較から、前記個体が前記抗癌治療に効率的に応答することの予測される確度を決定するステップと
を含む方法に関する。
本発明の特定の態様において、癌は口腔扁平上皮癌(OSCC)である。
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを予測するためのインビトロ方法であって、以下のステップ
a)前記個体から得られた生検におけるTRF2の核発現のレベルを測定するステップと、
b)ステップa)で得られたレベルを基準値と比較するステップと、
c)ステップb)で行った比較から、前記個体の予後を決定するステップと
を含む方法に関する。
さらに別の態様において、本発明はまた、口腔扁平上皮癌を有する個体の治療の改善に使用するためのTRF2遺伝子発現の阻害剤に関する。
ある態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体の治療の改善に使用するためのキットであって、
生理学的に許容される添加物中の、TRF2遺伝子発現の阻害剤と、
生理学的に許容される添加物中の抗癌化合物と
を含むキットに関する。
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを予測するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用に関する。
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用に関する。
別の態様において、本発明は、個体における口腔扁平上皮癌の重症度を決定するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用に関する。
図1は、TRF2が、腫瘍サイズマーカーとは独立の、予後不良のマーカーであることを示す。OSCC患者の全生存率に対する、腫瘍サイズ(T状態、図1A)、節状態(N状態、図1B)又はTRF2発現(図1C)の影響を調べる単変量生存率解析。「T1+T2」は、小さなサイズの腫瘍を有する個体のコホートを表し、「T3+T4」は、大きなサイズの腫瘍を有する個体のコホートを表し、「N0」は、腫瘍がリンパ節に拡がっていない個体のコホートを表し、「N+」は、腫瘍がリンパ節に拡がった個体のコホートを表すし、「0/+」は、TFR2スコアが0及び/又は1の個体のコホートを表し、「++/+++」は、TFR2スコアが2及び/又は3の個体のコホートを表す。腫瘍サイズ及びTRF2発現のオッズ比(図1D)。 図2は、TRF2発現のダウンレギュレーション或いはTRF2の野生型又はドミナントネガティブ型の発現がCAL33増殖を損なわないことを示す。図2A:ヒト初代線維芽細胞(FHN)(対照;レーン4)、スクランブルshRNA(Addgeneプラスミド1864;shC;レーン1)を発現する或いはTRF2に対する2つの独立したshRNA配列(sh1、sh2;それぞれレーン2、レーン3)を発現するCAL33細胞を、イムノブロッティングによってTRF2の存在について試験した(上側パネル)。アクチンはローディングコントロールとして示す(下側パネル)。図2B:shC(菱形)、sh1(三角)及びsh2(四角)CAL33細胞の累積集団倍加(CPD)。図2C:対照発現ベクター(pWPIR−control;レーン1及び2)、TRF2用のベクター(pWPIR−TRF2;レーン3及び4)又はドミナントネガティブ型のTRF2(pWPIR−dnTRF2;レーン5及び6)で安定にトランスフェクトされたCAL33細胞を、イムノブロッティングによってTRF2の存在について試験した(上側パネル)。アクチンはローディングコントロールとして示す(下側パネル)。図2D:pWPIR−control(菱形)、pWPIR−TRF2(三角)及びpWPIR−dnTRF2(四角)CAL33細胞の累積集団倍加(CPD)。 図3は、TRF2発現のダウンレギュレーション又はTRF2の野生型又はドミナントネガティブ型の発現がCAL27増殖を損なわないことを示す。図3A:ヒト初代線維芽細胞(FHN)(対照;レーン1)、スクランブルshRNA(Addgeneプラスミド1864;shC;レーン2)を発現する或いはTRF2に対する2つの独立したshRNA配列(sh1、sh2;それぞれレーン3、レーン4)を発現するCAL27細胞を、イムノブロッティングによってTRF2の存在について試験した(上側パネル)。アクチンはローディングコントロールとして示す(下側パネル)。図3B:shC(菱形)、sh1(三角)及びsh2(四角)CAL27細胞の累積集団倍加(CPD)。図3C:対照発現ベクター(pWPIR−control;レーン1及び2)、TRF2用のベクター(pWPIR−TRF2;レーン3及び4)又はドミナントネガティブ型のTRF2(pWPIR−dnTRF2;レーン5及び6)で安定にトランスフェクトされたCAL27細胞を、イムノブロッティングによってTRF2の存在について試験した(上側パネル)。アクチンはローディングコントロールとして示す(下側パネル)。図3D:pWPIR−control(菱形)、pWPIR−TRF2(三角)及びpWPIR−dnTRF2(四角)CAL27細胞の累積集団倍加(CPD)。 図4は、TRF2のダウンレギュレーションがCAL33のセクレトームを改変することを示す。図4A:shC(左パネル)及びsh2(右パネル)CAL33細胞上清を、血管新生促進/抑制性、炎症促進性サイトカイン及び増殖因子の存在について、抗体マクロアレイを用いて試験した。shC上清とsh2上清との間で差分シグナルを有するサイトカインを四角で囲った(CXCL1(1)、IL6(2)、PDGF−BB(3)及びRANTES(4))。図4B:図4Aに示すシグナルの定量。shC CAL33細胞からのサイトカイン発現は黒色の棒で表し、sh2 CAL33細胞からのサイトカイン発現は白色の棒で表す。shC CAL33上清で得られたシグナル強度を参照(100%)として示す。 図5は、TRF2ダウンレギュレーションが腫瘍増殖を減少させることを示す。shC(菱形)、sh1(三角)又はsh2(十字)を発現する10個のCAL33LUC細胞をヌードマウスに皮下注射した(n=10/群)。バイオルミネセンスは、以前に記載された通りに(Grepin R et al. Oncogene 2012;31(13):1683−94)毎週測定した。結果は平均+SDとして示す。shC、sh1及びsh2マウスの腫瘍のサイズ間の統計差を示す:**P<0.01。 図6は、TRF2のダウンレギュレーションが、照射に対する感度又は5FUでの治療に対する感受性を変えないことを示す。表示した線量の照射後(図6A、4及び8グレイ)或いは5FU(図6B)の非存在下(C、対照;黒色の棒)又は存在下(白色の棒)でのshC、sh1及びsh2 CAL33のクローン増殖。各細胞株について薬剤の非存在下でのコロニー数を基準値(100%)とみなした。*P<0.05;***P<0.001。 図7は、TRF2ダウンレギュレーションがCAL33を至適用量以下量(suboptimal dose)のエルロチニブ/タルセバ及びセツキシマブ/アービタックスに対して感作することを示す。6nmol/Lのセツキシマブ(CX;灰色の棒)又は0.1μmol/Lのエルロチニブ(E;白色の棒)の存在下又は非存在下(C;黒色の棒)でのshC、sh1及びsh2 CAL33細胞のクローン増殖。各細胞株について薬剤の非存在下でのコロニーの数を基準値(100%)とみなした。***P<0.001。 図8は、TRF2のダウンレギュレーションがCAL33細胞を低用量のエルロチニブに対して感作することを示す。MTT試験は、0.1μmol/Lのエルロチニブの存在下(E;灰色の棒)又は非存在下(C;黒色の棒)、shC及びsh2 CAL33細胞で行った。未処理細胞の4日後の平均ODを基準値(100%)として用いる。**P<0.01。 図9は、TRF2のダウンレギュレーションがCAL27細胞をセツキシマブに対して感作することを示す。セクシママブの存在下(CX;灰色棒)又は非存在下(C;黒色の棒)でのshC及びsh2 CAL27のクローン増殖。各細胞株について薬剤の非存在下でのコロニーの数を基準値(100%)とみなした。*P<0.05。
方法
理論に束縛されることは望まないが、本発明者らは、本明細書において、OSCにおけるTRF2発現レベルと、患者の後向きコホートにおける腫瘍の侵襲性及び治療応答との間の関連性、並びにこの関連性の根底にある生物学的機序についての理解を提供する。以下の実施例の欄の実験データは、TRF2の過剰発現が、腫瘍の大きさとは独立に、生存率に関して悪いアウトカムの指標であることを示している。TRF2存在量は、免疫組織化学によって評価することができ、その検出は、患者の快適さ及び生活の質の向上のために副作用を回避する処置手段(放射線療法、化学療法及び手術)について決断を下すための新たな生物学的パラメータとして、ルーチン生検における有益な情報となるであろう。これは、個別化治療の一部をなすことができる。TRF2すなわちテロメア反復結合因子2はシェルタリン複合体の構成要素であり、染色体の遠位端と相互作用して、それらを「Tループ」と呼ばれるコンフォメーションに折り畳まれた状態に維持する。折り畳まれると、テロメアは、エキソヌクレアーゼ及びDNA修復システムによってDNA二本鎖損傷として認識されない。
TRF2は、テロメアDNAとシェルタリン複合体の他の構成要素との間の基本的連結を表す。正常細胞において、TRF2の機能喪失は、テロメア座での特異的なDNA修復系の活性化を招き、細胞周期停止、老化又は細胞死をもたらす。反対に、皮膚におけるTRF2の過剰発現は、腫瘍形成の増加と関連する(Munoz P et al. Nat Genet 2005;37(10):1063−71)。
TRF2の過剰発現が多種多様なヒトの癌で観察されており、TRF2が腫瘍の惹起及び発達において重要な役割を果たすことを示唆している(Hu H et al. J Cancer Res Clin Oncol 2010;136(9):1407−14; Da−Silva N et al. Dig Liver Dis 2010;42(8):544−8; Dong W et al. Cancer Biol Ther 2009;8(22):2166−74; Bellon M et al. Int J Cancer 2006;119(9):2090−7; Oh BK et al. Am J Pathol 2005;166(1):73−80; Nakanishi K et al. Clin Cancer Res 2003;9(3):1105−11; Klapper W et al. Leukemia 2003;17(10):2007−15; Matsutani N et al. Int J Oncol 2001;19(3):507−12)。
逆に、Diehl他は、乳癌における悪性度の増加と共にTRF2発現が低下すると報告している(Breast Cancer Res Treat。2011; 127(3):623−30)。これらの著者はさらに、高レベルのTRF2タンパク質が進行癌細胞の保護に重要である可能性があることを示唆している。
