JP2021530493A - オーシスト溶液を調製及び送達する方法 - Google Patents

オーシスト溶液を調製及び送達する方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、溶液中のオーシストの外膜を破壊し、溶液を動物に送達するためのシステム及び方法を提供する。このシステムは、溶液中に壊れていないオーシストを含む容器、オーシスト処理チャンバー、及び送達出口を含む。壊れていないオーシストは容器から処理チャンバーを通して移動させられ、オーシスト膜の一部が破壊されてスポロシストを放出し、得られた溶液は処理チャンバーから、溶液が動物に送達される送達出口に移動させらる。Eimeria感染症に対するワクチン接種を含むワクチン接種の方法も提供される。

Description

関連出願の相互参照
この出願は、2018年7月10日に出願された米国仮出願第62/696,261号、Hutchins et al.の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本出願は、発明者James Hutchinsにより2019年7月10日に出願された同時係属中のPCT出願シリアル番号 、代理人整理番号673−04−PCTに関連する。この同時係属中のPCT出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
1.分野
本開示は、溶液中でオーシストの外膜を破壊し、溶液を動物に送達するためのシステム及び方法を提供する。システムは、壊れていないオーシストを溶液中に含む容器、オーシスト処理チャンバー、及び送達出口を含む。壊れていないオーシストは容器から処理チャンバーを通して移動させられ、オーシスト膜の一部が破壊されてスポロシストを放出し、得られた溶液は処理チャンバーから送達出口に移動させられ、そこで溶液が動物に送達される。
2.背景
2.1.イントロダクション
本明細書において提供される「背景」の説明は、開示の背景を一般的に提示することを目的とする。現在名前を挙げられている発明者の研究は、この背景の部分に記載された範囲において、また、出願時に先行技術として適格ではない可能性がある説明の側面は、いずれも本開示に対する先行技術として明示的にも暗示的にも認められない。
ワクチンは、ウイルス、細菌、及び寄生虫を含む病原性微生物からヒト及び動物を保護する重要な成分である。簡単には、ワクチンは免疫系を刺激して特定の病原体を認識させ、それによって自然界におけるその微生物との将来の遭遇から保護する防御システムを作る。ワクチンはいくつかの主要なクラス、特に、不活化又は死菌ワクチン、サブユニットワクチン、野生型ワクチン、及び、弱毒化又は変性生ワクチンに分けることができる。野生型及び弱毒化ワクチンは、レシピエント動物に軽度の感染を及ぼす。軽度の感染は、しばしば、将来、より大きな、恐らく致死的な感染が起こることを防ぐために、免疫反応を引き起こす。
2.2.アピコンプレックス門、Eimeria、コクシジウム症、及びワクチン
アピコンプレックス門は、複雑な生活環を持つ単細胞の胞子形成寄生虫の門である。アピコンプレックス門によって引き起こされるよく知られたヒト疾患は、バベシア症(Babesia)、クリプトスポリジウム症(Cryptosporidium parvum)、マラリア(Plasmodium)、及びトキソプラズマ症(Toxoplasma gondii)を含む。アピコンプレックス門の疾患は、動物及び家畜にも影響を及ぼす。Cryptosporidium parvum及びToxoplasma gondiiなどのいくつかのアピコンプレックス門は、ヒト及び動物の両方に影響を及ぼす。Eimeria又はTheileriaのような他のアピコンプレックス門は、動物のみに影響を及ぼす。アピコンプレックス門の生活環は、有性生殖期及び無性生殖期の両方を有するという点において複雑である。生活環は、しばしば、環境中に排泄されている期と、動物宿主内で起こる他の期との両方からなる。多くのアピコンプレックス門では、生活環のいくつかの期がある宿主種で起こり、他の期が別の宿主種で起こる。それに対して、アピコンプレックス門の寄生虫であるEimeriaは、一般的に、宿主特異的であり、単一宿主性である。つまり、生活環は、単一の宿主種に特異的である。
Eimeriaは、ウシ、ニワトリ、魚類、ヤギ、ブタ、ウサギ、爬虫類、ヒツジ、及びシチメンチョウなどの野生脊椎動物及び家畜脊椎動物にコクシジウム症を引き起こす。様々なEimeria種は、消化管(GI)管の好ましい部分を有し、そこで生殖し、GI管の上皮に損傷を引き起こす。
野生型であるか弱毒化されているかにかかわらず、Eimeriaオーシストの生活環の部分を図1A及び図1Bに示す。図1Aは、ニワトリにおけるEimeriaオーシストの取り込みで起こる外部プロセスの概要を表す。孵化日のニワトリは、まず、胞子形成オーシストを含むワクチンを接種される(A)。その後、胞子形成オーシストは、ニワトリの消化管内で処理され、このプロセスを図1Bにより詳細に示す。感染は、多数の生活期を経て続き、最終的にニワトリの糞便内に排泄される胞子未形成オーシストが形成される(B)。鳥からの排泄に続き、胞子未形成オーシストは、環境中で熱、水分、及び酸素にさらされ、数日をかけて胞子形成オーシストとなる(C)。オーシストは、胞子形成されるまで感染性ではない。これらの胞子形成オーシストは、その後、ニワトリに摂取され、生活環が繰り返される。
図1Bは、ニワトリにおけるEimeriaオーシストの取り込みで起こる内部プロセスの拡大図を表す。枠で囲まれた領域は、オーシスト生殖生活環の簡略図を示し、4つのスポロシストを含む胞子形成オーシストが割れ、スポロシストを放出する(D)。それぞれのスポロシスト内には、2つのスポロゾイトがある。鳥の腸内の酵素反応は、スポロシスト壁のエンドキャップを消化し(図示されていない)、スポロゾイトを放出する。その後、運動性のスポロゾイトは、腸の様々な領域にある腸細胞を種特異的な方法で探し、感染する(E)。例えば、ニワトリでは、E.acervulinaは腸上部に感染し、E.maximaは小腸に感染し、E.tenellaは、盲腸に感染する。
スポロゾイトによる腸細胞の感染に続き、寄生虫の生活環は、無性生殖のいくつかの期を経て続く。これらの生活環は、いくつかの一連の生殖及び増幅(several rounds of reproduction and amplification)からなり、腸管の選択された領域におけるEimeriaの存在の大幅な増加をもたらす。無性生殖期によって生じた増幅の後、有性生殖が起こり、オーシストの産生につながる。その後、図1Aに示すように、オーシストは、ニワトリの糞便中に脱落し、別のニワトリに消費される。
完全なプロセスには約7日かかり、正確な時間の長さは種によって変化する。脱嚢プロセスとその後の宿主細胞への侵入は、0日と3日の間で起こる。無性生殖期は、3日と5日の間で起こる。有性生殖期及びそれに続くオーシストの糞便中への脱落は、5日と7日の間で起こる。
コクシジウム症は、家禽によくみられる疾患である。コクシジウム症の制御は、通常、飼料中のイオノフォア又は化学物質を用いて達成される。これらに限定されないが、イオノフォア及び化学物質の高いコスト、イオノフォア及び他の化学物質の環境への影響、殺虫剤を使用しない家禽に対する消費者の需要、及び、耐性コクシジウム亜綱の発生を含む様々な理由から、現在、別の制御手段が探し求められている。コクシジウム症に対するワクチンは、コクシジウム症を制御するための飼料中のイオノフォア又は化学物質の必要性を劇的に減らす又は排除する可能性を有する。ワクチンは、大量のワクチン適用との均一性の欠如に起因し、広く使用されていない。現在送達されているように、家禽におけるEimeriaワクチンは、非効率的な一次感染(first round infectivity)及び免疫を引き起こし、通常、疾患に感染しやすい大規模な未感作集団をもたらす。その後の未感作集団は、免疫を誘導するための飼育場での再循環(recycling)に依存する。一次感染した鳥からのアウトプットは、残りの未感作集団の大規模な感染を引き起こす。未感作の解消は、一次感染に続く期間における高いオーシストアウトプットをもたらし、これは、壊死性腸炎などの二次細菌感染に対する感受性を招き、解消のために抗生物質を必要とする。孵化日の全ての鳥に効果的なワクチン接種は、Eimeria感染に関連する罹患率、死亡率、及び体重増加の欠如を回避することができるであろう。PCT国際公開第2017/083663Al号、Karimpour参照。
現在、業績不良、罹患率、及び死亡率に起因するコクシジウム症の世界的な影響は、3億ドルと推定される。さらに、コクシジウム症の制御のために、年間、米国では推定9000万ドル、世界では30億ドルが費やされている(5m Editor,2013,High Cost of Coccidiosis in Broilers,The Poultry Site,https://thepoultrysite.com/news/2013/02/high-cost-of-coccidiosis-in-broilers)。
現在、オーシスト膜を割り開くプロセスは、ニワトリの砂嚢(gizzard)における砂粒(grit)及び飼料と接するオーシストの粉砕によって促進されると考えられている。孵化場でのワクチン接種されていない又は未感作の鳥へのオーシストの送達は、腸が、オーシスト壁を割ってスポロシストを放出するプロセスを助ける十分な飼料又は砂粒を含まないため、オーシストの非効率的なワクチン接種をもたらす。そのため、オーシスト壁を壊し、スポロシストの放出を助ける砂粒又は飼料を消化器系に有しない可能性があるので、スポロシストを1日齢の孵化したての幼鳥に直接、送達することが好ましいであろう。孵化場での未感作の鳥へのスポロシストの直接の送達は、砂粒又は飼料がなくてもワクチンが感染することができるために、ワクチン接種の効率を改善することができる。若いニワトリは、放出されたスポロシストを感染したスポロゾイト期に腸内で処理する能力を持つ。このスポロシストワクチン戦略は、完全免疫の発達のための再循環及び二次感染(secondary rounds of infection)の必要性を防止するかもしれない。
スポロシストワクチンとして製造及び出荷されるワクチン溶液を生成する目的のために、オーシスト壁を割るいくつかの試みが以前になされてきた。例えば、他のものは、粉砕又はオーシストをガラスビーズと振とうすることを開示している。さらに、欧州特許第2,111,243B1号(Hutchins et al.,Embrex,Inc.)は、マイクロチャネルを使用してオーシストからスポロシストを放出する方法を開示している。
しかしながら、オーシスト膜を破壊する従来の試みは、凍結保存、凍結、貯蔵、それに続く送達、及び解凍のための溶液を調製するという状況の中で行われてきた。特に、スポロシストベースのワクチンを製造するための従来の方法は、得られたスポロシストを凍結保存溶液中に懸濁させ、液体窒素中に長期間保存しなければならないという欠点を有する。このようなプロセスは、寄生虫学の技術分野において、スポロシストの形でマスターシード系を保存することでよく知られている。また、凍結保存後の生存可能なスポロシストの回収率は低く、しばしば、5〜10%に過ぎないことも認識されている。スポロシストのリアルタイムでの生成及び送達は、凍結保存の必要性及び結果として生じる生存可能な生物の低い回収を回避する。
別の課題は、スポロシストに損傷を与えることなくオーシスト膜を破壊することである。大きさが異なり、様々な保護壁の厚さと耐久性を有する多数のEimeria種から構成されるワクチンを加工する場合は、さらに困難になる。したがって、E.acervulinaのような小さな破裂抵抗力のある種の壁を壊すために必要とされる条件は、以前に放出されたスポロシストを損傷させるか、又は、E.maximaのような大きくより破裂されやすい種には厳しすぎる可能性がある。
送達の時、又は、新たに放出されたスポロシストが意図されたレシピエントに直接かつ直ちに送達されるインラインプロセスにおいて、オーシスト壁を割る試みはなされていない。
3.開示の概要
