JP2022050420A - キメラ抗原受容体発現細胞の製造法 - Google Patents

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Abstract

【課題】CARを発現するように操作できる免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法およびそれを含む組成物を提供する。【解決手段】T調節性細胞が枯渇し、CARを発現するように操作され得る免疫エフェクター細胞の集団の製造法であって、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団を提供し、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞を集団から除去し、それにより、CAR発現に適するT調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団を提供することを含む、方法およびそれを含む組成物を提供する。【選択図】図20

Description

本出願は、米国出願62/097,375号(2014年12月29日出願)および米国出願62/133,137号(2015年3月13日出願)に基づく優先権を主張し、それらの内容を、引用によりその全体を本明細書に包含させる。
配列表
本出願は、ASCII形式で電子的に提出した配列表を含み、その全体を引用により本明細書に包含させる。該ASCIIコピーは、2015年12月18日に作成し、N2067-7067WO_SL.txtなるファイル名であり、246,147バイトサイズである。
発明の分野
本発明は、一般にキメラ抗原受容体(CAR)を発現するように操作された免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法およびそれを含む組成物に関する。
発明の背景
自己T細胞、特にキメラ抗原受容体(CAR)を形質導入したT細胞での養子細胞移入(ACT)治療は、いくつかの血液癌治験で有望であることが示されている。
発明の概要
本発明は、CARを発現するように操作できる免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法およびそれを含む組成物に関する。
したがって、ある面において、本発明は、CARを発現するように操作できる免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団を提供し、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞を集団から除去し、それにより、CAR発現に適するT調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団を提供することを含む、方法に関する。
ある態様において、T調節性枯渇細胞の集団は、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%より少ないCD25+細胞を含む。
ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、癌を有する対象、例えば、慢性リンパ性白血病(CLL)のような、例えば、CD25発現性癌を有する対象の細胞である。ある態様において、T調節性枯渇細胞の集団は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞を含む。
ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、処置のために細胞を投与される対象に自己である。ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、処置のために細胞を投与される対象に同種異系である。
ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞は、抗CD25抗体もしくはそのフラグメントまたはCD25結合リガンド、例えばIL-2を使用して集団から除去する。ある態様において、抗CD25抗体またはそのフラグメントまたはCD25結合リガンドは基質、例えば、ビーズにコンジュゲートするかまたは基質、例えば、ビーズ上に他にコーティングされる。ある態様において、抗CD25抗体またはそのフラグメントは、ここに記載する基質にコンジュゲートする。ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞は、抗CD25抗体分子またはそのフラグメントを使用して集団から除かれる。
ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞は、ミルテニーTMからのCD25枯渇剤を使用して集団から除かれる。ある態様において、細胞対CD25枯渇剤比は、1e7細胞対20μLまたは1e7細胞対15μLまたは1e7細胞対10μLまたは1e7細胞対5μLまたは1e7細胞対2.5μLまたは1e7細胞対1.25μLである。
ある態様において、T調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団は、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARの発現に適する。ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、血液癌、例えば、白血病、例えば、慢性リンパ性白血病(CLL)、急性リンパ性白血病(ALL)またはリンパ腫、例えば、マントル細胞リンパ腫(MCL)またはホジキンリンパ腫(HL)を有する対象から得る。ある態様において、T調節性枯渇細胞の集団は、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の白血病細胞、例えば、CLL細胞、ALL細胞またはリンパ腫細胞、例えば、MCL細胞またはHL細胞を含む。ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、CLLを有し、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の白血病細胞、例えば、CLL細胞を含むT調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団を有する対象から得て、ここに記載するCD19 CARの発現に適する。ある態様において、T調節性枯渇細胞の集団は、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。ある態様において、T調節性枯渇細胞の集団は、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。
ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、末梢血リンパ球から単離されたT細胞である。ある態様において、T細胞の集団は、赤血球溶解および/または単球枯渇により得る。ある態様において、T細胞の集団は、末梢リンパ球から、例えば、ここに記載する方法を使用して単離する。
ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、例えば、アフェレーシスにより得た、対象からの血液サンプルから得ることができる。ある態様において、アフェレーシスにより回収した細胞を洗浄して血漿フラクションを除去し、所望により、細胞を、その後の処理工程のための適切な緩衝液または媒体に入れる。ある態様において、細胞を、例えば、リン酸緩衝化食塩水(PBS)のような緩衝液で洗浄する。ある態様において、細胞を、カルシウムおよびマグネシウムのような1以上の二価カチオンを欠く、例えば、カルシウムおよびマグネシウムの両者を欠く、洗浄溶液で洗浄する。ある態様において、細胞を、実質的に二価カチオンを含まない緩衝液で洗浄する。
ある態様において、方法は、さらに、細胞を腫瘍抗原、例えば、CD25を含まない腫瘍抗原、例えば、CD19、CD30、CD38、CD123、CD20、CD14またはCD11bを発現する集団から除去することを含み、それにより、CAR、例えば、ここに記載するCARの発現に適するT調節性枯渇、例えば、CD25+枯渇および腫瘍抗原枯渇細胞の集団を提供する。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞を、T調節性、例えば、CD25+細胞と同時に除去する。例えば、抗CD25抗体またはそのフラグメントおよび抗腫瘍抗原抗体またはそのフラグメントを、細胞の除去に使用できる同じ基質、例えば、ビーズに結合でき、または抗CD25抗体もしくはそのフラグメントまたは抗腫瘍抗原抗体またはそのフラグメントを、混合物が細胞の除去に使用できる別々のビーズに結合できる。他の態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+細胞の除去および腫瘍抗原発現細胞の除去は逐次的であり、例えば、いずれの順番でも起こり得る。
ある態様において、方法は、さらに、細胞をチェックポイント阻害物質、例えば、ここに記載するチェックポイント阻害物質を発現する集団、例えば、1以上の(例えば、2または3の)PD1+細胞、LAG3+細胞およびTIM3+細胞から除去することをさらに含み、それによりT調節性枯渇、例えば、CD25+枯渇細胞およびチェックポイント阻害物質枯渇細胞、例えば、PD1+、LAG3+および/またはTIM3+枯渇細胞の集団を提供する。ある態様において、PD1+細胞およびLAG3+細胞を除去する;PD1+細胞およびTIM3+細胞を除去する;またはLAG3+およびTIM3+細胞を除去する。ある態様において、チェックポイント阻害物質発現細胞を、T調節性、例えば、CD25+細胞と同時に除去する。例えば、抗CD25抗体またはそのフラグメントおよび抗チェックポイント阻害物質抗体またはそのフラグメントを、細胞の除去に使用できる同じビーズに結合でき、または抗CD25抗体またはそのフラグメントと抗チェックポイント阻害物質抗体またはそのフラグメントを混合物が細胞の除去に使用できる別々のビーズに結合できる。他の態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+細胞の除去およびチェックポイント阻害物質発現細胞の除去は逐次的であり、例えば、いずれの順番でも起こり得る。
ある態様において、除去する細胞の集団は、調節性T細胞でも腫瘍細胞でもないが、CART細胞の発現および/または機能に他に負に影響する細胞、例えばCD14、CD11b、CD33、CD15または潜在的免疫抑制性細胞により発現される他のマーカーを発現する細胞である。ある態様において、このような細胞は、調節性T細胞および/または腫瘍細胞と同時にまたは該枯渇後にまたは他の順番で除去することが企図される。
ある態様において、方法は、さらにCD14を発現する集団から細胞を除去することを含み、それにより、T調節性枯渇、例えば、CD25+枯渇細胞およびCD14+枯渇細胞の集団を提供する。ある態様において、CD14+細胞を、T調節性、例えば、CD25+細胞と同時に除去する。例えば、抗CD25抗体またはそのフラグメントおよび抗CD14抗体またはそのフラグメントを、細胞の除去に使用できるのと同じビーズに結合でき;または抗CD25抗体またはそのフラグメントおよび抗CD14抗体またはそのフラグメントを、混合物が細胞の除去に使用できる別々のビーズに結合できる。他の態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+細胞の除去およびCD14+細胞の除去は逐次的であり、例えば、いずれの順番でも起こり得る。ある態様において、CD14+細胞をCD14抗体分子またはそのフラグメントを使用して除去する。
ある態様において、提供される免疫エフェクター細胞の集団は、1以上のマーカー(例えば、2、3、4、5、6、7以上のマーカー)、例えば、CD3、CD28、CD4、CD8、CD27、CD127、CD45RAおよびCD45ROの発現に基づき選択されており、例えば、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の提供される集団はCD3+および/またはCD28+である。
ある態様において、方法は、さらに、1以上のマーカー(例えば、2、3、4、5、6、7以上のマーカー)、例えば、CD3、CD28、CD4、CD8、CD27、CD127、CD45RAおよびCD45ROの発現について富化された免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞の集団を得ることを含む。ある態様において、免疫エフェクター細胞の集団は、CD3+および/またはCD28+細胞について富化される。例えば、抗CD3/抗CD28コンジュゲートビーズとのインキュベーションにより単離したT細胞を得る。ある態様において、方法は、さらに、細胞を、1以上のマーカー(例えば、2、3、4、5以上のマーカー)、例えば、CD3、CD28、CD4、CD8、CD45RAおよびCD45ROを発現するT調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団から選択することを含む。
ある態様において方法は、例えば、ここに記載する方法により、T調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団を活性化することを含む。
ある態様において方法は、さらに、T調節性枯渇細胞の集団、例えば、CD25+枯渇細胞の集団からの細胞を、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含むベクターで形質導入することを含む。ある態様において、ベクターは、DNA、RNA、プラスミド、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターまたはレトロウイルスベクターからなる群から選択される。ある態様において、T調節性枯渇細胞の集団、例えば、CD25+枯渇細胞の集団からの細胞を、ベクターで一度に、例えば、免疫エフェクター細胞の集団を、例えば、アフェレーシスにより得た、対象からの血液サンプルから得た後1日以内に形質導入する。
ある態様において、方法は、さらに、T調節性枯渇細胞の集団、例えば、CD25+枯渇細胞の集団から、一過性に外来RNAを発現するRNA操作細胞の集団を産生することを含む。方法は、インビトロ転写RNAまたは合成RNAを集団からの細胞に導入することを含み、ここで、RNAは、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含む。
ある態様において、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸で形質導入された細胞を、例えば、ここに記載する方法により拡張させる。ある態様において、細胞を、数時間(例えば、約2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、15時間、18時間、21時間)~約14日(例えば、1日、2日、3日、4日、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日または14日)の期間の培養により拡張させる。ある態様において、細胞を3~9日の期間拡張させる。ある態様において、細胞を4~9日の期間拡張させる。ある態様において、細胞を、8日またはそれ未満、例えば、7日、6日、5日、4日または3日拡張させる。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞を、3日または4日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞よりも強力である。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞よりも強力である。効力は、例えば、種々のT細胞機能、例えば増殖、標的細胞死滅、サイトカイン産生、活性化、遊走またはこれらの組み合わせにより定義され得る。ある態様において、3日または4日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞倍加の少なくとも1倍、2倍、3倍または4倍増加を示す。ある態様において、5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞倍加の少なくとも1倍、2倍、3倍または4倍増加を示す。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CARを発現する細胞を、3日または4日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、高い炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルを示す。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CARを発現する細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、高い炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルを示す。ある態様において、3日または4日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、pg/mlでの炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルの少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上の増加を示す。ある態様において、5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、pg/mlでの炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルの少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上の増加を示す。ある態様において、3日、4日または5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、少なくとも同程度のpg/mlでのサイトカイン産生、例えば、IL-2、IFN-ガンマ、GM-CSF、TNF-アルファ、IL-1b、IL4、IL5、IL6、IL8またはIL10レベルのまたは少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上の増加を示す。
ある態様において、ビーズ(例えば、CD3/28刺激性ビーズ)を機械的破砕により細胞から除去する。ある態様において、機械的破砕は、細胞をピペットチップ、例えば、狭口径ピペットチップを通過(例えば、反復通過)させることを含む。ある態様において、細胞を、1以上(例えば、2、3、4または5以上)チューブ、例えば、狭口径チューブを通す。ある態様において、チューブは、閉細胞培養系の一部である。ある態様において、ピペットチップまたはチューブの内径は約1mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.5mm、0.4mm、0.3mmまたは0.2mm未満であり、所望により直径は0.1mm、0.2mm、0.3mmまたは0.4mmより大きい。
ある態様において、3日、4日または5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCAR細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、Tem細胞、Tcm細胞またはTem細胞とTcm細胞の両者の比率が増加している。ある態様において、3日、4日または5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCAR細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、Tem細胞、Teff細胞またはTem細胞とTeff細胞の両者の比率が増加している。ある態様において、3日、4日または5日拡張させた細胞、例えば、CD19ここに記載するCAR細胞の集団は、少なくとも約20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%、所望により最大約40%または50%のTナイーブ様細胞(Tナイーブ様、TeffおよびTcm細胞中)のパーセンテージを有する。ある態様において、3日、4日または5日拡張させた細胞、例えば、CD19ここに記載するCAR細胞の集団は、少なくとも約10%、15%または20%および所望により最大約15%または20%のTem細胞(Tナイーブ様、TeffおよびTcm細胞中)のパーセンテージを有する。ある態様において、3日、4日または5日拡張させた細胞、例えば、CD19ここに記載するCAR細胞の集団は、(Tナイーブ様+Tem)細胞(Tナイーブ様、TeffおよびTcm細胞中)は、少なくとも約20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%または70%および所望により最大約50%または70%のパーセンテージを有する。
ある態様において、3日、4日または5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、0.5×10細胞の用量で投与したとき、図31AのNALM6アッセイにおいて同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞の、1×10、1.5×10、2×10、2.5×10、3×10、4×10または5×10の用量より大きいまたは同等な活性を有する。ある態様において、活性を1週目、2週目、3週目、4週目、5週目または6週目に測定する。
ある態様において、細胞を、例えば、ここに記載するような、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンドの存在下の細胞培養により拡張させる。ある態様において、物質は抗CD3抗体またはそのフラグメントおよび/または抗CD28抗体またはそのフラグメントとコンジュゲートしたビーズである。
ある態様において、細胞を、所望により、血清(例えば、ウシ胎児またはヒト血清)、インターロイキン-2(IL-2)、インスリン、IFN-γ、IL-4、IL-7、GM-CSF、IL-10、IL-12、IL-15、IL-21、TGFβおよびTNF-αまたは細胞増殖用の任意の他の添加物を含む、増殖および/または生存能のための1以上(例えば、2、3、4または5以上)の因子を含む、適切な培地(例えば、ここに記載する培地)で拡張させる。
ある態様において、細胞を、例えば、フローサイトメトリーのようなここに記載する方法により測定して、14日拡張期間にわたり細胞の少なくとも200倍(例えば、200倍、250倍、300倍、350倍)の増加をもたらす、1以上(例えば、2、3、4または5以上)のインターロイキンを含む適切な培地(例えば、ここに記載する培地)で拡張させる。ある態様において、細胞を、IL-15および/またはIL-7(例えば、IL-15およびIL-7)存在下で拡張させる。
ある態様において、細胞を、適切な拡張期間後凍結保存する。ある態様において、細胞を、ここに記載する方法に従い凍結保存する。ある態様において、拡張した細胞を、例えば、ここに記載するような、適切な培地、例えば、不溶解性培地で凍結保存する。
ある態様において、方法は、さらに、免疫エフェクター細胞の集団と、テロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸を接触させることを含む。ある態様において、核酸はDNAまたはRNAである。
他の面において、本発明は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団を含む反応混合物に関する。ある態様において、反応混合物は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。ある態様において、細胞の集団は、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。ある態様において、細胞の集団は、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。
ある態様において、反応混合物は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のチェックポイント阻害物質発現細胞、例えば、PD1+細胞、LAG3+細胞またはTIM3+細胞の集団を含む。反応混合物は、緩衝液または他の試薬、例えば、PBS含有溶液をさらに含み得る。
ある態様において、反応混合物は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD14+細胞を含む。反応混合物は、緩衝液または他の試薬、例えば、PBS含有溶液をさらに含み得る。
ある態様において、反応混合物は、さらに、例えば、ここに記載するような、集団の細胞を活性化するおよび/または拡張する物質、例えば、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および/または細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンドを含み得る。ある態様において、物質は抗CD3抗体またはそのフラグメントおよび/または抗CD28抗体またはそのフラグメントとコンジュゲートしたビーズである。
ある態様において、反応混合物は、さらに、血清(例えば、ウシ胎児またはヒト血清)、インターロイキン-2(IL-2)、インスリン、IFN-γ、IL-4、IL-7、GM-CSF、IL-10、IL-12、IL-15、IL-21、TGFβおよびTNF-αまたは細胞増殖用の任意の他の添加物を含む、増殖および/または生存能のための1以上(例えば、2、3、4または5)の因子を含む。ある態様において、反応混合物は、さらにIL-15および/またはIL-7を含む。
ある態様において、反応混合物における複数の細胞の集団は、例えば、ここに記載するような、CARコード化配列、例えば、CD19 CARコード化配列を含む、核酸分子、例えば、ここに記載する核酸分子を含む。
ある態様において、反応混合物における複数の細胞の集団は、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸配列を含むベクターを含む。ある態様において、ベクターは、ここに記載するベクター、例えば、DNA、RNA、プラスミド、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターまたはレトロウイルスベクターからなる群から選択されるベクターである。
ある態様において、反応混合物は、さらに、例えば、サッカライド、オリゴサッカライド、多糖およびポリオール(例えば、トレハロース、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、スクロース、グルコースおよびデキストラン)、塩およびクラウンエーテルのような凍結保護物質または安定剤を含む。ある態様において、凍結保護物質はデキストランである。
他の面において、本発明は、CARを発現するように操作した免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団であって、複数の免疫エフェクター細胞がCAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含むものを提供し、例えば、フローサイトメトリーのようなここに記載する方法により測定して、14日拡張期間にわたり細胞の少なくとも200倍(例えば、200倍、250倍、300倍、350倍)増加をもたらす、1以上(例えば、2、3、4または5)のインターロイキン存在下、細胞の集団を拡張させることを含む、方法に関する。ある態様において、細胞の集団を、IL-15および/またはIL-7、例えば、IL-15およびIL-7の存在下に拡張させる。
ある態様において、細胞を、数時間(例えば、約2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、15時間、18時間、21時間)~約14日(例えば、1日、2日、3日、4日、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日または14日)の期間の培養により拡張させる。ある態様において、細胞を4~9日の期間拡張させる。ある態様において、細胞を、8日またはそれ未満、例えば、7日、6日または5日拡張させる。ある態様において、細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞よりも強力である。効力は、例えば、種々のT細胞機能、例えば増殖、標的細胞死滅、サイトカイン産生、活性化、遊走またはこれらの組み合わせにより定義され得る。ある態様において、5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞倍加の少なくとも1倍、2倍、3倍または4倍増加を示す。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CARを発現する細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、高い炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルを示す。ある態様において、5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、pg/mlでの炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルの少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上の増加を示す。
ある態様において、細胞を、例えば、ここに記載するような、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンドの存在下の細胞培養により拡張させる。ある態様において、物質は抗CD3抗体またはそのフラグメントおよび/または抗CD28抗体またはそのフラグメントとコンジュゲートしたビーズ。
ある態様において、提供される免疫エフェクター細胞の集団は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団である。ある態様において、提供される免疫エフェクター細胞の集団は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞である。ある態様において、提供される細胞の集団は、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。ある態様において、提供される細胞の集団は、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。
ある態様において、提供される免疫エフェクター細胞の集団は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のチェックポイント阻害物質発現細胞、例えば、PD1+細胞、LAG3+細胞またはTIM3+細胞の集団である。
ある態様において、提供される免疫エフェクター細胞の集団は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD14+細胞の集団である。
ある態様において、方法は、さらに、拡張前に、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞を集団から除去し、それにより、拡張するT調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞を提供することを含む。ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+細胞をここに記載する方法により除去する。
ある態様において、方法は、さらに、拡張前に、T調節性細胞、例えば、CD14+細胞を集団から除去し、それにより、拡張するCD14+枯渇細胞の集団を提供することを含む。ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD14+細胞をここに記載する方法により除去する。
ある態様において、方法は、さらに、免疫エフェクター細胞の集団と、テロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸を接触させることを含む。ある態様において、核酸はDNAまたはRNAである。
他の面において、本発明は、免疫エフェクター細胞の集団を含む反応混合物に関し、ここで、反応混合物における複数の細胞の集団は、例えば、ここに記載するような、CARコード化配列、例えば、CD19 CARコード化配列を含む、核酸分子、例えば、ここに記載する核酸分子およびIL-7および/またはIL-15を含む。
ある態様において、反応混合物における複数の細胞の集団は、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸配列を含むベクターを含む。ある態様において、ベクターは、ここに記載するベクター、例えば、DNA、RNA、プラスミド、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターまたはレトロウイルスベクターからなる群から選択されるベクターである。
ある態様において、反応混合物は、さらに、例えば、ここに記載するような、集団の細胞を活性化するおよび/または拡張する物質、例えば、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および/または細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンドを含み得る。ある態様において、物質は抗CD3抗体またはそのフラグメントおよび/または抗CD28抗体またはそのフラグメントとコンジュゲートしたビーズである。
他の面において、本発明は、CARを発現するように操作した免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団であって、複数の免疫エフェクター細胞がCAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含むものを提供し、細胞の集団を5日の培養で拡張することを含み、ここで、得られた細胞が、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞増殖レベルで測定して、より強力である、方法に関する。
ある態様において、5日拡張させた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞倍加の少なくとも1倍、2倍、3倍または4倍増加を示す。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CARを発現する細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、高い炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルを示す。ある態様において、5日拡張させた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、pg/mlでの炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルの少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上の増加を示す。
他の面において、本発明は、対象に、ここに記載する方法により製造し、CAR、例えばここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARを発現するように操作した免疫エフェクター細胞の集団を投与することを含む、方法に関する。
ある態様において、方法は、癌、例えば、CLLのような、例えば、血液癌を有する対象における抗腫瘍免疫を提供する。ある態様において、方法は、癌、例えば、白血病(例えば、CLL、ALL)またはリンパ腫(例えば、MCL、HL)のような、例えば、ここに記載する血液癌を有する対象を処置する方法である。ある態様において、細胞の集団は、集団を投与する対象に自己である。ある態様において、細胞の集団は、集団を投与する対象に同種異系である。ある態様において、対象はヒトである。
ある態様において、腫瘍抗原、例えば、ここに記載する腫瘍抗原、例えば、CD19と関係する疾患は、癌または悪性腫瘍または骨髄異形成、骨髄異形成症候群もしくは前白血病状態のような前癌状態のような増殖性疾患から選択されるかまたはここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する非癌関連徴候である。ある態様において、疾患は、ここに記載する癌、例えば、ここに記載する標的と関係するとしてここに記載する癌である。ある態様において、血液癌は白血病である。ある態様において、癌は、B細胞急性リンパ系白血病(“BALL”)、T細胞急性リンパ系白血病(“TALL”)、急性リンパ系白血病(ALL)を含むが、これらに限定されない1以上の急性白血病;慢性骨髄性白血病(CML)、慢性リンパ性白血病(CLL)を含むが、これらに限定されない1以上の慢性白血病;B細胞前リンパ球性白血病、芽細胞性形質細胞様樹状細胞新生物、バーキットリンパ腫、汎発性大B細胞リンパ腫、濾胞性リンパ腫、ヘアリー細胞白血病、小細胞または大細胞濾胞性リンパ腫、悪性リンパ増殖性状態、MALTリンパ腫、マントル細胞リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、多発性骨髄腫、骨髄異形成および骨髄異形成症候群、非ホジキンリンパ腫、血漿芽細胞性リンパ腫、形質細胞様樹状細胞新生物、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症および骨髄血液細胞の無効な産生(または異形成)によりまとめられる種々の血液学的状態の集まりである“前白血病状態”およびここに記載する腫瘍抗原を発現する非典型的および/または非古典的癌、悪性腫瘍、前癌状態または増殖性疾患を含むが、これらに限定されないここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する疾患を含むが、これらに限定されないさらなる血液癌または血液学的状態;およびこれらのあらゆる組み合わせからなる群から選択される。他の態様において、ここに記載する腫瘍抗原と関係する疾患は、固形腫瘍、例えば、ここに記載する固形腫瘍、例えば、前立腺、結腸直腸、膵臓、子宮頸部、胃、卵巣、頭部または肺の癌である。
