JP2018533728A - 薬物又は薬物の組み合わせに対する初代細胞集団の細胞応答性を試験するためのエクスビボの方法 - Google Patents

薬物又は薬物の組み合わせに対する初代細胞集団の細胞応答性を試験するためのエクスビボの方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018533728A
JP2018533728A JP2018518687A JP2018518687A JP2018533728A JP 2018533728 A JP2018533728 A JP 2018533728A JP 2018518687 A JP2018518687 A JP 2018518687A JP 2018518687 A JP2018518687 A JP 2018518687A JP 2018533728 A JP2018533728 A JP 2018533728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cancer
cell
cells
primary
tumor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018518687A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6774685B2 (ja
Inventor
ノベル,フアン アントニオ バレステロス
ノベル,フアン アントニオ バレステロス
ベネット,テレサ
ラモス,ダニエル プリモ
ラモス,ダニエル プリモ
ギア,パオロ プロスペロ
ギア,パオロ プロスペロ
オキラス,アナ ベレン エスピノーサ
オキラス,アナ ベレン エスピノーサ
ギレン,ジュリアン ゴロチャテギ
ギレン,ジュリアン ゴロチャテギ
マテオス,アリシア ロブレス
マテオス,アリシア ロブレス
カンポ,ピラール ヘルナンデス
カンポ,ピラール ヘルナンデス
Original Assignee
ヴィヴィア バイオテック,エス.エル
ヴィヴィア バイオテック,エス.エル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヴィヴィア バイオテック,エス.エル, ヴィヴィア バイオテック,エス.エル filed Critical ヴィヴィア バイオテック,エス.エル
Publication of JP2018533728A publication Critical patent/JP2018533728A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6774685B2 publication Critical patent/JP6774685B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/5011Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics for testing antineoplastic activity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0693Tumour cells; Cancer cells
    • C12N5/0694Cells of blood, e.g. leukemia cells, myeloma cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/5044Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics involving specific cell types
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2500/00Specific components of cell culture medium
    • C12N2500/30Organic components
    • C12N2500/40Nucleotides, nucleosides, bases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/23Interleukins [IL]
    • C12N2501/2302Interleukin-2 (IL-2)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/23Interleukins [IL]
    • C12N2501/2304Interleukin-4 (IL-4)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/23Interleukins [IL]
    • C12N2501/2306Interleukin-6 (IL-6)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/23Interleukins [IL]
    • C12N2501/231Interleukin-10 (IL-10)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/23Interleukins [IL]
    • C12N2501/2313Interleukin-13 (IL-13)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/23Interleukins [IL]
    • C12N2501/2315Interleukin-15 (IL-15)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/23Interleukins [IL]
    • C12N2501/2321Interleukin-21 (IL-21)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/998Proteins not provided for elsewhere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/999Small molecules not provided for elsewhere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2502/00Coculture with; Conditioned medium produced by
    • C12N2502/30Coculture with; Conditioned medium produced by tumour cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2503/00Use of cells in diagnostics
    • C12N2503/02Drug screening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2513/003D culture
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/5082Supracellular entities, e.g. tissue, organisms
    • G01N33/5088Supracellular entities, e.g. tissue, organisms of vertebrates

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本明細書で提示される発明は、初代細胞集団の人工環境、具体的には原発腫瘍細胞集団の人工腫瘍環境を産生する方法、及び、薬物又は薬物の組み合わせに対する初代細胞集団の細胞応答性を試験するためのエクスビボの方法におけるその使用に関する。本発明の方法は、人工腫瘍環境及び薬物での原発腫瘍細胞のインキュベーションを含み、原発腫瘍細胞集団の反応を分析する。人工腫瘍環境での原発腫瘍細胞のインキュベーションは、前記腫瘍細胞の生存率を増強し、及び/又は、より大きなレベルの腫瘍細胞増殖を誘発させ、そして結果的に、分析される薬物に関する試験の感度及び精度を増大させる。【選択図】なし

