JP2019514439A - 抗細菌ポリペプチドの最小発育阻止濃度を評価および決定するための微量液体希釈方法 - Google Patents

抗細菌ポリペプチドの最小発育阻止濃度を評価および決定するための微量液体希釈方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、抗細菌薬の有効性を評価し、細菌を死滅させる溶解素ポリペプチドを含むポリペプチドの最小発育阻止濃度(MIC)を決定するための成分、アッセイおよび方法を提供する。血清および血液を含むヒトマトリックス中の溶解素ポリペプチド活性を模倣する正確なMIC決定を可能にするための補充物を含む、改変された微量液体希釈成分および方法が提供される。

Description

本発明は一般に、抗細菌薬の有効性を評価し、細菌を死滅させる溶解素ポリペプチドを含むポリペプチドの最小発育阻止濃度(MIC)を決定するための成分、アッセイおよび方法に関する。
より多くの抗生物質が広範な種々の病気および他の状態に対して使用されるようになるにつれ、薬物耐性細菌の発生が、医学において主要な問題になっている。新規抗菌薬治療アプローチは、酵素ベースの抗生物質(「エンザイバイオティック(enzybiotic)」)、例えば、バクテリオファージ溶解素を含む。ファージは、自身の細菌宿主の細胞壁を消化するためにこれらの溶解素を使用し、低張溶解を介してウイルス子孫を放出する。グラム陽性病原体に対するその高い致死活性により、溶解素は、治療剤としての開発のための魅力的な候補になっている(Fischetti, V.A. (2008) Curr Opinion Microbiol 11:393〜400(非特許文献1);Nelson, D.L.ら (2001) Proc Natl Acad Sci USA 98:4107〜4112(非特許文献2))。バクテリオファージ溶解素は当初、病原性連鎖球菌の鼻咽頭保菌を根絶するために提唱された(Loeffler, J. M.ら (2001) Science 294: 2170〜2172(非特許文献3);Nelson, D.ら (2001) Proc Natl Acad Sci USA 98:4107〜4112(非特許文献2))。
バクテリオファージ溶解性酵素は、種々の投与経路を介した対象における種々の型の感染症の査定および特異的処置において有用であることが確立されている。例えば、米国特許第5,604,109号(特許文献1)(Fischettiら)は、半精製されたC群連鎖球菌ファージ関連溶解素酵素による酵素消化を介した、臨床検体におけるA群連鎖球菌の迅速な検出に関する。この酵素の研究は、疾患を処置する方法をもたらす、さらなる研究の基礎になっている。FischettiおよびLoomisの特許(米国特許第5,985,271号(特許文献2)、米国特許第6,017,528号(特許文献3)および米国特許第6,056,955号(特許文献4))は、C1バクテリオファージが感染したC群連鎖球菌細菌によって産生される溶解素酵素の使用を開示している。米国特許第6,248,324号(特許文献5)(FischettiおよびLoomis)は、皮膚組織への外用適用に適切な担体中での溶解性酵素の使用による、皮膚科学的感染症のための組成物を開示している。米国特許第6,254,866号(特許文献6)(FischettiおよびLoomis)は、感染性細菌に特異的な溶解性酵素を投与することを含む、消化管の細菌感染症の処置のための方法を開示している。米国特許第6,264,945号(特許文献7)(FischettiおよびLoomis)は、その細菌に特異的なバクテリオファージに感染した細菌によって産生される少なくとも1種の溶解性酵素および患者中に溶解性酵素を送達するために適切な担体の非経口導入(筋肉内、皮下または静脈内)による細菌感染症の処置のための方法および組成物を開示している。
米国特許第7,402,309号(特許文献8)、米国特許第7,638,600号(特許文献9)および公開されたPCT出願WO2008/018854(特許文献10)は、炭疽菌(Bacillus anthracis)感染症の処置または低減のための抗細菌剤として有用な特徴的なファージ関連溶解性酵素を提供している。米国特許第7,569,223号(特許文献11)は、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)に対する溶解性酵素を記載している。腸球菌(Enterococcus)(バンコマイシン耐性株を含む、フェカリス菌(E.faecalis)およびフェシウム菌(E.faecium))に対して有用な溶解素は、米国特許第7,582,291号(特許文献12)に記載されている。米国特許出願公開第2008/0221035号(特許文献13)は、B群連鎖球菌を死滅させるのに高度に有効な変異体Ply GBS溶解素を記載している。黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)を含むブドウ球菌細菌に対する活性を有する、ClySと示されるキメラ溶解素は、WO2010/002959(特許文献14)で詳述されている。ブタ連鎖球菌(Streptococcus suis)から単離され、連鎖球菌(Streptococcus)、ブドウ球菌(Staphylococcus)、腸球菌およびリステリア(Listeria)株を死滅させるのに有効なPlySs2溶解素は、WO2012/145630(特許文献15)および米国特許第9,034,322号(特許文献16)に記載されている。
PlySs2溶解素(CF−301)は、FDAが許可した第I相臨床試験に入り、それを完了した最初の溶解素である。この溶解素は、メチシリン感受性および耐性の黄色ブドウ球菌によって引き起こされる心内膜炎を含む血流感染症を処置するために、標準治療の抗生物質(例えば、バンコマイシンまたはダプトマイシン)と組み合わされ得る。臨床試験を支持して、in vitro抗生物質感受性試験(AST)が、細菌剤(複数可)を評価し、標準化するために利用される。
微量液体希釈(BMD)は、黄色ブドウ球菌単離体に対するPlySs2/CF−301活性など、溶解素を試験するために使用され得るが、標準的な方法(CLSI方法論)は、信頼できるアッセイではなく、PlySs2(CF−301)などの溶解性ポリペプチドに適用した場合、種々の問題点を実証している。これらの問題には、トレーリング効果、ヒト血液、血清または血漿における感受性発見からの断絶またはバリエーション、および凍結薬物希釈パネルにおける酵素活性の喪失が含まれる。
米国特許第5,604,109号 米国特許第5,985,271号 米国特許第6,017,528号 米国特許第6,056,955号 米国特許第6,248,324号 米国特許第6,254,866号 米国特許第6,264,945号 米国特許第7,402,309号 米国特許第7,638,600号 WO2008/018854 米国特許第7,569,223号 米国特許第7,582,291号 米国特許出願公開第2008/0221035号 WO2010/002959 WO2012/145630 米国特許第9,034,322号 PCT/US2012/34456
Fischetti, V.A. Bacteriophage lysins as effective antibacterials. Current opinion in microbiology 11、393〜400 (2008). Nelson, D.、Loomis, L.およびFischetti, V.A. Prevention and elimination of upper respiratory colonization of mice by group A streptococci by using a bacteriophage lytic enzyme. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98、4107〜4112 (2001). Loeffler, J.M.、Nelson, D.およびFischetti, V.A. Rapid killing of Streptococcus pneumoniae with a bacteriophage cell wall hydrolase. Science 294、2170〜2172 (2001). Chapot−Chartier Front. Microbiol. 22:2014 Sambrookら、「Molecular Cloning: A Laboratory Manual」 (1989) 「Current Protocols in Molecular Biology」第I〜III巻 [Ausubel, R. M.編 (1994)] 「Cell Biology: A Laboratory Handbook」第I〜III巻 [J. E. Celis編 (1994))] 「Current Protocols in Immunology」第I〜III巻 [Coligan, J. E. 編 (1994)] 「Oligonucleotide Synthesis」 (M.J. Gait編 1984) 「Nucleic Acid Hybridization」 [B.D. HamesおよびS.J. Higgins編 (1985)] 「Transcription And Translation」 [B.D. HamesおよびS.J. Higgins編 (1984)] 「Animal Cell Culture」 [R.I. Freshney 編 (1986)] 「Immobilized Cells And Enzymes」 [IRL Press, (1986)] B. Perbal、「A Practical Guide To Molecular Cloning」 (1984) Gilmerら 2013. Novel Bacteriophage Lysin with Broad Lytic Activity Protects against Mixed Infection by Streptococcus pyogenes and Methicillin−Resistant Staphylococcus aureus. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 57:2743〜2750. Daniel, A.ら、Synergism between a novel chimeric lysin and oxacillin protects against infection by methicillin−resistant Staphylococcus aureus. Antimicrobial agents and chemotherapy 54、1603〜1612 (2010). Fischettiら(1974) Garciaら(1987) Garciaら(1990) CaldenteyおよびBamford(1992) Loessnerら、1996 Lopezら、Microbial Drug Resistance 3: 199〜211 (1997) Garciaら、Gene 86: 81〜88 (1990) Garciaら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 914〜918 (1988) Garciaら、Streptococcal Genetics (J. J. FerrettiおよびCurtis編、1987) Lopezら、FEMS Microbiol. Lett. 100: 439〜448 (1992) Romeroら、J. Bacteriol. 172: 5064〜5070 (1990) Rondaら、Eur. J. Biochem. 164: 621〜624 (1987) Sanchezら、Gene 61: 13〜19 (1987) M. J. Loessner、G. Wendlinger、S. Scherer、Mol Microbiol 16、1231〜41. (1995) Hatful G. 2015. Dark Matter of the Biosphere: the Amazing World of Bacteriophage Diversity. Journal of Virology. 89:8107〜10. Fischetti, V.A.、Nelson, D.およびSchuch, R. 2006. Reinventing phage therapy: are the parts greater than the sum? Nature Biotechnology. 24:1508〜11. Schuchら 2014. Combination Therapy With Lysin CF−301 and Antibiotic Is Superior to Antibiotic Alone for Treating Methicillin−Resistant Staphylococcus aureus−Induced Murine Bacteremia. The Journal of Infectious Diseases. 209:1469〜78. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically. 第32巻 (Clinical and Laboratory Standards Institute (US)、Wayne (PA)、2012). Clinical Microbiology Procedures Handbook 3rd Ed. Washington DC、(ASM Press、2010). Wiegandら 2008. Agar and broth dilution methods to determine the minimal inhibitory concentration (MIC) of antimicrobial substances. Nature Protocols. 3:163〜175.