ある態様において、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を形質導入した免疫エフェクター細胞の集団を、例えば、ここに記載する方法により拡張させる。ある態様において、細胞を、8日またはそれ未満、例えば、7日、6日、5日、4日または3日拡張させる。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞よりも強力である。ある態様において、対象の体重kgあたり、10~10免疫エフェクター細胞を対象に投与する。ある態様において、対象は、免疫エフェクター細胞の集団の最初の投与(例えば、対象の体重kgあたり10~10免疫エフェクター細胞、例えば、対象の体重kgあたり10~10免疫エフェクター細胞の最初の投与)を受け、その複数がCAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含み、その後、1以上(例えば、2、3、4または5)の免疫エフェクター細胞の集団(例えば、1以上の対象の体重kgあたり10~10免疫エフェクター細胞、例えば、対象の体重kgあたり10~10免疫エフェクター細胞のその後の投与)を受け、その複数がCAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含む。ある態様において、1以上のその後の投与を、先の投与後15日、例えば、14日、13日、12日、11日、10日、9日、8日、7日、6日、5日、4日、3日または2日以内、例えば、先の投与後4日、3日、2日以内に投与する。ある態様において、対象は、免疫エフェクター細胞の集団の少なくとも3投与のコースにわたり対象の体重kgあたり計約10免疫エフェクター細胞を受け、例えば、対象は、1×10免疫エフェクター細胞の最初の用量、3×10免疫エフェクター細胞の第二の投与および6×10免疫エフェクター細胞の第三の投与を受け、例えば、各投与を先の投与後4日、3日、2日以内に投与する。
ある面において、本発明は、自己免疫エフェクター細胞の集団に関し、その複数は、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸分子を含むベクターで遺伝子導入または形質導入され、ここで、細胞の集団は、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。ある態様において、細胞の集団は、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。ある態様において、細胞の集団は、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む。
他の面において、本発明は、免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法に関する。ある態様において、方法は、免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞またはNK細胞)を提供し、免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸を、CARおよびテロメラーゼ発現を可能にする条件下で接触させることを含む。
ある態様において、テロメラーゼサブユニットをコードする核酸はRNAである。他の態様において、テロメラーゼサブユニットをコードする核酸はDNAである。ある態様において、テロメラーゼサブユニットをコードする核酸は、テロメラーゼサブユニットの発現を駆動できるプロモーターを含む。
関連する面において、本発明は、免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団を提供し、免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードするRNAを、CARおよびテロメラーゼ発現を可能にする条件下で接触させることを含む、方法に関する。
ある態様において、CARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニットをコードするRNAは同じ核酸分子の一部である。ある態様において、CARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニットをコードするRNAは、別々の核酸分子の一部である。
ある態様において、方法は、免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを、実質的に同時に接触させることを含む。ある態様において、方法は、免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸を、免疫エフェクター細胞の集団とテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを接触させる前に接触させることを含む。ある態様において、方法は、免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸を、免疫エフェクター細胞の集団とテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを接触させた後に接触させることを含む。
ある態様において、テロメラーゼサブユニットをコードするRNAはmRNAである。ある態様において、テロメラーゼサブユニットをコードするRNAは、ポリ(A)テイルを含む。ある態様において、テロメラーゼサブユニットをコードするRNAは、5’キャップ構造を含む。
ある態様において、方法は、免疫エフェクター細胞にテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを遺伝子導入することを含む。ある態様において、方法は、免疫エフェクター細胞にテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを形質導入することを含む。ある態様において、方法は、CARおよびテロメラーゼ発現を可能にする条件下、免疫エフェクター細胞を、テロメラーゼサブユニットをコードするRNAで電気穿孔することを含む。
他の面において、本発明は、免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、CARを発現するおよび/またはCARをコードする核酸を含む免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞またはNK細胞)を提供し;免疫エフェクター細胞の集団とテロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸を、hTERT発現を可能にする条件下で接触させることを含む、方法に関する。
他の面において、本発明は、免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、テロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸を発現する免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞またはNK細胞)を提供し、免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸を、CAR発現を可能にする条件下で接触させることを含む、方法に関する。
ある面において、本発明は、CAR、例えば、ここに記載するCARをコードする核酸;および外来テロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸を含む、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)を提供する。ある態様において、外来テロメラーゼサブユニットをコードする核酸は、RNA、例えば、mRNAである。
ある面において、本発明は、CAR、例えば、ここに記載するCAR;および外来テロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTを含む免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)を提供する。ある態様において、細胞は、外来テロメラーゼサブユニットをコードするDNA、例えば、外来DNA、例えば、ベクターを含まない。例えば、細胞を、外来テロメラーゼサブユニットをコードするmRNAと接触させ得る。
ここに記載するものに類するまたは匹敵する方法および材料を、本発明の実施または試験に際して使用できるが、適当な方法および材料を下に記載する。ここに記載する全ての刊行物、特許出願、特許および他の引用(例えば、配列データベース参照番号)は、その全体を引用により本明細書に包含させる。例えば、ここに、例えば、ここでのいずれかの表に記載する全てのGenBank、UnigeneおよびEntrez配列を、引用により本明細書に包含させる。特に断らない限り、ここでのいずれかの表を含む、ここに特定する配列アクセッション番号は、2014年12月29日現在のデータベースエントリーを参照する。1遺伝子またはタンパク質が、複数の配列アクセッション番号を引用しているとき、全ての配列バリアントが包含される。
さらに、材料、方法および例は単なる説明であり、限定を意図しない。表題、副題または番号または文字を付された要素、例えば、(a)、(b)、(i)などは、単に読みやすさのために提供する。本明細書における表題または番号または文字を付された要素の使用は、工程または要素を、アルファベット順に行うことを必須とするものではなくまたは工程または要素が必ずしも互いに区別できることを必要としない。本発明の他の特性、目的および利点は、明細書および図面ならびに特許請求の範囲から明らかである。
CAR-T細胞蓄積に対するγサイトカインおよびIL-18の差次的効果を示す。図1Aは、C4-27z CARベクターの模式図である。図1Bは、レンチウイルス形質導入48時間後のCD4+およびCD8+T細胞におけるCAR発現の2つの代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Cは、種々のサイトカイン曝露に応答したCAR-T細胞の全体的蓄積を示すグラフである。T細胞を形質導入し、翌日(0日目)から最終濃度10ng/mLで種々の外来サイトカインに曝した。CAR-T細胞の数を、T細胞数およびCAR発現パーセンテージに基づき計算した。曲線は、6ドナーの代表例である。P<0.05、***P<0.001。NC、サイトカイン無し。図1Dは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞によるCAR発現を示すグラフである。棒グラフは、CD3+、CD4+およびCD8+T細胞の表面上のCAR発現レベル(±SEM、n=6)を示し、NC群におけるCAR発現を1として正規化した。P<0.05対IL-2群;N.S.、統計的差異無し。図1Eは、種々のサイトカインに対する応答におけるT細胞の増殖を示すヒストグラムである。レンチウイルス形質導入後7日目、NC群のT細胞をCFSE(2.5μM)で標識し、種々のサイトカインに曝した。7日後、T細胞を、フローサイトメトリーによりCFSE希釈について分析した。図1Fは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞の生存能を示すグラフである。種々のサイトカイン群からのT細胞をAnnexin Vおよび7-AADで染色し、生存可能細胞の比を分析する(Annexin Vおよび7-AAD両者に陰性)。P<0.05、**P<0.01対IL-2群(n=6)。図1Gおよび1Hは、CAR-T細胞によるBcl-xL発現を示す。レンチウイルス形質導入後15日目、CAR-T細胞を、フローサイトメトリーによりBcl-2タンパク質の発現について評価する。図1Gは、種々のサイトカイン群におけるBcl-xL発現の代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Hは、6ドナーのCD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるBcl-xL発現(±SEM)を記載するグラフである。P<0.01対IL-2群。 CAR-T細胞蓄積に対するγサイトカインおよびIL-18の差次的効果を示す。図1Aは、C4-27z CARベクターの模式図である。図1Bは、レンチウイルス形質導入48時間後のCD4+およびCD8+T細胞におけるCAR発現の2つの代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Cは、種々のサイトカイン曝露に応答したCAR-T細胞の全体的蓄積を示すグラフである。T細胞を形質導入し、翌日(0日目)から最終濃度10ng/mLで種々の外来サイトカインに曝した。CAR-T細胞の数を、T細胞数およびCAR発現パーセンテージに基づき計算した。曲線は、6ドナーの代表例である。P<0.05、***P<0.001。NC、サイトカイン無し。図1Dは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞によるCAR発現を示すグラフである。棒グラフは、CD3+、CD4+およびCD8+T細胞の表面上のCAR発現レベル(±SEM、n=6)を示し、NC群におけるCAR発現を1として正規化した。P<0.05対IL-2群;N.S.、統計的差異無し。図1Eは、種々のサイトカインに対する応答におけるT細胞の増殖を示すヒストグラムである。レンチウイルス形質導入後7日目、NC群のT細胞をCFSE(2.5μM)で標識し、種々のサイトカインに曝した。7日後、T細胞を、フローサイトメトリーによりCFSE希釈について分析した。図1Fは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞の生存能を示すグラフである。種々のサイトカイン群からのT細胞をAnnexin Vおよび7-AADで染色し、生存可能細胞の比を分析する(Annexin Vおよび7-AAD両者に陰性)。P<0.05、**P<0.01対IL-2群(n=6)。図1Gおよび1Hは、CAR-T細胞によるBcl-xL発現を示す。レンチウイルス形質導入後15日目、CAR-T細胞を、フローサイトメトリーによりBcl-2タンパク質の発現について評価する。図1Gは、種々のサイトカイン群におけるBcl-xL発現の代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Hは、6ドナーのCD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるBcl-xL発現(±SEM)を記載するグラフである。P<0.01対IL-2群。 CAR-T細胞蓄積に対するγサイトカインおよびIL-18の差次的効果を示す。図1Aは、C4-27z CARベクターの模式図である。図1Bは、レンチウイルス形質導入48時間後のCD4+およびCD8+T細胞におけるCAR発現の2つの代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Cは、種々のサイトカイン曝露に応答したCAR-T細胞の全体的蓄積を示すグラフである。T細胞を形質導入し、翌日(0日目)から最終濃度10ng/mLで種々の外来サイトカインに曝した。CAR-T細胞の数を、T細胞数およびCAR発現パーセンテージに基づき計算した。曲線は、6ドナーの代表例である。P<0.05、***P<0.001。NC、サイトカイン無し。図1Dは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞によるCAR発現を示すグラフである。棒グラフは、CD3+、CD4+およびCD8+T細胞の表面上のCAR発現レベル(±SEM、n=6)を示し、NC群におけるCAR発現を1として正規化した。P<0.05対IL-2群;N.S.、統計的差異無し。図1Eは、種々のサイトカインに対する応答におけるT細胞の増殖を示すヒストグラムである。レンチウイルス形質導入後7日目、NC群のT細胞をCFSE(2.5μM)で標識し、種々のサイトカインに曝した。7日後、T細胞を、フローサイトメトリーによりCFSE希釈について分析した。図1Fは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞の生存能を示すグラフである。種々のサイトカイン群からのT細胞をAnnexin Vおよび7-AADで染色し、生存可能細胞の比を分析する(Annexin Vおよび7-AAD両者に陰性)。P<0.05、**P<0.01対IL-2群(n=6)。図1Gおよび1Hは、CAR-T細胞によるBcl-xL発現を示す。レンチウイルス形質導入後15日目、CAR-T細胞を、フローサイトメトリーによりBcl-2タンパク質の発現について評価する。図1Gは、種々のサイトカイン群におけるBcl-xL発現の代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Hは、6ドナーのCD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるBcl-xL発現(±SEM)を記載するグラフである。P<0.01対IL-2群。 CAR-T細胞蓄積に対するγサイトカインおよびIL-18の差次的効果を示す。図1Aは、C4-27z CARベクターの模式図である。図1Bは、レンチウイルス形質導入48時間後のCD4+およびCD8+T細胞におけるCAR発現の2つの代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Cは、種々のサイトカイン曝露に応答したCAR-T細胞の全体的蓄積を示すグラフである。T細胞を形質導入し、翌日(0日目)から最終濃度10ng/mLで種々の外来サイトカインに曝した。CAR-T細胞の数を、T細胞数およびCAR発現パーセンテージに基づき計算した。曲線は、6ドナーの代表例である。P<0.05、***P<0.001。NC、サイトカイン無し。図1Dは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞によるCAR発現を示すグラフである。棒グラフは、CD3+、CD4+およびCD8+T細胞の表面上のCAR発現レベル(±SEM、n=6)を示し、NC群におけるCAR発現を1として正規化した。P<0.05対IL-2群;N.S.、統計的差異無し。図1Eは、種々のサイトカインに対する応答におけるT細胞の増殖を示すヒストグラムである。レンチウイルス形質導入後7日目、NC群のT細胞をCFSE(2.5μM)で標識し、種々のサイトカインに曝した。7日後、T細胞を、フローサイトメトリーによりCFSE希釈について分析した。図1Fは、レンチウイルス形質導入15日後のT細胞の生存能を示すグラフである。種々のサイトカイン群からのT細胞をAnnexin Vおよび7-AADで染色し、生存可能細胞の比を分析する(Annexin Vおよび7-AAD両者に陰性)。P<0.05、**P<0.01対IL-2群(n=6)。図1Gおよび1Hは、CAR-T細胞によるBcl-xL発現を示す。レンチウイルス形質導入後15日目、CAR-T細胞を、フローサイトメトリーによりBcl-2タンパク質の発現について評価する。図1Gは、種々のサイトカイン群におけるBcl-xL発現の代表的FACSヒストグラムプロットである。図1Hは、6ドナーのCD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるBcl-xL発現(±SEM)を記載するグラフである。P<0.01対IL-2群。
CAR-T細胞の記憶T細胞サブセットを示す。図2Aは、T細胞サブセット分析のゲーティング戦略を示す代表的FACSプロットである。T細胞をCD45RAおよびCD62L発現に基づき4サブセットに分け、次いでCCR7、CD27、CD28およびCD95の発現を全サブセットでさらに評価する。CD95発現は、レンチウイルス形質導入により顕著に上方制御される。図2Bは、形質導入前のCD45RA+CD62L+subT細胞の集団および形質導入15日後のCAR-T細胞におけるCD95発現を示す。図2Cおよび2Dは、レンチウイルス形質導入後のCD4+(図2C)およびCD8+T細胞(図2D)における記憶幹T細胞(Tscm)比率増加を示すグラフである。Tscmは、CD45RA+CD62L+CD95+CCR7+T細胞サブセットとして定義する。図2Eは、T細胞形質導入前のナイーブT(Tn、CD45RA+CD62L+CD95-集団として定義)の量と形質導入後のCAR-T細胞におけるTscmの比率の相関を示すグラフである(n=6)。左棒は、形質導入前のCD4+およびCD8+T細胞におけるTnのパーセンテージを表し、右棒は、CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTscmのパーセンテージを表す。P<0.05、**P<0.01。図2F、2Gおよび2Hは、CD4+およびCD8+CAR-T細胞のサブセットの分布を示すグラフである。CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTサブセットは、CD95、CD45RAおよびCD62L発現に基づき規定する。Tscmの割合は種々のサイトカイン群、P<0.05、**P<0.01、対IL-2群(n=6)で同等である。(F)CAR-T細胞の種々のサブセットの自己複製および分化。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞を、3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養し、次いでCD45RAおよびCD62L発現に基づき表現型を分析する(n=3)。図2Iは、IL-2に応答したCAR-T細胞の種々のサブセットの増殖を示すヒストグラムプロットである。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞をCFSE(2.5μM)出標識し、次いで3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養した。3日後、T細胞をCFSE希釈について分析した。 CAR-T細胞の記憶T細胞サブセットを示す。図2Aは、T細胞サブセット分析のゲーティング戦略を示す代表的FACSプロットである。T細胞をCD45RAおよびCD62L発現に基づき4サブセットに分け、次いでCCR7、CD27、CD28およびCD95の発現を全サブセットでさらに評価する。CD95発現は、レンチウイルス形質導入により顕著に上方制御される。図2Bは、形質導入前のCD45RA+CD62L+subT細胞の集団および形質導入15日後のCAR-T細胞におけるCD95発現を示す。図2Cおよび2Dは、レンチウイルス形質導入後のCD4+(図2C)およびCD8+T細胞(図2D)における記憶幹T細胞(Tscm)比率増加を示すグラフである。Tscmは、CD45RA+CD62L+CD95+CCR7+T細胞サブセットとして定義する。図2Eは、T細胞形質導入前のナイーブT(Tn、CD45RA+CD62L+CD95-集団として定義)の量と形質導入後のCAR-T細胞におけるTscmの比率の相関を示すグラフである(n=6)。左棒は、形質導入前のCD4+およびCD8+T細胞におけるTnのパーセンテージを表し、右棒は、CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTscmのパーセンテージを表す。P<0.05、**P<0.01。図2F、2Gおよび2Hは、CD4+およびCD8+CAR-T細胞のサブセットの分布を示すグラフである。CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTサブセットは、CD95、CD45RAおよびCD62L発現に基づき規定する。Tscmの割合は種々のサイトカイン群、P<0.05、**P<0.01、対IL-2群(n=6)で同等である。(F)CAR-T細胞の種々のサブセットの自己複製および分化。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞を、3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養し、次いでCD45RAおよびCD62L発現に基づき表現型を分析する(n=3)。図2Iは、IL-2に応答したCAR-T細胞の種々のサブセットの増殖を示すヒストグラムプロットである。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞をCFSE(2.5μM)出標識し、次いで3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養した。3日後、T細胞をCFSE希釈について分析した。 CAR-T細胞の記憶T細胞サブセットを示す。図2Aは、T細胞サブセット分析のゲーティング戦略を示す代表的FACSプロットである。T細胞をCD45RAおよびCD62L発現に基づき4サブセットに分け、次いでCCR7、CD27、CD28およびCD95の発現を全サブセットでさらに評価する。CD95発現は、レンチウイルス形質導入により顕著に上方制御される。図2Bは、形質導入前のCD45RA+CD62L+subT細胞の集団および形質導入15日後のCAR-T細胞におけるCD95発現を示す。図2Cおよび2Dは、レンチウイルス形質導入後のCD4+(図2C)およびCD8+T細胞(図2D)における記憶幹T細胞(Tscm)比率増加を示すグラフである。Tscmは、CD45RA+CD62L+CD95+CCR7+T細胞サブセットとして定義する。図2Eは、T細胞形質導入前のナイーブT(Tn、CD45RA+CD62L+CD95-集団として定義)の量と形質導入後のCAR-T細胞におけるTscmの比率の相関を示すグラフである(n=6)。左棒は、形質導入前のCD4+およびCD8+T細胞におけるTnのパーセンテージを表し、右棒は、CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTscmのパーセンテージを表す。P<0.05、**P<0.01。図2F、2Gおよび2Hは、CD4+およびCD8+CAR-T細胞のサブセットの分布を示すグラフである。CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTサブセットは、CD95、CD45RAおよびCD62L発現に基づき規定する。Tscmの割合は種々のサイトカイン群、P<0.05、**P<0.01、対IL-2群(n=6)で同等である。(F)CAR-T細胞の種々のサブセットの自己複製および分化。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞を、3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養し、次いでCD45RAおよびCD62L発現に基づき表現型を分析する(n=3)。図2Iは、IL-2に応答したCAR-T細胞の種々のサブセットの増殖を示すヒストグラムプロットである。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞をCFSE(2.5μM)出標識し、次いで3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養した。3日後、T細胞をCFSE希釈について分析した。 CAR-T細胞の記憶T細胞サブセットを示す。図2Aは、T細胞サブセット分析のゲーティング戦略を示す代表的FACSプロットである。T細胞をCD45RAおよびCD62L発現に基づき4サブセットに分け、次いでCCR7、CD27、CD28およびCD95の発現を全サブセットでさらに評価する。CD95発現は、レンチウイルス形質導入により顕著に上方制御される。図2Bは、形質導入前のCD45RA+CD62L+subT細胞の集団および形質導入15日後のCAR-T細胞におけるCD95発現を示す。図2Cおよび2Dは、レンチウイルス形質導入後のCD4+(図2C)およびCD8+T細胞(図2D)における記憶幹T細胞(Tscm)比率増加を示すグラフである。Tscmは、CD45RA+CD62L+CD95+CCR7+T細胞サブセットとして定義する。図2Eは、T細胞形質導入前のナイーブT(Tn、CD45RA+CD62L+CD95-集団として定義)の量と形質導入後のCAR-T細胞におけるTscmの比率の相関を示すグラフである(n=6)。左棒は、形質導入前のCD4+およびCD8+T細胞におけるTnのパーセンテージを表し、右棒は、CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTscmのパーセンテージを表す。P<0.05、**P<0.01。図2F、2Gおよび2Hは、CD4+およびCD8+CAR-T細胞のサブセットの分布を示すグラフである。CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTサブセットは、CD95、CD45RAおよびCD62L発現に基づき規定する。Tscmの割合は種々のサイトカイン群、P<0.05、**P<0.01、対IL-2群(n=6)で同等である。(F)CAR-T細胞の種々のサブセットの自己複製および分化。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞を、3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養し、次いでCD45RAおよびCD62L発現に基づき表現型を分析する(n=3)。図2Iは、IL-2に応答したCAR-T細胞の種々のサブセットの増殖を示すヒストグラムプロットである。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞をCFSE(2.5μM)出標識し、次いで3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養した。3日後、T細胞をCFSE希釈について分析した。 CAR-T細胞の記憶T細胞サブセットを示す。図2Aは、T細胞サブセット分析のゲーティング戦略を示す代表的FACSプロットである。T細胞をCD45RAおよびCD62L発現に基づき4サブセットに分け、次いでCCR7、CD27、CD28およびCD95の発現を全サブセットでさらに評価する。CD95発現は、レンチウイルス形質導入により顕著に上方制御される。図2Bは、形質導入前のCD45RA+CD62L+subT細胞の集団および形質導入15日後のCAR-T細胞におけるCD95発現を示す。図2Cおよび2Dは、レンチウイルス形質導入後のCD4+(図2C)およびCD8+T細胞(図2D)における記憶幹T細胞(Tscm)比率増加を示すグラフである。Tscmは、CD45RA+CD62L+CD95+CCR7+T細胞サブセットとして定義する。図2Eは、T細胞形質導入前のナイーブT(Tn、CD45RA+CD62L+CD95-集団として定義)の量と形質導入後のCAR-T細胞におけるTscmの比率の相関を示すグラフである(n=6)。左棒は、形質導入前のCD4+およびCD8+T細胞におけるTnのパーセンテージを表し、右棒は、CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTscmのパーセンテージを表す。P<0.05、**P<0.01。図2F、2Gおよび2Hは、CD4+およびCD8+CAR-T細胞のサブセットの分布を示すグラフである。CD4+およびCD8+CAR-T細胞におけるTサブセットは、CD95、CD45RAおよびCD62L発現に基づき規定する。Tscmの割合は種々のサイトカイン群、P<0.05、**P<0.01、対IL-2群(n=6)で同等である。(F)CAR-T細胞の種々のサブセットの自己複製および分化。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞を、3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養し、次いでCD45RAおよびCD62L発現に基づき表現型を分析する(n=3)。図2Iは、IL-2に応答したCAR-T細胞の種々のサブセットの増殖を示すヒストグラムプロットである。FACSソートCAR+Tscm、Tcm、TemおよびTemra細胞をCFSE(2.5μM)出標識し、次いで3日IL-2(10ng/mL)に曝して培養した。3日後、T細胞をCFSE希釈について分析した。
CD45 RA発現およびCFSE強度間の相関性を示す。図3Aは、CD45RA発現がCFSE強度と逆相関することを示す。図3Bは、全サイトカイン群(IL-2、IL-7、IL-15、IL-18およびIL-21)に関して、CD45RA+T細胞は、CD45RA dimおよび陰性T細胞より遙かに低いCFSEレベルを示し、CD45RA+T細胞がCD45RA-T細胞より強い増殖活性を有したことを示す。
種々のサイトカインへの曝露により得られたCAR-T細胞の表現型を示す。図4Aは、レンチウイルス形質導入後14日IL-2に曝したCAR-およびCAR+T細胞におけるCD45RA、CD62L、CCR7、CD27およびCD28の発現を示す代表的FACSドットプロットである。図4Bは、記載したサイトカイン群におけるCAR-T細胞の表面のCD45RA、CD62L、CCR7、CD27、CD28およびIL-7Rα発現の定量化を示す一連のグラフである。ヒストグラムは、6独立ドナーからの発現レベルの平均値±SEMである。P<0.05、**P<0.01対IL-2群。 種々のサイトカインへの曝露により得られたCAR-T細胞の表現型を示す。図4Aは、レンチウイルス形質導入後14日IL-2に曝したCAR-およびCAR+T細胞におけるCD45RA、CD62L、CCR7、CD27およびCD28の発現を示す代表的FACSドットプロットである。図4Bは、記載したサイトカイン群におけるCAR-T細胞の表面のCD45RA、CD62L、CCR7、CD27、CD28およびIL-7Rα発現の定量化を示す一連のグラフである。ヒストグラムは、6独立ドナーからの発現レベルの平均値±SEMである。P<0.05、**P<0.01対IL-2群。
種々のサイトカインに曝したCAR-T細胞の機能的分析を示す。図5Aは、CAR-T細胞における細胞内IFN-γ、TNF-αおよびIL-2の染色を示す代表的FACSプロットである。図5B、5Cおよび5Dは、IFN-γ(図5B)、TNF-α(図5C)およびIL-2(図5D)の産生に関する、種々のサイトカイン群(n=6)におけるサイトカイン産生CAR-T細胞のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Eは、SKOV3刺激後の種々の数のサイトカイン(IFN-γ、TNF-αおよびIL-2)を産生する細胞の比率を描く一連の円グラフである。P<0.05。図5Fは、CAR-T細胞におけるパーフォリンおよびグランザイムB(GranzB)の発現を示す代表的FACSプロットである。図5Gおよび5Hは、種々のサイトカイン群(n=6)のCAR-T細胞におけるパーフォリン(図5G)およびグランザイムB発現(図5H)のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Iは、CAR-T細胞の抗原特異的細胞毒性活性を示すグラフである。記載したサイトカイン曝露14日後、CAR-T細胞を、記載するE/T比でSKOV3と18時間共培養後、ルシフェラーゼベースのアッセイの使用により細胞溶解能を評価した。非形質導入T細胞(UNT)は、負のエフェクター対照として役立った。示すデータは6独立細胞溶解アッセイの平均値±SEMである。 種々のサイトカインに曝したCAR-T細胞の機能的分析を示す。図5Aは、CAR-T細胞における細胞内IFN-γ、TNF-αおよびIL-2の染色を示す代表的FACSプロットである。図5B、5Cおよび5Dは、IFN-γ(図5B)、TNF-α(図5C)およびIL-2(図5D)の産生に関する、種々のサイトカイン群(n=6)におけるサイトカイン産生CAR-T細胞のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Eは、SKOV3刺激後の種々の数のサイトカイン(IFN-γ、TNF-αおよびIL-2)を産生する細胞の比率を描く一連の円グラフである。P<0.05。図5Fは、CAR-T細胞におけるパーフォリンおよびグランザイムB(GranzB)の発現を示す代表的FACSプロットである。図5Gおよび5Hは、種々のサイトカイン群(n=6)のCAR-T細胞におけるパーフォリン(図5G)およびグランザイムB発現(図5H)のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Iは、CAR-T細胞の抗原特異的細胞毒性活性を示すグラフである。記載したサイトカイン曝露14日後、CAR-T細胞を、記載するE/T比でSKOV3と18時間共培養後、ルシフェラーゼベースのアッセイの使用により細胞溶解能を評価した。非形質導入T細胞(UNT)は、負のエフェクター対照として役立った。示すデータは6独立細胞溶解アッセイの平均値±SEMである。 種々のサイトカインに曝したCAR-T細胞の機能的分析を示す。図5Aは、CAR-T細胞における細胞内IFN-γ、TNF-αおよびIL-2の染色を示す代表的FACSプロットである。図5B、5Cおよび5Dは、IFN-γ(図5B)、TNF-α(図5C)およびIL-2(図5D)の産生に関する、種々のサイトカイン群(n=6)におけるサイトカイン産生CAR-T細胞のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Eは、SKOV3刺激後の種々の数のサイトカイン(IFN-γ、TNF-αおよびIL-2)を産生する細胞の比率を描く一連の円グラフである。P<0.05。図5Fは、CAR-T細胞におけるパーフォリンおよびグランザイムB(GranzB)の発現を示す代表的FACSプロットである。図5Gおよび5Hは、種々のサイトカイン群(n=6)のCAR-T細胞におけるパーフォリン(図5G)およびグランザイムB発現(図5H)のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Iは、CAR-T細胞の抗原特異的細胞毒性活性を示すグラフである。記載したサイトカイン曝露14日後、CAR-T細胞を、記載するE/T比でSKOV3と18時間共培養後、ルシフェラーゼベースのアッセイの使用により細胞溶解能を評価した。非形質導入T細胞(UNT)は、負のエフェクター対照として役立った。示すデータは6独立細胞溶解アッセイの平均値±SEMである。 種々のサイトカインに曝したCAR-T細胞の機能的分析を示す。図5Aは、CAR-T細胞における細胞内IFN-γ、TNF-αおよびIL-2の染色を示す代表的FACSプロットである。図5B、5Cおよび5Dは、IFN-γ(図5B)、TNF-α(図5C)およびIL-2(図5D)の産生に関する、種々のサイトカイン群(n=6)におけるサイトカイン産生CAR-T細胞のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Eは、SKOV3刺激後の種々の数のサイトカイン(IFN-γ、TNF-αおよびIL-2)を産生する細胞の比率を描く一連の円グラフである。P<0.05。図5Fは、CAR-T細胞におけるパーフォリンおよびグランザイムB(GranzB)の発現を示す代表的FACSプロットである。図5Gおよび5Hは、種々のサイトカイン群(n=6)のCAR-T細胞におけるパーフォリン(図5G)およびグランザイムB発現(図5H)のパーセンテージを示す定量的プロットである。レンチウイルス形質導入T細胞を、記載するサイトカインに14日曝し、次いでSKOV3細胞と5時間共培養して、フローサイトメトリー分析のために回収する。図5Iは、CAR-T細胞の抗原特異的細胞毒性活性を示すグラフである。記載したサイトカイン曝露14日後、CAR-T細胞を、記載するE/T比でSKOV3と18時間共培養後、ルシフェラーゼベースのアッセイの使用により細胞溶解能を評価した。非形質導入T細胞(UNT)は、負のエフェクター対照として役立った。示すデータは6独立細胞溶解アッセイの平均値±SEMである。