Description

本発明は、薬理学の分野、具体的には抗腫瘍薬物活性の評価に関する。
微小環境(ME)は、腫瘍細胞の生残、増殖、及び薬物耐性に決定的な影響を及ぼす(1)。MEの役割は、MEの成分を特異的に標的とする制癌剤の発見と開発と共に更に重要なものである(2)。これは、癌を処置する薬物のエクスビボの試験の障害となっている。これらエクスビボのアッセイにおいてMEを構成する因子の欠如は、多くの薬物の認識された効能に影響を及ぼす。この結果、エクスビボの結果とこれら薬物の臨床効果との相関性が欠如する。
様々なグループが、様々な成功の度合いで、これら障害の一部に試み且つこれを克服するために微小環境模倣アッセイを開発した。先行技術に開示されるそのような方法は、細胞要素を加える工程(3−5)、細胞外マトリクスの成分を加える工程(6、7)、及び/又は、可溶性サイトカイン/ケモカイン、又は腫瘍内微小環境に存在する非腫瘍細胞由来の分子のカクテルの追加を含む(8、9)。このような試みは幾らか成功しているが、本発明は、以前に試みられていない微小環境の成分を模倣する新たな方法を導入する。
慢性リンパ球性白血病(CLL)は、非常に異質な生態及び臨床経過を持つ疾患の原型であり;これは最も頻度の高い成人の血液系悪性腫瘍である(10)。この明白な臨床的多様性は、疾患の細胞内因機構及び細胞外因機構の両方に関連付けられる。細胞内因機構の中で最も良く知られているものは、ゲノムの異常、後成的修飾、及びマイクロRNAに関する。化学療法抵抗性を含むCLLの挙動及び結果は、白血病のMEに存在する刺激にも依存する(11)。外部刺激の重大な役割は、CLL−MEの相互作用に干渉する薬物、即ちクローン型B細胞受容体(BcR)を介するシグナル伝達の阻害剤の著しい治療活性により示され;これら新たな薬物(イブルチニブとイデラリシブ)は、CLL処置において主なパラダイム・シフトを構成する(12、13)。
多発性骨髄腫(MM)は、骨髄(BM)中のクローンの形質細胞(plasmatic cell)の増殖を特徴とする悪性疾患である。MMは未だに難病であり、米国と欧州において2番目に頻度の高い血液悪性腫瘍である。MM細胞は、強固なBM微小環境依存性を有しており、抗アポトーシス性及び生残促進性のシグナル、及び薬物に対する耐性を付与する。MM腫瘍細胞は、特定のBM微小環境内での可溶性因子と分子の相互作用により促進される高い増殖速度を持つ。
ここで、分離された原発腫瘍細胞を使用するエクスビボのアッセイへの人工環境(AE)の追加が、前記腫瘍細胞の生存率及び増殖に対し深刻な効果をもたらしたことを示す。これは、エクスビボのアッセイにおいて、原発腫瘍細胞の薬物、特に抗腫瘍薬物に対する応答性を改善する新たな方法を構成する。
癌患者から抽出した腫瘍サンプルは、非常に異質な環境のコンテキストにおいて腫瘍細胞を含んでいる。この環境は、例えば骨髄、末梢血、又はリンパ節などの血液の組織サンプル中の、患者から抽出したサンプルの99%を表し得る。これら原発腫瘍細胞を研究するために、この異質な環境の大半を取り除いて、研究されている残りの腫瘍細胞を濃縮することが、共通の慣習である。血液サンプルにおいて、これは、サンプル全体の1%にしかほぼ一致しない、白血球を含む分画を分離させる密度勾配により一般に実行される。一般に廃棄される密度勾配の他の主要な分画は、血漿分画及び赤血球分画である。これら廃棄された分画の両方を人工環境(AE)と称する。これら廃棄された分画は白血球にかなり関連しており、それらの廃棄は、白血球の生態の中で人工産物に繋がることもある。密度勾配の分離を実行することにより、及び、同じ又は異なる患者サンプルから分離された人工環境分画を原発腫瘍細胞に加えることにより、原発腫瘍細胞上の化合物の活性に対するこれら廃棄された分画の効果を調査した。
本発明の開示された方法は、原発腫瘍細胞に人工環境を加える。本発明は、先行技術を上回る様々な利点を有する。初代細胞上の化合物の活性は、エクスビボで分離された初代細胞を使用するアッセイにおいて人工的に変更される。潜在的な抗腫瘍薬物のアッセイも含まれる本発明の方法は、分離された細胞の微小環境の欠如を補う人工環境を加える。幾つかの以前のアッセイにおいて、全体のサンプルを使用したが、これは通常、大いに希釈される。全体のサンプルアッセイへのAEの追加は、サンプルのMEの初期の希釈により与えられた人工産物を補う。別の利点は、本発明の方法が原発腫瘍細胞の集団の生存率を増強するということである。付加的な利点は、本発明の方法が、以前に報告されなかったレベルにまで原発腫瘍細胞集団の増殖を促進するということである(14)。これらの利点は、増殖を阻害する薬物を含む多くの薬物組成物の異なるインキュベーション時間及び試験を含む、多くの変動に対する原発腫瘍細胞集団の細胞の応答のエクスビボ分析を可能にする。更に、本発明の別の利点は、患者のインビボの微小環境をより良く模倣する様式で原発腫瘍細胞を分析する能力である。これは、微小環境を標的とする薬物、例えばイブルチニブとイデラリシブの場合には特に重要であり、その評価は微小環境を模倣するアッセイを恐らく必要とする。人工環境を用いた、これらの化合物及び該化合物と他の化合物との組み合わせの効果の調査は、分離された原発腫瘍細胞に基づいてアッセイで実際に存在する主な人工産物を防ぐ。本発明の方法は、それ故、薬物(複数可)が患者(複数可)にとって有益かどうかを判定するためのエクスビボの試験の能力を改善するという利点をもたらす。
本明細書で提示される発明は、初代細胞集団の人工環境(AE)、特に原発腫瘍細胞集団の人工腫瘍環境を産生する方法、並びに、薬物又は薬物の組み合わせに対する原発腫瘍細胞集団の細胞応答性を試験するための方法におけるそれらの使用に関する。細胞応答性の試験は、人工腫瘍環境及び試験される薬物での原発腫瘍細胞のインキュベーションを含み、原発腫瘍細胞集団の反応を分析する。人工腫瘍環境での原発腫瘍細胞のインキュベーションは、前記腫瘍細胞の生存率を増強し、及び/又は、より大きなレベルの腫瘍細胞増殖を誘発させ、そして結果的に、分析される薬物に関する試験の感度及び精度を増大させる。
本明細書にはまた、末梢血(PB)、骨髄(BM)、又はリンパ節(LN)のサンプルからAEの成分を得るためのプロセスも記載される。原発腫瘍細胞集団を安定させるために前記成分が使用される。AEを構成する、これらの選択された成分は、ドナー(図1及び実施例1)から得た末梢血、骨髄、又はリンパ節から選択されるサンプルから分離及び/又は混合された成分であるが、白血球分画は除く(白血球の無いAE)。
ここで、本発明の好ましい実施形態に対する詳細な言及を行い、その例を本明細書に提供する。本明細書中の開示は特定の例示された実施形態を指すが、これら実施形態は一例であり、限定的なものとして提示されるものでないことを理解されたい。以下の詳細な説明の意図は、典型的な実施形態について議論するものであるが、付随する請求項により定義されるように本発明の趣旨及び範囲内に含まれるものと同様の、実施形態の改良、変更、及び同等物を全て包含すると解釈されるべきである。開示された方法は、当該技術分野で従来使用される様々な医療処置と共に利用されてもよい。
人工環境(AE)を得る方法である。末梢血、骨髄、又はリンパ節のサンプルの成分は、密度勾配遠心分離により様々な成分部分へと分離される。白血球分画は廃棄され、血漿層及び包装された赤血球はAEを生成するために組み合わせられた。 AEがAML患者の新鮮且つ冷凍された原発腫瘍細胞間の結果の優れた相関性を可能にすることを示す。図2Aは、24時間(中が塗りつぶされた円)及び48時間(中が塗りつぶされていない円)で7つの異なる薬物に関する新鮮且つ冷凍されたAMLサンプルの曲線下面積(AUC)間の相関性を表わす。中が塗りつぶされた円の異なる色彩強度は、異なる薬物を表わす。 AEがAML患者の新鮮且つ冷凍された原発腫瘍細胞間の結果の優れた相関性を可能にすることを示す。図2Bは、基礎レベル(上部パネル)で及び48時間のインキュベーション後(下部パネル)にAEを加えた、又は加えていない、新鮮且つ冷凍されたAML骨髄サンプルの生存率のパーセンテージを表す。 AEがAML患者の新鮮且つ冷凍された原発腫瘍細胞間の結果の優れた相関性を可能にすることを示す。図2Cは、ALLサンプル中の薬物について48時間(左)及び72時間(右)での用量−反応曲線を示す。実線は新鮮なサンプルを表わし、点線はAEで再構成された冷凍サンプル(血漿と赤血球の分画)を表わす。 原発腫瘍細胞集団を識別する細胞表面マーカーの使用を示す。アネキシン−Vを使用して、生存率とCFDAを評価し、増殖をモニタリングする。上部パネルAは、B−CLL細胞を識別するためのフローサイトメトリーによるゲーティング戦略を表わす。中央パネルBは、アネキシン−Vの発現に応じたアポトーシス性B−CLL細胞と生存可能なB−CLL細胞と間の識別を表わす。下部パネルCの右及び左は、CFDA発現に応じて増殖する集団を識別するための一例を表わす。 最良のサイトカインプロトコルを判定するための、NPB細胞、NBM細胞、及び+/−HS−5細胞に由来するAEでの生存率及び増殖を示す。中央値の応答は、72時間又は96時間で、NPB、NBM、+/−HS−5の細胞株(0、1:10、1:100)の何れかのAEで試験され、インキュベートされる、各条件に関する5つのCLL原発腫瘍サンプルについて示される。これら条件は、3つのサイトカインの組み合わせ(sCD40L+IL−2、CpG+sCD40L、CpG+IL−2)、加えて対照について試験される。 図4の最良の条件を使用するNPB及びCLLPBに由来するAEでの生存率及び増殖を示す。5つのドナーのAEをCLL原発腫瘍サンプル中で試験した。図5は、AEの混合物と共にCpG+IL2(左のパネル)又はHS−5+CpG+IL2(右のパネル)を追加したCLLサンプルの、生存率(上部パネル)又は増殖(下部パネル)のパーセンテージを表す。対照サンプルは、CpG+IL2を加えた又は差し引いた、AEの無いCLL原発腫瘍サンプルを指す。 サイトカインを含む又は含まない様々なAE条件を使用する生存率及び増殖を示す。4つのCLL原発腫瘍サンプルを使用し、健康なドナー(NPB)のAE及びCLLを患うドナー(CLL PB)のAEを試験してデータを比較する。 ヒト血清(HS)対ウシ血清(FBS)を示す。アッセイ系に対する血清の効果を判定するために、3つのCLLサンプルを、2つの濃度(10及び20%)でFBSとHSの両方を使用する4つの異なる血清条件で試験した。Xは対照を指し、円はCpG+IL2の組み合わせに相当する。垂直なエラーバーはSDの生存率に相当し、水平なエラーバーはSDの増殖に相当する。生存率と増殖に対する効果を報告する。 最良のサイトカインプロトコルを判定するためにCLLPB+/−HS−5細胞を使用する生存率と増殖を示す。20のCLLサンプル中で試験したサイトカインの組み合わせはそれぞれ、生存率と増殖に関する中央値の応答により表わされる。数は、表2に示されるサイトカインの組み合わせに相当する。 3つの異なる骨格刺激(sCD40L+CpG、sCD40L+IL21、CpG+IL2)によりグループ化される、表2の24のサイトカインの組み合わせの生存率及び増殖を示す。各条件につき3つの異なる骨格刺激に関する中央値の応答が示される。 AEの存在下での初代CLL細胞上で試験されたイブルチニブ及びイデラリシブの増殖抑制作用を示す。非増殖性(左のパネル)及び増殖性(右のパネル)細胞分画の両方におけるイブルチニブの用量反応曲線が示される。 AEの存在下での初代CLL細胞上で試験されたイブルチニブ及びイデラリシブの増殖抑制作用を示す。非増殖性(左のパネル)及び増殖性(右のパネル)細胞分画の両方におけるイデラリシブ(図10B)の用量反応曲線が示される。 AEの存在下での初代CLL細胞上で試験されたイブルチニブ及びイデラリシブの増殖抑制作用を示す。図10Cは、イブルチニブ(左のパネル)及びイデラリシブ(右のパネル)の非増殖性(NP、灰色の線)及び増殖性(PR、黒色の線)の細胞サブセットの中央値を表わす。 異なる試験条件での生存率及び絶対的なCD34芽細胞(blast)回復を示す。図11は、異なる時間でのインキュベーションにおける、7つの異なる細胞培養条件に加えて対照を用いた、MDSサンプルの生存率(上部パネル)又は絶対的なCD34細胞回復(下部パネル)のパーセンテージを表わす。数は、実施例10で指定された条件を指す。 表3に示されるサイトカインカクテルを伴う4つのB−NHL原発サンプル、及び通常のBMのAEにおける、生存率及び増殖を示す。中央値の応答は、4つのB−NHL原発腫瘍サンプル中で試験された15のサイトカインの組み合わせの各々における生存率及び増殖について示される。図12Aは72時間のインキュベーションのデータである。塗りつぶされた正方形はCD40Lを含む組み合わせであり、塗りつぶされていない正方形はIL2を含む組み合わせであり、円はサイトカインを含まない。 表3に示されるサイトカインカクテルを伴う4つのB−NHL原発サンプル、及び通常のBMのAEにおける、生存率及び増殖を示す。中央値の応答は、4つのB−NHL原発腫瘍サンプル中で試験された15のサイトカインの組み合わせの各々における生存率及び増殖について示される。図12Bは96時間のインキュベーションのデータである。塗りつぶされた正方形はCD40Lを含む組み合わせであり、塗りつぶされていない正方形はIL2を含む組み合わせであり、円はサイトカインを含まない。 サイトカインを含む又は含まない異なる試験条件での7つのMM原発サンプルにおける生存率及び増殖を示す。原発MMサンプルの生存率は、表4に要約された異なる試験条件下での増殖性(PR、塗りつぶされた円)及び非増殖性(NP、塗りつぶされていない円)の細胞の両方に示される。 AEの存在下での原発MM細胞上で試験されたレナリドミドの増殖抑制作用を示す。図14Aは、4つ代表的なサンプルの非増殖性(NP、灰色の正方形)及び増殖性(PR、黒色の円)の細胞集団の生存率を示す。図14Bは、4つ代表的なサンプルの非増殖性(灰色の線と正方形)及び増殖性(黒色の線と円)の生きたMM腫瘍細胞の集団の両方におけるレナリドミドの用量反応曲線を表示する。
本発明は、原発腫瘍細胞の人工腫瘍環境を産生する方法と、薬物または薬物の組み合わせへの原発腫瘍細胞集団の細胞の応答性を試験するため、エクスビボでの方法における使用と、に関する。この方法は、エクスビボアッセイにおいて原発腫瘍細胞集団の増殖を増強および/または促進することを特徴とする。分離された原発腫瘍細胞は十分に分析することができず、というのも、これらは、インビボで腫瘍の生存および増殖を生体内で促進するのに重要な、特定の微小環境要素を欠くからである。
まず、アッセイ培地中の抗腫瘍薬物に、慢性リンパ性白血病(CLL)と診察された患者から分離された原発腫瘍細胞の応答性の評価のためのエクスビボ分析用のAEを組み込む方法を定義した。本開示は、CLLを中心とするものの、原発腫瘍細胞集団が血液学的悪性腫瘍または固形腫瘍からのものであっても、任意の原発腫瘍細胞集団に適用しうるであろう技術の発明を提示する。同様に、急性骨髄性白血病(AML)、急性リンパ性白血病(ALL)、骨髄異形成症候群(MDS)、非ホジキンリンパ腫(NHL)および多発性骨髄腫(MM)を含む、他の血液学的悪性腫瘍からの原発腫瘍細胞集団に対するAEの影響を実証することが本明細書に含まれる。
本発明はまた、患者のサンプルから分離された原発腫瘍細胞上での薬物の効果を判定(薬物の効果の分析および定量化)するための、エクスビボアッセイにおけるAEの使用を開示する。
微小環境とは、腫瘍が存在する環境であり、ここには、周囲の血管、免疫細胞、繊維芽細胞、間質細胞、細胞外マトリックス(ECM)、可溶性因子(例えば、腫瘍由来エキソソーム、シグナル分子、成長因子、マイクロRNA、ケモカイン、サイトカイン、および、腫瘍細胞または非腫瘍細胞由来の任意の可溶性の分子)が含まれ、これらはすべて腫瘍細胞動態に影響する。
人工環境(AE、AE分画とも称される)とは、白血球分画を除く、密度勾配遠心分離後の、ドナーからの末梢血、骨髄、またはリンパ節のサンプルから分離された分画または分画の混合物(白血球の無いAE)である。残存する白血球は、なおAE内に残留できるだろう。AEは、血漿分画のみであってもよく、赤血球分画のみであってもよく、または任意の比率(例えば1:1、1:2、2:1など)の2つの分画の組み合わせであってもよい。
白血球の無いAE:白血球がないか、または、白血球の残存する数がAE1μl当たり100未満と定義された、分画またはサンプル。
ドナーとは、生体サンプルを提供する人物を指す。当該人物は健康であってもよく、または、疾病(例えば癌)と診断されたことがあってもよい。生体サンプルは、例えば、血液、骨髄、リンパ節または腫瘍の生検標本であってもよい。
エクスビボとは、自然状態の変化を最小限に抑えながら、外部環境内の有機体からの組織または細胞の中またはその上で行われる実験または測定である。本発明では、疾患に罹患している患者または正常個体からの、インビトロでの初代ヒト細胞に参照し、この細胞は、直近に抽出、凍結保存または凍結して、その状態を保存することができる。いくつかの実施形態では、これらの細胞は薬物効果のインビトロでの評価のために解凍される。本特許明細書のために、「エクスビボ」および「インビトロ」という用語が区別されずに使用される。
血液学的悪性腫瘍(HM)とは、血液学的腫瘍とも呼ばれ、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫(例えばB細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、濾胞性リンパ腫、マントル細胞リンパ腫、辺縁帯B細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、リンパ形質細胞性リンパ腫、ヘアリー細胞白血病)、慢性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄白血病、骨髄異形成症候群、多発性骨髄腫または急性リンパ性白血病を含む、世界保健機関の分類に従って定義される疾病の一群を指す。
