JP2019516771A - 間葉系幹細胞およびその一部の使用 - Google Patents

間葉系幹細胞およびその一部の使用 Download PDF

Info

Publication number
JP2019516771A
JP2019516771A JP2018562004A JP2018562004A JP2019516771A JP 2019516771 A JP2019516771 A JP 2019516771A JP 2018562004 A JP2018562004 A JP 2018562004A JP 2018562004 A JP2018562004 A JP 2018562004A JP 2019516771 A JP2019516771 A JP 2019516771A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
mesenchymal stem
stem cells
mscs
immunomodulatory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018562004A
Other languages
English (en)
Inventor
ジェイ ホーフデュイジェン、マーティン
ジェイ ホーフデュイジェン、マーティン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erasmus University Medical Center
Original Assignee
Erasmus University Medical Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erasmus University Medical Center filed Critical Erasmus University Medical Center
Publication of JP2019516771A publication Critical patent/JP2019516771A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602Vertebrate cells
    • C12N5/0652Cells of skeletal and connective tissues; Mesenchyme
    • C12N5/0662Stem cells
    • C12N5/0667Adipose-derived stem cells [ADSC]; Adipose stromal stem cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/28Bone marrow; Haematopoietic stem cells; Mesenchymal stem cells of any origin, e.g. adipose-derived stem cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02Immunomodulators
    • A61P37/06Immunosuppressants, e.g. drugs for graft rejection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K2035/122Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells for inducing tolerance or supression of immune responses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2501/00Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
    • C12N2501/20Cytokines; Chemokines
    • C12N2501/24Interferons [IFN]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本発明は、間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含む溶解された間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子およびその医薬としての使用に関する。前記医薬は、好ましくは、急性および慢性炎症性疾患ならびに自己免疫疾患の治療のためのものである。本発明はさらに、医薬としての使用のための、免疫調節性粒子を含む医薬組成物、および不活性化された間葉系幹細胞またはその一部に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、間葉系幹細胞およびその一部、ならびに免疫調節療法におけるそれらの使用に関する。
多能性間葉系幹細胞(MSC)は大部分の成人のヒト組織に存在し、脂肪組織および骨髄から容易に得ることができる。MSCは、プラスチック接着様式で増殖する能力を特徴とし、骨細胞、脂肪細胞、筋細胞および軟骨細胞に分化する能力を有する(非特許文献1)。さらに、MSCは、例えば、自己免疫疾患、移植片対宿主病(GvHD)および同種移植片拒絶などの実験的炎症性疾患モデルにおいて示されるような免疫抑制特性を有する(非特許文献2−9)。これらのモデルから得られた有望な結果は、GvHD、クローン病、真性糖尿病、全身性エリテマトーデス(SLE)および同種移植拒絶の予防を含むさまざまな免疫障害に対する臨床試験におけるMSC療法の調査をもたらした(非特許文献10−14)。
いくつかのランダム化臨床試験はMSC治療の正の効果を記述しているが、他の研究はMSC治療後の疾患症状の改善を示さない(非特許文献15)。MSC療法の不明瞭な有効性は、インビボ投与後のMSCによる免疫調節の機構の理解不足への負債であり、それは、MSC療法の合理的なタイミングおよび投薬を妨げ、潜在的にMSC療法の恩恵を受ける可能性のある状態とそれが不可能な状態との間の区別を妨げる。
インビトロ研究は、炎症性環境の影響下で、TGF−β、プロスタグランジンE2(PGE2)およびインドールアミン2,3ジオキシゲナーゼ(IDO)などの可溶性機構を介して、免疫細胞の増殖を阻害することを示している(非特許文献16−23)。さらに、MSCの免疫調節因子は、原形質膜、小胞体または生存するMSCのエンドソームから放出されるエキソソームおよび微小胞のような小さな細胞外小胞が豊富である可能性が報告されている(非特許文献24)。これらの知見は、近年の特許出願(特許文献1(PCT/IT2012/000232))において確認されたようであり、それは、生存する間葉系幹細胞から単離された微小胞が、炎症および免疫病態の治療のための免疫抑制剤として使用できると報告している。前記微小胞は、複数の免疫細胞型の機能を調節することが見出された(非特許文献25)。これらの結果は、MSCの免疫調節効果が、生存するMSCによって活発に放出される微小胞によって媒介され得ることを示唆している。
従って、MSCの治療的免疫調節効果は、それらの分泌源を介して媒介されることが提案されている(非特許文献26)。しかし、MSCの分泌細胞がインビボ投与後の免疫調節効果の原因であるという明白な証拠はない。MSCは、静脈内(iv)投与後に肺の小毛細血管に取り込まれ、大部分のMSCは、注入後24時間以内に死滅する(非特許文献27−28)。これは、MSCが静脈内投与後も十分に長く生存して、炎症状態によって活性化され、その分泌物を介してその治療効果を発揮するか、またはそれらが肺毛細血管を脱出して炎症部位に移動し得るかどうかを決定する。
MSCは、標的細胞に対して直接の免疫調節効果を有するのではなく、レシピエント細胞の活性化を介して注入後にその効果の少なくともいくつかを発揮することが明らかになった。例えば、心筋梗塞修復に対するMSCの保護効果は、早期マクロファージ枯渇が部分的にMSCの治療効果を低減させたので、修復性M2マクロファージの調節によって部分的に媒介されることが示されている(非特許文献29)。近年、MSCの注入は、その後の免疫抑制のイニシエーターであり得る軽度の全身性炎症応答を引き起こすことが実証された(非特許文献30)。分泌細胞がこの炎症性応答を達成するために必要とされるか否かは現在知られていない。
国際公開第2013/014691号
Pittenger et al.,1999.Science 284:143−147 Gonzalez et al.,2009.Gastroenterology 136:978−989 Constantin et al.,2009.Stem Cells 27:2624−2635 Popp et al.,2008.Transpl Immunol 20:55−60 Roemeling−van Rhijn et al.,2013.J Stem Cell Res Ther Suppl 6:20780 Gonzalez−Rey et al.,2009.Gut 58:929−939 Augello et al.,2007.Arthritis Rheum 56:1175−1186 Tobin et al.,2013.Clin Exp Immunol 172:333−348 Joo et al.,2010.Cytotherapy 12:361−370 Le Blanc et al.,2008.Lancet 371:1579−86 Bernardo et al.,2011.Bone Marrow Transplant 46:200−207 Hu et al.,2013.Endocr J 60:347−357 Forbes et al.,2014.Clin Gastroenterol Hepatol 12:64−71 Wang et al.,2013.Cell Transplant 22:2267−2277 Luk et al.,2015.Expert Rev Clin Immunol 11:617−636 Waterman et al.,2010.PLoS One 5:e10088 Di Nicola et al.,2002.Blood 99:3838−3843 Groh et al.,2005.Exp Hematol 33:928−934 Spaggiari et al.,2008.Blood 111:1327−1133 Hsu et al.,2013.J Immunol 190:2372−2380 Liang et al.,2013.Zhonghua Xueyexue Zazhi 34:213−216 Gu et al.,2013.Hum Immunol 74:267−276 Luz−Crawford et al.,2012. PLoS One 7:e45272 Kordelas et al.,2014.Leukemia 28:970−973 Di Trapani et al.,2016.Sci Rep.13;6:24120 Caplan and Correa,2011.Cell Stem Cell 9:11−15 Eggenhofer et al.,2012.Front Immunol 3:297 Schrepfer et al.,2007.Transplant Proc 39:573−576 Ben−Mordechai et al.,2013.J Am Coll Cardiol 62:1890−1901 Hoogduijn et al.,2013.Stem Cells Dev 22:2825−2835
