JP2019047801A - Methods for engineering T cells for immunotherapy by using RNA-guided CAS nuclease system - Google Patents

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Abstract

To develop genetically engineered, preferably non-alloreactive T-cells for immunotherapy.SOLUTION: Genetically engineered T-cells for immunotherapy are developed to specifically target a selection of key genes in T-cells by using RNA-guided endonucleases, in particular Cas9/CRISPR system. The engineered T-cells are also intended to express chimeric antigen receptors (CAR) to redirect their immune activity towards malignant or infected cells. The invention opens the way to standard and affordable adoptive immunotherapy strategies using T-Cells for treating cancer and viral infections.SELECTED DRAWING: None

Description

発明の分野
本発明は、免疫療法のために、遺伝子操作された、好ましくは非アロ反応性のT細胞を開発する方法に関する。本方法は、T細胞にある、いろいろな重要遺伝子座を特異的に標的とするために、RNAガイドエンドヌクレアーゼ、特にCas9/クリスパー系を使用することを伴う。操作されたT細胞はまた、その免疫活性を悪性細胞または感染細胞に再誘導するためにキメラ抗原受容体(CAR)を発現することも意図される。本発明は、癌、ウイルス感染症、および自己免疫疾患を処置するための、T細胞を用いた標準的で手頃な価格の養子免疫療法戦略への道を開く。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to methods of developing genetically engineered, preferably non-alloreactive T cells for immunotherapy. The method involves using RNA-guided endonucleases, in particular the Cas9 / Crisper system, to specifically target various key loci present in T cells. Engineered T cells are also intended to express a chimeric antigen receptor (CAR) to reinduce its immune activity to malignant or infected cells. The present invention paves the way to standard and affordable adoptive immunotherapeutic strategies using T cells to treat cancer, viral infections and autoimmune diseases.

発明の背景
エクスビボで生成された自己の抗原特異的T細胞の移入を含む養子免疫治療は、ウイルス感染および癌を処置するための有望な戦略である。養子免疫治療のために使用されるT細胞は、抗原特異的T細胞の増大または遺伝子改変を通したT細胞の向け直しのいずれかによって生成され得る(Park,Rosenberg et al.2011)。ウイルス抗原特異的T細胞の移入は、移植に関連したウイルス感染および稀なウイルス関連悪性疾患の処置のために使用されている、よく確立された手法である。同様に、腫瘍特異的T細胞の単離および移入は、黒色腫の処置において成功が示されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Adoptive immunotherapy, which involves the transfer of autologous antigen-specific T cells generated ex vivo, is a promising strategy for treating viral infections and cancer. T cells used for adoptive immunotherapy can be generated either by expansion of antigen specific T cells or redirecting T cells through genetic modification (Park, Rosenberg et al. 2011). Transfer of viral antigen-specific T cells is a well-established procedure used for the treatment of viral infections associated with transplantation and rare virus-related malignancies. Similarly, isolation and transfer of tumor specific T cells has shown success in the treatment of melanoma.

T細胞における新規特異性は、トランスジェニックT細胞受容体またはキメラ抗原受容体(CAR)の遺伝子移入を通して、成功裡に生成された(Jena,Dotti et al.2010)。CARは、単一の融合分子として1つ以上のシグナリングドメインと会合したターゲティングモエティからなる合成受容体である。概してCARの結合モエティは、フレキシブルリンカーによって結合されたモノクローナル抗体の軽鎖可変断片を含む、単鎖抗体(scFv)の抗原結合ドメインからなる。受容体またはリガンドのドメインに基づく結合モエティも、成功裡に使用されている。第一世代CARのためのシグナリングドメインは、CD3ζ鎖またはFc受容体γ鎖の細胞質領域に由来する。第一世代CARは、T細胞の細胞傷害を成功裡に向け直すことが示されたが、より長期間の増大および抗腫瘍活性をインビボで提供することはできなかった。CARによって改変されたT細胞の生存を増強し、増殖を増加させるため、CD28、OX-40(CD134)、および4-1BB(CD137)を含む共刺激分子に由来するシグナリングドメインが、単独で(第二世代)または組み合わせて(第三世代)付加された。CARは、リンパ腫および固形腫瘍を含む様々な悪性疾患に由来する腫瘍細胞の表面に発現された抗原に対して、T細胞が向け直されることを、成功裡に可能にしている(Jena,Dotti et al.2010)。   Novel specificity in T cells was successfully generated through gene transfer of transgenic T cell receptor or chimeric antigen receptor (CAR) (Jena, Dotti et al. 2010). CAR is a synthetic receptor consisting of targeting moieties associated with one or more signaling domains as a single fusion molecule. Generally, the binding moiety of CAR consists of the antigen binding domain of a single chain antibody (scFv), which comprises the light chain variable fragment of a monoclonal antibody linked by a flexible linker. Binding moieties based on receptor or ligand domains have also been used successfully. The signaling domain for the first generation CAR is derived from the cytoplasmic region of the CD3ζ or Fc receptor γ chain. Although first generation CAR has been shown to successfully redirect T cell cytotoxicity, it has not been able to provide longer term expansion and antitumor activity in vivo. To enhance the survival of CAR-modified T cells and increase proliferation, signaling domains derived from costimulatory molecules including CD28, OX-40 (CD134), and 4-1BB (CD137) can be Second generation) or combined (third generation) added. CAR has successfully enabled T cells to be redirected to antigens expressed on the surface of tumor cells derived from various malignancies, including lymphomas and solid tumors (Jena, Dotti et al. al. 2010).

養子免疫療法を用いて患者を処置する現行のプロトコールは自己細胞移入に基づいている。このアプローチでは、Tリンパ球が患者から回収され、遺伝子組換えされるか、エクスビボで選択され、必要に応じて細胞数を増幅するためにインビトロで培養され、最後に、患者に注入される。リンパ球注入に加えて、宿主は、T細胞の生着または免疫応答へのT細胞の関与を支援する他のやり方、例えば、(放射線または化学療法を用いた)プレコンディショニング(preconditioning)およびリンパ球増殖因子(例えば、IL-2)の投与で操作されてもよい。各患者には、患者自身のリンパ球(すなわち、自家療法)を用いて、個々に作られた処置が与えられる。自家療法は、実際の適用に対して大きな技術的な障害および物流上の障害に直面している。作製するには、高価な専用施設および専門家が必要であり、患者を診断した後、短時間で作製しなければならない。多くの場合、患者の前処置によって免疫機能が低下し、患者のリンパ球は十分に機能せず、非常に少数で存在する可能性がある。これらの障害のために、各患者の自己細胞調製物は事実上新たな製品であり、その結果、効力および安全性の大幅なばらつきが生じる。   Current protocols for treating patients using adoptive immunotherapy are based on autologous cell transfer. In this approach, T lymphocytes are harvested from the patient, genetically modified or selected ex vivo, optionally cultured in vitro to amplify cell numbers, and finally infused into the patient. In addition to lymphocyte infusion, the host may also engraft T cells or other ways to support T cell involvement in the immune response, such as preconditioning (using radiation or chemotherapy) and lymphocytes. The administration of growth factors (eg, IL-2) may be manipulated. Each patient is given an individually generated treatment using their own lymphocytes (i.e., autologous therapy). Self-medication is facing major technical and logistical obstacles for practical applications. Production requires expensive dedicated facilities and specialists, and must be produced in a short time after diagnosing the patient. In many cases, pretreatment of the patient results in diminished immune function and the patient's lymphocytes do not function well and may be present in very small numbers. Because of these disorders, each patient's autologous cell preparation is virtually a new product, resulting in significant variability in efficacy and safety.

理想的には、同種異系治療用細胞を予め製造し、詳細に特徴付け、患者に即時に投与することができる標準化された療法を使用したい。同種異系とは、細胞が、同じ種に属する個体から得られているが、遺伝的に似ていないことを意味する。しかしながら、現在、同種異系細胞の使用には多くの欠点がある。免疫能力のある宿主では、同種異系細胞は素早く拒絶される。これは、宿主対移植片拒絶反応(HvG)と呼ばれるプロセスである。このため、導入された細胞の効力は大きく制限される。免疫能力のない宿主では、同種異系細胞は生着することができるが、その内因性T細胞受容体(TCR)特異性は宿主組織を異物として認識し、その結果、移植片対宿主病(GvHD)が起こる。移植片対宿主病(GvHD)は重大な組織損傷および死亡につながる場合がある。   Ideally, one would like to use standardized therapies that can be prefabricated, characterized in detail, and immediately administered to patients, allogeneic therapeutic cells. Allogeneic means that the cells are obtained from individuals belonging to the same species but are not genetically similar. However, at present, the use of allogeneic cells has many drawbacks. In an immunocompetent host, allogeneic cells are rapidly rejected. This is a process called host versus graft rejection (HvG). Because of this, the potency of the introduced cells is greatly limited. In non-immune hosts, allogeneic cells can engraft, but their endogenous T cell receptor (TCR) specificity recognizes the host tissue as foreign, resulting in graft versus host disease ( GvHD) happens. Graft versus host disease (GvHD) can lead to significant tissue damage and death.

同種異系細胞を効果的に入手するために、本発明者らは、T細胞を遺伝子操作する方法を以前に開示し、この方法では、登録商標TALEN(商標)(Cellectis, 8, rue de la Croix Jarry, 75013 PARIS)の方がよく知られている特異的TAL-ヌクレアーゼを用いることによって、様々なエフェクター遺伝子、特にT細胞受容体をコードする遺伝子が不活性化される。この方法は、プラットフォームの一部としてRNAトランスフェクションを使用し、初代細胞において高効率であることが分かっており、そのため同種異系T細胞を大量生産することができる(WO2013/176915)。   In order to effectively obtain allogeneic cells, we have previously disclosed a method of genetically engineering T cells, in which the method TALEN.RTM. (Cellectis, 8, rue de la By using a specific TAL-nuclease, which is better known by Croix Jarry (75013 PARIS), various effector genes, in particular genes encoding T cell receptors, are inactivated. This method uses RNA transfection as part of the platform and has been found to be highly efficient in primary cells, so it is possible to mass produce allogeneic T cells (WO 2013/176915).

最近、細菌S.ピオゲネス(S.pyogenes)のII型原核生物クリスパー(Clustered Regularly Interspaced Short palindromic Repeat)適応免疫系の成分に基づいて新たなゲノム操作ツールが開発された。この多成分系はRNAガイドCasヌクレアーゼ系(Gasiunas, Barrangou et al. 2012; Jinek, Chylinski et al. 2012)またはもっと簡単にクリスパーと呼ばれ、Casエンドヌクレアーゼと、このヌクレアーゼをいくつかの特定のゲノム配列に動かす能力をもつガイドRNA分子が関与する。RNAガイドがゲノム配列にハイブリダイズすると、エンドヌクレアーゼはDNAを切断することができる。クリスパー/クリスパー関連(Cas)系は、(1)「スペーサー」と呼ばれる外来遺伝物質が宿主ゲノム内のクラスター化アレイに保持されていること、(2)スペーサーから短いガイドRNA(crRNA)が発現されること、(3)crRNAが、プロトスペーサーと呼ばれる外来DNAの特定の部分に結合すること、および(4)クリスパー関連ヌクレアーゼ(Cas)がプロトスペーサーを分解することが必要である。外来DNAへの結合の特異性は、プレcrRNAの中にある非反復スペーサーエレメントによって制御される。プレcrRNAはtracrRNAと共に転写されると、Cas9ヌクレアーゼをプロトスペーサー:crRNAヘテロ二重鎖に向け、二本鎖破壊(DSB)形成を誘導する。さらに、Cas9ヌクレアーゼは、プロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)として知られる特定の配列がプロトスペーサー配列のすぐ下流に存在する場合にのみDNAを切断する。S.ピオゲネスにおける古典的なPAM配列は5'-NGG-3'であり、Nは任意のヌクレオチドを指す。後になって、Cas9ヌクレアーゼが標的DNA配列を配列特異的に切断するには、1種類のキメラcrRNA:tracrRNA転写物の発現だけで十分であることが証明された。このキメラcrRNA:tracrRNA転写物は、通常、天然II型クリスパー系では2つの異なるRNAとして発現される。哺乳動物細胞において使用するためにS.ピオゲネス由来内因性II型クリスパー/Cas系を適合させることによって、いくつかのグループは、独立して、RNAガイドCas9が、高い効率および最小限のオフターゲット効果で哺乳動物細胞の内因性ゲノム遺伝子座に正確な二本鎖切断を効率的に導入できることを示した(Cong et al. 2013, Mali et al. 2013, Cho et al. 2013)。さらに、ゲノム操作および転写調節におけるさらなる用途のために、Cas9ヌクレアーゼの特徴を利用するために、いくつかのCas9ヌクレアーゼ変異型が開発されている。例えば、Cas9ヌクレアーゼ変異型の1つはニッカーゼとして機能し(Jinek et al. 2012)、野生型Cas9のように両鎖ではなくDNAの相補鎖を切断する。これにより、NHEJではなく高忠実度の経路を用いてDNAテンプレートを修復することが可能になり、それによって、標的となる遺伝子座での、およびおそらくゲノム内の他の場所でのインデル形成が妨げられて、起こり得るオフターゲット/毒性作用が低減すると同時に、相同組換えを受ける能力が維持される(Cong et al., 2013)。つい最近、対となるニッキングが細胞株におけるオフターゲット活性を1/1,500〜1/50にし、オンターゲット切断効率を失うことなくマウス接合子における遺伝子ノックアウトを容易にすることが示された(Ran et al., 2013)。   Recently, new genome manipulation tools have been developed based on components of the type II Prokaryotic Crisper (Clustered Regularly Interspaced Short palindromic Repeat) adaptive immune system of the bacterium S. pyogenes. This multicomponent system is called the RNA-guided Cas nuclease system (Gasiunas, Barrangou et al. 2012; Jinek, Chylinski et al. 2012) or more simply Crisper, and the Cas endonuclease and this nuclease have some specific genomes It involves guide RNA molecules that have the ability to move into sequence. The endonuclease can cleave DNA when the RNA guide hybridizes to the genomic sequence. The Crisper / Crisper-related (Cas) system is: (1) that the foreign genetic material called "spacer" is retained in a clustered array in the host genome; (2) the spacer expresses short guide RNA (crRNA) (3) crRNA is required to bind to a specific part of foreign DNA called protospacer, and (4) crisper related nuclease (Cas) is required to degrade protospacer. The specificity of binding to foreign DNA is controlled by unique spacer elements within the pre-crRNA. The pre-crRNA, when transcribed with tracrRNA, directs the Cas9 nuclease to the protospacer: crRNA heteroduplex, inducing double strand break (DSB) formation. In addition, Cas9 nuclease cleaves DNA only when a specific sequence known as the protospacer flanking motif (PAM) is immediately downstream of the protospacer sequence. The classical PAM sequence in S. pyogenes is 5'-NGG-3 ', N refers to any nucleotide. Later, it was proved that expression of only one type of chimeric crRNA: tracrRNA transcript is sufficient for Cas9 nuclease to sequence specifically cleave the target DNA sequence. This chimeric crRNA: tracrRNA transcript is usually expressed as two different RNAs in the natural type II crisper system. By adapting the S. pyogenes-derived endogenous type II Crisper / Cas system for use in mammalian cells, several groups independently show that the RNA guide Cas9 has high efficiency and minimal off-target effects We have shown that we can efficiently introduce the correct double-strand break into the endogenous genomic locus of mammalian cells (Cong et al. 2013, Mali et al. 2013, Cho et al. 2013). In addition, several Cas9 nuclease variants have been developed to exploit the features of Cas9 nuclease for further applications in genome engineering and transcriptional regulation. For example, one of the Cas9 nuclease variants functions as a nickase (Jinek et al. 2012) and cleaves the complementary strand of DNA rather than both strands as wild-type Cas9. This allows the DNA template to be repaired using a high fidelity pathway rather than NHEJ, thereby preventing indel formation at the targeted locus and possibly elsewhere in the genome. The potential off target / toxic effects are reduced while maintaining the ability to undergo homologous recombination (Cong et al., 2013). Most recently, paired nicking has been shown to reduce off-target activity in cell lines to 1 / 1,500 to 1/50 and to facilitate gene knockout in mouse zygotes without losing on-target cleavage efficiency (Ran et al. al., 2013).

Cas9/クリスパー系などのRNAガイドエンドヌクレアーゼは、哺乳動物細胞を遺伝子操作するための魅力的なアプローチのように思われるが、初代細胞、特にT細胞におけるRNAガイドエンドヌクレアーゼの使用は、以下の事実:
-T細胞細胞質へのDNAの導入によりT細胞が悪影響を受けること、すなわち、細胞がDNAベクターで形質転換されたときに高いアポトーシス率が観察されること、
-クリスパー系には細胞内でCas9が安定発現されることが必要であるが、生細胞内でCas9が長期間発現されると染色体欠陥が生じる可能性があること、
-現行のRNAガイドエンドヌクレアーゼの特異性は、11ヌクレオチド(N12-20NGG、式中、NGGはPAMを表す)を含む配列だけで決まるため、ゲノムに固有にある、望ましい遺伝子座の標的配列を特定することが非常に難しいこと
が大きな障害となっている。
While RNA-guided endonucleases such as the Cas9 / Crisper system appear to be an attractive approach to genetically engineering mammalian cells, the use of RNA-guided endonucleases in primary cells, especially T cells, is less :
-The adverse effect of T cells upon introduction of DNA into the T cell cytoplasm, ie a high apoptosis rate is observed when the cells are transformed with a DNA vector,
-The Crisper system requires that Cas9 be stably expressed in cells, but the long-term expression of Cas9 in living cells may result in chromosomal defects,
-The specificity of the current RNA guide endonuclease is determined solely by the sequence containing 11 nucleotides (N12-20 NGG, where NGG stands for PAM), thus identifying the target sequence of the desired genetic locus, which is unique to the genome Being very difficult to do is a major obstacle.

本願は、RNAガイドエンドヌクレアーゼをT細胞に効率的に実装するために、これらの制約に対する解決策を提供することを目的とする。   The present application aims to provide a solution to these limitations in order to efficiently implement RNA-guided endonucleases in T cells.

本発明は、Cas9/クリスパーなどのRNAガイドエンドヌクレアーゼを用いることによって、T細胞、特にドナーから入手可能な同種異系T細胞を、免疫療法目的に適するように、操作する方法を開示する。   The present invention discloses a method of engineering T cells, in particular allogeneic T cells obtainable from donors, by using an RNA guide endonuclease such as Cas9 / Crisper, in a manner suitable for immunotherapeutic purposes.

本発明の方法は、さらに詳細には、MHC認識および/または免疫チェックポイントタンパク質に関与する遺伝子を不活性化または交換することによって、免疫療法に関係のあるT細胞のゲノムを正確に改変することを可能にする。特に、本発明の方法は、ガイドRNAが細胞死を誘発することなくTCR成分を不活性化するために、ゲノム内にある特定の関係のある標的配列を提供する。   The method of the present invention more specifically modifies the genome of T cells involved in immunotherapy by inactivating or replacing genes involved in MHC recognition and / or immune checkpoint proteins. Make it possible. In particular, the methods of the present invention provide specific relevant target sequences within the genome in order for the guide RNA to inactivate the TCR component without inducing cell death.

いくつかの好ましい態様によれば、免疫療法に関係のある改変された細胞は、特異的な細胞認識のために、単鎖およびマルチサブユニットのキメラ抗原受容体(CAR)をコードする外因性組換えポリヌクレオチドをさらに含む。さらに詳細には、CD19抗原に対して向けられたCARを有する、リンパ腫を処置するための改変されたT細胞が入手可能になる。   According to some preferred embodiments, the modified cells involved in immunotherapy comprise an exogenous set encoding single chain and multi-subunit chimeric antigen receptor (CAR) for specific cell recognition It further comprises a replacement polynucleotide. More specifically, modified T cells for treating lymphoma become available that have a CAR directed against the CD19 antigen.

本発明は、詳細な説明、実施例、および図面に示した遺伝子組換えを含む、単離された細胞または細胞株、ならびにT細胞においてRNAガイドエンドヌクレアーゼを実装するのに有用なタンパク質、ポリペプチド、またはベクターの全てを包含する。   The present invention relates to isolated cells or cell lines comprising the genetic recombination shown in the detailed description, examples and figures, as well as proteins, polypeptides useful for implementing RNA-guided endonucleases in T cells. Or all of the vectors are included.

本発明の結果として、改変されたT細胞は、癌、感染症、または自己免疫疾患を処置または予防するための方法において、治療製品として、理想的には、「既製の(off the shelf)」製品として使用することができる。
[本発明1001]
(a)少なくとも、
-RNAガイドエンドヌクレアーゼ、および
-該エンドヌクレアーゼを、T細胞ゲノム内にある少なくとも1種の標的となる遺伝子座に向ける、特異的ガイドRNA
の細胞への導入および/または発現によってT細胞を遺伝子組換えする工程、
(b)結果として生じた細胞を増殖させる工程
を含む、免疫療法のためにT細胞を調製する方法。
[本発明1002]
RNAガイドエンドヌクレアーゼが、S.ピオゲネス(S.Pyogenes)のCas9に由来するRuvCドメインまたはHNHドメイン(SEQ ID NO:1またはSEQ ID NO:2)と少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を示すアミノ酸配列を含む、本発明1001の方法。
[本発明1003]
RNAガイドエンドヌクレアーゼがCas9である、本発明1001または1002の方法。
[本発明1004]
RNAガイドエンドヌクレアーゼが少なくとも2つのポリペプチドに分割され、一つのポリペプチドがRuvCを含み、別のポリペプチドがHNHを含む、本発明1002の方法。
[本発明1005]
RNAガイドエンドヌクレアーゼが安定化型または不活性型で発現され、
T細胞が産生する酵素によって活性化されるか、またはT細胞内でそのポリペプチド構造が不安定化されると、該エンドヌクレアーゼが活性となる、本発明1004の方法。
[本発明1006]
ガイドRNAがペプチド核酸(PNA)またはロックド核酸(LNA)によって運ばれる、本発明1001〜1005のいずれかの方法。
[本発明1007]
トランスフェクトされたmRNAからRNAガイドエンドヌクレアーゼが発現される、本発明1001〜1006のいずれかの方法。
[本発明1008]
トランスフェクトされたmRNAからRNAガイドエンドヌクレアーゼが発現され、プラスミドDNAからガイドRNAが発現される、本発明1007の方法。
[本発明1009]
トランスフェクトされたmRNAが、修飾核酸塩基またはポリアデニル化配列を含めることによって安定化される、本発明1007または1008の方法。
[本発明1010]
トランスフェクトされたmRNAがARCA(アンチリバースCap類似体)の付加によって安定化される、本発明1007の方法。
[本発明1011]
トランスフェクトされたmRNAが5'UTRまたは3'UTRの付加によって安定化される、本発明1007の方法。
[本発明1012]
トランスフェクトされたmRNAが少なくとも1種の細胞透過性ペプチドと結合される、本発明1007の方法。
[本発明1013]
細胞透過性ペプチドが、ペネトラチン、TAT、ポリアルギニンペプチド、pVEC、MPG、トランスポータン、グアニジウムリッチ分子輸送体より選択される、本発明1012の方法。
[本発明1014]
透過性ペプチドが、RQIRIWFQNRRMRWRR、RQIRIWFQNRRMRWRRC、および/またはRQIKIWFQNRRMKWKKCより選択されるアミノ酸配列を含む、本発明1013の方法。
[本発明1015]
ガイドRNAおよび/またはmRNAがエレクトロポレーションによって細胞に導入される、本発明1001〜1014のいずれかの方法。
[本発明1016]
エンドヌクレアーゼがDNAベクターから発現される、本発明1001〜1006のいずれかの方法。
[本発明1017]
ガイドRNAが細胞内で産生された時点で、エンドヌクレアーゼの発現が誘導される、本発明1016の方法。
[本発明1018]
DNAベクターがゲノムに組み込まれない、本発明1016の方法。
[本発明1019]
DNAベクターがエピソームベクターである、本発明1016の方法。
[本発明1020]
DNAベクターがトランスポゾンである、本発明1016の方法。
[本発明1021]
ガイドRNAがDNAベクターからの転写物である、本発明1001〜1020のいずれかの方法。
[本発明1022]
DNAベクターが、T細胞においてガイドRNAをより効率的に転写させるためにU6プロモーターを含む、本発明1021の方法。
[本発明1023]
エンドヌクレアーゼが非組み込みウイルスベクターから発現される、本発明1001の方法。
[本発明1024]
レトロウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターが染色体に組み込まれると、エンドヌクレアーゼが発現される、本発明1001の方法。
[本発明1025]
偽形質導入によりウイルスキャプシドが形成されると、前記ヌクレアーゼおよび/またはガイドRNAがT細胞に導入される、本発明1001の方法。
[本発明1026]
エンドヌクレアーゼおよび/またはガイドRNAがリポソームベクターを用いてトランスフェクトされる、本発明1001の方法。
[本発明1027]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座がT細胞受容体(TCR)の成分をコードする、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1028]
T細胞受容体の成分がTCRαである、本発明1027の方法。
[本発明1029]
ガイドRNAが、表2に列挙したSEQ ID NO:6〜SEQ ID NO:52より選択されるTCRαの標的配列に特異的にハイブリダイズする、本発明1028の方法。
[本発明1030]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座がHLA遺伝子をコードする、本発明1001〜1029のいずれかの方法。
[本発明1031]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座がT細胞受容体(TCR)の成分の発現の調節に関与する、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1032]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座が、CTLA4、PPP2CA、PPP2CB、PTPN6、PTPN22、PDCD1、LAG3、HAVCR2、BTLA、CD160、TIGIT、CD96、CRTAM、LAIR1、SIGLEC7、SIGLEC9、CD244、TNFRSF10B、TNFRSF10A、CASP8、CASP10、CASP3、CASP6、CASP7、FADD、FAS、TGFBRII、TGFRBRI、SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD10、SKI、SKIL、TGIF1、IL10RA、IL10RB、HMOX2、IL6R、IL6ST、EIF2AK4、CSK、PAG1、SIT1、FOXP3、PRDM1、BATF、GUCY1A2、GUCY1A3、GUCY1B2、およびGUCY1B3より選択される免疫チェックポイントタンパク質の発現に関与する、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1033]
前記遺伝子座がPD1遺伝子またはCTLA-4遺伝子の発現に関与する、本発明1032の方法。
[本発明1034]
少なくとも2種の不活性化される遺伝子が、PD1およびTCRα、PD1およびTCRβ、CTLA-4およびTCRα、CTLA-4およびTCRβ、LAG3およびTCRα、LAG3およびTCRβ、Tim3およびTCRα、Tim3およびTCRβ、BTLAおよびTCRα、BTLAおよびTCRβ、BY55およびTCRα、BY55およびTCRβ、TIGITおよびTCRα、TIGITおよびTCRβ、B7H5およびTCRα、B7H5およびTCRβ、LAIR1およびTCRα、LAIR1およびTCRβ、SIGLEC10およびTCRα、SIGLEC10およびTCRβ、2B4およびTCRα、2B4およびTCRβからなる群より選択される、本発明1032の方法。
[本発明1035]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座が、化学療法または免疫抑制薬物に対するT細胞の感受性を付与する、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1036]
標的となる遺伝子座がCD52である、本発明1035の方法。
[本発明1037]
標的となる遺伝子座がヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)である、本発明1035の方法。
[本発明1038]
標的となる遺伝子座がグルココルチコイド受容体(GR)をコードする、本発明1035の方法。
[本発明1039]
外因性DNAまたは変異をT細胞ゲノムに導入するように、標的となる遺伝子座において相同組換えが誘導される、本発明1001〜1038のいずれかの方法。
[本発明1040]
キメラ抗原受容体(CAR)をT細胞に導入する工程をさらに含む、本発明1001〜1038のいずれかの方法。
[本発明1041]
工程(a)のT細胞が、炎症性Tリンパ球、細胞傷害性Tリンパ球、制御性Tリンパ球、またはヘルパーTリンパ球に由来する、本発明1001〜1040のいずれかの方法。
[本発明1042]
工程(a)のT細胞がCD4+Tリンパ球および/またはCD8+Tリンパ球に由来する、本発明1041の方法。
[本発明1043]
形質転換されたT細胞がインビトロで増殖する、本発明1001〜1042のいずれかの方法。
[本発明1044]
形質転換されたT細胞がインビボで増殖する、本発明1001〜1042のいずれかの方法。
[本発明1045]
医薬として用いられるT細胞を調製するための、本発明1001〜1044のいずれかの方法。
[本発明1046]
必要とする患者における癌またはウイルス感染症を処置するためのT細胞を調製するための、本発明1014の方法。
[本発明1047]
リンパ腫を処置するための、本発明1046の方法。
[本発明1048]
本発明1001〜1047のいずれかの方法によって入手可能な、操作されたT細胞。
[本発明1049]
(a)本発明1001〜1047のいずれかの方法に従って、改変されたT細胞の集団を調製する工程、および
(b)該形質転換されたT細胞を患者に投与する工程
を含む、患者を処置するための方法。
[本発明1050]
患者が、癌、ウイルス感染症、自己免疫障害、または移植片対宿主病(GvHD)と診断されている、本発明1049の方法。
[本発明1051]
T細胞が、処置しようとする患者に由来する、本発明1050の方法。
[本発明1052]
T細胞がドナーに由来する、本発明1051の方法。
As a result of the present invention, the modified T cells are ideally "off the shelf" as a therapeutic product in a method for treating or preventing cancer, infection or autoimmune disease. It can be used as a product.
[Invention 1001]
(A) At least
-RNA guide endonucleases, and
-A specific guide RNA which directs the endonuclease to at least one target locus within the T cell genome
Recombining T cells by introduction and / or expression of
(B) A method of preparing T cells for immunotherapy, which comprises the steps of growing the resulting cells.
[Invention 1002]
An amino acid sequence showing at least 80% amino acid sequence identity with the RuvC domain or HNH domain (SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2) derived from Cas9 of S. pyogenes (S. Pyogenes) The method of the present invention 1001, comprising
[Invention 1003]
The method of the invention 1001 or 1002, wherein the RNA guide endonuclease is Cas9.
[Invention 1004]
The method of the invention 1002, wherein the RNA guide endonuclease is split into at least two polypeptides, one polypeptide comprising RuvC and another polypeptide comprising HNH.
[Invention 1005]
RNA-guided endonuclease is expressed in stabilized or inactive form,
The method of the invention 1004, wherein the endonuclease is activated when it is activated by an enzyme produced by T cell or its polypeptide structure is destabilized in T cell.
[Invention 1006]
The method of any of the inventions 1001-1005, wherein the guide RNA is carried by a peptide nucleic acid (PNA) or a locked nucleic acid (LNA).
[Invention 1007]
The method of any of the inventions 1001-1006, wherein the RNA guide endonuclease is expressed from the transfected mRNA.
[Invention 1008]
The method of the invention 1007, wherein the RNA guide endonuclease is expressed from the transfected mRNA and the guide RNA is expressed from plasmid DNA.
[Invention 1009]
The method of the invention 1007 or 1008, wherein the transfected mRNA is stabilized by including a modified nucleobase or a polyadenylation sequence.
[Invention 1010]
The method of the invention 1007, wherein the transfected mRNA is stabilized by the addition of ARCA (anti-reverse Cap analog).
[Invention 1011]
The method of the invention 1007, wherein the transfected mRNA is stabilized by the addition of a 5 'UTR or a 3' UTR.
[Invention 1012]
The method of the invention 1007, wherein the transfected mRNA is conjugated to at least one cell penetrating peptide.
[Invention 1013]
The method of the invention 1012 wherein the cell penetrating peptide is selected from penetratin, TAT, polyarginine peptide, pVEC, MPG, transportan, guanidinium rich molecule transporter.
[Invention 1014]
The method of the invention 1013 wherein the penetrating peptide comprises an amino acid sequence selected from RQIRIWFQNRRMRWRR, RQIRIWFQNRRMRWRRC, and / or RQIKIWFQNRRMKWKKC.
[Invention 1015]
The method of any of the inventions 1001 to 1014, wherein the guide RNA and / or the mRNA is introduced into the cells by electroporation.
[Invention 1016]
The method of any of the inventions 1001-1006, wherein the endonuclease is expressed from a DNA vector.
[Invention 1017]
The method of the invention 1016, wherein expression of the endonuclease is induced when the guide RNA is produced in the cell.
[Invention 1018]
The method of the invention 1016, wherein the DNA vector is not integrated into the genome.
[Invention 1019]
The method of the invention 1016, wherein the DNA vector is an episomal vector.
[Invention 1020]
The method of the invention 1016, wherein the DNA vector is a transposon.
[Invention 1021]
The method of any of the inventions 1001-100, wherein the guide RNA is a transcript from a DNA vector.
[Invention 1022]
The method of the invention 1021, wherein the DNA vector comprises a U6 promoter in order to cause guide RNA to be transcribed more efficiently in T cells.
[Invention 1023]
The method of the invention 1001, wherein the endonuclease is expressed from a non-integrating viral vector.
[Invention 1024]
The method of the invention 1001, wherein the endonuclease is expressed when the retroviral vector or lentiviral vector is integrated into the chromosome.
[Invention 1025]
The method of the present invention 1001, wherein the nuclease and / or the guide RNA is introduced into T cells upon formation of a viral capsid by mock transduction.
[Invention 1026]
The method of the invention 1001, wherein the endonuclease and / or the guide RNA is transfected using a liposomal vector.
[Invention 1027]
The method of any of the inventions 1001-1002 wherein at least one target locus encodes a component of a T cell receptor (TCR).
[Invention 1028]
The method of the invention 1027 wherein the component of the T cell receptor is TCRα.
[Invention 1029]
The method of the invention 1028, wherein the guide RNA specifically hybridizes to a target sequence of TCRα selected from SEQ ID NO: 6 to SEQ ID NO: 52 listed in Table 2.
[Invention 1030]
The method of any of the inventions 1001-1029, wherein the at least one target locus encodes an HLA gene.
[Invention 1031]
The method of any of the claims 1001-1026, wherein at least one target locus is involved in the regulation of expression of a component of the T cell receptor (TCR).
[Invention 1032]
At least one type of target locus is CTLA4, PPP2CA, PPP2CB, PTPN6, PTPN22, PDCD1, LAG3, HAVCR2, BTLA, CD160, TIGIT, CD96, CRTAM, LAIR1, SIGLEC7, SIGLEC9, CD244, TNFRSF10B, TNFRSF10A, CASP8 , CASP10, CASP3, CASP6, CASP7, FADD, FAS, TGFBRII, TGFRBRI, SMAD2, SMAD3, SMAD4, SMAD10, SKI, SKIL, TGIL, IL10RA, IL10RB, HMOX2, IL6R, IL6ST, EIF2AK4, CSK, PAG1, FOXP3, SIF1 The method according to any of the present inventions 1001 to 1026, which is involved in the expression of an immune checkpoint protein selected from PRDM1, BATF, GUCY1A2, GUCY1A3, GUCY1B2, and GUCY1B3.
[Invention 1033]
The method of the invention 1032 wherein the locus is involved in expression of PD1 gene or CTLA-4 gene.
[Invention 1034]
At least two inactivated genes are PD1 and TCRα, PD1 and TCRβ, CTLA-4 and TCRα, CTLA-4 and TCRβ, LAG3 and TCRα, LAG3 and TCRβ, Tim3 and TCRα, Tim3 and TCRβ, BTLA and TCRα, BTLA and TCRβ, BY55 and TCRα, BY55 and TCRβ, TIGIT and TCRα, TIGIT and TCRβ, B7H5 and TCRα, B7H5 and TCRβ, LAIR1 and TCRα, LAIR1 and TCRβ, SIGLEC10 and TCRα, SIGLEC10 and TCRβ2B4 and TCRα, The method of the invention 1032 selected from the group consisting of 2B4 and TCRβ.
[Invention 1035]
The method of any of the claims 1001-1026, wherein the at least one target locus confers T cell sensitivity to a chemotherapeutic or immunosuppressive drug.
[Invention 1036]
The method of the invention 1035, wherein the targeted locus is CD52.
[Invention 1037]
The method of the invention 1035, wherein the targeted locus is hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HPRT).
[Invention 1038]
The method of the invention 1035, wherein the targeted locus encodes a glucocorticoid receptor (GR).
[Invention 1039]
The method of any of the inventions 1001 to 1038, wherein homologous recombination is induced at the targeted locus so as to introduce exogenous DNA or a mutation into the T cell genome.
[Invention 1040]
The method of any of the inventions 1001 to 1038, further comprising the step of introducing a chimeric antigen receptor (CAR) into T cells.
[Invention 1041]
The method of any of the present invention 1001 to 1040, wherein the T cells of step (a) are derived from inflammatory T lymphocytes, cytotoxic T lymphocytes, regulatory T lymphocytes, or helper T lymphocytes.
[Invention 1042]
The method of the invention 1041 wherein the T cells of step (a) are derived from CD4 + T lymphocytes and / or CD8 + T lymphocytes.
[Invention 1043]
The method of any of the inventions 1001 to 1042, wherein the transformed T cells grow in vitro.
[Invention 1044]
The method of any of the inventions 1001 to 1042, wherein the transformed T cells proliferate in vivo.
[Invention 1045]
The method of any of the present invention 1001 to 1044 for preparing T cells to be used as a medicine.
[Invention 1046]
The method of the invention 1014 for preparing T cells for treating cancer or viral infection in a patient in need.
[Invention 1047]
The method of the invention 1046 for treating a lymphoma.
[Invention 1048]
An engineered T cell obtainable by the method of any of the present invention 1001 to 1047.
[Invention 1049]
Treating the patient, comprising the steps of: (a) preparing a population of modified T cells according to any of the methods of the invention 1001 to 1047; and (b) administering the transformed T cells to the patient. How to do it.
[Invention 1050]
The method of the invention 1049 wherein the patient is diagnosed with cancer, viral infection, autoimmune disorder, or graft versus host disease (GvHD).
[Invention 1051]
The method of the invention 1050 wherein the T cells are from a patient to be treated.
[Invention 1052]
The method of the invention 1051 wherein the T cells are derived from a donor.