固形腫瘍とは、血液、骨髄またはリンパ性細胞以外の体組織細胞の成長異常によって形成された腫瘍または病変からなる。固形腫瘍には、限定されないが、卵巣癌および直腸癌、肛門部の癌、胃癌、精巣癌、子宮癌、結腸癌、直腸癌、腎細胞癌、肝臓癌、非小細胞肺癌、小腸の癌、食道癌、黒色腫、内分泌系の癌、甲状腺の癌、副甲状腺の癌、副腎の癌、骨癌、膵癌、皮膚癌、頭部または頚部の癌、皮膚または眼内の悪性黒色腫、子宮癌、卵管の癌腫、脳幹神経膠腫、下垂体腺腫、カポジ肉腫、類表皮癌、扁平上皮癌、子宮内膜の細胞腫、子宮頸癌、膣癌、外陰癌、軟繊維の肉腫、尿道の癌、陰茎の癌、膀胱癌、腎臓または尿管の癌、腎盂の細胞腫、中枢神経系(CNS)の腫瘍、原発性CNSリンパ腫、腫瘍の血管新生、脊椎軸腫瘍、前記癌の転移性病巣、またはその組み合わせ、が含まれる。
サンプルとは、患者サンプル、原発腫瘍細胞、分離された腫瘍細胞、初代細胞とも呼ばれ、これらすべてが、患者から抽出され、分析のために分離された初代細胞を指す。サンプルは、健康な個体、癌と診察された患者、または他の血液学的疾患と診断された患者からの初代細胞であってもよい。サンプルは凍結保存される場合とされてない場合がある。使用前に凍結保存されたサンプルを解凍しなければならない。
ExviTechとは、応答を評価するために、患者のサンプル上で直接、微小環境の刺激の状況において薬物および薬物の組み合わせの処置の薬理学的特性を有効にする、自動的かつ独自のフローサイトメトリープラットフォームである(15)。
原発腫瘍細胞とは、生体組織(例えば骨髄、末梢血、リンパ節、脾臓または腫瘍生検標本)から直接採取された腫瘍細胞を指し、エクスビボでの成長のために分離され株化される。原発腫瘍細胞は予め抽出され凍結保存され、使用前に解凍されてもよく、凍結保存されることなく直近で抽出され使用されてもよい。
初代細胞集団とは、生体組織(例えば骨髄、末梢血、リンパ節、脾臓または腫瘍生検標本)から直接採取された細胞(非発病)を指し、エクスビボでの成長のために株化される。
細胞型を表す間質細胞集団が、インビボでの腫瘍微小環境に見られた。腫瘍微小環境は、いくつかの非腫瘍細胞型からなり、これらには、限定されないが、繊維芽細胞の細網細胞、ナース様細胞(nurse−like cells)、間葉系幹細胞、濾胞樹状細胞、内皮細胞および周皮細胞が含まれる。間質細胞は、初代細胞、または、HS−5、HS27a、UE6E7T−2、NK−Tert、HMEC−1、KUSA−H1、M210B4、ST−2およびKUM−4を含むが、これらに限定されない初代間質細胞に由来する細胞であってもよい。
密度勾配遠心分離とは、血液、骨髄、またはサンプルを、個別の成分、例えば血漿、赤血球、顆粒球、単球の分画に分離するプロセスを指す。血液、骨髄、またはリンパ節のサンプルは、勾配培地(例えばFicoll−Paque(登録商標)、Lymphoprep(登録商標)、Histopaque1077TM(登録商標)または他の同様の培地)上で重なっており、遠心分離後、各成分の分離された分画を除去できる(図1)。
血漿分画または血清分画とは、密度勾配遠心分離後に、血液、骨髄、またはリンパ節サンプルから得られた血漿である。図1で見られるように、これは上部の分画である。残存する白血球がなおこの分画に残留している可能性があるが、AE1μlあたり白血球が100未満の濃度であろう。血清は血漿であり、凝固因子は除去される。
赤血球分画とは、主に赤血球を含むAE。末梢血、骨髄またはリンパ節のサンプルが、密度勾配遠心分離によって様々な成分部分へ分離される場合、図1で見られるように、赤血球は底部の分画である。残存する白血球がなおこの分画に残留している可能性があるが、AE1μlあたり白血球が100未満の濃度であろう。
可溶性因子とは、腫瘍微小環境の非細胞成分を指し、これには、腫瘍由来エキソソーム、シグナル分子、成長因子、ケモカイン、サイトカイン、マイクロRNA、および、腫瘍細胞または非腫瘍細胞由来の任意の可溶性分子が含まれうる(9,16,17)。これらの例には、限定されないが、インターロイキン(IL)−2、IL−4、IL−6、IL−8、IL−10、IL−13、IL−15、IL−21、分化(sCD)40リガンドの可溶性クラスタ、免疫グロブリン(Ig)M、CpG(非メチル化CpGジヌクレオチドモチーフを含む短い合成一本鎖DNA分子)、B細胞活性化因子(BAFF)、増殖誘導リガンド(Proliferation Inducing Ligand)(APRIL)、腫瘍由来エキソソーム(腫瘍微小環境の中に存在する腫瘍細胞由来の小胞)、が含まれうる。
種々の薬物とは、化学療法薬または細胞障害性薬物であり、細胞に対し有毒な化学製品を含み、細胞の複製または成長を妨害する薬剤(例えばブスルファン、シクロホスファミド、ミトキサントロン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、メルファラン、ビンクリスチン、ビンブラスチンおよびクロラムブチル);標的化された抗癌療法薬であり、腫瘍の成長および進行に必要な特定の分子を妨害するように設計された薬物(例えばイマチニブ、ダサチニブ、ニロチニブ);腫瘍溶解性薬物、すなわち腫瘍に侵入して自身を複製するウイルスで、それにより、癌を死滅させ、その効果を増幅するために免疫応答を喚起するもの(例えばImlygicとペプチケミオ);免疫療法薬であり、免疫応答を誘導、増強、または抑制することによる疾患の処置するもの(例えばアレムツズマブ、オファツムマブ、リツキシマブ);サイトカイン療法であり、サイトカインは疾病を処置するために使用されうる細胞シグナリングにおいて重要な、幅広いカテゴリーの小さいタンパク質(例えばインターフェロン(IFNα、IFNβ、IFNγおよびIFNλ)およびインターロイキン(IL−2、IL−8、IL−21);腫瘍微小環境薬物、すなわち、腫瘍よりも微小環境を標的とする薬物(例えばイブルチニブおよびイデラリシブ);共刺激分子の活性化剤、すなわち有効な免疫応答の進行にとって重要な共刺激分子を活性化する薬剤(例えば分化(CD)28、OX40、CD137、CD27、のクラスタ、ヘルペスウイルス侵入メディエータ(Herpesvirus−entry mediator)(HVEM));抑制分子の阻害剤、すなわち、システムのサイレンシング阻害剤により、応答を喚起する薬物(例えば、プログラム細胞死1(PD1)およびリンパ球活性化遺伝子3(LAG−3)に対する抗体)。
測定されうるパラメータは、生存率、すなわち生細胞の測定値;増殖、すなわち、細胞の形成または発達;アポトーシス、すなわち、プログラム細胞死のプロセス;細胞不足、すなわち、壊死またはアポトーシスではないメカニズムによる細胞の損失;表面マーカー発現の変化、すなわち、CDマーカーなどの細胞表面マーカーの出現または消失をモニタリングする;サイトカイン/ケモカイン産生の変化、すなわち、細胞集団によって産生されるこれらの分子のレベルを測定する。
3D細胞培養とは、生物学的細胞が成長すること、または3次元すべてにおいて周囲と相互作用することを可能にする、人工的に創出された環境(例えばスフェロイド構築物、細胞外マトリックスゲル、合成スキャフォールド、回転式細胞培養システム、または低/非接着性培養プラスチック(15,18,19))である。
循環腫瘍細胞とは、腫瘍から抜け出し、癌患者の血流を通って移動する細胞である。
サンプル全体(例えば、末梢血全体、骨髄全体、またはリンパ節全体)とは、サンプルを全体的に使用することである。成分はサンプルから取り除かれず、分離されなかった。一例として、骨髄サンプルから分離されたリンパ球はサンプル全体とは見なされない。
本発明で開示された薬物または薬物の組み合わせの方法に対する、原発腫瘍細胞集団の応答性を試験するためのAEの使用には、本明細書に記載される先行技術のものを上回るいくつかの利点がある。1つの利点は、本発明の方法が原発腫瘍細胞集団の生存率を増強させるということであり、これにより、試験の期間および薬の長期的な活性についての対応する評価を延長させる。別の利点としては、この方法は、原発腫瘍細胞集団の増殖を、以前に報告されていないレベルにまで促進する(14)ということである。これらの利点により、様々なインキュベーション時間および細胞増殖を阻害する薬物のような多くの薬物組成物を含む、原発腫瘍細胞集団の細胞応答のエクスビボ分析における多数の変数の使用が可能になる。別の利点は、患者の原発腫瘍細胞集団のインビボの微小環境をより厳密に模倣するような方法で、原発腫瘍細胞集団を分析できるということである。これは、評価に微小環境模倣アッセイを必要とする、微小環境を標的とする薬物、例えばイブルチニブおよびイデラリシブの場合には特に重要である。該方法の前述された特徴および利点と組み合わさり、本発明はまた、1つまたは複数の薬物が原発腫瘍の処置において患者(または複数の患者)にとって有益であるかどうかを決定するためのエクスビボ試験の能力を改善するという利点をもたらす。特定の実施形態では、この試験は、患者における所与の治療の有効性を決定するために使用することができる。
ある実施形態では、AE(例えば、血漿分画のみ、赤血球分画のみ、またはその両方であるが、白血球分画は常に除外する、すなわち白血球の無いAE)は、薬物(複数可)に対する初代細胞の細胞応答性を試験する、エクスビボアッセイに加えられる。別の実施形態では、AE(例えば、血漿分画のみ、赤血球分画のみ、またはその両方であるが、白血球分画は常に除外する、すなわち無白血球AE)は、薬物(複数可)に対する原発腫瘍細胞の細胞応答性を試験する、エクスビボアッセイに加えられる。ある実施形態では、AEは、残存する数がAE1μl当たり100未満の白血球を含んでいる。別の実施形態では、AE調製物中に存在する残存する白血球は、試験される原発腫瘍細胞と区別するために標識される。一実施形態では、原発腫瘍細胞は、原発腫瘍細胞と、AEと、薬物(複数可)と、を含むインキュベーション混合物中でインキュベートされる。別の実施形態では、原発腫瘍細胞は、AEと、1つ以上の可溶性因子(例えば、サイトカイン/ケモカインまたは非腫瘍細胞由来の分子)と、薬物(複数可)と、を含むインキュベーション混合物中でインキュベートされる。別の実施形態では、原発性腫瘍細胞は、AEと、インビボ腫瘍微小環境において見出される細胞型を表すさらなる細胞集団の共培養物と、薬物(複数可)と、を含むインキュベーション混合物中でインキュベートされる。さらなる実施形態では、原発腫瘍細胞は、AEと、1つ以上の可溶性因子(例えば、サイトカイン/ケモカインまたは非腫瘍細胞由来の分子)と、インビボ腫瘍微小環境において見出される細胞型を表すさらなる細胞集団の共培養物と、薬物(複数可)と、を含むインキュベーション混合物中でインキュベートされる。
ある実施形態では、AEは、他の種からの成分を含むエクスビボアッセイ系に加えられる。これらの成分には、限定されないが、ウシ胎児血清、子ウシ血清、またはこれらに由来する成分が含まれる。一実施形態では、AEは、様々な栄養素で補足された培地を含むエクスビボアッセイに加えられる。これらの培地には、限定されないが、RPMI−1640、AIM−V、DMEMとIMDMが含まれる。さらなる実施形態では、AEは、固形腫瘍の微小環境構造を模倣するために構築された、エクスビボの3D細胞培養構築物で構成されたアッセイ系に加えられる。これは、例えば、スフェロイド、細胞外マトリックスゲル、合成スキャフォールド、回転式細胞培養システム内、または、低/非接着性培養プラスチック(18−20)上の一次組織または樹立細胞株の培養により達成される。
一実施形態において、インキュベーション混合物は、原発腫瘍細胞に対する薬物(複数可)の効果の分析前に、2時間から14日の期限の間インキュベートされる。一実施形態において、インキュベーション混合物に添加された溶性因子は、限定されないが、腫瘍由来のエキソソーム、シグナル分子、成長因子、ケモカイン、サイトカイン、および腫瘍または非腫瘍細胞(9、16、17)に由来するいかなる可溶性分子を含むリストにあるものから構成される。これらの例は、限定されないが、IL−2、IL−4、IL−6、IL−8、IL−10、IL−13、IL−15、IL−21、sCD40L、IgM、CpG、BAFF、またはAPRILを含みうる。
一実施形態において、インビボ腫瘍微小環境において発見され、インキュベーション混合物に添加された細胞型の代表であるさらなる細胞集団は、限定されないが、以下のものに由来する初代細胞または細胞株のいずれかを含むリストから含まれる:細網線維芽細胞、ナース様細胞、間葉系幹細胞、濾胞樹状細胞、内皮細胞、および周皮細胞(5、21、22)。初代間質細胞に由来する細胞株は、限定されないが、HS−5、HS27a、UE6E7T−2、NK−Tert、HMEC−1、KUSA−H1、M210B4、ST−2、およびKUM−4を含みうる。
好ましい実施形態において、AE分画は数人のドナーから採取され、全てのドナーは原発腫瘍細胞を提供する患者とは異なり、ここで全ての血漿分画はともにプールされ、適合する血液型からの赤血球がプールされ、AE内の患者間のドナー変動性を低下させた。別の実施形態において、AE分画は、原発腫瘍細胞を提供する患者とは異なる単独のドナーからの分画から成る。さらなる実施形態において、AE分画は、原発腫瘍細胞を提供した同じ患者から得られた分画から成る。
好ましい実施形態において、AEは、試験される原発腫瘍細胞が抽出された患者と同じタイプの癌のドナー/患者から得られた分画から成る(例えばCLLと診断された患者からの第1の腫瘍サンプルを試験するために、アッセイにおいて使用されるAEは、CLLと診断された1人以上の患者から得られた血漿分画および血清分画から成るだろう。)。別の実施形態において、AEは健康的なドナーから得られた分画から成る。さらなる実施形態において、AEは、試験される原発腫瘍細胞の癌とは異なる癌と診断されたドナーから得られた分画から成る。
一実施形態において、初代細胞サンプルに対応するAEは別々に保存され、それによって、血漿分画は−80℃で冷凍することができ、赤血球分画は4℃でCPDAバッグ内に最大45日間保存される。
好ましい実施形態において、初代細胞サンプルは、試験の前に凍結保存された。別の実施形態において、初代細胞サンプルは新たに抽出された。特定の実施形態において、凍結保存された初代細胞サンプルは、AEと共に解凍される。好ましい実施形態では、凍結保存された初代細胞サンプルは、AEと共に凍結保存される。初代細胞サンプルは、冷凍した後に任意の時間凍結保存することができた。一実施形態において、初代細胞サンプルは、冷凍した5日後から1年後まで凍結保存される。別の実施形態において、初代細胞サンプルは、冷凍した1年後から20年後まで凍結保存される。AEと共に凍結保存された初代細胞サンプルを再構成することによって、前記初代細胞のネイティブ環境により類似したサンプルが提供され、初代細胞の、生存率および/もしくは増殖、ならびに/または薬理学的特性の維持が向上する。
一実施形態において、第1の腫瘍サンプルは成人の癌患者から抽出された。別の実施形態において、第1の腫瘍サンプルは小児患者から抽出された。一実施形態において、第1の腫瘍サンプルは、癌のための前処置を受けていない癌患者から抽出された。別の実施形態において、第1の腫瘍サンプルは、癌のための1回以上の前処置を受けた癌患者から抽出された。さらなる実施形態において、第1の腫瘍サンプルは微小残存病変(MRD)の患者から抽出された。
特定の実施形態において、原発腫瘍細胞は血液学的悪性腫瘍と診断された患者から得られる。血液学的悪性腫瘍は、限定されないが、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫(例えばB細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、濾胞性リンパ腫、マントル細胞リンパ腫、辺縁帯B細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、リンパ形質細胞性リンパ腫、ヘアリー細胞白血病)、慢性リンパ球性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、多発性骨髄腫、または急性リンパ性白血病を含む。好ましい実施形態において、血液学的悪性腫瘍と診断された患者から原発腫瘍細胞は、末梢血液、骨髄、リンパ節、および脾臓から成る群から選択される。
別の実施形態において、原発腫瘍細胞は、固形腫瘍と診断された患者から抽出される。固形腫瘍は、限定されないが、卵巣癌、直腸癌、肛門部の癌、胃癌、精巣癌、子宮癌、結腸癌、直腸癌、腎細胞癌、肝臓癌、肺非小細胞癌、小腸の癌、食道癌、黒色腫、内分泌系の癌、甲状腺の癌、副甲状腺の癌、副腎の癌、骨癌、膵癌、皮膚癌、頭頸部癌、皮膚または眼内の悪性黒色腫、子宮癌、ファロピウス管の細胞腫、脳幹神経膠腫、下垂体腺腫、カポジ肉腫、類表皮癌、扁平上皮癌、子宮内膜の細胞腫、頚部の細胞腫、膣癌、外陰癌、軟組織の肉腫、尿道癌、陰茎癌、膀胱癌、腎臓癌もしくは尿管癌、腎盂癌、中枢神経系(CNS)の腫瘍、中枢神経原発リンパ腫、腫瘍血管新生、脊椎軸腫瘍、前記癌の転移巣、またはそれらの組み合わせを含む。好ましい実施形態において、固形腫瘍からの原発腫瘍細胞は固形腫瘍の生検を介して得られる。別の実施形態において、固形腫瘍細胞は末梢血液のサンプルを介して抽出された循環腫瘍細胞である。一実施形態において、AEを含むインキュベーション混合物中で試験された薬物(複数可)は、限定されないが、以下のカテゴリーから選択された1つ以上の治療剤から成る:化学療法、標的化された抗癌療法、腫瘍溶解性の薬物、細胞毒性薬、免疫療法、サイトカイン、微小環境を標的とする薬物、副刺激分子の活性剤、抑制分子の阻害剤、または細胞免疫療法。
