JP2020535402A - 炎症ヒト皮膚のex vivoモデルおよび抗炎症化合物のスクリーニングのためのその使用 - Google Patents

炎症ヒト皮膚のex vivoモデルおよび抗炎症化合物のスクリーニングのためのその使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、炎症を起こした皮膚のex−vivoモデル、それを得るためのin vitro法、および抗炎症化合物のスクリーニングのためのその使用に関する。【選択図】なし

Description

本特許出願は、2017年9月26日に出願されたフランス特許出願第17/71020号の優先権を主張するものであり、本明細書に参照により組み込まれている。
本発明は、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルを得るための方法、この方法を実施するためのキット、ならびに、特に乾癬の処置のための抗炎症効果を有する化合物を同定するための本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のモデルの使用に関する。
乾癬は慢性炎症性自己免疫疾患であり、ヨーロッパ人集団の約2%が罹患し、しばしば刺激性の赤いプラークの形成および死滅した皮膚の蓄積(鱗屑)をもたらす表皮角化細胞の分化および増殖の異常により特徴づけられ、これは身体全体にわたって(最も多いのは腕、胴体、膝、足、爪、顔、頭皮)局在することがある。
これらの乾癬プラークの組織学的解析では、表皮の厚さの増加、角化細胞の不完全な分化および真皮−表皮接合部のホタテガイ状の外観、表皮における多核好中球の蓄積ならびに単核細胞、特にマクロファージおよびTリンパ球(TL)による真皮の浸潤、ならびに有意な血管新生が認められる。
免疫組織化学的研究では、真皮はメモリーCD4Tリンパ球、マクロファージ、樹状細胞(DC)から主に構成される浸潤の部位であり、一方CD8Tリンパ球は正常(非炎症)表皮で優勢であることが確認されている。
乾癬炎症は、上皮細胞(ケラチノサイト)、樹状細胞およびT細胞間の相互作用の結果である。分子レベルでは、これらの相互作用は、疾患を開始し、相互細胞活性化の悪循環を維持するサイトカインの複雑なネットワークによって媒介され、それによって皮膚病変とその慢性を永続させる(非特許文献1)。炎症性樹状細胞により乾癬皮膚で産生される主なサイトカインは、IL−12およびIL−23であり、Tリンパ球のTh1(LTh1)またはTh17(LTh2)系統への分化または膨張に重要な役割を果たしている(非特許文献2)。LTh1sは、IFNγ、TNFα、およびIL−2を産生し、一方LTh17sは、IL−17A、IL−17F、IL−21、IL−22、および程度はより低いがTNFαの合成に関与する。サイトカインのこの産生増加はケラチノサイトの活性化に関与し、次に抗菌ペプチド、炎症誘発性メディエーター(IL−1β、IL−6、IL−17C、TNFα、CXCL8、CXCL9、CXCL10、CXCL11、およびCCL20)ならびにソリアシン(S100A7)の放出をもたらす。2014年に実施された研究では、IL−22を産生するCD4T細胞、およびIL−17を産生するCD8細胞が、有効な乾癬療法で処置された既傷の乾癬皮膚に依然として存在することが示されている。これらの結果は、乾癬患者からの正常に見える、病変のない皮膚移植片が、免疫不全マウスにおける乾癬病変の発症につながることを示す結果と類似している。本研究はすべて、皮膚に常在するT細胞が臨床的に消失した乾癬病変に存続し、当該疾患の一次病態を引き起こすことが知られているサイトカインを産生することを明らかにしている(非特許文献3)。
乾癬の処置は、主にコルチコステロイド、ホスホジエステラーゼ阻害薬、免疫抑制薬(シクロスポリン、タクロリムス)、または紫外線療法の使用に基づく。さらに最近では、TNFαに対する抗体(インフリキシマブ、アダリムマブ、エタネルセプト、ゴリムマブ)、IL−17−A(セクキヌマブ、イキゼキズマブ)、IL−12/IL−23(ウステキヌマブ、グセルクマブ、チルドラキズマブ)が、中等症から重症の形態の乾癬を抑制するために開発されているか、または臨床試験中である(非特許文献4)。これらの抗体の中には、乾癬の重症度に応じて数週間からさらに数年にわたって皮下投与されるものもある。この処置はいくぶん有効であることが示されているが、重大な副作用があり、乾癬を治癒させることはまだできない。これらの欠点を克服できる新しい化合物を同定することが本当に必要である。この目的のためには、炎症を起こした皮膚、特に乾癬皮膚のモデルを持つことが不可欠である。
乾癬のマウスモデルは、自然突然変異(Scd1ab/Scd1ab、Sharpincpdm/Sharpincpdm、Ttc7fsn/Ttc7fsn)、またはさまざまなシグナル伝達経路に関与する遺伝子の発現の人工モジュレーション、またはサイトカインもしくは成長因子のコード化に基づいている(非特許文献5)。しかし、これらのモデルは、ヒトにおける乾癬の表現型および組織学的特性の全てを有しているわけではなく、新たな化合物をスクリーニングするためのこれらの動物モデルの使用を制限する付加的特性を有しているわけでもない。さらに、ヒトと動物との間の生理学的な相違によっては、ヒトにおける免疫応答を確実に予測することは可能にならず、前臨床試験段階で多くの候補化合物を放棄することにつながった。
これらの困難性を回避するために、乾癬ヒト皮膚の異種移植がヌードマウスまたはSCIDマウスで実施され、急性型乾癬のモデルを作製することが可能となっている。しかし、レシピエントマウスの免疫系は不完全であるため、これらの動物モデルから得られた結果をヒトに推定することはやはり困難である。
加えて、新しい規制要件と組み合わせた動物福祉の考慮は、ヒトの生理学により近いモデルの開発を推進している。したがって、人工皮膚または表皮のin vitroモデルは、不活性ポリカーボネートマトリックス上のケラチノサイトおよび/または線維芽細胞培養から開発されている(SkinEthic(商標)RHE、EpiSkin(商標)、EPISKIN、フランス)。しかしながら、このようなモデルは表皮付属物も免疫系の成分も含まないため、刺激性の可能性のある化合物をスクリーニングするためのそれらの使用が制限される。
これらの欠点を克服するために、ヒト皮膚の最初のex−vivoモデルを、真皮および表皮サンプルを採取することにより、ヒト皮膚サンプルから作製した。ただし、これらのモデルの寿命は7日間を超えない。この寿命は、真皮および表皮に加えて、表皮付属物および毛包を摂取することによって延長することができた(特許文献1)。しかし、これらのモデルは炎症性皮膚状態とは一致しない。
乾癬のヒト皮膚等価物は、健康な皮膚線維芽細胞を刺激することによって、または乾癬患者由来の線維芽細胞を用いることによって、in vitroで得られている(非特許文献6)。これら3Dモデルは表皮の肥厚と病態に特徴的な炎症性サイトカイン(TNFα、IL−1α、IL−6、IL−8、IL−22)の産生を示すが、免疫成分はまだ存在しない。
さらに最近では、培養培地に直接IL−1βを数日間添加することにより、ヒト皮膚外植片に急性炎症を誘発することが可能となった(特許文献2)。しかし、このモデルは、乾癬で観察される慢性炎症を説明するものではない。
Tjabringaらが開発したモデルの真皮下に、末梢血由来のT細胞を添加し、活性化またはTh1もしくはTh17部分集団に分化させることにより、これらのT細胞が産生するサイトカインがケラチノサイトに及ぼす影響および炎症の発症を実証することが可能となった(非特許文献7)。しかし、Ki67マーカーの発現、ケラチノサイト過剰増殖、表皮肥厚などの乾癬の特定の特徴は、このモデルにはまだ存在しない。さらに、末梢血由来のT細胞は皮膚の常在T細胞とは異なり、特に真皮および表皮のメモリー常在T(TRM)細胞とは異なる(非特許文献8)。実際、TRM細胞は、末梢血中の他のメモリーT細胞と区別する転写因子および表面マーカーをもっている。このように、S1PR1(スフィンゴシン−1−ホスレート受容体1)遺伝子の過少発現と組み合わさったTRM表面のCD69の存在は、それらを皮膚などの末梢組織に数カ月間留めることを可能にし、それによってそれらが血流中に再循環するのを妨げる。CD8RMおよびCD4RM集団の存在は、健康なヒト皮膚の表皮および真皮において広く観察されてきた;CD8CD49aRM部分集団は、パーフォリンおよびIFNγの合成に関与しており、一方CD8CD49aRM細胞は、主にIL−17を生成している(非特許文献9)。
ヒト皮膚生検における常在T細胞の活性化に基づく別のアプローチが、番号特許文献3下で公表された国際出願に記載された。しかし、このモデルでは乾癬に特徴的なタンパク質マーカーは同定できなかった。さらに、皮下脂肪組織を除去すると、厚さ300μm以下の皮膚生検が得られる。このような細かさは、取り扱いを非常にデリケートにし、皮下注射を可能にしない。
欧州特許第2 019 316 B1号 欧州特許第2 885 637 B1号 国際公開第2014/182655 A1号
JF NICOLAS,Bull.Acad.Natle.Med,2014,198(1),pp.17−30 PECKおよびMELLINS,Immunology,2009,129,pp.147−153 Rachael A.CLARCK,Sci Transl Med.,2015,7(269):269rv1 GOODERHAM et al.,Skin Therapy Letter,2015,20(1),pp. 1−5 MP SCHON,Experimental Dermatology,2008,17,pp. 703−712 TJABRINGA et al.,Am.J.Pathol.2008,173,pp.815−823 VAN DEN BOGAARD et al.,J.Invest.Dermatol.2014,134,pp.719−727 MUELLERおよびMACKAY,Nat Rev Immunol.,2016,16(2),pp.79−89 HAIJING et al.,Autoimmun Rev.,2018,pp. 906−911
従って、新しいツール、特に炎症を起こしたヒト皮膚のex vivoモデルを開発することが真に必要である。この必要性は、特に、炎症モデリングでの使用に適したex vivo皮膚サンプルが、in vivoで遭遇する条件からこれらのサンプルの挙動の顕著な逸脱を誘発することなく十分に長期間維持され得る培養条件の同定を含む。
驚くべきことに、本発明者らは、これらの全ての欠点を克服するin vitro法を開発した。
本発明は、生理病理学的文脈においてin vivoで観察される炎症を起こした皮膚の環境をより正確かつ再現性よく反映する炎症を起こした皮膚のex vivoモデルを提供することによって、上記の欠点を補うことを可能にする。
したがって、本発明の第1の目的は、以下のステップ:
a)あらかじめ哺乳動物から採取した健康な皮膚生検の真皮内に、抗CD3抗体および抗CD28抗体の皮膚常在T細胞を活性化するための有効量および場合によってはIL−2を含む組成物を注射するステップ、
b)ステップa)において活性化されたT細胞のLTh1および/またはLTh17への極性化ならびにIL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物の炎症マーカーの合成を得るための有効量を含む組成物の存在下で、ステップa)において得られた注射された皮膚生検をインキュベートするステップ