頭頸部扁平上皮癌のさらに特定の分野において、癌細胞におけるTFR2発現の変動に関して明らかに相反する結果が観察されている。
例えば、Chuang他は、口腔扁平上皮癌においてTFR2タンパク質発現が減少し、侵襲的な臨床病理学的特徴と有意に関連すると報告している(Exp and Ther Med. 2011; 2:63−67)。
反対に、Padhi他は、TRF2が頭頸部扁平上皮癌の癌細胞によって過剰発現されると近年報告している(J Cancer. 2015; 6(2):192−202)。また、Sainger他は、TRF2が口腔扁平上皮癌(OCCS)の癌細胞によって過剰発現されること、及びTRF2がテロメア長の短縮に役割を果たす可能性があることを報告している(Biomarker Insights,2007)。
しかしながら、これらの研究のいずれも、組織サンプルにおけるTRF2発現と、癌の拡がり、全生存率及び治療応答のような臨床データとの間の関連性を確立していない。これらの研究は、TRF2を、標的療法に対する感受性/抵抗性の予後マーカー又は予測マーカーとして評価してもいない。
抗癌治療に効率的に応答する確度を予測する方法
本発明者らは、本明細書において、TRF2の核発現レベルが、癌、特に口腔扁平上皮癌(OSCC)の予後又はアウトカムと相関することを示す。
さらに正確には、本発明者らは、TRF2の核発現のレベルが、OSCCの信頼できる予後マーカーをなすことを示す。
本発明者らは、TRF2の核発現のレベルが、OSCCに罹患した個体の抗癌治療処置(例えばEGFRのアンタゴニスト、特にEGFR抗体に基づく治療処置)に対する応答性の信頼できる予後マーカーをなすことも示す。
さらに、本発明者らは、TRF2の核発現のレベルが、OSCCのアウトカム又は抗OSCC治療処置に対する応答性の独立した予後マーカーをなすことを示す。
本明細書の実施例に示すように、TRF2の核発現のレベルは、(i)従来の臨床的方法によって決定されるOSCCの臨床ステージとは無関係に、(ii)腫瘍組織外への癌性細胞の移動(転移)の程度とは無関係に、また(iii)腫瘍の大きさとも無関係に、信頼できる予後マーカーとして挙動する。
言い換えると、TRF2の核発現のレベルは、OSCCの新規かつ独立した予後マーカーをなす。さらに、本発明者らによって得られた実験データは、上記のマーカーが、OSCCの従前入手可能なマーカーよりも格段に信頼できることを示す。
いくつかの実施形態では、TRF2の核発現のレベルは、(i)OSCCのアウトカムの予測方法における及び(ii)抗OSCC治療処置に対する患者の応答性の予測方法における唯一のOSCCマーカーとして使用し得る。
いくつかの実施形態では、TRF2の核発現のレベルは、OSCCのアウトカムの予測方法における1種以上の既に入手可能なOSCCマーカーとの組合せで使用し得る。
第1の態様において、本発明は、癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するためのインビトロ方法であって、以下のステップ:
a)前記個体から得られたサンプルにおけるTRF2の核発現のレベルを測定するステップと、
b)ステップa)で得られたレベルを基準値と比較するステップと、
c)ステップb)で行った比較から、前記個体が前記抗癌治療に効率的に応答することの予測される確度を決定するステップと
を含む方法に関する。
本発明の範囲内で、「個体」とは、その年齢又は性別を問わず、ネコ、イヌ、好ましくはヒトのようなあらゆる哺乳動物を意味するものである。特に、本発明に包含される個体は口腔扁平上皮癌を有し、従って「個体」という用語はまた、抗癌治療(例えば放射線療法及び/又は化学療法)を受けていてもいなくてもよい個体をいう。
本発明の範囲内で、「効率的に応答する確度」という表現は、癌を有する個体が、症状又は疾患自体の進行の安定化、緩和、治癒又は軽減に付され得ることを意味するものである。
本発明の範囲内で、「癌」という用語は、何らの制限もなく、結腸癌、乳癌、骨癌、卵巣癌、皮膚癌、肺癌、腎臓癌、リンパ腫、前立腺癌、脳癌、膀胱癌、肝臓癌、膵臓癌、口腔扁平上皮癌を包含する。
本発明の範囲内で、「症状」という用語は、癌状態に対する身体の、認め得るあらゆる応答を意味するものである。実際に、症状は、病変、発赤、頭痛、めまい、腹痛、咳、視力障害、腫脹などを包含する。
いくつかの実施形態では、癌は口腔扁平上皮癌である。
本発明の範囲内で、「症状」という用語は、口腔扁平上皮癌に言及する場合、口内、すなわち唇紅縁と、硬口蓋と軟口蓋のつなぎ目又は舌の後方3分の1との間に、紅板症又は白板症の領域として現れ、外方増殖性又は潰瘍化した状態となり得る、あらゆる口腔病変を意味するものである。
本発明の範囲内で、「サンプル」という用語は、例えば血液、唾液を含む流体、組織、細胞サンプル、器官、生検のような、個体から得られるあらゆる生物学的サンプルを意味するものである。
ある実施形態では、サンプルは、癌性上皮細胞、好ましくは上皮癌性細胞を含む。
ある実施形態では、サンプルは、腫瘍サンプル、好ましくは腫瘍組織生検又は腫瘍外科切除の全部もしくは一部である。
いくつかの実施形態では、腫瘍サンプル、腫瘍組織生検又は腫瘍外科切除は、非癌性細胞を含んでいてもよい。換言すると、サンプルは、癌性及び非癌性(つまり正常)細胞又は組織の両方を収集することによって得ることができる。
サンプルは当技術分野における慣用技術に従って収集でき、診断のために直接使用しても或いはその後の診断のために保存してもよい。腫瘍サンプルは、新鮮、凍結又はパラフィン包埋したものであり得る。通常、利用可能な腫瘍サンプルは凍結又はパラフィン包埋され、ほとんどの場合、パラフィン包埋される。
本発明の範囲内で、「抗癌治療」という表現は、癌の症状の安定化、緩和、軽減のため又は癌の治癒のために、腫瘍を特異的・直接的に又は間接的に標的とする化合物でのあらゆる医学的処置を意味するものである。
いくつかの実施形態では、抗癌治療に効率的に応答する口腔扁平上皮癌を有する個体は、腫瘍の大きさの有意な減少、腫瘍細胞の浸潤特性の低下、腫瘍細胞の遊走性の低下、平均癌性細胞数の減少、口腔扁平上皮癌の既知のバイオマーカーの発現の変化によって特徴づけることができる。
これらのパラメータの各々は、当技術分野で常用される公知の方法に従って評価することができる。
本発明の範囲内で、「TRF2の核発現のレベルを測定」するという表現は、サンプル中に含まれる細胞の核内におけるTRF2タンパク質発現のレベル又はTRF2遺伝子発現のレベルのいずれかを定量的又は半定量的に測定することを意味するものである。
該当する場合、核画分は、アッセイされる癌性細胞を含むサンプルから当技術分野で公知の方法に従って得ることができる(Fujita et al. Nat Cell Biol. 2010 Dec; 12(12): 1205−1212; Wilkie and Schirmer. Chapter 2 Purification of Nuclei and Preparation of Nuclear Envelopes from Skeletal Muscle. The Nucleus: Volume 1: Nuclei and sub−nuclear components Hancock (ed.))。
本発明の第1の実施形態によれば、「TRF2の核発現のレベルを測定」するという表現は、TRF2タンパク質核発現のレベルを定量的又は半定量的に測定することを意味するものである。
実際に、TRF2タンパク質発現のレベルの測定は、当技術分野で公知のいずれかの方法に従って実施し得る。
いくつかの実施形態では、本方法は、サンプルをTRF2タンパク質に選択的に結合できる化合物と接触させるステップを含んでいてもよく、該化合物はその後検出される。例えば、TRF2タンパク質に選択的に結合できる化合物は、例えばモノクローナル抗体のような抗体又はアプタマーであり得る。
いくつかの実施形態では、TRF2タンパク質発現、特にTRF2タンパク質核発現のレベルは、競合、直接反応又はサンドイッチ型アッセイのような免疫アッセイを含む、標準的な免疫診断技術を用いて測定し得る。このようなアッセイには、凝集テスト、ELISAのような酵素標識及び媒介免疫測定、ビオチン/アビジン型アッセイ、ラジオイムノアッセイ、免疫電気泳動、免疫沈降、免疫組織化学染色が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、TRF2タンパク質に選択的に結合できる化合物は、その使用前に、適切な固体担体上に固定化し得る。
いくつかの好ましい実施形態では、TRF2タンパク質発現、特にTRF2タンパク質核発現のレベルは、免疫組織化学染色によって、好ましくはTRF2タンパク質に対するモノクローナル抗体を用いて測定し得る。
いくつかの実施形態では、TRF2タンパク質に対するモノクローナル抗体は、当技術分野で公知の任意の方法、例えばHarlow and Lane(“Antibodies: A Laboratory Manual”, 2nd Ed; Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1988)に記載されているような方法に従って調製することができる。
実際に、免疫組織化学を実施するため、組織切片を個体から得て、アルコール、アセトン及びパラホルムアルデヒドのような任意の適切な固定剤によってガラススライド上に固定し、これに抗体を反応させることができる。免疫組織化学のための慣用方法は、Harlow and Lane(“Antibodies A Laboratory Manual”, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York, 1988)、Ausbel他(“Current Protocols In Molecular Biology”, John Wiley and Sons, NY, 1987)又はBrauer他(FASEB J, 15, 2689−2701; 2001)に記載されている。
いくつかの実施形態では、Cayman Chemical(登録商標)からのクローン4A794.15、Merck Millipore(登録商標)からのクローン4A794、abcam(登録商標)からのab13579のような、TRF2タンパク質に対する市販のモノクローナル抗体が適している。
いくつかの実施形態では、TRF2の核発現のレベルの尺度は、抗TRF2抗体から得られた標識の強度及び/又は認め得る量のTRF2を発現する細胞の数に依拠してもよい。
本発明の第2の実施形態によれば、「TRF2の核発現のレベルを測定」するという表現は、TRF2遺伝子核発現のレベルを定量的又は半定量的に測定することを意味するものである。
実際に、TRF2遺伝子発現のレベルの測定は、当技術分野で公知のいずれかの方法に従って実施し得る。「遺伝子発現」という記載が遺伝子からのメッセンジャーRNAの合成に関連し、DNAの特定のセグメントが酵素RNAポリメラーゼによってmRNAにコピーされることは当業者に理解される。「転写」と呼ばれるこのmRNA合成は、細胞の核内で行われ、常に「核発現」に相当する。