本発明の目的は、MSCの免疫調節効果が、免疫細胞と活発に相互作用し、サイトカイン、成長因子および小胞を放出する生存するMSCによってのみ媒介されるかどうかを調べることである。提示された研究は、驚くべきことに、MSCが受動的機構を介して宿主細胞の免疫調節応答を引き起こすことも示している。
したがって、本発明は、前記MSC由来の膜構造物を含む溶解されたMSC由来の免疫調節膜状粒子に関する。
本発明は、分泌型不全である不活性化MSCが、不活性化MSCの対象への投与後に、対象の免疫系を調節することができるという驚くべき知見に基づいている。これまでに、MSCの有益な効果は、活発に分泌される免疫応答調節因子によって媒介されると一般的に信じられていた。
驚くべきことに、単球の分化の誘導を含むMSCのいくつかの免疫調節特性が、間葉系幹細胞由来の膜構造物を含む溶解された間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子によって媒介され得ることが今や見出されている。重要なことには、溶解されたMSC由来の免疫調節性粒子は、T細胞増殖を直接的に阻害せず、および/またはB細胞機能を直接調節しない。したがって、免疫調節膜状粒子は、この点においても、生存するMSCの原形質膜から放出される小さな細胞外小胞とは異なる。
前記免疫調節性粒子は、好ましくは70〜170nm、好ましくは90〜150nm、より好ましくは約120nmの平均粒径を有する。
溶解されたMSC由来の免疫調節性粒子の使用は、対象への生存するMSCの投与に関連するウイルスのような病原体の伝染の危険性を強く低減させる。
本発明の粒子は、好ましくは、それらの溶解の前にインターフェロンガンマで処理されたMSCから生成される。インターフェロンガンマのようなサイトカインによるMSCの前処置は、前処置されなかったMSCと比較した場合、MSCの免疫抑制機能、およびインターフェロンガンマで前処理された溶解されたMSC由来の膜状粒子の免疫調節機能を誘発することが見出された。
本発明による粒子は、好ましくは、好ましくは急性および慢性の炎症性疾患および自己免疫疾患の治療における、または移植拒絶反応の治療および予防における医薬としての使用のためのものである。
MSCは免疫原性が低い。したがって、免疫調節膜状粒子は、好ましくは、同種異系MSC、すなわち同じ種の1以上の対象、好ましくは1以上のヒト対象から調製される。対象への投与後の本発明の粒子に対する免疫応答をさらに予防するために、粒子は、前記粒子で治療される対象から得られるMSCから調製され得る。
本発明はさらに、前記間葉系幹細胞由来の膜構造物を含む溶解された間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子と、薬学的に許容される媒剤と、を含む医薬組成物を提供する。
該医薬組成物は好ましくは、免疫抑制療法における使用、および/または移植拒絶反応の治療および予防における使用のためものである。
本発明はさらに、医薬としての使用のための、好ましくは、自己免疫疾患を含む、急性および慢性炎症性疾患の治療における使用のための、ならびに/または移植拒絶反応の治療および予防における使用のための、不活性化されたMSCまたはその一部を提供する。
MSC粒子の形状およびサイズ特性を示す図である。A:蛍光PKH26で染色した膜状粒子の球形構造をグレースケールで示す共焦点顕微鏡画像。B:70〜600nmのサイズ範囲および100〜120nmのピークを示す、Nanosightによって測定されたMSCおよびIFNγ処理MSC由来の粒子のサイズ分布。 MSCおよびMSC粒子のフローサイトメトリー分析を示す図である。MSCはCD73およびCD90の発現を示すが、PDL1のレベルは非常に低い(左のカラム)。MSCをIFN−γで処理すると、CD73およびCD90の発現が維持され、PDL1の発現がアップレギュレートされる。MSC粒子の免疫表現型は、MSCの免疫表現型を模倣し、MSC由来およびIFNγ処理MSC由来の粒子においてCD73およびCD90の発現がみられ、IFNγ処理MSC由来の粒子においてのみPDL1発現がみられる(右のカラム)。 MSC粒子は、末梢血から単離されたヒトCD14単球の免疫表現型に影響を及ぼす。A:24時間の単球へのMSC粒子の添加は、単球上のCD90発現に用量依存的効果を有する。B:対照MSC由来ではなくIFNγで処理したMSC由来の粒子は、単球上の抗炎症性PD−L1発現を用量依存的に増加させる。*は、粒子がない場合と比較した統計的有意性を示す。 MSC粒子は、末梢血から単離されたヒトCD14単球のサイトカインmRNA発現に影響を及ぼす。A:CD14単球は、24時間のMSC粒子の存在下で培養した際にIL6の発現を増加させた。B:CD14単球は、24時間のMSC粒子の存在下で培養した際にIL10の発現を増加させた。対照MSCまたはIFNγ処理MSC由来の粒子の効果には差異はなかった。粒子を1:40,000の比でCD14単球に添加した。 マウスにおけるMSC粒子の注入は、全身性サイトカインおよびケモカインレベルに影響を及ぼす。C57BL6マウスに5mg/kgのLPSを投与して全身性炎症反応を誘導し、MSC粒子(10×10)を1時間後に静脈内投与した。LPS投与の6時間後、血液をミリプレックスアッセイによってサイトカインおよびケモカインレベルについて分析した。A:MSC粒子およびMSC(IFNγ)粒子は血清G−CSFレベルを増加させた。B:MIP1αレベル。C:MSC(IFNγ)粒子のみがIL10レベルを増加させた。 MP特性を示す図である。非刺激およびIFN−γMSC(それぞれMPおよびMPγ)から生成されたMPの形態学的特性。(A)NTAによって測定されたMPおよびMPγのサイズ分布。(B)MSCごとに生成される粒子の平均数。(C)MPの透過型電子顕微鏡分析。 MPの酵素活性を示す図である。ATPアーゼ活性を、4つの異なる濃度のMP(1×1012、1×1011、1×1010、1×10/ml)で測定した。MPおよびMPγは反応を触媒することができ、遊離リン酸塩の検出はMPの濃度に依存した。 MPの酵素活性を示す図である。3つの異なる濃度のMP(1×1012、1×1011、1×1010/ml)についてCD73の活性を測定した。MPおよびMPγは、基質(AMP)を添加した後に遊離リン酸塩を生成することができ、それはMPの濃度に依存した。CD73酵素(2および1ng)を使用して、MP中のCD73の濃度を相対的に計算した。 MPの酵素活性を示す図である。フローサイトメトリーによるCFDA−SEのCFSEへの変換により、3つの異なる濃度のMP(1×10、1×10、1×10粒子/ml)のエステラーゼ活性を測定した。蛍光事象は、CFSE(CFSE−MP)で標識されたMPにおいて観察され、検出されたCFSE−MPの数は、MPの濃度に依存した。実験においてMPとMPγとの間に統計的な差はなかった。 CD14細胞に対するMPの効果を示す図である。単球を24時間MPの異なる比率(1:10,000,1:40,000,1:80,000)で培養して単球免疫表現型に対するMPの効果を測定した。(A)MPの存在下で培養した単球上でのCD16分子の発現(n=6;平均±SEM)。(BおよびC)MPの存在下でのCD14+CD16+単球におけるCD90およびPD−L1の発現(n=7;平均±SEM)。(D)MPとの培養後の単球のmRNA発現。MPと共に24時間培養した後、単球をMPから分離し、CD90、IDO、PD−L1、IL−6、TNF−αおよびIL−10に対するリアルタイムPCRおよびアッセイオンデマンドプライマー/プローブによって評価した(n=6;平均±SEM)。対T検定、p<0.05、**p<0.01および***p<0.001vs対照;#p<0.05および##p<0.01vsMP群。 単球によるMPの取り込みを示す図である。PKH−MPをPBMC(比率1:40,000)に添加して、1時間インキュベートし、および37℃で24時間インキュベートした。対照として、4℃でインキュベートした。(AおよびB)リンパ球(CD3)および単球(CD14)によるPKH−MP取り込みをフローサイトメトリーによって分析した。 単球によるMP取り込みの免疫蛍光分析を示す図である。単球によるPKH−MP取り込みの共焦点顕微鏡分析。(A)経時的記録は、MPが単球の原形質膜に結合するが、それらは内在化されなかったことを示した。(B)単球上のMP共局在化のZスタック画像。
(定義)
本明細書で使用される用語「間葉系幹細胞」またはMSCは、自己再生することができ、例えば骨芽細胞、脂肪細胞および軟骨などの複数の系統に分化することができる成体前駆細胞を指す。MSCは、骨髄、脂肪組織、臍帯、肝臓、筋肉、および肺などの多数の組織から単離され得る。MSCは、標準的な培養条件下で維持されるとプラスチックに付着する。MSCは、CD73、CD90およびCD105を発現するが、標準的な培養条件下でCD45、CD11b、CD19およびHLA−DR表面分子を発現しない。
