JP2020105169A - リソソーム蓄積症の処置のためのvlp - Google Patents
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Abstract
【課題】リソソーム蓄積症を処置するための方法において使用される、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したウイルス様粒子(VLP)を提供すること。【解決手段】一局面において、本発明はまた、リソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物、リソソーム酵素をコードする発現ベクター、およびVLPとリソソーム酵素をコードする発現ベクターとを会合させるための方法に関する。【選択図】なし
Description
発明の分野
本発明は、必要性のある被験体、好ましくはヒトにおいてリソソーム蓄積症を処置するための方法において使用される、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したウイルス様粒子(VLP)に関する。本発明はまた、リソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物、リソソーム酵素をコードする発現ベクター、およびVLPを、リソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合させるための方法に関する。
本発明は、必要性のある被験体、好ましくはヒトにおいてリソソーム蓄積症を処置するための方法において使用される、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したウイルス様粒子(VLP)に関する。本発明はまた、リソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物、リソソーム酵素をコードする発現ベクター、およびVLPを、リソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合させるための方法に関する。
発明の背景
リソソーム蓄積症(LSD)は、約50の遺伝性疾患のグループである。LSDは、大部分は、基質分解の欠陥を生じる、リソソームヒドロラーゼの機能不全を包含する。結論として、不完全に処理された細胞物質が、種々の組織タイプ内に蓄積し、疾患特異的な臨床発現が起こる。
リソソーム蓄積症(LSD)は、約50の遺伝性疾患のグループである。LSDは、大部分は、基質分解の欠陥を生じる、リソソームヒドロラーゼの機能不全を包含する。結論として、不完全に処理された細胞物質が、種々の組織タイプ内に蓄積し、疾患特異的な臨床発現が起こる。
基質分解の他に、リソソームは、エネルギーホメオスタシス、細胞成長のための構築ブロックの生成、有糸分裂促進シグナル伝達、血管新生のための組織のプライミングおよび転移形成ならびに転写プログラムの活性化に関与する。
リソソーム蓄積症の一例は、異染性白質ジストロフィー(MLD)である。MLDは、スフィンゴ脂質の代謝に影響を及ぼすASA遺伝子における変異によって引き起こされるアリールスルファターゼA(ASA)の活性の減少によって特徴づけられる。ASAがなければ、スルファチドが身体の多くの組織において蓄積し、最終的には、神経系のミエリン鞘を破壊する。症状は、発達遅延、虚弱、筋硬直、精神機能低下、痴呆および盲を含む。
MLDには、最初の症状の発症時の被験体(ヒト)の年齢に基づいて3つのサブタイプが存在する(van Rappard et al., Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2015;29(2):261−73):
「幼児型(late−infantile form)」は、代表的にはその子供の30ヶ月齢より前にその発症がある。それは、スルファチドの急激な蓄積および精神運動発達退行(psychomotor regression)の進行によって特徴づけられる。死亡は、代表的には、症状の発症後数年以内に起こる。機能的な酵素は存在しない。
「若年型(juvenile variant)」では、症状は、2.5歳齢〜16歳齢の間に始まる。始めは、疾患進行が幼児型より遅いが、一旦神経学的徴候がより明白になれば、その衰えは急激であり、患者は最終的には全てのスキルを失う。その疾患の末期段階は、数年間続き得、その継続期間は種々である。大部分の患者は、少量の機能的酵素の発現を可能にする1つのASAアレルを有する。
「成人型(adult variant)」は、16歳齢より後に潜行性の発症を有する。疾患進行は、幼児型および若年型におけるより概してゆっくりである。死亡は、疾患発症後の数十年以内に起こる。患者は、スルファチド蓄積のプロセスを遅らせ、それによって、その疾患の発症を遅らせる、少量の機能的高度の発現を可能にする2つの変異を有する。
以下の遺伝子治療アプローチが、MLDの処置に関して先行技術において考察されている:
−ASAの安定な発現のためにレンチウイルスベクターを使用して遺伝的に改変した患者の骨髄幹細胞の再投与を包含する、遺伝的に改変した自家造血幹細胞の骨髄移植
−ASA遺伝子を過剰発現する微小被包組換え細胞の送達を包含する細胞治療
−インビボ遺伝子治療、すなわち、長期の持続したかつ絶え間ない遺伝的欠損の矯正を提供するために、CNSへのhASAをコードする最適化したアデノウイルス(またはアデノ随伴ウイルス)またはレンチウイルスベクターの直接送達(Rosenberg et al., J Neurosci Res. 2016;94(11):1169−79)。
−ASAの安定な発現のためにレンチウイルスベクターを使用して遺伝的に改変した患者の骨髄幹細胞の再投与を包含する、遺伝的に改変した自家造血幹細胞の骨髄移植
−ASA遺伝子を過剰発現する微小被包組換え細胞の送達を包含する細胞治療
−インビボ遺伝子治療、すなわち、長期の持続したかつ絶え間ない遺伝的欠損の矯正を提供するために、CNSへのhASAをコードする最適化したアデノウイルス(またはアデノ随伴ウイルス)またはレンチウイルスベクターの直接送達(Rosenberg et al., J Neurosci Res. 2016;94(11):1169−79)。
以下の非遺伝子治療的アプローチは、MLDの処置に関して先行技術において考察されている:
−ASA酵素の静脈内、脳室内または髄腔内注射を包含する酵素補充療法
−血液脳関門(BBB)を横断しかつミクログリア細胞へと分化して、野生型ASAを生成するドナー造血幹細胞を含む造血幹細胞治療
−低分子ベースの治療、例えば、N−ブチルデオキシノジリマイシン(NB−DNJ)ミグルスタット(Zavesca(登録商標), Actelion Pharmaceuticals Ltd, Allschwil, Switzerland)またはワルファリン(クマジン)の適用
−基質合成抑制療法(substrate reduction therapy)。
−ASA酵素の静脈内、脳室内または髄腔内注射を包含する酵素補充療法
−血液脳関門(BBB)を横断しかつミクログリア細胞へと分化して、野生型ASAを生成するドナー造血幹細胞を含む造血幹細胞治療
−低分子ベースの治療、例えば、N−ブチルデオキシノジリマイシン(NB−DNJ)ミグルスタット(Zavesca(登録商標), Actelion Pharmaceuticals Ltd, Allschwil, Switzerland)またはワルファリン(クマジン)の適用
−基質合成抑制療法(substrate reduction therapy)。
これらの処置の試みは、むしろ非特異的である、つまり、その薬物は、CNSを特異的に標的とするのではなく、投与後に患者の身体にわたって等しく分布する。さらに、例えば、ウイルスベクターが投与される場合には、安全性の懸念事項が生じる。
よって、リソソーム蓄積症の処置のための安全でかつ効果的な治療が必要である。従って、本発明の目的は、これらの制約のうちの少なくとも1つを克服する、リソソーム蓄積症、特にMLDを処置するための新規な治療のための手段を提供することである。
よって、リソソーム蓄積症の処置のための安全でかつ効果的な治療が必要である。従って、本発明の目的は、これらの制約のうちの少なくとも1つを克服する、リソソーム蓄積症、特にMLDを処置するための新規な治療のための手段を提供することである。
van Rappard et al., Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2015;29(2):261−73
Rosenberg et al., J Neurosci Res. 2016;94(11):1169−79
発明の要旨
本発明者らは、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合した、好ましくはリソソーム酵素を組み込むまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むウイルス様粒子(VLP)、より具体的にはJCウイルスのVLPが、リソソーム蓄積症(例えば、MLD)の処置に特に十分適していることを見出した。本発明に従うVLPは、機能的リソソーム酵素またはこのような酵素をコードするプラスミドを、必要性のある患者のCNSへと有効に送達するために使用され得る。これを達成するために、本発明に従って、上記VLPは、上記酵素の非存在または低減した活性が処置されるべきLSDの原因であるリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合される。
本発明者らは、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合した、好ましくはリソソーム酵素を組み込むまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むウイルス様粒子(VLP)、より具体的にはJCウイルスのVLPが、リソソーム蓄積症(例えば、MLD)の処置に特に十分適していることを見出した。本発明に従うVLPは、機能的リソソーム酵素またはこのような酵素をコードするプラスミドを、必要性のある患者のCNSへと有効に送達するために使用され得る。これを達成するために、本発明に従って、上記VLPは、上記酵素の非存在または低減した活性が処置されるべきLSDの原因であるリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合される。
本発明に従うVLPは、血液脳関門(BBB)を、有利には、さらに生理学的に無傷のBBBを効果的に横断し得る。よって、ソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLPは、上記リソソーム酵素または上記リソソーム酵素をコードする発現ベクターをCNSへと効果的に送達し得る。
本発明者らは、本発明に従うVLPの静脈内投与後のマウスの脳においてASA mRNAを見出した。彼らはまた、その後の脳においてASAタンパク質を見出した。それによって、本発明に従うVLPを投与すると、CNSにおけるリソソーム酵素は増強され得ることが結論づけられ得る。その増強されたリソソーム酵素活性は、リソソーム蓄積症の効果的な処置を可能にする;そのリソソーム酵素がASAである場合、MLDの処置は可能になる。
驚くべきことに、本発明に従うVLPは、CNSを特異的に標的化する、すなわち、それらが、患者へと、例えば、静脈内に投与された後に、身体にわたって等しく分布しないことが見出された。それは、本発明に従うVLPのより大きな割合が、CNSの外側ではなくCNSの中で見出されることを意味する。
本発明に従うVLPは特に、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアを標的とする。本発明のVLPの具体的に好ましい標的は、乏突起膠細胞である。
本発明に従うVLPはまた、安定でかつ均質であり、このことは、薬物製品のより良好な品質管理および標準化を可能にすることから、臨床使用にとって特に重要である。
従って、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLP、特に、JCウイルスのVLPが、LSDの、特にMLDの有効かつ安全な処置を提供するために使用され得ることは、本発明者らによって示された。
改善された有効性を有するJCVに由来するVLPは、上記VLPを生成するための方法が、2回の、VLPをペンタマーへと脱アセンブルする工程および上記ペンタマーをVLPへと再アセンブルする工程を含む場合に提供され得ることがまた見出された。
VLPへと、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAを組み込む、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターを組み込むための方法は、好ましくは以下の工程を包含する:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) 上記a)の組成物のVP1タンパク質を、上記VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 上記b)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 上記c)の組成物のペンタマーを、上記ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 上記d)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 上記e)の組成物のペンタマーを、上記リソソーム酵素または上記発現ベクターへと、上記ペンタマーを誘導する条件に曝して、上記リソソーム酵素または上記発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程。
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) 上記a)の組成物のVP1タンパク質を、上記VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 上記b)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 上記c)の組成物のペンタマーを、上記ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 上記d)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 上記e)の組成物のペンタマーを、上記リソソーム酵素または上記発現ベクターへと、上記ペンタマーを誘導する条件に曝して、上記リソソーム酵素または上記発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程。
改善された有効性は特に、より多くのカーゴ、すなわち、特に、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼA、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターがCNSに達することを意味する。その改善された有効性は、相互作用し得る、多方面にわたる理由があり得る。より高い有効性は、例えば、より多量のVLPおよび/またはカーゴがCNSに入るように、上記VLPによるBBBのより有効な横断に起因し得る。それは等しく、CNSに達した後に、そのVLPからのカーゴの改善された放出に起因し得る。さらに、より高い有効性の理由は、各個々のVLPに、より多量のカーゴが装填され得るか、または装填されたVLPの量全体が増大され得るという事実であり得る。
本発明に従う方法によって得られ得るVLPまたは本発明に従う方法によって得られ得る薬物送達システムの改善された有効性は、上記VLPのカーゴがルシフェラーゼ発現プラスミドNanoLuc(登録商標)である場合に、ルシフェラーゼの増大した発現によって例証として示される(以下の実施例11、図11)。
実施例11はさらに、上記工程f)で得られるVLPが、BBBを効率的に横断するという証拠を与える(以下の実施例11、図12および図13)。それとともに、上記VLPが薬物をCNSへと輸送するための薬物送達システムとして使用され得るという証拠が提供される。
さらに、上記工程d)で得られるVLPは、貯蔵に特に適していることが見出された。それらは、−80℃の貯蔵条件に、24時間を超える期間にわたって耐える(withhold)。貯蔵後、上記VLPは、例えば上記薬物送達システムを提供するために、さらに処理され得る。よって、それらは、カーゴと会合したVLPを含む薬物送達システムの製造の間に適切な貯蔵可能な中間生成物を表す。
1つの特定の局面において、従って、本発明は、貯蔵の適切性が増大したVLPを提供するための方法に関する。このようなVLPは、現実的な理由から、上記薬物送達システムの生成を実質的に促進する。それは、VLPの大規模製造、および次いで、カーゴなしのそれらの中間貯蔵を可能にする。貯蔵後に、個々の顧客の需要に際して、その貯蔵されたVLPは、さらに処理され得、所望のカーゴに装填される。従って、上記工程d)で提供されるVLPの中間貯蔵は、VLPに基づいて、薬物送達システムの製造プロセスにおいてさらなる融通性を可能にする。
さらに、本発明に従うVLPが安定していることが見出された。それらの安定性は、VP1生成および直接的なその後のアセンブリ(すなわち、脱アセンブル/再アセンブル工程なし)からの結果であるVLPと等しく匹敵し得る(図16)。このことから、本発明に従う2回の脱アセンブル工程および再アセンブル工程は、驚くべきことに、上記VLPの安定性に対する負の影響を有しないということになる。
なお別の局面において、本発明は、薬物送達システムまたはVLPを含む組成物に関する。
驚くべきことに、上記VLPを含む組成物の均質性が、上記工程d)のペンタマーを2工程で再アセンブルすることによって改善され得ることがさらに見出されたのに対して、上記第1の工程は、上記工程c)のペンタマーの凝集を誘導する工程を包含し、上記第2の工程は、上記ペンタマーを、上記ペンタマーの凝集を誘導する条件から分離する工程を包含する(以下の実施例13、図17および図18)。
VLPを含む組成物の均質のサイズ分布は、規定された品質基準を満たすために重要である上記薬物送達システムとしての使用のためのVLPの規定された集団を生成することを可能にするので、有利である。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
被験体において異染性白質ジストロフィー(MLD)を処置するための方法における使用のための、リソソーム酵素を組み込むかまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPであって、ここで該VLPは、JCVに由来する、VLP。
(項目2)
前記VLPは、ウイルス遺伝物質を含まず、前記発現ベクターは、ウイルスタンパク質をコードしない、項目1に記載の使用のためのVLP。
(項目3)
前記被験体は、動物またはヒトであり、好ましくはヒトである、項目1または2に記載の使用のためのVLP。
(項目4)
前記被験体は、神経学的欠損を有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目5)
前記リソソーム酵素は、ヒト酵素である、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目6)
前記リソソーム酵素は、アリールスルファターゼAである、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目7)
前記リソソーム酵素は、配列番号1に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、最も好ましくは配列番号1のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目8)
前記発現ベクターは、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目9)
前記発現ベクターは、CMVおよびCAGを含む群から選択されるプロモーターを有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目10)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目11)
前記VLPは、血液脳関門を、好ましくは生理学的に無傷の血液脳関門を横断して、前記リソソーム酵素または前記発現ベクターと一緒にCNSに入る、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目12)
前記リソソーム酵素または前記発現ベクターは、星状細胞、乏突起膠細胞、ミクログリアまたはニューロン、好ましくは乏突起膠細胞に入る、上記項目のいずれか1項に記載のVLP。
(項目13)
前記VLPは、経口的にまたは非経口的に、好ましくは静脈内に投与される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目14)
標的細胞は、有効量のリソソーム酵素と接触される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目15)
前記リソソーム酵素は、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間、より好ましくは少なくとも30日間にわたって、治療上有効な酵素活性を有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目16)
前記VLPは、JCウイルスのVP1タンパク質から構成される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目17)
前記VP1タンパク質は、配列番号3に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%同一である、好ましくは少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目18)
被験体においてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物であって、ここで該薬学的組成物は、上記項目のいずれかに記載のVLP、ならびに薬学的に受容可能なキャリア、および/または賦形剤を含む、薬学的組成物。
(項目19)
リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードするコード領域、CAGおよびCMVを含む群から選択され、好ましくはCAGであるプロモーターを有し、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、発現ベクター。
(項目20)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の発現ベクター。
(項目21)
VLPへと、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAを組み込むか、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターを組み込むための方法であって、ここで該方法は、以下の工程:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) 該a)の組成物のVP1タンパク質を、該VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 該b)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 該c)の組成物のペンタマーを、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 該d)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 該e)の組成物のペンタマーを、該リソソーム酵素または該発現ベクターに、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、該リソソーム酵素または該発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する方法。
(項目22)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得るVLP。
(項目23)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得る薬物送達システム。
(項目24)
薬物送達システムとしての上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目25)
前記MLDを処置するための方法は、前記処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目26)
リソソーム酵素を組み込むかまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPにより、MLDを処置するための方法であって、ここで該VLPは、JCVに由来する、方法。
(項目27)
リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを標的に送達することにおいて使用するための、該リソソーム酵素または該リソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPであって、ここで該標的はCNSである、VLP。
(項目28)
前記リソソーム酵素または前記リソソーム酵素をコードする発現ベクターは、CNSにおける標的細胞、特に、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアに送達される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目29)