図5A-5Iに上記するCAR-T細胞の表現型および機能を示す。図6Aおよび6Bは、CD62L-CAR-T細胞(TemおよびTemra)と比較したとき、CD62L+CAR-T細胞(TscmおよびTcm)は、低いサイトカイン産生活性(図6Aおよび6B)および弱い細胞溶解能(図6C)を示した。
抗原負荷に曝したCAR-T細胞の発現および表現型を示す。図7Aは、抗原および記載するサイトカインへの曝露におけるCAR-T細胞の全体的蓄積および生存能を示す2グラフである。IL-2に曝したT細胞を15日目に回収し、次いでSKOV3と5:1のE/T比で、かつ記載するサイトカイン(10ng/mL)と7日共培養し、SKOV3細胞を1日目および14日目に補充する(図7C、7Dおよび7Eと同じプロトコール)。発現倍率は平均値±SEMである。T細胞をAnnexin Vおよび7-AADで染色し、次いで同日に生存可能細胞の比率について分析する。P<0.05対IL-2群。図7Bは、抗原負荷により予め記載するサイトカインに曝したCAR-Tの全体的蓄積および生存能を示す2グラフを示す。記載するサイトカインに曝したT細胞を15日目に回収し、次いでSKOV3と5:1のE/T比で共培養する。CAR-T細胞の発現を計算し、T細胞の生存能を7日目に評価する。図7Cは、SKOV3および記載するサイトカインと7日共培養後のT細胞によるCAR発現を示すグラフである。P<0.05対IL-2。図7Dは、SKOV3および記載するサイトカインと7日共培養後のCAR-T細胞におけるCD27およびCD28発現の定量化を示す2グラフである。P<0.05対IL-2。図7Eは、種々のサイトカイン群におけるCD4+およびCD8+CAR-T細胞の記憶Tサブセットの分布を示す2グラフである。N.S.、統計的差異無し。 抗原負荷に曝したCAR-T細胞の発現および表現型を示す。図7Aは、抗原および記載するサイトカインへの曝露におけるCAR-T細胞の全体的蓄積および生存能を示す2グラフである。IL-2に曝したT細胞を15日目に回収し、次いでSKOV3と5:1のE/T比で、かつ記載するサイトカイン(10ng/mL)と7日共培養し、SKOV3細胞を1日目および14日目に補充する(図7C、7Dおよび7Eと同じプロトコール)。発現倍率は平均値±SEMである。T細胞をAnnexin Vおよび7-AADで染色し、次いで同日に生存可能細胞の比率について分析する。P<0.05対IL-2群。図7Bは、抗原負荷により予め記載するサイトカインに曝したCAR-Tの全体的蓄積および生存能を示す2グラフを示す。記載するサイトカインに曝したT細胞を15日目に回収し、次いでSKOV3と5:1のE/T比で共培養する。CAR-T細胞の発現を計算し、T細胞の生存能を7日目に評価する。図7Cは、SKOV3および記載するサイトカインと7日共培養後のT細胞によるCAR発現を示すグラフである。P<0.05対IL-2。図7Dは、SKOV3および記載するサイトカインと7日共培養後のCAR-T細胞におけるCD27およびCD28発現の定量化を示す2グラフである。P<0.05対IL-2。図7Eは、種々のサイトカイン群におけるCD4+およびCD8+CAR-T細胞の記憶Tサブセットの分布を示す2グラフである。N.S.、統計的差異無し。 抗原負荷に曝したCAR-T細胞の発現および表現型を示す。図7Aは、抗原および記載するサイトカインへの曝露におけるCAR-T細胞の全体的蓄積および生存能を示す2グラフである。IL-2に曝したT細胞を15日目に回収し、次いでSKOV3と5:1のE/T比で、かつ記載するサイトカイン(10ng/mL)と7日共培養し、SKOV3細胞を1日目および14日目に補充する(図7C、7Dおよび7Eと同じプロトコール)。発現倍率は平均値±SEMである。T細胞をAnnexin Vおよび7-AADで染色し、次いで同日に生存可能細胞の比率について分析する。P<0.05対IL-2群。図7Bは、抗原負荷により予め記載するサイトカインに曝したCAR-Tの全体的蓄積および生存能を示す2グラフを示す。記載するサイトカインに曝したT細胞を15日目に回収し、次いでSKOV3と5:1のE/T比で共培養する。CAR-T細胞の発現を計算し、T細胞の生存能を7日目に評価する。図7Cは、SKOV3および記載するサイトカインと7日共培養後のT細胞によるCAR発現を示すグラフである。P<0.05対IL-2。図7Dは、SKOV3および記載するサイトカインと7日共培養後のCAR-T細胞におけるCD27およびCD28発現の定量化を示す2グラフである。P<0.05対IL-2。図7Eは、種々のサイトカイン群におけるCD4+およびCD8+CAR-T細胞の記憶Tサブセットの分布を示す2グラフである。N.S.、統計的差異無し。
先にサイトカイン曝露した種々のCAR-T細胞の抗腫瘍活性を示す。図8Aは、インビボ実験スキームである。図8B:種々のサイトカイン曝露C4-27z CAR-T細胞、抗CD19-27z CAR-T細胞および非形質導入T細胞で処置したマウスの腫瘍成長曲線。データを平均値±SEMで示す。矢印は、T細胞注入の時点を示す。図8Cは、CAR-T細胞の最初の静脈内注射直前(38日目)、2週間後(53日目)および5週間後(74日目)のNSGマウスにおけるfLuc+SKOV3腫瘍を示すバイオルミネセンス画像である。図8Dは、CAR-T細胞注入の最初の投与の15日後のマウス末梢血における循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞数の定量化を示すグラフである。図8Eは、マウス血中の循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞におけるCAR発現の定量化を示すグラフである。図8Fは、CD45RAおよびCD62L染色に基づくマウス血液における循環ヒトT細胞のT細胞サブセットの分布を示すグラフである。図8Gは、マウス血液における循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞のCD27およびCD28発現の定量化を示すグラフである。 先にサイトカイン曝露した種々のCAR-T細胞の抗腫瘍活性を示す。図8Aは、インビボ実験スキームである。図8B:種々のサイトカイン曝露C4-27z CAR-T細胞、抗CD19-27z CAR-T細胞および非形質導入T細胞で処置したマウスの腫瘍成長曲線。データを平均値±SEMで示す。矢印は、T細胞注入の時点を示す。図8Cは、CAR-T細胞の最初の静脈内注射直前(38日目)、2週間後(53日目)および5週間後(74日目)のNSGマウスにおけるfLuc+SKOV3腫瘍を示すバイオルミネセンス画像である。図8Dは、CAR-T細胞注入の最初の投与の15日後のマウス末梢血における循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞数の定量化を示すグラフである。図8Eは、マウス血中の循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞におけるCAR発現の定量化を示すグラフである。図8Fは、CD45RAおよびCD62L染色に基づくマウス血液における循環ヒトT細胞のT細胞サブセットの分布を示すグラフである。図8Gは、マウス血液における循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞のCD27およびCD28発現の定量化を示すグラフである。 先にサイトカイン曝露した種々のCAR-T細胞の抗腫瘍活性を示す。図8Aは、インビボ実験スキームである。図8B:種々のサイトカイン曝露C4-27z CAR-T細胞、抗CD19-27z CAR-T細胞および非形質導入T細胞で処置したマウスの腫瘍成長曲線。データを平均値±SEMで示す。矢印は、T細胞注入の時点を示す。図8Cは、CAR-T細胞の最初の静脈内注射直前(38日目)、2週間後(53日目)および5週間後(74日目)のNSGマウスにおけるfLuc+SKOV3腫瘍を示すバイオルミネセンス画像である。図8Dは、CAR-T細胞注入の最初の投与の15日後のマウス末梢血における循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞数の定量化を示すグラフである。図8Eは、マウス血中の循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞におけるCAR発現の定量化を示すグラフである。図8Fは、CD45RAおよびCD62L染色に基づくマウス血液における循環ヒトT細胞のT細胞サブセットの分布を示すグラフである。図8Gは、マウス血液における循環ヒトCD4+およびCD8+T細胞のCD27およびCD28発現の定量化を示すグラフである。
FACプロットを示す。図9Aは、CLL患者のアフェレーシスからの細胞におけるCD45、CD3およびCD25発現の分布を示す一連のFACsプロットである。図9Bは、CD3およびCD19集団を示す一連のFACSプロット(上部)およびアフェレーシスからの細胞、抗CD3/CD28を用いて選択した細胞、CD25枯渇細胞およびCD25富化細胞のCD14発現を示すヒストグラム(下部)である。 FACプロットを示す。図9Aは、CLL患者のアフェレーシスからの細胞におけるCD45、CD3およびCD25発現の分布を示す一連のFACsプロットである。図9Bは、CD3およびCD19集団を示す一連のFACSプロット(上部)およびアフェレーシスからの細胞、抗CD3/CD28を用いて選択した細胞、CD25枯渇細胞およびCD25富化細胞のCD14発現を示すヒストグラム(下部)である。
CD3/CD28選択またはCD25枯渇後のCD4+およびCD8+T細胞集団の分布を比較する2FACsプロットである。
CD3/CD28選択細胞とCD25枯渇細胞間の増殖能の比較を示す。図11Aは、記載した培養日の総細胞数を示すグラフである。図11Bは、示す各培養日の定量化集団倍加を示すグラフである。図11Cは、記載した培養日の生存可能細胞のパーセンテージを示す。
CAR19のレンチウイルス形質導入に対するCD25枯渇の効果を示す。図12Aは、CD25枯渇の効率を示す一連のFACSプロットである。図12Bは、非形質導入細胞、CD3選択細胞およびCD25枯渇細胞のCAR19発現を示す一連のFACSプロットである。 CAR19のレンチウイルス形質導入に対するCD25枯渇の効果を示す。図12Aは、CD25枯渇の効率を示す一連のFACSプロットである。図12Bは、非形質導入細胞、CD3選択細胞およびCD25枯渇細胞のCAR19発現を示す一連のFACSプロットである。
CD25枯渇またはサイトカイン補充した培養前の患者からのPBMCからの細胞におけるCD3、CD19およびCD25発現の分布を示す一連のFACSプロットである。
記載するサイトカイン補充、IL-7、IL-15またはIL-7およびIL-15と共に培養後の未操作PBMCおよびCD25枯渇PBMCにおけるCD3およびCD19の分布を示す一連のFACsプロットである。
記載するサイトカイン補充した10日培養後の細胞総数を示すグラフである。
細胞をアフェレーシスにより得た日(0日目)および1日後(1日目)の、2日遺伝子導入した日(0+1日目)の;ドナー細胞を、アフェレーシスにより細胞を得た日に1回遺伝子導入した日(0日目)の;ドナー細胞を、細胞をアフェレーシスにより得た翌日に1回遺伝子導入した日(1日目)の;ドナー細胞を、細胞をアフェレーシスにより得た2日後に1回遺伝子導入した日(2日目)の;そしてドナー細胞を、細胞をアフェレーシスにより得た翌日に1回遺伝子導入した日(3日目)のドナー細胞のレンチウイルス遺伝子導入レベルの指標としての緑色蛍光タンパク質(GFP)シグナル伝達のパーセンテージを示すグラフである。
抗CD3およびCD28ビーズで刺激し、未操作のままにするか(UTD)またはCD19 CAR(CD19.BBz)で形質導入することにより刺激しており、脱ビーズ化し、次いで5日目および9日目に回収した、PBMCの集団倍加(図17A)および平均サイズ(fL)(図17B)における拡張プロファイルを示すグラフを含む。
抗CD3およびCD28ビーズで刺激し、未操作のままにするか(UTD)またはCD19 CAR(CD19.BBz)で形質導入することにより刺激しており、脱ビーズ化し、次いで5日目および9日目に回収した、PMBCで処理したCD19発現K562細胞の溶解パーセントとしての細胞毒性を示すグラフを含む。
抗CD3およびCD28ビーズ(3x28ビーズ)、野生型K562細胞、CD19発現K562細胞、ALL細胞(Nalm6)またはCLL細胞(PI14)で刺激したPBMCの増殖を示すグラフを含む。PBMCは、未操作のままにするか(UTD)またはCD19 CAR(CD19.BBz)で形質導入することにより刺激しており、脱ビーズ化し、次いで5日目および9日目に回収した。
例示的操作スキームの模式図である。
例示的操作スキームの模式図である。
0~9日にわたり拡張させたCTL019 CARを遺伝子導入したドナー細胞の二つの異なる操作バッチ、患者15(左パネル)および患者21(右パネル)、の細胞増殖レベルを示すグラフを含む。
CTL019 CAR、すなわち患者15細胞またはss1-mesoCAR、すなわち患者21細胞のいずれかで遺伝子導入し、アフェレーシス後0~9日にわたり拡張させたドナー細胞の二つの異なる製造バッチの炎症誘発性サイトカイン、IFN-γ、GM-CSF、TNF-αおよびIL-4の産生を示すグラフを含む。
抗CAR19-イディオタイプ抗体ビーズまたは対照ビーズで刺激し、CTL019 CARを遺伝子導入し、5~9日拡張させたドナー細胞におけるIFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-8、IL-2、IL-1β、GM-CSFおよびIL-4産生レベルを示すグラフを含む。無サイトカインまたは低サイトカインレベル(<200pg/ml)を対照ビーズで検出した。
未操作のままにするか(UTD)またはCD19 CAR(CART19)を形質導入し、脱ビーズ化し、次いで5日目および9日目に回収したPBMCのNalm6(ALL)細胞のルシフェラーゼアッセイを使用する総ライセートに基づく細胞死滅を示すグラフを含む。PMBC対Nalm6細胞(エフェクター(E):標的(T))を種々の比で培養した。示されるように、5日目に回収したCART19細胞は、良好な死滅能を有する。
未操作のままにするか(UTD)またはCD19 CAR(CART19)を形質導入し、脱ビーズ化し、次いで5日目および9日目に回収したPBMCの長期インビボ死滅能を示すグラフである。PBMCを、Nalm6細胞を接種した非肥満糖尿病性/重症複合型免疫不全マウスに導入した。
早い時点でのビーズ除去は、細胞喪失を誘導しないことを示す。図27Aは、3日目に磁石によりαCD3/αCD28被覆磁気ビーズを除去する前後の平均T細胞容積および濃度を示すコールター分析である。細胞を、次いで、ビーズ除去後凍結させた。図27Bは、細胞数を磁気ビーズ除去前後で評価した。濃度は類似した。図27Cは、融解前後の同一細胞の平均細胞容積を示す重層である。細胞は、凍結融解工程中その容積を保持する。結果は、少なくとも15の異なる実験の代表である。図27Dは、αCD3/αCD28被覆磁気ビーズ除去前後のT細胞産物の代表的コールター分析を示し、工程の効率を示す。 早い時点でのビーズ除去は、細胞喪失を誘導しないことを示す。図27Aは、3日目に磁石によりαCD3/αCD28被覆磁気ビーズを除去する前後の平均T細胞容積および濃度を示すコールター分析である。細胞を、次いで、ビーズ除去後凍結させた。図27Bは、細胞数を磁気ビーズ除去前後で評価した。濃度は類似した。図27Cは、融解前後の同一細胞の平均細胞容積を示す重層である。細胞は、凍結融解工程中その容積を保持する。結果は、少なくとも15の異なる実験の代表である。図27Dは、αCD3/αCD28被覆磁気ビーズ除去前後のT細胞産物の代表的コールター分析を示し、工程の効率を示す。
活性化され、CD19特定のCAR担持BBzシグナル伝達を形質導入され、活性化から3日目という早期にT細胞培養から回収されたT細胞が、インビトロで強力な、抗原特異的細胞毒性活性を有することを示す。図28A、上部パネル、K562-WT細胞を使用する4時間死滅アッセイ。図28B、下部パネル、K562-19細胞を使用する4時間死滅アッセイ。図28B、上部パネル、IL-7/IL-15(左)またはIL-2(右)を使用する形質導入効率。図28B、中央パネル、IL-2と比較したIL-7/IL-15を使用する集団倍加。図28B、下部パネル、IL-2と比較したIL-7/IL-15を使用する容積。 活性化され、CD19特定のCAR担持BBzシグナル伝達を形質導入され、活性化から3日目という早期にT細胞培養から回収されたT細胞が、インビトロで強力な、抗原特異的細胞毒性活性を有することを示す。図28A、上部パネル、K562-WT細胞を使用する4時間死滅アッセイ。図28B、下部パネル、K562-19細胞を使用する4時間死滅アッセイ。図28B、上部パネル、IL-7/IL-15(左)またはIL-2(右)を使用する形質導入効率。図28B、中央パネル、IL-2と比較したIL-7/IL-15を使用する集団倍加。図28B、下部パネル、IL-2と比較したIL-7/IL-15を使用する容積。
3日目および9日目4-1BBζ CART細胞は、K562-CD19に応答してサイトカインの類似パターンを産生することを示す。IL-2またはIL-7/15含有培地で予め培養された、3日目および9日目CART 19細胞を、K562-CD19(図29Aおよび29B)、培地単独(図29C)と24時間インキュベートした。図29Aおよび図29Bにおける“無抗原”は、細胞がCD19不在野生型K562細胞で刺激されたことを示す。サイトカインを、培養上清においてサイトカインビーズアレイ(Luminex)により測定した。図29Cは、融解24時間後のCART 19 T細胞における代表的サイトカイン産生を示す。サイトカインレベルは最少である。 3日目および9日目4-1BBζ CART細胞は、K562-CD19に応答してサイトカインの類似パターンを産生することを示す。IL-2またはIL-7/15含有培地で予め培養された、3日目および9日目CART 19細胞を、K562-CD19(図29Aおよび29B)、培地単独(図29C)と24時間インキュベートした。図29Aおよび図29Bにおける“無抗原”は、細胞がCD19不在野生型K562細胞で刺激されたことを示す。サイトカインを、培養上清においてサイトカインビーズアレイ(Luminex)により測定した。図29Cは、融解24時間後のCART 19 T細胞における代表的サイトカイン産生を示す。サイトカインレベルは最少である。 3日目および9日目4-1BBζ CART細胞は、K562-CD19に応答してサイトカインの類似パターンを産生することを示す。IL-2またはIL-7/15含有培地で予め培養された、3日目および9日目CART 19細胞を、K562-CD19(図29Aおよび29B)、培地単独(図29C)と24時間インキュベートした。図29Aおよび図29Bにおける“無抗原”は、細胞がCD19不在野生型K562細胞で刺激されたことを示す。サイトカインを、培養上清においてサイトカインビーズアレイ(Luminex)により測定した。図29Cは、融解24時間後のCART 19 T細胞における代表的サイトカイン産生を示す。サイトカインレベルは最少である。
漸進的移行が、TemおよびTcm細胞の比率の増加を伴いながら、より分化型の表現型に向かうことを示す。 漸進的移行が、TemおよびTcm細胞の比率の増加を伴いながら、より分化型の表現型に向かうことを示す。
図31Aは、種々の条件下で産生したCART細胞の効力を試験するための実験構成を示す。図31Bは、マウスのNalm6腫瘍成長減速におけるIL-2処理CART細胞の効力を示す。D3、D5およびD9は、3日目、5日目または9日目に回収されたCART細胞を示す。3e6および0.5e6は、投与したCAR+細胞数を示す。CAR+細胞の割合は図31Cに示す。図31Dは、マウスのNalm6腫瘍成長減速におけるIL-2処理およびIL-7/IL-15処理CART細胞の効力を比較する。 図31Aは、種々の条件下で産生したCART細胞の効力を試験するための実験構成を示す。図31Bは、マウスのNalm6腫瘍成長減速におけるIL-2処理CART細胞の効力を示す。D3、D5およびD9は、3日目、5日目または9日目に回収されたCART細胞を示す。3e6および0.5e6は、投与したCAR+細胞数を示す。CAR+細胞の割合は図31Cに示す。図31Dは、マウスのNalm6腫瘍成長減速におけるIL-2処理およびIL-7/IL-15処理CART細胞の効力を比較する。 図31Aは、種々の条件下で産生したCART細胞の効力を試験するための実験構成を示す。図31Bは、マウスのNalm6腫瘍成長減速におけるIL-2処理CART細胞の効力を示す。D3、D5およびD9は、3日目、5日目または9日目に回収されたCART細胞を示す。3e6および0.5e6は、投与したCAR+細胞数を示す。CAR+細胞の割合は図31Cに示す。図31Dは、マウスのNalm6腫瘍成長減速におけるIL-2処理およびIL-7/IL-15処理CART細胞の効力を比較する。
抗原刺激後、IL-2およびIL-7/15含有培地でのCAR+T細胞のインビトロ拡張。左パネル、健常ヒトドナーからのPBMCをαCD3/αCD28被覆Dynalビーズで0日目に刺激し、1日目に19-BBζをレンチウイルスで形質導入した。これらの細胞を、IL-2またはIL-7/15添加培地で9日拡張させた。T細胞を、隔日で、ビーズベース計数を使用してフローサイトメトリーにより計数した。右パネル、拡張の間の平均T細胞容積(fl)をモニターした。データは、少なくとも6独立ドナーの代表である。
IL-2またはIL-7/15含有培地で培養した3日目および9日目CART19細胞はK562-CD19に応答して増殖し、K562-WTまたは培地単独ではしない。T細胞をCFSEで標識し、K562-CD19、野生型K562または陰性対照としての培地単独で120時間共培養した。増殖T細胞数は、野生型K562または培地単独と比較してK562-CD19に応答して有意に高く、IL-7/15およびIL-2群で同等であった。結果は、2の異なるドナーの代表である。
詳細な記載
定義
他に定義しない限り、ここに使用する全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術の当業者により共通して理解されているのと同じ意味を有する。
単数表現は、対象とする物品が1または1を超える(すなわち、少なくとも1)ことを意味する。例として、“成分”は、1成分または1を超える成分を意味する。
用語“約”は、量、時間的持続などのような測定可能値をいうとき、そのような変動が開示された方法の実施に適する限り、特定された値からの±20%またはある例において±10%またはある例において±5%またはある例において±1%またはある例において±0.1%の変動を包含することを意味する。
用語“キメラ抗原受容体”または代替的に“CAR”は、免疫エフェクター細胞において、細胞に標的細胞、一般に癌細胞に対する特異性および細胞内シグナル形成をもたらす、一般的に最も単純な態様において、2個のポリペプチドのセットをいう。ある態様において、CARは、少なくとも細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび下に定義する刺激性分子および/または共刺激性分子由来の機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞質シグナル伝達ドメイン(ここでは“細胞内シグナル伝達ドメイン”と称する)を含む。ある態様において、ポリペプチドのセットは、同じポリペプチド鎖にある(例えば、キメラ融合タンパク質を含む)。ある態様において、ポリペプチドのセットは互いに隣接していない、例えば、異なるポリペプチド鎖にある。ある態様において、ポリペプチドのセットは、二量体化分子存在下、一方のポリペプチドを他方と連結できる、例えば、抗原結合ドメインを細胞内シグナル伝達ドメインと連結できる、二量体化スイッチを含む。ある態様において、CARの刺激性分子は、T細胞受容体複合体と結合するゼータ鎖である。ある面において、細胞質シグナル伝達ドメインは、一次シグナル伝達ドメイン(例えば、CD3ゼータの一次シグナル伝達ドメイン)を含む。ある態様において、細胞質シグナル伝達ドメインは、さらに、下に定義する少なくとも1共刺激性分子の1以上の機能的シグナル伝達ドメインを含む。ある態様において、共刺激性分子は、ここに記載する共刺激性分子、例えば、4-1BB(すなわち、CD137)、CD27、ICOSおよび/またはCD28である。ある態様において、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび刺激性分子の機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ融合タンパク質である。ある態様において、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび共刺激性分子の機能的シグナル伝達ドメインおよび刺激性分子の機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ融合タンパク質を含む。ある態様において、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび1以上の共刺激性分子の2機能的シグナル伝達ドメインおよび刺激性分子の機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ融合タンパク質を含む。ある態様において、CARは、細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび1以上の共刺激性分子の少なくとも2機能的シグナル伝達ドメインおよび刺激性分子の機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ融合タンパク質を含む。ある態様において、CARは、CAR融合タンパク質のアミノ末端(N末端)に任意のリーダー配列を含む。ある態様において、CARはさらに細胞外抗原結合ドメインのN末端にリーダー配列を含み、ここで、リーダー配列は、所望により細胞プロセスおよびCARの細胞膜への局在化中に抗原結合ドメイン(例えば、scFv)から開裂される。
ここに記載するもののような特異的腫瘍抗原Xを標的とする抗原結合ドメイン(例えば、scFvまたはTCR)を含むCARはXCARとも称する。例えば、CD19を標的とする抗原結合ドメインを含むCARはCD19CARと称する。
用語“シグナル伝達ドメイン”は、第二メッセンジャーの産生によりまたはこのようなメッセンジャーに応答するエフェクターとして機能することにより、規定されたシグナル伝達経路を経て細胞活性を制御するために細胞内で情報を伝達することにより作用するタンパク質の機能的部分をいう。
ここで使用する用語“抗体”は、抗原と特異的に結合する免疫グロブリン分子由来のタンパク質またはポリペプチド配列をいう。抗体は、ポリクローナルでもモノクローナルでも、多鎖でも単鎖でもまたはインタクト免疫グロブリンでもよく、天然源に由来しても組み換え源に由来してもよい。抗体は、免疫グロブリン分子の四量体であり得る。
用語“抗体フラグメント”は、抗原のエピトープと特異的に相互作用する(例えば、結合、立体障害、安定化/不安定化、空間的分布による)能力を保持する、抗体の少なくとも一部分をいう。抗体フラグメントの例は、Fab、Fab’、F(ab’)、Fvフラグメント、scFv抗体フラグメント、ジスルフィド架橋Fvs(sdFv)、VHおよびCH1ドメインからなるFdフラグメント、直線状抗体、sdAbのような単一ドメイン抗体(VLまたはVHいずれか)、ラクダ類VHHドメイン、ヒンジ領域でのジスルフィド架橋により連結された2Fabフラグメントを含む二価フラグメントのような抗体フラグメントから形成される多特異的抗体および単離CDRまたは抗体の他のエピトープ結合フラグメントを含むが、これらに限定されない。抗原結合フラグメントはまた単一ドメイン抗体、マキシボディ、ミニボディ、ナノボディ、イントラボディ、二重特異性抗体、三重特異性抗体、四重特異性抗体、v-NARおよびビス-scFvに取り込まれてもよい(例えば、Hollinger and Hudson, Nature Biotechnology 23:1126-1136, 2005参照)。抗原結合フラグメントを、フィブロネクチンIII型(Fn3)のようなポリペプチドに基づくスキャフォールドに移植もできる(フィブロネクチンポリペプチドミニボディを記載する米国特許6,703,199号参照)。
用語“scFv”は、軽鎖の可変領域を含む少なくとも1抗体フラグメントおよび重鎖の可変領域を含む少なくとも1抗体フラグメントを含む融合タンパク質をいい、ここで、軽鎖および重鎖可変領域は、合成リンカー、例えば、短可動性ポリペプチドリンカーを経て連続的に連結され、一本鎖ポリペプチドとして発現されることができ、ここで、scFvは、それが由来するインタクト抗体の特異性を保持する。特記しない限り、ここで使用するscFvは、例えば、ポリペプチドのN末端およびC末端に関して、VLおよびVH可変領域をいずれかの順序で含んでよく、scFvはVL-リンカー-VHを含んでも、VH-リンカー-VLを含んでもよい。
抗体またはその抗体フラグメントを含むCARの部分は、例えば、単一ドメイン抗体フラグメント(sdAb)、一本鎖抗体(scFv)およびヒト化抗体を含む、抗原結合ドメインが連続的ポリペプチド鎖の一部として発現される多様な形態で存在し得る(Harlow et al., 1999, In: Using Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY; Harlow et al., 1989, In: Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, New York; Houston et al., 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883; Bird et al., 1988, Science 242:423-426)。ある態様において、CARの抗原結合ドメインは抗体フラグメントを含む。さらなる態様において、CARは、scFvを含む抗体フラグメントを含む。
ここで使用する用語“結合ドメイン”または“抗体分子”は、少なくとも1免疫グロブリン可変ドメイン配列を含む、タンパク質、例えば、免疫グロブリン鎖またはそのフラグメントをいう。用語“結合ドメイン”または“抗体分子”は、抗体および抗体フラグメントを包含する。ある態様において、抗体分子は多特異的抗体分子であり、例えば、複数の免疫グロブリン可変ドメイン配列を含み、ここで、該複数の中の第一免疫グロブリン可変ドメイン配列は第一エピトープに結合特異性を有し、該複数の中の第二免疫グロブリン可変ドメイン配列は第二エピトープに結合特異性を有する。ある態様において、多特異的抗体分子は二特異的抗体分子である。二特異的抗体は、2を超えない抗原に特異性を有する。二特異的抗体分子は、第一エピトープに結合特異性を有する第一免疫グロブリン可変ドメイン配列および第二エピトープに結合特異性を有する第二免疫グロブリン可変ドメイン配列により特徴付けられる。
本発明のCARの抗体またはその抗体フラグメントを含む部分は、例えば、単一ドメイン抗体フラグメント(sdAb)、一本鎖抗体(scFv)、ヒト化抗体または二特異的抗体を含む、抗原結合ドメインが連続的ポリペプチド鎖の一部として発現される多様な形態で存在し得る(Harlow et al., 1999, In: Using Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY; Harlow et al., 1989, In: Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, New York; Houston et al., 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883; Bird et al., 1988, Science 242:423-426)。ある面において、本発明のCAR組成物の抗原結合ドメインは抗体フラグメントを含む。さらなる面において、CARは、scFvを含む抗体フラグメントを含む。
用語“抗体重鎖”は、天然に存在する構造において抗体分子に存在する2タイプのポリペプチド鎖の大きい方をいい、通常抗体が属するクラスを決定する。
用語“抗体軽鎖”は、天然に存在する構造において抗体分子に存在する2タイプのポリペプチド鎖の小さい方をいう。カッパ(κ)およびラムダ(λ)軽鎖は、2つの主要な抗体軽鎖アイソタイプをいう。
ここで使用する用語“相補性決定領域”または“CDR”は、抗原特異性および結合親和性を与える、抗体可変領域内のアミノ酸の配列をいう。例えば、一般に、各重鎖可変領域に3CDR(例えば、HCDR1、HCDR2およびHCDR3)および各軽鎖可変領域に3CDR(LCDR1、LCDR2およびLCDR3)がある。あるCDRの正確なアミノ酸配列境界は、Kabat et al. (1991), “Sequences of Proteins of Immunological Interest,” 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD (“Kabat”ナンバリングスキーム)、Al-Lazikani et al., (1997) JMB 273, 927-948 (“Chothia”ナンバリングスキーム)に記載のものまたはこれらの組み合わせを含む、多数の周知スキームのいずれかを使用して決定できる。Kabatナンバリングスキーム下、ある態様において、重鎖可変ドメイン(VH)におけるCDRアミノ酸残基は、31~35(HCDR1)、50~65(HCDR2)および95~102(HCDR3)と番号づけられ、軽鎖可変ドメイン(VL)におけるCDRアミノ酸残基は、24~34(LCDR1)、50~56(LCDR2)および89~97(LCDR3)と番号づけられる。Chothiaナンバリングスキーム下、ある態様において、VHにおけるCDRアミノ酸は26~32(HCDR1)、52~56(HCDR2)および95~102(HCDR3)と番号づけられ、VLにおけるCDRアミノ酸残基は26~32(LCDR1)、50~52(LCDR2)および91~96(LCDR3)と番号づけられる。KabatおよびChothiaナンバリングスキームの組み合わせにおいて、ある態様において、CDRは、Kabat CDR、Chothia CDRまたは両者の一部であるアミノ酸残基に対応する。例えば、ある態様において、CDRは、VH、例えば、哺乳動物VH、例えば、ヒトVHにおけるアミノ酸残基26~35(HCDR1)、50~65(HCDR2)および95~102(HCDR3);およびVL、例えば、哺乳動物VL、例えば、ヒトVLにおけるアミノ酸残基24~34(LCDR1)、50~56(LCDR2)および89~97(LCDR3)に対応する。
用語“組み換え抗体”は、例えば、バクテリオファージまたは酵母発現系により発現された抗体のような、組み換えDNAテクノロジーを使用して産生される抗体をいう。本用語はまた抗体をコードするDNA分子の合成により産生され、該DNA分子が抗体タンパク質または抗体を特定化するアミノ酸配列を発現する抗体を意味するとも解釈されるべきであり、ここで、DNAまたはアミノ酸配列は、当分野で利用可能であり、周知である組み換えDNAまたはアミノ酸配列テクノロジーを使用して得られている。
用語“抗原”または“Ag”は、免疫応答を引き起こす分子をいう。この免疫応答は、抗体産生または特異的免疫適格細胞活性化または両者を含み得る。当業者は、実質的に全てのタンパク質またはペプチドを含むあらゆる巨大分子が、抗原として働き得ることを理解する。さらに、抗原は組み換えまたはゲノムDNAに由来し得る。当業者は、免疫応答を引き起こすタンパク質をコードするヌクレオチド配列または部分的ヌクレオチド配列を含むあらゆるDNAが、それゆえに、本明細書で使用される用語としての“抗原”をコードすると理解する。さらに、当業者は、抗原が必ずしも遺伝子の完全長ヌクレオチド配列によってのみコードされる必要がないことを理解する。本発明は、1を超える遺伝子の部分的ヌクレオチド配列の使用を含み、これらのヌクレオチド配列が、所望の免疫応答を引き起こすポリペプチドをコードするための種々の組み合わせで配置されることを含むが、これらに限定されないことは容易に明らかである。さらに、当業者は、抗原が全く“遺伝子”によりコードされる必要がないことを理解する。抗原は合成により産生できまたは生物学的サンプルから由来できまたはポリペプチド以外の巨大分子であり得る。このような生物学的サンプルは、他の生物学的成分を伴う組織サンプル、腫瘍サンプル、細胞または流体を含み得るが、これらに限定されない。
用語“自己”は、後に再導入される個体と同じ個体由来のあらゆる物質をいう。
用語“同種異系”は、後に物質が導入される個体と同じ種の異なる動物由来のあらゆる物質をいう。2以上の個体は、1以上の座位の遺伝子が同一でないとき、互いに同種異系といえる。ある面において、同じ種の個体からの同種異系物質は、抗原性に相互作用するために遺伝的に十分類似していない可能性がある。
用語“異種”は、異なる種の動物由来のあらゆる物質をいう。