T細胞と抗原提示細胞との正常な関係の模式図。Schematic representation of the normal relationship between T cells and antigen presenting cells. 患者の腫瘍細胞に対する、本発明による遺伝子組換え治療用T細胞の模式図。Fig. 5 is a schematic view of a recombinant therapeutic T cell according to the present invention for a patient's tumor cells. 本発明によるRNAガイドエンドヌクレアーゼ操作T細胞に導入することができるマルチサブユニットCARの模式図。Schematic representation of multi-subunit CAR that can be introduced into RNA-guided endonuclease engineered T cells according to the present invention. 免疫療法のためにヒト同種異系細胞を操作する方法の一例の模式図。FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a method of engineering human allogeneic cells for immunotherapy. T細胞における、TCR遺伝子に対するクリスパー系活性のフローサイトメトリー分析(実施例2からの実験結果)。5x106個のT細胞を、Cas9 mRNA 10μg+カスパーゼ阻害剤の存在下で、U6プロモーターの制御下でTRAC遺伝子特異的sgRNAを発現するプラスミドDNA 10μgでトランスフェクトした。読み取り:トランスフェクション3日後の、TCRαβ抗体を用いたフローサイトメトリー分析。対照:非トランスフェクト細胞。Flow cytometric analysis of crisper activity on TCR genes in T cells (experimental results from example 2). 5 × 10 6 T cells were transfected with 10 μg of Cas9 mRNA plus 10 μg of plasmid DNA expressing TRAC gene-specific sgRNA under the control of the U6 promoter in the presence of caspase inhibitor. Reading: Flow cytometry analysis with TCRαβ antibody 3 days after transfection. Control: non-transfected cells. T細胞における、CD52遺伝子に対するクリスパー系活性のフローサイトメトリー分析(実施例2からの実験結果)。5x106個のT細胞を、Cas9 mRNA 10μg+カスパーゼ阻害剤の存在下で、U6プロモーターの制御下でCD52遺伝子特異的sgRNAを発現するプラスミドDNA 10μgでトランスフェクトした。読み取り:トランスフェクション3日後の、CD52抗体を用いたフローサイトメトリー分析。対照:非トランスフェクト細胞。Flow cytometric analysis of crisper activity on CD52 gene in T cells (experimental results from example 2). 5 × 10 6 T cells were transfected with 10 μg of Cas9 mRNA plus 10 μg of plasmid DNA expressing CD52 gene specific sgRNA under the control of the U6 promoter in the presence of caspase inhibitor. Reading: flow cytometry analysis with CD52 antibody 3 days after transfection. Control: non-transfected cells.

表1:PBMC由来T細胞におけるエレクトロポレーションに必要な最低電圧を求めるために使用した様々なcytopulseプログラム
表2:PBMC由来T細胞におけるエレクトロポレーションに必要な最低電圧を求めるために使用した様々なcytopulseプログラム
表3:TCRαの非遺伝毒性Cas9/クリスパー破壊のための標的配列
Table 1: Various cytopulse programs used to determine the lowest voltage required for electroporation in PBMC-derived T cells. Table 2: Various voltages used to determine the lowest voltage required for electroporation in PBMC-derived T cells. Cytopulse program Table 3: Target sequences for non-genotoxic Cas9 / Crisper disruption of TCR alpha

発明の詳細な説明
本明細書において特に定義されない限り、使用される技術用語および科学用語は、全て、遺伝子治療、生化学、遺伝学、および分子生物学の領域の当業者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Unless defined otherwise herein, all technical and scientific terms used are commonly understood by one of ordinary skill in the areas of gene therapy, biochemistry, genetics, and molecular biology Have the same meaning as

適当な方法および材料が本明細書に記載されるが、本明細書に記載されたものに類似しているかまたは等価である全ての方法および材料が、本発明の実施または試行において使用され得る。本明細書において言及された刊行物、特許出願、特許、およびその他の参照は全て、特に、参照が引用されている隣接する文章、段落、またはセクションにおける主題に関する各参照によって開示される主題について、参照によってその全体が組み入れられる。矛盾する場合には、定義を含む本明細書が優先されるであろう。さらに、材料、方法、および実施例は、他に特記されない限り、例示的なものに過ぎず、限定するためのものではない。   Although suitable methods and materials are described herein, all methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the present invention. All publications, patent applications, patents and other references mentioned herein are specifically incorporated herein by reference to the subject matter relating to the subject matter in the adjacent sentence, paragraph or section in which the reference is cited. It is incorporated by reference in its entirety. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control. In addition, the materials, methods, and examples are illustrative only and not intended to be limiting, unless otherwise specified.

本発明の実施は、他に示されない限り、当技術分野の技術の範囲内にある細胞生物学、細胞培養、分子生物学、トランスジェニック生物学、微生物学、組換えDNA、および免疫学の従来の技術を利用するであろう。そのような技術は、文献中に完全に説明されている。例えば、Current Protocols in Molecular Biology(Frederick M.AUSUBEL,2000,Wiley and son Inc,Library of Congress,USA);Molecular Cloning: A Laboratory Manual,Third Edition,(Sambrook et al,2001,Cold Spring Harbor,New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press);Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait ed.,1984);Mullisら、米国特許第4,683,195号;Nucleic Acid Hybridization(B.D.Harries & S.J.Higgins eds.1984);Transcription And Translation(B.D.Hames & S.J.Higgins eds.1984);Culture Of Animal Cells(R.I.Freshney,Alan R.Liss,Inc.,1987);Immobilized Cells And Enzymes(IRL Press,1986);B.Perbal,A Practical Guide To Molecular Cloning(1984);the series,Methods In ENZYMOLOGY(J.Abelson and M.Simon,eds.-in-chief,Academic Press,Inc.,New York)、特に、第154巻および第155巻(Wu et al.eds.)および第185巻、"Gene Expression Technology"(D.Goeddel,ed.);Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells(J.H.Miller and M.P.Calos eds.,1987,Cold Spring Harbor Laboratory);Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology(Mayer and Walker, eds., Academic Press,London,1987);Handbook Of Experimental Immunology, Volumes I-IV(D. M. Weir and C.C.Blackwell,eds.,1986);ならびにManipulating the Mouse Embryo,(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor,N.Y.,1986)を参照されたい。   The practice of the present invention, unless otherwise indicated, is within the skill of the art, cell biology, cell culture, molecular biology, transgenic biology, microbiology, recombinant DNA, and conventional methods of immunology. Will use the technology of Such techniques are explained fully in the literature. For example, Current Protocols in Molecular Biology (Frederick M. AUSUBEL, 2000, Wiley and Son Inc, Library of Congress, USA); Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition, (Sambrook et al, 2001, Cold Spring Harbor, New York). Oligosaccharide Synthesis (MJ Gait ed., 1984); Mullis et al., US Patent 4,683, 195; Nucleic Acid Hybridization (BD Harries & SJ Higgins eds. 1984); Transcription And Translation (BD Hames & SJ). Higgins eds. 1984); Culture Of Animal Cells (RI Freshshney, Alan R. Liss, Inc., 1987); Immobilized Cells And Enzymes (IRL Press, 1986); B. Perbal, A Practical Guide To Molecular Cloning (1984); The series, Methods In EN ZYMOLOGY (J. Abelson and M. Simon, eds.-in-chief, Academic Press, Inc., New York), in particular, volumes 154 and 155 (Wu et al. eds.) and Volume 185, "Gene Expression Technology" (D. Goeddel, ed.); Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells (JHMiller and MPCalos eds., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology (Mayer and Walker, eds., Academic Press, London, 1987); Handbook Of Experimental Immunology, Volumes I-IV (DM Weir and CCBlackwell, eds., 1986); See Manipulating the Mouse Embryo, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1986).

概略的な局面において、本発明は、癌および感染症の処置における新たな養子免疫療法戦略のための方法に関する。   In a general aspect, the invention relates to methods for new adoptive immunotherapeutic strategies in the treatment of cancer and infections.

本発明の主な目的は、細胞療法において適切な細胞を作製するために、Cas9などのRNAガイドエンドヌクレアーゼを用いてT細胞を遺伝子組換えすることである。第1の態様において、本発明の方法は、
(a)少なくとも、
-RNAガイドエンドヌクレアーゼ、および
-前記エンドヌクレアーゼを、T細胞ゲノム内にある少なくとも1種の標的となる遺伝子座に向ける、特異的ガイドRNA
の細胞への導入および/または発現によって、T細胞を遺伝子組換えする工程、
(b)結果として生じた細胞を増殖させる工程
を含む、免疫療法のためにT細胞を調製する方法に関する。
The main object of the present invention is to genetically recombine T cells with an RNA guide endonuclease such as Cas9 in order to generate suitable cells in cell therapy. In a first aspect, the method of the invention comprises
(A) At least
-RNA guide endonucleases, and
-A specific guide RNA that directs the endonuclease to at least one target locus within the T cell genome
Recombining T cells by introduction and / or expression of
(B) relates to a method of preparing T cells for immunotherapy, comprising the steps of growing the resulting cells.

「RNAガイドエンドヌクレアーゼ」とは、エンドヌクレアーゼの活性および特異性がエンドヌクレアーゼとRNA分子が結合することに依存するポリペプチドを意味する。このRNA分子の全配列、またはより一般的にはこのRNA分子の断片は、ゲノム内の標的配列を特定することができる。このRNA分子の断片は、好ましくは8核酸塩基より長い配列であり、より好ましくは10核酸塩基より長い配列であり、さらにより好ましくは12核酸塩基より長い配列である。このRNA分子は概して、前記標的配列にハイブリダイズし、前記エンドヌクレアーゼのエンドヌクレアーゼ活性を媒介することができる。RNAガイドエンドヌクレアーゼの一例は、Cas9/クリスパー系の一部であるcas9である。   By "RNA-guide endonuclease" is meant a polypeptide whose activity and specificity depend on the binding of the endonuclease and an RNA molecule. The entire sequence of this RNA molecule, or more generally, a fragment of this RNA molecule, can identify the target sequence within the genome. The fragment of this RNA molecule is preferably a sequence longer than 8 nucleobases, more preferably a sequence longer than 10 nucleobases, and even more preferably a sequence longer than 12 nucleobases. The RNA molecule is generally capable of hybridizing to the target sequence and mediating the endonuclease activity of the endonuclease. An example of an RNA guide endonuclease is cas9 which is part of the Cas9 / Crisper system.

Cas9
Cas9はCsn1(COG3513)とも呼ばれ、crRNAの生合成および侵入DNAの破壊の両方に関与する大きなタンパク質である。Cas9は、S.サーモフィラス(S.thermophilus)(Sapranauskas, Gasiunas et al. 2011)、リステリア・イノクア(listeria innocua)(Gasiunas, Barrangou et al. 2012; Jinek, Chylinski et al. 2012)、およびS.ピヨゲネス(S. Pyogenes)(Deltcheva, Chylinski et al. 2011)などの様々な細菌種において述べられている。この大きなCas9タンパク質(>1200アミノ酸)は、タンパク質の中央にある2つの推定ヌクレアーゼドメイン、すなわち、HNH(McrA様)ヌクレアーゼドメインと、分割されたRuvC様ヌクレアーゼドメイン(RNアーゼHフォールド(RNase H fold))(Haft, Selengut et al. 2005; Makarova, Grishin et al. 2006)を含有する。
Cas9
Cas9, also called Csn1 (COG 3513), is a large protein involved in both the biosynthesis of crRNA and the destruction of invading DNA. Cas 9 includes S. thermophilus (Sapranauskas, Gasiunas et al. 2011), Listeria innocua (Gasiunas, Barrangou et al. 2012; Jinek, Chylinski et al. 2012), and S. pijogenes. It has been described in various bacterial species such as (S. Pyogenes) (Deltcheva, Chylinski et al. 2011). This large Cas9 protein (> 1200 amino acids) contains two putative nuclease domains in the middle of the protein, namely the HNH (McrA-like) nuclease domain and a split RuvC-like nuclease domain (RNase H fold) (Haft, Selengut et al. 2005; Makarova, Grisin et al. 2006).

「Cas9」とは、標的核酸配列を処理することができる、操作されたエンドヌクレアーゼまたはCas9ホモログも意味する。特定の態様において、Cas9は、二本鎖切断または一本鎖切断のいずれかに対応し得る核酸標的配列の切断を誘導することができる。Cas9変種は、天然で自然界に存在しないCas9エンドヌクレアーゼ、およびタンパク質工学またはランダム変異誘発によって得られるCas9エンドヌクレアーゼでもよい。本発明によるCas9変種は、例えば変異、すなわちS.ピオゲネスCas9エンドヌクレアーゼのアミノ酸配列(COG3513-SEQ ID NO:3)内にある、少なくとも1つの残基からの欠失または少なくとも1つの残基の挿入もしくは置換によって得ることができる。本発明のフレーム(frame)局面において、このようなCas9変種は機能的なままである、すなわち標的核酸配列を処理する能力を保持している。Cas9変種はまた、S.ピオゲネスCas9のアミノ酸配列内にある、少なくとも1つの残基からの欠失または少なくとも1つの残基の挿入もしくは置換を含んでもよい、S.ピオゲネスCas9ホモログでもよい。最終構築物が望ましい活性、特にガイドRNAまたは核酸標的配列に結合する能力をもつのであれば、最終構築物に到達するために、欠失、挿入、および置換の任意の組み合わせが作られてもよい。   "Cas9" also refers to engineered endonucleases or Cas9 homologs capable of processing target nucleic acid sequences. In certain embodiments, Cas9 can induce cleavage of a nucleic acid target sequence that can correspond to either double stranded or single stranded cleavage. The Cas9 variant may be a naturally occurring, non-naturally occurring Cas9 endonuclease, and a Cas9 endonuclease obtained by protein engineering or random mutagenesis. The Cas9 variant according to the invention is, for example, a mutation, ie a deletion from at least one residue or an insertion of at least one residue within the amino acid sequence of the S. pyogenes Cas9 endonuclease (COG 3513-SEQ ID NO: 3) Or it can be obtained by substitution. In the frame aspect of the invention, such Cas9 variants remain functional, ie retain the ability to process the target nucleic acid sequence. The Cas9 variant may also be a S. pyogenes Cas9 homolog, which may comprise a deletion from at least one residue or an insertion or substitution of at least one residue within the amino acid sequence of S. pyogenes Cas9. If the final construct has the desired activity, in particular the ability to bind to the guide RNA or nucleic acid target sequence, any combination of deletion, insertion and substitution may be made to reach the final construct.

RuvC/RNアーゼHモチーフは、RNAおよびDNAに両方に働く幅広い核酸分解機能を示すタンパク質(RNアーゼH、RuvC、DNAトランスポザーゼ、およびレトロウイルスインテグラーゼ、およびアルゴノートタンパク質のPIWIドメイン)を含む。本発明では、Cas9(SEQ ID NO:4)タンパク質のRuvC触媒ドメインは、配列モチーフ:D-[I/L]-G-X-X-S-X-G-W-Aによって特徴付けることができ、式中、Xは20種類の天然アミノ酸のいずれか1つであり、[I/L]はイソロイシンまたはロイシンである(SEQ ID NO:1)。他の点で、本発明は、少なくともD-[I/L]-G-X-X-S-X-G-W-A配列を含み、式中、Xが20種類の天然アミノ酸のいずれか1つであり、[I/L]がイソロイシンまたはロイシンであるCas9変種に関する(SEQ ID NO:1)。   The RuvC / RNase H motif includes proteins (RNase H, RuvC, DNA transposase, and retrovirus integrase, and PIWI domain of Argonaute protein) that exhibit a wide range of nucleolytic functions that act on both RNA and DNA. In the present invention, the RuvC catalytic domain of the Cas9 (SEQ ID NO: 4) protein can be characterized by the sequence motif: D- [I / L] -GXXSXGWA, where X is any of the 20 naturally occurring amino acids And [I / L] is isoleucine or leucine (SEQ ID NO: 1). In other respects, the invention includes at least a D- [I / L] -GXXSXGWA sequence, wherein X is any one of the twenty naturally occurring amino acids and [I / L] is isoleucine or leucine. For the Cas9 variant which is (SEQ ID NO: 1).

HNHモチーフは、コリシン、制限酵素、およびホーミングエンドヌクレアーゼを含む二本鎖DNAに働く多くのヌクレアーゼに特有のものである。ドメインHNH(SMART ID: SM00507、SCOP名:HNHファミリー)は、広範囲のDNA結合タンパク質と結合し、様々な結合および切断機能を行う(Gorbalenya 1994; Shub, Goodrich-Blair et al. 1994)。これらのタンパク質のいくつかは、機能が詳細に明らかにされていない仮説上のタンパク質または推定のタンパク質である。機能が分かっているタンパク質は、細菌毒性、グループIおよびグループIIイントロンならびにインテインにおけるホーミング機能、組換え、発生により制御されるDNA再編成、ファージパッケージング、ならびに制限エンドヌクレアーゼ活性を含む広範囲の細胞プロセスに関与する(Dalgaard, Klar et al. 1997)。これらのタンパク質は、ウイルス、古細菌、真正細菌、および真核生物において発見された。興味深いことに、LAGLI-DADGおよびGIY-YIGモチーフと同様に、HNHモチーフは、インテイン、グループIおよびグループIIイントロンのような自己増殖性エレメントのエンドヌクレアーゼドメインと結合していることが多い(Gorbalenya 1994; Dalgaard, Klar et al. 1997)。HNHドメインは、保存されたHis(アミノ末端)およびHis/Asp/Glu(カルボキシ末端)残基がある程度の距離をとって隣接する保存されたAsp/His残基の存在によって特徴付けることができる。これらのタンパク質のかなりの数が中央Asp/His残基の両側にCX2Cモチーフも有する場合がある。構造上、HNHモチーフは、ねじれたβ鎖からなる中央ヘアピンとして現れ、その両側にαヘリックスが隣接する(Kleanthous, Kuhlmann et al. 1999)。Cas9の大きなHNHドメインはSEQ ID NO:5によって示される。本発明では、HNHモチーフは、配列モチーフ: Y-X-X-D-H-X-X-P-X-S-X-X-X-D-X-Sによって特徴付けることができ、式中、Xは20種類の天然アミノ酸のいずれか1つを表す(SEQ ID NO:2)。本発明は、少なくともY-X-X-D-H-X-X-P-X-S-X-X-X-D-X-S配列を含むCas9変種に関し、式中、Xは20種類の天然アミノ酸のいずれか1つを表す(SEQ ID NO:2)。   The HNH motif is unique to many nucleases acting on double stranded DNA, including colicin, restriction enzymes, and homing endonucleases. The domain HNH (SMART ID: SM00507, SCOP name: HNH family) binds to a wide range of DNA binding proteins and performs various binding and cleavage functions (Gorbalenya 1994; Shub, Goodrich-Blair et al. 1994). Some of these proteins are hypothetical or putative proteins whose function has not been elucidated in detail. Proteins of known function include a wide range of cellular processes including bacterial toxicity, homing function in group I and group II introns and inteins, recombination, developmentally controlled DNA rearrangement, phage packaging, and restriction endonuclease activity. (Dalgaard, Klar et al. 1997). These proteins were found in viruses, archaebacteria, eubacteria and eukaryotes. Interestingly, like the LAGLI-DADG and GIY-YIG motifs, the HNH motif is often associated with the endonuclease domain of self-growing elements such as inteins, group I and group II introns (Gorbalenya 1994) Dalgaard, Klar et al. 1997). The HNH domain can be characterized by the presence of conserved Asp / His residues flanked by conserved His (amino terminus) and His / Asp / Glu (carboxy terminus) residues at some distance. A significant number of these proteins may also have a CX2C motif on either side of the central Asp / His residue. Structurally, the HNH motif appears as a central hairpin consisting of a twisted β-strand, flanked on both sides by an α-helix (Kleanthous, Kuhlmann et al. 1999). The large HNH domain of Cas9 is represented by SEQ ID NO: 5. In the present invention, the HNH motif can be characterized by the sequence motif: Y-X-D-H-X-P-X-S-X-X-X-D-X-S, where X represents any one of the twenty naturally occurring amino acids (SEQ ID NO: 2). The present invention relates to a Cas9 variant comprising at least a YXX-D-H-XX-P-X-S-XX-XX-D-X-S sequence, wherein X represents any one of the twenty naturally occurring amino acids (SEQ ID NO: 2).

標的とする多重遺伝子組換えを容易に行うために、およびガイドRNAをCas9細胞に導入することによって誘導性ヌクレアーゼ系を作り出すために、本発明は特に関心が高い可能性がある。本発明の目的のために、本発明者らは、ガイドRNAと一緒に、または別々に標的核酸配列を処理することができる2つの別個のスプリット(split)Cas9 RuvCドメインとHNHドメインに、Cas9タンパク質を分けることができると証明した。   The present invention may be of particular interest to facilitate targeted multigenic recombination and to create an inducible nuclease system by introducing a guide RNA into Cas9 cells. For the purpose of the present invention, the present inventors are able to process target nucleic acid sequences together with guide RNA or separately with two separate split Cas9 RuvC domain and HNH domain, Cas9 protein Proved to be able to separate.

ヌクレアーゼ効率または特異性を改善するために、異なるRNAガイドエンドヌクレアーゼまたはCasホモログに由来するRuvCドメインおよびHNHドメインも集められ得る。異なる種に由来するドメインは2つのタンパク質に分割されてもよく、互いに融合して変種Casタンパク質を形成してもよい。Cas9スプリット系は、誘導性のゲノム標的化方法に特に適しており、細胞内でのCas9過剰発現の潜在的な毒性作用を回避すると考えられる。実際に、第1のスプリットCas9ドメインを細胞に導入してもよく、好ましくは、前記スプリットドメインをコードするトランスジーンで前記細胞を安定に形質転換することによって導入してもよい。次いで、2つのスプリット部分が望ましい時間で細胞内に再び集まって、機能的Cas9タンパク質を再構成するように、Cas9の相補スプリット部分を細胞に導入してもよい。   RuvC domains and HNH domains from different RNA guide endonucleases or Cas homologs can also be assembled to improve nuclease efficiency or specificity. Domains from different species may be split into two proteins and may be fused together to form a variant Cas protein. The Cas9 split system is particularly suitable for inducible genomic targeting methods and is believed to avoid the potential toxic effects of Cas9 overexpression in cells. In fact, the first split Cas9 domain may be introduced into a cell, preferably by stably transforming said cell with a transgene encoding said split domain. The two split parts may then reassemble into the cell at the desired time to introduce a complementary split part of Cas9 into the cell such that the functional Cas9 protein is reconstituted.

野生型Cas9と比較してスプリットCas9のサイズを小さくすると、例えば、細胞透過性ペプチドを用いることによって、細胞に向けること(vectorization)および送達することが容易になる。異なるCasタンパク質に由来する再編成ドメイン(re-arranging domain)を用いると、例えば、S.ピオゲネスCas9とわずかに異なるPAMモチーフを標的とすることによって、特異性およびヌクレアーゼ活性を調節することが可能になる。   Reducing the size of split Cas9 as compared to wild-type Cas9 facilitates vectorization and delivery to cells, for example, by using a cell permeable peptide. With re-arranging domains derived from different Cas proteins, it is possible to modulate specificity and nuclease activity, for example, by targeting PAM motifs slightly different from S. pyogenes Cas9 Become.

スプリットCas9系
RuvCドメインおよびHNHドメインの以前の特徴付けに促されて、本発明者らはスプリットCas9タンパク質を作り出すようにCas9タンパク質を操作した。驚いたことに、本発明者らは、これらの2つのスプリットCas9が一緒になって、または別々に、核酸標的を処理できることを示した。この観察から、スプリットCas9タンパク質を用いて新たなCas9系を開発することが可能になる。それぞれのスプリットCas9ドメインは別々に調製および使用することができる。従って、このスプリット系は、さらに短い、および/または不活性のタンパク質の送達を可能にする、RNAガイドエンドヌクレアーゼをT細胞に向けかつ送達するための、いくつかの利点を示し、かつ望ましい時間でT細胞においてゲノム操作を誘導するのに特に適しており、従って、組み込まれたCas9ヌクレアーゼの潜在的な毒性を制限する。
Split Cas 9 system
Inspired by the previous characterization of the RuvC domain and the HNH domain, we engineered the Cas9 protein to create a split Cas9 protein. Surprisingly, the inventors have shown that these two split Cass 9 can treat the nucleic acid target together or separately. This observation makes it possible to develop a new Cas9 system using split Cas9 protein. Each split Cas9 domain can be prepared and used separately. Thus, this split system offers several advantages for directing and delivering RNA-guided endonucleases to T cells, allowing the delivery of even shorter and / or inactive proteins, and at a desired time It is particularly suitable for inducing genomic manipulation in T cells, thus limiting the potential toxicity of the integrated Cas9 nuclease.

「スプリットCas9」とは、ここでは、RuvCドメインまたはHNHドメインのいずれかを含むCas9タンパク質またはCas9変種の短縮型または切断型を意味し、これらの両ドメインを含むCas9タンパク質またはCas9変種の短縮型または切断型を意味しない。このような「スプリットCas9」は独立してガイドRNAと共に用いられてもよく、例えば、1つのスプリットCas9がRuvCドメインを提供し、別のスプリットCas9がHNHドメインを提供するように補完的に用いられてもよい。RuvCドメインおよび/またはNHNドメインのいずれかを有する異なるスプリットRNAガイドエンドヌクレアーゼが一緒に用いられてもよい。   "Split Cas9" as used herein means a truncated or truncated form of Cas9 protein or Cas9 variant containing either RuvC domain or HNH domain, and a truncated or truncated form of Cas9 protein or Cas9 variant containing both of these domains Does not mean cut off. Such "split Cas9" may be used independently with the guide RNA, eg, one split Cas9 provides RuvC domain and the other split Cas9 complementarily used to provide HNH domain May be Different split RNA guide endonucleases with either RuvC domain and / or NHN domain may be used together.

それぞれのCas9スプリットドメインは同じCas9ホモログに由来してもよく、異なるCas9ホモログに由来してもよい。多くのCas9ホモログがゲノムデータベースにおいて特定されている。   Each Cas9 split domain may be derived from the same Cas9 homolog or from different Cas9 homologs. Many Cas9 homologs have been identified in genomic databases.

ゲノム操作方法として、本発明は、
(a)任意で細胞内にPAMモチーフを含む、標的核酸配列を選択する工程;
(b)標的核酸配列に相補的な配列を含むガイドRNAを準備する工程;
(c)少なくとも1つのスプリットCas9ドメインを準備する工程;
(d)スプリットCas9ドメインが細胞内の標的核酸配列を処理するように、ガイドRNAおよび前記スプリットCas9ドメインを細胞に導入する工程
を提供する。
As a genome manipulation method, the present invention
(A) selecting a target nucleic acid sequence, optionally comprising a PAM motif in the cell;
(B) preparing a guide RNA comprising a sequence complementary to the target nucleic acid sequence;
(C) preparing at least one split Cas9 domain;
(D) introducing a guide RNA and the split Cas9 domain into cells such that the split Cas9 domain processes the target nucleic acid sequence in the cell.

前記Cas9スプリットドメイン(RuvCドメインおよびHNHドメイン)は細胞内の標的核酸配列を処理するように細胞に同時に導入されてもよく、連続して導入されてもよい。前記Cas9スプリットドメインおよびガイドRNAは、下記のように細胞透過性ペプチドまたは他のトランスフェクション方法を用いることによって細胞に導入されてもよい。   The Cas9 split domain (RuvC domain and HNH domain) may be introduced simultaneously into the cell to process target nucleic acid sequences in the cell or may be introduced sequentially. The Cas9 split domain and guide RNA may be introduced into cells by using cell penetrating peptides or other transfection methods as described below.

本発明の別の局面において、コンパクト(compact)Cas9と呼ばれる、たった1つのスプリットCas9ドメインが前記細胞に導入される。実際に、驚いたことに、本発明者らは、前記のRuvCモチーフを含むスプリットCas9ドメインが、HNHモチーフを含むスプリットドメインとは独立して標的核酸配列を切断できることを示した。従って、本発明者らは、ガイドRNAが標的核酸配列に結合するのにHNHドメインの存在を必要とせず、RuvCスプリットドメインが結合するのに十分に安定していると証明することができた。好ましい態様において、前記スプリットCas9ドメインは単独で前記標的核酸配列をニッキングすることができる。   In another aspect of the invention, only one split Cas9 domain, called compact Cas9, is introduced into the cells. In fact, surprisingly, the inventors have shown that the split Cas9 domain containing the RuvC motif described above can cleave the target nucleic acid sequence independently of the split domain containing the HNH motif. Thus, we were able to prove that the RuvC split domain was sufficiently stable for binding, without requiring the presence of the HNH domain for the guide RNA to bind to the target nucleic acid sequence. In a preferred embodiment, the split Cas9 domain alone can nick the target nucleic acid sequence.

それぞれのスプリットドメインは、N末端および/またはC末端において少なくとも1つの活性ドメインと融合されてもよい。前記活性ドメインは、ヌクレアーゼ(例えば、エンドヌクレアーゼまたはエキソヌクレアーゼ)、ポリメラーゼ、キナーゼ、ホスファターゼ、メチラーゼ、デメチラーゼ、アセチラーゼ、デアセチラーゼ、トポイソメラーゼ、インテグラーゼ、トランスポザーゼ、リガーゼ、ヘリカーゼ、リコンビナーゼ、転写活性化因子(例えば、VP64、VP16)、転写阻害剤(例えば、KRAB)、DNA末端処理酵素(例えば、Trex2、Tdt)、レポーター分子(例えば、蛍光タンパク質、lacZ、ルシフェラーゼ)からなる群より選択されてもよい。   Each split domain may be fused at least one active domain at the N-terminus and / or C-terminus. The active domain may be nuclease (eg, endonuclease or exonuclease), polymerase, kinase, phosphatase, methylase, demethylase, acetylase, deacetylase, topoisomerase, integrase, transposase, ligase, helicase, recombinase, transcription activator (eg, It may be selected from the group consisting of VP64, VP16), transcription inhibitors (eg, KRAB), DNA end treatment enzymes (eg, Trex2, Tdt), reporter molecules (eg, fluorescent protein, lacZ, luciferase).

HNHドメインは標的二本鎖DNAの一方の鎖のニッキングを担い、RuvC様RNアーゼHフォールドドメインは二本鎖核酸標的の(PAMモチーフを含む)他方の鎖のニッキングに関与する(Jinek, Chylinski et al. 2012)。しかしながら、野生型Cas9では、これらの2つのドメインは、PAMのすぐ近くにある、侵入DNAの同じ標的配列(プロトスペーサー)内に平滑末端切断をもたらす(Jinek, Chylinski et al. 2012)。Cas9はニッカーゼでもよく、様々な標的配列内においてニック事象を誘導する。   The HNH domain is responsible for the nicking of one strand of the target double stranded DNA, and the RuvC-like RNase H fold domain is responsible for the nicking of the other strand (including PAM motif) of the double stranded nucleic acid target (Jinek, Chylinski et al. 2012). However, in wild-type Cas9, these two domains result in blunt-end cleavage within the same target sequence (protospacer) of the entry DNA, which is in close proximity to PAM (Jinek, Chylinski et al. 2012). Cas9 may be nickase and induces nick events within various target sequences.

非限定的な例として、様々な標的配列内でニック事象を誘導するために、Cas9またはスプリットCas9はHNHドメインまたはRuvC様ドメインのいずれかの触媒残基に変異を含んでもよい。非限定的な例として、Cas9タンパク質の触媒残基は、アミノ酸D10、D31、H840、H868、N882、およびN891、またはCasファミリーメンバーのホモログにあるCLUSTALW法を用いてアラインメントされた位置に対応する触媒残基である。これらの残基は全て、他の任意のアミノ酸、好ましくはアラニン残基と交換することができる。触媒残基の変異とは、cas9の触媒ドメインの少なくとも1つの不活性化を誘導する、別のアミノ酸による置換またはアミノ酸の欠失もしくは付加を意味する。(参照)。特定の態様において、Cas9またはスプリットCas9は前記変異の1つまたはいくつかを含んでもよい。別の特定の態様において、スプリットCas9は2つのRuvC触媒ドメインおよびHNH触媒ドメインのうち1つしか含まない。本発明では、異なる種に由来するCas9、Cas9ホモログ、操作されたCas9、およびその機能的変種を使用することができる。本発明は、関心対象の遺伝子配列における核酸切断を行うために、任意のRNAガイドエンドヌクレアーゼまたはスプリットRNAガイドエンドヌクレアーゼ変種の使用を考える。   By way of non-limiting example, Cas9 or Split Cas9 may contain mutations in the catalytic residues of either the HNH domain or the RuvC-like domain to induce nick events in various target sequences. As a non-limiting example, the catalytic residues of Cas9 protein correspond to amino acids D10, D31, H840, H868, N882, and N891, or a catalyst corresponding to a position aligned using the CLUSTALW method to a homolog of Cas family members It is a residue. All these residues can be replaced with any other amino acid, preferably an alanine residue. Mutation of the catalytic residue means substitution with another amino acid or deletion or addition of an amino acid that induces inactivation of at least one of the catalytic domains of cas9. (reference). In particular embodiments, Cas9 or split Cas9 may comprise one or more of the mutations. In another particular embodiment, split Cas9 comprises only one of two RuvC and HNH catalytic domains. In the present invention, Cas9, Cas9 homologs, engineered Cas9, and functional variants thereof derived from different species can be used. The present invention contemplates the use of any RNA guide endonuclease or split RNA guide endonuclease variant to effect nucleic acid cleavage at the gene sequence of interest.

好ましくは、前記Cas9変種は、S.ピオゲネスのCas9と少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、さらにより好ましくは95%の同一性を有するアミノ酸配列(COG3513-SEQ ID NO:3)を有する。   Preferably, said Cas9 variant has an amino acid sequence having at least 70%, preferably at least 80%, more preferably at least 90%, even more preferably 95% identity with Cas9 of S. pyogenes (COG 3513-SEQ ID NO : 3).

本発明の別の局面において、Cas9またはスプリットCas9にはヌクレオチド鎖切断活性がない。結果として生じるCas9またはスプリットCas9は標的核酸配列の相補配列を含むように設計されたガイドRNAと共発現される。ヌクレオチド鎖切断活性がないCas9が発現すると、関心対象の遺伝子が特異的にサイレンシングする。この系はクリスパー干渉(CRISPR interference)(CRISPRi)(Qi, Larson et al. 2013)と呼ばれる。サイレンシングとは、関心対象の遺伝子が機能的なタンパク質の形で発現されないことを意味する。サイレンシングは転写段階で起こってもよく、翻訳段階で起こってもよい。本発明によれば、サイレンシングは、転写を直接ブロックすることによって、さらに詳細には、転写伸長をブロックすることによって起こってもよく、任意のプロモーター内にある重要なシス作用モチーフを標的として、シス作用モチーフとコグネイトトランス作用転写因子との結合を立体的にブロックすることによって起こってもよい。ヌクレオチド鎖切断活性がないCas9は非機能的なHNHドメインおよびRuvCドメインを両方とも含む。特に、Cas9またはスプリットCas9ポリペプチドは、RuvC様ドメインおよびHNHドメインの触媒残基の不活性化変異を含む。例えば、切断Cas9活性に必要な触媒残基は、S.ピオゲネスのCas9(COG3513-SEQ ID NO:3)のD10、D31、H840、H865、H868、N882、およびN891でもよく、CasファミリーメンバーのホモログにあるCLUSTALW法を用いてアラインメントされた位置でもよい。HNHモチーフまたはRuvCモチーフに含まれる残基は、前段落に記載の残基でもよい。これらの残基は全て、他のアミノ酸のいずれか1つ、好ましくはアラニン残基と交換することができる。触媒残基の変異とは、cas9の触媒ドメインの少なくとも1つの不活性化を誘導する、別のアミノ酸による置換またはアミノ酸の欠失もしくは付加を意味する。   In another aspect of the present invention, Cas9 or split Cas9 has no nucleotide strand cleavage activity. The resulting Cas9 or split Cas9 is coexpressed with a guide RNA designed to contain the complement of the target nucleic acid sequence. The expression of Cas9 without nucleotide strand cleavage activity specifically silences the gene of interest. This system is called CRISPR interference (Crisp CRISPR i) (Qi, Larson et al. 2013). Silencing means that the gene of interest is not expressed in the form of a functional protein. Silencing may occur at the transcriptional stage or at the translation stage. According to the invention, silencing may occur by directly blocking transcription, more particularly by blocking transcription elongation, targeting an important cis-acting motif within any promoter, It may also occur by sterically blocking the binding of cis-acting motifs to cognate trans-acting transcription factors. Cas9 without nucleotide strand cleavage activity contains both nonfunctional HNH and RuvC domains. In particular, Cas9 or split Cas9 polypeptides comprise inactivating mutations of the catalytic residues of the RuvC-like domain and the HNH domain. For example, the catalytic residue required for cleaved Cas9 activity may be D10, D31, H840, H865, H868, N882, and N891 of S. pyogenes Cas9 (COG 3513-SEQ ID NO: 3), homologs of Cas family members It may be a position aligned using the CLUSTALW method described in. The residues contained in the HNH motif or RuvC motif may be the residues described in the preceding paragraph. All these residues can be replaced with any one of the other amino acids, preferably an alanine residue. Mutation of the catalytic residue means substitution with another amino acid or deletion or addition of an amino acid that induces inactivation of at least one of the catalytic domains of cas9.

別の特定の態様において、Cas9またはそれぞれのスプリットドメインは、N末端および/またはC末端において少なくとも1つの活性ドメインと融合されてもよい。前記活性ドメインは、ヌクレアーゼ(例えば、エンドヌクレアーゼまたはエキソヌクレアーゼ)、ポリメラーゼ、キナーゼ、ホスファターゼ、メチラーゼ、デメチラーゼ、アセチラーゼ、デアセチラーゼ、トポイソメラーゼ、インテグラーゼ、トランスポザーゼ、リガーゼ、ヘリカーゼ、リコンビナーゼ、転写活性化因子(例えば、VP64、VP16)、転写阻害剤(例えば、KRAB)、DNA末端処理酵素(例えば、Trex2、Tdt)、レポーター分子(例えば、蛍光タンパク質、lacZ、ルシフェラーゼ)からなる群より選択されてもよい。   In another specific embodiment, Cas9 or each split domain may be fused at least one active domain at the N-terminus and / or C-terminus. The active domain may be nuclease (eg, endonuclease or exonuclease), polymerase, kinase, phosphatase, methylase, demethylase, acetylase, deacetylase, topoisomerase, integrase, transposase, ligase, helicase, recombinase, transcription activator (eg, It may be selected from the group consisting of VP64, VP16), transcription inhibitors (eg, KRAB), DNA end treatment enzymes (eg, Trex2, Tdt), reporter molecules (eg, fluorescent protein, lacZ, luciferase).

