JP2020537640A - 組織因子標的化car−nk及びcar−t細胞療法 - Google Patents

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Abstract

組織因子(TF)を認識するキメラ抗原受容体(CAR)に関係する方法及び組成物を開示する。具体的には、fVII、又はその機能的断片を含むCARを開示する。本明細書にて開示したCARを含む免疫エフェクター細胞もまた、開示する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年9月27日に出願された米国特許仮出願第62/564,006号公報の利益を主張し、その全体が本明細書に参照により組み込まれる。
組織因子(「TF」)は、凝固系カスケードの主たる反応開始剤である膜貫通糖タンパク質である。通常の生理学的条件下において、活性TFは血液と接触しない。血管損傷の間、内皮下TF及びコラーゲンを血液に曝露することにより、凝固因子及び血小板の活性化、そして結果的に、止血栓形成がもたらされる。様々な臨床設定においてTF発現を不適切に誘発することは、命を脅かす血栓症をもたらし得、かつ/又は病理学的合併症をもたらし得る。プラーク破綻に続くTF曝露は、急性心筋梗塞及び脳卒中をもたらす血栓閉塞を担うと考えられている。これらの設定において、凝固因子により活性化される炎症後のシグナル伝達経路もまた、浮腫形成及び梗塞サイズの増加に寄与する。血管形成に関連する血管損傷は、平滑筋細胞(SMC)におけるTFの上方制御をもたらし、これは、再狭窄に関連する細胞シグナル伝達経路を誘発すると考えられている。癌及びグラム陰性敗血症における過剰発現は、命を脅かす血栓症、及び炎症性経路の活性化をもたらす。
TFは、病的血管新生のモジュレーターである。TFは、患者又は動物モデルからの、腫瘍脈管構造(Contrino et al.1996;Folkman et al.1996;Hu et al.1999;Hu et al.2001;Cheng et al.2011;Duanmu et al.2011)、眼(Bora et al.2003)、及び子宮内膜症(Krikunet al.2010)新生血管におけるインビボ血管由来VECにおける、その選択的発現のために、インビボでの固有の病理学性血管由来の血管内皮細胞(VEC)表面受容体でもあるということが、インビボ研究により明らかとなっている。血管内皮増殖因子(VEGF)は、血管新生依存性癌及び非悪性ヒト疾患(Ferrara et al.2002)、例えば黄斑変性症(Klagsbrun et al.1987)、関節リウマチ(Afuwape et al.2002)、及び子宮内膜症(Fujimoto et al.1999)において中心的な役割を果たす。具体的には、VEGFは、これらの血管新生依存性疾患(Hu et al.Angiogenesis 2016)における病理学的新生血管(通常、微細血管又は毛細血管)内のVECにあるVEGR受容体に結合することにより血管新生を刺激する。VEGFにより誘発されたインビトロ血管内皮モデルを用いて、TFは血管形成特異的受容体であり、因子VII標的化治療薬用の標的であることが示され(Hu et al.Angiogenesis 2016)、このことは、TF標的化剤が、癌(固形癌及び白血病)、加齢関連黄斑変性症(AMD)の湿潤形態、子宮内膜症、並びに関節リウマチを治療する治療的潜在性を有する可能性があることを示唆している。
TFは一般的(かつ特異的)な生体指標であり、かつ癌細胞、癌幹細胞(CSC)、(Hu et al.Oncotarget 2016)及び固形癌における腫瘍血管内皮細胞用の治療標的である。TFは、これらの癌細胞で非常に発現する(乳癌では80%〜100%、肺癌では40%〜80%、及び卵巣癌では84%)。これら3種類の癌は、制御が困難であるだけでなく、米国及び全世界における死亡率の主たる原因でもあり、多くの場合、化学療法及び放射線治療に対する、CSCベースの耐性が発達する(Vidal et al.2014;Moncharmont et al.2012;Koch et al.2010)。乳癌、肺癌、及び卵巣癌に加えて、TFは、他の多くのヒト固形癌、白血病、肉腫、骨髄腫、及び潜在性リンパ腫においても高い割合で発現する(表1)。例えば、原発性黒色腫では95%、転移性黒色腫では100%、膵臓癌では53%〜90%、結腸直腸癌では57%〜100%、肝細胞癌では63%〜100%、原発性及び転移性前立腺癌では60%〜78%、膠腫では47%〜57%である(Hu.Antibodies 2018)。ごく最近、TFは乳癌、肺癌、卵巣癌における癌幹細胞により発現され、また、頭頸癌などの他の固形癌でも潜在的に発現され、TF標的化作用物質 は、薬剤耐性を有しないこれらのTF発現癌幹細胞を根絶することができることが示された(Hu et al.Oncotarget 2016)。
TFは、実験動物におけるAMDモデルである脈絡膜新生血管(CNV)によって発現されることもまた、示されている(Bora et al.2003)。TFは、子宮内膜症損傷内の血管由来の血管内皮細胞により発現されることもまた、示されている。
キメラ抗原受容体(CAR)発現免疫エフェクター細胞の養子免疫伝達は、新規の癌免疫治療法アプローチを示す。CARの着想は、T及びNK細胞が、標的細胞の表面上で対応する抗原を識別することを可能にする、T又はNK細胞表面上で新規の受容体を発現させる発想に基づいている。基本的なCAR構築物は、細胞外抗原認識ドメイン、通常は、細胞外間隙ドメイン、CD28の膜貫通ドメイン、並びに、4−1BB(CD137)、OX40(CD134)、DAP10、ICOS、及びCD3zeta鎖(CD3ζ)などのシグナル伝達細胞質ドメインに結合した、一本鎖抗体可変断片(scFv)からなる。最も発達した用途は、B細胞悪性腫瘍における表面抗原である、CD19を標的化するCAR−T細胞を用いることであり、これは、B細胞悪性腫瘍を有する患者における抗腫瘍有効性が示されている。(P.J.Paszkiewicz et al.,Targeted antibody−mediated depletion of murine CD19 CAR T cells permanently reverses B cell aplasia.J Clin Invest 126,4262−4272(2016))当該技術分野において必要とされるのは、TF標的化CAR変性免疫エフェクター細胞である。
添付図面は、本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本開示のいくつかの態様を表し、明細書と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。
図1A〜Bは、TF標的化CAR1モノマー(図1A)及びダイマー(図1B)の図を示す。fVIIL:因子VII軽鎖。ヒンジ:ヒトIgG1のヒンジ領域。GFP:緑色蛍光タンパク質。Puro:ピューロマイシン。CAR1モノマーとダイマーの唯一の差は、ダイマー構築物はIgG1ヒンジ領域を含有するという点であり、この中で2個のシステイン残基がジスルフィド結合を形成し、相同のダイマーを形成する。 図1A〜Bは、TF標的化CAR1モノマー(図1A)及びダイマー(図1B)の図を示す。fVIIL:因子VII軽鎖。ヒンジ:ヒトIgG1のヒンジ領域。GFP:緑色蛍光タンパク質。Puro:ピューロマイシン。CAR1モノマーとダイマーの唯一の差は、ダイマー構築物はIgG1ヒンジ領域を含有するという点であり、この中で2個のシステイン残基がジスルフィド結合を形成し、相同のダイマーを形成する。 図2A〜Cは、安定したTF標的化CAR1−NK細胞系の生成を示す。CAR1モノマー及びダイマーをコードするレンチウイルスは、NK92MI/完全長CD16(fCD16)細胞株のトランスフェクションに成功し、安定した細胞系が、2.5μg/mLのピューロマイシンの下で生成した(図2a及びb)。非感染NK92MI/fCD16細胞を対照として使用し、GFPは発現しなかった(図2c)。明るく緑色のチャネルを使用して写真撮影をし、Zeo Cell Imager(Bio−Rad)の下でマージした。スケールバー:100μm。 図2A〜Cは、安定したTF標的化CAR1−NK細胞系の生成を示す。CAR1モノマー及びダイマーをコードするレンチウイルスは、NK92MI/完全長CD16(fCD16)細胞株のトランスフェクションに成功し、安定した細胞系が、2.5μg/mLのピューロマイシンの下で生成した(図2a及びb)。非感染NK92MI/fCD16細胞を対照として使用し、GFPは発現しなかった(図2c)。明るく緑色のチャネルを使用して写真撮影をし、Zeo Cell Imager(Bio−Rad)の下でマージした。スケールバー:100μm。 図2A〜Cは、安定したTF標的化CAR1−NK細胞系の生成を示す。CAR1モノマー及びダイマーをコードするレンチウイルスは、NK92MI/完全長CD16(fCD16)細胞株のトランスフェクションに成功し、安定した細胞系が、2.5μg/mLのピューロマイシンの下で生成した(図2a及びb)。非感染NK92MI/fCD16細胞を対照として使用し、GFPは発現しなかった(図2c)。明るく緑色のチャネルを使用して写真撮影をし、Zeo Cell Imager(Bio−Rad)の下でマージした。スケールバー:100μm。 図3A〜Fは、TF標的化CAR1ダイマー及びモノマーをコードするプラスミドpCDH及びレンチウイルスが、PEG−it精製ウイルス(図3c、3d)又は上清(SNT)中の非精製ベクター(図3e、3f)のいずれかを用いて、チャイニーズハムスター卵巣細胞CHO−K1(図3a、3b)をトランスフェクションし、ヒト胎児腎臓細胞293ADを感染することができることを示す。明るく緑色のチャネルを使用して写真撮影をし、Zeo Cell Imager(Bio−Rad)の下でマージした。スケールバー:100μm。 図4A〜Dは、RT−PCRによる、NK92MI/fCD16細胞中でのCAR1、CD16、及びβアクチンの発現を示す。Trizol試薬により、CAR1モノマー(M)又はダイマー(D)を安定してトランスフェクションしたNK92MI/fCD16細胞から全RNAを抽出した。CD16プラスミドをトランスフェクションしなかった親NK92MI細胞を、CAR1及びCD16に対する陰性対照(C)として使用した。A.CAR1。B.CD16。C.全RNAに対するローディング対照として、βアクチンをアッセイした。2つの独立した実験からのそれぞれの写真。D.抗ヒト因子VII HPROコンジュゲート(Cedarlane Laboratories)を用いた、fVII発現に対するELISAアッセイ。Dのデータは、平均±SEMとして表した。 図4A〜Dは、RT−PCRによる、NK92MI/fCD16細胞中でのCAR1、CD16、及びβアクチンの発現を示す。Trizol試薬により、CAR1モノマー(M)又はダイマー(D)を安定してトランスフェクションしたNK92MI/fCD16細胞から全RNAを抽出した。CD16プラスミドをトランスフェクションしなかった親NK92MI細胞を、CAR1及びCD16に対する陰性対照(C)として使用した。A.CAR1。B.CD16。C.全RNAに対するローディング対照として、βアクチンをアッセイした。2つの独立した実験からのそれぞれの写真。D.抗ヒト因子VII HPROコンジュゲート(Cedarlane Laboratories)を用いた、fVII発現に対するELISAアッセイ。Dのデータは、平均±SEMとして表した。 図4A〜Dは、RT−PCRによる、NK92MI/fCD16細胞中でのCAR1、CD16、及びβアクチンの発現を示す。Trizol試薬により、CAR1モノマー(M)又はダイマー(D)を安定してトランスフェクションしたNK92MI/fCD16細胞から全RNAを抽出した。CD16プラスミドをトランスフェクションしなかった親NK92MI細胞を、CAR1及びCD16に対する陰性対照(C)として使用した。A.CAR1。B.CD16。C.全RNAに対するローディング対照として、βアクチンをアッセイした。2つの独立した実験からのそれぞれの写真。D.抗ヒト因子VII HPROコンジュゲート(Cedarlane Laboratories)を用いた、fVII発現に対するELISAアッセイ。Dのデータは、平均±SEMとして表した。 図4A〜Dは、RT−PCRによる、NK92MI/fCD16細胞中でのCAR1、CD16、及びβアクチンの発現を示す。Trizol試薬により、CAR1モノマー(M)又はダイマー(D)を安定してトランスフェクションしたNK92MI/fCD16細胞から全RNAを抽出した。CD16プラスミドをトランスフェクションしなかった親NK92MI細胞を、CAR1及びCD16に対する陰性対照(C)として使用した。A.CAR1。B.CD16。C.全RNAに対するローディング対照として、βアクチンをアッセイした。2つの独立した実験からのそれぞれの写真。D.抗ヒト因子VII HPROコンジュゲート(Cedarlane Laboratories)を用いた、fVII発現に対するELISAアッセイ。Dのデータは、平均±SEMとして表した。 図5A〜Dは、TF−CAR−NK細胞の、TNBC細胞に対するインビトロでの、及び同所性NSGマウスモデルにおけるTNBC CDXのインビボ治療に対する、細胞毒性、有効性、及び安全性を示す。A.TNBC株(標的細胞、MDA−MB−231)に対する、NK−CAR1ダイマー及びモノマー、並びにNK対照(エフェクター細胞)の細胞毒性を、CytoTox Homogenous Assay(Promega)を用いてアッセイした。CAR1ダイマー及びモノマー:CD16及びTF標的化CAR1ダイマー又はモノマーを発現するNK92MI細胞。対照細胞:NK対照(GFP、CD16、及びCAR1で陰性)としての、非感染NK92MI(ATCC)。注:TF−CAR−NKのTNBCに対する直接殺傷をアッセイするために、エフェクター細胞(E)を、標的細胞(T)で直接インキュベートした。B〜D:0日目に、2×106 のCAR1−NK細胞又は対照NK細胞を1回静脈内注射することで処理した、メスNSGマウスの腫瘍体積(B)、腫瘍重量(C)、及びマウス体重(D)。t検定又はANOVA(Prism software)によりデータを分析し、平均±SEMとして表した。 図5A〜Dは、TF−CAR−NK細胞の、TNBC細胞に対するインビトロでの、及び同所性NSGマウスモデルにおけるTNBC CDXのインビボ治療に対する、細胞毒性、有効性、及び安全性を示す。A.TNBC株(標的細胞、MDA−MB−231)に対する、NK−CAR1ダイマー及びモノマー、並びにNK対照(エフェクター細胞)の細胞毒性を、CytoTox Homogenous Assay(Promega)を用いてアッセイした。CAR1ダイマー及びモノマー:CD16及びTF標的化CAR1ダイマー又はモノマーを発現するNK92MI細胞。対照細胞:NK対照(GFP、CD16、及びCAR1で陰性)としての、非感染NK92MI(ATCC)。注:TF−CAR−NKのTNBCに対する直接殺傷をアッセイするために、エフェクター細胞(E)を、標的細胞(T)で直接インキュベートした。B〜D:0日目に、2×106 のCAR1−NK細胞又は対照NK細胞を1回静脈内注射することで処理した、メスNSGマウスの腫瘍体積(B)、腫瘍重量(C)、及びマウス体重(D)。t検定又はANOVA(Prism software)によりデータを分析し、平均±SEMとして表した。 図5A〜Dは、TF−CAR−NK細胞の、TNBC細胞に対するインビトロでの、及び同所性NSGマウスモデルにおけるTNBC CDXのインビボ治療に対する、細胞毒性、有効性、及び安全性を示す。A.TNBC株(標的細胞、MDA−MB−231)に対する、NK−CAR1ダイマー及びモノマー、並びにNK対照(エフェクター細胞)の細胞毒性を、CytoTox Homogenous Assay(Promega)を用いてアッセイした。CAR1ダイマー及びモノマー:CD16及びTF標的化CAR1ダイマー又はモノマーを発現するNK92MI細胞。対照細胞:NK対照(GFP、CD16、及びCAR1で陰性)としての、非感染NK92MI(ATCC)。注:TF−CAR−NKのTNBCに対する直接殺傷をアッセイするために、エフェクター細胞(E)を、標的細胞(T)で直接インキュベートした。B〜D:0日目に、2×106 のCAR1−NK細胞又は対照NK細胞を1回静脈内注射することで処理した、メスNSGマウスの腫瘍体積(B)、腫瘍重量(C)、及びマウス体重(D)。