用語“癌”は、異常細胞の未制御の成長により特徴付けられる疾患をいう。癌細胞は、局所性にまたは血流およびリンパ系を通って体の他の部分に拡散できる。種々の癌の例をここに記載し、乳癌、前立腺癌、卵巣癌、子宮頸癌、皮膚癌、膵臓癌、結腸直腸癌、腎臓癌、肝臓癌、脳癌、リンパ腫、白血病、肺癌などを含むが、これらに限定されない。用語“腫瘍”および“癌”はここでは相互交換可能に使用し、例えば、両用語は、固形および液性、例えば、汎発性または循環性、腫瘍を含む。ここで使用する用語“癌”または“腫瘍”は、前悪性ならびに悪性癌および腫瘍を含む。
ここで使用される用語“由来する”は、第一および第二分子の関係を示す。一般に第一分子と第二分子の構造的類似性をいい、第二分子に由来する第一分子に対する処理または源の制限を暗示も含意もしない。例えば、CD3ゼータ分子に由来する細胞内シグナル伝達ドメインの場合、細胞内シグナル伝達ドメインは、必要な機能、すなわち、適切な条件下でシグナルを産生する能力を有するように、十分なCD3ゼータ構造を保持する。細胞内シグナル伝達ドメインを製造する特定の方法に対する制限を暗示または包含せず、例えば、細胞内シグナル伝達ドメインを提供するために、CD3ゼータ配列から出発し、望まない配列を除去するか変異を付して、該細胞内シグナル伝達ドメインに到達しなければならないことは意味しない。
用語“ここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する疾患”は、例えば、癌または悪性腫瘍または骨髄異形成、骨髄異形成症候群もしくは前白血病状態のような前癌状態のような増殖性疾患;またはここに記載する腫瘍抗原を発現する細胞と関係する非癌関連徴候を含む、ここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する疾患またはここに記載する腫瘍抗原を発現する細胞と関係する状態を含むが、これらに限定されない。ある態様において、ここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する癌は血液癌である。ある態様において、ここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する癌は固形癌である。さらにここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する疾患は、例えば、ここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する非典型的および/または非古典的癌、悪性腫瘍、前癌状態または増殖性疾患を含むが、これらに限定されない。ここに記載する腫瘍抗原の発現と関係する非癌関連徴候は、例えば、自己免疫性疾患、(例えば、狼瘡)、炎症性障害(アレルギーおよび喘息)および移植を含むが、これらに限定されない。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞は、腫瘍抗原をコードするmRNAを発現するかまたはいずれかの時点で発現していた。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞は腫瘍抗原タンパク質(例えば、野生型または変異体)を産生し、腫瘍抗原タンパク質は正常レベルまたは減少したレベルで発現され得る。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞は、ある時点で検出可能レベルの腫瘍抗原タンパク質を発現し、その後実質的に検出可能腫瘍抗原タンパク質を産生しない。
用語“CD19の発現と関係する疾患”は、例えば、癌または悪性腫瘍または骨髄異形成、骨髄異形成症候群もしくは前白血病状態のような前癌状態のような増殖性疾患;またはCD19を発現する細胞と関係する非癌関連徴候を含む、CD19の発現と関係する疾患またはCD19を発現する細胞と関係する状態を含むが、これらに限定されない。ある面において、CD19の発現と関係する癌は血液癌である。ある面において、血液癌は白血病またはリンパ腫である。ある面において、CD19の発現と関係する癌は、例えば、急性骨髄白血病(AML)、B細胞急性リンパ系白血病(BALL)、T細胞急性リンパ系白血病(TALL)、急性リンパ系白血病(ALL)を含むが、これらに限定されない、例えば、1以上の急性白血病;例えば、慢性骨髄性白血病(CML)、慢性リンパ系白血病(CLL)を含むが、これらに限定されない1以上の慢性白血病を含むが、これらに限定されない、癌および悪性腫瘍を含むが、これらに限定されない。CD19の発現と関係するさらなる癌または血液学的状態は、例えば、B細胞前リンパ球性白血病、芽細胞性形質細胞様樹状細胞新生物、バーキットリンパ腫、汎発性大B細胞リンパ腫、濾胞性リンパ腫、ヘアリー細胞白血病、小細胞または大細胞濾胞性リンパ腫、悪性リンパ増殖性状態、MALTリンパ腫、マントル細胞リンパ腫(MCL)、辺縁帯リンパ腫、多発性骨髄腫、骨髄異形成および骨髄異形成症候群、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫、血漿芽細胞性リンパ腫、形質細胞様樹状細胞新生物、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、骨髄増殖性新生物;組織球性障害(例えば、肥満細胞障害または芽細胞性形質細胞様樹状細胞新生物);肥満細胞障害、例えば、全身性肥満細胞症または肥満細胞白血病;B細胞前リンパ球性白血病、形質細胞骨髄腫および骨髄血液細胞の無効な産生(または異形成)によりまとめられる種々の血液学的状態の集まりである“前白血病状態”などを含むが、これらに限定されない。さらにCD19の発現と関係する疾患は、例えば、非典型的および/または非古典的癌、悪性腫瘍、前癌状態または増殖性CD19の発現と関係する疾患を含むが、これらに限定されない。CD19の発現と関係する非癌関連徴候は、例えば、自己免疫性疾患、(例えば、狼瘡)、炎症性障害(アレルギーおよび喘息)および移植を含むが、これらに限定されない。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞expressまたはいずれかの時点で発現していた、腫瘍抗原をコードするmRNA。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞は腫瘍抗原タンパク質(例えば、野生型または変異体)を産生し、腫瘍抗原タンパク質は正常レベルまたは減少したレベルで存在し得る。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞は、検出可能レベルの腫瘍抗原タンパク質をある時点で産生し、その後実質的に検出可能腫瘍抗原タンパク質を産生しない。他の態様において、疾患は、CD19陰性癌、例えば、CD19陰性再発癌である。ある態様において、腫瘍抗原(例えば、CD19)発現細胞は、腫瘍抗原をコードするmRNAを発現するまたはいずれかの時点で発現していた。ある態様において、腫瘍抗原(例えば、CD19)発現細胞は腫瘍抗原タンパク質(例えば、野生型または変異体)を産生し、腫瘍抗原タンパク質は正常レベルまたは減少したレベルで存在し得る。ある態様において、腫瘍抗原(例えば、CD19)発現細胞は、検出可能レベルの腫瘍抗原タンパク質をある時点で産生し、その後実質的に検出可能腫瘍抗原タンパク質を産生しない。
用語“B細胞抗原の発現と関係する疾患”は、例えば、癌または悪性腫瘍または骨髄異形成、骨髄異形成症候群もしくは前白血病状態のような前癌状態のような増殖性疾患;またはCD19、CD20、CD22またはROR1の1以上を発現する細胞と関係する非癌関連徴候を含む、CD19、CD20、CD22またはROR1の1以上の発現と関係する疾患またはCD19、CD20、CD22またはROR1の1以上を発現するまたはいずれかの時点で発現していた細胞と関係する状態を含むがこれらに限定されない。誤解がないように付言すれば、B細胞抗原の発現と関係する疾患は、例えば、抗原発現が、例えば、B細胞抗原を標的とする分子、例えば、B細胞標的化CARで処置されているために、下方制御されており、現時点ではB細胞抗原を発現しない細胞と関係する状態を含む。用語“B細胞抗原の発現と関係する疾患”は、ここに記載するCD19の発現と関係する疾患を含む。ある態様において、CAR発現細胞は、B細胞抗原と関係する疾患の処置に使用される。ある態様において、ここでの方法により産生されたCARは、B細胞抗原を標的とする抗原結合ドメインを含む。
ここで使用する用語“再発”は、最初の応答性の期間後、例えば、治療剤、例えば、癌治療剤での最初の処置(例えば、完全応答または部分的応答)後の疾患(例えば、癌)の再出現をいう。最初の応答性の期間は、ある閾値、例えば、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%または1%未満への癌細胞レベルの低下を含み得る。再出現は、ある閾値、例えば、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%または1%を超える、癌細胞レベルの増加を含み得る。例えば、B-ALLの状況において、例えば、再出現は、例えば、完全応答後の、血液、骨髄(>5%)またはいずれかの髄外部位における芽細胞の再出現を含み得る。この状況において、完全応答は、<5%BM芽細胞を含み得る。より一般に、ある態様において、応答(例えば、完全応答または部分的応答)は、検出可能MRD(最小残存疾患)の不在を含み得る。ある態様において、最初の応答性の期間は、少なくとも1日、2日、3日、4日、5日または6日;少なくとも1週、2週、3週または4週;少なくとも1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、6ヶ月、8ヶ月、10ヶ月または12ヶ月;または少なくとも1年、2年、3年、4年または5年続く。
ここで使用する“難治性”は、処置に応答しない疾患、例えば、癌をいう。ある態様において、難治性癌は、処置開始前または処置開示時に処置に抵抗性であり得る。他の態様において、難治性癌は処置中に抵抗性となり得る。難治性癌は抵抗性癌とも呼ばれる。
用語“保存的配列修飾”は、アミノ酸配列を含む抗体または抗体フラグメントの結合特徴に顕著に影響しないまたは変えないアミノ酸修飾をいう。このような保存的修飾は、アミノ酸置換、付加および欠失を含む。修飾は、部位特異的変異誘発およびPCR介在変異誘発のような当分野で知られる標準法により、本発明の抗体または抗体フラグメントに導入され得る。保存的アミノ酸置換は、アミノ酸残基が、類似側鎖を有するアミノ酸残基で置き換えられるものである。類似側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは当分野で定義されている。これらのファミリーは、塩基性側鎖(例えば、リシン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、無電荷極性側鎖(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン、トリプトファン)、非極性側鎖(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン)、ベータ分枝側鎖(例えば、スレオニン、バリン、イソロイシン)および芳香族側鎖(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)を有するアミノ酸を含む。それゆえに、ここに記載するCAR内の1以上のアミノ酸残基を、同じ側鎖ファミリーからの他のアミノ酸残基で置き換えてよく、改変されたCARを、ここに記載する機能的アッセイを使用して試験できる。
用語“刺激”は、刺激性分子(例えば、TCR/CD3複合体またはCAR)とその同族リガンド(またはCARの場合腫瘍抗原)の結合により誘発され、それにより、TCR/CD3複合体を経るシグナル伝達または適切なNK受容体またはCARのシグナル伝達ドメインを経るシグナル伝達を含むが、これらに限定されないシグナル伝達事象に介在する、一次応答をいう。刺激は、ある分子の発現を変え得る。
用語“刺激性分子”は、免疫細胞シグナル伝達経路の少なくともある面について、刺激性の方法で免疫細胞の活性化を制御する、細胞質シグナル伝達配列を提供する免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、B細胞)により発現される分子をいう。ある面において、シグナルは、例えば、TCR/CD3複合体とペプチドを搭載しているMHC分子の結合により開始され、増殖、活性化、分化などを含むが、これらに限定されないT細胞応答の介在に至る、一次シグナルである。刺激性の方法で作用する一次細胞質シグナル伝達配列(“一次シグナル伝達ドメイン”とも称する)は、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフまたはITAMとして知られるシグナル伝達モチーフを含み得る。本発明で特に有用であるITAM含有細胞質シグナル伝達配列の例は、CD3ゼータ、共通FcRガンマ(FCER1G)、FcガンマRIIa、FcRベータ(FcイプシロンR1b)、CD3ガンマ、CD3デルタ、CD3イプシロン、CD79a、CD79b、DAP10およびDAP12に由来するものを含むが、これらに限定されない。本発明の特定のCARにおいて、本発明の任意の1以上のCARの細胞内シグナル伝達ドメインは、細胞内シグナル伝達配列、例えば、CD3ゼータの一次シグナル伝達配列を含む。本発明の特定のCARにおいて、CD3ゼータの一次シグナル伝達配列は、配列番号9として提供される配列(変異体CD3ゼータ)または非ヒト種、例えば、マウス、齧歯類、サル、類人猿などからの等価な残基である。本発明の特定のCARにおいて、CD3ゼータの一次シグナル伝達配列は、配列番号10において提供される配列(野生型ヒトCD3ゼータ)または非ヒト種、例えば、マウス、齧歯類、サル、類人猿などからの等価な残基である。
用語“抗原提示細胞”または“APC”は、表面に主要組織適合複合体(MHC)と複合体化した外来抗原を示す、アクセサリー細胞(例えば、B細胞、樹状細胞など)のような免疫系細胞をいう。T細胞は、これらの複合体を、T細胞受容体(TCR)を使用して認識し得る。APCは抗原を処理し、それをT細胞に提示させる。
ここで使用する用語“細胞内シグナル伝達ドメイン”は、分子の細胞内部分をいう。細胞内シグナル伝達ドメインは、CAR含有細胞、例えば、CART細胞の免疫エフェクター機能を促進するシグナルを産生できる。例えば、CART細胞における、免疫エフェクター機能の例は、サイトカイン分泌を含む、細胞溶解活性およびヘルパー活性を含む。ある態様において、細胞内シグナル伝達ドメインは、エフェクター機能シグナルを伝達し、細胞に特殊化機能の実施を指示するタンパク質の部分である。細胞内シグナル伝達ドメイン全体を用いることができるが、多くの場合全鎖を使用する必要はない。細胞内シグナル伝達ドメインの切断された部分を使用する限り、そしてこのような切断された部分を、エフェクター機能シグナルを伝達する限り、インタクト鎖の代わりに使用し得る。用語細胞内シグナル伝達ドメインは、ゆえに、エフェクター機能シグナル伝達に十分な細胞内シグナル伝達ドメインのあらゆる切断された部分を含むことを意図する。
ある態様において、細胞内シグナル伝達ドメインは、一次細胞内シグナル伝達ドメインを含み得る。一次細胞内シグナル伝達ドメインの例は、一次刺激または抗原依存的刺激を担う分子由来のものを含む。ある態様において、細胞内シグナル伝達ドメインは共刺激性細胞内ドメインを含み得る。共刺激性細胞内シグナル伝達ドメインの例は、共刺激性シグナルまたは抗原非依存的刺激を担う分子由来のものを含む。例えば、CARTの場合、一次細胞内シグナル伝達ドメインはT細胞受容体の細胞質配列を含んでよく、共刺激性細胞内シグナル伝達ドメインは共受容体または共刺激性分子からの細胞質配列を含んでよい。
一次細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフまたはITAMとして知られるシグナル伝達モチーフを含み得る。ITAM含有一次細胞質シグナル伝達配列の例は、CD3ゼータ、FcRガンマ、FcRベータ、CD3ガンマ、CD3デルタ、CD3イプシロン、CD5、CD22、CD79a、CD79b、CD278(“ICOS”)、FcεRIおよびCD66d、CD32、DAP10およびDAP12由来のものを含むが、これらに限定されない。
用語“ゼータ”または代替的に“ゼータ鎖”、“CD3ゼータ”または“TCRゼータ”は、GenBank Acc. No. BAG36664.1として提供されるタンパク質または非ヒト種、例えば、マウス、齧歯類、サル、類人猿などからの等価な残基として定義され、“ゼータ刺激性ドメイン”または代替的に“CD3ゼータ刺激性ドメイン”または“TCRゼータ刺激性ドメイン”は、T細胞活性化に必要な初期シグナルの機能的伝達に十分なゼータ鎖の細胞質ドメインからのアミノ酸残基として定義される。ある面において、ゼータの細胞質ドメインは、GenBank Acc. No. BAG36664.1またはその機能的オルソログである非ヒト種、例えば、マウス、齧歯類、サル、類人猿などからの等価な残基の残基52~164を含む。ある面において、“ゼータ刺激性ドメイン”または“CD3ゼータ刺激性ドメイン”は、配列番号9として提供される配列である。ある面において、“ゼータ刺激性ドメイン”または“CD3ゼータ刺激性ドメイン”は、配列番号10として提供される配列である。
用語“共刺激性分子”は、共刺激性リガンドと特異的に結合し、それにより、増殖のような、しかし、これに限定されないT細胞による共刺激性応答に介在する、T細胞上の同族結合パートナーをいう。共刺激性分子は、効率的免疫応答に必要な、抗原受容体またはそのリガンド以外の細胞表面分子である。共刺激性分子は、MHCクラスI分子、TNF受容体タンパク質、免疫グロブリン様タンパク質、サイトカイン受容体、インテグリン、シグナル伝達リンパ性活性化分子(SLAMタンパク質)、活性化NK細胞受容体、BTLA、Tollリガンド受容体、OX40、CD2、CD7、CD27、CD28、CD30、CD40、CDS、ICAM-1、LFA-1(CD11a/CD18)、4-1BB(CD137)、B7-H3、CDS、ICAM-1、ICOS(CD278)、GITR、BAFFR、LIGHT、HVEM(LIGHTR)、KIRDS2、SLAMF7、NKp80(KLRF1)、NKp44、NKp30、NKp46、CD19、CD4、CD8アルファ、CD8ベータ、IL-2Rベータ、IL-2Rガンマ、IL-7Rアルファ、ITGA4、VLA1、CD49a、ITGA4、IA4、CD49D、ITGA6、VLA-6、CD49f、ITGAD、CD11d、ITGAE、CD103、ITGAL、CD11a、LFA-1、ITGAM、CD11b、ITGAX、CD11c、ITGB1、CD29、ITGB2、CD18、LFA-1、ITGB7、NKG2D、NKG2C、TNFR2、TRANCE/RANKL、DNAM1(CD226)、SLAMF4(CD244、2B4)、CD84、CD96(Tactile)、CEACAM1、CRTAM、Ly9(CD229)、CD160(BY55)、PSGL1、CD100(SEMA4D)、CD69、SLAMF6(NTB-A、Ly108)、SLAM(SLAMF1、CD150、IPO-3)、BLAME(SLAMF8)、SELPLG(CD162)、LTBR、LAT、GADS、SLP-76、PAG/Cbp、CD19aおよびCD83に特異的に結合するリガンドを含むが、これらに限定されない。
共刺激性細胞内シグナル伝達ドメインは、共刺激性分子の細胞内部分をいう。細胞内シグナル伝達ドメインは、由来する分子の細胞内部分全体または天然細胞内シグナル伝達ドメイン全体またはその機能的フラグメントを含み得る。
細胞内シグナル伝達ドメインは、由来する分子の細胞内部分全体または天然細胞内シグナル伝達ドメイン全体またはその機能的フラグメントを含み得る。
用語“4-1BB”は、GenBank Acc. No. AAA62478.2として提供されるアミノ酸配列を有するTNFRスーパーファミリーのメンバーまたは非ヒト種、例えば、マウス、齧歯類、サル、類人猿などからの等価な残基をいい、“4-1BB共刺激性ドメイン”は、GenBank Acc. No. AAA62478.2または非ヒト種、例えば、マウス、齧歯類、サル、類人猿などからの等価な残基のアミノ酸残基214~255として定義される。ある面において、“4-1BB共刺激性ドメイン”は、配列番号7として提供される配列または非ヒト種、例えば、マウス、齧歯類、サル、類人猿などからの等価な残基である。
本明細書で使用する“免疫エフェクター細胞”は、免疫応答、例えば、免疫エフェクター応答の促進に関与する細胞をいう。免疫エフェクター細胞の例は、T細胞、例えば、アルファ/ベータT細胞およびガンマ/デルタT細胞、B細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、ナチュラルキラーT(NKT)細胞、肥満細胞および骨髄由来貪食細胞を含む。
ここで使用する用語“免疫エフェクター機能または免疫エフェクター応答”は、標的細胞の免疫攻撃を増強または促進する、例えば、免疫エフェクター細胞の機能または応答をいう。例えば、免疫エフェクター機能または応答は、標的細胞の死滅または成長もしくは増殖の阻害を促進するTまたはNK細胞の性質をいう。T細胞の場合、一次刺激および共刺激は免疫エフェクター機能または応答の例である。
用語“エフェクター機能”は、細胞の特殊化機能をいう。T細胞のエフェクター機能は、例えば、サイトカイン分泌を含む、細胞溶解活性またはヘルパー活性であり得る。
用語“コード化”は、ヌクレオチドの定義された配列(例えば、rRNA、tRNAおよびmRNA)またはアミノ酸の定義された配列を有する、生物学的過程における他のポリマーおよび巨大分子の合成のための鋳型として働く遺伝子、cDNAまたはmRNAのようなポリヌクレオチドにおけるヌクレオチドの特異的配列の固有の性質およびそれに由来する生物学的性質をいう。それゆえに、遺伝子、cDNAまたはRNAは、その遺伝子に対応するmRNAの転写および翻訳が細胞または他の生物学的系においてタンパク質を産生するならば、タンパク質をコードする。ヌクレオチド配列がmRNA配列と同一であり、通常配列表に提供されるコード鎖および遺伝子またはcDNAの転写の鋳型として使用される非コード鎖の両者を、タンパク質またはその遺伝子もしくはcDNAの他の産物をコードすると称することができる。
特に断らない限り、“アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列”は、互いの縮重バージョンであり、同じアミノ酸配列をコードする全ヌクレオチド配列を含む。用語タンパク質またはRNAをコードするヌクレオチド配列はまたタンパク質をコードするヌクレオチド配列があるバージョンにおいてイントロンを含むのであれば、イントロンも含み得る。
用語“内因性”は、生物、細胞、組織または系由来またはその中で産生されるあらゆる物質をいう。
用語“外来性”は、生物、細胞、組織または系に外から導入されたまたは外で産生されたあらゆる物質をいう。
用語“発現”は、プロモーターにより駆動される特定のヌクレオチド配列の転写および/または翻訳をいう。
用語“導入ベクター”は、単離核酸を含み、単離核酸を細胞の内部に伝達するのに使用できる組成物をいう。直線状ポリヌクレオチド、イオン性または両親媒性化合物と結合したポリヌクレオチド、プラスミドおよびウイルスを含むが、これらに限定されない多数のベクターが当分野で知られる。それゆえに、用語“導入ベクター”は、自己複製プラスミドまたはウイルスを含む。本用語は、さらに、例えば、ポリリシン化合物、リポソームなどのような、核酸の細胞への導入を促進する非プラスミドおよび非ウイルス化合物を含むとも解釈すべきである。ウイルス導入ベクターの例は、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクターなどを含むが、これらに限定されない。
用語“発現ベクター”は、発現するヌクレオチド配列に操作可能に連結した発現制御配列を含む組み換えポリヌクレオチドを含むベクターをいう。発現ベクターは、発現のための十分なシス作用性成分を含み;発現のための他の成分は、宿主細胞により提供されるかまたはインビトロ発現系にあり得る。発現ベクターは、組み換えポリヌクレオチドを取り込むコスミド、プラスミド(例えば、剥き出しまたはリポソーム内に包含)およびウイルス(例えば、レンチウイルス、レトロウイルス、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルス)を含む全ての既知のものを含む。
用語“レンチウイルス”は、レトロウイルス科ファミリーに属する属をいう。レンチウイルスは、非分裂細胞に感染できる点でレトロウイルスの中で独特であり、相当量の遺伝情報を宿主細胞のDNAに伝達でき、それゆえに、遺伝子送達ベクターの最も効率的な方法の一つである。HIV、SIVおよびFIVは、全てレンチウイルスの例である。
用語“レンチウイルスベクター”は、特にMilone et al., Mol. Ther. 17(8): 1453-1464 (2009).により提供される自己不活性化レンチウイルスベクターを含む、レンチウイルスゲノムの少なくとも一部に由来するベクターをいう。臨床で使用し得るレンチウイルスベクターの他の例は、例えば、Oxford BioMedicaからのLENTIVECTOR(登録商標)遺伝子送達テクノロジー、LentigenからのLENTIMAXTMベクター系などを含むが、これらに限定されない。非臨床タイプのレンチウイルスベクターも利用可能であり、当業者に知られる。
用語“相同”または“同一性”は、2重合分子間、例えば、2DNA分子または2RNA分子のような、2核酸分子間または2ポリペプチド分子間のサブユニット配列同一性をいう。2分子の両者におけるサブユニット位置が同じ単量体サブユニットで占拠されているとき、例えば、2DNA分子のある位置がアデニンで占拠されているならば、それらはその位置で相同または同一である。2配列間の相同性は、整合または相同位置の数の直接関数であり、例えば、2配列の位置の半分(例えば、10サブユニット長ポリマーにおける5位置)が相同であるならば、2配列は50%相同であり、位置の90%(例えば、10中9)が整合または相同であるならば、2配列は90%相同である。
非ヒト(例えば、マウス)抗体の“ヒト化”形態は、非ヒト免疫グロブリンに由来する最小配列を含むキメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖またはそのフラグメント(例えばFv、Fab、Fab’、F(ab’)2または抗体の他の抗原結合部分配列)である。大部分について、ヒト化抗体およびその抗体フラグメントは、レシピエントの相補性決定領域(CDR)からの残基が、所望の特異性、親和性および能力を有するマウス、ラットまたはウサギのような非ヒト種(ドナー抗体)のCDR由来の残基で置き換えられる、ヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体または抗体フラグメント)である。ある例において、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒト残基に置き換わる。さらに、ヒト化抗体/抗体フラグメントは、レシピエント抗体にも移入CDRまたはフレームワーク配列にも見られない残基を含み得る。これらの修飾を、さらに洗練し、抗体または抗体フラグメント性能を最適化し得る。一般に、ヒト化抗体またはその抗体フラグメントは、少なくとも1および一般に2、可変ドメインの実質的に全てを含み、ここで、CDR領域の全てまたは実質的に全ては、非ヒト免疫グロブリンに対応し、FR領域の全てまたは相当部分は、ヒト免疫グロブリン配列のものである。ヒト化抗体または抗体フラグメントはまた、一般にヒト免疫グロブリンである、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部も含み得る。さらなる詳細について、Jones et al., Nature, 321: 522-525, 1986; Reichmann et al., Nature, 332: 323-329, 1988; Presta, Curr. Op. Struct. Biol., 2: 593-596, 1992参照。
“完全ヒト”は、分子全体がヒト起源であるまたはヒト形態の抗体または免疫グロブリンと同一のアミノ酸配列からなる、抗体または抗体フラグメントのような免疫グロブリンをいう。
用語“単離”は、天然状態から変えられたまたは除かれたことを意味する。例えば、生存動物に天然に存在する核酸またはペプチドは“単離”されていないが、天然状態での共存物質から一部または完全に分離されている同じ核酸またはペプチドは“単離”されている。単離核酸またはタンパク質は、実質的に精製された形態で存在できまたは、例えば、宿主細胞のような、非天然環境で存在できる。
本発明の状況において、一般に生じる核酸塩基について次の略語を使用する。“A”はアデノシンを指し、“C”はシトシンを指し、“G”はグアノシンを指し、“T”はチミジンを指し、“U”はウリジンを指す。
用語“操作可能に連結”または“転写制御”は、調節性配列および異種核酸配列の、後者の発現を生じる機能的結合をいう。例えば、第一核酸配列は、第一核酸配列が第二核酸配列と機能的関係にあるとき、第二核酸配列と操作可能に連結される。例えば、プロモーターは、プロモーターがコード配列の転写または発現に影響するならば、コード配列に操作可能に連結される。操作可能に連結されたDNA配列は、互いに連続的であってよく、例えば、2タンパク質コード領域を連結する必要があるとき、同じリーディングフレーム内にある。
免疫原性組成物の“非経腸”投与なる用語は、例えば、皮下(s.c.)、静脈内(i.v.)、筋肉内(i.m.)、胸骨内または腫瘍内注射または点滴技術をいう。
用語“核酸”または“ポリヌクレオチド”は、一本鎖または二本鎖形態のデオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)またはDNAまたはRNAとポリマーの組み合わせをいう。用語“核酸”は遺伝子、cDNAまたはmRNAを含む。ある態様において、核酸分子は、合成(例えば、化学合成)されているかまたは組み換えである。特に限定しない限り、本用語は、対照核酸と類似の結合性質を有し、天然に存在するヌクレオチドと類似する態様で代謝される、天然ヌクレオチドの類似体または誘導体を含む核酸を包含する。特に断らない限り、特定の核酸配列はまた、その保存的修飾バリアント(例えば、縮重コドン置換)、アレル、オルソログ、SNPおよび相補的配列ならびに明示的に示す配列を暗黙のうちに包含する。特に、縮重コドン置換は、1以上の選択(または全)コドンの3番目の位置が、混合塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換されている配列の産生により達成できる(Batzer et al., Nucleic Acid Res. 19:5081 (1991); Ohtsuka et al., J. Biol. Chem. 260:2605-2608 (1985);およびRossolini et al., Mol. Cell. Probes 8:91-98 (1994))。
用語“ペプチド”、“ポリペプチド”および“タンパク質”は相互交換可能に使用し、ペプチド結合により共有結合的に連結したアミノ酸残基からなる化合物をいう。タンパク質またはペプチドは少なくとも2アミノ酸を含まなければならず、タンパク質またはペプチド配列に含まれ得るアミノ酸の最大数に制限は課せられていない。ポリペプチドは、ペプチド結合により互いに連結した2以上のアミノ酸を含むあらゆるペプチドまたはタンパク質を含む。ここで使用する用語は、一般に当分野で、例えばペプチド、オリゴペプチドおよびオリゴマーとしても称される短鎖および一般に当分野でタンパク質と呼ばれ、多くのタイプがある長鎖の両者を含む。“ポリペプチド”は、例えば、とりわけ、生物学的活性フラグメント、実質的に相同ポリペプチド、オリゴペプチド、ホモ二量体、ヘテロ二量体、ポリペプチドのバリアント、修飾ポリペプチド、誘導体、アナログ、融合タンパク質を含む。ポリペプチドは、天然ペプチド、組み換えペプチドまたはこれらの組み合わせを含む。
用語“プロモーター”は、ポリヌクレオチド配列の特異的転写開始に必要な、細胞の合成機構または導入された合成機構により認識されるDNA配列をいう。
用語“プロモーター/制御配列”は、プロモーター/制御配列に操作可能に連結した遺伝子産物の発現に必要な核酸配列をいう。ある例において、この配列はコアプロモーター配列であってよく、他の例においては、この配列は、エンハンサー配列および遺伝子産物の発現に必要な他の調節性成分も含んでよい。プロモーター/制御配列は、例えば、遺伝子産物を組織特異的方法で発現させるものである。
用語“構成的”プロモーターは、遺伝子産物をコードするまたは特定化するポリヌクレオチドと操作可能に連結したとき、細胞の大部分または全ての生理学的条件下、細胞で遺伝子産物を産生させるヌクレオチド配列をいう。
用語“誘導性”プロモーターは、遺伝子産物をコードするまたは特定化するポリヌクレオチドと操作可能に連結したとき、実質的にプロモーターに対応するインデューサーが細胞に存在するときのみ、細胞に遺伝子産物を産生させるヌクレオチド配列をいう。
用語“組織特異的”プロモーターは、遺伝子産物をコードするまたは特定化するポリヌクレオチドと操作可能に連結したとき、実質的に細胞がプロモーターに対応する組織タイプの細胞であるときのみ、細胞に遺伝子産物を産生させるヌクレオチド配列をいう。
用語“癌関連抗原”または“腫瘍抗原”は、相互交換可能に、正常細胞と比較して、優先的に癌細胞の表面上に全体的にまたはフラグメント(例えば、MHC/ペプチド)として発現され、物質の癌細胞への優先的標的化に有用である、分子(一般にタンパク質、炭水化物または脂質)をいう。ある態様において、腫瘍抗原は、正常細胞および癌細胞の両者により発現されるマーカー、例えば、細胞系譜マーカー、例えば、B細胞上のCD19である。ある面において、本発明の腫瘍抗原は、原発または転移黒色腫、胸腺腫、リンパ腫、肉腫、肺癌、肝臓癌、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫、白血病、子宮癌、子宮頸癌、膀胱癌、腎臓癌および乳癌、前立腺癌、卵巣癌、膵臓癌のような腺癌などを含むが、これらに限定されない癌に由来する。ある態様において、癌関連抗原は、正常細胞と比較して癌細胞で過発現している、例えば、正常細胞と比較して、1倍過発現、2倍過発現、3倍またはそれ以上過発現している細胞表面分子である。ある態様において、癌関連抗原は、癌細胞での合成が不適切である細胞表面分子、例えば、正常細胞で発現される分子と比較して、欠失、付加または変異を含む分子である。ある態様において、癌関連抗原は、排他的に癌細胞の細胞表面上に全体的にまたはフラグメント(例えば、MHC/ペプチド)として発現され、正常細胞の表面では合成または発現されない。ある態様において、本発明のCARは、MHC提示ペプチドと結合する抗原結合ドメイン(例えば、抗体または抗体フラグメント)を含むCARを含む。通常、内因性タンパク質由来ペプチドは、主要組織適合複合体(MHC)クラスI分子のポケットを満たし、CD8+Tリンパ球のT細胞受容体(TCR)により認識される。MHCクラスI複合体は、全有核細胞により構成的に発現される。癌において、ウイルス特異的および/または腫瘍特異的ペプチド/MHC複合体は、免疫治療のための細胞表面標的の独特なクラスを表す。ヒト白血球抗原(HLA)-A1またはHLA-A2の状況におけるウイルスまたは腫瘍抗原由来ペプチドを標的過するTCR様抗体が記載されている(例えば、Sastry et al., J Virol. 2011 85(5):1935-1942; Sergeeva et al., Blood, 2011 117(16):4262-4272; Verma et al., J Immunol 2010 184(4):2156-2165; Willemsen et al., Gene Ther 2001 8(21):1601-1608; Dao et al., Sci Transl Med 2013 5(176):176ra33; Tassev et al., Cancer Gene Ther 2012 19(2):84-100参照)。例えば、TCR様抗体は、ヒトcFvファージディスプレイライブラリーのようなライブラリーのスクリーニングから同定できる。
scFvの文脈において使用される用語“可動性ポリペプチドリンカー”または“リンカー”は、可変重鎖と可変軽鎖領域を連結させるために、単独でまたは組み合わせて使用する、グリシンおよび/またはセリン残基のようなアミノ酸からなるペプチドリンカーをいう。ある態様において、可動性ポリペプチドリンカーはGly/Serリンカーであり、アミノ酸配列(Gly-Gly-Gly-Ser)n(配列番号15)を含み、ここで、nは1以上の正の整数である。例えば、n=1、n=2、n=3、n=4、n=5、n=6、n=7、n=8、n=9およびn=10。ある態様において、可動性ポリペプチドリンカーは、(Gly4Ser)4(配列番号27)または(Gly4Ser)3(配列番号28)を含むが、これらに限定されない。他の態様において、リンカーは、(Gly2Ser)、(GlySer)または(Gly3Ser)(配列番号29)の複数反復を含む。また本願発明の範囲に包含されるのは、引用により本明細書に包含させるWO2012/138475号に記載のリンカーである。
ここで使用する5’キャップ(RNAキャップ、RNA 7-メチルグアノシンキャップまたはRNA mGキャップとも称する)は、転写開始の直後に、真核メッセンジャーRNAの“前面”または5’末端に付加されている修飾グアニンヌクレオチドである。5’キャップは、第一転写ヌクレオチドに連結する末端基からなる。その存在は、リボソームによる認識およびRNaseからの保護に重要である。キャップ付加は転写と連結され、各々が影響し合うように共転写的に起こる。転写開始直後、合成されているmRNAの5’末端を、RNAポリメラーゼと結合したキャップ合成複合体により結合させる。この酵素複合体は、mRNAキャッピングに必要な化学反応を触媒する。合成は、多工程生化学反応として進む。キャッピング部分を、安定性または翻訳効率のようなmRNAの機能性を調節するために修飾できる。
ここで使用する“インビトロ転写RNA”は、インビトロで合成されているRNA、例えば、mRNAをいう。一般に、インビトロ転写RNAはインビトロ転写ベクターから産生される。インビトロ転写ベクターは、インビトロ転写RNAの産生に使用される鋳型を含む。
ここで使用する“ポリ(A)”は、mRNAにポリアデニル化により結合した一連のアデノシンである。一過性発現のための構築物のある態様において、ポリAは50~5000(配列番号30)であり、例えば、64を超える、例えば、100を超える、例えば、300または400を超えるポリ(A)配列を、局在化、安定性または翻訳効率のようなmRNA機能性を調節するために化学的または酵素的に修飾できる。