RNAガイドエンドヌクレアーゼ/ガイドRNA系の誘導性ヌクレアーゼ活性
T細胞における様々なRNAとの可能性のある非特異的相互作用および予想可能なオフサイト標的化によるT細胞内でのRNAガイドエンドヌクレアーゼの潜在的な毒性を考えて、本発明者らは、細胞内でRNAガイドエンドヌクレアーゼのヌクレアーゼ活性を一過的に、理想的にはガイドRNAの寿命の間に誘導する解決策を探し求めた。
RNA-guided endonuclease / inducible nuclease activity of guide RNA system
Given the potential non-specific interactions with various RNAs in T cells and the potential toxicity of RNA guide endonucleases in T cells by predictable off-site targeting, we: We sought a solution that induced the nuclease activity of the RNA guide endonuclease transiently, ideally during the lifetime of the guide RNA, in cells.

第一の解決策として、RNAガイドエンドヌクレアーゼを安定化型または不活性型で発現することができる。T細胞が産生する酵素によって活性化されると、またはT細胞内でそのポリペプチド構造が不安定化されると、この安定化型または不活性型が活性化型になる。条件付きのタンパク質安定性は、例えばエンドヌクレアーゼを、非限定的な例として、タンパク質コンホメーション変化が低分子によって誘導されるFKBP/ラパマイシン系に基づく安定化/不安定化タンパク質と融合することによって得ることができる。   As a first solution, RNA guide endonuclease can be expressed in stabilized or inactive form. When activated by an enzyme produced by T cells or when the polypeptide structure is destabilized in T cells, this stabilized or inactive form becomes an activated form. Conditional protein stability can be achieved, for example, by fusing the endonuclease with a stabilizing / destabilizing protein based on the FKBP / rapamycin system, in which protein conformational changes are induced by small molecules, as a non-limiting example. You can get it.

エンドヌクレアーゼをロックまたはアンロックするために、エンドヌクレアーゼタンパク質と融合したタンパク質パートナーの化学的二量体化または光誘導性二量体化も使用することができる。   Chemical or light induced dimerization of protein partners fused to the endonuclease protein can also be used to lock or unlock the endonuclease.

前で示唆したようにRNAガイドエンドヌクレアーゼが2つのポリペプチドに分割された場合、それぞれのスプリットはパートナータンパク質と融合されてもよい。両パートナータンパク質は低分子が添加されると二量体化し、生細胞内で活性エンドヌクレアーゼを再構成する。このような系は、非限定的な例として、二量体化パートナーとしてFKBB/FRBおよび低分子としてラパマイシンの使用に基づいてもよい。別の例として、エンドヌクレアーゼタンパク質に挿入された低分子または代謝産物に結合すると、大きなコンホメーション変化を受けることができるタンパク質(1本のポリペプチド鎖は2つの「スプリット」からなる)。低分子が結合(または非結合)すると、Cas9の活性コンホメーションと不活性コンホメーションが切り替わる。このような系は、非限定的な例として、カルモジュリンおよびCa2+の使用に基づいてもよい。   When the RNA guide endonuclease is split into two polypeptides as suggested above, each split may be fused to a partner protein. Both partner proteins dimerize when small molecules are added and reconstitute the active endonuclease in living cells. Such systems may be based, as non-limiting examples, on the use of FKBB / FRB as dimerization partner and rapamycin as small molecule. As another example, a protein that can undergo large conformational changes when bound to small molecules or metabolites inserted into endonuclease proteins (a single polypeptide chain consists of two "splits"). Binding (or non-binding) of small molecules switches the active and inactive conformations of Cas9. Such systems may be based on the use of calmodulin and Ca 2+ as non-limiting examples.

スプリットエンドヌクレアーゼの各半分はまた、感光性のパートナータンパク質とも融合されてよい。このような系は、非限定的な例として、クリプトクローム2(CRY2)および融合パートナーとしてCIB1を用いて青色光に頼ってもよく、紫外線-B光受容体UVR8およびCOP1融合パートナーを用いて紫外線に頼ってもよい。例えば、フィトクロームBおよびPIF6パートナー(赤色光で結合、遠赤色光で解離)および外因性PCB発色団を用いることで、光と化学物質の両方が組み合わされてもよい。   Each half of the split endonuclease may also be fused with a photosensitive partner protein. Such systems may rely on blue light using, as non-limiting examples, cryptochrome 2 (CRY2) and CIB1 as a fusion partner, and ultraviolet light using UV-B photoreceptors UVR8 and COP1 fusion partners You may rely on For example, both light and chemicals may be combined using phytochrome B and PIF 6 partners (red light coupled, far red light dissociated) and exogenous PCB chromophores.

ガイドRNA
本発明の方法は、操作されたガイドRNAを準備する工程を含む。ガイドRNAは、相補配列を含む核酸配列に対応する。好ましくは、前記ガイドRNAは、別々に使用されてもよく、一緒に融合されてもよいcrRNAおよびtracrRNAに対応する。
Guide RNA
The method of the present invention comprises the steps of providing an engineered guide RNA. The guide RNA corresponds to the nucleic acid sequence comprising the complementary sequence. Preferably, the guide RNA corresponds to crRNA and tracrRNA which may be used separately and may be fused together.

天然のII型クリスパー系では、クリスパー標的化RNA(crRNA)標的化配列は、プロトスペーサーとして知られるDNA配列から転写される。プロトスペーサーは、細菌ゲノム内でクリスパーアレイと呼ばれるグループになってクラスター化している。プロトスペーサーは、短い回文反復によって分けられ、将来の遭遇に備えて記録のように保たれた、既知の外来DNAからなる短い配列(約20bp)である。crRNAを作り出すために、クリスパーアレイは転写され、反復間の個々の認識配列を分離するようにRNAはプロセシングされる。スペーサーを含有するクリスパー遺伝子座は長いプレcrRNAに転写される。クリスパーアレイ転写物(プレcrRNA)から個々のcrRNAへのプロセシングは、回文反復に相補的な配列を有するトランス活性化crRNA(tracrRNA)の存在に依存する。tracrRNAは、プレcrRNAのスペーサーを分けている反復領域にハイブリダイズして、内因性RNアーゼIIIによるdsRNA切断を開始し、その後に、Cas9によって各スペーサー内に別の切断事象が起こり、それによって、tracrRNAとCas9が結合したままの成熟crRNAが生じ、Cas9-tracrRNA:crRNA複合体が形成される。操作されたcrRNAとtracrRNAは、選択された核酸配列を標的とすることができ、それによって、RNアーゼIIIとcrRNAプロセシング全体が不要になる(Jinek, Chylinski et al. 2012)。   In the natural type II crisper system, the crisper targeting RNA (crRNA) targeting sequence is transcribed from a DNA sequence known as a protospacer. The protospacers are clustered in the bacterial genome in groups called crisper arrays. The protospacer is a short sequence (about 20 bp) of known foreign DNA, separated by short palindromic repeats and kept as recorded for future encounters. To generate crRNAs, the crisper array is transcribed and the RNA is processed to separate individual recognition sequences between repeats. The crisper locus containing the spacer is transcribed into long pre-crRNA. The processing of crisper array transcripts (pre-crRNAs) into individual crRNAs depends on the presence of transactivated crRNAs (tracrRNAs) which have sequences complementary to palindromic repeats. The tracr RNA hybridizes to the repeat region separating the pre-crRNA spacer and initiates dsRNA cleavage by endogenous RNase III, after which another cleavage event occurs within each spacer by Cas9, thereby causing A mature crRNA in which tracrRNA and Cas9 remain bound is generated to form a Cas9-tracrRNA: crRNA complex. Engineered crRNAs and tracrRNAs can target selected nucleic acid sequences, thereby eliminating the need for total RNase III and crRNA processing (Jinek, Chylinski et al. 2012).

本発明では、crRNAは、標的核酸配列を標的とすることができるように、好ましくは標的核酸配列を切断できるように、標的核酸の一部に相補的な配列を含むように操作される。特定の態様において、crRNAは、標的核酸配列に相補的な5〜50ヌクレオチド、好ましくは12ヌクレオチドの配列を含む。さらに詳細な態様において、crRNAは、標的核酸配列に相補的な少なくとも10ヌクレオチド、好ましくは12ヌクレオチドを含む少なくとも30ヌクレオチドの配列である。   In the present invention, crRNA is engineered to include a sequence that is complementary to a portion of a target nucleic acid, such that the target nucleic acid sequence can be targeted, preferably so that the target nucleic acid sequence can be cleaved. In a particular embodiment, the crRNA comprises a sequence of 5 to 50 nucleotides, preferably 12 nucleotides, which is complementary to the target nucleic acid sequence. In further detailed embodiments, the crRNA is a sequence of at least 30 nucleotides, including at least 10 nucleotides, preferably 12 nucleotides, complementary to the target nucleic acid sequence.

別の局面において、crRNAは、標的核酸に相補的な、さらに長い配列を含むように操作されてもよい。実際に、本発明者らは、ガイドRNAだけを用いて、RuvCスプリットCas9ドメインが標的核酸配列を切断できることを示した。従って、ガイドRNAは、HNHスプリットCas9ドメインの非存在下で標的核酸配列に結合することができる。crRNAは、HNHスプリットドメイン結合の安定効果を生じる必要がなく、DNA-RNA二重鎖間のアニーリングを高めるために、さらに長い相補配列、好ましくは20bp超を含むように設計されてもよい。従って、crRNAは、20bp超の、標的核酸配列に対する相補配列を含んでもよい。このようなcrRNAはCas9活性の特異性を高めることを可能にする。   In another aspect, the crRNA may be engineered to include longer sequences that are complementary to the target nucleic acid. In fact, the inventors have shown that the RuvC split Cas9 domain can cleave the target nucleic acid sequence using only guide RNA. Thus, the guide RNA can bind to the target nucleic acid sequence in the absence of the HNH split Cas9 domain. The crRNAs need not produce the stabilizing effect of HNH split domain binding and may be designed to include longer complementary sequences, preferably more than 20 bp, to enhance the annealing between DNA-RNA duplexes. Thus, the crRNA may comprise more than 20 bp complementary sequences to the target nucleic acid sequence. Such crRNAs make it possible to increase the specificity of Cas9 activity.

標的化高率を改善するために、crRNAはまた、5'末端に、後ろに4〜10ヌクレオチドが続く相補配列を含んでもよい(Cong, Ran et al. 2013; Mali, Yang et al. 2013)。好ましい態様では、crRNAの相補配列の後ろには、3'末端に、反復配列または3'延長配列と呼ばれる核酸配列が続く。   In order to improve targeting rates, the crRNA may also contain a complementary sequence at the 5 'end followed by 4 to 10 nucleotides (Cong, Ran et al. 2013; Mali, Yang et al. 2013). . In a preferred embodiment, the complementary sequence of crRNA is followed at the 3 'end by a nucleic acid sequence called a repeat sequence or a 3' extension sequence.

2つの異なる遺伝子に対する別々の相補領域をもち、両遺伝子を標的とした、いくつかのcrRNAの共発現を同時に使用することができる。従って、特定の態様では、crRNAは、異なる標的核酸配列を同時に認識するように操作されてもよい。この場合、同じcrRNAが、異なる標的核酸配列の一部に相補的な少なくとも2つの別々の配列を含む。好ましい態様において、前記相補配列の間隔は反復配列によってあけられる。   Several co-expressions of several crRNAs can be used simultaneously, with separate complementary regions for two different genes and targeting both genes. Thus, in certain aspects, the crRNA may be engineered to simultaneously recognize different target nucleic acid sequences. In this case, the same crRNA contains at least two separate sequences complementary to a portion of different target nucleic acid sequences. In a preferred embodiment, the complementary sequences are spaced by repetitive sequences.

本発明のさらなる態様として、特に、T細胞内での前記ガイドRNAの安定性を改善するために、前記ガイドRNAはペプチド核酸(PNA)またはロックド核酸(LNA)によって生じる。   In a further embodiment of the invention, the guide RNA is generated by a peptide nucleic acid (PNA) or a locked nucleic acid (LNA), in particular in order to improve the stability of the guide RNA in T cells.

PAMモチーフ
本発明における潜在的な選択された標的核酸配列は全て、3'末端に、プロトスペーサー隣接モチーフまたはプロトスペーサー関連モチーフ(PAM)と呼ばれる特定の配列を有する場合がある。PAMは標的となる核酸配列に存在するが、これを標的とするように作製されたcrRNAには存在しない。好ましくは、プロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)は、リーダー遠位末端においてプロトスペーサーにすぐ接して始まるかまたはプロトスペーサーの近くにある2〜5個のヌクレオチドに対応する場合がある。PAMの配列および場所は様々な系によって異なる。PAMモチーフは、例えば、非限定的な例として、NNAGAA、NAG、NGG、NGGNG、AWG、CC、CC、CCN、TCN、TTCでもよい(Shah SA, RNA biology 2013)。異なるII型系が異なるPAM要件を有する。例えば、S.ピオゲネス系はNGG配列を必要とし、式中、Nは任意のヌクレオチドでよい。S.サーモフィラスII型系はNGGNG(Horvath and Barrangou 2010)およびNNAGAAW(Deveau, Barrangou et al. 2008)を必要とするのに対して、異なるS.変異体系はNGGまたはNAAR(Van der Ploeg 2009)を許容する。PAMは、プロトスペーサーに隣接する領域に限定されず、プロトスペーサーの一部でもよい(Mojica, Diez-Villasenor et al. 2009)。特定の態様において、Cas9タンパク質はPAMモチーフを全く認識しないように操作されてもよく、非天然PAMモチーフを認識するように操作されてもよい。この場合、選択された標的配列は、アミノ酸の任意の組み合わせを持つさらに小さなPAMモチーフまたはさらに大きなPAMモチーフを含んでもよい。好ましい態様において、選択された標的配列は、本発明によるCas9変種が認識する少なくとも3個、好ましくは、4個、より好ましくは5個のヌクレオチドを含むPAMモチーフを含む。
PAM Motifs All potential selected target nucleic acid sequences in the present invention may have at their 3 'end a specific sequence called a protospacer flanking motif or a protospacer related motif (PAM). PAM is present in the target nucleic acid sequence but not in the crRNA generated to target it. Preferably, the protospacer flanking motif (PAM) may correspond to 2 to 5 nucleotides beginning immediately adjacent to the protospacer at the leader distal end or near the protospacer. The arrangement and location of PAM differ by different systems. The PAM motif may be, for example, non-limiting examples, NNAGAA, NAG, NGG, NGGNG, AWG, CC, CC, CCN, TCN, TTC (Shah SA, RNA biology 2013). Different type II systems have different PAM requirements. For example, the S. pyogenes system requires an NGG sequence, where N can be any nucleotide. The S. thermophilus type II system requires NGGNG (Horvath and Barrangou 2010) and NNAGAAW (Deveau, Barrangou et al. 2008), whereas different S. variant systems require either NGG or NAAR (Van der Ploeg 2009). Tolerate. PAM is not limited to the region adjacent to the proto-spacer, but may be part of the proto-spacer (Mojica, Diez-Villasenor et al. 2009). In certain embodiments, the Cas9 protein may be engineered to not recognize any PAM motifs, or may be engineered to recognize non-natural PAM motifs. In this case, the selected target sequence may comprise smaller PAM motifs or larger PAM motifs with any combination of amino acids. In a preferred embodiment, the selected target sequence comprises a PAM motif comprising at least three, preferably four, more preferably five nucleotides which the Cas9 variant according to the invention recognizes.

2つの異なる遺伝子に対する別々の相補領域をもち、両遺伝子を標的とした、いくつかのcrRNAの共発現を、同時に使用することができる。従って、特定の態様では、crRNAは異なる標的核酸配列を同時に認識するように操作されてもよい。この場合、同じcrRNAが、異なる標的核酸配列の一部に相補的な少なくとも2つの別々の配列を含む。好ましい態様において、前記相補配列の間隔は反復配列によってあけられる。   The co-expression of several crRNAs with separate complementary regions to two different genes and targeting both genes can be used simultaneously. Thus, in certain embodiments, crRNAs may be engineered to simultaneously recognize different target nucleic acid sequences. In this case, the same crRNA contains at least two separate sequences complementary to a portion of different target nucleic acid sequences. In a preferred embodiment, the complementary sequences are spaced by repetitive sequences.

本発明によるcrRNAはまた、二次構造の安定性および/またはCas9に対するcrRNAの結合親和性を高めるように改変されてもよい。特定の態様において、crRNAは2',3'-環式リン酸を含んでもよい。2',3'-環式リン酸末端は、多くの細胞プロセス、すなわち、tRNAスプライシング、いくつかのリボヌクレアーゼによるヌクレオチド鎖切断、RNAリボザイムによる自己切断、ならびに小胞体内での折り畳まれていないタンパク質の蓄積および酸化ストレスを含む様々な細胞ストレスに対する応答に関与するように見える(Schutz, Hesselberth et al. 2010)。本発明者らは、2',3'-環式リン酸がcrRNAの安定性またはCas9に対するcrRNAの親和性/特異性を高めていると推測した。従って、本発明は、2',3'-環式リン酸を含む改変されたcrRNA、および改変されたcrRNAを用いた、クリスパー/cas系(Jinek, Chylinski et al. 2012; Cong, Ran et al. 2013; Mali, Yang et al. 2013)に基づくゲノム操作のための方法に関する。   The crRNA according to the present invention may also be modified to enhance the stability of secondary structure and / or the binding affinity of crRNA for Cas9. In certain embodiments, the crRNA may comprise a 2 ', 3'-cyclic phosphate. The 2 ', 3'-cyclic phosphate terminus has a number of cellular processes: tRNA splicing, nucleotide strand cleavage by several ribonucleases, autocleavage by RNA ribozymes, and unfolded proteins in the endoplasmic reticulum. It appears to be involved in the response to various cellular stresses including accumulation and oxidative stress (Schutz, Hesselberth et al. 2010). We speculated that the 2 ', 3'-cyclic phosphate enhanced the stability of crRNA or the affinity / specificity of crRNA for Cas9. Thus, the present invention provides a modified crRNA containing 2 ', 3'-cyclic phosphate, and a crasper / cas system (Jinek, Chylinski et al. 2012; Cong, Ran et al.) Using the modified crRNA. 2013; Mali, Yang et al. 2013) on methods for genome manipulation.

ガイドRNAはまたトランス活性化クリスパーRNA(TracrRNA)も含んでよい。本発明によるトランス活性化クリスパーRNAは、crRNAの3'延長配列の少なくとも一部と塩基対合して、ガイドRNA(gRNA)とも呼ばれるtracrRNA:crRNAを形成することができるアンチリピート配列を特徴とする。tracrRNAは、crRNAのある領域に相補的な配列を含む。crRNAおよびtracrRNAの融合を含み、tracrRNA-crRNA複合体を模倣するヘアピンを形成するガイドRNA(Jinek, Chylinski et al. 2012; Cong, Ran et al. 2013; Mali, Yang et al. 2013)を用いて、Cas9 エンドヌクレアーゼを介した標的核酸切断を誘導することができる。ガイドRNAは、2つの標的核酸配列の一部に相補的であり、好ましくは反復配列によって間隔があけられた2つの別々の配列を含んでもよい。   The guide RNA may also include transactivated crisper RNA (TracrRNA). The transactivated crisper RNA according to the invention is characterized by an anti-repeat sequence which can base pair with at least part of the 3 'extended sequence of crRNA to form tracrRNA: crRNA, also called guide RNA (gRNA) . The tracr RNA contains a sequence that is complementary to a region of crRNA. Using a guide RNA that contains a fusion of crRNA and tracrRNA and forms a hairpin that mimics the tracrRNA-crRNA complex (Jinek, Chylinski et al. 2012; Cong, Ran et al. 2013; Mali, Yang et al. 2013) , Can induce target nucleic acid cleavage via Cas9 endonuclease. The guide RNA may comprise two separate sequences that are complementary to a portion of the two target nucleic acid sequences, preferably spaced apart by repetitive sequences.

相同組換え
ヌクレオチド鎖切断は相同組換えの割合を刺激することが知られている。従って、別の好ましい態様において、本発明は、RNAガイドエンドヌクレアーゼを用いることによって核酸標的配列内の相同遺伝子標的化を誘導するための方法に関する。この方法は、相同組換えが標的核酸配列と外因性核酸との間で発生するように、少なくとも標的核酸配列の一部に相同な配列を含む外因性核酸を細胞(例えば、ドナーDNA)に供給する工程をさらに含んでもよい。
Homologous recombination Nucleotide cleavage is known to stimulate the rate of homologous recombination. Thus, in another preferred embodiment, the invention relates to a method for inducing homologous gene targeting within a nucleic acid target sequence by using an RNA guide endonuclease. The method provides the cell (eg, donor DNA) with an exogenous nucleic acid that includes a sequence homologous to at least a portion of the target nucleic acid sequence such that homologous recombination occurs between the target nucleic acid sequence and the exogenous nucleic acid. The method may further include the step of

特定の態様において、前記外因性核酸は、標的核酸配列の5'側の領域と相同な第1の部分および3'側の領域と相同な第2の部分を含む。これらの態様における前記外因性核酸はまた、標的核酸配列の5'側および3'側の領域と相同でない、第1の部分と第2の部分との間に配置される第3の部分も含む。標的核酸配列が切断された後に、標的核酸配列と外因性核酸との間で相同組換え事象が刺激される。好ましくは、少なくとも50bp、好ましくは100bp超、より好ましくは200bp超の相同配列が前記ドナーマトリックス内で用いられる。従って相同配列は、好ましくは200bp〜6000bp、より好ましくは1000bp〜2000bpである。実際には、共有される核酸相同性は切断部位の上流および下流に隣接する領域に配置され、導入しようとする核酸配列は、これらの2つのアーム(arm)の間に配置しなければならない。   In certain embodiments, the exogenous nucleic acid comprises a first portion homologous to the 5 'region of the target nucleic acid sequence and a second portion homologous to the 3' region. The exogenous nucleic acid in these embodiments also comprises a third portion disposed between the first portion and the second portion which is not homologous to the 5 'and 3' regions of the target nucleic acid sequence. . After the target nucleic acid sequence is cleaved, a homologous recombination event is stimulated between the target nucleic acid sequence and the exogenous nucleic acid. Preferably, homologous sequences of at least 50 bp, preferably more than 100 bp, more preferably more than 200 bp are used in said donor matrix. Therefore, the homologous sequence is preferably 200 bp to 6000 bp, more preferably 1000 bp to 2000 bp. In practice, shared nucleic acid homology is placed in the region upstream and downstream of the cleavage site and adjacent to the cleavage site, the nucleic acid sequence to be introduced has to be placed between these two arms.

切断事象が起こった標的核酸配列の場所に応じて、このような外因性核酸は、例えば、外因性核酸が前記遺伝子のオープンリーディングフレーム内部に配置された場合、遺伝子をノックアウトするのに用いられてもよく、関心対象の新たな配列もしくは遺伝子を導入するのに用いられてもよい。このような外因性核酸の使用による配列挿入は、前記遺伝子の訂正または交換(非限定的な例として対立遺伝子の入れ替え)によって、既存の標的とする遺伝子を改変するのに用いられてもよく、前記標的とする遺伝子の訂正または交換(非限定的な例としてプロモーターの入れ替え)によって、標的とする遺伝子の発現をアップレギュレートまたはダウンレギュレートするのに用いられてもよい。   Depending on the location of the target nucleic acid sequence where the cleavage event occurred, such exogenous nucleic acid is used, for example, to knock out the gene when the exogenous nucleic acid is placed within the open reading frame of said gene It may also be used to introduce new sequences or genes of interest. Sequence insertion by use of such exogenous nucleic acid may be used to modify an existing target gene by correction or exchange of said gene (as a non-limiting example allelic replacement) The target gene may be used to upregulate or downregulate the expression of the target gene by correcting or replacing the target gene (as a non-limiting example, promoter replacement).

送達方法
本発明の方法は、関心対象の分子、例えば、ガイドRNA(crRNA、tracrRNa、または融合ガイドRNA)、スプリットCas9、Cas9、外因性核酸、DNA末端処理酵素を細胞に導入することを伴う。RNAをコードするベクター内に含まれるポリヌクレオチド、好ましくはトランスジーン、またはポリペプチドを細胞に導入した結果として、ガイドRNA、スプリットCas9、Cas9、外因性核酸、DNA末端処理酵素、または関心対象の他の分子はインサイチューで細胞内で合成されてもよい。または、関心対象の分子は細胞外で産生され、次いで、細胞に導入される場合がある。
Methods of Delivery The methods of the invention involve introducing into a cell a molecule of interest, such as a guide RNA (crRNA, tracrRNa, or fusion guide RNA), split Cas9, Cas9, exogenous nucleic acid, DNA end processing enzyme. As a result of introducing into a cell a polynucleotide, preferably a transgene, or a polypeptide contained in a vector encoding RNA, the guide RNA, split Cas9, Cas9, exogenous nucleic acid, DNA end processing enzyme, or others of interest Molecules may be synthesized intracellularly in situ. Alternatively, the molecule of interest may be produced extracellularly and then introduced into the cell.

本発明者らは、薬剤/化学物質および分子(タンパク質および核酸)を細胞内に、または細胞下区画に送達するために、非限定的な例として、リポソーム送達手段、ポリマー担体、化学的担体、リポプレックス、ポリプレックス、デンドリマー、ナノ粒子、エマルジョン、天然のエンドサイトーシス、または食作用経路、ならびにエレクトロポレーションなどの物理的方法を含む当技術分野において公知の任意の手段を使用できると考えた。   We use, as non-limiting examples, liposome delivery vehicles, polymeric carriers, chemical carriers, to deliver drugs / chemicals and molecules (proteins and nucleic acids) into cells or subcellular compartments. It was thought that any means known in the art could be used including physical methods such as lipoplex, polyplex, dendrimer, nanoparticles, emulsion, natural endocytosis or phagocytic pathways as well as electroporation .

本発明の好ましい態様として、本発明のRNAガイドエンドヌクレアーゼをコードするポリヌクレオチドは、例えば、エレクトロポレーションによって、細胞に直接導入されるmRNAの形式でトランスフェクトされる。本発明者らは、表1に示すT細胞におけるmRNAエレクトロポレーションに最適な様々な条件を確かめた。本発明者は、パルス電場を用いることで、材料を細胞に送達するために生細胞を一過的に透過処理するのを可能にするcytoPulse技術を使用した。この技術は、PulseAgile(Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA)エレクトロポレーション波形の使用に基づいており、パルス持続時間、強度、ならびにパルス間の間隔の正確な制御を与える(米国特許第6,010,613号およびWO2004083379)。高いトランスフェクション効率と最低限の死のための最高条件に達するために、これらのパラメータは全て変更することができる。基本的には、最初の高電場パルスによって孔が形成するのに対して、その後の低電場パルスによってポリヌクレオチドは細胞内に移動する。本発明の一局面において、本発明者は、T細胞におけるmRNAの>95%トランスフェクション効率の達成につながった工程、およびT細胞において様々な種類のタンパク質を一過的に発現させるためのエレクトロポレーションプロトコールの使用について説明する。特に、本発明は、T細胞を形質転換する方法に関し、本方法は、前記T細胞をRNAと接触させる工程と、
(a)電圧範囲が2250〜3000V/センチメートルであり、パルス幅が0.1msであり、工程(a)の電気パルスと(b)の電気パルスとの間のパルス間隔が0.2〜10msである、1回の電気パルス、
(b)電圧範囲が2250〜3000Vであり、パルス幅が100msであり、工程(b)の電気パルスと工程(c)の最初の電気パルスとの間のパルス間隔が100msである、1回の電気パルス、;および
(c)電圧が325Vであり、パルス幅が0.2msであり、4回それぞれの電気パルス間のパルス間隔が2msである、4回の電気パルス
からなる素早いパルスシーケンスをT細胞に適用する工程を含む。
In a preferred embodiment of the present invention, the polynucleotide encoding the RNA guide endonuclease of the present invention is transfected, for example, in the form of mRNA directly introduced into cells by electroporation. The inventors confirmed various conditions optimal for mRNA electroporation in T cells as shown in Table 1. The inventor used cytoPulse technology, which allows transient permeabilization of live cells to deliver material to cells using a pulsed electric field. This technique is based on the use of PulseAgile (Harvard Apparatus, Holliston, Mass. 01746 USA) electroporation waveform, which gives precise control of pulse duration, intensity, and spacing between pulses (US Pat. No. 6,010,613 and WO2004083379). All these parameters can be modified to reach the highest conditions for high transfection efficiency and minimal death. Basically, the first high electric field pulse forms a pore, while the subsequent low electric field pulse moves the polynucleotide into the cell. In one aspect of the invention, the present inventors have developed a process leading to the achievement of> 95% transfection efficiency of mRNA in T cells, and an electroporate for transiently expressing various types of proteins in T cells. Describe the use of the translation protocol. In particular, the invention relates to a method of transforming T cells, the method comprising contacting said T cells with RNA;
(A) the voltage range is 2250 to 3000 V / cm, the pulse width is 0.1 ms, and the pulse interval between the electrical pulse of step (a) and the electrical pulse of (b) is 0.2 to 10 ms, One electric pulse,
(B) a single pulse having a voltage range of 2250 to 3000 V, a pulse width of 100 ms, and a pulse interval of 100 ms between the electrical pulse of step (b) and the first electrical pulse of step (c) And (c) voltage of 325 V, pulse width of 0.2 ms, pulse interval between 4 electric pulses of 2 ms between each pulse, a quick pulse sequence consisting of 4 electric pulses T cell Apply to

特定の態様において、T細胞を形質転換する方法は、前記T細胞をRNAと接触させる工程と、
(a)電圧が2250V、2300V、2350V、2400V、2450V、2500V、2550V、2400V、2450V、2500V、2600V、2700V、2800V、2900V、または3000V/センチメートルであり、パルス幅が0.1msであり、工程(a)の電気パルスと(b)の電気パルスとの間のパルス間隔が0.2ms、0.5ms、1ms、2ms、3ms、4ms、5ms、6ms、7ms、8ms、9ms、または10msである、1回の電気パルス、
(b)電圧範囲が2250V、2250V、2300V、2350V、2400V、2450V、2500V、2550V、2400V、2450V、2500V、2600V、2700V、2800V、2900V、または3000Vであり、パルス幅が100msであり、工程(b)の電気パルスと工程(c)の最初の電気パルスとの間のパルス間隔が100msである、1回の電気パルス、および
(c)電圧が325Vであり、パルス幅が0.2msであり、4回それぞれの電気パルス間のパルス間隔が2msである、4回の電気パルス
からなる素早いパルスシーケンスをT細胞に適用する工程とを含む。
In a particular embodiment, a method of transforming T cells comprises contacting said T cells with RNA;
(A) The voltage is 2250 V, 2300 V, 2350 V, 2400 V, 2450 V, 25 50 V, 2400 V, 2450 V, 2500 V, 2600 V, 2700 V, 2800 V, 2900 V, or 3000 V / cm and the pulse width is 0.1 ms. The pulse interval between the electrical pulse of (a) and the electrical pulse of (b) is 0.2 ms, 0.5 ms, 1 ms, 2 ms, 3 ms, 4 ms, 5 ms, 6 ms, 7 ms, 8 ms, 9 ms or 10 ms, 1 Times of electrical pulse,
(B) The voltage range is 2250 V, 2250 V, 2300 V, 2400 V, 2450 V, 2500 V, 2550 V, 2450 V, 2450 V, 2500 V, 2600 V, 2700 V, 2800 V, 2900 V, or 3000 V, and the pulse width is 100 ms. One electrical pulse with a pulse interval of 100 ms between the electrical pulse of b) and the first electrical pulse of step (c), and (c) a voltage of 325 V and a pulse width of 0.2 ms, Applying a quick pulse sequence consisting of 4 electrical pulses to the T cells, the pulse interval between each of the 4 electrical pulses being 2 ms.

前記の値の範囲に含まれる任意の値が本願において開示される。エレクトロポレーション培地は当技術分野において公知の任意の適切な培地でよい。好ましくは、エレクトロポレーション培地の伝導率は0.01〜1.0ミリシーメンスの範囲である。   Any value falling within the aforementioned range of values is disclosed herein. The electroporation medium may be any suitable medium known in the art. Preferably, the conductivity of the electroporation medium is in the range of 0.01 to 1.0 millisiemens.

(表1)PBMC由来T細胞におけるエレクトロポレーションに必要な最低電圧を求めるために使用した様々なcytopulseプログラム

Figure 2019047801
TABLE 1 Various cytopulse programs used to determine the lowest voltage required for electroporation in PBMC-derived T cells
Figure 2019047801

ウイルス形質導入
本発明よれば、RNAガイドエンドヌクレアーゼをコードする核酸および/またはガイドRNAとして用いられる転写物の形質導入のために以下で定義されるウイルスベクターを使用することは、前のトランスフェクション手段の考えられる代案であると見出された。ウイルス形質導入のための方法は当技術分野において周知である。しかしながら、このような方法は、T細胞ゲノムにレトロウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターが安定に組み込まれることと、その結果としてエンドヌクレアーゼが長期間にわたって発現されることにより、現状では、いくつかの制約に遭遇する可能性がある。このことは、RNAガイドによって付与される特異性レベルに応じてT細胞に悪影響を及ぼす可能性がある。
Viral Transduction According to the invention, it is preferred to use the viral vector defined below for transduction of transcripts used as nucleic acid encoding RNA guide endonuclease and / or as guide RNA. Was found to be a conceivable alternative to Methods for viral transduction are well known in the art. However, such a method is, due to the stable integration of the retroviral vector or lentiviral vector into the T cell genome and the resulting long-term expression of the endonuclease, at present a number of limitations. There is a possibility of encounter. This can adversely affect T cells depending on the level of specificity imparted by the RNA guide.

RNAガイドエンドヌクレアーゼのウイルスキャプシド形成を用いた偽形質導入
RNAガイドエンドヌクレアーゼをT細胞内の作用部位に送達する既存の手段および材料の短所のいくつかを考えて、本発明者らは、代替の送達方法、特に、前記ポリペプチドウイルス成分と融合することによってRNAガイドエンドヌクレアーゼがポリペプチドの形で導入される送達方法を探し求めてきた。一例として、RNAガイドエンドヌクレアーゼはVprまたはVpxなどのHIVプレインテグレーション複合体タンパク質と融合されてもよい。従って、ポリペプチドの形をとったRNAガイドエンドヌクレアーゼは、ウイルス侵入およびカプセル除去(decapsulation)後に細胞内に放出されたらすぐに宿主細胞ゲノム内の特定の標的に働くことができる。
Pseudotransduction using viral encapsidation of RNA-guided endonucleases
Given some of the shortcomings of the existing means and materials for delivering RNA-guided endonucleases to the site of action in T cells, we fuse with alternative delivery methods, in particular the said polypeptide virus component. We have sought a delivery method by which RNA-guide endonucleases are introduced in the form of polypeptides. As an example, an RNA guide endonuclease may be fused to an HIV preintegration complex protein such as Vpr or Vpx. Thus, RNA-guide endonucleases in the form of polypeptides can act on specific targets in the host cell genome as soon as they are released into cells after viral entry and decapsulation.

治療用途の場合、前述のレトロウイルス成分が日和見性ウイルス感染症の「ヘルパータンパク質」であるので、その使用が問題を提起することがある。本発明者らは代案を予期せず発見することができた。本発明者らは、ビリオン集合中にRNAガイドエンドヌクレアーゼ、特にCas9をレンチウイルスベクター粒子に組み込むことができ、このようなウイルスベクターによる標的細胞の感染後に標的ゲノムを改変するように働くには、このような「自己」組み込みエンドヌクレアーゼで十分であることを観察した。   For therapeutic use, its use may pose a problem as the aforementioned retroviral component is a "helper protein" for opportunistic viral infections. The inventors were able to find an alternative unexpectedly. We are able to incorporate RNA guide endonucleases, in particular Cas9, into the lentiviral vector particle during virion assembly and to serve to modify the target genome after infection of target cells with such viral vectors: It was observed that such "self" incorporation endonuclease was sufficient.

本発明のこの局面によれば、以下の工程:
(a)エンドヌクレアーゼの存在下で少なくとも1つのウイルスベクターを組み立てる工程であって、前記エンドヌクレアーゼが、好ましくは、どんなレンチウイルス成分とも融合されない工程、
(b)少なくとも1つの標的細胞を前記ウイルスベクターと接触させる工程、
(c)前記標的細胞による前記ウイルスベクターの内部移行後に、前記ヌクレアーゼが、前記少なくとも1つの標的細胞のゲノム内にある少なくとも1種類の特定の標的を認識および切断する工程
の1つまたはいくつかを伴うゲノム操作方法が提供される。
According to this aspect of the invention, the following steps:
(A) assembling at least one viral vector in the presence of an endonuclease, wherein the endonuclease is preferably not fused to any lentiviral component,
(B) contacting at least one target cell with said viral vector,
(C) one or several steps of the nuclease recognizing and cleaving at least one specific target within the genome of the at least one target cell after internalization of the viral vector by the target cell An accompanying genome manipulation method is provided.

