JP2021522229A - 活性を高めるための免疫細胞改変 - Google Patents

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Abstract

がん、ウイルスおよび微生物による感染症を治療するための、NK細胞などの改変免疫細胞の組成物、作製方法および使用方法。改変CISH−/−NK細胞は、IL−2および/またはIL−15などのサイトカインに対して高感受性を示し、増殖および抗腫瘍機能を維持する。
【選択図】図3A

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年5月11日に提出された米国仮出願第62/670,033号の優先権の利益を主張し、その出願は参照により本明細書に組み込まれる。
政府の関心に関する陳述
本発明は、米国立衛生研究所からの助成金番号CA217885およびCA203348を受けて行われた。政府は本発明に特定の権利を有する。
ナチュラルキラー(NK)細胞は自然免疫システムの重要な部分であり、抗腫瘍免疫および抗感染免疫におけるリンパ球集団の重要なエフェクターである。しかしながら、腫瘍の進行および慢性感染症は一般にNK細胞の疲弊を引き起こすため、エフェクター機能が低下し、NK細胞の抗腫瘍/抗感染の可能性が制限される。腫瘍および慢性感染症においてNK細胞の疲弊をもたらす正確なメカニズムは十分に定義されていない。
NK細胞による異常細胞の検出は、リガンド、ならびにインターロイキン15(IL−15)などのサイトカインからの活性化シグナルおよび抑制シグナルによって制御される。サイトカイン誘導性SH2含有タンパク質(CIS)は、NK細胞におけるIL−15シグナル伝達の重要な負の調節因子であり、ヒトではCISH遺伝子によってコードされる。CISHはIL−15に応答して急速に誘導され、CISH遺伝子の欠失により、IL−15に対するNK細胞の感受性が高められることが示されている。マウスでの最近の研究では、CISがNK細胞による腫瘍免疫における強力な抑制チェックポイントであることが示されている。
NK細胞は、活性および機能を維持するために、インターロイキン2(IL−2)およびIL−15などのサイトカインを必要とするが、IL−2は全身毒性を引き起こす。したがって、サイトカインがなくても増殖および機能を維持するか、またはサイトカインを低用量しか必要としない、がんおよび他の疾患を治療するための臨床的NK細胞療法が必要とされている。
本開示は、一般に、がん治療においてCISH−/−改変NK細胞を使用するための組成物および方法を提供する。改変NK細胞は、IL−2および/またはIL−15の刺激に対して高感受性を示し、サイトカインまたは増殖因子、例えば、インターロイキンなどが低濃度でも増殖および抗腫瘍機能を維持することができる。
本開示の一態様によれば、非改変天然NK細胞よりも改善された治療効果を有する、がんおよび他の疾患または感染症を治療するためのNK細胞による治療法の細胞源として使用可能なCISH−/−改変NK細胞が提供される。
本開示の一態様によれば、CISH−/−NK細胞の製造方法が提供される。
本開示の別の態様によれば、CISH−/−NK細胞の細胞培養物、およびCISH−/−NK細胞を含む医薬組成物が提供される。
本開示の特徴および利点のより良い理解は、本開示の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られるであろう。
通常の方法を用いて、NKの分化に対するCISH喪失の影響を示す。 通常の方法を用いて、NKの分化に対するCISH喪失の影響を示す。 通常の方法を用いて、NKの分化に対するCISH喪失の影響を示す。 改変法を用いて、NKの分化に対するCISH喪失の影響を示す。 改変法を用いて、NKの分化に対するCISH喪失の影響を示す。 CISH−/−NK細胞の増殖を示す。 CISH−/−NK細胞の増殖を示す。 incucyte細胞死滅アッセイの結果を示す。 incucyte細胞死滅アッセイの結果を示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、サイトカイン刺激に対し、より高い単一細胞の多機能応答を示すことを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、サイトカイン刺激に対し、より高い単一細胞の多機能応答を示すことを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、サイトカイン刺激に対し、より高い単一細胞の多機能応答を示すことを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、基礎解糖および解糖能の増加を示すことを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、基礎解糖および解糖能の増加を示すことを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、基礎解糖および解糖能の増加を示すことを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、ヒト白血病全身性腫瘍モデルにおいてより優れた抗腫瘍活性を媒介することを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、ヒト白血病全身性腫瘍モデルにおいてより優れた抗腫瘍活性を媒介することを示す。 CISH−/−iPSC−NK細胞が、ヒト白血病全身性腫瘍モデルにおいてより優れた抗腫瘍活性を媒介することを示す。