前記リソソーム酵素は、前記標的細胞において一過性に発現される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目30)
リソソーム酵素活性を高めることにおいて使用するための、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLP。
(項目31)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載のVLPの使用。
(項目32)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載の薬物送達システムの使用。
(項目1)
被験体において異染性白質ジストロフィー(MLD)を処置するための方法における使用のための、リソソーム酵素を組み込むかまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPであって、ここで該VLPは、JCVに由来する、VLP。
(項目2)
前記VLPは、ウイルス遺伝物質を含まず、前記発現ベクターは、ウイルスタンパク質をコードしない、項目1に記載の使用のためのVLP。
(項目3)
前記被験体は、動物またはヒトであり、好ましくはヒトである、項目1または2に記載の使用のためのVLP。
(項目4)
前記被験体は、神経学的欠損を有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目5)
前記リソソーム酵素は、ヒト酵素である、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目6)
前記リソソーム酵素は、アリールスルファターゼAである、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目7)
前記リソソーム酵素は、配列番号1に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、最も好ましくは配列番号1のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目8)
前記発現ベクターは、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目9)
前記発現ベクターは、CMVおよびCAGを含む群から選択されるプロモーターを有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目10)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目11)
前記VLPは、血液脳関門を、好ましくは生理学的に無傷の血液脳関門を横断して、前記リソソーム酵素または前記発現ベクターと一緒にCNSに入る、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目12)
前記リソソーム酵素または前記発現ベクターは、星状細胞、乏突起膠細胞、ミクログリアまたはニューロン、好ましくは乏突起膠細胞に入る、上記項目のいずれか1項に記載のVLP。
(項目13)
前記VLPは、経口的にまたは非経口的に、好ましくは静脈内に投与される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目14)
標的細胞は、有効量のリソソーム酵素と接触される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目15)
前記リソソーム酵素は、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間、より好ましくは少なくとも30日間にわたって、治療上有効な酵素活性を有する、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目16)
前記VLPは、JCウイルスのVP1タンパク質から構成される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目17)
前記VP1タンパク質は、配列番号3に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%同一である、好ましくは少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目18)
被験体においてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物であって、ここで該薬学的組成物は、上記項目のいずれかに記載のVLP、ならびに薬学的に受容可能なキャリア、および/または賦形剤を含む、薬学的組成物。
(項目19)
リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードするコード領域、CAGおよびCMVを含む群から選択され、好ましくはCAGであるプロモーターを有し、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、発現ベクター。
(項目20)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の発現ベクター。
(項目21)
VLPへと、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAを組み込むか、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターを組み込むための方法であって、ここで該方法は、以下の工程:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) 該a)の組成物のVP1タンパク質を、該VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 該b)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 該c)の組成物のペンタマーを、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 該d)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 該e)の組成物のペンタマーを、該リソソーム酵素または該発現ベクターに、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、該リソソーム酵素または該発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する方法。
(項目22)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得るVLP。
(項目23)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得る薬物送達システム。
(項目24)
薬物送達システムとしての上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目25)
前記MLDを処置するための方法は、前記処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目26)
リソソーム酵素を組み込むかまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPにより、MLDを処置するための方法であって、ここで該VLPは、JCVに由来する、方法。
(項目27)
リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを標的に送達することにおいて使用するための、該リソソーム酵素または該リソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPであって、ここで該標的はCNSである、VLP。
(項目28)
前記リソソーム酵素または前記リソソーム酵素をコードする発現ベクターは、CNSにおける標的細胞、特に、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアに送達される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目29)
前記リソソーム酵素は、前記標的細胞において一過性に発現される、上記項目のいずれか1項に記載の使用のためのVLP。
(項目30)
リソソーム酵素活性を高めることにおいて使用するための、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLP。
(項目31)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載のVLPの使用。
(項目32)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載の薬物送達システムの使用。
(項目1A)
被験体において異染性白質ジストロフィー(MLD)を処置するための方法における使用のための、リソソーム酵素を組み込むかまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物であって、ここで該VLPは、JCVに由来する、組成物。
(項目2A)
前記VLPは、ウイルス遺伝物質を含まず、前記発現ベクターは、ウイルスタンパク質をコードしない、項目1Aに記載の組成物。
(項目3A)
前記被験体は、動物またはヒトであり、好ましくはヒトである、項目1Aまたは2Aに記載の組成物。
(項目4A)
前記被験体は、神経学的欠損を有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目5A)
前記リソソーム酵素は、ヒト酵素である、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目6A)
前記リソソーム酵素は、アリールスルファターゼAである、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目7A)
前記リソソーム酵素は、配列番号1に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、最も好ましくは配列番号1のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目8A)
前記発現ベクターは、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目9A)
前記発現ベクターは、CMVおよびCAGを含む群から選択されるプロモーターを有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目10A)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目いずれか1項に記載の組成物。
(項目11A)
前記VLPは、血液脳関門を、好ましくは生理学的に無傷の血液脳関門を横断して、前記リソソーム酵素または前記発現ベクターと一緒にCNSに入る、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目12A)
前記リソソーム酵素または前記発現ベクターは、星状細胞、乏突起膠細胞、ミクログリアまたはニューロン、好ましくは乏突起膠細胞に入る、上記項目に記載の組成物。
(項目13A)
前記組成物は、経口的にまたは非経口的に、好ましくは静脈内に投与される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目14A)
標的細胞は、有効量のリソソーム酵素と接触される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目15A)
前記リソソーム酵素は、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間、より好ましくは少なくとも30日間にわたって、治療上有効な酵素活性を有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目16A)
前記VLPは、JCウイルスのVP1タンパク質から構成される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目17A)
前記VP1タンパク質は、配列番号3に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%同一である、好ましくは少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目18A)
被験体においてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物であって、ここで該薬学的組成物は、上記項目のいずれかに記載の組成物、ならびに薬学的に受容可能なキャリア、および/または賦形剤を含む、薬学的組成物。
(項目19A)
リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードするコード領域、CAGおよびCMVを含む群から選択され、好ましくはCAGであるプロモーターを有し、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、発現ベクター。
(項目20A)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目に記載の発現ベクター。
(項目21A)
VLPへと、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAを組み込むか、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターを組み込むための方法であって、ここで該方法は、以下の工程:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) 該a)の組成物のVP1タンパク質を、該VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 該b)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 該c)の組成物のペンタマーを、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 該d)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 該e)の組成物のペンタマーを、該リソソーム酵素または該発現ベクターに、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、該リソソーム酵素または該発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する方法。
(項目22A)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得るVLP。
(項目23A)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得る薬物送達システム。
(項目24A)
薬物送達システムとしての上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目25A)
前記MLDを処置するための方法は、前記処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目26A)
リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを標的に送達することにおいて使用するための、該リソソーム酵素または該リソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物であって、ここで該標的はCNSである、組成物。
(項目27A)
前記リソソーム酵素または前記リソソーム酵素をコードする発現ベクターは、CNSにおける標的細胞、特に、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアに送達される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目28A)
前記リソソーム酵素は、前記標的細胞において一過性に発現される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目29A)
リソソーム酵素活性を高めることにおいて使用するための、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物。
(項目30A)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載の組成物の使用。
(項目31A)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載の薬物送達システムの使用。
(項目32A)
MLDの処置のための、上記項目のいずれか1項に記載の薬物送達システムを含む組成物。
被験体において異染性白質ジストロフィー(MLD)を処置するための方法における使用のための、リソソーム酵素を組み込むかまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物であって、ここで該VLPは、JCVに由来する、組成物。
(項目2A)
前記VLPは、ウイルス遺伝物質を含まず、前記発現ベクターは、ウイルスタンパク質をコードしない、項目1Aに記載の組成物。
(項目3A)
前記被験体は、動物またはヒトであり、好ましくはヒトである、項目1Aまたは2Aに記載の組成物。
(項目4A)
前記被験体は、神経学的欠損を有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目5A)
前記リソソーム酵素は、ヒト酵素である、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目6A)
前記リソソーム酵素は、アリールスルファターゼAである、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目7A)
前記リソソーム酵素は、配列番号1に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、最も好ましくは配列番号1のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目8A)
前記発現ベクターは、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目9A)
前記発現ベクターは、CMVおよびCAGを含む群から選択されるプロモーターを有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目10A)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目いずれか1項に記載の組成物。
(項目11A)
前記VLPは、血液脳関門を、好ましくは生理学的に無傷の血液脳関門を横断して、前記リソソーム酵素または前記発現ベクターと一緒にCNSに入る、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目12A)
前記リソソーム酵素または前記発現ベクターは、星状細胞、乏突起膠細胞、ミクログリアまたはニューロン、好ましくは乏突起膠細胞に入る、上記項目に記載の組成物。
(項目13A)
前記組成物は、経口的にまたは非経口的に、好ましくは静脈内に投与される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目14A)
標的細胞は、有効量のリソソーム酵素と接触される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目15A)
前記リソソーム酵素は、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間、より好ましくは少なくとも30日間にわたって、治療上有効な酵素活性を有する、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目16A)
前記VLPは、JCウイルスのVP1タンパク質から構成される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目17A)
前記VP1タンパク質は、配列番号3に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%同一である、好ましくは少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目18A)
被験体においてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物であって、ここで該薬学的組成物は、上記項目のいずれかに記載の組成物、ならびに薬学的に受容可能なキャリア、および/または賦形剤を含む、薬学的組成物。
(項目19A)
リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードするコード領域、CAGおよびCMVを含む群から選択され、好ましくはCAGであるプロモーターを有し、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、発現ベクター。
(項目20A)
前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上記項目に記載の発現ベクター。
(項目21A)
VLPへと、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAを組み込むか、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターを組み込むための方法であって、ここで該方法は、以下の工程:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) 該a)の組成物のVP1タンパク質を、該VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 該b)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 該c)の組成物のペンタマーを、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 該d)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 該e)の組成物のペンタマーを、該リソソーム酵素または該発現ベクターに、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、該リソソーム酵素または該発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する方法。
(項目22A)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得るVLP。
(項目23A)
上記項目のいずれか1項に記載の方法によって得られ得る薬物送達システム。
(項目24A)
薬物送達システムとしての上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目25A)
前記MLDを処置するための方法は、前記処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目26A)
リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを標的に送達することにおいて使用するための、該リソソーム酵素または該リソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物であって、ここで該標的はCNSである、組成物。
(項目27A)
前記リソソーム酵素または前記リソソーム酵素をコードする発現ベクターは、CNSにおける標的細胞、特に、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアに送達される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目28A)
前記リソソーム酵素は、前記標的細胞において一過性に発現される、上記項目のいずれか1項に記載の組成物。
(項目29A)
リソソーム酵素活性を高めることにおいて使用するための、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物。
(項目30A)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載の組成物の使用。
(項目31A)
MLDの処置のための医薬の製造のための、上記項目のいずれか1項に記載の薬物送達システムの使用。
(項目32A)
MLDの処置のための、上記項目のいずれか1項に記載の薬物送達システムを含む組成物。
開示の要約
本発明は、リソソーム蓄積症を処置するための方法において使用される、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したウイルス様粒子(VLP)に関する。本発明はまた、リソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物、リソソーム酵素をコードする発現ベクター、およびVLPを、リソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合させるための方法に関する。
