JP2021038225A - ネコ用がんワクチン - Google Patents

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Abstract

【課題】ネコのための革新的ながん免疫療法(がんワクチン)戦略を提供する。【解決手段】テロメラーゼ触媒活性を失ったネコテロメラーゼ、またはその断片をコードする配列を含む核酸を含む免疫原性組成物を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、ネコにおけるがんワクチン接種に関する。
ヒトの場合でも同様であるが、先進国で生活しているネコでは、一貫してその平均余命の延長が見られる。したがって、がんの世界的負担は、主として老齢化とネコの個体数の増加のため増え続けている。
がん罹患率は、ネコ10000匹当たりに77匹と見積もられる。リンパ腫および皮下組織の腫瘍、特に複雑型ネコ肉腫(complex feline fibrosarcoma)は、最も頻度の高いネコのがん疾患である(Vascellari et al. 2009)。
獣医がんに対して利用可能な処置の選択肢は、ヒト腫瘍学で利用可能なものと比較してかなり限定されている。
動物腫瘍の処置のための最良の手段はいまだに外科手術である。この方法は、多くの獣医師が利用できるという利点があり、かつ多くの場合に治効の可能性がある。しかしながら、治効のためには外科手術は大胆でなければならず、場合によっては、腫瘍は、大きすぎるか、散らばりすぎているか、または完全に取り除くのに十分に近づくこともできない。全体として治効がないのならば、外科手術は、動物の安楽を改善するためと、その平均余命を延長するための暫定的な解決策にしかなりえない。
放射線療法は、獣医学分野における特定種類のがんの処置のためのもう一つの重要な手段である。それは、脳腫瘍のような外科手術のためにほとんど近づけない腫瘍のために特に関心が持たれている。更に、ヒトにおける最近の研究では、電離放射線(IR)が、炎症プロセスの始動を含む腫瘍微小環境における本質的変化の誘発により免疫調節要因として作用しうることが実証された。更に、機材の費用と入手性は、伴侶動物のために放射線療法に行き着くことを困難にする。
化学療法は、動物腫瘍学においてますます使用されるようになっている(Marconato 2011)。ヒト癌療法における医学の進歩を利用して、ビンクリスチン、シクロホスファミド、カルボプラチン、またはシスプラチンのような分子が伴侶動物の処置のためにますます利用できるようになっている。獣医学の分野において、抗がん剤は、特に造血組織に由来する腫瘍(リンパ腫、白血病)の処置で使用される。例えば、シクロホスファミド、ドキソルビシン、ビンクリスチン、およびプレドニゾンを組み合わせるCHOPプロトコールは、最近多くのリンパ腫の処置において使用されている(Chun 2009)。化学療法剤は、がんに罹った動物の寿命を数週間から数ヶ月間延長するのに特に有効なことがある。興味深いことに、ヒト患者によって恐れられる副作用、例えば嘔吐、下痢、脱毛は、伴侶動物においては通常頻度が低い。残念ながら、ほとんどの場合、ペットでは化学療法は治効がなく、そして腫瘍はしばしば処置を免れる。
したがって、ヒト医学と全く同様に、標的療法は獣医学においても進展している。免疫療法を含む他の処置は、研究中である。これらの免疫療法的処置は全て、宿主の免疫系をがん細胞に対して活性化できることを基礎としている。
宿主の免疫系とがんとの間の関係は動的かつ複雑である。それぞれの種類の腫瘍細胞は、多数の体細胞突然変異と後成的に脱調節された遺伝子を持っており、それらの産物は、免疫細胞によって異種抗原として識別される可能性がある(MUC−1、β−カテニン、テロメラーゼ…)(Fridman et al. 2012)。増殖する腫瘍は、TIL(腫瘍浸潤性リンパ球)と呼ばれる浸潤性リンパ球を含む。これらのキラー細胞は、インビボ(in vivo)で腫瘍排除にしばしば効果が無いが、インビトロ(in vitro)で、つまりは免疫抑制的腫瘍微小環境の外側では特殊な機能を発揮しうる(Restifo et al. 2012)。これは、腫瘍間質が調節T細胞(Treg)および骨髄由来免疫抑制細胞(MDC)、可溶性因子、例えばインターロイキン6(IL−6)、IL−10、血管内皮増殖因子(VEGF)、および抗腫瘍免疫を下方調節するトランスフォーミング増殖因子ベータ(TGFβ)を含む多くの抑制要素を含むからである(Finn 2008、Hanahan and Weinberg 2011)。したがって、適切な腫瘍関連抗原(TAA)の選択と、がん関連免疫抑制の迂回は、治療ワクチンを成功させるための2つの重要な点である(Disis et al. 2009)。
がんの臨床診療における積極的ながん免疫療法(がんワクチンとも呼ばれる)の近年の導入は、がん予後における免疫応答の役割を際立たせており、かつヒトおよび伴侶動物の幾つかのがんに対してこのアプローチを拡張することへの関心の高まりをもたらした(Dillman 2011、Topalian et al. 2011)(Jourdier et al. 2003)。
この状況において、動物における寛容の破綻および免疫応答の誘導というチャレンジを克服するであろう、ネコのための革新的ながんワクチン戦略に関する必要性が依然存在する。
本発明者らは、本明細書で、テロメラーゼ逆転写酵素(TERT)をベースとする、ネコ用のがんワクチン戦略を提案している。
このように、本発明の一つの主題は、(i)テロメラーゼ触媒活性を失ったネコTERT、または(ii)その断片をコードする配列を含む核酸を含む免疫原性組成物である。その核酸は、好ましくはDNAであり、好ましくはプラスミドの形のDNAである。
好ましい一実施形態において、核酸は、テロメラーゼ触媒活性を失ったネコテロメラーゼ逆転写酵素(TERT)をコードする配列を含み、その際、このネコTERTをコードする配列は、核小体局在性シグナルを更に失っている。
具体的な一実施形態において、核酸は、非ネコTERT抗原性断片を更に含む。
本発明の更なる一つの主題は、(i)テロメラーゼ触媒活性を失ったネコTERT、または(ii)その断片をコードする配列を含み、かつ非ネコTERT抗原性断片を更に含んでよい核酸である。
免疫原性組成物または核酸は、テロメラーゼを過剰発現する細胞、例えば異形成細胞、腫瘍細胞、または腫瘍ウイルスに感染した細胞に対する、ネコにおける免疫応答の始動に有用である。
免疫原性組成物または核酸は、こうして、ネコにおける腫瘍を、好ましくは皮内経路または筋内経路によって処置するにあたり特に有用である。
そのような処置は、それが腫瘍に対する免疫応答、特に特異的CD4T細胞応答と一緒に細胞傷害性CD8T細胞応答を始動するので、能動免疫療法またはワクチン療法と呼ぶことができる。
本発明は、新生組織形成を伴うネコにおけるdTERT特異的応答の誘導を可能にするため、臨床現場において新生組織形成の免疫療法的処置のために使用することができる。
本発明は、例えば遺伝的素因によってがんのリスクを有する可能性のある健康なネコ、またはある特定の年齢以降の(例えば12歳以上、好ましくは14歳を超える)健康なネコにおいてdTERT特異的応答を誘導し、がんの発症を予防するためにも有用である。
一般的には、本発明の処置は、健康なイヌ、発がんリスクを有するイヌ、およびがんを呈するイヌにおける長期免疫記憶応答を誘導しうる。
図1Aは、pUF2ヌクレオチド配列(配列番号1)、およびネコTERTアミノ酸配列(配列番号2)を含む、相応するアミノ酸配列を示す。 プラスミドpUF2は、ネコTERT配列由来を約95%とイヌTERT配列由来を約5%含むネコTERT(cTERT)タンパク質をコードする。ネコテロメラーゼ遺伝子の最末端のアミノ末端をコードするエキソン1は未知のままである。47個のアミノ酸(141塩基)を失っていると見積もられる。タンパク質の触媒部位における3つの主要アミノ酸(VDD)をコードするヌクレオチド配列が欠失されている。更に、核小体中への移入を制御する配列(核小体アドレッシングシグナル(Nucleolar addressing signal))(cTERTタンパク質のN末端配列における最初の47アミノ酸をコードするヌクレオチド配列)が欠失されている。ヒトユビキチンをコードするDNA配列が、cTERT配列の上流に付加されている。ユビキチンタンパク質の存在は、cTERTタンパク質のプロテアソームへのアドレッシングを増強し、かつ得られたペプチドのクラスI提示を増加させる。しかしながら、ヒトとネコのユビキチン配列はタンパク質レベルでは同一なので、生物学的な不適合性は存在しない。cTERT配列の下流に、インフルエンザのV5ペプチドの配列を、そのタンパク質の検出を容易にするために挿入した。 ヌクレオチド1〜6 サブクローニングのためのHindIII制限部位 ヌクレオチド13〜240 ユビキチン ヌクレオチド241〜438 イヌTERT(TERT配列の5.5%) ヌクレオチド439〜3444 ヌクレオチド3517〜3558 SV5のV5タグ ヌクレオチド3586〜3588 2つの終止コドン ヌクレオチド3495〜3500 サブクローニングのためのXbaI制限部位 ヌクレオチド2655〜2656 VDD残基をコードする9bpの不活性化型欠失 図1Bは、pCDTヌクレオチド配列(配列番号3)、およびネコ/イヌハイブリッド型TERTアミノ酸配列(配列番号4)を含む、相応するアミノ酸配列を示す。 