本明細書で言及されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願が各々参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているかの如く同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。刊行物への引用は、その最新版を参照することが意図される。
本発明の実施は、特に明記しない限り、分子生物学(組換え技術を含む)、微生物学、細胞生物学、生化学および免疫学の従来の技術を使用し、これらは当業者の技量の範囲内である。そのような技術は、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,second edition(Sambrook et al.,1989)Cold Spring Harbor Press、Oligonucleotide Synthesis(MJ.Gait,ed.,1984)、Methods in Molecular Biology,Humana Press、Cell Biology:A Laboratory Notebook(J.E.Cellis,ed.,1998)Academic Press、Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.,1987)、Introduction to Cell and Tissue Culture(J.P.Mather and P.E.Roberts,1998)Plenum Press、Cell and Tissue Culture:Laboratory Procedures(A.Doyle,J.B.Griffiths,and D.G.Newell,eds.,1993−1998)J.Wiley and Sons、Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.)、Handbook of Experimental Immunology(D.M.Weir and CC.Blackwell,eds.)、Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells(J.M.Miller and M.P.Calos,eds.,1987)、Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel et al.,eds.,1987)、PCR:The Polymerase Chain Reaction,(Mullis et al.,eds.,1994)、Current Protocols in Immunology(J.E.Coligan et al.,eds.,1991)、Short Protocols in Molecular Biology(Wiley and Sons,1999)、Immunobiology(CA.Janeway and P.Travers,1997)、Antibodies(P.Finch,1997)、Antibodies:a practical approach(D.Catty.,ed.,IRL Press,1988−1989)、Monoclonal antibodies:apractical approach(P.Shepherd and C.Dean,eds.,Oxford University Press,2000)、Using antibodies:a laboratory manual(E.Harlow and D.Lane(Cold Spring Harbor Laboratory Press,1999)、The Antibodies(M.Zanetti and J.D.Capra,eds.,Harwood Academic Publishers,1995)、およびCancer:Principles and Practice of Oncology(V.T.DeVita et al.,eds.,J.B.Lippincott Company,1993)などの文献で十分に説明されている。
本発明は、ヒト対象におけるがんなどの疾患または感染症、例えば、ウイルスもしくは細菌によって引き起こされる感染症を治療する方法に関し、ヒトCISH−/−ナチュラルキラー(NK)細胞と薬学的に許容される担体とを含む有効量の医薬組成物を、必要とするヒト対象に投与することを含む。