を含む、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルを得るためのin vitro法に関する。
本発明の第2の目的は、真皮、表皮および表皮付属物を含み、LTh1および/またはLTh17に極性化された活性化T細胞が表皮ケラチノサイトの炎症を促進した、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルに関する。
皮膚炎症を調節する化合物を同定する方法における本発明の炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの使用は、炎症を起こした皮膚のin vivo環境をより正確に反映する、容易に生成されるモデルに依存する利点を提供し、それによって、偽陽性および/または偽陰性の形での化合物のスクリーニング試験における誤差が減少する。
従って、本発明による方法は、さらに化合物の抗炎症効果を評価することを目的とし、次の追加のステップを含む:
c)候補化合物と、ステップb)の終了時に得られ、LTh1および/またはLTh17極性化T細胞を含む炎症を起こした皮膚のex vivoモデルを接触させるステップ;
d)炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルを測定するステップ;
e)ステップd)で得られた前記少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルをそれらの対照の発現レベルと比較するステップ;
f)ステップd)で測定した前記少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルがそれらの対照の発現レベルより低い場合に、前記候補化合物の抗炎症効果を同定するステップ。
本発明の方法により、皮膚炎症、特に乾癬を処置するための有効な抗炎症薬の探索が促進されるであろう。
本発明のさらに別の目的は、抗炎症候補化合物、特に乾癬を処置する可能性が高い候補化合物をスクリーニングする目的で本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの使用に関する。
最後に、本発明の別の目的は、本発明の方法を実施するためのキットに関するものであり、前記キットは、哺乳動物から以前に採取された健康な皮膚生検、抗CD3抗体および抗CD28抗体の有効量を含む組成物A、ならびに任意にIL−2、IL−1β、IL−23およびTGFβの少なくとも1つの混合物を含む組成物B、ならびに任意に注入注射用の装置を含む。
図1は、手動注射または注入によって得られる染色強度の勾配を比較することによって、皮膚生検への染色した溶液の手動(M)または注入(P)皮内注射とその拡散を示す。 図2は、未処置の(C)、または本発明の方法(Th17/Th1)のステップa)およびb)に従って処置した健康な皮膚生検の組織学的特徴を比較する。観察は、極性溶液中の本発明の方法のステップa)からの注射した健常皮膚生検のインキュベーションを開始して5日後(T5)または7日後(T7)に行った。IL−1β、IL−23、およびTGFβの少なくとも1つの混合物を含む組成物の存在下で7日間培養した後、表皮における海綿症(S)および表皮隆起(E)の伸長が観察された。 図3は、未処置での(T0)、および7日間培養で維持しての(T7)、健康な皮膚生検でランゲルハンス細胞(CD207)、レジデントT細胞(CD3)、樹状細胞(HLA−DR)、肥満細胞(トリプターゼ)の存在の組織学的解析を示す。 図4は、本発明の方法のステップa)およびb)に従って処置したモデルにおけるLTh17およびLTh1の存在を示す、本発明の方法によって得られた炎症性皮膚のモデルによる炎症性サイトカインIL−17AおよびIL−22の分泌(Th17/Th1)を示す。未処置の健康な皮膚生検(1−NativeSkin(登録商標))、本発明の方法のステップb)の極性カクテルの存在下で培養した健康な皮膚生検(2−NativeSkin(登録商標)+pro Th17/Th1)、本発明の方法のステップa)およびb)に従い処置した健康な皮膚生検(3−InflammaSkin(登録商標))を比較する。結果はpg/mlで表す。 図5は、未処置(C)または本発明の方法のステップb)のみ(IL−1β+IL−23+TGFβ)に従って、またはステップa)およびb)(抗CD3+抗CD28+IL−2+IL−1β+IL−23+TGFβ)に従って、および培養の7日後に処置した健康な皮膚生検の組織学的特徴を示す。これらの生検は、未治療(1)、プラセボゲル(2)、もしくはプラセボクリーム(4)で処置したか、または2種類の炎症阻害剤であるベタメタゾンジプロピオネート(3)およびホスホジエステラーゼ4型阻害剤(5)のいずれかで処置した。炎症抑制剤(3および5)による処置のみでは、表皮に組織学的異常が全く認められず、炎症誘発性サイトカイン分泌の、およびしたがってLTh17/LTh1細胞分化の阻害が示唆される。 図6は、予防的(A)または治療的(B)処置としてのIL−17Aタンパク質合成の阻害を示す。未処置の(1)、またはプラセボゲルで処置した(2)、ベタメタゾンジ−プロピオネートを含むゲルで処置した(3)、プラセボクリームで処置した(4)、またはPDE4阻害剤を含むクリームで処置した(5)、本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のモデルを比較する。結果は、本発明の方法により得られた、および未処置のままにした(1)炎症を起こした皮膚のモデルに関連して%で表す。 図7は、予防的(A)または治療的(B)処置としてのIL−22タンパク質合成の阻害を示す。未処置の(1)、またはプラセボゲルで処置した(2)、ベタメタゾンジ−プロピオネートを含むゲルで処置した(3)、プラセボクリームで処置した(4)、またはPDE4阻害剤を含むクリームで処置した(5)、本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のモデルを比較する。結果は、本発明の方法により得られた、および未処置のままにした(1)炎症を起こした皮膚のモデルに関連して%で表す。 図8は、予防的(A)または治療的(B)処置としてのIFNγタンパク質合成の阻害を示す。未処置の(1)、またはプラセボゲルで処置した(2)、ベタメタゾンジ−プロピオネートを含むゲルで処置した(3)、プラセボクリームで処置した(4)、またはPDE4阻害剤を含むクリームで処置した(5)、本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のモデルを比較する。結果は、本発明の方法により得られた、および未処置のままにした(1)炎症を起こした皮膚のモデルに関連して%で表す。 図9は、予防的(A)または治療的(B)処置としてのTNFαタンパク質合成の阻害を示す。未処置の(1)、またはプラセボゲルで処置した(2)、ベタメタゾンジ−プロピオネートを含むゲルで処置した(3)、プラセボクリームで処置した(4)、またはPDE4阻害剤を含むクリームで処置した(5)、本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のモデルを比較する。結果は、本発明の方法により得られた、および未処置のままにした(1)炎症を起こした皮膚のモデルに関連して%で表す。 図10は、本発明の方法によって得られた炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの模式図である。底部が多孔性膜(40)からなる細胞培養挿入物(10)は、固化したマトリックス(20)に埋め込まれた炎症を起こした皮膚(30)のex vivoモデルを含む。特定の実施形態では、細胞培養挿入物は、ラグ(60)および炎症を起こした皮膚の前記ex vivoモデルの表皮表面に付着した疎水性物質(50)からなるリングを有する。 図11は、ヒト皮膚生検の皮膚細胞を取り込む抗CD3抗体の能力を示す。生検の真皮への抗CD3e抗体の直接的な注射(皮内注(II)−左パネル)と、皮膚生検が浮遊する培養培地中に置いた抗CD3e抗体の拡散(培養培地への添加(AMC)−右パネル)を比較する。2つの別々の生検を検査した(反復(R)1および2)。白い矢印は、抗CD3抗体を取り込んだ真皮細胞を同定する。白い星は、皮膚生検の1つの表皮表面に抗CD3抗体が存在することを示している(右上のパネル)。 図12は、ヒト皮膚生検の真皮細胞における抗CD3抗体の細胞内局在を示す。生検の真皮に抗CD3e抗体を直接注射した。 図13は、炎症を起こしていない(C)、本発明の方法に従って炎症を起こした(I)、予防的処置としての抗TNF−α抗体の皮下注射により炎症を起こし、処置した(I+抗TNF−α−P)、または治療的処置(I+抗TNF−α−T)としての、皮膚生検の組織学的特徴を示す。 図14は、炎症を起こしていない(C)、本発明の方法に従って炎症を起こした(I)、本発明の方法に従って炎症を起こし、予防的処置として抗TNF−α抗体の皮下注射により処置された(I+抗TNF−α−P)、または治療的処置として処置された(I+抗TNF−α−T)皮膚生検によるIL−22のタンパク質合成を示す。結果はpg/mlで表される。
本発明は、皮膚炎症の軽減に関する化合物の活性を評価するための新しいツールを提供することを目的とする。
本発明の第1の目的は、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルを得るためのin vitro法であって、以下のステップ:
a)あらかじめ哺乳動物から採取した健康な皮膚生検の真皮内に、抗CD3抗体および抗CD28抗体の皮膚常在T細胞を活性化するための有効量および場合によってはIL−2を含む組成物を注射するステップ、
b)ステップa)において活性化されたT細胞のLTh1および/またはLTh17への極性化ならびにIL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物の炎症マーカーの合成を得るための有効量を含む組成物の存在下で、ステップa)において得られた注射された皮膚生検をインキュベートするステップ
を含む方法に関するものである。
「炎症を起こした皮膚のex vivoモデル」とは、炎症性特性を有する皮膚の生検を意味する。これらの炎症性特性の同定は、タンパク質または遺伝子レベルでの炎症マーカーの発現の検出に基づく。炎症マーカーには、限定されるものではないが、サイトカイン、抗菌タンパク質、脂質生合成に関与するタンパク質、または発現レベルが炎症状態と非炎症状態との間で変化する任意の他の分子が含まれる(特にSERHAN & WARD、Molecular and Cellular Basis of Inflammation、Humana Pressを参照)。インターロイキンには、限定されるものではないが、IL−1A、IL−1B、IL−5、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−12、IL−17A、IL−17C、IL−17F、IL−19、IL−21、IL−22、IL−23、IL−27、IL−31、およびIL−33、ならびにIL−10RA、IL−10RB、IL−1R1、IL−5RA(CD125)、およびIL−9Rを含むがこれには限定されないインターロイキン受容体が含まれる。ケモカインには、限定されるものではないが、C5、エオタキシン、MCP−4、TARC、MCP−1、MIP−3A、CCL22、CCL23、MIP−1B、RANTES、MCP−3、MCP−2、CX3CL1、IL8RA、INP10、L8RB、およびCXCL3、ならびにCCL13(MCP−4)、CCR1、CCR2、CCR3、CCR4、CCR5、CCR6、CCR8、CX3CR1、CXCR1、およびCXCR2を含むがこれには限定されないケモカイン受容体も含まれる。さらに、他のサイトカイン、例えば、限定されるものではないが、MCP−1、GM−CSF、TNFSF5、MCSF、GCSF、TNFSF6、IFNA2、IFNG、TNFA、TNFB、MIF、NAMPT、TRAIL、およびIFNA1、ならびに限定されるものではないが、CD4、CD40、TNFSF5、FASLG、JAK2、JNK1、NFkB、RAG1、STAT1、S100ファミリータンパク質、およびβデフェンシンを含む、炎症に関与する他の遺伝子が可能である。