本発明は、リソソーム蓄積症を処置するための方法において使用される、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したウイルス様粒子(VLP)に関する。本発明はまた、リソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物、リソソーム酵素をコードする発現ベクター、およびVLPを、リソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合させるための方法に関する。
実施形態の説明
発明の詳細な説明
本発明の第1の局面において、本発明は、被験体、特に、ヒトにおいてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLPに関する。よって、本発明はまた、LSDに罹患しているヒトを、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLPで処置するための方法に関する。そのリソソーム酵素は、好ましくはASAである。そのLSDは、好ましくはMLDである。
発明の詳細な説明
本発明の第1の局面において、本発明は、被験体、特に、ヒトにおいてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLPに関する。よって、本発明はまた、LSDに罹患しているヒトを、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLPで処置するための方法に関する。そのリソソーム酵素は、好ましくはASAである。そのLSDは、好ましくはMLDである。
VLP自体、すなわち、カーゴと会合しないVLPは、いかなる遺伝物質をも含まない。なぜならそれらは、タンパク質から構成されるに過ぎず、他の状態では「空(empty)」だからである。本発明に従うVLPは、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合される。好ましい実施形態において、本発明に従うVLPは、ウイルスタンパク質をコードするウイルス遺伝物質を含まない。この実施形態において、そのVLPは、ウイルス遺伝物質としてウイルス調節エレメントを含み得る。
ウイルス遺伝物質は、ウイルスタンパク質をコードするウイルス遺伝物質およびウイルス遺伝物質としてのウイルス調節エレメントを含む。ウイルス遺伝物質は、ウイルスの核酸に由来する、すなわち、ウイルスのRNAまたはDNAと少なくとも70%同一である。好ましくは、本発明に従うVLPは、いかなるウイルス遺伝物質をも含まない。
従って、好ましくは、本発明に従うVLPがRNAまたはDNAを含む場合、そのRNAまたはDNAは、ウイルスに由来しない、すなわち、そのRNAまたはDNAは、ウイルス遺伝物質ではなく、特に、そのRNAまたはDNAは、ウイルスタンパク質をコードしない。そのRNAまたはDNAがウイルスタンパク質をコードせず、かつウイルス調節エレメントを含まないことは、特に好ましい。
好ましい実施形態において、本発明に従うVLPは、リソソーム酵素をコードするのみの発現ベクターとのみ会合される、すなわち、その発現ベクターは、いかなる他のタンパク質をもコードしない。好ましい実施形態において、その発現ベクターは、ウイルスタンパク質をコードしない。その発現ベクターがウイルスタンパク質をコードせず、かつウイルス調節エレメントを含まないことは、特に好ましい。
好ましくは、その被験体は、動物またはヒトであり、好ましくはヒトである。
本発明に従うVLPは、有利なことには、好ましくはヒトにおいて、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを目的の部位(「標的(target)」)へと送達することを可能にする。好ましくは、その送達は、標的に対して選択的であり、すなわち、そのリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターの割合が高いほど、身体または器官の他の部位よりその標的へと送達される。
その標的は、好ましくはCNSである。CNSは、脊髄および脳、特に、脳をいう。用語「脳(brain)」とは、その解剖学的部分(例えば、前頭葉、頭頂葉、側頭葉、後頭葉、および小脳)を含む。
そのリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターが、標的細胞、好ましくはCNSにおける標的細胞、特に、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアへと、および/またはその中へと送達される場合には、特に有利である。特に好ましい実施形態において、その標的細胞は乏突起膠細胞である。よって、そのリソソーム酵素または発現ベクターは好ましくは、星状細胞、乏突起膠細胞、ミクログリアまたはニューロンに、特に、乏突起膠細胞に入る。
その標的細胞が有効量のリソソーム酵素と接触される場合は特に有利である。リソソーム酵素の有効量は、その量が、その酵素(その酵素の非存在がLSDを引き起こす)の活性を増強するために十分であることを意味する。
その被験体における酵素活性は通常は、インビトロプローブで、代表的には、固体組織、白血球、繊維芽細胞、培養した羊水細胞、血清、羊水、尿または涙液(これらに対して基質が添加される)に由来するプローブで測定される。例えば、アリールスルファターゼAに関しては、代表的な基質としては、p−ニトロカテコールスルフェート、スルファチド、特に、[3H]標識スルファチド、ラクトシルセラミドスルフェート、ガラクトシル−スフィンゴシンスルフェート、アスコルビン酸2−スルフェートまたはセミノリピドが挙げられる(Raghavan et al., J Neurochem. 1981;36(2):724−31)。特に、p−ニトロカテコールスルフェートは、被験体の尿中でアリールスルファターゼAおよびBの活性を測定するために基質として使用され得る(Baum et al., Clin Chim Acta. 1959;4(3):453−5)。
特に好ましい実施形態において、本発明に従うVLPは、血液脳関門を、好ましくは生理学的に無傷の血液脳関門を横断して、そのリソソーム酵素または発現ベクターと一緒にCNSに入る。言い換えると、本発明に従うVLPは好ましくは、BBBの透過性の事前の増大なしにBBBを横断する。本発明に従うVLPは、生理学的に無傷のBBBを横断し得る。
BBBの横断は、その標的がCNSである場合、特に、その標的細胞が星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアである場合、特に有利である。よって、本発明に従うVLPは、リソソーム蓄積症を処置するための方法において使用され得、ここでその方法は、処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる事前の工程を含まない。本発明に従うVLPは、好ましくは、BBBを損なうかまたは混乱させるためのいかなる化学的処置も物理的処置も施す前には受容しなかった患者に投与される。
さらなる実施形態において、このようにして、そのリソソーム酵素もしくはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLP、または本発明に従うVLPを含む薬学的組成物は、BBBの透過性に影響を及ぼし得るいかなる添加剤をも含まない。
インビトロでのBBBの完全性は、公知の方法によって、例えば、相対的内皮電気抵抗測定(relative transendothelial electrical resistance measurement)(TEER)によって測定され得る(Rempe et al., Biochem Bioph Res Comm 2011, 406 (1): 64−69)。BBBの多くのインビトロモデルが確立されている(種々の共培養における初代ウシまたはヒト脳内皮細胞(例えば、ヒト脳内皮細胞株HBEC−5i)が挙げられる)。インビボでは、画像化法(例えば、CTスキャンまたはMRI)は、BBB透過性を可視化するために、造影剤と一緒に使用され得る。機能的画像化(例えば、PETまたはSPECT)も使用され得る。
本発明に従うVLPは、種々の経路(経口投与、皮膚投与、鼻投与または肺経路または非経口注射(i.v.、s.c.、i.m.)が挙げられる)を介して投与され得る。そのリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターの全身効果を可能にする投与形態が特に好ましい。具体的実施形態において、本発明に従うVLPは、経口的にまたは非経口的に、特に、静脈内に投与される。
本発明に従うVLPの適用が、例えば、炎症性サイトカインおよび/または免疫細胞上の表面分子のアップレギュレーションによって測定される望ましくない免疫反応をもたらす場合、その免疫系の活性化または有効性を低減するために免疫抑制薬をさらに適用することが必要であり得る。
好ましい実施形態において、本発明に従うVLPは、処置されるべき被験体、特にヒトに投与された後、投与後、10日間未満、好ましくは5日間未満、より好ましくは3日間未満でCNSにおいて検出され得る。
別の好ましい実施形態において、そのリソソーム酵素は、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間、より好ましくは少なくとも30日間にわたって、治療上有効な酵素活性を有する。その治療上有効な酵素活性は、治療効果を、すなわち、疾患症状の少なくとも緩和または軽減をもたらす酵素活性によって測定され得る。
好ましくはその標的部位における治療上有効な酵素活性は、リソソーム酵素がその活性を発揮する有効な期間を延ばすために、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間にわたって維持されることは、特に有利である。それによって、本発明に従うVLPの注射の回数または頻度は、制限され得る。
本発明において、そのリソソーム酵素は好ましくは、アリールスルファターゼAである。
特に、そのリソソーム酵素はヒト酵素である。よって、特に好ましい実施形態において、そのリソソーム酵素はヒトアリールスルファターゼAである。
一実施形態において、そのリソソーム酵素は、配列番号1に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号1のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含む。
一実施形態において、そのリソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む。
配列番号1および2を有する配列は、酵素ヒトアリールスルファターゼAに属し、以下の表に示される:
好ましくは、そのリソソーム酵素をコードする発現ベクターは、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する。そのVLPとその発現ベクターとの会合は、その発現ベクターのサイズが比較的小さい、好ましくは6kb未満またはさらに5kb未満の場合に、より効率的である。
好ましい実施形態において、その発現ベクターは、CMVおよびCAGを含む群から選択されるプロモーターを有する。
そのCAGプロモーターは特に有利である。なぜならそれは、長期間持続する発現を可能にするからである。そのCAGプロモーターはまた、免疫抑制薬のさらなる適用が低減され得るか、またはさらには完全に回避され得るように、望ましくない免疫反応を阻害する。
そのCMVプロモーターは、より強くかつより短期間の発現が必要とされる場合に好ましい。
長期間持続する発現または短期間の発現の必要性は、その疾患、その疾患のステージおよび処置されるべき被験体に依存して変動し得る。そのリソソーム酵素の長時間持続する発現は、その被験体においてリソソーム酵素の活性が存在しないかまたはごくわずかな活性が残っている場合に有益である、長時間持続する効果を可能にする。そのリソソーム酵素の活性が残っている場合、より短期間の発現が十分であり得る。同様に、軽いまたは強い発現の必要性は、変動し得る。
好ましくは、そのリソソーム酵素は、好ましくは標的部位において、少なくとも1時間、好ましくは少なくとも5時間、より好ましくは少なくとも12時間、より好ましくは少なくとも1日間、より好ましくは少なくとも3日間、より好ましくは少なくとも1週間、より好ましくは少なくとも1ヶ月、より好ましくは少なくとも3ヶ月、より好ましくは少なくとも6ヶ月、より好ましくは少なくとも9ヶ月、より好ましくは少なくとも1年間、より好ましくは少なくとも1.5年間、より好ましくは少なくとも2年間にわたって、発現される。
最も好ましくは、そのリソソーム酵素は、少なくとも1ヶ月間にわたってその標的部位において発現される。
従って、一実施形態において、そのリソソーム酵素は、少なくとも1時間、好ましくは少なくとも5時間、より好ましくは少なくとも12時間、より好ましくは少なくとも1日間、より好ましくは少なくとも3日間、より好ましくは少なくとも1週間、より好ましくは少なくとも1ヶ月間、より好ましくは少なくとも3ヶ月間、より好ましくは少なくとも6ヶ月間、より好ましくは少なくとも9ヶ月間、より好ましくは少なくとも1年間、より好ましくは少なくとも1.5年間、より好ましくは少なくとも2年間にわたって、その標的部位において検出可能である。
最も好ましくは、そのリソソーム酵素は、少なくとも1ヶ月間にわたってその標的部位において検出可能である。
好ましくは、その標的細胞における発現は一過性である。一過性の発現は、その発現が長時間持続することを排除しない。好ましい実施形態において、その発現は、長時間持続しかつ一過性である。
好ましい実施形態において、その発現ベクターはプラスミドである。
特に好ましい実施形態において、そのプラスミドは、抗生物質耐性遺伝子を含まない。これは、抗生物質なしでそのようなプラスミドを培養することを可能にすることから有利である。これは、抗生物質の注射が感作またはアナフィラキシーショックをもたらし得ることから、臨床使用にとって特に重大である。「pFAR」プラスミドは、例えば、抗生物質耐性遺伝子なしのプラスミドである。好ましくは、pFARプラスミドが使用され得る。pFARプラスミドは、抗生物質を使用する必要性なしに、長時間持続しかつ安定な発現を可能にする。
別の好ましい実施形態において、「pNL」プラスミドまたは「pSF」プラスミドが使用される。
発現「pFARプラスミド」、「pNLプラスミド」または「pSFプラスミド」は、pFARプラスミド、pNLプラスミドまたはpSFプラスミドの骨格を有するプラスミドが、そのプロモーターおよび目的のリソソーム酵素をその骨格へとクローニングするために使用されることを意味する。
pFARプラスミドは、例えば、米国特許第8,440,455 B2号に記載される。特に好ましいpFARプラスミドは、pFAR4であり、その骨格は、米国特許第8,440,455 B2号において配列番号21として開示され、その配列は、本明細書では配列番号7として開示される。「pFAR1」プラスミドおよび最適化した「pFAR4」プラスミドの構築は、米国特許第8,440,455 B2号の第17欄および18欄に開示される。
そのpFARプラスミドは好ましくは、CMVまたはCAGプロモーターを含む。そのpNLプラスミドは好ましくは、CMVプロモーターを含む。そのpSFプラスミドは好ましくは、CAGプロモーターを含む。
好ましい実施形態において、その発現ベクターは、pFAR−CMV−ASA、従って、CMVプロモーターを有し、ヒトASA遺伝子をコードするpFAR骨格である。別の好ましい実施形態において、その発現ベクターは、pFAR−CAG−ASAである。別の好ましい実施形態において、その発現ベクターは、pNL−CMV−ASAである。その発現ベクターpFAR−CAG−ASAは特に好ましい。
ヒトASAが種々の発現ベクターを使用して膠芽腫細胞において発現され得ることは、本発明において示されている。
好ましい実施形態において、そのカーゴがリソソーム酵素をコードする発現ベクターである場合、リソソーム蓄積症、好ましくはMLDの処置は、処置されるべき被験体の標的細胞、好ましくは乏突起膠細胞におけるリソソーム酵素遺伝子の一過性の発現によってもたらされる。
本発明に従うVLPによって処置されるべき被験体は、例えば、リソソーム蓄積症に罹患している被験体またはリソソーム蓄積症に罹患すると予測される被験体である。なぜなら例えば、彼らは、リソソーム酵素に影響を及ぼすことが公知であり、従ってリソソーム蓄積症をもたらす遺伝的変異を含むからである。
好ましい実施形態において、そのリソソーム蓄積症は、その被験体の神経学的欠損と関連するかまたは潜在的に関連するものである。「潜在的に関連する(potentially associated)」とは、その疾患の発生の通常の過程が最終的には神経学的欠損をもたらすが、その被験体が神経学的欠損を未だ有していなくてもよいことを意味する。好ましくは、その処置されるべき被験体は、神経学的欠損を有する。
本発明に従う「神経学的欠損(neurologic deficit)」とは、脳、脊髄、筋、またはCNSの神経もしくは他の部分の質変化した機能に起因する、異常なまたは質変化した身体機能に言及する。例としては、異常反射、発話もしくは平衡の障害、感覚低下、精神機能の問題、視覚の変化、歩行の問題または腕もしくは足の虚弱が挙げられる。参照は、正常な反射、発話能力、正常な感覚、平衡、精神機能、視覚および歩行、ならびに腕および足の強さを有する健康な被験体である。
被験体の神経学的欠損と関連するかまたは潜在的に関連するリソソーム蓄積症は、例えば、MLDである。非常に好ましい実施形態において、そのリソソーム蓄積症はMLDである。
そのリソソーム蓄積症が、その被験体の神経学的欠損と関連するかまたは潜在的に関連する場合、本発明に従うVLPの標的は、好ましくはCNSである。より具体的には、その標的細胞は、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンまたはミクログリア、特に、乏突起膠細胞である。
MLDの種々のマウスモデルが存在し、それらは、疾患および考えられる治療剤を研究するために使用され得る:
ASA(−/−)マウスは、ASA遺伝子のダブルノックアウトを有する。欠損動物は、スフィンゴ脂質セレブロシド−3−スルフェートを種々のニューロン組織および非ニューロン組織に貯蔵する。その貯蔵パターンは、罹患したヒトのものに匹敵するが、白質の全体的な欠陥は、2歳齢までに観察されない。12ヶ月齢〜14ヶ月齢での神経学的な検査から、神経運動協調性の顕著な機能障害が明らかになる(Hess et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 1996;93(25):14821−6)。
ASA(−/−)/CST(あるいは、ASA(−/−)/Gal3St1)は、ミエリン形成細胞において、スルファチド合成酵素セレブロシドスルホトランスフェラーゼ(CST)(あるいは、ガラクトース−3−O−スルホトランスフェラーゼ−1(Gal3St1))を過剰発現するASA(−/−)マウスである。これらのマウスは、脳および末梢神経においてスルファチド貯蔵の顕著な増大を示す。1歳齢を過ぎたマウスは、重篤な神経学的症状を発生させる(Ramakrishnan et al., J Neurosci. 2007;27(35):9482−90)。
ASA(−/−)/CGTマウスにおいて、神経細胞は、スルファチド合成酵素UDP−ガラクトース:セラミドガラクトシルトランスフェラーゼ(CGT)を過剰発現する。これらのマウスは、ミエリン形成細胞において増大したスルファチド貯蔵を示し、MLDに類似する軸索変性および神経学的症状の発生を生じる(Eckhardt et al., J Neurosci. 2007;27(34):9009−21)。
ASA(−/−)/hASAc69sマウスは、hASAに対する免疫寛容(不活性hASAの発現)およびASA(−/−)マウスのMLD様表現型の維持を示す。酵素補充療法は、このモデルで研究されている(Matzner et al., Mol Med. 2007;13(9−10):471−9)。
ASA(−/−)/CST/hASAc69sマウスは、hASAに対する免疫寛容(不活性hASAの発現)およびスルファチド合成の正常範囲を超えた速度(supranormal rates)(セレブロシドスルホトランスフェラーゼ(CST)過剰発現)を有するダブルトランスジェニックmASAマウスである。酵素補充療法は、このモデルで研究されている(Matthes et al., Hum Mol Genet. 2012;21(11):2599−609)。
本発明のVLPは、好ましくはJohn Cunninghamウイルス(JCV)に由来する。その「JCウイルス」またはJohn Cunninghamウイルス(JCV; NCBI Taxonomy 10632)は、ヒトポリオーマウイルスである。JCVは、正二十面体対称のウイルスであり、直径約45nmを有し、72のVP1ペンタマーからなる。少数の構造タンパク質VP2およびVP3もまた存在する。
「ウイルス様粒子(virus−like particle)」(VLP)とは、本発明の状況において、ウイルス構造タンパク質または改変されたウイルス構造タンパク質またはウイルス構造タンパク質に由来するタンパク質から構成される殻(キャプシドともいわれる)を有する複製欠損粒子として定義される。上記で説明されるように、そのVLP自体は、遺伝物質を含まない。本発明に従うVLPは好ましくは、ヒトポリオーマウイルス、好ましくはJCVに由来する。すなわち、その殻は好ましくは、ウイルス構造タンパク質または改変されたウイルス構造タンパク質またはJCVのウイルス構造タンパク質VP1、VP2およびVP3に由来するタンパク質から構成される。好ましい実施形態において、本発明に従うVLPは、JCウイルスのVP1タンパク質から構成される。
本発明の特に好ましい実施形態において、本発明に従うVLPの殻における唯一のウイルス構造タンパク質は、VP1タンパク質である。最も好ましい実施形態において、本発明に従うVLPの殻は、VP1タンパク質からなる。すなわち、その殻は、いかなる他のタンパク質をも含まない。
そのウイルス構造タンパク質、特に、VP1は、ペンタマー構造(ペンタマー)へとアセンブルする。本発明によれば、本発明に従うVLP殻は好ましくは、いくつかのVP1タンパク質、特に、いくつかのVP1ペンタマー、特に、72のVP1ペンタマーから構成される。
「ペンタマー(pentamer)」とは、本発明の状況において、5つのポリペプチド、例えば、VP1タンパク質がアセンブルする場合に形成される構造である。ペンタマーへのアセンブルは、そのポリペプチド間の共有結合または非共有結合の形成に起因し得る。そのポリペプチドは代表的には、五角形対称を有する環形状の構造を形成する。ペンタマーでは、各ポリペプチドサブユニットは、好ましくは2つの隣接するサブユニットと相互作用する。
本発明に従う「ペプチド(peptide)」は、任意の数の任意のタイプのアミノ酸、好ましくは天然に存在するアミノ酸から構成され得、これらは好ましくはペプチド結合によって連結される。特に、ペプチドは、少なくとも3個のアミノ酸、好ましくは少なくとも5個、少なくとも7個、少なくとも9個、少なくとも12個または少なくとも15個のアミノ酸を含む。ペプチドの長さに上限はない。しかし、好ましくは本発明に従うペプチドは、500個のアミノ酸、好ましくは400個、300個、250個、200個、150個または120個のアミノ酸の長さを超えない。約10個のアミノ酸を超えるペプチドは、「ポリペプチド(polypeptide)」ともいわれ得る。
本発明に従うVLPの構造タンパク質、特にVP1は、好ましくはJCVの天然の構造タンパク質に同一であるかまたはこの構造タンパク質に由来する。「改変されたまたは由来する(modified or derived)」とは、VP1の機能を保持してキャプシドへとアセンブルすると同時に、1またはこれより多くのアミノ酸の挿入、欠失または置換を包含する。
一実施形態において、その天然の(JCV)構造タンパク質は、その生成、その細胞標的化プロフィールおよび特異性、またはその細胞内標的化プロフィールもしくは特異性に関して、本発明に従うVLPを最適化するために改変され得る。改変または誘導体化は、タンパク質翻訳を増強するために、その構造タンパク質、特にVP1をコードするヌクレオチド配列のコドン最適化を含み得る。
本発明に従う用語「VP1」または「ウイルスタンパク質1(virus protein 1)」は、キャプシドへとアセンブルし得、そして好ましくはJCVの天然の(natural)(天然の(native))VP1に同一であるかまたはこれに由来するタンパク質をいう。
本発明に従う用語「VP1」とは、配列番号3に従うアミノ酸配列と、この配列にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、より好ましくは少なくとも97%、より好ましくは少なくとも98%または少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有するタンパク質を包含する。本発明の最も好ましい実施形態において、そのVP1は、配列番号3に従うアミノ酸配列を有する。
本発明に従う用語「VP1」はまた、その天然のVP1の画分を包含する。好ましくは、上記VP1の画分は、配列番号3に従うアミノ酸配列のうちの少なくともアミノ酸32〜316、または配列番号3のアミノ酸32位〜316位のアミノ酸配列と、この配列にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、より好ましくは少なくとも97%、より好ましくは少なくとも98%もしくは少なくとも99%の同一性を有するその誘導体を含む。
本発明の別の実施形態において、そのVP1は、配列番号4に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、より好ましくは少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を有する。一実施形態において、VP1のアミノ酸配列は、配列番号4のアミノ酸配列と同一である。
