JP2020511630A - アデノ随伴ウイルス調製物の効力を決定する方法 - Google Patents

アデノ随伴ウイルス調製物の効力を決定する方法 Download PDF

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Abstract

遺伝子治療ベクター調製物の質的及び/又は量的特性を測定する方法を本明細書に提供する。ある実施形態では、遺伝子治療ベクター調製物はアデノ随伴ウイルス(AAV)調製物(例えば、AAV8)である。ある実施形態では、その方法は、ELISAを使用して、又はCryoTEMと組み合わせてELISAを使用して、AAV調製物の効力又は用量を決定することを含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照することによってその全てが本願に援用される、2017年3月3日出願の米国仮特許出願第62/467,045号に基づく優先権を主張する。
アデノ随伴ウイルス(AAV)は、線状一本鎖DNAゲノムをパッケージングする小型の非エンベロープウイルスである。AAVによる増殖感染は、例えばアデノウイルス又はヘルペスウイルスなどのヘルパーウイルスの存在下でのみ生じるため、AAVはパルボウイルス科、ディペンドウイルス属に属する。ヘルパーウイルスの不在下ですら、AAV(血清型2)は宿主ヒトゲノムの染色体19q13.4中に組み込まれることにより潜伏を達成することができる。それは、部位特異的組込みができることが分かっている唯一の哺乳動物DNAウイルスである(非特許文献1)。
AAVを臨床で安全に使用するために、AAVはそのゲノム内のいくつかの位置で遺伝子改変されている。例えば、ウイルス複製に必要なRep遺伝子、及び部位特異的組込みに必要な因子が、多くのウイルスベクターにおいてAAVゲノムから除去されている。この組換えAAV(rAAV)は、染色体外状態で存在し、ゲノムDNAへの非常に低い組込み効率を有する。従って、rAAVが宿主細胞においてランダム変異導入を生じさせる可能性は、全くなくなるとまではいかないとしても、低減される。これらの特性や病原性の欠如のため、rAAVは前臨床及び臨床適用の多様な態様で遺伝子治療ベクターとして大きな見込みを示している。新たな血清型及び自己相補的ベクターが臨床で試験されている。これら進行中のベクター開発と並行して、高タイター量の高い純度及び効力(potency)を有するrAAVベクターを効率的に作成できるスケーラブルな製造プロセスに対する継続的な取組みに力が入れられている。
ヒト投与に適したAAV生成物を精製する効率的で大規模な方法を設計する取組みが進んではいるが、製品リリース及び正確な臨床投与を可能にするために、組換えrAAVに基づく遺伝子治療ベクター調製物の質的特性を測定する分析法に対する要求が依然としてある。例えば、細胞培養でAAVを生成する現在の方法は、ベクターゲノムを欠きかつT細胞媒介免疫応答を引き起こすことが示されている「空」カプシドの形成をもたらす。さらには、空カプシドは、導入遺伝子産生に関連する治療的利益をもたらすことができず、またベクターに対する先天性又は適応性免疫応答(例えば、T細胞媒介性)を高める可能性があり、従って、空カプシドは遺伝子治療における懸念となる(非特許文献2)。
古典的に、定量PCR(qPCR)の使用は、ベクターゲノムの測定(例えば、ベクターゲノム(vg)/kg対象)を提供するため、最も広く受け入れられており、またAAV調製物の用量を決定する好ましい方法である。非特許文献3〜6を参照。しかしながら、qPCRの使用は、全DNAのみが測定されることによって制限され、それは重要な問題につながり得る。例えば、qPCRの読み出しは、能率の悪いプライマーの使用、校正標準の問題、又はDNAの三次構造(例えば、ヘアピン構造、環状、又はスーパーコイル)などの問題によって影響を受け得る。従って、qPCRの使用は、用量計算において1コピーより多くのDNAを含むカプシド及び/又は破損したカプシドを含めるため、最終AAV調製物の用量及び最終的には効力の不正確な決定につながり得る。これは、AAV調製物の効力が2つの部分:1)AAVカプシドが細胞を形質導入する能力;及び2)AAV中のDNAが所望の産物を産生する能力からなるためである。qPCRで計上されない作動不能(inoperable)なカプシドは、細胞を有効に形質導入しない。さらには、qPCRは、最終AAV調製物の用量の不正確な決定につながり得るその固有の変動性(すなわち、0.5logステップまでの高い変動性)によっても制限される。固有の変動性は、カプシドタンパク質の消化、DNA抽出、及びDNA精製を含めていくつかのステップを含む試料調製に起因してqPCRでみられるアッセイ間変動によっても増大し得る。用量及び/又は効力が正確に決定されなければ、患者は誤った用量及び/又は治療ごとに大きく変動する用量を受けることとなり得る。従って、AAV調製物の用量及び最終的には効力を測定し、さらに遺伝子治療ベクターの質及び効力を監視する正確なツールが必要とされている。
Daya and Berns, Clinical Microbiology Reviews, pages 583-593 (2008) Wright, Molecular Therapy 22: 1-2 (2014) Halbert CL et al., J Virol 1997;71:5932-5941 Samulski RJ et al., J Virol 1989;63:3822-3828 Clark KR et al., Hum Gene Ther 1999;10:1031-1039 Wright JF, Hum Gene Ther 2011;22:519-521
遺伝子治療ベクター調製物の量的特性を測定する方法をここに提供する。ある実施形態では、遺伝子治療ベクター調製物はアデノ随伴ウイルス(AAV)調製物である。本明細書に開示の方法は、精製のあらゆる時点で用いることができる。ある実施形態では、使用のためにAAVカプシドを調製又はパッケージングする前にその方法を使用してもよい。本明細書に開示の方法を用いて、AAV調製物の濃度、用量及び/又は効力の決定を改善することができる。
細胞培養でのAAVベクター生成の特徴は、ベクターゲノムを欠く過剰量の「空」カプシドの形成である。ある実施形態では、AAV調製物の濃度、用量及び/又は効力を正確に決定するために空カプシドの量を評価する。空カプシドは、精製中に低減すべき生成物関連不純物ともみなされ得る。ある実施形態では、カプシド抗原に対する先天性及び/又は適応性免疫応答を低減するために、空カプシドの総量を決定することが重要である。
古典的に、AAV調製物の濃度、用量及び/又は効力は、定量PCR(qPCR)による定量に頼る。驚くことに、本発明者は、AAV調製物の定量のためにAAV特異的酵素結合免疫吸着法(ELISA)単独に依存し得ること、及びその使用が、AAV調製物の濃度及び/又は用量、さらには最終的にその効力の測定を改善し得ることを見出した。ELISAを用いた抗原決定は、驚くことにqPCRの結果よりも正確な、高い信頼度の結果を提供するため、本開示の方法は当業界で知られている方法よりも有利である。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度、用量及び/又は効力を測定するステップを含まない。ある実施形態では、濃度、用量及び/又は効力は、AAV調製物中のAAVカプシドの濃度により決定することができる。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が少なくとも約10%少ないAAV調製物をもたらす。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が少なくとも約20%少ないAAV調製物をもたらす。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が少なくとも約10%〜約80%少ないAAV調製物をもたらす。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が少なくとも約15%〜約50%少ないAAV調製物をもたらす。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が少なくとも約20%〜約33%少ないAAV調製物をもたらす。
ある態様では、本発明の方法は、AAV調製物の用量及び/又は効力の定量化を伴う。ある実施形態では、その方法は、AAV特異的ELISAアッセイによりAAV調製物を試験してAAV調製物中のAAVカプシドの総数を定量化することを含む。その後、そのカプシドの数を用いて、対象に投与する用量を決定することができる。その用量を用いて効力(すなわち、ある効果をもたらすのに必要な用量又は濃度(例えば、EC50))を決定することができる。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより用量及び/又は効力を測定するステップを含まない。
ある態様では、本発明の方法は、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの濃度を測定することを伴う。ある実施形態では、その方法は、AAV特異的ELISAによりAAV画分又は調製物を試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの総数を定量化することを含む。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度を測定するステップを含まない。
ある態様では、本発明の方法は、AAV画分又は調製物中の完全AAVカプシドの濃度を測定することを伴う。ある実施形態では、その方法は、AAV特異的ELISAアッセイによりAAV画分又は調製物を試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの総数を定量化し、さらにAAV調製物中の完全カプシド対空AAVカプシドのパーセンテージを評価する(例えば、低温透過型電子顕微鏡法(cryogenic transmission electron microscopy)(又はクライオ電子顕微鏡法)(CryoTEM)を使用する)ことを含む。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度を測定するステップを含まない。
ある実施形態では、空カプシドをAAV画分又は調製物から除去し、特定濃度の完全カプシド及び/又は特定の完全:空カプシド比を有するAAV画分又は調製物をもたらす。ある実施形態では、AAV特異的ELISAアッセイがAAV画分又は調製物の濃度、用量及び/又は効力を決定するのに十分であるように、その濃度又は比はバッチ間で一定である。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度、用量及び/又は効力を測定するステップを含まない。
ある態様では、本発明の方法は、AAV調製物の用量及び/又は効力を定量化することを伴う。ある実施形態では、その方法は、AAV調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認する方法と組み合わせて、AAV特異的ELISAアッセイによりAAV調製物を試験することを含む。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより用量及び/又は効力を測定するステップを含まない
ある実施形態では、その方法は、AAV画分又は調製物中の完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認する方法と組み合わせて、AAV特異的ELISAアッセイによりAAV画分又は調製物中のAAVカプシドの濃度を測定することを含む。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度を測定するステップを含まない。
ある実施形態では、AAV調製物の用量及び/又は効力を定量化する方法は、AAV調製物の生物活性を確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、in vitro法を用いてAAV調製物の生物活性を確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、in vivo法を用いてAAV調製物の生物活性を確認することを含む。ある実施形態では、AAV特異的ELISAアッセイを、生成物の質を確認する(例えば、完全:空の比を測定する)方法とペアにする場合は、本発明の方法は、生物学的アッセイを用いて確認することを必要としない。例えば、ある実施形態では、AAV特異的ELISAアッセイをCryoTEMと組み合わせる場合は、本発明の方法は、生物学的アッセイを用いて確認することを必要としない。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより用量及び/又は効力を測定するステップを含まない。
ある態様では、本発明の方法はAAV調製物を生成することを伴い、(i)目的遺伝子を含む少なくとも1つのプラスミドで宿主細胞をトランスフェクトするステップ;(ii)AAVカプシドを含む細胞培養物の上清又は細胞懸濁液を収集してAAV画分を作成するステップ;(iii)AAV特異的ELISAアッセイを用いてAAV画分中のAAVカプシドの総数を定量化するステップ;及び(iv)ステップ(iii)で決定したAAVカプシドの総数に基づき、所望の濃度のAAVカプシドを含むAAV調製物を調製するステップを含む。ある実施形態では、その方法は、AAV画分を濃縮することを含む。ある実施形態では、その方法は、AAV画分から空カプシドの少なくとも一部を除去することを含む。ある実施形態では、空カプシドの少なくとも一部を除去して、特定濃度の完全カプシド及び/又は特定の完全:空カプシド比を有するAAV画分又は調製物を作成する。ある実施形態では、その方法は、AAV画分又は調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度、用量及び/又は効力を測定するステップを含まない。ある実施形態では、その方法は、AAV画分又は調製物を凍結乾燥することをさらに含む。
ある態様では、本発明の方法は、AAV調製物をそれを必要とする対象に投与することを伴い、(i)精製AAV調製物を得るステップ;(ii)AAV特異的ELISAアッセイを用いて精製AAV調製物中のAAVカプシドの濃度を測定するステップ;(iii)治療有効量の精製AAV調製物を対象に投与するステップを含む。ある実施形態では、ステップ(i)及び(ii)におけるAAV調製物は、最終AAV調製物を作成するのに使用され得るAAV画分であり、そのAAV画分を精製又は希釈して、ステップ(i)、(ii)及び/又は(iii)のためのAAV調製物を形成する。ある実施形態では、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの総数を定量化することにより、精製AAV画分又は調製物の用量及び/又は効力を測定する。ある実施形態では、その方法は、AAV画分又は調製物中の完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度、用量及び/又は効力を測定するステップを含まない。