いくつかの実施形態では、TRF2遺伝子発現のレベルの測定は、mRNAの量の測定によって、特に当技術分野で常用される方法によって実施される。実際に、サンプル中に含まれる全核酸画分は、溶解酵素又は化学溶液を用いるような標準的な方法に従って得るか、或いは製造元の指示に従って核酸結合樹脂によって抽出することができる。抽出されたmRNAは、次いで、ハイブリダイゼーション(例えば、ノーザンブロット分析)及び/又は増幅(例えばRT−PCR)によって検出され得る。好ましくは、定量的又は半定量的RT−PCRが好ましい。リアルタイム定量的又は半定量的RT−PCRが特に有利である。
いくつかの実施形態では、リガーゼ連鎖反応(LCR)、転写媒介増幅(TMA)、鎖置換増幅(SDA)及び核酸配列ベース増幅(NASBA)を含む他の増幅方法を使用し得る。
実際に、ハイブリダイゼーション及び/又は増幅のためのプローブは、当技術分野で公知のいずれかの方法によって設計及び取得することができる。
いくつかの他の実施形態では、TRF2遺伝子発現のレベルの測定は、DNAチップ解析技術(Hoheisel, Nature Reviews, Genetics, 2006, 7:200−210)によって実施される。かかるDNAチップ又は核酸マイクロアレイは、基材に化学的に付着させた様々な核酸プローブからなり、基材はマイクロチップ、ガラススライド又はマイクロスフェアサイズのビーズであり得る。マイクロチップは、ポリマー、プラスチック、樹脂、多糖類、シリカ又はシリカ系材料、炭素、金属、無機ガラス又はニトロセルロースから構成し得る。プローブは、cDNA又は約10〜約60塩基対であり得るオリゴヌクレオチドのような核酸を含む。発現レベルを決定するため、試験対象からのサンプル(任意的に最初に逆転写に付したもの)を標識し、ハイブリダイゼーション条件下でマイクロアレイと接触させて、マイクロアレイ表面に付着したプローブ配列に相補的な標的核酸との間で複合体を形成させる。次いで、標識されかつハイブリダイズした複合体を検出し、定量化又は半定量化することができる。標識は、様々な方法、例えば放射性標識又は蛍光標識を用いることにより、達成し得る。
いくつかの実施形態では、前記個体から得られたサンプルにおけるTRF2の核発現のレベルの測定は、腫瘍に浸潤したリンパ球を含むサンプル中で実施される。
本発明の範囲内で、「基準値」という表現は、細胞がTRF2を生理的レベルで発現する条件下で、TRF2の核発現の「標準」レベルを表す値を意味するものである。
いくつかの実施形態では、前記基準値は、1人の健康な個体、すなわちいかなる病状も病歴もない個体、から得られたサンプルで測定し得る。
いくつかの実施形態では、前記基準値は、1人又は複数人の健康な個体から得られた複数のサンプルで測定された平均値を表すことができる。いくつかの実施形態では、複数のサンプルは、2以上、3以上、5以上、10以上、15以上、25以上、50以上、100以上、250以上、500以上のサンプルを包含する。いくつかの実施形態では、1人以上の健康な個体は、2人以上、3人以上、5人以上、10人以上、15人以上、25人以上、50人以上、100人以上、250人以上、500人以上の健康な個人を包含する。
いくつかの実施形態では、平均基準値は、保存されかつ定期的に再評価される複数のサンプルから集められてもよい。
いくつかの実施形態では、基準値は、個々の基底上皮非腫瘍細胞から測定し得る。
いくつかの他の実施形態では、基準値は、個々の基底リンパ球細胞から測定し得る。
いくつかの実施形態では、基準値は、リンパ球及び/又は基底上皮細胞、及び/又は正常ヒト線維芽細胞のような、細胞株を含むサンプルから測定される。
いくつかの実施形態では、基準値は、口腔扁平上皮癌を有する個体から得られた生検サンプルから測定することができ、前記測定は癌性細胞のない生検部分で行われる。
この好ましい実施形態では、(i)癌性細胞を含む又はから本質的になる又はからなる生検サンプルの一部の測定値及び(ii)非癌性細胞(例えばリンパ球細胞)を含む又はから本質的になる又はからなる生検サンプルの別の部分で測定された基準値の両方は、口腔扁平上皮癌を有する同一の個体から得られる。いくつかの実施形態では、(i)及び(ii)の値は、同じ患者に由来する2つの別個の生検サンプル、例えば、それぞれ癌性生検サンプル及び非癌性生検サンプル、で測定することができる。いくつかの他の実施形態では、上記の(i)及び(ii)の値は、同じ生検サンプルで、ただし(i)該生検サンプルの癌性部分及び(ii)該生検サンプルの非癌性部分で測定することができる。
実際に、(i)及び(ii)の値は両方とも互いに正規化することができる。
或いは、いくつかの他の実施形態では、前記1又は複数のサンプルがいかなる癌性細胞も含まない場合、前記基準値は、非健常個体のコホートから得られたサンプルで測定することができる。
いくつかの実施形態では、非健常個体は、口腔扁平上皮癌を有さない個体を包含する。
いくつかの実施形態では、非健常個体は、何らの制限もなく、結腸癌、乳癌、卵巣癌、皮膚癌、肺癌、腎臓癌、リンパ腫、前立腺癌、脳癌、膀胱癌、肝臓癌、膵臓癌のような癌;空中飛散物質によるアレルギー、食物アレルギー、皮膚接触アレルギーのようなアレルギー;呼吸不全;心不全;腎不全;神経変性疾患;高血圧;細菌性又はウイルス性感染症;アルツハイマー病;パーキンソン病;糖尿病などの存在によって特徴づけられ得る。
ある実施形態では、前記1又は複数のサンプルがいかなる癌性細胞も含まない場合、好ましくはいかなる上皮癌性細胞も含まない場合、前記基準値は、1人以上の非健常個体から得られたサンプルで測定された平均値を表すことができる。
いくつかの実施形態では、前記1又は複数のサンプルがいかなる癌性細胞も含まない場合、好ましくはいかなる上皮癌性細胞も含まない場合、前記基準値は、1人以上の健常個体及び1人以上の非健常個体から得られたサンプルで測定された平均値を表すことができる。
いくつかの実施形態では、基準値は、口腔扁平上皮癌を有する個体から得られたサンプルからの、TRF2の核発現の「標準」レベルを表す値を表すこともできる。或いは、基準値は、口腔扁平上皮癌の市販の細胞株、例えば、ATCC(登録商標)からのCRL−3212(商標)(2A3)、CRL−3239(商標)、CLR−3240(商標)、HTB−43(商標)(FaDu)、CRL−1628(商標)(SCC−25)、CRL−1623(商標)(SCC−15)、CRL−2095(商標)(CAL 27)、CRL−1624(商標)(SCC−4)、CRL−1629(商標)(SCC−9)及びCCL−138(商標)(Detroit 562)、Leibniz Institute DSMZ(German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH)からのACC447(商標)(CAL33)からも測定し得る。
いくつかの好ましい実施形態では、市販細胞株は、CRL−2095(商標)(CAL27)、CCL−138(商標)(Detroit 562)及びACC447(商標)(CAL33)を含む群から選択される。
いくつかの実施形態では、1つのサンプルにおけるTRF2タンパク質発現のレベルを、免疫組織化学染色によって測定してもよく、その発現レベルのスコアリングを含む半定量的方法によってさらに解析してもよい。実際に、1つのサンプル中のTRF2タンパク質に関連する核染色を、ソフトウェアを用いて計算及び解析或いは視覚的に解析してもよく、スコアは前記サンプルに帰すことができる。例えば、4段階スコアリングは、TRF2タンパク質発現の測定レベル、すなわち
0:TRF2核発現の欠如、
+1:低いTRF2核発現、
+2:平均的なTRF2核発現、
+3:強いTRF2核発現、
に応じて帰属させることができる。
この方法は、口腔扁平上皮癌を有する個体のサンプル及び本明細書で定義される基準値を提供するためのサンプルの両方に効率的に適用され得る。口腔扁平上皮癌を有する個体のサンプルから得られたスコアと、基準値を提供するためのサンプルから得られたスコアとの間の直接的な対比が容易になる。
いくつかの実施形態では、基準値は+2(平均的なTRF2核発現)のスコアに帰属させることができる。
ある実施形態では、非癌性組織のサンプルで測定される基準値よりも低い、ステップa)で測定されるTRF2の核発現のレベルは、口腔扁平上皮癌を有する前記個体が前記抗癌治療に効率的に応答することの良好な予測される確度の指標である。
本発明の範囲内で、「基準値よりも低いTRF2の核発現のレベル」という表現は、基準値と比較して10%以上低いTRF2の核発現のレベルを意味するものである。「10%以上低い」という表現は、前記基準値と比較して、15%以上低い、20%以上低い、25%以上低い、30%以上低い、35%以上低い、40%以上低い、45%以上低い、50%以上低い、55%以上低い、60%以上低い、65%以上低い、70%以上低い、75%以上低い、80%以上低い、85%以上低い、90%以上低い、95%以上低い、100%低いことを包含する。
換言すると、口腔扁平上皮癌を有する個体のサンプルにおけるTRF2の核発現の測定レベルは、基準値の最大90%を表すことができ、これは、基準値の最大85%、最大80%、最大75%、最大70%、最大65%、最大60%、最大55%、最大50%、最大45%、最大40%、最大35%、最大30%、最大25%、最大20%、最大15%、最大10%、最大5%、0%を包含する。
本発明の範囲内で、「非癌性組織のサンプル」という表現は、そのサンプルがいかなる癌細胞をも含まないことを条件として、血液、血漿、唾液、尿、精液を含む流体、組織、細胞サンプル、器官、生検のような、個体から得られる任意の生体サンプルを意味するものである。
いくつかの実施形態では、非癌性組織のサンプルで測定される基準値よりも低い、ステップa)で測定されるTRF2の核発現のレベルは、TRF2発現阻害剤による前記個体の処置後に達成され得る。
以下の実施例の欄に示すように、CAL33系細胞におけるTRF2遺伝子発現のインビトロノックダウンは、エルロチニブ及びセツキシマブの効能を大幅に増加させる。
上述の通り、基準値は+2(平均的なTRF2核発現)のスコアを帰属させることができる。従って、ステップa)で測定されるTRF2の核発現のレベルとして、0又は+1のスコアは、基準値としての+2のスコアよりも低く、従って口腔扁平上皮癌を有する前記個体が抗癌治療に効率的に応答することの良好な予測される確度の指標であり得る。
いくつかの実施形態では、抗癌治療に効率的に応答する口腔扁平上皮癌を有する個体は、疾患に対する抗癌化合物のより良好な効率によって特徴づけることができる。
本発明の範囲内で、「疾患に対する抗癌化合物のより良好な効率」とは、前記抗癌化合物の同一用量を考慮して、「標準」基準値(例えば、非癌性組織のサンプルで測定される)と比較してTRF2の核発現のレベルが低い個体が、「標準」基準値と比較してTRF2の核発現のレベルが同等、同一又は高い個体と比較して、症状又は疾患の進行が止まるか減少する可能性が高いことを意味する。