t検定又はANOVA(Prism software)によりデータを分析し、平均±SEMとして表した。 図5A〜Dは、TF−CAR−NK細胞の、TNBC細胞に対するインビトロでの、及び同所性NSGマウスモデルにおけるTNBC CDXのインビボ治療に対する、細胞毒性、有効性、及び安全性を示す。A.TNBC株(標的細胞、MDA−MB−231)に対する、NK−CAR1ダイマー及びモノマー、並びにNK対照(エフェクター細胞)の細胞毒性を、CytoTox Homogenous Assay(Promega)を用いてアッセイした。CAR1ダイマー及びモノマー:CD16及びTF標的化CAR1ダイマー又はモノマーを発現するNK92MI細胞。対照細胞:NK対照(GFP、CD16、及びCAR1で陰性)としての、非感染NK92MI(ATCC)。注:TF−CAR−NKのTNBCに対する直接殺傷をアッセイするために、エフェクター細胞(E)を、標的細胞(T)で直接インキュベートした。B〜D:0日目に、2×106 のCAR1−NK細胞又は対照NK細胞を1回静脈内注射することで処理した、メスNSGマウスの腫瘍体積(B)、腫瘍重量(C)、及びマウス体重(D)。t検定又はANOVA(Prism software)によりデータを分析し、平均±SEMとして表した。 図6A〜Cは、同所性NSGマウスモデルにおける、ヒトTNBC PDXの処理のためのパイロットスタディにおいて、TF−CAR−NK細胞療法は効果的であり、安全であったことを示す。TNBC PDX(JAX)を、4週齢のメスNSGマウスで生成した。PDX腫瘍が約100mmに達したときに、CAR1ダイマー及びCD16(CAR1ダイマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を介して静脈内注射した(マウス1匹あたり、3×10細胞、矢印)(1群あたり3匹のマウス)。対照マウスに、CAR1を有しないNK92MIマウスを静脈内注射した。 図6A〜Cは、同所性NSGマウスモデルにおける、ヒトTNBC PDXの処理のためのパイロットスタディにおいて、TF−CAR−NK細胞療法は効果的であり、安全であったことを示す。TNBC PDX(JAX)を、4週齢のメスNSGマウスで生成した。PDX腫瘍が約100mm3に達したときに、CAR1ダイマー及びCD16(CAR1ダイマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を介して静脈内注射した(マウス1匹あたり、3×106細胞、矢印)(1群あたり3匹のマウス)。対照マウスに、CAR1を有しないNK92MIマウスを静脈内注射した。 図6A〜Cは、同所性NSGマウスモデルにおける、ヒトTNBC PDXの処理のためのパイロットスタディにおいて、TF−CAR−NK細胞療法は効果的であり、安全であったことを示す。TNBC PDX(JAX)を、4週齢のメスNSGマウスで生成した。PDX腫瘍が約100mm3に達したときに、CAR1ダイマー及びCD16(CAR1ダイマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を介して静脈内注射した(マウス1匹あたり、3×106細胞、矢印)(1群あたり3匹のマウス)。対照マウスに、CAR1を有しないNK92MIマウスを静脈内注射した。 図7A〜Dは、同所性NSGマウスモデルにおけるヒトTNBC PDXの治療に対して、TF−CAR−NK細胞療法は効果的であり、安全であったことを示す。TNBC PDX(JAX)を、4週齢のメスNSGマウスで生成した。PDX腫瘍が約100mmに達したときに、CAR1ダイマー及びCD16(CAR1ダイマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を介して静脈内注射した(マウス1匹あたり、3×10細胞、矢印)(1群あたり5匹のマウス)。CARを有しない親NK92MIを対照として使用した。a.腫瘍体積。b〜c.腫瘍重量及びマウス体重を、動物を犠牲にする時点で測定した。ns:有意差なし;*、***、****:p<0.05、0.001、及び0.0001。 図7A〜Dは、同所性NSGマウスモデルにおけるヒトTNBC PDXの治療に対して、TF−CAR−NK細胞療法は効果的であり、安全であったことを示す。TNBC PDX(JAX)を、4週齢のメスNSGマウスで生成した。PDX腫瘍が約100mm3に達したときに、CAR1ダイマー及びCD16(CAR1ダイマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を介して静脈内注射した(マウス1匹あたり、3×106細胞、矢印)(1群あたり5匹のマウス)。CARを有しない親NK92MIを対照として使用した。a.腫瘍体積。b〜c.腫瘍重量及びマウス体重を、動物を犠牲にする時点で測定した。ns:有意差なし;*、***、****:p<0.05、0.001、及び0.0001。 図7A〜Dは、同所性NSGマウスモデルにおけるヒトTNBC PDXの治療に対して、TF−CAR−NK細胞療法は効果的であり、安全であったことを示す。TNBC PDX(JAX)を、4週齢のメスNSGマウスで生成した。PDX腫瘍が約100mm3に達したときに、CAR1ダイマー及びCD16(CAR1ダイマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を介して静脈内注射した(マウス1匹あたり、3×106細胞、矢印)(1群あたり5匹のマウス)。CARを有しない親NK92MIを対照として使用した。a.腫瘍体積。b〜c.腫瘍重量及びマウス体重を、動物を犠牲にする時点で測定した。ns:有意差なし;*、***、****:p<0.05、0.001、及び0.0001。 図7A〜Dは、同所性NSGマウスモデルにおけるヒトTNBC PDXの治療に対して、TF−CAR−NK細胞療法は効果的であり、安全であったことを示す。TNBC PDX(JAX)を、4週齢のメスNSGマウスで生成した。PDX腫瘍が約100mm3に達したときに、CAR1ダイマー及びCD16(CAR1ダイマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を介して静脈内注射した(マウス1匹あたり、3×106細胞、矢印)(1群あたり5匹のマウス)。CARを有しない親NK92MIを対照として使用した。a.腫瘍体積。b〜c.腫瘍重量及びマウス体重を、動物を犠牲にする時点で測定した。ns:有意差なし;*、***、****:p<0.05、0.001、及び0.0001。
定義
冠詞「a」及び「an」は本明細書において、1つ、又は2つ以上(すなわち少なくとも1つ)の、冠詞の文法上の目的物を意味するように用いられる。例えば、「構成要素(an element)」は、1つの構成要素、又は2つ以上の構成要素を意味する。
量、時間等の、測定可能な値を指す際に本明細書で用いられる「約」は、明記した値の±20%、又は±10%、より好ましくは±5%、更により好ましくは±1%、そして更により好ましくは±0.1%の変化を包含することが、このような変化が開示した方法を実施するのに適切であるために意味される。
「予防的」治療とは、病状の進展リスクを低下させる目的で、疾患の兆候を示さない、又は初期の兆候のみを示す対象に投与される治療である。本発明の化合物は、病状が進展する可能性を低下させる、又は、進展した場合、病状の重症度を最小限に抑えるために、予防的治療として与えられ得る。
「治療的」治療とは、病状の兆候又は症状を示す対象に、これらの兆候又は症状を減少又は除去する目的で投与される治療である。兆候又は症状は、生化学的、細胞的、組織学的、機能的、主観的、又は客観的であることができる。
ポリペプチドの「断片」とは、完全長ポリペプチド又はタンパク質発現生成物よりも小さい、ポリペプチドの任意の部分を意味する。一態様において、断片は、1つ以上のアミノ酸残基が、完全長ポリペプチドのアミノ末端及び/又はカルボキシ末端から取り除かれている、完全長ポリペプチドの欠失類似体である。したがって、「断片」とは、後述する欠失類似体のサブセットである。
「アナログ」、「類似体」、又は「誘導体」は同じ意味で用いられ、ある種の例では、自然発生する分子に対して程度は異なるが、構造が実質的に同一であり、同じ生物活性を有する化合物、例えばペプチド又はポリペプチドを意味する。類似体は、(i)ポリペプチドの1つ以上の末端、及び/又は自然発生するポリペプチド配列の1つ以上の内部領域における、1つ以上のアミノ酸残基の欠失、(ii)ポリペプチドの1つ以上の末端(典型的には「付加」類似体)、及び/又は自然発生するポリペプチド配列の1つ以上の内部領域(典型的には「挿入」類似体)における、1個以上のアミノ酸の挿入又は付加、あるいは、(iii)自然発生するポリペプチド配列の他のアミノ酸に関する、1個以上のアミノ酸の置換を伴う、1つ以上の変異に基づいて、その類似体が誘導される自然発生するポリペプチドと比較して、アミノ酸配列の組成が異なる。
生命体、組織、細胞、又はその構成成分の文脈で用いる際、用語「異常」とは、「通常」(予想される)それぞれの特徴を表す、これらの生命体、組織、細胞、又はその構成成分とは、少なくとも1つの観察可能な、又は検出可能な特徴(例えば年齢、治療、時刻など)が異なる、これらの生命体、組織、細胞、又はその構成成分を意味する。ある細胞又は組織種で一般的な、又は予想される特徴は、異なる細胞又は組織種に関しては異常であり得る。
本明細書で使用する場合、疾患を「緩和する」とは、疾患又は障害の、少なくとも1つの兆候又は症状の頻度又は重症度を低下させることを意味する。
「核酸」とはポリヌクレオチドを意味し、ポリリボヌクレオチド及びポリデオキシリボヌクレオチドを含む。本発明に係る核酸は、ピリミジン及びプリン塩基の任意のポリマー又はオリゴマー、好ましくはそれぞれシトシン、チミン、及びウラシル、並びにアデニン及びグアニンを含むことができる。(その全体があらゆる目的のために本明細書に組み込まれている、Albert L.Lehninger,Principles of Biochemistry,793〜800(Worth Pub.1982)を参照のこと。)実際、本発明は、任意のデオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、又はペプチド核酸構成成分、及びこれらの任意の化学的多様体、例えばこれらの塩基のメチル化、ヒドロキシメチル化、又はグルコシル化塩基などを想到する。ポリマー及びオリゴマーは、組成物中で不均質又は均質であることができ、自然発生する源から単離することができる、又は人工的に、若しくは合成により生成することができる。更に、核酸はDNA若しくはRNA、又はこれらの混合物であることができ、ホモ二重鎖、ヘテロ二重鎖、及びハイブリッド状態を含む、一本鎖又は二重鎖形態で恒久的又は移行的に存在することができる。
本明細書で使用する場合、用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、及び「タンパク質」は同じ意味で用いられ、ペプチド結合により共有結合されたアミノ酸残基を含む化合物を意味する。タンパク質又はペプチドは、少なくとも2種類のアミノ酸を含んでいなければならず、タンパク質又はペプチドの配列を含むことができるアミノ酸の最大数に制限はない。ポリペプチドは、ペプチド結合により互いに結合される、2つ以上のアミノ酸を含む任意のペプチド又はタンパク質を含む。本明細書で使用する場合、この用語は、当該技術分野においては例えば、ペプチド、オリゴペプチド、及びオリゴマーとも一般的に呼ばれる短鎖、並びに、当該技術分野においてはタンパク質と一般的に呼ばれる、長鎖の両方を意味し、これらには多くの種類が存在する。「ポリペプチド」としては、例えば、とりわけ、生物学的に活性な断片、実質的に相同なポリペプチド、オリゴペプチド、ホモダイマー、ヘテロダイマー、ポリペプチドの多様体、修飾ポリペプチド、誘導体、類似体、融合タンパク質が挙げられる。ポリペプチドとしては、自然ペプチド、組み換えペプチド、合成ペプチド、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
本明細書で使用する場合、「ポリヌクレオチド」は、cDNA、RNA、DNA/RNAハイブリッド、アンチセンスRNA、スモールヘアピンRNA(shRNA)、リボザイム、ゲノムDNA、合成形態、及び混合ポリマー、センス及びアンチセンス鎖の両方を含み、化学修飾又は生化学修飾により、非自然又は誘導体化、合成、若しくは半合成ヌクレオチド塩基を含有することができる。また、欠失、挿入、1つ以上のヌクレオチドの置換、又は他のポリヌクレオチド配列との融合を含むがこれらに限定されない、野生型又は合成遺伝子の変更もまた想到する。
本明細書で使用する場合、用語「診断」とは、疾患又は障害の存在を判定することを意味する。本発明のいくつかの実施形態では、特定の疾患又は障害の存在の判定を可能にする、診断実施方法が提供される。
「疾患」とは、対象の健康状態であって、その対象がホメオスタシスを維持できず、かつ、その疾患が緩和されない場合、対象の健康が悪化し続ける状態である。対照的に、対象の「障害」とは、その対象がホメオスタシスを維持することができるものの、その対象の健康状態が、障害が存在しない場合と比べてさほど好ましくない健康状態である。未治療のままにした場合、障害は必ずしも、対象の健康状態の更なる低下を引き起こすわけではない。
本明細書で使用する場合、用語「治療法」又は「治療レジメン」とは、障害又は病状を緩和させる、又は変化させるために取られるこれらの活動、例えば、薬理学的、外科的、食事的、及び/又は他の技術を用いて、疾患又は障害の少なくとも1つの兆候又は症状を低下させる、又は取り除くことを意図する、一連の治療を意味する。治療レジメンとしては、所定の用量の1種以上の薬物、又は手術を挙げることができる。治療法は最も多くの場合に有益であり、障害又は病状の少なくとも1つの兆候又は症状を低下させる、又は取り除くが、場合によっては、治療法の効果は望ましくないものとなる、又は副作用を有する。治療法の効果はまた、対象の生理学的状態、例えば年齢、性別、遺伝学、体重、他の病状などにより影響を受ける。
用語「治療上有効量」とは、研究者、獣医、医師、又は他の臨床医により探求されている組織、系、又は対象の生物学的又は医学的応答を誘発する、対象となる化合物の量を意味する。用語「治療上有効量」とは、投与された際に、治療されている障害又は疾患の1つ以上の兆候又は症状の進展をある程度予防する、又はこれらをある程度緩和するのに十分な化合物の量を含む。治療上有効量は、化合物、疾患及びその重症度、並びに、治療される対象の年齢、体重などに応じて変化する。
疾患を「治療する」とは、この用語が本明細書で用いられる場合、対象が経験する疾患又は障害の少なくとも1つの兆候又は症状の頻度又は重症度を低下させることを意味する。
本明細書で使用する場合、用語「細胞」は、個々の細胞、細胞株、初代培養物、又は、別様に明記されない限りこのような細胞から由来する培養物もまた意味する。「培養物」とは、同一又は異なる種類の単離細胞を含む組成物を意味する。細胞株とは、不明確に再生産可能である特定の種類の培養物であり、それ故、細胞株は「不死」となる。細胞培養物は、寒天などの培地で増殖した細胞の個体群であることができる。初代細胞培養物とは、細胞からの培養物、又は生体から直接採取された培養物であり、不死化されていない。
用語「生体サンプル」とは、組織(例えば、組織生検)、器官、細胞(培養物中で維持される細胞を含む)、細胞可溶化物(若しくは溶解物の画分)、細胞若しくは細胞材料に由来する生体分子(例えばポリペプチド若しくは核酸)、又は対象の体液を意味する。体液の非限定例としては、血液、尿、血漿、血清、涙、リンパ、胆汁、脳脊髄液、間質液、房水又は硝子体液、初乳、痰、羊水、唾液、肛門及び膣分泌物、発汗、精液、漏出液、排泄物、並びに滑液が挙げられる。
範囲:本開示を通して、本発明の種々の態様は範囲の形式で表すことができる。範囲の形式での記載は単に、便宜上、かつ簡便化のためと理解されるべきであり、本発明の範囲の、柔軟性を欠く限定と解釈してはならない。したがって、範囲の記載は、具体的に開示された起こりうる全ての部分範囲、及びその範囲内の個別の数値を有するものと考えられなければならない。例えば、1〜6などの範囲の記載は、1〜3、1〜4、1〜5、2〜4、2〜6、3〜6などの、具体的に開示された部分範囲、並びに、その範囲内の個別の数字、例えば1、2、2.7、3、4、5、5.3、及び6を有すると考えられなければならない。これは、範囲の大きさに関係なく適用される。