実施形態では、本発明は、ヒト対象におけるがんを治療する方法に関し、ここで、かかるNK細胞は、ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)、胚性幹細胞(ESC)、または末梢血細胞に由来する。
実施形態では、本発明は、ヒト対象におけるがんまたは感染症を治療する方法に関し、ここで、CISH−/−NK細胞は対象にとって自己由来である。
実施形態では、本発明は、ヒト対象におけるがんを治療する方法に関し、ここで、かかる方法は、有効量のサイトカイン(例えば、IL−2、IL−15またはその両方)を対象に投与することをさらに含む。
実施形態では、本発明は、ヒト対象におけるがんを治療する方法に関し、ここで、IL−2および/またはIL−15の有効量は、天然NK細胞治療で必要とされる有効量より少ない。実施形態では、IL−2の低濃度は1〜10U/ml、または約5U/mlであり、IL−15の低濃度は1〜10ng/ml、または約5ng/mlであり、CISH−/−NK細胞の増殖および抗腫瘍機能を維持するのに有効である。
本発明で使用することができるサイトカインには、天然に存在する、改変されている、および合成的に操作されている、サイトカインおよびサイトカイン様分子(ALT−803、またはNEKTAR Therapeutics,Inc.製品、例えば、NKTR−358もしくはNKTR−255)が含まれる。サイトカインには、IL−2、IL−12、IL−15、IL−18、IL−21などのインターロイキンが含まれる。
実施形態では、本発明は、ヒト対象におけるがんを治療する方法に関し、ここで、がんは造血器腫瘍または固形腫瘍である。
実施形態では、本発明は、ヒト対象における疾患または感染症を治療する方法に関し、ここで、CISH−/−NK細胞は、サイトカイン刺激に対して高感受性であり、かつ、天然NK細胞と比較して改善された増殖、抗腫瘍機能、および抗ウイルス機能を示す。
実施形態では、本発明は、ヒトCISH−/−NK細胞、および少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物に関する。
実施形態では、本発明は、医薬組成物に関し、ここで、CISH−/−NK細胞は、サイトカイン刺激に対して高感受性であり、かつ、天然NK細胞と比較して改善された増殖、抗腫瘍機能、および抗ウイルス機能を示す。
実施形態では、本発明は、医薬組成物に関し、ここで、サイトカイン刺激は、IL−2および/またはIL−15などのインターロイキンによる刺激を含む。実施形態では、IL−2の低濃度は1〜10U/ml、または約5U/mlであり、IL−15の低濃度は1〜10ng/ml、または約5ng/mlであり、CISH−/−NK細胞の増殖および抗腫瘍機能を維持するのに有効である。
実施形態では、本発明は、医薬組成物に関し、ここで、CISH−/−NK細胞は、人工多能性幹細胞、胚性幹細胞、または末梢血細胞に由来する。
実施形態では、本発明は、CISH−/−NK細胞を作製する方法に関し、ヒトの人工多能性幹細胞(iPSC)またはヒト胚性幹細胞(ESC)からCISH遺伝子を欠失させること、およびインビトロ分化プロトコルを使用してCISH−/−iPSCからNK細胞を誘導することを含む。
実施形態では、本発明は、CISH−/−NK細胞を作製する方法に関し、ここで、CISH遺伝子の欠失は、CRISPR/Cas9システムなどのCRISPRシステムを使用して達成される。
実施形態では、本発明は、CISH−/−NK細胞を作製する方法に関し、ここで、誘導ステップは、CISH−/−iPSCをCD34が>75%、>60%、>70%、または>80%になるまで分化させ、その後、CD45およびCD56が>75%、>60%、>70%、または>80%になるまで分化させることをさらに含む。
実施形態では、本発明は、CISH−/−NK細胞を作製する方法に関し、ここで、第2の分化は、ノッチリガンドと接触、例えば、ノッチリガンドを過剰発現するように操作されているOP9−DL4細胞と接触して起こる。
実施形態では、本発明は、CISH−/−NK細胞を作製する方法に関し、ここで、細胞培養物はCISH−/−NK細胞を含む。
定義
本発明の理解を容易にするため、本明細書で使用されるいくつかの用語および略語を以下のように定義する。
本発明またはその好ましい実施形態(複数可)の要素を紹介するとき、冠詞「a」、「an」、「the」、および「said」は、要素のうちの1つ以上が存在することを意味することが意図される。「含む(comprising)」、「含む(including)」、および「有する」という用語は、包括的であることを意図し、列記される要素以外の追加の要素が存在する可能性があることを意味する。