本発明によれば、ウイルスベクターには、ウイルス、例えば、レトロウイルス、アデノウイルス、パルボウイルス(例えば、アデノ随伴ウイルス)、コロナウイルス、マイナス鎖RNAウイルス、例えば、オルソミクソウイルス(例えば、インフルエンザウイルス)、ラブドウイルス(例えば、狂犬病ウイルスおよび水疱性口内炎ウイルス)、パラミクソウイルス(例えば、麻疹およびセンダイ)、プラス鎖RNAウイルス、例えば、ピコルナウイルスおよびアルファウイルス、ならびにアデノウイルス、ヘルペスウイルス(例えば、単純ヘルペスウイルス1型および2型、エプスタイン-バーウイルス、サイトメガロウイルス)ならびにポックスウイルス(例えば、ワクシニア、鶏痘、およびカナリアポックス)を含む二本鎖DNAウイルスに由来するウイルスベクターが含まれる。他のウイルスには、例えば、ノーウォークウイルス、トガウイルス、フラビウイルス、レオウイルス、パポバウイルス、ヘパドナウイルス、および肝炎ウイルスが含まれる。レトロウイルスの例には、トリ白血病肉腫ウイルス、哺乳動物C型、B型ウイルス、D型ウイルス、HTLV-BLV群、レンチウイルス、スプーマウイルス(Coffin, J. M., Retroviridae: The viruses and their replication, In Fundamental Virology, Third Edition, B. N. Fields, et al., Eds., Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, 1996)が含まれる。「ウイルスベクター」または「ベクター」という用語は、核酸分子および/もしくはペプチドまたは他の分子を標的細胞に導入するのに使用することができる改変されたウイルス粒子を指す。   According to the invention, viral vectors include viruses such as retroviruses, adenoviruses, parvoviruses (e.g. adeno-associated virus), coronaviruses, negative-strand RNA viruses such as orthomyxoviruses (e.g. influenza virus) Rhabdovirus (eg, rabies virus and vesicular stomatitis virus), paramyxoviruses (eg, measles and Sendai), plus-strand RNA viruses such as picornavirus and alphavirus, and adenovirus, herpesvirus (eg, simplex virus) A virus derived from double-stranded DNA virus, including herpesvirus types 1 and 2, Epstein-Barr virus, cytomegalovirus) and poxviruses (eg vaccinia, fowlpox and canarypox) Scan vectors are included. Other viruses include, for example, Norwalk virus, toga virus, flavivirus, reovirus, papova virus, hepadna virus, and hepatitis virus. Examples of retroviruses include avian leukaemic sarcoma virus, mammalian C, B, D, HTLV-BLV, lentivirus, spuma virus (Coffin, JM, Retroviridae: The viruses and their replication, In Fundamental Virology, Third Edition, BN Fields, et al., Eds., Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, 1996). The terms "viral vector" or "vector" refer to a modified viral particle that can be used to introduce nucleic acid molecules and / or peptides or other molecules into target cells.

本発明者らは、RNAガイドエンドヌクレアーゼが細胞質に導入された後に、その活性を保持し、容易にガイドRNAと結合できることを示した。前記ガイドRNAもビリオン集合中にキャプシド形成され、それによって、T細胞の細胞質内に同時に放出されてもよい。   We have shown that after the RNA guide endonuclease has been introduced into the cytoplasm, it retains its activity and can easily bind to the guide RNA. The guide RNA may also be encapsidated during virion assembly and thereby released simultaneously into the cytoplasm of T cells.

本発明のさらなる局面によれば、ウイルスベクターは、レンチウイルスまたはレトロウイルスをベースとするベクター(LV)、好ましくは、非組み込み型ウイルスベクターである。LVは、ウイルス遺伝物質を取り囲む、一般にヌクレオキャプシドコアと呼ばれる内側タンパク質コアと外側脂質膜を含む複製欠損ウイルス粒子である。これらの複製欠損ウイルス粒子は、パッケージング細胞内でレンチウイルスのgag遺伝子およびpol遺伝子によってコードされるタンパク質を発現することによって組み立てられる。gag遺伝子およびpol遺伝子は、ポリタンパク質、およびこれらのポリタンパク質を処理してウイルス粒子の個々の成分にするプロテアーゼをコードする。   According to a further aspect of the invention, the viral vector is a lentiviral or retroviral based vector (LV), preferably a non-integrating viral vector. LV is a replication deficient viral particle that contains viral genetic material and includes an inner protein core and an outer lipid membrane, commonly referred to as the nucleocapsid core. These replication defective viral particles are assembled by expressing the proteins encoded by lentiviral gag and pol genes in packaging cells. The gag and pol genes encode polyproteins and proteases that process these polyproteins into individual components of the viral particle.

NLSは、タンパク質を核膜孔複合体を通って細胞核に移動するように働くアミノ酸配列であり、RNAガイドエンドヌクレアーゼの送達効率を改善するためにRNAガイドエンドヌクレアーゼと融合されてもよい。典型的に、NLSは、リジンまたはアルギニンなどの正荷電アミノ酸からなる1つまたは複数の短い配列、例えば、公知のタンパク質SV40ラージT抗原に由来する短い配列-PKKKRKV-、ヌクレオプラスミンに由来する短い配列-KR[PAATKKAGQA]KKKK-、p54に由来する短い配列-RIRKKLR-、SOX9に由来する短い配列-PRRRK-、NS5Aに由来する短い配列-PPRKKRTVV-からなる。   The NLS is an amino acid sequence that acts to transfer the protein through the nuclear pore complex to the cell nucleus and may be fused with the RNA guide endonuclease to improve the delivery efficiency of the RNA guide endonuclease. Typically, the NLS is one or more short sequences consisting of positively charged amino acids such as lysine or arginine, such as the short sequence derived from the known protein SV40 large T antigen-PKKKRKV-, short sequence derived from nucleoplasmin -KR [PAATKKAGQA] KKKK-, consists of the short sequence -RIRKKLR- derived from p54, the short sequence -PRRRK- derived from SOX9, the short sequence -PPRKKRTVV- derived from NS5A.

本発明によるRNAガイドエンドヌクレアーゼのこの使用とは独立して、前記のウイルスキャプシド形成方法を、ウイルスベクターが感染することができるあらゆるタイプの細胞について、TAL-ヌクレアーゼ、ジンクフィンガーヌクレアーゼ、またはホーミングエンドヌクレアーゼなどの他のタイプのレアカッティングエンドヌクレアーゼに広げることができる。   Independent of this use of the RNA-guide endonuclease according to the invention, the virus encapsidation method described above can be applied to TAL-nucleases, zinc finger nucleases, or homing endonucleases for any type of cell that the viral vector can infect. And can be extended to other types of rare cutting endonucleases.

細胞透過性ペプチド送達方法
本発明の一部として、本発明者らは、さらなる送達方法、特にRNAガイドおよび/またはRNAガイドエンドヌクレアーゼをT細胞に導入するための細胞透過性ペプチド(CPP)の使用を調べた。
Cell Permeable Peptide Delivery Methods As part of the present invention, we use additional delivery methods, in particular the use of cell permeable peptides (CPP) to introduce RNA guides and / or RNA guide endonucleases into T cells. I examined.

従って、本発明の方法は、RNAガイドおよび/またはRNAガイドエンドヌクレアーゼと連結した細胞透過性ペプチドを含む組成物を調製する工程を含んでもよい。これらの分子と、前記CPP、好ましくはCPPのN末端またはC末端も、結合することができる。この結合は共有結合でもよく非共有結合でもよい。CPPは、2つの主要なクラスにさらに分けることができる。第1のクラスは分子と化学的連結を必要とし、第2のクラスは安定な非共有結合複合体の形成を伴う。共有結合したCPPは、化学的な架橋結合(例えば、ジスルフィド結合)によって、またはクローニング後にCPP-RNAガイドエンドヌクレアーゼ融合タンパク質を発現させることによって、共有結合結合体を形成する。好ましい態様において、前記CPPは、チオール修飾分子がCPPとジスルフィド結合を形成するようにピリジルジスルフィド機能を有する。前記ジスルフィド結合は、特に、細胞質などの還元環境において切断することができる。非共有結合CPPは優先的に両親媒性ペプチドである。   Thus, the method of the invention may comprise the step of preparing a composition comprising a cell penetrating peptide linked to an RNA guide and / or an RNA guide endonuclease. These molecules can also be linked to the CPP, preferably the N-terminus or C-terminus of the CPP. This bond may be covalent or non-covalent. CPPs can be further divided into two major classes. The first class requires chemical linkage with the molecule, and the second class involves the formation of a stable non-covalent complex. Covalently linked CPPs form covalent conjugates by chemical crosslinking (eg, disulfide linkage) or by expressing CPP-RNA guide endonuclease fusion proteins after cloning. In a preferred embodiment, the CPP has a pyridyl disulfide function such that the thiol modifying molecule forms a disulfide bond with CPP. The disulfide bond can be cleaved, particularly in a reducing environment such as cytoplasm. Non-covalently linked CPPs are preferentially amphiphilic peptides.

CPPの定義は常に発展しているが、概してタンパク質またはキメラ配列に由来し、受容体非依存的に細胞膜を通過して極性親水性生体分子を輸送することができる35アミノ酸未満の短いペプチドだと述べられている。CPPは、カチオン性ペプチド、疎水性配列を有するペプチド、両親媒性ペプチド、プロリンリッチかつ抗菌性の配列を有するペプチド、およびキメラペプチドまたは二分ペプチド(bipartite peptide)(Pooga and Langel 2005)でもよい。特定の態様において、カチオン性CPPは複数の塩基性またはカチオン性のCPP(例えば、アルギニンおよび/またはリジン)を含んでもよい。好ましくは、CCPは両親媒性であり、正味の正電荷を有する。CPPは生体膜を透過し、様々な生体分子が細胞膜を通過して細胞質内に移動するのを誘発し、様々な生体分子の細胞内輸送を改善し、それによって、標的との相互作用を容易にすることができる。CPPの例には、ヒト免疫不全症ウイルス1型(HIV-1)によるウイルス複製に必要な101アミノ酸タンパク質である核転写活性化因子タンパク質であるTat、ドロソフィリア(Drosophilia)のホメオタンパク質アンテナペディア(Antennapedia)の3番目のヘリックスに対応するペネトラチン、カポジ線維芽細胞増殖因子(FGF)シグナルペプチド配列、インテグリンβ3シグナルペプチド配列、グアニンリッチ分子輸送体、MPG、pep-1、スィートアロー(sweet arrow)ペプチド、ダーマセプチン、トランスポータン、pVEC、ヒトカルシトニン、マウスプリオンタンパク質(mPrPr)、ポリアルギニンペプチドArgs配列、単純ヘルペスウイルスに由来するVP22タンパク質、抗菌ペプチドブフォリン(Buforin)I、およびSynB(US2013/0065314)が含まれ得る。新たなCPP変種が様々な伝達ドメインに結合することができる。   The definition of CPP is constantly evolving, but generally short peptides of less than 35 amino acids that are derived from proteins or chimeric sequences and can transport polar hydrophilic biomolecules across cell membranes in a receptor independent manner It is stated. The CPP may be a cationic peptide, a peptide having a hydrophobic sequence, an amphipathic peptide, a peptide having a proline rich and antimicrobial sequence, and a chimeric peptide or bipartite peptide (Pooga and Langel 2005). In certain embodiments, the cationic CPP may comprise more than one basic or cationic CPP (eg, arginine and / or lysine). Preferably, CCPs are amphiphilic and carry a net positive charge. CPPs penetrate biological membranes, induce various biomolecules to cross the cell membrane and into the cytoplasm, and improve the intracellular transport of various biomolecules, thereby facilitating interaction with targets Can be Examples of CPPs are the nuclear transcription activator protein Tat, a 101 amino acid protein required for viral replication by human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1), and the homeoprotein antennapedia of Drosophilia (Drosophilia) Penetratin corresponding to the third helix of Antennapedia, Kaposi fibroblast growth factor (FGF) signal peptide sequence, integrin β3 signal peptide sequence, guanine rich molecule transporter, MPG, pep-1, sweet arrow peptide , Dermaceptin, transportan, pVEC, human calcitonin, mouse prion protein (mPrPr), polyarginine peptide Args sequence, VP22 protein derived from herpes simplex virus, antibacterial peptide Buforin I, and SynB (US 2013/0065314) May be included. New CPP variants can be linked to various transduction domains.

非アロ反応性T細胞
T細胞受容体(TCR)は、抗原提示に応答したT細胞活性化に関与する細胞表面受容体である。TCRは概して、集合してヘテロ二量体を形成する2本のα鎖およびβ鎖から作られ、CD3伝達サブユニットと結合して、細胞表面に存在するT細胞受容体複合体を形成する。TCRのα鎖およびβ鎖はそれぞれ、免疫グロブリンに似たN末端可変(V)領域および定常(C)領域、疎水性膜貫通ドメイン、ならびに短い細胞質領域からなる。免疫グロブリン分子と同様に、α鎖およびβ鎖の可変領域は、T細胞集団内に抗原特異性の大きな多様性を生み出すV(D)J組換えによって生じる。しかしながら、インタクトな抗原を認識する免疫グロブリンとは対照的に、T細胞は、MHC分子と結合した処理ペプチド断片によって活性化される。これによって、MHC拘束として知られる、T細胞による抗原認識にさらなる要素を導入される。T細胞受容体を介してドナーとレシピエントとのMHC不一致が認識されると、T細胞が増殖し、場合によってはGVHDが発症する。正常なTCR表面発現は、複合体の7つ全ての成分の協調した合成および集合に依存することが示されている(Ashwell and Klusnor 1990)。TCRαまたはTCRβを不活性化すると、T細胞表面からTCRが無くなり、それによって、アロ抗原の認識を阻止し、従って、GVHDを阻止することができる。しかしながら、TCRが破壊されると概してCD3シグナル伝達成分が無くなり、さらなるT細胞増殖の手段が変化する。
Non alloreactive T cells
T cell receptors (TCRs) are cell surface receptors involved in T cell activation in response to antigen presentation. The TCR is generally made up of two alpha and beta chains that assemble to form a heterodimer and combine with the CD3 transduction subunit to form the T cell receptor complex present on the cell surface. The α and β chains of the TCR consist of an immunoglobulin-like N-terminal variable (V) region and constant (C) region, a hydrophobic transmembrane domain, and a short cytoplasmic region, respectively. Similar to immunoglobulin molecules, the variable regions of the alpha and beta chains are generated by V (D) J recombination, which produces a large diversity of antigen specificities within the T cell population. However, in contrast to immunoglobulins that recognize intact antigens, T cells are activated by processing peptide fragments bound to MHC molecules. This introduces an additional element to antigen recognition by T cells, known as MHC restriction. When MHC mismatches between donor and recipient are recognized via T cell receptors, T cells proliferate, and in some cases, GVHD develops. Normal TCR surface expression has been shown to be dependent on coordinated synthesis and assembly of all seven components of the complex (Ashwell and Klusnor 1990). Inactivation of TCRα or TCRβ results in the loss of the TCR from the T cell surface, thereby blocking the recognition of alloantigens and thus blocking GVHD. However, destruction of the TCR generally abolishes the CD3 signaling component and alters the means of further T cell proliferation.

本発明の主な目的の1つは、免疫療法において使用するために非アロ反応性T細胞を操作するための方法において前記のRNAガイドエンドヌクレアーゼを使用することである。   One of the main objects of the present invention is to use the RNA guide endonuclease described above in a method for engineering non-alloreactive T cells for use in immunotherapy.

この方法は、さらに詳細には、特異的ガイドRNAと結合したRNAガイドエンドヌクレアーゼを用いることでT細胞受容体(TCR)の少なくとも1つの成分を不活性化することによって、前記のT細胞を改変する工程を含む。   The method further specifically modifies said T cells by inactivating at least one component of the T cell receptor (TCR) by using an RNA guide endonuclease linked to a specific guide RNA. Including the step of

同種異系T細胞の生着は、TCR成分をコードする少なくとも1種類の遺伝子を不活性化することによって可能になる。TCRα遺伝子および/またはTCRβ遺伝子を不活性化することによって、TCRは細胞内で機能しなくなる。同種異系T細胞におけるTCR不活性化はGvHDを阻止または軽減することを目的とする。   Engraftment of allogeneic T cells is made possible by inactivating at least one gene encoding a TCR component. By inactivating the TCRα gene and / or the TCRβ gene, the TCR becomes nonfunctional in the cell. TCR inactivation in allogeneic T cells aims to block or reduce GvHD.

遺伝子を不活性化するとは、関心対象の遺伝子が機能的なタンパク質の形で発現されないことが意図される。特定の態様において、前記方法の遺伝子組換えは、標的とするある遺伝子の切断を触媒し、それによって、この標的とする遺伝子を不活性化するような、操作しようとする準備された細胞におけるRNAガイドエンドヌクレアーゼの発現に頼る。該エンドヌクレアーゼによって引き起こされる核酸鎖切断は、概して、相同組換え末端結合または非相同末端結合(NHEJ)の別々の機構によって修復される。しかしながら、NHEJは、切断部位のDNA配列を変えることが多い不完全な修復プロセスである。機構は、直接的な再連結(Critchlow and Jackson 1998)によって、または、いわゆるマイクロホモロジー媒介末端結合(Betts, Brenchley et al. 2003; Ma, Kim et al. 2003)を介して2つのDNA末端の残存物を再結合することを伴う。非相同末端結合(NHEJ)を介した修復は小さな挿入または欠失をもたらすことが多く、特異的遺伝子ノックアウトを作り出すことに使用することができる。前記組換えは少なくとも1つのヌクレオチドの置換、欠失、または付加でもよい。切断によって誘導される変異誘発事象、すなわち、NHEJ事象に続く変異誘発事象が起こった細胞は、当技術分野において周知の方法によって特定および/または選択することができる。   Inactivating a gene is intended that the gene of interest is not expressed in the form of a functional protein. In a particular embodiment, the genetic recombination of the method catalyzes the cleavage of a gene of interest, thereby inactivating the gene of interest such as RNA in a cell ready to be manipulated Rely on the expression of guide endonucleases. Nucleic acid strand breaks caused by the endonuclease are generally repaired by separate mechanisms of homologous recombination end-joining or non-homologous end-joining (NHEJ). However, NHEJ is an incomplete repair process that often changes the DNA sequence at the cleavage site. The mechanism is by direct religation (Critchlow and Jackson 1998) or via the so-called microhomology-mediated end joining (Betts, Brenchley et al. 2003; Ma, Kim et al. 2003) the remaining of the two DNA ends It involves rejoining things. Repair via non-homologous end joining (NHEJ) often results in small insertions or deletions and can be used to create specific gene knockouts. The recombination may be substitution, deletion or addition of at least one nucleotide. Mutagenesis events induced by cleavage, ie cells in which a mutagenic event following the NHEJ event has taken place can be identified and / or selected by methods well known in the art.

本発明者らは、TCRをコードする3つのエキソンの中に適切な標的配列を決定した。これにより、切断効率を保持しながら毒性を大幅に低減することが可能になった。好ましい標的配列を表2に示した(TCR陰性細胞の割合が低い場合+、割合が中程度の場合++、割合が高い場合+++)。   We determined appropriate target sequences in the three exons encoding the TCR. This has made it possible to significantly reduce the toxicity while maintaining the cutting efficiency. Preferred target sequences are shown in Table 2 (low ratio of TCR negative cells +, ++ at medium ratio, + + at high ratio).

(表2)T細胞においてCas9を用いるガイドRNAの適切な標的配列

Figure 2019047801
TABLE 2 Appropriate Target Sequences of Guide RNA Using Cas9 in T Cells
Figure 2019047801

薬物耐性T細胞を操作するための方法
癌療法および同種異系T細胞の選択的生着を改善するために、操作されたT細胞に薬物耐性を付与して、操作されたT細胞を化学療法または免疫抑制剤の毒性副作用から保護することができる。実際に、本発明者らは、ほとんどの患者が、T細胞免疫療法を伴う試験の前に治療の標準として化学療法および免疫枯渇剤(immune depleting agent)による処置を受けたことを観察した。本発明者らは、処置前に細胞をエクスビボで増殖させるために培養培地中に化学療法薬物を添加すること、または化学療法もしくは免疫抑制処置を受けている患者においてインビボで操作されたT細胞の選択的増殖物を得ることのいずれかによって、これらの処理を利用して操作されたT細胞の選択を助けることができることも発見した。
Methods for Manipulating Drug-Resistant T Cells In order to improve cancer therapy and selective engraftment of allogeneic T cells, the engineered T cells are rendered drug resistant to chemo-treat the engineered T cells. Or may be protected from the toxic side effects of the immunosuppressant. In fact, we observed that most patients had received treatment with chemotherapy and immune depleting agents as a standard of treatment prior to testing with T cell immunotherapy. We added chemotherapeutic drugs in the culture medium to expand the cells ex vivo prior to treatment, or in vivo engineered T cells in patients undergoing chemotherapy or immunosuppressive treatment It has also been discovered that these treatments can be used to aid in the selection of engineered T cells by either obtaining selective outgrowths.

薬物感受性細胞と比べて、薬物耐性遺伝子を発現するT細胞が生き残り、増殖するので、T細胞の薬物耐性はインビボまたはエクスビボでT細胞の濃縮も可能にする。特に、本発明は、
(a)T細胞を準備する工程、
(b)少なくとも1種類の薬物を選択する行程、
(c)薬物耐性を前記T細胞に付与するようにT細胞を改変する工程、
(d)前記操作されたT細胞を前記薬物の存在下で増殖させる工程
を含む、免疫療法のために同種異系かつ薬物耐性のT細胞を操作する方法に関する。任意で、前の工程は、以前に述べられた、
(e)T細胞受容体(TCR)成分をコードする少なくとも1種類の遺伝子を不活性化することによって前記T細胞を改変する工程、
(f)細胞表面にTCRを発現しない、形質転換されたT細胞を分別する工程
と組み合わされてもよい。
T cell drug resistance also allows T cell enrichment in vivo or ex vivo as T cells expressing drug resistant genes survive and proliferate compared to drug sensitive cells. In particular, the present invention
(A) preparing T cells,
(B) selecting at least one drug,
(C) modifying T cells to impart drug resistance to the T cells;
(D) proliferating the engineered T cells in the presence of the drug, to a method of engineering allogeneic and drug resistant T cells for immunotherapy. Optionally, the previous step was previously mentioned,
(E) modifying the T cell by inactivating at least one gene encoding a T cell receptor (TCR) component,
(F) It may be combined with the step of differentiating transformed T cells which do not express TCR on the cell surface.

従って、本発明の一局面によれば、前記方法は、T細胞受容体(TCR)成分をコードする少なくとも1種類の遺伝子を不活性化する工程と、薬物、さらに詳細には化学療法薬剤に対する耐性を付与するように前記T細胞をさらに改変する工程を含む。薬物耐性は、薬物耐性遺伝子を発現させることによってT細胞に付与することができる。薬物耐性を細胞に付与する、いくつかの遺伝子、例えば、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)、イノシン一リン酸デヒドロゲナーゼ2(IMPDH2)、カルシニューリン、またはメチルグアニントランスフェラーゼ(MGMT)の変種対立遺伝子が同定されている。前記薬物耐性遺伝子は、前記遺伝子をコードするトランスジーンを細胞に導入することによって細胞内で発現されてもよく、相同組換えによって前記薬物耐性遺伝子を細胞ゲノムに組み込むことによって細胞内で発現されてもよい。   Thus, according to one aspect of the present invention, the method comprises the steps of inactivating at least one gene encoding a T cell receptor (TCR) component, resistance to a drug, more particularly to a chemotherapeutic agent. Further modifying the T cells to provide Drug resistance can be imparted to T cells by expressing a drug resistance gene. Several genes have been identified that confer drug resistance to cells, such as variant alleles of dihydrofolate reductase (DHFR), inosine monophosphate dehydrogenase 2 (IMPDH2), calcineurin, or methylguanine transferase (MGMT) . The drug resistance gene may be expressed in cells by introducing a transgene encoding the gene into cells, and may be expressed in cells by integrating the drug resistance gene into the cell genome by homologous recombination It is also good.

薬物耐性は、薬物に対する細胞の感受性を担う1種または複数種の遺伝子(薬物感受性遺伝子)、例えばヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)遺伝子(GenBank: M26434.1)を不活性化することによって、T細胞に付与することができる。特に、細胞分裂停止性の代謝産物である6-チオグアニン(6TG)に対する耐性を付与するために、操作されたT細胞においてHPRTを不活性化することができる。6-チオグアニン(6TG)は、HPRTによって、現在、癌患者、特に白血病患者を処置するのに用いられている細胞傷害性チオグアニンヌクレオチドに変換される(Hacke, Treger et al. 2013)。別の例では、通常、T細胞表面に発現しているCD3を不活性化すると、テプリズマブなどの抗CD3抗体に対する耐性を付与することができる。   Drug resistance can be achieved by inactivating one or more genes responsible for the sensitivity of the cells to the drug (drug sensitive genes), such as the hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HPRT) gene (GenBank: M26434.1). , T cells can be given. In particular, HPRT can be inactivated in engineered T cells to confer resistance to the cytostatic metabolite 6-thioguanine (6TG). 6-Thioguanine (6TG) is converted by HPRT into the cytotoxic thioguanine nucleotide currently used to treat cancer patients, particularly leukemia patients (Hacke, Treger et al. 2013). In another example, inactivation of CD3 normally expressed on the surface of T cells can confer resistance to anti-CD3 antibodies such as teplizumab.

その他の場合では、前記薬物耐性は、少なくとも1種類の薬物耐性遺伝子を発現させることによってT細胞に付与することができる。前記薬物耐性遺伝子とは、化学療法剤(例えば、メトトレキセート)などの薬剤に対する「耐性」をコードする核酸配列を指す。言い換えると、細胞内で薬物耐性遺伝子を発現させると、薬物耐性遺伝子のない対応する細胞を増殖させるより多量に、薬剤の存在下で細胞を増殖させることが可能になる。本発明の薬物耐性遺伝子は、代謝拮抗物質、メトトレキセート、ビンブラスチン、シスプラチン、アルキル化剤、アントラサイクリン、細胞傷害性抗生物質、抗イムノフィリン、その類似体または誘導体などに対する耐性をコードしてもよい。   In other cases, the drug resistance can be conferred to T cells by expressing at least one drug resistance gene. The drug resistant gene refers to a nucleic acid sequence encoding "resistance" to an agent such as a chemotherapeutic agent (eg, methotrexate). In other words, expressing a drug resistance gene in cells allows the cells to be grown in the presence of the drug in greater amounts than growing the corresponding cells without the drug resistance gene. The drug resistance gene of the present invention may encode resistance to antimetabolites, methotrexate, vinblastine, cisplatin, alkylating agents, anthracyclines, cytotoxic antibiotics, anti-immunophilins, analogs or derivatives thereof and the like.

標的とする細胞に薬物耐性を付与するのに潜在的に使用することができる、いくつかの薬物耐性遺伝子が同定されている(Takebe, Zhao et al. 2001 ; Sugimoto, Tsukahara et al. 2003; Zielske, Reese et al. 2003; Nivens, Felder et al. 2004; Bardenheuer, Lehmberg et al. 2005; Kushman, Kabler et al. 2007)。   Several drug resistance genes have been identified that can potentially be used to confer drug resistance on targeted cells (Takebe, Zhao et al. 2001; Sugimoto, Tsukahara et al. 2003; Zielske , Reese et al. 2003; Nivens, Felder et al. 2004; Bardenheuer, Lehmberg et al. 2005; Kushman, Kabler et al. 2007).

薬物耐性遺伝子の一例はまたジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)の変異型または改変型でもよい。DHFRは、細胞内のテトラヒドロ葉酸量の調節に関与し、DNA合成に必須の酵素である。メトトレキセート(MTX)などの葉酸類似体は、DHFRを阻害し、従ってクリニックにおいて抗悪性腫瘍剤として用いられる。療法において用いられる葉酸代謝拮抗剤による阻害に対する耐性を高めた様々なDHFR変異型が述べられている。特定の態様において、本発明による薬物耐性遺伝子は、葉酸代謝拮抗剤処置、例えば、メトトレキセートに対する耐性を付与する少なくとも1つの変異を含む、ヒト野生型DHFRの変異型をコードする核酸配列(GenBank: AAH71996.1)でもよい。特定の態様において、DHFR変異型は、位置G15、L22、F31、またはF34、好ましくは、位置L22またはF31に少なくとも1つの変異アミノ酸を含む((Schweitzer, Dicker et al. 1990); 国際出願 W094/24277; 米国特許第6,642,043号)。   An example of a drug resistant gene may also be a mutated or modified form of dihydrofolate reductase (DHFR). DHFR is involved in the regulation of the amount of tetrahydrofolate in cells and is an enzyme essential for DNA synthesis. Folate analogues such as methotrexate (MTX) inhibit DHFR and are therefore used as antineoplastic agents in the clinic. Various DHFR variants have been described which make them more resistant to inhibition by antifolates used in therapy. In a particular embodiment, the drug resistance gene according to the invention is a nucleic acid sequence encoding a mutant form of human wild-type DHFR, comprising at least one mutation that confers resistance to antifolate treatment, eg methotrexate (GenBank: AAH71996 .1) may be used. In a particular embodiment, the DHFR variant comprises at least one variant amino acid at position G15, L22, F31 or F34, preferably at position L22 or F31 ((Schweitzer, Dicker et al. 1990); International Application W094 / U.S. Patent No. 6,642,043).

本明細書で使用する「葉酸代謝拮抗剤」または「葉酸類似体」は、ある程度のレベルで葉酸代謝経路を妨害するように向けられた分子を指す。葉酸代謝拮抗剤の例には、例えば、メトトレキセート(MTX); アミノプテリン; トリメトレキセート(Neutrexin(登録商標)); エダトレキサート; N10-プロパルギル-5,8-ジデアザ葉酸(CB3717); ZD1694(Tumodex)、5,8-ジデアザイソ葉酸(IAHQ); 5,10-ジデアザテトラヒドロ葉酸(DDATHF); 5-デアザ葉酸; PT523(Nα-(4-アミノ-4-デオキシプテロイル)-Nδ-ヘミフタロイル-L-オルニチン); 10-エチル-10-デアザアミノプテリン(DDATHF、ロマトレキソール(lomatrexol)); ピリトレキシム; 10-EDAM; ZD1694; GW1843; ペメトレキサート(Pemetrexate)およびPDX(10-プロパルギル-10-デアザアミノプテリン)が含まれる。   As used herein, "folate antagonists" or "folate analogs" refer to molecules directed to interfere with the folate metabolic pathway at some level. Examples of antifolates include, for example, methotrexate (MTX); aminopterin; trimetrexate (Neutrexin®); edatrexate; 5,8-dideazaisofolic acid (IAHQ); 5,10-dideazatetrahydrofolic acid (DDARTF); 5-deazafolic acid; Ornithine); 10-ethyl-10-deazaaminopterin (DDATHF, lomatrexol); pyritrexime; 10-EDAM; ZD1694; GW1843; Is included.

薬物耐性遺伝子の別の例はまた、グアノシンヌクレオチド新規合成における律速酵素であるイオニシン(ionisine)-5'-一リン酸デヒドロゲナーゼII(IMPDH2)の変異型または改変型でもよい。IMPDH2の変異型または改変型はIMPDH阻害剤耐性遺伝子である。IMPDH阻害剤はミコフェノール酸(MPA)またはそのプロドラッグであるミコフェノール酸モフェチル(MMF)でもよい。変異IMPDH2は、野生型ヒトIMPDH2(NP_000875.2)のMAP結合部位に、IMPDH阻害剤耐性を大幅に高める少なくとも1つの変異、好ましくは2つの変異を含んでもよい。変異は、好ましくは、位置T333および/またはS351(Yam, Jensen et al. 2006; Sangiolo, Lesnikova et al. 2007; Jonnalagadda, Brown et al. 2013)にある。特定の態様において、位置333のスレオニン残基はイソロイシン残基と交換され、位置351のセリン残基はチロシン残基と交換される。   Another example of a drug resistant gene may also be a mutated or modified version of ionisine-5'-monophosphate dehydrogenase II (IMPDH2), which is the rate-limiting enzyme in guanosine nucleotide de novo synthesis. A mutated or modified version of IMPDH2 is the IMPDH inhibitor resistance gene. The IMPDH inhibitor may be mycophenolic acid (MPA) or its prodrug mycophenolate mofetil (MMF). The mutant IMPDH2 may comprise at least one mutation, preferably two mutations, at the MAP binding site of wild-type human IMPDH2 (NP_000875.2), which greatly enhances IMPDH inhibitor resistance. The mutations are preferably at position T 333 and / or S 351 (Yam, Jensen et al. 2006; Sangiolo, Lesnikova et al. 2007; Jonnalagadda, Brown et al. 2013). In a particular embodiment, the threonine residue at position 333 is replaced with an isoleucine residue and the serine residue at position 351 is replaced with a tyrosine residue.

別の薬物耐性遺伝子は変異型カルシニューリンである。カルシニューリン(PP2B)は、多くの生物学的プロセスに関与し、T細胞活性化の中心をなす広範に発現しているセリン/スレオニンプロテインホスファターゼである。カルシニューリンは、触媒サブユニット(CnA;3種類のアイソフォーム)および調節サブユニット(CnB;2種類のアイソフォーム)からなるヘテロ二量体である。T細胞受容体が結合した後に、カルシニューリンは転写因子NFATを脱リン酸化し、転写因子NFATは核およびIL2などの活発な重要標的遺伝子に移動できるようになる。FKBP12と複合体化したFK506、またはCyPAと複合体化したシクロスポリンA(CsA)は、カルシニューリン活性部位にNFATが接近するのをブロックし、NFATの脱リン酸を阻止し、それによってT細胞活性化を阻害する(Brewin, Mancao et al. 2009)。本発明の薬物耐性遺伝子は、FK506および/またはCsAなどのカルシニューリン阻害剤に対して耐性のカルシニューリン変異型をコードする核酸配列でもよい。特定の態様において、前記変異型は、野生型カルシニューリンヘテロ二量体aの位置:V314、Y341、M347、T351、W352、L354、K360に少なくとも1つの変異アミノ酸、好ましくは、位置T351およびL354またはV314およびY341に二重変異を含んでもよい。本明細書に記載のアミノ酸位置の対応は、野生型ヒトカルシニューリンヘテロ二量体のアミノ酸の位置で表されることが多い(GenBank: ACX34092.1)。   Another drug resistant gene is mutant calcineurin. Calcineurin (PP2B) is a widely expressed serine / threonine protein phosphatase that is involved in many biological processes and is central to T cell activation. Calcineurin is a heterodimer consisting of a catalytic subunit (CnA; three isoforms) and a regulatory subunit (CnB; two isoforms). After binding to the T cell receptor, calcineurin dephosphorylates the transcription factor NFAT, allowing transcription factor NFAT to be transferred to the nucleus and active key target genes such as IL2. FK506 complexed with FKBP12, or cyclosporin A (CsA) complexed with CyPA, blocks NFAT access to the calcineurin active site and blocks NFAT dephosphorylation, thereby activating T cells (Brewin, Mancao et al. 2009). The drug resistant gene of the present invention may be a nucleic acid sequence encoding a calcineurin variant resistant to calcineurin inhibitors such as FK506 and / or CsA. In a particular embodiment, said variant has at least one mutated amino acid at position V314, Y341, M347, T351, W352, L354, K360 of wild type calcineurin heterodimer a, preferably position T351 and L354 or V314. And Y341 may contain double mutations. The correspondence of amino acid positions described herein is often represented by the amino acid position of wild type human calcineurin heterodimer (GenBank: ACX34092.1).

別の特定の態様において、前記変異型は、野生型カルシニューリンヘテロ二量体bの位置:V120、N123、L124、またはK125に少なくとも1つの変異アミノ酸、好ましくは、位置L124およびK125に二重変異を含んでもよい。本明細書に記載のアミノ酸位置の対応は、野生型ヒトカルシニューリンヘテロ二量体bポリペプチドのアミノ酸の位置で表されることが多い(GenBank: ACX34095.1)。   In another particular embodiment, said variant has a double mutation at the position of wild-type calcineurin heterodimer b: at least one mutated amino acid at V120, N123, L124 or K125, preferably at positions L124 and K125. May be included. The correspondence of amino acid positions described herein is often represented by the amino acid position of wild type human calcineurin heterodimer b polypeptide (GenBank: ACX34095.1).

別の薬物耐性遺伝子は、ヒトアルキルグアニントランスフェラーゼ(hAGT)をコードするO(6)-メチルグアニンメチルトランスフェラーゼ(MGMT)である。AGTは、アルキル化剤、例えば、ニトロソ尿素およびテモゾロミド(TMZ)の細胞傷害作用に対する耐性を付与するDNA修復タンパク質である。6-ベンジルグアニン(6-BG)は、ニトロソ尿素の毒性を増強し、この薬剤の細胞傷害作用を増強するためにTMZと同時投与されるAGT阻害剤である。AGT変種をコードするいくつかのMGMT変異型は、6-BGによる不活性化に対して高度に耐性があるが、DNA損傷を修復する能力を保持している(Maze, Kurpad et al. 1999)。特定の態様において、AGT変異型は野生型AGT位置P140の変異アミノ酸を含んでもよい(UniProtKB: P16455)。   Another drug resistant gene is O (6) -methyl guanine methyltransferase (MGMT), which encodes human alkyl guanine transferase (hAGT). AGT is a DNA repair protein that confers resistance to the cytotoxic effects of alkylating agents such as nitrosoureas and temozolomide (TMZ). 6-benzylguanine (6-BG) is an AGT inhibitor co-administered with TMZ to enhance the toxicity of nitrosoureas and to enhance the cytotoxic effect of this drug. Several MGMT variants encoding AGT variants are highly resistant to inactivation by 6-BG but retain the ability to repair DNA damage (Maze, Kurpad et al. 1999). . In a particular embodiment, the AGT variant may comprise a mutated amino acid at wild-type AGT position P140 (UniProtKB: P16455).

別の薬物耐性遺伝子は多剤耐性タンパク質1(MDR1)遺伝子でもよい。この遺伝子は、細胞膜を通過する代謝副産物の輸送に関与するP-糖タンパク質(P-GP)として知られる膜糖タンパク質をコードする。P-Gpタンパク質は、構造が関係しない数種類の化学療法剤に対して広い特異性を示す。従って、MDR-1(NP_000918)をコードする核酸配列を発現させることによって薬物耐性を細胞に付与することができる。   Another drug resistance gene may be the multidrug resistance protein 1 (MDR1) gene. This gene encodes a membrane glycoprotein known as P-glycoprotein (P-GP), which is involved in the transport of metabolic byproducts across cell membranes. P-Gp proteins show broad specificity to several structurally unrelated chemotherapeutic agents. Thus, drug resistance can be conferred to cells by expressing a nucleic acid sequence encoding MDR-1 (NP_000918).