いくつかの実施形態では、「標準」基準値(例えば、非癌性組織のサンプルで測定される)と比較してTRF2の核発現のレベルが低い個体は、「標準」基準値と比較してTRF2の核発現のレベルが同等、同一又は高い個体を処置するために必要とされる前記抗癌化合物の用量と比較して、同様の結果を達成するために必要とされる前記抗癌化合物の用量が低いことによって特徴づけることができる。
実際に、より低い用量は、癌化学療法で常用される所定の抗EGFR阻害剤に関していう標準「IC50」と比較して、有意に低下した測定効率「IC50[低TFR2]」を包含し得る。いくつかの実施形態では、より低い用量は、1:2〜1:1000の範囲のIC50[低TFR2]/標準IC50比を包含し、この範囲は、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:75、1:100、1:125、1:150、1:175、1:200、1:250、1:500及び1:750を包含する。
いくつかの実施形態では、抗癌治療はEGFRアンタゴニストの投与を含み、EGFRアンタゴニストは、EGFRチロシンキナーゼ阻害剤、及びEGFRに特異的に結合する化合物を含む群から選択し得る。
本発明の範囲内で、「EGFRアンタゴニスト」という表現は、EGFRの生物学的活性を阻害するためにEGFRを特異的・直接的又は間接的に標的とする任意の化合物を意味するものである。
EGFRすなわち上皮増殖因子受容体は、いくつかのシグナル伝達カスケードを活性化するEGFファミリーのチロシンキナーゼ結合リガンドの受容体である。EGFRの公知のリガンドには、EGF、TGFA/TGF−α、アンフィレグリン、エピジェン/EPGN、BTC/ベータセルリン、エピレギュリン/EREG及びHBEGF/ヘパリン結合EGFが含まれる。
ヒトEGFR(UNIPROT No.P00533)には、少なくとも4つのアイソフォームがある。アイソフォーム1(UNIPROT No.P00533−1)は1210個のアミノ酸の基準配列を表す。ヒトEGFR(アイソフォーム1)の細胞外ドメインは、25番目のアミノ酸から645番目のアミノ酸までのアミノ酸配列によって表すことができる。アイソフォーム2(UNIPROT No.PR00533−2)は、405個のアミノ酸からなるヒトEGFRのC末端欠失型であり、404及び405番目のアミノ酸のFLからLSへの変異によってさらに特徴づけられる。アイソフォーム3(UNIPROT No.PR00533−3)は、705個のアミノ酸からなるヒトEGFRのC末端欠失型である。アイソフォーム4(UNIPROT No.PR00533−4)は、628個のアミノ酸からなるヒトEGFRのC末端欠失型である。
本発明の範囲内で、他の種に属する又は多型によって生じるEGFRは、本発明に包含される。
いくつかの実施形態では、EGFRアンタゴニストに効率的に応答する口腔扁平上皮癌を有する個体は、腫瘍の大きさの有意な減少、腫瘍細胞の浸潤特性の低下、腫瘍細胞の遊走性の低下、平均癌性細胞数の減少、口腔扁平上皮癌の既知のバイオマーカーの発現の変化によって特徴づけることができる。
ある実施形態では、EGFR阻害剤は、エルロチニブ、ゲフィチニブ又はラパチニブなのようなチロシンキナーゼ阻害剤である。
いくつかの実施形態では、EGFR阻害剤は、EGFRに特異的に結合する化合物である。
いくつかの実施形態では、EGFR阻害剤は、抗EGFR抗体、最も好ましくは、セツキシマブ、パニツムマブ、ニモツズマブ(TheraCIM−h−R3)、マツズマブ(EMD72000)及びザルツムマブ(HuMax−EGFr)のようなモノクローナル抗体である。
いくつかの実施形態では、EGFR阻害剤は、EGFR又はEGFRの細胞外ドメインに特異的に結合するアプタマーである。適切なアプタマーは、当技術分野で常用されるいずれかの方法、例えば、Tuerk C and Gold L.(Science,1990; 249(4968),505−10)に当初記載されていたようなSELEX法又はその改良方法によって得ることができる。
いくつかの実施形態では、非癌性組織のサンプルで測定される基準値と比較してTRF2の核発現のレベルが低い個体は、セツキシマブ及び/又はエルロチニブに効率的に応答する可能性がある。
いくつかの実施形態では、非癌性組織のサンプルで測定される基準値と比較してTRF2の核発現のレベルが低く、かつセツキシマブに効率的に応答する可能性のある個体は、セツキシマブに対する1:2〜1:10の範囲内のIC50[低TFR2]/標準IC50比によって特徴づけることができ、上記の範囲は、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8及び1:9を包含する。
いくつかの実施形態では、非癌性組織のサンプルで測定される基準値と比較してTRF2の核発現のレベルが低く、かつエルロチニブに効率的に応答する可能性のある個体は、エルロチニブに対する1:2〜1:100の範囲内のIC50[低TFR2]/標準IC50比によって特徴づけることができ、上記の範囲は、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50及び1:75を包含する。
実施例の欄に示すように、口腔扁平上皮癌を有する個体におけるTRF2の発現レベルを減少させることは、前記個体の治療に有用な抗癌剤の至適用量以下量(suboptimal dose)に影響を有し得る。
実際に、口腔扁平上皮癌を有し、かつTRF2の発現レベルが高い個体と比較して、口腔扁平上皮癌を有し、TRF2の発現レベルが低い前記個体を効率的に治療するのに必要とされるより低い用量の抗癌剤は、前記抗癌剤の副作用によい影響を与え得る。
さらに、口腔扁平上皮癌を有する個体におけるTRF2発現のレベルの低下は、前記個体が前記抗癌剤に対する免疫応答を誘発する可能性にさらによい影響を与え得る。
従って、口腔扁平上皮癌を有する個体におけるTRF2の発現レベルを低下させることは、治療の時間経過内での前記抗癌薬の持続可能性に対して利益をもたらし得る。
アウトカムの予測方法
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを予測するためのインビトロ方法であって、以下のステップ:
a)前記個体から得られたサンプルにおけるTRF2の核発現のレベルを測定するステップと、
b)ステップa)で得られたレベルを基準値と比較するステップと、
c)ステップb)で行った比較から、前記個体のアウトカムを決定するステップと
を含む方法に関する。
本発明の範囲内で、「アウトカム」という用語は、病状の改善、すなわち症状又は疾患自体の進行の安定化、緩和、治癒又は軽減をいうことがある。このようなアウトカムは「良いアウトカム」又は「肯定的アウトカム」と呼ぶことができる。
本発明の範囲内で、「アウトカム」という用語は、病状の悪化、すなわち症状又は疾患自体の進行の増進及び個体の死さえをいうことがある。このようなアウトカムは、「悪いアウトカム」又は「否定的アウトカム」と呼ぶことができる。
いくつかの実施形態において、アウトカムは、口腔扁平上皮癌を治療するための医療処置の前に決定し得る。前記アウトカムは、口腔扁平上皮癌を治療するための抗癌治療の開始前数日以内又は数か月以内に決定し得る。
いくつかの実施形態では、アウトカムは、口腔扁平上皮癌を治療するための医療処置の過程で決定し得る。
いくつかの他の実施形態では、アウトカムは、口腔扁平上皮癌を治療するための医療処置後に決定し得る。前記アウトカムは、抗癌治療終了後数日以内又は数か月以内に決定し得る。
いくつかの実施形態では、医療処置を調整するために、口腔扁平上皮癌癌を有する個体のアウトカムの決定の組合せを行ってもよく、これは、治療の維持又は停止、医薬有効成分の用量の増加又は減少、1種以上の医薬有効成分の2回の投与間隔の増加又は減少を包含する。
ある実施形態では、非癌性組織のサンプルで測定される基準値よりも低い、ステップa)で測定されるTRF2の核発現のレベルは、前記個体に関する良いアウトカムの指標である。
本発明の範囲内で、「基準値よりも低いTRF2の核発現のレベル」という表現は、基準値と比較して10%以上低いTRF2の核発現のレベルを意味するものである。「10%以上低い」という表現は、前記基準値と比較して、15%以上低い、20%以上低い、25%以上低い、30%以上低い、35%以上低い、40%以上低い、45%以上低い、50%以上低い、55%以上低い、60%以上低い、65%以上低い、70%以上低い、75%以上低い、80%以上低い、85%以上低い、90%以上低い、95%以上低い、100%低いことを包含する。
本発明の範囲内で、「良いアウトカムは」という表現は、症状又は疾患自体の進行の安定化、緩和、治癒又は軽減或いは完全寛解を含む、医学的状態の改善を包含する。
いくつかの実施形態では、良いアウトカムは、RECIST基準(Eisenhauer et al, European Journal of Cancer, 2009, 451228−247)に従って評価することができる。
固形腫瘍において、RECIST基準は、1以上の測定可能な病変の存在に基づく国際基準を提供する。「完全奏効(complete response)」は、すべての標的病変の消失(完全寛解)を意味する。「部分奏効(partial response)」は、標的病変の最長径の総和の30%の減少を意味し、「進行(progressive disease)」は、標的病変の最長径の総和の20%の増加を意味し、「安定(stable disease)」は、上記の基準を満たさない変化を意味する。
本発明の範囲内で、「良いアウトカム」という表現は、全生存期間予後の点での利益も包含する。いくつかの実施形態では、全生存期間予後の利益は、疾患の症状の悪化のない6か月以上の余命獲得と説明することができ、少なくとも9か月、12か月、15か月、18か月、24か月、36か月、48か月、60か月、5年、6年、7年、8年の余命獲得を含む。
いくつかの実施形態では、良いアウトカムは、9か月、12か月、15か月、18か月、24か月、36か月、48か月、60か月、5年、6年、7年、8年で50%以上の全生存率として説明し得る。
別の態様において、本発明は、TRF2遺伝子発現の阻害剤の投与を含む、口腔扁平上皮癌を有する個体の治療方法に関する。
いくつかの実施形態では、本方法は抗癌化合物の投与も含む。
口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを改善するための抗癌化合物のスクリーニング方法
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体の治療及び/又はアウトカムの改善のため抗癌化合物をスクリーニングするためのインビトロ方法であって、
a)口腔扁平上皮癌のTRF2ノックダウン細胞株を候補抗癌化合物と接触させるステップと、
b)口腔扁平上皮癌に関連するパラメータを測定するステップと、
c)工程c)からのパラメータを、候補抗癌化合物の非存在下で測定される同じパラメータと比較するステップと
を含む方法に関する。
いくつかの実施形態では、口腔扁平上皮癌の細胞株は、生検後に又は代替的に商業的提供元から得ることができる。細胞株は、先行技術に記載された標準条件下で培養することができる。
