JP2020054362A - 対象中の治療剤の活性を判定するアッセイおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2011年6月21日に出願された米国仮特許出願第61/499,664号明細書、2011年7月12日に出願された米国仮特許出願第61/507,093号明細書、2011年9月1日に出願された米国仮特許出願第61/530,112号明細書、および2011年9月12日に出願された米国仮特許出願第61/533,737号明細書の優先権を主張する。これらの先行出願は、参照により全体として本明細書に組み込まれる。
便宜のため、本明細書、実施例、および添付の特許請求の範囲において使用されるある用語および語句の意味を以下に提供する。本明細書の他の部分における用語の使用法と本セクションにおいて提供されるその定義との間に明らかな不一致が存在する場合、本セクションにおける定義が優先される。
本明細書において、iRNA薬剤を投与された対象から得られた生物試料中の標的RNAの発現を検出することによりiRNA薬剤の活性を判定するアッセイが提供される。本明細書に記載の方法は、iRNA媒介遺伝子サイレンシングが生じる組織から離隔した生物試料中のiRNA活性の検出を可能とする。このようなアッセイは、生物試料を非侵襲的に得て所望の組織中のiRNA作用の活性および/または効力を確認するという利点を有する。
サイレンシングすべき標的遺伝子のmRNA発現レベルを計測するために、本質的に任意の生物試料を使用することができる。典型的には、生物試料は、生物体液、例えば、血液、血清、血漿、尿、脳脊髄液(CSF)、羊水、唾液、母乳、気管支肺胞洗浄液、滑液、痰、髄液、胸膜液、乳頭吸引液、リンパ液、呼吸器、腸および尿生殖路の体液、涙液、リンパ系からの体液、精液、臓器系内体液、悪性腹水、腫瘍嚢胞液ならびにそれらの組合せである。
一部の実施形態において、生物試料は、エキソソームを含有する。本明細書において使用される用語「エキソソーム」は、エンドサイトーシスおよび分泌経路に存在する多小胞体(MVB)の内部小胞として生じるナノメートルサイズ(30nmから150nm、例えば、40nmから100nm)小胞である。エキソソームは、内腔が細胞質とトポロジー的に同等である膜に囲まれた区画を引き起こす陥入プロセスまたは内部への出芽により形成される。「微小胞」は、細胞膜の脂質ラフト領域から出芽プロセスにより産生されるより大きい小胞(例えば、100nmから1000nm)である。
生物試料から得られたRNAは、当業者に公知の任意の標準的手段により単離することができる。本明細書において一般に使用されるRNA単離の標準的方法、および組換え核酸法は、Sambrook et al.,Molecular Biology:A laboratory Approach,Cold Spring Harbor,N.Y.1989;Ausubel,et al.,Current protocols in Molecular Biology,Greene Publishing,Y,1995に記載されている。
RNAレベル、例えば、mRNAレベルを評価する方法は、当業者に周知である。RNA転写物の検出は、公知の増幅法を使用して達成することができる。例えば、mRNAをcDNAに逆転写し、次いでポリメラーゼ連鎖反応を行うこと(RT−PCR);または、米国特許第5,322,770号明細書に記載の両方の工程のために単一酵素を使用すること、またはR.L.Marshall,et al.,PCR Methods and Applications 4:80−84(1994)により記載されているとおりmRNAをcDNAに逆転写し、次いで対称ギャップリガーゼ連鎖反応(RT−AGLCR)を行うことは、本発明の範囲内である。
本明細書において使用される「参照試料」は、例えば、iRNAを受容していない患者から得られ、またはiRNAの受容前の患者から得られた生物試料である。例えば、iRNAの投与後の試料中の標的iRNAレベルを計測するため、または標的RNA分解に対するiRNAの活性を判定する本明細書に記載のアッセイの結果は、iRNAの受容前の患者から単離された生物試料中の標的RNAレベルと比較することができる。
本明細書において考察される方法およびアッセイのための構成要素は、キットで提供することができる。キットは、例えば、生物試料からの標的RNAを逆転写および/または増幅させるためのプライマーを含み得る。キットは、例えば、RNAの5’RACE増幅用のプライマーを含み得る。
本明細書において使用される用語「治療核酸」は、例えば、疾患または障害の治療のために対象に投与される核酸、例えば、DNAまたはRNAエフェクター分子を指す。治療核酸は、所望の遺伝子産物の発現を増加させるため、または所望の遺伝子産物の発現を減少させるために使用することができる。例えば、治療核酸は、例えば、治療核酸がトランス遺伝子を発現する外因性DNAである場合、または、核酸がRNA活性化により機能する場合、所望の遺伝子産物の発現を増加させ得る。治療核酸は、例えば、治療核酸が阻害RNAエフェクター分子、ドミナントネガティブ突然変異体を発現する核酸、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドである場合、所望の遺伝子産物の発現を減少させ得る。
本明細書において使用される用語「DNAエフェクター分子」は、宿主細胞内で遺伝子産物の発現を増加させ(例えば、治療遺伝子)、またはタンパク質の活性を減少させ得る(例えば、ドミナントネガティブ突然変異体)デオキシリボヌクレオチド薬剤を指す。このようなDNAエフェクター分子は、例えば、プラスミドまたはベクターによりコードされるDNA、例えば、発現cDNAを含み得る。DNAエフェクター分子を使用してトランス遺伝子、外因性遺伝子産物、生体異物遺伝子産物、突然変異遺伝子産物、ドミナントネガティブ突然変異体、または改変遺伝子産物などを発現させることができる。DNAエフェクター分子は、遺伝子治療の過程で送達することができる。
本明細書において使用される用語「RNAエフェクター分子」は、宿主細胞内の標的遺伝子の発現を低減もしくは予防し得るリボヌクレオチド薬剤、または宿主細胞内の標的遺伝子の発現レベルを低減させ得る分子を形成し得るリボヌクレオチド薬剤を指す。RNAエフェクター分子としては、例えば、RNA活性化により所望の遺伝子産物の発現を増加させ得るリボヌクレオチド薬剤も挙げられる。RNAエフェクター分子としては、例えば、iRNA、dsRNA、アンタゴmir、miRNA、miRNA模倣物、アンチセンスRNA、プロモーター指向性RNA(pdRNA)、Piwi相互作用RNa(piRNA)、RNA活性化分子、発現干渉RNA(eiRNA)、ショートヘアピンRNA(shRNA)、デコイRNAおよびアプタマーが挙げられる。
一実施形態において、iRNA薬剤は、細胞または哺乳動物中の標的遺伝子の発現を阻害するための二本鎖リボ核酸(dsRNA)分子を含む。dsRNAは、標的遺伝子の発現において形成されるmRNAの少なくとも一部と相補性の領域を有するアンチセンスストランドを含む。相補性の領域は、30ヌクレオチド長以下、一般に、19〜24ヌクレオチド長であり、dsRNAは、標的遺伝子を発現する細胞との接触時、標的遺伝子の発現を、例えば、PCRもしくは分枝DNA(bDNA)ベース法により、またはタンパク質ベース法により、例えば、ウエスタンブロットによりアッセイして少なくとも10%だけ阻害する。一実施形態において、iRNA薬剤は、細胞または哺乳動物中の標的遺伝子の発現を活性化させる。細胞培養物、例えば、COS細胞、HeLa細胞、初代肝細胞、HepG2細胞、初代培養細胞または対象からの生物試料中の標的遺伝子の発現は、、例えば、bDNAもしくはTaqMan(登録商標)アッセイによりmRNAレベルを計測することにより、または例えば、ウエスタンブロッティングまたはフローサイトメトリック技術などを使用する免疫蛍光分析によりタンパク質レベルを計測することにより、アッセイすることができる。
一実施形態において、リガンドまたはコンジュゲートは、脂質または脂質ベース分子である。このような脂質または脂質ベース分子は、典型的には、血清タンパク質、例えば、ヒト血清アルブミン(HSA)に結合する。HSA結合リガンドは、標的組織、例えば、身体の非腎臓標的組織へのコンジュゲートの分布を可能とする。例えば、標的組織は、肝臓、例として、肝臓の実質細胞であり得る。HSAに結合し得る他の分子をリガンドとして使用することもできる。例えば、ネプロキシンまたはアスピリンを使用することができる。脂質または脂質ベースリガンドは、(a)コンジュゲートの分解に対する耐性を増加させ得、(b)標的細胞または細胞膜中への標的化もしくは輸送を増加させ得、および/または(c)血清タンパク質、例えば、HSAへの結合を調整するために使用することができる。
対象へのiRNAの投与における使用に好適なペプチドは、天然ペプチド、例えば、tatまたはアンテナペディアペプチド、合成ペプチド、またはペプチド模倣物であり得る。さらに、ペプチドは、改変ペプチドであり得、例えば、ペプチドは、非ペプチドまたはシュードペプチド結合、およびD−アミノ酸を含み得る。ペプチド模倣物(本明細書においてオリゴペプチド模倣物とも称される)は、天然ペプチドと類似の規定の三次元構造にフォールドし得る分子である。iRNAへのペプチドおよびペプチド模倣物の付着は、例えば、細胞認識および吸収を向上させることによりiRNAの薬物動態分布に影響し得る。ペプチドまたはペプチド模倣物部分は、約5〜50アミノ酸長、例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、または50アミノ酸長であり得る。
