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Abstract

本発明は、ベクターのキットを提供し、上記キットは、(i)第1のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む第1のベクター;および(ii)第2のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む第2のベクター、を含み、ここで細胞が、上記第1のおよび第2のベクターの両方で形質導入される場合、上記第1のおよび第2のマーカー構成要素は、上記細胞によって発現され、会合して、細胞ソート試薬によって認識されるヘテロマルチマーマーカーを形成するのに対して、細胞が、上記第1のまたは第2のベクターのいずれか単独で形質導入される場合、上記第1のまたは第2のマーカー構成要素単独の発現は、上記細胞ソート試薬によって認識されない。

Description

本発明は、ベクター、例えば、細胞を形質導入するためのレトロウイルスベクターのキットに関する。
特に、本発明は、第1のマーカー構成要素をコードする核酸を含む第1のベクター、および第2のマーカー構成要素をコードする核酸を含む第2のベクターを含むキットに関する。細胞が両方のベクターで形質導入される場合、両方のマーカー構成要素は、その細胞において発現され、それらは会合して、検出可能なヘテロマルチマーマーカーを形成する。
本発明はまた、このようなベクターで形質導入された細胞を作製および検出するための方法、ならびにこのような細胞の組成物を投与する工程を包含する、疾患を処置/防止するための薬学的組成物および方法に関する。
背景
ウイルスベクターは、T細胞を形質導入して、目的のポリペプチドを発現させるために数十年にわたって使用されてきた。これらベクターは、ウイルスにおいて進化した特殊な分子機構を利用して、これらベクターが感染する細胞の内部にゲノムを効率的に移入する。しかし、それらの移入物収容能力は有限であり、その収容能力は、一般に、およそ8〜10キロベース(kb)であると考えられる。その制限は、挿入物サイズに反比例しているパッケージング効率に起因する。
より高い挿入物収容能力を有するT細胞ベースの遺伝子治療の他の潜在的な非ウイルス機構は公知であるが、これらはしばしば、低い形質導入効率および/または低いT細胞数を生じる毒性効果によって妨げられる。
高効率を維持しながら大きな挿入物サイズのものをT細胞へと形質導入するために、ウイルスベクター上にコードされる遺伝子は、2またはより多くの別個のベクターへと分割され得る。各ベクターは、上記ウイルスを作製するために使用され、次いで、全てのベクターは、上記細胞を形質導入するためにプールされる。しかし、この多数の形質導入アプローチはしばしば、所望されるベクターのうちのいくつかではあるが全てではないベクターで形質導入された細胞を生じる。これは、種々のベクター組み込み体を含む不均一な細胞集団をもたらし、その集団は、所望の遺伝子のうちの全てを発現するわけではない。
大きな挿入物サイズのものでT細胞を形質導入およびトランスフェクトする改善された方法を提供することが必要である。
発明の要旨
本発明者らは、核酸配列を含むベクターのキットであって、上記ベクターの各々がマーカー構成要素をコードするベクターのキットを開発した。上記マーカー構成要素は、会合した際に安定であり、検出可能なヘテロマルチマーマーカーを形成する。
従って、第1の局面において、本発明は、
(i)第1のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む第1のベクター;および
(ii)第2のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む第2のベクター、
を含むベクターのキットを提供する。
細胞が、上記第1のおよび第2のベクターの両方で形質導入される場合、上記第1のおよび第2のマーカー構成要素は、上記細胞によって発現され、会合して、細胞ソート試薬のような薬剤で認識可能なヘテロマルチマーマーカーを形成する。
細胞が、上記第1のまたは第2のベクターのいずれか単独で形質導入される場合、上記第1のまたは第2のマーカー構成要素単独の発現は、上記細胞ソート試薬によって認識されない。
上記第1のマーカー構成要素は、上記第2のマーカー構成要素と会合しなかった場合に不安定であり得る。この取り合わせにおいて、上記薬剤または細胞ソート試薬は、上記第1のマーカー構成要素を認識し得る。
あるいは、上記第1のおよび第2のマーカー構成要素の両方は、会合しなかった場合に不安定であり得る。この取り合わせにおいて、上記薬剤または細胞ソート試薬は、上記第1のまたは第2のマーカー構成要素のいずれかを認識し得る。
上記第1のマーカー構成要素は、膜結合されていてもよく、上記第2のマーカー構成要素は、上記第1のマーカー構成要素の非存在下で分泌され得る。この取り合わせにおいて、上記薬剤または細胞ソート試薬は、上記第2のマーカー構成要素を認識し得る。
一方のマーカー構成要素は、κ定常ドメインを含み得、他方のマーカー構成要素は、IgG1のCH1ドメインを含み得る。
一方のマーカー構成要素は、CD79aエクトドメインを含み得、他方のマーカー構成要素は、CD79bエクトドメインを含み得る。
上記キットは、第3のマーカーをコードする核酸配列を含む第3のベクターを含み得る。
細胞が、上記第1の、第2のおよび第3のベクターで形質導入される場合、上記第1の、第2のおよび第3のマーカー構成要素は、上記細胞によって発現され、会合して、細胞ソート試薬によって認識されるヘテロマルチマーマーカーを形成し得る;
細胞が、上記第1の、第2のまたは第3のベクターのうちの1つまたは2つで形質導入される場合、上記第1の、第2のまたは第3のマーカー構成要素のうちの1つまたは2つの発現は、上記細胞ソート試薬によって認識されないことがある。
上記第1の、第2のおよび/または第3のマーカー構成要素は、上記ヘテロマルチマーマーカーとして会合しなかった場合に不安定であり得る。
上記第1のマーカー構成要素は、膜結合され得る;上記第2のマーカー構成要素は、上記第1のマーカー構成要素の非存在下で分泌され得る;上記第3のマーカー構成要素は、上記第1のおよび第2のマーカー構成要素が同じく発現されなければ分泌され得る。この取り合わせにおいて、上記薬剤または細胞ソート試薬は、上記第3のマーカー構成要素を認識し得る。
上記第1のマーカー構成要素は、膜結合CD79aエクトドメインを含み得る;上記第2のマーカーは、IgG1のCH1ドメインおよびCD79aエクトドメインを含み得、上記第3のマーカーは、κ定常ドメインを含み得る。
本発明の第1の局面のキット中のベクターのうちの少なくとも1つはまた、キメラ抗原レセプターまたはT細胞レセプターをコードする核酸配列を含み得る。
上記キット中のベクターが、上記細胞の内部で発現される場合、一方のマーカー構成要素の発現レベルは、もう一方のマーカー構成要素の上記細胞における発現レベルに対して異なり得る。
上記2つのマーカー構成要素をコードするベクターは、異なるシグナル配列を含み得る。
第2の局面において、本発明はまた、形質導入した細胞集団を検出することにおける使用のための細胞表面ヘテロマルチマーマーカーを提供し、ここで上記ヘテロマルチマーマーカーは、少なくとも2つのマーカー構成要素を含み、その第1のマーカー構成要素は、第1のベクター中の核酸配列によってコードされ、その第2のマーカー構成要素は、第2のベクター中の核酸配列によってコードされ、上記第1のマーカーおよび第2のマーカー構成要素は会合する。
上記第1のおよび/または第2のマーカー構成要素は、会合しなかった場合に不安定であり得る。
上記第2のマーカー構成要素は、上記第1のマーカー構成要素の非存在下で上記細胞によって分泌され得る。
第3の局面において、本発明は、本発明の第2の局面に従うヘテロマルチマーマーカーを含む細胞および/または本発明の第1の局面に従うベクターのキットで形質導入された細胞を提供する。
上記細胞は、免疫細胞(例えば、T細胞またはナチュラルキラー(NK)細胞)であり得る。
第4の局面において、本発明は、本発明の第3の局面に従う細胞を作製するための方法を提供し、上記方法は、本発明の第1の局面に従うベクターのキットで細胞を形質導入またはトランスフェクトする工程を包含する。
第5の局面において、本発明は、本発明の第3の局面に従う細胞の組成物を調製するための方法を提供し、上記方法は、以下の工程:
(i)細胞サンプルを、本発明の第1の局面に従うベクターのキットで形質導入またはトランスフェクトする工程;
(ii)細胞ソート試薬のような薬剤を使用して、上記ヘテロマルチマーマーカーの発現を検出する工程;および
(iii)上記検出した細胞を選択またはソートして、上記ヘテロマルチマーマーカーを発現する細胞の組成物を調製する工程、
を包含する。
上記細胞ソート試薬は、可溶性組換えタンパク質であり得、上記細胞は、上記可溶性組換えタンパク質を認識するマトリクスを使用して、工程(iii)において選択またはソートされ得る。
