JP2020191870A - 治療用細胞のコントロールされた活性化または排除のための方法 - Google Patents

治療用細胞のコントロールされた活性化または排除のための方法 Download PDF

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Abstract

【課題】治療用細胞のコントロールされた活性化または排除のための方法の提供。【解決手段】本技術は一部、治療用細胞における個々のタンパク質−タンパク質相互作用を操作するタンパク質の多量体化を用いて治療用細胞の活性または排除をコントロールするための、例えば、生着を促進するために使用される細胞を活性化もしくは排除することによって、疾患または状態を処置するための、あるいはキメラ抗原レセプターもしくは組換えT細胞レセプターを発現する治療用細胞の活性をコントロールもしくはモジュレートするための、方法に関する。【選択図】なし

Description

(関連出願)
2015年4月16日に出願された「Methods for Controlled Activation or Elimination of Therapeutic Cells」とのタイトルの米国仮特許出願第62/148,386号お
よび2014年12月15日に出願された「Methods for Controlled Elimination of Therapeutic Cells」とのタイトルの米国仮特許出願第62/092,149号に対する優先権
を主張する。これらはすべて、その全体が参照され、その参照により援用される。
(分野)
本技術は、一部、治療用細胞における個々のタンパク質−タンパク質相互作用を操作するタンパク質の多量体化を使用して治療用細胞の活性または排除をコントロールするための、例えば、生着を促進するために使用される細胞を活性化もしくは排除することによって、疾患または状態を処置するための、あるいはキメラ抗原レセプターもしくは組換えT細胞レセプターを発現する治療用細胞の活性をコントロールもしくはモジュレートするための、方法に関する。
(背景)
改変されたまたは改変されていない細胞(例えば、T細胞)が患者に投与される細胞治療の使用がますます増加しつつある。いくつかの例では、細胞は、異種遺伝子を発現するように遺伝子操作され、これら改変された細胞は、次いで、患者へと投与される。異種遺伝子は、キメラ抗原レセプター(CAR)を発現させるために使用され得る。このキメラ抗原レセプターは、MHC抗原提示の必要なくT細胞に抗原特異性を伝えるためにデザインされた人工レセプターである。それらは、T細胞を活性化し、特異免疫をもたらすように選択された、抗原特異的構成成分、膜貫通構成成分および細胞内構成成分を含む。CAR発現T細胞は、がん治療をはじめとした様々な治療において使用され得る。これら処置は、例えば、腫瘍を排除のために標的化するために、ならびにがんおよび血液障害を処置するために使用されるが、これら治療は、負の副作用を有し得る。
治療用細胞誘発性有害事象のいくつかの場合には、治療用細胞の迅速かつほぼ完全な排除の必要性がある。過度のオンターゲット効果(例えば、大きな腫瘍塊に対して指向されるもの)は、腫瘍崩壊症候群(TLS)、サイトカイン放出症候群(CRS)またはマクロファージ活性化症候群(MAS)と関連するサイトカインストームをもたらし得る。結果として、それらが重大有害事象(SAE)を引き起こす事象において移入されたT細胞または幹細胞を排除し得るか、または処置後にもはや用いられなくなり得る安定な、信頼性のある「自殺遺伝子」の開発は非常に重要である。なお場合によっては、治療の必要性は残り得、十分な治療レベを維持しながら、負の効果を減少するための方法が存在し得る。
場合によっては、治療用細胞の活性を増加させる必要性がある。例えば、共刺激ポリペプチドは、T細胞の活性化、および標的抗原に対するCAR発現T細胞の活性化を高めるために使用され得る。これは、養子免疫療法の効力を増大させる。
従って、治療の有益な効果のうちの一部またはすべてを保持しながら、細胞治療において使用されるドナー細胞の活性を迅速に高めるかまたはこのドナー細胞の考えられる負の効果を除去するために、治療用細胞のコントロールされた活性化または排除の必要性がある。
(要旨)
腫瘍関連抗原(TAA)に対して指向されるキメラ抗原レセプター(CAR)を発現する自家T細胞は、90%に近づく客観的奏効(OR)率を伴って、ある種のタイプの白血病(「液性腫瘍」)およびリンパ腫の処置に関する初期の臨床試験において形質転換効果を有していた。それらの臨床的有望性が大きいことおよびそれに伴う強い関心が予測できるにも関わらず、この成功は、サイトカイン放出症候群(CRS)に代表的なその観察される高レベルのオンターゲット、オフ腫瘍有害事象(high level of on-target, off-tumor adverse event)によって抑えられる。リスクを最小にしながらこれらの画期的な処置の利益を維持するために、CAR発現T細胞の活性レベルをコントロールするために整調可能な安全スイッチが開発された。誘導性共刺激キメラポリペプチドは、細胞において共発現されるキメラ抗原レセプター(CAR)の持続的で調節されたコントロールを可能にする。リガンド誘導物質は、誘導性キメラシグナル伝達分子を多量体化することによってCAR発現細胞を活性化し、これは翻って、NF−κBシグナル伝達経路および他の細胞内シグナル伝達経路を誘導し、標的細胞、例えば、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)、ナチュラルキラー(NK)細胞またはナチュラルキラーT(NK−T)細胞の活性化をもたらす。リガンド誘導物質の非存在下では、T細胞は、静止状態であるか、または基底レベルの活性を有する。
第2のレベルのコントロールにおいて、「二量体」スイッチは、必要な場合、治療用細胞を被験体から排除することによって、重大な副作用を減少または排除しながら、継続した細胞治療を可能にし得る。この二量体スイッチは、第2のリガンド誘導物質に依存する。いくつかの例では、治療用細胞を迅速に排除する必要性がある場合、この第2のリガンド誘導物質の適切な用量は、治療用細胞のうちの90%超または95%超を患者から排除するために、投与される。この第2のレベルのコントロールは、「整調可能」であり得る。すなわち、治療用細胞の除去レベルは、治療用細胞の部分的除去を生じるようにコントロールされ得る。この第2のレベルのコントロールは、例えば、キメラアポトーシス促進ポリペプチドを含み得る。
いくつかの例では、キメラアポトーシスポリペプチドは、ラパマイシン、またはラパマイシンアナログ(ラパログ)の結合部位を含み;リガンド誘導物質による誘導の際に、治療用細胞を活性化する誘導性キメラポリペプチドは、治療用細胞にも存在する;いくつかの例では、この誘導性キメラポリペプチドは、治療用細胞に共刺激活性を提供する。このCARは、細胞において発現される別個のポリペプチド上に存在し得る。他の例では、このCARは、誘導性キメラポリペプチドと同じポリペプチドの一部として存在し得る。このコントロール可能な第1のレベルを使用して、継続した治療の必要性、または治療を刺激する必要性は、負の副作用を排除またはそのレベルを減少させる必要性とバランスがとられ得る。
いくつかの実施形態において、ラパマイシンアナログ、または「ラパログ」は、患者に投与され、これは、次いで、カスパーゼポリペプチドおよびキメラ抗原レセプターの両方に結合し、従って、カスパーゼポリペプチドをCARの場所へと動員し、カスパーゼポリペプチドを凝集させる。凝集すると、カスパーゼポリペプチドは、アポトーシスを誘導する。患者に投与されるラパマイシンまたはラパマイシンアナログの量は、変動し得る;アポトーシスによるより低い細胞レベルの除去が、副作用を低減し、CAR治療を継続するために望ましい場合、より低いラパマイシンまたはラパログレベルが、患者に投与され得る。
第2のレベルの治療用細胞排除において、選択的アポトーシスは、リミズシド(rimiducid)(AP1903)を投与することによって、二量体リガンド結合ポリペプチド(例
えば、AP1903結合ポリペプチドFKBP12v36など)に融合されるキメラカスパーゼ−9ポリペプチドを発現する細胞において誘導され得る。いくつかの例では、このカスパーゼ−9ポリペプチドは、誘導性キメラポリペプチドの一部として、野生型カスパーゼ−9ポリペプチドより低いレベルの基底アポトーシス活性を生じるアミノ酸置換を含む。
従って、いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびにb)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)上記第1の多量体化領域または上記第2の多量体化領域を含む、第2のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸が提供され、ここで:上記第2の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;上記第1のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含むか、または上記第1のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含み;上記第1の多量体化領域および上記第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;上記第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして上記第2のリガンドは、上記第2の多量体化領域に有意に結合しない。いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;および(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびにb)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)上記第1の多量体化領域または上記第2の多量体化領域を含む第2のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸が提供され、ここで上記第2の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;上記第1のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含むか、または上記第1のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含み;上記第1の多量体化領域および上記第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;上記第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして上記第2のリガンドは、上記第2の多量体化領域に有意に結合しない。
いくつかの実施形態において、上記第1のリガンドは、第1の部分を含み、上記第1の多量体化領域は、上記第1の部分に結合し、上記第2の多量体化領域は、上記第1の部分に有意に結合しない。いくつかの実施形態において、上記第2のリガンドは、上記第2の多量体化領域に結合できない。いくつかの実施形態において、上記第1の多量体化領域は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域であり、上記第2の多量体化領域は、FKBP−12−ラパマイシン結合(FRB)領域またはFRBバリアント領域である。いくつかの実施形態において、上記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログであり、上記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される。
いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびにb)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第2のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸もまた、提供される。いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)少なくとも2個のFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびにb)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第2のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸もまた、提供される。
いくつかの実施形態において、本出願の核酸で形質導入またはトランスフェクトされた、改変された細胞が提供される。いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびにb)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)上記第1の多量体化領域または上記第2の多量体化領域を含む、第2のポリヌクレオチドを含む改変された細胞が提供され、ここで:上記第2の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;上記第1のキメラポリペプチドは、上記第1の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含むか、または上記第1のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含み;上記第1の多量体化領域および上記第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;上記第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;上記第2のリガンドは、上記第2の多量体化領域に有意に結合しない。いくつかの実施形態において、上記第2のリガンドは、上記第2の多量体化領域に結合できない。
いくつかの実施形態において、被験体において移植された改変された細胞の生存をコントロールするための方法が提供され、上記方法は、a)本出願の改変された細胞を上記被験体へと移植すること;およびb) (a)の後に、上記被験体に、上記第2のキメラポリペプチドを発現する改変された細胞のうちの30%未満、または少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、または95%を殺滅するために有効な量の上記第1のリガンドを投与することを包含し、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、上記第1の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含む。
いくつかの実施形態において、標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法が提供され、上記方法は、(a)有効量の改変された細胞を上記被験体へと移植することであって、ここで上記改変された細胞は、本出願の改変された細胞を含み、ここで上記改変された細胞は、上記標的抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターを含む、移植すること、ならびに(b) a)の後に、上記被験体において標的抗原または標的細胞の数または濃度を減少させるために有効量の上記第2のリガンドを投与することであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含む、投与することを包含する。いくつかの実施形態において、上記方法は、b)の後に、上記第2のキメラポリペプチドを発現する改変された細胞のうちの30%未満、または少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、または95%を殺滅するために有効な量の上記第1のリガンドを投与することをさらに包含する。
いくつかの実施形態において、上記第1の多量体化領域は、2個のFKBP12v36領域を含みかつ上記第2の多量体化領域はFRB領域またはFRBバリアント領域を含む。いくつかの実施形態において、上記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである。
いくつかの実施形態において、第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸もまた提供され、ここでa)上記第1のポリヌクレオチドは、第1の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第1のキメラアポトーシスポリペプチドをコードし;そしてb)上記第2のポリヌクレオチドは、第2の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第2のキメラアポトーシスポリペプチドをコードし、ここで上記第2の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は第1のリガンドに結合し、そして上記アポトーシス促進ポリペプチド領域は、上記第1のリガンドへの結合後に一緒に多量体化でき、かつ細胞においてアポトーシスを誘導できる。いくつかの実施形態において、上記第1の多量体化領域は、上記第2の多量体化領域に有意に結合しない第2のリガンドに結合する。いくつかの実施形態において、上記第2のリガンドは、上記第2の多量体化領域に結合できない。いくつかの実施形態において、上記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである。
いくつかの実施形態において、FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸もまた、提供される。いくつかの実施形態において、第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸もまた提供され、ここでa)上記第1のポリヌクレオチドは、FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含む第1のキメラカスパーゼポリペプチドをコードし;そしてb)上記第2のポリヌクレオチドは、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含む第2のキメラカスパーゼポリペプチドをコードする。
いくつかの実施形態において、本出願の核酸でトランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞が提供される。いくつかの実施形態において、a)第1の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域および第2の多量体化領域を含む第1のキメラアポトーシスポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチド;ならびにb)第2の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第2のキメラアポトーシスポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む、改変された細胞が提供され、ここで上記第2の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は第1のリガンドに結合し、上記アポトーシス促進ポリペプチド領域は、上記第1のリガンドへの結合後に一緒に多量体化でき、かつ細胞においてアポトーシスを誘導できる。いくつかの実施形態において、上記第1の多量体化領域は、上記第2の多量体化領域に有意に結合しない第2のリガンドに結合する。
いくつかの実施形態において、第1のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸が提供され、ここで上記第1のポリペプチドは、少なくとも2個の第1の多量体化領域または少なくとも2個の第2の多量体化領域を含む足場領域を含み、ここで上記第1の多量体化領域の各々は、上記第2の多量体化領域の各々とは異なる。いくつかの実施形態において、上記核酸は、第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドをさらに含み、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および上記第1の多量体化領域または上記第2の多量体化領域を含み、ここで上記第2の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1の多量体化領域および上記第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;そして上記第1のポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含むか、または上記第1のポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含む。いくつかの実施形態において、上記第1のリガンドは、第1の部分を含み、上記第1の多量体化領域は、上記第1の部分に結合し、上記第2の多量体化領域は、上記第1の部分に有意に結合しない。いくつかの実施形態において、上記第2の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し、上記第1の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域に有意に結合しない。
いくつかの実施形態において、第1のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む改変された細胞がまた提供され、ここで上記第1のポリペプチドは、少なくとも2個の第1の多量体化領域または少なくとも2個の第2の多量体化領域を含む足場領域を含み、ここで上記第1の多量体化領域の各々は、上記第2の多量体化領域の各々とは異なる。いくつかの実施形態において、上記改変された細胞は、第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドをさらに含み、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および上記第1の多量体化領域または上記第2の多量体化領域を含み、ここで上記第2の多量体化領域は、上記第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1の多量体化領域および上記第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;そして上記第1のポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含むか、または上記第1のポリペプチドは上記第2の多量体化領域を含みかつ上記第2のキメラポリペプチドは上記第1の多量体化領域を含む。
いくつかの実施形態において、足場ポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第1のポリヌクレオチド、ならびにFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域およびカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む、改変された細胞もまた提供される。いくつかの実施形態において、足場ポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域を含む第1のポリヌクレオチド、ならびにFRBまたはFRBバリアントおよびカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む改変された細胞もまた、提供される。いくつかの実施形態において、上記改変された細胞は、キメラ抗原レセプターまたはキメラT細胞レセプターをさらに含む。
いくつかの実施形態において、被験体において移植された改変された細胞の生存をコントロールするための方法が提供され、上記方法は、a)本出願の改変された細胞を上記被験体へと移植すること;およびb) (a)の後に、上記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む上記第2のキメラポリペプチドを発現する改変された細胞のうちの30%未満、または少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、または95%を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを上記被験体に投与することを包含する。いくつかの実施形態において、上記第2の多量体化領域は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域であり、上記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む上記第2のキメラポリペプチド上のFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを、上記第2のキメラポリペプチドを発現する改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量で投与することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法が提供され、上記方法は、(a)上記被験体に有効量の本出願の改変された細胞を投与することであって、ここで上記改変された細胞は、上記標的抗原に結合するキメラ抗原レセプターまたはT細胞レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、投与すること;および(b)a)の後に、有効量のリガンド、ラパマイシン、またはラパログを投与することを包含する。
いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびにc)膜貫通領域、T細胞活性化分子、ならびにHer2/Neu、PSCA、およびCD19からなる群より選択される抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターをコードする第3のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸もまた、提供される。いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびにc)膜貫通領域、T細胞活性化分子、およびHer2/Neu抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターをコードする第3のポリヌクレオチドを含む、改変された細胞もまた、提供される。
いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびにc)キメラT細胞レセプターをコードする第3のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸が提供される。いくつかの実施形態において、a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびにc)キメラT細胞レセプターをコードする第3のポリヌクレオチドを含む、改変された細胞もまた、提供される。
いくつかの実施形態において、第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸が提供され、ここで上記第2のリガンド結合領域は、上記第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1のおよび第2のリガンド結合領域は、第1の多量体リガンドに結合でき;上記第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして上記第2のリガンドは、上記第2のリガンド結合領域に有意に結合しない。第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;および(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸もまた、提供され、ここで上記第2のリガンド結合領域は、上記第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1のおよび第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合でき;上記第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして上記第2のリガンドは、上記第2のリガンド結合領域に有意に結合しない。いくつかの実施形態において、上記核酸は、上記第1のポリヌクレオチドと上記第2のポリヌクレオチドとの間に、リンカーポリペプチドをコードするポリヌクレオチドをさらに含み、ここで上記リンカーポリペプチドは、翻訳中または翻訳後に、上記第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドの翻訳生成物を分断する。例えば、いくつかの実施形態において、上記リンカーポリペプチドは、2Aポリペプチドである。いくつかの実施形態において、上記第2のリガンドは、上記第2のリガンド結合領域に結合できない。
いくつかの実施形態において、上記核酸は、キメラ抗原レセプター、T細胞レセプター、またはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む。いくつかの実施形態において、上記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む。
本明細書で論じられる核酸でトランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞もまた、提供される。他の実施形態において、第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド、を含む改変された細胞が提供され、ここで上記第2のリガンド結合領域は、上記第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1のおよび第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合でき;上記第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして上記第2のリガンドは、上記第2のリガンド結合領域に有意に結合しない。第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;および(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチドを含む、改変された細胞もまた提供され、ここで上記第2のリガンド結合領域は、上記第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1のおよび第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合でき;上記第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして上記第2のリガンドは、上記第2のリガンド結合領域に有意に結合しない。いくつかの実施形態において、上記第2のリガンドは、上記第2のリガンド結合領域に結合できない。いくつかの実施形態において、実施形態C1〜C4のいずれか1つに記載された改変された細胞であって、ここで上記改変された細胞は、マーカーポリペプチドをコードする第3のポリヌクレオチドをさらに含む。いくつかの実施形態において、上記第1のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む。いくつかの実施形態において、上記第2のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む。
いくつかの実施形態において、上記改変された細胞は、キメラ抗原レセプター、T細胞レセプター、またはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む。いくつかの実施形態において、上記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む。
被験体において免疫応答を刺激するための方法もまた、提供され、上記方法は、本明細書で論じられる改変された細胞を上記被験体へと移植すること;および次いで、有効量の上記第2のリガンドを投与して、細胞媒介性免疫応答を刺激することを包含する。本明細書で論じられる改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体にリガンドを投与するための方法もまた提供され、上記方法は、上記第2のリガンドを上記ヒト被験体に投与することを包含する。被験体において移植された改変された細胞の活性をコントロールするための方法もまた提供され、上記方法は、本明細書で論じられる改変された細胞を上記被験体に移植すること;および、次いで、有効量の上記第2のリガンドを投与して、上記移植された改変された細胞の活性を刺激することを包含する。上記方法は、いくつかの実施形態において、次いで、上記被験体に、上記第2のキメラポリペプチドを発現する改変された細胞のうちの30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、または100%未満を殺滅するために有効な量の上記第1のリガンドを投与することをさらに包含し得る。
標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法もまた提供され、上記方法は、上記被験体に、有効量の、実施形態B1〜D14のいずれか1つに記載の改変された細胞を投与することであって、ここで上記細胞は、上記標的抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターを含む、投与すること、および次いで、有効量の上記第2のリガンドを投与して、上記被験体において標的抗原または標的細胞の数または濃度を減少させることを包含し得る。
被験体において腫瘍サイズを減少させるための方法もまた提供され、上記方法は、本明細書で論じられる改変された細胞を上記被験体に投与することであって、ここで上記細胞は、上記腫瘍上の抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターを含む、投与すること;および次いで、有効量の上記第2のリガンドを投与して、上記被験体において上記腫瘍のサイズを減少させることを包含する。
いくつかの実施形態において、第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化ポリペプチド領域および第1のリガンド結合領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチドを含む改変された細胞が提供され、ここで上記第2のリガンド結合領域は、上記第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで上記第1のおよび第2のリガンド結合領域は、第1の多量体リガンドに結合できる。
ある種の実施形態において、CARをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記CARは、FKBP12−ラパマイシン−結合ドメイン(FRB)を含む、第1のポリヌクレオチド;およびキメラカスパーゼポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記キメラカスパーゼポリペプチドは、(i)FKBP多量体化領域および(ii)カスパーゼポリペプチドを含む、第2のポリヌクレオチドを含む改変された細胞が提供される。CARをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記CARは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、(iii)抗原認識部分、および(iv)FKBP12−ラパマイシン−結合ドメイン(FRB)を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびにキメラカスパーゼポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む改変された細胞もまた提供され、ここで上記キメラカスパーゼポリペプチドは、(i)FKBP多量体化領域および(ii)カスパーゼポリペプチドを含む。CARをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで上記CARは、(i)膜貫通領域、(ii)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、(iii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域、(iv)T細胞活性化分子、(v)抗原認識部分、およびFKBP12−ラパマイシン−結合ドメイン(FRB)を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびにキメラカスパーゼポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで上記キメラカスパーゼポリペプチドは、(i)FKBP多量体化領域および(ii)カスパーゼポリペプチドを含む第2のポリヌクレオチドを含む改変された細胞もまた提供される。
いくつかの実施形態において、上記キメラポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、最適化したコドンを含む。いくつかの実施形態において、上記細胞は、ヒト細胞である。本出願の細胞は、真核生物細胞、例えば、哺乳動物細胞、例えば、ウマ、イヌ、ネコ、ウシ、またはヒトの細胞の任意のタイプであり得る。いくつかの実施形態において、上記細胞は、前駆体細胞である。いくつかの実施形態において、上記細胞は、造血前駆体細胞である。いくつかの実施形態において、上記細胞は、間葉系ストローマ細胞、胚性幹細胞、および人工多能性幹細胞からなる群より選択される。いくつかの実施形態において、上記細胞は、T細胞である。いくつかの実施形態において、上記細胞は、骨髄から得られるかまたは骨髄から調製される。いくつかの実施形態において、上記細胞は、臍帯血から得られるかまたは臍帯血から調製される。いくつかの実施形態において、上記細胞は、末梢血から得られるかまたは末梢血から調製される。いくつかの実施形態において、上記細胞は、末梢血単核球から得られるかまたは末梢血単核球から調製される。
いくつかの局面において、上記キメラポリペプチドまたは改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、プロモーターに作動可能に連結される。いくつかの実施形態において、上記プロモーターは、発生的に制御され、上記カスパーゼ−9ポリペプチドは、発生的に分化した細胞において発現される。いくつかの実施形態において、上記プロモーターは、組織特異的であり、上記カスパーゼ−9ポリペプチドは、特異的組織において発現される。いくつかの実施形態において、上記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される。いくつかの実施形態において、上記プロモーターは、5’LTR配列を含む。いくつかの実施形態において、上記キメラタンパク質は、マーカーポリペプチド(例えば、ΔCD19ポリペプチドが挙げられるが、これに限定されない)をさらに含む。いくつかの実施形態において、上記カスパーゼ−9ポリペプチドは、短縮型カスパーゼ−9ポリペプチドである。いくつかの実施形態において、上記カスパーゼ−9ポリペプチドは、カスパーゼ動員ドメインを欠いている。
本出願のいくつかの局面において、上記細胞は、ウイルスベクターで形質導入またはトランスフェクトされる。上記ウイルスベクターは、例えば、レトロウイルスベクター(例えば、マウス白血病ウイルスベクターが挙げられるが、これに限定されない);SFGベクター;およびアデノウイルスベクター、またはレンチウイルスベクターであり得るが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、上記細胞は、単離される。いくつかの実施形態において、上記細胞は、ヒト被験体の中にある。いくつかの実施形態において、上記細胞は、ヒト被験体において移植される。
いくつかの実施形態において、個別化された処置が提供され、ここで上記疾患または状態のステージまたはレベルは、上記多量体リガンドを投与する前に、上記多量体リガンドのさらなる用量を投与する前に、または上記多量体リガンド投与に関与する方法および投与量を決定するにあたって、決定される。これら方法は、本出願の疾患または状態のうちのいずれかに対する上記方法のうちのいずれかにおいて使用され得る。上記リガンドを投与する前に上記患者を評価するためのこれらの方法が、移植片対宿主病の状況において論じられる場合、これらの方法が、他の状態および疾患の処置にも同様に適用され得ることは、理解される。従って、例えば、本出願のいくつかの実施形態において、上記方法は、治療用細胞を患者に投与することを包含し、そしてトランスフェクトまたは形質導入された治療用細胞を上記患者から除去することを要する該患者における状態の有無を同定すること;および上記患者において同定された状態の有無に基づいて、上記多量体化領域に結合する多量体リガンドを投与するか、上記患者に対する上記多量体リガンドのその後の投与量を維持するか、または上記多量体リガンドのその後の投与量を調整することをさらに包含する。そして、例えば、本出願の他の実施形態において、上記方法は、上記患者における移植片対宿主病の症状の出現に基づいて、上記多量体リガンドのさらなる単一用量またはさらなる複数用量を上記患者に投与するかどうかを決定することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、上記方法は、上記患者において移植片対宿主病の有無またはステージを同定すること、および上記患者において同定された移植片対宿主病の有無またはステージに基づいて、上記多量体化領域に結合する多量体リガンドを投与するか、上記患者に対する上記多量体リガンドのその後の投与量を維持するか、または上記多量体リガンドのその後の投与量を調整することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、上記方法は、上記患者において移植片対宿主病の有無またはステージを同定すること、および上記患者において同定された移植片対宿主病の有無またはステージに基づいて、上記多量体化領域に結合する多量体リガンドが上記患者に投与されるべきか、または上記患者にその後投与される上記多量体リガンドの投与量が、または調整されるかを決定することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、上記方法は、上記患者において移植片対宿主病の有無またはステージを含む情報を受け取ること;および上記患者において同定された移植片対宿主病の有無またはステージに基づいて、上記多量体化領域に結合する多量体リガンドを投与するか、上記患者への上記多量体リガンドのその後の投与量を維持するか、または多量体リガンドのその後の投与量を調整することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、上記方法は、上記患者において移植片対宿主病の有無またはステージを同定すること、および上記被験体において同定された移植片対宿主病の有無またはステージに基づいて上記多量体化領域に結合する多量体リガンドを投与するか、上記患者に投与される上記多量体リガンドのその後の投与量を維持するか、または上記多量体リガンドのその後の投与量を調整する意思決定者に、上記移植片対宿主病の有無またはステージを伝達することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、上記方法は、上記患者において移植片対宿主病の有無またはステージを同定すること、ならびに上記被験体において同定された移植片対宿主病の有無またはステージに基づいて、上記多量体結合領域に結合する多量体リガンドを投与するか、上記患者に投与される上記多量体リガンドのその後の投与量を維持するか、または上記多量体リガンドのその後の投与量を調整する指示を伝達することをさらに包含する。
ドナーT細胞をヒト患者に投与するための方法もまた提供され、上記方法は、本出願の形質導入またはトランスフェクトされたT細胞をヒト患者に投与することを包含し、ここで上記細胞は、非同種枯渇(non-allodepleted)ヒトドナーT細胞である。
いくつかの実施形態において、上記治療用細胞は、非悪性障害を有する被験体に投与され、またはここで上記被験体は、例えば、原発性免疫不全障害(例えば、重症複合免疫不全症(SCID)、複合免疫不全症(CID)、先天性T細胞欠損/欠損症、分類不能型免疫不全症(CVID)、慢性肉芽腫症、IPEX(免疫不全、多腺性内分泌障害、腸症、X連鎖)またはIPEX様、ウィスコット・オールドリッチ症候群、CD40リガンド欠損症、白血球接着不全、DOCK8欠損症、IL−10欠損症/IL−10レセプター欠損症、GATA2欠損症、X連鎖リンパ増殖性疾患(XAP)、軟骨毛髪形成不全などが挙げられるが、これらに限定されない)、血球貪食性リンパ組織球症(HLH)または他の血球貪食障害、遺伝性骨髄不全障害(Inherited Marrow Failure Disorder)(例えば、シュバッハマン・ダイアモンド症候群、ダイアモンド・ブラックファン貧血、先天性角化異常症、ファンコーニ貧血、先天性好中球減少症などが挙げられるが、これらに限定されない)、ヘモグロビン異常症(例えば、鎌状赤血球症、サラセミアなどが挙げられるが、これらに限定されない)、代謝障害(例えば、ムコ多糖症、スフィンゴリピドーシスなどが挙げられるが、これらに限定されない)、または破骨細胞障害(例えば、大理石骨病が挙げられるが、これらに限定されない)などの非悪性障害と診断されている。
上記治療用細胞は、例えば、所望の治療結果のために患者に投与される任意の細胞であり得る。上記細胞は、例えば、T細胞、ナチュラルキラー細胞、B細胞、マクロファージ、末梢血細胞、造血前駆体細胞、骨髄細胞、または腫瘍細胞であり得る。上記改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドはまた、腫瘍細胞を直接殺滅するために使用され得る。1つの適用において、上記誘導性の改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターは、腫瘍へと注射され、10〜24時間後に(タンパク質発現を可能にするために)、上記リガンド誘導物質(例えば、AP1903など)は、アポトーシスを引き起こすために投与され、腫瘍抗原の微小環境への放出を引き起こす。腫瘍微小環境をさらに改善してより免疫原性にするために、処置は、1種またはこれより多くのアジュバント(例えば、IL−12、TLR、IDO阻害剤など)と組み合わされ得る。いくつかの実施形態において、上記細胞は、固形腫瘍を処置するために送達され得る(例えば、腫瘍床への上記細胞の送達など)。いくつかの実施形態において、上記キメラカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、ワクチンの一部として、または腫瘍床への直接送達によって投与され得、上記腫瘍細胞におけるキメラカスパーゼ−9ポリペプチドの発現を生じ、続いて、上記リガンド誘導物質の投与後に腫瘍細胞のアポトーシスが生じる。従って、いくつかの実施形態において、核酸ワクチン(例えば、DNAワクチン)もまた提供され、ここで上記ワクチンは、本出願の誘導性、または改変された誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む核酸を含む。上記ワクチンは、被験体へと投与され得、それによって標的細胞をインビボで形質転換または形質導入し得る。上記リガンド誘導物質は、次いで、本出願の方法に従って投与され得る。
いくつかの実施形態において、上記改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドは、短縮型の改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである。いくつかの実施形態において、上記改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドは、カスパーゼ動員ドメインを欠いている。いくつかの実施形態において、上記カスパーゼ−9ポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸配列もしくはそのフラグメントを含むか、または配列番号8のヌクレオチド配列もしくはそのフラグメントによってコードされる。
いくつかの実施形態において、上記方法は、上記多量体リガンド結合領域に結合する多量体リガンドを投与することをさらに包含する。いくつかの実施形態において、上記多量体リガンド結合領域は、FKBP、シクロフィリンレセプター、ステロイドレセプター、テトラサイクリンレセプター、重鎖抗体サブユニット、軽鎖抗体サブユニット、フレキシブルリンカードメインによって隔てられた、タンデムの重鎖可変領域と重鎖可変領域とからなる一本鎖抗体、およびこれらの変異した配列からなる群より選択される。いくつかの実施形態において、上記多量体リガンド結合領域は、FKBP12領域である。いくつかの実施形態において、上記多量体リガンドは、FK506二量体または二量体FK506様アナログリガンドである。いくつかの実施形態において、上記多量体リガンドは、AP1903である。いくつかの実施形態において、治療用細胞の数は、上記多量体リガンドの投与後に約60%〜99%、約70%〜95%、80%〜90%または約90%もしくはこれ超低減する。いくつかの実施形態において、上記多量体リガンドの投与後に、ドナーT細胞は、上記患者の中で生存し、拡大することができかつウイルスおよび真菌に反応性である。いくつかの実施形態において、上記多量体リガンドの投与後に、ドナーT細胞は、上記患者の中で生存し、拡大することができかつ上記患者において腫瘍細胞に反応性である。
いくつかの実施形態において、上記第2のレベルのコントロールにおいて使用される自殺遺伝子は、カスパーゼポリペプチド、例えば、カスパーゼ1、カスパーゼ2、カスパーゼ3、カスパーゼ4、カスパーゼ5、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、カスパーゼ10、カスパーゼ11、カスパーゼ12、カスパーゼ13、またはカスパーゼ14である。ある種の実施形態において、上記カスパーゼポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである。ある種の実施形態において、上記カスパーゼ−9ポリペプチドは、本明細書中の表5または表6の中に提供される触媒として活性な(触媒として死んでいない)カスパーゼバリアントポリペプチドのアミノ酸配列を含む。他の実施形態において、上記カスパーゼ−9ポリペプチドは、本明細書中の表5または表6の中に提供される触媒として活性な(触媒として死んでいない)カスパーゼバリアントポリペプチドのアミノ酸配列からなる。他の実施形態において、上記リガンド誘導物質の非存在下でより低い基底活性を有するカスパーゼポリペプチドが、使用され得る。例えば、誘導性キメラカスパーゼポリペプチドの一部として含まれる場合、ある種の改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドは、キメラ構築物の中の野生型カスパーゼ−9と比較して、より低い基底活性を有し得る。例えば、上記改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドは、配列番号9と少なくとも90%配列同一性を有するアミノ酸配列を含み得、少なくとも1個のアミノ酸置換を含み得る。
ある特定の実施形態は、以下の説明、実施例、請求項および図面においてさらに説明される。
特定の実施形態では、例えば、以下が提供される:
(項目1)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域、および(ii)該第1の多量体化領域または該第2の多量体化領域を含む、第2のポリヌクレオチド、
に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって、ここで:
該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
該第1のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは、該第2の多量体化領域を含むか、または該第1のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含み;
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;
該第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして
該第2のリガンドは、該第2の多量体化領域に有意に結合しない、
核酸。
(項目2)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;および(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)該第1の多量体化領域または該第2の多量体化領域を含む、第2のポリヌクレオチド、に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって、ここで:
該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
該第1のキメラポリペプチドは、該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または該第1のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含み;
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;
該第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして
該第2のリガンドは、該第2の多量体化領域に有意に結合しない、
核酸。
(項目3)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目1または2に記載の核酸。
(項目4)
前記第1のリガンドは、第1の単量体を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の単量体に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の単量体に有意に結合しない、
項目1または2のいずれか1項に記載の核酸。
(項目5)
前記第2のリガンドは、前記第2の多量体化領域に結合できない、項目1〜4のいずれか1項に記載の核酸。
(項目6)
前記核酸は、前記第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドとの間に、リンカーポリペプチドをコードするポリヌクレオチドをさらに含み、ここで該リンカーポリペプチドは、翻訳中または翻訳後に、該第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドの翻訳生成物を分断する、項目1〜4のいずれか1項に記載の核酸。
(項目7)
前記リンカーポリペプチドは、2Aポリペプチドである、項目6に記載の核酸。
(項目8)
前記プロモーターは、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結される、項目1〜7のいずれか1項に記載の核酸。
(項目9)
前記プロモーターは、発生的に制御される、項目1〜8のいずれか1項に記載の核酸。
(項目10)
前記プロモーターは、組織特異的である、項目1〜8のいずれか1項に記載の核酸。
(項目11)
前記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される、項目1〜8のいずれか1項に記載の核酸。
(項目12)
前記第1の多量体化領域は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域であり、前記第2の多量体化領域は、FKBP−12−ラパマイシン結合(FRB)領域またはFRBバリアント領域である、項目1〜11のいずれか1項に記載の核酸。
(項目13)
前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログであり、前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、項目1〜12のいずれか1項に記載の核酸。
(項目14)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第2のポリヌクレオチド、
に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。
(項目15)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)少なくとも2個のFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第2のポリヌクレオチド、
に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。
(項目16)
項目1〜15のいずれか1項に記載の核酸でトランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞。
(項目17)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)該第1の多量体化領域または該第2の多量体化領域を含む、第2のポリヌクレオチド、を含む改変された細胞であって、ここで:
該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
該第1のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または該第1のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含み;
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;
該第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして
該第2のリガンドは、該第2の多量体化領域に有意に結合しない、
改変された細胞。
(項目18)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;および(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)該第1の多量体化領域または該第2の多量体化領域を含む、第2のポリヌクレオチド、を含む改変された細胞であって、ここで
該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
該第1のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または該第1のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含み;
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;
該第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして
該第2のリガンドは、該第2の多量体化領域に有意に結合しない、
改変された細胞。
(項目19)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目17または項目18に記載の改変された細胞。
(項目20)
前記第2のリガンドは、前記第2の多量体化領域に結合できない、項目17〜19のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目21)
前記第1の多量体化領域は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域であり、前記第2の多量体化領域は、FRB領域またはFRBバリアント領域である、項目17〜19のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目22)
前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログであり、前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、項目17〜21のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目23)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第2のポリヌクレオチド、
を含む改変された細胞。
(項目24)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)少なくとも2個のFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第2のポリヌクレオチド、
を含む改変された細胞。
(項目25)
a)第1のキメラポリペプチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のキメラポリペプチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)該第1の多量体化領域または該第2の多量体化領域を含む、第2のキメラポリペプチド、
を含む改変された細胞であって、ここで:
該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
該第1のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または該第1のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含み;
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;
該第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして
該第2のリガンドは、該第2の多量体化領域に有意に結合しない、
改変された細胞。
(項目26)
前記第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む、項目25に記載の改変された細胞。
(項目27)
前記細胞は、キメラ抗原レセプターをさらに含む、項目16〜26のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目28)
前記細胞は、T細胞レセプターをさらに含む、項目16〜26のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目29)
前記細胞は、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球、NK−T細胞、またはNK細胞である、項目16〜28のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目30)
前記細胞は、T細胞である、項目16〜28のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目31)
前記細胞は、初代T細胞である、項目16〜28のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目32)
前記細胞は、細胞傷害性T細胞である、項目16〜28のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目33)
前記細胞は、胚性幹細胞(ESC)、人工多能性幹細胞(iPSC)、非リンパ球性造血細胞、非造血細胞、マクロファージ、ケラチノサイト、線維芽細胞、メラノーマ細胞、腫瘍浸潤リンパ球、ナチュラルキラー細胞、ナチュラルキラーT細胞、またはT細胞からなる群より選択される、項目16〜28のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目34)
前記T細胞は、ヘルパーT細胞である、項目16〜28のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目35)
前記細胞は、骨髄から得られるかまたは骨髄から調製される、項目16〜34のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目36)
前記細胞は、臍帯血から得られるかまたは臍帯血から調製される、項目16〜34のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目37)
前記細胞は、末梢血から得られるかまたは末梢血から調製される、項目16〜34のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目38)
前記細胞は、末梢血単核細胞から得られるかまたは末梢血単核細胞から調製される、項目16〜34のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目39)
前記細胞は、ヒト細胞である、項目16〜38のいずれか1項に記載の改変された細胞。(項目40)
前記改変された細胞は、インビボで形質導入またはトランスフェクトされる、項目16〜39のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目41)
前記細胞は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、バイオリスティック(例えば、Au粒子での遺伝子銃)、脂質トランスフェクション、ポリマートランスフェクション、ナノ粒子、またはポリプレックスからなる群より選択される方法を使用して、核酸ベクターによってトランスフェクトまたは形質導入される、項目16〜40のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目42)
前記第1のリガンドまたは前記第2のリガンドを含む、項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目43)
第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドを含む核酸を含むキットまたは組成物であって、ここで
a)該第1のポリヌクレオチドは、第1のキメラポリペプチドをコードし、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1の多量体化領域または第2の多量体化領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含み;そして
b)該第2のポリヌクレオチドは、第2のキメラポリペプチドをコードし、ここで該第2のキメラポリペプチドは、(i)アポトーシス促進ポリペプチド領域および(ii)該第1の多量体化領域または該第2の多量体化領域を含み、
ここで:
該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
該第1のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または該第1のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含み;
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;
該第1の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し;そして
該第2のリガンドは、該第2の多量体化領域に有意に結合しない、
キットまたは組成物。
(項目44)
前記第2の多量体化領域は、前記第1の多量体リガンドに結合し、かつ前記第1の多量体化領域に有意に結合しない第2の多量体リガンドに結合する、項目43に記載のキットまたは組成物。
(項目45)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目43または44のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目46)
前記第1のリガンドは、第1の単量体を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の単量体に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の単量体に有意に結合しない、
項目43または44のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目47)
前記第1の多量体化領域は、前記第2の多量体リガンドに結合できない、項目43〜46のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目48)
前記第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は、ラパマイシンまたはラパログに結合する、項目43〜47のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目49)
前記核酸は、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドを含む、項目43〜48のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目50)
前記第1のポリヌクレオチドを含む第1の核酸種および前記第2のポリヌクレオチドを含む第2の核酸種を含む、項目43〜49のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目51)
被験体において移植された改変された細胞の生存をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞を該被験体に移植すること、および
b)(a)の後に、該被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する該改変された細胞のうちの30%未満を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
(項目52)
被験体において免疫応答を刺激するための方法であって、該方法は、
a)項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞を該被験体に移植すること、および
b)(a)の後に、細胞媒介性免疫応答を刺激するために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
(項目53)
改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体にリガンドを投与するための方法であって、該方法は、前記第2のリガンドを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞を含む、方法。
(項目54)
ラパマイシンまたはラパログを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、ラパマイシンまたはラパログを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞を含む、方法。
(項目55)
被験体において移植された改変された細胞の活性をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)項目14〜36のいずれか1項に記載の改変された細胞を移植すること;および
b)(a)の後に、該移植された改変された細胞の活性を刺激するために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
(項目56)
標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法であって、該方法は、
(a)有効量の改変された細胞を該被験体に移植することであって、ここで該改変された細胞は、項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞を含み、ここで該改変された細胞は、該標的抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターを含む、移植すること、および
(b) a)の後に、該被験体において標的抗原または標的細胞の数または濃度を減少させるために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
(項目57)
前記標的抗原は、腫瘍抗原である、項目56に記載の方法。
(項目58)
標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法であって、該方法は、
(a)有効量の改変された細胞を該被験体に投与することであって、ここで該改変された細胞は、
(i)項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞であって、ここで該改変された細胞は、該標的抗原を認識しかつそれに結合するキメラT細胞レセプターを含む、改変された細胞、
を含む、投与すること、および
(b) a)の後に、該被験体において標的抗原または標的細胞の数または濃度を減少させるために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること
を包含する方法。
(項目59)
被験体において腫瘍のサイズを減少させるための方法であって、該方法は、
a)項目16〜41のいずれか1項に記載の改変された細胞を該被験体に投与することであって、ここで該細胞は、該腫瘍上の抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターを含む、投与すること;および
b) a)の後に、該被験体において該腫瘍のサイズを減少させるために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
(項目60)
第2のリガンドを投与する前に前記被験体から得られる第1のサンプル中の標的細胞の数または濃度を測定すること、該第2のリガンドを投与した後に該被験体から得られる第2のサンプル中の標的細胞の数または濃度を測定すること、および該第1のサンプル中の標的細胞の数または濃度と比較して、該第2のサンプル中の標的細胞の数または濃度の増大または減少を決定することを包含する、項目56〜59のいずれか1項に記載の方法。
(項目61)
前記第2のサンプル中の標的細胞の濃度は、前記第1のサンプル中の標的細胞の濃度と比較して減少している、項目60に記載の方法。
(項目62)
前記第2のサンプル中の標的細胞の濃度は、前記第1のサンプル中の標的細胞の濃度と比較して増大している、項目60に記載の方法。
(項目63)
前記被験体は、前記改変された細胞の投与の前または投与と同時に、幹細胞移植を受けたことがある、項目51〜62のいずれか1項に記載の方法。
(項目64)
少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が前記被験体に投与される、項目51〜63のいずれか1項に記載の方法。
(項目65)
少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が前記被験体に投与される、項目51〜63のいずれか1項に記載の方法。
(項目66)
少なくとも1×10個の改変された細胞が前記被験体に投与される、項目51〜63のいずれか1項に記載の方法。
(項目67)
(b)の後に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの30%未満を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを、前記被験体に投与することをさらに包含する、項目52〜66のいずれか1項に記載の方法。
(項目68)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの40%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目51または67のいずれか1項に記載の方法。
(項目69)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの50%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目51または67のいずれか1項に記載の方法。
(項目70)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの60%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目51または67のいずれか1項に記載の方法。
(項目71)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの70%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目51または67のいずれか1項に記載の方法。
(項目72)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの90%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目51または67のいずれか1項に記載の方法。
(項目73)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目51または67のいずれか1項に記載の方法。
(項目74)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも95%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目51または67のいずれか1項に記載の方法。
(項目75)
前記第1のリガンドの1より多くの用量が、前記被験体に投与される、項目51または67〜74のいずれか1項に記載の方法。
(項目76)
前記第2のリガンドの1より多くの用量が、前記被験体に投与される、項目52〜75のいずれか1項に記載の方法。
(項目77)
前記被験体から前記改変された細胞を除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、前記第1のリガンドを投与するか、該被験体への前記第1のリガンドのその後の投与量を維持するか、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、項目51または67〜95のいずれか1項に記載の方法。
(項目78)
前記改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を含む情報を受け取ること;ならびに
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、前記第1のリガンドを投与すること、該被験体に対する前記第1のリガンドのその後の投与量を維持すること、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、項目51または67〜75のいずれか1項に記載の方法。
(項目79)
前記改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された状態の有無またはステージを、該被験体において同定された状態の有無またはステージに基づいて、前記第1のリガンドを投与するか、該被験体に投与される前記第1のリガンドのその後の投与量を維持するか、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整する意思決定者に伝達すること、
をさらに包含する、項目51または67〜75のいずれか1項に記載の方法。
(項目80)
前記改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された状態の有無またはステージに基づいて、前記第1のリガンドを投与するか、該被験体に投与される前記第1のリガンドのその後の投与量を維持するか、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整する指示を伝達すること、
をさらに包含する、項目51または67〜75のいずれか1項に記載の方法。
(項目81)
前記核酸は、マーカーポリペプチドをコードする第3のポリヌクレオチドをさらに含む、項目1〜15のいずれか1項に記載の核酸。
(項目82)
前記第1のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、項目1〜81のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目83)
前記第2のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、項目1〜81のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目84)
前記マーカーポリペプチドは、ΔCD19ポリペプチドである、項目83に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目85)
前記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化領域をさらに含む、項目1〜84のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目86)
前記膜標的化領域は、ミリストイル化領域、パルミトイル化領域、プレニル化領域、NKG2Dレセプター、およびレセプターの膜貫通配列からなる群より選択される、項目85に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目87)
前記膜標的化領域は、ミリストイル化領域である、項目85に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目88)
前記ミリストイル化領域は、配列番号3のアミノ酸配列またはその機能的フラグメントを有する、項目87に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目89)
前記第1の多量体化領域は、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有するFKBP12バリアント領域である、項目1〜88のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目90)
前記第1の多量体化領域は、FKBP12v36領域である、項目89に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目91)
前記第1の多量体化領域は、2個またはこれより多くの多量体化領域を含む、項目1〜90のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目92)
前記第1の多量体化領域は、3個またはこれより多くの多量体化領域を含む、項目1〜90のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目93)
前記2個またはこれより多くの多量体化領域は、各々、FKBP12領域、またはバリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有するFKBP12領域である、項目91に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目94)
前記第2の多量体化領域は、KLW(T2098L)、KTF(W2101F)、およびKLF(T2098L, W2101F)からなる群より選択される、項目1〜93のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目95)
前記FRBバリアント領域は、FRBである、項目94に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目96)
前記第1のリガンドは、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン、R−イソプロポキシラパマイシン、およびS−ブタンスルホンアミドラプからなる群より選択されるラパログである、項目1〜95のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または
方法。
(項目97)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ1、カスパーゼ2、カスパーゼ3、カスパーゼ4、カスパーゼ5、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、カスパーゼ10、カスパーゼ11、カスパーゼ12、カスパーゼ13、またはカスパーゼ14、FADD(DED)、APAF1(CARD)、CRADD/RAIDD CARD)、ASC(CARD)、Bax、Bak、Bcl−xL、Bcl−2、RIPK3、およびRIPK1−RHIMからなる群より選択される、項目1〜96のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目98)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、項目1〜96のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目99)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである、項目98に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目100)
前記カスパーゼポリペプチドは、配列番号300のアミノ酸配列を含む、項目98または99のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目101)
前記カスパーゼポリペプチドは、表5または表6中の触媒として活性なカスパーゼバリアントからなる群より選択されるアミノ酸置換を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、項目99に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目102)
前記カスパーゼポリペプチドは、D330A、D330E、およびN405Qからなる群より選択されるアミノ酸配列を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、項目99に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目103)
前記短縮型MyD88ポリペプチドは、配列番号214のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、項目1〜102のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目104)
前記MyD88ポリペプチドは、配列番号282のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、項目1〜102のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目105)
前記細胞質CD40ポリペプチドは、配列番号216のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、項目1、3〜17、19〜104のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目106)
前記第1のキメラポリペプチドは、キメラ抗原レセプターをさらに含む、項目1〜105のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目107)
前記核酸は、キメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、項目1〜105のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目108)
前記第1のキメラポリペプチドは、T細胞レセプター、またはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをさらに含む、項目1〜105のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目109)
前記核酸は、T細胞レセプターまたはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、項目1〜105のいずれか1項に記載の核
酸、細胞、または方法。
(項目110)
前記T細胞レセプターは、PRAME、Bob−1、およびNY−ESO−1からなる群より選択される抗原性ポリペプチドに結合する、項目108または109のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目111)
前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む、項目106または107のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目112)
前記抗原認識部分は、腫瘍細胞上の抗原、過剰増殖性疾患に関与する細胞上の抗原、ウイルス抗原、細菌抗原、CD19、PSCA、Her2/Neu、PSMA、Muc1、ROR1、メソテリン、GD2、CD123、Muc16、CD33、CD38およびCD44v6からなる群より選択される抗原に結合する、項目111に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目113)
前記T細胞活性化分子は、ITAMを含みシグナル1を与える分子、CD3ζポリペプチド、およびFcイプシロンレセプターガンマ(FcεR1γ)サブユニットポリペプチドからなる群より選択される、項目111〜112のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目114)
前記抗原認識部分は、一本鎖可変フラグメントである、項目111〜113のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目115)
前記膜貫通領域は、CD8膜貫通領域である、項目111〜114のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目116)
前記核酸は、ウイルスベクター内に含まれる、項目1〜15または81〜115のいずれか1項に記載の核酸。
(項目117)
前記ウイルスベクターは、レトロウイルスベクター、マウス白血病ウイルスベクター、SFGベクター、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、およびワクシニアウイルスからなる群より選択される、項目116に記載の核酸。
(項目118)
前記核酸は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、もしくはバイオリスティックのために調製されるかまたはそのためにデザインされたベクターの中に存在するか、あるいは化学的脂質、ポリマー、無機ナノ粒子、もしくはポリプレックスに結合されるかまたはその中に組み込まれる、項目1〜15または81〜117のいずれか1項に記載の核酸。
(項目119)
前記核酸は、プラスミド内に含まれる、項目1〜15または81〜115のいずれか1項に記載の核酸。
(項目120)
実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目1〜41または81〜119のいずれか1項に記載の核酸または細胞。
(項目121)
FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目1〜41または81〜119
のいずれか1項に記載の核酸または細胞。
(項目122)
FRP5−VL、FRP5−VH、FMC63−VL、およびFMC63−VHからなる群より選択される実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目1〜41または81〜119のいずれか1項に記載の核酸または細胞。
(項目123)
FRP5−VLおよびFRP5−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、項目122に記載の核酸または細胞。
(項目124)
FMC63−VLおよびFMC63−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、項目122に記載の核酸または細胞。
(項目125)
MyD88LおよびMyD88からなる群より選択される実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目120に記載の核酸または細胞。
(項目126)
実施例23の表の中に提供されるΔカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目120に記載の核酸または細胞。
(項目127)
実施例23の表の中に提供されるΔCD19ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目120に記載の核酸または細胞。
(項目128)
実施例23の表の中に提供されるhCD40ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目120に記載の核酸または細胞。
(項目129)
実施例23の表の中に提供されるCD3ζポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目120に記載の核酸または細胞。
(項目130)
前記被験体は癌を有する、項目81〜115〜102のいずれか1項に記載の方法。
(項目131)
前記改変された細胞は、腫瘍床に送達される、項目81〜115、または130、または117のいずれか1項に記載の方法。
(項目132)
前記がんは、前記被験体の血液または骨髄に存在する、項目130または131のいずれか1項に記載の方法。
(項目133)
前記被験体は、血液または骨髄の疾患を有する、項目132に記載の方法。
(項目134)
前記被験体は、鎌状赤血球貧血または異染性白質ジストロフィーと診断されている、項目132〜133のいずれか1項に記載の方法。
(項目135)
前記患者は、原発性免疫不全状態、血球貪食性リンパ組織球症(HLH)または他の血球貪食状態、遺伝性骨髄不全状態、ヘモグロビン異常症、代謝状態、および破骨細胞状態からなる群より選択される状態と診断されている、項目132〜133のいずれか1項に記載の方法。
(項目136)
前記患者は、重症複合免疫不全症(SCID)、複合免疫不全症(CID)、先天性T細胞欠損/欠損症、分類不能型免疫不全症(CVID)、慢性肉芽腫症、IPEX(免疫不全、多腺性内分泌障害、腸症、X連鎖)またはIPEX様、ウィスコット・オールドリッチ症候群、CD40リガンド欠損症、白血球接着不全、DOCA8欠損症、IL−10欠損症/IL−10レセプター欠損症、GATA2欠損症、X連鎖リンパ増殖性疾患(XLP)、軟骨毛髪形成不全、シュバッハマン・ダイアモンド症候群、ダイアモンド・ブラックファン貧血、先天性角化異常症、ファンコーニ貧血、先天性好中球減少症、鎌状赤血球症、サラセミア、ムコ多糖症、スフィンゴリピドーシス、および大理石骨病からなる群より選択される疾患または状態と診断されている、項目81〜115のいずれか1項に記載の方法。
(項目137)
第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって:ここで
a)該1のポリヌクレオチドは、第1の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第1のキメラアポトーシスポリペプチドをコードし;そして
b)該第2のポリヌクレオチドは、第2の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第2のキメラアポトーシスポリペプチドをコードし、ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
ここで該第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は第1のリガンドに結合し、該アポトーシス促進ポリペプチド領域は、該第1のリガンドへの結合後に一緒に多量体化できかつ細胞においてアポトーシスを誘導できる、
核酸。
(項目138)
前記第1の多量体化領域は、前記第2の多量体化領域に有意に結合しない第2のリガンドに結合する、項目137に記載の核酸。
(項目139)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目137または項目138に記載の改変された細胞。
(項目140)
前記第1のリガンドは、第1の単量体を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の単量体に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の単量体に有意に結合しない、
項目137または項目138に記載の改変された細胞。
(項目141)
前記第2のリガンドは、前記第2の多量体化領域に結合できない、項目138に記載の核酸。
(項目142)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、項目137〜141のいずれか1項に記載の核酸。
(項目143)
FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。(項目144)
項目144に記載の核酸によってコードされるポリペプチド。
(項目145)
第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって、ここで
a)該第1のポリヌクレオチドは、FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含む第1のキメラカスパーゼポリペプチドをコードし;そして
b)該第2のポリヌクレオチドは、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含む第2のキメラカスパーゼポリペプチドをコードする、
核酸。
(項目146)
前記カスパーゼポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである、項目142〜145のいずれか1項に記載の核酸。
(項目147)
前記核酸は、前記第1のポリヌクレオチドと前記第2のポリヌクレオチドとの間に、リンカーポリペプチドをコードするポリヌクレオチドをさらに含み、ここで該リンカーポリペプチドは、翻訳中または翻訳後に、該第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドの翻訳生成物を分断する、項目137〜142または145〜146のいずれか1項に記載の核酸。
(項目148)
前記リンカーポリペプチドは、2Aポリペプチドである、項目147に記載の核酸。
(項目149)
前記プロモーターは、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結される、項目137〜142または145〜147のいずれか1項に記載の核酸。
(項目150)
前記プロモーターは、発生的に制御される、項目137〜142または145〜148のいずれか1項に記載の核酸。
(項目151)
前記プロモーターは、組織特異的である、項目137〜142または140〜150のいずれか1項に記載の核酸。
(項目152)
前記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される、項目137〜142または145〜151のいずれか1項に記載の核酸。
(項目153)
項目137〜142または145〜152のいずれか1項に記載の核酸でトランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞。
(項目154)
a)第1の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域および第2の多量体化領域を含む第1のキメラアポトーシスポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第2のキメラアポトーシスポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む改変された細胞であって、
ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで該第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は第1のリガンドに結合し、該アポトーシス促進ポリペプチド領域は、該第1のリガンドへの結合後に一緒に多量体化できかつ該細胞においてアポトーシスを誘導できる、改変された細胞。
(項目155)
前記第1の多量体化領域は、前記第2の多量体化領域に有意に結合しない第2のリガンドに結合する、項目154に記載の改変された細胞。
(項目156)
前記第2のリガンドは、前記第2の多量体化領域に結合できない、項目154に記載の改変された細胞。
(項目157)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、項目154〜156のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目158)
FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、改変された細胞。
(項目159)
a)第1の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第1のキメラアポトーシスポリペプチド;ならびに
b)第2の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第2のキメラアポトーシスポリペプチドを含む改変された細胞であって、
ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで該第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は第1の多量体リガンドに結合し、該第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は第1のリガンドに結合し、該アポトーシス促進ポリペプチド領域は、該第1のリガンドへの結合後に一緒に多量体化できかつ細胞においてアポトーシスを誘導できる、改変された細胞。
(項目160)
前記第1のキメラアポトーシスポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のアポトーシスポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む、項目159に記載の改変された細胞。
(項目161)
第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む改変された細胞であって、ここで
a)該第1のポリヌクレオチドは、FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含む第1のキメラカスパーゼポリペプチドをコードし;そして
b)該第2のポリヌクレオチドは、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含む第2のキメラカスパーゼポリペプチドをコードする、
改変された細胞。
(項目162)
前記カスパーゼポリペプチド領域は、カスパーゼ−9ポリペプチドである、項目157〜161のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目163)
第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドを含む核酸を含むキットまたは組成物であって、ここで
a)該第1のポリヌクレオチドは、第1の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第1のキメラアポトーシスポリペプチドをコードし;そして
b)該第2のポリヌクレオチドは、第2の多量体化領域およびアポトーシス促進ポリペプチド領域を含む第2のキメラアポトーシスポリペプチドをコードし、ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;
ここで該第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は第1のリガンドに結合し、該アポトーシス促進ポリペプチド領域は、該第1のリガンドへの結合後に一緒に多量体化できかつ細胞においてアポトーシスを誘導できる、キットまたは組成物。
(項目164)
前記第2の多量体化領域は、前記第1の多量体リガンドに結合し、該第1の多量体化領域に有意に結合しない第2の多量体リガンドに結合する、項目163に記載のキットまたは組成物。
(項目165)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目163または164のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目166)
前記第1のリガンドは、第1の単量体を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の単量体に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の単量体に有意に結合しない、
項目163〜165のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目167)
前記第1の多量体化領域は、前記第2の多量体リガンドに結合できない、項目163〜166のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目168)
前記第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は、ラパマイシンまたはラパログに結合する、項目163〜167のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目169)
前記核酸は、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドを含む、項目163〜168のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目170)
前記第1のポリヌクレオチドを含む第1の核酸種および前記第2のポリヌクレオチドを含む第2の核酸種を含む、項目163〜169のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目171)
第1のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって、ここで該第1のポリペプチドは、少なくとも2個の第1の多量体化領域または少なくとも2個の第2の多量体化領域を含む足場領域を含み、ここで該第1の多量体化領域の各々は、該第2の多量体化領域の各々とは異なる、核酸。
(項目172)
前記足場領域は、前記第1の多量体化領域の少なくとも2個のユニットから本質的になる、項目171に記載の核酸。
(項目173)
前記足場領域は、前記第2の多量体化領域の少なくとも2個のユニットから本質的になる、項目171に記載の核酸。
(項目174)
前記第1のポリペプチドは、前記足場領域から本質的になる、項目171〜173のいずれか1項に記載の核酸。
(項目175)
前記第1のポリペプチドは、前記足場領域および膜会合領域から本質的になる、項目171〜173のいずれか1項に記載の核酸。
(項目176)
第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および前記第1の多量体化領域または前記第2の多量体化領域を含み、ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有する、第2のポリヌクレオチドをさらに含み;ここで:
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;そして
前記第1のポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または前記第1のポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含む、
項目171〜175のいずれか1項に記載の核酸。
(項目177)
前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターをさらに含む、項目176に記載の核酸。
(項目178)
前記プロモーターは、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結される、項目176〜166のいずれか1項に記載の核酸。
(項目179)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目176〜178のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目180)
前記第2の多量体化領域は、第2のリガンドに結合し、前記第1の多量体化領域は、該第1の多量体化領域に有意に結合しない、項目176〜179のいずれか1項に記載の核酸。
(項目181)
前記第1の多量体化領域は、前記第2のリガンドに結合できない、項目180に記載の核酸。
(項目182)
前記第1の多量体化領域は、前記第1のリガンドに結合しかつ第2のリガンドに結合する、項目176〜179のいずれか1項に記載の核酸。
(項目183)
前記第2のリガンドは、前記第2の多量体化領域に有意に結合しない、項目182に記載の核酸。
(項目184)
前記第2の多量体化領域は、前記第2のリガンドに結合できない、項目182に記載の核酸。
(項目185)
前記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化ポリペプチド領域をさらに含む、項目171〜184のいずれか1項に記載の核酸。
(項目186)
前記プロモーターは、発生的に制御され、前記キメラポリペプチドは、発生的に分化した細胞において発現される、項目171〜185のいずれか1項に記載の核酸。
(項目187)
前記プロモーターは、組織特異的であり、前記キメラポリペプチドは、特異的組織において発現される、項目171〜185のいずれか1項に記載の核酸。
(項目188)
前記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される、項目171〜185のいずれか1項に記載の核酸。
(項目189)
足場ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって、ここで該足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、核酸。
(項目190)
足場ポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第1のポリヌクレオチド、ならびにFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域およびカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。
(項目191)
足場ポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域を含む第1のポリヌクレオチド、ならびにFRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。
(項目192)
第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドを含む核酸を含むキットまたは組成物であって、ここで
a)該第1のポリヌクレオチドは、第1のポリペプチドをコードし、ここで該第1のポリペプチドは、少なくとも2個の第1の多量体化領域または少なくとも2個の第2の多量体化領域を含む足場領域を含み、ここで該第1の多量体化領域の各々は、該第2の多量体化領域の各々とは異なり;そして
b)該第2のポリヌクレオチドは、第2のキメラポリペプチドをコードし、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および該第1の多量体化領域または該第2の多量体化領域を含み、ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで:
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;そして
該第1のポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または前記第1のポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含む、
キットまたは組成物。
(項目193)
前記第2の多量体化領域は、前記第1の多量体リガンドに結合し、前記第1の多量体化領域に有意に結合しない第2の多量体リガンドに結合する、項目192に記載のキットまたは組成物。
(項目194)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目192または193のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目195)
前記第1のリガンドは、第1の単量体を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の単量体に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の単量体に有意に結合しない、
項目193または193のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目196)
前記第1の多量体化領域は、前記第2の多量体リガンドに結合できない、項目192〜195のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目197)
前記第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は、ラパマイシンまたはラパログに結合する、項目192〜196のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目198)
前記核酸は、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドを含む、項目192〜197のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目199)
前記第1のポリヌクレオチドを含む第1の核酸種および前記第2のポリヌクレオチドを含む第2の核酸種を含む、項目192〜198のいずれか1項に記載のキットまたは組成物。
(項目200)
項目179〜191のいずれか1項に記載の核酸でトランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞。
(項目201)
第1のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、改変された細胞であって、ここで該第1のポリペプチドは、少なくとも2個の第1の多量体化領域または少なくとも2個の第2の多量体化領域を含む足場領域を含み、ここで該第1の多量体化領域の各々は、該第2の多量体化領域の各々とは異なる、改変された細胞。
(項目202)
前記足場領域は、前記第1の多量体化領域の少なくとも2個のユニットから本質的になる、項目201に記載の改変された細胞。
(項目203)
前記足場領域は、前記第2の多量体化領域の少なくとも2個のユニットから本質的になる、項目202に記載の改変された細胞。
(項目204)
前記第1のポリペプチドは、前記足場領域から本質的になる、項目201〜203のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目205)
前記第1のポリペプチドは、前記足場領域および膜会合領域から本質的になる、項目201〜203のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目206)
第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および前記第1の多量体化領域または前記第2の多量体化領域を含み、ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有する第2のポリヌクレオチドをさらに含み;ここで
該第1の多量体化領域および該第2の多量体化領域は、第1のリガンドに結合し;そして
前記第1のポリペプチドは該第1の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第2の多量体化領域を含むか、または前記第1のポリペプチドは該第2の多量体化領域を含みかつ該第2のキメラポリペプチドは該第1の多量体化領域を含む、項目201〜205のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目207)
前記第2の多量体化領域は、前記第1のリガンドに結合し、かつ第2のリガンドに結合する、項目201〜206のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目208)
前記第2のリガンドは、前記第1の多量体化領域に有意に結合しない、項目201〜206のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目209)
前記第1のリガンドは、第1の部分を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の部分に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の部分に有意に結合しない、
項目201〜208のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目210)
前記第1のリガンドは、第1の単量体を含み、
前記第1の多量体化領域は、該第1の単量体に結合し、そして
前記第2の多量体化領域は、該第1の単量体に有意に結合しない、
項目201〜208のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目211)
前記第1の多量体化領域は、前記第2のリガンドに結合できない、項目201〜208のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目212)
前記第1の多量体化領域は、前記第1のリガンドに結合し、かつ第2のリガンドに結合する、項目201〜208のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目213)
前記第2のリガンドは、前記第2の多量体化領域に有意に結合しない、項目212に記
載の改変された細胞。
(項目214)
前記第2の多量体化領域は、前記第2のリガンドに結合できない、項目212に記載の改変された細胞。
(項目215)
前記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化ポリペプチド領域をさらに含む、項目206〜215のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目216)
a)第1のキメラポリペプチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、膜会合ポリペプチド領域および第1の多量体化領域を含む、第1のキメラポリペプチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2の多量体化領域を含み、ここで該第2の多量体化領域は、該第1の多量体化領域とは異なるアミノ酸配列を有する、第2のキメラポリペプチド;
を含む、改変された細胞であって、ここで該第1の多量体化領域および第2の多量体化領域は、第1の多量体リガンドに結合する、改変された細胞。
(項目217)
前記第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む、項目216に記載の改変された細胞。
(項目218)
足場ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む改変された細胞であって、ここで該足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、改変された細胞。
(項目219)
足場ポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFRB領域またはFRBバリアント領域を含む、第1のポリヌクレオチド、およびFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域およびカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む、改変された細胞。
(項目220)
足場ポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該足場ポリペプチドは、少なくとも2個のFKBP12領域またはFKBP12バリアント領域を含む、第1のポリヌクレオチド、ならびにFRBまたはFRBバリアントおよびカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む、改変された細胞。
(項目221)
前記細胞は、キメラ抗原レセプターをさらに含む、項目153〜162、または201〜220のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目222)
前記細胞は、T細胞レセプターをさらに含む、項目153〜162、または201〜220のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目223)
前記細胞は、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球、NK−T細胞、またはNK細胞である、項目153〜162、または201〜222のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目224)
前記細胞は、T細胞である、項目1153〜162、または201〜222のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目225)
前記細胞は、初代T細胞である、項目153〜162、または201〜222のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目226)
前記細胞は、細胞傷害性T細胞である、項目153〜162、または201〜222のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目227)
前記細胞は、胚性幹細胞(ESC)、人工多能性幹細胞(iPSC)、非リンパ球性造血細胞、非造血細胞、マクロファージ、ケラチノサイト、線維芽細胞、メラノーマ細胞、腫瘍浸潤リンパ球、ナチュラルキラー細胞、ナチュラルキラーT細胞、またはT細胞からなる群より選択される、項目153〜162、または201〜222のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目228)
前記T細胞は、ヘルパーT細胞である、項目153〜162、または201〜222のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目229)
前記細胞は、骨髄から得られるかまたは骨髄から調製される、項目153〜162、または201〜228のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目230)
前記細胞は、臍帯血から得られるかまたは臍帯血から調製される、項目153〜162、または201〜228のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目231)
前記細胞は、末梢血から得られるかまたは末梢血から調製される、項目153〜152、または201〜228のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目232)
前記細胞は、末梢血単核細胞から得られるかまたは末梢血単核細胞から調製される、項目153〜152、または201〜228のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目233)
前記細胞は、ヒト細胞である、項目153〜152、または201〜232のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目234)
前記改変された細胞は、インビボで形質導入またはトランスフェクトされる、項目153〜152、または201〜233のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目235)
前記細胞は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、バイオリスティック(例えば、Au粒子での遺伝子銃)、脂質トランスフェクション、ポリマートランスフェクション、ナノ粒子、またはポリプレックスからなる群より選択される方法を使用して、前記核酸ベクターによってトランスフェクトまたは形質導入される、項目153〜152、または201〜234のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目236)
被験体において移植された改変された細胞の生存をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)項目153〜152、または201〜235のいずれか1項に記載の改変された細胞を該被験体に移植すること;および
b) (a)の後に、該被験体にラパマイシンまたはラパログを、前記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの30%未満を殺滅するために有効な量で投与すること、
を包含する方法。
(項目237)
ラパマイシンまたはラパログを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、ラパマイシンまたはラパログを、該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、項目153〜152、または201〜235のいずれか1項に記載の核酸を含み、ここで該ラパマイシンまたはラパログは、FRB領域またはFRBバリアント領域に結合する、方法。
(項目238)
前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの40%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目236〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目239)
前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの50%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目236〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目240)
前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの60%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目236〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目241)
前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの70%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目236〜237に記載の方法。