本明細書で教示される方法に従うと、対象には、有効量の作用物質が投与される。用語「有効量」及び「有効用量」は、同じ意味で用いられる。用語「有効量」は、所望の生理的応答を生み出すのに必要な任意の量と定義される。作用物質を投与するための有効量及びスケジュールは実験により決定され、このような決定を行うことは当業者の範囲内である。投与のための用量範囲は、疾患又は障害の1つ以上の症状が影響を受ける(例えば、低下する、又は遅延する)所望の効果を生み出すのに十分大きいものである。用量は、例えば不必要な交差反応、アナフィラキシー型反応等の実質的な副作用を引き起こす程多いものであってはならない。一般的に、用量は、年齢、状態、性別、疾患の種類、疾患若しくは障害の程度、投与経路、又は、他の薬剤がそのレジメンに含まれているか否かと共に変化し、当業者により決定することができる。用量は、任意の禁忌の場合には、個別の医師により調整することができる。用量は変えることができ、1日又は数日間で毎日、1回以上の用量投与で投与されることができる。手引きは、所与の部類の薬剤製品に対する適切な用量に関する文献に見出すことができる。
本明細書で使用する場合、用語「治療」「治療する」、又は「治療すること」とは、疾患若しくは状態の効果、又は疾患若しくは状態の症状を低下させる方法を意味する。したがって、開示した方法において、「治療」とは、確立された疾患若しくは状態の重症度、又は疾患若しくは状態の症状の、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は100%の低下を意味することができる。例えば、疾患の治療方法は、対照と比較して、対象における疾患の1つ以上の症状の10%の低下があれば、治療であると考えられる。したがって、低下とは、生来のレベル、又は対照レベルと比較して、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、又は10%〜100%の間の、任意の割合での低下であることができる。「治療」とは必ずしも、疾患、状態、又は疾患若しくは状態の症状の治癒、又は完全な消失を意味しないと理解されている。
本明細書で使用する場合、用語である、疾患又は障害の「予防する」、「予防すること」、及び「予防」とは、処置、例えば、対象が、疾患又は障害の1つ以上の症状を示し始める前、又はこれとほぼ同じ時間に生じ、その疾患又は障害の1つ以上の症状の開始又は悪化の遅延を示す、治療薬の投与を意味する。本明細書で使用する場合、「減少」、「低下」、又は「阻害」への言及とは、対照レベルと比較して、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又はそれ以上の変化を含む。このような用語は、「完全な除去」を含むことができるが、必ずしも含むわけではない。
概要
組織因子(TF)標的化CAR−NK及びCAR−T細胞を、本明細書にて開示する。TF標的化CARの設計及び開発において、TFの認識ドメインとして、TFに対する抗体又はscFvの代わりに、TFの天然リガンドである、因子VII完全長(野生型及び活性部位変異)、又は軽鎖(fVII若しくはfVIIL)が用いられる。まず、TFに対するfVIIの親和性は、TF抗原に対する抗体より、約100〜1000倍大きい。次に、fVIIは、モノクローナル抗体のヒト化、又はscFvライブラリーのスクリーニングをすることなく、組み換えDNA技術により合成することができる。更に、fVIIの軽鎖(最初の152個のアミノ酸残基)は、TFを発現するヒト及びマウス癌細胞に、完全長fVIIと同等に、又はこれより強力に結合することができる(Hu et al.Cancer Immunology Research.2018)。したがって、本明細書にて開示したTF標的化CARは、ヒトIgG1のヒンジ領域を有しない、又は有し、CD28膜貫通及び細胞質ドメインに結合し、4−1BB及びCD3ζの細胞質ドメインが続き(図1)、TF標的化CAR1モノマー及びダイマー(それぞれ、GenBankアクセッション番号MF806378及びMF806379)という名前の、TF標的化ドメインとしての、ヒト因子VII軽鎖からなる。
任意のTF標的化/結合分子を、本明細書にて開示した組成物及び方法と共に使用し、インビボ又はインビトロでTFを標的化することができる。前述のように、fVIIを使用してTFを標的化することができる。TFを標的化可能なあらゆるfVIIがそれ故、本明細書にて開示される。fVIIは、ヒト、霊長類、マウス種、ウシ、ブタ、ラット、イヌ、及びネコ種を含むがこれらに限定されない任意の対象から得ることができる。一例を、配列番号4に見出すことができる(ポリペプチドをコードする核酸は配列番号3で表される)。配列番号4に少なくとも80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、及び99%相同であるアミノ酸配列が、本明細書にて開示される。
ある種の非限定的実施形態において、CARの膜貫通ドメインは、膜の少なくとも一部分にまたがる、疎水性αヘリックスを含むことができる。異なる膜貫通ドメインは、異なる受容体安定性をもたらす。抗原認識の後、受容体クラスター及びシグナルが、細胞に伝達される。本明細書にて開示する主題に従うと、CARの膜貫通ドメインは、CD8ポリペプチド、CD28ポリペプチド、CD3ζポリペプチド、CD4ポリペプチド、4−1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、ICOSポリペプチド、CTLA−4ポリペプチド、PD−1ポリペプチド、LAG−3ポリペプチド、2B4ポリペプチド、BTLAポリペプチド、若しくは合成ペプチド(免疫応答に関連するタンパク質をベースにはしない)、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
ある種の非限定的実施形態において、CARの細胞内ドメインは、少なくとも1つのシグナル伝達領域を更に含む。少なくとも1つのシグナル伝達領域としては、CD28ポリペプチド、4−1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、ICOSポリペプチド、DAP−10ポリペプチド、PD−1ポリペプチド、CTLA−4ポリペプチド、LAG−3ポリペプチド、2B4ポリペプチド、BTLAポリペプチド、合成ペプチド(免疫応答に関連するタンパク質をベースにはしない)、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。特定の実施形態において、シグナル伝達領域は、共刺激シグナル伝達領域である。特定の実施形態において、共刺激領域は、最適なリンパ球活性化をもたらすことができる、少なくとも1つの共刺激分子を含む
本明細書で使用する場合、「共刺激分子」とは、抗原に対するリンパ球の効率的な応答が必要とされる抗原受容体、又はそのリガンド以外の、細胞表面分子を意味する。少なくとも1つの共刺激シグナル伝達領域としては、CD28ポリペプチド、4−1BBポリペプチド、OX40ポリペプチド、ICOSポリペプチド、DAP−10ポリペプチド、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。共刺激分子は、受容体への結合時に、共刺激応答、即ち、抗原がそのCAR分子に結合する際にもたらされる刺激をもたらす、細胞内応答を生み出す、細胞表面上に発現するタンパク質である、共刺激リガンドに結合することができる。共刺激リガンドとしては、CD80、CD86、CD70、OX40L、4−1BBL、CD48、TNFRSF14、及びPD−L1が挙げられるが、これらに限定されない。一例として、CARシグナルと組み合わせて、CAR+T細胞のエフェクター細胞機能を誘発する細胞内シグナルを提供するために、4−1BBリガンド(即ち4−1BBL)は、4−1BB(「CD137」としても知られている)に、結合することができる。4−1BB、ICOS、又はDAP−10を含む共刺激シグナル伝達領域を含む細胞内ドメインを含んでいるCARは、米国特許第7,446,190号に開示されており(例えば、同第7,446,190号では、4−1BBをコードするヌクレオチド配列は配列番号15で説明されており、ICOSをコードするヌクレオチド配列は配列番号16で説明されており、DAP−10をコードするヌクレオチド配列は配列番号17で説明されている)、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。特定の実施形態において、CARの細胞内ドメインは、CD28ポリペプチドを含む共刺激シグナル伝達領域を含む。特定の実施形態において、CARの細胞内ドメインは、2つの共刺激分子:CD28及び4−1BB、又はCD28及びOX40を含む共刺激シグナル伝達領域を含む。
特定の実施形態において、本明細書にて開示する主題のCARは、ヒト細胞で核酸配列を発現するための誘導性プロモーターを更に含むことができる。CAR遺伝子を発現させるために用いるプロモーターは、ユビキチンC(UbiC)プロモーターなどの、構成的プロモーターであることができる。
TF標的化CARを発現する細胞
本明細書にて開示する主題は、上述のとおり、TF結合ドメインを含むCARを発現する免疫応答細胞を提供する。免疫応答細胞は、細胞がCARを発現するように、本明細書にて開示するCARを形質導入することができる。本明細書にて開示する主題は、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)などの、癌治療のためにこのような細胞を用いる方法もまた提供する。本明細書にて開示する主題の免疫応答細胞は、リンパ系リネージの細胞であることができ、一次細胞、又は、健常なドナー、及び/若しくは患者からの、エクスビボで活性化され膨張した細胞であることができる。細胞は、当業者に既知のあらゆる供給元から入手可能である。B、T、及びナチュラルキラー(NK)細胞を含むリンパ系リネージは、抗体の産生、細胞免疫系の制御、血液中での外来作用物質の検出、宿主に対して外来の細胞の検出などをもたらすことができる。
リンパ系リネージの免疫応答細胞の非限定例としては、T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、制御性T細胞、胚幹細胞、及び多分化能幹細胞(例えば、リンパ系細胞が分化可能なもの)が挙げられる。T細胞は、胸腺で成熟し、細胞が媒介する免疫を主に担うリンパ球であることができる。T細胞は、適応免疫系に関係する。本明細書にて開示する主題のT細胞は、Tヘルパー細胞、細胞傷害性T細胞、メモリーT細胞(セントラルメモリーT細胞、幹細胞様メモリーT細胞(又は幹様メモリーT細胞)、及び2種類のエフェクターメモリーT細胞:例えばTEM細胞及びTEMRA細胞)、制御性T細胞(サプレッサーT細胞としても知られている)、ナチュラルキラーT細胞、粘膜関連不変T細胞、並びにγδ T細胞を含むがこれらに限定されない、あらゆる種類のT細胞であることができる。特定の実施形態において、CAR発現T細胞はFoxp3を発現し、T制御性表現型を獲得及び維持する。ナチュラルキラー(NK)細胞は、細胞媒介免疫の一部であり、先天性免疫応答の間に作用するリンパ球であることができる。NK細胞は、標的細胞における細胞毒性効果を実施するために、前もって活性化をする必要はない。細胞傷害性T細胞(CTL又はキラーT細胞)は、感染した体細胞又は腫瘍細胞の死を誘発可能なTリンパ球のサブセットである。
本明細書にて開示する主題の免疫応答細胞は、TF結合ドメインを発現することができる。このような免疫応答細胞は、癌などの、TF関連障害の治療を必要とする対象(例えばヒト対象)に投与することができる。特定の実施形態において、免疫応答細胞はT細胞である。T細胞は、CD4+T細胞又はCD8+T細胞であることができる。特定の実施形態において、T細胞はCD4+T細胞である。別の実施形態では、T細胞はCD8+T細胞である。
本明細書にて開示する免疫応答細胞は、免疫応答細胞がTF特異的CAR、及び少なくとも1つの共刺激リガンドを同時発現する、又は同時発現するように誘発されるように、少なくとも1つの共刺激リガンドを更に形質導入することができる。TF特異的CARと、少なくとも1つの共刺激リガンドとの相互作用により、免疫応答細胞(例えばT細胞)の完全な活性化に重要な、非抗原特異的シグナルがもたらされる。共刺激リガンドとしては、腫瘍壊死因子(TNF)スーパーファミリー、及び免疫グロブリン(Ig)スーパーファミリーリガンドのメンバーが挙げられるが、これらに限定されない。TNFは、全身性炎症に関与するサイトカインであり、急性期反応を刺激する。その主たる役割は、免疫細胞の制御である。TNFスーパーファミリーのメンバーは、多数の共通した形質を共有している。TNFスーパーファミリーメンバーの大部分は、短い細胞質セグメント、及び比較的長い細胞外領域を含有するII型膜貫通タンパク質(細胞外C末端)として合成される。TNFスーパーファミリーメンバーとしては、神経成長因子(NGF)、CD40L(CD40L)/CD154、CD137L/4−1BBL、TNF、CD134L/OX40L/CD252、CD27L/CD70、Fasリガンド(FasL)、CD30L/CD153、腫瘍壊死因子β(TNFP)/リンホトキシン−α(LTcc)、リンホトキシン−β(LTP)、CD257/B細胞活性化因子(BAFF)/Blys/THANK/Tall−1、グルココルチコイド誘発TNF受容体リガンド(GITRL)、及び、TNF関連アポトーシス誘導リガンド(TRAIL)、LIGHT(TNFSF14)が挙げられるが、これらに限定されない。免疫グロブリン(Ig)スーパーファミリーは、細胞の認識、結合、又は付着プロセスに関与する、細胞表面及び可溶性タンパク質の大きな群である。これらのタンパク質は、免疫グロブリンドメイン(しわ)を有するという点で、免疫グロブリンと構造的特徴を共有している。免疫グロブリンスーパーファミリーリガンドとしては、共に、CD28に対するリガンドであるCD80及びCD86、PD−1に対するリガンドとなるPD−L1/(B7−H1)が挙げられるが、これらに限定されない。
特定の実施形態において、少なくとも1つの共刺激リガンドは、4−1BBL、CD80、CD86、CD70、OX40L、CD48、TNFRSF14、PD−L1、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。特定の実施形態において、免疫応答細胞は、4−1BBLである1つの共刺激リガンドを形質導入する。特定の実施形態において、免疫応答細胞は、4−1BBL及びCD80である2つの共刺激リガンドを形質導入する。少なくとも1つの共刺激リガンドを形質導入したCARは、米国特許第8,389,282号に記載されており、その全体が参照により組み込まれている。
更に、本明細書にて開示する免疫応答細胞は、免疫応答細胞が、少なくとも1種のサイトカインを分泌し、かつTF特異的CARを発現するように、少なくとも1種のサイトカインを更に形質導入することができる。特定の実施形態において、少なくとも1種のサイトカインは、IL−2、IL−3、IL−6、IL−7、IL−11、IL−12、IL−15、IL−17、及びIL−21からなる群から選択される。特定の実施形態において、サイトカインはIL−12である。
末梢性ドナーリンパ球で使用可能な、TF特異的、又はTF標的化ヒトリンパ球としては、例えば、Sadelain,M.,et al.2003 Nat Rev Cancer 3:35−45(CARを発現するように遺伝子組み換えした、末梢性ドナーリンパ球を開示)、Morgan,R.A.,et al.2006 Science 314:126−129(α及びβヘテロダイマーを含む、完全長腫瘍抗原認識T細胞受容体複合体を発現するように遺伝子改変した、末梢性ドナーリンパ球を開示)、Panelli,M.C.,et al.2000 J Immunol 164:495−504;Panelli,M.C.,et al.2000 J Immunol 164:4382−4392(腫瘍生検の腫瘍浸潤リンパ球(TIL)に由来するリンパ球培養物を開示)、及び、Dupont,J.,et al.2005 Cancer Res 65:5417−5427;Papanicolaou,G.A.,et al.2003 Blood 102:2498−2505(人工抗原提示細胞(AAPC)又はパルス樹状細胞を用いる、インビトロ膨張した抗原特異的末梢血白血球を選択的に開示)に開示されるものが挙げられる。免疫応答細胞(例えばT細胞)は自己、非自己(例えば同種異系)、又は改変した前駆細胞若しくは幹細胞のインビトロ由来であることができる。
