JP2021501792A - ワクチンアジュバントとしての、gm3ガングリオシドの合成バリアントを含有するナノ粒子 - Google Patents

ワクチンアジュバントとしての、gm3ガングリオシドの合成バリアントを含有するナノ粒子 Download PDF

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Abstract

本発明は、GM3ガングリオシドの異なる合成バリアントによって形成されたナノ粒子アジュバントをどのようにして得るかを記載する。合成GM3のセラミド中の脂肪酸の細かい構造に応じて、付随する抗原に対する液性または細胞性免疫応答を特異的に特化して刺激するためのアジュバントを得ることが可能になる。特に、本発明は、ペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質、および、Neisseria meningitidisの外膜複合体(OMC)の疎水性タンパク質をGM3ガングリオシドの完全合成バリアントを含有する溶液中に分散させることによって形成される上述のナノ粒子を含む免疫原性ワクチン組成物を提供する。

Description

本発明は、免疫ナノテクノロジーおよびがん免疫療法の分野、特に、腫瘍形成ウイルスによって引き起こされるがんおよび/または慢性感染症を有する個体を治療するための治療用ワクチンに関する。具体的には、本発明は、これらの患者における細胞性または液性免疫エフェクターを特異的に刺激することに特化したナノ粒子アジュバントを記載し、対応するワクチン組成物を提供する。
数十年にわたって臨床試験の結果が失敗に終わり、治療用がんワクチンは患者の利益になる有効かつ低毒性の治療になることができなかった。免疫チェックポイント阻害剤抗体(Ab)を用いて得られた最近の臨床的成功により、がんワクチンを含めたがん免疫療法への商業的関心および科学的関心が刺激された。これらの治療用ワクチンの失敗は、抗原の間違った選択、比較的非効率的なビヒクル/アジュバントの使用、および前記ワクチンの単独療法の使用、すなわち、腫瘍微小環境によって発揮された負の影響の補正を可能にする他の免疫調節剤と組み合わせない使用などの因子に起因している可能性がある(Branca MA et al (2016) Nat Biotech 34(10): 1019-24)。
伝統的に、がんワクチンは、腫瘍細胞において異常に発現されるが正常組織にも存在する自己会合腫瘍抗原に分類される製剤タンパク質として使用されてきた。これらのワクチンの診療所における効果に関する信頼できるエビデンスの欠如は、これらの抗原の大部分に対して高い結合活性を有する受容体を有するT細胞の排除による中心寛容プロセスが起こることに一部起因し得る(Tran E. et al (2017) Nat Immunol 18 (3): 255-62)。したがって、この型の抗原に基づくがんワクチンの成功は、最初は比較的弱いがその後腫瘍が天然のネオ抗原の供給源になるように増大するエフェクターT細胞の特異的応答を強化することができる新規の特化アジュバントの使用に依存する。これにより、悪性病変を根絶させることができる細胞傷害性Tリンパ球(CTL)の強力な多重特異性かつ個別化された作用を動員することが可能になる。
最近、最先端では、腫瘍ネオ抗原の導入を伴う上首尾のがんワクチンのための抗原の選択に関する展望の変化が反映されている。これらのネオ抗原の魅力的な供給源は、個々の腫瘍突然変異の個別化された検出である。この型の抗原の別のより限定された供給源は、ウイルス性腫瘍形成タンパク質の配列によってもたらされる。これらの突然変異したペプチドには、免疫系に対して新しいものであり(正常組織内には存在しない)、したがって免疫原性がより大きいという利点があるが、これらのネオ抗原を用いて設計された新しいワクチンの成功はまた、CTL応答を最大にする新規アジュバントの能力にも依存し、抗原が上首尾の成熟化の状況で抗原提示細胞(APC)によって提示されることを可能にし、さらに、腫瘍微小環境(TME)の免疫抑制効果を回避する局所持続性を通じた抗原の最適な利用可能性が求められる。他方では、真のネオエピトープの同定は、実際には効果のない手順である。配列決定試験により、個々の腫瘍における何千もの体細胞突然変異が同定され、バイオインフォマティクスプログラムにより、特異的なMHCに結合することができる突然変異したペプチドが数百予測されるが、これらのネオエピトープの大部分は、実際の腫瘍においては、腫瘍を単離し、質量分析によって試験した際に見いだされず、さらに悪いことに、CTL応答を刺激することができるものはほんのわずかしかない。これは、ネオエピトープを予測および検証する現行の方法体系が、診療に個別化された免疫療法をもたらすために常套的に使用されることからかけ離れていることを意味する(Editorial, (2017) Nat Biotech 35 (2): 97)。
全ての型のワクチンに関して、適正なアジュバントの選択は所望の成功を実現するための重大な要素である。治療用がんワクチンの主目的は、Bリンパ球、T細胞および自然免疫のメディエーターの活性化および増殖を、誘導された液性および細胞性免疫エフェクターが腫瘍細胞を認識し、破壊することができるように刺激し、したがって、患者の生存および生活の質を増大させることである。この目的を実現するために、理想的なアジュバントは、第1に、APCの抗原の利用可能性が最適化されていなければならない。第2に、理想的なアジュバントは、これらのAPCを、必要な共刺激シグナルを発現し、特定のサイトカインおよびケモカインを分泌するように有効に刺激するものでなければならない。第3に、理想的なアジュバントは、TMEを、免疫抑制効果が中和されるようにモジュレートするものでなければならない。現在、これらの特性の全てを有するアジュバントは利用不可能である。
