JP2019522972A - 遺伝性障害の治療のための改善された特徴を有する二環式スキャフォールド部分を含むプレmRNAスプライススイッチング又は調節オリゴヌクレオチド - Google Patents
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Abstract
Description
第1の態様において、本発明は、好ましくは、スプライス調節による、例えば、両方ともスプライススイッチングの形態であるエキソンスキッピング又はエキソン包含による疾患又は状態を治療するための薬剤として使用するための、2’−置換モノマー、好ましくは、2’−置換RNAモノマー及びホスホロチオエート骨格を含む、又はホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーからなる、好ましくは、2’−置換RNAモノマーからなる、二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む、並びに5−メチルピリミジン塩基を含むオリゴヌクレオチドを提供する。これに関連して好ましい疾患として、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、ベッカー型筋ジストロフィー及び脊髄性筋萎縮症がある。
i)Ia)少なくとも1つの2’−置換モノマー及び任意選択でホスホロチオエート骨格連結、又は
Ib)ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、並びに
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含むオリゴヌクレオチドを提供する。
i)Ia)少なくとも1つの2’−置換モノマー、好ましくは、RNAモノマー若しくは2’−O−置換RNAモノマー、任意選択で、ホスホロチオエート骨格連結、又は
Ib) ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル連結によって連結された、2’−置換モノマー、好ましくは、RNAモノマー若しくは2’−O−置換RNAモノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、並びに
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含む。
5−メチルシトシンで置換された少なくとも1つ、好ましくはすべてのシトシン、
5−メチルシトシンで置換された少なくとも1つ、好ましくはすべてのシトシン及び5−メチルウラシルで置換された少なくとも1つのウラシル、
5−メチルウラシルで置換された少なくとも1つのウラシル
を有し得る。
5’末端のモノマーにおける単一BNAスキャフォールド修飾、
3’末端のモノマーにおける単一BNAスキャフォールド修飾、
一方が5’末端のモノマー中にあり、もう一方が3’末端のモノマー中にある2つのBNAスキャフォールド修飾、
2つのモノマー各々中の1つが5’末端に最も近い、2つのBNAスキャフォールド修飾、
2つのモノマー各々中の1つが3’末端に最も近い、2つのBNAスキャフォールド修飾、
1つが5’末端のモノマー中にあり、1つが3’末端のモノマー中にあり、1〜5つのBNAスキャフォールド修飾が非末端残基中にある、3〜7つのBNAスキャフォールド修飾、
1つが5’末端のモノマー中にあり、1つが3’末端のモノマー中にあり、1〜4つのBNAスキャフォールド修飾が非末端残基中にある、3〜6つのBNAスキャフォールド修飾、
1つが5’末端のモノマー中にあり、1つが3’末端のモノマー中にあり、1〜3つのBNAスキャフォールド修飾が非末端残基中にある、3〜5つのBNAスキャフォールド修飾、
1つが5’末端のモノマー中にあり、1つが3’末端のモノマー中にあり、1つ又は2つのBNAスキャフォールド修飾が非末端残基中にある、3又は4つのBNAスキャフォールド修飾、
1つが5’末端のモノマー中にあり、1つが3’末端のモノマー中にあり、1つのBNAスキャフォールド修飾が非末端残基中にある、3つのBNAスキャフォールド修飾、
1つが5’末端のモノマー中にあり、1つが3’末端のモノマー中にあり、2〜4つのBNAスキャフォールド修飾が非末端残基中にある、4〜6つのBNAスキャフォールド修飾、
1つが5’末端のモノマー中にあり、1つが3’末端のモノマー中にあり、2〜3つのBNAスキャフォールド修飾が非末端残基中にある、4つ又は5つのBNAスキャフォールド修飾。
前記症状のうち1つ若しくは複数の増大若しくは悪化の速度を低減すること及び/又は、
患者から得た筋肉細胞の1つ若しくは複数の特徴を軽減すること及び/又は、
前記個体に機能性又は半機能性ジストロフィン若しくはSMNタンパク質を提供すること及び/又は、
脊髄における運動ニューロンの喪失を減少させること及び/又は
前記個体において随意筋の萎縮を減少させること及び/又は異常なジストロフィンタンパク質の生成を少なくとも幾分か減少させること。
これらの特徴の各々は、本明細書においてすでに定義されている。
ジストロフィン又はSMN2プレmRNAエキソン(閉構造)の別の部分とハイブリダイズされるジストロフィン又はSMN2プレmRNAエキソンの領域と、結合する、それを標的化する、ハイブリダイズする、又はそれと相補的である配列、及び
前記ジストロフィン又はSMN2プレmRNA(開構造)中のハイブリダイズされないジストロフィン又はSMN2プレmRNAエキソンの領域と、結合する、それを標的化する、ハイブリダイズする、又はそれと相補的である配列。
しかし、可能性ある(潜在性の)スプライスアクセプター及び/又はドナー配列が、標的化されるエキソン内に存在する場合、時には、異なる(新しい)エキソン、すなわち異なる5’末端、異なる3’末端又は両方を有するエキソンを規定する新規エキソン包含シグナルが生じる。この種の活性は、標的化されたエキソンがmRNAから排除されるので、本発明の範囲内にある。mRNA中の標的化されたエキソンの一部を含有する新規エキソンの存在は、標的化されたエキソンがそのようなものとして排除されるという事実を変更しない。新エキソンの包含は、ほんの時折生じる副作用として見られ得る。エキソンスキッピングが、突然変異の結果として破壊されるジストロフィンのオープンリーディングフレーム(の一部)を回復させるために使用される場合には、2つの可能性がある。1つは、新エキソンがリーディングフレームの回復において機能性であるが、その他の場合にはリーディングフレームは回復されないということである。エキソンスキッピングによってジストロフィンリーディングフレームを回復するためのオリゴヌクレオチドを含む化合物を選択する場合には、もちろん、これらの条件下で、新エキソンを有する又は有さない、ジストロフィンオープンリーディングフレームを回復させるエキソンスキッピングを実際にもたらすそれらのオリゴヌクレオチドを含むそれらの化合物のみが選択されることは明らかである。
i)Ia)少なくとも1つの2’−置換モノマー、好ましくは、RNAモノマー若しくは2’−O−置換RNAモノマー及び任意選択で、ホスホロチオエート骨格連結、又は
Ib)ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/若しくはホスホジエステル連結によって連結された、2’−置換モノマー、好ましくは、RNAモノマー若しくは2’−O−置換RNAモノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基並びに
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含み
配列番号2〜7から、より好ましくは、
エキソン44のスキッピング又は少なくともスキッピングのための
5’-GCGAUUUGACAGAUCUGUUGAGAAAUGGCGGCGUUUUCAUUAUGAUAUAAAGAUAUUUAAUCAGUGGCUAACAGAAGCUGAACAGUUUCUCAGAAAGACACAAAUUCCUGAGAAUUGGGAACAUGCUAAAUACAAAUGGUAUCUUAAG-3’(配列番号2)