特定の実施形態において、本明細書にて開示する免疫応答細胞(例えばT細胞)は、本明細書にて開示するTF特異的CARを、約1〜約4の、約2〜約4の、約3〜約4の、約1〜約2の、約1〜約3の、又は約2〜約3のベクターコピー数/細胞で発現する。
CTLの非精製源は、骨髄、胎児、新生児、若しくは成人、又は他の造血細胞源、例えば胎児の肝臓、末梢血、若しくは臍帯血液などの、当該技術分野において公知の任意のものであることができる。各種技術を用いて、細胞を分離することができる。例えば、ネガティブセレクション法により、非CTLをまず取り除くことができる。モノクローナル抗体は、陽性及び陰性選択の両方に対する、特定の細胞リネージ及び/又は分化段階と関連するマーカーを識別するために特に有用である。
大部分の最終分化細胞は、比較的粗い分離により、初期に取り除くことができる。例えば、磁気ビーズ分離をまず用いて、多数の無関係な細胞を取り除くことができる。全造血細胞の、好ましくは少なくとも約80%、通常少なくとも70%が、細胞単離前に取り除かれる。
分離手順としては、密度勾配遠心分離;リセット;細胞密度を変更する粒子の連結;抗体をコーティングした磁気ビーズによる磁気分離;親和性クロマトグラフィー;補体及び細胞毒素を含むがこれらに限定されないmAbと結合した、又はこれを用いた細胞毒性剤;並びに、固体マトリックスに取り付けられた抗体によるパニング(例えばプレート、チップ、水簸、又は任意の他の便利な技術)が挙げられるが、これらに限定されない。
分離及び分析技術としては、様々な精密度、例えば複数のカラーチャネル、低角度及び鈍角光散乱検出チャネル、インピーダンスチャネルを有することができるフローサイトメトリーが挙げられるが、これらに限定されない。
ヨウ化プロピジウム(PI)などの、死細胞と関連した染料を用いることにより、細胞を死細胞に対して選択することができる。細胞は、2%ウシ胎児血清(FCS)若しくは0.2%ウシ血清アルブミン(BSA)を含む培地、又は任意の他の好適な、好ましくは滅菌した等張性培地で収集するのが好ましい。
ベクター
免疫応答細胞(例えばT細胞、CTL細胞、NK細胞)の遺伝子組み換えは、実質的に均質な細胞組成に、組み換えDNA又はRNA構築物を形質導入することにより実施することができる。ベクターは、DNA又はRNA構築物を宿主細胞ゲノムに導入するために用いられる、レトロウイルス(Liu et al.,Leukemia 2018)又はレンチウイルス(Mehta and Rezvani,Front Immunol 2018;Nowakowska et al.,Cancer Immunol Immunother 2018)ベクター(例えばガンマレトロウイルス)であることができる。図1〜4に記載されているレンチウイルスベクター同様に、例えば、TF特異的CARをコードするポリヌクレオチドをレトロウイルスベクターにクローニングすることができ、発現を、その内因性プロモーター、レトロウイルス長末端反復、又は代替の内部プロモーターからもたらすことができる。
非ウイルスベクター又はRNAも、同様に使用することができる。ランダムな染色体組み込み、又は標的組み込み(例えば、ヌクレアーゼ、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、及び/若しくは、クラスター化され、規則的に間隔が空いている短い回文の反復(CRISPR)を用いる)、又は導入遺伝子発現(例えば自然若しくは化学修飾RNAを用いる)、非ウイルス性「眠れる森の美女」トランスポゾン若しくはmRNAトランスフェクション (Hu et al.,Acta Pharmacol Sin 2018;Mehta and Rezvani,Front Immunol 2018)を、使用することができる。
TF特異的CAR発現細胞を提供するための、細胞の初期遺伝子組み換えに関しては、通常はレトロウイルスベクターを、形質導入のために用いるが、任意の他の好適なウイルスベクター、又は非ウイルスデリバリーシステムを使用することができる。少なくとも2種の共刺激リガンドを含む抗原提示複合体を含む細胞を提供するための、後続の細胞の遺伝子改変に関しては、レトロウイルス遺伝子導入(形質導入)が同様に、効果的であることが判明している。キャプシドタンパク質が、ヒト細胞を感染させるのに機能的である場合、レトロウイルスベクターと、適切なパッケージング株の組み合わせもまた、好適である。PA12(Miller,et al.(1985)Mol.Cell.Biol.5:431−437);PA317(Miller,et al.(1986)Mol.Cell.Biol.6:2895−2902);及びCRIP(Danos,et al.(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:6460−6464)を含むが、これらに限定されない、様々なアンホトロピックウイルス産生細胞株が知られている。非アンホトロピック粒子、例えば、VSVG、RD114、又はGALVエンベロープ、及び当該技術分野において公知の任意の他のものによる偽型化粒子もまた、好適である。
可能な形質導入方法としては、例えば、Bregni,et al.(1992)Blood 80:1418−1422の方法による、細胞を、プロデューサー細胞と直接同時培養するもの、又は、例えば、Xu,et al.(1994)Exp.Hemat.22:223−230;及びHughes,et al.(1992)J.Clin.Invest.89:1817の方法による、ウイルス上清のみでの、又は、適切な成長因子及びポリカチオンを有する、若しくは有しない、濃縮ベクター原液による培養もまた挙げられる。
形質導入ウイルスベクターを使用して、免疫応答細胞内で共刺激リガンド(例えば4−1BBL及びIL−12)を発現することができる。選択したベクターは、高効率の感染、並びに安定した組み込み及び発現を示すのが好ましい(例えば、Cayouette et al.,Human Gene Therapy 8:423−430,1997;Kido et al.,Current Eye Research 15:833−844,1996;Bloomer et al.,Journal of Virology 71:6641−6649,1997;Naldini et al.,Science 272:263 267,1996;及びMiyoshi et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.94:10319,1997、を参照のこと)。使用可能な他のウイルスベクターとしては例えば、アデノウイルス、レンチウイルス、及びアデノ随伴ウイルスベクター、ワクシニアウイルス、ウシ乳頭腫ウイルス、又はヘルペスウイルス、例えばエプスタイン・バールウイルスが挙げられる(例えば、Miller,Human Gene Therapy 15−14,1990;Friedman,Science 244:1275−1281,1989;Eglitis et al,BioTechniques 6:608−614,1988;Tolstoshev et al.,Current Opinion in Biotechnology 1:55−61,1990;Sharp,The Lancet 337:1277−1278,1991;Cornetta et al.,Nucleic Acid Research and Molecular Biology 36:311−322,1987;Anderson,Science 226:401−409,1984;Moen,Blood Cells 17:407−416,1991;Miller et al.,Biotechnology 7:980−990,1989;Le Gal La Salle et al.,Science 259:988−990,1993;及びJohnson,Chest 107:77S−83S,1995のベクターも参照のこと)。レトロウイルスベクターが特に開発されており、臨床設定にて用いられている(Rosenberg et al.,N.Engl.J.Med 323:370,1990;Anderson et al.,米国特許第5,399,346号)。
非ウイルスアプローチもまた、細胞内でタンパク質を発現させるために用いることができる。例えば、リポフェクションの存在下における核酸の投与(Feigner et al.,Proc.Nat’l.Acad.Sci.U.S.A.84:7413,1987;Ono et al.,Neuroscience Letters 17:259,1990;Brigham et al.,Am.J.Med.Sci.298:278,1989;Staubinger et al.,Methods in Enzymology 101:512,1983)、アシアロオロソムコイド−ポリリシンコンジュゲーション(Wu et al.,Journal of Biological Chemistry 263:14621,1988;Wu et al.,Journal of Biological Chemistry 264:16985,1989)、又は、外科的条件下におけるマイクロ注射(Wolff et al.,Science 247:1465,1990)により、核酸分子を細胞内に導入することができる。遺伝子導入のための、他の非ウイルス方法としては、リン酸カルシウム、DEAEデキストラン、電気穿孔法、及び原形質融合を用いる、インビトロでのトランスフェクションが挙げられる。リポソームもまた、DNAを細胞内に送達するのに、潜在的に有益である可能性がある。通常の遺伝子を、対象の感染組織に移植することもまた、通常の核酸を、生体外培養が可能な細胞種(例えば、自己由来又は異種一次細胞又はそれらの後代)に移し、その後、細胞(又はその子孫)を、標的組織に注入する、又は全身注入することにより実行することができる。組み換え受容体もまた、トランスポーゼース、又は標的ヌクレアーゼ(例えばジンクフィンガーヌクレアーゼ、メガヌクレアーゼ、若しくはTALEヌクレアーゼ)を用いて誘導、又は入手することができる。一時的発現は、RNA電気穿孔法により得ることができる。ポリヌクレオチド治療法で用いるcDNAの発現は、任意の好適なプロモーター(例えばヒトサイトメガロウイルス(CMV)、シミアンウイルス40(SV40)、又はメタロチオネインプロモーター)から行うことができ、任意の適切な哺乳類制御エレメント若しくはイントロン(例えば、延長因子1、エンハンサー/プロモーター/イントロン構造)により、制御することができる。例えば、所望する場合、特定の細胞型で優先的に遺伝子発現を行うことが知られているエンハンサーを使用して、核酸の発現を行うことができる。使用されるエンハンサーとしては、組織又は細胞特異的エンハンサーとして特性決定されるものを挙げることができるが、これらに限定されない。あるいは、ゲノムクローンを治療用構築物として用いる場合、制御は、同族の調節配列により、又は所望する場合、上述したプロモーター又は制御因子のいずれかを含む、異種源に由来する調節配列により、媒介することができる。
得られた細胞は、非組み換え細胞のものに類似の条件下にて増殖することができ、これにより、改変細胞が膨張し、様々な目的に使用することができる。
配列:相同性/変化/最適化
本明細書にて開示する主題は、配列内で変化を生み出すことにより、アミノ酸配列又は核酸配列を最適化する方法を提供する。このような変化は、特定の変異、欠失、挿入、又は翻訳後修飾を含むことができる。本明細書にて開示する主題は、本明細書にて開示する主題の、任意の自然発生するポリペプチドの類似体を更に含む。類似体は、本明細書にて開示する主題の自然発生するポリペプチドとは、アミノ酸配列の差、翻訳後修飾、又はその両方が異なっていることができる。本明細書にて開示する主題の類似体は、本明細書にて開示する主題の自然発生するアミノ酸配列の全て又は一部と、少なくとも約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、又はそれ以上の同一性を一般に示すことができる。配列比較の長さは、少なくとも5、10、15、20、25、50、75、100又はそれ以上のアミノ酸残基である。再び、同一性の程度を測定する例示的なアプローチにおいて、密接に関係した配列を示す、e”3〜e”100の確率スコアと共に、BLASTプログラムを用いることができる。修飾とは、ポリペプチドの、インビボ及びインビトロでの化学誘導体化、例えばアセチル化、カルボキシル化、リン酸化、又はグリコシル化を含み、このような改変は、ポリペプチド合成若しくは処理の間に生じ得る、又は単離した改変酵素による処理の後で生じ得る。類似体はまた、本明細書にて開示する主題の自然発生するポリペプチドとは、一次配列の変更が異なることもできる。これらは、自然、及び(例えば、エタンメチルサルフェートへの照射若しくは曝露によるランダム突然変異誘発から、又は、Sambrook,Fritsch and Maniatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2d ed.),CSH Press,1989,若しくはAusubel et al.,supraに記載されている部位特異的突然変異誘発により得られる)誘導の両方である、遺伝多様体を含む。L−アミノ酸以外の残基、例えばD−アミノ酸、又は、自然に生じない、若しくは合成アミノ酸、例えばベータ(β)若しくはガンマ(γ)アミノ酸を含有する、環化ペプチド、分子、及び類似体もまた、含まれる。
完全長ポリペプチドに加えて、本明細書にて開示する主題は、本明細書にて開示する主題のポリペプチド又はペプチドドメインのいずれかの断片もまた提供する。断片は、少なくとも5、10、13、又は15のアミノ酸であることができる。特定の実施形態において、断片は少なくとも20の連続アミノ酸、少なくとも30の連続アミノ酸、又は少なくとも50の連続アミノ酸である。特定の実施形態において、断片は少なくとも60〜80、100、200、300、又はそれ以上の連続アミノ酸である。本明細書にて開示する主題の断片は、当業者に既知の方法により生成することができる、又は、通常のタンパク質処理(例えば、生物活性に必要でない、初期のポリペプチドのアミノ酸を除去すること、若しくは、代替mRNAスプライシング、若しくは代替タンパク質処理事象により、アミノ酸を除去すること)により得ることができる。
非タンパク質類似体は、本発明のタンパク質の機能活性を模倣するように設計された化学構造を有する。本明細書にて開示する主題の方法に従い、このような類似体を投与することができる。このような類似体は、元のポリペプチドの生理学的活性を超える場合がある。類似体の設計方法は当該技術分野において周知であり、類似体の合成は、得られる類似体が、免疫応答細胞内で発現した際に元のポリペプチドの抗新生物薬活性を増加させるように、化学構造を修飾するような方法に従い実施することができる。これらの化学修飾としては、代替R基の置換、及び、参照ポリペプチドの特定の炭素原子における飽和度の変化が挙げられるが、これらに限定されない。タンパク質類似体は、インビボ分解に対して比較的耐性を有することができ、結果として、投与時により長い治療効果が得られる。機能活性を測定するためのアッセイとしては、以下の実施例に記載するものが挙げられるが、それらに限定されない。
本明細書にて開示する主題に従うと、TFに特異的に結合する抗原結合ドメインをコードするポリヌクレオチドは、コドン最適化により修飾することができる。コドン最適化は、自然に生じる配列、及び組み換え遺伝子配列の両方を変化させ、任意の所与の発現系における、最も可能性の高いレベルの生産性を実現することができる。タンパク質発現の異なる段階で関与する因子としては、コドン適応性、mRNA構造、並びに、転写及び翻訳における様々なds要素が挙げられる。当業者に既知の、任意の好適なコドン最適化方法又は技術を使用して、OPTIMUMGENE(商標)、Encor optimization、及びBlue Heronを含むがこれらに限定されない、本明細書にて開示する主題のポリヌクレオチドを修飾することができる。
