JP2020525408A - 共通キメラ抗原受容体発現免疫細胞のためのターゲティングモジュールならびに癌、感染および自己免疫障害の処置における使用 - Google Patents

共通キメラ抗原受容体発現免疫細胞のためのターゲティングモジュールならびに癌、感染および自己免疫障害の処置における使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、ヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的な化学的に合成されたペプチド結合部分を含むターゲティングモジュール、そのターゲティングモジュールを含むキット、および共通キメラ抗原受容体をコードする核酸を含むベクターまたは細胞、ならびに癌、感染症および自己免疫障害の処置のための使用に関する。

Description

本発明は、ヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的な化学的に合成されたペプチド結合部分を含むターゲティングモジュール、そのターゲティングモジュールを含むキット、および共通キメラ抗原受容体をコードする核酸を含むベクターまたは細胞、ならびに癌、感染症および自己免疫障害の処置のための使用に関する。
キメラ抗原受容体(CAR)は、抗原特異性を提供する結合部分と、免疫受容体に由来する1つまたはいくつかのシグナル伝達鎖とからなる人工の受容体である(Cartellieri et al.2010)。これら2つの主なCARドメインは、細胞の原形質膜内でCARをつなぎ留める膜貫通ドメインを含む連結ペプチド鎖によって接続されている。免疫細胞、特にTリンパ球およびNKリンパ球は、それらの原形質膜内へと挿入されたCARを発現するよう遺伝子改変されることができる。このようなCAR修飾免疫細胞がCAR結合部分の適切な標的を発現するまたは当標的で修飾されている他の細胞または組織構造に遭遇した場合、CAR結合部分を標的抗原へ結合する際に、CAR改変免疫細胞は標的へ架橋結合する。架橋結合は、CARシグナル伝達鎖を介してシグナル経路の誘導をもたらし、このことは、CARが生着した免疫細胞の生物学的特性を変化させることになる。キメラ抗原受容体(CAR)で操作された免疫細胞の養子移入は現在、それがなければ治癒不可能な悪性疾患、感染性疾患または自己免疫疾患の処置のための非常に有望な治療選択肢と見なされている。初回臨床試験は、この処置戦略の安全性および実現可能性をいずれも実証した(Lamers et al.2006、Kershaw et al.2006)。しかしながら、従来のCAR技術は、いくつかの決定的な安全性の問題を付帯する。従来のCARを用いて操作されたT細胞の免疫応答は、患者への注入後に制御することが困難であり、特に健常組織における予期せぬ標的遺伝子発現は、健常細胞に対する操作されたT細胞の免疫反応を誘発することがあり、このことは重大な副作用の原因となる可能性がある(Lamers et al.2006、Morgan et al.2010)。従来のCAR技術の別の欠点は、単一の抗原に再ターゲッティングする操作されたT細胞の制限である。このような単一治療アプローチは、処置の間に標的抗原を喪失した腫瘍回避バリアントの発生についての危険性を強調する。数か月後の従来のCAR T細胞療法の下での腫瘍回避バリアントの出現は、臨床試験中にすでに観察された(Grupp et al.,2013)。
国際公開第2012082841号は、細胞関連障害、例えば、癌を処置する共通抗タグキメラ抗原受容体発現T細胞および方法を開示している。さらに、国際公開第2013044225号は、多種多数の抗原のターゲティングのためのT細胞によって発現した共通免疫受容体を開示している。いずれの方法も、共通抗タグ免疫受容体を発現する改変されたT細胞の使用を説明している。これらのT細胞は、これらのT細胞の表面抗原を結合しかつ個々のタグを担持するモジュールをさらに適用することによって、疾患関連細胞表面抗原に再度向かうことができる。欠点は、おそらく免疫原性でありかつそれゆえ患者を危険にさらしかつ処置の効能に負に影響する外来性タグを用いる、遺伝子改変されたT細胞のリダイレクションである。
あるいは、欧州特許出願公開第2990416号明細書は、核タンパク質に基づく内在性タグを用いる安全かつ効率的な様式で多様な障害に対するリダイレクションを可能にする遺伝子改変された免疫細胞、特にT細胞およびNK細胞に基づく療法を開示している。特に、欧州特許出願公開第2990416号明細書は、共通キメラ抗原受容体(UniCAR)をコードする核酸、およびある特定のヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的な結合部分と何らかのヒト核タンパク質に由来するタグとから構成されたターゲティングモジュール、ならびに哺乳類動物における免疫応答を刺激するための当核酸および当ターゲティングモジュールの使用を開示している。従来のCARとは対照的に、共通CARにおけるscFvは、細胞表面抗原を認識しないが、ヒト核タンパク質に由来する短鎖非免疫原性ペプチドモチーフを認識する。したがって、UniCARを発現するよう操作されたT細胞は、このUniCAR標的が未処置の細胞の表面上では生理学的条件下で利用可能ではないので、再度注入した後に不活性のままである(図1)。ターゲティングモジュールは、抗体フラグメント(すなわち、scFvまたはFab)、リガンド、または可溶性受容体を含む組換えタンパク質に基づいている。
開示された方法の欠点は、非常に複雑な生成および精製の手順であり、当手順は臨床等級のターゲティングモジュールを得るために確立されかつ実行される必要がある。当手順には、原核細胞培養物または哺乳類動物細胞培養物における組換え発現、精製のための複雑な多段階クロマトグラフィー手順、および品質管理のための熟達した分析パネルが含まれる。その上、ターゲティングモジュールの安定性はしばしば限定されており、長期保存条件は有利ではない。
第一の態様において、本発明は、臨床等級レベルにおいて容易に、迅速にかつ経済的に製造される特異的なターゲティングモジュールを提供する。
さらに、本発明は、改善された医薬特性および改善された安定性を有する特異的なターゲティングモジュールを提供する。
本発明の実施形態は、ヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的な化学的に合成されたペプチド結合部分と、何らかのタンパク質に由来するペプチドであるタグとを含むターゲティングモジュールに関し、当ターゲティングモジュールは、10〜120個のアミノ酸を含むペプチドである。
実施形態において、線状ペプチドエピトープは、免疫原性についての危険性を最小限にするために、ヒトタンパク質に由来する。
さらなる実施形態において、線状ペプチドエピトープは、免疫原性についての危険性を最小限にするために、かつUniCAR発現免疫細胞のオフターゲット活性を防止するために、ヒト核タンパク質に由来する。核ヒトタンパク質のペプチドは、細胞表面上に提示されないことになり、したがって、UniCARグラフト免疫細胞は、ターゲティングモジュールの非存在下で活性化されることができない(図1)。
有利なことに、本発明によるターゲティングモジュールは、容易に合成可能である。さらに有利なことに、本発明によるターゲティングモジュールは、共通キメラ抗原受容体(UniCAR)へ、およびヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体へ結合することができる。
本発明によるターゲティングモジュールは、遺伝子改変された免疫細胞がその標的、特に細胞表面タンパク質または細胞外構造に到達することができる分子である。
本明細書で使用する場合、「化学的に合成された」という用語は、化学合成による、特に、第一のアミノ酸のカルボキシル基が第二のアミノ酸のアミノ基とカップリングすることによるペプチドの生成の方法を称する。実施形態において、化学合成は、液相合成または固相合成から選択される。
本明細書で使用する場合、「特異的」という用語は、ペプチドまたはタンパク質が標的へまたは標的の群へもっぱら結合する能力を称する。
本明細書で使用する場合、「細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体」という用語は、細胞表面タンパク質または細胞外構造を称する。本明細書で使用する場合、「タンパク質複合体」という用語は、2つ以上の会合したタンパク質鎖からなる群を称する。
Brady et al.は、ヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的なペプチド、およびヒト腫瘍細胞内で過剰発現した対応する受容体のタイプまたはサブタイプを開示している(Brady et al.2014)。
本明細書で使用する場合、「タグ」という用語は、ペプチドまたはタンパク質を特異的な原子、イオンまたは分子へ結合することができるよう、当ペプチドまたはタンパク質へ付着したペプチド配列を称する。
本発明によるヒトタンパク質は、ヒト生体内で認められるタンパク質である。
本発明による核タンパク質は、細胞核内で認められるタンパク質である。
さらなる実施形態において、ターゲティングモジュールは、化学的に合成される。
本発明によると、化学的に合成されたペプチド結合部分は、ソマトスタチンおよびソマトスタチン類似体、ソマトスタチンアンタゴニスト、ボンベシンおよびボンベシン類似体、ガストリン放出ペプチド(GRP)およびGRP類似体、ニューロメジンBおよびニューロメジンB類似体、血管作用性セクレチンファミリー、メラニン細胞刺激ホルモン(MSH)およびMSH類似体、コレシストキニン(CCK)、ガストリン、ニューロテンシンおよびニューロテンシン類似体、生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンファミリー、ニューロカイン、エキセンジンもしくはエキセナチド、Arg−Gly−Asp(RGD)ペプチド、Asn−Gly−Arg(NGR)ペプチド、ニューレグリンから選択され、または化学的に合成されたペプチド結合部分は、膜受容体に対する結合特異性を有する。