溶解素ポリペプチドなどの抗細菌剤を評価するための標準的な微量液体希釈方法と関連する欠陥および問題点を考慮すると、臨床試験および評価に適用され得、in vivo活性および効果を適切に模倣するin vitroアッセイにおいて細菌感受性を評価するための、有効で信頼性および再現性がある方法が、当該分野で必要とされている。
本明細書の参考文献の引用は、かかる参考文献が本発明の先行技術であることの承認として解釈すべきではない。
本出願は、ペプチド、特に抗細菌的に有効なペプチド、特に溶解性ペプチドの最小発育阻止濃度を決定するため、およびその抗細菌死滅有効性を評価するための、独自の成分を利用する改変された方法およびアッセイに関する。
本発明は、抗細菌ペプチド、特に溶解性ペプチドのMICを決定するための系またはアッセイであって、哺乳動物血清および還元剤を補充したブロスまたは培地を利用して実施される系またはアッセイに関する。本発明のある態様では、哺乳動物または患者、特にヒトにおける抗細菌ペプチド、例えば、溶解性ペプチドまたは溶解素の細菌死滅有効性を正確に反映する、抗細菌ペプチドの細菌死滅有効性を決定するためのアッセイが提供される。
本発明によれば、動物血清および還元剤を補充したブロス中で抗細菌ペプチドを評価することを含む、抗細菌ペプチド、例えば、溶解性ポリペプチドまたは溶解素の細菌死滅活性を決定するための方法であって、死滅活性は、ヒトにおける前記抗細菌ペプチドの細菌死滅を正確に模倣する方法が提供される。本発明のある態様では、抗細菌ペプチド、例えば、溶解性ポリペプチドまたは溶解素は、ウマ血清、イヌ血清、ウサギ血清またはマウス血清および還元剤を補充したブロス中で感受性細菌に対して評価される。本発明のある態様では、抗細菌ペプチド、例えば、溶解性ポリペプチドまたは溶解素は、ウマ血清および還元剤を補充したブロス中で感受性細菌に対して評価される。
本発明によれば、ペプチド、特に抗細菌的に有効なペプチド、特に溶解性ペプチドまたは溶解素ペプチドを試験するための、改変および改善された微量液体希釈(BMD)法およびアッセイが提供される。本発明のある態様では、評価のためにブロスまたは培地を利用する、改変されたBMDであって、ブロスまたは培地に、哺乳動物血清および還元剤が補充されるBMDが提供される。
ある態様では、評価のためにブロスまたは培地を利用する、改変されたBMDであって、ブロスまたは培地に、動物血清が補充されるBMDが提供される。ある態様では、評価のためにブロスまたは培地を利用する、改変されたBMDであって、ブロスまたは培地に、脊椎動物血清が補充されるBMDが提供される。ある態様では、評価のためにブロスまたは培地を利用する、改変されたBMDであって、ブロスまたは培地に、哺乳動物血清が補充されるBMDが提供される。ある態様では、評価のためにブロスまたは培地を利用する、改変されたBMDであって、ブロスまたは培地に、ウマ血清、ヒト血清、イヌ血清、ウサギ血清、マウス血清、ウシ血清から選択される動物血清が補充されるBMDが提供される。ある態様では、評価のためにブロスまたは培地を利用する微量液体希釈(BMD)方法であって、ブロスまたは培地に、ウマ血清、イヌ血清、ウサギ血清、マウス血清、ウシ血清から選択される動物血清が補充される微量液体希釈(BMD)方法が提供される。ある態様では、評価のためにブロスまたは培地を利用する微量液体希釈(BMD)方法であって、ブロスまたは培地に、ウマ血清が補充される微量液体希釈(BMD)方法が提供される。
本発明のBMD方法のある態様では、ブロスまたは培地に、哺乳動物血清および還元剤が補充される。ある態様では、ブロスまたは培地に、ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、還元剤は、DL−ジチオスレイトール(DTT)である。ある態様では、還元剤は、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)である。
ある態様では、細菌発育に適切なブロスまたは培地に、哺乳動物血清および還元剤が補充される。ある態様では、カチオン調整されたブロスまたは培地に、哺乳動物血清および還元剤が補充される。ある態様では、カチオン調整されたブロスまたは培地に、ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、還元剤は、DL−ジチオスレイトール(DTT)である。ある態様では、還元剤は、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)である。
補充のための血清の量は、ヒト血清との比較によって決定され得る。補充される血清の量は、10%血清から80%血清の間であり得る。ある態様では、補充される血清の量は、10%血清から60%血清の間であり得る。ある態様では、補充される血清の量は、10%血清から50%血清の間であり得る。ある態様では、補充される血清の量は、15%血清から40%血清の間であり得る。ある態様では、補充される血清の量は、15%血清から30%血清の間であり得る。ある態様では、補充される血清の量は、20%血清から30%血清の間であり得る。ある態様では、補充される血清の量は、約25%血清であり得る。ある態様では、補充される血清の量は、20%血清から30%血清の間である。ある態様では、補充される血清の量は、約25%血清である。ある態様では、補充される血清の量は、25%動物血清である。ある態様では、補充される血清の量は、約25%ウマ血清である。
ある態様では、ブロスまたは培地に、ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、ブロスまたは培地に、約20%〜30%ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、ブロスまたは培地に、約25%ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、ブロスまたは培地に、25%ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、カチオン調整されたブロスに、ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、カチオン調整されたブロスに、約20%〜30%ウマ血清および還元剤が補充される。ある態様では、カチオン調整されたブロスに、25%ウマ血清および還元剤が補充される。
ある態様では、細菌発育に適切なブロスまたは培地に、25%ウマ血清およびジチオスレイトール(DTT)が補充される。ある態様では、カチオン調整されたミューラー・ヒントンブロス(CA−MHB)に、25%ウマ血清およびジチオスレイトール(DTT)が補充される。ある態様では、カチオン調整されたミューラー・ヒントンブロス(CA−MHB)に、25%ウマ血清およびトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)が補充される。ある態様では、カチオン調整されたミューラー・ヒントンブロス(CA−MHB)に、25%ウマ血清および0.5mM DL−ジチオスレイトール(DTT)が補充される。
ある態様では、還元剤の量は、0.1mMから10mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.1mMから5mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.1mMから2mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.1mMから1mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.1mMから0.9mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.1mMから0.6mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.2mMから0.6mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.3mMから0.6mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、0.4mMから0.6mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、約0.5mMである。ある態様では、還元剤の量は、0.25mMから1mMの間である。ある態様では、還元剤の量は、1mM未満である。
ある実施形態では、本発明のアッセイおよび方法は、溶解性ポリペプチドの査定および分析において使用される。本発明のある態様では、補充物(複数可)を用いるBMD方法は、連鎖球菌細菌に対して活性な溶解性ポリペプチドの細菌死滅有効性を決定する際に利用される。本発明のある態様では、補充物(複数可)を用いるBMD方法は、連鎖球菌およびブドウ球菌細菌に対して活性な溶解性ポリペプチドの細菌死滅有効性を決定する際に利用される。本発明のある態様では、補充物(複数可)を用いるBMD方法は、連鎖球菌細菌に対して活性な溶解性ポリペプチドのMIC試験において利用される。本発明のある態様では、補充物(複数可)を用いるBMD方法は、ブドウ球菌細菌に対して活性な溶解性ポリペプチドのMIC試験において利用される。本発明のある態様では、補充物(複数可)を用いるBMD方法は、連鎖球菌およびブドウ球菌細菌に対して活性な溶解性ポリペプチドのMIC試験において利用される。本発明のある態様では、補充物(複数可)を用いるBMD方法は、グラム陽性細菌に対する溶解性ポリペプチドのMIC試験において利用される。本発明のある態様では、補充物(複数可)を用いるBMD方法は、グラム陽性細菌の1つよりも多い種に対する溶解性ポリペプチドのMIC試験において利用される。グラム陽性細菌は、連鎖球菌、ブドウ球菌、腸球菌およびリステリア細菌から選択され得る。
ある態様では、本発明の成分、方法またはアッセイは、グラム陽性細菌に対する、例えば、PlySs2ポリペプチド(CF−301)またはそのバリアントもしくは誘導体でありこれを含む溶解性ポリペプチドを評価するために利用される。ある態様では、本発明の成分、方法またはアッセイは、抗生物質耐性細菌に対する、PlySs2ポリペプチド(CF−301)またはそのバリアントもしくは誘導体を含む溶解性ポリペプチドを評価するために利用される。ある態様では、本発明の成分、方法またはアッセイは、連鎖球菌およびブドウ球菌細菌に対する、PlySs2ポリペプチド(CF−301)またはそのバリアントもしくは誘導体を含む溶解性ポリペプチドを評価するために利用される。ある態様では、本発明の成分、方法またはアッセイは、抗生物質耐性連鎖球菌および/またはブドウ球菌細菌に対するPlySs2ポリペプチド(CF−301)またはそのバリアントもしくは誘導体を含む溶解性ポリペプチドを評価するために利用される。ある態様では、溶解性ポリペプチドは、PlySs2またはその誘導体もしくはバリアントである。ある態様では、このポリペプチドは、図1に提供される配列(配列番号1)を含む。
ウマ血清などの哺乳動物血清を含めることは、ペプチド、特に溶解性ポリペプチド、特に、例示的な溶解性ポリペプチドPlySs2が、アッセイブロスまたは培地単独中よりも、ヒト血清/血液(ならびに、ウマを含む一部の他の哺乳動物種の血清/血液)中で活性が高いという、本明細書に記載される知見に従う。ポリペプチド、特に、例示的な溶解性ポリペプチドPlySs2が、血清が添加されていないカチオン調整されたブロス中よりも、ヒト血清/血液(ならびに、ウマを含む一部の他の種の血清/血液)中で顕著に活性が高いことが見出された。抗細菌ポリペプチド、特に、例示的な溶解性ポリペプチドPlySs2は、血清が添加されていないブロス、例えば、カチオン調整されたブロス中よりも、ヒト血清/血液(ならびに、ウマを含む一部の他の種の血清/血液)中で活性が高い(特に、最大で32倍〜64倍活性が高い)。CA−MHB中に25%で補充した場合、ウマ血清は、トレーリング効果を防止し、100%ヒト血清において得られるものとほぼ同一のMIC値を可能にする。DTTの補充は、溶解素ポリペプチドを安定化するように機能し、MIC決定のための凍結マイクロブロス希釈パネルの使用を可能にする。DTTは、貯蔵の間またはin vitroアッセイの状況下での、酵素の酸化および不活性化を防止するために使用される一般的な還元剤である。
