JP2021519069A - 遺伝子改変リンパ球の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本開示は、概して、HIVの処置または防止のための免疫化および免疫療法に関する。特に、本方法は、末梢血単核細胞(PBMC)を供給源から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドでPBMCを刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCから枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含むステップと、枯渇させたPBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、形質導入されたPBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含む。

Description

関連出願への相互参照
この出願は、「METHODS OF MANUFACTURING GENETICALLY−MODIFIED LYMPHOCYTES」との表題の2018年3月27日に出願された米国仮特許出願第62/648,804号(この開示は、参考として本明細書に援用される)に基づく優先権を主張する。
分野
本発明は、概して、HIVの処置および防止のための免疫化および免疫療法の分野に関する。特に、開示されている方法は、そのようなHIV+の個体に注入するのに好適な細胞産物を調製するために、非標的細胞を枯渇させるステップを含む、治癒を求めるHIV+の個体から白血球を得るステップと、処理するステップと、増殖させるステップとに関する。
背景
抗レトロウイルス薬併用療法(Combination antiretroviral therapy)(cART)(高活性抗レトロウイルス薬療法(Highly Active Antiretroviral Therapy)またはHAARTとしても公知)は、HIV−1の複製を制限し、疾患進行を遅延させるが、薬物の毒性および薬物耐性ウイルスの出現が、HIV感染者の長期制御における課題である。さらに、伝統的な抗レトロウイルス薬療法は、AIDS発症または死の遅延には成功しているものの、治癒をもたらすには至っていない。代替的な処置戦略が必要である。
免疫系がHIV複製の制限において通常は不十分であるとはいえ主要な役割を果たすことを示すデータの出現により、HIV感染のための免疫療法には強い関心が寄せられている。いくつかの研究においてHIVに対するワクチンが試験されたが、今日まで十分な成功を収めていない。さらに、遺伝子療法技術を利用することによるHIV免疫療法の強化に関心が示されているが、他の免疫療法のアプローチと同じく、十分な成功を収めていない。
遺伝子療法は、ウイルスベクターの使用を伴い得る新しい治療薬を作り出す可能性のある、生物医学研究の中で最も成熟した分野のうちの1つである。療法に利用可能な多種多様な可能性のある遺伝子を考慮すると、感染性および非感染性疾患を処置する手段としての遺伝子療法の期待に応えるためには、これらの遺伝子を送達する効率的な手段が必要である。マウスのレトロウイルス、アデノウイルス、パルボウイルス(アデノ随伴ウイルス)、コクサッキーウイルス、麻疹ウイルス、ピコルナウイルス、フラビウイルス、ワクシニアウイルス、およびヘルペスウイルスを含むいくつかのウイルスシステムが、治療用の遺伝子移入ベクターとして提唱されてきた。しかし、ウイルスベクターのin vivoでの適用は、ウイルス構造タンパク質および/または形質導入された遺伝子産物に対する宿主免疫応答によって限定されることが多い。
レンチウイルスベクターは概して細胞傷害を誘導せず、強力な宿主免疫応答を誘発しないものの、いくつかの免疫刺激性遺伝子産物をコードするHIV−1などの一部のレンチウイルスは、in vivoで細胞傷害をもたらし、強力な免疫応答を誘導する可能性を有する。レンチウイルスベクターの使用に関する別の重要な問題は、ある特定の細胞傷害性ウイルスタンパク質に曝露された際のT細胞の細胞変性または機能的無応答性の可能性の問題である。同様に、多くの場合、組換えにより、複製可能な毒性レンチウイルスが発生する可能性が懸念される。遺伝子療法技法を使用したHIV免疫療法では、保護的な遺伝子改変を有する十分な数のHIV特異的CD4 T細胞を得られないことにより、典型的には、抗レトロウイルス療法を中止した際にHIVの迅速な再出現がもたらされる。
HIVの治癒を達成しようとするこれまでの努力は、とりわけ、こうした理由で十分ではない。したがって、改善されたHIV処置が依然として必要とされている。
要旨
一態様では、方法が提供される。本方法は、末梢血単核細胞(PBMC)を供給源から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドでPBMCを刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCから枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、枯渇させたPBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、形質導入されたPBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含む。複数の実施形態では、少なくとも1サブセットの細胞は、CD8+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、好中球、好塩基球、好酸球、肥満細胞、樹状細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む。
複数の実施形態では、培養は、静置培養システムまたは半静置培養システムで行われる。複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドは、合成の重複ペプチドのプールを含む。複数の実施形態では、合成の重複ペプチドのプールは、HIV Gagポリタンパク質を含む。複数の実施形態では、枯渇は、枯渇させたPBMCから少なくとも1サブセットの細胞を分離することを含む。複数の実施形態では、分離は、磁気ビーズ分離を含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNA、またはHIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む。複数の実施形態では、HIV RNA配列は、HIV Vif配列、HIV Tat配列、またはそれらのバリアントを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、マイクロRNAまたはshRNAを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、または配列番号30の少なくとも1つと、少なくとも80%、または少なくとも85%、または少なくとも90%、または少なくとも95%の同一性を有するマイクロRNAを含む。
別の態様では、HIVに感染した被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球が提供される。遺伝子改変リンパ球は、少なくとも1つのリンパ球を含む末梢血単核細胞(PBMC)を被験体から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで少なくとも1つリンパ球を刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCから枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、少なくとも1つのリンパ球に、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、PBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含むプロセスによって調製される。
別の態様では、予防用または治療用HIVワクチンで免疫された被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球が提供される。遺伝子改変リンパ球は、少なくとも1つのリンパ球を含む末梢血単核細胞(PBMC)を被験体から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで少なくとも1つリンパ球を刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCからの枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、少なくとも1つのリンパ球に、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、PBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含むプロセスによって調製される。
別の態様では、HIVに曝露されたが感染してない被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球が提供される。遺伝子改変リンパ球は、少なくとも1つのリンパ球を含む末梢血単核細胞(PBMC)を被験体から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで少なくとも1つリンパ球を刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCからの枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、少なくとも1つのリンパ球に、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、PBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含むプロセスによって調製される。
別の態様では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドでPBMCを刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCからの枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、枯渇させたPBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップとを含む方法が提供される。複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドは、HIV gagペプチドを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNA、またはHIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む。複数の実施形態では、HIV RNA配列は、HIV Vif配列、HIV Tat配列、またはそれらのバリアントを含む。
図1は、本開示のex vivo処置方法のフロー図を示す。
図2は、本開示に従うCD4+T細胞の変更および新しい感染の防止を示す。
図3は、治療用ベクター、ヘルパープラスミド、およびエンベローププラスミドからなる、例示的なレンチウイルスベクターシステムを示す。ここで示されている治療用ベクターは、本明細書においてAGT103とも呼ばれる好ましい治療用ベクターであり、miR30CCR5−miR21Vif−miR185−Tatを含有する。
図4は、環状化形態の例示的な3ベクターのレンチウイルスベクターシステムを示す。
図5は、環状化形態の例示的な4ベクターのレンチウイルスベクターシステムを示す。
図6は、環状化形態の、さらなる例示的な3ベクターのレンチウイルスベクターシステムを示す。
図7は、例示的なベクター配列を示す。CCR5向性HIV株の伝播を阻害するためのプロモーターおよびmiRクラスターのプラス(すなわち、ゲノム)鎖配列を開発した。上段の配列(配列番号86)は、その3’末端に制限認識部位を含むEF−1アルファプロモーターである。下段の3つの配列は、制限認識部位を含むmiR30 CCR5(配列番号87)、miR21 Vif(配列番号88)、およびmiR185 Tat(配列番号89)配列である。下線のない配列の部分は、制限認識部位を表わす。
図8は、CD8+T細胞を枯渇させるステップを含む、CD4+T細胞を産生するための例示的な方法のフロー図を示す。
図9は、Gagペプチド刺激細胞からCD8+T細胞が枯渇させた場合、CD4+T細胞が実質的に増加することを実証するデータを示す。
図10は、CD8+T細胞を枯渇させた場合、CD4+細胞が増加し、Vδ1細胞が増大することを実証するデータを示す。
図11は、CD8+T細胞枯渇が、標的細胞の収量をおよそ6倍増加させたことを実証するデータを示す。
図12は、Gagペプチド刺激細胞からCD8+T細胞を枯渇させた場合、CD4+T細胞が3倍増加することを実証するデータを示す。
図13は、CD8+T細胞枯渇が、CD56+NK細胞の拡大増殖をもたらしたことを実証するデータを示す。
図14は、CD8+T細胞、CD56+細胞、CD19+B細胞、およびγδ細胞を枯渇させるステップを含む、CD4+T細胞を産生する例示的な方法のフロー図を示す。
図15は、(i)枯渇無し、(ii)CD8+T細胞枯渇;(iii)CD8+T細胞枯渇およびγδ細胞枯渇;ならびに(iv)CD8+T細胞枯渇、γδ細胞枯渇、およびB細胞枯渇を含む様々な細胞枯渇戦略を使用して、CD4+T細胞収量に対する効果を実証するデータを示す。
図16は、(i)枯渇無し、(ii)CD8+T細胞枯渇;ならびに(iii)CD8+T細胞枯渇、CD56+細胞枯渇、γδ細胞枯渇、およびB細胞枯渇を含む様々な細胞枯渇戦略を使用して、CD4+T細胞収量に対する効果を実証するデータを示す。
図17は、CD8+T細胞、CD56+細胞、CD19+細胞、およびγδ細胞を枯渇させる4種細胞枯渇ステップを含む、CD4+T細胞を産生する例示的な方法のフロー図を示す。
図18は、4種細胞枯渇プロセスを使用したCD4+T細胞発現の結果を実証するデータを示す。
詳細な説明
概説
本明細書では、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)疾患を処置および/または防止して機能的治癒を達成するための方法および組成物が開示される。本方法および組成物は、後述するように、組み込みレンチウイルス、非組み込みレンチウイルス、および関連するウイルスベクター技術を含む。
本明細書では、治療用ウイルスベクター(例えば、レンチウイルスベクター)、免疫療法、およびHIV感染を処置するためにそれらを使用する方法が開示される。複数の実施形態では、HIV感染の機能的治癒を達成するための方法および組成物が提供される。本明細書の図1に示されるように、本開示の様々な態様および実施形態は、第1の刺激事象、例えば、HIV感染患者において、例えばHAARTの毎日の投与によるウイルス血症の安定な抑制と共に、HIVに対する強力な免疫応答をもたらすことを意図するワクチンを用いた、第1の治療的免疫化を含み得る。複数の実施形態では、白血球画分が、アフェレーシス産物から精製される。これに続いて、(1)精製された白血球を、免疫原性HIVタンパク質である少なくとも1つの合成ペプチドで刺激すること、(2)物理的分離方法により不必要な細胞を枯渇させること、(3)刺激および枯渇された白血球集団を治療用レンチウイルスベクターで形質導入すること、(4)形質導入された細胞を、少なくとも1日間にわたって成長させるために静置培養ベッセルに移すこと、(5)静置培養ベッセルから細胞を採取すること、(6)成長培地を、注入用の凍結保存溶液および凍結細胞と置換すること、ならびに(7)元の患者に再注入して戻すことが続く。
様々な方法および組成物を使用して、CD4+T細胞などの注入された細胞が、HIV感染を有する個人の体内に再び存在してもHIVに感染することを防止することができる。例えば、図2に解説されているように、注入された細胞が感染するのを防止するためには、CCR5発現をモジュレートしてウイルスの侵入を防止することができる。さらに、残存するあらゆる感染性ウイルスRNAの破壊をターゲティングすることもできる。前出のことに関し、また本明細書の図2を参照すると、CCR5の非存在下でさえHIVに感染した細胞、または形質導入前に既に感染しており、感染性ウイルスの放出を防止することが必要である細胞におけるHIVウイルスのサイクルを止める組成物および方法が提供される。HIVウイルスのサイクルを止めるためには、潜伏感染CD4+T細胞などの潜伏感染細胞によって産生されるウイルスRNAをターゲティングする。
HIVの治癒を達成しようとするこれまでの試みは、とりわけ、保護的な遺伝子改変を有するHIV特異的CD4 T細胞が十分な数だけ得られなかったことが原因で不成功に終わっている。この数が臨界閾値を下回っていると、本明細書に記載される治癒は達成されない。例えば、抗レトロウイルス薬療法が終了すると、通常、HIVの再出現が続いて起こる。その後、患者は多くの場合、HIV特異的CD4 T細胞の急速な破壊を経験し、過去の遺伝子療法にもかかわらず、疾患進行の再開が続く。本明細書に記載される組成物および方法に従うHIV特異的T細胞の選択的濃縮を用いることにより、様々な実施形態において治癒を含む、新しいHIV処置レジメンが開発された。
定義および解釈
本明細書で別途定義されない限り、本開示との関連で使用される科学および技術用語は、当業者により一般的に理解されている意味を有するものとする。さらに、文脈により別途必要とされない限り、単数形の用語は複数形を含み、複数形の用語は単数形を含むものとする。概して、本明細書に記載される、細胞および組織培養、分子生物学、免疫学、微生物学、遺伝学ならびにタンパク質および核酸の化学、およびハイブリダイゼーションに関連して使用される命名法、ならびにこれらの技術は、当技術分野で周知であり一般的に使用されているものである。特記なき限り、本開示の方法および技術は概して、当技術分野で周知であり、かつ本明細書随所で引用され、論じられる様々な一般的参考文献およびより具体的な参考文献に記載されている、従来の方法に従って行われる。例えば、Sambrook J.およびRussell D. Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、N.Y.(2000年)、Ausubelら、Short Protocols in Molecular Biology: A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology、Wiley, John & Sons, Inc.(2002年)、HarlowおよびLane Using Antibodies: A Laboratory Manual; Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、N.Y.(1998年)、およびColiganら、Short Protocols in Protein Science、Wiley,John & Sons, Inc.(2003年)を参照されたい。任意の酵素反応または精製技術は、製造元の仕様に従って、当技術分野で一般的に実行されるように、または本明細書に記載されるように行われる。本明細書に記載される、分析化学、合成有機化学、ならびに医薬品および製薬化学に関連して使用される命名法、ならびにこれらの検査手技および技術は、当技術分野で周知であり一般的に使用されているものである。
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、当業者には理解され、この用語が使用される文脈に応じてある程度異なるであろう。「約」という用語が使用される文脈を考慮して、その用語の使用が当業者にとって明確でない場合、「約」は、特定の用語の最大プラス10%またはマイナス10%を意味する。
本明細書で使用される場合、活性剤「の投与」または「を投与すること」という用語は、処置を必要とする被験体に、この個体の身体に治療上有用な形態および治療有効量で導入され得る形態で、本開示の活性剤を提供することを意味する。
本明細書で使用される場合、「AGT103」という用語は、本明細書で詳述される、miR30−CCR5/miR21−Vif/miR185−TatマイクロRNAクラスター配列を含有するレンチウイルスベクターの特定の実施形態を指す。
本明細書で使用される場合、「AGT103−T」という用語は、AGT103レンチウイルスベクターを含有するレンチウイルスが形質導入された細胞を指す。
本明細書で使用される場合、「CCR5」という用語は、C−Cケモカイン受容体5を指す。本明細書における「CCR5デルタ32」への言及は、CCR5遺伝子における変異体遺伝子型への言及である。
本明細書で使用される場合、「CD」という用語は、特定の表面抗原分類タンパク質を指す。本明細書で使用されるこの用語の非限定的な例は、CD4タンパク質発現である。このようなタンパク質の例としては、CD4が挙げられるが、これに限定されない。
本明細書で使用される場合、「cART」という用語は、抗レトロウイルス薬併用療法(combination antiretroviral therapy)を指す。「cART」という用語は、HAART(高活性抗レトロウイルス薬療法)と同義的に使用される場合がある。
本明細書で使用される場合、語句「コード配列」は、転写または逆転写され得る任意のウイルスベクター配列を記述する。「コード配列」は、限定されるものないが、転写または逆転写され得る外因性配列(例えば、細胞に形質導入またはトランスフェクトされているベクターにある配列)を含む。
本明細書で使用される場合、組成物および方法を規定するために使用される際の移行句「含む(comprising)」は、組成物および方法が、記載されている要素を含むが、他のものを除外しないことを意味する。本明細書で使用される場合、組成物および方法を規定するために使用される際の「からなる(consisting of)」は、組成物および方法が、組成物の微量要素よりも多くの他の成分および実質的な方法ステップを除外することを意味する。こうした移行句の各々によって規定される複数の実施形態は、本開示の範囲内にある。例えば、方法および組成物が、追加のステップおよび成分を含んでいてもよく(含む(comprising))、またはその代わりに重要ではないステップおよび組成物を含む(から本質的になる(consisting essentially of))、またはその代わりに表記の方法ステップもしくは組成物のみを意図する(からなる(consisting of))ことが意図される。さらに、本明細書で使用される場合、「includes(含む)」という用語は、限定することなく含むことを意味する。
本明細書で使用される場合、「生着(engraftment)」という用語は、細胞供給源の注入後の被験体における持続的生着の定量的レベルを決定することが当業者にとって可能であることを指す(例えば、Rosenbergら、N. Engl. J. Med.、323巻:570〜578頁(1990年)、Dudleyら、J. Immunother.、24巻:363〜373頁(2001年)、Yeeら、Curr. Opin. Immunol.、13巻:141〜146頁(2001年)、Rooneyら、Blood、92巻:1549〜1555頁(1998年)を参照されたい)。
本明細書で使用される場合、「発現」、「発現される」、または「コードする」という用語は、ポリヌクレオチドがmRNAに転写されるプロセス、および/または転写されたmRNAがその後ペプチド、ポリペプチド、もしくはタンパク質に翻訳されるプロセスを指す。発現は、真核細胞におけるmRNAのスプライシング、または他の形態の転写後修飾もしくは翻訳後修飾を含む場合がある。
本明細書で使用される場合、上記および本明細書に言及した、また本明細書でさらに定義される「機能的治癒」という用語は、cARTまたはHAARTなどの継続的なHIV療法を過去に必要としたHIV+の個体が、そのようなHIV療法のより低い用量、断続的な用量、交代的な薬物の組合せまたは単剤を使用するか、またはその投薬を中止した場合に、ウイルス複製が低いかまたは検出不可能な状態で生存し得るような状況または状態を指す。個体は、低レベルのウイルス複製を維持し、疾患進行を減速または終結させるために補助療法が未だ必要であっても「機能的に治癒した」と言われる場合がある。機能的治癒の起こり得る転帰は、特定される時間枠、例えば1か月間、3か月間、6か月間、1年間、3年間、および5年間、ならびに定義され得るその他すべての時間枠内に再発が検出されないような、HIVのすべてまたは実質的にすべての最終的な根絶である。
本明細書で使用される場合、語句「HIV特異的ペプチド」は、CD4+T細胞を含むT細胞において抗HIV応答を生成することができるか、またはそうでなければ、限定されるものではないが任意のGAGペプチドを含む、HIVに関するか、もしくは発現されるか、もしくはコードされる任意のペプチドを指す。
本明細書で使用される場合、「HIVワクチン」という用語は、HIV特異的免疫応答を誘発することを意図する、免疫原と、ビヒクルと、アジュバントを包含する。「HIVワクチン」という用語は、本明細書に記載される「刺激剤」という用語の意味に含まれる。「HIVワクチン」は、HIVであり得る精製された不活化ウイルス粒子もしくは不活化ウイルス粒子全体、または、特異的免疫を誘発することができるHIVタンパク質、糖タンパク質もしくはタンパク質断片を産生するように細胞を指向することができる組換え細菌ベクター、プラスミドDNAもしくはRNAに加えて、HIVタンパク質、タンパク質断片もしくはペプチド、糖タンパク質断片もしくはグリコペプチドを発現することができる組換えウイルスベクターを含み得る。代わりに、形質導入の前にHIV特異的CD4 T細胞を濃縮する目的で、またはレンチウイルスを形質導入したCD4 T細胞のin vitroアッセイのために、抗CD3/CD28ビーズ、T細胞受容体特異的抗体、マイトジェン、スーパー抗原、サイトカイン、および他の化学的または生物学的刺激をはじめとする免疫刺激のための特定の方法を使用して、樹状細胞、T細胞またはB細胞を活性化してもよい。活性化物質は、可溶性であってもよく、ポリマー集合体であってもよく、リポソームもしくはエンドソームベースであってもよく、またはビーズに連結していてもよい。刺激に対する細胞の応答を改善し、かつ/または培養および形質導入の間のCD4 T細胞の生存を改善するために、インターロイキン2、6、7、12、15、23、またはその他を含むサイトカインを付加してよい。前出のいずれも限定するものではないが、代わりに、「HIVワクチン」という用語は、MVA/HIV62Bワクチンならびにそのバリアントおよび類似体を包含する。MVA/HIV62Bワクチンは、公知の高度に弱毒化した二重組換えMVAワクチンである。MVA/HIV62Bワクチンは、公知のMVAベクターにHIV−1 gag−polおよびenv配列を挿入することによって構築された(例えば、Goepfertら(2014年)J. Infect. Dis.、210巻(1号):99〜110頁を参照されたい。また、WO2006026667も参照されたい。これらはいずれも参照により本明細書に組み込まれている)。「HIVワクチン」という用語には、以下の表1、および優先権書類(そのすべてはその全体が本明細書に組み込まれている)に含まれる任意の同様の表に提供される、任意の1つまたは複数のワクチンも含まれる。
Figure 2021519069
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本明細書で使用される場合、「in vivo」という用語は、生きている生物において起こるプロセスを指す。「ex vivo」という用語は、生きている生物の外側で起こるプロセスを指す。例えば、in vivo処置とは、患者の体内で起こる処置を指し、一方でex vivo処置とは、患者の体外で起こるが、それでもその患者由来の組織を使用するか、その組織に接近するか、またはその組織と相互作用する処置である。ex vivo処置ステップはその後、後続のin vivo処置ステップを含んでもよい。
本明細書で使用される場合、「miRNA」という用語はマイクロRNAを指し、本明細書では「miR」と呼ばれる場合もある。「マイクロRNAクラスター」という用語は、ベクター上で互いの近傍に位置し、かつ共発現する、少なくとも2つのマイクロRNAを指す。