本明細書で使用する場合、「類似体」という用語は、ペプチドと少なくとも75%の同一性を有する、好ましくはペプチドと少なくとも80%の同一性を有する、ペプチドと少なくとも85%の同一性を有するのが特に好ましいアミノ酸配列を呈する化合物を称する。
本明細書で使用する場合、「アンタゴニスト」という用語は、シグナル伝達カスケードを惹起することなくペプチド受容体を結合する化合物を称する。
Merlo et al.、Raderer et al.およびKaltsas et al.は、ソマトスタチン類似体、特にオクトレオチド、オクトレオタートおよびランレオチドならびにそれらのソマトスタチン受容体結合を説明している(Merlo et al.1999、Raderer et al.2000、Kaltsas et al.2005)。実施形態において、ソマトスタチン類似体は、オクトレオチド、オクトレオタートまたはランレオチドである。
Wild et al.2011は、ソマトスタチンアンタゴニスト、特にpNO−Phe−c(Cys−Tyr−Trp−Lys−Thr−Cys)TyrNH(BASS)およびそのソマトスタチン受容体結合を説明している(Wild et al.2011)。
Gonzalez et al.は、ボンベシン、ガストリン放出ペプチド(GRP)、ニューロメジンBおよびそれらの類似体を説明している(Gonzalez et al.2008)。さらに、Ohki−Hamazaki et al.は、ボンベシン、ガストリン放出ペプチド(GRP)、ニューロメジンBおよびそれらの類似体、特にボンベシン類似体であるアリテシンを説明している(Ohki−Hamazaki et al.2005)。
Hessenius et al.およびRaderer et al.2000は、血管作用性小腸ペプチド(VIP)およびVIP受容体に対するそれらの結合を説明している(Hessenius et al.2000、Raderer et al.2000)。
Chen et al.およびYang et al.は、α−メラニン細胞刺激ホルモン(α−MSH)、α−MSH類似体およびそれらの受容体結合を説明している(Chen et al.2002、Yang et al.2009)。実施形態において、MSH類似体は、環状α−MSH、メラノタンIまたはメラノタンIIから選択される。
Froberg et al.およびKolenc−Peitl et al.は、DOTA結合コレシストキニン(CCK)2およびガストリンならびにそれらの受容体結合を説明している(Froberg et al.2009、Kolenc−Peitl et al.2011)。
de Visser et al.およびBuchegger et al.は、ニューロテンシン類似体、特にDOTAおよびDTPA結合ニューロテンシン類似体、ならびにニューロテンシンのカルボキシ末端のヘキサペプチド類似体を説明している(de Visser et al.2003、Buchegger et al.2003)。
Reubi et al.は、ノイロペプチドY(NPY)およびノイロペプチドY類似体の作用ならびに癌におけるそれらの受容体結合を説明している(Reubi et al.2001)。
Nagy and SchallyおよびPopovics et al.は、黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)および細胞毒性LHRH複合体、ならびに癌療法のための特異的な標的としてのそれらの受容体を説明している(Nagy and Schally 2005、Popovics et al.2014)。
Beaujouan et al.は、タキキニンまたはノイロキニンをそれぞれ、特にサブスタンスP、ノイロキニンAおよびB(NKAおよびNKB)ならびにノイロペプチドYおよびK(NPYおよびNPK)ならびにそれらの受容体を説明している(Beaujouan et al.2004)。
Wild et al.およびBrom et al.は、エキセンジン3、エキセンジン4、それらの複合体、およびグルカゴン様ペプチド1(GLP−1)受容体に対するそれらの結合を説明している(Wild et al.2006、Wild et al.2010、Brom et al.2010)。
Haubner et al.、Decristoforo et al.およびDumont et al.は、avβ3インテグリンの結合のためのArg−Gly−Asp(RGD)ペプチド複合体を説明している(Haubner et al.2005、Decristoforo et al.2008、Dumont et al.2011)。
Arap et al.は、Arg−Gly−Asp(RGD)ペプチドおよびAsn−Gly−Arg(NGR)ペプチド、これらのペプチドとの複合体、ならびに癌細胞に対するこれらの複合体の結合を説明している(Arap et al.1998)。
実施形態において、膜受容体に対する結合特異性を有するペプチドは、分化クラスター(CD)分子、サイトカイン受容体およびケモカイン受容体、チロシンキナーゼ受容体ファミリーメンバー、表皮成長因子受容体ファミリーのメンバー、エフリン受容体ファミリーのメンバー、いわゆる前立腺特異的抗原、胚性抗原および癌胎児性抗原、血管内皮成長因子受容体ファミリーのメンバー、ムチンタンパク質ファミリーのメンバー、葉酸結合タンパク質および受容体、NKG2D受容体のリガンド、上皮糖タンパク質(EGP)ファミリーのメンバー、ジシアロガングリオシド、炭酸アンヒドラーゼファミリーのメンバー、ならびに炭水化物抗原ファミリーのメンバー、レクチン、レクチン様分子、腫瘍壊死因子受容体ファミリーのメンバー、ケラチンファミリーのメンバーならびに膜受容体の変異体から選択される膜受容体に対する結合特異性を有する。
本明細書で使用する場合、「変異体」という用語は、細胞外領域において少なくとも75%、好ましくは少なくとも90%の同一性を有する膜受容体を称する。
好ましい実施形態において、膜受容体に対する結合特異性を有するペプチドは、CD2、CD3、CD4、CD8、CD10、CD13、CD19、CD20、CD22、CD23、CD30、CD25、CD33、CD38、CD44、CD52、CD90、CD99、CD123、CD181、CD182、CD184、CD223、CD269、CD274、CD276、CD279およびCD366から選択される膜受容体、インターロイキン受容体、特に好ましいIL−8Rα(CXCR1)、IL−8Rβ(CXCR2)、IL−11Rα、IL−11Rβ、IL−13Rα1および2、CXCR4;c−Met、形質転換成長因子β受容体、ErbB1、ErbB2、ErbB3、ErbB4およびこれらの変異体、エフリン受容体、特に好ましいEphA1−10またはEphB1−6;前立腺幹細胞抗原(PSCA)、前立腺特異的膜抗原(PSMA)、胚抗原(例えば、癌胎児性抗原(carcinoembryonic antigen(CEA))、胎児アセチルコリン受容体)、癌胎児性抗原(onco−fetal antigens)、腫瘍特異的グリカン(例えば、セリン結合もしくはトレオニン結合N−アセチルガラクトサミン(Tn)またはシアリルTnのような誘導体);VEGFR1、VEGFR2またはVEGFR3、ニューロピリン1、上皮細胞接着分子(EpCAM)、表皮成長因子受容体(EGFR)、アルファフェトプロテイン(AFP)、ムチン、特に好ましいMUC1、MUC16またはMUC18;濾胞刺激ホルモン受容体(FSHR)、ヒト高分子量黒色腫関連抗原(HMW−MAA)、葉酸結合タンパク質(FBP)、葉酸受容体、NKG2D、主要組織適合性複合体(MHC)クラスI分子、特に好ましいMHCクラスI鎖関連遺伝子A(MICA)またはMHCクラスI鎖関連遺伝子B(MICB)、UL16結合タンパク質(ULPB)1、ULPB2、ULPB3、リボ核酸輸送体1(Rae−1)ファミリーメンバーまたは組織適合性60(H−60);シャペロンおよび熱ショックタンパク質、特に好ましい熱ショックタンパク質(HSP)90または78kDaグルコース調節タンパク質(GRP78);EGP−2またはEGP−4、ジアシアロガングリオシド2(GD2)またはGD3、炭酸アンヒドラーゼ9(CAIX)、ルイスY(LeY)、C型レクチン様分子1(CLL−1)、腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)受容体、アポトーシス抗原1(APO−1、Fas、CD95)、ノッチリガンド(例えば、デルタ様1および4)、ケラチンファミリーのメンバーまたはインテグリン、特に好ましいavβ3またはavβ5、アミノペプチダーゼA,アミノペプチダーゼNまたは神経/膠抗原2(NG2)に対する結合特異性を有する。
Clark−Lewis et al.は、インターロイキン8(IL−8)およびIL−8類似体ならびに好中球上にある特異的膜受容体に対するそれらの結合能を説明している(Clark−Lewis et al.1991)。
Cardo−Vila et al.は、インターロイキン11(IL−11)およびIL−11類似体、ならびに例えば、腫瘍細胞の表面上にあるIL−11受容体に対するそれらの結合能を説明している(Cardo−Vila et al.2008)。
Sai et al.は、インターロイキン13受容体サブユニットアルファ2に特異的に結合するペプチドを説明している(Sai et al.2017)。