本明細書における実施形態は、改良されたワクチン接種のためのスポロシストのin situ放出に関するシステム及び方法に関する。本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、オーシストの膜を破壊し、膜及びその内容物である生存可能なスポロシストを動物に送達するためのシステム及び方法に関する。
本明細書に記載された他の実施形態は、ゲル混合物を作製するために2つの部分で送達されるオーシスト溶液に関する。2019年7月10日に出願されたPCT出願 、Hutchins、代理人整理番号673−04−PCT参照。
一実施形態は、Eimeriaに対して動物にワクチン接種する方法に関する。この方法は、オーシストベースの溶液を提供すること、生存可能なスポロシストをオーシストから放出させること、及び放出されたスポロシストを含む溶液を動物に送達することのステップを含む。
別の実施形態は、オーシストの外膜を破裂させ、その後、それを動物にリアルタイムで送達するためのシステムに関する。このシステムは、壊れていないオーシストを溶液中に含む容器、オーシスト処理チャンバー、及び送達出口を含む。壊れていないオーシストは、容器から処理チャンバーを通して移動させられ、オーシストの膜の一部が破壊されてスポロシストを放出する。得られた溶液は、処理チャンバーから、溶液が動物に送達される送達出口に移動させられる。
さらなる実施形態は、動物への送達の時にオーシストを破裂させる方法に関する。この方法は、ある量の壊れていないオーシストを溶液中に含むための第1の容器、処理チャンバー、及び送達デバイスを提供するステップを含む。この方法は、さらに、壊れていないオーシストの溶液を第1の容器から処理チャンバーに移動させること、及び、溶液を処理チャンバーに通すことを含み、それにより、スポロシストの少なくとも一部が溶液中に放出される。この方法は、溶液を処理チャンバーから、放出されたスポロシストを含む処理された溶液が動物に送達される送達デバイスに移動させることも含む。
さらに別の実施形態は、オーシスト溶液を動物に送達するためのシステムに関する。
本発明の方法によってワクチン接種される好ましい市販の鳥はニワトリである。
ニワトリに投与される好ましい組成物は、E.tenella、E.acervulina、E.maxima、E.necatrix、E.mitis、E.praecox、E.hagani、E.mivati、及びE.brunettiからなる群から選択されるEimeriaの1つ以上の種のスポロシスト又はスポロシストとオーシストとの混合物を含む。
本発明の方法によってワクチン接種される別の好ましい商品化された鳥は、シチメンチョウである。シチメンチョウに投与される好ましい組成物は、E.meleagrimitis、E.adenoeides、E.gallopavonis、E.dispersa、E.meleagridis、E.innocua、及びE.subrotundaからなる群から選択されるEimeriaの1つ以上の種のスポロシスト又はスポロシストとオーシストとの混合物を含む。
4.図面の簡単な説明
このように本開示の様々な実施形態を一般的な用語で説明したので、次に、添付の図面を参照する。図面は、縮尺とおりに描かれておらず、システムの全ての構成要素を含まない。
図1Aは、Eimeriaオーシスト及びワクチンの生活環を図示したものグラフ表示である。
図1Bは、ニワトリにおけるEimeriaオーシストの生活環を図示したものグラフ表示である。
図2は、第1の実施形態(高圧ホモジナイザー)の概略図である。
図3は、第1の実施形態の処理システムの拡大図である。
図4は、第2の実施形態(ビーズ処理)の概略図である。
図5は、第3の実施形態(超音波処理)の概略図である。
図6は、第4の実施形態(ローターステーターミキサー)の概略図である。
図7は、第5の実施形態(振動板)の概略図である。
図8は、第6の実施形態(流体力学的キャビテーション)の概略図である。
図9は、第7の実施形態(高圧噴霧)の概略図である。
5.開示の詳細な説明
本開示の様々な側面は、添付の図面を参照して以下で十分に説明され、全てではないが、いくつかの開示の側面が示される。実際、この開示は、多くの様々な形態で実施され得て、本明細書に記載された側面に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。
同じ番号は、全体を通して同じ要素を指す。図では、明確にするために、特定の線、層、成分、要素、又は特徴の厚さが、強調されている場合がある。本明細書において言及される全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
5.1.定義
本明細書において使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定することは意図されていない。
本明細書で使用される場合、用語Eimeriaは、E.maxima、E.mitis、E.tenella、E.acervulina、E.brunetti、E.necatrix、E.praecox、E.hagani、E.mivati、及びそれらの任意の組み合わせからなるニワトリに感染するEimeria種を意味し、かつ、含む。Eimeriaは、E.meleagrimitis、E.adenoeides、E.gallopavonis、E.dispersa、E.innocua、E.meleagridis、及びE.subrotundaのようなシチメンチョウに感染する種、及びそれらの任意の組み合わせを含む。Eimeriaは、E.zuernii、E.bovis、E.ellipsoidalis、及びそれらの任意の組み合わせなどのウシに感染する種も含む。Eimeriaは、E.ahsata、E.bakuensis、E.crandallis、E.faurei、E.granulosa、E.intricata、E.marsica、E.ovinoidalis、E.pallida、E.parva、E.weybridgensis、及びそれらの任意の組み合わせも含む。さらに、用語Eimeriaは、E.intestinalis、E.vejdovskyi、E.piriformis、E.coecicola、E.irresidua、E.flavescens、E.exigua、E.magna、E.perforans、E.media、E.stiedae、及びそれらの任意の組み合わせを含む。
用語「動物」及び「動物対象」は、これらに限定されないが、哺乳動物及び/又は鳥類の対象を含む。適切な哺乳動物対象は、これらに限定されないが、霊長類対象(例えば、ヒト対象及びサルなどの非ヒト霊長類対象)、ブタ、ウシ(例えば、畜牛)、ヤギ、ウマ、ネコ、ヒツジ、イヌ、ネズミ(例えば、マウス、ラット)、及びウサギ目対象を含む。
本明細書で使用される場合、用語「鳥類」及び「鳥類対象」(すなわち、「鳥」及び「鳥対象」)は任意の鳥類の種の雄及び雌を含むことが意図され、主に、卵、食肉、又はペットとして商業的に飼育される家禽を包含することが意図される。したがって、用語「鳥類」及び「鳥類対象」は、特に、これらに限定されないが、ニワトリ、シチメンチョウ、アヒル、ガチョウ、ウズラ、キジ、インコ、オウム、バタン、オカメインコ、ダチョウ、エミューなどを包含することが意図されている。特定の実施態様では、鳥類対象は、ニワトリ又はシチメンチョウである。
本明細書に記載された溶液のリアルタイム送達は、オーシスト膜が破壊されるか、又は別の方法で壊されて、その内容物がオーシスト膜内にもはや含まれないようにするシステム又は方法を意味する。本明細書おいて、システム及び方法は、室温で約24時間以内、又は、冷蔵状態で5日間以内に送達されると理解される。孵化場では、ワクチンは、通常、4〜8時間のシフトにわたって、システムを通して導入され、貯蔵され、送達される。
本明細書で使用される場合、「オーシストのパーセント減少(percent reduction of oocysts)」という用語は、オーシスト膜を破壊して、スポロシストを含む内部成分を放出することとして定義される。例えば、オーシストの90%減少は、10%の残留オーシストと、放出されたスポロシストへのオーシストの90%変換をもたらす。
本明細書で使用される場合、用語「羽づくろいすること(preening)」又は「羽づくろいする(preen)」は、ニワトリ又は他の動物の行為として、自身又は他の動物をグルーミングする行為を通してオーシスト又は他の物質を摂取すること、その後、羽づくろいされた物質を消費し、感染を開始することとして定義される。
本明細書で使用される場合、ワクチン感染性の文脈内での用語「獲得(take)」、「パーセント獲得(percent take)」、又は「%獲得(% take)」は、これに限定されないがワクチン接種後のEimeriaを含むアピコンプレックス門感染に対して陽性であることが示された対象として定義される。
本明細書で使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、文脈が明確にそれ以外のことを明確に示唆していない限り、複数形も含むことが意図されている。この明細書で使用される場合、用語「含む(comprises)」及び/又は「含むこと(comprising)」は、記載された特徴、ステップ、操作、要素、及び/又は成分の存在を特定するが、1つ以上の他の特徴、ステップ、操作、要素、成分、及び/又はそれらのグループの存在又は追加を妨げないことがさらに理解される。本開示は、特許請求の範囲に記載されたステップ、要素、及び/又は試薬を、適切に、「含む(comprise)」、「のみからなる(consist of)」、又は「実質的にのみからなる(consist essentially of)」ことができる。
さらに、特許請求の範囲は、任意の要素を除外するために起草され得ることに留意する。そのため、このステートメントは、特許請求の範囲の要素の列挙に関連して「単独で」、「のみ」などのような排他的な用語を使用するための、又は「否定的な」限定を使用するための先行する基礎として機能することが意図される。
本明細書で使用される場合、用語「及び/又は」は、関連して挙げられた項目の1つ以上のいずれか及び全ての組み合わせを含む。本明細書で使用される場合、「XとYの間」及び「約XとYの間」のような句は、X及びYを含むと解釈されるべきである。本明細書で使用される場合、「約XとYの間」のような句は、「約Xと約Yの間」を意味する。本明細書で使用される場合、「約XからYまで」のような句は、「約Xから約Yまで」を意味する。
異なる定義がされていない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、この発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書において定義されているような用語は、本明細書及び関連技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書において明確に定義されていない限り、理想的な又は過度に形式的な意味で解釈されるべきではないと理解される。よく知られた機能又は構成は、簡潔さ及び/又は明確さのために詳細に説明されないことがある。操作(又はステップ)の順序は、異なる示唆がされていない限り、特許請求の範囲又は図面に示された順序に限定されない。
本明細書を通して、用語「約(about)」及び/又は「およそ(approximately)」は、数値及び/又は範囲と共に使用され得る。用語「約」は、記載された値に近い値を意味すると理解される。例えば、「約40[単位]」は、40の±25%以内(例えば、30から50まで)、±20%以内、±15%以内、±10%以内、±9%以内、±8%、±7%、±6%、±5%、±4%、±3%、±2%、±1%、±1%未満、又は、それらの内若しくはそれらより下の他の値若しくは値の範囲を意味し得る。あるいは、文脈に応じて、用語「約」は、±半分の標準偏差、±1つの標準偏差、又は±2つの標準偏差を意味し得る。さらに、句「約[値]未満」又は「約[値]超」は、本明細書において提供される用語「約」の定義を考慮して理解されるべきである。用語「約」及び「およそ」は、交換して使用することができる。