プラスミドpCDTは、ネコTERT配列由来を54.4%とイヌTERT配列由来を35.9%含むネコ/イヌハイブリッド型TERT(hyTERT)をコードする。タンパク質の触媒部位における3つの主要アミノ酸(VDD)をコードするヌクレオチド配列が欠失されている。更に、核小体中への移入を制御する配列(核小体アドレッシングシグナル)(hyTERTタンパク質のN末端配列における最初の45アミノ酸をコードするヌクレオチド配列)を欠いている。ヒトユビキチンをコードするDNA配列が、hyTERT配列の上流に付加されている。ユビキチンタンパク質の存在は、hyTERTタンパク質のプロテアソームへのアドレッシングを増強し、かつ得られたペプチドのクラスI提示を増加させる。hyTERT配列の下流に、インフルエンザのV5ペプチドの配列を、そのタンパク質の検出を容易にするために挿入した。 ヌクレオチド1〜6 サブクローニングのためのHindIII制限部位 ヌクレオチド13〜240 ユビキチン ヌクレオチド241〜1413 イヌTERT(TERT配列の35.9%) ヌクレオチド1414〜3297 ネコTERT(TERT配列の54.4%) ヌクレオチド3298〜3456 イヌTERTの最後のエキソン ヌクレオチド3457〜3510 インフルエンザのA2エピトープ ヌクレオチド3511〜3552 SV5のV5タグ ヌクレオチド2667〜2668 VDD残基をコードする9bpの不活性化型欠失 ヌクレオチド3553〜3558 2つの終止コドン ヌクレオチド3559〜3564 サブクローニングのためのXbaI制限部位 図1Cは、pcDNA3.1発現プラスミドであって、その中にネコ/イヌハイブリッド型TERT核酸配列がクローニングされた発現プラスミドの概略マップを示している。 図2は、pDNAコンストラクトが安全であることを示している(Trapeze)。hTERT(完全活性のヒトテロメラーゼ)、pCDT、またはpUF2プラスミドでトランスフェクトしたCrFK細胞から得られた(A)溶解産物を、TRAPアッセイによってテロメラーゼ活性について分析した。テロメラーゼ活性のレベルは、それぞれのキットで測定されたコントロールテンプレートの活性と比較した、相対テロメラーゼ活性として示されている。全ての試料は2.1μgのタンパク質濃度で三重反復で測定した。エラーバーは、平均の標準誤差(SEM)である(**P=0.0020、hTERT対pUF2の対応のない場合のt検定)。 図3Aおよび図3Bは、pCDTで免疫化されたマウスにおける、H2拘束性hyTERTペプチドに対する、特異的IFNγ+CD8およびCD4T細胞応答を示している。 7週齢の雌のマウスを、100μgのpCDTプラスミドまたはPBSのいずれかで皮内的に(ID)または筋内的に(IM)0日目に免疫し、そして14日後に追加免疫した。追加免疫の10日後に、脾臓を採取した。脾細胞をFicollを用いて精製し、そして5μg/mLの関連のペプチドで19時間にわたり三重反復で刺激した。スポットを、ビオチンにコンジュゲートされた検出抗体に曝露し、引き続きAP標識ストレプトアビジンおよびBCIP/NBTの基質溶液に曝露した。 (A)プラスミドでワクチン接種したグループは、5匹のC57/Bl6マウスから構成され、かつコントロールグループは、3匹のマウスから構成されていた。脾細胞は、クラスIペプチドp580、p621、およびp987で刺激された。結果は、ペプチド特異的IFNγ産生CD8T細胞の度数を示している。 (B)プラスミドでワクチン接種したグループは、9匹の筋内的に免疫されたBalb/cByマウスおよび5匹の皮内的免役されたBalb/cByマウスから構成されていた。コントロールグループは、8匹の筋内的に注射されたBalb/cByマウスおよび4匹の皮内的注射されたBalb/cByマウスから構成されていた。脾細胞は、クラスIIペプチドp951、p1105、p1106、およびp1109で刺激された。結果は、ペプチド特異的IFNγ産生CD4T細胞の度数を示している。 結果は、平均±標準偏差である。マンホイットニーのノンパラメトリック検定、*p値<0.05、**p値<0.01。 図4Aおよび図4Bは、H2拘束性のハイブリッド型TERTペプチドでパルスされた導入標的細胞の排除によってインビボで測定できる、pCDTプラスミドで免疫されたマウスにおける、hyTERT特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL)応答を示している。 7週齢の雌のC57/Bl6マウスを、100μgのpCDTプラスミドで皮内的または筋内的に0日目に免疫し、そして14日後にプライミングを行った。9日後の追加免疫注射において、H2拘束性の個々のdTERTペプチド(p987もしくはp621のいずれか)でパルスされた、またはパルスされていない同系脾細胞を、カルボキシフルオレセイン−ジアセテートスクシンイミジルエステル(CFSE)で、3種の異なる濃度[高=1μM(987)、中=0.5μM(621)および低=0.1μM(パルスされていない)]で標識した。同じ数の、高CFSE標識された、中CFSE標識された、または低CFSE標識された細胞を、ワクチン接種されたマウスに静脈内経路で導入した。15〜18時間後に、ペプチドでパルスされた細胞の消失が、脾臓における蛍光活性化セルソーティング分析によって測定された。特異的な細胞溶解のパーセンテージを、ワクチン接種されたマウス対コントロールマウスにおけるパルスされた細胞対パルスされていない細胞の比率を比較することによって計算した。 (A)皮内的経路でpCDTでワクチン接種されたマウスの脾臓における、p621ペプチド(高、H)、またはp987ペプチド(中、M)でパルスされた標的細胞の排除を示すインビボCTLアッセイの例(左のパネル)。1×PBSを皮内的経路で注射されたコントロールマウスにおいてはそのような消失は観察されない(右のパネル)。 (B)pCDTによる筋内的ワクチン接種または皮内的ワクチン接種の後の、脾臓におけるそれぞれの個々のペプチドに対するそれぞれのマウスについての特異的な細胞溶解のパーセンテージ。水平のバーは、ペプチドごとの、および免疫化経路ごとの細胞溶解の平均パーセンテージを示している。標準偏差もプロットされている。2つの独立した実験(n=10個体の動物/グループ)からの代表データ。ダンの多重比較試験を用いたクラスカル−ウォリス分析、*p<0.1、***p<0.001、ns:有意差なし。統計学的有意差は、p値<0.05に定める。 図5Aおよび図5Bは、pUF2で免疫化されたマウスにおける、H2拘束性ネコTERTペプチドに対する、IFNγ+特異的CD8およびCD4T細胞応答を示している。 7週齢の雌のマウスを、100μgのpUF2プラスミドまたはPBSのいずれかで皮内的にまたは筋内的に0日目に免疫し、そして14日後に追加免疫した。追加免疫の10日後に、脾臓を採取した。脾細胞をFicoll精製し、そして5μg/mLの関連のペプチドで19時間にわたり三重反復で刺激した。スポットを、ビオチンにコンジュゲートされた検出抗体に曝露し、引き続きAP標識ストレプトアビジンおよびBCIP/NBTの基質溶液に曝露した。ワクチン接種したグループは、6匹のC57/Bl6マウスから構成され、かつコントロールグループは、3匹のマウスから構成されていた。脾細胞は、クラスIペプチドp580、p621、およびp987で刺激された。結果は、ペプチド特異的IFNγ産生CD8T細胞の度数を示している。ワクチン接種したグループは、6匹のBalb/cByマウスから構成され、かつコントロールグループは、3匹のマウスから構成されていた。脾細胞は、クラスIIペプチドp1105およびp1106で刺激された。結果は、ペプチド特異的IFNγ産生CD4T細胞の度数を示している。 結果は、平均±標準偏差である。マンホイットニーのノンパラメトリック検定、*p値<0.05、**p値<0.01。 図6Aおよび図6Bは、pUF2で免疫化したマウスが、H2拘束性ネコTERTペプチドが負荷された標的細胞をインビボで溶解可能であることを示している。 7週齢の雌のC57/Bl6マウスを、100μgのpCDTプラスミドで皮内的に(ID)または筋内的に(IM)0日目に免疫し、そして14日後にプライミングを行った。9日後の追加免疫注射において、H2拘束性の個々のdTERTペプチド(p987もしくはp621のいずれか)でパルスされた、またはパルスされていない同系脾細胞を、カルボキシフルオレセイン−ジアセテートスクシンイミジルエステル(CFSE)で、3種の異なる濃度[高=1μM(987)、中=0.5μM(621)および低=0.1μM(パルスされていない)]で標識した。同じ数の、高CFSE標識された、中CFSE標識された、または低CFSE標識された細胞を、ワクチン接種されたマウスに静脈内経路で導入した。15〜18時間後に、ペプチドでパルスされた細胞の消失が、脾臓における蛍光活性化セルソーティング分析によって測定された。特異的な細胞溶解のパーセンテージを、ワクチン接種されたマウス対コントロールマウスにおけるパルスされた細胞対パルスされていない細胞の比率を比較することによって計算した。 (A)皮内的経路でワクチン接種されたマウスの脾臓における、p621またはp987ペプチドのいずれかでパルスされた標的細胞の排除を示すインビボCTLアッセイの例(左のパネル)。コントロールマウス(右のパネル)または筋内経路でワクチン接種された特定のマウス(真ん中のパネル)においてはそのような消失は観察されない。H=高、M=中、L=低。 (B)pUF2による筋内的ワクチン接種または皮内的ワクチン接種の後の、脾臓におけるそれぞれの個々のペプチドに対するそれぞれのマウスについての特異的な細胞溶解のパーセンテージ。水平のバーは、ペプチドごとの、および免疫化経路ごとの細胞溶解の平均パーセンテージを示している。標準偏差もプロットされている。n=5個体の動物/グループからの代表データ。ダンの多重比較試験を用いたクラスカル−ウォリス分析、ns:有意差なし。統計学的有意差は、p値<0.05に定める。