(項目242)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの90%未満を殺滅するために有効な量で投与される、項目236〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目243)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量で投与される、項目236〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目244)
前記第1のリガンドは、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも95%を殺滅するために有効な量で投与される、項目236〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目245)
前記第1のリガンドの1より多くの用量が、前記被験体に投与される、項目236〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目246)
ラパマイシンまたは前記ラパログの1より多くの用量が投与される、項目245に記載の方法。
(項目247)
前記第2の多量体化領域は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域であり、前記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む前記第2のキメラポリペプチド上の該FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量で投与することをさらに包含する、項目236〜246のいずれか1項に記載の方法。
(項目248)
リガンドを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、該リガンドを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、項目153〜162、または201〜235のいずれか1項に記載の改変された細胞を含み、ここで該リガンドは、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合する、方法。
(項目249)
被験体において移植された改変された細胞の生存をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)項目153〜152、または201〜228のいずれか1項に記載の改変された細胞を、該被験体に移植すること;および
b) (a)の後に、該被験体に、前記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む前記第2のキメラポリペプチド上の前記FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量で投与すること
を包含する方法。
(項目250)
前記リガンド、ラパマイシン、または前記ラパログの1より多くの用量が投与される、項目249に記載の方法。
(項目251)
トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;ならびに
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、ラパマイシンもしくはラパログ、または前記FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体へのその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整すること
をさらに包含する、項目236〜250のいずれか1項に記載の方法。
(項目252)
トランスフェクトまたは形質導入された治療用細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、前記FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合するリガンド、またはラパマイシンもしくはラパログが、該被験体に投与されるべきどうか、あるいは該被験体にその後投与される該リガンドの投与量が調整されることを決定すること、
をさらに包含する、項目236〜250のいずれか1項に記載の方法。
(項目253)
トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を含む情報を受け取ること;および
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、ラパマイシンもしくはラパログ、または前記FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体へのその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、項目236〜250のいずれか1項に記載の方法。
(項目254)
トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された該状態の有無またはステージを、該被験体において同定された該状態の有無またはステージに基づいて、ラパマイシン、ラパログまたは前記FKBP12領域もしくはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体に投与されるその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整する意思決定者に伝達すること、
をさらに包含する、項目236〜250のいずれか1項に記載の方法。
(項目255)
トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を該被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;ならびに
該被験体において同定された該状態の有無またはステージに基づいて、ラパマイシン、ラパログ、または前記FKBP12もしくはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体に投与されるその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整する指示を伝達すること、
をさらに包含する、項目236〜260のいずれか1項に記載の方法。
(項目256)
同種反応性の改変された細胞は、前記被験体に存在し、同種反応性の改変された細胞の数は、ラパマイシン、前記ラパログ、または前記リガンドの投与後に少なくとも90%減少する、項目255に記載の方法。
(項目257)
少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が、前記被験体に投与される、項目236〜256のいずれか1項に記載の方法。
(項目258)
少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が、前記被験体に投与される、項目236〜256のいずれか1項に記載の方法。
(項目259)
少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が、前記被験体に投与される、項目236〜256のいずれか1項に記載の方法。
(項目260)
前記被験体における移植片対宿主病の有無またはステージを同定すること、および
該被験体において同定された該移植片対宿主病の有無またはステージに基づいて、ラパマイシン、ラパログ、もしくは前記FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体へのその後の投与量を維持するか、またはその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、項目236〜259のいずれか1項に記載の方法。
(項目261)
改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体にリガンドを投与するための方法であって、該方法は、該リガンドを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、項目153〜162または201〜235のいずれか1項に記載の改変された細胞を含み、ここで該リガンドは、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合する、方法。
(項目262)
ラパマイシンまたはラパログを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、ラパマイシンまたはラパログを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、項目153〜162または201〜235のいずれか1項に記載の改変された細胞を含み、ここで該ラパマイシンまたはラパログは、FRB領域またはFRBバリアント領域に結合する、方法。
(項目263)
前記核酸または細胞は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域を含むキメラポリペプチドを含み、該FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域に結合する前記リガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、項目137〜262のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目264)
標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法であって、該方法は、(a)該被験体に、有効量の項目153〜162または201〜235のいずれか1項に記載の改変された細胞を投与することであって、ここで該改変された細胞は、該標的抗原に結合するキメラ抗原レセプターまたはT細胞レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、投与すること;ならびに(b) a)の後に、有効量のリガンド、ラパマイシン、またはラパログを投与すること、
を包含する方法。
(項目265)
前記標的抗原は、腫瘍抗原である、項目264に記載の方法。
(項目266)
足場領域を含む第1のキメラポリペプチドおよびアポトーシス促進ポリペプチドを含む第2のキメラポリペプチドを発現させるための方法であって、該方法は、項目171〜191のいずれか1項に記載の核酸と細胞とを、該核酸が該細胞の中に組み込まれる条件下で接触させ、それによって、該細胞は、該第1のキメラポリペプチドおよび第2のキメラポリペプチドを該組み込まれた核酸から発現することを包含する方法。
(項目267)
FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む第1のキメラポリペプチドを発現させるための方法であって、該方法は、項目171〜191のいずれか1項に記載の核酸と細胞とを、該核酸が該細胞の中に組み込まれる条件下で接触させ、それによって、該細胞は、該第1のキメラポリペプチドおよび第2のキメラポリペプチドを該組み込まれた核酸から発現することを包含する方法。
(項目268)
FRB領域またはFRBバリアント領域およびカスパーゼポリペプチド領域を含むキメラポリペプチドを発現させるための方法であって、該方法は、項目137〜143または145〜152のいずれか1項に記載の核酸と細胞とを、該核酸が該細胞の中に組み込まれる条件下で接触させ、それによって該細胞は、該キメラポリペプチドを該組み込まれた核酸から発現することを包含する方法。
(項目269)
前記核酸は、前記細胞とエキソビボで接触させられる、項目266〜268のいずれか1項に記載の方法。
(項目270)
前記核酸は、前記細胞とインビボで接触させられる、項目266〜268のいずれか1項に記載の方法。
(項目271)
前記第1のリガンドまたは前記第2のリガンドを含む、項目1〜41、81〜115、121〜129、153〜162、または200〜235のいずれか1項に記載の改変された細胞。
(項目272)
前記第1のキメラポリペプチドは、抗原認識部分をさらに含む、項目171〜272のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目273)
前記第1のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、項目171〜272のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目274)
前記第1のキメラポリペプチドは、T細胞レセプターをさらに含む、項目171〜272のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目275)
前記第1のキメラポリペプチドは、キメラ抗原レセプターをさらに含む、項目171〜272のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目276)
前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む、項目221、223〜272、または275のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目277)
前記キメラ抗原レセプターは、共刺激ポリペプチドをさらに含む、項目276に記載の核酸。
(項目278)
前記共刺激ポリペプチドは、CD28、OX40および4−1BBからなる群より選択される、項目277に記載の核酸。
(項目279)
前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、(iii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域、および(iv)T細胞活性化分子、(v)抗原認識部分を含む、項目276に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目280)
前記第1のキメラポリペプチドは、(i)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、および(ii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域をさらに含む、項目171〜272のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目281)
前記第1のキメラポリペプチドは、MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチドをさらに含む、項目171〜272のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目282)
前記第1のキメラポリペプチドは、CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域をさらに含む、項目171〜272のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目283)
前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログである、項目137〜282のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目284)
前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、項目137〜283のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。(項目285)
前記第1の多量体化領域は、FRB領域またはFRBバリアント領域であり、前記第2の多量体化領域は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域である、項目145〜284のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目286)
前記第1の多量体化領域は、FKBP12領域またはFKBP12バリアント領域であり、前記第2の多量体化領域は、FRB領域またはFRBバリアント領域である、項目145〜284のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目287)
前記第1のキメラポリペプチドは、少なくとも3個の第1の多量体化領域を有する足場領域を含む、項目171〜286のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目288)
前記第1のキメラポリペプチドは、少なくとも4個の第1の多量体化領域を有する足場領域を含む、項目171〜286のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目289)
前記第1のキメラポリペプチドは、少なくとも5個の第1の多量体化領域を有する足場領域を含む、項目171〜286のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目290)
前記第1のキメラポリペプチドは、6〜10個の第1の多量体化領域を有する足場領域を含む、項目171〜286のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目291)
前記第1のキメラポリペプチドは、ミリストイル化領域、パルミトイル化領域、プレニル化領域、NKG2Dレセプター、およびレセプターの膜貫通配列からなる群より選択される膜標的化領域を含む、項目171〜290に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目292)
前記膜標的化領域は、ミリストイル化領域である、項目291に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目293)
前記ミリストイル化領域は、配列番号3のアミノ酸配列またはその機能的フラグメントを有する、項目292に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目294)
前記第1の多量体化領域または第2の多量体化領域は、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有するFKBP12バリアント領域である、項目137〜293のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目295)
前記第1の多量体化領域または第2の多量体化領域は、FKBP12v36領域である、項目294に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目296)
前記第2の多量体化領域は、KLW(T2098L)、KTF(W2101F)、およびKLF(T2098L、W2101F)からなる群より選択される、項目137〜293のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目297)
第2の多量体化領域は、FRBである、項目296に記載の核酸、細胞、または方法。(項目298)
前記第1のリガンドまたは第2のリガンドは、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン、R−イソプロポキシラパマイシン、およびS−ブタンスルホンアミドラプからなる群より選択されるラパログである、項目137〜297のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目299)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ1、カスパーゼ2、カスパーゼ3、カスパーゼ4、カスパーゼ5、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、カスパーゼ10、カスパーゼ11、カスパーゼ12、カスパーゼ13、またはカスパーゼ14、FADD(DED)、APAF1(CARD)、CRADD/RAIDD CARD)、ASC(CARD)、Bax、Bak、Bcl−xL、Bcl−2、RIPK3、およびRIPK1−RHIMからなる群より選択される、項目137〜298のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目300)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、項目137〜298のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目301)
前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである、項目300に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目302)
前記カスパーゼポリペプチドは、配列番号300のアミノ酸配列を含む、項目300または301のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目303)
前記カスパーゼポリペプチドは、表5または表6中の触媒として活性なカスパーゼバリアントからなる群より選択されるアミノ酸置換を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、項目302に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目304)
前記カスパーゼポリペプチドは、D330A、D330E、およびN405Qからなる群より選択されるアミノ酸配列を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、項目302に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目305)
前記短縮型MyD88ポリペプチドは、配列番号214のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、項目279〜304のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目306)
前記MyD88ポリペプチドは、配列番号282のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、項目279〜305のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目307)
前記細胞質CD40ポリペプチドは、配列番号216のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、項目279〜307のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目308)
前記T細胞レセプターは、PRAME、Bob−1、およびNY−ESO−1からなる群より選択される抗原性ポリペプチドに結合する、項目279または274〜307のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目309)
前記抗原認識部分は、腫瘍細胞上の抗原、過剰増殖性疾患に関与する細胞上の抗原、ウイルス抗原、細菌抗原、CD19、PSCA、Her2/Neu、PSMA、Muc1、Muc1、ROR1、メソテリン、GD2、CD123、Muc16、CD33、CD38、およびCD44v6からなる群より選択される抗原に結合する、項目276〜307のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目310)
前記T細胞活性化分子は、ITAMを含みシグナル1を与える分子、CD3ζポリペプチド、およびFcイプシロンレセプターガンマ(FcεR1γ)サブユニットポリペプチドからなる群より選択される、項目276または309のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目311)
前記抗原認識部分は、一本鎖可変フラグメントである、項目276〜310のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目312)
前記膜貫通領域は、CD8膜貫通領域である、項目276〜311のいずれか1項に記載の核酸、細胞、または方法。
(項目313)
前記核酸は、ウイルスベクター内に含まれる、項目137〜143、145〜152、171〜191、または272〜312のいずれか1項に記載の核酸。
(項目314)
前記ウイルスベクターは、レトロウイルスベクター、マウス白血病ウイルスベクター、SFGベクター、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、およびワクシニアウイルスからなる群より選択される、項目313に記載の核酸。
(項目315)
前記核酸は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、もしくはバイオリスティックのために調製されるかまたはそのためにデザインされたベクターの中に存在するか、あるいは化学的脂質、ポリマー、無機ナノ粒子、もしくはポリプレックスに結合されるかまたはその中に組み込まれる、項目137〜143、145〜152、171〜191、または272〜312のいずれか1項に記載の核酸。
(項目316)
前記核酸は、プラスミド内に含まれる、項目137〜143、145〜152、171〜191、または272〜312のいずれか1項に記載の核酸。
(項目317)
実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目137〜235または272〜316、または224〜262のいずれか1項に記載
の核酸または細胞。
(項目318)
FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目137〜143、145〜152、171〜191、または272〜312のいずれか1項に記載の核酸または細胞。
(項目319)
FRP5−VL、FRP5−VH、FMC63−VL、およびFMC63−VHからなる群より選択される実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目137〜143、145〜152、171〜191、または272〜312のいずれか1項に記載の核酸または細胞。
(項目320)
FRP5−VLおよびFRP5−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、項目319に記載の核酸または細胞。
(項目321)
FMC63−VLおよびFMC63−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、項目319に記載の核酸または細胞。
(項目322)
MyD88LおよびMyD88からなる群より選択される実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目317に記載の核酸または細胞。
(項目323)
実施例23の表の中に提供されるΔカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目317に記載の核酸または細胞。
(項目324)
実施例23の表の中に提供されるΔCD19ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目317に記載の核酸または細胞。
(項目325)
実施例23の表の中に提供されるhCD40ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目317に記載の核酸または細胞。
(項目326)
実施例23の表の中に提供されるCD3ζポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、項目317に記載の核酸または細胞。
(項目327)
前記被験体は、がんを有する、項目236〜311のいずれか1項に記載の方法。
(項目328)
前記改変された細胞は、腫瘍床に送達される、項目236〜311または327のいずれか1項に記載の方法。
(項目329)
前記がんは、前記被験体の血液または骨髄に存在する、項目327〜328のいずれか1項に記載の方法。
(項目330)
前記被験体は、血液または骨髄の疾患を有する、項目329に記載の方法。
(項目331)
前記被験体は、鎌状赤血球貧血または異染性白質ジストロフィーと診断されている、項目236〜311または327のいずれか1項に記載の方法。
(項目332)
前記患者は、原発性免疫不全状態、血球貪食性リンパ組織球症(HLH)または他の血球貪食状態、遺伝性骨髄不全状態、ヘモグロビン異常症、代謝状態、および破骨細胞状態からなる群より選択される状態と診断されている、項目236〜311または327のいずれか1項に記載の方法。
(項目333)
前記患者は、重症複合免疫不全症(SCID)、複合免疫不全症(CID)、先天性T細胞欠損/欠損症、分類不能型免疫不全症(CVID)、慢性肉芽腫症、IPEX(免疫不全、多腺性内分泌障害、腸症、X連鎖)またはIPEX様、ウィスコット・オールドリッチ症候群、CD40リガンド欠損症、白血球接着不全、DOCA8欠損症、IL−10欠損症/IL−10レセプター欠損症、GATA2欠損症、X連鎖リンパ増殖性疾患(XLP)、軟骨毛髪形成不全、シュバッハマン・ダイアモンド症候群、ダイアモンド・ブラックファン貧血、先天性角化異常症、ファンコーニ貧血、先天性好中球減少症、鎌状赤血球症、サラセミア、ムコ多糖症、スフィンゴリピドーシス、および大理石骨病からなる群より選択される疾患または状態と診断されている、項目236〜311または327のいずれか1項に記載の方法。
(項目334)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびに
c)膜貫通領域、T細胞活性化分子、ならびにHer2/Neu、PSCA、およびCD19からなる群より選択される抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターをコードする第3のポリヌクレオチド
に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。
(項目335)
改変された細胞であって以下:
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびに
c)膜貫通領域、T細胞活性化分子、およびHer2/Neu 抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターをコードする第3のポリヌクレオチド
を含む改変された細胞。
(項目336)
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびに
c)キメラT細胞レセプターをコードする第3のポリヌクレオチド
に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。
(項目337)
改変された細胞であって以下:
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)2個のFKBP12v36領域;(ii)TIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、カスパーゼ−9領域およびFRBを含む、第2のポリヌクレオチド;ならびに
c)キメラT細胞レセプターをコードする第3のポリヌクレオチド
を含む改変された細胞。
図面は、本技術の実施形態を図示するものであって、限定するものではない。図示を明確にするためおよび容易にするために、図面は、一定の割合で拡大縮小して作成されておらず、場合によっては、特定の実施形態の理解を容易にするために、様々な態様が、誇張または拡大されて示されていることがある。
図1Aは、本明細書で論じられるとおりの種々のiCasp9発現ベクターを図示する。 図1Bは、図1Aに示される発現ベクターによって生成される全長および短縮型のカスパーゼ−9タンパク質の代表的ウェスタンブロットを図示する。 図2は、アポトーシスを引き起こすための自殺遺伝子生成物およびCIDの相互作用の模式図である。 図3は、アポトーシスの二段構造の制御を示す模式図である。左の部分は、FRBI改変CARへの誘導性カスパーゼポリペプチドのラパログ媒介性動員を示す。右の部分は、リミズシド(AP1903)媒介性誘導性カスパーゼポリペプチドを示す。 図4は、FRB改変CD19−MC−CARおよび誘導性カスパーゼ−9をコードするベクターのプラスミドマップである。pSFG−iCasp9−2A−CD19−Q−CD28stm−MCz−FRB2。 図5は、FRB改変Her2−MC−CARおよび誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドをコードするベクターのプラスミドマップである。pSFG−iCasp9−2A−aHer2−Q_CD28stm−mMCz−FRB2。 図6Aおよび6Bは、アポトーシスの二段構造の活性化のアッセイの結果を提供する。図6Aは、ラパマイシンでの誘導性カスパーゼ−9ポリペプチド(iC9)の動員を示し、より段階的なアポトーシス漸増(apoptosis titration)をもたらす。図6Bは、リミズシド(AP1903)を使用する完全なアポトーシスを示す。 図7は、pBP0545ベクター、pBP0545.pSFG.iCasp9.2A.Her2scFv.Q.CD8stm.MC−ζ.のプラスミドマップである。 図8A〜8Cは、FRBまたはFKBP12ベースの足場が、シグナル伝達ドメインを多量体化し得ることを図示する。図8A。シグナル伝達ドメインのホモ二量体化(赤い棒)は、カスパーゼ−9のように、一方の側でFRB融合シグナル伝達ドメインにおよび他方の側でFKBP12融合ドメインに結合するヘテロ二量体を介して達成され得る。図8B。FRBの2個(左)または2個より多い(右)タンデムコピー(シェブロン(chevron))を介するシグナル伝達ドメインの二量体化または多量体化。上記足場は原形質膜(示されるとおり)、核またはオルガネラにタンパク質を局在化させるための、細胞下標的化配列を含み得る。図8C。図8Bと同様であるが、ドメイン極性は逆にされている。 図9A〜9Cは、FRB2.カスパーゼ−9のiMC媒介性足場形成の模式図を提供する。図9A。ヘテロ二量体薬物(例えば、ラパマイシン)の存在下で,FRB2連結カスパーゼ−9は、上記FKBP改変MyD88/CD40(MC)シグナル伝達分子と結合し、クラスター化する。このクラスター化効果は、FRB2.カスパーゼ−9の二量体化およびはアポトーシス経路を介する細胞死のその後の誘導を生じる。図9B。パネル9Aと同様であるが、上記FKBPドメインおよびFRBドメインは、会合したカスパーゼ−9およびMCドメインに関連して交換されている。そのクラスター化効果は、ヘテロ二量体薬物の存在下でなお起こる。図9C。パネル9Aと同様であるが、MCに結合した唯一のFKBPドメインが存在する。従って、ヘテロ二量体の存在下では、カスパーゼ−9は、もはやクラスター化できず、従って、アポトーシスは誘導されない。 図10A〜10Eは、ラパログ誘導性FRB足場ベースのCaspaCIDeの模式図を提供する。図10A:リミズシドは、FKBPv連結カスパーゼ−9をホモ二量体化し、アポトーシス経路を介する細胞死のその後の誘導を伴う、カスパーゼ−9の二量体化および活性を生じる。図10B:ラパログは、FKBPv連結カスパーゼ−9とFRB連結カスパーゼ−9とをヘテロ二量体化し、カスパーゼ−9の二量体化および細胞死を生じる。図10C、図10D、図10Eは、ヘテロ二量体薬物(例えば、ラパログ)の存在下で、2個またはこれより多くのFRBドメインが、FKBPv連結カスパーゼ−9の結合を補充するために足場として作用し、カスパーゼ−9の二量体化およびオリゴマー化ならびに細胞死をもたらすことを図示する模式図である。 図11Aは、ラパマイシンでのキメラFRB−カスパーゼ−9ポリペプチドおよびキメラFKBP−カスパーゼ−9ポリペプチド(FRB−Δカスパーゼ−9およびFKBPv−Δカスパーゼ−9)の二量体化によるアポトーシスの活性化を示す模式図であり、図11は、その活性化を示す線グラフである。図11A。カスパーゼ−9シグナル伝達ドメインを一緒に融合するための、ラパマイシンでのFRBおよびFKBP12の二量体化ならびにアポトーシスの活性化の代表的模式図。図11B。レポーターアッセイを、構成的SRα−SEAPレポーター(pBP046、1μg)、FRB(L2098)およびヒトΔカスパーゼ−9の融合物(pBP0463、2μg)、ならびにFKBP12とΔカスパーゼ−9との融合物(pBP0044、2μg)でトランスフェクトされたHEK−293T細胞において行った。 図12Aは、FRBベースの足場上でFKBP−カスパーゼ−9のアセンブリを示す模式図であり、図12Bおよび12Cは、その線グラフである。図12A:FKBP12−カスパーゼ−9融合タンパク質のラパマイシン(またはラパログ)媒介性多量体化のための足場を提供するために繰り返されたFRBドメインの模式図。図12B:HEK−293細胞の培養物を、構成的SRα−SEAPレポータープラスミド(pBP0046、1μg)、ヒトFKBP12とヒトカスパーゼ−9との融合物(pBP0044、2μg)および4コピーのFRBを含むFRBコード発現構築物(pBP0725、2μg)またはゼロもしくは1コピーのFRBをコードするコントロールベクターで(Genejuice(Novagen)を介して)トランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後、細胞を、96ウェルプレートへと分配し、ラパマイシンまたは変異体FRBに対して特異性を有する誘導体ラパログ、C7−イソプロポキシラパマイシン(Liberlesら, 1997)を、三連のウェルに投与した。胎盤SEAPレポーター活性を、薬物投与の24時間後に決定した。図12C:レポーターアッセイを、(B)におけるように行ったが、FRB足場を、アミノ末端ミリストイル化標的化配列およびFRBドメインの2コピー(pBP0465)または4コピー(pBP0721)を有する反復FRBドメインをコードする構築物から発現した。 図13Aは、FKBP足場上でのFRB−Δカスパーゼ−9のアセンブリを示す模式図であり、図13Bは、そのアセンブリを示す線グラフである。図13A。FRB−Δカスパーゼ−9融合タンパク質のラパマイシン(またはラパログ)媒介性多量体化のアセンブリのための足場を生成し、アポトーシスをもたらす反復FKBP12ドメインの模式図。図13B。レポーターアッセイを、構成的SRα−SEAPレポーター(pBP046、1μg)、FRB(L2098)およびCARDドメイン欠失ヒトΔカスパーゼ−9の融合物(pBP0463、2μg)およびFKBP12の4つのタンデムコピーを含むFKBP発現構築物(pBP722、2μg)または1コピーのFKBPを有するコントロールベクター(pS−SF1E)でトランスフェクトされたHEK−293T細胞の培養物で、図12Bおよび図12Cにおけるように行った。 図14A〜14Bは、FRB足場とiカスパーゼ9とのヘテロ二量体化が細胞死を誘導することを示す線グラフを提供する。3名の異なる、ドナー(307、582、584)に由来する初代T細胞を、CaspaCIDe、CD19マーカー、および0〜3個のタンデムコピーのFRBをそれぞれ含む、pBP0220−−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19、pBP0756−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB、pBP0755−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB2、またはpBP0757−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB3で形質導入した。T細胞を、種々の濃度のラパマイシンとともにプレーティングし、24時間および48時間後に、細胞アリコートを採取し、APC−CD19抗体で染色し、フローサイトメトリーによって分析した。細胞を、FSC 対 SSCによって、生きているリンパ球に対して最初にゲーティングした。次いで、リンパ球を、CD19ヒストグラムとしてプロットし、CD19ゲート内の高発現、中程度の発現および低発現についてサブゲーティングした。線グラフは、「0」薬物なしコントロールに対して正規化した高レベルのCD19を発現する総細胞集団の相対的パーセンテージを表す。全てのデータ点を、二連で行った。図14A:ドナー307、24時間;図14B:ドナー582、24時間;図14C:ドナー584、24時間;図14D:ドナー582、48時間;図14E:ドナー584、48時間。 図15A〜15Cは、ラパマイシンが、タンデムFRBドメインの存在下でCaspaCIDe殺滅を誘導することを示す線グラフおよび模式図を提供する。HEK−293細胞を、陰性(Neg)コントロール、eGFP(pBP0047)、CaspaCIDe(iC9/pBP0044)単独、またはiMC.FRB(pBP0655)+抗HER2.CAR.Fpk2(pBP0488)もしくはiMC.FRB2(pBP0498)+抗HER2.CAR.Fpk2に加えてのCaspaCIDeのいずれかとともに、1μgのSRα−SEAP構成的レポータープラスミドでトランスフェクトした。次いで、細胞を、リミズシドまたはラパマイシンの半対数希釈物とともにプレーティングし、以前に記載されるようにSEAPに関してアッセイした。SEAP活性の減少は、細胞排除と相関する。模式図は、シグナル伝達ドメインの1つの考えられるラパマイシン媒介性複合体を表し、この複合体はカスパーゼ−9クラスター化およびアポトーシスをもたらす。図15A:リミズシド;図15B:ラパマイシン;図15C:模式図。 図16Aおよび16Bは、タンデムFKBP足場が、ラパログの存在下でFRB2.カスパーゼ活性化を媒介することを示す線グラフである。図16A。HEK−293細胞を、SRα−SEAPレポータープラスミド、Δmyr.iMC.2A−抗CD19.CAR.CD3ζ(pBP0608)、およびFRB2.カスパーゼ−9(pBP0467)の各々1μgでトランスフェクトした。24時間後、トランスフェクトした細胞を採取し、種々の濃度のリミズシド、ラパマイシン、またはラパログであるC7−イソプロポキシ(IsoP)−ラパマイシンのいずれかで処理した。ONインキュベーション後に、細胞上清を、以前に記載されるように、SEAP活性に関してアッセイした。図16B。細胞を非ミリストイル化Δmyr.iMC.2A−CD19.CAR.CD3ζ(pBP0608)の代わりに膜局在(ミリストイル化)iMC.2A−CD19.CAR.CD3ζ(pBP0609)でトランスフェクトしたことを除いて、(図16A)に記載される実験に類似。 図17A〜17Eは、線グラフおよびiMC「スイッチ」、FKBP2.MyD88.CD40が、ラパマイシンの存在下でFRB2.カスパーゼ9に関する足場を作製し、細胞死を誘導することを示すFACs分析の結果を提供する。図17A。初代T細胞(2名のドナー)を、γ−RV、SFG−ΔMyr.iMC.2A−CD19(pBP0606由来)およびSFG−FRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ(pBP0668由来)で形質導入した。細胞を、ラパマイシンの5倍希釈物とともにプレーティングした。24時間後に、細胞を採取し、iMC(抗CD19−APC)、カスパーゼ−9(抗CD34−PE)の発現、およびT細胞同一性(T cell identity)(抗CD3−PerCPCy5.5)に関してフローサイトメトリーによって分析した。細胞を、FSC 対 SSCによってリンパ球形態に関して最初にゲーティングし、続いて、CD3発現(上記リンパ球のうちの約99%)に関してゲーティングした。CD3リンパ球は、CD19(Δmyr.iMC.2A−CD19) 対 CD34(FRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ)発現に関してプロットした。ゲーティングされた集団を正規化するために、CD34CD19細胞のパーセンテージを、内部コントロールとしての各サンプルにおけるCD19CD34細胞のパーセントで除算した。それらの値を、次いで、100%に設定した各形質導入に関する薬物のないウェルに対して正規化した。類似の分析を、CD34CD19ゲート内の高発現細胞、中発現細胞、および低発現細胞に適用した。図17B。細胞がどのようにして高発現、中発現、および低発現に関してゲーティングしたかの代表例。図17C。最終的なCD34 対 CD19ゲートの代表的散布図。ラパマイシンが増加するにつれて、% CD34CD19細胞は減少した。このことは、細胞の排除を示す。図17Dおよび図17E。単一のドナーに由来するT細胞を、ΔMyr.iMC.2A−CD19(pBP0606)またはFRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ(pBP0668)で形質導入した。細胞を、24時間または48時間にわたって、種々の量のラパマイシンとともにIL−2含有培地中にプレーティングした。次いで、細胞を、上記のように採取および分析した。 図18。pBP0044:pSH1−iカスパーゼ9wtのプラスミドマップ。 図19。pBP0463−−pSH1−Fpk−Fpk’.LS.Fpk’’.Fpk’’’.LS.HAのプラスミドマップ。 図20。pBP0725−−pSH1−FRBl.FRBl’.LS.FRBl’’.FRBl’’.’のプラスミドマップ。 図21。pBP0465−−pSH1−M−FRBl.FRBl’.LS.HAのプラスミドマップ。 図22。pBP0721−−pSH1−M−FRBl.FRBl’.LS.FRBl’’.FRBl’’’HAのプラスミドマップ。 図23。pBP0722−−pSH1−Fpk−Fpk’.LS.Fpk’’.Fpk’’’.LS.HAのプラスミドマップ。 図24。pBP0220−−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図25。pBP0756−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRBlのプラスミドマップ。 図26。pBP0755−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRBl2のプラスミドマップ。 図27。pBP0757−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRBl3のプラスミドマップ。 図28。pBP0655−−pSFG−ΔMyr.FRBl.MC.2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図29。pBP0498−−pSFG−ΔMyr.iMC.FRBl2.P2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図30。pBP0488−−pSFG−aHER2.Q.8stm.CD3ζ.Fpk2のプラスミドマップ。 図31。pBP0467−−pSH1−FRBl’.FRBl.LS.Δカスパーゼ9のプラスミドマップ。 図32。pBP0606−−pSFG−k−ΔMyr.iMC.2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図33。pBP0607−−pSFG−k−iMC.2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図34。pBP0668−−pSFG−FRBlx2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.CD3ζのプラスミドマップ。 図35。pBP0608−−pSFG−ΔMyr.iMC.2A−ΔCD19.Q.8stm.CD3ζのプラスミドマップ。 図36。pBP0609:pSFG−iMC.2A−ΔCD19.Q.8stm.CD3ζのプラスミドマップ。 図37Aは、2コピーのキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(各々、FKBP12多量体化領域を有する)に結合するリミズシドの模式図を提供する。図37Bは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(そのうちの一方は、FKBP12多量体化領域を有し、そのうちの他方は、FRB多量体化領域を有する)に結合するラパマイシンの模式図を提供する。図37Cは、これらキメラポリペプチドを使用するアッセイ結果のグラフを提供する。 図38Aは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(そのうちの一方は、FKBP12v36多量体化領域を有し、そのうちの他方は、FRBバリアント(FRB)多量体化領域を有する)に結合するラパマイシンまたはラパログの模式図を提供する。図38Bは、このキメラポリペプチドを使用するアッセイ結果のグラフを提供する。 図39Aは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(その各々は、FKBP12v36多量体化領域を有する)に結合するリミズシド、およびFKBP12v36多量体化領域を有する1個のみのキメラカスパーゼ−9ポリペプチドに結合するラパマイシンの模式図である。図39Bは、リミズシドおよびラパマイシンの効果を比較するアッセイ結果のグラフを提供する。 図40Aは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(その各々は、FKBP12v36多量体化領域を有する)に結合するリミズシド、およびFRB多量体化ポリペプチドの存在下でFKBP12v36多量体化領域を有する1個のみのキメラカスパーゼ−9ポリペプチドに結合するラパマイシンの模式図を提供する。図40Bは、これらポリペプチドを使用するアッセイの結果のグラフを提供し、リミズシドおよびラパマイシンの効果を比較する。 図41は、pBP0463.pFRBl.LS.dCasp9.T2Aのプラスミドマップを提供する。 図42は、pBP044−pSH1.iCasp9WTのプラスミドマップを提供する。
(詳細な説明)
外部環境からの情報を細胞の内部へと移すための機構として、制御されるタンパク質−タンパク質相互作用は、大部分の(全てではないものの)シグナル伝達経路をコントロールするように進化した。シグナル伝達は、酵素プロセス(例えば、アミノ酸側鎖リン酸化、アセチル化、または固有の特異性を欠くタンパク質分解性切断)によって左右される。さらに、多くのタンパク質または因子は、十分な基質/生成物関係の自発的な生成を排除してシグナル伝達を活性化もしくは伝播する細胞濃度でまたは細胞下位置で、存在する。活性化されたシグナル伝達の重要な構成成分は、適切な上流シグナルを介して経路を効率的に伝達する(または弱める)シグナル伝達「ノード」または空間的シグナル伝達センターへのこれら構成成分の動員である。
個々のタンパク質−タンパク質相互作用および従って、個々のシグナル伝達タンパク質を人工的に単離および操作するためのツールとして、化学的に誘導される二量体化(CID)技術を開発して、標的タンパク質に対するホモタイプまたはヘテロタイプの相互作用を課して、天然の生物学的制御を再現した。その最も単純な形態では、単一のタンパク質を、1またはこれより多くの構造的に同一なリガンド結合ドメインを含むように改変する。次いで、これは、コグネイトホモ二量体リガンドの存在下で、それぞれ、ホモ二量体化またはオリゴマー化の基本となる(Spencer DMら (93) Science
262, 1019−24)。この概念のわずかにより複雑なバージョンは、1またはこれより多くの別個のリガンド結合ドメインを2個の異なるタンパク質に配置して、小分子、両方の別個のドメインに同時に結合するヘテロ二量体リガンドを使用してこれらシグナル伝達分子のヘテロ二量体化を可能にすることを包含する(Ho SNら (96) Nature 382, 822−6)。この薬物媒介性二量体化は、それらの誘導性のまたは自発的なアセンブリおよび制御を可能にするために[十分なリガンド結合ドメインタグ化構成成分の非常に高い局所濃度を生じる。
いくつかの実施形態において、本明細書で提供されるのは、タンパク質の多量体化を誘導するための方法である。この場合、タンデムにある2個またはこれより多くのヘテロ二量体リガンド結合領域(または「ドメイン」)は、上記ヘテロ二量体リガンドのための第2の結合部位の1またはこれより多くのコピーに融合される、第2のシグナル伝達ドメイン含有タンパク質を二量体化またはオリゴマー化するために「分子足場」として使用する。この分子足場は、リガンド結合ドメインの単離された多量体として(図8)、細胞内に局在するもしくは局在しないかのいずれかで(図8B、8C)発現され得るか、または構造的、シグナル伝達、細胞マーキング、またはより複雑な組み合わせ機能を提供する別のタンパク質に結合され得る(図9)。「足場」とは、少なくとも2個、例えば、2個もしくはこれより多くのヘテロ二量体リガンド結合領域を含むポリペプチドを意味する;ある種の例では、上記リガンド結合領域は、タンデムにある、すなわち、各リガンド結合領域は、その次のリガンド結合領域の直ぐ近位に位置している。他の例では、各リガンド結合領域は、その次のリガンド結合領域に対して近位に位置し得、例えば、約1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、25個、30個、35個、40個、45個、50個、55個、60個、65個、70個、75個、80個またはこれより多くのアミノ酸によって隔てられ得るが、二量体化剤の存在下で、誘導性カスパーゼ分子の二量体化の足場機能を保持する。足場は、例えば、少なくとも2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個またはこれより多くのリガンド結合領域を含み得、別のポリペプチド(例えば、マーカーポリペプチド、共刺激分子、キメラ抗原レセプター、T細胞レセプターなどのような)にも連結され得る。
いくつかの実施形態において、上記第1のポリペプチドは、上記第1の多量体化領域の少なくとも2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、または20個のユニットから本質的になる。いくつかの実施形態において、第1のポリペプチドは、上記足場領域から本質的になる。いくつかの実施形態において、上記第1のポリペプチドは、膜会合領域または膜標的化領域から本質的になる。「から本質的になる(consists essentially of)」とは、上記足場ユニットまたは足場が、単独で存在し得るか、または上記足場の末端、もしくは上記ユニットの間のいずれかに、リンカーポリペプチドを必要に応じて含み得、そして必要に応じて、小さなポリペプチド(例えば、図10B、10C、10D、および10Eに示されるとおりのステムポリペプチドなど)を含み得ることを意味する。
一例において、プロテインキナーゼmTORに由来する約89aa FK506−ラパマイシン結合(FRB)ドメインのタンデム多量体(Chen Jら (95) PNAS, 92, 4947−51)は、ラパマイシンまたはラパマイシンベースのアナログ(「ラパログ」)の存在下で、複数のFKBPv36融合カスパーゼ−9(CaspaCIDe/iカスパーゼ−9)を動員するために使用される(Liberles SD (97) PNAS 94, 7825−30; Rivera VM (96) Nat
Med 2, 1028−1032, Stankunas K (03) Mol Cell 12, 1615−24; Bayle JH (06) Chem & Biol, 13, 99−107)(図1〜3)。この動員は、自発的なカスパーゼ二量体化および活性化をもたらす。
第2の例において、上記タンデムFRBドメインは、キメラ抗原レセプター(CAR)に融合され、これは、ラパログ駆動CaspaCIDe活性化を両方の融合タンパク質を発現する細胞に提供する(図15、挿入図)。
第3の例では、2個のタンパク質の極性は逆転し、それにより、2もしくはこれより多くのFKBP12のコピーが使用され、ラパマイシンの存在下で、FRB改変されたシグナル伝達分子を動員および二量体化する(図8C、9A)。
いくつかの例では、キメラポリペプチドは、単一のリガンド結合領域を含んでいてもよいし、または1個より多くのリガンド結合領域を含む足場が存在してもよく、ここで上記キメラポリペプチドは、例えば、MyD88ポリペプチド、短縮型MyD88ポリペプチド、細胞質CD40ポリペプチド、キメラMyD88/細胞質CD40ポリペプチドまたはキメラ短縮型MyD88/細胞質CD40ポリペプチドなどのポリペプチドを含む。
第4の例では、不安定なFRBバリアント(例えば、FRBL2098)は、ラパログ投与の前に上記シグナル伝達分子を不安定化するために使用される(Stankunas
K (03) Mol Cell 12, 1615−24; Stankunas K (07) ChemBioChem 8, 1162−69) (図9、10)。ラパログ曝露の後に、上記不安定な融合分子は安定化され、先のように、しかしより低いバックグラウンドシグナル伝達を伴う凝集をもたらす。
シグナル伝達タンパク質を指向するためにリガンドを使用することは、多くのシグナル伝達経路を活性化または減弱するために一般に適用され得る。アポトーシスまたはプログラム細胞死を一次標的としての「開始カスパーゼ」、カスパーゼ−9でコントロールすることによって、このアプローチの有用性を示す例が、本明細書で提供される。広く利用可能なラパマイシンまたはより専有のラパログでのアポトーシス促進タンパク質の二量体化によるアポトーシスのコントロールは、実験者または臨床医が望ましくない効果を示す細胞ベースの移植物(implant)の生存率を厳密にかつ迅速にコントロールすることを可能
にするはずである。これらの効果の例としては、オフターゲット組織または移植物の過剰なコントロールされない成長もしくは転移に対する移植片対宿主(GvH)免疫応答が挙げられるが、これらに限定されない。アポトーシスの迅速な誘導は、望ましくない細胞の機能を厳密に減弱し、過度の炎症なく、貪食細胞(例えば、マクロファージ)によって死細胞の天然のクリアランスを可能にする。
アポトーシスは厳密に制御され、天然には、足場(例えば、Apaf−1、CRADD/RAIDD、またはFADD/Mort1)を使用して、カスパーゼをオリゴマー化および活性化し、これは上記細胞を最終的には殺滅し得る。Apaf−1は、アポトーシスプロテアーゼカスパーゼ−9を潜在性複合体へとアセンブリし得、この複合体は、次いで、シトクロムCを上記足場へと動員する際に、活性オリゴマーアポプトソームを形成する。この重要な事象は、上記カスパーゼの二量体化および活性化を引き起こす、上記足場ユニットのオリゴマー化である。類似のアダプター(例えば、CRADD)は、カスパーゼ−2をオリゴマー化し得、アポトーシスをもたらす。本明細書で提供される組成物および方法は、例えば、上記リガンド結合ドメインFRBまたはFKBPの多量体バージョンを使用して、ラパマイシンでの動員の際に、FRBまたはFKBP融合物として存在するカスパーゼユニットの自発的二量体化および活性化を可能にする足場として働く。
本明細書中の実施例で提供されるある種の方法を使用すると、カスパーゼ活性化は、ラパマイシンまたはラパログが、FRBまたはFKBP融合カスパーゼを上記足場へと補充するために存在する場合にのみ起こる。これらの方法において、上記FRBまたはFKBPポリペプチドは、FKBP−カスパーゼまたはFRB−カスパーゼの二量体化(FRB−カスパーゼ−9がFKBP−カスパーゼ−9と二量体化される場合を除く)を駆動するために、単量体としてではなく多量体ユニットとして存在しなければならない。上記FRBまたはFKBPベースの足場は、他のタンパク質との融合物として標的化した細胞において発現され得、足場として働いて、アポトーシス促進分子をアセンブリおよび活性化するその能力を保持する。上記FRBまたはFKBP足場は、可溶性実体としてサイトゾル内に局在し得るか、または標的化シグナルを通じて特異的細胞下の場所(例えば、原形質膜)に存在し得る。アポトーシスを活性化するために使用される構成成分および上記細胞を分解する下流の構成成分は、全ての細胞によって、および種をわたって共有される。カスパーゼ−9活性化に関しては、これらの方法は、細胞株において、正常な初代細胞(例えば、T細胞などが挙げられるが、これらに限定されない)において、または細胞移植物において、広く利用され得る。
アポトーシスを指向するためにFRB−カスパーゼとFKBP−カスパーゼをラパマイシンで直接二量体化するある種の例では、FKBP融合カスパーゼが、ホモ二量体化剤分子(homodimerizer molecule)(例えば、AP1510、AP20187またはAP1
903)によって二量体化され得る(図6(右パネル)、10A(模式図)(類似のアポトーシス促進スイッチ(proapototic switch)は、キメラタンパク質内のカスパーゼド
メインのホモ二量体化をもたらすFKBP−カスパーゼ−9とともに、FRB−カスパーゼ−9融合タンパク質の共発現によって、ラパマイシンまたはラパログを使用してバイナリースイッチのヘテロ二量体化を介して指向され得る(図8A(模式図)、10B(模式図)、(11))ことが示された。
本明細書中で使用されるとき、請求項および/または明細書において用語「含む(comprising)」とともに使用されるときの単語「a」または「an」の使用は、「1つの」を意味し得るが、「1つ以上の」、「少なくとも1つの」および「1つもしくは1つより多くの」の意味とも一致する。なおもさらに、用語「有する」、「含む(including)」、「含む(containing)」および「含む(comprising)」は、相互交換可能であり、当業者は、これらの用語がオープンエンドな(open ended)用語であると認識している。
本明細書中で使用される用語「同種異系」は、抗原的に異なるHLA遺伝子座またはMHC遺伝子座のことを指す。
したがって、同じ種から移植される細胞または組織は、抗原的に異なり得る。同系マウスは、1つ以上の遺伝子座が異なり得(コンジェニック)、同種異系マウスは、同じバックグラウンドを有し得る。
用語「抗原」は、本明細書で使用される場合、免疫応答を引き起こす分子として定義される。この免疫応答は、抗体産生、または特異的な免疫学的に能力のある細胞の活性化のいずれか、または両方に関与し得る。
「抗原認識部分」は、抗原に結合する任意のポリペプチドまたはそのフラグメント、例えば、天然に由来するかまたは合成の抗体フラグメント可変ドメインなどであり得る。抗原認識部分の例としては、抗体に由来するポリペプチド、例えば、一本鎖可変フラグメント(scFv)、Fab、Fab’、F(ab’)2およびFvフラグメント;T細胞レセプターに由来するポリペプチド、例えば、TCR可変ドメインなど;ならびに細胞外の同種タンパク質に結合する任意のリガンドまたはレセプターフラグメントが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書中で使用される用語「がん」は、そのユニークな特質である正常なコントロールの喪失が、制御されない成長、分化の欠如、局所的な組織浸潤および転移をもたらす、細胞の過剰増殖として定義される。例としては、メラノーマ、非小細胞肺がん、小細胞肺がん、肺がん、肝細胞癌、白血病、網膜芽細胞腫、星状細胞腫、神経膠芽腫、歯肉がん、舌がん、神経芽細胞腫、頭部がん、頚部がん、乳がん、膵がん、前立腺がん、腎がん、骨がん、精巣がん、卵巣がん、中皮腫、子宮頸がん、消化器がん、リンパ腫、脳がん、結腸がん、肉腫または膀胱がんが挙げられるが、これらに限定されない。
ドナー:用語「ドナー」は、患者レシピエントではない哺乳動物(例えば、ヒト)を指す。上記ドナーは、例えば、上記レシピエントとHLA同一性を有し得るか、または上記レシピエントと部分的またはより大きなHLA不一致を有し得る。
ハプロタイプ一致:用語「ハプロタイプ一致」は、細胞を参照して使用される場合、本明細書での細胞タイプおよび/または細胞系統は、ハプロタイプを共有する細胞または1つの染色体上に密接に連鎖した遺伝子のセットにおいて実質的に同じ対立遺伝子を有する細胞を指す。ハプロタイプ一致ドナーは、上記レシピエントと完全なHLA同一性は有さず、部分的HLA不一致が存在する。
血液疾患:本明細書中で使用される用語「血液疾患」、「血液疾患」および/または「血液の疾患」は、血液およびその成分(血液細胞、ヘモグロビン、血液タンパク質を含むが、これらに限定されない)の産生、凝固のメカニズム、血液の産生、血液タンパク質の産生などおよびそれらの組み合わせに影響する状態のことを指す。血液疾患の非限定的な例としては、貧血、白血病、リンパ腫、血液学的新生物、アルブミン血症(albuminemias)、血友病などが挙げられる。
骨髄疾患:本明細書中で使用される用語「骨髄疾患」は、血液細胞および血小板の産生の減少をもたらす状態のことを指す。いくつかの骨髄疾患では、正常な骨髄の構造が、感染症(例えば、結核)または悪性疾患によって取って代わられ得、その後、血液細胞および血小板の産生の減少に至り得る。骨髄疾患の非限定的な例としては、白血病、細菌感染症(例えば、結核)、放射線宿酔または放射線中毒、汎血球減少症(apnocytopenia)、貧血、多発性骨髄腫などが挙げられる。
T細胞および活性化T細胞(これがCD3+細胞を意味するものを包含する):T細胞(Tリンパ球とも称される)は、リンパ球と称される白血球の一群に属する。リンパ球は、一般に、細胞性免疫に関わる。「T細胞」における「T」とは、胸腺に由来する細胞またはその成熟が胸腺に影響される細胞のことを指す。T細胞は、T細胞レセプターとして知られる細胞表面タンパク質の存在によって、他のリンパ球のタイプ(例えば、B細胞およびナチュラルキラー(NK)細胞)と区別され得る。本明細書中で使用される用語「活性化T細胞」は、クラスII主要組織適合性(MHC)マーカーにおいて提示された抗原決定基の認識によって免疫応答(例えば、活性化T細胞のクローン性増殖)をもたらすように刺激されたT細胞のことを指す。T細胞は、抗原決定基、サイトカインおよび/またはリンフォカインならびに分化クラスター細胞表面タンパク質(例えば、CD3、CD4、CD8などおよびそれらの組み合わせ)の存在によって活性化される。差次的なタンパク質のクラスターを発現する細胞は、しばしば、T細胞表面上のそのタンパク質の発現について「陽性」であると言われる(例えば、CD3またはCD4の発現について陽性の細胞は、CD3またはCD4と称される)。CD3およびCD4タンパク質は、T細胞におけるシグナル伝達に直接的および/または間接的に関わり得る細胞表面レセプターまたはコレセプターである。
末梢血:本明細書中で使用される用語「末梢血」は、血液の循環プールから得られるかまたは調製され、リンパ系、脾臓、肝臓もしくは骨髄内に隔絶されない、血液の細胞成分(例えば、赤血球、白血球および血小板)のことを指す。
臍帯血:臍帯血は、末梢血、およびリンパ系、脾臓、肝臓または骨髄内に隔絶された血液とは異なる。交換可能に使用され得る用語「臍帯血(umbilical blood)」、「臍帯血(umbilical blood)」または「臍帯血(cord blood)」は、胎盤および出産後のつながったままの臍帯に残存する血液のことを指す。臍帯血は、造血細胞をはじめとした幹細胞を含むことが多い。
「細胞質CD40」または「CD40細胞外ドメインを欠いているCD40」とは、CD40細胞外ドメインを欠いているCD40ポリペプチドを意味する。いくつかの例では、この用語はまた、CD40細胞外ドメインおよびCD40膜貫通ドメインのうちの一部または全ての両方を欠いているCD40ポリペプチドを指す。
例えば、細胞の場合におけるような「得られるかまたは調製される」は、細胞または細胞培養物が、その供給源から単離されること、精製されることまたは部分的に精製されることを意味し、ここで、その供給源は、例えば、臍帯血、骨髄または末梢血であり得る。これらの用語は、元の供給源または細胞培養物が培養され、細胞が複製される場合、および子孫細胞がその元の供給源に由来する場合にも適用され得る。
あるパーセントの細胞が殺傷される場合におけるような「殺滅する(kill)」または「殺滅する(killing)」は、アポトーシスを計測するための公知の任意の方法を使用して、および例えば、本明細書で論じられるアッセイ(例えば、本明細書で論じられるSEAPアッセイまたはT細胞アッセイなど)を使用して計測されるときの、アポトーシスによる細胞の死を意味する。この用語はまた、細胞除去を指し得る。
同種枯渇:用語「同種枯渇」とは、本明細書で使用される場合、同種反応性T細胞の選択的枯渇を指す。用語「同種反応性T細胞」とは、本明細書で使用される場合、外来細胞(例えば、移植された同種移植片におけるものなど)への曝露に対する反応において、免疫応答を生じるように活性化されたT細胞を指す。選択的枯渇は、一般に、免疫磁力を使用する除去、免疫毒素、フローソーティング、アポトーシスの誘導、光枯渇技術などまたはこれらの組み合わせのために、種々の細胞表面で発現されるマーカーまたはタンパク質(例えば、ときおり、分化クラスタータンパク質(CDタンパク質)、CD19など)を標的化することに関与する。本方法において、上記細胞は、同種枯渇の前または後に、キメラタンパク質コードベクターで形質導入またはトランスフェクトされ得る。また、上記細胞は、同種枯渇工程なしで、キメラタンパク質コードベクターで形質導入またはトランスフェクトされ得、非同種枯渇細胞は、患者に投与され得る。付加された「安全スイッチ」が原因で、例えば、非同種枯渇(または部分的にのみ同種枯渇された)T細胞を投与することは可能である。なぜなら有害事象、例えば、移植片対宿主病などは、上記多量体リガンドの投与の際に緩和され得るからである。
移植片対宿主病:用語「移植片対宿主病」または「GvHD」とは、同種骨髄移植としばしば関連し、そしてときおり、免疫不全患者への非照射血液の輸血と関連する合併症を指す。移植片対宿主病はときおり、移植された骨髄中の機能的免疫細胞が、レシピエントを「外来」として認識し、免疫応答を上昇させる場合に起こり得る。GvHDは、急性形態および慢性形態へと分けられ得る。急性GVHD(aGVHD)はしばしば、移植または輸血後の最初の100日以内に観察され、肝臓、皮膚、粘膜、免疫系(例えば、造血系、骨髄、胸腺など)、肺および消化管に影響を及ぼし得る。慢性GVHD(cGVHD)はしばしば、移植または輸血後100日またはそれより後に始まり、急性GvHDと同じ器官を攻撃し得るが、結合組織および外分泌腺にも影響を及ぼし得る。皮膚の急性GvHDは、びまん性斑丘疹状皮疹を、ときおり、レース模様で生じ得る。
ドナーT細胞:ここで使用される用語「ドナーT細胞」は、同種異系の幹細胞移植の後に抗ウイルス免疫および/または抗腫瘍免疫をもたらすためにレシピエントにしばしば投与されるT細胞のことを指す。ドナーT細胞は、骨髄移植片拒絶反応を阻害するためおよび同種異系生着(alloengraftment)の成功を増加させるために利用されることが多いが、しかしながら、同じドナーT細胞は、宿主抗原に対する同種異系攻撃反応(alloaggressive response)を引き起こし得、それはその後、移植片対宿主病(GvHD)をもたらし得る。ある特定の活性化ドナーT細胞は、他の活性化T細胞よりも高いまたは低いGvHD反応を引き起こし得る。ドナーT細胞は、レシピエントの腫瘍細胞に対しても反応性であり得、有益な移植片対腫瘍効果を引き起こす。
間葉系ストローマ細胞:本明細書中で使用される用語「間葉系ストローマ細胞」または「骨髄由来間葉系ストローマ細胞」は、エキソビボ、インビトロおよびインビボにおいて脂肪細胞、骨芽細胞および軟骨芽細胞に分化し得、標準的な培養条件においてプラスチック培養皿に接着する単核骨髄細胞の一部としてさらに定義され得る、多分化能幹細胞のことを指し、造血系マーカーが陰性であり、CD73、CD90およびCD105が陽性である。
胚性幹細胞:本明細書中で使用される用語「胚性幹細胞」は、50〜150個の細胞の初期胚である、胚盤胞の内部細胞塊に由来する、多能性幹細胞のことを指す。胚性幹細胞は、それ自体を無限に再生する能力、ならびに3つの一次胚葉である外胚葉、内胚葉および中胚葉のすべての誘導体に分化する能力を特徴とする。多能性細胞は、すべての細胞型を生み出せるが、多分化能細胞(例えば、成体幹細胞)は、限られた数の細胞型しか生み出せないという点で、多能性(pluripotent)は、多分化能(mutipotent)と区別される。
誘導性多能性幹細胞:本明細書中で使用される用語「誘導性多能性幹細胞」または「人工多能性幹細胞」は、胚性幹細胞などの、すべての細胞型ではないが多くの細胞型に分化できる細胞を作製するように、遺伝的操作(例えば、後に多能性を活性化する遺伝子の発現)、生物学的操作(例えば、ウイルスまたはレトロウイルスによる処理)および/または化学的操作(例えば、小分子、ペプチドなど)によって「再プログラムされた」または誘導された、成体の細胞または分化細胞のことを指す。誘導性多能性幹細胞は、それらが、中間に分化したまたは最終分化した状況(例えば、皮膚細胞、骨細胞、線維芽細胞など)を達成し、次いで、脱分化するように誘導され、それにより、多分化能細胞または多能性細胞を作製する能力の一部または全部を回復するという点で胚性幹細胞と区別される。
CD34細胞:本明細書中で使用される用語「CD34細胞」は、その細胞表面上にCD34タンパク質を発現している細胞のことを指す。本明細書中で使用される「CD34」は、細胞間接着因子としてしばしば働き、リンパ節にT細胞が入ることに関与し、「分化クラスター」遺伝子ファミリーのメンバーである、細胞表面糖タンパク質(例えば、シアロムチンタンパク質)のことを指す。CD34は、骨髄、細胞外マトリックスに、またはストローマ細胞に直接、幹細胞が付着することも媒介し得る。CD34細胞は、臍帯および骨髄において造血細胞として、間葉系幹細胞のサブセット、内皮前駆体細胞、リンパ管(胸膜のリンパ管を除く)ではなく血管の内皮細胞、マスト細胞、皮膚の真皮の間質におよび付属器周辺における樹状細胞の部分集団(XIIIa因子が陰性である)、ならびにある特定の軟部組織の腫瘍(例えば、胞状軟部肉腫、プレB急性リンパ芽球性白血病(Pre−B−ALL)、急性骨髄性白血病(AML)、AML−M7、隆起性皮膚線維肉腫、消化管間質腫瘍、巨細胞線維芽腫、顆粒球性肉腫、カポジ肉腫、脂肪肉腫、悪性線維性組織球腫、悪性末梢神経鞘腫瘍、髄膜(mengingeal)血管周囲細胞腫、髄膜腫、神経線維腫、神経鞘腫および甲状腺乳頭癌)における細胞に見られることが多い。
遺伝子発現ベクター:本文書全体を通じて交換可能に使用され得る、本明細書中で使用される用語「遺伝子発現ベクター」、「核酸発現ベクター」または「発現ベクター」は、宿主細胞内で複製され得、単数または複数の遺伝子を宿主細胞に導入するために利用され得る、核酸分子(例えば、プラスミド、ファージ、自律複製配列(ARS)、人工染色体、酵母人工染色体(例えば、YAC))のことを広く指す。発現ベクター上に導入された遺伝子は、内在性遺伝子(例えば、宿主細胞または宿主生物に通常見られる遺伝子)または異種遺伝子(例えば、ゲノムに通常見られない遺伝子または宿主細胞もしくは宿主生物の染色体外核酸上の遺伝子)であり得る。発現ベクターによって細胞に導入される遺伝子は、天然の遺伝子、または改変されたもしくは操作された遺伝子であり得る。遺伝子発現ベクターは、発現ベクター上に保有された単数または複数の遺伝子の効率的な転写を促進し得るかまたは増強し得る、エンハンサー配列、プロモーター領域および/またはターミネーター配列として時折、機能し得る、5’および3’非翻訳制御配列を含むようにも操作され得る。遺伝子発現ベクターは時折、特定の細胞型、細胞位置または組織タイプにおける複製および/または発現の機能性(例えば、転写および翻訳)について操作される。発現ベクターは時折、宿主細胞またはレシピエント細胞においてベクターを維持するための選択マーカーを含む。
発生的に制御されるプロモーター:本明細書中で使用される用語「発生的に制御されるプロモーター」は、発生のプログラムまたは経路によってコントロールされるか、開始されるか、または影響されるある特定の条件下で発現される遺伝子を転写するRNAポリメラーゼに対する最初の結合部位として作用するプロモーターのことを指す。発生的に制御されるプロモーターは、発生のプログラムまたは経路の一部である遺伝子の転写に影響し得る転写のアクチベーターまたはリプレッサーに結合するためのさらなる調節領域をプロモーター領域にまたはプロモーター領域付近に有することが多い。発生的に制御されるプロモーターは、時折、遺伝子産物が細胞の発生分化に影響する遺伝子の転写に関与する。
発生的に分化した細胞:本明細書中で使用される用語「発生的に分化した細胞」は、発生的に制御される特定の遺伝子の発現を伴うことが多く、特定の機能を果たすために、その細胞がそれほど特殊化されていない形態からより特殊化された形態に発展するプロセスを経た細胞のことを指す。発生的に分化した細胞の非限定的な例は、肝臓細胞、肺細胞、皮膚細胞、神経細胞、血液細胞などである。発生分化の変化は、通常、遺伝子発現の変化(例えば、遺伝子発現のパターンの変化)、遺伝子の再編成(例えば、サイレンシングされるかまたは発現される遺伝子をそれぞれ隠すかまたは曝すリモデリングまたはクロマチン)を含み、時々、DNA配列の変化(例えば、免疫多様性の分化)を含む。発生中の細胞分化は、遺伝子制御ネットワークの結果として理解され得る。制御遺伝子およびそのシス制御のモジュールは、インプット(例えば、発生の経路またはプログラムの上流で発現されるタンパク質)を受け取り、そのネットワークの別の箇所でアウトプットをもたらす、遺伝子制御ネットワークにおける分岐点(node)である(例えば、発現された遺伝子産物は、その発生の経路またはプログラムの下流の他の遺伝子に対して作用する)。
本明細書中で使用される用語「細胞」、「細胞株」および「細胞培養物」は、交換可能に使用され得る。これらの用語のすべてには、任意およびすべてのその後の世代のそれらの子孫も含まれる。故意または偶然の変異に起因して、すべての子孫が同一でない可能性があることが理解される。
本明細書で使用される場合、用語「ラパログ」とは、天然の抗生物質ラパマイシンのアナログとして意味される。本実施形態におけるある種のラパログは、血清中での安定性、野生型FRBに対する不十分な親和性(および従って、親タンパク質mTOR、免疫抑制特性の低減または排除をもたらす)、および変異体FRBドメインに対する比較的高い親和性などの特性を有する。商業目的で、ある種の実施形態において、上記ラパログは、有用なメモリおよび生成特性を有する。ラパログの例としては、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン:EC50(wt FRB(K2095 T2098
W2101) 約1000nM)、EC50(FRB−KLW 約5nM) Luengo JI (95) Chem & Biol 2:471−81; Luengo JI (94) J. Org Chem 59:6512−6513;米国特許第6187757号;R−イソプロポキシラパマイシン:EC50(wt FRB(K2095
T2098 W2101) 約300nM)、EC50(FRB−PLF 約8.5nM);Liberles S (97) PNAS 94: 7825−30;およびS−ブタンスルホンアミドラプ(S-Butanesulfonamidorap)(AP23050): EC50(wt FRB(K2095 T2098 W2101) 約2.7nM), EC50(FRB−KTF 約>200nM) Bayle (06) Chem & Bio. 13: 99−107が挙げられるが、これらに限定されない。
用語「FRB」とは、FKBP12−ラパマイシン結合(FRB)ドメイン(mTOR内にコードされる残基2015〜2114)およびそのアナログを指す。ある種の実施形態において、FRBバリアントが提供される。FRBバリアントの特性は、安定性(いくつかのバリアントは、他のものより不安定である)および種々のラパログに結合する能力である。ラパマイシンに結合体化した結晶構造に基づいて、最も分析された3個の重要なラパマイシン相互作用残基が存在する(K2095、T2098、およびW2101)。全3個の変異は、ラパマイシンまたはいくつかのラパログの存在下で安定化され得る不安定なタンパク質をもたらす。この特徴は、いくつかの適用において、シグナル:ノイズ比をさらに増大させるために使用され得る。変異体の例としては、Bayleら (06)
Chem & Bio 13: 99−107; Stankunasら (07) Chembiochem 8:1162−1169; および Liberles S (97) PNAS 94:7825−30)において論じられる。本実施形態のFRB領域の例としては、KLW(L2098を有する);KTF(F2101を有する);およびKLF(L2098、F2101)が挙げられるが、これらに限定されない。
各リガンドは、2個またはこれより多くの部分(例えば、定義された部分、別個の部分)を含み得、およびときおり、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、またはこれより多くの部分を含む。上記第1のリガンドおよび第2のリガンドは各々独立して、2個の部分(すなわち、二量体)からなり得るか、3個の部分(すなわち、三量体)からなり得るか、または4個の部分(すなわち、四量体)からなり得る。上記第1のリガンドはときおり、第1の部分および第2の部分を含み、上記第2のリガンドはときおり、第3の部分および第4の部分を含む。上記第1の部分および上記第2の部分はしばしば、異なり(すなわち、異種(例えば、ヘテロ二量体))、上記第1の部分および上記第3の部分はときおり異なり、そしてときおり同じであり、上記第3の部分および上記第4の部分はしばしば同じである(すなわち、同種(homogeneous)(例えば、ホモ二量体
))。異なる部分はときおり、異なる機能を有する(例えば、上記第1の多量体化領域に結合する、上記第2の多量体化領域に結合する、上記第1の多量体化領域に有意に結合しない、上記第2の多量体化領域に有意に結合しない(例えば、上記第1の部分は、上記第1の多量体化領域に結合するが、上記第2の多量体化領域に有意に結合しない))、そしてときおり、異なる化学構造を有する。異なる部分はときおり、異なる化学構造を有するが、同じ多量体化領域に結合し得る(例えば、上記第2の部分および上記第3の部分は、上記第2の多量体化領域に結合し得るが、異なる構造を有し得る)。上記第1の部分はときおり、上記第1の多量体化領域に結合し、ときおり上記第2の多量体化領域に有意に結合しない。各部分はときおり、「単量体」(例えば、上記第1の部分、第2の部分、第3の部分および第4の部分、それぞれを追跡する(track)第1の単量体、第2の単量体、
第3の単量体および第4の単量体)といわれる。各部分はときおり、「側面」といわれる。リガンドの側面はときおり、互いに隣接し得、ときおり、リガンド上の反対側の位置に位置し得る。
「結合できる」とは、多量体化領域またはリガンド結合領域に結合する多量体リガンドまたはヘテロ二量体リガンドの例におけるように、上記リガンドが上記リガンド結合領域に結合し、例えば、上記リガンドの単数または複数の部分は、上記多量体化領域に結合すること、およびこの結合は、アッセイ方法(生物学的アッセイ、化学的アッセイ、または物理的検出手段(例えば、x線結晶学など)が挙げられるが、これらに限定されない)によって検出され得ることが意味される。さらに、リガンドが「有意に結合しない」と考えられる場合は、上記リガンド結合領域へのリガンドの結合のわずかな検出があり得るが、この結合量または結合の安定性は、有意に検出可能ではないこと、および本実施形態の細胞において起こる場合、上記改変された細胞を活性化しないかまたはアポトーシスを引き起こさないことを意味する。ある種の例では、上記リガンドが上記リガンドの投与の際に「有意に結合」しない場合、アポトーシスを受ける細胞の量は、10%、5%、4%、3%、2%、または1%未満である。
上記多量体化領域(例えば、上記FRB多量体化領域またはFKBP12多量体化領域)は、上記アポトーシス促進ポリペプチドに対してアミノ末端に位置してもよいし、上記アポトーシス促進ポリペプチドに対してカルボキシル末端に位置してもよい。さらなるポリペプチド(例えば、リンカーポリペプチド、ステムポリペプチド、スペーサーポリペプチド、またはいくつかの例では、マーカーポリペプチドなど)は、上記多量体化領域と上記アポトーシス促進ポリペプチドとの間に位置してもよい。
「領域」または「ドメイン」は、それが本出願のキメラポリペプチドに関する場合、上記ポリペプチドの機能を維持するポリペプチドまたはそのフラグメントを意味する。すなわち、例えば、FKBP12結合ドメイン、FKBP12ドメイン、FKBP12領域、FKBP12多量体化領域などとは、キメラポリペプチドの二量体化または多量体化を引き起こすかまたはそれを可能にするための、CIDリガンド(例えば、リミズシドまたはラパマイシンなど)に結合するFKBP12ポリペプチドを指す。アポトーシス促進ポリペプチド、例えば、本出願のカスパーゼ−9ポリペプチドまたは短縮型カスパーゼ−9ポリペプチドの「領域」または「ドメイン」は、上記キメラポリペプチド、またはキメラアポトーシス促進ポリペプチドの一部としてのカスパーゼ−9領域の二量体化または多量体化の際に、その二量体化または多量体化したキメラポリペプチドは、カスパーゼカスケードに関与し得、アポトーシスを可能にし得るかまたは引き起こし得ることを意味する。
FKBP12バリアントはまた、上記FKBP12多量体化領域またはFRB多量体化領域において使用され得る。FKBP12バリアントの例は、多くの種(例えば、酵母が挙げられる)からのものが挙げられる。一実施形態において、上記FKBP12バリアントは、FKBP12.6(calstablin)である。
他のヘテロ二量体は、本出願において企図されている。一実施形態において、カルシニューリンAポリペプチドまたは領域は、FRB多量体化領域の代わりに使用され得る。これら実施形態において、上記第1のリガンドは、例えば、シクロスポリンを含む。
本明細書で使用される場合、用語「iカスパーゼ−9」分子、ポリペプチド、またはタンパク質は、誘導性カスパーゼ−9として定義される。用語「iカスパーゼ−9」は、iカスパーゼ−9核酸、iカスパーゼ−9ポリペプチドおよび/またはiカスパーゼ−9発現ベクターを包含する。この用語はまた、天然のiカスパーゼ−9ヌクレオチドもしくはアミノ酸配列、またはCARDドメインを欠いている短縮型配列のいずれかを包含する。
本明細書で使用される場合、用語「iカスパーゼ1分子」、「iカスパーゼ3分子」、または「iカスパーゼ8分子」は、それぞれ、誘導性カスパーゼ1、3、または8として定義される。用語iカスパーゼ1、iカスパーゼ3、またはiカスパーゼ8は、それぞれ、iカスパーゼ1、3、もしくは8核酸、iカスパーゼ1、3、もしくは8ポリペプチドおよび/またはiカスパーゼ1、3、もしくは8発現ベクターを包含する。この用語はまた、それぞれ、天然のカスパーゼiカスパーゼ−1、−3、もしくは−8ヌクレオチド配列またはアミノ酸配列、またはCARDドメインを欠いている短縮型配列のいずれかを包含する。本明細書で提供される実験詳細の状況において「野生型」カスパーゼ−9は、CARDドメインを欠いているカスパーゼ−9分子を意味する。
改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドは、改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラポリペプチドにおいて、基底活性またはIC50に影響を及ぼす少なくとも1個のアミノ酸置換を含む。基底活性およびIC50を試験するための方法は、本明細書で論じられる。非改変カスパーゼ−9ポリペプチドは、このタイプのアミノ酸置換を含まない。改変されたおよび非改変カスパーゼ−9ポリペプチドの両方は、例えば、CARDドメインを除去するために、切断され得る。
「機能保存的バリアント」は、タンパク質または酵素の全体的な立体構造および機能を変化させずに所与のアミノ酸残基が変更されたタンパク質または酵素であり、それには、あるアミノ酸を、極性または非極性の性質、サイズ、形状および電荷を含む類似の特性を有するアミノ酸で置き換えたものが含まれるが、これらに限定されない。一般に公知の遺伝的にコードされないアミノ酸の多くに対する保存的アミノ酸置換は、当該分野で周知である。他のコードされないアミノ酸に対する保存的置換は、遺伝的にコードされるアミノ酸の特性と比べたときの物理的特性に基づいて決定され得る。
保存アミノ酸と示されるアミノ酸以外のアミノ酸は、タンパク質または酵素において異なり得、機能が類似した任意の2つのタンパク質の間のタンパク質配列またはアミノ酸配列の類似性のパーセントは、変動し得、アラインメントスキームに従って決定されるとき、例えば、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、および少なくとも95%であり得る。本明細書中で言及されるとき、「配列類似性」は、ヌクレオチド配列またはタンパク質配列が関係する程度を意味する。2つの配列間の類似性の程度は、配列同一性および/または保存のパーセントに基づき得る。本明細書中の「配列同一性」は、2つのヌクレオチド配列またはアミノ酸配列が不変である程度を意味する。「配列アラインメント」は、類似性の程度を評価する目的のために最大の同一性(およびアミノ酸配列の場合、保存)レベルを達成するように2つ以上の配列を並べるプロセスを意味する。配列をアラインメントするためおよび類似性/同一性を評価するための数多くの方法(例えば、類似性がMEGALIGNアルゴリズムに基づくCluster法ならびにBLASTN、BLASTPおよびFASTAなど)が、当該分野で公知である。これらのプログラムのうちのいずれかを使用するとき、最も高い配列類似性をもたらす設定が選択され得る。
本明細書で言及されるアミノ酸残基番号は、非短縮型および非改変カスパーゼ−9ポリペプチド(例えば、配列番号9のもの)におけるアミノ酸位置を反映する。配列番号9は、短縮型カスパーゼ−9ポリペプチドのアミノ酸配列を提供し、これは、CARDドメインを含まない。従って、配列番号9は、全長カスパーゼ−9アミノ酸配列を参照して、アミノ酸残基番号135において始まり、アミノ酸残基番号416で終わる。当業者は、配列をカスパーゼ−9ポリペプチドの他の配列と整列させて、望ましい場合には、アミノ酸残基番号を、例えば、本明細書で論じられる配列アラインメント法を使用して相関させ得る。
本明細書中で使用されるとき、用語「cDNA」は、鋳型としてメッセンジャーRNA(mRNA)を使用して調製されたDNAのことを指すと意図されている。ゲノムDNA、またはゲノムRNA鋳型、プロセシングされていないRNA鋳型もしくは部分的にプロセシングされたRNA鋳型から重合されたDNAに対立するものとしてcDNAを使用することの利点は、cDNAが、主に、対応するタンパク質のコード配列を含む点である。完全または部分的なゲノム配列が使用されるときがあり、例えば、最適な発現のために非コード領域を必要とする場合、またはイントロンなどの非コード領域がアンチセンスストラテジーにおいて標的化される場合が存在する。
本明細書中で使用されるとき、用語「発現構築物」または「導入遺伝子」は、遺伝子産物をコードする核酸を含む任意のタイプの遺伝的構築物として定義され、ここで、核酸コード配列の一部または全部が転写されることが可能であり、該構築物は、ベクターに挿入され得る。転写産物は、タンパク質に翻訳されるが、必ずしも翻訳されるわけではない。ある特定の実施形態において、発現は、遺伝子の転写とmRNAから遺伝子産物への翻訳の両方を含む。他の実施形態において、発現は、目的の遺伝子をコードする核酸の転写だけを含む。用語「治療的な構築物」は、発現構築物または導入遺伝子のことを指すためにも使用され得る。発現構築物または導入遺伝子は、例えば、過剰増殖性疾患または過剰増殖性障害(例えば、がん)を処置する治療として、使用され得、ゆえに、発現構築物または導入遺伝子は、治療的な構築物または予防的な構築物である。
本明細書中で使用されるとき、用語「発現ベクター」は、転写されることが可能な遺伝子産物の少なくとも一部をコードする核酸配列を含むベクターのことを指す。場合によっては、RNA分子は、その後、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドに翻訳される。他の場合、例えば、アンチセンス分子またはリボザイムの生成では、これらの配列は、翻訳されない。発現ベクターは、種々の調節配列を含み得、それらの調節配列は、特定の宿主生物において、作動可能に連結されたコード配列を転写するためおよびおそらく翻訳するために必要な核酸配列のことを指す。ベクターおよび発現ベクターは、転写および翻訳を支配する調節配列に加えて、同様に他の機能を果たす核酸配列を含み得、それらは、下で論じられる。
本明細書中で使用されるとき、用語「エキソビボ」は、身体の「外側」のことを指す。用語「エキソビボ」および「インビトロ」は、本明細書中で交換可能に使用され得る。
本明細書で使用される場合、用語「機能的に等価な」とは、カスパーゼ−9または短縮型カスパーゼ−9に関する場合、例えば、カスパーゼ−9核酸フラグメント、バリアント、またはアナログを指し、カスパーゼ−9ポリペプチド、またはアポトーシス応答を刺激するカスパーゼ−9ポリペプチドをコードする核酸を指す。「機能的に等価な」とは、例えば、CARDドメインを欠くが、アポトーシス細胞応答を誘導できるカスパーゼ−9ポリペプチドを指す。用語「機能的に等価な」が、他の核酸またはポリペプチド(例えば、CD19、5’LTR、多量体リガンド結合領域、またはCD3など)に適用される場合、それは、本明細書中の方法の参照ポリペプチドと同じまたは類似の活性を有するフラグメント、バリアントなどを指す。
本明細書中で使用されるとき、用語「遺伝子」は、機能的なタンパク質、ポリペプチドまたはペプチドをコードする単位として定義される。理解されるように、この機能的な用語には、ゲノム配列、cDNA配列、ならびにタンパク質、ポリペプチド、ドメイン、ペプチド、融合タンパク質および変異体を発現するかまたは発現するように適合された、より小さい操作された遺伝子セグメントが含まれる。
用語「過剰増殖性疾患」は、細胞の過剰増殖に起因する疾患として定義される。例示的な過剰増殖性疾患としては、がんまたは自己免疫疾患が挙げられるが、これらに限定されない。他の過剰増殖性疾患としては、血管閉塞、再狭窄、アテローム性動脈硬化症または炎症性腸疾患が挙げられ得る。
用語「免疫原性組成物」または「免疫原」は、免疫応答を引き起こすことができる物質のことを指す。免疫原の例としては、例えば、抗原、自己免疫疾患の誘導において役割を果たす自己抗原、およびがん細胞上に発現された腫瘍関連抗原が挙げられる。
本明細書中で使用される用語「免疫無防備状態」は、免疫系が衰えているかまたは弱くなっている被験体として定義される。免疫無防備状態の状態は、免疫系の欠損もしくは機能不全または感染および/もしくは疾患への感受性を高める他の要因に起因し得る。そのような分類は、評価に対して概念的基礎を与えるが、免疫無防備状態の個体は、一方の群または他方の群に完全に当てはまらないことが多い。身体の防御機構における2つ以上の欠損が、影響され得る。例えば、HIVによって引き起こされる特定のTリンパ球欠損を有する個体は、抗ウイルス治療のために使用される薬物によって引き起こされる好中球減少症も有し得るか、または皮膚および粘膜の完全性が破られたために免疫無防備状態であり得る。免疫無防備状態の状況は、留置中心ライン(indwelling central lines)もしくは静脈内薬物乱用に起因する他のタイプの機能障害に起因し得るか;または続発性悪性疾患、栄養失調によって引き起こされ得るか、または他の感染病原体(例えば、結核)もしくは性行為感染症、例えば、梅毒もしくは肝炎に感染していることに起因し得る。
本明細書中で使用されるとき、用語「薬学的または薬理学的に許容され得る」は、動物またはヒトに投与されたとき、有害(adverse)反応、アレルギー反応または他の有害(untoward)反応をもたらさない分子実体および組成物のことを指す。
本明細書中で使用されるとき、「薬学的に許容され得るキャリア」は、任意およびすべての溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤ならびに吸収遅延剤などを含む。薬学的に活性な物質に対するそのような媒質および作用物質の使用は、当該分野で周知である。任意の従来の媒質または作用物質が、本明細書中に提示されるベクターまたは細胞と不適合性である場合を除いては、治療的な組成物におけるその使用が企図される。補助的な活性成分もまた、その組成物に組み込まれ得る。
本明細書中で使用されるとき、用語「ポリヌクレオチド」は、ヌクレオチドの鎖として定義される。さらに、核酸は、ヌクレオチドのポリマーである。したがって、本明細書中で使用される核酸およびポリヌクレオチドは、相互交換可能である。核酸は、モノマーの「ヌクレオチド」に加水分解され得るポリヌクレオチドである。モノマーのヌクレオチドは、ヌクレオシドに加水分解され得る。本明細書中で使用されるとき、ポリヌクレオチドには、当該分野において利用可能な任意の手段によって得られるすべての核酸配列が含まれるが、これらに限定されず、そのような手段としては、組換え手段、すなわち、通常のクローニング技術およびPCRTMなどを使用する組換えライブラリーまたは細胞ゲノムからの核酸配列のクローニング、ならびに合成手段が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、ポリヌクレオチドは、ポリヌクレオチドの変異を含み、当該分野で周知の方法によるヌクレオチドまたはヌクレオシドの変異を含むが、これらに限定されない。核酸は、1つ以上のポリヌクレオチドを含み得る。
本明細書中で使用されるとき、用語「ポリペプチド」は、通常、規定の配列を有する、アミノ酸残基の鎖として定義される。本明細書中で使用されるとき、ポリペプチドという用語は、「ペプチド」および「タンパク質」という用語と相互交換可能である。
本明細書中で使用されるとき、用語「プロモーター」は、遺伝子の特異的な転写を開始するために必要とされる、細胞の合成機構または導入された合成機構によって認識されるDNA配列として定義される。
用語「トランスフェクション」および「形質導入」は、相互交換可能であり、外来性DNA配列が真核生物宿主細胞に導入されるプロセスのことを指す。トランスフェクション(または形質導入)は、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、遺伝子銃送達、レトロウイルス感染、リポフェクション、スーパーフェクション(superfection)などを含むいくつかの手段のうちのいずれか1つによって達成され得る。
本明細書中で使用されるとき、用語「同系」とは、同一の遺伝子型、または組織移植が可能であるのに十分密接な関係がある遺伝子型、または免疫学的に適合性の遺伝子型を有する細胞、組織または動物のことを指す。例えば、同じ近交系の一卵性双生児または動物。同系および同遺伝子系は、交換可能に使用され得る。
用語「患者」または「被験体」は、相互交換可能であり、本明細書中で使用されるとき、生物または動物;哺乳動物(例えば、ヒト、非ヒト霊長類(例えば、サル)、マウス、ブタ、ウシ、ヤギ、ウサギ、ラット、モルモット、ハムスター、ウマ、サル、ヒツジまたは他の非ヒト哺乳動物を含む);非哺乳動物(例えば、非哺乳動物の脊椎動物、例えば、鳥類(例えば、ニワトリまたはアヒル)または魚類、および非哺乳動物の無脊椎動物を含む)を含むが、これらに限定されない。
「T細胞活性化分子」とは、キメラ抗原レセプターを発現するT細胞へと組み込まれる場合、T細胞の活性化を高めるポリペプチドを意味する。例としては、ITAMを含みシグナル1を与える分子(例えば、CD3ζポリペプチドなど)、およびFcレセプターガンマ(例えば、Fcイプシロンレセプターガンマ(FcεR1γ)サブユニットなど)(Haynes, N.M.ら J. Immunol. 166:182−7(2001)).J.Immunology)が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書中で使用されるとき、用語「転写支配下」または「作動可能に連結された」は、プロモーターが、RNAポリメラーゼの開始および遺伝子の発現をコントロールする核酸に対して正しい位置および方向で存在することとして定義される。
本明細書中で使用されるとき、用語「処置」、「処置する(treat)」、「処置される」または「処置する(treating)」とは、予防法および/または治療のことを指す。
本明細書中で使用されるとき、用語「ワクチン」とは、動物に投与することができる形態で存在する、本明細書中に提示される組成物を含む製剤のことを指す。代表的には、ワクチンは、組成物が懸濁されるかまたは溶解される従来の食塩水または緩衝水溶液媒質を含む。この形態において、組成物は、ある状態を予防するか、回復させるか、または別途処置するために都合よく使用され得る。ワクチンは、被験体に導入されたとき、抗体、サイトカインおよび/または他の細胞応答の産生を含むがこれらに限定されない免疫応答を引き起こすことができる。
いくつかの実施形態において、核酸は、ウイルスベクター内に含まれている。ある特定の実施形態において、ウイルスベクターは、レトロウイルスベクターである。ある特定の実施形態において、ウイルスベクターは、アデノウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターである。いくつかの実施形態において、抗原提示細胞は、エキソビボにおいてウイルスベクターと接触され、いくつかの実施形態において、抗原提示細胞は、インビボにおいてウイルスベクターと接触されることが理解される。
造血幹細胞および細胞治療
造血幹細胞としては、造血前駆体細胞、成熟した血球タイプへと分化し得る未成熟の多分化能細胞が挙げられる。これら幹細胞および前駆体細胞は、骨髄および臍帯血から、およびいくつかの場合では、末梢血から単離され得る。他の幹細胞および前駆体細胞としては、例えば、間葉系ストローマ細胞、胚性幹細胞、および人工多能性幹細胞が挙げられる。
骨髄由来間葉系ストローマ細胞(MSC)は、標準的培養条件においてプラスチック培養ディッシュに接着し、造血系統マーカーに関して陰性であり、CD73、CD90およびCD105に関して陽性であり、そして脂肪細胞、骨芽細胞、および軟骨芽細胞へとインビトロで分化し得る単核骨髄細胞の画分として定義されている。1つの生理学的役割が、造血の支持であると推定される一方で、MSCが活発な成長の領域(例えば、瘢痕性組織および新生物組織)に組み込まれ得、おそらく増殖し得る、およびそれらの天然の微小環境にホーミングし得、病的細胞の機能を置き換え得るといういくつかの報告もまた、確立された。それらの分化潜在能およびホーミング能力は、それらの天然の形態での再生医療への適用(regenerative application)のための、または特定の微小環境(例えば、
病的な骨髄または転移性の沈着物)への活性な生物学的因子の送達のためのそれらの遺伝子改変を通じてかのいずれかで、MSCを細胞治療のための魅力的なビヒクルにする。さらに、MSCは、強力な本質的免疫抑制活性を有し、今日までに、移植片対宿主病および自己免疫障害の実験的処置においてそれらの最も頻繁な適用が見出されている(Pittenger, M. F.ら (1999). Science 284: 143−147; Dominici, M.ら (2006). Cytotherapy 8: 315−317; Prockop, D. J. (1997). Science 276: 71−74; Lee, R. H.ら (2006). Proc Natl Acad Sci U S A 103: 17438−17443; Studeny, M.ら, (2002). Cancer Res 62: 3603−3608; Studeny, M.ら (2004). J Natl Cancer Inst 96: 1593−1603; Horwitz, E. M.ら (1999). Nat Med 5: 309−313; Chamberlain, G.ら, (2007). Stem Cells 25: 2739−2749; Phinney, D. G., および Prockop, D. J. (2007). Stem Cells 25: 2896−2902; Horwitz,
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MSCは、最小の報告された副作用を伴って、数百名の患者において注入された。しかし、追跡調査は限定的であって、長期間の副作用は未知であり、MSCのインビボ分化(例えば、軟骨もしくは骨への)を誘導する、またはMSCの機能性を高めるためにMSCを遺伝子改変することは今後の取り組みと関連するという帰結については、ほとんど未知である。いくつかの動物モデルは、安全性の懸念を引き起こした。例えば、培養物中の自発的な骨肉腫形成は、マウス由来MSCにおいて観察された。さらに、心筋梗塞のマウスモデルおよびラットモデルにおける、MSCの局所注射後の異所性骨化および石灰化病変が論じられており、それらの催不整脈潜在性はまた、新生仔ラットの心室の筋細胞との共培養実験において明らかであった。さらに、両側性のびまん性肺骨形成は、イヌにおける骨髄移植後に観察されており、それはおそらく移植されたストローマ構成成分に起因している(Horwitz, E. M.ら, (2007). Biol Blood Marrow Transplant 13: 53−57; Tolar, J.ら (2007). Stem Cells 25: 371−379; Yoon, Y.−S.ら, (2004). Circulation 109: 3154−3157; Breitbach, M.ら (2007). Blood 110: 1362−1369;Chang, M. G.ら (2006). Circulation
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細胞治療の別の例では、キメラ抗原レセプターをコードする核酸で形質導入されたT細胞は、がんを処置するために患者に投与されてきた(Zhong, X.−S., (2010) Molecular Therapy 18:413−420)。キメラ抗原レセプター(CAR)は、MHC抗原提示を必要とすることなしに、T細胞に抗原特異性を伝達するようにデザインされた人工レセプターである。それらは、抗原特異的構成成分、膜貫通構成成分、およびT細胞を活性化しかつ特異的免疫を提供するために選択される細胞内構成成分を含む。キメラ抗原レセプター発現T細胞は、種々の治療(がん治療を含む)において使用され得る。共刺激ポリペプチドは、標的抗原に対するCAR発現T細胞の活性化を高めるために、従って、養子免疫療法の効能を増大するために使用され得る。
例えば、ヒト化モノクローナル抗体トラスツズマブ(ハーセプチン)に基づくキメラ抗原レセプターを発現するT細胞は、がん患者を処置するために使用されてきた。有害事象は考えられるが、少なくとも1つの報告された症例では、この治療は、患者にとって致命的結果になった(Morgan, R.A.ら, (2010) Molecular Therapy 18:843−851)。細胞を、本明細書で示されるとおりのキメラカスパーゼ−9ベースの安全スイッチで形質導入すると、有害事象が進行することを停止させ得る安全スイッチが提供される。従って、いくつかの実施形態において、その改変されたT細胞がまた誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドを発現する、核酸、細胞、および方法が提供される。例えば、キメラ抗原レセプター改変T細胞の数を減少する必要性がある場合、誘導性リガンドが上記患者に投与され得、それによって、その改変されたT細胞のアポトーシスを誘導し得る。
キメラ抗原レセプター(CAR)分子の効力を高めるためにCAR分子にさらなるシグナル伝達ドメインを組み込んだとき、CARを発現するように操作されたT細胞による免疫療法の抗腫瘍の効能は、着実に改善した。腫瘍細胞は、完全なT細胞活性化にとって必要な必須の共刺激分子を欠くことが多いので、CD3ζ細胞内シグナル伝達分子だけを含む第1世代CARを形質導入されたT細胞は、養子移入後にインビボにおいて不良な存続および増殖(expansion)を明らかに示した(Till BG,Jensen MC,W
ang Jら:CD20−specific adoptive immunotherapy for lymphoma using a chimeric antigen receptor with both CD28 and 4−1BB domains:pilot clinical trial results.Blood 119:3940−50,2012;Pule MA,Savoldo B,Myers GDら:Virus−specific T cells engineered to
coexpress tumor−specific receptors:persistence and antitumor activity in individuals with neuroblastoma.Nat Med 14:1264−70,2008;Kershaw MH,Westwood JA,Parker LLら:A phase 1 study on adoptive immunotherapy using gene−modified T cells for ovarian cancer.Clin Cancer Res 12:6106−15,2006)。第2世代CAR T細胞は、それらの細胞の増殖(proliferation)および生
存を改善するようにデザインされた。CD28または4−1BB由来の細胞内の共刺激ドメインを組み込んでいる第2世代CAR T細胞(Carpenito C,Milone MC,Hassan Rら:Control of large,established tumor xenografts with genetically retargeted human T cells containing CD28 and CD137 domains.Proc Natl Acad Sci USA 106:3360−5,2009;Song DG,Ye Q,Poussin Mら:CD27 costimulation augments the survival
and antitumor activity of redirected human T cells in vivo.Blood 119:696−706,2012)は、養子移入後に、改善された生存およびインビボでの増殖を示し、これらの共刺激分子を含む、抗CD19 CARによって改変されたT細胞を用いたより最近の臨床試験では、CD19白血病の処置に対して顕著な効能が示された(Kalos M,Levine BL,Porter DLら:T cells with chimeric
antigen receptors have potent antitumor
effects and can establish memory in patients with advanced leukemia.Sci Transl Med 3:95ra73,2011;Porter DL,Levine BL,Kalos Mら:Chimeric antigen receptor−modified T cells in chronic lymphoid leukemia.N
Engl J Med 365:725−33,2011;Brentjens RJ,Davila ML,Riviere Iら:CD19−targeted T cells rapidly induce molecular remissions in adults with chemotherapy−refractory acute lymphoblastic leukemia.Sci Transl Med 5:177ra38,2013)。
他の研究者らは、「第3世代」CAR T細胞と呼ばれる、腫瘍壊死因子(TNF)ファミリータンパク質(例えば、OX40および4−1BB)由来のさらなるシグナル伝達分子を探索した(Finney HM,Akbar AN,Lawson AD:Activation of resting human primary T cells
with chimeric receptors:costimulation from CD28,inducible costimulator,CD134,and CD137 in series with signals from the TCR zeta chain.J Immunol 172:104−13,2004;Guedan S,Chen X,Madar Aら:ICOS−based chimeric antigen receptors program bipolar TH17/TH1 cells.Blood,2014)が、活性化T細胞のCD3ζ核因子(NFAT)経路と異なるT細胞シグナル伝達を誘導する他の分子が、T細胞の生存および増殖に必要な共刺激を提供する可能性があり、おそらく、従来の共刺激分子によって供給されない、価値のあるさらなる機能をCAR T細胞に与える。いくつかの第2および第3世代CAR T細胞は、高度に活性化されたT細胞によって引き起こされるサイトカインストームおよび腫瘍崩壊症候群に起因する患者の死に関係していた。
「キメラ抗原レセプター」または「CAR」は、例えば、T細胞を活性化し、特異免疫をもたらすように選択された、膜貫通ポリペプチドおよび細胞内ドメインポリペプチドに連結された、標的抗原を認識するポリペプチド配列(抗原認識ドメイン)を含むキメラポリペプチドのことを意味する。その抗原認識ドメインは、一本鎖可変フラグメント(ScFv)であり得るか、または例えば、他の分子(例えば、T細胞レセプターまたはパターン認識レセプターなど)に由来し得る。細胞内ドメインは、T細胞の活性化を引き起こす少なくとも1つのポリペプチド(例えば、例えば、CD3ゼータであるがこれに限定されない、および、例えば、共刺激分子、例えば、CD28、OX40および4−1BBであるがこれらに限定されない)を含む。用語「キメラ抗原レセプター」とは、抗体に由来するのではなくキメラT細胞レセプターに由来するキメラレセプターのことも指すことがある。これらのキメラT細胞レセプターは、標的抗原を認識するポリペプチド配列を含み得、ここで、その認識配列は、例えば、T細胞レセプターまたはscFvに由来する認識配列であり得るがこれらに限定されない。細胞内ドメインポリペプチドは、T細胞を活性化するように作用するポリペプチドである。キメラT細胞レセプターは、例えば、Gross,G.,and Eshar,Z.,FASEB Journal 6:3370−3378(1992)およびZhang,Y.ら、PLOS Pathogens 6:1−13(2010)において論じられている。
キメラ抗原レセプター(CAR)の1タイプにおいて、腫瘍特異的モノクローナル抗体の可変重(VH)鎖および軽(VL)鎖は、T細胞複合体に由来するCD3ゼータ鎖(ζ)とインフレームで融合される。そのVHおよびVLは、通常、グリシン−セリンフレキシブルリンカーを使用して互いに接続され、次いで、スペーサー(CH2CH3)によって膜貫通ドメインに結合されることにより、腫瘍抗原と相互作用できるようにscFvが細胞表面から離れて伸長する。形質導入の後、T細胞は、この時点で、その表面上にCARを発現し、腫瘍抗原と接触し、ライゲーションすると、CD3ゼータ鎖を介してシグナル伝達し、細胞傷害および細胞活性化を誘導する。
研究者らは、CD3ゼータを介したT細胞の活性化が、腫瘍特異的殺滅を誘導するのに十分であるが、T細胞の増殖および生存を誘導するには不十分であることを述べている。ゼータ鎖のみを発現している第1世代CARによって改変されたT細胞を使用した初期の臨床試験は、遺伝子が改変されたT細胞が、インビボにおいて不良な生存および増殖を示すことを示した。
B7軸を介した共刺激が、完全なT細胞活性化にとって必要であるので、研究者らは、共刺激ポリペプチドCD28シグナル伝達ドメインをCAR構築物に付加した。この領域は、通常、膜貫通領域(CD3ゼータバージョンの代わりに)、ならびにPI3KおよびLckに結合するためのYMNMモチーフを含む。ゼータだけを有するCARまたはゼータとCD28の両方を有するCARを発現しているT細胞の間のインビボでの比較から、活性化後のIL−2産生の増加に部分的に起因して、CD28がインビボにおいて増殖を促進することが実証された。CD28を含んでいるものは、第2世代CARと呼ばれる。最もよく使用される共刺激分子としては、CD28および4−1BBが挙げられ、これらは、腫瘍認識後に、NF−κBの活性化をもたらすシグナル伝達カスケードを惹起し得、T細胞の増殖と細胞生存の両方を促進する。
CARのデザインにおいて共刺激ポリペプチド4−1BBまたはOX40を使用することにより、T細胞の生存および効力がさらに改善された。4−1BBは、特に、T細胞の増殖および生存を大幅に増強するとみられる。この第3世代のデザイン(3つのシグナル伝達ドメインを有する)は、PSMA CAR(Zhong XSら、Mol Ther.2010 Feb;18(2):413−20)およびCD19 CARにおいて、最も著しくはCLLの処置のために、使用されている(Milone,M.C.ら(2009)Mol.Ther.17:1453−1464;Kalos,M.ら、Sci.Transl.Med.(2011)3:95ra73;Porter,D.ら(2011)N.Engl.J.Med.365:725−533)。これらの細胞は、インビボにおいて1000倍超増殖して、3人の患者において目覚ましい機能を示し、3人の患者すべてにおいて持続的な緩解をもたらした。
「由来する」が、ヌクレオチド配列またはアミノ酸配列が、分子の配列に由来し得ることを意味することは、理解される。細胞内ドメインは、T細胞の活性化を引き起こす少なくとも1種のポリペプチド(例えば、CD3ゼータなどが挙げられるが、これらに限定されない)および例えば、共刺激分子(例えば、CD28、OX40および4−1BBが挙げられるが、これらに限定されない)を含む。
T細胞レセプターは、T細胞の表面に存在する2種の異なるポリペプチドから構成される分子である。それらは、主要組織適合遺伝子複合体分子に結合した抗原を認識する;上記抗原での認識の際に、上記T細胞は活性化される。「認識する」は、例えば、T細胞レセプターまたはそのフラグメント(単数または複数)、例えば、TCRαポリペプチドおよびTCRβが一緒に、上記抗原と接触し、これを標的として同定することができることを意味する。TCRは、αおよびβポリペプチド、または鎖を含み得る。このαポリペプチドおよびβポリペプチドは、2つの細胞外ドメイン、可変ドメインおよび定常ドメインを含む。このαおよびβポリペプチドの可変ドメインは、3つの相補性決定領域(CDR)を有する;CDR3は、エピトープの認識を担う主要なCDRであると考えられる。そのαポリペプチドは、VJ組換えによって生成される、V領域およびJ領域を含み、そのβポリペプチドは、VDJ組換えによって生成される、V領域、D領域、およびJ領域を含む。VJ領域およびVDJ領域の交差は、CDR3領域に相当する。TCRはしばしば、International Immunogenetics (IMGT) TCR命名を使用して命名される(IMGTデータベース、www.IMGT.org; Giudicelli, V.ら,IMGT/LIGM−DB、免疫グロブリンおよびT細胞レセプターヌクレオチド配列のIMGT(登録商標)包括的データベース、Nucl. Acids Res., 34, D781−D784 (2006). PMID: 16381979;T細胞レセプター Factsbook, LeFranc and
LeFranc, Academic Press ISBN 0−12−441352−8)。
キメラT細胞レセプターは、例えば、抗原性ポリペプチド(例えば、Bob−1、PRAME、およびNY−ESO−1)に結合し得る(米国特許出願第14/930,572号(2015年11月2日出願、標題「T Cell Receptors Directed Against Bob1 and Uses Thereof」、および米国仮特許出願第62/130,884号(2015年3月10日出願、標題「T Cell
Receptors Directed Against the Preferentially−Expressed Antigen of Melanoma and
Uses Thereof」)(これらの各々は、その全体において本明細書に参考として援用される)。
細胞治療の別の例では、T細胞は、これらが非機能的TGF−βレセプターを発現し、それらをTGF−βに対して耐性にするように改変される。これは、その改変されたT細胞がTGF−βによって引き起こされる細胞毒性を回避することを可能にし、上記細胞が細胞治療において使用されることを可能にする(Bollard, C.J.ら, (2002) Blood 99:3179−3187; Bollard, C.M.ら,
(2004) J. Exptl. Med. 200:1623−1633)。しかし、それはまた、T細胞リンパ腫または他の有害作用を生じ得る。なぜなら上記改変されたT細胞は、いまや正常な細胞コントロールの一部を欠いているからである;これら治療用T細胞は、それら自体が悪性になり得る。これら改変されたT細胞を、本明細書で示されるとおりのキメラカスパーゼ−9ベースの安全スイッチで形質導入すると、この結果を回避し得る安全スイッチが提供される。
他の例では、ナチュラルキラー細胞は、膜標的化ポリペプチドを発現するように改変される。キメラ抗原レセプターの代わりに、ある種の実施形態において、異種膜結合ポリペプチドは、NKG2Dレセプターである。NKG2Dレセプターは、腫瘍細胞上のストレスタンパク質(例えば、MICA/B)に結合し得、それによってNK細胞を活性化し得る。細胞外結合ドメインはまた、シグナル伝達ドメインに融合され得る(Barber,
A.ら, Cancer Res 2007;67: 5003−8; Barber
Aら, Exp Hematol. 2008; 36:1318−28; Zhang T.ら, Cancer Res. 2007; 67:11029−36.)、そしてこれは、翻って、FRB連結(linkered)CARに類似のFRBドメインに連結され得る。さらに、他の細胞表面レセプター(例えば、VEGF−R)は、多くの腫瘍内で、高レベルで見出される、低酸素症誘発性VEGFの存在下で腫瘍依存性クラスター化を高めるために、FRBドメインのドッキング部位として使用され得る。
異種遺伝子(例えば、改変されたレセプター、またはキメラレセプター)を発現する、細胞治療において使用される細胞は、細胞が異種遺伝子で形質導入される前に、それの後に、またはそれと同時にキメラカスパーゼ−9ベースの安全スイッチをコードする核酸で形質導入され得る。
(ハプロタイプ一致幹細胞移植)
幹細胞移植は、造血幹細胞およびそれらの子孫が関わる広く種々の疾患を処置する有効な手段と判明した一方で、組織適合性ドナーの不足は、このアプローチの最も広い適用に対する主な障害であると判明した。血縁のない幹細胞ドナーおよび/または臍帯血バンクの大きな一団の導入は、その問題を緩和する一助となったが、多くの患者は、いずれの供給源とも適合しないままである。マッチしたドナーが見出され得る場合ですら、検索の開始と幹細胞の収集との間に経過した時間は、通常、最も必要な患者のうちの多くを運命付け得る遅れである3ヶ月を超える。従って、HLAハプロタイプ一致の家族ドナーを利用するにあたっては、かなりの重要性が存在している。かかるドナーは、親、同胞(sibling)、もしくは第2度近親者であり得る。移植拒絶という問題は、幹細胞の適切な馴化お
よび大きな用量の組み合わせによって克服され得る一方で、移植片対宿主病(GvHD)は、ドナー移植片の広範なT細胞枯渇によって防止され得る。このような手順の即座の結果は、移植後免疫抑制の非存在下ですら、成人および小児の両方に関して生着率>90%および重症GvHD率<10%ゆえに満足させるものである。不運なことに、広範なT細胞枯渇およびドナーとレシピエントとの間のHLAミスマッチと結びつけられた移植手順の十分な免疫抑制は、極めて高率の移植後感染性合併症をもたらし、疾患再発の高い発生率に寄与する。
ドナーT細胞注入は、同種幹細胞移植後の抗ウイルス免疫および抗腫瘍免疫を付与するための有効なストラテジーである。しかし、ハプロタイプ一致移植後に患者にT細胞を単純に追加戻し(addback)しても、機能させられない;同種反応性T細胞の頻度は、例え
ば、ウイルス特異的Tリンパ球の頻度より数桁高い。同種反応性細胞を最初に枯渇させたドナーT細胞を投与することによって、免疫再形成を促進するための方法が開発されつつある。これを達成するための1つの方法は、ドナーT細胞をレシピエントのEBVで形質転換したBリンパ芽球細胞株(LCL)で刺激することである。同種反応性T細胞は、CD25発現をアップレギュレートし、CD25 Mab免疫毒素結合体、RFT5−SMPT−dgAによって排除される。この化合物は、化学的に脱グリコシル化されたリシンA鎖(dgA)へとヘテロ二官能性架橋剤[N−スクシンイミジルオキシカルボニル−α−メチル−d−(2−ピリジルチオ)トルエン]を介して結合体化したマウスIgG1抗CD25(IL−2レセプターα鎖)からなる。
LCL刺激後のCD25免疫毒素での処置は、同種反応性細胞のうちの>90%を枯渇させる。フェーズ1臨床研究において、CD25免疫毒素を使用して同種反応性リンパ球を枯渇させ、同種枯渇させた後の免疫再形成ドナーT細胞を2用量レベルで、T細胞枯渇ハプロタイプ一致SCTのレシピエントへと注入した。8名の患者を、10細胞/kg/用量で処置し、8名の患者に、10細胞/kg/用量を与えた。10細胞/kg/用量を受ける患者は、10 細胞/kg/用量を受ける患者と比較して、SCT後の3ヶ月、4ヶ月、および5ヶ月で、有意に改善されたT細胞回復を示した(P<0.05)。促進されたT細胞回復は、エフェクター記憶(CD45RA(−)CCR−7(−))集団の拡大の結果として起こった(P<0.05)。このことは、防御T細胞応答が長く生存するようであることを示唆する。T細胞レセプターシグナルジョイント除去サークル(T cell receptor signal joint excision circle)(TREC)は、用量レベル2の患者においてT細胞の再構築において検出されなかった。このことは、それらがその注入された同種枯渇した細胞に由来するようであることを示す。4ヶ月でのT細胞のスペクトルタイピング(spectratyping)は、ポリクローナルVβレパートリーを示した。四量体および酵素結合イムノスポット(ELISpot)アッセイを使用すると、用量レベル2では6名の評価可能な患者のうちの4名において、サイトメガロウイルス(CMV)特異的およびエプスタイン・バーウイルス(EBV)特異的応答が移植後2〜4ヶ月程度の早さで観察されたが、このような応答は、用量レベル1の患者において6〜12ヶ月まで観察されなかった。有意な急性の移植片対宿主病(16名のうちの2名)および慢性の移植片対宿主病(GvHD;15名のうちの2名)の発生率は、低かった。これらのデータは、同種枯渇したドナーT細胞が、ハプロタイプ一致SCT後にT細胞回復を改善するために安全に使用され得ることを示す。注入される細胞の量を、その後、GvHDの証拠なしに10 細胞/kgへと上昇させた。
このアプローチは、抗ウイルス免疫を再構築したが、再発は主要な問題のままであり、6名の患者は、高リスクの白血病再発のために移植し疾患で死亡した。従って、より高いT細胞用量は、抗腫瘍免疫を再構築するために、および待ち望まれた抗腫瘍効果を提供するために有用である。なぜなら腫瘍反応性前駆体のその推測される頻度は、ウイルス反応性前駆体の頻度より1〜2対数低いからである。しかし、いくらかの患者では、細胞のこれら用量は、同種枯渇の後ですらGvHDを引き起こすために十分である(Hurley
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(移植片対宿主病(GvHD))
移植片対宿主病は、ドナーの免疫担当細胞(例えば、T細胞)をレシピエントへと移植した後にときおり起こる状態である。上記移植した細胞は、そのレシピエントの細胞を外来物質として認識し、それらを攻撃および破壊する。この状態は、T細胞移植の、特に、ハプロタイプ一致幹細胞移植と関連する場合に、危険な効果であり得る。十分なT細胞が、有益な効果(例えば、免疫系の再形成および移植片の抗腫瘍効果など)を提供するために注入されるべきである。しかし、移植され得るT細胞の数は、移植が重症の移植片対宿主病を生じるという懸念によって制限され得る。
移植片対宿主病は、以下の表に示されるように病期分類され得る:
急性GvHDグレード判定は、コンセンサス会議基準によって行われ得る(Przepiorka Dら., 1994 Consensus Conference on Acute GVHD Grading. Bone Marrow Transplant 1995;15:825−828)。
(細胞治療および遺伝子操作された細胞移植の「安全スイッチ」としての誘導性カスパーゼ−9)
移植片対宿主病の作用を低減するとは、例えば、患者がより低いレベルのステージに割り当てられ得るように、GvHDの症状における減少、または例えば、移植片対宿主病の症状を少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または99%減少させることを意味する。移植片対宿主病の効果の減少はまた、GvHD反応に関与する活性化T細胞の減少(例えば、マーカータンパク質(例えば、CD19)を発現し、そしてCD3を発現する細胞(例えば、CD3CD19細胞)の少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または99%減少など)の検出によって測定され得る。
本明細書で提供されるのは、二量体化の化学的誘導物質(CID)を結合するために最適化されるFKBPバリアントと融合されるヒトアポトーシス促進分子に基づく代替の自殺遺伝子ストラテジーである。バリアントとしては、例えば、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有するFKBP領域を含み得る(Clackson Tら, Proc Natl Acad Sci
U S A. 1998, 95:10437−10442)。AP1903は、健常志願者において安全であると判明している合成分子である(Iuliucci JDら,
J Clin Pharmacol. 2001, 41:870−879)。この小分子の投与は、アポトーシス促進標的分子の架橋および活性化を生じる。ヒトTリンパ球におけるこの誘導性システムの適用を、Fasまたはアポトーシス促進分子としてのFas関連デスドメイン含有タンパク質(FADD)のデスエフェクタードメイン(DED)を使用して探索した。これら誘導性死分子で形質導入されたT細胞の90%までが、CIDの投与後にアポトーシスを受けた(Thomis DCら, Blood. 2001, 97:1249−1257; Spencer DMら, Curr Biol. 1996, 6: 839−847; Fan Lら, Hum Gene Ther.