一部の実施形態において、本明細書に記載のiRNAオリゴヌクレオチドは、炭水化物コンジュゲートをさらに含み得る。炭水化物コンジュゲートは、本明細書に記載のインビボ治療使用に好適な核酸、および組成物のインビボ送達に有利である。本明細書において使用される「炭水化物」は、少なくとも6つの炭素原子(直鎖、分枝鎖または環状であり得る)をそれぞれの炭素原子に結合している酸素、窒素または硫黄原子とともに有する1つ以上の単糖単位から構成されるそれ自体炭水化物である化合物;または少なくとも6つの炭素原子(直鎖、分枝鎖または環状であり得る)をそれぞれの炭素原子に結合している酸素、窒素または硫黄原子とともにそれぞれ有する1つ以上の単糖単位から構成される炭水化物部分を一部として有する化合物を指す。代表的な炭水化物としては、糖(約4〜9つの単糖単位を含有する単糖、二糖、三糖およびオリゴ糖)、および多糖、例えば、デンプン、グリコーゲン、セルロースおよび多糖ゴムが挙げられる。具体的な単糖としては、C5および上記(例えば、C5〜C8)糖が挙げられ;二糖および三糖としては、2または3つの単糖単位(例えば、C5〜C8)を有する糖が挙げられる。一部の実施形態において、炭水化物コンジュゲートは、他のリガンド、例えば、限定されるものではないが、PKモジュレーター、エンドソーム分解リガンド、および細胞浸透ペプチドをさらに含む。
一部の実施形態において、本明細書に記載のコンジュゲートは、開裂可能または開裂不能であり得る種々のリンカーによりiRNAオリゴヌクレオチドに付着させることができる。用語「リンカー」または「結合基」は、化合物の2つの部分を結合させる有機部分を意味する。リンカーは、典型的には、直接結合または原子、例えば、酸素または硫黄、単位、例えば、NR8、C(O)、C(O)NH、SO、SO2、SO2NHまたは原子の鎖、例えば、限定されるものではないが、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、アリールアルキル、アリールアルケニル、アリールアルキニル、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアリールアルケニル、ヘテロアリールアルキニル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルアリールアルキル、アルキルアリールアルケニル、アルキルアリールアルキニル、アルケニルアリールアルキル、アルケニルアリールアルケニル、アルケニルアリールアルキニル、アルキニルアリールアルキル、アルキニルアリールアルケニル、アルキニルアリールアルキニル、アルキルヘテロアリールアルキル、アルキルヘテロアリールアルケニル、アルキルヘテロアリールアルキニル、アルケニルヘテロアリールアルキル、アルケニルヘテロアリールアルケニル、アルケニルヘテロアリールアルキニル、アルキニルヘテロアリールアルキル、アルキニルヘテロアリールアルケニル、アルキニルヘテロアリールアルキニル、アルキルヘテロシクリルアルキル、アルキルヘテロシクリルアルケニル、アルキルヘレロシクリルアルキニル(alkyl hererocyclylalkynyl)、アルケニルヘテロシクリルアルキル、アルケニルヘテロシクリルアルケニル、アルケニルヘテロシクリルアルキニル、アルキニルヘテロシクリルアルキル、アルキニルヘテロシクリルアルケニル、アルキニルヘテロシクリルアルキニル、アルキルアリール、アルケニルアリール、アルキニルアリール、アルキルヘテロアリール、アルケニルヘテロアリール、アルキニルヘレロアリール(alkynylhereroaryl)を含み、1つ以上のメチレンは、O、S、S(O)、SO2、N(R8)、C(O)、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、置換または非置換複素環化合物により中断または終結されていてよく;R8は、水素、アシル、脂肪族または置換脂肪族化合物である。一実施形態において、リンカーは、1〜24原子、例えば、4〜24原子、6〜18原子、8〜18原子、または8〜16原子であり得る。
ある例において、iRNAのRNAは、非リガンド基により改変することができる。iRNAの活性、細胞分布または細胞取り込みを向上させるために多数の非リガンド分子がiRNAにコンジュゲートされており、そのようなコンジュゲーションを実施するための手順は、科学文献において利用可能である。このような非リガンド部分としては、脂質部分、例えば、コレステロール(Kubo,T.et al.,Biochem.Biophys.Res.Comm.,2007,365(1):54−61;Letsinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1989,86:6553)、コール酸(Manoharan et al.,Bioorg.Med.Chem.Lett.,1994,4:1053)、チオエーテル、例えば、ヘキシル−S−トリチルチオール(Manoharan et al.,Ann.N.Y.Acad.Sci.,1992,660:306;Manoharan et al.,Bioorg.Med.Chem.Let.,1993,3:2765)、チオコレステロール(Oberhauser et al.,Nucl.Acids Res.,1992,20:533)、脂肪族鎖、例えば、ドデカンジオールまたはウンデシル残基(Saison−Behmoaras et al.,EMBO J.,1991,10:111;Kabanov et al.,FEBS Lett.,1990,259:327;Svinarchuk et al.,Biochimie,1993,75:49)、リン脂質、例えば、ジ−ヘキサデシル−rac−グリセロールまたはトリエチルアンモニウム1,2−ジ−O−ヘキサデシル−rac−グリセロ−3−H−ホスホネート(Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36:3651;Shea et al.,Nucl.Acids Res.,1990,18:3777)、ポリアミンまたはポリエチレングリコール鎖(Manoharan et al.,Nucleosides & Nucleotides,1995,14:969)、またはアダマンタン酢酸(Manoharan et al.,Tetrahedron Lett.,1995,36:3651)、パルミチル部分(Mishra et al.,Biochim.Biophys.Acta,1995,1264:229)、またはオクタデシルアミンもしくはヘキシルアミノ−カルボニル−オキシコレステロール部分(Crooke et al.,J.Pharmacol.Exp.Ther.,1996,277:923)が挙げられている。
iRNAの、それを必要とする対象への送達は、多数の異なる手法において達成することができる。インビボ送達は、iRNA、例えば、dsRNAを含む組成物を対象に投与することにより直接的に実施することができる。あるいは、送達は、iRNAをコードし、その発現を指向する1つ以上のベクターを投与することにより間接的に実施することができる。
一般に、核酸分子を送達する任意の方法を、iRNAを用いる使用に適合させることができる(例えば、参照により全体として本明細書に組み込まれるAkhtar S.and Julian RL.(1992)Trends Cell.Biol.2(5):139−144および国際公開第94/02595号パンフレット参照)。iRNAの非特異的効果は、局所投与により、例えば、組織(非限定的な例として、腫瘍)中への直接注射もしくは植込みにより、または調製物を局所投与することにより最小化することができる。治療部位への局所投与は、薬剤の局所濃度を最大化し、他では薬剤により害され得、または薬剤を分解し得る全身組織への薬剤の曝露を限定し、投与すべきiRNA分子のより低い総用量を可能とする。
一態様において、本明細書に記載のアッセイおよび方法は、ベクター発現iRNAにより治療された対象から得られた試料中の標的RNAを計測することによりiRNA活性を判定するために使用することができる。一実施形態において、ベクターは、本明細書に記載のiRNAの少なくとも1つのストランドをコードするヌクレオチド配列に作動可能に結合している少なくとも1つの調節配列を含む。
本明細書に記載のアッセイは、標的組織への治療核酸、例えば、iRNA薬剤の送達を検出するためおよび治療核酸の活性をモニタリングするために有用である。対象に投与すべき治療核酸は、治療核酸、例えば、iRNA、および薬学的に許容可能な担体を含有する医薬組成物として配合する。例えば、iRNAを含有する医薬組成物は、標的遺伝子の発現または活性に伴う疾患または障害、例えば、標的遺伝子発現により媒介される病理学的プロセスの治療に有用である。このような医薬組成物は、送達方式に基づき配合する。一例としては、組成物を、非経口送達を介する、例えば、静脈内(IV)送達による全身投与のために配合することが挙げられる。
一部の実施形態において、RNAもしくはDNAエフェクター分子またはiRNA配合物は、リポソームを含む。異なるリポソーム配合物の一部の非限定的な例を以下に考察する。
一実施形態において、対象に投与されるdsRNAは、脂質配合物中に完全に封入して例えば、SPLP、pSPLP、SNALP、または他の核酸脂質粒子を形成する。