好ましくは、本発明の方法によって得られる皮膚のex vivoモデルは、上記の中から選択される少なくとも2つ、好ましくは少なくとも3つ、および特に好ましくは少なくとも4つの炎症マーカーの発現率が、健康な皮膚生検で観察されるものよりも高い場合(炎症を起こしていない、および/または本発明による方法のステップを受けていない)、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルであると考えられる。
なお好ましくは、本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、参照により本明細書に組み込まれているYao et al.,PloSOne,2008,3(7),e2737によって記事の表S1に記載された50の中で、炎症マーカーに加えて、少なくとも1つの遺伝子またはその生成物の過剰発現が検出された場合に、乾癬患者において観察される乾癬病変と同等である。
特に好ましい方法では、本発明の方法によって得られた炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、健康な皮膚生検で観察されるものよりも高い、IL−8、IL−17A、IL−22、IL−23、IFNγ、TNFα、S100A7、S100A8、S100A9、S100A12、SERPINB3、SERPINB4、SERPINB13、DEFB4、KRT6A、KRT16、KRT17、CXCL9、CXCL10、CCL18、およびCCL20から選択される少なくとも3つ、好ましくは少なくとも4つ、好ましくは少なくとも5つ、および特に好ましくは少なくとも6つの炎症マーカーのタンパク質および/または遺伝子発現率を有する。
炎症マーカーの存在または他の前述のマーカーの過剰発現に加えて、本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のex vivoモデルにおいても生理学的変化が観察可能である。これらには、限定されるものではないが、表皮の海綿症、真皮における表皮隆起の伸長、表皮細胞における濃縮核および細胞質空胞化の存在、さらには炎症によって引き起こされる細胞死を示唆する剥離が含まれる。
「皮膚生検」とは、少なくとも表皮、真皮、および表皮付属物を含む皮膚断片を意味する。この皮膚断片または生検はまた、皮下組織とも呼ばれる皮下の組織の一部を含むことができる。皮下組織は真皮の直下に位置し、より深い臓器、筋肉、腱、骨を取り囲む線維性膜から皮膚を隔てる保護クッションを形成する。皮下組織は、脂肪細胞、神経、血液およびリンパ毛細血管のネットワーク、細胞外マトリックス成分の合成に関与する少数の線維芽細胞、ならびに樹状細胞およびマクロファージなどの免疫細胞からなる。皮下組織は脂肪細胞を含む脂肪小葉に分割され、神経および血管の通過を可能にする結合壁によって隔てられている。皮下組織の機能は、単離すること、皮膚細胞へのエネルギーの貯蔵を提供すること、身体的ストレスを吸収することである。さらに、研究は、ペプチドベースの薬物の吸収においてリンパ管輸送が果たす重要な役割を示している。
好ましくは、皮膚生検は、1ミリメートル(mm)〜1センチメートル(cm)、より特定的には3mm〜1cm、さらにより特定的には3mm〜8mm、さらにより特定的には5mm〜7mmの範囲の厚さを有する。表皮、真皮、表皮付属物、および皮下組織を含む皮膚生検では、最大1cmの厚さが得られる。いずれの場合も、皮膚生検の厚さは1mm以上である。
好ましくは、前記皮膚生検は、動物、特に哺乳動物、および好ましくはヒトから採取される。本発明の方法で用いることができる生検としては、手術廃棄物または屠殺場から得られる生検を挙げることができる。「手術廃棄物」とは、眼瞼形成術後、鼻形成術後、腹壁形成術後、または乳房縮小術後を含む美容外科から得られた皮膚サンプルを意味する。皮膚生検サンプリング技術は、当業者に周知である。
そのin vitroでの生存を確実にするためには、抗CD3抗体および抗CD28抗体、ならびに任意にIL−2の有効量を含む組成物を注射する前に、1時間以内〜72時間以内、好ましくは1時間以内〜48時間以内にサンプリングを行わなければならない。
「健康な皮膚生検」とは、眼に知覚される炎症の徴候(すなわち、皮膚の破損、発赤、腫脹、加熱、または過剰なスケーリング・・・)を何ら示さない、または炎症マーカーを何ら発現しない皮膚断片を意味する。さらに、本発明の方法で使用される健康な皮膚生検は、皮膚科学的病理学、特に炎症性のない個体から採取することが必須である。
好ましくは、皮膚生検は円筒形形状を有する。
しかしながら、皮膚生検の任意の他の幾何学的形状、特に、正方形、長方形、楕円形、三角形などである形状も、本発明による方法に適している。
好ましくは、円筒形形状は、1mm〜50mm、より特定的に5mm〜20mm、さらに特定的に7mm〜17mmの範囲の直径、および1mm〜20mm、より特定的に2mm〜15mm、さらに特定的に2mm〜10mm、さらにより特定的に2mm〜5mmの範囲の厚さを有する。
「真皮」とは、密な血管および神経ネットワーク、ならびに表皮を伸長する角化した付属物を含む表皮の下部組織を意味し、組織は毛包、脂腺、および汗腺も含む。
真皮は、それぞれの細胞外マトリックスの組成および機構が異なる2つの部分に細分される。真皮乳頭層は、表皮の直下にある。それは、I型およびIII型コラーゲンの微細な原線維、および表皮に垂直に配向する弾性線維からなる疎性結合組織であり、それによりロウソク型構造を形成する。真皮乳頭層の下にある網状層は、大きなコラーゲン線維と弾性線維の束が織り合わさって構成される結合組織であり、それは、皮膚表面と平行に優先的に配向している。真皮網状層は、真皮乳頭層よりIII型コラーゲンが少ない。
「真皮に注射する」とは、健康な皮膚生検の真皮構造に直接組成物を注射、導入または接種することを意味する。この真皮への注射は、注射装置、特に勾配付きもしくは勾配がない、死体積がない中空の針、または当業者に知られている任意の他の同等の機械的装置を用いて行われる。
好ましくは、表皮へのいかなる外傷をも避けるために、網状真皮内に注射を行う。本発明の方法で使用される皮膚生検において、表皮付属物の真皮下、および任意には皮下組織の下に存在することによって、それらに注射中の裂傷のリスクを制限する厚さが付与される。
文献国際公開第2014/182655 A1号からの生検の真皮への注射は、皮下組織を含まないこれらの皮節のある生検の厚さが750μmであることから、裂傷のリスク増大を提示すると考えられる(SMITH et al.,PLoS One.2016 Feb 12;11(2):e0147979)。
健康な皮膚生検の真皮構造に組成物を直接注射する主な利点は、この組成物を生検のすべての組織へより均一かつ迅速に拡散させ、結果として真皮の常在T細胞をより良好に活性化させることである。このような性能は、文献国際公開第2014/182655 A1号で使用されているような組成物の単純な受動的拡散によっては達成できない。
好ましくは尚、注射ステップは室温で行われる。
真皮に注入される組成物の体積は、健康な皮膚生検の大きさまたは表面積、特に後者が円筒形形状である場合にはその直径に応じて変化する。
好ましくは、健康な皮膚生検の直径が8mm以下である場合、注射される組成物の体積は10μl以下である。
好ましくは、健康な皮膚生検の直径が15mm以下である場合、注射される組成物の体積は35μl以下である。
好ましくは、注射される組成物の体積は、少なくとも5μlである。
注射に際しては、表皮を傷つけないことが重要である。このような結果は、皮膚生検が少なくとも1mm、好ましくは少なくとも2mm、より好ましくは少なくとも3mmの厚さを有する場合にのみ得られ得る。
好ましくは、組成物の注射は、手動で、または注入によって行うことができる。
特定の実施形態によれば、抗CD3抗体および抗CD28抗体の有効量、ならびに任意にIL−2を含む組成物の健康な皮膚生検の真皮内への注射を、手動で行うことができる。
抗CD3抗体および抗CD28抗体、ならびに任意にIL−2を含む組成物を健康な皮膚生検の真皮内に注射することにより、抗CD3および抗CD28抗体、ならびに任意にIL−2を真皮細胞内に取り込むことが可能になる。
別の特定の実施形態によれば、有効量の抗CD3抗体および抗CD28抗体、ならびに任意にIL−2を含む組成物の健康な皮膚生検の真皮内への注射は、4〜12μL/時の範囲の流量で注入によって行われる。この特定の実施形態では、注射は数時間継続し得る。一定の流量を確保するために、浸透圧ポンプまたは他の任意の制御された液体拡散システムの使用が可能である。
手動の注射とは逆に、潅流による注射は、皮膚生検の真皮における組成物のより均一な拡散を可能にする。「より均一な拡散」とは、注射部位から生検の端(すなわち外径)までの組成物中の化合物の濃度勾配の減少を意味する。また、注入による注射によって、より良好な再現性が確実になる。
「抗CD3抗体」とは、CD3抗原を特異的に結合することができる任意の抗体またはその断片を意味する。CD3は、未変化のT細胞の表面に存在する膜タンパク質複合体であり、1本のγ鎖、1本のδ鎖、2本のε鎖からなる。T細胞受容体(TCR)と、および相補鎖ζと会合することによって、CD3は細胞内シグナルを伝達することができるTCR複合体の形成を可能にする。抗CD3抗体の市販の形態、例えばクローンUCHT1(THERMO FISHER 16−0038−81、MERCK MILLIPORE CBL150)、またはクローニングAPA1/1(MERCK MILLIPORE 05−785、THERMO FISHER MA1−10182)がある。
好ましくは、ステップa)で注射される組成物中の抗CD3抗体の濃度は、10ng/μl〜100ng/μl、好ましくは20ng/μl〜80ng/μl、特に好ましくは30ng/μl〜70ng/μlの範囲である。
特定の実施形態によれば、ステップa)で注射される組成物中の抗CD3抗体の濃度は、50ng/μlである。
「抗CD28抗体」とは、CD28抗原と特異的に結合することができる任意の抗体またはその断片を意味する。CD28は、特にT細胞の表面に存在し、その生存、クローン増殖、それらの代謝活性、ならびにIL−2産生に関与する共刺激タンパク質である。抗CD28抗体には市販の形態があり、例えばクローン15E8(MILTENYI BIOTEC 130−093−375)またはクローンCD28.6(THERMO FISHER 16−0288−81)がある。
好ましくは、ステップa)で注射される組成物中の抗CD28抗体の濃度は、10ng/μl〜100ng/μl、好ましくは20ng/μl〜80ng/μl、特に好ましくは30ng/μl〜70ng/μlの範囲である。