1999, 10: 2273−2285; Berger Cら, Blood. 2004, 103:1261−1269; Junker Kら, Gene Ther. 2003, 10:1189− 197)。この自殺遺伝子ストラテジーは、細胞治療のために使用される任意の適切な細胞(例えば、造血幹細胞、および他の前駆体細胞(例えば、間葉系ストローマ細胞、胚性幹細胞、および人工多能性幹細胞が挙げられる)が挙げられる)において使用され得る。AP20187およびAP1950(AP1903の合成バージョン)はまた、リガンド誘導物質として使用され得る(Amara JF
(97) PNAS 94:10618−23; Clontech Laboratories−Takara Bio)。
従って、この安全スイッチ(カスパーゼ−9によって触媒される)は、トランスフェクトまたは形質導入された治療用細胞の除去を要する細胞治療患者における状態が存在する場合に使用され得る。上記細胞が除去される必要があり得る状態としては、例えば、GvHD、上記細胞が誤った組織または細胞タイプのより成熟した細胞へ不適切に分化すること、および他の毒性が挙げられる。不適切な分化の場合にカスパーゼ−9スイッチを活性化するために、組織特異的プロモーターを使用することは可能である。例えば、前駆体細胞が骨および脂肪細胞へと分化する、および脂肪細胞が望ましくない場合、上記前駆体細胞をトランスフェクトまたは形質導入するために使用されるベクターは、カスパーゼ−9ヌクレオチド配列に作動可能に連結された脂肪細胞特異的プロモーターを有し得る。このように、多量体リガンドの投与の際に、上記細胞が脂肪細胞へと分化するのであれば、その不適切に分化した脂肪細胞のアポトーシスが生じるはずである。
上記方法は、例えば、細胞治療によって緩和され得る任意の障害(がん、血液または骨髄におけるがん、他の血液または骨髄由来の疾患(例えば、鎌状赤血球貧血および異染性白質ジストロフィー(metachromic leukodystrophy))、および幹細胞移植によって緩和され得る任意の障害(例えば、鎌状赤血球貧血または異染性白質ジストロフィー(metachromal leukodystrophy)などの血液または骨髄障害)が挙げられる)のために使用され得る。
養子免疫療法の効力は、治療用T細胞を腫瘍細胞によって使用される免疫回避ストラテジーに耐性にすることによって高められ得る。インビトロ研究は、これがドミナントネガティブレセプターまたは免疫調節性サイトカインでの形質導入によって達成され得ることを示した(Bollard CMら, Blood. 2002, 99:3179−3187: Wagner HJら, Cancer Gene Ther. 2004,
11:81−91)。さらに、抗原特異的T細胞レセプターの移入は、T細胞治療をより広い範囲の腫瘍へと適用することを可能にする(Pule Mら, Cytotherapy. 2003, 5:211−226; Schumacher TN, Nat
Rev Immunol. 2002, 2:512−519)。操作されたヒトT細胞の自殺システムを、臨床研究における該T細胞のその後の使用を可能にするために開発および試験した。カスパーゼ−9を改変したところ、ヒトTリンパ球において、それらの機能的および表現型特性を損なうことなく、アップレギュレートされた抗アポトーシス分子を有するT細胞ですら、CIDへの感受性を示す一方で安定して発現されることが示された(Straathof, K.C.ら, 2005, Blood 105:4248−54)。
遺伝子治療のために使用される遺伝子改変された細胞において、その遺伝子は、その遺伝子を発現するために使用される細胞以外の供給源に由来する異種ポリヌクレオチド配列であり得る。上記遺伝子は、細菌、ウイルス、酵母、寄生生物、植物、またはさらには動物などの原核生物または真核生物供給源に由来する。この異種DNAはまた、1つより多くの供給源に由来する(すなわち、マルチ遺伝子構築物または融合タンパク質)。この異種DNAはまた、1つの供給源に由来する制御配列および異なる供給源に由来する遺伝子を含み得る。または、この異種DNAは、細胞内因性遺伝子の通常の発現を変更させるために使用される制御配列を含み得る。
(他のカスパーゼ分子)
最新技術のキメラポリペプチドによってコードされ得るカスパーゼ−9以外のカスパーゼポリペプチドとしては、例えば、カスパーゼ−1、カスパーゼ−3、およびカスパーゼ−8が挙げられる。これらカスパーゼポリペプチドの考察は、例えば、MacCorkle, R.A.ら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (1998) 95:3655−3660; および Fan, L.ら (1999)
Human Gene Therapy 10:2273−2285)に見出され得る。
(発現構築物の操作)
発現構築物は、多量体リガンド結合領域およびカスパーゼ−9ポリペプチド、またはある種の実施形態では、多量体リガンド結合領域およびマーカーポリペプチドに連結されたカスパーゼ−9ポリペプチド(全て作用的に連結される)をコードする。一般に、用語「作動可能に連結される」とは、プロモーター配列が第2の配列に機能的に連結される(ここで例えば、上記プロモーター配列は、上記第2の配列に相当するDNAの転写を開始および媒介する)ことを示すことを意味する。このカスパーゼ−9ポリペプチドは、全長であってもよいし、短縮型であってもよい。ある種の実施形態において、上記マーカーポリペプチドは、上記カスパーゼ−9ポリペプチドに連結される。例えば、上記マーカーポリペプチドは、ポリペプチド配列(例えば、切断可能な2A様配列など)を介して上記カスパーゼ−9ポリペプチドに連結され得る。上記マーカーポリペプチドは、例えば、CD19であり得るか、または例えば、異種タンパク質であり得、キメラカスパーゼポリペプチドの活性に影響を及ぼさないように選択され得る。
いくつかの実施形態において、上記ポリヌクレオチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドおよび異種タンパク質(これは、例えば、マーカーポリペプチドであり得、例えば、キメラ抗原レセプターであり得る)をコードし得る。上記異種ポリペプチド、例えば、上記キメラ抗原レセプターは、ポリペプチド配列(例えば、切断可能な2A様配列など)を介して上記カスパーゼ−9ポリペプチドに連結され得る。
ある種の例では、キメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドを含む核酸は、第2のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと同じベクター(例えば、ウイルスベクターまたはプラスミドベクターなど)の中に含まれる。この第2のポリペプチドは、例えば、カスパーゼポリペプチド(本明細書で論じられるとおり)またはマーカーポリペプチドであり得る。これらの例では、上記構築物は、切断可能な2Aポリペプチドによって連結される上記2種のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む核酸に作動可能に連結された1個のプロモーターとともにデザインされ得る。この例では、上記第1のおよび第2のポリペプチドは、翻訳の間に分断され、キメラ抗原レセプターポリペプチド、および上記第2のポリペプチドを生じる。他の例では、上記2種のポリペプチドは、同じベクターから別個に発現され得、ここで上記ポリペプチドのうちの一方をコードするポリヌクレオチドを含む各核酸が、別個のプロモーターに作動可能に連結される。なお他の例では、1個のプロモーターは、上記2個の核酸に作動可能に連結され得、2個の別個のRNA転写物、従って2種のポリペプチドの生成を指向し得る。従って、本明細書で論じられる発現構築物は、少なくとも1個、または少なくとも2個のプロモーターを含み得る。
2A様配列、または「切断可能な」2A配列は、例えば、多くの異なるウイルス(例えば、Thosea asignaが挙げられる)に由来する。これらの配列はときおり、「ペプチドスキッピング配列(peptide skipping sequence)」としても公知である。
このタイプの配列は、分断されることが意図される2個のペプチドの間でシストロン内に配置される場合、リボソームは、ペプチド結合をスキップするようであり、Thosea
asigna配列の場合、Glyアミノ酸とProアミノ酸との間の結合は省かれる。これは、2種のポリペプチド、この場合には、上記カスパーゼ−9ポリペプチドおよび上記マーカーポリペプチドを残す。この配列が使用される場合、2A配列の5’側にコードされるペプチドは、カルボキシ末端におけるさらなるアミノ酸(Gly残基が挙げられる)および2A配列における任意の上流で終わり得る。2A配列の3’側にコードされる上記ペプチドは、アミノ末端におけるさらなるアミノ酸(Pro残基が挙げられる)および2A配列における任意の下流で終わり得る。「2A」または「2A様」配列は、ペプチド結合スキッピングを引き起こし得るペプチドの大きなファミリーの一部である。種々の2A配列が特徴付けられており(例えば、F2A、P2A、T2A)、本出願のポリペプチドにおいて使用され得る2A様配列の例である。
発現構築物は、ベクター(例えば、ウイルスベクターまたはプラスミドベクター)へと挿入され得る。提供される方法のことは、任意の適切な方法を使用して行われ得る;これら方法としては、抗原提示細胞(本明細書で示される)へと核酸を形質導入、形質転換、またはさもなければ提供するための方法が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、短縮型カスパーゼ−9ポリペプチドは、DNAリンカーありもしくはなしで、配列番号8、配列番号23、配列番号25、配列番号27のヌクレオチド配列、もしくはこれらの機能的に等価なフラグメントによってコードされるか、あるいは配列番号9、配列番号24、配列番号26、もしくは配列番号28のアミノ酸配列またはこれらの機能的に等価なフラグメントを有する。いくつかの実施形態において、CD19ポリペプチドは、DNAリンカーありもしくはなしで、配列番号14のヌクレオチド配列もしくはその機能的に等価なフラグメントによってコードされるか、または配列番号15のアミノ酸配列もしくはその機能的に等価なフラグメントを有する。カスパーゼ−9ポリペプチドの機能的に等価なフラグメントは、配列番号9のポリペプチドと実質的に同じアポトーシスを誘導する能力を有し、配列番号9のポリペプチドの能力のうちの少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、または95%を有する。CD19ポリペプチドの機能的に等価なフラグメントは、標準的検出技術を使用して、配列番号15のポリペプチドと比較される場合、形質導入またはトランスフェクトされた細胞を同定および選択するために使用されるべきマーカーとして作用する、検出されているマーカーポリペプチドのうちの少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、または95%を有して、配列番号15のポリペプチドと実質的に同じ能力を有する。
より詳細には、1個より多くのリガンド結合ドメインまたは多量体化領域は、発現構築物の中で使用され得る。なおさらには、上記発現構築物は、膜標的化配列を含む。適切な発現構築物は、上記のFKBPリガンド結合エレメントのいずれかの側に、共刺激ポリペプチドエレメントを含み得る。
ある種の例では、誘導性カスパーゼポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、キメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドと同じベクター(例えば、ウイルスベクターまたはプラスミドベクターなど)の中に含まれる。これらの例では、上記構築物は、切断可能な2Aポリペプチドによって連結される2種のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸に作動可能に連結された1個のプロモーターでデザインされ得る。この例では、上記第1のおよび第2のポリペプチドは、発現後に切断され、キメラ抗原レセプターポリペプチドおよび誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドを生じる。他の例では、上記2種のポリペプチドは、同じベクターから別個に発現され得、ここで上記ポリペプチドのうちの一方をコードするヌクレオチド配列を含む各核酸が、別個のプロモーターに作動可能に連結される。なお他の例では、1個のプロモーターは、2個の核酸に作動可能に連結され得、2個の別個のRNA転写物、従って、2種のポリペプチドの生成を指向し得る。従って、本明細書で論じられる発現構築物は、少なくとも1個、または少なくとも2個のプロモーターを含み得る。
なお他の例では、2種のポリペプチドは、2個の別個のベクターを使用して、細胞において発現され得る。上記細胞は、上記ベクターで共トランスフェクトまたは共形質転換され得るか、または上記ベクターは、種々の時間で上記細胞へと導入され得る。
(リガンド結合領域)
発現構築物のリガンド結合(「二量体化」)ドメインまたは多量体化領域は、天然または非天然のリガンド、例えば、非天然の合成リガンドを使用して誘導を可能にし得る任意の好都合なドメインであり得る。多量体化領域は、構築物の性質およびリガンドの選択に応じて、細胞膜に対して内側または外側であり得る。上に示された細胞質領域と会合されるリガンド結合タンパク質を含むレセプターをはじめとした多種多様のリガンド結合タンパク質が公知である。本明細書中で使用されるとき、用語「リガンド結合ドメイン」は、用語「レセプター」と相互交換可能であり得る。リガンド(例えば、小さい有機リガンド)が公知であるかまたは容易に生成され得るリガンド結合タンパク質が、特に興味深い。これらのリガンド結合ドメインまたはレセプターには、FKBPおよびシクロフィリンレセプター、ステロイドレセプター、テトラサイクリンレセプター、上に示された他のレセプターなど、ならびに抗体から得ることができる「非天然の」レセプター、特に、重鎖または軽鎖サブユニット、その変異された配列、確率論的手順、コンビナトリアル合成などによって得られるランダムアミノ酸配列が含まれる。ある特定の実施形態において、リガンド結合領域は、FKBPリガンド結合領域、シクロフィリンレセプターリガンド結合領域、ステロイドレセプターリガンド結合領域、シクロフィリンレセプターリガンド結合領域およびテトラサイクリンレセプターリガンド結合領域からなる群より選択される。しばしば、リガンド結合領域は、Fvls配列を含む。時折、Fv’vls配列は、さらなるFv’配列をさらに含む。例としては、例えば、Kopytek,S.J.ら、Chemistry & Biology 7:313−321(2000)およびGestwicki,J.E.ら、Combinatorial Chem.& High Throughput Screening 10:667−675(2007);Clackson T(2006)Chem Biol Drug Des 67:440−2;Clackson,T.,in Chemical Biology:From Small Molecules to Systems Biology and Drug Design(Schreiber,s.ら、eds.,Wiley,2007))において論じられているものが挙げられる。
おおむね、リガンド結合ドメインまたはレセプタードメインは、天然のドメインまたはその切断された活性な一部として、少なくとも約50アミノ酸、および約350アミノ酸未満、通常、200アミノ酸未満であり得る。結合ドメインは、例えば、低分子(ウイルスベクターでの効率的なトランスフェクションを可能にする<25kDa)であり得、モノマーであり得、非免疫原性であり得、二量体化のために形成され得る、合成的に入手可能な細胞透過性の無毒性リガンドを有し得る。
レセプタードメインは、発現構築物のデザインおよび適切なリガンドの利用可能性に応じて、細胞内または細胞外であり得る。疎水性リガンドの場合、結合ドメインは、膜のいずれの側であってもよいが、親水性リガンド、特に、タンパク質リガンドの場合、リガンドを結合にとって利用可能な形態で内部移行させるための輸送系が存在しない場合、結合ドメインは、通常、細胞膜に対して外側であり得る。細胞内レセプターの場合、構築物は、レセプタードメイン配列の5’または3’においてシグナルペプチドおよび膜貫通ドメインをコードし得るか、またはレセプタードメイン配列の5’に脂質付着シグナル配列を有し得る。レセプタードメインが、シグナルペプチドと膜貫通ドメインとの間に存在する場合、レセプタードメインは、細胞外であり得る。
レセプターをコードする発現構築物の一部は、種々の理由のために変異誘発に供され得る。変異誘発されたタンパク質は、より高い結合親和性を提供し得、天然に存在するレセプターと変異誘発されたレセプターとのリガンドによる区別を可能にし得、レセプター−リガンド対などをデザインする機会を提供し得る。レセプターの変更は、結合部位におけるコンビナトリアル法を使用したランダム変異誘発と知られているアミノ酸の変更を含み得、ここで、結合部位に関連するアミノ酸または立体構造変化に関連する他のアミノ酸に対するコドンが、特定のアミノ酸に対するコドン(複数可)を公知の変化によってまたはランダムに変更し、得られるタンパク質を適切な原核生物宿主において発現し、次いで、得られたタンパク質を結合についてスクリーニングすることによって、変異誘発に供され得る。
抗体および抗体サブユニット、例えば、重鎖もしくは軽鎖、特にフラグメント、より詳細には、可変領域の全部もしくは一部、または高親和性結合をもたらす重鎖と軽鎖との融合物が、結合ドメインとして使用され得る。企図される抗体には、免疫応答を引き起こさず、一般に末梢(すなわち、CNS/脳領域の外側)では発現されない細胞外ドメインなどの異所的に発現されたヒト生成物であるものが含まれる。そのような例としては、低親和性神経成長因子レセプター(LNGFR)および胚表面タンパク質(すなわち、癌胎児抗原)が挙げられるが、これらに限定されない。
なおもさらに、抗体は、生理的に許容され得るハプテン分子、および結合親和性についてスクリーニングされる個別の抗体サブユニットに対して調製され得る。そのサブユニットをコードするcDNAは、単離され、定常領域、可変領域の一部の欠失、可変領域の変異誘発などによって改変されることにより、リガンドに対して適切な親和性を有する結合タンパク質ドメインを得ることができる。このように、ほとんどの生理的に許容され得る任意のハプテン化合物が、リガンドとして使用され得るか、またはリガンドに対するエピトープを提供するために使用され得る。抗体単位の代わりに、結合ドメインが公知であって、結合のための有用なリガンドが存在する、天然のレセプターが使用され得る。
(オリゴマー化)
形質導入されるシグナルは、通常、キメラタンパク質分子のリガンド媒介性のオリゴマー化によって、すなわち、リガンドが結合した後のオリゴマー化の結果として、生じ得るが、他の結合事象、例えば、アロステリックな活性化が、シグナルを惹起するために使用され得る。キメラタンパク質の構築物は、様々なドメインの順序および個々のドメインの反復の数に関して、変動し得る。
レセプターを多量体化する場合、キメラ表面膜タンパク質のリガンド結合ドメイン/レセプタードメインに対するリガンドは、通常、少なくとも2つの結合部位を有し、それらの結合部位の各々がリガンドレセプタードメインに結合することができるという意味において、多量体であり得る。「多量体リガンド結合領域」とは、多量体リガンドに結合するリガンド結合領域のことを意味する。用語「多量体リガンド」には、二量体のリガンドが含まれる。二量体のリガンドは、リガンドレセプタードメインに結合することができる2つの結合部位を有し得る。望ましくは、対象のリガンドは、二量体またはそれより高次のオリゴマー、通常、約四量体以下の、小さい合成有機分子であり得、個々の分子は、代表的には、少なくとも約150Daおよび約5kDa未満、通常、約3kDa未満であり得る。合成リガンドとレセプターとの種々の対が、使用され得る。例えば、天然のレセプターを含む実施形態において、二量体のFK506は、FKBP12レセプターとともに使用され得、二量体化されたシクロスポリンAは、シクロフィリンレセプターとともに使用され得、二量体化されたエストロゲンは、エストロゲンレセプターとともに使用され得、二量体化された糖質コルチコイドは、糖質コルチコイドレセプターとともに使用され得、二量体化されたテトラサイクリンは、テトラサイクリンレセプターとともに使用され得、二量体化されたビタミンDは、ビタミンDレセプターとともに使用され得るなど。あるいは、それより高次のリガンド、例えば、三量体が、使用され得る。非天然のレセプター、例えば、抗体サブユニット、改変された抗体サブユニット、フレキシブルリンカードメインによって分断された重鎖可変領域および軽鎖可変領域をタンデムで含む一本鎖抗体、または改変されたレセプターならびにその変異された配列などを含む実施形態の場合、多種多様な化合物のうちのいずれかが使用され得る。これらのリガンド単位の有意な特色は、各結合部位が、高親和性でレセプターに結合することができる点、およびそれらのリガンド単位が、化学的に二量体化されることができる点である。また、リガンドが、機能的なレベルで血清に溶解することができ、なおもほとんどの用途のために原形質膜を横断して拡散することができるように、それらのリガンドの疎水性/親水性のバランスをとる方法も利用可能である。
ある特定の実施形態において、本方法は、条件的にコントロールされるタンパク質またはポリペプチドを生成するために、化学的に誘導される二量体化(CID)の手法を利用する。この手法は、誘導可能であることに加えて、不安定な二量体化剤の分解またはモノマーの競合的阻害剤の投与に起因して、可逆的である。
CIDシステムは、合成二価リガンドを使用して、リガンド結合ドメインに融合されたシグナル伝達分子を迅速に架橋する。このシステムは、細胞表面タンパク質(Spencer,D.M.ら、Science,1993.262:p.1019−1024;Spencer D.M.ら、Curr Biol 1996,6:839−847;Blau,C.A.ら、Proc Natl Acad.Sci.USA 1997,94:3076−3081)またはサイトゾルタンパク質(Luo,Z.ら、Nature 1996,383:181−185;MacCorkle,R.A.ら、Proc Natl
Acad Sci USA 1998,95:3655−3660)のオリゴマー化および活性化、転写を調節するDNAエレメントへの転写因子のリクルートメント(Ho,S.N.ら、Nature 1996,382:822−826;Rivera,V.M.ら、Nat.Med.1996,2:1028−1032)またはシグナル伝達を刺激する原形質膜へのシグナル伝達分子のリクルートメント(Spencer D.M.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1995,92:9805−9809;Holsinger,L.J.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1995,95:9810−9814)を引き起こすために使用されている。
CIDシステムは、表面レセプターの凝集が、下流のシグナル伝達カスケードを効率的に活性化するという概念に基づく。最も単純な実施形態において、CIDシステムは、脂質透過性免疫抑制薬FK506の二量体アナログを使用し、その二量体アナログは、その正常な生物活性を失っているが、FK506結合タンパク質であるFKBP12に遺伝的に融合された分子を架橋する能力を獲得している。1つ以上のFKBPを、カスパーゼ−9に融合することによって、二量体化薬物に依存的であるがリガンドおよび外部ドメインに非依存的な様式でカスパーゼ−9活性を刺激することができる。これにより、時間的なコントロール、モノマー薬物アナログを使用して可逆性、および高い特異性を備えたシステムが提供される。第3世代のAP20187/AP1903 CIDの、それらの結合ドメインであるFKBP12に対する高親和性は、インビボにおいて、内在性のFKBP12による非特異的な副作用を誘導することなく、組換えレセプターの特異的な活性化を可能にする。二量体化薬物に結合する、アミノ酸の置換および欠失を有するFKBP12バリアント(例えば、FKBP1236)もまた使用され得る。FKBP12バリアントとしては、バリン、ロイシン、イソロイシン、およびアラニンからなる群より選択される36位でアミノ酸置換を有するものが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、合成リガンドは、プロテアーゼ分解に対して抵抗性であり、それにより、インビボにおけるレセプターの活性化において、送達されるほとんどのタンパク質剤よりも効率的になる。
使用されるリガンドは、リガンド結合ドメインの2つ以上に結合することができる。キメラタンパク質は、2つ以上のリガンド結合ドメインを含むとき、2つ以上のリガンドに結合することができる場合がある。そのリガンドは、代表的には、非タンパク質または化学物質である。例示的なリガンドとしては、FK506(例えば、FK1012)が挙げられるが、これに限定されない。
他のリガンド結合領域は、例えば、二量体の領域、またはゆらぎ置換によって改変されたリガンド結合領域、例えば、FKBP12(V36)などであり得る:F36がVに置換されたヒト12kDa FK506結合タンパク質、完全に成熟したコード配列(アミノ酸1〜107)は、合成二量体化薬物AP1903に対する結合部位を提供する(Jemal,A.ら、CA Cancer J.Clinic.58,71−96(2008);Scher,H.I.and Kelly,W.K.,Journal of Clinical Oncology 11,1566−72(1993))。上記タンパク質の2つのタンデムなコピーは、より高次のオリゴマーが、AP1903による架橋の際に誘導されるようにその構築物においても使用され得る。
F36V’−FKBP:F36V’−FKBPは、F36V−FKBPのコドンゆらぎバージョンである。それは、 F36V−FKPBと同一のポリペプチド配列をコードするが、ヌクレオチドレベルでは62%の相同性しか有しない。F36V’−FKBPは、レトロウイルスベクターにおける組換えを減少させるようにデザインされた(Schellhammer,P.F.ら、J.Urol.157,1731−5(1997))。F36V’−FKBPは、PCRアセンブリ手順によって構築された。その導入遺伝子は、1コピーのF36V−FKBPに直接連結された1コピーのF36V’−FKBPを含む。
いくつかの実施形態において、リガンドは、小分子である。選択されたリガンド結合領域に対する適切なリガンドが、選択され得る。しばしば、リガンドは、二量体であり、時折、リガンドは、二量体のFK506または二量体のFK506様アナログである。ある特定の実施形態において、リガンドは、AP1903(CAS索引名:2−ピペリジンカルボン酸、1−[(2S)−1−オキソ−2−(3,4,5−トリメトキシフェニル)ブチル]−、1,2−エタンジイルビス[イミノ(2−オキソ−2,1−エタンジイル)オキシ−3,1−フェニレン[(1R)−3−(3,4−ジメトキシフェニル)プロピリデン]]エステル、[2S−[1(R),2R[S[S[1(R),2R]]]]]−(9Cl)CAS登録番号:195514−63−7;分子式:C78H98N4O20 分子量:1411.65)である。ある特定の実施形態において、リガンドは、AP20187である。ある特定の実施形態において、リガンドは、AP20187アナログ、例えば、AP1510などである。いくつかの実施形態において、ある特定のアナログは、FKBP12に対して適切であり得、ある特定のアナログは、FKBP12のゆらぎバージョンに対して適切であり得る。ある特定の実施形態において、1つのリガンド結合領域が、キメラタンパク質に含められる。他の実施形態において、2つ以上のリガンド結合領域が、含められる。例えば、リガンド結合領域が、FKBP12である場合、これらの領域の2つが含められる場合、一方は、例えば、ゆらぎバージョンであり得る。
企図される他の二量体化システムは、クーママイシン/DNAジャイレースBシステムを含む。クーママイシン誘導性二量体化は、改変されたRafタンパク質を活性化し、MAPキナーゼカスケードを刺激する。Farrar, M. A.,ら, (1996)
Nature 383,178−181を参照のこと。他の実施形態において、GR Crabtreeおよび共同研究者らによって開発されたアブシシン酸(ABA)システム(Liang FSら, Sci Signal. 2011 Mar 15;4(164):rs2)が使用され得るが、DNAジャイレースBのように、これは、免疫原性である外来タンパク質に依拠する。
(膜標的化)
膜標的化配列または膜標的化領域は、細胞表面膜へのキメラタンパク質の輸送を提供し、ここで、同じ配列または他の配列が、細胞表面膜へのキメラタンパク質の結合をコードし得る。細胞膜と会合した分子は、膜会合を容易にするある特定の領域を含み、そのような領域は、キメラタンパク質分子に組み込まれることにより、膜標的化分子をもたらし得る。例えば、いくつかのタンパク質は、アシル化される配列をN末端またはC末端に含み、これらのアシル部分は、膜会合を容易にする。そのような配列は、アシルトランスフェラーゼによって認識され、特定の配列モチーフに一致することが多い。ある特定のアシル化モチーフは、単一のアシル部分(その後に、陰イオン性脂質頭部基との会合を改善するいくつかの正に帯電した残基(例えば、ヒトc−Src:M−G−S−N−K−S−K−P−K−D−A−S−Q−R−R−R)が続くことが多い)によって修飾されることができ、他のものは、複数のアシル部分によって修飾されることができる。例えば、タンパク質チロシンキナーゼSrcのN末端配列は、単一のミリストイル部分を含み得る。二重アシル化領域は、ある特定のタンパク質キナーゼ(例えば、Srcファミリーメンバーのサブセット(例えば、Yes、Fyn、Lck)およびGタンパク質アルファサブユニット)のN末端領域内に配置されている。そのような二重アシル化領域は、そのようなタンパク質の最初の18アミノ酸の中に配置されることが多く、それは、配列モチーフMet−Gly−Cys−Xaa−Cysに一致し、ここで、Metは、切断され、Glyは、N−アシル化され、Cys残基のうちの1つは、S−アシル化される。Glyは、ミリストイル化されることが多く、Cysは、パルミトイル化され得る。配列モチーフCys−Ala−Ala−Xaa(いわゆる「CAAXボックス」)に一致するアシル化領域は、Gタンパク質ガンマサブユニットのC末端由来のC15またはC10イソプレニル部分によって修飾され得、他のタンパク質(例えば、ワールドワイドウェブアドレスebi.ac.uk/interpro/DisplayIproEntry?ac=IPR001230)もまた使用され得る。これらのおよび他のアシル化モチーフとしては、例えば、Gauthier−Campbellら、Molecular Biology of the Cell 15:2205−2217(2004);Glabatiら、Biochem.J.303:697−700(1994)およびZlakineら、J.Cell Science 110:673−679(1997)において論じられているものが挙げられ、そのモチーフは、膜局在化を誘導するためにキメラ分子に組み込まれ得る。ある特定の実施形態において、アシル化モチーフを含むタンパク質由来の天然の配列が、キメラタンパク質に組み込まれる。例えば、いくつかの実施形態において、Lck、FynもしくはYesまたはGタンパク質アルファサブユニットのN末端部分(例えば、そのようなタンパク質由来の最初の25個のN末端アミノ酸またはそれより少ないアミノ酸(例えば、随意の変異を有する、その天然の配列の約5〜約20アミノ酸、約10〜約19アミノ酸または約15〜約19アミノ酸))が、キメラタンパク質のN末端の中に組み込まれ得る。ある特定の実施形態において、CAAXボックスモチーフ配列を含むGタンパク質ガンマサブユニット由来の約25アミノ酸以下のC末端配列(例えば、随意の変異を有する、天然の配列の約5〜約20アミノ酸、約10〜約18アミノ酸または約15〜約18アミノ酸)が、キメラタンパク質のC末端に連結され得る。
いくつかの実施形態において、アシル部分は、+1から+6というlog p値を有し、時折、+3から+4.5というlog p値を有する。Log p値は、疎水性の尺度であり、オクタノール/水の分配研究に由来することが多く、ここで、より高い疎水性を有する分子は、より高い頻度でオクタノールに分配し、より高いlog p値を有すると特徴付けられる。Log p値は、いくつかの親油性分子に対して公表されており、log p値は、公知の分配プロセスを使用して計算され得る(例えば、Chemical Reviews,Vol.71,Issue 6,page 599、エントリー4493は、4.2というlog p値を有するラウリン酸を示している)。任意のアシル部分が、上で論じられたペプチド組成物に連結され得、公知の方法および本明細書中以後に論じられる方法を用いて抗菌活性について試験され得る。アシル部分は、時折、例えば、C1−C20アルキル、C2−C20アルケニル、C2−C20アルキニル、C3−C6シクロアルキル、C1−C4ハロアルキル、C4−C12シクロアルキルアルキル(cyclalkylalkyl)、アリール、置換アリールまたはアリール(C1−C4)アルキルである。任意のアシル含有部分は、時折、脂肪酸であり、脂肪酸部分の例は、プロピル(C3)、ブチル(C4)、ペンチル(C5)、ヘキシル(C6)、ヘプチル(C7)、オクチル(C8)、ノニル(C9)、デシル(C10)、ウンデシル(C11)、ラウリル(C12)、ミリスチル(C14)、パルミチル(C16)、ステアリル(C18)、アラキジル(C20)、ベヘニル(C22)およびリグノセリル部分(C24)であり、各部分は、0、1、2、3、4、5、6、7または8つの不飽和(すなわち、二重結合)を含み得る。アシル部分は、時折、脂質分子(例えば、ホスファチジル脂質(例えば、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルコリン)、スフィンゴ脂質(例えば、スフィンゴミエリン(shingomyelin)、スフィンゴシン、セラミド、ガングリオシド、セレブロシド))またはそれらの改変バージョンである。ある特定の実施形態において、1、2、3、4もしくは5個またはそれより多くのアシル部分が、膜会合領域に連結される。
本明細書中のキメラタンパク質はまた、一回貫通型(single−pass)または複数回貫通型(multiple pass)の膜貫通配列を含み得る(例えば、キメラタンパク質のN末端またはC末端に)。一回貫通型膜貫通領域は、ある特定のCD分子、チロシンキナーゼレセプター、セリン/トレオニンキナーゼレセプター、TGFベータ、BMP、アクチビンおよびホスファターゼに見出される。一回貫通型膜貫通領域は、シグナルペプチド領域および約20〜約25アミノ酸(それらの多くは、疎水性アミノ酸であり、アルファヘリックスを形成し得る)の膜貫通領域を含むことが多い。短いトラックの正に帯電したアミノ酸が、タンパク質を膜に繋ぎ止めるために膜貫通の範囲の後に続くことが多い。複数回貫通型タンパク質には、イオンポンプ、イオンチャネルおよびトランスポーターが含まれ、膜を複数回またぐ2つまたはそれを超えるらせんを含む。複数回貫通型タンパク質のすべてまたは実質的にすべてが、時折、キメラタンパク質に組み込まれる。一回貫通型および複数回貫通型膜貫通領域に対する配列は、公知であり、キメラタンパク質分子に組み込むために選択され得る。
宿主において機能性であり、キメラタンパク質の他のドメインのうちの1つと会合されていることもあるし会合されていないこともある、任意の膜標的化配列が、使用され得る。いくつかの実施形態において、そのような配列としては、ミリストイル化標的化配列、パルミトイル化標的化配列、プレニル化配列(すなわち、ファルネシル化、ゲラニル−ゲラニル化、CAAXボックス)、タンパク質間相互作用モチーフ、またはレセプター由来の膜貫通配列(シグナルペプチドを利用する)が挙げられるが、これらに限定されない。例としては、例えば、ten Klooster JPら、Biology of the Cell(2007)99,1−12,Vincent,S.ら、Nature Biotechnology 21:936−40,1098(2003)において論じられているものが挙げられる。
様々な膜におけるタンパク質の保持を高め得るさらなるタンパク質ドメインが存在する。例えば、約120アミノ酸のプレクストリン相同(PH)ドメインが、代表的には細胞内のシグナル伝達に関与する200個を超えるヒトタンパク質において見られる。PHドメインは、膜内の様々なホスファチジルイノシトール(PI)脂質(例えば、PI(3,4,5)−P3、PI(3,4)−P2、PI(4,5)−P2)に結合し得るので、種々の膜コンパートメントまたは細胞内コンパートメントにタンパク質をリクルートする際に重要な役割を果たし得る。しばしば、PI脂質のリン酸化状態は、例えば、PI−3キナーゼまたはPTENによって制御されるので、膜とPHドメインとの相互作用は、アシル脂質による相互作用ほど安定でない。
AP1903 for Injection
AP1903 APIは、Alphora Research Inc.によって製造されており、AP1903 Drug Product for Injectionは、Formatech Incによって作製されている。それは、非イオン性可溶化剤Solutol HS 15(250mg/mL,BASF)の25%溶液中のAP1903の5mg/mL溶液として製剤化されている。室温において、この製剤は、わずかに黄色の透明の溶液である。冷蔵されると、この製剤は、可逆的な相転移を起こし、乳白色の溶液になる。この相転移は、室温に再度温めると、元に戻る。1本分(the fill)は、
3mLのガラスバイアルにおける2.33mLである(バイアル1本あたり合計約10mgのAP1903 for Injection)。
AP1903は、患者に投与する前の夜に冷蔵庫から取り出され、およそ21℃の温度で一晩保管され、その結果、その溶液は、希釈前に透明になる。その溶液は、注入開始の30分以内にガラスボトルもしくはポリエチレンボトルまたは非DEHPバッグにおいて調製され、投与するまでおよそ21℃で保管される。
すべての試験薬が、2℃〜8℃の温度で維持され、過剰な光および熱から保護され、アクセスが制限された鍵が掛かった区域で保管される。
AP1903を投与し、誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドを誘導する必要性を決定する際に、患者は、例えば、非DEHP、非エチレンオキシド滅菌注入セットを使用して2時間にわたるIV注入を介して単一の固定された用量の注射用AP1903(0.4mg/kg)を投与され得る。AP1903の用量は、全ての患者のために個々に計算され、体重が≧10%変動しなければ、再計算されるべきではない。その計算された用量は、注入前に0.9%ノーマルセーライン100mL中に希釈される。
AP1903の以前の第1相研究では、24人の健常志願者を、2時間にわたって、IV注入される0.01、0.05、0.1、0.5および1.0mg/kgという用量レベルにおいて、単一用量のAP1903 for Injectionで処置した。AP1903血漿レベルは、用量に正比例し、平均Cmax値は、0.01〜1.0mg/kgの用量の範囲にわたって、およそ10〜1275ng/mLの範囲だった。最初の注入期間の後、血中濃度は、急速な分布相を示し、血漿レベルは、投与の0.5、2および10時間後にそれぞれ最高濃度のおよそ18、7および1%に減少した。AP1903 for Injectionは、すべての用量レベルにおいて安全であり、耐容性がよいことが示され、好ましい薬物動態プロファイルを示した。Iuliucci JDら、J Clin Pharmacol.41:870−9,2001。
使用されるAP1903 for injectionの固定された用量は、例えば、2時間にわたって静脈内に注入される0.4mg/kgであり得る。細胞の有効なシグナル伝達にインビトロで必要とされるAP1903の量は、10〜100nM(1600Da MW)である。これは、16〜160μg/Lまたは約0.016〜1.6mg/kg(1.6〜160μg/kg)に等しい。1mg/kgまでの用量は、上記で論じられるAP1903のフェーズ1研究において十分に許容された。従って、0.4mg/kgは、治療用細胞と組み合わせた、このフェーズI研究のための安全かつ有効なAP1903の用量であり得る。
(選択マーカー)
ある特定の実施形態において、発現構築物は、その発現構築物にマーカーを含めることによってその発現がインビトロまたはインビボにおいて識別される核酸構築物を含む。そのようなマーカーは、その発現構築物を含む細胞の容易な識別を可能にする識別可能な変化を細胞にもたらし得る。通常、薬物選択マーカーを含めることが、クローニングおよび形質転換体の選択に役立つ。例えば、ネオマイシン、ピューロマイシン、ハイグロマイシン、DHFR、GPT、ゼオシンおよびヒスチジノールに対する抵抗性を付与する遺伝子は、有用な選択マーカーである。あるいは、単純ヘルペスウイルス−Iのチミジンキナーゼ(tk)などの酵素が使用される。免疫学的表面マーカーを含む細胞外の非シグナル伝達ドメインまたは様々なタンパク質(例えば、CD34、CD19、LNGFR)もまた使用され得、それにより、磁性抗体または蛍光抗体によって媒介される選別のための直接的方法が可能になる。使用される選択マーカーは、遺伝子産物をコードする核酸と同時に発現されることができる限り、重要であると考えられない。選択マーカーのさらなる例としては、例えば、レポーター(例えば、GFP、EGFP、ベータ−galまたはクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT))が挙げられる。ある特定の実施形態において、マーカータンパク質、例えば、CD19などは、例えば、免疫磁気選択などにおいて、移入するための細胞の選択のために使用される。本明細書中で論じられるように、CD19マーカーは、抗CD19抗体、すなわち、例えば、CD19に結合するscFv、TCRまたは他の抗原認識部分と区別される。
いくつかの実施形態において、ポリペプチドは、細胞をソートする一助とするために、発現ベクターの中に含まれ得る。例えば、CD34最小エピトープは、ベクターの中に組み込まれ得る。いくつかの実施形態において、本明細書で提供されるキメラ抗原レセプターまたはキメラ刺激分子を発現させるために使用される発現ベクターは、16アミノ酸のCD34最小エピトープをコードするポリヌクレオチドをさらに含む。本明細書中の例において提供されるある特定の実施形態などのいくつかの実施形態において、CD34最小エピトープは、CD8ストークのアミノ末端位置において組み込まれる。
(膜貫通領域)
本明細書中のキメラ抗原レセプターは、一回貫通型(single−pass)または複数回貫通型(multiple pass)の膜貫通配列を含み得る(例えば、キメラタンパク質のN末端またはC末端に)。一回貫通型膜貫通領域は、ある特定のCD分子、チロシンキナーゼレセプター、セリン/トレオニンキナーゼレセプター、TGFβ、BMP、アクチビンおよびホスファターゼに見出される。一回貫通型膜貫通領域は、シグナルペプチド領域および約20〜約25アミノ酸(それらの多くは、疎水性アミノ酸であり、アルファヘリックスを形成し得る)の膜貫通領域を含むことが多い。短いトラックの正に帯電したアミノ酸が、タンパク質を膜に繋ぎ止めるために膜貫通の範囲の後に続くことが多い。複数回貫通型タンパク質には、イオンポンプ、イオンチャネルおよびトランスポーターが含まれ、膜を複数回またぐ2つまたはそれを超えるらせんを含む。複数回貫通型タンパク質のすべてまたは実質的にすべてが、時折、キメラタンパク質に組み込まれる。一回貫通型および複数回貫通型膜貫通領域に対する配列は、公知であり、キメラタンパク質分子に組み込むために選択され得る。
いくつかの実施形態において、膜貫通ドメインは、CARの細胞外ドメインに融合される。1つの実施形態において、CARにおけるドメインのうちの1つと天然に会合する膜貫通ドメインが使用される。他の実施形態において、CARにおけるドメインのうちの1つと天然に会合しない膜貫通ドメインが使用される。場合によっては、そのレセプター複合体の他のメンバーとの相互作用を最小限に抑えるために、同じまたは異なる表面膜タンパク質の膜貫通ドメインにそのようなドメインが結合するのを回避するために膜貫通ドメインは、選択され得るか、またはアミノ酸置換によって改変され得る(例えば、代表的には、疎水性残基に変更される(charged))。
膜貫通ドメインは、例えば、T細胞レセプターのアルファ、ベータもしくはゼータ鎖、CD3−ε、CD3ζ、CD4、CD5、CD8、CD8α、CD9、CD16、CD22、CD28、CD33、CD38、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137またはCD154に由来し得る。または、いくつかの例では、主に疎水性残基、例えば、ロイシンおよびバリンなどを含む膜貫通ドメインが、新規に合成され得る。ある特定の実施形態において、短いポリペプチドリンカーは、キメラ抗原レセプターの膜貫通ドメインと細胞内ドメインとの間に結合を形成し得る。それらのキメラ抗原レセプターは、ストーク、すなわち、細胞外領域のアミノ酸を細胞外ドメインと膜貫通ドメインとの間にさらに含み得る。例えば、そのストークは、選択された膜貫通ドメインに天然に会合するアミノ酸の配列であり得る。いくつかの実施形態において、キメラ抗原レセプターは、CD8膜貫通ドメインを含み、ある特定の実施形態において、キメラ抗原レセプターは、CD8膜貫通ドメインおよびその膜貫通ドメインの細胞外部分におけるさらなるアミノ酸を含み、ある特定の実施形態において、キメラ抗原レセプターは、CD8膜貫通ドメインおよびCD8ストークを含む。キメラ抗原レセプターは、膜貫通ドメインと細胞質ドメインとの間にアミノ酸の領域をさらに含み得、それらのアミノ酸は、その膜貫通ドメインが由来するポリペプチドと天然に会合するものである。
(調節領域)
プロモーター
目的のポリヌクレオチド配列の発現をコントロールするために使用される特定のプロモーターは、標的化された細胞においてそのポリヌクレオチドの発現を指示することができる限り、重要であると考えられない。したがって、ヒト細胞が標的化される場合、ポリヌクレオチド配列コード領域は、例えば、ヒト細胞において発現されることができるプロモーターに隣接しておよびそのプロモーターの支配下に配置され得る。一般的に言えば、そのようなプロモーターは、ヒトプロモーターまたはウイルスプロモーターを含み得る。
様々な実施形態において、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)前初期遺伝子プロモーター、SV40初期プロモーター、ラウス肉腫ウイルスの長い末端反復配列、β−アクチン、ラットインスリンプロモーターおよびグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素が、目的のコード配列の高レベル発現を得るために使用され得る。発現レベルが所与の目的にとって十分であるならば、目的のコード配列の発現を達成すると当該分野で周知である他のウイルスプロモーターまたは哺乳動物細胞プロモーターまたは細菌ファージプロモーターの使用も同様に企図される。周知の特性を有するプロモーターを使用することによって、トランスフェクション後または形質転換後の目的のタンパク質の発現のレベルおよびパターンが、最適化され得る。
特異的な生理学的シグナルまたは合成シグナルに応答して制御されるプロモーターの選択は、遺伝子産物の誘導性発現を可能にし得る。例えば、1つの導入遺伝子の発現、またはマルチシストロニックなベクターが使用されるときは複数の導入遺伝子の発現が、ベクターが生成される細胞にとって有毒である場合、それらの導入遺伝子のうちの1つ以上の発現を妨げるかまたは減少させることが望ましい。産生細胞株にとって有毒である導入遺伝子の例は、アポトーシス促進遺伝子およびサイトカイン遺伝子である。いくつかの誘導性プロモーターシステムが、導入遺伝子産物が有毒である場合のウイルスベクターの作製に利用可能である(より誘導性のプロモーターを付加する)。
エクジソンシステム(Invitrogen,Carlsbad,CA)は、1つのそのようなシステムである。このシステムは、哺乳動物細胞において目的の遺伝子の制御された発現を可能にするようにデザインされる。そのシステムは、導入遺伝子の基底レベルの発現ではなく200倍超の誘導能を実質的に可能にする厳しく制御された発現機構からなる。そのシステムは、ショウジョウバエのヘテロ二量体エクジソンレセプターに基づき、エクジソンまたはムリステロンAなどのアナログが、そのレセプターに結合すると、そのレセプターは、プロモーターを活性化して、下流の導入遺伝子の発現をオンにし、高レベルのmRNA転写産物がもたらされる。このシステムでは、ヘテロ二量体レセプターの両方のモノマーが、1つのベクターから構成的に発現されるのに対し、目的の遺伝子の発現を駆動するエクジソン応答性プロモーターは、別のプラスミド上に存在する。ゆえに、このタイプのシステムを目的の遺伝子トランスファーベクターに遺伝子操作して導入することが、有用であり得る。次いで、産生細胞株において目的の遺伝子を含むプラスミドとレセプターモノマーを含むプラスミドとをコトランスフェクションすることにより、潜在的に有毒な導入遺伝子を発現させずに、遺伝子トランスファーベクターの作製が可能になり得る。適切な時点において、導入遺伝子の発現が、エクジソンまたはムリステロンAによって活性化され得る。
有用であり得る別の誘導性システムは、もともとはGossenおよびBujardによって開発された(Gossen and Bujard,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:5547−5551,1992;Gossenら、Science,268:1766−1769,1995)、Tet−OffTMまたはTet−OnTMシステム(Clontech,Palo Alto,CA)である。このシステムもまた、テトラサイクリンまたはテトラサイクリン誘導体(例えば、ドキシサイクリン)に応答して高レベルの遺伝子発現を制御することが可能である。Tet−OnTMシステムでは、ドキシサイクリンの存在下において遺伝子発現がオンになるのに対し、Tet−OffTMシステムでは、ドキシサイクリンの非存在下において遺伝子発現がオンになる。これらのシステムは、大腸菌のテトラサイクリン抵抗性オペロンに由来する2つの制御エレメント(テトラサイクリンリプレッサーが結合するテトラサイクリンオペレーター配列、およびテトラサイクリンリプレッサータンパク質)に基づく。目的の遺伝子は、プラスミドの中に存在するテトラサイクリン応答性エレメントを有するプロモーターの後ろでプラスミド中にクローニングされる。第2のプラスミドは、テトラサイクリンによってコントロールされるトランス活性化因子と呼ばれる制御エレメントを含み、その制御エレメントは、Tet−OffTMシステムでは、単純ヘルペスウイルス由来のVP16ドメインおよび野生型テトラサイクリン(tertracycline)リプレッサーから構成される。したがって、ドキシサイクリンの非存在下において、転写は、恒常的にオンである。Tet−OnTMシステムでは、テトラサイクリンリプレッサーは、野生型でなく、ドキシサイクリンの存在下において転写を活性化する。遺伝子治療ベクターを作製する場合、テトラサイクリンまたはドキシサイクリンの存在下において産生細胞が生育され得、潜在的に有毒な導入遺伝子の発現を妨げ得るように、Tet−OffTMシステムが使用され得るが、そのベクターが患者に導入されると、遺伝子発現は恒常的にオンになり得る。
いくつかの状況において、遺伝子治療ベクターにおける導入遺伝子の発現を制御することが望ましい。例えば、様々な活性強度を有する種々のウイルスプロモーターが、所望の発現レベルに応じて使用される。哺乳動物細胞では、CMV前初期プロモーターが、強力な転写活性化をもたらすために使用されることが多い。CMVプロモーターは、Donnelly,J.J.ら、1997.Annu.Rev.Immunol.15:617−48において概説されている。導入遺伝子の低い発現レベルが望まれるとき、それほど強力でないCMVプロモーターの改変バージョンもまた、使用されている。造血細胞における導入遺伝子の発現が望まれるとき、MLVまたはMMTV由来のLTRなどのレトロウイルスプロモーターが使用されることが多い。所望の効果に応じて使用される他のウイルスプロモーターとしては、SV40、RSV LTR、HIV−1およびHIV−2 LTR、アデノウイルスプロモーター(例えば、E1A、E2AまたはMLP領域由来のもの)、AAV LTR、HSV−TKおよびトリ肉腫ウイルスが挙げられる。
他の例では、特定の分化した細胞において発生的に制御されかつ活性であるプロモーターが、選択され得る。従って、例えば、プロモーターは、多能性幹細胞において活性でなくてもよいが、例えば、多能性幹細胞がより成熟した細胞へと分化する場合、上記プロモーターは、次いで、活性化され得る。
同様に、組織特異的プロモーターは、標的化されていない組織に対する潜在的な毒性または望ましくない効果を減少させるように、特定の組織または細胞において転写をもたらすために使用される。これらのプロモーターは、CMVプロモーターなどのより強力なプロモーターと比べて低い発現をもたらし得るが、より限定された発現および免疫原性ももたらし得る(Bojak,A.ら、2002.Vaccine 20:1975−79;Cazeaux.,N.ら、2002.Vaccine 20:3322−31)。例えば、組織特異的プロモーター(例えば、PSA関連プロモーター)または前立腺特異的腺性カリクレインまたは筋肉クレアチンキナーゼ遺伝子が、適切な場合に使用され得る。
組織特異的プロモーターまたは分化特異的プロモーターの例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:B29(B細胞);CD14(単球性細胞);CD43(白血球および血小板);CD45(造血細胞);CD68(マクロファージ);デスミン(筋肉);エラスターゼ−1(膵腺房細胞);エンドグリン(内皮細胞);フィブロネクチン(分化中の細胞、治癒中の組織);およびFlt−1(内皮細胞);GFAP(アストロサイト)。
ある特定の適応症では、遺伝子治療ベクターを投与した後の特定の時点において転写を活性化することが望ましい。これは、ホルモンまたはサイトカインによって制御可能であるようなプロモーターを用いて行われる。使用され得るサイトカイン応答性プロモーターおよび炎症性タンパク質応答性プロモーターとしては、KキニノーゲンおよびTキニノーゲン(Kageyamaら(1987)J.Biol.Chem.,262,2345−2351)、c−fos、TNF−アルファ、C反応性タンパク質(Arconeら(1988)Nucl.Acids Res.,16(8),3195−3207)、ハプトグロビン(Olivieroら(1987)EMBO J.,6,1905−1912)、血清アミロイドA2、C/EBPアルファ、IL−1、IL−6(Poli and Cortese,(1989)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,86,8202−8206)、補体C3(Wilsonら(1990)Mol.Cell.Biol.,6181−6191)、IL−8、アルファ−1酸性糖タンパク質(Prowse and Baumann,(1988)Mol Cell Biol,8,42−51)、アルファ−1抗トリプシン、リポタンパク質リパーゼ(Zechnerら、Mol.Cell.Biol.,2394−2401,1988)、アンジオテンシノーゲン(Ronら(1991)Mol.Cell.Biol.,2887−2895)、フィブリノゲン、c−jun(ホルボールエステル、TNF−アルファ、UV照射、レチノイン酸および過酸化水素によって誘導可能)、コラゲナーゼ(ホルボールエステルおよびレチノイン酸によって誘導される)、メタロチオネイン(重金属および糖質コルチコイド誘導性)、ストロメライシン(ホルボールエステル、インターロイキン−1およびEGFによって誘導可能)、アルファ−2マクログロブリンおよびアルファ−1抗キモトリプシンが挙げられる。他のプロモーターとしては、例えば、SV40、MMTV、ヒト免疫不全ウイルス(MV)、モロニーウイルス、ALV、エプスタイン・バーウイルス、ラウス肉腫ウイルス、ヒトアクチン、ミオシン、ヘモグロビンおよびクレアチンが挙げられる。
上記プロモーターのいずれか単独または別のプロモーターとの併用が、所望の作用に応じて有用であり得ることが想定される。プロモーターおよび他の制御エレメントは、それらが所望の細胞または組織において機能的であるように選択される。さらに、このプロモーターのリストは、網羅的または限定的であると解釈されるべきでなく;他のプロモーターが、本明細書中に開示されるプロモーターおよび方法とともに使用される。
(エンハンサー)
エンハンサーは、同じDNA分子上の離れた位置に配置されたプロモーターからの転写を増加させる遺伝的エレメントである。初期の例としては、コード配列に隣接し、かついくつかのイントロンの中に存在する、免疫グロブリンおよびT細胞レセプターに関連するエンハンサーが挙げられる。多くのウイルスプロモーター(例えば、CMV、SV40およびレトロウイルスLTR)は、エンハンサーの活性と密接に関連し、単一エレメントのように扱われることが多い。エンハンサーは、ほぼプロモーターのように組織化される。すなわち、エンハンサーは、多くの個々のエレメントから構成され、その各々が、1つ以上の転写性タンパク質に結合する。エンハンサーとプロモーターとの基本的な区別は、操作上のものである。エンハンサー領域は概して、少し離れて、しばしば向きに関係なく、転写を刺激する;これは、プロモーター領域またはその成分エレメントには必ずしも当てはまらない。他方で、プロモーターは、特定の部位において特定の向きでRNA合成の開始を指示する1つ以上のエレメントを有するのに対し、エンハンサーは、これらの特異性を欠く。プロモーターおよびエンハンサーは、しばしば重複し、近接することから、しばしば非常によく似たモジュール構成を有するようである。エンハンサーのサブセットは、転写活性を増加させ得るだけでなく、ゲノムにインテグレートされたとき、隣接する配列から転写性エレメントを(インスレーターエレメントとともに)隔離するのを助け得る、遺伝子座調節領域(LCR)である。
任意のプロモーター/エンハンサーの組み合わせ(Eukaryotic Promoter Data Base EPDBのように)が、遺伝子の発現を駆動するために使用され得るが、多くは、特定の組織タイプまたは組織のサブセットに発現を限定し得る(例えば、Kutzler,M.A.,and Weiner,D.B.,2008.Nature Reviews Genetics 9:776−88に概説されている)。例としては、ヒトアクチン、ミオシン、ヘモグロビン、筋肉クレアチンキナーゼ由来のエンハンサー、ならびにウイルスCMV、RSVおよびEBV由来の配列が挙げられるが、これらに限定されない。適切なエンハンサーが、特定の用途に対して選択され得る。適切な細菌ポリメラーゼが、送達複合体の一部としてまたは追加の遺伝的発現構築物として提供される場合、真核細胞は、ある特定の細菌プロモーターからの細胞質内転写を支持し得る。
(ポリアデニル化シグナル)
cDNAインサートが使用される場合、遺伝子転写産物の適切なポリアデニル化をもたらすためにポリアデニル化シグナルを含めることが通常望ましい。ポリアデニル化シグナルの性質は、本方法の実施の成功にとって重大であるとは考えられておらず、任意のそのような配列(例えば、ヒトまたはウシの成長ホルモンおよびSV40のポリアデニル化シグナルならびにLTRポリアデニル化シグナル)が、使用される。1つの非限定的な例は、pCEP3プラスミド(Invitrogen,Carlsbad,California)に存在するSV40ポリアデニル化シグナルである。ターミネーターもまた、発現カセットのエレメントとして企図される。これらのエレメントは、メッセージレベルを高めるため、およびそのカセットから他の配列への読み過ごしを最小限にするために役立ち得る。終止シグナル配列またはポリ(A)シグナル配列は、例えば、mRNAの3’末端における保存配列(AAUAAA)から約11〜30ヌクレオチド下流に位置し得る(Montgomery,D.L.ら、1993.DNA Cell Biol.12:777−83;Kutzler,M.A.,and Weiner,D.B.,2008.Nature Rev.Gen.9:776−88)。
(4.開始シグナルおよび内部リボソーム結合部位)
特定の開始シグナルもまた、コード配列の効率的な翻訳に必要とされることがある。これらのシグナルは、ATG開始コドンまたは隣接する配列を含む。ATG開始コドンをはじめとした外来性翻訳調節シグナルが、提供される必要があり得る。開始コドンは、インサート全体の翻訳を確実にするために、所望のコード配列の読み枠とインフレームで配置される。外来性翻訳調節シグナルおよび開始コドンは、天然または合成であり得る。発現の効率は、適切な転写エンハンサーエレメントを含めることによって上昇し得る。
ある特定の実施形態において、配列内リボソーム進入部位(IRES)エレメントの使用は、多重遺伝子すなわちポリシストロニックなメッセージを作製するために使用される。IRESエレメントは、5’メチル化cap依存性翻訳のリボソームスキャニングモデルを迂回することができ、内部部位において翻訳を開始することができる(Pelletier and Sonenberg,Nature,334:320−325,1988)。ピコルナウイルスファミリーの2つのメンバー(ポリオおよび脳心筋炎)由来のIRESエレメントが、論じられており(Pelletier and Sonenberg,1988)、ならびに哺乳動物メッセージ由来のIRESも論じられている(Macejak and Sarnow,Nature,353:90−94,1991)。IRESエレメントは、異種のオープンリーディングフレームに連結され得る。各々がIRESによって分断されている複数のオープンリーディングフレームが、共に転写され得、ポリシストロニックなメッセージを作製する。IRESエレメントのおかげで、各オープンリーディングフレームは、効率的な翻訳のためにリボソームに接近可能である。複数の遺伝子が、単一のメッセージを転写するために単一のプロモーター/エンハンサーを使用して効率的に発現され得る(米国特許第5,925,565号および同第5,935,819号(各々が参照により本明細書中に援用される)を参照のこと)。
(配列の最適化)
タンパク質産生は、導入遺伝子におけるコドンを最適化することによっても増加され得る。タンパク質産生を増加させるために、種特異的コドンの変更が用いられ得る。また、コドンが最適化されることにより、最適化されたRNAが生成され得、それにより、より効率的な翻訳がもたらされ得る。RNAに組み込まれるコドンを最適化することによって、不安定性を引き起こす二次構造をもたらすエレメント、例えばリボソーム結合を阻害し得るmRNA二次構造、またはmRNAの核外輸送を阻害し得るクリプティック(cryptic)配列などのエレメントが、除去され得る(Kutzler,M.A.,and
Weiner,D.B.,2008.Nature Rev.Gen.9:776−88;Yan.,J.ら、2007.Mol.Ther.15:411−21;Cheung,Y.K.ら、2004.Vaccine 23:629−38;Narum.,D.L.ら、2001.69:7250−55;Yadava,A.,and Ockenhouse,C.F.,2003.Infect.Immun.71:4962−69;Smith.,J.M.ら、2004.AIDS Res.Hum.Retroviruses 20:1335−47;Zhou,W.ら、2002.Vet.Microbiol.88:127−51;Wu,X.ら、2004.Biochem.Biophys.Res.Commun.313:89−96;Zhang,W.ら、2006.Biochem.Biophys.Res.Commun.349:69−78;Deml,L.A.ら、2001.J.Virol.75:1099−11001;Schneider,R.M.ら、1997.J.Virol.71:4892−4903;Wang,S.D.ら、2006.Vaccine 24:4531−40;zur Megede,J.ら、2000.J.Virol.74:2628−2635)。例えば、FBP12、カスパーゼポリペプチド、およびCD19配列が、コドンの変更によって最適化され得る。
(リーダー配列)
リーダー配列は、mRNAの安定性を高めるためおよびより効率的な翻訳をもたらすために付加され得る。リーダー配列は、通常、mRNAを小胞体に標的化することに関与する。例としては、自身の切断を遅延させる、HIV−1エンベロープ糖タンパク質(Env)に対するシグナル配列、およびIgE遺伝子リーダー配列が挙げられる(Kutzler,M.A.,and Weiner,D.B.,2008.Nature Rev.Gen.9:776−88;Li,V.ら、2000.Virology 272:417−28;Xu,Z.L.ら、2001.Gene 272:149−56;Malin,A.S.ら、2000.Microbes Infect.2:1677−85;Kutzler,M.A.ら、2005.J.Immunol.175:112−125;Yang.,J.S.ら、2002.Emerg.Infect.Dis.8:1379−84;Kumar.,S.ら、2006.DNA Cell Biol.25:383−92;Wang,S.ら、2006.Vaccine 24:4531−40)。IgEリーダーは、小胞体への挿入を高めるために使用され得る(Tepler,Iら(1989)J.Biol.Chem.264:5912)。
導入遺伝子の発現は、発現を最適化するための適切な方法を選択することによって、最適化され得るおよび/またはコントロールされ得る。これらの方法は、例えば、プロモーター、送達方法および遺伝子配列を最適化することを含む(例えば、Laddy,D.J.ら、2008.PLoS.ONE 3 e2517;Kutzler,M.A.,and Weiner,D.B.,2008.Nature Rev.Gen.9:776−88に提示されているような)。
(核酸)
本明細書中で使用される「核酸」は、一般に、核酸塩基を含む、DNA、RNAまたはその誘導体もしくはアナログの分子(1本、2本またはそれより多くの鎖)のことを指す。核酸塩基には、例えば、DNA(例えば、アデニン「A」、グアニン「G」、チミン「T」またはシトシン「C」)またはRNA(例えば、A、G、ウラシル「U」またはC)に見られる天然に存在するプリンまたはピリミジン塩基が含まれる。用語「核酸」は、用語「オリゴヌクレオチド」および「ポリヌクレオチド」を包含し、その各々は、用語「核酸」の亜属として包含される。核酸は、少なくとも、多くとも、または約3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、441、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990もしくは1000ヌクレオチド長、またはこの中の導き出せる任意の範囲の長さであり得る。
本明細書中に提供される核酸は、別の核酸に対して同一または相補的である領域を有し得る。その相補的または同一である領域は、少なくとも5つ連続した残基であり得ることが企図されるが、その領域は、少なくとも、多くとも、または約6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、441、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990または1000個連続したヌクレオチドであることが特に企図される。
本明細書中で使用されるとき、「ハイブリダイゼーション」、「ハイブリダイズする」または「ハイブリダイズすることができる」は、二本鎖分子もしくは三本鎖分子、または部分的な二本鎖もしくは三本鎖の性質を有する分子を形成することを意味すると理解される。本明細書中で使用される用語「アニールする」は、「ハイブリダイズする」と同義である。用語「ハイブリダイゼーション」、「ハイブリダイズする」または「ハイブリダイズすることができる」は、用語「ストリンジェントな条件(複数可)」または「高ストリンジェンシー」および用語「低ストリンジェンシー」または「低ストリンジェンシー条件(複数可)」を包含する。
本明細書中で使用されるとき、「ストリンジェントな条件(複数可)」または「高ストリンジェンシー」は、相補的な配列(複数可)を含む1つ以上の核酸鎖の間のまたはその1つ以上の核酸鎖内のハイブリダイゼーションを可能にするが、ランダム配列のハイブリダイゼーションを妨げる条件である。ストリンジェントな条件は、核酸と標的鎖との間のミスマッチを、たとえあったにしてもほとんど許容しない。そのような条件は、公知であり、高選択性が要求される用途のために使用されることが多い。非限定的な用途としては、核酸(例えば、遺伝子またはその核酸セグメント)の単離、または少なくとも1つの特異的なmRNA転写産物もしくはその核酸セグメントの検出などが挙げられる。
ストリンジェントな条件は、約42℃〜約70℃の温度における約0.02M〜約0.5M NaClによって提供されるような、低塩および/または高温の条件を含み得る。所望のストリンジェンシーの温度およびイオン強度は、特定の核酸(複数可)の長さ、標的配列(複数可)の長さおよび核酸塩基含有量、核酸(複数可)の電荷組成、ならびにハイブリダイゼーション混合物中のホルムアミド、塩化テトラメチルアンモニウムまたは他の溶媒(複数可)の存在または濃度によって部分的に決定されることが理解される。
ハイブリダイゼーションのためのこれらの範囲、組成および条件は、単なる非限定的な例という目的で言及されていること、特定のハイブリダイゼーション反応に対する所望のストリンジェンシーは、1つ以上のポジティブコントロールまたはネガティブコントロールとの比較によって経験的に決定されることが多いことが理解される。想定される用途に応じて、標的配列に対する様々な程度の核酸選択性を達成するために、様々なハイブリダイゼーション条件が使用され得る。非限定的な例では、ストリンジェントな条件下において核酸にハイブリダイズしない関係する標的核酸の同定または単離は、低温および/または高イオン強度におけるハイブリダイゼーションによって達成され得る。そのような条件は、「低ストリンジェンシー」または「低ストリンジェンシー条件」と呼ばれ、低ストリンジェンシーの非限定的な例としては、約20℃〜約50℃の温度範囲における約0.15M〜約0.9M NaClで行われるハイブリダイゼーションが挙げられる。低または高ストリンジェンシー条件は、特定の用途に適合させるためにさらに改変され得る。
(核酸修飾)
下記で論じられる修飾のいずれかが、核酸に適用され得る。修飾の例としては、RNAもしくはDNAの骨格、糖または塩基、およびそれらの様々な組み合わせに対する変更が挙げられる。核酸における任意の好適な数の骨格結合、糖および/または塩基が、修飾され得る(例えば、独立して、約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、最大100%)。修飾されていないヌクレオシドは、ベータ−D−リボ−フラノースの1’炭素に結合された塩基アデニン、シトシン、グアニン、チミンまたはウラシルのうちのいずれか1つである。
修飾塩基は、1’位におけるアデニン、グアニン、シトシンおよびウラシル以外のヌクレオチド塩基である。修飾塩基の非限定的な例としては、イノシン、プリン、ピリジン−4−オン、ピリジン−2−オン、フェニル、シュードウラシル、2,4,6−トリメトキシベンゼン、3−メチルウラシル、ジヒドロウリジン、ナフチル、アミノフェニル、5−アルキルシチジン(例えば、5−メチルシチジン)、5−アルキルウリジン(例えば、リボチミジン)、5−ハロウリジン(例えば、5−ブロモウリジン)または6−アザピリミジンまたは6−アルキルピリミジン(例えば、6−メチルウリジン)、プロピンなどが挙げられる。修飾塩基の他の非限定的な例としては、ニトロピロリル(例えば、3−ニトロピロリル)、ニトロインドリル(例えば、4−、5−、6−ニトロインドリル)、ヒポキサンチニル、イソイノシニル、2−アザ−イノシニル、7−デアザ−イノシニル、ニトロイミダゾリル、ニトロピラゾリル、ニトロベンゾイミダゾリル、ニトロインダゾリル、アミノインドリル、ピロロピリミジニル、ジフルオロトリル、4−フルオロ−6−メチルベンゾイミダゾール、4−メチルベンゾイミダゾール、3−メチルイソカルボスチリリル、5−メチルイソカルボスチリリル、3−メチル−7−プロピニルイソカルボスチリリル、7−アザインドリル、6−メチル−7−アザインドリル、イミジゾピリジニル、9−メチル−イミジゾピリジニル、ピロロピリジニル、イソカルボスチリリル、7−プロピニルイソカルボスチリリル、プロピニル−7−アザインドリル、2,4,5−トリメチルフェニル、4−メチルインドリル、4,6−ジメチルインドリル、フェニル、ナフタレニル(napthalenyl)、アントラセニル、フェナントラセニル、ピレニル、スチルベニル、テトラセニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
いくつかの実施形態において、例えば、核酸は、リン酸骨格修飾を有する修飾された核酸分子を含み得る。骨格修飾の非限定的な例としては、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、モルホリノ、アミデート、カルバメート、カルボキシメチル、アセトアミデート、ポリアミド、スルホネート、スルホンアミド、スルファメート、ホルムアセタール、チオホルムアセタールおよび/またはアルキルシリル修飾が挙げられる。ある特定の場合において、ヌクレオシドに天然に存在するリボース糖部分は、ヘキソース糖、多環式ヘテロアルキル環またはシクロヘキセニル基で置き換えられる。ある特定の場合において、ヘキソース糖は、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロースまたはそれらの誘導体である。ヘキソースは、D−ヘキソース、グルコースまたはマンノースであり得る。ある特定の場合において、多環式ヘテロアルキル基は、環内に1つの酸素原子を含む二環式環であり得る。ある特定の場合において、多環式ヘテロアルキル基は、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[3.2.1]オクタンまたはビシクロ[3.3.1]ノナンである。
ニトロピロリル核酸塩基およびニトロインドリル核酸塩基は、ユニバーサル塩基として公知の化合物のクラスのメンバーである。ユニバーサル塩基は、オリゴヌクレオチド二重鎖の融解挙動または活性に実質的に影響せずに4つの天然に存在する塩基のいずれかを置き換え得る化合物である。天然に存在する核酸塩基に関連する安定化する水素結合相互作用とは対照的に、3−ニトロピロリル核酸塩基を含むオリゴヌクレオチド二重鎖は、スタッキング相互作用によって単独で安定化され得る。ニトロピロリル核酸塩基との有意な水素結合相互作用が無いことにより、特定の相補性塩基に対する特異性は不必要になる。さらに、4−、5−および6−ニトロインドリルは、4つの天然塩基に対して非常に低い特異性しか示さない。1−(2’−O−メチル−ベータ−D−リボフラノシル)−5−ニトロインドールを調製するための手順は、Gaubert,G.;Wengel,J.Tetrahedron Letters 2004,45,5629に論じられている。他のユニバーサル塩基としては、ヒポキサンチニル、イソイノシニル、2−アザ−イノシニル、7−デアザ−イノシニル、ニトロイミダゾリル、ニトロピラゾリル、ニトロベンゾイミダゾリル、ニトロインダゾリル、アミノインドリル、ピロロピリミジニルおよびそれらの構造的誘導体が挙げられる。
ジフルオロトリルは、ユニバーサル塩基として機能する非天然の核酸塩基である。ジフルオロトリルは、天然の核酸塩基チミンの同配体である。しかしながら、チミンとは異なり、ジフルオロトリルは、天然塩基のいずれに対しても、顕著な選択性を示さない。ユニバーサル塩基として機能する他の芳香族化合物は、4−フルオロ−6−メチルベンゾイミダゾールおよび4−メチルベンゾイミダゾールである。さらに、比較的疎水性のイソカルボスチリリル誘導体である3−メチルイソカルボスチリリル、5−メチルイソカルボスチリリルおよび3−メチル−7−プロピニルイソカルボスチリリルは、天然塩基だけを含むオリゴヌクレオチド配列と比べてオリゴヌクレオチド二重鎖の不安定化をわずかにしか引き起こさないユニバーサル塩基である。他の非天然の核酸塩基としては、7−アザインドリル、6−メチル−7−アザインドリル、イミジゾピリジニル、9−メチル−イミジゾピリジニル、ピロロピリジニル、イソカルボスチリリル、7−プロピニルイソカルボスチリリル、プロピニル−7−アザインドリル、2,4,5−トリメチルフェニル、4−メチルインドリル、4,6−ジメチルインドリル、フェニル、ナフタレニル、アントラセニル、フェナントラセニル、ピレニル、スチルベニル、テトラセニル、ペンタセニルおよびそれらの構造的誘導体が挙げられる。ジフルオロトリル、4−フルオロ−6−メチルベンゾイミダゾール、4−メチルベンゾイミダゾールおよび上で言及された他の非天然塩基の合成手順を含むより詳細な考察については、Schweitzerら、J.Org.Chem.,59:7238−7242(1994)を参照のこと。