一実施形態において、脂質−dsRNAナノ粒子(すなわち、LNP01粒子)を調製するためにリピドイドND98・4HCl(MW1487)(参照により全体として本明細書に組み込まれる2008年3月26日に出願された米国特許出願第12/056,230号明細書参照)、コレステロール(Sigma−Aldrich)、およびPEG−Ceramide C16(Avanti Polar Lipids)を使用することができる。エタノール中のそれぞれの原液を以下のとおり調製することができる:ND98、133mg/ml;コレステロール、25mg/ml、PEG−セラミドC16、100mg/ml。次いで、ND98、コレステロール、およびPEG−セラミドC16原液を例えば、42:48:10のモル比で合わせることができる。合わせた脂質溶液を水性dsRNA(例えば、酢酸ナトリウムpH5中)と、最終エタノール濃度が約35〜45%になり、最終酢酸ナトリウム濃度が約100〜300mMになるように混合することができる。脂質−dsRNAナノ粒子は、典型的には、混合時に自然に形成する。所望の粒子サイズ分布に応じて、得られたナノ粒子混合物を、例えば、サーモバレル(thermobarrel)押出機、例えば、Lipex Extruder(Northern Lipids,Inc)を使用してポリカーボネート膜(例えば、100nmカットオフ)を介して押出することができる。一部の例において、押出工程は、省略することができる。エタノール除去および同時緩衝液交換は、例えば、透析またはタンジェンシャルフロー濾過により達成することができる。緩衝液は、例えば、約pH7、例えば、約pH6.9、約pH7.0、約pH7.1、約pH7.2、約pH7.3、または約pH7.4におけるリン酸緩衝液(PBS)と交換することができる。
エマルション
対象に投与すべきiRNAは、エマルションとして調製および配合することができる。エマルションは、典型的には、ある液体が通常直径0.1μmを超過する液滴の形態で別のものに分散している不均一系である(例えば、Ansel’s Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems,Allen,LV.,Popovich NG.,and Ansel HC.,2004,Lippincott Williams & Wilkins(8th ed.),New York,NY;Idson,in Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,Rieger and Banker(Eds.),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,volume 1,p.199;Rosoff,in Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,Rieger and Banker(Eds.),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,Volume 1,p.245;Block in Pharmaceutical Dosage Forms, Lieberman, Rieger and Banker(Eds.),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,volume 2,p.335;Higuchi et al.,in Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.,Easton,Pa.,1985,p.301参照)。エマルションは、互いに緊密に混合および分散された2つの非混和性液相を含む二相系であることが多い。一般に、エマルションは、油中水型(w/o)または水中油型(o/w)種のいずれかのものであり得る。水相が微細化され、微小液滴としてバルク油相中に分散している場合、得られる組成物は油中水型(w/o)エマルションと呼ばれる。あるいは、油相が微細化され、バルク水相中に微小液滴として分散している場合、得られる組成物は水中油型(o/w)エマルションと呼ばれる。エマルションは、分散相、および水相、油相のいずれかの溶液または別個の相としてそれ自体として存在し得る活性薬物に加えて追加の構成要素を含有し得る。医薬賦形剤、例えば、乳化剤、安定剤、色素、および酸化防止剤も、必要によりエマルション中に存在し得る。医薬エマルションは、例えば、油中水中油型(o/w/o)および水中油中水型(w/o/w)エマルションの場合のような、3つ以上の相からなる多相エマルションでもあり得る。このような複合配合物は、単純な二元エマルションが提供しないある利点を提供することが多い。o/wエマルションの個々の油液滴が小さい水液滴を包む多相エマルションは、w/o/wエマルションを構成する。同様に、油連続相中で安定化された水の小球中に包まれた油液滴の系は、o/w/oエマルションを提供する。
一実施形態において、本発明は、動物の皮膚への核酸、特にiRNAの効率的な送達をもたらすための種々の浸透向上剤を用いる。ほとんどの薬物は、溶液中でイオン化および非イオン化形態の両方で存在する。しかしながら、通常、脂溶性または親油性薬物のみが、細胞膜を容易に越える。非親油性薬物でさえ、越えるべき膜が浸透向上剤により処理された場合、細胞膜を越え得ることが発見されている。浸透向上剤は、細胞膜を越える非親油性薬物の拡散を支援することに加え、親油性薬物の浸透性も向上させる。
本発明のある組成物は、配合物中に担体組成物も取り込む。本明細書において使用される「担体化合物」または「担体」は、不活性である(すなわち、それ自体生物学的活性を有さない)が、例えば、生物活性核酸を分解することまたは循環からのその除去を促進することにより生物学的活性を有する核酸のバイオアベイラビティーを低減させるインビボプロセスにおいて核酸と認識される核酸、またはそのアナログを指し得る。核酸および担体化合物の同時投与(典型的には、担体物質が過剰)は、おそらく共通の受容体についての担体化合物と核酸との競合に起因して肝臓、腎臓または他の循環外溜め中に回収される核酸の量の実質的な低減をもたらし得る。例えば、肝組織中の部分的ホスホロチオエートdsRNAの回収は、それがポリイノシン酸、硫酸デキストラン、ポリシチジン酸または4−アセトアミド−4’−イソチオシアノ−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸と同時投与された場合、低減させることができる(Miyao et al.,DsRNA Res.Dev.,1995,5,115−121;Takakura et al.,DsRNA & Nucl.Acid Drug Dev.,1996,6,177−183。
担体化合物とは対照的に、「医薬担体」または「賦形剤」は、薬学的に許容可能な溶媒、懸濁化剤または動物への1つ以上の核酸の送達のための任意の他の薬理学的に不活性なビヒクルである。賦形剤は、液体または固体であり得、所与の医薬組成物の核酸および他の構成要素と合わせた場合、所望のバルク、コンシステンシーなどを提供するように、計画された投与様式を考慮して選択する。典型的な医薬担体としては、限定されるものではないが、結合剤(例えば、アルファ化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドンまたはヒドロキシプロピルメチルセルロースなど);増量剤(例えば、ラクトースおよび他の糖、微結晶性セルロース、ペクチン、ゼラチン、硫酸カルシウム、エチルセルロース、ポリアクリレートまたはリン酸水素ナトリウムなど);滑沢剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルク、シリカ、コロイド状二酸化ケイ素、ステアリン酸、金属ステアリン酸塩、硬化植物油、トウモロコシデンプン、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウムなど);崩壊剤(例えば、デンプン、デンプングリコール酸ナトリウムなど);および湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウムなど)が挙げられる。
組成物は、医薬組成物中に慣用的に見出される他の付加構成要素を、それらの当分野において確立された使用量レベルにおいてさらに含有し得る。したがって、例えば、組成物は、追加の適合性の薬学的に活性な材料、例えば、鎮痒剤、収斂剤、局所麻酔剤もしくは抗炎症剤などを含有し得、または本発明の組成物の種々の剤形の物理的配合において有用な追加の材料、例えば、色素、着香剤、保存剤、酸化防止剤、乳白剤、増粘剤および安定剤を含有し得る。しかしながら、このような材料は、添加される場合、本発明の組成物の構成要素の生物学的活性を過度に干渉すべきでない。配合物は、安定化させ、所望により、配合物の核酸と有害相互作用しない助剤、例えば、滑沢剤、保存剤、安定剤、湿潤剤、乳化剤、浸透圧に影響を与えるための塩、緩衝液、着色剤、着香剤および/または芳香物質などと混合することができる。
本明細書に記載の方法は、例えば、アンタゴmirを対象に投与した後のアンタゴmir活性のモニタリングに有用であり得る。
本明細書に記載の方法は、例えば、mi模倣物を対象に投与した後のmiRNA模倣物の活性のモニタリングに有用であり得る。
本明細書において、対象への治療(例えば、外因性)遺伝子治療物の導入を検出し、遺伝子治療物の活性(例えば、発現)を検出およびモニタリングするアッセイおよび方法が提供される。例えば、遺伝子治療物のRNA産物は、本明細書に記載の方法およびアッセイを使用して検出することができる。一実施形態において、遺伝子治療物の活性は、対象の生物試料、例えば、血液、血清、尿またはCSF試料中の遺伝子治療物から発現されるタンパク質を検出することによりモニタリングする。遺伝子治療物は、DNAエフェクター分子の送達に有用である。