本明細書で使用される用語「膜状粒子」は、細胞の溶解の際に生成される原形質膜フラグメントを指す。用語「膜状粒子」は、これらの粒子を天然に存在する細胞外微小胞と区別するために明示的に使用され、それはエキソソームを含み、それは生存細胞の細胞膜から自然に排出される小胞である、小さな細胞内生成小胞である。前記膜状粒子は、CD73を発現し、CD73は例えばエキソソームには存在しない。さらに、細胞外小胞などの自然に排出した小胞は、CD63およびCD81などのテトラスパニンが非常に豊富であるが、これらのテトラスパニンは膜状粒子上では豊富ではない。膜状粒子上のCD63およびCD81などのテトラスパニンのレベル発現は、原形質膜上の発現レベルと同様である。前記発現レベルは、細胞外小胞などの自然に排出される小胞の発現レベルの多くとも20%、より好ましくは多くとも10%である。本明細書で使用する用語「免疫調節性」は、免疫応答を変化させる能力を指す。好ましい免疫調節活性は、移植片対宿主病、自己免疫疾患およびクローン病などの炎症性疾患のような免疫関連疾患の抑制である。それは、免疫活動が感染と戦うには不十分である場合、または切除後の免疫系の回復が損なわれる状況において、免疫系の活性化を指すこともできる。
(免疫調節性膜状粒子)
間葉系幹細胞は、当業者に知られているように、骨髄または脂肪組織などの組織の酵素処理、好ましくはコラゲナーゼ処理によって単離することができる。密度分画を用いて、単核細胞を赤血球および顆粒球から分離することができる。代替として、赤血球溶解は、骨髄吸引物からヒトMSCを単離するために使用され得る(Francis et al.,2010.Organogenesis 6:11−14)。プラスチック上の細胞のプレーティングおよびプラスチックに接着する細胞の選択は、好ましくは、MSCの単離手順において使用される。さらに、例えば、CD45+細胞などの汚染細胞を除去するために、磁気ビーズカップリングを含むソーティング技術を実施して、MSCを濃縮することができる。
好ましい方法では、脂肪組織を、連続的に振盪しながら37℃でIV型コラゲナーゼで酵素消化する。遠心分離後、細胞ペレットを再懸濁し、室温でインキュベートする。次いで、細胞を洗浄し、37℃で5%COの加湿雰囲気中で2mM L−グルタミン、1%ペニシリン/ストレプトアビジン(p/s)、および15%ウシ胎児血清(FBS)を補充したMEM−αに再懸濁する。続いて、非接着細胞を3〜4日後に除去する。
単離されたMSCは、機械的溶解および/または溶解緩衝液の添加を含む、当該分野で公知の任意の方法によって溶解され得る。前記溶解緩衝液は、好ましくは、イオン強度および/または浸透圧を制御する。MSCの溶解を増強するために、塩化物またはイソチオシアネートなどのカオトロピック剤を添加することができる。前記溶解緩衝液は、好ましくは、Triton X−100またはSDSのような界面活性剤を含まない。
MSCの溶解は、好ましくは、低張溶解緩衝液中でのインキュベーションおよび例えばDounceホモジナイザーまたはPotter−Elvehjemホモジナイザーによる機械的破壊の適用によって行われる。代替方法として、細胞を凍結融解によって溶解させることができる。最も好ましい溶解緩衝液は、低張溶解緩衝液である。前記低張溶解緩衝液は、好ましくは水である。
溶解細胞の膜画分は、好ましくは遠心分離、好ましくは超遠心分離、好ましくは100,000×gで20分間の遠心分離によって回収される。オルガネラは、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)、ヘペス緩衝溶液(HBS)またはMES緩衝溶液(MBS)のような緩衝液で洗い流すことができる。得られた膜部分は、再アニールして膜状粒子を生成すると考えられる。これらの粒子は、MSCの表面タンパク質を保存するより小さな直径を有する構造である。
当業者は、膜状粒子の再アニール中に分子を添加できることを理解するであろう。それらの分子は、好ましくは免疫調節化合物、好ましくは免疫抑制化合物である。このようにして、前記免疫抑制化合物は、膜状粒子に含まれる。 そのような化合物の例は、ステロイド、好ましくはグルココルチコイド、例えばヒドロコルチゾン、コルチゾン、プレドニゾン、プレドニゾロンおよびデキサメタゾン、細胞分裂停止剤、抗体ならびにシクロスポリンおよびタクロリムスなどのカルシニューリン阻害剤である。従って、本発明はまた、免疫抑制化合物、好ましくはステロイド、細胞分裂停止剤、抗体および/またはカルシニューリン阻害剤を含む、前記間葉系幹細胞の原形質膜由来の、膜構造を含む免疫調節性粒子を提供する。
得られた膜状粒子の平均粒子サイズは、動的光散乱、走査型電子顕微鏡、サイズ排除クロマトグラフィー、ゲル電気泳動、非対称フローフィールドフロー分画、分析用超遠心分離、または好ましくはナノ粒子追跡分析(Malvern、Enigma Business Park、Malvern、WR14 1XZ、英国)により決定され得る。本発明の膜状粒子は、70〜170nm、好ましくは90〜150nm、より好ましくは約120nmの平均粒径を有する。比較のために、微小胞は50〜1000nmの平均粒径を有するが、一般に250nmより大きい。エキソソームの平均粒径は30〜100nmである。 MSCと比較した場合、膜状粒子の小さいサイズは、それらのより良好な全身分布のために、移植片対宿主病および敗血症のような全身性免疫疾患における膜状粒子による免疫調節を潜在的により効率的にする。さらに、膜状粒子は、毛細血管網を通過して炎症部位に達することができるので、限局性免疫障害において効率的であり得る。さらに、膜状粒子では、自然に分泌される小胞よりも臨床応用に必要な大量の生成がより容易である。無傷MSCと比較した場合の膜状粒子のさらなる利点は、膜状粒子が非腫瘍形成性であり、おそらくウイルスなどの病原性物質を伝達しないことである。
膜状粒子の状態または質は、好ましくは、その後の免疫調節療法での使用の前に決定される。膜状粒子の品質を決定するための好ましいアッセイは、ATPアーゼアッセイである。基質転位のためのエネルギーはATP加水分解に由来するので、膜状粒子によるATP切断は、膜上の基質転移に関連する。ATP加水分解は無機リン酸塩を生じ、これは単純な比色反応によって測定することができる。遊離した無機リン酸塩の量は、ATPアーゼ活性に正比例する。前記ATPアーゼアッセイは、Meshcheryakov and Wolf.,2016.Protein Science doi.org/10.1002/pro.2932に記載されているように測定することが好ましい。
十分な品質の膜状粒子の閾値は、30分で2.5×10個の膜状粒子あたり少なくとも0.1、0.5、1、5または好ましくは少なくとも10μMのATPを変換するATPアーゼ活性である。
単離されたMSCは、好ましくは、膜状粒子を単離する前に前処理されて、MSCの免疫抑制能を高める。前処理は、好ましくは、細胞を1〜10日間、好ましくは約3日間、1つ以上のサイトカインと共に培養することによって実施される。好ましいサイトカインには、腫瘍壊死因子α、インターロイキン1α、インターロイキン1β、トランスフォーミング成長因子βおよびインターフェロンγ、またはそれらの組み合わせが含まれる。好ましいサイトカインは、インターフェロンγ、またはインターフェロンγと、腫瘍壊死因子α、インターロイキン1α、インターロイキン1βおよびトランスフォーミング増殖因子βの1つ以上との組合せである。
MSCは、好ましくは、それらの溶解の前に2〜5日間、好ましくは約3日間、サイトカインで前処理される。前処理は、好ましくは、細胞を50ng/mlのIFN−γと共にインキュベートすることを含む。MSC上の免疫調節タンパク質は、プログラム細胞死リガンド1(PDL1)のうち、IFN−γでの前処置後にアップレギュレートされることが見出された。
MSCは、それらの溶解前に不活性化され得る。不活性化は、熱処理、紫外線などの放射線、およびX線照射などの電離放射線、および/または化学処理を含む、当技術分野で知られている任意の機構によって行うことができる。MSCは、好ましくは熱処理により、好ましくは45〜55℃の温度調節水浴中で、好ましくは約50℃で、好ましくは10分間〜1時間、好ましくは約30分間のインキュベーションにより不活性化される。
(医薬としての免疫調節性膜状粒子)
本発明はさらに、医薬として使用するための本発明の膜状粒子を提供する。前記膜状粒子は、非経口投与によって、または鼻および/または気管内投与によって、例えば吸入または鼻スプレーの使用によって、それを必要とする対象に投与することができる。非経口投与は、静脈内、動脈内、筋肉内、皮下、皮内、および腹腔内投与から選択される投与経路を指す。好ましい投与経路は、静脈内投与および動脈内投与、好ましくは静脈内または動脈内注射または静脈内または動脈内灌流である。
前記膜状粒子は、好ましくは、投与を受ける対象の体重1kgあたり10E7−10E13の膜状粒子、好ましくは体重1kg当たり10E8−10E12の膜状粒子、体重1kgあたり10E9−10E11の膜状粒子、より好ましくは体重1kgあたり約10E10の膜状粒子で投与される。
前記膜状粒子は、好ましくは水性懸濁液として、より好ましくは等張水性懸濁液として提供される。
前記膜状粒子は、自己免疫疾患を含む急性および慢性の炎症性疾患の治療における医薬として好ましく使用される。前記膜状粒子はまた、多系統萎縮症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、および脳卒中の治療における医薬として使用することもできる。
本発明による膜状粒子で治療することができる炎症性疾患の例には、にきび、アジソン病、喘息、セリアック病、前立腺炎、糸球体腎炎、移植片対宿主病、橋本病、間質性膀胱炎、エリテマトーデス、クローン病などの炎症性腸疾患、骨盤内炎症性疾患、乾癬、慢性関節リウマチ、サルコイドーシス、強皮症、シェーグレン症候群、1型糖尿病、移植拒絶、および血管炎が含まれる。
前記膜状粒子は、移植片拒絶の治療および予防における医薬として好ましく使用される。移植拒絶反応は、細胞性免疫および体液性免疫による適応免疫応答によって媒介される。移植拒絶反応は急性であり、移植後最初の1週間から3ヵ月以降に起こるか、または慢性であり、何年にもわたって起こる。膜状粒子は、臓器移植中、臓器移植中、または臓器移植後に免疫調節性および寛容誘導性のツールを提供し、大きな副作用を伴う現在の免疫抑制治療を代替し、または最小限に抑えることができる。