いくつかの実施形態では、細胞株は、例えばATCC(登録商標)からのCRL−3212(商標)(2A3)、CRL−3239(商標)、CLR−3240(商標)、HTB−43(商標)(FaDu)、CRL−1628(商標)(SCC−25)、CRL−1623(商標)(SCC−15)、CRL−2095(商標)(CAL 27)、CRL−1624(商標)(SCC−4)、CRL−1629(商標)(SCC−9)及びCCL−138(商標)(Detroit 562)、Leibniz Institute DSMZ(German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH)からのACC447(商標)(CAL33)のような口腔扁平上皮癌の市販の細胞株から選択される。
いくつかの好ましい実施形態では、市販の細胞株は、CRL−2095(商標)(CAL27)、CCL−138(商標)(Detroit 562)及びACC447(商標)(CAL33)を含む群から選択される。
実際に、細胞株のTFR2ノックダウンは、遺伝子ノックアウト又はサイレンシングのような当技術分野における任意の方法によって、例えば、TRF2遺伝子発現の適切な阻害剤、好ましくはアンチセンスDNA、アンチセンスRNA、二本鎖RNA、miRNA、siRNA、shRNA、TRF2遺伝子によりコードされるmRNAに特異的に結合するアプタマー、並びにTRF2遺伝子発現の非特異的阻害剤を含む群から選択されるものの使用によって得ることができる。
いくつかの実施形態では、TRF2のノックダウンは、文献に十分に記載されたCRISPR−Cas9技術(国際公開第2013/176772号、米国特許第8697359号、国際公開第2014/089290号)によって実施し得る。
いくつかの他の実施形態では、TRF2ノックダウンは、亜鉛フィンガー技術又は転写アクチベーター様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)技術のようなヌクレアーゼ技術の使用によって実施し得る(Ul Ain et al. J Control Release. 2015 May 10;205:120−7; Boettcher and McManus. Mol Cell. 2015 May 21;58(4):575−585. Wright et al. Biochem J. 2014 Aug 15;462(1):15−24)。
本発明の範囲内で、「口腔扁平上皮癌に関連するパラメータ」とは、疾患自体の発生と相関する測定可能なパラメータを意味するものである。
いくつかの実施形態では、前記パラメータは、何らの制限もなく、細胞の平均サイズ、細胞の平均的形態、細胞の浸潤特性、細胞の増殖特性、細胞の遊走特性、特異的バイオマーカーの発現の変化、特異的バイオマーカーの分泌であり得る。
いくつかの実施形態では、候補抗癌化合物の存在下及び非存在下で測定されるパラメータ間で観察される変化は、口腔扁平上皮癌の処置を必要とする個体において口腔扁平上皮癌の処置に使用するための前記抗癌化合物の有効性の指標となり得る。
さらに別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体の治療及び/又はアウトカムの改善のため抗癌化合物をスクリーニングするためのインビボ方法であって、
a)口腔扁平上皮癌のTRF2ノックダウン非ヒト動物モデルを候補抗癌化合物と接触させるステップと、
b)口腔扁平上皮癌に関連するパラメータを測定するステップと、
c)工程c)からのパラメータを、候補抗癌化合物の非存在下で測定される同じパラメータと比較するステップと
を含む方法に関する。
いくつかの実施形態では、口腔扁平上皮癌のTRF2ノックダウン非ヒト動物モデルは、トランスジェニック非ヒトモデルを与えるための標準技術に従って得ることができる。
いくつかの他の実施形態では、非ヒト動物モデルに口腔扁平上皮癌細胞を注射し、さらにTRF2遺伝子発現の阻害剤で腫瘍内又は全身的に処置し得る。
いくつかの実施形態では、非ヒト動物モデルは、マウス、ラットのような齧歯類である。
用途
ある態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体の治療に使用するためのTRF2遺伝子発現の阻害剤に関する。
いくつかの実施形態では、前記阻害剤の投与を必要とする個体に投与すべき前記阻害剤の投与計画は、前記個体の年齢、性別、体重及びその他の医学的状態又は病歴に依存し、10μg〜1000mgの範囲であり得、20μg、30μg、40μg、50μg、60μg、70μg、80μg、90μg、100μg、200μg、300μg、400μg、500μg、600μg、700μg、800μg、900μg、1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg、10mg、20mg、30mg、40mg、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、200mg、300mg、400mg、500mg、600mg、700mg、800mg、900mgを包含する。
いくつかの実施形態では、前記阻害剤の投与を必要とする個体に投与すべき前記阻害剤の投与頻度は、前記個体の年齢、性別、体重及びその他の医学的状態又は病歴に依存し、毎日1回、2回、3回、毎週1回、2回、3回であり得る。
いくつかの実施形態では、前記阻害剤の投与を必要とする個体に投与すべき前記阻害剤の投与計画及び/又は投与頻度は、治療の時間経過内での症状の進行に応じて、任意の時点で調整し得る。
一実施形態では、TRF2遺伝子発現の阻害剤で治療される個体は、既に開示した方法によって、抗癌治療に効率的に応答する確度の良い個体として既に同定されている。
別の実施形態では、TRF2遺伝子発現の阻害剤で治療される個体は、既に開示した方法によって、抗癌治療に効率的に応答する確度の乏しい個体として既に同定されている。本発明の範囲内で、「TRF2の阻害剤」という用語は、アンチセンスDNA、アンチセンスRNA、二本鎖RNA、miRNA、siRNA、shRNA及びアプタマーのような、TRF2遺伝子発現の特異的阻害剤を包含し、前記阻害剤は、TRF2遺伝子によりコードされるmRNAに特異的に結合する。
いくつかの実施形態では、TRF2遺伝子発現の阻害剤は、アンチセンスDNA、アンチセンスRNA、二本鎖RNA、miRNA、siRNA、shRNA、TRF2遺伝子によりコードされるmRNAに特異的に結合するアプタマー、及びTRF2遺伝子発現の非特異的阻害剤から選択される。
いくつかの実施形態では、miRNA(マイクロRNA)、siRNA(低分子干渉RNA)、shRNA(短ヘアピンRNA)、アプタマーは、インビボでのTRF2遺伝子阻害又はTRF2サイレンシングをもたらすため、TRF2遺伝子によりコードされるmRNAに特異的に結合するように、当技術分野で公知の方法に従って設計される。
いくつかの実施形態では、TRF2遺伝子発現の非特異的阻害剤は、TRF2発現の調節に関与するいずれかの遺伝子又はタンパク質に作用し得る。
いくつかの好ましい実施形態では、前記TRF2遺伝子発現の阻害剤は、shRNA、特に配列番号2又は配列番号3の配列を含むshRNAである。
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを予測するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用に関する。
ある態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用に関する。
本発明の範囲内で、「バイオマーカー」という用語は、生体内の生理学的又は病理学的事象と有意に相関する任意の測定可能なパラメータを意味するものである。
以下の実施例の欄に示すように、TRF2の核発現のレベルは、抗癌治療すなわち癌細胞を根絶するためのEGFRアンタゴニストの投与を含む治療の有効性と有意に相関する。
いくつかの実施形態では、バイオマーカーとして使用するためのTRF2の核発現のレベルは、口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを予測或いは口腔扁平上皮癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するための1種以上の他の公知のバイオマーカーと組み合わせることができる。
いくつかの実施形態では、他のバイオマーカーは、腫瘍の大きさ、節状態、浸潤特性、RANTESの発現レベル、IL6の発現レベル、IL8の発現レベル、CXCL9の発現レベル、CXCL10の発現レベル、PDGFBBの発現レベル、VEGFの発現レベル及びGRO−αの発現レベルを含む群から選択し得る。
本発明の範囲内で、「節状態」は、癌を有する個体におけるリンパ節の有無についての臨床所見に関する。実際に、癌がリンパ節に拡がっていると、癌は「リンパ節陽性」と呼ばれるのに対して、癌がリンパ節に拡がっていないと、癌は「リンパ節陰性」と呼ばれる。
ある態様において、本発明は、個体における口腔扁平上皮癌の重症度を決定するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用に関する。
実施例の欄に示すように、TRF2の核発現のレベルは口腔扁平上皮癌を有する個体の生存率と有意に相関する。従って、TRF2の核発現のレベルは、口腔扁平上皮癌の重症度の指標である。
個体内での癌の進行に応じて、口腔扁平上皮癌を4つのステージに分類できることは、当技術分野の文献に十分に記載されている。
ステージIの癌は、大きさが2cm未満であり、かつその領域のリンパ節に拡がっていない腫瘍を表すものと定義し得る。
ステージIIの癌は、大きさが2cm超であるが、4cm未満であり、かつ依然としてその領域のリンパ節に拡がっていない腫瘍を表し得る。
ステージIIIの癌は、(i)大きさが4cmを超える腫瘍、又は(ii)いずれかの大きさであって、癌と首の同側の1つのリンパ節のみに拡がった腫瘍、又は(iii)3cm以下の癌を含むリンパ節のいずれかによって特徴づけることができる。
ステージIVの癌は、(i)唇及び口腔の周囲の組織に拡がった腫瘍、或いは(ii)その領域のリンパ節が腫瘍を含むもしくは含まない、或いは(iii)いずれかの大きさであって、癌と首の同側の2以上のリンパ節、首の片側もしくは両側のリンパ節、又は6cmを超えるリンパ節に拡がった腫瘍、或いは(iv)身体の他の部分に拡がった腫瘍のいずれかによって定義し得る。
いくつかの実施形態では、「標準」基準値(例えば非癌性組織のサンプルで測定されるもの)に比べて1.5〜3倍の、口腔扁平上皮癌を有する個体におけるTRF2の核発現の測定レベルは、ステージIの癌の指標であり得る。
本発明の範囲内で、「1.5〜3倍」という表現は、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8及び2.9倍を包含する。