上記細胞ソート試薬は、蛍光標識された可溶性組換えタンパク質であり得、上記細胞は、フローサイトメトリーによって、工程(iii)において選択またはソートされ得る。
上記細胞ソート試薬は、ビーズに付着した可溶性組換えタンパク質であり得、上記細胞は、上記形質導入/トランスフェクトされた細胞サンプルから上記ビーズを分離することによって、工程(iii)において選択またはソートされる。
第6の局面において、本発明は、本発明の第3の局面に従う複数の細胞を含む薬学的組成物を提供する。
第7の局面において、本発明は、疾患を処置および/または防止することにおける使用のための、本発明の第6の局面に従う薬学的組成物を提供する。
第8の局面において、本発明は、疾患を処置および/または防止するための方法を提供し、上記方法は、本発明の第6の局面に従う薬学的組成物を被験体に投与する工程を包含する。
上記方法は、以下の工程を包含し得る:
I.細胞含有サンプルを被験体から単離する工程、
II.上記細胞含有サンプルを、本発明の第1の局面に従うベクターのキットで形質導入またはトランスフェクトする工程、
III.細胞ソート試薬を使用して、ヘテロマルチマーマーカーの発現を検出し、それによって、形質導入/トランスフェクトされた細胞集団を上記サンプルから識別する工程、
IV.上記(III)の細胞集団を選択またはソートして、形質導入/トランスフェクトされた細胞の精製された亜集団を達成する工程、および
V.上記ヘテロマルチマーマーカーを発現する上記(IV)の亜集団を上記被験体に投与する工程。
第9の局面において、本発明は、疾患を処置および/または防止するための医薬の製造における、本発明の第6の局面に従う薬学的組成物の使用を提供する。
上記疾患は、がんであり得る。
本発明は、会合すると安定して、細胞表面発現が可能な検出可能なヘテロマルチマーマーカーを形成するマーカー構成要素をコードするベクターのキットを提供する。細胞が、上記キットの両方のまたは全てのベクターで形質導入される場合、上記ヘテロマルチマーマーカーは、細胞ソート試薬のような薬剤で検出可能である細胞表面において発現される。しかし、細胞が、上記ベクターの部分セット(例えば、一方のベクター単独、または3つのベクターのうちの2つ)で形質導入される場合、マーカーは上記薬剤によって検出可能な細胞表面で発現されない。
従って、細胞表面における単一のマーカーの発現の検出によって、上記キットにおける全てのベクターで形質転換された細胞を識別することは可能である。これは、低減した複雑さおよび細胞ソート後のより良好な細胞収量に関して、多数のマーカー(すなわち、各ベクターにつき1つ)の検出を要する方法を超えるかなりの利点を提供する。
本発明の原理を使用して、多数のベクターの間で大きな挿入物を分割し、全てのベクターで形質導入された細胞を選択する(これは、単一のヘテロマルチマーマーカーの検出を要する)ことは可能である。従って、その方法の複雑さを増大させることなく細胞へと形質導入され得る全体の挿入物サイズを増大させて、その挿入物の全てを含む細胞に関して識別およびソートすることは、可能である。
図1−ヘテロダイマーマーカーを図示する模式的ダイアグラム。その第1のマーカー構成要素は、CD79aエクトドメインであり、その第2のマーカー構成要素は、CD79bエクトドメインと、CD19の膜貫通ドメインおよび短縮型エクトドメインとの間の融合物である。その第1のおよび第2のマーカー構成要素は、ジスルフィド結合を介して会合する。 図2−別のヘテロダイマーマーカーを図示する模式的ダイアグラム。その第1のマーカー構成要素は、κ定常ドメインであり、その第2のマーカー構成要素は、IgG1のCH1ドメインとCD19の膜貫通ドメインおよび短縮型エンドドメインとの間の融合物である。その第1のおよび第2のマーカーは、ジスルフィド結合を介して会合する。 図3−ヘテロトリマーマーカーを図示する模式的ダイアグラム。その第1のマーカー構成要素は、κ定常ドメインである;その第2のマーカー構成要素は、CD79bエクトドメインとCD19の膜貫通ドメインおよび短縮型エンドドメインとの間の融合物である;その第3のマーカーは、CD79aエクトドメインとIgG1のCH1ドメインとの間の融合物である。その第1の、第2のおよび第3のマーカー構成要素は、2個のジスルフィド結合を介して会合して、ヘテロトリマーマーカーを形成する。 図4−キットの第1のおよび第2のベクターによってコードされるアミノ酸配列。そのベクターは、図2に示されるように会合して、ヘテロダイマーマーカーを形成する、第1のおよび第2のマーカー構成要素をコードする。 図5−キットの第1の、第2のおよび第3のベクターによってコードされるアミノ酸配列。そのベクターは、図3に示されるように会合して、ヘテロトリマーマーカーを形成する第1の、第2のおよび第3のマーカー構成要素をコードする。 図6A:第1のベクターおよび第2のベクターを図示する模式的ダイアグラム。その第1のベクターは第1のキメラ抗原レセプター(CAR)、2Aペプチド切断部位および第1のマーカー(CAR1−2A−Mα)をコードする;その第2のベクターは、第2のCAR、2Aペプチド切断部位および第2のマーカー(CAR2−2A−Mβ)をコードする。その2Aペプチド切断部位は、各ベクターに関してそのマーカーとそのCARとの間に位置する。 B:図6Aに図示されるいずれかまたは両方のベクターで細胞を形質導入した効果を図示する模式的ダイアグラム。その細胞が、その第1のまたは第2のベクターのいずれか単独で形質導入される場合、その導入遺伝子は発現される(CAR1またはCAR2のいずれか)が、検出可能なマーカーは、その細胞表面において発現されない。その細胞が、第1のおよび第2のベクターの両方で形質導入される場合、両方のCARが発現され、その第1のおよび第2のマーカー構成要素の会合は、安定なヘテロダイマーマーカーを形成し、これはまた、細胞表面で発現される。 図7A:第1のベクター、第2のベクターおよび第3のベクターの模式的ダイアグラム。その第1のベクターは、第1のCAR、2Aペプチド切断部位および第1のマーカー(CAR1−2A−Mα)をコードする;その第2のベクターは、第2のCAR、2Aペプチド切断部位および第2のマーカー(CAR2−2A−Mβ)をコードする;その第3のベクターは、第3のCAR、2Aペプチド切断部位および第3のマーカー(CAR3−2A−Mγ)をコードする。その2Aペプチド切断部位は、各ベクターに関してそのマーカーとそのCARとの間に位置する。 B:図7Aに示される1つ、2つ、または3つ全てのベクターで細胞を形質導入した効果を図示する模式的ダイアグラム。その細胞が、そのベクターの1つまたは2つで形質導入される場合、その関連導入遺伝子(すなわち、CAR)は発現されるが、検出可能なマーカーは細胞表面で発現されない。それらベクターの3つ全てが、マーカー発現のために形質導入されなければならない。その第1の、第2のおよび第3のベクターの形質導入の際には、3つ全てのCARが発現され、その第1の、第2の、および第3のマーカー構成要素が会合すると、その細胞表面で発現される安定なヘテロトリマーマーカーが形成される。 図8−キットにおけるマーカー構成要素の発現の相対的関係を質変化させるために使用に適した野生型および変異したシグナル配列。一方のベクターは、野生型シグナルペプチド配列をコードし得、他方のベクターは、「変異1」から「変異7」として示されるその質変化した配列のうちの1つをコードし得る。その質変化した配列は、余り効率的でないシグナルペプチドであるので、その質変化したシグナルペプチドとともにそのベクターによってコードされるマーカー構成要素は、その野生型シグナルペプチドとともにそのベクターによってコードされるマーカー構成要素より低いレベルでその細胞において発現される。そのマーカーと同じ構築物上の他の導入遺伝子の相対的発現は、同様に影響を及ぼされるので、その質変化したシグナルペプチドとともにそのベクターによってコードされる目的のポリペプチドは、その野生型シグナルペプチドとともにベクターによってコードされるその目的のポリペプチドより低いレベルでその細胞において発現される。 図9(A.およびB.)−293 T細胞(A.)および初代ヒトT細胞(B.)におけるヘテロダイマーマーカーの、ならびに293T細胞におけるヘテロトリマーマーカー(C.)の表面発現。AおよびB:293T細胞は、そのヘテロダイマーマーカーの各鎖(ベクター1およびベクター2)で単一トランスフェクトしたか、または両方(ベクター1+ベクター2)で二重トランスフェクトしたかのいずれかであった。二重トランスフェクトした細胞におけるそのヘテロダイマーマーカーの成功裡のアセンブリを、抗ヒトκ鎖抗体、抗ヒトFab抗体で染色し、可溶性CD19を使用することによって、フローサイトメトリーによって評価した。そのヘテロダイマーマーカーの両方の鎖をコードするプラスミドを、陽性コントロールとして使用した。その293K T細胞およびその初代ヒトT細胞両方の形質導入結果(4名の健康なドナーのサンプルを使用)は、最小のバックグラウンドが単一形質導入したT細胞において検出されるとともに、そのヘテロダイマーマーカーの選択的発現が二重形質導入したT細胞においてのみ起こることを示す。 C:293T細胞は、ヘテロトリマーマーカーの各鎖(ベクター1、ベクター2およびベクター3)で単一トランスフェクトしたか、またはベクター1およびベクター2(ベクター1+ベクター2)で二重トランスフェクトしたか、またはヘテロトリマーマーカーの3つ全ての鎖(ベクター1+ベクター2+ベクター3)で三重トランスフェクトした。そのヘテロトリマーマーカーの成功裡のアセンブリを、フローサイトメトリーを使用して可溶性CD19に関して染色することによって評価した。その結果は、細胞が、それらベクターのうちの1つまたは2つで形質導入される場合、検出可能なマーカーは細胞表面で発現されないことを示す。それらベクターのうちの3つ全てが、マーカー発現のために形質導入されなければならない。