本発明のある態様では、連鎖球菌またはブドウ球菌細菌に由来するバクテリオファージ溶解素が、本発明の方法および組成物において利用される。本明細書および図1(配列番号1)に提供される、本発明において使用される例示的な溶解素ポリペプチド(複数可)、特にPlySs2溶解素は、複数の細菌、特に、ブドウ球菌、連鎖球菌、腸球菌およびリステリア細菌株を含むグラム陽性細菌に対する広い死滅活性を実証することにおいて並ぶものがない。かかる一態様では、PlySs2溶解素は、本明細書で実証されるように、黄色ブドウ球菌株および細菌を死滅させることが可能である。ある態様では、PlySs2溶解素は、ブドウ球菌および連鎖球菌細菌を死滅させることが可能である。PlySs2は、抗生物質耐性黄色ブドウ球菌、例えば、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、バンコマイシン耐性黄色ブドウ球菌(VRSA)、ダプトマイシン耐性黄色ブドウ球菌(DRSA)およびリネゾリド耐性黄色ブドウ球菌(LRSA)に対して有効である。PlySs2は、バンコマイシン中等度耐性感受性の黄色ブドウ球菌(VISA)に対して有効である。
単離されたPlySs2溶解素ポリペプチドは、グラム陽性細菌を死滅させるのに有効な、図1に提供されるアミノ酸配列、または図1のポリペプチドに対して少なくとも80%の同一性、85%の同一性、90%の同一性、95%の同一性もしくは99%の同一性を有するそのバリアントを含み得る。単離されたPlySs2溶解素ポリペプチドは、ブドウ球菌および連鎖球菌細菌を死滅させるのに有効な、図1に提供されるアミノ酸配列、または図1のポリペプチドに対して少なくとも80%の同一性、85%の同一性、90%の同一性、95%の同一性もしくは99%の同一性を有するそのバリアントを含み得る。
任意のかかる上記の1つまたは複数の方法では、細菌は、黄色ブドウ球菌、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、スタフィロコッカス・シムランス(Staphylococcus simulans)、ブタ連鎖球菌、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、ストレプトコッカス・エクイ(Streptococcus equi)、ストレプトコッカス・エクイ・ズー(Streptococcus equi zoo)、ストレプトコッカス・アガラクチア(Streptococcus agalactiae)(GBS)、化膿性連鎖球菌(Streptococcus pyogenes)(GAS)、ストレプトコッカス・サングイニス(Streptococcus sanguinis)、ストレプトコッカス・ゴルドニ(Streptococcus gordonii)、ストレプトコッカス・ディスガラクティエ(Streptococcus dysgalactiae)、G群連鎖球菌、E群連鎖球菌、フェカリス菌および肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumonia)から選択され得る。
本発明の方法のいずれかによれば、細菌は、抗生物質耐性細菌であり得る。細菌は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、バンコマイシン中等度耐性感受性の黄色ブドウ球菌(VISA)、バンコマイシン耐性黄色ブドウ球菌(VRSA)、ダプトマイシン耐性黄色ブドウ球菌(DRSA)またはリネゾリド耐性黄色ブドウ球菌(LRSA)であり得る。感受性細菌は、特にヒトにとって、臨床的に関連するまたは病原性の細菌であり得る。この方法(複数可)のある態様では、溶解素ポリペプチド(複数可)は、ブドウ球菌、連鎖球菌、腸球菌およびリステリア細菌株を死滅させるのに有効である。
本明細書に提供される方法および組成物のさらなる態様または実施形態では、別の別個のブドウ球菌特異的溶解素が、単独で、または本明細書に提供および記載されるPlySs2溶解素と組み合わせて、本明細書で使用される。本明細書に提供される方法および組成物のかかる一態様または実施形態では、ブドウ球菌特異的溶解素ClySが、単独で、または本明細書に提供および記載されるPlySs2溶解素と組み合わせて、本明細書で使用される。
他の目的および利点は、以下の例示的な図面を参照して進む以下の説明の再検討から、当業者に明らかになる。
(A)示された活性部位残基、ならびにCHAPファミリー触媒ドメインおよびSH3ファミリー細胞壁結合ドメインを含むドメイン構造を有する、PlySs2(CF−301)溶解素ポリペプチドのアミノ酸配列;ならびに(B)予測された3次元構造(I−TASSERによる表示)を示す図である。 (A)黄色ブドウ球菌中の細胞壁標的;(B)構造的安定性に必要なペプチドグリカン網目構造中のブドウ球菌細胞壁におけるD−Ala−L−Gly結合の切断(Capot−Chartier、Front Microbiol 22:2104から適応させた);ならびに(C)細胞壁加水分解および浸透圧溶解を示す図である。(C)では、ペプチドグリカン加水分解が、細菌の浸透圧溶解を生じることが示される。(C)は、未処理の細菌、CF−301を添加して15秒後の細菌(15秒)、およびCF−301を添加して15分後の細菌を提供する。 BMDアッセイにおけるトレーリングおよび血液効果の例を提供する図である。(A)トレーリングまたはイーグル効果は、MHBII中での正確なMIC決定を曖昧にする。(B)黄色ブドウ球菌株による血液効果が示される。利用したヒト血清(HuS)および血漿(HuP)は、以下の通りである:HuS=プールされた雄性AB、Innovative Research,Inc;HuS=プールされた正常、Innovative Research,Inc;HuS=正常個体、BioreclamationIVT;HuS=プールされた雄性AB、Sigma−Aldrich。 30の黄色ブドウ球菌株のセットに対する感受性試験結果を示す図である。特定のアッセイ方法と関連する問題点が示される。 黄色ブドウ球菌ATCC 29213およびフェカリス菌ATCC 29212を評価するための、14の異なる供給源由来の25%ウマ血清を用いる新たな方法を使用する、PlySs2/CF301のBMD分析の結果の作表を示す図である。 新たなBMD方法論を使用する凍結CF−301試料に対するMIC決定の時間経過を提供する図である。 異なる条件下でのMRSA株ATCC 29213のMICアッセイを示す図である。(A)MHBII単独(MIC=16μg/ml、僅かなトレーリング効果を伴う);(B)100%ヒト血清(MIC=1μg/ml);および(C)MHBII、25%ウマ血清、0.5mM DTT(MIC=0.5μg/ml)。 25%ウマ血清および0.5mM DTTを含むCA−MHB中の黄色ブドウ球菌株ATCC 700699のMICアッセイ(MIC=1μg/ml)を示す図である。 MRSA、MSSA、表皮ブドウ球菌、化膿性連鎖球菌、ストレプトコッカス・アガラクチア、肺炎連鎖球菌およびフェカリス菌を含む種々の感受性グラム陽性細菌に対する、ウマ血清およびDTTを補充したBMD方法論を使用する、CF−301 MIC活性の評価を示す図である。 補充なしの標準的なCAMHBブロスを用いる方法と比較した、改変されたBMD方法を使用して査定したバンコマイシン活性を示す図である。MSSAおよびMRSA株を含む種々の黄色ブドウ球菌株を評価した。 (A)黄色ブドウ球菌ATCC 29213および(B)フェカリス菌ATCC 29212を用いた、5日間にわたる、25%ウマ血清および0.5mM DTTを含むMHB IIを使用するBMD分析に基づくMIC決定の品質管理分析を提供する図である。株1つ当たり5つの複製物を、連続する日に分析した。2つの異なる実験室Lab 1およびLab 2における評価の比較が示される。バンコマイシンおよびオキサシリンを、それぞれ、CA−MHBおよびCA−MHB=2%食塩水中で対照薬剤として使用した。 (A)種々の量のウマ血清補充物(12.5%〜30%)および(B)変動する量の還元剤DTT補充物(0〜1mM)を評価する範囲発見研究を示す図である。品質は、暗い色調またはより明るい色調のいずれかとして示される。暗い場合、その方法は、トレーリング効果、高いMIC値(ヒト血清(HuS)と比較した)または凍結できないことに基づいて、不適格とした。より明るい色調は、その方法が、HuS様レベルの活性を提供することを示している。
本発明によれば、当業者の技術範囲内の従来の分子生物学、微生物学および組換えDNA技術が使用され得る。かかる技術は、文献中に完全に説明されている。例えば、Sambrookら、「Molecular Cloning: A Laboratory Manual」 (1989)(非特許文献5);「Current Protocols in Molecular Biology」第I〜III巻 [Ausubel, R. M.編 (1994)](非特許文献6);「Cell Biology: A Laboratory Handbook」第I〜III巻 [J. E. Celis編 (1994))](非特許文献7);「Current Protocols in Immunology」第I〜III巻 [Coligan, J. E. 編 (1994)](非特許文献8);「Oligonucleotide Synthesis」 (M.J. Gait編 1984)(非特許文献9);「Nucleic Acid Hybridization」 [B.D. HamesおよびS.J. Higgins編 (1985)](非特許文献10);「Transcription And Translation」 [B.D. HamesおよびS.J. Higgins編 (1984)](非特許文献11);「Animal Cell Culture」 [R.I. Freshney 編 (1986)](非特許文献12);「Immobilized Cells And Enzymes」 [IRL Press, (1986)](非特許文献13);B. Perbal、「A Practical Guide To Molecular Cloning」 (1984)(非特許文献14)を参照のこと。
従って、本明細書に出現する場合、以下の用語は、以下に示される定義を有するものとする。
用語「PlySs溶解素(複数可)」、「PlySs2溶解素」、「PlySs2」、「CF−301」、「CF301」および具体的に列挙されていない任意のバリアントは、本明細書で互換的に使用され得、本出願および特許請求の範囲を通じて使用される場合、単一または複数のタンパク質を含むタンパク質性材料を指し、本明細書に記載され、図1および配列番号1に示されるアミノ酸配列データ、ならびに本明細書および特許請求の範囲に示される活性のプロファイルを有するタンパク質に拡張される。従って、実質的に等価なまたは変更された活性を示すタンパク質も、同様に企図される。これらの改変は、例えば、部位特異的変異誘発を通じて得られた改変など、意図的であり得、または複合体もしくはその指名されたサブユニットの産生体である宿主における変異を通じて得られたものなど、偶発的であり得る。また、用語「PlySs溶解素(複数可)」、「PlySs2溶解素」、「PlySs2」、「CF−301」、「CF301」は、それらの範囲内に、本明細書に具体的に列挙されるタンパク質、ならびに全ての実質的に相同なアナログ、断片またはトランケーション、および対立遺伝子バリエーションを含むものとする。PlySs2溶解素は、米国特許第9,034,322号(特許文献16)およびPCT出願PCT/US2012/34456(特許文献17)に記載されている。Gilmerらもまた、PlySs2溶解素を記載している(Gilmer DBら (2013) Antimicrob Agents Chemother 2013年4月9日に電子出版[PMID 23571534](非特許文献15))。