ある態様では、本発明の方法は、AAV調製物をそれを必要とする対象に特定用量で投与することを伴い、(i)精製AAV調製物を得るステップ;(ii)AAV特異的ELISAアッセイを用いて、精製AAV調製物中のAAVカプシドの濃度を測定するステップ;(iii)特定用量のAAV調製物を対象に投与するステップを含む。ある実施形態では、ステップ(i)及び(ii)におけるAAV調製物は、最終AAV調製物を作成するのに使用され得るAAV画分であり、そのAAV画分を精製又は希釈して、ステップ(i)、(ii)及び/又は(iii)のためのAAV調製物を形成する。ある実施形態では、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの総数を定量化することにより、精製AAV画分又は調製物の用量を測定する。ある実施形態では、その方法は、AAV画分又は調製物中の完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、qPCRにより濃度、用量及び/又は効力を測定するステップを含まない。
ある実施形態では、ELISAアッセイは、サンドイッチELISA、直接ELISA、間接ELISA、又は競合ELISAアッセイであってよい。ある実施形態では、本明細書に開示の方法に関して、AAV特異的ELISAアッセイは、AAV抗原に特異的なサンドイッチELISAアッセイである。ある実施形態では、AAV抗原は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、又はキメラAAV抗原である。ある実施形態では、AAV抗原はAAV8抗原である。ある実施形態では、AAV抗原は、組換えAAV(rAAV)に由来する。ある実施形態では、AAV抗原は、遺伝子操作AAV、又は化学修飾AAV、又はその両方に由来する。
ある実施形態では、ELISAは、抗原のAAVエピトープに特異的な抗体を含む。ある実施形態では、AAVエピトープは、会合したAAVカプシドに存在する立体構造エピトープである。ある実施形態では、AAVエピトープは、会合したAAVカプシドに存在する線状エピトープである。そのようなエピトープの例として、限定はされないが、カプシドビリオンタンパク質VP1、VP2、及び/又はVP3が挙げられる。ある実施形態では、AAVはカプシドの表面上に追加のビリオンタンパク質を発現するように遺伝子操作され、そのような改変タンパク質をELISAアッセイで使用/検出することができる。ある実施形態では、AAVはビリオンタンパク質のバリアントを発現するように化学修飾され、そのバリアントをELISAアッセイにおいて使用/検出することができる(例えば、VP1’、VP2’、VP3’、など)。ある実施形態では、抗体は、血清型特異的カプシドビリオンタンパク質を同定する。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法に関して、AAV画分又は調製物中の完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認する方法は、CryoTEM、ネガティブ染色TEM、キャピラリー電気泳動、分析用超遠心法、又はそれらの組合せであってよい。ある実施形態では、AAV画分又は調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認する方法はCryoTEMである。ある実施形態では、評価することは、完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を定量化することを含む。
ある実施形態では、CryoTEMステップは、(i)不活性支持体中の基材にAAV画分又は調製物を包埋する;(ii)包埋AAV画分又は調製物を瞬間凍結する;(iii)低温透過型電子顕微鏡法を用いて包埋AAV画分又は調製物を画像化する;及び(iv)AAV画分又は調製物中の完全AAVカプシド対空AAVカプシドのパーセンテージを定量化することを含む。ある実施形態では、基材は、非結晶性の非晶質氷(amorphous, non-crystalline ice)である。ある実施形態では、AAV画分又は調製物は細胞破片を含まない。例えば、ベクター試料は、>2%の不確定粒子を含まず、>2%の破損又はオリゴマー化粒子を含まない。
CryoTEMは、定量PCR(qPCR)とは異なり、完全:空カプシドの直接測定をもたらすため、AAV特異的ELISAアッセイと組み合わせてCryoTEMを使用することは、当業界で知られている方法よりも有利である。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法に関して、ELISAアッセイを、完全:空AAVカプシドの定量化の前に実施する。ある実施形態では、ELISAアッセイを、CryoTEMの前に実施する。ある実施形態では、総AAVカプシド数を有効範囲(例えば、本明細書に開示されているcp/ml範囲)に希釈するためにELISAアッセイを実施する。ある実施形態では、ELISAアッセイを、完全:空AAVカプシドの定量化の後に実施するある実施形態では、ELISAアッセイをCryoTEMの後に実施する。ある実施形態では、完全AAVカプシド数の合計を有効範囲に希釈するためにELISAアッセイを実施する。ある実施形態では、完全:空の定量化を1回のみ実施する。例えば、CryoTEMステップを1回用いて、そのバッチが以前のバッチの空:完全比と一致する空:完全比を有することを試験することができる。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法に関して、ELISA及びCryoTEMの両方の使用は、ベクターDNAに関係なくすべてのAAV血清型に適用できる方法をもたらす。このことは、そのアッセイがすべてのプラットフォームを超えて実施されることを可能にするため有利である。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法、画分又は調製物に関して、空カプシドと比較した、AAV画分又は調製物中の完全AAVカプシドのパーセンテージは、約40%〜約100%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約40%〜約95%、約40%〜約90%、約40%〜約85%、約40%〜約80%、約45%〜約75%、約50%〜約70%、又は約55%〜約65%である。ある実施形態では、少なくとも約60%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。ある実施形態では、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、又は少なくとも約100%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。ある実施形態では、本明細書に開示の方法を用いて、AAV画分又は調製物のバッチ間で一貫した量の完全カプシドを有するAAV画分又は調製物を作成する。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の濃度は約1x1010cp/ml〜約1x1020cp/mlの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の濃度は、約1x1011cp/ml〜約1x1019cp/ml、約1x1012cp/ml〜約1x1018cp/ml、約1x1013cp/ml〜約1x1017cp/ml、又は約1x1014cp/ml〜約1x1016cp/mlの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の濃度は、約1x1012cp/ml〜約1x1015cp/ml、約1x1013cp/ml〜約1x1015cp/ml、又は約1x1012cp/ml〜約1x1013cp/mlの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の濃度は、約1x1014cp/ml〜約5x1014cp/ml、約2x1014cp/ml〜約3x1014cp/ml、又は約3.5x1014cp/ml〜約5x1015cp/mlの間である。ある実施形態では、cp/mlは、全カプシド/ml、又は完全カプシド/mlであり得る。ある実施形態では、cp/mlは全カプシド/mlである。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の用量は、約1x10cp/kg〜約1x1025cp/kgの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法、画分、又は調製物に関して、AAV画分又は調製物の用量は、約1x1010cp/kg〜約1x1020cp/kgの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法、画分、又は調製物に関して、AAV画分又は調製物の用量は、約1x1010cp/kg〜約1x1016cp/kgの間である。ある実施形態では、cp/kgは、全カプシド/kg対象、又は完全カプシド/kg対象であり得る。ある実施形態では、cp/kgは、全カプシド/kg対象である。
ある実施形態では、本明細書に開示のすべての方法に関して、対象は、ヒト又は非ヒト動物(例えば、チンパンジー、並びに他の類人猿及びサル種;ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ及びウマなどの家畜;イヌ及びネコなどの飼育哺乳動物;マウス、ラット及びモルモットなどの齧歯動物を含む実験動物;ニワトリ、シチメンチョウ及び他のキジ科鳥類、カモ、又はガチョウなどの、飼育鳥、野鳥及び狩猟鳥を含む鳥類)である。ある実施形態では、対象はヒトである。
ある実施形態では、本明細書に開示のすべての方法に関して、AAVは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、又はキメラAAVベクターである。ある実施形態では、AAVはAAV8である。ある実施形態では、AAVはAAV9である。ある実施形態では、AAVは組換えAAV(rAAV)である。ある実施形態では、AAVは、遺伝子操作されている、化学修飾されている、又はその両方である。
ある態様では、本発明は、画分又は調製物の濃度、用量及び/又は効力がAAV特異的ELISAアッセイによって測定されたAAV画分又は調製物を含む。ある態様では、本発明は、画分又は調製物の濃度、用量及び/又は効力が、AAV画分又は調製物中の完全対空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を測定するアッセイと組み合わせてAAV特異的ELISAアッセイによって測定されたAAV画分又は調製物を含む。ある態様では、本発明は、画分又は調製物の濃度、用量及び/又は効力が、CryoTEMと組み合わせてAAV特異的ELISAアッセイによって測定されたAAV画分又は調製物を含む。ある実施形態では、AAV調製物の濃度、用量及び/又は効力はqPCRによって測定されない。
それぞれ抗原ELISA又はqPCRを用いてAAVベクター数及びベクターゲノム含量を測定した際のパーセント誤差を比較するグラフ。AAV ELISA(QC(「品質管理」):n=60;AAV ELISA(R&D(「研究開発」)):n=83;ITR−qPCR(R&D):n=64;FIX−qPCR(QC):n=40;FIX−qPCR(R&D):n=135。 抗原ELISA及びqPCRがアガロースゲルにロードされるAAVカプシドの用量(2.0x1010カプシド/レーン)を見積もる能力を調べるアガロースゲル電気泳動研究の結果。 抗原ELISA法を使用して、マウスモデル(n=7)を用いるin vivo生物効力(biopotency)アッセイで投与されるAAV調製物の用量を決定することを実証するグラフ。 AAV特異的ELISAとITR−qPCRとを用いてAAV8 FVIII一本鎖DNAのバッチ間変動を比較するグラフAAV8:抗原−中央値:3.03cp/ml±0.66cp/ml。ITR−qPCR−中央値:9.11vg/ml±3.01vg/ml。 図5Aは、AAVベクターゲノム(vg)/AAV8抗原ELISAカプシド粒子(cp)の比を示すグラフ。図5Bは、AAV調製物中の「完全」カプシドの高い一貫性を示すグラフ(例えば、すべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる国際出願第PCT/US2017/059967号において検討されているプロセスを参照のこと)。 図6Aは、1つの完全AAV8カプシド及び1つの空AAV8カプシドのCryoTEM画像。図6Bは、1つのオリゴマー化AAV8カプシド(すなわち、AAVカプシドは、空でも完全でもよい三量体構造を形成する)のCryoTEM画像。図6Cは、1つの破損AAV8カプシドのCryoTEM画像。 CryoTEMを用いたAAV8画分分析のグラフ。CryoTEM画像を38kの倍率で取得し、内部密度分析にかけた。各AAV粒子の半径方向密度プロファイルのクラスターを作成するための主成分分析は、パッケージングレベルのクラスターを明らかにした:完全(左)、青(右)、不確定(中央)(濃いマークは重なり合うデータ点を示す);破線の輪:99%信頼区間。5つの画像を分析、1568粒子。 CryoTEMを使用して完全AAV8ベクターカプシドのパーセンテージを測定することを実証するグラフ。 カプシド粒子当たりのベクターゲノムと完全カプシドの割合(%)との相関性を示すグラフ。 第IX因子ノックアウトマウスモデルでのin vivo効力に対する、完全AAV8カプシド粒子のパーセンテージの影響を示すグラフ。14日後に血漿試料を採取し、ヒト血液凝固第IX因子の凝固活性を測定した。 in vitro生物効力に対する完全AAV8カプシド粒子のパーセンテージの影響を示すグラフ。生物効力を細胞ベースのアッセイで測定し、cpに関連付け、さらに完全粒子%に対してプロットした。 バッチ17004−17013(表7を参照)に関して、AAV特異的ELISAとITR−qPCRを用いてAAV8 FVIII一本鎖DNAのバッチ間変動を比較するグラフ。 バッチ17004−17013(表7を参照)に関して、AAV調製物中の「完全」カプシドの高い一貫性を示すグラフ(例えば、すべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる国際出願第PCT/US2017/059967号において検討されているプロセスを参照のこと)。
添付の図面は単に本開示をさらに明確に説明することを意図したものであり、別途特許請求の範囲に記載されない限り、本開示の範囲に限定をもたらすことを意図していない。
遺伝子治療ベクター調製物の質的及び/又は量的特性を測定する方法を本明細書に提供する。ある実施形態では、遺伝子治療ベクター調製物はAAV調製物であり、例えば、AAV8又はAAV9である。本明細書に開示のすべての方法は、AAV調製物において、又はAAV調製物を作成するために使用することができる。