前記膜状粒子は、臓器移植で使用される1つ以上の免疫抑制剤と組み合わされ得、それは例えば移植拒絶反応の治療および予防におけるプレドニゾンまたはメチルプレドニゾロンなどのコルチコステロイド、シクロスポリンおよびタクロリムスなどのカルシニューリン阻害剤、ミコフェノール酸モフェチル、アザチオプリンまたはシロリムスなどの抗増殖剤、ムロモナブ−CD3、インターロイキン−2受容体アンタゴニスト、またはダクリズマブなどのモノクロナール抗リンパ球抗体および/または抗胸腺細胞グロブリン−ウマまたは抗胸腺細胞グロブリン−ウサギのようなポリクローナル抗リンパ球抗体である。
医薬として使用するための膜状粒子は、自己及び同種異系MSCから生成することができる。MSCは低免疫原性であり、膜状粒子の調製のための同種異系MSCの使用を可能にするが、膜状粒子は前記粒子で治療される対象のMSCから得ることができる。自己細胞からの粒子の使用は、MSCの単離およびインビトロでの拡大のための十分な時間を可能にする自己免疫疾患または病状における治療的適用を有し得る。しかし、今日まで同種異系MSCを用いて実施された臨床応用は、重大な有害な副作用無く安全性を確認する。
本発明はさらに、自己免疫疾患および/または多系統萎縮症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症および脳卒中を含む急性および慢性炎症性疾患の治療方法を提供し、それは、本発明による膜状粒子を治療を必要とする対象にそれを投与することを含む。本発明はさらに、自己免疫疾患および/または多系統萎縮症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症および脳卒中を含む急性および慢性炎症性疾患の治療に使用するための医薬の製造のための本発明の膜状粒子の使用を提供する。
本発明はさらに、本発明の粒子と、溶媒、酸化防止剤および/または緩衝剤などの薬学的に許容される添加剤と、を含む医薬組成物を提供する。
本発明はさらに、免疫抑制療法に使用するための本発明による粒子を含む医薬組成物を提供する。該免疫抑制療法は、好ましくは、自己免疫疾患を含む急性および慢性炎症性疾患の治療のためのものである。本発明による膜状粒子で治療することができる炎症性疾患の例には、にきび、アジソン病、喘息、セリアック病、前立腺炎、糸球体腎炎、移植片対宿主病、橋本病、間質性膀胱炎、エリテマトーデス、クローン病などの炎症性腸疾患、骨盤内炎症性疾患、乾癬、慢性関節リウマチ、サルコイドーシス、強皮症、シェーグレン症候群、1型糖尿病、移植拒絶、および血管炎が含まれる。前記医薬組成物はまた、多系統萎縮症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、および脳卒中の治療における医薬として使用することもできる。
該医薬組成物は、好ましくは、移植拒絶の治療および予防における使用のためのものである。
本発明はさらに、自己免疫疾患および/または多系統萎縮症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、および脳卒中を含む急性および慢性炎症性疾患の治療方法を提供し、この方法は、本発明の医薬組成物を治療を必要とする対象に投与することを含む。本発明はさらに、自己免疫疾患を含む急性および慢性炎症性疾患、および/または多系統萎縮症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症、および脳卒中の治療に使用するための医薬の製造のための本発明による医薬組成物の使用を提供する。
本発明はさらに、医薬として使用するための不活性化された間葉系幹細胞またはその一部を提供する。不活性化は、熱処理、紫外線などの放射線、およびX線照射などの電離放射線、および/または化学処理を含む、当技術分野で知られている任意の機構によって行うことができる。間葉系幹細胞は、好ましくは、熱処理により、好ましくは45〜55℃の温度調節水浴中で、好ましくは約50℃で、好ましくは10分間〜1時間、好ましくは約30分間インキュベートによって不活性化される。
本明細書で使用される用語「不活性化された間葉系幹細胞の一部」は、幹細胞の不活性化後に得られる膜状部分を指す。該膜状部分は原形質膜断片を含む。
前記不活性化された間葉系幹細胞またはその一部は、好ましくは、急性および慢性炎症性疾患およびその自己免疫疾患、ならびに/または多系統萎縮症、多発性硬化症、筋萎縮性側索硬化症および脳卒中の治療における医薬としての使用のためのものである。
前記不活性化された間葉系幹細胞またはその一部は、好ましくは、移植拒絶の治療および予防における医薬としての使用のためのものである。
明瞭化および簡潔な説明のために、同じまたは別個の態様およびその好ましい実施形態の一部として特徴が本明細書に記載されているが、本発明の範囲は、記載された特徴の全体またはその一部の組み合わせを有する実施形態を含むことができる。
本発明を以下の実施例によって説明するが、これらは限定ではなく例示として提供され、本発明の趣旨および添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく記載された方法および示された量の多くの変形が可能である。
(実施例1)
(材料および方法)
(MSCの分離と培養)
健康な腎臓ドナーの腹部切開から外科的に除去された皮下脂肪組織からヒトMSCを単離した。エラスムス ユニバーシティ メディカルセンター ロッテルダムの医療倫理委員会(プロトコル番号MEC−2006−190)の承認を得て、書面によるインフォームドコンセントの後、脂肪組織を採取した。前述のように、MSCを脂肪組織から単離した(Roemeling−van Rhijn et al.2012.Kidney Int 82:748−758;Hoogduijn et al.,2007.Stem Cells Dev 16:597−604)。要約すると、組織を機械的に破壊し、PBSで洗浄した。次いで脂肪組織をglutaMAX(Life Technologies)を含むRPMI 1640培地中、0.5mg/mLコラゲナーゼIV型(Life Technologies、Paisley、UK)を用いて37℃で30分間連続振とう下で酵素消化した。間質血管画分(SVF)を、2mM L−グルタミン(Lonza、Verviers、ベルギー)、1%ペニシリン/ストレプトマイシン溶液(P/S;100IU/mlペニシリン、100IU/mlストレプトマイシン;Lonza)を含有する最小必須培地Eagleアルファ改変(MEM−α;Sigma−Aldrich、St Louis、MO、USA)に再懸濁した。MSCを、2mM L−グルタミン、ペニシリン/ストレプトマイシン(P/S)および15%ウシ胎児血清(FBS;Lonza)を補充したMEM−α中の175−cm2細胞培養フラスコ中で培養し、37℃、5%COおよび20%Oに維持した。培地を1週間に1回リフレッシュし、MSCを0.05%トリプシン−EDTA(Life Technologies)を用いて約80〜90%コンフルエンスで継代した。免疫活性化MSCを産生するために、細胞を50ng/mlのIFNγで3日間培養した。
(粒子の調製)
継代2−7代間のMSCを粒子調製に使用した。対照MSCおよびIFNγと共に前培養したMSCを、0.05%トリプシン−EDTAを用いたトリプシン処理によって培養フラスコから取り出した。MSC懸濁液をPBSで2回洗浄した。次いで、細胞を高張緩衝液またはHO中で溶解し、5分間激しく振盪した。次に懸濁液を1000gで5分間遠心分離して細胞残屑を除去した。回収した上清を1000gで5分間、等張緩衝液で2回洗浄した。次いで、上清を1500gで10分間遠心分離した。次のステップで、上清を100,000gで20分間超遠心分離機で遠心分離した。膜状粒子を含有するペレットを等張緩衝液中に再構成した。最後のステップは、膜状粒子を600gでの遠心分離によって可溶性タンパク質から分離するCentricon Plus−70遠心フィルターチューブ(Ultracel−PL Membrane、100kD)(Merck Millipore)を用いた懸濁液からの粒子の濾過によって置き換えることができる。
(NanoSightによるサイズ決定)
MSC膜状粒子の絶対サイズ分布の分析は、NanoSight NS300(NanoSight Ltd.,Cambridge、UK)を用いて行った。粒子懸濁液(10μl)を1mlの濾過したPBSで希釈した。NanoSightの設定は、温度23.25±0.5℃、粘度0.92±0.01cP、毎秒フレーム数25、測定時間60秒であった。
(共焦点顕微鏡法)
膜に蛍光性を付与する蛍光PKH−26(Sigma Aldrich、St. Louis、MO、USA)で標識したMSCから単離した粒子を、60倍(1.4 NA oil)の対物レンズを使用した、Leica Application Suite−Advanced Fluorescence(LAS AF)ソフトウェア、DPSS 561nmレーザーを備えたLeica TCS SP5共焦点顕微鏡(Leica Microsystems B.V.,Science Park Eindhoven、オランダ)で撮像した。1024×1024ピクセルと8ビット/ピクセル画像の走査モードフォーマットを用いて光学的単一セクションを取得した。ImageJ 1.48(National Institute of Health、Washington、USA)を用いて画像を処理した。
(フローサイトメトリー)
FACS Canto II(BD Biosciences、San Jose、CA)により、MSCおよびMSC膜状粒子の免疫表現型、サイズおよび粒状性パラメータを決定した。MSCおよびMSC粒子を、CD73−PE、CD90−APCおよびPDL1−PE抗体(全てBD Biosciences)と共にPBS中、室温で15分間、光の非存在下でインキュベートした。粒子は、粒子の損失を避けるために染色後に洗浄されなかった。MSCおよび粒子は、それらの前方散乱(FSC)および側方散乱(SSC)シグナルに基づいてフローサイトメーター上で同定された。蛍光シグナルを、染色されていないMSCまたは染色されていない粒子と比較した。
(CD14単球実験)