本明細書を通して、数値範囲は特定の量に対して提供される。これらの範囲は、それらの中の全ての下位範囲(subranges)を含むと理解されるべきである。したがって、範囲「50から80まで」は、その中の全ての可能な範囲が含まれる(例えば、51〜79、52〜78、53〜77、54〜76、55〜75、60〜70等)。さらに、定められた範囲内の全ての値は、それによって包含される範囲の終点であってよい(例えば、範囲50〜80は、55〜80、50〜75等のような終点を持つ範囲を含む)。
異なる定義がされていない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、この開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。好ましい方法、デバイス、及び材料が説明されているが、本明細書に記載されているものと類似又は同等の任意の方法及び材料を、本開示の実施又は試験に使用することができる。本明細書において引用される全ての参考文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
5.2.特定の実施形態
5.2.1.第1の実施形態−高圧均質化
第1の実施形態10を図2に示す。第1の実施形態10は、第1のリザーバー(reservoir)12を含む。第1のリザーバー12は、ある量の溶液14を保持するように設計されている。溶液14は、溶液中に懸濁されたワクチン(図示されていない)を含む。第1の実施形態10の溶液14は、家禽、すなわち1日齢の孵化したての幼鳥に送達するためのEimeria種のオーシストベースのワクチンを含む。任意に、溶液14はタンパク質分解酵素を含んでよい。タンパク質分解酵素は、幼鳥の消化管におけるワクチンのより効果的な取り込みを可能にし、これについては、以下で詳細に説明する。
溶液14に関して、本明細書に記載された実施形態は、これらに限定されないが、Eimeriaオーシストを含み、Eimeriaオーシストは、E.maximaオーシスト、E.mitisオーシスト、E.tenellaオーシスト、E.acervulinaオーシスト、E.brunettiオーシスト、E.necatrixオーシスト、E.praecoxオーシスト、E.haganiオーシスト、E.mivatiオーシスト、及びこれらの任意の組み合わせからなるニワトリに感染する群から選択され;E.meleagrimitisオーシスト、E.adenoidesオーシスト、E.gallopavonisオーシスト、E.dispersaオーシスト、E.innocuaオーシスト、E.meleagridisオーシスト、E.subrotundaオーシスト、及びこれらの任意の組み合わせからなるシチメンチョウに感染する群から選択されるEimeriaオーシスト;E.zuerniiオーシスト、E.bovisオーシスト、E.ellipsoidalisオーシスト、及びこれらの任意の組み合わせからなるウシに感染する群から選択されるEimeriaオーシスト;E.ahsataオーシスト、E.bakuensisオーシスト、E.crandallisオーシスト、E.faureiオーシスト、E.granulosaオーシスト、E.intricataオーシスト、E.marsicaオーシスト、E.ovinoidalisオーシスト、E.pallidaオーシスト、E.parvaオーシスト、E.weybridgensisオーシスト、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるEimeriaオーシスト;及び、E.intestinalisオーシスト、E.vejdovskyiオーシスト、E.piriformisオーシスト、E.coecicolaオーシスト、E.irresiduaオーシスト、E.flavescensオーシスト、E.exiguaオーシスト、E.magnaオーシスト、E.perforansオーシスト、E.mediaオーシスト、E.stiedaeオーシスト、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるEimeriaオーシスト、を含む。
本明細書における実施形態は、オーシストからスポロシストを放出するためのシステム及び方法に関する。オーシストは、哺乳類対象及び鳥類対象を含むあらゆる動物対象に感染する原生動物由来であり得る。
本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、また、原生動物のオーシストからスポロゾイトを放出する方法に関する。この出願は、Eimeriaに焦点を当てているが、いくつかの他の原生動物は「オーシスト(oocyst)」と呼ばれる生活期を形成するが、オーシスト内にスポロゾイトを含み、スポロシストを産出しない場合がある。実施形態は、オーシスト内にスポロゾイトを含む寄生虫の任意の種のオーシストからスポロゾイトを放出するために実施することができ、アピコンプレックス門の任意の生物を含み、これらに限定されないが、クリプトスポリジウム及びプラスモジウムも含む。用語「原生動物(protozoa)」、「オーシスト(oocyst)」、「スポロシスト(sporocyst)」、「スポロゾイト(sporozoite)」及び「メロゾイト(merozoite)」は、この技術分野において受け入れられている意味を有する。異なる定義がされていない限り、これらの用語は、生きた(すなわち、生存可能な)原生動物、オーシスト、スポロシスト、スポロゾイト及びメロゾイトを指すことを意図され、野生型又は弱毒化形態を含む。また、本明細書においては、遺伝子改変された原生動物、オーシスト、スポロシスト、スポロゾイト、及びメロゾイトも含まれる。
図2及び第1の実施形態10に戻ると、第1のリザーバー入口16は、第1のリザーバー12の上部に固定されている。第1のリザーバー入口16は、溶液14を第1のリザーバー12内に受け入れる。第1のリザーバー出口18は、第1のリザーバー12に固定されている。第1のリザーバー出口18は、システムポンプ20に接続されている。ポンプ20は、溶液14を、第1のリザーバー12からシステムを通して移動させるように設計されている。
ポンプ出口22は、ポンプ20と処理システム24との間に固定されている。第1の実施形態10の処理システム24は、高圧ホモジナイザー32である。ホモジナイザー32は、図3に示される、圧力バルブ28及び少なくとも1つのオリフィス34によって制御される高圧源26を含む。処理システム24は、図2に示される処理システム出口38をさらに含む。処理システム出口38は、処理システム内において、処理システム入口36の反対側の端に配置されている。処理システム出口38は、第2のリザーバー入口42によって第2のリザーバー40に接続されている。第2のリザーバー40は、第2のリザーバー入口42を通して受け取られたある量の溶液を保持するように設計されている。
第2のリザーバー40は、第2のリザーバー出口44も含む。第2のリザーバー出口44は、送達デバイス46に流体的に接続されている。この第1の実施形態10において、送達デバイス46は、霧状噴霧器である。送達デバイス46は、送達中に立ち上る噴霧(a plume of spray)を霧状にするために、送達入口48、ノズル50、及びノズル50に空気入口54を有する。空気入口54は、空気圧源56と流体接続されている。あるいは、送達デバイス46は、油圧スプレーノズルなどであってよい。
使用中、ポンプ20は、溶液14を、第1のリザーバー出口18を通して第1のリザーバー12の外へ移動させ、処理システム入口36を通して処理システム24内に移動させるように作動する。溶液の移動にポンプが使用される一方で、重力、バルブ、空気圧、及び他の方法を含む他の方法が、実施形態のいずれかにおける流体の移動に使用され得る。高圧ホモジナイザー32によって供給される高圧空気は、溶液14を少なくとも1つのオリフィス34を通して移動させるために使用される。高圧空気は、500psiを超え、好ましくは500〜6,000psiの範囲内である。
溶液14が高圧下でオリフィス34を通って移動するとき、オーシストは剪断力を受け、オーシスト膜は破壊又は破裂する。溶液14がオリフィス34を通った後、出口38を通ってホモジナイザー32を出て、入口42を通って第2のリザーバー40に移動する。膜が破壊又は破裂したそれぞれのオーシストは、遊離スポロシストを変性溶液52に放出する。変性溶液52(放出されたスポロシストと残留オーシストの組み合わせ)は、送達まで第2のリザーバー40に一時的に保存される。
変性溶液52が送達の準備ができると、変性溶液は、第2のリザーバー40から第2のリザーバー出口44を通して送達入口48にポンプで送られる。変性溶液52は、ノズル50にポンプで送られ、加圧空気源56からの加圧空気と混合される。加圧空気は、ノズル50で変性溶液52を霧状にして、動物の特定の対象に所定の噴霧プロファイルの形態で所定量の変性溶液を送達する。
別の構成では、高圧ホモジナイザー32が、送達デバイス46に直接接続されていてよい。この方法においては、ホモジナイザー32によって生成された溶液は、第2のリザーバー40に一時的に保存されるのではなく、送達デバイス46を介して直接送達される。
オーシストの破壊に関する本明細書に記載された実施形態は、リアルタイムで送達されることが意図されていると留意されるべきである。スポロシストに基づき製造されたワクチンは、長期保存のためにスポロシストの生存能力を維持する凍結防止剤と、送達のための液体窒素コールドチェーンの実現を必要とするであろう。生存可能なスポロシストを放出するためのオーシスト膜の破壊に関する本明細書に記載された実施形態は、凍結防止剤溶液又は凍結保存などの他の特別な貯蔵条件を必要としない。
噴霧プロファイルは、所定の位置で動物に接触するように向けられている。本システムは、動物の顔の粘膜、特に眼又は口を対象とするように設計されている。PCT国際公開第2017/083663A1号、Karimpour参照。ただし、噴霧プロファイルは、動物の体の他の部分を対象とするように設計できると理解される。本明細書に記載された実施形態は全ての動物に適用可能である可能性があると認識されるが、焦点は、家禽、特にニワトリ、より具体的には1日齢の孵化したての幼鳥に影響を与えるEimeriaの送達にある。変性溶液中の遊離スポロシストは、幼鳥の消化管に速やかに侵入することができる。鳥の眼、鼻腔、又は口に噴霧されたスポロシストは、消化管に移動する。羽毛などの鳥の体の他の部分に噴霧されたスポロシストは、自分自身の羽づくろいや他の鳥の羽づくろいなどの羽づくろいを通じて消化管に侵入し得る。
トリプシン又はキモトリプシンを含む腸管内のタンパク質分解酵素は、例えば、スポロシストの先端でスチーダ小体を消化し、感染性スポロゾイトの脱嚢を起こさせる。これにより、雛鳥はEimeriaに速やかに感染し、結果として免疫反応を起こす。
高圧ホモジナイザー24(又は以下で詳細に説明される他の処理システム)は、システムに接続される必要がなく、処理をオフラインで実施でき、容器40に送達することができると理解される。高圧ホモジナイザー24又は他のシステムによるワクチンの処理は、噴霧送達システムの外部で、しかし、孵化場で送達するためのワクチンの準備とリアルタイムで同時に起こり得る。
5.2.2.第2の実施形態−ビーズ処理
本発明の第2の実施形態60を図4に示す。第1の実施形態10と同様の部分が、同様の番号インデックスで示される。第2の実施形態60は、入口16及び出口18を有し、ある量の溶液14を保持する第1のリザーバー12を含む。第2の実施形態60は、ポンプ20及び圧力源26もを含む。
第2の実施形態60は、第2の処理システム62をさらに含む。第2の処理システム62は、ある量の溶液14を保持することができる容器64を含む。容器64は、入口36及び出口38を有する。容器64は、ガラス、セラミック又は金属ビーズなどのようなある量のアジテーター70を含む。アジテーター70は、球形ビーズ、又は、ある量で撹拌されたときに、その量に含まれる任意の溶液を粉砕する、粉々にする、又は他の方法で破壊する能力を有する任意の他の形状及び材料であり得ることに留意されるべきである。容器64は、その軸の周りを回転できるように、水平、垂直、又はある角度で取り付けられている。容器64は、容器64をその水平軸上で回転させることができるスピナー72に接続されている。スピナー72は、作動時に容器を振動又は振とうすることを可能にする振動機構も有する。使用中、容器64内でアジテーターにさらされた後の溶液14は、以下でより詳細に説明される第2の変性溶液74をもたらす。