遺伝子治療ベクターの使用は、その能力に関する少なくとも2つの生物活性:1)DNA配列を細胞に移送する能力;及び2)発現される遺伝子配列の生物学的効果;に依存する。これら活性を達成するために、適切な濃度又は用量のゲノム配列含有AAVカプシドが必要である。これは、「空」カプシドが導入遺伝子産物に関連する治療的利益をもたらすことができないためである。従って、AAV調製物の濃度又は用量を正確に測定して、適切な及び/又は一貫した数の完全AAVベクター粒子が送達されることを確実にすることが重要である。これは、組換えタンパク質に関して、ロット/投与量間の適切な変動係数は≦10%〜20%であり、≦10%がより理想的であるため、特にそうである。用量の適切な決定はAAV調製物の効力を確認するために重要である。これは、効力が段階的又は量子的な用量反応曲線によって決定されるためである。用量が不正確な場合、その不正確さは測定される効力に移行する。不正確な効力は、患者集団の治療不足又は過剰治療につながり得る。
本明細書で用いる場合、用語「カプシド」、「カプシド粒子」、及び「粒子」は互換的に用いられ、少なくとも1つの無傷のAAVカプシドの殻で構成されるAAV粒子を意味する。
明細書で用いられる場合、AAV又はAAVカプシドに関して、用語「空」は、完全な(すなわち全ての)ベクターゲノムを欠くものを意味する。空AAV又は空AAVカプシド又は空AAV粒子は、治療的利益をもたらすことはできない。本明細書で用いられる場合、AAV又はAAVカプシド又はAAV粒子に関して、用語「完全(full)AAVカプシド」は、完全なベクターゲノムの大部分(過半)を含むものを意味する。完全AAVカプシドは、レシピエントの患者に治療的利益をもたらすことができる。ある実施形態では、「完全」は、「不完全なベクターDNA」又は「切断されたベクターDNA」を含んでいてもよい。ある実施形態では、完全なベクターDNAと不完全な及び/又は切断されたベクターDNAを、追加の分析法を用いて識別することができる。そのような方法として、限定はされないが、キャピラリー電気泳動によるDNAサイジング、AUC(分析用超遠心法)、%アガロースDNA(ネイティブ又はアルカリ)、ゲル、サザンブロット、ドットブロットハイブリダイゼーション、UV分光測光法、弱陰イオン交換クロマトグラフィ、及び質量分析が挙げられる(すべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる、ResolvingAdeno-Associated Viral Particle Diversity with Charge Detection Mass Spectrometry Elizabeth E. Piersonet.al Anal. Chem., 2016, 88 (13), pp 6718-6725を参照)。
2011年1月に公開されたFDAガイドライン(Guidance for Industry: Potency Tests for Cellular and Gene Therapy Products)によると、1)in vivo生物学的アッセイ;2)in vitro非生物学的アッセイ;及び3)複数の試験などの、効力を測定する3つの手法がある。しかしながら、生物学的アッセイは、投薬、アッセイ、及び読み出しの変動のせいで大きな変動(バラツキ)につながる。非生物学的アッセイも問題を有する。例えば、定量PCR(qPCR)は、目的遺伝子を測定するのみである。従って、qPCRの使用は、用量計算において、オリゴマー化された、破損した、及び/又は1コピーより多くのDNAを含むものなど、作動不能なカプシドを含めるため、最終AAV調製物の効力の不正確な決定につながり得る。作動不能なカプシドは、細胞を有効に形質導入しないであろう。さらには、qPCRは、効力の不正確な決定につながり得るその固有の高いアッセイ内及びアッセイ間の変動性(すなわち、0.5logステップまでの高い変動性)のせいでも制限される。濃度、用量及び/又は効力が正確に決定されなければ、患者は、バッチ間及び/又は治療間で大きく変動する用量を受けることとなり得る。用量又は効力を過大に見積もると、疾病及び/又は疾患の不適切な治療につながり得る。用量又は効力を過小に見積もると、副作用(例えば、過量修正(例えば、血栓)、又は体内での大量のカプシド粒子により引き起こされる免疫応答)につながり得る。
ある実施形態では、本発明は、AAV調製物中のAAVカプシドの総数を定量化することを含む、AAV調製物の濃度、用量及び/又は効力を定量化する方法を提供する。ある実施形態では、その方法は、a)AAVカプシドの総数を定量化するステップ、及び任意選択で、b)AAV調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価及び/又は確認するステップを含む。
ある実施形態では、定量化ステップは、ELISA、SPR(表面プラズモン共鳴)、示差走査蛍光光度法、免疫学的定量法、又はそれらの組合せによりAAVカプシドの総数を決定することを含む。ある実施形態では、定量化ステップは、AAV特異的ELISAによりAAVカプシドの総数を決定することを含む。ある実施形態では、ELISAアッセイは、サンドイッチELISA、直接ELISA、間接ELISA、又は競合ELISAアッセイであってよい。ある実施形態では、本明細書に開示の方法に関して、AAV特異的ELISAアッセイは、AAV抗原に特異的なサンドイッチELISAアッセイである。
ある実施形態では、AAV画分又は調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認する方法は、低温透過型電子顕微鏡法(CryoTEM)、ネガティブ染色TEM、完全及び空カプシドのクロマトグラフィによる分離(SEC、IEX、HIC、など)、キャピラリー電気泳動、分析用超遠心法、又はそれらの組合せであってよい。ある実施形態では、AAV画分又は調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認する方法はCryoTEMであってよい。ある実施形態では、その方法は、AAV特異的ELISA及びCryoTEMの両方を含む。
本明細書に開示の方法は、この狭い変動の範囲内で効力を正確に測定する。ある実施形態では、開示の方法は、約30%〜約1%、約27%〜約2%、約25%〜約5%、約22%〜約7%、約20%〜約10%、又は約17%〜約12%の間の変動係数をもたらす。ある実施形態では、開示の方法は、≦約30%、≦約29%、≦約28%、≦約27%、≦約26%、≦約25%、≦約24%、≦約23%、≦約22%、≦約21%、≦約20%、≦約19%、≦約18%、≦約17%、≦約16%、≦約15%、≦約14%、≦約13%、≦約12%、≦約11%、≦約10%、≦約9%、≦約8%、≦約7%、≦約6%、≦約5%、≦約4%、≦約3%、≦約2%、≦1%であるが、すべての場合において≧0である変動係数をもたらす。
ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が約10%〜約80%少ないAAV調製物をもたらす。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が約10%〜約75%、約10%〜約70%、約10%〜約65%、約15%〜約60%、約15%〜約55%、約20%〜約50%、約20%〜約48%、約20%〜約46%、約20%〜約44%、約20%〜約42%、約20%〜約40%、約20%〜約38%、約20%〜約36%、約20%〜約34%、又は約20%〜約32%少ないAAV調製物をもたらす。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が約20%〜約33%少ないAAV調製物をもたらす。ある実施形態では、ELISAを含む本明細書に開示の方法は、qPCRを用いる方法と比較して、濃度、用量及び/又は効力の変動が少なくとも約10%、少なくとも約11%、少なくとも約12%、少なくとも約13%、少なくとも約14%、少なくとも約15%、少なくとも約16%、少なくとも約17%、少なくとも約18%、少なくとも約19%、少なくとも約20%、少なくとも約21%、少なくとも約22%、少なくとも約23%、少なくとも約24%、少なくとも約25%、少なくとも約26%、少なくとも約27%、少なくとも約28%、少なくとも約29%、少なくとも約30%、少なくとも約31%、少なくとも約32%、少なくとも約33%、少なくとも約34%、少なくとも約35%、少なくとも約36%、少なくとも約37%、少なくとも約38%、少なくとも約39%、少なくとも約40%、少なくとも約41%、少なくとも約42%、少なくとも約43%、少なくとも約44%、少なくとも約45%、少なくとも約46%、少なくとも約47%、少なくとも約48%、少なくとも約49%、又は少なくとも約50%少ないAAV調製物をもたらす。
ある実施形態では、その方法は、AAV特異的ELISAによりAAV調製物を試験することを含む。ある実施形態では、AAV調製物中のカプシドの大部分(過半)は完全カプシドであるため、AAV特異的ELISAは、AAV調製物の用量又は効力の代理の読み出しを提供するのに十分である。例えば、完全AAVカプシドのパーセンテージは過半数の約50%〜約100%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約50%〜約95%、約50%〜約90%、約50%〜約85%、約50%〜約80%、約55%〜約50%、約60%〜約80%、又は約65%〜約75%である。ある実施形態では、AAVカプシドの少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、又は少なくとも約100%が完全AAVカプシドである。ある実施形態では、AAVカプシドの少なくとも約60%が完全AAVカプシドである。ある実施形態では、バッチ間でAAV調製物中の完全対空カプシドの比が一貫しているため、AAV特異的ELISAは、AAV調製物の効力の代理の読み出しを提供するのに十分である。ある実施形態では、一貫しているとは、約0%〜約15%、約2%〜約12%、約5%〜約10%、約7%〜約9%の変動係数(CV)を意味する。ある実施形態では、一貫しているとは、約15%以下、約12%以下、約10%以下、約9%以下、約8%以下、約7%以下、約6%以下、約5%以下、約4%以下、約3%以下、約2%以下、又は約1%以下のCVを意味する。ある実施形態では、一貫しているとは、約1%以下のCVを意味する。ある実施形態では、CryoTEMと組み合わせたAAV特異的ELISAが、AAV調製物の効力を試験するのに必要である。
ある実施形態では、方法は、CryoTEMによりAAV画分又は調製物を試験することを含む。ある実施形態では、CryoTEMは、AAV調製物の効力の代理の読み出しを提供するのに十分である。ある実施形態では、AAV特異的ELISAと組み合わせたCryoTEMがAAV調製物の効力を試験するのに必要である。
ある実施形態では、本開示の方法により生成及び/又は測定されたAAV調製物は、対象に投与するのに適している。適用可能なAAVベクターを下記においてさらに詳細に説明する。ある実施形態では、本開示の方法により生成されるAAV調製物は、無菌及び/又は適正製造基準(GMP)グレードである。ある実施形態では、本開示の方法により生成されるAAV生成物は、遺伝子治療用医薬品に関して米国薬局方Chapter 1046又は欧州薬局方に記載されている、或いはアメリカ食品医薬品局(USFDA)又は欧州医薬品庁(EMA)により定められている要件に適合する。
本明細書で用いる場合、その方法はAAV画分及び/又はAAV調製物で用いることができる。用語「調製物」及び「画分」は本出願で互換的に用いてよい。ある実施形態では、用語「画分」は、対象に投与されるであろう最終AAV「調製物」を作成するのに用いることができるAAV試料又はバッチを意味し得る。例えば、AAV画分は、最終AAV調製物を形成する前に、追加の処理、精製又は体積調節を受けてよい。
定量的及び/又は定性的方法
本開示の方法は、例えば、投与用の調製物を作成するための最終ステップを含めて精製プロセスの1又は2以上のステップの後(例えば、各ステップの後)に得られるAAV画分又は調製物の濃度、用量及び/又は効力を測定するステップなど、1又は2以上の品質管理ステップを含む。
本開示の方法は、AAVカプシドの数を定量化するために、AAV(例えば、AAV抗原)に特異的なELISAアッセイを含んでいてよい。ある実施形態では、ELISAアッセイとして、限定はされないが、免疫吸着アッセイ、直接ELISA、間接ELISA、サンドイッチELISA、及び/又は競合ELISAが挙げられる。ある実施形態では、ELISAはサンドイッチELISAである。ELISAアッセイの非限定的な例を実施例1に示す。
ある実施形態では、AAV抗原は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、又はキメラAAV抗原である。ある実施形態では、AAV抗原はAAV8抗原である。ある実施形態では、AAV抗原は組換えAAV(rAAV)に由来する。ある実施形態では、AAV抗原は、遺伝子操作AAV、又は化学修飾AAV、又はその両方に由来する。
ある実施形態では、ELISAは、AAVエピトープに特異的な抗体を含む。ある実施形態では、AAVエピトープは、会合したAAVカプシドに存在する立体構造エピトープである。ある実施形態では、AAVエピトープは、会合したAAVカプシドに存在する線状エピトープである。そのようなエピトープの例として、限定はされないが、カプシドビリオンタンパク質VP1、VP2、及び/又はVP3が挙げられる。ある実施形態では、AAVはカプシドの表面上に追加のビリオンタンパク質を発現するように遺伝子操作され、そのような改変タンパク質をELISAアッセイで使用/検出することができる。ある実施形態では、AAVはビリオンタンパク質のバリアントを発現するように化学修飾され、そのようなバリアントをELISAアッセイにおいて使用/検出することができる(例えば、VP1’、VP2’、VP3’、など)。ある実施形態では、抗体は、血清型特異的カプシドビリオンタンパク質を同定する。
ELISAは、AAV画分又は調製物の用量及び/又は効力を決定するための手法としてqPCRに取って代わることができる。図1に示すように、本発明のELISA技術は、qPCR法よりも有意に少ない変動を有する。ある実施形態では、本開示の方法は、AAV特異的ELISAによりAAV画分又は調製物を評価することを含む。ある実施形態では、本明細書に開示の方法のすべてがqPCRステップを含まない。