本明細書にて開示したCARを作製するために使用したアミノ酸は、組織因子(TF)により認識される機能的能力を維持する限り、他のアミノ酸と置換することができる。置換又は置き換え多様体は、典型的には、ポリペプチド内の1つ以上の部位にて、更にもう1つのアミノ酸の交換を含有し、ポリペプチドの1つ以上の性質、特にそのエフェクター機能及び/又は生物学的利用能を制御するように設計することができる。実施形態のキメラポリペプチド内における、ある種の特定のアミノ酸交換は、上で詳述している。更なる置換は、保存的、即ち、1つのアミノ酸が、類似形状及び電荷を有するもので置換されているものであってもよいし、そうでなくてもよい。保存的置換は当該技術分野において周知であり、例えば、アラニンのセリンへの;アルギニンのリジンへの;アスパラギンのグルタミン又はヒスチジンへの;アスパルテートのグルタメートへの;システインのセリンへの;グルタミンのアスパラギンへの;グルタメートのアスパルテートへの;グリシンのプロリンへの;ヒスチジンのアスパラギン又はグルタミンへの;イソロイシンのロイシン又はバリンへの;ロイシンのバリン又はイソロイシンへの;リジンのアルギニンへの;メチオニンのロイシン又はイソロイシンへの;フェニルアラニンのチロシン、ロイシン、又はメチオニンへの;セリンのスレオニンへの;スレオニンのセリンへの;トリプトファンのチロシンへの;チロシンのトリプトファン又はフェニルアラニンへの;及び、バリンのイソロイシン又はロイシンへの変更が挙げられる。
欠失または置換に加えて、修飾ポリペプチドは、通常ポリペプチド内への少なくとも1つの残基の付加を伴う、残基の挿入を有してよい。これは、標的化するポリペプチドの挿入、又は単に1つの残基の挿入を含んでよい。融合タンパク質と呼ばれる末端付加を以下で論じる。
アミノ酸及び核酸配列は、追加の残基、例えば追加のN若しくはC末端アミノ酸、又は5’若しくは3’配列を含み得、かつ、配列が、タンパク質発現が関係する生物学的タンパク質活性の維持を含む、上述の基準を満たす限り、依然として、本明細書にて開示した配列の1つで説明されるものと事実上同じであることもまた理解されよう。末端配列の付加は特に、例えば、コード領域の5’若しくは3’部分のいずれかに隣接する種々の非コード配列を含み得るか、又は、遺伝子内で発生することが知られている種々の内部配列、すなわちイントロンを含み得る核酸配列に適用される。
治療/治療法
CAR−T及びNK細胞治療法は、臨床試験、及び認可済み臨床用途における血液学的悪性腫瘍で評価されており(Luskin et al.Chimeric Antigen Receptor Therapy in Acute Lymphoblastic Leukemia Clinical Practice.Curr Hematol Malig Rep,2017)、固形癌でもまた転用されている(Morello et al.Mesothelin−Targeted CARs:Driving T Cells to Solid Tumors.Cancer Discov,2016.6(2):p.133−46)。この方法は、効果的な癌免疫治療法に必要な全身性免疫を付与する(Spitzer,M.H.,et al.,Systemic Immunity Is Required for Effective Cancer Immunotherapy.Cell,2017.168(3):p.487−502 e15)だけでなく、腫瘍微小環境におけるT及びNK細胞の、局所性湿潤もまた増加させることができる。この発想と共に、チェックポイント阻害剤、及びCAR−T細胞を、多発性骨髄腫で使用することができる(Gay,F.,et al.,Immuno−oncologic Approaches:CAR−T Cells and Checkpoint Inhibitors.Clin Lymphoma Myeloma Leuk,2017.17(8):p.471−478)。そのために、多発性骨髄腫を使用して、CAR−T治療法とのチェックポイント遮断の併用療法の発想を試験し、腫瘍微小環境内でのT細胞の湿潤を増加させ、耐性を克服することができ、故に、免疫チェックポイント遮断療法の有効性を最適化することができる。
CAR−T及びNK細胞の局所性湿潤を増加させるために、CAR−T又はNK細胞を、例えば、脳腫瘍のための頭蓋内送達、及び肝細胞癌、及び原発性結腸直腸癌からの肝臓転移のための肝臓内注入といった、局在又は局所送達することができる(Sridhar,P.and F.Petrocca,Regional Delivery of Chimeric Antigen Receptor(CAR)T−Cells for Cancer Therapy.Cancers(Basel),2017.9(7))。生体外で膨張及び活性化したNK細胞を含む細胞療法を、血液学的癌、及び固形癌に対して使用することができる(.Baggio,L.,et al.,Natural killer cell adoptive immunotherapy:Coming of age.Clin Immunol,2017.177:p.3−11.)。全身注入したNK細胞の、腫瘍微小環境へのホーミングを増加させるために、ヒトNK細胞を遺伝子組み換えして、ケモカイン受容体CXCR2を発現することにより、CXCR2に対するリガンドを発現する腎細胞癌への移動が改善したことが報告されている(Kremer,V.,et al.,Genetic engineering of human NK cells to express CXCR2 improves migration to renal cell carcinoma.J Immunother Cancer,2017.5(1):p.73)。
本明細書に記載する、fVII−CAR修飾免疫エフェクター細胞を使用して、様々な疾患及び障害を治療することができる。実際、組織因子(TF)と関連したあらゆる疾患又は障害を、本明細書にて開示する細胞で治療することができる。新生血管の形成である病的血管新生には、多くの重大な臨床的ヒト疾患、特に癌、加齢関連黄斑変性症(AMD)、子宮内膜症、及び関節リウマチ(RA)が伴う(Hu.Antibodies 2018)。マクロファージは、アテローム性動脈硬化症並びにウイルス感染症(HIV及びエボラ)などの、多くのヒト疾患の進行に関与する(Hu.Antibodies 2018)。TFは、これらの病的血管新生に依存するヒト疾患での血管由来の血管内皮細胞(VEC)、及び疾患に関連するマクロファージにて、選択的に発現し得る。生理学的条件下において、TFは、休止VEC及び単核細胞により発現はしないが、血液循環外、及び血管壁の内層に位置するいくつかの細胞(周皮細胞など)で、単に制限されている。癌においては、例えば、癌細胞は、多くの種類の固形癌、白血病(AML及びALL)、並びに肉腫においてもまた、TFを過剰発現する。更に、TFは癌開始幹細胞(CSC)によってもまた発現し、薬剤耐性を有しないCSCを根絶するための、新規の腫瘍標的として機能することができる。それ故、本明細書で開示される方法により治療可能な疾患の例としては、癌の病理学的新生血管、加齢関連黄斑変性症及び子宮内膜症、白血病及びリンパ腫、充実性腫瘍、関節リウマチ、アテローム性動脈硬化症、並びに、HIV及びエボラを含むウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。TFに関連する癌の一覧は、表1に見出すことができる。
投与
本明細書にて開示する主題のTF特異的CAR、及びこれを発現する免疫応答細胞は、TFに関連する疾患を治療又は予防するために、対象に全身的に、又は直接提供することができる。特定の実施形態において、TF特異的CAR、及びこれを発現する免疫応答細胞は、対象の器官(例えば、癌の影響を受けている器官)に、直接注射される。あるいは、又は更に、TF特異的CAR、及びこれを発現する免疫応答細胞は、例えば、循環系(例えば腫瘍脈管系)への投与により、対象の器官に、間接的に提供される。膨張剤及び分化剤は、細胞及び組成物の投与前、投与中、又は投与後に提供して、インビトロ又はインビボでの、T細胞産生を増加させることができる。
本明細書にて開示する主題のTF特異的CAR、及びこれを発現する免疫応答細胞は、任意の生理学上許容できるビヒクル中に投与することができる。通常、少なくとも1×10細胞を投与することができ、最終的に1×1010、又はそれ以上に達する。TF特異的CARを発現する免疫応答細胞を含む細胞群は、細胞の精製群を含むことができる。当業者は、蛍光活性化細胞選別(FACS)などの、様々な周知の方法を用いて、細胞群での免疫応答細胞の割合を、速やかに測定することができる。TF特異的CARを発現する、遺伝子組み換え免疫応答細胞を含む細胞群における精製範囲は、約50%〜約55%、約55%〜約60%、約65%〜約70%、約70%〜約75%、約75%〜約80%、約80%〜約85%;約85%〜約90%、約90%〜約95%、又は約95〜約100%であることができる。用量は、当業者によって速やかに調整することができる(例えば、精製を低下させるには、用量の増加が必要となり得る)。免疫応答細胞は注射、カテーテルなどにより導入することができる。所望する場合、因子としては、インターロイキン、例えばIL−2、IL−3、IL 6、IL−11、IL−7、IL−12、IL−15、IL−21、IL−27、及び他のインターロイキン、コロニー刺激因子、例えばG−、M−、及びGM−CSF、インターフェロン、例えばγ−インターフェロンを含むがこれらに限定されないものも挙げることができる。
本明細書にて開示する主題の組成物は、TF特異的CARを発現する免疫応答細胞、及び製薬上許容できる担体を含む、医薬組成物を含む。投与は、自己であることも、非自己であることもできる。例えば、TF特異的CARを発現する免疫応答細胞、及びこれを含む組成物は、ある対象から入手することができ、同じ対象、又は異なる、適合性のある対象に投与することができる。本明細書にて開示する主題のT細胞に由来する末梢血、又はその後代(例えば、インビボ、エクスビボ、若しくはインビトロ由来)は、カテーテル投与、全身注射、局部注射、静脈内注射、又は非経口的投与を含む局部注射により、投与することができる。本明細書にて開示する主題の医薬組成物(例えば、TF特異的CARを発現する免疫応答細胞を含む医薬組成物)を投与する際、組成物は、単位用量で注射可能な形態(溶液、懸濁液、エマルション)に製剤化することができる。
製剤
本明細書にて開示する主題の、一般のTF特異的CARを発現する免疫応答細胞、及びこれを含む組成物は、滅菌液調製物、例えば、等張性水溶液、懸濁液、エマルション、分散液、又は粘稠組成物として、便利に提供することができ、これらは、選択されたpHまで緩衝化することができる。脂質調製物は、ゲル、他の粘稠組成物、及び固体組成物よりも、調製が通常容易である。更に、液体組成物は、特に注射により、幾分か投与が便利である。一方、粘稠組成物は、適切な粘度範囲内で製剤化し、特定の組織とより長い時間接触させることができる。脂質又は粘稠組成物は担体を含むことができ、担体は、例えば水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコールなど)、及びこれらの好適な混合物を含有する溶媒又は分散媒であることができる。
無菌注射可能な溶液は、本明細書にて開示する主題の、一般にTF特異的CARを発現する免疫応答細胞を含む組成物を、所望の場合、様々な量の他の成分必要量と共に、適切な溶媒に組み込むことにより調製することができる。このような組成物は、好適な担体、希釈剤、又は、滅菌水、生理食塩水、グルコース、デキストロースなどの賦形剤との混合物であってよい。組成物は、凍結乾燥することもできる。組成物は、所望の投与経路及び調製物に応じて、湿潤剤、分散剤、又は乳化剤(例えばメチルセルロース)、pH緩衝剤、ゲル化又は粘度増強添加剤、防腐剤、香料添加剤、色などなどの補助物質を含有することができる。参照により本明細書に組み込まれている標準的なテキスト、例えばREMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCE,17th edition,1985を考慮に入れ、過度な実験をすることなく、好適な調製物を調製することができる。
抗菌性防腐剤、酸化防止剤、キレート剤、及び緩衝剤を含む、組成物の安定性及び滅菌性を向上させる様々な添加剤を加えることができる。微生物の作用の予防は、様々な抗菌及び抗カビ剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸などにより確保することができる。注射可能な薬剤形態の吸収を持続させることは、吸収遅延剤、例えばアルミニウムモノステアレート及びゼラチンによりもたらされることができる。しかし、本発明に従うと、使用するあらゆるビヒクル、希釈剤、又は添加剤は、本明細書にて開示する主題の、一般にTF特異的CARを発現する免疫応答細胞と適合性を有する必要がある。
組成物は等張性であることができる、即ち、血液及び涙液と同じ浸透圧を有することができる。本明細書にて開示する主題の組成物の、所望の等浸透圧は、塩化ナトリウム、又は、デキストロース、ホウ酸、酒石酸ナトリウム、プロピレングリコール、若しくは他の無機若しくは有機溶質などの、他の製薬上許容できる作用物質を用いて実現することができる。ナトリウムイオンを含有する緩衝液には、塩化ナトリウムが特に好ましい。
所望する場合、組成物の粘度は、製薬上許容できる増粘剤を用いて、選択したレベルにて維持することができる。メチルセルロースは、速やかに、かつ経済的に入手可能であり、取り扱いが容易であるため、使用することができる。他の好適な増粘剤としては、例えば、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボマーなどが挙げられる。増粘剤の濃度は、選択した作用物質に応じて変化することができる。重要な点は、選択した粘度を実現する量を用いるということである。明確なことであるが、好適な担体及びその他の添加の選択は、投与の正確な経路、及び特定の投薬形態、例えば液体投薬形態の性質(例えば、組成物が溶液、懸濁液、ゲル、又は他の液体形態、例えば徐放性形態若しくは液体充填形態に製剤化可能であるか否か)に左右される。
当業者は、組成物の成分は、化学的に不活性となるように選択されなければならず、本明細書にて開示する主題にて記載する、免疫応答細胞の生存能又は有効性に影響を及ぼさないであることを理解するであろう。このことは、化学及び薬学原理の当業者に問題を呈することはない、又は、標準的なテキストを参照することにより、若しくは、本開示及び本明細書で引用する文書の簡便な実験(過度の実験を伴わない)により、問題は速やかに回避することができる。
当事者は、細胞、並びに、組成物中、及び、本明細書にて開示する主題の方法により投与可能な、任意の添加剤、ビヒクル、及び/又は担体の量を速やかに決定することができる。典型的には、任意の添加剤(活性細胞及び/又は作用物質に加えて)は、約0.001重量%の溶液〜約50重量%の量で、リン酸緩衝生理食塩水溶液に存在し、活性成分は、マイクログラム〜ミリグラムのオーダーで、例えば、約0.0001重量%〜約5重量%、約0.0001重量%〜約1重量%、約0.0001重量%〜約0.05重量%、約0.001重量%〜約20重量%、約0.01重量%〜約10重量%、又は約0.05重量%〜約5重量%で存在する。動物又はヒトに投与される任意の組成物に関して、及び、任意の特定の投与方法に関して、例えば、好適な動物モデル、例えばマウスなどの齧歯類における、致死量(LD)及びLD50;並びに、好適な応答を誘発する、組成物の用量、組成物中の成分の濃度、及び、組成物の投与タイミングを測定することにより、毒性が測定されなければならない。このような測定には、当事者、本開示、及び本明細書に引用する文書の知識からの、過度の実験を必要としない。そして、連続投与の時間は、過度な実験をすることなく確認することができる。
要するに、fVII−CAR修飾免疫エフェクター細胞は、それを必要とする対象に投与することができる。投与は、治療法に関係する病状の種類に応じて、局所的又は全身性であることができる。投与は、例えば、fVII−CAR修飾免疫エフェクター細胞の、静脈内、腹腔内、肝臓内、筋肉内、腫瘍内、皮下、滑液包内、眼内、プラーク内、頭蓋内、又は皮内注射などの、当該技術分野において公知の任意の方法により行うことができる。
治療処置をもたらすのに必要なfVII−CAR修飾免疫エフェクター細胞の量は、それ自体固定されておらず、必要に応じて、医薬担体と共に投与される組成物中の成分濃度、以下でより完全に図示する免疫系応答を増加させる、投与される組成物の添加化合物、並びに、治療される患者の年齢、体重、及び臨床状態に左右される。好ましい組成物は、患者にとって許容できない毒性を生み出すことなく、有効量で修飾細胞を送達する。
本発明の医薬組成物又は製剤は、他の担体、アジュバント、安定剤、防腐剤、分散剤、及び、問題の製剤の種類を考慮した、当該技術分野において慣習的な他の作用物質もまた含むことができる。