特定の実施形態によれば、ステップa)で注入される組成物中の抗CD28抗体の濃度は、50ng/μlである。
より特定の実施形態によれば、抗CD3抗体および抗CD28抗体は、CD3に対して特異的に指向される第1のScFV断片およびCD28に対して特異的に指向される第2のScFV断片を有する単一の二重特異的抗体によって置換される。この二重特異性抗体は、CD3およびCD28抗原の両方に結合活性を有し、常在T細胞活性化は、抗CD3および抗CD28単特異性抗体と同等に機能する。
「IL−2」とは、有糸分裂に、したがってIL−2受容体を担持する細胞、特にTヘルパー細胞の増殖に作用するサイトカインであるインターロイキン−2を意味する。
好ましくは、ステップa)において注射される組成物中のIL−2の濃度は、1ng/ml〜20ng/ml、好ましくは2ng/ml〜15ng/ml、特に好ましくは4ng/ml〜12ng/mlの範囲である。
特定の実施形態によれば、ステップa)で注射される組成物中のIL−2濃度は、10ng/mlに等しい。
抗CD3抗体および抗CD28抗体、ならびに任意にIL−2を含む組成物を健康な皮膚生検の真皮内に注射した後数時間以内に、真皮内の常在メモリーまたは未変化のCD4および/もしくはCD8T細胞の部分集団が活性化され、潜在的に増幅される。これらの細胞は少数であり、真皮内に無秩序に分布しているので、組成物が真皮全体に、場合によっては生検の表皮内に均一に拡散することが重要である。
「有効量」とは、期待される効果を達成するのに十分な量を意味する。この有効量の概念は、抗CD3抗体、抗CD28抗体、およびIL−2にも適用可能である。本発明の意味の範囲内で、かつステップa)に関連して、「期待される効果」は、真皮における真皮常在T細胞の活性化である。この効果は、組成物の注射が注入を介する場合に増強される。
真皮内の常在T細胞の活性化は、活性化マーカー、例えば、しかし限定されずにCD69を用いて直接強調することができる。
抗CD3抗体、抗CD28抗体、およびIL−2の有効量は、皮膚生検のサイズによって変化する。
有効量の例としては、上記の濃度に関連した注射量の使用を挙げることができる。
特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップa)において健康な皮膚生検の真皮内に注射された組成物中の抗CD3抗体、抗CD28抗体、およびIL−2の有効量は、直径が8mmに等しい生検では、それぞれ500ng、500ng、および0.1ngである。
別の特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップa)において健康な皮膚生検の真皮に注射された組成物中の抗CD3抗体、抗CD28抗体、およびIL−2の有効量は、直径が15mmに等しい生検について、それぞれ1750ng、1750ng、および0.35ngである。
特定の実施形態によれば、本発明のin vitro法は、ステップb)の前に、ステップa)の終了時に得られた注射された皮膚生検を凝固可能な液体マトリックス上に堆積させるステップa’)を含み、前記マトリックスは、それ自体細胞培養挿入物に含まれ、その底部は多孔性膜からなり、前記挿入物は容器またはウェルに配置されており、したがってマトリックスが固化すると、皮膚生検の3D完全性を維持することが可能になる。
「凝固可能な液体マトリックス」とは、少なくとも1つの特定の化合物または組成物を含む任意の液体溶液を意味し、前記液体溶液中の濃度は、適切な条件、特に特定の温度条件を実施する場合に、液体溶液が固体またはゲル様のコンシステンシーを呈するようなものである。前記特定の化合物または組成物は、動物、植物または合成起源のものであってもよく、その性質およびその濃度は、固化したときのマトリックスの所望の物理化学的特性、特にマトリックスの柔軟性および強度に従って決定される。
本発明の方法の実施形態によれば、ステップa’)において、前記固化可能な液体マトリックスは、好ましくは血漿または血漿由来の溶液から選択される、前記皮膚生検を構成する皮膚細胞の生存および培養に適合する特定の条件下で固化またはゲル化することができる任意の液体溶液、好ましくは栄養素から選択され、特に生理学的緩衝液として最大10%、好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%および40%に希釈された、フィブリノーゲン溶液、コラーゲン溶液、ゼラチン、合成ポリマーゲル、天然ゲル、例えばアガロースゲル、特に低融点のアガロースまたは寒天ゲル、デンプンまたは多糖ゲル、またはそれらの混合物である。
固化することができるマトリックスおよびその中に皮膚生検を配置する方法は、欧州特許出願EP 2 882 290 A1号に詳細に記載されており、参照により本明細書に引用されている。
固化することができるマトリックスの目的は、本発明の方法のステップa)の終了時に得られた注射された皮膚生検を培養することを可能にし、その取り扱いをより容易にすることである。「培養」とは、皮膚生検の生理学的および形態学的状態、すなわち生検を構成するすべての組織および細胞の維持を意味する。
固化することができるマトリックスの目的はまた、本発明による方法によって常在T細胞が活性化された皮膚生検を保存および/または輸送することができるようにすることである。
固体化することができるマトリックスの性質は、皮膚生検細胞が生存し続けることを可能にしなければならず、すなわち、いかなる細胞毒性効果も持たず、室温(すなわち、15℃から25℃)での固化/重合温度を有する。
特定の一実施形態では、固化することができるマトリックスは、ヒトフィブリノーゲンの溶液である。
特定の実施形態によれば、本発明のin vitro法は、ステップa’)の前に、ステップa)の終了時に得られた注射された皮膚生検の表皮表面に、疎水性物質からなるリング、またはその中心に穿孔したディスクを取り付けるステップa’’)を含み、前記リングの外径は皮膚生検の表皮表面の直径よりも大きく、前記リングの内径は皮膚生検の表皮表面の直径よりも小さい。
好ましくは、リングの疎水性材料は皮膚に対して毒性でない材料であり、Parafilm(登録商標)(SIGMA)のようなパラフィンポリマー、またはシリコンポリマーであってもよい。特定のモードによれば、リングは、疎水性材料のフィルムから、所望の寸法に従って前記フィルムを穿孔することによって製造される。リングの厚さは、好ましくは0.1mm〜2mm、好ましくは0.1〜1mm、より好ましくは0.1〜0.5mm、さらに好ましくは0.12〜0.2mmである。
前記リングは、不透明または半透明の材料でできてもよい。特定の実施形態によれば、リングは不透明な材料でできている。
より特定の実施形態によれば、前記リングは、接着剤を用いて生検の表皮表面に付着され、好ましくはリングの下面に付加される。前記接着剤は、皮膚に対して毒性でなく、かつリングを皮膚に付着させる効果を有する任意の種類の材料から選択することができ、この材料はケイ素であり得る。好ましくは、前記接着剤は疎水性である。
この疎水性リングの材料、接着剤および付着方法は、欧州特許出願EP 2 882 290 A1号に詳述されており、参照により本明細書に組み込まれる。
「ステップa)で得られた注射された皮膚生検をインキュベートする」とは、あらかじめ真皮に注射された皮膚生検を、有効量の抗CD3抗体および抗CD28抗体、ならびに場合によってはIL−2を含む組成物と、その生存に必要な全ての要素を含む培養培地中に置くステップを意味する。そのため、ステップb)は、ステップa)の終了時に得られた皮膚生検を、その生存に必要なすべての要素を含む培養培地と接触させることによって行われる。
このステップb)では、ステップa)の終了時に活性化された真皮内の常在T細胞は、さらにLTh1および/またはLTh17細胞に分極する。「極性化」とは、活性化された常在T細胞がLTh1および/またはLTh17ヘルパーT細胞系統に分化することを意味する。
「Th1細胞」とは、サイトカインIL−12およびIFN−γの影響下にある未変化のCD4T細胞の分化に由来し、かつこの部分集団に特異的なサイトカイン合成プロファイル、すなわちIFN−γ、TNF−αおよびIL−2を有するT細胞の部分集団を意味する。
「Th17細胞」とは、サイトカインTGF−β、IL−6、IL−1、およびIL−23の作用下にあるメモリーまたは未変化のCD4および/またはCD8T細胞の分化に由来し、この部分集団に特異的なサイトカイン合成プロファイル、すなわちIL−17、およびIL−22を有するT細胞の部分集団を意味する。
これら2つの細胞部分集団Th1および/またはTh17に特異的なサイトカインの産生の測定は、これらの細胞の数と直接相関する。
この分化は、培養培地に、本発明の方法のステップa)で定義されたように既に注射された健康な皮膚生検、インターロイキン−1β(IL−1β)、インターロイキン−23(IL−23)、および形質転換成長因子β(TGF−β)の少なくとも1つの混合物の有効量を含む組成物を加えることによって誘導される。
「インターロイキン−1β」とは、細菌攻撃に応答してマクロファージおよび樹状細胞によって天然に分泌される前駆体のカスパーゼ1タンパク質分解に由来する約30kDaのタンパク質を意味する。このサイトカインは炎症応答の重要なメディエーターであり、増殖、分化、アポトーシスを含む多くの細胞活性に関与している。
「インターロイキン−23」とは、IL−23に特異的なp19サブユニット、およびIL−12に共通のp40サブユニットから構成される約60kDaのヘテロ二量体タンパク質を意味する。一部のT細胞の部分集団の表面に存在するヘテロ二量体受容体IL12RB1およびIL23Rに結合することにより、このサイトカインはメモリーT細胞の刺激を可能にし、炎症誘発性サイトカインの合成を導く。
「TGF−β」とは、前駆体として合成されるサイトカインの成熟型に対応する25kDaの二量体タンパク質を意味する。このサイトカインはマクロファージを含む多数の細胞によって分泌され、増殖からアポトーシスに至るまで細胞に対して多面的な効果を発揮する。TGF−βはまた、炎症の制御において非常に重要な役割を果たす。
「有効量」により、本発明の意味の範囲内で、かつステップb)に関連して、ステップa)で活性化されたT細胞のLTh1および/またはLTh17への分極、ならびに炎症マーカーの合成を得るための有効量のIL−1β、IL−23、およびTGF−βを意味する。
好ましくは、本発明の方法のステップb)で使用される組成物の混合物中のIL−1βの濃度は、1ng/ml〜50ng/ml、好ましくは5ng/ml〜30ng/ml、特に好ましくは7ng/ml〜15ng/mlの範囲である。
特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップb)で使用される組成物の混合物中のIL−1βの濃度は、10ng/mlである。
好ましくは、本発明の方法のステップb)で使用される組成物の混合物中のIL−23の濃度は、10ng/ml〜100ng/ml、好ましくは20ng/ml〜80ng/ml、特に好ましくは30ng/ml〜60ng/mlの範囲である。
特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップb)で使用される組成物の混合物中のIL−23の濃度は、50ng/mlである。