一実施形態において、原発腫瘍細胞集団の細胞応答のエクスビボ分析は、限定されないが、以下のものの1つ以上の測定を含む:生存率、増殖、アポトーシス、細胞不足、表面マーカーの発現における変化サイトカイン/ケモカインの生産における変化、原発腫瘍細胞集団内で特定された1つ以上の細胞亜集団に対するこれらのパラメータの分析。
一実施形態において、AE(例えば血漿分画のみ、赤血球分画のみまたは両方)は、薬物(複数可)に対する、初代細胞すなわち腫瘍細胞でない細胞の細胞応答性を試験するエクスビボアッセイに加えられる。初代細胞は、限定されないが、自己免疫疾患、血液凝固異常、および貧血症を含む血液疾患と診断された患者から抽出されることもある。特定の実施形態において、疾患の処置が開始された後、原発腫瘍細胞は患者から抽出される。原発腫瘍細胞の細胞応答性を試験するエクスビボアッセイは、所定の処理が前記患者に対して効果的であるかどうかを判定するために使用されうる。一実施形態において、患者のサンプルは、処置の開始5、6、7、8、9、または10日後に得られる。特定の実施形態において、患者からのサンプルは、処置を始めて7日後にイデラリシブを用いて処理されて得られたリンパ節生検標本に対応する。
一実施形態において、AE(例えば血漿分画のみ、赤血球分画のみまたは両方)は、開発中の薬物(複数可)に対する、健康的なまたは病的な初代細胞の細胞応答性を試験するエクスビボアッセイに加えられる。
一実施形態において、AE(例えば血漿分画のみ、赤血球分画のみまたは両方)は、臨床試験において試験されている薬物(複数可)に対する、初代細胞の細胞応答性を試験するエクスビボアッセイに加えられる。本実施形態において、結果から、その薬物が患者に潜在的に有用であるかどうか、かつその患者が臨床試験にとって優れた候補であったかどうかに関する情報を提供することができた。
本明細書中で使用されるPB、BM、およびLNサンプルは、18歳以上の成人の患者からのものであった。全ての患者は、各病院の倫理委員会により承認されたプロトコルを使用する研究への参加のための書面でのインフォームド・コンセントを与えた。サンプルは、Programa Espanol de Tratamientos en Hematologia(PETHEMA)のグループからのSpanish Centers、およびHospital San Raffaelle,Milan,Italyにより提供された。
実施例1 − 密度勾配遠心分離による人工環境(AE)成分の調製
本発明において記載されるAEの成分を以下のように調製する:Histopaque1077(Sigma)をコニカル遠心管に添加する。ドナーからの末梢血液(PB)、または骨髄(BM)、またはリンパ節(LN)サンプルを、慎重にHistopaque−1077の溶液上へと重ね、そして1500rpmで40分間遠心分離にかける。血漿分画を含む上部の層を先に取り除く。単核細胞(MNC)、Histopaque−1077、および顆粒球層(白血球分画)を含む中心の層を取り除き、廃棄する。その後、赤血球(RBC)または赤血球分画を含む下部の層を取り除く(図1)。血漿分画を、使用するまで−80℃で貯蔵する。抗凝血性クエン酸リン酸デキストロースアデニン溶液(CPDA−1,Terumo Corporation,Tokyo,Japan)を、RBC分画(150μl CPDA/ml RBC)に添加し、これを最大35日の間4℃で貯蔵する。血漿および赤血球の分画を、AEが細胞培地を補う全ての実験用に1:1の割合で混合する。
中間部分を勾配培地(gradient media)および白血球集団を取り除くために除外する。白血球を除外することによって、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)の相互作用を心配することなく、他のドナーからの初代細胞のサンプルの試験においてAE調製物を使用することを可能にする。白血球集団(例えばT細胞およびNK細胞)一部上のMHC受容体は、白血球集団に自己由来ではないサンプルからの初代細胞を攻撃させることもある。したがって、AE調製物から白血球集団を除外することが必要である。しかしながら、実際問題として、記載された方法は富化プロセスである。全ての分画は残留数の白血球を含むこともあるが、その数は試験されている初代細胞集団に対する測定可能なMHCの効果を持つには十分ではないこともある。血漿と赤血球からなるAEを使用して、初代細胞の生存率およびそれらの増殖する能力に影響を与えるエクスビボアッセイ系へ因子を加える。これらのAE因子はまた、薬物がどのように有効性と潜在能力に関して初代細胞と相互作用するか、に影響を与えることもある。
血漿分画だけ使用する場合には、AEは以下のように調製される:全PB、BM、またはLNのサンプルを、4℃で15分間、2500rpmで遠心分離機にかける。血漿分画を含む上部の層を取り除き、少量の分画に小分けし、使用するまで−80℃で保管する。
実施例2 − AEは、新鮮な原発性腫瘍細胞と冷凍の原発性腫瘍細胞との間の結果の優れた相関作用を可能にする
予め凍結保存されたサンプルの解凍おけるAEの役割を調査した。凍結保存の方法は、一般的に白血球を分離するために密度勾配に依存し、白血球分画だけが凍結保存される。ゆえに、これらの細胞が解凍されたとき、分離された白血球はそのAEを全く持たないという結果となる。したがって、これらの解凍された細胞上の化合物の活性を、AEが存在しないことで、人為的に改変することができた。これらの凍結保存された細胞のAEを加減(add back)することができるのか、および、凍結/解凍のプロセスによって細胞毒性や抗増殖性の薬物の化合物の活性が変わるかどうかを調査した。新鮮なBM AMLのサンプルを2つのパートに分けた;1つ目のパートでは、新鮮なサンプルとして、そのAE中のいくつかの化合物の用量反応曲線を評価した。他のパートでは、凍結保存された白血球分画、−20℃で冷凍された血漿分画、および血液バッグからのCPDA内に4℃で保存されていた赤血球−顆粒球分画を分離する密度勾配を行った。2週後に、凍結保存されたガラス瓶は解凍された。また、各患者からの血漿と赤血球の分画は1:1比率で混合され、解凍された初代細胞へ添加した。これらの化合物の活性と同じ評価を繰り返し、再構成されたAEを用いて同じ患者の新鮮なサンプル対凍結されたサンプルにおける結果を比較した。
7つの様々な薬物の8つの濃度について試験し、24時間および48時間インキュベートし、また、インキュベーションの前の生存率の結果も得た。インキュベーションの後、赤血球を溶解し、白血病細胞を特定するために、白血球をモノクローナル抗体の組み合わせを使用して染色した。分析からアポトーシス細胞を除外するためにアネキシンVも含ませた。曲線下面積(AUC)を、各薬物および各疾患に対して算出した。図2Aは、新鮮な及び冷凍の初代AML細胞を使用して、24時間および48時間(黒丸対白丸)で、各薬物(様々な色彩強度)に対する得られたAUC間の相関作用を示す。優れた相関作用が、各薬物および条件に対して得られた(r=0.618)。このことは、AEが回復する限り、これらの化合物の活性は、これらの細胞を凍結し解凍することによる影響を受けなかったことを示す。したがって、再構成されたAEを有する凍結保存されたサンプルは、化合物の活性を評価するために使用することもできる。
図2Bは、同じAMLサンプルが様々な分析を用いて処理されるときに得られた生存率の違いを示す。新鮮な骨髄全体中の白血球細胞の生存率と、凍結して解凍した同じサンプルから分離された白血球の生存率との比較を、5つのAMLサンプルにおいて分析した(灰色の四角)。新鮮な骨髄全体中の白血球細胞の生存率と、凍結して解凍した再構成されたAEを有する同じサンプルから分離された白血球の生存率との比較を、10のAMLサンプルにおいて分析した(黒色の四角)。上のパネルは白血球細胞の最初の生存率を表わすが、下のパネルは48時間のインキュベーション後の白血球細胞の生存率を示す。各条件の中央値、平均(Avg)および標準偏差(StdDev)を、各グラフの下の表に示す。各条件に関する最初の生存率において、有意差は観察されない。しかしながら、骨髄全体と比較して、再構成されたAE用いることなく分離した白血球が使用されるとき、生存率の低下が観察される。この低下は、AEが分離した白血球へ一旦加えられると観察されなくなり、新鮮な骨髄全体で得られる能力に類似の非常によい生存率が得られる。
類似の結果が、ALLなどの他の血液学的悪性腫瘍に対しても観察された。図2Cは、ALLのサンプル中の化合物に関する48時間および72時間の用量反応曲線を示す。実線は新鮮なサンプルを表わし、点線は、患者(血漿および赤血球の分画)からの凍結保存されたAEで再構成された同じサンプルから解凍し分離したリンパ球を表わす。図2Cで見られるように両方の方法の間で有意差が観察されず、これによってAEを解凍されたサンプルへ後に加えて、類似の薬物感受性を得ることができることを示す。
実施例3 − 原発性腫瘍細胞集団における生存率および増殖を試験ための分析
原発性腫瘍細胞集団を試験する全ての分析に関して、Vybrant(登録商標)CFDA SE Cell Tracer Kit(分子プローブ)は細胞増殖を測定するために使用される。CFDA SE(成分A)を、原液として5mMの濃度でジメチルスルホキシド(成分B)内に溶解し、次の使用まで−20℃で保存する。本実施例において、新たに抽出し分離したCLL細胞を、リン酸緩衝食塩水(PBS(Sigma))中に10x10cells/mlで調節した。CFDAを、初代CLL細胞の1ml細胞懸濁液へ加え、5μMの最終濃度とする。CFDAの添加後、連続的に振とうし光から保護した状態で、細胞を10分間室温で攪拌してインキュベートした。インキュベーション期間の終わりに、細胞を培地中で再撹拌し、5分間氷上で維持した。その細胞を培養液で2回洗浄し、使用するまで4℃で維持した。このステップを、実験用調製における全ての他のステップ前に実施した。
その後、CFDAで標識された初代CLL細胞を96ウェルプレートへと分配する。細胞は、1μg/mlのオリゴデオキシリボヌクレオチド含有CpGモチーフ(ODN2006;Miltenyi Biotec,Bergisch Gladbach,Germany)と、50ng/mlのインターロイキン2(IL−2,Peprotech,London,United Kingdon)と、のサイトカインの組み合わせで刺激した。刺激は、生存率および増殖の両方を制御するためには使用されない。インキュベーションの96時間後、そのプレートを洗浄した。その後、20μlのアネキシンV CF Blue(Immunostep,Salamanca,Spain)と、CD19 PC7(Clone J4.119,Beckman Coulter)と、CD45−APC(clon HI30,Immunostep,Salamanca,Spain)との組み合わせを添加した。暗所において室温で15分間インキュベーションした後洗浄ステップを実施し、そのペレットを、ViviaのExviTechプラットフォームにおける分析のために、80μlバッファー中で再撹拌する。
分析に関して、初代CLL細胞を特定するために、抗体CD19とCD45を使用し、アネキシンV染色によってアポトーシス細胞および生細胞を区別して生存率を試験し、CFDAによって増殖をモニタリングすることを可能にする。図3Aは、初代CLL細胞が、前方散乱(FSC)および/または側方散乱(SSC)に基づくゲーティング戦略(gating strategy)、および様々な表面マーカー(CD19とCD45)の発現を使用してどのように特定されるかを示す。図3Bは、Aにおいて特定された初代CLL細胞を表示するプロットを示すが、しかし、アネキシンV染色がアポトーシス細胞および生存細胞を区別する場合である。図3Cは、増殖する集団をCFDA染色によってどのように特定するかを示す。左のパネルは、サイトカインへさらされておらず、なお単一の集団を示すCLL細胞の実施例を示す。右のパネルは、サンプルのある部分が増殖しており、サンプルのある部分がそうではないサイトカインへさらされたCLL細胞を示す。
実施例4 − HS−5間質細胞で共培養された、正常なPBまたはBMからAEを補足されたCLLサンプル中の生存率および増殖
CLLと診断された患者からの原発腫瘍細胞に対する最適条件に関して試験するために、フローサイトメトリーベースのスクリーニング過程が使用される。試験される条件は表1に要約される。各アッセイにおけるB細胞に対するHS−5間質細胞の比率が示される。
3つの凍結保存されたCLL原発腫瘍サンプルが、HS−5間質細胞とともに及びそれなしで試験される(無し、1:10および1:100)。HS−5(23)細胞を組み込んだプレートは、10または10細胞/60μl/ウェルで96ウェルプレートに蒔かれ、24時間インキュベートされて、細胞を接着させる。CLL原発腫瘍細胞はCFDAで標識される。AEに存在する残余の白血球は、CFDAで標識されず、これによって、試験されている原発腫瘍細胞集団と区別され得る。
AE、血漿および赤血球分画は、PBから3人およびBMから3人の、6人の健康なドナーから分離され、別々に試験される(サンプルはプールされなかった)。AEは1μl/ウェルで適切なウェルに加えられる。3つのサイトカインの対も試験される:1μg/mlのCD40リガンド(sCD40L、Peprotech, London, United Kingdon)+25ng/mlのIL−2(Peprotech, London, United Kingdon)、1μg/mlのsCD40L+1μg/mlのCpG(ODN2006 Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany)および1μg/mlのCpG+50ng/mlのIL−2。刺激は、生存率および増殖の両方の制御として使用されない。各条件に対する複製(Replicate)プレートは、それぞれ3回繰り返して、72時間および96時間の2つの時間点に対してインキュベートされる。
実験は、CLL患者のサンプルにおける悪性B細胞集団の生存率および増殖両方を試験した。全体的な結果は図4に示され、グラフはそれぞれ、中央値の生存率+/−SD(標準偏差)として測定された、Y軸上の生存率およびX軸上の増殖を示す。72時間または96時間の各時間点に関して、縦の列は、HS−5細胞(0)での共培養のない状態、または腫瘍細胞に対するHS−5細胞の1:10(1:10)または1:100(1:100)比率での共培養を示している。3つの横の行はAE条件を示し、一番上の行はAEを含まず。真ん中の行は正常なBMからのAEを含み、および一番下の行は正常なPBからのAEである。図4は、各サイトカインの組み合わせに対する中央値の応答を示す。増殖の最高レベルは、AEを含んでいいないサンプルである(一番上の行)。これは、AE成分なしで分離された細胞に対する薬物の効果を試験することが、薬物の有効性を過大評価することになり得ることを示しており、これは、AEが腫瘍細胞にも影響を与える成分を有し得るからである。薬物が主として増殖細胞に対して影響を与える場合、それはAEがない状態でより大きなエクスビボでの効果を有するだろう。多くの条件は生存率を改善したが、増殖を誘発することはより難しい。試験されたすべての条件のうち、CpG+IL−2サイトカインの対だけが、生存率および増殖両方に対してプラスの効果があった(円を参照)。これは、AEなしでの又はNPB由来のAEを含む、HS−5細胞での1:100の共培養の存在下において96時間で見られる。NBM由来のAEは、CpG+IL−2によって誘発された増殖を阻害するように見える。生存率および増殖両方を考慮する最良の全体的な条件は、CpG+IL−2およびNPB由来のAEが、1:100でHS−5細胞で共培養された、96時間のインキュベーションであった(図4の右下)。
実施例5 − 健康なドナーからの及びCLL患者のサンプルからのPB由来のAEを使用する生存率および増殖
本発明の方法を、健康なドナーおよびCLL患者両方のPB由来のAEを評価するために使用した。この実験のための条件を、1μg/mlのCpG+50ng/mlのIL−2を使用して、HS−5共培養なしで及び1:10のHS−5共培養を用いて、各々72時間および96時間のインキュベーション時間でサンプルを刺激するように設定した。代表的な患者のサンプルからの凍結保存された原発性CLL腫瘍細胞は、図5に示される。白棒は72時間の結果であり、黒棒は96時間の結果である。対照サンプルは、CpG+IL2をプラスした又はマイナスした、AEのないCLL原発腫瘍サンプルを指す。原発腫瘍サンプルを、5人の健康なドナー(NPB)から及び5人のCLLドナー(CLL)からのAE(血漿および赤血球分画、1μl/ウェル)を用いて試験した。上のグラフの設定において見ることができるように、生存率のレベルは2つのタイプのAE間でかなり近似しており、HS−5共培養の存在は、両方に対するレベルを幾らか低下させた。下のグラフは増殖のレベルを示し、最も大きな効果は、HS−5共培養およびCLL患者からのAE(右下)を用いる条件である。これらの条件は、最大60%までの腫瘍細胞増殖のレベルをもたらした。これは、最近報告された(14)原発性CLL細胞におけるわずか15%の増殖レベルを十分に超えるものである。対象の1つの他のポイントは、類似したドナーサンプル内では、結果が様々であるということである。これは、HS−5共培養でCLL腫瘍細胞の生存能を大いに阻害した1つの特定のAEにおいて有意である(円を参照)。これは、得られるAEが、本明細書に見られる患者間の変動性を限定するために使用前に試験される必要があり、潜在的にプールされる必要があるということを示している。
実施例6 − 血漿のみ又は血漿+赤血球でのプールされたAEを使用する生存率および増殖