Khong H.ら(Khong H. et al (2016) J. Immunother. Cancer 4: 56)により説明された通り、当技術分野におけるがんワクチンのためのアジュバントの最も有望なバリアントとしては、マイクロ粒子およびナノ粒子が挙げられ、これは、これらがワクチン接種増強物質としての所望の性質をいくつか示すからである。これらの粒子調製物は、粒子サイズ、剛性および正味の電荷を調節することにより、付随する抗原が特異的APCを有効に標的とすることができるように設計することができる。直径が500〜2000nmの範囲の粒子ワクチンは注射部位においてAPCによって優先的に捕捉され、リンパ節(LN)に移動するが、一方、20〜200nmの粒子は、LNに受動的に流出され、そこで内在するAPCによって捕捉される。これらの目的のために最も使用されるマイクロ粒子およびナノ粒子は、リポソーム、プロテオリポソーム、合成ポリマーおよび天然ポリマーである。これらのナノ粒子のそれぞれの利点および限界は、当技術分野において詳細に記載されている。
本発明に特に関係するのは、Xu F.ら(Xu F. et al (2016) ACS Nano Vol. 10: 1189-1200)による、組成物中にGM3ガングリオシドを含有する合成ナノ粒子アジュバントに関する記載である。このアジュバントは、直径40〜80nmの金ナノ粒子を、GM3ガングリオシドが挿入された脂質膜でコーティングすることによって得られた。このように、糖脂質−受容体特異的相互作用、特にシアリル−ラクトースと、LNにおけるCD4+T細胞とのシナプスのプロタゴニストである活性化された樹状細胞(DC)において過剰発現されるSiglec1(CD169)との相互作用の原理に有利に対処することができる。GM3でコーティングされたこれらのナノ粒子はin vivoにおいて膝窩LNのCD169+DCに選択的に蓄積されるが、それらのアジュバントとしての潜在性または腫瘍モデルにおけるそれらの有効性に関する参照抗原を用いた免疫実験によるエビデンスは存在しない。他方では、この原理は、直径が40〜80nmにわたるナノ粒子においてのみ機能的である。
Molinaらは、米国特許第7,776,346号において、Neisseria meningitidis細菌の外膜タンパク質複合体(OMPC)とガングリオシドGM3との疎水性コンジュゲーションによって形成される非常に小さなサイズのプロテオリポソーム(VSSP)を、ある特定の免疫原性が低い抗原と会合させることによる有効な免疫原の調製のやり方を記載しており、これは、本発明と最も近い技術的解決とみなすことができる。また、これらのVSSPを得るやり方は、US6,149,921においてRodriguezらによっていくらか詳細に記載されており、これらのプロテオリポソームを得るために使用されるGM3ガングリオシドが、生物学的供給源から、主にモノクローナルAbの工業生産に由来するハイブリドーマの集団から得られなければならないことが強調される。Estevezら(Estevez et al (2000) Vaccine Vol. 18: 90-197)は、これらのVSSPを、イヌ科動物の赤血球から得られたGM3を使用して作製することもできることを教示している。Lee Hら(Lee H et al (2011) Int J Mass Spectr Vol 305: 138-150)によって説明されている通り、あらゆる天然の供給源から得られたGM3ガングリオシドは、異なる分子種の変動する混合物で構成され、オリゴ糖の構造は同じであるが、セラミドの構造が脂肪酸組成に関して変動することが当技術分野で公知である。医薬調製物を作製するために動物または腫瘍起源の成分を使用することの不自由は別として、生物学的起源のGM3の使用では、必要とされる高度に再現性のある特性を有するVSSPを得ることが主に妨げられる。
化学的に定義された構造を有する異なる完全合成GM3を使用した製造プロセスによって得られるVSSPバリアントが記載されている技術的解決または科学的刊行物は以前には存在しないことが本発明を記載する前に確証されるべきである。これらの合成バリアントはまた、調製に使用されるGM3ガングリオシドの分子の細かい構造に応じて治療用ワクチンに対する特化アジュバントとして機能するという驚くべき性質も有し、この特化により、生物学的供給源由来のGM3を用いて作製されたVSSPと比較して有利な性質を有する新しいアジュバントがもたらされる。したがって、発明の新規性は、基本的に、主に付随する抗原に対する強力な抗体応答を誘導するためのステアリン酸、GM3(18:0)、または特異的CTLエフェクター応答の誘導において特に有効であるオレイン酸、GM3(18:1)のいずれかを含有するセラミドを有するGM3の構造であるがこれに制限されない、完全合成GM3ガングリオシドを含有する新しいVSSPナノ粒子アジュバントを提供することにある。
本発明のある実施形態では、基本的にGM3ガングリオシドのセラミド中にステアリン酸またはオレイン酸を有する組成であるがこれに制限されないGM3ガングリオシドの完全合成バリアントと、細菌N.meningitidisの外膜複合体の疎水性タンパク質との会合によって形成されたナノ粒子を含むアジュバントを記載する。
別の実施形態では、本発明は、上述のナノ粒子アジュバントを含み、アラムまたは油性アジュバントであってよいがこれらに限定されない別のアジュバントを含んでもよいペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質ワクチン組成物に関する。特に、これらのワクチン組成物中の抗原は、HER1、HER2またはHER3などの増殖因子受容体の細胞外ドメインもしくはその一部単独もしくはこれらの組合せ;またはGnRHホルモンに関連するペプチドPyrGnRHm1−TTである。前記ワクチン組成物をがんまたは腫瘍形成ウイルスによる慢性ウイルス感染症を処置するための医薬の製造に使用することができる。