2つ以上の項目の列挙において「および/または」という用語が使用される場合、列挙された項目のいずれか1つを単独で使用しても、または列挙された項目のいずれか1つ以上と組み合わせて使用してもよいことを意味する。例えば、「Aおよび/またはB」という表現は、AおよびBの一方または両方、すなわち、Aのみ、Bのみ、またはAとBの組み合わせを意味することが意図される。「A、Bおよび/またはC」という表現は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの組み合わせ、AとCの組み合わせ、BとCの組み合わせ、またはAとBとCの組み合わせを意味することが意図される。
本明細書に記載される本発明の態様および実施形態は、態様および実施形態「〜からなる」および/または「本質的に〜からなる」を含むことが理解される。
範囲形式での説明は、便宜上かつ簡潔さのためにすぎず、本発明の範囲に対する柔軟性のない制限として解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、考えられるすべての部分範囲とその範囲内の個々の数値が具体的に開示されているとみなされるべきである。例えば、1〜6などの範囲の説明は、1〜3、1〜4、1〜5、2〜4、2〜6、3〜6などの部分範囲、ならびにその範囲内の個々の数字、例えば、1、2、3、4、5、および6が具体的に開示されているとみなされるべきである。このことは、範囲の幅に関係なく適用される。また、本明細書では、値または範囲は、「約」、「約」1つの特定の値から、および/または「約」別の特定の値まで、として表されうる。そのような値または範囲が表される場合、開示される他の実施形態は、1つの特定の値から、および/または他の特定の値まで、列挙された特定の値を含む。同様に、先行詞「約」を使用することによって値が近似値として表される場合、特定の値が別の実施形態を形成することが理解されよう。本明細書で開示される値がいくつかあり、各値が、本明細書では、値自体に加えて、「約」その特定の値としても開示されることがさらに理解されよう。実施形態では、「約」は、例えば、列挙された値の10%以内、列挙された値の5%以内、または列挙された値の2%以内を意味するために使用されうる。
本明細書で使用する場合、「患者」または「対象」は、治療されるヒトまたは動物の対象を意味する。
本明細書で使用する場合、「増殖(proliferation)」または「増殖(expansion)」は、細胞または細胞の集団が数を増加させる能力を指す。
本明細書で使用する場合、「精製細胞集団」または「精製細胞組成物」を含有する組成物は、組成物中の細胞の少なくとも30%、50%、60%、典型的に少なくとも70%、より好ましくは80%、90%、95%、98%、99%、またはそれ以上が、特定された種類のものである。
本明細書で使用する場合、「治療上有効な」とは、がんなどの疾患、または感染などの状態に関連する症状を、治療もしくは改善する、または何らかの方法で軽減するのに十分なNK細胞の量を指す。方法に関して使用する場合、その方法は、疾患または状態に関連する症状を、治療もしくは改善する、または何らかの方法で軽減するのに十分有効である。例えば、疾患に関して有効量とは、その発症を阻止または予防するのに十分な量であるか、あるいは疾患病状が始まっている場合は、その疾患の進行を緩和する、改善する、安定化させる、回復に向かわせる、もしくは遅らせるか、またはその疾患の病理学的結果を低減させる量である。いずれの場合も、有効量は単回投与で与えても分割投与で与えてもよい。
本明細書で使用する場合、「治療」という用語は、患者の疾患または状態に関連する症状を少なくとも改善することを包含し、その場合、改善とは、広い意味で使用され、治療されている状態に関連する症状などのパラメータが少なくとも低下することを指す。したがって、「治療」には、疾患、障害、または病的状態、または少なくともそれらに関連する症状が、完全に抑制される(例えば、発生が予防される)かまたは停止され(stopped)(例えば、停止(terminated))、患者がそれ以上その状態、または少なくともその状態を特徴付ける症状に苦しむことがないようにする状況が含まれる。
本明細書で使用する場合、「医薬組成物」という用語は、薬学的に許容される組成物を指し、ここで、かかる組成物はNK細胞を含み、いくつかの実施形態では薬学的に許容される担体をさらに含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は組み合わせであってよい。
本明細書で使用する場合、「薬学的に許容される」という用語は、動物、より具体的にはヒトおよび/または非ヒト哺乳動物での使用に安全な他の製剤に加えて、連邦政府もしくは州政府の規制当局によって承認されていること、または米国薬局方、一般に認められている他の薬局方に収載されていることを意味する。