iRNA薬剤またはモジュレーターを使用して治療すべき疾患としては、典型的には、遺伝子産物の過剰活性を有し、またはその活性を欠損する疾患が挙げられる。したがって、iRNA薬剤またはモジュレーターを投与して過剰活性を有する遺伝子の発現を阻害することができる。あるいは、遺伝子発現を活性化させる治療遺伝子、DNAエフェクター分子、またはRNA活性化剤を使用して遺伝子産物の活性欠損を補うことができる。標的遺伝子を疾患の発病または伝播に関与すると同定することができる本質的に任意の疾患を、iRNA薬剤またはモジュレーターを使用して治療することができる。本明細書に記載のアッセイは、対象中のiRNA薬剤またはモジュレーターの効力のモニタリングに有用である。
さらに別の態様において、対象に、哺乳動物中の標的遺伝子の発現をモジュレート(例えば、阻害または活性化)するための薬剤を投与し、本明細書において提供される方法は、標的遺伝子発現に対する薬剤の効果のモニタリングに有用である。
干渉RNA(iRNA)合成
試薬の資源
試薬の資源は、本明細書に具体的に挙げないが、そのような試薬は、分子生物学用試薬の任意の供給業者から分子生物学における用途のための品質/純度標準において得ることができる。
本出願人らは、いくつかの異なる方法を使用して対象の治療に有用なiRNA分子を生成した。本実施例は、使用された1つのアプローチを記載する。当業者は、当分野において公知の任意の方法を使用して本明細書に記載のiRNAを調製することができる。
合成の完了後、担体を100mLのガラス瓶(VWR)に移す。エタノール性アンモニア[アンモニア:エタノール(3:1)]の80mLの混合物により塩基およびホスフェート基を同時に55℃において6.5時間脱保護することによりオリゴヌクレオチドを担体から開裂させる。瓶を氷上で短時間冷却し、次いでエタノール性アンモニア混合物を新たな250mLの瓶中に濾過する。CPGを2×40mLのエタノール/水(1:1v/v)の部分により洗浄する。次いで、混合物の容量を約30mLにロータリーエバポレーターにより低減させる。次いで、混合物をドライアイス上で凍結させ、speed vac上で真空下で乾燥させる。
乾燥残留物を26mLのトリエチルアミン、トリエチルアミントリヒドロフルオリド(TEA・3HF)またはピリジン−HFおよびDMSO(3:4:6)中に再懸濁させ、60℃において90分間加熱して2’位におけるtert−ブチルジメチルシリル(TBDMS)基を除去する。次いで、反応を50mLの20mM酢酸ナトリウムによりクエンチし、pHを6.5に調整する。オリゴヌクレオチドは、精製までフリーザー中に貯蔵する。
オリゴヌクレオチドは、精製前に高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析し、緩衝液およびカラムの選択は、配列およびまたはコンジュゲートリガンドの性質に依存する。
リガンドコンジュゲートオリゴヌクレオチドは、逆相分取HPLCにより精製する。未コンジュゲートオリゴヌクレオチドは、インハウスで充填されたTSKゲルカラム上でのアニオン交換HPLCにより精製する。緩衝液は、10%のCH3CN中20mMのリン酸ナトリウム(pH8.5)(緩衝液A)および10%のCH3CN、1MのNaBr中20mMのリン酸ナトリウム(pH8.5)(緩衝液B)である。全長オリゴヌクレオチドを含有する分画をプールし、脱塩し、凍結乾燥させる。約0.15のODの脱塩オリゴヌクレオチドを水中で150μLに希釈し、次いでCGEおよびLC/MS分析のための特殊バイアル中にピペッティングする。次いで、化合物をLC−ESMSおよびCGEにより分析する。
iRNAの一般的な調製のため、等モル量のセンスおよびアンチセンスストランドを1×PBS中で95℃において5分間加熱して、室温にゆっくりと冷却する。デュプレックスの統合性は、HPLC分析により確認する。
血清中の組織特異的mRNAの検出
肝臓中のRNAi活性は、目下、肝臓組織試料の分子分析を介して、および分泌タンパク質については、血清または血漿試料中の標的タンパク質の循環レベルの定量を介してモニタリングする。臨床試験において、ヒト対象から肝臓生検物を得ることは、関連リスク、例えば、出血を伴う。結果として、正常ヒト被験者において、手順は正当化されず、肝臓生検物を得ることができない。患者のうち、肝臓生検は、疾患状態、例えば、肝臓癌の小サブセットにおいてのみ許容可能であり、それらの患者のうちでさえ、同意率は低いことがある。
マウス、ラット、カニクイザル、またはヒトから得られた血清試料(新鮮または貯蔵)を、0.4μmフィルターを使用する濾過に供し、または2000〜5000gにおいて10分間回転させた。一部の例において、塩化リチウムを濾過試料に1MのLiClの最終濃度まで添加した。試料を4℃において2時間インキュベートし、次いで110000〜140000gにおいて1時間35分遠心分離した。
RNAは、Nanodrop技術を使用して定量した。約100〜1000ngのRNAを、製造業者の説明書を使用してApplied Biosystems High Capacity cDNA合成キットを使用するcDNA合成に使用した。定量PCRは、Roche Lightcycler480中でRoche Master MixおよびTaqMan(登録商標)プローブを用いて実施した。
血清は、マウス、ラット、カニクイザルおよびヒト対象から得た。一部の実験においては個々の血清試料を別個に分析した一方、他の実験においては個々の血清試料を分析前にプールした。
マウス
129S雄マウスからの14mLの凍結血清を、肝細胞特異的(例えば、TTR、FVII)およびユビキタス(GAPDH、Rplp2)mRNAの分析のためにプールした。図1は、Rplp2、GAPDH、およびTTRmRNAがプール血清試料中でそれぞれ検出可能であったことを示す。
ラットからの14mLの新鮮血清を、組織特異的mRNAの分析のためにプールした。図2Aおよび2Bは、肝細胞特異的(TTR、FVII)、平滑筋特異的(Acta2)およびユビキタス(GAPDH、ベータアクチン)mRNAをラット血清中で検出することができることを示す。肝臓発現遺伝子AATおよびアルブミンに対応するmRNAは、ユビキタス発現遺伝子18sとともに逆転写定量的PCRにより検出した。血清中で検出されたTTRmRNAが全長TTRmRNAを表すかどうかを評価するため、2つの異なるTaqMan(登録商標)アッセイを用い、一方のアッセイはmRNAの5’末端を増幅するプライマーを利用し、第2のアッセイはmRNAの3’末端を増幅するプライマーを利用した。図3は、TTRの5’および3’末端のレベルが類似であったことを示し、それにより、検出されたTTRmRNAの少なくとも一部が全長mRNAであったことを示す。
個々のカニクイザル対象からの4mLの凍結血清を、血清中の肝細胞特異的RNAについて分析した。2つの技術的反復をそれぞれの試料について実施した。図4Aおよび4Bは、肝細胞特異的(TTR)およびユビキタス(18s)mRNAをカニクイザル血清中で検出することができることを示す。図5Aは、カニクイザル血清中のGAPDH、18s、TTRおよびAIATmRNAの検出を示すデータを示す。図5Bは、ヒト血清中のGAPDH、18s、TTR、AATおよびアルブミンmRNAの検出を示すデータを示す。
CSF試料を30匹のナイーブラットからプールすることにより合計8mLのCSFを得た。RNAの総濃度(nanodrop技術を使用して260のODにおいて判定)は、約2μgであった。CSFは、10000gにおいて10分間遠心分離して試料から血液および細胞を除去した。次いで、上澄みを110000gにおいて1時間35分遠心分離して核酸を含むペレットを得た。ペレットをRNAの単離のためにTRIzol(商標)試薬中で再懸濁させた。RNAは、グリコーゲンを使用して沈殿させた。
血清RNAはエキソソームと会合する
血清RNAは、RNAをRNアーゼ消化から保護し得るエキソソームと会合し得る。したがって、一部の実施形態において、当業者は、mRNA発現レベルの検出前にエキソソームを単離することができる。
ラット血清を回収し、40μMフィルターを介する濾過に供し、次いで110000×gにおいて遠心分離工程に供した。得られたペレットを再懸濁させ、0.25M〜2Mのスクロース勾配上にロードし、遠心分離に供した。1mLの分画を密度勾配から回収した。
エキソソームマーカーAlixおよびCD9についてのウエスタンブロッティングを、SDSを有するRIPA緩衝液中で再懸濁されたエキソソームペレットに対して、または粉末化ラット肝臓粉末に対して実施した。タンパク質含有率は、BCAアッセイにより判定し、それぞれのレーンに等量のタンパク質をロードした。
エキソソームペレットの凍結割断電子顕微鏡法は、約100nmの平均サイズを有する小胞の存在を示した。
マウス Z−平均:79.8nm PDI 0.577
ラット Z−平均:134nm PDI 0.944
ヒト Z−平均:97nm PDI 0.907
血清試料中の遺伝子サイレンシングの検出
肝臓肝細胞への送達のために脂質ナノ粒子中に配合されたげっ歯類TTRを標的化するdsRNAを含むAF−011−18534を使用してナイーブラット中の肝臓遺伝子TTRをサイレンシングした。肝臓肝細胞への送達のために脂質ナノ粒子中に配合された霊長類TTRを標的化するdsRNAを含むSNALP−18324を使用してナイーブカニクイザル中の肝臓遺伝子TTRをサイレンシングした。非哺乳動物遺伝子ルシフェラーゼを標的化するAF−011−1955およびSNALP−1955を、本明細書においてdsRNA対照として使用し、これはインビボで投与された場合にいかなる遺伝子サイレンシング効果も有さないことが公知である。