特定の実施形態では、本発明は、患者の抗原特異的液性または細胞性免疫応答の刺激における、本発明の目的のナノ粒子アジュバントを単独でまたは組合せで含むワクチン組成物の使用に関する。
さらに、そのような治療を必要とする対象に、本発明のワクチン組成物を、少なくとも合計5回の誘導用量の間は2週間に1回の頻度で、その後、毎月の維持用量を少なくとも6カ月にわたり、皮下(SC)、皮内、筋肉内、結節内、腫瘍内に、または粘膜への直接適用によって投与する治療方法も本発明の目的である。前記組成物は、同時に、時差的にまたは交互に投与することもできる。
ワクチン組成物
本発明において使用されるワクチン組成物は、N.meningitidisのOMPC由来の疎水性タンパク質をGM3ガングリオシドの完全合成バリアントの溶液中に分散させることによって形成されたナノ粒子アジュバントを、抗原としてのペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質と会合させることによって形成される。特に、これらのペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質は、増殖因子受容体の完全細胞外ドメインまたはその一部であり得、ある特定のステージにおける腫瘍増悪に関連するホルモン、例えば、これだけに限定されないがGnRHなどにも関連する。
本発明のVSSPのうちの1つに含まれるGM3ガングリオシドのセラミド中に存在する脂肪酸の型は、ワクチンの目的に依存する;所望の効果がAb応答を有利にすることである場合にはステアリン酸(GM3 18:0)が使用され、一方、所望の効果がCTL応答を有利にすることである場合にはオレイン酸(GM3 18:1)が使用される。両方のワクチン製剤を用いた免疫を適切に組み合わせることによって宿主において同じ抗原に対してAbとCTLの二重応答を誘導することも可能である。GM3(18:0)を含有するVSSPおよびGM3(18:1)を有するVSSPはどちらも、単独で使用することもでき、これだけに限定されないが、アラムまたは油性製剤などの他のアジュバントと組み合わせることもできる。
GM3(18:0)を有するVSSPをアジュバントとして使用する本発明のワクチン組成物は、天然の供給源から得られたガングリオシドを含有するナノ粒子をアジュバントとするワクチン製剤と比較して、誘導される体液性応答、腫瘍細胞株の血清学的認識、腫瘍細胞における受容体の活性化の血清学的阻害ならびにこれらの細胞の生存率の低下に関して優れた質を有する。
GM3(18:1)を有するVSSPをアジュバントとして使用する本発明のワクチン組成物は、天然の供給源から得られたガングリオシドを含有するナノ粒子をアジュバントとするワクチン製剤と比較して、より強力なCTL応答を誘導する。
治療への適用および治療方法
本発明は、増殖因子受容体のファミリーに対するAbまたはCTL応答の誘導に特化したワクチン組成物を提供し、これは、がん免疫療法におけるこの目的の抗原系のために特に有用な解法を構成するものであり、その理由は、Ab応答と特異的なCTL応答はどちらも有効であるが、単一のワクチン製剤中に、および単一の投与スキームを用いて最適化するのが難しいことが公知であるからである。
ある特定のステージにおける腫瘍増悪に関連するホルモン、具体的には、これだけに限定されないが、GnRHホルモンに対する高力価の中和Abの生成に特化したワクチン製剤を導入することも本発明の目的である。
本発明の別の目的は、特にがんまたは腫瘍形成ウイルスによる慢性ウイルス感染症に罹患している免疫無防備状態の患者においてAbまたはCTLの強力な特異的応答を生じさせることができる治療用ワクチン組成物を提供することである。
本発明のワクチン組成物は、患者に、SC経路、皮内経路、筋肉内経路、結節内経路、腫瘍内経路によって、または粘膜に直接適用することによって投与することができる。
本発明の目的のワクチン組成物を用いて治療することができるがんの型は、上皮起源の癌腫である。より詳細には、これらのがんの例として、肺がん(小細胞型および非小細胞型)、肝細胞がん、胃がん、膵がん、頭頸部がん、神経膠芽腫、子宮頸がん、卵巣がん、膀胱がん、乳がん、結腸直腸がん、前立腺がん、唾液腺癌、腎がん、外陰部および甲状腺腫瘍、肛門癌ならびに陰茎癌が挙げられる。
本発明のワクチン組成物中の増殖因子受容体の細胞外ドメインまたはその一部のヒトに使用される用量の範囲は、200μg〜1mg、好ましくは400μg〜900μgの範囲内である。本発明のワクチン組成物中に使用されるGnRHペプチド用量の範囲は、(OMPC含有量に応じて)500μg〜3mg、好ましくは1mg〜2.5mgの範囲内である。VSSPは、100μg〜1mg、好ましくは200μg〜600μgの範囲で投与される。
前記組成物を、対象に、少なくとも合計5回の誘導用量の間は2週間に1回の頻度で投与し、その後、毎月の維持用量を少なくとも6カ月にわたり投与する。所望の効果が宿主において同じ抗原に対してAbとCTLの二重応答を誘導することである場合、免疫化は、両方のワクチン製剤を同時に、またはその代わりに時差で組み合わせることができる。
ナノ粒子アジュバントVSSP GM3(18:0)を得ること