さらに、化学的置換基、例えば、架橋剤が、反応物に対して安定性または不可逆性をさらに付加するために使用され得る。架橋剤の非限定的な例としては、例えば、1,1−ビス(ジアゾアセチル)−2−フェニルエタン、グルタルアルデヒド、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、例えば、4−アジドサリチル酸とのエステル、ホモ二官能性イミドエステル(ジスクシンイミジルエステル、例えば、3,3’−ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)を含む)、二官能性マレイミド(例えば、ビス−N−マレイミド−1,8−オクタン)およびメチル−3−[(p−アジドフェニル)ジチオ]プロピオイミデートなどの作用物質が挙げられる。
ヌクレオチドアナログは、「ロックド(locked)」核酸も含み得る。ある特定の組成物は、内因性の核酸を特定の構造に本質的に「繋ぎ止める」または「ロックする」ために使用され得る。配列を繋ぎ止めることは、核酸複合体の解離を防ぐために役立ち、ゆえに、複製を防ぎ得るだけでなく、内在性(endogeneous)配列の標識、修飾および/ま
たはクローニングも可能にし得る。ロックされた構造は、遺伝子発現を制御し得る(すなわち、転写または複製を阻害し得るかまたは増強し得る)か、または内在性の核酸配列を標識するためもしくはその他の方法で修飾するために使用され得る安定した構造として使用され得るか、またはその内在性配列を単離するために、すなわちクローニングのために使用され得る。
核酸分子は、RNAまたはDNAだけを含む分子に必ずしも限定されず、化学的に修飾されたヌクレオチドおよび非ヌクレオチドをさらに包含する。非ヌクレオチドまたは修飾ヌクレオチドのパーセントは、1%〜100%(例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90または95%)であり得る。
(核酸調製物)
いくつかの実施形態において、例えば、アッセイにおけるコントロールまたは標準物質として、または治療薬として使用するための核酸が、提供される。核酸は、当該分野で公知の任意の手法(例えば、化学合成、酵素的生成または生物学的生成など)によって作製され得る。核酸は、生物学的サンプルから回収され得るかまたは単離され得る。核酸は、組換えであり得るか、または天然であり得るかもしくは細胞にとって内因性であり得る(細胞のゲノムから産生され得る)。生物学的サンプルは、小さい核酸分子の回収率を高めるような方法で処理され得ることが企図される。一般に、方法は、グアニジニウムおよび界面活性剤を有する溶液で細胞を溶解することを含み得る。
核酸合成はまた、標準的な方法に従って行われ得る。合成核酸(例えば、合成オリゴヌクレオチド)の非限定的な例としては、ホスホトリエステル、ホスファイトもしくはホスホルアミダイト化学を使用するインビトロ化学合成および固相法によってまたはデオキシヌクレオシドH−ホスホネート中間体を介して作製された核酸が挙げられる。様々な異なるオリゴヌクレオチド合成機構が、他の箇所に開示されている。
核酸は、公知の手法を用いて単離され得る。特定の実施形態において、小さい核酸分子を単離するためおよび/またはRNA分子を単離するための方法が、使用され得る。クロマトグラフィーは、タンパク質または他の核酸から核酸を分離するためまたは単離するために使用されるプロセスである。そのような方法は、ゲルマトリックスを用いる電気泳動、フィルターカラム、アルコール沈殿および/または他のクロマトグラフィーを含み得る。細胞からの核酸が、使用されるかまたは評価される場合、方法は、一般に、特定のRNA集団を単離するためのプロセスを実行する前に、細胞をカオトロピック(例えば、グアニジニウムイソチオシアネート)および/または界面活性剤(例えば、N−ラウロイルサルコシン)で溶解することを含む。
方法は、核酸を単離するための有機溶媒および/またはアルコールの使用を含み得る。いくつかの実施形態において、細胞溶解産物に加えられるアルコールの量は、約55%〜60%というアルコール濃度に達する。種々のアルコールを使用できるが、エタノールがうまく機能する。固体支持体は、任意の構造であってよく、それには、電気陰性基を有する無機物またはポリマー支持体を含み得る、ビーズ、フィルターおよびカラムが含まれる。ガラス繊維のフィルターまたはカラムは、そのような単離手順にとって有効である。
核酸単離プロセスは、時折、a)サンプル中の細胞を、グアニジニウムを含む溶解液で溶解すること(ここで、少なくとも約1Mグアニジニウムの濃度を有する溶解産物が生成される);b)その溶解産物から核酸分子を、フェノールを含む抽出液を用いて抽出すること;c)その溶解産物にアルコール溶液を加えることにより、溶解産物/アルコール混合物を形成すること(ここで、その混合物中のアルコールの濃度は、約35%〜約70%である);d)その溶解産物/アルコール混合物を固体支持体に適用すること;e)イオン性溶液を用いてその固体支持体から核酸分子を溶出すること;およびf)その核酸分子を捕捉することを含み得る。サンプルは、乾燥され得、その後の操作にとって適切な液体および体積で再懸濁され得る。
本明細書で提供されるのは、本出願のポリヌクレオチドを含む核酸を含む組成物またはキットである。従って、組成物またはキットは、例えば、上記第1のおよび第2のキメラポリペプチドをコードする上記第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドの両方を含み得る。上記核酸は、1個より多くの核酸種を含み得、すなわち、例えば、上記第1の核酸種は、上記第1のポリヌクレオチドを含み、上記第2の核酸種は、上記第2のポリヌクレオチドを含む。他の例では、上記核酸は、上記第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドの両方を含み得る。上記キットは、さらに、上記第1のもしくは第2のリガンド、または両方を含み得る。
(遺伝子移入の方法)
細胞内での導入遺伝子発現の効果を媒介するために、発現構築物を細胞に移行させる必要があり得る。そのような移行は、ウイルスによる遺伝子移入方法またはウイルスによらない遺伝子移入方法を使用し得る。この項では、遺伝子移入の方法および組成物の考察が提供される。
発現ベクターを含む形質転換された細胞は、その細胞に発現ベクターを導入することによって作製される。本方法とともに使用するための細胞小器官、細胞、組織または生物の形質転換のためのポリヌクレオチド送達に適した方法は、ポリヌクレオチド(例えば、DNA)を細胞小器官、細胞、組織または生物に導入し得る実質的に任意の方法を含む。
宿主細胞は、ベクターに対するレシピエントとして使用され得るし、使用されてきた。宿主細胞は、所望の結果が、ベクターの複製であるかまたはベクターによってコードされるポリヌクレオチド配列の一部もしくは全部の発現であるかに応じて、原核生物または真核生物に由来し得る。数多くの細胞株および細胞培養物が、宿主細胞として使用するために利用可能であり、それらは、生存している培養物および遺伝物質に対する保管所としての機能を果たす組織であるAmerican Type Culture Collection(ATCC)を通じて入手することができる。
適切な宿主は、決定され得る。一般に、これは、ベクターの骨格および所望の結果に基づく。例えば、プラスミドまたはコスミドは、多くのベクターの複製のために、原核生物宿主細胞に導入され得る。ベクターの複製および/または発現のための宿主細胞として使用される細菌細胞としては、DH5アルファ、JM109およびKC8、ならびにいくつかの商業的に入手可能な細菌宿主(例えば、SURE(登録商標)Competent CellsおよびSOLOPACK Gold Cells(STRATAGENE(登録商標),La Jolla,CA))が挙げられる。あるいは、大腸菌LE392などの細菌細胞が、ファージウイルスに対する宿主細胞として使用され得る。宿主細胞として使用され得る真核細胞としては、酵母、昆虫および哺乳動物が挙げられるが、これらに限定されない。ベクターの複製および/または発現のための哺乳動物真核生物宿主細胞の例としては、HeLa、NIH3T3、Jurkat、293、COS、CHO、SaosおよびPC12が挙げられるが、これらに限定されない。酵母株の例としては、YPH499、YPH500およびYPH501が挙げられるが、これらに限定されない。
核酸ワクチンは、例えば、非ウイルスDNAベクター、「裸の」DNAおよびRNA、ならびにウイルスベクターを含み得る。細胞をこれらのワクチンで形質転換する方法およびこれらのワクチンに含まれる遺伝子の発現を最適化するための方法は公知であり、それらの方法も本明細書中で論じられる。
(核酸またはウイルスベクターを移入する方法の例)
細胞をトランスフェクトするためもしくは形質転換するため、または本方法のヌクレオチド配列もしくは組成物を投与するために、任意の適切な方法が使用され得る。ある特定の例が、本明細書中に提示され、それらの例としてはさらに、カチオン性ポリマー、脂質様分子およびある特定の市販品、例えば、IN−VIVO−JET PEIなどを使用した送達などの方法が挙げられる。
(エキソビボ形質転換)
生物から取り出された血管細胞および血管組織をエキソビボの環境においてトランスフェクトするために、様々な方法が利用可能である。例えば、イヌ内皮細胞は、インビトロにおけるレトロウイルス遺伝子移入によって遺伝的に変更され、イヌに移植された(Wilsonら、Science,244:1344−1346,1989)。別の例では、ユカタンミニブタ内皮細胞を、インビトロにおいてレトロウイルスでトランスフェクトし、ダブルバルーンカテーテルを使用して動脈に移植した(Nabelら、Science,244(4910):1342−1344,1989)。したがって、細胞または組織が、取り出され、本明細書中に提示されるポリヌクレオチドを使用してエキソビボにおいてトランスフェクトされ得ることが企図される。特定の態様において、移植された細胞または組織は、生物の中に配置され得る。
(注射)
ある特定の実施形態において、抗原提示細胞または核酸ベクターもしくはウイルスベクターは、1つ以上の注射(すなわち、針による注射)、例えば、例えば、皮下、皮内、筋肉内、静脈内、前立腺内(intraprotatic)、腫瘍内、腹腔内などを介して、細胞小器官、細胞、組織または生物に送達され得る。注射の方法としては、例えば、食塩水溶液を含む組成物の注射が挙げられる。さらなる実施形態は、直接マイクロインジェクションによるポリヌクレオチドの導入を含む。使用される発現ベクターの量は、抗原の性質、ならびに使用される細胞小器官、細胞、組織または生物に応じて変動し得る。
皮内注射、結節内注射またはリンパ管内注射は、DC投与のより一般的に使用される方法の一部である。皮内注射は、血流への吸収が低速度であるがリンパ系への取り込みが迅速であることを特徴とする。真皮に多数のランゲルハンス樹状細胞が存在することにより、インタクトな抗原ならびにプロセシングされた抗原が流入領域リンパ節に輸送され得る。これを正しく行うためには、適切な部位の準備が必要である(すなわち、適切な針の留置を観察するために、毛を刈り込む)。結節内注射は、リンパ系組織への抗原の直接的な送達を可能にする。リンパ管内注射は、DCの直接投与を可能にする。
(エレクトロポレーション)
ある特定の実施形態において、ポリヌクレオチドは、エレクトロポレーションを介して細胞小器官、細胞、組織または生物に導入される。エレクトロポレーションは、細胞およびDNAの懸濁液を高圧放電に曝露することを含む。この方法のいくつかの変法では、ある特定の細胞壁分解酵素(例えば、ペクチン分解酵素)を使用して、標的レシピエント細胞を、未処理の細胞よりもエレクトロポレーションによる形質転換に対してより感受性にする(参照により本明細書中に援用される米国特許第5,384,253号)。
エレクトロポレーションを使用した真核細胞のトランスフェクションは、かなり成功している。この様式で、マウスプレBリンパ球がヒトカッパ免疫グロブリン遺伝子でトランスフェクトされ(Potterら(1984)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,81,7161−7165)、ラット肝細胞がクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子でトランスフェクトされた(Tur−Kaspaら(1986)Mol.Cell Biol.,6,716−718)。
インビボにおけるワクチン用エレクトロポレーション(electroporation for vaccines)、すなわちeVacは、単純な注射法を介して臨床で実行されている。ポリペプチドをコードするDNAベクターが、患者の皮内に注射される。次いで、電極によって皮内の空間に電気的パルスが適用されることにより、そこに局在化している細胞、特に、常在の皮膚樹状細胞が、DNAベクターを取り込み、コードされるポリペプチドを発現するようになる。次いで、局所炎症によって活性化された、これらのポリペプチドを発現している細胞が、例えば、リンパ節に遊走し、抗原を提示し得る。核酸が、エレクトロポレーションによって細胞に送達され得る場合、その核酸は、例えば、限定されないが、核酸の注射または他の任意の投与手段の後で、エレクトロポレーションを使用して投与されるとき、電気穿孔的に(electroporetically)投与される。
エレクトロポレーションの方法は、例えば、Sardesai,N.Y.,and Weiner,D.B.,Current Opinion in Immunotherapy 23:421−9(2011)およびFerraro,B.ら、Human Vaccines 7:120−127(2011)(これらの全体が本明細書中で参照により援用される)に論じられている。
(リン酸カルシウム)
他の実施形態では、リン酸カルシウム沈殿を用いて、ポリヌクレオチドが細胞に導入される。この手法を用いて、ヒトKB細胞が、アデノウイルス5DNAでトランスフェクトされた(Graham and van der Eb,(1973)Virology,52,456−467)。また、この様式において、マウスL(A9)、マウスC127、CHO、CV−1、BHK、NIH3T3およびHeLa細胞が、ネオマイシンマーカー遺伝子でトランスフェクトされ(Chen and Okayama,Mol.Cell Biol.,7(8):2745−2752,1987)、ラット肝細胞が、種々のマーカー遺伝子でトランスフェクトされた(Rippeら、Mol.Cell Biol.,10:689−695,1990)。
(DEAE−デキストラン)
別の実施形態では、DEAE−デキストランの後にポリエチレングリコールを使用して、ポリヌクレオチドが細胞に送達される。この様式において、レポータープラスミドが、マウス骨髄腫細胞および赤白血病細胞に導入された(Gopal,T.V.,Mol Cell Biol.1985 May;5(5):1188−90)。
(音波処理負荷(Sonication Loading))
さらなる実施形態は、直接音波負荷(direct sonic loading)によるポリヌクレオチドの導入を含む。LTK線維芽細胞が、音波処理負荷によってチミジンキナーゼ遺伝子でトランスフェクトされた(Fechheimerら(1987)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,84,8463−8467)。
(リポソーム媒介性トランスフェクション)
さらなる実施形態において、ポリヌクレオチドは、脂質複合体、例えば、リポソームなどの中に閉じ込められ得る。リポソームは、リン脂質二重層膜および内側の水性媒質を特徴とする小胞構造である。多重膜リポソームは、水性媒質によって隔てられた複数の脂質層を有する。それらは、リン脂質が過剰量の水溶液に懸濁されると、自発的に形成する。それらの脂質成分は、自己再配列を起こした後、閉鎖構造を形成し、水および溶解した溶質を脂質二重層の間に閉じ込める(Ghosh and Bachhawat,(1991)In:Liver Diseases,Targeted Diagnosis and Therapy Using Specific Receptors and Ligands.pp.87−104)。Lipofectamine(Gibco BRL)またはSuperfect(Qiagen)と複合体化されたポリヌクレオチドも企図される。
(レセプター媒介性トランスフェクション)
なおもさらに、ポリヌクレオチドは、レセプター媒介性送達ビヒクルを介して標的細胞に送達され得る。これらは、標的細胞において生じているレセプター媒介性エンドサイトーシスによる高分子の選択的取り込みを利用する。様々なレセプターの細胞型特異的分布に照らして、この送達方法は、別の特異性の程度を付加する。
ある特定のレセプター媒介性遺伝子標的化ビヒクルは、細胞レセプター特異的リガンドおよびポリヌクレオチド結合剤を含む。他のものは、送達されるべきポリヌクレオチドに作動可能に付着された細胞レセプター特異的リガンドを含む。いくつかのリガンドは、レセプター媒介性遺伝子移入のために使用され(Wu and Wu,(1987)J.Biol.Chem.,262,4429−4432;Wagnerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87(9):3410−3414,1990;Peralesら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,91:4086−4090,1994;Myers,EPO 0273085)、これにより、この手法の実施可能性が確立される。別の哺乳動物細胞型における特異的送達も論じられている(Wu and Wu,Adv.Drug Delivery Rev.,12:159−167,1993;参照により本明細書中に援用される)。ある特定の態様では、標的細胞の集団上に特異的に発現されるレセプターに対応するリガンドが、選択される。
他の実施形態において、細胞特異的ポリヌクレオチド標的化ビヒクルのポリヌクレオチド送達ビヒクル成分は、リポソームとともに特異的結合リガンドを含み得る。送達されるべきポリヌクレオチド(複数可)は、そのリポソーム内に収容され、特異的結合リガンドは、リポソーム膜に機能的に組み込まれる。このようにして、そのリポソームは、標的細胞のレセプター(複数可)に特異的に結合し、細胞にその内容物を送達し得る。そのようなシステムは、例えば、上皮成長因子(EGF)が、EGFレセプターのアップレギュレーションを示す細胞へのポリヌクレオチドのレセプター媒介性送達において使用されるシステムを使用して機能的であると示された。
なおもさらなる実施形態において、標的化された送達ビヒクルのポリヌクレオチド送達ビヒクル成分は、リポソーム自体であり得、そのリポソームは、例えば、細胞特異的結合を指示する1つ以上の脂質または糖タンパク質を含み得る。例えば、ガラクトース末端のアシアロガングリオシドであるラクトシル−セラミドが、リポソームに組み込まれ、肝細胞によるインスリン遺伝子の取り込みの増加が観察された(Nicolauら(1987)Methods Enzymol.,149,157−176)。組織特異的な形質転換構築物が、類似の様式で標的細胞に特異的に送達され得ることが企図される。
(微粒子銃(microprojectile bombardment))
微粒子銃法は、ポリヌクレオチドを少なくとも1つの細胞小器官、細胞、組織または生物に導入するために使用され得る(米国特許第5,550,318号;米国特許第5,538,880号;米国特許第5,610,042号;およびPCT出願WO94/09699;これらの各々は、参照により本明細書中に援用される)。この方法は、DNAでコーティングされた微小発射体が高速度に加速して、それらが細胞膜を貫通し、細胞を殺滅せずにそれらの細胞に入ることを可能にする能力に依存する(Kleinら(1987)Nature,327,70−73)。当該分野で公知の多種多様の微粒子銃法が存在し、それらの多くは、本方法に適用可能である。
この微粒子銃では、1つ以上の粒子が、少なくとも1つのポリヌクレオチドでコーティングされ、推進力によって細胞に送達され得る。小粒子を加速するためのいくつかのデバイスが、開発された。1つのそのようなデバイスは、電流を発生させ、その後その電流が輸送力を提供する高圧放電に依存する(Yangら(1990)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,87,9568−9572)。使用される微小発射体は、生物学的に不活性な物質(例えば、タングステンまたは金の粒子またはビーズ)からなった。例示的な粒子としては、タングステン、白金、およびある特定の例では、金から構成された粒子(例えば、ナノ粒子を含む)が挙げられる。場合によっては、金属粒子上へのDNA沈殿が、微粒子銃を使用したレシピエント細胞へのDNA送達に必要としないことが企図される。しかしながら、粒子は、DNAでコーティングされるのではなく、DNAを含み得ることが企図される。DNAでコーティングされた粒子は、粒子銃を介したDNA送達のレベルを上昇させ得るが、本質的に必要ない。
(ウイルスベクター媒介性移入方法の例)
被験体内の単数または複数の細胞がヌクレオチド配列によってコードされる遺伝子を発現し得るようにそのヌクレオチド配列またはそのヌクレオチド配列を含む組成物をその細胞またはその被験体に投与するのに適した任意のウイルスベクターが、本方法において使用され得る。ある特定の実施形態において、導入遺伝子は、細胞への遺伝子移入を媒介するウイルス粒子に組み込まれる。代表的には、そのウイルスは、単純に、適切な宿主細胞に生理学的条件下で曝露されることにより、ウイルスの取り込みが可能になり得る。本方法は、下記で論じられるように、種々のウイルスベクターを使用して都合よく使用される。
(アデノウイルス)
アデノウイルスは、その中程度のサイズのDNAゲノム、操作の容易性、高力価、広範囲な標的細胞および高感染力を理由に、遺伝子トランスファーベクターとして使用するのに特に適している。およそ36kbのウイルスゲノムは、ウイルスDNAの複製およびパッケージングに必要なシス作用性エレメントを含む100〜200塩基対(bp)の末端逆位配列(ITR)が境を接している。異なる転写単位を含む、ゲノムの初期(E)領域および後期(L)領域は、ウイルスDNA複製の開始によって分割される。
E1領域(E1AおよびE1B)は、ウイルスゲノムおよびいくつかの細胞遺伝子の転写の制御に関与するタンパク質をコードする。E2領域(E2AおよびE2B)の発現により、ウイルスDNA複製のためのタンパク質が合成される。これらのタンパク質は、DNAの複製、後期遺伝子の発現および宿主細胞の切り離しに関与する(Renan,M.J.(1990)Radiother Oncol.,19,197−218)。ウイルスキャプシドタンパク質の大部分を含む後期遺伝子(L1、L2、L3、L4およびL5)の産物は、主要後期プロモーター(MLP)によってもたらされる単一の一次転写産物の有意なプロセシングの後にだけ、発現される。MLP(16.8マップ単位に位置する)は、感染の後期において特に有効であり、このプロモーターからもたらされたすべてのmRNAは、それらを翻訳にとって有用にする5’トリパータイトリーダー(tripartite leader)(TL)配列を有する。
アデノウイルスが遺伝子治療に対して最適化されるために、大きなDNAセグメントを含むことができるように運搬能を最大にする必要がある。ある特定のアデノウイルス産物に関連する毒性および免疫学的反応を減少させることも非常に望ましい。これらの2つの目標は、アデノウイルス遺伝子の除去が両方の目的にかなうという点で、ある程度重なり合っている。本方法の実施によって、治療的な構築物を比較的容易にマニピュレートする能力を保持しつつ、これらの両方の目標を達成することができる。
ウイルスDNAの複製に必要とされるシスエレメントがすべて、直鎖状のウイルスゲノムのいずれかの末端の末端逆位反復配列(ITR)(100〜200bp)に局在化するので、DNAの大きな置き換えが可能である。ITRを含むプラスミドは、非欠陥アデノウイルスの存在下において複製し得る(Hay,R.T.ら、J Mol Biol.1984 Jun 5;175(4):493−510)。ゆえに、これらのエレメントをアデノウイルスベクターに含めることにより、複製が可能になり得る。
さらに、ウイルス封入のためのパッケージングシグナルは、ウイルスゲノムの左端の194〜385bp(0.5〜1.1マップ単位)に局在する(Hearingら、J.(1987)Virol.,67,2555−2558)。このシグナルは、左端に近いが付着末端配列の外側の特異的配列が、頭部構造へのDNAの挿入に必要とされるタンパク質への結合を媒介する、バクテリオファージラムダDNAにおけるタンパク質認識部位を模倣している。AdのE1置換ベクターは、ウイルスゲノムの左端の450bp(0〜1.25マップ単位)フラグメントが293細胞においてパッケージングを指示し得ることを実証した(Levreroら、Gene,101:195−202,1991)。
以前に、アデノウイルスゲノムのある特定の領域が、哺乳動物細胞のゲノムに組み込まれ得、それにより、コードされている遺伝子が発現され得ることが示された。これらの細胞株は、その細胞株によってコードされる、アデノウイルス機能を欠いたアデノウイルスベクターの複製を支持することができる。「補助」ベクター、例えば、野生型ウイルスまたは条件欠陥性変異体による複製欠損性アデノウイルスベクターの補完の報告も存在する。
複製欠損性アデノウイルスベクターは、ヘルパーウイルスによってトランスで補完され得る。しかしながら、複製機能を提供するのに必要なヘルパーウイルスが存在するせいで、いずれの調製物も汚染され得るので、この知見だけでは、複製欠損性ベクターの単離が可能にならない。したがって、複製欠損性ベクターの複製および/またはパッケージングに特異性を付加し得るさらなるエレメントが必要だった。そのエレメントは、アデノウイルスのパッケージング機能に由来する。
アデノウイルスに対するパッケージングシグナルは、従来のアデノウイルスマップの左端に存在することが示されている(Tibbettsら(1977)Cell,12,243−249)。後の研究から、ゲノムのE1A(194〜358bp)領域に欠失を有する変異体が、初期(E1A)機能を補完した細胞株においてさえ不十分にしか成長しないことが示された(Hearing and Shenk,(1983)J.Mol.Biol.167,809−822)。代償的な(compensating)アデノウイルスDNA(0〜353bp)が、その変異体の右端に組み換えられたとき、そのウイルスは、正常にパッケージングされた。さらなる変異解析から、Ad5ゲノムの左端に、短い反復性の位置依存性エレメントが同定された。その反復は、ゲノムのいずれかの末端に存在する場合、効率的なパッケージングには1コピーで十分であるが、Ad5 DNA分子の内側に向かって移動した場合は、そうではないことが見出された(Hearingら、J.(1987)Virol.,67,2555−2558)。
パッケージングシグナルの変異バージョンを使用することによって、様々な効率でパッケージングされるヘルパーウイルスを作製することが可能である。代表的には、変異は、点変異または欠失である。パッケージングが低効率であるヘルパーウイルスをヘルパー細胞内で生育させるとき、そのウイルスは、野生型ウイルスと比べて低い速度であったとしてもパッケージングされ、それにより、ヘルパーの繁殖が可能となる。しかしながら、これらのヘルパーウイルスを、野生型パッケージングシグナルを含むウイルスとともに細胞内で生育させるとき、その野生型パッケージングシグナルは、変異バージョンよりも優先的に認識される。パッケージング因子の量が限られていることを考慮すると、野生型シグナルを含むウイルスは、ヘルパーと比べて選択的にパッケージングされる。優先性が十分大きい場合、均質に近い系統(stock)が達成され得る。
特定の組織または種に対するADV構築物の向性を改善するために、レセプター結合ファイバー配列は、しばしばアデノウイルス分離株の間で置換され得る。例えば、アデノウイルス5において見出されたコクサッキー−アデノウイルスレセプター(CAR)リガンドは、アデノウイルス35由来のCD46結合ファイバー配列の代わりに用いられ、ヒト造血細胞に対する結合親和性が大幅に改善されたウイルスが作製され得る。得られた「シュードタイプ化された」ウイルスであるAd5f35は、いくつかの臨床的に開発されたウイルス分離株の基礎となった。さらに、標的細胞に対してウイルスを再標的化することを可能にするファイバーを改変する様々な生化学的方法が存在する。方法は、二機能性抗体(一方の末端はCARリガンドに結合し、もう一方の末端は標的配列に結合する)の使用、およびカスタマイズされたアビジンベースのキメラリガンドとの会合を可能にするファイバーの代謝性のビオチン化を含む。あるいは、リガンド(例えば、抗CD205)をヘテロ二機能性リンカー(例えば、PEG含有)によってアデノウイルス粒子に付着することができる。
(レトロウイルス)
レトロウイルスは、そのRNAを逆転写のプロセスによって感染細胞において二本鎖DNAに変換する能力を特徴とする一本鎖RNAウイルスの群である(Coffin,(1990)In:Virology,ed.,New York:Raven Press,pp.1437−1500)。次いで、得られたDNAは、プロウイルスとして細胞染色体内に安定に組み込み、ウイルスタンパク質の合成を指示する。その組み込みにより、レシピエント細胞およびその子孫においてウイルス遺伝子配列が保持される。レトロウイルスゲノムは、3つの遺伝子、それぞれキャプシドタンパク質、ポリメラーゼ酵素およびエンベロープ成分をコードするgag、polおよびenvを含む。psiと呼ばれる、gag遺伝子から上流に見られる配列は、ゲノムをビリオンにパッケージングするためのシグナルとして機能する。2つの長い末端反復(LTR)配列が、ウイルスゲノムの5’および3’末端に存在する。これらは、強力なプロモーター配列およびエンハンサー配列を含み、宿主細胞ゲノムへの組み込みにも必要である(Coffin,1990)。したがって、例えば、本技術は、例えば、細胞を形質導入するために使用されるポリヌクレオチドがその細胞のゲノムに組み込まれた細胞を含む。
レトロウイルスベクターを構築するために、プロモーターをコードする核酸を、ウイルスゲノム内のある特定のウイルス配列の位置に挿入することにより、複製欠損であるウイルスが作製される。ビリオンを生成するために、gag、polおよびenv遺伝子を含むがLTRおよびpsi成分を含まないパッケージング細胞株を構築する(Mannら(1983)Cell,33,153−159)。レトロウイルスのLTR配列およびpsi配列とともにヒトcDNAを含む組換えプラスミドをこの細胞株に導入するとき(例えば、リン酸カルシウム沈殿によって)、そのpsi配列は、その組換えプラスミドのRNA転写産物をウイルス粒子内にパッケージングさせ、次いでそれを培養培地中に分泌させる(Nicolas,J.F.,and Rubenstein,J.L.R.,(1988)In:Vectors:a Survey of Molecular Cloning Vectors and Their Uses,Rodriquez and
Denhardt,Eds.).Nicolas and Rubenstein;Teminら(1986)In:Gene Transfer,Kucherlapati(ed.),and New York:Plenum Press,pp.149−188;Mannら、1983)。組換えレトロウイルスを含む培地を捕集し、必要に応じて濃縮し、遺伝子移入のために使用する。レトロウイルスベクターは、幅広い種類の細胞型に感染することができる。しかしながら、多くのタイプのレトロウイルスの組み込みおよび安定な発現は、宿主細胞の分裂を必要とする(Paskindら(1975)Virology,67,242−248)。
レトロウイルスベクターの特異的標的化を可能にするようにデザインされたアプローチは、ウイルスエンベロープへのガラクトース残基の化学的付加によるレトロウイルスの化学修飾に基づいて最近開発された。アシアロ糖タンパク質レセプターを介した肝細胞などの細胞の特異的感染を可能にし得るこの修飾が望まれる場合がある。
組換えレトロウイルスの標的化に対する異なるアプローチがデザインされており、そのアプローチは、レトロウイルスエンベロープタンパク質に対するビオチン化抗体および特異的な細胞レセプターに対するビオチン化抗体を使用した。それらの抗体は、ストレプトアビジンを使用することによってビオチン成分を介して結合された(Rouxら(1989)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,86,9079−9083)。主要組織適合遺伝子複合体クラスIおよびクラスII抗原に対する抗体を使用して、それらの表面抗原を有する種々のヒト細胞がインビトロにおいてエコトロピックウイルスに感染することが実証された(Rouxら、1989)。
(アデノ随伴ウイルス)
AAVは、約4700塩基対の直鎖状の一本鎖DNAを使用する。末端逆位反復配列は、ゲノムに隣接している。2つの遺伝子が、ゲノム内に存在し、いくつかの異なる遺伝子産物を生じる。第1に、cap遺伝子は、VP−1、VP−2およびVP−3と命名された3つの異なるビリオンタンパク質(VP)を生成する。第2に、rep遺伝子は、4つの非構造タンパク質(NS)をコードする。これらのrep遺伝子産物の1つ以上は、AAV転写のトランス活性化に関与する。
AAVにおける3つのプロモーターは、ゲノム内のそれらの位置によって、マップ単位で命名されている。これらは、左から右へ、p5、p19およびp40である。転写によって、6つの転写産物が生じ、2つは、3つの各プロモーターにおいて開始され、各対の一方がスプライシングされる。マップ単位42〜46に由来するスプライス部位は、各転写産物にとって同じである。4つの非構造タンパク質は、より長い転写産物に由来するとみられ、3つのビリオンタンパク質のすべてが、最も小さい転写産物から生じる。
AAVは、ヒトにおけるいかなる病的状態にも関連しない。興味深いことに、効率的な複製のために、AAVは、単純ヘルペスウイルスIおよびII、サイトメガロウイルス、仮性狂犬病ウイルス、ならびに当然のことながらアデノウイルスなどのウイルスからの「補助」機能を必要とする。それらのヘルパーのうち最も特徴付けられたものは、アデノウイルスであり、このウイルスに対する多くの「初期」機能は、AAVの複製を支援すると示された。AAV構造発現を抑制すると考えられているAAV repタンパク質の低レベルの発現、およびヘルパーウイルス感染は、この阻止を取り消すと考えられている。
AAVベクターの末端反復配列は、AAVまたは改変されたAAVゲノムを含むp201などのプラスミドの制限エンドヌクレアーゼ消化によって(Samulskiら、J.Virol.,61:3096−3101(1987))またはAAVの公開配列に基づく末端反復配列の化学的合成もしくは酵素的合成を含むがこれらに限定されない他の方法によって得ることができる。それは、例えば、機能、すなわち安定した部位特異的な組み込みを可能にするために必要とされるAAV ITRの最小の配列または一部を、欠失分析によって決定することができる。また、安定した部位特異的な組み込みを指示する末端反復配列の能力を維持しつつ、配列のどの軽微な改変が許容され得るかを決定することもできる。
AAVベースのベクターは、インビトロにおいて遺伝子送達するための安全で有効なビヒクルであることが証明されており、これらのベクターは、開発されており、エキソビボとインビボの両方における潜在的な遺伝子治療において広範囲に適用するために前臨床段階および臨床段階において試験されている(Carter and Flotte,(1995)Ann.N.Y.Acad.Sci.,770;79−90;Chatteijeeら(1995)Ann.N.Y.Acad.Sci.,770,79−90;Ferrariら(1996)J.Virol.,70,3227−3234;Fisherら(1996)J.Virol.,70,520−532;Flotteら、Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,90,10613−10617,(1993);Goodmanら(1994),Blood,84,1492−1500;Kaplittら(1994)Nat’l Genet.,8,148−153;Kaplitt,M.G.ら、Ann Thorac Surg.1996 Dec;62(6):1669−76;Kesslerら(1996)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,93,14082−14087;Koeberlら(1997)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,94,1426−1431;Mizukamiら(1996)Virology,217,124−130)。
肺におけるAAV媒介性の効率的な遺伝子移入および遺伝子発現は、嚢胞性線維症の処置のための臨床試験に至っている(Carter and Flotte,1995;Flotteら、Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,90,10613−10617,(1993))。同様に、骨格筋へのジストロフィン遺伝子のAAV媒介性の遺伝子送達による筋ジストロフィーの処置、脳へのチロシンヒドロキシラーゼ遺伝子送達によるパーキンソン病の処置、肝臓への第IX因子遺伝子送達による血友病Bの処置、および潜在的に、心臓への血管内皮成長因子遺伝子による心筋梗塞の処置の見込みは、これらの器官におけるAAV媒介性の導入遺伝子発現が高度に効率的であると最近示されたので、有望であるとみられる(Fisherら(1996)J.Virol.,70,520−532;Flotteら、1993;Kaplittら、1994;1996;Koeberlら、1997;McCownら(1996)Brain Res.,713,99−107;Pingら(1996)Microcirculation,3,225−228;Xiaoら(1996)J.Virol.,70,8098−8108)。
(他のウイルスベクター)
他のウイルスベクターも、本発明の方法および組成物において発現構築物として用いられる。ワクシニアウイルス(Ridgeway,(1988)In:Vectors:A
survey of molecular cloning vectors and
their uses,pp.467−492;Baichwal and Sugden,(1986)In,Gene Transfer,pp.117−148;Couparら、Gene,68:1−10,1988)カナリアポックスウイルスおよびヘルペスウイルスなどのウイルスに由来するベクターが使用される。これらのウイルスは、様々な哺乳動物細胞への遺伝子移入において使用するためのいくつかの特徴を提供する。
いったん、構築物が細胞内に送達されたら、導入遺伝子をコードする核酸は、種々の部位に位置づけられ、発現される。ある実施形態おいて、導入遺伝子をコードする核酸は、細胞のゲノムに安定に組み込まれる。この組み込みは、相同組換えを介して同種の(cognate)位置および向きである(遺伝子置換)かまたはランダムで非特異的な位置に組み込まれる(遺伝子増強)。なおもさらなる実施形態において、核酸は、DNAの別個のエピソームセグメントとして細胞において安定に維持される。そのような核酸セグメントまたは「エピソーム」は、宿主細胞周期と無関係のまたはそれと同期した維持および複製を可能にするのに十分な配列をコードする。発現構築物がどのように細胞に送達され、その核酸が細胞のどこにとどまるかは、使用される発現構築物のタイプに依存する。
(疾患を処置するための方法)
本方法は、疾患を処置するかまたは予防する方法も包含し、ここで、例えば注入による細胞の投与が、有益であり得る。
細胞、例えば、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球、ナチュラルキラー細胞、ナチュラルキラーT細胞、または前駆体細胞など、例えば、造血幹細胞、間葉系ストローマ細胞、幹細胞、多能性幹細胞および胚性幹細胞などが、細胞治療のために使用され得る。それらの細胞は、ドナーに由来し得るか、または患者から得られた細胞であり得る。それらの細胞は、例えば、病的な細胞の機能を置き換えるための、例えば、再生において使用され得る。それらの細胞は、生物学的作用物質が、特定の微小環境、例えば、病的な骨髄または転移性の沈着物(metastatic deposit)などに送達され得るように、異種遺伝子を発現するようにも改変され得る。間葉系ストローマ細胞は、例えば、免疫抑制活性を提供するためにも使用されており、移植片対宿主病および自己免疫障害の処置において使用され得る。本願において提供される細胞は、細胞治療後に治療用細胞の活性が増加されるか、または減少される必要がある状況において価値のあるものであり得る安全スイッチを含む。例えば、キメラ抗原レセプターを発現するT細胞が患者に提供される場合、場合によっては、またはオフターゲット毒性などの有害事象が存在し得る。リガンドの投与を終了すると、治療用T細胞は非活性化状態に戻り、無毒性の低い発現レベルで残存し得る。または、例えば、その治療用細胞は、腫瘍細胞または腫瘍サイズを減少させるように働き得、もはや必要とされなくなることがある。この状況では、リガンドの投与は、終了してもよく、治療用細胞は、もはや活性化されない。最初の治療後に腫瘍細胞が再発する(return)かまたは腫瘍サイズが増加する場合、キメラ抗原レセプターを発現しているT細胞を活性化させ、患者を再処置するために、リガンドが再度投与され得る。
「治療用細胞」とは、細胞治療のために使用される細胞、すなわち、状態または疾患を処置するためまたは予防するために被験体に投与される細胞のことを意味する。上記細胞が負の効果を有するこのような場合、本方法は、選択的アポトーシスを介して上記治療用細胞を除去するために使用され得る。
他の例では、T細胞は、種々の疾患および状態を処置するために、ならびに幹細胞移植の一部として使用される。ハプロタイプ一致T細胞移植後に起こり得る有害事象は、移植片対宿主病(GvHD)である。GvHDが起こる可能性は、移植されるT細胞の数が増大するとともに増大する。これは、注入され得るT細胞の数を制限する。患者におけるGvHDの事象において、その注入されたT細胞を選択的に除去する能力を有することによって、より多数のT細胞が注入され得、その数を10より多い、10より多い、10より多い、または10より多い細胞へと、増大させ得る。投与され得る1kg 体重あたりのT細胞の数は、例えば、約1×10 T細胞/kg 体重〜約9×10 T細胞/kg 体重、例えば、約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10;約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10;約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10;または約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10 T細胞/kg 体重であり得る。他の例では、T細胞以外の治療用細胞が使用され得る。投与され得る1kg 体重あたりの治療用細胞の数は、例えば、約1×10 T細胞/kg 体重〜約9×10 T細胞/kg 体重、例えば、約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10;約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10;約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10;または約1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、もしくは9×10 治療用細胞/kg 体重であり得る。
用語「単位用量」は、それが接種材料に関するとき、哺乳動物に対する単位投与量として好適な物理的に分離した単位のことを指し、各単位は、必要とされる希釈剤と共同して、所望の免疫原性効果をもたらすと計算された所定の量の薬学的組成物を含む。接種材料の単位用量についての規格(specification)は、薬学的組成物のユニークな特色および
達成されるべき特定の免疫学的効果によって規定され、その特色に依存する。
本明細書で示される多量体リガンドなどの薬学的組成物の有効量は、カスパーゼ−9ベクターを含む細胞を選択的に除去するというこの選択された結果を達成する量である。その結果、カスパーゼ−9発現細胞のうちの60%超、70%超、80%超、85%超、90%超、95%超、または97%超が殺滅される。用語は、「十分な量」とも同義である。
任意の特定の用途に対する有効量は、処置されている疾患もしくは状態、投与される特定の組成物、被験体のサイズおよび/または疾患もしくは状態の重症度などの因子に応じて変動し得る。本明細書中に提示される特定の組成物の有効量は、過度の実験を必要とせずに、経験的に決定され得る。
用語「接触される」および「曝露される」は、細胞、組織または生物に適用されるとき、薬学的組成物および/もしくは別の作用物質、例えば、化学療法剤または放射線治療薬などが標的細胞、組織もしくは生物に送達されるプロセスを記述するために本明細書中で使用されるか、または標的細胞、組織もしくは生物のすぐ近位に配置されるプロセスを考察するために本明細書中で使用される。細胞の殺滅または静止を達成するために、薬学的組成物および/またはさらなる作用物質(複数可)が、細胞(複数可)を殺滅するのに有効または細胞の分裂を防ぐのに有効な合計量で1つ以上の細胞に送達される。
薬学的組成物の投与は、数分から数週間の範囲の間隔だけ、他の作用物質(複数可)より先に行われ得る、他の作用物質(複数可)と並行して(co-current)であり得る、および/または他の作用物質(複数可)の後に行われ得る。薬学的組成物および他の作用物質(複数可)が別々に細胞、組織または生物に適用される実施形態では、その薬学的組成物および作用物質(複数可)がなおも、都合よく組み合わされた効果をその細胞、組織または生物に対して発揮することができ得るように、各送達の時点の間に有効時間が満了しないことが通常、保証され得る。例えば、そういった場合には、2、3、4つまたはそれより多くの様式を用いて、細胞、組織または生物を実質的に同時に(すなわち、約1分未満以内に)薬学的組成物と接触させ得ることが企図される。他の態様において、1つ以上の作用物質が、発現ベクターを投与する前および/または投与した後に、実質的に同時、約1分以内から、約24時間、約7日間、約1〜約8週間またはそれより長くまで、およびそれらの中の任意の導き出せる範囲で投与され得る。なおもさらに、本明細書中に提示される薬学的組成物と1つ以上の作用物質との様々な併用レジメンが、使用され得る。
(最適化されたおよび個別化された治療的処置)
二量体の投与後のアポトーシスの誘導は、移植片対宿主病のステージ、または患者の中に残っている望ましくない治療用細胞の数を決定することによって最適化され得る。
例えば、患者がGvHDを有すること、およびそのGvHDのステージを決定することは、多量体リガンドを投与することによって、カスパーゼ−9関連アポトーシスを誘導することは必要であり得るという臨床医への指示を提供する。別の例では、患者が多量体リガンドでの処置後にGvHDのレベルの低下を有することの決定は、さらなる用量の多量体リガンドが必要とされないことを臨床医に示し得る。同様に、多量体リガンドでの処置後に、上記患者がGvHD症状を示し続けるか、またはGvHDの再発に苦しむことの決定は、多量体リガンドの少なくともさらなる1用量を投与することが必要であり得ることを臨床医に示し得る。用語「投与量」は、投薬量および投与頻度(例えば、次の用量のタイミングなど)の両方を含むことを意味する。
他の実施形態において、改変された細胞またはインビボで改変された細胞の数を減少することが必要な事象において、誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドに加えて、キメラ抗原レセプターを発現する治療用細胞のような治療用細胞の投与後に、多量体リガンドは、上記患者に投与され得る。これら実施形態において、上記方法は、有害な症状または状態(例えば、移植片対宿主病、またはオフターゲット毒性)の有無を決定すること、および上記多量体リガンドのある用量を投与することを包含する。上記方法は、上記症状または状態をモニターすること、および上記症状もしくは状態が持続する事象において、さらなる用量の上記多量体リガンドを投与することをさらに包含し得る。このモニタリングおよび処置スケジュールは、キメラ抗原レセプターまたはキメラシグナル伝達分子を発現する治療用細胞が上記患者の中に残っている間は継続し得る。
その後の薬物の用量、例えば、例えば、その後の多量体リガンドの用量、および/またはその後の薬物投与量を調整するまたは維持する指示は、任意の好都合な様式で提供され得る。指示は、いくつかの実施形態において、表形式で(例えば、物理的媒体または電子媒体において)提供され得る。例えば、観察される移植片対宿主病の症状が、表として提供され得、臨床医は、疾患のステージのリストまたは表とその症状を比較し得る。次いで、その臨床医は、その表から、その後の薬物用量に対する指示を確認し得る。ある特定の実施形態において、指示は、それらの症状またはGvHDステージがコンピュータに提供された後(例えば、コンピュータ上のメモリに入れられた後)、コンピュータによって提示され得る(例えば、表示され得る)。例えば、この情報は、コンピュータに提供され得(例えば、ユーザーによってコンピュータメモリに入れられ得るか、またはコンピュータネットワーク内のリモートデバイスを介してコンピュータに送信され得)、コンピュータ内のソフトウェアが、その後の薬物用量を調整するかもしくは維持することについての指示を生成し得、および/またはその後の薬物用量の量を提供し得る。
その後の用量が、指示に基づいて決定されたら、臨床医は、決定されたその後の用量を投与し得るか、または別の人もしくは実体に対してその用量を調整する指示を提供し得る。本明細書中で使用される用語「臨床医」は、意思決定者のことを指し、ある特定の実施形態において、臨床医は、医療専門家である。意思決定者は、いくつかの実施形態において、コンピュータまたは表示されたコンピュータプログラムのアウトプットであり得、そのコンピュータによって表示される指示またはその後の薬物用量に基づいて、保健サービス提供者が行動し得る。意思決定者は、その後の用量を直接投与し得る(例えば、その後の用量を被験体に注入し得る)か、または遠隔的に投与し得る(例えば、ポンプパラメータが、意思決定者によって遠隔的に変更され得る)。
いくつかの例では、上記リガンドの1用量または複数用量は、GvHD、または他の症状(例えば、CRS症状)の臨床的出現が明らかになる前に投与され得る。この例では、細胞治療は、負の症状の出現の前に終了される。例えば、遺伝的疾患の処置のための造血細胞移植などの他の実施形態において、上記治療は、移植片が生着に向かって進行した後であるが、しかし臨床的に観察可能なGvHDまたは他の負の症状が起こり得る前に、終了され得る。他の例では、上記リガンドは、オンターゲット/オフ腫瘍細胞(例えば、B細胞関連標的抗原を共発現する健康なB細胞など)を排除するための、改変された細胞を排除するために投与され得る。
本明細書で示されるとおりの方法は、限定なしに、活性化された細胞、核酸またはこれをコードする発現構築物の有効量の送達を含む。薬学的組成物の「有効量」は、一般に、検出可能にかつ反復して、述べられる所望の結果を達成するために、例えば、上記疾患またはその症候を回復するか、減少するか、最小にするか、またはその程度を制限するために、十分な量として定義される。疾患の排除、根絶または治癒を含む他のより厳密な定義が、適用されることもある。いくつかの実施形態において、処置の有効性を評価するためおよび毒性をコントロールするためにバイオマーカーをモニターすることが存在してもよい。
(コントロールされた治療のための治療用細胞の二重コントロールおよびヘテロ二量体化剤のよるアポトーシスのコントロール)
本明細書で提供される核酸および細胞は、コントロールされた治療のための治療用細胞の二重コントロールを達成するために使用され得る。例えば、被験体は、標的化されたキメラ抗原レセプター治療を送達する必要性がある腫瘍などの状態と診断され得る。本明細書で論じられる方法は、CAR発現治療用細胞の活性を誘導するために、および治療を完全に中止するか、または被験体における治療用細胞の数またはパーセントを減少させる必要性がある場合の、安全スイッチを提供するためにも、治療をコントロールする方法のいくつかの例を提供する。
ある種の例では、改変されたT細胞は、以下のポリペプチドを発現する被験体に投与される:1.2個もしくはこれより多くのFKBP12リガンド結合領域および単数もしくは複数の共刺激ポリペプチド(例えば、MyD88もしくは短縮型MyD88およびCD40など)を含むキメラポリペプチド(iMyD88/CD40、または「iMC」);2.1個もしくはこれより多くのFRBリガンド結合領域およびカスパーゼ−9ポリペプチドを含むキメラアポトーシス促進ポリペプチド;3.標的抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターポリペプチド。この例では、上記標的抗原は、被験体において腫瘍細胞上に存在する腫瘍抗原である。投与後に、リガンドAP1903は、上記被験体に投与され得、CAR−T細胞のiMC活性化を誘導する。上記治療はモニターされ、例えば、その腫瘍サイズまたは成長は、治療の過程の間に評価され得る。上記リガンドの1もしくはこれより多くの用量は、治療の過程の間に投与され得る。
AP1903の投与を中止することによって、治療がモジュレートされ得、CAR−T細胞の活性化レベルを低下させ得る。CAR−T細胞治療を中止するために、安全スイッチ−キメラカスパーゼ−9ポリペプチドは、ラパログを投与することによって活性化され得、ラパログはFRBリガンド結合領域に結合する。ラパログの量および投与スケジュールは、必要とされるCAR−T細胞治療のレベルに基づいて決定され得る。安全スイッチとして、ラパログの用量は、投与された改変された細胞のうちの少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、97%、98%、または99%を除去するために有効な量である。他の例では、上記用量は、CAR−T細胞治療のレベルを減少させる必要性があるが、上記治療を完全には中止しない場合、上記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する細胞のうちの30%まで、40%まで、50%まで、60%まで、70%まで、80%まで、90まで、95%まで、または100%までを除去するために有効な量である。これは、例えば、安全スイッチを誘導する前に、ラパマイシンまたはラパログを投与する前に被験体からサンプルを得、そしてラパマイシンまたはラパログを投与した後に、例えば投与後、0.5時間、1時間、2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、または1日、2日、3日、4日、5日でサンプルを得、そして例えば、利用可能な任意の方法(例えば、マーカーの存在を検出することを含む)によって、上記2種のサンプルの間のキメラカスパーゼ発現細胞の数または濃度を比較することによって、測定され得る。上記細胞の%除去を決定するためのこの方法はまた、誘導するリガンドが、AP1903であるか、またはFKBP12もしくはFKBP12バリアント多量体化領域に結合する場合に使用され得る。
いくつかの例では、上記誘導性MyD88/CD40キメラポリペプチドはまた、キメラ抗原レセプターを含む。これら例では、上記2種のポリペプチドがその同じ分子の上に存在する場合、上記キメラポリペプチドは、1個またはこれより多くのリガンド結合領域を含み得る。
タンパク質二量体化の化学誘導(CID)は、細胞を自殺させるかまたは小分子ホモ二量体化リガンドであるリミズシド(AP1903)でアポトーシス誘導可能にするために、有効に適用されてきた。この技術は、細胞移植を補助する遺伝子治療として組み込まれる「安全スイッチ」の基礎をなす(1、2)。この技術の中心的教義は、シグナル伝達経路の一部としてタンパク質−タンパク質相互作用に依拠する通常の細胞制御経路が、小分子二量体化薬物が上記タンパク質−タンパク質オリゴマー化事象をコントロールするために使用される場合に、リガンド依存性の条件コントロールに適合され得るということである(3〜5)。ホモ二量体化リガンド(例えば、リミズシド、AP1510またはAP20187)を使用するカスパーゼ−9およびFKBP12またはFKBP12バリアントを含む融合タンパク質の誘導される二量体化(すなわち、「iカスパーゼ9/iCasp9/iC9/CaspaCIDe」)は、細胞死を迅速にもたらし得る。カスパーゼ−9は、アポトーシスプロセスの「ゲートキーパー」として作用する開始カスパーゼである(6)。通常は、アポトーシス細胞のミトコンドリアから放出されるアポトーシス促進分子(例えば、シトクロムc)は、Apaf−1、カスパーゼ−9結合足場のコンホメーションを変化させ、そのオリゴマー化および「アポプトソーム」の形成をもたらす。この変化は、カスパーゼ−9二量体化およびその潜伏性形態を活性な分子へ切断することを促進し、これは翻って、「下流の」アポトーシスエフェクター、カスパーゼ−3を切断し、不可逆的な細胞死をもたらす。リミズシドは、2個のFKBP12−V36部分と直接結合し、FKBP12−V36を含む融合タンパク質の二量体化を指向し得る(1、2)。リミズシドとのiC9結合は、活性なアポプトソームのApaf1変換の必要性を回避する。この例では、ヘテロ二量体化リガンドを結合するタンパク質部分へのカスパーゼ−9の融合は、その活性化およびリミズシド媒介性iC9活性化に類似の効力を伴って細胞死を指向するその能力に関してアッセイされる。
MyD88およびCD40を、iMC活性化スイッチの基礎(basis)として選択した
。MyD88は、樹状細胞(DC)のような抗原提示細胞(APC)による病原体の検出または細胞傷害において中心的なシグナル伝達の役割を果たす。病原体由来または壊死細胞由来の「危険な分子」への曝露後に、Toll様レセプター(TLR)といわれる「パターン認識レセプター」のサブクラスが活性化され、両方のタンパク質上の相同なTLR−IL1Ra(TIR)ドメインを介して、アダプター分子であるMyD88の凝集および活性化をもたらす。MyD88は、翻って、タンパク質の残りを介して、下流のシグナル伝達を活性化する。これは、CD40のような共刺激タンパク質、ならびに抗原プロセシングおよび抗原提示のために必要とされるMHCおよびプロテアーゼのような他のタンパク質のアップレギュレーションをもたらす。MyD88およびCD40由来のシグナル伝達ドメインと2個のFvドメインとの融合は、iMC(iFvFvMCも)を提供し、これは、リミズシドへの曝露後にDCを強力に活性化した(7)。iMCは、同様にT細胞の強力な共刺激タンパク質であることが、後に見出された。
ラパマイシンは、高親和性(<1nM)でFKBP12に結合する天然生成物マクロライドであり、mTORのFKBP−ラパマイシン結合(KBP−apamycin−inding(FRB))ドメインとの高親和性の阻害性相互作用を一緒に開始する(8)。FRBは、小さく(89アミノ酸)、それによって、多くのタンパク質に付加される場合に、タンパク質「タグ」または「ハンドル」として使用され得る(9〜11)。FRB融合タンパク質と第2のFKBP12融合タンパク質との共発現は、それらの接近によりラパマイシン誘導可能にする(12〜16)。これおよび続く実施例は、FRB結合カスパーゼ−9とFKBP結合カスパーゼ−9(iC9)との発現はまたアポトーシスを指向し得るかどうかを試験し、経口的に利用可能なリガンド、ラパマイシン、または低い治療用量でmTORを阻害しないが、代わりに選択されたカスパーゼ−9融合変異体FRBドメインと結合するラパマイシンの誘導体(ラパログ)によって制御される細胞安全スイッチの基礎として働くようにデザインされた実験および結果を提供する。
以下の参考文献のうちのいくつかは、この節の中で参照され、それらの全体において本明細書に参考として援用される。
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(患者に投与するための製剤および経路)
臨床適用が企図される場合、薬学的組成物(発現構築物、発現ベクター、融合タンパク質、トランスフェクトまたは形質導入された細胞)を、意図される用途にとって適切な形態で調製する必要があり得る。一般に、これは、発熱物質ならびにヒトまたは動物にとって有害であり得る他の不純物を本質的に含まない組成物を調製することを伴い得る。
多量体リガンド、例えば、AP1903などは、例えば、約0.1〜10mg/kg被験体体重、約0.1〜5mg/kg被験体体重、約0.2〜4mg/kg被験体体重、約0.3〜3mg/kg被験体体重、約0.3〜2mg/kg被験体体重または約0.3〜1mg/kg被験体体重、例えば、約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9もしくは10mg/kg被験体体重の用量で送達され得る。いくつかの実施形態において、リガンドは、1用量あたり0.4mg/kg、例えば、5mg/mLの濃度で提供される。リガンドを、例えば、バイアル1本あたり約0.25ml〜約10ml、例えば、約0.25、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5または10ml、例えば、約2mlの体積で含むバイアルまたは他の容器が提供され得る。
送達ベクターを安定にするためおよび標的細胞による取り込みを可能にするために適切な塩および緩衝剤を使用することが一般に望ましい場合がある。緩衝剤は、組換え細胞が患者に導入されるときにも使用され得る。水性組成物は、薬学的に許容され得るキャリアまたは水性媒質に溶解されたまたは分散された、細胞に対して有効量のベクターを含む。そのような組成物は、接種材料とも称される。薬学的に許容され得るキャリアは、任意およびすべての溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤ならびに吸収遅延剤などを含む。薬学的に活性な物質に対するそのような媒質および作用物質の使用は、公知である。任意の従来の媒質または作用物質が、ベクターまたは細胞と不適合性である場合を除いては、治療的な組成物におけるその使用が企図される。補助的な活性成分もまた、その組成物に組み込まれ得る。
活性な組成物は、従来の医薬品を含み得る。これらの組成物の投与は、標的組織がその経路を介して利用可能である限り、任意の通常の経路を介し得る。これには、例えば、経口、経鼻、頬側、直腸、膣または局所的が含まれる。あるいは、投与は、同所性、皮内、皮下、筋肉内、腹腔内または静脈内注射による投与であり得る。そのような組成物は、通常、本明細書中で論じられる薬学的に許容され得る組成物として投与され得る。
注射可能な使用に適した薬学的な形態としては、滅菌された水溶液または分散液、および滅菌された注射可能な溶液または分散液の即時調製用の滅菌された粉末が挙げられる。すべての場合において、その形態は、滅菌されており、容易に注射できる程度に流動性である。それは、製造および貯蔵の条件下で安定であり、細菌および真菌などの微生物の汚染作用から保護される。キャリアは、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコールおよび液体ポリエチレングリコールなど)、それらの好適な混合物、および植物油を含む溶媒または分散媒であり得る。適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングを使用すること、分散液の場合、必要とされる粒径を維持すること、および界面活性物質を使用することによって、維持され得る。微生物の作用の防止は、様々な抗菌剤および抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサールなどによってもたらされ得る。ある特定の例では、等張剤、例えば、糖または塩化ナトリウムが、含められ得る。注射可能な組成物の持続性の吸収は、吸収を遅延させる作用物質、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを組成物において使用することによってもたらされ得る。
経口投与の場合、組成物は、賦形剤とともに組み込まれ得、摂取不可能なうがい薬および歯磨剤の形態で使用され得る。必要とされる量で活性成分をホウ酸ナトリウム溶液(ドーベル液)などの適切な溶媒に組み込んでいるうがい薬が、調製され得る。あるいは、活性成分は、ホウ酸ナトリウム、グリセリンおよび重炭酸カリウムを含む殺菌洗浄液に組み込まれ得る。活性成分は、例えば、ゲル、ペースト、粉末およびスラリーを含む、歯磨剤にも分散され得る。活性成分は、例えば、水、結合剤、研磨剤、香味料、起泡剤および湿潤剤を含み得るペースト歯磨剤に治療有効量で加えられ得る。
組成物は、中性または塩の形態で製剤化され得る。薬学的に許容され得る塩としては、例えば、無機酸、例えば、塩酸もしくはリン酸など、または酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸などのような有機酸とともに形成される酸付加塩(タンパク質の遊離アミノ基とともに形成される)が挙げられる。遊離カルボキシル基とともに形成される塩は、無機塩基、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウムまたは水酸化第二鉄など、およびイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカインなどのような有機塩基からも得ることができる。
製剤化されると、溶液は、投与製剤(dosage formulation)に適合した様式で、および治療的に有効であるような量で、投与され得る。それらの製剤は、種々の剤形(例えば、注射可能な液剤、薬物放出カプセル剤など)で容易に投与される。例えば、水性液剤での非経口投与の場合、その液剤は、必要であれば適切に緩衝され得、最初に、液体希釈剤が、十分な食塩水またはグルコースで等張性にされ得る。これらの特定の水性液剤は、静脈内、筋肉内、皮下および腹腔内投与に特に適している。この文脈では、滅菌された水性媒質が使用され得る。例えば、1投与量が、1mlの等張性NaCl溶液に溶解され得、1000mlの皮下注入液に加えられ得るか、または提案される注入部位に注射され得る(例えば、“Remington’s Pharmaceutical
Sciences”15th Edition,1035−1038および1570−1580頁を参照のこと)。処置されている被験体の状態に応じて、投与量のいくつかのバリエーションが必然的に生じる。いずれにしても、投与に関与する者が、個々の被験体に対する適切な用量を決定し得る。さらに、ヒトに投与する場合、調製物は、FDA Office of Biologicsの基準が要求するような、無菌性、発熱性ならびに一般的な安全性および純度の基準を満たし得る。
以下で示される実施例は、ある種の実施形態を例証し、本技術を限定しない。
ドナー細胞を選択的に除去するための機構を、細胞治療のための安全スイッチとして研究してきたが、合併症があった。今日までの安全スイッチ遺伝子でのいくつかの経験は、Tリンパ球におけるものであった。なぜならこれら細胞での免疫療法は、ウイルス感染症および悪性腫瘍の処置として有効であると判明したからである(Walter, E.A.ら, N. Engl. J. Med. 1995, 333:1038−44; Rooney, C.M.ら, Blood. 1998, 92:1549−55; Dudley, M.E.ら, Science 2002, 298:850−54;
Marjit, W.A.ら, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100:2742−47)。単純ヘルペスウイルスI由来チミジンキナーゼ(HSVTK)遺伝子を、造血幹細胞移植後の再発性悪性腫瘍およびエプスタイン・バーウイルス(EBV)リンパ増殖を処置するために、ドナーT細胞注入におけるインビボ自殺スイッチとして使用されてきた(Bonini Cら, Science. 1997, 276:1719−1724; Tiberghien Pら, Blood. 2001, 97:63−72)。しかし、移植片対宿主病を引き起こすT細胞の破壊は不完全であり、HSV−TKを活性化するためのプロドラッグとしてのガンシクロビル(またはアナログ)の使用は、サイトメガロウイルス感染症のための抗ウイルス薬としてのガンシクロビルの投与を排除する。この作用機構はまた、細胞分裂に依拠してDNA合成の干渉を要し、その結果、細胞殺滅は、数日間にわたって長引かされ得、不完全であり得、臨床上の利益に長い遅れを生じ得る(Ciceri, F.ら, Lancet
Oncol. 2009, 262:1019−24)。さらに、HSV−TK誘導免疫応答は、免疫抑制されたヒト免疫不全ウイルスおよび骨髄移植患者においてすら、HSV−TK形質導入細胞の排除を生じ、持続性、および従ってその注入されたT細胞の有効性を損なった。HSV−TKはまたウイルス由来であり、従って、潜在的に免疫原性である(Bonini Cら, Science. 1997, 276:1719−1724; Riddell SRら, Nat Med. 1996, 2:216− 23)。E coli由来シトシンデアミナーゼ遺伝子はまた、臨床上は使用されてきた(Freytag SOら, Cancer Res. 2002, 62:4968−4976)が、異種抗原としてそれは免疫原性であり得、従って、長期間の持続性を要するT細胞ベースの治療とは不適合であり得る。トランスジェニックヒトCD20は、モノクローナルキメラ抗CD20抗体によって活性化され得、非免疫原性安全システムとして提唱されている(Introna Mら, Hum Gene Ther. 2000, 11: 611−620)。
以下の節は、カスパーゼ−9キメラタンパク質を使用して、細胞治療のために使用される細胞において安全スイッチを提供するための方法の例を提供する。
(実施例1:カスパーゼ−9自殺スイッチ発現ベクターの構築および評価)
(ベクター構築および発現の確認)
ヒトT細胞において安定してかつ効率的に発現され得る安全スイッチは、本明細書で示される。上記システムは、改変された遺伝子を発現する形質導入されたT細胞の選択的排除を引き起こすことができる小分子二量体化薬物と相互作用するように改変された潜在的に低い免疫原性を有するヒト遺伝子生成物を含む。さらに、上記誘導性カスパーゼ−9は、抗アポトーシス分子を過剰発現するT細胞において機能を維持する。
ヒトFK506結合タンパク質(FKBP)(例えば、FKBP12v36などの)に融合された改変されたヒトカスパーゼ−9活性を含む、治療剤としての使用に適した発現ベクターを構築した。このカスパーゼ−9/FK506ハイブリッド活性は、小分子医薬を使用して二量体化され得る。カスパーゼ−9活性の全長、短縮型、および改変されたバージョンを、リガンド結合ドメイン、または多量体化する(multimerizing)領域に融合
し、蛍光マーカーGFPの発現も可能にするレトロウイルスベクターMSCV.IRES.GRPへと挿入した。図1Aは、アポトーシスの誘導のための自殺スイッチとして構築および評価される全長、短縮型および改変されたカスパーゼ−9発現ベクターを図示する。
全長誘導性カスパーゼ−9分子(F’−F−C−Casp9)は、Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Serリンカーで、カスパーゼ分子の小および大サブユニットへと連結される2個、3個、またはこれより多くのFK506結合タンパク質(FKBP−例えば、FKBP12v36バリアント)を含む(図1Aを参照のこと)。全長誘導性カスパーゼ−9(F’F−C−Casp9.I.GFP)は、全長カスパーゼ−9を有し、F36V変異を含む2個の12kDaヒトFK506結合タンパク質(FKBP12; GenBank AH002 818)に連結されたカスパーゼリクルートメントドメイン(CARD; GenBank NM001 229)をも含む(図1A)。FKBP(F’)のうちの1種もしくは複数種のアミノ酸配列は、レトロウイルスにおいて発現される場合、相同組換えを防止するために、コドンゆらぎにした(codon-wobbled)(例え
ば、各アミノ酸コドンの3番目のヌクレオチドを、本来コードされたアミノ酸を維持するサイレント変異によって変化させた)。F’F−C−Casp9C3Sは、その活性部位を破壊する287位でのシステインからセリンへの変異を含む。構築物F’F−Casp9、F−C−Casp9、およびF’−Casp9において、カスパーゼ活性化ドメイン(CARD)、1個のFKBP、またはその両方のいずれかを、それぞれ欠失させた。全ての構築物を、EcoRI−XhoIフラグメントとしてMSCV.IRES.GFPへとクローニングした。
293T細胞を、これら構築物の各々でトランスフェクトし、形質導入の48時間後、そのマーカー遺伝子GFPの発現を、フローサイトメトリーによって分析した。さらに、トランスフェクションの24時間後、293T細胞を、100nM CIDとともに一晩インキュベートし、その後、アポトーシスマーカーアネキシンVで染色した。4回の別個の実験からの、二量体化の化学的誘導物質(CID)への曝露前および後の導入遺伝子発現レベル(平均GFP)の平均および標準偏差ならびにアポトーシス細胞の数(GFP〜細胞内の%アネキシンV)を、図1A中の表の第2列〜第5列において示す。GFP発現のレベルおよびアネキシンVに関する染色に加えて、全長、短縮型および改変されたカスパーゼ−9の発現された遺伝子生成物をまた、カスパーゼ−9遺伝子が発現されて、その発現された生成物が予測されたサイズであったことを確認するためにウェスタンブロットによって分析した。ウェスタンブロットの結果を、図1Bに示す。
トランスフェクトした293T細胞における予測されるサイズの誘導性カスパーゼ−9構築物とマーカー遺伝子GFPとの共発現を、全長および短縮型両方のカスパーゼ分子に存在するアミノ酸残基299〜318に特異的なカスパーゼ−9抗体、ならびにGFP特異的抗体を使用して、ウェスタンブロットによって実証した。ウェスタンブロットを、本明細書で示されるとおりに行った。
トランスフェクトされた293T細胞を、溶解緩衝液(アプロチニン、ロイペプチン、およびフェニルメチルスルホニルフルオリド(Boehringer, Ingelheim, Germany)を0.5%で含む50% Tris/Gly、10% ドデシル硫酸ナトリウム[SDS]、4% β−メルカプトエタノール、10% グリセロール、12% 水、4% ブロモフェノールブルー)中で再懸濁し、氷上で30分間インキュベートした。30分間遠心分離した後、上清を採取した;Laemmli緩衝液(Bio−Rad, Hercules, CA)と1:2で混合し、煮沸し、10% SDS−ポリアクリルアミドゲルに負荷した。その膜を、ウサギ抗カスパーゼ−9(アミノ酸残基299〜318)免疫グロブリンG(IgG; Affinity BioReagents, Golden, CO; 1:500希釈)でおよびマウス抗GFP IgG(Covance, Berkeley, CA; 1:25,000希釈)でプローブした。次いで、ブロットを、適切なペルオキシダーゼ結合二次抗体に曝し、タンパク質発現を、増強化学発光(ECL; Amersham, Arlington Heights, IL)で検出した。次いで、上記膜を小片にし、ヤギポリクローナル抗アクチン(Santa Cruz Biotechnology; 1:500希釈)で再プローブして、負荷の品質をチェックした。
さらにより小さなサイズのバンド(図1Bに見られる)は、分解生成物を表すようである。F’F−C−Casp9およびF’F−Casp9構築物の分解生成物は、これらの構築物のより低い発現レベルに起因して、それらの基底活性の結果として検出されない可能性がある。各サンプルの等しいローディングを、ウェスタンブロットの各レーンの下に示されるアクチンの実質的に等しい量によって確認したところ、タンパク質の実質的に類似の量が各レーンにおいて負荷されたことが示された。
改変された細胞において発現され得るキメラポリペプチドの例は、本明細書で提供される。この例では、単一のポリペプチドが、核酸ベクターによってコードされる。誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドは、ペプチド結合のスキッピングに起因して、翻訳中にCARポリペプチドから分離される(Donnelly, ML 2001, J. Gen.