Hanaoka et al.は、ケモカイン受容体CXCR4に対する阻害剤としての14残基ペプチドの設計、そのペプチドのDTPA複合体の合成、およびその受容体結合を説明している(Hanaoka et al.2006)。さらに、Jacobson et al.は、短鎖ペプチドに基づく非常に選択的なCXCR4アンタゴニストの発生を説明している(Jacobson et al.2010)。Laverman et al.は、受容体結合ペプチド、特に腫瘍細胞上で過剰発現するターゲティング受容体を説明している。Laverman et al.は、CKKペプチド、GLP−1ペプチド、CXCR4結合ペプチド、およびガストリン放出ペプチド受容体ターゲティングペプチド(BN、GRPおよびBN類似体)を開示している(Laverman et al.2012)。
Broda et al.は、c−Met結合ペプチドcMBP2、および特に腫瘍細胞上での受容体への適切な結合ペプチドを選択する方法を説明している(Broda et al.2015)。
Wang et al.は、erbB2結合ペプチド(LTVSPWY)の複合体を説明している(Wang et al.2007a)。
Kolonin et al.およびStaquicini et al.は、ヒト癌細胞を標的とするためのエフリン受容体EphA5に対するペプチドリガンドを説明している(Kolonin et al.2006、Staquicini et al.2015)。
Barrett et al.、Vallabhajosula et al.およびAfshar−Oromieh et al.は、前立腺特異的膜抗原(PSMA)を結合するペプチドを説明している(Barrett et al.2013、Vallabhajosula et al.2014、Afshar−Oromieh et al.2015)。さらに、国際公開第2010/108125号および国際公開第2015/055318号は、PSMA結合ペプチドを開示している。
De Rosa et al.は、受容体VEGFR2へのVEGF様受容体結合を示すペプチドの設計および合成を説明している(De Rosa et al.2016)。Michaloski et al.は、すべてのVEGFRへ結合するペプチドを説明している(Michaloski et al.2016)。
Karjalainen et al.ニューロピリン1へ結合するペプチドを説明している(Karjalainen et al.2011)。
Iwasaki et al.2015は、上皮細胞接着分子(EpCAM)の細胞外ドメインへ結合する14マーの大環状ペプチドを説明している(Iwasaki et al.2015)。
Cardo−Vila et al.2010は、EGFRへ結合するペプチドを説明している(Cardo−Vila et al.2010)。
Staquicini et al.2008は、MUC18のホモフィリック相互作用を模倣する、MUC18へ結合するMUC18由来の9マーおよび10マーのペプチドを説明する(Staquicini et al.2008)。
Arap et al.は、ストレス応答シャペロンGRP78結合ペプチドモチーフ、および腫瘍細胞を標的とするためのGRP78結合モチーフを含む合成キメラペプチドを説明しており(Arap et al.2004)、Vidal et al.は、HSP90へ結合するペプチドを説明している(Vidal et al.2004)。
Kajiwara et al.は、受容体へ結合する合成ペプチドの設計、特に腫瘍壊死因子受容体ファミリーTRAIL(腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド受容体)、TNFR1またはFas(アポトーシス抗原1、APO−1、CD95)の合成ペプチド結合メンバーの設計および合成のための方法を説明している(Kajiwara et al.2004)。
Soudy et al.は、12マーおよび10マーの2つのペプチド、ならびにケラチンファミリーのメンバーであるケラチン1を結合する当ペプチドの複合体を説明している(Soudy et al.2017)。
Cardo−Vila et al.は、αvβ5結合ペプチドを説明している(Cardo−Vila et al.2003)。
Marchio et al.は、アミノペプチダーゼAを標的とするペプチドを説明している(Marchio et al,2004)。Pasqualini et al.は、NGRペプチドタグを介したアミノペプチダーゼN(CD13)への薬剤のターゲティングを説明している(Pasqualini et al.2000)。
Burg et al.は、血管新生に関してNG2を標的とするペプチドを説明している(Burg et al.1999)。
好ましくは、膜受容体に対する結合特異性を有するペプチドは、Clark−Lewis et al.、Cardo−Vila et al.(2003、2008、2010)、Sai et al.、Hanaoka et al.、Jacobson et al.、Laverman et al.、Broda et al.、Wang et al.、Kolonin et al.、Staquicini et al.(2008、2015)、Barrett et al.、Vallabhajosula et al.およびAfshar−Oromieh et al.、De Rosa et al.、Michaloski et al.、Karjalainen et al.、Iwasaki et al.、Arap et al.、Kajiwara et al.、Soudy et al.、Marchio et al.、Pasqualini et al.またはBurg et al.によって開示されている群から選択される。
好ましい実施形態において、化学的に合成されたペプチド結合部分は、ソマトスタチン、ボンベシン、ガストリン放出ペプチド(GRP)、血管作用性小腸ペプチド(VIP)、α−メラニン細胞刺激ホルモン(α−MSH)、メラノタン2(α−M2)、コレシストキニン(CCK)もしくはガストリン、ニューロテンシン、ノイロペプチドY、黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)、サブスタンスP、エキセンジン、Arg−Gly−Asp(RGD)ペプチドまたはAsn−Gly−Arg(NGR)ペプチドから選択される。
実施形態において、ターゲティングモジュールは、13〜85個のアミノ酸、特に好ましい20〜60個のアミノ酸を含むペプチドである。
実施形態において、化学的に合成されたペプチド結合部分は、3〜75個のアミノ酸、好ましい10〜50個のアミノ酸を有するペプチドである。
さらなる実施形態において、化学的に合成されたペプチド結合部分は、1個のペプチド(単一特異的)、2個、3個またはそれより多数のペプチド(二重特異的および多重特異的)を含む。
さらなる実施形態において、化学的に合成されたペプチド結合部分は、ソマトスタチンおよびソマトスタチン類似体、ソマトスタチンアンタゴニスト、ボンベシンおよびボンベシン類似体、ガストリン放出ペプチド(GRP)およびGRP類似体、ニューロメジンBおよびニューロメジンB類似体、血管作用性セクレチンファミリー、メラニン細胞刺激ホルモン(MSH)およびMSH類似体、コレシストキニン(CCK)、ガストリン、ニューロテンシンおよびニューロテンシン類似体、生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンファミリー、ニューロカイン、エキセンジンもしくはエキセナチド、Arg−Gly−Asp(RGD)ペプチドおよびAsn−Gly−Arg(NGR)ペプチド、ニューレグリンまたは膜受容体への結合特異性を有するペプチドから選択される少なくとも2つのペプチドを含む。
少なくとも2つのペプチドを有する化学的に合成されたペプチド結合部分についての例としては、同じ細胞表面タンパク質(例えば、IL−11R、IL−13RA2、ErbB2、PSCA、PSMA、VEGFRまたはGD2)へ結合する2つの異なるペプチドの組み合わせ、PSMA結合ペプチドとVEGFR−2、PSCA、IL−11RまたはMUC1へ結合するペプチドとの組み合わせ、GD2およびCD90へ結合するペプチドの組み合わせ、またはメラノタンIおよびII、これらの類似体もしくは環状ペプチドの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
さらなる実施形態において、化学的に合成されたペプチド結合部分および/もしくはタグは、D型アミノ酸、擬ペプチド結合、アミノアルコール、非タンパク質原性アミノ酸、修飾された側鎖を有するアミノ酸を含み、ならびに/または化学的に合成されたペプチド結合部分および/もしくはタグは環状ペプチドである。
本発明によると、タグは、抗体または他の結合ドメインが利用可能である何らかのタンパク質に由来するペプチドである。
さらなる実施形態において、タグは、抗体または他の結合ドメインが利用可能である何らかのヒトタンパク質に由来するペプチドである。
さらなる実施形態において、タグは、抗体または他の結合ドメインが利用可能であるヒト核タンパク質に由来するペプチドである。
本発明は、癌または自己免疫疾患の症例における治療用途および/または診断用途のための薬剤を調製するための本発明による標的モジュールの使用をさらに含む。
本発明は、本発明による標的モジュールの投与による癌、感染性疾患、炎症性疾患または自己免疫疾患に罹患しているヒトの処置のための方法も包含する。
治療適用のために、薬理学的有効量の本発明による標的モジュールを含有する無菌医薬組成物は、上述の病気を処置するために患者へ投与される。
本発明は、次の図面および実施形態に本発明を制限することなく、当図面および実施形態の助力でより詳細に説明されることになる。
本発明は次に、次の非限定的な図面および例によってさらに説明されることになる。