本明細書で使用される場合、「パッケージング細胞株」という用語は、レンチウイルス粒子を発現させるために使用され得る任意の細胞株を指す。
本明細書で使用される場合、「PBMC」という用語は末梢血単核細胞を指す。
本明細書で使用される場合、「パーセント同一性」という用語は、2つまたはそれよりも多い核酸またはポリペプチド配列の文脈では、後述の配列比較アルゴリズム(例えば、BLASTPおよびBLASTN、または当業者に利用可能な他のアルゴリズム)のうちの1つを使用して、または目視検査により測定して、最大の一致のために比較およびアラインメントしたとき、同じであるヌクレオチドまたはアミノ酸残基の特定のパーセンテージを有する、2つまたはそれよりも多い配列またはサブ配列を指す。適用に応じて、「パーセント同一性」は、比較されている配列の領域にわたって、例えば機能的ドメインにわたって存在する場合もあれば、または代替的に、比較される2つの配列の全長にわたって存在する場合もある。配列比較では、典型的には1つの配列が参照配列としての機能を果たし、これに対して試験配列が比較される。配列比較アルゴリズムを使用する場合、試験配列および参照配列をコンピュータに入力し、必要に応じてサブ配列の座標を指定し、配列アルゴリズムプログラムパラメータを指定する。次いで、配列比較アルゴリズムが、指定されたプログラムパラメータに基づき、参照配列に対する試験配列のパーセント配列同一性を算出する。
比較のための配列の最適なアラインメントは、例えば、SmithおよびWaterman、Adv.Appl. Math.、2巻:482頁(1981年)の局所相同性アルゴリズム、NeedlemanおよびWunsch、J. Mol. Biol.、48巻:443頁(1970年)の相同性アラインメントアルゴリズム、PearsonおよびLipman、Proc.Nat'l. Acad. Sci. USA、85巻:2444頁(1988年)の類似性検索方法、これらのアルゴリズム(Wisconsin Genetics Software Package、Genetics Computer Group、575 Science Dr.、Madison、Wis.のGAP、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA)のコンピュータによる実装、または目視検査(Ausubelら、下記を全体的に参照されたい)によって実施することができる。
パーセント配列同一性および配列類似性を決定するために好適なアルゴリズムの一例は、Altschulら、J. Mol. Biol.、215巻:403〜410頁(1990年)に記載されているBLASTアルゴリズムである。BLAST分析を行うためのソフトウェアは、National Center for Biotechnology Informationのウェブサイトから公的に利用可能である。
2つのヌクレオチド配列間のパーセント同一性はGCGソフトウェアパッケージ(http://www.gcg.comにて利用可能)のGAPプログラムを使用し、NWSgapdna.CMPマトリクスと、40、50、60、70、または80のギャップ重みと、1、2、3、4、5、または6の長さ重みとを使用して決定することができる。2つのヌクレオチドまたはアミノ酸配列間のパーセント同一性は、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれているE.MeyersおよびW.Millerのアルゴリズム(CABIOS、4巻:11〜17頁(1989年))を使用し、PAM120残基重み表(weight residue table)、12のギャップ長さペナルティ、および4のギャップペナルティを使用して決定することもできる。加えて、2つのアミノ酸配列間のパーセント同一性は、GCGソフトウェアパッケージ(http://www.gcg.comにて利用可能)のGAPプログラムに組み込まれているNeedlemanおよびWunsch(J. Mol. Biol.(48巻):444〜453頁(1970年))のアルゴリズムを使用し、Blossum62マトリクスまたはPAM250マトリクスのいずれかと、16、14、12、10、8、6、または4のギャップ重みと、1、2、3、4、5、または6の長さ重みとを使用して決定することができる。
本開示の核酸およびタンパク質配列は、公開データベースに対する検索を行うための「クエリー配列」としてさらに使用して、例えば、関連する配列を特定することができる。このような検索は、Altschulら(1990年)、J. Mol. Biol.、215巻:403〜10頁のNBLASTおよびXBLASTプログラム(バージョン2.0)を使用して行うことができる。NBLASTプログラム、スコア=100、ワード長=12を用いてBLASTのヌクレオチド検索を行うと、本開示の核酸分子と相同なヌクレオチド配列を得ることができる。XBLASTプログラム、スコア=50、ワード長=3を用いてBLASTのタンパク質検索を行うと、本開示のタンパク質分子と相同なアミノ酸配列を得ることができる。比較目的のためのギャップありアラインメントを得るためには、Altschulら(1997年)、Nucleic Acids Res.、25巻(17号):3389〜3402頁に記載されているGapped BLASTを利用することができる。BLASTおよびGapped BLASTプログラムを利用する際は、それぞれのプログラム(例えば、XBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメータを使用してよい。http://www.ncbi.nlm.nih.govを参照されたい。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される」という用語は、健全な医学的判断の範囲内で、合理的な利益/リスク比に見合った、過度の毒性、刺激作用、アレルギー応答、または他の問題もしくは合併症を伴わずに、ヒトおよび動物の組織、臓器、および/または体液と接触させて使用するのに好適な化合物、物質、組成物、および/または剤形を指す。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される担体」という用語は、生理学的に適合性のある、ありとあらゆる溶剤、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤などを指し、これらを含む。本組成物は、薬学的に許容される塩、例えば、酸付加塩または塩基付加塩を含み得る(例えば、Bergeら(1977年)、J Pharm Sci、66巻:1〜19頁を参照されたい)。
本明細書で使用される場合、「物理的選択方法」という用語は、細胞のより大きな混合物(例えばPBMC)中の細胞型を陽性選択または陰性選択するために使用され得る任意の物理的方法を指す。物理的選択方法の非限定的な例は、磁性ビーズによるソーティングである。
本明細書で使用される場合、「配列番号(SEQ ID NO)」という用語は、「配列番号(Sequence ID No)」という用語と同義である。
本明細書で使用される場合、「低分子RNA」という用語は、概して約200ヌクレオチドまたはそれ未満よりも短い長さであり、サイレンシングまたは干渉機能を有する非コードRNAを指す。他の実施形態では、低分子RNAは、約175ヌクレオチドもしくはそれ未満、約150ヌクレオチドもしくはそれ未満、約125ヌクレオチドもしくはそれ未満、約100ヌクレオチドもしくはそれ未満、または約75ヌクレオチドもしくはそれ未満の長さである。このようなRNAは、マイクロRNA(miRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、二本鎖RNA(dsRNA)、および低分子ヘアピン型RNA(shRNA)を含む。本開示の「低分子RNA」は、標的遺伝子の遺伝子発現を、例えば標的遺伝子のmRNAの破壊をもたらす経路によって阻害またはノックダウンすることができなければならない。
本明細書で使用される場合、用語「静置培養」は、細胞培養期間の継続期間にわたって、物理的に撹拌、揺動されないか、またはそうでなければ意図的な運動に供されない細胞培養環境を指す。
本明細書で使用される場合、用語「半静置培養」は、細胞培養期間の継続期間にわたって、最小限の意図的な運動、揺動、または物理的撹拌に供される細胞培養環境を指す。
本明細書で使用される場合、「刺激剤」という用語は、免疫応答を刺激することができるあらゆる外因性因子を指し、限定されるものではないが、ワクチン、HIVワクチン、およびHIVまたはHIV関連ペプチドを含む。刺激剤は、好ましくは、T細胞応答を刺激することができる。
本明細書で使用される場合、「被験体」という用語は、ヒト患者を含むが、他の哺乳動物も含む。「被験体」、「個体」、「宿主」、および「患者」という用語は、本明細書では交換可能に使用される場合がある。
本明細書で使用される場合、用語「T制御性細胞」は、骨髄中の前駆細胞に由来し、胸腺中で成熟する免疫抑制性T細胞の部分集団を指す。T制御性細胞は、マーカーCD4、CD25、および/またはFOXP3の発現によって特定することができる。
本明細書で使用される場合、語句「標的配列」は、制御因子によってターゲティングされ得る任意のヌクレオチド配列を含む。標的配列の例としては、mRNAが挙げられるが、これに限定されない。制御因子の例としては、これらに限定されないが、マイクロRNAおよびshRNAなど、任意の制御性RNAが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「Tat」という用語は、HIV tat遺伝子およびその遺伝子産物、ならびにそれらのバリアントを指す。
本明細書で使用される場合、「「治療有効量」という用語は、所与の病気、傷害、疾患、または状態を患う患者に見られる合併症の症状、進行、または発症を処置または防止するために十分な、好適な組成物および好適な剤形における本開示の活性剤の分量を指す。治療有効量は、患者の状態またはその重症度、および処置される被験体の年齢、体重などの状態に応じて異なる。治療有効量は、例えば、投与経路、被験体の状態、ならびに当業者に理解される他の要素を含む、いくつかの要素のうちのいずれかに応じて異なり得る。
本明細書で使用される場合、「治療用ベクター」という用語は、AGT103ベクターなどのレンチウイルスベクターと同義である。
本明細書で使用される場合、「処置」または「処置すること」という用語は、概して、処置されている被験体の自然経過を変更することを試みる介入を指し、予防のために行われてもよいし、または臨床病理過程中に行われてもよい。望ましい効果としては、疾患の発症または再発を防止すること、症状を緩和すること、疾患の何らかの直接的もしくは間接的な病理学的帰結を抑制、減少、または阻害すること、病状を回復または軽減させること、および寛解または改善された予後を引き起こすことが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「ワクチン」という用語は、「治療用ワクチン」という用語と交換可能に使用され、個体において免疫応答を誘発することができる外因性因子を指し、限定されるものではないが、精製タンパク質、不活化ウイルス、ウイルスベクター化タンパク質(virally vectored protein)、細菌ベクター化タンパク質(bacterially vectored protein)、ペプチドもしくはペプチド断片、またはウイルス様粒子(VLP)を含む。
本明細書で使用される場合、用語「バリアント」は、参照配列と比較して、一塩基多型、単一塩基変異、転換、反転、複製、欠失、または置換の少なくとも1つを含むヌクレオチド配列を指す。「バリアント」は、「バリアント」ヌクレオチド配列ならびにそれに関する転写後修飾および翻訳後修飾に由来するアミノ酸配列を含む。
「Vif」という用語は、HIV vif遺伝子およびその遺伝子産物、ならびにそれらのバリアントを指す。
本開示の複数の態様の説明
本明細書で詳述されるように、一態様では、HIVに感染した細胞を処置する方法が提供される。本方法は、概して、ex vivoで行われる、HIVに感染した被験体から単離された末梢血単核細胞(PBMC)を治療有効量の刺激剤と接触させるステップと、非標的細胞集団を枯渇させるステップと、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムをPBMCにex vivoで形質導入するステップと、そのような形質導入を達成するために十分な期間にわたって、形質導入されたPBMCを培養するステップとを含む。複数の実施形態では、形質導入されたPBMCは約1〜約35日間培養される。複数の実施形態では、本方法は、形質導入されたPBMCを被験体に注入するステップをさらに含む。複数の実施形態では、被験体はヒトである。複数の実施形態では、刺激剤は、ペプチドまたはペプチドの混合物であり、また複数の実施形態では、gagペプチドを含む。さらなる実施形態では、刺激剤はワクチンを含む。複数の実施形態では、ワクチンはHIVワクチンであり、さらなる実施形態では、HIVワクチンは、MVA/HIV62Bワクチンまたはそのバリアントまたは類似体である。複数の実施形態では、ウイルス送達システムはレンチウイルス粒子を含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNAを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、HIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む。他の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNAと、HIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAとを含む。複数の実施形態では、HIV RNA配列は、HIV感染を予防するかまたは既に感染している細胞でのウイルス発現を低減するHIV Vif配列、HIV Tat配列、それらのバリアント、または他のHIV遺伝子に由来するRNA配列を含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、マイクロRNAまたはshRNAのうちの少なくとも1つを含む。さらなる実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、マイクロRNAクラスターを含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号1と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号1と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1を含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号2と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、もしくはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号2と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号2と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号2を含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号3と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、もしくはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号3と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号3と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号3を含む。
複数の実施態様では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有する配列を含む。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは配列番号30を含む。
別の態様では、HIV+個体から末梢血を得るステップと;血液を分画してPBMC集団を得るステップと;PBMC集団を、精製された抗原提示細胞またはHIVの成分を代表するペプチドもしくはタンパク質と接触させるステップと;接触させたPBMC集団を約1〜約12日間培養して抗原特異的集団を拡大増殖させるステップと;1つもしくは複数の非標的細胞集団を枯渇させて、ペプチド刺激に応答する細胞が濃縮された画分を生成するステップと;本明細書で詳述されるウイルス送達システムを、濃縮された細胞画分にex vivoで形質導入するステップと;適度な細胞増殖を確実にするために十分な期間にわたって、形質導入された細胞画分を培養するステップと;形質導入された細胞を採取するステップとを含む方法が開示される。
複数の実施形態では、PBMC集団をさらに精製して、PBMCの精製画分を生成する。複数の実施形態では、PBMCのさらに精製した画分を、HIVの成分を代表するペプチドまたはタンパク質と接触させる。
別の態様では、リンパ球を少なくとも1つのHIVペプチドと接触させるステップと、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムをリンパ球に形質導入するステップとを含む方法が開示される。
複数の実施形態では、接触させるリンパ球は、T細胞、B細胞、およびNK細胞のいずれか1つまたは複数を含む。複数の実施形態では、接触させるリンパ球はT細胞のみを含む。複数の実施形態では、T細胞は、CD4+T細胞、CD8+T細胞、およびγδ細胞のいずれか1つまたは複数を含む。複数の実施形態では、T細胞はCD4+T細胞のみを含む。
複数の実施形態では、接触させるリンパ球はPBMCに由来する。複数の実施形態では、本方法は、PBMC中の少なくとも1サブセットの細胞を枯渇させるステップをさらに含む。複数の実施形態では、枯渇させる少なくとも1サブセットの細胞は、B細胞、NK細胞、CD8+T細胞、およびγδ細胞のいずれか1つまたは複数を含む。
複数の実施形態では、接触させるリンパ球は、白血球の集団に由来する。複数の実施形態では、本方法は、白血球中の少なくとも1サブセットの細胞を枯渇させるステップをさらに含む。複数の実施形態では、枯渇させる少なくとも1サブセットの細胞は、好中球、好酸球、好塩基球、単球、ならびにNK細胞、B細胞、CD8+T細胞、およびγδ細胞のいずれか1つまたは複数を含むある特定のリンパ球のいずれか1つまたは複数を含む。
複数の実施形態では、接触させるリンパ球は、細胞の集団に由来する。複数の実施形態では、本方法は、細胞の集団から少なくとも1サブセットの細胞を枯渇させるステップをさらに含む。複数の実施形態では、枯渇させる少なくとも1サブセットの細胞は、CD8+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、好中球、好塩基球、肥満細胞、単球、樹状細胞、T制御性細胞、NKT細胞、および赤血球のいずれか1つまたは複数を含む。複数の実施形態では、枯渇させる少なくとも1サブセットの細胞は、CD4+T細胞ではない任意の細胞型のいずれか1つまたは複数を含む。
複数の実施形態では、ウイルス送達システムはレンチウイルス粒子を含む。複数の実施形態では、レンチウイルス粒子は、本明細書に記載の任意のレンチウイルス粒子である。
別の態様では、被験体においてHIV感染を処置するための細胞産物を製造する方法が開示される。本方法は、概して、血中白血球を得るステップと、被験体から白血球を取り出すステップと、末梢血単核細胞(PBMC)またはPBMCの画定画分を精製するステップとを含む。複数の実施形態では、本方法は、PBMCまたはPBMCの精製画分を治療有効量の刺激剤とex vivoで接触させるステップと;抗原特異的T細胞の割合を増加させるために、1つまたは複数の非標的集団を枯渇させるステップと;少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムをPBMCまたはPBMCの精製画分にex vivoで形質導入するステップと;改変細胞集団の形質導入および成長を達成するために十分な期間にわたって、形質導入されたPBMCまたはPBMCの精製画分を培養するステップと;形質導入されたPBMCまたはPBMCの精製画分を採取するステップとをさらに含む。複数の実施形態では、形質導入されたPBMCまたはPBMCの精製画分は、約1〜約35日間培養される。複数の実施形態では、本方法は、形質導入されたPBMCまたはPBMCの精製画分を被験体に注入するステップをさらに含む。複数の実施形態では、被験体はヒトである。複数の実施形態では、第1の刺激剤の少なくとも1つは、ペプチドまたはペプチドの混合物を含み、HIVゲノムによってコードされるタンパク質の1つ、2つ、3つ、またはそれよりも多くを代表し、処置が意図されている国または地域に由来する公知のHIV分離株間の配列変異を代表するか、または特定の患者集団の組織適合性遺伝子間のまれな変異を含む個々のペプチドの複数の例を含む。複数の実施形態では、第1の刺激剤の少なくとも1つは、gagペプチドを含む。複数の実施形態では、第1の刺激剤の少なくとも1つは、ワクチンを含む。複数の実施形態では、ワクチンはHIVワクチンであり、さらなる実施形態では、HIVワクチンは、MVA/HIV62Bワクチンまたはそのバリアントもしくは類似体である。複数の実施形態では、第1の刺激剤は、gagペプチドの混合物である。
複数の実施形態では、ウイルス送達システムはレンチウイルス粒子を含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNAを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、HIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNAと、HIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAとを含む。複数の実施形態では、HIV RNA配列は、HIV Vif配列、HIV Tat配列、またはそれらのバリアントを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、マイクロRNAもしくはshRNA、またはそれらのクラスターを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、合成マイクロRNAクラスターを含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号1と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号1と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1を含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号2と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号2と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号2と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは配列番号2を含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号3と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号3と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号3と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは配列番号3を含む。
複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有する配列を含む。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30を含む。
別の態様では、被験体においてHIVを処置するための細胞産物を製造する方法が開示される。複数の実施形態では、本方法は、PBMCまたはPBMCの精製画分を少なくとも1つの抗原と接触させるステップと、PBMC中の1つまたは複数の非標的細胞集団を枯渇させるステップとを含む。複数の実施形態では、1つまたは複数の非標的細胞集団は、B細胞、NK細胞、CD8+T細胞、およびγδ細胞のいずれか1つまたは複数を含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの抗原は、HIVゲノムによってコードされるペプチドまたはペプチドの混合物である。複数の実施形態では、ペプチドは、gagペプチドであるか、またはペプチドの混合物はgagペプチドを含む。
別の態様では、被験体においてHIVを処置するための細胞産物を製造する方法が開示される。複数の実施形態では、本方法は、白血球または白血球の精製画分を少なくとも1つの抗原と接触させるステップと、白血球中の1つまたは複数の非標的細胞集団を枯渇させるステップとを含む。複数の実施形態では、1つまたは複数の非標的細胞集団は、好中球、好塩基球、好酸球および単球のいずれか1つまたは複数を含む。複数の実施形態では、1つまたは複数の非標的細胞集団は、B細胞、NK細胞、およびCD8+T細胞のいずれか1つまたは複数を含む特定のリンパ球をさらに含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの抗原は、HIVゲノムによってコードされるペプチドまたはペプチドの混合物である。複数の実施形態では、ペプチドはgagペプチドであるか、またはペプチドの混合物はgagペプチドを含む。
別の態様では、レンチウイルスベクターが開示される。このレンチウイルスベクターは、少なくとも1つのコードされた遺伝子エレメントを含み、少なくとも1つのコードされた遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNA、またはHIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む。
別の態様では、少なくとも1つのコードされた遺伝子エレメントが、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNAと、HIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAとを含むレンチウイルスベクターが開示される。HIV RNA配列は、HIV Vif配列、HIV Tat配列、HIVゲノムの別の部分に由来する配列、またはそれらのバリアントを含み得る。少なくとも1つのコードされた遺伝子エレメントは、マイクロRNAまたはshRNAを含み得る。少なくとも1つのコードされた遺伝子エレメントは、マイクロRNAクラスターを含み得る。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号1と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号1と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは配列番号1を含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号2と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号2と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号2と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは配列番号2を含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号3と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号3と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAは、配列番号3と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは配列番号3を含む。