ヒト単球を、マイクロビーズ(Miltenyi、Bergisch Gladbach、ドイツ)を用いたCD14の陽性選択によるMACS選別によってPBMCから単離した。CD14細胞を、非付着性ポリプロピレンチューブ中のRPMI培地(Life Technologies)および10%熱不活性化FBS(30分間57℃)中で種々の濃度の、MSC膜状粒子またはIFNγ処理MSC由来の粒子とともにインキュベートした。24時間後、単球を採取し、CD90およびPDL1の発現をフローサイトメトリーにより決定した。IL6およびIL10の定量的mRNA発現は、ユニバーサルPCRマスターミックス(Life Technologies)およびIL−10(Hs00174086.m1)およびIL6(Hs00174131.m1)のためのアッセイオンデマンドを用いたリアルタイムRT−PCRによって決定し、ABI PRISM 7700配列検出器(Applied Biosystems)で分析した。データは、ハウスキーピング遺伝子GAPDHに対するPCR産物の相対コピー数として表される。相対的なコピー数は、式2(40−Ct値)を用いて計算した。データを対照に対して標準化した(1に設定)。
(MSC粒子のインビボ投与)
C57BL6マウスに、尾静脈注射により5mg/kgのLPS(Sigma−Aldrich)を投与した。1時間後、動物に尾静脈を介して10×10個のMSC粒子を投与した。LPS注射の6時間後、動物を屠殺し、Minicollect EDTAチューブ(Greiner Bio−One、Alphen a/d Rijn、オランダ)で採血した。血漿を−80℃で凍結させ、その後製造者のマニュアルに従ったマルチプレックスアッセイ(Merck Millipore、Billerica、MA、USA)によるサイトカイン/ケモカインレベルの測定に使用した。
(結果)
(MSC膜状粒子の特徴)
低張緩衝液へのMSCの暴露は、MSCの溶解をもたらした。その後の1000gおよび1500gでの遠心分離は、膜断片および可溶性因子からオルガネラを分離した。100,000gでの遠心分離は、膜断片を可溶性因子から分離した。膜断片は、共焦点顕微鏡(図1A)によって観察されたときに、ほとんどが球形構造として現れた。MSC膜粒子のサイズ分布は、NanoSightによって決定された。粒子のサイズは、70〜600nmの範囲であり、100〜120nmでピークサイズ分布を示した(図1B)。対照MSCおよびIFNγで前処置したMSC由来の粒子の間ではサイズに差はなかった。
(MSC膜粒子のフローサイトメトリー分析)
MSCおよびIFNγ処理したMSCをフローサイトメトリーにより免疫表現型分析した。MSCおよびIFNγ処理したMSCは、MSC表面マーカーCD73およびCD90の同様の発現レベルを示した(図2左側パネル)。PDL1は、IFNγ処理後のMSCにおいてのみ発現された。膜状粒子は、それらが由来するMSCの発現パターンを模倣した。CD73およびCD90は、対照MSCおよびIFNγ処理MSCの両方由来の粒子上に発現された(図2右パネル)。IFNγ処理したMSCに由来するが、対照MSC由来ではない膜状粒子はPDL1を含んでいた。
(単球に対するMSC膜状粒子の影響)
ヒト単球に対するMSC膜状粒子の効果を調べるために、CD14単球をPBMCから単離し、種々の濃度の粒子の存在下で24時間培養した。MSCおよびIFNγ処理MSC膜状粒子は、単球の活性化を示す用量依存的様式で単球上のCD90タンパク質発現を誘導した(図3A)。対照MSC由来の膜状粒子は、単球上の抗炎症性PDL1タンパク質発現に影響を及ぼさなかった。対照的に、IFNγ処理MSC由来の膜状粒子は、用量依存的に単球上のPDL1発現を増加させた(図3B)。図2に示すように、CD90およびPDL1は、(IFN処理)MSC膜状粒子上にも存在し、単球上でのCD90およびPDL1の発現は、単球によるタンパク質の移動またはMSC膜状粒子の取り込みを表し得る。しかし、単球上でのCD90およびPDL1タンパク質発現は、CD90およびPDL1に対するmRNA発現と関連していた(データ示さず)。これは、MSC膜状粒子が単球における遺伝子発現変化を誘導することを示す。これは、MSCおよびIFNγ処理MSCの膜状粒子とのインキュベーション24時間後の単球における免疫調節IL6およびIL10のmRNA発現の増加によってさらに証明される(図4)。
(インビボでのMSC粒子の免疫調節効果)
インビボでのMSC膜状粒子の安全性および免疫調節効果を調べるために、LPS注射(5mg/kg)による敗血症様全身性炎症の誘発の1時間後に、C57BL6マウスの尾静脈から10×10MSC粒子またはMSC(IFNγ)粒子を注入した。MSC粒子は動物によって十分に耐容され、有害作用は観察されなかった。MSC粒子およびMSC(IFNγ)粒子は、全身免疫調節応答を誘導し、それは粒子注入5時間後のG−CSFおよびMIP1αの血清レベルの上昇によって示された(図5AおよびB)。MSC(IFNγ)粒子(MSC粒子ではない)は、血清抗IL−10レベルを上昇させ(図5C)、抗炎症応答を示した。
(実施例2)
(材料および方法)
材料および方法は、他に指示がない限り、実施例1に記載の通りであった。
(MSC粒子の透過型電子顕微鏡検査)
MSC粒子(MP)を2%パラホルムアルデヒドで固定し、炭素被覆グリッド上に5分間吸着させた。付着MPを有するグリッドをmilliQ水中で1分間洗浄した。ネガティブ染色のために、グリッドをウラニルアセテートの滴上にx分間浮遊させた。余分な液体はグリッドの縁から手動で吸い取られた。グリッドは、LaB6陰極を備えたTecnaiスピリット顕微鏡(EM)(FEI、オランダ)で分析した。画像を、1376×1024ピクセルのCCDメガビュー(Megaview)カメラを用いて、120kVおよび室温で取得した。
(ATPアーゼアッセイ)
MPおよびMPγからのATPアーゼ活性を、ATPアーゼアッセイキットを用いて製造者の指示(Sigma−Aldrich)に従って測定した。標準曲線を作成するためにリン酸塩標準を使用した。MP(1×1012、1×1011、1×1010、1×10/ml)を マラカイトグリーン試薬を含むアッセイ緩衝液中、室温で30分間、4mMのATPとともにインキュベートした。遊離リン酸塩の存在下で形成された比色生成物の形成を、分光光度計を用いて620nmで測定した。
考えられるリン酸塩汚染の対照として、4つのMP濃度をATPなしのアッセイ緩衝液中でインキュベートした。これらの試料からのシグナルを、ATPとともにインキュベートした試料から差し引いた。
(CD73活性アッセイ)
MPがAMPをアデノシン+リン酸塩に分解することができるかどうかを決定するために、CD73阻害剤スクリーニングアッセイキット(BPS Bioscience)の改変プロトコールを使用した。MPおよびMPγ(1×1012、1×1011、1×1010/ml)をAMP(500μM)と共に37℃で25分間インキュベートした。次いで、比色検出試薬を添加して、CD73反応から遊離リン酸塩を測定した。AMPを含まないサンプルを遊離リン酸塩汚染の対照として測定した。CD73酵素(2および1ng)を用いて、MPおよびMPγ中のCD73の濃度を算出した。
(CFSEによるエステラーゼ活性)
非蛍光であるCFDA−SEは細胞の細胞質に入り、細胞内エステラーゼは酢酸基を除去し、分子を蛍光性エステル(CFSE)に変換する。この応用を用いて、MPがエステラーゼ活性を有するかどうかを検出した。MP生成後、1×1010粒子/mlを50μMのCFDA−SEで標識し、37℃で30分間インキュベートした。CFSE染色の適切な化学量論を得るために、いくつかの希釈を行った(1×10、1×10、1×10粒子/ml)。対照として、PBS、PBS+CFDA−SEおよび非染色MPを用いた。フローサイトメトリー(FACS Canto II、BD Biosciences)によりCFSE蛍光を測定した。MPのサイズが小さいため、信頼できるFSCおよびSSC測定値を得ることができなかった。代わりに、閾値を超える事象がCFSE負荷MPとして識別されるように、FITCチャネル上で蛍光閾値切り替え(triggering)を設定することによってMPを同定した。
(CD3/CD28 T細胞増殖アッセイ)
MPの免疫調節能力を評価するために、PBMCを1μMのCFSEで標識し、5×10細胞/ウェルの密度で丸底96ウェル培養プレートに蒔いた。リンカー抗体Ig(2μl/ml)(BD Biosciences)を用いてヒト抗CD3/抗CD28抗体(それぞれ1μl/ml)を添加することによってT細胞増殖を刺激した。PBMCをMPおよびMPγ(1:5.000、1:10.000、1:40.000、1:80.000)の異なる比率で4日間インキュベートした。4日目に、非付着PBMCをプレートから取り出し、FACS Flowで洗浄し、CD4−PerCPおよびCD8−PE−Cy7(抗体はBD Biosciencesから購入した)に対するモノクローナル抗体と共に室温で30分間インキュベートした。FACS Flowで洗浄した後、サンプルをフローサイトメトリーで分析した。
(MP取り込みアッセイ)
蛍光MPを得るために、製造者の指示(Sigma−Aldrich)に従って、脂質二重層にインターカレートする赤色蛍光発色団PKH−26色素でMSCを標識した。次に、PKH−26標識MSC由来のMPを生成した(PKH−MP)。
密度勾配遠心分離(Ficoll Isopaque、Sigma Aldrich)により健常ドナー由来のヒトPBMCを単離し、PKH−MP(比1:40000)と共に培養した。インキュベーション条件は、37℃、5%CO、および湿度95%であった。取り込みプロセスの対照として、PBMCを4℃でPKH−MPとともにインキュベートした。リンパ球および単球によるPKH−MP取り込みをフローサイトメトリー(FACS Canto II、Becton Dickinson)により1時間および24時間の時点で分析した。
単球によるPKH−MP取り込みの共焦点顕微鏡分析を、陽性選択(Miltenyi Biotec、Leiden、オランダ)によるauto−MACS Proを用いてPBMCからCD14+細胞を単離することによって行った。次いで、単球を1μMのCFSE(Life Technologies)で標識し、PKH−MP(比1:4×10)と共に培養した。Leica Application Suite−Advanced Fluorescence(LAS AF)ソフトウェア、DPSS 561nmレーザーを備えたLeica TCS SP5共焦点顕微鏡(Leica Microsystems BV、Science Park Eindhoven、オランダ)で60倍(1.4倍)対物レンズを用いて単球の経時的画像を実施した。顕微鏡には、温度制御インキュベーターを装備した。温度を37℃に維持し、COを5%に維持した。ImageJ 1.48(National Institute of Health、Washington、USA)を用いて画像を処理した。