用語「ClyS」、「ClyS溶解素」とは、黄色ブドウ球菌を含むブドウ球菌細菌に対する活性を有するキメラ溶解素ClySを指し、これは、WO2010/002959(特許文献14)に詳述され、Danielら(Daniel, Aら (2010) Antimicrobial Agents and Chemother 54(4):1603〜1612(非特許文献16))にも記載されている。ClySの例示的なアミノ酸配列は、配列番号2に提供される。
「溶解性酵素」または「溶解性ポリペプチド」には、適切な条件下で、適切な期間の間に、1つまたは複数の細菌を死滅させる細菌細胞壁溶解性酵素が含まれる。溶解性酵素の例には、限定なしに、種々のアミダーゼ細胞壁溶解性酵素が含まれる。特定の態様では、溶解性酵素とは、バクテリオファージ溶解性酵素を指す。「バクテリオファージ溶解性酵素」とは、バクテリオファージから抽出もしくは単離される溶解性酵素、または溶解性酵素の機能性を維持する類似のタンパク質構造を有する合成された溶解性酵素を指す。
溶解性酵素または溶解性ポリペプチドは、細菌細胞壁を破壊するために、細菌細胞のペプチドグリカン中に存在する結合を特異的に切断することが可能である。細菌細胞壁ペプチドグリカンは、ほとんどの細菌間で高度に保存されており、少数のみの結合の切断が、細菌細胞壁を破壊し得ることがまた、現在推論されている。これらの結合を切断する溶解性酵素の例は、ムラミダーゼ、グルコサミニダーゼ、エンドペプチダーゼまたはN−アセチル−ムラモイル−L−アラニンアミダーゼである。Fischettiら(1974)(非特許文献17)は、C1連鎖球菌ファージ溶解素酵素がアミダーゼであることを報告した。Garciaら(1987、1990)(非特許文献18)(非特許文献19)は、Cp−1ファージ由来の肺炎連鎖球菌からのCpl溶解素がリゾチームであることを報告した。CaldenteyおよびBamford(1992)(非特許文献20)は、φ6シュードモナス(Pseudomonas)ファージ由来の溶解性酵素が、メソ−ジアミノピメリン酸(melo−diaminopimilic acid)およびD−アラニンによって形成されるペプチド架橋を開裂するエンドペプチダーゼであることを報告した。大腸菌(E.coli)のT1およびT6ファージ溶解性酵素は、リステリア・ファージ由来の溶解性酵素(ply)と同様、アミダーゼである(Loessnerら、1996)(非特許文献21)。細菌細胞壁を切断することが可能な、当該分野で公知の他の溶解性酵素もまた存在する。
「バクテリオファージによって遺伝的にコードされる溶解性酵素」には、例えば、宿主細菌に対する少なくとも一部の細胞壁溶解性活性を有することによって、宿主細菌を死滅させることが可能なポリペプチドが含まれる。このポリペプチドは、ネイティブ配列の溶解性酵素およびそのバリアントを包含する配列を有し得る。このポリペプチドは、種々の供給源から、例えば、バクテリオファージ(「ファージ」)から単離され得、または組換えもしくは合成方法によって調製され得る。このポリペプチドは、例えば、カルボキシル末端側にコリン結合部分を含み得、アミノ末端側に細胞壁ペプチドグリカンを切断することが可能な酵素活性(例えば、ペプチドグリカン中のアミド結合に対して作用するアミダーゼ活性)を特徴とし得る。PlyGBS溶解素などの、複数の酵素活性、例えば、2つの酵素ドメインを含む溶解性酵素が記載されている。さらに、1つの触媒ドメインのみを含有し細胞壁結合ドメインを含まない他の溶解性酵素が記載されている。
「ネイティブ配列ファージ関連溶解性酵素」には、細菌ゲノム(即ち、プロファージ)に由来する酵素と同じアミノ酸配列を有するポリペプチドが含まれる。かかるネイティブ配列酵素は、単離され得、または組換えもしくは合成手段によって産生され得る。
用語「ネイティブ配列酵素」は、その酵素の天然に存在する形態(例えば、選択的スプライシングされたまたは変更された形態)および天然に存在するバリアントを包含する。本発明の一実施形態では、ネイティブ配列酵素は、ブタ連鎖球菌に特異的なバクテリオファージ由来の遺伝子によって遺伝的にコードされる成熟または全長ポリペプチドである。もちろん、Lopezら、Microbial Drug Resistance 3: 199〜211 (1997)(非特許文献22);Garciaら、Gene 86: 81〜88 (1990)(非特許文献23);Garciaら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 914〜918 (1988)(非特許文献24);Garciaら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 914〜918 (1988)(非特許文献24);Garciaら、Streptococcal Genetics (J. J. FerrettiおよびCurtis編、1987)(非特許文献25);Lopezら、FEMS Microbiol. Lett. 100: 439〜448 (1992)(非特許文献26);Romeroら、J. Bacteriol. 172: 5064〜5070 (1990)(非特許文献27);Rondaら、Eur. J. Biochem. 164: 621〜624 (1987)(非特許文献28)およびSanchezら、Gene 61: 13〜19 (1987)(非特許文献29)などの刊行物において認識されるように、いくつかのバリアントが可能であり、公知である。これらの参考文献の各々の内容、特に、配列表、および配列相同性についての陳述を含む、配列を比較する関連のテキストは、それらの全体が参照により具体的に組み込まれる。
「バリアント配列溶解性酵素」には、溶解性酵素のものとは異なるが機能的活性を保持するポリペプチド配列を特徴とする溶解性酵素が含まれる。溶解性酵素は、一部の実施形態では、図1に提供される本明細書に提供される例示的な溶解素PlySs2のように、溶解性酵素配列(複数可)と特定のアミノ酸配列同一性を有するPlySs2の場合と同様、ブタ連鎖球菌などの細菌に特異的なバクテリオファージによって遺伝的にコードされ得る。例えば、一部の実施形態では、機能的に活性な溶解性酵素は、細菌の細胞壁を破壊することによって、本明細書に示されるものを含む、ブタ連鎖球菌細菌および本明細書に提供される他の感受性細菌を死滅させ得る。活性な溶解性酵素は、図1に提供される本明細書の溶解性酵素配列(複数可)と、60、65、70、75、80、85、90、95、97、98、99または99.5%のアミノ酸配列同一性を有し得る。かかるファージ関連溶解性酵素バリアントには、例えば、1つもしくは複数のアミノ酸残基が付加された、または図1に提供される本明細書の溶解性酵素配列(複数可)の配列のN末端もしくはC末端において欠失された、溶解性酵素ポリペプチドが含まれる。
特定の態様では、ファージ関連溶解性酵素は、ネイティブファージ関連溶解性酵素配列と、少なくとも約80%または85%のアミノ酸配列同一性、特に、少なくとも約90%(例えば、90%)のアミノ酸配列同一性を有する。最も特には、ファージ関連溶解性酵素バリアントは、ネイティブファージ関連溶解性酵素配列(複数可)と、少なくとも約95%(例えば、95%)のアミノ酸配列同一性を有する。溶解素PlySs2についての例示的なファージネイティブ配列は、図1に提供される。
同定されたファージ関連溶解性酵素配列に関して、「パーセントアミノ酸配列同一性」は、同じリーディングフレームで配列をアラインし、必要に応じて、最大のパーセント配列同一性を達成するためにギャップを導入した後、任意の保存的置換を配列同一性の一部として考慮せずに、ファージ関連溶解性酵素配列中のアミノ酸残基と同一である候補配列中のアミノ酸残基の百分率として、本明細書で定義される。
「ポリペプチド」には、直線様式で連結された複数のアミノ酸から構成されるポリマー分子が含まれる。ポリペプチドは、一部の実施形態では、天然に存在するポリヌクレオチド配列によってコードされる分子に対応し得る。ポリペプチドは、天然に存在するアミノ酸が、類似の特性を有するアミノ酸によって置き換えられる保存的置換を含み得、かかる保存的置換は、そのポリペプチドの機能を変更しない。
用語「変更された溶解性酵素」には、シャフルされたおよび/またはキメラの溶解性酵素が含まれる。
特異的ファージに感染した細菌に特異的なファージ溶解性酵素は、問題の細菌の細胞壁を効果的かつ効率的に破壊することが見出されている。溶解性酵素は、タンパク質分解酵素活性を欠くと考えられ、従って、細菌細胞壁の消化の間に存在する場合、哺乳動物のタンパク質および組織に対して非破壊的である。さらに、ファージ溶解性酵素の作用は、抗生物質とは異なり、標的病原体(複数可)に対してかなり特異的であることが見出されているので、正常なフローラが本質的にインタクトなままである可能性が高い(参照により本明細書に組み込まれるM. J. Loessner、G. Wendlinger、S. Scherer、Mol Microbiol 16、1231〜41. (1995)(非特許文献30))。実際、PlySs2溶解素は、独自に広い細菌種および株の死滅を実証するものの、本明細書に記載されるように、大腸菌を含む正常なフローラを構成する細菌に対して、比較的および特に、不活性である。
本発明において使用される溶解性酵素またはポリペプチドは、特定のバクテリオファージに感染した後の細菌生物によって産生され得、または感染症の症状を有する他者に曝露された人の具合が悪くなるのを防止するための予防的処置として、もしくは感染から既に病気になった人に対する治療的処置として、組換えまたは合成によって産生または調製され得る。溶解素ポリペプチド配列および溶解素ポリペプチドをコードする核酸が、本明細書に記載され言及されることを考慮して、溶解性酵素(複数可)/ポリペプチド(複数可)は、好ましくは、本明細書に例示されるものを含む当該分野の標準的な方法を使用して、ファージゲノム由来の溶解性酵素の単離された遺伝子を介して、この遺伝子をトランスファーベクター中に配置し、前記トランスファーベクターを発現系中にクローニングすることによって産生され得る。溶解性酵素(複数可)またはポリペプチド(複数可)は、トランケートされた、キメラの、シャフルされた、または「天然の」ものであってもよく、組み合わせてもよい。関連の米国特許第5,604,109号(特許文献1)は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。「変更された」溶解性酵素は、いくつかの方法で産生され得る。好ましい実施形態では、ファージゲノム由来の変更された溶解性酵素の遺伝子は、トランスファーまたは可動性ベクター、好ましくはプラスミド中に配置され、このプラスミドは、発現ベクターまたは発現系中にクローニングされる。本発明の溶解素ポリペプチドまたは酵素を産生するための発現ベクターは、大腸菌、バチルス(Bacillus)、またはいくつかの他の適切な細菌に適切であり得る。ベクター系は、無細胞発現系であってもよい。遺伝子または遺伝子のセットを発現するこれらの方法は全て、当該分野で公知である。溶解性酵素は、ブタ連鎖球菌に特異的なバクテリオファージをブタ連鎖球菌に感染させることによっても創出され得、前記少なくとも1種の溶解性酵素は、他の、例えば天然のまたは片利共生の細菌フローラの存在に対して、多くても最小限の影響しか有さずに、前記ブタ連鎖球菌の細胞壁を排他的に溶解する。