第2の処理システム62の出口38は、入口42によって第2のリザーバー40に接続されている。第1の実施形態10と同様に、第2のリザーバー出口44は、最終的に動物に送達される送達デバイス46に接続されている。
送達デバイス46は、入口48への第2の変性溶液74の流れを制御するためのバルブを有する入口48を含む。送達デバイス46は、噴霧プロファイルを変更していくらかの噴霧を生じさせるように、又は、ノズル50から流体の安定した流れを動物に直接提供するように、変更され得ることに留意されるべきである。
第2の実施形態60の別の構成は、第1の実施形態10に関して上述の別の構成と同様である。第2の実施形態60は、第2の変性溶液74をノズル50に直接送達し、結果として第2のリザーバー40の必要性を除外するように設計され得ることが想定される。
使用中、ポンプ20及び圧力源26が作動すると、ポンプは、溶液14を、リザーバー出口18を通して第1のリザーバー12から第2の処理システム62に移動させる。第2の処理システム62は、スピナー72によってその軸に沿って回転させられる。さらに、スピナー72は、容器64を振動及び/又は振とうさせる。振動及び回転により、アジテーター70が容器の内壁に衝突して跳ね返り、溶液中のオーシスト膜の少なくとも一部が破壊され、結果としてそこに含まれるスポロシストが放出される。溶液14中の破壊されたオーシスト膜及び生存可能なスポロシストは、第2の変性溶液74を生成する。得られた第2の変性溶液74は、容器64から第2のリザーバー40にポンプで送られ、そこで送達されるまで一時的に保持される。
送達の時間になると、第2の変性溶液74は、第2のリザーバー40から送達デバイス46にポンプで送られる。第2の変性溶液74は、送達デバイス入口48からノズル50にポンプで送られ、圧力源56からの加圧空気と混合される。加圧空気は、ノズル50で第2の変性溶液74を霧状にして、所定の量の変性溶液74を、所定の噴霧プロファイルの形態で、動物の特定の対象、この実施形態では1日齢の孵化したての幼鳥に送達する。
第2の実施形態60の別の構成では、第2の変性溶液74は、容器64からノズル50及び1日齢の孵化したての幼鳥の顔面粘膜に直接ポンプで送られる。最近破壊されたオーシスト膜と放出されたスポロシストは、幼鳥によって摂取され、消化管に速やかに感染する。幼鳥は、Eimeriaに対する免疫反応を迅速に発達させ、良好な健康状態を維持することができる。
5.2.3.第3の実施形態−超音波処理
第3の実施形態80は、第3の実施形態の処理システム81を除いて、上述の第1の実施形態10及び第2の実施形態60と同様である。図5に示された第3の実施形態80は、第1のリザーバー12及びポンプ20を含む。第3の実施形態80は、超音波プローブ110を容器112内にさらに含む。超音波プローブ110は、電源(図示されていない)をさらに含む。超音波処理は、溶液中に直接配置されたプローブ、又は、容器の外部に配置された間接的な発生源で行うことができる。間接的な発生源は、水で満たされた浴中での超音波処理のような発生源であり得る。超音波装置という用語は、超音波プローブ及び容器の外部の間接的な発生源を含む。
溶液14内の液体懸濁液中のオーシストは、作動すると振動する超音波プローブ110に近接して容器112を通過させられる。振動の好ましい範囲は、約18kHzから1MHzの間である。溶液14に与えられたエネルギーは、オーシスト膜の少なくとも一部を破壊するキャビテーションのサイクルを生じさせる。システムを通る振動周波数及び流速は、生存可能なスポロシストが無傷で容器112を出る間に、オーシスト膜が破壊されるように制御される。得られた第3の実施形態の溶液114は、噴霧器などの送達デバイス46に直接送達されるか、又は第1の実施形態10及び第2の実施形態60の及びそれらの代替物に関する上述の第2のリザーバー40などの保持容器に送達される。
第3の実施形態80の別の構成では、第3の変性溶液114は、容器112からノズル50及び1日齢の孵化したての幼鳥の顔面粘膜に直接ポンプで送られる。最近放出されたスポロシストと残留オーシストは、幼鳥によって摂取され、消化管に速やかに感染する。幼鳥は、Eimeriaに対する免疫反応を迅速に発達させ、良好な健康状態を維持することができる。
様々な商用ベンダーが、様々な構成を持つ超音波破砕機を提供している。ベンダーの例は、Qsonica(Newton,CT)及びHielscher Ultrasonics GMBH(Teltow,Germany)が含まれる。
5.2.4.第4の実施形態−ローターステーターミキサー
第4の実施形態120は、ローターステーターミキサー処理システム116を容器122内で使用し、図6に示される。ローターステーターミキサー116は、高速で回転する分散ヘッド又はジェネレーター124をその中に有する。第4の実施形態120は、ローターステーターミキサー116と流体連通する第1のリザーバー12、ポンプ20、及び送達デバイス46を含む。
使用中、ローターステーターミキサー116が作動し、これは、分散ヘッド又はジェネレーター124を高速で回転させる。ミキサー116は、第1のリザーバー12から溶液14を受け取る。溶液14は、高速で回転する分散ヘッド又はジェネレーター124にさらされる。これは、ミキサー116の内部で生成された力の結果として、オーシスト膜の少なくとも一部への剪断をもたらし、スポロシストの少なくとも一部が放出される。得られた溶液118は、送達デバイス46に移動させられ、そこで動物に送達される。上述したように、第4の実施形態120の別の構成は、溶液118を受け取るための第2のリザーバー40を含み、これは、その後、1日齢の孵化したての幼鳥に送達される。
5.2.5.第5の実施形態−振動板
第5の実施形態140は、図7に示され、処理システム146を除いて、上述の第1の実施形態10、第2の実施形態60、第3の実施形態80、及び第4の実施形態120と同様である。第5の実施形態140は、第1のリザーバー12及びポンプ20を含む。第5の実施形態140は、第5の処理システム146を格納容器147内に含み、一対のプレート144、145から構成されている。プレート144、145は、間にいくらかの間隔を開けて、一方が他方の上に取り付けられている。第1のプレート144は平坦であり、振動機構(図示されていない)に接続されている。振動機構は、プレート144を振動させる。第2のプレート145は、プレート144と145との間を通過する間にオーシスト膜を破壊するために必要に応じて、様々な程度の平滑さ又は粗さを有してよい。プレート144、145が互いの上にあるとき、第2のプレート145は、第1のプレート144と接触している。
使用中、溶液14は、第5の処理システム146に移動させられる。溶液14の流れは、プレート144、145の間に向けられる。振動機構が作動して、第1のプレート144を第2のプレート145に対して振動させる。溶液14がプレート144、145の間を移動するとき、溶液14中のオーシストの膜の少なくともいくつかは、それらが2つのプレートの間を通過するときに破壊され、変性溶液148を生成する。改変された溶液148は、送達デバイス46に直接送達されるか、又は第2のリザーバー40などの保持容器に送達される。
5.3.第六の実施形態−流体力学的キャビテーション
第6の実施形態150は、局所圧力の減少及びそれに続く増加の結果として液体中で発生する気化、気泡生成、及び気泡内破のプロセスを説明する。キャビテーション(液体内の圧力の急激な変化により、圧力が上昇すると崩壊することができる小さな蒸気で満たされた空洞が形成される現象)が、圧力が液体の飽和蒸気圧を下回り、それに続いてその蒸気点を上回って回復すると起こる。これは、液体をくびれたチャネルに通過させることによって生成できる。気泡の生成プロセス、及びそれに続くキャビテーション気泡の生成と崩壊は、高いエネルギー密度と、気泡の表面に圧力をもたらす。初期の研究では、窒素によるキャビテーションが検討されたが、同様の結果を得るために任意のガスが使用できる。この例では、窒素は圧力下で対象生物(Eimeria)の細胞質に溶解する。環境との平衡に達した後、対象懸濁液は圧力の変化に突然さらされ、Eimeriaの細胞質に窒素気泡が形成される。細胞内における気泡形成とそれに続く気泡膨張のプロセスは、細胞膜を引き伸ばし、最終的に破壊させる。これらの気泡は、発泡の結果として細胞の外側に損傷を与える(圧力の低下の結果として水溶液からガスが逃げ、泡の生成と細胞の溶解につながる可能性がある。)。Eimeriaの複数種のオーシスト懸濁液で試験した場合、オーシスト外壁の溶解とそれに続く内部のスポロシストの放出が観察された。このプロセスは通常、加圧容器内で行われる。容器は、高圧に耐えることができる厚いステンレス鋼のケーシングと、ガスを送達するための入口及び調整可能な排出バルブを備えた出口ポートからなる。
第6の実施形態150は、図8に示され、第6の処理システム154を除いて、上述の第1の実施形態10、第2の実施形態60、第3の実施形態80、第4の実施形態120、及び第5の実施形態140と同様である。第6の実施形態150は、第1のリザーバー12及びポンプ20を含む。第6の実施形態150は、加圧された金属筐体152、及びガス入口バルブ156から構成される第6の処理システム154を含む。加圧された金属筐体152は、充填コネクタ158を介してガスタンク源160に接続されている。ガスは、充填コネクタ158を通して入口バルブ156に送られ、そこで、ガスは、金属筐体154内に存在する水溶液(図示されていない)を飽和させる。溶液は、前の実施形態と同様の方法で、入口36を介して筐体に入る。レギュレーター(図示されていない)が、最適な飽和を達成するためにガスフローから生じる圧力を制御するために使用される。
使用中、溶液14は、第6の処理システム154に移動させられる。その後、第6の処理システム154は、密封され、加圧される。タンク160が密閉された加圧タンク152に窒素を放出すると、窒素は圧力下でオーシストの細胞質に溶解する。環境との平衡に達した後、タンク160からの窒素の流れは停止され、筐体152は解放される。流体力学的キャビテーションが、圧力の急激な変化によりオーシストの細胞質内で発生し、外膜の少なくとも一部が破壊され、内部の内容物、すなわちスポロシストが放出される。これは、変性溶液162を生成し、これは、送達デバイス46に直接送達されるか、又は、第2のリザーバー40などの保持容器に送達される。
5.4.第7の実施形態−高圧噴霧
オーシストをせん断し、無傷のスポロシストを放出する方法は、衝撃の力がオーシスト壁を破裂させて生存可能なスポロシストを放出するように、オーシストの懸濁液を静止物体に高速で噴霧することを含み得る。さらに、オーシストの懸濁液を回転ディスクなどの動く対象に噴霧して、遭遇する力の組み合わせがオーシストをせん断してもよい。噴霧された懸濁液の速度及び回転ディスクの速度は、剪断プロセスの最適化を提供するために調整され得る。回転ディスクの表面の特徴は、オーシストを剪断するために必要に応じて、様々な程度の平滑さ又は粗さを生み出すように変更され得る。
第7の実施形態170は、図9に示され、第7の処理システム172を除いて、上述の第1の実施形態10、第2の実施形態60、第3の実施形態80、第4の実施形態120、第5の実施形態140、及び第6の実施形態150と同様である。第7の実施形態170は、第1のリザーバー12及びポンプ20を含む。第7の実施形態170は、高圧噴霧又は流体の流れを送達するノズル178又は他のシステムを含む第7の処理システム172を含む。流体はノズルから放出され、容器174の壁などの固体の静止面又は回転プレート176のいずれかに衝突する。
使用中、溶液14は、第7の処理システム172に移動させられる。溶液14の流れは、ノズル178を通って向けられる。容器174の壁又は回転プレート176に対する溶液14の衝撃の力は、オーシスト膜の少なくとも一部を破壊し、変性溶液180の生成をもたらす。変性溶液180は、送達デバイス46に直接送達されるか、又は、第2のリザーバー40などの保持容器に送達される。
5.5.追加の実施形態
上述の実施形態は、溶液をシステムの中を移動させる手段として、しばしば、ポンプと呼ばれるが、高圧空気及び重力供給などの他のでデバイスも使用され得ることが想定されることがさらに理解される。