一実施形態において、そのVP1タンパク質のヌクレオチド配列は、配列番号5のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一であり、好ましくは配列番号5のヌクレオチド配列である。
本発明の別の実施形態において、そのVP1タンパク質のヌクレオチド配列は、配列番号6のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である。一実施形態において、そのVP1タンパク質のヌクレオチド配列は、配列番号6のヌクレオチド配列と同一である。
配列は、表2に示される。
本発明の好ましい実施形態において、そのVP1は、配列番号3に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を有する。
本発明の好ましい実施形態において、そのVP1タンパク質のヌクレオチド配列は、配列番号5のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも80%同一である。
その構造タンパク質、好ましくはVP1は、例えば、E.coliまたは昆虫細胞において発現され得る。本発明の好ましい実施形態によれば、その構造タンパク質、好ましくはVP1は、昆虫細胞において発現される。これは、昆虫細胞における発現が、野生型タンパク質(例えば、JCVの)と比較して、E.coliにおける発現より少ない改変(例えば、翻訳後修飾)をもたらすことから有利である。
本発明に従うVLPは、そのキャプシドの中に、1またはいくつかのさらなる異種タンパク質、すなわち、そのVP1の供給源(例えば、JCV)と同一でないかまたはその供給源に由来しないタンパク質をさらに含み得る。例えば、異種タンパク質は、キャプシドの中に繋留され得る。すなわち、このタンパク質のうちの少なくとも一部は、好ましくは外側からアクセス可能である。原則的に、任意のタンパク質は、その異種タンパク質がキャプシドの中に組み込まれ得、本発明に従うVLPのアセンブルに実質的に干渉しない限りにおいて、このような異種タンパク質として適している。
本発明に従うVLPは、カーゴ、すなわち、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合される。これは、そのカーゴがVLPに可逆的に結合されることを意味する。これは、例えば、そのキャプシドの任意の部分との物理化学的相互作用もしくはそのキャプシドの任意の部分への付着に起因するか、またはそのキャプシドへのカーゴの組み込みによるかのいずれかであり得る。その組み込みは、完全または不完全であり得る。本発明の特に好ましい実施形態において、そのカーゴの総量のうちの大部分は、そのキャプシドへと完全に組み込まれる。最も好ましいのは、そのカーゴが本発明に従うVLPのキャプシドの中に完全に被包されることである。
本発明の状況では、「VLPがカーゴを含む(VLP comprises the cargo)」という表現は、そのVLPが「そのカーゴと会合される(associated with the cargo)」という表現と同義に使用される。そのVLPとそのカーゴとの会合は、そのVLPにカーゴを「装填(loading)」かまたは「パッキング(packing)」した結果であり得る。
「装填」とは、VLPおよびカーゴの会合を、例えば、浸透圧ショックによって、またはVP1もしくはVP1ペンタマーを、VLPへとそのカーゴと一緒にアセンブルすることによってもたらす任意のプロセスを意味する。「装填されたVLP(loaded VLP)」とは、このプロセスから生じるVLPである。用語「パッキング」とは、VP1またはVP1ペンタマーをVLPへとそのカーゴと一緒にアセンブルすることを介して、そのVLPに装填するというプロセスに関する。これらから生じるVLPは、「パックされた(packed)」VLPといわれる。
用語「カーゴ(cargo)」とは、本発明の状況において、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターに関して使用される。
本発明の具体的実施形態において、本発明に従うVLPは、被験体においてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物の一部であり、ここでその薬学的組成物は、薬学的に受容可能なキャリア、および/または賦形剤をさらに含む。
好ましい実施形態において、その薬学的組成物は、本発明に従うVLP、塩および緩衝液を含み、7.0〜8.0の間の、好ましくは7.5あたりのpHを有する。その薬学的組成物は、好ましくは以下を含む:
a. 120mM〜170mM NaCl、好ましくは150mM NaCl、
b. 1〜5mM CaCl2、好ましくは2mM CaCl2、および
c. 5〜30mM Tris−HCl、好ましくは10〜25mM Tris−HCl、より好ましくは10mM Tris−HCl。
a. 120mM〜170mM NaCl、好ましくは150mM NaCl、
b. 1〜5mM CaCl2、好ましくは2mM CaCl2、および
c. 5〜30mM Tris−HCl、好ましくは10〜25mM Tris−HCl、より好ましくは10mM Tris−HCl。
この薬学的組成物は、本発明に従うVLPを生理学的条件下で取り扱うことを可能にする。これらの条件下では、本発明に従うVLPは、本質的に無傷のままであり、好ましくは、それらは本質的にそれらのキャプシド構造を維持する。カーゴ(例えば、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクター)を装填した場合、本発明に従うVLPは、本質的にはそのカーゴと会合したままである。その薬学的組成物は、本質的には、本発明に従うVLPを被験体、特にヒトへと静脈内投与するための薬学的組成物として特に適している。
さらなる局面において、本発明は、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードするコード領域、CAGおよびCMVを含む群から選択され、好ましくはCAGであるプロモーターを有し、そして7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する発現ベクターに関する。
好ましい実施形態において、その発現ベクターによってコードされるリソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一であり、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む。
好ましくは、その発現ベクターは、ヒトアリールスルファターゼAをコードし、プロモーターCAGを含み、6kb未満のサイズを有する。
本発明に従うVLPが製造後直ぐに投与されない場合、それらは、好ましくは液体窒素中に貯蔵され得る。
本発明に従うVLPは、標準的方法に従って、例えば、Bradfordアッセイ、HA、DLS、nDSF、HPLC−SEC、AF4、TEMによって、特徴づけられ得る。
本発明はまた、リソソーム蓄積症、特にMLDを、本発明に従うVLPで処置するための方法に関する。上記処置するための方法は、好ましくは、そのVLPを必要性のある被験体に投与する工程を包含する。
本発明はまた、リソソーム蓄積症、特にMLDを処置するための医薬の製造のための本発明に従うVLPの使用に関する。上記処置方法は、好ましくは、処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない。本発明のVLPは、好ましくは、BBBを損なうまたは混乱させるためのいかなる化学的処置も物理的処置も受けたことがない患者に投与される。
本発明はまた、BBBを横断してCNSへと、特にCNSの細胞、例えば、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよびミクログリアへとリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを送達するために使用される本発明に従うVLPに関する。
重要なことには、本発明に従うVLPによるBBBの横断は、そのVLPが、脳内の特定の細胞集団を標的化するという機能を示す、すなわち、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを、標的細胞、好ましくは星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよびミクログリアに送達することを可能にする。本発明の状況において、上記VLPは、標的細胞へのおよび/または中への送達を包含する。
さらなる実施形態において、本発明は、VLPを、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターと会合させるための方法に関し、ここでその方法は、以下の工程:
−VLP、特に、JCVに由来するVLPを提供する工程、
−そのVLPを、そのVLPをペンタマーへと解離する条件に曝す工程
−そのペンタマーを、VLP 対 発現ベクターが1:0.5〜1:0.1の比において、好ましくは1:0.2の比においてその発現ベクターに、およびそのペンタマーを誘導する条件に曝して、その発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
−必要に応じて、そのVLPを精製する工程、
−透析工程を行う工程、
を包含する。
−VLP、特に、JCVに由来するVLPを提供する工程、
−そのVLPを、そのVLPをペンタマーへと解離する条件に曝す工程
−そのペンタマーを、VLP 対 発現ベクターが1:0.5〜1:0.1の比において、好ましくは1:0.2の比においてその発現ベクターに、およびそのペンタマーを誘導する条件に曝して、その発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
−必要に応じて、そのVLPを精製する工程、
−透析工程を行う工程、
を包含する。
別の好ましい実施形態において、VLPを、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAと、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターと会合させるための方法が提供され、ここでその方法は、以下の工程:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) a)の組成物のVP1タンパク質を、そのVP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) b)の組成物のVLPを、そのVLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) c)の組成物のペンタマーを、そのペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) d)の組成物のVLPを、そのVLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) e)の組成物のペンタマーを、そのリソソーム酵素または発現ベクターへと、そのペンタマーを誘導する条件に曝して、そのリソソーム酵素または発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する。
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) a)の組成物のVP1タンパク質を、そのVP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) b)の組成物のVLPを、そのVLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) c)の組成物のペンタマーを、そのペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) d)の組成物のVLPを、そのVLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) e)の組成物のペンタマーを、そのリソソーム酵素または発現ベクターへと、そのペンタマーを誘導する条件に曝して、そのリソソーム酵素または発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する。
VLP 対 発現ベクターの比(すなわち、パッケージング比)は、具体的な必要性に依存して変動し得る。例えば、VLP形成または遺伝子発現の効率は、その比に依存し得る。好ましくは、VLP 対 発現ベクターが1:0.5〜1:0.1という比、より好ましくは1:0.2という比が使用される。当業者は、その具体的な発現ベクター、好ましくはプラスミド、および所望の使用法に合わせてその比を調節する。1:0.2というパッケージング比が好ましい。
本発明の状況において、および説明を容易にするために、工程b)から生じるVLPは、「pVLP」(一次VLP)ともいわれ得る。工程d)から生じるVLPは、「rVLP」(再アセンブルVLP)ともいわれ得る。工程f)の結果としてのVLPは、「cVLP」(カーゴVLP)ともいわれ得る。本発明によれば、カーゴは、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼA、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターである。
本発明の別の局面において、本発明は、上記の方法によって得られ得るVLPに関する。
本発明の別の局面において、本発明は、以下のパラメーターのうちの1またはこれより多くによって特徴づけられるJCVに由来した本発明に従うVLPを含む組成物に関する:
a. 0.3未満、好ましくは0.2未満、好ましくは0.1未満、より好ましくは0.01〜0.09の間の範囲の多分散指数(PDI)、
b. 20nm〜70nm、好ましくは30nm〜70nm、より好ましくは35nm〜65nm、より好ましくは40〜60nmの平均直径を有するVLPが少なくとも70%、
c. 組成物内のVLP含有量が少なくとも80%(v/v)、好ましくは少なくとも85%(v/v)、好ましくは少なくとも90%(v/v)、好ましくは少なくとも95%(v/v)。
a. 0.3未満、好ましくは0.2未満、好ましくは0.1未満、より好ましくは0.01〜0.09の間の範囲の多分散指数(PDI)、
b. 20nm〜70nm、好ましくは30nm〜70nm、より好ましくは35nm〜65nm、より好ましくは40〜60nmの平均直径を有するVLPが少なくとも70%、
c. 組成物内のVLP含有量が少なくとも80%(v/v)、好ましくは少なくとも85%(v/v)、好ましくは少なくとも90%(v/v)、好ましくは少なくとも95%(v/v)。
別の局面において、本発明は、本発明に従う方法によって得られ得る薬物送達システムに関する。その薬物送達システムは、好ましくは、神経学的障害、すなわち、リソソーム蓄積症、特にMLDを処置するための、治療および/または診断の方法において使用され得る。よって、本発明はまた、本発明に従う薬物送達システムで、障害、特にCNS疾患を処置するための方法に関する。その処置方法は、好ましくは、その薬物送達システムを必要性のある被験体に投与する工程を包含する。
その薬物送達システムは、好ましくは、改善された有効性を有する。本発明に従うVLPは、BBBの透過性の事前の増大なしに、BBBを横断し得る。よって、本発明の薬物送達システムは、CNS疾患を処置するための方法において使用され得、ここでその方法は、処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない。本発明の薬物送達システムは、好ましくは、BBBを損なうかまたは混乱させるためのいかなる化学的処置も物理的処置も受けたことがない患者に投与される。
本発明のさらなる局面において、以下の特徴(標的パラメーター(target parameter))のうちの少なくとも1つ、好ましくは全てを有するVLPを含む組成物が提供される:
一実施形態において、本発明に従うVLPは、nDSF分析において>67℃の大きな変曲ピーク(inflection peak)を示す。
一実施形態において、本発明に従うVLPのAF4分析は、20%未満の凝集物および15%未満の極小物を明らかにする。少なくとも70%は、40〜50nmサイズのVLPである。
本発明の薬物送達システムは、種々の経路(経口、皮膚、鼻または肺の経路または注射が挙げられる)を介して投与され得る。その薬学的生成物の全身作用を可能にする投与形態が特に好ましい。具体的実施形態において、本発明の薬物送達システムは、経口的にまたは非経口的に、特に静脈内に投与される。
本発明の状況において、用語「薬物送達システム(drug delivery system)」とは、必要性のある被験体、特に、ヒトまたは動物に薬学的生成物を投与するための組成物をいう。薬物送達システムは、有利なことには、その中に含まれるかまたはそこに付着される薬学的生成物の、好ましくはヒトまたは動物において、目的の部位への送達を可能にする。好ましくは、その送達は、その標的に対して選択的である。すなわち、その薬学的生成物のより多くは、身体または器官の他の部位ではなく標的部位に送達される。
「CNSの薬物送達システム」は、その薬物送達システムがCNSを選択的に標的化することを意味する。
本発明によれば、表現、何か(例えば、VP1、ペンタマー、VLP)を何かをもたらす(例えば、アセンブリを誘導する)ための条件に「曝す(exposing)」とは、考慮中の物質(例えば、VP1、ペンタマー、VLP)を、このある種の効果を引き起こし得る(例えば、アセンブリを誘導する)条件にもたらすことをいう。このような曝露は、その物質のための条件を変化させることによって、例えば、その物質に種々の緩衝液、塩またはpHなどとの接触をもたらすことによって行われ得る。これは、何かを、その物質を含む組成物に添加する(逆も同様)か、またはその物質をその組成物から分離し、そして次いで、その物質を異なる組成物に添加するかのいずれかによって、可能である。
条件の変更はまた、温度、照射などを変動させることによって達成され得る。当然のことながら、条件の変更のためのこのような手段は、組み合わされ得るおよび/または反復され得る。その所望の効果(例えば、そのVP1もしくはペンタマーの、VLPへのアセンブリおよび/またはそのVLPの凝集を誘導する)を誘導する他の適切な条件はまた、当業者に周知である。その同じことが、そのそれぞれの条件への曝露の適切な継続期間にも当てはまる;これは、当業者の通常の手段によって見出され得る。
表現「何かを、何かをもたらすための条件に曝す(exposing something to conditions for affecting something)」は、企図されるべき効果を要求しない、すなわち、その物質の全てが考慮中の効果を達成しなければならないわけではない。例えば、「そのペンタマーが凝集するように誘導する条件(conditions inducing the pentamers to aggregate)」は本質的に、その条件が凝集を誘導するために適していることを意味する。それは、実際に全てのペンタマーが凝集することを要求しない。
本明細書で使用される場合、用語「アセンブリ(assembly)」または「VLPへとアセンブルする(assemble into VLP)」とは、考慮中の構造(VP1タンパク質またはペンタマーのいずれか)が会合してVLPのキャプシドを確立することを意味する。VP1が出発物質として使用される場合、VLPへのアセンブリは、ペンタマーの事前の形成を含み得る。これは、そのVP1タンパク質が先ず、ペンタマーを形成し得、次いで、VLPを形成し得るか、またはそれらはVLPへと直接アセンブリし得ることを意味する。VLPのアセンブリは、可逆的である。
用語「脱アセンブル(disassembly)」とは、翻って、そのVLPのキャプシドがペンタマー構造および/または構造タンパク質へと少なくとも部分的に崩壊する場合のプロセスをいう。その脱アセンブルは、温度を上昇させることによって、プロテアーゼを添加することによって、および/またはVLPを形成するために使用される分子間相
互作用(例えば、分子間ジスルフィド架橋)を減少させることによって(例えば、還元剤を添加するかもしくはキレート化剤を添加することによって)誘導され得る。このような条件はまた、条件への段階的曝露を包含し得る。例えば、その組成物は、その温度が上昇する前に、還元剤と接触され得る。
互作用(例えば、分子間ジスルフィド架橋)を減少させることによって(例えば、還元剤を添加するかもしくはキレート化剤を添加することによって)誘導され得る。このような条件はまた、条件への段階的曝露を包含し得る。例えば、その組成物は、その温度が上昇する前に、還元剤と接触され得る。
そのVP1および/またはペンタマーを誘導して、VLPへとアセンブルするための方法は一般に、当業者に公知である(Goldmannら(J. Virol. 1999; 73(5): 4465−69); DE 195 43 553 A1)。その同じことが、ペンタマーへのVLPの脱アセンブルに当てはまる。当業者は、よって、VLPのアセンブリおよび脱アセンブルの制御のための方法を認識する。
本発明の一実施形態において、そのVP1またはペンタマーを含む組成物中のCa2+イオンの濃度は、そのVLPのアセンブリ/脱アセンブルの制御のために使用される。例えば、そのアセンブリを誘導するために、遊離Ca2+イオンの濃度が増大され得る。その脱アセンブルが望ましい場合、遊離Ca2+イオンの濃度は、キレート化剤をその組成物に添加することによって低下させられ得る。
そのアセンブリを誘導するためのさらなる選択肢は、VLPへのアセンブリを、例えば、そのペンタマーを含む組成物中の溶媒を低減することによって促進するために、VP1ペンタマーの濃度を増大させることである。これは、アルカリ土類金属(例えば、Ca2+またはMg2+)の濃度の適合を要求し得る。
よって、本発明の好ましい実施形態によれば、脱アセンブルは、そのVLPを分子間ジスルフィド架橋が例えば、そのVLPを還元条件に曝すことによって還元される条件に曝すことによって誘導され得る。好ましい実施形態において、この工程は、キレート化剤のさらなる存在下で達成される。より好ましくは、その脱アセンブルは、そのVLPを、キレート化剤の存在下で、および必要に応じて高温で還元条件に曝すことによって誘導される。
本発明の特定の実施形態において、そのVLPは、DTTならびにEDTAおよび/またはEGTAを含む組成物に、好ましくは15℃〜30℃、好ましくは20℃〜25℃の温度で、最も好ましくは約23℃の温度で曝される。
本発明の好ましい実施形態によれば、c)の組成物のペンタマーは、その凝集を誘導する条件に曝される。この工程は、工程d)の前に行われる場合に最も適切である。好ましい実施形態において、その物質(例えば、そのペンタマー)のうちの少なくとも20%(好ましくは少なくとも30%、より好ましくは少なくとも40%)が凝集する。
驚くべきことに、この工程はそのVLPのより均質のサイズ分布をもたらし得ることが見出された。これは、よりよい品質管理および標準化を可能にし、これは、そのVLPが薬物送達システムにおいて使用される場合に最も重要である。よって、このさらなる手順は、好ましくは、薬物送達システムの品質制御要件の一部である。
用語「凝集物(aggregate)」とは、任意の粒状構造を意味する。「凝集(aggregation)」とは、凝集物をもたらすプロセスを意味する。このプロセスは、可逆的である。
そのペンタマーまたはVLPの凝集は、コントロールと比較して、その組成物中のVLPの増大した平均粒度によって決定され得る。そのより大きな粒度は、標準的方法(例えば、動的光散乱法(DLS))によって決定され得る。
本発明の特定の実施形態によれば、そのペンタマーまたはVP1の凝集は、タンパク質の沈殿を促進することが当該分野で公知である1またはこれより多くの薬剤(沈殿剤)によって誘導され得る。従って、最も好ましいのは、本発明によれば、沈殿剤の使用である。
「沈殿剤(precipitation agent)」とは、VP1またはペンタマーの凝集を促進する薬剤をいう。沈殿剤の概念は一般に、当業者に公知である。沈殿剤は代表的には、タンパク質の濃縮および精製を促進するために使用される。沈殿は、より具体的には、そのタンパク質の溶解性を低下させることによって、溶媒の溶媒和能力の質を変化させる結果であり得る。その溶解性は、その組成物のpHをタンパク質の等電点へと調節することによっても低下され得る。さらに、その組成物の温度を低下させることは、タンパク質の溶解性をも低減し得る。
考えられる沈殿剤は、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、またはアルコール(例えば、エタノール)、および塩である。後者は、「塩析するための薬剤(agents for salting out)」として当業者に公知である。
好ましくは、本発明によれば、その沈殿剤は塩である。最も好ましいのは、「ホフマイスターシリーズ(Hofmeister series)」として公知のイオンを含む塩である。そのホフマイスターシリーズは、溶液中の具体的タンパク質の溶解性に影響を及ぼす能力に関して、そのタンパク質に対するそれらの疎水性効果に関するイオンの組織化を説明する。タンパク質に対して疎水性効果を発揮するイオンは、特に好ましい。本明細書で、このようなイオンは、コスモトロピックイオンといわれる。
少なくとも1種のコスモトロピックアニオンまたはカチオンを含む沈殿剤が好ましい。好ましいアニオンは、シトレート(C6H5O7 3−)、ホスフェート(PO4 3−)、スルフェート(SO4 2−)、リン酸水素(HPO4 2−)、リン酸二水素(H2PO4 −)、ヨウ素酸(IO3 −)、ヒドロキシド(OH−)、フルオリド(F−)、臭素酸(BrO3 −)またはアセテート(CH3COO−)またはこれらの組み合わせからなる群より選択され、より好ましいアニオンは、シトレート、ホスフェートまたはスルフェートであり、最も好ましいアニオンはスルフェートである。
