JP2021511784A - SynNotch受容体によるIL12の発現調節 - Google Patents

SynNotch受容体によるIL12の発現調節 Download PDF

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Abstract

本発明は、免疫治療分野に属し、具体的にバイナリーベクターおよびsynNotch技術を使用して標的抗原依存性調節サイトカインの発現の提供により、サイトカインを部分的に放出してT細胞の機能を増強し、同時にサイトカインの非特異的毒性副作用を低減する。合成notch受容体を使用して、プラスミドベクターを構築することにより、サイトカインの局所分泌を実現する。1つのプラスミドベクターは、標的抗原を認識するための特異的抗体を細胞外ドメインとして使用し、Notchコアは膜貫通ドメインとnotch受容体上の特異的の酵素切断部位を含み、GAL4VP64は細胞内ドメインとして使用される。標的抗原が認識されると、notchの酵素切断部位は対応する酵素によって認識され、細胞内転写因子GAL4VP64を加水分解および切断される。別のプラスミドベクターは、GAL4転写因子のDNA認識結合領域GAL4UASおよび対応する標的遺伝子を活性化する最小プロモーターを有し、GAL4VP64が加水分解および切断された後、結合領域に結合して、後続の遺伝子の転写を活性化して、IL12を発現しかつ細胞外に分泌する。

Description

発明の詳細な説明
本出願は、2018年1月19日に出願された、出願番号がCN201810053219.6の中国特許出願に対して優先権を主張する。本出願は、当該中国特許出願の全文を引用する。
本発明は、免疫治療の分野に属し、具体的には、プラスミドベクターペアおよび標的抗原に依存してIL12発現を調節する免疫細胞に関する。
IL12は、複数の生物学的活性を持つ一種の免疫細胞増殖刺激因子であり、ヘテロ二量体サイトカインでもあり、Tヘルパー細胞1(Th1)の増殖を促進し、NK細胞とT細胞を誘導してγインターフェロンを生成し、NK細胞の細胞毒性を改善し、細胞毒性T細胞の形成を促進する。現在、キメラ抗原受容体(CAR:chimeric antigen receptor)の抗腫瘍効果を高めるためにIL12を直接ロードしているが、このロード方法は、CAR−TによってIL12が全身的に分泌され、T細胞の増幅によってIL12発現量を抑制できず、体に深刻な副作用をもたらす。
米国特許US9,834,608B2(この特許は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)は、結合トリガー転写スイッチポリペプチドおよびそのコード核酸および宿主細胞を開示する。前記ポリペプチドは、細胞外ドメイン、Notch調節領域、および細胞内ドメインを含むキメラNotch受容体ポリペプチドであり、ここで、細胞外ドメインは、特定の結合ペアの第1のメンバーを含み、前記第1のメンバーは、特定の結合ペアの第2のメンバーに特異的に結合し、Notch調節領域はLin 12−Notchリピートユニット、S2タンパク質分解切断部位、およびS3タンパク質分解切断部位含有膜貫通ドメインを含み、特異的結合ペアの第1のメンバーは第2のメンバーに結合してS2およびS3タンパク質分解切断部位の切断を誘導して、細胞内ドメインを放出する。第1のメンバーは、抗体、抗体ベースの認識足場(antibody−based recognition scaffold)、非抗体ベースの認識足場(non−antibody−based recognition scaffold)、抗原、受容体リガンド、受容体、非抗体ベースの認識足場のターゲット、細胞外マトリックスコンポーネント、および接着分子から選択される。細胞内ドメインは転写活性化因子を含み、細胞内ドメインの放出により、転写活性化因子は細胞内の内因性遺伝子の発現を誘導する。または、細胞内ドメインは転写リプレッサーを含み、細胞内ドメインの放出により、転写リプレッサーは細胞内の内因性遺伝子の発現を阻害する。
しかし、前記米国特許は、免疫細胞におけるIL−12の発現および局所分泌を制御する必要性およびその有益な効果について言及していない。
従来技術におけるIL−12の発現および局所分泌を制御する免疫細胞の欠如を解決するために、本発明はプラスミドベクターペアを提供し、synNotch技術を使用して、標的抗原に依存してIL12の発現を調節する免疫細胞を提供する。具体的に、本発明は、IL12の局所分泌を達成するために、NK92細胞におけるコアとして合成Notch(synNotch)受容体を使用し、2つのプラスミドベクターを構築した。1つのプラスミドベクターは、細胞外セグメントとしてantiGPC3 scfv(SEQ ID NO:2)を使用して、標的抗原GPC3を認識し、notchコア(notch core,SEQ ID NO:3)は、膜貫通領域を含み、2つの酵素切断部位を含み、GAL4VP64(SEQ ID NO:4)転写因子は、細胞内セグメントとして機能する。標的抗原GPC3が認識されると、notchコア上の酵素切断部位は、対応する酵素によって認識され、加水分解されて、細胞内転写因子GAL4VP64を放出する。別のプラスミドベクターは、GAL4転写因子のDNA認識結合領域GAL4UAS(SEQ ID NO:5)と、標的遺伝子IL12を開始するminimal CMV プロモーター(SEQ ID NO:6)を含み、GAL4VP64が加水分解されて切断されると、結合領域GAL4UASに結合されることにより、後続の遺伝子の転写を開始し、IL12を発現し、それを細胞外に分泌する。
本発明は、毒性を低減し、特定の標的抗原と接触した場合にのみ、IL12の分泌および発現を誘導し、それにより腫瘍の近くでIL12を局所的に放出し、CAR−T効果を増強する。さらに、使用されるNK92細胞株は基本的に生体内で拡大されないため、生体内でのT細胞の拡大によって誘導されるIL12量を制御できないことによって引き起こされる深刻な副作用を回避できる。さらに、NK細胞と比較して、NK92は大量生産が可能であり、産業用アプリケーションにより適する。
一態様では、本発明は、第1のベクターおよび第2のベクターを含むプラスミドベクターペアであって、前記第1のベクターは、Notchコアを含み、他の細胞外セグメントおよび細胞内セグメントのコード核酸分子をさらに含み、前記細胞内セグメントは、転写活性化因子を含むことが好ましく、前記第2のベクターは、前記第1のベクター中の細胞内セグメントに特異的に認識して結合する核酸分子およびIL12をコードする核酸分子を含む、前記プラスミドベクターペアに関する。
好ましい具体的な実施例では、前記第1のベクターのNotchコアSEQ ID NO:3に示される核酸配列を有する。
本発明によれば、第1のベクターの細胞内セグメントは、テトラサイクリン制御転写活性化因子(tTa)、GAL4VP64およびZFHD1−VP64などの転写活性化因子を含み、第2のベクターは、前記転写活性化因子に対応するTet、UAS、およびZFREなどのDNA結合領域をを含む。好ましくは、第1のベクターの細胞内セグメントは、GAL4VP64を含み、第2のベクターは、GAL4UASを含む。第1のベクターの細胞内セグメントは、Zip(−)Gal4 DNA結合ポリペプチドなどのDNA結合ポリペプチドであり、またはNLS VP64 Zip(+)である。
本発明第1のベクター中の細胞外セグメントは標的物体と特異的に結合および対合することができる限り、特に限定されず、例えば、抗原または前記抗原の抗体またはその断片、受容体または前記受容体のリガンド、非抗体ベースの認識足場またはその標的、接着分子またはその細胞外マトリックス、Fcまたはその受容体、受容体またはその共同受容体などを含み得る。
本発明の抗体は、ナノボディ、一本鎖抗体、二価抗体、三価抗体またはミニ抗体を含む抗原に特異的に結合する。抗体断片は、完全な抗体の抗原結合領域または可変領域などの完全な抗体の一部を指す。抗体断片は、Fab、Fab’、F(ab’)2およびFv断片を含む。Fvは最小の抗体断片であり、完全な抗原認識および結合部位を含む。一本鎖Fv(scFv)は、抗体のVHドメインとVLドメインを指し、これらのドメインは一本鎖ポリペプチドの形態をなす。一部の実施形態では、Fvポリペプチドは、VHとVLとの間のリンカーをさらに含む。細胞外セグメントは、好ましくは抗体、より好ましくはscFvを含む。
本発明の抗体またはその断片は、前記抗原、特に乳癌、B細胞リンパ腫、前立腺癌、ホジキンリンパ腫、卵巣癌、肺癌(例えば、小細胞肺癌)、中皮腫、黒色腫、急性および慢性リンパ性白血病、神経芽細胞腫、神経膠腫、神経膠芽腫、髄芽腫、結腸癌、胃癌、肝臓癌などを含む癌関連抗原のエピトープを特異的に標的とする。