定義
テロメラーゼは、RNA鋳型と、テロメラーゼ活性の主要決定因である「テロメラーゼ逆転写酵素」(TERT)と呼ばれる逆転写酵素を含むタンパク質成分とからなる。特に記載がない限り、本明細書においては、用語「テロメラーゼ」はTERTを指す。
本発明において、用語「ネコTERT」は、任意のイエネコ(フェリス・カトゥス(Felis catus)またはフェリス・シルベストリス・カトゥス(Felis silvestris catus)とも呼ばれる)のTERT配列を指す。ネコTERT遺伝子(237bpのmRNA)の部分分子クローニングは、Yazawa et al, 2003によって報告されている。本発明者らは、本明細書で、フェリス・カトゥス(Felis catus)TERTのより長い配列を提供する。ネコTERTの部分アミノ酸配列は、配列番号5および配列番号6として示される。
本発明は、任意のヒトまたは非ヒトの哺乳動物、例えばイヌ由来であってよい非ネコのテロメラーゼ(TERT)配列を使用することもできる。用語「イヌTERT」は、任意のイエイヌ(カニス・ファミリアリス(Canis familiaris)またはカニス・ルプス・ファミリアリス(Canis lupus familiaris)とも呼ばれる)のTERT配列を指す。
イヌTERTのmRNA配列は、NCBIアクセッション番号NM_001031630(XM_545191)で入手できる。イヌTERTアミノ酸配列は、配列番号9として示されている。
「テロメラーゼ触媒活性」は、テロメラーゼ逆転写酵素としてのTERTの活性を指す。用語「テロメラーゼ触媒活性を失った」とは、核酸配列が、不活性な突然変異TERTをコードすることを意味する。
用語「ハイブリッド」または「キメラ」型のアミノ酸またはヌクレオチド配列とは、配列の一部が、ある動物種に由来し、かつ配列の少なくとも別の部分が、異種個体のものである、すなわち少なくとも1種の他の動物種に由来することを意味する。
タンパク質に関しては、用語「断片」は、少なくとも10アミノ酸の断片、好ましくは少なくとも20アミノ酸の断片、更に好ましくは少なくとも30、40、50、60、70、80アミノ酸断片を指すことが好ましい。
本発明の文脈において、用語「抗原性断片」は、動物におけるT細胞応答、好ましくは細胞傷害性Tリンパ球(CTL)を誘導する1つまたは幾つかのエピトープを含むアミノ酸配列を指す。エピトープは、T細胞受容体または特異抗体に結合し、かつ一般的に約3アミノ酸残基から約30アミノ酸残基を含み、好ましくはクラスIのMHCエピトープに関する限りでは8もしくは9アミノ酸を含み、かつクラスIIのMHCエピトープに関する限りでは11から25アミノ酸を含む特異的部位である。
用語「免疫原性」とは、そう呼ばれる組成物またはコンストラクトが、投与(好ましくはネコにおいて)に際して免疫応答を誘導できることを意味する。対象における「免疫応答」は、抗原に対しての、体液性免疫応答、細胞性免疫応答、または体液性および細胞性の免疫応答の発生を指す。「体液性免疫応答」は、抗体によって媒介される免疫応答を指す。「細胞性免疫応答」は、Tリンパ球によって媒介される免疫応答を指す。その応答は、活性化されたT細胞、白血球またはその両者によって産生されるサイトカイン、ケモカイン、および類似の分子の産生を含む。免疫応答は、当技術分野で公知の、体液性免疫応答を検出するための標準的なイムノアッセイおよび中和アッセイを使用して測定することができる。本発明の文脈において、免疫応答は、好ましくは、細胞傷害性CD8T細胞および/またはCD4T細胞の刺激または増殖を含む。
本明細書で使用される場合に、用語「処置」または「療法」は、治療的処置を含む。より具体的には、治療的処置は、症状の緩和、改善、および/または除去、軽減および/または安定化(例えばより進んだ段階へと進行しないこと)、ならびに腫瘍もしくは異形成、またはそれらの症状の進行の遅延のいずれかを指す。
本明細書で使用される場合に、用語「予防」または「予防する」は、前駆症状の、すなわち特定の症状が生ずる前に疾患の始まりを示すことがある何らかの変調もしくは初期症状(または一連の症状)の、緩和、改善、および/または除去、軽減および/または安定化(例えばより進んだ段階へと進行しないこと)を指す。「テロメラーゼを過剰発現する」細胞は、テロメラーゼを、例えば突然変異もしくは感染に際して発現するが、通常の条件下では普通発現しない対象中の細胞を指すか、または通常条件と比較してより高いレベルのテロメラーゼを(例えば突然変異もしくは感染に際して)発現する対象中の細胞を指す。好ましくは、テロメラーゼを過剰発現する細胞は、少なくとも5%の、少なくとも10%の、少なくとも20%の、30%の、40%の、50%の、60%の、70%の、80%の、またはそれより高い発現の増加を示す。
核酸コンストラクト
本明細書において、(i)テロメラーゼ触媒活性を失ったネコテロメラーゼ逆転写酵素(TERT)、または(ii)その断片をコードする配列を含む核酸が提供される。
核酸は、DNAまたはRNAであってよいが、DNAが好ましく、二本鎖DNAが更に好ましい。
第一の安全策として、TERT配列は、テロメラーゼ触媒活性を失っている。好ましい一実施形態において、ネコTERTをコードする配列は、触媒活性の不活性化をもたらす突然変異を含む。用語「突然変異」は、1つまたは幾つかのアミノ酸の置換、1つまたは幾つかのアミノ酸の欠失、および/または1つまたは幾つかのアミノ酸の挿入を含む。好ましくは、配列は、欠失を示し、好ましくは図1Aまたは図1Bに示されるように、アミノ酸VDDの欠失を示す。
第二の安全策として、ネコTERTをコードする配列は、核小体局在性シグナルを更に失っていてよい。この核小体局在性シグナルは、TERTの酵素活性と相関している。このシグナルは、TERT配列のN末端にある47個のN末端アミノ酸に相当する。
好ましくは、ネコTERTをコードする配列は、47個のN末端アミノ酸を欠失している。アミノ酸VDDとN末端核小体局在性シグナルを欠失しているネコTERT配列断片は、配列番号7および配列番号8として示されている。
具体的な一実施形態において、核酸は、好ましくはネコTERTの47個のN末端アミノ酸が欠失された配列の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または少なくとも95%に相当する、ネコTERT配列、またはその断片だけをコードすることができる。
好ましくは、核酸は、配列番号5、6、7または8を含むか、または前記配列番号からなるネコTERTアミノ酸配列をコードする。
核酸は、非ネコTERT抗原性断片を更にコードすることができる。この実施形態は、自己抗原に対する寛容の破壊を助け、かつネコにおける免疫記憶応答と一緒に効果的な免疫応答を誘導するために好ましい。1つ以上の非ネコTERT断片の存在は、有利には、抗腫瘍免疫性を促し、かつTh1サイトカインを分泌することによって潜在的な調節を逆転する、CD4T細胞のある特定のサブタイプを保証する。
ネコTERT配列および非ネコTERT配列またはその断片は、好ましくは融合されて、ハイブリッド型タンパク質またはキメラ型タンパク質として発現される。その一方で、ネコTERT配列および非ネコTERT配列またはその断片は分離されてよいが、同じベクター、例えば同じプラスミドで運ばれてよい。
好ましくは、非ネコTERT抗原性断片は、ネコTERT配列にない断片、またはネコTERT配列から、それが触媒活性の損失もしくは核小体局在性シグナルの損失を補わない程度まで除去された断片に相当する。
ネコTERT配列またはその断片は、核酸、プラスミド、または他のベクターにおいて、全てのTERT配列の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、または少なくとも95%を表すことができる。
好ましい一実施形態において、ネコTERT配列または断片は、ハイブリッド型またはキメラ型のTERTタンパク質の少なくとも90%を表すことができる。
もう一つの実施形態において、ネコTERT配列または断片は、ハイブリッド型またはキメラ型のTERTタンパク質の少なくとも60%を表す。