詳細な説明
ベクターのキット
本発明の第1の局面は、ベクターのキットを提供する。そのベクターのキットは、1つより多くのベクターを含む。そのベクターのキットは、少なくとも第1のベクターおよび第2のベクターを含み、一実施形態において、そのベクターのキットは、第1のベクター、第2のベクターおよび第3のベクターを含む。そのキットは、2つ、3つ、4つまたは5つのベクターを含み得る。本発明のキットにおけるベクターの数は、宿主細胞へと形質導入されることが望まれる挿入物の全体のサイズに関連する:その全体の挿入物サイズが大きい場合、それは多数のベクターへと分割され得る。
本発明のキットにおける別個のベクターは、別個の核酸配列をその宿主細胞へと送達し、その結果、細胞がそのキットのベクターのうちの全てで形質導入される場合、その所望される目的のポリペプチド(POI)の全てがその細胞によって発現される。例えば、そのキットは、3種のPOI(例えば、第1のCAR、第2のCARおよび自殺遺伝子)をその宿主細胞において発現し得る。
多数のベクター間でその完全な挿入物を分割することは、同じカセット内に多数の目的のポリペプチドをコードする核酸配列を含むベクターを超える利点を提供する。その単一のベクター取り合わせは、例えば、「プロモーター干渉(promoter interference)」に起因し、それによって1つのプロモーターが優位になり、第2のプロモーターのサイレンシングを引き起こす、翻訳および転写の効率に伴う問題を生じる。さらに、異なるプロモーターが異なる細胞状況において異なって働くので、これは、各導入遺伝子の相対的発現の一貫した「調整」を達成しづらくする。
ベクター
そのベクターは、ウイルスベクター(例えば、レトロウイルスベクターまたはレンチウイルスベクター)であり得る。
そのベクターは、プラスミドであり得る。
そのベクターはまた、トランスポゾンベースのベクターまたは合成mRNAであり得る。そのベクターは、免疫細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)をトランスフェクトまたは形質導入し得る。
レトロウイルスベクター
レトロウイルスおよびレンチウイルスは、目的のポリペプチド(POI)または複数のPOIを標的細胞に移入するためのベクターまたは送達システムとして使用され得る。その移入は、インビトロ、エキソビボまたはインビボで起こり得る。この様式で使用される場合、そのウイルスは、代表的には、ウイルスベクターといわれる。
そのPOIは、例えば、T細胞レセプターもしくはキメラ抗原レセプター(CAR)および/または自殺遺伝子をコードし得る。
ガンマレトロウイルスベクター(一般には、レトロウイルスベクターと称される)は、1990年代に遺伝子治療臨床試験において使用された最初のベクターであり、今なお最も使用されるもののうちの1つである。
より近年になって、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)のような複雑なレトロウイルスに由来する、レンチウイルスベクターにおいて、非分裂細胞を形質導入するそれらの能力に起因して興味が高まってきている。
遺伝子移入ツールとしてのレトロウイルスベクターおよびレンチウイルスベクターの最も魅力的な特徴としては、大きな遺伝子ペイロード(約8〜10kbまで)の収容能力、最小限の患者の免疫応答、インビボおよびインビトロでの高い形質導入効率、ならびにその標的細胞の遺伝的内容物を永久的に改変し、その送達された遺伝子の長期間の発現を持続する能力が挙げられる。
そのレトロウイルスベクターは、遺伝的情報を真核生物細胞に送達し得る任意の適切なレトロウイルスに基づき得る。例えば、そのレトロウイルスベクターは、アルファレトロウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、レンチウイルスベクターまたはスプマレトロウイルスベクターであり得る。このようなベクターは、遺伝子治療処置および他の遺伝子送達適用において広範に使用されている。
本発明のウイルスベクターは、レトロウイルスベクター(例えば、ガンマレトロウイルスベクター)であり得る。そのウイルスベクターは、ヒト免疫不全ウイルスに基づき得る。
本発明のウイルスベクターは、レンチウイルスベクターであり得る。そのベクターは、非霊長類レンチウイルス(例えば、ウマ伝染性貧血ウイルス(EIAV))に基づき得る。
マーカー構成要素およびヘテロダイマーマーカー
本発明のキットの各ベクターは、マーカー構成要素をコードする核酸配列を含む。その第1のベクターは、第1のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含み、その第2のベクターは、第2のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む。
そのマーカー構成要素は、別個のベクターから発現される第2の相互的マーカー構成要素への会合なしでは、不安定であり得かつその形質導入された宿主細胞によって細胞表面において発現され得ない。その相互的マーカー構成要素はまた、会合なしでは不安定であり得る。
会合すると、その第1のマーカー構成要素およびその第2のマーカー構成要素(その第1のマーカーに対して相互的)は、その宿主細胞の細胞表面で発現される安定なヘテロマルチマー複合体を形成する。
以下は、会合して、安定かつ細胞表面発現が可能な、検出可能なヘテロダイマーマーカーを形成する、第1のおよび第2のマーカー構成要素の例である。会合の非存在下では、その第1のおよび第2のマーカー構成要素は不安定であり、かつその細胞の表面において発現されない。
CD79a/CD79b
CD79(分化抗原79)は、B細胞レセプターとともに複合体を形成しかつ抗原認識後にシグナルを生成するタンパク質である。
CD79は、CD79aおよびCD79b(以前はIg−αおよびIg−βとして公知)といわれる2つの別個の鎖から構成される;これらは、ジスルフィド結合によって安定化されたB細胞の表面上でヘテロダイマーを形成する。CD79a (UniProt: P11912)およびCD79b(UniProt: P40259)はともに、免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーである。
両方のCD79鎖は、T細胞上でのT細胞レセプター活性化の間に観察されるCD3生成シグナル伝達に類似の様式で、B細胞においてシグナルを伝えるためにそれらが使用する、それらの細胞内テールの中にイムノレセプターチロシンベースの活性化モチーフ(immunoreceptor tyrosine−based activation motif)(ITAM)を含む。
マーカー構成要素は、CD79aまたはCD79bのエクトドメインを含み得る。これらドメインのアミノ酸配列は、図5に示される。ベクターのキットは、CD79aのエクトドメインを含むマーカー構成要素をコードする一方のベクター、およびCD79bのエクトドメインを含むマーカー構成要素をコードするもう一方のベクターを含み得る。一方のまたは他方のマーカーは、例えば、膜貫通配列を有することによって、膜結合され得る。
ヘテロダイマーマーカー取り合わせは、図1に示される。ここでは、その第1のマーカー構成要素は、CD79aエクトドメインを含み、その第2のマーカー構成要素は、膜貫通ドメインに融合されるCD79bエクトドメインを含む。
両方のベクターでの細胞形質導入が成功すると、そのCD79aエクトドメインマーカー構成要素およびそのCD79bエクトドメインマーカー構成要素(CD19膜貫通ドメインを含む)のマーカーは発現され、会合して、その細胞の表面上で発現される安定なヘテロダイマーマーカーを形成する。
そのCD79aマーカー構成要素またはそのCD79bマーカー構成要素のいずれかが、その細胞において単独で発現される場合、それらは不安定であり、細胞表面で発現されない。
IgG1のCH1/κ定常ドメインIgG1
IgG抗体は、複雑なドメイン間相互作用を有するマルチドメインタンパク質である。ヒトIgG重鎖は、軽鎖と会合して、抗原を結合し得る成熟抗体を形成する。軽鎖は、κアイソタイプのものであってもよいし、γアイソタイプのものであってもよい。
重鎖および軽鎖の定常ドメインの会合は、安定なヘテロダイマーを形成する。マーカー構成要素は、重鎖または軽鎖の定常領域を含み得る。κ鎖定常領域のおよびIgG1のCH1領域のアミノ酸配列は、図4に示されるが、他の抗体の多くの他の適切な配列が公知である。