これらの実施形態は、オーシスト及びスポロシストベースの溶液に焦点を合わせているが、本明細書に記載された溶液は、ウイルス、細菌、酵母、哺乳動物細胞、植物細胞、又は任意の遺伝子改変された生物からなるワクチンを含む他の生ワクチンを含み得ることがさらに理解される。そのようなウイルス、細菌などを含む溶液が、ワクチンの特定の特性に基づいて、ある実施形態に他の実施形態よりも適している可能性があることは、当業者には明らかである。
本明細書に記載されたシステム及び方法は、ワクチン応答の効率の向上が、割れたオーシストから新たに放出され、その後、噴霧によって送達されてEimeria感染を始めるスポロシストを使用して達成できることを実証する。上述のシステム及び方法を使用した一連の実験が完了した。結果を以下に示す。オーシストベースのワクチンに対する、ワクチン接種の時にスポロシストを生成し、スポロシストベースのワクチンを送達することの利点は、予想外に陽性であり、レシピエントに予想よりも高い反応を生じさせた。
本明細書に記載された解決策は、Eimeriaオーシストベースのワクチンであるが、本明細書に記載されたシステム及び方法を使用して送達することもできる他のオーシストベースのワクチンがあり得ることが想定されることを理解されるべきである。好ましい実施形態は、主にニワトリ及びシチメンチョウ用のEimeriaワクチンに関するが、当業者は、ウシ、ヤギ、ウサギ、又はヒツジなどの哺乳動物用のEimeriaワクチンに関する他の実施形態を認識するであろう。また、本明細書に開示された技術は、そのようなワクチンが野生型であるか弱毒化されているかにかかわらず、任意の種の改良されたアピコンプレックス門ワクチンに有用である。
本明細書に開示されたシステム及び方法は、水産養殖での使用に適合させることができる。魚類に感染するEimeriaの例は、これらに限定されないが、E.aurati、E.baueri、E.lepidosirenis、E.leucisci、E.rutili、及びE.vanasiを含む。ワクチン接種の目的で、より感染性の高い生活期の放出を促進するために適用可能な場合、これらの種に破壊プロセスを適用することができる。
本明細書に記載された全ての実施形態は、動物に個別に又はまとめて適用できることにも留意すべきである。本明細書に記載された実施形態は、木箱(crate)又は他の容器に含まれ、水溶液の送達を受ける、孵化したての幼鳥又は他の動物の大きな群に適用できること留意されるべきである。送達は、混合するとゲルを形成する二成分水溶液の形態であり得る。発明者James Hutchinsにより2019年7月10日に出願されたPCT出願シリアル番号 、代理人整理番号673−04−PCT参照。
5.6.組換えタンパク質を送達するためのベクターとしてのEimeria
本明細書に開示された方法及びシステムは、他の抗原を送達するベクターとして機能するように、組換え修飾されたEimeriaと共に使用され得る。破壊された細胞材料を含む鳥又は他の動物のためのワクチンは、ウイルス感染細胞に由来するワクチン又は天然若しくは組換えタンパク質産物又は哺乳動物細胞、植物細胞、真菌細胞、酵母細胞、又は細菌細胞などの細胞内断片を産生するために使用される細胞系に由来するワクチンを含む、本明細書に記載されたシステム及び方法によって投与され得る。
最近の研究は、Eimeriaがうまくトランスフェクトされ、外来抗原を発現するために使用され得ることを示している。そのような抗原は、家禽に影響を与える疾患に対するウイルス、細菌、若しくは他の抗原、又は、単独で又は抗原と組み合わせて使用されて免疫系を刺激する他のタンパク質若しくは配列を含むことが期待される。さらに、Eimeriaの他の種からの抗原を発現させることができ、Eimeriaの単一種の投与からEimeriaの複数の種に対する交差防御(cross−protection)を発達させることができる。例えば、Clark et al.と他の研究者は、Eimeria寄生虫が多価ワクチンベクターとして開発されることを示す結果を示し、これらの研究の拡大を推奨している。Clark et al.,2012,Eimeria species parasites as novel vaccine delivery vectors:Anti−Campylobacter jejuni protective immunity induced by Eimeria tenella−delivered CjaA,Vaccine 30(16)2683−2688;Yan et al.,2009,Stable transfection of Eimeria tenella:Constitutive expression of the YFP−YFP molecule throughout the life cycle,Int’l Journal for Parasitology,39(1)109−117;及びMarugan−Hernandez et al.,2016,Viral proteins expressed in the protozoan parasite Eimeria tenella are detected by the chicken immune system,Parasites & Vectors 9:463(pub.Aug.26,2016,14pages)参照。同様に、Eimeria又は他のアピコンプレックス門は、特定の宿主に他の抗原を送達するためのベクターとして設計することができる。
以下の例は、開示をさらに説明するものであり、範囲を限定することは意図されていない。この開示は、説明された特定の実施形態に限定されず、それ自体、もちろん、変化し得ると理解されるべきである。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本開示の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるため、限定することは意図されていないことも理解されるべきである。
6.例
6.1.強制給餌(gavage)(オーシスト対スポロシスト)
経口強制給餌、つまり口からの送達は、鳥へのオーシストの送達のゴールドスタンダードであると考えられている。市販のブロイラーワクチンを使用した研究では、経口強制給餌による結果は、予想よりも変動することがわかった。特に、以下の結果は、強制給餌によって送達されたオーシストからの感染性が、Eimeria種及び試験日によって大きく異なることを示した。この観察により、陽性対照のための別の送達手段として、眼への投薬(点眼薬)を試験することになった。さらに、オーシストを破壊してスポロシストを放出することは、強制給餌によって送達された場合、より効果的であることがわかった。オーシスト膜の破壊は、手動プロセスにより4mmガラスビーズと共に複数種オーシストの懸濁液を振とうすることによって達成された。1日齢の孵化したての幼鳥は、オーシストを割るために素嚢に飼料が必要であるという仮説が立てられるかもしれない。実験環境及び通常の孵化場では、幼鳥は、保管及び輸送に起因して3〜8時間にわたって飼料を受け取らず、オーシストが未処理で腸管を通過することができる。点眼薬によるワクチン接種は、腸に到達するオーシストの動きを遅くし、オーシストを様々な酵素にさらす可能性がある。
ワクチン接種前のオーシスト膜の機械的破壊は、スポロシストの処理を容易にし、高い割合の鳥が効果的にワクチン接種され、7日目に高いレベルのオーシスト産生(アウトプット)が検出されるという結果をもたらす。これは、小さな種、例えば、E.acervulinaより、E.maximaのような大きな種、及び、E.tenellaのような中型の種に重要であると思われる。小さな種は、割れていてもいなくても、同様に感染性があるように見える。研究は、大きなオーシスト、続いて中型のオーシストの膜の破壊に焦点を当てた。ブロイラーの雛に、1倍用量の市販のワクチンを、孵化日にワクチン接種した。それぞれの鳥から7日目に腸内容物を収集し、McMasterチャンバーによりオーシストを種ごとに数えた。
表1:オーシスト又はスポロシストの強制給餌の感染性の比較
Figure 2021530493
時間の経過に伴い、強制給餌ワクチン接種は、7日目の様々な結果によって検出されるように、一貫性のない感染性をもたらした。より期待の持てる結果は、スポロシストを放出するように処理されたワクチンと点眼薬によって送達されたワクチンとで認められた。
6.2.強制給餌オーシスト対スポロシスト
別の実験では、オーシストの破壊は、手動プロセスにより4mmガラスビーズと共に複数種オーシストの懸濁液を振とうすることによって達成された。残留オーシストの計数により、E.maximaオーシストの約64%がスポロシストに、E.tenellaオーシストの51%がスポロシストに、E.acervulinaオーシストの17%がスポロシストに変換されたことが示された。孵化日の雛(処理あたり15羽)に、オーシスト、又は、ガラスビーズで放出されたスポロシストを残留オーシストと共に強制給餌により接種し、7日目に腸内容物を収集した。
表2:オーシスト、又は、残留オーシストを伴うスポロシストの強制給餌による反応の頻度と振幅の比較
Figure 2021530493
反応の頻度について上に示した改善は、スポロシスト処理に感染している鳥とオーシスト処理に感染している鳥のパーセンテージとの差である。反応の振幅について示した改善は、オーシスト処理の鳥1羽あたりのオーシストのアウトプットで割った、スポロシスト処理の鳥1羽あたりのオーシストのアウトプットである。
この特定のケースでは、オーシストベースのワクチンと比較して、残留オーシストを含むスポロシストワクチンを経口ワクチン接種した雛では、反応の頻度と振幅の両方が増加した。
強制給餌された鳥で観察された感染性の様々な比率は、孵化場で投与されたオーシストベースのワクチンの有効性についての問題を提起する。孵化場でオーシストベースのワクチンを投与された鳥は、E.maximaオーシストをスポロシストの期に処理するために特に重要な、飼料と砂粒が消化管に存在しない。もしそうであれば、これらの鳥は、一次感染において低レベルのE.maxima感染性を示すリスクがある。その後、二次感染において、大規模な未感作集団が、損傷した腸組織における二次細菌感染の追加のリスクと共に、きわめて高い感染とアウトプット比率のリスクを提供することになる。確かに、この状況はしばしばあり、ある人たちが、ワクチン接種を回避し、代わりに飼料中に抗コクシジウム剤及び化学物質を使用する主な理由の1つである。孵化場で眼噴霧によって投与されるスポロシストベースのワクチンの使用は、一次感染におけるE.maximaの感染性を著しく改善する可能性があり、結果として、飼育施設での重度のコクシジウム症感染と二次感染中の副次的な感染のリスクを防ぐ。
6.3.点眼薬オーシスト対スポロシスト
別の実験では、オーシスト膜の破壊は、手動プロセスにより4mmガラスビーズと共に複数種オーシストの懸濁液を振とうすることによって達成された。残りのオーシストの計数により、E.maximaオーシストの約52%がスポロシストに、E.tenellaオーシストの26%がスポロシストに、E.acervulinaオーシストの47%がスポロシストに変換されたことを示された。孵化日の雛(処理あたり15羽)に、オーシスト、又は、ガラスビーズで放出されたスポロシストと残留オーシストを点眼薬により接種し、7日目に腸内容物を収集した。
表3:オーシスト、又は、残留オーシストを含むスポロシストワクチンの点眼薬投与による反応の頻度と振幅の比較
Figure 2021530493
スポロシスト処理群は、E.maxima及びE.tenellaに対する反応の頻度及び振幅の両方に改善された結果をもたらしたことがわかった。未処理の対照鳥の腸内容物には、オーシストは観察されなかった。
6.4.噴霧によるスポロシストの送達
次の一連の実験では、スポロシストの放出は、手動プロセスにより4mmガラスビーズと共に複数種オーシストの懸濁液を振とうすることによって達成された。残りのオーシストの計数により、プロセスは、大きなオーシスト(E.maxima種)の少なくとも66%がスポロシストに、中型のオーシスト(E.tenella種)の75%がスポロシストに、小さなオーシスト(E.acervulina及び他の小さな種)の13%がスポロシストに変換したと計算された。孵化日の雛(処理あたり15羽)を静止位置に保持し、上述の未処理のオーシスト処理又はガラスビーズで放出されたスポロシスト処理のいずれか用いてデバイスから噴霧した。噴霧は、雛の顔面粘膜に向けられた、液体と空気の両方の圧力を利用する空気噴霧ノズルを経て投与した。その後、鳥に飼料と水を与え、7日間にわたり成長させた後、それぞれの鳥の腸内容物を収集するために屠殺した。以下は、これらのそれぞれの噴霧ワクチン接種の実験に関連するデータ表である。