非ネコTERT抗原性断片は、好ましくはイヌTERT配列に由来する。
非ネコTERT抗原性断片は、有利には樹状細胞によってプロセシングされ、それによりT細胞ヘルプを生ずる。
好ましい一実施形態においては、本発明は、配列番号2、4、5、6、7または8からなる群から選択されるタンパク質配列をコードする核酸を使用する。
そのような核酸は、配列番号1、3、または配列番号1のヌクレオチド241〜3444もしくは382〜3444もしくは439〜3444、または配列番号3のヌクレオチド1408〜3297もしくは1414〜3297もしくは241〜3456からなる群から選択される配列を含んでよい。
具体的な一実施形態においては、核酸は、TERTタンパク質のプロテアソームへのアドレッシングを増強し、かつ得られたペプチドのクラスI提示を増加させるタンパク質を更にコードしうる。前記タンパク質は、好ましくはユビキチンであってよいか、または任意のシャペロンタンパク質、例えばカルレティキュリンであってよい。
遺伝子コンストラクト、免疫原性組成物、および投与
好ましくは、核酸は、本明細書で定義されるポリヌクレオチド配列、および宿主細胞もしくは宿主生物におけるタンパク質産物の発現(例えば転写および翻訳)を可能にする調節配列(例えば適切な1種以上のプロモーター、1種以上のエンハンサー、1種以上のターミネーター等)を含む遺伝子コンストラクトである。
本発明の遺伝子コンストラクトは、DNAまたはRNAであってよく、かつ好ましくは二本鎖DNAである。本発明の遺伝子コンストラクトは、意図された宿主細胞または宿主生物の形質転換に適した形態、意図された宿主細胞のゲノムDNA中への組み込みに適した形態、または意図された宿主生物における独立した複製、保守および/または遺伝に適した形態であってもよい。例えば、本発明の遺伝子コンストラクトは、ベクター、例えばプラスミド、コスミド、YAC、ウイルスベクターなどのベクターまたはトランスポゾンの形であってもよい。特に、ベクターは、発現ベクター、すなわちインビトロおよび/またはインビボで(例えば適切な宿主細胞、宿主生物および/または発現系において)発現をもたらしうるベクターであってよい。
好ましいが制限されるものでない一態様において、本発明の遺伝子コンストラクトは、i)本発明の少なくとも1つの核酸であって、ii)1つ以上の調節エレメント、例えばプロモーターおよび適宜、適切なターミネーター、ならびに適宜、またiii)遺伝子コンストラクトの1つ以上の更なるエレメント、例えば3’−UTRもしくは5’−UTR配列、リーダー配列、選択マーカー、発現マーカー/リポーター遺伝子、および/または形質転換もしくは組み込み(の効率)を容易にしうるか、または高めうるエレメントに作動可能に連結された前記核酸を含む。
具体的な一実施形態においては、遺伝子コンストラクトは、核酸ポリマーを制限エンドヌクレアーゼで消化し、そしてSV40プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、またはラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーターなどのプロモーターを含むプラスミド中にクローニングすることによって製造できる。好ましい一実施形態において、TERT核酸配列は、pcDNA3.1発現プラスミド(図1Cを参照)またはpcDNA3.1 TOPO−V5中に挿入される。
他のベクターは、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、ポックスウイルスベクターおよびアデノ随伴ウイルスベクターを含む。
前記核酸またはベクターを含む組成物を製造することができる。この組成物は免疫原性である。組成物は、ネコに投与するのに適した(すなわち非毒性、および必要であれば滅菌の)担体または賦形剤を含んでよい。そのような賦形剤は、医薬品用媒体、等張剤、安定化剤、または任意のアジュバントとして働く液体、半固体、もしくは固体の希釈剤を含む。希釈剤は、水、生理食塩水、デキストロース、エタノール、グリセロール等を含んでよい。等張剤は、なかでも、塩化ナトリウム、デキストロース、マンニトール、ソルビトール、およびラクトースを含みうる。安定剤は、なかでもアルブミンを含む。当技術分野で公知の任意のアジュバントを、オイルベースのアジュバント、例えばフロイントの完全アジュバントおよびフロイントの不完全アジュバント、ミコレートベースのアジュバント、細菌性リポポリサッカライド(LPS)、ペプチドグリカン、プロテオグリカン、水酸化アルミニウム、サポニン、DEAEデキストラン、中性オイル(例えばミグリオール)、植物性オイル(例えばアラキスオイル)、Pluronic(登録商標)ポリオールを含んでいるワクチン組成物において使用してよい。
核酸または組成物は直接的に投与できるか、または核酸または組成物は、投与の前にリポソーム中にパッケージされるか、もしくはコロイド状金粒子上に被覆されてもよい。DNAワクチンをリポソーム中にパッケージするための技術は、当技術分野で公知であり、例えばMurray, 1991から公知である。同様に、ネイキッドDNAを金粒子上に被覆するための技術は、Yang, 1992において教示され、かつウイルスベクターを使用したタンパク質の発現のための技術は、Adolph, 1996に見出される。
遺伝的免疫化のために、ワクチン組成物は、好ましくは皮内的に、皮下的に、または筋内で、注射によって、またはガス駆動式粒子衝撃によって投与され、そして宿主生物中の免疫応答を刺激するのに有効な量で送達される。本発明の好ましい一実施形態においては、投与は、注射ステップに加えて、本明細書では用語「エレクトロトランスファー」によっても表されるエレクトロポレーションステップを含む(Mir 2008、Sardesai and Weiner 2011に記載される)。
組成物は、血液または骨髄由来細胞へと、リポソームトランスフェクション、粒子衝撃またはウイルス導入(同時培養技術を含む)を使用してエクスビボで投与することもできる。次いで処理された細胞は、免疫化されるべき対象中に再導入して戻される。
必要とされる材料の量はそれぞれの個々のコンストラクトの免疫原性に依存するであろうことと、その量を先験的に予想できないことが理解されるであろうが、任意の所定のコンストラクトについての適切な投与量を決定する方法は簡単である。具体的には、約5〜30μgまたは好ましくは20〜25μgで始め、例えば約500μgまで高まる一連の大きさの投与量は、相応する種に投与され、そして生ずる免疫応答は、例えばElispotアッセイ(実験部に記載される)によって、クロム放出アッセイを使用してCTL応答を検出することによって、またはサイトカイン放出アッセイを使用してTH(ヘルパーT細胞)応答を検出することによって観察される。
好ましい一実施形態においては、ワクチン接種計画は、1〜3回の注射を含み、好ましくはそれが3週間後または4週間後に繰り返される。
具体的な一実施形態において、ワクチン接種スケジュールは、1または2回の注射に引き続き、3週間または4週間後に3〜5回の注射を少なくとも1サイクル行うことから構成されうる。
もう一つの実施形態において、プライマー投与は、1〜3回の注射からなり、それに引き続き、例えば1年毎に、または2年毎に、少なくとも1回のブースター投与が行われる。
腫瘍の予防または処置
前記の核酸または免疫原性組成物は、ネコにおける腫瘍の予防または処置のための方法で有用である。
ネコにおける腫瘍の予防または処置のための方法であって、前記核酸または免疫原性組成物の有効量をそれを必要とするネコにおいて投与することを含む前記方法が記載される。前記核酸または免疫原性組成物は、ネコにおける免疫応答を誘導するのに十分な量で投与される。
腫瘍は、細胞の任意の望まれない増殖であり得、特に良性腫瘍または悪性腫瘍、殊にがんであり得る。
がんは、転移段階を含む任意の進行段階であってよい。しかしながら、がんは転移にまでは進行していないことが好ましい。
特に、腫瘍は、リンパ腫またはリンパ肉腫(LSA)、腺腫、脂肪腫、脊髄増殖性腫瘍、黒色腫、扁平上皮細胞癌腫、マスト細胞腫瘍、骨肉腫、線維肉腫、肺腫瘍、脳腫瘍、鼻腫瘍、肝臓腫瘍および乳腺腫瘍からなる群から選択されうる。
リンパ腫またはリンパ肉腫(LSA)は、ネコの間ではネコ白血病ウイルス(FeLV)感染によりよく見られる。LSAは、腸管および他のリンパ組織(通常は腹部臓器)を冒す。
腺腫は、主として四肢、瞼および頭部における脂腺を冒す腫瘍である。それらは、ネコの耳(および外耳道)にも通常見出され、甲状腺機能亢進症の発生をもたらしうる。
脂肪腫は、脂肪組織内に生じかつ軟質で中心の軟らかい丸い物体として存在する、周囲組織(典型的には臓器および体腔の裏層膜)にしっかりと付着する腫瘍である。
脊髄増殖性腫瘍は、一般的に遺伝的疾患である。前記腫瘍は、骨髄、白血球、赤血球および血小板を冒しうる。
黒色腫は、基底細胞腫瘍として現れる。これらの腫瘍は通常は良性の性質である。それらの腫瘍は、頸部、頭部、耳および肩の領域周りに通常見出され、化学療法または放射線療法により処置できる。