エキソン45のスキッピング又は少なくともスキッピングのための
5’-GAACUCCAGGAUGGCAUUGGGCAGCGGCAAACUGUUGUCAGAACAUUGAAUGCAACUGGGGAAGAAAUAAUUCAGCAAUCCUCAAAAACAGAUGCCAGUAUUCUACAGGAAAAAUUGGGAAGCCUGAAUCUGCGGUGGCAGGAGGUCUGCAAACAGCUGUCAGACAGAAAAAAGAG-3’(配列番号3)
エキソン51のスキッピング又は少なくともスキッピングのための
5’-CUCCUACUCAGACUGUUACUCUGGUGACACAACCUGUGGUUACUAAGGAAACUGCCAUCUCCAAACUAGAAAUGCCAUCUUCCUUGAUGUUGGAGGUACCUGCUCUGGCAGAUUUCAACCGGGCUUGGACAGAACUUACCGACUGGCUUUCUCUGCUUGAUCAAGUUAUAAAAUCACAGAGGGUGAUGGUGGGUGACCUUGAGGAUAUCAACGAGAUGAUCAUCAAGCAGAAG-3’(配列番号4)
エキソン52のスキッピング又は少なくともスキッピングのための
5’-GCAACAAUGCAGGAUUUGGAACAGAGGCGUCCCCAGUUGGAAGAACUCAUUACCGCUGCCCAAAAUUUGAAAAACAAGACCAGCAAUCAAGAGGCUAGAACAAUCAUUACGGAUCGAA-3’(配列番号5)
エキソン53のスキッピング又は少なくともスキッピングのための
5’-UUGAAAGAAUUCAGAAUCAGUGGGAUGAAGUACAAGAACACCUUCAGAACCGGAGGCAACAGUUGAAUGAAAUGUUAAAGGAUUCAACACAAUGGCUGGAAGCUAAGGAAGAAGCUGAGCAGGUCUUAGGACAGGCCAGAGCCAAGCUUGAGUCAUGGAAGGAGGGUCCCUAUACAGUAGAUGCAAUCCAAAAGAAAAUCACAGAAACCAAG-3’(配列番号6)
エキソン55のスキッピング又は少なくともスキッピングのための
5’-GGUGAGUGAGCGAGAGGCUGCUUUGGAAGAAACUCAUAGAUUACUGCAACAGUUCCCCCUGGACCUGGAAAAGUUUCUUGCCUGGCUUACAGAAGCUGAAACAACUGCCAAUGUCCUACAGGAUGCUACCCGUAAGGAAAGGCUCCUAGAAGACUCCAAGGGAGUAAAAGAGCUGAUGAAACAAUGGCAA-3’(配列番号7)
から選択される以下のエキソンヌクレオチド配列のうち少なくとも1つの、少なくとも10ヌクレオチドから最大33ヌクレオチドの連続ストレッチと結合する、又はそれと、相補的である、又はそれを標的化する、又はそれとハイブリダイズする。
i)Ia)少なくとも1つの2’−置換モノマー、好ましくは、RNAモノマー若しくは2’−O−置換RNAモノマー及び任意選択で、ホスホロチオエート骨格連結、又は
Ib)ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/若しくはホスホジエステル連結によって連結された、2’−置換モノマー、好ましくは、RNAモノマー又は2’−O−置換RNAモノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基並びに
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含み、
配列番号6065〜6070から、より好ましくは、
少なくともエキソン44のスキッピングのための
5’-CUUAAGAUACCAUUUGUAUUUAGCAUGUUCCCAAUUCUCAGGAAUUUGUGUCUUUCUGAGAAACUGUUCAGCUUCUGUUAGCCACUGAUUAAAUAUCUUUAUAUCAUAAUGAAAACGCCGCCAUUUCUCAACAGAUCUGUCAAAUCGC-3’(配列番号6065)
少なくともエキソン45のスキッピングのための
5’-CUCUUUUUUCUGUCUGACAGCUGUUUGCAGACCUCCUGCCACCGCAGAUUCAGGCUUCCCAAUUUUUCCUGUAGAAUACUGGCAUCUGUUUUUGAGGAUUGCUGAAUUAUUUCUUCCCCAGUUGCAUUCAAUGUUCUGACAACAGUUUGCCGCUGCCCAAUGCCAUCCUGGAGUUC-3’(配列番号6066)
少なくともエキソン51のスキッピングのための
5’-CUUCUGCUUGAUGAUCAUCUCGUUGAUAUCCUCAAGGUCACCCACCAUCACCCUCUGUGAUUUUAUAACUUGAUCAAGCAGAGAAAGCCAGUCGGUAAGUUCUGUCCAAGCCCGGUUGAAAUCUGCCAGAGCAGGUACCUCCAACAUCAAGGAAGAUGGCAUUUCUAGUUUGGAGAUGGCAGUUUCCUUAGUAACCACAGGUUGUGUCACCAGAGUAACAGUCUGAGUAGGAG-3’(配列番号6067)
少なくともエキソン52のスキッピングのための
5’-UUCGAUCCGUAAUGAUUGUUCUAGCCUCUUGAUUGCUGGUCUUGUUUUUCAAAUUUUGGGCAGCGGUAAUGAGUUCUUCCAACUGGGGACGCCUCUGUUCCAAAUCCUGCAUUGUUGC-3’(配列番号6068)
少なくともエキソン53のスキッピングのための
5’-CUUGGUUUCUGUGAUUUUCUUUUGGAUUGCAUCUACUGUAUAGGGACCCUCCUUCCAUGACUCAAGCUUGGCUCUGGCCUGUCCUAAGACCUGCUCAGCUUCUUCCUUAGCUUCCAGCCAUUGUGUUGAAUCCUUUAACAUUUCAUUCAACUGUUGCCUCCGGUUCUGAAGGUGUUCUUGUACUUCAUCCCACUGAUUCUGAAUUCUUUCAA-3’(配列番号6069)
少なくともエキソン55のスキッピングのための
5’-UUGCCAUUGUUUCAUCAGCUCUUUUACUCCCUUGGAGUCUUCUAGGAGCCUUUCCUUACGGGUAGCAUCCUGUAGGACAUUGGCAGUUGUUUCAGCUUCUGUAAGCCAGGCAAGAAACUUUUCCAGGUCCAGGGGGAACUGUUGCAGUAAUCUAUGAGUUUCUUCCAAAGCAGCCUCUCGCUCACUCACC-3’(配列番号6070)
から選択される以下のヌクレオチド配列のうち少なくとも1つの、少なくとも10ヌクレオチドから最大33ヌクレオチドの連続ストレッチを含む。
i)ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル連結によって連結された2’−置換モノマー、好ましくは、RNAモノマー又は2’−O−置換RNAモノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン塩基並びに
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含み、
配列番号6065〜6070から選択されるヌクレオチド配列のうち少なくとも1つ、好ましくは配列番号6067のヌクレオチド配列の、少なくとも10ヌクレオチドから最大33ヌクレオチドの連続ストレッチを含む。
i)ホスホロチオエート骨格連結によって連結された、2’−置換モノマー、好ましくは、2’−O−置換RNAモノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン塩基及び
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含み、
配列番号6065〜6070から選択されるヌクレオチド配列のうち少なくとも1つ、好ましくは配列番号6067のヌクレオチド配列の、少なくとも10ヌクレオチドから最大33ヌクレオチドの連続ストレッチを含む。より好ましい実施形態では、このようなオリゴヌクレオチドは、BNAスキャフォールド修飾を含む少なくとも2つのモノマーを有する。