好ましいカチオンは、アンモニウムまたは四級アンモニウム化合物(NR4 +であってRは、アルキル基もしくはアリール基であるもの(例えば、テトラメチルアンモニウム((CH3)4N+)もしくはジメチルアンモニウム((CH3)2N2 +))である。さらに好ましいカチオンは、カリウム(K+)、セシウム(Cs+)、ルビジウム(Rb+)もしくはリチウム(Li+)またはこれらの組み合わせを含むリストから選択され、特に好ましいのは、四級アンモニウム化合物またはアンモニウムであり、最も好ましいのはアンモニウムである。
従って、その塩は、好ましくは、シトレート(C6H5O7 3−)、ホスフェート(PO4 3−)、スルフェート(SO4 2−)、リン酸水素(HPO4 2−)、リン酸二水素(H2PO4 −)、ヨウ素酸(IO3 −)、ヒドロキシド(OH−)、フルオリド(F−)、臭素酸(BrO3 −)またはアセテート(CH3COO−)、四級アンモニウム化合物(NR4 +であって、Rはアルキル基もしくはアリール基であるもの)(好ましくはテトラメチルアンモニウム((CH3)4N+)もしくはジメチルアンモニウム((CH3)2N2 +))、アンモニウム(NH4 +)、カリウム(K+)、セシウム(Cs+)、ルビジウム(Rb+)またはリチウム(Li+)からなる、好ましくは、SO4 2−および/もしくはNH4 +またはこれらの組み合わせを含む群より選択アレルアニオンおよびカ
チオンを含む。
チオンを含む。
好ましい実施形態によれば、その塩は、(NH4)2SO4、K2SO4、Na2SO4、(NH4)2HPO4、K2HPO4およびNa2HPO4からなる群より選択される。最も好ましい塩は、硫酸アンモニウム((NH4)2SO4)である。
本発明によれば、そのペンタマーの凝集は、そのペンタマーをその沈殿剤と接触した状態にするための任意の手段によって、例えば、その沈殿剤を、そのペンタマーを含む組成物に(または逆もまた同様(すなわち、そのペンタマーを含む組成物を、沈殿剤に))添加することによって、誘導され得る。他の手段(例えば、透析、その結果、その沈殿剤が拡散によってペンタマーに達する)も可能である。
本発明の1つの好ましい実施形態によれば、そのペンタマーの凝集は、その沈殿剤を含む組成物、例えば、硫酸アンモニウムを含む組成物に対する組成物に対する透析によって誘導される。
本発明の特に好ましい実施形態によれば、凝集のためのペンタマーを含む組成物は、0.3〜5Mの間の、好ましくは4Mまでの硫酸アンモニウム濃度を有し、さらにより好ましいのは、1.8〜2.2Mの間の濃度である。最も好ましいのは、およそ2Mである。
そのペンタマーの凝集を誘導する工程は、好ましくは少なくとも1時間、より好ましくは少なくとも5時間、さらにより好ましくは少なくとも12時間、最もより好ましくは少なくとも16時間の継続期間を有する。その工程が、24時間未満の継続時間を有することは好ましい。好ましい実施形態において、この工程の継続時間は、14〜19時間の間である。最も好ましい実施形態において、この工程の継続時間は、16〜18時間の間である。この時間の間に、そのペンタマーは、凝集を誘導するための条件に曝され、特にそれらは、硫酸アンモニウムとの接触状態にある。
そのペンタマーの凝集を誘導する工程の後に、そのペンタマーを、その凝集を誘導するために使用された条件から分離する工程を本発明のプロセスに含めることは、有利である。このような工程に適用可能な方法は、特に限定されない;当業者に公知の、そのペンタマーを、凝集を誘導する条件から分離することを可能にする任意の方法が、適用可能である。
本発明の好ましい実施形態において、そのペンタマーは、透析によって、それらの凝集を誘導する条件から分離される。そのペンタマーの凝集が沈殿剤を使用することによって誘導される場合に、透析が使用され得る。透析の原理はまた、都合がよいことには、そのペンタマーを沈殿剤との接触にもたらすために適用される。最も好ましいのは、本発明に従う方法が少なくとも2つの透析工程:工程c)の組成物の、沈殿剤を含む組成物に対する第1の透析、および凝集の誘導後の、その沈殿剤を本質的に含まない組成物に対する第2の透析、を包含する場合である。
そのペンタマーをその沈殿剤から分離するための透析は、好ましくは、生理学的条件に少なくとも類似である組成物に対するものである。このような組成物は、好ましくは塩を含み、6〜8.5の、好ましくは6.5〜8.5の、より好ましくは7〜8の、最も好ましくは7.2〜7.5の、特に7.5のpHを有する。その組成物の容積モル浸透圧は、好ましくは280〜310mosmol/lの間、最も好ましくは308mosmol/lである。その組成物は、例えば、0.8〜0.92%(w/v)の、好ましくは0.9%(w/v)の濃度の生理食塩水(塩化ナトリウム)濃度を有し得る。
そのペンタマーを、その凝集を誘導するために使用された条件から分離する工程は、好ましくは少なくとも1時間にわたって、より好ましくは少なくとも5時間、12時間にわたって、より好ましくは少なくとも18時間にわたって、より好ましくは約24時間もしくはこれより長い間、行われる。より長い期間はまた、特に、凝集するように誘導されたペンタマーの濃度、そのペンタマーを含む組成物、ならびにその沈殿剤の性質および濃度に依存して、可能である。好ましい実施形態において、その凝集したペンタマーを含む組成物は、生理学的条件に類似の組成物に対して、約24時間にわたって透析される。
その組成物は、好ましくは、緩衝液をさらに含む。適切な緩衝系は、当業者に公知である。本発明の好ましい実施形態において、その組成物は、TRIS緩衝液、HEPES緩衝液、ホスフェート緩衝液または炭酸水素緩衝系を含む。最も好ましいのは、TRIS緩衝液である。
最も好ましい実施形態において、その組成物は、10mM Tris−HClおよび150mM NaClを含み、pH7.5を有する。
そのペンタマーをVLPへとアセンブルすることを促進するために、その組成物は、二価イオン(例えば、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+またはこれらの組み合わせ)をさらに含み得る。最も好ましいのは、Ca2+、例えば、CaCl2である。好ましい実施形態において、その組成物は、1〜3mM CaCl2、好ましくは2mM CaCl2を含む。
本発明の非常に好ましい実施形態において、生理学的条件に少なくとも類似のその組成物は、10mM Tris−HCl、150mM NaClおよび2mM CaCl2を含み、pH7.5を有する。
本発明のなお別の局面において、驚くべきことに、VLP(rVLP)の貯蔵は、ペンタマーの貯蔵と比較して有利であることが見出された(図14および図15)。ペンタマーが貯蔵され、その後、融解および再アセンブルされる場合、主に、「非常に小さい(tiny)」粒子が凝集物と同様に形成する。これらのVLPが、薬物送達システムの生成に適切ではない。しかし、本発明によれば、貯蔵後に解離および再アセンブルしたVLPは、適切なサイズにされたVLPの特に均質の集団を形成する。従って、本発明の一実施形態において、組成物は、20nm〜70nmの、好ましくは30nm〜70nmの、より好ましくは35nm〜65nmの、より好ましくは40〜60nmの平均直径を有する粒子とともに提供される。均質のサイズ分布は、品質制御要件を満たすために重要である。
好ましい実施形態において、本発明に従う方法は、工程d)の組成物からのVLPを貯蔵する工程を包含する。約−80℃〜約4℃の温度においてそのVLPを貯蔵する工程は、少なくとも10時間、15時間、20時間の貯蔵期間にわたって、好ましくは少なくとも24時間にわたって可能である。さらに3日間より長い貯蔵は、可能である。
好ましい実施形態において、そのVLPは、0℃未満の温度において貯蔵される(凍結する工程)。凍結する工程は、種々の冷却速度を使用して行われ得る。例えば、「ゆっくりとした(slow)」凍結は、約−1℃/分の冷却速度を適用することによって起こり得る一方で、速い凍結は、そのサンプル(すなわち、その組成物を含む容器)と液体窒素とを接触させるか、またはそのサンプルを−80℃の冷凍庫の中に配置することによって、行われ得る。
好ましい実施形態において、貯蔵する工程は、凍結防止添加剤、好ましくはポリオール、糖、無機塩、有機塩、アミノ酸、ポリマー、エクストリモライトまたはこれらの誘導体もしくは組み合わせからなる群より選択される凍結防止添加剤を含む組成物の中で起こる。
好ましい実施形態において、その無機塩は、スルフェートアニオンを含む。スルフェートアニオンを含む好ましい塩は、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムおよび硫酸アンモニウムである。好ましくは、その無機塩は硫酸アンモニウムである。
そのアミノ酸は、好ましくはグリシン、グルタミン、プロリンまたはアラニンである。好ましいアミノ酸誘導体は、ベタインである。さらに可能な凍結防止添加剤は、グリセロール、スクロース、DMSO、エクトインまたはヒドロキシエクトインである。
凍結防止添加剤の添加、特に無機塩(例えば、スルフェートアニオンを含む塩、特に硫酸アンモニウム)および/またはアミノ酸誘導体(例えば、ベタイン)の添加は、そのVLPの安定性および機能性または有効性に関して有利であることが見出された(図19)。前出で述べたように、増強された安定性および/または機能性もしくは有効性は、VLPを薬物送達システムとして使用する場合に特に望ましい。凍結防止添加剤を、工程d)の組成物に添加することは、安定性および機能性または有効性に関して、工程f)のパックされたVLPに影響を有することは、驚くべきことであった。
凍結防止添加剤は、生物学的組織を、凍結損傷(すなわち、氷の形成に起因)から保護する目的を果たす。その凍結防止添加剤は通常、細胞における溶質濃度を増大させることによって機能する。しかし、生物学的使用に適切であるために、それらは容易に透過しなければならず、細胞に対して毒性であってはならない。従って、このような添加剤は、そのペンタマーおよび/またはVLPにとってより温和な貯蔵条件を提供するために適している。凍結防止添加剤は、貯蔵のために凍結されるべきペンタマーおよび/またはVLPを含む組成物に補充され得る。
本発明の特定の好ましい実施形態によれば、その凍結防止添加剤は、VLP、好ましくはrVLPが2つの透析工程を使用してアセンブリされた(2工程再アセンブル)後のその後の凍結のために、VLPを含む組成物に添加される。
ポリオールベースの凍結防止添加剤を除く凍結防止添加剤の適切なモル濃度は、0.5M、0.6M、0.7M、0.8M、0.9M、1M、1.1M、1.2M、1.3M、1.4M、1.5M、2M、3M、4M、5Mであり得る。優先的には、これらの凍結防止添加剤は、約1Mのモル濃度で、好ましくは1Mのモル濃度で使用される。
そのポリオールベースの凍結防止添加剤は、少なくとも0.3M、少なくとも0.4M、少なくとも0.5M、少なくとも0.6M、少なくとも0.7M、少なくとも0.8M、少なくとも0.9M、少なくとも1M、少なくとも2Mまたは少なくとも3Mのモル濃度で使用され得る。好ましくは、そのポリオールベースの凍結防止添加剤、好ましくはグリセロール 5%は、約0.6M〜0.7Mの濃度で、より好ましくは0.68Mの濃度で使用され得る。
あるいは、そのポリオールベースの凍結防止添加剤は、ペンタマーおよび/またはVLPを含む組成物の容積%に基づいて添加され得る。適切な容積%は、3%(v/v)、4%(v/v)、5%(v/v)、6%(v/v)、7%(v/v)、8%(v/v)、9%(v/v)または10%(v/v)を含む。優先的には、そのポリオールベースの凍結防止添加剤は、5%(v/v)において添加される。
本発明の好ましい実施形態において、工程c)のペンタマーおよび/または工程d)のVLPは、精製を受ける。用語「精製(purification)」とは、本発明の状況において、VP1、ペンタマーまたはVLPを複雑な組成物から単離または分離することに言及する。考えられる方法としては、沈殿、好ましくは遠心分離、濾過(例えば、限外濾過および/もしくはクロスフロー濾過、好ましくはクロスフロー濾過)、クロマトグラフィー(例えば、分取用クロマトグラフィー、好ましくはサイズ排除クロマトグラフィーもしくはアフィニティークロマトグラフィー)、ならびに/または動的光散乱法(DLS)が挙げられる。特に、そのVLPは、DLSで選択され得る。Vivaspin(登録商標)は、使用され得る例示的濾過ユニットである。
用語「クロマトグラフィー(chromatography)」とは、固定相と移動相との間でその個々の構成要素を分布させることによって、物質の混合物の分離を可能にする方法をいう。特に、クロマトグラフィーとは、その目的の物質を定常相に先ず結合および富化し、その後第2の工程でそれを溶離する(クロマトグラフィーの結合および溶離モード)ことによって、または不純物をその定常相に結合させてその目的の分子の純度をフロースルーの中で増大させる(フロースルーモード)ことによって、物質を精製するための方法をいう。
クロマトグラフィーは、移動相の中に含まれる分析物と固定相との相互作用に基づくことに従ってグループに分けられ得る。本発明に従うクロマトグラフィーの好ましいタイプは、「逆相(reversed phase)」クロマトグラフィー、「イオン交換(ion−exchange)」クロマトグラフィー、「アフィニティー(affinity)」クロマトグラフィー、またはサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を包含する。イオン交換クロマトグラフィーの中でも、その精製方法は、固定相の中に存在する電荷に基づいて、カチオン交換クロマトグラフィー(CEX)(ここでその固定相は負電荷を有し、従って、正に荷電した分子を保持する)、およびアニオン交換クロマトグラフィー(AEX)(ここでその固定相は、正電荷を有し、従って、負に荷電した分子を保持する)へとさらに分けられ得る。
特に、クロマトグラフィーは、中間生成物として、本発明に従う方法によって得られるrVLPを精製するために使用され得る。特にAEXは、rVLPを精製するために使用され得る。
AEXにおいて使用される固定相は、固定相に存在する交換物質によって提供されるイオン性相互作用の強度に基づいて、「強アニオン交換体(strong anion exchanger)」および「弱アニオン交換体(weak anion exchanger)」へとさらに記載され得る。表現「アニオン交換体(anion exchanger)」または「アニオン交換マトリクス(anion exchange matrix)」は類義語であり、ともに、アニオンに結合し得、アニオンに対してこれらを周りの媒体から交換し得る天然または人工の物質をいう。アニオン交換体は、陽イオンを有し、負に荷電した対イオンを交換する。
本発明のVLPは、ヌクレアーゼでさらに処理され得る、および/または滅菌濾過に供され得る。ヌクレアーゼ処理は、好ましくは、核酸(例えば、発現ベクター)がカーゴとして使用される場合に行われる。種々のヌクレアーゼが当業者に公知であり、例えば、ベンゾナーゼが挙げられる。ヌクレアーゼは、VLPと会合されていない残りのDNAを加水分解するために使用される。滅菌濾過に関する方法としては、とりわけ、ダイアフィルトレーションまたは不純物の除去に適したフィルタを使用する超遠心分離が挙げられる。これらの処理は、本発明のVLPの臨床適用のために特に有利である。
本発明によるVLPを含む組成物の粒度分布は、「多分散指数(Poly Dispersity Index)」(PDI)として評価され得る。そのPDIは、組成物中の粒度分布を示し、従って、粒子の均質性を記載する。PDI値は、種々の方法(ゲル浸透クロマトグラフィー/サイズ排除クロマトグラフィー、レオロジー、溶液粘性、膜透過または光散乱法が挙げられる)を使用して得られ得る。
そのPDIは、好ましくは動的光散乱法(DLS)によって決定される。DLSでは、本来の分布は、どの程度の光を種々の「スライス(slice)」から散乱するかを示す強度分布である。DLSは、分布の統計から、平均サイズおよびこの平均サイズからの標準偏差の決定を可能にする。相対的多分散性は、その標準偏差を平均で除算することによって決定される。分布の相対的多分散性から、多分散指数(PDI)は、その平方として導出され得る。DLSによって得られるPDI値は、単分散性の(PDI<0.1)組成物および多分散性の(PDI>0.1)組成物へとグループに分けられ得、それによって、その多分散性の群内ではまた、より小さな値は、その組成物内でのより均質な分布を示す。
本発明によれば、0.1〜0.4のPDI値は好ましい。より好ましくは,そのPDI値は、0.1〜0.3であり、さらにより好ましくは0.1〜0.2である。
本発明によるVLPを含む組成物の平均直径は、視覚的方法(例えば、顕微鏡法(好ましくは平均直径を決定するためにソフトウェアが装備される))によって測定され得るが、分析的光散乱法(例えば、DLS)またはナノトラッキング法(例えば、NTA)によっても測定され得る。
その組成物内のVLP含有量は、例えば、FFF−MALSおよび/またはDLSによって測定され得る。両方の方法は、適切なサイズにされたVLPおよび凝集物、「非常に小さいもの」(小粒子)と他の不純物(例えば、塩、デブリまたはペンタマー)との間を区別し得る。
本発明によるVLPを含むこのような組成物は、特に、薬物送達システムに通常課される要件を満たす。明らかに、このような組成物は、均質でありかつ高純度を有する。
別の局面において、本発明は、本発明に従う方法によって得られ得る薬物送達システムに関する。このような薬物送達システムは、上記で述べられるとおりの利点を有する。特に、このような薬物送達システムは、治療および/または診断の方法において、好ましくは神経学的障害(すなわち、CNS疾患、すなわちリソソーム蓄積症、特にMLD)の処置のために使用され得る。
よって、本発明はまた、障害(特にCNS疾患、すなわちリソソーム蓄積症、特にMLD)を本発明に従う薬物送達システムで処置するための方法に関する。処置する方法は、好ましくは、必要性のある被験体にその薬物送達を投与する工程を包含する。
本発明はまた、神経学的障害、すなわち、CNS疾患、すなわちリソソーム蓄積症、特にMLDの処置のための医薬の製造のための薬物送達システムの使用に関する。処置方法は、好ましくは、その処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない。本発明の薬物送達システムは、好ましくは、BBBを損なうかまたは混乱させるためのいかなる化学的または物理的処置をも受けたことのない患者に投与される。
一実施形態において、本発明に従うVLPは、血液脳関門(BBB)を横断する。従って、本発明の一実施形態において、その薬物送達システムは、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを、BBBを横断して送達するために使用され得る。本発明によれば、薬物送達システムおよび/またはVLPおよび/またはリソソーム酵素および/またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターは、BBBを横断し得る。
重要なことには、その薬物送達システムによるBBBの横断は、その薬物送達システムが、脳内の特定の細胞集団を標的化するという機能を示すことを、すなわち、カーゴを標的化された細胞に送達することを可能にする。本発明の状況において、上記薬物送達システムは、標的化された細胞へのおよび/またはその中への送達を含む。
好ましい実施形態において、本発明のVLPおよび/またはそのカーゴは、処置されるべき被験体、特にヒトへの投与後に、投与後に10日間未満で、好ましくは5日間未満で、より好ましくは3日間未満で、CNSにおいて検出され得る。その薬物送達システムは、好ましくは、被験体に静脈内投与される。これは、そのVLPを信頼性の高い薬物送達システムとして使用する場合に特に有利である。
好ましくは、その方法は、BBBの完全性の喪失または増大した透過性を要しない。
本発明によれば、その薬物送達システムを投与する前またはその間に、BBBの透過性を損なうことは必要とされない。従って、BBBは、好ましくは生理学的に無傷であり、これは、その完全性が低下されないおよび/またはその透過性が健康的な天然の状態と比較して増大されないことを意味する。本発明のVLPは、好ましくは生理学的に無傷のBBBを横断する。
その薬物送達システムを含む組成物は、好ましくは、BBBの完全性を混乱させ得る添加剤を要しない。よって、本発明の最も好ましい実施形態において、その薬物送達システムは、BBBの透過性に影響を及ぼし得るいかなる添加剤をも含まない。
材料および方法
VLP製造
ウイルス様粒子(VLP)を、ヨトウムシ(fall armyworm)(Spodoptera frugiperda)に由来するSf9昆虫細胞株(Thermo Fischer scientific)を使用するタンパク質発現によって製造した。VLPを、その細胞にJohn Cunninghamウイルス VP1タンパク質発現カセットを含む組換えバキュロウイルスを感染させることによって生成した。その組換えバキュロウイルスを、Bac−to−Bac(登録商標) Baculovirus発現系(Thermo Fischer Scientific)を使用することによって調製した。VLPを、3.4L バイオリアクター(INFORS HT Minifors)中での7〜10日後に、pH6.3において生成した。空気流および温度(26℃)をその時間にわたって制御した。細胞および細胞デブリを除去するために、懸濁物を、4℃、5.000gで遠心分離し、そのVLPを含む上清を採取した。
VLP製造
ウイルス様粒子(VLP)を、ヨトウムシ(fall armyworm)(Spodoptera frugiperda)に由来するSf9昆虫細胞株(Thermo Fischer scientific)を使用するタンパク質発現によって製造した。VLPを、その細胞にJohn Cunninghamウイルス VP1タンパク質発現カセットを含む組換えバキュロウイルスを感染させることによって生成した。その組換えバキュロウイルスを、Bac−to−Bac(登録商標) Baculovirus発現系(Thermo Fischer Scientific)を使用することによって調製した。VLPを、3.4L バイオリアクター(INFORS HT Minifors)中での7〜10日後に、pH6.3において生成した。空気流および温度(26℃)をその時間にわたって制御した。細胞および細胞デブリを除去するために、懸濁物を、4℃、5.000gで遠心分離し、そのVLPを含む上清を採取した。
そのVLPを、2つの異なる濃縮法:7.5% ポリエチレングリコール(PEG)での沈殿またはAKTAcross flowTMシステム(GE Healthcare)でのクロスフロー、を使用して濃縮した。PEG沈殿に関して、その清澄にされた上清を、PEGと混合して7.5%(v/v)を達成し、4℃において2時間にわたってインキュベートし、その後、その沈殿物を、4℃、10.000gでの遠心分離によって分離し、50mM NaCl、10mM Tris−HCl、pH7.5中で懸濁した。クロスフローを、300kDaカットオフ膜(Hydrosart(登録商標) 300kDa ECO, Sartorius)を備えたAKTAcross flowTMシステムで行った。そのフロー限外濾過を1.5バールの一定圧および8倍(8Lの緩衝液に対して1Lの上清)で行った。
VLPを、室温において70分間、5mM DTTおよび10mM EDTAを使用することによってペンタマーへとさらに解離し、そのペンタマーを、150mMから1M NaClへのNaCl段階的勾配でHiScale CaptoQカラム(GE Healthcare)を使用して、アニオン交換クロマトグラフィー(AEX)によって精製した。ペンタマーを、250mM NaCl工程で溶離した。溶離後、そのペンタマーを以下のとおり処理した:
20kDaカットオフを有する透析カセット(Slide−A−LyzerTM G2 Dialysis Device, Thermo Scientific)へと直ぐに配置し、透析(2工程透析)による2工程再アセンブルによって再アセンブルした。第1に、ペンタマーを、2M 硫酸アンモニウム緩衝液(「AS」、10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2M (NH4)2SO4、pH7.5)に対して24時間にわたって透析し、次いで、次の24時間にわたって10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5(標準的再会合緩衝液、「ST」)に移した。再アセンブルされていない物質および凝集物をそのVLPから分離するために、そのVLPを含む組成物を、HiPrepTM Sephacryl(登録商標)S−500 HRカラム(GE Healthcare)を使用して、Zetasizer ZS Nano(Malvern Inc.)を使用する動的光散乱法(DLS)において画分の多分散指数(PDI)の制御下で、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって精製した。標的化したサイズを有するVLP画分を選択およびプールし、次いで、適用可能である場合に5kDa カットオフ膜を有するVivaspin(登録商標)濃縮器(Sartorius)中で濃縮し、続いて、−80℃で貯蔵した。
乏突起膠細胞、ニューロンおよびミクログリア中でのVLPの検出
10μmの薄いマウス脳スライドを、キシロールで、その後にエタノール濃度100%から70%へ、そして水で再水和した。内因性ペルオキシダーゼを0.5% H2O2で不活性化した後、非特異的結合部位を、3% ウシ血清アルブミン溶液でブロックした。VP1タンパク質を、VP1抗体(牛乳中1:500希釈)で、蛍光結合体化二次抗体と組み合わせて検出した。脳細胞を、細胞特異的マーカーで染色した:
Olig2 -乏突起膠細胞(牛乳中1:200希釈)
NeuN - ニューロン(牛乳中1:200希釈)
IbaI - ミクログリア細胞(牛乳中1:200希釈)。
細胞核を、Hoechst33342試薬(2μg/ml)で染色した。スライドを、蛍光顕微鏡(Nikon)で可視化した。