ここで使用する“ポリアデニル化”は、メッセンジャーRNA分子へのポリアデニリル基またはその修飾バリアントの共有結合をいう。真核生物において、大部分のメッセンジャーRNA(mRNA)分子は、3’末端でポリアデニル化されている。3’ポリ(A)テイルは、酵素、ポリアデニレートポリメラーゼの作用によりプレmRNAに添加されるアデニンヌクレオチドの長配列(しばしば数百)である。高級真核生物において、ポリ(A)テイルは、特異的配列、ポリアデニル化シグナルを含むトランスクリプト上に付加される。ポリ(A)テイルおよびそれに結合したタンパク質は、エキソヌクレアーゼによる分解からmRNAを保護することを助ける。ポリアデニル化はまた転写終結、mRNAの核からの排出および翻訳にも重要である。ポリアデニル化は、DNAからRNAへの転写直後に核で生じるが、さらに細胞質で後にも起こり得る。転写が終結された後、mRNA鎖は、RNAポリメラーゼと結合したエンドヌクレアーゼ複合体の作用により開裂される。開裂部位は、通常開裂部位近くの塩基配列AAUAAAの存在により特徴付けられる。mRNAが開裂されたら、アデノシン残基を開裂部位の遊離3’末端に添加する。
ここで使用する“一過性”は、非統合導入遺伝子の数時間、数日または数週の期間の発現をいい、ここで、発現の期間は、ゲノムに統合されているまたは宿主細胞における安定なプラスミドレプリコン内に含まれるときの遺伝子の発現期間より短い。
アフェレーシスは、全血を個体から除き、選択成分に分け、残りを循環に戻す方法である。一般に、血液成分の分離のために、遠心性および非遠心性の方法がある。白血球アフェレーシスは、患者の白血球の能動的選択および除去をもたらす。
ここで使用する用語“処置”および“処置する”は、1以上の治療(例えば、本発明のCARのような1以上の治療剤)の投与に起因する、増殖性障害の進行、重症度および/または期間の低減または改善または増殖性障害の1以上の症状(例えば、1以上の認識できる症状)の改善をいう。具体的態様において、用語“処置”および“処置する”は、必ずしも患者により認識され得るものではない、腫瘍の成長のような増殖性障害の少なくとも1の測定可能な身体パラメータの改善をいう。他の態様において、用語“処置”および“処置する”は、例えば、認識できる症状の安定化により、身体的に、例えば、身体パラメータの安定化により、生理学的に、または両者により、増殖性障害の進行を阻止することをいう。他の態様において、用語“処置”および“処置する”は、腫瘍サイズまたは癌性細胞数の低減または安定化をいう。
用語“シグナル伝達経路”は、細胞のある部分から細胞の他の部分へのシグナル伝達に役割を有する多様なシグナル伝達分子間の生化学的関係をいう。用語“細胞表面受容体”は、細胞の膜を超えてシグナルを受け取るおよびシグナルを伝達することができる分子および分子の複合体をいう。
用語“対象”は、免疫応答が惹起され得る生存生物(例えば、哺乳動物、ヒト)を含むことを意図する。
用語“実質的に精製された”細胞は、他の細胞型を本質的に含まない細胞をいう。実質的に精製された細胞はまた、天然に存在する状態では通常関連している他の細胞型から離されている細胞もいう。ある例において、実質的に精製された細胞の集団は、細胞の同種集団をいう。他の例において、本用語は、天然状態では自然に関連している細胞から離されている細胞を単にいう。ある面において、細胞は、インビトロで培養される。他の面において、細胞はインビトロで培養されない。
本発明の状況において、“腫瘍抗原”または“過増殖性障害抗原”または“過増殖性障害と関係する抗原”は、特定の過増殖性障害に共通する抗原をいう。ある態様において、腫瘍抗原は、原発または転移黒色腫、胸腺腫、リンパ腫、肉腫、肺癌、肝臓癌、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫、白血病、子宮癌、子宮頸癌、膀胱癌、腎臓癌および乳癌、前立腺癌、卵巣癌、膵臓癌のような腺癌などを含むが、これらに限定されない癌に由来する。
用語“遺伝子導入”または“形質転換”または“形質導入”は、外来核酸が宿主細胞に移入または導入される過程をいう。“遺伝子導入”または“形質転換”または“形質導入”細胞は、外来核酸が遺伝子導入、形質転換または形質導入されているものである。細胞は、一次対象細胞およびその子孫を含む。
用語“特異的に結合”は、サンプルに存在する同族結合パートナータンパク質により認識および結合される抗体またはリガンドをいうが、該抗体またはリガンドは、サンプルにおける他の分子を実質的に認識または結合しない。
範囲:本明細書をとおして、本発明の種々の面は、範囲の形態で提示され得る。範囲の形態の記載は、単に簡便さかつ簡潔さのためであって、本発明の範囲における確固たる制限として解釈してはならないことは理解されるべきである。したがって、範囲の記載は、その範囲内の全ての可能性のある部分範囲ならびに個々の数値が具体的に開示されていると解釈すべきである。例えば、1~6のような範囲の記載は、1~3、1~4、1~5、2~4、2~6、3~6などのような部分範囲ならびにその範囲内の個々の数、例えば、1、2、2.7、3、4、5、5.3および6の具体的開示と解釈すべきである。他の例として、95~99%同一性のような範囲は、95%、96%、97%、98%または99%同一性を有するものおよび96~99%、96~98%、96~97%、97~99%、97~98%および98~99%同一性のような部分範囲を含む。範囲の広さに関係なく、このことは適用される。
記載
ここに提供されるのは、CAR、例えば、ここに記載するCARで操作できる免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を製造する方法およびそのような細胞を含む反応混合物および組成物である。
ある面において、本発明は、CARを発現するように操作した免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)に関し、ここで、操作された免疫エフェクター細胞は、抗腫瘍性を示す。例示的抗原は、ここに記載する癌関連抗原(すなわち、腫瘍抗原)である。ある面において、細胞をCARで形質転換し、CARは細胞表面に発現される。ある態様において、細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を、CARをコードするウイルスベクターで形質導入する。ある態様において、ウイルスベクターはレトロウイルスベクターである。ある態様において、ウイルスベクターはレンチウイルスベクターである。あるこのような態様において、細胞はCARを安定に発現し得る。他の態様において、細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を、CARをコードする核酸、例えば、mRNA、cDNA、DNAで遺伝子導入する。あるこのような態様において、細胞は、CARを一過性に発現し得る。
さらに、本発明は、CAR発現細胞、例えば、CART組成物および医薬におけるそれらの使用または数ある疾患の中で、癌またはここに記載する腫瘍抗原を発現する細胞または組織が関与するあらゆる悪性腫瘍または自己免疫性疾患を処置する方法を提供する。
ある面において、本発明のCARを、ここに記載する腫瘍抗原を発現する正常細胞の根絶に四湯でき、それにより細胞移植前の細胞コンディショニング治療としての使用に適用可能である。
免疫エフェクター細胞の源
ある態様において、拡張および遺伝子修飾または他の修飾前に、細胞、例えば、T細胞またはナチュラルキラー(NK)細胞の源を対象から得ることができる。対象の例は、ヒト、サル、チンパンジー、イヌ、ネコ、マウス、ラットおよびそれらのトランスジェニック種を含む。T細胞は、末梢血単核細胞、骨髄、リンパ節組織、臍帯血、胸腺組織、感染部位からの組織、腹水、胸水、脾臓組織および腫瘍を含む多数の源から得ることができる。
本発明のある面において、免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞を、FicollTM分離のような当業者に知られる任意の数の技術を使用して、対象から採取した血液から得ることができる。ある面において、個体の循環血からの細胞は、アフェレーシスにより得る。アフェレーシス産物は、一般に、T細胞、単球、顆粒球、B細胞、他の有核白血球を含むリンパ球、赤血球および血小板を含む。ある面において、アフェレーシスにより採取した細胞を、洗浄して血漿フラクションを除いてよく、所望により、細胞を続く処理工程のための適切な緩衝液または培地に加える。ある態様において、細胞をリン酸緩衝化食塩水(PBS)で洗浄する。別の態様において、洗浄溶液はカルシウムを欠き、マグネシウムを欠いてよくまたは全てではないにしても大部分の二価カチオンを欠いていてよい。
カルシウム不在下の最初の活性化工程は、活性化の増強を生じ得る。当業者には容易に認識されるとおり、洗浄工程は、製造業者の指示に従い半自動化“フロースルー”遠心分離(例えば、Cobe 2991 cell processor、Baxter CytoMateまたはHaemonetics Cell Saver 5)を使用することによるような、当分野で知られる方法により達成できる。洗浄後、細胞を、例えば、無Ca、無MgPBS、PlasmaLyte Aのような多様な生体適合性緩衝液または緩衝剤を用いるまたは用いない他の食塩水溶液に再懸濁できる。あるいは、アフェレーシスサンプルの望ましくない成分を除去し、細胞を培養培地に直接再懸濁し得る。
ある面において、T細胞を、赤血球を溶解し、単球を、例えば、PERCOLLTM勾配または向流遠心性水簸により枯渇させることにより、末梢血リンパ球から単離する。
ここに記載する方法は、例えば、ここに記載する、例えば、陰性選択技術を使用する、T調節性細胞枯渇集団、CD25+枯渇細胞である、例えば、特異的免疫エフェクター細胞の亜集団、例えば、T細胞の選択を含み得る。ある態様において、T調節性枯渇細胞の集団は、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%より少ないCD25+細胞を含む。
ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞は、抗CD25抗体もしくはそのフラグメントまたはCD25結合リガンド、例えばIL-2を使用して集団から除去する。ある態様において、抗CD25抗体またはそのフラグメントまたはCD25結合リガンドは基質、例えば、ビーズにコンジュゲートするかまたは基質、例えば、ビーズ上に他にコーティングされる。ある態様において、抗CD25抗体またはそのフラグメントは、ここに記載する基質にコンジュゲートする。
ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞をミルテニーTMからのCD25枯渇剤を使用して、集団から除去する。ある態様において、細胞対CD25枯渇剤比は、1e7細胞対20μLまたは1e7細胞対15μLまたは1e7細胞対10μLまたは1e7細胞対5μLまたは1e7細胞対2.5μLまたは1e7細胞対1.25μLである。ある態様において、例えば、T調節性細胞、例えば、CD25+枯渇について、5億細胞/mlを超えて使用する。さらなる面において、6億、7億、8億または9億細胞/mlの細胞濃度を使用する。
ある態様において、枯渇する免疫エフェクター細胞の集団は、約6×10 CD25+T細胞を含む。他の面において、枯渇する免疫エフェクター細胞の集団は約1×10~1×1010 CD25+T細胞およびその間の任意の整数値を含む。ある態様において、得られた集団T調節性枯渇細胞は、2×10以下のT調節性細胞、例えば、CD25+細胞(例えば、1×10、5×10、1×10、5×10、1×10以下のCD25+細胞)を有する。
ある態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+細胞を、例えば、チューブ162-01のような、枯渇チューブセットを備えたCliniMACシステムを使用して集団から除去する。ある態様において、CliniMACシステムを、例えば、DEPLETION2.1のような枯渇設定で作動させる。
特定の理論に縛られることを望まないが、対象におけるアフェレーシス前またはCAR発現細胞産物の製造中の免疫細胞の負のレギュレーターのレベルの低減(例えば、望まない免疫細胞、例えば、TREG細胞の数の減少)は、対象再発のリスクを顕著に低減させる。例えば、TREG細胞を枯渇する方法が当分野で知られる。TREG細胞を減少させる方法は、シクロホスファミド、抗GITR抗体(ここに記載の抗GITR抗体)、CD25枯渇、mTOR阻害物質およびこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
ある態様において、製造方法は、CAR発現細胞製造前のTREG細胞数減少(例えば、枯渇)を含む。例えば、製造方法は、サンプル、例えば、アフェレーシスサンプルと抗GITR抗体および/または抗CD25抗体(またはそのフラグメントまたはCD25結合リガンド)を接触させ、例えば、CAR発現細胞(例えば、T細胞、NK細胞)産物製造前にTREG細胞を枯渇させることを含む。
特定の理論に縛られることを望まないが、対象におけるアフェレーシス前またはCAR発現細胞産物の製造中の、免疫細胞の負のレギュレーターのレベルの低減(例えば、望まない免疫細胞、例えば、TREG細胞数の減少)は、対象の再発のリスクを低減させ得る。ある態様において、対象を、CAR発現細胞産物製造用の細胞採取前にTREG細胞を減少させる1以上の治療で前処置し、それによりCAR発現細胞処置に対する対象再発のリスクを軽減する。ある態様において、TREG細胞を減少する方法は、対象へのシクロホスファミド、抗GITR抗体、CD25枯渇またはこれらの組み合わせの1以上の投与を含むが、これらに限定されない。ある態様において、TREG細胞を減少する方法は、対象へのシクロホスファミド、抗GITR抗体、CD25枯渇、mTOR阻害物質またはこれらの組み合わせの1以上の投与を含むが、これらに限定されない。シクロホスファミド、抗GITR抗体、CD25枯渇またはこれらの組み合わせの1以上の投与は、CAR発現細胞産物の点滴前、中または後に行い得る。シクロホスファミド、抗GITR抗体、CD25枯渇、mTOR阻害物質またはこれらの組み合わせの1以上の投与は、CAR発現細胞産物の点滴前、中または後に行い得る。
ある態様において、製造方法は、CAR発現細胞製造前のTREG細胞の数の減少(例えば、枯渇)を含む。例えば、製造方法は、サンプル、例えば、アフェレーシスサンプルと、抗GITR抗体および/または抗CD25抗体(またはそのフラグメントまたはCD25結合リガンド)を接触させ、例えば、CAR発現細胞(例えば、T細胞、NK細胞)産物の製造前にTREG細胞を枯渇させることを含む。
ある態様において、対象を、CAR発現細胞産物製造用の細胞の採取前にシクロホスファミドで前処置し、それによりCAR発現細胞処置に対する対象再発のリスクを軽減する(例えば、CTL019処置)。ある態様において、対象をCAR発現細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)産物製造用の細胞の採取前に抗GITR抗体で前処置し、それによりCAR発現細胞処置に対する対象再発のリスクを軽減する。
ある態様において、CAR発現細胞(例えば、T細胞、NK細胞)製造法は、CAR発現細胞(例えば、T細胞、NK細胞)産物(例えば、CTL019産物)の製造前にTREG細胞を枯渇させるように修飾される。ある態様において、CD25枯渇を使用して、CAR発現細胞(例えば、T細胞、NK細胞)産物(例えば、CTL019産物)の製造前にTREG細胞を枯渇させる。
ある態様において、除去する細胞の集団は、調節性T細胞でも腫瘍細胞でもないが、CART細胞の増殖および/または機能に他の態様で負に影響する細胞、例えばCD14、CD11b、CD33、CD15または潜在的免疫抑制性細胞により発現される他のマーカーを発現する細胞である。ある態様において、このような細胞は、調節性T細胞および/または腫瘍細胞と同時にまたはそれらの枯渇後にまたは他の順番で除去することが企図される。
ここに記載する方法は、1を超える選択工程、例えば、1を超える枯渇工程を含み得る。陰性選択によるT細胞集団の富化は、例えば、陰性に選択される細胞に独特な表面マーカーを指向する抗体と組み合わせて、達成できる。一つの方法は、陰性に選択される細胞に存在する細胞表面マーカーを指向するモノクローナル抗体のカクテルを使用する陰性磁気免疫付着またはフローサイトメトリーによる細胞選別および/または選択である。例えば、陰性選択によりCD4+細胞を富化するために、モノクローナル抗体カクテルは、CD14、CD20、CD11b、CD16、HLA-DRおよびCD8に対する抗体を含み得る。
ここに記載する方法は、さらに腫瘍抗原、例えば、CD25を含まない腫瘍抗原、例えば、CD19、CD30、CD38、CD123、CD20、CD14またはCD11bを発現する集団から細胞を除去し、それによりCAR、例えば、ここに記載するCARの発現に適するT調節性枯渇、例えば、CD25+枯渇および腫瘍抗原枯渇細胞の集団を提供することを含み得る。ある態様において、腫瘍抗原発現細胞を、T調節性、例えば、CD25+細胞と同時に除去する。例えば、抗CD25抗体またはそのフラグメントおよび抗腫瘍抗原抗体またはそのフラグメントを、細胞または抗CD25抗体もしくはそのフラグメントの除去に使用できる同じ基質、例えば、ビーズに結合でき、または抗腫瘍抗原抗体またはそのフラグメントを、混合物が細胞の除去に使用できる別々のビーズに結合できる。他の態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+細胞の除去および腫瘍抗原発現細胞の除去は逐次的であり、例えば、いずれの順番でも起こり得る。
チェックポイント阻害物質、例えば、ここに記載するチェックポイント阻害物質を発現する集団、例えば、PD1+細胞、LAG3+細胞およびTIM3+細胞の1以上から細胞を除去し、それによりT調節性枯渇、例えば、CD25+枯渇細胞およびチェックポイント阻害物質枯渇細胞、例えば、PD1+、LAG3+および/またはTIM3+枯渇細胞の集団を提供する方法も提供される。例示的チェックポイント阻害物質は、例えば、ここに記載するような、PD1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(例えば、CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFR(例えば、TGFRベータ)を含む。ある態様において、チェックポイント阻害物質発現細胞を、T調節性、例えば、CD25+細胞と同時に除去する。例えば、抗CD25抗体またはそのフラグメントおよび抗チェックポイント阻害物質抗体またはそのフラグメントを、細胞の除去に使用できるのと同じビーズに結合できまたは抗CD25抗体またはそのフラグメントおよび抗チェックポイント阻害物質抗体またはそのフラグメントを、混合物が細胞の除去に使用できる別々のビーズに結合できる。他の態様において、T調節性細胞、例えば、CD25+細胞の除去およびチェックポイント阻害物質発現細胞の除去は逐次的であり、例えば、いずれの順番でも起こり得る。
ここに記載する方法は、陽性選択工程を含み得る。例えば、T細胞は、所望のT細胞の陽性選択に十分な時間、DYNABEADS(登録商標)M-450 CD3/CD28 Tのような抗CD3/抗CD28(例えば、3x28)コンジュゲートビーズとのインキュベーションにより単離できる。ある態様において、時間は約30分である。さらなる態様において、時間は、30分~36時間またはそれより長い範囲およびその間の全ての整数値である。さらなる態様において、時間は少なくとも1時間、2時間、3時間、4時間、5時間または6時間である。さらに他の態様において、時間は10~24時間、例えば、24時間である。長いインキュベーション時間を使用して、腫瘍組織または免疫不全個体からの腫瘍浸潤性リンパ球(TIL)の単離のような、他の細胞型と比較してT細胞が少ない、あらゆる状況においてT細胞を単離し得る。さらに、長いインキュベーション時間の使用は、CD8+T細胞の捕捉効率を上げ得る。それゆえに、単にT細胞をCD3/CD28ビーズに結合させる時間を長くしたり短くしたりするおよび/またはビーズ対T細胞比を増加させたり減らしたりするだけで(さらにここに記載するように)、T細胞の亜集団は、開始時または工程中の他の時点で優先的に選択され得る。さらに、ビーズまたは他の表面上の抗CD3および/または抗CD28抗体の比を増加させたり減らしたりすることにより、T細胞の亜集団を、培養開始時または他の所望の時点で優先的に選択できる。
ある態様において、IFN-γ、TNFα、IL-17A、IL-2、IL-3、IL-4、GM-CSF、IL-10、IL-13、グランザイムBおよびパーフォリンの1以上または他の適切な分子、例えば、他のサイトカインを発現するT細胞集団を選択できる。細胞発現をスクリーニングする方法は、例えば、PCT公開WO2013/126712号に記載の方法により決定できる。
陽性または陰性選択による所望の細胞の集団の単離のために、細胞および表面(例えば、ビーズのような粒子)の濃度は変わり得る。ある面において、細胞とビーズの最大接触を確実にするために、ビーズと細胞を共に混合する容積を顕著に減少させることが望ましいことがある(例えば、細胞の濃度の増加)。例えば、ある面において、100億細胞/ml、90億/ml、80億/ml、70億/ml、60億/mlまたは50億/mlの濃度を使用する。ある面において、10億細胞/mlの濃度を使用する。さらにある面において、7500万、8000万、8500万、9000万、9500万または1億細胞/mlの細胞の濃度を使用する。さらなる面において、1億2500万または1億5000万細胞/mlの濃度を使用できる。
高濃度の使用は、細胞収量、細胞活性化および細胞拡張を増加させ得る。さらに、高細胞濃度の使用は、CD28陰性T細胞のような目的の標的抗原を弱くしか発現し得ない細胞のまたは多くの腫瘍細胞が存在するサンプル(例えば、白血病血液、腫瘍組織など)からのより効率的捕捉を可能にする。このような細胞の集団は治療価値を有し得て、得ることが望まれる。例えば、高濃度の細胞の使用は、通常弱いCD28発現を有するCD8+T細胞のより効率的な選択を可能にする。
関連する面において、低濃度の細胞を使用することが望ましいことがある。T細胞および表面(例えば、ビーズのような粒子)の混合物を大幅に希釈することにより、粒子と細胞の相互作用が最小化される。これは、粒子に結合する所望の抗原を高量発現する細胞について選択される。例えば、CD4+T細胞は高レベルのCD28を発現し、希釈濃度においてCD8+T細胞より効率的に捕捉される。ある面において、使用する細胞の濃度は5×10/mlである。他の面において、使用する濃度は、約1×10/ml~1×10/mlおよびその間の任意の整数値であり得る。
他の面において、細胞を、2~10℃または室温で、種々の長さの時間、種々の速度で回転振盪機上でインキュベートし得る。
ある態様において、複数の免疫エフェクター細胞の集団はジアグリセロールキナーゼ(DGK)を発現せず、例えば、DGK欠損である。ある態様において、複数の免疫エフェクター細胞の集団はイカロスを発現せず、例えば、イカロス欠損である。ある態様において、複数の免疫エフェクター細胞の集団はDGKおよびイカロスを発現せず、例えば、DGKおよびイカロス両者の欠損である。
刺激のためのT細胞も洗浄工程後凍結できる。理論に縛られることを望まないが、凍結およびその後の融解工程は、細胞集団における顆粒球およびある程度単球を除去することにより、より均一な産物を提供する。血漿および血小板を除去する洗浄工程後、細胞を凍結用溶液に懸濁させ得る。多くの凍結用溶液およびパラメータが当分野で知られ、この目的に有用であるが、ある方法は、20%DMSOおよび8%ヒト血清アルブミン含有PBSまたは10%デキストラン40および5%デキストロース、20%ヒト血清アルブミンおよび7.5%DMSOまたは31.25%PlasmaLyte A、31.25%デキストロース5%、0.45%NaCl、10%デキストラン40および5%デキストロース、20%ヒト血清アルブミンおよび7.5%DMSO含有培養培地または他の適当な例えば、HespanおよびPlasmaLyte Aを含む細胞凍結培地の使用を含み、これを、1°/分の速度で-80℃まで冷却凍結させ、液体窒素保存タンクの蒸気相で保存する。制御凍結の他の方法および即座に-20℃または液体窒素中での非制御凍結も使用し得る。
ある面において、凍結保存細胞をここに記載のように融解し、洗浄し、本発明の方法を使用する活性化前に、1時間室温で休息させる。
本発明の状況においてまた企図されるのは、ここに記載する拡張した細胞が必要である場合の一定の時間前での、対象からの血液サンプルまたはアフェレーシス産物の採取である。そのために、拡張する細胞の源を必要な任意の時点で採取し、T細胞のような所望の細胞を、ここに記載するもののような、免疫エフェクター細胞治療により利益を受けるあらゆる数の疾患または状態のための免疫エフェクター細胞治療における後の使用のために単離し、凍結し得る。ある面において血液サンプルまたはアフェレーシス産物を一般に健常対象から採る。ある面において、血液サンプルまたはアフェレーシス産物を、疾患を発症するリスクがあるがまだ疾患を発症していない一般に健常対象から採り、目的の細胞を後の使用のために単離および凍結する。ある面において、T細胞を後の時点で、拡張させ、凍結し、使用し得る。ある面において、サンプルを、ここに記載する特定の疾患の診断直後であって処置前に患者から採取する。さらなる面において、細胞を、ナタリズマブ、エファリズマブ、抗ウイルス剤、化学療法、放射線、シクロスポリン、アザチオプリン、メトトレキサート、ミコフェノレートおよびFK506のような免疫抑制剤、抗体またはキャンパス、抗CD3抗体、シトキサン、フルダラビン、シクロスポリン、FK506、ラパマイシン、ミコフェノール酸、ステロイド、FR901228および放射線のような他の免疫除去剤のような因子での処置を含むが、これらに限定されない、任意の数の適切な処置モダリティの前に、対象からの血液サンプルまたはアフェレーシス産物から単離する。
本発明のさらなる面において、T細胞を、対象に機能的T細胞を残す処置後直接患者から得る。この点に関し、ある癌処置、特に免疫系を損傷させる薬物での処置後、患者が通常該処置から回復するであろう期間の間の処置直後、得られるT細胞の品質が最適であるかまたはエクスビボで拡張する能力が改善している可能性が観察されている。同様に、ここに記載する方法を使用するエクスビボ操作後、これらの細胞は、生着およびインビボ拡張増強に好ましい状態であり得る。それゆえに、本発明の状況においては、この回復期間中に造血細胞系譜のT細胞、樹状細胞または他の細胞を含む血液細胞を採取することが企図される。さらに、ある面において、可動化(例えば、GM-CSFでの可動か)およびコンディショニングレジメンを使用して、特に治療後の一定の時間枠内で、特定の細胞型の再増殖、再循環、再生および/または拡張が好ましい対象における状態の創出のために使用できる。細胞型の例は、T細胞、B細胞、樹状細胞および免疫系の他の細胞を含む。
ある態様において、CAR分子、例えば、ここに記載するCAR分子を発現する免疫エフェクター細胞は、低い、免疫増強用量のmTOR阻害物質を受けている対象から得る。ある態様において、CARを発現するように操作される、免疫エフェクター細胞の集団、例えば、T細胞を、対象におけるまたは対象から採取されている、PD1陰性免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞のレベルまたはPD1陰性免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞/PD1陽性免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞の比が、少なくとも一過性に増加するように、低い、免疫増強用量のmTOR阻害物質の十分な時間または十分な用量の投与後に採取する。

他の態様においてCARを発現するように操作されているまたは操作される免疫エフェクター細胞の集団、例えば、T細胞を、エクスビボで、PD1陰性免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞の数を増加させるまたはPD1陰性免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞/PD1陽性免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞の比を増加させる量のmTOR阻害物質のとの接触により処理できる。
本発明の方法は、5%以下、例えば2%の、ヒトAB血清を含む培養培地条件を使用し、既知培養培地条件および組成物、例えばSmith et al., “Ex vivo expansion of human T cells for adoptive immunotherapy using the novel Xeno-free CTS Immune Cell Serum Replacement” Clinical & Translational Immunology (2015) 4, e31; doi:10.1038/cti.2014.31に記載のものを用いることができることは認識される。
ある態様において、本発明の方法は、無血清培地を含む培養培地条件を利用できる。ある態様において、無血清培地は、OpTmizer CTS(LifeTech)、Immunocult XF(Stemcell technologies)、CellGro(CellGenix)、TexMacs(Miltenyi)、Stemline(Sigma)、Xvivo15(Lonza)、PrimeXV(Irvine Scientific)またはStemXVivo(RandD systems)である。無血清培地に、LifeTechからのICSR(免疫細胞血清置換)のような血清代替で補い得る。血清代替(例えば、ICSR)のレベルは、例えば、最大5%、例えば、約1%、2%、3%、4%または5%であり得る。
ある態様において、T細胞集団は、ジアグリセロールキナーゼ(DGK)欠損である。DGK欠損細胞は、DGK RNAもしくはタンパク質を発現しないまたはDGK活性が低減または阻止されている細胞を含む。DGK欠損細胞は、DGK発現を低減または阻止するための遺伝的アプローチ、例えば、RNA干渉剤、例えば、siRNA、shRNA、miRNAの投与により産生できる。あるいは、DGK欠損細胞を、ここに記載するDGK阻害物質での処置により産生できる。
ある態様において、T細胞集団は、イカロス欠損である。イカロス欠損細胞は、イカロス RNAもしくはタンパク質を発現しないまたはイカロス活性が低減または阻止されている細胞を含み、イカロス欠損細胞は、イカロス発現を低減または阻止するための遺伝的アプローチ、例えば、RNA干渉剤、例えば、siRNA、shRNA、miRNAの投与により産生できる。あるいは、イカロス欠損細胞は、イカロス阻害物質、例えば、レナリドマイドでの処置により産生できる。
ある態様において、T細胞集団は、DGK欠損およびイカロス欠損であり、例えば、DGKおよびイカロスを発現しないまたはDGKおよびイカロス活性が低減または沿いされている。このようなDGKおよびイカロス欠損細胞を、ここに記載する任意の方法により産生できる。
ある態様において、NK細胞を対象から得る。他の態様において、NK細胞は、NK細胞株、例えば、NK-92細胞株(Conkwest)である。
同種異系CAR
ここに記載する態様において、免疫エフェクター細胞は同種異系免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞またはNK細胞であり得る。例えば、細胞は、同種異系T細胞、例えば機能的T細胞受容体(TCR)および/またはヒト白血球抗原(HLA)、例えば、HLAクラスIおよび/またはHLAクラスIIの発現を欠く同種異系T細胞、であり得る。
機能的TCRを欠くT細胞は、例えば、表面にいかなる機能的TCRも発現しないように操作され、機能的TCRを含む1以上のサブユニットを発現しないように操作され(例えば、TCRアルファ、TCRベータ、TCRガンマ、TCRデルタ、TCRイプシロンおよび/またはTCRゼータを発現しない(または発現が低減する)ように操作される)または表面にごくわずかな機能的TCRを生じるように操作されることができる。あるいは、T細胞は、例えば、TCRのサブユニットの1以上の変異または切断形態の発現により、実質的に障害されたTCRを発現し得る。用語“実質的に障害されたTCR”は、このTCRが宿主における有害な免疫反応を惹起しないことを意味する。
ここに記載するT細胞は、例えば、表面に機能的HLAを発現しないように操作され得る。例えば、ここに記載するT細胞は、細胞表面発現HLA、例えば、HLAクラス1および/またはHLAクラスIIが下方制御されるように操作され得る。ある態様において、HLAの下方制御は、ベータ-2ミクログロブリン(B2M)発現の低減または除去により達成され得る。
ある態様において、T細胞は、機能的TCRおよび機能的HLA、例えば、HLAクラスIおよび/またはHLAクラスIIを欠くことができる。
機能的TCRおよび/またはHLAの発現を欠く修飾T細胞を、TCRまたはHLAの1以上のサブユニットのノックアウトまたはノックダウンを含む、何らかの適当な手段により得ることができる。例えば、T細胞は、siRNA、shRNA、クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)、転写アクティベーター様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)または亜鉛フィンガーエンドヌクレアーゼ(ZFN)を使用するTCRおよび/またはHLAのノックダウンを含み得る。
ある態様において、同種異系細胞は、例えばここに記載するいずれかの方法により、阻害性分子を発現しないまたは低レベルでしか発現しない細胞であり得る。例えば、細胞は、例えば、CAR発現細胞が免疫エフェクター応答を搭載する能力を低減できる、阻害性分子を発現しないまたは低レベルでしか発現しない細胞であり得る。阻害性分子の例は、PD1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(例えば、CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFR(例えば、TGFRベータ)を含む。阻害性分子の、例えば、DNA、RNAまたはタンパク質レベルでの阻害による阻害は、CAR発現細胞性能を最適化できる。ある態様において、例えば、ここに記載するような、阻害性核酸、例えば、阻害性核酸、例えば、dsRNA、例えば、siRNAまたはshRNA、クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)、転写アクティベーター様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)または亜鉛フィンガーエンドヌクレアーゼ(ZFN)を使用できる。
TCRまたはHLAを阻害するためのsiRNAおよびshRNA
ある態様において、TCR発現および/またはHLA発現は、細胞、例えば、T細胞において、TCRおよび/またはHLAおよび/またはここに記載する阻害性分子(例えば、PD1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(例えば、CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFRベータ)をコードする核酸を標的とするsiRNAまたはshRNAを使用して阻害できる。
siRNAおよびshRNAのための発現系および例示的shRNAは、例えば、全体を引用により本明細書に包含させる、2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ649および650に記載される。
TCRまたはHLAを阻害するためのCRISPR
ここで使用する“CRISPR”または“TCRおよび/またはHLAに対するCRISPR”または“TCRおよび/またはHLAを阻害するためのCRISPR”は、一連のクラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピートまたはこのような一連の反復を含む系をいう。ここで使用する“Cas”は、CRISPR関連タンパク質をいう。“CRISPR/Cas”系は、細胞、例えば、T細胞において、TCRおよび/またはHL遺伝子および/またはここに記載する阻害性分子(例えば、PD1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(例えば、CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFRベータ)の発現抑制または変異に使用できる、CRISPRおよびCasに由来する系をいう。
CRISPR/Cas系およびその使用は、例えば、全体を引用により本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ651~658に記載されている。
TCRおよび/またはHLAを阻害するためのTALEN
“TALEN”または“HLAおよび/またはTCRに対するTALEN”または“HLAおよび/またはTCRを阻害するためのTALEN”は、細胞、例えば、T細胞において、HLAおよび/またはTCR遺伝子および/またはここに記載する阻害性分子(例えば、PD1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(例えば、CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFRベータ)の編集に使用できる人工ヌクレアーゼである、転写アクティベーター様エフェクターヌクレアーゼをいう。
TALENおよびその使用は、例えば、全体を引用により本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ659~665に記載される。
HLAおよび/またはTCRを阻害するための亜鉛フィンガーヌクレアーゼ
“ZFN”または“亜鉛フィンガーヌクレアーゼ”または“HLAおよび/またはTCRに対するZFN”または“HLAおよび/またはTCRを阻害するためのZFN”は、細胞、例えば、T細胞において、HLAおよび/またはTCR遺伝子および/またはここに記載する阻害性分子(例えば、PD1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(例えば、CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFRベータ)の編集に使用できる人工ヌクレアーゼである、亜鉛フィンガーヌクレアーゼをいう。
ZFNおよびその使用は、例えば、全体を引用により本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ666~671に記載される。
テロメラーゼ発現