本明細書に記載される実施形態のタンパク質またはペプチド断片の生物学的に活性な部分には、本開示の溶解素タンパク質のアミノ酸配列と十分に同一なまたはそれに由来するアミノ酸配列を含むポリペプチドが含まれ、これは、溶解素タンパク質の全長タンパク質よりも少ないアミノ酸を含み、対応する全長タンパク質の少なくとも1つの活性を示す。典型的には、生物学的に活性な部分は、対応するタンパク質の少なくとも1つの活性を有するドメインまたはモチーフを含む。例えば、図1に示されるように、PlySs2溶解素は、N末端CHAPドメインおよびC末端SH3ドメインを含む。タンパク質またはタンパク質断片の生物学的に活性な部分は、例えば、10、25、50、100少ないまたは多いアミノ酸長のポリペプチドであり得る。さらに、タンパク質の他の領域が欠失または付加される他の生物学的に活性な部分は、組換え技術によって調製され得、これらの実施形態のポリペプチドのネイティブ形態の機能的活性のうち1つまたは複数について評価され得る。
変異は、アミノ酸配列において、または図1に示される溶解素配列を含む本明細書の方法において使用されるポリペプチドおよび溶解素をコードする核酸配列において、またはそれらの活性断片もしくはトランケーションにおいて作成され得、その結果、特定のコドンは、異なるアミノ酸をコードするコドンに変化され、アミノ酸は別のアミノ酸に置換され、または1つもしくは複数のアミノ酸が欠失される。かかる変異は一般に、最も少ないアミノ酸またはヌクレオチド変化を可能にすることによって作成される。この種類の置換変異は、非保存的様式で(例えば、特定のサイズまたは特徴を有するアミノ酸の分類に属するアミノ酸から別の分類に属するアミノ酸へとコドンを変化させることによって)、または保存的様式で(例えば、特定のサイズまたは特徴を有するアミノ酸の分類に属するアミノ酸から同じ分類に属するアミノ酸へとコドンを変化させることによって)、得られたタンパク質中のアミノ酸を変化させるために作成され得る。かかる保存的変化は一般に、得られたタンパク質の構造および機能における変化をあまりもたらさない。非保存的変化は、得られたタンパク質の構造、活性または機能を変更する可能性がより高い。本発明は、得られたタンパク質の活性または結合特徴を顕著には変更させない保存的変化を含む配列を含むとみなすべきである。
かかる変異体またはそのバリアントは、ブドウ球菌、連鎖球菌、リステリアもしくは腸球菌細菌を含む細菌を死滅させる、および/または本明細書に記載され、特に提供される溶解素(複数可)と同等な活性を有する機能について予測され得、あるいはそのような機能または能力について試験され得る。従って、変化は、溶解素の配列に対してなされ得、配列中に変化を有する変異体またはバリアントは、例中のものを含む、本明細書に記載および例示されるアッセイおよび方法を使用して試験され得る。当業者は、本明細書の溶解素(複数可)のドメイン構造に基づいて、合理的な保存的または非保存的置換を含む置換もしくは置き換えに適切な1つもしくは複数の、1つもしくはいくつかのアミノ酸、および/または置換もしくは置き換えに適切でない1つもしくは複数のアミノ酸を予測できる。
PlySs2溶解素は、ブドウ球菌、連鎖球菌、リステリアまたは腸球菌細菌を含むグラム陽性細菌の多数の別個の株および種を死滅させる活性および能力を示す。特に、意味のあることに、PlySs2は、黄色ブドウ球菌、特に、抗生物質感受性および別個の抗生物質耐性株の両方を含むブドウ球菌株を死滅させるのに活性である。PlySs2は、連鎖球菌株を死滅させるのにも活性であり、特に、A群およびB群の連鎖球菌株に対する有効な死滅を示す。細菌に対するPlySs2溶解素の能力は、単離された株を使用したin vitroでのlog死滅査定に基づいて、以下の表1に示される。本明細書に提供される感受性細菌は、MIC値を決定および比較するために、本発明の改変されたBMD方法において使用され得る。
用語「含む(comprise)」は一般に、含む(include)の意味で使用され、即ち、1つまたは複数の特色または成分の存在を許容する。
用語「から本質的になる」とは、より大きい産物に共有結合していない、規定された数の残基の産物、特にペプチド配列を指す。しかし、本発明のペプチドの場合、当業者は、ペプチドのN末端またはC末端に対する軽微な改変、例えば、保護基などを付加するための末端の化学的改変、例えば、C末端のアミド化が企図され得ることを理解する。
用語「単離された」とは、本発明の溶解素ポリペプチド(複数可)またはかかるポリペプチドをコードする核酸が本発明に従うという状態を指す。ポリペプチドおよび核酸は、それらが天然に関連する材料、例えば、それらの天然の環境、またはそのような調製がin vitroもしくはin vivoで実施される組換えDNA技術による場合にはそれらが調製される環境(例えば、細胞培養物)において見出される他のポリペプチドまたは核酸を、含まないまたは実質的に含まない。ポリペプチドおよび核酸は、希釈剤またはアジュバントを用いて製剤化され得、さらに実用目的のために単離され得る−例えば、ポリペプチドは通常、ポリマーもしくは粘膜付着剤(mucoadhesive)もしくは他の担体と混合され、または診断もしくは治療に使用される場合、薬学的に許容可能な担体もしくは希釈剤と混合される。
本発明で提供される方法および適用において使用される溶解性酵素(複数可)/ポリペプチド(複数可)を含む治療組成物または医薬組成物は、本明細書の方法において利用され得るまたは本明細書の方法に含まれ得る。治療組成物または医薬組成物は、1種または複数の溶解性ポリペプチド(複数可)を含み得、1種または複数の抗生物質と組み合わせて、任意選択で適切な賦形剤、担体またはビヒクルと組み合わせて、天然、トランケートされた、キメラまたはシャフルされた溶解性酵素を任意選択で含む。本発明は、細菌感染症または関連の状態を含む、グラム陽性細菌の死滅、軽減、除菌、予防または処置における使用のための抗生物質と組み合わせた、PlySs2を含む溶解素の治療組成物または医薬組成物の評価を含む。本発明は、バンコマイシン、リネゾリドまたはダプトマイシンと組み合わせた、PlySs2を含む溶解素の治療組成物または医薬組成物の評価を含む。
治療組成物中に含まれる酵素(複数可)またはポリペプチド(複数可)は、未変更のファージ関連溶解性酵素(複数可)、トランケートされた溶解性ポリペプチド、バリアント溶解性ポリペプチド(複数可)、ならびにキメラおよび/またはシャフルされた溶解性酵素の、1つもしくは複数のまたは任意の組み合わせであり得る。さらに、同じ細菌の処置のために、異なるファージによって遺伝的にコードされる異なる溶解性ポリペプチド(複数可)が使用され得る。これらの溶解性酵素は、「未変更の」溶解性酵素またはポリペプチド、トランケートされた溶解性ポリペプチド(複数可)、バリアント溶解性ポリペプチド(複数可)、ならびにキメラおよびシャフルされた溶解性酵素の任意の組み合わせであってもよい。連鎖球菌、ブドウ球菌、腸球菌およびリステリアを含むグラム陽性細菌に対する治療組成物または医薬組成物中の溶解性酵素(複数可)/ポリペプチド(複数可)は、単独で、もしくは抗生物質と組み合わせて使用され得、または処置すべき他の侵襲性細菌生物が存在する場合、標的化されている他の細菌に特異的な他のファージ関連溶解性酵素と組み合わせて使用され得る。溶解性酵素、トランケートされた酵素、バリアント酵素、キメラ酵素および/またはシャフルされた溶解性酵素は、ホリンタンパク質と組み合わせて使用され得る。ホリンタンパク質の量もまた変動され得る。種々の抗生物質が、任意選択で、酵素(複数可)またはポリペプチド(複数可)と共に、リゾスタフィンの存在ありもしくはなしで、治療組成物中に含まれ得る。1種よりも多い溶解性酵素またはポリペプチドが、治療組成物中に含まれ得る。
医薬組成物は、化学合成またはDNA組換え技術によって産生された、そのアイソザイム、アナログまたはバリアントを含む、1種または複数の変更された溶解性酵素もまた含み得る。特に、変更された溶解性タンパク質は、アミノ酸置換、欠失、トランケーション、キメラ化、シャッフリング、またはそれらの組み合わせによって産生され得る。医薬組成物は、1種または複数の天然溶解性タンパク質および1種または複数のトランケートされた、バリアント、キメラまたはシャフルされた溶解性タンパク質の組み合わせを含有し得る。医薬組成物はまた、1種または複数の補完的薬剤、および薬学的に許容可能な担体または希釈剤の任意選択の添加を伴って、同じまたは異なる細菌種に由来する少なくとも1種の溶解性タンパク質のペプチドまたはペプチド断片を含有し得る。
治療組成物または医薬組成物は、感受性グラム陽性細菌によって引き起こされる病気を処置するために、種々の担体と組み合わせて溶解性ポリペプチド(複数可)を含み得る。担体は、等張性および化学的安定性を増強する物質などの微量の添加剤を適切に含有する。かかる材料は、使用される投薬量および濃度においてレシピエントに対して非毒性であり、これには、緩衝液、例えば、リン酸、クエン酸、コハク酸、酢酸および他の有機酸またはそれらの塩;抗酸化剤、例えば、アスコルビン酸;低分子量(約10残基未満)ポリペプチド、例えば、ポリアルギニンまたはトリペプチド;タンパク質、例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン;親水性ポリマー、例えば、ポリビニルピロリドン;グリシン;アミノ酸、例えば、グルタミン酸、アスパラギン酸、ヒスチジンまたはアルギニン;セルロースもしくはその誘導体、グルコース、マンノース、トレハロースまたはデキストリンを含む、単糖、二糖および他の炭水化物;キレート剤、例えば、EDTA;糖アルコール、例えば、マンニトールまたはソルビトール;対イオン、例えば、ナトリウム;非イオン性界面活性剤、例えば、ポリソルベート、ポロキサマーまたはポリエチレングリコール(PEG);ならびに/あるいは中性塩が含まれる。グリセリンまたはグリセロール(1,2,3−プロパントリオール)は、医薬使用のために市販されている。DMSOは、多くの局所的に適用される薬物の浸透を増強する顕著な能力を有する非プロトン溶媒である。担体ビヒクルは、特に、静脈内溶液が調製される場合、リンゲル溶液、緩衝溶液およびデキストロース溶液もまた含み得る。
溶解性酵素/ポリペプチド(複数可)は、溶解性酵素/ポリペプチド(複数可)の活性を可能にするpHを有する環境中になければならない。安定化緩衝液は、溶解素酵素/ポリペプチド(複数可)の最適な活性を可能にし得る。安定化緩衝液はまた、金属キレート試薬、例えば、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩であり得るまたはそれを含み得、あるいはリン酸もしくはクエン酸−リン酸緩衝液、または別の適切な緩衝液もまた含有し得る。
用語「薬剤」は、ポリペプチド、抗体、ポリヌクレオチド、化学化合物および小分子を含む、任意の分子を意味する。特に、用語薬剤には、試験化合物、添加されたさらなる化合物(複数可)、または溶解素酵素化合物などの化合物が含まれる。
用語「アゴニスト」とは、最も広い意味で、そのリガンドが結合する受容体を刺激するリガンドを指す。
用語「アッセイ」とは、化合物の具体的な特性を測定するために使用される任意のプロセスを意味する。「スクリーニングアッセイ」とは、化合物のコレクションから、それらの活性に基づいて化合物を特徴付けまたは選択するために使用されるプロセスを意味する。
用語「防止すること」または「防止」とは、疾原体に曝露され得る対象、または疾患の発生に先立ってその疾患になる素因がある対象における、疾患または障害を獲得または発症する危険性の低減(即ち、疾患の臨床症状のうち少なくとも1つが発症しないようにすること)を指す。
用語「予防」は、用語「防止」と関連し、この用語中に包含され、疾患を処置または治癒させるのではなく、防止することをその目的とした、手段または手順を指す。予防手段の非限定的な例には、ワクチンの投与;例えば、不動に起因して血栓症の危険性がある入院患者への低分子量ヘパリンの投与;およびマラリアが風土性であるまたはマラリアに接触する危険性が高い地理的領域への訪問に先立つ、クロロキンなどの抗マラリア剤の投与が含まれ得る。
