JP2021520811A - ヘキソサミニダーゼアルファおよびベータサブユニットをコードしているバイシストロニックaavベクターならびにその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年4月13日出願の米国特許仮出願第62/657,243号の出願日における米国特許法第119条の下での利益を主張するものであり、その全体の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、国立衛生研究所によって授与された補助金番号NS093941の下で政府支援により行われた。政府は、本発明において特定の権利を有する。
一部の態様において、本開示は、対象のCNS中で治療的導入遺伝子を発現させるのに有用な単離された核酸(例えば、rAAVベクター等のバイシストロニック発現構築物)を提供する。
本発明の一部の態様は、バイシストロニック核酸構築物を提供する。用語「シストロン」は、遺伝子産物の発現に充分な核酸カセットのことを指す。一部の実施形態において、シストロンは発現カセットである。したがって、本発明の一部の態様は、2つ以上のシストロン、例えば、2つ以上の発現カセットを含む核酸構築物を提供する。用語「発現カセット」は、遺伝子産物の発現に充分な核酸エレメントを含む核酸構築物のことを指す。一般に、発現カセットは、プロモーター配列に作動可能に連結された遺伝子産物をコードしている核酸を含む。コード配列は、センスまたはアンチセンスの向きで調節配列に作動可能に連結され得る。一部の実施形態において、プロモーターは異種プロモーターである。本明細書で使用される場合、用語「異種プロモーター」とは、天然において所与のコード配列に作動可能に連結されていることが見られないプロモーターのことを指す。一部の実施形態において、発現カセットは、追加的なエレメント、例えば、イントロン、エンハンサー、ポリアデニル化部位、ウッドチャック肝炎ウイルス転写後調節エレメント(WPRE)および/またはコード配列の発現レベルに影響を及ぼすことが公知の他のエレメントを含んでもよい。理論に束縛されることを希望するものではないが、発現カセット内、例えば、転写開始部位とコード核酸配列、例えばタンパク質コードcDNA配列との間にイントロンを含めることにより、イントロンを含まない発現構築物と比較して、コード核酸およびコードされている遺伝子産物の発現レベルの増大が得られると考えられている。
5’−プロモーター1/コード配列1−−−プロモーター2/コード配列2−3’
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
で2つの発現カセットを含む場合、発現カセットは同じ向きであり、矢印は、カセットのそれぞれの転写方向を示す。別の例の場合、所与の核酸構築物が、構成
5’−プロモーター1/コード配列1−−−コード配列2/プロモーター2−3’
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
で2つの発現カセットを含むセンス鎖を含む場合、発現カセットは、互いに反対向きであり、矢印によって示されるように、発現カセットの転写の方向は向かい合っている。この例において、示される鎖は、プロモーター2およびコード配列2のアンチセンス鎖を含む。
一部の態様において、本開示は、単離されたアデノ随伴ウイルス(AAV)を提供する。AAVに関連して本明細書で使用される場合、用語「単離された」とは、人工的に作製されたまたは得られたAAVのことを指す。単離されたAAVは、組換え方法を使用して作製されてもよい。そのようなAAVは、ここでは「組換えAAV」と称される。組換えAAV(rAAV)は、rAAVのヌクレアーゼおよび/または導入遺伝子が1つまたは複数の予め定めた組織に特異的に送達されることになるような組織特異的標的化能力を好ましくは有する。AAVカプシドは、これらの組織特異的標的化能力を決定するのに重要なエレメントである。したがって、標的される組織に適当なカプシドを有するrAAVが、選択され得る。
対象へ導入遺伝子を送達する方法が、本開示によって提供される。対象は、任意の哺乳動物、例えばヒト、ヒト以外の霊長類、齧歯動物、イヌ、ネコ、ウマ、ブタ等であり得る。一部の実施形態において、対象はヒトである。本方法は、対象において変異体HEXAおよびHEXBタンパク質を補償する能力があるヘキソサミニダーゼA(HEXA)およびヘキソサミニダーゼB(HEXB)(例えば、野生型HEXAおよび/もしくはHEXB、コドン最適化したHEXAおよび/もしくはHEXB、または前述の任意の組み合わせ)タンパク質をコードしている単離された核酸の有効量を対象へ投与するステップに一般に関係する。HEXAおよびHEXBタンパク質は、ヘテロ二量体アイソザイムベータヘキソサミニダーゼAを形成し、それは、ヒトにおいてGM2ガングリオシドを分解するリソソームタンパク質/酵素である。したがって、HEXA遺伝子および/またはHEXB遺伝子の2対立遺伝子突然変異は、GM2ガングリオシドの毒性蓄積およびリソソーム蓄積疾患を一般にもたらす。