図1は、UniCARプラットフォームのモジュール組成物のスキーム、および標的細胞、例えばスキーム中にあるような腫瘍細胞の表面上にある標的構造への標的特異的ペプチドターゲティングモジュール(pTM)の結合によるUniCARプラットフォームの作用様式を示す。 図2は、3つのドメインを有する共通キメラ抗原受容体(UniCAR)のスキームを示し、この中で、第一のドメインはタグ結合ドメイン(例えば、scFv抗タグ)であり、第二のドメインは細胞外ヒンジ(ECD)および膜貫通ドメイン(TMD)であり、第三のドメインはシグナル伝達ドメイン(ICD)であり、任意の第四のドメインは、受容体の細胞外部分における短鎖ペプチドリンカーである(非表示)。 図3は、5’長鎖末端リピート(5’LTR)、プライマー結合部位(PBS)、パッケージングシグナル(Ψ)、逆応答要素(RRE)、中枢ポリプリン路/中枢末端配列(cPPT/CTS)、ヒト伸長因子1アルファプロモーター(PEF1α)、多重クローン化部位(MCS)、配列内リボソーム進入部位(IRES)、最適化ヒトコドン(ZsGreen1)、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節要素(WPRE)、3’長鎖末端リピート(3’LTR)、複製起点(pUC)、アンピシリン耐性遺伝子(Ampr)、β−ラクタマーゼを有するベクターpLVX−EF1アルファUniCAR28/ζ(Clontech,Takara Bio Group)を示す。 図4は、CMVエンハンサーおよびプロモーター(CMVenh)、スプライシングドナー(SD)、スプライシングアクセプター(SA)、群特異抗原(Gag)、プロテアーゼタンパク質をコードする前駆体タンパク質(Pro)、逆転写酵素およびインテグラーゼをコードするタンパク質(PoI)、逆応答因子(RRE)、アンピシリン(Amp)を有する、群特異抗原(gag)およびポリメラーゼ(pol)をコードするプラスミドpsPAX2を示す。 図5は、CMVエンハンサーおよびプロモーター(CMV)、ベータグロビンイントロン(beta−globin intror)、ベータグロビンポリアデノシン尾部(beta−globin pA)を有するエンベロープのためにコードするプラスミドpMD2.Gを示す。 図6は、PSMA特異的ペプチドターゲティングモジュール(TM−pPSMA)の存在下で、前立腺特異的膜抗原(PSMA)を発現する標的細胞(PSMAを発現するよう遺伝子操作されたOCI−AML3)に向けてUniCARを発現するよう遺伝子操作されたヒト未処置T細胞のペプチドターゲティングモジュール用量依存的細胞毒性活性を示す。24時間および48時間のインキュベーション時間後に標的細胞のみを用いた対照試料と比較した溶解を示す。アロ反応性の対照のために、UniCAR−TをTM−pPSMAの非存在下で標的細胞とともにインキュベートした(細胞のみ)。 図7は、ペプチドターゲティングモジュールによる標的細胞に対する免疫シナプスの確立の際にUniCARを発現するよう遺伝子操作されたヒト未処置T細胞のT細胞特異的サイトカイン(顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子GM−CSF、インターフェロンガンマIFN−γ、インターロイキン2IL−2、および腫瘍壊死因子アルファTNF□)のペプチドターゲティングモジュール用量依存的分泌を示す。 図8は、ペプチドターゲティングモジュールによる標的細胞への免疫シナプスの確立の際に活性化マーカーCD25表面発現によって決定されるようにUniCARを発現するよう遺伝子操作されたヒト未処置T細胞のペプチドターゲティングモジュール用量依存的活性化を示す。 図9は、グルタミン酸−尿素−リジンモチーフの後に、単一のキレーター(すなわち、N,N−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N−二酢酸(HBED)キレーター)または芳香族アミノ酸もしくはその複合体であるZ、およびLa5B9エピトープへ接続された2つ以上のリピートのリンカー(すなわち、PEGリンカー)であるOを結合するPSMAへ結合する本発明によるターゲティングモジュールを図示する。 図10は、グルタミン酸−尿素−リジンモチーフの後に、単一のキレーター(すなわち、N,N−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N−二酢酸(HBED)キレーター)であるZまたは芳香族アミノ酸もしくはその複合体であるZ、およびLa7B6エピトープへ接続された2つ以上のリピートのリンカー(すなわち、PEGリンカー)であるOを結合するPSMAへ結合する本発明によるターゲティングモジュールを図示する。
好ましい実施形態において、タグは、ヒト核Laタンパク質由来のペプチドである。実施形態において、ヒト核Laタンパク質由来のペプチドは、モノクローナル抗La抗体5B9または7B6によって認識される短鎖線状エピトープから選択される。好ましくは、タグは、配列番号25によるヒト核Laタンパク質(E5B9)由来の、または配列番号27によるE7B6由来の短鎖線状エピトープである。
さらなる実施形態において、本発明によるターゲティングモジュールは、少なくとも1つの追加のリガンドをさらに含む。追加のリガンドは、標的抗原結合には関与しない。実施形態において、少なくとも1つの追加のリガンドは、ターゲティングモジュールのN末端もしくはC末端へ融合した同時刺激リガンドまたはサイトカインから選択され、好ましくは、CD28、CD137(41BB)、CD134(OX40)、CD27またはIL−2、IL−7,IL−12、IL−15、IL−17およびIl−21の細胞外ドメインである。さらなる実施形態において、少なくとも1つの追加のリガンドは、標的細胞および隣接細胞の中で細胞死を誘導する化合物から選択される。
さらなる実施形態において、本発明によるターゲティングモジュールは、キレーターをさらに含む。本明細書で使用する場合、「キレーター」という用語は、1つの金属イオンと2つ以上の別個の配位結合を形成する化合物を称する。実施形態において、キレーターは、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N’’,N’’’−四酢酸(DOTA)、メルカプトアセチルトリグリシン(MAG3)、6−ヒドラジノプリジン(Hydrazinopridine)−3−カルボン酸(Hynic)、ヒドロキシベンジルエチレンジアミン(HBED)、N,N’−ビス[2−ヒドロキシ−5−(カルボキシエチル)ベンジル]エチレンジアミン−N,N’−二酢酸(HBED−CC)または2−(3−(1−カルボキシ−5−[(6−フルオロ−ピリジン−3−カルボニル)−アミノ]−ペンチル)−ウレイド)−ペンタン二酸(DCFPyL)から選択される。
好ましい実施形態において、本発明によるターゲティングモジュールは、C末端にキレーターを含む。
実施形態において、キレーターを含む本発明によるターゲティングモジュールは、金属または金属イオン、好ましくは放射性核種をさらに含む。「放射性核種」という用語は、不安定にする過剰な核エネルギーを有する原子を称する。実施形態において、放射性核種は、51Cr、89Sr、90Y、99mTc、111In、133Xe、153Sm、169Er、186Re、201Tlまたは224Raから選択される。
実施形態において、キレーターを含む本発明によるターゲティングモジュールは、放射性標識した化合物の調製のために使用される。
実施形態において、本発明によるターゲティングモジュールは、PSMAへ結合し、グルタミン酸−尿素−リジンモチーフの後に短鎖リンカーおよびN,N−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N−二酢酸(HBED)キレーターを結合するPSMAを含む、式(I)による構造を有する。PEGリンカーは、キレーターの後にLa5B9エピトープが続いているものへ接続される。
実施形態において、本発明によるターゲティングモジュールは、PSMAへ結合し、グルタミン酸−尿素−リジンモチーフの後に短鎖リンカーおよびN,N−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N−二酢酸(HBED)キレーターを結合するPSMAを含む、式(II)による構造を有する。
実施形態において、本発明によるターゲティングモジュールは、IL13RA2へ結合し、IL13RA2結合モチーフの後にリンカーおよびLa5B9エピトープが続くものを含む、配列番号26による構造を有する。
ターゲティングモジュールの生成
ペプチドターゲティングモジュール(pTM)は、ある特定のヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的な結合部分と、UniCARの結合部分によって認識されるタグという2つのドメインを含む。pTMは、当業者に公知の技術によって製造されることができる。これらの技術には、ポリペプチド鎖の人工的な合成または固相および液相の化学合成が含まれるが、それらに限定されない。