本発明によれば、前記腫瘍抗原は、前列腺特異性膜抗原(PSMA)、癌胎児性抗原(CEA)、IL13Ralpha、HER−2、CD19、NY−ESO−1、HIV−1 Gag、Lewis Y、MART−1、gp100、チロシナーゼ、WT−I、hTERT、メソセリン、EGFR、EGFRvIII、GPC3、EphA2、HER3、EpCAM、MUC1、MUC16、CLDN18.2、葉酸受容体、CLDN6、CD30、CD138、ASGPR1、CDH16、GD2、5T4、8H9、αvβ6インテグリン、B細胞成熟抗原(BCMA)、B7−H3、B7−H6、CAIX、CA9、CD20、CD22、κ軽鎖(kappa light chain)、CD33、CD38、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD123、CD171、CSPG4、EGP2、EGP40、ERBB3、ERBB4、ErbB3/4、FAP、FAR、FBP、胎児型AchR、GD2、GD3、HLA−AI MAGE A1、MAGE3、HLA−A2、IL11Ra、KDR、Lambda、MCSP、NCAM、NKG2Dリガンド、PRAME、PSCA、PSC1、ROR1、Sp17、SURVIVIN、TAG72、TEM1、TEM8、VEGRR2、HMW−MAA、VEGF受容体、および/またはフィブロネクチン、テネイシンまたは腫瘍壊死領域の癌胎児性変異体を含む。
本発明によれば、細胞外セグメントは、anti−CD19 scFv、anti−メソセリンscFv、anti−GFP nanobody、anti−GPC3 scFvなど、特にanti−GPC3 scFv(即ち、GPC3 scFv)を含むが、これらに限定されない。
本発明によれば、Notchコアは、Notch膜貫通ドメインおよび1つまたは複数の切断部位を含む。
本発明によれば、Notchコアの細胞外末端には、1つまたは複数の上皮成長因子(EGF:Epidermal Growth Factor)反復単位を任意選択で加えることができる。EGF反復単位は、基本的なバックグラウンドの非特異的な活性化を減らすことができる。
本発明によれば、第1のベクターおよび第2のベクターは、シグナル配列(例えば、SEQ ID NO:1)、リンカー、プロモーター、タグ(tag)およびレポーター(reporter)などの要素をさらに含み、ここで、タグは、血球凝集素(HA)、C−mycおよびFlag等の1つまたは複数を含み、レポーターは、緑色蛍光タンパク質(GFP)、青色蛍光タンパク質(BFP)およびmcherry等の1つまたは複数を含む。
本発明によれば、前記第1のベクターは、順番にPGKプロモーター-シグナル配列−mycタグ-anti−GPC3 scFv-notch core-GAL4-リンカー-VP64を含み、前記第2のベクターは、順番にGAL4UAS-CMV minimalプロモーター-IL12− PGKプロモーター-mcherryを含む。
本発明によれば、前記第1のベクターのオープンリーディングフレームは、SEQ ID NO:21に示されるヌクレオチド配列を含み、前記第2のベクターのオープンリーディングフレームは、SEQ ID NO:22に示されるヌクレオチド配列を含む。前記ヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸配列は、本発明のベクターの要素および/またはベクターによりコードされるポリペプチドである。
本発明によれば、1つまたは複数のアミノ酸の置換、欠失および/または付加は、特にポリペプチドの保存領域が既知である場合、通常、ポリペプチド変異体の機能に実質的に影響を与えない。保存的置き換え(例えば、1つの塩基性アミノ酸を別の塩基性アミノ酸に置き換え、そして1つの酸性アミノ酸を別の酸性アミノ酸に置き換え)もまた、当業者により容易に考えられる。したがって、本発明ベクター要素および/またはベクターによってコードされるポリペプチドのアミノ酸配列以外に、本発明ベクター要素および/またはベクターによってコードされるポリペプチドのアミノ酸配列と少なくとも50%、好ましくて70%、75%、80%、85%または90%、より好ましくて95%、96%、97%、98%、99%の同一性を有する機能的変異体は、保護範囲内にある。さらに、ポリペプチドをコードするヌクレオチドコドンは縮重でき、したがって、本発明ベクター要素および/またはベクターのヌクレオチド配列とすくなくとも50%、好ましくて70%、75%、80%、85%または90%、より好ましくて95%、96%、97%、98%または99%の同一性を有する機能的変異体も、保護範囲内にある。さらにより好ましくは、anti−GPC3 scFvはSEQ ID NO:2に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性を有する。
別の態様では、本発明はまた、本発明のプラスミドベクターペアで修飾された免疫細胞を提供する。前記免疫細胞は、T細胞またはNK細胞である。好ましくは、前記免疫細胞は、NK細胞である。前記細胞は、上記いずれか一項のプラスミドベクターペアでトランスフェクトされる。前記NK細胞は、天然NK細胞または不死化NK細胞である。好ましくは、不死化NK細胞である。より好ましくは、NK92細胞である。
また別の態様では、本発明は、IL12の局所分泌またはIL12の発現の調節のための薬物の調製における上記いずれか一項のプラスミドベクターペアまたは上記いずれか一項の免疫細胞の応用を提供する。
また別の態様では、本発明は、CAR−T細胞の殺傷効果を増強するための薬物の調製における上記いずれか一項のプラスミドベクターペアまたは上記いずれか一項の免疫細胞の応用を提供する。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原は、前記CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原と同じである。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原および前記CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて同じ腫瘍で発現される。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべてGPC3である。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて肝臓癌で発現される。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターは、SEQ ID NO:21に示される配列を含み、前記第2のベクターは、SEQ ID NO:22に示される配列を含み、
好ましい具体的な実施例では、前記CAR−T細胞のCARは、SEQ ID NO:23、24または25に示される配列を有する。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞とCAR−T細胞の細胞投与比は、1:1〜4:1である。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞は1回の投与サイクルで複数回の投与に分割され得る。
また別の態様では、本発明は、上記いずれか一項に記載の免疫細胞およびCAR−T細胞の組成物を提供する。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターのの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原は、CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原と同じである。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて同じ腫瘍で発現される。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべてGPC3である。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて肝臓癌で発現される。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターは、SEQ ID NO:21に示される配列を含み、前記第2のベクターは、SEQ ID NO:22に示される配列を含み、前記CAR−T細胞のCARは、SEQ ID NO:23、24または25に示される配列を有する。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞と前記CAR−T細胞の細胞投与比は、1:1〜4:1である。最後の態様では、本発明はさらに、上記いずれか一項に記載の免疫細胞のキットAおよびCAR−T細胞含有キットBを含む組み合わせキットに関する。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原は、CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原と同じである。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて同じ腫瘍で発現される。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべてGPC3である。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて肝臓癌で発現される。