いくつかの実施形態では、「標準」基準値(例えば非癌性組織のサンプルで測定されるもの)に比べて3.1〜5倍の、口腔扁平上皮癌を有する個体におけるTRF2の核発現の測定レベルは、ステージIIの癌の指標であり得る。「3.1〜5倍」という表現は、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8及び4.9倍を包含する。
いくつかの実施形態では、「標準」基準値(例えば非癌性組織のサンプルで測定されるもの)に比べて5.1〜7倍の、口腔扁平上皮癌を有する個体におけるTRF2の核発現の測定レベルは、ステージIIIの癌の指標であり得る。
本発明の範囲内で、「5.1〜7倍」という表現は、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8及び6.9倍を包含する。
いくつかの実施形態では、「標準」基準値(例えば非癌性組織のサンプルで測定されるもの)に比べて少なくとも7.1倍の、口腔扁平上皮癌を有する個体におけるTRF2の核発現の測定レベルは、ステージIVの癌の指標であり得る。
本発明の範囲内で、「少なくとも7.1」という表現は、7.5以上、8以上、9以上、10以上、25以上、50以上、100以上を包含する。
キット
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体の治療に使用するためのキットであって、
生理学的に許容される添加物中の、TRF2遺伝子発現の阻害剤と、
生理学的に許容される添加物中の抗癌化合物と
を含むキットに関する。
一実施形態では、TRF2遺伝子発現の阻害剤で治療される個体は、既に開示した方法によって、抗癌治療に効率的に応答する確度の良い個体として既に同定されている。
別の実施形態では、TRF2遺伝子発現の阻害剤で治療される個体は、既に開示した方法によって、抗癌治療に効率的に応答する確度の乏しい個体として既に同定されている。
いくつかの実施形態では、TRF2遺伝子発現の阻害剤及び/又は抗癌化合物は、さらに、1種以上の生理学的に許容される添加物を含む組成物に製剤化し得る。
生理学的に許容される適切な添加物には、あらゆる慣用溶媒、分散媒体、充填剤、固体担体、水性溶液、コーティング、抗菌剤及び抗真菌剤、等張剤及び吸収遅延剤などが含まれるが、これらに限定されない。生理学的に許容される適切な添加物には、例えば、水、緩衝食塩水、リン酸緩衝食塩水、デキストロース、グリセロール、エタノールなど、並びにこれらの組合せが含まれる。生理学的に許容される添加物は、湿潤剤又は乳化剤、TRF2遺伝子発現の阻害剤及び/又は抗癌化合物の有効期間又は有効性を高めることができる防腐剤のような少量の補助物質をさらに含み得る。生理学的に許容される添加物の調製及び使用は、当技術分野で周知である。生理食塩水緩衝液、リン酸緩衝生理食塩水緩衝液、デキストロース、グリセロール、エタノールなど、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。生理学的に許容される添加物は、さらに、湿潤剤又は乳化剤、防腐剤のような少量の補助物質を含んでいてもよく、TRF2遺伝子発現の阻害剤及び/又は抗癌化合物の貯蔵有効期間又は有効性を高めることができる。生理学的に許容される添加物の調製及び使用は、当技術分野で周知である。
かかるTRF2遺伝子発現の阻害剤及び/又はかかる抗癌化合物は、同時に又は遅延モードで投与し得る。
TRF2遺伝子発現の阻害剤及び/又は抗癌化合物の投与は、例えば皮下又は筋肉内注射による非経口的、並びに経口、鼻腔内又は腫瘍内投与に依拠し得る。他の投与モードは、経口製剤、肺製剤、坐剤及び経皮施用を用いるが、これらに限定されない。経口製剤は、例えば、医薬グレードのマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウムのような、常用される添加物を含むが、これらに限定されない。
TRF2遺伝子発現の阻害剤は、本明細書において既に定義されている。
ある実施形態では、TRF2遺伝子発現の阻害剤は、アンチセンスDNA、アンチセンスRNA、二本鎖RNA、miRNA、siRNA、shRNA、TRF2遺伝子によりコードされるmRNAに特異的に結合するアプタマー、並びにTRF2遺伝子発現の非特異的阻害剤から選択される。
ある実施形態では、抗癌化合物は、EGFRアンタゴニストである。
ある実施形態では、EGFRアンタゴニストは、EGFRチロシンキナーゼ阻害剤、及びEGFR(好ましくはEGFRの細胞外ドメイン)に特異的に結合する化合物を含む群から選択される。
ある実施形態では、EGFRアンタゴニストは、エルロチニブ、ゲフィチニブ、ラパチニブ、セツキシマブ、パニツムマブ、ニモツズマブ、マツズマブ及びザルツムマブを含む群から選択される。
別の態様において、本発明は、口腔扁平上皮癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するためのキットであって、
a)前記個体から得られたサンプル中のTRF2の核発現レベルを測定するための試薬と、
b)前記抗癌治療に対する応答と正又は負の相関をもつ1以上の他のパラメータを決定するための試薬と
を含むキットに関する。
本発明の範囲内で、「試薬」という用語は、核酸プローブ、蛍光プローブ、抗体、アプタマー、液体溶液等を包含し得る。
いくつかの実施形態では、キットは、TRF2の核発現の基準値を測定するために、基底上皮細胞株をさらに含んでいてもよい。
1−材料及び方法
1.1−患者及び組織サンプル
62個のOSCC組織サンプルは、1996年から2011年の間にCenter Antoine Lacassagne及びSt Roch病院で診察された患者から得た。全患者は組織学的に確認し、それらの同意を得た。OSCC患者の腫瘍切片は、Centre Antoine Lacassagne及びHospital病院の組織学研究所で免疫組織化学による評価に十分であることが前もって試験された。患者のTNM分類、診断、診察日、治療及び最終知得状態のような臨床データは、clinicom(登録商標)データベースでの検索によって得た。生存期間は、口腔癌の診断日から算出した。この研究における重要な患者の特徴を表1にまとめる。
OSCC患者の平均年齢は60.5歳であった。大半の患者は男性(71%)であり、性比は2.45であった。腫瘍の大部分は浸潤性(44%)(T4ステージ)であり、4cm超と測定された。患者の63%はリンパ節の浸潤を呈さなかった。患者の大部分は外科手術(67%)及び放射線療法(67%)によって治療されたが、化学療法はわずか14人の患者(25%)で使用された。メジアン生存期間(MST)は45.3か月であり、1年生存率は78.5%であった。
1.2−細胞株
ATCC(登録商標)からの以下の2種類の頭頸部癌細胞株:
CAL33(商標):Center Antoine Lacassagne(フランス、ニース)で樹立された、p53用に変異させた舌のヒトOSCC(Gioanni Jet al。Eur J Cancer Clin Oncol 1988; 24(9):1445−55)、
CAL27(商標):Center Antoine Lacassagne(フランス、ニース)で樹立されたヒトOSCC
を研究した。
細胞増殖、浸潤能力及び治療応答に対するTRF2ノックダウンの影響をさらに解析するために、TRF2に対するshRNA及びドミナントネガティブ型のTRF2を発現するCAL33細胞を創製した(Biroccio A et al. Nat Cell Biol 2013;15(7):818−28)。CAL33細胞はレンチウイルスベクター(pLKOpuro−3xLacO、Sigma社製)を用いて感染させた。プラスミドはスクランブル(shC;配列番号1)或いはTRF2特異的shRNAであるsh1(配列番号2)又はsh2(配列番号3)を含んでいた。
これらに使用した核酸配列を以下の表2にまとめる。
1.3−インビトロ増殖アッセイ
累積集団倍加アッセイ(Nekanti U et al. Int J Biol Sci 2010;6(5):499−512)のため、10個の細胞を、直径100mmのペトリ皿で7.5%FCS−DMEM培地中37℃及び5%COで28日間培養した。細胞は毎日計数し(Coulter、Beckman社)、培地は5日毎に交換した。各継代における細胞は、収集細胞の総数と播種細胞の総数との比に、前継代からの細胞の総数を乗じたものとして計算した。集団倍加数は、以下の式を用いて計算した。
X=[log10(NH)−log10(NI)]/log10(2)
式中、NIは播種細胞数であり、NHは収集細胞数である。
累積倍加レベルを得るため、各継代について集団倍加数を計算し、次いで前の継代の集団倍加レベルに加えた。集団倍加時間は、次の式で得ることができる。
TD=tplg2/(lgNH−lgNI)
式中、NIは播種細胞数であり、NHは収集細胞数であり、tは培養時間(時間単位)である。
平均及び標準偏差は3回の独立した実験で算出した。統計解析はt検定を用いて行った。コロニー形成アッセイ(clonogenicity assay)のために、細胞(2×10)を60mm培養皿に播種した。細胞接着して24時間後に、エルロチニブ/タルセバ(1μmol/L)の存在下又は非存在下で10日間増殖させるため、培地を、10%血清を補充した通常のDMEMと交換した。次いで、培養皿をGiemsa(Fluka社製)で染色し、ImageJソフトウェア(NIH(米国))を用いて結果をコンピューター解析するためプレートをスキャンした。腫瘍細胞増殖を減少させるエルロチニブ/タルセバの濃度は、製造元の指示に従って3−[4,5−ジメチルチアゾール−2−イル]−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)比色アッセイ(Sigma社(フランス、リヨン))を用いて測定した。
1.4−インビトロ細胞遊走及び浸潤
スフェロイドを得るために、4000個の細胞を、7.5%ウシ胎児血清を補充したDMEM(DMEM−7.5%FCS)のハンギングドロップ20μLに播種した。7日後に、スフェロイドをDMEM−3%FCS中に希釈したmatrigel(Corning社)に移して15日間培養した。AMG Evos顕微鏡40倍対物レンズ(Thermo Fisher Scientific社)で撮像し、ImageJソフトウェア(NIH(米国))を用いてスフェロイドの直径を測定した。
1.5−ウェスタンブロット
ウエスタンブロッティングには、以下の抗体:抗リン酸化ERK1,2(Sigma社(ミズーリ州セントルイス))、抗リン酸化Akt、抗Akt、抗EGFR(Cell Signaling社(英国ケンブリッジ))、抗ERK(Santa Cruz Biotechnology社(カリフォルニア州サンタクルーズ))、抗TRF2(Novus bio社(英国ケンブリッジ))及びα−チューブリン(Fischer scientific社(フランス、イルキルシュ))を用いた。
1.6−腫瘍異種移植片の形成及びサイズ評価