薬物耐性遺伝子はまた、ble遺伝子またはmcrA遺伝子などの細胞傷害性抗生物質でもよい。免疫細胞におけるble遺伝子またはmcrAの異所的発現は、それぞれ、化学療法剤であるブレオマイシンまたはマイトマイシンCに曝露されたときに選択上の利点をもたらす。   The drug resistant gene may also be a cytotoxic antibiotic such as the ble gene or mcrA gene. Ectopic expression of ble gene or mcrA in immune cells provides a selection advantage when exposed to the chemotherapeutic agents bleomycin or mitomycin C, respectively.

免疫抑制剤に関して、本発明は、可能性のある任意の工程:
(a)好ましくは細胞培養物または血液試料から、T細胞を準備する工程、
(b)前記T細胞の中にある、免疫抑制剤の標的を発現する遺伝子を選択する工程、
(c)前記免疫抑制剤の標的をコードする前記遺伝子を、DNA切断、好ましくは二本鎖切断によって、選択的に不活性化することができるRNAガイドエンドヌクレアーゼを前記T細胞に導入する工程、
(d)任意で前記免疫抑制剤の存在下で、前記細胞を増殖させる工程
を提供する。
With regard to the immunosuppressive agent, the present invention provides any possible steps:
(A) preparing T cells, preferably from cell cultures or blood samples,
(B) selecting a gene expressing an immunosuppressive agent target in the T cell,
(C) introducing into the T cell an RNA guide endonuclease capable of selectively inactivating the gene encoding the target of the immunosuppressive agent by DNA cleavage, preferably double strand cleavage;
(D) optionally providing the step of growing the cells in the presence of the immunosuppressant.

さらに好ましい態様では、前記方法は、T細胞受容体(TCR)の成分を不活性化する工程を含む。   In a further preferred embodiment, the method comprises the step of inactivating a component of a T cell receptor (TCR).

免疫抑制剤は、いくつかの作用機序の1つによって免疫機能を抑制する薬剤である。言い換えると、免疫抑制剤は、免疫応答の程度および/または貪食を減らす能力によって示される化合物が果たす役割である。非限定的な例として、免疫抑制剤は、カルシニューリン阻害剤、ラパマイシン標的、インターロイキン-2α鎖遮断薬、イノシン一リン酸デヒドロゲナーゼ阻害剤、ジヒドロ葉酸還元酵素阻害剤、コルチコステロイド、または免疫抑制性代謝拮抗物質でもよい。古典的な細胞傷害性免疫抑制剤はDNA合成を阻害することによって作用する。その他の免疫抑制剤はT細胞を活性化することによって作用してもよく、ヘルパー細胞の活性化を阻害することによって作用してもよい。本発明による方法を用いると、T細胞内にある免疫抑制剤の標的を不活性化することによって、免疫療法のためにT細胞に免疫抑制耐性を付与することが可能になる。非限定的な例として、免疫抑制剤の標的は、免疫抑制剤の受容体、例えば、CD52、グルココルチコイド受容体(GR)、FKBPファミリー遺伝子メンバー、およびシクロフィリンファミリー遺伝子メンバーでもよい。   Immunosuppressive agents are agents that suppress immune function by one of several mechanisms of action. In other words, the immunosuppressive agent is the role played by the compound indicated by the degree of immune response and / or the ability to reduce phagocytosis. As non-limiting examples, the immunosuppressant may be a calcineurin inhibitor, rapamycin target, interleukin-2 alpha chain blocker, inosine monophosphate dehydrogenase inhibitor, dihydrofolate reductase inhibitor, corticosteroids, or immunosuppressive It may be an antimetabolite. Classical cytotoxic immunosuppressants act by inhibiting DNA synthesis. Other immunosuppressive agents may act by activating T cells or may act by inhibiting the activation of helper cells. By using the method according to the present invention, it is possible to confer immunosuppressive resistance to T cells for immunotherapy by inactivating the target of the immunosuppressive agent present in T cells. As non-limiting examples, the target of the immunosuppressive agent may be a receptor of an immunosuppressive agent, such as CD52, glucocorticoid receptor (GR), FKBP family gene member, and cyclophilin family gene member.

免疫能力のある宿主では、同種異系細胞は通常、宿主免疫系によって素早く拒絶される。放射線照射されていない血液製剤に存在する同種異系白血球はわずか5〜6日間しか残らないことが証明されている(Boni, Muranski et al. 2008)。従って、同種異系細胞の拒絶反応を阻止するためには、宿主免疫系を効果的に抑制しなければならない。免疫抑制のためにグルココルチコイドステロイドが治療に広く用いられる(Coutinho and Chapman 2011)。このクラスのステロイドホルモンは、T細胞サイトゾルに存在するグルココルチコイド受容体(GR)に結合し、その結果、核に移行し、免疫プロセスに関与する多数の遺伝子の発現を調節する特定のDNAモチーフに結合する。T細胞をグルココルチコイドステロイドで処理するとサイトカイン産生レベルが低下し、それによって、T細胞アネルギーが発生し、T細胞活性化が妨害される。アレムツズマブはCAMPATH1-Hとしても知られ、12アミノ酸のグリコシルホスファチジル-イノシトール-(GPI)結合糖タンパク質であるCD52を標的とするヒト化モノクローナル抗体である(Waldmann and Hale 2005)。CD52はTリンパ球およびBリンパ球において高レベルで発現し、単球では低レベルで発現しているのに対して、顆粒球および骨髄前駆体には存在しない。CD52に対して向けられたヒト化モノクローナル抗体であるアレムツズマブによる処置は循環リンパ球および単球の急速な枯渇を誘導することが示されている。アレムツズマブは、T細胞リンパ腫の処置において、ある特定の場合では移植のための移植前処置の一環として頻繁に用いられる。しかしながら、養子免疫療法の場合、免疫抑制薬物の使用は、導入された治療用T細胞に悪影響も及ぼすことがある。従って、これらの条件で養子免疫療法アプローチを効果的に使用するには、導入された細胞は免疫抑制処置に対して耐性になる必要があるだろう。   In an immunocompetent host, allogeneic cells are usually rapidly rejected by the host immune system. It has been demonstrated that allogeneic leukocytes present in non-irradiated blood products remain for only 5 to 6 days (Boni, Muranski et al. 2008). Thus, in order to prevent rejection of allogeneic cells, the host immune system must be effectively suppressed. Glucocorticoid steroids are widely used in therapy for immunosuppression (Coutinho and Chapman 2011). This class of steroid hormones binds to the glucocorticoid receptor (GR) present in the T cell cytosol and, as a result, translocates to the nucleus and specific DNA motifs that regulate the expression of many genes involved in the immune process Bond to Treatment of T cells with glucocorticoid steroids reduces levels of cytokine production, thereby generating T cell anergy and interfering with T cell activation. Alemtuzumab, also known as CAMPATH1-H, is a humanized monoclonal antibody that targets CD52, a 12 amino acid glycosylphosphatidyl-inositol (GPI) linked glycoprotein (Waldmann and Hale 2005). CD52 is expressed at high levels in T and B lymphocytes and at low levels in monocytes, whereas it is absent in granulocytes and bone marrow precursors. Treatment with alemtuzumab, a humanized monoclonal antibody directed against CD52, has been shown to induce rapid depletion of circulating lymphocytes and monocytes. Alemtuzumab is frequently used in the treatment of T-cell lymphomas, and in certain cases as part of pre-transplant treatment for transplantation. However, in the case of adoptive immunotherapy, the use of immunosuppressive drugs can also adversely affect the introduced therapeutic T cells. Thus, to effectively use the adoptive immunotherapy approach in these conditions, the introduced cells will need to be resistant to the immunosuppressive treatment.

上記工程の好ましい態様として、免疫抑制処置に特異的な、工程(b)の前記遺伝子はCD52であり、工程(d)の免疫抑制処置は、CD52抗原を標的とするヒト化抗体を含む。別の態様として、免疫抑制処置に特異的な、工程(b)の前記遺伝子はグルココルチコイド受容体(GR)であり、工程(d)の免疫抑制処置は、コルチコステロイド、例えば、デキサメタゾンを含む。別の態様として、免疫抑制処置に特異的な、工程(b)の前記遺伝子はFKBPファミリー遺伝子メンバーまたはその変種であり、工程(d)の免疫抑制処置は、タクロリムスまたはフジマイシン(fujimycin)としても知られるFK506を含む。別の態様として、前記FKBPファミリー遺伝子メンバーはFKBP12またはその変種である。別の態様として、免疫抑制処置に特異的な、工程(b)の前記遺伝子はシクロフィリンファミリー遺伝子メンバーまたはその変種であり、工程(d)の免疫抑制処置はシクロスポリンを含む。   In a preferred embodiment of the above steps, the gene of step (b) specific for immunosuppressive treatment is CD52, and the immunosuppressive treatment of step (d) comprises a humanized antibody that targets the CD52 antigen. In another embodiment, said gene of step (b) specific for immunosuppressive treatment is glucocorticoid receptor (GR) and the immunosuppressive treatment of step (d) comprises a corticosteroid such as dexamethasone . In another embodiment, said gene of step (b) specific for immunosuppressive treatment is a FKBP family gene member or a variant thereof and the immunosuppressive treatment of step (d) is also as tacrolimus or fujimycin It contains known FK506. In another embodiment, the FKBP family gene member is FKBP12 or a variant thereof. In another embodiment, said gene of step (b) specific for immunosuppressive treatment is a cyclophilin family gene member or a variant thereof, and the immunosuppressive treatment of step (d) comprises cyclosporin.

本発明の特定の態様において、前記方法の遺伝子組換え工程は、CD52およびGR、CD52およびTCRα、CDR52およびTCRβ、GRおよびTCRα、GRおよびTCRβ、TCRαおよびTCRβからなる群より選択される2種類の遺伝子の不活性化に依拠する。別の態様において、前記方法の遺伝子組換え工程は2種類を超える遺伝子の不活性化に依拠する。遺伝子組換えは、好ましくは異なる遺伝子を標的とする少なくとも2種類のRNAガイドを用いてエクスビボで行われる。   In a specific embodiment of the present invention, the genetic recombination step of the above method comprises two kinds selected from the group consisting of CD52 and GR, CD52 and TCRα, CDR52 and TCRβ, GR and TCRα, GR and TCRβ, TCRα and TCRβ Rely on gene inactivation. In another embodiment, the genetic recombination step of the method relies on the inactivation of more than two genes. Genetic recombination is performed ex vivo, preferably using at least two RNA guides targeting different genes.

遺伝子を不活性化することによって、関心対象の遺伝子が機能的なタンパク質の形態で発現されないことが意図される。   By inactivating the gene, it is intended that the gene of interest is not expressed in the form of a functional protein.

免疫療法のために高活性T細胞を操作する
本発明の範囲には、以前に述べられた方法のいずれか一つに従って得られた単離されたT細胞も包含される。本発明による前記T細胞は幹細胞に由来してもよい。幹細胞は、成人幹細胞、胚性幹細胞、さらに詳細には、非ヒト幹細胞、臍帯血幹細胞、前駆細胞、骨髄幹細胞、人工多能性幹細胞、全能性幹細胞、または造血幹細胞でもよい。代表的なヒト細胞はCD34+細胞である。本発明のT細胞は、炎症性Tリンパ球、細胞傷害性Tリンパ球、制御性Tリンパ球、またはヘルパーTリンパ球からなる群より選択され得る。別の態様において、前記細胞は、CD4+Tリンパ球およびCD8+Tリンパ球からなる群に由来してもよい。本発明の細胞の増殖および遺伝子組換えの前に、様々な非限定的な方法によって対象から細胞供給源を得ることができる。T細胞は、末梢血単核球、骨髄、リンパ節組織、臍帯血、胸腺組織、感染部位に由来する組織、腹水、胸水、脾臓組織、および腫瘍を含む多数の非限定的な供給源から得ることができる。本発明のある特定の態様では、入手可能でありかつ当業者に公知の任意の数のT細胞株を使用することができる。別の態様において、前記細胞は健常ドナーから得てもよく、癌と診断された患者または感染症と診断された患者から得てもよい。別の態様において、前記細胞は、異なる表現型特徴を示す細胞の混合集団の一部でもよい。本発明の範囲には、以前に述べた方法による形質転換T細胞から得た細胞株も包含される。免疫抑制処置に対して耐性があり、かつ前記の方法によって入手することができる改変された細胞が、本発明の範囲に包含される。
Engineering highly active T cells for immunotherapy The scope of the present invention also encompasses isolated T cells obtained according to any one of the previously described methods. Said T cells according to the invention may be derived from stem cells. The stem cells may be adult stem cells, embryonic stem cells, more particularly non-human stem cells, cord blood stem cells, progenitor cells, bone marrow stem cells, induced pluripotent stem cells, totipotent stem cells, or hematopoietic stem cells. Representative human cells are CD34 + cells. The T cells of the present invention may be selected from the group consisting of inflammatory T lymphocytes, cytotoxic T lymphocytes, regulatory T lymphocytes, or helper T lymphocytes. In another embodiment, the cells may be derived from the group consisting of CD4 + T lymphocytes and CD8 + T lymphocytes. Prior to growth of the cells of the present invention and genetic recombination, cell sources can be obtained from the subject by various non-limiting methods. T cells are obtained from a number of non-limiting sources including peripheral blood mononuclear cells, bone marrow, lymph node tissue, cord blood, thymus tissue, tissue derived from the site of infection, ascites fluid, pleural fluid, spleen tissue and tumors. be able to. In certain embodiments of the invention, any number of T cell lines available and known to those skilled in the art can be used. In another embodiment, the cells may be obtained from a healthy donor, or may be obtained from a patient diagnosed with cancer or a patient diagnosed with an infection. In another embodiment, the cells may be part of a mixed population of cells exhibiting different phenotypic characteristics. Also included within the scope of the present invention are cell lines obtained from transformed T cells by the methods previously described. Modified cells resistant to immunosuppressive treatment and obtainable by the methods described above are encompassed within the scope of the present invention.

免疫チェックポイント
「免疫チェックポイント」という用語は、T細胞が発現する分子の一群を意味することが当業者により理解される。これらの分子は、免疫応答を下方制御または阻害するための「ブレーキ」として効果的に働く。免疫チェックポイント分子には、免疫細胞を直接阻害する、Programmed Death1(PD-1。PDCD1またはCD279としても知られる。アクセッション番号:NM_005018)、細胞傷害性Tリンパ球抗原4(CTLA-4。CD152としても知られる。GenBankアクセッション番号AF414120.1)、LAG3(CD223としても知られる。アクセッション番号:NM_002286.5)、Tim3(HAVCR2としても知られる。GenBankアクセッション番号:JX049979.1)、BTLA(CD272としても知られる。アクセッション番号:NM_181780.3)、BY55(CD160としても知られる。GenBankアクセッション番号:CR541888.1)、TIGIT(IVSTM3としても知られる。アクセッション番号:NM_173799)、LAIR1(CD305としても知られる。GenBankアクセッション番号:CR542051.1)、SIGLEC10(GeneBankアクセッション番号:AY358337.1)、2B4(CD244としても知られる。アクセッション番号:NM_001166664.1)、PPP2CA、PPP2CB、PTPN6、PTPN22、CD96、CRTAM、SIGLEC7、SIGLEC9、TNFRSF10B、TNFRSF10A、CASP8、CASP10、CASP3、CASP6、CASP7、FADD、FAS、TGFBRII、TGFRBRI、SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD10、SKI、SKIL、TGIF1、IL10RA、IL10RB、HMOX2、IL6R、IL6ST、EIF2AK4、CSK、PAG1、SIT1、FOXP3、PRDM1、BATF、GUCY1A2、GUCY1A3、GUCY1B2、GUCY1B3が含まれるが、これに限定されない。例えば、CTLA-4は、ある特定のCD4 T細胞上およびCD8 T細胞上で発現する細胞表面タンパク質であり、抗原提示細胞上に、そのリガンド(B7-1およびB7-2)が結合すると、T細胞活性化およびエフェクター機能が阻害される。従って、本発明は、特に免疫療法のために、T細胞を操作する方法でに関し、本方法は、免疫チェックポイントに関与する少なくとも1種類のタンパク質、特にPD1および/もしくはCTLA-4、または表3において言及した任意の免疫チェックポイントタンパク質を不活性化することによってT細胞を遺伝子組換えする工程を含む。
Immune Checkpoint It is understood by those skilled in the art that the term "immune checkpoint" refers to a group of molecules that T cells express. These molecules effectively act as a "brake" to downregulate or inhibit the immune response. The immune checkpoint molecule directly inhibits immune cells, Programmed Death 1 (PD-1; also known as PDCD1 or CD279. Accession No: NM — 005018), cytotoxic T lymphocyte antigen 4 (CTLA-4. CD152) Also known as GenBank Accession No. AF414120.1), LAG3 (also known as CD223. Accession No .: NM_002286.5), Tim3 (also known as HAVCR2, GenBank Accession No .: JX049979.1), BTLA (Also known as CD 272. Accession number: NM — 181780.3), BY 55 (also known as CD 160. GenBank accession number: CR 541888.1), TIGIT (also known as IVSTM 3; accession number: NM — 173799), LAIR1 (Also known as CD305. GenBank Accession Number: CR542051.1), SIGLEC10 (GeneBank Accession Number: AY358337.1), 2B4 (also known as CD244. Accession Number: NM_001166664.1), P. PP2CA, PPP2CB, PTPN6, PTPN22, CD96, CRTAM, SIGLEC7, SIGLEC9, TNFRSF10B, TNFRSF10A, CASP8, CASP10, CASP3, CASP6, CASP6, CASP7, FADD, FAS, TGFBRI, TGFBRI, SMAD2, SMAD3, SMAD4, SMAD10, SMAD10, These include, but are not limited to: TGIF1, IL10RA, IL10RB, HMOX2, IL6R, IL6ST, EIF2AK4, CSK, PAG1, SIT1, FOXP3, PRDM1, BATF, GUCY1A2, GUCY1A3, GUCY1B2, GUCY1B3. For example, CTLA-4 is a cell surface protein expressed on certain CD4 T cells and on CD8 T cells, and when its ligands (B7-1 and B7-2) bind on antigen presenting cells, T Cell activation and effector functions are inhibited. Thus, the invention relates to a method of engineering T cells, in particular for immunotherapy, which comprises at least one protein involved in the immune checkpoint, in particular PD1 and / or CTLA-4, or Table 3 Recombine T cells by inactivating any of the immune checkpoint proteins mentioned in.

好ましい態様において、CTLA4、PPP2CA、PPP2CB、PTPN6、PTPN22、PDCD1、LAG3、HAVCR2、BTLA、CD160、TIGIT、CD96、CRTAM、LAIR1、SIGLEC7、SIGLEC9、CD244、TNFRSF10B、TNFRSF10A、CASP8、CASP10、CASP3、CASP6、CASP7、FADD、FAS、TGFBRII、TGFRBRI、SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD10、SKI、SKIL、TGIF1、IL10RA、IL10RB、HMOX2、IL6R、IL6ST、EIF2AK4、CSK、PAG1、SIT1、FOXP3、PRDM1、BATF、GUCY1A2、GUCY1A3、GUCY1B2、GUCY1B3からなる群より選択される免疫チェックポイントタンパク質をコードする少なくとも2種類の遺伝子が不活性化される。   In a preferred embodiment, CTLA4, PPP2CA, PPP2CB, PTPN6, PTPN22, PDCD1, LAG3, HAVCR2, BTLA, CD160, TIGIT, CD96, CRTAM, LAIR1, SIGLEC7, SIGLEC9, CD244, TNFRSF10B, TNFRSF10A, CASP8, CASP10, CASP6, CASP7, FADD, FAS, TGFBRII, TGFRBRI, SMAD2, SMAD3, SMAD4, SMAD10, SKI, SKIL, TGIF1, IL10RA, IL10RB, HMOX2, IL6R, IL6ST, EIF2AK4, CSK, PAG1, SIT1, FOXP3, PRDM1, BATF, GUTC1 At least two genes encoding an immune checkpoint protein selected from the group consisting of GUCY1A3, GUCY1B2, GUCY1B3 are inactivated.

さらに好ましい態様において、上記の免疫チェックポイントタンパク質の不活性化は、特にTCR成分の、以前に提案された不活性化と組み合わせられる。   In a further preferred embodiment, the inactivation of the above mentioned immune checkpoint proteins is combined with the previously proposed inactivation, in particular of the TCR component.

別の好ましい態様において、本発明による操作されたT細胞は、CD52およびGR、CD52およびTCRα、CDR52およびTCRβ、GRおよびTCRα、GRおよびTCRβ、TCRαおよびTCRβ、PD1およびTCRα、PD1およびTCRβ、CTLA-4およびTCRα、CTLA-4およびTCRβ、LAG3およびTCRα、LAG3およびTCRβ、Tim3およびTCRα、Tim3およびTCRβ、BTLAおよびTCRα、BTLAおよびTCRβ、BY55およびTCRα、BY55およびTCRβ、TIGITおよびTCRα、TIGITおよびTCRβ、B7H5およびTCRα、B7H5およびTCRβ、LAIR1およびTCRα、LAIR1およびTCRβ、SIGLEC10およびTCRα、SIGLEC10およびTCRβ、2B4およびTCRα、2B4およびTCRβからなる群より選択される2種類の不活性化された遺伝子を含む、ならびに/またはCARもしくは多鎖CARを発現する。   In another preferred embodiment, the engineered T cells according to the invention comprise CD52 and GR, CD52 and TCRα, CDR52 and TCRβ, GR and TCRα, GR and TCRβ, TCRα and TCRβ, PD1 and TCRα, PD1 and TCRβ, CTLA- 4 and TCRα, CTLA-4 and TCRβ, LAG3 and TCRα, LAG3 and TCRβ, Tim3 and TCRα, Tim3 and TCRβ, BTLA and TCRα, BTLA and TCRβ, BY55 and TCRα, BY55 and TCRα, TIGIT and TCRα, TIGIT and TCRβ, B7H5 and TCRα, B7H5 and TCRβ, LAIR1 and TCRα, LAIR1 and TCRβ, SIGLEC10 and TCRα, SIGLEC10 and TCRβ, 2B4 and TCRα, 2B4 and TCRβ, including two inactivated genes selected from the group consisting of And / or express CAR or multi-chain CAR.

悪性細胞に対するキメラ抗原受容体を発現する操作されたT細胞
単鎖CAR
養子免疫療法は、エクスビボで作製された抗原特異的自己T細胞の導入を伴い、ウイルス感染症および癌を処置するのに有望な戦略である。養子免疫療法に用いられるT細胞は抗原特異的T細胞の増殖によって作製されてもよく、遺伝子工学によるT細胞の再誘導によって作製されてもよい(Park, Rosenberg et al. 2011)。ウイルス抗原特異的T細胞の導入は、移植に関連するウイルス感染症および稀なウイルス関連悪性疾患の処置に用いられる十分に確立した手順である。同様に、腫瘍特異的T細胞の単離および導入は黒色腫の処置においてうまくいくことが示されている。
Engineered T-cell single-chain CAR expressing chimeric antigen receptor for malignant cells
Adoptive immunotherapy involves the introduction of antigen-specific autologous T cells generated ex vivo and is a promising strategy for treating viral infections and cancer. T cells used for adoptive immunotherapy may be generated by proliferation of antigen-specific T cells, or may be generated by reinduction of T cells by genetic engineering (Park, Rosenberg et al. 2011). Introduction of viral antigen-specific T cells is a well-established procedure used to treat viral infections associated with transplantation and rare virus-related malignancies. Similarly, isolation and transfer of tumor specific T cells has been shown to be successful in the treatment of melanoma.

(表3)免疫チェックポイントタンパク質をコードする遺伝子のリスト

Figure 2019047801
(Table 3) List of genes encoding immune checkpoint proteins
Figure 2019047801

T細胞における新たな特異性は、トランスジェニックT細胞受容体またはキメラ抗原受容体(CAR)を遺伝子導入することによって首尾良く作製されている(Jena, Dotti et al. 2010)。CARは、1つの融合分子の形をとる、1つまたは複数のシグナル伝達ドメインに結合した標的となる部分からなる合成受容体である。概してCARの結合部分は、可動性リンカーによってつながっているモノクローナル抗体の軽鎖可変断片を含む単鎖抗体(scFv)抗原結合ドメインからなる。受容体またはリガンドドメインをベースとする結合部分も首尾良く用いられている。第1世代CAR用のシグナル伝達ドメインはCD3ζまたはFc受容体γ鎖の細胞質領域に由来する。第1世代CARはT細胞の細胞傷害性を首尾良く再誘導することが示されているが、インビボで長期増殖および抗腫瘍活性をもたらさなかった。CAR改変T細胞の生存率を向上させ、増殖を増やすために、CD28、OX-40(CD134)、および4-1BB(CD137)を含む補助刺激分子に由来するシグナル伝達ドメインが単独で(第二世代)または組み合わせて(第三世代)加えられている。CARを用いると、リンパ腫および固形腫瘍を含む様々な悪性疾患に由来する腫瘍細胞の表面に発現している抗原にT細胞を首尾良く再誘導することができた(Jena, Dotti et al. 2010)。   New specificity in T cells has been successfully generated by transfecting transgenic T cell receptors or chimeric antigen receptors (CAR) (Jena, Dotti et al. 2010). CAR is a synthetic receptor consisting of a targeting moiety linked to one or more signal transduction domains in the form of a fusion molecule. Generally, the binding part of CAR consists of a single chain antibody (scFv) antigen binding domain comprising the light chain variable fragment of a monoclonal antibody linked by a flexible linker. Binding moieties based on receptors or ligand domains have also been successfully used. The signaling domain for first generation CAR is derived from the cytoplasmic region of CD3ζ or Fc receptor γ chain. First generation CARs have been shown to successfully reinduce T cell cytotoxicity, but have not resulted in long-term growth and antitumor activity in vivo. Signal transduction domains derived from costimulatory molecules including CD28, OX-40 (CD134), and 4-1BB (CD137) alone (secondary) to improve survival and increase proliferation of CAR modified T cells Generations) or in combination (third generation) have been added. With CAR, T cells could be successfully reintroduced to antigens expressed on the surface of tumor cells derived from a variety of malignancies, including lymphomas and solid tumors (Jena, Dotti et al. 2010). .

本発明は、本明細書に記載の操作されたT細胞において、文献に記載のキメラ抗原受容体を発現させる可能性をさらに含む。   The invention further includes the possibility to express the chimeric antigen receptor described in the literature in engineered T cells described herein.

B急性リンパ芽球性白血病(B-ALL)の圧倒的多数がCD19を一様に発現するので、CD19は免疫療法のための魅力的な標的であるが、非造血細胞、ならびに骨髄系細胞、赤血球系細胞、およびT細胞、ならびに骨髄幹細胞では発現はない。B細胞悪性疾患上にあるCD19を標的とする臨床試験が進められており、期待が持てる抗腫瘍応答が認められた。ほとんどが、CD19特異的マウスモノクローナル抗体FMC63のscFv領域に由来する特異性をもつキメラ抗原受容体(CAR)を発現するように遺伝子組換えされたT細胞を注入する(Nicholson, Lenton et al. 1997; Cooper, Topp et al. 2003; Cooper, Jena et al. 2012)(国際出願: WO2013/126712)。   Although CD19 is an attractive target for immunotherapy, as non-hematopoietic cells, as well as myeloid cells, as the vast majority of B acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) uniformly express CD19. There is no expression in erythroid cells and T cells, and in bone marrow stem cells. Clinical trials targeting CD19 on B-cell malignancies are underway and have shown promising anti-tumor responses. Inject T cells genetically engineered to express a chimeric antigen receptor (CAR) with specificity derived mostly from the scFv region of the CD19-specific mouse monoclonal antibody FMC63 (Nicholson, Lenton et al. 1997 Cooper, Topp et al. 2003; Cooper, Jena et al. 2012) (international application: WO 2013/126712).

本発明による遺伝子操作されたT細胞において発現される単鎖キメラ抗原受容体の一例は、少なくとも1つの細胞外リガンド結合ドメイン、膜貫通ドメイン、および少なくとも1つのシグナル伝達ドメインを含む1本のポリペプチドであり、前記細胞外リガンド結合ドメインは、特異的抗CD19モノクローナル抗体4G7に由来するscFVを含む。例えば、レトロウイルス形質導入またはレンチウイルス形質導入を用いることによってT細胞に形質導入されると、このCARは、リンパ腫または白血病に関与する悪性B細胞の表面に存在するCD19抗原の認識に寄与する。   An example of a single chain chimeric antigen receptor expressed in genetically engineered T cells according to the present invention is a single polypeptide comprising at least one extracellular ligand binding domain, a transmembrane domain, and at least one signaling domain The extracellular ligand binding domain comprises scFV derived from the specific anti-CD19 monoclonal antibody 4G7. For example, when T cells are transduced by using retroviral transduction or lentiviral transduction, this CAR contributes to the recognition of the CD19 antigen present on the surface of malignant B cells involved in lymphoma or leukemia.

多発性骨髄腫またはリンパ芽球性白血病抗原マーカー、例えば、TNFRSF17(UNIPROT Q02223)、SLAMF7(UNIPROT Q9NQ25)、GPRC5D(UNIPROT Q9NZD1)、FKBP11(UNIPROT Q9NYL4)、KAMP3、ITGA8(UNIPROT P53708)、およびFCRL5(UNIPROT Q68SN8)に対して向けられた抗原受容体を有するCARなどのキメラ抗原受容体の他の例も、本発明によるT細胞に導入することができる。   Multiple myeloma or lymphoblastic leukemia antigen markers such as TNFRSF17 (UNIPROT Q02223), SLAMF7 (UNIPROT Q9 NQ25), GPRC5D (UNIPROT Q9 NZD1), FKBP11 (UNIPROT Q9 NYL4), KAMP3, ITGA8 (UNIPROT P53708), and FCRL5 Other examples of chimeric antigen receptors such as CAR with antigen receptors directed against UNIPROT Q68 SN8) can also be introduced into T cells according to the invention.

さらなる例として、標的の抗原は、分化分子(例えば、CD16、CD64、CD78、CD96、CLL1、CD116、CD117、CD71、CD45、CD71、CD123、およびCD138)、腫瘍関連表面抗原、例えば、ErbB2(HER2/neu)、癌胎児抗原(CEA)、上皮細胞接着分子(EpCAM)、上皮増殖因子受容体(EGFR)、EGFR変種III(EGFRvIII)、CD19、CD20、CD30、CD40、ジシアロガングリオシドGD2、管上皮ムチン(mucine)、gp36、TAG-72、スフィンゴ糖脂質、神経膠腫関連抗原、β-ヒト絨毛性ゴナドトロピン、αフェトプロテイン(AFP)、レクチン反応性AFP、チログロブリン、RAGE-1、MN-CA IX、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素、RU1、RU2(AS)、腸カルボキシルエステラーゼ、mut hsp70-2、M-CSF、プロスターゼ(prostase)、プロスターゼ特異的抗原(PSA)、PAP、NY-ESO-1、LAGA-1a、p53、プロステイン(prostein)、PSMA、生存(surviving)およびテロメラーゼ、前立腺癌腫瘍抗原-1(PCTA-1)、MAGE、ELF2M、好中球エラスターゼ、エフリンB2、CD22、インシュリン増殖因子(IGF1)-I、IGF-II、IGFI受容体、メソテリン、腫瘍特異的ペプチドエピトープを提示する主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子、5T4、ROR1、Nkp30、NKG2D、腫瘍間質抗原、フィブロネクチンのエクストラドメイン(extra domain)A(EDA)およびエクストラドメインB(EDB)、ならびにテネイシン-CのA1ドメイン(TnC A1)および線維芽細胞関連タンパク質(fap)、細胞系列特異的抗原または組織特異的抗原、例えば、CD3、CD4、CD8、CD24、CD25、CD33、CD34、CD133、CD138、CTLA-4、B7-1(CD80)、B7-2(CD86)、GM-CSF、サイトカイン受容体、エンドグリン、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子、BCMA(CD269、TNFRSF17)、またはウイルス特異的表面抗原、例えば、HIV特異的抗原(例えば、HIV gp120)、EBV特異的抗原、CMV特異的抗原、HPV特異的抗原、ラッセ(Lasse)ウイルス特異的抗原、インフルエンザウイルス特異的抗原、ならびにこれらの表面マーカーの任意の誘導体または変種の任意のクラスターに由来してもよい。抗原は必ずしも表面マーカー抗原とは限らず、細胞表面においてHLAクラスIが提示する内因性の小さな抗原でもよい。   As a further example, the target antigen may be a differentiation molecule (eg, CD16, CD64, CD78, CD96, CLL1, CD116, CD117, CD71, CD71, CD71, CD123, and CD138), a tumor associated surface antigen such as ErbB2 (HER2) / neu), carcinoembryonic antigen (CEA), epithelial cell adhesion molecule (EpCAM), epidermal growth factor receptor (EGFR), EGFR variant III (EGFR vIII), CD19, CD20, CD30, CD40, disialoganglioside GD2, ductal epithelium Mucin, gp36, TAG-72, glycosphingolipids, glioma-related antigen, β-human chorionic gonadotropin, α-fetoprotein (AFP), lectin-reactive AFP, thyroglobulin, RAGE-1, MN-CA IX , Human telomerase reverse transcriptase, RU1, RU2 (AS), intestinal carboxylesterase, mut hsp70-2, M-CSF, prostase, prostase specific antigen (PSA), PAP, NY-ESO-1, LAGA- 1a, p53, prostein, PSMA, surviving and Telomerase, prostate cancer tumor antigen-1 (PCTA-1), MAGE, ELF2M, neutrophil elastase, ephrin B2, CD22, insulin growth factor (IGF1) -I, IGF-II, IGFI receptor, mesothelin, tumor specific Histocompatibility complex (MHC) molecules presenting 5 specific peptide epitopes, 5T4, ROR1, Nkp30, NKG2D, tumor stromal antigen, fibronectin extra domain A (EDA) and extra domain B (EDB), And A1 domain (TnCA1) of tenascin-C and fibroblast related protein (fap), a cell lineage specific antigen or a tissue specific antigen, such as CD3, CD4, CD8, CD24, CD24, CD25, CD33, CD34, CD133, CD138, CTLA-4, B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), GM-CSF, cytokine receptor, endoglin, major histocompatibility complex (MHC) molecules, BCMA (CD269, TNFRSF17), or Virus specific surface antigens, eg For example, HIV-specific antigens (eg, HIV gp120), EBV-specific antigens, CMV-specific antigens, HPV-specific antigens, Lasse virus-specific antigens, influenza virus-specific antigens, and any of these surface markers It may be derived from any cluster of derivatives or variants of The antigen is not necessarily a surface marker antigen, and may be an endogenous small antigen presented by HLA class I on the cell surface.

マルチサブユニットCAR
T細胞に導入される先行技術のキメラ抗原受容体は、シグナル伝達ドメインの連続付加を必要とする単鎖ポリペプチドから形成された。しかしながら、シグナル伝達ドメインがその自然の膜近傍位置から動くと、その機能が妨げられる可能性がある。この欠点を克服するために、出願人は、最近、全ての関係するシグナル伝達ドメインの正常な膜近傍位置を可能にするために、FcεRIに由来する多鎖CARを設計した。この新たな構造では、FcεRIα鎖の高親和性IgE結合ドメインは、T細胞特異性を細胞標的に再誘導するためにscFvなどの細胞外リガンド結合ドメインと交換され、補助刺激シグナルを正常な膜近傍位置に配置するためにFcεRIβ鎖のN末端テールおよび/またはC末端テールが用いられる。
Multi-subunit CAR
Prior art chimeric antigen receptors introduced into T cells were formed from single chain polypeptides that required the sequential addition of a signaling domain. However, movement of the signaling domain from its natural near-membrane location may interfere with its function. To overcome this shortcoming, Applicants recently designed multi-chain CAR derived from FcεRI to allow normal near-membrane location of all relevant signaling domains. In this new structure, the high affinity IgE binding domain of the FcεRI α chain is exchanged with an extracellular ligand binding domain such as a scFv to reinduce T cell specificity to cellular targets, and costimulatory signals close to the normal membrane. The N-terminal and / or C-terminal tails of the FcεRI β chain are used to position them.

従って、本発明による操作されたT細胞が発現するCARは、特に、本発明の操作されたT細胞の作製および増殖に合わせられた多鎖キメラ抗原受容体(CAR)でもよい。このような多鎖CARは、以下の成分:
(a)FcεRIα鎖の膜貫通ドメインおよび細胞外リガンド結合ドメインを含む1つのポリペプチド、
(b)FcεRIβ鎖のN末端細胞質テールおよびC末端細胞質テールの一部ならびに膜貫通ドメインを含む1つのポリペプチド、ならびに/または
(c)それぞれが、FcεRIγ鎖の細胞質内テールの一部および膜貫通ドメイン含み、異なるポリペプチドが自発的に一緒になって多量体化して二量体CAR、三量体CAR、または四量体CARを形成する、少なくとも2つのポリペプチド
の少なくとも2つを含む。
Thus, the CAR expressed by the engineered T cells according to the invention may in particular be a multi-chain chimeric antigen receptor (CAR) adapted to the generation and proliferation of the engineered T cells of the invention. Such multi-chain CAR has the following components:
(A) one polypeptide comprising the transmembrane domain of the FcεRI α chain and the extracellular ligand binding domain,
(B) a polypeptide comprising an N-terminal cytoplasmic tail and a portion of a C-terminal cytoplasmic tail of the FcεRI β chain and a transmembrane domain, and / or (c) a portion of the cytoplasmic tail of the FcεRI γ chain and a transmembrane, respectively At least two of the at least two polypeptides comprising domains, wherein different polypeptides spontaneously multimerize to form dimeric CAR, trimeric CAR or tetrameric CAR.