実験1:単一IVボーラスの0.3mpk(mg/kg)のAF−011−18534(n=6)またはAF−011−1955(n=6)をラットに投与して肝臓遺伝子サイレンシングを血清試料中のmRNAレベルの計測により検出することができるかどうかを判定した。肝臓および血清TTRmRNAレベルは、ボーラス投与24時間後に計測した。14mLの新鮮血清試料をそれぞれの群のためにプールした。2〜4回の技術的反復を群毎に実施した。
実験3:単一15分間IV注入の0.3mpk、1mpkもしくは3mpkのSNALP−18324(n=3)、または3mpkのSNALP−1955(n=3)をカニクイザルに投与して肝臓遺伝子サイレンシングを血清試料中のmRNAレベルの計測により検出することができるかどうかを判定した。肝臓および血清TTRmRNAレベルは、IV投与48時間後に計測した。
血清mRNA発現レベルを使用する遺伝子サイレンシングの検出は、TTR以外の遺伝子に拡張することができる。例えば、図16Aおよび16Bは、TMPRSS6mRNAのサイレンシングを肝臓および血清試料の両方で検出することができること示す。
ラット(1群当たり6〜8匹の動物)に、単一IVボーラスの0.1mg/kgの抗TTRsiRNA調製物または対照抗ルシフェラーゼsiRNA調製物を投与した。肝臓および血清を動物屠殺の異なる時点において回収し(例えば、1日目、2日目、5日目、8日目、10日目、および14日目)、TTRmRNA発現について分析した。図17Aは、血清中のTTRmRNAレベルの回復は、肝臓試料中のTTRmRNAの回復と並行することを示す。これらのデータは、血清中のTTRレベルの計測が、投与されたRNAi薬剤の臨床効果を検出する実行可能な方法であることを示す。
RNA収量の改善
一部の実施形態において、塩化リチウム(LiCl)を1Mの最終濃度において使用して単離の間のRNA収量を増加させた。これらの実験において、血清試料は、1MのLiClの存在または不存在下で4℃において濾過後1時間インキュベートした。続いて、RNAを上記のスクロース密度勾配超遠心を介して単離し、TaqMan(登録商標)定量的PCRを介して分析した。図18に示すとおり、GAPDH、アルブミン、ベータアクチン、およびTTRの相対mRNA発現レベルは、LiClの存在下で増加する。LiClとのインキュベーションは、超遠心工程の間のRNAの沈殿を向上させる可能性が高く、したがって、単離の間の全RNA収量を向上させる。
Q−PCRおよび5’RACE
定量的PCRは、Applied Biosystems TaqMan(登録商標)プライマー系を使用して実施した。使用されるプライマー/アッセイは、Applied Biosystemsから購入することができ、ヒトトランスチレチン(TTR)(カタログ番号Hs00174914_m1)、ヒトアルファアンチトリプシン(AAT)(カタログ番号Hs01097800_m1)、およびヒトアルブミン(カタログ番号Hs00910225_m1)を含む。
カニクイザル TTRフォワードプライマー:TGG CAT CTC CCC ATT CCA
カニクイザル TTRリバースプライマー:CGG AAT CGT TGG CTG TGA A
カニクイザル TTR TaqMan(登録商標)プローブ:6FAMAGC ATG CAG AGG TGGMGBNFQ
リバースプライマー:
5’ ttttacagaatgtgtctttttaatggctgc 3’
5’ gctgcagatcatatttaatacgtgc 3’
5’ gcttgcaagacaatggaaatttggatc 3’
フォワードプライマー
5’ gactaagtcaataatcagaatcagcag 3’
5’ ttttttgaatgaaataaaggtgg 3’
5’ gaatgaaataaaggtgg 3’
5’ ggtggtttaataagaacg 3’
5’ taataagaacgtttcacggc 3’
5’ ttttttttgaatgaaataaaggt 3’
5’ ccactgctgtcgtcagtaacc 3’
5’ gaactgagggacccagcccac 3’
5’ ccacgaggaccaagatcttgc 3’
ラット(1群当たりn=6)に、LNP−siTTRまたはLNP−siLuc(0.1mg/kg)を注射し、ラットを24時間後に分析のために屠殺した。それぞれの群の動物からの血清を分析のためにプールした。RNAをプール血清から抽出し、5’RACE(cDNA末端の5’急速増幅)のためにプロセシングした。正確なサイズのネステッドPCRからのバンドを溶出させ、クローニングおよび配列決定した。
遺伝子治療後の血清および肝臓中のmRNAの検出
外因性遺伝子の発現は、GFPを発現するアデノウイルス(Ad−GFP)またはヒトApoEを発現するアデノウイルス(Ad−hApoE)を注射されたラットモデルの血清中でmRNAの血清レベルの計測により検出することができることが判定された。同様に、外因性または治療遺伝子の発現は、ラットモデルの肝臓中で治療遺伝子の肝臓mRNAレベルの計測により検出することができる。
血清および肝臓試料中のmiRNA阻害の検出
mRNAおよびタンパク質に加え、マイクロRNA(miRNA)が循環エキソソーム中で検出されている。miRNA標的化オリゴヌクレオチドの活性をモニタリングするための循環エキソソームmRNA検出の適用可能性を試験するため、ラットに肝臓特異的miRNAのmiR−122に対して指向されたLNP−配合オリゴヌクレオチドを投与した。対照マウスは、ミスマッチオリゴヌクレオチドを受容した。3日後、miR−122レベルを肝臓および血清から単離された総RNA中で計測した。図22Aに示すとおり、miR122特異的オリゴヌクレオチドによる処理は、肝臓miR−122レベルを88%だけ低減させ、血清中でも同様に86%減少した。miR−122レベルの低減がmiR−122の非特異的下方調節により引き起こされないことをさらに確認するため、miR−122標的アルドラーゼAの発現レベルを計測した。図22Bに示すとおり、miR122特異的オリゴヌクレオチドによる処理は、肝臓中の標的アルドラーゼAmRNA発現の増加を引き起こした。しかしながら、この上方調節は、血清中では検出することができず、おそらく、アルドラーゼAがユビキタスに発現されるためである。まとめると、これらの結果は、肝臓中のmiRNA阻害をモニタリングするための、循環エキソソームmRNA検出の使用を確立する。
脳脊髄液中の遺伝子サイレンシングの検出
エキソソームは、脳脊髄液(CSF)中で検出されている。循環エキソソームmRNA検出をCSFに適用して脳中の遺伝子サイレンシングをモニタリングすることができるかどうかを判定するため、パーキンソン病関連遺伝子Sncaを標的化するsiRNAを、ラットの線条体中に両側注入した。雄Sprague−Dawleyラットを麻酔し、定位固定フレーム(Benchmark(商標)Digital Stereotaxic,myNeuroLab)中に配置した。30ゲージ浸透圧ポンプ注入カニューラ(Plastics One,Wallingford,CN)を左右の脳半球中に植込み、線条体を標的化した(ブレグマに対する定位座標AP0.5、ML3およびDV5.1;門歯バーは両耳間線の3.3mm下)。PBS中に配合されたLucまたはSNCAsiRNAを含有する浸透圧ポンプ(1μl/hrの流速、Alzet)を製造業者の説明書に従って0.9%の生理食塩水中で37℃において一晩プライミングし、次いでカニューラに接続し、皮下に植え込んだ。1ul/hrの流速においてラットに投与される4mg/mlのsiRNAの濃度は、線条体のそれぞれの部位について0.096mg/日の用量に対応する。注入の7日後、ラットを麻酔し、定位固定フレーム中にマウントした。環椎後頭膜を曝露し、30ゲージニード(need)を有するシリンジを使用して環椎後頭膜を介してCSFを回収した。CSF回収後、ラットを屠殺し、脳を取り出した。mRNA定量のため、前部から後部へのラット脳にわたる1mm厚の冠状スライスを、脳マトリックス(Braintree Scientific,Braintree,MA)を使用して得、線条体をそれぞれのスライスから切開し、液体窒素中でスナップ凍結し、次いでmRNA定量を実施するまで−80℃において貯蔵した。線条体RNAを調製するため、組織をQiazol(Qiagen,Inc.)中でホモジナイズし、Qiagen RNeasyキット(Qiagen,Inc.)を使用して総RNAを単離した。cDNAの合成は、TaqMan(登録商標)Reverse Transcriptionキット(Applied Biosystems)を用いて実施し、ラットSncaおよびGapdh発現は、TaqMan(登録商標)アッセイ(Applied Biosystems)を使用して定量した。CSFからRNAを単離するため、試料をプールし(それぞれ5ml)、LiClを1Mの最終濃度まで添加した。4℃における1時間のインキュベーション後、試料を110000×gにおいて100分間遠心分離し、RNAをペレットからTrizol抽出およびイソプロパノール沈殿により調製した。cDNAの合成およびTaqMan(登録商標)分析を標準的プロトコル毎に実施した。
Claims (138)
- 対象の組織中の遺伝子の活性についてアッセイする方法において:
i)対象から生物試料を採取することであって、前記生物試料は、前記組織から離隔しており、前記生物試料は、エキソソームを含むこと、および
ii)前記生物試料中のRNAのレベルを検出することであって、前記RNAは、前記対象の前記組織中の前記遺伝子から発現され、前記エキソソームを、前記生物試料中のRNAのレベルの検出前に前記生物試料から精製しないこと
を含み、
参照試料と比較した前記RNA、または前記標的RNAの下流標的のRNAのレベルの変化は、前記遺伝子の活性の変化を示し、