一態様において、pTMは、単一の、2つのまたは複数の液相の化学合成手順において合成されてもよい。第一の工程として、1−(9−フルオレニルメチルオキシカルボニル−アミノ)−4,7,10−トリオキサ−13−トリデカンアミンヒドロクロリド(Fmoc−TOTAHCl)リンカー分子を、N,N−ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)を含有するジクロロメタン(DCM)中に溶解し、2−クロロトリチルポリスチレン樹脂(2−クロロトリチルPS)へとロードされる。それにより、Fmoc−TOTAHClは、さらなる加工のためにその樹脂へ共有結合する。2−クロロトリチルクロリド樹脂の未反応の2つのクロロトリチルクロリドを遮断するために、DCM中のメタノールおよびDIPEAからなるキャッピング溶液を使用することができる。その後、最終的な分子中でリンカーとして後に機能する共有結合構造4,7,10−トリオキサ−13−トリデカンアミン(TOTA)をそのフルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)保護基から、ジメチルホルムアミド(DMF)中の20%ピペリジンを用いて脱保護する。次に、フルオレニルメチルオキシカルボニル/tert−ブチル(Fmoc/tBu)戦略を使用して、固定したTOTAへアミノ酸を順次付加することができる。単一のアミノ酸は、対応する保護基によって保護される。カップリングは、DMC/N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中のN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)およびエチル2−シアノ−2−ヒドロキシイミノ)アセタート(Oxyma Pure)を用いて、またはBoc−O−tert−ブチル−L−セリン(ジシクロヘキシルアンモニウム)塩(Boc−Ser(tBu)−OHDCHA)およびベンゾトリアゾール−1−イル−オキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスファート(PyBOP)をカップリング試薬として用いて行うことができる。このように、2〜100で長さが変わるアミノ酸鎖を生成することができる。TOTAリンカーを有する構築したペプチドは、ジメチルカルボナート(DCM)中のヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)を用いて樹脂から開裂する。側鎖の保護基およびN末端tert−ブチルオキシカルボニル(Boc)は影響されない。DCMは、溶媒として用いられる。
HPLC処理を用いて、トリフルオロ酢酸(TFA)対イオンを酢酸対イオンと置き換えた後、最終的な凍結乾燥を行う。
最終生成物は、高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて、精製することができる。特に、逆相HPLCは役立つことができる。共通の精製緩衝液はTFAである。あるいはまたはそれに加えて、イオン交換クロマトグラフィーを適用して、最終的なペプチド生成物を精製することができる。
さらなる実施形態において、本発明によるターゲティングモジュールは、癌、感染症、炎症性障害および自己免疫障害の処置において使用される。
さらなる態様において、本発明は、
a)本発明による少なくとも1つのターゲティングモジュールと
b)共通キメラ抗原受容体をコードする核酸を含むベクターまたは細胞と
を含むキットをさらに含み、この中で、共通キメラ抗原受容体は、3つのドメインを含み、この中で、
第一のドメインは、タグ結合ドメインであり、
第二のドメインは、細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインであり、かつ
第三のドメインは、シグナル伝達ドメインであり、
この中で、タグ結合ドメインは、本発明によるターゲティングモジュールのタグへ結合する。
本明細書で使用する場合、「共通キメラ抗原受容体」という用語は、人工のキメラ融合タンパク質、特にタグ結合ドメインと、細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインと、シグナル伝達ドメインとを含む受容体を称する(図2)。ドメインは、異なる源に由来することができ、それゆえ、受容体はキメラと呼ばれる。有利なことに、受容体は、タグ結合ドメインを用いて、異なるターゲティングモジュールへ結合することができ、それゆえ共通である。
有利なことに、共通キメラ抗原受容体(UniCAR)をコードする核酸を含む細胞は、UniCARを発現し、これは、ターゲティングモジュールのタグに対する結合特異性を有し、このターゲティングモジュールが次に、細胞表面タンパク質または細胞外構造へ結合する。
本明細書で使用する場合、「ドメイン」という用語は、タンパク質の残余部分から独立して存在することができかつ機能することができるタンパク質配列の一部を称する。
実施形態において、キットは、本発明による少なくとも2つのターゲティングモジュールを含み、この中で、少なくとも2つのターゲティングモジュールは、ヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的な異なる化学的に合成されたペプチド結合部分と、同じタグとを含み、この中で、タグは、ヒト核タンパク質に由来するペプチドである。
実施形態において、キットは、本発明による1〜5個のターゲティングモジュール、好ましくは1〜3個のターゲティングモジュールを含む。
実施形態において、タグ結合ドメインは、UniCARを含むポリペプチドのアミノ末端に存在する。有利なことに、アミノ末端にタグ結合ドメインを配置することで、タグ結合ドメインは、標的細胞へ結合したタグ付きのターゲティングモジュールへアクセスすることができるようになる。
さらなる実施形態において、タグ結合ドメインは、抗体または抗原結合フラグメントである。本明細書で使用する場合、「抗体」という用語は、Fabの可変領域を介して抗原を結合するタンパク質を称する。フラグメント抗原結合(Fab)フラグメントは、抗原へ結合する抗体上にある領域である。Fabフラグメントは、重鎖および軽鎖の各々の1つの定常ドメインおよび1つの可変ドメインから構成されている。本明細書で使用する場合、「抗原結合フラグメント」という用語は、抗体の軽鎖または重鎖の少なくとも可変ドメインを含むタンパク質を称する。実施形態において、抗原結合フラグメントは、一本鎖可変フラグメント(scFv)、一本鎖抗体、F(ab’)2フラグメント、Fabフラグメント、およびFab発現ライブラリによって生成されるフラグメントから選択される。
実施形態において、タグ結合ドメインは、動物種から、好ましくはヒト、サル、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ウマ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ブタ、イヌ、またはネコなどの哺乳類動物から得られる。好ましくは、タグ結合ドメインは、ヒトまたはヒト化抗体である。
実施形態において、タグ結合ドメインは、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、またはキメラ抗体であり、この中で、非ヒト抗体の抗原結合領域は、組換えDNA技術によってヒト抗体のフレームワーク内へと転移する。
実施形態において、選択されたタグへの抗体は、特定のタンパク質またはそのタンパク質の免疫原性特性を保有する何らかの部分、フラグメントまたはオリゴペプチドを用いた注射を経て、ヤギ、ウサギ、ラット、マウス、ヒトを含むがこれらに限定されない種々の宿主の免疫化によって産生されることができる。
実施形態において、タグ結合ドメインは、ヒト核Laタンパク質由来のタグへ結合し、好ましくは、タグ結合ドメインは、抗体または抗原結合フラグメントであり、この中で、タグ結合ドメインは、抗LaエピトープscFv、より好ましくは、配列番号21および22または23および24による抗LaエピトープscFvを構成する。
有利なことに、タグは、生理学的条件下で未処置のタンパク質の脈絡で対応するタグ結合ドメインによって接近されることができずかつ結合することができない、核抗原由来のペプチド配列である。さらに有利なことに、タグは免疫原性ではない。このことは、サイトカインストームまたはサイトカイン放出シンドローム(CRS)と種々に称される、毒性レベルのサイトカインの放出のような、UniCAR発現免疫細胞による制御されていないオンターゲットオフサイトの毒性の危険性を最小限にする。
本明細書で使用する場合、「一本鎖可変フラグメント(scFv)」という用語は、共有結合した抗体の軽鎖および重鎖の可変ドメインを含む人工の抗原結合フラグメントを称する。実施形態において、抗体の軽鎖可変ドメイン(VL)および重鎖可変ドメイン(VH)は、10〜25個のアミノ酸からなる短鎖ペプチドによって共有結合している。さらなる実施形態において、短鎖ペプチドは、VHのN末端をVLのC末端と連結させており、またはこの逆も真である。
本明細書で使用する場合、「細胞外ヒンジ」という用語は、UniCARがその特定のタグへの最適な結合のために細胞の表面から突出することができる、タグ結合ドメインおよび膜貫通ドメインを接続する可撓性ペプチド配列を称する。
本明細書で使用する場合、「膜貫通ドメイン」という用語は、膜内で熱力学的に安定であり、それゆえUniCARを細胞の細胞膜内へとつなぎ留めるペプチド配列を称する。
さらなる実施形態において、細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインは、ヒトCD28分子のヒンジおよび膜貫通ドメイン、CD8a鎖、NK細胞受容体、好ましくはナチュラルキラー基NKG2D、または抗体の定常領域の一部、ならびにこれらの組み合わせから選択される。本明細書で使用する場合、「これらの組み合わせ」という用語は、異なるヒンジおよび膜貫通ドメインの組み合わせを称する。
Pinthus et al.2003、Pinthus et al.2004、Cartellieri et al.2014およびCartellieri et al.2016は、CARにおけるヒトCD28分子のヒンジおよび膜貫通ドメインの使用を説明している(Pinthus et al.2003、Pinthus et al.2004、Cartellieri et al.2014、Cartellieri et al 2016)。