好ましい具体的な実施例では、前記免疫細胞の第1のベクターは、SEQ ID NO:21に示される配列を含み、前記第2のベクターは、SEQ ID NO:22に示される配列を含み、前記CAR−T細胞のCARは、SEQ ID NO:23、24または25に示される配列を含む。
本発明は、それぞれGPC3を発現する細胞株とインキュベートして、感染していないNK92細胞がGPC3高発現する細胞株IL12に対する分泌量が非常に低く、二重感染がpHRLSIN−antiGPC3−synNotch−GAL4VP64および有意にpHRLSIN−GAL4UAS−IL12−PGK-mcherryのNK92細胞のIL12分泌量は有意に増加したことを実験により証明した。
したがって、GPC3に対する一本鎖抗体の選択は、NK92細胞におけるサイトカインIL12の発現を調節し、IL12を局所的に放出することができる。
2つのベクターの構築である。 感染したNK92細胞の陽性率である。 標的細胞GPC3の発現状況である。 Elisaによって検出されたサイトカインIL12の発現状況を示す。 異なる時点でのIL12の分泌状況を示す。 マウス生体内における腫瘍成長曲線を示す。 マウス腫瘍重量の比較結果を示す。 異なる投与条件下でのマウス移植腫瘍モデルの体重変化状況を示す。 免疫組織化の結果である。 インビトロでの細胞殺傷状況を示す。
本発明の技術的解決策をより明確に説明するために、添付の図面と併せて以上に簡単な紹介を行った。明らかに、これらの図面は、本出願で説明されているいくつかの具体的な実施形態にすぎない。本発明はこれらの図面を含むがこれらに限定されない。
本発明をさらに理解するために、本発明の好ましい解決策を実施例と併せて以下に説明する。これらの説明は、本発明の特徴および利点を例示するだけであり、本発明の保護範囲を限定するものではない。なお、以下の実施例に記載がない場合は、Sambrookら「分子クローニング:実験室マニュアル(1989)」に記載されている従来の条件に準じて実施するか、試薬会社の推奨する条件に準じて実施する。
以下の具体的な説明は、本明細書に開示される実施形態を詳細に示す。本明細書は、ここに開示された具体的な実施形態に限定されず、変更されてもよいことが理解されるべきである。当業者は、本明細書に開示された内容が様々な変更または変化を有し、これらはすべて開示された範囲および原理によってカバーされることを理解するであろう。特に明記しない限り、各実施形態は、他の任意の実施形態と任意に組み合わせることができる。
本明細書に開示される特定の実施形態は、数値範囲を含み、本発明の特定の態様は、範囲の方法を使用して説明され得る。特に明記しない限り、数値範囲または範囲の説明は、簡潔さおよび便宜上の目的のためだけであり、本発明の範囲に対する厳密な制限として考えられるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲方法を使用した説明は、すべての可能なサブ範囲とその範囲内のすべての可能な特定の数値ポイントを具体的に開示するために考慮されるべきであり、これらのサブ範囲と数値ポイントが本明細書で明確に記述されているのと同じである。例えば、1から6の範囲の説明は、1から3、1から4、1から5、2から4、2から6、3から6などのサブ範囲、および1、2、3、4、5、6などのこれらの範囲内の具体的な数値ポイントを具体的に開示したと見なされるべきである。上記の原則は、指定された数値の幅に関係なく等しく適用される。範囲を使用して説明する場合、前記範囲は範囲の端点を含む。
用語「受容体」は、細胞膜または細胞内に存在する特殊なタンパク質の一種であり、細胞外の特定のシグナル分子に結合して、細胞内の一連の生化学反応を活性化し、細胞が外部刺激に対応する効果を生み出すようにする。受容体に結合する生物活性物質は、リガンド(ligand)と総称される。
用語「キメラ抗原受容体」または「CAR」は、T細胞を含むがこれに限定されない免疫細胞によって発現され得る操作された分子を指す。CARはT細胞で発現され、T細胞をリダイレクトして、人工受容体によって決定される特異性で標的細胞の殺傷を誘導できる。CARの細胞外結合ドメインは、マウス、ヒト化または完全ヒトのモノクローナル抗体に由来され得る。
キメラ抗原受容体は通常、細胞外抗原結合領域を含む。いくつかの実施形態では、細胞外抗原結合領域は完全にヒトであってもよい。他の場合では、細胞外抗原結合領域をヒト化することができる。他の場合では、細胞外抗原結合領域はマウス由来であり得るか、または前記細胞外抗原結合領域のキメラは少なくとも2つの異なる動物からのアミノ酸配列からなる。いくつかの実施形態では、前記細胞外抗原結合領域は非ヒトであり得るか、または複数の抗原結合領域が設計され得る。非限定的な例は、抗体に由来する一本鎖可変断片(scFv)、ライブラリーから選択された断片の抗原結合領域(Fab)、単一ドメイン断片、またはそれらの同族受容体に関与する天然リガンドを含む。いくつかの実施形態では、細胞外抗原結合領域は、scFv、Fabまたは天然リガンド、およびそれらの任意の誘導体を含み得る。細胞外抗原結合領域は、完全抗体の一部を含み得、完全抗体が結合する抗原に結合し得、完全抗体以外の分子を指し得る。抗体断片の例は、Fv、Fab、Fab’、Fab’−SH、F(ab’)2と、二機能性抗体、線状抗体と、一本鎖抗体分子(scFvなど)と、および抗体断片と、から形成された多重特異性抗体を含むが、これらに限定されない。
用語「操作された」および他の文法形は、生物のゲノム内の核酸などの核酸における1つまたは複数の変更を指すことができる。用語「操作された」は、遺伝子の変更、付加、および/または欠失を指すことができる。操作された細胞は、付加、欠失、および/または変更された遺伝子を含む細胞を指すこともできる。
用語「細胞」または「操作された細胞」およびその文法上の他の形態は、ヒトまたは非ヒト動物由来の細胞を指すことができる。操作された細胞は、CARを発現する細胞を指すこともできる。
用語「トランスフェクション」は、真核細胞への外因性核酸の導入を指す。トランスフェクションは、リン酸カルシウム−DNA共沈、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、ポリブレン媒介トランスフェクション、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、リポソーム融合、リポフェクション、プロトプラスト融合、レトロウイルス感染およびバイオリスティック(biolistics)など、当技術分野で既知のさまざまな手段によって達成できる。
本明細書で使用される用語「コード核酸分子」、「コード核酸配列」は、デオキシリボ核酸鎖に沿ったデオキシリボヌクレオチドの順序または順序を指し、これらのデオキシリボヌクレオチドの順序は、ポリペプチド(タンパク質)鎖のアミノ酸の順序を決定する。したがって、核酸配列はアミノ酸配列をコードする。
用語「末梢血リンパ球」およびその文法上の他の形態は、血液(例えば、末梢血)中を循環するリンパ球を指すことができる。末梢血リンパ球は、臓器に限定されないリンパ球を指すことができる。末梢血リンパ球は、T細胞、NK細胞、B細胞またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
用語「免疫細胞」は、T細胞、B細胞、NK細胞、NKT細胞、DNT細胞などを含むがこれらに限定されなく、免疫応答を誘発することができる細胞、それらのそれぞれの前駆細胞およびそれらの子孫を指す。免疫応答細胞は、リンパ系または骨髄系の細胞を指すこともできる。
用語「免疫細胞」およびその文法上の他の形態は、あらゆる由来の免疫細胞を指すことができる。例えば、免疫細胞は、自己T細胞、同種T細胞、自己NK細胞、同種NK細胞などの血液から得ることができ、またはEBVウイルス感染を使用してNK細胞株を調製するなどの細胞株、胚性幹細胞およびiPSCから誘導および分化されたNK細胞およびNK92細胞株など、血液由来であることができる。
用語「免疫細胞」はまたヒトまたは非ヒトであり得る。
ヌクレオチド配列を指すために使用される場合、用語「配列」およびその文法上の他の形態は、DNAまたはRNAを含み得、一本鎖または二本鎖であり得る。核酸配列は変異させることができる。核酸配列は、任意の長さを有することができる。
用語「有効量」は、治療的または予防的利益を提供する量を指す。
本明細書で使用される用語「プロモーター」は、ポリヌクレオチド配列の特異的転写を開始するのに必要な細胞の合成機構または導入された合成機構によって認識されるDNA配列として定義される。
本明細書で使用される用語「ベクター」は、単離された核酸を含み、単離された核酸を細胞の内部に送達するために使用され得る組成物である。当技術分野で知られている多くのベクターは、線形ポリヌクレオチド、イオン性または両親媒性化合物に関連するポリヌクレオチド、プラスミド、およびウイルスを含むがこれらに限定されない。したがって、用語「ベクター」は、自律的に複製するプラスミドまたはウイルスを含む。この用語はまた、ポリリジン化合物、リポソームなどの、細胞への核酸の導入を促進する非プラスミドおよび非ウイルス性化合物を含むと解釈されるべきである。ウイルスベクターの例は、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクターなどを含むが、これらに限定されない。