複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、またはそれよりも高いパーセント同一性を有する配列を含む。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と80%未満の配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは、配列番号30と95%よりも大きな配列同一性を有する。複数の実施形態では、マイクロRNAクラスターは配列番号30を含む。
別の態様では、レンチウイルス粒子を発現させるためのレンチウイルスベクターシステムが提供される。このシステムは、本明細書に記載されるレンチウイルスベクターと;好ましくは細胞に感染するように最適化されたエンベロープタンパク質を発現させるための少なくとも1つのエンベローププラスミドと;目的の遺伝子、例えばgag、pol、およびrev遺伝子のいずれかを発現させるための少なくとも1つのヘルパープラスミドとを含み、レンチウイルスベクター、少なくとも1つのエンベローププラスミド、および少なくとも1つのヘルパープラスミドがパッケージング細胞にトランスフェクトされると、レンチウイルス粒子がパッケージング細胞によって産生され、このレンチウイルス粒子は、目的の標的配列の調整、例えばケモカイン受容体CCR5の産生の阻害、またはHIV RNA配列のターゲティングが可能である。
複数の実施形態では、エンベロープタンパク質は、細胞内区画に感染するように最適化されている。複数の実施形態では、エンベロープタンパク質は、本明細書に記載のエンベロープタンパク質のいずれかである。
別の態様では、細胞に感染することができるレンチウイルス粒子が開示される。レンチウイルス粒子は、好ましくは細胞に感染するように最適化された少なくとも1つのエンベロープタンパク質と、本明細書に記載されるレンチウイルスベクターとを含む。エンベロープタンパク質は、T細胞に感染するように最適化されていてよい。複数の実施形態では、エンベロープタンパク質は、CD4+T細胞に感染するように最適化されている。
複数の実施形態では、粒子は、シュードタイプ化粒子である。複数の実施形態では、シュードタイプ化粒子は、本明細書に記載の任意のシュードタイプ化粒子である。複数の実施形態では、シュードタイプ化粒子は、レンチウイルスではないウイルスに由来するエンベロープタンパク質を含む。複数の実施形態では、エンベロープタンパク質が由来するウイルスは、本明細書に記載の任意のウイルスである。
別の態様では、改変細胞が開示される。複数の実施形態では、改変細胞はCD4+T細胞である。複数の実施形態では、CD4+T細胞は、本明細書に記載されるレンチウイルス粒子に感染している。複数の実施形態では、CD4+T細胞はまた、刺激剤による過去の免疫化に基づいてHIV抗原を認識するように選択されたものである。さらなる実施形態では、CD4+T細胞により認識されるHIV抗原は、gag抗原を含む。さらなる実施形態では、CD4+T細胞は、レンチウイルス粒子に感染した後に低下したレベルのCCR5を発現する。
別の態様では、改変細胞が開示される。複数の実施形態では、改変細胞は、レンチウイルス粒子および外因性抗原に感染しているCD4+T細胞である。複数の実施形態では、レンチウイルス粒子は、本明細書に記載の任意のレンチウイルス粒子である。複数の実施形態では、外因性抗原は、HIVに由来する抗原である。複数の実施形態では、HIVに由来する抗原は、本明細書に記載の任意のHIV抗原である。
別の態様では、治療処置レジメンのための被験体を選択する方法が開示される。本方法は、概して、有効量の第1の刺激剤で被験体を免疫化するステップと;被験体から白血球を取り出し、末梢血単核細胞(PBMC)を精製し、PBMCに関連する少なくとも1つの因子に関連付けられる第1の定量化可能な測定値を決定するステップと;PBMCを治療有効量の第2の刺激剤とex vivoで接触させ、PBMCに関連する少なくとも1つの因子に関連付けられる第2の測定値を決定するステップとを含み、ここで、第2の定量化可能な測定値が第1の定量化可能な測定値と異なる(例えば、より高い)場合、被験体が処置レジメンのために選択される。少なくとも1つの因子は、T細胞の増殖またはIFNガンマ産生であり得る。
別の態様では、方法が開示される。本方法は、末梢血単核細胞(PBMC)を供給源から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドでPBMCを刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCから枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、枯渇させたPBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、形質導入されたPBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含む。
複数の実施形態では、PBMCの精製は、残留赤血球細胞、残留血小板、および残留炎症細胞のいずれか1つまたは複数を除去することを含む。複数の実施形態では、精製は、細胞密度に基づいて、残留赤血球細胞、残留血小板、および残留炎症細胞のいずれか1つまたは複数を分離することを含む。複数の実施形態では、細胞密度に基づく分離は、分画遠心分離を含む。しかしながら、PBMCを精製および/または分離する任意の好適な方法が企図される。
複数の実施形態では、精製は、磁気ビーズ分離を使用して、残留赤血球細胞、残留血小板、および残留炎症細胞のいずれか1つまたは複数を分離することを含む。複数の実施形態では、精製は、磁気ビーズ分離を使用してPBMCから他の夾雑物を分離することを含む。複数の実施形態では、磁気ビーズ分離は、白血球の陽性選択を助けるために抗体を使用することを含む。複数の実施形態では、磁気ビーズ分離は、残留赤血球細胞、残留血小板、残留炎症細胞、および/または他の夾雑物の陰性選択を助けるために抗体を使用することを含む。複数の実施形態では、抗体は、モノクローナル抗体である。複数の実施形態では、PBMCの精製は、自動化システムを使用することを含む。
複数の実施形態では、形質導入されたPBMCは、1日間よりも長期間にわたって、例えば、24時間よりも長期間にわたって、30時間よりも長期間にわたって、36時間よりも長期間にわたって、42時間よりも長期間にわたって、48時間よりも長期間にわたって、48時間よりも長期間にわたって、54時間よりも長期間にわたって、60時間よりも長期間にわたって、66時間よりも長期間にわたって、72時間よりも長期間にわたって、78時間よりも長期間にわたって、84時間よりも長期間にわたって、90時間よりも長期間にわたって、または96時間よりも長期間にわたって培養される。
複数の実施形態では、培養は、静置培養システムで行われる。複数の実施形態では、培養は、半静置培養システムで行われる。複数の実施形態では、培養細胞は、培養皿またはフラスコに付着する。複数の実施形態では、培養細胞は、懸濁される。複数の実施形態では、培養細胞の一部は、培養皿またはフラスコに付着し、一部の細胞は懸濁される。
複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドは、合成ペプチドのプールを含む。複数の実施形態では、合成ペプチドのプールの合成ペプチドは、重複している。複数の実施形態では、合成ペプチドのプールの合成ペプチドは、重複していない。複数の実施形態では、合成ペプチドのプールは、およそ150個の個々のペプチドを含む。複数の実施形態では、ペプチドのプールは、特定の領域または部分集団に見出される流行性HIV配列と一致するように、または主要組織適合遺伝子クラスター中の特定のハプロタイプによって決定されるペプチド結合およびT細胞受容体認識の要件とより良好に一致するように含まれる個々のペプチドの配列バリアントを含んでいてもよい。複数の実施形態では、合成ペプチドのプールは、150個未満の個々のペプチド、例えば、140個未満の個々のペプチド、130個未満の個々のペプチド、120個未満の個々のペプチド、110個未満の個々のペプチド、100個未満の個々のペプチド、90個未満の個々のペプチド、80個未満の個々のペプチド、70個未満の個々のペプチド、60個未満の個々のペプチド、または50個未満の個々のペプチドを含む。複数の実施形態では、合成ペプチドのプールは、150個よりも多くの個々のペプチド、例えば、160個よりも多くの個々のペプチド、170個よりも多くの個々のペプチド、180個よりも多くの個々のペプチド、190個よりも多くの個々のペプチド、200個よりも多くの個々のペプチド、210個よりも多くの個々のペプチド、220個よりも多くの個々のペプチド、230個よりも多くの個々のペプチド、240個よりも多くの個々のペプチド、または250個よりも多くの個々のペプチドを含む。
複数の実施形態では、合成ペプチドのプールは、HIV Gagポリタンパク質である。しかしながら、合成ペプチドのプールは、任意のHIV特異的ペプチドであってもよい。
複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドによるPBMCの刺激は、組換えワクシニアをPBMCに感染させることを含む。複数の実施形態では、ワクシニアは、Gagタンパク質を発現する。複数の実施形態では、ワクシニアは、Gagタンパク質、Polタンパク質、およびEnvタンパク質のいずれか1つまたは複数を含む。複数の実施形態では、ワクシニアは、白血球細胞をターゲティングする。複数の実施形態では、ワクシニアは、好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、および単球のいずれか1つまたは複数をターゲティングする。複数の実施形態では、ワクシニアは、マクロファージをターゲティングする。複数の実施形態では、ワクシニアは、任意の抗原提示細胞をターゲティングする。複数の実施形態では、抗原提示細胞はB細胞である。複数の実施形態では、抗原提示細胞は樹状細胞である。
複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドによるPBMCの刺激は、精製Gagタンパク質をPBMC培養物に直接添加することを含む。複数の実施形態では、精製Gagタンパク質はワクチンを含む。複数の実施形態では、精製Gagタンパク質は、Gag p24タンパク質ワクチンを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドによるPBMCの刺激は、精製Envタンパク質をPBMC培養物に直接添加することを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドによるPBMCの刺激は、精製Polタンパク質をPBMC培養物に直接添加することを含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドによるPBMCの刺激は、公知のHIV配列の様々な配列変異を含む、カスタマイズされたペプチドを添加することを含む。複数の実施形態では、カスタマイズされたペプチドは、ペプチドのアレイを含む。
複数の実施形態では、枯渇は、枯渇させたPBMCから少なくとも1サブセットの細胞を分離することを含む。複数の実施形態では、少なくとも1サブセットの細胞はCD8+T細胞を含む。複数の実施形態では、少なくとも1サブセットの細胞は、CD8+T細胞、CD56+NK細胞、B細胞、およびγδ細胞を含む。複数の実施形態では、少なくとも1サブセットの細胞は、CD8+T細胞およびγδ細胞を含む。複数の実施形態では、少なくとも1サブセットの細胞は、CD8+T細胞、γδ細胞、およびB細胞を含む。しかしながら、少なくとも1サブセットの細胞は、限定されるものではないが、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、PBMC中に存在する任意のサブセットの細胞を含んでいてもよい。
複数の実施形態では、分離は、磁気ビーズ分離を含む。複数の実施形態では、枯渇は、細胞表面マーカーに対する鉄標識抗体を使用して、任意の不要なサブセットの細胞を特定する方法を含む。複数の実施形態では、本方法は、それらを磁気カラムに保持させることによって不要なサブセットの細胞を除去するステップをさらに含む。
複数の実施形態では、枯渇は、インターフェロン−ガンマを分泌しているGag応答細胞の陽性選択を含む。複数の実施形態では、Gag応答細胞は、マクロファージ、Bリンパ球、および/またはTリンパ球である。複数の実施形態では、Gag応答細胞は、インターフェロン−アルファ、インターフェロン−ベータ、またはインターフェロン−カッパなどの他のタイプのインターフェロンを分泌する。
複数の実施形態では、枯渇は、不要な細胞型を特定する未標識抗体を利用することを含む。複数の実施形態では、本方法は、抗体結合細胞をカラムに保持するステップをさらに含む。複数の実施形態では、カラムは、プロテインAでコーディングされている。複数の実施形態では、カラムはプロテインGでコーティングされている。複数の実施形態では、カラムは、抗免疫グロブリン、またはターゲティング抗体と結合した細胞を効果的に除去する化合物と結合する別の免疫グロブリンでコーティングされている。
複数の実施形態では、枯渇は、密度に基づいて標的細胞を精製することを含む。複数の実施形態では、枯渇は、密度勾配遠心分離を使用することを含む。
複数の実施形態では、枯渇は、不要な白血球を一次抗体で標識すること、およびモノクローナル抗体の定常領域と結合する二次抗体で細胞を死滅させることを含む。複数の実施形態では、二次抗体は、毒素と化学的に連結されている。複数の実施形態では、毒素は、ジフテリア毒素である。複数の実施形態では、抗体は、モノクローナルである。複数の実施形態では、抗体は、ポリクローナルである。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNA、またはHIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む。複数の実施形態では、HIV RNA配列は、HIV Vif配列、HIV Tat配列、またはそれらのバリアントを含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、非コードRNAを含む。複数の実施形態では、非コードRNAは、マイクロRNAである。複数の実施形態では、非コードRNAは、siRNAである。複数の実施形態では、非コードRNAは、piRNAである。複数の実施形態では、非コードRNAは、snoRNAである。複数の実施形態では、非コードRNAは、snRNAである。複数の実施形態では、非コードRNAは、exRNAである。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、マイクロRNAまたはshRNAを含む。
複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、または配列番号30の少なくとも1つと、少なくとも80%、または少なくとも85%、または少なくとも90%、または少なくとも95%の同一性を有するマイクロRNAを含む。複数の実施形態では、少なくとも1つの遺伝子エレメントは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、または配列番号30の少なくとも1つと、80%未満の同一性、例えば、75%同一性、70%同一性、65%同一性、60%同一性、55%同一性、または50%同一性を有するマイクロRNAを含む。
別の態様では、HIVに感染した被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球が開示される。遺伝子改変リンパ球は、末梢血単核細胞(PBMC)を被験体から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドでPBMCを刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCからの枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、枯渇させたPBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、形質導入されたPBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含むプロセスによって調製される。
複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、HIV感染の潜伏期にある。複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、HIV感染の臨床症状をほとんどまたは全く経験していない。複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、HIV感染の急性期にある。複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、HIV感染の慢性期にある。複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、HIVが血流に進入したウイルス血症を経験したことがある。複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、HIV感染の結果として、CD4+T細胞が枯渇されている。複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、末梢血、胃腸管、リンパ節、およびリンパ組織のいずれか1つまたは複数においてCD4+細胞が枯渇されている。複数の実施形態では、CD4+T細胞は、胃腸管で優先的に枯渇される。複数の実施形態では、HIVに感染した被験体は、末梢血、胃腸管、リンパ節、およびリンパ組織のいずれか1つまたは複数においてCCR5+CD4+T細胞が枯渇されている。
別の態様では、予防用または治療用HIVワクチンで免疫された被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球が開示される。遺伝子改変リンパ球は、末梢血単核細胞(PBMC)を被験体から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドでPBMCを刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCから枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、好中球、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、枯渇させたPBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、形質導入されたPBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含むプロセスによって調製される。
複数の実施形態では、予防用または治療用ワクチンで免疫された被験体は、生物全体を含むワクチンで免疫されている。複数の実施形態では、予防用または治療用ワクチンで免疫された被験体は、生弱毒化生物を含むワクチンで免疫されている。複数の実施形態では、予防用または治療用ワクチンで免疫された被験体は、抗レトロウイルス剤を含むワクチンで免疫されている。複数の実施形態では、予防用または治療用ワクチンで免疫された被験体は、抗体を含むワクチンで免疫されている。複数の実施形態では、予防用または治療用ワクチンで免疫された被験体は、T細胞免疫の刺激を引き起こすワクチンで免疫されている。複数の実施形態では、予防用または治療用ワクチンで免疫された被験体は、内在性抗体を刺激するワクチンで免疫されている。複数の実施形態では、予防用または治療用HIVワクチンで免疫されている被験体は、RV144プライムおよびブーストワクチンで免疫されている。
別の態様では、HIVに曝露されたが感染してない被験体または予防用ワクチン接種によりHIVに対して免疫された被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球が開示される。これらの個体は、特に生殖流体との接触により感染性HIVに1回または複数回曝露されており、その後HIVに対する免疫応答を発生させ得るが、血漿ウイルスRNAのアッセイまたはPBMCからの感染性ウイルスの単離を含む診断基準では感染していない。これらの個体は、単一または複数用量の1つまたは複数のHIV予防ワクチンを受けている場合がある。これらの個体は検出可能なHIV免疫を有するため、AGT103−T製品を製造し、遺伝子改変リンパ球を注入することにより、HIV免疫のレベルを増加させ、HIV免疫のレベルを、感染性HIVへのその後の曝露に耐えるのに十分な程度に耐久性にすることが可能である。複数の実施形態では、遺伝子改変リンパ球は、末梢血単核細胞(PBMC)を被験体から精製するステップと、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドでPBMCを刺激するステップと、少なくとも1サブセットの細胞をPBMCからの枯渇させるステップであって、少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、枯渇させたPBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、少なくとも1日間にわたって、形質導入されたPBMCを培養するステップと、培養されたPBMCを採取するステップとを含むプロセスによって調製される。
ヒト免疫不全ウイルス(HIV)
一般的に「HIV」とも呼ばれるヒト免疫不全ウイルスは、ヒトにおいて後天性免疫不全症候群(AIDS)を引き起こすレトロウイルスである。AIDSとは、免疫系の進行性不全が、生命を脅かす日和見感染およびがんを蔓延させる状態である。処置しなければ、HIV感染後の平均生存期間は、HIVサブタイプおよび宿主集団の遺伝的特質に応じて9〜11年と推定される。HIVによる感染は、血液、精液、膣液、尿道球腺液(pre−ejaculate)、唾液、涙、リンパ液もしくは脳脊髄液、または母乳を含むがこれらに限定されない体液の移入、あるいは汚染された血液または組織産物の使用によって起こる。HIVは、感染した個体において遊離ウイルス粒子として存在する場合もあれば、感染した免疫細胞内に存在する場合もある。
HIVは、ヘルパーT細胞などのヒト免疫系に不可欠な細胞に感染するが、向性はHIVサブタイプ間で異なり得る。HIV感染に対して特に感受性であり得る免疫細胞としては、CD4+T細胞、マクロファージ、および樹状細胞が挙げられるが、これらに限定されない。HIV感染は、感染していないバイスタンダー細胞のアポトーシス、感染細胞の直接的なウイルスによる殺傷、および感染細胞を認識する細胞傷害性リンパ球による感染CD4+T細胞の殺傷を含むがこれらに限定されないいくつかの機構により、低レベルのCD4+T細胞をもたらす。CD4+T細胞数が臨界レベル未満に低下すると、細胞媒介性免疫が失われ、日和見感染およびがんに対して身体が、次第により感受性になる。
HIVは構造的に多くの他のレトロウイルスと異なる。RNAゲノムは、少なくとも7つの構造的目印(LTR、TAR、RRE、PE、SLIP、CRS、およびINS)、および19種のタンパク質をコードする少なくとも9つの遺伝子(gag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、ならびに場合によってはtat、envおよびrevの融合物である10番目のtev)からなる。これらの遺伝子のうちの3つ、すなわちgag、pol、およびenvは、新しいウイルス粒子のための構造タンパク質を作るのに必要な情報を含有する。
HIVは主にCD4 T細胞において複製し、細胞の破壊または調節不全を引き起こして宿主免疫を低下させる。HIVは、組み込まれたプロウイルスとして感染を確立し、特定の細胞におけるウイルス発現がこの細胞に影響する細胞病理または宿主免疫系による検出に必要とされるレベル未満に減少する潜伏状態に入る場合があるため、HIVは処置が困難であり、長期間の抗レトロウイルス薬併用療法(cART)の後でさえも根絶されていない。ほとんどの場合、cARTによって生存が延長され得るとはいえ、HIV感染は致命的疾患を引き起こす。
HIVとの闘いの主な目標は、疾患を治癒するための戦略を展開することである。長期のcARTはこの目標を遂げていないため、研究者らは代替的手技に目を向けている。治療的免疫化(感染が起こった後のワクチンの使用)により宿主免疫を改善しようとする初期の取り組みによる影響は、僅かまたは皆無であった。同様に、処置強化による影響は、中程度または皆無であった。
遺伝子療法の使用により多少の進歩があったが、前向きな結果は散発的であり、宿主細胞へのウイルスの侵入において決定的な役割を果たす、CCR5をコードする遺伝子の一方または両方の対立遺伝子に欠損を有する稀なヒトの間でしか見出されていない。しかしながら、多くの研究者は、遺伝子療法がHIVの治癒をいずれ達成する見込みが最も高いと楽観している。
本開示の方法および組成物は、すべてのHIVの身体からの完全な根絶を含む場合も含まない場合もある治癒を達成することができる。上記に言及したように、治癒は、cARTを過去に必要としたHIV+の個体が、cARTをより低い用量もしくは断続的な用量で使用した場合に、ウイルス複製が低いかもしくは検出不可能な状態で生存し得るか、またはcARTを完全に中止できる可能性があるような状況または状態として定義される。本明細書で使用される場合、治癒は、低レベルのウイルス複製を維持し、疾患進行を減速または終結させるために補助療法が未だ必要である可能性があり得る。治癒の起こり得る転帰は、再発の可能性のすべてを防止するような、HIVの最終的な根絶である。
治癒の達成における主な障害は、HIV自体の基礎生物学にある。ウイルス感染は、ほぼすべての免疫機能に重要なCD4 T細胞を欠失させる。最も重要なことには、HIV感染およびCD4 T細胞の枯渇は、個々の細胞の活性化を必要とする。活性化は、再編成されたT細胞受容体を使用して病原体または他の分子を認識する、個々のCD4 T細胞クローンの特異的な機構である。
HIVの場合、感染により、HIV特異的T細胞の集団が活性化されて感染し、結果として、ウイルスに対してさほど特異的でない他のT細胞より先に枯渇するため、ウイルスに対する免疫系の防御が効果的に損なわれる。HIV特異的T細胞の応答能は長期cART中に復元されるが、cARTが中断されると、ウイルス感染のリバウンドによってこのプロセスが繰り返され、ウイルス特異的細胞が再度欠失させ、疾患進行の時間軸が元に戻る。
治癒は、cARTが中断されたら宿主の自然免疫がHIVに対抗してこれを制御できるよう、十分なHIV特異的CD4 T細胞が保護されている場合に可能である。一実施形態では、本開示は、遺伝子療法の有効性を改善してHIV疾患の治癒をもたらすための方法および組成物を提供する。別の実施形態では、本開示は、HIVに対する宿主免疫を増強して治癒をもたらすための方法および組成物を提供する。さらに別の実施形態では、本開示は、患者においてHIV特異的CD4 T細胞を濃縮して治癒を達成するための方法および組成物を提供する。
複数の実施形態では、処置は、被験体のHIV特異的CD4 T細胞を、約100%、約200%、約300%、約400%、約500%、約600%、約700%、約800%、約900%、または約1000%濃縮する。
遺伝子療法
ウイルスベクターは、疾患を治療または防止する目的で遺伝子構築物を宿主細胞に送達するために使用される。
遺伝子構築物は、既存の欠損を補正または補完する機能性遺伝子または遺伝子の一部分、調節タンパク質をコードするDNA配列、アンチセンス、短鎖相同RNA、長鎖非コードRNA、低分子干渉RNAなどを含む調節RNA分子をコードするDNA配列、および病状を変更するのに重要な細胞因子について競合するようにデザインされたRNAまたはタンパク質のいずれかをコードするデコイ配列を含み得るが、これらに限定されない。遺伝子療法は、これらの治療用遺伝子構築物を標的細胞に送達して、特定の疾患の処置または緩和をもたらすことを伴う。
HIV疾患の処置において遺伝子療法を利用する複数の取り組みが進行中であるが、これまでの結果は不十分である。CCR5遺伝子(CCR5デルタ32として公知の対立遺伝子)の自発的な欠失を有する稀なHIV患者においては、少数の処置成功例が得られた。