好ましくは、本発明の方法のステップb)で使用される組成物の混合物中のTGF−β濃度は、1ng/ml〜50ng/ml、好ましくは5ng/ml〜30ng/ml、特に好ましくは7ng/ml〜15ng/mlの範囲である。
特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップb)で使用される組成物の混合物中のTGF−βの濃度は、10ng/mlである。
より特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップb)で使用される組成物の混合物中のIL−1β、IL−23、およびTGF−βの濃度は、それぞれ10ng/ml、50ng/ml、および10ng/mlである。
本発明の方法のステップb)は、真皮の活性化されたTCD4細胞のTh1および/またはTh17細胞への極性化を可能にするのに十分長い期間、COインキュベーターにおいて37℃で実施される。
好ましくは、ステップa)で得られた注射された皮膚生検を、IL−1β、IL−23、およびTGFβの少なくとも1つの混合物を含む組成物の存在下でインキュベートするステップb)は、少なくとも3日間、好ましくは3〜10日間の期間実施される。
好ましくは、本発明の方法のステップb)のインキュベーション期間は、5日以上とする。
特定の実施形態によれば、ステップa)で得られた注射された皮膚生検を、IL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物を含む組成物の存在下でインキュベートするステップb)の継続期間は、7日間である。
好ましくは、本発明の方法のステップb)で使用されるIL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物を含む組成物は、混合物の成分の一定濃度を維持するために頻繁に更新され、溶液中のそれらの半減期は、数分から数時間である。
特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップb)で使用されるIL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物を含む組成物は、このステップの期間を通して毎日更新される。
別の特定の実施形態によると、本発明による方法は、化合物の抗炎症効果を評価することをさらに目的とし、次の追加のステップを含む:
c)候補化合物と、ステップb)の終了時に得られ、LTh1および/またはLTh17極性化T細胞を含む炎症を起こした皮膚のモデルを接触させるステップ;
d)炎症を起こした皮膚のモデルの少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルを測定するステップ;
e)ステップd)で得られた前記少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルをそれらの対照の発現レベルと比較するステップ;
f)ステップd)で測定した前記少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルがそれらの対照の発現レベルより低い場合に、前記候補化合物の抗炎症効果を同定するステップ。
「抗炎症効果」とは、限定されるものではないが、炎症誘発性サイトカインの産生を低下させ、抗炎症性サイトカインの合成を促進し、免疫系細胞の増殖を調節するような、炎症を低下させる化合物の能力を意味する。
「候補化合物」とは、炎症調節剤としての潜在的使用のために選択される任意の合成の、または天然の化学物質を意味する。候補化合物は、精製または混合することができる。候補化合物には、小分子、巨大分子、およびポリマーが含まれる。いくつかの実施形態において、候補化合物は、化学合成によって生成されるか、または組合せライブラリーに含まれる分子であり得る。いくつかの実施形態において、候補化合物は、その構造がコンピュータまたは三次元分析によって設計される分子または巨大分子であり得る。候補化合物には、有機源(例えば、動物抽出物、植物抽出物、および微生物溶解物)からの粗抽出物または精製抽出物も含まれる。本発明の方法の実施に使用される候補化合物は、不活性緩衝液(例えば、塩溶液)または適切な溶媒(例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、メタノールおよびエタノールなどのアルコール、水溶液または化粧品組成物に使用される他の任意の化合物と組み合わせることができる。
「炎症マーカー」とは、炎症を起こしていない細胞、組織または臓器と比較して、炎症を起こしている細胞、組織または臓器における発現量の変化を示す、発現可能な要素、またはそれによって発現される要素を意味する。炎症マーカーの中には、炎症を起こしていない細胞、組織または臓器と比較して、炎症を起こした細胞、組織または臓器における発現レベルにおいて統計学的に有意な差異(p≦0.10)を示すものもある。例えば、「炎症マーカー」は、炎症を起こしていない同様な組織に含まれる同型の細胞と比較して、炎症を起こした組織に含まれる細胞中で異なる速度で発現される遺伝子、遺伝子断片、またはコード領域であり得る。「炎症マーカー」は、タンパク質の物理的存在によって、またはタンパク質に特徴的な活性によって測定されるRNA(例えば、mRNA)産生またはタンパク質産生に対応し得る。炎症マーカーの一覧は、説明の前半に記載されている。
炎症マーカー(mRNAまたはタンパク質)の性質に応じて、当業者に周知の検出方法が適用されるであろう。これらには、限定されるものではないが、タンパク質の検出のためのウェスタンブロットまたはELISA型試験が含まれる。目的遺伝子のmRNA発現は、マイクロアレイ、RNA−SeqまたはNextGen配列決定技術を用いて決定することができる。また、炎症を起こした皮膚のモデルの培養培地、炎症を起こした皮膚のモデルの全部もしくは一部、または特に真皮もしくは表皮、または真皮および/もしくは表皮の特定の細胞サブタイプにおいて、炎症マーカーを直接測定することも可能である。
ステップc)で候補化合物を炎症を起こした皮膚のモデルと接触させることは、局所的に、または培養培地中で直接行うことができる。局所適用の場合、候補化合物の適用前に、本発明の方法のステップa)およびb)から得た炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの表皮表面を乾燥する(すなわち、表皮からの液体の可能な微量を除去する)。
また、ステップc)において候補化合物を炎症を起こした皮膚のモデルと接触させるこのステップは、皮下注射によって実施することも可能である。このような実施形態は、高分子量を有する、親水性が高い、または容易に分解される候補化合物に対して特に適切である。例として、このような化合物は、タンパク質性の候補化合物、特に抗体であり得る。
好ましくは、候補化合物を炎症を起こした皮膚のモデルと接触させるステップc)は、数分から数時間、またはさらに数日続くことがある。候補化合物の性質、安定性、溶解性、または他のいずれかの物理化学的特性に応じて、前記接触はまた、7日の全継続期間にわたって毎日更新してもよい。
好ましくは、本発明の方法のステップd)において、少なくとも3つ、好ましくは少なくとも4つ、特に好ましくは少なくとも5つの炎症マーカーの発現レベルが測定される。
炎症マーカーは、以前に定義されたとおりである。
特定の実施形態によれば、ステップd)はまた、IL−8、IL−17A、IL−22、IL−23、IFNγ、TNFα、S100A7、S100A8、S100A9、S100A12、SERPINB3、SERPINB4、SERPINB13、DEFB4、KRT6A、KRT16、KRT17、CXCL9、CXCL10、CCL18、およびCCL20からなる群から選択される少なくとも3つ、好ましくは少なくとも4つ、特に少なくとも5つ、および特に好ましくは少なくとも6つの炎症マーカーの発現レベルを測定することを含む。
対照の発現レベルは、ステップb)における本発明の方法によって得られた炎症を起こした皮膚のモデルにおいて、およびそれを候補化合物と接触させるステップc)の前に測定することができる。
対照発現レベルはまた、炎症性皮膚状態、特に乾癬を有する1人以上の患者から採取した、特に乾癬病変を有する炎症を起こした皮膚の1つ以上のサンプルにおいて測定することもできる。
好ましくは、本発明の方法のステップf)の終了時に、少なくとも10%、好ましくは少なくとも30%、好ましくは少なくとも50%、および特に好ましくは少なくとも80%だけ、少なくとも2つの炎症マーカーのタンパク質および/または遺伝子発現のレベルの低下と関連する候補化合物を選択する。
このような方法は、既存の炎症に対して治療効果を有する化合物を同定することを可能にする。
このような影響は、文献国際公開第2014/182655 A1号で開発されたモデルでは測定できない。実際、このモデルは、真皮の常在T細胞の活性化後、せいぜい48時間でのみ解析できるようである。
また、化合物が炎症の発生を防ぐ有効性を試験することも可能である。
さらに別の特定の実施形態によれば、本発明の方法のステップb)およびc)は、試験中の候補化合物が抗炎症効果を有する場合に炎症の発症を防止するために同時に実施される。
化合物の予防効果を試験することも可能である。
この場合、本発明の方法のステップa)、b)、c)の順序を逆にして、炎症の発症を防止する。この実施形態では、候補化合物を皮膚モデルと接触させるステップは、真皮内に常在するT細胞を活性化させるステップa)および極性化させるステップb)の前に行われる。
本発明の方法は、皮膚炎症を調節する候補化合物のための他のスクリーニング試験、例えば、限定されるものではないが、皮膚細胞部分集団に関するin vitro試験、酵素試験、またはさらに炎症性皮膚疾患(すなわち、皮膚炎、乾癬病変・・・)を有する患者からの皮膚生検で実施されるex vivo試験に加えて用いることもできる。
本発明の別の目的は、真皮、表皮、表皮付属物、および場合によっては皮下組織を含み、LTh1および/またはLTh17に極性化された活性化されたT細胞が表皮ケラチノサイトの炎症を促進した、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルに関する。
好ましくは、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、真皮、表皮、表皮付属物、ならびにTh1および/またはTh17細胞を含み、少なくとも2つの炎症マーカーの発現、および任意にケラチノサイトの過剰増殖によって特徴づけられる。
好ましくは依然として、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、真皮、表皮、表皮付属物、皮下組織、ならびにTh1および/またはTh17細胞を含み、少なくとも2つの炎症マーカーの発現、および任意にケラチノサイトの過剰増殖によって特徴づけられる。
少なくとも2つの炎症マーカーの発現の測定は、タンパク質および/または遺伝子レベルで実施することができる。
好ましい実施態様によれば、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、真皮、表皮、表皮付属物、ならびにTh1および/またはTh17細胞を含み、IL−8、IL−17A、IL−22、IL−23、IFNγ、TNFα、S100A7、S100A8、S100A9、S100A12、SERPINB3、SERPINB4、SERPINB13、DEFB4、KRT6A、KRT16、KRT17、CXCL9、CXCL10、CCL18、およびCCL20からなる群から選択される少なくとも2つの炎症マーカーおよび少なくとも3つ、特に少なくとも4つ、好ましくは少なくとも5つ、および特に好ましくは少なくとも6つの炎症マーカーのタンパク質および/または遺伝子レベルでの発現を特徴とする。