キット
本明細書にて開示する主題は、癌などの、TFを発現する疾患の治療又は予防のためのキットを提供する。特定の実施形態において、キットは、単位剤形にTF特異的CARを含む、有効量の免疫応答細胞を含有する治療用又は予防用組成物を含む。特定の実施形態では、細胞は、少なくとも1つの共刺激リガンドを更に発現する。特定の実施形態において、キットは、治療用又は予防用ワクチンを含有する滅菌容器を含み、このような容器は、箱、アンプル、ボトル、バイアル瓶、チューブ、バッグ、パウチ、ブリスターパック、又は、当該技術分野において公知の他の好適な容器形態であることができる。このような容器は、プラスチック、ガラス、ラミネート加工紙、金属箔、又は、薬剤を保持するのに好適な他の材料から製造することができる。
所望する場合、免疫応答細胞は、癌などの疾患を有する、又はこれが進展するリスクのある対象に細胞を投与するための、指示と共に提供される。指示は一般に、疾患の治療又は予防のために組成物を使用することについての情報を含む。別の実施形態において、指示は、以下の少なくとも1つを含む:治療薬の説明、疾患又はその症状を治療又は予防するための、投薬スケジュール及び投与、注意、警告、効能、逆効能、過量投与情報、副作用、動物薬理学、臨床研究、及び/又は参照。指示は、容器(存在する場合)に直接印刷されてもよいし、容器に貼り付けられるラベルとして印刷されてもよいし、容器内で供給される、又は容器と共に供給される、個別のシート、パンフレット、又はフォルダとして印刷されてもよい。
実施例
実施例1:TF標的化CAR構築物
CAR構築物をNK及びT細胞に効率良く形質導入するために、CAR1ダイマー及びモノマーcDNA(配列番号1及び2)を、pCDHレンチベクターのマルチクローン部位(MCS)にサブクローニングし、これは、ヒトNK株及びNK92Xの感染に成功した((X.Chenet al.,A combinational therapy of EGFR−CAR NK cells and oncolytic herpes simplex virus 1 for breast cancer brain metastases.Oncotarget 7,27764−27777(2016))。CAR1モノマー及びダイマーのcDNA配列を、Sanger DNA塩基配列決定法により確認し、Genbankに寄託した(アクセッション番号MF806378及びMF806379、配列番号1及び2)。
pCDHプラスミド及びレンチウイルスが、確実にCAR1の発現をもたらすようにするために、CAR1(GFP及びPuroを有する)をコードするpCDHプラスミドを、CHO−K1細胞にトランスフェクションした。この細胞は事前に、TF標的化免疫複合体fVII−IgG1Fc(ICONと呼ばれる)(20−23)、及びfVIIL−IgG1Fc(第二世代ICONとして、軽鎖ICONのため、L−ICON1と呼ばれる)を産生するために、pcDNA3.1(+)プラスミドベクターをトランスフェクションしている。293AD細胞もまた、上清及びPEG−it精製ベクター内で、pCDH由来のレンチウイルスで感染させた。図3は、CHO−K1細胞及び293AD細胞は全て、SNT又は精製ベクターのいずれかにおける、pCDH又はレンチウイルスのトランスフェクションの後にGFPを発現したことを示し、このことは、哺乳類細胞(ハムスター及びヒト由来)が、レンチウイルスによりトランスフェクション及び感染可能であることを示している。次いで、レンチ−CAR1ダイマー及びモノマーベクターを使用してNK92MI/fCD16細胞を感染させた。この細胞は、抗体依存性細胞傷害(ADCC)を媒介可能な、IgG1Fcに対するFc受容体である、完全長ヒトCD16をコードするプラスミドpcDNA3.1(+)をトランスフェクションしている。図2は、NK92MK/fCD16細胞が、レンチ−CAR1ダイマー及びモノマーの感染後にGFPを発現した一方、非感染対照細胞はGFPを有しなかったことを示しており、このことは、そのレンチウイルスがNK細胞株の感染に成功したことを示している。CAR1発現は、フローサイトメトリー、ELISA、及びウェスタンブロッティングにて抗ヒト因子VII抗体を使用して試験する。
実施例2:トリプルネガティブ乳癌の免疫療法のための、組織因子標的化CAR−NK細胞
導入
組織因子(TF)は、標的化免疫療法が欠如することによる、典型的な治癒不可能な悪性疾患である、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)に対する、新規であり一般的でありながら、選択的表面腫瘍標的であることが測定された。満たされていない治療の必要性に取り組むために、TNBCのCAR−NK免疫療法のための、TF−CAR1ダイマー及びモノマーとしての、細胞外標的化ドメイン(因子VII軽鎖、fVIIL)と、膜貫通ドメイン(CD28)との間に、(潜在的ホモ二量体化のための)ヒトIgG1のヒンジ領域を有する、又は有しない、fVIIL−CD28−4−1BB−CD3zetaを発現する、TF標的化CAR−NK細胞を、本明細書にて開示する。TF−CAR1−NK細胞は、インビトロでTNBC細胞を殺傷することができ、細胞株由来、及び患者の腫瘍由来の、異種移植片マウスモデルにおけるTNBCの治療に対して効果的であり、かつ安全であることを、結果は表している。
トリプルネガティブ乳癌(TNBC)は、世界で診断された乳癌の約15%に相当する(A.Jemal et al.,Global cancer statistics.CA:a cancer journal for clinicians 61,69−90(2011);C.K.Anders,L.A.Carey,Biology,metastatic patterns,and treatment of patients with triple−negative breast cancer.Clinical breast cancer 9 Suppl 2,S73−81(2009);C.A.Hudis,L.Gianni,Triple−negative breast cancer:an unmet medical need.The oncologist 16 Suppl 1,1−11(2011))。有効な治療標的を欠いているために、TNBCは、悪性腫瘍を治療するのが最も困難なものであり、大部分の場合において、治癒不可能な悪性疾患であると考えられる。TNBCに対して認可された分子標的療法は、現在のところ存在しない。
TFは、子宮内膜症、加齢関連黄斑変性症(AMD)、及びヒト黒色腫(Z.Hu,Y.Sun,A.Garen,Targeting tumor vasculature endothelial cells and tumor cells for immunotherapy of human melanoma in a mouse xenograft model.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 96,8161−8166(1999);Z.Hu,A.Garen,Intratumoral injection of adenoviral vectors encoding tumor−targeted immunoconjugates for cancer immunotherapy.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97,9221−9225(2000))、肺癌(J.Cheng et al.,Effective treatment of human lung cancer by targeting tissue factor with a factor VII−targeted photodynamic therapy.Current cancer drug targets 11,1069−1081(2011)、及び、患者からのマウス又は乳癌組織における腫瘍異種移植片からの、乳癌(J.Cheng et al.,Effective treatment of human lung cancer by targeting tissue factor with a factor VII−targeted photodynamic therapy.Current cancer drug targets 11,1069−1081(2011))を含む、固形癌の病理学的新生血管の血管由来VEC(内層)における、インビトロ及びインビボの、VEGF刺激性の血管由来微小血管内皮モデルにおける、血管新生特異的受容体として識別されている(J.Contrino,G.Hair,D.L.Kreutzer,F.R.Rickles,In situ detection of tissue factor in vascular endothelial cells:correlation with the malignant phenotype of human breast disease.Nat Med 2,209−215(1996))。固形癌及び白血病において、TFはまた、様々な固形癌細胞及び白血病細胞にて、頻繁に過剰発現する(Z.Hu,Factor VII−Targeted Photodynamic Therapy for Breast Cancer and Its Therapeutic Potential for Other Solid Cancers and Leukemia,Breast Cancer−Current and Alternative Therapeutic Modalities,Esra Gunduz and Mehmet Gunduz(Ed.),ISBN:978−953−307−776−5)。TFはまた、胸、肺、及び卵巣癌の癌細胞株、腫瘍異種移植片、及び癌患者から単離した癌幹細胞(CSC)に対する新規の腫瘍標的でもある(Z.Hu et al.,Targeting tissue factor as a novel therapeutic oncotarget for eradication of cancer stem cells isolated from tumor cell lines,tumor xenografts and patients of breast,lung and ovarian cancer.Oncotarget 8,1481−1494(2017))。CSCは、TF標的化治療法に対する耐性が発達しないことが見出されている。TNBC治療法に対する、標的化可能な表面分子を識別するために、TFは、TNBC癌細胞(TNBCを有する患者の最大85%)における、新規で共通でありながら、選択的な腫瘍標的、及び血管内皮細胞(VEC)であることを測定した(Z.Hu et al.,Targeting Tissue Factor for Immunotherapy of Triple−Negative Breast Cancer Using a Second−Generation ICON.Cancer Immunol Res 6,671−684(2018))。したがって、TFは、3つの主たる腫瘍区画、即ち、TNBCを含む数種類の固形癌における、癌細胞、腫瘍血管由来の血管内皮細胞、及び、癌幹細胞に対する、一般的でありながら特異的な腫瘍標的である。
キメラ抗原受容体(CAR)発現T及びナチュラルキラー細胞の養子免疫伝達は、新規の癌免疫治療アプローチを示す。CARの着想は、T及びNK細胞の、標的細胞の表面における対応する抗原の識別を可能にする、T又はNK細胞表面における、新規受容体の発現の発想に基づいている。基本的なCAR構築物は、細胞外抗原認識ドメイン、通常は、細胞外間隙ドメイン、CD28の膜貫通ドメイン、並びに、4−1BB(CD137)、OX40(CD134)、DAP10、ICOS、及びCD3zeta鎖(CD3ζ)などのシグナル伝達細胞質ドメインに結合した、一本鎖抗体可変断片(scFv)からなる。最も発展した応用は、B細胞悪性腫瘍の表面抗原である、CD19を標的化するCAR−T細胞を使用することであり、B細胞悪性腫瘍を有する患者における、抗腫瘍有効性が示されている(P.J.Paszkiewicz et al.,Targeted antibody−mediated depletion of murine CD19 CAR T cells permanently reverses B cell aplasia.J Clin Invest 126,4262−4272(2016))。
結果
TF標的化CARの設計及び開発において、TFの認識ドメインとして、TFに対する抗体又はscFvの代わりに、TFの天然リガンドである、因子VIIを使用した。まず、TFに対するfVIIの親和性(E.Waxman et al.,Tissue factor and its extracellular soluble domain:the relationship between intermolecular association with factor VIIa and enzymatic activity of the complex.Biochemistry 31,3998−4003(1992))は、TF抗原に対する抗体(L.Presta et al.,Generation of a humanized,high affinity anti−tissue factor antibody for use as a novel antithrombotic therapeutic.Thrombosis and haemostasis 85,379−389(2001))よりも、約100〜1000倍大きい。次に、fVIIは、モノクローナル抗体のヒト化、又はscFvライブラリーのスクリーニングをすることなく、組み換えDNA技術により合成することができる。更に、fVIIの軽鎖(最初の152個のアミノ酸残基)は、TFを発現するヒト及びマウス癌細胞に、完全長fVIIと同等に、又はこれより強力に結合することができることが示されている(Z.Hu et al.,Targeting Tissue Factor for Immunotherapy of Triple−Negative Breast Cancer Using a Second−Generation ICON.Cancer Immunol Res 6,671−684(2018))。したがって、TF標的化CARは、ヒトIgG1のヒンジ領域を有しない、又は有し、CD28膜貫通及び細胞質ドメインに結合し、そして4−1BB及びCD3ζの細胞質ドメインが続き(図1)、TF標的化CAR1モノマー及びダイマー(それぞれ、GenBankアクセッション番号MF806378及びMF806379、配列番号1及び2)という名前の、TF標的化ドメインとしての、ヒト因子VII軽鎖からなる。
CAR構築物をNK細胞に効率良く形質導入するために、CAR1ダイマー及びモノマーcDNAを、ヒトNK株NK92への感染が成功したため(Z.Hu,J.Cheng,J.Xu,W.Ruf,C.J.Lockwood,Tissue factor is an angiogenic−specific receptor for factor VII−targeted immunotherapy and photodynamic therapy.Angiogenesis 20,85−96(2017))、pCDHレンチベクターのマルチクローン部位(MCS)にサブクローニングした。CAR1モノマー及びダイマーのcDNA配列を、Sanger DNA塩基配列決定法により確認し、Genbankに寄託した(アクセッション番号MF806378及びMF806379、配列番号1及び2)。