10μmの薄いマウス脳スライドを、キシロールで、その後にエタノール濃度100%から70%へ、そして水で再水和した。内因性ペルオキシダーゼを0.5% H2O2で不活性化した後、非特異的結合部位を、3% ウシ血清アルブミン溶液でブロックした。VP1タンパク質を、VP1抗体(牛乳中1:500希釈)で、蛍光結合体化二次抗体と組み合わせて検出した。脳細胞を、細胞特異的マーカーで染色した:
Olig2 -乏突起膠細胞(牛乳中1:200希釈)
NeuN - ニューロン(牛乳中1:200希釈)
IbaI - ミクログリア細胞(牛乳中1:200希釈)。
細胞核を、Hoechst33342試薬(2μg/ml)で染色した。スライドを、蛍光顕微鏡(Nikon)で可視化した。
血液脳関門(BBB)透過を検証するための人工BBBモデル
VLPのBBB透過を、2区画人工BBBモデルにおいて、透過性にした蛍光標識物質:4kDa FITC−デキストラン、70kDa TRITC−デキストラン、FITC標識pNL1.1プラスミド(構築物)またはVLPへとパックしたFITC標識pNL1.1プラスミド(パッケージング)の直接定量によって、単一培養物を使用することによって評価した。
VLPのBBB透過を、2区画人工BBBモデルにおいて、透過性にした蛍光標識物質:4kDa FITC−デキストラン、70kDa TRITC−デキストラン、FITC標識pNL1.1プラスミド(構築物)またはVLPへとパックしたFITC標識pNL1.1プラスミド(パッケージング)の直接定量によって、単一培養物を使用することによって評価した。
その目的のために、24ウェル透過可能支持体(挿入物、1μm、ThinCert, Greiner Bio−One)を、900μl 培地(DMEM/F−12、HEPES、Thermo Fisher Scientific)を満たした24ウェルプレート(Greiner Bio−One)へと移した。その後、7.5*104 BBB細胞(HBEC−5i, 脳微小血管内皮細胞)を、200μlのその同じ培地とともに挿入物へと播種した。細胞を、96時間〜120時間にわたって、2日ごとにウェル中の培地を交換しながらインキュベートした。
その調製した挿入物を、1ウェルあたり900μlのフェノール非含有培地(DMEM/F−12、HEPES、フェノールレッドなし、Thermo Fisher Scientific)で満たした新しい24ウェルプレートへと注意深く移した。サンプルをその挿入物に添加する前に、各挿入物において200μl 培地の一定量を維持するために、その相当する量の培地を除去した。インキュベーター中で、37℃において120分間のインキュベーション後に、各ウェルの3×100μlを、黒色96ウェルプレートに移し、そのサンプルの蛍光を、プレートリーダー(Tecan Infinite M200, Tecan)を使用して決定した。
コムギ胚芽凝集素(WGA)染色を、その細胞の膜を、室温において15+分間、Alexa488と結合体化したWGAに対する抗体で染色することによって行った。
BBB形成を確認するために、そのBBBを、EDTAをその挿入物に添加することによって混乱させた。その挿入物を、新鮮なフェノール非含有培地を含む24ウェルプレートに移した。EDTA(cEnd=5mM、およそ5μl)を、その挿入物に添加し、90分間、37℃においてインキュベートした。その後、蛍光を上記で記載されるように決定した。透過を、BBB細胞を有するその挿入物の蛍光シグナルを、BBB細胞なしの適切な挿入物に対して正規化することによって計算した。その同じ様式で、そのBBBの完全性を、EDTAの添加後に検証した。
hASAをコードする発現ベクターのクローニング
発現ベクター:
1) pFAR−CMV−ASA(3.5kb)
2) pFAR−CAG−ASA(4.6kb)
3) pNL−BB−ASA(4.9kb)
4) pSF−CAG−ASAカット(3.1kb + 3.7kb*)
発現ベクター:
1) pFAR−CMV−ASA(3.5kb)
2) pFAR−CAG−ASA(4.6kb)
3) pNL−BB−ASA(4.9kb)
4) pSF−CAG−ASAカット(3.1kb + 3.7kb*)
構築物1および構築物2を、pFAR4プラスミド骨格(米国特許第8,440,455 B2号の配列番号21で開示されるとおりであり、本明細書では配列番号7として開示される)、それぞれ、CMVおよびCAGプロモーター、ならびにヒトASA遺伝子(配列番号2)から生成した。
構築物3(4.9kb)を生成するために、そのhASA遺伝子(配列番号2)を、pNL1.1プラスミド骨格(Promega)へとGibsonアセンブルを使用して挿入した。その構築物は、CMVプロモーターを含む。
構築物4(3.1kb + 3.7kb)を生成するために、そのhASA遺伝子(配列番号2)をpSF−CAGプラスミド骨格(Oxford genetics)へと挿入し、次いで、2種の制限酵素の助けを借りて、hASA発現ベクターの制限消化によって線状にした。
hASAをコードする発現ベクターを用いたVLPのパッケージング
hASA発現ベクターをVLPへとパッケージングするために、予め再アセンブルした(pre−reassembled)VLPを、−80℃から取り出し、サーマルシェイカーを使用して融解した(23℃、350rpm)。その後、VLPを、そのサンプルを15分間、23℃および450rpmにおいて、解離緩衝液(20mM Tris−HCl、150mM NaCl、5mM DTT、および10mM EDTA)の存在下でインキュベートすることによって解離した。解離したVLPを、hASA発現ベクターの存在下で再アセンブルした。簡潔には、その解離したVLPを、適切な濃度(VLP 対 発現構築物のパッケージング比は1:0.2)のhASA発現ベクターと徹底的に混合し、続いて、その混合物を標準的再会合緩衝液(10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5)に対して、20kDa MWCO透析チャンバ(Slide−A−LyzerTM MINI Dialysis Device, Thermo Scientific)を使用して透析した。サンプルを、16〜18時間インキュベートした。サンプルを、その透析チャンバから新たな反応カップへと移し、そのパックされていない核酸、すなわち、発現ベクターを、25μg VLPあたり40 u Benzonase(登録商標) Nuclease(Merck)および2.5mM MgCl2とともに37℃において1時間インキュベートすることによって消化した。サンプルを濾過し(Corning(登録商標) Costar(登録商標) Spin−X(登録商標)遠心分離チューブフィルタ;孔サイズ0.22μm)、液体N2中で凍結した。その後、VLPを分析した、および/または−80℃で貯蔵した。
hASA発現ベクターをVLPへとパッケージングするために、予め再アセンブルした(pre−reassembled)VLPを、−80℃から取り出し、サーマルシェイカーを使用して融解した(23℃、350rpm)。その後、VLPを、そのサンプルを15分間、23℃および450rpmにおいて、解離緩衝液(20mM Tris−HCl、150mM NaCl、5mM DTT、および10mM EDTA)の存在下でインキュベートすることによって解離した。解離したVLPを、hASA発現ベクターの存在下で再アセンブルした。簡潔には、その解離したVLPを、適切な濃度(VLP 対 発現構築物のパッケージング比は1:0.2)のhASA発現ベクターと徹底的に混合し、続いて、その混合物を標準的再会合緩衝液(10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5)に対して、20kDa MWCO透析チャンバ(Slide−A−LyzerTM MINI Dialysis Device, Thermo Scientific)を使用して透析した。サンプルを、16〜18時間インキュベートした。サンプルを、その透析チャンバから新たな反応カップへと移し、そのパックされていない核酸、すなわち、発現ベクターを、25μg VLPあたり40 u Benzonase(登録商標) Nuclease(Merck)および2.5mM MgCl2とともに37℃において1時間インキュベートすることによって消化した。サンプルを濾過し(Corning(登録商標) Costar(登録商標) Spin−X(登録商標)遠心分離チューブフィルタ;孔サイズ0.22μm)、液体N2中で凍結した。その後、VLPを分析した、および/または−80℃で貯蔵した。
VLP特徴付け
サンプル安定性を検証するために、各サンプルの変曲温度を、Tycho NT.6(Nanotemper)を使用してnDSFによって評価した。
サンプル安定性を検証するために、各サンプルの変曲温度を、Tycho NT.6(Nanotemper)を使用してnDSFによって評価した。
サンプル組成を分析するために、非対称的フローフィールドフローフラクショネーション(AF4, Wyatt Inc.)を行った。サンプルを、多角度光散乱(MALS)、動的光散乱(DLS)およびUV検出器を使用することによって分析した。
透過型電子顕微鏡(TEM)分析を、そのサンプルを種々の実験工程で、80kVの電圧で作動するZeiss EM900電子顕微鏡の力を借りて、直接可視化するために行った。このアプローチのために、サンプルを、予め2% 酢酸ウラニル(Sigma Aldrich)を使用して、カーボン被覆銅グリッド(Plano GmbH)上で染色した。
細胞におけるhASA発現: RNA単離、cDNA合成およびqPCR
その細胞を72時間、そのサンプル(すなわち、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLP)とともにインキュベートした後、膠芽腫細胞を、トリプシンを使用して採取し、ペレットにし、PBSを使用して洗浄した。
その細胞を72時間、そのサンプル(すなわち、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLP)とともにインキュベートした後、膠芽腫細胞を、トリプシンを使用して採取し、ペレットにし、PBSを使用して洗浄した。
そのRNAを、RNA Isolation Kit(Macherey−Nagel)を使用してその細胞ペレットから単離した。単離後、NanoDrop(Thermo Scientific)を使用してRNA濃度を決定した。
cDNA合成のために、250ng RNAを使用した。その後、cDNAサンプルをddH2O中で1:5希釈し、サンプルを、使用するまで−20℃で貯蔵した。
qPCRを、EvaGreen Dyeおよび1:10希釈においてhASAの適切なプライマーを使用して、Lightcycler(CFX96 Touch, BioRad)で行った。
マウスへのVLP/hASAの注射
動物: BALB/cJ雄性(Janvier Labsから提供、研究開始時に10週齢)。
群:
動物: BALB/cJ雄性(Janvier Labsから提供、研究開始時に10週齢)。
群:
その動物に、180μlの試験化合物またはビヒクルを1回i.v.注射した。各処置群におけるマウスのうちの半分は、注射の72時間後に終了させ、他方の半分は、注射の120時間後に終了させた。
終了時に、その動物を、Tris緩衝化生理食塩水で灌流し、以下の器官をサンプルとして採取した:脳、腎臓、肝臓、肺、心臓。組織サンプルを、液体N2中で急速凍結させ、−80℃で貯蔵した。
肝臓および脳のqPCRでのmRNA分析
その組織の一部を、RNAseを含む500μl TBS+0.5% Triton−X100中に置き、超音波処理3サイクル20秒間(各々)でホモジナイズした。サンプルを、10分間、11.000rpmにおいて遠心分離した。そのRNAを、RNA Isolation Kit(Macherey−Nagel)を使用して組織から単離した。単離後、NanoDrop(Thermo Scientific)を使用してRNA濃度を決定した。
その組織の一部を、RNAseを含む500μl TBS+0.5% Triton−X100中に置き、超音波処理3サイクル20秒間(各々)でホモジナイズした。サンプルを、10分間、11.000rpmにおいて遠心分離した。そのRNAを、RNA Isolation Kit(Macherey−Nagel)を使用して組織から単離した。単離後、NanoDrop(Thermo Scientific)を使用してRNA濃度を決定した。
cDNA合成のために、250ng RNAを使用した。その後、cDNAサンプルをddH2O中で1:5希釈し、サンプルを、使用するまで−20℃で貯蔵した。
qPCRを、EvaGreen Dyeおよび1:10希釈においてhASAの適切なプライマーを使用して、Lightcycler(CFX96 Touch, BioRad)で行った。
ウェスタンブロット
その組織の一部を、500μl TBS+0.5% Triton−X100中に置き、超音波処理3サイクル20秒間(各々)でホモジナイズした。サンプルを、10分間、11.000rpmにおいて遠心分離し、タンパク質濃度を、BCAアッセイで測定した。各サンプル50μgを、ゲル(4〜20% 勾配SDS−PAGE)へと配置し、標準的な電気泳動およびブロッティングプロトコルを行った。抗体染色(hASA抗体、牛乳中1:500希釈)を、緩衝液で洗浄し、5%牛乳中で一晩、4℃においてブロッキングした後に調製した。二次抗体染色を、HRP結合体化ヤギ抗マウス抗体で行った。染色後に、その膜を緩衝液で洗浄し、発色させた。その膜を緩衝液で洗浄した後、ストリッピング緩衝液で除去し、アクチンコントロール染色のためにアクチン(1−19)HRP結合体化抗体(牛乳中1:1000希釈)で染色した。
その組織の一部を、500μl TBS+0.5% Triton−X100中に置き、超音波処理3サイクル20秒間(各々)でホモジナイズした。サンプルを、10分間、11.000rpmにおいて遠心分離し、タンパク質濃度を、BCAアッセイで測定した。各サンプル50μgを、ゲル(4〜20% 勾配SDS−PAGE)へと配置し、標準的な電気泳動およびブロッティングプロトコルを行った。抗体染色(hASA抗体、牛乳中1:500希釈)を、緩衝液で洗浄し、5%牛乳中で一晩、4℃においてブロッキングした後に調製した。二次抗体染色を、HRP結合体化ヤギ抗マウス抗体で行った。染色後に、その膜を緩衝液で洗浄し、発色させた。その膜を緩衝液で洗浄した後、ストリッピング緩衝液で除去し、アクチンコントロール染色のためにアクチン(1−19)HRP結合体化抗体(牛乳中1:1000希釈)で染色した。
1.共局在分析は、乏突起膠細胞におけるVP1タンパク質の存在を明らかにする
共局在実験を、VLPのそれぞれの標的細胞を同定するために行った。この目的のために、そのVP1タンパク質は、マーカーOlig 2(これは、乏突起膠細胞上に特異的に位置する)と共局在した。図1の左下のパネルに示されるように、Olig2マーカーを使用することによって、いくつかの不規則なスポットが脳スライスで検出され得、これは、全ての場合において、核染色DAPIによって染色され(図1の左上のパネル)、従って、乏突起膠細胞を示す。これら乏突起膠細胞の各々はまた、図1の右下のパネルに示されるように、VP1タンパク質に関して陽性である。Olig2およびVP1に関して陽性である細胞を、白い矢印で示す。よって、そのVP1タンパク質は、CNSの乏突起膠細胞に位置する。結果として、本発明のVLPは、乏突起膠細胞と関連した疾患、例えば、MLDの治療的処置に得に適している。
共局在実験を、VLPのそれぞれの標的細胞を同定するために行った。この目的のために、そのVP1タンパク質は、マーカーOlig 2(これは、乏突起膠細胞上に特異的に位置する)と共局在した。図1の左下のパネルに示されるように、Olig2マーカーを使用することによって、いくつかの不規則なスポットが脳スライスで検出され得、これは、全ての場合において、核染色DAPIによって染色され(図1の左上のパネル)、従って、乏突起膠細胞を示す。これら乏突起膠細胞の各々はまた、図1の右下のパネルに示されるように、VP1タンパク質に関して陽性である。Olig2およびVP1に関して陽性である細胞を、白い矢印で示す。よって、そのVP1タンパク質は、CNSの乏突起膠細胞に位置する。結果として、本発明のVLPは、乏突起膠細胞と関連した疾患、例えば、MLDの治療的処置に得に適している。
2.共局在分析は、ニューロンにおけるVP1タンパク質およびルシフェラーゼの存在を明らかにする。
別の共局在実験において、VP1タンパク質は、マーカーNeuN(これは、ニューロンに特異的に位置する)と共局在した。図2の左下のパネルに示されるように、NeuNマーカーを使用することによって、いくつかの不規則なスポットが脳スライスで検出され得、これは、全ての場合において、核染色DAPIによって染色され(図2の左上のパネル)、従って、ニューロンを示す。これらニューロンの各々はまた、図2の右下のパネルに示されるように、VP1タンパク質に関して陽性である。NeuNおよびVP1に関して陽性である細胞を、白い矢印で示す。よって、VP1タンパク質は、CNSのニューロンに位置する。
別の共局在実験において、VP1タンパク質は、マーカーNeuN(これは、ニューロンに特異的に位置する)と共局在した。図2の左下のパネルに示されるように、NeuNマーカーを使用することによって、いくつかの不規則なスポットが脳スライスで検出され得、これは、全ての場合において、核染色DAPIによって染色され(図2の左上のパネル)、従って、ニューロンを示す。これらニューロンの各々はまた、図2の右下のパネルに示されるように、VP1タンパク質に関して陽性である。NeuNおよびVP1に関して陽性である細胞を、白い矢印で示す。よって、VP1タンパク質は、CNSのニューロンに位置する。
3.共局在分析は、ミクログリア細胞におけるVP1タンパク質およびルシフェラーゼの存在を明らかにする
別の共局在実験において、VP1タンパク質は、マーカーIba1(これは、ミクログリア細胞に特異的に位置する)と共局在した。図3の左下のパネルに示されるように、Iba1マーカーを使用することによって、いくつかの不規則なスポットが脳スライスで検出され得、これは、全ての場合において、核染色DAPIによって染色され(図3の左上のパネル)、従って、ミクログリア細胞を示す。これらミクログリア細胞の各々はまた、図3の右下のパネルに示されるように、VP1タンパク質に関して陽性である。Iba1およびVP1に関して陽性である細胞を、白い矢印で示す。よって、VP1タンパク質は、CNSのミクログリア細胞に位置する。
別の共局在実験において、VP1タンパク質は、マーカーIba1(これは、ミクログリア細胞に特異的に位置する)と共局在した。図3の左下のパネルに示されるように、Iba1マーカーを使用することによって、いくつかの不規則なスポットが脳スライスで検出され得、これは、全ての場合において、核染色DAPIによって染色され(図3の左上のパネル)、従って、ミクログリア細胞を示す。これらミクログリア細胞の各々はまた、図3の右下のパネルに示されるように、VP1タンパク質に関して陽性である。Iba1およびVP1に関して陽性である細胞を、白い矢印で示す。よって、VP1タンパク質は、CNSのミクログリア細胞に位置する。
4.pNLプラスミドと会合したVLPは、インビトロBBBモデルにおいてBBBを横断して良好な透過を示す
図4AおよびBは、インビトロBBB透過モデルを示す。図4Aは、細胞核のDAPI染色(左)およびBBB細胞の細胞膜のWGA染色(右)を示す。細胞層は、無傷であり、無傷のBBBを表す。
図4AおよびBは、インビトロBBB透過モデルを示す。図4Aは、細胞核のDAPI染色(左)およびBBB細胞の細胞膜のWGA染色(右)を示す。細胞層は、無傷であり、無傷のBBBを表す。
図4Bは、BBBモデルを横断する、蛍光色素(FITC、TRITC)、プラスミドに連結された蛍光色素(FITC−pNL)およびpNLプラスミドと会合したVLPの透過を示す。細胞なしの透過に対する%透過を示す。左の4つの棒は、EDTAなしのサンプルであり、右の4つの棒は、EDTAありのサンプルである。認められ得るように、全4種のサンプルは、人工BBBをある程度横断した一方で、pNLプラスミドと会合したVLPを表すサンプル「パッケージング」は、最高の透過を示した。EDTAによるBBBの混乱は、全4種のサンプルに関してBBBを開いた。
5.健康なマウスの脳におけるASA mRNAレベルの顕著な増大
ASAをコードする発現ベクターと会合したVLPを注射した健康なマウスの肝臓および脳におけるmRNA分析は、72時間後および120時間後に脳におけるASA mRNAの顕著な増大を明らかにした(図5)。VLPなしの発現ベクター(プラスミド)の注射は、増大した発現をもたらさなかった。よって、発現は、脳において特異的に見出される。
ASAをコードする発現ベクターと会合したVLPを注射した健康なマウスの肝臓および脳におけるmRNA分析は、72時間後および120時間後に脳におけるASA mRNAの顕著な増大を明らかにした(図5)。VLPなしの発現ベクター(プラスミド)の注射は、増大した発現をもたらさなかった。よって、発現は、脳において特異的に見出される。
6.脳におけるASA mRNAのそれぞれのマウス分析
ASAをコードする発現ベクターと会合したVLPの注射の72時間後(上)および120時間後(下)のそれぞれのマウス分析(図6)。数字は、それぞれのマウスを示す。これらの分析のうちのほぼ全てのマウスにおいて、増大したASA発現が観察された。
ASAをコードする発現ベクターと会合したVLPの注射の72時間後(上)および120時間後(下)のそれぞれのマウス分析(図6)。数字は、それぞれのマウスを示す。これらの分析のうちのほぼ全てのマウスにおいて、増大したASA発現が観察された。
7.脳におけるASAタンパク質のそれぞれのマウス分析
ASAをコードする発現ベクターと会合したVLPの注射後の健康なマウスの脳におけるASAタンパク質のそれぞれのマウス分析(ウェスタンブロット、上)および相当するqPCR分析(下)を、図7に示す。ビヒクル(緩衝液)、プラスミドおよびプラスミド + VLPを比較する。そのVLPとプラスミドとの会合が脳におけるASAの増大したmRNAおよびタンパク質発現をもたらすことは、明らかである。
ASAをコードする発現ベクターと会合したVLPの注射後の健康なマウスの脳におけるASAタンパク質のそれぞれのマウス分析(ウェスタンブロット、上)および相当するqPCR分析(下)を、図7に示す。ビヒクル(緩衝液)、プラスミドおよびプラスミド + VLPを比較する。そのVLPとプラスミドとの会合が脳におけるASAの増大したmRNAおよびタンパク質発現をもたらすことは、明らかである。
8.種々のhASA発現構築物でのASA発現
図8は、qPCRによる、膠芽腫細胞におけるヒトASAの発現を示す。その値を、それぞれのプラスミドコントロールに対して正規化した。
図8は、qPCRによる、膠芽腫細胞におけるヒトASAの発現を示す。その値を、それぞれのプラスミドコントロールに対して正規化した。
図8Aにおける発現ベクターは、以下のとおりである:
構築物1: pFAR−CMV−ASA(3.5kb)
構築物2: pFAR−CAG−ASA(4.6kb)
構築物3: pNL−BB−ASA(4.9kb)
構築物4: pSF−CAG−ASAカット(3.1kb + 3.7kb*)。
構築物1: pFAR−CMV−ASA(3.5kb)
構築物2: pFAR−CAG−ASA(4.6kb)
構築物3: pNL−BB−ASA(4.9kb)
構築物4: pSF−CAG−ASAカット(3.1kb + 3.7kb*)。
VLP:プラスミドのパッケージング比は、1:0.2であった。全4種の発現ベクターは、ASA発現をもたらす。
図8Bにおいて、Aの構築物4(pSF−CAG−ASAカット(3.1kb + 3.7kb*))を、2種の異なるパッケージング比(高濃度 [VLP:プラスミドは1:0.5]および低濃度[VLP:プラスミドは1:0.2])において使用した。低濃度[VLP:プラスミドのパッケージング比は1:0.2]は、より高いASA発現をもたらすことが認められ得る。
9.種々のhASA発現構築物との会合後のVLP分析: nDSF分析およびAF4分析
図9Aは、nDSF分析によって、全4種のサンプル(図8Aの発現ベクターと会合したVLP)が安定であることを示す。AF4分析(図9B)は、検出された粒子のうちの大部分がVLPである、すなわち、そのVLPは非常に均一であるという点において、VLPの画分が極小物、凝集物および残留物の画分より優れていることをさらに示す。
図9Aは、nDSF分析によって、全4種のサンプル(図8Aの発現ベクターと会合したVLP)が安定であることを示す。AF4分析(図9B)は、検出された粒子のうちの大部分がVLPである、すなわち、そのVLPは非常に均一であるという点において、VLPの画分が極小物、凝集物および残留物の画分より優れていることをさらに示す。
10.発現ベクターと会合したVLPのTEM画像
図10は、パックされていないVLP(会合した発現ベクターなし)(左)および4種の異なる発現ベクターと会合したVLP(右;図8Aとにおけるものと同じ発現ベクター)の比較を示す。認められ得るように、全サンプルは、そのパックされていないVLPと実質的に同じであるVLPを示す。
図10は、パックされていないVLP(会合した発現ベクターなし)(左)および4種の異なる発現ベクターと会合したVLP(右;図8Aとにおけるものと同じ発現ベクター)の比較を示す。認められ得るように、全サンプルは、そのパックされていないVLPと実質的に同じであるVLPを示す。
さらなる実施例のための材料および方法
VLP製造
ウイルス様粒子(VLP)を、ヨトウムシ(fall armyworm)(Spodoptera frugiperda)に由来するSf9昆虫細胞株(Thermo Fischer scientific)を使用するタンパク質発現によって製造した。VLPを、その細胞にJohn Cunninghamウイルス VP1タンパク質発現カセットを含む組換えバキュロウイルスを感染させることによって生成した。その組換えバキュロウイルスを、Bac−to−Bac(登録商標) Baculovirus発現系(Thermo Fischer Scientific)を使用することによって調製した。VLPを、3.4L バイオリアクター(INFORS HT Minifors)中での7〜10日後に、pH6.3において生成した。空気流および温度(26℃)をその時間にわたって制御した。細胞および細胞デブリを除去するために、懸濁物を、4℃、5.000gで遠心分離し、そのVLPを含む上清を採取した。