別の好ましい実施態様によれば、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、真皮、表皮、表皮付属物、皮下組織、ならびにTh1および/またはTh17細胞を含み、IL−8、IL−17A、IL−22、IL−23、IFNγ、TNFα、S100A7、S100A8、S100A9、S100A12、SERPINB3、SERPINB4、SERPINB13、DEFB4、KRT6A、KRT16、KRT17、CXCL9、CXCL10、CCL18、およびCCL20からなる群から選択される少なくとも2つの炎症マーカーおよび少なくとも3つ、特に少なくとも4つ、好ましくは少なくとも5つ、および特に好ましくは少なくとも6つの炎症マーカーのタンパク質および/または遺伝子レベルでの発現を特徴とする。
そのex vivoでの生存維持、その取り扱いおよびその輸送を最適化するために、前記炎症を起こした皮膚のex vivoモデルを、表皮を空気と接触させた状態に維持する固化したマトリックス中に置くことができ、前記マトリックスは、細胞培養挿入物中に含まれる。
本発明の別の目的は、容器または培養ボックスウェルに含まれるのに適しており、その底部は、多孔性膜(40)からなり、前記挿入物は、固化したマトリックス(20)に埋め込まれた炎症を起こした皮膚のex vivoモデル(30)を含み、前記マトリックスは、挿入物の内縁および多孔性膜に接触しており、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの表皮は、大気および真皮に接触しており、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの表皮付属物は、固化したマトリックスに浸漬されている、細胞培養挿入物(10)に関する。
特定の実施形態によれば、底部が多孔性膜からなる前記細胞培養挿入物は、ナセル(すなわち、U)の形状の挿入物であり、好ましくは、その直径は5〜40mm、より好ましくは9.5〜30mmの範囲である。
別の特定の実施形態によれば、容器または培養ボックスウェルに含まれるのに適しており、その底部が多孔性膜(40)からなる前記細胞培養挿入物(10)は、固化したマトリックス(20)に埋め込まれた本発明の方法のステップa)の終了時に得られた注射された健康な皮膚生検(30)を含み、前記マトリックスは挿入物の内縁および多孔性膜と接触しており、皮膚生検の表皮は大気および真皮と接触しており、皮膚生検の表皮付属物は固化したマトリックスに浸漬されている。任意に、固化したマトリックスはまた、少なくともIL−1β、IL−23、およびTGF−βの混合物を含む。
なお好ましくは、前記細胞培養挿入物は、ラグ(60)によって懸濁されているか、またはパイル上にある挿入物であり、好ましくは懸濁されている。
別の特定の実施形態によれば、疎水性リング(50)は、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの表皮表面に付着している。
なお好ましくは、前記多孔性膜は、液体マトリックスがその固化前に膜を通過するのを防ぐための多孔性を有する膜であり、好ましくは0.4〜8μm、より好ましくは0.4〜1.5μmの範囲であり、0.8〜1.2μmが好ましい多孔性である。
なお好ましくは、前記多孔性膜は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ニトロセルロース、またはポリカーボネートから選択される膜である。
細胞培養挿入物の中で、特にNUNC社 (Roskilde,Danemark)、BD Falcon (BECTON DICKINSON France SAS,38 801 Le Pont−De−Claix,France)、Millicell(登録商標)(EMD MILLIPORE CORPORATION,Billerica,Mass.,USA)、またはCostar(登録商標)(Grosseron SAS,44819 Saint−Herblain France)によって供給されるものに言及することができ、例えば、ポリカーボネート、PETまたはニトロセルロースで作られた膜を有する挿入物は、6、8、12、および24ウェルを有するマルチウェルプレートに予めパッケージされており、その膜多孔度は0.4〜8μmの間で変化し得、8ウェルボックスおよび/または膜の多孔度が0.8μmから1μmのボックスおよび/またはPETが最も好ましい。
特定の実施形態によれば、前記細胞培養挿入物が配置される前記容器は、6、8、12、24、または48ウェルを有する細胞培養プレートのウェルである。
これらの培養プレートの中では、特にNUNC、BD FALCONにより供給されるもの、または参照Millicel(登録商標)もしくはCostar(登録商標)の下で供給されるものを挙げることができる。
好ましくは、細胞培養挿入物の底部は、前記挿入物を含む容器の底部から、特に培養プレートのウェルの底部(または指定に応じてペトリ皿の底部)から1mm〜2.5mmの距離に位置する。
本発明の炎症を起こした皮膚のモデルの利点は、特に同じドナーまたは別々のドナー由来の健康な皮膚のサンプル(すなわち、生検)を繰り返し使用することによって、抗炎症化合物のスクリーニングを大規模で実施することが可能であることである。複数の候補化合物を、数十から数百、またはさらに数千までスクリーニングすることができる。数人のドナーから炎症を起こした皮膚のモデルを得る利点の1つは、炎症マーカーの比率の個人間調節を比較することができ、従って皮膚炎症を減少させるのに最も活性な候補化合物を同定することができることである。
本発明のさらに別の目的は、抗炎症効果を有する化合物を同定するために上記の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの使用に関する。
上述の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの構造は、皮下注射または局所適用後の抗炎症効果を有する化合物の適切な拡散を可能にし、それらのバイオアベイラビリティに事実上影響する。
本発明のこの用途に従って同定された化合物は、急性または慢性の皮膚炎症を有する患者に対する治療的処置の開発のための基礎として役立つことができる。本発明によるこのような使用は、本発明の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のモデルに対して試験される種々の化合物の抗炎症効果の強度に従って、ある患者から別の患者に個別化できる療法を想定することを可能にする。
炎症性皮膚疾患の中には、限定するものではないが、アトピー性皮膚炎、乾癬、湿疹、皮膚病、アレルギー性接触皮膚炎、苔癬、そう痒症、Netherton症候群、尋常性魚鱗癬などが挙げられる。
本発明の特定の実施形態によれば、上述の方法によって得られる炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、乾癬を処置するための化合物を同定することを可能にする。
本発明の別の目的は、本発明の方法を実施するためのキットに関し、前記キットは、哺乳動物からあらかじめ採取された健康な皮膚生検、抗CD3抗体および抗CD28抗体の有効量を含む組成物A、ならびに任意にIL−2、IL−1β、IL−23およびTGFβの少なくとも1つの混合物を含む組成物B、ならびに任意に特に注入による注射装置を含む。
好ましくは、組成物A中の抗CD3の有効量は、10ng/μl〜100ng/μl、好ましくは20ng/μl〜80ng/μl、および特に好ましくは30ng/μl〜70ng/μlの範囲である。
好ましくは、組成物A中の抗CD28の有効量は、10ng/μl〜100ng/μl、好ましくは20ng/μl〜80ng/μl、および特に好ましくは30ng/μl〜70ng/μlの範囲である。
好ましくは、組成物A中のIL−2の有効量は、1ng/ml〜20ng/ml、好ましくは2ng/ml〜15ng/ml、特に好ましくは4ng/ml〜12ng/mlの範囲である。
特定の実施形態によれば、組成物A中の抗CD3抗体、抗CD28抗体、およびIL−2の有効量は、それぞれ50ng/μl、50ng/μl、および10ng/mlである。
好ましくは、組成物Bの混合物中のIL−1βの濃度は、1ng/ml〜50ng/ml、好ましくは5ng/ml〜30ng/ml、特に好ましくは7ng/ml〜15ng/mlの範囲である。
好ましくは、組成物Bの混合物中のIL−23濃度は、10ng/ml〜100ng/ml、好ましくは20ng/ml〜80ng/ml、特に好ましくは30ng/ml〜60ng/mlの範囲である。
好ましくは、組成物Bの混合物中のTGF−β濃度は、1ng/ml〜50ng/ml、好ましくは5ng/ml〜30ng/ml、特に好ましくは7ng/ml〜15ng/mlの範囲である。
特定の実施形態によれば、組成Bの混合物中のIL−1β、IL−23、およびTGF−βの量は、それぞれ10ng/ml、50ng/ml、および10ng/mlである。
本発明によるキットでは、眼に知覚可能な炎症のいかなる徴候(すなわち、皮膚の破損、発赤、腫脹、加熱、もしくは過度のスケーリング・・・)をも示さないか、またはいかなる炎症マーカーをも発現しない皮膚断片から、健康な皮膚生検を採取する。さらに、前記健康な皮膚生検は、少なくとも表皮、真皮、および表皮付属物、ならびに、場合によっては皮下組織とも称される皮下の組織の一部を含む。
好ましくは、前記皮膚生検は、動物、特に哺乳動物、および好ましくはヒトから採取される。本発明のキットに使用することができる生検としては、手術廃棄物または屠殺場から得られる生検を挙げることができる。「手術廃棄物」とは、眼瞼形成術後、鼻形成術後、腹部形成術後、または乳房縮小術を含む美容外科から得られた皮膚外植片を意味する。皮膚生検サンプリング技術は、当業者に周知である。
本発明によるキットでは、手動注射装置は、26Sまたは22Sフォーマットの針の中に死腔のないシリンジを含む。
本発明によるキットにおいて、注入注射装置は、28Gまたは30Gフォーマットの針に接続されたカテーテルに接続された浸透圧ポンプを含む。
本発明のさらに別の目的は、以下を含むキットに関する:
− 容器または培養ボックスウェルに含まれるのに適しており、その底部は、多孔性膜(40)からなり、前記挿入物は、固化したマトリックス(20)に埋め込まれた本発明の方法のステップa)の終了時に得られた注射された健康な皮膚生検(30)を含み、前記マトリックスは、挿入物の内縁および多孔性膜に接触しており、皮膚生検の表皮は、大気および真皮に接触しており、皮膚生検の表皮および表皮付属物は、固化したマトリックスに浸漬されている、少なくとも1つの細胞培養挿入物(10)、
− IL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物を含む組成物B。
別の特定の実施形態によれば、本発明の前記キットは、以下を含む:
− 容器または培養ボックスウェルに含まれるのに適しており、その底部は、多孔性膜(40)からなり、前記挿入物は、少なくともIL−1β、IL−23、およびTGF−βの混合物を含有する固化したマトリックス(20)に埋め込まれた本発明の方法のステップa)の終了時に得られた注射された健康な皮膚生検(30)を含み、前記マトリックスは、挿入物の内縁および多孔性膜に接触しており、皮膚生検の表皮は、大気および真皮に接触しており、皮膚生検の表皮および表皮付属物は、固化したマトリックスに浸漬されている、少なくとも1つの細胞培養挿入物(10)、
− IL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物を含む組成物B。
以下の実施例は、単に本発明の主題の例示によって示されており、決してその限界を構成するものではない。
1−皮膚生検の調製
皮膚生検は、表皮、真皮、および皮下を含む完全な皮膚試料から調製する。これらの生検に基づき、試験すべき抗炎症化合物の性質に応じて、2つの異なる実施形態が可能である。
第1の実施形態では、脂肪組織(すなわち、皮下組織)を、それを真皮から分離するために湾曲したはさみで切断する。厚さが約3mmである生検(表皮と真皮)を、次いで金属製のパンチを使って切り出す。この第1の実施形態は、局所適用によって抗炎症化合物を試験するためである。
第2の実施形態では、皮下組織は温存される。その後、厚さが約1cmである生検(表皮、真皮、皮下組織)を、次いで金属パンチを用いて切り出す。この第2の実施形態は、皮下注射によって抗炎症化合物を試験するためである。
調製後、生検は、常在T細胞活性化ステップまで緩衝生理食塩水中に浮遊して維持される。
2−常在T細胞の活性化
クランプを使って、皮膚生検を、真皮を上にして平らに保つ。死腔のない針を、701Nまたは705Nのハミルトンシリンジ(それぞれ直径8mmまたは15mmの生検用)を用いて真皮側から生検に挿入する。それぞれ直径8または15mmの生検についての活性化溶液(50ng/μLの抗CD3抗体、50ng/μLの抗CD28抗体、および10ng/mLのIL−2)の10μLまたは35μLを、生体検査の側面から、上皮への損傷を避けるために注射する。
注入によって注射を行う場合、活性化溶液200μLを、浸透圧ポンプ(試験した2001Dポンプモデル用)に負荷させる。生検の大きさに応じて溶液の濃度を調整した:2.5ng/μLの抗CD3抗体、2.5ng/μLの抗CD28抗体、8mm直径の生検で0.5ng/mLのIL−2;8.75ng/μLの抗CD3抗体、8.75ng/μLの抗CD28抗体、15mm直径の生検で1.75ng/mLのIL−2。
次に、ポンプを、流量調節器を用いてカテーテルに接続する。次いでポンプをプライミングする:それを緩衝生理食塩水に入れ、37℃で3時間インキュベートする。
このインキュベーションの終わりに、カテーテルの自由端(ポンプに接続されていない)を、針に接続する。生検の真皮内への針の埋め込みは、上述と同様にして手動で行う:皮膚はクランプで平らに保持し、真皮を上に置く。表皮を傷つけないように、生検の側から針を真皮内に挿入する。
次に、移植された生検を、適切な培養培地上に浮遊させて沈着させる。ポンプは、緩衝生理食塩水溶液に浸しておく。その全部を、37℃、5%CO、最高湿度のインキュベーターで24時間インキュベートする。
注入の24時間の終了時に、針を生検から取り出し、ポンプを外す。
3−ex vivo培養
活性化された常在T細胞が活性化されている皮膚生検は、in vitroで培養したヒト皮膚または表皮外植片に対する物理的支持および栄養層としての天然マトリックスの使用に基づき、NativeSkin(登録商標)モデルに使用されるのと同じ方法を用いて、培養挿入物に注入された液体マトリックス上にマウントされる。その後、外植片を、プレート(インキュベーター培養、毎日の培養培地の更新)で培養する。
4−T細胞のTh1/Th17への分化
WILLIAMのE合成培養培地中で、以下のサプリメントを添加する:10ng/mLのIL−1β、50ng/mLのIL−23、および10ng/mLのTGFβ。培養は、37℃でCOインキュベーター中で7日間行う。サプリメントを含む培養培地を、毎日交換する。
真皮内の常在するT細胞の活性化および分化ステップに続いて、皮膚生検は、表皮および真皮を含む場合はInflammaSkin(登録商標)、または表皮、真皮および皮下を含む場合はHypo−InflammaSkin(登録商標)の商品名を有する。
5−組織学的解析
5.1−ミクロトーム切断
この分析は、ミクロトームを用いた連続切片によりパラフィンブロックに含まれる試料について実施することができる。
本発明の方法のステップa)およびb)に従って処置された皮膚生検は、アルコール浴により脱水された後、キシレン浴に通じる。パラフィンの第1の浴は、皮膚外植片に以前に含まれていた水をパラフィンで置き換えることができる。
パラフィンを含浸させた試料を浴から取り出し、容器に移し、その底部を吸収性紙で裏打ちし、埋め込みステーションの近傍まで採取する。
組織学カセットに包まれた試料を56℃の流動パラフィンに浸漬し、それらを含浸させたパラフィンを再溶融する。
各サンプルについて:組織学カセットを開き、サンプルを場合により半分に切断する。包埋型に流動パラフィンを充填し、サンプル(または2個のサンプル片)を型に入れ、切断のために所望の方向に向かわせる。同時に、型を冷蔵ラックに移し、型の底部のパラフィンを固め、そこに試料を保持する。サンプル参照を上に置いた組織学カセットの蓋を上に置き、パラフィンがそこを通過するようにして(必要であればパラフィンを加えることができる)、次いでアセンブリを数分間(5〜6)冷蔵保存(冷蔵庫、冷凍庫、低温室・・・)に置き、パラフィンをブロックに固めるために、サンプルを右向きに、ブロックの支持体となる組織学カセットの蓋に捕獲する。
ブロックが固くなった後、それを型から放出する。余分なパラフィンは、場合により埋め込みカセットの蓋の側面にヘラで擦り落とす。
次に、試料を含むパラフィンブロックの全長に沿って、4〜5μmで変動する厚さの連続切片を、作製する。
図2は、Th1および/またはTh17細胞に活性化された常在T細胞の分極培地中で培養5日または7日後に本発明の方法に従って処理された皮膚生検で実施されたこのような染色の結果を示す。組織学によるモデルの分析(例えば、ヘマトキシリンおよびエオジン染色)により、表皮における海綿症(S)の出現、ならびに極性培地中で活性化された生検の7日間の培養後の表皮隆起伸長(E)の形成を証明することが可能である。
健康な皮膚生検に含まれる一部の細胞部分集団を同定するために、抗CD207、抗CD3、抗HLA−DR、抗トリプターゼ免疫染色を用いて組織学的に解析を行った。DAPIで核対比染色を行った。図3の結果は、健康な皮膚生検組織には、T0および培養7日後(T7)にランゲルハンス細胞(CD207)、常在T細胞(CD3)、樹状細胞(HLA−DR)、および肥満細胞(トリプターゼ)が含まれていることを示している。
5.2−低温切開片
また、脱水時の細胞/スフェロイド(複数可)の蛍光を変化させないために、凍結切片上で分析を行うこともできる。
本発明の方法のステップa)およびb)に従って処理した皮膚生検の培養を、10%ホルマリンの容量の10倍中で24時間サンプルを固定することによって停止させる。次いで、外植片を10倍量のPBSで洗浄し、吸収性紙上にブロットし、エッペンドルフ管に移す。エッペンドルフ管は、外植片が凍結されるまで液体窒素に浸漬される。
クリオスタット封入体では、凍結した外植片をOCTで封入し、次いで、移植されたスフェロイド(複数可)を含む外植片の部分の3〜15μmの一定の厚さのスライスを作製する。スライスをスライド上に置き、少なくとも数時間乾燥させる。
ヘマトキシリンとエオジンによる従来の染色が行われる。
6−炎症を起こした皮膚のモデルの検証
6.1−炎症マーカー
モデルにより産生されたサイトカインIL−17A、IL−22およびIFNγを、Meso Scale Discoveryからの特異的検出キット(U−PLEX TH 17 Combo 2 Human Reference K15076K)を用いた、およびmultiplex assayプラットフォーム(MESO QuickPlex SQ 120)を用いたELISAアッセイにより、培養培地中で解析した。
図4は、異なるモデルにおけるサイトカインアッセイで得られた結果を示す。NativeSkin(登録商標)モデルは、表皮および真皮を含み、皮下組織を含まない皮膚生検である。プロTh17/Th1極性カクテル(2)の存在下で培養した標準的なNativeSkin(登録商標)(1)またはNativeSkin(登録商標)モデルとは対照的に、サイトカインであるIL−17A(図4A)およびIL−22(図4B)は、本発明の方法によって得られたInflammaSkin(登録商標)モデル(3)によってのみ産生される。
6.2−角化細胞の活性化
本発明の方法のステップb)の終了時において、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルは、乾癬患者の乾癬病変で観察されるものと同等の特徴的な徴候を示す。下の表は、これらのマーカーのいくつかの外観を示している。
IL−1β、IL−23、TGF−βの混合物の存在下で皮膚生検を5日間インキュベートした後、ケラチノサイトの過剰増殖に特徴的なマーカーS100A7(ソリアシン)およびケラチン16(KRT16)の出現が観察される。これらのマーカーの割合は、Th1/Th17に活性化されたCD4T細胞の極性化が開始した7日後でも増加する。
さらに、本発明の方法によって得られた炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの表皮のケラチノサイト内に、アポトーシスが観察される。
7−抗炎症化合物のスクリーニング
本発明の方法によって得られた炎症を起こした皮膚のモデルの関連性を試験するために、それらの抗炎症作用について知られている化合物を試験した。これらは、ベタメタゾンジ−プロピオネートおよびPDE4阻害剤である。これらの生成物の局所適用(直径8mmの生検で10μLの一定の体積)は、InflammaSkin(登録商標)モデル(予防的処置)の活性化および製造直後に、または処置(治療的処置)のない培養の3日後に実施し、培養の7日目まで毎日繰り返した。
組織学的解析(図5)では、皮膚、特に表皮の完全性および構造、ならびに表皮細胞の生存性が、予防的処置としてのベタメタゾンジプロピオネートおよびPDE4阻害剤での処置中に、それぞれのプラセボ対照と比較して保たれていることが示されている。
炎症誘発性サイトカインIL−17A、IL−22、IFNγ、TNFαの分泌の分析(図6〜9)によって、以下のことが示される:
− IL−17A分泌(図6)は、それぞれのプラセボ対照と比較して、予防的処置としてベタメタゾンジプロピオネート(3)とPDE4阻害剤(5)によって強く阻害され(図6A)、一方ベタメタゾンジプロピオネート(3)のみが、治療的処置としてIL−17A分泌を阻害する(図6B)。
− IL−22の分泌(図7)は、ベタメタゾンジプロピオネート(3)によって強く阻害され、PDE4阻害剤(5)によって、それぞれのプラセボ対照に比べて予防的処置としてさらにより強く阻害され(図7A)、一方ベタメタゾンジプロピオネート(3)は、治療的処置としてIL−22分泌を阻害する(図7B)。
− IFNγ分泌(図8)は、それぞれのプラセボ対照と比較して予防的処置としてベタメタゾンジプロピオネート(3)およびPDE4阻害剤(5)によって強く阻害され、一方ベタメタゾンジプロピオネート(3)のみが、治療的処置としてIFN分泌を阻害する(図8B)。