CCR5の全体的な発現を低下させ、かつ/またはHIV複製の低下に役立てるため、レンチウイルスにより送達されるヌクレアーゼまたは遺伝子欠失/改変の他の機構を使用することができる。少なくとも1つの研究は、CCR5デルタ32の遺伝的バックグラウンドを有する患者にレンチウイルスが投与されたとき、疾患の処置が成功したと報告している。しかしながら、これは唯一の成功例であり、CCR5デルタ32の遺伝子型を有しない多くの他の患者は処置に成功していない。結果として、個々のウイルスベクター構築物の性能、および機能的なHIVの治癒を達成するための戦略を通じたベクターの使用の改善の両方の点から、HIVに対するウイルス遺伝子療法の性能を改善させる実質的な必要性が存在する。
例えば、一部の既存の療法は、細胞をHIV感染に耐性にする試みにおいて、CCR5の一部分を欠失させるジンクフィンガーヌクレアーゼに依拠する。しかしながら、最適な処置の後でさえ、T細胞の30%しかヌクレアーゼによって改変されておらず、改変されたもののうち、HIV感染を防止するように改変されていたのは、CD4 T細胞集団全体の10%のみであった。対照的に、開示されている方法では、実質的にすべての細胞が、HIV感染を可能にするために必要なレベル未満にCCR5発現が低減しているレンチウイルス導入遺伝子を有することになる。
開示されている方法の目的では、遺伝子療法は、親和性増強T細胞受容体、CD4 T細胞上(または代替的にはCD8 T細胞上)のキメラ抗原受容体、ウイルスタンパク質に起因する細胞死を回避するためのシグナル伝達経路の改変、TREX、SAMHD1、MxAまたはMxBタンパク質、APOBEC複合体、TRIM5アルファ複合体、テザリン(BST2)、および哺乳動物細胞においてHIV複製を低減させることができると特定された同様のタンパク質を含むHIV制限エレメントの発現増加を含み得るが、これらに限定されない。
免疫療法
歴史的に、ワクチンは、天然痘、ポリオ、麻疹、および黄熱病をはじめとする致命的な感染性疾患に対する対抗手段の主力であった。残念ながら、現在認可されているHIV用ワクチンはない。HIVウイルスは、免疫系から逃れる独特の方法を有し、ヒトの身体は、これに対して有効な免疫応答を確立することができないと思われる。結果として、科学者らは、HIVからの保護を提供するために何が必要かを明確に把握していない。
しかしながら、免疫療法は、従来のワクチンのアプローチによってこれまで対処されなかった解決策を提供し得る。生物学的療法とも呼ばれる免疫療法は、感染またはがんと闘うために身体の自然防御能を後押しするようにデザインされた処置の一種である。免疫療法は、免疫系機能の改善、ターゲティング、または復旧のために、身体または実験室のいずれかで作られる材料を使用する。
複数の実施形態では、宿主の抗HIV免疫を増加させる目的でHIV特異的CD4 T細胞集団を濃縮するために、免疫療法のアプローチが使用され得る。複数の実施形態では、宿主の抗HIV免疫を増加させる目的で宿主の免疫細胞に形質導入するために、組み込み型または非組み込み型のレンチウイルスベクターが使用され得る。複数の実施形態では、宿主の免疫応答を増加させるために好適なビヒクルおよび/または生物学的もしくは化学的アジュバントと組み合わせた、死滅粒子、ウイルス様粒子、HIVペプチドまたはペプチド断片、組換えウイルスベクター、組換え細菌ベクター、精製されたサブユニットまたはプラスミドDNAを含むがこれらに限定されない、HIVタンパク質を含むワクチンが、ウイルス特異的T細胞または抗体の集団を濃縮するために使用される場合があり、これらの方法は、レンチウイルスまたは他のウイルスベクターを使用したHIVにターゲティングされた遺伝子療法の使用により、さらに増強することができる。
方法
一態様では、本開示は、ウイルスベクターを使用してHIV疾患の治癒を達成するための方法を提供する。本方法は、概して、HIV特異的CD4 T細胞の割合を増やすための免疫療法と、その後に必要に応じてHIVならびにCCR5およびCXCR4の阻害剤を送達するためのレンチウイルス形質導入とを含む。
一実施形態では、本方法は、HIV特異的CD4 T細胞の割合を増やすための第1の刺激事象を含む。第1の刺激は、ワクチンを含むがこれに限定されない、患者のHIV特異的CD4+T細胞を濃縮するために好適な任意の薬剤のうちの1つまたは複数の投与を含み得る。
治療用ワクチンは、処置が行われている地理的領域の優勢なウイルス型を代表するタンパク質配列を有する1つまたは複数のHIVタンパク質を含み得る。治療用ワクチンは、精製タンパク質、不活化ウイルス、ウイルスベクター化タンパク質、細菌ベクター化タンパク質、ペプチドまたはペプチド断片、ウイルス様粒子(VLP)、サイトカインおよび/またはケモカインを含む生物学的または化学的アジュバント、ビヒクル、ならびに免疫化の方法を含む。ワクチン接種は、当技術分野で公知の標準的方法に従って施してよく、HIV患者は、免疫化とその後のレンチウイルス形質導入を含むex vivoでのリンパ球の培養との間の中間期(interval)中に抗レトロウイルス薬療法を継続してよい。
一部の実施形態では、HIV+患者をHIVワクチンで免疫化すると、HIV特異的CD4 T細胞の頻度が、約2、約25、約250、約500、約750、約1000、約1250、または約1500倍(またはこれらの値の間の任意の量)だけ増加する。ワクチンは、開示されているレンチウイルスベクター、他のウイルスベクター、またはワクチン送達システムとして使用される他の細菌ベクターを含む、いずれの臨床的に利用されるまたは実験用のHIVワクチンであってもよい。別の実施形態では、ベクターは、ウイルス様粒子(VLP)をコードして、より高力価の中和抗体を誘導する。別の実施形態では、ベクターは、gag、pol、およびenv、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、およびtev、ならびにLTR、TAR、RRE、PE、SLIP、CRS、およびINSを含むがこれらに限定されない、HIVに関するペプチドまたはペプチド断片をコードする。代替的に、開示されている方法で使用されるHIVワクチンは、精製タンパク質、不活化ウイルス、ウイルスベクター化タンパク質(HIV特異的抗体または抗体様分子またはCD4様分子を含む)、細菌ベクター化タンパク質、ペプチドもしくはペプチド断片、ウイルス様粒子(VLP)、またはサイトカインおよび/もしくはケモカインを含む生物学的もしくは化学的アジュバントを含み得る。
一実施形態では、本方法は、精製タンパク質、不活化ウイルス、ウイルスベクター化タンパク質、細菌ベクター化タンパク質、サイトカインおよび/またはケモカインを含む生物学的または化学的アジュバント、ビヒクル、ならびに再刺激の方法を使用した、治療用ワクチン接種により過去に免疫化された個人または患者由来のCD4 T細胞のex vivoでの再刺激を含む。ex vivoでの再刺激は、in vivoでの免疫化に使用されたものと同じワクチンもしくは免疫刺激性の化合物を使用して行われてもよく、またはin vivoでの免疫化に使用されたものとは異なるワクチンもしくは免疫刺激性の化合物を使用して行われてもよい。さらに一部の実施形態では、患者は、この個体がHIVタンパク質に対して十分に高い抗原特異的CD4 T細胞応答を有していれば、治療用ワクチン接種またはCD4 T細胞の再刺激を事前に必要としない。これらの実施形態では、そのような患者は、ウイルス抗原、ワクチン、またはペプチドでCD4 T細胞をex vivoにて刺激した後、刺激への応答に基づいてHIV特異的T細胞を選択することのみを必要とする場合がある。濃縮細胞調製物は、1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、またはそれよりも多くのHIV特異的CD4+T細胞を含んでよく、HIV媒介性枯渇から保護することができる遺伝子のレンチウイルス形質導入のために使用される。ポリクローナルマイトジェンとサイトカインによる刺激は、濃縮された形質導入T細胞の数を、元の患者に注入し戻すのに適切なレベルに達するまで増加させる。
複数の実施形態では、末梢血単核細胞(PBMC)が白血球除去によって得られ、ex vivoで処置されて、約1×10個のCD4 T細胞が得られ、このうち約0.1%、約1%、約5%、または約10%、または約30%、または約40%、または約50%が、抗原応答という点でHIV特異的であり、また、開示されているレンチウイルスベクターにより送達された治療用導入遺伝子を有することからHIV耐性でもある。代替的には、約1×10、約1×10、約1×10、約1×1010、約1×1011、または約1×1012個のCD4 T細胞が再刺激のために単離され得る。ex vivoでの再刺激のためには、任意の好適な量のCD4 T細胞が単離される。
単離されたCD4 T細胞は、過去の治療用ワクチン接種に存在した抗原を含み得るHIVワクチン抗原による再刺激の間中、適切な培地において培養され得る。長期のex vivo培養中のウイルスの再出現を防止するため、逆転写酵素、プロテアーゼ、またはインテグラーゼの阻害剤を含む抗レトロウイルス治療薬を添加してもよい。CD4 T細胞の再刺激は、培養物中のHIV特異的CD4 T細胞の割合を増やすために使用され得る。同じ手順は、精製により得られた末梢血単核細胞を含むより少ない血液量を使用してHIV特異的T細胞を特定し、この亜集団の頻度を測定する、分析目的で使用することもできる。培養物中のHIV特異的CD4 T細胞の割合は、1つまたは複数の他の細胞サブセットを枯渇させることにより濃縮または増加させることができる。
PBMC画分は、HIV特異的CD4 T細胞について、in vivo免疫化のために過去に使用されたワクチンの成分と一致するかまたはこれを補完するHIVタンパク質とこれらの細胞を接触させることによって濃縮することができる。ex vivoでの再刺激は、HIV特異的CD4 T細胞の相対的な頻度を約2、約5、約10、約25、約50、約75、約100、約125、約150、約175、または約200倍増加させ得る。本方法は、CD4 T細胞のin vivoでの治療的免疫化およびex vivoでの再刺激を、ex vivoでのレンチウイルス形質導入および培養と組み合わせるステップをさらに含み得る。
よって、一実施形態では、HIV特異的CD4 T細胞が濃縮されている再刺激したPBMCまたはPBMCの画分は、1、2、3、4、5、または最大12、20、もしくは30日間培養した後、ポリクローナルマイトジェンまたは他の植物もしくは真菌ベースのアグルチニン、または、細胞表面CD3およびCD28を認識してこれらの分子を架橋し、ポリクローナルT細胞活性化を引き起こすことができる他の試薬を用いて、再度活性化させることができる。ポリクローナル刺激後、細胞は、治療用抗HIVレンチウイルスまたは他のベクターで形質導入され、そのような形質導入のために十分な期間、例えば約1〜約21日間、最大約35日間などにわたって培養下に維持され得る。代替的に、これらの細胞は、約1〜約18日間、約1〜約15日間、約1〜約12日間、約1〜約9日間、または約3〜約7日間にわたって培養されてもよい。よって、形質導入された細胞は、約1、約2、約3、約4、約5、約6、約7、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14、約15、約16、約17、約18、約19、約20、約21、約22、約23、約24、約25、約26、約27、約28、約29、約30、約31、約32、約33、約34、または約35日間にわたって培養され得る。ポリクローナルマイトジェンを用いた活性化は、細胞産物製造プロセスに含まれる場合もあれば、含まれない場合もある。
さらなる実施形態では、形質導入された細胞が十分な期間にわたって培養されたら、形質導入されたCD4 T細胞は、元の患者に注入し戻される。注入は、当技術分野で公知の様々なデバイスおよび方法を使用して行うことができる。一部の実施形態では、注入には、再生着の効率を上昇させるためにシクロホスファミドまたは同様の化合物による前処
置が付随する場合がある。
一部の実施形態では、処置プロセスの間中継続された被験体の抗レトロウイルス薬療法レジメンに、CCR5にターゲティングされた療法が付加され得る。CCR5にターゲティングされた療法の例としては、マラビロク(CCR5アンタゴニスト)またはラパマイシン(CCR5を低下させる免疫抑制剤)が挙げられるが、これらに限定されない。一部の実施形態では、抗レトロウイルス薬療法が停止される場合があり、被験体がウイルスのリバウンドについて試験される場合がある。リバウンドが起こらなければ、アジュバント療法を除去してもよく、被験体をウイルスのリバウンドについて再度試験することができる。
様々な実施形態では、cARTもしくはHAARTを含む抗レトロウイルス薬療法を低減した場合またはこれを使用しない場合、かつアジュバント療法を低減した場合またはこれを使用しない場合に、約26週間にわたってウイルス抑制が持続すれば、HIVの機能的治癒とみなすことができる。治癒の他の定義は本明細書に記載されている。
開示されている方法で使用されるレンチウイルスベクターおよび他のベクターは、目的の、少なくとも1種、少なくとも2種、少なくとも3種、少なくとも4種、もしくは少なくとも5種の遺伝子、または少なくとも6種の遺伝子、または少なくとも7種の遺伝子、または少なくとも8種の遺伝子、または少なくとも9種の遺伝子、または少なくとも10種の遺伝子、または少なくとも11種の遺伝子、または少なくとも12種の遺伝子をコードし得る。HIVにターゲティングされた遺伝子療法の多用途性および治療可能性を考慮すると、本開示のウイルスベクターは、(i)感染性疾患に関連する抗原または感染性病原体によって産生される毒素に対する抗体、(ii)免疫細胞の成長または機能に必要とされ、かつHIVおよび他の慢性または急性のヒトウイルスまたは細菌病原体において遭遇される免疫調節不全に対する治療薬であり得る、インターロイキンを含むサイトカイン、(iii)CD8抑制因子を含む、in vivoでHIVの成長を抑制する因子、(iv)ケモカイン受容体CCR5の変異もしくは欠失、ケモカイン受容体CXCR4の変異もしくは欠失、またはケモカイン受容体CXCR5の変異もしくは欠失、(v)HIVに関連する特定の受容体もしくはペプチドまたはHIVに関連する宿主タンパク質に対するアンチセンスDNAまたはRNA、(vi)HIVに関連する特定の受容体もしくはペプチドまたはHIVに関連する宿主タンパク質に対する低分子干渉RNA、あるいは(vii)HIVまたはAIDSを処置するために使用され得る多様な他の治療上有用な配列を含むがこれらに限定されない、遺伝子または核酸配列をコードし得る。
開示されている方法で使用され得るHIVにターゲティングされた遺伝子療法のさらなる例としては、親和性増強T細胞受容体、CD4 T細胞上(または代替的にはCD8 T細胞上)のキメラ抗原受容体、ウイルスタンパク質に起因する細胞死を回避するためのシグナル伝達経路の改変、TREX、SAMHD1、MxAまたはMxBタンパク質、APOBEC複合体、TRIM5アルファ複合体、テザリン(BST2)、および哺乳動物細胞においてHIV複製を低減させることができると特定された同様のタンパク質を含むHIV制限エレメントの発現増加が挙げられるが、これらに限定されない。
一部の実施形態では、患者は、本開示の方法に従う処置を受けると同時にcARTまたはHAARTを受けていてもよい。他の実施形態では、患者は、本開示の方法に従って処置される前または処置された後にcARTまたはHAARTを受けてもよい。一部の実施形態では、cARTまたはHAARTは、本開示の方法に従う処置の間中維持され、患者は、血液中のHIVウイルス負荷および血液中のレンチウイルスを形質導入したCD4 T細胞の頻度についてモニタリングされ得る。好ましくは、本開示の方法に従って処置される前にcARTまたはHAARTを受けた患者は、本開示の方法に従う処置の後にcARTまたはHAARTを中止または低減することができる。
有効度の目的上、形質導入されたHIV特異的CD4 T細胞の頻度は、遺伝子療法の効果の新規の代替マーカーであり、本明細書においてより詳細に論じられるように決定することができる。
組成物
様々な態様では、本開示は、感受性細胞へのHIVの侵入を阻害する遺伝子構築物を送達することができるレンチウイルスベクターを提供する。例として、本明細書による1つの作用機構は、感受性細胞へのウイルス進入速度を低減させるため、CCR5および/またはCXCR4ケモカイン受容体に対するmRNAレベルを低下させることである。
代替的に、開示されているレンチウイルスベクターは、入ってくるHIVゲノムRNAの安定性を低減させることによってHIV感染細胞の形成を阻害することができる。また、さらに別の実施形態では、開示されているレンチウイルスベクターは、潜伏感染細胞からのHIV産生を防止することができ、その作用機構は、短鎖相同RNA、低分子干渉RNA、または他の調節RNA種を含む阻害性RNAの作用により、ウイルスRNA配列の不安定性を引き起こすことである。
開示されている治療用レンチウイルスは概して、2種類の遺伝子カーゴのうち少なくとも1種を含む。第1に、このレンチウイルスは、感受性細胞へのHIVの侵入に重要なケモカイン受容体CCR5および/またはCXCR4の産生を阻害することができる低分子RNAの発現を指向する遺伝子エレメントをコードし得る。第2の種類の遺伝子カーゴは、逆転写、RNAスプライシング、タンパク質を産生するRNA翻訳、または粒子を産生し感染を伝播するウイルスゲノムRNAのパッケージングを防止する目的で、HIVのRNA配列をターゲティングする低分子RNA分子を発現することができる構築物を含む。例示的な構造が図3に図示されている。
図3(上パネル)に示されるように、例示的な構築物は、多数のセクションまたは成分を含み得る。例えば、一実施形態では、例示的なLV構築物は、以下のセクションまたは成分を含み得る。
・ RSV(ラウス肉腫ウイルス末端反復配列(long terminal repeat))、
・ 5’LTR(染色体組み込み後にベクターの複製を防止するために切り詰めることができるHIV末端反復配列の一部分)、
・ Psi(パッケージング中のウイルス粒子へのベクターRNAゲノムの組み込みを可能にするパッケージングシグナル)、
・ RRE(Rev応答エレメントを付加すると、RNAを細胞の核から細胞質に動員することによって導入遺伝子からの発現を改善することができる)、
・ cPPT(宿主細胞染色体への導入遺伝子の組み込みの前に第二鎖DNA合成を促進するポリプリントラクト(poly purine tract))、
・ プロモーター(プロモーターは、組み込まれた導入遺伝子からのRNA転写を開始してマイクロRNAクラスター(または構築物の他の遺伝子エレメント)を発現し、一部の実施形態では、ベクターはEF−1プロモーターを使用し得る)、
・ 抗CCR5(宿主細胞因子CCR5のメッセンジャーRNAをターゲティングして細胞表面上のその発現を低減させるマイクロRNA)、
・ 抗Rev/Tat(HIVのRevコード領域とTatコード領域との間の接合部におけるHIVのゲノムRNAまたはメッセンジャーRNAをターゲティングするマイクロRNA。本出願では、miRNA Tatと呼称されるか、または同様の説明が与えられる場合がある)、
・ 抗Vif(Vifコード領域内のHIVのゲノムRNAまたはメッセンジャーRNA
をターゲティングするマイクロRNA)、
・ WPRE(ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメントは、核のRNA輸送を促進するために使用され得るさらなるベクター成分である)、および
・ デルタU3 3’LTR(ベクターの安全性を改善するためにU3領域の一部分を欠失させた、HIVの3’末端反復配列の改変バージョン)。
上記の成分は単なる例であること、また、構築物がHIV遺伝子の発現を防止し、感染の伝播を減少させることができる限り、このような成分を再編成したり、他のエレメントと置換したり、または別様に変更したりしてよいことは、当業者には認識されよう。
本開示のベクターは、上記のいずれかまたは両方の種類の遺伝子カーゴ(すなわち、遺伝子の発現を指向する遺伝子エレメント、または翻訳もしくは転写を防止することができるsiRNA、shRNA、もしくはmiRNAなどの低分子RNA)を含んでよく、本開示のベクターは、HIVの処置または診断の目的でさらに有用な産物をコードしてもよい。例として、一部の実施形態では、これらのベクターは、遺伝子改変細胞をin vivoで選択的に維持する目的でベクターまたは抗生物質耐性遺伝子を追跡することを目的として、緑色蛍光タンパク質(GFP)または切り詰められ生物学的に不活化された細胞表面分子をコードしてもよい。
開示されているベクターに組み込まれる遺伝子エレメントの組み合わせは、特に限定されない。例えば、本明細書におけるベクターは、単一の低分子RNA、2個の低分子RNA、3個の低分子RNA、4個の低分子RNA、5個の低分子RNA、6個の低分子RNA、7個の低分子RNA、8個の低分子RNA、9個の低分子RNA、または10個の低分子RNA、または11個の低分子RNA、または12個の低分子RNAをコードしてよい。このようなベクターは、低分子RNAと共働して機能してHIVの発現および感染を防止するように他の遺伝子エレメントをさらにコードしてもよい。
治療用レンチウイルスが、プロモーター領域、調節RNAのターゲティング、および調節RNAの種類の代わりに代替配列を使用し得ることは、当業者には理解されよう。さらに、本開示の治療用レンチウイルスは、レンチウイルス粒子をパッケージングするために使用されるプラスミドの変化を含む場合があり、これらの変化は、in vitroの産生レベルを上昇させるために必要とされる。
レンチウイルスベクターシステム
本明細書の様々な態様および実施形態に従うレンチウイルスビリオン(粒子)は、ビリオン(ウイルス粒子)を産生するために必要なウイルスタンパク質をコードするベクターシステムによって発現される。様々な実施形態では、逆転写および組み込みのための、プロモーターに作動可能に連結した、レンチウイルスpolタンパク質をコードする核酸配列を含有する1つのベクターが提供される。別の実施形態では、polタンパク質は、複数のベクターによって発現される。他の実施形態では、ウイルスカプシドを形成するための、プロモーターに作動可能に連結した、レンチウイルスGagタンパク質をコードする核酸配列を含有するベクターが提供される。複数の実施形態では、このgag核酸配列は、pol核酸配列の少なくとも一部とは別個のベクター上にある。他の実施形態では、gag核酸は、polタンパク質をコードする全てのpol核酸配列とは別個のベクター上にある。
本明細書のベクターには多数の改変を行ってよく、これらを使用して粒子を作り出すと、野生型復帰変異体を得る機会がさらに最小限に抑えられる。これらは、LTRのU3領域の欠失、tat欠失、およびマトリクス(MA)欠失を含むが、これらに限定されない。複数の実施形態では、gag、pol、およびenvベクターは、レンチウイルスパッケージング配列と呼ばれる、レンチウイルスRNAをパッケージングするレンチウイルスゲノム由来のヌクレオチドを含有しない。
粒子を形成するベクターは、好ましくは、エンベロープタンパク質を発現するレンチウイルスゲノム由来の核酸配列を含有しない。好ましくは、プロモーターに作動可能に連結したエンベロープタンパク質をコードする核酸配列を含有する別個のベクターが使用される。このenvベクターも、レンチウイルスパッケージング配列を含有しない。一実施形態では、env核酸配列は、レンチウイルスエンベロープタンパク質をコードする。
別の実施形態では、エンベロープタンパク質は、レンチウイルスに由来しないが、異なるウイルスに由来する。結果として得られる粒子は、シュードタイプ化粒子と呼ばれる。エンベロープの適切な選択により、実質的に任意の細胞に「感染」することができる。例えば、細胞内区画をターゲティングするエンベロープタンパク質をコードするenv遺伝子を使用することができる。そのようなenv遺伝子およびエンベロープタンパク質が由来し得るウイルスの例としては、インフルエンザウイルス(例えば、インフルエンザA型ウイルス、インフルエンザB型ウイルス、インフルエンザC型ウイルス、インフルエンザD型ウイルス、イサウイルス、クアランジャウイルス、およびトゴトウイルス)、ベシクロウイルス(例えば、インディアナベシクロウイルス)、アルファウイルス(例えば、とりわけ、セムリキ森林ウイルス、シンドビスウイルス、アウラウイルス、バーマ森林ウイルス、ベバルウイルス、カバソウウイルス(Cabassou virus)、ゲタウイルス、ハイランドJウイルス(Highlands J virus)、トロカラウイルス(Trocara virus)、ウナウイルス、ヌドゥムウイルス、およびミドレブルグウイルス)、アレナウイルス(例えば、リンパ球脈絡髄膜炎ウイルス、マチュポウイルス、フニンウイルス、およびラッサ熱ウイルス)、フラビウイルス(例えば、とりわけ、ダニ媒介性脳炎ウイルス、デング熱ウイルス、C型肝炎ウイルス、GBウイルス、アポイウイルス、バガザウイルス(Bagaza virus)、エッジヒルウイルス、ジュグラウイルス(Jugra virus)、カダムウイルス、ダカールコウモリウイルス、モドックウイルス、ポワサンウイルス、ウスツウイルス(Usutu virus)、およびサルヴィエヤウイルス(Sal Vieja virus))、ラブドウイルス(例えば、水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス)、パラミクソウイルス(例えば、耳下腺炎または麻疹)、およびオルトミクソウイルス(例えば、インフルエンザウイルス)が挙げられる。
好ましくは使用することができる他のenv遺伝子エンベロープタンパク質としては、内在性レトロウイルス(例えば、ネコ科動物内在性レトロウイルスおよびヒヒ内在性レトロウイルス)および密接に関連するガンマレトロウイルス(例えば、とりわけ、モロニー白血病ウイルス、MLV−E、MLV−A、ギボン類人猿白血病ウイルス、GALV、ネコ白血病ウイルス、コアラレトロウイルス、トレーガーアヒル脾臓壊死ウイルス、毒蛇レトロウイルス、ひよこ合胞体ウイルス、ガードナー−アーンシュタインネコ肉腫ウイルス、およびブタC型オンコウイルス)に由来するものが挙げられる。これらのガンマレトロウイルスは、初代細胞をターゲティングするためのenv遺伝子およびエンベロープタンパク質の供給源として使用することができる。ガンマレトロウイルスは、宿主細胞が初代細胞である場合に特に好ましい。
エンベロープタンパク質を選択して、特定の所望の宿主細胞をターゲティングすることができる。例えば、脳への送達には、ドーパミン受容体などの特定の受容体のターゲティングを使用することができる。別の標的は血管内皮であり得る。これらの細胞は、フィロウイルス科(例えば、クエバウイルス(Cuevavirus)、ディアンロウイルス(Dianlovirus)、エボラウイルス、およびマールブルグウイルス)の任意のウイルスに由来するエンベロープタンパク質を使用してターゲティングすることができる。エボラウイルスの種としては、タイ森林エボラウイルス、ザイールエボラウイルス、スーダンエボラウイルス、ブンディブギョエボラウイルス、およびレストンエボラウイルスが挙げられる。
加えて、複数の実施形態では、糖タンパク質は、転写後修飾を受ける場合がある。例えば、実施形態では、エボラのGPは、翻訳後に修飾されて、GP1およびGP2糖タンパク質になり得る。別の実施形態では、シュードタイプ化エンベロープ(例えば、FIVまたはSHIV[米国特許第5,654,195号])を有する異なるレンチウイルスカプシドを使用することができる。SHIVシュードタイプ化ベクターは、サルなどの動物モデルにおいて容易に使用することができる。
本明細書に提供されるレンチウイルスベクターシステムは、典型的には、gag、pol、またはrev遺伝子のうちの少なくとも1つを含む少なくとも1つのヘルパープラスミドを含む。gag、pol、およびrev遺伝子は、それぞれが個々のプラスミドで提供される場合もあれば、1つまたは複数の遺伝子が同じプラスミドで一緒に提供される場合もある。一実施形態では、gag、pol、およびrev遺伝子は、同じプラスミドで提供される(例えば図4)。別の実施形態では、gagおよびpol遺伝子が第1のプラスミドで提供され、rev遺伝子が第2のプラスミドで提供される(例えば図5)。したがって、3ベクターシステム(例えば図4および6)および4ベクターシステム(例えば図5)はいずれも、本明細書に記載されるレンチウイルスを産生するために使用され得る。複数の実施形態では、治療用ベクター、少なくとも1つのエンベローププラスミド、および少なくとも1つのヘルパープラスミドは、パッケージング細胞、例えばパッケージング細胞株にトランスフェクトされる。パッケージング細胞株の非限定的な例は、293T/17 HEK細胞株である。治療用ベクター、エンベローププラスミド、および少なくとも1つのヘルパープラスミドがパッケージング細胞株にトランスフェクトされると、最終的にレンチウイルス粒子が産生される。