ベクターのキットは、重鎖定常領域を含むマーカー構成要素をコードする一方のベクターおよび軽鎖定常領域を含むマーカー構成要素をコードするもう一方のベクターを含み得る。一方のまたは他方のマーカーは、例えば、膜貫通配列を有することによって、膜結合され得る。
ヘテロダイマーマーカー取り合わせは、図2に示される。ここでその第1のマーカー構成要素は、κ定常ドメインを含み、その第2のマーカー構成要素は、膜貫通ドメインに融合されるIgG1のCH1ドメインをコードする核酸配列を含む。
両方のベクターでの細胞形質導入が成功すると、そのκ定常ドメインマーカー構成要素およびそのCH1マーカー構成要素(CD19膜貫通ドメインを含む)のマーカーは発現され、会合して、その細胞の表面上で発現される安定なヘテロダイマーマーカーを形成する。
κ定常ドメインマーカー構成要素またはそのCH1マーカー構成要素のいずれかが、その細胞において単独で発現される場合、それらは不安定であり、細胞表面で発現されない。
表1は、上記で記載されていないさらなるマーカー対を含め、第1のおよび第2のマーカー構成要素の非限定的なリストを提供する。以下の第1のおよび第2のマーカー構成要素の対は、自然発生的に会合して、本発明のヘテロダイマーマーカーを形成し得る。
ヘテロトリマーマーカー
そのベクターのキットは、第1の、第2のおよび第3のマーカー構成要素をそれぞれコードする、第1の、第2のおよび第3のベクターを含み得る。
そのマーカー構成要素のうちの1つは、例えば、膜貫通ドメインを有することによって、膜結合され得る。
ヘテロトリマーマーカー取り合わせは、図3に示される。この取り合わせにおいて、その第1のマーカー構成要素は、κ定常ドメインを含み、その第2のマーカー構成要素は、CD19膜貫通ドメインを有するCD79bエクトドメインを含み、その第3のマーカー構成要素は、IgG1のCH1ドメインに融合されるCD79aエクトドメインを含む。
その第1のマーカー構成要素上のκ定常ドメインマーカーは、その第3のマーカー構成要素上のIgG1のCH1ドメインと会合する。その第3のマーカー構成要素のCD79aエクトドメインは、その第2のマーカー構成要素上のCD79bエクトドメインと会合する。3つ全てのマーカー構成要素が細胞において発現される場合、安定なヘテロトリマー複合体が形成され、これは、その細胞表面においてそのκ定常ドメインを認識する薬剤で検出可能である。そのマーカー構成要素のうちの一方またはいずれか2つのみが、その細胞において発現される場合、そのκ定常ドメインを認識する薬剤で検出され得る細胞表面では複合体は形成されない。
そのヘテロトリマーマーカーは、いずれか2つの自然発生的に会合するマーカー対(例えば、表1に記載されるマーカー)から形成され得る。そのヘテロトリマーマーカーの形成は、上記の対に限定されず、他の自然発生的に会合するマーカーが想定される。
この取り合わせは、単一のヘテロトリマーマーカーの検出のせいで、3つの別個のベクター上の3つのマーカー構成要素の検出を効果的に可能にする。
類似の取り合わせは、3つより多くのマーカー構成要素を有するヘテロマルチマーマーカーについても可能である。例えば、そのヘテロマルチマーマーカーは、4つ、5つまたはより多くのマーカー構成要素を含み得る。そのヘテロマルチマーマーカーは、全てのマーカー構成要素がその細胞において発現される場合に、そのヘテロマルチマーマーカーの一部を形成するに過ぎない一方のマーカー構成要素を認識する薬剤によって検出可能であり得る。
可溶性の、分泌されかつ膜結合されるマーカー
マーカー構成要素は、その細胞のサイトゾル中で自由に拡散し得るという意味において、単独で発現される場合に可溶性であり得る。
マーカー構成要素は、そのマーカー構成要素が他のマーカー構成要素の非存在下で細胞によって発現される場合に、そのマーカー構成要素が細胞によって分泌されるという意味において、分泌され得る。
マーカー構成要素は、膜に効果的に繋留されるという意味において、膜結合され得る。
膜結合したマーカーは、例えば、膜貫通ドメイン、輸送停止配列(stop transfer sequence)、GPIアンカーまたはミリストイル化/プレニル化/パルミトイル化部位を含み得る。
膜貫通ドメインは、マーカー構成要素(例えば、CD79aまたはCD79bの膜貫通ドメイン)の中のタンパク質に由来してもよいし、膜貫通ドメインをコードする配列は、そのマーカー構成要素をコードするベクターへと操作されてもよい。
検出可能なヘテロマルチマーマーカー
第1の局面において、本発明は、ベクター(各々が、マーカー構成要素をコードする)のキットを提供する。細胞が、そのキットのベクターのうちの全てで形質導入される場合、その発現されるマーカー構成要素は会合して、検出可能なヘテロマルチマーマーカーを形成する。
第2の局面において、本発明は、形質導入された細胞集団を検出することにおける使用のための、検出可能なヘテロマルチマーマーカーを提供し、ここでそのヘテロマルチマーマーカーは、会合する、少なくとも2つのマーカー構成要素を含む。
そのヘテロマルチマーマーカーは、少なくとも2つのマーカー構成要素を含むが、一緒に会合して、安定な検出可能なヘテロマルチマーマーカーを形成する、3つ、4つ、またはより多くのマーカー構成要素を含み得る。そのヘテロマルチマーマーカーを形成するマーカー構成要素のうちの1またはこれより多くは、一緒に会合しなかった場合に不安定であり得る。例えば、CD79aのエクトドメインを含むマーカー構成要素およびCD79bのエクトドメインを含むマーカー構成要素は、そのCD79aおよびCD79bのドメインが一緒に会合されない場合に不安定であり得る。
用語、会合する(associate)または会合(association)もしくは会合される(associated)は、ダイマー化する(dimerize)、ダイマー化(dimerization)またはダイマー化される(dimerized)、および/または結合する(bind)、結合(binding)もしくは結合される(bound)と同意語である。会合は、一方のマーカーと他方のマーカーとの間で共有結合(例えば、ジスルフィド結合)を形成し得る。
そのヘテロマルチマーマーカーは、多数のマーカー構成要素を含み得、これら構成要素は、そのヘテロマルチマーマーカーの全ての残りの他のマーカー構成要素と会合しなければ、細胞表面発現の能力がない。
あるいは、そのキットによってコードされるマーカー構成要素のうちの1つまたはいくつかは、単独で細胞表面発現が可能であり得るのに対して、一方のマーカー構成要素は、他方のマーカーと会合しなかった場合に細胞表面で発現されるのみである。この場合には、この後者のマーカー構成要素を特異的に認識する薬剤を使用すると、その細胞が、そのキットの中のベクター全てで形質導入されていることが示される。
その検出可能なヘテロマルチマーマーカーは、そのマーカー構成要素のうちのいずれか1つに特異的な薬剤の使用によって検出可能である。その薬剤は、そのキットの他方のマーカー構成要素と共発現される、すなわち、そのヘテロトリマー複合体の一部として細胞表面で発現されるのみである場合に、その細胞表面で発現されるのみであるマーカー構成要素に特異的である。
薬剤
本発明のヘテロマルチマーマーカーは、薬剤(例えば、細胞検出薬剤または細胞ソート薬剤)を使用して検出可能である。本発明の目的のために、用語「細胞ソート試薬(cell sorting reagent)」は、そのヘテロマルチマーマーカーを発現する細胞を識別し得る薬剤を含む:それは、そのヘテロマルチマーマーカーを発現する細胞を識別およびソートし得る薬剤に限定されない。
その薬剤は、例えば、リガンド、低分子または抗体に由来し得る。
その薬剤は、そのヘテロマルチマーマーカーのマーカー構成要素のうちのいずれか1つに特異的に結合し得る。
その薬剤は、可溶性または分泌されたマーカー構成要素に結合し得る。その薬剤は、安定な細胞表面発現に関して、そのマーカー構成要素または各他のマーカー構成要素の存在に依存する場合に、膜貫通マーカー構成要素に結合し得る。
その薬剤は、そのCD79aエクトドメインに特異的に結合し得る(図1に図示される取り合わせを参照のこと)。
その薬剤は、そのκ定常ドメインに特異的に結合し得る(図2および3に図示される取り合わせを参照のこと)。
本発明のヘテロダイマーマーカーを検出するための低分子薬剤の例は、ストレプトアビジンである。この場合、検出されるべきマーカー構成要素は、StrepTagペプチドを含むように操作され得る。そのStrepTagは、その検出されるべきマーカー構成要素に付着され得る、8アミノ酸(YSHPQFEK − 配列番号1)からなる合成ペプチドである。このペプチド配列は、ストレプトアビジンに対して固有の親和性を示す。
そのStepTagペプチドの検出は、アフィニティークロマトグラフィーによる検出を可能にするStrep−tag(登録商標)システムを要し得る。
ヘテロマルチマーマーカーを検出するための薬剤の他の例としては、以下が挙げられる:
1.その検出可能なマーカー上のCH2−CH2を検出するプロテインA;