本開示のrAAVは、当技術分野で公知の任意の適切な方法による組成物で対象に送達されてもよい。例えば、生理的に適合する担体中(例えば、組成物中)に好ましくは懸濁されているrAAVは、ヒト、マウス、ラット、ネコ、イヌ、ヒツジ、ウサギ、ウマ、ウシ、ヤギ、ブタ、モルモット、ハムスター、チキン、シチメンチョウまたはヒト以外の霊長類(例えば、マカク)等の対象、すなわち宿主動物に投与され得る。一部の実施形態において、宿主動物は、ヒトを含まない。
AAV処置SDマウスの行動成績は、経時的に安定なままであった
AAV処置SDおよび対照(KO)マウスの行動成績を、60、90、105、120および149日齢でロータロッドおよび反転スクリーン試験を使用して評価した。AAV処置SDマウスの運動協調性および成績は、149日齢の最後の時点まで加速ロータロッド(図2A)および反転スクリーン(図2B〜図2C)試験において正常対照と同程度のままであった。無処置SDマウスの成績は経時的に低下し、最後の時点でどの動物も生き残らなかった。
全身性AAV処置は、SDマウスの中枢神経系の全体においてGM2ガングリオシド含有量を減少させる
150日齢におけるAAV処置SDマウス(高用量)の脳、小脳、脳幹および脊髄中のGM2ガングリオシド含有量は、人道的終点における無処置SDマウスより有意に低く、AAV9−Bicおよび両方のAAV−PHP.B処理群においてわずかに検出可能であった(図3)。GM2レベルは、AAV9−P2I処置動物においてバックグラウンドより上のままであった。
AAV処置SDマウスの脳および肝臓におけるヘキソサミニダーゼ活性の増大
大脳および小脳内のヘキソサミニダーゼ活性(図4A〜図4D)は、GM2ガングリオシド含有量の所見と一致した。AAV9−P2I処置マウスの脳内の酵素活性は、他の群より一貫して低かったが、それでもなお、正常なHexA活性のおよそ10%の回復は、大脳内のGM2ガングリオシド含有量を有意に減少させるのに十分であると思われる(図3)。AAV9−Bic処置動物(図4A)の場合のようにおよそ20%の大脳内のHexA活性の回復は、GM2ガングリオシド貯蔵をほとんど排除するのに十分であると思われる(図3)。肝臓中の全ヘキソサミニダーゼ(HexA、HexB、HexS)活性も、人工基質MUGを使用してAAV−PHP.Bicの全身性投与後に評価された(図5)。肝臓において、全ヘキソサミニダーゼ活性は、正常の15%まで回復された。
全身性AAV処置は、SDマウスの生存を延長する
AAV−Bicベクターで注射された全てのSDマウスは、低(3×1011vg)および高用量コホート(1×1012vg)において350日間を過ぎて生き残る(図6A〜図6B)。全身性AAV9−P2I処置は、低用量(1×1012vg)で生存の影響が僅かにあったが、影響は、高用量(4×1012vg)で増大した(図6A〜図6B)。生存に対するAAV9−P2I処置の影響は、CNS生化学所見と一致し、GM2ガングリオシドレベルは、無処置の対照SDマウスと比較して減少した(図3)が、他のAAV処置群または正常コホートとは異なり検出可能であり続けた。
全身性AAV処置は、SDマウスの脳全体でHex活性を回復させる
ヘキソサミニダーゼ特異的組織化学的染色を使用する、AAV−PHP.B−BiCBA−HexABを送達後の脳内のヘキソサミニダーゼ分布の分析は、脳の全体で酵素活性の回復を示し(図7)、このことは、本手法が、一部の実施形態において、治療的影響を媒介することを示している。
テイサックスおよびサンドホフ病に対するAAV遺伝子療法のCSF送達
新生児のGM2マウス(n=31マウス)が、側脳室にAAV9−BiCB−HexAB(7.25×1010vg)の両側注射を受けた(側当たり2μL)。対照GM2マウス(n=8)は、リン酸緩衝食塩水の両側注射を受けた。生後1ヵ月におけるAAV処置GM2マウス(n=6)の脳内のGM2ガングリオシド含有量は、正常動物と同一であり、その量は、年齢を一致させた無処置GM2マウスに見られるレベルの0.5%未満である(図8A)。2つの作業、ロータロッド(図8B)および反転スクリーン(図8C)におけるAAV処置GM2マウスの運動成績は、120日齢において無処置GM2マウスと比較して有意に改善され、150日齢まで安定であり続けた。現在、AAV処置GM2マウスの大多数は、無処置GM2マウスの129.5日間の生存期間の中央値と比較して、400日齢を過ぎて生き続けた(図8D)。