〜1471、1473〜1477、1479〜1483、1485〜1489、1491〜1495、1497〜1501、1503〜1507、1509〜1513、1515〜1519、1521〜1525、1527〜1531、1533〜1537、1539〜1543、1545〜1549、1551〜1555、1557〜1561、1563〜1567、1569〜1573、1575〜1579、1592〜2099、又は3000〜6048の断片を含む若しくはからなるヌクレオチド配列によって表される。本発明の関連内で、配列番号8〜1580又は配列番号1592〜2099又は配列番号3000〜6048の断片は、前記配列番号から得られる少なくとも10の連続ヌクレオチドを含む又はからなるヌクレオチド配列を意味することが好ましい。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりに5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
少なくとも1つの2’−置換モノマー、
少なくとも1つのホスホロチオエート骨格連結、
2’−置換モノマーのみ、
ホスホロチオエート骨格連結のみ、
ホスホロチオエート骨格連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基、
シトシン塩基の代わりの5−メチルシトシン塩基のみ、
二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー。
以下に、本発明のオリゴヌクレオチドのその他の化学及び修飾を定義する。これらのさらなる化学及び修飾は、前記オリゴヌクレオチドについてすでに定義された化学、すなわち、5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシルを有する又は有さない少なくとも1つのBNAスキャフォールド修飾の存在及び/又は任意選択のホスホロチオエート骨格連結を有する2’−O−メチルモノマーを含む若しくはからなるオリゴヌクレオチドと組み合わせて存在し得る。
a)少なくとも1つのモノマーが、式I:
[式中、
Bは、核酸塩基であり、
Xは、F、−NR1R2又は−ORであり、
Rは、アルケニル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ、OR1、NR1R2又はSR1であり、
R1は、ハロ、ヒドロキシ又はアルキルで各々独立に任意選択でさらに置換された、H、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクロアルキル又はヘテロアリールであり、
R2は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
b)少なくとも1つのモノマーが、BNAスキャフォールド修飾を含み、式II
[式中、
B1は、核酸塩基であり、
Z−Yは、−(CH2)nO−、−C(CH2CH2)O−、−CH2WCH2−、−(CH2)nNR3−、−CH2S(Om)−、−CH(CH3)O−、−CH(CH2OCH3)O−、−CH2N(R3)O−、−CH2CH2−、−C(O)NR3−、−CH=CHO−、−CH2SO2NR3−及び−NHC(O)NH−から選択される二価の基であり、
nは、1又は2であり、
mは、0、1又は2であり、
Wは、O、S又はNR3であり、
R3は、H、−C(O)R4、−C(=NH)NR5R5、ベンジル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ及びアルコキシから選択され、
R4は、アルキル、シクロアルキル又はアリールであり、
R5は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
c)モノマーが、ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル骨格連結によって連結され、
d)オリゴヌクレオチド中の少なくとも1つの核酸塩基が、5−メチルシトシン又は5−メチルウラシル塩基である。
a)少なくとも1つのモノマーが、式I
[式中、
Bは、核酸塩基であり、
Xは、F、−NR1R2又は−ORであり、
Rは、任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ、OR1、NR1R2又はSR1であり、
R1は、ハロ、ヒドロキシ又はアルキルで各々独立に任意選択でさらに置換された、H、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクロアルキル又はヘテロアリールであり、
R2は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
b)少なくとも1つのモノマーが、BNAスキャフォールド修飾を含み、
c)モノマーが、ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル骨格連結によって連結され、
d)オリゴヌクレオチド中の少なくとも1つの核酸塩基が、5−メチルシトシン又は5−メチルウラシル塩基である。
a)少なくとも1つのモノマーが、式I
[式中、
Bは、核酸塩基であり、
Xは、F、−NR1R2又は−ORであり、
Rは、任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ、OR1、NR1R2又はSR1であり、
R1は、ハロ、ヒドロキシ又はアルキルで各々独立に任意選択でさらに置換された、H、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクロアルキル又はヘテロアリールであり、
R2は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
b)少なくとも1つのモノマーが、BNAスキャフォールド修飾を含み、式II
[式中、B1及びZ−Yは、上記で定義のとおりである]
を有し、
c)モノマーが、ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル骨格連結によって連結され、
d)オリゴヌクレオチド中の少なくとも1つの核酸塩基が、5−メチルシトシン又は5−メチルウラシル塩基である。
a)少なくとも1つのモノマーが、式I
[式中、
Bは、核酸塩基であり、
Xは、F、−OCH3又は−O−CH2CH2OCH3であり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
b)少なくとも1つのモノマーが、BNAスキャフォールド修飾を含み、式II
[式中、
B1は、核酸塩基であり、
Z−Yは、−(CH2)nO−、−C(CH2CH2)O−、−CH2WCH2−、−CH2NR3−、−CH2S−、−CH(CH3)O−、−CH(CH2OCH3)O−、−CH2CH2−、−C(O)NR3−、−CH=CHO−、−CH2SO2NR3−及び−NHC(O)NH−から選択される二価の基であり、
nは、1又は2であり、
Wは、O、S又はNR3であり、
R3は、H、−C(O)R4、−C(=NH)NR5R5、ベンジル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ及びアルコキシから選択され、
R4は、アルキル、シクロアルキル又はアリールであり、
R5は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
c)モノマーが、ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル骨格連結によって連結され、
d)オリゴヌクレオチド中の少なくとも1つの核酸塩基が、5−メチルシトシン又は5−メチルウラシル塩基である。
a)少なくとも1つのモノマーが、式I
[式中、
Bは、核酸塩基であり、
Xは、F、−OCH3又は−O−CH2CH2OCH3であり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