2.その検出可能なマーカー上のグルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)を検出するグルタチオン;または
3.ニッケルNTA(これは、その検出可能なマーカー上のHisタグを検出する)。
形質導入された細胞集団の細胞ソートおよび精製
その薬剤は、その形質導入された細胞集団を選択またはソートするために使用され得る。これは、被験体への投与の前に、例えば、状態または疾患の処置のために、その形質導入された細胞を精製する状況で使用され得る。
上記のように、抗体、リガンドまたは低分子である薬剤に結合体化された磁性ナノ粒子は、その薬剤が結合したマーカーを発現する細胞を強磁場に付着させる。この工程では、そのナノ粒子に付着した細胞は、カラム上に留まる一方で、他の細胞(そのマーカーを発現しない)は、素通りする。このようにして、その細胞は、その特定のマーカーに関して陽性または陰性に分離され得る。
あるいは、その目的のマーカーに蛍光標識した薬剤は、そのヘテロマルチマーマーカーを発現する細胞に関して、細胞分離のために働き得る。
膜貫通ドメイン
その膜貫通ドメインは、膜にまたがるポリペプチドのドメインである。本発明のマーカー構成要素は、そのヘテロマルチマーマーカーが膜結合されるように、膜貫通ドメインを含み得る。
膜貫通ドメインは、膜において熱力学的に安定である任意のタンパク質構造であり得る。これは、代表的には、いくつかの疎水性残基を含むαヘリックスである。任意の膜貫通タンパク質の膜貫通ドメインは、本発明の膜貫通部分を供給するために使用され得る。タンパク質の膜貫通ドメインの存在および拡がり(span)は、TMHMMアルゴリズム(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM−2.0/)を使用して当業者によって決定され得る。人工的にデザインされたTMドメインもまた、使用され得る。
その膜貫通ドメインは、例えば、CD19またはCD28に由来し得る。
シグナル配列
本発明の核酸配列によってコードされるマーカーは、そのマーカーが会合され、細胞内部で発現される場合に、その新生タンパク質が小胞体(ER)に指向されるように、シグナル配列を含み得る。
用語「シグナル配列(signal sequence)」は、「シグナルペプチド(signal peptide)」と同意語である。
シグナル配列は、一般に5〜30アミノ酸の長さであり、分泌経路に向かうように定められた多くの新たに合成されるタンパク質のN末端に存在する短いペプチドである。これらのタンパク質は、ある種のオルガネラ(例えば、小胞体、ゴルジまたはエンドソーム)内部にある、その細胞から分泌される、および膜貫通タンパク質であるもののいずれも含む。
シグナル配列は一般に、単一のαヘリックスを形成する傾向を有する疎水性アミノ酸の長いストレッチであるコア配列を含む。そのシグナル配列は、短い正に荷電したアミノ酸のストレッチで始まり得、転移の間にそのポリペプチドの適切なトポロジーを強化する一助になる。そのシグナル配列の末端には、代表的には、シグナルペプチドによって認識および切断されるアミノ酸のストレッチが存在する。シグナルペプチダーゼは、転移の間または完了後のいずれかに切断して、遊離シグナル配列および成熟タンパク質を生成し得る。次いで、その遊離シグナル配列は、特異的プロテアーゼによって消化される。
そのシグナル配列は一般に、その分子のアミノ末端に位置するが、いくつかのカルボキシ末端シグナルペプチドが公知である。
シグナル配列は、疎水性コア領域(h領域)、これに隣接したn領域およびc領域からなる3つに分かれた構造を有する。その後者は、シグナルペプチダーゼ(SPase)コンセンサス切断部位を含む。通常、シグナル配列は、翻訳と同時に切断され、その得られる切断されたシグナル配列は、シグナルペプチドといわれる。
マウスIgκ鎖V−III領域に由来するシグナルペプチドには、配列
がある(そのn領域は、配列METDを有し;そのh領域(太字で示される)は、配列TLILWVLLLVを有し;そのc領域は、配列PGSTGを有する)。
変異したシグナル配列
変異したシグナル配列は、そのh領域において野生型シグナル配列とは異なり得る。一方のポリペプチド(これは、より高い相対的発現を有する)は、h領域において、他方のポリペプチド(これは、より低い相対的発現を有する)より多数の疎水性アミノ酸を有する。より低い相対的発現を有するそのポリペプチドのシグナルペプチドは、より低い相対的発現を有するそのポリペプチドのシグナルペプチドより、h領域における疎水性アミノ酸の1またはこれより多くの変異(例えば、置換または欠失)を含み得る。
その第1のシグナルペプチドおよび第2のシグナルペプチドは、実質的に同じn領域およびc領域を有し得るが、上記で説明されるようにh領域において異なり得る。「実質的に同じ(substantially the same)」とは、そのn領域およびc領域が、その第1のシグナルペプチドと第2のシグナルペプチドとの間で同一であり得るか、またはそのシグナルペプチドの機能に影響を及ぼすことなしに、そのn鎖またはc鎖において1個、2個または3個のアミノ酸が異なり得ることを示す。
そのコアにおける疎水性アミノ酸は、例えば、以下であり得る:アラニン(A);バリン(V);イソロイシン(I);ロイシン(L);メチオニン(M);フェニルアラニン(P);チロシン(Y);またはトリプトファン(W)。
シグナルペプチド効率を質変化させるために変異した疎水性アミノ酸は、上記リストからのいずれかであり得、特に、以下であり得る:バリン(V);イソロイシン(I);ロイシン(L);およびトリプトファン(W)。
そのh領域における残基のうち、一方のシグナルペプチド(例えば、その質変化したシグナルペプチド)は、他方のシグナルペプチド(例えば、その質変化していないシグナルペプチド)より少なくとも10%、20%、30%、40%または50%少ない疎水性アミノ酸残基を含み得る。
そのh領域が5〜15アミノ酸を含む場合、一方のシグナルペプチドは、他方のシグナルペプチドより1個、2個、3個、4個または5個多くの疎水性アミノ酸を含み得る。
その質変化したシグナルペプチドは、疎水性アミノ酸残基の1個、2個、3個、4個または5個のアミノ酸欠失または置換を含み得る。疎水性アミノ酸は、非疎水性アミノ酸(例えば、親水性または中性のアミノ酸)で置き換えられ得る。
マウスIgκ鎖V−III領域に由来するシグナルペプチドに基づくマーカー構成要素の適切に変異したシグナル配列の例は、図8に列挙される。
シグナル配列は、ソフトウェア技術を使用して検出または推測され得る(例えば、http://www.predisi.de/を参照のこと)。
非常に多数のシグナル配列が公知であり、データベースにおいて利用可能である。例えば、http://www.signalpeptide.deは、2109の確認された哺乳動物シグナルペプチドをそのデータベースの中に列挙する。
第1のマーカーの発現レベルおよび第2のマーカーの発現レベル
一方のマーカー構成要素の発現レベルは、もう一方のマーカー構成要素の発現レベルに対して異なり得る。これは、WO2016/174408に記載されるように1またはこれより多くの細胞内保持シグナルを使用して、または本明細書およびWO2016/174409で記載されるように代替のシグナルペプチドを使用することによって達成され得る。
そのベクターのキットが、可溶性または分泌される1またはこれより多くのマーカー構成要素および膜結合される1つのマーカー構成要素をコードする場合、その相対的発現は、その膜結合されるマーカー構成要素が、その可溶性/分泌されるマーカー構成要素より低いレベルで発現されるように調整され得る。
異なるシグナルペプチドは、その第1のベクターにおける一方の目的のポリペプチドの発現レベルを、第2のベクターにおけるもう一方の目的のポリペプチドと比較して制御する方法を提供する。ここでその目的のポリペプチドは、細胞において異なるレベルで発現されることが望ましい。一方の目的のポリペプチド配列の発現がもう一方より高い、形質導入された細胞集団を選択することは有利であり得る。
細胞において発現される2つのポリペプチドの差次的発現が有用である例は、一方の目的のポリペプチドがキメラ抗原レセプター(CAR)または操作されたT細胞レセプター(TCR)でありかつもう一方の目的のポリペプチドが自殺遺伝子である場合である。自殺遺伝子は、例えば、毒性に直面して、CAR発現細胞またはTCR発現細胞を殺滅するための機構を提供する「オフスイッチ(off−switch)」として作用する。自殺遺伝子は、その自殺遺伝子がその形質導入された細胞においてそのCARまたはTCRより高いレベルで存在する場合に、その自殺遺伝子が発現される細胞を殺滅することにおいてより有効であり得る。
その目的のポリペプチドと同じ構築物上で発現されるマーカー構成要素の発現のレベルを質変化させることによって、細胞の識別またはソートを、その同じ構築物から発現されるPOIのより高いレベルの発現を示す、マーカー構成要素のより高いレベルを発現する形質導入された細胞へとゆがめることは可能である。
目的のポリペプチド(POI)