扁平上皮細胞癌腫は、自然の色素形成を欠いた領域(口腔、扁桃、唇、鼻、瞼、外耳、四肢、爪先および爪)、または一定の外傷および刺激下にある領域を冒す。口部扁平上皮細胞癌腫は、最も一般的である。
マスト細胞腫瘍は、潰瘍化および色素沈着されうる単独または多重の皮膚小結節のいずれかである。それらは、ネコの身体の任意の部分に位置しうる。
骨肉腫は、主として関節、骨および肺を冒す腫瘍である。
線維肉腫は、皮膚のすぐ真下の線維組織から生ずる。線維肉腫は、一般的に筋肉または身体の結合組織中に発生する。
一般的に言うと、肺腫瘍、脳腫瘍、鼻腫瘍、肝臓腫瘍、乳腺腫瘍が包含される。
具体的な一実施形態において、本発明によるワクチン接種は、化学療法、放射線療法または外科手術を含む慣用の療法と組み合わせることができる。GM−CSFまたはIL−2のような免疫調節分子であるアジュバントと組み合わせることも有用であると考えられる。
図面および実施例は本発明を説明するものであって、その範囲を制限するものではない。
本発明者らは、ネコTERTの不活性化形をコードするDNAワクチンおよびネコ/イヌハイブリッド型TERTをコードするDNAワクチンを構築し(実施例1)、そしてそれらの機能性、安全性、および免疫原性を評価した。
本発明者らは、それらのプラスミドが、トランスフェクション後に、哺乳動物細胞においてインビトロで正しくプロセシングされ、そしてプラスミドの発現産物(TERTタンパク質)が適切に発現されることを実証した。更に、酵素活性は検出されず、かつTERTタンパク質は、トランスフェクトされた細胞の核小体を除いて見出され、それは該コンストラクトの安全性の証拠である(実施例2)。
その際、それらのプラスミドは、免疫原性であり、かつマウスにおいて特異的で効果的なCD8T細胞およびCD4T細胞を導き出すことが見出された(実施例3)。
実施例1:DNAプラスミドの構築
全てのコンストラクトにおいて、TERT配列の上流には、ヒトユビキチンをコードするDNA配列がある。ユビキチンの存在は、TERTタンパク質のプロテアソームへのアドレッシングを高め、かつ得られたTERTペプチドのクラスI提示経路を増加させることとなる。TERT配列の下流には、例えばウェスタンブロットまたは組織化学による融合タンパク質の将来的な精製または検出を容易にするために、インフルエンザタンパク質V5の配列がある。TERTタンパク質をコードするDNA配列は、核小体移入シグナルをコードするN末端領域における47のアミノ酸を欠失している。更に、タンパク質酵素活性を阻害するために、TERTの触媒部位における3つのアミノ酸(VDD)が除去されている。pUF2は、ネコTERT配列の95%およびイヌTERT配列の5%をコードし(図1A)、pCDTは、ネコTERT配列の54.4%およびイヌTERT配列の35.9%をコードしている(図1B)。
全てのTERTのDNA配列は、Genecust(ルクセンブルク、デュドランジュ)から合成されたものである。次いでそれらの配列は、Life technologies SAS(フランス、サン・トーバン)によって供給されるpCDNA3.1またはpcDNA3.1 TOPO−V5発現プラスミド中に、HindIIIおよびXbaI制限部位を使用してクローニングした(図1Cを参照)。プラスミドは、使用するまで1×PBS中で2mg/mLの濃度で−20℃で貯蔵した。バックボーンプラスミドは、ウェスタンブロットおよびTrapアッセイ実験のために空ベクターとして使用した。そのベクターは、遺伝子導入タンパク質DNA配列(TERT)を失ったpcDNA3.1バックボーンプラスミドからなる。
実施例2:プラスミドの機能性および安全性
2.1.材料および方法
細胞培養
トランスフェクションアッセイおよび免疫蛍光実験のために使用された293T細胞系統は、サイモン・ウェイン−ホブソン教授(パスツール研究所)の好意により提供された。CrFK細胞は、J.リチャードソン教授(エコール・ヴェテリネール・ドゥ・メゾン−アルフォール)の好意により提供された。細胞は、37℃、5%COで、ダルベッコ変性イーグル培地(DMEM)に10%の熱不活性化されたウシ胎児血清(FCS)、1%のピルビン酸ナトリウム、1%のペニシリン−ストレプトマイシンピルベート、および0.1%のβ−メルカプトエタノールを補充した培地において増殖させた。培養培地の全ての成分は、Life technologies SAS(フランス、サン・トーバン)から購入した。
トランスフェクションアッセイ
293T細胞のトランスフェクションは、pCDTまたはpUF2プラスミドのいずれかでJetPRIME(登録商標)トランスフェクションキット(Polyplus−transfection SA、フランス、イルキルシュ)を使用して製造元の指示に従って実施した。6ウェルプレートにおいて、1ウェル当たり400000個のHeLa細胞または293T細胞を2mLのDMEM培養培地中に撒き、トランスフェクション前に37℃、5%のCOで24時間培養した。それぞれのウェルにつき、2μgのそれぞれのプラスミドを200μLのjetPRIME(登録商標)バッファー中で希釈したもの、またはそれぞれ4μLのjetPRIME(登録商標)剤だけしか有さない200μLのjetPRIME(登録商標)バッファーを、細胞上に滴下した。トランスフェクション媒体は、4時間後に除去し、そして2mLのDMEM培養培地によって置き換えた。細胞は37℃、5%CO2に置き、そして分析のために24時間後に回収した。
ウェスタンブロット
トランスフェクトさせた293T細胞を、プロテアーゼ阻害剤カクテル(完全にEDTA不含、ロシュ・ダイアグノスティックス、米国、インディアナポリス)を含有する放射免疫沈降アッセイ(RIPA)溶解バッファー(RIPAバッファー、Sigma Aldrich chimie SARL、フランス、サン・カンタン・ファラヴィエ)を用いて氷上で10〜20分にわたり溶解させた。次いで、懸濁液を、細胞砕片の除去のために、14000rpmで4℃で15分間遠心分離した。上清を収集し、ブラッドフォード法を使用してタンパク質濃度を測定した。タンパク質試料を、95℃で5分間変性させ、Nu−PAGE(登録商標)Novex 4〜12%Bis−Trisゲル(インビトロジェン、米国、カールスバッド)で分離し、PVDF膜(iBlot(登録商標)transfer stack、インビトロジェン、米国、カールスバッド)へとiBlot(登録商標)装置(インビトロジェン、米国、カールスバッド)を使用して移した。膜は約60kDaのカットであった。まず、上方部の膜を抗V5抗体(インビトロジェン、米国、カールスバッド)でプロービングし、その一方で他の部分は、抗βアクチン抗体(Sigma Aldrich chimie SARL、フランス、サン・カンタン・ファラヴィエ)でプロービングし、次いで試料を、ECL(強化された化学発光)の抗マウスセイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)結合抗体(GEヘルスケア、フランス、ヴェリジー)によって曝露した。イムノブロットシグナルは、両者ともGEヘルスケア(英国、バッキンガムシア)から購入した製品である18×24のフィルムと相応するカセットを使用して明らかにした。
免疫蛍光および顕微鏡検査
293T細胞を、8ウェルのLab−Tek(登録商標)チャンバースライド(Sigma Aldrich chimie SARL、フランス、サン・カンタン・ファラヴィエ)上に200μLの培養培地中で20・10細胞/ウェルで撒き、37℃で一晩インキュベートした。翌日に、培養培地を破棄した。1μgのpCDTまたはpUF2プラスミドのいずれか、50μLのOptiMEM(Life technologies SAS、フランス、サン・トーバン)および2.5μLのFugene HD(Promega France、フランス、シャルボニエール・レ・バン)を含有する10μLの混合溶液を、相応するチャンバーに添加した。コントロールとして、20・10個のHeLa細胞を、プラスミドを含まない同じ混合物10μLと一緒にインキュベートした。チャンバースライドを、インキュベーター中で24時間放置した。トランスフェクトさせた293T細胞を、1×PBSで慎重に洗浄し、そして200μLの2%PFAを各ウェルへと+4℃で10分にわたり加えて、細胞を固定し、そして透過性にさせた。次いでウェルを、0.05%Tween(登録商標)20の1×PBSで2回洗浄し、そして293T細胞を室温で200μLのブロッキング溶液(0.5%TritonX100、3%BSA、10%ヤギ血清)と一緒に30分間インキュベートした。最後に、ウェルを室温で一次マウス抗V5抗体(Life technologies SAS、フランス、サン・トーバン)をブロッキング溶液中で1/200で希釈したものと一緒に僅かに撹拌しつつ1.5時間にわたりインキュベートした。0.05%Tween(登録商標)20の1×PBS中で3回洗浄した後に、二次ヤギ抗マウスAlexa Fluor 488(登録商標)抗体(Life technologies SAS、フランス、サン・トーバン)をブロッキング溶液で希釈(1/500)したものを、それらのウェルの中に入れ、光を避けて僅かに撹拌しつつ室温で45分間置いた。ウェルを、0.05%Tween(登録商標)20の1×PBSで3回洗浄し、そしてウェルにDAPIを含有するVectashield(登録商標)マウンティング培地(Vector laboratories、英国、ピーターバラ)をマウントした。スライドを、画像処理および解析システム(Axiovision、Carl Zeis MicroImaging GmbH、ドイツ、イェーナ)を備えた蛍光顕微鏡(Axio observer Z1、Carl Zeis MicroImaging GmbH、ドイツ、イェーナ)を用いて解析した。