表4:研究Aのためのオーシスト又はスポロシストが噴霧された鳥の反応の頻度と振幅
Figure 2021530493
表5:研究Bのためのオーシスト又はスポロシストが噴霧された鳥の反応の頻度と振幅
Figure 2021530493
表6:研究Cのためのオーシスト又はスポロシストが噴霧された鳥の反応の頻度と振幅
Figure 2021530493
オーシストの計数により、感染の頻度と反応の振幅の両方がスポロシスト処理によって改善されたことがわかった。
3つの実験全てにわたって、未処理の対照鳥の腸内容物にオーシストは観察されず、点眼薬により接種された陽性対照は、実験的噴霧処理群よりも高い感染性の頻度及び振幅をもたらした。
表4、5、及び6に示された結果は、予期できなかったと理解されるべきである。結果は、スポロシストワクチン接種を経たワクチンの予想よりも高い取り込みが、雛で起こったことを示している。これは、部分的には、雛が消化管内で壊れていないオーシストを適切に処理できないことが一因であると考えられる。雛のスポロシストによる感染は、かなりの数の雛がスポロシストを処理して感染することができるが、オーシストでは感染しないことを示す。この効果は、E.acervulinaよりもE.maxima及びE.tenellaに多く見られる。したがって、雛の素嚢(crop)及び砂嚢を含む上部消化器系には研磨物質が存在しないため、E.maximaオーシスト及びE.tenellaオーシストは簡単には壊れないと考えられる。スポロシストは、雛の消化器系にスポロゾイトの脱嚢のための研磨物質を必要としない。スポロシストは、消化管内で、プロテアーゼなどの酵素によって、感染性のスポロゾイトの生活期に簡単に処理される。
別の実験では、鳥に、静止状態でワクチン接種し、成長させ、7日目に鳥の腸内容物を収集するために屠殺したところ、スポロシスト対オーシストの接種の影響が見られた。ただし、この場合、雛には、液圧と空気圧の両方ではなく、液圧のみを利用したノズルで噴霧した。空気圧の欠如は、霧状の円錐形と比べて、ワクチンの流れのような液体ディスペンスを生成した。この実験の結果を、以下の表に示す。
表7:空気圧なしでオーシスト又はスポロシストが噴霧された鳥の反応の頻度と振幅
Figure 2021530493
未処理の対照鳥の腸内容物にオーシストは観察されず、点眼薬により接種された陽性対照は、実験的噴霧処理群よりも高い感染性の頻度及び振幅をもたらした。応答の頻度と応答の振幅は、E.maximaの方が数値的に大きく、E.tenellaとE.acervulinaの程度は小さかった。これらの結果は、ノズルからの噴霧パターンにかかわらず、残留オーシストを伴うスポロシスト溶液の投与が、オーシスト溶液と比較して改善された結果をもたらすことを示す。
オーシストを手動で処理してスポロシストを放出させることに加えて、IKA Ultra Turraxデバイス(IKA(R)−Werke GmbH&Co.,Staufen,Germany)とガラスビーズを使用して自動で処理した。ガラスビーズをワクチン容量に加え(ホウケイ酸ガラスボール、サイズ1〜6mm)、4,000〜8,000rpmで20〜240秒間にわたり処理した。オーシストせん断の結果は、再現性が改善された手動プロセスと同等であった。IKA UTTDデバイスによって処理された後の残りのオーシストの計数により、E.maximaオーシストの約76%がスポロシストに、E.tenellaオーシストの70%がスポロシストに、E.acervulinaオーシストの46%がスポロシストに変換されたことが示された。前述の方法と同じ方法で、ブロイラー雛を使用した実験により、以下の結果が得られた。
表8:オーシスト、又は、IKA UTTDデバイスによって処理された、残留オーシストを伴うスポロシストを噴霧された鳥の反応の頻度と振幅
Figure 2021530493
未処理の対照鳥の腸内容物にオーシストは観察されず、点眼薬により接種された陽性対照は、実験的噴霧処理群よりも高い感染性の頻度及び振幅をもたらした。反応の頻度及び応答の振幅は、数値的に、E.maxima及びE.tenellaでに大きく、E.acervulinaでは小さかった。このデータは、IKA UTTDデバイスがオーシストをせん断してスポロシスト/残留オーシスト溶液を生成し、手動振とうプロセスと同様の結果を提供できることを示唆する。さらに別の実験では、スポロシストとオーシストのワクチン接種の違いを見ることができる。この実験では、スポロシストの放出は、4mmガラスビーズと共に複数種オーシストの懸濁液を手で振とうすることによって達成された。このスポロシスト/残留オーシスト溶液及びオーシストのみの溶液を、顔面粘膜に向けて孵化日に投与した。2%アルギン酸ナトリウム溶液を投与する第1のセットと、3.0%塩化カルシウム溶液中のワクチンを投与する第2のセットとの2セットのノズルが使用された。これらの2つの溶液が鳥の表面で接触すると、ゲルが形成される。ゲルの生成は、オーシスト/スポロシストワクチンを、通常の水性噴霧と比較してより長く水和状態に保ち、鳥の潜在的な毛づくろいの時間を長くするという仮説が立てられる。2019年7月10日に出願されたPCT番号 、Hutchins、代理人整理番号673−04−PCT参照。この実験の結果を、以下の表に示す。
表9:ゲル中のオーシスト又は残留オーシストを伴うスポロシストを噴霧した鳥の反応の頻度と振幅
Figure 2021530493
未処理の対照鳥の腸内容物にオーシストは観察されず、点眼薬により接種された陽性対照は、実験的噴霧処理群よりも高い感染性の頻度及び振幅をもたらした。これらの結果は、ゲル製剤のスポロシストが、反応の頻度及び振幅の両方でオーシストのみを上回ったことを示す。より小さいE.acervulina種の感染性は、スポロシストではなくオーシストとして投与された場合でも、比較的高いことが留意されるべきである。感染性データは、E.acervulinaオーシストが、飼料と砂粒が存在するか否かにかかわらず、ニワトリの消化管で、スポロシストの生活期に、その後、スポロゾイトの生活期に、効率的に処理されることを示す。
強制給餌の感染性の証拠は、E.maximaが、特に、消化管に飼料又は砂利が存在しなければ、in vivoでスポロシスト期へ処理されない可能性があることを示す。E.maximaと、やや程度は低いがE.tenellaとからの感染性は、投与前にオーシストの生活期をスポロシストの生活期に前処理することによって増強される。しかし、in vitroでは、より大きなE.maximaオーシストを割るために必要なせん断力は、より小さなE.acervulinaオーシストを割るために必要なせん断力よりもはるかに小さくなる(欧州特許第2,111,243B1(Hutchins et al.,Embrex,Inc.))。したがって、使用時にスポロシストを生成するシステムは、より大きなオーシスト種を割るin vitro効率と、より小さなオーシスト種を処理するin vivo効率を組み合わせて、より強力なワクチン効果をもたらす補完的な作用を提供する。
6.5.高圧ホモジナイザーの結果
6.5.1.オーシスト減少数−in vitro
混合Eimeria種のオーシストを含む液体懸濁液を、高圧ホモジナイザー(HPH)IKA model 2000−4で様々な圧力で処理した。細胞懸濁液を、HPHの入口に投入し、圧力の範囲(200〜1500bar)で処理し、その後、出口から出した。液体製剤に含まれる無傷のオーシストを、HPHにさらす前後にMcMasterの浮遊チャンバーを使用して計数した。結果を以下の表に示す。
表10:高圧均質化(HPH)を用いて様々な圧力で処理された残留オーシストの比較
Figure 2021530493
結果は、圧力が高いほど、オーシストの減少パーセントが高くなり、したがって、スポロシストの放出パーセントが高くなったことを示した。
オーシスト又はスポロシストを噴霧した鳥の反応の頻度と振幅−in vivo
この実験では、鳥を、オーシスト溶液、又はIKA HPH 2000−4デバイスによって処理された、残留オーシストを伴うスポロシスト溶液からなるノズル噴霧にさらした。その後、鳥に飼料と水を与え、成長させ、7日目にそれぞれの腸内容物を収集するために屠殺した。この実験の結果を以下の表に示す。
表11:未処理のオーシスト対IKA HPH 2000−4によって200barで処理されたオーシストの感染性の比較
Figure 2021530493
表12:未処理のオーシスト対IKA HPH 2000−4によって500barで処理されたオーシストの感染性の比較
Figure 2021530493
15羽の未処理の対照鳥の腸内容物には、どの種のオーシストも観察されなかった。点眼薬により接種された陽性対照は、感染性の100%の頻度(全ての種にわたって)と、実験的処理群と比較して、より高い振幅(全ての種にわたって)をもたらした。IKA HPHのオーシスト減少パーセントは、in vitroデータからは満足のいくように見えたが、均質化プロセスから生成されたスポロシストも損傷を受けたため、in vivoデータでは低い頻度と振幅の反応が得られるという仮説が立てられる。
6.6.ローターステーター状デバイスの結果
6.6.1.オーシスト減少数−in vitro
混合Eimeria種を含む液体オーシスト懸濁液は、シングルパスのインラインローターステーター状のデバイスであるIKA Magic Labによって、様々な速度で処理された。細胞懸濁液を、Magic Labのホッパーに投入され、1〜3個のローターステータージェネレーターで様々な速度(3,000〜26,000rpm)で処理し、出口から出した。この実験に使用されたジェネレーターは6Fモデルであった。液体製剤中の無傷のオーシストを、Magic Labデバイスで処理する前後にMcMasterの浮遊チャンバーを使用して計数した。結果を以下の表に示す。
表13:ローターステーターを用いて様々な速度で処理された残留オーシストの比較
Figure 2021530493
オーシストの減少はE.maximaで一貫して観察されたが、E.tenellaでは変動する減少が観察され、E.acervulinaでは非常に小さいの減少が観察された。
オーシスト又はスポロシストを噴霧した鳥の反応の頻度と振幅−in vivo
この実験では、孵化日のブロイラー雛を、オーシスト溶液、又はIKA Magic Labデバイスによって処理された、残留オーシストを伴うスポロシスト溶液からなるノズル噴霧にさらした。その後、鳥に飼料と水を与え、成長させ、7日目に鳥の腸内容物を収集するために屠殺した。この実験の結果を以下の表に示す。
表14:未処理のオーシスト対IKA Magic Labによって16,000rpmで処理されたオーシストの感染性の比較
Figure 2021530493
表15:未処理のオーシストとIKA Magic Labによって26,000rpmで処理されたオーシストの感染性の比較
Figure 2021530493
15羽の未処理の対照鳥の腸内容物には、どの種のオーシストも観察されなかった。点眼薬により接種された陽性対照は、感染性の100%の頻度(全ての種にわたって)と、実験的処理群と比較して、より高い振幅(全ての種にわたって)をもたらした。両方のMagic Lab処理群でE.maximaの反応の頻度が増加したが、これらのそれぞれの処理群の反応の振幅は、オーシスト処理群に属するものよりも小さかったものの、依然として許容範囲内であった。応答の頻度と振幅は、E.tenellaで最も顕著に増加しました。これらの結果は、E.maximaオーシストが使用された条件下で過剰に処理されたことを示している可能性がある。
6.7.流体力学的キャビテーション実験
6.7.1.流体力学的キャビテーションでのin vitro研究