「治療有効量」とは、医師または他の臨床医によって求められる対象の生物学的または医学的応答を惹起する、薬物、化合物、抗菌薬、抗体、ポリペプチドまたは医薬品の量を意味する。特に、グラム陽性細菌感染症およびグラム陽性細菌の発育に関して、用語「有効量」は、殺菌的および/または静菌的効果を有することを含む、グラム陽性細菌の量またはその感染症の程度における生物学的に意味のある減少をもたらす化合物または薬剤の有効量を含む意図である。語句「治療有効量」は、感染性細菌の発育もしくは量、または病理の他の特色、例えば、その存在および活性に伴い得る上昇した熱または白血球数などにおける臨床的に顕著な変化を、少なくとも約30パーセント、より好ましくは少なくとも50パーセント、最も好ましくは少なくとも90パーセント、防止および好ましくは低減させるのに十分な量を意味するために本明細書で使用される。
任意の疾患または感染症の用語「処置すること」または「処置」とは、一実施形態では、疾患または感染症を寛解させること(即ち、疾患、または感染性因子もしくは細菌の発育を停止させること、あるいはその臨床症状のうち少なくとも1つの顕在化、程度または重症度を低減させること)を指す。別の実施形態では、「処置すること」または「処置」とは、対象によって識別可能でない場合がある少なくとも1つの身体的パラメーターを寛解させることを指す。なお別の実施形態では、「処置すること」または「処置」とは、身体的に(例えば、識別可能な症状の安定化)、生理学的に(例えば、身体的パラメーターの安定化)、またはその両方のいずれかで、疾患または感染症をモジュレートすることを指す。さらなる実施形態では、「処置すること」または「処置」は、疾患の進行を遅延させることまたは感染症を低減させることに関する。
用語「グラム陽性細菌」、「グラム陽性細菌」、「グラム陽性」および具体的に列挙されていない任意のバリアントは、本明細書で互換的に使用され得、本出願および特許請求の範囲を通じて使用される場合、公知の、ならびに/あるいは特定の細胞壁および/もしくは細胞膜特徴の存在によって、および/またはグラム染色を用いて染色することによって同定され得る、グラム陽性細菌を指す。グラム陽性細菌は、公知であり、容易に同定され得、リステリア属、ブドウ球菌属、連鎖球菌属、腸球菌属、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属およびクロストリジウム(Clostridium)属から選択され得るがこれらに限定されず、任意のおよび全ての認識されたまたは認識されていないその種または株が含まれる。本発明のある態様では、PlyS溶解素感受性グラム陽性細菌には、リステリア、ブドウ球菌、連鎖球菌および腸球菌のうち1つまたは複数から選択される細菌が含まれる。
グラム陽性細菌は、ポリペプチドおよび多糖を含有する細胞壁によって取り囲まれている。グラム陽性細菌には、アクチノミセス(Actinomyces)属、バチルス属、リステリア属、ラクトコッカス(Lactococcus)属、ブドウ球菌属、連鎖球菌属、腸球菌属、マイコバクテリウム属、コリネバクテリウム属およびクロストリジウム属が含まれるがこれらに限定されない。医学的に関連する種には、化膿性連鎖球菌、肺炎連鎖球菌、黄色ブドウ球菌およびフェカリス菌が含まれる。芽胞形成性であるバチルス種は、炭疽病および胃腸炎を引き起こす。芽胞形成性クロストリジウム種は、ボツリヌス中毒、破傷風、ガス壊疽および偽膜性大腸炎の原因となる。コリネバクテリウム種は、ジフテリアを引き起こし、リステリア種は、髄膜炎を引き起こす。
用語「殺菌的」とは、細菌細胞を死滅させることが可能であることを指す。
用語「静菌的」とは、発育中の細菌細胞を阻止することを含め、細菌発育を阻止することが可能であることを指す。
語句「薬学的に許容可能な」とは、生理学的に忍容され、典型的には、ヒトに投与した場合にアレルギーまたは類似の望ましくない反応、例えば、胃の不調、眩暈などを生じない、分子実体および組成物を指す。
用語「還元剤」は、別の物質に還元を受けさせ、プロセスにおいて酸化される物質を指し、それを含む。還元剤は、酵素またはタンパク質を還元状態に維持し、その酸化を防止するように機能し得る。ある態様では、還元剤は、一定期間にわたるまたは異なる条件下での貯蔵を伴う場合を含め、ポリペプチドまたは酵素の安定性を維持する。
当業者は、確立または認識された還元剤、特に、臨床アッセイを含むアッセイにおいて使用されるもの、およびかかるアッセイにおける使用のために許容されるものを承知している。還元剤の例には、ジチオスレイトール(DTT)、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)、水素化アルミニウムリチウム(LiAlH)、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)、ジボラン、βメルカプトエタノール(BME)および水素化ジイソブチルアルミニウム(DIBAL−H)が含まれる。
本発明の方法およびアッセイにおける使用および適用に適切なブロスまたは培地に、当業者に受容され当業者に公知の、細菌の発育および維持のためのブロスもしくは培地、または広範な種々の微生物の培養において使用され得る任意のかかる一般的な目的の培地が含まれ、本明細書で利用および/または記載されるブロスまたは培地が含まれるがこれらに限定されない。例示的なブロスまたは培地に、抗菌薬感受性試験のための定量的手順に適切なカチオン調整されたブロスが含まれる。
本発明は、本発明の例示として提供される以下の非限定的な例を参照して、よりよく理解され得る。以下の例は、本発明の好ましい実施形態をより完全に説明するために提示されているが、本発明の広い範囲を限定するとは決して解釈すべきではない。
例1
溶解素は、従来の抗生物質に対する新規代替法を提供する抗菌酵素である。溶解素は、バクテリオファージによってコードされ、自然の状況において細菌を死滅させるために使用されるタンパク質である。生物圏中には、約1031のファージが存在し、ファージは、1日に全ての細菌のうちおよそ3分の1を死滅させ、溶解素タンパク質ファミリーは、宿主細菌を死滅させるための主要な手段である(Hatful GF (2015) J Virol 89(16):8107〜8110)(非特許文献31)。精製された溶解素は、「外からの溶菌(lysis from without)」と呼ばれる現象を示し(Fischetti VA ら (20016) Nature Biotechnology 24:1508〜1511(非特許文献32))、合成組換え製造のために修正可能である。精製された溶解素は、細胞壁加水分解を介して、接触すると強力な溶菌効果を示す。溶解素ポリペプチドは、典型的には、20〜30kDaのタンパク質である。
PlySs2溶解素(CF−301としても示される)は、米国においてヒト臨床試験に進んだ最初で唯一の溶解素を示す。CF−301は、黄色ブドウ球菌菌血症に対してFDAによってファーストトラックステータスが与えられ、第I相は2015年に完了した。PlySs2は、ブタにおけるブタ連鎖球菌によって保有されるプロファージに元々由来した。PlySs2溶解素は、黄色ブドウ球菌の抗生物質耐性株、例えば、メチシリンおよびバンコマイシン耐性および感受性株(MRSA、MSSA、VRSA、VISA)、ダプトマイシン耐性黄色ブドウ球菌(DRSA)ならびにリネゾリド耐性黄色ブドウ球菌(LRSA)を含む、臨床的に重要なグラム陽性細菌の種々の株を死滅させることが実証されている。PlySs2は、比較的広いが規定された種死滅活性を有するという点で独自の溶解素であり、天然の腸内フローラ中の細菌に対して不活性でありながら、細菌、特に、ブドウ球菌、連鎖球菌、腸球菌およびリステリア細菌株を含むグラム陽性細菌の複数の種を死滅させることができる。
臨床グレードのPlySs2/CF−301は、大腸菌において組換え産生されており、広いpH(pH6〜9.7)および温度(16〜55℃)範囲にわたって活性である(Gilmerら (2013) Antimicrob Agents Chemother 57:2743〜2750(非特許文献15);Scuchら (2014) J Infect Dis 209:1469〜78(非特許文献33))。これは、血液、血清、血漿、唾液、滑液、肺サーファクタントおよび気管支肺胞洗浄液を含む種々のヒトマトリックスにおいて活性である。PlySs2(CF−301)のアミノ酸配列および構造は、図1に提供される。
PlySs2(CF−301)は、黄色ブドウ球菌を含む感受性細菌の細胞壁を標的化する。これは、細胞壁ペプチドグリカン中のD−Ala−L−Gly結合を標的化し、細胞壁のD−アラニン(ステムペプチド)とL−グリシン(架橋)との間を切断する、システイン−ヒスチジンアミノペプチダーゼである(図2)。細菌溶解は迅速である(図2C)。CF−301は、規定された種特異性を有し、メチシリン、バンコマイシン、ダプトマイシン、リネゾリド抗生物質に対して耐性の細菌である、MSSA、MRSA、VRSA、DRSAおよびLRSAを含む抗生物質耐性細菌を死滅させる(Schich Rら (2014) J Infect Dis 209:1469〜1478)(非特許文献33)。死滅は迅速かつ強力であり、溶解性ペプチドに対する低い耐性プロファイルが見られる。CF−301は、バイオフィルムを根絶し、持続性細菌(persistant pacteria)を死滅させる。抗生物質との相乗作用が観察されている。
臨床試験設定に含まれる細菌に対する溶解性ポリペプチドの効果の、再現性があり一貫した評価を提供するために、本発明者らは、Clinical and Laboratory Standards Institute(CLSI)の文書M07−A9(Methods for dilutional antimicrobial sensitivity tests for bacteria that grow aerobically. 第32巻 (Wayne [PA]: Clinical and Laboratory Standards Institute [US]、2012(非特許文献34))に記載されるような標準に従って、種々の方法を評価し、BMD方法の変更である微量液体希釈(BMD)法を開発した。
本発明者らは、以下の3つの主要な問題を含む、特にPlySs2(CF−301)を含む溶解性ポリペプチドのMIC決定における問題をなくすために、標準的なCLSI方法論を改変すべきであることを見出した:1)トレーリング効果;2)ヒト血液、血清または血漿における感受性発見からの別個の断絶;および3)凍結薬物希釈パネルにおける酵素活性の喪失。広範なアッセイ開発の後、正確で再現性がありロバストな感受性試験を提供する、改変されたBMD方法が開発された。この新たな方法は、CLSI標準を可能な限り厳密に遵守し、慣用的な臨床実験室における使用のために最適化される。
例えばPlySs2(CF−301)でありこれを含む溶解性ポリペプチドは、感受性試験に課題を提示している。PlySs2/CF−301は、物理的特徴、作用様式および代謝に関して抗生物質とは別個の、大きい溶菌酵素である。いくつかの因子が、正確な感受性試験を妨げ得る:化合物のサイズ(26kDa)および電荷(9.2のpI)は、固体表面上での拡散を制限する;チオール基(活性部位システイン)は、酸化および不活性化され得る(MHB中での半減期は、約5時間である);正味の正の荷電は、ポリスチレン表面への「固着」を媒介する(ポリプロピレンにはそれほどではない);微量液体希釈(BMD)を使用した、黄色ブドウ球菌株の約70%についてのトレーリング(またはイーグル)効果;CA−MHB(64μg/mlのMIC90)とヒト血液/血清/血漿(MIC90=1μg/ml)との間のMIC断絶。従って、代替的なBMD方法が、例えばPlySs2/CF−301でありこれを含む溶解性ポリペプチドについての正確な感受性試験を可能にするために求められた。
標準的なCLSI BMDアッセイにおけるトレーリングおよび血液効果の問題点の例を、図3に示す。黄色ブドウ球菌ATCC 700699の標準的なBMD分析を、CA−MHB(図3A)およびヒト血液マトリックス(図3B)において実施した。トレーリングまたはイーグル効果は、標準的なブロスであるミューラー・ヒントンブロスII(MHBII)における正確なMIC決定を曖昧にすることが見出された(図3A)。これらの標準的な条件下でのMIC値は64μg/mlであるが、最大で512μg/mlのトレーリングおよびイーグル効果が観察された。CF−301は、MHBII中よりも、ヒト血液、血漿および血清中ではるかに強力であることが見出された(図3B)。ヒト血液中でのMIC値は、1μg/mlである。従って、MHBIIは、感受性試験にとって十分でないこと、および標準的な微量液体希釈試験に対する補充物または改変は、ヒトマトリックス中でのMIC値と類似のMIC値の達成を補助し得ることが実証された。