本発明のPOIは、その形質導入された細胞集団において発現されることが望ましい任意のポリペプチドであり得る。そのPOIは、例えば、キメラ抗原レセプター(CAR)または操作されたT細胞レセプター(TCR)であり得る。そのPOIは、自殺遺伝子をコードするポリペプチドであり得る。
細胞
本発明のベクターのキットで形質導入またはトランスフェクトされた細胞が提供される。
その細胞は、細胞溶解性免疫細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)であり得る。
T細胞またはTリンパ球は、細胞媒介性免疫において中心的役割を果たすリンパ球の1タイプである。それらは、その細胞表面上のT細胞レセプター(TCR)の存在によって、他のリンパ球(例えば、B細胞およびナチュラルキラー細胞(NK細胞))から区別され得る。以下でまとめられるように、T細胞には種々のタイプが存在する。
ヘルパーT細胞(TH細胞)は、B細胞を形質細胞および記憶B細胞へと成熟させること、ならびに細胞傷害性T細胞およびマクロファージを活性化することを含め、免疫学的プロセスにおいて他の白血球を補助する。TH細胞は、それらの表面にCD4を発現する。TH細胞は、それらが抗原提示細胞(APC)の表面上のMHCクラスII分子によってペプチド抗原とともに提示される場合に活性化される。これらの細胞は、いくつかのサブタイプ(TH1、TH2、TH3、TH17、Th9、またはTFHが挙げられる)のうちの1つへと分化し得、これらは、異なるサイトカインを分泌して、異なるタイプの免疫応答を促進し得る。
細胞溶解性T細胞(TC細胞またはCTL)は、ウイルス感染した細胞および腫瘍細胞を破壊し、移植片拒絶にも関わる。CTLは、それらの表面にCD8を発現する。これらの細胞は、全ての有核細胞の表面に存在するMHCクラスIと会合した抗原に結合することによってそれらの標的を認識する。IL−10、アデノシンおよび調節性T細胞によって分泌される他の分子を介して、そのCD8+細胞は、実験的自己免疫性脳脊髄炎のような自己免疫疾患を防止するアネルギー状態へと不活性化され得る。
記憶T細胞は、感染が解決した後に長期間持続する、抗原特異的T細胞の部分セットである。それらは、それらのコグネート抗原に再曝露されると、多数のエフェクターT細胞へと迅速に拡大し、従って、免疫系に過去の感染に対する「記憶(memory)」を提供する。記憶T細胞は、3つのサブタイプを含む:中心記憶T細胞(TCM細胞)および2つのタイプのエフェクター記憶T細胞(TEM細胞およびTEMRA細胞)。記憶細胞は、CD4+またはCD8+のいずれかであり得る。記憶T細胞は代表的には、細胞表面タンパク質CD45ROを発現する。
調節性T細胞(Treg細胞)(以前は、サプレッサーT細胞として公知)は、免疫学的寛容性の維持にとって極めて重要である。それらの主要な役割は、免疫反応の最後へと向かってT細胞媒介性免疫を停止させることおよび胸腺における負の選択のプロセスから逃れた自己反応性T細胞を抑制することである。
CD4+ Treg細胞の2つの主要なクラスが、記載されている - 天然に存在するTreg細胞および適応性Treg細胞。
天然に存在するTreg細胞(CD4+CD25+FoxP3+ Treg細胞としても公知)は、胸腺において生じ、発生中のT細胞とTSLPで活性化された骨髄性(CD11c+)および形質細胞様(CD123+)樹状細胞の両方との間の相互作用に関連している。天然に存在するTreg細胞は、FoxP3といわれる細胞内分子の存在によって、他のT細胞から区別され得る。FOXP3遺伝子の変異は、調節性T細胞発生を妨げ、致命的な自己免疫疾患IPEXを引き起こし得る。
適応性Treg細胞(Tr1細胞またはTh3細胞としても公知)は、通常の免疫応答の間に起こり得る。
その細胞は、ナチュラルキラー細胞(またはNK細胞)であり得る。NK細胞は、自然免疫系の一部を形成する。NK細胞は、MHC非依存性様式で、ウイルス感染した細胞からの生来のシグナルへの迅速な応答を提供する。
NK細胞(生来のリンパ系細胞の群に属する)は、大顆粒リンパ球(LGL)として定義され、Bリンパ球およびTリンパ球を生成する一般的リンパ系前駆体から分化した第3の種類の細胞を構成する。NK細胞は、骨髄、リンパ系、脾臓、扁桃および胸腺において分化および成熟し、次いで、この場所でそれらが循環へと入っていくことが公知である。
本発明の細胞は、上記で言及した細胞タイプのうちのいずれかであり得る。
形質導入される細胞は、患者自体の末梢血(当事者)から、またはドナー末梢血(供与者)もしくは無関係のドナー(第三者)の末梢血からの造血幹細胞移植片の状況において、いずれかでエキソビボで作り出され得る。
あるいは、細胞は、誘導性前駆細胞または胚性前駆細胞を、例えば、T細胞またはNK細胞へとエキソビボ分化させることから得られ得る。あるいは、その溶解機能を保持しかつ治療剤として作用できた不死化T細胞株が、使用され得る。
全てのこれらの実施形態において、マーカーおよびPOI発現細胞は、多くの手段のうちの1つ(ウイルスベクターでの形質導入、DNAまたはRNAでのトランスフェクションが挙げられる)によって、そのマーカーおよびPOIをコードするDNAまたはRNAを導入することによって生成される。
本発明の細胞は、被験体に由来するエキソビボ細胞であり得る。その細胞は、末梢血単核細胞(PBMC)サンプルに由来し得る。このような細胞は、本発明の第1の局面に従うベクターのキットを提供する分子をコードする核酸で形質導入する前に、例えば、抗CD3モノクローナル抗体での処理によって活性化および/または拡大され得る。
本発明の細胞は、以下によって作製され得る:
(i)細胞含有サンプルを、被験体または上記で列挙した他の供給源から単離すること;および
(ii)その細胞を、本発明の第1の局面に従うベクターのキットで形質導入またはトランスフェクトすること。
薬学的組成物
本発明はまた、本発明に従う複数の細胞を含む薬学的組成物に関する。
その薬学的組成物は、薬学的に受容可能なキャリア、希釈剤または賦形剤をさらに含み得る。その薬学的組成物は必要に応じて、1またはこれより多くのさらなる薬学的に活性なポリペプチドおよび/または化合物を含み得る。このような製剤は、例えば、静脈内注入に適した形態にあり得る。
処置方法
本発明は、本発明の細胞(例えば、上記に記載されるとおりの薬学的組成物中の)を被験体に投与する工程を包含する、疾患を処置および/または防止するための方法を提供する。
疾患を処置するための方法は、本発明の細胞の治療的使用に関する。本明細書では、その細胞は、既存の疾患または状態を有する被験体に、その疾患と関連する少なくとも1つの症状を減らす、低減させるもしくは改善する、および/またはその疾患の進行を遅らせる、低減するもしくは遮断するために、投与され得る。
疾患を防止するための方法は、本発明の細胞の予防的使用に関する。本明細書では、このような細胞は、その疾患に未だ罹っていない、および/またはその疾患のいかなる症状をも示していない被験体に、その疾患の原因を防止もしくは減らすために、またはその疾患と関連する少なくとも1つの症状の発生を低減もしくは防止するために、投与され得る。その被験体は、疾患の素因を有していてもよいし、その疾患を発生させるリスクにあると考えられていてもよい。
その方法は、以下の工程を包含し得る:
I.細胞含有サンプルを被験体から単離する工程、
II.その細胞含有サンプルを、本発明のベクターのキットで形質導入またはトランスフェクトする工程、
III.そのヘテロマルチマーマーカーの発現を、薬剤を使用して検出し、それによって、形質導入された細胞集団をそのサンプルから識別する工程、
IV.(III)の細胞集団を選択またはソートして、精製された亜集団を達成する工程、および
V.そのヘテロマルチマーマーカーを発現する(IV)の亜集団を、その被験体に投与する工程。
本発明は、疾患を処置および/または防止することにおける使用のための細胞組成物を提供する。
本発明はまた、疾患を処置および/または防止するための医薬の製造における上記のとおりの形質導入された細胞の集団を含む薬学的組成物の使用に関する。
本発明の方法によって処置および/または防止されるべき疾患は、がん疾患(例えば、急性リンパ芽球性白血病(ALL)、慢性リンパ芽球性白血病(CLL)、膀胱がん、乳がん、結腸がん、子宮内膜がん、腎臓がん(腎細胞)、白血病、肺がん、黒色腫、非ホジキンリンパ腫、膵臓がん、前立腺がんおよび甲状腺がん)であり得る。
本発明の細胞は、標的細胞(例えば、がん細胞)を殺滅し得る。その標的細胞は、その標的細胞の近傍での腫瘍分泌リガンドまたはケモカインリガンドの存在によって特徴づけられ得る。その標的細胞は、標的細胞表面での腫瘍関連抗原(TAA)の発現と一緒に、可溶性リガンドが存在することによって特徴づけられ得る。
本発明の細胞および薬学的組成物は、上記の疾患の処置および/または防止における使用のためのものであり得る。
本発明の細胞および薬学的組成物は、上記の方法のうちのいずれかにおける使用のためのものであり得る。
本発明はここで、実施例によってさらに記載され、この実施例は、発明を実施するにあたって当業者を補助するように働くことが意味され、本発明の範囲を限定するとは如何様にも意図されない。