b)1つ又は2つのモノマーが、BNAスキャフォールド修飾を含み、式II
[式中、
B1は、核酸塩基であり、
Z−Yは、−(CH2)nO−、−C(CH2CH2)O−、−CH2WCH2−、−CH2NR3−、−CH2S−、−CH(CH3)O−、−CH(CH2OCH3)O−、−CH2CH2−、−C(O)NR3−、−CH=CHO−、−CH2SO2NR3−及び−NHC(O)NH−から選択される二価の基であり、
nは、1又は2であり、
Wは、O、S又はNR3であり、
R3は、H、−C(O)R4、−C(=NH)NR5R5、ベンジル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ及びアルコキシから選択され、
R4は、アルキル、シクロアルキル又はアリールであり、
R5は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
c)モノマーが、ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル骨格連結によって連結され、
d)オリゴヌクレオチド中の少なくとも1つの核酸塩基が、5−メチルシトシン又は5−メチルウラシル塩基である。
本発明の一態様では、少なくとも1種の本発明に従うオリゴヌクレオチドを含む組成物であって、好ましい、少なくとも1種の賦形剤を含み、及び/又は前記オリゴヌクレオチドは、組織及び/若しくは細胞への、並びに/又は組織及び/若しくは細胞中への前記組成物及び/又は前記オリゴヌクレオチドの標的化及び/又は送達の増強にさらに役立ち得る少なくとも1種のコンジュゲートされたリガンドを含む、組成物が提供される。本明細書において記載されるような組成物は、本明細書において、本発明に従う組成物と呼ばれる。本発明に従う組成物は、1種又は2種以上の本発明に従うオリゴヌクレオチドを含み得る。本発明に関連して、賦形剤は、別個の分子であり得るが、コンジュゲートされた部分でもあり得る。第1の場合には、賦形剤は、デンプンなどの増量剤であり得る。後者の場合には、賦形剤は、例えば、本発明に従うオリゴヌクレオチドに連結される標的化性リガンドであり得る。
さらなる態様において、薬剤又は療法の一部又は前記オリゴヌクレオチドが細胞内でその活性を発揮する適用として使用するための、これまでの節に記載されたような組成物又はオリゴヌクレオチドの使用が提供される。
方法
1.i)Ia)少なくとも1つの2’−置換モノマー及び任意選択でホスホロチオエート骨格連結又は
Ib)ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン及び/又は5−メチルウラシル塩基並びに
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含むオリゴヌクレオチド。
2.二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾、好ましくは架橋核酸スキャフォールド修飾を含む、1、2、3又は4つのモノマーを含む、実施形態1に従うオリゴヌクレオチド。
3.少なくとも1つの二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾が、前記オリゴヌクレオチドの末端モノマー中に、好ましくは前記オリゴヌクレオチドの5’末端モノマー中に、より好ましくは前記オリゴヌクレオチドの両方の末端モノマー中に含まれる、実施形態1又は2に従うオリゴヌクレオチド。
4.前記二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾の各出現が、コンホメーション的に制限されたヌクレオチド(CRN)モノマー、ロックド核酸(LNA)モノマー、キシロ−LNAモノマー、α−L−LNAモノマー、β−D−LNAモノマー、2’−アミノ−LNAモノマー、2’−(アルキルアミノ)−LNAモノマー、2’−(アシルアミノ)−LNAモノマー、2’−N−置換−2’−アミノ−LNAモノマー、(2’−O,4’−C)制約されたエチル(cEt)LNAモノマー、(2’−O,4’−C)制約されたメトキシエチル(cMOE)BNAモノマー、2’,4’−BNANC(N−H)モノマー、2’,4’−BNANC(N−Me)モノマー、エチレン架橋核酸(ENA)モノマー、2’−C−架橋二環式ヌクレオチド(CBBN)モノマー及びそれらの誘導体からなる群から独立に選択されるモノマーをもたらす、実施形態1〜3のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
5.前記2’−置換モノマーが、2’−置換RNAモノマー、2’−Fモノマー、2’−アミノモノマー、2’−O−置換モノマー、2’−O−メチルモノマー又は2’−O−(2−メトキシエチル)モノマー、好ましくは、2’−O−メチルモノマーである、実施形態1〜4のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
6.すべてのシトシン塩基が5−メチルシトシン塩基であり、及び/又はすべてのウラシル塩基が5−メチルウラシル塩基である、実施形態1〜5のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
7.前記オリゴヌクレオチドの長さが、34ヌクレオチド未満である、実施形態1〜6のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
8.エキソン及び/又は非エキソン領域の少なくとも一部と、相補的である、又はそれと結合する、又はそれを標的化する、又はそれとハイブリダイズする、好ましくは、エキソン認識配列(ERS)、エキソンスプライシングサイレンサー(ESS)、イントロンスプライシングサイレンサー(ISS)、SRタンパク質結合部位、又は別のスプライシングエレメント、シグナル若しくは構造の少なくとも一部と、相補的である、又はそれと結合する、又はそれを標的化する、又はそれとハイブリダイズする配列を含む又はからなる、実施形態1〜7のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
9.前記のエキソン及び/又は非エキソン領域の少なくとも一部が、10〜33ヌクレオチドの長さを有する、実施形態8に従うオリゴヌクレオチド。
10.前記エキソン及び/又は非エキソン領域が、DMD遺伝子中又はSMN遺伝子中にある、実施形態8又は9に従うオリゴヌクレオチド。
11.配列番号8〜1580を含む若しくはからなるヌクレオチド配列によって、又は配列番号8〜1580の断片を含む若しくはからなるヌクレオチド配列によって表される、好ましくは、配列番号453、455、456、459、461、462、465、467、468、471、473、474、483若しくは486を含む若しくはからなるヌクレオチド配列によって、又は配列番号453、455、456、459、461、462、465、467、468、471、473、474、483若しくは486の断片を含む若しくはからなるヌクレオチド配列によって表される、実施形態1〜10のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
12.前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、好ましくは、前記プレmRNAスプライシング調節が、タンパク質の産生又は組成を変更し、好ましくは、前記プレmRNAスプライシング調節が、エキソンスキッピング又はエキソン包含を含み、最も好ましくは、前記RNA調節が、エキソンスキッピングを含む、実施形態1〜11のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
13.前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、前記プレmRNAスプライシング調節が、疾患又は状態と関連するタンパク質の産生を変更し、前記疾患又は状態が、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)又は脊髄性筋萎縮症(SMA)であることが好ましい、実施形態1〜12のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