まず、N.meningitidisのOMPCを、反応器中、デオキシコール酸ナトリウム(10〜40mM)とドデシル硫酸ナトリウム(1〜10mM)の混合物を含有するTris−HCl緩衝液中に分散させ、1〜36時間にわたって撹拌する。次に、OMPCの添加質量の0.1〜3倍の質量の合成ガングリオシド(GM3 18:0)を添加し、撹拌を持続させる。その後、界面活性剤を限外濾過または透析によって除去する。限外濾過した残余溶液を濃縮して、OMPCの濃度を0.1〜1mg/mlである所望の投与量に調整し、孔径0.2μmの滅菌カプセル中で濾過することによって滅菌する。
ナノ粒子アジュバントVSSP GM3(18:1)を得ること
まず、N.meningitidisのOMPCを、反応器中、デオキシコール酸ナトリウム(10〜40mM)とドデシル硫酸ナトリウム(1〜10mM)の混合物を含有するTris−HCl緩衝液中に分散させ、1〜36時間にわたって撹拌する。次に、OMPCの添加質量の0.1〜3倍の質量の合成ガングリオシド(GM3 18:1)を添加し、撹拌を持続させる。その後、界面活性剤を限外濾過または透析によって除去する。限外濾過した残余溶液を濃縮して、OMPCの濃度を0.1〜1mg/mlである所望の投与量に調整し、孔径0.2μmの滅菌カプセル中で濾過することによって滅菌する。
VSSP GM3(18:0)をアジュバントとして伴うHER1、HER1+HER2およびHER3ワクチン組成物の調製
強力な特異的液性免疫応答を誘導するための、HER1またはHER1+HER2またはHER3を増殖因子受容体として含有し、VSSP GM3(18:0)をアジュバントとして含有する本発明において好ましいワクチン組成物を以下の通り調製する:溶液中のまたはフリーズドライされたHER1またはHER1+HER2またはHER3抗原、および予め4〜20℃で保管しておいたVSSP GM3 18:0溶液の個々のバイアルの内容物を、抗原の質量とVSSP GM3(18:0)の質量(OMPC含有量に応じる)の最終的な割合が300μg〜2mgの範囲内に入るように、患者のベッドの隣で別々に10〜30分にわたって混合した後、注射する。
VSSP GM3(18:1)をアジュバントとして伴うHER1、HER1+HER2およびHER3ワクチン組成物の調製
強力な特異的細胞性免疫応答を誘導するための、HER1またはHER1+HER2またはHER3を増殖因子受容体として含有し、VSSP GM3(18:1)をアジュバントとして含有する本発明の好ましいワクチン組成物を以下の通り調製する:溶液中のまたは凍結乾燥されたHER1、HER1+HER2またはHER3抗原、および4〜20℃の温度範囲で保管していたVSSP GM3(18:1)溶液の個々のバイアルの内容物を、抗原の質量とVSSP GM3(18:1)の質量(OMPC含有量に応じる)の最終的な割合が300μg〜2mgの範囲内に入るように、患者のベッドサイドの隣で別々に10〜30分にわたって混合した後、注射する。
VSSP GM3(18:0)をアジュバントとして伴うGnRHm1−TTペプチドワクチン組成物の調製
GnRHm1−TTペプチドを、生合成プロセスにおいて、通常は天然のGnRH(EHWSYGLRPG)の配列が占めている第6位のアミノ酸L−グリシンをL−プロリンによって置換すること(EHWSYPLRPG)によって調製した。構築を完了させるために、破傷風トキソイドのQYIKANSKFIGITELエピトープ(Junco JA et al (2007) Vaccine 25: 8460-68)を合成のプロセス中に添加し、その後、固相法を行った(Hougten et al., (1986) Biotechniques 4: 522-6);本発明の目的のためにしたがって調製されたペプチドは、以下PyrGnRHm1−TTと称される。
強力な特異的液性免疫応答を誘導するための、PyrGnRHm1−TTおよびアジュバントとしてVSSP GM3(18:0)を含有する本発明において好ましいワクチン組成物は以下の通り調製することができる:PyrGnRHm1−TT溶液中のまたは凍結乾燥された抗原、および予め4〜20℃の温度範囲で保管しておいたVSSP 18:0の個々のバイアルの内容物を、抗原の質量とVSSP GM3(18:0)の質量(OMPC含有量に応じる)の最終的な割合が600μg〜4mgの範囲内に入るように、患者のベッドサイドで別々に10〜30分にわたって混合した後、注射する。
フローサイトメトリーによって測定した、MCA203腫瘍を有し、異なるGM3分子種を含有するVSSPナノ粒子を用いて処置したマウスの脾臓におけるCD11b+GR1+細胞の蓄積を示すグラフである。 OVA/VSSP GM3(18:1)、OVA/VSSP GM3(18:0)およびOVA/VSSP GM3(天然の供給源)を用いて免疫化したマウスにおいて誘導されたin vivoにおける抗原特異的CTL応答のフローサイトメトリーによる測定を示すグラフである。 異なるGM3分子種を含有するアジュバントとしてVSSPナノ粒子を使用したOVワクチンを用いて処置したEG7モデルにおける抗腫瘍効果を示す図である。グラフは、実験の20日目の各群の腫瘍体積の個々の値およびその平均を示す。点線は、それを下回ると腫瘍が増悪していないと分類される値を表す。右側には、各群における処置により腫瘍増悪を有さなかった動物の頻度が示されている。 ELISAによって測定される、VSSP GM3(18:0)をアジュバントとするHER3ワクチン調製物によって誘導されるIgG価を示すグラフである。 ELISAによって測定された、VSSP GM3(18:0)をアジュバントとするHER1+HER2二価ワクチン調製物によって誘導されるHER1およびHER2に対する特異的なAbの力価の、VSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとするHER1+HER2二価ワクチン調製物との比較を示すグラフである。 GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとする二価HER1+HER2ワクチン調製物によって誘導されるDEC−HER2サブドメインに対する特異的Abの力価の、VSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとする二価HER1+HER2ワクチン調製物との、ELISAによって測定された比較を示すグラフである。 フローサイトメトリーによって測定された、GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとする二価ワクチン調製物HER1+HER2を用いて誘導されたAbによる腫瘍株HER1+/HER2+の認識の、VSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとする二価ワクチン調製物HER1+HER2との比較を示すグラフである。 MTT比色定量アッセイによって測定された、GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとする二価HER1+HER2ワクチン調製物によって誘導されるAbのH125 HER1+/HER2+腫瘍株の生存率に対する影響の、VSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとする二価HER1+HER2ワクチン調製物との比較を示すグラフである。 フローサイトメトリーによって測定された、GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとするHER1ワクチン調製物を用いて誘導されたAbによる腫瘍株MDA−MB468(HER1+)の認識の、VSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとするHER1ワクチン調製物との比較を示すグラフである。 ウエスタンブロットによって測定された、VSSP GM3(18:0)またはVSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとするHER1ワクチン調製物を用いて誘導されたAbによるHER1活性化の阻害の比較を示す図である。 VSSP GM3(18:0)を伴う、および伴わないPyrGnRHm1−TTペプチドを用いた免疫化の、コペンハーゲンラット前立腺の質量(weight)に対する影響を示すグラフである。 Dunning R3327−H腫瘍株が埋め込まれたコペンハーゲンラットにおける腫瘍成長速度の評価を示すグラフである。
(実施例1)
MCA203腫瘍を有するマウスにおいてVSSP GM3(18:1)の投与により脾臓内のCD11b+GR1+細胞の数は増加しない。
4群の雌C57BL/6マウス(群当たり3匹の動物)に、MCA203の細胞1×106個を0日目にSC経路によって接種した。その後、11日目、12日目および18日目に、VSSP GM3(天然の供給源)、VSSP GM3(18:1)およびVSSP GM3(18:0)(OMPC 200μg)を3群のマウスにSC経路によって注射し、第4のマウス群は無処置の対照として残し、リン酸緩衝剤を投与した。22日目に、動物を屠殺し、抽出した脾臓をフローサイトメトリーによって個別に分析して、CD11b+Gr1+細胞の数を決定した。VSSP GM3(18:1)を用いて処置した動物(図1)では、緩衝剤のみを受けた腫瘍担持マウスと比較して、同様の数量のこれらの調節細胞が示された。他方では、VSSP GM3(天然の供給源)を注射した動物およびVSSP GM3(18:0)を注射した動物の脾臓ではCD11b+Gr1+細胞が有意に増加した(等しい文字p>0.05、異なる文字p<0.05、ANOVAおよびTukey検定)。
(実施例2)
OVA/VSSP GM3(18:1)を用いたワクチン接種によりOVA/VSSP GM3(天然の供給源)およびOVA/VS3 GM3(18:0)と比較して3倍のCD8+T細胞の特異的細胞傷害性が誘導される。
in vivoにおけるCTL抗原特異的応答を、3つの異なるOVA抗原の製剤:アジュバントとしてVSSP GM3(天然の供給源)ナノ粒子を用いた製剤、VSSP GM3(18:1)を用いた他の製剤、およびVSSP GM3(18:0)を使用した第3の製剤を用いて免疫化した雌C57BL/6マウス(群当たり3匹の動物)において比較した。0日目、1日目および7日目にワクチンをSC投与した(OMPC 200μg)。並行して、CFSEを用いて示差的に標識された(37℃で5分間)ナイーブな動物から脾細胞を得た。高度に標識された細胞(5μM)をSIINFEKLペプチドとのインキュベーション(1μM、37℃および5%CO2で90分間)後に標的細胞として使用し、一方、ペプチド負荷を伴わない低度に標識された細胞(0.33μM)を対照として使用した。最後の免疫化後、洗浄を行って遊離のペプチドを除去し、両方の型の脾細胞を等しい割合で混合し、ワクチン接種した動物に注射した。16時間後に、ワクチン接種したマウスの鼠径リンパ節を取り出し、2つの蛍光強度をフローサイトメトリーによって測定した。特異的溶解のパーセンテージを式:100−[(CFSE高/CFSE低)×100]に従って算出した。OVA/VSSP GM3(18:1)ワクチン(図2)では60%の特異的溶解が誘導され、これは、OVA/VSSP GM3(天然の供給源)ワクチンを用いて実現されたものおよびOVA/VSSP GM3(18:0)ワクチンを用いて実現されたもののほぼ3倍の値である。
(実施例3)
アジュバントとしてGM3(18:1)を含有するVSSPのナノ粒子を治療用がんワクチンに使用することにより、天然の供給源から得られたGM3を含むナノ粒子と比較して治療用ワクチンの抗腫瘍効果が改善される。