本明細書で使用する場合、「薬学的に許容される担体」という用語は、NK細胞とともに投与される、賦形剤、希釈剤、保存剤、可溶化剤、乳化剤、アジュバント、および/またはビヒクルを指す。そのような担体は、水および油などの無菌液体であってよく、油としては、石油、動物、植物、または合成に由来する油、例えば、落花生油、大豆油、鉱油、ゴマ油等、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、または他の合成溶媒が挙げられる。ベンジルアルコールまたはメチルパラベンなどの抗菌剤;アスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤;および塩化ナトリウムまたはデキストロースなどの張度を調整するための薬剤もまた、担体であり得る。担体と組み合わせて組成物を作成する方法は、当業者に既知である。いくつかの実施形態では、「薬学的に許容される担体」という用語は、医薬投与に適合する、ありとあらゆる溶媒、分散媒、コーティング、等張剤、および吸収遅延剤などを含むことを意図する。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体および薬剤の使用は、当技術分野で周知である。例えば、Remington,The Science and Practice of Pharmacy,20th ed.,(Lippincott,Williams & Wilkins 2003)を参照のこと。従来の媒体または薬剤が活性化合物と適合しない場合を除き、組成物におけるそのような使用が企図される。
「組み合わせ」という用語は、1つの投薬単位形態における固定された組み合わせ、または、組み合わせ投与のためのパーツのキットのいずれかを指し、キットの場合は、NK細胞と組み合わせパートナー(例えば、「治療薬」または「補助薬剤」とも呼ばれる、以下で説明される別の薬物)を、独立して、同時または時間間隔内で別々に投与することができる。いくつかの状況では、組み合わせパートナーは協同的効果、例えば、相乗効果を示す。本明細書で使用される「併用投与(co−administration)」または「併用投与(combined administration)」などの用語は、選択された組み合わせパートナーを、それを必要とする単一の対象(例えば、患者)に投与することが包含されることを意味し、薬剤が必ずしも同じ投与経路または同じ時間で投与されるわけではない治療レジメンが含まれることを意図する。本明細書で使用される「医薬の組み合わせ」という用語は、2つ以上の活性成分の混合または組み合わせにより得られ、活性成分の組み合わせが固定されているものも固定されていないものも含まれる製品を意味する。「固定された組み合わせ」という用語は、活性成分、例えば、化合物および組み合わせパートナーの両方が単一の実体または用量の形態で同時に患者に投与されることを意味する。「固定されていない組み合わせ」という用語は、有効成分、例えば、化合物および組み合わせパートナーの両方が、特定の時間的制約を設けることなく別々の実体として同時に(simultaneously)、同時に(concurrently)、または連続して患者に投与されることを意味し、ここで、そのような投与により、2つの化合物が治療上有効な濃度で患者の体内で提供される。後者は、カクテル療法、例えば、3つ以上の活性成分の投与にも適用される。
サイトカイン誘導性SH2含有タンパク質(CIS)は、ヒトナチュラルキラー(NK)細胞の活性化により誘導される疲弊を調節する上で重要な役割を果たし、マウス系での研究とは異なり、CISH欠失(CISH−/−)によりNK細胞活性の低下がもたらされる。現在開示されている、ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)でのCISH欠失モデルは、ヒトNK細胞の発達、機能、活性化、持続、および疲弊のCISH媒介調節をさらに詳細に分析するモデルを提供する。他の実施形態では、CISH遺伝子の欠失は、ヒト胚性幹細胞(hESC)で起こる。実施形態では、T細胞は、CISH−/−のiPSCまたはhESCに由来する。本明細書では、NK細胞またはT細胞などの免疫細胞の発達を調節するため、および免疫細胞の疲弊を抑制するための組成物および方法が提供される。
本発明は、細胞をノッチリガンドとともに培養する、例えば、ノッチリガンドを過剰発現するOP9−DL4細胞の培養層とともに培養することによってCISH−/−NKの疲弊を予防または阻害できることを提供する。代替のノッチリガンド源が公知であり、細胞結合材料またはプレート結合/無細胞の材料が含まれる。
本開示は、ゲノム編集ツール、例えば、多種多様な生物で使用可能な、クラスター化され規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)システムなど(例えば、特定遺伝子の配列の不可、破壊、または変更に使用)に一部基づいている。CRISPR/Cas9システムは2つの要素に基づいている。第1の要素であるCas9は、ガイドポリヌクレオチド(例えば、ガイドRNA)である第2の要素が結合する部位を持つエンドヌクレアーゼである。ガイドポリヌクレオチド(例えば、ガイドRNA)は、Cas9タンパク質を配列相同性に基づいて二本鎖DNA鋳型に誘導する。次に、Cas9タンパク質はそのDNA鋳型を切断する。Cas9タンパク質および適切なガイドポリヌクレオチド(ガイドRNAなど)を細胞に送達することにより、生物のゲノムが所望の位置で切断される。