前記遺伝子の活性の変化は、疾患進行もしくは縮退、前記対象に対するモジュレーターの効果、または前記対象における疾患リスクの増加もしくは減少を示す方法。 - 対象中のiRNA薬剤の活性を判定する方法において:
i)生物試料から離隔した組織中のRNAを標的化または発現するiRNA薬剤を投与された対象から生物試料を採取することであって、前記生物試料は、エキソソームを含むこと、
ii)前記生物試料中の前記標的RNAまたはその開裂産物のレベルを検出することであって、前記エキソソームを、前記標的RNAまたはその開裂産物のレベルの検出前に前記生物試料から精製しないこと
を含み、
参照試料と比較した前記標的RNAのレベルの変化または前記開裂産物のレベルの増加は、前記iRNA薬剤が前記対象中で活性であることを示す方法。 - 前記iRNA薬剤が前記対象中で不活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加させることをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤が前記対象中で活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記生物試料は、微小胞をさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記生物試料中の前記RNAの分画は、前記エキソソーム中に存在する、請求項2に記載の方法。
- 前記生物試料は、標的RNAまたは開裂産物のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項2に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項6に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓、腎臓、脳、脊髄、脈絡叢、末梢ニューロンもしくは神経、筋肉、内皮細胞、心臓、免疫細胞、皮膚、眼、膵臓、肺、胃、小腸もしくは大腸、結腸、副腎、腫瘍、癌病巣、または脾臓中のRNAを標的化する、請求項2に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓中のRNAを標的化する、請求項2に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、中枢神経系(CNS)中で発現されるRNAを標的化する、請求項2に記載の方法。
- 前記生物試料を、血液、尿、脳脊髄液(CSF)、羊水、唾液、母乳、気管支肺胞洗浄液、滑液、および悪性腹水から選択する、請求項7に記載の方法。
- 前記生物試料は、血清試料である、請求項2に記載の方法。
- 前記生物試料は、CSFである、請求項2に記載の方法。
- 前記標的RNAまたはRNA開裂産物を、5’RACE、ハイブリダイゼーション、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、定量的PCR(qPCR)、分枝DNA(bDNA)アッセイ、または逆転写PCR(RT−PCR)により計測する、請求項2に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤を、中枢神経系(CNS)に投与した、請求項2に記載の方法。
- 前記RNAは、HttRNAである、請求項16に記載の方法。
- 前記標的RNAは、SNCA RNAである、請求項16に記載の方法。
- 前記対象は、神経障害を有する、請求項16に記載の方法。
- 前記対象は、ハンチントン病を有する、請求項16に記載の方法。
- 前記対象は、パーキンソン病を有する、請求項16に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤を、直接注射もしくは注入、静脈内、腹腔内、皮下、筋肉内、吸入、局所、頭蓋内、脳室内、硬膜外、鞘内、動脈内、硝子体内、皮内、経口、または心臓内送達により前記対象に投与した、請求項2に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤を、静脈内送達により投与した、請求項2に記載の方法。
- 前記標的RNAは、前駆タンパク質転換酵素サブチリシン/ケキシン9型(PCSK9)、トランスチレチン(TTR)、血管内皮成長因子(VEGF)、キネシン様タンパク質(KSP)、耳下腺プロリンリッチ唾液タンパク質Pc(PCS)、アンギオポエチン様3(ANGPTL3)、ヘプシジン、C型肝炎ウイルス(HCV)、egl9ホモログ(EGLN)、B型肝炎ウイルス(HBV)、ポロ様キナーゼ1(PLK)、アルファ−アンチトリプシン(AAT)、活性化タンパク質C(APC)、膜貫通セリンプロテアーゼ6(TMPRSS6)、クルッペル様因子4(KLF)、B細胞CLL/リンパ腫11A(BCL11A)、p53、カスパーゼ2、β−カテニン、またはプロテインキナーゼN3(PKN3)である、請求項2に記載の方法。
- 前記生物試料を、前記対象が前記iRNA薬剤による治療を受けて6、12、24、36、48、72、96、120、または168時間後に得る、請求項2に記載の方法。
- 前記標的RNAレベルを、前記生物試料中の肝臓タンパク質のRNAに正規化する、請求項10に記載の方法。
- 前記肝臓タンパク質は、第VII因子、アルブミン、またはアルファアンチトリプシン(AAT)である、請求項26に記載の方法。
- 前記標的RNAレベルを、18sRNA、GAPDH RNAまたはβ−アクチンRNAに正規化する、請求項2に記載の方法。
- 前記標的RNAは、平滑筋細胞中で発現される、請求項2に記載の方法。
- 前記標的RNAを、平滑筋細胞関連タンパク質のRNAに正規化する、請求項29に記載の方法。
- 前記平滑筋細胞関連タンパク質は、Acta2である、請求項30に記載の方法。
- 前記RNAは、mRNAである、請求項2に記載の方法。
- 前記RNAは、マイクロRNAである、請求項2に記載の方法。
- 対象中のiRNA薬剤の活性を判定する方法において:
i)生物試料から離隔した組織中のRNAを標的化するiRNA薬剤を投与された対象から生物試料を採取すること、および
ii)前記生物試料中の前記標的RNAの開裂産物のレベルを検出すること
を含み、参照試料と比較した開裂産物のレベルの増加は、前記iRNA薬剤が前記対象中で活性であることを示し、参照試料と比較した開裂産物のレベルの減少または静止は、前記iRNA薬剤が前記対象中で不活性であることを示す方法。 - 前記iRNA薬剤が前記対象中で不活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加させることをさらに含む、請求項34に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤が前記対象中で活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項34に記載の方法。
- 前記生物試料は、標的RNAのレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項34に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項37に記載の方法。
- 前記生物試料は、エキソソーム、微小胞またはそれらの組合せを含む、請求項34に記載の方法。
- 前記生物試料中の前記開裂産物の分画は、エキソソーム中に存在する、請求項34に記載の方法。
- エキソソームを、前記開裂産物の検出前に単離する、請求項34に記載の方法。
- エキソソームを、前記開裂産物の検出前に単離しない、請求項34に記載の方法。
- 前記組織に由来するエキソソームを、前記開裂産物の検出前に選択する、請求項34に記載の方法。
- 前記エキソソームを、組織特異的マーカーを介して選択する、請求項43に記載の方法。
- 前記開裂産物を、5’RACE、ハイブリダイゼーション、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、定量的PCR(qPCR)、分枝DNA(bDNA)アッセイ、または逆転写PCR(RT−PCR)により検出する、請求項34に記載の方法。
- 前記生物試料は、血液またはCSFである、請求項34に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓またはCNS中で発現されるRNAを標的化する、請求項34に記載の方法。
- 対象中のiRNA薬剤の活性を判定するアッセイにおいて:
i)生物試料から離隔した組織中のRNAを標的化するiRNA薬剤を投与された対象から得られた生物試料を、標的RNAまたはその開裂産物の量を検出するためのプローブと接触させることであって、記生物試料は、エキソソームを含むこと、
ii)前記試料中の前記標的RNAまたはその開裂産物の量を検出することであって、前記エキソソームを、前記標的RNAまたはその開裂産物の量の計測前に前記生物試料から精製しないこと、
iii)工程(ii)において検出された前記標的RNAまたはその開裂産物の量を参照試料と比較すること
を含み、