3群の雌C57BL/6マウス(群当たり10匹の動物)に、EG.7腫瘍(ネオ抗原としてOVAを発現するように遺伝子改変されたEL4胸腺腫のバリアント)の細胞3×105個を0日目にSC接種した。その後、4日目、5日目および11日目に、2つの異なるOVAのワクチン製剤:第1の製剤(200μg/用量)はVSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとするものであり、第2の製剤はVSSP GM3(18:1)をアジュバントとするものである(200μg/用量)を用いてSC経路による免疫化を3回連続して実施した。マウスの第3群にはリン酸緩衝剤を同じスキームで注射し、実験の対照として使用した。腫瘍を接種した7日後から腫瘍体積(TV)を週に2回測定した。腫瘍が壊死を示したら、または腫瘍サイズが直径17mmを超えたら、動物を屠殺した。実験の20日目に(図3)、OVA/VSSP GM3(天然の供給源)製剤に対するOVA/VSSP GM3(18:1)治療用ワクチンの優位性が観察された(TV平均:VSSP GM3(18:1)560mm3;天然740mm3;対照1640mm3)(p=0.037、ANOVAおよびTukey検査)。より重要なことに、EG7は侵攻性モデルであるにもかかわらず、OVA/VSSP GM3(18:1)調製物を用いて処置した群では動物の50%で腫瘍増悪が示されないことが見いだされた(対照群では動物の100%で増悪が観察された)。OVA/VSSP GM3(天然の供給源)を用いてワクチン接種した動物では、20%のみが増悪を示した(p=0.012、カイ二乗検定)。
(実施例4)
HER3/VSSP GM3ワクチン調製物(18:0)による高力価のHER3特異的Abの誘導。
BALB/cマウス(n=5)を、GM3 VSSP(18:0)200μgと混合したHER3 ECD、200μgを含有するワクチン調製物を用いてSCにより免疫化した。0日目、14日目、28日目および42日目に免疫化を行った。35日目(第1の抽出)および56日目(第2の抽出)に血液を抽出して血清を処理し、HER3 ECDに対する特異的なAbの力価をELISAによって決定した。プレートを、10μg/mLのHER3 ECDでコーティングし、37℃でインキュベートした。ブロッキング後、血清希釈物(1/100、1/1000、1/5000、1/10000)を添加した。反応を、抗マウスIgG Ab/ペルオキシダーゼコンジュゲート(Sigma)および対応する基質を使用して可視化した。
免疫化したマウスでは特異的IgGが生じ、力価は1/5000に至った(図4)。この結果から、自己腫瘍抗原などの非常に免疫原性が低い抗原に対する液性免疫応答を活性化するGM3 VSSP(18:0)の潜在性が実証される。
(実施例5)
VSSP GM3(18:0)またはVSSP GM3(天然の供給源)のいずれかをアジュバントとする二価HER1+HER2ワクチンによる特異的IgGの誘導の比較。
BALB/cマウス(n=5)を、VSSP GM3(天然の供給源)200μg(群1)またはVSSP GM3(18:0)200μg(群2)をアジュバントとするHER1 ECD、100μgとHER2 ECD、100μgの混合物を含有するワクチン調製物を用いて免疫化した。0日目、14日目および28日目にSC経路によって免疫化を行った。血液の抽出および処理を35日目に行った。HER1 ECDおよびHER2 ECDに対する特異的なAbの力価をELISAによって決定した。このために、プレートを5μg/mLのHER1 ECDまたは5μg/mLのHER2 ECDでコーティングし、37℃でインキュベートした。ブロッキング後、血清希釈物を添加した(1/100、1/1000、1/10000、1/50000、1/100000)。反応を、抗マウスIgG Ab/アルカリホスファターゼコンジュゲートおよび対応する基質を使用して可視化した。免疫前の血清を陰性対照として使用した。
免疫化したマウス全てで特異的IgG Abが生じた。HER1 ECDに特異的なAbの力価は、使用したアジュバントがGM3 VSSP(18:0)であった群である群2において、VSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとして使用した群1において生じたAbの力価と比較して高かった(図5a)。他方では、HER2 ECDに対して生じた特異的Abに関して、群1および群2において誘導されたAbの力価に有意差がなかったとしても、ワクチン調製物がGM3 VSSP(18:0)をアジュバントとして有した群である群2における力価が増大する傾向があった。HER2 ECDの認識において観察された傾向を考慮して、HER2 ECDサブドメイン(サブドメインI、II、IIIおよびIV、繊維状ファージ上に発現される)に対する力価測定を免疫血清から単離された精製ポリクローナル抗体(PcAb)を用いて実施した。この目的のために、ELISAプレートを10μg/mLのPcAbでコーティングし、37℃でインキュベートした。次いで、HER2の異なるサブドメインを発現するファージ試料を添加し、ペルオキシダーゼとコンジュゲートした抗ファージ抗体(GE−Healthcare)を用いて比色定量シグナルを検出した。GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとして使用した動物由来のPcAbは、VSSP GM3(天然の供給源)を使用した動物から精製された抗体よりもHER2 ECDサブドメインI、IIIおよびIVに対する反応性が大きかったことを示した(図5b)。
(実施例6)