Cas9/gRNA複合体による目的ゲノム配列の切断後、2つの代替的DNA修復メカニズム、すなわち、1)gRNA切断部位にてDNAの少数の塩基対(bp)の挿入および/または欠失を生じさせる非相同末端結合(NHEJ)、または2)gRNA切断部位にまたがる追加の「つなぎ」DNA鋳型を介して損傷部位を修正することができる相同組換え修復(HDR)のうちどちらかにより染色体の完全性が復元されうる。当業者に知られているCRISPR/Casシステムのさらなる態様は、PCT公開第2017/049266号に記載されており、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。CISH−/−NK細胞を作製するための、これらおよび他の周知の新しい技術、例えば、TALENなどは、本発明によって企図される。本発明はまた、造血細胞、例えば、NK細胞、T細胞、および他の免疫細胞などを用いた、組成物、使用方法および製造方法を企図する。
ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)のCISH遺伝子を、CRISPR/Cas9システムを使用して破壊し、CISH−/−iPSCからのNK細胞を、2段階インビトロ分化プロトコルを使用して誘導した。造血前駆細胞への分化の最初の段階は、WTまたはCISH−/−のiPSCいずれかを使用して正常(CD34細胞が>80%)であった。iPSCのCISHを欠失させたところ、インビトロでのNK細胞分化の第2段階が遅延した(図1および図2)。具体的には、WT iPSCを使用すると、典型的に4週間後に90%超のNK細胞でNK細胞の分化が完全に完了するが、CISH−/−iPSC由来の細胞では、5週目でNK細胞が80%超となったものの、4週目ではCD45CD56のNK細胞が10%しか産生されなかった。この時点を過ぎると、CISH−/−iPSC由来のNK細胞は表現型が成熟しており、CD94、CD16、NKG2D、NKp44、NKp46などの典型的なNK表面マーカーの発現を示した。
CISHは、NK細胞に媒介される腫瘍免疫における強力な細胞内抑制チェックポイントである。ヒトiPSC由来NK細胞でCISH遺伝子を欠失させたところ、NK細胞がサイトカインに対して高感受性になり、それにより腫瘍に対するそれらの細胞傷害性が増強された(図3A〜4B)。未改変ヒトNK細胞と比較して、CISHノックアウトヒトNK細胞は、がん、ウイルスおよび微生物による感染症を治療するための適応性細胞療法の細胞源として使用される場合、ヒト患者においてより優れた持続性ならびに抗腫瘍、抗ウイルス、および抗微生物という効果がある。
作製されたCISH−/−ヒトiPSC−NK細胞は、IL−2/IL−15刺激に対する高感受性、ならびに低濃度のIL−2(5U/ml)およびIL−15(5ng/ml)で増殖および抗腫瘍機能を維持する能力を示した(図3Aおよび3B)。CISH−/−iPSC−NK細胞は、低濃度のIL−2(5U/ml)とIL−15(5ng/ml)でもインビトロで3週間以上増殖および細胞傷害性機能を維持することができた。
既存の技術と比較して、遺伝子を改変したiPSC由来NK細胞は、生体内で未改変NK細胞よりも長く増殖および持続が可能であるため、より優れた抗腫瘍効果がある。既存のNK細胞療法では、末梢血から得られるNK細胞(PB−NK細胞)またはiPSC由来の未改変NK細胞である未改変NK細胞を使用するが、その場合、増殖および抗腫瘍機能を維持するために典型的に高用量のIL−2および/またはIL−15の投与を必要とする。しかしながら、高濃度のIL−2および/またはIL−15には高い毒性があるという臨床データが報告されている。したがって、CISH−/−iPSC由来NK細胞は、増殖および抗腫瘍機能を維持するためのIL−2および/もしくはIL−15または他のサイトカインが低用量で済むことにより、IL−2および/またはIL−15によって生じる毒性が軽減されるため、NK細胞療法で有益に使用することができる。
CISH−/−iPSC由来NK細胞は、改善された単一細胞多機能性を示す。図5Aは、Isoplexis 32−plex、免疫サイトカイン応答パネル、細胞傷害性機能に関与する5つのエフェクターサイトカイン(グランザイムB、IFNγ、MIP−1α、パーフォリン、TNFα)を使用した単一細胞サイトカイン産生分析を示す。図5Bは、図5Aに示される2つ以上のサイトカインを分泌する試料のパーセンテージを示す。図5Cは、多機能性は、恒常性/増殖性、炎症性、走化性、調節性、および免疫エフェクターという主要なカテゴリーにまたがる32の主要な免疫学的関連分子の事前に指定されたパネルにまたがって、多機能性強度指数(PSI)により測定されたことを示している。CAR−T細胞の多機能性(既に使用した同じアッセイのIsoplexis 32−plexにより測定)は臨床転帰と正に相関していた。CISH−/−iPSC−NK細胞の多機能性の増大から、未改変の野生型NK細胞と比較して優れた抗腫瘍活性が説明される。