前記参照試料と比較した前記標的RNAの量の減少または前記開裂産物の量の増加は、前記対象中のiRNA薬剤活性を示すアッセイ。 - 前記生物試料は、血液またはCSFである、請求項48に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓またはCNS中で発現されるRNAを標的化する、請求項48に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤が前記対象中で不活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加させることをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤が前記対象中で活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- 前記生物試料は、標的RNAまたは開裂産物のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項48に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項53に記載の方法。
- 対象中のiRNA薬剤の活性を判定するアッセイにおいて:
i)iRNA薬剤を投与された対象からの生物試料を、標的RNAの開裂産物の量を検出するためのプローブと接触させることであって、前記生物試料は、エキソソームを含むこと、
ii)標的RNAの開裂産物の量を検出すること、
iii)工程(ii)において計測された前記開裂産物の量を参照試料と比較することを含み、
前記参照試料と比較した前記開裂産物の量の変化は、対象中のiRNA薬剤活性を示すアッセイ。 - 前記生物試料は、血液またはCSFである、請求項55に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓またはCNS中で発現されるRNAを標的化する、請求項55に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤が前記対象中で不活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加させることをさらに含む、請求項55に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤が前記対象中で活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項55に記載の方法。
- 前記生物試料は、開裂産物のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項55に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項60に記載の方法。
- 対象中のモジュレーターの活性を判定する方法において:
i)生物試料から離隔した組織中のタンパク質またはRNAを標的化するモジュレーターを投与された対象から生物試料を採取すること(前記標的タンパク質またはRNAは、前駆タンパク質転換酵素サブチリシン/ケキシン9型(PCSK9)、トランスチレチン(TTR)、血管内皮成長因子(VEGF)、キネシン様タンパク質(KSP)、耳下腺プロリンリッチ唾液タンパク質Pc(PCS)、アンギオポエチン様3(ANGPTL3)、ヘプシジン、C型肝炎ウイルス(HCV)、egl9ホモログ(EGLN)、B型肝炎ウイルス(HBV)、ポロ様キナーゼ1(PLK)、アルファ−アンチトリプシン(AAT)、活性化タンパク質C(APC)、膜貫通セリンプロテアーゼ6(TMPRSS6)、クルッペル様因子4(KLF)、B細胞CLL/リンパ腫11A(BCL11A)、p53、カスパーゼ2、β−カテニン、プロテインキナーゼN3(PKN3)、ハンチンチン(HTT)、およびアルファシヌクレイン(SNCA)からなる群から選択し、前記生物試料は、エキソソームを含む)、および
ii)前記生物試料中の前記標的RNA、前記RNAの下流標的のRNAまたは前記標的RNAのその開裂産物のレベルを検出することであって、前記エキソソームを、前記標的RNA、または下流RNAまたは開裂産物の量の検出前に前記生物試料から精製しないことを含み、
参照試料と比較した前記標的RNA、前記タンパク質の下流標的のRNAまたはその開裂産物のレベルの変化の検出は、前記モジュレーターが前記対象中で活性であることを示す方法。 - 前記モジュレーターが前記対象中で不活性である判定に基づき、前記対象に投与されるモジュレーターの用量を増加させることをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 前記モジュレーターが前記対象中で活性である判定に基づき、前記対象に投与されるモジュレーターの用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 前記生物試料は、標的RNA、下流RNA、または開裂産物のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項62に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項65に記載の方法。
- 前記生物試料は、血液またはCSFである、請求項62に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓またはCNS中で発現されるRNAを標的化する、請求項62に記載の方法。
- 対象中のモジュレーターの活性を判定する方法において:
i)生物試料から離隔した組織中のタンパク質またはRNAを標的化するモジュレーターを投与された対象からの生物試料を検出すること(前記標的タンパク質またはRNAを、前駆タンパク質転換酵素サブチリシン/ケキシン9型(PCSK9)、トランスチレチン(TTR)、血管内皮成長因子(VEGF)、キネシン様タンパク質(KSP)、耳下腺プロリンリッチ唾液タンパク質Pc(PCS)、アンギオポエチン様3(ANGPTL3)、ヘプシジン、C型肝炎ウイルス(HCV)、egl9ホモログ(EGLN)、B型肝炎ウイルス(HBV)、ポロ様キナーゼ1(PLK)、アルファ−アンチトリプシン(AAT)、活性化タンパク質C(APC)、膜貫通セリンプロテアーゼ6(TMPRSS6)、クルッペル様因子4(KLF)、B細胞CLL/リンパ腫11A(BCL11A)、p53、カスパーゼ2、β−カテニン、プロテインキナーゼN3(PKN3)、ハンチンチン(HTT)、およびアルファシヌクレイン(SNCA)からなる群から選択する)、および
ii)前記生物試料中の標的RNAの開裂産物の量を検出することを含み、参照試料と比較した標的RNAの開裂産物のレベルの変化の検出は、前記モジュレーターが前記対象中で活性であることを示す方法。 - 前記モジュレーターが前記対象中で不活性である判定に基づき前記対象に投与されるモジュレーターの用量を増加させることをさらに含む、請求項69に記載の方法。
- 前記モジュレーターが前記対象中で活性である判定に基づき前記対象に投与されるモジュレーターの用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項69に記載の方法。
- 前記生物試料は、開裂産物のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項69に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項72に記載の方法。
- 前記生物試料は、血液またはCSFである、請求項69に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓またはCNS中で発現されるRNAを標的化する、請求項69に記載の方法。
- 対象の生物試料中の標的RNAまたはその開裂産物を検出するアッセイを実施するための1つ以上のプライマーおよび少なくとも1つの追加の試薬を含むキット。
- 前記対象からの生物試料からRNAまたは開裂産物を単離するための試薬をさらに含む、請求項76に記載のキット。
- カラム、および1つ以上の緩衝液を含む、請求項77に記載のキット。
- 前記対象からの前記生物試料を単離するための1つ以上のツールをさらに含む、請求項76に記載のキット。
- 前記1つ以上のプライマーは、逆転写のためのオリゴ−dTプライマーならびに場合によりPCRのためのフォワードおよびリバースプライマーを含む、請求項76に記載のキット。
- 前記1つ以上のプライマーは、5’RACE用である、請求項76に記載のキット。
- 前記標的RNAは、前駆タンパク質転換酵素サブチリシン/ケキシン9型(PCSK9)、トランスチレチン(TTR)、血管内皮成長因子(VEGF)、キネシン様タンパク質(KSP)、耳下腺プロリンリッチ唾液タンパク質Pc(PCS)、アンギオポエチン様3(ANGPTL3)、ヘプシジン、C型肝炎ウイルス(HCV)、egl9ホモログ(EGLN)、B型肝炎ウイルス(HBV)、ポロ様キナーゼ1(PLK)、アルファ−アンチトリプシン(AAT)、活性化タンパク質C(APC)、膜貫通セリンプロテアーゼ6(TMPRSS6)、クルッペル様因子4(KLF)、B細胞CLL/リンパ腫11A(BCL11A)、p53、カスパーゼ2、β−カテニン、プロテインキナーゼN3(PKN3)、ハンチンチン(HTT)、またはアルファシヌクレイン(SNCA)からなる群から選択されるmRNAである、請求項76に記載のキット。
- 前記標的mRNAにハイブリダイズするプライマーを含む、請求項82に記載のキット。
- RNA収量を増加させるための試薬をさらに含む、請求項76に記載のキット。
- 前記試薬は、塩化リチウム(LiCl)である、請求項84に記載のキット。
- LiClは、1Mの最終濃度において使用される、請求項84に記載のキット。
- 前記RNAまたは開裂産物を単離するための試薬は、TRIzol(商標)試薬、クロロホルム、フェノール/クロロホルム、またはそれらの組合せである、請求項77に記載のキット。