14.二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含まない対応するオリゴヌクレオチドと比較して改善されたパラメータを有する、実施形態1〜13のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド。
15.組織及び/若しくは細胞への、並びに/又は組織及び/若しくは細胞中への前記組成物及び/又は前記オリゴヌクレオチドの標的化及び/又は送達の増強にさらに役立ち得る少なくとも1種の賦形剤を含むことが好ましい、実施形態1〜14のいずれか1つにおいて定義されるようなオリゴヌクレオチドを含む組成物。
16.薬剤として使用するための、好ましくは、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)又は脊髄性筋萎縮症(SMA)を治療する、予防する及び/又は遅延させるための実施形態1〜14のいずれか1つに従うオリゴヌクレオチド、又は請求項15に記載の組成物。
17.デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)又は脊髄性筋萎縮症(SMA)を予防する、治療する及び/又は遅延させるための方法であって、対象に、実施形態1〜14のいずれか1つにおいて定義されるようなオリゴヌクレオチド又は請求項15において定義されるような組成物を投与するステップを含む、方法。
18.10〜33ヌクレオチドの長さのオリゴヌクレオチドであって、
a)少なくとも1つのモノマーが、式I
[式中、
Bは、核酸塩基であり、
Xは、F、−NR1R2又は−ORであり、
Rは、アルケニル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ、OR1、NR1R2又はSR1であり、
R1は、ハロ、ヒドロキシ又はアルキルで各々独立に任意選択でさらに置換された、H、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクロアルキル又はヘテロアリールであり、
R2は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
b)少なくとも1つのモノマーが、BNAスキャフォールド修飾を含み、式II
[式中、
B1は、核酸塩基であり、
Z−Yは、−(CH2)nO−、−C(CH2CH2)O−、−CH2WCH2−、−(CH2)nNR3−、−CH2S(Om)−、−CH(CH3)O−、−CH(CH2OCH3)O−、−CH2N(R3)O−、−CH2CH2−、−C(O)NR3−、−CH=CHO−、−CH2SO2NR3−及び−NHC(O)NH−から選択される二価の基であり、
nは、1又は2であり、
mは、0、1又は2であり、
Wは、O、S又はNR3であり、
R3は、H、−C(O)R4、−C(=NH)NR5R5、ベンジル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ及びアルコキシから選択され、
R4は、アルキル、シクロアルキル又はアリールであり、
R5は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
c)モノマーが、ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル骨格連結によって連結され、
d)オリゴヌクレオチド中の少なくとも1つの核酸塩基が、5−メチルシトシン又は5−メチルウラシル塩基である、オリゴヌクレオチド。
19.Rが、非置換アルキル又はCH3又はCH2CH3である、実施形態18に従うオリゴヌクレオチド。
20.R1がCH3である、実施形態18又は19に従うオリゴヌクレオチド。
21.XがF又は−ORである、実施形態18〜20のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
22.Xが、F又は−OCH3である、実施形態18〜21のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
23.Z−Yが、−(CH2)nO−、−CH(CH3)O−及び−CH(CH2OCH3)O−からなる群から選択される二価の基である、実施形態18〜22のいずれかのオリゴヌクレオチド。
24.Z−Yが−CH2O−であり、好ましくは、Zが−CH2−であり、Yが−O−である、実施形態18〜23のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
25.配列GGAAGAUGGCAU(配列番号6072)を含む、実施形態18〜24のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
26.16、17、18、19、20、21又は22ヌクレオチドの長さを有する、実施形態18〜25のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
27.19、20又は22ヌクレオチドの長さを有する、実施形態18〜26のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
28.20又は22ヌクレオチドの長さを有する、実施形態18〜27のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
29.20ヌクレオチドの長さを有する、実施形態18〜28のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
30.22ヌクレオチドの長さを有する、実施形態18〜28のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
31.19ヌクレオチドの長さを有する、実施形態18〜27のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
30.配列番号453、455、459、4528、4531、4532、4533、4535、4542、4548及び4568から選択される配列を含む又はからなる配列によって表される、実施形態18〜27のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
31.配列番号453、455、459、4528、4531、4532、4533、4535、4542、4548及び4568から選択される配列からなる配列によって表される、実施形態18〜26のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
32.前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、前記プレmRNAスプライシング調節が、タンパク質の産生又は組成を変更することが好ましく、エキソンスキッピング又はエキソン包含を含むことが好ましく、前記RNA調節が、エキソンスキッピングを含むことが最も好ましい、実施形態18〜31のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
33.前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、前記プレmRNAスプライシング調節が、疾患又は状態と関連するタンパク質の産生を変更し、前記疾患又は状態が、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)又は脊髄性筋萎縮症(SMA)であることが好ましい、実施形態18〜32のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
34.前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、前記プレmRNAスプライシング調節が、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)と関連するタンパク質の産生を変更する、実施形態18〜33のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