別の態様では、レンチウイルス粒子を発現させるためのレンチウイルスベクターシステムが開示される。このシステムは、本明細書に記載されるレンチウイルスベクターと;細胞に感染するように最適化されたエンベロープタンパク質を発現させるためのエンベローププラスミドと;gag、pol、およびrev遺伝子を発現させるための少なくとも1つのヘルパープラスミドとを含み、レンチウイルスベクター、エンベローププラスミド、および少なくとも1つのヘルパープラスミドがパッケージング細胞株にトランスフェクトされると、レンチウイルス粒子がパッケージング細胞株によって産生され、このレンチウイルス粒子は、ケモカイン受容体CCR5の産生の阻害、またはHIV RNA配列のターゲティングが可能である。
別の態様では、本明細書では治療用ベクターとも呼ばれるレンチウイルスベクターは、次のエレメント:ハイブリッド5’末端反復配列(RSV/5’LTR)(配列番号33〜34)、Psi配列(RNAパッケージング部位)(配列番号35)、RRE(Rev応答エレメント)(配列番号36)、cPPT(ポリプリントラクト)(配列番号37)、EF−1αプロモーター(配列番号4)、miR30CCR5(配列番号1)、miR21Vif(配列番号2)、miR185Tat(配列番号3)、ウッドチャック転写後調節エレメント(WPRE)(配列番号31または67)、およびΔU3 3’LTR(配列番号38)を含む。別の態様では、置換、欠失、付加、または変異による配列変化を使用して、本明細書で参照される配列を改変することができる。
別の態様では、ヘルパープラスミドは、次のエレメント:CAGプロモーター(配列番号40)、HIV成分gag(配列番号42)、HIV成分pol(配列番号43)、HIV Int(配列番号44)、HIV RRE(配列番号45)、およびHIV Rev(配列番号46)を含む。別の態様では、gagおよびpol遺伝子を発現させるための第1のヘルパープラスミドと、rev遺伝子を発現させるための第2の別個のプラスミドとを含むように、ヘルパープラスミドを改変してよい。別の態様では、置換、欠失、付加、または変異による配列変化を使用して、本明細書で参照される配列を改変することができる。
別の態様では、エンベローププラスミドは、次のエレメント:RNAポリメラーゼIIプロモーター(CMV)(配列番号49)および水疱性口内炎ウイルスG糖タンパク質(VSV−G)(配列番号51)を含む。別の態様では、置換、欠失、付加、または変異による配列変化を使用して、本明細書で参照される配列を改変することができる。
様々な態様では、レンチウイルスパッケージングに使用されるプラスミドは、ベクターの機能を損失することなく、様々なエレメントの置換、付加、除去、または変異によって改変される。例えば、限定されるものではないが、次のエレメントは、パッケージング系を構成するプラスミドにおいて同様のエレメントに取って代わることができる:伸長因子1(EF−1)、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)、およびユビキチンC(UbC)プロモーターは、CMVまたはCAGプロモーターに取って代わることができる。SV40ポリAおよびbGHポリAは、ウサギベータグロビンポリAに取って代わることができる。
別の態様では、ヘルパープラスミド中のHIV配列は、異なるHIV株またはクレードから構築されていてよい。例えば、VSV−G糖タンパク質は、ガンマレトロウイルス(例えば、とりわけ、テナガザル類人猿白血病ウイルス、GALV、マウス白血病ウイルス10A1、MLV、コアラレトロウイルス、トレーガーアヒル脾臓壊死ウイルス、毒蛇レトロウイルス、ひよこ合胞体ウイルス、ガードナー−アーンシュタインネコ肉腫ウイルス、およびブタC型オンコウイルス)、内在性レトロウイルス(例えば、とりわけ、ネコ科動物内在性ウイルス(RD114)、HERV−Wなどのヒト内在性レトロウイルス、およびヒヒ内在性レトロウイルス、BaEV)、リッサウイルス(例えば、狂犬病ウイルス、FUG)、マンマレナウイルス(mammarenavirus)(例えば、リンパ球脈絡髄膜炎ウイルス、LCMV、インフルエンザA型ウイルス、インフルエンザA型家禽ペストウイルス、FPV、インフルエンザB型ウイルス、インフルエンザC型ウイルス、インフルエンザD型ウイルスなどのインフルエンザウイルス、イサウイルス、クアランジャウイルス、およびトゴトウイルス)、アルファウイルス(例えば、ロスリバーアルファウイルス、RRV、またはスーダンエボラウイルス、タイ森林エボラウイルス、ザイールエボラウイルス、ブンディブギョエボラウイルス、およびレストンエボラウイルスなどのエボラウイルス、EboV)に由来する膜糖タンパク質で置換され得る。
様々なレンチウイルスパッケージング系を商業的に取得することができ(例えば、OriGene Technologies,Inc.、Rockville、MDのLenti−vpakパッケージングキット)、本明細書に記載されるようにデザインすることもできる。さらに、レンチウイルス粒子の産生効率を含め、任意の数の関連要素を改善するためにレンチウイルスパッケージング系の諸態様を置換または改変することは、当業者の技能の範囲内である。
バイオアッセイ
様々な態様では、本開示は、機能的治癒の達成するためのHIV処置の成功を決定するためのバイオアッセイを含む。これらのアッセイは、患者における形質導入されたHIV特異的なCD4 T細胞の頻度を測定することにより、開示されている免疫化および処置の方法の有効度を測定するための方法を提供する。HIV特異的CD4 T細胞が認識可能である。なぜなら、とりわけ、これらが増殖し、細胞表面マーカーの組成を変更し、リン酸化を含むシグナル伝達経路を誘導し、かつ/あるいは、サイトカイン、ケモカイン、カスパーゼ、リン酸化シグナル伝達分子、または他の細胞質および/もしくは核成分であり得る特定のマーカータンパク質を発現するからである。特定の応答するCD4 T細胞は、例えば、フローサイトメトリーソーティング、磁性ビーズ分離、または抗原特異的CD4 T細胞の単離の他の認識されている方法を使用したHIV特異的細胞のソーティングを可能にする、標識されたモノクローナル抗体またはmRNA配列の特異的なin situ増幅を使用して認識される。単離されたCD4 T細胞を試験すると、組み込まれた治療用レンチウイルスを有する細胞の頻度が決定される。質量分析、PCR、ELISAまたは抗体染色と併せた個々の細胞のマイクロ流体分離を含む単一細胞試験法を使用して、HIVに対する応答性および組み込まれた治療用レンチウイルスの存在を確認することもできる。
よって、様々な実施形態では、本開示による処置の適用(例えば、(a)免疫化、(b)ex vivoでの白血球/リンパ球の培養および/または非標的細胞の枯渇、(c)精製タンパク質、不活化ウイルス、ウイルスベクター化タンパク質、細菌ベクター化タンパク質、サイトカインおよび/またはケモカインを含む生物学的または化学的アジュバント、ビヒクルによる再刺激、(d)濃縮されたT細胞へのウイルス送達システムの形質導入、ならびに(e)濃縮され形質導入されたT細胞の注入)に続いて、その後患者をアッセイすることで、処置の有効度を決定することができる。体内の標的T細胞の閾値は、所定値における、例えば、治療用レンチウイルスからの遺伝子改変を有する約1×10個のHIV特異的CD4 T細胞における機能的治癒を測定するように確立してよい。代替的に、この閾値は、患者の体内で約1×10、約1×10、約1×10、約1×10、約1×10、または約1×1010個のCD4 T細胞であってもよい。
治療用レンチウイルスによる遺伝子改変を有するHIV特異的CD4 T細胞は、フローサイトメトリー、セルソーティング、FACS分析、DNAクローニング、PCR、RT−PCRもしくはQ−PCR、ELISA、FISH、ウェスタンブロッティング、サザンブロッティング、ハイスループットシーケンシング、RNAシーケンシング、オリゴヌクレオチドプライマー伸長、または当技術分野で公知の他の方法などであるがこれらに限定されない、任意の好適な方法を使用して決定することができる。
遺伝子改変を有する抗原特異的T細胞を定義するための方法は当技術分野で公知であるが、このような方法を利用し、有効度の標準的な尺度として組み込み型または非組み込み型の遺伝子療法の構築物を含むHIV特異的T細胞を特定することを組み合わせることは、本明細書において様々に記載されるように、HIV処置の分野において新規の概念である。
用量および剤形
開示されている方法および組成物は、HIV+患者をその疾患の様々な段階で処置するために使用され得る。したがって、投薬レジメンは、患者の状態および投与方法に基づいて異なり得る。
様々な実施形態では、初回のin vivo免疫化のためのHIV特異的ワクチンは、必要とする被験体に様々な用量で投与される。一般に、筋肉内注射により送達されるワクチンは、不活化ウイルス粒子から調製された全ウイルスタンパク質、ウイルス様粒子、または組換え系から精製されたウイルスタンパク質もしくはウイルス調製物から精製されたもののいずれかのHIVタンパク質を、約10μg〜約300μg、約25μg〜約275μg、約50μg〜約250μg、約75μg〜約225μg、または約100μg〜約200μg含む。組換えウイルスベクターまたは細菌ベクターは、記載されるありとあらゆる経路によって投与されてもよい。筋肉内ワクチンは、約1μg〜約100μg、約10μg〜約90μg、約20μg〜約80μg、約30μg〜約70μg、約40μg〜約60μg、または約50μgの好適なアジュバント分子を含み、注射1用量あたり0.1〜5mlの体積の油、食塩水、緩衝液、または水に懸濁され、可溶性調製物であってもエマルジョン調製物であってもよい。一部のウイルスベクター化もしくは細菌ベクター化ワクチン、融合タンパク質、リポソーム製剤、または同様の調製物を含む、経口的、直腸、口腔、性器粘膜、または鼻腔内に送達されるワクチンは、より高い量のウイルスタンパク質およびアジュバントを含有してもよい。真皮、真皮下(sub−dermal)、または皮下のワクチンは、経口的、直腸、または鼻腔内に送達されるワクチンにより似ている量のタンパク質およびアジュバントを利用する。初回免疫化に対する応答に応じて、ワクチン接種は、同じかまたは代替の送達経路を使用して1〜5回繰り返され得る。間隔は、免疫化の間で2〜24週間であり得る。ワクチン接種に対する免疫応答は、ELISAまたは同様の方法論を使用して、血清、血漿、膣分泌物、直腸分泌物、唾液、または気管支肺胞洗浄液中のHIV特異的抗体を試験することによって測定される。細胞性免疫応答は、ワクチン抗原によるin vitro刺激に続いて、細胞内のサイトカインの蓄積について染色を行った後、フローサイトメトリーまたはリンパ球増殖、リン酸化シグナル伝達タンパク質の発現、もしくは細胞表面活性化マーカーの変化を含む同様の方法によって試験される。投薬の上限は個々の患者に基づいて決定してよく、各個々の製品または製品ロットに関する毒性/安全性プロファイルに依存する。
免疫化は、1回、2回、3回、または繰り返し行ってよい。例として、HIV免疫化のための薬剤は、必要とする被験体に、1週間に1回、1週間おきに1回、3週間ごとに1回、1か月に1回、1か月おきに、3か月ごとに、6か月ごとに、9か月ごとに、1年に1回、18か月ごとに、2年ごとに、36か月ごとに、または3年ごとに投与してよい。
免疫化は概して、CD4 T細胞のex vivoでの拡大増殖および濃縮前に少なくとも1回行われ、免疫化は、ex vivoでの白血球/リンパ球の培養/再刺激および注入後に1回、2回、3回、またはそれよりも多く行われ得る。
一実施形態では、免疫化のためのHIVワクチンは、医薬組成物として投与される。一実施形態では、HIVワクチンを含む医薬組成物は、臨床適用のための多様な経鼻、肺、経口、外用、または非経口剤形で製剤化される。剤形はそれぞれ、様々な崩壊剤、界面活性剤、充填剤、増粘剤(thickener)、結合剤、希釈剤、例えば湿潤剤、または他の薬学的に許容される賦形剤を含み得る。HIVワクチンを含む医薬組成物は、注射用に製剤化されてもよい。
免疫化を目的とするHIVワクチン組成物は、任意の薬学的に許容される方法、例えば、鼻腔内投与、口腔投与、舌下投与、経口投与、直腸投与、眼投与、非経口投与(静脈内投与、皮内投与、筋肉内投与、皮下投与、大槽内投与、腹腔内)投与、肺投与、膣内投与、局所投与、外用投与、乱切後の外用投与、粘膜投与、エアロゾルによる、または口腔もしくは経鼻スプレー製剤による投与を使用して投与することができる。
さらに、HIVワクチン組成物は、固体剤形、錠剤、丸剤、ロゼンジ、カプセル、液体分散物、ゲル、エアロゾル、肺エアロゾル、経鼻エアロゾル、軟膏、クリーム、半固体剤形、および懸濁物など、任意の薬学的に許容される剤形に製剤化することができる。さらに、本組成物は、制御放出製剤、持続放出製剤、即時放出製剤、またはこれらの任意の組み合わせであってよい。さらに、本組成物は、経皮送達システムであってもよい。
別の実施形態では、HIVワクチンを含む医薬組成物は、経口投与のための固体剤形で製剤化され、この固体剤形は、粉末、顆粒、カプセル、錠剤、または丸剤であり得る。さらに別の実施形態では、固体剤形は、炭酸カルシウム、デンプン、スクロース、ラクトース、微結晶性セルロース、またはゼラチンなどの1つまたは複数の賦形剤を含む。さらに、固体剤形は、賦形剤に加えて、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤を含み得る。一部の実施形態では、経口剤形は、即時放出形態または改変放出形態である。改変放出剤形は、制御放出または延長放出、腸内放出などを含む。改変放出剤形に使用される賦形剤は、一般的に当業者に公知である。
さらなる実施形態では、HIVワクチンを含む医薬組成物は、舌下または口腔剤形として製剤化される。このような剤形は、舌下に投与される舌下錠剤または溶液組成物、および頬と歯肉との間に配置される口腔錠剤を含む。
なおもさらなる実施形態では、HIVワクチンを含む医薬組成物は、経鼻剤形として製剤化される。このような本開示の剤形は、経鼻送達のための溶液、懸濁物、およびゲル組成物を含む。
一実施形態では、医薬組成物は、懸濁物、エマルジョン、またはシロップなど、経口投与のための液体剤形で製剤化される。他の実施形態では、液体剤形は、水および流動パラフィンなどの一般的に使用されている単純な希釈剤に加えて、保水剤(humectant)、甘味料、芳香族化合物、または保存料などの様々な賦形剤を含み得る。特定の実施形態では、HIVワクチンまたはその薬学的に許容される塩を含む組成物は、小児患者への投与に好適であるように製剤化される。
一実施形態では、医薬組成物は、滅菌水溶液、懸濁物、エマルジョン、非水性溶液、または坐薬など、非経口投与のための剤形で製剤化される。他の実施形態では、非水性溶液または懸濁物は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油などの植物油、またはオレイン酸エチルなどの注射可能なエステルを含む。坐薬の基剤としては、ウィテップゾール(witepsol)、マクロゴール、tween(登録商標)61、カカオ脂、ラウリン油、またはグリセリンゼラチンが使用され得る。
医薬組成物の投与量は、患者の体重、年齢、性別、投与時間および方式、排出速度、ならびに疾患の重症度に応じて異なり得る。
再刺激の目的では、概して、リンパ球、PBMC、および/またはCD4 T細胞を患者から取り出し、再刺激および培養のために単離する。単離した細胞は、免疫化に使用したものと同じHIVワクチンもしくは活性化剤と接触させても、または異なるHIVワクチンもしくは活性化剤と接触させてもよい。一実施形態では、単離した細胞は、培養物中の約106個の細胞あたり約10ng〜5μg(または任意の他の好適な量)のHIVワクチンまたは活性化剤と接触させる。より具体的には、単離した細胞は、培養物中の約106個の細胞あたり約50ng、約100ng、約200ng、約300ng、約400ng、約500ng、約600ng、約700ng、約800ng、約900ng、約1μg、約1.5μg、約2μg、約2.5μg、約3μg、約3.5μg、約4μg、約4.5μg、または約5μgのHIVワクチンまたは活性化剤と接触させてもよい。
活性化剤またはワクチンは、概して、各in vitro細胞培養で1回使用されるが、約15〜約35日の間隔の後に繰り返されてもよい。例えば、繰り返しの投薬は、約15、約16、約17、約18、約19、約20、約21、約22、約23、約24、約25、約26、約27、約28、約29、約30、約31、約32、約33、約34、また
は約35日目に行われ得る。
濃縮され再刺激した細胞の形質導入では、例えば図4または図6に開示されているレンチウイルスベクターまたは他の公知のベクターシステムを細胞に形質導入してよい。形質導入される細胞は、培養物中の標的細胞あたり約1〜1,000個(または任意の他の好適な量)のウイルスゲノム(レンチウイルスベクターを含有する培養液のRT−PCRアッセイにより測定)と接触させてよい。レンチウイルス形質導入は、培養物中の標的細胞あたり1〜1,000個という同じ範囲のウイルスゲノムを使用し、1〜5回繰り返してよい。
細胞の濃縮
様々な実施形態では、T細胞などの細胞がHIV感染患者から得られ、培養される。培養は、マルチウェルプレートにて馴化培地(「CM」)を含む培養培地中で行われ得る。上清p24gagのレベル(「p24」)およびウイルスRNAレベルが標準的手段によって評価され得る。CM培養細胞が1ng/ml未満の上清p24レベルのピークを有する患者は、さらなる抗ウイルス剤の使用ありまたはなしのCMにおける大規模なT細胞の拡大増殖に好適な患者であり得る。さらに、異なる薬物または目的の薬物の組み合わせを異なるウェルに加えてよく、試料中のウイルスレベルに対する影響を標準的手段によって評価することができる。適度なウイルス抑制をもたらす薬物の組み合わせは、治療上有用な組み合わせである。特定の被験体に関する適度なウイルス抑制を構成するものが何かを決定することは、適格な技師の能力の範囲内である。ウイルスの拡大増殖を制限することにおける目的の薬物の有効性を試験するために、抗CD3抗体などのさらなる因子を培養物に添加してウイルス産生を刺激してもよい。当技術分野で公知のHIV感染細胞試料の培養方法とは異なり、CMでは2か月超の期間にわたるT細胞の培養が可能であり、これにより、長期の薬物有効性をアッセイする有効な系がもたらされる。
好ましい実施形態では、HIV感染細胞は、感受性の転写媒介性タンパク質配列および感受性のHIV調節エレメント配列を有する被験体から得られる。より好ましい実施形態では、HIV感染細胞は、野生型の転写媒介性タンパク質配列および野生型のHIV調節配列を有する被験体から得られる。
造血系および/または造血幹細胞の初代細胞の安定な形質導入は、細胞の表面をレンチウイルスベクターと、細胞表面に結合する少なくとも1つの分子との両方とin vitroまたはex vivoで接触させることによって得ることができる。これらの細胞は、成長および/または増殖を促す条件下で、2つまたはそれよりも多くの層を備える通気された容器において培養してよい。一部の実施形態では、このアプローチは、非CD4+T細胞の枯渇および/または広いポリクローナルな拡大増殖と併せて使用され得る。
T細胞を濃縮する別のアプローチでは、PBMCをペプチドで刺激し、インターフェロンガンマなどのサイトカインを分泌する細胞を濃縮する。このアプローチは、概して、T細胞を含有する細胞の混合物を抗原で刺激し、抗原で刺激した細胞の分離を、これらが産物で標識されている程度に従って行うことを伴う。抗原刺激は、少なくとも1つのT細胞の抗原特異的な刺激を誘発するのに有効な条件下で、細胞を少なくとも1つの抗原に曝露することによって達成される。産物による標識は、少なくとも1つの捕捉部分を含有するように細胞の表面を改変し、産物が分泌され、放出され、前記捕捉部分に特異的に結合する(「捕捉される(captured)」または「封入される(entrapped)」)条件下で細胞を培養すること、および捕捉された産物を標識部分で標識することによって達成され、標識された細胞は、標識手順の一環としても分離手順の一環としても溶解されない。捕捉部分は、濃縮ステップを洗練し、概して抗原特異的T細胞の、特にCD4+T細胞の割合を増加させるために、細胞表面糖タンパク質CD3またはCD4の検出を組み込む場合がある。
以下の実施例は、本開示の諸態様を解説するために提示するものである。しかしながら、本開示はこれらの実施例に記載される特定の条件または詳細に限定されないことを理解されたい。本明細書で言及される刊行物はすべて、参照により明示的に組み込まれている。
(実施例1:レンチウイルスベクターシステムの開発)
図3(直鎖形態)および図4(環状化形態)にまとめたようにレンチウイルスベクターシステムを開発した。まず図3の上部を参照すると、左から右に、次のエレメント:ハイブリッド5’末端反復配列(RSV/5’LTR)(配列番号33〜34)、Psi配列(RNAパッケージング部位)(配列番号35)、RRE(Rev応答エレメント)(配列番号36)、cPPT(ポリプリントラクト)(配列番号37)、EF−1αプロモーター(配列番号4)、miR30CCR5(配列番号1)、miR21Vif(配列番号2)、miR185Tat(配列番号3)、ウッドチャック転写後調節エレメント(WPRE)(配列番号31または67)、およびΔU3 3’LTR(配列番号38)を有する代表的な治療用ベクターをデザインし産生した。図3で詳述されている治療用ベクターは、本明細書ではAGT103とも呼ばれる。
次に図3の中央部を参照すると、左から右に、次のエレメント:CAGプロモーター(配列番号40)、HIV成分gag(配列番号42)、HIV成分pol(配列番号43)、HIV Int(配列番号44)、HIV RRE(配列番号45)、およびHIV Rev(配列番号46)を有するヘルパープラスミドをデザインし産生した。
次に図3の下部を参照すると、左から右に、次のエレメント:RNAポリメラーゼIIプロモーター(CMV)(配列番号49)および水疱性口内炎ウイルスG糖タンパク質(VSV−G)(配列番号51)を有するエンベローププラスミドをデザインし産生した。
293T/17 HEK細胞(American Type Culture Collection、Manassas、VAから購入)において、治療用ベクター、エンベローププラスミド、およびヘルパープラスミド(図3に示したもの)をトランスフェクションした後、レンチウイルス粒子を産生した。機能的なウイルス粒子を産生した293T/17 HEK細胞のトランスフェクションでは、プラスミドDNAの取り込み効率を上昇させるために試薬ポリ(エチレンイミン)(PEI)を用いた。プラスミドおよびDNAは最初に、血清を含まない培養培地に3:1の比(PEIのDNAに対する質量比)で別々に添加した。2〜3日後、細胞培地を収集し、高速遠心分離および/または濾過の後にアニオン交換クロマトグラフィーを行うことにより、レンチウイルス粒子を精製した。レンチウイルス粒子の濃度は、形質導入単位/ml(TU/ml)の点から表すことができる。TUの決定は、培養液中のHIV p24レベルを測定し(p24タンパク質がレンチウイルス粒子に組み込まれている)、定量的PCRにより、または細胞を感染させ光を使用することにより(ベクターがルシフェラーゼまたは蛍光タンパク質マーカーをコードする場合)、細胞あたりのウイルスDNAコピー数を測定することによって達成した。
上記に言及したように、レンチウイルス粒子の産生のための3ベクターシステム(すなわち、2ベクターレンチウイルスパッケージング系)をデザインした。この3ベクターシステムの概略は図4に示されている。図4の概略は、これまでに図3に記載した直鎖系の環状化バージョンである。図4を参照しながら簡潔に述べると、最上部のベクターは、この場合はRevを含むヘルパープラスミドである。図4の中央にあるベクターは、エンベローププラスミドである。最下部のベクターは、これまでに記載した治療用ベクターである。
より具体的に図4を参照すると、ヘルパー+Revプラスミドは、CAGエンハンサー(配列番号39)、CAGプロモーター(配列番号40)、ニワトリベータアクチンイントロン(配列番号41)、HIV gag(配列番号42)、HIV Pol(配列番号43)、HIV Int(配列番号44)、HIV RRE(配列番号45)、HIV Rev(配列番号46)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号47)を含む。
エンベローププラスミドは、CMVプロモーター(配列番号49)、ベータグロビンイントロン(配列番号50)、VSV−G(配列番号51)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号56)を含む。
代替のベクターシステムにおいて、また図6に関して、本明細書においてベクター配列は配列番号81〜83として提供される。
ヘルパー(+Rev)およびエンベローププラスミドを含む2ベクターレンチウイルスパッケージング系の合成。
材料および方法:
ヘルパープラスミドの構築:Gag、Pol、およびインテグラーゼ遺伝子を含有するpNL4−3 HIVプラスミド(NIH Aids Reagent Program)からのDNA断片の初回PCR増幅によってヘルパープラスミドを構築した。pCDNA3プラスミド(Invitrogen)の同じ部位に挿入するために使用され得る、EcoRIおよびNotI制限部位を有する断片を増幅するためのプライマーをデザインした。フォワードプライマーは(5’−TAAGCAGAATTCATGAATTTGCCAGGAAGAT−3’)(配列番号68)であり、リバースプライマーは(5’−CCATACAATGAATGGACACTAGGCGGCCGCACGAAT−3’)(配列番号69)であった。Gag、Pol、インテグラーゼ断片の配列は次の通りであった:
GAATTCATGAATTTGCCAGGAAGATGGAAACCAAAAATGATAGGGGGAATTGGAGGTTTTATCAAAGTAAGACAGTATGATCAGATACTCATAGAAATCTGCGGACATAAAGCTATAGGTACAGTATTAGTAGGACCTACACCTGTCAACATAATTGGAAGAAATCTGTTGACTCAGATTGGCTGCACTTTAAATTTTCCCATTAGTCCTATTGAGACTGTACCAGTAAAATTAAAGCCAGGAATGGATGGCCCAAAAGTTAAACAATGGCCATTGACAGAAGAAAAAATAAAAGCATTAGTAGAAATTTGTACAGAAATGGAAAAGGAAGGAAAAATTTCAAAAATTGGGCCTGAAAATCCATACAATACTCCAGTATTTGCCATAAAGAAAAAAGACAGTACTAAATGGAGAAAATTAGTAGATTTCAGAGAACTTAATAAGAGAACTCAAGATTTCTGGGAAGTTCAATTAGGAATACCACATCCTGCAGGGTTAAAACAGAAAAAATCAGTAACAGTACTGGATGTGGGCGATGCATATTTTTCAGTTCCCTTAGATAAAGACTTCAGGAAGTATACTGCATTTACCATACCTAGTATAAACAATGAGACACCAGGGATTAGATATCAGTACAATGTGCTTCCACAGGGATGGAAAGGATCACCAGCAATATTCCAGTGTAGCATGACAAAAATCTTAGAGCCTTTTAGAAAACAAAATCCAGACATAGTCATCTATCAATACATGGATGATTTGTATGTAGGATCTGACTTAGAAATAGGGCAGCATAGAACAAAAATAGAGGAACTGAGACAACATCTGTTGAGGTGGGGATTTACCACACCAGACAAAAAACATCAGAAAGAACCTCCATTCCTTTGGATGGGTTATGAACTCCATCCTGATAAATGGACAGTACAGCCTATAGTGCTGCCAGAAAAGGACAGCTGGACTGTCAATGACATACAGAAATTAGTGGGAAAATTGAATTGGGCAAGTCAGATTTATGCAGGGATTAAAGTAAGGCAATTATGTAAACTTCTTAGGGGAACCAAAGCACTAACAGAAGTAGTACCACTAACAGAAGAAGCAGAGCTAGAACTGGCAGAAAACAGGGAGATTCTAAAAGAACCGGTACATGGAGTGTATTATGACCCATCAAAAGACTTAATAGCAGAAATACAGAAGCAGGGGCAAGGCCAATGGACATATCAAATTTATCAAGAGCCATTTAAAAATCTGAAAACAGGAAAGTATGCAAGAATGAAGGGTGCCCACACTAATGATGTGAAACAATTAACAGAGGCAGTACAAAAAATAGCCACAGAAAGCATAGTAATATGGGGAAAGACTCCTAAATTTAAATTACCCATACAAAAGGAAACATGGGAAGCATGGTGGACAGAGTATTGGCAAGCCACCTGGATTCCTGAGTGGGAGTTTGTCAATACCCCTCCCTTAGTGAAGTTATGGTACCAGTTAGAGAAAGAACCCATAATAGGAGCAGAAACTTTCTATGTAGATGGGGCAGCCAATAGGGAAACTAAATTAGGAAAAGCAGGATATGTAACTGACAGAGGAAGACAAAAAGTTGTCCCCCTAACGGACACAACAAATCAGAAGACTGAGTTACAAGCAATTCATCTAGCTTTGCAGGATTCGGGATTAGAAGTAAACATAGTGACAGACTCACAATATGCATTGGGAATCATTCAAGCACAACCAGATAAGAGTGAATCAGAGTTAGTCAGTCAAATAATAGAGCAGTTAATAAAAAAGGAAAAAGTCTACCTGGCATGGGTACCAGCACACAAAGGAATTGGAGGAAATGAACAAGTAGATAAATTGGTCAGTGCTGGAATCAGGAAAGTACTATTTTTAGATGGAATAGATAAGGCCCAAGAAGAACATGAGAAATATCACAGTAATTGGAGAGCAATGGCTAGTGATTTTAACCTACCACCTGTAGTAGCAAAAGAAATAGTAGCCAGCTGTGATAAATGTCAGCTAAAAGGGGAAGCCATGCATGGACAAGTAGACTGTAGCCCAGGAATATGGCAGCTAGATTGTACACATTTAGAAGGAAAAGTTATCTTGGTAGCAGTTCATGTAGCCAGTGGATATATAGAAGCAGAAGTAATTCCAGCAGAGACAGGGCAAGAAACAGCATACTTCCTCTTAAAATTAGCAGGAAGATGGCCAGTAAAAACAGTACATACAGACAATGGCAGCAATTTCACCAGTACTACAGTTAAGGCCGCCTGTTGGTGGGCGGGGATCAAGCAGGAATTTGGCATTCCCTACAATCCCCAAAGTCAAGGAGTAATAGAATCTATGAATAAAGAATTAAAGAAAATTATAGGACAGGTAAGAGATCAGGCTGAACATCTTAAGACAGCAGTACAAATGGCAGTATTCATCCACAATTTTAAAAGAAAAGGGGGGATTGGGGGGTACAGTGCAGGGGAAAGAATAGTAGACATAATAGCAACAGACATACAAACTAAAGAATTACAAAAACAAATTACAAAAATTCAAAATTTTCGGGTTTATTACAGGGACAGCAGAGATCCAGTTTGGAAAGGACCAGCAAAGCTCCTCTGGAAAGGTGAAGGGGCAGTAGTAATACAAGATAATAGTGACATAAAAGTAGTGCCAAGAAGAAAAGCAAAGATCATCAGGGATTATGGAAAACAGATGGCAGGTGATGATTGTGTGGCAAGTAGACAGGATGAGGATTAA(配列番号70)
次に、XbaIおよびXmaI隣接制限部位を有する、Rev、RRE、およびウサギベータグロビンポリA配列を含有するDNA断片を、MWG Operonによって合成した。次いでこのDNA断片を、XbaIおよびXmaI制限部位においてプラスミドに挿入した。DNA配列は次の通りであった:
TCTAGAATGGCAGGAAGAAGCGGAGACAGCGACGAAGAGCTCATCAGAACAGTCAGACTCATCAAGCTTCTCTATCAAAGCAACCCACCTCCCAATCCCGAGGGGACCCGACAGGCCCGAAGGAATAGAAGAAGAAGGTGGAGAGAGAGACAGAGACAGATCCATTCGATTAGTGAACGGATCCTTGGCACTTATCTGGGACGATCTGCGGAGCCTGTGCCTCTTCAGCTACCACCGCTTGAGAGACTTACTCTTGATTGTAACGAGGATTGTGGAACTTCTGGGACGCAGGGGGTGGGAAGCCCTCAAATATTGGTGGAATCTCCTACAATATTGGAGTCAGGAGCTAAAGAATAGAGGAGCTTTGTTCCTTGGGTTCTTGGGAGCAGCAGGAAGCACTATGGGCGCAGCGTCAATGACGCTGACGGTACAGGCCAGACAATTATTGTCTGGTATAGTGCAGCAGCAGAACAATTTGCTGAGGGCTATTGAGGCGCAACAGCATCTGTTGCAACTCACAGTCTGGGGCATCAAGCAGCTCCAGGCAAGAATCCTGGCTGTGGAAAGATACCTAAAGGATCAACAGCTCCTAGATCTTTTTCCCTCTGCCAAAAATTATGGGGACATCATGAAGCCCCTTGAGCATCTGACTTCTGGCTAATAAAGGAAATTTATTTTCATTGCAATAGTGTGTTGGAATTTTTTGTGTCTCTCACTCGGAAGGACATATGGGAGGGCAAATCATTTAAAACATCAGAATGAGTATTTGGTTTAGAGTTTGGCAACATATGCCATATGCTGGCTGCCATGAACAAAGGTGGCTATAAAGAGGTCATCAGTATATGAAACAGCCCCCTGCTGTCCATTCCTTATTCCATAGAAAAGCCTTGACTTGAGGTTAGATTTTTTTTATATTTTGTTTTGTGTTATTTTTTTCTTTAACATCCCTAAAATTTTCCTTACATGTTTTACTAGCCAGATTTTTCCTCCTCTCCTGACTACTCCCAGTCATAGCTGTCCCTCTTCTCTTATGAAGATCCCTCGACCTGCAGCCCAAGCTTGGCGTAATCATGGTCATAGCTGTTTCCTGTGTGAAATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAACATACGAGCCGGAAGCATAAAGTGTAAAGCCTGGGGTGCCTAATGAGTGAGCTAACTCACATTAATTGCGTTGCGCTCACTGCCCGCTTTCCAGTCGGGAAACCTGTCGTGCCAGCGGATCCGCATCTCAATTAGTCAGCAACCATAGTCCCGCCCCTAACTCCGCCCATCCCGCCCCTAACTCCGCCCAGTTCCGCCCATTCTCCGCCCCATGGCTGACTAATTTTTTTTATTTATGCAGAGGCCGAGGCCGCCTCGGCCTCTGAGCTATTCCAGAAGTAGTGAGGAGGCTTTTTTGGAGGCCTAGGCTTTTGCAAAAAGCTAACTTGTTTATTGCAGCTTATAATGGTTACAAATAAAGCAATAGCATCACAAATTTCACAAATAAAGCATTTTTTTCACTGCATTCTAGTTGTGGTTTGTCCAAACTCATCAATGTATCTTATCAGCGGCCGCCCCGGG(配列番号71)
最後に、pCDNA3.1のCMVプロモーターを、CAGエンハンサー/プロモーター+ニワトリベータアクチンイントロン配列に置き換えた。MluIおよびEcoRI隣接制限部位を有する、CAGエンハンサー/プロモーター/イントロン配列を含有するDNA断片を、MWG Operonによって合成した。次いでこのDNA断片を、MluIおよびEcoRI制限部位においてプラスミドに挿入した。DNA配列は次の通りであった:
ACGCGTTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGACTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTATGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATTACCATGGGTCGAGGTGAGCCCCACGTTCTGCTTCACTCTCCCCATCTCCCCCCCCTCCCCACCCCCAATTTTGTATTTATTTATTTTTTAATTATTTTGTGCAGCGATGGGGGCGGGGGGGGGGGGGGCGCGCGCCAGGCGGGGCGGGGCGGGGCGAGGGGCGGGGCGGGGCGAGGCGGAGAGGTGCGGCGGCAGCCAATCAGAGCGGCGCGCTCCGAAAGTTTCCTTTTATGGCGAGGCGGCGGCGGCGGCGGCCCTATAAAAAGCGAAGCGCGCGGCGGGCGGGAGTCGCTGCGTTGCCTTCGCCCCGTGCCCCGCTCCGCGCCGCCTCGCGCCGCCCGCCCCGGCTCTGACTGACCGCGTTACTCCCACAGGTGAGCGGGCGGGACGGCCCTTCTCCTCCGGGCTGTAATTAGCGCTTGGTTTAATGACGGCTCGTTTCTTTTCTGTGGCTGCGTGAAAGCCTTAAAGGGCTCCGGGAGGGCCCTTTGTGCGGGGGGGAGCGGCTCGGGGGGTGCGTGCGTGTGTGTGTGCGTGGGGAGCGCCGCGTGCGGCCCGCGCTGCCCGGCGGCTGTGAGCGCTGCGGGCGCGGCGCGGGGCTTTGTGCGCTCCGCGTGTGCGCGAGGGGAGCGCGGCCGGGGGCGGTGCCCCGCGGTGCGGGGGGGCTGCGAGGGGAACAAAGGCTGCGTGCGGGGTGTGTGCGTGGGGGGGTGAGCAGGGGGTGTGGGCGCGGCGGTCGGGCTGTAACCCCCCCCTGCACCCCCCTCCCCGAGTTGCTGAGCACGGCCCGGCTTCGGGTGCGGGGCTCCGTGCGGGGCGTGGCGCGGGGCTCGCCGTGCCGGGCGGGGGGTGGCGGCAGGTGGGGGTGCCGGGCGGGGCGGGGCCGCCTCGGGCCGGGGAGGGCTCGGGGGAGGGGCGCGGCGGCCCCGGAGCGCCGGCGGCTGTCGAGGCGCGGCGAGCCGCAGCCATTGCCTTTTATGGTAATCGTGCGAGAGGGCGCAGGGACTTCCTTTGTCCCAAATCTGGCGGAGCCGAAATCTGGGAGGCGCCGCCGCACCCCCTCTAGCGGGCGCGGGCGAAGCGGTGCGGCGCCGGCAGGAAGGAAATGGGCGGGGAGGGCCTTCGTGCGTCGCCGCGCCGCCGTCCCCTTCTCCATCTCCAGCCTCGGGGCTGCCGCAGGGGGACGGCTGCCTTCGGGGGGGACGGGGCAGGGCGGGGTTCGGCTTCTGGCGTGTGACCGGCGGGAATTC(配列番号72)
VSV−Gエンベローププラスミドの構築:
隣接するEcoRI制限部位を有する水疱性口内炎Indianaウイルス糖タンパク質(VSV−G)配列を、MWG Operonによって合成した。次いでこのDNA断片をEcoRI制限部位においてpCDNA3.1プラスミド(Invitrogen)に挿入し、CMV特異的なプライマーを使用したシーケンシングによって正しい方向を決定した。DNA配列は次の通りであった。
GAATTCATGAAGTGCCTTTTGTACTTAGCCTTTTTATTCATTGGGGTGAATTGCAAGTTCACCATAGTTTTTCCACACAACCAAAAAGGAAACTGGAAAAATGTTCCTTCTAATTACCATTATTGCCCGTCAAGCTCAGATTTAAATTGGCATAATGACTTAATAGGCACAGCCTTACAAGTCAAAATGCCCAAGAGTCACAAGGCTATTCAAGCAGACGGTTGGATGTGTCATGCTTCCAAATGGGTCACTACTTGTGATTTCCGCTGGTATGGACCGAAGTATATAACACATTCCATCCGATCCTTCACTCCATCTGTAGAACAATGCAAGGAAAGCATTGAACAAACGAAACAAGGAACTTGGCTGAATCCAGGCTTCCCTCCTCAAAGTTGTGGATATGCAACTGTGACGGATGCCGAAGCAGTGATTGTCCAGGTGACTCCTCACCATGTGCTGGTTGATGAATACACAGGAGAATGGGTTGATTCACAGTTCATCAACGGAAAATGCAGCAATTACATATGCCCCACTGTCCATAACTCTACAACCTGGCATTCTGACTATAAGGTCAAAGGGCTATGTGATTCTAACCTCATTTCCATGGACATCACCTTCTTCTCAGAGGACGGAGAGCTATCATCCCTGGGAAAGGAGGGCACAGGGTTCAGAAGTAACTACTTTGCTTATGAAACTGGAGGCAAGGCCTGCAAAATGCAATACTGCAAGCATTGGGGAGTCAGACTCCCATCAGGTGTCTGGTTCGAGATGGCTGATAAGGATCTCTTTGCTGCAGCCAGATTCCCTGAATGCCCAGAAGGGTCAAGTATCTCTGCTCCATCTCAGACCTCAGTGGATGTAAGTCTAATTCAGGACGTTGAGAGGATCTTGGATTATTCCCTCTGCCAAGAAACCTGGAGCAAAATCAGAGCGGGTCTTCCAATCTCTCCAGTGGATCTCAGCTATCTTGCTCCTAAAAACCCAGGAACCGGTCCTGCTTTCACCATAATCAATGGTACCCTAAAATACTTTGAGACCAGATACATCAGAGTCGATATTGCTGCTCCAATCCTCTCAAGAATGGTCGGAATGATCAGTGGAACTACCACAGAAAGGGAACTGTGGGATGACTGGGCACCATATGAAGACGTGGAAATTGGACCCAATGGAGTTCTGAGGACCAGTTCAGGATATAAGTTTCCTTTATACATGATTGGACATGGTATGTTGGACTCCGATCTTCATCTTAGCTCAAAGGCTCAGGTGTTCGAACATCCTCACATTCAAGACGCTGCTTCGCAACTTCCTGATGATGAGAGTTTATTTTTTGGTGATACTGGGCTATCCAAAAATCCAATCGAGCTTGTAGAAGGTTGGTTCAGTAGTTGGAAAAGCTCTATTGCCTCTTTTTTCTTTATCATAGGGTTAATCATTGGACTATTCTTGGTTCTCCGAGTTGGTATCCATCTTTGCATTAAATTAAAGCACACCAAGAAAAGACAGATTTATACAGACATAGAGATGAGAATTC(配列番号73)
本明細書に記載される方法および材料を使用し、4ベクターシステム(すなわち、3ベクターレンチウイルスパッケージング系)もデザインし、産生した。この4ベクターシステムの概略は図5に示されている。図5を参照しながら簡潔に述べると、最上部のベクターは、この場合はRevを含まないヘルパープラスミドである。上から2番目のベクターは、別個のRevプラスミドである。下から2番目のベクターは、エンベローププラスミドである。最下部のベクターは、これまでに記載した治療用ベクターである。
図5を部分的に参照すると、ヘルパープラスミドは、CAGエンハンサー(配列番号39)、CAGプロモーター(配列番号40)、ニワトリベータアクチンイントロン(配列番号41)、HIV gag(配列番号42)、HIV Pol(配列番号43)、HIV Int(配列番号44)、HIV RRE(配列番号45)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号47)を含む。
Revプラスミドは、RSVプロモーターおよびHIV Rev(配列番号75)、ならびにウサギベータグロビンポリA(配列番号60)を含む。
エンベローププラスミドは、CMVプロモーター(配列番号49)、ベータグロビンイントロン(配列番号50)、VSV−G(配列番号51)、およびウサギベータグロビンポリA(配列番号56)を含む。
ヘルパー、Rev、およびエンベローププラスミドを含む3ベクターレンチウイルスパッケージング系の合成。
材料および方法:
Revを含まないヘルパープラスミドの構築:
RREおよびウサギベータグロビンポリA配列を含有するDNA断片を挿入することにより、Revを含まないヘルパープラスミドを構築した。隣接するXbaIおよびXmaI制限部位を有するこの配列は、MWG Operonによって合成した。次いでこのRRE/ウサギポリAベータグロビン配列を、XbaIおよびXmaI制限部位においてヘルパープラスミドに挿入した。DNA配列は次の通りである:
TCTAGAAGGAGCTTTGTTCCTTGGGTTCTTGGGAGCAGCAGGAAGCACTATGGGCGCAGCGTCAATGACGCTGACGGTACAGGCCAGACAATTATTGTCTGGTATAGTGCAGCAGCAGAACAATTTGCTGAGGGCTATTGAGGCGCAACAGCATCTGTTGCAACTCACAGTCTGGGGCATCAAGCAGCTCCAGGCAAGAATCCTGGCTGTGGAAAGATACCTAAAGGATCAACAGCTCCTAGATCTTTTTCCCTCTGCCAAAAATTATGGGGACATCATGAAGCCCCTTGAGCATCTGACTTCTGGCTAATAAAGGAAATTTATTTTCATTGCAATAGTGTGTTGGAATTTTTTGTGTCTCTCACTCGGAAGGACATATGGGAGGGCAAATCATTTAAAACATCAGAATGAGTATTTGGTTTAGAGTTTGGCAACATATGCCATATGCTGGCTGCCATGAACAAAGGTGGCTATAAAGAGGTCATCAGTATATGAAACAGCCCCCTGCTGTCCATTCCTTATTCCATAGAAAAGCCTTGACTTGAGGTTAGATTTTTTTTATATTTTGTTTTGTGTTATTTTTTTCTTTAACATCCCTAAAATTTTCCTTACATGTTTTACTAGCCAGATTTTTCCTCCTCTCCTGACTACTCCCAGTCATAGCTGTCCCTCTTCTCTTATGAAGATCCCTCGACCTGCAGCCCAAGCTTGGCGTAATCATGGTCATAGCTGTTTCCTGTGTGAAATTGTTATCCGCTCACAATTCCACACAACATACGAGCCGGAAGCATAAAGTGTAAAGCCTGGGGTGCCTAATGAGTGAGCTAACTCACATTAATTGCGTTGCGCTCACTGCCCGCTTTCCAGTCGGGAAACCTGTCGTGCCAGCGGATCCGCATCTCAATTAGTCAGCAACCATAGTCCCGCCCCTAACTCCGCCCATCCCGCCCCTAACTCCGCCCAGTTCCGCCCATTCTCCGCCCCATGGCTGACTAATTTTTTTTATTTATGCAGAGGCCGAGGCCGCCTCGGCCTCTGAGCTATTCCAGAAGTAGTGAGGAGGCTTTTTTGGAGGCCTAGGCTTTTGCAAAAAGCTAACTTGTTTATTGCAGCTTATAATGGTTACAAATAAAGCAATAGCATCACAAATTTCACAAATAAAGCATTTTTTTCACTGCATTCTAGTTGTGGTTTGTCCAAACTCATCAATGTATCTTATCACCCGGG(配列番号74)
Revプラスミドの構築:
隣接するMfeIおよびXbaI制限部位を有するRSVプロモーターおよびHIV Rev配列を、MWG Operonにより、単一のDNA断片として合成した。次いでこのDNA断片を、CMVプロモーターが、RSVプロモーターに置き換えられているMfeIおよびXbaI制限部位においてpCDNA3.1プラスミド(Invitrogen)に挿入した。DNA配列は次の通りであった:
CAATTGCGATGTACGGGCCAGATATACGCGTATCTGAGGGGACTAGGGTGTGTTTAGGCGAAAAGCGGGGCTTCGGTTGTACGCGGTTAGGAGTCCCCTCAGGATATAGTAGTTTCGCTTTTGCATAGGGAGGGGGAAATGTAGTCTTATGCAATACACTTGTAGTCTTGCAACATGGTAACGATGAGTTAGCAACATGCCTTACAAGGAGAGAAAAAGCACCGTGCATGCCGATTGGTGGAAGTAAGGTGGTACGATCGTGCCTTATTAGGAAGGCAACAGACAGGTCTGACATGGATTGGACGAACCACTGAATTCCGCATTGCAGAGATAATTGTATTTAAGTGCCTAGCTCGATACAATAAACGCCATTTGACCATTCACCACATTGGTGTGCACCTCCAAGCTCGAGCTCGTTTAGTGAACCGTCAGATCGCCTGGAGACGCCATCCACGCTGTTTTGACCTCCATAGAAGACACCGGGACCGATCCAGCCTCCCCTCGAAGCTAGCGATTAGGCATCTCCTATGGCAGGAAGAAGCGGAGACAGCGACGAAGAACTCCTCAAGGCAGTCAGACTCATCAAGTTTCTCTATCAAAGCAACCCACCTCCCAATCCCGAGGGGACCCGACAGGCCCGAAGGAATAGAAGAAGAAGGTGGAGAGAGAGACAGAGACAGATCCATTCGATTAGTGAACGGATCCTTAGCACTTATCTGGGACGATCTGCGGAGCCTGTGCCTCTTCAGCTACCACCGCTTGAGAGACTTACTCTTGATTGTAACGAGGATTGTGGAACTTCTGGGACGCAGGGGGTGGGAAGCCCTCAAATATTGGTGGAATCTCCTACAATATTGGAGTCAGGAGCTAAAGAATAGTCTAGA(配列番号75)
2ベクターおよび3ベクターのパッケージング系のためのプラスミドは、同様のエレメントで改変することができ、イントロン配列は、ベクターの機能を損失することなく除去できる可能性があった。例えば、以下のエレメントは、2ベクターおよび3ベクターのパッケージング系において同様のエレメントに取って代わることができた。
プロモーター:伸長因子1(EF−1)(配列番号4)、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)(配列番号52)、およびユビキチンC(UbC)(配列番号53)は、CMV(配列番号49)またはCAGプロモーター(配列番号80)に取って代わることができる。これらの配列は、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
ポリA配列:SV40ポリA(配列番号54)およびbGHポリA(配列番号55)は、ウサギベータグロビンポリA(配列番号47)に取って代わることができる。これらの配列は、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
HIV Gag、Pol、およびインテグラーゼ配列:ヘルパープラスミド中のHIV配列は、異なるHIV株またはクレードから構築されていてよい。例えば、Bal株由来のHIV Gag(配列番号56)、HIV Pol(配列番号57)、およびHIV Int(配列番号58)は、本明細書に概説されるヘルパー/ヘルパー+Revプラスミドに含有されるgag、pol、およびint配列と交換することができる。これらの配列は、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
エンベロープ:VSV−G糖タンパク質は、ネコ内在性ウイルス(RD114)(配列番号59)、テナガザル白血病ウイルス(GALV)(配列番号60)、狂犬病(FUG)(配列番号61)、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)(配列番号62)、インフルエンザA家禽ペストウイルス(FPV)(配列番号63)、ロスリバーアルファウイルス(RRV)(配列番号64)、マウス白血病ウイルス10A1(MLV)(配列番号65)、またはエボラウイルス(EboV)(配列番号66)由来の膜糖タンパク質で置換され得る。これらのエンベロープの配列は、本明細書の配列の部分において特定される。さらに、これらの配列は、付加、置換、欠失、または変異によってさらに変化させることもできる。
まとめると、3ベクターシステム対4ベクターシステムは、部分的には次のように比較および対比することができる。3ベクターのレンチウイルスベクターシステムは、1.ヘルパープラスミド:HIV Gag、Pol、インテグラーゼ、およびRev/Tat;2.エンベローププラスミド:VSV−G/FUGエンベロープ;ならびに3.治療用ベクター:RSV 5’LTR、Psiパッケージングシグナル、Gag断片、RRE、Env断片、cPPT、WPRE、および3’デルタLTRを含有する。4ベクターのレンチウイルスベクターシステムは、1.ヘルパープラスミド:HIV Gag、Pol、およびインテグラーゼ;2.Revプラスミド:Rev;3.エンベローププラスミド:VSV−G/FUGエンベロープ;ならびに4.治療用ベクター:RSV 5’LTR、Psiパッケージングシグナル、Gag断片、RRE、Env断片、cPPT、WPRE、および3’デルタLTRを含有する。上記のエレメントに対応する配列は、本明細書の配列表の部分において特定される。
(実施例2:抗HIVレンチウイルスベクターの開発)
この実施例の目的は、抗HIVレンチウイルスベクターを開発することであった。
阻害性RNAのデザイン。Homo sapiensケモカインC−Cモチーフ受容体5(CCR5)(GC03P046377)のmRNA配列を使用して、ヒト細胞においてCCR5レベルをノックダウンする潜在的なsiRNAまたはshRNA候補を検索した。Broad InstituteのプログラムまたはThermo ScientificのBLOCK−iT RNAi DesignerなどのsiRNAまたはshRNAデザインプログラムによって選択された候補から、潜在的なRNA干渉配列を選択した。選択された個々のshRNA配列を、レンチウイルスベクターのRNAポリメラーゼIIIプロモーター、例えばH1、U6、または7SKのすぐ3’側に挿入して、shRNA発現を調節した。これらのレンチウイルス−shRNA構築物を使用して細胞の形質導入を行い、特異的なmRNAレベルの変化を測定した。mRNAレベルを低下させるために最も強力なshRNAをマイクロRNA骨格内に個々に包埋して、CMVまたはEF−1アルファRNAポリメラーゼIIプロモーターのいずれかによる発現を可能にした。マイクロRNA骨格は、mirbase.orgから選択した。RNA配列を合成siRNAオリゴヌクレオチドとしても合成し、レンチウイルスベクターを使用せずに細胞に直接導入した。
ヒト免疫不全ウイルス1型のBal株(HIV−1 85US_BaL、受託番号AY713409)のゲノム配列を使用して、ヒト細胞におけるHIV複製レベルをノックダウンする潜在的なsiRNAまたはshRNA候補を検索した。配列相同性および経験に基づいて、この検索ではHIVのTatおよびVif遺伝子の領域に焦点を合わせたが、当業者には、これらの領域の使用は非限定的であり、他の潜在的な標的が選択され得ることは理解されよう。重要なことに、gagまたはpol遺伝子の高度に保存された領域は、ベクターの製造に必要なパッケージング系補完プラスミドにこれらと同じ配列が存在したため、shRNAによってターゲティングすることができなかった。CCR5(NM 000579.3、NM 001100168.1特異的)RNAと同様に、Broad Instituteが主催しているGene−E Software Suite(broadinstitute.org/mai/public)またはThermo ScientificのBLOCK−iT RNAi Designer(rnadesigner.thermofisher.com/rnaiexpress/setOption.do?designOption=shrna&pid=6712627360706061801)などのsiRNAまたはshRNAデザインプログラムによって選択された候補から、潜在的なHIV特異的RNA干渉配列を選択した。選択された個々のshRNA配列を、レンチウイルスベクターのRNAポリメラーゼIIIプロモーター、例えばH1、U6、または7SKのすぐ3’側に挿入して、shRNA発現を調節した。これらのレンチウイルス−shRNA構築物を使用して細胞の形質導入を行い、特異的なmRNAレベルの変化を測定した。mRNAレベルを低下させるために最も強力なshRNAをマイクロRNA骨格内に個々に包埋して、CMVまたはEF−1アルファRNAポリメラーゼIIプロモーターのいずれかによる発現を可能にした。