初期試験には、窒素充電器用アタッチメントとコンセントを備えた、低コストでリークのない強化アルミニウムホイップクリームディスペンサー(EurKitchen EK−WHIP−18)を使用した。混合Eimeria製剤を含む液体をキャニスターに投入し、窒素ガスカートリッジを追加し、その後、キャニスターを数回反転させて、ガスに液体を飽和させた。キャニスターを逆さまにし、バルブを開いて圧力降下を発生させ、液体を放出させた。流体力学的キャビテーションへの曝露の前後に液体製剤を計数して、破壊されたオーシストのパーセンテージを種ごとに決定した。場合によっては、液体が処理されてシステムから放出され、システムに再投入され、その後、流体力学的キャビテーションにさらに2又は3回さらされて、より多くの細胞が破壊されたが、これは、ガスの圧力と量を初期システム試験で制御できなかったためである。
この開示の目的のために、既に流体力学的キャビテーションを受けた液体を放出し、その後、その同じ液体を同じ容器に再投入し、流体力学的キャビテーションに再びさらす行為は、「パス」と呼ばれる。したがって、この時点から、用語「パス1」、「パス2」、又は「パス3」は、液体を流体力学的キャビテーションのプロセスに設定された回数さらす行為を表すために使用される。回数は「パス」に続く数字で定義される。
表16:ホイップクリームディスペンサー流体力学的キャビテーションの複数サイクルで処理された残留オーシストの比較
Figure 2021530493
実験1(表16を参照)は、新しい細胞破壊技術を追求する価値を評価するために実施し、実験2は、技術をさらに検討するために実施した。最終的に、実験1は、ガラスビーズと共に振とうするなどの以前に検討されたオーシストせん断技術を使用した初期試験と同様に実施された全ての種で、オーシストからスポロシストへの同等の変換を示した。実験2では、「パス2」は「パス1」より優れた変換を示したが、「パス3」は「パス2」と同等の結果を示し、窒素キャビテーションへの曝露の増加が、必ずしも変換をさらに改善しないことを示した。
以前に確立されたEurKitchenアプローチの限られたパラメーターの条件での流体力学的キャビテーションの成功に続き、プロトコルは、市販グレードの流体力学的細胞破壊装置を組み込むためにさらに改良され、そのプロセスは、第6の実施形態でより詳細に検討される。
窒素充填コネクション(ParrTM1831)を通して様々な圧力1000ps、i及び1500psi、で窒素ガスが供給された細胞破壊容器(ParrTM4639)を使用し、その後、窒素ガスを希釈ワクチンに5分間にわたり溶解させることにより、さらに研究を実施した。
圧力と時間の詳細が提供されているが、プロセスの詳細はより広い範囲で起こり得ることを述べるべきである。この範囲は、500〜5000psiの圧力範囲、1〜30分続く曝露時間、及び組成が異なる希釈剤からなることができる。これらの組成物は、蒸留水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、及びこれら2つと異なる他のものからなることができる。
表17:細胞破壊容器流体力学的キャビテーションの複数の圧力により処理された残留オーシストのin vitro比較
Figure 2021530493
液体製剤を、流体力学的キャビテーションによる処理の前後に、McMasterの浮遊チャンバー法により計数した。結果は、両方の試験圧力が、オーシストの約50%と25%を、大きな種と小さな種のそれぞれで、スポロシストに変換できたことを示した。中型の種の変換は、より高い試験圧力で増加した。
6.7.2.in vivo流体力学的キャビテーション研究(第1の方法)
この一連の実験では、流体力学的キャビテーションを使用してオーシスト膜の破壊を完了し、オーシストのアウトプットモデルにより感染性を評価した。残りのオーシストの数を算出し、以下に示す。孵化日の雛(処理あたり15羽)に、オーシスト、又は、残留オーシストを伴う流体力学的キャビテーション放出スポロシストのいずれかを噴霧ワクチン接種により接種し、7日目に腸内容物を収集した。
以下の表18及び19のデータは、EurKitchen流体力学的キャビテーション放出スポロシストのin vivo送達の有効性を示す。表19のデータは、表18のデータとは別の実験で収集した。
表18:当業者によるホイップクリームディスペンサーの流体力学的キャビテーションの複数サイクルのin vivo感染性の比較
Figure 2021530493
表19:当業者によるホイップクリームディスペンサーの流体力学的キャビテーションの複数サイクルのin vivo感染性の比較
Figure 2021530493
未処理の対照鳥の腸内容物にオーシストは観察されなかった。この実験の点眼薬対照は、実験的処理群と比較して、より高い反応の頻度と振幅をもたらした。表18は、異なる「パス」番号の有効性の比較を示し、表19は、オーシストの眼噴霧送達と比較した、最も良好に機能する「パス2」の有効性を示す。
6.7.3.in vivo流体力学的キャビテーション研究(第2の方法)
以下の表20及び21のデータは、細胞破壊容器流体力学的キャビテーションによる細胞破壊プロセスの有効性を示す。表20と表21の両方のデータは、同じ実験から収集した。
表20:細胞破壊容器流体力学的キャビテーション(1000psi)のin vivo感染性の比較
Figure 2021530493
表21:細胞破壊容器流体力学的キャビテーション(1500psi)のin vivo感染性の比較
Figure 2021530493
未処理の対照鳥の腸内容物にはオーシストは観察されなかった。この実験の点眼薬対照は、実験群と比較して、反応のより高い頻度と振幅をもたらした。1000psiの処理では、E.maximaとE.tenellaの応答の頻度が改善され、全ての種で応答の振幅が改善された。1500psiの処理では、E.maximaとE.tenellaの応答の頻度が改善されたが、しかし、E.maximaとE.acervulinaの振幅には影響がなかったが、E.tenellaの応答の振幅は大幅に増加した。
予想通り、細胞破壊容器によって実施された改良された流体力学的キャビテーション技術は、制御しにくいホイップクリームディスペンサーアプローチを上回った。E.acervulinaを除く全ての種は、改善された感染性を示し、E.tenellaオーシストのアウトプットに関しては、両方の細胞破壊容器圧力パラメーターが明らかな増加を示した。
6.8.追加のワクチンを用いたin vitro実験
前のセクションでは、オーシスト膜を破壊してスポロシストを放出し、ワクチンの性能を向上させる方法について説明した。初期試験は、手動プロセスと自動プロセスの両方で第1のブロイラー鶏コクシジウム症ワクチンを用いて実施された。ここでは、第2のブロイラー鶏コクシジウム症ワクチン、第1及び第2の採卵用鶏コクシジウム症ワクチン、及び第1のシチメンチョウコクシジウム症ワクチンにおいて、オーシスト膜を破壊するプロセスを説明する。
手動で処理するために、ワクチンをガラスビーズに加え、激しく振とうした。大、中、小のオーシストの数を数え、手動処理の前後で比較した。さらに、ワクチンのアリコートをビーズミルに追加してサンプルを処理する自動システムが使用された。この例では、使い捨て分散機システム(IKA ULTRA−TURRAX Tube Drive system)を使用したが、同様のシステムでも同様の結果が得られると予想される。
計数の目的で、試験ワクチンに含まれるオーシストは、Conway and McKenzie(Poultry Coccidiosis:Diagnostic and Testing Procedures,3rd Edition,June 2007,Wiley−Blackwell)に概説されているように、サイズに基づいて大、中、小に分類された。試験セットには、次のEimeria種が含まれていた:様々な市販の供給源からの、E.acervulina、E.adenoeids、E.brunelli、E.hagani、E.meleagrimitis、E.mivati、E.maxima、E.necatrix、E.praecox、及びE.tenella。セットには、非弱毒化株と弱毒化(早熟)株の両方の少なくとも1つの種が含まれていた。各サンプルを3回計数し、平均を以下に示す。
表22:第1の採卵用鶏コクシジウム症ワクチンを用いたオーシストの減少
Figure 2021530493
表23:第2の採卵用鶏コクシジウム症ワクチンを用いたオーシストの減少
Figure 2021530493
表24:第2のブロイラー鶏コクシジウム症ワクチンを用いたオーシストの減少
Figure 2021530493
表25:第1のシチメンチョウコクシジウム症ワクチンを用いたオーシストの減少
Figure 2021530493
結果は、試験された多種多様なワクチンのせん断に対するオーシストの一般的な感受性を示し、説明されたシステム及びプロセスが広い適用性を持つことを示す。
7.開示の一般化されたステートメント(statements)
以下の番号を付したステートメントは、開示の一般的な説明を提供し、添付の特許請求の範囲を限定することは意図されていない。
ステートメント1:以下のステップを含む、Eimeriaに対して動物にワクチン接種する方法:Eimeriaオーシストの溶液を提供することであって、前記オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含むこと;前記Eimeriaオーシスト外膜の少なくとも一部を破壊し、変性溶液をもたらすこと;及び、前記変性溶液を動物に送達すること。
ステートメント2:以下のステップを含む、アピコンプレックス門疾病に対して動物にワクチン接種する方法:アピコンプレックス門オーシストの溶液を提供することであって、前記オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含むこと;前記アピコンプレックス門オーシスト外膜の少なくとも一部を破壊し、変性溶液をもたらすこと;及び、前記変性溶液を動物に送達すること。
ステートメント3:前記生存可能なスポロシストが、前記破壊された膜から放出される、ステートメント1〜2のいずれかに記載の方法。
ステートメント4:前記変性溶液が、前記膜を破壊するときに動物に送達される、ステートメント1〜3のいずれかに記載の方法。
ステートメント5:前記変性溶液が、前記変性溶液をもたらす前記破壊から5日以内に前記動物に送達される、ステートメント1〜4のいずれかに記載の方法。
ステートメント6:前記変性溶液が、噴霧によって送達される、ステートメント1〜5のいずれかに記載の方法。
ステートメント7:前記Eimeriaオーシスト又は前記アピコンプレックス門オーシストが、1種のEimeria種のEimeriaオーシスト又は1種のアピコンプレックス門種のアピコンプレックス門オーシストである、ステートメント1〜6のいずれかに記載の方法。
ステートメント8:前記Eimeriaオーシスト又は前記アピコンプレックス門オーシストが、2種以上のEimeria種を含むEimeriaワクチンからのEimeriaオーシスト又は2種以上のアピコンプレックス門を含むアピコンプレックス門ワクチンからのアピコンプレックス門オーシストである、ステートメント1〜7のいずれかに記載の方法。
ステートメント9:前記Eimeriaオーシスト又は前記アピコンプレックス門オーシストの溶液が、濃縮ワクチン溶液である、ステートメント1〜8のいずれかに記載の方法。
ステートメント10:前記Eimeriaオーシスト又は前記アピコンプレックス門オーシストの溶液が、希釈ワクチン溶液である、ステートメント1〜9のいずれかに記載の方法。
ステートメント11:Eimeriaオーシストの外膜を破壊し、得られた溶液を動物にリアルタイムで送達するシステムであって、以下を含み:Eimeriaオーシストを溶液中に含む容器であって、前記オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含む、容器;前記Eimeriaオーシストの少なくとも一部の外膜が破壊され、変性溶液をもたらすオーシスト処理チャンバー;及び、送達出口、これにより、前記変性溶液が、前記容器から前記処理チャンバーを通して、得られた溶液が動物に送達される前記送達出口に移動させられる、システム。