本明細書で使用される用語配列「同一性」は、比較ウィンドウで最もよく一致する2つの配列を比較することにより、同一性パーセントを決定し、ここで比較ウィンドウ中のポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の部分は、付加または欠失(つまり、ギャップ)を含むことができ、例えば、最も一致する2つの配列について、参照配列(付加または欠失を含まない)を比較して、20%以下のギャップ(例えば、5〜15%、または10〜12%)を含むことができる。通常、2つの配列で同じ核酸塩基またはアミノ酸残基が発生する位置の数を決定してパーセンテージを計算して、正しい一致位置の数を生成し、正しい一致位置の数を、参照配列の位置の総数(すなわち、ウィンドウサイズ)で割り、結果に100を掛けて、配列同一性の割合を算出します。
用語「antiGPC3」、「anti−GPC3」および「抗GPC3」は、互換的に使用することができ、同じ意味を有する。
用語「IL12」、「インターロイキン12」および「interleukin−12」は、互換的に使用することができ、同じ意味を有する。用語「IL12」は、複数の生物学的活性を有する免疫調節因子であり、例えば、用語「IL12」は、SEQ ID NO:27で定義されるヒトIL12またはその活性断片、または他の種を指すことができる。
いくつかの実施形態では、GPC3に特異的に結合する受容体を構築するための要素、または前記IL12は、天然に存在し得、例えば、それは哺乳動物から単離または精製され得る;それはまた、例えば、従来の遺伝子工学組換え技術に従って生成することができる組換え要素またはIL12など人工的に調製され得る。好ましくは、本発明は、組換えられた各要素またはIL12を使用することができる。
前記各要素またはIL12ポリペプチド配列に基づいて、1つまたは複数のアミノ酸残基の置換、欠失または付加によって形成されたアミノ酸配列も本発明に含まれる。アミノ酸の適切な置換は、当技術分野で周知の技術であり、容易に実施でき、得られる分子の生物活性が変化しないことを保証する。これらの技術により、当業者は、一般的に言えば、ポリペプチドの非必須領域で単一のアミノ酸を変化させても生物活性は実質的に変化しないことを認識した。
前記各要素またはIL12のポリペプチドの生物活性断片はすべて本発明に適用することができる。ここで、前記生物活性断片の意味は、完全長ポリペプチドの一部として、完全長ポリペプチドの機能の全部または一部を依然として維持することができるポリペプチドを指す。一般に、生物活性断片は、全長ポリペプチドの活性の少なくとも50%を保持している。より好ましい条件下では、活性断片は、全長ポリペプチドの活性の60%、70%、80%、90%、95%、99%、または100%を保持することができる。
前記各要素またはIL12ポリペプチド配列に基づいて、修飾または改善されたポリペプチドも本発明に適用することができ、例えば、それらの半減期、有効性、代謝、および/またはポリペプチド有効性を促進するために修飾または改善されたポリペプチドを使用することができる。言い換えれば、ポリペプチドの生物活性に影響を及ぼさない任意の変更形態は、本発明において使用され得る。
用語「腫瘍」は、細胞または組織の病理学的増殖、およびその後の他の組織または器官の移動または浸潤を特徴とする疾患を指す。腫瘍の成長は通常制御されておらず進行性であり、正常な細胞増殖を誘発または阻害しない。腫瘍は、膀胱、乳房、食道、腸、腎臓、肝臓、肺、リンパ節、神経組織、卵巣、膵臓、前立腺、骨格筋、皮膚、脊髄、脾臓、胃、子宮器官、または組織または対応する細胞から選択されるものを含むがこれらに限定されない、さまざまな細胞、組織、または臓器に影響を与える可能性がある。本発明の腫瘍は、肝臓癌、胃癌、肺癌、乳癌、頭頸部癌、膀胱癌、卵巣癌、子宮頸癌、腎臓癌、膵臓癌、子宮頸癌、脂肪肉腫、黒色腫、副腎癌、神経鞘腫、悪性線維性組織球腫、食道癌を含み得るがこれらに限定されない。好ましくは、前記「腫瘍」は、肝臓癌、胃癌、肺癌、および乳癌を含むが、これらに限定されない。
細胞外抗原結合領域は、任意の相補的なターゲットに結合できる。細胞外抗原結合領域は、その可変領域配列が既知である抗体に由来し得る。細胞外抗原結合領域は、入手可能なマウスハイブリドーマから得られた抗体配列から得ることができる。または、細胞外抗原結合領域は、腫瘍細胞または腫瘍浸潤リンパ球(TIL)などの初代細胞の全細胞外切断配列決定から得ることができる。
いくつかの場合において、細胞外抗原結合領域の結合特異性は、軽鎖CDRまたは重鎖CDRなどの相補性決定領域またはCDRによって決定することができる。多くの場合、結合特異性は軽鎖CDRと重鎖CDRによって決定できる。他の参照抗原と比較して、特定の重鎖CDRと軽鎖CDRの組み合わせは、特定の結合ポケットを提供でき、これにより、抗原(GPC3など)に大きな親和性と特異性を与えることができる。例えば、Glypican−3に特異的なCDRはCARの細胞外結合領域で発現するため、GPC3を標的とするCARはGPC3を発現する腫瘍細胞を免疫応答細胞に標的化できる。
本明細書に開示されるいずれかの実施形態の特定の態様では、scFvなどの細胞外抗原結合領域は、抗原に特異的な軽鎖CDRを含み得る。軽鎖CDRは、CARなどの抗原結合ユニットのscFv軽鎖の相補性決定領域であり得る。軽鎖CDRは、連続したアミノ酸残基の配列、または非相補性決定領域(例えば、フレームワーク領域)によって分離された2つ以上の連続したアミノ酸残基の配列を含み得る。いくつかの場合において、軽鎖CDRは、軽鎖CDR−1、CDR−2などと呼ばれ得る2つ以上の軽鎖CDRを含み得る。いくつかの場合において、軽鎖CDRは、それぞれ軽鎖CDR−1、軽鎖CDR−2、および軽鎖CDR−3と呼ばれ得る3つの軽鎖CDRを含み得る。いくつかの例では、共通の軽鎖上に存在するCDRのグループは、まとめて軽鎖CDRと呼ぶことができる。
本明細書に開示されるいずれかの実施形態の特定の態様では、scFvなどの細胞外抗原結合領域は、抗原に特異的な重鎖CDRを含み得る。重鎖CDRは、scFvなどの抗原結合ユニットの重鎖相補性決定領域であり得る。重鎖CDRは、アミノ酸残基の連続配列、または非相補性決定領域(フレームワーク領域など)によって分離された2つ以上のアミノ酸残基の連続配列を含み得る。いくつかの場合において、重鎖CDRは、重鎖CDR−1、CDR−2などと呼ばれることもある2つ以上の重鎖CDRを含み得る。いくつかの場合において、重鎖CDRは、それぞれ重鎖CDR−1、重鎖CDR−2、および重鎖CDR−3と呼ばれ得る3つの重鎖CDRを含み得る。いくつかの場合において、共通の重鎖上に存在するCDRのグループは、まとめて重鎖CDRと呼ぶことができる。
遺伝子工学を使用することにより、細胞外抗原結合領域をさまざまな方法で修飾できる。いくつかの場合において、細胞外抗原結合領域は、その細胞外抗原結合領域がその標的に対してより高い親和性を有するように選択され得るように変異され得る。いくつかの場合において、その標的に対する細胞外抗原結合領域の親和性は、正常組織では低レベルで発現できる標的に対して最適化できる。この最適化は、潜在的な毒性を最小限に抑えるために行うことができる。他の場合では、標的の膜結合形態に対してより高い親和性を有する細胞外抗原結合領域のクローンは、それらの可溶性対応物よりも優れている可能性がある。可溶性形態の異なるレベルの標的も検出でき、それらの標的化が望ましくない毒性を引き起こす可能性があるため、この修飾を行うことができる。
いくつかの場合において、細胞外抗原結合領域はヒンジまたはスペーサーを含む。用語ヒンジとスペーサーは互換的に使用できる。ヒンジは、細胞外抗原結合領域に柔軟性を提供するための一部と考えることができる。
用語「治療」は、個人を変えようとする過程、または細胞によって引き起こされる疾患に対処する過程における臨床的介入を指し、臨床病理学的過程における予防または介入に使用することができる。治療効果は、疾患の発生または再発の防止、症状の軽減、疾患の直接的または間接的な病理学的結果の低減、転移の防止、疾患の進行の遅延、状態の改善または緩和、予後の緩和または改善などを含むが、これらに限定されない。
用語「構成的発現」は、すべての生理学的条件下での発現を指す。
用語「発現の誘導」は、T細胞が抗原に結合するときなど、特定の条件下での発現を指す。当業者はどのようにして従来の「発現の誘導」を行うのか。
用語「Notch受容体」は、3つの主要な構成要素を有する:1)リガンドが上皮細胞増殖因子(EGF)に結合した反復配列、2)活性化中に受容体の切断を制御するNotchコア、および3)放出されて転写を調節する細胞内ドメイン。
用語「Notchコア」は、リガンド依存性の切断と活性化を制御するために使用される最小の足場であり、メタロプロテイナーゼに対するS2切断部位のアクセスを制御するLin12−Notch反復配列(LNR)、ヘテロ二量化ドメイン(HD)、およびNotch細胞内ドメイン(NICD)の放出に必要なγ−セクレターゼ切断部位含有膜貫通ドメイン(TMD)を含む。
免疫細胞
いくつかの実施形態では、本発明は、プラスミドベクターペアを発現する免疫細胞を提供する。
いくつかの実施形態では、前記免疫細胞は、IL12を局所的に分泌するか、またはIL12の発現を調節することができる。