pCDHプラスミド及びレンチウイルス(上清及びPEG−it精製ベクター)が、確実にCAR1の発現をもたらすようにするために、CAR1(GFP及びPuroを有する)をコードするpCDHプラスミドを、CHO−K1及び293AD細胞にトランスフェクションした。CHO−K1細胞は、TF標的化免疫複合体fVII−IgG1Fc(ICONと呼ばれる)を産生するためのpcDNA3.1(+)プラスミドベクターのトランスフェクションに成功している(Z.Hu et al.,Targeting tissue factor as a novel therapeutic oncotarget for eradication of cancer stem cells isolated from tumor cell lines,tumor xenografts and patients of breast,lung and ovarian cancer.Oncotarget 8,1481−1494(2017);Z.Hu,A.Garen,Targeting tissue factor on tumor vascular endothelial cells and tumor cells for immunotherapy in mouse models of prostatic cancer.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98,12180−12185(2001);Z.Hu,J.Li,Natural killer cells are crucial for the efficacy of Icon(factor VII/human IgG1 Fc)immunotherapy in human tongue cancer.BMC immunology 11,49(2010)and fVIIL−IgG1Fc(called L−ICON1,for light chain ICON,as a second generation ICON)(Z.Hu et al.,Targeting Tissue Factor for Immunotherapy of Triple−Negative Breast Cancer Using a Second−Generation ICON.Cancer Immunol Res 6,671−684(2018)Z.Hu,J.Cheng,J.Xu,W.Ruf,C.J.Lockwood,Tissue factor is an angiogenic−specific receptor for factor VII−targeted immunotherapy and photodynamic therapy.Angiogenesis 20,85−96(2017))。図3は、CHO−K1細胞及び293AD細胞の両方が、SNT又は精製ベクターのいずれかにおいて、pCDH又はレンチウイルスのトランスフェクション後にGFPを発現したことを示しており、このことは、哺乳類細胞(ハムスター及びヒト由来)が、レンチウイルスによりトランスフェクション及び感染可能であることを示している。抗体依存性細胞傷害(ADCC)、NK92MI(ATCC CRL−2408)を媒介する能力を有するCAR1−NK細胞を産生するために、ヒトIL−2 cDNAの安定したトランスフェクションにより、親株NK92に由来するヒト細胞株をトランスフェクションした。これはIL−2独立性である。(K.Tam et al.,Characterization of genetically altered,interleukin 2−independent natural killer cell lines suitable for adoptive cellular immunotherapy.Hum Gene Ther 10,1359−1373(1999))。レンチウイルス感染の前に、エフェクター細胞として、抗体(ICON及びL−ICON1)依存性細胞傷害(ADCC)を媒介するCD16+NK細胞株を精製するために、NK92MIを、IgG1Fcに対するFc受容体である完全長ヒトCD16(fCD16)をコードするプラスミドpcDNA3.1(+)でも、トランスフェクションした。NK92MI/fCD16として示される得られた細胞を次に、GFPもまたコードする、レンチ−CAR1ダイマー及びモノマーベクターで感染させた。図2は、ピューロマイシン選択の後、安定したNK92MI/fCD16細胞は、CAR1ダイマー及びモノマー(図2A)(以下、それぞれCAR1ダイマー及びモノマーと略す)をコードするレンチウイルスベクターの感染後にGFPを発現したが、未感染NK92MI又はNK92MI/fCD16細胞は、GFPを発現しなかった(対照細胞として)ことを示し、このことは、レンチウイルスが、NK細胞株NK92MI、及びその誘導体であるNK92MI/fCD16の感染に成功したことを示している。
これらの安定したCAR1−NK細胞株を確立した後、CAR1及びCD16 cDNAの発現を、特異的プライマー(例えば、CAR1に対するfVIIL及びCD3zeta)を用いるRT−PCRにより、そして、fVII軽鎖を認識可能であると我々が示した、抗ヒト因子VII抗体を用いるELISAにより、これらの細胞内で検証した。図4aは、CAR1モノマー及びダイマーのcDNAがそれぞれ、NK92MI/fCD16/CAR1モノマー及びダイマー細胞内で検出され、これらの分子量は、図1に示す配列と一致することを示した一方、対照のNK92MI細胞は、CAR1に対して陰性であったことを示した。図4bは、CD16 cDNAが、NK92MI/fCD16/CAR1モノマー及びダイマーの両方に存在したが、NK92MI対照細胞には存在しなかったことを示した。βアクチンを、RT−PCRアッセイにおいて、ハウスキーピング遺伝子対照として当量で使用した(図4c)。
NK−CAR1モノマー及びダイマー細胞における、CAR1及びCD16の発現を検証してから、インビトロにおける、TNBC細胞の殺傷能(細胞傷害)、並びに、同所性TNBC CDX NSGマウスモデルにおける、インビボでの治療効果及び安全性を試験した。図5Aは、NK−CAR1モノマー及びダイマー細胞の両方が、対照NK細胞と比較して、ヒトTNBC株MDA−MB−231細胞に対して、著しい直接細胞傷害を示した(p<0.0001、CAR1モノマー又はダイマーvs対照)ことを示した。恐らく、結合活性によって、CAR1ダイマーは、10:1のE:T比において、CAR1モノマーの細胞傷害(77%)よりも、TNBC細胞に対してわずかに高い細胞傷害(85%)を示した。しかし、差は統計的に有意ではなかった(図5A)。図5B〜5Dは、CAR1−NKモノマー及びダイマー細胞は、同所性CDX NSGマウスモデルにおけるTNBCの治療に対して、効果的かつ安全であったことを示した。2×10個のNK−CAR1モノマー又はダイマー細胞を1回静脈内注射した後、TNBC CDXの増殖は、非レンチ−CAR1感染NK92MI/fCD16対照細胞を注射した対照マウスにおける増殖と比較して、著しく阻止された。我々のインビトロデータと同様に、腫瘍体積(図5B)及び腫瘍重量(図5C)を測定することにより明示されるように、NK−CAR1ダイマー細胞は、NK−CAR1モノマーよりも、TNBC CDXの治療により効果的であったが、差は統計的に有意ではなかった。対照群とNK−CAR1治療群との全マウス体重において差はなく(図5D)、このことは、TF標的化CAR1−NK治療法が安全であったことを示唆している。インビトロ及びインビボでのTNBCの治療に対して、TF−CAR1ダイマー細胞は、TF−CAR1モノマー細胞よりも強い効果を有したため、モノマーではなく、NK−CAR1ダイマー細胞を、後での研究に使用した。
クリニックでのTF−CAR−NK治療法により良く転用するため、NK−CAR1細胞の有効性及び安全性を、同所性TNBC PDX NSGマウスモデルで調査した(1群あたり3匹のマウス)。図6は、腫瘍体積(図6a)、腫瘍重量(図6b)、及びマウスの体重(図6c)を測定して判定すると、同所性PDX NSGマウスモデルにおいて、TF−CAR1ダイマー細胞免疫療法は、TNBC PDXの治療に対して効果的かつ安全であることを示した。
パイロットスタディで観察した知見を検証するために、同所性PDX NSGマウス(1群あたり5匹のマウス)における、TF−CAR1ダイマー治療法の有効性及び安全性調査を繰り返した。図7は、腫瘍体積(図7A)、腫瘍増殖率%(図7B)、腫瘍重量(図7C)、及びマウスの体重(図7D)を測定して判定すると、症状発現前のマウスモデルにおけるTNBC PDXの治療に対して、TF標的化CAR1−NK細胞免疫療法は効果的かつ安全であることを示した。
議論
細胞免疫療法に対してTFを標的化するために、TF標的化CARベースのレンチウイルスベクターを開発し、ヒトNK株(NK92MI)をTF−CAR1レンチウイルスベクターで感染させることにより、TF−CAR−NK細胞を産生した。各CAR構築物に2つ又は1つのいずれかのTF標的化ドメインを有するCAR1−NK細胞は、同所性CDX及びPDXマウスモデルにおいて、インビトロ及びインビボでTNBCを治療することに対して効果的かつ安全であることが示された。これらのTF−CAR1 NK細胞はCD16も発現するため、TNBCの治療に関して、L−ICON1及び他の治療用抗体との併用療法において、潜在的にL−ICON1−ADCCを媒介することができる。したがって、本研究では、TNBCのCAR−NK細胞免疫療法に対する、TFを標的化する着想の証拠が確立された。TFは、癌だけでなく、病的血管新生依存性及びマクロファージ随伴ヒト疾患においても、選択的に発現される(Z.W.Hu,Therapeutic Antibody−Like Immunoconjugates against Tissue Factor with the Potential to Treat Angiogenesis−Dependent as Well as Macrophage−Associated Human Diseases.Antibodies 7,(2018))。新生血管の形成である病的血管新生は、多くの臨床的に重大なヒト疾患、特に癌、加齢関連黄斑変性症(AMD)、子宮内膜症、及び関節リウマチ(RA)に関与している。マクロファージは、様々なヒト疾患、例えばアテローム性動脈硬化症並びにウイルス感染症(ヒト免疫不全ウイルス・HIV及びエボラ)の進行に関与する。TFは、これらの病的血管新生依存性ヒト疾患における血管由来VEC、及び疾患随伴マクロファージにおいて選択的に発現されることが十分に実証されている。CAR−NK及び−T治療法は、これらの血管新生依存性、及びマクロファージ随伴ヒト疾患を治療する能力を持つ新規の治療的アプローチをもたらすため、これらの臨床的に重大なヒト疾患に対する治療レジメンに、幅広く影響を及ぼすことができる。
実施例2のサポート材料及び方法
細胞株
チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO−K1)及びNK92MIを、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(ATCC,Manassas,VA)から、それぞれ2004年と2007年に購入した。CHO−K1は、10%加熱不活性化ウシ胎児血清(HI−FBS)(Sigma)、並びに1×ペニシリン及びストレプトマイシン(Invitrogen)を補充した、F12K完全増殖培地(ATCC)で増殖させた。293TN(SBI)、293FT(Invitrogen)、及び293AD(Cell Biolabs)を商業供給元から購入し、レンチウイルスベクター産生のため、DMEM完全増殖培地で増殖させた。ヒトTNBC細胞株MDA−MB−231(BRCA1−wt、BRCA2−変異)を、ATCCから2009年に購入し、10%HI−FBS、並びに1×ペニシリン及びストレプトマイシン(Invitrogen)を補充したL−15完全増殖培地で増殖させた。培養物を年に一度、マイコプラズマ汚染について試験した。Mycoalert Mycoplasma Detection Kit(Lonza,カタログ番号LT07−118)を用いてこの汚染を試験した最近の日付は、2017年6月26日であった。フローサイトメトリー、ウェスタンブロット、及び/又は細胞ELISAによりTF発現を検証することにより、癌細胞株の真偽を測定した。
CARプラスミドDNA及びレンチウイルスベクターの構築
TF標的化CAR1ダイマー及びモノマー構築物を、ヒトIgG1ヒンジ領域(CAR1のホモ二量体を形成するため)を有する、又はヒンジ領域(モノマーCAR1として)を有しない、ヒト因子VII軽鎖を(TF認識ドメインとして)、その後、CD28膜貫通及び細胞質ドメイン、4−1BB及びCD3zetaをコードするように、設計した。cDNA構築物を個別対応で、System Biosciences(SBI)のレンチウイルスシャトルベクターpCDH(SBIカタログ番号CD713B)内に合成した。TF標的化CAR1モノマー及びダイマーのcDNA配列を、Sanger DNA塩基配列決定法により検証し、それぞれ、アクセッション番号MF806378及びMF806379で、Genbankに寄託した。CAR1ダイマー及びモノマーをコードするレンチウイルスを、メーカーの指示に従い、PurFectionトランスフェクション試薬を用いて、pCDH−CAR1及びpPACKH1(SBI)と共に293TN(System Biosciences)に同時トランスフェクションすることにより産生した。細胞培養上清中のレンチウイルスを48及び72時間で回収し、上清(SNT)中で、非濃縮ウイルス粒子として使用した、又は、PEG−it試薬(SBI)を使用して濃縮した。
レンチウイルス感染、及び発現プラスミドDNAによるトランスフェクションによる、付着細胞(CHO−K1、293AD)及び懸濁細胞における、CAR1ダイマー、モノマー、又は対照GFPの安定した発現
メーカーの指示に従い、細胞に、TransDUX及びMAX Enhancer(SBI)の存在下において、レンチウイルスを感染させた。要約すると、付着細胞又は懸濁細胞のいずれかの、ウェルあたり50,000個の細胞を、細胞培養培地の24ウェルプレートに播種する。翌日、2.5μLのTransDux(SBI)、100μLのMAX Enhancer、及び400μLの培地を含有する、500μL感染培地で細胞培養培地を交換し、その後、各ウェルに150μLの293TNレンチウイルス含有上清(SNT)を添加し、撹拌混合した。形質導入の72時間後、ウイルスゲノムを宿主細胞ゲノムに組み込み、細胞を、5μg/mLのピューロマイシン及び100ng/mLのハイグロマイシンを補充した完全増殖培地に移して増殖させ、安定した細胞株を確立する、又は後の実験で用いる。
CD713B(SBI)由来のプラスミドDNAベクター発現CAR1モノマー、ダイマー、又は対照を、メーカーの指示に従い、xTremeGene HPトランスフェクション試薬(Roche)により、NK92及びNK92MI細胞にトランスフェクションした。要約すると、100,000個のNK92及びNK92MI細胞を、2mLの増殖培地に播種した。同じ日に、プラスミドDNA(2μg)を200μLのOpti−Medium(血清非含有)に添加し、その後6μLのX−tremeGENE HPトランスフェクション試薬を添加し、室温で15分間インキュベートした。DNAトランスフェクション混合物を各ウェルに、滴下により加えた。トランスフェクションの72時間後、安定してトランスフェクションした細胞を選択するために、ピューロマイシンを添加し、5μg/mLの終濃度にした。
RT−PCR及びウェスタンブロットによる、CAR1−NK細胞におけるCAR1及びCD16の発現
RT−PCR及びウェスタンブロットを実施し、レンチウイルス感染、又はプラスミドトランスフェクション済みの細胞にて、CAR1及びCD16の発現を検証した。TriZol Reagent(Invitrogen)を使用して、NK92MI/fCD16対照、CAR1ダイマー及びモノマー細胞から、全てのRNAを抽出した。One−Step RT−PCRキット(New England Biolabs,カタログNo.E5315)、及び対応するプライマーを使用して、CAR1、CD16、及びβアクチンのRT−PCRを行い、アガロースゲル電気泳動により分析した。
ヒトTNBC細胞に対する、CAR1−NK細胞の細胞傷害
CytoTox均質アッセイキット(Promega)を使用して、細胞傷害アッセイを試験した。ヒトTNBC MDA−MB−231細胞(標的細胞)を、96ウェルU底組織培養物処理済みマイクロプレート内の、10%加熱不活性化FBSを補充した100μLのMEMα増殖培地内で、ウェルあたり10,000個の細胞で一晩播種した。翌朝、50μLの培地を各ウェルから取り出した。NK92MI/fCD16を発現するCAR1ダイマー、モノマー、又は非感染対照(エフェクター細胞として)を、ADCCエフェクターアッセイ培地(0.5%の超低IgG HIーFBSを含むDMEM)に再懸濁し、10:1及び5:1のE:T比で、ウェルに添加した。5% CO及び37℃にて4時間インキュベーションした後、300×gで5分間、マイクロプレートを遠心分離し、新しい96ウェル平底マイクロプレートに、50μLの上清を移した。細胞傷害アッセイ溶液を添加し(ウェルあたり50μL)て37Cで30分間インキュベートした後、メーカーの指示に従い停止溶液を添加した。490nmでの吸光度を、マイクロプレート読み取り機(Molecular Devices,i3)で読み取った。