Virol. 82:1013−25)。
(カスパーゼ−9自殺スイッチ発現構築物の評価)
(細胞株)
B 95−8 EBV形質転換B細胞株(LCL)、Jurkat、およびMT−2細胞(Dr S. Marriott(Baylor College of Medicine, Houston, TX)による贈呈)を、10% ウシ胎児血清(FBS;
Hyclone)を含むRPMI 1640(Hyclone, Logan, UT)中で培養した。ポリクローナルEBV特異的T細胞株を、45% RPMI/45% Clicks(Irvine Scientific, Santa Ana, CA)/10% FBS中で培養し、以前報告されたように生成した。簡潔には、末梢血単核細胞(24ウェルプレートのウェルあたり2×10個)を、レスポンダー−対−刺激物質(stimulator)(R/S)比40:1において、4000ラドで照射した自家LCLで刺激した。9〜12日後、生細胞を、R/S比4:1で、照射したLCLで再刺激した。その後、細胞傷害性T細胞(CTL)を、40U/mL〜100U/mL 組換えヒトインターロイキン−2(rhIL−2; Proleukin; Chiron, Emeryville, CA)の存在下で、LCLで毎週再刺激することによって拡大した。
(レトロウイルス形質導入)
レトロウイルスの一過性の生成のために、293T細胞を、GeneJuiceトランスフェクション試薬(Novagen, Madison, WI)を使用して、gag−polおよびRD 114エンベロープをコードするプラスミドとともにiCasp9/iFas構築物でトランスフェクトした。ウイルスを、トランスフェクションの48〜72時間後に採取し、急速凍結し、使用するまで−80℃で貯蔵した。安定なFLYRD
18由来のレトロウイルスプロデューサー株を、VSV−G偽型一過性レトロウイルス上清での多重形質導入によって生成した。最高の導入遺伝子発現を有するFLYRD18細胞を、単一細胞ソートし、最高のウイルス力価を生じたクローンを拡大し、リンパ球を形質導入するためのウイルスを生成するために使用した。このクローンの導入遺伝子発現、機能、およびレトロウイルス力価を、8週間超にわたる連続培養の間に維持した。ヒトリンパ球の形質導入のために、非組織培養処理した24ウェルプレート(Becton Dickinson, San Jose, CA)を、組換えフィブロネクチンフラグメント(FN CH−296;レトロネクチン; Takara Shuzo, Otsu, Japan; PBS中4μg/mL、4℃で一晩)でコーティングし、37℃において30分間にわたって、0.5mL レトロウイルス/ウェルで2回インキュベート
した。その後、3×10〜5×10 T細胞/ウェルを、1mL ウイルス/ウェルを使用して、100U/mL IL−2の存在下で48〜72時間にわたって形質導入した。形質導入効率を、FACScanフローサイトメーター(Becton Dickinson)で、共発現されたマーカー遺伝子緑色蛍光タンパク質(GFP)の発現の分析によって決定した。機能研究のために、形質導入したCTLを、示されるようにMoFloサイトメーター(Dako Cytomation, Ft Collins, CO)を使用して、選択しないか、または低い、中間、もしくは高いGFP発現を有する集団へと分離するかのいずれかであった。
(アポトーシスの誘導および分析)
示された濃度のCID(AP20187; ARIAD Pharmaceuticals)を、トランスフェクトした293T細胞または形質導入したCTLへと添加した。接着細胞および非接着細胞を採取し、アネキシン結合緩衝液(BD Pharmingen, San Jose, CA)で洗浄した。細胞を、製造業者の指示(BD Pharmingen)に従って、アネキシンVおよび7−アミノ−アクチノマイシンD(7−AAD)で15分間染色した。染色後1時間以内に、細胞を、CellQuestソフトウェア(Becton Dickinson)を使用してフローサイトメトリーによって分析した。
(細胞傷害アッセイ)
各CTL株の細胞傷害活性を、以前に示されたように、標準的な4時間51Cr放出アッセイにおいて評価した。標的細胞は、自家LCL、ヒト白血球抗原(HLA)クラスI−ミスマッチLCLおよびリン補カイン活性化キラー細胞感受性T細胞リンパ腫株HSB−2を含んだ。完全培地または1% Triton X−100(Sigma, St Louis, MO)中でインキュベートした標的細胞を、それぞれ、自発的および最大51Cr放出を決定するために使用した。三連のウェルの特異的溶解の平均パーセンテージを、100×(実験放出−自発的放出)/(最大放出−自発的放出)として計算した。
(表現型決定)
細胞表面表現型を、以下のモノクローナル抗体を使用して調査した:CD3、CD4、CD8(Becton Dickinson)およびCD56ならびにTCR−α/β(Immunotech, Miami, FL)。ΔNGFR−iFasを、抗NGFR抗体(Chromaprobe, Aptos, CA)を使用して検出した。適切なマッチしたアイソタイプコントロール(Becton Dickinson)を、各実験において使用した。細胞を、FACSscanフローサイトメーター(Becton Dickinson)で分析した。
(サイトカイン生成の分析)
CTL培養上清中のインターフェロン−γ(IFN−γ)、IL−2、IL−4、IL−5、IL−10、および腫瘍壊死因子−α(TNFα)の濃度を、ヒトTh1/Th2サイトカインサイトメトリックビーズアッセイ(BD Pharmingen)を使用して測定し、培養上清中のIL−12の濃度を、製造業者の指示に従って、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA; R&D Systems, Minneapolis, MN)によって測定した。
(インビボ実験)
非肥満糖尿病重症複合免疫不全症(NOD/SCID)マウス(6〜8週齢)を、照射し(250ラド)、マトリゲル(BD Bioscience)中に再懸濁された10×10〜15×10 LCLを右側腹部の皮下に注射した。2週間後、直径約0.5cmの腫瘍を有するマウスに、非形質導入EBV CTLおよびiCasp9.I.GFPhigh形質導入EBV CTLの1:1混合物(合計15×10個)を尾静脈へと注射した。CTL注入の4〜6時間前および3日後に、マウスに、組換えhIL−2(2000U; Proleukin; Chiron)を腹腔内注射した。4日目に、上記マウスを、2群に無作為に分離した:1群は、CID(50μg AP20187、腹腔内)を受け、1群は、キャリアのみ(16.7% プロパンジオール、22.5% PEG400、および1.25% Tween 80、腹腔内)を受けた。7日目に、全てのマウスを殺滅した。腫瘍をホモジナイズし、抗ヒトCD3(BD Pharmingen)で染色した。FACS分析によって、ゲーティングしたCD3集団内のGFP+細胞の数を、評価した。非形質導入CTLのみ(合計15×10個)を受けたマウスのコントロール群の腫瘍を、CD3/GFP 細胞の分析において陰性コントロールとして使用した。
(誘導性カスパーゼ−9の発現および機能の最適化)
カスパーゼ3、7、および9を、トランスフェクトした293T細胞および形質導入ヒトT細胞の両方において、誘導性安全スイッチ分子としてのそれらの適切性についてスクリーニングした。誘導性カスパーゼ−9(iCasp9)のみが、選択したCID(例えば、二量体化の化学的誘導物質)に対する感受性を付与するために十分なレベルで発現された。最初の検査では、全長iCasp9が、おそらく形質導入された細胞が導入遺伝子の基底活性によって排除されていることに起因して、T細胞において安定して高レベルで維持できないことが示された。CARDドメインは、アポトーシスプロテアーゼ活性化因子1(Apaf−1)とのシトクロムCおよびアデノシン三リン酸(ATP)駆動の相互作用によって、カスパーゼ−9分子の生理学的な二量体化に関与する。二量体化および自殺スイッチの活性化を誘導するためにCIDを使用することが原因で、CARDドメインの機能は、この状況では不必要であり、CARDドメインの除去を、基底活性を減少するための方法として調査した。カスパーゼ−9の活性化のために、多量体化よりむしろ二量体化のみが必要とされることを考慮すると、単一のFKBP12v36ドメインをまた、活性化をもたらすための方法として調査した。
カスパーゼ−9の得られる短縮型および/または改変された形態(例えば、CARDドメイン、または2個のFKBPドメインのうちの一方、または両方が除去される)の活性を比較した。破壊された活性化部位を有する構築物F’F−C−Casp9C−>Sは、非機能的コントロールを提供した(図1Aを参照のこと)。全ての構築物を、レトロウイルス長末端反復(LTR)が導入遺伝子発現を誘導し、増強GFPが内部リボソーム侵入部位(IRES)の使用によって同じmRNAから共発現されるレトロウイルスベクターMSCV26 へとクローニングした。トランスフェクトした293T細胞において、予測されたサイズでの全ての誘導性カスパーゼ−9構築物の発現、ならびにGFPの共発現は、ウェスタンブロットによって示された(図1Bを参照のこと)。タンパク質発現(GFPの平均蛍光によって予測し、ウェスタンブロットで可視化される)は、非機能的構築物F’F−C−Casp9C−>Sにおいて最高であり、全長構築物F’F−C−Casp9において大きく減少した。CARD(F’F−Casp9)、1個のFKBP(F−C−Casp9)、または両方(F−Casp9)の除去は、誘導性カスパーゼ−9およびGFPの両方の次第により高い発現を生じ、対応してCIDに対する感受性を高めた(図1Aを参照のこと)。これらの結果に基づいて、F−Casp9構築物(以降、iCasp9といわれる)を、ヒトTリンパ球におけるさらなる研究のために使用した。
(ヒトTリンパ球におけるiCasp9の安定な発現)
自殺遺伝子発現の長期の安定性は、最も重要である。なぜなら自殺遺伝子は、遺伝子操作された細胞が存続する限りにおいて、発現されなければならないからである。T細胞形質導入に関しては、高力価RD114偽型ウイルスを生成するFLYRD18由来レトロウイルスプロデューサークローンを、T細胞の形質導入を促進するために生成した。EBV特異的CTL株(EBV−CTL)におけるiCasp9発現を評価した。なぜならEBV特異的CTL株は、十分に特徴付けられた機能および特異性を有し、EBV関連悪性腫瘍の防止および処置のためのインビボ治療として既に使用されつつあるからである。70%より高いEBV−CTLの一貫した形質導入効率(5名の異なるドナーにおいて平均75.3%;範囲、71.4%〜83.0%)を、レトロウイルスでの単一の形質導入後に得た。EBV−CTLにおけるiCasp9の発現は、導入遺伝子機能の選択または喪失なしに、形質導入後の少なくとも4週間にわたって安定であった。
(iCasp9は、形質導入したT細胞特性を変化させない)
iCasp9の発現がT細胞特性を変化させないことを確実にするために、非形質導入または非機能的iCasp9C−>S形質導入EBV−CTLの表現型、抗原特異性、増殖潜在性、および機能を、iCasp9形質導入EBV−CTLのものと比較した。4名の別個のドナーにおいて、形質導入したおよび非形質導入CTLは、等数のCD4、CD8、CD56、およびTCRα/β+ 細胞からなった。同様に、IFN−γ、TNFα、IL−10、IL−4、IL−5、およびIL−2を含むサイトカインの生成は、iCasp9発現によって変化しなかった。iCasp9形質導入EBV−CTLは、非形質導入CTLおよびコントロールの形質導入したCTLに匹敵する自家LCLを特異的に溶解した。iCasp9Mの発現は、指数関数的に増殖するCTLの成長特性に影響を及ぼさず、重要なことには、抗原に対する独立性および増殖のためのIL−2を保った。形質導入後21日目に、自家LCLおよびIL−2での通常の毎週の抗原性の刺激は、継続したかまたは中止した。抗原刺激の中止は、T細胞の一様の下降を生じた。
(インビトロでの高い導入遺伝子発現のために選択されたTリンパ球のうちの99%超の排除)
CTLにおいて誘導性iCasp9能力(proficiency)を、CIDの投与後のGFP発現細胞の喪失をモニターすることによって試験した;GFP 細胞の91.3%(範囲、5名の異なるドナーにおいて89.5%〜92.6%)を、単一の10nM用量のCID後に排除した。CIDへの曝露時間に拘わらず、同様の結果を得た(範囲、1時間継続)。全ての実験において、CID処置を生き残ったCTLは、CID後のGFPの平均蛍光強度において70%(範囲、55%〜82%)減少とともに、低い導入遺伝子発現を有した。生存しているGFPT細胞のさらなる排除は、抗原刺激、続いて第2の10nM 用量のCIDによって得られなかった。従って、上記非応答CTLは、CIDによる機能的活性化に関して、不十分なiCasp9を発現する可能性が最も高かった。低レベルの発現とCIDに対するCTL非応答との間の相関関係を調査するために、CTLを、連結したマーカー遺伝子GFPの低、中、および高発現に関してソートし、同じドナーに由来する非形質導入CTLと1:1で混合して、CID誘導アポトーシスに応答する形質導入したT細胞の数の正確な定量を可能にした。
排除された形質導入したT細胞の数は、GFP導入遺伝子発現のレベルとともに増大した(図4A、4Bおよび4Cを参照のこと)。導入遺伝子発現とiCasp9の機能との間の相関関係を決定するために、iCasp9 IRES.GFP形質導入EBV−CTLを、低GFP発現(平均21)、中GFP発現(平均80)および高GFP発現(平均189)について選択した。選択したT細胞を10nM CIDとともに一晩インキュベートし、その後、アネキシンVおよび7−AADで染色した。アネキシンV+/7−AAD−およびアネキシンV+/7−AAD+ T−のパーセンテージが示される。選択されたT細胞を、非形質導入T細胞と1:1で混合し、抗原刺激後に10nM CIDとともにインキュベートした。7日目の残余GFP陽性T細胞のパーセンテージが示される。
GFPhigh選択細胞に関しては、10nM CIDは、形質導入した細胞のうちの99.1%(範囲、98.7%〜99.4%)の枯渇をもたらした。抗原刺激の日に、F−Casp9.I.GFP形質導入CTLを、処理しなかったか、または10nM CIDで処理したかのいずれかであった。7日後に、CIDへの応答を、GFPに関するフローサイトメトリーによって測定した。形質導入したT細胞のパーセンテージを50%に調整して、CID処理後の残余GFP 細胞の正確な測定を可能にした。選択していないCTL(上の行)およびGFPhigh選択CTL(下の行)におけるCIDへの応答を比較した。残余GFP+細胞のパーセンテージを示す。
GFPhigh選択細胞におけるアポトーシスの迅速な誘導は、CID投与の14日以内に、細胞収縮およびフラグメント化などのアポトーシス特性によって示される(参照)。10nM CIDとの一晩のインキュベーション後に、F−Casp9.I.GFPhigh形質導入T細胞を、顕微的評価によって、細胞収縮およびフラグメント化などのアポトーシス特性を有した。高い発現について選択されたT細胞のうち、64%(範囲、59%〜69%)はアポトーシス(アネキシン−V+/7−AAD)表現型を有し、30%(範囲、26%〜32%)は、壊死(アネキシンV/7−AAD)表現型を有した。アポトーシスのマーカーで染色すると、T細胞のうちの64%がアポトーシス表現型(アネキシンV、7−AAD、右下象限)を有し、32%が壊死表現型(アネキシンV、7−AAD、右上象限)を有することが示された。3回の別個の実験の代表例を示す。
対照的に、アポトーシスの誘導は、中間または低いGFP発現に関して選択したT細胞では有意に低かった(図4A、4Bおよび4Cを参照のこと)。従って、臨床適用のために、高コピー数、高レベルの発現、または抗コピー数および高レベルの発現の両方の選択を可能にする選択マーカーを有する発現構築物のバージョンは、望ましいものであり得る。CID誘導アポトーシスを、汎カスパーゼ阻害剤zVAD−fmk(CIDを添加する前に1時間にわたって100μM)によって阻害した。CIDの力価は、1nM CIDが最大欠失効果を得るために十分であることが示された。示される量のCID(AP20187)を使用する用量応答曲線は、CIDに対するF−Casp9.I.GFPhighの感受性を示す。GFP+細胞の生存を、示される量のCIDの投与後7日目に測定する。各点の平均および標準偏差を与える。別の二量体化の化学的誘導物質(CID)であるAP1903を使用しても同様の結果を得た。上記誘導物質は、健常志願者に投与される場合、有害作用を実質的に有しないことが臨床的に示された。その用量応答は、形質導入後少なくとも4週間にわたって変化しないままであった。
(iCasp9は抗アポトーシス分子を発現する悪性細胞において機能する)
カスパーゼ−9を、以前に示されたiFasおよびiFADDよりむしろ臨床使用のために誘導性アポトーシス促進分子として選択した。なぜならカスパーゼ−9は、アポトーシスシグナル伝達において比較的遅く作用し、従って、アポトーシス阻害剤による阻害に余り感受性でないと予測されるからである。従って、自殺機能は、抗アポトーシス分子を発現する悪性の形質転換されたT細胞株においてのみならず、記憶細胞の長期保存を確実にするために、上記プロセスの一部として上昇した抗アポトーシス分子を発現する通常のT細胞の亜集団においても保存されるべきである。この仮説をさらに調査するために、iCasp9およびiFasの機能を、EBV−CTLにおいてまず比較した。任意の潜在的ベクターベースの差異を排除するために、誘導性Fasはまた、iCasp9のように、MSCV.IRES.GFPベクターにおいて発現された。これらの実験のために、ΔNGFR.iFas.I.GFPおよびiCasp9.I.GFP形質導入CTLの両方を、GFPhigh発現についてソートし、非形質導入CTLと1:1比で混合して、等しい割合でかつ類似のレベルでiFasまたはiCasp9のいずれかを発現する細胞集団を得た。上記EBV−CTLを、高いGFP発現についてソートし、示されるとおりに非形質導入CTLと1:1で混合した。ΔNGFR/GFPおよびGFPT細胞のパーセンテージを示す。
10nM CIDの投与後のGFP細胞の排除は、iFas形質導入CTLにおいてよりiCasp9において、より迅速かつより効率的であった(CID後の7日目において、iCasp9形質導入細胞の99.2%±0.14%をiFas形質導入細胞の89.3%±4.9%と比較した;P<0.05)。LCL刺激の日に、10nM CIDを投与し、示される時点でGFPを測定して、CIDへの応答を決定した。黒菱形は、ΔNGFR−iFas.I.GFPについてのデータを示し;黒四角は、iCasp9.I.GFPについてのデータを示す。3回の実験の平均および標準偏差を示す。
c−FLIPおよびbcl−xL発現に起因する、iCasp9MおよびiFasの機能もまた2種の悪性T細胞株:Jurkat(アポトーシス感受性T細胞白血病株)およびMT−2(アポトーシス耐性T細胞株)において比較した。Jurkat細胞およびMT−2細胞を、類似の効率(Jurkatでは92% 対 84%、MT−2では76% 対 70%)で、iFasおよびiCasp9で形質転換し、10nM CIDの存在下で8時間培養した。アネキシンV染色は、iFasおよびiCasp9が等数のJurkat細胞においてアポトーシスを誘導した(それぞれ、56.4%±15.6%および57.2%±18.9%)が、iCasp9の活性化のみがMT−2細胞のアポトーシスを生じた(iFasおよびiCasp9に関して、それぞれ19.3%±8.4%および57.9%±11.9%;図5Cを参照のこと)ことを示した。
ヒトT細胞株Jurkat(左)およびMT−2(右)を、ΔNGFR−iFas.I.GFPまたはiCasp9.I.GFPで形質導入した。T細胞の等しいパーセンテージを、自殺遺伝子の各々で形質導入した:Jurkatでは、ΔNGFR−iFas.I.GFPに関して92% 対 iCasp9.I.GFPに関して84%、およびMT−2では、ΔNGFR−iFas.I.GFPに関しては76% 対 iCasp9.I.GFPに関しては70%。T細胞は、非処理であったかまたは10nM CIDとともにインキュベートしたかのいずれかであった。CIDへの曝露の8時間後、アポトーシスを、アネキシンVおよび7−AADに関して染色することによって測定した。3回の実験の代表例を示す。PEは、フィコエリトリンを示す。これら結果は、アポトーシス阻害分子を過剰発現するT細胞において、iFasの機能がブロックされ得る一方で、iCasp9がアポトーシスをなお効率的に誘導し得ることを示す。
(免疫調節性導入遺伝子を発現するT細胞のiCasp9M媒介性排除)
iCasp9Mが活性な導入遺伝子生成物を発現するように遺伝子改変された細胞を効率的に破壊し得るかどうかを決定するために、IL−12を安定して発現するEBV−CTLを排除するiCasp9Mの能力を測定した。IL−12が、非形質導入CTLおよびiCasp9.IRES.GFP形質導入CTLの上清中で検出不能であった一方で、iCasp9.IRES.IL−12形質導入細胞の上清は、324pg/mL〜762pg/mL IL−12を含んだ。しかし、10nM CIDの投与後に、上記上清中のIL−12は、検出不能なレベルに低下した(<7.8pg/mL)。従って、高い導入遺伝子発現細胞に関する事前のソートなしですら、iCasp9の活性化は、IL−12の生物学的に関連するレベルを生成する全てのT細胞を完全に排除するために十分である。iCasp9.I.GFP構築物中のマーカー遺伝子GFPを、ヒトIL−12のp40およびp35サブユニットをコードするflexi IL−12によって置き換えた。iCasp9.I.GFP形質導入EBV−CTLおよびiCasp9.I.IL−12形質導入EBV−CTLを、LCLで刺激し、次いで、未処置のままにするかまたは10nM CIDに曝露した。第2の抗原性刺激の3日後に、培養上清中のIL−12のレベルは、IL−12 ELISAによって測定した(このアッセイの検出限界は、7.8pg/mLである)。三連のウェルの平均および標準偏差を、示す。2名の異なるドナーのCTLでの2回の実験のうちの1回の結果を示す。
(インビボでの高い導入遺伝子発現について選択したT細胞のうちの99%超の排除)
iCasp9の機能をまた、インビボで形質導入されたEBV−CTLにおいて評価した。SCIDマウス−ヒト異種移植モデルを、養子免疫療法のために使用した。自家LCL異種移植片を有するSCIDマウスへの、非形質導入CTLおよびiCasp9.IRES.GFPhigh形質導入CTLの1:1混合物の静脈内注入後に、マウスを、単一用量のCIDまたはキャリアのみのいずれかで処置した。CID/キャリア投与の3日後に、腫瘍を、ヒトCD3/GFP 細胞について分析した。ヒト抗CD3抗体を使用する上記注入生成物のうちの非形質導入構成成分の検出から、CIDを受けたマウスにおける尾静脈注入の成功を確認した。CIDで処置したマウスにおいて、キャリアのみで処置した注入したマウスと比較して、ヒトCD3+/GFP+ T細胞の数が99%超減少した。これは、インビボおよびインビトロで、iCasp9形質導入T細胞の等しく高い感受性を示す。
インビボでのiCasp9の機能をアッセイした。NOD/SCIDマウスを照射し、10×10〜15×10 LCLを皮下注射した。14日後、直径0.5cmの腫瘍を有するマウスに、合計15×10 EBV−CTLを与えた(これら細胞のうちの50%は非形質導入であり、50%はiCasp9.I.GFPで形質導入され、高GFP発現に関してソートした)。CTL投与後の3日目に、マウスに、CID(50μg
AP20187;(黒菱形、n=6)またはキャリアのみ(黒四角、n=5)のいずれかを与え、6日目に、腫瘍中のヒトCD3+/GFP+T細胞の存在を分析した。非形質導入CTL(15×10 CTL;n=4)のみを与えたマウスのコントロール群の腫瘍から単離したヒトCD3+T細胞を、腫瘍内のCD3+/GFP+ T細胞の分析のための陰性コントロールとして使用した。
(考察)
いくつかの実施形態において、遺伝子改変されたT細胞をインビボで排除するために適した自殺遺伝子を発現する発現ベクターが、本明細書で示される。本明細書で示される自殺遺伝子発現ベクターは、細胞死、低い基底活性、高比活性、および内因性抗アポトーシス分子に対する最小の感受性を惹起するために十分高いレベルでの発現である、改変している遺伝子を有する全ての細胞において安定した共発現を含む、ある種非限定的な有利な特性を有する。本明細書で示されるのは、ある種の実施形態において、誘導性カスパーゼ−9、iCasp9(これは低い基底活性を有する)であり、ヒトT細胞において4週間超にわたって安定な発現を可能にする。小分子の二量体化の化学的誘導物質(CID)の単一の10nM 用量は、インビトロおよびインビボの両方で、高い導入遺伝子発現について選択されたiCasp9形質導入細胞のうちの99%超を殺滅するために十分である。さらに、Th1サイトカインIL−12と共発現される場合、iCasp9の活性化は、高い導入遺伝子発現に関する選択なしですら、全ての検出可能なIL−12生成細胞を排除した。カスパーゼ−9は、大部分の抗アポトーシス分子の下流で作用し、従って、CIDへの高感受性は、bcl−2ファミリーの抗アポトーシス分子の増大したレベルの存在に拘わらず保存される。従って、iCasp9はまた、アポトーシスに比較的耐性である形質転換されたT細胞および記憶T細胞すらも破壊を誘導するために有用であると判明し得る。
他のカスパーゼ分子とは異なり、タンパク質分解は、カスパーゼ−9の活性化に十分でないようである。結晶学データおよび機能データは、不活性カスパーゼ−9単量体の二量体化は、コンホメーション変化誘導活性化をもたらすことを示す。プロカスパーゼ−9の濃度は、生理学的状況において、二量体化のために必要とされる閾値を十分下回る約20nMの範囲にある。
理論によって限定されることなく、二量体化へのエネルギー的障壁は、シトクロムCおよびATPによって駆動される、Apaf−1のCARDドメインとカスパーゼ−9との間の同種親和性相互作用(homophilic interaction)によって克服され得ると考えられる。2個のFKBPに結合されるカスパーゼ−9の過剰発現は、自発的二量体化が起こることを可能にし得、最初の全長カスパーゼ−9構築物の観察された毒性を説明し得る。毒性の減少および遺伝子発現の増大が1個のFKBPの除去後に観察された、それは、自発的二量体化と関連する毒性の減少に起因する可能性が最も高い。多量体化はしばしば、表面死レセプターの活性化に関与する一方で、カスパーゼ−9の二量体化は、活性化を媒介するために十分であるはずである。本明細書で示されるデータは、単一のFKBPを有するiCasp9構築物が、2個のFKBPを有するものと同程度に効率的に機能することを示す。CARDドメインの除去によるCIDへの増大した感受性は、CID結合の際に、二量体化のエネルギー的閾値の減少を表し得る。
ウイルス由来または細菌由来の致死遺伝子(例えば、HSV−TKおよびシトシンデアミナーゼ)の持続性および機能は、ウイルス由来または細菌由来の致死遺伝子を発現する細胞に対する望ましくない免疫応答によって損なわれ得る。iCasp9の構成成分を形成するFKBPおよびアポトーシス促進分子は、ヒト由来分子であり、従って、免疫応答を誘導する可能性は低い。FKBPとカスパーゼ−9との間のリンカーおよびFKBPドメイン中の単一の点変異は、新規アミノ酸配列をもたらすが、その配列は、iFas形質導入T細胞のマカクレシピエントによって免疫学的に認識されなかった。さらに、iCasp9の構成成分はヒト由来分子であるので、接合部配列に特異的な記憶T細胞は、ウイルス由来タンパク質(例えば、HSV−TK)とは異なり、レシピエントに存在するべきではなく、それによって、iCasp9形質導入T細胞の免疫応答媒介性排除のリスクを減少させる。
誘導性FasまたはFas関連死ドメインタンパク質(FADD)の死エフェクタードメイン(DED)を使用する以前の研究は、形質導入された細胞のうちのおよそ10%が、破壊性遺伝子の活性化に非応答性であることを示した。ここで示される実験において観察されるように、CIDへの非応答性の考えられる説明は、導入遺伝子の低い発現である。CID投与後に生き残った、本発明者らの研究におけるiCasp9形質導入T細胞および他者による研究におけるiFas形質導入T細胞は、低レベルの導入遺伝子発現を有した。認められるレトロウイルス「位置効果(positional effect)」を克服する試みにおいて、導入遺伝子の均質な発現の増大したレベルは、レトロウイルス組み込み体とニワトリβ−グロビンクロマチンインスレーター(insulator)とを隣接させることによって達成された。このクロマチンインスレーターの付加は、形質導入された293T細胞における発現の均質さを劇的に増大させたが、形質導入された初代T細胞において有意な効果を有しなかった。高発現レベルを有するT細胞の選択は、二量体化剤への応答の変動性を最小限にした。高GFP発現に関してソートされた形質導入されたT細胞のうちの99%超は、単一の10nM CID用量後に排除された。この実証は、高レベルの自殺遺伝子を発現する細胞が選択マーカーを使用して単離され得るという仮説を裏付ける。
非常に少数の耐性残余細胞は、毒性の再起を引き起こし得る。2 logまでの欠失効率は、この可能性を有意に減少させる。臨床使用のために、非免疫原性選択マーカー(例えば、短縮型ヒトNGFR、CD20、またはCD34(例えば、GFPの代わりに))との共発現は、高い導入遺伝子発現T細胞の選択を可能にする。自殺スイッチ(例えば、iCASP9)および適切な選択マーカー(例えば、短縮型ヒトNGFR、CD20、CD34などおよびこれらの組み合わせ)の共発現は、内部リボソーム侵入部位(IRES)または自己切断配列(例えば、2A)を含む融合タンパク質の翻訳後修飾のいずれかを使用して得られ得る。対照的に、唯一の安全性の懸念が導入遺伝子媒介性毒性(例えば、人工T細胞レセプター、サイトカインなどまたはこれらの組み合わせ)である状況では、この選択工程は不必要であり得る。なぜならiCasp9と導入遺伝子発現との間の厳密な連鎖は、治療用導入遺伝子の生物学的に関連するレベルを発現する実質的に全ての細胞の排除を可能にするからである。これは、iCasp9とIL−12とを共発現することによって示された。iCasp9の活性化は、任意の測定可能なIL−12生成を実質的に排除した。導入遺伝子発現の成功および「自殺スイッチ」のその後の活性化は、導入遺伝子の機能および活性に依存し得る。
CIDへの非応答性の別の考えられる説明は、高レベルのアポトーシス阻害剤がCID媒介性アポトーシスを減弱し得ることである。アポトーシス阻害剤の例としては、c−FLIP、bcl−2ファミリーメンバーおよびアポトーシスタンパク質の阻害剤(IAP)が挙げられ、これらは、通常、アポトーシスと生存との間のバランスを制御する。例えば、c−FLIPおよびbcl−2のアップレギュレーションは、記憶プールを確立するように運命付けられたT細胞の亜集団を、コグネイト標的または抗原提示細胞に応じて活性化誘導細胞死に対して耐性にする。いくつかのTリンパ系腫瘍では、アポトーシスと生存との間の生理学的バランスは、細胞生存の利益となるように破壊される。自殺遺伝子は、記憶細胞および悪性に形質転換された細胞を含む実質的に全ての形質導入されたT細胞を欠失させるはずである。従って、その選択された誘導性自殺遺伝子は、抗アポトーシス分子の増大したレベルの存在下でその活性の実質的に全てではないにしても有意な部分を保持するはずである。
アポトーシスシグナル伝達経路におけるiFas(またはiFADD)の頂端位置は、このiFas(またはiFADD)をアポトーシスの阻害剤に対して特に脆弱なままにさせ得、従って、これら分子をアポトーシス安全スイッチの重要な構成成分であることに、あまりよく適さないものにし得る。カスパーゼ3または7は、終末エフェクター(terminal effector)分子として十分に適しているようである;しかし、初代ヒトT細胞において機能レベルで発現され得ない。従って、カスパーゼ−9はアポトーシス経路において十分遅く機能し、c−FLIPおよび抗アポトーシスbcl−2ファミリーメンバーの阻害効果を回避するので、カスパーゼ−9を自殺遺伝子として選択した。そしてカスパーゼ−9をまた、機能レベルで安定して発現できた。アポトーシスのX連鎖阻害剤(XIAP)は、理論では、自発的カスパーゼ−9活性化を減少できたが、FKBPV36に対するAP20187(またはAP1903)の高親和性は、この非共有結合的に会合したXIAPを置き換え得る。iFasとは対照的に、iCasp9は、bcl−xLを含む抗アポトーシス分子を過剰発現する形質転換されたT細胞株において機能的なままであった。
ヒトT細胞によってオンコレトロウイルスベクターからの発現に対して特異的にデザインされた誘導性安全スイッチが、本明細書で示される。iCasp9は、最適な欠失効果に関する必要用量において安全であると判明した小さな、二量体化の化学的誘導物質であるAP1903(またはアナログ)によって活性化され得、ガンシクロビルまたはリツキシマブとは異なり、インビボで他の生物学的効果を有しない。従って、養子移入のためのT細胞におけるこの自殺遺伝子の発現は、安全性を増大させ得、また、臨床適用の範囲を拡げ得る。
(実施例2)
(半合致(Haploidentical)幹細胞移植後の同種枯渇T細胞(Allodepleted T Cell)の安全性を改善するためのiCasp9自殺遺伝子の使用)
この例では、発現構築物を使用して、半合致幹細胞移植後に同種枯渇T細胞の安全性を改善するための発現構築物および該発現構築物を使用する方法が示される。iCasp9および選択マーカー(短縮型CD19)をコードするレトロウイルスベクターを、ドナーT細胞のための安全スイッチとして生成した。(抗CD25免疫毒素を使用する)同種枯渇の後ですら、ドナーT細胞は、効率的に形質導入でき、増殖でき、およびその後にCD19免疫磁性選択によって>90%純度へと富化できた。その操作された細胞は、抗ウイルス特異性および機能性を保持し、調節性の表現型および機能を有するサブセットを含んだ。iCasp9を小分子二量体化剤(small-molecule dimerizer)で活性化すると、
>90%アポトーシスが迅速に生じた。導入遺伝子発現は、静止しているT細胞においてダウンレギュレートされたが、iCasp9は、活性化(同種反応性)T細胞において迅速に発現がアップレギュレートされたので、効率的な自殺遺伝子を保持した。
(材料および方法)
(同種枯渇T細胞の生成)
同種枯渇細胞を、以前に示されたように、健常志願者から生成した。簡潔には、健常ドナーに由来する末梢血単核球(PBMC)を、無血清培地(AIM V; Invitrogen, Carlsbad, CA)中で40:1のレスポンダー 対 刺激物質比で、照射レシピエントエプスタイン・バーウイルス(EBV)形質転換リンパ芽球様細胞株(LCL)とともに共培養した。72時間後、CD25を発現する活性化T細胞は、RFT5−SMPT−dgA免疫毒素中での一晩のインキュベーションによる共培養物から枯渇された。同種枯渇を、残っているCD3CD25集団が<1%であり、3H−チミジン取り込みによる残りの増殖が<10%であった場合に適切であるとみなした。
(プラスミドおよびレトロウイルス)
SFG.iCasp9.2A.CD19は、切断可能な2A様配列を介して短縮型ヒトCD19へと連結された誘導性カスパーゼ−9(iCasp9)からなる。iCasp9は、Ser−Gly−Gly−Gly−Serリンカーを介してヒトカスパーゼ−9(CASP9; GenBank NM 001229)へと接続された、F36V変異を有するヒトFK506結合タンパク質(FKBP12; GenBank AH002 818)からなる。このF36V変異は、合成ホモ二量体化剤AP20187またはAP1903へのFKBP12の結合親和性を増大させる。カスパーゼリクルートメントドメイン(CARD)を、ヒトカスパーゼ−9配列から欠失させた。なぜならその生理学的機能は、FKBP12によって置き換えられており、その除去は、導入遺伝子の発現および機能を増大させるからである。この2A様配列は、Thosea asigna昆虫ウイルス由来の20アミノ酸のペプチドをコードし、このペプチドは、グリシンと末端プロリン残基との間で>99%切断を媒介し、iCasp9のC末端において19個の余分なアミノ酸およびCD19のN末端において1個の余分なプロリン残基を生じる。CD19は、アミノ酸333(TDPTRRF)で短縮された全長CD19(GenBank NM 001770)からなり、これは、細胞質内ドメインを242から19アミノ酸に短縮し、リン酸化の潜在的部位である全ての保存されたチロシン残基を除去する。
テナガザル白血病ウイルス(Gal−V)偽型レトロウイルスを生成する安定なPG13クローンを、Phoenix Eco細胞株(ATCC製品#SD3444; ATCC, Manassas, VA)をSFG.iCasp9.2A.CD19で一過性にトランスフェクトすることによって作製した。これは、Eco偽型レトロウイルスを生成した。PG13パッケージング細胞株(ATCC)を、Eco偽型もしくはレトロウイルスで3回形質導入して、1細胞あたり複数のSFG.iCasp9.2A.CD19プロウイルス組み込み体を含むプロデューサー株を生成した。単一細胞クローニングを行い、最高力価を生じたPG13クローンを増殖させ、ベクター生成のために使用した。
(レトロウイルス形質導入)
T細胞活性化および増殖のための培養培地は、45% RPMI 1640(Hyclone, Logan, UT)、45% クリック(Irvine Scientific, Santa Ana, CA)および10% ウシ胎仔血清(FBS; Hyclone)からなった。同種枯渇細胞を、固定化抗CD3(OKT3; Ortho Biotech, Bridgewater, NJ)によって48時間にわたって活性化し、その後、レトロウイルスベクター選択的同種枯渇での形質導入を、ドナーPBMCとレシピエントEBV−LCLとを共培養することによって行って、同種反応性細胞を活性化した:活性化した細胞は、CD25を発現し、その後、抗CD25免疫毒素によって排除した。この同種枯渇細胞を、OKT3によって活性化し、レトロウイルスベクターで48時間後に形質導入した。免疫磁性選択を、形質導入の4日目に行った;陽性画分を、さらに4日間増殖させ、凍結保存した。
小規模実験では、非組織培養処理24ウェルプレート(Becton Dickinson, San Jose, CA)を、OKT3 1g/mlで2〜4時間、37℃においてコーティングした。同種枯渇細胞を、1×10 細胞/ウェルで添加した。24時間において、100U/mlの組換えヒトインターロイキン−2(IL−2)(Proleukin; Chiron, Emeryville, CA)を添加した。レトロウイルス形質導入を、活性化の48時間後に行った。非組織培養処理24ウェルプレートを、3.5μg/cm 組換えフィブロネクチンフラグメント(CH−296; Retronectin; Takara Mirus Bio, Madison, WI)でコーティングし、そのウェルに、0.5ml/ウェルのレトロウイルスベクター含有上清を、30分間、37℃において2回負荷した。その後、OKT3活性化細胞を、3:1の比の新鮮なレトロウイルスベクター含有上清およびT細胞培養培地(100U/ml
IL−2を補充)中に、5×10 細胞/ウェル蒔いた。細胞を2〜3日後に採取し、50U/ml IL−2の存在下で増殖させた。
(遺伝子改変同種枯渇細胞のスケールアップ生成)
臨床適用のための形質導入プロセスのスケールアップは、非組織培養処理T75フラスコ(Nunc, Rochester, NY)を使用し、これを、一晩4℃において、10mlのOKT3 1μg/mlまたは10mlのフィブロネクチン 7μg/mlでコーティングした。増大した細胞接着のためのコロナ放電処理したフッ化エチレンプロピレンバッグ(2PF−0072AC, American Fluoroseal Corporation, Gaithersburg, MD)も使用した。同種枯渇細胞を、1×10細胞/mlで、OKT3でコーティングしたフラスコの中に播種した。100U/ml IL−2を翌日添加した。レトロウイルス形質導入のために、レトロネクチンでコーティングしたフラスコまたはバッグに、10mlのレトロウイルス含有上清を2〜3時間にわたって1回負荷した。OKT3活性化T細胞を、3:1の比の新鮮なレトロウイルスベクター含有培地およびT細胞培養培地(100 U/ml IL−2を補充)の中で、1×10 細胞/mlで播種した。翌朝に細胞を採取し、約5×10 細胞/ml〜8×10 細胞/mlの播種密度で、組織培養処理T75またはT175フラスコ中の、IL−2 約50〜100U/mlを補充した培養培地中で増殖させた。
(CD19免疫磁性選択)
CD19に関する免疫磁性選択を、形質導入の4日後に行った。細胞を、モノクローナルマウス抗ヒトCD19抗体に結合体化した常磁性マイクロビーズ(Miltenyi Biotech, Auburn, CA)で標識し、小規模実験ではMSもしくはLSカラム上で、および大規模実験ではCliniMacs Plus自動化選択デバイスで選択した。CD19選択細胞を、さらに4日間増殖させ、形質導入後の8日目に凍結保存した。それらの細胞を、「遺伝子改変同種枯渇細胞」と呼んだ。
(免疫表現型決定およびペンタマー分析)
フローサイトメトリー分析(FACSCaliburおよびCellQuestソフトウェア; Becton Dickinson)を、以下の抗体を使用して行った:CD3、CD4、CD8、CD19、CD25、CD27、CD28、CD45RA、CD45RO、CD56およびCD62L。CD19−PE(Clone 4G7; Becton Dickinson)は、最適な染色を与えることが見出されたので、その後の全ての実験において使用した。非形質導入コントロールを使用して、CD19に関する陰性ゲートを設定した。HLA−ペンタマー、HLA−B8−RAKFKQLL(Proimmune, Springfield, VA)を使用して、EBV溶解抗原(BZLF1)のエピトープを認識するT細胞を検出した。HLA−A2−NLVPMVATVペンタマーを使用して、CMV−pp65抗原のエピトープを認識するT細胞を検出した。
(抗ウイルス応答に関するインターフェロン−ELISpotアッセイ)
EBV、CMVおよびアデノウイルス抗原への応答の評価に関するインターフェロン−ELISpotを、公知の方法を使用して行った。形質導入後8日間の低温貯蔵した遺伝子改変された同種枯渇させた細胞を解凍し、レスポンダー細胞として使用する前に、IL−2なしの完全培地中で一晩静置した。同じドナーに由来する低温貯蔵したPBMCを、比較物質(comparator)として使用した。レスポンダー細胞を、1ウェルあたり2×10、1×10、5×10および2.5×10 細胞の連続希釈物として二連または三連でプレーティングした。刺激物質細胞を、1×10/ウェルでプレーティングした
。EBVへの応答に関しては、40Gyで照射したドナー由来EBV−LCLを、刺激物質として使用した。アデノウイルスへの応答に関しては、Ad5f35アデノウイルスに感染させたドナー由来活性化単球を使用した。
簡潔には、ドナーPBMCを、24ウェルプレートにおいて一晩、X−Vivo 15(Cambrex, Walkersville, MD)中にプレーティングし、翌朝採取し、Ad5f35を多重感染度(MOI)200で2時間感染させ、洗浄し、30Gyで照射し、刺激物質として使用した。抗CMV応答に関しては、MOI 5000でCMV pp65導入遺伝子をコードするAd5f35アデノウイルス(Ad5f35−pp65)を使用する類似のプロセスを使用した。特異的スポット形成単位(SFU)を、試験ウェルのレスポンダーのみおよび刺激物質のみのウェルからSFUを差し引くことによって計算した。CMVへの応答は、Ad5f35−pp65ウェルとAd5f35ウェルとの間でのSFUの差異であった。
(EBV特異的細胞傷害)
遺伝子改変された同種枯渇した細胞を、レスポンダー:刺激物質比 40:1において、40Gy照射ドナー由来EBV−LCLで刺激した。9日後、その培養物を、レスポンダー:刺激物質比 4:1において再刺激した。再刺激を、示されるとおり毎週行った。2ラウンドまたは3ラウンドの刺激後に、細胞傷害を、標的細胞としてドナーEBV−LCLを、および自家コントロールとしてドナーOKT3芽細胞(blast)を使用して、4時間51Cr−放出アッセイにおいて測定した。NK活性を、30倍過剰の非放射能のK562細胞を添加することによって阻害した。
(二量体化の化学的誘導物質、AP20187でのアポトーシスの誘導)
自殺遺伝子機能性を、小分子合成ホモ二量体化剤、AP20187(Ariad Pharmaceuticals; Cambridge, MA)をCD19免疫磁性選択の翌日に10nM 終濃度で添加することによって評価した。細胞を、24時間においてアネキシンVおよび7−アミノアクチノマイシン(7−AAD)(BD Pharmingen)で染色し、フローサイトメトリーによって分析した。アネキシンVおよび7−AADの両方に関して陰性の細胞を、生存しているとみなし、アネキシンV陽性の細胞をアポトーシスとみなし、アネキシンVおよび7−AADの両方が陽性の細胞を壊死とみなした。二量体化によって誘導される殺滅率を、以下のとおり、基底生存率に関して較正した:殺滅率=100%−(AP20187処理細胞の%生存率÷非処理細胞の%生存率)。
(長期培養および再活性化後の導入遺伝子発現の評価)
細胞を、形質導入の22日後まで、50U/ml IL−2を含むT細胞培地中で維持した。細胞の一部を、1g/ml OKT3および1μg/ml 抗CD28(Clone CD28.2, BD Pharmingen, San Jose, CA)で48〜72時間コーティングした24ウェルプレート上で再活性化した。再活性化細胞および非再活性化細胞の両方でのCD19発現および自殺遺伝子機能を、形質導入後の24日目または25日目に測定した。
いくつかの実験では、細胞をまた、形質導入後3週間培養し、1:1のレスポンダー:刺激物質比において、30G照射同種異系PBMCで刺激した。共培養の4日後、細胞の一部を、10nM AP20187で処理した。殺滅を、24時間においてアネキシンV/7−AAD染色によって測定し、バイスタンダーウイルス特異的T細胞に対する二量体化剤の効果を、AP20187処理細胞および未処理細胞に対するペンタマー分析によって評価した。
(制御T細胞)
CD4、CD25およびFoxp3の発現を、フローサイトメトリーを使用して、遺伝子改変された同種枯渇された細胞において分析した。ヒトFoxp3染色に関して、eBioscience(San Diego, CA)染色セットを、適切なラットIgG2aアイソタイプコントロールとともに使用した。これら細胞を、表面CD25−FITCおよびCD4−PEで共染色した。機能分析を、同種枯渇および遺伝子改変後に選択されたCD425細胞と、カルボキシフルオレセインジアセテートN−スクシンイミジルエステル(CFSE)標識自家PBMCとを共培養することによって行った。CD425選択を、抗CD8マイクロビーズ(Miltenyi Biotec, Auburn, CA)を使用してCD8細胞をまず枯渇させ、続いて、抗CD25マイクロビーズ(Miltenyi Biotec, Auburn, CA)を使用して陽性選択を行った。CFSE標識を、1.5μM CFSEを含むリン酸緩衝食塩水中2×10/mlの自家PBMCを10分間インキュベートすることによって行った。上記反応を、等容積のFBSを添加し、10分間、37℃でインキュベートすることによって停止した。細胞を、使用前に2回洗浄した。CFSE標識PBMCを、OKT3 500ng/mlおよび40G照射同種PBMCフィーダーで、PBMC:同種フィーダー比 5:1において刺激した。次いで、細胞を、等数の自家CD425遺伝子改変された同種枯渇された細胞ありまたはなしで培養した。培養の5日後に、細胞分裂を、フローサイトメトリーによって分析した;CD19を使用して、非CFSE標識のCD4CD25 遺伝子改変されたT細胞をゲートアウトした。
(統計分析)
対応のある両側スチューデントt検定を使用して、サンプル間の統計的有意差を決定した。全てのデータを、平均±1標準偏差として表す。
(結果)
選択的に同種枯渇したT細胞を、iCasp9で効率的に形質導入し、拡大し得る。
選択的同種枯渇を、臨床プロトコル手順に従って行った。簡潔には、3/6〜5/6のHLAミスマッチPBMCおよびリンパ芽球細胞株(LCL)を共培養した。RFT5−SMPT−dgA免疫毒素を、72時間の共培養後に適用し、<10% 残余増殖(平均4.5±2.8%;範囲0.74〜9.1%;10回の実験)を有し、<1% 残余CD3CD25細胞(平均0.23±0.20%;範囲0.06〜0.73%;10回の実験)を含む同種枯渇細胞を確実に生成した。それによって、選択的同種枯渇のための放出基準を満たしかつその後の操作のための出発材料として働いた。
固定化OKT3上で48時間にわたって活性化した同種枯渇された細胞は、SFG.iCasp9.2A.CD19をコードするGal−V偽型レトロウイルスベクターで効率的に形質導入できた。形質導入の2〜4日後にCD19発現に関してFACS分析によって評価した形質導入効率は、約53%±8%であり、小規模(24ウェルプレート)および大規模(T75フラスコ)での形質導入についての結果(それぞれ、6回および4回の実験において約55±8% 対 約50%±10%)と匹敵していた。細胞数は、OKT3活性化後の最初の2日間において縮小し、その結果、同種枯渇された細胞のうちのわずか約61%±12%(約45%〜80%の範囲)が、形質導入の日に回収された。その後、上記細胞は、その後の8日間にわたって約94±46倍の範囲(約40〜約153の範囲)の平均拡大で有意な拡大を示し、正味58±33倍の拡大を生じた。細胞拡大は、小規模および大規模実験の両方において、5回の小規模実験において正味の拡大約45±29倍(約25〜約90の範囲)および3回の大規模実験において約79±34倍(約50〜約116の範囲)と類似していた。
(ΔCD19は、免疫磁性カラム上で、形質導入された細胞の効率的かつ選択的富化を可能にする)
自殺遺伝子活性化の効率は、ときおり、自殺遺伝子自体の機能性に依存し、ときおり、遺伝子改変された細胞を富化するために使用される選択システムに依存する。選択マーカーとしてのCD19の使用を、CD19選択が十分な純度および収量で遺伝子改変された細胞の選択を可能にするかどうか、および選択がその後の細胞成長に対して任意の有害作用を有するかどうかを決定するために調査した。小規模選択を、製造業者の指示に従って行った;しかし、大規模選択は、10リットルのCD19マイクロビーズを1.3×10 細胞につき使用する場合に最適であることが判明した。FACS分析を、免疫磁性選択の24時間後に行って、抗CD19マイクロビーズからの干渉を最小にした。免疫磁性選択後の細胞の純度は、一貫して90%より高かった:CD19+ 細胞の平均パーセンテージは、小規模選択で約98.3%±0.5%(n=5)の範囲にあり、大規模CliniMacs選択で約97.4%±0.9%(n=3)の範囲にあった。
小規模および大規模での選択の絶対収量は、形質導入効率の較正後に;それぞれ、約31%±11%および約28%±6%であった。形質導入された細胞の平均回収率は、小規模選択で約54%±14%および大規模選択で約72%±18%であった。選択プロセスは、その後の細胞拡大に対して何ら識別可能な有害作用を有しなかった。4回の実験においで、CD19免疫磁性選択後3日間にわたる平均細胞拡大は、CD19陽性画分に関して約3.5倍 対 選択されていない形質導入された細胞に関して約4.1倍(p=0.34)および非形質導入細胞に関して約3.7倍(p=0.75)であった。
(遺伝子改変された同種枯渇された細胞の免疫表現型)
最終細胞生成物(形質導入の8日後に低温貯蔵された、遺伝子改変された同種枯渇された細胞)を、免疫表現型決定したところ、CD4細胞およびCD8細胞の両方を含むことが見出され、以下の表で示されるとおり、62%±11% CD8 対 23%±8%
CD4でCD8細胞が優勢であった。NS=有意でない、SD=標準偏差。
細胞の大部分は、CD45ROであり、エフェクター記憶T細胞の表面免疫表現型を有した。記憶マーカー(CD62L、CD27およびCD28を含む)の発現は、不均一であった。細胞のうちのおよそ24%は、CD62L(中枢記憶細胞上で主に発現されるリンパ節ホーミング分子)を発現した。
(遺伝子改変された同種枯渇された細胞は、抗ウイルスレパートリーおよび機能を保持した)
最終生成物の細胞が抗ウイルス免疫を媒介する能力を、インターフェロン−ELISpot、細胞傷害アッセイ、およびペンタマー分析によって評価した。低温貯蔵された遺伝子改変された同種枯渇された細胞を、全ての分析において使用した。なぜならそれらは、臨床試験における使用のために現在評価されている生成物の代表であったからである。ドナー細胞によって提示されるアデノウイルス抗原、CMV抗原またはEBV抗原に応答したインターフェロン−γ分泌は保存されたが、非操作PBMCに対して遺伝子改変された同種枯渇された細胞において抗EBV応答は低下する傾向にあった。ウイルス抗原に対する応答は、4対の非操作PBMCおよび遺伝子改変された同種枯渇された細胞(GMAC)においてELISpotによって評価した。アデノウイルス抗原およびCMV抗原は、それぞれ、Ad5f35ヌルベクターおよびAd5f35−pp65ベクターでの感染を通じて、ドナー由来活性化単球によって提示された。EBV抗原は、ドナーEBV−LCLによって提示された。スポット形成単位(SFU)の数字を、刺激物質のみのウェルおよびレスポンダーのみのウェルに対して較正した。4名のドナーのうちの3名のみが、CMV応答について評価可能であり、1名のセロネガティブドナーを除外した。
細胞傷害を、ドナー由来EBV−LCLを標的として使用して評価した。ドナー由来EBV−LCLで2ラウンドまたは3ラウンドの刺激を受けた、遺伝子改変された同種枯渇された細胞は、ウイルス感染した自家標的細胞を効率的に溶解できた。遺伝子改変された同種枯渇された細胞を、ドナーEBV−LCLで2サイクルまたは3サイクルにわたって刺激した。51Cr放出アッセイを、ドナー由来EBV−LCLおよびドナーOKT3芽細胞を標的として使用して行った。NK活性を、30倍過剰の非放射能K562でブロックした。左パネルは、全体的にまたは部分的にミスマッチのドナー−レシピエント対を使用する5回の独立した実験からの結果を示す。右のパネルは、血縁のないHLAハプロタイプ一致ドナー−レシピエント対を使用する3回の実験からの結果を示す。エラーバーは、標準偏差を示す。
EBV−LCLを、選択的同種枯渇の間の抗原提示細胞として使用した。従って、ドナーおよびレシピエントがハプロタイプ一致である場合に、EBV特異的T細胞が有意に枯渇され得ることは可能であった。この仮説を調査するために、血縁のないHLAハプロタイプ一致のドナー−レシピエント対を使用する3回の実験が含められ、その結果は、ドナー由来EBV−LCLに対する細胞傷害性が保持されることを示した。その結果は、HLA−B8陰性ハプロタイプ一致レシピエントに対する同種枯渇後の2名の有益なドナーにおいて、HLA−B8−RAKFKQLL(EBV溶解抗原(BZLF1)エピトープ)を認識するT細胞に関するペンタマー分析によって実証された。非操作PBMCを、比較物質として使用した。このRAK−ペンタマー陽性集団は、遺伝子改変された同種枯渇された細胞において保持され、ドナー由来EBV−LCLでの数ラウンドのインビトロ刺激後に拡大できた。まとめると、これら結果は、遺伝子改変された同種枯渇された細胞が有意な抗ウイルス機能性を保持したことを示す。
(遺伝子改変された同種枯渇された細胞集団における制御T細胞)
フローサイトメトリーおよび機能分析を使用して、制御性T細胞が、本発明者らの同種枯渇された、遺伝子改変されたT細胞生成物において保持されるかどうかを決定した。Foxp3CD425集団を見出した。免疫磁性分離後に、CD4CD25富化された画分は、CFSE標識自家PBMCとともにOKT3および同種フィーダーの存在下で共培養した場合に、サプレッサー機能を示した。ドナー由来PBMCをCFSEで標識し、OKT3および同種フィーダーで刺激した。CD4CD25細胞を、遺伝子改変された細胞集団から免疫磁性選択し、1:1比で試験ウェルに添加した。フローサイトメトリーを5日後に行った。遺伝子改変されたT細胞を、CD19発現によってゲートアウトした。CD4CD25遺伝子改変された細胞の添加(下のパネル)は、細胞増殖を有意に減少させた。従って、同種枯渇されたT細胞は、CD25枯渇免疫毒素への曝露後にすら、制御性の表現型を再獲得し得る。
(遺伝子改変された同種枯渇された細胞は、二量体化の化学的誘導物質の添加によって効率的にかつ迅速に排除された)
免疫磁性選択の翌日に、10nMの二量体化の化学的誘導物質であるAP20187を添加して、アポトーシスを誘導した。アポトーシスは、24時間以内に出現した。24時間においてアネキシンVおよび7−AAD染色によるFACS分析は、AP20187処理細胞のうちの約5.5%±2.5%のみが生存可能なままであるのに対して、非処理細胞のうちの約81.0%±9.0%が生存可能であることを示した。ベースラインの生存率に対する較正後の殺滅効率は、約92.9%±3.8%であった。大規模CD19選択は、小規模選択と類似の効率で殺滅された細胞を生じた:大規模および小規模において、AP20187ありおよびなしの平均生存率、ならびにパーセンテージ殺滅は、それぞれ、約3.9%、約84.0%、約95.4%(n=3)ならびに約6.6%、約79.3%、約91.4%(n=5)であった。AP20187は、非形質導入細胞に対して非毒性であった:AP20187ありおよびなしでの生存率は、それぞれ、約86%±9%および87%±8%(n=6)であった。
(導入遺伝子発現および機能は、長期の培養とともに減少したが、細胞再活性化の際に回復した)
導入遺伝子発現および機能の安定性を評価するために、細胞を、形質導入後24日まで、T細胞培養培地および低用量IL−2(50U/ml)中で維持した。次いで、細胞の一部を、OKT3/抗CD28で再活性化した。CD19発現を、48〜72時間後にフローサイトメトリーによって分析し、自殺遺伝子機能を、10nM AP20187での処理によって評価した。48〜72時間の活性化ありまたはなし(5回の実験)で、形質導入後5日目(すなわち、CD19選択の1日後)および形質導入後24日目の細胞を得る。2回の実験では、CD25選択を、OKT3/aCD28活性化後に行って、活性化した細胞をさらに富化した。エラーバーは、標準偏差を表す。*は、形質導入後5日目の細胞と比較した場合に、p<0.05を示す。24日目までに、表面CD19発現は、793±128から478±107への平均蛍光強度(MFI)の並行した低下(p<0.05)とともに、約98%±1%から約88%±4%へと低下した(p<0.05)(図13Bを参照のこと)。同様に、自殺遺伝子機能は有意に減少した:残余生存率は、AP20187での処理後に19.6±5.6%であった;ベースラインの生存率54.8±20.9%に対する較正後に、これは、わずか63.1±6.2%という殺滅効率に等しかった。
導入遺伝子発現における経時的減少がT細胞静止後の低下した転写にまたは形質導入した細胞の排除に起因したかどうかを決定するために、細胞の一部を、OKT3および抗CD28抗体での形質導入後22日目に再活性化した。48〜72時間で(形質導入後24日目または25日目)において、OKT3/aCD28再活性化した細胞は、非再活性化細胞より有意に高い導入遺伝子発現を有した。CD19発現は、約88%±4%から約93%±4%へと増大し(p<0.01)、CD19 MFIは、478±107から643±174へと増大した(p<0.01)。さらに、自殺遺伝子機能はまた、約63.1%±6.2%殺滅効率から約84.6%±8.0%(p<0.01)殺滅効率へと有意に増大した。さらに、殺滅効率は、細胞が活性化マーカーCD25に関して免疫磁性的にソートされた場合に完全に回復した:CD25陽性細胞の殺滅効率は、約93.2%±1.2%,であった。これは、形質導入後5日目の殺滅効率(93.1±3.5%)と同じであった。CD25陰性画分の殺滅は、78.6±9.1%であった。
注意すべき観察は、二量体化剤が、非特異的マイトジェン刺激によるよりむしろ、同種PBMCで再活性化された遺伝子改変された細胞を枯渇させるために使用された場合、多くのウイルス特異的T細胞が残された(spare)ことであった。同種細胞での4日間の再活性化後に、図14Aおよび14Bに示されるように、AP20187での処理は、EBVおよびCMVに由来するペプチドに対して特異的なHLAペンタマーと反応性のT細胞の割合によって測定される場合、ウイルス反応性亜集団を残す(およびそれによって富化する)。遺伝子改変された同種枯渇された細胞を、形質導入後3週間にわたって培養物中で維持して、導入遺伝子ダウンモジュレーションを可能にした。細胞を、同種PBMCで4日間刺激し、その後、一部を10nM AP20187で処理した。EBV特異的T細胞およびCMV特異的T細胞の頻度は、同種刺激前に、同種刺激後に、および二量体化剤での同種刺激細胞の処理後に、ペンタマー分析によって定量した。ウイルス特異的T細胞のパーセンテージは、同種刺激後に減少した。二量体化剤での処理後に、ウイルス特異的T細胞は、部分的におよび優先的に保持された。
(考察)
同種T細胞を2種の別個の安全機構、選択的同種枯渇および自殺遺伝子改変で操作するという実施可能性は、本明細書で示されてきた。組み合わせると、これら改変は、ハプロタイプ一致移植後ですら、抗ウイルス活性および抗腫瘍活性を有する実質的な数のT細胞の追加戻しを高め得るおよび/または可能にし得る。本明細書で示されるデータは、自殺遺伝子iCasp9が効率的に機能すること(二量体化剤での処置後に>90% アポトーシス)および同種反応性T細胞がそれらの標的と遭遇した場合に起こるように、経時的に起こる導入遺伝子発現のダウンモジュレーションがT細胞活性化の際に迅速に逆にされたことを示す。本明細書で示されるデータはまた、CD19が、形質導入された細胞の>90% 純度への効率的かつ選択的富化を可能にした適切な選択マーカーであることを示す。さらに、本明細書で示されるデータは、これら操作が、抗ウイルス活性の保持を伴うその操作されたT細胞の免疫学的能力に対する認識できる効果、およびTreg活性を有するCD4CD25Foxp3集団の再生を有しなかったことを示す。
自殺遺伝子の全体的な機能性が、自殺遺伝子自体および形質導入された細胞を選択するために使用されるマーカーの両方に依存するならば、臨床的使用への変換は、両方の構成成分の最適化、および2種の遺伝子の発現を結びつけるために使用される方法の最適化を必要とする。この2種の最も広く(現在では臨床診療において)使用される選択マーカーは、各々欠点を有する。ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ(neo)は、潜在的に免疫原性の外来タンパク質をコードし、選択培地中での7日間の培養を要し、これは、系の複雑さを増大させるのみならず、ウイルス特異的T細胞に対して潜在的に損傷をも与える。広く使用される表面選択マーカーLNGFRは、その明らかな臨床的安全性にもかかわらず、マウスモデルでは、その腫瘍形成潜在能および白血病との潜在的な相関性に関して近年懸念が高まっている。さらに、LNGFR選択は、広く利用可能ではない。なぜならそれは、遺伝子治療においてほぼ独占的に使用されるからである。多くの代替の選択マーカーが示唆されている。CD34は、インビトロで十分に研究されているが、希な造血前駆体の選択のために主に構成された系を最適化するために必要とされる工程、およびより重大なことには、変化したインビボでのT細胞ホーミングの潜在性は、CD34を、自殺スイッチ発現構築物に関する選択マーカーとしての使用に対して最適以下にする。CD19は、代替の選択マーカーとして選択された。なぜなら臨床グレードのCD19選択は、幹細胞自己移植のB細胞枯渇のための方法として容易に利用可能であるからである。本明細書で示される結果は、CD19富化が高純度かつ高収量で行われ得、さらに、選択プロセスがその後の細胞成長および機能性に対して認識できる効果を有しないことを示した。
CD19選択iCasp9細胞における自殺遺伝子活性化の有効性は、HSVtk遺伝子を発現するように形質導入したneo選択細胞またはLNGFR選択細胞の活性化に対して非常に都合良く比較した。HSVtk構築物のより前の世代は、H−チミジン取り込みの80〜90%抑制を提供し、長期のインビトロ培養の際に殺滅効率において同様の減少を示したが、それでもなお臨床的に有効であった。急性および慢性両方のGVHDの完全な消散は、循環する遺伝子改変された細胞におけるインビボでの減少が僅か80%であると報告された。これらデータは、インビトロで見られる導入遺伝子ダウンモジュレーションが問題となりそうにないという仮説を支持する。なぜならGVHDの原因である活性化T細胞が、自殺遺伝子発現をアップレギュレートし、従って、インビボで選択的に排除されるからである。この効果が、インビボでのウイルス特異的T細胞および白血病特異的T細胞の保持を可能にするために十分であるかどうかは、臨床状況で試験される。自殺遺伝子改変前にインビトロ選択的同種枯渇を組み合わせることによって、自殺遺伝子機構を活性化する必要性は、有意に減少し得、それによって、追加戻しT細胞ベースの治療の利益を最大化し得る。
インビトロで見られるiCasp9媒介性自殺の高効率は、インビボでも繰り返された。SCIDマウス−ヒト異種移植モデルにおいて、iCasp9改変T細胞のうちの99%超が、二量体化剤の単一用量後に排除された。AP1903(これは、AP20187に極めて近い機能的かつ化学的等価性を有し、臨床適用における使用が現在提唱されている)は、健常ヒト志願者に対して安全性が試験され、安全であると示された。約10ng/ml〜約1275ng/ml AP1903(約7nM〜約892nMの間で等価)との間の最大血漿レベルは、2時間の静脈内注入として投与される、0.01mg/kg〜1.0mg/kg用量範囲にわたって達した。実質的に有意な有害作用はなかった。迅速な血漿再分布を可能にした後、インビトロで使用される二量体化剤の濃度は、インビボで容易に達成可能なままである。
自殺遺伝子改変T細胞の免疫学的能力を維持するために最適な培養条件を、安全スイッチ、選択マーカーおよび細胞タイプの各組み合わせに関して決定して定義しなければならない。なぜなら表現型、レパートリーおよび機能性は、全て、ポリクローナルT細胞活性化のために使用される刺激、形質導入細胞の選択のための方法、および培養の継続時間によって影響を及ぼされ得るからである。CD28共刺激の付加およびCD4:CD8比に関して非操作PBMCにより密接に似ている遺伝子改変された細胞を生成するための細胞サイズの常磁性ビーズの使用、ならびにリンパ節ホーミング分子CD62LおよびCCR7を含む記憶サブセットマーカーの発現は、遺伝子改変されたT細胞のインビボ機能性を改善し得る。CD28共刺激はまた、レトロウイルス形質導入および拡大の効率を増大し得る。しかし、興味深いことには、CD28共刺激の付加は、同種枯渇された細胞の形質導入に何ら影響を有しないことが見出され、示された細胞拡大の程度は、他の研究において抗CD3単独アームと比較した場合に、より高かった。さらに、iCasp9改変同種枯渇された細胞は、有意な抗ウイルス機能性を保持し、およそ1/4は、CD62L発現を保持した。CD4CD25Foxp3制御性T細胞の再生もまた、見られた。T細胞活性化および形質導入のための出発材料として使用される同種枯渇された細胞は、共刺激としての抗CD28抗体の添加にあまり感受性を有しない可能性がある。CD25枯渇されたPBMC/EBV−LCL共培養物は、非操作PBMCより有意に高いレベルでCD86を既に発現しかつ共刺激を提供し得るT細胞およびB細胞を含んだ。抗CD3でのポリクローナルT細胞活性化の前にCD25制御性T細胞を枯渇させると、最終T細胞生成物の免疫学的能力を高めることが報告された。機能的能力に対するインビトロ培養および拡大の効果を最小にするために、本明細書で示されるいくつかの実験では、比較的短時間の培養期間を使用した。それによって細胞は、4日目に行われるCD19選択を伴う形質導入後合計8日間にわたって拡大された。
最後に、スケールアップした生成が示され、その結果、十分な細胞生成物が、10 細胞/kgまでの用量で成人患者を処置するために生成され得る:同種枯渇された細胞は、4×10細胞/フラスコで活性化および形質転換され得、CD19選択された最終細胞生成物の最小で8倍の回復が、元のフラスコ1個あたり少なくとも3×10 同種枯渇された遺伝子改変された細胞を生成するために、形質導入後8日目に得られ得る。増大した培養容積は、さらなるフラスコまたはバッグに容易に収容され得る。
本明細書で示される同種枯渇およびiCasp9改変は、特にハプロタイプ一致幹細胞同種移植後に、T細胞を添加し戻す安全性を有意に改善し得る。これは、翻って、抗白血病効果を生じるというより高い見込みとともに、より大きな用量漸増を可能にするはずである。
(実施例3)
(CASPALLO - ハプロタイプ一致幹細胞移植後の誘導性カスパーゼ−9自殺
遺伝子で形質導入した同種枯渇T細胞のフェーズ1臨床試験)
この例は、図2において例示した代替の自殺遺伝子ストラテジーを使用するフェーズ1臨床試験の結果を示す。簡潔には、ドナー末梢血単核球を、レシピエントの照射EBV形質転換リンパ芽球様細胞とともに(40:1)72時間共培養し、CD25免疫毒素で同種枯渇させ、次いで、iCasp9自殺遺伝子および選択マーカー(ΔCD19)を有するレトロウイルス上清で形質導入した;ΔCD19は、免疫磁性選択を介して>90%純度への富化を可能にした。
細胞治療製品の生成のためのプロトコルの一例を、本明細書で提供する。
(原材料)
末梢血の240mlまで(2回の収集にて)を、確立されたプロトコルに従って移植ドナーから得た。場合によっては、ドナーおよびレシピエントのサイズに依存して、白血球除去を行って、十分なT細胞を単離した。10cc〜30ccの血液をまた、レシピエントから採血し、それを使用して刺激細胞(stimulator cell)として使用されるエプスタイン・バーウイルス(EBV)形質転換リンパ芽球様細胞株を生成した。場合によっては、医療履歴および/またはB細胞数が低いという表示に依存して、LCLを、適切な第1度近親者(例えば、親、きょうだい、もしくは子孫)の末梢血単核球を使用して生成した。
(同種枯渇細胞の生成)
同種枯渇細胞を、本明細書で示されるように移植ドナーから生成した。健常ドナーの末梢血単核球(PBMC)を、無血清培地(AIM V; Invitrogen, Carlsbad, CA)中40:1のレスポンダー対刺激物質比において、照射したレシピエントのエプスタイン・バーウイルス(EBV)形質転換リンパ芽球様細胞株(LCL)とともに共培養した。72時間後、CD25を発現する活性化T細胞を、RFT5−SMPT−dgA免疫毒素中での一晩のインキュベーションによって、共培養物から枯渇させた。同種枯渇を、その残りのCD3CD25集団が<1%であり、3H−チミジン取り込みによる残りの増殖が<10%であった場合に、適切であるとみなす。
(レトロウイルス生成)
レトロウイルスプロデューサー株クローンを、iCasp9−CD19構築物のために生成した。このプロデューサーのマスター細胞バンクもまた、生成した。このマスター細胞バンクの試験を行って、複製能のあるレトロウイルスの生成およびMycoplasma、HIV、HBV、HCVなどによる感染を除外した。このプロデューサー株を、コンフルエントになるまで成長させ、上清を採取し、濾過し、アリコートに分け、急速凍結し、−80℃で貯蔵した。さらなる試験を、レトロウイルス上清の全てのバッチに対して行って、プロトコルに従って、複製能のあるレトロウイルス(RCR)を除外し、分析証明書を発行した。
(同種枯渇細胞の形質導入)
同種枯渇Tリンパ球を、フィブロネクチンを使用して形質導入した。プレートまたはバッグを、組換えフィブロネクチンフラグメントCH−296(RetronectinTM, Takara Shuzo, Otsu, Japan)でコーティングした。ウイルスを、コーティングしたプレートまたはバッグ中でプロデューサー上清をインキュベートすることによってレトロネクチンに結合させた。次いで、細胞を、ウイルスコーティングしたプレートまたはバッグに移した。形質導入後、同種枯渇T細胞を、プロトコルに従って、これらにIL−2を1週間に2回供給して増殖させて十分な細胞数に到達させた。
(CD19免疫磁性選択)
CD19に関する免疫磁性選択を、形質導入の4日後に行った。細胞を、モノクローナルマウス抗ヒトCD19抗体に結合体化した常磁性マイクロビーズ(Miltenyi Biotech, Auburn, CA)で標識し、CliniMacs Plus自動化選択デバイスで選択する。臨床での注入に必要とされる細胞数に依存して、細胞を、CliniMacs選択後に凍結保存するか、またはIL−2でさらに増殖させて形質導入後の6日目または8日目に凍結保存するかのいずれかを行った。
(凍結)
細胞のアリコートを、FDAによる最終リリース試験のために必要とされるとおりの形質導入効率、同一性、表現型および微生物学的培養を試験するために取り出した。この細胞を、プロトコルに従って投与する前に、凍結保存した。
(研究薬)
(RFT5−SMPT−dgA)
RFT5−SMPT−dgAは、ヘテロ−−二官能性架橋剤[N−スクシンイミジルオキシカルボニル−アルファ−メチル−d−(2−ピリジルチオ)トルエン](SMPT)を介して化学的に脱グリコシル化したリシンA鎖(dgA)に結合体化したマウスIgG1 抗CD25(IL−2レセプターアルファ鎖)である。RFT5−SMPT−dgAを、0.5mg/mlの滅菌溶液として製剤化する。
(合成ホモ二量体化剤AP1903)
作用機構:AP1903誘導性細胞死は、ヒトFK506結合タンパク質(FKBP)由来の薬物結合ドメインに融合されたヒト(カスパーゼ−9プロテイン)レセプター(これは、アポトーシス細胞死をシグナル伝達する)の細胞内部分を含むキメラタンパク質を発現させることによって達成される。このキメラタンパク質は、FKBPドメインを架橋し、カスパーゼシグナル伝達およびアポトーシスを開始するAP1903の投与まで細胞内で静止状態のままである。
毒物学:AP1903は、FDAによって臨床試験用の新医薬品(IND)として評価されており、フェーズ1臨床安全性研究を成功裡に終えた。API903を0.01mg/kg〜1.0mg/kg 用量範囲にわたって投与した場合に、有意な有害作用は注記されなかった。
薬理学/薬物動態:患者に、0.4mg/kgのAP1903を、2時間注入として(0.01mg/kg〜1.0mg/kg用量範囲にわたって10ng/mL〜1275ng/mLの血漿濃度を示し、血漿レベルは、投与後0.5時間および2時間で最大から18%および7%へと低下するという、公開されたPkデータに基づいて)与えた。
ヒトにおける副作用プロファイル:志願者でのフェーズ1研究の間には、重篤な有害事象は起こらなかった。有害事象の発生率は、各処置後に非常に低く、全ての有害事象は、重症度が軽度であった。唯一の有害事象は、おそらくAP1903に関連していると考えられた。これは、1.0mg/kg AP1903投与量で1名の志願者について「顔面紅潮」として示された血管拡張というエピソードであった。この事象は、注入の開始後3分で起こり、32分の継続後に消散した(resolved)。この研究の間に報告された全ての他の有害事象は、研究者によって研究薬には関連しないかまたは関連性がありそうもない(improbable)と考えられた。これらの事象は、胸痛、インフルエンザ症候群、口臭、頭痛、注射部位疼痛、血管拡張、咳の増加、鼻炎、発疹、歯肉出血、および斑状出血を含んだ。
グレード1 GVHDを発症している患者を、2時間注入として、0.4mg/kg AP1903で処置した。患者グレード1 GVHDへのAP1903の投与プロトコルを、以下のとおり確立した。同種枯渇T細胞の注入後にGvHDを発症している患者を生検して診断を確定し、0.4mg/kgのAP1903を2時間の注入として与える。グレードI GVHDを有する患者は、他の治療を最初に何も受けなかったが、彼らがGvHDの進行を示した場合、従来のGvHD治療を、施設のガイドラインに従って投与した。グレード2〜4 GVHDを発症している患者に、施設のガイドラインに従って、AP1903二量体化薬物に加えて、標準的な全身免疫抑制治療を施した。
調製および注入の指示:注射用AP1903を、3ml バイアル中、5mg/mlの濃度で2.33mlの濃縮溶液(すなわち、11.66mg/バイアル)として得る。AP1903をまた、例えば、5mg/mlにてバイアルあたり8mlで提供し得る。投与前に、その計算した用量を、注入用0.9% 生理食塩水中で100mLへと希釈した。100ml容積中の注射用AP1903(0.4mg/kg)を、非DEHP、非エチレンオキシド滅菌注入セットおよび注入ポンプを使用して、2時間かけてIV注入を介して投与した。