Trapアッセイ
テロメラーゼ活性を、テロメラーゼ活性の定量的測定のための測光酵素イムノアッセイによって、テロメリックリピート増幅プロトコール(TRAP)(Yang et al. 2002)を利用して測定した。
CrFK(Crandell Reesネコ腎臓)テロメラーゼ陰性細胞(Yazawa et al., 2003)に、pUF2またはpCDT TERTコンストラクトをコードするプラスミドをトランスフェクトさせた。簡潔には、トランスフェクションの24時間後に、CrFK細胞を機械的スクレイピングにより採取し、次いで1mLのPBSで2回洗浄し、そして3000gで4℃における5分間の遠心分離によってペレット化させた。テロメラーゼ活性は、TRAP−ELISAアッセイによってTeloTAGGGテロメラーゼPCR ELISAPLUSキット(ロシュ・ダイアグノスティックス、ドイツ)を使用して製造元の指示に従って評価した。細胞抽出物におけるタンパク質濃度は、ブラッドフォード法(バイオ・ラッド・ラボラトリーズ)によって測定した。3マイクロリットルの細胞抽出物(2.1μg、0.21μg、0.021μgに相当)を、キットで提供されたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)混合物中でインキュベートした。サイクルプログラムは、25℃で30分のプライマー伸長で行い、次いでその混合物を、94℃で30秒の変性、50℃で30秒のアニーリング、72℃で90秒の重合、および72℃で10分の最終伸長からなる30サイクルのPCRにかけた。2.5μlの増幅産物を、ELISAのために製造元の指示に従って使用した。それぞれのウェルの450nmでの吸光度(690nmの参照波長で)を、Dynex MRX RevelationおよびDynex MRX Revelation TC 96 Well Microplate Readerを使用して測定した。
テロメラーゼ活性は、キットのマニュアルに指示される通りに、100の相対テロメラーゼ活性(RTA)を表す0.1amolのテロメア反復配列のコントロールテンプレートと比較して計算した。不活性化された試料および溶解バッファーはネガティブコントロールとして用いた。
2.2.結果
TERTをコードする新たなプラスミドは、トランスフェクション後にインビトロで機能性を示す
新たなプラスミドコンストラクトの機能性は、pCDTまたはpUF2でインビトロでトランスフェクトされた細胞の全タンパク質ライセート中のプラスミドでコードされたTERTタンパク質の存在によって示される。本発明者らは、pCDTまたはpUF2でトランスフェクトされた293T細胞プラスミド(トランスフェクションの24時間後)の全タンパク質ライセートに対するウェスタンブロット分析を行った。それぞれのプラスミドによってコードされたTERTタンパク質配列はV5タンパク質配列でタグ付けされているので、当該融合タンパク質の存在を明らかにするために、セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)と結合された抗V5抗体を使用した。
トランスフェクションの24時間後にpCDTまたはpUF2でトランスフェクトされた細胞のタンパク質ライセート中で高度に陽性のV5特異的シグナルが検出された。検出されたタンパク質バンドのサイズは、分子量123kDaのプラスミドによってコードされる異なるTERTタンパク質に相当する。更に、未処理の細胞または空のプラスミドでトランスフェクトされた細胞においてはV5特異的シグナルは検出されなかった。本発明者らは、pUF2およびpCDTプラスミドが、トランスフェクション後に、哺乳動物細胞においてインビトロで正しくプロセシングされ、そしてプラスミドの発現産物(TERTタンパク質)が適切に発現されることを実証した。
TERTをコードする新たなプラスミドは、インビトロでトランスフェクトした後に細胞発現が核小体から排除される非機能的酵素を発現する
酵素活性の不在を試験するために、TRAPezeアッセイを行った。図2によって概説されるように、pUF2またはpCDTでトランスフェクトされた細胞からのタンパク質ライセートは、いかなるテロメラーゼ活性も示さない。ポジティブコントロールとして、ネイティブなヒトTERTでトランスフェクトされた293T細胞からのタンパク質抽出物を使用した。このように、本発明者らは、pCDTまたはpUF2プラスミドのいずれかによってコードされるTERTタンパク質が、インビトロでのトランスフェクション後にいかなる機能的な酵素活性も示さないことを実証した。
本発明者らは、更に、2つのプラスミドの発現産物の細胞内の所在を調査した。この目的のために、インビトロ免疫蛍光アッセイを実施した。簡潔には、pCDTまたはpUF2での293T細胞のインビトロでのトランスフェクションの24時間後に、Alexa−Fluor標識された二次抗体に結合された抗V5抗体を、細胞内のTERTタンパク質の検出のために使用した。ネイティブなヒトTERTをコードするプラスミドでトランスフェクトされた293T細胞で観察されたのとは対照的に、pCDTおよびpUF2にコードされるTERTは細胞核小体内部で検出されなかった。
結論として言えば、本発明者らは、pUF2およびpCDTプラスミドでのインビトロでのトランスフェクションの後に、第一に、TERTタンパク質発現が核小体から排除されること、そして第二に、これらの発現産物がいかなる酵素活性も示さないことを実証した。これらの2つの判断基準は、プラスミドの安全性を確立し、該プラスミドをインビボでのワクチン接種に使用することを好都合にする。
実施例3:インビボでの免疫応答
3.1.材料および方法
マウス
雌のBalb/cByマウスおよびC57BL/6Jマウス(6〜8週齢)をJanvier laboratories(フランス、サン・ベルトヴァン)から購入した。動物を、パスツール研究所の特定病原不在(Specific Pathogen Free)動物施設に収容した。マウスを皮内(ID)または筋内(IM)での免疫化の前に、1×リン酸緩衝生理食塩水(1×PBS、Life technologies SAS、フランス、サン・トーバン)中の2%キシラジン(Rompun、バイエル・サンテ、フランス、ロス)および8%のケタミン(Imalgen 1000、メリアル、フランス、リオン)の混合溶液で、個々の動物の体重および麻酔期間に応じて麻酔をかけた(腹腔内経路)。全ての動物を、良好な動物診療に厳密に従って取り扱い、パリのパスツール研究所の地元の動物実験倫理委員会のガイドラインに従った。
H2拘束性ペプチド
マウスの研究(IFNγ ELIspot)で使用されるTERTペプチドを、マウスのクラスIのMHC、H2K、H2DまたはマウスのクラスIIのH2−IAに結合するためにオンラインで利用できる4つのアルゴリズム:Syfpeithi(http://www.syfpeithi.de/)、Bimas(http://www−bimas.cit.nih.gov/)、NetMHCpanおよびSMM(http://tools.immuneepitope.org/main/)を使用してインシリコでのエピトープ予測によって予測した。
全ての合成ペプチドは、Proimmune(英国、オックスフォード)から凍結乾燥状態(90%を上回る純度)で購入した。凍結乾燥されたペプチドを、滅菌水中に2mg/mLで溶解させ、そして使用前に35μLのアリコートで−20℃で貯蔵した。ペプチド配列およびH2拘束の詳細を第1表に示す。
マウス免疫化およびインビボエレクトロポレーション
皮内(ID)での免疫化は、脇腹の下方部でインスリン用ニードル(U−100、29GX1/2’’−0.33×12mm、ベルギー、テルモ)を用いて剃毛後に行った。剃毛後に、免疫化処置の間およびその後に、紅斑は観察されなかった。筋内免疫化(IM)を、前脛骨筋中で、またインスリン用ニードルU−100を用いて実施した。それぞれの動物に、100μgのDNAに相当するpCDTまたはpUF2のいずれかのプライミング用量を、ワクチン経路とは無関係に投与した。全ての動物を、プライミング14日後に同じ量のプラスミドおよび同じ免疫化経路を使用して追加免疫した。皮内的ワクチン接種直後に、侵襲性ニードル電極(6×4×2、47−0050、BTX、米国)を、注射部位が2つのニードル列(2つのニードル列は0.4cm離れている)の間に位置するように皮膚中に挿入した。異なる電圧の2つのパルスをかけた(HV−LV):HV=1125V/cm(2パルス、50μs−0.2μsパルス間隔)およびLV=250V/cm(8パルス、100V−10ms−20msパルス間隔)。筋内的免疫化の直後に、筋肉注射箇所を超音波ゲル(Labo FH、blue contact gel、NM Medical、フランス)で覆い、ピンセット電極(0.5cm間隔、tweezertrode 7mm、BTXI45−0488、米国)によって取り囲み、そして皮膚エレクトロポレーションと同じパラメータを使用して電圧を印加した。Agilepulse(登録商標)in vivo systemというエレクトロポレーターを全ての実験のために使用した(BTX、米国)。それぞれの免疫化経路(筋内的、皮内的)について、コントロールマウスを、同じ手順で同じ容量の1×PBSを使用して処理した。