このような構造によれば、リガンド結合ドメインおよびシグナル伝達ドメインは、別個のポリペプチドに載って運ばれる。異なるポリペプチドは近接して膜内に固定されるので、互いに相互作用することが可能になる。このような構造では、シグナル伝達ドメインおよび補助刺激ドメインは、膜近傍位置にあってもよい(すなわち、細胞膜に隣接し、細胞膜の内側にあってもよい)。これは、補助刺激ドメインの機能の改善を可能にすると考えられる。このマルチサブユニット構造はまた、さらに大きな融通性と、T細胞活性化をさらに厳密に制御するCARを設計する可能性ももたらす。例えば、多重特異性CAR構造を得るために、異なる特異性を有するいくつかの細胞外抗原認識ドメインを含めることも可能である。多鎖CARの中に入る異なるサブユニット間の相対比を制御することも可能である。このタイプの構造は、最近、本出願人によってPCT/US2013/058005で説明された。   According to such a structure, the ligand binding domain and the signaling domain are carried on separate polypeptides. The different polypeptides are immobilized in close proximity in the membrane, allowing them to interact with one another. In such structures, the signaling domain and the costimulatory domain may be located near the membrane (ie, adjacent to the cell membrane and inside the cell membrane). This is believed to allow improvement of the function of the costimulatory domain. This multi-subunit structure also offers greater flexibility and the possibility of designing a CAR to more closely control T cell activation. For example, to obtain multispecific CAR structures, it is also possible to include several extracellular antigen recognition domains with different specificities. It is also possible to control the relative ratio between the different subunits that fall within multichain CAR. This type of structure has recently been described by the applicant in PCT / US2013 / 058005.

1つの多鎖CARの一部として異なる鎖を集合することは、例えば、シグナル伝達ドメインおよび補助刺激ドメインと融合した、IgEの高親和性受容体(FcεRI)(Metzger, Alcaraz et al. 1986)の異なるα鎖、β鎖、およびγ鎖を用いることによって可能になる。γ鎖は、膜貫通領域と、1個の免疫受容体チロシンベース活性化モチーフ(ITAM)(Cambier 1995)を含有する細胞質テールを含む。   Assembling different chains as part of one multichain CAR, for example, of the high affinity receptor for IgE (FcεRI) (Metzger, Alcaraz et al. 1986) fused to a signaling domain and a costimulatory domain. It is made possible by using different alpha, beta and gamma chains. The gamma chain contains a transmembrane region and a cytoplasmic tail containing one immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) (Cambier 1995).

標的の中にある異なるエレメントに同時結合し、それによって、免疫細胞の活性化および機能を増強するために、多鎖CARは数種類の細胞外リガンド結合ドメインを含んでもよい。一態様において、細胞外リガンド結合ドメインは、同じ膜貫通ポリペプチド上で縦列に配置されてもよく、任意でリンカーによって分けられてもよい。別の態様において、前記異なる細胞外リガンド結合ドメインは、多鎖CARを構成する異なる膜貫通ポリペプチドに配置されてもよい。別の態様において、本発明は、それぞれが1つの異なる細胞外リガンド結合ドメインを含む多鎖CARからなる集団に関する。特に、本発明は、免疫細胞を操作する方法に関し、本方法は、免疫細胞を準備する工程、および前記細胞の表面に、それぞれが異なる細胞外リガンド結合ドメインを含む多鎖CARからなる集団を発現させる工程を含む。別の特定の態様において、本発明は、免疫細胞を操作する方法に関し、本方法は、、免疫細胞を準備する工程、およびそれぞれが異なる細胞外リガンド結合ドメインを含む多鎖CARからなる集団を構成するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを前記細胞に導入する工程を含む。特定の態様において、前記免疫細胞を操作する方法は、前記細胞の表面に、少なくとも、シグナル伝達ドメインと融合したFcεRIβ鎖および/またはγ鎖の一部、ならびに異なる細胞外リガンド結合ドメインと融合したFcεRIα鎖のいくつかの部分を発現させる工程を含む。さらに詳細な態様において、前記方法は、シグナル伝達ドメインと融合したFcεRIβ鎖および/またはγ鎖の一部、ならびに異なる細胞外リガンド結合ドメインと融合したいくつかのFcεRIα鎖をコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドを前記細胞に導入する工程を含む。多鎖CARからなる集団とは、それぞれが異なる細胞外リガンド結合ドメインを含む、少なくとも2個、3個、4個、5個、6個の、またはそれより多い多鎖CARを意味する。本発明による異なる細胞外リガンド結合ドメインは、好ましくは、標的内の異なるエレメントに同時結合し、それによって、免疫細胞の活性化および機能を増強してもよい。   Multichain CARs may contain several types of extracellular ligand binding domains in order to simultaneously bind different elements within the target, thereby enhancing immune cell activation and function. In one aspect, the extracellular ligand binding domains may be arranged in tandem on the same transmembrane polypeptide, optionally separated by a linker. In another embodiment, the different extracellular ligand binding domains may be arranged in different transmembrane polypeptides that make up a multi-chain CAR. In another aspect, the invention relates to a population consisting of multi-chain CARs, each comprising one different extracellular ligand binding domain. In particular, the present invention relates to a method of engineering an immune cell, the method comprising the steps of providing an immune cell and expressing on the surface of said cell a population consisting of multi-chain CARs each comprising a different extracellular ligand binding domain Including the step of In another particular aspect, the invention relates to a method of engineering an immune cell, the method comprising the steps of providing an immune cell, and constructing a population consisting of multi-chain CARs, each comprising a different extracellular ligand binding domain. Introducing a polynucleotide encoding the polypeptide of interest into said cell. In a particular embodiment, the method of engineering the immune cell comprises at least a portion of FcεRI β chain and / or γ chain fused to a signaling domain and FcεRIα fused to a different extracellular ligand binding domain on the surface of the cell. Including the step of expressing some portion of the chain. In a further detailed aspect, the method comprises at least one polynucleotide encoding a portion of FcεRI β chain and / or γ chain fused to a signaling domain and several FcεRI α chains fused to different extracellular ligand binding domains Introducing the cells into the cells. A population consisting of multichain CARs means at least two, three, four, five, six or more multichain CARs, each comprising a different extracellular ligand binding domain. Different extracellular ligand binding domains according to the invention may preferably simultaneously bind to different elements within the target, thereby enhancing immune cell activation and function.

本発明はまた、それぞれが異なる細胞外リガンド結合ドメインを含む多鎖CAR集団を含む、単離された免疫細胞に関する。   The present invention also relates to isolated immune cells comprising multiple chain CAR populations each comprising a different extracellular ligand binding domain.

本発明の多鎖CARのシグナル伝達ドメインまたは細胞内シグナル伝達ドメインは、細胞外リガンド結合ドメインが標的に結合した後に、免疫細胞および免疫応答の活性化をもたらす細胞内シグナル伝達を担う。言い換えると、シグナル伝達ドメインは、多鎖CARが発現している免疫細胞の正常エフェクター機能の少なくとも1つの活性化を担う。例えば、T細胞のエフェクター機能は、細胞溶解活性、またはサイトカイン分泌を含むヘルパー活性でもよい。   The signaling domain or intracellular signaling domain of the multichain CAR of the present invention is responsible for intracellular signaling that results in activation of immune cells and immune responses after the extracellular ligand binding domain is bound to a target. In other words, the signaling domain is responsible for at least one activation of normal effector function of immune cells expressing multi-chain CAR. For example, the effector function of T cells may be cytolytic activity or helper activity including cytokine secretion.

本願において、「シグナル伝達ドメイン」という用語は、エフェクターシグナル機能シグナルを伝達し、特殊化した機能を実行するように細胞を誘導するタンパク質部分を指す。   As used herein, the term "signal transduction domain" refers to a portion of a protein that induces effector signal function signals and directs cells to perform specialized functions.

単鎖CARまたは多鎖CARにおいて使用するためのシグナル伝達ドメインの好ましい例は、抗原受容体結合後にシグナル伝達を開始するために協調して働く、Fc受容体またはT細胞受容体および補助受容体の細胞質配列、ならびにこれらの配列の任意の誘導体または変種、および同じ機能をもつ任意の合成配列でもよい。シグナル伝達ドメインは、抗原依存的一次活性化を開始する細胞質シグナル伝達配列、および二次シグナルまたは補助刺激シグナルを供給するように抗原非依存的に働く細胞質シグナル伝達配列である2つの別々のクラスの細胞質シグナル伝達配列を含む。一次細胞質シグナル伝達配列は、ITAMの免疫受容体チロシンベース活性化モチーフとして知られるシグナル伝達モチーフを含んでもよい。ITAMは、syk/zap70クラスチロシンキナーゼの結合部位として役立つ、様々な受容体の細胞質内テールにおいて発見された、詳細に明らかにされているシグナル伝達モチーフである。本発明において用いられるITAMの例には、非限定的な例として、TCRζ、FcRγ、FcRβ、FcRε、CD3γ、CD3δ、CD3ε、CD5、CD22、CD79a、CD79b、およびCD66dに由来するITAMが含まれ得る。好ましい態様において、多鎖CARのシグナル伝達ドメインは、CD3ζシグナル伝達ドメインを含んでもよく、FcεRIβ鎖またはγ鎖の細胞質内ドメインを含んでもよい。   Preferred examples of signal transduction domains for use in single chain CAR or multiple chain CAR are Fc and T cell receptors and co-receptors that work in concert to initiate signal transduction after antigen receptor binding. It may be a cytoplasmic sequence, as well as any derivative or variant of these sequences, and any synthetic sequence having the same function. The signaling domains are two distinct classes of cytoplasmic signaling sequences that initiate antigen-dependent primary activation, and cytoplasmic signaling sequences that function in an antigen-independent manner to provide secondary or costimulatory signals. Contains cytoplasmic signaling sequences. The primary cytoplasmic signaling sequence may comprise a signaling motif known as the immunoreceptor tyrosine-based activation motif of ITAM. ITAMs are well-defined signaling motifs found in the intracytoplasmic tail of various receptors that serve as binding sites for syk / zap70 class tyrosine kinases. Examples of ITAMs used in the present invention may include, as non-limiting examples, ITAMs derived from TCRζ, FcRγ, FcRβ, FcRε, CD3γ, CD3δ, CD3ε, CD5, CD22, CD79a, CD79b, and CD66d . In a preferred embodiment, the signaling domain of multichain CAR may comprise the CD3ζ signaling domain and may comprise the cytoplasmic domain of FcεRIβ chain or γ chain.

特定の態様において、本発明の多鎖CARのシグナル伝達ドメインは、補助刺激シグナル分子を含む。補助刺激分子は、効率的な免疫応答に必要な、抗原受容体またはそのリガンド以外の細胞表面分子である。   In certain embodiments, the signaling domain of multi-chain CARs of the invention comprises a costimulatory signal molecule. Costimulatory molecules are cell surface molecules other than the antigen receptor or its ligands that are required for an efficient immune response.

リガンド結合ドメインは、文献において言及された単鎖CARに関して、以前に使用および言及された任意の抗原受容体、特に、モノクローナル抗体に由来するscFvであってもよい。   The ligand binding domain may be any antigen receptor previously used and mentioned for single chain CAR mentioned in the literature, in particular a scFv derived from a monoclonal antibody.

WO2014/4011988に記載の二重特異性CARまたは多重特異性CARも本発明の範囲に入る。   Also within the scope of the present invention is a bispecific CAR or multispecific CAR as described in WO 2014/4011988.

T細胞の活性化および増殖
T細胞を遺伝子組換えする前でも遺伝子組換えした後でも、T細胞は概して、例えば、米国特許第6,352,694号;同第6,534,055号;同第6,905,680号;同第6,692,964号;同第5,858,358号;同第6,887,466号;同第6,905,681号;同第7,144,575号;同第7,067,318号;同第7,172,869号;同第7,232,566号;同第7,175,843号;同第5,883,223号;同第6,905,874号;同第6,797,514号;同第6,867,041号;および米国特許出願公開第20060121005号に記載の方法を用いて活性化および増殖させることができる。T細胞はインビトロで増殖させてもよく、インビボで増殖させてもよい。
T cell activation and proliferation
Before or after genetic recombination of T cells, T cells generally have, for example, US Pat. Nos. 6,352,694; 6,534,055; 6,905,680; 6,692,964; 5,858,358; No. 6,887,466; No. 6,905,681; No. 7,144,575; No. 7,067,318; No. 7,172,869; No. 7,232,566; No. 7,175,843; No. 5,883,223; No. 6,905,874; No. 6,867,041; and U.S. Patent Application Publication No. 20060121005 can be used for activation and propagation. T cells may be grown in vitro or in vivo.

概して、本発明のT細胞は、CD3 TCR複合体関連シグナルを刺激する薬剤と、T細胞表面にある共刺激分子を刺激するリガンドが取り付けられている表面と接触させることによって増殖する。   In general, the T cells of the invention proliferate by contacting an agent that stimulates a CD3 TCR complex related signal with a surface to which a ligand that stimulates a costimulatory molecule on the T cell surface is attached.

特に、T細胞集団は、インビトロでは、例えば、表面に固定化された抗CD3抗体もしくはその抗原結合断片または抗CD2抗体との接触によって刺激されてもよく、プロテインキナーゼCアクチベーター(例えば、ブリオスタチン)とカルシウムイオノフォアとの接触によって刺激されてもよい。T細胞表面にあるアクセサリー分子を同時刺激するために、アクセサリー分子に結合するリガンドが用いられる。例えば、T細胞増殖を刺激するのに適した条件下で、T細胞集団を抗CD3抗体および抗CD28抗体と接触させることができる。CD4+T細胞またはCD8+T細胞の増殖を刺激するために、抗CD3抗体および抗CD28抗体。例えば、それぞれのシグナルを供給する薬剤が、溶解状態にあってもよく、表面に結合されてもよい。当業者が容易に理解することができるように、粒子と細胞との比は、標的細胞に対する粒径によって決まる場合がある。本発明のさらなる態様において、T細胞などの細胞は、薬剤コーティングビーズと組み合わされ、ビーズおよび細胞は後で分離され、次いで、細胞は培養される。別の態様では、培養前に薬剤コーティングビーズおよび細胞は分離されず、一緒に培養される。抗CD3および抗CD28が取り付けられている常磁性ビーズ(3x28ビーズ)がT細胞と接触するのを可能にすることで、細胞表面タンパク質が連結される場合がある。一態様では、細胞(例えば、4〜10個のT細胞)およびビーズ(例えば、1:1比のDYNABEADS(登録商標)M-450 CD3/CD28 T常磁性ビーズ)が、緩衝液中、好ましくは、PBS(カルシウムおよびマグネシウムなどの二価カチオンを含まない)の中で組み合わされる。これもまた、任意の細胞濃度を使用できることを当業者は容易に理解することができる。混合物は、数時間(約3時間)〜約14日間、培養されてもよく、その間の任意の整数値の時間にわたって培養されてもよい。別の態様では、混合物は21日間、培養されてもよい。T細胞培養に適した条件には、血清(例えば、胎仔ウシ血清ウシまたは胎児ヒト血清)、インターロイキン-2(IL-2)、インシュリン、IFN-g、1L-4、1L-7、GM-CSF、-10、-2、1L-15、TGFp、およびTNF-、または当業者に公知の細胞増殖のための他の任意の添加物を含む、増殖および生存に必要な因子を含有し得る適切な培地(例えば、最小必須培地またはRPMI培地1640またはX-vivo 5(Lonza))が含まれる。細胞増殖のための他の添加物には、界面活性剤、プラスマネート(plasmanate)、および還元剤、例えば、N-アセチル-システインおよび2-メルカプトエタノールが含まれるが、これに限定されない。培地には、アミノ酸、ピルビン酸ナトリウム、およびビタミンが添加され、無血清の、あるいは適量の血清(もしくは血漿)、または規定された一組のホルモン、ならびに/またはT細胞の成長および増殖に十分な量のサイトカインが加えられた、RPMI 1640、A1M-V、DMEM、MEM、a-MEM、F-12、X-Vivo 1、およびX-Vivo 20、Optimizerが含まれ得る。抗生物質、例えば、ペニシリンおよびストレプトマイシンは、実験的培養物にだけ含まれ、対象に注入される細胞の培養物には含まれない。標的細胞は、増殖を支援するのに必要な条件、例えば、適切な温度(例えば、37℃)および雰囲気(例えば、空気+5%CO2)の下で維持される。異なる刺激時間に曝露されたT細胞は異なる特徴を示す場合がある。   In particular, the T cell population may be stimulated in vitro, for example by contact with a surface-immobilized anti-CD3 antibody or an antigen-binding fragment thereof or an anti-CD2 antibody, protein kinase C activator (e.g. bryostatin) ) May be stimulated by contact with a calcium ionophore. In order to co-stimulate accessory molecules on the surface of T cells, ligands that bind to the accessory molecules are used. For example, a T cell population can be contacted with an anti-CD3 antibody and an anti-CD28 antibody under conditions suitable to stimulate T cell proliferation. Anti-CD3 and anti-CD28 antibodies to stimulate proliferation of CD4 + T cells or CD8 + T cells. For example, agents that provide the respective signals may be in solution or may be bound to the surface. As one skilled in the art can readily appreciate, the ratio of particles to cells may depend on the particle size relative to the target cells. In a further aspect of the invention, cells, such as T cells, are combined with drug coated beads, the beads and cells are later separated and then the cells are cultured. In another aspect, drug-coated beads and cells are not separated prior to culture and are cultured together. Cell surface proteins may be linked by allowing paramagnetic beads (3x28 beads) to which anti-CD3 and anti-CD28 are attached to contact T cells. In one aspect, cells (eg, 4 to 10 T cells) and beads (eg, DYNABEADS® M-450 CD3 / CD28 T paramagnetic beads in a 1: 1 ratio) are preferably contained in a buffer. , PBS (without divalent cations such as calcium and magnesium). Again, one skilled in the art can readily appreciate that any cell concentration can be used. The mixture may be cultured for several hours (about 3 hours) to about 14 days, and may be cultured for any integer value of time in between. In another aspect, the mixture may be cultured for 21 days. Conditions suitable for T cell culture include serum (eg, fetal calf serum bovine or fetal human serum), interleukin-2 (IL-2), insulin, IFN-g, 1L-4, 1L-7, GM- It may contain factors necessary for growth and survival, including CSF, -10, -2, 1L-15, TGFp, and TNF-, or any other additives known to those of skill in the art for cell growth. Medium (eg, minimal essential medium or RPMI medium 1640 or X-vivo 5 (Lonza)). Other additives for cell growth include, but are not limited to, detergents, plasmanates, and reducing agents, such as N-acetyl-cysteine and 2-mercaptoethanol. The medium is supplemented with amino acids, sodium pyruvate and vitamins and is serum-free, or in a suitable amount of serum (or plasma), or a defined set of hormones, and / or sufficient for T cell growth and proliferation. RPMI 1640, A1M-V, DMEM, MEM, a-MEM, F-12, X-Vivo 1 and X-Vivo 20, Optimizer to which amounts of cytokines have been added may be included. Antibiotics, such as penicillin and streptomycin, are included only in experimental cultures and not in cultures of cells injected into the subject. The target cells are maintained under conditions necessary to support growth, such as an appropriate temperature (eg, 37 ° C.) and an atmosphere (eg, air + 5% CO 2). T cells exposed to different stimulation times may exhibit different characteristics.

別の特定の態様において、前記細胞は、組織または細胞と共培養することによって増殖させることもできる。前記細胞はまたインビボで増殖されてもよく、例えば、前記細胞を対象に投与した後に対象の血液中で増殖させることもできる。   In another particular embodiment, the cells can also be grown by co-culturing with tissue or cells. The cells may also be grown in vivo, for example, they can be grown in the blood of a subject after being administered to the subject.

治療用途
上記の様々な方法によって得られたT細胞は、中でも癌、感染症、または免疫疾患を、必要とする患者において処置するための医薬として使用することが意図される。
Therapeutic Applications The T cells obtained by the various methods described above are intended for use as a medicament for treating cancer, infections or immune diseases, among others, in patients in need.

前記処置は、寛解させる処置でもよく、根治的処置でもよく、予防的処置でもよい。前記処置は自己由来免疫療法の一環でもよく、同種異系免疫療法処置の一環でもよい。自己由来とは、患者の処置に用いられる細胞、細胞株、または細胞集団が前記患者またはヒト白血球抗原(HLA)適合ドナーに由来することを意味する。同種異系とは、患者の処置に用いられる細胞または細胞集団が前記患者に由来しないが、ドナーに由来することを意味する。   The treatment may be a remission treatment, a curative treatment, or a prophylactic treatment. The treatment may be part of an autologous immunotherapy or may be part of an allogeneic immunotherapy treatment. By autologous is meant that the cells, cell lines, or cell populations used to treat the patient are derived from said patient or human leukocyte antigen (HLA) matched donor. By allogeneic is meant that the cells or cell populations used to treat the patient are not from said patient but from a donor.

本発明は、T細胞、典型的にはドナーから得られたT細胞を形質転換して非アロ反応性細胞にすることができる限り、同種異系免疫療法に特に適している。これは標準的なプロトコール下で行われ、必要に応じて何回でも再現される場合がある。結果として得られた改変されたT細胞はプールされ、1人または数人の患者に投与される場合があり、それによって「既製の」治療製品として利用可能になる。開示された方法と共に使用することができる細胞は前の項において説明されている。   The present invention is particularly suitable for allogeneic immunotherapy, as long as it can transform T cells, typically T cells obtained from a donor, into non-alloreactive cells. This is done under standard protocols and may be repeated as many times as needed. The resulting modified T cells may be pooled and administered to one or several patients, thereby making them available as "off-the-shelf" therapeutic products. Cells that can be used with the disclosed methods are described in the previous section.

前記処置は主として、癌、ウイルス感染症、自己免疫障害、または移植片対宿主病(GvHD)と診断された患者を処置するためのものである。癌は好ましくは、液性腫瘍を有する白血病およびリンパ腫であるが、懸案の固形腫瘍であってもよい。本発明のCARを用いて処置される癌のタイプには、癌腫、芽腫、および肉腫、ならびにある特定の白血病またはリンパ系腫瘍、良性腫瘍および悪性腫瘍、ならびに悪性疾患、例えば、肉腫、癌腫、および黒色腫が含まれるが、これに限定されない。成人腫瘍/癌および小児科腫瘍/癌も含まれる。   The treatment is primarily for treating patients diagnosed with cancer, viral infections, autoimmune disorders, or graft versus host disease (GvHD). The cancer is preferably leukemia and lymphoma with humoral tumors but may be solid tumors of interest. The types of cancer treated with the CAR of the present invention include carcinoma, blastoma and sarcoma, as well as certain leukemia or lymphoid tumors, benign and malignant tumors, and malignant diseases such as sarcomas, carcinomas, And melanoma, but is not limited thereto. Adult tumors / cancers and pediatric tumors / cancers are also included.

本発明のT細胞は、患者自身の免疫細胞に対して向けられた特異的CARを搭載しているときには、リウマチ性多発関節炎(rheumatoid polyarthritis)、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、硬皮症、線維筋痛症、筋炎、強直性脊椎炎、インシュリン依存性I型糖尿病、橋本甲状腺炎、アジソン病、クローン病、セリアック病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、および多発性硬化症(MS)などの自己免疫疾患を処置するための重要な段階である前記細胞の阻害または調節を可能にする。   When loaded with a specific CAR directed against the patient's own immune cells, the T cells of the present invention can be used to treat rheumatoid polyarthritis, systemic lupus erythematosus, Sjögren's syndrome, scleroderma, fibromuscular muscle. Pain, myositis, ankylosing spondylitis, insulin-dependent type I diabetes, Hashimoto's thyroiditis, Addison's disease, Crohn's disease, celiac disease, amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and multiple sclerosis (MS) etc. Enables inhibition or modulation of the cells, which is an important step for treating autoimmune diseases of

処置は、抗体治療、化学療法、サイトカイン治療、樹状細胞治療、遺伝子治療、ホルモン治療、レーザー光線治療、および放射線治療の群より選択される1種以上の治療との組み合わせで行われ得る。   The treatment may be performed in combination with one or more treatments selected from the group of antibody therapy, chemotherapy, cytokine therapy, dendritic cell therapy, gene therapy, hormone therapy, laser beam therapy and radiation therapy.

本発明の好ましい態様によると、処置は、免疫抑制処置または化学療法処置を受けている患者に対して特に適している。実際、本発明は、好ましくは、そのような免疫抑制剤の受容体をコードする遺伝子の不活性化のため、少なくとも1種の免疫抑制剤に対して抵抗性にされた細胞または細胞の集団に依拠する。この局面において、免疫抑制処置は、患者における本発明によるT細胞の選択および増大を支援するべきである。   According to a preferred embodiment of the invention, the treatment is particularly suitable for patients undergoing immunosuppressive or chemotherapeutic treatment. In fact, the invention preferably relates to a cell or a population of cells rendered resistant to at least one immunosuppressive agent, preferably due to the inactivation of the gene encoding the receptor of such an immunosuppressive agent. Rely on. In this aspect, the immunosuppressive treatment should support T cell selection and expansion according to the invention in the patient.

一態様によれば、本発明の前記T細胞は患者に投与されると活発にインビボでT細胞増殖することができ、長期間にわたって、好ましくは1週間、より好ましくは2週間、さらにより好ましくは少なくとも1ヶ月間、体液中で持続することができる。本発明によるT細胞はこれらの期間にわたって持続すると予想されるが、患者の体内での寿命は、1年を超えない、好ましくは6ヶ月、より好ましくは2ヶ月、さらにより好ましくは1ヶ月を超えないことが意図される。   According to one aspect, said T cells of the invention can actively proliferate T cells in vivo when administered to a patient, preferably over a period of time, preferably one week, more preferably two weeks, even more preferably It can be sustained in body fluid for at least one month. Although T cells according to the invention are expected to persist over these periods, the lifespan in the body of the patient does not exceed 1 year, preferably 6 months, more preferably 2 months, even more preferably 1 month Not intended.

本発明による細胞または細胞の集団の投与は、エアロゾル吸入、注射、経口、輸液、植え込み、または移植を含む、便利な様式で実施され得る。本明細書に記載された組成物は、皮下に、皮内に、腫瘍内に、結節内に、髄内に、筋肉内に、静脈注射もしくはリンパ内注射によって、または腹腔内に、患者へ投与され得る。一つの態様において、本発明の細胞組成物は、好ましくは、静脈注射によって投与される。   Administration of the cells or populations of cells according to the present invention may be performed in a convenient manner, including aerosol inhalation, injection, oral, infusion, infusion, or transplantation. The compositions described herein are administered to the patient subcutaneously, intradermally, intratumorally, intrathoracically, intramuscularly, intramuscularly, by intravenous or intralymphatic injection, or intraperitoneally to the patient. It can be done. In one embodiment, the cell composition of the present invention is preferably administered by intravenous injection.

細胞または細胞の集団の投与は、これらの範囲内の細胞数の全ての整数値を含む、体重1kg当たり104〜109個の細胞、好ましくは、体重1kg当たり105〜106個の細胞の投与からなり得る。細胞または細胞の集団は、単回投与されてもよいしまたは複数回投与されてもよい。別の態様において、有効量の細胞が、単回投与される。別の態様において、有効量の細胞が、ある期間にわたり複数回投与される。投与のタイミングは、管理する医師の判断にあり、患者の臨床状態に依る。細胞または細胞の集団は、血液バンクまたはドナーのような任意の起源から入手され得る。個々の必要性は変動するが、特定の疾患または状態のための所定の細胞型の有効量の最適範囲の決定は、当技術分野の技術の範囲内にある。有効量とは、治療的または予防的な利益を提供する量を意味する。投与される投薬量は、レシピエントの年齢、健康、および体重、もしあれば、同時処置の種類、処置の頻度、ならびに望まれる効果の性質に依存するであろう。 Administration of a cell or a population of cells comprises 10 4 to 10 9 cells per kg of body weight, preferably 10 5 to 10 6 cells per kg of body weight, including all integer values of cell numbers within these ranges Administration of The cell or population of cells may be administered once or multiple times. In another embodiment, an effective amount of cells is administered in a single dose. In another embodiment, an effective amount of cells is administered multiple times over a period of time. The timing of administration is at the discretion of the managing physician and depends on the patient's clinical condition. The cells or populations of cells may be obtained from any source, such as a blood bank or a donor. While individual needs vary, determination of the optimal range of effective amounts for a given cell type for a particular disease or condition is within the skill of the art. By effective amount is meant an amount that provides a therapeutic or prophylactic benefit. The dosage administered will be dependent upon the age, health, and weight of the recipient, kind of concurrent treatment, if any, frequency of treatment, and the nature of the effect desired.

別の態様において、有効量の細胞またはそれらの細胞を含む組成物は、非経口投与される。投与は、静脈内投与であり得る。投与は、腫瘍内への注射によって直接行われてもよい。   In another embodiment, an effective amount of cells or compositions comprising those cells are administered parenterally. Administration may be intravenous. Administration may be directly by injection into the tumor.

本発明のある種の態様において、細胞は、抗ウイルス治療、シドホビル、およびインターロイキン2、シタラビン(ARA-Cとしても公知)のような薬剤による処置、またはMS患者のためのナタリズマブ処置、または乾癬患者のためのエファリズマブ処置、またはPML患者のためのその他の処置を含むが、これらに限定されない、多数の関連する処置モダリティと共に(例えば、前に、同時に、または後に)患者へ投与される。さらなる態様において、本発明のT細胞は、化学療法、放射線、シクロスポリン、アザチオプリン、メトトレキサート、ミコフェノール酸、およびFK506のような免疫抑制剤、抗体、またはCAMPATH、抗CD3抗体、もしくはその他の抗体治療のようなその他の免疫除去(immunoablative)剤、シトキシン(cytoxin)、フルダラビン、シクロスポリン、FK506、ラパマイシン、ミコフェノール酸、ステロイド、FR901228、サイトカイン、ならびに照射と組み合わせて使用されてもよい。これらの薬物は、カルシウム依存性ホスファターゼカルシニューリンを阻害するか(シクロスポリンおよびFK506)、または増殖因子によって誘導されるシグナリングにとって重要なp70S6キナーゼを阻害する(ラパマイシン)(Liu et al., Cell 66:807-815, 1 1; Henderson et al., Immun. 73:316-321, 1991; Bierer et al., Citrr. Opin. mm n. 5:763-773, 93)。さらなる態様において、本発明の細胞組成物は、骨髄移植、フルダラビン、外部照射治療(XRT)、シクロホスファミドのような化学療法剤、またはOKT3もしくはCAMPATHのような抗体のいずれかを使用したT細胞除去治療と共に(例えば、前に、同時に、または後に)患者へ投与される。別の態様において、本発明の細胞組成物は、CD20と反応する薬剤、例えば、リツキサンのようなB細胞除去治療の後に投与される。例えば、一つの態様において、対象は、高用量化学療法による標準的な処置を受けた後、末梢血幹細胞移植を受けることができる。ある種の態様において、移植の後、対象は、増大させた本発明の免疫細胞の注入を受ける。付加的な態様において、増大させた細胞は、手術の前または後に投与される。本明細書に記載の方法のいずれか1つによって得られた前記改変された細胞は、宿主対移植片(HvG)拒絶反応および移植片対宿主病(GvHD)に対する処置を必要とする患者を処置するために本発明の特定の局面において使用することができる。従って、宿主対移植片(HvG)拒絶反応および移植片対宿主病(GvHD)に対する処置を必要とする患者を処置する方法であって、不活性化されたTCRα遺伝子および/またはTCRβ遺伝子を含む有効量の改変された細胞を前記患者に投与することによって、前記患者を処置する工程を含む方法が本発明の範囲にある。   In certain embodiments of the invention, cells are treated with drugs such as antiviral therapy, cidofovir, and interleukin 2, cytarabine (also known as ARA-C), or natalizumab treatment for MS patients, or psoriasis The patient is administered with (e.g., before, simultaneously with or after) a number of related treatment modalities including, but not limited to, efalizumab treatment for patients or other treatments for PML patients. In a further embodiment, the T cells of the invention may be used for chemotherapy, radiation, cyclosporin, azathioprine, methotrexate, mycophenolic acid, and immunosuppressants such as FK506, antibodies, or CAMPATH, anti-CD3 antibodies, or other antibody therapeutics. Such other immunoablation agents, cytotoxins, fludarabine, cyclosporin, FK506, rapamycin, mycophenolic acid, steroids, FR901228, cytokines, as well as radiation may be used in combination. These drugs either inhibit the calcium-dependent phosphatase calcineurin (cyclosporin and FK506) or inhibit p70 S6 kinase, which is important for growth factor-induced signaling (rapamycin) (Liu et al., Cell 66: 807- Henderson et al., Immun. 73: 316-321, 1991; Bierer et al., Citrr. Opin. Mm n. 5: 763-773, 93). In a further embodiment, the cell composition of the invention is T using bone marrow transplantation, fludarabine, external radiation therapy (XRT), a chemotherapeutic agent such as cyclophosphamide, or an antibody such as OKT3 or CAMPATH. It is administered to the patient along with (eg, before, simultaneously with, or after) cell removal therapy. In another embodiment, the cellular composition of the present invention is administered after an agent that reacts with CD20, for example, a B cell ablation therapy such as Rituxan. For example, in one embodiment, a subject can receive peripheral blood stem cell transplantation after receiving standard treatment with high dose chemotherapy. In certain embodiments, after transplantation, the subject receives an injection of increased immune cells of the invention. In additional embodiments, the expanded cells are administered before or after surgery. The modified cells obtained by any one of the methods described herein treat patients in need of treatment for host versus graft (HvG) rejection and graft versus host disease (GvHD) Can be used in certain aspects of the invention. Thus, a method of treating a patient in need of treatment for host versus graft (HvG) rejection and graft versus host disease (GvHD), comprising an inactivated TCRα gene and / or a TCRβ gene Methods within the scope of the invention include treating the patient by administering an amount of modified cells to the patient.

他の定義
ポリペプチド配列内のアミノ酸残基は、1文字コードによって本明細書において表記され、例えば、QはGln、すなわちグルタミン残基を意味し、RはArg、すなわちアルギニン残基を意味し、DはAsp、すなわちアスパラギン酸残基を意味する。
Other Definitions Amino acid residues within polypeptide sequences are referred to herein by the one letter code, eg, Q means Gln, ie glutamine residue, R means Arg, ie arginine residue, D means Asp, ie an aspartic acid residue.

アミノ酸置換とは、あるアミノ酸残基の他のアミノ酸残基への交換を意味し、例えば、ペプチド配列内のアルギニン残基のグルタミン残基への交換は、アミノ酸置換である。   Amino acid substitution refers to the exchange of one amino acid residue for another, for example, the exchange of an arginine residue for a glutamine residue in a peptide sequence is an amino acid substitution.

ヌクレオチドは以下のように表記される:1文字コードがヌクレオシドの塩基を表記するために使用される:aはアデニンであり、tはチミンであり、cはシトシンであり、gはグアニンである。縮重ヌクレオチドのため、rはgまたはa(プリンヌクレオチド)を表し、kはgまたはtを表し、sはgまたはcを表し、wはaまたはtを表し、mはaまたはcを表し、yはtまたはc(ピリミジンヌクレオチド)を表し、dはg、a、またはtを表し、vはg、a、またはcを表し、bはg、t、またはcを表し、hはa、t、またはcを表し、nはg、a、t、またはcを表す。   Nucleotides are written as follows: One letter code is used to denote the base of the nucleoside: a is adenine, t is thymine, c is cytosine and g is guanine. For degenerate nucleotides, r represents g or a (purine nucleotide), k represents g or t, s represents g or c, w represents a or t, m represents a or c, y represents t or c (pyrimidine nucleotides), d represents g, a, or t, v represents g, a, or c, b represents g, t, or c, h is a, t Or c represents, n represents g, a, t or c.

本明細書において使用されるように、「核酸」または「ポリヌクレオチド」とは、デオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)のようなヌクレオチドおよび/またはポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって生成された断片、ならびにライゲーション、切断、エンドヌクレアーゼ作用、およびエキソヌクレアーゼ作用のいずれかによって生成された断片をさす。核酸分子は、(DNAおよびRNAのような)天然に存在するヌクレオチド、または天然に存在するヌクレオチドの類似体(例えば、天然に存在するヌクレオチドの鏡像異性体)、または両方の組み合わせであるモノマーから構成され得る。修飾型ヌクレオチドは、糖モエティおよび/またはピリミジン塩基モエティもしくはプリン塩基モエティに変化を有し得る。糖修飾には、例えば、1つ以上のヒドロキシル基のハロゲン、アルキル基、アミン、およびアジド基への交換が含まれ、または糖がエーテルもしくはエステルとして官能化されていてもよい。さらに、糖モエティ全体が、アザ糖および炭素環式糖類似体のような立体的かつ電子的に類似した構造に交換されてもよい。塩基モエティの修飾の例には、アルキル化されたプリンおよびピリミジン、アシル化されたプリンもしくはピリミジン、またはその他の周知の複素環式置換基が含まれる。核酸モノマーは、ホスホジエステル結合またはそのような結合の類似体によって連結され得る。核酸は、一本鎖または二本鎖のいずれかであり得る。   As used herein, "nucleic acid" or "polynucleotide" refers to nucleotides and / or polynucleotides such as deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA), oligonucleotides, polymerase chain reaction (PCR) ) And fragments produced by any of ligation, cleavage, endonuclease action, and exonuclease action. The nucleic acid molecule is composed of naturally occurring nucleotides (such as DNA and RNA), or analogs of naturally occurring nucleotides (eg, enantiomers of naturally occurring nucleotides), or monomers that are a combination of both It can be done. Modified nucleotides can have alterations in sugar moieties and / or pyrimidine base moieties or purine base moieties. Sugar modifications include, for example, exchange of one or more hydroxyl groups for halogens, alkyl groups, amines, and azido groups, or sugars may be functionalized as ethers or esters. Furthermore, the entire sugar moiety may be exchanged into sterically and electronically similar structures such as azasugars and carbocyclic sugar analogues. Examples of base moiety modifications include alkylated purines and pyrimidines, acylated purines or pyrimidines, or other known heterocyclic substituents. Nucleic acid monomers can be linked by phosphodiester bonds or analogs of such bonds. The nucleic acid can be either single stranded or double stranded.