35.前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、前記プレmRNAスプライシング調節が、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)と関連するタンパク質の産生を変更する、実施形態18〜33のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
36.前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、前記プレmRNAスプライシング調節が、脊髄性筋萎縮症(SMA)と関連するタンパク質の産生を変更する、実施形態18〜33のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
37.二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含まない対応するオリゴヌクレオチドと比較して改善されたパラメータを有する、実施形態18〜36のいずれかに従うオリゴヌクレオチド。
本文書において、及びその請求項において、動詞「含む」及びその活用は、その限定されない意味で、その単語に続く項目が含まれるが、具体的に記載されない項目が排除されないことを意味するように使用される。さらに、動詞「からなる」は、本明細書において定義されるようなオリゴヌクレオチド又は組成物は、具体的に同定されるものよりもさらなる成分を含んでもよく、前記のさらなる成分(複数可)は、本発明の独特の特徴を変更しないことを意味する「本質的にからなる」によって置き換えられ得る。さらに、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」による要素への言及は、内容が明確に、1つの及び1つのみの要素があることを必要としない限り、2以上の要素が存在する可能性を排除しない。不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、したがって、普通、「少なくとも1つの」意味する。
を含む。
材料及び方法
AON
アンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)(表1、図1〜3)は、2’−O−メチルモノマー及びLNA(配列番号452、453、455及び456)又は2’−アミノ−LNA(配列番号456A)又はCRN(配列番号453C及び455C)スキャフォールド修飾のいずれかを有するホスホロチオエート骨格を有していた。配列番号452を有するAONは、シトシンを特徴とし、その他の配列番号は、5−メチルシトシンを特徴とした。2’−アミノ−LNAは、2’−アミノ−2’−デオキシLNAと名付けられることもあるスキャフォールド修飾を指す。AONは、標準ホスホルアミダイトプロトコールによってOP−10シンセサイザー(GE/AKTA Oligopilot)を使用して10μmol規模で合成した。2段階シークエンスでAONを切断し、脱保護し(ジエチルアミンと、それに続く濃NH4OH処置)、HPLCによって精製し、水に溶解し、イオンを交換するために過剰のNaClを添加した。蒸発後、AONを水に再溶解し、FPLCによって脱塩し、凍結乾燥した。質量分析によって、すべてのAONの同一性を確認し、純度(UPLCによって決定された)は、すべてのAONについて許容されるとわかった(>80%)。
エキソン48〜50の欠失(Δ48〜50)を有するDMD患者由来の不死化筋芽細胞を、6ウェルプレート中でコンフルエンシーまで培養した。筋管の形成を誘導するために、非GLP標準操作手順に従って、増殖培地を、800nM又は4μMのAONを補給した低血清分化培地によって5日間置き換えた(3連で)。次いで、全RNAを単離し、1000ngのRNAを、ランダムヘキサマープライマーを使用するcDNA合成のための投入量として使用した。
エキソン51を有する及び有さないジストロフィン転写物産物を検出するための特異的Taqman副溝結合剤(MGB)アッセイが設計されており(表2)、Applied Biosystemsから購入した。デジタルドロップレットPCR解析を、製造業者の使用説明書(BioRad)に従って60℃のアニーリング/伸長温度を使用して20μlの反応容量中で、1μl(スキップされていない転写物について)又は4μl(スキップされた転写物について)のcDNAで実施した。データは、エキソンスキップパーセンテージ[N0スキップされた/(N0スキップされた+N0スキップされていない)*100]として示した。
総タンパク質を、タンパク質ローディングバッファー(プロテアーゼ阻害剤(Roche)を有する、6% 1.25M Tris−HCl pH6.8、20%グリセロール、15% SDS、0.0016%ブロモフェノールブルー、5% β−メルカプトエタノール(すべてSigma))中に抽出した。Compat−Ableタンパク質アッセイ調製試薬セット(Thermo scientific)及びPierce BCAタンパク質アッセイキット(Thermo scientific)を使用してタンパク質濃度を測定した。健常なヒト対照細胞サンプルのために、50、5又は0.5μg/mLを適用し、DMD患者細胞サンプルのために100、50又は10μg/mLを適用した。Simple Western Capillaryイムノアッセイ(Protein Simple)及びWES66〜440kDaウサギマスターキット(Protein Simpleカタログ番号PSMK20)を製造業者のプロトコールに従って使用して、ジストロフィンタンパク質レベルを定量した。WESプレートに、ビオチン化ラダー、サンプル、一次ウサギポリクローナル抗ジストロフィン抗体(Abcam、カタログ番号ab15277、供給された抗体希釈剤で1:50希釈した)、ラダー検出のためのストレプトアビジン−HRP、二次抗ウサギ抗体、ルミノール−ペルオキシドミックス及び洗浄バッファーをロードした(すべてWESマスターキット中に供給されていた)。プレートを2500rpm、室温で5分間遠心分離し、対応するキャピラリーカートリッジと一緒にWES装置中にロードした。アッセイを流した後、Compassソフトウェアを使用してデータを解析した。
結果
材料及び方法
AON
アンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)(表1、図3)は、すべての非BNAモノマー中に2’−O−メチル置換を有する全ホスホロチオエート骨格、5−メチルシトシン及びLNAモノマーをもたらすBNAスキャフォールド修飾を有していた(配列番号453、455及び456)。配列番号452を有する対照AONは、2’−O−メチルモノマー、シトシンを有し、BNAスキャフォールド修飾を有さないホスホロチオエート骨格を有していた。AONは、標準ホスホルアミダイトプロトコールによってOP−10シンセサイザー(GE/AKTA Oligopilot)を使用して1mmol規模で合成した。2段階シークエンスでAONを切断し、脱保護し(ジエチルアミンと、それに続く濃NH4OH処置)、アニオン交換クロマトグラフィーによって精製し、限外濾過/ダイアフィルトレーションによって脱塩し、凍結乾燥した。質量分析によって、すべてのAONの同一性を確認し、純度(UPLCによって決定された)は、すべてのAONについて許容されるとわかった(>85%)。
実験動物のケア及び使用のための国立衛生研究所(National Institute of Health)(NIH)ガイドラインに従ってこのマウス実験を実施した。JAX Labs(USA)によってhDMDマウスが飼育され、遺伝子型が同定された。マウスを無作為化し、ベースライン体重及び雄−雌分布を考慮して群(n=15)にした。100mg/kgの配列番号452、453、455又は456を有する各AONを用いて、マウスに週に1回静脈内尾静脈注射を、5〜6週齢で開始し、合計12週間施した(配列番号452は、この場合には、BNAスキャフォールド修飾を全く含まない)。最後のAON注射の4日後、動物を屠殺し、組織サンプルを採取した(組織から血液を除去するためのPBSを用いる経心腔的灌流後)。筋肉組織サンプルをスナップ凍結し、−80℃で保存した。