2つの改変されたBMD方法が、PlySs2/CF−301を試験するために当初開発された。第1の方法では、主要な改変は、ポリプロピレンプレートを使用し、MHBIIに1mM DTTを補充したことであった。DTT(DL−ジチオスレイトール)は、酵素を還元状態で維持するために使用される一般的な分子生物学の試薬である。この暫定的な方法を使用して、223の現代の臨床MSSAおよびMRSA株を試験したところ、MIC90=8μg/ml(範囲=1〜16μg/ml)が決定された。この手順は、ポリプロピレンの使用、ヒト血液MIC値からの残存する断絶、および凍結パネルに関する問題に起因して、暫定的であった。
次の方法を決定するために、優れた方法、ポリスチレンプレートおよびCA−MHBを利用した。30の黄色ブドウ球菌株のパネルを、ヒト血液様活性を支持し、凍結パネルの使用を可能にする能力について、多数の手順上のバリエーションおよび補充物(AST性能に影響を与えることが公知)を使用してスクリーニングした。以下を評価した:
異なる動物血清(5〜50%)−イヌ、ウサギ、ウマ、マウス血清
溶血(Laked)ウマ血液(1〜5%)
DTT(0.05〜5mM)
動物血清(5〜50%)+DTT(0.5mM)
Tween 80(0.002%)
BSA(0.05〜0.5%)
NaCl(1〜5%)
BSA 0.1%、NaCl 2%、200rpmで撹拌
BSA 0.1%、NaCl 2%
CaCl(50μg/mlまで)
MgCl(50μg/mlまで)
CaCl(50μg/mlまで)+MgCl(50μg/mlまで)
TCEP(0.01〜5mM)
種々のブロスおよび培地−LB、TSB、BHI、1/4MHB、1/2MHB
pH、接種材料および大気のバリエーション
手順上のバリエーションからの結果を、表2中で以下に提供する。
上記評価に基づいて、新たなBMD方法のための補充物を決定した。ヒト血清様レベルの活性を可能にし、凍結溶解素ポリペプチド(CF−301)希釈パネルの使用を可能にする、ウマ血清および還元剤(DTT)を利用した。特に、25%ウマ血清および0.5mM DTTを、満足のいくMIC結果のために補充した。30の黄色ブドウ球菌株のセットに対する関連する感受性試験結果を、図4に作表する。凍結−解凍のために、−70℃で24時間凍結させた示された培地においてCF−301について標準的な2倍希釈スキームを利用し、その後、解凍し、細菌を添加し、MICを決定した。利用したBMD方法論を、以下に提供される手順においてさらに詳述する。
ウマ血清/DTT法を検証するために、種々のBMD条件および供給源を使用する、新鮮なおよび解凍したCF−301希釈パネルを、25の黄色ブドウ球菌株に対して査定した。条件および供給源の改変は、以下の通りであった:
2人の異なる個人が実施した連続5日間の分析
ウマ血清の種々の供給源(Sigma、Corning、Gibco、BioreclamationIVT、Mediatech、RAMBIO、ATCC、Central Biomedia、Lampire)
粉末CA−MHB/MHB II(BDおよびSigma)および予め作製された液体MHB II(BDおよびTeknova)の各々の種々の供給源
DTTの複数の供給源(Sigma(液体、粉末)、G−Biosciences)
周囲空気中で30〜37℃の発育温度、5%CO2中37℃、最大で200rpmのプレート撹拌
7.4±0.6の最終/最適な培地pH範囲を決定した。
5×10±1−log10の最終/最適な接種材料(CFU/ml)範囲
供給源および条件評価の一部の例示的な結果を、表3、4および5中で以下に提供する。ウマ血清の14の異なる供給源を使用する、連続5日間の黄色ブドウ球菌ATCC 29213およびフェカリス菌ATCC 29212のBMD分析を比較する研究を、図5に提供する。
試験した全ての改変は、0.5/1μg/ml(範囲=0.25〜2)のMIC50/90からの≦2倍の相違を生じた。また、−80℃でのCF−301パネルの延長されたインキュベーションは、有意な影響を有さなかった(現在のところ最大で365日間アッセイした)(表6)。凍結試料の活性の時間経過を、図6に提供する。
MHBII単独を使用する、100%ウマ血清単独を使用する、ならびにウマ血清およびDTTを補充したBHBII中でのMICアッセイを、異なる条件下でMRSA株ATCC 29213を使用して実施した(図7)。MHBII単独は、僅かなトレーリング効果を伴って、16μg/mlのMICを与えた。100%ヒト血清中でのBMDアッセイは、MIC=1μg/mlを与え、25%ウマ血清、0.5mM DTTを補充したMHBII中では、MICは、0.5μg/mlのMICで、ヒト血清のものと近かった。
0.25%ウマ血清および0.5mM DTTを補充したCA−MHBにおいて新たな方法を使用して黄色ブドウ球菌ATCC 70069を分析する類似のMICアッセイは、ヒト血清のものを模倣する、トレーリングまたはイーグル効果のないことおよび1μg/mlのMICを示した(図8)。
25%ウマ血清、0.5mM DTTを補充したMHBIIを使用するBMD方法をさらに評価するために、MSSAおよびMRSA臨床単離体の大きいセットを評価し、MIC決定について100%ヒト血清と比較した。この分析を、表皮ブドウ球菌、化膿性連鎖球菌、ストレプトコッカス・アガラクチア、肺炎連鎖球菌およびフェカリス菌を含む、PlySs2溶解素(CF−301)に対して感受性であることが以前に実証された種々のグラム陽性病原体(Schichら (2014) J Infect Dis 209:1469〜1478)(非特許文献33)にも拡張した。結果を図9に示す。新たな方法論を使用した場合、CF−301は、活性のそのスペクトルを維持する。
標準的な抗生物質バンコマイシンを、改変されたBMD方法で評価した。MIC50、MIC90および範囲は、標準的なCA−MHB対ウマ血清およびDTTを補充したCA−MHBを使用して等価であった(図10)。
新たなBMD方法をさらに評価するための試みにおいて、他者による結果の繰り返し性を確認するために、本発明者らの実験室および補助的な場所であるClinical Microbiology Institute(CMI;Wilsonville、OR)を含む別個の試験場所で、分析を実施した。査定に使用したQC株は、黄色ブドウ球菌ATCC 29213およびフェカリス菌ATCC 29212を含んだ。25%ウマ血清および0.5mM DTTを含むMHB IIを使用するBMD分析を、黄色ブドウ球菌ATCC 29213およびフェカリス菌ATCC 29212を用いて、5日間にわたって実施した(図11)。株1つ当たり5つの複製を、5日連続する日に分析した。このアッセイは、連続5日間にわたって、複数の実験室間で繰り返し可能であった。
変動する量の血清および還元剤補充物を評価する範囲発見実験を実施した。12.5%から30%の間のウマ血清を評価し、0mMから1mMの間のDTT補充物を評価した結果を、図12に示す。条件は、ヒト血清様活性を模倣する能力に基づいた。血清アッセイでは、各条件は、30の黄色ブドウ球菌株の同じセットを使用した。DTTアッセイでは、単一の黄色ブドウ球菌株を、様々な条件に使用した。品質を査定し、それを示す。20%〜30%のウマ血清補充物レベルが適切であった。12.5%のウマ血清は、不満足な結果を与えた。DTTは、0.25mMから1mMの間で適切であり、トレーリング効果または高いMICまたは0.25mM以下のDTTでは凍結できないことに起因して、0.5mMから1mMの間が最も理想的であった。これらの研究は、代替的還元剤TCEPを用いても実施され、DTTと類似の結果を与えた。
まとめると、溶解性ポリペプチド、例えばおよび特にPlySs2(CF−301)の正確なin vitro BMD試験は、2種の補充物を必要とする:血清および還元剤。本発明の場合、補充物として種々の供給源からのウマ血清およびDTTを用いたBMD評価は、種々の黄色ブドウ球菌株およびフェカリス菌を含む細菌の多数の株にわたって、正確な結果を提供する。添加された哺乳動物血清、特にウマ血清は、トレーリング効果を除去し、ヒト血液、血清または血漿において観察された活性と同等な活性の定量化を可能にする。還元剤、例えば特にDTTの添加は、溶解素を安定化し、酸化を防止するように機能し、凍結溶解性ポリペプチド希釈パネルの使用を可能にする。本発明の改変されたBMD方法は、正確で繰り返し可能であり、ロバストである。
改変されたBMDアッセイのための詳細な例示的な方法および手順は、以下により詳細に記載される。
微量液体希釈手順:
ブロス−微量希釈感受性試験を実施するための一般的手順が、このセクションに提供される。この手順は、CLSI方法論(文書M07−A9、2015)のバリエーションであり、高度に荷電した抗菌ペプチドのMICを試験するための、Wiegandら、2008(非特許文献35)(付録D、セクションD1を参照のこと)によって記載された方法に基づく。
分析のための希釈された溶解性ポリペプチドの調製:溶解性ポリペプチド(PlySs2)を、デモ緩衝液中10.74mg/mlの濃度で懸濁される凍結ストック溶液として提供する。デモ緩衝液は、7.22のpHの、リン酸一ナトリウム二水和物(7.67mM)、リン酸二ナトリウム二水和物(7.33mM)および塩化ナトリウム(150mM)である。PlySS2希釈を確立するために、利用した希釈剤は、25%ウマ血清および0.5mM DTTを補充したMHB IIであった。各株または単離体を、1プレート当たり2つの株または単離体で、三連で試験する。
1.24℃の水浴中で5分間の懸濁によって、凍結溶解素ポリペプチド(例えば、CF−301)ストック溶液を解凍する。解凍した試料を、使用まで、氷上で30分以下で貯蔵する。未使用のポリペプチド(CF−301)を廃棄する。
2.アッセイに必要な所望の2倍溶解素ポリペプチド(例えば、CF−301)希釈範囲を決定する。ほとんどの黄色ブドウ球菌株について、この範囲は、8または16μg/mlの所望の最終濃度で開始する。一部のバンコマイシン中等度耐性黄色ブドウ球菌株について、この範囲は、512μg/mlで開始する。
3.各希釈について所望の最終濃度の2倍で溶解素ポリペプチド(例えば、CF−301)マスター希釈ストックを調製し、カラム1〜10の適切なウェルに0.05mlを満たす。0.1mlのブロスを、無菌性対照として機能するようにカラム12のウェル中にピペッティングし、0.05mlを、発育対照として機能するようにカラム11のウェル中にピペッティングする。
接種材料の調製および接種:感受性試験のために接種材料密度を標準化するために、マクファーランド等量濁度標準(Equivalence Turbidity Standard)(Remel、カタログ番号R20421)を利用した。試験の各日に、品質制御株、例として、以下の品質制御株を利用した:黄色ブドウ球菌ATCC 29213(CFS−581)、黄色ブドウ球菌ATCC 43300(CFS−553)およびフェカリス菌ATCC 29212(CFS−806)。
1.18〜24時間の血液寒天プレートから選択される単離されたコロニーの直接的ブロス懸濁を行うことによって、接種材料を調製する。ブロス懸濁は、BBL(商標)ミューラー・ヒントンブロス、2mlチューブ(BD Diagnostic Systems、カタログ番号296164)中で実施され得る。
2.Grant InstrumentsのDEN−1デンシトメーターを使用して、0.5マクファーランド標準と等価な濁度を達成するように懸濁物を調整する。