VLP製造
ウイルス様粒子(VLP)を、ヨトウムシ(fall armyworm)(Spodoptera frugiperda)に由来するSf9昆虫細胞株(Thermo Fischer scientific)を使用するタンパク質発現によって製造した。VLPを、その細胞にJohn Cunninghamウイルス VP1タンパク質発現カセットを含む組換えバキュロウイルスを感染させることによって生成した。その組換えバキュロウイルスを、Bac−to−Bac(登録商標) Baculovirus発現系(Thermo Fischer Scientific)を使用することによって調製した。VLPを、3.4L バイオリアクター(INFORS HT Minifors)中での7〜10日後に、pH6.3において生成した。空気流および温度(26℃)をその時間にわたって制御した。細胞および細胞デブリを除去するために、懸濁物を、4℃、5.000gで遠心分離し、そのVLPを含む上清を採取した。
そのVLPを、2つの異なる濃縮法:7.5% ポリエチレングリコール(PEG)での沈殿またはAKTAcross flowTMシステム(GE Healthcare)でのクロスフロー、を使用して濃縮した。PEG沈殿に関して、その清澄にされた上清を、PEGと混合して7.5%(v/v)を達成し、4℃において2時間にわたってインキュベートし、その後、その沈殿物を、4℃、10.000gでの遠心分離によって分離し、50mM NaCl、10mM Tris−HCl、pH7.5中で懸濁した。クロスフローを、300kDaカットオフ膜(Hydrosart(登録商標) 300kDa ECO, Sartorius)を備えたAKTAcross flowTMシステムで行った。そのフロー限外濾過を1.5バールの一定圧および8倍(8Lの緩衝液に対して1Lの上清)で行った。
VLPを、室温において70分間、5mM DTTおよび10mM EDTAを使用することによってペンタマーへとさらに解離し、そのペンタマーを、150mMから1M NaClへのNaCl段階的勾配でHiScale CaptoQカラム(GE Healthcare)を使用して、アニオン交換クロマトグラフィー(AEX)によって精製した。ペンタマーを、250mM NaCl工程で溶離した。溶離後、そのペンタマーを以下のとおり処理した:
a) カーゴと混合し、再アセンブルした(「カーゴでの新鮮なまたは貯蔵したペンタマーのパッケージング」を参照のこと);
b) ペンタマーの貯蔵のために5% グリセロールとともに−80℃で凍結した(これをその後、カーゴと混合および再アセンブルされ得る。「カーゴでの新鮮なまたは貯蔵したペンタマーのパッケージング」を参照のこと)または
c) 20kDaカットオフを有する透析カセット(Slide−A−LyzerTM
G2 Dialysis Device, Thermo Scientific)へと直ぐに配置し、透析(2工程透析)による2工程再アセンブルによって再アセンブルした。第1に、ペンタマーを、2M 硫酸アンモニウム緩衝液(「AS」、10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2M (NH4)2SO4、pH7.5)に対して24時間にわたって透析し、次いで、次の24時間にわたって10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5(標準的再会合緩衝液、「ST」)に移した(AS>ST)。あるいは、その2工程透析を、ST緩衝液で、両方の工程において行った(ST>ST)。両方の場合に、アセンブリされていない物質および凝集物をそのVLPから分離するために、そのVLPを含む組成物を、HiPrepTM Sephacryl(登録商標)S−500 HRカラム(GE Healthcare)を使用して、Zetasizer ZS Nano(Malvern Inc.)を使用する動的光散乱法(DLS)において画分の多分散指数(PDI)の制御下で、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって精製した。標的化したサイズを有するVLP画分を選択およびプールし、次いで、適用可能である場合に5kDa カットオフ膜を有するVivaspin(登録商標)濃縮器(Sartorius)中で濃縮し、続いて、−80℃で貯蔵した。
a) カーゴと混合し、再アセンブルした(「カーゴでの新鮮なまたは貯蔵したペンタマーのパッケージング」を参照のこと);
b) ペンタマーの貯蔵のために5% グリセロールとともに−80℃で凍結した(これをその後、カーゴと混合および再アセンブルされ得る。「カーゴでの新鮮なまたは貯蔵したペンタマーのパッケージング」を参照のこと)または
c) 20kDaカットオフを有する透析カセット(Slide−A−LyzerTM
G2 Dialysis Device, Thermo Scientific)へと直ぐに配置し、透析(2工程透析)による2工程再アセンブルによって再アセンブルした。第1に、ペンタマーを、2M 硫酸アンモニウム緩衝液(「AS」、10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2M (NH4)2SO4、pH7.5)に対して24時間にわたって透析し、次いで、次の24時間にわたって10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5(標準的再会合緩衝液、「ST」)に移した(AS>ST)。あるいは、その2工程透析を、ST緩衝液で、両方の工程において行った(ST>ST)。両方の場合に、アセンブリされていない物質および凝集物をそのVLPから分離するために、そのVLPを含む組成物を、HiPrepTM Sephacryl(登録商標)S−500 HRカラム(GE Healthcare)を使用して、Zetasizer ZS Nano(Malvern Inc.)を使用する動的光散乱法(DLS)において画分の多分散指数(PDI)の制御下で、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって精製した。標的化したサイズを有するVLP画分を選択およびプールし、次いで、適用可能である場合に5kDa カットオフ膜を有するVivaspin(登録商標)濃縮器(Sartorius)中で濃縮し、続いて、−80℃で貯蔵した。
カーゴでの再アセンブルしたVLPのパッケージング
再アセンブルしたVLPのVLPパッケージングのために、上記の工程c)の貯蔵したVLPを−80℃から取り出し、サーマルシェイカー(23℃、350rpm)を使用して融解した。その後、融解したVLPサンプルの解離を、解離緩衝液(20mM Tris−HCl、150mM NaCl、5mM DTT、および10mM EDTA)の存在下で、23℃および45rpmにおいて15分間そのサンプルをインキュベートすることによって行った。解離したVLPを、カーゴ(例えば、核酸)の存在下で再アセンブルした。簡潔には、その解離したVLPを、適切な濃度のカーゴと徹底的に混合し、続いて、その混合物を、20kDa MWCO透析チャンバ(Slide−A−LyzerTM MINI Dialysis Device, Thermo Scientific)を使用して標準的な再会合緩衝液(10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5)に対して透析した。4〜6時間後、透析緩衝液を、新鮮な透析緩衝液に交換し、サンプルをさらに16〜18時間インキュベートした。核酸をカーゴとして使用する場合、パックされていない核酸を、25μg VLPおよび2.5mM MgCl2につき、37℃において1時間、40 u Benzonase(登録商標) Nuclease(Merck)とインキュベートすることによって消化した。サンプルを、透析する前に濾過した(Corning(登録商標) Costar(登録商標) Spin−X(登録商標)遠心分離チューブフィルタ;孔サイズ0.22μm)。VLPを、その後直接分析し、そして/または−80℃で貯蔵した。
再アセンブルしたVLPのVLPパッケージングのために、上記の工程c)の貯蔵したVLPを−80℃から取り出し、サーマルシェイカー(23℃、350rpm)を使用して融解した。その後、融解したVLPサンプルの解離を、解離緩衝液(20mM Tris−HCl、150mM NaCl、5mM DTT、および10mM EDTA)の存在下で、23℃および45rpmにおいて15分間そのサンプルをインキュベートすることによって行った。解離したVLPを、カーゴ(例えば、核酸)の存在下で再アセンブルした。簡潔には、その解離したVLPを、適切な濃度のカーゴと徹底的に混合し、続いて、その混合物を、20kDa MWCO透析チャンバ(Slide−A−LyzerTM MINI Dialysis Device, Thermo Scientific)を使用して標準的な再会合緩衝液(10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5)に対して透析した。4〜6時間後、透析緩衝液を、新鮮な透析緩衝液に交換し、サンプルをさらに16〜18時間インキュベートした。核酸をカーゴとして使用する場合、パックされていない核酸を、25μg VLPおよび2.5mM MgCl2につき、37℃において1時間、40 u Benzonase(登録商標) Nuclease(Merck)とインキュベートすることによって消化した。サンプルを、透析する前に濾過した(Corning(登録商標) Costar(登録商標) Spin−X(登録商標)遠心分離チューブフィルタ;孔サイズ0.22μm)。VLPを、その後直接分析し、そして/または−80℃で貯蔵した。
カーゴでの新鮮なまたは貯蔵したペンタマーのパッケージング
ペンタマーパッケージングのために、新鮮なまたは−80℃で貯蔵したペンタマーを直接混合し、カーゴで再アセンブルしたか、またはサーマルシェイカー(23℃、350rpm)を使用して融解し、次いで、カーゴ(例えば、核酸)の存在下で再アセンブルした。簡潔には、そのペンタマーを、適切な濃度のカーゴと徹底的に混合し、続いて、その混合物を、20kDa MWCO透析チャンバ(Slide−A−LyzerTM MINI Dialysis Device, Thermo Scientific)を使用して標準的な再会合緩衝液(10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5)に対して透析した。核酸をカーゴとして使用する場合、パックされていない核酸を、25μg 再アセンブルVLPおよび2.5mM MgCl2につき、37℃において1時間、40 u Benzonase(登録商標) Nuclease(Merck)とインキュベートすることによって消化した。再アセンブルしたペンタマーを、その後直接分析した。
ペンタマーパッケージングのために、新鮮なまたは−80℃で貯蔵したペンタマーを直接混合し、カーゴで再アセンブルしたか、またはサーマルシェイカー(23℃、350rpm)を使用して融解し、次いで、カーゴ(例えば、核酸)の存在下で再アセンブルした。簡潔には、そのペンタマーを、適切な濃度のカーゴと徹底的に混合し、続いて、その混合物を、20kDa MWCO透析チャンバ(Slide−A−LyzerTM MINI Dialysis Device, Thermo Scientific)を使用して標準的な再会合緩衝液(10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH7.5)に対して透析した。核酸をカーゴとして使用する場合、パックされていない核酸を、25μg 再アセンブルVLPおよび2.5mM MgCl2につき、37℃において1時間、40 u Benzonase(登録商標) Nuclease(Merck)とインキュベートすることによって消化した。再アセンブルしたペンタマーを、その後直接分析した。
VLPの機能性試験/ルシフェラーゼアッセイ
核酸に装填したVLPの場合(新鮮なまたは貯蔵したペンタマーから;または再アセンブルおよび精製したVLPから製造)、ルシフェラーゼ NanoLuc(登録商標)プラスミドを、カーゴとして使用した。膠芽腫細胞を、予め、10% FCS(Thermo Fisher)および1% Pen−Strep(PAN−Biotech)を補充した900μl DMEM培地、高グルコース、GutaMAXTM(Thermo Fisher)中に、3×104の密度で24時間播種した。そのサンプルを添加する前に、その相当する量の培地を、各ウェル中の一定量の培地を維持するために除去した。サンプルをその細胞に添加し、37℃および5% CO2において48時間インキュベートした。その後、細胞培地を排除し、細胞をPBSで洗浄した。ルシフェラーゼ活性を、製造業者の説明書に従って決定した(NanoGlo(登録商標) Luciferase Assay(Promega))。Glomax(登録商標)マルチ検出システム(Promega)において、白色96ウェルプレート(Greiner bio−one)中でルミネッセンスを測定した。
核酸に装填したVLPの場合(新鮮なまたは貯蔵したペンタマーから;または再アセンブルおよび精製したVLPから製造)、ルシフェラーゼ NanoLuc(登録商標)プラスミドを、カーゴとして使用した。膠芽腫細胞を、予め、10% FCS(Thermo Fisher)および1% Pen−Strep(PAN−Biotech)を補充した900μl DMEM培地、高グルコース、GutaMAXTM(Thermo Fisher)中に、3×104の密度で24時間播種した。そのサンプルを添加する前に、その相当する量の培地を、各ウェル中の一定量の培地を維持するために除去した。サンプルをその細胞に添加し、37℃および5% CO2において48時間インキュベートした。その後、細胞培地を排除し、細胞をPBSで洗浄した。ルシフェラーゼ活性を、製造業者の説明書に従って決定した(NanoGlo(登録商標) Luciferase Assay(Promega))。Glomax(登録商標)マルチ検出システム(Promega)において、白色96ウェルプレート(Greiner bio−one)中でルミネッセンスを測定した。
VLP特徴付け
サンプル解離を堅守するために、サンプルの再アセンブルおよび安定性、動的光散乱法(DLS)および多分散指数(PDI)を、Zetasizer Nano ZS(Malvern.)を使用して測定した。そのVLPサイズおよびPDIを、Zetasizer Software(バージョン7.11, Malvern)で記録した。さらに、各サンプルの屈折温度を、Tycho NT.6(Nanotemper)を使用してnDSFによって評価した。
サンプル解離を堅守するために、サンプルの再アセンブルおよび安定性、動的光散乱法(DLS)および多分散指数(PDI)を、Zetasizer Nano ZS(Malvern.)を使用して測定した。そのVLPサイズおよびPDIを、Zetasizer Software(バージョン7.11, Malvern)で記録した。さらに、各サンプルの屈折温度を、Tycho NT.6(Nanotemper)を使用してnDSFによって評価した。
サンプル組成を分析するために、非対称フローフィールドフローフラクショネーション(AF4, Wyatt Inc.)を行った。サンプルを、多角度光散乱法(MALS)、動的光散乱法(DLS)およびUV検出器を使用することによって分析した。
透過型電子顕微鏡(TEM)分析を、80kVの電圧で作動するZeiss EM900電子顕微鏡の助けを借りて、種々の実験工程においてそのサンプルを直接可視化するために行った。このアプローチのために、サンプルを、予め2% 酢酸ウラニル(Sigma Aldrich)を使用して、炭素被覆銅グリッド(Plano GmbH)の上で染色した。
血液脳関門(BBB)透過を検証するための人工BBBモデル
VLPのBBB透過を、2区画人工BBBモデルにおいて、単一培養物(透過性にした蛍光標識物質の直接定量)または共培養物(標的細胞における透過した物質によって引き起こされるタンパク質発現)のいずれかを使用することによって評価した。
VLPのBBB透過を、2区画人工BBBモデルにおいて、単一培養物(透過性にした蛍光標識物質の直接定量)または共培養物(標的細胞における透過した物質によって引き起こされるタンパク質発現)のいずれかを使用することによって評価した。
両方の場合に、24ウェル透過可能支持体(挿入物、0.4μm、Corning Costar)を、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)中の1:20 フィブロネクチン(BioReagent)および1:75 I型コラーゲン(Merck Millipore)の混合物で、37℃において90分間、予め被覆した。過剰な被覆を注意深く除去した後、被覆した挿入物を、900μl 培地(EndoGRO, SCME004, Merck Millipore)を満たした新たな24ウェルプレート(Greiner Bio−One)へと移した。7.5×104 BBB細胞(HBEC−5i, 脳毛細血管内皮細胞)を200μl 培地とともにその挿入物へと播種した。細胞を、96時間〜120時間にわたって、そのウェル中の培地を2日ごとに交換しながらインキュベートした。
単一培養物実験(蛍光標識カーゴの透過)
その調製した挿入物を、1ウェルあたり900μlのフェノール非含有培地(DMEM/F−12、HEPES、フェノールレッドなし、Thermo Fisher Scientific)を満たした新たな24ウェルプレートに注意深く移した。サンプルをその挿入物に添加する前に、各挿入物において200μl 培地の一定量を維持するために、その相当する量の培地を除去した。インキュベーター中で、37℃において120分間のインキュベーション後に、各ウェルの3×100μlを、黒色96ウェルプレートに移し、そのサンプルの蛍光を、プレートリーダー(Tecan Infinite M200, Tecan)を使用して決定した。
その調製した挿入物を、1ウェルあたり900μlのフェノール非含有培地(DMEM/F−12、HEPES、フェノールレッドなし、Thermo Fisher Scientific)を満たした新たな24ウェルプレートに注意深く移した。サンプルをその挿入物に添加する前に、各挿入物において200μl 培地の一定量を維持するために、その相当する量の培地を除去した。インキュベーター中で、37℃において120分間のインキュベーション後に、各ウェルの3×100μlを、黒色96ウェルプレートに移し、そのサンプルの蛍光を、プレートリーダー(Tecan Infinite M200, Tecan)を使用して決定した。
BBB形成を確認するために、そのBBBを、EDTAをその挿入物に添加することによって混乱させた。その挿入物を、新鮮なフェノール非含有培地を含む24ウェルプレートに移した。EDTA(cEnd=5mM、およそ5μl)を、その挿入物に添加し、90分間、37℃においてインキュベートした。その後、蛍光を上記で記載されるように決定した。
透過を、BBB細胞を有するその挿入物の蛍光シグナルを、BBB細胞なしの適切な挿入物に対して正規化することによって計算した。その同じ様式で、そのBBBの完全性を、EDTAの添加後に検証した。
共培養物実験(透過した物質の活性)
挿入物を、標的細胞(膠芽腫細胞)を含む、10% FCS(Thermo Fisher)および1% Pen−Strep(PAN−Biotech)を補充した900μl DMEM、高グルコース、GutaMAXTM(Thermo Fisher)中、3×104の密度で予め24時間播種した新たな24ウェルプレートに移した。そのサンプル(NanoLuc(登録商標)プラスミドでパックされたVLP)をその挿入物に添加する前に、各挿入物において200μl 培地の一定量を維持するために、その相当する量の培地を除去した。24時間後に、その挿入物を、その24ウェルプレートから除去し、PBSで洗浄した。応じて、その膜(BBB細胞を有する)を外科用メスを使用して切断し、1.5ml 反応バイアルに移した。ルシフェラーゼ活性を、その製造業者の説明書に従って決定した(NanoGlo(登録商標) Luciferase Assay(Promega))。
挿入物を、標的細胞(膠芽腫細胞)を含む、10% FCS(Thermo Fisher)および1% Pen−Strep(PAN−Biotech)を補充した900μl DMEM、高グルコース、GutaMAXTM(Thermo Fisher)中、3×104の密度で予め24時間播種した新たな24ウェルプレートに移した。そのサンプル(NanoLuc(登録商標)プラスミドでパックされたVLP)をその挿入物に添加する前に、各挿入物において200μl 培地の一定量を維持するために、その相当する量の培地を除去した。24時間後に、その挿入物を、その24ウェルプレートから除去し、PBSで洗浄した。応じて、その膜(BBB細胞を有する)を外科用メスを使用して切断し、1.5ml 反応バイアルに移した。ルシフェラーゼ活性を、その製造業者の説明書に従って決定した(NanoGlo(登録商標) Luciferase Assay(Promega))。
そのウェル(その標的細胞を含む)を、さらに24時間、ルシフェラーゼアッセイをその製造業者の説明書に従って行う前に、インキュベートした(NanoGlo(登録商標) Luciferase Assay(Promega))。
低温保護を伴う貯蔵
各凍結防止添加剤であるグリセロール(Carl Roth)、スクロース(Carl
Roth)、硫酸アンモニウム(Carl Roth)、DMSO(Carl Roth)およびベタイン(Merck)を、0.68Mに相当する5%(v/v)でのグリセロールを除いて、最終添加剤濃度1Mを生じるように、VLPに添加した。さらに、1つのアリコートは、添加剤物質を含まなかった(w/o)。そのサンプルを分割し、2つの凍結速度を適用することによって凍結した: 各サンプルの1/2を、およそ−1℃/分の冷却速度で凍結した(遅い凍結)一方で、その2/2を、その容器を液体窒素へと漬けることによって迅速に凍結した(迅速凍結)。全てのサンプルを−80℃において1〜10日間の貯蔵期間で貯蔵した。23℃での融解および350rpmでの振盪後に、そのサンプルを、10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH 7.5に対して、室温において2時間透析して、添加剤濃度および分析結果に対するそれらの影響を低減させた。粒子直径およびPDIを、Zetasizer Nanoseries(Malvern)によって決定した。屈折温度を、Tycho NT.6(Nanotemper)を使用して測定した。貯蔵後のVLP機能性を、NanoLuc(登録商標)プラスミドパッケージングおよびその後のNanoGlo(登録商標) Luciferase assay(Promega)の助けを借りて証明した。
さらなる実施例
各凍結防止添加剤であるグリセロール(Carl Roth)、スクロース(Carl
Roth)、硫酸アンモニウム(Carl Roth)、DMSO(Carl Roth)およびベタイン(Merck)を、0.68Mに相当する5%(v/v)でのグリセロールを除いて、最終添加剤濃度1Mを生じるように、VLPに添加した。さらに、1つのアリコートは、添加剤物質を含まなかった(w/o)。そのサンプルを分割し、2つの凍結速度を適用することによって凍結した: 各サンプルの1/2を、およそ−1℃/分の冷却速度で凍結した(遅い凍結)一方で、その2/2を、その容器を液体窒素へと漬けることによって迅速に凍結した(迅速凍結)。全てのサンプルを−80℃において1〜10日間の貯蔵期間で貯蔵した。23℃での融解および350rpmでの振盪後に、そのサンプルを、10mM Tris−HCl、150mM NaCl、2mM CaCl2、pH 7.5に対して、室温において2時間透析して、添加剤濃度および分析結果に対するそれらの影響を低減させた。粒子直径およびPDIを、Zetasizer Nanoseries(Malvern)によって決定した。屈折温度を、Tycho NT.6(Nanotemper)を使用して測定した。貯蔵後のVLP機能性を、NanoLuc(登録商標)プラスミドパッケージングおよびその後のNanoGlo(登録商標) Luciferase assay(Promega)の助けを借りて証明した。
さらなる実施例
実施例11:機能分析
VLPの有効性を送達するカーゴ(これを、種々の方法を使用して調製した)を比較した(図11)。この目的のために、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルまたは1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル(両方の方法において、ルシフェラーゼプラスミドの存在下で最後の再アセンブル)を受けたVLPを生成した。顕著なことには、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルを受けたVLPのルシフェラーゼ活性は、1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルを受けたVLPと比較して、および「プラスミドのみ」および「細胞のみ」のコントロールと比較して、有意に増大した。
VLPの有効性を送達するカーゴ(これを、種々の方法を使用して調製した)を比較した(図11)。この目的のために、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルまたは1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル(両方の方法において、ルシフェラーゼプラスミドの存在下で最後の再アセンブル)を受けたVLPを生成した。顕著なことには、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルを受けたVLPのルシフェラーゼ活性は、1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルを受けたVLPと比較して、および「プラスミドのみ」および「細胞のみ」のコントロールと比較して、有意に増大した。