テロメアは、体細胞残留性に重要な役割を有し、その長さはテロメラーゼ(TERT)により維持される。CLL細胞のテロメア長は極めて短い可能性があり(Roth et al., “Significantly shorter telomeres in T-cells of patients with ZAP-70+/CD38 chronic lymphocytic leukaemia” British Journal of Haematology, 143, 383-386., August 28 2008)、製作CAR発現細胞、例えば、CART19細胞ではさらに短い可能性があり、養子移入後の患者における拡張の可能性を制限する。テロメラーゼ発現は、CAR発現細胞を複製疲弊から救出できる。
何らかの特定の理論に縛られることを望まないが、ある態様において、治療的T細胞は、T細胞の短いテロメアにより、患者において短期残留性を有し、したがって、テロメラーゼ遺伝子を伴う遺伝子導入は、T細胞のテロメアを延長し、患者におけるT細胞の残留性を改善できる。Carl June, “Adoptive T cell therapy for cancer in the clinic”, Journal of Clinical Investigation, 117:1466-1476 (2007)参照。それゆえに、ある態様において、免疫エフェクター細胞、例えば、T細胞は、テロメラーゼサブユニット、例えば、テロメラーゼの触媒的サブユニット、例えば、TERT、例えば、hTERTを異所性に発現する。ある面において、本発明は、細胞とテロメラーゼサブユニット、例えば、テロメラーゼの触媒的サブユニット、例えば、TERT、例えば、hTERTをコードする核酸を接触させることを含む、CAR発現細胞を産生する方法を提供する。細胞を、CARをコードする構築物との接触前に、同時にまたは後に該核酸と接触させ得る。
テロメラーゼ発現は、安定(例えば、核酸は細胞のゲノムに統合され得る)でも、一過性(例えば、核酸は統合されず、発現は一定期間、例えば、数日後に減弱する)でもよい。安定な発現は、細胞にテロメラーゼサブユニットおよび選択可能マーカーをコードするDNAを遺伝子導入または形質導入し、安定な組み込み体を選択することにより達成できる。それとは別にまたは組み合わせて、安定な発現は、例えば、Cre/LoxまたはFLP/FRT系を使用する、部位特異的組換えにより達成し得る。
一過性発現は、核酸、例えば、DNAまたはMRNAのようなRNAでの遺伝子導入または形質導入を含み得る。ある態様において、一過性mRNA遺伝子導入は、TERTでの安定な遺伝子導入に時々関係する遺伝的不安定性を避ける。外来テロメラーゼ活性の一過性発現は、例えば、全体を引用により本明細書に包含する国際出願WO2014/130909号に記載させる。ある態様において、テロメラーゼサブユニットのmRNAベースの遺伝子導入は、Moderna Therapeuticsにより市販のメッセンジャーRNA TherapeuticsTMプラットフォームにより実施する。例えば、方法は、米国特許8710200号、8822663号、8680069号、8754062号、8664194号または8680069号に記載された方法であり得る。
ある態様において、hTERTは、GenBank Protein ID AAC51724.1のアミノ酸配列を有する(Meyerson et al., “hEST2, the Putative Human Telomerase Catalytic Subunit Gene, Is Up-Regulated in Tumor Cells and during Immortalization” Cell Volume 90, Issue 4, 22 August 1997, Pages 785-795):
Figure 2022050420000002
(配列番号108)
ある態様において、hTERTは、配列番号108の配列と少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一の配列を有する。ある態様において、hTERTは、配列番号108の配列を有する。ある態様において、hTERTは、N末端、C末端または両端に欠失(例えば、5、10、15、20または30アミノ酸を超えない)を含む。ある態様において、hTERTは、N末端、C末端または両端にトランスジェニックアミノ酸配列(例えば、5、10、15、20または30アミノ酸を超えない)を含む。
ある態様において、hTERTは、GenBank Accession No. AF018167の核酸配列によりコードされる(Meyerson et al., “hEST2, the Putative Human Telomerase Catalytic Subunit Gene, Is Up-Regulated in Tumor Cells and during Immortalization” Cell Volume 90, Issue 4, 22 August 1997, Pages 785-795):
Figure 2022050420000003
(配列番号23)
ある態様において、hTERTは、配列番号23の配列と少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一の配列を有する核酸によりコードされる。ある態様において、hTERTは、配列番号23の配列によりコードされる。
キメラ抗原受容体(CAR)
本発明は、免疫エフェクター細胞を癌に指向させる1以上のCARを含むように操作された、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を提供する。これは、癌関連抗原に特異的であるCAR上の抗原結合ドメインを介して達成される。ここに記載するCARにより標的となり得る2クラスの癌関連抗原(腫瘍抗原)がある:(1)癌細胞の表面に発現される癌関連抗原;および(2)それ自体は細胞内であるが、フラグメント(ペプチド)がMHC(主要組織適合複合体)により癌細胞の表面に提示される癌関連抗原。
したがって、例えば、ここに記載する方法により得る免疫エフェクター細胞は、次の癌関連抗原(腫瘍抗原)の1つを標的とするCARを包含するように操作できる:CD19、CD123、CD22、CD30、CD171、CS-1、CLL-1、CD33、EGFRvIII、GD2、GD3、BCMA、Tn Ag、PSMA、ROR1、FLT3、FAP、TAG72、CD38、CD44v6、CEA、EPCAM、B7H3、キット、IL-13Ra2、メソセリン、IL-11Ra、PSCA、VEGFR2、ルイスY、CD24、PDGFR-ベータ、PRSS21、SSEA-4、CD20、葉酸受容体アルファ、ERBB2(Her2/neu)、MUC1、EGFR、NCAM、Prostase、PAP、ELF2M、エフリンB2、IGF-I受容体、CAIX、LMP2、gp100、bcr-abl、チロシナーゼ、EphA2、フコシルGM1、sLe、GM3、TGS5、HMWMAA、o-アセチル-GD2、葉酸受容体ベータ、TEM1/CD248、TEM7R、CLDN6、TSHR、GPRC5D、CXORF61、CD97、CD179a、ALK、ポリシアル酸、PLAC1、GloboH、NY-BR-1、UPK2、HAVCR1、ADRB3、PANX3、GPR20、LY6K、OR51E2、TARP、WT1、NY-ESO-1、LAGE-1a、レグマイン、HPV E6、E7、MAGE-A1、MAGE A1、ETV6-AML、精子タンパク質17、XAGE1、Tie 2、MAD-CT-1、MAD-CT-2、Fos関連抗原1、p53、p53変異体、プロステイン、サバイビンおよびテロメラーゼ、PCTA-1/ガレクチン8、MelanA/MART1、Ras変異体、hTERT、肉腫転座切断点、ML-IAP、ERG(TMPRSS2 ETS融合遺伝子)、NA17、PAX3、アンドロゲン受容体、サイクリンB1、MYCN、RhoC、TRP-2、CYP1B1、BORIS、SART3、PAX5、OY-TES1、LCK、AKAP-4、SSX2、RAGE-1、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素、RU1、RU2、腸カルボキシルエステラーゼおよびmut hsp70-2。
二特異的CAR
ある態様において、多特異的抗体分子は二特異的抗体分子である。二特異的抗体は、2を超えない抗原に特異性を有する。二特異的抗体分子は、第一エピトープに結合特異性を有する第一免疫グロブリン可変ドメイン配列、第二エピトープに結合特異性を有する第二免疫グロブリン可変ドメイン配列により特徴付けられる。ある態様において、第一および第二エピトープは、同じ抗原、例えば、同じタンパク質(または多量体タンパク質のサブユニット)にある。ある態様において、第一および第二エピトープは重複する。ある態様において、第一および第二エピトープは重複しない。ある態様において、第一および第二エピトープは、異なる抗原、例えば、異なるタンパク質(または多量体タンパク質の異なるサブユニット)にある。ある態様において、二特異的抗体分子は、第一エピトープに結合特異性を有する重鎖可変ドメイン配列および軽鎖可変ドメイン配列ならびに第二エピトープに結合特異性を有する重鎖可変ドメイン配列および軽鎖可変ドメイン配列を含む。ある態様において、二特異的抗体分子は、第一エピトープに結合特異性を有する半抗体および第二エピトープに結合特異性を有する半抗体を含む。ある態様において、二特異的抗体分子は、第一エピトープに結合特異性を有する半抗体またはそのフラグメントおよび第二エピトープに結合特異性を有する半抗体またはそのフラグメントを含む。ある態様において、二特異的抗体分子は、第一エピトープに結合特異性を有するscFvまたはそのフラグメントおよび第二エピトープに結合特異性を有するscFvまたはそのフラグメントを含む。
ある態様において、抗体分子は、多特異的(例えば、二特異的または三特異的)抗体分子である。二特異的またはヘテロ二量体抗体分子の製造のためのプロトコールおよび二特異的抗体分子の種々の配置は、例えば、全体を引用により本明細書に包含させる2015年3月13日出願のWO2015/142675号のパラグラフ455~458に記載される。
ある面において、二特異的抗体分子は、CD19に結合特異性を有する、例えば、ここに記載するscFvを含むまたはここに記載するscFvからの軽鎖CDRおよび/または重鎖CDRを含む第一免疫グロブリン可変ドメイン配列、例えば、scFvおよび異なる抗原上の第二エピトープに結合特異性を有する第二免疫グロブリン可変ドメイン配列により特徴付けられる。
キメラTCR
ある面において、本発明の抗体および抗体フラグメント(例えば、CD19抗体およびフラグメント)を、T細胞受容体(“TCR”)鎖、例えば、TCRアルファまたはTCRベータ鎖の1以上の定常ドメインに移植し、キメラTCRを創成できる。理論に縛られないが、キメラTCRは、抗原結合によりTCR複合体を経てシグナル伝達すると考えられる。例えば、ここに開示するscFvを、TCR鎖、例えば、TCRアルファ鎖および/またはTCRベータ鎖の定常ドメイン、例えば、細胞外定常ドメインの少なくとも一部、膜貫通ドメインおよび細胞質ドメインに移植できる。他の例として、抗体フラグメント、例えばここに記載するVLドメインを、TCRアルファ鎖の定常ドメインに移植でき、抗体フラグメント、例えばここに記載するVHドメインを、TCRベータ鎖の定常ドメインに移植できる(または別法として、VLドメインをTCRベータ鎖の定常ドメインに移植してよく、VHドメインをTCRアルファ鎖に移植してよい)。他の例として、抗体または抗体フラグメントのCDRを、TCRアルファおよび/またはベータ鎖に移植して、キメラTCRを創成する。例えば、ここに開示するLCDRをTCRアルファ鎖の可変ドメインに移植してよく、ここに開示するHCDRをTCRベータ鎖の可変ドメインに移植してよく、または逆も可能である。このようなキメラTCRを、例えば、当分野で知られる方法により製造できる(例えば、Willemsen RA et al, Gene Therapy 2000; 7: 1369-1377; Zhang T et al, Cancer Gene Ther 2004; 11: 487-496; Aggen et al, Gene Ther. 2012 Apr;19(4):365-74)。
非抗体スキャフォールド
ある態様において、抗原結合ドメインは非抗体スキャフォールド、例えば、フィブロネクチン、アンキリン、ドメイン抗体、リポカリン、小型モジュール免疫薬、マキシボディ、タンパク質Aまたはアフィリンを含む。非抗体スキャフォールドは、細胞上の標的抗原に結合する能力を有する。ある態様において、抗原結合ドメインは、細胞に発現される天然に存在するタンパク質のポリペプチドまたはそのフラグメントである。ある態様において、抗原結合ドメインは非抗体スキャフォールドを含む。多種多様な非抗体スキャフォールドを、得られたポリペプチドが、標的細胞上の標的抗原に特異的に結合する少なくとも1結合領域を含む限り、用いることができる。
非抗体スキャフォールドは、フィブロネクチン(Novartis, MA)、アンキリン(Molecular Partners AG, Zurich, Switzerland)、ドメイン抗体(Domantis, Ltd., Cambridge, MAおよびAblynx nv, Zwijnaarde, Belgium)、リポカリン(Pieris Proteolab AG, Freising, Germany)、小型モジュール免疫薬(Trubion Pharmaceuticals Inc., Seattle, WA)、マキシボディ(Avidia, Inc., Mountain View, CA)、タンパク質A(Affibody AG, Sweden)およびアフィリン(ガンマ-クリスタリンまたはユビキチン)(Scil Proteins GmbH, Halle, Germany)を含む。
ある態様において、抗原結合ドメインは、標的細胞の表面のカウンターリガンドに結合する分子の細胞外ドメインまたはそのカウンターリガンド結合フラグメントを含む。
免疫エフェクター細胞は、CARをコードする配列を含む組み換えDNA構築物を含むことができ、ここで、CARは、腫瘍抗原、例えば、ここに記載する腫瘍抗原に特異的に結合する抗原結合ドメイン(例えば、抗体または抗体フラグメント、TCRまたはTCRフラグメント)および細胞内シグナル伝達ドメインを含む。細胞内シグナル伝達ドメインは、共刺激性シグナル伝達ドメインおよび/または一次シグナル伝達ドメイン、例えば、ゼータ鎖を含み得る。他の場所に記載するとおり、ここに記載する方法は、CAR、例えば、ここに記載するCARをコードする核酸での、例えば、T調節性枯渇細胞の集団からの細胞の形質導入を含み得る。
具体的な面において、CARはscFvドメインを含み、ここで、scFvの前に、配列番号1に提供するような任意のリーダー配列があり、後に配列番号2または配列番号36または配列番号38に提供するような任意のヒンジ配列、配列番号6に提供するような膜貫通領域、配列番号7または配列番号16を含む細胞内シグナル伝達ドメインおよび配列番号9または配列番号10を含むCD3ゼータ配列があってよく、例えば、ここで、ドメインは連続的であり、同じリーディングフレーム内にあり、単一融合タンパク質を形成する。
ある面において、例示的CAR構築物は、任意のリーダー配列(例えば、ここに記載するリーダー配列)、細胞外抗原結合ドメイン(例えば、ここに記載する抗原結合ドメイン)、ヒンジ(例えば、ここに記載するヒンジ領域)、膜貫通ドメイン(例えば、ここに記載する膜貫通ドメイン)および細胞内刺激性ドメイン(例えば、ここに記載する細胞内刺激性ドメイン)を含む。ある面において、例示的CAR構築物は、任意のリーダー配列(例えば、ここに記載するリーダー配列)、細胞外抗原結合ドメイン(例えば、ここに記載する抗原結合ドメイン)、ヒンジ(例えば、ここに記載するヒンジ領域)、膜貫通ドメイン(例えば、ここに記載する膜貫通ドメイン)、細胞内共刺激性シグナル伝達ドメイン(例えば、ここに記載する共刺激性シグナル伝達ドメイン)および/または細胞内一次シグナル伝達ドメイン(例えば、ここに記載する一次シグナル伝達ドメイン)を含む。
例示的リーダー配列を配列番号1として提供する。例示的ヒンジ/スペーサー配列を、配列番号2または配列番号36または配列番号38として提供する。例示的膜貫通ドメイン配列を、配列番号6として提供する。例示的4-1BBタンパク質の細胞内シグナル伝達ドメインの配列を、配列番号7として提供する。例示的CD27の細胞内シグナル伝達ドメインの配列を、配列番号16として提供する。例示的CD3ゼータドメイン配列を、配列番号9または配列番号10として提供する。
ある面において、免疫エフェクター細胞は、CARをコードする核酸分子を含む組み換え核酸構築物を含み、ここで、核酸分子は、抗原結合ドメインをコードする核酸配列を含み、ここで、該配列は、細胞内シグナル伝達ドメインをコードする核酸配列と連続的であり、同じリーディングフレーム内にある。CARにおいて使用できる細胞内シグナル伝達ドメインの例は、例えば、CD3ゼータ、CD28、CD27、4-1BBなどの、細胞内シグナル伝達ドメインの1以上を含むが、これらに限定されない。ある例において、CARは、CD3ゼータ、CD28、4-1BBなどの任意の組み合わせを含み得る。
所望の分子をコードする核酸配列は、標準技術を使用する、例えば核酸分子を発現する細胞のライブラリーのスクリーニングによる、それを含むことが知られるベクターから核酸分子を誘導することによるまたはそれを含む細胞および組織から直接単離することによるなどのような、当分野で知られる組み換え方法を使用して得ることができる。あるいは、目的の核酸を、クローン化ではなく、合成的に産生する。
CARをコードする核酸を、例えば、レトロウイルスまたはレンチウイルスベクター構築物を使用して、免疫エフェクター細胞に導入できる。
CARをコードする核酸はまた、例えば、、細胞に直接的に遺伝子導入され得るRNA構築物を使用しても、免疫エフェクター細胞に導入できる。遺伝子導入に使用するためのmRNAを産生する方法は、特別に操作されたプライマーを伴う鋳型のインビトロ転写(IVT)、続くポリA付加を含み、一般に50~2000塩基長(例えば、実施例に記載、例えば、配列番号35)の、3’および5’非翻訳配列(“UTR”)(例えば、ここに記載する3’および/または5’UTR)、5’キャップ(例えば、ここに記載する5’キャップ)および/または配列内リボソーム進入部位(IRES)(例えば、ここに記載するIRES)、発現させる核酸およびポリAテイルを含む構築物を産生する。このように産生されたRNAは、異なる種の細胞に効率的に遺伝子導入できる。ある態様において、鋳型は、CARの配列を含む。ある態様において、RNA CARベクターを、エレクトロポレーションにより、細胞、例えば、T細胞に形質導入する。
抗原結合ドメイン
ある面において、複数の免疫エフェクター細胞、例えば、T調節性枯渇細胞の集団は、抗原結合ドメインとも称される標的特異的結合成分を含むCARをコードする核酸を含む。結合成分の選択は、標的細胞の表面を規定するリガンドのタイプおよび数による。例えば、抗原結合ドメインは、特定の疾患状態と関係する標的細胞上の細胞表面マーカーとして作用するリガンドを認識するように選択し得る。それゆえに、ここに記載するCARにおける抗原結合ドメインに対するリガンドとして作用し得る細胞表面マーカーの例は、ウイルス、細菌および寄生虫感染症、自己免疫性疾患および癌細胞と関係するものを含む。
ある面において、CARの抗原結合ドメインを含む部分は、腫瘍抗原、例えば、ここに記載する腫瘍抗原を標的とする抗原結合ドメインを含む。
抗原結合ドメインは、重鎖可変ドメイン(VH)、軽鎖可変ドメイン(VL)およびラクダ類由来ナノボディの可変ドメイン(VHH)のような単一ドメイン抗体を含むモノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、組み換え抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体およびその機能的フラグメントを含むが、これらに限定されない抗原に結合するあらゆるドメインおよび組み換えフィブロネクチンドメイン、T細胞受容体(TCR)またはそのフラグメント、例えば、一本鎖TCRなどのような、抗原結合ドメインとして機能することが当分野で知られる代替的スキャフォールドであり得る。ある例において、抗原結合ドメインが、CARを最終的に使用するのと同じ種に由来することが有益である。例えば、ヒトでの使用のために、CARの抗原結合ドメインが、抗体または抗体フラグメントの抗原結合ドメインについてヒトまたはヒト化残基を含むことが有益である。
ある態様において、抗原結合ドメインは抗CD19抗体またはそのフラグメント、例えば、scFvを含む。例えば、抗原結合ドメインは、表1に挙げる可変重鎖および可変軽鎖を含む。可変重鎖および可変軽鎖を連結するリンカー配列は、例えば、ここに記載するリンカー配列のいずれか、あるいは、GSTSGSGKPGSGEGSTKG(配列番号104)であり得る。
Figure 2022050420000004
Figure 2022050420000005
Figure 2022050420000006
あらゆるCD19 CAR、例えば、あらゆる既知CD19 CARのCD19抗原結合ドメインを、本発明に従い使用できる。例えば、LG-740;米国特許8,399,645号;米国特許7,446,190号;Xu et al., Leuk Lymphoma. 2013 54(2):255-260(2012); Cruz et al., Blood 122(17):2965-2973 (2013); Brentjens et al., Blood, 118(18):4817-4828 (2011); Kochenderfer et al., Blood 116(20):4099-102 (2010); Kochenderfer et al., Blood 122 (25):4129-39(2013);および16th Annu Meet Am Soc Gen Cell Ther (ASGCT) (May 15-18, Salt Lake City) 2013, Abst 10に記載のCD19 CAR。
CAR発現細胞を使用して標的かできる例示的標的抗原は、とりわけ、例えば、WO2014/130635号、WO2014/130657号およびWO2015/090230号(これらの各々をその全体を引用により本明細書に包含させる)に記載の、CD19、CD123、EGFRvIII、メソセリンを含むが、これらに限定されない。
ある態様において、CD19に特異的に結合するCAR T細胞は、USAN指定TISAGENLECLEUCEL-Tを有する。CTL019は、EF-1アルファプロモーター制御下、CTL019導入遺伝子を含む自己不活性化、複製欠損レンチウイルス(LV)ベクターでの形質導入による安定な挿入が介在するT細胞の遺伝子修飾により産生される。CTL019は、導入遺伝子陽性T細胞パーセントに基づき対象に送達された導入遺伝子陽性および陰性T細胞の混合物であり得る。
他の態様において、CAR発現細胞は、ヒトCD19に特異的に結合でき、例えば、引用によりここに包含するWO2014/153270の号表3に従うCAR分子または抗原結合ドメイン(例えば、ヒト化抗原結合ドメイン)を含み得る。
他の態様において、CAR発現細胞は、CD123に特異的に結合でき、例えば、引用により本明細書に包含するWO2014/13063号5の表1~2に従うCAR分子(例えば、CAR1~CAR8のいずれか)または抗原結合ドメインを含み得る。
他の態様において、CAR発現細胞は、EGFRvIIIに特異的に結合でき、例えば、引用により本明細書に包含するWO2014/130657号の表2または配列番号11に従うCAR分子または抗原結合ドメインを含み得る。
他の態様において、CAR発現細胞は、メソセリンに特異的に結合でき、例えば、引用により本明細書に包含するWO2015/090230号の表2~3に従うCAR分子または抗原結合ドメインを含み得る。
ある態様において、抗原結合ドメインは、上に挙げた抗体からの1、2、3(例えば、全3)重鎖CDR、HC CDR1、HC CDR2およびHC CDR3および/または上に挙げた抗体からの1、2、3(例えば、全3)軽鎖CDR、LC CDR1、LC CDR2およびLC CDR3を含む。ある態様において、抗原結合ドメインは、上に挙げたまたは記載した抗体の重鎖可変領域および/または可変軽鎖領域を含む。
ある態様において、腫瘍抗原は、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号に記載する腫瘍抗原である。ある態様において、腫瘍抗原は、CD19;CD123;CD22;CD30;CD171;CS-1(別名CD2サブセット1、CRACC、SLAMF7、CD319および19A24);C型レクチン様分子-1(CLL-1またはCLECL1);CD33;上皮細胞増殖因子受容体バリアントIII(EGFRvIII);ガングリオシドG2(GD2);ガングリオシドGD3(aNeu5Ac(2-8)aNeu5Ac(2-3)bDGalp(1-4)bDGlcp(1-1)Cer);TNF受容体ファミリーメンバーB細胞成熟(BCMA);Tn抗原((Tn Ag)または(GalNAcα-Ser/Thr));前立腺特異的膜抗原(PSMA);受容体チロシンキナーゼ様オーファン受容体1(ROR1);Fms様チロシンキナーゼ3(FLT3);腫瘍関連糖タンパク質72(TAG72);CD38;CD44v6;癌胎児性抗原(CEA);上皮性細胞接着分子(EPCAM);B7H3(CD276);キット(CD117);インターロイキン-13受容体サブユニットアルファ-2(IL-13Ra2またはCD213A2);メソセリン;インターロイキン11受容体アルファ(IL-11Ra);前立腺幹細胞抗原(PSCA);プロテアーゼセリン21(TestisinまたはPRSS21);血管内皮細胞増殖因子受容体2(VEGFR2);ルイス(Y)抗原;CD24;血小板由来増殖因子受容体ベータ(PDGFR-ベータ);ステージ特異的胚性抗原-4(SSEA-4);CD20;葉酸受容体アルファ;受容体チロシン-タンパク質キナーゼERBB2(Her2/neu);ムチン1、細胞表面関連(MUC1);上皮細胞増殖因子受容体(EGFR);神経細胞接着分子(NCAM);Prostase;前立腺酸ホスファターゼ(PAP);伸長因子2変異(ELF2M);エフリンB2;線維芽細胞活性化タンパク質アルファ(FAP);インシュリン様増殖因子1受容体(IGF-I受容体)、炭酸脱水酵素IX(CAIX);プロテアソーム(Prosome、Macropain)サブユニット、ベータ型、9(LMP2);糖タンパク質100(gp100);切断点クラスター領域(BCR)およびアベルソンマウス白血病ウイルス癌遺伝子ホモログ1(Abl)からなる癌遺伝子融合タンパク質(bcr-abl);チロシナーゼ;エフリンA型受容体2(EphA2);フコシルGM1;シアリルルイス接着分子(sLe);ガングリオシドGM3(aNeu5Ac(2-3)bDGalp(1-4)bDGlcp(1-1)Cer);トランスグルタミナーゼ5(TGS5);高分子量黒色腫関連抗原(HMWMAA);o-アセチル-GD2ガングリオシド(OAcGD2);葉酸受容体ベータ;腫瘍内皮マーカー1(TEM1/CD248);腫瘍内皮マーカー7関連(TEM7R);クローディン6(CLDN6);甲状腺刺激ホルモン受容体(TSHR);Gタンパク質共役受容体クラスC群5、メンバーD(GPRC5D);染色体Xオープンリーディングフレーム61(CXORF61);CD97;CD179a;未分化リンパ腫キナーゼ(ALK);ポリシアル酸;胎盤特異的1(PLAC1);globoH糖セラミドのヘキササッカライド部分(GloboH);乳腺分化抗原(NY-BR-1);ウロプラキン2(UPK2);A型肝炎ウイルス細胞受容体1(HAVCR1);アドレナリン受容体ベータ3(ADRB3);パネキシン3(PANX3);Gタンパク質共役受容体20(GPR20);リンパ球抗原6複合体、座位K9(LY6K);嗅覚受容体51E2(OR51E2);TCRガンマ交互リーディングフレームタンパク質(TARP);ウィルムス腫瘍タンパク質(WT1);癌/精巣抗原1(NY-ESO-1);癌/精巣抗原2(LAGE-1a);黒色腫関連抗原1(MAGE-A1);ETS転座バリアント遺伝子6、染色体12pに位置(ETV6-AML);精子タンパク質17(SPA17);X抗原ファミリー、メンバー1A(XAGE1);アンギオポエチン-結合細胞表面受容体2(Tie 2);黒色腫癌精巣抗原-1(MAD-CT-1);黒色腫癌精巣抗原-2(MAD-CT-2);Fos関連抗原1;腫瘍タンパク質p53(p53);p53変異体;プロステイン;surviving;テロメラーゼ;前立腺癌腫瘍抗原-1(PCTA-1またはガレクチン8)、T細胞1により認識される黒色腫抗原(MelanAまたはMART1);ラット肉腫(Ras)変異体;ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT);肉腫転座切断点;アポトーシスの黒色腫阻害物質(ML-IAP);ERG(膜貫通プロテアーゼ、セリン2(TMPRSS2)ETS融合遺伝子);N-アセチルグルコサミニル-トランスフェラーゼV(NA17);ペアードボックスタンパク質Pax-3(PAX3);アンドロゲン受容体;サイクリンB1;v-mycトリ骨髄サイトマトーシスウイルス癌遺伝子神経芽腫由来ホモログ(MYCN);RasホモログファミリーメンバーC(RhoC);チロシナーゼ関連タンパク質2(TRP-2);チトクロムP4501B1(CYP1B1);CCCTC-結合因子(亜鉛フィンガータンパク質)様(BORISまたはBrother of the regulator of imprinted sites)、T細胞により認識される扁平上皮細胞癌抗原3(SART3);ペアードボックスタンパク質Pax-5(PAX5);プロアクロシン結合タンパク質p32(OY-TES1);リンパ球特異的タンパク質チロシンキナーゼ(LCK);Aキナーゼアンカータンパク質4(AKAP-4);滑膜肉腫、X限界点2(SSX2);終末糖化産物の受容体(RAGE-1);腎臓ユビキタス1(RU1);腎臓ユビキタス2(RU2);レグマイン;ヒト乳頭腫ウイルスE6(HPVE6);ヒト乳頭腫ウイルスE7(HPV E7);腸カルボキシルエステラーゼ;ヒートショックタンパク質70-2変異(mut hsp70-2);CD79a;CD79b;CD72;白血球関連免疫グロブリン様受容体1(LAIR1);IgA受容体のFcフラグメント(FCARまたはCD89);白血球免疫グロブリン様受容体サブファミリーAメンバー2(LILRA2);CD300分子様ファミリーメンバーf(CD300LF);C型レクチンドメインファミリー12メンバーA(CLEC12A);骨髄間質細胞抗原2(BST2);EGF様モジュール含有ムチン様ホルモン受容体様2(EMR2);リンパ球抗原75(LY75);グリピカン-3(GPC3);Fc受容体様5(FCRL5);および免疫グロブリンラムダ様ポリペプチド1(IGLL1)の1以上から選択される。
ある態様において、抗原結合ドメインは、上に挙げた抗体からの1、2、3(例えば、全3)重鎖CDR、HC CDR1、HC CDR2およびHC CDR3および/または上に挙げた抗体からの1、2、3(例えば、全3)軽鎖CDR、LC CDR1、LC CDR2およびLC CDR3を含む。ある態様において、抗原結合ドメインは、上に挙げたまたは記載した抗体の重鎖可変領域および/または可変軽鎖領域を含む。
ある面において、抗腫瘍抗原結合ドメインは、フラグメント、例えば、一本鎖可変フラグメント(scFv)である。ある面において、ここに記載する抗癌関連抗原結合ドメインはFv、Fab、(Fab’)2または二機能的(例えば二特異的)ハイブリッド抗体である(例えば、Lanzavecchia et al., Eur. J. Immunol. 17, 105 (1987))。ある面において、本発明の抗体およびそのフラグメントは、ここに記載する癌関連抗原タンパク質と野生型のまたは増強された親和性で結合する。
ある例において、scFvsを、当分野で知られる方法により製造できる(例えば、Bird et al., (1988) Science 242:423-426およびHuston et al., (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879-5883参照)。ScFv分子は、可動性ポリペプチドリンカーを使用してVHとVL領域を相互に連結することにより産生できる。scFv分子は、最適化された長さおよび/またはアミノ酸組成のリンカー(例えば、Ser-Glyリンカー)を含む。リンカー長は、scFvの可変領域がどのように折りたたまれ、相互作用するかに影響する。実際、短ポリペプチドリンカーを用いたならば(例えば、5~10アミノ酸)鎖内折り畳みは阻止される。鎖内折り畳みはまた機能的エピトープ結合部位を形成するために、2可変領域を一緒にするのに必要である。リンカー配向およびサイズの例として、例えば、引用により本明細書に包含させる、Hollinger et al. 1993 Proc Natl Acad. Sci. U.S.A. 90:6444-6448、米国特許出願公開2005/0100543号、2005/0175606号、2007/0014794号およびPCT公開WO2006/020258号およびWO2007/024715号を参照のこと。
scFvは、VL領域とVH領域の間に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50以上のアミノ酸残基のリンカーを含み得る。リンカー配列は、あらゆる天然に存在するアミノ酸を含み得る。ある態様において、リンカー配列はアミノ酸グリシンおよびセリンを含む。他の態様において、リンカー配列は、(GlySer)nのような一連のグリシンおよびセリン反復を含み、ここで、nは1以上の正の整数である(配列番号25)。ある態様において、リンカーは(GlySer)(配列番号27)または(GlySer)(配列番号28)であり得る。リンカー長の変動は、活性を保持または増強し得て、活性試験における優れた有効性を生じる。
他の面において、抗原結合ドメインはT細胞受容体(“TCR”)またはそのフラグメント、例えば、一本鎖TCR(scTCR)である。このようなTCRを製造する方法が当分野で知られる。例えば、Willemsen RA et al, Gene Therapy 7: 1369-1377 (2000); Zhang T et al, Cancer Gene Ther 11: 487-496 (2004); Aggen et al, Gene Ther. 19(4):365-74 (2012)参照(引用文献は、その全体をここに包含させる)。例えば、scTCRを、リンカー(例えば、可動性ペプチド)により連結したT細胞クローンからのVαおよびVβ遺伝子を含むように操作できる。この試みは、それ自体は細胞内であるが、そのような抗原(ペプチド)のフラグメントがMHCにより癌細胞表面に提示される癌関連標的に極めて有用である。
膜貫通ドメイン
膜貫通ドメインに関して、種々の態様において、CARの細胞外ドメインに結合した膜貫通ドメインを含むCARを操作できる。膜貫通ドメインは、膜貫通領域に隣接した1以上のさらなるアミノ酸、例えば、膜貫通ドメインが由来するタンパク質の細胞外領域と関係する1以上のアミノ酸(例えば、細胞外領域の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10から最大15アミノ酸)および/または膜貫通タンパク質が由来するタンパク質の細胞内領域と関係する1以上のさらなるアミノ酸(例えば、細胞内領域の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10から最大15アミノ酸)を含み得る。ある面において、膜貫通ドメインは、CARの他のドメインの1個と関係するものである。ある例において、膜貫通ドメインを、このようなドメインの同一または異なる表面膜タンパク質の膜貫通ドメインへの結合、を避けるために、例えば、受容体複合体の他のメンバーとの相互作用を最小化するために選択またはアミノ酸置換による修飾ができる。ある面において、膜貫通ドメインは、CAR発現細胞の細胞表面上の他のCARとホモ二量体化できる。異なる面において、膜貫通ドメインのアミノ酸配列を、同じCARTに存在する天然結合パートナーの結合ドメインとの相互作用を最小化するように修飾または改変し得る。
膜貫通ドメインは、天然由来でも組み換え由来でもよい。起源が天然であるとき、ドメインは、あらゆる膜結合または膜貫通タンパク質に由来し得る。ある面において、膜貫通ドメインは、CARが標的に結合しているときは細胞内ドメインにシグナル伝達できる。本発明において特に有用な膜貫通ドメインは、例えば、T細胞受容体のアルファ、ベータまたはゼータ鎖、CD28、CD27、CD3イプシロン、CD45、CD4、CD5、CD8、CD9、CD16、CD22、CD33、CD37、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、CD154の少なくとも膜貫通領域を含み得る。ある態様において、膜貫通ドメインは、例えば、KIR2DS2、OX40、CD2、CD27、LFA-1(CD11a、CD18)、ICOS(CD278)、4-1BB(CD137)、GITR、CD40、BAFFR、HVEM(LIGHTR)、SLAMF7、NKp80(KLRF1)、NKp44、NKp30、NKp46、CD160、CD19、IL-2Rベータ、IL-2Rガンマ、IL-7Rα、ITGA1、VLA1、CD49a、ITGA4、IA4、CD49D、ITGA6、VLA-6、CD49f、ITGAD、CD11d、ITGAE、CD103、ITGAL、CD11a、LFA-1、ITGAM、CD11b、ITGAX、CD11c、ITGB1、CD29、ITGB2、CD18、LFA-1、ITGB7、TNFR2、DNAM1(CD226)、SLAMF4(CD244、2B4)、CD84、CD96(Tactile)、CEACAM1、CRTAM、Ly9(CD229)、CD160(BY55)、PSGL1、CD100(SEMA4D)、SLAMF6(NTB-A、Ly108)、SLAM(SLAMF1、CD150、IPO-3)、BLAME(SLAMF8)、SELPLG(CD162)、LTBR、PAG/Cbp、NKG2D、NKG2CまたはCD19の、少なくとも膜貫通領域を含み得る。
ある例において、膜貫通ドメインを、ヒンジ、例えば、ヒトタンパク質からのヒンジを介して、CARの細胞外領域、例えば、CARの抗原結合ドメインに結合できる。例えば、ある態様において、ヒンジは、ヒトIg(免疫グロブリン)ヒンジ、例えば、IgG4ヒンジまたはCD8aヒンジであり得る。ある態様において、ヒンジまたはスペーサーは、配列番号2のアミノ酸配列を含む(例えば、からなる)。ある面において、膜貫通ドメインは、配列番号6の膜貫通ドメインを含む(例えば、からなる)。