CISH−/−iPSC−NK細胞は、基礎解糖および解糖能の増大を示す。図6Aは、Seahorse XF Glycolytic Rate Assay Kitを使用して測定された細胞外酸性化速度(ECAR)を示す。図6Bは、基礎解糖速度の定量化を示している。図6Cは、解糖能の定量化を示している。細胞外酸性化速度(ECAR)は、グルコース代謝率の指標である。このデータは、CISH−/−のiPSC−NK細胞でグルコース代謝が改善していることを示し、これは、CISH−/−iPSC−NK細胞の機能改善による機序でありうる(改善されたグルコース代謝は機能増大に寄与することが報告された)。
CISH−/−iPSC−NKは、ホタルルシフェラーゼ遺伝子を発現する5×10のMolm13細胞をIP接種したNSGマウスの生体内で優れた抗腫瘍活性を示す。腫瘍移植の1日後、マウスを未処置のままにするか、または10×10のWT−iPSC−NK細胞もしくはCISH KO−iPSC−NK細胞で処置した。週1回、3週間のIL−2注射でNK細胞を支持し、IVISイメージングを毎週行って腫瘍負荷を追跡した。図7AはIVIS画像を示す。図7Bは、各群の生存曲線を示す。このデータは、CISH−/−iPSC−NK細胞が異種移植腫瘍モデルにおいて抗腫瘍活性を改善したことを示している。
実施形態では、CISH−/−iPSC由来NK細胞は、NK細胞療法のための改善された治療用細胞源として使用される。
実施形態では、CISH−/−iPSC由来NK細胞をインビトロで増殖させ、とりわけ、がん、ウイルス性および微生物性疾患の治療レジメンの一部として投与するのに十分な数の細胞を得る。
実施形態では、CISH−/−iPSC由来NK細胞は、未改変の末梢血NK細胞を使用するNK細胞による治療法を用いた過去の臨床研究と同様の方法で患者に投与される。実施形態では、wtNK細胞による従来の治療と比較して低濃度のサイトカイン刺激、例えば、IL−2およびIL−15による刺激が使用される。実施形態では、IL−2の低濃度は1〜10U/ml、または約5U/mlであり、IL−15の低濃度は1〜10ng/ml、または約5ng/mlであり、CISH−/−NK細胞の増殖および抗腫瘍機能を維持するのに有効である。
実施形態では、CISH−/−iPSC由来NK細胞は、難治性悪性腫瘍の治療レジメン、例えば、限定するわけではないが、難治性のがん、血液悪性腫瘍および固形腫瘍の両方の治療などの一部として患者に投与される。
方法
造血とNK分化I:
CISH KO hiPSCを最初に造血前駆細胞に分化させ、次に、NK細胞に分化させた1,2。手短に言えば、6日目にEB内にCD34+細胞が出現した時点で、EBをNK細胞分化に移行させた。手短に言えば、造血前駆細胞を、ダルベッコ改変イーグル培地/Ham F12の2:1混合物(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,11965092,11765054)、2mMのL−グルタミン(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,25030081)、1%ペニシリン/ストレプトマイシン(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,15140122)、25μMのβ−メルカプトエタノール(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,21985023)、20%熱非働化ヒト血清AB(Corning,NY,U.S.,MT35060CI)、5ng/mLの亜セレン酸ナトリウム(Merck Millipore,Burlington,MA,S5261)、50μMのエタノールアミン(MP Biomedicals,ICN19384590)、20mg/mLのアスコルビン酸(Merck Millipore,Burlington,MA,A4544)、インターロイキン3(IL−3;R&D Systems Minneapolis,MN,203−IL);1週目のみ)、幹細胞因子(SCF;R&D Systems Minneapolis,MN,7466−SC)、インターロイキン15(IL−15;R&D Systems,247−ILB)、Fms様チロシンキナーゼ3リガンド(FLT3L;R&D Systems Minneapolis,MN,308−FK)、およびインターロイキン7(IL−7;R&D Systems Minneapolis,MN,207−IL)を含有するNK細胞分化培地に移した。その後、細胞をこれらの条件に21日間放置し、培地交換を毎週行った。
NK分化II:
NK分化培地(NK分化I)で21日の後、浮遊細胞を採取し、間質細胞OP9−DL4(DL4、ノッチリガンドを過剰発現するOP9細胞)を含む6ウェルプレートに14日間移し、フローサイトメトリーで測定してCD45+ CD56+ CD33− CD3−の細胞に発達するまで毎週培地交換を行った。
増殖