Carpentino et al.、Milone et al.およびZhao et al.は、CARにおけるヒトCD8α分子のヒンジおよび膜貫通ドメインの使用を説明している(Carpentino et al.2009、Milone et al.2009、Zhao et al.2009)。
Zhang et al.2005およびZhang et al.2006は、CARにおけるNKG2Dのヒンジおよび膜貫通ドメインの使用を説明している(Zhang et al.2005、Zhang et al.2006)。
Hombach et al.、Frigault et al.およびWang et al.は、免疫グロブリンG1(IgG) の定常領域の部分のヒンジおよび膜貫通ドメインの使用を説明している(Hombach et al.2007、Frigault et al.2015、Wang et al.2007b)。Frigault et al.は、IgG4の定常領域のヒンジドメインの使用を説明している。
細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインの組み合わせの例は、CD28細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメイン、CD8アルファ細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメイン、CD28と組み合わされたIgG1もしくはIgG4定常領域、またはCD137膜貫通ドメインであるがこれらに限定されない。
本明細書で使用する場合、「シグナル伝達ドメイン」という用語は、ヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体(標的細胞)へのUniCARを発現する細胞(エフェクター細胞)の架橋によって、細胞内へとシグナルを伝達するアミノ酸配列を称する。エフェクターと標的細胞との間の架橋は、本発明によるターゲティングモジュールによって仲介される。
さらなる実施形態において、シグナル伝達ドメインは、CD28、CD137(4−1BB)、CD134(OX40)、DAP10およびCD27の細胞質領域、プログラム細胞死1(PD−1)、細胞毒性Tリンパ球抗原4(CTLA−4)、CD3鎖の細胞質領域、DAP12および活性化Fc受容体から選択される。
Hombach et al.、Maher et al.およびCartellieri et al.は、CARにおけるシグナル伝達ドメインとしてのCD28の細胞質領域の使用を説明している(Hombach et al.2001、Maher et al.2002、Cartellieri et al.2014、Cartellieri et al.2016)。
Milone et al.およびFinney et al.は、シグナル伝達ドメインとしてのCD137(4−1BB)の細胞質領域の使用を説明している(Finney et al.2004、Milone et al.2009)。
Finney et al.、Hombach and Abken 2011およびHombach and Abken 2013は、CARにおけるシグナル伝達ドメインとしてのCD134(OX40)の細胞質領域の使用を説明している(Finney et al.2004、Hombach and Abken 2011、Hombach and Abken 2013)。
Zhang et al.は、シグナル伝達ドメインとしてのDAP10の使用を説明している(Zhang et al.2005)。
Fedorov et al.は、CARにおけるシグナル伝達ドメインとしてのプログラム細胞死1(PD−1)および細胞毒性Tリンパ球抗原4(CTLA−4)の使用を説明している(Fedorov et al.2013)。
Gong et al.およびGade et al.は、CARにおけるシグナル伝達ドメインとしての細胞質領域CD3鎖、特にCD3Cζ鎖の使用を説明している(Gong et al.1999、Gade et al.2005)。
Toepfer et al.は、CARにおけるシグナル伝達ドメインとしてのDAP12の使用を説明している(Toepfer et al.2015)。
Lamers et al.およびKershaw et al.は、シグナル伝達ドメインとしての活性化Fc受容体、特にFcイプシロン受容体γ鎖の使用を説明している(Lamers et al.2004、Kershaw et al.2006)。
実施形態において、共通キメラ抗原受容体は、特に好ましくはCD28、CD137(4−1BB)、CD134(OX40)、DAP10およびCD27の細胞質領域、プログラム細胞死1(PD−1)、細胞毒性Tリンパ球抗原4(CTLA−4)、CD3鎖の細胞質領域、DAP12ならびに活性化Fc受容体から選択される少なくとも1つのシグナル伝達ドメイン、好ましくは2つ、3つ、4つまたはそれより多数のシグナル伝達ドメインを含む。
さらなる実施形態において、配列番号1によるUniCAR01と称される共通キメラ抗原受容体をコードする核酸が提供される。この核酸配列は、配列番号2によるヒトIL−2mリーダーペプチド、配列番号3による抗La5B9scFvのヒト化重鎖、配列番号4による抗La5B9scFvのヒト化軽鎖、配列番号5による変異した結合モチーフを有するヒトCD28細胞外部分と、配列番号6によるCD28膜貫通ドメインと、配列番号7による変異したインターナリゼーションモチーフを含むヒトCD28細胞内部分とを含む配列番号5〜7によるヒトCD28部分、および配列番号8によるヒトCD3ゼータ細胞内ドメインをコードする。
配列番号1による核酸のタンパク質発現の生成物は、配列番号17において得ることができる。
配列番号3によるヒト化抗La5B9可変領域重鎖の核酸配列は、配列番号21によるタンパク質をコードするのに対し、配列番号4によるヒト化抗La5B9可変領域軽鎖は、配列番号22によるタンパク質のためにコードする。
さらなる実施形態において、配列番号9によるUniCAR02と称される共通キメラ抗原受容体をコードする核酸配列が提供される。この核酸配列は、配列番号2によるヒトIL−2mリーダーペプチド、配列番号3による抗La5B9scFvのヒト化重鎖、配列番号4による抗La5B9scFvのヒト化軽鎖、配列番号10および11によるヒトCD8アルファ鎖の細胞外ヒンジおよび膜貫通領域、配列番号12によるヒトCD137細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびに配列番号8によるヒトCD3ゼータ細胞内ドメインをコードする。
配列番号9による単離された核酸配列のタンパク質発現の生成物は、配列番号18において得ることができる。
配列番号13によるUniCAR03と称される共通キメラ抗原受容体をコードする核酸が提供される。この核酸配列は、配列番号2によるヒトIL−2mリーダーペプチド、配列番号14による抗La7B6scFvのヒト化重鎖、配列番号15による抗La7B6scFvのヒト化軽鎖、配列番号5による変異した結合モチーフを有するヒトCD28細胞外部分と、配列番号6によるCD28膜貫通ドメインと、配列番号7による変異したインターナリゼーションモチーフを含むヒトCD28細胞内部分、および配列番号8によるヒトCD3ゼータ細胞内ドメインをコードする。
配列番号13による核酸のタンパク質発現の生成物は、配列番号19において得ることができる。
配列番号14によるヒト化抗7B6可変領域重鎖の核酸配列は、配列番号23によるタンパク質のためにコードするのに対し、配列番号15によるヒト化抗7B6可変領域軽鎖は、配列番号24によるタンパク質のためにコードする。
さらなる実施形態において、配列番号16によるUniCAR04と称される逆向きの共通キメラ抗原受容体をコードする核酸が提供される。この核酸配列は、配列番号2によるヒトIL−2mリーダーペプチド、配列番号14による抗La7B6scFvのヒト化重鎖、配列番号15による抗La7B6scFvのヒト化軽鎖、配列番号10および11によるヒトCD8アルファ鎖の細胞外ヒンジおよび膜貫通領域、配列番号12によるヒトCD137細胞内シグナル伝達ドメイン、ならびに配列番号8によるヒトCD3ゼータ細胞内ドメインをコードする。
配列番号16による単離された核酸配列のタンパク質発現の生成物は、配列番号20において得ることができる。
さらなる実施形態において、共通キメラ抗原受容体は、第四のドメインを含み、この中で、第四のドメインは、受容体の細胞外部分における短鎖ペプチドリンカーである。
さらなる実施形態において、第四のドメインは、第四のドメインへ特異的に結合するモノクローナル抗体(mab)のための線状エピトープを形成する。実施形態において、第四のドメインは、少なくとも1つの線状エピトープを含む。
さらなる実施形態において、第四のドメインは、タグ結合ドメイン内に、タグ結合ドメインと細胞外ヒンジドメインまたは細胞外ヒンジドメインの統合部分との間に配置される。
有利なことに、第四のドメインをUniCAR移植した免疫細胞は、試験管内または生体内のいずれかで移植されていない免疫細胞と比較して、優先的に増殖しかつより長期に永続するよう特異的に刺激されることができる。さらに有利なことに、第四のドメインは、混合した細胞集団からUniCAR移植免疫細胞を精製し、またはUniCAR移植免疫細胞仲介性免疫応答を減衰させ、かつUniCAR移植免疫細胞を生体内で除去するために使用することもできる。
さらなる実施形態において、共通キメラ抗原受容体は、シグナルペプチドを含む。有利なことに、このシグナルペプチドは、エフェクター細胞の細胞表面上での発現を可能にする。実施形態において、シグナルペプチドは、タグ結合ドメインの正面にあるUniCAR核酸配列のN末端にある。実施形態において、シグナルペプチドは、翻訳と同時または翻訳後のいずれかで分泌経路へのタンパク質を標的にして、免疫原性反応を回避するためにCD28、CD8アルファ、IL−2またはヒト起源の抗体の重鎖もしくは軽鎖のようなタンパク質由来のリーダーペプチドから選択される。