ある実施形態では、本開示の方法は、超遠心分離の後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISAにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの数を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、デプスろ過の後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISAにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの数を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、限外ろ過/ダイアフィルトレーションシステムを用いてAAV画分又は調製物を濃縮した後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISAにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの数を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、タンジェンシャルフローろ過(TFF)ステップの後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISAにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの数を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、ネガティブ陰イオン交換(AEX)クロマトグラフィの後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISAにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの数を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、ポリッシングステップの後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISAにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの数を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、精製AAV調製物をAAV特異的ELISAにより試験して、AAV調製物中のAAVカプシドの数を決定することを含む。
AAVカプシドの数を定量化するための追加の方法として、限定はされないが、表面プラズモン共鳴(SPR)(例えば、BIACORE,OCTET)、示差走査蛍光光度法(例えば、Prometheus NT48,Nanotemper)、磁気的免疫検査法(MIA)、及びクローン化酵素ドナーイムノアッセイ(cloned enzyme donor immunoassay)(CEDIA)が挙げられる。これらの方法をELISA定量化アッセイに加えて又は代えて使用してよい。
ある実施形態では、本開示の方法は、完全対空AAVカプシド(例えば、完全対空AAVカプシドのパーセンテージ又は比)を測定することを含む。AAV画分又は調製物中の完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認する方法として、限定はされないが、低温透過型電子顕微鏡法(CryoTEM)、ネガティブ染色TEM、キャピラリー電気泳動、分析用超遠心法、又はそれらの組合せが挙げられる。
ある実施形態では、完全対空AAVカプシドを測定する方法はCryoTEMである(図6を参照)。ある実施形態では、その方法は、上記のようにCryoTEM及びAAV特異的ELISAの両方の使用を伴う。ある実施形態では、ELISAはサンドイッチELISAである。ある実施形態では、サンドイッチELISAは、AAVエピトープに特異的な抗体を含む。ある実施形態では、AAVエピトープは、会合したAAVカプシドに存在する立体構造エピトープである。CryoTEMにより完全対空カプシドの量を測定する非限定的方法を実施例2として本明細書に記載する。
CryoTEMを使用することの1つの利点は、ネガティブ染色の必要がないことである。CryoTEMは、完全AAVカプシドの量を定量化する能力ももたらす。ある実施形態では、CryoTEMの使用は、擬陽性シグナルのせいで完全AAVカプシドの量を過大評価しない。
本開示の方法は、完全対空AAVカプシドの数又はパーセンテージを評価する方法を含む。ある実施形態では、その方法はCryoTEMを含む。ある実施形態では、その方法は:(i)不活性支持体中の基材にAAV画分又は調製物を包埋する;(ii)包埋AAV画分又は調製物を瞬間凍結する;(iii)低温透過型電子顕微鏡法を用いて包埋AAV画分又は調製物を画像化する;及び(iv)完全AAVカプシド対空AAVカプシドのパーセンテージを定量化することを含む。
ステップ(i)に関して、その方法で使用するのに適した基材の例として、限定はされないが、非結晶性の非晶質氷が挙げられる。その方法で使用するのに適した不活性支持体の例として、限定はされないが、カーボン膜、熱可塑性樹脂、及びポリビニルホルマール(例えば、ポリ酢酸ビニルとのコポリマーとしてポリビニルアルコール及びホルムアルデヒドから形成されたポリマー、例えば、限定はされないが、フォルムバル(Formvar)又はビニレック(Vinylec)など、カーボンで安定化させたポリビニルホルマール、ポリビニルホルマール上の一酸化ケイ素、純粋なカーボン膜、カーボンタイプA:カーボン支持膜(例えば、グリッドの反対側の取り外し可能なポリビニルホルマール)、カーボンタイプB:ポリビニルホルマール膜(例えば、重いカーボン層でコーティングした)、及びカーボンタイプA上の一酸化ケイ素)が挙げられる。ある実施形態では、上記のステップ(i)は、温度(例えば、(−196℃)又はそれより低い温度)及び湿度を制御した環境下で薄いカーボン支持膜上に試料を堆積することを含む。ある実施形態では、湿度レベルは相対湿度であってよい。ステップ(ii)に関して、試料は瞬間凍結され得る。ある実施形態では、瞬間凍結は、液体エタン、液体窒素、液体プロパン、又は液体窒素温度近くのヘリウムの使用を伴っていてよい。例えば、液体エタン、液体窒素、液体プロパン、又はヘリウムの容器は液体窒素により囲まれている。
ある実施形態では、AAV画分又は調製物を、氷晶が形成できないように急速に(例えば、10〜10K/秒で)凍結させる。ある実施形態では、液体の水を急速に冷却する、或いは普通の氷を低温で圧縮することのいずれかにより、非晶質氷を製造する。ある実施形態では、過剰のAAV画分又は調製物を除去して一部の検体を付着したまま残した後、グリッドを液体エタン中にガラス化し、次いで液体窒素中で保管する。CryoTEMを実施するための追加のステップの議論に関して、参照によりあらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれるCabra and Samso, J. Visualized Experiments, (2015) 95(e52311):1-11を参照のこと。
AAV粒子のCryoTEM分析を利用して、全体的な検体の形態、すなわち、様々なAAVの形態の存在(一般的に、球状及び変形AAV粒子、サブユニット構造、及び大きな構造的にあまり規定されない形態を含む)を評価することができる。図6Aは、どのように「完全」対「空」AAV粒子を可視的に識別することができるかの例を提供する。例えば、完全カプシドは、殻とコアとの間に明確な境界のない内部密度を示す。明確な外殻及び微小な内部密度を示すAAVカプシドは空カプシドとして分類される。
CryoTEMを用いて不確定なカプシドを評価することもできる。図6B及び6Cは、完全カプシドとして含まれない変形/不確定カプシドの例を提供する。例えば、CryoTEMを用いて、「完全」、「空」、及び「不確定」カプシドを計測することができる。
また、CryoTEMを用いて、手動で粒子を分類するか又は自動画像解析手法を用いるかのいずれかによって、粒子のパッケージングのレベルを決定することもできる。
ある実施形態では、本開示の方法は、超遠心分離の後に得られるAAV画分又は調製物をCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び/又は質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、デプスろ過の後に得られるAAV画分又は調製物をCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び/又は質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、限外ろ過/ダイアフィルトレーションシステムを用いてAAV画分又は調製物を濃縮した後に得られるAAV画分又は調製物をCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び/又は質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、タンジェンシャルフローろ過(TFF)ステップの後に得られるAAV画分又は調製物をCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び/又は質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、ネガティブ陰イオン交換(AEX)クロマトグラフィの後に得られるAAV画分又は調製物をCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び/又は質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、ポリッシングステップの後に得られるAAV画分又は調製物をCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び/又は質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、精製AAV調製物をCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び/又は質を決定することを含む。
ある実施形態では、本開示の方法は、超遠心分離の後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISA及びCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、デプスろ過の後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISA及びCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、限外ろ過/ダイアフィルトレーションシステムを用いてAAV画分又は調製物を濃縮した後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISA及びCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、タンジェンシャルフローろ過(TFF)ステップの後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISA及びCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、ネガティブ陰イオン交換(AEX)クロマトグラフィの後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISA及びCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、ポリッシングステップの後に得られるAAV画分又は調製物をAAV特異的ELISA及びCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び質を決定することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、精製AAV調製物をAAV特異的ELISA及びCryoTEMにより試験して、AAV画分又は調製物中のAAVカプシドの量及び質を決定することを含む。
分析用超遠心法(AUC)は、沈降係数によってタンパク質を分離することができる。同一のタンパク質に関して、沈降係数は凝集状態に相関し得る。簡単に説明すると、対応する試料バッファーで試料を希釈し、次いで、石英ウィンドウが中に組み込まれたセルアセンブリに移してロータにロードし、その後ロータを一定速度で回転させる。異なるサイズのタンパク質分子は、異なる沈降速度でセルの底に向かって移動し、それを280nmでのUV検出により遠心分離中に連続してモニターする。収集したデータセットはコンピューター解析を可能とし、それは沈降及び拡散プロセスをデコンボリューションし、差別的な沈降係数分布をもたらす。これは、試料の異なる種を分割し、それらのs値及び集団を提示する。沈降係数の分布が統合され、相対面積パーセンテージ並びにピーク最大値のS値を解析の結果として与える。
AAV調製物
本開示の方法により生成されるAAV調製物を本明細書にさらに提供する。ある実施形態では、AAV調製物を生成する方法は、(i)目的遺伝子を含む少なくとも1つのプラスミドで宿主細胞をトランスフェクトするステップ;(ii)AAVカプシドを含む細胞培養物の上清又は細胞懸濁液を収集してAAV画分又は調製物を作成するステップ;(iii)AAV特異的ELISAアッセイを用いてAAV画分又は調製物中のAAVカプシドの総数を定量化するステップ;及び(iv)ステップ(iii)において決定したAAVカプシドの総数に基づき所望の濃度を有するAAV調製物を調製するステップを含む。ある実施形態では、その方法は、AAV画分を濃縮することを含む。ある実施形態では、その方法は、AAV画分から空カプシドの少なくとも一部を除去することを含む。ある実施形態では、特定濃度の完全カプシド及び/又は特定の完全カプシド:空カプシド比を有するAAV画分又は調製物をもたらすためにその量の空カプシドが除去される。ある実施形態では、AAV画分又は調製物を適切なバッファーで所望の用量に希釈する。
ある実施形態では、その方法は、AAV画分又は調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、CryoTEMにより完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、qPCRによって用量及び/又は効力を決定しない。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは約40%〜約100%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約40%〜約95%、約40%〜約90%、約40%〜約85%、約40%〜約80%、約45%〜約75%、約50%〜約70%、又は約55%〜約65%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約60%〜約80%の間である。ある実施形態では、少なくとも約60%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。ある実施形態では、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、又は少なくとも約100%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。ある実施形態では、本明細書に開示の方法を用いて、AAV画分又は調製物間で一貫した量の完全カプシドを有するAAV画分又は調製物を作成する。