次に、2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により調製されたVLPが血液脳関門(BBB)を透過する能力を分析した(図12)。図12Aは、単一培養物設定においてVLPもしくはプラスミド(丸)によってBBB透過を試験する人工血液脳関門(BBB)モデルの設定を示す。ヒト脳内皮細胞(BBB細胞、HBEC−5i)を、透過可能な支持体上にプレートした。図12Bは、「プラスミドのみ」のコントロールと比較して、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル(蛍光標識プラスミドの存在下での第2の再アセンブル)を受けたVLPの透過性を示す。黒い棒は、無傷のBBBでの実験を表す。白い棒は、人工的に混乱させたBBB(EDTAの添加によって)での実験を表す。顕著なことには、2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により調製されたVLPは、裸のプラスミドより有意に大きな比でBBBを横断する能力があった。BBB層の完全性の混乱は、この差異を破壊し、2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により調製されたVLPの選択的で効率的な透過能力を示す。
2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により生成されたVLPの有効性の、標的細胞への送達を評価するために、共培養BBBモデルを使用した(図13)。図13Aは、VLPまたはプラスミド(丸)によるBBB透過および共培養設定において標的細胞の中に透過した物質によって引き起こされるその後のタンパク質発現を試験するために、人工BBBモデルの設定を示す。図13Bは、挿入物に存在するBBB細胞において(HBEC−5i細胞において)測定されたルシフェラーゼ活性および透過後の標的細胞におけるルシフェラーゼ活性を示す。人工BBB(「被覆+BBB細胞」)およびBBB細胞なしの被覆(「被覆のみ」)を試験した。その挿入物の細胞のルシフェラーゼ活性は、細胞が存在する場合に(従って、「被覆のみ」サンプルが予測されるようにいかなるルシフェラーゼ活性をも示さなかった)およびルシフェラーゼプラスミドが2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により調製されたVLPへとパックされた場合に(プラスミドのみと比較して)のみ測定された。その標的細胞のルシフェラーゼ活性はまた、BBB細胞層が存在するかまたは被覆のみかに関係なく、2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により調製されたVLPを有するサンプル中でのみ(プラスミドのみと比較して)測定された。
従って、2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により調製されたVLPは、高感染性およびカーゴ送達能力を保持すると同時に、BBBを効率的に通過する能力がある。サンプル(パックされた)は、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル(ルシフェラーゼプラスミドの存在下での第2の再アセンブル)を受けたVLPを意味する。
実施例12: ペンタマーの貯蔵 対 VLPの貯蔵
種々の貯蔵手順を受けた標識VLPを含む組成物の均質性および均質性を調査するために、透過型電子顕微鏡法(TEM)を行った。1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルで生成されたVLP(凍結されたペンタマー、左)を、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルで生成されたVLP(凍結されたVLP、右)と比較した(図14)。後者の場合に生成されたVLPは、顕著により均質な分布を示した。なぜならそれらは、そのペンタマーが製造の間に凍結されたVLPと比較した場合に、いかなる目に見える欠損性ウイルス粒子をも欠いたからである。
種々の貯蔵手順を受けた標識VLPを含む組成物の均質性および均質性を調査するために、透過型電子顕微鏡法(TEM)を行った。1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルで生成されたVLP(凍結されたペンタマー、左)を、2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブルで生成されたVLP(凍結されたVLP、右)と比較した(図14)。後者の場合に生成されたVLPは、顕著により均質な分布を示した。なぜならそれらは、そのペンタマーが製造の間に凍結されたVLPと比較した場合に、いかなる目に見える欠損性ウイルス粒子をも欠いたからである。
図14におけるように生成された装填VLPの均質性をさらに調査するために、FFF−MALS分析を行った(図15)。両方のサンプルを、参照として働く新鮮に調製したVLP(カーゴなし、従って、脱アセンブル/再アセンブルなし)と比較した。顕著なことには、参照(図15C)と比較すると、VLPの中間凍結を伴う2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル後に生成されたVLP(図15A)は、その組成物中に存在するVLP凝集物の量を顕著に低減した。さらに、VLPの分布は、さらにより均質であった。そのVLPのサイズならびに「非常に小さいもの」および「塩、デブリ、ペンタマー」の存在は、匹敵していた。
顕著なことには、VLPが1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル(凍結されたペンタマー)後に生成された場合、構造的に無傷のVLPはほとんど同定できなかった(図5B)。従って、2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程による方法は、再アセンブルされたVLPとしてのVLPの中間貯蔵およびほとんど凝集物のない装填VLPの非常に均質な集団の生成を可能にする。パーセンテージを、凝集物を除いて示す。
VLPの中間凍結(「サンプル(パックされた)」、実線)を、新鮮に調製したVLP(カーゴなし、従って、脱アセンブル/再アセンブルなし「サンプル(wt)」、破線)と比較して2ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル後に生成されたVLPの安定性をさらに特徴づけるために、nDSF分析を、融解温度(屈折温度)を明らかにするために行った(図16)。顕著なことには、両方のVLPサンプルの融解曲線は、ほぼ区別可能でなく、2回の脱アセンブル工程およびその後の再アセンブル工程により調製されたVLPが新鮮に調製したVLPと等しく安定であることを示す。
実施例13:再アセンブル前に凝集を誘導する
次に、ペンタマーをVLPへと再アセンブルする間に凝集を誘導する効果を測定した。DLSによって均質性を分析した(図17および図18)。図17は、凝集の誘導あり(白い棒)および凝集の誘導なし(黒い棒)の透析後に得られたVLPのPDIを示す。第1の凝集の誘導によって再アセンブルされたVLPは、凝集の誘導なしで再アセンブルされたVLPと比較して、強く低減したPDIを示した。従って、再アセンブルの間の凝集の誘導は、遙かにより均質なサイズ分布をもたらした。両方のサンプルを、凍結する前に採取した(従って、それらは1ラウンドの脱アセンブルおよび再アセンブルを受けた)。
次に、ペンタマーをVLPへと再アセンブルする間に凝集を誘導する効果を測定した。DLSによって均質性を分析した(図17および図18)。図17は、凝集の誘導あり(白い棒)および凝集の誘導なし(黒い棒)の透析後に得られたVLPのPDIを示す。第1の凝集の誘導によって再アセンブルされたVLPは、凝集の誘導なしで再アセンブルされたVLPと比較して、強く低減したPDIを示した。従って、再アセンブルの間の凝集の誘導は、遙かにより均質なサイズ分布をもたらした。両方のサンプルを、凍結する前に採取した(従って、それらは1ラウンドの脱アセンブルおよび再アセンブルを受けた)。
図18は、図17におけるように調製されたサンプル(図18、左)およびその後の凍結工程を除いて同じ再アセンブル条件を受けたサンプル(図18、右)のDLSによって決定した平均サイズ分布を示す。凝集の誘導ありで再アセンブルした両方のサンプル(実線)は、非常に均質なサイズ分布を示す一方で、凝集工程を受けなかったサンプル(破線)は、少なくとも2つのVLP集団を示す。さらには、その凍結工程は、後者のサンプルにとって明らかに有害であった。なぜなら凝集の誘導なしで再アセンブルされたVLPを含む組成物は、凍結後にかなりより不均質になったからである。しかし、凝集の誘導ありで再アセンブルされたVLPは、そのサンプルの均質性に何ら影響なく凍結できた。
実施例14:凍結防止添加剤の効果
VLPに対するサンプル貯蔵の効果をさらに綿密に調べるために、種々の凍結防止添加剤を、1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル、ならびにAS緩衝液を含む2回の透析工程(再アセンブルの間の凝集の誘導のため)後に凍結したVLPを含む組成物に添加した(図19)。図19Aは、nDSFによって分析した場合に示されるように貯蔵された装填VLPの安定性を示す。顕著なことには、硫酸アンモニウムを含む緩衝液中に貯蔵されたVLPは、他の凍結防止添加剤と比較して、かなりより安定した(すなわち、より高い屈折温度を示す)。興味深いことには、この効果は、そのVLPが迅速に凍結されたか(黒い棒)またはゆっくりと凍結されたか(点付きの棒)に関わらず無関係であった。
VLPに対するサンプル貯蔵の効果をさらに綿密に調べるために、種々の凍結防止添加剤を、1ラウンドの脱アセンブルおよびその後の再アセンブル、ならびにAS緩衝液を含む2回の透析工程(再アセンブルの間の凝集の誘導のため)後に凍結したVLPを含む組成物に添加した(図19)。図19Aは、nDSFによって分析した場合に示されるように貯蔵された装填VLPの安定性を示す。顕著なことには、硫酸アンモニウムを含む緩衝液中に貯蔵されたVLPは、他の凍結防止添加剤と比較して、かなりより安定した(すなわち、より高い屈折温度を示す)。興味深いことには、この効果は、そのVLPが迅速に凍結されたか(黒い棒)またはゆっくりと凍結されたか(点付きの棒)に関わらず無関係であった。
次の工程において、これらのサンプルを、ルシフェラーゼアッセイにおいて使用した(図19B)。予測外なことには、そのルシフェラーゼ活性は、硫酸アンモニウムを含む組成物中に貯蔵されたVLPによって強力に増大された。ベタインはまた、凍結防止添加剤なしのサンプルおよび他の試験した凍結防止添加剤と比較した場合に有利であった。従って、凍結防止添加剤、特に硫酸アンモニウムの使用は、VLPの安定性をかなり増大させ、その装填VLPの感染性およびカーゴ送達有効性を増大させた。繰り返すと、この効果は、そのVLPが迅速に凍結されたか(黒い棒)またはゆっくりと凍結されたか(白い棒)に関わらず無関係であった。
実施形態
1.被験体におけるリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のためのリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLP。
1.被験体におけるリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のためのリソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターと会合したVLP。
2.上記VLPは、ウイルス遺伝物質を含まず、上記発現ベクターはウイルスタンパク質をコードしない、実施形態1に記載の使用のためのVLP。
3.上記被験体は、動物またはヒト、好ましくはヒトである、実施形態1または2に記載の使用のためのVLP。
4.上記被験体は、神経学的欠損を有する、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
5.上記リソソーム酵素はヒト酵素である、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
6.上記リソソーム酵素はアリールスルファターゼAである、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
7.上記リソソーム酵素は、配列番号1に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一であり、好ましくは配列番号1のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含む、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
8.上記リソソーム蓄積症は異染性白質ジストロフィー(MLD)である、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
9.上記発現ベクターは、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
10.上記発現ベクターは、CMVおよびCAGを含む群から選択されるプロモーターを有する、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
11.上記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
12.上記VLPは、ヒトポリオーマウイルス、好ましくはJCVに由来する、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
13.上記VLPは、血液脳関門を、好ましくは生理学的に無傷の血液脳関門を横断して、上記リソソーム酵素または上記発現ベクターと一緒にCNSに入る、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
14.上記リソソーム酵素または上記発現ベクターは、星状細胞、乏突起膠細胞、ミクログリアまたはニューロン、好ましくは乏突起膠細胞に入る、実施形態13に記載のVLP。
15.上記VLPは、経口的にまたは非経口的に、好ましくは静脈内に投与される、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
16.標的細胞は、有効量のリソソーム酵素と接触される、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
17.上記リソソーム酵素は、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間、より好ましくは少なくとも30日間にわたって、治療上有効な酵素活性を有する、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
18.上記VLPは、JCウイルスのVP1タンパク質から構成される、上述の実施形態のうちのいずれかに記載の使用のためのVLP。
19.上記VP1タンパク質は、配列番号3に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%同一である、好ましくは少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む、実施形態18に記載のVLP。
20.被験体におけるリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物であって、ここで上記薬学的組成物は、実施形態1〜19のいずれか1つに記載のVLP、ならびに薬学的に受容可能なキャリア、および/または賦形剤を含む、薬学的組成物。
21.リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードするコード領域、CAGおよびCMVを含む群から選択され、好ましくはCAGであるプロモーターを有し、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、発現ベクター。
22.上記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、実施形態21に記載の発現ベクター。
23.VLPを、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼA、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターと会合させるための方法であって、ここで上記方法は、以下の工程:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程
b) 上記a)の組成物のVP1タンパク質を、上記VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 上記b)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 上記c)の組成物のペンタマーを、上記ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 上記d)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 上記e)の組成物のペンタマーを、上記リソソーム酵素または該発現ベクターに、上記ペンタマーを誘導する条件下に曝して、上記リソソーム酵素または上記発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する方法。
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程
b) 上記a)の組成物のVP1タンパク質を、上記VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 上記b)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 上記c)の組成物のペンタマーを、上記ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 上記d)の組成物のVLPを、上記VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 上記e)の組成物のペンタマーを、上記リソソーム酵素または該発現ベクターに、上記ペンタマーを誘導する条件下に曝して、上記リソソーム酵素または上記発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する方法。
24.実施形態23に記載の方法によって得られ得る、VLP。
Claims (32)
- 被験体において異染性白質ジストロフィー(MLD)を処置するための方法における使用のための、リソソーム酵素を組み込むかまたはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物であって、ここで該VLPは、JCVに由来する、組成物。
- 前記VLPは、ウイルス遺伝物質を含まず、前記発現ベクターは、ウイルスタンパク質をコードしない、請求項1に記載の組成物。
- 前記被験体は、動物またはヒトであり、好ましくはヒトである、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記被験体は、神経学的欠損を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記リソソーム酵素は、ヒト酵素である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記リソソーム酵素は、アリールスルファターゼAである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記リソソーム酵素は、配列番号1に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、最も好ましくは配列番号1のアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記発現ベクターは、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記発現ベクターは、CMVおよびCAGを含む群から選択されるプロモーターを有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記VLPは、血液脳関門を、好ましくは生理学的に無傷の血液脳関門を横断して、前記リソソーム酵素または前記発現ベクターと一緒にCNSに入る、請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記リソソーム酵素または前記発現ベクターは、星状細胞、乏突起膠細胞、ミクログリアまたはニューロン、好ましくは乏突起膠細胞に入る、請求項11に記載の組成物。
- 前記組成物は、経口的にまたは非経口的に、好ましくは静脈内に投与される、請求項1〜12のいずれか1項に記載の組成物。
- 標的細胞は、有効量のリソソーム酵素と接触される、請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記リソソーム酵素は、少なくとも10日間、好ましくは少なくとも20日間、より好ましくは少なくとも30日間にわたって、治療上有効な酵素活性を有する、請求項1〜14のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記VLPは、JCウイルスのVP1タンパク質から構成される、請求項1〜15のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記VP1タンパク質は、配列番号3に従うアミノ酸配列とその全長にわたって少なくとも80%同一である、好ましくは少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項16に記載の組成物。
- 被験体においてリソソーム蓄積症を処置するための方法における使用のための薬学的組成物であって、ここで該薬学的組成物は、請求項1〜17のいずれかに記載の組成物、ならびに薬学的に受容可能なキャリア、および/または賦形剤を含む、薬学的組成物。
- リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードするコード領域、CAGおよびCMVを含む群から選択され、好ましくはCAGであるプロモーターを有し、7kb未満、好ましくは6kb未満のサイズを有する、発現ベクター。
- 前記リソソーム酵素は、配列番号2のヌクレオチド配列とその全長にわたって少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%同一である、好ましくは配列番号2のヌクレオチド配列であるヌクレオチド配列を含む、請求項19に記載の発現ベクター。
- VLPへと、リソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAを組み込むか、またはリソソーム酵素、好ましくはヒトアリールスルファターゼAをコードする発現ベクターを組み込むための方法であって、ここで該方法は、以下の工程:
a) VP1タンパク質を含む組成物を提供する工程、
b) 該a)の組成物のVP1タンパク質を、該VP1を誘導する条件に曝して、VLPへとアセンブルする工程、
c) 該b)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
d) 該c)の組成物のペンタマーを、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、VLPへと再アセンブルする工程、
e) 該d)の組成物のVLPを、該VLPをペンタマーへと脱アセンブルする条件に曝す工程、
f) 該e)の組成物のペンタマーを、該リソソーム酵素または該発現ベクターに、該ペンタマーを誘導する条件に曝して、該リソソーム酵素または該発現ベクターと会合したVLPへとアセンブルする工程、
を包含する方法。 - 請求項21に記載の方法によって得られ得るVLP。
- 請求項21に記載の方法によって得られ得る薬物送達システム。
- 薬物送達システムとしての請求項1〜17のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記MLDを処置するための方法は、前記処置されるべき被験体のBBBの透過性を増大させる工程を包含しない、請求項24に記載の組成物。
- リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを標的に送達することにおいて使用するための、該リソソーム酵素または該リソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物であって、ここで該標的はCNSである、組成物。
- 前記リソソーム酵素または前記リソソーム酵素をコードする発現ベクターは、CNSにおける標的細胞、特に、星状細胞、乏突起膠細胞、ニューロンおよび/またはミクログリアに送達される、請求項26に記載の組成物。
- 前記リソソーム酵素は、前記標的細胞において一過性に発現される、請求項27に記載の組成物。
- リソソーム酵素活性を高めることにおいて使用するための、リソソーム酵素またはリソソーム酵素をコードする発現ベクターを組み込むVLPを含む組成物。
- MLDの処置のための医薬の製造のための、請求項1〜17のいずれかに記載の組成物の使用。
- MLDの処置のための医薬の製造のための、請求項23に記載の薬物送達システムの使用。
- MLDの処置のための、請求項23に記載の薬物送達システムを含む組成物。
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