さらなる実施形態において、この核酸は、cDNAである。cDNA(相補的DNA)という用語は、逆転写酵素という酵素によって触媒される反応において、一本鎖RNA、例えば、mRNAから合成される二本鎖DNAを称する。
実施形態において、細胞は、処置されることになっている疾患および当疾患を処置するために利用可能な手段に応じて、自家細胞、同系細胞または同種異系細胞から選択される。実施形態において、細胞は、調節性T細胞を含むT細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞およびマクロファージなど、細胞溶解活性、食作用活性または免疫抑制活性を有する免疫細胞から選択される。好ましい実施形態において、細胞は、アルファ/ベータT細胞およびガンマ/デルタT細胞または幹細胞記憶T細胞もしくは中央記憶T細胞のようなT細胞の部分集団、細胞毒性T細胞、調節性T細胞を含むT細胞、あるいはNK細胞から選択される。一態様において、エフェクター細胞は、ある特定のHLA背景に由来しており、自家系または同種異系において利用される。エフェクター細胞は、処置中の対象の腫瘍の外殖片または処置中の対象の腫瘍内細胞からを含む、何らかの源から単離することができる。実施形態において、エフェクター細胞は、個々の細胞がUniCARを発現する遺伝子操作の前または後の多能性幹細胞または多分化能幹細胞または始原細胞からの試験管内分化によって作製されてもよい。以下において、「エフェクター細胞」という用語は、その細胞表面上でUniCARを発現するよう遺伝的に変更された上述の何らかの種類の免疫細胞を称する。
UniCAR細胞の作製
免疫細胞は、種々の方法によってUniCARを発現するよう遺伝子操作することができる。UniCARをコードするポリヌクレオチドベクターおよび遺伝子操作された免疫細胞内でのUniCARの発現を確実にするすべての必要な要素は、免疫細胞内へと移入される。ベクターの移入は、電気穿孔法、または核酸のトランスフェクション、またはアデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルス、泡沫状ウイルスもしくはレンチウイルスのウイルス遺伝子移入のようなウイルスベクター系の助力によって実施することができる。
レンチウイルス遺伝子移入は、選択されたUniCARのためにコードするレンチウイルスベクターをまず構築することによる免疫細胞内でのUniCARの安定した発現のために適用される。レンチウイルスベクターは、ベクターのレンチウイルス部分がヒト免疫不全ウイルス(HIV)に由来する、かつMSC/IRES/ZxGreenI部分がUniCARコンストラクトによって置き換えられた、図3に示すようなpLVX−EF1アルファUniCAR28/ζ(Clontech,Takara Bio Group)である。
レンチウイルス粒子は、UniCARをコードするレンチウイルスベクタープラスミドを用いたヒト胚腎(HEK)293T(ACC635)細胞の一過性トランスフェクションならびに図4において図示するような群特異抗原(gag)とポリメラーゼ(pol)とをコードするプラスミド(psPAX2)および図5において示すようなエンベロープのためにコードするプラスミド(pMD2.G)を用いた同時トランスフェクションによって作製される。MD2.Gというプラスミドは、水疱性口内炎ウイルス(VSV−G)の糖タンパク質をコードする。VSV−Gタンパク質は、広範な範囲の哺乳類動物細胞を形質導入するためにレンチウイルスベクターに対して使用される。異なるウイルス種由来の種々のエンベロープは、この目的のために利用することができる。レンチウイルスベクターは、両種指向性のマウス白血病ウイルス(MLV)のエンベロープ糖タンパク質(Env)もしくは水疱性口内炎ウイルス(VSV−G)のGタンパク質、原型泡沫状ウイルス(PFV)の改変されたエンベロープ、またはテナガザル白血病ウイルス(GaLV)およびMLVに由来するキメラエンベロープ糖タンパク質バリアントを用いてうまく偽型形成することができる。
トランスフェクトしたHEK293T細胞に由来する上清は、トランスフェクションの24〜96時間後に収集され、ウイルス粒子は限外濾過または他の方法によって上清から濃縮される。免疫細胞のレンチウイルス形質導入のために、末梢血単核細胞(PBMC)または単離されたT細胞は、CD3複合体に特異的なmab、例えば、いずれも溶液中に付与されるまたはプラスチック細胞培養ディッシュもしくは磁気ビーズへコーティングされるOKT3またはUCHT1というクローンを用いて活性化される。PBMCまたは単離されたT細胞の活性化は、単独でまたはインターロイキン(IL)−2、IL−7、IL−12、IL−15およびIL−21のような外来性組換えサイトカインとの組み合わせならびにこれらを用いた供給においてのいずれかで、CD27、CD28、CD134またはCD137に特異的なmabまたはリガンドを用いて同時刺激経路を刺激することによってさらに増強される。濃縮されたまたは非濃縮のウイルス粒子は、単回投与または複数回投与として活性化するCD3抗体および/または組換えサイトカインの初回投与の24〜96時間後にPBMC培養物またはT細胞培養物へ添加される。
T細胞の安定した形質導入は、UniCARの表面発現、またはウイルス上清の最終投与の3日後からUniCARの第四のドメインに対して向けられるmabの表面発現に対するタグ含有ターゲティングモジュールを用いた染色後の、測定されたフローサイトメトリーであってもよい。UniCARで形質導入されたT細胞は、組換えサイトカインおよび活性化する抗CD3mabの供給下でそのT細胞を培養することによって、試験管内で増殖させることができる。
UniCARが任意の第四のドメイン、すなわちmabに対する線状エピトープを形成するペプチド配列を有する場合、UniCARを発現するよう遺伝子改変された免疫細胞は、第四のUniCARドメインへ結合しているmabまたはその抗体フラグメントを、何らかの種類の培養ディッシュの表面へ、または1ビーズ:1〜4UniCAR移植エフェクター細胞という規定の比で細胞培養物へ添加するビーズへコーティングすることによって、試験管内で特異的に増殖させることができる。UniCARペプチドドメインに対する表面コーティングされたmabの結合は、細胞表面に発現したUniCARの架橋および免疫シナプスの形成を誘導し、このことは、UniCARのシグナルドメインによって特異的に惹起されるシグナル経路の活性化をもたらす。誘導されるシグナル経路に応じて、このことは、UniCAR担持免疫細胞の増殖および活性化誘導細胞死に対する耐性の持続を増強すること、それゆえ混合集団におけるUniCARで遺伝子改変された免疫細胞の増加をもたらす可能性がある。
mabについての線状エピトープを形成するペプチド配列である任意の第四のドメインは、混合集団から免疫細胞を発現するUniCARを濃縮および精製するためにさらに利用することができる。濃縮および精製は、細胞選別のためにUniCAR発現細胞を標識するかまたは細胞単離のために利用することができる小粒子へUniCAR発現免疫細胞を一過性に連結するかのいずれかのために、第四のUniCARドメインへ結合しているmabまたはその抗体フラグメントの助力で実施される。一態様において、UniCAR移植免疫細胞は、第四のドメインを認識するmabとともにインキュベートされる。次に、任意の第四のドメインへ結合しているmabの種特異的かつアイソタイプ特異的な重鎖および軽鎖に対して向かう抗体またはそのフラグメントと結合した磁気ビーズが添加される。したがって、UniCAR発現免疫細胞および磁気ビーズが連結されて、磁場において捕捉され、かつ他の免疫細胞から分離される。
本発明は、本発明によるキットを含む医薬組成物をさらに含む。
医薬組成物は、好ましくは非経口的に投与され、特に好ましいのは静脈的である。実施形態において、医薬組成物は、静脈内投与に適した形態で存在する。好ましくは、医薬組成物は、液剤、エマルション、または懸濁剤である。
実施形態において、医薬組成物は、0.1μg/ml〜50mg/mlのターゲティングモジュール、好ましくは0.5μg/ml〜5mg/mlのターゲティングモジュールを含む注射可能な緩衝液である。
実施形態において、医薬組成物は、医薬として許容され得る希釈剤または担体をさらに含む。実施形態において、担体は、水、緩衝水、0.4%塩類溶液、0.3%グリシンまたは類似の溶媒である。実施形態において、緩衝水は、pH5.0〜pH7.0のpH値のヒスチジン緩衝水、pH6.0のpHの特に好ましいヒスチジン緩衝水;またはコハク酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、もしくはリン酸カリウム緩衝水から選択される。実施形態において、緩衝液は、1mmol/l(mM)〜500mM、好ましくは1mM〜50mMの濃度、特に好ましくは5mM〜10mMを有する。実施形態において、担体は、塩化ナトリウムを、好ましくは0mM〜300mMの濃度で、特に好ましい150mMで含む。実施形態において、医薬組成物は、安定剤を好ましくは1mM〜50mMの濃度で特に好ましい5mM〜10mMでさらに含む。実施形態において、安定剤は、L−メチオニンである。
実施形態において、医薬組成物は、医薬として許容され得る賦形剤をさらに含む。「医薬として許容され得る賦形剤」という用語は、適切な生理学的条件を提供する化合物、ならびに/またはpH値および緩衝剤を調整するための薬剤、毒性を調整するための薬剤、ならびにこれらに類するものなど、安定性を高めるための化合物を称する。実施形態において、医薬として許容され得る賦形剤は、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウムおよび乳酸ナトリウムから選択される。