いくつかの実施形態では、前記免疫細胞は、CAR−T細胞の腫瘍殺傷を増強することができる。
組成物
本発明の免疫細胞は、CAR−T細胞と組み合わせて使用することができる。前記薬学的組成物は、有効量の免疫細胞に加えて、有効量のCAR−T細胞も含み得る。
抗腫瘍薬物と組み合わせる
いくつかの実施形態では、本発明の免疫応答細胞は、別の治療薬と組み合わせて投与することができる。いくつかの実施形態では、前記他の治療薬は化学療法薬である。本発明の免疫応答細胞と組み合わせて使用することができる化学療法薬は、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、ノビビン(TM)(ビノレルビン、5’−硫化水素)などの有糸分裂阻害剤(ビンカアルカロイド);CamptosarTM(イリノテカンHCL)、HycamtinTM(トポテカンHCL)、およびカンプトテシンとその類似体に由来するその他の化合物を含む、カンプトテシン化合物などのトポイソメラーゼI阻害剤;エトポシド、テニポシド、ミドキシゾズなどのポドフィロトキシン誘導体;、アルキル化剤シスプラチン、シクロホスファミド、ナイトロジェンマスタード、トリメチレンチオホスホルアミド、カルムスチン、ブスルファン、クロラムブシル、ブリキアジン、ウラシルマスタード、クロプロフェンおよびダカルバジン;シタラビン、フルオロウラシル、メトトレキサート、メルカプトプリン、アザチオプリン、プロカルバジンなどの代謝拮抗剤;ドキソルビシン、ブレオマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、マイシンマイシン、マイトマイシン、サルコマイシンCおよびダウノマイシンを含むがこれらに限定されない抗生物質;および抗腫瘍抗体、ダカルバジン、アザシチジン、アムサカム、メルファラン、イホスファミド、ミトキサントロンを含むがこれらに限定されないその他の化学療法薬と含むがこれらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本発明の免疫応答細胞と組み合わせて使用できる化学療法剤は、抗VEGF抗体(ヒト化およびキメラ抗体、抗VEGFアプタマーおよびアンチセンスオリゴを含む)、およびアンジオスタチン、エンドスタチン、インターフェロン、レチノイン酸、およびメタロプロテイナーゼ−1とメタロプロテイナーゼ−2の組織阻害剤などの他の抗血管新生剤を含む抗血管新生剤を含むが、これらに限定されない。
組み合わせキット
本発明は、本発明の免疫細胞を含む組み合わせキットをさらに提供する。前記キットは、癌、病原体感染、免疫障害、または同種移植の治療または予防に使用できる。一実施形態では、キットは、1つまたは複数の単位剤形を含む有効量の免疫細胞を含有する治療用または予防用組成物を含み得る。
いくつかの実施形態では、キットは、治療用または予防用組成物を含み得る無菌容器を含む。
いくつかの場合において、キットは、約1×10個の細胞〜約1×10個の細胞を含み得る。いくつかの場合において、キットは、少なくとも約1×10個の細胞、少なくとも約1×10個の細胞、少なくとも約1×10個の細胞、少なくとも約4×10個の細胞、少なくとも約5×10個の細胞、少なくとも約6×10個の細胞、少なくとも約7×10個の細胞、8×10個の細胞、少なくとも約9×10個の細胞、少なくとも約1×10個の細胞、少なくとも約2×10個の細胞、少なくとも約3×10個の細胞、少なくとも約4×10個の細胞、少なくとも約5×10個の細胞、少なくとも約6×10個の細胞、少なくとも約7×10細胞、少なくとも約8×10個の細胞、少なくとも約9×10細胞、少なくとも約1×10個の細胞、少なくとも約2×10個の細胞、少なくとも約3×10個の細胞、少なくとも約4×10個の細胞、少なくとも約5×10個の細胞、少なくとも約6×10個の細胞、少なくとも約8×10個の細胞、少なくとも約9×10個の細胞、少なくとも約1×1010個の細胞、少なくとも約2×1010個の細胞、少なくとも約3×1010個の細胞、少なくとも約4×1010個の細胞、少なくとも約5×1010個の細胞、少なくとも約6×1010個の細胞、少なくとも約9×1010個の細胞、少なくとも約9×1010個の細胞、少なくとも約1×1011個の細胞、少なくとも約2×1011個の細胞、少なくとも約3×1011個の細胞、少なくとも約4×1011個の細胞、少なくとも約5×1011個の細胞、少なくとも約8×1011個の細胞、少なくとも約9×1011個の細胞、または少なくとも約1×1012個の細胞を含み得る。例えば、キットに、約5×1010個の細胞を含み得る。
実施例1:コード核酸のキメラ抗原受容体タンパク質のレンチウイルスプラスミドの構築およびウイルスパッケージング
以下の表1は、本発明の例のキメラ抗原受容体の各部の接続順序を説明するものである。
Figure 2021511784
1.antiGPC3−synNotch−GAL4VP64核酸断片の増幅
1)GPC3 scFv配列の増幅
従来のPCR法により抗GPC3のscFvの核酸配列(SEQ ID NO:2)を取得する。
PHR−PGK−antiCD19−synNotch−GAL4VP64(addgeneから購入)をテンプレートとしてPCRによって他の核酸配列を取得した。ここで、シグナル配列(SEQ ID NO:1)は、プライマーペア[上流プライマー:5’−tctcacgcgtcaagtggagc−3’(SEQ ID NO:14)、下流プライマー:5’−tctgcaccagctgcacctcgaggtcctcttcagag−3’(SEQ ID NO:15)]でPCR増幅を実行し、synNotch−GAL4VP64配列は、プライマーペア[上流プライマー:5’−atcctggactacagcttcacaggtggcgc−3’(SEQ ID NO:16)。下流プライマー:5’−agagccggcagcaggccgcgggaag−3’(SEQ ID NO:17)]でPCR増幅を実行した。
2.antiGPC3−synNotch−GAL4VP64核酸断片のスプライシング
antiGPC3 scfv核酸断片と等モルのシグナル配列核酸断片および等モルのsynNotch−GAL4VP64核酸断片を3断片スプライシングし、PCRを実行し、スプライシング条件:事前変性:94 ℃、4分;変性:94 ℃,40秒;アニーリング:42 ℃、40秒;伸長:68 ℃、3分20秒、7サイクル行った後、合計伸長68 ℃、10分であり、DNAポリメラーゼおよびフォワードプライマーとリバースプライマーを補足した後、PCR増幅を30サイクル行い、増幅条件は、事前変性:94 ℃、4分;変性:94 ℃、40秒;アニーリング:60 ℃、40秒;伸長:68 ℃、3分20秒、30サイクル行った後、合計伸長68 ℃、10分である。増幅して得られた断片は、antiGPC3−synNotch−GAL4VP64である。
3.GAL4UAS−IL12−PGK−mcherry核酸断片増幅
まず、pHR−GAL4UAS−tBFP−PGK−mcherry(addgeneから購入)をテンプレートとしてtBFPとPGK−mcherryとの間に1つのMluI制限酵素切断部位を添加し、次にこのプラスミドをテンプレートとして使用して構築を続行した。
1)IL12配列の増幅
PCR増幅によってIL12配列(ここで、IL12 P40の核酸配列は、SEQ ID NO:7に示され、IL12 P35の核酸配列は、SEQ ID NO:8に示される)を得た。
2)他の部分の核酸配列
他の部分の核酸配列は、pHR−GAL4UAS−tBFP−PGK−mcherryをテンプレートとしてPCR法によって得た。ここで、GAL4UAS配列は、プライマーペア[上流プライマー:5’−agatcgc gatgggaaaaaattc−3’(SEQ ID NO:28)、下流プライマー:5’−tgctgaacttcactctcatgatcc aacgaatgtcgag−3’(SEQ ID NO:29)]でPCR増幅を実行した。
4.GAL4UAS−IL12核酸断片のスプライシング
上記で取得したIL12核酸断片と等モルのGAL4UAS核酸断片をそれぞれ2断片スプライシングし、PCRを実行した。スプライシング条件は、事前変性:94 ℃、4分;変性:94 ℃,40秒;アニーリング:42 ℃、40秒;伸長:68 ℃、3分20秒、7サイクル行った後、合計伸長68 ℃、10分であり、DNAポリメラーゼおよびフォワードプライマーとリバースプライマーを補足した後、PCR増幅を30サイクル行い、増幅条件は、事前変性:94 ℃、4分;変性:94 ℃,40秒;アニーリング:60 ℃、40秒;伸長:68 ℃、3分20秒、30サイクル行った後、合計伸長68 ℃、10分である。増幅して得られた断片は、GAL4UAS−IL12である。
5.レンチウイルスプラスミドベクターの構築
レンチウイルスプラスミドベクターが使用するベクターシステムは、第3世代の自己不活性化レンチウイルスベクターシステムに属し、前記システムには、Gag/Polをコードするタンパク質と、Revタンパク質をコードするパッケージングプラスミドpsPAX2(addgeneから購入)、VSV−Gタンパク質をコードするエンベローププラスミドPMD2.G(addgeneから購入)の3つのプラスミドがある。