本発明の方法を、CLLの凍結保存したサンプルにおけるCLLまたは正常なサンプルからのAEの異なる成分の効果を評価するために使用した。4つのCLLの冷凍したサンプルを、対照(黒丸)と一緒に1μg/mlのCpG+50ng/mlのIL−2(灰色の丸)で播種し、増殖(X軸、中央値の増殖+/−SD)および生存率(Y軸、および中央値の生存率+/−SD)両方を試験した(図6)。丸からの縦および横の線は、両方のパラメータに対するエラーバーを表わす。6つの正常なPB(NPB)および6つのCLLのPBの培地を、AE補足のソースとして使用した。高い患者間の変動性を回避するために、前に記載されたように、6つすべてのサンプルに対する血漿およびRBCを、同じリザーバーに一緒に加え、割合(1:1)を維持した。3つの横の列は、96時間のインキュベーションでの異なるHS5間質細胞株の密度(1:10、1:100および無し)を示す。列はそれぞれ異なる細胞培養条件を表わす:
・ 第1の列(CLL PB):CLLからの末梢血から得られた血漿および赤血球(RBC)から構成されたAE。
・ 第2の列(NPB):正常な末梢血から得られた血漿および赤血球から構成されたAE。
・ 第3の列(血漿CLL PB):CLL PBの血漿分画だけ(RBCなし)。
・ 第4の列(血漿NPB):NPBサンプルの血漿分画だけ(RBCなし)。
・ 第5の列(2x CLL PB):CLL PBから得られた血漿および赤血球から構成されたAEの量の倍。
・ 第6の列(2x NPB):NPBから得られた血漿および赤血球から構成されたAEの量の倍。
・ 第7の列(2x 血漿CLL NPB):CLLサンプルの血漿分画の二倍の量。
・ 第8の列(2x 血漿NPB):NPBサンプルの血漿分画の二倍の量。
これらの条件は、CLL PB(列1)からの血漿および赤血球から構成された加えるAEとNPB(列2)からの血漿および赤血球から構成された加えるAEとの間の明確な差を示している。CLL PB+サイトカインからのAEは増殖を増加させ(円を参照)、一方、正常な患者(NPB)からのAEは、サイトカインの存在下でさえも増殖に対する効果がほとんどなかった。加えた、CLL由来のAEに関して、血漿だけが使用されたときに、増殖(X軸)および生存率(Y軸)両方が縮小されるため、血漿分画のみで構成される(列3および列7)よりもむしろ、血漿および赤血球(列1および列5)で構成されたAEを加えることに関連性があるようである。同様に加えられるAEの量で飽和効果があるように見える。列5−8におけるようにより高い濃度を加えることは、列1−4に見られる改善を超える著しい改善がなかったことを示していた。これらの実験は、特にCLL PB由来のAEで、増殖および生存率を改善することのAEの重要性を実証しており、成分の幾つかは、NPBと比較して、これらのパラメータを増大させるようである。
実施例7 − ヒト血清対ウシ胎児血清
原発性CLL腫瘍細胞がインキュベーション過程の間に維持される培地は、10%のウシ胎児血清(FBS)を含有している。アッセイ系に対するFBSの効果を判定するために、3つのCLLサンプルを、インキュベーション培地に対して4つの異なる血清条件、10%のFBS、20%のFBS、10%のヒト血清(HS)、または20%のHSにおいて試験した。CLL腫瘍サンプルを、HS−5共培養なしで、または1:10または1:100の比率での共培養で試験し、1μg/mlのCpG+50ng/mlのIL−2で刺激した。AEはCLL患者からの6つのPBサンプルに由来するものであった。6つのサンプルからの血漿および赤血球の分画を、1:1の比率で混合し、1μl/ウェルでウェルに加えた。結果は、HSが、すべての条件においてFBSよりも腫瘍細胞の生存率を著しく増加させることを示している(図7)。試験された各サンプルに対する中央値が示される。HSおよびFBS両方を20%に増加させることは、細胞の生存率の増加に結びつくが、より高い血清中濃度も増殖を阻害する。HS−5細胞株での共培養は、HSサンプル中の生存率を低下させるが、増殖に必要とされる。生存率および増殖のための全体的な最良の条件は、10%のHSである。
実施例8 − 表2の条件を使用して最良のサイトカインプロトコルを判定するためのCLLPB+/−HS−5細胞を使用する生存率および増殖
本実験は、異なる細胞シグナル伝達を網羅する24のサイトカインの組み合わせ(表2)の生存率および増殖の効果を評価する。使用されるサイトカインは以下の通りであった:CpG(1μg/ml)、IL−2(50ng/ml)、sCD40L(1μg/ml)、B細胞活性化因子(BAFF、10ng/ml)、IgM+IgG(BCR、10μg/ml)、IL−21(インターロイキン−21、50ng/ml)。間質細胞、HS−5を、含めたときに1:100の希釈で使用した。これらの実験のためのAEは、CLLを有する3人の患者のPBから得られた血漿および赤血球であった。各サンプルからのAE分画を、培養培地に加える前に等しく分けて混合した。使用される培地は、AE(1.6%)+ヒト血清(HS)10%を含有していた。20のCLLの凍結保存した原発腫瘍サンプルを処理し、サイトカインの組み合わせのそれぞれで試験した。増殖(X軸)および生存率(Y軸)両方を、各々のサイトカインの組み合わせに対して前に記載されたように試験した。表2に示された番号は、図8および図9に表わされる各組み合わせに対応している。
図8におけるドットプロットのデータポイントはそれぞれ、番号によって示された1つの特定のサイトカインの組み合わせに対応している。
図8は、各組み合わせのためのすべてのサンプルに対する中央値を反映しており、これは、CLL PB AEおよびHS 10%と一緒にCpG(1μg/ml)+IL2(50ng/ml)+HS5(1:100)のサイトカインの組み合わせが、96時間のインキュベーションで最大で60%の生存率および40%の増殖を提供する、最良の条件であることを示している。これは表内および図8上の組み合わせ22である。
図9は、すべての前の24のサイトカインの組み合わせをグ、異なる範囲のCLL増殖(X軸)および生存率(Y軸)に改善すると前に報告された、3つの異なる骨格刺激にグループ化している。これらは、sCD40L+CpG、sCD40L+IL−21およびCpG+IL−2に対応している。表2からの同じ組み合わせ番号を使用する図9は、各骨格刺激のためのサイトカインの組み合わせに対するすべてのサンプルの中央値を表わしている。図9は、細胞シグナル伝達の組み合わせCpG+IL−2が、他の細胞シグナル伝達経路と比べた対照と比較して、より優れた生存率(70%)はそのままに、より高い増殖(20%)を誘発するための最良の経路であることを示している。
実施例9 − AEの存在下での原発性CLL細胞上で試験されたイブルチニブおよびイデラリシブの増殖抑制作用
凍結保存された末梢血(PB)単核細胞は、処置を必要としている15人のCLL患者から提供された。これらの実験のためのAEは、CLLを有する3人の患者のPBから得られた血漿および赤血球であった。各サンプルからのAE分画を、培養培地に加える前に等しく分けて混合した。試験される凍結保存されたCLL原発腫瘍細胞を、1.6%のAE、10%(vol/vol)のヒト血清、2%のHEPES、1%の抗生物質、および1%のL−グルタミン200mMを補足したAIM−V(AIM−V(登録商標)+Albumax(登録商標)(BSA 1X))において、HS−5細胞株の融合層(confluent layers)上で100:1の比率で培養した。細胞を、以下の対のサイトカインの組み合わせで刺激した:5%のCOを含有している加湿空気中の37℃での96時間の1μg/mlのCpG ODN+50ng/mlのIL−2。CLL細胞の生存率(アネキシンV染色によって評価された)および増殖(CFDA色素によって評価された)は、患者にわたる作用の範囲を網羅する8濃度のイブルチニブ(N=15)およびイデラリシブ(N=21)で試験される。図10A−Cは、サンプルからの用量反応(DR)曲線を示し、ここで灰色線はそれぞれ、異なるサンプルを表わしている。B細胞の生存指数は、100%で開始してY軸に表示され、X軸は、イブルチニブ(図10A)またはイデラリシブ(図10B)の薬物濃度を表わしている。図10Aおよび図10Bにおける左のパネルは、非増殖性(NP)生存腫瘍細胞における各薬物の効果を示し、右のパネルは、増殖性(PR)細胞分画における薬物の効果を示している。図10Aおよび図10Bは、イブルチニブ(A)およびイデラリシブ(B)両方がNP分画に対してほとんど効果がないことを実証しており、これは薬物の直接的なアポトーシス促進活性が制限されることを示唆している。対照的に、増殖の強力な阻害が、増殖(PR)をほぼ完全にブロックする低いnM範囲内で観察される。図10Cは、イブルチニブおよびイデラリシブに対するNP(灰色線)およびPR(暗線)の細胞サブセット両方の中央値を示し、NP細胞対PR細胞の感受性の明確な差を反映している。これらの結果は、イブルチニブおよびイデラリシブなどの薬物の効果を予測するためにAE、間質細胞およびサイトカインの追加とともにここで表わされる、CLLのインビボでの微小環境を再構築する必要性を反映している。
実施例10 − 異なるテスト条件でのMDSサンプル中の生存率および絶対的なCD34芽細胞回復
AMLおよびMDSは両方とも、それらのCD34+の発現によって特定され得る多能性造血幹細胞中の悪性腫瘍に関連付けられている。これらの細胞は、エクスビボで生存可能状態を維持することが難しいことが判明し、増殖のレベルは非常に低い。血清、培地またはAEの適切なソースは、CD34+細胞死を回避する及び特定のサイトカインでの増殖を可能にするために使用されるべきである。これらの実験では、骨髄異形成症候群(MDS)の患者からのBMから得られた、凍結保存された初代細胞(単核)を試験した(図11)。7つの異なる条件を、対照を加えて試験し、これは、対照が100ng/mlの幹細胞因子(Peprotech, London, United Kingdon)+50ng/mlのIL−3を含有しているMyeloCultH5100培地(Stemcell Technologies, Vancouver, Canada)を含有していたことを除くすべての条件で、それぞれ3つの時間、24時間、48時間および72時間(各々三通りで)に対して行われた。下記の番号はそれぞれ、サンプルセットに加えられた異なる成分を示し、図11上の番号にも対応しており、結果を示している:
1.HS5細胞株の上清の+10%(vol/vol)。
2.HS5細胞株の上清の+20%(vol/vol)。
3.正常な骨髄(NBM)からの+1.6%のAE(血漿および赤血球分画)。
4.+10%(vol/vol)のヒト血清(HS)。
5.+20%(vol/vol)のヒト血清、RPMI+20%(vol/vol)のウシ胎児血清(FBS)。
6.HS5細胞株+20%(vol/vol)のウシ胎児血清(FBS)の+高いコンフルエント。
7.HS5細胞株+20%(vol/vol)のウシ胎児血清(FBS)の+低いコンフルエント。
対照(CON)を、RPMI+20%のFBSにおいてインキュベートした。生存率を、我々のExviTech(登録商標)プラットフォームによるアネキシンVおよび絶対的なCD34+細胞数によって評価した。解析するべく、抗体CD45−APC(Clon HI30, Immunostep)およびCD34−PerCP(Clon581, Biolegend)が、原発性CD34+細胞を特定するために使用される。図11における上のパネルは生存率を示し、下のパネルは絶対的なCD34+芽細胞数である。AEの追加を含む異なる条件は、両方のパラメータに影響する。これらの条件の多くは、対照と比較可能である細胞培養後の生存率と類似したパターンを示し、これは、CD34+数対ベースラインに対しても同じである。しかしながら、この特定のMDSサンプルに関して興味深いことに、1つのみのNBM(番号3)からのAEの追加およびHS5間質細胞株(高い及び低いコンフルエンス、番号6および7)での共培養は、CD34+生存率を減少させる。
実施例11 ― 正常なBMに由来する異なるサイトカイン混合物およびAEを含む、4つのB−NHL一次サンプルにおける生存率および増殖
CLLサンプルが示すように、異なるサイトカインの組み合わせおよび/またはAEを加えることで、B−非ホジキンリンパ腫(B−NHL)一次サンプルの生存率または増殖を改善しうる(図12AおよびB)。本実験では、アネキシンVおよびCFDAを用い、2つの異なる時間、72時間と96時間、異なる条件で、前述したように生存率(Y軸)と増殖(X軸)の両方をテストした。凍結保存された4つのB−NHL原発腫瘍サンプルが含まれた。すなわち、2つの濾胞性リンパ腫(FL)および2つの脾辺縁帯リンパ腫(SMZL)である。表3に示されるように、生存率と増殖の最適化のために15の異なる条件がテストされた。表3の各条件の数字は、図12のサンプルに対応する。本実施例に使用された該AEは、濃度1.6%(vol/vol)の血漿と赤血球分画より成る。
分析に用いられる抗体は、CD19−PE(クローン HIB19、e−Bioscience)、CD10−PE−Cya7(クローン HI10a、Biolegend)、CD45PO(クローン HI30、Invitrogen)およびCD20 APC(クローン L27、Becton Dickinson)であり、初代リンパ腫細胞を特定するために使用される。4つのB−NHLサンプルに対する中央値の応答が、テストされた各条件ごとに示され、ドットプロットにおける各データポイントは、表3に示された組み合わせを表す。72時間のインキュベーションの結果は図12Aに、また96時間のインキュベーシについては図12Bに示される。グラフのY軸は生存率を示し、X軸は増殖を示す。黒い正方形はCD40Lを含む組み合わせ、白い正方形はIL2を含む組み合わせであり、円はサイトカインを含まない。CLLが示すように、様々な条件において生存率が保持されるが、最大の増殖を誘導するためにはCpG+sCD40L(黒い正方形)が必要である。最良の全般的条件は、NBMのAEを含む(あるいは含まない)CpG+sCD40L+HS 10%と共に96時間インキュベーションした場合であった(図12Bの右側の2つのデータポイント8と9)。双方ともに60%を超えるレベルの生存率と増殖を示す。
実施例12 ― MM一次サンプルの生存率および増殖
MM患者から得られた骨髄サンプルは、生存率と増殖速度を維持するための最良の条件を判定することを目的として評価された。様々なサンプルの処理が、腫瘍細胞の生存率および/または増殖にどのように影響するかを判定するために分析された。さらに、各サンプルはアッセイでの使用に先立ち、異なる処理を施された。条件は以下のとおりである:
A.MM患者の骨髄全体+FBS(20%)。
B.フィコール・ハイパック遠心法によって該MMサンプルより分離された骨髄単核細胞+自己由来血漿(5、10、20および50%)および赤血球。
C.(塩化アンモニウム溶液とBulkLysis Cytognosによって)溶解された赤血球を含む骨髄全体+自己由来血漿(20%)。
RPMI1640、AIMV、DMEMおよびIMDMを含む4種の培地がテストされた。2つのヒト間質細胞株(HS27aおよびHS5)が、様々な比率(1:1、1:10および1:100)で加えられ、同様にテストされた。
患者のBM全体は、各サンプル種別のために、前記のように得られ、調製された。Vybrant(登録商標) CFDA SE Cell Tracer Kit(分子プローブ)が、実施例3において開示される細胞増殖を測定するために用いられた。該CFDAプロトコルの後、全てのサンプルは、培地+Zell Shield(Labclinics)+L−Glu(Lonza)+20%FBSにおいて再懸濁された。条件Aのサンプルに変化はなく、条件Bのサンプルは自己由来MM血漿+RBCが加えられた異なる濃度を有し、条件Cのサンプルは20%の自己由来血漿を受け入れた。最終的な細胞濃度は20 cells/μl〜70 cells/μlに及んだ。代替として、自己由来血漿は3つのMM血漿のプールに置き換えることができる。
CFDA標識血漿細胞は、96ウェルプレート(60μl/ウェル)に分注され、37℃で、5%のCOにおいて72時間あるいは96時間、インキュベートされた。分析のために、MM細胞(モノクローナル抗体による評価)は、生存率(アネキシンV染色)および増殖(CFDA)の両方についてテストされた。
96時間のインキュベーシの後、イムノフェノタイピングを伴ったCFDA染色が、ViviaのExviTechプラットフォームを使用する前述の方法に従い、血漿細胞の生存率(アネキシンV陰性)および増殖(CFDAピーク)の両方の分析を許容した。
96時間のインキュベーションの後に検知されたMM細胞の数が、単一のウェルだけではあまりにも少なかったため、プールされたウェルのアッセイは、同一の手法で処理された4つのウェルからサンプルを得て行なわれた。したがって、大幅に多くの数の細胞を評価することができ、データの信頼度は増した。これに従って、また原始細胞計算に基づいて、各ウェルにつき1000〜4000の生病理学的MM細胞を蒔くためのサンプル量の計算が行われた。取得中に、4つのウェルのサンプルは、各処置のために得られ、それによって最小4000および最大16000の生血漿細胞を得た。これらの実験の結果は、20%の自己由来血漿を加えた患者の骨髄全体、あるいは少なくとも3つのMM血漿(上記の条件C)のプールの使用、およびIMDM培地の使用が、より良好なMM細胞生存率とより高い増殖速度(データなし)を達成するための、最良の条件を提供したことを示す。さらに、2つのヒト間質細胞株(HS27aおよびHS5)のいずれかの存在が、生存率と増殖の双方に負の効果を持つことが明らかになった。
フォローアップ実験が、本実験の設定条件における2つのサイトカイン、IL−6(インターロイキン6)およびCpGの効果を分析するために行なわれた。表4は、各サンプルでアッセイされた特定の条件を示す。実験手順は上述のとおりである。サイトカインが含まれる場合(xとしてマークされる)、それはインキュベーションのはじめに加えられた。