VSSP GM3(18:0)をアジュバントとするHER1+HER2二価ワクチンを用いて誘導されたAbによる、VSSP GM3(天然の供給源)をアジュバントとして使用したワクチンと比較して高いHER1+/HER2+腫瘍細胞株の認識。
BALB/cマウス(n=5)を、VSSP GM3(天然の供給源)200μgをアジュバントとするまたはVSSP GM3(18:0)200μgをアジュバントとするHER1 ECD、100μgとHER2 ECD、100μgの混合物を含有するワクチン調製物を用いてSCにより免疫化した。0日目、14日目および28日目に免疫化を実施し、35日目に対応する血清を使用して、HER1およびHER2を発現する腫瘍細胞株(A431外陰部上皮癌(ATCC−CRL1555)、H125非小細胞肺癌(ATCC−CRC5801)およびSKBR3乳癌(ATCC−HTB30)の認識をフローサイトメトリーによって評価した。測定を実施するために、各細胞株由来の細胞105個をリン酸緩衝食塩水中2%ウシ胎仔血清でブロッキングし、その後、各処置群由来の血清の混合物の1/200希釈物と一緒にインキュベートした。特異的Abの腫瘍細胞におけるHER1およびHER2受容体への結合を抗マウスIgG Ab/FITC(Sigma)コンジュゲートを使用し、フローサイトメーターで少なくとも5000個の細胞を獲得することによって可視化した。評価した各群における免疫前の血清の混合物を陰性対照として使用した。VSSP GM3(18:0)をアジュバントとするワクチン調製物によって誘導された血清は評価された腫瘍細胞株をより高い強度で認識した(図6)。
(実施例7)
GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとする二価HER1+HER2ワクチンにより、VSSP GM3(天然起源)を使用した組成物と比較してH125腫瘍細胞株の生存率に対する影響が増大した抗体が誘導される
H125細胞(105個)を、GM3 VSSP(18:0)またはVSSP GM3(天然起源)をアジュバントとするHER1 ECD、100μgとHER2 ECD、100μgの混合物を1/20の希釈度で含有する二価ワクチン調製物を15日毎に3回投薬して免疫化したBALB/cマウスから得た血清の混合物と一緒に72時間インキュベートした。陰性対照として、免疫前の血清の混合物を同じ希釈で使用し、一方、陽性対照として、10μMのAG1478チロシンキナーゼ阻害剤を使用した。免疫血清の細胞生存率に対する影響の決定をMTT比色定量アッセイを使用して実施し、吸光度の読み取りを540nmおよび630nmで実施した。細胞生存率を式:
によって決定した。
GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとするワクチンによって誘導された血清により、VSSP GM3(天然起源)を使用した組成物と比較して細胞生存率が有意に低下した(図7)。
(実施例8)
GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとするHER1ワクチンにより、VSSP GM3(天然起源)を使用した調製物と比較してHER1+腫瘍細胞株に対する反応性がより高いAbが誘導される。
C57BL/6マウス(n=5)を、VSSP GM3(天然起源)400μgまたはGM3 VSSP(18:0)400μgをアジュバントとするHER1 ECD、200μgを含有するワクチン調製物を用いてSCにより免疫化した。0日目、14日目、28日目および42日目に免疫化を実施し、他方では、強力なHER1発現MDA−MB468乳癌細胞株(ATCC−HTB132)に対する血清反応性をフローサイトメトリーによって評価するために、56日目の動物から採血した。基本的に、105個の細胞をリン酸緩衝食塩水中2%ウシ胎仔血清でブロッキングし、その後、各処置群由来の血清の1/100の希釈度の混合物と一緒にインキュベートした。腫瘍細胞のHER1受容体への特異的Abの結合を抗マウスIgG Ab/FITC(Sigma)コンジュゲートを使用し、少なくとも5000個の細胞をフローサイトメーターで獲得することによって可視化した。陰性対照として、評価した各群の免疫前の血清の混合物を使用した。VSSP GM3(18:0)をアジュバントとするワクチンによって誘導された血清は、VSSP GM3(天然起源)を使用した組成物と比較して腫瘍細胞とより強く反応した(図8)。
(実施例9)
VSSP GM3(18:0)をアジュバントとするHER1ワクチンにより、VSSP GM3(天然起源)を使用した組成物と比較してHER1の活性化を阻害する能力が増大したAbが誘導される。
4群のC57BL/6マウス(n=5)を、以下のワクチン調製物のうちの1つを用いてSCにより免疫化した:
群1:VSSP GM3(天然起源)200μgをアジュバントとするHER1−ECD、200μg
群2:GM3 VSSP(18:0)200μgをアジュバントとするHER1−ECD、200μg
群3:VSSP GM3(天然起源)400μgをアジュバントとするHER1−ECD、200μg
群4:GM3 VSSP(18:0)400μgをアジュバントとするHER1−ECD、200μg