ステートメント12:アピコンプレックス門オーシストの外膜を破壊し、得られた溶液を動物にリアルタイムで送達するシステムであって、以下を含み:アピコンプレックス門オーシストを溶液中に含む容器であって、前記オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含む、容器;前記アピコンプレックス門オーシストの少なくとも一部の外膜が破壊され、変性溶液をもたらすオーシスト処理チャンバー;及び、送達出口、これにより、前記変性溶液が、前記容器から前記処理チャンバーを通して、得られた溶液が動物に送達される前記送達出口に移動させられる、システム。
ステートメント13:前記生存可能なスポロシストが、前記破壊された膜から放出される、ステートメント11〜12のいずれかに記載のシステム。
ステートメント14:前記オーシスト処理チャンバーが、高圧ホモジナイザー、ローターステーターミキサー、硬質ビーズを含むチャンバー容器とそれに取り付けられた撹拌機、一対の振動板、超音波装置、流体力学的キャビテーション装置、高圧噴霧器、又はそれらの組み合わせからなる群の少なくとも1つである、ステートメント11〜13のいずれかに記載のシステム。
ステートメント15:前記ホモジナイザーが、約3000psiの圧力を提供する、ステートメント11〜14のいずれかに記載のシステム。
ステートメント16:破裂したEimeriaオーシスト又はアピコンプレックス門オーシストの数が、最長寸法が20ミクロン未満であるオーシストの約5%と50%の間であり、最長寸法が20ミクロンと30ミクロンの間のサイズの範囲にあるオーシストの約15%と75%の間であり、最長寸法が30ミクロン超のオーシストの約25%と90%の間である、ステートメント11〜15のいずれかに記載のシステム。
ステートメント17:前記Eimeriaオーシスト又は前記アピコンプレックス門オーシストを含む溶液が、少なくとも1種のタンパク質分解酵素を含む、ステートメント11〜16のいずれかに記載のシステム。
ステートメント18:前記タンパク質分解酵素が、トリプシン、キモトリプシン又はそれらの混合物である、ステートメント17に記載のシステム。
ステートメント19:前記Eimeriaオーシスト又は前記アピコンプレックス門オーシストを含む溶液が、濃縮ワクチン溶液である、ステートメント11〜18のいずれかに記載のシステム。
ステートメント20:前記Eimeriaオーシスト又は前記アピコンプレックス門オーシストを含む溶液が、緩衝塩、糖、タンパク質又はタンパク質加水分解物、染料、又は増粘剤を含む水性希釈剤をさらに含む、ステートメント11〜18のいずれかに記載のシステム。
ステートメント21:動物への送達時にオーシスト膜を破壊する方法であって、以下のステップを含む方法:ある量のEimeriaオーシストを溶液中に含むための容器を提供することであって、オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含むこと;前記オーシストの外膜を破壊するためのシステムを提供すること;送達デバイスを提供すること;前記溶液を第1の容器から前記システムに移動させること:前記溶液を処理チャンバーに通し、それにより前記Eimeriaオーシスト膜の少なくとも一部が破壊され、変性溶液をもたらすこと;及び、前記変性溶液を、前記システムから、前記変性溶液が動物に送達される前記送達デバイスに移動させること。
ステートメント22:動物への送達時にオーシスト膜を破壊する方法であって、以下のステップを含む方法:ある量のアピコンプレックス門オーシストを溶液中に含むための容器を提供することであって、オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含むこと;前記オーシストの外膜を破壊するためのシステムを提供すること;送達デバイスを提供すること;前記溶液を第1の容器から前記システムに移動させること:前記溶液を処理チャンバーに通し、それにより前記アピコンプレックス門オーシスト膜の少なくとも一部が破壊され、変性溶液をもたらすこと;及び、前記変性溶液を、前記システムから、前記変性溶液が動物に送達される前記送達デバイスに移動させること。
ステートメント23:前記システムが、高圧ホモジナイザー、超音波装置、ローターステーターミキサー、中に硬質ビーズを含む容器とそれに取り付けられた撹拌機、一対の振動板、流体力学的キャビテーション装置、高圧噴霧器、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つを含む、ステートメント21〜22のいずれかに記載の方法。
ステートメント24:前記ホモジナイザーが、約3000psiの圧力を提供する、ステートメント21〜23のいずれかに記載のシステム。
ステートメント25:破裂したオーシストの数が、最長寸法が20ミクロン未満であるオーシストの約5%以上であり、最長寸法が20ミクロンと30ミクロンの間のサイズの範囲にあるオーシストの約15%以上であり、最長寸法が30ミクロン超のオーシストの約25%以上である、ステートメント21〜24のいずれかに記載のシステム。
ステートメント26:Eimeriaオーシスト又はアピコンプレックス門を含む前記溶液が、濃縮ワクチン溶液である、ステートメント21〜25のいずれかに記載のシステム。
上記の説明は、例示的な実施形態及び例の単なる代表であることを理解すべきである。読者の便宜のために、上記の説明は、全ての可能な実施形態の限られた数の代表的な例、つまり、開示の原理を教示する例に焦点を当てている。この説明は、全ての可能なバリエーション、又は説明されたそれらのバリエーションの組み合わせさえも、網羅的に列挙しようとしていない。その代替の実施形態が、本開示の特定の部分について提示されていない可能性があり、又は、さらなる説明されていない代替の実施形態が、ある部分について利用可能である可能性があることは、それらの代替の実施形態の放棄と解釈されるべきではない。当業者は、それらの説明されていない実施形態の多くが、本開示の原理の適用の違いではなく、技術及び材料の違いを含むことを理解するであろう。したがって、本開示は、以下の特許請求の範囲及び均等物に記載される範囲未満に限定されることを意図するものではない。
参照による援用
本明細書で引用される全ての参考文献、記事、刊行物、特許、特許刊行物、及び特許出願は、全ての目的のためにそれらの全体が参照により組み込まれる。しかしながら、ここで引用されている参考文献、記事、刊行物、特許、特許出版物、及び特許出願についての言及は、世界のいずれの国においても、有効な先行技術を構成する又は一般的知識の一部を形成するという認識又は提案として解釈されるべきではない。本開示は、その詳細な説明に関連して記載されているが、前述の説明は、例示することを意図しており、範囲を限定することを意図していないことを理解すべきである。他の側面、利点、及び改変は、以下に記載される特許請求の範囲内である。本明細書で引用される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、個々の刊行物又は特許出願が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ように、参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (20)

  1. 以下のステップを含む、Eimeriaに対して動物にワクチン接種する方法:
    Eimeriaオーシストの溶液を提供することであって、前記オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含むこと;
    前記Eimeriaオーシスト外膜の少なくとも一部を破壊し、変性溶液をもたらすこと;及び
    前記変性溶液を動物に送達すること。
  2. 前記生存可能なスポロシストが、前記破壊された膜から放出される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記変性溶液が、前記膜を破壊するときに動物に送達される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記変性溶液が、前記変性溶液をもたらす前記破壊から5日以内に前記動物に送達される、請求項1に記載の方法。
  5. 前記変性溶液が、噴霧によって送達される、請求項1に記載の方法。
  6. 前記Eimeriaオーシストが、個々のEimeria種のEimeriaオーシストである、請求項1に記載の方法。
  7. 前記Eimeriaオーシストが、2種以上のEimeria種を含むEimeriaワクチンからのEimeriaオーシストである、請求項1に記載の方法。
  8. 前記Eimeriaオーシストの溶液が、濃縮ワクチン溶液である、請求項1に記載の方法。
  9. 前記Eimeriaオーシストの溶液が、希釈ワクチン溶液である、請求項1に記載の方法。
  10. Eimeriaオーシストの外膜を破壊し、得られた溶液を動物にリアルタイムで送達するシステムであって、以下を含み:
    Eimeriaオーシストを溶液中に含む容器であって、前記オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含む、容器;
    前記Eimeriaオーシストの少なくとも一部の外膜が破壊され、変性溶液をもたらすオーシスト処理チャンバー;及び
    送達出口、
    これにより、前記変性溶液が、前記容器から前記処理チャンバーを通して、得られた溶液が動物に送達される前記送達出口に移動させられる、システム。
  11. 前記生存可能なスポロシストが、前記破壊された膜から放出される、請求項10に記載のシステム。
  12. 前記オーシスト処理チャンバーが、高圧ホモジナイザー、ローターステーターミキサー、硬質ビーズを含むチャンバー容器とそれに取り付けられた撹拌機、一対の振動板、超音波装置、流体力学的キャビテーション装置、高圧噴霧器、又はそれらの組み合わせからなる群の少なくとも1つである、請求項10に記載のシステム。
  13. 前記ホモジナイザーが、約3000psiの圧力を提供する、請求項11に記載のシステム。
  14. 破裂したEimeriaオーシストの数が、最長寸法が20ミクロン未満であるEimeriaオーシストの約5%と50%の間であり、最長寸法が20ミクロンと30ミクロンの間のサイズの範囲にあるEimeriaオーシストの約15%と75%の間であり、最長寸法が30ミクロン超のEimeriaオーシストの約25%と90%の間である、請求項1に記載のシステム。
  15. 前記Eimeriaオーシストを含む溶液が、少なくとも1種のタンパク質分解酵素を含む、請求項10に記載のシステム。
  16. 前記タンパク質分解酵素が、トリプシン、キモトリプシン又はそれらの混合物である、請求項15に記載のシステム。
  17. 前記Eimeriaオーシストを含む溶液が、濃縮ワクチン溶液である、請求項10に記載のシステム。
  18. 前記Eimeriaオーシストを含む溶液が、緩衝塩、糖、タンパク質又はタンパク質加水分解物、染料、又は増粘剤を含む水性希釈剤をさらに含む、請求項10に記載のシステム。
  19. 動物への送達時にオーシスト膜を破壊する方法であって、以下のステップを含む方法:
    ある量のEimeriaオーシストを溶液中に含むための容器を提供することであって、オーシストは、外膜を有し、生存可能なスポロシストをその中に含むこと;
    前記オーシストの外膜を破壊するためのシステムを提供すること;
    送達デバイスを提供すること;
    前記溶液を第1の容器から前記システムに移動させること:
    前記溶液を処理チャンバーに通し、それにより前記Eimeriaオーシスト膜の少なくとも一部が破壊され、変性溶液をもたらすこと;及び
    前記変性溶液を、前記システムから、前記変性溶液が動物に送達される前記送達デバイスに移動させること。
  20. 前記システムが、高圧ホモジナイザー、超音波装置、ローターステーターミキサー、中に硬質ビーズを含む容器とそれに取り付けられた撹拌機、一対の振動板、流体力学的キャビテーション装置、高圧噴霧器、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項19に記載の方法。

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