10個の細胞を、5週齢のヌード(nu/nu)雌マウス(Janvier)の側腹部に皮下注射した。バイオルミネセンスは、インビボイメージングシステム(Perkin Elmer社)を製造元の指示に従って使用して定量した。腫瘍体積[(v=L×l×0.52)]は、ノギスを用いて平行に求めた。バイオルミネセンスの値と腫瘍体積との間には線形関係があった。
1.7−ヒト及びマウス組織切片におけるTRF2の免疫組織化学染色
TRF2に対する免疫組織化学染色は、ホルマリン固定パラフィン包埋組織塊からの3μm組織切片で実施した。病理組織学的分析は、マッソントリクローム(青色コラーゲン)染色した3μm組織切片で行い、Leica Slide Pathでスキャンした。各腫瘍に対して、画像を撮像し、Leica Slide Path Gatewayソフトウェアを用いて以下のパラメータ:切片の総面積、壊死領域、白血球炎症性浸潤の存在、赤血球の血管外漏出の存在、血管周囲のコラーゲンの厚さ、血管の数を解析した。
脱パラフィン切片のPBS中での内在性ペルオキシダーゼ不活性化を30分間行った後、再水和(Dako Autostainer Link 48、Dako社(米国カリフォルニア州カーピンテリア)及びpH=9の緩衝液中97℃で20分間抗原の熱処理賦活を行った(Dako PT Link装置)。インキュベーションは1:100に希釈した抗TRF2モノクローナル抗体を用いて室温で20分間行った。二次抗体を適用した後、組織切片を発色基質3’,3’−ジアミノベンジジンで処理し、マイヤーのヘマトキシリンで核を対比染色した。リンパ球及び/又は基底上皮細胞に対するTRF2反応性を内部陽性対照とみなした。TRF2の核発現は半定量的に解析され、2名の病理学者(D. Ambrosetti及びA. Sudaka)及び2名の外科医(H. Raybaud及びY.Benhamou)によって独立に検証された。相違があった場合は、切片の解読について第三者の意見を求めた。
腫瘍は以下の通り分類した。
0:腫瘍細胞における核発現の欠如、
+1:低い発現、
+2:平均的発現、
+3:強い発現。
組織切片が2つの異なるスコアを含む場合は、染色した核の30%超に関するものであれば上位のスコアを選択した。
1.8−免疫蛍光
腫瘍切片は、免疫蛍光実験について以前に記載された通り(Perri F et al. Anticancer Agents Med Chem 2013;13(6):834−43)取り扱った。切片を、ラットモノクローナル抗マウスCD31(クローンMEC13.3; BD Pharmingen)及びモノクローナル抗α平滑筋アクチン(Sigma A2547,1:1000;Sigma(フランス))と共にインキュベートした。
1.9−統計的解析法
すべての解析のエンドポイントは全生存(OS)であり、これは患者の初回診断から死亡までの時間として定義される。死亡しなかった患者については、初回診断から最後に記録された経過観察までの時間を用いた。OS率はカプラン・マイヤー法に従って計算した。TRF2スコアによって定義される異なるグループ間のハザード比(HR)(信頼区間対応する)はCox回帰モデルによって求めた。サブグループ内の免疫組織化学因子の分類は、解析結果とは独立に、予め定義した。すべての解析は、すべての免疫組織化学判定及び臨床歴が完全に記録されている62人の患者に基づく。単変量及び多変量解析のために、腫瘍の0及び+1のスコアと+2及び+3のスコアとを、「TRF2陰性」及び「TRF2陽性」を表す独立したグループにまとめた。
1.10−免疫蛍光によるDNA損傷の評価
スライドを−20℃のメタノール又は室温の4%ホルムアルデヒドで15分間固定し、次いでブロッキング緩衝液(0.8×PBS、50mM NaCl、0.5%Triton X−100及び3%牛乳)で1時間インキュベートし、その後、53BP1抗体(NB100−305;Novus Biologicals社)と共に4℃で一晩インキュベートした。次いで、細胞を0.8×PBS、50mM NaCl及び0.1%Triton X−100で洗浄し、抗マウスAlexa488抗体(A21202;Life Technologies社)及び抗ウサギAlexa555抗体(A−31572;Life Technologies社)と共にインキュベートした。0.8×PBS、50mM NaCl及び0.1%Triton X−100で洗浄した後、核をDAPIで標識した。
1.11−マイクロアレイによるCAL33セクレトームの決定
10個のshC及びsh2 CAL33細胞を標準条件下で48時間増殖させた。細胞の上清を遠心分離し、製造元のプロトコール(Angiogenesis Array I;Tebu−bio社)に指示されている通り、サイトカイン発現を試験するために特定のメンブレン上でインキュベートした。メンブレンは化学発光によって現れた。様々なスポットの強度の定量はOdyssey撮像装置(LI−COR Biotechnology社)を用いて行った。相対強度は、メンブレンに含まれる陰性及び陽性対照に対して正規化した。
2−結果
2.1−TRF2発現及びOSCC患者の生存
OSCCにおけるTRF2発現の免疫組織化学によるスコアリングで従前利用できるものはなかった。従って、乳癌におけるHER2評価を参考にしてTRF2を決定するためのスコアを確立した。OSCC患者におけるTRF2発現レベル及び他の病理学的因子の予後有意性を単変量解析によって評価した。
免疫組織化学データは、腫瘍サイズ(T)及び節状態(N)(いずれも患者のアウトカムに対する予後不良因子として知られる。)が全生存と有意に相関していた(それぞれp=0.015及び0.0008)ことを示す(図1A及び1B)。上述のスコアリング法によれば、34名の患者がTRF2陽性であり、24名の患者がTRF2陰性であった。患者のOSCC組織切片におけるTRF2核発現と生存率との間に有意な関係が観察され(メジアン生存期間は0〜+1の患者では71か月であったのに対して、+2〜+3の患者では24か月;p=0.0418)、OSCCに対する新たな生物学的予後マーカーがもたらされる(図1C)。多変量解析は、TRF2スコア(OR=2.35[1.01−5.45]95%CI,p=0.0424)が、腫瘍サイズ(OR=3.45[1.387−8.628]95%CI,p=0.007)とは無関係であることを示していた(図1D)。
2.2−OSCC細胞株におけるTRF2発現/活性の調節のインビトロ効果
OSCC細胞におけるTRF2発現は予後マーカーであるように思われるので、次にインビトロでのOSCC細胞株の特徴を明らかにした。CAL33細胞は正常ヒト線維芽細胞と比較して有意に高いTRF2発現を示した。次いで、TRF2をノックダウンした又は野生型もしくはドミナントネガティブ型のTRF2を過剰発現するCAL33細胞の増殖及び浸潤能力を評価した(図2B)。3種類の異なるshRNAを試験して、CAL33細胞におけるTRF2ノックダウンにおけるそれらの有効性を比較したところ、shRNA#2が最も効率的であった(図2A)。TRF2の発現/活性の操作は、CAL33細胞の増殖及び浸潤能力に影響しなかった(図2B及び2D)。同等の結果がCAL27細胞で得られた(図3A、3B、3C及び3D)。53BP1フォーカスの数によって証明されるDNA損傷に差はみられなかった。
2.3−TRF2ダウンレギュレーションは腫瘍細胞のセクレトームを改変する
上記の結果は、患者のサンプルの観察結果とは明らかに相違していた。しかし、それらは、TRF2の発現が、細胞の微小環境でパラクリンのように作用する特定の因子の発現に影響する可能性があることを示唆していた。
従って、TRF2発現がOSCC細胞のセクレトームに影響を及ぼしていたという仮説を立証するため、TRF2ノックダウンあり又はなしでCAL33細胞の上清中のサイトカイン発現を測定した(図4A及び4B)。CAL33におけるTRF2ノックダウンは、CXCL1、CXCL8、CXCL9、CXCL10、インターロイキン6(IL6)、PDGF−BB及びRANTESの誘導並びにVEGF発現の低下をもたらした(表3参照)。
qPCRによって評価した様々な遺伝子の発現百分率を示す。測定された遺伝子について、参照値(100)は、shC細胞における所定の遺伝子の内容に対応する。統計的に有意な差異が示されている。*p<0.05;**p<0.01;***p<0.001。
サイトカイン遺伝子誘導は、別の細胞株(CAL27)でもほぼ同一であった。
これらの結果は、TRF2は、そのテロメア安定化作用とは独立に、遺伝子発現レギュレーターとして働くことを示唆している。
2.4−TRF2ノックダウンはマウスでのOSCC異種移植片の増殖を減少させる
CAL33細胞におけるTRF2発現が腫瘍の侵襲性と関連していたという仮説を評価するため、対照又はTRF2に対する2つの独立したshRNAのいずれかを発現するCAL33をヌードマウスに注射した。TRF2をノックダウンした腫瘍は、小さくて円形であり、発光が注射部位の周辺領域に限られていたことで立証されるように、湿潤性が低下していた(図5)。最小の腫瘍は、最も高いTRF2ノックダウン(shTRF2#2群)と関連していた。
2.5−TRF2ノックダウンは血管組織化を防ぎ、線維症、炎症及び腫瘍壊死に好都合である
TRF2発現がどのように腫瘍の増殖を調節するかについてさらに理解するため、腫瘍切片を分析した。対照腫瘍と比較して、shTRF2腫瘍は、重大な壊死領域(7.5%対26%、p=0.018)及び血管周囲のより薄いコラーゲン層(37μm対7μm、p=0.001)によって特徴づけられた。さらに、炎症及び赤血球の血管外漏出が、ノックダウンTRF2腫瘍切片における血管周囲で観察され、急性炎症及び不規則な血管網を示唆した。次いで、腫瘍切片を、CD31(内皮細胞)/α−SMA(周皮細胞)標識での血管新生についてモニターした。対照腫瘍は、α−SMA標識細胞で血管が覆われた高い血管密度によって特徴づけられた。shTRF2腫瘍の血管網はもっと無秩序であり、CD31/α−SMA同時標識の欠如によって特徴づけられた。分散したCD31及びα−SMA陽性細胞が観察された。α−SMA陽性細胞の数は線維化領域に特有であった。
2.6−TRF2をノックダウンしたCAL33細胞は、エルロチニブ/タルセバ及びセツキシマブ/アービタックスに対してより敏感である
OSCCは、EGFR受容体の過剰発現及びその後の下流シグナル伝達経路、特に異常増殖を招くERK/MAPキナーゼ及びPI3キナーゼ/AKT経路の活性化によって特徴づけられる(Bozec A et al. Ann Oncol 2009;20(10):1703−7)。次いで、抗EGFR治療、特にセツキシマブは、パフォーマンスステータスに劣る患者に特に使用される(Petrelli F et al. Oral Oncol 2014;50(11):1041−8; Peyrade F et al. Oral Oncol 2013;49(6):482−91)。
TRF2発現がEGFRの主要阻害剤、特にEGFRのチロシンキナーゼ阻害剤、エルロチニブ/タルセバ又はEGFR標的化抗体セツキシマブ/アービタックスに対する応答性に影響しかねないという仮説を検討した。エルロチニブは、IC50(5.4μmol/L)を上回る用量で、CAL33細胞におけるEGFR活性及びその後の下流シグナル伝達経路(ERK及びAKT活性)を効率的に阻害した(Quesnelle KM et al. Cancer Biol Ther 2012;13(10):935−45)。