実施例1:二重形質導入したT細胞上でのヘテロダイマーマーカーの表面発現
κ定常ドメインマーカー構成要素、2Aペプチド切断部位および強化型緑色蛍光タンパク質(Kappa−2A−eGFP)をコードする第1のベクターを、IgG1のCH1ドメインとCD19膜貫通ドメインとの融合物;2Aペプチド切断部位およびmTagBFP2遺伝子(CH1CD19TM−2A−mTagBFP2)であるマーカー構成要素をコードする第2のベクターと1:1比で混合し、T細胞を形質導入するために使用する。その得られる形質導入されたT細胞は、その第1のベクター単独で形質導入した細胞(eGFP陽性)もしくはその第2のベクター単独で形質導入した細胞(mTagBFP2陽性)、または両方のベクターで二重形質導入した細胞(eGFPおよびmTagBFP2に関して陽性)の混合物である。
その細胞混合物を、APCに結合体化した抗κ抗体で染色して、そのヘテロダイマーマーカーの表面発現が、二重形質導入したT細胞(例えば、eGFPおよびmTagBFP2に関して二重陽性である細胞)上にのみ存在することを示す。その得られる安定なヘテロダイマーマーカーは、図2に示されるとおりである。
その二重形質導入した細胞を、抗κ磁性ビーズを使用して精製し、その純度を、フローサイトメトリー(FACs分析)によって、eGFPおよびmTagBFP2に関して二重陽性の細胞のパーセンテージを観察することによって分析する。
陰性コントロールとして、T細胞を、一方のベクターのみ(その第1のまたは第2のベクターにいずれか)で形質導入し、APCに結合体化した抗κ抗体で染色する。その単一のベクターのマーカーが会合および安定化できないことから、そのT細胞のうちのいずれも、不安定なκマーカーを発現できない。コントロール実験では、そのAPCに結合体化した抗κ抗体は、それら細胞がマーカーを発現できないことから、それら細胞のうちのいずれとも結合できない。
実施例2:三重形質導入されたT細胞上のヘテロトリマーマーカーの表面発現
第1のベクター、第2のベクターおよび第3のベクターを、1:1:1比において一緒に混合し、T細胞を形質導入するために使用する。その第1のベクターは、κ定常ドメインおよびIgG1のCH1ドメインの融合物、2A切断部位、ならびにeGFP(Kappa−2A−eGFP)であるマーカー構成要素をコードする。その第2のベクターは、IgG1のCH1ドメインとCD19膜貫通ドメインとの融合物、2A切断部位およびmTagBFP2遺伝子(CD79b−CD19TM−2A−mTagBFP2)であるマーカー構成要素をコードする。その第3のベクターは、κ定常ドメイン、2Aペプチド切断部位およびmKate2(CH1−CD79a−2A−mKate2)であるマーカー構成要素をコードする。
その得られる形質導入されたT細胞は、その第1のベクター単独で形質導入された細胞(eGFP陽性)、第2のベクター単独で形質導入された細胞(mTagBFP2陽性)、第3のベクター単独で形質導入された細胞(mKate2)またはその3つの利用可能なベクターのうちの2つで形質導入された細胞(例えば、eGFPおよびmTagBFP2に関して陽性;またはmKate2およびmTagBFP2に関して陽性)の混合物である。
T細胞の混合物を、APCに結合体化した抗κ抗体で染色して、そのヘテロトリマーマーカーの表面発現が、三重形質導入されたT細胞(例えば、eGFP、mTagBFP2およびmKate2に関して三重陽性である細胞)上でのみ存在することを示す。その得られる安定なヘテロトリマーマーカーは、図3に示されるマーカーである。
次いで、この三重形質導入された細胞集団を、抗κ磁性ビーズを使用して、細胞の亜集団を形成するために精製し、その純度を、フローサイトメトリー(FACS分析)によって、eGFP、mTagBFP2およびmKate2に関して三重陽性の細胞のパーセンテージを観察することによって分析する。
陰性コントロールとして、そのT細胞を、上記のベクターのうちのいずれか1つまたは2つで形質転換する。これは、その第1のもしくは第2のベクターまたはその第1のおよび第2のベクターのいずれかであり得るが、これらに限定されない。そのコントロール混合物を、APCに結合体化した抗κ抗体で染色する。
その三重形質導入された細胞とは対照的に、そのT細胞のうちのいずれも、その単一のもしくは二重のベクターのマーカーが完全に会合できないので、その細胞において安定化または発現できないことから、その不安定なκマーカーを発現できない。コントロール実験において、そのAPCに結合体化した抗κ抗体は、その細胞のうちのいずれとも結合できない。
実施例3:一方のポリペプチド配列の、もう一方のポリペプチド配列に対して差次的発現レベルを有する細胞の優先的選択
細胞サンプルを、マーカー構成要素およびキメラ抗原レセプター(Kappa−2A−CAR)をコードする第1のベクターならびにマーカー構成要素および自殺遺伝子、RapCasp9(CH1CD19TM−2A−Rapcasp9)をコードする第2のベクターを有するキットで形質導入する。そのRapCasp9自殺遺伝子は、WO2016/151315に記載される。その第2のベクターは、そのマーカー構成要素配列、例えば、CH1CD19TMの上流に、変異したシグナル配列を含む。その変異したシグナル配列は、図8に列挙される最適未満のシグナル配列のうちのいずれか1つであり得る。
その変異したシグナル配列は、細胞において、その第2のベクターによってコードされる下流のCH1CD19TMマーカーの発現レベルを、その第1のベクターによってコードされるκマーカーの発現レベルと比較して減少させる。その第1のおよび第2のマーカーの会合は、1:1比になければならないので、選択は、そのCARの発現のレベルと比較して、高レベルの自殺遺伝子Rapcasp9を発現する細胞に向かってゆがめられる。これは、自殺遺伝子(例えば、RapCasp9)が、それらの発現レベルがその細胞においてそのCARの発現レベルより高い場合により有効であり得ることが理由で有用である。
実施例4:293T細胞および初代ヒトT細胞におけるヘテロダイマーマーカーおよびヘテロトリマーマーカーの表面発現
293T細胞を、そのヘテロダイマーマーカーの各鎖(ベクター1またはベクター2)で単一でトランスフェクトし、両方(ベクター1およびベクター2)で二重トランスフェクトした。そのベクター構築物に関しては、表2を参照のこと。
その293T細胞の一過性トランスフェクションを、GeneJuice(Millipore)を使用し、gag−polをコードするプラスミド(pEQ−Pam3−E36)、RD114エンベロープをコードするプラスミド(RDF37)、および所望のレトロウイルス移入ベクタープラスミドを用いて行った。ウイルス上清を、48時間および72時間で集め、293T細胞を、トランスフェクション効率に関して染色した。その共培養物を設定した場合、その293T細胞を、トランスフェクションの48時間後にカウントし、そのヘテロダイマーマーカーに関して染色する前に、さらに24時間にわたって1:1比でプレートした。
二重トランスフェクトされた細胞におけるそのヘテロダイマーマーカーの成功裡のアセンブリを、標準的な表面染色プロトコールを使用して、抗ヒトκ鎖抗体、抗ヒトFab抗体での染色によって、および可溶性CD19を使用して、フローサイトメトリーによって評価した(図9Aに示される)。1×10 細胞を、丸底96ウェルプレートにおいて染色した。表面抗体を染色緩衝液(PBS中1% FBS)で希釈し、100μl/サンプルにおいて細胞に添加した。以下の抗体を、製造業者のプロトコールに従って使用した: 抗CD34 APCまたはPE(クローンQBEnd10、R&D systems)、抗κ APC(BD Biosciences)、抗ヒトFab APC(Jackson ImmunoResearch)、抗His PE(Abcam)。
そのヘテロダイマーマーカーの両方の鎖をコードするプラスミドを、陽性コントロールとして使用した。
同様に、初代ヒトT細胞形質導入実験(4名の健康なドナーサンプルを使用)では、そのヘテロダイマーマーカーの選択的発現は、最小のバックグラウンドが単一形質導入されたT細胞において検出されるとともに、二重形質導入したT細胞においてのみ起こることが示された。図9Bを参照のこと。
末梢血単核細胞を、Ficoll(GE Healthcare)勾配遠心分離によって単離し、50ng/mLの抗CD3/28抗体で刺激した。インターロイキン−2(IL−2)補充物(100 IU/mL)を、一晩刺激した後に添加した。3日目に、T細胞を採取し、レトロネクチンおよびレトロウイルス上清に対してプレートし、1000gにおいて40分間遠心分離した。形質導入効率を、上記のように、フローサイトメトリーを使用して5日後に評価した。
図9Cは、上記のトランスフェクション法を使用して、ヘテロトリマーマーカーの各鎖の各鎖で単一トランスフェクトした293T細胞(ベクター1、ベクター2およびベクター3)、二重トランスフェクトした293T細胞(ベクター1およびベクター2)、およびそのヘテロトリマーマーカーの3つ全ての鎖で三重トランスフェクトした293T細胞(ベクター1およびベクター2およびベクター3)を示す。表2に示されるとおりのベクター1、ベクター2およびベクター3構築物を使用した。そのヘテロトリマーマーカーの成功裡のアセンブリを、上記のように、可溶性CD19について染色することによって、フローサイトメトリーを使用して評価した。