TNBC細胞由来の異種移植片(CDX)、及び患者由来の異種移植片(PDX)の、同所性マウスモデルの生成。要約すると、腫瘍株由来の異種移植片の同所性マウスモデルを生成するために、50μLのPBS中の、5×10個のヒトTNBC MDA−MB−231/Luc+GFP細胞を、4〜6週齢のメスNSG(Taconic Farms)の、左の4番目の乳腺脂肪パッドに注射した。同所性TNBC PDXモデルを生成するために、BRCA1変異を有する、TNBC PDXドナーNSGマウス(NOD SCID γ、成熟B、T、NK細胞なし、及び補体なし)を、Jackson Laboratory(JAX TM00089,胸腫瘍マーカー:TNBC ER−/PR−/HER2−,BRCA1 V757fs)から購入した。OSU IACUC Rodent Surgery Policyに従い、手術を行った。イソフルランでマウスに麻酔をかけた。ドナーNSGマウス(JAX,TM00089)に関して、腫瘍の側面にわたり切り込みを入れて腫瘍組織を取り出し、これを、1×ペニシリン及びストレプトマイシンを補充したRPMI培地内で1回洗浄し、レシピエントマウスに移植するために、滅菌PBS中で、直径約3ミリメートル(mm)片に切断した。CB−17 SCIDマウス(Taconic Farms)を、レシピエントマウスとして使用した。レシピエントマウスに対して、ドナー腫瘍組織からこのマウスに、約3mmのPDX腫瘍組織1つを直接移植するために、右の4番目の乳腺に切り込みを入れた。一滴の組織接着剤(Vetbond)、及び/又は創傷クリップ1つ(Sigma)を使用して、ルーチンの方法で切り込み部位を閉じた。動物が麻酔から回復することを監視した後、ルーチンの飼育に戻した。創傷が治癒するまで、動物を毎日確認し、鎮痛剤(ブプレノルフィン、皮下投与、100μLの滅菌PBS中に0.1mg/kg)を投与して、手術後最大72時間、鎮痛させた。
TF−CAR−NK細胞療法のインビボ研究。4週齢のメスNSGマウスにおいて、TNBC CDX及びPDX(JAX)を生成した。CDX又はPDX腫瘍が約100〜300mmに達したとき、CD16及びCAR1ダイマー又はモノマー(CAR1ダイマー及びモノマー)を発現するNK92MIを、尾静脈を通して2週間毎に、静脈内注射した(マウス1匹あたり、2〜3×10個の細胞)。CD16及びCAR1の両方を有しないNK92MI細胞を、対照マウスに静脈内注射した。キャリパーを用いて腫瘍の幅(W)及び長さ(L)をミリメートル(mm)で測定し、式(W)×L/2(mm)を用いて、腫瘍体積(mm)を計算することにより、治療効果を測定した。
統計分析。インビトロ及びインビボデータを、平均±SEMとして表し、Prism software(GraphPad)を使用して、統計的有意性のためにANOVA及びt検定により、分析した。統計的有意性の分析のために、組織培養プレート内で、インビトロアッセイのために、各群において二重又は三重のウェルを用い、各群あたり3〜5匹のマウスを、動物研究においてインビボで使用した。統計的有意性を*:P<0.05;**:P<0.01;***:P<0.001;****:P<0.0001として表し、「ns」は、(統計的)有意性がないことを意味する。
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、開示された発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で引用した刊行物及びそれらが引用されている資料は、参照により具体的に組み込まれる。
当業者であれば、本明細書に記載の本発明の特定の実施形態に対する多くの等価物を認識し、又は日常的な実験のみを用いて確かめることができるであろう。そのような等価物は、添付の特許請求の範囲によって包含されることを意図している。
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配列
配列番号1:TF標的化CAR1モノマー
GCTAGCGCCACCATGGTCTCCCAGGCCCTCAGGCTCCTCTGCCTTCTGCTTGGGCTTCAGGGCTGCCTGGCTGCAGTCTTCGTAACCCAGGAGGAAGCCCACGGCGTCCTGCACCGGCGCCGGCGCGCCAACGCGTTCCTGGAGGAGCTGCGGCCGGGCTCCCTGGAGAGGGAGTGCAAGGAGGAGCAGTGCTCCTTCGAGGAGGCCCGGGAGATCTTCAAGGACGCGGAGAGGACGAAGCTGTTCTGGATTTCTTACAGTGATGGTGACCAGTGTGCCTCAAGTCCATGCCAGAATGGGGGCTCCTGCAAGGACCAGCTCCAGTCCTATATCTGCTTCTGCCTCCCTGCCTTCGAGGGCCGGAACTGTGAGACGCACAAGGATGACCAGCTGATCTGTGTGAACGAGAACGGCGGCTGTGAGCAGTACTGCAGTGACCACACGGGCACCAAGCGCTCCTGTCGGTGCCACGAGGGGTACTCTCTGCTGGCAGACGGGGTGTCCTGCACACCCACAGTTGAATATCCATGTGGAAAAATACCTATTCTAGAAAAAAGAAATGCCAGCAAGCCCCAAGGGCGAGGATCCTTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTGCTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTGAGGAGTAAGAGGAGCAGGCTCCTGCACAGTGACTACATGAACATGACTCCCCGCCGCCCCGGGCCCACCCGCAAGCATTACCAGCCCTATGCCCCACCACGCGACTTCGCAGCCTATCGCTCCTTCGAACGTTTCTCTGTTGTTAAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAACTGGAATTCAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGCCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAATGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGGATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAGGCCCTGCCCCCTCGCTGAGTTTAAACGCGGCCGC
CAR1モノマー(hfVIIL−CD28−4−1BB−CD3zeta)の図
NheI−Kozak−fVII軽鎖(開始コドン+シグナル+成熟fVII軽鎖)−BamHI−CD28(TM+CD)−BstBI−4−1BB−EcoRI−CD3zeta CD−Stopコドン−PmeI−<u>NotI
</u> 配列番号2:TF標的化CAR1ダイマー
GCTAGCGCCACCATGGTCTCCCAGGCCCTCAGGCTCCTCTGCCTTCTGCTTGGGCTTCAGGGCTGCCTGGCTGCAGTCTTCGTAACCCAGGAGGAAGCCCACGGCGTCCTGCACCGGCGCCGGCGCGCCAACGCGTTCCTGGAGGAGCTGCGGCCGGGCTCCCTGGAGAGGGAGTGCAAGGAGGAGCAGTGCTCCTTCGAGGAGGCCCGGGAGATCTTCAAGGACGCGGAGAGGACGAAGCTGTTCTGGATTTCTTACAGTGATGGTGACCAGTGTGCCTCAAGTCCATGCCAGAATGGGGGCTCCTGCAAGGACCAGCTCCAGTCCTATATCTGCTTCTGCCTCCCTGCCTTCGAGGGCCGGAACTGTGAGACGCACAAGGATGACCAGCTGATCTGTGTGAACGAGAACGGCGGCTGTGAGCAGTACTGCAGTGACCACACGGGCACCAAGCGCTCCTGTCGGTGCCACGAGGGGTACTCTCTGCTGGCAGACGGGGTGTCCTGCACACCCACAGTTGAATATCCATGTGGAAAAATACCTATTCTAGAAAAAAGAAATGCCAGCAAGCCCCAAGGGCGAGGATCCGCAGAGCCCAAATCTTGTGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCAGGATCCTTTTGGGTGCTGGTGGTGGTTGGTGGAGTCCTGGCTTGCTATAGCTTGCTAGTAACAGTGGCCTTTATTATTTTCTGGGTGAGGAGTAAGAGGAGCAGGCTCCTGCACAGTGACTACATGAACATGACTCCCCGCCGCCCCGGGCCCACCCGCAAGCATTACCAGCCCTATGCCCCACCACGCGACTTCGCAGCCTATCGCTCCTTCGAACGTTTCTCTGTTGTTAAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAACTGGAATTCAGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACCAGCAGGGCCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAATGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGGATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAGGCCCTGCCCCCTCGCTGAGTTTAAACGCGGCCGC
hfVIIL−ヒンジ−CD28−4−1BB−CD3zetaの図
NheI−Kozak−fVII軽鎖(開始コドン+シグナル+成熟fVII軽鎖)−BamHI*−hIgG1ヒンジ−BamHI*−CD28(TM+CD)−BstBI−4−1BB−EcoRI−CD3zeta CD−Stopコドン−PmeI−<u>NotI
</u> TM:膜貫通ドメイン。CD:細胞質ドメイン。NheI、BamHI、BstBI、EcoRI、PmeI、及びNotI:制限酵素は、個々の認識及びシグナル伝達断片を、プラスミド構築物に分子サブクローニングするために使用し、CARシグナル伝達断片の改変、例えば、4−1BBのOX40(TF標的化CAR2)での置き換え、又は、第四世代のCAR(TF標的化CAR3)として、OX40をCAR1に付加することを可能にする。
配列番号3:ヒト凝固因子VII軽鎖のcDNA配列
ATGGTCTCCCAGGCCCTCAGGCTCCTCTGCCTTCTGCTTGGGCTTCAGGGCTGCCTGGCTGCAGTCTTCGTAACCCAGGAGGAAGCCCACGGCGTCCTGCACCGGCGCCGGCGCGCCAACGCGTTCCTGGAGGAGCTGCGGCCGGGCTCCCTGGAGAGGGAGTGCAAGGAGGAGCAGTGCTCCTTCGAGGAGGCCCGGGAGATCTTCAAGGACGCGGAGAGGACGAAGCTGTTCTGGATTTCTTACAGTGATGGTGACCAGTGTGCCTCAAGTCCATGCCAGAATGGGGGCTCCTGCAAGGACCAGCTCCAGTCCTATATCTGCTTCTGCCTCCCTGCCTTCGAGGGCCGGAACTGTGAGACGCACAAGGATGACCAGCTGATCTGTGTGAACGAGAACGGCGGCTGTGAGCAGTACTGCAGTGACCACACGGGCACCAAGCGCTCCTGTCGGTGCCACGAGGGGTACTCTCTGCTGGCAGACGGGGTGTCCTGCACACCCACAGTTGAATATCCATGTGGAAAAATACCTATTCTAGAAAAAAGAAATGCCAGCAAGCCCCAAGGGCGA
配列番号4:38個のアミノ酸シグナルペプチド(下線)に、152個の成熟fVII軽鎖ペプチドが続く
MVSQALRLLC LLLGLQGCLA AVFVTQEEAH GVLHRRRRAN AFLEELRPGS LERECKEEQC SFEEAREIFK DAERTKLFWI SYSDGDQCAS SPCQNGGSCK DQLQSYICFC LPAFEGRNCE THKDDQLICV NENGGCEQYC SDHTGTKRSC RCHEGYSLLA DGVSCTPTVE YPCGKIPILE KRNASKPQGR //
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Claims (23)

  1. キメラ抗原受容体(CAR)を含む組成物であって、前記CARが組織因子(TF)結合ドメインを含む、組成物。
  2. 前記TF結合ドメインが因子VII(fVII)又はその断片を含み、前記断片が、TFを認識するのに十分な長さである、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記TF結合ドメインが、重鎖(VH)、軽鎖(VL)、又は一本鎖可変断片(scFv)などの可変断片を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 前記CARが膜貫通ドメインを更に含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記膜貫通ドメインがCD28を含む、請求項4に記載の組成物。
  6. 前記CARが1つ以上の細胞質ドメインを更に含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 前記細胞質ドメインが4−1BBを含む、請求項6に記載の組成物。
  8. 細胞質ドメインがCD3ζを含む、請求項6又は7に記載の組成物。
  9. 前記CARがヒンジ領域を更に含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 前記ヒンジ領域がヒトIgG1に由来する、請求項6に記載の組成物。
  11. 前記組成物が組織因子(TF)を標的化する、請求項1に記載の組成物。
  12. 因子VIIが軽鎖因子VIIを含む、請求項1に記載の組成物。
  13. 軽鎖fVIIが配列番号4を含む、請求項12に記載の組成物。
  14. 前記CARタンパク質が、配列番号1を含む核酸によりコードされる、請求項1に記載の組成物。
  15. 前記CARタンパク質が、配列番号2を含む核酸によりコードされる、請求項1に記載の組成物。
  16. 前記CARが免疫エフェクター細胞内で発現する、請求項1に記載の組成物。
  17. 前記免疫エフェクター細胞がNK細胞、NK−T細胞、サイトカイン誘導キラー細胞、腫瘍浸潤リンパ球(TILS)、骨髄浸潤リンパ球、及び/又はγδ T細胞である、請求項16に記載の組成物。
  18. 前記fVII又はその断片が、ヒトに由来する、マウスに由来する、又はヒトfVIIとマウスfVIIとの組み合わせである、請求項2に記載の組成物。
  19. 疾患の治療を必要とする対象における、疾患の治療方法であって、前記対象に、有効量の請求項16に記載の細胞を投与することを含む、方法。
  20. 前記疾患が、組織因子(TF)発現と関連している、請求項19に記載の方法。
  21. 前記疾患が、血管化(若しくは充実性)腫瘍を伴う病理学的新生血管、関節リウマチ、子宮内膜症、リンパ腫、白血病、肉腫、若しくは黄斑変性症、又は、アテローム性動脈硬化症におけるマクロファージなどの、TFを発現する疾患細胞を含む、請求項19に記載の方法。
  22. 免疫エフェクター細胞が、治療を必要とする患者に由来する、請求項21に記載の方法。
  23. 治療を必要とする対象の治療方法であって、前記方法が、キメラ抗原受容体(CAR)改変免疫細胞であり、前記CARがfVII又はその断片を含む、免疫細胞を産生することと、対象から免疫細胞を誘導することと、前記免疫細胞を前記CARで改変することと、前記対象に、前記CAR改変免疫細胞を投与することにより、前記対象を治療することと、を含む、方法。
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