TRF2のノックダウンは、OSCCの治療のための2つの治療戦略である放射線療法(図6A)又は5FU(図6B)の有効性に影響しない。
対照的に、TRF2のノックダウンは、エルロチニブとセツキシマブの2種類の薬剤のIC50(それぞれ、5.4μmol/L(Quesnelle KM et al. Cancer Biol Ther 2012;13(10):935−45)及び30nmol/L(Rebucci M et al. Int J Oncol 2011;38(1):189−200)である。)を大幅に下回る用量で使用したCAL33細胞におけるエルロチニブ(0.1μmol/L)及びセツキシマブ(6nmol/L)の有効性を劇的に増大させた(sh1については40%及び60%阻害、sh2については50%及び60%阻害、図7)。
MTT試験によって、TRF2をsh2でノックダウンしたときにエルロチニブがCAL33増殖を阻害することを確認した(図8)。TRF2のノックダウンは、CAL27におけるセツキシマブの有効性を増大させた(図9)。これらの結果は、TRF2発現が、OSCCにおける抗EGFR治療の適切な予測マーカーを構成し得ることを示唆していた。
3−考察
数多くの論文が癌におけるTRF2の役割について記載しているが、OSCCにおけるTRF2の役割について記載した公開論文はない。
こうして、市販のモノクローナル抗TRF2抗体での免疫組織化学による簡単なTRF2読取りスコアが病理学者に提供される。さらに、TRF2発現は、腫瘍の存在を確認するために常に行われる診断生検で簡単に決定できた。予後マーカーとしてのその適切さを確認するための前向き研究で、このようなTRF2発現を判定しなければならない。
インビトロアッセイは、高レベルのTRF2を発現するOSCC細胞が、増殖、遊走及び浸潤性に関していかなる利点を有していないことを示し、以前の結果(Biroccio A et al. Nat Cell Biol 2013;15(7):818−28)が確認された。ただし、TRF2は、IL6のRAS依存性発現を介して腫瘍の微小環境を調節することが示されている(Biroccio A et al. Nat Cell Biol 2013;15(7):818−28))。本明細書の実験モデルでは、EGFRの過剰発現/活性化はRAS経路の活性化を招き、これは試験した細胞が高い基礎レベルのIL6を発現することを説明する。Biroccio他は、IL6が、細胞増殖を維持するために活性RASの存在下でTRF2の欠損を補うと記載している。
TRF2ダウンレギュレーションによって誘導される様々な遺伝子は炎症プロセス及び血管新生バランスに関係づけられ、TRF2発現の低下に関連するインビボ効果を考慮するとそれらの誘導は矛盾しているようにみえるかもしれない。抗血管新生特性を有するCXCL9及びCXCL10及び血管の周皮細胞被覆度の増加による血管新生依存性腫瘍の増殖を阻害するPDGF−BBを除いて、他の誘導サイトカインは予後不良のマーカーと考えられる(RANTES、IL6、IL8、GRO−α)(Aldinucci D, Colombatti A. Mediators Inflamm 2014;2014:292376; Mauer J et al. Trends Immunol 2015;36(2):92−101; Zarogoulidis P et al. Cancer Invest 2014;32(5):197−205; Verbeke H et al. Cytokine Growth Factor Rev 2011;22(5−6):345−58)。
実験はヌードマウスで行ったが、ナチュラルキラー及びマクロファージの存在が依然として抗腫瘍プログラムに参加する可能性がある。従って、TRF2発現0/1+に対応する腫瘍は、抗腫瘍免疫応答を高めるサイトカインの発現を誘導する可能性があり、RANTESは、癌免疫療法のアジュバントとして使用される有益な因子と思われる(Lapteva N, Huang XF. Expert Opin Biol Ther 2010;10(5):725−33)。IL6は腫瘍促進因子とも考えられている。しかし、IL6はB細胞分化を促進することができ(B細胞はヌードマウスに存在する)、これは腫瘍増殖を防止すると考えられる。さらに、GRO−α/CXCL1及びIL8/CXCL8は、癌細胞の免疫駆除に重要な役割を果たす白血球の主要な化学誘引物質である。従って、TRF2レベルの低い腫瘍細胞は、免疫細胞に対する化学誘引物質をより多く発現し、腫瘍増殖を間接的に減速させる。
本明細書の実験データは、TRF2が、標的療法セツキシマブ/アービタックス及びエルロチニブ/タルセバに対する治療応答の適切な予測マーカーを表し得ることも示唆している。セツキシマブは一般に使用されている白金塩よりも攻撃的が低いので、パフォーマンスステータスに劣る患者にのみ使用されている。しかし、セツキシマブに対する感受性は、RASの変異、HER2の過剰発現又はPI3キナーゼ活性の活性化によって変化させることができる。エルロチニブ/タルセバは頭頸部腫瘍の患者に用いられたが、その50%のみが治療に対する客観的応答を示した(Agulnik M et al. J Clin Oncol 2007;25(16):2184−90)。皮膚生検におけるEGFR/pEGFRレベルは代替マーカーとみなされたが、著者らは、レスポンダーのより良い評価には追加のマーカーが必要であることを示唆していた。従って、治療する適切な患者を階級化するために同じ皮膚生検でTRF2を検出し得る。最近の研究では、ネオアジュバント設定のエルロチニブ/タルセバで治療した腫瘍におけるEGFR/pEGFR比の検出が記載されている(Tsien CIet al. Head Neck 2013;35(9):1323−30)。これらの著者は、薬剤応答及びEGFRの活性に関して腫瘍不均一性を記載している。これらの結果は、レスポンダーのさらに正確な判定が必要であることを示唆している。エルロチニブ/タルセバは肺がん患者の治療に集中的に使用されているが、治療効果を予測するEGFRの特異的変異の有無について患者を検査する必要がある。肺癌でみられる変異は、頭頸部腫瘍では観察されていないが、他の変異が報告されている。応答の予測マーカーとしてのこれらの変異の価値は現時点では検証されていないが、TRF2レベルと同時に解析し得る。結論として、今般、再発のリスクのある個体を判定するとともに、抗EGFR標的治療の恩恵を受けることができる患者を階級化するための貴重なツールが提供される。
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Claims (16)

  1. 癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するためのインビトロ方法であって、以下のステップ:
    a)前記個体から得られたサンプルにおけるTRF2の核発現のレベルを測定するステップと、
    b)ステップa)で得られたレベルを基準値と比較するステップと、
    c)ステップb)で行った比較から、前記個体が前記抗癌治療に効率的に応答することの予測される確度を決定するステップと
    を含むインビトロ方法。
  2. 非癌性組織のサンプルで測定される基準値よりも低い、ステップa)で測定されたTRF2の核発現のレベルが、癌を有する前記個体が前記抗癌治療に効率的に応答することの良好な予測される確度の指標である、請求項1に記載のインビトロ方法。
  3. 前記抗癌治療が、EGFRのアンタゴニスト、好ましくはEGFRチロシンキナーゼ阻害剤、及びEGFRに特異的に結合する化合物を含む群から選択されるもの、の投与を含む、請求項1又は請求項2に記載のインビトロ方法。
  4. 前記癌が口腔扁平上皮癌である、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインビトロ方法。
  5. 口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを予測するためのインビトロ方法であって、以下のステップ
    a)前記個体から得られたサンプルにおけるTRF2の核発現のレベルを測定するステップと、
    b)ステップa)で得られたレベルを基準値と比較するステップと、
    c)ステップb)で行った比較から、前記個体の予後を決定するステップと
    を含むインビトロ方法。
  6. 非癌性組織のサンプルで測定される基準値よりも低い、ステップa)で測定されたTRF2の核発現のレベルが、前記個体の良いアウトカムの指標である、請求項5に記載のインビトロ方法。
  7. 口腔扁平上皮癌を有する個体の治療に使用するためのTRF2遺伝子発現の阻害剤。
  8. TRF2遺伝子発現の阻害剤が、アンチセンスDNA、アンチセンスRNA、二本鎖RNA、miRNA、siRNA、shRNA、TRF2遺伝子によりコードされるmRNAに特異的に結合するアプタマー、及びTRF2遺伝子発現の非特異的阻害剤から選択される、請求項7に記載の使用のためのTRF2遺伝子発現の阻害剤。
  9. 口腔扁平上皮癌を有する個体の治療に使用するためのキットであって、
    生理学的に許容される添加物中の、TRF2遺伝子発現の阻害剤と、
    生理学的に許容される添加物中の抗癌化合物と
    を含むキット。
  10. TRF2遺伝子発現の阻害剤が、アンチセンスDNA、アンチセンスRNA、二本鎖RNA、miRNA、siRNA、shRNA、TRF2遺伝子によりコードされるmRNAに特異的に結合するアプタマー、及びTRF2遺伝子発現の非特異的阻害剤から選択される、請求項9に記載のキット。
  11. 抗癌化合物がEGFRアンタゴニストである、請求項9又は請求項10に記載の使用のためのキット。
  12. EGFRアンタゴニストが、EGFRチロシンキナーゼ阻害剤、及びEGFRに、好ましくはEGFRの細胞外ドメインに特異的に結合する化合物を含む群から選択される、請求項11に記載のキット。
  13. EGFRアンタゴニストが、エルロチニブ、ゲフィチニブ、ラパチニブ、セツキシマブ、パニツムマブ、ニモツズマブ、マツズマブ及びザルツムマブを含む群から選択される、請求項11又は請求項12に記載のキット。
  14. 口腔扁平上皮癌を有する個体のアウトカムを予測するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用。
  15. 口腔扁平上皮癌を有する個体が抗癌治療に効率的に応答する確度を予測するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現のレベルのエクスビボ又はインビトロでの使用。
  16. 個体における口腔扁平上皮癌の重症度を決定するためのバイオマーカーとしての、TRF2の核発現レベルのエクスビボ又はインビトロでの使用。
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