図24に示されるiCasp9自殺遺伝子発現構築物(例えば、SFG.iCasp9.2A.ΔCD19)は、切断可能な2A様配列を介して短縮型ヒトCD19(ΔCD19)へと連結した誘導性カスパーゼ−9(iCasp9)からなる。iCasp9は、Ser−Gly−Gly−Gly−Ser−Glyリンカーを介してヒトカスパーゼ−9(CASP9; GenBank NM 001229)へと接続された、F36V変異を有するヒトFK506結合タンパク質(FKBP12; GenBank AH002 818)を含む。このF36V変異は、合成ホモ二量体化剤AP20187またはAP1903に対するFKBP12の結合親和性を増大させ得る。カスパーゼリクルートメントドメイン(CARD)は、ヒトカスパーゼ−9配列から欠失されており、その生理学的機能は、FKBP12によって置き換えられている。CARDをFKBP12で置き換えると、導入遺伝子発現および機能が増大する。上記2A様配列は、Thosea Asigna昆虫ウイルス由来の18アミノ酸のペプチドをコードし、それはグリシンと末端プロリン残基との間で>99%切断を媒介し、iCasp9のC末端において17個の余分なアミノ酸およびCD19のN末端において1個の余分なプロリン残基を生じる。ΔCD19は、アミノ酸333(TDPTRRF)で短縮された全長CD19(GenBank NM 001770)からなり、これは、細胞質内ドメインを242から19アミノ酸に短縮し、リン酸化の潜在的部位である全ての保存されたチロシン残基を除去する。
(インビボ研究)
3名の患者に、ハプロ−CD34幹細胞移植(SCT)後に、約1×10 細胞/kg〜約3×10 細胞/kgの間の用量レベルでiCasp9 T細胞を与えた。
注入したT細胞を、図27、28および29において図示したように、注入後7日目の早さで、フローサイトメトリー(CD3 ΔCD19)またはqPCRによってインビボで検出し、最大倍数増殖は170±5(注入後29±9日目)であった。2名の患者は、グレードI/II aGVHDを発症し(図31〜32を参照のこと)、AP1903投与は、注入の30分以内に、CD3 ΔCD19細胞の>90%除去(図30、33および34を参照のこと)(24時間以内にさらなる対数減少を伴う)、および24時間以内の皮膚および肝臓のaGvHDの消散を引き起こし、iCasp9導入遺伝子がインビボで機能することを示した。患者2に関しては、処置後24時間以内での皮膚発疹の消失が観察された。
エキソビボ実験は、このデータを確認した。さらに、残っている同種枯渇T細胞は、増殖でき、ウイルス(CMV)および真菌(Aspergillus fumigatus)に対して反応性であった(IFN−γ生成)。これらのインビボ研究は、二量体化薬物の単一用量が、GvHDを引き起こすT細胞の部分集団を減少または排除し得るが、ウイルス特異的CTL(これは、次いで、再増殖し得る)を残し得ることを見出した。
(免疫再形成)
患者細胞および試薬の利用可能性に依存して、免疫再形成研究(免疫表現型決定、T細胞およびB細胞機能)は、移植後一連の間隔で得られ得る。iカスパーゼ形質導入同種枯渇T細胞から生じる免疫再形成を測定するいくつかのパラメーターを分析する。この分析は、全リンパ球カウント、T細胞およびCD19 B細胞の数の反復測定、ならびにT細胞サブセット(CD3、CD4、CD8、CD16、CD19、CD27、CD28、CD44、CD62L、CCR7、CD56、CD45RA、CD45RO、アルファ/ベータおよびガンマ/デルタT細胞レセプター)のFACS分析を含む。患者T細胞の利用可能性に依存して、調節性T細胞マーカー(例えば、CD41CD251FoxP3)もまた分析する。可能な場合には、注入の4時間後、1ヶ月の間週に1回、月に1回×9ヶ月間、および次に1年でおよび2年で、およそ10〜60mlの患者血液を採取する。採取される血液量は、レシピエントのサイズに依存し、いずれの1回の採血時にも(臨床上のケアおよび研究評価のために血液採取は可能である)合計で1〜2cc/kgを超えない。
(形質導入された同種枯渇されたT細胞の持続性および安全性)
以下の分析もまた末梢血サンプルに対して行って、研究予定表に示された時点で形質導入されたT細胞の機能、持続性および安全性をモニターした:
・トランスジェニック細胞の存在を検出するためのフローサイトメトリーによる表現型決定。
・PCRによるRCR試験。
・レトロウイルス組み込み体を検出するための定量的リアルタイムPCR。
・PCRによるRCR試験は、研究前、3ヶ月、6ヶ月、および12ヶ月で行われ、その後、合計15年間にわたって毎年行われる。組織、細胞および血清サンプルを、FDAによって要求されるように、RCRの将来的な研究における使用のために保管する。
(統計分析および停止規則)
MTDを、適格な症例のうちの多くても25%においてグレードIII/IVの急性GVHDを引き起こす用量であると定義する。その決定は、サイズ2のコホートを有するロジスティックモデルを使用する改変連続再評価法(CRM)に基づく。3つの用量群(すなわち、1×10、3×10、1×10)が評価され、毒性の事前確率が、それぞれ、10%、15%、および30%と予測されている。提唱されるCRMデザインは、各コホートにおいて1名より多くの被験体を集め、用量漸増を1用量レベル以下にまで制限し、非形質導入細胞に関して安全であると示された最低用量レベルで患者登録を開始することによって、元のCRMに対する改変を使用する。最低用量コホートでの毒性転帰は、用量−毒性曲線を更新するために使用される。次の患者コホートを、25%という目標確率に最も近い毒性の関連する確率(associated probability)を有する用量レベルへと割り当てる。このプロセスは、少なくとも10名の患者がこの用量漸増研究へと集められるまで継続する。患者の利用可能性に依存して、18名以下の患者がフェーズ1治験へと登録され得るか、または6名の患者が最新MTDにおいて処理されるまで登録され得る。最終MTDは、これら終結点において目標毒性率に最も近い確率を有する用量である。
シミュレーションを行って、その提唱されるデザインの操作特性を決定し、これと、標準的な3+3用量漸増デザインとを比較した。提唱されるデザインは、MTDとして適切な用量レベルを宣言するより高い確率に基づいてMTDのよりよい推定値(estimate)を提供し、より低いかつおそらく無効な用量レベルで集められたより少数の患者を提供し、治験に必要とされる患者平均総数がより低く維持された。低い用量−毒性曲線(shallow
dose-toxicity curve)は、本明細書で提唱される用量の範囲にわたって予測され、従って、促進される用量漸増は、患者の安全を含むことなく行われ得る。行われるシミュレーションは、改変CRMデザインが、標準的デザインと比較した場合に、総毒性のより大きな平均数を招かないことを示す(総毒性は、それぞれ、1.9および2.1に等しい)。
同種枯渇されたT細胞の最初の注入後の45日以内に起こるグレードIII/IV GVHDは、その後のコホートに関して推奨される用量を決定するために、CRM計算へと考慮される。患者の毒性転帰のリアルタイムモニタリングを、用量−毒性曲線の推定を実行し、予め指定された用量レベルのうちの1つを使用して次の患者コホートのための用量レベルを決定するために研究の間に行う。処置を制限する毒性としては以下が挙げられる:
・注入に関連するグレード4の反応、
・TC−Tの注入後30日以内に起こる移植不全(少なくとも14日間にわたって持続する成長因子治療に不応性の、異なる日での3回連続測定に関して<500/mmへのANCのその後の減少として定義される)、
・注入後30日以内に起こるグレード4非造血および非感染性の有害事象、
・TC−Tの注入後45日までのグレード3〜4の急性GVHD、
・注入後30日以内に起こる処置関連死。
GVHD率を、安全性および毒性の他の尺度とともに、記述統計を使用してまとめる。同様に、記述統計を、グレード1より大きいGVHDに起因してAP1903を受ける患者における臨床的応答および生物学的応答をまとめるために計算する。
iカスパーゼ形質導入同種枯渇T細胞から生じる免疫再形成を測定するいくつかのパラメーターを、分析する。これらは、全リンパ球数、TおよびCD19 B細胞数の反復測定、ならびにT細胞サブセット(CD3、CD4、CDS、CD16、CD19、CD27、CD44、CD62L、CCR7、CD56、CD45RA、CD45RO、α/βおよびγ/δT細胞レセプター)のFACS分析を含む。十分なT細胞が分析用に残っている場合、T制御性細胞マーカー(例えば、CD4/CD25/FoxP3)もまた分析する。各被験体を、上記で示されるように注入前および注入後の複数の時点で測定する。
患者群全体における、および用量群による、ならびに測定時間によるこれらパラメーターの記述要約を示す。患者内の経時的な測定を表す成長曲線を作成して、免疫再形成の一般的パターンを可視化する。iCasp9陽性細胞の割合もまた、各時点でまとめる。注入前と比較して経時的なこれらエンドポイントでの変化のペアワイズ比較を、対応のあるt検定またはウィルコクソンの符合順位検定を使用して行う。
ランダム係数モデルを使用する各反復測定した免疫再形成パラメーターの縦断的分析を行う。縦断的分析は、患者1名あたりの免疫再形成のモデルパターンの構築を可能にしながら、患者内の種々の切片および傾きを可能にする。上記患者が受ける異なる用量レベルを説明するためにモデルにおいて独立変数としての用量レベルもまた、使用する。免疫機能において経時的に有意な改善があるかどうかの検定、および傾きの推定値およびその標準誤差に基づくこれら改善の大きさの推定は、本明細書で示されるモデルを使用して可能である。CTLの異なる用量レベルにわたる免疫再形成の率における差異の任意の指標の評価はまた、行われる。同一性リンクを有する正規分布は、これらモデルにおいて利用され、SAS MIXED手順を使用して実装される。免疫再形成パラメーターの正規性の仮定を評価し、正規性を達成するために必要であれば、変換(例えば、対数、平方根)を行い得る。
上記に示されるものに類似のストラテジーを使用して、T細胞生存、拡大および持続性の速度論を評価することができる。絶対T細胞数とマーカー遺伝子陽性細胞数との比を決定し、縦断的に経時的にモデル化する。その傾きの正の推定値は、免疫回復のためのT細胞の寄与が増大していることを示す。iCasp9 T細胞のウイルス特異的免疫を、縦断的モデルを使用してエキソビボ刺激ウイルス特異的CTLに基づいて、IFNγを放出するT細胞数の分析によって評価する。EBV、CMVおよびアデノウイルスの免疫評価の分析のために別個のモデルを作成する。
最後に、患者コホート全体において、全体的および疾患なしの生存を、カプラン・マイヤーの積・極限法(Kaplan−Meier product−limit method)を使用してまとめる。移植後100日間および1年間で生存しかつ疾患のない患者の割合を、カプラン・マイヤー曲線から概算し得る。
結論として、ハプロCD34 SCT後のiCasp9+ 同種枯渇T細胞の追加戻しは、機能的ドナーリンパ球のインビボでの有意な拡大およびaGvHDの消散とともに同種反応性T細胞の迅速なクリアランスを可能にする。
(実施例4:インビボでのT細胞同種枯渇)
実施例1〜3において提供されるプロトコルはまた、インビボでのT細胞同種枯渇を提供するために改変され得る。このアプローチを急性GvHDなしの免疫再形成から利益を受け得る被験体のより大きな群へと拡げるために、T細胞枯渇のインビボ方法を提供することによってこのプロトコルを単純化し得る。処置前の同種枯渇方法では、本明細書で論じられるように、EBV形質転換リンパ芽球様細胞株を、レシピエントからまず調製する。次いで、これは、同種抗原提示細胞として作用する。この手順は8週間かかり得、広範囲に前処置した悪性腫瘍を有する被験体では、特に、彼らの最初の治療の構成成分としてリツジシマブを彼らが受けた場合には、失敗する可能性がある。その後、ドナーT細胞を、レシピエントEBV−LCLと共培養し、その同種反応性T細胞(これは活性化抗原CD25を発現する)を、その後、CD25−リシン結合体化モノクローナル抗体で処理する。この手順は、各被験体に関する実験室作業にさらに多くの日数がかかり得る。
上記プロセスは、同種枯渇のインビボ方法を使用し、二量体化薬物による同種反応性T細胞の観察された迅速なインビボ枯渇を利用し、非刺激であるが、ウイルス/真菌反応性T細胞を残しておくことによって、単純化され得る。
グレードIまたはこれより高い急性GvHDの発生がある場合、単一用量の二量体化薬物が投与される(例えば、2時間の静脈内注入として0.4mg/kgのAP1903という用量で)。急性GvHDが持続する場合、さらに3用量までの二量体化薬物が48時間の間隔で投与され得る。グレードIIまたはこれより高い急性GvHDを有する被験体では、これらのさらなる用量の二量体化薬物がステロイドと組み合わされ得る。二量体化剤に対してグレードIIIまたはIVの反応に起因して二量体化剤のさらなる用量を受けることができない持続性のGVHDを有する患者に関しては、この患者は、0または1用量いずれかの二量体化剤の後に、ステロイドのみで処置され得る。
(治療用T細胞の生成)
240ml(2回の収集で)までの末梢血を、獲得した同意に従って移植ドナーから得る。必要であれば、白血球除去療法(leukapheresis)を使用して、十分なT細胞を得る;(幹細胞動員前または最後のG−CSF投与の7日後のいずれかに)。10〜30mlの余分の血液をまた集めて、肝炎およびHIVなどの感染性疾患について試験し得る。
末梢血単核細胞を、抗ヒトCD3抗体(例えば、OrthotechまたはMiltenyi製)を使用して0日目に活性化し、2日目に組換えヒトインターロイキン−2(rhIL−2)の存在下で拡大する。CD3抗体活性化T細胞を、組換えフィブロネクチンフラグメントCH−296(RetronectinTM, Takara Shuzo, Otsu, Japan)でコーティングしたフラスコまたはプレートでiカスパーゼ−9レトロウイルスベクターによって形質導入する。ウイルスを、レトロネクチンコーティングしたプレートまたはフラスコ中でプロデューサー上清をインキュベートすることによって、レトロネクチンへと結合させる。次いで、細胞を、ウイルスコーティングした組織培養デバイスへと移す。形質導入後、T細胞を、プロトコルに従って、これらにrhIL−2を1週間に2回供給することによって拡大して十分数の細胞に到達させる。
注入されたT細胞の大部分が自殺遺伝子を有することを確実にするために、選択マーカー、短縮型ヒトCD19(ΔCD19)および市販の選択デバイスを使用して、その形質導入された細胞を>90%純度になるように選択し得る。CD19に関する免疫磁性選択を、形質導入の4日後に行い得る。細胞を、モノクローナルマウス抗−ヒトCD19抗体(Miltenyi Biotech, Auburn, CA)に結合体化した常磁性マイクロビーズで標識し、CliniMacs Plus自動化選択デバイスで選択する。臨床的注入に必要とされる細胞数に依存して、細胞は、CliniMacs選択後に低温貯蔵されるかまたはIL−2でさらに拡大されて十分な細胞が拡大されたらすぐに低温貯蔵される(生成物開始から14日目まで)かのいずれかであり得る。
細胞のアリコートを、FDAによる最終リリース試験のために必要とされる場合、形質導入効率、同一性、表現型、自律的成長および微生物学的検査の試験のために取り出し得る。上記細胞を、投与前に低温貯蔵する。
(T細胞の投与)
形質導入されたT細胞を、幹細胞移植後から、例えば、30日〜120日の間に患者に投与する。上記低温貯蔵したT細胞を解凍し、ノーマルセーラインを用いカテーテルラインを通して注入する。小児に関しては、体重によっては前投薬の薬が投与される。細胞の用量は、例えば、約1×10 細胞/kg〜1×10 細胞/kg、例えば、約1×10 細胞/kg〜1×10 細胞/kg、約1×10 細胞/kg〜5×10
細胞/kg、約1×10 細胞/kg〜5×10 細胞/kg、例えば、約1×10、約1×10、約2×10、約3×10、約5×10、6×10、約7×10、約8×10、約9×10、約1×10、約2×10、約3×10、約4×10、または約5×10 細胞/kgの範囲に及び得る。
(GvHDの処置)
グレード≧1の急性GVHDを発生させる患者を、2時間の注入として0.4mg/kg AP1903で処置する。注入用AP1903は、例えば、3mlバイアル中2.33mlの濃縮溶液として、5mg/mlの濃度(すなわち、11.66mg/バイアル)で提供され得る。AP1903はまた、異なるサイズのバイアルで提供され得る、例えば、5mg/mlで8mlが提供され得る。投与前に、計算された用量を、注入用の0.9% ノーマルセーラインで100mLへと希釈する。100ml体積での注入用AP1903(0.4mg/kg)を、非DEHP、非エチレンオキシド滅菌注入セットおよび注入ポンプを使用して、2時間にわたるIV注入を介して投与し得る。
他の方法は、例えば、本明細書中の実施例1〜3において提供されるとおりの臨床的治療および評価に従い得る。
(実施例5:iCasp9自殺遺伝子を使用して、間葉系ストローマ細胞治療の安全性を改善する)
間葉系ストローマ細胞(MSC)は、数百名の患者に注入され、今日まで報告された有害副作用は最小限である。MSCは、疾患の処置において使用されてきたために、追跡調査が限定されたものであり比較的短期間であることに起因して、長期間の副作用は知られていない。なぜならMSCは、疾患の処置において使用されてきたからである。いくつかの動物モデルは、副作用が潜在的に存在し、従って、使用されるMSCの成長および生存にわたってコントロールを可能にするシステムが治療上望ましいことを示した。本明細書で示される誘導性カスパーゼ−9自殺スイッチ発現ベクター構築物を、インビボおよびインビトロでMSCを排除するための方法として調査した。
(材料および方法)
(MSC単離)
MSCを、健常ドナーから単離した。簡潔には、注入後廃棄される健常ドナー骨髄収集バッグおよびフィルターを、RPMI 1640(HyClone, Logan, UT)で洗浄し、10% ウシ胎仔血清(FBS)、2mM アラニル−グルタミン(Glutamax, Invitrogen)、100ユニット/mL ペニシリンおよび100μg/mL ストレプトマイシン(Invitrogen)を有するDMEM(Invitrogen, Carlsbad, CA)が入った組織培養フラスコにプレーティングした。48時間後、その上清を廃棄し、その細胞を、完全培養培地(CCM):16.5% FBS、2mM アラニル−グルタミン、100ユニット/mL ペニシリンおよび100μg/mL ストレプトマイシンを有するα−MEM(Invitrogen)中で培養した。細胞を、80% コンフルエント未満になるように成長させ、適切であれば低密度で再プレーティングした。
(免疫表現型決定)
フィコエリトリン(PE)、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、ペリジニンクロロフィルタンパク質(PerCP)またはアロフィコシアニン(APC)結合体化CD14、CD34、CD45、CD73、CD90、CD105およびCD133モノクローナル抗体を使用して、MSCを染色した。全ての抗体は、示されたものを除いてBecton Dickinson−Pharmingen(San Diego, CA)製であった。適切なアイソタイプ適合抗体で標識したコントロールサンプルを、各実験に含めた。細胞を、4種の蛍光シグナルについて設定されたフィルターを備えた蛍光活性化セルソーティングFACScan(Becton Dickinson)によって分析した。
(インビトロでの分化研究)
脂肪細胞分化。 MSC(7.5×10 細胞)を、NH AdipoDiff Medium(Miltenyi Biotech, Auburn, CA)が入った、6ウェルプレートのウェルにプレーティングした。培地を、21日間にわたって3日毎に交換した。細胞を、リン酸緩衝食塩水(PBS)中4% ホルムアルデヒドで固定した後にOil Red O溶液(3:2比のイソプロパノールと水とで0.5% w/v Oil Red Oを希釈することによって得た)で染色した。
骨形成分化。 MSC(4.5×10 細胞)を、NH OsteoDiff Medium(Miltenyi Biotech)が入った、6ウェルプレートにプレーティングした。培地を、10日間にわたって3日毎に交換した。細胞を、冷メタノールでの固定後に、製造業者の指示に従って、Sigma Fast BCIP/NBT基質(Sigma−Aldrich, St. Louis, MO)を使用してアルカリホスファターゼ活性に関して染色した。
軟骨芽細胞分化。 2.5×10〜5×10 細胞を含むMSCペレットを、15mLまたは1.5mL ポリプロピレンコニカルチューブの中で遠心分離することによって得、NH ChondroDiff Medium(Miltenyi Biotech)中で培養した。培地を、合計24日間にわたって3日毎に交換した。細胞ペレットを、PBS中の4% ホルマリン中で固定し、慣用的パラフィン切片化のために処理した。切片をアルシアンブルーで、またはペプシン(Thermo Scientific, Fremont, CA)での抗原回復後にII型コラーゲンに関する間接免疫蛍光(マウス抗II型コラーゲンモノクローナル抗体MAB8887, Millipore, Billerica, MA)を使用して染色した。
(iCasp9−ΔCD19レトロウイルス生成およびMSCの形質導入)
SFG.iCasp9.2A.ΔCD19(iCasp−ΔCD19)レトロウイルスは、切断可能な2A様配列を介して、短縮型ヒトCD19(ΔCD19)に連結されたiCasp9からなる。上記のように、iCasp9は、Ser−Gly−Gly−Gly−Ser−Glyリンカーを介してヒトカスパーゼ−9(その動員ドメイン(CARD)は欠失されており、その機能は、FKBP12によって置き換わっている)に接続されたF36V変異を有するヒトFK506結合タンパク質(FKBP12)(その変異は、合成ホモ二量体化剤(AP20187またはAP1903)に対するそのタンパク質の結合親和性を増大させる)である。
2A様配列は、Thosea Asigna昆虫ウイルス由来の20アミノ酸ペプチドをコードし、グリシンと末端プロリン残基との間で99%超の切断を媒介して、翻訳の際のiCasp9とΔCD19との間の分離を確実にする。ΔCD19は、アミノ酸333で短縮され、リン酸化のための潜在的部位である全ての保存された細胞質内チロシン残基を除去したヒトCD19からなる。テナガザル白血病ウイルス(Gal−V)偽型レトロウイルスを生成する安定なPG13クローンを、Phoenix Eco細胞株(ATCC製品 #SD3444; ATCC, Manassas, VA)をSFG.iCasp9.2A.ΔCD19で一過性にトランスフェクトすることによって作製し、これによってEco偽型レトロウイルスを得た。このPG13パッケージング細胞株(ATCC)を、Eco偽型レトロウイルスで3回形質導入して、1細胞あたり複数のSFG.iCasp9.2A.ΔCD19プロウイルス組み込み体を含むプロデューサー株を生成した。単一細胞クローニングを行い、最高力価を生成するPG13クローンを拡大し、ベクター生成のために使用した。レトロウイルス上清を、10% FBS、2mM アラニル−グルタミン、100ユニット/mL ペニシリンおよび100μg/mL ストレプトマイシンを有するIMDM(Invitrogen)中、プロデューサー細胞株の培養を介して得た。レトロウイルスを含む上清を、最初の培養の48時間後および72時間後に集めた。形質導入のために、およそ2×10 MSC/cmを、6ウェルプレート、T75またはT175フラスコの中のCM中にプレーティングした。24時間後、培地を、ポリブレン(最終濃度5μg/mL)と一緒に10倍希釈したウイルス上清に置き換え、その細胞を、37℃で5% CO中で48時間にわたってインキュベートし、その後、細胞を完全培地中で維持した。
(細胞富化)
インビトロ実験のための誘導性iCasp9−ΔCD19陽性MSC選択のために、レトロウイルスで形質導入したMSCを、製造業者の指示に従って、抗CD19(クローン4G7)で結合体化した磁性ビーズ(Miltenyi Biotec)を使用して、CD19陽性細胞について富化した。細胞サンプルを、PE結合体化またはAPC結合体化CD19(クローンSJ25C1)抗体で染色して、細胞画分の純度を評価した。
(インビトロでのアポトーシス研究)
未分化MSC。 二量体化の化学的誘導物質(CID)(AP20187; ARIAD Pharmaceuticals, Cambridge, MA)を、完全培地中のiCasp9形質導入MSC培養物へと50nMで添加した。アポトーシスを、細胞採取ならびにアネキシンV結合緩衝液(BD Biosciences, San Diego, CA)中でのアネキシンV−PEおよび7−AADでの染色後に、FACS分析によって24時間後に評価した。コントロールiCasp9形質導入MSCを、CIDへの曝露なしで、培養物中で維持した。
分化MSC。 形質導入したMSCを、上記で示されるように分化させた。分化期間の最後に、CIDを、50nMで分化培地へと添加した。細胞を、上記で示されるように、研究されている組織に対して適切に染色し、対比染色(メチレンアズールまたはメチレンブルー)を使用して、核および細胞質形態を評価した。並行して、組織を、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼdUTPニック末端標識(TUNEL)アッセイのために、製造業者の指示に従って処理した(In Situ Cell Death Detection Kit, Roche Diagnostics, Mannheim, Germany)。各時点について、4つの無作為の視野を、最終倍率40×で撮影し、ImageJソフトウェアバージョン1.43o(NIH, Bethesda, MD)で画像を分析した。細胞密度を、表面積の単位(mm)あたりの核の数(DAPI陽性)として計算した。アポトーシス細胞のパーセンテージを、陽性TUNELシグナル(FITC陽性)を有する核の数 対 核の総数の比として決定した。コントロールを、CIDなしの培養物中で維持した。
(マウスモデルでのインビボ殺滅研究)
全てのマウス実験を、Baylor College of Medicine動物飼養ガイドラインに従って行った。改変MSCのインビボでの持続性を評価するために、SCIDマウスモデルを、インビボ画像化システムとともに使用した。MSCを、高感度緑色蛍光タンパク質−ホタルルシフェラーゼ(eGFP−FFLuc)遺伝子のみをまたはiCasp9−ΔCD19遺伝子と一緒にコードするレトロウイルスで形質導入した。細胞を、MoFloフローサイトメーター(Beckman Coulter, Fullerton, CA)を使用する蛍光活性化セルソーティングによって、eGFP陽性に関してソートした。二重形質導入細胞もまた、PE結合体化抗CD19で染色し、PE陽性に関してソートした。SCIDマウス(8〜10週齢)に、反対側の側腹部にiCasp9−ΔCD19ありおよびなしで、5×10 MSCを皮下注射した。マウスに、1週間後に開始して、24時間間隔を空けて、50μgのCIDの2回の腹腔内注射を与えた。eGFP−FFLucを発現するMSCのインビボ画像化のために、マウスに、D−ルシフェリン(150mg/kg)を腹腔内注射し、Xenogen−IVIS Imaging Systemを使用して分析した。各時点での総ルミネッセンス(沈着した総標識MSCに比例した測定値)を、MSC移植部位にわたる関心領域(ROI)を自動的に定義することによって計算した。これらROIは、バックグラウンドを少なくとも5%上回るルミネッセンスシグナルを有する全ての領域を含んだ。総光子数を各ROIに関して積分し、平均値を計算した。結果を、時間ゼロが100%シグナルに相当するように正規化した。
第2の実験セットにおいて、2.5×10 eGFP−FFLuc標識MSCおよび2.5×10 eGFP−FFLuc標識iCasp9−ΔCD19形質導入MSCの混合物を、右側腹部に皮下注射し、そのマウスに、7日後に開始して24時間空けて50μgのCIDの2回の腹腔内注射を与えた。CID注射後のいくつかの時点で、MSCの皮下ペレットを、組織ルミネッセンスを使用して採取し、全ヒト標本を同定し、収集し、マウス組織の夾雑を最小にした。次いで、ゲノムDNAを、QIAmp(登録商標) DNA Mini(Qiagen, Valencia, CA)を使用して単離した。100ngのDNAのアリコートを、定量的PCR(qPCR)において使用して、特異的プライマーおよびプローブ(eGFP−FFLuc構築物に関して:順方向プライマー 5’−TCCGCCCTGAGCAAAGAC−3’、逆方向、5’−ACGAACTCCAGCAGGACCAT−3’、プローブ 5’ FAM,6−カルボキシフルオレセイン−ACGAGAAGCGCGATC−3’ MGBNFQ、副溝結合非蛍光クエンチャー;iCasp9−ΔCD19:順方向 5’−CTGGAATCTGGCGGTGGAT−3’、逆方向 5’−CAAACTCTCAAGAGCACCGACAT−3’、プローブ5’ FAM−CGGAGTCGACGGATT−3’ MGBNFQ)を使用して、各導入遺伝子のコピー数を決定した。各導入遺伝子の単一コピーを含む既知数のプラスミドを使用して、標準曲線を確立した。単一eGFP−FFLuc形質導入MSCまたは二重eGFP−FFLuc形質導入MSCおよびiCasp9形質導入MSCの「純粋」集団から単離されたおよそ100ngのDNAは、それぞれ、類似した数のeGFP−FFLuc遺伝子コピー(およそ3.0×10)、ならびにゼロおよび1.7×10のiCasp9−ΔCD19遺伝子コピーを有すると決定された。
非形質導入ヒト細胞およびマウス組織は、100ngのゲノムDNA中でいずれの遺伝子のコピーもゼロであった。eGFP遺伝子のコピー数は、MSCのいずれの集団(iCasp9陰性または陽性)から単離された同一量のDNAに対しても同じであるので。細胞の任意の混合物から単離されたDNA中のこの遺伝子のコピー数は、eGFP−FFLuc陽性細胞の総数(iCasp9陽性+陰性MSC)に比例する。さらに、iCasp9陰性組織は、iCasp9コピー数に寄与しないので、任意のDNAサンプル中のiCasp9遺伝子のコピー数は、iCasp9陽性細胞の総数に比例する。従って、任意のDNAサンプルに関して、GがGFP陽性およびiCasp9陰性細胞の総数であり、CがGFP陽性およびiCasp9陽性細胞の総数である場合、NeGFP=g・(C+G)およびNiCasp9=k・Cである(ここでNは、遺伝子コピー数を表し、gおよびkは、それぞれ、eGFP遺伝子およびiCasp9遺伝子についてのコピー数および細胞数に関する定数である)。従って、NiCasp9/NeGFP=(k/g)・[C/(C+G)]、すなわち、iCasp9コピー数とeGFPコピー数との間の比は、全てのeGFP陽性細胞の中での二重形質導入(iCasp9陽性)細胞の画分に比例する。NiCasp9およびNeGFPの絶対値は、各MSC外植片中のマウス細胞による汚染の増大とともに減少するが、各時点に関して、含まれるマウス組織の量に拘わらずその比は一定である。なぜならヒト細胞の両方のタイプが物理的に混合されるからである。(インビトロ培養によって示されるように)両方の集団における自発的アポトーシスの類似の比を想定すると、任意の時点におけるNiCasp9/NeGFPと時間ゼロでのそれとの間の商は、CIDへの曝露後に生存しているiCasp9陽性細胞のパーセンテージを表す。全てのコピー数決定を、三連で行った。
(統計分析)
対応のある両側スチューデントt検定を使用して、サンプル間の統計的有意差を決定した。全ての数値データを、平均±1標準偏差として表す。
(結果)
(MSCは、iCasp9−ΔCD19で容易に形質導入され、それらの基本表現型を維持する)
3名の健常ドナー由来のMSCのフローサイトメトリー分析は、それらが一様に、CD73、CD90およびCD105に関して陽性であり、造血マーカーCD45、CD14、CD133およびCD34に関して陰性であることを示した。骨髄から単離された単核性接着画分は均質に(homogenously)、CD73、CD90およびCD105に関して陽性であり、造血マーカーに関して陰性であった。単離されたMSCの、脂肪細胞、骨芽細胞および軟骨芽細胞への分化潜在能を特異的アッセイにおいて確認したところ、これら細胞が真正のMSCであることが示された。
早期継代のMSCを、カスパーゼ−9の誘導性形態をコードするiCasp9−ΔCD19レトロウイルスベクターで形質導入した。最適なシグナル伝達条件(single transduction condition)下で、この細胞のうちの47±6%がCD19(その短縮型形態は
、iCasp9とともにシスで転写される)を発現し、成功裡の形質導入のための代用物として働き、形質導入された細胞の選択を可能にする。CD19に関して陽性の細胞のパーセンテージは、培養物中で2週間より長く安定であり、MSCに対してその構築物の有害な作用も成長に有利な効果も示唆しなかった。CD19陽性細胞(iCasp9での成功裡の形質導入の代用物)のパーセンテージは、2週間より長く一定なままである。その構築物の安定性にさらに対処するために、蛍光活性化セルソーター(FACS)によって精製したiCasp9陽性細胞の集団を、培養物中で維持した:CD19陽性細胞のパーセンテージの有意差は、6週間を超えても観察されなかった(ベースラインで96.5±1.1% 対 43日後に97.4±0.8%、P=0.46)。iCasp9−CD19陽性細胞の表現型は、非形質導入細胞の表現型と他の点では実質的に同一であった(実質的に全ての細胞がCD73、CD90およびCD105に関して陽性、造血マーカーに関して陰性)。これは、MSCの遺伝子操作がそれらの基本特性を改変しないことを確認した。
(iCasp9−ΔCD19形質導入MSCは、インビトロでのCIDへの曝露後に選択的アポトーシスを受ける)
アポトーシス促進遺伝子生成物iCasp9は、小さな二量体化の化学的誘導物質(CID)、AP20187(iCasp9生成物に存在するFK506−結合ドメインに結合するタクロリムスのアナログ)によって活性化され得る。非形質導入MSCは、ベースラインにおいてiCasp9陽性細胞が有する(15±6%、P=0.47)ように、およそ18%(±7%)という培養物中での自発的アポトーシス率を有する。iCasp9−ΔCD19での形質導入後のMSC培養物へのCID(50nM)の添加は、24時間以内にiCasp9陽性細胞の90%超(93±1%、P<0.0001)のアポトーシス死を生じる一方で、iCasp9陰性細胞は、非形質導入コントロールに類似のアポトーシス指数を保持する(20±7%、CIDありまたはなしでの非形質導入コントロールに対してそれぞれP=0.99およびP=0.69)(図17Aおよび70Bを参照のこと)。iCasp9でのMSCの形質導入後、その二量体化の化学的誘導物質(CID)を、50nMで完全培地中の培養物に添加した。アポトーシスを、細胞採取ならびにアネキシンV−PEおよび7−AADでの染色後に、FACS分析によって24時間後に評価した。同じ化合物に曝露された非形質導入コントロールMSC(コントロール/CID、15%)およびCIDに曝露されなかったiCasp9−CD19陽性細胞(iCasp陽性/CIDなし、13%)に匹敵し、非形質導入MSCのベースラインアポトーシス率(コントロール/CIDなし、16%)に類似した割合である、陰性集団(iCasp陰性/CID)のわずか19%に対して、iCasp9−CD19陽性細胞(iCasp陽性/CID)のうちの93%がアネキシン陽性になった。iCap9−CD19陽性細胞の磁性免疫選択は、高純度に到達させ得る。その選択された細胞のうちの95%超が、CIDへの曝露後にアポトーシス性になる。
CIDへの単一曝露後の後の時点での高度に精製されたiCasp9陽性集団の分析は、iCasp9陰性細胞の小さな画分が拡大し、iCasp9陽性細胞の集団が残存するが、iCasp9陽性細胞の集団はCIDへの再曝露によって殺滅され得ることを示す。従って、CIDによるさらなる殺滅に耐性のiCasp9陽性集団は検出されなかった。iCasp9−CD19陰性MSCの集団は、CID導入後24時間程度の速さで出現する。iCasp9−CD19陰性MSCの集団が予測される。なぜなら100%純度を有する集団の達成は非現実的であり、かつそのMSCは、それらのインビトロでの迅速な拡大に有利な条件において培養されている最中であるからである。iCasp9−CD19陽性集団の画分は、殺滅が100%効率ではないという事実によって推測されるように、持続する(例えば、99%純粋集団の99%殺滅を仮定すると、得られる集団は、49.7% iCasp9陽性細胞および50.3% iCasp9陰性細胞を有する)。しかし、生存している細胞は、CIDへの再曝露によって後の時点で殺滅され得る。
(iCasp9−ΔCD19形質導入MSCは、非改変MSCの分化潜在能を維持し、それらの子孫は、CIDへの曝露によって殺滅される)
上記CIDが、iCasp9陽性MSCの分化した子孫を選択的に殺滅し得るかどうかを決定するために、CD19に関する免疫磁性選択を使用して、改変された集団の純度を増大させた(1ラウンドの選択後に>90%)。このようにして選択されたiCasp9陽性細胞は、インビボで、研究した全ての結合組織系統へと分化できた(図19A〜19Qを参照のこと)。ヒトMSCをCD19(従って、iCasp9)発現に関して免疫磁性選択したところ、純度は91%より高かった。特異的分化培地中での培養後に、iCasp9陽性細胞は、脂肪細胞系統(A、オイルレッドおよびメチレンアズール)、骨芽細胞系統(B、アルカリホスファターゼ−BCIP/NBTおよびメチレンブルー)および軟骨芽細胞系統(C、アルシアンブルーおよびヌクレアレッド)を生じることができた。これらの分化した組織は、50nM CIDへの曝露によってアポトーシスへと駆動される(D〜N)。未処理iCasp9形質導入コントロールに見られるものとは対照的に、多くのアポトーシス小体(矢印)、細胞質膜ブレブ形成(挿入図)および細胞構造の喪失(DおよびE);軟骨細胞小結節(chondrocytic nodule)(F〜H)、および脂肪生成培養物(I〜K)および骨形成培養物(L〜N)における広範囲のTUNEL陽性に注意のこと(脂肪生成条件が示される、O〜Q)(F、I、L、O、DAPI; G、J、M、P,TUNEL−FITC; H、K、N、Q、重ね合わせ)。
50nMのCIDへの曝露の24時間後、アポトーシスの顕微鏡での証拠を、脂肪生成培養物および骨形成培養物全体にわたる膜ブレブ形成、細胞収縮および剥離、ならびにアポトーシス小体の存在とともに観察した。TUNELアッセイは、脂肪生成培養物および骨形成培養物ならびに軟骨小結節において広範囲に陽性を示し(図19A〜19Qを参照のこと)、これは経時的に増大した。脂肪細胞分化培地中での培養後に、iCasp9陽性細胞は、脂肪細胞を生じた。50nM CIDへの曝露後に、TUNEL陽性細胞の増大しつつある割合によって証明されるように、進行性のアポトーシスが観察された。24時間後、細胞密度の有意な減少が存在した(584 細胞/mmから<14 細胞/mmへ)。ほぼ全てのアポトーシス細胞が、スライドから剥がれてしまい、アポトーシス細胞の割合のさらに信頼に足る計算が妨げられた。従って、iCasp9は、MSC分化後にすら機能的なままであった。その活性化は、分化した子孫の死滅を生じる。
(iCasp9−ΔCD19形質導入MSCは、CIDへのインビボでの曝露後に選択的アポトーシスを受ける)
静脈内注射したMSCは、短いインビボ生存時間を既に有するようであるが、局所注射した細胞は、より長く生存し得、相当してより多くの顕著な有害作用を生じ得る。このような状況でのiCasp9自殺システムのインビボ機能性を評価するために、SCIDマウスに、MSCを皮下注射した。MSCを、eGFP−FFLuc遺伝子(先に示された)およびiCasp9−ΔCD19遺伝子で二重形質導入した。MSCをまた、eGFP−FFLucで単一に形質導入した。このeGFP陽性(および適用可能である場合には、CD19陽性)画分を、純度>95%で蛍光活性化セルソーティングによって単離した。各動物に、iCasp9陽性MSCおよびコントロールMSC(ともにeGFP−FFLuc陽性)を反対側の側腹部に皮下注射した。MSCの局在を、Xenogen−IVIS Imaging Systemを使用して評価した。別の実験セットでは、単一形質導入および二重形質導入されたMSCの1:1混合物を、右側腹部に皮下注射し、上記のようにマウスにCIDを与えた。MSCの皮下ペレットを、種々の時点で採取し、ゲノムDNAを単離し、qPCRを使用して、上記eGFP−FFLuc遺伝子およびiCasp9−ΔCD19遺伝子のコピー数を決定した。これら条件下では、iCasp9 対
eGFPの遺伝子コピー数の比は、全ヒト細胞の間でのiCasp9陽性細胞の画分に比例する(詳細については上記の方法を参照のこと)。その比を、時間ゼロがiCasp9陽性細胞の100%に相当するように正規化した。MSCの皮下接種後(CID注射前)の一連の動物実験は、両方の細胞集団において自発的アポトーシスの証拠を示す(ベースラインの約20%への全体的なルミネッセンスシグナルにおける低下によって示されるとおり)。これは以前から、異種モデル(xenogeneic model)におけるMSCの全身送
達および局所送達後に観察された。
ルミネッセンスデータは、CIDの投与前ですら、 MSCの局所送達後最初の96時間にわたってヒトMSCの実質的喪失を示し、1週間後には、およそ20% 細胞のみが生存していた。しかし、その時点から進むと、二量体化薬物ありとなしとのicasp9陽性MSCの生存の間には、有意差があった。MSC移植の7日後に、動物に、24時間空けて、50μgのCIDの2回の注射を与えた。iCasp9で形質導入したMSCを、それらのルミネッセンスシグナルの消失によって示されるように、上記薬物によって迅速に殺滅した。iCasp9に関して陰性の細胞は、上記薬物によって影響を受けなかった。上記薬物を注射しなかった動物は、MSC移植後1ヶ月まで両方の集団においてシグナルの持続を示した。細胞殺滅をさらに定量するために、qPCRアッセイを開発して、eGFP−FFLuc遺伝子およびiCasp9−ΔCD19遺伝子のコピー数を測定した。マウスに、二重形質導入MSCおよび単一形質導入MSCの1:1混合物を皮下注射し、MSC移植の1週間後に上記のようにCIDを投与した。MSC外植片を、いくつかの時点で集め、ゲノムDNAをそのサンプルから単離し、実質的に同一量のDNAに対してqPCRアッセイを行った。これらの条件下で(方法を参照のこと)、任意の時点で、iCasp9−ΔCD19 対 eGFP−FFLucのコピー数の比は、生存能力のあるiCasp9陽性細胞の画分に比例する。iCasp9陽性細胞の連続的な殺滅が観察され(>99%)、その結果、生存しているiCasp9陽性細胞の割合は、1週間後に、元の集団の0.7%へと減少した。従って、iCasp9で形質導入されたMSCは、CIDへの曝露後にインビボで選択的に殺滅され得るが、さもなければ持続する。
(考察)
誘導性自殺タンパク質を使用して安全機構を発現するようにヒトMSCを操作する実施可能性は、本明細書で示される。本明細書で示される日付(date)は、MSCが、選択可能な表面マーカーCD19にカップルした自殺遺伝子iCasp9で容易に形質導入され得ることを示す。共形質導入された遺伝子の発現は、MSCおよびそれらの分化した子孫の両方において安定であり、それらの表現型も分化潜在能も明らかには変化させない。これらの形質導入された細胞は、iCasp9に結合する、適切な二量体化の小分子化学的誘導物質に曝される場合に、インビトロおよびインビボで殺滅され得る。
細胞ベースの治療が成功するためには、移植された細胞は、それらの採取とそれらの最終的なインビボ臨床適用の間の期間を生き延びなければならない。さらに、安全な細胞ベースの治療はまた、成功裡に移植された細胞の望ましくない成長および活性をコントロールする能力を含むべきである。MSCは、顕著な副作用なしに多くの患者に投与されてきたが、近年の報告によれば、移植されたMSCがそれらの機能性を高めるように、ならびに骨および軟骨を含む系統へと分化するように遺伝的にかつ後成的に改変される潜在性は、さらに調査および利用されるにつれて、さらなる保護(例えば、本明細書で示される安全スイッチ)が、細胞ベースの治療にわたるさらなるコントロール方法を提供し得ることが示される。生物学的に活性なタンパク質を放出するように遺伝子改変されたMSCを受ける被験体は、自殺遺伝子によって提供される付加された安全性から特に利益を受け得る。
本明細書で示される自殺システムは、他の公知の自殺システムを超えるいくつかの潜在的利点を提供する。ヌクレオシドアナログが関わるストラテジー(例えば、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSV−tk)とガンシクロビル(GCV)とを、および細菌もしくは酵母シトシンデアミナーゼ(CD)と5−フルオロ−シトシン(5−FC)とを組み合わせるもの)は、細胞周期依存性であり、再生医療へのMSCの適用の間に形成され得る有糸分裂後組織において有効でである見込みはない。さらに、増殖しつつある組織においてすら、有糸分裂画分は、全ての細胞を含む訳ではなく、移植片の有意な部分は、生存しかつ機能不全のままであり得る。ある場合には、自殺に必要とされるプロドラッグそれ自体が治療用途を有し得、従って、これらは、非標的器官によるそれらの代謝の結果として(例えば、多くのシトクロムP450基質)、または標的細胞による活性化後の隣接する組織への拡散に起因して(例えば、CB1954、細菌ニトロレダクターゼの基質)のいずれかで、排除される(例えば、GCV)か、または毒性であり得る(例えば、5−FC)。
対照的に、本明細書で示される二量体化の小分子化学的誘導物質は、iCasp9を活性化するために必要とされるものより10倍高い用量ですら、毒性の証拠を示さなかった。さらに、非ヒト酵素システム(例えば、HSV−tkおよびDC)は、形質導入された細胞に対して破壊的な免疫応答という高いリスクを有する。iCasp9自殺遺伝子および選択マーカーCD19は両方ともヒト起源のものであり、従って、望ましくない免疫応答を導入する可能性はより低いはずである。選択マーカーの発現を、非ヒト起源の2A様切断可能ペプチドによって自殺遺伝子へ連結すること(linkage)は問題を提起し得るが、
この2A様リンカーは、20アミノ酸長であり、非ヒトタンパク質より免疫原性が低いようである。最後に、iCasp9陽性細胞における自殺遺伝子活性化の有効性を、有利なことには、他の自殺システムを発現する細胞の殺滅と比較すると、iCasp9改変T細胞のうちの90%またはこれより多くが、臨床上おそらく有効であるレベルである、単一用量の二量体化剤の後に排除される。
本明細書で示されるiCasp9システムはまた、他の細胞ベースのおよび/または自殺スイッチベースの治療で見られるさらなる制限を回避し得る。形質導入された構築物のサイレンシングに起因する発現の喪失は、哺乳動物細胞のレトロウイルス形質導入後に頻繁に観察される。本明細書で示される発現構築物は、このような効果の証拠を示さなかった。培養物中で1ヶ月後ですら、発現または誘導死の減少は明らかではなかった。
他の細胞ベースのおよび/または自殺スイッチベースの治療においてときおり観察される別の潜在的問題は、制御されない抗アポトーシス遺伝子を有する細胞における耐性の発生である。この効果は、プログラム細胞死経路の異なるエレメント(例えば、Fas)が関わる他の自殺システムにおいて観察されてきた。iCasp9は、この制限を有する可能性がより低いことから、本明細書で示される発現構築物のための自殺遺伝子として選択された。アポトーシスカスケードの他のメンバーと比較すると、カスパーゼ−9の活性化は、アポトーシス経路において後期で起こり、従って、多くの(全てではないにしても)抗アポトーシス制御因子(例えば、c−FLIPおよびbcl−2ファミリーメンバー)の影響を回避するはずである。
本明細書で示されるシステムに特異的な潜在的制限は、iCasp9の自発的二量体化であり得る。これは翻って、望ましくない細胞死および不十分な持続性を引き起こし得る。この効果は、Fasを利用するある種の他の誘導性システムにおいて観察されてきた。形質導入された細胞における低い自発的死の率およびトランスジェニック細胞のインビボでの長期の持続性という観察は、この可能性が、iCasp9ベースの発現構築物を使用する場合に重大な考慮事項ではないことを示す。
MSCのレトロウイルス形質導入に由来する組み込み事象は、特に、レトロウイルスベクターの複数の挿入がある場合に、有害な変異誘発を潜在的に駆動し得、望ましくないコピー数効果および/または他の望ましくない効果を引き起こす。これら望ましくない効果は、レトロウイルス形質導入自殺システムの利益を相殺し得る。これら効果はしばしば、Tリンパ球を形質導入するために、安定なプロデューサー細胞株および類似の培養条件から得られる臨床グレードのレトロウイルス上清を使用して最小化され得る。本明細書で形質導入されかつ評価されたT細胞は、約1〜3の範囲の組み込み体を含む(その上清は、約1×10 ウイルス粒子/mLの範囲で含む)。レトロウイルスベクターの代わりにレンチウイルスベクターを使用すると、特に、高い自己再生および分化潜在能を有する細胞では、遺伝毒性のリスクがさらに減少し得る。
少ない割合のiCasp9陽性MSCが、CIDへの単一の曝露後に持続する一方で、これらの生き残っている細胞は、その後、CIDへの再曝露後に殺滅され得る。インビボでは、2用量で>99%が枯渇されるが、CIDの反復用量は、臨床状況では最大の枯渇のために必要とされるようである。誘導性自殺スイッチシステムを使用する場合に特別な安全性を提供するためのさらなる非限定的方法としては、投与される細胞集団の純度をさらに増大させるためのさらなるラウンドのセルソーティングおよび殺滅の効率を高めるための1より多くの自殺遺伝子システムの使用が挙げられる。
上記CD19分子(これは、Bリンパ球によって生理学的に発現される)を、他の利用可能な選択系(例えば、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ(neo)および短縮型低親和性神経成長因子レセプター(ΔLNGFR))を超えるその潜在的利点から、形質導入細胞の選択マーカーとして選択した。「neo」は、潜在的に免疫原性の外来タンパク質をコードし、選択培地中での7日間の培養を要し、システムの複雑さを増大させ、その選択された細胞に潜在的に損傷を与える。ΔLNGFR発現は、他の表面マーカーに類似の単離ストラテジーを可能にするはずであるが、これらは、臨床用途に広く利用可能ではなく、ΔLNGFRの腫瘍形成潜在能に関するなかなか消えない懸念が残る。対照的に、臨床グレードのデバイスを使用してCD19発現によってiCasp9陽性細胞を磁性選択することは、容易に利用可能であり、その後の細胞成長または分化に対して顕著な影響を示していない。
カスパーゼ−9安全スイッチを含む間葉系ストローマ細胞の調製および投与のために使用される手順は、胚性幹細胞および人工多能性幹細胞の調製のためにも使用され得る。従って、本実施例において概説される手順に関しては、胚性幹細胞または人工多能性幹細胞のいずれかが、この実施例で提供される間葉系ストローマ細胞の代わりに使用され得る。これら細胞では、レトロウイルスベクターおよびレンチウイルスベクターは、例えば、CMVプロモーターまたはロニン(ronin)プロモーターとともに使用され得る。
(実施例6)
(より低い基底活性およびリガンドIC50の最小の損失を有する改変カスパーゼ−9ポリペプチド)
基底シグナル伝達(アゴニストまたは活性化剤の非存在下でのシグナル伝達)は、多くの生体分子で一般的である。例えば、複数のサブファミリーに由来する60を超える野生型Gプロテイン共役レセプター(GPCR)[1]、キナーゼ(例えば、ERKおよびabl)[2]、表面免疫グロブリン[3]、およびプロテアーゼにおいて観察されている。基底シグナル伝達は、胚性幹細胞多能性の維持、B細胞発生および分化[4〜6]、T細胞分化[2, 7]、胸腺細胞発生[8]、エンドサイトーシスおよび薬物耐容性[9]、自己免疫[10]から、植物生長および発生[11]まで、非常に種々の生物学的事象に寄与すると仮定されている。その生物学的重要性は常に完全に理解されているわけでも明らかでもないが、欠陥のある基底シグナル伝達は、重大な帰結をもたらし得る。欠陥のある基底Gプロテインシグナル伝達は、網膜色素変性、色盲、腎性尿崩症、家族性ACTH抵抗性(familial ACTH resistance)、および家族性低カルシウム尿性高カルシウム血症[12, 13])などの疾患をもたらした。
野生型イニシエーターカスパーゼ−9のホモ二量体化がエネルギー的にたとえ不利であり、野生型イニシエーターカスパーゼ−9を溶液中で大部分をモノマーにしても[14〜16]、プロセシングされていないカスパーゼ−9の低レベルの生来の基底活性[15,17]は、Apaf−1ベースの「アポプトソーム」(その天然のアロステリック調節因子[6])の存在下で増強される。さらに、超生理学的発現レベルおよび/または共局在は、近位にあることで駆動される二量体化(proximity−driven dimerization)をもたらし得、さらには、基底活性化を増強し得る。
キメラ非改変カスパーゼ−9ポリペプチドでは、本質的なカスパーゼ−9基底活性は、カスパーゼ動員プロドメイン(Caspase−Recruitment pro−Domain)(CARD)[18]を除去し、これをコグネイト高親和性AP1903−結合ドメイン、FKBP12−F36Vで置き換えることによって有意に減少した。細胞治療のためのアポトーシス促進性「安全スイッチ」としてのその有用性は、複数の研究において十分に示されてきた[18〜20]。上記安全スイッチの高い特異的かつ低い基底活性は、これを細胞治療において強力なツールにした一方で、Gプロテイン共役レセプターとは対照的に、基底シグナル伝達を排除するための「逆作動薬」は現在存在しない[21]。これは、製造には、およびいくつかの適用においては望ましいことであり得る。マスター細胞バンクを準備することは、キメラポリペプチドの低レベル基底活性の高い増幅に起因して、困難であることは判明している。さらに、いくつかの細胞は、カスパーゼ−9の低レベル基底活性に対して他のものより感受性が高く、形質導入された細胞の意図しないアポトーシスをもたらす[18]。
キメラカスパーゼ−9ポリペプチドの基底活性を改変するために、「妥当なデザイン」ベースの方法を、ランダムに生成される変異体に対する選択圧として複数サイクルのスクリーニングを使用する「定向進化」[22]よりむしろ、ホモ二量体化、XIAP媒介性阻害、またはリン酸化(以下の表)において決定的な役割を果たすことが公知の残基に基づいて75i Casp9変異体を操作するために使用した。カスパーゼ−9の二量体化駆動活性化は、イニシエーターカスパーゼ活性化の優性モデルを熟考した[15、23、24]。自発的二量体化を減少させるために、部位特異的変異誘発を、ホモ二量体化、および従って、基底カスパーゼ−9シグナル伝達にとって決定的な残基で行った。β6鎖(カスパーゼ−9の重要な二量体化界面)における5個の重要な残基(G402−C−F−N−F406)の、構成的二量体エフェクターカスパーゼ−3のそれ(C264−I−V−S−M268)での置き換えは、カスパーゼ−9を、有意な構造的再配列(rearrangement)なしに、Apaf−1活性化に非応答性の構成的二量体タンパク質に変換した[25]。自発的ホモ二量体化を改変するために、上記5個の残基の体系的変異誘発を、アミノ酸化学に基づいて、ならびに溶液中で主に単量体として存在するイニシエーターカスパーゼ−2、−8、−9、および−10の相当する残基に対して行った[14、15]。分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)ベースの代用物殺滅アッセイ(surrogate killing assay)(表、下記)によって28種のiCasp9変異体を作製お
よび試験した後、N405Q変異が、AP1903に対するより高いIC50を適度な(<10倍)コストで、基底シグナル伝達を下げることが判明した。
タンパク質分解(代表的には、カスパーゼ活性化のために必要とされる)は、カスパーゼ−9活性化のために絶対的に必要とされるわけではない[26]ので、熱力学的な「ハードル」を、自己タンパク質分解を阻害するために増大させた。さらに、XIAP媒介性カスパーゼ−9結合は、単量体状態においてカスパーゼ−9を捕捉して、その触媒活性および基底活性を減弱する[14]ので、XIAPとの相互作用にとって重要なテトラペプチド(A316−T−P−F319、D330−A−I−S−S334)を変異誘発することによって、XIAPとカスパーゼ−9との間の相互作用を強化しようと試みた。これらiCasp−9変異体のうちの17種から、D330A変異が、最小(<5倍)のAP1903 IC50コストで基底シグナル伝達を低下させると決定した。
第3のアプローチは、カスパーゼ−9が、PKC−ζによるS144[27]、プロテインキナーゼAによるS183[28]、Akt1によるS196[29]のリン酸化の際にキナーゼによって阻害される、およびc−ablによるY153のリン酸化の際に活性化される[30]という以前に報告された知見に基づいた。これらの「ブレーキ」は、IC50を改善し得るか、またはリン酸化摸倣(「ホスホ摸倣(phosphomimetic)」)残基での置換は、これらの「ブレーキ」を増やして、基底活性を低下させ得る。しかし、これら残基に基づく15個の単一残基変異体のうちのいずれも、AP1903に対するIC50を成功裡に低下させなかった。
例えば、実施例1〜5においておよび本出願全体を通じて論じられる方法などの方法は、適切な改変とともに、必要であれば、改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドに、および種々の治療用細胞に対して適用され得る。
(実施例7:材料および方法)
カスパーゼ−9のPCR部位特異的変異誘発:
カスパーゼ−9の基底シグナル伝達を改変するために、PCRベースの部位特異的変異誘発[31]を、変異含有オリゴおよびKapa(Kapa Biosystems, Woburn, MA)で行った。18サイクルの増幅後、親プラスミドを、PCR生成物を無傷なままにするメチル化依存性DpnI制限酵素で除去した。得られた反応物のうちの2μlを、XL1−blueまたはDH5αを化学的に形質転換するために使用した。陽性変異体を、配列決定(SeqWright, Houston, TX)を介してその後に同定した。
細胞株維持およびトランスフェクション:
早期継代HEK293T/16細胞(ATCC, Manassas, VA)を、加湿した37℃、5% CO/95% 空気雰囲気中でのトランスフェクションまで、10% FBS、100 U/mL ペニシリン、および100 U/mL ストレプトマイシンを補充したIMDM、GlutaMAXTM(Life Technologies, Carlsbad, CA)中で維持した。対数増殖期にある細胞を、15mLコニカルチューブ中で100万個の細胞あたり、iCasp9変異体をコードする発現プラスミドの800ng〜2μgおよびSRαプロモーター駆動性SEAPをコードする発現プラスミド500ngで一過性にトランスフェクトした。触媒として不活性なカスパーゼ−9(C285A)(FKBPドメインなし)または「空の」発現プラスミド(「pSH1ヌル)を使用して、トランスフェクション間の全プラスミドレベルを一定に維持した。3μl/μgのプラスミドDNAの比のGeneJammer(登録商標) Transfection Reagentを使用して、抗生物質の非存在下でHEK293T/16細胞を一過性にトランスフェクトした。トランスフェクション混合物のうちの100μlまたは2mLを、それぞれ、96ウェルプレートまたは6ウェルプレートの各ウェルに添加した。SEAPアッセイのために、トランスフェクション後の最短3時間のインキュベーション後に、AP1903の対数希釈物を添加した。ウェスタンブロットのために、細胞を、採取する前にAP1903(10nM)とともに20分間インキュベートした。
分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)アッセイ:
AP1903処理の24〜48時間後に、約100μlの上清を96ウェルプレートに採取し、論じられるように[19、32]、SEAP活性についてアッセイした。簡潔には、熱に感受性の内因性(および血清由来)アルカリホスファターゼによって引き起こされるバックグラウンドを減少させるために、45分間の65℃熱変性の後に、5μlの上清を95μlのPBSに添加し、2M ジエタノールアミン中に再懸濁した1μlの100mM 4−メチルウンベリフェリルホスフェート(4−MUP; Sigma, St. Louis, MO)を含む100μlの基質緩衝液に添加した。SEAPによる4−MUPの加水分解は、励起/発光(355/460nm)を有する蛍光基質を生成し、この蛍光基質は容易に測定され得る。黒色不透明96ウェルプレートの中でアッセイを行って、ウェル間の蛍光漏出を最小にした。基底シグナル伝達およびAP1903誘導活性の両方を試験するために、10 早期継代HEK293T/16細胞を、種々の量の野生型カスパーゼおよびSRαプロモーターを使用してSEAP(細胞生存性のマーカー)を駆動する500ngの発現プラスミドで共トランスフェクトした。製造業者の示唆に従って、抗生物質なしの1mLのIMDM+10% FBSを、各混合物に添加した。上記混合物のうちの1000μlを、96ウェルプレートの各ウェルに播種した。100μlのAP1903を、トランスフェクションの少なくとも3時間後に添加した。少なくとも24時間にわたるAP1903の添加後に、100μlの上清を、96ウェルプレートに移し、68℃で30分間熱変性させて、内因性アルカリホスファターゼを不活化した。このアッセイのために、4−メチルウンベリフェリルホスフェート基質を、SEAPによって4−メチルウンベリフェロン(364nmで励起され得、448nmの発光フィルターで検出され得る代謝産物)へと加水分解した。SEAPは、細胞生存性のマーカーとして使用されるので、還元型SEAP読み取りは、増大したiカスパーゼ−9活性と一致する。従って、AP1903の非存在下でのより高いSEAP読み取りは、より低い基底活性を示す。望ましいカスパーゼ変異体は、低下した基底シグナル伝達とともにAP1903に対する増大した感受性(すなわち、より低いIC50)を有する。この研究の目的は、IC50を有意に損なうことなく基底シグナル伝達を低下させることである。
ウェスタンブロット分析:
2μgのプラスミドで48〜72時間にわたって一過性にトランスフェクトしたHEK293T/16細胞を、37℃でAP1903で7.5〜20分間処理し(示されるとおり)、その後、HaltTM Protease Inhibitor Cocktailを含む500μlのRIPA緩衝液(0.01M Tris・HCl、pH 8.0/140mM NaCl/1% Triton X−100/1mM フェニルメチルスルホニルフルオリド/1% デオキシコール酸ナトリウム/0.1% SDS)中で溶解した。この溶解物を集め、氷上で30分間溶解した。細胞デブリをペレット化した後、重層する上清に由来するタンパク質濃度を、製造業者によって推奨されるように、BCATM
Protein Assayを用いて、96ウェルプレート中で測定した。30μgのタンパク質を、2.5% 2−メルカプトエタノールを含むLaemmliサンプル緩衝液(Bio−Rad, Hercules, CA)中で5分間、95℃で煮沸し、その後、Criterion TGX 10% Tris/グリシンタンパク質ゲルによって分離した。膜を、1/1000 ウサギ抗ヒトカスパーゼ−9ポリクローナル抗体、続いて、1/10,000 HRP結合体化ヤギ抗ウサギIgG F(ab’)2二次抗体(Bio−Rad)でプローブした。タンパク質バンドを、Supersignal West Femtoケミルミネッセント基質を使用して検出した。等しいサンプル負荷を確実にするために、ブロットを、Restore PLUS Western Blot Stripping Bufferで65℃で1時間にわたってストリッピングし、その後、1/10,000 ウサギ抗アクチンポリクローナル抗体で標識した。別段述べられなければ、全ての試薬を、Thermo Scientificから購入した。
実施例1〜5においておよび本明細書全体を通じて論じられる方法および構築物は、改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドをアッセイおよび使用するためにも使用され得る。
(実施例8:改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドの評価および活性)
基底活性およびAP1903誘導活性の比較:
改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドの基底活性およびAP1903誘導活性の両方を試験するために、SEAPおよび種々の量のiCasp9変異体で共トランスフェクトされたHEK293T/16細胞のSEAP活性を試験した。iCasp9 D330A、N405Q、およびD330A−N405Qは、1μg iCasp9/100万個細胞(相対的SEAP活性単位 148928、179081、205772 対 114518)または2μg iCasp9/100万個細胞(136863、175529、174366 対 98889)のいずれかでトランスフェクトした細胞に関して、非改変iCasp9より有意に低い基底活性を示した。2μg/100万個細胞でトランスフェクトした場合に、全3種の改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドの基底シグナル伝達は、有意に高かった(p値<0.05)。iCasp9 D330A、N405Q、およびD330A−N405Qはまた、AP1903に関する増大した推定IC50を示したが、それらは全て、WTに関して1pMと比較して6pMよりさらに低く(SEAPアッセイに基づいて)、それらを潜在的に有用なアポトーシススイッチにする。
タンパク質発現レベルおよびタンパク質分解の評価:
改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドの基底活性における観察された減少が、低下したタンパク質安定性またはトランスフェクション効率の変動に起因するという可能性を排除するために、およびiCasp9の自己タンパク質分解を試験するために、トランスフェクトしたHEK293T/16細胞におけるカスパーゼ−9バリアントのタンパク質発現レベルをアッセイした。非改変キメラカスパーゼ−9ポリペプチド、iCasp9 D330A、およびiCasp9 D330A−N405Qのタンパク質レベルは全て、この研究で使用されるトランスフェクション条件下で類似のタンパク質レベルを示した。対照的に、iCasp9 N405Qバンドは、特に2μgの発現プラスミドを使用した場合に、他のものより濃いようであった。自己タンパク質分解は、上記使用したトランスフェクション条件では、おそらく生細胞のみが集められたことが原因で容易に検出可能でなかった。抗アクチンタンパク質再ブロッティングは、匹敵する溶解物量が、各レーンへと負荷されることを確認した。これらの結果は、SEAPアッセイによって観察される、iCasp9 D330A、N405Q、およびD330A−N405Q変異体における観察されたより低い基底シグナル伝達を支持する。
考察:
SEAPスクリーニングアッセイに基づいて、これら3種の改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドは、iCasp9 WTトランスフェクト体と比較して、より高いAP1903非依存性SEAP活性、従って、より低い基底シグナル伝達を示した。しかし、二重変異(D330−N405Q)は、単一アミノ酸変異体に対して、基底活性もIC50(0.05nM)もいずれもさらに低下させなかった。観察された差異は、タンパク質不安定性にもトランスフェクションの間に使用されるプラスミドの異なる量(differential amount)にも起因しないようであった。
(実施例9:改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドの評価および活性)
誘導性カスパーゼ−9は、AP1903依存性様式において、迅速な細胞周期非依存性の細胞自律性の殺滅を提供する。この誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドの特性の改善は、さらにより広い適用性を可能にする。タンパク質のリガンド非依存性細胞傷害を減少させ、低い発現レベルでその殺滅を増大させることは、望ましい。リガンド非依存性細胞傷害は、比較的低い発現レベルでは懸念ではないが、発現のレベルが、ベクター生成の間などの、初代標的細胞におけるよりも1桁以上高いレベルに達し得る場合には、実質的な影響を有し得る。また、細胞は、XIAPおよびBcl−2のような、細胞が発現するアポトーシスインヒビターのレベルに起因して、低いカスパーゼ発現レベルに差次的に感受性(differentially sensitive)であり得る。従って、より低い基底活性およびAP19
03リガンドに対しておそらくより高い感受性を有するようにカスパーゼポリペプチドを再操作するために、4つの変異誘発ストラテジーを考案した。
二量体化ドメイン: カスパーゼ−9は、生理学的レベルでは溶液中で単量体であるが、アポトーシス促進Apaf駆動性「アポプトソーム」において起こるような高い発現レベルでは、カスパーゼ−9は、二量体化し得、D315での自己タンパク質分解および触媒活性の大きな増大をもたらす。C285は活性部位の一部であるので、変異C285Aは、触媒としては不活性であり、陰性コントロール構築物として使用される。二量体化は、特に5個の残基、すなわち、G402、C403、F404、N405、およびF406の非常に密な相互作用を要する。各残基に関して、アミノ酸の異なるクラス(例えば、疎水性、極性など)を表す種々のアミノ酸置換を構築した。興味深いことに、G402での全ての変異体(すなわち、G402A、G402I、G402Q、G402Y)およびC403Pは、触媒として不活性なカスパーゼポリペプチドをもたらした。さらなるC403変異(すなわち、C403A、C403S、およびC403T)は、野生型カスパーゼに類似であったので、さらに追求しなかった。F404での変異は全て、基底活性を減少させたが、それはまた、約1 logから測定不能までの、IC50に対する感受性の低下を反映した。効力の順序では、それらは、以下のとおりである:F404Y>F404T、F404W>>F404A、F404S。N405での変異は、それぞれ、N405Aの場合のように何ら効果を有さないか、N405Tにおけるように増大した基底活性を有するか、またはN405QおよびN405Fの場合のようにIC50に対して小さな(約5倍)またはより大きな有害作用に付随して低下した基底活性を有するかのいずれかであった。最後に、F404のように、F406での変異は全て基底活性を低下させ、それは、約1 logから測定不能までの、IC50に対する感受性の低下を反映した。効力の順序では、それらは以下のとおりである:F406A F406W、F406Y>F406T>>F406L。
溶液中で単量体(例えば、カスパーゼ−2、−8、−10)または二量体(例えば、カスパーゼ−3)であることが公知の他のカスパーゼに由来する類似の5残基を置換することを除いて、二量体化ドメイン内で複合変異(compound mutation)を有するいくつかのポリペプチドを構築し、試験した。AAAAAアラニン置換とともに、カスパーゼ−2、−3、および−8から5残基の変化を含むカスパーゼ−9ポリペプチドは全て、触媒として不活性であった一方で、カスパーゼ−10由来の等価な残基(ISAQT)は、IC50がより高いことを除いて低下した基底活性をもたらした。
全体としては、一貫してより低い基底活性の組み合わせに基づいて、IC50に関してごく軽度の影響と組み合わせて、N405Qをさらなる実験のために選択した。効力を改善するために、N405Q置換を有する改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドのコドン最適化したバージョン(N405Qcoと称する)を試験した。このポリペプチドは、野生型N405Q置換されたカスパーゼ−9ポリペプチドよりAP1903に対して感受性が僅かに高いようであった。
切断部位変異体: アポプトソーム内でのまたはAP1903強制ホモ二量体化を介するカスパーゼ−9の凝集後に、D315での自己タンパク質分解が起こる。これは、A316において、少なくとも一過性に、新たなアミノ末端を作り出す。興味深いことに、新たに現れたテトラペプチドである316ATPF319は、カスパーゼ−9阻害剤、XIAP(これは、二量体化について、カスパーゼ−9自体と、その二量体化モチーフGCFNF(上記で論じられる)において競合する)に結合する。従って、D315切断の最初の結果は、XIAP結合であり、さらなるカスパーゼ−9活性化を減弱する。しかし、第2のカスパーゼ切断部位は、D330に存在し、この部位は、下流のエフェクターカスパーゼであるカスパーゼ−3の標的である。アポトーシス促進圧(pro-apoptotic pressure)が増えるにつれて、D330はますます切断され、残基316〜330内のXIA
P結合小ペプチドを放出し、従って、この軽減するカスパーゼ−9阻害剤(mitigating Caspase-9 inhibitor)を取り除く。D330A変異体を構築した。この変異体は、基底活性を低下させたが、N405Qほど低くはなかった。高コピー数でのSEAPアッセイによって、IC50において僅かな増大が明らかになったが、初代T細胞での低コピー数では、実際には、標的細胞の改善された殺滅とともに、IC50のわずかな増大があった。自己タンパク質分解部位D315での変異はまた、基底活性を低下させたが、これは、IC50において大きな増大をもたらした。なぜならおそらくD330切断は、次にカスパーゼ活性化のために必要であったからである。D315AおよびD330Aでの二重変異は、正確にはプロセシングされ得ない不活性な「ロックされた(locked)」カスパーゼ−9をもたらした。
他のD330変異体を作った(D330E、D330G、D330N、D330S、およびD330Vを含む)。D327での変異はまた、コンセンサスカスパーゼ−3切断部位がDxxDであるので、D330での切断を妨げたが、いくつかのD327変異(すなわち、D327G、D327K、およびD327R)は、F326K、Q328K、Q328R、L329K、L329G、およびA331Kとともに(D330変異とは異なって)、基底活性を低下させなかったのでさらに追求しなかった。
XIAP結合変異体: 上記で論じられるように、D315での自己タンパク質分解は、XIAP結合テトラペプチドである316ATPF319を明らかにし、これは、XIAPをカスパーゼ−9複合体へと「誘い出す」。ATPFを、ミトコンドリア由来抗XIAPインヒビターであるSMAC/DIABLOからの類似のXIAP結合テトラペプチドAVPIで置換すると、XIAPへとより密に結合し得、基底活性を低下させ得る。しかし、この4残基置換は、効果を有しなかった。ATPFモチーフ内での他の置換は、効果なし(すなわち、T317C、P318A、F319A)から、IC50において非常に軽度(すなわち、T317S)、軽度(すなわち、T317A)、大きい(すなわち、A316G、F319W)増大までのいずれかの、低い基底活性までの範囲に及んだ。全体としては、XIAP結合テトラペプチドを変化させるという効果は、軽度であった;にもかかわらず、T317Sを二重変異において試験するために選択した(下記で論じられる)。なぜならIC50に対する効果は、この群の中で最も軽度であったからである。
リン酸化変異体: 少数のカスパーゼ−9残基が、リン酸化の阻害性(例えば、S144、S183、S195、S196、S307、T317)または活性化(すなわち、Y153)のいずれかの標的であると報告された。従って、酸性残基(例えば、Asp)での置換によってリン酸化を摸倣する(「ホスホ摸倣物」)かまたはリン酸化を排除するかのいずれかの変異を試験した。一般に、大部分の変異は、ホスホ摸倣物が試行されたか否かに拘わらず、基底活性を低下させた。低い基底活性を有する変異体の中で、S144での変異(すなわち、S144AおよびS144D)およびS1496Dは、IC50に対して識別できる効果を有さず、変異体S183A、S195A、およびS196Aは、IC50を軽度に増大させ、変異体Y153A、Y153A、およびS307Aは、IC50に対して大きな有害作用を有した。低い基底活性および最小の(あるとすれば)IC50に対する効果の組み合わせに起因して、S144Aを、二重変異のために選択した(以下で論じられる)。
二重変異体: D330Aバリアントの僅かに改善した効力と、基底活性をさらに低下させ得る考えられる残基とを組み合わせるために、多くのD330A二重変異体を構築および試験した。代表的には、それらは、IC50においてごく僅かな増大はあったが低い基底活性を維持した(N405Q、S144A、S144D、S183A、およびS196Aにおける第2の変異を含む)。二重変異体D330A−N405Tは、より高い基底活性を有し、D330Aと、Y153A、Y153F、およびT317Eとでの二重変異体は、触媒として不活性であった。効力を改善するかまたはIC50を減少させることが意図された低い基底活性を有する一連の二重変異体N405Qを、試験した。これらの全ては、CaspaCIDe−1.0に対して低い基底活性および僅かに増大したIC50の観点から、N405Qに類似であるようであり、N405Qと、S144A、S144D、S196D、およびT317Sとを含んだ。
SEAPアッセイを行って、二量体化ドメイン変異体のうちのいくつかの基底活性およびCID感受性を研究した。N405Qは、AP1903独立性シグナル伝達の上方のシフトによって決定されるように、WTカスパーゼ−9より低い基底活性を有する試験した変異体の中で最もAP1903感受性であった。F406Tは、この群からの最も低いCID感受性であった。