分化後、照射されたK562−IL21−4−1BBL3,4を使用してNK細胞を増殖させた。手短に言えば、非接着性細胞を除去し、フローサイトメトリーで分析して、CD56+のNK細胞の純度を決定した。その後、これらの細胞を、2:1のaAPC(10,000Gyで照射)とNK細胞を用い、350,000NK細胞/培地1mL(RPMI 1640(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,11875085)、2mMのL−グルタミン(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,25030081)、1%ペニシリン/ストレプトマイシン(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,15140122)、1%非必須アミノ酸(NEAA;Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,11140050)および10%標準FBSまたは10%ヒト血清AB(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,10100147)を含有)にて刺激した。これには、50〜100U/mLのIL2(Prometheus、65483011607)が添加されていた。


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Claims (20)

  1. ヒトCISH−/−ナチュラルキラー(NK)細胞および薬学的に許容される担体を含む有効量の医薬組成物を、必要とするヒト対象に投与することを含む、ヒト対象の疾患または感染症を治療する方法。
  2. 前記NK細胞が、人工多能性幹細胞、胚性幹細胞または末梢血細胞に由来する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記CISH−/−NK細胞が前記対象にとって自己由来である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記方法が、有効量の1つ以上のサイトカインを前記対象に投与することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記サイトカインがIL−2および/またはIL−15であり、前記有効量が天然NK細胞による治療で必要とされる有効量より少ない、請求項4に記載の方法。
  6. 前記疾患が造血器がんまたは固形腫瘍である、請求項1に記載の方法。
  7. 前記感染症がウイルスまたは微生物によって引き起こされる、請求項1に記載の方法。
  8. 前記CISH−/−NK細胞がサイトカイン刺激に対して高感受性であり、かつ、天然NK細胞と比較して改善された増殖、抗腫瘍機能および抗ウイルス機能を示す、請求項1に記載の方法。
  9. ヒトCISH−/−NK細胞および少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤を含む、医薬組成物。
  10. 前記CISH−/−NK細胞が人工多能性幹細胞、胚性幹細胞または末梢血細胞に由来する、請求項9に記載の医薬組成物。
  11. 前記CISH−/−NK細胞が人工多能性幹細胞に由来する、請求項9に記載の医薬組成物。
  12. 前記CISH−/−NK細胞がサイトカイン刺激に対して高感受性であり、かつ、天然NK細胞と比較して改善された増殖、抗腫瘍機能および抗ウイルス機能を示す、請求項9に記載の医薬組成物。
  13. 前記サイトカイン刺激が、Il−2および/またはIL−15による刺激を含む、請求項12に記載の医薬組成物。
  14. ヒト人工多能性幹細胞(iPSC)、ヒト胚性幹細胞(ESC)またはヒト末梢血細胞(PBC)からCISH遺伝子を欠失させることと、
    インビトロ分化プロトコルを使用して、前記CISH−/−iPSC、ESCまたはPBCからNK細胞を誘導することと、を含む、ヒトCISH−/−NK細胞を作製する方法。
  15. 前記CISH遺伝子の欠失がCRISPRシステムを使用して達成される、請求項14に記載の方法。
  16. 前記誘導ステップが、前記CISH−/−iPSC、ESCまたはPBCをCD34が80%超になるまで分化させ、次にCD45およびCD56が80%超になるまで分化させることをさらに含む、請求項14に記載のCISH−/−NK細胞を作製する方法。
  17. 前記第二の分化がノッチリガンドと接触して起こる、請求項16に記載の方法。
  18. 前記ノッチリガンドがOP9−DL4細胞によってもたらされる、請求項17に記載の方法。
  19. ヒトCISH−/−NK細胞を含む細胞培養物。
  20. 前記CISH−/−NK細胞がサイトカイン刺激に対して高感受性であり、天然NK細胞と比較して改善された増殖、抗腫瘍機能、および抗ウイルス機能を示す、請求項19に記載の細胞培養物。
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