サンプル種別は、本実施例のはじめに概説された異なるサンプルの処理を指す。全てのサンプルは、複製してアッセイされた(サンプル5を除く)。数字は図13のサンプルに対応する。結果は、非増殖(NP)生腫瘍細胞(白い円)、および増殖(PR)細胞分画(灰色の円)の両方に対して示される。
前記結果は、前記サイトカインの存在が、細胞の生存率と細胞の増殖のパーセンテージに関して何の利点ももたらさないことを示す。サンプル1は、IL−6およびCpGのない状態でもより高い水準の生存率を示しさえした。間質細胞を含まないサンプル7は、最も高いレベルの生存率と増殖を示し、これは前述の結果と一致する。ここにおいても、サイトカインは前記結果に何の影響も与えなかった。エクスビボアッセイでは、IL−6およびCpGがMM細胞の生存率と増殖に影響するようには思われないと結論付けられる。間質細胞およびIL−6のない自己由来血漿の存在は、MM細胞にとってこれまでで最良の条件を提供する。他のサイトカインは異なる結果を示すかもしれない。
実施例13 ― AE(血漿のみ)の存在下における初代MM細胞上でテストされたレナリドミドの増殖抑制作用
腫瘍細胞の処置に使用されるいくつかの薬物は、活発に増殖する細胞を優先的に標的とし、抗増殖剤として作用する。この一例は、MMを診断された患者を処置するためのレナリドミドの使用である。レナリドミドの効能を、MM原発腫瘍細胞に対するエクスビボアッセイで評価するのは難しい。なぜなら、従来、使用されてきた条件下では、これらの細胞の増殖のレベルは極めて低いからである。本実施例では、MMを診断された10人の患者から得たBMサンプルを、エクスビボアッセイでテストした。AE(血漿のみ)は、増殖のレベルを増大させるために培地に加えられ、レナリドミドは0.03〜30μMの濃縮範囲に渡ってテストされた。
10人のMM患者から得たBM全体は、1%の抗生物質、1%のL−グルタミン、さらに20%の自己由来血漿(AE)を補足されたIMDM培地において、96時間、培養された。サンプルは、実施例12に概説されるように処理され分析された。MM細胞の生存率(アネキシンV)および増殖(CFDA)は4の濃度のレナリドミドに対してテストされた。
図14は、4つの標準サンプルから得た結果を示す。サンプル1、3、6および7における非増殖(NP、灰色)と増殖(PR、黒色)双方の集団中の生細胞数が図14Aに示される。AEの存在は、全てのサンプルにおける集団の増殖を誘導する。レナリドミドに反応するこれら4つのサンプルから得られた用量反応(DR)曲線(図14B)は、NP MM細胞(灰色の正方形)およびPR MM細胞(黒丸)に対する結果を示す。該MM細胞の生存指数はY軸に示され、X軸はレナリドミド薬物濃度を表す。この図は、NP MM細胞集団とPR MM細胞集団との間には、レナリドミドの感受性に明確な違いがあることを実証する。さらに、かなりのレベルの患者間の変動性があることを示す。サンプル1(図14Bの左上)では、レナリドミドはPRおよびNP細胞のいずれにも何の効果も示さない。右上のグラフは、レナリドミドがサンプル3のPR集団に対して非常に効力を発揮することを示し、低濃度で効力を発揮するが、該PR細胞の約60%を除去するのみである。より高い濃度では、レナリドミドはさらにNP細胞の約20%を除去する。サンプル6(図14Bの左下)では、PR集団に対する効力はないが、NP集団にわずかな効力がある。他方サンプル7(右下)では、レナリドミドは非常に効力があり、該PR細胞に対して非常に有効であり、より高い濃度においても該NP細胞に効果があることがわかる。これらの結果は、レナリドミドの有効性が、臨床患者間と同様、エクスビボアッセイにおける患者のサンプル間でも、大幅に変動しうることを示す。さらに、それは抗増殖と細胞毒性の両方を有すると思われる。なぜならいくつかの実施例においては、増殖抑制効果はより強力であり、より低い濃度において前記細胞毒性が生じるからである。
培地へAEを追加することによって、エクスビボ環境において、薬物に対する細胞の反応の仕方を変化させることができると結論付けられる。これは最終的に、レナリドミドのような薬物のエクスビボにおける効果を、具体的に特定の患者それぞれに対する臨床結果に関連づける手助けとなりうる。
文献
1. Pottier, C., Wheatherspoon, A., Roncarati, P., Longuespee, R., Herfs, M., Duray, A., Delvenne, P., and Quatresooz, P. (2015) The importance of the tumor microenvironment in the therapeutic management of cancer, Expert Rev Anticancer Ther 15, 943−954.
2. Sounni, N. E., and Noel, A. (2013) Targeting the tumor microenvironment for cancer therapy, Clin Chem 59, 85−93.
3. Buggins, A. G., Pepper, C., Patten, P. E., Hewamana, S., Gohil, S., Moorhead, J., Folarin, N., Yallop, D., Thomas, N. S., Mufti, G. J., Fegan, C., and Devereux, S. (2010) Interaction with vascular endothelium enhances survival in primary chronic lymphocytic leukemia cells via NF−kappaB activation and de novo gene transcription, Cancer Res 70, 7523−7533.
4. Ding, W., Nowakowski, G. S., Knox, T. R., Boysen, J. C., Maas, M. L., Schwager, S. M., Wu, W., Wellik, L. E., Dietz, A. B., Ghosh, A. K., Secreto, C. R., Medina, K. L., Shanafelt, T. D., Zent, C. S., Call, T. G., and Kay, N. E. (2009) Bi−directional activation between mesenchymal stem cells and CLL B−cells: implication for CLL disease progression, Br J Haematol 147, 471−483.
5. Kurtova, A. V., Balakrishnan, K., Chen, R., Ding, W., Schnabl, S., Quiroga, M. P., Sivina, M., Wierda, W. G., Estrov, Z., Keating, M. J., Shehata, M., Jager, U., Gandhi, V., Kay, N. E., Plunkett, W., and Burger, J. A. (2009) Diverse marrow stromal cells protect CLL cells from spontaneous and drug−induced apoptosis: development of a reliable and reproducible system to assess stromal cell adhesion−mediated drug resistance, Blood 114, 4441−4450.
6. Gill, B. J., and West, J. L. (2014) Modeling the tumor extracellular matrix: Tissue engineering tools repurposed towards new frontiers in cancer biology, J Biomech 47, 1969−1978.
7. Mallikarjun Sundaram, P. M., Misti Jain, Saravanan Thiagarajan, Dency Pinto, Padhma Radhakrishnan. (2014) ECM Composition, Tumor Microenvironment Platform and Methods Thereof. (UDPTO, Ed.), Mitra Biotech, India.
8. Mongini, P. K., Gupta, R., Boyle, E., Nieto, J., Lee, H., Stein, J., Bandovic, J., Stankovic, T., Barrientos, J., Kolitz, J. E., Allen, S. L., Rai, K., Chu, C. C., and Chiorazzi, N. (2015) TLR−9 and IL−15 Synergy Promotes the In Vitro Clonal Expansion of Chronic Lymphocytic Leukemia B Cells, J Immunol 195, 901−923.
9. Pascutti, M. F., Jak, M., Tromp, J. M., Derks, I. A., Remmerswaal, E. B., Thijssen, R., van Attekum, M. H., van Bochove, G. G., Luijks, D. M., Pals, S. T., van Lier, R. A., Kater, A. P., van Oers, M. H., and Eldering, E. (2013) IL−21 and CD40L signals from autologous T cells can induce antigen−independent proliferation of CLL cells, Blood 122, 3010−3019.
10. Nabhan, C., and Rosen, S. T. (2014) Chronic lymphocytic leukemia: a clinical review, JAMA 312, 2265−2276.
11. Mittal, A. K., Chaturvedi, N. K., Rai, K. J., Gilling−Cutucache, C. E., Nordgren, T. M., Moragues, M., Lu, R., Opavsky, R., Bociek, G. R., Weisenburger, D. D., Iqbal, J., and Joshi, S. S. (2014) Chronic lymphocytic leukemia cells in a lymph node microenvironment depict molecular signature associated with an aggressive disease, Mol Med 20, 290−301.
12. Burger, J. A., and Buggy, J. J. (2013) Bruton tyrosine kinase inhibitor ibrutinib (PCI−32765), Leuk Lymphoma 54, 2385−2391.
13. Chung, C., and Lee, R. (2014) Ibrutinib, obinutuzumab, idelalisib, and beyond: review of novel and evolving therapies for chronic lymphocytic leukemia, Pharmacotherapy 34, 1298−1316.
14. Purroy, N., Abrisqueta, P., Carabia, J., Carpio, C., Palacio, C., Bosch, F., and Crespo, M. (2015) Co−culture of primary CLL cells with bone marrow mesenchymal cells, CD40 ligand and CpG ODN promotes proliferation of chemoresistant CLL cells phenotypically comparable to those proliferating in vivo, Oncotarget 6, 7632−7643.
15. Bennett, T. A., Montesinos, P., Moscardo, F., Martinez−Cuadron, D., Martinez, J., Sierra, J., Garcia, R., de Oteyza, J. P., Fernandez, P., Serrano, J., Fernandez, A., Herrera, P., Gonzalez, A., Bethancourt, C., Rodriguez−Macias, G., Alonso, A., Vera, J. A., Navas, B., Lavilla, E., Lopez, J. A., Jimenez, S., Simiele, A., Vidriales, B., Gonzalez, B. J., Burgaleta, C., Hernandez Rivas, J. A., Mascunano, R. C., Bautista, G., Perez Simon, J. A., Fuente Ade, L., Rayon, C., Troconiz, I. F., Janda, A., Bosanquet, A. G., Hernandez−Campo, P., Primo, D., Lopez, R., Liebana, B., Rojas, J. L., Gorrochategui, J., Sanz, M. A., and Ballesteros, J. (2014) Pharmacological profiles of acute myeloid leukemia treatments in patient samples by automated flow cytometry: a bridge to individualized medicine, Clin Lymphoma Myeloma Leuk 14, 305−318.
16. Ghamlouch, H., Ouled−Haddou, H., Damaj, G., Royer, B., Gubler, B., and Marolleau, J. P. (2013) A combination of cytokines rescues highly purified leukemic CLL B−cells from spontaneous apoptosis in vitro, PLoS One 8, e60370.
17. Brinton, L. T., Sloane, H. S., Kester, M., and Kelly, K. A. (2015) Formation and role of exosomes in cancer, Cell Mol Life Sci 72, 659−671.
18. Benien, P., and Swami, A. (2014) 3D tumor models: history, advances and future perspectives, Future Oncol 10, 1311−1327.
19. Fennema, E., Rivron, N., Rouwkema, J., van Blitterswijk, C., and de Boer, J. (2013) Spheroid culture as a tool for creating 3D complex tissues, Trends Biotechnol 31, 108−115.
20. Nam, K. H., Smith, A. S., Lone, S., Kwon, S., and Kim, D. H. (2015) Biomimetic 3D Tissue Models for Advanced High−Throughput Drug Screening, J Lab Autom 20, 201−215.
21. Kucerova, L., and Skolekova, S. (2013) Tumor microenvironment and the role of mesenchymal stromal cells, Neoplasma 60, 1−10.
22. Ghia, P., Circosta, P., Scielzo, C., Vallario, A., Camporeale, A., Granziero, L., and Caligaris−Cappio, F. (2005) Differential effects of CLL cell survival exerted by different microenvironmental elements, Curr Top Microbiol Immunol 294, 135−45.
23. Roecklein, B. A., and Torok−Storb, B. (1995) Functionally distinct human marrow stromal cell lines immortalized by transduction with the human papilloma virus E6/E7 genes, Blood 85, 997−1005.