変異体カスパーゼポリペプチドD330AおよびN405Qの二量体非依存性SEAP活性を、二重変異体D330A−N405Qとともにアッセイした。複数のトランスフェクションの結果(N=7〜13)は、N405QがD330Aより低い基底活性を有し、この二重変異体は中間であることを見出した。
変異体カスパーゼポリペプチドD330AおよびN405Qの平均(+標準偏差、n=5)IC50を、二重変異体D330A−N405Qとともに得ると、一過性のトランスフェクション活性において、D330Aは、N405Q変異体よりAP1903に対して幾分感受性が高いが、WT カスパーゼ−9より約2倍感受性が低いことが示される。
SEAPアッセイを、野生型(WT)カスパーゼ−9、N405Q、不活性C285A、およびXIAP結合ドメイン内のいくつかのT317変異体を使用して行った。その結果は、T317SおよびT317Aが、APf1903に対してIC50の大きなシフトなしに、基底活性を減少し得ることを示す。従って、T317Sを、N405Qとの二重変異体を作製するために選択した。
上記のSEAPアッセイからのIC50は、T317AおよびT317Sが、より低い基底活性を有するにも拘わらず、野生型カスパーゼ−9ポリペプチドに類似のIC50を有することを示した。
いくつかのD330変異体に由来する二量体非依存性SEAP活性は、試験したことクラスの全てのメンバー(D330A、D330E、D330N、D330V、D330G、およびD330Sを含む)が、野生型カスパーゼ−9より低い基底活性を有することを示した。D330Aバリアントの基底およびAP1903誘導活性化をアッセイした。100万個のHEK293細胞あたり1または2μgの変異体カスパーゼポリペプチドおよび0.5μgのpSH1−kSEAPで一過性にトランスフェクトしたHEK293/16細胞のSEAPアッセイを、トランスフェクションの72時間後に行った。2μgの各発現プラスミド(WTを含む)に基づいて正規化したデータを、1μgベースのトランスフェクションからの正規化したデータと混合した。iCasp9−D330A、−D330E、および−D330Sは、野生型カスパーゼ−9より統計的に低い基底シグナル伝達を示した。
ウェスタンブロットの結果は、D330変異が、D330での切断をブロックし、僅かに大きく(より遅く移動する)小さなバンド(<20kDaマーカー)をもたらすことを示した。他のブロットは、D327変異がまた、切断をブロックすることを示す。
示されたカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするレトロウイルスで5回形質導入されたPG13の複数のクローンの平均蛍光強度を、測定した。基底活性が低いほど、代表的には、遺伝子連結されたレポーターCD19とともに、カスパーゼ−9遺伝子のより高い発現レベルへと変換される。その結果は、平均して、N405Q変異体を発現するクローンが、より高いレベルのCD19を発現し、D330変異体またはWTカスパーゼ−9を超えて、N405Qのより低い基底活性を反映することを示す。VSV−Gエンベロープベースのレトロウイルス上清で交差形質導入した(cross−transduced)PG13パッケージング細胞から得られるウイルス力価に対する種々のカスパーゼ変異の効果をアッセイした。レトロウイルスマスター細胞株生成に対するCaspaCIDe由来基底シグナル伝達の効果を試験するために、レトロウイルスパッケージング細胞株PG13を、4μg/ml トランスフェクション増強因子ポリブレンの存在下で、VSV−Gベースのレトロウイルス上清で5回交差形質導入した。CaspaCIDe形質導入PG13細胞をその後、形質導入の指標としてPE結合体化抗ヒトCD19抗体で染色した。CaspaCIDe−D330A、−D330E、および−N405Q形質導入PG13細胞は、増強されたCD19平均蛍光強度(MFI)を示した。これは、より高いレトロウイルスコピー数を示し、より低い基底活性を意味した。PG13形質導入体のウイルス力価をより直接的に試験するために、HT1080細胞を、ウイルス上清および8μg/ml ポリブレンで処理した。PG13細胞において、WT iCasp9に対してiCasp9−D330A、−N405Q、および−D330E形質導入体の増強されたCD19 MFIは、HT1080細胞において観察されるように、より高いウイルス力価と正に相関する。最初に低いウイルス力価(およそ1E5形質導入単位(TU)/ml)に起因して、ウイルス力価における差異は、ウイルス収量を増大させるためのHAT処理の非存在下で観察されなかった。HAT培地処理の際に、CaspaCIDe−D330A、−N405Q、または−D330Eで形質導入したPG13細胞は、より高いウイルス力価を示した。ウイルス力価(形質導入単位)を、以下の式で計算する:ウイルス力価=(形質導入の日の細胞数)*(% CD19)/上清の容積(ml)。より低い基底活性を有するCaspaCIDe変異体の効果をさらに調査するために、CaspaCIDe形質導入PG13細胞の個々のクローン(コロニー)を、選択および拡大した。他のコホートより高いCD19 MFIを有するCaspaCIDe−N405Qクローンを、観察した。
初代T細胞において主に単一コピーでの種々のカスパーゼポリペプチドの効果を、アッセイした。これは、これら自殺遺伝子が治療上どのように使用されるかをより正確に反映し得る。驚くべきことに、そのデータは、D330A変異体が、低力価でAP1903に対して実際にはより感受性が高く、24時間アッセイで試験した場合にWTカスパーゼ−9と少なくとも同程度に殺滅することを示す。このN405Q変異体は、AP1903に対して感受性がより低く、24時間以内にそれほど効率的に標的細胞を殺滅できない。
別個の健常ドナーに由来する6種の非独立性のT細胞サンプルを形質導入した結果は、D330A変異体(mut)が、野生型カスパーゼ−9ポリペプチドよりAP1903に対して感受性がより高いことを示した。
図57は、図56に示される6名の健常ドナーからの平均IC50、範囲および標準偏差を示す。このデータは、改善が統計的に有意であることを示す。iCasp9−D330A変異体は、形質導入されたT細胞において改善されたAP1903依存性細胞傷害を示した。健常ドナー(n=6)由来の初代T細胞を、変異または野生型iCasp9またはiCasp9−D330A、およびΔCD19細胞表面マーカーをコードするレトロウイルスで形質導入した。形質導入後、iCasp9形質導入T細胞を、CD19マイクロビーズおよび磁性カラムを使用して精製した。次いで、T細胞をAP1903(0〜100nM)に曝し、CD3+CD19+T細胞に関して、フローサイトメトリーによって24時間後に測定した。iCasp9−D330AのIC50は、野生型iCasp9より有意に低かった(p=0.002)。
いくつかのD330変異体の結果は、試験した全6種のD330変異体(D330A、E、N、V、G、およびS)が、野生型カスパーゼ−9ポリペプチドよりAP1903に対して感受性が高いことを明らかにした。
N405Q変異体は、他の二量体化ドメイン変異体(N404YおよびN406Yを含む)とともに、10日以内に野生型カスパーゼ−9ポリペプチドまたはD330Aとは区別できない、標的T細胞を殺滅し得る。0日目にAP1903を受けた細胞に、4日目に第2の用量のAP1903を与えた。このデータは、制御される効力スイッチの一部としてN405Qのように、低下した感受性カスパーゼ−9変異体の使用を支持する。
N405Qカスパーゼポリペプチドのコドン最適化(「N405Qco」といわれる)の結果は、コドン最適化が、おそらく発現においてのみ増大をもたらし、誘導性カスパーゼ機能に対して非常に僅かな効果を有することを明らかにした。これは、元のカスパーゼ−9遺伝子における共通コドンの使用を反映するようである。
カスパーゼ−9ポリペプチドは、インビボで用量応答曲線を有し、これは、カスパーゼ−9ポリペプチドを発現するT細胞の種々の画分を排除するために使用され得る。このデータはまた、0.5mg/kg AP1903の用量が、大部分の改変されたT細胞をインビボで排除するために十分であることを示す。
D330E iCasp9で形質導入したT細胞のインビボでのAP1903用量依存性排除をアッセイした。T細胞を、SFG−iCasp9−D330E−2A−ΔCD19レトロウイルスで形質導入し、免疫不全マウス(NSG)へとi.v.注射した。24時間後に、マウスに、AP1903 (0〜5mg/kg)をi.p.注射した。さらに24時間後、マウスを屠殺し、脾臓由来のリンパ球(A)を単離し、ヒトCD3+CD19+T細胞の頻度に関してフローサイトメトリーによって分析した。これは、iCasp9−D330Eが、AP1903に応答して野生型iCasp9と類似のインビボ細胞傷害プロフィールを示すことを示す
結論: 論じられるように、これまでのところ78個の変異体のこの分析から、単一の変異体の変異(single mutant mutations)のうち、D330変異は、幾分改善された
効力と僅かに減少した基底活性とを合わせもつ。N405Q変異体は魅力的でもある。なぜならそれらは、非常に低い基底活性と、IC50において4〜5倍の増大を反映するごく僅かに減少した効力とを有するからである。初代T細胞での実験は、N405Q変異体が、標的細胞を効率的に、しかしD330変異体より幾分遅い動力学で殺滅し得るということを示した。これは、N405Q変異体を、AP1903の最初の投与後に部分的に殺滅し、AP1903の2回目の投与で完全な殺滅まで達成され得る段階的自殺スイッチとして潜在的に非常に有用にする。
以下の表は、本明細書で論じられる方法に従って調製およびアッセイされた種々の改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドに関する基底活性およびIC50のまとめを提供する。この結果は、一度試験したサブセット(すなわち、A316G、T317E、F326K、D327G、D327K、D327R、Q328K、Q328R、L329G、L329K、A331K、S196A、S196D、および以下の二重変異体:D330AとS144A、S144D、またはS183A;およびN405QとS144A、S144D、S196D、またはT317S)を除いて、最低2回の独立したSEAPアッセイに基づく。4回の多面的アプローチを採用して、試験される改変されたキメラカスパーゼ−9ポリペプチドを生成した。「機能しない(dead)」改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドは、もはやAP1903に応答しなかった。二重変異体は、ハイフンによって示される。例えば、D330A−N405Qは、330位での置換および405位での置換を有する改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドを示す。
実施例6〜9において引用された参考文献
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キメラカスパーゼポリペプチドは、アミノ酸置換(より低い基底活性を有するカスパーゼポリペプチドを生じるアミノ酸置換を含む)を含み得る。これらは、例えば、iCasp9 D330A、iCasp9 N405Q、およびiCasp9 D330A N405Qを含み得、SEAPレポーターベースの代用物殺滅アッセイにおいてそれらのAP1903 IC50に対して最小の有害な作用とともに、それぞれ、低いから検出不能までの基底活性を示した。
(実施例10:特定の核酸配列およびアミノ酸配列の例)
以下は、キメラタンパク質およびCD19マーカーの発現のために使用され得る構築物の例を提供するヌクレオチド配列である。この図は、SFG.iC9.2A.CD19.gcs構築物を示す。
ポリペプチドをコードするプラスミド挿入物の部分的配列は、2Aリンカーによって隔てられた、誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドおよびCD19に結合するキメラ抗原レセプターをコードする(ここでこの2つのカスパーゼ−9ポリペプチドおよびキメラ抗原レセプターは翻訳の間に分断される)。本明細書で提供されるキメラ抗原レセプターの例は、共刺激ポリペプチド(例えば、CD28、4−1BBおよびOX40などが挙げられるが、これらに限定されない)を含めることによってさらに改変され得る。本明細書で提供される誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドは、誘導性改変されたカスパーゼ−9ポリペプチド(例えば、本明細書で提供されるものなど)によって置換され得る。
(MyD88/CD40キメラ抗原レセプターおよびキメラ刺激分子の発現)
以下の実施例は、本願において提供されるように、MyD88/CD40キメラ抗原レセプターおよびキメラ刺激分子に関する組成物および方法を論じる。カスパーゼ−9ベースの安全スイッチ、およびMyD88/CD40キメラ抗原レセプターまたはキメラ刺激分子を発現する細胞におけるその使用に関する組成物および方法もまた、含まれる。
(実施例11:MyD88/CD40キメラ抗原レセプターのデザインおよび活性)
(MC−CAR構築物のデザイン)
誘導性MyD88/CD40実験からの活性化データに基づいて、従来の内部ドメイン(例えば、CD28および4−1BB)の代わりに、CAR分子におけるMCシグナル伝達の潜在性を試験した。MC(AP1903結合FKBPv36領域なし)を、PSCA.ζの中にサブクローニングして、CD28内部ドメインの位置を模倣した。レトロウイルスを、3つの構築物の各々に関して生成し、ヒトT細胞を形質導入し、その後、形質導入効率を測定して、PSCA.MC.ζが発現され得ることを実証した。これらCAR構築物の各々を有するT細胞が、PSCA腫瘍細胞を認識するそれらの能力を保持することを確認するために、6時間の細胞傷害アッセイを行った。これは、Capan−1標的細胞の溶解を示した。従って、CAR分子の細胞質領域へのMCの付加は、CAR発現または標的細胞上の抗原の認識に影響を及ぼさない。
MC共刺激は、CAR改変T細胞におけるT細胞殺滅、増殖および生存を増強する。短期間細胞傷害アッセイにおいて実証されるように、上記3種のCARデザインの各々は、Capan−1腫瘍細胞を認識および溶解する能力を示した。エフェクターT細胞における細胞溶解エフェクター機能は、腫瘍認識後に予め形成されたグランザイムおよびパーフォリンの放出によって媒介され、CD3ζを介する活性化は、共刺激の必要性なしにこのプロセスを誘導するために十分である。第1世代CAR T細胞(例えば、CD3ζ細胞質領域のみで構築されたCAR)は、腫瘍細胞を溶解し得る;しかし、生存および増殖は、共刺激の欠如に起因して損なわれる。よって、CD28もしくは4−1BB共刺激ドメイン構築物の付加は、CAR T細胞の生存および増殖の能力を有意に改善した。
MCが生存および増殖に影響を及ぼす共刺激シグナルを同様に提供し得るかどうかを試験するために、共培養アッセイを、高い腫瘍:T細胞比(1:1、1:5、1:10 T細胞 対 腫瘍細胞)の下で、PSCACapan−1腫瘍細胞で行った。T細胞および腫瘍細胞の数が等しかった(1:1)場合、非形質導入コントロールT細胞と比べて全3種の構築物からCapan−1−GFP細胞の効率的な殺滅が存在した。しかし、CAR T細胞を、多数の腫瘍細胞(1:10)でチャレンジした場合、CAR分子がMCもしくはCD28のいずれかを含んだ場合のみ、Capan−1−GFP腫瘍細胞の有意な減少が存在した。
これら2種のCARによる共刺激の機構をさらに試験するために、細胞の生存率および増殖をアッセイした。MCもしくはCD28を含むPSCA CARは、非形質導入T細胞およびCD3ζのみCARと比べて改善された生存率を示し、PSCA.MC.ζおよびPSCA.28.ζによるT細胞増殖は、有意に増強された。他の群は、共刺激シグナル伝達領域を含むCARがT細胞の重要な生存および成長分子であるIL−2(4)を生成することを示したので、ELISAを、Capan−1腫瘍細胞でチャレンジしたCAR T細胞に由来する上清に対して行った。PSCA.28.ζは、高レベルのIL−2を生成したが、PSCA.MC.ζシグナル伝達はまた、有意なレベルのIL−2(これは、これらアッセイにおいて観察されたT細胞生存および増殖に寄与するようである)を生成した。さらに、CAR改変T細胞によるIL−6生成を試験した。なぜならIL−6は、CAR改変T細胞の効力および有効性において重要なサイトカインとして関与している(15)からである。IL−2とは対照的に、PSCA.MC.ζは、初代T細胞におけるiMC活性化がIL−6を誘導するという観察と一致して、PSCA.28.ζと比べてより高レベルのIL−6を生成した。まとめると、これらデータは、MCを介する共刺激が、CD28のものに類似の効果を生じ、それによって、腫瘍細胞認識後に、CAR改変T細胞がIL−2およびIL−6を生成する(これは、T細胞生存を増強する)ことを示唆する。
CAR改変T細胞を使用する免疫療法は、種々の悪性腫瘍の処置に関して大いに有望である。CARは、最初に単一のシグナル伝達ドメイン(例えば、CD3ζ)を用いてデザインされた(16〜19)一方で、CAR免疫療法の実施可能性を評価する臨床試験は、限られた臨床上の利益を示した(1,2,20,21)。これは、腫瘍認識後にT細胞の不完全な活性化(これは、インビボで制限された持続性および増殖をもたらす)に主に起因した(22)。この欠陥に対処するために、CARを、別の刺激ドメイン(しばしば、CD28、4−1BB、OX40、ICOSおよびDAP10を含むT細胞共刺激分子の細胞質部分に由来した)(4,23〜30)を含むように操作した。これは、CAR T細胞が、標的抗原の結合の際に適切な共刺激を受けることを可能にする。実際に、難治性急性リンパ芽球性白血病(ALL)の処置ための、CD28または4−1BBシグナル伝達ドメインを有する抗CD19 CARで行った臨床試験は、養子移入の後に、印象的なT細胞持続性、増殖および一連の腫瘍殺滅を実証した(6〜8)。
CD28共刺激は、CD19リンパ腫の処置に関して明確な臨床上の利点を提供する。Savoldoおよび共同研究者らは、第1世代CAR(CD19.ζ)および第2世代CAR(CD19.28.ζ)を比較するCAR−T細胞臨床試験を行ったところ、養子移入後にCD28がT細胞持続性および増殖を増強することを見出した(31)。第2世代CARの主な機能のうちの1つは、CD3ζによるNFAT転写因子の活性化(シグナル1)、およびCD28または4−1BBによるNF−κBの活性化(シグナル2)を介してT細胞の生存および成長を支持するIL−2を生成する能力である(32)。これは、NF−κBを同様に活性化した他の分子が、CAR分子内のCD3ζ鎖と対になり得ることを示唆した。本発明者らのアプローチは、樹状細胞(DC)ワクチンのアジュバントとして本来は開発されたT細胞共刺激分子を使用した(12,33)。DCの完全な活性化またはライセンス供与のために、TLRシグナル伝達は、TNFファミリーメンバー、CD40(これは、抗原でプライミングされたCD4 T細胞上のCD40Lと相互作用する)のアップレギュレーションに通常は関与する。iMCは、DCにおいてNF−κBの強力なアクチベーターであったので、MyD88およびCD40を組み込んだCARでのT細胞の形質導入は、T細胞への必要とされた共刺激(シグナル2)を提供し得、それらの生存および増殖を増強し得る。
一連の実験を行って、MyD88、CD40または両方の成分が、iMC分子を使用する最適なT細胞刺激に必要とされるかどうかを試験した。顕著なことには、MyD88もCD40も、サイトカイン生成(IL−2およびIL−6)によって測定される場合にはT細胞活性化を十分に誘導できないが、単一の融合タンパク質として組み合わされた場合には、強力なT細胞活性化を誘導し得ることが見出された。MCを組み込むPSCA CARを構築し、その後、第1世代(PSCA.ζ)CARおよび第2世代(PSCA.28.ζ)CARに対してその機能を比較した。ここでMCは、CAR T細胞の生存および増殖を、CD28内部ドメインと匹敵するレベルへと増強することが見出された。このことは、共刺激が十分であったことを示唆した。PSCA.MC.ζ CAR形質導入T細胞は、PSCA.28.ζより低レベルのIL−2を生成した一方で、分泌レベルは、非形質導入T細胞およびPSCA.ζ CARで形質導入したT細胞より有意に高かった。他方で、PSCA.MC.ζ CAR形質導入T細胞は、PSCA.28.ζ形質導入T細胞より有意に高いレベルのIL−6(T細胞活性化と関連する重要なサイトカイン)を分泌した。このことは、MCが、インビボで改善された腫瘍細胞殺滅へと翻訳され得るCAR機能に特有の特性を付与することを示した。これら実験は、MCが、細胞外CARドメインによる抗原認識の後に、NF−κBを活性化し得る(シグナル2)ことを示す。
MC−CARのデザインおよび機能検証。CD3ζのみ、またはCD28とともにもしくはMC内部ドメインとともに組み込む3種のPSCA CAR構築物をデザインした。形質導入効率(パーセンテージ)を、抗CAR−APC(IgG1 CHCHドメインを認識する)によって測定した。C)PSCA.MC.ζ CARでのT細胞の高い形質導入効率を実証するフローサイトメトリー分析。D)1:1 T細胞 対 腫瘍細胞の比での6時間のLDH放出アッセイにおける、CAR改変T細胞によるPSCA Capan−1腫瘍細胞の特異的溶解の分析。
MC−CAR改変T細胞は、長期間共培養アッセイにおいてCapan−1腫瘍細胞を殺滅する。1:1比において培養して7日後の、Capan−1−GFP腫瘍細胞とともに培養したCAR改変T細胞および非形質導入T細胞のフローサイトメトリー分析。1:1および1:10のT細胞 対 腫瘍細胞比での共培養アッセイにおけるフローサイトメトリーによる生存性GFP細胞の定量。
MCおよびCD28共刺激は、T細胞生存、増殖およびサイトカイン生成を高める。1:10のT細胞 対 腫瘍細胞共培養アッセイから単離されたT細胞を、細胞生存率および細胞数に関してアッセイして、腫瘍細胞曝露に応じた生存および増殖を評価した。共培養アッセイからの上清を、ELISAによってIL−2およびIL−6生成に関してその後測定した。
誘導性共刺激分子のデザインおよびT細胞活性化に対する効果。FKBPv36 AP1903−結合ドメイン(Fv’.Fv)のみ、またはMyD88、CD40もしくはMyD88/CD40融合タンパク質とともに組み込む4種のベクターを、デザインした。CD3CD19フローサイトメトリー分析を使用する初代活性化T細胞の形質導入効率。10nM AP1903ありおよびなしでの活性化後の改変されたT細胞のIFN−γ生成の分析。10nM AP1903ありおよびなしでの活性化後の改変されたT細胞のIL−6生成の分析。
生存および成長の利点とは別に、MC誘導共刺激はまた、CAR改変T細胞にさらなる機能を提供し得る。Medzhitovおよび共同研究者らは近年、MyD88シグナル伝達が、Th1およびTh17の両方の応答にとって必須であり、それがIL−1を介して作用して、CD4T細胞を調節性T細胞(Treg)駆動阻害に対して不応性にすることを実証した(34)。iMCでの実験は、IL−1αおよびβが、AP1903活性化後に分泌されることを示す。さらに、Martinらは、Ras、PI3KおよびプロテインキナーゼCを介するCD8 T細胞におけるCD40シグナル伝達が、CD4CD25 Treg細胞を溶解する細胞傷害性メディエーターであるグランザイムおよびパーフォリンのNF−κB依存性誘導を生じることを実証した(35)。従って、MyD88およびCD40共活性化は、CAR−T細胞をTreg細胞の免疫抑制効果(固形腫瘍および他のタイプのがんの処置において決定的に重要であり得る機能)に抵抗性にし得る。
まとめると、MCは、CAR分子へと組み込まれ得、レトロウイルスで形質導入された初代T細胞は、明確な毒性またはCAR安定性の問題なしに、PSCA.MC.ζを発現し得る。さらに、MCは、類似の共刺激をCD28の共刺激に提供するようである。ここで形質導入されたT細胞は、第1世代CARで形質導入されたT細胞と比べて改善された生存率、増殖および腫瘍殺滅を示す。
(実施例12:参考文献)
以下の参考文献は、例えば、実施例11におけるものを含め、引用されるか、または関連し得るさらなる情報を提供する。
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(実施例13:MC共刺激は、CD19 CARの機能および増殖を増強する)
CD19抗原を認識する抗原認識部分を使用する、本明細書で論じられるものに類似の実験が提供される。本明細書で提供されるベクターは、CD19腫瘍細胞を標的化するMyD88/CD40 CAR構築物(これは、誘導性カスパーゼ−9安全スイッチも組み込む)を構築するために改変され得ることは、理解される。
MC共刺激が、他の抗原を標的化するCARにおいて機能するかどうかを試験するために、T細胞を、CD19.ζまたはCD19.MC.ζのいずれかで改変した。改変された細胞のCD19+ バーキットリンパ腫細胞株(RajiおよびDaudi)に対する細胞傷害、活性化および生存をアッセイした。共培養アッセイにおいて、いずれかのCARで形質導入したT細胞は、1:1程度の低さのエフェクター 対 標的比でCD19+
Raji細胞の殺滅を示した。しかし、共培養アッセイからのサイトカイン生成の分析は、CD19.MC.ζ形質導入T細胞が、CD19.ζと比べてより高レベルのIL−2およびIL−6を生成することを示した。これは、iMCおよびMCシグナル伝達ドメインを含むPSCA CARで観察された共刺激効果と一致する。さらに、CD19.MC.ζで形質導入したT細胞は、Raji腫瘍細胞による活性化後に増強された増殖を示した。これらデータは、CAR分子におけるMCシグナル伝達が、腫瘍細胞上で発現される標的抗原へのライゲーション後に、T細胞活性化、生存および増殖を改善することを実証する先の実験を裏付ける。
pBP0526−SFG.iCasp9wt.2A.CD19scFv.CD34e.CD8stm.MC.ゼータ
(実施例14:MyD88/CD40キメラ抗原レセプターおよび誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドを共発現するT細胞のサイトカイン生成)
種々のキメラ抗原レセプター構築物を作製して、抗原への曝露後の形質導入T細胞のサイトカイン生成を比較した。上記キメラ抗原レセプター構築物は全て、CD19に結合される抗原認識領域を有した。本明細書で提供されるベクターが、誘導性カスパーゼ−9安全スイッチをも組み込むCAR構築物を構築するために改変され得ることは、理解される。このCAR構築物がFRBドメインをさらに含み得ることは、さらに理解される。
(実施例15:Her2腫瘍細胞を標的化するためのMyD88/CD40 CAR構築物の例)
本明細書で提供されるベクターがHer2腫瘍細胞を標的とするMyD88/CD40 CAR構築物(これは、誘導性カスパーゼ−9安全スイッチをも組み込む)を構築するために改変され得ることは、理解される。上記CAR構築物がFRBドメインをさらに含み得ることは、さらに理解される。
SFG-Her2scFv.CD34e.CD8stm.MC.ゼータ配列
(実施例16:さらなる配列)
(実施例17:改善された治療用細胞二量体スイッチの開発)
腫瘍関連抗原(TAA)に対して指向されるキメラ抗原レセプター(CAR)を発現する自家T細胞を使用する治療は、客観的奏効(OR)率が90%に達するある種のタイプの白血病(「液性腫瘍」)およびリンパ腫の処置に対して形質転換効果を有する。それらが臨床上大いに有望であることおよびそれに伴う強い関心が予測できるにも関わらず、この成功は、サイトカイン放出症候群(CRS)に典型的な、観察される高レベルのオンターゲット、オフ腫瘍有害事象によって抑えられる。これらの革命的な処置のリスクを最小にしながら、その利益を維持するために、キメラカスパーゼポリペプチドベースの自殺遺伝子システムは開発された(これは、リガンド結合ドメイン(FKBP12v36と称される)に融合された、改変されたカスパーゼ−9タンパク質の合成リガンド媒介性二量体化に基づく)。小分子二量体化剤であるリミズシド(AP1903)へのFKBP12v36結合の存在下で、カスパーゼ−9は活性化され、標的細胞の迅速なアポトーシスがもたらされる。低減したレベルのリミズシドの添加は、抑えられた殺滅率をもたらし得、T細胞排除の量が、キメラカスパーゼ改変T細胞のほぼなしからほぼ完全な排除まで制御されることを可能にし得る。この「二量体」スイッチの利用性を最大にするために、用量応答曲線の傾きは、可能な限りゆるやかであるべきである;さもなければ、正確な用量の投与は、困難である。最新の、第1世代の、臨床的iカスパーゼ−9構築物を用いると、約1.5〜2 logを網羅する用量応答曲線が観察された。
治療用細胞二量体機能に対して改善するために、第2のレベルのコントロールは、カスパーゼ−9凝集物に添加され得、ラパマイシン駆動性の低い凝集レベルを、リミズシド駆動性の高い二量体化レベルから分離する。第1のコントロールレベルにおいて、キメラカスパーゼポリペプチドは、ラパマイシン/シロリムス(または非免疫抑制アナログ)によって、そのカルボキシ末端に89−アミノ酸FKBP12−ラパマイシン結合(FRB)ドメイン(mTOR内にコードされる)の1またはこれより多くのコピーを含むように改変されるキメラ抗原レセプター(CAR)へと動員される(図3、左パネル)。iカスパーゼ−9のリミズシド駆動性ホモ二量体化に対して、リミズシド結合したFKBP12v36(約0.1nM)に対して、FRBに対するラパマイシン結合したFKBP12v36の相対的親和性(K 約4nM)および架橋されたタンパク質の「千鳥状(staggered)」の幾何的配置の両方に起因して、カスパーゼ−9オリゴマー化のレベルは減少されると推定される。「微調整(fine−tuning)のさらなるレベルが、各CARに融合されるFRBドメインの数を変化させることによってCARドッキング部位において提供され得る。それに対して、標的依存の特異性は、通常の標的駆動性CARクラスター化によって提供され、これは翻って、ラパマイシンの存在下でキメラカスパーゼポリペプチドクラスター化に変換されるべきである。最大の細胞排除レベルが必要とされる場合、リミズシドはまた、最新のプロトコル(すなわち、現在は、0.4 mg/kgの2時間の注入で)の下で投与され得る(図3、右パネル)。
方法:
ラパログ制御されるキメラカスパーゼポリペプチドのベクター: Schreiber研究室は、mTOR/FRAPから最小FKBP12−ラパマイシン結合(FRB)ドメイン(残基2025〜2114)を最初に同定し、それをラパマイシン解離定数(Kd)
約4nMを有すると決定した(Chen Jら (95) PNAS 92, 4947−51)。その後の研究から、非免疫抑制性「隆起した(bumped)」ラパマイシンアナログ(「ラパログ」)に対して比較的高い親和性で結合するFRBの直交(orthogonal)変異体(例えば、FRBl(L2098)が同定された(Liberles SD (97) PNAS 94, 7825−30; Bayle JH (06) Chem & Biol 13, 99−107)。CaspaCIDeを動員し得る改変されたMC−CARを開発するために、カルボキシ末端CD3ζドメイン(pBP0526由来)およびpBP0545(図7)を、1または2個のタンデムFRBドメインに、MyD88、CD40、およびCD3ζドメインを含む市販の合成SalI−MluIフラグメントを使用して融合して、それぞれ、ベクターpBP0612およびpBP0611を生成する(図4および5、ならび表7および8)。このアプローチはまた、標準の「非MyD88/CD40」構築物(例えば、CD28、OX40、および/または4−1BB、ならびにCD3ζを含む構築物)を含むいかなるCAR構築物にも適用可能であるはずである。
結果:
原理証明として、2個のタンデムFRBドメインを、第1世代Her2−CARまたは誘導性カスパーゼ−9を共発現する第1世代CD19−CARのいずれかに融合した。293細胞を、構成的レポータープラスミド、SRα−SEAPで、Her2−CAR−FRB2、iカスパーゼ−9、Her2−CAR−FRB2+iCasp9、iC9−CAR(19).FRB2(CD19−CAR−FRB2およびiカスパーゼ9の両方を共発現する)をコードする正規化したレベルの発現プラスミド、またはコントロールベクターとともに一過性にトランスフェクトした。24時間後に、細胞を洗浄し、ラパマイシンまたはリミズシドの半対数希釈物とともに二連のウェルへと分けた。薬物とともに一晩インキュベーションした後、SEAP活性を決定した。興味深いことに、ラパマイシン添加は、約50%減少までのSEAP活性の広い減少をもたらした(図6)。この用量依存性減少は、FRBタグ化CARおよびFKBPタグ化カスパーゼ−9の両方の存在を必要とした。対照的に、AP1903は、遙かに低い薬物レベルで、SEAP活性を正常レベルの約20%(以前の経験に匹敵)へと減少させた。細胞生存性をラパマイシンで減少させ、必要であればインビボでより効率的な殺滅のためにリミズシドへと切り替えることは可能であるようである。さらに、オンターゲットまたはオフターゲット媒介性CARクラスター化は、主にscFv結合の部位において殺滅の感受性を増大させるはずである。
ヘテロスイッチのさらなる入れ替え(permutation):
誘導性カスパーゼ−9は、誘導性シグナル伝達分子の大きなコホートの中で試験した最速かつ最もCID感受性の自殺遺伝子であることが分かったが、アポトーシス(または関連する壊死、細胞死の手段としての炎症および壊死の誘発)をもたらす多くの他のタンパク質またはタンパク質ドメインは、このアプローチを使用してホモ二量体またはヘテロ二量体ベースの殺滅に適合させ得る。
ラパマイシン(またはラパログ)媒介性膜動員によって活性化され得るタンパク質の部分的リストとしては、以下が挙げられる:
他のカスパーゼ(すなわち、カスパーゼ1〜14、これは、哺乳動物において同定されている)
天然のカスパーゼ二量体化剤として機能する他のカスパーゼ関連アダプター分子(例えば、FADD(DED)、APAF1(CARD)、CRADD/RAIDD(CARD)、およびASC(CARD)(括弧の中は二量体化ドメイン)。
アポトーシス促進性Bcl−2ファミリーメンバー(例えば、BaxおよびBak、これは、ミトコンドリア脱分極(またはBcl−xLまたはBcl−2などの抗アポトー阻止促進ファミリーメンバーの誤った局在化)を引き起こし得る)。
MLKL媒介性膜溶解に起因して、炎症促進性細胞死(壊死と称される)の関連形態を引き起こし得るRIPK3またはRIPK1−RHIMドメイン。
その標的依存性凝集レベルに起因して、CARレセプターは、アポトーシス促進分子のラパマイシン媒介性動員のための理想的なドッキング部位を提供するはずである。にもかかわらず、共発現された誘導性キメラカスパーゼ様分子の存在下でラパログ媒介性細胞死を潜在的に提供し得るFRBドメインを含む多価のドッキング部位の多くの例が存在する。
本明細書で論じられる方法(ベクターを構築するための方法、活性または機能に関するアッセイ、患者への投与、細胞をトランスフェクトまたは形質転換する、アッセイならびに患者をモニターするための方法が挙げられるが、これらに限定されない)はまた、以下の特許および特許出願において見出され得、それらの全体において本明細書に参考として援用される。
米国特許出願第14/210,034号(標題METHODS FOR CONTROLLING T CELL PROLIFERATION、2014年3月13日出願);米国特許出願第13/112,739号(2011年5月20日出願、米国特許第9,089,520号として2015年7月28日発行、および標題METHODS FOR
INDUCING SELECTIVE APOPTOSIS);米国特許出願第14/622,018号(2014年2月13日出願、標題METHODS FOR ACTIVATING T CELLS USING AN INDUCIBLE CHIMERIC POLYPEPTIDE);米国特許出願第13/112,739号(2011年5月20日出願、標題METHODS FOR INDUCING SELECTIVE APOPTOSIS);米国特許出願第13/792,135号(2013年3月10日出願、標題MODIFIED CASPASE POLYPEPTIDES AND
USES THEREOF);米国特許出願第14/296,404号(2014年6月4日出願、標題METHODS FOR INDUCING PARTIAL APOPTOSIS USING CASPASE POLYPEPTIDES);米国仮特許出願第62/044,885号(2014年9月2日出願)、および米国特許出願第14/842,710号(2015年9月1日出願、各々は標題COSTIMULATION
OF CHIMERIC ANTIGEN RECEPTORS BY MyD88 AND CD40 POLYPEPTIDES);米国特許出願第14/640,554号(2015年3月6日出願、標題CASPASE POLYPEPTIDES HAVING MODIFIED ACTIVITY AND USES THEREOF);米国特許第7,404,950号(Spencer, D.らへ2008年6月29日発行)、Spencer, D.らによる米国特許出願第12/445,939号(2010年10月26日出願);Spencer, D.らによる米国特許出願第12/563,991号(2009年9月21日出願);Slawin, K.らによる米国特許出願第13/087,329号(2011年4月14日出願);Spencer, D.らによる米国特許出願第13/763,591号(2013年2月8日出願);ならびに国際特許出願番号PCT/US2014/022004(2014年3月7日出願、2014年10月9日にPCT/US2014/022004として公開、標題MODIFIED
CASPASE POLYPEPTIDES AND USES THEREOF)。
(実施例18:FRBベースの足場アセンブリおよびiカスパーゼ−9の活性化)
iカスパーゼ−9がFRBのタンデム多量体によって凝集され得るかどうかを決定するために、FRBの1〜4個のタンデムコピーを、発現ベクターpSH1へとサブクローニングし、SRαプロモーターから導入遺伝子発現を駆動した。構築物のサブセットはまた、FRB−足場の膜局在化のためにv−Src由来のミリストイル化標的化ドメインを含んだ(図12A)。293細胞を、SRα−SEAPレポータープラスミドで、FKBP12−Δカスパーゼ−9(iカスパーゼ−9/CaspaCIDe)とともに、FRBの0個、1個、または4個のタンデムコピーを含むいくつかのFRBベースの非ミリストイル化足場タンパク質のうちの1つを加えて、トランスフェクトした。ラパマイシンまたはアナログ、C7−イソプロポキシ−ラパマイシン(Luengoらの方法(Luengo JI (95) Chem & Biol 2, 471−81. Luengo JI (94) J. Org Chem 59: 6512−13)によって創製された)のうちのいずれかを添加すると、4×FRB構築物が存在する場合に、IC50
約3nM(図12B)で推測される(図8B、10D、10E)ように、細胞死と一致してレポーター活性の減少がもたらされた。ラパマイシンの添加は、1(または0)個のFRBドメインのみが存在する(これは、iCasp9のオリゴマー化を排除する(図10C))場合にはレポーター活性に対して効果を有しなかった。FRB−足場がミリストイル化されて(図12C)、その足場を原形質膜へ局在化させる場合に、同等の効果が得られた。従って、カスパーゼ−9ポリペプチドは、FRBベースの足場に対してオリゴマー化される場合に、ラパマイシンまたはアナログで活性化され得る。
(実施例19:FKBP12ベースの足場はアセンブルし、FRB−Δカスパーゼ−9を活性化する)
ヘテロ二量体化およびカスパーゼ−9アセンブリの極性が逆にされ得るかどうかを決定するために、FKBP12の1〜4個の(one to four 1 to 4)タンデムコピーを
、上記のように、発現ベクターpSH1へとサブクローニングした(図13A)。上記のように、293細胞を、SRα−SEAPレポータープラスミドで、FRBL−Δカスパーゼ−9とともに、FKBP12の1または4個のタンデムコピーを含む非ミリストイル化足場タンパク質を加えてトランスフェクトした。ラパマイシンまたはアナログのC7−イソプロポキシ−ラパマイシンのいずれかを添加すると、4×FRB構築物が存在する場合に、IC50 約3nMでの細胞死と一致して、レポーター活性の減少がもたらされた(図13B)。ラパマイシンの添加は、わずか1(または0)個のFKBPドメインが存在する場合には、図12の結果に類似して、レポーター活性に対して影響を有しなかった。従って、カスパーゼ−9は、FRBまたはFKBP12ベースの足場上でオリゴマー化される場合に、ラパマイシンまたはアナログで活性化され得る。
(実施例20:初代T細胞におけるFRBベースの足場アセンブリおよびiカスパーゼ−9の活性化)
iカスパーゼ−9が初代非形質転換T細胞においてFRBのタンデム多量体によって凝集され得るかどうかを決定するために、FRBLの0〜3個のタンデムコピーを、表面マーカーとして働くCD19の非シグナル伝達短縮型バージョンとともにカスパーゼ−9(CaspaCIDe)をコードするレトロウイルス発現ベクターpBP0220−−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19へとサブクローニングした。得られた一体化したプラスミドベクター(pBP0756−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB、pBP0755−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB2、およびpBP0757−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB3と称する)を、その後使用して、それぞれ、1個、2個または3個のタンデムFRBドメインの足場をコードする感染性γ−レトロウイルス(γ−RV)を作製した。
3名の異なるドナーに由来するT細胞を、上記ベクターで形質導入し、種々のラパマイシン希釈物とともにプレーティングした。24時間および48時間後、細胞アリコートを採取し、抗CD19 APCで染色し、フローサイトメトリーによって分析した。細胞を、FSC 対 SSCによって生きているリンパ球に対して最初にゲーティングし、次いで、CD19ヒストグラムとしてプロットし、CD19ゲート内で高、中および低発現に関してサブゲーティングした。線グラフを作製して、高レベルのCD19を発現する総細胞集団の相対的パーセンテージを表し、薬物なしの「0」コントロールに対して正規化した(図14)。形質転換した上皮細胞において行った代用物SEAPレポーターアッセイと同様に、ラパマイシン濃度が増大するにつれて、CD19hi細胞のパーセンテージは、カスパーゼ−9およびFRB2またはFRB3を発現する細胞において減少したが、カスパーゼ−9を0個または1個のFRBドメインとともに発現する細胞において減少しなかった。これは、ラパマイシンがFRBベースの足場とiカスパーゼ9との間のヘテロ二量体化を誘導し、カスパーゼ−9二量体化および細胞死をもたらすことを示していた。同様の結果は、ラパマイシンがC7−イソプロポキシラパマイシンで置き換えられた場合に見られた。
(実施例21:シグナル伝達分子に結合されたFRBベースの足場は、iカスパーゼ−9を二量体化および活性化し得る)
FRBの多量体が、別のシグナル伝達ドメインに結合される場合にラパログ媒介性カスパーゼ−9二量体化を可能にするために、動員足場としてなお作用するかどうかを決定するために、1個または2個のFRBドメインを、強力なキメラ刺激分子、MyD88/CD40に融合して、それぞれ、iMC.FRB(pBP0655)およびiMC.FRB2(pBP0498)を得た(図9B)。最初の試験として、293細胞を、レポータープラスミドSRα−SEAP、カスパーゼ−9、第1世代抗HER2 CAR(pBP0488)および(pBP0655またはpBP0498)で一過性にトランスフェクトした(図15)。コントロールトランスフェクションは、カスパーゼ−9(pBP0044)のみまたはeGFP発現ベクター(pBP0047)を含んだ。リミズシドの存在下では、カスパーゼ−9含有細胞(しかし、コントロールeGFP−細胞ではなく)は、カスパーゼ−9ホモ二量体化によって通常のように殺滅され、これは、SEAP活性の減少を反映していた(図15、左);しかし、ラパマイシンは、iMC.FRB2およびカスパーゼ−9を発現する細胞においてのみSEAP減少を引き起こしたが、iMC.FRBおよびカスパーゼ−9を発現する細胞、またはコントロール細胞ではそうではなかった。従って、カスパーゼ−9のヘテロ二量体化剤媒介性活性化は、別個のタンパク質(例えば、MyD88/CD40)に融合されたFRBの多量体を含む細胞において可能である。
カスパーゼ−9のラパログ媒介性足場ベースの活性化に関する第2の試験では、293細胞を、SRα−SEAPレポータープラスミドで、第1世代抗CD19 CARとともに共発現されるミリストイル化または非ミリストイル化誘導性iMCを加えて、FRB2融合カスパーゼ−9(プラスミド pBP0467)を加えて、一過性にトランスフェクトした(図16)。24時間後、細胞を、リミズシド、ラパマイシン、またはC7−イソプロポキシ(IsoP)−ラパマイシンの対数希釈物で処理した。FKBP12連結カスパーゼ−9(CaspaCIDe)とは異なり、FRB2−カスパーゼ−9は、リミズシドによって活性化されない;しかし、それは、タンデムFKBPが存在する場合には、ラパマイシンまたはC7−イソプロポキシ−ラパマイシンによって活性化される。従って、ラパマイシンおよびアナログは、FRBまたはFKBP12ドメインから構成される分子足場を介してカスパーゼ−9を活性化し得る。
(実施例22:iMC「スイッチ」FKBPx2.MyD88.CD40は、ラパマイシンの存在下でFRB2.カスパーゼ9のための足場を作って、細胞死を誘導する)
FRB2−カスパーゼ−9を活性化するためのFKBP12ベースの足場としてのiMCの使用を、初代T細胞において試験した(図17)。初代T細胞(2名のドナー)を、SFG−Δmyr.iMC.2A−CD19(pBP0606)およびSFG−FRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ(pBP0668)由来のγ−RVで形質導入した。形質導入したT細胞を、次いで、ラパマイシンの5倍希釈物とともにプレーティングした。24時間後、細胞を採取し、iMC(抗CD19−APCを介する)、カスパーゼ−9(抗CD34−PEを介する)の発現、およびT細胞の同一性(抗CD3−PerCPCy5.5を介する)に関してフローサイトメトリーによって分析した。細胞を最初に、FSC 対 SSCによってリンパ球形態に関してゲーティングし、続いて、CD3発現(リンパ球のうちの約99%)によってゲーティングした。
二重形質導入された細胞に焦点を当てるために、CD3リンパ球を、CD19(ΔMyr.iMC.2A−CD19)およびCD34(FRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ)発現に対してゲーティングした。ゲーティングした集団を正規化するために、CD34CD19細胞のパーセンテージを、内部コントロールとして各サンプル内の%CD19CD34細胞で除算した。次いで、それらの値を、各形質導入について薬物なしのウェル(100%に設定した)に対して正規化した。その結果は、比較的低いレベルの(2nM)ラパマイシンの存在下で、二重形質導入細胞の迅速かつ効率的な排除を示す(図17A、C)。CD34CD19ゲート内での高、中、および低発現細胞にも類似の分析が適用された(図17B)。ラパマイシン濃度が増大するにつれて、CD34CD19細胞のパーセンテージは減少し、これは細胞の排除を示す。最終的に、単一のドナーに由来するT細胞を、ΔMyr.iMC.2A−CD19(pBP0606)およびFRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ(pBP0668)で形質導入し、IL−2含有培地中、種々の濃度のラパマイシンとともに、24時間または48時間にわたってプレーティングした。24時間または48時間後、細胞を採取し、上記のようにフローサイトメトリーによって分析した。興味深いことに、両方の導入遺伝子の高レベルを発現する細胞の排除は、24時間でほぼ完全であったが、両方の導入遺伝子の低レベルを発現する細胞ですら、48時間までにラパマイシンによって殺滅される。これは、初代T細胞におけるプロセスの効率を示す(図17D)。
(実施例23:実施例17〜21で論じられるプラスミドおよび配列の例)
pBP0044: pSH1−iカスパーゼ9wt
pBP0463−−pSH1−Fpk−Fpk’.LS.Fpk’’.Fpk’’’.LS.HA
pBP0725−−pSH1−FRBl.FRBl’.LS.FRBl’’.FRBl’’’
pBP0465−−pSH1−M−FRBl.FRBl’.LS.HA
pBP0722−−pSH1−Fpk−Fpk’.LS.Fpk’’.Fpk’’’.LS.HA
pBP0220−−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19
pBP0756−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRB
pBP0755−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRB
pBP0757−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRB
pBP0655−−pSFG−ΔMyr.FRB.MC.2A−ΔCD19
pBP0498−−pSFG−ΔMyr.iMC.FRB2.P2A−ΔCD19
pBP0488−−pSFG−aHER2.Q.8stm.CD3ζ.Fpk2
pBP0467−−pSH1−FRBl’.FRBl.LS.Δカスパーゼ9
pBP0606−−pSFG−k−ΔMyr.iMC.2A−ΔCD19
pBP0607−−pSFG−k−iMC.2A−ΔCD19
pBP0668−−pSFG−FRBx2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.CD3ζ
pBP0608−−pSFG−ΔMyr.iMC.2A−ΔCD19.Q.8stm.CD3ζ
pBP0609: pSFG−iMC.2A−ΔCD19.Q.8stm.CD3ζ
(実施例24:ヘテロ二量体化リガンドによって指向される誘導性細胞死スイッチ)
材料および装置
(方法)
(細胞のトランスフェクション)
HEK 293T細胞(5×10)を、10mL DMEM4500(グルタミン、ペニシリン/ストレプトマイシンおよび10% ウシ胎仔血清を補充)の入った、100mm組織培養ディッシュに播種した。16〜30時間のインキュベーション後、細胞を、Novagen’s GeneJuice(登録商標)プロトコルを使用してトランスフェクトした。簡潔には、各トランスフェクションのために、0.5mL OptiMEMを、1.5mLの微量遠心チューブの中にピペットで入れ、15μl GeneJuice試薬を添加し、5秒間ボルテックスした。サンプルを5分間静置して、GeneJuice懸濁物を沈殿させた。DNA(合計5μg)を各チューブに添加し、ピペットで4回上下させることによって混合した。サンプルをGeneJuice−DNA複合体形成のために5分間静置させ、懸濁物を1ディッシュの293T細胞に滴下した。代表的なトランスフェクションは、1μg SRα−SEAP(pBP0046)(3)、2μg FRB−カスパーゼ−9(pBP0463)および2μg FKBPv12−カスパーゼ−9(pBP0044)(7)を含む。
(二量体化薬物での細胞の刺激)
トランスフェクションの24時間後(4.1)、293T細胞を、96ウェルプレートへと分割し、二量体化薬物の希釈物とともにインキュベートした。簡潔には、100μl
培地を、96ウェル平底プレートの各ウェルに添加した。薬物を、プレート上に置かれるべき濃度勾配の最高濃度の4倍の濃度へとチューブ中で希釈した。100μlの二量体化リガンド(リミズシド、ラパマイシン、イソプロポキシルラパマイシン)を、上記プレートの最も右側の3個のウェルの各々に添加した(これによって、アッセイは3連で行われる)。各薬物含有ウェルからの100μlを、次いで、隣のウェルへと移し、サイクルを10回反復して、連続2倍段階勾配を生成した。最後のウェルは未処理であった。これは基底レポーター活性のコントロールとして働く。トランスフェクトした293細胞を、次いで、トリプシン処理し、完全培地で洗浄し、培地中で懸濁し、薬物を含む(または薬物なしの)各ウェルへと100μlをアリコートした。細胞を24時間インキュベートした。
(レポーター活性のアッセイ)
SRαプロモーターは、SV40初期領域(これは、T抗原転写を駆動する)およびヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV−1)の長末端反復(LTR)の一部(RおよびU5)を含むハイブリッド転写エレメントである。このプロモーターは、高い構成的なレベルの分泌型アルカリホスファターゼ(SeAP)レポーター遺伝子を駆動する。二量体化によるカスパーゼ−9の活性化は、細胞死を迅速にもたらし、死んでいる細胞の割合は、薬物の量の増大と共に増大する。細胞が死ぬ場合、レポーターの転写および翻訳は停止するが、既に分泌されたレポータータンパク質は培地の中に残る。構成的SeAP活性の喪失は、それによって、細胞死の薬物依存性活性化の有効な代用である。
薬物刺激の24時間後に、96ウェルプレートを包んで蒸発を妨げ、65℃で2時間インキュベートして、内因性および血清ホスファターゼを不活化した、その一方で、熱安定性SeAPレポーターは残る(1、4、12)。各ウェルからの100μl サンプルを、側面が黒い96ウェルアッセイプレートの個々のウェルにロードした。サンプルを、4〜16時間にわたって0.5M ジエタノールアミン(pH10.0)中の0.5mM 4−メチルウンベリフェリルホスフェート(4−MUP)とともにインキュベートした。ホスファターゼ活性を、355nmでの励起および460nmでの発光を有する蛍光によって測定した。データを、表作成のためにMicrosoft Excelのスプレッドシートに移し、GraphPad Prismでグラフ化した。
(イソプロピルオキシラパマイシンの生成)
Luengoらの方法((J. Org. Chem 59:6512, (1994))、(16、17))を使用した。簡潔には、20mgのラパマイシンを、3mL イソプロパノール中に溶解し、22.1mgのp−トルエンスルホン酸を添加し、室温で4〜12時間撹拌しながらインキュベートした。終了時に、5mL 酢酸エチルを添加し、生成物を、飽和炭酸水素ナトリウムで5回、ブライン(飽和塩化ナトリウム)で3回抽出した。その有機相を乾燥させ、酢酸エチル:ヘキサン(3:1)中に再溶解した。立体異性体および微量の生成物を、3〜4 KPa圧下で、3:1 酢酸エチル:ヘキサンを用いる10〜15mL シリカゲルカラムでのFLASHクロマトグラフィーによって分離し、画分を乾燥させた。画分を、237nM、267nM、278nMおよび290nMでの分光測光法によってアッセイし、FRB対立遺伝子特異的転写スイッチにおける結合特異性に関して試験した。
(ラパマイシンでのFRB−カスパーゼとFKBP−カスパーゼとの直接二量体化は、アポトーシスを誘導する)
FKBP融合カスパーゼの二量体化は、ホモ二量体化剤分子(例えば、AP1510、AP20187またはAP1903)によって二量体化され得る。類似のアポトーシス促進スイッチは、カスパーゼドメインのホモ二量体化をもたらすFKBP−カスパーゼ−9とともにFRB−カスパーゼ−9融合タンパク質を共発現することによって、ラパマイシンを使用するバイナリースイッチのヘテロ二量体化を介して指向され得る。図37では、構成的に活性なSeAPレポータープラスミドを、293T細胞へと、カスパーゼ構築物とともに共トランスフェクトした。トランスフェクトした細胞は、豊富にSeAPを生成した。これは、薬物なしで容易に測定され、実験において100% 正規化標準として働いた。2種の融合タンパク質とリミズシドとのインキュベーションは、FKBP12−カスパーゼ9のみの用量依存性ホモ二量体化を生じ、二量体化およびアポトーシスの活性化をもたらす一方で、FRB−カスパーゼ9は、リミズシド駆動性複合体から排除されたままである(左)。対照的に、ラパマイシンとのインキュベーションは、FRBおよびFKBPを直接会合し、連結されたカスパーゼ−9部分は、会合および活性化する。細胞死を、細胞が死滅するときのSeAPレポーター生成の喪失によって間接的に測定した。この実験は、ラパマイシンでのヘテロ二量体化が、用量依存性細胞死を生じることを示し、ナノモル濃度の薬物感受性を有する新規安全スイッチを明らかにした。
図37 − タグ化カスパーゼ9のホモ二量体化またはヘテロ二量体化による薬物誘導プログラム細胞死。293T細胞を、SRα−SeAP(pBP0046)、pSH1−FKBPv12−カスパーゼ9(pBP0044)およびpSH1−FRB−カスパーゼ9(pBP0463)でトランスフェクトした。24時間インキュベーションの後、細胞を分け、漸増濃度のラパマイシン(青)、リミズシド(赤)またはエタノール(ストックラパマイシンを含有する溶媒)とともにインキュベートした。レポーター活性の喪失は、細胞生存性の喪失の代用である。レポーター活性は、薬物を含まない8個のコントロールウェルの平均のパーセンテージとして表される。薬物ありのアッセイを、三連で行った。
(細胞死は、ラパマイシンまたはラパマイシンアナログによって指向され得る)
ラパマイシンは、有効なヘテロ二量体化剤であるが、FKBP12とプロテインキナーゼmTORとのドッキングを引き起こす結果として、ラパマイシンはまた、シグナル伝達の強力な阻害剤であり、減少したタンパク質翻訳および減少した細胞成長を生じる。C3またはC7環位置でのラパマイシンの誘導体は、mTORに対して減少した親和性を有するが、FRBドメインの「ヘリックス4」における変異体に対して高い親和性を保持する。プラスミドpBP0463は、FRBドメイン中の2098位(mTOR番号付けを使用)において野生型のスレオニンの代わりにロイシンを使用する変異を含み、C7における誘導体に適合する。FRB−カスパーゼ9、FKBP12−カスパーゼ9および構成的SeAPレポーターでトランスフェクトされた293T細胞のインキュベーションから、ラパマイシンまたはラパマイシンアナログ(ラパログ) C7−イソプロピルオキシラパマイシン(isopropyloxlrapamcin)での用量依存性の高効力細胞死スイッチを生じた(図38)。
図38−ラパログ誘導細胞死スイッチ。293T細胞を、SRα−SeAP(pBP0046)、pSH1−FKBPv12−カスパーゼ9(pBP0044)およびpSH1−FRB−カスパーゼ9(pBP0463)でトランスフェクトした。24時間インキュベーション後、細胞を分け、漸増濃度のラパマイシン(青)、C7−イソプロピルオキシラパマイシン(isopropyloxlrapamcin)(緑)またはエタノール(薬物ストックを含む溶媒)とともにインキュベートした。レポーター活性の喪失は、細胞生存性の喪失の代用である。レポーター活性は、薬物を含まない8個のウェルの平均のパーセンテージとして表される。薬物含有アッセイを、三連で行った。
(ラパマイシン誘導細胞死は、FRB−カスパーゼ−9の存在を要する)
ラパマイシン誘導細胞死が、FRBおよびFKBP12と別個に連結されたカスパーゼ−9分子の二量体化から生じることを示すために、2つのコントロール実験を行った。
(図39および40)。iC9(FKBPv12−カスパーゼ−9)を、エピトープタグのみを発現するコントロールベクター(図39)またはカスパーゼ融合物を有さないが、代わりに短い無関係のタグを有するFRBを含むベクター(図40)で共トランスフェクトした。各場合において、リミズシドとのインキュベーションは、カスパーゼ−9のホモ二量体化および誘導を効率的に可能にしたが、ラパマイシンとのインキュベーションは、細胞死を促進しなかった。これらの知見は、ラパマイシン/ラパログ媒介性細胞死の機構が、カスパーゼ−9へのmTORの動員ではなく、または内因性mTOR阻害が関わる間接的機構に起因して、二量体化C9分子の活性化であるという結論を支持する。
図39−FRB−カスパーゼ−9は、ラパマイシン誘導細胞死スイッチのために必要とされる。293T細胞を、SRα−SeAP(pBP0046)、pS−NLS−EおよびpSH1−FKBPv12−カスパーゼ9(pBP0044)でトランスフェクトした。
図40−FRBとのカスパーゼ−9融合物は、ラパマイシン誘導細胞死スイッチのために必要とされる。293T細胞を、SRα−SeAP(pBP0046)、pSH1−FRBL−VP16(pBP0731)(4)およびpSH1−FKBPv12−カスパーゼ9(pBP0044)でトランスフェクトした。24時間インキュベーション後、細胞を分け、漸増濃度のラパマイシン(青)、C7−イソプロピルオキシラパマイシン(赤)、リミズシド(緑)またはエタノール(薬物ストックをふくむ溶媒)とともにインキュベートした。レポーター活性の喪失は、細胞生存性の喪失の代用である。レポーター活性は、薬物を含まない8個のウェルの平均のパーセンテージとして表される。薬物含有ウェルを、三連のウェルでアッセイした。
以下の参考文献は、本実施例において言及され、それらの全体において本明細書に参考として援用される:
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synthetic inducers of dimerization. Curr Biol. 1996;6(7):839-47.
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pBP0463−−pSH1−FRB.dカスパーゼ9..T2A(図41から)
pBP0044−−pSH1−FKBPV36.dカスパーゼ9.T2A(図42から)
(材料および方法)
以下のセットの材料および方法は、本出願のある種の実施形態を整えるまたはアッセイするために参照され得る。
レトロウイルスの生成および末梢血単核細胞(PBMC)の形質導入
HEK 293T細胞(1.5×10)を、10mL DMEM4500)(グルタミン、ペニシリン/ストレプトマイシンおよび10% ウシ胎仔血清を補充)の入った、100mm組織培養ディッシュに播種する。16〜30時間のインキュベーション後、細胞を、Novagen’s GeneJuice(登録商標)プロトコルを使用してトランスフェクトする。簡潔には、各トランスフェクションに関して、0.5mL OptiMEM(LifeTechnologies)を、1.5mL微量遠心チューブの中へとピペットで入れ、30μl GeneJuice試薬を添加し、続いて5秒間ボルテックスする。サンプルを5分間静置して、GeneJuice懸濁物を沈殿させる。DNA(合計15μg)を各チューブに添加し、ピペットで4回上下させることによって混合する。サンプルを、GeneJuice−DNA複合体形成のために5分間静置させ、懸濁物を、293T細胞の1つのディッシュに滴下する。代表的なトランスフェクションは、複製不能性レトロウイルスを生成するために、これらプラスミドを含んだ:3.75μgの、gag−polを含むプラスミド(pEQ−PAM3(−E))、2.5μgの、ウイルスエンベロープ(例えば、RD114)を含むプラスミド、目的の遺伝子を含むレトロウイルス=3=3.75μg。
PBMCを、組織培養プレートのウェルに予めコーティングされた抗CD3抗体および抗CD28抗体で刺激する。プレーティングして24時間後、100U/ml IL−2を上記培養物に添加する。2日目または3日目に、トランスフェクトされた293T細胞に由来するレトロウイルスを含む上清を、0.45μmで濾過し、レトロネクチン(1cm表面あたり、1mlのPBS中10μl/ウェル)で予め被覆した非TC処理プレート上で遠心分離する。プレートを、2000gで2時間、室温で遠心分離する。CD3/CD28芽細胞を、100U/ml IL−2を補充した完全培地中で2.5×10 細胞/mlで再懸濁し、1000×gで10分間、室温で、プレート上で遠心分離する。3〜4日間のインキュベーション後、細胞を計数し、形質導入効率を、フローサイトメトリーによって、適切なマーカー抗体(代表的には、CD34またはCD19)を使用して測定する。細胞を、100U/ml IL−2を補充した完全培地中で維持し、細胞に、2〜3日ごとに新鮮培地およびIL−2を再供給し、細胞を必要に応じて分けて、拡大する。
培養細胞におけるT細胞カスパーゼアッセイ
適切なレトロウイルスでの形質導入の後、50,000個のTを、IL−2なしのCTL培地中、自殺薬物(リミズシドまたはラパマイシン)の存在下または非存在下で、96ウェルプレートの1ウェルあたりに播種する。IncuCyte機器を使用するアポトーシスの検出を可能にするために、2μMのIncuCyteTM Kinetic Caspase−3/7 Apoptosis試薬(Essen Bioscience, 4440)を各ウェルに添加して、総容積200μlにする。そのプレートを、5分間、400×gで遠心分離し、IncuCyte(Dual Color Model 4459)の中に入れ、緑色蛍光を2〜3時間ごとに合計48時間にわたって10×対物レンズでモニターする。画像分析を、「TCells_caspreagent_phase_green_10x_MLD」処理定義を使用して行う。「Total Green Object Integrated Intensity」測定法を使用して、カスパーゼ活性化を定量する。各条件を二連で行い、各ウェルを4個の異なる位置で画像化する。
T細胞抗腫瘍アッセイ
HPAC PSCA腫瘍細胞を、NucLightTM Red Lentivirus Reagent(Essen Bioscience, 4625)を使用して、核局在化RFPタンパク質で安定して標識する。共培養を設定するために、4000 HPAC−RFP細胞を、100μlのIL−2なしのCTL培地中、少なくとも4時間にわたって96ウェルプレートの各ウェルに播種して、腫瘍細胞を接着させる。適切なレトロウイルスで形質導入し、培養物中で少なくとも7日間静置させた後、Tを、種々のE:T比に従って、HPAC−RFP含有96ウェルプレートへと播種する。リミズシドもまた上記培養物に添加して、300μl総容積/ウェルにする。各プレートを二連で、一方のプレートをIncuCyteでモニターするため、一方のプレートを2日目にELISAアッセイ用に上清収集するために設定する。プレートを5分間、400×gで遠心分離し、IncuCyte(Dual Color Model 4459)の中に入れて、赤色蛍光(およびT細胞がGFP−Fflucで標識される場合には緑色蛍光)を2〜3時間ごとに合計7日間にわっって10×対物レンズでモニターする。画像分析を、「HPAC−RFP_TcellsGFP_10x_MLD」処理定義を使用して行う。7日目に、HPAC−RFP細胞を、「Red Object Count(1/ウェル)」測定法を使用して分析する。また、7日目に、0nMまたは10nMの自殺薬物を共培養物の各ウェルに添加し、IncuCyteの中に戻して、T細胞排除をモニターする。8日目に、T細胞−GFP細胞を、「Total Green Object Integrated Intensity」測定法を使用して分析する。各条件を、少なくとも2連で行い、各ウェルを4個の異なる位置で画像化する。
Raji細胞抗腫瘍活性を測定するために、細胞集団を、incucyteよりむしろフローサイトメトリーによって決定する。なぜならこの細胞はプレートに接着しないからである。緑色蛍光タンパク質の安定な発現によって標識したRaji細胞(ATCC)(Raji−GFP)は、その細胞表面上にCD19を発現しかつ抗CD19 CARにとっての標的である、バーキットリンパ腫細胞株である。50000 Raji−GFP細胞を、10000 CAR−T細胞を有する24ウェルプレートに播種する(1:5 E:T比)。培地上清を、活性化されたCAR−T細胞によるサイトカイン放出を決定するために、48時間で採取する。腫瘍殺滅の程度を、7日および14日で、GFP標識腫瘍細胞およびCD3標識T細胞の割合によってフローサイトメトリー(Galeos, Beckman−Coulter)によって決定する。
IVIS画像化
標識されたT細胞を有するNSGマウスをイソフルランで麻酔し、100μl D−ルシフェリン(PBS中15mg/ml ストック溶液)を下腹部の腹腔内(i.p.)経路によって注射する。10分後、その動物を、麻酔チャンバからIVISプラットフォームへと移す。IVISイメージャー(Perkin−Elmer)で背側および腹側から画像を得、Living Imageソフトウェア(IVIS Imaging Systems)でBLIを定量および記録する。
ウェスタンブロット
適切なレトロウイルスでの形質導入後、6,000,000 T細胞を、3ml CTL培地中、6ウェルプレートの1ウェルあたりに播種する。24時間後、細胞を収集し、冷PBS中で洗浄し、プレートの中で(in the plated)1×Halt Protease Inhibitor Cocktail(Thermo, 87786)を含むRIPA Lysis and Extraction Buffer(Thermo, 89901)中、氷上で30分間溶解する。その溶解物を、16,000×gで20分間、4℃で遠心分離し、その上清を新しいエッペンドルフチューブに移す。タンパク質アッセイを、製造業者の推奨に従って、Pierce BCA Protein Assay Kit(Thermo, 23227)を使用して行う。SDS−PAGE用のサンプルを調製するために、50μgの溶解物を4×Laemmliサンプル緩衝液(Bio Rad, 1610747)と混合し、95℃で10分間加熱する。その間に、10% SDSゲルを、Bio Radキャスティング装置および30% アクリルアミド/ビス溶液(Bio Rad, 160158)を使用して調製する。上記サンプルを、Precision Plus Protein Dual Color Standards(Bio Rad, 1610374)とともに負荷し、1×Tris/グリシン泳動緩衝液(Bio Rad, 1610771)中、140Vで90分間泳動する(ran)。タンパク質分離後、そのゲルを、iBlot 2デバイス(Thermo,
IB21001)においてプログラム0を使用してPVDF膜に転写する(合計7分)。その膜を、iBind Flex Western Device(Thermo, SLF2000)を使用して、製造業者の推奨に従って一次抗体および二次抗体でプローブする。抗MyD88抗体(Sigma, SAB1406154)を、1:200希釈で使用し、二次HRP結合体化ヤギ抗マウスIgG抗体(Thermo, A16072)を、1:500希釈で使用する。カスパーゼ−9抗体(Thermo, PA1−12506)を、1:200希釈で使用し、二次HRP結合体化ヤギ抗ウサギIgG抗体(Thermo, A16104)を、1:500希釈で使用する。β−アクチン抗体(Thermo, PA1−16889)を、1:1000希釈で使用し、二次HRP結合体化ヤギ抗ウサギIgG抗体(Thermo, A16104)を、1:1000希釈で使用する。その膜を、SuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate Kit(Thermo, 34096)で発色させ、GelLogic 6000 ProカメラおよびCareStream MIソフトウェア(v.5.3.1.16369)を使用して画像化する。
レポーターアッセイのための細胞のトランスフェクション
HEK 293T細胞(1.5×10)を、10mL DMEM4500(グルタミン、ペニシリン/ストレプトマイシンおよび10% ウシ胎仔血清を補充)が入った、100mm組織培養ディッシュに播種する。16〜30時間インキュベーション後、細胞を、Novagen’s GeneJuice(登録商標)プロトコルを使用してトランスフェクトする。簡潔には、各トランスフェクションについて、0.5mL OptiMEMを、1.5mL微量遠心チューブにピペットで入れ、15μl GeneJuice試薬を添加し、続いて5秒間ボルテックスする。サンプルを5分間静置して、GeneJuice懸濁物を沈殿させる。DNA(合計5μg)を各チューブに添加し、ピペットで4回上下させることによって混合する。サンプルを、GeneJuice−DNA複合体形成のために5分間静置させ、その懸濁液を、293T細胞の1つのディッシュに滴下する。代表的なトランスフェクションは、1μg NFkB−SEAP(5)、4μg Go−CAR(pBP0774)または4μg MC−Rap−CAR(pBP1440)(1)を含む。
二量体化薬物での細胞の刺激
トランスフェクションの24時間後(4.1)、293T細胞を96ウェルプレートへと分け、二量体化薬物の希釈物と共にインキュベートする。簡潔には、100μl 培地を、96ウェル平底プレートの各ウェルに添加する。薬物を、プレート上に置かれるべき濃度勾配の最高濃度の4倍の濃度へとチューブ中で希釈する。100μlの二量体化リガンド(リミズシド、ラパマイシン、イソプロポキシルラパマイシン)を、プレートの最も右側にある3個のウェルの各々に添加する(アッセイは、それによって三連で行われる)。次いで、各薬物含有ウェルからの100μlを、隣のウェルへと移し、そのサイクルを10回反復して、連続2倍段階勾配を生成する。最後のウェルは未処理にし、基底レポーター活性のコントロールとして働く。次いで、トランスフェクトした293細胞を、トリプシン処理し、完全培地で洗浄し、培地中に懸濁し、薬物を含む(または薬物なし)各ウェルへと100μlをアリコートする。細胞を24時間インキュベートする。
レポーター活性のアッセイ
SRαプロモーターは、SV40初期領域(これは、T抗原転写を駆動する)およびヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV−1)の長末端反復(LTR)の一部(RおよびU5)を含むハイブリッド転写エレメントである。このプロモーターは、高い構成的なレベルの分泌型アルカリホスファターゼ(SeAP)レポーター遺伝子を駆動する。二量体化によるカスパーゼ−9の活性化は、細胞死を迅速にもたらし、細胞が死んでいるの割合は、薬物の量の増大と共に増大する。細胞が死ぬ場合、レポーターの転写および翻訳は停止するが、既に分泌されたレポータータンパク質は培地の中に残る。構成的SeAP活性の喪失は、それによって、細胞死の薬物依存性活性化の有効な代用である。
薬物刺激の24時間後に、96ウェルプレートを包んで蒸発を妨げ、65℃で2時間インキュベートして、内因性および血清ホスファターゼを不活化するが、その一方で、熱安定性SeAPレポーターは残る(3、12、14)。各ウェルからの100μl サンプルを、側面が黒い96ウェルアッセイプレートの個々のウェルへと負荷する。サンプルを、4〜16時間にわたって0.5M ジエタノールアミン(pH10.0)中の0.5mM 4−メチルウンベリフェリルホスフェート(4−MUP)とともにインキュベートする。ホスファターゼ活性を、355nmでの励起および460nmでの発光を有する蛍光によって測定する。データを、表作成のためにMicrosoft Excelのスプレッドシートに移し、GraphPad Prismでグラフ化する。
イソプロピルオキシラパマイシンの生成
Luengoらの方法((J. Org. Chem 59:6512,(1994)),(17, 18))を使用する。簡潔には、20mgのラパマイシンを、3mL イソプロパノール中に溶解し、22.1mgのp−トルエンスルホン酸を添加し、室温で4〜12時間撹拌しながらインキュベートする。終了時に、5mL 酢酸エチルを添加し、生成物を、飽和炭酸水素ナトリウムで5回、ブライン(飽和塩化ナトリウム)で3回抽出する。その有機相を乾燥させ、酢酸エチル:ヘキサン(3:1)中に再溶解する。立体異性体および微量の生成物を、3〜4 KPa圧下で、3:1 酢酸エチル:ヘキサンを用いる10〜15mL シリカゲルカラムでのFLASHクロマトグラフィーによって分離し、画分を乾燥させる。画分を、237nM、267nM、278nMおよび290nMでの分光測光法によってアッセイし、FRB対立遺伝子特異的転写スイッチにおける結合特異性に関して試験する。
(実施例25:代表的実施形態)
以降で提供されるのは、本技術のある種の実施形態の例である。
実施形態A1.
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド、
に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって、ここで
該第2のリガンド結合領域は、該第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで
該第1および第2のリガンド結合領域は、第1の多量体リガンドに結合でき;
該第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして
該第2のリガンドは、該第2のリガンド結合領域に有意に結合しない、
核酸。
実施形態A2.