ベクターの構築。CCR5、Tat、またはVifのshRNAについて、BamHIおよびEcoRI制限部位を含有するオリゴヌクレオチド配列を、Eurofins MWG Operon,LLCによって合成した。重複するセンスおよびアンチセンスオリゴヌクレオチド配列を混合し、セ氏70度から室温に冷却中にアニールした。レンチウイルスベクターを、セ氏37度で1時間にわたり、制限酵素BamHIおよびEcoRIで消化した。消化されたレンチウイルスベクターをアガロースゲル電気泳動によって精製し、InvitrogenのDNAゲル抽出キットを使用してゲルから抽出した。DNA濃度を決定し、ベクターとオリゴ(3:1比)を混合し、アニールさせ、ライゲートした。ライゲーション反応は、室温で30分間T4 DNAリガーゼを用いて行った。2.5マイクロリットルのライゲーションミックスを、25マイクロリットルのSTBL3コンピテント細菌細胞に添加した。セ氏42度での熱ショック後に形質転換が達成された。アンピシリンを含有する寒天プレート上に細菌細胞を広げ、薬物耐性コロニー(アンピシリン耐性プラスミドの存在を示す)を回収し、精製し、LBブロスにおいて拡大増殖させた。オリゴ配列の挿入を調べるために、採取した細胞培養物からInvitrogenのDNAミニプレップキットを用いてプラスミドDNAを抽出した。shRNA発現を調節するために使用したプロモーターに特異的なプライマーを使用したDNAシーケンシングにより、レンチウイルスベクターにおけるshRNA配列の挿入を検証した。HIV複製を制限することが決定された例示的なベクター配列は図7に見出すことができる。CCR5、Tat、およびVif遺伝子発現に対する最も高い活性を有するshRNA配列を、miR30、miR21、およびmiR185骨格にアッセンブルした。これは、miR30 CCR5(配列番号87)、miR21 Vif(配列番号88)、およびmiR185 Tat(配列番号89)配列に帰着した。配列番号87、88、および89の下線のある配列は、shRNA配列を有する骨格を表わす。配列番号87、88、89の下線のない配列は、制限認識配列を表わす。
ベクターの開発
これらの実験のために開発したベクターのすべてが必ずしも予想され得た通りに機能したとは限らないことに留意されたい。より具体的には、HIVに対するレンチウイルスベクターは、1)標的細胞表面上のHIV結合タンパク質(受容体)のレベルを低下させて初期のウイルスの付着および侵入を遮断する阻害性RNA、2)ウイルスTatタンパク質を隔離し、ウイルス遺伝子発現をトランス活性化するその能力を減少させる、HIV TAR配列の過剰発現、および3)HIVゲノム内の重要な保存配列を攻撃する阻害性RNAという、3つの主要な成分を含み得る。
上記の第1の点に関して、重要な細胞表面HIV結合タンパク質は、ケモカイン受容体CCR5である。HIV粒子は、CD4およびCCR5細胞表面タンパク質に結合することにより、感受性T細胞に付着する。CD4は、T細胞の免疫学的機能に重要な細胞表面上の必須の糖タンパク質であるため、その発現レベルを操作するための標的として、これは選択しなかった。しかしながら、CCR5遺伝子のヌル変異のホモ接合体として生まれ、受容体発現が完全に欠如している人々は、いくつかの感染性疾患に対する感受性の増強および稀な自己免疫が発生する可能性を除いては通常の生活を送る。よって、CCR5の調整は比較的安全なアプローチであると決定され、抗HIVレンチウイルスベクターの開発における主要な標的であった。
上記の第2の点に関して、ウイルスTAR配列は、ウイルスTatタンパク質と密に結合するHIVゲノムRNAの高度に構造化された領域である。Tat:TAR複合体は、ウイルスRNAの効率的な生成に重要である。TAR領域の過剰発現は、Tatタンパク質を隔離し、ウイルスRNAのレベルを低下させる、デコイ分子として想定された。しかしながら、TARは、レンチウイルス粒子の製造に使用された細胞を含め、ほとんどの哺乳動物細胞に対して毒性があることが証明された。さらにTARは、他の実験室においてウイルス遺伝子発現を阻害するのに非効率的であり、HIV遺伝子療法において実行可能な成分としては却下された。
様々な実施形態では、i)一連のHIV単離物にわたり合理的に保存されている配列が、目的の地理的領域における流行を代表すること;ii)ウイルスベクター中の阻害性RNAの活性に起因するRNAレベルの低下により、対応するタンパク質レベルが、HIV複製を有意に低減させるのに十分な量だけ低下すること;およびiii)阻害性RNAによりターゲティングされるウイルス遺伝子配列が、製造中にウイルスベクター粒子のパッケージングおよびアセンブリに必要とされる遺伝子に存在しないことという、3つの基準を満たすウイルス遺伝子配列が特定された。様々な実施形態では、HIV TatおよびRev遺伝子の接合部における配列、ならびにHIV Vif遺伝子内の第2の配列が、阻害性RNAによってターゲティングされた。Tat/Revのターゲティングは、この領域はHIVゲノム内のエンベロープ遺伝子と重複するため、HIVエンベロープ糖タンパク質の発現を低減させるというさらなる利益を有する。
ベクターの開発および試験のための様々な方法は、まず好適な標的(本明細書に記載されている)を特定した後、細胞モデルで試験するための個々または複数の阻害性RNA種を発現するプラスミドDNAを構築し、最後に、抗HIV機能が証明された阻害性RNAを含有するレンチウイルスベクターを構築することに依拠する。レンチウイルスベクターは、毒性、in vitro産生中の収量、およびCCR5発現レベルの低下またはウイルス遺伝子産物の低減によるウイルス複製の阻害という点でのHIVに対する有効性について試験される。
以下の表2は、複数のバージョンの阻害性構築物を通して臨床候補に到達するまでの進行を実証する。最初にshRNA(短鎖相同RNA)分子をデザインし、プラスミドDNA構築物から発現させた。
以下の表2で詳述するプラスミド1〜4は、HIVのGag、Pol、およびRT遺伝子に対するshRNA配列を試験した。各shRNAは細胞モデルにおいてウイルスタンパク質発現を抑制するのに活性であったが、さらなる開発を妨げた2つの重要な問題があった。第1に、これらの配列は、北米および欧州で現在循環しているクレードB HIV株を代表するものではないHIVの実験室単離物に対してターゲティングされた。第2に、これらのshRNAは、レンチウイルスベクターパッケージング系において重要な成分をターゲティングし、製造中のベクター収量を大きく低減させることになる。表2で詳述するプラスミド5は、CCR5をターゲティングするために選択され、リード候補配列をもたらした。表2で詳述するプラスミド6、7、8、9、10、および11は、TAR配列を組み込んだものであり、レンチウイルスベクター製造に使用された細胞を含む哺乳動物細胞に対して許容されない毒性をもたらしたことが分かった。表2で詳述するプラスミド2は、Tat RNA発現を低減させることができるリードshRNA配列を特定した。表2で詳述するプラスミド12は、レンチウイルスベクターにおいてマイクロRNA(miR)として発現されるshCCR5の有効性を実証し、これが最終産物に存在するはずであることを裏付けた。表2で詳述するプラスミド13は、レンチウイルスベクターにおいてマイクロRNA(miR)として発現されるshVifの有効性を実証し、これが最終産物に存在するはずであることを裏付けた。表2で詳述するプラスミド14は、レンチウイルスベクターにおいてマイクロRNA(miR)として発現されるshTatの有効性を実証し、これが最終産物に存在するはずであることを裏付けた。表2で詳述するプラスミド15は、単一のプロモーターから発現されたmiRクラスターの形態で、miR CCR5、miR TatおよびmiR Vifを含有した。これらのmiRは、レンチウイルスベクターパッケージング系において重要な成分をターゲティングせず、哺乳動物細胞に対して無視できる毒性を有することが証明された。クラスター内のmiRは、以前に試験された個々のmiRに対して等しく有効であり、全体的な影響は、CCR5向性HIV BaL株の複製の実質的な低減であった。
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機能アッセイ。CCR5、Tat、またはVif shRNAコード配列(例えば、配列番号1、2および3)を含有する個々のレンチウイルスベクター、ならびに、実験の目的で、CMV最初期プロモーターの制御下で緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現し、AGT103/CMV−GFPと呼称されるレンチウイルスベクターを、CCR5、Tat、またはVifの発現をノックダウンする能力について試験した。ポリブレンの存在下または非存在下のいずれかで、哺乳動物細胞にレンチウイルス粒子を形質導入した。2〜4日後に細胞を収集し、タンパク質およびRNAをCCR5、Tat、またはVifの発現について分析した。ウェスタンブロットアッセイまたは特異的な蛍光抗体による細胞の標識(CCR5アッセイ)後、CCR5特異的抗体またはアイソタイプ対照抗体のいずれかを使用し、改変および非改変細胞の蛍光を比較する分析的フローサイトメトリーによって、タンパク質レベルを試験した。
レンチウイルス試験の開始。10% FBSおよび1%ペニシリン−ストレプトマイシンを補充したRPMI 1640を使用してT細胞培養培地を作った。IL−2 10,000単位/ml、IL−12 1μg/ml、IL−7 1μg/ml、IL−15 1μg/mlのサイトカインストックも事前に調製した。
レンチウイルスを形質導入する前に、感染性ウイルス力価を決定し、適切な感染多重度(MOI)になるように添加するためのウイルスの量を算出した。
0〜12日目:抗原特異的濃縮。0日目、凍結保存されたPBMCを解凍し、10分間1200rpmにて10mlの37℃培地で洗浄し、2×10/mlの濃度で37℃培地に再懸濁した。この細胞を、24ウェルプレート中0.5ml/ウェルにて、37℃、5% CO2で培養した。最適な刺激条件を定義するために、以下の表3に列挙した試薬の組み合わせで細胞を刺激した。
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最終濃度:IL−2=20単位/ml、IL−12=10ng/ml、IL−7=10ng/ml、IL−15=10ng/ml、ペプチド=5μg/mlの個々のペプチド、MVA MOI=1。
4日目および8日目、0.5mlの新鮮培地およびサイトカインを列挙した濃度で(濃度はすべて培養物中の最終濃度を示す)、刺激した細胞に添加した。
12〜24日目:非特異的拡大増殖およびレンチウイルス形質導入。12日目、刺激した細胞をピペット操作によりプレートから取り出し、新鮮なT細胞培養培地に1×10/mlの濃度で再懸濁した。再懸濁した細胞をT25培養フラスコに移し、製造元の説明に従い、DYNABEADS(登録商標)Human T−Activator CD3/CD28と、それに加えて上記に列挙したサイトカインで刺激した。フラスコを垂直姿勢でインキュベートした。
14日目、AGT103/CMV−GFPをMOI20で添加し、培養物を2日間インキュベーターに戻した。このとき、細胞をピペット操作により回収し、1300rpmで10分間の遠心分離によって収集し、同じ体積の新鮮培地に再懸濁し、再び遠心分離して緩い細胞ペレットを形成した。この細胞ペレットを、先行ステップで使用したものと同じサイトカインを含む新鮮培地に、1mlあたりの生存細胞0.5×10個の細胞で再懸濁した。
14〜23日目にかけて、細胞の数を2日ごとに評価し、細胞を新鮮培地で0.5×10/mlに希釈した。サイトカインは毎回添加した。
24日目に細胞を収集し、細胞からビーズを除去した。ビーズを除去するため、2分間にわたり、選別用磁石に入れた好適な管に細胞を移した。細胞を含有する上清を新しい管に移した。次いで細胞を新鮮培地中1×10/mlで1日間培養した。アッセイを行い、抗原特異的T細胞およびレンチウイルスを形質導入した細胞の頻度を決定した。
可能性のあるウイルス増大を防止するため、アンプレナビル(0.5ng/ml)を刺激の第1日目および培養中1日おきに培養物に添加した。
IFNガンマの細胞内サイトカイン染色により抗原特異的T細胞を調査する。ペプチド刺激後または1×10細胞/mlでのレンチウイルス形質導入後の培養細胞を、培地単独(陰性対照)、Gagペプチド(5μg/mlの個々のペプチド)、またはPHA(5μg/ml、陽性対照)で刺激した。4時間後、BD GolgiPlug(商標)(1:1000、BD Biosciences)を添加してゴルジ輸送を遮断した。8時間後、細胞を洗浄し、製造元の説明に従ってBD Cytofix/Cytoperm(商標)キットを用い、細胞外抗体(CD3、CD4またはCD8;BD Biosciences)および細胞内抗体(IFNガンマ;BD Biosciences)で染色した。BD FACSCalibur(商標)Flow Cytometerで試料を分析した。適切なアイソタイプ適合抗体で標識した対照試料を各実験に含めた。Flowjoソフトウェアを使用してデータを分析した。
レンチウイルス形質導入率をGFP+細胞の頻度によって決定した。形質導入された抗原特異的T細胞をCD3+CD4+GFP+IFNガンマ+細胞の頻度によって決定する。CD3+CD8+GFP+IFNガンマ+細胞の試験は対照として含まれている。
これらの結果は、HIV特異的タンパク質の発現を特異的にノックダウンするようにデザインされたレンチウイルスを標的T細胞集団のCD4 T細胞に形質導入することにより、ウイルスに対して免疫があるT細胞の拡大増殖可能な集団が産生され得ることを示す。この実施例は、開示されているレンチウイルス構築物をワクチン接種と組み合わせて使用するとHIV患者の機能的治癒がもたらされ得ることを示す概念の証拠として機能する。
(実施例3:HIVの処置のための臨床研究)
AGT103−Tは、AGT103レンチウイルスベクターも形質導入されている、>1×10個のHIV特異的CD4 T細胞を含有する、遺伝子改変された自己PBMCである。
第I相臨床治験では、cARTを受けている間に、HIV感染、血液1mmあたりCD4+T細胞数>500個の細胞、および血漿1mlあたり200個未満のコピーの安定なウイルス抑制が確認された、成人の研究参加者に、ex vivoで改変された自己CD4 T細胞(AGT103−T)を注入することの安全性および実現可能性を試験する。研究参加者はすべて、第I相臨床治験の間、各自の標準的な抗レトロウイルス薬物適用を継続して受けることになる。最大40名の研究参加者が、HIV Gag、Pol、およびEnvタンパク質を発現する組換え改変ワクシニアAnkara(rMVA)の筋肉内注射による2用量を8週間おいて受ける。第2の免疫化の7〜10日後、in vitro試験のために血液試料を収集し、HIV−1 Gagポリタンパク質を代表する重複する合成ペプチドのプールによる刺激に応答するCD4+T細胞の頻度を測定する。Gag特異的CD4 T細胞の頻度の測定に基づき、ワクチン応答者のうち上位半数の被験体を遺伝子療法アームに登録し、応答者のうち下位半数の被験体は研究を継続しない。上位の応答者のカットオフは、全CD4 T細胞のうち≧0.065%のHIV特異的CD4+T細胞の頻度であることが予測される。本発明者らの治験の遺伝子療法アームに登録された被験体に白血球除去を施し、これに続いて、ex vivoで培養し、HIV Gagペプチドとインターロイキン2およびインターロイキン12で12日間刺激し、次いでCD3/CD28二重特異性抗体で修飾されたビーズで再度刺激した、PBMCの精製を行う(Ficoll密度勾配遠心分離または抗体による陰性選択を使用する)。ex vivo培養中の自己HIVの出現を防止するため、抗レトロウイルス薬のサキナビルを100nMで含める。CD3/CD28刺激の1日後、1から10の間の感染多重度でAGT103を細胞に形質導入する。形質導入された細胞をさらに7〜14日間培養し、この間それらはポリクローナル増殖によって拡大増殖する。培養期間は、細胞を採取および洗浄し、効力および安全性リリースアッセイのためにアリコートを取っておき、残りの細胞を凍結保存培地に再懸濁することによって終了する。単回用量は、≦1×1010個の自己PBMCである。効力アッセイは、インターフェロンガンマを発現することによりペプチド刺激に応答するCD4 T細胞の頻度を測定する。他のリリース基準としては、HIV特異的でありAGT103も形質導入されているCD4 T細胞が0.5×10個以上生成物に含まれていなければならないことが挙げられる。別のリリース基準は、細胞あたりのAGT103ゲノムコピー数が3を超えてはならないことである。AGT103−T注入の5日前、被験体は、1用量のブスルフラム(busulfuram)(またはCytoxan)の馴化レジメンの後、遺伝子改変されたCD4 T細胞を含有する≦1×1010個のPBMCの注入を受ける。
第II相研究では、AGT103−T細胞療法の有効度を評価する。第II相研究の参加者には、本発明者らの第I相研究に既に登録しており、遺伝子改変された自己のHIV特異的CD4 T細胞の成功裏かつ安定な生着を有し、有効度評価(1.3.)に記載されるようにモニタリングされるパラメータの肯定的な変化として定義される臨床応答を有すると判断された個体が含まれる。研究参加者は、各自の既存の抗レトロウイルス薬物適用のレジメンにマラビロクを加えるよう求められる。マラビロクは、CCR5レベルの低下を目的とする遺伝子療法の有効性を増強するCCR5アンタゴニストである。マラビロクレジメンが実施されたら、被験体は、それまでの抗レトロウイルス薬物適用のレジメンを中止し、28日間にわたり、または2回の連続した毎週の採血時の血漿中ウイルスRNAレベルが1mlあたり10,000を超えるまで、マラビロク単独療法のみを維持するよう求められる。ウイルス血症が持続的に高い場合、参加者は、各自のHIVケアの医師の推奨に従ってマラビロクありまたはなしで、各自の元の抗レトロウイルス薬物レジメンに戻るよう要請される。
マラビロク単独療法中に>28日間にわたって参加者のHIVが抑制されたままである場合(血漿1mlあたり2,000未満のvRNAコピー)、4週間にわたってマラビロクの投薬を徐々に低減させるよう求められ、その後さらに28日間にわたって集中的なモニタリングが行われる。マラビロク単独療法によるHIVの抑制が維持された被験体は、機能的治癒を有するとみなされる。マラビロク退薬後でさえHIVの抑制が維持される被験体も、機能的治癒を有する。6か月にわたって毎月モニタリングし、その後はさほど集中的でないモニタリングにより、機能的治癒の耐久性が確立される。
患者の選択
組み入れ基準:
・ 年齢18〜60歳。
・ 研究登録前に記録されたHIV感染。
・ 研究期間中に抗レトロウイルス薬物レジメンを変更しないこと(医療上の指示がある場合を除く)を含め、研究により強制される評価に従う意志がなければならない。
・ 1立方ミリメートルあたりCD4+T細胞数>500個の細胞(細胞/mm3)
・ >400個の細胞/mm3のCD4+T細胞最下点
・ HIVウイルス量<1,000コピー/ミリリットル(mL)
除外基準:
・ 何らかのウイルス肝炎
・ 急性HIV感染
・ HIVウイルス量>1,000コピー/mL
・ 活発または最近(過去6か月)のAIDSを定義する合併症
・ 研究登録から12週間以内におけるHIV薬物適用の何らかの変化
・ 処置に成功した皮膚の基底細胞癌を除く、少なくとも5年間にわたって寛解していないがんまたは悪性疾患
・ NYHAグレード3もしくは4のうっ血性心不全または制御不良の狭心症もしくは不整脈の現在の診断
・ 出血障害歴
・ 過去30日間の慢性的なステロイドの使用
・ 妊娠中または授乳中
・ 能動的な薬物またはアルコールの乱用
・ 過去30日間の深刻な病気
・ 別の臨床治験に現在参加しているか、または何らかの以前の遺伝子療法
安全性評価
・ 急性注入反応
・ 注入後安全性追跡調査
有効度評価 − 第I相
・ 改変CD4 T細胞の数および頻度。
・ 改変CD4 T細胞の耐久性。
・ メモリーT細胞機能の尺度としてのGagペプチド再刺激に対するin vitro応答(ICSアッセイ)。
・ ワクチン接種前および後の時点と比較した多機能性の抗HIV CD8 T細胞応答。
・ in vitro刺激後に二重スプライシングされたHIV mRNAを作るCD4 T細胞の頻度。
有効度評価 − 第II相
・ 遺伝子改変CD4 T細胞の数および頻度。
・ マラビロク単独療法によるウイルス抑制の維持(1mlあたり<2,000個のvRNAコピー、ただし2回連続した毎週の採血で1mlあたりのvRNAコピーが5×10を超えない場合は許容される)。
・ マラビロク投与中および退薬後のウイルス抑制の持続。
・ 安定なCD4 T細胞数。
AGT103−Tは、≧1×10個のHIV特異的CD4 T細胞を含有し、AGT103レンチウイルスベクターも形質導入されている、最大1×1010個の遺伝子改変された自己CD4+T細胞からなる。第I相臨床治験では、cARTを受けている間に、HIV感染、血液1mmあたりCD4+T細胞数>500個の細胞、および血漿1mlあたり200個未満のコピーの安定なウイルス抑制が確認された、成人の研究参加者において、ex vivoで改変された自己CD4 T細胞(AGT103−T)を注入することの安全性および実現可能性を試験する。最大40名の研究参加者が、HIV Gag、Pol、およびEnvタンパク質を発現する組換え改変ワクシニアAnkara(rMVA)の筋肉内注射による2回の用量を8週間おいて受ける。第2の免疫化の7〜10日後、in vitro試験のために血液試料を収集し、HIV−1 Gagポリタンパク質を代表する重複する合成ペプチドのプールによる刺激に応答するCD4+T細胞の頻度を測定する。Gag特異的CD4 T細胞の頻度の測定に基づき、ワクチン応答者のうち上位半数の被験体を遺伝子療法アームに登録し、応答者のうち下位半数の被験体は研究を継続しない。上位の応答者のカットオフは、全CD4 T細胞のうち≧0.065%のHIV特異的CD4+T細胞の頻度であることが予測される。本発明者らの治験の遺伝子療法アームに登録された被験体に白血球除去を施し、CD4+T細胞を陰性選択によって濃縮する。濃縮されたCD4サブセットをCD4陰性サブセットの細胞数の10%と混合して、供給源および抗原提示細胞を提供する。濃縮されたCD4 T細胞をHIV Gagペプチドとインターロイキン2およびインターロイキン12で12日間刺激し、次いで、CD3/CD28二重特異性抗体で修飾されたビーズで再度刺激する。ex vivo培養中の自己HIVの出現を防止するため、抗レトロウイルス薬のサキナビルを100nMで含める。CD3/CD28刺激の1日後、1から10の間の感染多重度でAGT103を細胞に形質導入する。形質導入された細胞をさらに7〜14日間培養し、この間それらはポリクローナル増殖によって拡大増殖する。培養期間は、細胞を採取および洗浄し、効力および安全性リリースアッセイのためにアリコートを取っておき、残りの細胞を凍結保存培地に再懸濁することによって終了する。単回用量は、CD4+T細胞サブセットが濃縮された≦1×1010個の自己細胞である。効力アッセイは、インターフェロンガンマを発現することによりペプチド刺激に応答するCD4 T細胞の頻度を測定する。他のリリース基準としては、HIV特異的でありAGT103も形質導入されているCD4 T細胞が0.5×10個以上生成物に含まれていなければならないことが挙げられる。別のリリース基準は、細胞あたりのAGT103ゲノムコピー数が3を超えてはならないことである。AGT103−T注入の5日前、被験体は、1用量のブスルフラム(またはCytoxan)の馴化レジメンの後、≦1×1010個の濃縮され遺伝子改変されたCD4 T細胞の注入を受ける。
第II相研究では、AGT103−T細胞療法の有効度を評価する。第II相研究の参加者には、本発明者らの第I相研究に既に登録しており、遺伝子改変された自己のHIV特異的CD4 T細胞の成功裏かつ安定な生着を有し、有効度評価(1.3.)に記載されるようにモニタリングされるパラメータの肯定的な変化として定義される臨床応答を有すると判断された個体が含まれる。研究参加者は、各自の既存の抗レトロウイルス薬物適用のレジメンにマラビロクを加えるよう求められる。マラビロクは、CCR5レベルの低下を目的とする遺伝子療法の有効性を増強するCCR5アンタゴニストである。マラビロクレジメンが実施されたら、被験体は、それまでの抗レトロウイルス薬物レジメンを中止し、28日間にわたり、または2回の連続した毎週の採血時の血漿中ウイルスRNAレベルが1mlあたり10,000を超えるまで、マラビロク単独療法のみを維持するよう求められる。ウイルス血症が持続的に高い場合、参加者は、各自のHIVケアの医師の推奨に従ってマラビロクありまたはなしで、各自の元の抗レトロウイルス薬物レジメンに戻るよう要請される。
マラビロク単独療法中に>28日間にわたって参加者のHIVが抑制されたままである場合(血漿1mlあたり2,000未満のvRNAコピー)、4週間にわたってマラビロクの投薬を徐々に低減させるよう求められ、その後さらに28日間にわたって集中的なモニタリングが行われる。マラビロク単独療法によるHIVの抑制が維持された被験体は、機能的治癒を有するとみなされる。マラビロク退薬後でさえHIVの抑制が維持される被験体も、機能的治癒を有する。6か月にわたって毎月モニタリングし、その後はさほど集中的でないモニタリングにより、機能的治癒の耐久性が確立される。
(実施例4:ペプチド刺激前のCD8+T細胞の枯渇によるCD4+T細胞集団の生成)
CD8+T細胞過剰成長は、標的CD4+T細胞の拡大増殖に著しい影響を及ぼしたため、CD8+T細胞を、細胞拡大増殖の始めに枯渇させて、それがCD4+T細胞の拡大増殖を改善させることになるか否かを決定した。現行のCD8+T細胞枯渇法では、細胞を磁気カラムに通すことが必要である。その手順が抗原提示細胞およびCD4+T細胞に及ぼす可能性のある影響を回避するために、ペプチド刺激後かつレンチウイルス形質導入前の、細胞が機械的ストレスにより良好に耐えることができる時点に、細胞枯渇を実施した。目的は、CD4+T細胞の最終収量を増加させること、また標的細胞(AGT103レンチウイルスベクターも形質導入したHIV gagタンパク質CD4+T細胞)の収量を増加させることであった。図8は、CD8+T細胞枯渇プロトコールの模式図を示す。CD8+T細胞を枯渇させるために使用される方法は、実施例8に記載されている。
図9、11、および12に示されているように、CD8+T細胞枯渇は、CD8+T細胞が枯渇されなかった対照処置と比べて、Gag特異的CD4+T細胞のパーセンテージの実質的な増加をもたらした。Gag特異的細胞は、インターフェロン−γを発現し、標的細胞は、インターフェロン−γ+およびCD4+である(右上象限)。PTID:01−006の場合、CD8+枯渇後、値は、CD8+T細胞が枯渇されなかった対照処置での0.69%と比較して、全T細胞の1.7%であった(図9、15日目GagPepMixの右上象限)。図9を参照して、0日目では、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、ペプチド刺激培養(1日)の44.2%、55.3%、0.48%、および0.053%と比較して、それぞれ44.5%、55.5%、0.032%、および0%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させない場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、79.8%、20.1%、0.12%、および0.018%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させない場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、58.9%、19.2%、21.2%、および0.69%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させた場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、64.4%、35.0%、0.44%、および0.14%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、61.9%、32.9%、3.47%、および1.70%の蛍光強度を有していた。CD8を枯渇させない場合のCD4+T細胞の割合は、CD8 T細胞を枯渇させた場合の35.1%(15日目の対照、右上および右下象限の合計)と比較して、20.1%であった(15日目の対照、右上および右下象限の合計)。本発明者らは、最終産物に存在するCD3+/CD4陰性/CD8陰性細胞の大きな集団がサブクラスVδ1のγδT細胞であると特定した(図10)。したがって、CD8+T細胞の枯渇に加えて、γδT細胞も欠失させることが必要であり得る。