0日目、14日目、28日目、42日目に免疫化を行い、56日目に対応する血清を使用して、生成したAbのEGFの存在下でHER1リン酸化を阻害する能力を評価した。簡単に述べると、H292肺癌細胞(CRL1848)を1/100の希釈度の血清の混合物と一緒に2時間インキュベートした。その後、細胞を100ng/mLのEGFを用いて10分間刺激してHER1の活性化を誘導した。HER1にリン酸化に対する血清の影響を、リン酸化HER1およびβ−アクチンを検出するための特異的Abを使用してウエスタンブロットによって測定した。EGFで処理した細胞をHER1活性化の対照として使用した。1/100の希釈度の免疫前の血清の混合物をHER1阻害の陰性対照として使用し、10μMのAG1478チロシンキナーゼ阻害剤を陽性阻害対照として使用した。データ正規化のために実験の写真をデンシトメトリー解析に提出した。GM3 VSSP(18:0)をアジュバントとして使用したワクチンを用いて免疫化した動物から得た血清では、VSSP GM3(天然の供給源)を200μgおよび同様に400μg用量で使用した組成物を注射したマウスの群に由来する血清よりも強力な、リン酸化に関したHER1受容体活性化の阻害が示された(図9)。この結果から、誘導される液性免疫応答の質に関してGM3 VSSP(18:0)をアジュバントとして含有するワクチンの優位性が実証される。
(実施例10)
PyrGnRHm1−TT/VSSP GM3(18:0)ワクチン製剤のコペンハーゲンラットの前立腺に対する影響。
8〜12週齢の雄コペンハーゲンラットを使用した。動物をそれぞれ動物10匹の3群に分けた。
群1:プラセボ(モンタニドISA 51 VG)/VSSP GM3(18:0)を注射した
群2:PyrGnRHm1−TT/モンタニドISA 51 VGを用いて免疫化した
群3:PyrGnRHm1−TT/モンタニドISA 51 VG/VSSP GM3(18:0)を用いて免疫化した
免疫原を調製するために、PyrGnRHm1−TTペプチドを蒸留水およびVSSPナノ粒子中に、250μL中ペプチド750μgおよびVSSP、120μgの最終濃度に到達するまで分散させた。次いで、この混合物をモンタニドISA 51 VGと50:50(v/v)に比例的に製剤化した。ラットは、2週間に1回の頻度で4回の免疫化を受けた。
モンタニドISA 51 VG中に乳化させたPyrGnRHm1−TTペプチドを用いた免疫化により、プラセボを用いた免疫化と比較して前立腺のサイズの有意な減少が生じた(p<0.05)。しかし、この差は、ペプチドPyrGnRHm1−TTをVSSP GM3(18:0)の存在下で乳化した場合にはるかに大きかった(p<0.01)(図10)。
(実施例11)
PyrGnRHm1−TTペプチドを使用したR3327−Hダニングモデルにおける抗腫瘍応答の誘導
成体コペンハーゲンラットの右後肢の遠位帯域にダニングR3327−Hマウス腫瘍モデルの(2×2×2mm)の腫瘍断片をSC移植した。動物を異なる処置を受ける4群に分けた:
群1:プラセボ:モンタニドISA 51 VG/VSSP GM3(18:0)
群2:去勢した
群3:PyrGnRHm1−TTペプチド/モンタニドISA 51 VGを用いて免疫化した
群4:PyrGnRHm1−TTペプチド/モンタニドISA 51 VG/VSSP GM3(18:0)を用いて免疫化した
腫瘍が直径およそ10mmに達したら対応するワクチンを用いた免疫化を開始した。15日毎に、合計7回の免疫化を施行した。プラセボ群(群1)における明白な腫瘍の成長が観察され(図11)、去勢群および免疫化群(群2、3および4)では、腫瘍成長の顕著な阻害が示された(p<0.01)。この効果は、VSSP GM3(18:0)の存在下で乳化したPyrGnRHm1−TTペプチドを用いて免疫化したラットにおいてより有意であった(p=0.005)。

Claims (15)

  1. GM3ガングリオシドの完全合成バリアントと、細菌Neisseria meningitidisの外膜複合体の疎水性タンパク質との会合によって形成されたナノ粒子を含むアジュバント。
  2. GM3ガングリオシドのセラミド中の脂肪酸が、ステアリン酸(18:0)である、請求項1に記載のアジュバント。
  3. GM3ガングリオシドのセラミド中の脂肪酸が、オレイン酸(18:1)である、請求項1に記載のアジュバント。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のナノ粒子アジュバントの1つ、および抗原としてペプチド、ポリペプチドまたはタンパク質を含むワクチン組成物。
  5. アラム、および
    油性アジュバント
    を含む群から選択される別のアジュバントを含んでもよい、請求項4に記載のワクチン組成物。
  6. 抗原が、増殖因子受容体の細胞外ドメインまたはその一部である、請求項4〜5に記載のワクチン組成物。
  7. 増殖因子受容体が、HER1、HER2、HER3単独またはこれらの組合せである、請求項4〜6に記載のワクチン組成物。
  8. 抗原が、PyrGnRHm1−TTペプチドである、請求項4〜6に記載のワクチン組成物。
  9. がんを処置するための医薬を製造するための、請求項4〜8に記載のワクチン組成物。
  10. 腫瘍形成ウイルスによる慢性ウイルス感染症を治療するための医薬を製造するための、請求項4〜8に記載のワクチン組成物。
  11. 抗原特異的液性免疫応答を刺激するための、請求項2に記載のアジュバントの使用。
  12. 抗原特異的細胞性免疫応答を刺激するための、請求項3に記載のアジュバントの使用。
  13. 患者における抗原特異的液性免疫応答および細胞性免疫応答を最適化するための、請求項2および3に記載のアジュバントの組合せの使用。
  14. それを必要とする対象を治療するための方法であって、請求項4〜8に記載のワクチン組成物を、15日毎に少なくとも合計5回の誘導用量、その後、毎月の維持用量を少なくとも6カ月にわたり、SC経路、皮内経路、筋肉内経路、結節内経路、腫瘍内経路によって、または粘膜への直接適用によって投与することを含む、方法。
  15. 前記ワクチン組成物が、同時に、時差的にまたは交互に投与される、請求項14に記載の方法。
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