3.調製の15分以内に、調整された接種材料をブロス中に希釈し、そうして、接種の後、各ウェルは、およそ5×10CFU/mlの最終濃度を含む。カラム1〜11の各ウェルについての接種材料体積は0.05mlになるので、0.5マクファーランドの懸濁物は、1×10CFU/mlにするために1:100に希釈すべきである。0.05mlのこの懸濁物をマイクロタイタープレートウェル(既に0.05mlを含有している)中に接種する場合、細菌の最終試験濃度は、およそ5×10CFU/mlである。
4.接種材料を上記のように標準化した後15分以内に、カラム1〜11の各ウェルに、0.05mlを接種する。各ウェルの最終体積は、ここで0.1mlである。
5.同時インキュベーションのために血液寒天プレート上にアリコートを継代培養することによって、接種材料懸濁物の純度チェックを実施する。
インキュベーション:接種したトレイを、接種材料の添加の15分以内に、周囲空気インキュベーター中で37℃で16〜18時間インキュベートする。4枚よりも高くプレートを積み重ねないことが推奨される。
MICエンドポイントを決定する:
1.CF−301を含有するウェルにおける発育の量を、発育対照ウェルにおける発育の量と比較する。試験が有効であるとみなされるには、許容可能な発育が発育対照ウェル中で起きることが必要である。目視でMIC値を決定する。
2.独立した記録として、Molecular Devices SpectraMax M3プレートリーダーで決定した各トレイのウェルについてのOD600値を読み取り、保存する。
培地および補充物
補充物
粉末からのDL−ジチオスレイトール(DTT)ストック溶液(1M)
1.1.5gのDTTを1ml HO(UltraPure DNase/RNaseフリー蒸留水)中に溶解させる
2.体積を蒸留水で10mlにし、0.22μmフィルターを通過させることによって滅菌する
3.使用の当日に調製する(貯蔵および再使用しない)
DL−ジチオスレイトール(DTT)溶液(HO中1M)
1.ガラスバイアルを無菌的に開封し、適切な量を分配する
2.使用の当日に調製する(貯蔵および再使用しない)
ウマ血清(100%)
1.4℃で一晩または24℃で1時間を超えるインキュベーションのいずれかによって、凍結ウマ血清を解凍する
2.オートクレーブして冷却したMHB IIブロスに、適切な量の血清を無菌的に添加する
3.50mlアリコートで−20℃で凍結貯蔵する
寒天培地
5%ヒツジ血液を含むトリプシンダイズ寒天
市販の供給源から、予め作製されたトリプシン・ダイズ寒天プレート(5%ヒツジ血液を補充した)を得る
ブロス培地
カチオン調整されたミューラー・ヒントンブロス
市販の供給源から、脱水ミューラー・ヒントンIIブロス(カチオン調整された)を得る。
この形態は、20〜25mgのCa2+/Lおよび10〜12.5mgのMg2+/Lを含有しなければならない。
1.製造業者の推奨に正確に従って、MHB IIを調製し、オートクレーブし、1時間かけて55℃まで冷却し、0.22μmメンブレンを通過させることによって濾過滅菌し、2〜8℃で一晩冷やす。
2.pHをチェックする。最終pHは、7.2〜7.4でなければならない。
3.1週間以下にわたって、光から保護して2〜8℃で貯蔵する。
25%ウマ血清および0.5mM DTTを含む、カチオン調整されたミューラー・ヒントンブロス
1.セクションB3.1に記載されるように、カチオン調整されたミューラー・ヒントンブロスを調製する。
2.ブロスを2〜8℃で一晩冷やした後、必要とされる各100mlのために、25mlのウマ血液を75mlのブロスに添加する。ウマ血液の調製についてはセクションB1.2を参照のこと。
3.穏やかに旋回させて混合する。
4.混合した後、必要とされる各100mlのブロス+25%ウマ血清のために、0.05mlの1M DTTストック溶液を添加する。DTTの供給源に依存して、調製についてセクションB1.1またはB1.2を参照のこと。
5.最終pHは、7.4でなければならない。
6.使用の当日にのみ新鮮な培地を調製する。培地は貯蔵および再使用しない。
試薬および機器
細菌発育培地
BBL(商標)ミューラー・ヒントンIIブロス、カチオン調整、オートクレーブによって滅菌済み(BD Diagnostics、カタログ番号212322、ロット番号5257869、有効期限2019年5月31日)
ミューラー・ヒントンブロス2、カチオン調整、オートクレーブによって滅菌済み(Sigma−Aldrich、カタログ番号90922、ロット番号BCBR3303V、有効期限2020年11月)
BBL(商標)ミューラー・ヒントンIIブロス、カチオン調整、400ml、無菌(BD Diagnostics、カタログ番号297963、ロット番号6014547、有効期限2017年1月12日)
ミューラー・ヒントンIIブロス、カチオン調整、1000mL、無菌(Teknova、カタログ番号M5860、ロット番号M586012B1601、有効期限2016年12月9日)
Trypticase(商標)ダイズ寒天プレート、5%ヒツジ血液を含む(TSA II)(BD Diagnostics、カタログ番号221239、ロット番号6049996、有効期限2016年6月10日)
動物およびヒト血液製剤
ウマ血清、ドナー群、濾過滅菌済み(Sigma−Aldrich、カタログ番号H1270、ロット番号15G382、有効期限2016年6月、−20℃で凍結貯蔵)
ウマ血清、濾過滅菌済み(BioreclamationIVT、カタログ番号HSESRM、ロット番号HSE1225、有効期限2016年10月、−20℃で凍結貯蔵)
ウマ血清、ニュージーランド起源、ドナー群、濾過滅菌済み(Gibco、カタログ番号16050−122、ロット番号1671315、有効期限2019年2月、−20℃で凍結貯蔵)
ドナーウマ血清、米国から調達、濾過滅菌済み(Corning、カタログ番号35−030−CV、ロット番号35030105、有効期限2018年7月、−20℃で凍結貯蔵)
ドナーウマ血清、米国から調達、濾過滅菌済み(Sigma−Aldrich、カタログ番号12449C、ロット番号14A277、2018年2月28日、−20℃で凍結貯蔵)
ヒト雄性AB血漿由来のヒト血清、米国起源、濾過滅菌済み(Sigma−Aldrich、カタログ番号SLBN4664V、有効期限2018年4月、−20℃で凍結貯蔵)
プールされた正常ヒト雄性AB血清、濾過滅菌済み(Innovative Research Inc.、カタログ番号IPLA−SERAB、ロット番号19799、−20℃で凍結貯蔵)
プールされた正常ヒト雄性血漿、クエン酸NA抗凝固剤、濾過滅菌済み(Innovative Research Inc.、カタログ番号IPLA−N、ロット番号18944、−20℃で凍結貯蔵)
ウサギ血清、米国起源、濾過滅菌済み(Sigma−Aldrich、カタログ番号R7136、ロット番号13E108、有効期限2017年5月、−20℃で凍結貯蔵)
イノベーティブグレードの米国起源ビーグル血清(Innovative Research Inc.、カタログ番号IBG−SER、ロット番号17654、有効期限2018年6月、−20℃で貯蔵)
Remel(商標)溶血ウマ血液(Thermo Scientific、カタログ番号R54072、−20℃で凍結貯蔵)
化学試薬
DL−ジチオスレイトール溶液、HO中1M(Sigma−Aldrich、カタログ番号646563−10X.5ML、ロット番号MKBW5575V、24℃で未開封貯蔵)
DL−ジチオスレイトールBioUltra、分子生物学用、≧99.5%(RT)(Sigma−Aldrich、カタログ番号43815−25G、ロット番号BCBBD7009V、2〜8℃で貯蔵)
DL−ジチオスレイトール(G−Biosciences、カタログ番号RC−046、ロット番号151106、2〜8℃で貯蔵)
トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩溶液、0.5M、pH7.0(Sigma−Aldrich、カタログ番号646547−10X1ML、ロット番号MKBW8503V、24℃で未開封貯蔵)
TWEEN(登録商標)80(Sigma−Aldrich、カタログ番号P4780−100ML、ロット番号MKBW2896V、24℃で貯蔵)
塩化ナトリウム(NaCl)(Fisher BioReagents、カタログ番号BP358−10、ロット番号150661、24℃で貯蔵)
塩化カルシウム(Fisher Bioreagents、カタログ番号C77−212、ロット番号110651、24℃で貯蔵)
塩化マグネシウム、無水物、≧98%(Sigma−Aldrich、カタログ番号M8266−100G、ロット番号120M0094V、24℃で貯蔵)
ウシ血清アルブミン、凍結乾燥粉末、≧96%(Sigma−Aldrich、カタログ番号A2153、ロット番号SLBL5462V、2〜8℃で貯蔵)
供給品および機器
Falcon(登録商標)96ウェル細胞培養プレート、ポリスチレン、無菌、u底、低蒸発蓋(Corning、カタログ番号351177、ロット番号6026023)
BBL(商標)ミューラー・ヒントンブロス、2mlチューブ(BD Diagnostic Systems、カタログ番号296164、ロット番号6054984)
DEN−1ベンチトップデンシトメーター(Grant Biosciences、カタログ番号DEN−1、ロット番号050102−1111−0426)
SpectraMax M3マルチモードマイクロプレートリーダー(Molecular Devices Inc.)
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本発明は、その趣旨または本質的特徴から逸脱することなしに、他の形態で具体化され得、または他の方法で実施され得る。従って、本開示は、全ての態様において、添付の特許請求の範囲によって示される本発明の範囲を例示するが限定的ではないとみなされるべきであり、同等性の意味および範囲内に入る全ての変化は、本発明に包含される意図である。
種々の参考文献が、本明細書を通じて引用され、それらは各々、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (15)

  1. 動物血清および還元剤を補充したブロス中で抗細菌ペプチドを評価することを含む、グラム陽性細菌の微量液体希釈(BMD)感受性試験のための方法。
  2. ブロスに、10%動物血清から50%動物血清の間の濃度で動物血清が補充される、請求項1に記載の方法。
  3. ブロスに、10%動物血清から30%動物血清の間の濃度で動物血清が補充される、請求項1に記載の方法。
  4. ブロスに、15%動物血清から30%動物血清の間の濃度で動物血清が補充される、請求項1に記載の方法。
  5. ブロスに、20%動物血清から30%動物血清の間の濃度で動物血清が補充される、請求項1に記載の方法。
  6. ブロスに、20%ウマ血清から30%ウマ血清の間の濃度でウマ血清が補充される、請求項1に記載の方法。
  7. ブロスが、カチオン調整されたブロスである、請求項1に記載の方法。
  8. ブロスが、ミューラー・ヒントンブロス(MHB)である、請求項1に記載の方法。
  9. 還元剤が、ジチオスレイトール(DTT)およびトリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP)から選択される、請求項1に記載の方法。
  10. 還元剤の量が、0.1mMから1mMの間である、請求項1に記載の方法。
  11. 還元剤の量が、0.25mMから1mMの間である、請求項1に記載の方法。
  12. 抗細菌ペプチドが溶解素ポリペプチドである、請求項1に記載の方法。
  13. 溶解素ポリペプチドが、グラム陽性細菌を死滅させるのに有効なPlySs2(CF−301)またはそのバリアントもしくは誘導体である、請求項1に記載の方法。
  14. 溶解素ポリペプチドである抗細菌ペプチドを含み、1種または複数の抗細菌剤をさらに含む組成物を評価するための、請求項1に記載の方法。
  15. 1種または複数の抗細菌剤が抗生物質である、請求項14に記載の方法。
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