若年成体GM2マウスにおいてくも膜下腔内送達によってCSFに注射されたAAV9−BiCB−HexABベクター
42〜45日齢GM2マウス(n=20)におけるAAV9−BiCB−HexABベクター1×1012vgの腰部くも膜下腔内(LIT)注射は、ロータロッド(図9A)および反転スクリーン(図9B)試験において成績の改善をもたらした。AAV処置GM2マウスの生存期間の中央値は、無処置GM2マウスの129.5日間と比較して、少なくとも265日間になることが観察された(250日間を超えて生きたマウスだけを説明する)(図9C;P<0.0001)。ナイーブ GM2マウスは、246日齢(n=7)および299日齢(n=2)において生きていた(図9C)。データは、若年成体マウスにおいてLIT送達されたAAV9−BiCB−HexABベクターの治療利益を示す。
配列番号1;HexAアミノ酸配列
Claims (35)
- (i)第1のプロモーターの制御下にヘキソサミニダーゼアルファサブユニット(HEXA)をコードしている核酸を含む第1の発現カセット;および
(ii)第2のプロモーターの制御下にヘキソサミニダーゼベータサブユニット(HEXB)をコードしている核酸を含む第2の発現カセット
を含む、単離された核酸構築物であって、
前記第1の発現カセットおよび前記第2の発現カセットが、アデノ随伴ウイルス(AAV)逆位末端反復(ITR)に隣接している、単離された核酸構築物。 - 第1のイントロンが、前記第1のプロモーターと前記ヘキソサミニダーゼアルファサブユニット(HEXA)をコードしている前記核酸の配列との間に存在する、請求項1に記載の単離された核酸。
- 第2のイントロンが、前記第2のプロモーターと前記ヘキソサミニダーゼベータサブユニット(HEXB)をコードしている前記核酸の配列との間に存在する、請求項1または2に記載の単離された核酸。
- 前記HexAが、配列番号1に記載のアミノ酸配列を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記HexBが、配列番号2に記載のアミノ酸配列を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第1のイントロンが、前記第1のプロモーターと前記HexAをコードしている前記核酸配列との間に位置し、任意選択で、前記第1のイントロンが、キメライントロンである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第1のプロモーターが、AAV ITRの近位に位置し、任意選択で、前記第1のプロモーターが、AAV ITRとHexAをコードしている核酸配列との間に位置する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第1のプロモーターおよび/または前記第2のプロモーターが、P2プロモーターである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第2のイントロンが、前記第2のプロモーターと前記HexBをコードしている前記核酸配列との間に位置し、任意選択で、前記第2のイントロンが、キメライントロンである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第2のプロモーターが、AAV ITRの近位に位置し、任意選択で、前記第2のプロモーターが、AAV ITRとHexBをコードしている核酸配列との間に位置する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第1の発現カセットが、HexAをコードしている前記核酸配列に作動可能に連結された第1のポリAシグナルを含み、任意選択で、前記第1のポリAシグナルが、BGHポリAシグナルである、請求項1〜10のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第2の発現カセットが、HexBをコードしている前記核酸配列に作動可能に連結された第2のポリAシグナルを含み、任意選択で、前記第2のポリA尾部が、SV40ポリAシグナルである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第1のポリAシグナルおよび前記第2のポリAシグナルが、互いに近接して位置する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- (i)ヘキソサミニダーゼアルファサブユニットをコードしている核酸を含む第1の発現カセット;および
(ii)ヘキソサミニダーゼベータサブユニットをコードしている核酸を含む第2の発現カセットを含む、単離された核酸構築物であって、