本開示の方法により生成されるAAV調製物を投与する方法を本明細書にさらに提供する。ある実施形態では、AAV調製物をそれを必要とする対象に投与する方法は、(i)精製AAV調製物を得るステップ;(ii)AAV特異的ELISAアッセイを用いて、精製AAV調製物のAAVカプシドの濃度を測定するステップ;(iii)治療有効量の精製AAV調製物を対象に投与するステップを含む。ある実施形態では、ステップ(i)及び(ii)における調製物は、最終AAV調製物を作成するのに使用され得るAAV画分であり、そのAAV画分をさらに精製又は希釈してステップ(i)、(ii)及び/又は(iii)のためのAAV調製物を形成する。ある実施形態では、精製AAV画分又は調製物の濃度、用量及び/又は効力は、AAV調製物中のAAVカプシドの総数を定量化することにより測定する。ある実施形態では、その方法は、AAV調製物中の完全:空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、CryoTEMにより完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、qPCRによって濃度、用量及び/又は効力を決定しない。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは約40%〜約100%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約40%〜約95%、約40%〜約90%、約40%〜約85%、約40%〜約80%、約45%〜約75%、約50%〜約70%、又は約55%〜約65%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約60%〜約80%の間である。ある実施形態では、少なくとも約60%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。ある実施形態では、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、又は少なくとも約100%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。
本開示の方法により生成されるAAV調製物を投与する方法を本明細書にさらに提供する。ある態様では、本発明の方法は、特定用量のAAV調製物をそれを必要とする対象に投与することを伴い、(i)精製AAV調製物を得るステップ;(ii)AAV特異的ELISAアッセイを用いて、精製AAV調製物中のAAVカプシドの濃度を測定するステップ;(iii)特定用量のAAV調製物を対象に投与するステップを含む。ある実施形態では、ステップ(i)及び(ii)における調製物は、最終AAV調製物を作成するのに使用され得るAAV画分であり、そのAAV画分をさらに精製又は希釈してステップ(i)、(ii)及び/又は(iii)のためのAAV調製物を形成する。ある実施形態では、その方法は、AAV調製物中の完全:空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、その方法は、CryoTEMにより完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価又は確認することを含む。ある実施形態では、qPCRによって濃度、用量及び/又は効力を決定しない。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは約40%〜約100%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約40%〜約95%、約40%〜約90%、約40%〜約85%、約40%〜約80%、約45%〜約75%、約50%〜約70%、又は約55%〜約65%である。ある実施形態では、完全AAVカプシドのパーセンテージは、約60%〜約80%の間である。ある実施形態では、少なくとも約60%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。ある実施形態では、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、又は少なくとも約100%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである。
ある実施形態では、AAV調製物の効力を、in vitro及び/又はin vivo生物効力アッセイによりさらに実証することができる。例えば、そのステップは、1)(例えばELISAにより)調製物中のAAVの含量を決定する;2)(例えばCryoTEMにより)完全カプシドのパーセンテージを決定する;及び3)(例えば、in vivo及び/又はin vitro生物効力アッセイにより)生物活性を確認することを伴っていてよい。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法、画分、又は調製物に関して、AAV調製物の濃度は、約1x1010cp/ml〜約1x1020cp/mlの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法、画分、又は調製物に関して、AAV調製物の濃度は、約1x1011cp/ml〜約1x1019cp/ml、約1x1012cp/ml〜約1x1018cp/ml、約1x1013cp/ml〜約1x1017cp/ml、又は約1x1014cp/ml〜約1x1016cp/mlの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の濃度は、約1x1012cp/ml〜約1x1015cp/ml、約1x1013cp/ml〜約1x1015cp/ml、又は約1x1012cp/ml〜約1x1013cp/mlの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の濃度は、約1x1014cp/ml〜約5x1014cp/ml、約2x1014cp/ml〜約3x1014cp/ml、又は約3.5x1014cp/ml〜約5x1015cp/mlの間である。ある実施形態では、cp/mlは、全カプシド/ml、又は完全カプシド/mlであり得る。ある実施形態では、cp/mlは全カプシド/mlである。
ある実施形態では、AAV調製物は、約1000Lの開始材料(例えば、細胞培養物)から生成された少なくとも約1012ウイルス粒子(vp)、又は約1000Lの開始材料(例えば、細胞培養物)から生成された少なくとも約1013ウイルス粒子を含む。
ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の用量は、約1x10cp/kg〜約1x1025cp/kgの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の用量は、約1x10cp/kg〜約1x1024cp/kg、約1x10cp/kg〜約1x1023cp/kg、約1x10cp/kg〜約1x1022cp/kg、約1x10cp/kg〜約1x1021cp/kg、約1x1010cp/kg〜約1x1020cp/kg、約1x1011cp/kg〜約1x1019cp/kg、約1x1012cp/kg〜約1x1018cp/kg、約1x1013cp/kg〜約1x1017cp/kg、又は約1x1014cp/kg〜約1x1016cp/kgの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の用量は、約1x1012cp/kg〜約1x1020cp/kg、約1x1013cp/kg〜約1x1019cp/kg、約1x1014cp/kg〜約1x1018cp/kg、又は約1x1015cp/kg〜約1x1017cp/kgの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の用量は、約1x1010cp/kg〜約1x1016cp/kgの間である。ある実施形態では、本明細書に開示の方法及び調製物に関して、AAV調製物の用量は、少なくとも約1x10cp/kg、少なくとも約1x10cp/kg、少なくとも約1x10cp/kg、少なくとも約1x10cp/kg、少なくとも約1x1010cp/kg、少なくとも約1x1011cp/kg、少なくとも約1x1012cp/kg、少なくとも約1x1013cp/kg、少なくとも約1x1014cp/kg、少なくとも約1x1015cp/kg、少なくとも約1x1016cp/kg、少なくとも約1x1017cp/kg、少なくとも約1x1018cp/kg、少なくとも約1x1019cp/kg、少なくとも約1x1020cp/kg、少なくとも約1x1021cp/kg、少なくとも約1x1022cp/kg、少なくとも約1x1023cp/kg、少なくとも約1x1024cp/kg、又は少なくとも約1x1025cp/kgである。ある実施形態では、cp/kgは、全カプシド/kg対象、又は完全カプシド/kg対象であり得る。ある実施形態では、cp/kgは、全カプシド/kg対象である。
ある実施形態では、本開示のAAV調製物は、高純度で、高力価で、かつ対象での臨床用途に適している。ある実施形態では、AAV調製物は、均質な集団でかつ高純度のAAVカプシド粒子を含む。ある実施形態では、AAV調製物は、完全長ベクターDNAを含む。例示的実施形態では、AAV調製物は、不要な汚染物質を実質的に含まず、そのような汚染物質として、限定はされないが、切断された又は不完全なベクターDNAを含むAAVカプシド粒子、不完全なタンパク質組成及びオリゴマー化構造を有するAAV粒子、又は例えば非AAV、脂質エンベロープウイルスなどの汚染ウイルスが挙げられる。例示的実施形態では、AAV調製物は、目的タンパク質をコードする大量のcDNAを含む。ある実施形態では、本開示のAAV調製物は対象に投与するのに適している。ある実施形態では、AAV調製物は、滅菌及び/又は適正製造基準(GMP)グレードである。ある実施形態では、AAV調製物は、遺伝子治療用医薬品に関して米国薬局方Chapter 1046又は欧州薬局方に記載されている、或いはアメリカ食品医薬品局(USFDA)又は欧州医薬品庁(EMA)により定められている要件に適合する。ある実施形態では、AAV調製物は、ほとんど又は全く処理も操作も無しに対象に直接投与するためのすぐに使用可能な調製物である。
用語「患者」及び「対象」は互換的に用いられ、本開示の組成物の投与により予防又は治療されうる状態を患っている又は罹患しやすい生物を指すためにその通常の意味で用いられ、ヒト及び非ヒト動物の両方を含む。対象の例として、限定はされないが、ヒト、チンパンジー、並びに他の類人猿及びサル種;ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ及びウマなどの家畜;イヌ及びネコなどの飼育哺乳動物;マウス、ラット及びモルモットなどの齧歯動物を含む実験動物;ニワトリ、シチメンチョウ及び他のキジ科鳥類、カモ、ガチョウなどの、飼育鳥、野鳥及び狩猟鳥を含む鳥類が挙げられる。この用語は、特定の年齢を意味しない。従って、成人、若年者、及び新生児の個体も対象となる。
AAVの供給源
本開示の方法に関して、AAVはあらゆるAAV血清型であってよい。ある実施形態では、本明細書に記載のAAVは、AAV1血清型、AAV2血清型、AAV3血清型、AAV4血清型、AAV5血清型、AAV6血清型、AAV7血清型、AAV8血清型、AAV9血清型、AAV10血清型のもの、又はキメラAAVベクターであってよい。ある実施形態では、AAVは野生型である。ある実施形態では、AAVは組換えAAV(rAAV)である。ある実施形態では、AAVは、遺伝子操作により改変されている及び/又は化学修飾されている。ある実施形態では、AAVは、改変されたカプシド、例えば、遺伝子操作された又は化学修飾されたAAVカプシドである。ある実施形態では、AAVは、AAV8血清型のものである。ある実施形態では、AAVはAAV9血清型のものである。
本発明の方法に関して、AAV画分は、例示的態様では、濃縮AAV画分である。ある実施形態では、AAV画分は、少なくとも約1x1010、少なくとも約1x1011、少なくとも約1x1012、少なくとも約1x1013、少なくとも約1x1014、少なくとも約1x1015、又は少なくとも約1x1016のAAV全カプシド/mLを含む。ある実施形態では、AAV画分は、少なくとも約1x1012のAAV全カプシド/mLを含む。AAVカプシドは、空AAVカプシド及び完全AAVカプシドを含み得る。
ある実施形態では、AAV画分は、トランスフェクトされた宿主細胞により生成されるAAV画分又は調製物を表す。ある実施形態では、AAV画分又は調製物は、トリプルプラスミドシステムでトランスフェクトされた宿主細胞を含む細胞培養物から採取される上清又は細胞懸濁液を表し、そのシステムの1つのプラスミドは目的遺伝子又はcDNAを含み、1つのプラスミドはカプシドタンパク質VP1、カプシドタンパク質VP2及び/又はカプシドタンパク質VP3をコードする。ある実施形態では、VP1、VP2、及び/又はVP3は、AAV8 VP1、AAV8 VP2、及び/又はAAV8 VP3である。rAAVの生成のためのトリプルプラスミドトランスフェクションは当業界で知られている。例えば、上記のQu et al., and Mizukami et al., “A Protocol for AAV vector production and purification.” PhD dissertation, Division of Genetic Therapeutics, Center for Molecular Medicine, 1998;及びKotin et al., Hum Mol Genet 20(R1): R2-R6 (2011)を参照のこと。ある実施形態では、トランスフェクションは、例えばリン酸カルシウムなどの無機化合物、又はポリエチレンイミン(PEI)などの有機化合物、又は例えばエレクトロポレーションなどの非化学的手段を用いて実施され得る。
ある実施形態では、宿主細胞は接着細胞である。ある実施形態では、宿主細胞は懸濁細胞である。ある実施形態では、宿主細胞は、HEK293細胞又はSf9細胞(例えば、バキュロウイルス感染Sf9細胞)、或いはHeLa又はBHK(ヘルペスウイルスシステム)である。ある実施形態では、細胞培養物は、血清及びタンパク質を含まない培地を含む。ある実施形態では、培地は既知組成培地であり、動物由来成分、例えば加水分解物などを含まない。
ある実施形態では、rAAV粒子を含む画分は、トリプルプラスミドシステムでトランスフェクトされたHEK293細胞を含む画分を表す。ある実施形態では、rAAV粒子を含む画分は、HEK293細胞のトランスフェクションの約2〜約7日後、或いは細胞培養物が約5x10細胞/mL又はそれより高い細胞密度を有しかつ約50%又はそれより高い細胞生存率を有するときの採取物の画分を表す。
ある実施形態では、AAVは、トリプルプラスミドトランスフェクション、次いで1〜7日後の採取により調製される。ある実施形態では、AAVは細胞破壊から調製される。