ある面において、ヒンジまたはスペーサーはIgG4ヒンジを含む。例えば、ある態様において、ヒンジまたはスペーサーは、アミノ酸配列ESKYGPPCPPCPAPEFLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGKM(配列番号36)のヒンジを含む。ある態様において、ヒンジまたはスペーサーは、GAGAGCAAGTACGGCCCTCCCTGCCCCCCTTGCCCTGCCCCCGAGTTCCTGGGCGGACCCAGCGTGTTCCTGTTCCCCCCCAAGCCCAAGGACACCCTGATGATCAGCCGGACCCCCGAGGTGACCTGTGTGGTGGTGGACGTGTCCCAGGAGGACCCCGAGGTCCAGTTCAACTGGTACGTGGACGGCGTGGAGGTGCACAACGCCAAGACCAAGCCCCGGGAGGAGCAGTTCAATAGCACCTACCGGGTGGTGTCCGTGCTGACCGTGCTGCACCAGGACTGGCTGAACGGCAAGGAATACAAGTGTAAGGTGTCCAACAAGGGCCTGCCCAGCAGCATCGAGAAAACCATCAGCAAGGCCAAGGGCCAGCCTCGGGAGCCCCAGGTGTACACCCTGCCCCCTAGCCAAGAGGAGATGACCAAGAACCAGGTGTCCCTGACCTGCCTGGTGAAGGGCTTCTACCCCAGCGACATCGCCGTGGAGTGGGAGAGCAACGGCCAGCCCGAGAACAACTACAAGACCACCCCCCCTGTGCTGGACAGCGACGGCAGCTTCTTCCTGTACAGCCGGCTGACCGTGGACAAGAGCCGGTGGCAGGAGGGCAACGTCTTTAGCTGCTCCGTGATGCACGAGGCCCTGCACAACCACTACACCCAGAAGAGCCTGAGCCTGTCCCTGGGCAAGATG(配列番号37)のヌクレオチド配列によりコードされるヒンジを含む。
ある面において、ヒンジまたはスペーサーは、IgDヒンジを含む。例えば、ある態様において、ヒンジまたはスペーサーは、アミノ酸配列RWPESPKAQASSVPTAQPQAEGSLAKATTAPATTRNTGRGGEEKKKEKEKEEQEERETKTPECPSHTQPLGVYLLTPAVQDLWLRDKATFTCFVVGSDLKDAHLTWEVAGKVPTGGVEEGLLERHSNGSQSQHSRLTLPRSLWNAGTSVTCTLNHPSLPPQRLMALREPAAQAPVKLSLNLLASSDPPEAASWLLCEVSGFSPPNILLMWLEDQREVNTSGFAPARPPPQPGSTTFWAWSVLRVPAPPSPQPATYTCVVSHEDSRTLLNASRSLEVSYVTDH(配列番号38)のヒンジを含む。ある態様において、ヒンジまたはスペーサーは、AGGTGGCCCGAAAGTCCCAAGGCCCAGGCATCTAGTGTTCCTACTGCACAGCCCCAGGCAGAAGGCAGCCTAGCCAAAGCTACTACTGCACCTGCCACTACGCGCAATACTGGCCGTGGCGGGGAGGAGAAGAAAAAGGAGAAAGAGAAAGAAGAACAGGAAGAGAGGGAGACCAAGACCCCTGAATGTCCATCCCATACCCAGCCGCTGGGCGTCTATCTCTTGACTCCCGCAGTACAGGACTTGTGGCTTAGAGATAAGGCCACCTTTACATGTTTCGTCGTGGGCTCTGACCTGAAGGATGCCCATTTGACTTGGGAGGTTGCCGGAAAGGTACCCACAGGGGGGGTTGAGGAAGGGTTGCTGGAGCGCCATTCCAATGGCTCTCAGAGCCAGCACTCAAGACTCACCCTTCCGAGATCCCTGTGGAACGCCGGGACCTCTGTCACATGTACTCTAAATCATCCTAGCCTGCCCCCACAGCGTCTGATGGCCCTTAGAGAGCCAGCCGCCCAGGCACCAGTTAAGCTTAGCCTGAATCTGCTCGCCAGTAGTGATCCCCCAGAGGCCGCCAGCTGGCTCTTATGCGAAGTGTCCGGCTTTAGCCCGCCCAACATCTTGCTCATGTGGCTGGAGGACCAGCGAGAAGTGAACACCAGCGGCTTCGCTCCAGCCCGGCCCCCACCCCAGCCGGGTTCTACCACATTCTGGGCCTGGAGTGTCTTAAGGGTCCCAGCACCACCTAGCCCCCAGCCAGCCACATACACCTGTGTTGTGTCCCATGAAGATAGCAGGACCCTGCTAAATGCTTCTAGGAGTCTGGAGGTTTCCTACGTGACTGACCATT(配列番号103)のヌクレオチド配列によりコードされるヒンジを含む。
ある面において、膜貫通ドメインは組み換えであってよく、この場合、優勢にロイシンおよびバリンのような疎水性残基を含む。ある面においてフェニルアラニン、トリプトファンおよびバリンのトリプレットを、組み換え膜貫通ドメインの各末端に見ることができる。
所望により、2~10アミノ酸長の短オリゴ-またはポリペプチドリンカーが、CARの膜貫通ドメインと細胞質領域の間の結合を形成し得る。グリシン-セリンダブレットは特に適当なリンカーを提供する。例えば、ある面において、リンカーは、GGGGSGGGGS(配列番号5)のアミノ酸配列を含む。ある態様において、リンカーは、GGTGGCGGAGGTTCTGGAGGTGGAGGTTCC(配列番号8)のヌクレオチド配列によりコードされる。
ある面において、ヒンジまたはスペーサーはKIR2DS2ヒンジを含む。
細胞質ドメイン
CARの細胞質ドメインまたは領域は、細胞内シグナル伝達ドメインを含む。細胞内シグナル伝達ドメインは、CARが導入されている免疫細胞の正常エフェクター機能の少なくとも1つの活性化を一般に担う。
ここに記載するCARで使用する細胞内シグナル伝達ドメインの例は、抗原受容体結合後のシグナル伝達に協調して働くT細胞受容体(TCR)および共受容体の細胞質配列ならびに同じ機能的能力を有するこれらの配列のあらゆる誘導体またはバリアントおよびあらゆる組み換え配列を含む。
TCR単独により産生されたシグナルは、T細胞の完全活性化に不十分であり、二次性および/または共刺激性シグナルも必要であることが知られている。それゆえに、T細胞活性化は、2つの異なるクラスの細胞質シグナル伝達配列が介在するということができる:TCRにより抗原依存性一次活性化を開始するもの(一次細胞内シグナル伝達ドメイン)および二次性または共刺激性シグナルを提供するために抗原非依存的方法で作用するもの(二次性細胞質ドメイン、例えば、共刺激性ドメイン)。
一次シグナル伝達ドメインは、TCR複合体の一次活性化を刺激性方向または阻害性方向で制御する。刺激性方法で作用する一次細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフまたはITAMとして知られるシグナル伝達モチーフを含み得る。
本発明において特に有用であるITAM含有一次細胞内シグナル伝達ドメインの例は、TCRゼータ、FcRガンマ、FcRベータ、CD3ガンマ、CD3デルタ、CD3イプシロン、CD5、CD22、CD79a、CD79b、CD278(“ICOS”としても既知)、FcεRI、DAP10、DAP12およびCD66dのものを含む。ある態様において、本発明のCARは、細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、CD3ゼータの一次シグナル伝達ドメイン、例えば、ここに記載するCD3ゼータ配列を含む。
ある態様において、一次シグナル伝達ドメインは、修飾ITAMドメイン、例えば、天然ITAMドメインと比較して改変(例えば、増加または低減)された活性を有する変異ITAMドメインを含む。ある態様において、一次シグナル伝達ドメインは、修飾ITAM含有一次細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、最適化および/または切断ITAM含有一次細胞内シグナル伝達ドメインを含む。ある態様において、一次シグナル伝達ドメインは、1、2、3、4以上のITAMモチーフを含む。
共刺激性シグナル伝達ドメイン
CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、CD3ゼータシグナル伝達ドメイン単独を含んでよく、または本発明のCARの状況で有用な任意の他の所望の細胞内シグナル伝達ドメインと組み合わせてよい。例えば、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、CD3ゼータ鎖部分および共刺激性シグナル伝達ドメインを含み得る。共刺激性シグナル伝達ドメインは、共刺激性分子の細胞内ドメインを含むCARの部分をいう。ある態様において、細胞内ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよびCD28のシグナル伝達ドメインを含むように操作する。ある面において、細胞内ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよびICOSのシグナル伝達ドメインを含むように操作する。
共刺激性分子は、リンパ球の抗原への効率的応答に必要な抗原受容体またはそのリガンド以外の細胞表面分子である。このような分子の例は、CD27、CD28、4-1BB(CD137)、OX40、CD30、CD40、PD-1、ICOS、リンパ球機能関連抗原-1(LFA-1)、CD2、CD7、LIGHT、NKG2C、B7-H3およびCD83に特異的に結合するリガンドなどを含む。例えば、CD27共刺激は、インビトロでヒトCART細胞の拡張、エフェクター機能および生存を増強し、インビボでヒトT細胞残留性および抗腫瘍活性を増強することが示されている(Song et al. Blood. 2012; 119(3):696-706)。このような共刺激性分子のさらなる例は、CDS、ICAM-1、GITR、BAFFR、HVEM(LIGHTR)、SLAMF7、NKp80(KLRF1)、NKp30、NKp44、NKp46、CD160、CD19、CD4、CD8アルファ、CD8ベータ、IL-2Rベータ、IL-2Rガンマ、IL-7Rアルファ、ITGA4、VLA1、CD49a、ITGA4、IA4、CD49D、ITGA6、VLA-6、CD49f、ITGAD、CD11d、ITGAE、CD103、ITGAL、CD11a、LFA-1、ITGAM、CD11b、ITGAX、CD11c、ITGB1、CD29、ITGB2、CD18、LFA-1、ITGB7、TNFR2、TRANCE/RANKL、DNAM1(CD226)、SLAMF4(CD244、2B4)、CD84、CD96(Tactile)、CEACAM1、CRTAM、Ly9(CD229)、CD160(BY55)、PSGL1、CD100(SEMA4D)、CD69、SLAMF6(NTB-A、Ly108)、SLAM(SLAMF1、CD150、IPO-3)、BLAME(SLAMF8)、SELPLG(CD162)、LTBR、LAT、GADS、SLP-76、NKG2D、NKG2CおよびPAG/Cbpを含む。
CARの細胞質部分内の細胞内シグナル伝達配列は、無作為のまたは特定の順序で互いに連結させ得る。所望により、短オリゴ-またはポリペプチドリンカー、例えば、2~10アミノ酸(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9または10アミノ酸)長は、細胞内シグナル伝達配列間の結合を形成し得る。ある態様において、グリシン-セリンダブレットを適当なリンカーとして使用できる。ある態様において、単一アミノ酸、例えば、アラニン、グリシンを適当なリンカーとして使用できる。
ある面において、細胞内シグナル伝達ドメインは、2以上、例えば、2、3、4、5以上の共刺激性シグナル伝達ドメインを含むように操作する。ある態様において、2以上、例えば、2、3、4、5以上の共刺激性シグナル伝達ドメインは、リンカー分子、例えば、ここに記載するリンカー分子により離れる。ある態様において、細胞内シグナル伝達ドメインは、2共刺激性シグナル伝達ドメインを含む。ある態様において、リンカー分子はグリシン残基である。ある態様において、リンカーはアラニン残基である。
ある面において、細胞内シグナル伝達ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよびCD28のシグナル伝達ドメインを含むように操作する。ある面において、細胞内シグナル伝達ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよび4-1BBのシグナル伝達ドメインを含むように操作する。ある面において、4-1BBのシグナル伝達ドメインは、配列番号7のシグナル伝達ドメインである。ある面において、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインは、配列番号9のシグナル伝達ドメインである。
ある面において、細胞内シグナル伝達ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよびCD27のシグナル伝達ドメインを含むように操作する。ある面において、CD27のシグナル伝達ドメインは、QRRKYRSNKGESPVEPAEPCRYSCPREEEGSTIPIQEDYRKPEPACSP(配列番号16)のアミノ酸配列を含む。ある面において、CD27のシグナル伝達ドメインは、AGGAGTAAGAGGAGCAGGCTCCTGCACAGTGACTACATGAACATGACTCCCCGCCGCCCCGGGCCCACCCGCAAGCATTACCAGCCCTATGCCCCACCACGCGACTTCGCAGCCTATCGCTCC(配列番号14)の核酸配列によりコードされる。
ある面において、ここに記載するCAR発現細胞は、さらに第二CAR、例えば、同一標的または異なる標的(例えば、ここに記載する癌関連抗原以外の標的またはここに記載する別の癌関連抗原、例えば、CD19、CD33、CLL-1、CD34、FLT3または葉酸受容体ベータ)に対する異なる抗原結合ドメインを含む、例えば、第二CARを含み得る。ある態様において、第二CARは、癌関連抗原と同じ癌細胞型に発現される標的に対する抗原結合ドメインを含む。ある態様において、CAR発現細胞は、第一抗原を標的とし、共刺激性シグナル伝達ドメインを有するが、一次シグナル伝達ドメインを有しない細胞内シグナル伝達ドメインを含む第一CARおよび第二の、異なる抗原を標的とし、一次シグナル伝達ドメインを有するが、共刺激性シグナル伝達ドメインを有しない細胞内シグナル伝達ドメインを含む第二CARを含む。理論に縛られることを望まないが、共刺激性シグナル伝達ドメイン、例えば、4-1BB、CD28、ICOS、CD27またはOX-40の第一CARへの配置および一次シグナル伝達ドメイン、例えば、CD3ゼータの第二CARへの配置は、CAR活性を両標的が発現される細胞に限定できる。ある態様において、CAR発現細胞は、ここに記載する標的抗原に結合する抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび共刺激性ドメインを含む第一癌関連抗原CARおよび異なる標的抗原(例えば、第一標的抗原と同じ癌細胞型に発現される抗原)を標的とし、抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび一次シグナル伝達ドメインを含む第二CARを含む。他の態様において、CAR発現細胞は、ここに記載する標的抗原に結合する抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび一次シグナル伝達ドメインを含む第一CARおよび第一標的抗原以外の抗原(例えば、第一標的抗原と同じ癌細胞型に発現される抗原)を標的とし、該抗原への抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび共刺激性シグナル伝達ドメインを含む第二CARを含む。
他の面において、本発明は、CAR発現細胞、例えば、CART細胞の集団に関する。ある態様において、CAR発現細胞の集団は、種々のCARを発現する細胞の混合物を含む。
例えば、ある態様において、CART細胞の集団は、ここに記載する癌関連抗原に対する抗原結合ドメインを有するCARを発現する第一細胞および異なる抗原結合ドメイン、例えば、ここに記載する異なる癌関連抗原に対する抗原結合ドメイン、例えば、第一細胞により発現されるCARの抗原結合ドメインにより結合される癌関連抗原と異なるここに記載する癌関連抗原に対する抗原結合ドメインを有するCARを発現する第二細胞を含み得る。
他の例として、CAR発現細胞の集団は、ここに記載する癌関連抗原に対する抗原結合ドメインを含むCARを発現する第一細胞およびここに記載する癌関連抗原以外の標的に対する抗原結合ドメインを含むCARを発現する第二細胞を含み得る。ある態様において、CAR発現細胞の集団は、例えば、一次細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現する第一細胞および二次性シグナル伝達ドメインを含むCARを発現する第二細胞を含み得る。
他の面において、本発明は、細胞の集団に関し、ここで、集団における少なくとも1細胞が、ここに記載する癌関連抗原に対する抗原結合ドメインを有するCARを発現し、第二細胞が他の物質、例えば、CAR発現細胞の活性を増強する物質を発現する。例えば、ある態様において、物質は、阻害性分子を阻害する物質であり得る。阻害性分子、例えば、PD-1は、ある態様において、CAR発現細胞が免疫エフェクター応答を搭載する能力を低減できる。阻害性分子の例は、PD-1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFR(例えば、TGFRベータ)を含む。ある態様において、阻害性分子を阻害する物質は、細胞に正のシグナルを提供する第二ポリペプチド、例えば、ここに記載する細胞内シグナル伝達ドメインと結合した第一ポリペプチド、例えば、阻害性分子である。ある態様において、物質は、例えば、PD-1、PD-L1、CTLA4、TIM3、CEACAM(CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4およびTGFRベータまたはこれらのいずれかのフラグメントのような阻害性分子の第一ポリペプチドおよびここに記載する細胞内シグナル伝達ドメイン(例えば、共刺激性ドメイン(例えば、ここに記載するような、例えば、41BB、CD27、OX40またはCD28)および/または一次シグナル伝達ドメイン(例えば、ここに記載するCD3ゼータシグナル伝達ドメイン)を含む)である第二ポリペプチドを含む。ある態様において、物質は、PD-1またはそのフラグメントの第一ポリペプチドおよびここに記載する細胞内シグナル伝達ドメインの第二ポリペプチド(例えば、ここに記載するCD28シグナル伝達ドメインおよび/またはここに記載するCD3ゼータシグナル伝達ドメイン)を含む。
抗CD19結合ドメインの配列を、ここに表1に提供する。完全CAR構築物を、表1に記載する抗原結合ドメインのいずれかと、下に提供する1以上のさらなるCAR成分の使用により産生できる。
・ リーダー(アミノ酸配列)(配列番号1)
MALPVTALLLPLALLLHAARP
・ リーダー(核酸配列)(配列番号12)
ATGGCCCTGCCTGTGACAGCCCTGCTGCTGCCTCTGGCTCTGCTGCTGCATGCCGCTAGACCC
・ CD8ヒンジ(アミノ酸配列)(配列番号2)
TTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACD
・ CD8ヒンジ(核酸配列)(配列番号13)
ACCACGACGCCAGCGCCGCGACCACCAACACCGGCGCCCACCATCGCGTCGCAGCCCCTGTCCCTGCGCCCAGAGGCGTGCCGGCCAGCGGCGGGGGGCGCAGTGCACACGAGGGGGCTGGACTTCGCCTGTGAT
・ CD8膜貫通(アミノ酸配列)(配列番号6)
IYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLYC
・ 膜貫通(核酸配列)(配列番号17)
ATCTACATCTGGGCGCCCTTGGCCGGGACTTGTGGGGTCCTTCTCCTGTCACTGGTTATCACCCTTTACTGC
・ 4-1BB細胞内ドメイン(アミノ酸配列)(配列番号7)
KRGRKKLLYIFKQPFMRPVQTTQEEDGCSCRFPEEEEGGCEL
・ 4-1BB細胞内ドメイン(核酸配列)(配列番号18)
AAACGGGGCAGAAAGAAACTCCTGTATATATTCAAACAACCATTTATGAGACCAGTACAAACTACTCAAGAGGAAGATGGCTGTAGCTGCCGATTTCCAGAAGAAGAAGAAGGAGGATGTGAACTG
・ CD3ゼータドメイン(アミノ酸配列)(配列番号9)
RVKFSRSADAPAYKQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR
・ CD3ゼータ(核酸配列)(配列番号20)
AGAGTGAAGTTCAGCAGGAGCGCAGACGCCCCCGCGTACAAGCAGGGCCAGAACCAGCTCTATAACGAGCTCAATCTAGGACGAAGAGAGGAGTACGATGTTTTGGACAAGAGACGTGGCCGGGACCCTGAGATGGGGGGAAAGCCGAGAAGGAAGAACCCTCAGGAAGGCCTGTACAATGAACTGCAGAAAGATAAGATGGCGGAGGCCTACAGTGAGATTGGGATGAAAGGCGAGCGCCGGAGGGGCAAGGGGCACGATGGCCTTTACCAGGGTCTCAGTACAGCCACCAAGGACACCTACGACGCCCTTCACATGCAGGCCCTGCCCCCTCGC
・ CD3ゼータドメイン(アミノ酸配列;NCBI Reference Sequence NM_000734.3)(配列番号10)
RVKFSRSADAPAYQQGQNQLYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLYNELQKDKMAEAYSEIGMKGERRRGKGHDGLYQGLSTATKDTYDALHMQALPPR
・ CD3ゼータ(核酸配列;NCBI Reference Sequence NM_000734.3);(配列番号21)
agagtgaagttcagcaggagcgcagacgcccccgcgtaccagcagggccagaaccagctctataacgagctcaatctaggacgaagagaggagtacgatgttttggacaagagacgtggccgggaccctgagatggggggaaagccgagaaggaagaaccctcaggaaggcctgtacaatgaactgcagaaagataagatggcggaggcctacagtgagattgggatgaaaggcgagcgccggaggggcaaggggcacgatggcctttaccagggtctcagtacagccaccaaggacacctacgacgcccttcacatgcaggccctgccccctcgc
IgG4ヒンジ(アミノ酸配列)(配列番号36)
ESKYGPPCPPCPAPEFLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGKM
IgG4ヒンジ(ヌクレオチド配列)(配列番号37)
GAGAGCAAGTACGGCCCTCCCTGCCCCCCTTGCCCTGCCCCCGAGTTCCTGGGCGGACCCAGCGTGTTCCTGTTCCCCCCCAAGCCCAAGGACACCCTGATGATCAGCCGGACCCCCGAGGTGACCTGTGTGGTGGTGGACGTGTCCCAGGAGGACCCCGAGGTCCAGTTCAACTGGTACGTGGACGGCGTGGAGGTGCACAACGCCAAGACCAAGCCCCGGGAGGAGCAGTTCAATAGCACCTACCGGGTGGTGTCCGTGCTGACCGTGCTGCACCAGGACTGGCTGAACGGCAAGGAATACAAGTGTAAGGTGTCCAACAAGGGCCTGCCCAGCAGCATCGAGAAAACCATCAGCAAGGCCAAGGGCCAGCCTCGGGAGCCCCAGGTGTACACCCTGCCCCCTAGCCAAGAGGAGATGACCAAGAACCAGGTGTCCCTGACCTGCCTGGTGAAGGGCTTCTACCCCAGCGACATCGCCGTGGAGTGGGAGAGCAACGGCCAGCCCGAGAACAACTACAAGACCACCCCCCCTGTGCTGGACAGCGACGGCAGCTTCTTCCTGTACAGCCGGCTGACCGTGGACAAGAGCCGGTGGCAGGAGGGCAACGTCTTTAGCTGCTCCGTGATGCACGAGGCCCTGCACAACCACTACACCCAGAAGAGCCTGAGCCTGTCCCTGGGCAAGATG
EF1アルファプロモーター
CGTGAGGCTCCGGTGCCCGTCAGTGGGCAGAGCGCACATCGCCCACAGTCCCCGAGAAGTTGGGGGGAGGGGTCGGCAATTGAACCGGTGCCTAGAGAAGGTGGCGCGGGGTAAACTGGGAAAGTGATGTCGTGTACTGGCTCCGCCTTTTTCCCGAGGGTGGGGGAGAACCGTATATAAGTGCAGTAGTCGCCGTGAACGTTCTTTTTCGCAACGGGTTTGCCGCCAGAACACAGGTAAGTGCCGTGTGTGGTTCCCGCGGGCCTGGCCTCTTTACGGGTTATGGCCCTTGCGTGCCTTGAATTACTTCCACCTGGCTGCAGTACGTGATTCTTGATCCCGAGCTTCGGGTTGGAAGTGGGTGGGAGAGTTCGAGGCCTTGCGCTTAAGGAGCCCCTTCGCCTCGTGCTTGAGTTGAGGCCTGGCCTGGGCGCTGGGGCCGCCGCGTGCGAATCTGGTGGCACCTTCGCGCCTGTCTCGCTGCTTTCGATAAGTCTCTAGCCATTTAAAATTTTTGATGACCTGCTGCGACGCTTTTTTTCTGGCAAGATAGTCTTGTAAATGCGGGCCAAGATCTGCACACTGGTATTTCGGTTTTTGGGGCCGCGGGCGGCGACGGGGCCCGTGCGTCCCAGCGCACATGTTCGGCGAGGCGGGGCCTGCGAGCGCGGCCACCGAGAATCGGACGGGGGTAGTCTCAAGCTGGCCGGCCTGCTCTGGTGCCTGGCCTCGCGCCGCCGTGTATCGCCCCGCCCTGGGCGGCAAGGCTGGCCCGGTCGGCACCAGTTGCGTGAGCGGAAAGATGGCCGCTTCCCGGCCCTGCTGCAGGGAGCTCAAAATGGAGGACGCGGCGCTCGGGAGAGCGGGCGGGTGAGTCACCCACACAAAGGAAAAGGGCCTTTCCGTCCTCAGCCGTCGCTTCATGTGACTCCACGGAGTACCGGGCGCCGTCCAGGCACCTCGATTAGTTCTCGAGCTTTTGGAGTACGTCGTCTTTAGGTTGGGGGGAGGGGTTTTATGCGATGGAGTTTCCCCACACTGAGTGGGTGGAGACTGAAGTTAGGCCAGCTTGGCACTTGATGTAATTCTCCTTGGAATTTGCCCTTTTTGAGTTTGGATCTTGGTTCATTCTCAAGCCTCAGACAGTGGTTCAAAGTTTTTTTCTTCCATTTCAGGTGTCGTGA(配列番号11)。
Gly/Ser(配列番号25)
GGGGS
Gly/Ser(配列番号26):この配列は、1~6“Gly Gly Gly Gly Ser”反復単位を含み得る
GGGGSGGGGS GGGGSGGGGS GGGGSGGGGS
Gly/Ser(配列番号27)
GGGGSGGGGS GGGGSGGGGS
Gly/Ser(配列番号28)
GGGGSGGGGS GGGGS
Gly/Ser(配列番号29)
GGGS
ポリA(配列番号30):A5000
ポリA(配列番号31):A100
ポリT(配列番号32):T5000
ポリA(配列番号33):A5000
ポリA(配列番号34):A400
ポリA(配列番号35):A2000
・ Gly/Ser(配列番号15):この配列は1~10“Gly Gly Gly Ser”反復単位を含み得る
GGGSGGGSGG GSGGGSGGGS GGGSGGGSGG GSGGGSGGGS
ここに記載する方法において使用できる例示的CD19 CAR構築物を表3に示す。
Figure 2022050420000007
Figure 2022050420000008
Figure 2022050420000009
Figure 2022050420000010
Figure 2022050420000011
Figure 2022050420000012
Figure 2022050420000013
Figure 2022050420000014
Figure 2022050420000015
Figure 2022050420000016
Figure 2022050420000017
Figure 2022050420000018
Figure 2022050420000019
Figure 2022050420000020
Figure 2022050420000021
Figure 2022050420000022
Figure 2022050420000023
Figure 2022050420000024
Figure 2022050420000025
Figure 2022050420000026
Figure 2022050420000027
Figure 2022050420000028
CARと他の分子または物質との共発現
第二CARの共発現
ある面において、ここに記載するCAR発現細胞は、さらに第二CAR、例えば、同じ標的(例えば、CD19)または異なる標的(例えば、CD19と異なる標的、例えば、ここに記載する標的)に対する異なる抗原結合ドメインを含む、例えば、第二CARを含み得る。ある態様において、CAR発現細胞は、第一抗原を標的とし、共刺激性シグナル伝達ドメインを有するが、一次シグナル伝達ドメインを有しない細胞内シグナル伝達ドメインを含む第一CARおよび第二の、異なる抗原を標的とし、一次シグナル伝達ドメインを有するが、共刺激性シグナル伝達ドメインを有しない細胞内シグナル伝達ドメインを含む第二CARを含む。共刺激性シグナル伝達ドメイン、例えば、4-1BB、CD28、CD27、OX-40またはICOSの第一CARへの配置および一次シグナル伝達ドメイン、例えば、CD3ゼータの第二CARへの配置は、CAR活性を両標的が発現される細胞に限定できる。ある態様において、CAR発現細胞は、抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび共刺激性ドメインを含む第一CARおよび他の抗原を標的とし、抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび一次シグナル伝達ドメインを含む第二CARを含む。他の態様において、CAR発現細胞は、抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび一次シグナル伝達ドメインを含む第一CARおよび他の抗原を標的とし、該抗原への抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび共刺激性シグナル伝達ドメインを含む第二CARを含む。
ある態様において、CAR発現細胞は、ここに記載するXCARおよび阻害性CARを含む。ある態様において、阻害性CARは、正常細胞に見られるが、癌細胞に見られず、例えば、Xも発現する抗原と結合する抗原結合ドメインを含む。ある態様において、阻害性CARは、阻害性分子の抗原結合ドメイン、膜貫通ドメインおよび細胞内ドメインを含む。例えば、阻害性CARの細胞内ドメインは、PD1、PD-L1、PD-L2、CTLA4、TIM3、CEACAM(CEACAM-1、CEACAM-3および/またはCEACAM-5)、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンおよびTGFR(例えば、TGFRベータ)の細胞内ドメインであり得る。
ある態様において、CAR発現細胞が2以上の異なるCARを含むとき、異なるCARの抗原結合ドメインは、これら抗原結合ドメインが互いに相互作用しないようなものである。例えば、第一および第二CARを発現する細胞は、第一CARの抗原結合ドメインを、例えば、フラグメント、例えば、scFvとして有することができ、これは、第二CARの抗原結合ドメインと結合を形成せず、例えば、第二CARの抗原結合ドメインはVHHである。
ある態様において、抗原結合ドメインは、単一ドメイン抗原結合(SDAB)分子を含み、これは、相補的決定領域が単一ドメインポリペプチドの一部である分子を含む。その例は、重鎖可変ドメイン、天然に軽鎖を欠く結合分子、単一ドメイン由来する慣用の4鎖抗体、操作されたドメインおよび抗体由来のもの以外の単一ドメインスキャフォールドを含むが、これらに限定されない。SDAB分子は、当分野で知られるまたは将来的に知られるであろうあらゆる単一ドメイン分子であり得る。SDAB分子は、マウス、ヒト、ラクダ、ラマ、ヤツメウナギ、魚、サメ、ヤギ、ウサギおよびウシを含むが、これらに限定されない任意の種に由来し得る。本用語はまたラクダ科およびサメ以外の種からの天然に存在する単一ドメイン抗体分子を含み得る。
ある面において、SDAB分子は、例えば、サメ血清において発見された新規抗原受容体(NAR)として知られる免疫グロブリンアイソタイプに由来するもののような、魚で見られる免疫グロブリンの可変領域に由来し得る。NAR可変領域由来単一ドメイン分子(“IgNAR”)を製造する方法は、WO03/014161号およびStreltsov (2005) Protein Sci. 14:2901-2909に記載されている。
他の側面では、SDAB分子は、軽鎖を欠く重鎖として知られる天然に存在する単一ドメイン抗原結合分子である。このような単一ドメイン分子は、例えば、WO9404678号およびHamers-Casterman, C. et al. (1993) Nature 363:446-448に開示されている。明確化のために、この天然に軽鎖を欠く重鎖分子由来可変ドメインは、4鎖免疫グロブリンの通常のVHと区別するように、この分野では、VHHまたはナノボディとして知られる。このようなVHH分子は、ラクダ科種、例えばラクダ、ラマ、ヒトコブラクダ、アルパカおよびグアナコ由来であり得る。ラクダ科以外の種は天然に軽鎖を欠く重鎖分子を産生し得、このようなVHHは本発明の範囲内である。
SDAB分子は、組み換え、CDR移植、ヒト化、ラクダ化、脱免疫化および/またはインビトロ産生(例えば、ファージディスプレイにより選択)であり得る。
抗原結合ドメインを含む複数のキメラ膜包埋受容体を有する細胞において、例えば、1以上の抗原結合ドメインがその同族抗原に結合する能力を阻害するため、受容体の抗原結合ドメイン間の相互作用が望ましくないものであり得ることも判明した。したがって、ここに開示されるのは、このような相互作用が最小化された抗原結合ドメインを含む第一および第二の天然に存在しないキメラ膜包埋受容体を有する細胞である。またここに開示されるのは、このような相互作用が最小化された抗原結合ドメインを含む第一および第二の天然に存在しないキメラ膜包埋受容体をコードする核酸ならびにこのような細胞および核酸を製造および使用する方法である。ある態様において、第一および第二の天然に存在しないキメラ膜包埋受容体の抗原結合ドメインの一方はscFvを含み、他方は単一VHドメイン、例えば、ラクダ類、サメまたはヤツメウナギ単一VHドメインまたはヒトまたはマウス配列に由来する単一VHドメインを含む。
ある態様において、ここでの組成物は第一および第二CARを含み、ここで、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインは、可変軽鎖ドメインおよび可変重鎖ドメインを含まない。ある態様において、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインはscFvであり、他方はscFvではない。ある態様において、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインは単一VHドメイン、例えば、ラクダ類、サメまたはヤツメウナギ単一VHドメインまたはヒトまたはマウス配列に由来する単一VHドメインを含む。ある態様において、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインはナノボディを含む。ある態様において、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインはラクダ類VHHドメインを含む。
ある態様において、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインはscFvを含み、他方は単一VHドメイン、例えば、ラクダ類、サメまたはヤツメウナギ単一VHドメインまたはヒトまたはマウス配列に由来する単一VHドメインを含む。ある態様において、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインはscFvを含み、他方はナノボディを含む。ある態様において、第一および第二CARの一方の抗原結合ドメインはscFvを含み、他方はラクダ類VHHドメインを含む。
ある態様において、細胞の表面に存在するとき、第一CARの抗原結合ドメインのその同族抗原への結合は、第二CARの存在により実質的に減少しない。ある態様において、 第二CAR存在下の第一CARの抗原結合ドメインのその同族抗原への結合は、第二CAR非存在下の第一CARの抗原結合ドメインのその同族抗原への結合の少なくとも85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%、例えば、85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%である。
ある態様において、細胞の表面に存在するとき、第一および第二CARの抗原結合ドメインは、両者がscFv抗原結合ドメインにある場合より少なく互いに結合する。ある態様において、第一および第二CARの抗原結合ドメインは、両者がscFv抗原結合ドメインにあるときより他の少なくとも85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%より少なく、例えば、85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%少なく互いに結合する。