「前記二本鎖切断の上流側にある配列と相同な第1の領域、前記細胞のゲノムに挿入しようとする配列、および前記二本鎖切断の下流側にある配列と相同な第2の領域を連続的に含むポリヌクレオチド」とは、インサイチューでDNA標的の5'側および3'側の領域と相同な第1の部分および第2の部分を含むDNA構築物またはマトリックスを意味することが意図される。DNA構築物はまた、インサイチューで対応するDNA配列といくらかの相同性を含むか、またはインサイチューでDNA標的の5'側および3'側の領域と相同性を含まない、第1の部分と第2の部分との間に配置される第3の部分も含む。DNA標的が切断された後に、関心対象の遺伝子座に含まれる標的となる遺伝子を含有するゲノムと、このマトリックスとの間で相同組換え事象が刺激され、DNA標的を含有するゲノム配列は、マトリックスの第3の部分ならびに前記マトリックスの第1の部分および第2の部分の可変部と交換される。   "A first region homologous to the sequence upstream of said double strand break, a sequence to be inserted into the genome of said cell, and a second region homologous to a sequence downstream of said double strand break A polynucleotide comprising "continuously" is intended to mean a DNA construct or matrix comprising a first portion and a second portion homologous to the 5 'and 3' regions of the DNA target in situ. Be done. The DNA construct may also contain some homology with the corresponding DNA sequence in situ, or no homology with the 5 'and 3' regions of the DNA target in situ, the first part and the first It also includes a third portion disposed between the two portions. After cleavage of the DNA target, a homologous recombination event is stimulated between the genome containing the target gene contained in the locus of interest and this matrix, and the genomic sequence containing the DNA target is a matrix And the variable part of the first and second parts of the matrix.

「DNA標的」、「DNA標的配列」、「標的DNA配列」、「核酸標的配列」、「標的配列」、または「プロセシング部位」とは、本発明によるレアカッティングエンドヌクレアーゼによって標的とされかつ処理することができるポリヌクレオチド配列を意図する。これらの用語は、細胞内にある特定のDNAの位置、好ましくは、ゲノムの位置だけでなく、遺伝物質の本体とは独立して存在することができる遺伝物質部分、例えば、非限定的な例として、プラスミド、エピソーム、ウイルス、トランスポゾン、またはミトコンドリアなどの細胞小器官の中にある遺伝物質部分も指す。RNAガイド標的配列の非限定的な例として、RNAガイドエンドヌクレアーゼを所望の遺伝子座に向けるガイドRNAにハイブリダイズすることができるゲノム配列がある。   The "DNA target", "DNA target sequence", "target DNA sequence", "nucleic acid target sequence", "target sequence" or "processing site" are targeted and processed by the rare cutting endonuclease according to the invention Intended is a polynucleotide sequence that can These terms refer not only to the location of a particular DNA within a cell, preferably to the location of the genome, but also to genetic material parts that can exist independently of the body of the genetic material, eg, non-limiting examples It also refers to the portion of the genetic material that is in a organelle such as a plasmid, episome, virus, transposon, or mitochondria. Non-limiting examples of RNA guide target sequences include genomic sequences that can be hybridized to guide RNA that directs the RNA guide endonuclease to the desired locus.

「送達ベクター」とは、本発明において必要とされる薬剤/化学物質および分子(タンパク質または核酸)を、細胞と接触させるため(即ち、「接触」)、または細胞もしくは細胞内区画へ送達するため(即ち、「導入」)、本発明において使用され得る送達ベクターを表す。それには、リポソーム送達ベクター、ウイルス送達ベクター、薬物送達ベクター、化学的担体、ポリマー担体、リポプレックス、ポリプレックス、デンドリマー、微小気泡(超音波造影剤)、ナノ粒子、乳濁液、またはその他の適切な移入ベクターが含まれるが、これらに限定されない。これらの送達ベクターは、分子、化学物質、高分子(遺伝子、タンパク質)、またはプラスミドのようなその他のベクター、または透過性ペプチドの送達を可能にする。これら後者のケースにおいて、送達ベクターは分子担体である。   A "delivery vector" is for contacting (i.e., "contacting") cells / agents and molecules (proteins or nucleic acids) required in the present invention with cells, or for delivering cells or intracellular compartments. (Ie, "introduction") refers to a delivery vector that can be used in the present invention. Liposomal delivery vectors, viral delivery vectors, drug delivery vectors, chemical carriers, polymeric carriers, lipoplexes, polyplexes, dendrimers, microbubbles (ultrasound contrast agents), nanoparticles, emulsions or other suitable Transfer vectors, but not limited thereto. These delivery vectors allow the delivery of molecules, chemicals, macromolecules (genes, proteins) or other vectors such as plasmids, or permeable peptides. In these latter cases, the delivery vector is a molecular carrier.

「ベクター」という用語は、それが連結された別の核酸を輸送することができる核酸分子をさす。本発明における「ベクター」には、ウイルスベクター、プラスミド、RNAベクター、または染色体核酸、非染色体核酸、半合成核酸、もしくは合成核酸からなり得る直鎖状もしくは環状のDNA分子もしくはRNA分子が含まれるが、これらに限定されない。好ましいベクターは、それらが連結された核酸の自律複製が可能なもの(エピソームベクター)および/または発現が可能なもの(発現ベクター)である。多数の適当なベクターが、当業者に公知であり、市販されている。   The term "vector" refers to a nucleic acid molecule capable of transporting another nucleic acid to which it has been linked. The "vector" in the present invention includes a linear or circular DNA or RNA molecule which may consist of viral vector, plasmid, RNA vector or chromosomal nucleic acid, non-chromosomal nucleic acid, semi-synthetic nucleic acid or synthetic nucleic acid. Not limited to these. Preferred vectors are those capable of autonomous replication of the nucleic acid to which they are linked (episomal vector) and / or those capable of expression (expression vector). Many suitable vectors are known to those skilled in the art and are commercially available.

ウイルスベクターには、レトロウイルス、アデノウイルス、パルボウイルス(例えば、アデノ随伴ウイルス)、コロナウイルス、オルソミクソウイルス(例えば、インフルエンザウイルス)、ラブドウイルス(例えば、狂犬病ウイルスおよび水疱性口内炎ウイルス)、パラミクソウイルス(例えば、麻疹およびセンダイ)のようなマイナス鎖RNAウイルス、ピコルナウイルスおよびアルファウイルスのようなプラス鎖RNAウイルス、ならびにアデノウイルス、ヘルペスウイルス(例えば、単純ヘルペスウイルス1型および2型、エプスタインバーウイルス、サイトメガロウイルス)、およびポックスウイルス(例えば、ワクシニア、鶏痘、およびカナリアポックス)を含む二本鎖DNAウイルスが含まれる。他のウイルスには、例えば、ノーウォークウイルス、トガウイルス、フラビウイルス、レオウイルス、パポバウイルス、ヘパドナウイルス、および肝炎ウイルスが含まれる。レトロウイルスの例には、トリ白血病肉腫、哺乳動物C型、B型ウイルス、D型ウイルス、HTLV-BLV群、レンチウイルス、スプーマウイルスが含まれる(Coffin, J. M., Retroviridae: The viruses and their replication, In Fundamental Virology, Third Edition, B. N. Fields, et al., Eds., Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, 1996)。   Viral vectors include retrovirus, adenovirus, parvovirus (eg, adeno-associated virus), coronavirus, orthomyxovirus (eg, influenza virus), rhabdovirus (eg, rabies virus and vesicular stomatitis virus), paramyxo Negative-strand RNA viruses such as viruses (eg measles and Sendai), positive-strand RNA viruses such as picornavirus and alphavirus, and adenoviruses, herpesviruses (eg herpes simplex virus types 1 and 2, Epstein-Barr Included are double-stranded DNA viruses, including viruses, cytomegalovirus), and poxviruses (eg, vaccinia, fowlpox, and canarypox). Other viruses include, for example, Norwalk virus, toga virus, flavivirus, reovirus, papova virus, hepadna virus, and hepatitis virus. Examples of retroviruses include avian leukaemic sarcoma, mammalian C, B, D, HTLV-BLV, lentivirus, spuma virus (Coffin, JM, Retroviridae: The viruses and their replication, In Fundamental Virology, Third Edition, BN Fields, et al., Eds., Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, 1996).

「レンチウイルスベクター」とは、比較的大きいパッケージング能力、低下した免疫原性、および広範囲の異なる細胞型を高い効率で安定的に形質導入する能力のため、遺伝子送達のために極めて有望である、HIVに基づくレンチウイルスベクターを意味する。レンチウイルスベクターは、概して、3種(パッケージング、エンベロープ、および移入)またはそれ以上のプラスミドを産生細胞に一過性トランスフェクションした後、生成される。HIVと同様に、レンチウイルスベクターは、ウイルス表面糖タンパク質の細胞表面上の受容体との相互作用を通して標的細胞に侵入する。侵入後、ウイルスRNAが、ウイルス逆転写酵素複合体によって媒介される逆転写を受ける。逆転写の産物は、感染細胞のDNAへのウイルス組み込みのための基質となる二本鎖の直鎖状ウイルスDNAである。「組み込みレンチウイルスベクター(またはLV)」とは、非限定的な例として、標的細胞のゲノムに組み込まれ得るそのようなベクターを意味する。反対に、「非組み込みレンチウイルスベクター(またはNILV)」とは、ウイルスインテグラーゼの作用を通して標的細胞のゲノムに組み込まれない効率的な遺伝子送達ベクターを意味する。   "Lentiviral vectors" are extremely promising for gene delivery because of their relatively large packaging capacity, reduced immunogenicity, and ability to stably transduce a wide range of different cell types with high efficiency , Means a lentiviral vector based on HIV. Lentiviral vectors are generally generated after transient transfection of three (packaging, envelope, and transfer) or more plasmids into producer cells. Like HIV, lentiviral vectors enter target cells through the interaction of viral surface glycoproteins with receptors on the cell surface. After entry, viral RNA undergoes reverse transcription mediated by the viral reverse transcriptase complex. The product of reverse transcription is a double-stranded linear viral DNA which serves as a substrate for viral integration into the DNA of infected cells. By "integrative lentiviral vector (or LV)" is meant, by way of non-limiting example, such vectors that can be integrated into the genome of the target cell. Conversely, "non-integrating lentiviral vector (or NILV)" means an efficient gene delivery vector that does not integrate into the target cell's genome through the action of viral integrase.

送達ベクターおよびベクターは、ソノポレーション(sonoporation)もしくは電気穿孔のような細胞透過処理技術、またはこれらの技術の変法と関連しているかまたは組み合わせられていてよい。   Delivery vectors and vectors may be associated or combined with cell permeabilization techniques such as sonoporation or electroporation, or variations of these techniques.

細胞とは、真核生物の生存細胞、初代細胞、およびインビトロ培養のためのこれらの生物に由来する細胞株を表す。   Cells represent eukaryotic viable cells, primary cells, and cell lines derived from these organisms for in vitro culture.

「初代細胞」とは、集団倍化をほとんど受けておらず、従って、腫瘍形成性の連続細胞株または人為的に不死化された細胞株と比較して、それが由来した組織の主な機能的成分および特徴をよりよく表している、生存組織(即ち、生検材料)から直接採取され、インビトロでの増殖のために確立された細胞を表す。   "Primary cells" are those that have undergone very few population doublings and are thus the main function of the tissue from which they are derived as compared to tumorigenic continuous or artificially immortalized cell lines The cells are taken directly from living tissue (i.e. biopsy material) and are established for growth in vitro, better representing the components and characteristics.

非限定的な例として、細胞株は、CHO-K1細胞;HEK293細胞;Caco2細胞;U2-OS 細胞;NIH 3T3細胞;NSO細胞;SP2細胞;CHO-S細胞;DG44細胞;K-562細胞、U-937細胞;MRC5細胞;IMR90細胞;ジャーカット細胞;HepG2細胞;HeLa細胞;HT-1080細胞;HCT-116細胞;Hu-h7細胞;Huvec細胞;Molt 4細胞からなる群より選択される。   As non-limiting examples, cell lines include CHO-K1 cells; HEK293 cells; Caco2 cells; U2-OS cells; NIH 3T3 cells; NSO cells; SP2 cells; CHO-S cells; DG44 cells; U-937 cells; MRC5 cells; IMR90 cells; Jurkat cells; HepG2 cells; HeLa cells; HT-1080 cells; HCT-116 cells; Hu-h7 cells; Huvec cells;

これらの細胞株は、全て、関心対象の遺伝子またはタンパク質を作製し、発現させ、定量化し、検出し、研究するための細胞株モデルを提供するため、本発明の方法によって改変され得;これらのモデルは、研究および作製、ならびに非限定的な例としての化学物質、生物燃料、治療薬、および農学のような様々な領域において、関心対象の生理活性分子をスクリーニングするためにも使用され得る。   All these cell lines can be modified by the method of the present invention to provide a cell line model for producing, expressing, quantifying, detecting and studying the gene or protein of interest; The model can also be used to screen bioactive molecules of interest in various areas such as research and production, and as non-limiting examples chemicals, biofuels, therapeutics, and agronomy.

「変異」とは、ポリヌクレオチド(cDNA、遺伝子)またはポリペプチドの配列における1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、20個、25個、30個、40個、50個、またはそれ以上までのヌクレオチド/アミノ酸の置換、欠失、挿入を表す。変異は、遺伝子のコード配列またはその制御配列に影響を与える場合がある。また、ゲノム配列の構造またはコードされたmRNAの構造/安定性に影響を与える場合もある。   The “mutation” refers to one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, 11 in the polynucleotide (cDNA, gene) or polypeptide sequence. It represents substitution, deletion, insertion of up to 12, 12, 13, 15, 20, 25, 30, 40, 50 or more nucleotides / amino acids. Mutations can affect the coding sequence of a gene or its regulatory sequences. It may also affect the structure of the genomic sequence or the structure / stability of the encoded mRNA.

「バリアント」とは、親分子のアミノ酸配列における少なくとも1個の残基の変異または交換によって入手されたリピートバリアント、バリアント、DNA結合バリアント、TALEヌクレアーゼバリアント、ポリペプチドバリアントを表す。   "Variant" refers to a repeat variant, variant, DNA binding variant, TALE nuclease variant, polypeptide variant obtained by mutation or exchange of at least one residue in the amino acid sequence of the parent molecule.

「機能的バリアント」とは、タンパク質またはタンパク質ドメインの触媒活性変異体を表し;そのような変異体は、その親のタンパク質またはタンパク質ドメインと比較して、同一の活性、または付加的な特性、またはより高いかもしくはより低い活性を有し得る。   "Functional variant" refers to a catalytically active variant of a protein or protein domain; such variant has the same activity, or additional properties, or relative to its parent protein or protein domain, or It may have higher or lower activity.

「遺伝子」とは、特定のタンパク質またはタンパク質セグメントをコードする、染色体に沿って直線的に並べられたDNAセグメントからなる遺伝の基本単位を意味する。遺伝子は、典型的に、プロモーター、5'非翻訳領域、1つまたは複数のコード配列(エキソン)、任意で、イントロン、3'非翻訳領域を含む。遺伝子は、ターミネーター、エンハンサー、および/またはサイレンサーをさらに含んでもよい。   By "gene" is meant a genetic unit of DNA consisting of DNA segments aligned linearly along a chromosome, encoding a particular protein or protein segment. The gene typically includes a promoter, 5 'untranslated region, one or more coding sequences (exons), optionally, introns, 3' untranslated region. The gene may further comprise a terminator, an enhancer, and / or a silencer.

本明細書で使用する「遺伝子座」という用語は、染色体上にあるDNA配列(例えば、遺伝子)の特定の物理的な場所である。「遺伝子座」という用語は、染色体上にあるレアカッティングエンドヌクレアーゼ標的配列の特定の物理的な場所を指すことがある。このような遺伝子座は、本発明によるレアカッティングエンドヌクレアーゼによって認識および/または切断される標的配列を含んでもよい。本発明の関心対象の遺伝子座は、細胞の遺伝物質の本体(すなわち、染色体)に存在する核酸配列だけでなく、遺伝物質の前記本体とは独立して存在することができる遺伝物質部分、例えば、非限定的な例として、プラスミド、エピソーム、ウイルス、トランスポゾン、またはミトコンドリアなどの細胞小器官の中にある遺伝物質部分も当てはまることが理解される。   The term "locus" as used herein is a specific physical location of a DNA sequence (e.g., a gene) located on a chromosome. The term "locus" may refer to a specific physical location of a rare cutting endonuclease target sequence on a chromosome. Such loci may comprise target sequences that are recognized and / or cleaved by the rare cutting endonuclease according to the invention. The locus of interest of the present invention is not only a nucleic acid sequence present in the body (ie chromosome) of the genetic material of the cell, but also a genetic material part that can be present independently of said body of genetic material, eg It is understood that genetic material parts that are in organelles such as plasmids, episomes, viruses, transposons, or mitochondria, as non-limiting examples, also apply.

「切断」という用語は、ポリヌクレオチドの共有結合バックボーンの破壊を指す。ホスホジエステル結合の酵素的加水分解または化学的加水分解を含むが、これに限定されない様々な方法によって切断を開始することができる。一本鎖切断および二本鎖切断がいずれも可能であり、二本鎖切断は2つの別個の一本鎖切断事象の結果として発生してもよい。二本鎖DNA、RNA、またはDNA/RNAハイブリッド切断によって平滑末端または付着末端のいずれかが生じる可能性がある。   The term "cleavage" refers to the disruption of the covalent backbone of a polynucleotide. Cleavage can be initiated by a variety of methods including, but not limited to, enzymatic or chemical hydrolysis of phosphodiester bonds. Both single and double strand breaks are possible, and double strand breaks may occur as a result of two separate single strand break events. Double stranded DNA, RNA, or DNA / RNA hybrid cleavage can result in either blunt or cohesive ends.

「融合タンパク質」とは、元々は別々のタンパク質またはその一部をコードする2種類以上の遺伝子を結合することにある当技術分野において周知のプロセスの結果を意図する。前記「融合遺伝子」が翻訳されると、元のタンパク質のそれぞれに由来する機能的特性を有する1本のポリペプチドが生じる。   By "fusion protein" is intended the result of a process well known in the art that combines two or more genes originally encoding separate proteins or parts thereof. When the “fusion gene” is translated, a single polypeptide having functional properties derived from each of the original proteins is generated.

「同一性」とは、2種の核酸分子またはポリペプチドの間の配列同一性をさす。同一性は、比較の目的のために整列化され得る各配列の位置を比較することによって決定され得る。比較された配列のある位置が同一の塩基によって占有される時、それらの分子はその位置において同一である。核酸またはアミノ酸配列の間の類似性または同一性の程度は、核酸配列が共有している位置における同一のまたは一致するヌクレオチドの数の関数である。GCG配列分析パッケージ(University of Wisconsin,Madison,Wis.)の一部として入手可能であるFASTAまたはBLASTを含む、様々なアライメントアルゴリズムおよび/またはプログラムが、2種の配列の間の同一性を計算するために使用され得、例えば、デフォルト設定で使用され得る。例えば、本明細書に記載された特定のポリペプチドとの少なくとも70%、85%、90%、95%、98%、または99%の同一性を有しており、好ましくは、実質的に同一の機能を示すポリペプチド、およびそのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドが、企図される。   "Identity" refers to sequence identity between two nucleic acid molecules or polypeptides. Identity may be determined by comparing the position of each sequence which may be aligned for purposes of comparison. When a position in the compared sequences is occupied by the same base, then the molecules are identical at that position. The degree of similarity or identity between nucleic acid or amino acid sequences is a function of the number of identical or matching nucleotides at positions shared by the nucleic acid sequences. Various alignment algorithms and / or programs, including FASTA or BLAST, available as part of the GCG sequence analysis package (University of Wisconsin, Madison, Wis.), Calculate the identity between two sequences May be used, for example, with default settings. For example, it has at least 70%, 85%, 90%, 95%, 98%, or 99% identity to a particular polypeptide described herein, preferably substantially identical. Polypeptides exhibiting the function of and polynucleotides encoding such polypeptides are contemplated.

「シグナル伝達ドメイン」または「共刺激リガンド」とは、T細胞上の同族共刺激分子に特異的に結合し、それによって、例えば、ペプチドが負荷されたMHC分子とのTCR/CD3複合体の結合によって提供される一次シグナルに加えて、増殖活性化、分化等を含むがこれらに限定されないT細胞応答を媒介するシグナルを提供する抗原提示細胞上の分子をさす。共刺激リガンドには、CD7、B7-1(CD80)、B7-2(CD86)、PD-L1、PD-L2、4-1BBL、OX40L、誘導性共刺激リガンド(ICOS-L)、細胞間接着分子(ICAM、CD30L、CD40、CD70、CD83、HLA-G、MICA、M1CB、HVEM、リンホトキシンβ受容体、3/TR6、ILT3、ILT4、トールリガンド受容体に結合するアゴニストまたは抗体、およびB7-H3に特異的に結合するリガンドが含まれ得るが、これらに限定されない。共刺激リガンドには、とりわけ、以下に限定されないが、CD27、CD28、4-IBB、OX40、CD30、CD40、PD-1、ICOS、リンパ球機能関連抗原1(LFA-1)、CD2、CD7、LTGHT、NKG2C、B7-H3、CD83と特異的に結合するリガンドのような、T細胞上に存在する共刺激分子と特異的に結合する抗体も包含される。   A "signaling domain" or "costimulatory ligand" specifically binds to a cognate costimulatory molecule on T cells, thereby, for example, binding of the TCR / CD3 complex to a peptide loaded MHC molecule In addition to the primary signals provided by, the molecules on antigen presenting cells that provide signals that mediate T cell responses, including but not limited to proliferation activation, differentiation, and the like. Costimulatory ligands include CD7, B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), PD-L1, PD-L2, 4-1 BBL, OX40L, inducible costimulatory ligand (ICOS-L), intercellular adhesion Molecules (ICAM, CD30L, CD40, CD70, CD83, HLA-G, MICA, M1CB, HVEM, lymphotoxin β receptor, 3 / TR6, ILT3, ILT4, agonist or antibody that binds to the Toll ligand receptor, and B7-H3 Costimulatory ligands may include, but are not limited to, among others, but are not limited to, CD27, CD28, 4-IBB, OX40, CD30, CD40, PD-1,, but not limited to: Specific to costimulatory molecules present on T cells, such as ligands specifically binding to ICOS, lymphocyte function associated antigen 1 (LFA-1), CD2, CD7, LTGHT, NKG2C, B7-H3, CD83 Also included are antibodies that bind to

「共刺激分子」とは、共刺激リガンドと特異的に結合し、それによって、これに限定されないが、増殖のような、細胞による共刺激応答を媒介するT細胞上の同族結合パートナーをさす。共刺激分子には、MHCクラスI分子、BTLA、およびトールリガンド受容体が含まれるが、これらに限定されない。   "Costimulatory molecule" refers to a cognate binding partner on T cells that specifically binds a costimulatory ligand and thereby mediates a costimulatory response by the cell, such as, but not limited to, proliferation. Costimulatory molecules include, but are not limited to, MHC class I molecules, BTLA, and toll ligand receptors.

「共刺激シグナル」とは、本明細書において使用されるように、TCR/CD3ライゲーションのような一次シグナルと組み合わせて、T細胞増殖および/または重要分子のアップレギュレーションもしくはダウンレギュレーションをもたらすシグナルをさす。   "Co-stimulatory signal" as used herein refers to a signal that results in T-cell proliferation and / or upregulation or downregulation of a key molecule in combination with a primary signal such as TCR / CD3 ligation. .

「二重特異性抗体」とは、1つの抗体分子の中に、2つの異なる抗原に対する結合部位をもつ抗体を指す。標準的な抗体構造に加えて、2つの結合特異性をもつ他の分子が構築され得ることが当業者によって理解されるだろう。二重特異性抗体による抗原結合は同時に起こってもよく、連続して起こってもよいことがさらに理解されるだろう。二重特異性抗体は化学的技法によって作製されてもよく(例えば、Kranz et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78,5807を参照されたい)、「ポリドーマ(polydoma)」法(米国特許第4,474,893号を参照されたい)によって作製されてもよく、組換えDNA法によって作製されてもよい。これらの技法は全てそれ自体が公知である。非限定的な例として、それぞれの結合ドメインは、抗体重鎖に由来する少なくとも1つの可変領域(「VH領域またはH領域」)を含み、第1の結合ドメインのVH領域はCD3などのリンパ球マーカーに特異的に結合し、第2の結合ドメインのVH領域は腫瘍抗原に特異的に結合する。   "Bispecific antibody" refers to an antibody that has binding sites for two different antigens in one antibody molecule. It will be appreciated by those skilled in the art that, in addition to standard antibody structures, other molecules with two binding specificities can be constructed. It will be further understood that antigen binding by bispecific antibodies may occur simultaneously or sequentially. Bispecific antibodies may be made by chemical techniques (see, eg, Kranz et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78, 5807), the "polydoma" method. (See US Pat. No. 4,474,893) or may be made by recombinant DNA methods. All these techniques are known per se. As a non-limiting example, each binding domain comprises at least one variable region ("VH region or H region") derived from an antibody heavy chain, wherein the VH region of the first binding domain is a lymphocyte such as CD3. It specifically binds to the marker and the VH region of the second binding domain specifically binds to the tumor antigen.

「細胞外リガンド結合ドメイン」という用語は、本明細書において使用されるように、リガンドと結合することができるオリゴペプチドまたはポリペプチドとして定義される。好ましくは、ドメインは、細胞表面分子と相互作用することができるであろう。例えば、細胞外リガンド結合ドメインは、特定の疾患状態に関連した標的細胞上の細胞表面マーカーとして作用するリガンドを認識するよう選択され得る。従って、リガンドとして作用し得る細胞表面マーカーの例には、ウイルス、細菌、および寄生虫の感染、自己免疫疾患、ならびに癌細胞に関連したものが含まれる。   The term "extracellular ligand binding domain" as used herein is defined as an oligopeptide or polypeptide capable of binding a ligand. Preferably, the domain will be able to interact with cell surface molecules. For example, the extracellular ligand binding domain can be selected to recognize a ligand that acts as a cell surface marker on target cells associated with a particular disease state. Thus, examples of cell surface markers that can act as ligands include viral, bacterial and parasitic infections, autoimmune diseases, and those associated with cancer cells.

「対象」または「患者」という用語には、本明細書において使用されるように、非ヒト霊長類およびヒトを含む動物界の全てのメンバーが含まれる。   The terms "subject" or "patient", as used herein, include all members of the animal kingdom including non-human primates and humans.

上記の本発明の説明は、当業者が本発明を作成し使用することが可能になるよう、本発明を作成し使用する様式および過程を提供するものであり、この可能性は、当初明細書の一部を構成する添付の特許請求の範囲の主題のために特に提供される。   The above description of the present invention provides the manner and process of making and using the present invention so as to enable those skilled in the art to make and use the present invention, the possibility of which is initially described. It is provided in particular for the subject matter of the attached claims forming part of

本明細書において数的な限度または範囲が記述される場合、その終点が含まれる。数的な限度または範囲に含まれる全ての値および部分範囲も、明示的に記載されたかのごとく、具体的に含まれる。   Where numerical limits or ranges are stated herein, the endpoints are included. All values and subranges included within the numerical limits or ranges are specifically included as if explicitly stated.

本発明を全般的に説明したが、ある種の具体例を参照することによって、さらなる理解を得ることができる。それらの具体例は、例示目的のために本明細書に提供されるに過ぎず、他に特記されない限り、限定するためのものではない。   Although the invention has been generally described, further understanding can be obtained by reference to certain embodiments. These specific examples are provided herein for illustrative purposes only, and are not intended to be limiting, unless otherwise specified.

実施例1:免疫療法のためにヒト同種異系細胞を操作する概略的方法
本発明をさらに深く理解するために、免疫療法のためにヒト同種異系細胞を操作する方法を、図4に図示した。この方法は、以下の工程の1つまたはいくつかからなる組み合わせを含む。
1.患者一人一人または血液バンクから入手した細胞培養物または血液試料からT細胞を準備する工程、および抗CD3/C28アクチベータービーズを用いて前記T細胞を活性化する工程。このビーズは、T細胞の活性化および増殖に必要な一次シグナルおよび補助刺激シグナルを両方とも供給する。
2.前記細胞に多鎖CARを形質導入する工程であって、これが、リンパ腫および固形腫瘍を含む様々な悪性疾患に由来する標的細胞の表面に発現している抗原、特に抗原CD19に対してT細胞を再誘導することを可能にする、工程。補助刺激ドメインの機能を改善するために、本発明者らは、以前に述べたようにFcεRIに由来する多鎖CARを設計した。形質導入は、RNAガイドエンドヌクレアーゼを用いた遺伝子不活性化の前または後に成し遂げられ得る。
3.非アロ反応性の、任意で耐性のT細胞を操作する工程:
(a)細胞表面からTCRを無くし、同種異系TCRが宿主組織を異物として認識するのを阻止し、従って、GvHDを回避するために、前記細胞においてTCRαを不活性化することが可能である。
(b)移植されたT細胞に影響を及ぼすことなく移植片拒絶反応を阻止するために、前記細胞が免疫抑制処置または化学療法処置に対して耐性になるように、免疫抑制剤または化学療法薬物の標的をコードする1種類の遺伝子を不活性化することも可能である。この例では、免疫抑制剤の標的はCD52であり、免疫抑制剤はヒト化モノクローナル抗CD52抗体である。
本発明者らが以下に示したように、単に、それぞれが1種類の遺伝子、例えば、TCRα遺伝子およびCD52遺伝子を標的とする2つの別々のガイドRNA(gRNA)を導入することによってT細胞において二重遺伝子不活性化を成し遂げるためには、RNAガイドエンドヌクレアーゼを使用することが特に有利である。これは、Cas9をコードするmRNAでT細胞をエレクトロポレーション処理し、同時に、特異的gRNAをコードするDNAプラスミドを転写させることによって行うことができる。代替として、gRNAは、レトロウイルスベクターを用いてゲノムに安定に組み込まれたDNA配列から転写されてもよい。mRNAからCas9の一過的発現は、高い形質転換率をもたらし、T細胞に有害でないことが本発明者らによって見出されている。次いで、磁気ビーズを用いて不活性化T細胞を分別する。例えば、標的とする遺伝子(例えば、CD52)を依然として発現するT細胞は、固体表面に固定化されることで除去することができ、不活性化細胞は、カラムを通るストレスに曝露されない。この穏やかな方法によって、正しく操作されたT細胞の濃度が上昇する。
4.操作されたT細胞を、CD3複合体刺激を介して、患者に投与する前にインビトロで増殖させるか、または患者に投与した後にインビボで増殖させる工程。投与工程の前に、患者は、ヒト化モノクローナル抗体抗CD52であるCAMPATH1-Hなどの免疫抑制処置に供されてもよい。
5.任意で、操作された細胞を標的抗原に近接させるために、前記細胞を患者に投与する前にエクスビボで二重特異性抗体に曝露するか、または前記細胞を患者に投与した後にインビボで二重特異性抗体に曝露する工程。
Example 1: A schematic method of manipulating human allogeneic cells for immunotherapy In order to further understand the present invention, a method of manipulating human allogeneic cells for immunotherapy is illustrated in FIG. did. The method comprises a combination consisting of one or several of the following steps:
1. Providing T cells from cell cultures or blood samples obtained from an individual patient or from a blood bank, and activating the T cells using anti-CD3 / C28 activator beads. The beads provide both primary and costimulatory signals necessary for T cell activation and proliferation.
2. Transducing the cells with multi-chain CAR, which express T cells against antigens expressed on the surface of target cells derived from various malignancies including lymphomas and solid tumors, particularly antigen CD19. A process that makes it possible to reinduce. In order to improve the function of the costimulatory domain, we designed multichain CAR derived from FcεRI as described previously. Transduction can be accomplished before or after gene inactivation with RNA-guided endonucleases.
3. Manipulating non-alloreactive, optionally resistant T cells:
(A) It is possible to inactivate TCRα in said cells in order to eliminate TCRs from the cell surface and to prevent allogeneic TCRs from recognizing host tissue as foreign and thus to avoid GvHD. .
(B) an immunosuppressive agent or chemotherapy drug such that the cells become resistant to the immunosuppressive treatment or the chemotherapy treatment to prevent graft rejection without affecting the transplanted T cells It is also possible to inactivate one type of gene encoding the target of In this example, the target of the immunosuppressant is CD52, and the immunosuppressant is a humanized monoclonal anti-CD52 antibody.
As shown by the present inventors below, it is merely possible in T cells to introduce two separate guide RNAs (gRNAs) each targeting one type of gene, for example the TCRα gene and the CD52 gene. It is particularly advantageous to use an RNA guide endonuclease to achieve heavy gene inactivation. This can be done by electroporation of T cells with mRNA encoding Cas9 and simultaneously transcribing a DNA plasmid encoding a specific gRNA. Alternatively, gRNA may be transcribed from DNA sequences stably integrated into the genome using a retroviral vector. It has been found by the present inventors that transient expression of Cas9 from mRNA results in high transformation rates and is not harmful to T cells. The inactivated T cells are then fractionated using magnetic beads. For example, T cells that still express the target gene (eg, CD52) can be removed by being immobilized on a solid surface, and inactivated cells are not exposed to stress through the column. This gentle method raises the concentration of correctly engineered T cells.
4. Expand the engineered T cells in vitro prior to administration to the patient via CD3 complex stimulation, or in vivo after administration to the patient. Prior to the administration step, the patient may be subjected to an immunosuppressive treatment such as CAMPATH1-H, which is a humanized monoclonal antibody anti-CD52.
5. Optionally, expose the engineered cells ex vivo to a bispecific antibody prior to administration to the patient to bring the engineered cells into proximity to the target antigen, or in vivo after administration of the cells to the patient Exposing to the bispecific antibody.

実施例2:T細胞におけるTCR遺伝子およびCD52遺伝子の特異的不活性化
1- CAS9およびgRNAプラスミド構築
S.ピオゲネスに由来するCas9をコードする配列を新規合成し(GeneCust)、C末端で3xNLSおよびHAタグに隣接させた(pCLS22972(SEQ ID NO:53))。TCRa遺伝子(SEQ ID NO:54)およびCD52遺伝子(SEQ ID NO:55)の中にある、それぞれの20bp配列(5'→3')を標的とするgRNAをコードする配列をpUC57由来プラスミドのU6プロモーター下流にクローニングして、それぞれ、pCLS24029(SEQ ID NO:56)およびpCLS24027(SEQ ID NO:57)プラスミドベクターを得た。
Example 2: Specific inactivation of TCR gene and CD52 gene in T cells
1- CAS 9 and gRNA plasmid construction
The sequence encoding Cas9 derived from S. pyogenes was de novo synthesized (GeneCust) and flanked by 3x NLS and HA tag at the C-terminus (pCLS 22972 (SEQ ID NO: 53)). Sequences encoding gRNA targeting the respective 20 bp sequences (5 'to 3') in the TCRa gene (SEQ ID NO: 54) and the CD52 gene (SEQ ID NO: 55) are designated U6 of the pUC57-derived plasmid. Cloning downstream of the promoter yielded plasmid vectors pCLS24029 (SEQ ID NO: 56) and pCLS 24027 (SEQ ID NO: 57), respectively.

2- CAS9 mRNA合成
CAS9をコードするmRNAを作製し、mMessage mMachine T7 Ultraキット(Life technologies)を用いて製造業者の説明書に従ってポリアデニル化した。その後、RNAをRNeasyカラム(Qiagen)で精製し、エレクトロポレーション緩衝液に溶出し、260nmでの吸光度を測定することによって定量した(Nanodrop ND-1000分光光度計)。RNAの品質を変性ホルムアルデヒド/MOPSアガロースゲル上で検証した。
2- CAS9 mRNA synthesis
The mRNA encoding CAS9 was made and polyadenylated using mMessage mMachine T7 Ultra kit (Life technologies) according to the manufacturer's instructions. The RNA was then purified on a RNeasy column (Qiagen), eluted in electroporation buffer and quantified by measuring the absorbance at 260 nm (Nanodrop ND-1000 spectrophotometer). The quality of the RNA was verified on a denatured formaldehyde / MOPS agarose gel.

3- トランスフェクション
活性化(Dynabeads(登録商標)Human T-Activator CD3/CD28, Life technologies)して4日後に、AgilePulse MAXシステム(Harvard Apparatus)を用いた、CAS9をコードするmRNAおよびgRNAをコードするプラスミドの電気泳動転写によってTリンパ球細胞をトランスフェクトした。簡単に述べると、抗CD3/CD28コーティングビーズおよびIL2を用いたプレトランスフェクションによって、T細胞を数日間(3〜5日間)予め活性化した。エレクトロポレーションの1日前に培養培地を交換し、細胞を106細胞/mlで播種した。24時間後に、T細胞をcytoporation medium T(Harvard Apparatus)で洗浄し、EasySepマグネット(StemCell technologies)に差し込んだチューブからT細胞懸濁液をデカントすることによって活性化ビーズを除去した。次いで、T細胞をペレット化し、cytoporation medium Tに25x106細胞/mlで再懸濁した。5x106個の細胞を、10μgのCAS9をコードするmRNAおよびTCRaを標的とするgRNAをコードするプラスミドと混合して0.4cmキュベットに入れた。エレクトロポレーションは、2回の1200Vで0.1msのパルスに続いて4回の130Vで0.2msのパルスからなった。エレクトロポレーション後に、T細胞を培養培地で希釈し、37℃/5%CO2で24時間インキュベートした後に、もう1回、培地を交換した。エレクトロポレーションの3日後に、T細胞を固定可能な生死判別色素(viability dye)eFluor-780、およびTCRaの細胞表面発現を評価するために特異的なPE結合ヤギ抗マウスIgG F(ab')2断片、CD52の細胞表面発現を評価するために特異的なAPC結合ヤギ抗マウスIgG F(ab')2断片で染色した。TCRα遺伝子またはCD52遺伝子のノックアウトをフローサイトメトリーによって分析した(MACSQuant)。結果を図5および図6に示した。図5および図6から、かなりの割合の分析細胞においてTCR遺伝子およびCD52遺伝子がそれぞれ不活性化されたことが分かる。
3-Transfection Four days after activation (Dynabeads® Human T-Activator CD3 / CD28, Life technologies), encode mRNA and gRNA encoding CAS9 using AgilePulse MAX system (Harvard Apparatus) T lymphocyte cells were transfected by electrophoretic transfer of plasmids. Briefly, T cells were pre-activated for several days (3-5 days) by pretransfection with anti-CD3 / CD28 coated beads and IL2. The culture medium was changed one day prior to electroporation, cells were seeded at 106 cells / ml. After 24 hours, the T cells were washed with cytoporation medium T (Harvard Apparatus) and the activated beads were removed by decanting the T cell suspension from tubes inserted into EasySep magnets (StemCell technologies). The T cells were then pelleted and resuspended in cytoporation medium T at 25 × 10 6 cells / ml. 5 × 10 6 cells were mixed with 10 μg of mRNA encoding CAS9 and a plasmid encoding gRNA targeted to TCRa in a 0.4 cm cuvette. Electroporation consisted of two 0.1 V pulses at 1200 V followed by four 0.2 V pulses at 130 V. After electroporation, T cells were diluted in culture medium and incubated for 24 hours at 37 ° C./5% CO 2 before changing the medium one more time. Three days after electroporation, viability discrimination dye eFluor-780 capable of fixing T cells, and specific PE-conjugated goat anti-mouse IgG F (ab ') to evaluate cell surface expression of TCRa Two fragments were stained with a specific APC-conjugated goat anti-mouse IgG F (ab ') 2 fragment to assess cell surface expression of CD52. Knockout of the TCRα gene or CD52 gene was analyzed by flow cytometry (MACSQuant). The results are shown in FIG. 5 and FIG. It can be seen from FIGS. 5 and 6 that the TCR gene and the CD52 gene were inactivated, respectively, in a large percentage of analyzed cells.