(統計分析)
データを、GraphPad Prism 5ソフトウェアを使用して正常性についてKolmogorov−Smirnov試験で試験したデータの分布に応じて、対t検定またはWilcoxon符号付順位検定を使用して分析した。パラメトリックデータは平均として表され、ノンパラメトリックデータはメジアンとして表される。P<0.05の値は統計的に有意であると考えられた。両側のP値が記載されている。
(結果)
(MPの生成と特徴)
MPは、刺激されていない、およびIFN−γ刺激MSCから生成された。各分析に使用した細胞の数は、1×10〜1.5×10細胞(80%コンフルエンシー)であった。1ml当たりの粒子濃度に基づいて、各MSCから生成された平均粒子数は、MPについては1.2×10±2.7×10であり、MPγについては1.1×10±2.8×10であった。MPとMPγとの間のサイズ分布または濃度(粒子/MSC)に有意差はなかった。
透過型電子顕微鏡分析により、NTAの結果が確認された。MPの大部分は200nm未満のサイズを有していたが(図6)、より大きな粒子も見出された。MPは球形を示した。
(MPは酵素活性を有する)
MPが酵素活性を有するかどうかを分析するために、ATPアーゼ活性によりATPをADPに変換する、およびCD73のヌクレオチダーゼ活性によってAMPをアデノシンに変換する、MP、およびMPγの能力を調べた。これらの2つの反応の最終生成物は遊離リン酸塩であるため、これらのアッセイのサンプルは、生理食塩水緩衝液からの遊離リン酸塩による汚染を避けるためにmilliQ水で調製された。
図7Aは、既知の遊離リン酸塩濃度を用いて作成した標準曲線から計算したATPアーゼ活性(単位/l)を示す。MPおよびMPγはATPを遊離リン酸塩に変換することができ、遊離リン酸塩のレベルはMPの濃度に依存した。MPとMPγとの間に統計的な差はなかった。MPおよびMPγがCD73活性を有するかどうかを調べるために、2および1ngの精製CD73による遊離リン酸塩の産生を、異なる濃度のMPおよびMPγで比較した。両タイプのMPは、基質(AMP)を添加した後に遊離リン酸塩を生成することができた。遊離リン酸塩の検出はMPの濃度に依存し、MP中に存在するCD73の量はCD73対照によって計算した(図7B)。
エステラーゼ活性は、蛍光切り替え戦略に基づいたフローサイトメトリーによるCFDA−SEのCFSEへの変換によって測定した(図7C)。蛍光粒子は対照PBS、PBS+CFSE、および非標識MPでは検出できなかった。MPをCFSEで標識した場合(CFSE−MP)、蛍光事象が観察された。検出されたCFSE−MPの数は、サンプル中のMPの濃度に依存した。さらに、試料を希釈すると、MPの蛍光強度は低下しなかった。この事実は、FACS戦略で単一のMPを検出できることを意味する。さらに、FACS分析は、エステラーゼ活性がMPの存在に関連することを実証する。
(PBMC増殖に対するMPの効果)
抗CD3/抗CD28で刺激したPBMCを、異なる比のMPで4日間培養した(1:5.000、1:10.000、1:40.000、1:80.000)。MPまたはMPγの添加は、CD4+およびCD8+T細胞の増殖に影響しなかった(データ示さず)。
(MPはCD16+単球の割合を減少させ、CD90+およびPD−L1+単球サブセットを増加させる)
MPが単球細胞表面マーカーの発現および免疫機能に影響を及ぼし得るかどうかを決定するために、単球をMPの異なる比(1:10.000,1:40.000,1:80.000)で24時間培養した。単球をポリプロピレンチューブ中で培養して、細胞の付着およびマクロファージへの分化を回避した。MPまたはMPγ処理の存在下での単球の培養は、前炎症性CD14+CD16+細胞の頻度を1:40.000(それぞれ45%および49%)および1:80.000(それぞれ48%および35%)低減させた(図8A)。
1:40,000および1:80,000の比でMPで処理した単球はさらに、CD90の発現をそれぞれ17%および25%増加させた。一方、MPγ群は、1:10.000の比で8%、1:40.000の比で16%、1:80.000の比で20%CD90発現の増加を示した(図8B)。さらに、MPγ処理は、単球細胞における抗炎症性PD−L1発現を1:10.000の比で16%、1:40.000の比で43%、1:80.000の比で62%誘導した。MPは1:40.000の比で15%の増加でPD−L1発現に及ぼす影響は小さかった(図8C)。
(MPは、単球における前炎症性および抗炎症性遺伝子の発現に影響を及ぼす)
単球免疫機能に対するMPの効果をさらに調べ、観察された免疫表現型変化がタンパク質転移または遺伝子発現調節の結果であったかどうかを調べるために、前炎症性および抗炎症性機能を有する多くの遺伝子のmRNA発現を、MPで24時間刺激した後、qPCRによって単球において分析した。粒子刺激の結果としてのCD90遺伝子発現のアップレギュレーションは、MPおよびMPγ処理単球で観察された(p<0.05)(図8D)。さらに、抗炎症因子IDOおよびPD−L1の発現は、MPγで処理した単球で増加したが、MPでは増加しなかった(p<0.05)(図8D)。MPおよびMPγ処理後のIL−6発現の増加傾向があったが、これは有意ではなかった。前炎症性サイトカインTNF−αおよび抗炎症性サイトカインIL−10についても、遺伝子発現の有意な変化は観察されなかった。
(リンパ球MPを取り込むことができないが単球はMPを取り込むことができる)
これまでの結果から、MPは単球では免疫調節特性を有し、リンパ球では免疫調節特性を有しないことが示されたので、我々はMPの両タイプの免疫細胞との相互作用を分析した。その目的で、PKH−MPをPBMC(比1:40,000)に添加し、1時間および24時間37℃でインキュベートした。対照として、細胞を4℃でインキュベートし、その温度でMP取り込みの活性は期待されない。MPを添加して1時間後に、わずかな割合のCD3リンパ球(1.3±0.2%)がPKH−MPについて陽性であった(図9A)一方、20±5.3%のCD14単球がMPを取り込むことができた(p<0.05)(図9B)。単球とリンパ球によるMP取り込みの差は、24時間後に高かった(リンパ球:5.2±1.4%、単球:93±4.3%、p<0.05)。4℃対照の取り込みは、すべての時点で単球およびリンパ球について常に3%未満であった。この結果は、MP取り込みがエネルギー依存プロセスにおいて媒介されたことを示した。
MPが単球によって内在化され得るかどうかを調べるために、PBMC由来の単離CD14細胞を用いて共焦点免疫蛍光顕微鏡検査を行った。単球をCFSEで標識し、PKH−MP(1:40,000)で培養した。経時記録により、MPは単球の原形質膜に結合するが、内在化されなかったことが示された(図10A)。単球上のMPの局在を詳細に見るために、zスタック画像を共焦点顕微鏡法によって分析した(図10B)。これらの画像は、MPが単球の細胞表面に局在したままであることを確認した。
(付記)
(付記1)
医薬としての使用のための、間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含む、溶解された前記間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子。
(付記2)
70〜170nmの平均粒径を有する、付記1に記載の免疫調節性粒子。
(付記3)
前記間葉系幹細胞は、溶解の前にインターフェロンガンマで処理される、
ことを特徴とする付記1または2に記載の免疫調節性粒子。
(付記4)
前記間葉系幹細胞は、脂肪組織から単離される、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の免疫調節性粒子。
(付記5)
間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含み、前記膜構造物は、免疫抑制化合物、好ましくはステロイド、細胞増殖抑制剤、抗体および/またはカルシニューリン阻害剤を含む、溶解された前記間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子。
(付記6)
医薬としての使用のための、付記5に記載の免疫調節性粒子。
(付記7)
自己免疫疾患を含む、急性および慢性炎症性疾患の治療における医薬としての使用のための、付記1乃至6のいずれか1つに記載の免疫調節性粒子。
(付記8)
移植拒絶反応の治療および予防における医薬としての使用のための、付記1乃至6のいずれか1つに記載の免疫調節性粒子。
(付記9)
前記間葉系幹細胞は、前記粒子で治療される対象から得られる、
ことを特徴とする付記1乃至4及び付記6乃至8のいずれか1つに記載の免疫調節性粒子。
(付記10)
間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含む溶解された前記間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子と、薬学的に許容される添加剤と、を含む医薬組成物。
(付記11)
前記粒子は、免疫抑制化合物、好ましくはステロイド、細胞増殖抑制剤、抗体および/またはカルシニューリン阻害剤を含む、
ことを特徴とする付記10に記載の医薬組成物。
(付記12)
免疫抑制療法における使用のための、付記10または11に記載の医薬組成物。
(付記13)
移植拒絶反応の治療および予防における使用のための、付記10乃至12のいずれか1つに記載の医薬組成物。
(付記14)
医薬としての使用のための不活性化された間葉系幹細胞またはその一部。
(付記15)
自己免疫疾患を含む急性および慢性炎症性疾患の治療における医薬としての使用のための、および/または移植拒絶反応の予防のための、不活性化された間葉系幹細胞、または前記不活性化された間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含む免疫調節性粒子。