ある実施形態では、AAVは以下のように調製される:HEK293細胞を、既知組成でよくかつ例えば血清及びタンパク質などの動物由来成分を含まなくてよい、市販の培地中で接着及び増殖させる。その細胞を約3x10〜約12x10細胞/ml、例えば、約6x10〜約10x10細胞/mlの細胞密度まで培養する。その後、細胞密度が約3〜5x10細胞/mlになるように約1:2の比で細胞を分割する。分割の後、(1)AAV生成に不可欠な1つ又は複数のヘルパーウイルス機能を提供することができるヘルパープラスミド;(2)ウイルスのカプシド生成、複製及びパッケージングに関連する1つ又は複数の遺伝子をコードするプラスミド;及び(3)結果として生じるrAAV粒子内にパッケージングされるべき目的遺伝子(GOI)を含むプラスミド;を含む、3つのプラスミドで細胞をトランスフェクトしてよい。例えば、GOIは、ベクターDNAと共に一本鎖自己相補的な形態でヒト血液凝固第IX因子Paduaを含むベクターDNAであってよい。別の例として、GOIは、二本鎖自己相補的な形態でヒト血液凝固第IX因子Paduaを含むベクターDNAであってよく、そのベクターDNAは4.8kBの完全長を有する。別の例として、GOIは、一本鎖自己相補的な形態でBドメイン欠失ヒト血液凝固第VIII因子を含むベクターDNAであってよく、そのベクターDNAは4.8kBの完全長を有する。他のGOIを用いてもよい。トランスフェクションは、例えばカチオンポリマーを用いることにより、一過性に行ってよい。溶出の前に、HEK293細胞株を、採取の前に少なくとも約1日間、例えば3〜5日間培養してよい。
ある実施形態では、AAV粒子を含む画分は、その全体が本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第62/417,775号、及び国際特許出願第PCT/US2017/059967号に記載されている。
精製ステップ
本開示の方法は、本明細書に開示されるステップのあらゆる組合せを含み、任意選択で、1つ又は複数の追加ステップと組み合わせてもよい。
例示的実施形態では、本開示の方法は、超遠心分離ステップを含み、そのステップ中に密度勾配が形成される。理論に拘束されることを望むものではないが、超遠心分離ステップは、空AAVカプシドから完全AAVカプシドを分離させることを可能にすると考えられる。超遠心分離プロトコルの例は、例えば、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる国際公開第2008135229号及び国際特許出願第PCT/US17/59967号に見ることができる。
本開示の方法は、AAVの純度をさらに高め、かつ他の不要な成分を除去し得る、及び/又は画分を濃縮し得る、及び/又は後のステップのために画分を状態調節(condition)し得る、さらに他の追加ステップを含んでいてよい。
ある実施形態では、その方法はデプスろ過ステップを含む。ある実施形態では、その方法は、セルロース及びパーライトを含みかつ約500L/mの最小透過性を有するフィルターを用いて、トランスフェクトされたHEK293細胞の培養物上清の画分をデプスろ過にかけることを含む。ある実施形態では、その方法は、約0.2μmの最小孔径を有するフィルターの使用をさらに含む。ある実施形態では、デプスろ過の後、約0.2μmの最小孔径を有するフィルターを通してろ過を行う。ある実施形態では、デプスフィルターと約0.2μmの最小孔径を有するフィルターの一方又は両方を洗浄し、その洗浄液を回収する。ある実施形態では、洗浄液を一緒にプールし、デプスろ過及び約0.2μmの最小孔径を有するフィルターを用いたろ過で得られるろ液と合わせる。ある実施形態では、デプスろ過ステップ及び他のろ過ステップは、本明細書に記載の超遠心分離ステップの前に行われる。
ある実施形態では、本開示の方法は、1つ又は複数のクロマトグラフィステップを含む。ある実施形態では、その方法は、ネガティブクロマトグラフィステップを含み、それによって不要な成分がクロマトグラフィ樹脂に結合し、所望のAAVはクロマトグラフィ樹脂に結合しない。ある実施形態では、その方法は、ネガティブ陰イオン交換(AEX)クロマトグラフィステップ、又は「非結合モード」でのAEXクロマトグラフィステップを含む。「非結合モード」の利点として、その手順を実施するのが比較的容易であり、また続くアッセイを実施するのが容易であることが挙げられる。従って、ある実施形態では、AAV粒子を精製する方法は、AAVがAEXクロマトグラフィカラム又はメンブレンを素通りする条件下で、AAV粒子を含む画分をAEXクロマトグラフィカラム又はメンブレンに添加し、さらにAAV粒子を回収することにより、AAV粒子を含む画分においてネガティブ陰イオン交換(AEX)クロマトグラフィを実施することを含む。ある実施形態では、約100mM〜約150mMの塩(例えばNaCl)を含むローディングバッファーを用いて、画分をAEXクロマトグラフィカラム又はメンブレンに添加し、任意選択で、ローディングバッファーのpHは約8〜約9である。ある実施形態では、ローディングバッファーは、約115mM〜約130mMの塩(例えばNaCl)を含み、任意選択で、ローディングバッファーは約120mM〜約125mMの塩(例えばNaCl)を含む。ある実施形態では、ネガティブAEXステップは、本明細書に記載の超遠心分離ステップの前に行われる。
ある実施形態では、本開示の方法は、限外ろ過/ダイアフィルトレーションシステムを用いてAAV画分を濃縮することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、1つ又は複数のタンジェンシャルフローろ過(TFF)ステップを含む。ある実施形態では、AAV画分は、限外ろ過/ダイアフィルトレーションを受ける。ある実施形態では、AAV画分は、ネガティブAEXクロマトグラフィを実施することを含むステップの前に、ネガティブAEXクロマトグラフィを実施することを含むステップの後に、或いはネガティブAEXクロマトグラフィを実施することを含むステップの前後に、限外ろ過/ダイアフィルトレーションシステムを用いて濃縮される。
ある実施形態では、本開示の方法は、AAV粒子を含む画分を溶媒界面活性剤で処理して脂質エンベロープウイルスを不活化することを含む。
ある実施形態では、本開示の方法は、rAAV粒子を含む画分をろ過して、その画分中のrAAV粒子より大きいサイズのウイルスを除去することを含む。ある実施形態では、本開示の方法は、AAVを含む画分をろ過して、約35nm又はそれより大きいサイズのウイルスを除去することを含む。ある実施形態では、フィルターの孔径はナノメートル範囲であり、ある実施形態では、その方法はナノろ過を含む。ある実施形態では、本開示の方法は、水流法により決定して、35nm±2nmの範囲内の孔径のナノフィルターの使用を含む。フィルターのタイプの分類は、メンブレン構造、材料、及び供給メーカーによる。
ある実施形態では、ろ過ステップ中、フィルターを横切る圧力差を維持する。ある実施形態では、その圧力(例えば、フィルターを挟んだ圧力降下)は約0.02MPa〜約0.1MPaである。ある実施形態では、その圧力(例えば、フィルターを挟んだ圧力降下)は約0.02MPa〜約0.08MPaである。フィルターをデッドエンドモードで使用する場合、圧力差は、添加する試料のフィード圧により(すなわち、フィード圧に影響する、特定の流量へのポンプの調整により)影響を受け得る。
ある実施形態では、rAAV粒子より大きいウイルスの除去のためのろ過ステップは、本開示のプロセス中に1回行われる。ある実施形態では、そのろ過ステップはプロセス中に2回行われる。ある実施形態では、rAAV粒子より大きいウイルスの除去のためのろ過ステップは、本明細書に記載の超遠心分離ステップの後に行われる。ある実施形態では、rAAV粒子より大きいウイルスの除去のためのろ過ステップは、ポリッシングステップの後に行われる。
ある実施形態では、本開示の方法は、任意選択でテンタクルゲルを含むカラムを用いて、AEXクロマトグラフィを実施することを含む、ポリッシングステップを含む。
本明細書で引用される、出版物、特許出願及び特許を含むあらゆる参考文献は、各参考文献が個別に及び具体的にその全体が参照により組み込まれることが指摘されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示を説明する文脈(特に添付の特許請求の範囲の文脈)において使用される用語「a」、「an」、「the」及び同様の指示対象の用語は、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈において明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を含むと解釈される。用語「含む」、「有する」、「包含する」及び「含有する」は、特に断りのない限り、開放型用語(すなわち、「含むがそれに限定はされない」ことを意味する)として解釈される。
本明細書における数値範囲の列挙は、別段の指示がない限り、単にその範囲内に含まれる各個別の値及び各終点の値に対して個々に言及する省略方法としての役割を果たすことが意図され、各個別の値及び各終点の値は、それが本明細書に個々に列挙されているかのように本明細書内に組み込まれる。
本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈において明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施され得る。本明細書に提供される任意の及び全ての例、又は例示的な言語(例えば、「など」)の使用は、単に本開示をより明確に説明することを意図しており、別段に特許請求の範囲に記載されていない限り、本開示の範囲に限定を課すものではない。本明細書における言語は、特許請求の範囲に記載されていないいずれの要素も本開示の実施に必須であるとして指示すると解釈されるべきではない。
本開示の実施形態を明細書中に記載する。それら実施形態の変形は、上記の説明を読むことにより当業者に明らかになるであろう。発明者は、当業者がそのような変形が適切であるとして利用することを予測し、また発明者は、具体的に明細書中に記載されているものとは別のやり方でその発明が実施されることを意図している。従って、本開示は、適用法に容認される、添付の特許請求の範囲に記載の主題の全ての変形及び等価物を包含する。さらには、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈において明らかに矛盾しない限り、上記の要素のあらゆる組合せもその全ての可能な変形において本開示に包含される。
以下の実施例は、単に本発明を説明するためのものであり、決してその範囲を限定するためのものではない。
実施例1
この実施例は、AAV特異的ELISAを実証する。ELISAは、試験画分又は調製物中に存在するAAV8粒子の量を決定する。
AAV特異的ELISAは、AAV含有画分を同定するために実施される。会合したAAV8粒子上に繰り返し発現されるエピトープの検出のために立体構造特異的モノクローナル抗体を用いる。
AAV8 ELISAは、TECANロボットシステムでAAV8滴定ELISAキット(Art.No.PRAAV8;Progen(Heidelberg,Germany)を用いて実施した。簡単に説明すると、会合したAAV8カプシド(ADK8)上の立体構造エピトープに特異的なモノクローナル抗体をマイクロタイターストリップにコーティングし、AAV画分からAAV8粒子を捕獲するのに用いた。捕獲AAV粒子を2つのステップにより検出した。第1のステップでは、ADK8抗体に特異的なビオチンコンジュゲートモノクローナル抗体を(ADK8とADK8抗体との)免疫複合体に結合させた。ストレプトアビジン−ペルオキシダーゼコンジュゲートを、ビオチンコンジュゲートモノクローナル抗体に結合した免疫複合体に添加し、ストレプトアビジン−ペルオキシダーゼコンジュゲートをビオチンと反応させた。設定濃度で標識AAV−8粒子を含有するAAV2/8粒子調製物、WL217Sを標準として用いた。ペルオキシダーゼの基質溶液を添加し、結合したAAVカプシド粒子の量に比例する呈色反応をもたらした。呈色反応を450nmで光度測定により測定した。
予めコーティングしたプレートを100μL/ウェルの希釈バッファーで満たした。その後、アッセイ標準、アッセイ対照及び試料用の希釈系列をプレート上で直接調製した。溶解したアッセイ標準は、100μlをウェル中にすでに存在する100μLの希釈バッファーと混合することによりプレート上で直接1+1に6回、二重で希釈したが、アッセイ対照は、6回の連続希釈をプレート上で直接調製する前に、1/200に希釈した。試料に関して、2つの連続希釈物を独立して二重で調製した。その後、マイクロプレートシェーカー上において+37℃(設定値)で60±10分間プレートをインキュベートし、その際に30±5分後に180°プレートを回転させた。洗浄ステップ(洗浄バッファー:Tween 20を含むリン酸緩衝生理食塩水(PBS)、0.8%NaCl、0.02%KCl、0.02%KHPO、0.126%NaHPOx2HO、0.05%Tween 20、中性pH(pH試験紙でチェック))の後、100μL/ウェルの検出抗体を添加し、添加後30±5分間プレートをインキュベートした。このインキュベーションは洗浄ステップにより終了した。その後、100μL/ウェルのテトラメチルベンジジン基質を添加した。停止溶液の添加により停止させる前に、着色反応を室温で25±5分間進めた。リファレンス波長として450nm及び620nmでELISAリーダーを用いて30分以内にプレートを測定した。log−logフィッティングの後に校正曲線を得た。
実施例2
この実施例は、低温透過型電子顕微鏡法(CryoTEM)を実証する。
CryoTEMは、AAVなどのナノサイズの粒子を可視化することができる。その技術は、温度及び湿度を制御した環境下で薄いカーボン支持膜上にAAV調製物を堆積することを含む。過剰のAAV調製物を除去して一部のAAV調製物を付着したまま残した後、グリッドを液体エタン中にガラス化し、その後、液体窒素中で保管した。AAVカプシド粒子のCryoTEM分析を利用して、全体的な検体の形態、すなわち、様々なAAVの形態の存在(一般的に、球状及び変形AAV粒子、サブユニット構造、及び大きな構造的にあまり規定されない形態を含む)、並びに、自動画像解析手法によって粒子のパッケージングのレベルを評価した。
極低温条件下で瞬間凍結することにより不活性支持体上において非結晶性の非晶質氷中に包埋することによって、AAV画分又は調製物をそれらの本来の状態に近い状態で保存した。Vironova解析ソフト(VAS)を利用する自動客観解析法を用いて画像解析を行った。
殻とコアとの間に明確な境界のない内部密度を示すAAVカプシド粒子は、充填(filled)又は完全粒子として分類した(図6A)。明確な外殻及び微小な内部密度を示すAAVカプシド粒子は、空粒子として分類した(図6A)。不確定粒子には、空であっても完全であってもよい三量体構造の形態のAAVカプシド(図6B)、及び破損AAVカプシドが含まれる(図6C)。
CryoTEMは、AAV調製物中の空カプシドと対比した、全完全カプシドの量を決定する。
実施例3
この実施例は、AAV特異的ELISAを使用することにより、qPCR手法を使用するよりも少ない変動をもたらすことを実証する。
AAV8 ELISA:実施例1に記載のように、カプシド粒子(cp)濃度のためのATCC(登録商標)AAV8参照標準物質に対して校正される市販のキット(Progen)を用いて全AAV8カプシド粒子のタイター(力価)を測定した。