Claims (28)

  1. 薬物又は薬物の組み合わせに対する初代細胞集団の細胞応答性を試験するためのエクスビボの方法であって、
    i)末梢血(PB)、骨髄(BN)、又はリンパ節(LN)から選択される被験体の全体のサンプルを、血漿分画、赤血球分画、又はそれらの組み合わせから成る、白血球の無い人工環境(AE)を分離させるための分離プロセスに送る工程、
    ii)前の工程で得た白血球の無いAEを初代細胞集団と混合する工程、
    iii)工程ii)の混合物に、少なくとも1つの試験される薬物を加える工程、
    iv)試験される薬物が初代細胞集団上で活性を及ぼすことを可能にするために、工程iii)で得た混合物を2時間から14日間までにわたりインキュベートする工程、
    v)試験された薬物がある状態又は無い状態で初代細胞集団の生存率及び/又は増殖を評価する工程、
    vi)試験される薬物がある状態及び無い状態で行われる評価の間に原発腫瘍細胞集団の生存率及び/又は増殖に関する比較データを生成し、得られたデータを初代細胞集団の生存率及び/又は増殖の減少/増大のための薬物活性を示す値に関連づける、工程
    を含む、エクスビボの方法。
  2. 血漿分画及び赤血球分画の組み合わせは1:1の比率である、ことを特徴とする請求項1に記載のエクスビボの方法。
  3. 初代細胞集団は原発腫瘍細胞集団である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のエクスビボの方法。
  4. 全体のサンプルはヒト由来である、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  5. 白血球の無いAEは、健康なドナー、又は癌に悩んでいた或いは悩んでいるドナー由来である、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  6. 白血球の無いAEは、数人のドナーから得られ、初代細胞集団及び/又は試験される薬物と混合される前に共にプールされる、ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  7. 白血球の無いAEは、初代細胞集団が得られる患者と同じ疾患に悩むドナー、又は初代細胞集団を提供する患者とは異なる疾患に悩むドナーから得られ、或いは代替的に、白血球の無いAEは健康なドナーから得られる、ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  8. 白血球の無いAEは初代細胞集団を提供する同じ被験体から得られる、ことを特徴とする請求項7に記載のエクスビボの方法。
  9. インキュベーション混合物はまた、少なくとも1つの可溶性因子、及び/又は、インビボの主要微小環境細胞集団に見出される細胞型の少なくとも1つの追加の細胞集団を含む、ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  10. 少なくとも1つの可溶性因子は、腫瘍由来エキソソーム、シグナル分子、成長因子、ケモカイン、サイトカイン、インターロイキン、及び腫瘍細胞又は非腫瘍細胞由来の任意の可溶性の分子から選択される腫瘍内微小環境の非細胞成分である、ことを特徴とする請求項9に記載のエクスビボの方法。
  11. 少なくとも1つの可溶性因子は、インターロイキン(IL)−2、IL−4、IL−6、IL−8、IL−10、IL−13、IL−15、IL−21、分化(sCD)40リガンドの可溶性クラスタ、免疫グロブリン(Ig)M、CpG、被メチル化CpGジヌクレオチドモチーフを含む短い合成一本鎖DNA分子、B細胞活性化因子(BAFF)、及び増殖誘導リガンド(APRIL)から選択される、ことを特徴とする請求項10に記載のエクスビボの方法。
  12. 少なくとも1つの追加の細胞集団は、繊維芽細胞の細網細胞、ナース様細胞、間葉系幹細胞、濾胞樹状細胞、内皮細胞、周皮細胞、及び初代間質細胞由来の細胞株から選択される、ことを特徴とする請求項9に記載のエクスビボの方法。
  13. 初代間質細胞由来の細胞株は、HS−5、HS27a、UE6E7T−2、NK−Tert、HMEC−1、KUSA−H1、M210B4、ST−2、及びKUM−4から選択される、ことを特徴とする請求項12に記載のエクスビボの方法。
  14. 少なくとも1つの可溶性因子及び/又は追加の細胞集団は、ヒト以外の他の種に由来する、ことを特徴とする請求項9乃至13の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  15. 初代細胞集団は、それらの使用の前に新鮮に抽出され、或いは凍結保存され、使用前に解凍される、ことを特徴とする請求項1乃至14の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  16. 凍結保存された初代細胞集団はAEと共に解凍される、ことを特徴とする請求項15に記載のエクスビボの方法。
  17. 原発腫瘍細胞集団は、癌のための前処置を受けなかった患者から抽出され、或いは、前記癌のための1以上の前処置を受けた癌患者から抽出され、又は、原発腫瘍細胞集団は微小残存病変(MRD)を持つ患者から抽出される、ことを特徴とする請求項1乃至16の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  18. 原発腫瘍細胞集団は固形腫瘍から得られる、ことを特徴とする請求項1乃至17の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  19. 固形腫瘍は、卵巣癌、直腸癌、肛門部の癌、胃癌、精巣癌、子宮癌、結腸癌、直腸癌、腎細胞癌、肝臓癌、肺非小細胞癌、小腸の癌、食道癌、黒色腫、内分泌系の癌、甲状腺の癌、副甲状腺の癌、副腎の癌、骨癌、膵癌、皮膚癌、頭頸部癌、皮膚又は眼内の悪性黒色腫、子宮癌、ファロピウス管の細胞腫、脳幹神経膠腫、下垂体腺腫、カポジ肉腫、類表皮癌、扁平上皮癌、子宮内膜の細胞腫、頚部の細胞腫、膣癌、外陰癌、軟組織の肉腫、尿道癌、陰茎癌、膀胱癌、腎臓癌若しくは尿管癌、腎盂癌、中枢神経系(CNS)の腫瘍、中枢神経原発リンパ腫、腫瘍血管新生、脊椎軸腫瘍、前記癌の転移巣、又はそれらの組み合わせを含むリストから選択される、ことを特徴とする請求項18に記載のエクスビボの方法。
  20. 前記方法は、スフェロイド、細胞外マトリックスゲル、合成スキャフォールド、回転式細胞培養システム、又は低/非接着性培養プラスチックから選択される、固形腫瘍の微小環境構造を模倣するために構築された、3D細胞培養構築物を含む、ことを特徴とする請求項17乃至19の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  21. 初代細胞集団は、血液学的疾患、自己免疫疾患、血液凝固異常、又は貧血から得られる、ことを特徴とする請求項1乃至20の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  22. 血液学的疾患は、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫(例えばB細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、濾胞性リンパ腫、マントル細胞リンパ腫、辺縁帯B細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、リンパ形質細胞性リンパ腫、ヘアリー細胞白血病)、慢性リンパ球性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、多発性骨髄腫、又は急性リンパ性白血病を含むリストから選択される、ことを特徴とする請求項21に記載のエクスビボの方法。
  23. 試験される少なくとも1つの薬物は、化学療法薬物、標的化された抗癌療法薬物、腫瘍溶解性の薬物、細胞毒性薬、免疫療法薬物、サイトカイン、微小環境を標的とする薬物、副刺激分子の活性剤、抑制分子の阻害剤、又は細胞免疫療法剤を含むリストから選択される少なくとも1つの薬剤を含む、ことを特徴とする請求項1乃至22の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  24. 初代細胞集団の細胞応答の評価は、パラメータとして、生存率、増殖、アポトーシス、細胞不足、表面マーカーの発現における変化、サイトカイン/ケモカインの生産における変化の少なくとも1つを測定することを含む、ことを特徴とする請求項1乃至23の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  25. 初代細胞集団はプールされたウェルに由来する、ことを特徴とする請求項1乃至24の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  26. 処置を開始した後、被験体に処方された処置の効力を判定するために使用される、請求項1乃至25の何れか1つに記載のエクスビボの方法。
  27. 効力の判定は、処置を開始して少なくとも7日後である、ことを特徴とする請求項26に記載のエクスビボの方法。
  28. 請求項1乃至27の何れか1つに記載のエクスビボの方法における、富化された血漿分画、赤血球分画、又はそれらの組み合わせから成る、白血球の無いAEの使用。
JP2018518687A 2015-11-04 2016-11-04 薬物又は薬物の組み合わせに対する初代細胞集団の細胞応答性を試験するためのエクスビボの方法 Active JP6774685B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562250687P 2015-11-04 2015-11-04
US62/250,687 2015-11-04
PCT/EP2016/076690 WO2017077046A1 (en) 2015-11-04 2016-11-04 An ex vivo method for testing cellular responsiveness of primary cell populations to a drug or combination of drugs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018533728A true JP2018533728A (ja) 2018-11-15
JP6774685B2 JP6774685B2 (ja) 2020-10-28