上記ステップ1および2で取得した標的遺伝子antiGPC3−synNotch−GAL4VP64をMluIおよびSacII制限酵素により二重消化され、同じ二重消化でpHRLSINベクター(addgeneから購入)に接続し;および標的遺伝子GAL4UAS−IL12は、NruIおよびMluI制限酵素により二重消化され、同じ二重消化でMluIのpHRLSINベクターに接続された。正常に構築されたベクターはシーケンスが正しく行われた後、レンチウイルスのパッケージングのために準備できる。
得られたターゲット断片を含むベクターは次のとおりである(機能要素と接続関係については、図1Aおよび図1Bを参照):
pHRLSIN−antiGPC3−synNotch−GAL4VP64(すなわち、pHR−antiGPC3−synNotch −GAL4VP64、ここで、antiGPC3−synNotch−GAL4VP64の配列は、SEQ ID NO:21に示さる);
pHRLSIN−GAL4UAS−IL12−PGK−mcherry(すなわち、pHR−GAL4UAS−IL12−PGK-mcherry、その配列は、SEQ ID NO:22に示さる)
6.プラスミドトランスフェクション293Tパッケージングレンチウイルス
1)トランスフェクションするために、6〜10継代まで培養した293T細胞を5×10の密度で10 cmペトリ皿に接種し、37 ℃、5% COで一晩培養し、培地は10%ウシ胎児血清を含むDMEMである;
2)10 μgの標的遺伝子プラスミドpHRLSIN−antiGPC3−synNotch−GAL4VP64、pHRLSIN−GAL4UAS−IL12−PGK−mcherryをそれぞれ3 μgのエンベローププラスミドpMD2.G、7.5 μgのパッケージングプラスミドpAX2と800 μlのブランクDMEM培養液に溶解し、均一に混合する;
3)60 μgのポリエーテルイミド(PEI)(1 μg/μl)を800 μlの無血清DMEM培養液に溶解し、穏やかに混合(または1000 rpmで5秒間ボルテックス)し、5分間インキュベートする;
4)トランスフェクション複合体の形成:プラスミド混合液をPEI混合液に加え、添加後すぐにボルテックスまたは穏やかに混合し、室温で20分間インキュベートする;
5)1.6 mlのトランスフェクション複合体を11 mlのDMEM培地を含む10 cmペトリ皿に滴下する(培地を交換する必要はない);
6)4−5時間後、トランスフェクトした293T細胞を10 %FBSのDMEM培地と交換する;
7)トランスフェクションの72時間後、ウイルス上清を0.45 μmのフィルターでろ過する;
8)5×PEG−8000 NaCl濃縮ウイルス、30 mlの初期溶液あたり7.5 mlの母液を加える。20−30分に1回、合計3−5回混合し、4 ℃で一晩放置する;
9)翌日4 ℃、4000 rpmで60分間遠心し、上清を廃棄し、遠心分離によって得られた沈殿物を1/10−1/50 の元の容量の溶解溶液で再懸濁し、−80 ℃で100 μl/チューブに保存して、レンチウイルス1を得た。
7.レンチウイルス力価の測定
1)293T細胞を1×10細胞の数で12ウェル培養プレートに接種し、1 ml/ウェル;0.6 μl/ mlで初期濃度10 μg/μlのpolybrene溶液に加え、最終濃度6 μg/ ml;37 ℃、5% COで1時間培養し、培養液は、10%ウシ胎児血清を含むDMEMである;
2)10 μl/ウェルのウイルス濃縮液を加えて3つの勾配で5倍に希釈し、37 ℃、5% COで培養する;
3)感染から72時間後、293T細胞をトリプシン消化(30秒)し、1 ml DMEM(10%FBS)を加えて消化を停止し、細胞懸濁液を2 mlの遠心チューブに(二等分)に移し、5000 rpmで5分間遠心し、上清を廃棄し;PBS(2% N−ブロモスクシンイミド(NBS))で2回洗浄する;
4)pHRLSIN−antiGPC3−synNotch−GAL4VP64ウイルス対照群細胞を直接にPBS(2% NBS)で2回洗浄し、対照として再懸濁し;実験群細胞は上記のとおり、実験群細胞+50 μl 1:50で希釈したAlexa(R)−647標識anti−myc抗体を氷上で45分間インキュベートし、5000 rpm/分、5分間遠心し、上清を廃棄し;2回繰り返し;500 μl PBS(2% NBS)を加え、フローチューブに移し、フローサイトメトリーでAlexa(R)−647チャネルを確認する;
5)pHRLSIN−GAL4UAS−IL12−PGK−mcherryウイルスフローサイトメトリーでPE−CF594チャネルを直接に検出する;
6)陽性率が5−20%の細胞数を適宜取り、力価(U/mL)=細胞数×陽性率/ウイルス体積を計算する。濃縮後に測定されたウイルス力価は、約pHRLSIN−antiGPC3−synnotch−GAL4VP64:1×10U/ml;pHRLSIN−GAL4UAS−IL12−PGK−mcherry:3×10U/mlである。
実施例2:NK92細胞の組換えレンチウイルス感染
実施例1で調製されたレンチウイルス1でNK92細胞を感染させて、GPC3−SYN−IL12−NK92細胞を得、具体的な操作は以下の通りである:
1)感染の1日前に24ウェルプレートに組換えヒトフィブロネクチン(Retronectin)をコーティングし、5 μg/ mlの組換えヒトフィブロネクチン溶液(PBS)380 μlを各ウェルに加え、4℃で一晩インキュベートする;
2)感染時に24ウェルプレート内の組換えヒトフィブロネクチン溶液(PBS)を廃棄し、PBS 1 mlで2回洗浄する。MOI = 30で上記の組換えレンチウイルスを感染させ、ポリブレン(polybrene)を最終濃度10 μg/mlで添加して感染効率を高め、ウェルあたりの細胞数は5×10で、培地は500 μl、32 ℃、1800 g、90分間遠心分離してから細胞インキュベーターに移し;
3)感染後の細胞を5×10/mlの密度で隔日継代する。
実施例3:GPC3−SYN−IL12−NK92細胞の同定
レンチウイルスに感染したNK92細胞は、培養7日目にフローサイトメトリーによって異なる受容体発現をテストされ、抗GPC3のN末端にはMycタグがあるため、Mycの発現の検出は、pHRLSIN−antiGPC3−synNotch−GAL4VP64に感染した陽性細胞であり、mcherryの発現の検出は、pHRLSIN−GAL4UAS−IL12−PGK−mcherryに感染した陽性細胞であり、Mycとmcherryの同時発現は、二重感染が成功した陽性細胞GPC3−SYN−IL12−NK92である。
1)異なる感染したNK92細胞からそれぞれ1×10細胞を取り、2 mlの遠心チューブに二等分し、4 ℃、5000 rpmで5分間遠心し、上清を捨て、PBSで2回洗浄する;
2)myc発現を検出するための対照群細胞を直接PBS(2%NBS)で2回洗浄し、対照として再懸濁し;実験群細胞は上記のとおり、実験群細胞+50 μl 1:50で希釈したAlexa(R)−647標識anti−myc抗体を氷上で45分間インキュベートする;
3)2 ml PBS(2% NBS)を加えて細胞を再懸濁し、4 ℃、5000 rpm/分で5分間遠心し、上清を廃棄し;2回繰り返す;
4)500 μl PBS(2% NBS)を加え、フローチューブに移す。フローサイトメトリーでAlexa(R)−647チャネルおよびPE−CF594チャネルを確認し、陽性のNK92細胞の割合を決定する。
結果は図2に示したとおり、GPC3−SYN−IL12−NK92細胞のMycおよびMcherryタグの二重陽性率は40.6%で、そのうちMycの陽性率は63.1%、Mcherryの陽性率は54.2%である。
GPC3−SYN−IL12−NK92細胞を5×10/mlの細胞密度で隔日継代培養し、カウントし、培養11日目に、約20〜40倍の増殖があり、二重感染したNK92細胞がインビトロで特定の数を実行できることを示し、後続のインビトロ毒性試験とインビボ試験に保証を提供した。
実施例4:GPC3−SYN−IL12−NK92細胞のIL12調節発現
1)調節発現は、次のとおりの材料を使用する:肝癌細胞株(Huh7(GPC3高発現)、PLC/PFR/5(GPC3低発現)、SK−Hep−1(GPC3発現しない)、SK−Hep−1−GPC3(GPC3過剰発現)を標的細胞抗原として刺激し、各標的細胞GPC3の発現状況は図3に示したとおりである。エフェクター細胞は、インビトロで12日間培養されたキメラ抗原受容体を発現するNK92細胞である;
2)エフェクターと標的の比率(effector:target)は、1:1で12ウェルプレートを2×10/ウェル;400gで1分間遠心して相互の接触を増加する;
3)実験群と対照群は以下のとおりである:
各実験群:各標的細胞 + GPC3−SYN−IL12−NK92
対照群:各標的細胞 + NK92
4)37 ℃、5% COで24時間共培養後、上清を回収し、ElisaキットでIL12の発現を検出する。
図4Aを参照すると、Elisaの結果から、それぞれGPC3中高発現する細胞株Huh7、PLC、およびGPC3過剰発現するSK−Hep−1を一緒にインキュベートして、本発明のGPC3−SYN−IL12−NK92細胞のIL12を分泌量は大幅に増加したが、GPC3を発現しないSK−Hep−1細胞のIL12はわずかな基本的な発現であり、GPC3−SYN−IL12−NK92細胞によって分泌されるIL12が標的抗原の刺激と調節に依存することを示す。