PTID:01−007では、CD8+T細胞枯渇は、標的細胞の収量を、CD8+T細胞が枯渇されなかった対照処置細胞と比べておよそ6倍増加させた(図11)。図11を参照して、0日目では、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、33.6%、66.4%、5.9E−4%、および1.78E−3%の蛍光強度を有していた。0日目では(Gagペプチドに曝露された16時間後)、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、33.7%、66.3%、0.011%、および0.016%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させない場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、78.4%、21.2%、0.30%、および0.018%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させない場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、76.3%、20.2%、2.95%、および0.61%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させた場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、50.9%、48.7%、0.36%、および0.10%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、51.6%、44.4%、0.43%、および3.60%の蛍光強度を有していた。
PTID:01−008では、CD8+T細胞の枯渇は、標的細胞の収量を、CD8+T細胞が枯渇されなかった対照処置細胞と比較しておよそ3倍増加させた(図12)。図12を参照して、0日目では、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、65.4%、34.5%、0.096%、および7.71E−4%の蛍光強度を有していた。0日目では、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、65.4%、34.3%、0.20%、および0.10%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させない場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、87.9%、12.1%、0.028%、および6.24E−3%の蛍光強度を有していた。15日目では、CD8を枯渇させない場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、82.3%、12.1%、5.38%、および0.23%の蛍光強度を有していた。16日目では、CD8を枯渇させた場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、87.8%、12.0%、0.22%、および0.013%の蛍光強度を有していた。16日目では、CD8を枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、87.8%、11.1%、0.30%、および0.78%の蛍光強度を有していた。PTID:01−008では、プロセスの終了時に存在する夾雑細胞は、CD3+/CD4陰性/CD56+であると特定された。これは、それらがNK細胞である可能性が最も高いことを意味する(図13)。
まとめると、これらのデータは、CD8+T細胞枯渇が、HIV+患者PBMC試料中のGag応答性CD4+T細胞を増加させる一貫した効果を有していたことを示す。
(実施例5:CD8細胞枯渇は、Gag特異的CD4+T細胞のパーセンテージを増加させたが、Vδ1細胞およびCD56+NK細胞の増大は、標的細胞集団の成長を妨害した)
PTID:01−006では、実施例8に記載のプロトコールを使用したCD8+T細胞枯渇は、50%未満のCD4+T細胞であり、Vδ1+γδT細胞の増大を含んでいた最終産物をもたらした(図10)。この結果は、CD8+T細胞およびVδ1+T細胞の両方の枯渇が、CD4+T細胞の収量を増加させることができ、標的細胞の収量も増加させることができることを示唆する。リンパ球のゲート制御データは、77.6%の蛍光強度を示した(図10の最も左側のグラフ)。CD3発現のパラメーターを使用すると、蛍光強度は75.3%であった(図10の中央左側のグラフ)。CD4発現のパラメーターを使用して、4つ別々の象限の蛍光を測定した(図10の中央グラフ)。左下象限は、45.3%(上限値)および45.5%(下限値)の蛍光強度を示した。右下象限は、44.9%の蛍光強度を示した。左上象限は、9.26%の蛍光強度を示した。左下象限は、0.35%の蛍光強度を示した。PANγδのパラメーターを使用すると、蛍光強度は73.8%であった(図10の中央右側のグラフ)。Vδ1のパラメーターを使用して、4つ別々の象限の蛍光を測定した。左下象限は、16.9%の蛍光強度を示した。右下象限は、82.8%の蛍光強度を示した。左上象限は、0.14%の蛍光強度を示した。右上象限は、0.12%の蛍光強度を示した。
PTID:01−008では、CD8+T細胞の枯渇は、CD4+T細胞の低収量をもたらした。それは、CD56+NK細胞の拡大増殖による可能性が高かった(図13)。CD3およびCD4を変数として使用した左側グラフの蛍光強度は、83.1%の細胞がCD3発現およびCD4発現の両方に陰性であり、NK細胞である可能性が最も高いと画定した。CD56を変数として使用した右側グラフの蛍光強度は、65.7%であった。それらの拡大増殖により、CD56+NK細胞は、培養培地にてCD4+T細胞と競合した。この結果は、CD56+NK細胞の日常的な枯渇が、CD4+T細胞の製造における別の重要なステップであり得ることを示唆する。
(実施例6:様々な枯渇プロトコールを使用したCD4+T細胞の集団の生成)
CD8+T細胞枯渇は単独でVδ1およびCD56+NK細胞の増大をもたらしたため、様々な枯渇プロトコールを開発した。CD8+T細胞、CD56 NK細胞、CD19 B細胞、およびγδ細胞を全て枯渇させた枯渇プロトコールを開発した。このスキームのフロー図は図14に示されている。
図15は、「未枯渇」対照;CD8+T細胞枯渇;CD8+T細胞およびγδT細胞枯渇;ならびにCD8+T細胞、γδT細胞、およびB細胞枯渇を含む、様々な細胞枯渇戦略の比較を示す。標的細胞は、インターフェロン−ガンマのその後の細胞内蓄積によるペプチド再刺激に対するそれらの応答により特定した。ex vivo試料は、CD4+であり、HIV gagペプチドに対する応答に特異的であった全T細胞の0.055%を含んでいた。実施例8の細胞枯渇のプロトコールを使用して、異なるファクターの細胞を枯渇させた。手短に述べれば、細胞をPBMC+Gagペプチドと共に18時間培養し、続いて細胞枯渇を行った(または「未枯渇」対照)。細胞枯渇後、細胞をさらに12日間培養し、その間細胞には、IL−7およびIL−15サイトカインを定期的に給送して補完した。CD8+T細胞、γδT細胞、およびCD19+B細胞の枯渇は、標的細胞(CD4+T細胞およびインターフェロン−ガンマ+細胞)の最も高い収量をもたらした(図15)。
図15を参照して、0日目では、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、56.4%、43.5%、0.034%、および7.44E−4%の蛍光強度を有していた。0日目では、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、54.8%、44.8%、0.30%、および0.055%の蛍光強度を有していた。18時間後では、枯渇させなかった場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、83.9%、16.0%、0.061%、および0.027%の蛍光強度を有していた。18時間後では、枯渇させなかった場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、77.6%、15.4%、6.39%、および0.54%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8を枯渇させた場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、41.9%、57.9%、0.094%、および0.099%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8を枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、43.3%、50.7%、3.00%、および2.98%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8およびγδを枯渇させた場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、40.4%、59.3%、0.12%、および0.13%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8およびγδを枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、38.3%、54.7%、3.14%、および3.86%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8、γδ、およびBを枯渇させた場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、46.2%、53.6%、0.13%、および0.080%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8、γδ、およびBを枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、42.1%、48.5%、4.28%、および5.06%の蛍光強度を有していた。
図16は、「未枯渇」対照;CD8+T細胞枯渇;ならびにCD8+T細胞、CD56+NK細胞、γδT細胞、およびB細胞を含む4細胞型の枯渇を含む、様々な細胞枯渇戦略の比較を示す。4細胞型の枯渇後、CD4+T細胞/インターフェロン−ガンマ+標的細胞の収量の実質的な増加が観察された。
図16を参照して、0日目では、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、42.6%、57.4%、2.71E−3%、および0.0%の蛍光強度を有していた。0日目では、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、42.5%、57.4%、0.031%、および0.048%の蛍光強度を有していた。18時間後では、枯渇させなかった場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、79.5%、20.5%、0.017%、および9.73E−3%の蛍光強度を有していた。18時間後では、枯渇させなかった場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、78.9%、19.5%、0.93%、および0.65%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8を枯渇させた場合、対照の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、51.4%、48.4%、0.11%、および0.063%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8を枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、51.7%、43.0%、0.22%、および5.03%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8、CD56、γδ、およびBを枯渇させた場合、刺激しなかった細胞の左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、12.8%、87.0%、0.14%、および0.10%の蛍光強度を有していた。18時間後では、CD8、CD56、γδ、およびBを枯渇させた場合、GagPepMixの左下象限、右下象限、左上象限、および右上象限は、それぞれ、13.2%、79.4%、0.27%、および7.17%の蛍光強度を有していた。
(実施例7:4種細胞枯渇プロトコールを使用したCD4+T細胞の集団の生成)
図17は、CD8+T細胞、CD56+NK細胞、CD19+B細胞、およびγδT細胞を枯渇させる、4種細胞枯渇を使用した実験のためのフロー図を示す。LV−GFP代用ウイルスベクターを使用して、細胞で形質導入する。このベクターは、AGT103に対して同一の細胞向性を有するが、形質導入効率を容易に評価することができるように、緑色蛍光タンパク質マーカーを発現する。T細胞を、CD3/CD28ビーズで刺激して、形質導入効率を増加させた。インターフェロン−ガンマ発現を測定するアッセイを使用して、複数の細胞サブセットでの形質導入効率を測定した。
図18に示されているように、効率的なレンチウイルス形質導入には、ペプチド刺激のみを行い、続いて競合する細胞を枯渇させることのみで十分であり、効率は、CD4+/Gag特異的標的細胞が最も高かった。この典型的な結果では、標的細胞の68%には、LV−GFPベクターが形質導入されていた。図18を参照すると、中央のグラフでは、右下象限(68.6%蛍光)および右上象限(12.6%蛍光)は、それぞれ41.5%(右下グラフ)および67.8%(右上グラフ)のGFP形質導入効率を有していた。これは、それぞれ35.6%(左下グラフ)および43.3%(左上グラフ)のGFP形質導入効率を有していた中央グラフの左下象限(9.75%蛍光)および左上象限(2.46%蛍光)とは対照的である。
(実施例8:細胞枯渇の実験室プロトコール)
0日目:HIV陽性参加者の静脈血に由来するおよそ1×10個の生存可能な末梢血単核細胞(PBMC)を、24ウェルプレート中に5%ヒト血清(Gemini Bio Products、West Sacramento、CA)、10ng/mL IL7/IL15(Miltenyi Biotec、Auburn、CA)、および100nMサキナビル(NIH AIDS Reagent Program、Germantown、MD)を含む1mLのTexMACS GMP培地(Miltenyi Biotec、Auburn、CA)で培養した。細胞を、37℃で16〜18時間1μg/mL PepMix HIV−1(GAG)Ultra(JPT Peptide Technologies、Berlin、Germany)と共にインキュベートした。1μg/mLは、最終刺激条件での各々の個々のペプチドの濃度であった。
1日目:16〜18時間のインキュベーション後、製造元の説明に従って、CD8、CD56、CD19、および/またはγδ細胞を、PE抗ヒトCD8 Abクローンsk1(BioLegend、San Diego、CA)、PE抗ヒトCD56 Abクローン5.1H11(BioLegend、San Diego、CA)、PE抗ヒトCD19 AbクローンHIB19(BioLegend、San Diego、CA)、およびPE抗ヒトTCRγδAbクローンB1(BioLegend、San Diego、CA)、および抗PEマイクロビーズ(例えば、抗PEマイクロビーズUltroPure、Miltenyi Biotec、Auburn、CA)で枯渇させた。細胞を、氷上にて10分間PEコンジュゲート抗体で染色した。標識細胞を、抗PEマイクロビーズで15分間氷上にて洗浄およびインキュベートし、次いで磁場で分離した。この場合、標的表面タンパク質を発現する細胞はカラムに保持され、未標識(陰性選択された)細胞は通過して、収集された。およそ1×10個の生存可能な陰性選択されたPBMCを、5%ヒト血清、10ng/mL IL7/IL15、および100nMサキナビルを含む0.5mLのTexMACS GMP培地に播種した。
2日目:細胞に、GFPを有するレンチウイルスベクターを5〜10のMOIで形質導入した。
4日目:細胞に、5%ヒト血清、20ng/mL IL7/IL15(最終10ng/mL)、および200nMサキナビル(最終100nM)を含む0.5mLのTexMACS GMP培地を給送した。
7日目:細胞に、5%ヒト血清、20ng/mL IL7/IL15(最終10ng/mL)、および200nMサキナビル(最終100nM)を含む1mLのTexMACS GMP培地を給送した。
10日目:ウェルの底部にある細胞塊を含む細胞をよく混合した。混合後、細胞の容積全体を12ウェルプレートに移した。次いで、細胞に、5%ヒト血清、20ng/mL IL7/IL15(最終10ng/mL)、および200nMサキナビル(最終100nM)を含む2mLのTexMACS GMP培地を給送した。
14〜16日目:細胞計数を実施し、細胞をペプチド刺激アッセイで刺激した。1×10個の拡大増殖された細胞を、96ウェルプレート中で4時間にわたって、1μg/mL PepMix HIV−1(GAG)Ultraを用いずにまたは用いて刺激した。
細胞内IFN−γを検出するために、タンパク質輸送阻害剤GolgiPlug(ブレフェルジンAを含む)(BD Biosciences、San Jose、CA)を添加した。細胞を、FITC抗ヒトCD3 AbクローンOKT3、PE抗ヒトCD4 AbクローンOKT4、およびPerCP抗ヒトCD8 AbクローンSK1で染色した。染色後、細胞を固定し、透過処理し、APC抗ヒトIFN−γクローンB27を用いて45分間4℃にてインキュベートした。細胞内染色溶液は、Cytofix/Cytopermキット(BD Biosciences、San Jose、CA)から得た。
GFP発現を分析して、HIV特異的CD4 T細胞の形質導入効率を決定した。IFN−γ分泌アッセイ細胞濃縮および検出キット(PE)(Miltenyi Biotec、Auburn、CA)を製造元の説明に従って使用して、IFN−γ分泌細胞を検出した。細胞を、IFN−γ捕捉試薬で5分間氷上にて標識した。標識細胞を、ゆっくりと連続的に回転させながら45分間37℃にて閉管中でインキュベートし、次いでPE抗IFN−γ検出Ab、PerCP抗ヒトCD3 AbクローンOKT3、およびAPC抗ヒトCD4 AbクローンOKT4で染色した。
データは、FACSCaliburフローサイトメーター(BD Biosciences、San Jose、CA)を使用して、各試料に由来する少なくとも1×10リンパ球について取得した(前方および側方散乱プロファイルに基づいてゲート制御した)。試料は全て、FlowJoソフトウェア(FlowJo 10.1r1、Tree Star、San Carlos、CA)を使用して分析した。
(実施例9:細胞枯渇の商業的プロトコール)
AGT103−Tを製造するための商業型のプロトコールでは、PBMC精製、ペプチド刺激、および細胞枯渇を上記に記載のように実施し、2日間培養してから、総培養液(200ml)を、IL−7およびIL−15サイトカインを含むおよそ5リットルの培養培地を含むGREX 500M静置培養フラスコまたは撹拌がないかもしくは最小限である細胞培養用の類似の容器に移した。充填したフラスコを37℃にて5%COで7日間撹拌せずにインキュベートし、次いで全量を収集し、細胞を洗浄し、1mL当たりおよそ1×10個の総有核細胞で凍結保存溶液に再懸濁し、次いで凍結させ、液体Nの気相に保管した。静的相培養を含めることにより、標的細胞の収量がさらに増加する。これは、この細胞サブセットが壊れやすく、非静的培養システムの機械的収集および/または培養撹拌中に枯渇しやすいことが、実験室研究で実証されているためである。
配列
本明細書では、以下の配列が参照される。
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本開示の好ましい実施形態のうちのいくつかを記載し、上記で具体的に例示したが、本開示がこのような実施形態に限定されることは意図していない。本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、これに様々な改変を行ってよい。

Claims (17)

  1. 末梢血単核細胞(PBMC)を供給源から精製するステップと、
    前記PBMCを少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで刺激するステップと、
    少なくとも1サブセットの細胞を前記PBMCから枯渇させるステップであって、前記少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、
    枯渇させた前記PBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、
    少なくとも1日間にわたって、形質導入された前記PBMCを培養するステップと、
    培養された前記PBMCを採取するステップと
    を含む、方法。
  2. 前記培養が、静置培養システムまたは半静置培養システムで行われる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記少なくとも1つのHIV特異的ペプチドが、合成の重複ペプチドのプールを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記合成の重複ペプチドのプールが、HIV Gagポリタンパク質を含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記枯渇させるステップが、前記少なくとも1サブセットの細胞を、枯渇させた前記PBMCから分離することを含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記分離することが、磁気ビーズ分離を含む、請求項5に記載の方法。
  7. 前記少なくとも1つの遺伝子エレメントが、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNA、またはHIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む、請求項1に記載の方法。
  8. 前記HIV RNA配列が、HIV Vif配列、HIV Tat配列、またはそれらのバリアントを含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記少なくとも1つの遺伝子エレメントが、マイクロRNAまたはshRNAを含む、請求項7に記載の方法。
  10. 前記少なくとも1つの遺伝子エレメントが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、または配列番号30の少なくとも1つと、少なくとも80%、または少なくとも85%、または少なくとも90%、または少なくとも95%の同一性を有するマイクロRNAを含む、請求項7に記載の方法。
  11. HIVに感染した被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球であって、
    末梢血単核細胞(PBMC)を前記被験体から精製するステップであって、前記PBMCが少なくとも1つのリンパ球を含む、ステップと、
    前記少なくとも1つのリンパ球を、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで刺激するステップと、
    少なくとも1サブセットの細胞を前記PBMCから枯渇させるステップであって、前記少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、
    前記少なくとも1つのリンパ球に、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、
    少なくとも1日間にわたって、前記PBMCを培養するステップと、
    培養された前記PBMCを採取するステップと
    を含むプロセスによって調製される、遺伝子改変リンパ球。
  12. 予防用または治療用HIVワクチンで免疫した被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球であって、
    末梢血単核細胞(PBMC)を前記被験体から精製するステップであって、前記PBMCが少なくとも1つのリンパ球を含む、ステップと、
    前記少なくとも1つのリンパ球を、少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで刺激するステップと、
    少なくとも1サブセットの細胞を前記PBMCから枯渇させるステップであって、前記少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、
    前記少なくとも1つのリンパ球に、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、
    少なくとも1日間にわたって、前記PBMCを培養するステップと、
    培養された前記PBMCを採取するステップと
    を含むプロセスによって調製される、遺伝子改変リンパ球。
  13. HIVに曝露されたが感染していない被験体を処置するための遺伝子改変リンパ球であって、
    末梢血単核細胞(PBMC)を前記被験体から精製するステップであって、前記PBMCが少なくとも1つのリンパ球を含む、ステップと、
    前記PBMCを少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで刺激するステップと、
    少なくとも1サブセットの細胞を前記PBMCから枯渇させるステップであって、前記少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、CD4+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含む、ステップと、
    前記少なくとも1つのリンパ球に、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと、
    少なくとも1日間にわたって、前記PBMCを培養するステップと、
    培養された前記PBMCを採取するステップと
    を含むプロセスによって調製される、遺伝子改変リンパ球。
  14. PBMCを少なくとも1つのHIV特異的ペプチドで刺激するステップと、
    少なくとも1サブセットの細胞を前記PBMCから枯渇させるステップであって、前記少なくとも1サブセットの細胞が、CD8+T細胞、γδ細胞、NK細胞、B細胞、T制御性細胞、およびNKT細胞のいずれか1つまたは複数を含むステップと、
    枯渇させた前記PBMCに、少なくとも1つの遺伝子エレメントをコードするウイルス送達システムで形質導入するステップと
    を含む、方法。
  15. 前記少なくとも1つのHIV特異的ペプチドが、HIV gagペプチドを含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記少なくとも1つの遺伝子エレメントが、ケモカイン受容体CCR5の産生を阻害することができる低分子RNA、またはHIV RNA配列をターゲティングすることができる少なくとも1つの低分子RNAを含む、請求項14に記載の方法。
  17. 前記HIV RNA配列が、HIV Vif配列、HIV Tat配列、またはそれらのバリアントを含む、請求項16に記載の方法。
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