好ましい実施形態において、医薬組成物は、1回の投与当たり0.1μg/kg〜1mg/kgの薬用量、好ましくは1μg/体重kg〜100μg/体重kgの薬用量でターゲティングモジュールを含む。
さらなる実施形態において、医薬組成物は無菌である。医薬組成物は、従来の周知の技術によって無菌化されている。
実施形態において、本発明によるキットを含む医薬組成物は、対象への投与のために使用される。
本発明は、癌、感染症および自己免疫障害の処置における使用のための、本発明によるキットまたは本発明による医薬組成物をさらに含む。「自己免疫障害」という用語は、体内で通常存在する物質および組織に対する身体の異常な免疫応答を称する(自己免疫)。
実施形態において、本発明によるキットまたは本発明による医薬組成物は、癌または自己免疫疾患の症例における治療用途および/または診断用途のために薬剤を調製するために使用される。
本発明は、本発明によるキットまたは本発明による医薬組成物の投与による、癌または自己免疫疾患または炎症性疾患に罹患しているヒトの処置のための方法も包含する。治療適用のために、薬理学的有効量の本発明によるターゲティングモジュールと、共通キメラ抗原受容体をコードする核酸を含むベクターまたは細胞とを含む、本発明による無菌キットまたは本発明による医薬組成物は、上述の病気を処置するために患者へ投与される。
実施形態において、本発明によるキットまたは本発明による医薬組成物は、哺乳類動物における共通キメラ抗原受容体により仲介される免疫応答を刺激するために使用される。
哺乳類動物における共通キメラ抗原受容体により仲介される免疫応答を刺激するための方法であって、
・哺乳類動物へ共通キメラ抗原受容体をコードする核酸を含む有効量のベクターまたは細胞を投与することであって、共通キメラ抗原受容体は、3つのドメインを含み、第一のドメインがタグ結合ドメインであり、第二のドメインが細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインであり、かつ第三のドメインがシグナル伝達ドメインであり、タグ結合ドメインがヒト核タンパク質由来のタグへ結合することと
・本発明によるターゲティングモジュールを投与することと
を含む方法であって、
ターゲティングモジュールが、共通キメラ抗原受容体を発現するエフェクター細胞の投与の前に、またはその投与と同時に、またはその投与の後に対象へ投与される。
好ましい実施形態において、本発明によるキット、特に本発明によるターゲティングモジュールおよびベクターもしくは細胞、または医薬組成物は、ヒトへ投与される。
さらなる実施形態において、近年説明された実施形態を組み合わせることができる。
引用された非特許文献
参照符号
1 タグ結合ドメインである第一のドメイン
2 細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインである第二のドメイン
3 シグナル伝達ドメインである第三のドメイン
4 短鎖ペプチドリンカーである任意の第四のドメイン

Claims (17)

  1. ヒト細胞表面のタンパク質またはタンパク質複合体に特異的な化学的に合成されたペプチド結合部分と、タグとを含む、ターゲティングモジュールであって、前記タグが、タンパク質由来のペプチドであり、前記ターゲティングモジュールが、10〜120個のアミノ酸を含むペプチドであり、前記化学的に合成されたペプチド結合部分が、ソマトスタチンおよびソマトスタチン類似体、ソマトスタチンアンタゴニスト、ボンベシンおよびボンベシン類似体、ガストリン放出ペプチド(GRP)およびGRP類似体、ニューロメジンBおよびニューロメジンB類似体、血管作用性セクレチンファミリー、メラニン細胞刺激ホルモン(MSH)およびMSH類似体、コレシストキニン(CCK)、ガストリン、ニューロテンシンおよびニューロテンシン類似体、生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンファミリー、ニューロカイン、エキセンジンもしくはエキセナチド、Arg−Gly−Asp(RGD)ペプチドおよびAsn−Gly−Arg(NGR)ペプチド、ニューレグリンから選択され、または前記化学的に合成されたペプチド結合部分が、膜受容体に対する結合特異性を有する、ターゲティングモジュール。
  2. 前記タグが、ヒトタンパク質由来のペプチドである、請求項1記載のターゲティングモジュール。
  3. 前記タグが、ヒト核タンパク質由来のペプチドである、請求項1または2記載のターゲティングモジュール。
  4. 前記化学的に合成されたペプチド結合部分が、ソマトスタチン、ボンベシン、ガストリン放出ペプチド(GRP)、血管作用性小腸ペプチド(VIP)、α−メラニン細胞刺激ホルモン(α−MSH)、メラノタン2(α−M2)、コレシストキニン(CCK)、ガストリン、ニューロテンシン、ノイロペプチドY、黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)、サブスタンスP、エキセンジン、Arg−Gly−Asp(RGD)ペプチド、Asn−Gly−Arg(NGR)ペプチドから選択される、請求項1から3までのいずれか1項記載のターゲティングモジュール。
  5. 前記化学的に合成されたペプチド結合部分が、ソマトスタチンおよびソマトスタチン類似体、ソマトスタチンアンタゴニスト、ボンベシンおよびボンベシン類似体、ガストリン放出ペプチド(GRP)およびGRP類似体、ニューロメジンBおよびニューロメジンB類似体、血管作用性セクレチンファミリー、メラニン細胞刺激ホルモン(MSH)およびMSH類似体、コレシストキニン(CCK)、ガストリン、ニューロテンシンおよびニューロテンシン類似体、生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンファミリー、ニューロカイン、エキセンジンもしくはエキセナチド、Arg−Gly−Asp(RGD)ペプチドおよびAsn−Gly−Arg(NGR)ペプチド、ニューレグリンから選択される少なくとも2つのペプチドを含み、または前記化学的に合成されたペプチド結合部分が、膜受容体に対する結合特異性を有する、請求項1から4までのいずれか1項記載のターゲティングモジュール。
  6. 前記化学的に合成されたペプチド結合部分および/もしくは前記タグが、D型アミノ酸、擬ペプチド結合(pseudo peptide bond)、アミノアルコール、非タンパク質原性アミノ酸、修飾された側鎖を有するアミノ酸を含み、かつ/または前記化学的に合成されたペプチド結合部分および/もしくは前記タグが、環状ペプチドである、請求項1から5までのいずれか1項記載のターゲティングモジュール。
  7. 前記タグが、ヒト核Laタンパク質由来のペプチドであり、好ましくは前記タグが、配列番号25または配列番号27によるヒト核Laタンパク質由来の短鎖線状エピトープである、請求項1から6までのいずれか1項記載のターゲティングモジュール。
  8. 配列番号26、式(I)または式(II)による請求項1から3まで記載のターゲティングモジュール。
  9. キレーターをさらに含む、請求項1から8までのいずれか1項記載のターゲティングモジュール。
  10. 癌、感染症、炎症性障害および自己免疫障害の処置における使用のための、請求項1から9までのいずれか1項記載のターゲティングモジュール。
  11. a)請求項1から10までのいずれか1項記載のターゲティングモジュールと、
    b)共通キメラ抗原受容体をコードする核酸を含むベクターまたは細胞と、
    を含むキットであって、前記共通キメラ抗原受容体が3つのドメインを含み、
    前記第一のドメインが、タグ結合ドメインであり、
    前記第二のドメインが、細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインであり、かつ
    前記第三のドメインが、シグナル伝達ドメインであり、
    タグ結合ドメインが、請求項1から10まで記載のターゲティングモジュールの前記タグへ結合する、キット。
  12. タグ結合ドメインが、ヒト核Laタンパク質由来のタグへ結合し、好ましくは前記タグ結合ドメインが抗体または抗原結合フラグメントであり、前記タグ結合ドメインが、抗LaエピトープscFv、より好ましくは配列番号21および22または配列番号23および24による抗LaエピトープscFvを構成する、請求項11記載のキット。
  13. 前記細胞外ヒンジおよび膜貫通ドメインが、ヒトCD28分子、CD8a鎖NK細胞受容体、好ましくはナチュラルキラー基NKG2Dのヒンジおよび膜貫通ドメイン、または抗体の定常領域の部分、ならびにこれらの組み合わせから選択される、請求項11または12記載のキット。
  14. 前記シグナル伝達ドメインが、CD28、CD137(4−1BB)、CD134(OX40)、DAP10およびCD27、プログラム細胞死1(PD−1)、細胞毒性Tリンパ球抗原4(CTLA−4)、CD3鎖の細胞質領域、DAP12および活性化Fc受容体の細胞質領域から選択される、請求項11から13までのいずれか1項記載のキット。
  15. 前記核酸が、配列番号17、18、19または20によるアミノ酸配列を有する共通キメラ抗原受容体のためにコードする配列番号1、9、13または16である、請求項11から14までのいずれか1項記載のキット。
  16. 請求項11から15までのいずれか1項記載のキットを含む、医薬組成物。
  17. 癌、感染症、炎症性障害および自己免疫障害の処置における使用のための、請求項11から15までのいずれか1項記載のキットまたは請求項16記載の医薬組成物。
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