実施例3:抗CD19単鎖キメラ抗原受容体(CAR)をコードするモノシストロニックmRNAを用いてエレクトロポレーション処理した操作されたT細胞の機能分析
キメラ抗原受容体(CAR CD19)が提供されたときに、操作されたT細胞の抗腫瘍活性を示す能力がゲノム操作によって影響を受けなかったことを検証するために、Cas9と、TCRαを標的とする特異的ガイドRNAを用いて前もって標的としたT細胞を、抗CD19 CARをコードするRNA 10μgでさらにトランスフェクトした。24時間後に、T細胞をCD19発現ダウジ細胞と4時間インキュベートした。Tリンパ球による細胞傷害性顆粒放出(脱顆粒と呼ぶ)のマーカーであるCD107aの細胞表面アップレギュレーションをフローサイトメトリー分析によって測定した(Betts, Brenchley et al. 2003)。
Example 3: Functional analysis of engineered T cells electroporated with monocistronic mRNA encoding anti-CD 19 single chain chimeric antigen receptor (CAR) A chimeric antigen receptor (CAR CD 19) was provided Occasionally, in order to verify that the ability of the engineered T cells to exhibit anti-tumor activity was not affected by genomic manipulation, we previously targeted it with Cas9 and a specific guide RNA that targets TCRα T cells were further transfected with 10 μg of RNA encoding anti-CD19 CAR. After 24 hours, T cells were incubated with CD19 expressing Daudi cells for 4 hours. Cell surface upregulation of CD107a, a marker of cytotoxic granule release (referred to as degranulation) by T lymphocytes, was measured by flow cytometric analysis (Betts, Brenchley et al. 2003).

抗CD3/CD28コーティングビーズおよびIL2によって数日間(3〜5日間)予め活性化した5X106個のT細胞をcytoporation buffer Tに再懸濁し、0.4cmキュベットに入れて、mRNA無しで、または単鎖CARをコードするmRNA 10μgを用いてエレクトロポレーション処理した。 Resuspend 5 × 10 6 T cells pre-activated for several days (3-5 days) with anti-CD3 / CD28 coated beads and IL2 in cytoporation buffer T and place in 0.4 cm cuvette, no mRNA or single chain Electroporation was performed using 10 μg of mRNA encoding CAR.

エレクトロポレーションの24時間後に、細胞を、固定可能な生死判別色素eFluor-780、および生細胞上のCARの細胞表面発現を評価するために特異的なPE結合ヤギ抗マウスIgG F(ab')2断片で染色した。データを図20に示した。Aは、前記のモノシストロニックmRNAを用いてエレクトロポレーション処理した生T細胞の圧倒的多数が表面にCARを発現することを示している。エレクトロポレーションの24時間後に、T細胞をダウジ(CD19+)細胞と6時間、共培養し、表面における脱顆粒マーカーCD107aの発現を検出するためにフローサイトメトリーによって分析した(Betts, Brenchley et al. 2003)。 Twenty-four hours after electroporation, cells can be fixed with the viable discrimination dye eFluor-780, and a specific PE-conjugated goat anti-mouse IgG F (ab ') to assess cell surface expression of CAR on live cells. Stained with 2 fragments. The data are shown in FIG. A shows that the overwhelming majority of live T cells electroporated with the monocistronic mRNA described above express CAR on the surface. Twenty-four hours after electroporation, T cells were co-cultured with daudi (CD19 + ) cells for 6 hours and analyzed by flow cytometry to detect expression of the degranulation marker CD107a on the surface (Betts, Brenchley et al. 2003).

これらの結果から、TCRα陰性細胞およびTCRα陽性T細胞は、PMA/イオノマイシン(正の対照)またはCD19+ダウジ細胞に応答して脱顆粒する能力が同じであることが分かる。CD107アップレギュレーションはCD19+の存在に依存する。これらのデータから、T細胞の、制御された抗腫瘍応答を開始する能力はCas9を用いたゲノム操作によって悪影響を受けなかったことが示唆される。   These results indicate that the TCRα negative cells and the TCRα positive T cells have the same ability to degranulate in response to PMA / ionomycin (positive control) or CD19 + Daudi cells. CD107 upregulation depends on the presence of CD19 +. These data suggest that the ability of T cells to initiate a controlled anti-tumor response was not adversely affected by genomic manipulation with Cas9.

説明において引用された参考文献のリスト

Figure 2019047801
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List of references cited in the description
Figure 2019047801
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本発明の結果として、改変されたT細胞は、癌、感染症、または自己免疫疾患を処置または予防するための方法において、治療製品として、理想的には、「既製の(off the shelf)」製品として使用することができる。
[本発明1001]
(a)少なくとも、
-RNAガイドエンドヌクレアーゼ、および
-該エンドヌクレアーゼを、T細胞ゲノム内にある少なくとも1種の標的となる遺伝子座に向ける、特異的ガイドRNA
の細胞への導入および/または発現によってT細胞を遺伝子組換えする工程、
(b)結果として生じた細胞を増殖させる工程
を含む、免疫療法のためにT細胞を調製する方法。
[本発明1002]
RNAガイドエンドヌクレアーゼが、S.ピオゲネス(S.Pyogenes)のCas9に由来するRuvCドメインまたはHNHドメイン(SEQ ID NO:1またはSEQ ID NO:2)と少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を示すアミノ酸配列を含む、本発明1001の方法。
[本発明1003]
RNAガイドエンドヌクレアーゼがCas9である、本発明1001または1002の方法。
[本発明1004]
RNAガイドエンドヌクレアーゼが少なくとも2つのポリペプチドに分割され、一つのポリペプチドがRuvCを含み、別のポリペプチドがHNHを含む、本発明1002の方法。
[本発明1005]
RNAガイドエンドヌクレアーゼが安定化型または不活性型で発現され、
T細胞が産生する酵素によって活性化されるか、またはT細胞内でそのポリペプチド構造が不安定化されると、該エンドヌクレアーゼが活性となる、本発明1004の方法。
[本発明1006]
ガイドRNAがペプチド核酸(PNA)またはロックド核酸(LNA)によって生じる、本発明1001〜1005のいずれかの方法。
[本発明1007]
トランスフェクトされたmRNAからRNAガイドエンドヌクレアーゼが発現される、本発明1001〜1006のいずれかの方法。
[本発明1008]
トランスフェクトされたmRNAからRNAガイドエンドヌクレアーゼが発現され、プラスミドDNAからガイドRNAが発現される、本発明1007の方法。
[本発明1009]
トランスフェクトされたmRNAが、修飾核酸塩基またはポリアデニル化配列を含めることによって安定化される、本発明1007または1008の方法。
[本発明1010]
トランスフェクトされたmRNAがARCA(アンチリバースCap類似体)の付加によって安定化される、本発明1007の方法。
[本発明1011]
トランスフェクトされたmRNAが5'UTRまたは3'UTRの付加によって安定化される、本発明1007の方法。
[本発明1012]
トランスフェクトされたmRNAが少なくとも1種の細胞透過性ペプチドと結合される、本発明1007の方法。
[本発明1013]
細胞透過性ペプチドが、ペネトラチン、TAT、ポリアルギニンペプチド、pVEC、MPG、トランスポータン、グアニジウムリッチ分子輸送体より選択される、本発明1012の方法。
[本発明1014]
透過性ペプチドが、RQIRIWFQNRRMRWRR、RQIRIWFQNRRMRWRRC、および/またはRQIKIWFQNRRMKWKKCより選択されるアミノ酸配列を含む、本発明1013の方法。
[本発明1015]
ガイドRNAおよび/またはmRNAがエレクトロポレーションによって細胞に導入される、本発明1001〜1014のいずれかの方法。
[本発明1016]
エンドヌクレアーゼがDNAベクターから発現される、本発明1001〜1006のいずれかの方法。
[本発明1017]
ガイドRNAが細胞内で産生された時点で、エンドヌクレアーゼの発現が誘導される、本発明1016の方法。
[本発明1018]
DNAベクターがゲノムに組み込まれない、本発明1016の方法。
[本発明1019]
DNAベクターがエピソームベクターである、本発明1016の方法。
[本発明1020]
DNAベクターがトランスポゾンである、本発明1016の方法。
[本発明1021]
ガイドRNAがDNAベクターからの転写物である、本発明1001〜1020のいずれかの方法。
[本発明1022]
DNAベクターが、T細胞においてガイドRNAをより効率的に転写させるためにU6プロモーターを含む、本発明1021の方法。
[本発明1023]
エンドヌクレアーゼが非組み込みウイルスベクターから発現される、本発明1001の方法。
[本発明1024]
レトロウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターが染色体に組み込まれると、エンドヌクレアーゼが発現される、本発明1001の方法。
[本発明1025]
偽形質導入によりウイルスキャプシドが形成されると、前記ヌクレアーゼおよび/またはガイドRNAがT細胞に導入される、本発明1001の方法。
[本発明1026]
エンドヌクレアーゼおよび/またはガイドRNAがリポソームベクターを用いてトランスフェクトされる、本発明1001の方法。
[本発明1027]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座がT細胞受容体(TCR)の成分をコードする、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1028]
T細胞受容体の成分がTCRαである、本発明1027の方法。
[本発明1029]
ガイドRNAが、表2に列挙したSEQ ID NO:6〜SEQ ID NO:52より選択されるTCRαの標的配列に特異的にハイブリダイズする、本発明1028の方法。
[本発明1030]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座がHLA遺伝子をコードする、本発明1001〜1029のいずれかの方法。
[本発明1031]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座がT細胞受容体(TCR)の成分の発現の調節に関与する、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1032]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座が、CTLA4、PPP2CA、PPP2CB、PTPN6、PTPN22、PDCD1、LAG3、HAVCR2、BTLA、CD160、TIGIT、CD96、CRTAM、LAIR1、SIGLEC7、SIGLEC9、CD244、TNFRSF10B、TNFRSF10A、CASP8、CASP10、CASP3、CASP6、CASP7、FADD、FAS、TGFBRII、TGFRBRI、SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD10、SKI、SKIL、TGIF1、IL10RA、IL10RB、HMOX2、IL6R、IL6ST、EIF2AK4、CSK、PAG1、SIT1、FOXP3、PRDM1、BATF、GUCY1A2、GUCY1A3、GUCY1B2、およびGUCY1B3より選択される免疫チェックポイントタンパク質の発現に関与する、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1033]
前記遺伝子座がPD1遺伝子またはCTLA-4遺伝子の発現に関与する、本発明1032の方法。
[本発明1034]
少なくとも2種の不活性化される遺伝子が、PD1およびTCRα、PD1およびTCRβ、CTLA-4およびTCRα、CTLA-4およびTCRβ、LAG3およびTCRα、LAG3およびTCRβ、Tim3およびTCRα、Tim3およびTCRβ、BTLAおよびTCRα、BTLAおよびTCRβ、BY55およびTCRα、BY55およびTCRβ、TIGITおよびTCRα、TIGITおよびTCRβ、B7H5およびTCRα、B7H5およびTCRβ、LAIR1およびTCRα、LAIR1およびTCRβ、SIGLEC10およびTCRα、SIGLEC10およびTCRβ、2B4およびTCRα、2B4およびTCRβからなる群より選択される、本発明1032の方法。
[本発明1035]
少なくとも1種の標的となる遺伝子座が、化学療法または免疫抑制薬物に対するT細胞の感受性を付与する、本発明1001〜1026のいずれかの方法。
[本発明1036]
標的となる遺伝子座がCD52である、本発明1035の方法。
[本発明1037]
標的となる遺伝子座がヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)である、本発明1035の方法。
[本発明1038]
標的となる遺伝子座がグルココルチコイド受容体(GR)をコードする、本発明1035の方法。
[本発明1039]
外因性DNAまたは変異をT細胞ゲノムに導入するように、標的となる遺伝子座において相同組換えが誘導される、本発明1001〜1038のいずれかの方法。
[本発明1040]
キメラ抗原受容体(CAR)をT細胞に導入する工程をさらに含む、本発明1001〜1038のいずれかの方法。
[本発明1041]
工程(a)のT細胞が、炎症性Tリンパ球、細胞傷害性Tリンパ球、制御性Tリンパ球、またはヘルパーTリンパ球に由来する、本発明1001〜1040のいずれかの方法。
[本発明1042]
工程(a)のT細胞がCD4+Tリンパ球および/またはCD8+Tリンパ球に由来する、本発明1041の方法。
[本発明1043]
形質転換されたT細胞がインビトロで増殖する、本発明1001〜1042のいずれかの方法。
[本発明1044]
形質転換されたT細胞がインビボで増殖する、本発明1001〜1042のいずれかの方法。
[本発明1045]
医薬として用いられるT細胞を調製するための、本発明1001〜1044のいずれかの方法。
[本発明1046]
必要とする患者における癌またはウイルス感染症を処置するためのT細胞を調製するための、本発明1014の方法。
[本発明1047]
リンパ腫を処置するための、本発明1046の方法。
[本発明1048]
本発明1001〜1047のいずれかの方法によって入手可能な、操作されたT細胞。
[本発明1049]
(a)本発明1001〜1047のいずれかの方法に従って、改変されたT細胞の集団を調製する工程、および
(b)該形質転換されたT細胞を患者に投与する工程
を含む、患者を処置するための方法。
[本発明1050]
患者が、癌、ウイルス感染症、自己免疫障害、または移植片対宿主病(GvHD)と診断されている、本発明1049の方法。
[本発明1051]
T細胞が、処置しようとする患者に由来する、本発明1050の方法。
[本発明1052]
T細胞がドナーに由来する、本発明1051の方法。
As a result of the present invention, the modified T cells are ideally "off the shelf" as a therapeutic product in a method for treating or preventing cancer, infection or autoimmune disease. It can be used as a product.
[Invention 1001]
(A) At least
-RNA guide endonucleases, and
-A specific guide RNA which directs the endonuclease to at least one target locus within the T cell genome
Recombining T cells by introduction and / or expression of
(B) A method of preparing T cells for immunotherapy, which comprises the steps of growing the resulting cells.
[Invention 1002]
An amino acid sequence showing at least 80% amino acid sequence identity with the RuvC domain or HNH domain (SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2) derived from Cas9 of S. pyogenes (S. Pyogenes) The method of the present invention 1001, comprising
[Invention 1003]
The method of the invention 1001 or 1002, wherein the RNA guide endonuclease is Cas9.
[Invention 1004]
The method of the invention 1002, wherein the RNA guide endonuclease is split into at least two polypeptides, one polypeptide comprising RuvC and another polypeptide comprising HNH.
[Invention 1005]
RNA-guided endonuclease is expressed in stabilized or inactive form,
The method of the invention 1004, wherein the endonuclease is activated when it is activated by an enzyme produced by T cell or its polypeptide structure is destabilized in T cell.
[Invention 1006]
The method of any of the inventions 1001-1005, wherein the guide RNA is generated by peptide nucleic acid (PNA) or locked nucleic acid (LNA).
[Invention 1007]
The method of any of the inventions 1001-1006, wherein the RNA guide endonuclease is expressed from the transfected mRNA.
[Invention 1008]
The method of the invention 1007, wherein the RNA guide endonuclease is expressed from the transfected mRNA and the guide RNA is expressed from plasmid DNA.
[Invention 1009]
The method of the invention 1007 or 1008, wherein the transfected mRNA is stabilized by including a modified nucleobase or a polyadenylation sequence.
[Invention 1010]
The method of the invention 1007, wherein the transfected mRNA is stabilized by the addition of ARCA (anti-reverse Cap analog).
[Invention 1011]
The method of the invention 1007, wherein the transfected mRNA is stabilized by the addition of a 5 'UTR or a 3' UTR.
[Invention 1012]
The method of the invention 1007, wherein the transfected mRNA is conjugated to at least one cell penetrating peptide.
[Invention 1013]
The method of the invention 1012 wherein the cell penetrating peptide is selected from penetratin, TAT, polyarginine peptide, pVEC, MPG, transportan, guanidinium rich molecule transporter.
[Invention 1014]
The method of the invention 1013 wherein the penetrating peptide comprises an amino acid sequence selected from RQIRIWFQNRRMRWRR, RQIRIWFQNRRMRWRRC, and / or RQIKIWFQNRRMKWKKC.
[Invention 1015]
The method of any of the inventions 1001 to 1014, wherein the guide RNA and / or the mRNA is introduced into the cells by electroporation.
[Invention 1016]
The method of any of the inventions 1001-1006, wherein the endonuclease is expressed from a DNA vector.
[Invention 1017]
The method of the invention 1016, wherein expression of the endonuclease is induced when the guide RNA is produced in the cell.
[Invention 1018]
The method of the invention 1016, wherein the DNA vector is not integrated into the genome.
[Invention 1019]
The method of the invention 1016, wherein the DNA vector is an episomal vector.
[Invention 1020]
The method of the invention 1016, wherein the DNA vector is a transposon.
[Invention 1021]
The method of any of the inventions 1001-100, wherein the guide RNA is a transcript from a DNA vector.
[Invention 1022]
The method of the invention 1021, wherein the DNA vector comprises a U6 promoter in order to cause guide RNA to be transcribed more efficiently in T cells.
[Invention 1023]
The method of the invention 1001, wherein the endonuclease is expressed from a non-integrating viral vector.
[Invention 1024]
The method of the invention 1001, wherein the endonuclease is expressed when the retroviral vector or lentiviral vector is integrated into the chromosome.
[Invention 1025]
The method of the present invention 1001, wherein the nuclease and / or the guide RNA is introduced into T cells upon formation of a viral capsid by mock transduction.
[Invention 1026]
The method of the invention 1001, wherein the endonuclease and / or the guide RNA is transfected using a liposomal vector.
[Invention 1027]
The method of any of the inventions 1001-1002 wherein at least one target locus encodes a component of a T cell receptor (TCR).
[Invention 1028]
The method of the invention 1027 wherein the component of the T cell receptor is TCRα.
[Invention 1029]
The method of the invention 1028, wherein the guide RNA specifically hybridizes to a target sequence of TCRα selected from SEQ ID NO: 6 to SEQ ID NO: 52 listed in Table 2.
[Invention 1030]
The method of any of the inventions 1001-1029, wherein the at least one target locus encodes an HLA gene.
[Invention 1031]
The method of any of the claims 1001-1026, wherein at least one target locus is involved in the regulation of expression of a component of the T cell receptor (TCR).
[Invention 1032]
At least one type of target locus is CTLA4, PPP2CA, PPP2CB, PTPN6, PTPN22, PDCD1, LAG3, HAVCR2, BTLA, CD160, TIGIT, CD96, CRTAM, LAIR1, SIGLEC7, SIGLEC9, CD244, TNFRSF10B, TNFRSF10A, CASP8 , CASP10, CASP3, CASP6, CASP7, FADD, FAS, TGFBRII, TGFRBRI, SMAD2, SMAD3, SMAD4, SMAD10, SKI, SKIL, TGIL, IL10RA, IL10RB, HMOX2, IL6R, IL6ST, EIF2AK4, CSK, PAG1, FOXP3, SIF1 The method according to any of the present inventions 1001 to 1026, which is involved in the expression of an immune checkpoint protein selected from PRDM1, BATF, GUCY1A2, GUCY1A3, GUCY1B2, and GUCY1B3.
[Invention 1033]
The method of the invention 1032 wherein the locus is involved in expression of PD1 gene or CTLA-4 gene.
[Invention 1034]
At least two inactivated genes are PD1 and TCRα, PD1 and TCRβ, CTLA-4 and TCRα, CTLA-4 and TCRβ, LAG3 and TCRα, LAG3 and TCRβ, Tim3 and TCRα, Tim3 and TCRβ, BTLA and TCRα, BTLA and TCRβ, BY55 and TCRα, BY55 and TCRβ, TIGIT and TCRα, TIGIT and TCRβ, B7H5 and TCRα, B7H5 and TCRβ, LAIR1 and TCRα, LAIR1 and TCRβ, SIGLEC10 and TCRα, SIGLEC10 and TCRβ2B4 and TCRα, The method of the invention 1032 selected from the group consisting of 2B4 and TCRβ.
[Invention 1035]
The method of any of the claims 1001-1026, wherein the at least one target locus confers T cell sensitivity to a chemotherapeutic or immunosuppressive drug.
[Invention 1036]
The method of the invention 1035, wherein the targeted locus is CD52.
[Invention 1037]
The method of the invention 1035, wherein the targeted locus is hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HPRT).
[Invention 1038]
The method of the invention 1035, wherein the targeted locus encodes a glucocorticoid receptor (GR).
[Invention 1039]
The method of any of the inventions 1001 to 1038, wherein homologous recombination is induced at the targeted locus so as to introduce exogenous DNA or a mutation into the T cell genome.
[Invention 1040]
The method of any of the inventions 1001 to 1038, further comprising the step of introducing a chimeric antigen receptor (CAR) into T cells.
[Invention 1041]
The method of any of the present invention 1001 to 1040, wherein the T cells of step (a) are derived from inflammatory T lymphocytes, cytotoxic T lymphocytes, regulatory T lymphocytes, or helper T lymphocytes.
[Invention 1042]
The method of the invention 1041 wherein the T cells of step (a) are derived from CD4 + T lymphocytes and / or CD8 + T lymphocytes.
[Invention 1043]
The method of any of the inventions 1001 to 1042, wherein the transformed T cells grow in vitro.
[Invention 1044]
The method of any of the inventions 1001 to 1042, wherein the transformed T cells proliferate in vivo.
[Invention 1045]
The method of any of the present invention 1001 to 1044 for preparing T cells to be used as a medicine.
[Invention 1046]
The method of the invention 1014 for preparing T cells for treating cancer or viral infection in a patient in need.
[Invention 1047]
The method of the invention 1046 for treating a lymphoma.
[Invention 1048]
An engineered T cell obtainable by the method of any of the present invention 1001 to 1047.
[Invention 1049]
Treating the patient, comprising the steps of: (a) preparing a population of modified T cells according to any of the methods of the invention 1001 to 1047; and (b) administering the transformed T cells to the patient. How to do it.
[Invention 1050]
The method of the invention 1049 wherein the patient is diagnosed with cancer, viral infection, autoimmune disorder, or graft versus host disease (GvHD).
[Invention 1051]
The method of the invention 1050 wherein the T cells are from a patient to be treated.
[Invention 1052]
The method of the invention 1051 wherein the T cells are derived from a donor.

Claims (52)

(a)少なくとも、
-RNAガイドエンドヌクレアーゼ、および
-該エンドヌクレアーゼを、T細胞ゲノム内にある少なくとも1種の標的となる遺伝子座に向ける、特異的ガイドRNA
の細胞への導入および/または発現によってT細胞を遺伝子組換えする工程、
(b)結果として生じた細胞を増殖させる工程
を含む、免疫療法のためにT細胞を調製する方法。
(A) At least
-RNA guide endonucleases, and
-A specific guide RNA which directs the endonuclease to at least one target locus within the T cell genome
Recombining T cells by introduction and / or expression of
(B) A method of preparing T cells for immunotherapy, which comprises the steps of growing the resulting cells.
RNAガイドエンドヌクレアーゼが、S.ピオゲネス(S.Pyogenes)のCas9に由来するRuvCドメインまたはHNHドメイン(SEQ ID NO:1またはSEQ ID NO:2)と少なくとも80%のアミノ酸配列同一性を示すアミノ酸配列を含む、請求項1記載の方法。   An amino acid sequence showing at least 80% amino acid sequence identity with the RuvC domain or HNH domain (SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2) derived from Cas9 of S. pyogenes (S. Pyogenes) The method of claim 1, comprising: RNAガイドエンドヌクレアーゼがCas9である、請求項1または2記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the RNA guide endonuclease is Cas9. RNAガイドエンドヌクレアーゼが少なくとも2つのポリペプチドに分割され、一つのポリペプチドがRuvCを含み、別のポリペプチドがHNHを含む、請求項2記載の方法。   3. The method of claim 2, wherein the RNA guide endonuclease is split into at least two polypeptides, one polypeptide comprising RuvC and another polypeptide comprising HNH. RNAガイドエンドヌクレアーゼが安定化型または不活性型で発現され、
T細胞が産生する酵素によって活性化されるか、またはT細胞内でそのポリペプチド構造が不安定化されると、該エンドヌクレアーゼが活性となる、請求項4記載の方法。
RNA-guided endonuclease is expressed in stabilized or inactive form,
5. The method according to claim 4, wherein said endonuclease becomes active when it is activated by an enzyme produced by T cell or its polypeptide structure is destabilized in T cell.
ガイドRNAがペプチド核酸(PNA)またはロックド核酸(LNA)によって運ばれる、請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。   6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the guide RNA is carried by a peptide nucleic acid (PNA) or a locked nucleic acid (LNA). トランスフェクトされたmRNAからRNAガイドエンドヌクレアーゼが発現される、請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。   7. The method of any one of claims 1 to 6, wherein the RNA guide endonuclease is expressed from the transfected mRNA. トランスフェクトされたmRNAからRNAガイドエンドヌクレアーゼが発現され、プラスミドDNAからガイドRNAが発現される、請求項7記載の方法。   The method according to claim 7, wherein the RNA guide endonuclease is expressed from the transfected mRNA and the guide RNA is expressed from plasmid DNA. トランスフェクトされたmRNAが、修飾核酸塩基またはポリアデニル化配列を含めることによって安定化される、請求項7または8記載の方法。   9. The method of claim 7 or 8, wherein the transfected mRNA is stabilized by the inclusion of modified nucleobases or polyadenylation sequences. トランスフェクトされたmRNAがARCA(アンチリバースCap類似体)の付加によって安定化される、請求項7記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the transfected mRNA is stabilized by the addition of ARCA (anti-reverse Cap analog). トランスフェクトされたmRNAが5'UTRまたは3'UTRの付加によって安定化される、請求項7記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the transfected mRNA is stabilized by the addition of a 5 'UTR or a 3' UTR. トランスフェクトされたmRNAが少なくとも1種の細胞透過性ペプチドと結合される、請求項7記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the transfected mRNA is conjugated to at least one cell penetrating peptide. 細胞透過性ペプチドが、ペネトラチン、TAT、ポリアルギニンペプチド、pVEC、MPG、トランスポータン、グアニジウムリッチ分子輸送体より選択される、請求項12記載の方法。   The method according to claim 12, wherein the cell permeable peptide is selected from penetratin, TAT, polyarginine peptide, pVEC, MPG, transporter, guanidinium rich molecule transporter. 透過性ペプチドが、RQIRIWFQNRRMRWRR、RQIRIWFQNRRMRWRRC、および/またはRQIKIWFQNRRMKWKKCより選択されるアミノ酸配列を含む、請求項13記載の方法。   14. The method according to claim 13, wherein the permeable peptide comprises an amino acid sequence selected from RQIRIWFQNRRMRWRR, RQIRIWFQNRRMRWRRC, and / or RQIKIWFQNRRMKWKKC. ガイドRNAおよび/またはmRNAがエレクトロポレーションによって細胞に導入される、請求項1〜14のいずれか一項記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 14, wherein the guide RNA and / or mRNA is introduced into the cells by electroporation. エンドヌクレアーゼがDNAベクターから発現される、請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。   7. The method of any one of claims 1 to 6, wherein the endonuclease is expressed from a DNA vector. ガイドRNAが細胞内で産生された時点で、エンドヌクレアーゼの発現が誘導される、請求項16記載の方法。   17. The method of claim 16, wherein expression of the endonuclease is induced when the guide RNA is produced intracellularly. DNAベクターがゲノムに組み込まれない、請求項16記載の方法。   17. The method of claim 16, wherein the DNA vector is not integrated into the genome. DNAベクターがエピソームベクターである、請求項16記載の方法。   17. The method of claim 16, wherein the DNA vector is an episomal vector. DNAベクターがトランスポゾンである、請求項16記載の方法。   17. The method of claim 16, wherein the DNA vector is a transposon. ガイドRNAがDNAベクターからの転写物である、請求項1〜20のいずれか一項記載の方法。   21. The method of any one of claims 1 to 20, wherein the guide RNA is a transcript from a DNA vector. DNAベクターが、T細胞においてガイドRNAをより効率的に転写させるためにU6プロモーターを含む、請求項21記載の方法。   22. The method of claim 21, wherein the DNA vector comprises a U6 promoter to more efficiently transcribe the guide RNA in T cells. エンドヌクレアーゼが非組み込みウイルスベクターから発現される、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the endonuclease is expressed from a non-integrating viral vector. レトロウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターが染色体に組み込まれると、エンドヌクレアーゼが発現される、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the endonuclease is expressed when the retroviral vector or lentiviral vector is integrated into the chromosome. 偽形質導入によりウイルスキャプシドが形成されると、前記ヌクレアーゼおよび/またはガイドRNAがT細胞に導入される、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the nuclease and / or the guide RNA are introduced into T cells upon formation of a viral capsid by mock transduction. エンドヌクレアーゼおよび/またはガイドRNAがリポソームベクターを用いてトランスフェクトされる、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the endonuclease and / or the guide RNA is transfected using a liposomal vector. 少なくとも1種の標的となる遺伝子座がT細胞受容体(TCR)の成分をコードする、請求項1〜26のいずれか一項記載の方法。   27. The method of any one of claims 1-26, wherein the at least one target locus encodes a component of a T cell receptor (TCR). T細胞受容体の成分がTCRαである、請求項27記載の方法。   28. The method of claim 27, wherein the component of the T cell receptor is TCRα. ガイドRNAが、表2に列挙したSEQ ID NO:6〜SEQ ID NO:52より選択されるTCRαの標的配列に特異的にハイブリダイズする、請求項28記載の方法。   29. The method of claim 28, wherein the guide RNA specifically hybridizes to a target sequence of TCRα selected from SEQ ID NO: 6 to SEQ ID NO: 52 listed in Table 2. 少なくとも1種の標的となる遺伝子座がHLA遺伝子をコードする、請求項1〜29のいずれか一項記載の方法。   30. The method of any one of claims 1-29, wherein at least one target locus encodes an HLA gene. 少なくとも1種の標的となる遺伝子座がT細胞受容体(TCR)の成分の発現の調節に関与する、請求項1〜26のいずれか一項記載の方法。   27. The method according to any one of the preceding claims, wherein at least one target locus is involved in the regulation of expression of a component of the T cell receptor (TCR). 少なくとも1種の標的となる遺伝子座が、CTLA4、PPP2CA、PPP2CB、PTPN6、PTPN22、PDCD1、LAG3、HAVCR2、BTLA、CD160、TIGIT、CD96、CRTAM、LAIR1、SIGLEC7、SIGLEC9、CD244、TNFRSF10B、TNFRSF10A、CASP8、CASP10、CASP3、CASP6、CASP7、FADD、FAS、TGFBRII、TGFRBRI、SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD10、SKI、SKIL、TGIF1、IL10RA、IL10RB、HMOX2、IL6R、IL6ST、EIF2AK4、CSK、PAG1、SIT1、FOXP3、PRDM1、BATF、GUCY1A2、GUCY1A3、GUCY1B2、およびGUCY1B3より選択される免疫チェックポイントタンパク質の発現に関与する、請求項1〜26のいずれか一項記載の方法。   At least one type of target locus is CTLA4, PPP2CA, PPP2CB, PTPN6, PTPN22, PDCD1, LAG3, HAVCR2, BTLA, CD160, TIGIT, CD96, CRTAM, LAIR1, SIGLEC7, SIGLEC9, CD244, TNFRSF10B, TNFRSF10A, CASP8 , CASP10, CASP3, CASP6, CASP7, FADD, FAS, TGFBRII, TGFRBRI, SMAD2, SMAD3, SMAD4, SMAD10, SKI, SKIL, TGIL, IL10RA, IL10RB, HMOX2, IL6R, IL6ST, EIF2AK4, CSK, PAG1, FOXP3, SIF1 The method according to any one of claims 1 to 26, which is involved in the expression of an immune checkpoint protein selected from PRDM1, BATF, GUCY1A2, GUCY1A3, GUCY1B2, and GUCY1B3. 前記遺伝子座がPD1遺伝子またはCTLA-4遺伝子の発現に関与する、請求項32記載の方法。   33. The method of claim 32, wherein the locus is involved in expression of a PD1 gene or a CTLA-4 gene. 少なくとも2種の不活性化される遺伝子が、PD1およびTCRα、PD1およびTCRβ、CTLA-4およびTCRα、CTLA-4およびTCRβ、LAG3およびTCRα、LAG3およびTCRβ、Tim3およびTCRα、Tim3およびTCRβ、BTLAおよびTCRα、BTLAおよびTCRβ、BY55およびTCRα、BY55およびTCRβ、TIGITおよびTCRα、TIGITおよびTCRβ、B7H5およびTCRα、B7H5およびTCRβ、LAIR1およびTCRα、LAIR1およびTCRβ、SIGLEC10およびTCRα、SIGLEC10およびTCRβ、2B4およびTCRα、2B4およびTCRβからなる群より選択される、請求項32記載の方法。   At least two inactivated genes are PD1 and TCRα, PD1 and TCRβ, CTLA-4 and TCRα, CTLA-4 and TCRβ, LAG3 and TCRα, LAG3 and TCRβ, Tim3 and TCRα, Tim3 and TCRβ, BTLA and TCRα, BTLA and TCRβ, BY55 and TCRα, BY55 and TCRβ, TIGIT and TCRα, TIGIT and TCRβ, B7H5 and TCRα, B7H5 and TCRβ, LAIR1 and TCRα, LAIR1 and TCRβ, SIGLEC10 and TCRα, SIGLEC10 and TCRβ2B4 and TCRα, 33. The method of claim 32, wherein the method is selected from the group consisting of 2B4 and TCRβ. 少なくとも1種の標的となる遺伝子座が、化学療法または免疫抑制薬物に対するT細胞の感受性を付与する、請求項1〜26のいずれか一項記載の方法。   27. The method of any one of claims 1-26, wherein the at least one target locus confers T cell sensitivity to a chemotherapeutic or immunosuppressive drug. 標的となる遺伝子座がCD52である、請求項35記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the targeted locus is CD52. 標的となる遺伝子座がヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HPRT)である、請求項35記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the targeted locus is hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HPRT). 標的となる遺伝子座がグルココルチコイド受容体(GR)をコードする、請求項35記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the targeted locus encodes a glucocorticoid receptor (GR). 外因性DNAまたは変異をT細胞ゲノムに導入するように、標的となる遺伝子座において相同組換えが誘導される、請求項1〜38のいずれか一項記載の方法。   39. The method of any of claims 1-38, wherein homologous recombination is induced at the targeted locus so as to introduce exogenous DNA or a mutation into the T cell genome. キメラ抗原受容体(CAR)をT細胞に導入する工程をさらに含む、請求項1〜38のいずれか一項記載の方法。   39. The method of any one of claims 1-38, further comprising the step of introducing a chimeric antigen receptor (CAR) into T cells. 工程(a)のT細胞が、炎症性Tリンパ球、細胞傷害性Tリンパ球、制御性Tリンパ球、またはヘルパーTリンパ球に由来する、請求項1〜40のいずれか一項記載の方法。   41. The method of any one of claims 1-40, wherein the T cells of step (a) are derived from inflammatory T lymphocytes, cytotoxic T lymphocytes, regulatory T lymphocytes, or helper T lymphocytes. . 工程(a)のT細胞がCD4+Tリンパ球および/またはCD8+Tリンパ球に由来する、請求項41記載の方法。   42. The method of claim 41, wherein the T cells of step (a) are derived from CD4 + T lymphocytes and / or CD8 + T lymphocytes. 形質転換されたT細胞がインビトロで増殖する、請求項1〜42のいずれか一項記載の方法。   43. The method of any one of claims 1-42, wherein the transformed T cells are grown in vitro. 形質転換されたT細胞がインビボで増殖する、請求項1〜42のいずれか一項記載の方法。   43. The method of any one of claims 1-42, wherein the transformed T cells proliferate in vivo. 医薬として用いられるT細胞を調製するための、請求項1〜44のいずれか一項記載の方法。   45. A method according to any one of claims 1 to 44 for preparing T cells for use as a medicament. 必要とする患者における癌またはウイルス感染症を処置するためのT細胞を調製するための、請求項14記載の方法。   The method according to claim 14, for preparing T cells for treating cancer or viral infection in a patient in need. リンパ腫を処置するための、請求項46記載の方法。   47. The method of claim 46 for treating a lymphoma. 請求項1〜47のいずれか一項記載の方法によって入手可能な、操作されたT細胞。   48. Engineered T cells obtainable by the method of any one of claims 1-47. (a)請求項1〜47のいずれか一項記載の方法に従って、改変されたT細胞の集団を調製する工程、および
(b)該形質転換されたT細胞を患者に投与する工程
を含む、患者を処置するための方法。
(A) preparing a population of modified T cells according to the method of any one of claims 1 to 47, and (b) administering the transformed T cells to a patient, Methods for treating a patient.
患者が、癌、ウイルス感染症、自己免疫障害、または移植片対宿主病(GvHD)と診断されている、請求項49記載の方法。   50. The method of claim 49, wherein the patient is diagnosed with cancer, viral infection, autoimmune disorders, or graft versus host disease (GvHD). T細胞が、処置しようとする患者に由来する、請求項50記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein the T cells are from a patient to be treated. T細胞がドナーに由来する、請求項51記載の方法。   52. The method of claim 51, wherein the T cells are from a donor.
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