GPC3−Syn−IL12 NK92細胞とHuh7細胞およびSK−Hep−1−GPC3を一緒にインキュベートして、異なる時点でのIL12分泌が図4Bに示されたとりであり、時間の経過とともにIL12分泌が大幅に増加することを示す。
実施例5:CAR−T細胞の構築
一例として、本実施例ではGPC3のCAR−T細胞を標的とCARは、SEQ ID NO:23に示されるアミノ酸配列を有する。SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:24およびSEQ ID NO:26に示されるGPC−BBZ、GPC−28BBZ、GPC3−zのように、他の世代のCARも同様の効果があることを理解すべきである。
ベクターとしてpRRLSIN−cPPT.EF−1αを使用して、ヒト化抗体huGPC3の第2世代キメラ抗原受容体を発現するレンチウイルスプラスミド、PRRLSIN−cPPT.EF−1α−huGPC3−28Zを構築した。HuGPC3−28Z配列は、シグナルペプチド(SEQ ID NO:9)、huGPC3 scFV(SEQ ID NO:2)、CD8 hinge(SEQ ID NO:10)、CD28 膜貫通ドメイン(SEQ ID NO:11)および細胞内シグナル伝達ドメイン(SEQ ID NO:12)とCD3CD3ξの細胞内セグメント(SEQ ID NO:13)が構成される。
実施例1の操作を参照して、293Tパッケージングレンチウイルスをトランスフェクトし、レンチウイルス2を取得した。
レンチウイルス2を使用してT細胞を感染させ、GPC3−28Z CAR−T細胞を得た。
実施例6:インビトロ実験
CytoTox96非放射性細胞毒性検出キット(Promega社)を使用し、CytoTox96非放射性細胞毒性検出キットの指示を参照してください。
1)標的細胞:50 μLの2×10/mLのhuh7細胞、PLC/PRF/5、SK−Hep−1−GPC3、SK−Hep−1細胞を96ウェルプレートに接種する;
2)エフェクター細胞:エフェクターと標的の比率3:1、1:1または1:3でUTD、UTD+GPC3−Syn−IL12、GPC3−28Z、およびGPC3−28Z+GPC3−Syn−IL12細胞を加える。
エフェクター細胞と標的細胞を12時間一緒にインキュベートし、実験結果は図6に示したとおりである。
実施例7:インビボ腫瘍抑制実験
a.NSGマウスにHuh7移植腫瘍を接種する
Huh7細胞を、マウスあたり2×10個に皮下に接種する。
b.UTD、GPC3−28Z CAR−T細胞、および二重感染GPC3−SYN−IL12−NK92を準備する。
1)0日目に、3×10 PBMC細胞を取り、CD3−CD28抗体に従ってコーティング磁気ビーズ:細胞 = 2:1で磁気ビーズを追加し、培地はAIM−V(2%AB血清)で、総容量は5 mlである。そして最終濃度が500IU/mlのIL−2を加えた;
2)1日目に、24ウェル細胞培養プレートを組換えヒトフィブロネクチンでコーティングし:組換えヒトフィブロネクチンの濃度は5 μg/ml、380 μl/ウェル、4 ℃で一晩インキュベートする;
3)2日目に、ウイルス感染のために活性化細胞を採取し、各ウイルスに感染したPBMCの数は3×10でMOI = 10であった。細胞とウイルス液を組換えヒトフィブロネクチンでコーティングした24ウェルプレートに移し、感染条件は32 ℃、1800 rpmで40分間遠心する;
4)3日目に、感染したPBMC細胞を低速(500 rpm、10分)で遠心分離して死んだ細胞を取り除き、培地を交換する;
5)5日目に、CD3−CD28抗体でコーティングされた磁気ビーズを磁極で取り除き、12日間インキュベートする。
c.Huh7移植腫瘍にGPC3−28Z CAR−T細胞とGPC3−SYN−IL12−NK92細胞の養子免疫療法の併用を行う。
18日目に、NSGマウスにおけるHuh7の移植腫瘍の体積を測定し、約150 mmである。マウスを、UTD対照群、GPC3−28Z CAR−T単一治療群、GPC3−SYN−IL12−NK92単一治療群、およびGPC3−28Z CAR−T + GPC3−SYN−IL12−NK92併用治療群を含む4つの群に分け、各グループ6匹のマウスであり、グループ化されたマウスに養子免疫療法を行う。200 μlの細胞を尾静脈から注射する。
(a)UTD群(トランスフェクションベクターなしのT細胞群:1×10/個UTD。
(b)GPC3−28Z CAR−T細胞群:1×10/個の陽性細胞。
(c)GPC3−SYN−IL12−NK92群:1×10/個の陽性細胞。
(d)GPC3−28Z CAR−T + GPC3−SYN−IL12−NK92併用治療群:それぞれ1×10/個の陽性細胞、その後3〜4日ごとにGPC3−SYN−IL12−NK92細胞を再度投与し、合計4回投与し、毎回1×10/個の陽性細胞。
d.Huh7移植腫瘍のサイズを3〜4日ごとに測定し、マウスの各群の腫瘍体積の変化を記録し、腫瘍体積の計算式は(長さ×幅)/2である。結果は図5Aに示したとおり、GPC3−28ZCAR−T + GPC3−SYN−IL12−NK92併用治療群は、腫瘍の成長を大幅に抑制できることがわかる。
45日目に、マウスを首で死に至らしめ、マウスの皮下腫瘍を剥がして腫瘍の重量を測定し、結果は図5Bに示したとおり、対照群と比較して、GPC3−28Z CAR−T + GPC3−SYN−IL12−NK92併用治療群のマウスの腫瘍重量はより軽かった。
マウスの各群の腫瘍体積の変化を記録するプロセスで、マウスの体重変化を図5Cに示したとおり、各治療群のマウスの体積変化に統計的な差はなかった。データの統計的方法は、±SEM、*P < 0.05、**P < 0.01、***P < 0.001、****P < 0.0001、2 way ANOVAである。
従来の組織切片調製法を使用して、マウスの腫瘍組織を組織切片にした。組織切片を免疫組織化学で染色し、抗ヒトCD3抗体(Thermo Scientific)を使用して腫瘍組織切片のヒトCAR−T細胞を検出し、結果は図7に示したとおり、GPC3−28Z CAR−T + GPC3−SYN−IL12−NK92併用療法群では、CAR−T細胞の浸潤が多く、上記の結果は、併用療法群の2つの細胞間に相乗効果があることを示す。
結論:インビトロ実験では、GPC3−28Z + GPC3−Syn−IL12細胞は、対照群と比較して腫瘍細胞の殺傷に有意差はなかった。インビボ実験では、GPC3−28Z CAR−T + GPC3−SYN−IL12−対照群と比較して、NK92併用治療群のマウスの腫瘍増殖は有意に抑制された。
上記の実施例の説明は、本発明の核となる考えを理解するのを助けるためにのみ使用される。当業者にとって、本発明の原理から逸脱することなく、本発明の固体粉末組成物およびその調製方法にいくつかの改良および修飾を行うことができるが、これらの改良および修飾はまた、本発明の特許請求の範囲に含まれることに留意されたい。

Claims (35)

  1. 第1のベクターおよび第2のベクターを含むプラスミドベクターペアであって、
    前記第1のベクターは、Notchコアを含み、他の細胞外セグメントおよび細胞内セグメントのコード核酸分子をさらに含み、前記細胞内セグメントは、転写活性化因子を含むことが好ましく、前記第2のベクターは、前記第1のベクター中の細胞内セグメントに特異的に認識して結合する核酸分子およびIL12をコードする核酸分子を含むことを特徴とする、前記プラスミドベクターペア。
  2. 前記第1のベクターのNotchコアは、SEQ ID NO:3に示される核酸配列を有し、好ましくは、前記第1のベクターの細胞内セグメントは、GAL4VP64であり、前記第2のベクターは、GAL4UASを含むことを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  3. 前記細胞外セグメントは、抗原または前記抗原の抗体またはその断片を含み、または受容体または前記受容体のリガンドを含むことを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  4. 前記第1のベクターの細胞外セグメントは、腫瘍抗原を特異的に認識することができ、好ましくは、前記腫瘍抗原は、固形腫瘍抗原であり、前記腫瘍抗原は、前列腺特異性膜抗原(PSMA)、癌胎児性抗原(CEA)、IL13Ralpha、HER−2、CD19、NY−ESO−1、HIV−1 Gag、Lewis Y、MART−1、gp100、チロシナーゼ、WT−I、hTERT、メソセリン、EGFR、EGFRvIII、GPC3、EphA2、HER3、EpCAM、MUC1、MUC16、CLDN18.2、葉酸受容体、CLDN6、CD30、CD138、ASGPR1、CDH16、GD2、5T4、8H9、αvβ6インテグリン、B細胞成熟抗原(BCMA)、B7−H3、B7−H6、CAIX、CA9、CD20、CD22、κ軽鎖(kappa light chain)、CD33、CD38、CD44、CD44v6、CD44v7/8、CD70、CD123、CD171、CSPG4、EGP2、EGP40、ERBB3、ERBB4、ErbB3/4、FAP、FAR、FBP、胎児型AchR、GD2、GD3、HLA−AI MAGE A1、MAGE3、HLA−A2、IL11Ra、KDR、Lambda、MCSP、NCAM、NKG2Dリガンド、PRAME、PSCA、PSC1、ROR1、Sp17、SURVIVIN、TAG72、TEM1、TEM8、VEGRR2、HMW−MAA、VEGF受容体、および/またはフィブロネクチン、テネイシンまたは腫瘍壊死領域の癌胎児性変異体から選択された1つまたは複数であり、より好ましくは、前記腫瘍抗原は、GPC3またはCLDN18.2であることを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  5. 