Elispotアッセイ
簡潔には、PVDFマイクロプレート(IFN−γ Elispot kit、Diaclone、Abcyss、フランス、10×96試験、ref.862.031.010P)を、捕捉抗体(抗マウスIFN−γ)で一晩被覆し、PBS2%ミルクでブロッキングした。pDNA免疫化されたマウスからの脾臓をすりつぶし、細胞懸濁液を70mmナイロンメッシュ(Cell Strainer、BD Biosciences、フランス)を通して濾過した。Ficollで精製された脾臓細胞(Lymphocyte Separation Medium、Eurobio、フランス)を、Cellometer(登録商標)Auto T4 Plusカウンター(Ozyme、フランス)を使用して計数し、そしてプレートに3部で2×10または4×10細胞/ウェルで添加し、そして5μg/mlのcTERTまたはhyTERT関連ペプチドまたはコンカナバリンA(10μg/ml)で刺激するか、または血清不含の培養培地で模擬刺激を行った。19時間後に、スポットを、ビオチンにコンジュゲートされた検出抗体に曝露し、引き続きAP標識ストレプトアビジンおよびBCIP/NBTの基質溶液に曝露した。スポットを、Immunospot ELIspotカウンターおよびソフトウェア(CTL、ドイツ)を使用して計数した。
インビボでの細胞傷害性アッセイ
簡潔には、標的細胞調製のために、ナイーブなC57/Bl6マウス由来の脾臓細胞を、高濃度(5μM)、中濃度(1μM)または低濃度(0.2μM)のCFSEを含有する1×PBS中で標識した(Vybrant CFDA−SE cell−tracer kit;Life technologies SAS、フランス、サン・トーバン)。5μMおよび1μMのCFSEで標識した脾臓細胞を、2種の異なるH2ペプチドで5μg/mlにおいて1時間30分にわたり室温でパルスした。ペプチド987および621を、CFSEで高濃度標識されたナイーブな脾臓細胞とCFSEで中濃度標識されたナイーブな脾臓細胞のそれぞれのパルスのために使用した。CFSEで低濃度標識された脾臓細胞はパルスさせずにおいた。pCDTまたはpUF2で事前に免役したそれぞれのマウスに、追加免疫注射の10日後に、それぞれの分画からの同数の細胞を含む10個のCFSE標識された細胞混合物を眼窩後方の静脈を通じて投与した。15〜18時間後に、脾臓由来の単細胞懸濁液を、フローサイトメトリーによってMACSQUANT(登録商標)サイトメーター(Miltenyii、ドイツ)で分析した。
ペプチドでパルスされた細胞の消失は、pDNAで免疫化されたマウスとコントロール(1×PBS注射された)マウスとにおいて、パルスされた集団(高/中(high/medium)CFSEの蛍光強度)のパルスされていない集団(低(low)CFSEの蛍光強度)に対する比率を比較することによって測定した。試験動物当たりの特異的殺傷率は、以下の計算に従って確立した:
[1−[平均(CFSElowPBS/CFSEhigh/mediumPBS)/(CFSElowpDNA/CFSEhigh/mediumpDNA)]]×100
統計分析およびデータ処理
Prism−5ソフトウェアを、データ処理、解析および図形表示のために使用した。データは、平均±標準偏差として表される。ELIspotアッセイの統計分析のために、本発明者らは、マンホイットニーのノンパラメトリック検定を使用し、そしてインビボでの細胞傷害性アッセイのために、ダンの多重比較試験を用いたクラスカル−ウォリス分析を使用した。有意差は、p値<0.05に定めた。
3.2.結果
pCDTは、マウスにおける皮内的もしくは筋内的免疫化およびエレクトロポレーションの後に、特異的なCD4T細胞応答と共に強力な細胞傷害性のCD8T細胞応答を誘導する
抗腫瘍免疫応答における細胞傷害性CD8T細胞の重要性に鑑みて、本発明者らは、プラスミドpCDTがそのような免疫応答をインビボで促進できるかどうかを評価した。こうして、9〜10匹のC57−Bl/6マウスの異なるグループを、pCDTによって該プラスミドの皮内的または筋内的注射によって免役した直後にエレクトロポレーションを行った。2週間後に、マウスに同じプロトコールで追加免疫注射を投与した。追加免疫の10日後に、マウス脾臓を採取し、そして誘導された免疫応答を、表1に記載されるH2拘束性ペプチドを使用したIFN−γ ELISPOTアッセイを介してモニタリングした。
マウスMHCクラスIに拘束性のhyTERTペプチドを、材料と方法の節に記載したようにインシリコで予測した。図3Aに示されるように、hyTERT特異的IFN−γ分泌性CD8T細胞の度数におけるコントロールマウスと比較しての大きな増加は、皮内的におよび筋内的にワクチン接種された動物の脾臓において観察された。これは、3つのクラスI拘束性ペプチドのうち2つについて観察された(p621およびp987、p<0.05)。特異的CD8T細胞の度数において、ペプチドp921とp987の両方について筋内的および皮内的経路の間で有意差は認められなかった。
本発明者らは、更に、hyTERT拘束性CD4T細胞応答を調査した。この目的のために、9〜10匹のBalb−Cマウスを、pCDTによって皮内的または筋内的注射によって免役した直後にエレクトロポレーションを行い、そしてCD4特異的T細胞応答を、脾臓において前記の通りhyTERT IA拘束性ペプチドを使用してモニタリングした(インシリコ予測)。Balb−Cマウスを選択したのは、このマウス系統は良好なCD4T細胞応答を発することが知られているからである。図3Bに示されるように、IFN−γ ELISPOTアッセイを実施した場合に、hyTERT特異的IFN−γ分泌性CD4T細胞の度数における、1×PBSを注射したコントロールマウスと比較しての大きな増加は、皮内的におよび筋内的にワクチン接種されたBalb/Cマウスの脾臓において観察された。これは3つのクラスI拘束性ペプチドのうち2つについて観察された(p1106およびp1105、p1106については皮内的経路の場合にp<0.05であり、かつ筋内的経路の場合にp<0.001であり、そして1105については皮内的経路の場合に有意差はなく、かつ筋内的経路の場合にp<0.01である)。特異的CD4T細胞の度数において、ペプチドp1105とp1106の両方について筋内的および皮内的経路の間で有意差は認められなかった。
このように、pCDTコンストラクトは、マウスにおけるhyTERT特異的CD8およびCD4T細胞の増殖を促進することができる。本発明者らは、次に、hyTERT特異的CD8T細胞が腫瘍細胞の破壊に必要であろうインビボでの機能的細胞傷害活性を示すことを望んだ。pCDT免疫化によって惹起されたCD8+T細胞応答のインビボでの細胞溶解性強度を測定するために、本発明者らは、インビボでの細胞傷害性試験を、カルボキシフルオレセイン−ジアセテートスクシンイミジルエステル(CFSE)標識されたペプチドでパルスされた脾臓細胞を標的細胞として使用して実施した。前記のように皮内的または筋内的な経路を介してpCDTでのプライムおよび追加免疫ワクチン接種を受けたか、またはリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で模擬免疫化された7週齢のC57/Bl6マウスに、10個の標的細胞を静注した。標的細胞は、CFSEの3種の異なる濃度で別々に標識され、かつ個々のペプチド(p621またはp987)でパルスされたか、または内部コントロールとしてパルスさせずにおいたナイーブな類似遺伝子系マウスからの脾臓細胞であった。15〜18時間後に、脾臓細胞が得られ、コントロール対免疫化されたマウスにおけるペプチドでパルスされた細胞の消失を、蛍光活性化セルソーティングによって定量化した。
結果は、マウスがインシリコで予測された2つのペプチドp621およびp987に対してCTLを発生することを示している。ペプチド987は、最も強いインビボでの細胞溶解をもたらす。結果は、IFN−γ Elispotアッセイからの結果と一致した(図3A)。p621について、細胞溶解の平均パーセントは、pCDTが皮内的経路を介して注射された場合に僅かに優れていたが(皮内での平均=7.7%対筋内での平均=0.2%)、2つの免疫化の経路の間に有意差は認められなかったということは言及するに値することである。
pUF2は、マウスにおける皮内的もしくは筋内的免疫化およびエレクトロポレーションの後に、特異的なCD4T細胞応答と共に強力な細胞傷害性のCD8T細胞応答を誘導する