上記の明細書で言及される全ての刊行物は、本明細書に参考として援用される。本発明の記載される方法およびシステムの種々の改変およびバリエーションは、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者に明らかである。本発明は、具体的な好ましい実施形態に関連して記載されてきたが、請求項に記載されるとおりの発明が、このような具体的実施形態に過度に限定されるべきではないことは、理解されるべきである。実際に、分子生物学または関連分野の当業者に自明である、発明を実施するために記載される態様の種々の改変は、以下の請求項の範囲内にあることが意図される。

Claims (31)

  1. ベクターのキットであって、該キットは、
    (i)第1のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む第1のベクター;および
    (ii)第2のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む第2のベクター、
    を含み、ここで細胞が、該第1のおよび第2のベクターの両方で形質導入される場合、該第1のおよび第2のマーカー構成要素は、該細胞によって発現され、会合して、細胞ソート試薬によって認識されるヘテロマルチマーマーカーを形成するのに対して、
    細胞が、該第1のまたは第2のベクターのいずれか単独で形質導入される場合、該第1のまたは第2のマーカー構成要素単独の発現は、該細胞ソート試薬によって認識されない、キット。
  2. 前記第1のマーカー構成要素は、前記第2のマーカー構成要素と会合しなかった場合に不安定であり、前記細胞ソート試薬は、該第1のマーカー構成要素を認識する、請求項1に記載のキット。
  3. 前記第1のおよび第2のマーカー構成要素の両方は、会合しなかった場合に不安定であり、前記細胞ソート試薬は、前記第1のまたは第2のマーカー構成要素のいずれかを認識する、請求項1または2に記載のキット。
  4. 前記第1のマーカー構成要素は、膜結合され、前記第2のマーカー構成要素は、該第1のマーカー構成要素の非存在下で分泌され、前記細胞ソート試薬は、該第2のマーカー構成要素を認識する、請求項1〜3のいずれかに記載のキット。
  5. 一方のマーカー構成要素は、κ定常ドメインを含み、他方のマーカー構成要素は、IgG1のCH1ドメインを含む、前述の請求項のいずれかに記載のキット。
  6. 一方のマーカー構成要素は、CD79aエクトドメインを含み、他方のマーカー構成要素は、CD79bエクトドメインを含む、請求項1〜4のいずれかに記載のキット。
  7. 第3のマーカー構成要素をコードする核酸配列を含む第3のベクターを含み、
    ここで細胞が、前記第1の、前記第2の、および該第3のベクターで形質導入される場合、該第1の、第2のおよび第3のマーカー構成要素は、該細胞によって発現され、会合して、細胞ソート試薬によって認識されるヘテロマルチマーマーカーを形成するのに対して、
    細胞が該第1の、第2のまたは第3のベクターのうちの1つまたは2つで形質導入される場合、該第1の、第2のまたは第3のマーカー構成要素のうちの1つまたは2つの発現は、該細胞ソート試薬によって認識されない、
    請求項1に記載のキット。
  8. 前記第1の、第2のおよび/または第3のマーカー構成要素は、前記ヘテロマルチマーマーカーとして会合しなかった場合に不安定である、請求項7に記載のキット。
  9. 前記第1のマーカー構成要素は膜結合され;前記第2のマーカー構成要素は、該第1のマーカー構成要素の非存在下で分泌され;前記第3のマーカー構成要素は、該第1のおよび第2のマーカー構成要素が同様に発現されなければ分泌され;前記細胞ソート試薬は、該第3のマーカー構成要素を認識する、請求項8に記載のキット。
  10. 前記第1のマーカー構成要素は、膜結合CD79aエクトドメインを含み、前記第2のマーカーは、IgG1のCH1ドメインおよびCD79aエクトドメインを含み、前記第3のマーカーは、κ定常ドメインを含む、請求項9に記載のキット。
  11. 前記ベクターのうちの少なくとも1つは、キメラ抗原レセプターをコードする核酸配列をさらに含む、前述の請求項のいずれかに記載のベクターのキット。
  12. 一方のマーカー構成要素の前記細胞における発現レベルは、もう一方のマーカー構成要素の該細胞における発現レベルに対して異なる、前述の請求項のいずれかに記載のキット。
  13. 前記2つのマーカー構成要素をコードするベクターは、異なるシグナル配列を含む、請求項12に記載のキット。
  14. 形質導入した細胞集団を検出することにおける使用のための細胞表面ヘテロマルチマーマーカーであって、ここで該ヘテロマルチマーマーカーは、少なくとも2つのマーカー構成要素を含み、その第1のマーカー構成要素は、第1のベクター中の核酸配列によってコードされ、その第2のマーカー構成要素は、第2のベクター中の核酸配列によってコードされ、該第1のマーカーおよび第2のマーカー構成要素は会合する、細胞表面ヘテロマルチマーマーカー。
  15. 前記第1のマーカーおよび/または第2のマーカー構成要素は、会合しなかった場合に不安定である、請求項14に記載のヘテロマルチマーマーカー。
  16. 前記第2のマーカー構成要素は、前記第1のマーカー構成要素の非存在下で前記細胞によって分泌される、請求項14に記載のヘテロマルチマーマーカー。
  17. 請求項14〜16のいずれかに記載のヘテロマルチマーマーカーを含む細胞。
  18. 請求項1〜13のいずれかに記載のベクターのキットで形質導入された細胞。
  19. 免疫細胞である、請求項17または18に記載の細胞。
  20. T細胞またはナチュラルキラー(NK)細胞である、請求項19に記載の細胞。
  21. 請求項17〜20のいずれかに記載の細胞を作製するための方法であって、該方法は、請求項1〜13のいずれかに記載のベクターのキットで細胞を形質導入またはトランスフェクトする工程を包含する方法。
  22. 請求項17〜20のいずれか1項に記載の細胞の組成物を調製するための方法であって、該方法は、以下の工程:
    (i)細胞サンプルを、請求項1〜13のいずれかに記載のベクターのキットで形質導入またはトランスフェクトする工程;
    (ii)細胞ソート試薬を使用して、ヘテロマルチマーマーカーの発現を検出する工程;および
    (iii)該検出した細胞を選択またはソートして、該ヘテロマルチマーマーカーを発現する細胞の組成物を調製する工程、
    を包含する方法。
  23. 前記細胞ソート試薬は、可溶性組換えタンパク質であり、前記細胞は、該可溶性組換えタンパク質を認識するマトリクスを使用して、工程(iii)において選択またはソートされる、請求項22に記載の方法。
  24. 前記細胞ソート試薬は、蛍光標識された可溶性組換えタンパク質であり、前記細胞は、フローサイトメトリーによって、工程(iii)において選択またはソートされる、請求項22に記載の方法。
  25. 前記細胞ソート試薬は、ビーズに付着した可溶性組換えタンパク質であり、前記細胞は、前記形質導入/トランスフェクトされた細胞サンプルから該ビーズを分離することによって、工程(iii)において選択またはソートされる、請求項22に記載の方法。
  26. 請求項17〜20のいずれかに記載の複数の細胞を含む薬学的組成物。
  27. 疾患を処置および/または防止することにおける使用のための、請求項26に記載の薬学的組成物。
  28. 疾患を処置および/または防止するための方法であって、該方法は、請求項26に記載の薬学的組成物を被験体に投与する工程を包含する方法。
  29. 以下の工程:
    I.細胞含有サンプルを被験体から単離する工程、
    II.該細胞含有サンプルを、請求項1〜13のいずれかに記載のベクターのキットで形質導入またはトランスフェクトする工程、
    III.細胞ソート試薬を使用して、ヘテロマルチマーマーカーの発現を検出し、それによって、形質導入/トランスフェクトされた細胞集団を該サンプルから識別する工程、
    IV.該(III)の細胞集団を選択またはソートして、形質導入/トランスフェクトされた細胞の精製された亜集団を達成する工程、および
    V.該ヘテロマルチマーマーカーを発現する該(IV)の亜集団を該被験体に投与する工程、
    を包含する、請求項28に記載の方法。
  30. 疾患を処置および/または防止するための医薬の製造における請求項26に記載の薬学的組成物の使用。
  31. 前記疾患はがんである、請求項30に記載の薬学的組成物または請求項28もしくは29に記載の方法の使用。
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