Family

ID=57421814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018518687A Active JP6774685B2 (ja) 2015-11-04 2016-11-04 薬物又は薬物の組み合わせに対する初代細胞集団の細胞応答性を試験するためのエクスビボの方法

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20190212325A1 (ja)
EP (1) EP3371595B1 (ja)
JP (1) JP6774685B2 (ja)
KR (1) KR20180070603A (ja)
CN (1) CN108351345B (ja)
AU (1) AU2016348722A1 (ja)
BR (1) BR112018008928A2 (ja)
CA (1) CA3003347A1 (ja)
CL (1) CL2018001138A1 (ja)
HK (1) HK1258451A1 (ja)
IL (1) IL259013A (ja)
MX (1) MX2018005228A (ja)
SG (1) SG11201803461RA (ja)
WO (1) WO2017077046A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111089977A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 浙江科途医学科技有限公司 一种利用类器官检测溶瘤病毒有效性的方法
CN117192115A (zh) * 2023-11-03 2023-12-08 赛德特(北京)生物工程有限公司 检测t淋巴细胞免疫活性的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010120329A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 The University Of Medicine And Dentistry Of New Jersey Reconstituted tumor microenvironment for anticancer drug development
JP2011516039A (ja) * 2008-03-12 2011-05-26 ヴァックスデザイン コーポレーション 人工免疫系(ais)への疾患モデルの組込み
JP2012503765A (ja) * 2008-09-26 2012-02-09 サノフイ ナトリウム−プロトン−交換体リガンド効率の測定方法
JP2012527627A (ja) * 2009-05-19 2012-11-08 ビビア バイオテック ソシエダッド.リミターダ 血液学的腫瘍に対するエクスビボでの個別化医療試験を提供する方法
WO2014035668A1 (en) * 2012-08-28 2014-03-06 The Brigham And Women's Hospital, Inc. Functional assay for cancer recurrence and malignant potential

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9958432B2 (en) * 2013-09-20 2018-05-01 Lynx Biosciences, Inc. Cellular cis-co-culture systems for analysis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011516039A (ja) * 2008-03-12 2011-05-26 ヴァックスデザイン コーポレーション 人工免疫系(ais)への疾患モデルの組込み
JP2012503765A (ja) * 2008-09-26 2012-02-09 サノフイ ナトリウム−プロトン−交換体リガンド効率の測定方法
WO2010120329A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 The University Of Medicine And Dentistry Of New Jersey Reconstituted tumor microenvironment for anticancer drug development
JP2012527627A (ja) * 2009-05-19 2012-11-08 ビビア バイオテック ソシエダッド.リミターダ 血液学的腫瘍に対するエクスビボでの個別化医療試験を提供する方法
WO2014035668A1 (en) * 2012-08-28 2014-03-06 The Brigham And Women's Hospital, Inc. Functional assay for cancer recurrence and malignant potential

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BENNETT, T.A. ET AL.: "Pharmacological Profiles of Acute Myeloid Leukemia Treatments in Patient Samples by Automated Flow C", CLINICAL LYMPHOMA, MYELOMA & LEUKEMIA, vol. 14(4), JPN6020032677, 2014, pages 305 - 318, ISSN: 0004336948 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3371595A1 (en) 2018-09-12
AU2016348722A1 (en) 2018-05-17
CL2018001138A1 (es) 2018-10-12
CA3003347A1 (en) 2017-05-11
MX2018005228A (es) 2018-08-15
EP3371595B1 (en) 2019-12-25
CN108351345A (zh) 2018-07-31
SG11201803461RA (en) 2018-05-30
BR112018008928A2 (pt) 2019-04-30
KR20180070603A (ko) 2018-06-26
CN108351345B (zh) 2021-11-30
IL259013A (en) 2018-06-28
HK1258451A1 (zh) 2019-11-15
US20190212325A1 (en) 2019-07-11
JP6774685B2 (ja) 2020-10-28
WO2017077046A1 (en) 2017-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10653756B2 (en) Identification of CD8+ T cells that are CD161hi and/or IL18R(α)hi and have rapid drug efflux capacity
JP6799895B2 (ja) TCRγδ+T細胞の生産方法
Wong et al. IL-18–primed helper NK cells collaborate with dendritic cells to promote recruitment of effector CD8+ T cells to the tumor microenvironment
Tu et al. TLR-dependent cross talk between human Kupffer cells and NK cells
Domogala et al. Cryopreservation has no effect on function of natural killer cells differentiated in vitro from umbilical cord blood CD34+ cells
JP2022542321A (ja) 免疫療法のためのnk細胞組成物および調製物ならびにそれらの製造のための方法
WO2020116606A1 (ja) T細胞又はnk細胞の製造方法、t細胞又はnk細胞の培養用培地、t細胞又はnk細胞の培養方法、未分化t細胞の未分化状態を維持する方法及びt細胞又はnk細胞の増殖促進剤
JP6774685B2 (ja) 薬物又は薬物の組み合わせに対する初代細胞集団の細胞応答性を試験するためのエクスビボの方法
WO2019205403A1 (zh) 治疗肿瘤的基因工程自然杀伤细胞产品
TWI757709B (zh) 含有nk細胞之細胞集團之製造方法
Zhou et al. Characterization of T-cell memory phenotype after in vitro expansion of tumor-infiltrating lymphocytes from melanoma patients
Obleukhova et al. Use of antigen‑primed dendritic cells for inducing antitumor immune responses in vitro in patients with non‑small cell lung cancer
US11846629B2 (en) MonoMac-1 cells expressing CD16 and CD163
Park et al. In vitro generation of functional dendritic cells differentiated from CD34 negative cells isolated from human umbilical cord blood
KR101499345B1 (ko) 개 자연살해세포 체외 증폭배지 및 이를 이용한 개 자연살해세포 체외 배양방법
Shergold A novel screen to understand preDC migration and improve recruitment to the tumour microenvironment
Funck Innate immune cell crosstalk induces melanoma cell senescence
Geyer Development of Novel Microfluidic-Based Pancreaticcancer-On-A-Chip Models
Grušanović Identification and characterization of novel regulators of hematopoietic stem cell function
Tolomeo et al. Annexin a5 (An5)-bound extracellular vesicles (EVs) from mesenchymal stromal cells (MSCs) show enhanced and specific antiinflammatory effects
Fiore et al. Wilms’ Tumor Primary Cells Display Potent Immunoregulatory Properties on NK Cells and Macrophages. Cancers 2021, 13, 224
Varela et al. In vitro differentiation of myeloid suppressor cells (MDSC-like) from an immature myelomonocytic precursor THP-1
Charalambous Tumour-Priming of Human Natural Killer Cells and the Impact of Tumour Microenvironment in Ovarian Cancer
Butterfield et al. Approaches to immunologic monitoring of clinical trials
Nußbaum Effects of commonly used antiviral vaccines on human plasmacytoid dendritic cells

Legal Events

Date Code Title Description
A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529

Effective date: 20180605

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191024

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200928

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6774685

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250