本発明者らは、更に、pUF2プラスミドがマウスにおいてcTERT特異的CD8T細胞応答を刺激しうるかどうかを調査した。この目的のために、5匹のC57−Bl/6マウスの異なるグループを、pUF2で皮内的または筋内的な注射によって免疫化した直後にエレクトロポレーションをした。2週間後に、マウスに同じプロトコールで追加免疫注射を投与した。ブーストの10日後に、マウス脾臓を採取し、そして誘導された免疫応答を、表1に記載されるH2拘束性ペプチドを使用したIFN−γ ELISPOTアッセイを介してモニタリングした。マウスMHCクラスIに拘束性のイヌTERTペプチドを、上記の材料と方法の節に記載したようにインシリコで予測した。図5Aに示されるように、cTERT特異的IFN−γ分泌性CD8T細胞の度数におけるコントロールマウスと比較しての大きな増加は、皮内的におよび筋内的にワクチン接種された動物の脾臓において観察された。これは3つのクラスI拘束性ペプチドのうち2つについて観察された(p621およびp987、それぞれp621については皮内的経路の場合にp<0.05であり、かつ筋内的経路の場合に有意差はなく、p687については皮内的経路の場合にp<0.001であり、かつ筋内的経路の場合にp<0.01である)。特異的CD8T細胞の度数において、ペプチドp921とp987の両方について筋内的および皮内的経路の間で有意差は認められなかった。しかしながら、p987特異的CD8T細胞の平均度数は、マウスに皮内的経路を介して注射した場合に、筋内経路の場合と比較して僅かに高かった(皮内での平均=143.2対筋内での平均=54.2)。本発明者らは、更に、cTERTに拘束されたCD4T細胞応答を調査した。この目的のために、9〜10匹のBalb−Cマウスを、pUF2で皮内的または筋内的に免疫化した直後にエレクトロポレーションを行い、そしてCD4特異的T細胞応答を、脾臓において前記の通りcTERT IA拘束性ペプチドを使用してモニタリングした(インシリコ予測)。Balb−Cマウスを選択したのは、このマウス系統は良好なCD4T細胞応答を発することが知られているからである。図3Bに示されるように、IFN−γ ELISPOTアッセイを実施した場合に、hyTERT特異的IFN−γ分泌性CD4T細胞の度数における、1×PBSを注射したコントロールマウスと比較しての大きな増加は、皮内的におよび筋内的にワクチン接種されたBalb−Cマウスの脾臓において観察された。これは、試験された2II拘束性ペプチドについて観察された(p1106およびp1105、皮内経路および筋内経路についてp<0.01)。特異的CD4T細胞の度数において、ペプチドp1105とp1106の両方について筋内的および皮内的経路の間で有意差は認められなかった。
このように、pUF2コンストラクトは、マウスにおけるcTERT特異的CD8およびCD4T細胞の増殖を促進することができる。本発明者らは、次に、これらのcTERT特異的CD8T細胞が腫瘍細胞の破壊に必要であろうインビボでの機能的細胞傷害活性を示すことを望んだ。pUF2免疫化によって惹起されたCD8T細胞応答のインビボでの細胞溶解強度を測定するために、本発明者らは、インビボでの細胞傷害性試験を、カルボキシフルオレセイン−ジアセテートスクシンイミジルエステル(CFSE)標識されたペプチドでパルスされた脾臓細胞を標的細胞として使用して実施した。前記のように皮内的または筋内的な経路を介してpUF2でのプライムおよび追加免疫ワクチン接種を受けたか、またはリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で模擬免疫化された7週齢のC57/Bl6マウスに、10個の標的細胞を静注した。標的細胞は、CFSEの3種の異なる濃度で別々に標識され、かつ個々のペプチド(p621またはp987)でパルスされたか、または内部コントロールとしてパルスさせずにおいたナイーブな類似遺伝子系マウスからの脾臓細胞であった。15〜18時間後に、脾臓細胞が得られ、コントロール対免疫化されたマウスにおけるペプチドでパルスされた細胞の消失を、蛍光活性化セルソーティングによって定量化した。
本発明者らは、マウスが、インシリコで予め特定された2つのペプチドp621およびp987に対してCTLを発生することを観察した。ペプチド621は、最も強いインビボでの細胞溶解をもたらす。これらの結果は、IFN−γ Elispotアッセイからの結果と一致した(図5A)。興味深いことに、p621については、2つの免疫化経路の間に有意差が認められた。実際に、p621については、細胞溶解の平均パーセントは、pUF2を皮下的経路を介して注射した場合には優れていた(皮内での平均=64.5%対筋内での平均=11%)。p987については有意差は認められなかった(皮内での平均=35.7%対筋内での平均=21.3%)。これにより、pUF2による皮下的なワクチン接種は、筋内経路よりも強力かつ大きなCD8T細胞応答を発生させることが確認される。
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Claims (19)

  1. (i)テロメラーゼ触媒活性を失ったネコテロメラーゼ逆転写酵素(TERT)、または(ii)その断片、をコードする配列を含む核酸を含む免疫原性組成物。
  2. 核酸が、非ネコTERT抗原性断片を更にコードする、請求項1に記載の組成物。
  3. 核酸が、DNA、好ましくはDNAプラスミドである、請求項1または2に記載の組成物。
  4. ネコTERTをコードする配列が、触媒活性の不活性化をもたらす突然変異、好ましくは少なくとも1つのアミノ酸の欠失を含み、更に好ましくはネコTERTをコードする配列が、アミノ酸VDDを欠失している、請求項1から3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. ネコTERTをコードする配列が、核小体局在性シグナルを更に失っている、請求項1から4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. ネコTERTをコードする配列が、47個のN末端アミノ酸を欠失している、請求項5に記載の組成物。
  7. 核酸が、好ましくは、N末端の47個のアミノ酸が欠失されたネコTERT配列の少なくとも80%、好ましくは90%に相当する、ネコTERTの抗原性断片をコードする配列を含み、好ましくは、核酸が、配列番号7もしくは8を含むまたは配列番号7もしくは8からなるタンパク質をコードする、請求項1から6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. 核酸が、非ネコTERT抗原性断片をコードする配列を更に含み、非ネコTERT抗原性断片が、イヌTERT配列に由来する、請求項2から7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. (i)テロメラーゼ触媒活性を失ったネコTERT、または(ii)その抗原性断片をコードする配列を含み、かつ非ネコTERT抗原性断片を更に含んでよい核酸。
  10. 配列番号2、4、5、6、7または8からなる群から選択されるタンパク質配列をコードする、請求項9に記載の核酸。
  11. 配列番号1もしくは3、または配列番号1のヌクレオチド241〜3444、もしくは439〜3444、または配列番号3のヌクレオチド1414〜3297もしくは241〜3456からなる群から選択される配列を含む、請求項10に記載の核酸。
  12. テロメラーゼを過剰発現する細胞、好ましくは異形成細胞、腫瘍細胞または腫瘍ウイルスによって感染された細胞に対する、ネコにおける免疫応答の始動おける使用のための、請求項1から8のいずれか1項に記載の免疫原性組成物または請求項9から11のいずれか1項に記載の核酸。
  13. ネコにおける腫瘍の予防または処置における使用のための、請求項1から9のいずれか1項に記載の免疫原性組成物または請求項10から12までのいずれか1項に記載の核酸。
  14. 請求項13に記載のネコにおける腫瘍の予防または処置における使用のための免疫原性組成物または核酸であって、腫瘍が、リンパ腫もしくはリンパ肉腫(LSA)、腺腫、脂肪腫、脊髄増殖性腫瘍、黒色腫、扁平上皮細胞癌腫、マスト細胞腫瘍、骨肉腫、線維肉腫、肺腫瘍、脳腫瘍、鼻腫瘍、肝臓腫瘍および乳腺腫瘍からなる群から選択される、免疫原性組成物または核酸。
  15. 皮内経路または筋内経路によって投与されるべきである、請求項12から14のいずれか1項に記載の使用のための免疫原性組成物または核酸。
  16. エレクトロポレーションによって投与されるべきである、請求項12から15のいずれか1項に記載の使用のための免疫原性組成物または核酸。
  17. ネコが腫瘍を発症するリスクにある、請求項12から16のいずれか1項に記載の使用のための免疫原性組成物または核酸。
  18. ネコが健康であるが高齢である、請求項17に記載の使用のための免疫原性組成物または核酸。
  19. 長期記憶免疫応答を誘導する、請求項12から18のいずれか1項に記載の使用のための免疫原性組成物または核酸。
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