- RNAの沈殿を向上させるための試薬をさらに含む、請求項76に記載のキット。
- 前記試薬は、グリコーゲンまたはポリエチレングリコール(PEG)である、請求項88に記載のキット。
- RNアーゼ活性を阻害する試薬をさらに含む、請求項76に記載のキット。
- 前記試薬は、RNアーゼインヒビターまたはEDTAである、請求項90に記載のキット。
- 使用説明書をさらに含み、前記説明書は、前記対象がiRNA薬剤を投与されていることを要求する、請求項76に記載のキット。
- 前記標的RNAは、マイクロRNA、例えば、miR−122、miR−16、miR−192、またはmiR−194である、請求項76に記載のキット。
- 前記標的RNAは、遺伝子治療物として対象に投与された外因性遺伝子から発現される、請求項76に記載のキット。
- 対象中の治療核酸の活性を判定する方法において:
i)生物試料から離隔した組織中で核酸を標的化または発現する治療核酸を投与された対象から生物試料を採取することであって、前記生物試料は、エキソソームを含むこと、
ii)前記生物試料中の前記標的化または発現される核酸のレベルを検出することであって、前記エキソソームを、前記標的化または発現される核酸のレベルの検出前に前記生物試料から精製しないこと
を含み、
参照試料と比較した前記標的化または発現される核酸のレベルの変化は、前記治療核酸が前記対象中で活性であることを示す方法。 - 前記治療核酸が前記対象中で不活性である判定に基づき、前記対象に投与される治療核酸の用量を増加させることをさらに含む、請求項95の記載の方法。
- 前記治療核酸が前記対象中で活性である判定に基づき、前記対象に投与される治療核酸の用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項95の記載の方法。
- 前記生物試料は、標的化または発現される核酸のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項95に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項95に記載の方法。
- 前記治療核酸は、RNAエフェクター分子である、請求項95に記載の方法。
- 前記RNAエフェクター分子は、アンタゴmirまたはmiRNA模倣物であり、前記標的RNAは、miR−122、miR−16、miR−192、またはmiR−194である、請求項100に記載の方法。
- 前記RNAエフェクター分子は、dsRNA、マイクロRNA、プロモーター指向性RNA(pdRNA)、Piwi相互作用RNa(piRNA)、RNA活性化分子、発現干渉RNA(eiRNA)、ショートヘアピンRNA(shRNA)、デコイRNAまたはアプタマーである、請求項100に記載の方法。
- 前記治療核酸は、アンチセンスオリゴヌクレオチドである、請求項95に記載の方法。
- 前記治療核酸は、外因性DNA分子、発現DNA、ドミナントネガティブ突然変異体、改変遺伝子産物、突然変異遺伝子産物、生体異物遺伝子、またはトランス遺伝子を発現するDNAエフェクター分子である、請求項95に記載の方法。
- 前記治療核酸は、ウイルスベクターまたはプラスミドDNAを含むDNAエフェクター分子である、請求項95に記載の方法。
- 前記ウイルスベクターは、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、単純ヘルペスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、またはエプスタイン・バーウイルスベクターである、請求項105に記載の方法。
- 前記プラスミドDNAは、ネイキッドDNAである、請求項105に記載の方法。
- 前記ネイキッドDNAを、エレクトロポレーション、ソノポレーション、マグネトフェクション、直接注射、または脂質複合体を使用して投与する、請求項107に記載の方法。
- 前記DNAエフェクター分子は、誘導性または構成的に活性なプロモーターを含む、請求項105に記載の方法。
- 前記治療核酸は、前記対象のゲノム中に挿入されるDNAエフェクター分子である、請求項95に記載の方法。
- 前記DNAエフェクター分子を、前記ゲノム中にランダムに挿入し、または相同組換えを使用して特定部位に標的化する、請求項110に記載の方法。
- 対象を治療する方法において:
対象中のiRNA薬剤の活性の情報を採取すること、
生物試料中の標的RNAまたはその開裂産物のレベルを検出することであって、前記生物試料は、エキソソームを含み、前記iRNA薬剤は、前記生物試料から離隔した組織中のRNAを標的化し、
参照試料と比較した前記標的化または発現されるRNAのレベルの変化は、前記iRNA薬剤が前記対象中で活性であることを示すこと、
前記対象に有効量のiRNA薬剤を投与することであって、前記有効量を、前記対象中のiRNA薬剤の活性の情報に基づき判定すること
を含む方法。 - 前記iRNA薬剤が前記対象中で不活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加させることをさらに含む、請求項112に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤が前記対象中で活性である判定に基づき、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加または減少させることをさらに含む、請求項112に記載の方法。
- 前記生物試料は、開裂産物のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項112に記載の方法。
- 前記遠心分離は、110000gから140000gにおけるものである、請求項112に記載の方法。
- 前記生物試料は、血液またはCSFである、請求項112に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓またはCNS中で発現されるRNAを標的化する、請求項112に記載の方法。
- 前記標的RNAは、TTRであり、前記対象を、トランスチレチン(TTR)アミロイドーシスについて治療する、請求項112に記載の方法。
- 対象の組織中の標的遺伝子の活性を評価する方法において:
i)前記対象からエキソソームを含む非生検試料を採取すること、および
ii)前記試料中の前記標的遺伝子の発現産物のレベルを検出すること
を含み、
それにより、前記組織中の前記遺伝子の活性を評価し、
a)前記標的遺伝子についてのmRNAのmRNA開裂産物のレベルを検出することを含み、b)前記標的遺伝子は、前記TTR遺伝子であり、またはc)前記エキソソームを、前記非生検試料中のRNAのレベルの検出前に前記非生検試料から精製しない方法。 - iii)参照試料と比較して標的RNAもしくは下流RNAのレベルが増加もしくは減少される場合、または標的RNA開裂産物のレベルが増加もしくは減少される場合、遺伝子の活性が変化したと判定すること
をさらに含む、請求項120に記載の方法。 - iv)前記遺伝子の活性が変化したと判定される場合、疾患が進行もしくは退縮したと、または対象の疾患リスクが悪化もしくは改善されたと判定すること
をさらに含む、請求項120に記載の方法。 - 前記非生検試料は、前記組織中のRNAを標的化するiRNA薬剤を投与された対象からのものである、請求項120に記載の方法。
- 前記対象に、前記標的遺伝子についてのRNAを標的化するiRNA薬剤を投与することを含む、請求項123に記載の方法。
- 前記投与を、前記試料の採取前に実施する、請求項124に記載の方法。
- 前記投与を、前記試料の採取後に実施する、請求項124に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤を不活性であると判定し、前記対象に投与されるiRNA薬剤の用量を増加させる、請求項123に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤を活性であると判定し、前記対象中の前記iRNA薬剤の活性を増加または減少させるようにiRNA薬剤の用量を調整する、請求項123に記載の方法。
- 前記生物試料は、微小胞をさらに含む、請求項123に記載の方法。
- 前記生物試料中の前記RNAの分画は、前記エキソソーム中に存在する、請求項123に記載の方法。
- 前記生物試料中の前記RNAの分画は、前記微小胞中に存在する、請求項129に記載の方法。
- 前記生物試料は、標的RNAまたは開裂産物のレベルの検出前に遠心分離を受けている、請求項123に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、肝臓、腎臓、脳、脊髄、脈絡叢、末梢ニューロンもしくは神経、筋肉、内皮細胞、心臓、免疫細胞、皮膚、眼、膵臓、肺、胃、小腸もしくは大腸、結腸、副腎、腫瘍、癌病巣、または脾臓中のRNAを標的化する、請求項123に記載の方法。
- 前記RNA薬剤は、肝臓中のRNAを標的化する、請求項123に記載の方法。
- 前記iRNA薬剤は、中枢神経系中で発現されるRNAを標的化する、請求項123に記載の方法。
- 前記生物試料は、血液、尿、脳脊髄液(CSF)、羊水、唾液、母乳、気管支肺胞洗浄液、滑液、または悪性腹水からなる群から選択される、請求項133に記載の方法。
- 前記生物試料は、血清試料である、請求項123に記載の方法。
- 前記生物試料は、CSFである、請求項123に記載の方法。
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