組織を、MagNA Lyser Green Beads(Roche)を使用してMagNa Lyser中で粉砕することによって1ml RNA−Bee(Bio−Connect)中でホモジナイズした。製造業者の使用説明書に基づいてホモジネートから全RNAを抽出した。cDNA合成のために、1000ngの全RNAを投入量として使用した。cDNAを、20μlの反応物中で、ランダムヘキサマープライマー及びTranscriptor逆転写酵素を使用し、インキュベーションを、55℃で30分の代わりに50℃で40分行った点を除いて製造業者の使用説明書(Roche)に従って作製した。
エキソン51を有する及び有さないジストロフィン転写物産物を検出するための特異的Taqman副溝結合剤(MGB)アッセイは設計されており(Primer Express 3.0.1ソフトウェア;Applied Biosystems)(表2)、Applied Biosystemsから購入した。デジタルドロップレットPCR解析を、製造業者の使用説明書(BioRad)に従って60℃のアニーリング/伸長温度を使用して20μlの反応容量中で、2μl又は4μlのcDNAで実施した。データは、エキソンスキップパーセンテージ[N0スキップされた/(N0スキップされた+N0スキップされていない)*100]として示した。
結果
AON
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)(表3、図4)は、すべての非BNAモノマー中に2’−O−メチル置換を有する全ホスホロチオエート骨格、5−メチルシトシン及びLNAモノマーをもたらす少なくとも1つのBNAスキャフォールド修飾を含んでいた(配列番号455、459、4528、4531、4532、4533、4535、4542、4548及び4568)。配列番号452を有する対照AONは、2’−O−メチルモノマーを有するホスホロチオエート骨格、シトシンを含んでおり、BNAスキャフォールド修飾を含んでいなかった。AONは、標準ホスホルアミダイトプロトコールによってOP−10シンセサイザー(GE/AKTA Oligopilot)を使用して5μmol規模で合成した。2段階シークエンスでAONを切断し、脱保護し(DEAと、それに続く濃NH4OH処置)、アニオン交換クロマトグラフィーによって精製し、サイズ排除クロマトグラフィーによって脱塩し、凍結乾燥した。質量分析によって、すべてのAONの同一性を確認し、純度(UPLCによって決定された)は、すべてのAONについて許容されるとわかった(>80%)。
エキソン48〜50の欠失(Δ48〜50)を有するDMD患者由来の不死化筋芽細胞を、6ウェルプレート中でコンフルエンシーまで培養した。筋管の形成を誘導するために、非GLP標準操作手順に従って、増殖培地を、800nMのAONを補給した低血清分化培地によって7日間置き換えた(3連で)。次いで、全RNAを単離し、1000ngのRNAを、ランダムヘキサマープライマーを使用するcDNA合成のための投入量として使用した。
エキソン51を有する及び有さないジストロフィン転写物産物を検出するための特異的Taqman副溝結合剤(MGB)アッセイが設計されており(表2)、Applied Biosystemsから購入した。デジタルドロップレットPCR解析を、製造業者の使用説明書(BioRad)に従って60℃のアニーリング/伸長温度を使用して20μlの反応容量中で、1μl(エキソンスキップのない転写物について)又は4μl(エキソンスキップのある転写物について)のcDNAで実施した。データは、エキソンスキップパーセンテージ[N0スキップされた/(N0スキップされた+N0スキップされていない)*100]として示した。
AONにおける少なくとも1つのBNAスキャフォールド修飾ヌクレオチド(LNAモノマーをもたらす)の実施は、BNAスキャフォールド修飾を有さない同配列のAON(配列番号452に基づく)と比較した場合に、エキソン51スキッピングレベルを改善する。図4は、in vitroでのDMD患者筋肉細胞における800nM濃度の10種のAON(配列番号455、459、4528、4531、4532、4533、4535、4542、4548及び4568)のこの効果を示す。BNAスキャフォールド修飾を有さないAON(配列番号452)と比較して、LNAヌクレオチドを有するAONは、10〜40倍高いエキソン51スキッピングレベルを誘導した。
材料及び方法
AON
本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)(表4、図5)は、2’−O−メチル置換を有する全ホスホロチオエート骨格、5−メチルシトシン及びLNAモノマーをもたらす少なくとも1つのBNAスキャフォールド修飾を含んでいた(配列番号29、3185及び863)。対照AONは、2’−O−メチル置換モノマーのみを有する全ホスホロチオエート骨格、5−メチルシトシンを含んでいたが、BNAスキャフォールド修飾は含んでいなかった(配列番号26、6049及び860;配列番号6049については、これらの修飾は、配列番号6071と同一にする)。AONは、標準ホスホルアミダイトプロトコールによってOP−10シンセサイザー(GE/AKTA Oligopilot)を使用して5μmol規模で合成した。2段階シークエンスでAONを切断し、脱保護し(DEAと、それに続く濃NH4OH処置)、アニオン交換クロマトグラフィーによって精製し、サイズ排除クロマトグラフィーによって脱塩し、凍結乾燥した。質量分析によって、すべてのAONの同一性を確認し、純度(UPLCによって決定された)は、すべてのAONについて許容されるとわかった(>80%)。
健常ドナー由来の不死化筋芽細胞を、12ウェルプレート中でコンフルエンシーまで培養した。筋管の形成を誘導するために、非GLP標準操作手順に従って、増殖培地を、800nM又は4μMのAONを補給した低血清分化培地によって7日間置き換えた(n=6)。次いで、全RNAを単離し、1000ngのRNAを、ランダムヘキサマープライマーを使用するcDNA合成のための投入量として使用した。
エキソン44、45又は53を有する及び有さないジストロフィン転写物産物を検出するための特異的Taqman副溝結合剤(MGB)アッセイが設計されており(表5)、Applied Biosystemsから購入した。デジタルドロップレットPCR解析を、製造業者の使用説明書(BioRad)に従って60℃のアニーリング/伸長温度を使用して20μlの反応容量中で、1μl(エキソンスキップのない転写物について)又は4μl(エキソンスキップのある転写物について)のcDNAで実施した。データは、エキソンスキップパーセンテージ[N0スキップされた/(N0スキップされた+N0スキップされていない)*100]として示した。
DMDエキソン44、エキソン45又はエキソン53を標的化するAONの5’及び3’末端両方でのLNAモノマーをもたらすBNAスキャフォールド修飾の実施は、BNAスキャフォールド修飾を有さない同配列のAONと比較した場合に、in vitroで健常ヒト対照筋管においてエキソンスキッピングレベルを2〜3倍改善した。図5は、低(800nM)及び高(4μM)濃度の3種のAON(配列番号29(エキソン44を標的化する)、配列番号3185(エキソン45を標的化する)及び配列番号863(エキソン53を標的化する)のこの効果を示す。健常ヒト筋管におけるエキソンスキップレベルは、通常、DMD患者筋肉細胞において得られるもの(実施例1において使用されたような)よりも低いことは留意されたい。これは、健常筋肉細胞におけるAON誘導性エキソンスキッピングに起因するアウトオブフレーム転写物のナンセンス媒介性崩壊によって説明される。
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Claims (15)
- 10〜33ヌクレオチドの長さを有するオリゴヌクレオチドであって、