Claims (15)

  1. 医薬としての使用のための、間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含む、溶解された前記間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子。
  2. 70〜170nmの平均粒径を有する、請求項1に記載の免疫調節性粒子。
  3. 前記間葉系幹細胞は、溶解の前にインターフェロンガンマで処理される、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の免疫調節性粒子。
  4. 前記間葉系幹細胞は、脂肪組織から単離される、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の免疫調節性粒子。
  5. 間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含み、前記膜構造物は、免疫抑制化合物、好ましくはステロイド、細胞増殖抑制剤、抗体および/またはカルシニューリン阻害剤を含む、溶解された前記間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子。
  6. 医薬としての使用のための、請求項5に記載の免疫調節性粒子。
  7. 自己免疫疾患を含む、急性および慢性炎症性疾患の治療における医薬としての使用のための、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の免疫調節性粒子。
  8. 移植拒絶反応の治療および予防における医薬としての使用のための、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の免疫調節性粒子。
  9. 前記間葉系幹細胞は、前記粒子で治療される対象から得られる、
    ことを特徴とする請求項1乃至4及び請求項6乃至8のいずれか1項に記載の免疫調節性粒子。
  10. 間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含む溶解された前記間葉系幹細胞由来の免疫調節性粒子と、薬学的に許容される添加剤と、を含む医薬組成物。
  11. 前記粒子は、免疫抑制化合物、好ましくはステロイド、細胞増殖抑制剤、抗体および/またはカルシニューリン阻害剤を含む、
    ことを特徴とする請求項10に記載の医薬組成物。
  12. 免疫抑制療法における使用のための、請求項10または11に記載の医薬組成物。
  13. 移植拒絶反応の治療および予防における使用のための、請求項10乃至12のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  14. 医薬としての使用のための不活性化された間葉系幹細胞またはその一部。
  15. 自己免疫疾患を含む急性および慢性炎症性疾患の治療における医薬としての使用のための、および/または移植拒絶反応の予防のための、不活性化された間葉系幹細胞、または前記不活性化された間葉系幹細胞の原形質膜由来の膜構造物を含む免疫調節性粒子。
JP2018562004A 2016-05-25 2017-05-26 間葉系幹細胞およびその一部の使用 Pending JP2019516771A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16171332.6 2016-05-25
EP16171332 2016-05-25
PCT/NL2017/050334 WO2017204639A1 (en) 2016-05-25 2017-05-26 Use of mesenchymal stem cells and parts thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019516771A true JP2019516771A (ja) 2019-06-20