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;および(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド;
に作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸であって、ここで
該第2のリガンド結合領域は、該第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで
該第1のおよび第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合でき;
該第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして
該第2のリガンドは、該第2のリガンド結合領域に有意に結合しない、
核酸。
実施形態A3. 前記核酸は、前記第1のポリヌクレオチドと第2のポリヌクレオチドとの間に、リンカーポリペプチドをコードするポリヌクレオチドをさらに含み、ここで該リンカーポリペプチドは、翻訳中または翻訳後に、該第1のポリヌクレオチドおよび第2のポリヌクレオチドの翻訳生成物を分断する、実施形態A1〜A3のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A3.2. 前記リンカーポリペプチドは、2Aポリペプチドである、実施形態A3に記載の核酸。
実施形態A4. 前記第2のリガンドは、前記第2のリガンド結合領域に結合できない、実施形態A1〜A3.2のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A5. 前記核酸は、マーカーポリペプチドをコードする第3のポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態A1〜A4のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A6. 前記第1のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、実施形態A1〜A4のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A7. 前記第2のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、実施形態A1〜A4のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A8. 前記マーカーポリペプチドは、ΔCD19ポリペプチドである、実施形態A7に記載の核酸。
実施形態A9. 前記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化領域をさらに含む、実施形態A1〜A8のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A10. 前記膜標的化領域は、ミリストイル化領域、パルミトイル化領域、プレニル化領域、NKG2Dレセプター、およびレセプターの膜貫通配列からなる群より選択される、実施形態A9に記載の核酸。
実施形態A11. 前記膜標的化領域は、ミリストイル化領域である、実施形態A10に記載の核酸。
実施形態A12. 前記ミリストイル化領域は、配列番号3のアミノ酸配列またはその機能的フラグメントを有する、実施形態A11に記載の核酸。
実施形態A13. 前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12領域である、実施形態A1〜A12のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A14. 前記FKBP12領域は、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有する、実施形態A13に記載の核酸。
実施形態A15. 前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12v36領域である、実施形態A13に記載の核酸。
実施形態A16. 前記第1のリガンド結合領域は、2個またはこれより多くのリガンド結合領域を含む、実施形態A1〜A12のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A17. 前記2個またはこれより多くのリガンド結合領域は、各々、FKBP12領域である、実施形態A16に記載の核酸。
実施形態A18. 少なくとも1個のFKBP12領域は、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有する、実施形態A17に記載の核酸。
実施形態A19. 少なくとも1個のリガンド結合領域は、FKBP12v36領域である、実施形態A17に記載の核酸。
実施形態A20. 前記第2のリガンド結合領域は、FRB領域である、実施形態A1〜A19のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A21. 前記第2のリガンド結合領域は、FKBP12−ラパマイシン結合ドメイン(FRB)である、実施形態A20に記載の核酸。
実施形態A22. 前記FRB領域は、KLW(T2098L)、KTF(W2101F)、およびKLF(T2098L、W2101F)からなる群より選択される、実施形態A20に記載の核酸。
実施形態A23. 前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログである、実施形態A1〜A22のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A24. 前記ラパログは、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン、R−イソプロポキシラパマイシン、およびS−ブタンスルホンアミドラプからなる群より選択される、実施形態A23に記載の核酸。
実施形態A25. 前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、またはAP1510である、実施形態A1〜A23のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A26. 前記プロモーターは、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結される、実施形態A1〜A25のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A27. 前記プロモーターは、発生的に制御される、実施形態A1〜A26のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A28. 前記プロモーターは、組織特異的である、実施形態A1〜A27のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A29. 前記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される、実施形態A1〜A26のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A30. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ1、カスパーゼ2、カスパーゼ3、カスパーゼ4、カスパーゼ5、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、カスパーゼ10、カスパーゼ11、カスパーゼ12、カスパーゼ13、またはカスパーゼ14、FADD(DED)、APAF1(CARD)、CRADD/RAIDD CARD)、ASC(CARD)、Bax、Bak、Bcl−xL、Bcl−2、RIPK3、およびRIPK1−RHIMからなる群より選択される、実施形態A1〜A29のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A31. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、実施形態A1〜A29のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A32. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態A1〜A29のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A33. 前記カスパーゼポリペプチドは、配列番号300のアミノ酸配列を含む、実施形態A31〜A32のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A34. 前記カスパーゼポリペプチドは、表5または表6中の触媒として活性なカスパーゼバリアントからなる群より選択されるアミノ酸置換を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態A31〜A32のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A35. 前記カスパーゼポリペプチドは、D330A、D330E、およびN405Qからなる群より選択されるアミノ酸配列を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態A31〜A32のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A36. 前記短縮型MyD88ポリペプチドは、配列番号214のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態A1〜A2、またはA4〜A35のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A36.1. 前記MyD88ポリペプチドは、配列番号282のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態A1〜A2、またはA4〜A35のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A37. 前記細胞質CD40ポリペプチドは、配列番号216のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態A1またはA3〜A36.1のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A38. 前記第1のキメラポリペプチドは、キメラ抗原レセプターをさらに含む、実施形態A1〜A37のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A39. 前記核酸は、キメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態A1〜A37のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A40. 前記第1のキメラポリペプチドは、T細胞レセプター、またはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをさらに含む、実施形態A1〜A37のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A40.1. 前記T細胞レセプターは、PRAME、Bob−1、およびNY−ESO−1からなる群より選択される抗原性ポリペプチドに結合する、実施形態A40に記載の核酸。
実施形態A41. 前記核酸は、T細胞レセプターまたはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態A1〜A37のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A41.1. 前記T細胞レセプターは、PRAME、Bob−1、およびNY−ESO−1からなる群より選択される抗原性ポリペプチドに結合する、実施形態A41に記載の核酸。
実施形態A42. 前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む、実施形態A38〜A41のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A43. 前記抗原認識部分は、CD19に結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態A42に記載の核酸。
実施形態A44. 前記抗原認識部分は、PSCAに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態A42〜A43のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A45. 前記抗原認識部分は、Her2/Neuに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態A42〜A43のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A46. 前記T細胞活性化分子は、ITAMを含みシグナル1を与える分子である、実施形態A42〜A45のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A47. 前記T細胞活性化分子は、CD3ζポリペプチドである、実施形態A42〜A45のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A48. 前記T細胞活性化分子は、Fcイプシロンレセプターガンマ(FcεR1γ)サブユニットポリペプチドである、実施形態A42〜A45のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A49. 前記抗原認識部分は、腫瘍細胞上の抗原に結合する、実施形態A42またはA45〜A48のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A50. 前記抗原認識部分は、過剰増殖性疾患に関与する細胞上の抗原に結合する、実施形態A42またはA45〜A48のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A51. 前記抗原認識部分は、PSMA、PSCA、Muc1 CD19、ROR1、メソテリン、GD2、CD123、Muc16、CD33、CD38、CD44v6、およびHer2/Neuからなる群より選択される抗原に結合する、実施形態A42またはA45〜A48のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A52. 前記抗原認識部分は、ウイルス抗原または細菌抗原に結合する、実施形態A42またはA45〜A48のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A53. 前記抗原認識部分は、一本鎖可変フラグメントである、実施形態A42またはA45〜A48のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A54. 前記膜貫通領域は、CD8膜貫通領域である、実施形態A42〜A53のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A55〜A67. 留保。
実施形態A68. 前記核酸は、ウイルスベクター内に含まれる、実施形態A1〜A54のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A69. 前記ウイルスベクターは、レトロウイルスベクターである、実施形態A68に記載の核酸。
実施形態A70. 前記レトロウイルスベクターは、マウス白血病ウイルスベクターである、実施形態A69に記載の核酸。
実施形態A71. 前記レトロウイルスベクターは、SFGベクターである、実施形態A69に記載の核酸。
実施形態A72. 前記ウイルスベクターは、アデノウイルスベクターである、実施形態A68に記載の核酸。
実施形態A73. 前記ウイルスベクターは、レンチウイルスベクターである、実施形態A68に記載の核酸。
実施形態A74. 前記ウイルスベクターは、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、およびワクシニアウイルスからなる群より選択される、実施形態A68に記載の核酸。
実施形態A75. 前記核酸は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、もしくはバイオリスティックのために調製されるかまたはそのためにデザインされたベクターの中に存在するか、あるいは化学的脂質(chemical lipid)、ポリマー、無機ナノ粒子、
もしくはポリプレックスに結合されるかまたはその中に組み込まれる、実施形態A1〜A74のいずれか1項に記載の核酸。
実施形態A76. 前記核酸は、プラスミド内に含まれる、実施形態A1〜A54、またはA75のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A77. 実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A78. FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A79. FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A80. FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A81. FRP5−VL、FRP5−VH、FMC63−VL、およびFMC63−VHからなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A80のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A82. FRP5−VLおよびFRP5−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A81に記載の核酸。
実施形態A83. FMC63−VLおよびFMC63−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A81に記載の核酸。
実施形態A84. MyD88LおよびMyD88からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A83のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A85. 実施例23の表の中に提供されるΔカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A84のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A86. 実施例23の表の中に提供されるΔCD19ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A85のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A87. 実施例23の表の中に提供されるhCD40ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A86のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態A88. 実施例23の表の中に提供されるCD3ζポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態A1〜A87のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B1. 実施形態A1〜A88のいずれか1つに記載の核酸でトランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞。
実施形態C1.
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域;および(iii)CD40細胞外ドメインを欠いているCD40細胞質ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド、
を含む改変された細胞であって、ここで
該第2のリガンド結合領域は、該第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで
該第1および第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合でき;
該第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして
該第2のリガンドは、該第2のリガンド結合領域に有意に結合しない、
改変された細胞。
実施形態C2.
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、(i)第1のリガンド結合領域;および(ii)MyD88ポリペプチド領域またはTIRドメインを欠いている短縮型MyD88ポリペプチド領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド;
を含む改変された細胞であって、ここで
該第2のリガンド結合領域は、該第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し;ここで
該第1のおよび第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合でき;
該第1のリガンド結合領域は、第2のリガンドに結合でき;そして
該第2のリガンドは、該第2のリガンド結合領域に有意に結合しない、
改変された細胞。
実施形態C3. 留保。
実施形態C4. 前記第2のリガンドは、前記第2のリガンド結合領域に結合できない、実施形態C1〜C2のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C5. 前記改変された細胞は、マーカーポリペプチドをコードする第3のポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態C1〜C4のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C6. 前記第1のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、実施形態C1〜C4のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C7. 前記第2のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、実施形態C1〜C4のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C8. 前記マーカーポリペプチドは、ΔCD19ポリペプチドである、実施形態C7に記載の改変された細胞。
実施形態C9. 前記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化領域をさらに含む、実施形態C1〜C8のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C10. 前記膜標的化領域は、ミリストイル化領域、パルミトイル化領域、プレニル化領域、NKG2Dレセプター、およびレセプターの膜貫通配列からなる群より選択される、実施形態C9に記載の改変された細胞。
実施形態C11. 前記膜標的化領域は、ミリストイル化領域である、実施形態C10に記載の改変された細胞。
実施形態C12. 前記ミリストイル化領域は、配列番号3のアミノ酸配列またはその機能的フラグメントを有する、実施形態C11に記載の改変された細胞。
実施形態C13. 前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12領域である、実施形態C1〜C12のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C14. 前記FKBP12領域は、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有する、実施形態C13に記載の改変された細胞。
実施形態C15. 前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12v36領域である、実施形態C13に記載の改変された細胞。
実施形態C16. 前記第1のリガンド結合領域は、2個またはこれより多くのリガンド結合領域を含む、実施形態C1〜C12のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C17. 前記2個またはこれより多くのリガンド結合領域は、各々、FKBP12領域である、実施形態C16に記載の改変された細胞。
実施形態C18. 少なくとも1個のFKBP12領域は、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有する、実施形態C17に記載の改変された細胞。
実施形態C19. 少なくとも1個のリガンド結合領域は、FKBP12v36領域である、実施形態C17に記載の改変された細胞。
実施形態C20. 前記第2のリガンド結合領域は、FRB領域である、実施形態C1〜C19のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C21. 前記第2のリガンド結合領域は、FKBP12−ラパマイシン結合ドメイン(FRB)である、実施形態C20に記載の改変された細胞。
実施形態C22. 前記FRB領域は、KLW(T2098L)、KTF(W2101F)、およびKLF(T2098L、W2101F)からなる群より選択される、実施形態C20に記載の改変された細胞。
実施形態C23. 前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログである、実施形態C1〜C22のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C24. 前記ラパログは、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン、R−イソプロポキシラパマイシン、およびS−ブタンスルホンアミドラプからなる群より選択される、実施形態C23に記載の改変された細胞。
実施形態C25. 前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、またはAP1510である、実施形態C1〜C23のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C26. 前記プロモーターは、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結される、実施形態C1〜C25のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C27. 前記プロモーターは、発生的に制御される、実施形態C1〜C26のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C28. 前記プロモーターは、組織特異的である、実施形態C1〜C27のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C29. 前記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される、実施形態C1〜C26のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C30. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ1、カスパーゼ2、カスパーゼ3、カスパーゼ4、カスパーゼ5、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、カスパーゼ10、カスパーゼ11、カスパーゼ12、カスパーゼ13、またはカスパーゼ14、FADD(DED)、APAF1(CARD)、CRADD/RAIDD CARD)、ASC(CARD)、Bax、Bak、Bcl−xL、Bcl−2、RIPK3、およびRIPK1−RHIMからなる群より選択される、実施形態C1〜C29のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C31. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、実施形態C1〜C29のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C32. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態C1〜C29のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C33. 前記カスパーゼポリペプチドは、配列番号300のアミノ酸配列を含む、実施形態C31〜C32のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C34. 前記カスパーゼポリペプチドは、表5または表6中の触媒として活性なカスパーゼバリアントからなる群より選択されるアミノ酸置換を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態C31〜C32のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C35. 前記カスパーゼポリペプチドは、D330A、D330E、およびN405Qからなる群より選択されるアミノ酸配列を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態C31〜C32のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C36. 前記短縮型MyD88ポリペプチドは、配列番号214のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態C1〜C2、またはC4〜C35のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C37. 前記細胞質CD40ポリペプチドは、配列番号216のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態C1またはC3〜C36のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C38. 前記第1のキメラポリペプチドは、キメラ抗原レセプターをさらに含む、実施形態C1〜C37のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C39. 前記改変された細胞は、キメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態C1〜C37のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C40. 前記第1のキメラポリペプチドは、T細胞レセプター、またはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをさらに含む、実施形態C1〜C37のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C40.1. 前記T細胞レセプターは、PRAME、Bob−1、およびNY−ESO−1からなる群より選択される抗原性ポリペプチドに結合する、実施形態C40に記載の改変された細胞。
実施形態C41. 前記改変された細胞は、T細胞レセプターまたはT細胞レセプターベースのキメラ抗原レセプターをコードするポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態C1〜C37のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C41.1. 前記T細胞レセプターは、PRAME、Bob−1、およびNY−ESO−1からなる群より選択される抗原性ポリペプチドに結合する、実施形態C41に記載の改変された細胞。
実施形態C42. 前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む、実施形態C38〜C41のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C43. 前記抗原認識部分は、CD19に結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態C42のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C44. 前記抗原認識部分は、PSCAに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態C42〜C43のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C45. 前記抗原認識部分は、Her2/Neuに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態C42〜C43のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C46. 前記T細胞活性化分子は、ITAMを含みシグナル1を与える分子である、実施形態C42〜C45のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C47. 前記T細胞活性化分子は、CD3ζポリペプチドである、実施形態C42〜C45のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C48. 前記T細胞活性化分子は、Fcイプシロンレセプターガンマ(FcεR1γ)サブユニットポリペプチドである、実施形態C42〜C45のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C49. 前記抗原認識部分は、腫瘍細胞上の抗原に結合する、実施形態C42またはC45〜C48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C50. 前記抗原認識部分は、過剰増殖性疾患に関与する細胞上の抗原に結合する、実施形態C42またはC45〜C48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C51. 前記抗原認識部分は、PSMA、PSCA、CD19、ROR1、メソテリン、GD2、CD123、Muc16、およびHer2/Neuからなる群より選択される抗原に結合する、実施形態C42またはC45〜C48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C52. 前記抗原認識部分は、ウイルス抗原または細菌抗原に結合する、実施形態C42またはC45〜C48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C53. 前記抗原認識部分は、一本鎖可変フラグメントである、実施形態C42またはC45〜C48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C54. 前記膜貫通領域は、CD8膜貫通領域である、実施形態C42〜C53のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D1. 前記細胞は、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球、NK−T細胞、またはNK細胞である、実施形態B1、またはC1〜C54のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D3. 前記細胞は、T細胞である、実施形態B1、またはC1〜C54のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D4. 前記細胞は、初代T細胞である、実施形態B1、またはC1〜C54のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D5. 前記細胞は、細胞傷害性T細胞である、実施形態B1、またはC1〜C54のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D6. 前記細胞は、胚性幹細胞(ESC)、人工多能性幹細胞(iPSC)、非リンパ球性造血細胞、非造血細胞、マクロファージ、ケラチノサイト、線維芽細胞、メラノーマ細胞、腫瘍浸潤リンパ球、ナチュラルキラー細胞、ナチュラルキラーT細胞、またはT細胞からなる群より選択される、実施形態B1、またはC1〜C54のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D7. 前記T細胞は、ヘルパーT細胞である、実施形態D3に記載の方法。
実施形態D8. 前記細胞は、骨髄から得られるかまたは骨髄から調製される、実施形態D1〜D7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D9. 前記細胞は、臍帯血から得られるかまたは臍帯血から調製される、実施形態D1〜D7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D10. 前記細胞は、末梢血から得られるかまたは末梢血から調製される、実施形態D1〜D7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D11. 前記細胞は、末梢血単核細胞から得られるかまたは末梢血単核細胞から調製される、実施形態D1〜D7のいずれか1項に記載の改変された細胞。
実施形態D12. 前記細胞は、ヒト細胞である、実施形態D1〜D7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D13. 前記改変された細胞は、インビボで形質導入またはトランスフェクトされる、実施形態D1〜D12のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D14. 前記細胞は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、バイオリスティック(例えば、Au粒子での遺伝子銃)、脂質トランスフェクション、ポリマートランスフェクション、ナノ粒子、またはポリプレックスからなる群より選択される方法を使用して、核酸ベクターによってトランスフェクトまたは形質導入される、実施形態D1〜D7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態E1. 被験体において免疫応答を刺激するための方法であって、該方法は、
a)実施形態B1〜D15のいずれか1項つ記載の改変された細胞を該被験体に移植すること、および
b)(a)の後に、細胞媒介性免疫応答を刺激するために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
実施形態E1.1. 改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体にリガンドを投与するための方法であって、該方法は、前記第2のリガンドを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、実施形態A1〜A88のいずれか1つに記載の核酸を含む、方法。
実施形態E1.2. ラパマイシンまたはラパログを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、ラパマイシンまたはラパログを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、実施形態A1〜A88のいずれか1つに記載の核酸を含む、方法。
実施形態E2. 被験体において移植された改変された細胞の活性をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)実施形態B1〜D15のいずれか1つに記載の改変された細胞を被験体に移植すること;および
b)(a)の後に、該移植された改変された細胞の活性を刺激するために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
実施形態E3. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの30%未満を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E4. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの40%未満を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E5. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの50%未満を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E6. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの60%未満を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E7. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの70%未満を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E8. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの90%未満を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E9. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E10. (b)の後に、前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも95%を殺滅するために有効な量の前記第1のリガンドを投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E11. 標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法であって、該方法は、
(a)有効量の実施形態B1〜D14のいずれか1つに記載の改変された細胞を該被験体に投与することであって、ここで該細胞は、該標的抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターを含む、投与すること、および
(b) a)の後に、該被験体において標的抗原または標的細胞の数または濃度を減少させるために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること
を包含する方法。
実施形態E12. 前記標的抗原は、腫瘍抗原である、実施形態E11に記載の方法。
実施形態E12.1. 標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法であって、該方法は、
(a)有効量の実施形態B1〜D14のいずれか1つに記載の改変された細胞を該被験体に投与することであって、ここで該細胞は、該標的抗原を認識しかつそれに結合するキメラT細胞レセプターを含む、投与すること、および
(b) a)の後に、該被験体において標的抗原または標的細胞の数または濃度を減少させるために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること
を包含する方法。
実施形態E12.2. 前記標的抗原は、Bob−1、PRAME、またはNY−ESO−1である、実施形態E12.1に記載の方法。
実施形態E13. 被験体において腫瘍のサイズを減少させるための方法であって、該方法は、
a)実施形態B1〜D14のいずれか1つに記載の改変された細胞を該被験体に投与することであって、ここで該細胞は、該腫瘍上の抗原に結合する抗原認識部分を含むキメラ抗原レセプターを含む、投与すること;および
b) a)の後に、該被験体において該腫瘍のサイズを減少させるために有効な量の前記第2のリガンドを投与すること、
を包含する方法。
実施形態E14. 前記被験体は、がんを有する、実施形態E1〜E3のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E15. 前記改変された細胞は、腫瘍床に送達される、実施形態E1〜E14のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E16. 前記がんは、前記被験体の血液または骨髄に存在する、実施形態E14に記載の方法。
実施形態E17. 前記被験体は、血液または骨髄の疾患を有する、実施形態E11に記載の方法。
実施形態E18. 前記被験体は、鎌状赤血球貧血または異染性白質ジストロフィーと診断されている、実施形態E11に記載の方法。
実施形態E19. 前記患者は、原発性免疫不全状態、血球貪食性リンパ組織球症(HLH)または他の血球貪食状態、遺伝性骨髄不全状態、ヘモグロビン異常症、代謝状態、および破骨細胞状態からなる群より選択される状態と診断されている、実施形態E11に記載の方法。
実施形態E20. 前記疾患または状態は、重症複合免疫不全症(SCID)、複合免疫不全症(CID)、先天性T細胞欠損/欠損症、分類不能型免疫不全症(CVID)、慢性肉芽腫症、IPEX(免疫不全、多腺性内分泌障害、腸症、X連鎖)またはIPEX様、ウィスコット・オールドリッチ症候群、CD40リガンド欠損症、白血球接着不全、DOCA8欠損症、IL−10欠損症/IL−10レセプター欠損症、GATA2欠損症、X連鎖リンパ増殖性疾患(XLP)、軟骨毛髪形成不全、シュバッハマン・ダイアモンド症候群、ダイアモンド・ブラックファン貧血、先天性角化異常症、ファンコーニ貧血、先天性好中球減少症、鎌状赤血球症、サラセミア、ムコ多糖症、スフィンゴリピドーシス、および大理石骨病からなる群より選択される、実施形態E11に記載の方法。
実施形態E21. 前記被験体における標的細胞の数または濃度は、前記第2のリガンドの投与後に減少する、実施形態E11〜E20のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E22. 第2のリガンドを投与する前に前記被験体から得られる第1のサンプル中の標的細胞の数または濃度を測定すること、該第2のリガンドを投与した後に該被験体から得られる第2のサンプル中の標的細胞の数または濃度を測定すること、および該第1のサンプル中の標的細胞の数または濃度と比較して、該第2のサンプル中の標的細胞の数または濃度の増大または減少を決定することを包含する、実施形態E11〜E21のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E23. 前記第2のサンプル中の標的細胞の濃度は、前記第1のサンプル中の標的細胞の濃度と比較して減少している、実施形態E22に記載の方法。
実施形態E24. 前記第2のサンプル中の標的細胞の濃度は、前記第1のサンプル中の標的細胞の濃度と比較して増大している、実施形態E22に記載の方法。
実施形態E25. 前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、実施形態E1〜E24のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E26. 前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログである、実施形態E1〜E1.1、またはE2〜E25のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E27. 前記ラパログは、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン、R−イソプロポキシラパマイシン、およびS−ブタンスルホンアミドラプからなる群より選択される、実施形態E25に記載の方法。
実施形態E28. 前記第1のリガンドを前記被験体に、前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量で投与することをさらに包含する、実施形態E1〜E27のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E29. 前記リガンド、ラパマイシン、または前記ラパログのうちの1より多くの用量が投与される、実施形態E28に記載の方法。
実施形態E30. 前記被験体から前記改変された細胞を除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、前記第1のリガンドを投与するか、該被験体への前記第1のリガンドのその後の投与量を維持するか、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、実施形態E1〜E27のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E31. 前記改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を含む情報を受け取ること;ならびに
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、前記第1のリガンドを投与すること、該被験体に対する前記第1のリガンドのその後の投与量を維持すること、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、実施形態E1〜E27のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E32. 前記改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された状態の有無またはステージを、該被験体において同定された状態の有無またはステージに基づいて、前記第1のリガンドを投与するか、該被験体に投与される前記第1のリガンドのその後の投与量を維持するか、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整する意思決定者に伝達すること、
をさらに包含する、実施形態E1〜E27のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E33. 前記改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された状態の有無またはステージに基づいて、前記第1のリガンドを投与するか、該被験体に投与される前記第1のリガンドのその後の投与量を維持するか、または前記第1のリガンドのその後の投与量を調整する指示を伝達すること、
をさらに包含する、実施形態E28〜E33のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E34. 留保。
実施形態E35. 前記被験体は、前記改変された細胞の投与の前または投与と同時に、幹細胞移植を受けたことがある、実施形態E1〜E34のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E36. 少なくとも1×10 形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞は、前記被験体に投与される、実施形態E1〜E34のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E37. 少なくとも1×10 形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞は、前記被験体に投与される、実施形態E1〜E34のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E38. 少なくとも1×10 改変された細胞は、前記被験体に投与される、実施形態E1〜E35のいずれか1つに記載の方法。
(実施例26:さらなる代表的実施形態)
以降で提供されるのは、本技術のある種の実施形態の例である。
実施形態A1.
a)第1のキメラポリペプチドをコードする第1のポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、少なくとも2個の第1のリガンド結合領域を含む足場領域を含む、第1のポリヌクレオチド;ならびに
b)第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチド;
を含む改変された細胞であって、
ここで該第2のリガンド結合領域は、該第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し、
ここで該第1のリガンド結合領域および第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合できる、
改変された細胞。
実施形態A2. 前記第2のリガンド結合領域は、前記第1のリガンドに結合でき、かつ第2のリガンドに結合できる、実施形態A1に記載の改変された細胞。
実施形態A3. 前記第2のリガンドは、前記第1のリガンド結合領域に有意に結合しない、実施形態A2に記載の改変された細胞。
実施形態A4. 前記第1のリガンド結合領域は、前記第2のリガンドに結合できない、実施形態A1〜A2のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A5. 前記第1のリガンド結合領域は、前記第1のリガンドに結合でき、かつ第2のリガンドに結合できる、実施形態A1に記載の改変された細胞。
実施形態A6. 前記第2のリガンドは、前記第2のリガンド結合領域に有意に結合しない、実施形態A5に記載の改変された細胞。
実施形態A7. 前記第2のリガンド結合領域は、前記第2のリガンドに結合できない、実施形態A5に記載の改変された細胞。
実施形態A8. 前記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化ポリペプチド領域をさらに含む、実施形態A1〜A7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A9. 前記第1のキメラポリペプチドは、抗原認識部分をさらに含む、実施形態A1〜A8のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A10. 前記第1のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、実施形態A1〜A9のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A11. 前記第1のキメラポリペプチドは、T細胞レセプターをさらに含む、実施形態A1〜A9のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A12. 前記第1のキメラポリペプチドは、キメラ抗原レセプターをさらに含む、実施形態A1〜A9のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A13. 前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む、実施形態A12に記載の改変された細胞。
実施形態A14. 前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、(iii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域および(iv)T細胞活性化分子、(v)抗原認識部分を含む、実施形態A12に記載の改変された細胞。
実施形態A15. 前記第1のキメラポリペプチドは、(i)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、および(ii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域をさらに含む、実施形態A1〜A9のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A16. 前記第1のキメラポリペプチドは、MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチドをさらに含む、実施形態A1〜A9のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A17. 前記第1のキメラポリペプチドは、CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域をさらに含む、実施形態A1〜A9のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A18. 前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログである、実施形態A1〜A17のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A19. 前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、実施形態A1〜A18のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A20. 前記第1のリガンド結合領域は、FRB領域である、実施形態A1〜A4またはA8〜A19のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A21. 前記第2のリガンド結合領域は、FKBP12領域である、実施形態A1〜A4またはA8〜A20のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A22. 前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12領域である、実施形態A5〜A19のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A23. 前記第2のリガンド結合領域は、FRB領域である、実施形態A5〜A19またはA22のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A24. 前記細胞は、キメラ抗原レセプターをコードする核酸をさらに含む、実施形態A1〜A13またはA15〜A23のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A25. 前記足場領域は、少なくとも3個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態A1〜A24のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A26. 前記足場領域は、少なくとも4個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態A1〜A24のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A27. 前記足場領域は、少なくとも5個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態A1〜A24のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A28. 前記足場領域は、少なくとも6〜10個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態A1〜A24のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A29. 前記ラパログは、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン、R−イソプロポキシラパマイシン、およびS−ブタンスルホンアミドラプからなる群より選択される、実施形態A18〜A28のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A30. 前記足場は、少なくとも2個のFKBP12−ラパマイシン結合ドメイン(FRB)を含む、実施形態A1〜A20、またはA24〜A29のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A31. 前記足場は、少なくとも3個のFRBドメインを含む、実施形態A30に記載の改変された細胞。
実施形態A32. 前記第1のリガンド結合領域は、少なくとも4個のFRBドメインを含む、実施形態A30に記載の改変された細胞。
実施形態A33. 前記FRB領域は、KLW(T2098L)、KTF(W2101F)、およびKLF(T2098L、W2101F)からなる群より選択される、実施形態A20〜A32のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A34. 前記FKBP12領域は、FKBPv36リガンド結合領域を含む、実施形態A21〜A33のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A35. 前記FKBP12領域は、バリン、ロイシン、イソロイシンおよびアラニンからなる群より選択される36位でのアミノ酸置換を有する、実施形態A21〜A33のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A36. 前記細胞は、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球、NK−T細胞、TCR発現細胞、またはNK細胞である、実施形態A1〜A35のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A37. 前記細胞は、骨髄から得られるかまたは骨髄から調製される、実施形態A1〜A36のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A38. 前記細胞は、臍帯血から得られるかまたは臍帯血から調製される、実施形態A1〜A36のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A39. 前記細胞は、末梢血から得られるかまたは末梢血から調製される、実施形態A1〜A36のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A40. 前記細胞は、末梢血単核細胞から得られるかまたは末梢血単核細胞から調製される、実施形態A1〜A36のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A41. 前記細胞は、前記第1のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターをさらに含む、実施形態A1〜A36のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A42. 前記プロモーターは、前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結される、実施形態A41に記載の改変された細胞。
実施形態A43. 前記プロモーターは、発生的に制御され、前記カスパーゼ−9ポリペプチドは、発生的に分化した細胞において発現される、実施形態A41〜A42のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A44. 前記プロモーターは、組織特異的であり、前記カスパーゼ−9ポリペプチドは、特異的組織において発現される、実施形態A41〜A42のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A45. 前記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される、実施形態A41〜A42のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A46. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ1、カスパーゼ2、カスパーゼ3、カスパーゼ4、カスパーゼ5、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、カスパーゼ10、カスパーゼ11、カスパーゼ12、カスパーゼ13、またはカスパーゼ14、FADD(DED)、APAF1(CARD)、CRADD/RAIDD CARD)、ASC(CARD)、Bax、Bak、Bcl−xL、Bcl−2、RIPK3、およびRIPK1−RHIMからなる群より選択される、実施形態A1〜A42のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A47. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、実施形態A1〜A45のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A48. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態A1〜A45のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A49. 前記カスパーゼポリペプチドは、配列番号300のアミノ酸配列を含む、実施形態A47〜A48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A50. 前記カスパーゼポリペプチドは、表5または表6中の触媒として活性なカスパーゼバリアントからなる群より選択されるアミノ酸置換を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態A47〜A48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A51. 前記カスパーゼポリペプチドは、D330A、D330E、およびN405Qからなる群より選択されるアミノ酸配列を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態A47〜A48のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A52. 前記短縮型MyD88ポリペプチドは、配列番号214のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態A14〜A50のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A53. 前記細胞質CD40ポリペプチドは、配列番号216のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態A14〜A52のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A54. 前記抗原認識部分は、CD19に結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態A9〜A52のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A55. 前記抗原認識部分は、PSCAに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態A9〜A52のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A56. 前記抗原認識部分は、Her2/Neuに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態A9〜A52のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A57. 前記細胞は、T細胞である、実施形態A1〜A56のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A58. 前記細胞は、ナチュラルキラー細胞である、実施形態A1〜A56のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A59. 膜会合ポリペプチド領域は、NKG2Dレセプターである、実施形態A8〜A58のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A60. 前記膜標的化ポリペプチド領域は、ミリストイル化領域、パルミトイル化領域、プレニル化領域、およびレセプターの膜貫通配列からなる群より選択される、実施形態A8〜A58のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A61. 前記膜標的化ポリペプチド領域は、ミリストイル化領域である、実施形態A8〜A58のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A62. 前記ミリストイル化領域は、配列番号3のアミノ酸配列またはその機能的フラグメントを有する、実施形態A61に記載の改変された細胞。
実施形態A63. 前記T細胞活性化分子は、ITAMを含みシグナル1を与える分子である、実施形態A13〜A62のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A64. 前記T細胞活性化分子は、CD3ζポリペプチドである、実施形態A13〜A62のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A65. 前記T細胞活性化分子は、Fcイプシロンレセプターガンマ(FcεR1γ)サブユニットポリペプチドである、実施形態A13〜A62のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A66. 前記抗原認識部分は、腫瘍細胞上の抗原に結合する、実施形態A9〜A65のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A67. 前記抗原認識部分は、過剰増殖性疾患に関与する細胞上の抗原に結合する、実施形態A9〜A65のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A68. 前記抗原認識部分は、PSMA、PSCA、Muc1、CD19、ROR1、メソテリン、GD2、CD123、Muc16、およびHer2/Neuからなる群より選択される抗原に結合する、実施形態A9〜A65のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A69. 前記抗原認識部分は、ウイルス抗原または細菌抗原に結合する、実施形態A9〜A65のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A70. 前記抗原認識部分は、一本鎖可変フラグメントである、実施形態A9〜A65のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態A71. 前記膜貫通領域は、CD8膜貫通領域である、実施形態A13〜A70のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態B1. 第1のキメラポリペプチドをコードするポリヌクレオチドであって、ここで該第1のキメラポリペプチドは、少なくとも2個の第1のリガンド結合領域を含む足場領域を含む、ポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターを含む核酸。
実施形態B2. 第2のキメラポリペプチドをコードする第2のポリヌクレオチドであって、ここで該第2のキメラポリペプチドは、アポトーシス促進ポリペプチド領域および第2のリガンド結合領域を含む、第2のポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態B1に記載の核酸であって、ここで該第2のリガンド結合領域は、該第1のリガンド結合領域とは異なるアミノ酸配列を有し、ここで該第1のリガンド結合領域および第2のリガンド結合領域は、第1のリガンドに結合できる、核酸。
実施形態B3. 前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結されたプロモーターをさらに含む、実施形態B2に記載の核酸。
実施形態B4. 前記プロモーターは、前記第1のポリヌクレオチドおよび前記第2のポリヌクレオチドに作動可能に連結される、実施形態B2に記載の核酸。
実施形態B8. 前記第2のリガンドは、前記第1のリガンド結合領域に有意に結合しない、実施形態B7に記載の核酸。
実施形態B9. 前記第1のリガンド結合領域は、前記第2のリガンドに結合できない、実施形態B2〜B7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態B10. 前記第1のリガンド結合領域は、前記第1のリガンドに結合でき、かつ第2のリガンドに結合できる、実施形態B2〜B6のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B11. 前記第2のリガンドは、前記第2のリガンド結合領域に有意に結合しない、実施形態B10に記載の核酸。
実施形態B12. 前記第2のリガンド結合領域は、前記第2のリガンドに結合できない、実施形態B10に記載の核酸。
実施形態B13. 前記第1のキメラポリペプチドは、膜標的化ポリペプチド領域をさらに含む、実施形態B1〜B12のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B14. 前記第1のキメラポリペプチドは、抗原認識部分をさらに含む、実施形態B1〜B14のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B15. 前記第1のキメラポリペプチドは、マーカーポリペプチドをさらに含む、実施形態B1〜B14のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B16. 前記第1のキメラポリペプチドは、T細胞レセプターをさらに含む、実施形態B1〜B14のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B17. 実施形態B16に記載の核酸、
実施形態B17. 前記第1のキメラポリペプチドは、キメラ抗原レセプターをさらに含む、実施形態B1〜B14のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B18. 前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)T細胞活性化分子、および(iii)抗原認識部分を含む、実施形態B17に記載の核酸。
実施形態B19. 前記キメラ抗原レセプターは、(i)膜貫通領域、(ii)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、(iii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域および(iv)T細胞活性化分子、(v)抗原認識部分を含む、実施形態B17に記載の核酸。
実施形態B20. 前記第1のキメラポリペプチドは、(i)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、および(ii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域をさらに含む、実施形態B1〜B14のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B21. 前記第1のキメラポリペプチドは、MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチドをさらに含む、実施形態B1〜B14のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B22. 前記第1のキメラポリペプチドは、CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域をさらに含む、実施形態B1〜B14のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B23. 前記第1のリガンドは、ラパマイシンまたはラパログである、実施形態B1〜B22のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B24. 前記第2のリガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、実施形態B1〜B23のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B25. 前記第1のリガンド結合領域は、FRB領域である、実施形態B1〜B9またはB13〜B24のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B26. 前記第2のリガンド結合領域は、FKBP12領域である、実施形態B1〜B9またはB13〜B24のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B27. 前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12領域である、実施形態B10〜B24のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B28. 前記第2のリガンド結合領域は、FRB領域である、実施形態B10〜B24またはB27のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B29. 前記足場領域は、少なくとも3個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態B1〜B28のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B30. 前記足場領域は、少なくとも4個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態B1〜B28のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B31. 前記足場領域は、少なくとも5個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態B1〜B24のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B32. 前記足場領域は、少なくとも6〜10個の第1のリガンド結合領域を含む、実施形態B1〜B24のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B33. 前記ラパログは、S−o,p−ジメトキシフェニル(DMOP)−ラパマイシン、R−イソプロポキシラパマイシン、およびS−ブタンスルホンアミドラプからなる群より選択される、実施形態B23〜B32のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B34. 前記足場は、少なくとも2個のFKBP12−ラパマイシン結合ドメイン(FRB)を含む、実施形態B1〜B33のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B35. 前記足場は、少なくとも3個のFRBドメインを含む、実施形態B34に記載の核酸。
実施形態B36. 前記第1のリガンド結合領域は、少なくとも4個のFRBドメインを含む、実施形態B34に記載の核酸。
実施形態B37. 前記FRB領域は、KLW(T2098L)、KTF(W2101F)、およびKLF(T2098L、W2101F)からなる群より選択される、実施形態B25〜B36のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B38. 前記FKBP12領域は、FKBPv36リガンド結合領域を含む、実施形態B26〜B37のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B39. 前記プロモーターは、発生的に制御され、前記カスパーゼ−9ポリペプチドは、発生的に分化した細胞において発現される、実施形態B1〜B38のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B40. 前記プロモーターは、組織特異的であり、前記カスパーゼ−9ポリペプチドは、特異的組織において発現される、実施形態B1〜B38のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B41. 前記プロモーターは、活性化T細胞において活性化される、実施形態B1〜B38のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B42. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ1、カスパーゼ2、カスパーゼ3、カスパーゼ4、カスパーゼ5、カスパーゼ6、カスパーゼ7、カスパーゼ8、カスパーゼ9、カスパーゼ10、カスパーゼ11、カスパーゼ12、カスパーゼ13、またはカスパーゼ14、FADD(DED)、APAF1(CARD)、CRADD/RAIDD CARD)、ASC(CARD)、Bax、Bak、Bcl−xL、Bcl−2、RIPK3、およびRIPK1−RHIMからなる群より選択される、実施形態B2〜B41のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B43. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼポリペプチドである、実施形態B1〜B42のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B44. 前記アポトーシス促進ポリペプチドは、カスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態B1〜B43のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B45. 前記カスパーゼポリペプチドは、配列番号300のアミノ酸配列を含む、実施形態B43〜B44のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B46. 前記カスパーゼポリペプチドは、表5または表6中の触媒として活性なカスパーゼバリアントからなる群より選択されるアミノ酸置換を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態B43〜B44のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B47. 前記カスパーゼポリペプチドは、D330A、D330E、およびN405Qからなる群より選択されるアミノ酸配列を含む改変されたカスパーゼ−9ポリペプチドである、実施形態B43〜B44のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B48. 前記短縮型MyD88ポリペプチドは、配列番号214のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態B19〜B47のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B49. 前記細胞質CD40ポリペプチドは、配列番号216のアミノ酸配列、またはその機能的フラグメントを有する、実施形態B19〜B48のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B50. 前記抗原認識部分は、CD19に結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態B14〜B49のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B51. 前記抗原認識部分は、PSCAに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態B14〜B49のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B52. 前記抗原認識部分は、Her2/Neuに結合する一本鎖可変フラグメントである、実施形態B14〜B49のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B53. 前記細胞は、T細胞である、実施形態B1〜B56のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B54. 前記細胞は、ナチュラルキラー細胞である、実施形態B1〜B56のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B55. 膜標的化ポリペプチド領域は、NKG2Dレセプターである、実施形態B13〜B54のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B56. 前記膜標的化ポリペプチド領域は、ミリストイル化領域、パルミトイル化領域、プレニル化領域、およびレセプターの膜貫通配列からなる群より選択される、実施形態B13〜B43のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B57. 前記膜標的化ポリペプチド領域は、ミリストイル化領域である、実施形態B13〜B54のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B58. 前記ミリストイル化領域は、配列番号3のアミノ酸配列またはその機能的フラグメントを有する、実施形態B57に記載の核酸。
実施形態B59. 前記T細胞活性化分子は、ITAMを含みシグナル1を与える分子である、実施形態B18〜B58のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B60. 前記T細胞活性化分子は、CD3ζポリペプチドである、実施形態B18〜B58のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B61. 前記T細胞活性化分子は、Fcイプシロンレセプターガンマ(FcεR1γ)サブユニットポリペプチドである、実施形態B18〜B58のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B62. 前記抗原認識部分は、腫瘍細胞上の抗原に結合する、実施形態B14〜B59のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B63. 前記抗原認識部分は、過剰増殖性疾患に関与する細胞上の抗原に結合する、実施形態B14〜B59のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B64. 前記抗原認識部分は、PSMA、PSCA、Muc1、CD19、ROR1、メソテリン、GD2、CD123、Muc16、およびHer2/Neuからなる群より選択される抗原に結合する、実施形態B14〜B59のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B65. 前記抗原認識部分は、ウイルス抗原または細菌抗原に結合する、実施形態B14〜B59のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B66. 前記抗原認識部分は、一本鎖可変フラグメントである、実施形態B14〜B59のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B67. 前記膜貫通領域は、CD8膜貫通領域である、実施形態B18〜B70のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B68. 前記核酸は、ウイルスベクター内に含まれる、実施形態B1〜B67のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B69. 前記ウイルスベクターは、レトロウイルスベクターである、実施形態B68に記載の核酸。
実施形態B70. 前記レトロウイルスベクターは、マウス白血病ウイルスベクターである、実施形態B69に記載の核酸。
実施形態B71. 前記レトロウイルスベクターは、SFGベクターである、実施形態B69に記載の核酸。
実施形態B72. 前記ウイルスベクターは、アデノウイルスベクターである、実施形態B68に記載の核酸。
実施形態B73. 前記ウイルスベクターは、レンチウイルスベクターである、実施形態B68に記載の核酸。
実施形態B74. 前記ウイルスベクターは、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、およびワクシニアウイルスからなる群より選択される、実施形態B68に記載の核酸。
実施形態B75. 前記核酸は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、もしくはバイオリスティックのために調製されるかまたはそのためにデザインされたベクターの中に存在するか、あるいは化学的脂質(chemical lipid)、ポリマー、無機ナノ粒子、
もしくはポリプレックスに結合されるかまたはその中に組み込まれる、実施形態B1〜B74のいずれか1項に記載の核酸。
実施形態B76. 前記核酸は、プラスミド内に含まれる、実施形態B1〜B66、またはB75のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B77. 実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B78. FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B79. FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B80. FKBPv36、FpK’、FpK、Fv、Fv’、FKBPpK’、FKBPpK’’、およびFKBPpK’’’からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B76のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B81. FRP5−VL、FRP5−VH、FMC63−VL、およびFMC63−VHからなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B80のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B82. FRP5−VLおよびFRP5−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B81に記載の核酸。
実施形態B83. FMC63−VLおよびFMC63−VHをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B81に記載の核酸。
実施形態B84. MyD88LおよびMyD88からなる群より選択される、実施例23の表の中に提供されるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B83のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B85. 実施例23の表の中に提供されるΔカスパーゼ−9ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B84のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B86. 実施例23の表の中に提供されるΔCD19ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B85のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B87. 実施例23の表の中に提供されるhCD40ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B86のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態B88. 実施例23の表の中に提供されるCD3ζポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む、実施形態B1〜B87のいずれか1つに記載の核酸。
実施形態C1. 実施形態B1〜B88のいずれか1つに記載の核酸でトランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞。
実施形態C2. 前記細胞は、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球、NK−T細胞、またはNK細胞である、実施形態A1〜A71、またはC1のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C3. 前記細胞は、T細胞である、実施形態A1〜A71またはC1のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C4. 前記細胞は、初代T細胞である、実施形態A1〜A71、またはC1のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C5. 前記細胞は、細胞傷害性T細胞である、実施形態A1〜A71、またはC1のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C6. 前記細胞は、胚性幹細胞(ESC)、人工多能性幹細胞(iPSC)、非リンパ球性造血細胞、非造血細胞、マクロファージ、ケラチノサイト、線維芽細胞、メラノーマ細胞、腫瘍浸潤リンパ球、ナチュラルキラー細胞、ナチュラルキラーT細胞、またはT細胞からなる群より選択される、実施形態A1〜A71、またはC1のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C7. 前記T細胞は、ヘルパーT細胞である、実施形態A1〜A71、またはC1のいずれか一つに記載の方法。
実施形態C8. 前記細胞は、骨髄から得られるかまたは骨髄から調製される、実施形態C1〜C7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C9. 前記細胞は、臍帯血から得られるかまたは臍帯血から調製される、実施形態C1〜C7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C10. 前記細胞は、末梢血から得られるかまたは末梢血から調製される、実施形態C1〜C7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C11. 前記細胞は、末梢血単核細胞から得られるかまたは末梢血単核細胞から調製される、実施形態C1〜C7のいずれか1項に記載の改変された細胞。
実施形態C12. 前記細胞は、ヒト細胞である、実施形態C1〜C7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態C13. 前記改変された細胞は、インビボで形質導入またはトランスフェクトされる、実施形態C1〜C12のいずれか1つに記載の方法。
実施形態C14. 前記細胞は、エレクトロポレーション、ソノポレーション、バイオリスティック(例えば、Au粒子での遺伝子銃)、脂質トランスフェクション、ポリマートランスフェクション、ナノ粒子、またはポリプレックスからなる群より選択される方法を使用して、核酸ベクターによってトランスフェクトまたは形質導入される、実施形態C1〜C7のいずれか1つに記載の改変された細胞。
実施形態D1. 被験体において移植された改変された細胞の生存をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)実施形態A1〜A71、またはC1〜C14のいずれか1つに記載の改変された細胞を該被験体に移植すること;および
b) (a)の後に、該被験体にラパマイシンまたはラパログを、前記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む前記第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの30%未満を殺滅するために有効な量で投与すること、
を包含する方法。
実施形態D1.1. ラパマイシンまたはラパログを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、ラパマイシンまたはラパログを、該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、実施形態B1〜B88のいずれか1つに記載の核酸を含み、ここで該ラパマイシンまたはラパログは、FRB領域に結合する、方法。
実施形態D2. 前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの40%未満を殺滅するために有効な量で投与される、実施形態D1またはD1.1のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D3. 前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの50%未満を殺滅するために有効な量で投与される、実施形態D1またはD1.1のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D4. 前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの60%未満を殺滅するために有効な量で投与される、実施形態D1またはD1.1のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D5. 前記ラパマイシンまたはラパログは、前記キメラカスパーゼポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの70%未満を殺滅するために有効な量で投与される、実施形態D1またはD1.1に記載の方法。
実施形態D6. 第2のリガンド結合領域は、FKBP12領域であり、前記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む前記第2のキメラポリペプチド上の該FKBP12領域に結合するリガンドを、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量で投与することをさらに包含する、実施形態D1〜D5のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D6.1. リガンドを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、該リガンドを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、実施形態B1〜B76のいずれか1つに記載の核酸を含み、ここで該リガンドは、FKBP12領域に結合する、方法。
実施形態D7. 被験体において移植された改変された細胞の生存をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)実施形態A1〜A71またはC1〜C14のいずれか1つに記載の改変された細胞を、該被験体に移植すること;および
b) (a)の後に、該被験体に、前記アポトーシス促進ポリペプチド領域を含む前記第2のキメラポリペプチド上の前記FKBP12領域に結合するリガンドを、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの少なくとも90%を殺滅するために有効な量で投与すること
を包含する方法。
実施形態D8. 前記リガンド、ラパマイシン、または前記ラパログの1より多くの用量が投与される、実施形態D1〜D7のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D9. トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;ならびに
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、ラパマイシンもしくはラパログ、または前記FKBP12領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体へのその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整すること
をさらに包含する、実施形態D1〜D8のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D10. トランスフェクトまたは形質導入された治療用細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、前記FKBP12領域に結合するリガンド、またはラパマイシンもしくはラパログが、該被験体に投与されるべきどうか、あるいは該被験体にその後投与される該リガンドの投与量が調整されることを決定すること、
をさらに包含する、実施形態D1〜D9のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D11. トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を含む情報を受け取ること;および
該被験体において同定された該状態の有無に基づいて、ラパマイシンもしくはラパログ、または前記FKBP12領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体へのその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、実施形態D1〜D9のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D12. トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を前記被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;および
該被験体において同定された該状態の有無またはステージを、該被験体において同定された該状態の有無またはステージに基づいて、ラパマイシン、ラパログまたは前記FKBP12領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体に投与されるその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整する意思決定者に伝達すること、
をさらに包含する、実施形態D1〜D9のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D13. トランスフェクトまたは形質導入された、改変された細胞を該被験体から除去することを要する該被験体における状態の有無を同定すること;ならびに
該被験体において同定された該状態の有無またはステージに基づいて、ラパマイシン、ラパログ、または前記FKBP12領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体に投与されるその後の投与量を維持するか、あるいはその後の投与量を調整する指示を伝達すること、
をさらに包含する、実施形態D1〜D9のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D14. 前記リガンドの投与後に、前記被験体細胞において移植片対宿主病またはサイトカイン放出症候群を引き起こす改変された細胞の数は、減少する、実施形態D13に記載の方法。
実施形態D15. 前記改変された細胞は、トランスフェクションまたは形質導入前に同種枯渇される、実施形態D1〜D14のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D16. 前記改変された細胞は、トランスフェクションまたは形質導入前に同種枯渇されない、実施形態D1〜D14のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D17. 前記改変された細胞は、前記被験体に対して同種である、実施形態D1〜D16のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D18. 前記改変された細胞は、前記被験体に対して自家である、実施形態D1〜D16のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D19. 前記形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞は、前記被験体への投与前に、IL−2の存在下で培養される、実施形態D1〜D18のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D20. 同種反応性の改変された細胞は、前記被験体に存在し、同種反応性の改変された細胞の数は、ラパマイシン、前記ラパログ、または前記リガンドの投与後に少なくとも90%減少する、実施形態D19に記載の方法。
実施形態D21. ラパマイシン、前記ラパログ、または前記リガンドの投与後に、改変された細胞は、前記被験体の中で生き残り、拡大できかつウイルスおよび真菌に対して反応性である、実施形態D7〜D20のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D22. ラパマイシン、前記ラパログ、または前記リガンドの投与後に、改変された細胞は、前記被験体の中で生き残り、拡大できかつ該被験体中の腫瘍細胞に対して反応性である、実施形態D7〜D20のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D23. 前記被験体は、前記改変された細胞の投与前または投与と同時に幹細胞移植を受けたことがある、実施形態D7〜D20のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D24. 前記被験体における移植片対宿主病症状の出現に基づいて、該被験体へのラパマイシン、前記ラパログ、または前記リガンドのさらなる単一用量またはさらなる複数用量を投与するかどうかを決定することをさらに包含する、実施形態D7〜D20のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D25. 少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が、前記被験体に投与される、実施形態D1〜D24のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D26. 少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が、前記被験体に投与される、実施形態D1〜D24のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D27. 少なくとも1×10個の形質導入またはトランスフェクトされた改変された細胞が、前記被験体に投与される、実施形態D1〜D24のいずれか1つに記載の方法。
実施形態D28. 前記被験体における移植片対宿主病の有無またはステージを同定すること、および
該被験体において同定された該移植片対宿主病の有無またはステージに基づいて、ラパマイシン、ラパログ、もしくは前記FKBP12領域に結合するリガンドを投与するか、該被験体へのその後の投与量を維持するか、またはその後の投与量を調整すること、
をさらに包含する、実施形態D1〜D25のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E1. 被験体において移植された改変された細胞の活性をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)実施形態A1〜A71またはC1〜C14のいずれか1つに記載の改変された細胞を該被験体へと移植することであって、前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12領域であり、前記第1のキメラポリペプチドは、
(i)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド;
(ii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域;あるいは
(iii)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型ポリペプチドおよびCD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域、
を含む、移植すること;ならびに
b) (a)の後に、該被験体に、該第1のキメラポリペプチド上の該FKBP12領域に結合するリガンドを、細胞媒介性免疫応答を刺激するために有効な量で投与すること、
を包含する、方法。
実施形態E1.1. リガンドを、改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に投与するための方法であって、該方法は、該リガンドを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、実施形態B1〜B88のいずれか1つに記載の核酸を含み、ここで該リガンドは、FKBP12領域に結合する、方法。
実施形態E1.2. 改変された細胞を使用する細胞治療を受けたことがあるヒト被験体に、ラパマイシンまたはラパログを投与するための方法であって、該方法は、ラパマイシンまたはラパログを該ヒト被験体に投与することを包含し、ここで該改変された細胞は、実施形態B1〜B88のいずれか1つに記載の核酸を含み、ここで該ラパマイシンまたはラパログは、FRB領域に結合する、方法。
実施形態E2. 被験体において移植された改変された細胞の活性をコントロールするための方法であって、該方法は、
a)実施形態A1〜A71またはC1−C14のいずれか1つに記載の改変された細胞を、該被験体に移植することであって;ここで前記第1のリガンド結合領域は、FKBP12領域であり、前記第1のキメラポリペプチドは、(i)膜貫通領域、(ii)MyD88ポリペプチドまたはTIRドメインを欠く短縮型MyD88ポリペプチド、(iii)CD40細胞外ドメインを欠くCD40細胞質ポリペプチド領域および(iv)T細胞活性化分子、(v)抗原認識部分を含む、移植すること;ならびに
b) (a)の後に、該被験体に、該第1のキメラポリペプチド上の該FKBP12領域に結合するリガンドを、細胞媒介性免疫応答を刺激するために有効な量で投与すること、
を包含する、方法。
実施形態E3. 前記アポトーシス促進ポリペプチドを含む前記第2のキメラポリペプチドは、FRB領域を含み、(b)の後に、前記被験体に、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの30%未満を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを投与することを包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E4. 前記アポトーシス促進ポリペプチドを含む前記第2のキメラポリペプチドは、FRB領域を含み、(b)の後に、前記被験体に、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの40%未満を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを投与することを包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E5. 前記アポトーシス促進ポリペプチドを含む前記第2のキメラポリペプチドは、FRB領域を含み、(b)の後に、前記被験体に、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの50%未満を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを投与することを包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E6. 前記アポトーシス促進ポリペプチドを含む前記第2のキメラポリペプチドは、FRB領域を含み、(b)の後に、前記被験体に、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの60%未満を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを投与することを包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E7. 前記アポトーシス促進ポリペプチドを含む前記第2のキメラポリペプチドは、FRB領域を含み、(b)の後に、前記被験体に、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの70%未満を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを投与することを包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E8. 前記アポトーシス促進ポリペプチドを含む前記第2のキメラポリペプチドは、FRB領域を含み、(b)の後に、前記被験体に、該第2のキメラポリペプチドを発現する前記改変された細胞のうちの90%未満を殺滅するために有効な量のラパマイシンまたはラパログを投与することを包含する、実施形態E1〜E2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態E9. 前記FKBP12領域に結合する前記リガンドは、AP1903、AP20187、およびAP1510からなる群より選択される、実施形態E1〜E8のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F1. 標的細胞によって発現される標的抗原の上昇した発現と関連する疾患または状態を有する被験体を処置するための方法であって、該方法は、(a)該被験体に、有効量の、実施形態A1〜A71、またはC1〜C14のいずれか1つに記載の改変された細胞を投与すること、および(b) a)の後に、有効量のリガンド、ラパマイシン、またはラパログを投与すること、を包含する方法。
実施形態F2. 前記標的抗原は、腫瘍抗原である、実施形態F1に記載の方法。
実施形態F3. 被験体において腫瘍サイズを減少させるための方法であって、該方法は、実施形態A1〜A71、またはC1〜C14のいずれか1つに記載の改変された細胞を該被験体に投与することを包含し、ここで前記抗原認識部分は、該腫瘍上の抗原に結合する、方法。
実施形態F4. 前記被験体は、腫瘍を有すると診断されている、実施形態F1〜F3のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F5. 前記被験体は、がんを有する、実施形態F1〜F4のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F6. 前記被験体は、固形腫瘍を有する、実施形態F1〜F5のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F7. 前記改変された細胞は、腫瘍床に送達される、実施形態F1〜F6のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F8. 前記がんは、前記被験体の血液または骨髄に存在する、実施形態F5に記載の方法。
実施形態F9. 前記被験体は、血液または骨髄の疾患を有する、実施形態F1〜F3のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F10. 前記被験体は、鎌状赤血球貧血または異染性白質ジストロフィーと診断されている、実施形態F1〜F2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F11. 前記患者は、原発性免疫不全状態、血球貪食性リンパ組織球症(HLH)または他の血球貪食状態、遺伝性骨髄不全状態、ヘモグロビン異常症、代謝状態、および破骨細胞状態からなる群より選択される状態と診断されている、実施形態F1〜F2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F12. 前記疾患または状態は、重症複合免疫不全症(SCID)、複合免疫不全症(CID)、先天性T細胞欠損/欠損症、分類不能型免疫不全症(CVID)、慢性肉芽腫症、IPEX(免疫不全、多腺性内分泌障害、腸症、X連鎖)またはIPEX様、ウィスコット・オールドリッチ症候群、CD40リガンド欠損症、白血球接着不全、DOCA8欠損症、IL−10欠損症/IL−10レセプター欠損症、GATA2欠損症、X連鎖リンパ増殖性疾患(XLP)、軟骨毛髪形成不全、シュバッハマン・ダイアモンド症候群、ダイアモンド・ブラックファン貧血、先天性角化異常症、ファンコーニ貧血、先天性好中球減少症、鎌状赤血球症、サラセミア、ムコ多糖症、スフィンゴリピドーシス、および大理石骨病からなる群より選択される、実施形態F1〜F2のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F13. 前記標的細胞は、腫瘍細胞である、実施形態F1〜F12のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F14. 前記被験体における標的細胞の数または濃度は、前記改変された細胞の投与後に減少する、実施形態F1〜F13のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F15. 前記改変された細胞を投与する前に前記被験体から得られる第1のサンプル中の標的細胞の数または濃度を測定すること、前記リガンド、ラパマイシンまたはラパログ細胞の投与の後に該被験体から得られる第2のサンプル中の標的細胞の数 濃度を測定すること、および該第1のサンプル中の標的細胞の数または濃度と比較して、該第2のサンプル中の標的細胞の数または濃度の増大または減少を決定することを包含する、実施形態F1〜F14のいずれか1つに記載の方法。
実施形態F16. 前記第2のサンプル中の標的細胞の濃度は、前記第1のサンプル中の標的細胞の濃度と比較して減少している、実施形態F15に記載の方法。
実施形態F17. 前記第2のサンプル中の標的細胞の濃度は、前記第1のサンプル中の標的細胞の濃度と比較して増大している、実施形態F15に記載の方法。
実施形態G1. 細胞においてキメラ抗原レセプターを発現させるための方法であって、該方法は、実施形態A1〜A71のいずれか1つに記載の核酸と細胞とを、該核酸が該細胞へと組み込まれる条件下で接触させ、それによって該細胞は、該キメラ抗原レセプターおよびキメラカスパーゼポリペプチドを該組み込まれた核酸から発現することを包含する、方法。
実施形態G2. 前記核酸は、前記細胞とエキソビボで接触させられる、実施形態G1に記載の方法。
実施形態G3. 前記核酸は、前記細胞とインビボで接触させられる、実施形態G1に記載の方法。
* * *
本明細書中で参照された特許、特許出願、刊行物および文書の各々の全体が、参照により本明細書によって援用される。上記特許、特許出願、刊行物および文書の引用は、前述のいずれかが、関連する従来技術であることを自認するものでもないし、これらの刊行物または文書の内容または日付に関して何ら自認するものでもない。
本技術の基本的な態様から逸脱することなく、前述のものに対して改変が行われ得る。本技術は、1つ以上の特定の実施形態に照らして実質的に詳細に説明されてきたが、当業者は、本願において具体的に開示された実施形態に対して変更が行われ得るが、これらの改変および改善が本技術の範囲内および精神内であることを認識する。
本明細書中に例証的に記載された技術は、本明細書中に具体的に開示されていない任意のエレメント(複数可)の非存在下において、適切に実施され得る。したがって、例えば、本明細書中の各場合において、用語「〜を含む」、「〜から本質的になる」および「〜からなる」のいずれかは、他の2つの用語のいずれかと置き換えられてもよい。使用されてきた用語および表現は、限定の用語ではなく説明の用語として使用され、そのような用語および表現の使用は、示されたおよび記載された特徴またはそれらの一部のいかなる等価物も排除せず、特許請求される本技術の範囲内で様々な改変が可能である。エレメントのうちの1つまたはエレメントのうちの2つ以上が記載されていることが文脈から明らかでない限り、用語「a」または「an」は、それが修飾するエレメントのうちの1つまたは複数のことを指し得る(例えば、「試薬(a reagent)」は、1つ以上の試薬を意味し得る)。本明細書中で使用される用語「約」は、基となるパラメータの10%以内の値(すなわち、プラスまたはマイナス10%)のことを指し、一続きの値の始めに用語「約」を使用することにより、それらの値の各々が修飾される(すなわち、「約1、2および3」は、約1、約2および約3のことを指す)。例えば、「約100グラム」という重量は、90グラム〜110グラムの重量を含み得る。さらに、値のリストが、本明細書中に記載されるとき(例えば、約50%、60%、70%、80%、85%または86%)、そのリストには、それらのすべての中間値および分数値(例えば、54%、85.4%)が含まれる。したがって、本技術は、代表的な実施形態および随意の特徴によって具体的に開示されてきたが、本明細書中に開示された概念の改変およびバリエーションが、当業者によって用いられることがあり、そのような改変およびバリエーションは、本技術の範囲内であるとみなされると理解されるべきである。
この技術のある特定の実施形態は、以下に続く特許請求の範囲に示される。
図1Aは、本明細書で論じられるとおりの種々のiCasp9発現ベクターを図示する。 図1Bは、図1Aに示される発現ベクターによって生成される全長および短縮型のカスパーゼ−9タンパク質の代表的ウェスタンブロットを図示する。 図2は、アポトーシスを引き起こすための自殺遺伝子生成物およびCIDの相互作用の模式図である。 図3は、アポトーシスの二段構造の制御を示す模式図である。左の部分は、FRBI改変CARへの誘導性カスパーゼポリペプチドのラパログ媒介性動員を示す。右の部分は、リミズシド(AP1903)媒介性誘導性カスパーゼポリペプチドを示す。 図4は、FRB改変CD19−MC−CARおよび誘導性カスパーゼ−9をコードするベクターのプラスミドマップである。pSFG−iCasp9−2A−CD19−Q−CD28stm−MCz−FRB2。 図5は、FRB改変Her2−MC−CARおよび誘導性カスパーゼ−9ポリペプチドをコードするベクターのプラスミドマップである。pSFG−iCasp9−2A−aHer2−Q_CD28stm−mMCz−FRB2。 図6Aおよび6Bは、アポトーシスの二段構造の活性化のアッセイの結果を提供する。図6Aは、ラパマイシンでの誘導性カスパーゼ−9ポリペプチド(iC9)の動員を示し、より段階的なアポトーシス漸増(apoptosis titration)をもたらす。図6Bは、リミズシド(AP1903)を使用する完全なアポトーシスを示す。 図7は、pBP0545ベクター、pBP0545.pSFG.iCasp9.2A.Her2scFv.Q.CD8stm.MC−ζ.のプラスミドマップである。 図8A〜8Cは、FRBまたはFKBP12ベースの足場が、シグナル伝達ドメインを多量体化し得ることを図示する。図8A。シグナル伝達ドメインのホモ二量体化(赤い棒)は、カスパーゼ−9のように、一方の側でFRB融合シグナル伝達ドメインにおよび他方の側でFKBP12融合ドメインに結合するヘテロ二量体を介して達成され得る。図8B。FRBの2個(左)または2個より多い(右)タンデムコピー(シェブロン(chevron))を介するシグナル伝達ドメインの二量体化または多量体化。上記足場は原形質膜(示されるとおり)、核またはオルガネラにタンパク質を局在化させるための、細胞下標的化配列を含み得る。図8C。図8Bと同様であるが、ドメイン極性は逆にされている。 図9A〜9Cは、FRB2.カスパーゼ−9のiMC媒介性足場形成の模式図を提供する。図9A。ヘテロ二量体薬物(例えば、ラパマイシン)の存在下で,FRB2連結カスパーゼ−9は、上記FKBP改変MyD88/CD40(MC)シグナル伝達分子と結合し、クラスター化する。このクラスター化効果は、FRB2.カスパーゼ−9の二量体化およびはアポトーシス経路を介する細胞死のその後の誘導を生じる。図9B。パネル9Aと同様であるが、上記FKBPドメインおよびFRBドメインは、会合したカスパーゼ−9およびMCドメインに関連して交換されている。そのクラスター化効果は、ヘテロ二量体薬物の存在下でなお起こる。図9C。パネル9Aと同様であるが、MCに結合した唯一のFKBPドメインが存在する。従って、ヘテロ二量体の存在下では、カスパーゼ−9は、もはやクラスター化できず、従って、アポトーシスは誘導されない。 図10A〜10Eは、ラパログ誘導性FRB足場ベースのCaspaCIDeの模式図を提供する。図10A:リミズシドは、FKBPv連結カスパーゼ−9をホモ二量体化し、アポトーシス経路を介する細胞死のその後の誘導を伴う、カスパーゼ−9の二量体化および活性を生じる。図10B:ラパログは、FKBPv連結カスパーゼ−9とFRB連結カスパーゼ−9とをヘテロ二量体化し、カスパーゼ−9の二量体化および細胞死を生じる。図10C、図10D、図10Eは、ヘテロ二量体薬物(例えば、ラパログ)の存在下で、2個またはこれより多くのFRBドメインが、FKBPv連結カスパーゼ−9の結合を補充するために足場として作用し、カスパーゼ−9の二量体化およびオリゴマー化ならびに細胞死をもたらすことを図示する模式図である。 図11Aは、ラパマイシンでのキメラFRB−カスパーゼ−9ポリペプチドおよびキメラFKBP−カスパーゼ−9ポリペプチド(FRB−Δカスパーゼ−9およびFKBPv−Δカスパーゼ−9)の二量体化によるアポトーシスの活性化を示す模式図であり、図11は、その活性化を示す線グラフである。図11A。カスパーゼ−9シグナル伝達ドメインを一緒に融合するための、ラパマイシンでのFRBおよびFKBP12の二量体化ならびにアポトーシスの活性化の代表的模式図。図11B。レポーターアッセイを、構成的SRα−SEAPレポーター(pBP046、1μg)、FRB(L2098)およびヒトΔカスパーゼ−9の融合物(pBP0463、2μg)、ならびにFKBP12とΔカスパーゼ−9との融合物(pBP0044、2μg)でトランスフェクトされたHEK−293T細胞において行った。 図12Aは、FRBベースの足場上でFKBP−カスパーゼ−9のアセンブリを示す模式図であり、図12Bおよび12Cは、その線グラフである。図12A:FKBP12−カスパーゼ−9融合タンパク質のラパマイシン(またはラパログ)媒介性多量体化のための足場を提供するために繰り返されたFRBドメインの模式図。図12B:HEK−293細胞の培養物を、構成的SRα−SEAPレポータープラスミド(pBP0046、1μg)、ヒトFKBP12とヒトカスパーゼ−9との融合物(pBP0044、2μg)および4コピーのFRBを含むFRBコード発現構築物(pBP0725、2μg)またはゼロもしくは1コピーのFRBをコードするコントロールベクターで(Genejuice(Novagen)を介して)トランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後、細胞を、96ウェルプレートへと分配し、ラパマイシンまたは変異体FRBに対して特異性を有する誘導体ラパログ、C7−イソプロポキシラパマイシン(Liberlesら, 1997)を、三連のウェルに投与した。胎盤SEAPレポーター活性を、薬物投与の24時間後に決定した。図12C:レポーターアッセイを、(B)におけるように行ったが、FRB足場を、アミノ末端ミリストイル化標的化配列およびFRBドメインの2コピー(pBP0465)または4コピー(pBP0721)を有する反復FRBドメインをコードする構築物から発現した。 図13Aは、FKBP足場上でのFRB−Δカスパーゼ−9のアセンブリを示す模式図であり、図13Bは、そのアセンブリを示す線グラフである。図13A。FRB−Δカスパーゼ−9融合タンパク質のラパマイシン(またはラパログ)媒介性多量体化のアセンブリのための足場を生成し、アポトーシスをもたらす反復FKBP12ドメインの模式図。図13B。レポーターアッセイを、構成的SRα−SEAPレポーター(pBP046、1μg)、FRB(L2098)およびCARDドメイン欠失ヒトΔカスパーゼ−9の融合物(pBP0463、2μg)およびFKBP12の4つのタンデムコピーを含むFKBP発現構築物(pBP722、2μg)または1コピーのFKBPを有するコントロールベクター(pS−SF1E)でトランスフェクトされたHEK−293T細胞の培養物で、図12Bおよび図12Cにおけるように行った。 図14A〜14Bは、FRB足場とiカスパーゼ9とのヘテロ二量体化が細胞死を誘導することを示す線グラフを提供する。3名の異なる、ドナー(307、582、584)に由来する初代T細胞を、CaspaCIDe、CD19マーカー、および0〜3個のタンデムコピーのFRBをそれぞれ含む、pBP0220−−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19、pBP0756−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB、pBP0755−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB2、またはpBP0757−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19.P2A−FRB3で形質導入した。T細胞を、種々の濃度のラパマイシンとともにプレーティングし、24時間および48時間後に、細胞アリコートを採取し、APC−CD19抗体で染色し、フローサイトメトリーによって分析した。細胞を、FSC 対 SSCによって、生きているリンパ球に対して最初にゲーティングした。次いで、リンパ球を、CD19ヒストグラムとしてプロットし、CD19ゲート内の高発現、中程度の発現および低発現についてサブゲーティングした。線グラフは、「0」薬物なしコントロールに対して正規化した高レベルのCD19を発現する総細胞集団の相対的パーセンテージを表す。全てのデータ点を、二連で行った。図14A:ドナー307、24時間;図14B:ドナー582、24時間;図14C:ドナー584、24時間;図14D:ドナー582、48時間;図14E:ドナー584、48時間。 図15A〜15Cは、ラパマイシンが、タンデムFRBドメインの存在下でCaspaCIDe殺滅を誘導することを示す線グラフおよび模式図を提供する。HEK−293細胞を、陰性(Neg)コントロール、eGFP(pBP0047)、CaspaCIDe(iC9/pBP0044)単独、またはiMC.FRB(pBP0655)+抗HER2.CAR.Fpk2(pBP0488)もしくはiMC.FRB2(pBP0498)+抗HER2.CAR.Fpk2に加えてのCaspaCIDeのいずれかとともに、1μgのSRα−SEAP構成的レポータープラスミドでトランスフェクトした。次いで、細胞を、リミズシドまたはラパマイシンの半対数希釈物とともにプレーティングし、以前に記載されるようにSEAPに関してアッセイした。SEAP活性の減少は、細胞排除と相関する。模式図は、シグナル伝達ドメインの1つの考えられるラパマイシン媒介性複合体を表し、この複合体はカスパーゼ−9クラスター化およびアポトーシスをもたらす。図15A:リミズシド;図15B:ラパマイシン;図15C:模式図。 図16Aおよび16Bは、タンデムFKBP足場が、ラパログの存在下でFRB2.カスパーゼ活性化を媒介することを示す線グラフである。図16A。HEK−293細胞を、SRα−SEAPレポータープラスミド、Δmyr.iMC.2A−抗CD19.CAR.CD3ζ(pBP0608)、およびFRB2.カスパーゼ−9(pBP0467)の各々1μgでトランスフェクトした。24時間後、トランスフェクトした細胞を採取し、種々の濃度のリミズシド、ラパマイシン、またはラパログであるC7−イソプロポキシ(IsoP)−ラパマイシンのいずれかで処理した。ONインキュベーション後に、細胞上清を、以前に記載されるように、SEAP活性に関してアッセイした。図16B。細胞を非ミリストイル化Δmyr.iMC.2A−CD19.CAR.CD3ζ(pBP0608)の代わりに膜局在(ミリストイル化)iMC.2A−CD19.CAR.CD3ζ(pBP0609)でトランスフェクトしたことを除いて、(図16A)に記載される実験に類似。 図17A〜17Eは、線グラフおよびiMC「スイッチ」、FKBP2.MyD88.CD40が、ラパマイシンの存在下でFRB2.カスパーゼ9に関する足場を作製し、細胞死を誘導することを示すFACs分析の結果を提供する。図17A。初代T細胞(2名のドナー)を、γ−RV、SFG−ΔMyr.iMC.2A−CD19(pBP0606由来)およびSFG−FRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ(pBP0668由来)で形質導入した。細胞を、ラパマイシンの5倍希釈物とともにプレーティングした。24時間後に、細胞を採取し、iMC(抗CD19−APC)、カスパーゼ−9(抗CD34−PE)の発現、およびT細胞同一性(T cell identity)(抗CD3−PerCPCy5.5)に関してフローサイトメトリーによって分析した。細胞を、FSC 対 SSCによってリンパ球形態に関して最初にゲーティングし、続いて、CD3発現(上記リンパ球のうちの約99%)に関してゲーティングした。CD3リンパ球は、CD19(Δmyr.iMC.2A−CD19) 対 CD34(FRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ)発現に関してプロットした。ゲーティングされた集団を正規化するために、CD34CD19細胞のパーセンテージを、内部コントロールとしての各サンプルにおけるCD19CD34細胞のパーセントで除算した。それらの値を、次いで、100%に設定した各形質導入に関する薬物のないウェルに対して正規化した。類似の分析を、CD34CD19ゲート内の高発現細胞、中発現細胞、および低発現細胞に適用した。図17B。細胞がどのようにして高発現、中発現、および低発現に関してゲーティングしたかの代表例。図17C。最終的なCD34 対 CD19ゲートの代表的散布図。ラパマイシンが増加するにつれて、% CD34CD19細胞は減少した。このことは、細胞の排除を示す。 図17A〜17Eは、線グラフおよびiMC「スイッチ」、FKB P2.MyD88.CD40が、ラパマイシンの存在下でFRB 2.カスパーゼ9に関する足場を作製し、細胞死を誘導することを示すFACs分析の結果を提供する。図17Dおよび図17E。単一のドナーに由来するT細胞を、ΔMyr.iMC.2A−CD19(pBP0606)またはFRB2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.ζ(pBP0668)で形質導入した。細胞を、24時間または48時間にわたって、種々の量のラパマイシンとともにIL−2含有培地中にプレーティングした。次いで、細胞を、上記のように採取および分析した。 図18。pBP0044:pSH1−iカスパーゼ9wtのプラスミドマップ。 図19。pBP0463−−pSH1−Fpk−Fpk’.LS.Fpk’’.Fpk’’’.LS.HAのプラスミドマップ。 図20。pBP0725−−pSH1−FRBl.FRBl’.LS.FRBl’’.FRBl’’.’のプラスミドマップ。 図21。pBP0465−−pSH1−M−FRBl.FRBl’.LS.HAのプラスミドマップ。 図22。pBP0721−−pSH1−M−FRBl.FRBl’.LS.FRBl’’.FRBl’’’HAのプラスミドマップ。 図23。pBP0722−−pSH1−Fpk−Fpk’.LS.Fpk’’.Fpk’’’.LS.HAのプラスミドマップ。 図24。pBP0220−−pSFG−iC9.T2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図25。pBP0756−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRBlのプラスミドマップ。 図26。pBP0755−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRBl2のプラスミドマップ。 図27。pBP0757−−pSFG−iC9.T2A−dCD19.P2A−FRBl3のプラスミドマップ。 図28。pBP0655−−pSFG−ΔMyr.FRBl.MC.2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図29。pBP0498−−pSFG−ΔMyr.iMC.FRBl2.P2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図30。pBP0488−−pSFG−aHER2.Q.8stm.CD3ζ.Fpk2のプラスミドマップ。 図31。pBP0467−−pSH1−FRBl’.FRBl.LS.Δカスパーゼ9のプラスミドマップ。 図32。pBP0606−−pSFG−k−ΔMyr.iMC.2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図33。pBP0607−−pSFG−k−iMC.2A−ΔCD19のプラスミドマップ。 図34。pBP0668−−pSFG−FRBlx2.カスパーゼ9.2A−Q.8stm.CD3ζのプラスミドマップ。 図35。pBP0608−−pSFG−ΔMyr.iMC.2A−ΔCD19.Q.8stm.CD3ζのプラスミドマップ。 図36。pBP0609:pSFG−iMC.2A−ΔCD19.Q.8stm.CD3ζのプラスミドマップ。 図37Aは、2コピーのキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(各々、FKBP12多量体化領域を有する)に結合するリミズシドの模式図を提供する。図37Bは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(そのうちの一方は、FKBP12多量体化領域を有し、そのうちの他方は、FRB多量体化領域を有する)に結合するラパマイシンの模式図を提供する。図37Cは、これらキメラポリペプチドを使用するアッセイ結果のグラフを提供する。 図38Aは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(そのうちの一方は、FKBP12v36多量体化領域を有し、そのうちの他方は、FRBバリアント(FRB)多量体化領域を有する)に結合するラパマイシンまたはラパログの模式図を提供する。図38Bは、このキメラポリペプチドを使用するアッセイ結果のグラフを提供する。 図39Aは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(その各々は、FKBP12v36多量体化領域を有する)に結合するリミズシド、およびFKBP12v36多量体化領域を有する1個のみのキメラカスパーゼ−9ポリペプチドに結合するラパマイシンの模式図である。図39Bは、リミズシドおよびラパマイシンの効果を比較するアッセイ結果のグラフを提供する。 図40Aは、2個のキメラカスパーゼ−9ポリペプチド(その各々は、FKBP12v36多量体化領域を有する)に結合するリミズシド、およびFRB多量体化ポリペプチドの存在下でFKBP12v36多量体化領域を有する1個のみのキメラカスパーゼ−9ポリペプチドに結合するラパマイシンの模式図を提供する。図40Bは、これらポリペプチドを使用するアッセイの結果のグラフを提供し、リミズシドおよびラパマイシンの効果を比較する。 図41は、pBP0463.pFRBl.LS.dCasp9.T2Aのプラスミドマップを提供する。 図42は、pBP044−pSH1.iCasp9WTのプラスミドマップを提供する。

Claims (1)

  1. 明細書に記載の発明。
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