i)ホスホロチオエート骨格連結によって、及び/又はホスホジエステル連結によって連結された2’−置換モノマーのみ、
ii)5−メチルシトシン塩基、及び
iii)二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含む少なくとも1つのモノマー
を含み、
前記オリゴヌクレオチドが、ジストロフィンプレmRNAエキソン2〜78の少なくとも一部と、相補的である、又はそれと結合する、又はそれを標的化する、又はそれとハイブリダイズする、オリゴヌクレオチド。 - 配列番号6065〜6070から選択されるヌクレオチド配列のうち少なくとも1つ、好ましくは配列番号6067のヌクレオチド配列の、少なくとも10最大33のヌクレオチドの連続ストレッチを含む、請求項1に記載のオリゴヌクレオチド。
- 二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾、好ましくは架橋核酸スキャフォールド修飾を含む、1、2、3又は4つのモノマーを含む、請求項1又は2に記載のオリゴヌクレオチド。
- 少なくとも1つの二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾が、前記オリゴヌクレオチドの末端モノマー中に、好ましくは前記オリゴヌクレオチドの5’末端モノマー中に、より好ましくは前記オリゴヌクレオチドの両方の末端モノマー中に含まれる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。
- 前記二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾の各出現が、
ロックド核酸(LNA)モノマー、コンホメーション的に制限されたヌクレオチド(CRN)モノマー、キシロ−LNAモノマー、α−L−LNAモノマー、β−D−LNAモノマー、2’−アミノ−LNAモノマー、2’−(アルキルアミノ)−LNAモノマー、2’−(アシルアミノ)−LNAモノマー、2’−N−置換−2’−アミノ−LNAモノマー、(2’−O,4’−C)制約されたエチル(cEt)LNAモノマー、(2’−O,4’−C)制約されたメトキシエチル(cMOE)BNAモノマー、2’,4’−BNANC(N−H)モノマー、2’,4’−BNANC(N−Me)モノマー、エチレン架橋核酸(ENA)モノマー、2’−C−架橋二環式ヌクレオチド(CBBN)モノマー及びそれらの誘導体からなる群から独立に選択されるモノマーをもたらし、
好ましくは、LNAモノマー、ENAモノマー、cEt BNAモノマー、オキソ−CBBNモノマー、2’−アミノ−LNAモノマー及びcMOE BNAモノマーからなる群から選択されるモノマーをもたらし、
より好ましくは、LNAモノマー、ENAモノマー、cEt BNAモノマー又はcMOE BNAモノマーからなる群から選択されるモノマーをもたらし、
最も好ましくは、BNAスキャフォールド修飾が、LNAモノマーをもたらす、請求項1〜4のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。 - 前記2’−置換モノマーが、2’−置換RNAモノマー、2’−Fモノマー、2’−アミノモノマー、2’−O−置換モノマー、2’−O−メチルモノマー又は2’−O−(2−メトキシエチル)モノマー、好ましくは、2’−O−メチルモノマーである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。
- すべてのシトシン塩基が5−メチルシトシン塩基であり、及び/又はすべてのウラシル塩基が5−メチルウラシル塩基である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。
- 前記オリゴヌクレオチドの長さが、34ヌクレオチド未満である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。
- エキソン認識配列(ERS)、エキソンスプライシングサイレンサー(ESS)、イントロンスプライシングサイレンサー(ISS)、SRタンパク質結合部位、又は別のスプライシングエレメント、シグナル若しくは構造の少なくとも一部と、相補的である、又はそれと結合する、又はそれを標的化する、又はそれとハイブリダイズする配列を含む又はからなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。
- 前記オリゴヌクレオチドが、プレmRNAスプライシング調節を誘導し、好ましくは、前記プレmRNAスプライシング調節が、タンパク質の産生又は組成を変更し、好ましくは、前記プレmRNAスプライシング調節がエキソンスキッピング又はエキソン包含を含み、最も好ましくは、前記RNA調節が、エキソンスキッピングを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。
- 二環式核酸(BNA)スキャフォールド修飾を含まない対応するオリゴヌクレオチドと比較して改善されたパラメータを有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。
- a)少なくとも1つのモノマーが、式I
[式中、
Bは、核酸塩基であり、
Xは、F、−NR1R2又は−ORであり、
Rは、アルケニル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ、OR1、NR1R2又はSR1であり、
R1は、ハロ、ヒドロキシ又はアルキルで各々独立に任意選択でさらに置換された、H、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロシクロアルキル又はヘテロアリールであり、
R2は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有し、
b)少なくとも1つのモノマーが、BNAスキャフォールド修飾を含み、式II
[式中、
B1は、核酸塩基であり、
Z−Yは、−(CH2)nO−、−C(CH2CH2)O−、−CH2WCH2−、−(CH2)nNR3−、−CH2S(Om)−、−CH(CH3)O−、−CH(CH2OCH3)O−、−CH2N(R3)O−、−CH2CH2−、−C(O)NR3−、−CH=CHO−、−CH2SO2NR3−及び−NHC(O)NH−から選択される二価の基であり、
nは、1又は2であり、
mは、0、1又は2であり、
Wは、O、S又はNR3であり、
R3は、H、−C(O)R4、−C(=NH)NR5R5、ベンジル又は任意選択で置換されたアルキルであり、任意選択の置換基は、存在する場合、ハロ及びアルコキシから選択され、
R4は、アルキル、シクロアルキル又はアリールであり、
R5は、H又はアルキルであり、
は、オリゴヌクレオチドの残部との結合点を示す]
を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチドを含む組成物であって、好ましくは、組織及び/若しくは細胞への、並びに/又は組織及び/若しくは細胞中への、前記組成物及び/又は前記オリゴヌクレオチドの標的化及び/又は送達の増強にさらに役立ち得る少なくとも1種の賦形剤を含む、組成物。
- 薬剤として使用するための、好ましくは、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)を治療する、予防する及び/又は遅延させるための、請求項1〜12のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド又は請求項13に記載の組成物。
- デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)を予防する、治療する及び/又は遅延させるための方法であって、対象に、請求項1〜12のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド又は請求項13に記載の組成物を投与するステップを含む、方法。
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