前記細胞外セグメントは、scFvを含み、好ましくは、anti−GPC3 scFvを含むことを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  6. 前記第1のベクターは、C−myc、FLAGおよび/またはHAなどのタグをさらに含むことを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  7. 前記第2のベクターは、GFP、BFPおよび/またはmcherryなどのレポーターをさらに含むことを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  8. 前記第1のベクターのオープンリーディングフレームは、順番にPGKプロモーター-シグナルペプチド−mycタグ-anti−GPC3 scFv-Notchコア-GAL4-リンカー-VP64を含み、前記第2のベクターは、順番にGAL4UAS-CMV minimalプロモーター−IL12−PGKプロモーター-mcherryを含むことを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  9. 前記第1のベクターのオープンリーディングフレームのヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:21に示される配列を含み、前記第2のベクターのオープンリーディングフレームのヌクレオチド配列は、SEQ ID NO:22に示される配列を含むことを特徴とする
    請求項1に記載のプラスミドベクターペア。
  10. 前記第1のベクターまたは第2のベクターは、それぞれの機能的変異体をさらに含み、前記変異体のヌクレオチド配列はそれぞれ、前記第1のベクターまたは第2のベクターのヌクレオチド配列と少なくとも50%、好ましくは70%、75%、80%、85%または90%、より好ましくは95%、96%、97%、98%または99%の同一性を有し、好ましくは、anti−GPC3 scFvは、SEQ ID NO:2に示されるヌクレオチド配列と少なくとも90%の同一性有することを特徴とする
    請求項1〜9のいずれか一項に記載のプラスミドベクターペア。
  11. 遺伝子修飾された免疫細胞であって、
    前記細胞は、請求項1〜10のいずれか一項のプラスミドベクターペアでトランスフェクトされることを特徴とする、前記遺伝子修飾された免疫細胞。
  12. 前記免疫細胞は、T細胞またはNK細胞であり、好ましくは、前記免疫細胞は、NK細胞であることを特徴とする
    請求項11に記載の免疫細胞。
  13. 前記NK細胞は、血液または細胞株に由来し、好ましくは、細胞株に由来し、より好ましくは、前記細胞株に由来するNKはNK92細胞株であることを特徴とする
    請求項12に記載の免疫細胞。
  14. IL12の局所分泌またはIL12の発現の調節のための薬物の調製における請求項1−10のいずれか一項のプラスミドベクターペアまたは請求項11−13のいずれか一項の免疫細胞の応用。
  15. CAR−T細胞の殺傷効果を増強するための薬物の調製における請求項1−10のいずれか一項のプラスミドベクターペアまたは請求項11−13のいずれか一項の免疫細胞の応用。
  16. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原は、前記CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原と同じであることを特徴とする
    請求項15に記載の用途。
  17. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原および前記CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて同じ腫瘍で発現されることを特徴とする
    請求項15に記載の用途。
  18. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべてGPC3であることを特徴とする
    請求項16に記載の用途。
  19. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて肝臓癌で発現されることを特徴とする
    請求項17に記載の用途。
  20. 前記免疫細胞の第1のベクターは、SEQ ID NO:21に示される配列を含み、前記第2のベクターは、SEQ ID NO:22に示される配列を含み、前記CAR−T細胞のCARは、SEQ ID NO:23、24または25に示される配列を有することを特徴とする
    請求項17に記載の用途。
  21. 前記免疫細胞とCAR−T細胞の細胞投与比は、1:1〜4:1であることを特徴とする
    請求項14〜20のいずれか一項に記載の用途。
  22. 前記免疫細胞は1回の投与サイクルで複数回の投与に分割され得ることを特徴とする
    請求項14〜21のいずれか一項に記載の用途。
  23. 請求項11−13のいずれか一項に記載の免疫細胞およびCAR−T細胞を含む組成物。
  24. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原は、CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原と同じであることを特徴とする
    請求項23に記載の組成物。
  25. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて同じ腫瘍で発現されることを特徴とする
    請求項23に記載の組成物。
  26. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべてGPC3であることを特徴とする
    請求項24に記載の組成物。
  27. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外セグメントによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて肝臓癌で発現されることを特徴とする
    請求項25に記載の組成物。
  28. 前記免疫細胞の第1のベクターは、SEQ ID NO:21に示される配列を含み、前記第2のベクターは、SEQ ID NO:22に示される配列を含み、
    前記CAR−T細胞のCARは、具有SEQ ID NO:23、24または25に示される配列を有することを特徴とする
    請求項23に記載の組成物。
  29. 前記免疫細胞とCAR−T細胞の細胞投与比は、1:1〜4:1であることを特徴とする
    請求項23〜28のいずれか一項に記載の組成物。
  30. 組み合わせキットであって、
    請求項11〜13のいずれか一項に記載の免疫細胞のキットAおよびCAR−T細胞含有キットBを含むことを特徴とする、前記組み合わせキット。
  31. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原は、CAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原と同じであることを特徴とする
    請求項30に記載の組み合わせキット。
  32. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて同じ腫瘍で発現されることを特徴とする
    請求項30に記載の組み合わせキット。
  33. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべてGPC3であることを特徴とする
    請求項31に記載の組み合わせキット。
  34. 前記免疫細胞の第1のベクターの細胞外ドメインによって特異的に認識される腫瘍抗原およびCAR−T細胞によって認識される腫瘍抗原はすべて肝臓癌で発現されることを特徴とする
    請求項32に記載の組み合わせキット。
  35. 前記免疫細胞の第1のベクターは、SEQ ID NO:21に示される配列を含み、前記第2のベクターは、SEQ ID NO:22に示される配列を含み、前記CAR−T細胞のCARは、SEQ ID NO:23、24または25に示される配列を有することを特徴とする
    請求項30に記載の組み合わせキット。
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