qPCR:導入遺伝子DNAのベクターゲノムコピー濃度を測定するためにTaqman(登録商標)ケミストリーに基づく定量PCRアッセイを開発した。FVIII用のITR−qPCRに関して、プライマー、並びにベクターゲノムのITR配列内の配列を検出する蛍光標識プローブと共に、TaqManベースのqPCRを用いてベクターゲノムのタイター(vg)/ミリリットル(ml)を決定した。AAV粒子中のITR特異的配列を検出するために、試料をDNAse Iで処理し、続くプロテイナーゼKステップの後に、scAAVゲノムをカプシドから放出させた。最後に、制限酵素消化を実施してAAV ITR T形状構造を分割した。
参照として用いるプラスミドを、シングルカッター制限酵素を用いて線状化し、さらにアガロースゲルから精製した。ゲルから抽出したDNAのUV A260吸光度をUV吸光光度計で3回測定し、DNA濃度の平均値をμg/mlで計算した。
線状化標準プラスミドに関してコピー数/mlを決定するために、基本的な配列の各個別のヌクレオチドの正確な質量を考慮して、ds DNAの分子量をg/モルで計算した。
直線回帰を用いたプラスミド標準曲線フィッティングにより、試験物品中のベクターゲノムのタイター(ベクターゲノム/mL)を計算した。
CryoTEM:実施例2に記載するように、極低温条件下で瞬間凍結することにより不活性支持体上において非結晶性の非晶質氷中に包埋することによって、試料をその本来の状態に近い状態で保存した。
ゲル電気泳動:(Fagone et al., 2012)に記載のように電気泳動を実施した。簡単に説明すると、0.5%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)の存在下で試料を75℃で10分間処理し、その後室温まで冷却した。次いで、試料(およそ1.5E10ベクターゲノム(vg)/レーン)を1% 1xTAEアガロースゲルにロードし、電場(7V/cmゲル長さで60分)で分離した。その後、ゲルを2xGelRed(Biotium)溶液中において染色し、ChemiDocTMMP(Biorad)により画像化した。
In vivo生物効力:AAV特異的in vivo生物効力アッセイを、抗原ELISAアッセイを使用して評価されたAAV調製物を用いて実施して、カプシド粒子/ml(cp/ml)を決定した。試料を試験施設に輸送し(冷凍、≦−60℃)、解凍し、調合バッファーで4x1011cp/mlに希釈した。in vivo生物効力試験は、各郡当たり8匹までの雄のFVIIIノックアウトマウス((B6;129S4−F8 tm2Kaz);Charles River GmbH,Sulzfeld,Germany)を含む。試料を解凍したすぐ後に、4x1012cp/kgの試験又は対照試料の単回静脈内ボーラス注射を動物に与えた。試験試料はAAV8−FVIII遺伝子治療ベクターであった。採集したマウスクエン酸血漿を用いて、FVIII活性アッセイを使用してFVIII活性を評価する。FVIII活性アッセイをカルシウムイオン及びリン脂質の存在下で実施する。第X因子は第IXa因子により第Xa因子に活性化される。この活性化は、この反応において補因子として作用する第VIII因子により促進される。最適な量のCa2+、リン脂質及び第IXa因子、並びに過剰量の第X因子を用いることにより、第X因子の活性化の速度は第VIII因子の量に直線的に相関する。第Xa因子は、発色基質を加水分解し、従って発色団を遊離させる。その後、色を405nmで光度測定により読み取る。生成される第Xa因子、及び従って色の強度は、試料中の第VIII因子の活性に比例する。
In vitro生物効力:AAV特異的in vitro生物効力アッセイを、抗原ELISAアッセイを使用して評価されたAAV調製物を用いて実施して、カプシド粒子/ml(cp/ml)を決定した。目的遺伝子(GOI)第VIII因子(FVIII)を含むウイルスベクターAAVを肝標的細胞株に感染させ、次いでそれは細胞培地中に機能的で測定可能なFVIIIを分泌した。細胞培養上清の第VIII因子活性をFVIII発色アッセイにより直接測定した。AAV8−FVIII試料の測定値は、参照物質に対するパーセンテージとして与えられる。その方法は、AAV8−FVIII遺伝子治療ベクターの生物学的機能の定量的評価を可能にする。in vivo生物効力に関して上述したのと同じアッセイを用いた。
図1に示すように、qPCR法を用いると、AAV特異的ELISA法と比較してより大きな変動をもたらした。例えば、ITRベースのqPCRは、≦43%の変動係数をもたらしたが、AAV特異的ELISAの変動係数は≦10%であった。ELISA法は、qPCR法よりも約20%〜約33%変動が少なかった。この驚くべき違いは、AAV特異的ELISAアッセイ単独によりAAV画分の用量を決定することを可能にする。このアプローチは、AAV画分を投薬するためのより正確な方法を提供するのみならず、より費用効果及び時間効率が高い。
ELISA法又はqPCR法がAAV調製物のカプシド含量を測定する正確な方法をもたらすかを試験するために、AAV調製物を作成し、ELISA、及び別個にqPCRを用いて評価した。これら測定の結果を用いて各レーンにロードする試料(2.0x1010カプシド/レーン)を調製した。図2に示すように、調製物は両方のタイプのアッセイを通して同じロットであったにもかかわらず、ELISA関連試料のシグナルはqPXRの結果に関連するものと比較してより一貫していたため、ELISAで評価した試料は、qPCRで評価したものよりも一貫して変動が少なかった。従って、ELISAで補助した投薬はqPCRに関連する投薬よりも堅牢(robust)であった。
AAV8カプシドELISA及びITR−qPCRによる、前臨床及びGMP原薬(BDS)、並びに最終製剤(FDP)ロットの出荷試験のすべての結果を示し(表1〜4)、またベクターゲノム/全カプシド粒子の比を計算した(表5)。比較のため、AAV8 ELISAの値をITR−qPCRの値に対してプロットしたものも示す(図4)。図5は、AAVベクターゲノム(vg)/AAV8抗原ELISAカプシド粒子(cp)の比を評価する。図5Aは、ベクターゲノム/AAV抗原の比に基づきqPCR法の変動性を示す。図5Bは、50−55−60法を用いて国際特許出願第PCT/US2017/059967号の超遠心分離に従う製造プロセスから得られた完全AAVのパーセンテージの高い一貫性を実証する。超遠心分離プロセスは、バッチ間で一貫した完全対空カプシドプロファイルをもたらす。従って、アッセイ間の変動は一貫性を有するものでなければならない(例えば、図5B)。しかしながら、qPCRを用いて用量を計算した場合、バッチ間に高い変動がある(例えば、図5A)。
次に、ELISA法を用いるin vivo生物効力アッセイにおいてマウスに投薬して、AAV調製物の効力を測定した。図3は、マウスモデルを用いるin vivo生物効力アッセイを用いることによりAAV調製物の効力を決定するために、抗原ELISA法を使用することを実証する。図3に示すように、生物学的アッセイは、すべてのロットに生物活性があり、そのロットの効力が類似し、一貫していることを確認した。上述したように、in vivo生物効力アッセイは、AAVが細胞を形質導入する能力、及び目的タンパク質又は遺伝子を産生する能力の両方を評価する。
図12及び13は、バッチ17004−17014からのELISA、qPCR、及びCryoTEMの結果を検討する。バッチ17004−17013(表6)は同じバッチサイズであり、それらは2回の500Lバッチからのものである。これら10のバッチは、最終製品中に類似の量のAAVカプシドを含有する。バッチ17004−17013の分析を表7に示す。
実施例4
この実施例は、AAV調製物中の完全及び空カプシドの量を測定するツールとしてのCryoTEMのバリデーション(妥当性確認)を行う。
製品リリース及び正確な臨床投与を可能にするために、組換えAAV8(rAAV8)に基づく遺伝子治療ベクター調製物の質的特性を測定するための信頼性の高い分析法の組合せが必要である。AAV8遺伝子治療ベクター調製物中の完全ベクターゲノム含有ベクター粒子、及び空ベクター粒子を定量化するため、及びオルトゴナル法を用いて効力に関してこのパラメータの有用性を決定するために、CryoTEMを確立した。
ベクター調製物を混合することにより又は超遠心分離によってベクター画分を選択的に富化させることにより作製した40〜80%の完全粒子含量を有するヒト血液凝固第IX因子(FIX)をコードするrAAV8ベクター調製物を用いて、完全/空定量化に関してCryoTEMのバリデーションを行った。バリデーションは、1%未満の相対的標準偏差の、室内及びアッセイ間の再現精度をもたらした。6つの独立した実験の直線性が、0.996より高い各rをもって達成された。同じベクターバルク由来のベクター調製物は、完全対空の比と、細胞ベースのin vitroアッセイ及びin vivoモデルで測定した効力との相関性を示した。
方法及び材料
CryoTEM:ベクター試料を、極低温条件下で瞬間凍結することにより不活性支持体上において非結晶性の非晶質氷中に包埋することによって、その本来の状態に近い状態で保存した。実施例2に記載するように、Vironova解析ソフト(VAS)を利用する自動客観解析法を用いて画像解析を行った。
AAV8 ELISA:実施例1に記載のように、カプシド粒子(cp)濃度のためのATCC(登録商標)AAV8参照標準物質に対して校正される市販のキット(Progen)を用いて全AAV8カプシド粒子のタイター(力価)を測定した。
In vitro生物効力:FIX−AAV8を感染させたHepG2細胞の上清中のFIXの発色活性を測定し、参照調製物に対する恣意的な生物効力単位として提供し、カプシド粒子に対して正規化した。in−vitro生物効力アッセイでは、ウイルスベクターAAVを肝標的細胞株に感染させ、次いでそれは細胞培地中に機能的で測定可能なコードされたタンパク質を培地中に分泌する。第1のステップにおいて、HepG2標的細胞にAAVを感染させて形質導入する。インキュベーション中、コードされたタンパク質が上清中に放出される。第2のステップでは、上清中に分泌されたコードされたタンパク質の活性を、活性アッセイ(in vitro生物効力アッセイ、酵素アッセイ−ROX FIX(Rossix)を用いた)により直接測定した。AAV試料の測定値を参照物質に対するパーセンテージとして与える。その方法は、AAV8遺伝子治療ベクターの生物学的機能の定量的評価を可能にする。参照は、WH標準、又はヒトFIXに関するWHO標準に対して校正した標準調製物である。
In vivo生物効力:ヒトFIXをコードするAAV8粒子を8匹のヒトFIXノックアウトマウス(Charles River Germany(CR0 in Sulzfeld,Germany)に静脈内(i.v.)注入した。AAV8調製物を抗原ELISAにより評価して、カプシド粒子/ml(cp/ml)を決定した。試料を試験施設に輸送し(冷凍、≦−60℃)、解凍し、調合バッファーで4.95E+l0cp/mlに希釈した。試料を解凍したすぐ後に、2.47E+11cp/kgの試験又は対照試料の単回静脈内ボーラス注射を動物に与えた。血漿中のFIX活性を、国際標準に対して校正したヒト血漿標準に対するAPTTを用いた凝固一段法により測定するFIX凝固活性によって定期的にモニターした。FIX含有試料を、校正曲線内の範囲まで1%アルブミン添加イミダゾールバッファーで希釈した。50μlの希釈試料を50μlのFIX欠損血漿に添加し、50μlのリン脂質懸濁液(Pathromtin SL,Siemens)と接触させ、240秒インキュベーション後、50μlの25mM CaCl溶液を添加することにより、凝固を開始させ、凝固形成を生じさせるまでの時間をBCS XP(Siemens)又はACL 500(Werfen)スキッドで測定する。
qPCR:導入遺伝子DNAのベクターゲノムコピー濃度を測定するためにTaqman(登録商標)ケミストリーに基づく定量PCRアッセイを開発した。FIXベクターDNAのために、2つのFIX特異的qPCR法を用いた:1つは二本鎖DNA AAVベクター用であり、もう一方は一本鎖DNA AAVベクター用である。
プライマー、並びにFIX配列及びポリアデニル化シグナル内の配列を検出する蛍光標識プローブと共に、TaqManベースのqPCRを用いてベクターゲノムのタイター(vg)/ミリリットル(ml)を決定した。FIX特異的配列を検出するために、試料をDNAse Iで処理し、続くプロテイナーゼKステップの後に、scAAVゲノムをカプシドから放出させた。最後に、制限酵素消化を実施してAAV ITR T形状構造を分割する。
参照物質として用いるプラスミドを、シングルカッター制限酵素を用いて線状化し、さらにアガロースゲルから精製した。ゲルから抽出したDNAのUV A260吸光度をUV吸光光度計で3回測定し、DNA濃度の平均値をμg/mlで計算した。
線状化標準プラスミドに関してコピー数/mlを決定するために、基本的な配列の各個別のヌクレオチドの正確な質量を考慮して、ds DNAの分子量をg/モルで計算した。
直線回帰を用いたプラスミド標準曲線フィッティングにより、試験物品中のベクターゲノムのタイター(ベクターゲノム/mL)を計算した。
結果
図6は、CryoTEMを用いて完全カプシド及び空カプシドを画像化できることを実証する。図7は、試料分析の例である。38kの倍率で取得したCryoTEM画像を、内部密度分析にかけた。各AAV粒子の半径方向密度プロファイルの主成分分析は、パッケージングレベルのクラスターを表した:完全(赤;左)、青(空;右)、不確定(緑;中央);破線の輪:99%信頼区間。得られた結果の概要に関して表8を参照。
図8は、ICH Q2(R1)(すなわち、医薬品規制調和国際会議(International Conference on Harmonization of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use))に従うCryoTEMのバリデーションであり、特異性、併行精度、室内再現精度、直線性、希釈精度、及び堅牢性を含んだ。一組の6つの独立した実験の直線性に関する結果を示す。図8は、完全AAV8粒子の理論的含量と測定含量との間の違いを示す。ほぼ80%の完全カプシドを含有するrAAV8調製物と、ほとんどが空カプシドである別の調製物とを混合して、40〜80%の完全カプシドのパーセンテージを有する4つの試料を得た。これら調製物をそれぞれ2つのグリッド上で比較し、x軸は「完全」カプシドの理論的パーセンテージを表し、y軸はCryoTEMによる測定値を表す。1つのデータポイントは2つの繰り返しの平均を反映する。すべてが、0.996より高い相関係数をもって理論値と実験値との良好な相関性を実証した。