前記第1の発現カセットおよび前記第2の発現カセットが、双方向性プロモーターによって作動可能に連結されており、前記第1の発現カセットおよび前記第2の発現カセットが、アデノ随伴ウイルス(AAV)逆位末端反復(ITR)に隣接している、単離された核酸構築物。 - 前記HexAが、配列番号1に記載のアミノ酸配列を含む、請求項14に記載の単離された核酸構築物。
- 前記HexBが、配列番号2に記載のアミノ酸配列を含む、請求項14または15に記載の単離された核酸構築物。
- 前記双方向性プロモーターが、少なくとも1つのチキンベータアクチン(CBA)プロモーターを含む、請求項14〜16のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記双方向性プロモーターが、2つのCBAプロモーターを含み、前記CBAプロモーターが、反対方向で前記第1の発現カセットおよび前記第2の発現カセットの転写を開始する、請求項17に記載の単離された核酸構築物。
- 前記双方向性プロモーターが、CMVエンハンサー配列を含み、任意選択で、前記CMVエンハンサー配列が、前記2つのCBAプロモーターの間に位置する、請求項18に記載の単離された核酸構築物。
- 第1の発現構築物が、第1のポリAシグナルを含み、任意選択で、前記第1のポリAシグナルが、AAV ITRに近位である、請求項14〜19のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第1の発現構築物が、第2のポリAシグナルを含み、任意選択で、前記第2のポリAシグナルが、AAV ITRに近位である、請求項14〜20のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 前記第1および/または前記第2のポリAシグナルが、SV40ポリAシグナル、ウサギベータグロブリン(RBG)ポリAシグナルおよびウシ成長ホルモン(BGH)ポリAシグナルからそれぞれ選択される、請求項14〜21のいずれか一項に記載の単離された核酸構築物。
- 配列番号3〜9のいずれかに記載の配列を含む、単離された核酸。
- (i)カプシドタンパク質;および
(ii)請求項1〜23のいずれか一項に記載の単離された核酸
を含む、組換えAAV(rAAV)。 - 前記カプシドタンパク質が、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAVrh8、AAV9、AAV10、AAVrh10およびAAV.PHP.Bから選択される血清型のものである、請求項24に記載のrAAV。
- 前記単離された核酸が、AAV1 ITR、AAV2 ITR、AAV3 ITR、AAV4 ITR、AAV5 ITRまたはAAV6 ITRからなる群から選択されるITRを含む、請求項24または25に記載のrAAV。
- 請求項1〜23のいずれか一項に記載の単離された核酸または請求項22〜24のいずれか一項に記載のrAAVを含む、宿主細胞。
- 前記宿主細胞が、哺乳動物細胞、酵母細胞、細菌細胞、昆虫細胞、植物細胞または真菌細胞である、請求項27に記載の宿主細胞。
- リソソーム蓄積症であるまたはそれと疑われる対象に、請求項1〜23のいずれか一項に記載の単離された核酸または請求項24〜26のいずれか一項に記載のrAAVを投与するステップを含む、リソソーム蓄積症を処置する方法。
- 前記リソソーム蓄積症が、テイサックス病またはサンドホフ病である、請求項29に記載の方法。
- 前記対象が、前記対象のヘキソサミニダーゼアルファサブユニットの機能の減少または喪失をもたらすHEXA遺伝子内の突然変異を有すると特徴付けられる、請求項29または30に記載の方法。
- 前記対象が、前記対象のヘキソサミニダーゼベータサブユニットの機能の減少または喪失をもたらすHEXB遺伝子内の突然変異を有すると特徴付けられる、請求項29または30に記載の方法。
- 前記rAAVが、頭蓋内注射、脳内注射または脳室系、小脳延髄槽もしくはくも膜下腔内スペースを通したCSFへの注射によって投与される、請求項29〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象が、前記リソソーム蓄積症の前駆症状段階の間に、前記単離された核酸または前記rAAVを投与される、請求項29〜33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リソソーム蓄積症の前記前駆症状段階が、出生(例えば、周産期)と4週齢との間に起こる、請求項34に記載の方法。
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