Family

ID=56081309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018562004A Pending JP2019516771A (ja) 2016-05-25 2017-05-26 間葉系幹細胞およびその一部の使用

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20190255115A1 (ja)
EP (1) EP3464564A1 (ja)
JP (1) JP2019516771A (ja)
CN (1) CN109715787A (ja)
AU (1) AU2017269053A1 (ja)
BR (1) BR112018074334A2 (ja)
CA (1) CA3025285A1 (ja)
IL (1) IL263265A (ja)
WO (1) WO2017204639A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102096150B1 (ko) * 2018-01-05 2020-04-02 재단법인 아산사회복지재단 인터페론 감마로 전처리된 유도만능 줄기세포 유래 중간엽 줄기세포 및 이로부터 유래된 엑소좀을 포함하는 피부질환의 개선, 예방 또는 치료용 조성물
WO2020060400A1 (en) 2018-09-17 2020-03-26 Erasmus University Medical Center Rotterdam Adenosomes
JPWO2020184425A1 (ja) * 2019-03-08 2020-09-17
CN110777113B (zh) * 2019-09-10 2021-09-24 中山大学 一种用于日本血吸虫感染治疗的间质干细胞处理方法
CN111265549B (zh) * 2020-03-02 2022-03-01 苏州大学 表面pd-l1分子过表达的间充质干细胞膜包被的仿生纳米颗粒及其制备和应用
CN112921003B (zh) * 2021-02-02 2024-02-09 苏州大学 表达pd-l1分子的间充质干细胞来源外泌体及其制备方法与应用
WO2022221672A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Ossium Health, Inc. Interferon gamma-primed mesenchymal stromal cells as prophylaxis for graft versus host disease
KR20230028182A (ko) * 2021-08-19 2023-02-28 주식회사 강스템바이오텍 칼시뉴린 억제제와 줄기세포를 사용하여 면역질환을 치료하는 방법
CN115177636A (zh) * 2022-07-18 2022-10-14 陕西科美致尚生物科技有限公司 一种用于治疗前列腺钙化的组合物及其制备方法与应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013014691A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Ospedale Pediatrico Bambino Gesu' Microvesicles isolated from mesenchymal stem cells for use as immunosuppressive agents

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102936578B (zh) * 2012-11-12 2014-09-10 山东省齐鲁干细胞工程有限公司 一种增强间充质干细胞免疫抑制功能的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013014691A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Ospedale Pediatrico Bambino Gesu' Microvesicles isolated from mesenchymal stem cells for use as immunosuppressive agents

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCIENTIFIC REPORTS, vol. Vol. 6, Article number: 24120, JPN6021019185, 13 April 2016 (2016-04-13), pages 1 - 13, ISSN: 0004608035 *
STEM CELL REPORTS, vol. 4(3), JPN6021019184, 10 March 2015 (2015-03-10), pages 473 - 488, ISSN: 0004608034 *

Also Published As

Publication number Publication date
IL263265A (en) 2018-12-31
BR112018074334A2 (pt) 2019-03-06
WO2017204639A1 (en) 2017-11-30
US20190255115A1 (en) 2019-08-22
AU2017269053A1 (en) 2018-12-20
CA3025285A1 (en) 2017-11-30
EP3464564A1 (en) 2019-04-10
CN109715787A (zh) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019516771A (ja) 間葉系幹細胞およびその一部の使用
JP6392926B2 (ja) 末梢免疫機能を調節するための方法及び組成物
English et al. Cell contact, prostaglandin E2 and transforming growth factor beta 1 play non-redundant roles in human mesenchymal stem cell induction of CD4+ CD25Highforkhead box P3+ regulatory T cells
Engela et al. Human adipose-tissue derived mesenchymal stem cells induce functional de-novo regulatory T cells with methylated FOXP3 gene DNA
Flemming et al. Immunomodulative efficacy of bone marrow-derived mesenchymal stem cells cultured in human platelet lysate
Ben-Ami et al. T cells from autoimmune patients display reduced sensitivity to immunoregulation by mesenchymal stem cells: role of IL-2
Godoy et al. Clinical translation of mesenchymal stromal cell therapy for graft versus host disease
Tolar et al. Immune regulatory cells in umbilical cord blood: T regulatory cells and mesenchymal stromal cells
ES2831259T3 (es) Tratamiento de la enfermedad de injerto contra huésped
US11135249B2 (en) Methods for increasing osteoblastic function
Im et al. Induction of mixed chimerism using combinatory cell-based immune modulation with mesenchymal stem cells and regulatory T cells for solid-organ transplant tolerance
AU2011274255A1 (en) Treatment of T-cell mediated immune disorders
Calkoen et al. Mesenchymal stromal cells isolated from children with systemic juvenile idiopathic arthritis suppress innate and adaptive immune responses
WO2022079066A1 (en) Conditioned regulatory t cell population with enhanced therapeutic potential, method for obtaining of regulatory t cell population and the medical use of regulatory t cell population
WO2018207918A1 (ja) 移植効率を向上させる間葉系幹細胞の純化方法
Van Pham Stem Cell Therapy for Autoimmune Disease
Visai et al. Generation of mesenchymal stromal cells in the presence of platelet lysate: a phenotypical and functional comparison between umbilical cord blood-and bone marrow-derived progenitors
Bernardo Human mesench mal stromal cells: biological characterization and clinical application
Squillaro et al. CT-1470 Provisionally Accepted 07/02/2015 for publication in “Cell Transplantation” Clinical Trials with Mesenchymal Stem Cells: An Update

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200501

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210823

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220207

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20220207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20220209

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20220303

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20220308

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20220325

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20220329