− TNFα分泌(図9)は、それぞれのプラセボ対照と比較して予防的処置(図9A)だけでなく、治療的処置(図9B)としてもベタメタゾンジプロピオネート(3)およびPDE4阻害剤(5)によって強く阻害される。
8−抗CD3抗体の真皮細胞への取り込み
抗CD3抗体の取り込みに関する比較試験を、ヒト皮膚生検で実施した。蛍光色素Alexa Fluor 647(ThermoFisher,ref.A51001)と結合した抗CD3e抗体40ng/μlは、厚さ4mm、直径8mmのヒト皮膚生検の真皮内に直接注入するか、または皮膚生検を浮遊状態に維持した培養培地に添加した。培養24時間後、皮膚生検を10%ホルマリン溶液に固定し、パラフィンブロックに包埋する。生検の一定の厚さ5μmの連続切片を作製する。細胞核は、DAPIでマークされている。分析には、Leica DM5000蛍光顕微鏡を用いる。
真皮細胞への抗CD3e抗体の取り込みは、この抗体の真皮への直接の注射を受けた2つの別々の生検(反復1および2)において矢印によって具体化される(図11、左パネル−II)。高倍率(図12)では、抗CD3e抗体が一部の真皮細胞の細胞質に取り込まれていることがわかる。
逆に、抗CD3e抗体を含む培養培地中でインキュベートされた2つの生検のうち、1つのみについて、この抗体の検出は視認可能であり、表皮の表面上でのみ星印により具体化される(図11右パネル−AMC/R1)。受動的拡散により抗CD3e抗体を取り込むことができた皮膚細胞はなかった。
これらの結果は、抗CD3抗体がこの組織に直接注入された場合にのみ皮膚細胞に到達することを示している。
抗CD28抗体でも同様の結果を得ることができる。
9−抗炎症化合物のスクリーニング
本発明の方法により得られた炎症を起こした皮膚のモデル(Hypo−InflammaSkin(登録商標))の妥当性を検証するために、その抗炎症作用について知られている抗体を試験した。これは、アダリムマブ抗TNFα抗体である。本発明の方法により、厚さ1cmの炎症を起こした皮膚(Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I)の生検を得た。T0(予防的処置、Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I+抗TNFα−P)または炎症生検のex vivo培養の3日後(治療的処置、Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I+抗TNFα−T)で、アダリムマブ50nMの皮下注射(すなわち真皮内)を行った。7日間のex vivo培養後、培養培地を採取し、皮膚生検を10%ホルマリン溶液に固定した後、パラフィンブロックに包埋する。生検組織の一定の厚さ5μmの連続切片を作製する。皮膚生検の形態学的外観を、ヘマトキシリンおよびエオジン染色を用いて光学顕微鏡下で検討した。蛍光色素と結合した抗S100A7抗体を用いて、蛍光顕微鏡(Leica DM 5000顕微鏡)によりソリアシン(S110A7)の存在を確認する。細胞核は、DAPIでマークされている。炎症を起こしていない皮膚の生検(HypoSkin(登録商標)−表皮、真皮、および皮下を含む生検)を、対照に用いる。
組織学的解析(図13)は、皮膚、特に表皮、および表皮細胞の完全性と構造、および表皮細胞の生存率は、この抗体で処置されていない炎症を起こした皮膚の生検(Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I)と比較して、予防的処置として(Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I+抗TNFα−P)および治療的処置として(Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I+抗TNFα−T)抗TNFα抗体アダリムマブで処置されたときに維持されることを示している。
さらに、抗TNF−αで処置した炎症生検からのサンプルでは、ソリアシンはほとんど検出不能になるため、炎症の消失が証明される。
IL−22炎症誘発性サイトカイン分泌の解析から、IL−22分泌(図14)は、本抗体により処置されていない炎症を起こした皮膚の生検(Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I)と比較して、予防的処置として(Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I+抗TNFα−P)および治療的処置として(Hypo−InflammaSkin(登録商標)−I+抗TNFα−T)抗TNFα抗体により強く阻害されることが示されている。
これらの結果は、本発明の方法によって得られた炎症を起こした皮膚のex vivoモデルが、抗炎症化合物、特に抗乾癬化合物のスクリーニングを可能にし、その投与経路は皮下注射であることを示す。

Claims (12)

  1. 以下のステップ:
    a)あらかじめ哺乳動物から採取した健康な皮膚生検の真皮内に、抗CD3抗体および抗CD28抗体の皮膚常在T細胞を活性化するための有効量および場合によってはIL−2を含む組成物を注射するステップ、
    b)ステップa)において活性化されたT細胞のLTh1および/またはLTh17への極性化ならびにIL−1β、IL−23、およびTGF−βの少なくとも1つの混合物の炎症マーカーの合成を得るための有効量を含む組成物の存在下で、ステップa)において得られた前記注射された皮膚生検をインキュベートするステップ
    を含む、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルを得るためのin vitro法。
  2. ステップa)が手動で実施される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記インキュベーションステップb)が少なくとも5日間続く、請求項1または2に記載の方法。
  4. ステップa)およびb)の間に、固化可能な液体マトリックス上に、ステップa)の終了時に得られた前記注射した皮膚生検を堆積させる追加のステップa’)を含み、前記マトリックス自体が細胞培養挿入物内に含まれており、その底部は多孔性膜からなり、前記挿入物が容器またはウェル内に配置されており、したがって、マトリックスが固化した後に、前記皮膚生検の3D完全性が維持されることを可能にする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記方法のステップ(a)で注射される前記組成物中の濃度が次のものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法:
    − 前記抗CD3および前記抗CD28抗体について10ng/μl〜100ng/μl、好ましくは20ng/μl〜80ng/μl、および特に好ましくは30ng/μl〜70ng/μl、ならびに任意に
    − IL−2について1ng/ml〜20ng/ml、好ましくは2ng/ml〜15ng/ml、および特に好ましくは4ng/ml〜12ng/ml。
  6. 前記方法のステップb)で使用される前記組成物の少なくとも1つの混合物中の濃度が、次のものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法:
    − IL−1βおよびTGFβについて1ng/ml〜50ng/ml、好ましくは5ng/ml〜30ng/ml、特に好ましくは7ng/ml〜15ng/ml、
    − IL−23については10ng/ml〜100ng/ml、好ましくは20ng/ml〜80ng/ml、特に好ましくは30ng/ml〜60ng/ml。
  7. 化合物の抗炎症効果を評価することをさらに目的とし、次の追加のステップを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法:
    c)候補化合物と、ステップb)の終了時に得られ、LTh1および/またはLTh17極性化T細胞を含む炎症を起こした皮膚のモデルを接触させるステップ;
    d)炎症を起こした皮膚のモデルの少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルを測定するステップ;
    e)ステップd)で得られた前記少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルをそれらの対照の発現レベルと比較するステップ;
    f)ステップd)で測定した前記少なくとも2つの炎症マーカーの発現レベルがそれらの対照の発現レベルより低い場合に、前記候補化合物の抗炎症効果を同定するステップ。
  8. またステップd)においても、少なくとも3つ、特に少なくとも4つ、好ましくは少なくとも5つ、特に好ましくは少なくとも6つの、IL−8、IL−17A、IL−22、IL−23、IFNγ、TNFα、S100A7、S100A8、S100A9、S100A12、SERPINB3、SERPINB4、SERPINB13、DEFB4、KRT6A、KRT16、KRT17、CXCL9、CXCL10、CCL18、およびCCL20からなる群から選択される炎症マーカーの発現レベルを測定するステップを含む、請求項7に記載の方法。
  9. 真皮、表皮、表皮付属物、ならびにTh1および/またはTh17細胞を含む炎症を起こした皮膚のex vivoモデルであって、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法によって得られ、少なくとも2つの炎症マーカー、または少なくとも3つもしくは少なくとも4つ、好ましくは少なくとも5つ、特に好ましくは少なくとも6つの炎症マーカーの発現によって特徴付けられ、IL−8、IL−17A、IL−22、IL−23、IFNγ、TNFα、S100A7、S100A8、S100A9、S100A12、SERPINB3、SERPINB4、SERPINB13、DEFB4、KRT6A、KRT16、KRT17、CXCL9、CXCL10、CCL18、およびCCL20からなる群より選択される、ex vivoモデル。
  10. 容器または培養ボックスウェルに含有されるのに適しており、その底部は多孔性膜(40)からなる細胞培養挿入物(10)であって、前記挿入物が、固化したマトリックス(20)に埋め込まれている請求項9に記載の炎症を起こした皮膚のex vivoモデル(30)を含み、前記マトリックスが前記挿入物の内縁および前記多孔性膜に接触しており、炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの表皮が大気および真皮と接触しており、前記炎症を起こした皮膚のex vivoモデルの表皮付属物が前記固化マトリックスに浸漬されている、細胞培養挿入物(10)。
  11. 抗炎症化合物、特に抗乾癬化合物を同定するための、請求項9に記載の炎症を起こした皮膚のex vivoモデルまたは請求項10に記載の細胞培養挿入物の使用。
  12. 請求項1〜8のいずれかに記載の方法を実施するためのキットであって、哺乳動物から以前に採取された健康な皮膚生検、抗CD3抗体および抗CD28抗体の有効量を含む組成物A、ならびに任意にIL−2、IL−1β、IL−23およびTGF−βの少なくとも混合物を含む組成物B、ならびに任意に注射装置を含む、キット。

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