図9は、超遠心分離画分(国際特許出願第PCT/US2017/059967号の公開物を参照)から精製された完全カプシドの程度を高めて調製物を調べる。特に、図9は、「完全」カプシドのパーセンテージに依存してqPCRタイターが増加することを記載する。x軸はCryoTEMにより測定した「完全」カプシドのパーセンテージであり、y軸はqPCRの測定値である。「完全」カプシドのパーセンテージが高くなるにつれ、qPCRのタイターが高くなる。図9におけるqPCR/AAV8抗原の比は、この比が「完全」粒子の量と共にどのように増加するかを実証する−「完全」カプシドのパーセンテージが高くなるにつれ、qPCR対AAV8抗原の比は高くなる[X:完全カプシドのパーセンテージ(CryoTEM)に対する、Y:比(vg/cp)]。完全カプシドの高いパーセンテージでは、qPCRの変動性は高く、従って精度を低くする。対象に提供される製品が完全カプシドの高い範囲内となることを考えると、これは特に重要である。qPCR及びAAV8カプシド粒子ELISAの結果からベクターゲノム/カプシド粒子のタイターを計算し、CryoTEMのデータに相関させた。
図10及び11は、in vivo及びin vitro生物効力に対する完全FIX−AAV8カプシド粒子の%の影響を実証する。図10において、図8で用いたのと同じAAVベクター調製物を、第IX因子ノックアウトマウス(n=8)に静脈内(i.v.)投与した。14日後に血漿試料を採取し、huFIX凝固活性を測定した。図11に関して、超遠心分離画分の単離及び続く精製によって、様々な完全カプシドの程度を有する調製物(図9におけるものと同じ)を調製した。細胞ベースのアッセイにおいて生物効力を測定し、cpに関連づけし、完全粒子%に対してプロットした。In vitro生物効力は、完全カプシドの程度が高くなるについて増大する。
CryoTEMを用いて完全カプシド%を測定した。この場合、FIX Paduaをコードする二本鎖DNAを含むAAV8を用いた。この実験のin vivoの結果に関して、図10に示すように、完全カプシド含有BDS製品を、空カプシドBDS製品と混合することにより、異なる含量の完全粒子及び空粒子を有する試料を調製した。0日目に単回静脈内ボーラス注射を動物に与え、7、14及び28日目に血液を採取した。FIX段階凝固検査においてFIXの活性を分析した(APTTベースの凝固因子検査は第VIII、IX、XI及びXI因子の測定に広く用いられる)。試料を第IX因子欠損血漿及びリン脂質と接触させ、インキュベートし、塩化カルシウム溶液を用いて凝固を開始させ、凝固時間を測定する。凝固時間は、凝固因子の濃度と明らかな数学的関係を有する。
結論
CryoTEMはAAV調製物の効力を定量化する有用なツールであり、治療用途用の遺伝子治療ベクター調製物のリリースを可能にする。ベクターの定量化のために完全及び空カプシド粒子の量、或いはベクターゲノムのタイターを測定することは、オルトゴナル法としての機能を果たすことができる。CryoTEMは、遺伝子治療ベクターの質及び効力を監視することを可能にするという利点を有する。
CryoTEMは、その試料調製原理が試料の本来の状態を大いに保存するため、他の電子顕微鏡ベースの方法よりも優れている。さらには、染色に頼る必要がない。
本明細書に記載されているものに加えて、本発明の様々な修飾が上記の記載から当業者に明らかとなるであろう。そのような修飾も添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。すべての特許、特許出願、及び非特許文献を含む、本出願において挙げられている各参考文献は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

Claims (56)

  1. AAV調製物の用量を定量化する方法であって、AAV特異的ELISAアッセイにより、AAV調製物中のAAVカプシドの総数を定量化するステップを含む、方法。
  2. AAV調製物の用量を定量化する方法であって、AAV特異的ELISAアッセイにより、AAV調製物中のAAVカプシドの総数を定量化するステップ、及び低温透過型電子顕微鏡法(CryoTEM)により、AAV調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価するステップを含む、方法。
  3. AAV調製物中の完全AAVカプシドの濃度を測定する方法であって、AAV特異的ELISAアッセイにより、AAV調製物中のAAVカプシドの総数を定量化するステップ、及び低温透過型電子顕微鏡法(CryoTEM)により、AAV調製物中の完全対空AAVカプシドのパーセンテージを評価するステップを含む、方法。
  4. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原特異的な、サンドイッチELISA、直接ELISA、間接ELISA、又は競合ELISAアッセイである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原に特異的なサンドイッチELISAアッセイである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. AAV調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記評価するステップが、ELISAアッセイの前又は後に行われる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記評価するステップが、低温透過型電子顕微鏡法(CryoTEM)、ネガティブ染色TEM、キャピラリー電気泳動、分析用超遠心法、ネイティブアガロースゲル、アルカリアガロースゲル、サザンブロット、ドットブロットハイブリダイゼーション、UV分光測光法、弱陰イオン交換クロマトグラフィ、又は質量分析により、完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を決定することを含む、請求項6又は7に記載の方法。
  9. 前記評価するステップが、CryoTEMを使用することを含む、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. CryoTEMステップが:
    (i)不活性支持体中の基材にAAV調製物を包埋する;
    (ii)包埋AAV調製物を瞬間凍結する;
    (iii)低温透過型電子顕微鏡法を用いて包埋AAV調製物を画像化する;及び
    (iv)AAV調製物中の完全AAVカプシド対空AAVカプシドのパーセンテージを定量化することを含む、請求項8又は9に記載の方法。
  11. 前記基材が非結晶性の非晶質氷である、請求項10に記載の方法。
  12. AAV調製物が細胞破片を含まない、請求項10に記載の方法。
  13. 定量PCRを含まない、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. AAV調製物をそれを必要とする対象に投与する方法であって、
    (i)精製AAV調製物を得るステップ;
    (ii)AAV特異的ELISAアッセイを用いて、精製AAV調製物中のAAVカプシドの濃度を測定するステップ;及び
    (iii)治療有効量の精製AAV調製物を対象に投与するステップ
    を含む、方法。
  15. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原特異的な、サンドイッチELISA、直接ELISA、間接ELISA、又は競合ELISAアッセイである、請求項14に記載の方法。
  16. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原に特異的なサンドイッチELISAアッセイである、請求項14又は15に記載の方法。
  17. AAV調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価するステップをさらに含む、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記評価するステップが、ELISAアッセイの前又は後に行われる、請求項17に記載の方法。
  19. 前記評価するステップが、CryoTEM、分析用超遠心法、ネイティブアガロースゲル、アルカリアガロースゲル、サザンブロット、ドットブロットハイブリダイゼーション、UV分光測光法、弱陰イオン交換クロマトグラフィ、又は質量分析により、完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を決定することを含む、請求項17又は18に記載の方法。
  20. 前記評価するステップが、CryoTEMを使用することを含む、請求項17〜19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 精製AAV調製物の濃度が、約1x1010cp/ml〜約1x1020cp/mlである、請求項14〜20のいずれか一項に記載の方法。
  22. AAV調製物の治療有効量が、約1x1010cp/kg〜約1x1016cp/kgの間の用量である、請求項14〜21のいずれか一項に記載の方法。
  23. 定量PCRを含まない、請求項14〜22のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記対象がヒトである、請求項14〜23のいずれか一項に記載の方法。
  25. AAV調製物をそれを必要とする対象に特定用量で投与する方法であって、
    (i)精製AAV調製物を得るステップ;
    (ii)AAV特異的ELISAアッセイを用いて、精製AAV調製物中のAAVカプシドの濃度を測定するステップ;及び
    (iii)特定用量の精製AAV調製物を対象に投与するステップ
    を含む、方法。
  26. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原特異的な、サンドイッチELISA、直接ELISA、間接ELISA、又は競合ELISAアッセイである、請求項25に記載の方法。
  27. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原に特異的なサンドイッチELISAアッセイである、請求項25又は26に記載の方法。
  28. AAV調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価するステップをさらに含む、請求項25又は27に記載の方法。
  29. 前記評価するステップが、ELISAアッセイの前又は後に行われる、請求項28に記載の方法。
  30. 前記評価するステップが、CryoTEM、分析用超遠心法、ネイティブアガロースゲル、アルカリアガロースゲル、サザンブロット、ドットブロットハイブリダイゼーション、UV分光測光法、弱陰イオン交換クロマトグラフィ、又は質量分析により、完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を決定することを含む、請求項28又は29に記載の方法。
  31. 前記評価するステップが、CryoTEMを使用することを含む、請求項28〜30のいずれか一項に記載の方法。
  32. 定量PCRを含まない、請求項25〜31のいずれか一項に記載の方法。
  33. 精製AAV調製物の濃度が、約1x1010cp/ml〜約1x1020cp/mlである、請求項25〜32のいずれか一項に記載の方法。
  34. AAV調製物の治療有効量が、約1x1010cp/kg〜約1x1016cp/kgの間の用量である、請求項25〜33のいずれか一項に記載の方法。
  35. 前記対象がヒトである、請求項25〜34のいずれか一項に記載の方法。
  36. AAV調製物を生成する方法であって、
    (i)目的遺伝子を含む少なくとも1つのプラスミドで宿主細胞をトランスフェクトするステップ;
    (ii)AAVカプシドを含む細胞培養物の上清又は細胞懸濁液を収集してAAV画分を作成するステップ;
    (iii)AAV特異的ELISAアッセイを用いて、AAV画分中のAAVカプシドの総数を定量化するステップ;及び
    (iv)前記AAVカプシドの総数に基づき、所望の濃度を有するAAV調製物を調製するステップ
    を含む、方法。
  37. AAV画分を濃縮するステップをさらに含む、請求項36に記載の方法。
  38. AAV画分から空カプシドの少なくとも一部を除去するステップをさらに含む、請求項36又は37に記載の方法。
  39. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原特異的な、サンドイッチELISA、直接ELISA、間接ELISA、又は競合ELISAアッセイである、請求項36〜38のいずれか一項に記載の方法。
  40. 前記ELISAアッセイが、AAV抗原に特異的なサンドイッチELISAアッセイである、請求項36〜39のいずれか一項に記載の方法。
  41. AAV調製物中の完全対空(完全:空)AAVカプシドのパーセンテージ又は比を評価するステップをさらに含む、請求項36〜40のいずれか一項に記載の方法。
  42. 前記評価するステップが、ELISAアッセイの前又は後に行われる、請求項41に記載の方法。
  43. 前記評価するステップが、CryoTEM、分析用超遠心法、ネイティブアガロースゲル、アルカリアガロースゲル、サザンブロット、ドットブロットハイブリダイゼーション、UV分光測光法、弱陰イオン交換クロマトグラフィ、又は質量分析により、完全:空AAVカプシドのパーセンテージ又は比を決定することを含む、請求項41又は42に記載の方法。
  44. 前記評価するステップが、CryoTEMを使用することを含む、請求項41〜43のいずれか一項に記載の方法。
  45. 定量PCRを含まない、請求項36〜44のいずれか一項に記載の方法。
  46. 完全AAVカプシドのパーセンテージは約40%〜約100%である、請求項36〜45のいずれか一項に記載の方法。
  47. 少なくとも60%のAAVカプシドが完全AAVカプシドである、請求項36〜46のいずれか一項に記載の方法。
  48. 前記濃度は約1x1010cp/ml〜約1x1020cp/mlの間である、請求項36〜47のいずれか一項に記載の方法。
  49. AAV調製物を凍結乾燥するステップをさらに含む。請求項36〜48のいずれか一項に記載の方法。
  50. AAVは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、又はキメラAAVベクターである、請求項1〜49のいずれか一項に記載の方法。
  51. AAVはAAV8である、請求項50に記載の方法。
  52. AAVはAAV9である、請求項50に記載の方法。
  53. AAVは、遺伝子操作AAV、化学修飾AAV、又はその両方である、請求項1〜52のいずれか一項に記載の方法。
  54. AAV抗原は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、キメラAAV、遺伝子操作AAV、又は化学修飾AAVに由来する、請求項4〜13、15〜24、26〜35、及び39〜53のいずれか一項に記載の方法。
  55. 請求項36〜54のいずれか一項に記載の方法により生成されたAAV調製物。
  56. 特定の効力を有し、該効力が、in vitroシステム、in vivoシステム、又はその両方の組合せを用いて確認される、請求項55に記載のAAV調製物。
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