CAR活性を増強する物質の共発現
他の面において、ここに記載するCAR発現細胞は、さらに他の物質、例えば、CAR発現細胞の活性または適合性を増強する物質を発現できる。
例えば、ある態様において、物質は、T細胞機能を調節または制御、例えば、阻害する分子を阻害する物質であり得る。ある態様において、T細胞機能を調節または制御する分子は阻害性分子である。阻害性分子、例えば、PD1は、ある態様において、CAR発現細胞が免疫エフェクター応答を搭載する能力を低減させ得る。阻害性分子の例は、PD1、PD-L1、CTLA4、TIM3、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンまたはTGFRベータを含む。
ある態様において、例えば、ここに記載するような、物質、例えば、阻害性核酸、例えば、dsRNA、例えば、siRNAまたはshRNA;または例えば、阻害性タンパク質または系、例えば、クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)、転写アクティベーター様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)または亜鉛フィンガーエンドヌクレアーゼ(ZFN)を使用して、CAR発現細胞におけるT細胞機能を調節または制御、例えば阻害する分子の発現を阻害できる。ある態様において、物質はshRNA、例えば、ここに記載するshRNAである。ある態様において、T細胞機能を調節または制御、例えば阻害する因子は、CAR発現細胞内で阻害される。例えば、T細胞機能を調節または制御、例えば阻害する分子の発現を阻害するdsRNA分子を、CARの成分、例えば、成分の全てをコードする核酸と連結させる。
ある態様において、阻害性分子を阻害する物質は、細胞に正のシグナルを提供する第二ポリペプチド、例えば、ここに記載する細胞内シグナル伝達ドメインと結合した第一ポリペプチド、例えば、阻害性分子を含む。ある態様において、物質は、第一ポリペプチド、例えば、PD1、PD-L1、CTLA4、TIM3、LAG3、VISTA、BTLA、TIGIT、LAIR1、CD160、2B4、CD80、CD86、B7-H3(CD276)、B7-H4(VTCN1)、HVEM(TNFRSF14またはCD270)、KIR、A2aR、MHCクラスI、MHCクラスII、GAL9、アデノシンまたはTGFRベータまたはこれらのいずれかのフラグメント(例えば、これらのいずれかの少なくとも細胞外ドメイン部分)のような阻害性分子およびここに記載する細胞内シグナル伝達ドメイン(例えば、共刺激性ドメイン(例えば、ここに記載するような、例えば、41BB、CD27またはCD28)および/または一次シグナル伝達ドメイン(例えば、ここに記載するCD3ゼータシグナル伝達ドメイン)を含む)である第二ポリペプチドを含む。ある態様において、物質は、PD1またはそのフラグメント(例えば、PD1の少なくとも細胞外ドメイン部分)の第一ポリペプチドおよびここに記載する細胞内シグナル伝達ドメインの第二ポリペプチド(例えば、ここに記載するCD28シグナル伝達ドメインおよび/またはここに記載するCD3ゼータシグナル伝達ドメイン)を含む。PD1は、CD28、CTLA-4、ICOSおよびBTLAも含む受容体のCD28ファミリーの阻害性メンバーである。PD-1は活性化B細胞、T細胞および骨髄細胞に発現される(Agata et al. 1996 Int. Immunol 8:765-75)。PD1に対する2リガンド、PD-L1およびPD-L2が、PD1への結合によりT細胞活性化を下方制御することが示されている(Freeman et a. 2000 J Exp Med 192:1027-34; Latchman et al. 2001 Nat Immunol 2:261-8; Carter et al. 2002 Eur J Immunol 32:634-43). PD-L1 is abundant in human cancers (Dong et al. 2003 J Mol Med 81:281-7; Blank et al. 2005 Cancer Immunol. Immunother 54:307-314; Konishi et al. 2004 Clin Cancer Res 10:5094)。免疫抑制は、PD1とPD-L1の局所阻害の阻害により回復され得る。
ある態様において、阻害性分子、例えば、プログラム死1(PD1)の細胞外ドメイン(ECD)を含む物質を、膜貫通ドメインおよび41BBおよびCD3ゼータのような細胞内シグナル伝達ドメインと融合させ得る(ここではPD1 CARとも称する)。ある態様において、PD1 CARは、ここに記載するXCARと組み合わせて使用したとき、T細胞の残留性を改善する。ある態様において、CARは、配列番号105の下線で示すPD1の細胞外ドメインを含むPD1 CARである。ある態様において、PD1 CARは、配列番号105のアミノ酸配列を含む。
Figure 2022050420000029
ある態様において、PD1 CARは、下に示すアミノ酸配列(配列番号106)を含む。
Figure 2022050420000030
ある態様において、物質は、PD1 CAR、例えば、ここに記載するPD1 CARをコードする核酸配列を含む。ある態様において、PD1 CARの核酸配列を下に示し、PD1 ECDを下において配列番号107で下線を付す。
Figure 2022050420000031
他の例において、ある態様において、CAR発現細胞の活性を増強する物質は共刺激性分子または共刺激性分子リガンドであり得る。共刺激性分子の例は、MHCクラスI分子、BTLAおよびTollリガンド受容体、ならびにOX40、CD27、CD28、CDS、ICAM-1、LFA-1(CD11a/CD18)、ICOS(CD278)および4-1BB(CD137)を含むう。このような共刺激性分子のさらなる例は、例えば、ここに記載するような、CDS、ICAM-1、GITR、BAFFR、HVEM(LIGHTR)、SLAMF7、NKp80(KLRF1)、NKp44、NKp30、NKp46、CD160、CD19、CD4、CD8アルファ、CD8ベータ、IL-2Rベータ、IL-2Rガンマ、IL-7Rアルファ、ITGA4、VLA1、CD49a、ITGA4、IA4、CD49D、ITGA6、VLA-6、CD49f、ITGAD、CD11d、ITGAE、CD103、ITGAL、CD11a、LFA-1、ITGAM、CD11b、ITGAX、CD11c、ITGB1、CD29、ITGB2、CD18、LFA-1、ITGB7、NKG2D、NKG2C、TNFR2、TRANCE/RANKL、DNAM1(CD226)、SLAMF4(CD244、2B4)、CD84、CD96(Tactile)、CEACAM1、CRTAM、Ly9(CD229)、CD160(BY55)、PSGL1、CD100(SEMA4D)、CD69、SLAMF6(NTB-A、Ly108)、SLAM(SLAMF1、CD150、IPO-3)、BLAME(SLAMF8)、SELPLG(CD162)、LTBR、LAT、GADS、SLP-76、PAG/Cbp、CD19aおよびCD83に特異的に結合するリガンドを含む。共刺激性分子リガンドの例は、CD80、CD86、CD40L、ICOSL、CD70、OX40L、4-1BBL、GITRLおよびLIGHTを含む。ある態様において、共刺激性分子リガンドは、CARの共刺激性分子ドメインと異なる共刺激性分子のリガンドである。ある態様において、共刺激性分子リガンドは、CARの共刺激性分子ドメインと同じ共刺激性分子のリガンドである。ある態様において、共刺激性分子リガンドは4-1BBLである。ある態様において、共刺激性リガンドはCD80またはCD86である。ある態様において、共刺激性分子リガンドはCD70である。ある態様において、ここに記載するCAR発現免疫エフェクター細胞を、1以上のさらなる共刺激性分子または共刺激性分子リガンドを発現するようにさらに操作できる
CARとケモカイン受容体の共発現
ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞、例えば、CD19 CAR発現細胞は、さらにケモカイン受容体分子を含む。T細胞におけるケモカイン受容体CCR2bまたはCXCR2のトランスジェニック発現は、黒色腫および神経芽腫を含むCCL2-またはCXCL1分泌固形腫瘍への輸送を増強する(Craddock et al., J Immunother. 2010 Oct; 33(8):780-8およびKershaw et al., Hum Gene Ther. 2002 Nov 1; 13(16):1971-80)。それゆえに、理論に縛られることを望まないが、腫瘍、例えば、固形腫瘍により分泌されるケモカインを認識するCAR発現細胞において発現されるケモカイン受容体は、CAR発現細胞の腫瘍へのホーミングを改善し、CAR発現細胞の腫瘍への浸潤を促進し、そしてCAR発現細胞の抗腫瘍有効性を増強すると考えられる。ケモカイン受容体分子は、天然に存在するまたは組み換えケモカイン受容体またはそのケモカイン結合フラグメントを含み得る。ここに記載するCAR発現細胞(例えば、CAR-Tx)における発現に適するケモカイン受容体分子は、CXCケモカイン受容体(例えば、CXCR1、CXCR2、CXCR3、CXCR4、CXCR5、CXCR6またはCXCR7)、CCケモカイン受容体(例えば、CCR1、CCR2、CCR3、CCR4、CCR5、CCR6、CCR7、CCR8、CCR9、CCR10またはCCR11)、CX3Cケモカイン受容体(例えば、CX3CR1)、XCケモカイン受容体(例えば、XCR1)またはそのケモカイン結合フラグメントを含む。ある態様において、ここに記載するCARと共に発現させるケモカイン受容体分子は、腫瘍により発現されるケモカインに基づき選択する。ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞は、さらにCCR2b受容体またはCXCR2受容体を含む、例えば、発現する。ある態様において、ここに記載するCARおよびケモカイン受容体分子は、同じベクターにあるかまたは2つの異なるベクターにある。ここに記載するCARおよびケモカイン受容体分子が同じベクターにある態様において、CARおよびケモカイン受容体分子は、各々2つの異なるプロモーターの制御下にあるかまたは同じプロモーターの制御下にある。
CARをコードする核酸構築物
本発明はまた、ここに記載する1以上のCAR構築物をコードする核酸分子を含む、例えば、ここに記載する方法により製造された、免疫エフェクター細胞も提供する。ある面において、核酸分子はメッセンジャーRNAトランスクリプトとして提供される。ある面において、核酸分子はDNA構築物として提供される。
ここに記載する核酸分子は、DNA分子、RNA分子またはこれらの組み合わせであり得る。ある態様において、核酸分子は、ここに記載するCARポリペプチドをコードするmRNAである。他の態様において、核酸分子は、前記核酸分子のいずれかを含むベクターである。
ある面において、本発明のCARの抗原結合ドメイン(例えば、scFv)は、配列が哺乳動物細胞における発現のためにコドン最適化されている核酸分子によりコードされる。ある面において、本発明のCAR構築物全体は、配列全体が哺乳動物細胞における発現のためにコドン最適化されている核酸分子によりコードされる。コドン最適化は、コードDNAにおける同義コドン(すなわち、同一アミノ酸をコードするコドン)の出現頻度が、種毎に偏っているとの発見をいう。このようなコドン縮重は、同一ポリペプチドが多様なヌクレオチド配列によりコードされることを可能にする。多様なコドン最適化方法が当分野で知られ、例えば、少なくとも米国特許5,786,464号および6,114,148号に開示された方法を含む。
したがって、ある面において、例えば、ここに記載する方法により製造された、免疫エフェクター細胞は、キメラ抗原受容体(CAR)をコードする核酸分子を含み、ここで、CARは、ここに記載する腫瘍抗原に結合する抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン(例えば、ここに記載する膜貫通ドメイン)および刺激性ドメイン、例えば、共刺激性シグナル伝達ドメイン(例えば、ここに記載する共刺激性シグナル伝達ドメイン)および/または一次シグナル伝達ドメイン(例えば、ここに記載する一次シグナル伝達ドメイン、例えば、ここに記載するゼータ鎖)を含む細胞内シグナル伝達ドメイン(例えば、ここに記載する細胞内シグナル伝達ドメイン)を含む。
本発明はまた、CARをコードする核酸分子、例えば、ここに記載する核酸分子が挿入されたベクターも提供する。レンチウイルスのようなレトロウイルスに由来するベクターは、導入遺伝子の長期にわたる、安定な組込みおよび娘細胞へのその遺伝を可能にするため、長期遺伝子導入の達成に適当なツールである。レンチウイルスベクターは、肝細胞のような非増殖性細胞に形質導入できるため、マウス白血病ウイルスのようなオンコレトロウイルスに由来するベクターを超える利点を有する。低免疫原性であるとのさらなる利点も有する。レトロウイルスベクターは、例えば、ガンマレトロウイルスベクターでもあり得る。ガンマレトロウイルスベクターは、例えば、プロモーター、パッケージングシグナル(ψ)、プライマー結合部位(PBS)、1以上(例えば、2)の末端反復配列(LTR)および目的の導入遺伝子、例えば、CARをコードする遺伝子を含み得る。ガンマレトロウイルスベクターは、gag、polおよびenvのようなウイルス構造遺伝子を欠き得る。例示的ガンマレトロウイルスベクターは、マウス白血病ウイルス(MLV)、脾フォーカス形成ウイルス(SFFV)および骨髄増殖性肉腫ウイルス(MPSV)およびこれら由来のベクターを含む。他のガンマレトロウイルスベクターは、例えば、Tobias Maetzig et al., “Gammaretroviral Vectors: Biology, Technology and Application” Viruses. 2011 Jun; 3(6): 677-713に記載されている。
他の態様において、所望のCARをコードする核酸を含むベクターはアデノウイルスベクター(A5/35)である。他の態様において、CARをコードする核酸の発現は、sleeping beauty、crisper、CAS9および亜鉛フィンガーヌクレアーゼのようなトランスポゾンの使用により達成できる。引用により本明細書に包含させるJune et al. 2009 Nature Reviews Immunology 9.10: 704-716参照。
簡潔に概要を述べると、CARをコードする天然または合成核酸の発現は、一般にCARポリペプチドをコードする核酸またはその部分をプロモーターと操作可能に連結させ、該構築物を発現ベクターに取り込ませることにより達成される。ベクターは、真核生物での複製および組込みに適し得る。典型的クローニングベクターは、所望の核酸配列の発現の制御に有用な転写および翻訳ターミネーター、開始配列およびプロモーターを含む。
核酸を、多数のタイプのベクターにクローン化できる。例えば、核酸を、プラスミド、ファージミド、ファージ誘導体、動物ウイルスおよびコスミドを含むが、これらに限定されないベクターにクローン化できる。特に興味深いベクターは、発現ベクター、複製ベクター、プローブ生成ベクターおよびシーケンシングベクターを含む。
さらに、発現ベクターを、ウイルスベクターの形で細胞に提供できる。ウイルスベクターテクノロジーは当分野で周知であり、例えば、Sambrook et al., 2012, MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, volumes 1-4, Cold Spring Harbor Press, NYおよび他のウイルス学および分子生物学マニュアルに記載されている。ベクターとして有用なウイルスは、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルスおよびレンチウイルスを含むが、これらに限定されない。一般に、適当なベクターは、少なくとも1生物で機能的な複製起点、プロモーター配列、好都合な制限エンドヌクレアーゼ部位および1以上の選択可能マーカーを含む(例えば、WO01/96584号;WO01/29058号;および米国特許6,326,193号)。
多数のウイルスベースの系が、哺乳動物細胞への遺伝子導入のために開発されている。例えば、レトロウイルスは、遺伝子送達系のための簡便なプラットフォームを提供する。当分野で知られる技術を使用して、選択遺伝子をベクターに挿入し、レトロウイルス粒子に包装できる。組み換えウイルスを、次いでインビボまたはエクスビボで単離し、対象の細胞に送達できる。多数のレトロウイルス系が当分野で知られる。ある態様において、アデノウイルスベクターが使用される。多数のアデノウイルスベクターが当分野で知られる。ある態様において、レンチウイルスベクターが使用される。
さらなるプロモーター成分、例えば、エンハンサーは、転写開始の頻度を制御する。一般に、これらは、開始部位の30~110bp上流の領域に位置するが、多数のプロモーターが、開始部位の下流に同様に機能的成分を含むことが示されている。プロモーター成分間のスペーシングは、プロモーター機能が、これら成分が互いに逆になったときまたは移動したときに保持されるように、しばしば可動性である。チミジンキナーゼ(tk)プロモーターにおいて、プロモーター成分間のスペーシングは、活性が低減し始める前に50bp離れるまで増加し得る。プロモーターにより、個々の成分が、転写活性化のために協調的にまたは個々に機能できるように見える。例示的プロモーターは、CMV IE遺伝子、EF-1α、ユビキチンCまたはホスホグリセロキナーゼ(PGK)プロモーターを含む。
哺乳動物T細胞においてCARコード化核酸分子を発現できるプロモーターの例は、EF1プロモーターである。天然EF1プロモーターは、アミノアシルtRNAのリボソームへの酵素的送達を担う伸長因子1複合体のアルファサブユニットの発現を駆動する。EF1プロモーターは、哺乳動物発現プラスミドにおいて広く使用されており、レンチウイルスベクターにクローン化された核酸分子からのCAR発現の駆動に有効であることが示されている。例えば、Milone et al., Mol. Ther. 17(8): 1453-1464 (2009)参照。ある面において、EF1プロモーターは、実施例に提供する配列を含む。
プロモーターの他の例は、最初期サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター配列である。このプロモーター配列は、それに操作可能に連結したあらゆるポリヌクレオチド配列の高レベルの発現を駆動できる強力な構成的プロモーター配列である。しかしながら、サルウイルス40(SV40)早期プロモーター、マウス乳房腫瘍ウイルス(MMTV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)末端反復配列(LTR)プロモーター、MoMuLVプロモーター、トリ白血病ウイルスプロモーター、エプスタイン・バーウイルス最初期プロモーター、ラウス肉腫ウイルスプロモーターを含むが、これらに限定されない他の構成的プロモーター、ならびにアクチンプロモーター、ミオシンプロモーター、伸長因子1αプロモーター、ヘモグロビンプロモーターおよびクレアチンキナーゼプロモーターのようなしかしこれらに限定されないヒト遺伝子プロモーター配列も使用してよい。さらに、本発明は、構成的プロモーターの使用に限定すべきではない。誘導性プロモーターも本発明の一部として企図される。誘導性プロモーターの使用は、操作可能に連結したポリヌクレオチド配列の発現を、そのような発現が望ましいときにオンにするまたは発現が望ましくないときに発現をオフにすることができる分子スイッチを提供できる。誘導性プロモーターの例は、メタロチオネインプロモーター、グルココルチコイドプロモーター、プロゲステロンプロモーターおよびテトラサイクリンプロモーターを含むが、これらに限定されない。
プロモーターの他の例は、ホスホグリセラートキナーゼ(PGK)プロモーターである。ある態様において、切断PGKプロモーター(例えば、野生型PGKプロモーター配列と比較したとき、1以上、例えば、1、2、5、10、100、200、300または400ヌクレオチド欠失を有するPGKプロモーター)が所望され得る。
例示的PGKプロモーターのヌクレオチド配列を下に提供する。
WT PGKプロモーター:
ACCCCTCTCTCCAGCCACTAAGCCAGTTGCTCCCTCGGCTGACGGCTGCACGCGAGGCCTCCGAACGTCTTACGCCTTGTGGCGCGCCCGTCCTTGTCCCGGGTGTGATGGCGGGGTGTGGGGCGGAGGGCGTGGCGGGGAAGGGCCGGCGACGAGAGCCGCGCGGGACGACTCGTCGGCGATAACCGGTGTCGGGTAGCGCCAGCCGCGCGACGGTAACGAGGGACCGCGACAGGCAGACGCTCCCATGATCACTCTGCACGCCGAAGGCAAATAGTGCAGGCCGTGCGGCGCTTGGCGTTCCTTGGAAGGGCTGAATCCCCGCCTCGTCCTTCGCAGCGGCCCCCCGGGTGTTCCCATCGCCGCTTCTAGGCCCACTGCGACGCTTGCCTGCACTTCTTACACGCTCTGGGTCCCAGCCGCGGCGACGCAAAGGGCCTTGGTGCGGGTCTCGTCGGCGCAGGGACGCGTTTGGGTCCCGACGGAACCTTTTCCGCGTTGGGGTTGGGGCACCATAAGCT(配列番号109)
例示的切断PGKプロモーター:
PGK100:
ACCCCTCTCTCCAGCCACTAAGCCAGTTGCTCCCTCGGCTGACGGCTGCACGCGAGGCCTCCGAACGTCTTACGCCTTGTGGCGCGCCCGTCCTTGTCCCGGGTGTGATGGCGGGGTG(配列番号110)
PGK200:
ACCCCTCTCTCCAGCCACTAAGCCAGTTGCTCCCTCGGCTGACGGCTGCACGCGAGGCCTCCGAACGTCTTACGCCTTGTGGCGCGCCCGTCCTTGTCCCGGGTGTGATGGCGGGGTGTGGGGCGGAGGGCGTGGCGGGGAAGGGCCGGCGACGAGAGCCGCGCGGGACGACTCGTCGGCGATAACCGGTGTCGGGTAGCGCCAGCCGCGCGACGGTAACG(配列番号111)
PGK300:
ACCCCTCTCTCCAGCCACTAAGCCAGTTGCTCCCTCGGCTGACGGCTGCACGCGAGGCCTCCGAACGTCTTACGCCTTGTGGCGCGCCCGTCCTTGTCCCGGGTGTGATGGCGGGGTGTGGGGCGGAGGGCGTGGCGGGGAAGGGCCGGCGACGAGAGCCGCGCGGGACGACTCGTCGGCGATAACCGGTGTCGGGTAGCGCCAGCCGCGCGACGGTAACGAGGGACCGCGACAGGCAGACGCTCCCATGATCACTCTGCACGCCGAAGGCAAATAGTGCAGGCCGTGCGGCGCTTGGCGTTCCTTGGAAGGGCTGAATCCCCG(配列番号112)
PGK400:
ACCCCTCTCTCCAGCCACTAAGCCAGTTGCTCCCTCGGCTGACGGCTGCACGCGAGGCCTCCGAACGTCTTACGCCTTGTGGCGCGCCCGTCCTTGTCCCGGGTGTGATGGCGGGGTGTGGGGCGGAGGGCGTGGCGGGGAAGGGCCGGCGACGAGAGCCGCGCGGGACGACTCGTCGGCGATAACCGGTGTCGGGTAGCGCCAGCCGCGCGACGGTAACGAGGGACCGCGACAGGCAGACGCTCCCATGATCACTCTGCACGCCGAAGGCAAATAGTGCAGGCCGTGCGGCGCTTGGCGTTCCTTGGAAGGGCTGAATCCCCGCCTCGTCCTTCGCAGCGGCCCCCCGGGTGTTCCCATCGCCGCTTCTAGGCCCACTGCGACGCTTGCCTGCACTTCTTACACGCTCTGGGTCCCAGCCG(配列番号113)
ベクターは、例えば、分泌を促進するためのシグナル配列、ポリアデニル化シグナルおよび転写ターミネーター(例えば、ウシ成長ホルモン(BGH)遺伝子から)、原核生物におけるエピソーム複製および複製を可能にする成分(例えばSV40起源およびColE1または当分野で知られるその他)および/または選択を可能にする成分(例えば、アンピシリン耐性遺伝子および/またはゼオシンマーカー)も含み得る。
CARポリペプチドまたはその一部の発現を評価するために、細胞に導入される発現ベクターは、ウイルスベクターを介する遺伝子導入または感染が探索される細胞集団から、発現細胞の特定および選択を容易にするために選択可能マーカー遺伝子またはレポーター遺伝子または両者も含み得る。他の面において、選択可能マーカーは、DNAの異なる切片により運搬されてよく、共遺伝子導入法により使用される。選択可能マーカーおよびレポーター遺伝子の両者は、宿主細胞における発現を可能とするために、適切な調節性配列に隣接させ得る。有用な選択可能マーカーは、例えば、neoなどのような抗生物質耐性遺伝子を含む。
レポーター遺伝子を、潜在的遺伝子導入細胞の同定および調節性配列の機能性の評価に使用する。一般に、レポーター遺伝子は、レシピエント生物または組織に存在せずまたはそれらにより発現されず、その発現がある容易に検出可能な性質、例えば、酵素活性により顕在化されるポリペプチドをコードする遺伝子である。レポーター遺伝子の発現は、DNAがレシピエント細胞に導入された後適当な時間にアッセイされる。適当なレポーター遺伝子は、ルシフェラーゼ、ベータ-ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、分泌型アルカリホスファターゼまたは緑色蛍光タンパク質遺伝子をコードする遺伝子を含み得る(例えば、Ui-Tei et al., 2000 FEBS Letters 479: 79-82)。適当な発現系は周知であり、既知技術により製造しても、商業的に得てもよい。一般に、レポーター遺伝子の最高レベルの発現を示す最小5’フランキング領域を有する構築物が、プロモーターとして同定される。このようなプロモーター領域をレポーター遺伝子に連結し、プロモーター駆動転写を調節する能力について物質を評価するのに使用され得る。
ある態様において、ベクターは、2以上の核酸CARをコードする配列、例えば、ここに記載するCAR、例えば、CD19 CARおよび第二CAR、例えば、阻害性CARまたはCD19以外の抗原に特異的に結合するCARを含み得る。このような態様において、CARをコードする2以上の核酸配列は、同じフレーム内の単一核分子により、単一ポリペプチド鎖としてコードされる。この面において、2以上のCARは、例えば、1以上のペプチド開裂部位により分離され得る(例えば、自己開裂部位または細胞内プロテアーゼ用基質)。ペプチド開裂部位の例は、T2A部位、P2A部位、E2A部位またはF2A部位を含む。
遺伝子を細胞に導入に、発現させる方法が当分野で知られる。発現ベクターの状況において、ベクターを、あらゆる方法、例えば、当分野で知られるものにより、宿主細胞、例えば、哺乳動物、細菌、酵母または昆虫細胞に容易に導入できる。例えば、発現ベクターを、物理的、化学的または生物学的手段により宿主細胞に導入できる。
宿主細胞にポリヌクレオチドを導入する物理的方法は、リン酸カルシウム沈殿、リポフェクション、微粒子銃、マイクロインジェクション、エレクトロポレーションなどを含む。ベクターおよび/または外来核酸を含む細胞を産生する方法は当分野で周知である。例えば、Sambrook et al., 2012, MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, volumes 1 -4, Cold Spring Harbor Press, NY参照。ポリヌクレオチドの宿主細胞への導入のための適当な方法は、リン酸カルシウム遺伝子導入である。
目的のポリヌクレオチドを宿主細胞に導入する生物学的方法は、DNAおよびRNAベクターの使用を含む。ウイルスベクター、特にレトロウイルスベクターは、遺伝子の哺乳動物、例えば、ヒト細胞への挿入に最も広く使用される方法となってきている。他のウイルスベクターは、レンチウイルス、ポックスウイルス、単純ヘルペスウイルスI、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルスなどに由来し得る。例えば、米国特許5,350,674号および5,585,362号参照。
ポリヌクレオチドを宿主細胞に導入する化学的手段は、巨大分子複合体、ナノカプセル、マイクロスフェア、ビーズおよび水中油型エマルジョン、ミセル、混合型ミセルおよびリポソームを含む脂質ベースの系のようなコロイド分散体系を含む。インビトロおよびインビボで送達媒体として使用する例示的コロイド系は、リポソーム(例えば、人工膜小胞)である。標的化ナノ粒子または他の適当なミクロン未満のサイズの送達系でのポリヌクレオチドの送達のような他の最先端核酸標的化送達法が利用可能である。
非ウイルス送達系を利用する場合、例示的送達媒体はリポソームである。脂質製剤の使用が、宿主細胞への核酸の導入に企図される(インビトロ、エクスビボまたはインビボ)。他の面において、核酸を脂質と結合させ得る。脂質と結合した核酸をリポソームの水性内側に封入し、リポソームの脂質二重層内に分散させ、リポソームおよびオリゴヌクレオチドの両者と結合する結合分子を経てリポソームに結合させ、リポソームに封入し、リポソームと複合体化させ、脂質含有溶液に分散させ、脂質と混合し、脂質と組み合わせ、脂質中の懸濁液として包含させ、ミセルに包含させまたは複合体化させまたは他に脂質と結合させてよい。脂質、脂質/DNAまたは脂質/発現ベクター関連組成物は、溶液で何らかの特定の構造に限定されない。例えば、それらは二重層構造、ミセルまたは“崩壊”構造で存在し得る。それらは単に溶液に分散していてもよく、おそらく、大きさまたは形が均一ではない凝集体を形成する。脂質は、天然に存在するまたは合成である脂質であり得る脂肪物質である。例えば、脂質は、細胞質に天然に存在する脂肪滴ならびに長鎖脂肪族炭化水素および脂肪酸、アルコール、アミン、アミノアルコールおよびアルデヒドのようなその誘導体を含む一群の化合物を含む。
使用に適する脂質は、商業的供給源から得ることができる。例えば、ジミリスチルホスファチジルコリン(“DMPC”)は、Sigma, St. Louis, MOから得ることができ、ジセチルホスフェート(“DCP”)はK & K Laboratories (Plainview, NY)から得ることができ、コレステロール(“Choi”)はCalbiochem-Behringから得ることができ、ジミリスチルホスファチジルグリセロール(“DMPG”)および他の脂質は、Avanti Polar Lipids, Inc. (Birmingham, AL.)から得ることができる。クロロホルムまたはクロロホルム/メタノール中の脂質の原液を約-20℃で保存できる。クロロホルムを、メタノールよりも容易に蒸発するため、唯一の溶媒として使用する。“リポソーム”は、封入脂質二重層または凝集体の生成により形成される多様な単および多重膜脂質媒体を包含する一般的用語である。リポソームは、リン脂質二重膜および内部水性媒体を伴う小胞構造を有するとして特徴付けられ得る。多重膜リポソームは、水性媒体により分離された複数の脂質層を含む。それらは、リン脂質が過剰の水溶液に懸濁されたときに自然に形成される。脂質成分は自己再構成され、その後閉構造を形成し、水および溶解した溶質を脂質二重層内に封入する(Ghosh et al., 1991 Glycobiology 5: 505-10)。しかしながら、溶液で通常の小胞構造と異なる構造を有する組成物も包含される。例えば、脂質はミセル構造であるかまたは単に脂質分子の不均一な凝集体とみなし得る。またリポフェクタミン-核酸複合体も企図される。
外来核酸を宿主細胞に導入するまたは他に細胞を本発明の阻害物質に曝す方法と無関係に、宿主細胞における組み換え核酸配列の存在を確認するために、多様なアッセイを実施し得る。このようなアッセイは、例えば、サザンおよびノーザンブロット法、RT-PCRおよびPCRのような当業者に周知の“分子生物学的”アッセイ;例えば、免疫学的手段(ELISAおよびウェスタンブロット)により、特定のペプチドの存在または不在を検出するまたは本発明の範囲内に入る物質を特定するためのここに記載するアッセイによるような、“生化学的”アッセイを含む。
ナチュラルキラー細胞受容体(NKR)CAR
ある態様において、ここに記載するCAR分子は、ナチュラルキラー細胞受容体(NKR)の1以上の成分を含み、それによりNKR-CARを形成する。NKR成分は、次のナチュラルキラー細胞受容体のいずれかからの膜貫通ドメイン、ヒンジドメインまたは細胞質ドメインであり得る:キラー細胞免疫グロブリン様受容体(KIR)、例えば、KIR2DL1、KIR2DL2/L3、KIR2DL4、KIR2DL5A、KIR2DL5B、KIR2DS1、KIR2DS2、KIR2DS3、KIR2DS4、DIR2DS5、KIR3DL1/S1、KIR3DL2、KIR3DL3、KIR2DP1およびKIR3DP1;天然細胞毒性受容体(NCR)、例えば、NKp30、NKp44、NKp46;免疫細胞受容体のシグナル伝達リンパ球活性化分子(SLAM)ファミリー、例えば、CD48、CD229、2B4、CD84、NTB-A、CRACC、BLAMEおよびCD2F-10;Fc受容体(FcR)、例えば、CD16およびCD64;およびLy49受容体、例えば、LY49A、LY49C。ここに記載するNKR-CAR分子は、アダプター分子または細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、DAP12と相互作用し得る。NKR成分を含むCAR分子の例示的配置および配列は、内容を引用により本明細書に包含させる国際公開WO2014/145252号に記載されている。
スプリットCAR
ある態様において、CAR発現細胞はスプリットCARを使用する。スプリットCARアプローチは、公報WO2014/055442号およびWO2014/055657号により詳細に記載される。簡潔にいうと、スプリットCAR系は、第一抗原結合ドメインおよび共刺激性ドメイン(例えば、41BB)を有する第一CARを発現する細胞を含み、該細胞はまた第二抗原結合ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメイン(例えば、CD3ゼータ)を有する第二CARも発現する。細胞が第一抗原に遭遇したとき、共刺激性ドメインは活性化され、細胞が増殖する。細胞が第二抗原に遭遇したとき、細胞内シグナル伝達ドメインは活性化され、細胞-死滅活性が開始される。それゆえに、CAR発現細胞は、両抗原の存在下でのみ完全活性化される。
キメラ抗原受容体制御のための戦略
ある態様において、CAR活性が制御できる制御可能CAR(RCAR)が、CAR治療の安全性および有効性を最適化するために望ましい。CAR活性が制御され得る多くの方法がある。例えば、二量体化ドメインに融合したカスパーゼ(例えば、Di Stasa et al., N Engl. J. Med. 2011 Nov. 3; 365(18):1673-1683参照)を使用する、例えば、誘導性アポトーシスを、本発明のCAR治療における安全性スイッチとして使用できる。ある態様において、本発明のCARを発現する細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)はさらに誘導性アポトーシススイッチを含み、ここで、ヒトカスパーゼ(例えば、カスパーゼ9)または修飾バージョンが、条件的二量体化を可能にするヒトFKBタンパク質の修飾に融合する。ラパログ(例えば、AP1903、AP20187)のような小分子存在下、誘導性カスパーゼ(例えば、カスパーゼ9)が活性化され、本発明のCARを発現する細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)の迅速なアポトーシスおよび死を生じる。カスパーゼベースの誘導性アポトーシススイッチ(またはこのようなスイッチ1以上の局面)の例は、例えば、US2004040047号;US20110286980号;US20140255360号;WO1997031899号;WO2014151960号;WO2014164348号;WO2014197638号;WO2014197638号に記載されており;これら全てを引用により本明細書に包含させる。
他の例において、CAR発現細胞はまた誘導性カスパーゼ-9(iカスパーゼ-9)分子も発現でき、これは、二量体化剤(例えば、rimiducid(別名AP1903(Bellicum Pharmaceuticals)またはAP20187(Ariad))の投与により、細胞のカスパーゼ-9およびアポトーシスの活性化に至る。iカスパーゼ-9分子は、二量体化(CID)存在下二量体化に介在する、CID結合ドメインの化学的インデューサーを含む。これは、CAR発現細胞の誘導的および選択的枯渇をもたらす。ある場合、iカスパーゼ-9分子は、CARコード化ベクターと離れた核酸分子によりコードされる。ある場合、iカスパーゼ-9分子は、CARコード化ベクターと同じ核酸分子によりコードされる。iカスパーゼ-9は、CAR発現細胞の何らかの毒性を避けるための安全性スイッチを提供できる。例えば、Song et al. Cancer Gene Ther. 2008; 15(10):667-75; Clinical Trial Id. No. NCT02107963;およびDi Stasi et al. N. Engl. J. Med. 2011; 365:1673-83参照。
本発明のCAR治療を制御するための代替的ストラテジーは、例えば、抗体依存性細胞介在細胞毒性(ADCC)の誘発による、例えば、CAR発現細胞の削除により、CAR活性を不活性化またはオフにする小分子または抗体を含む。例えば、ここに記載するCAR発現細胞はまた、細胞死、例えば、ADCCまたは補体誘発細胞死を誘発できる分子により認識される抗原も発現し得る。例えば、ここに記載するCAR発現細胞はまた、抗体または抗体フラグメントにより標的化され得る受容体も発現し得る。このような受容体の例は、EpCAM、VEGFR、インテグリン(例えば、インテグリンανβ3、α4、αΙ3/4β3、α4β7、α5β1、ανβ3、αν)、TNF受容体スーパーファミリーのメンバー(例えば、TRAIL-R1、TRAIL-R2)、PDGF受容体、インターフェロン受容体、葉酸受容体、GPNMB、ICAM-1、HLA-DR、CEA、CA-125、MUC1、TAG-72、IL-6受容体、5T4、GD2、GD3、CD2、CD3、CD4、CD5、CD11、CD11a/LFA-1、CD15、CD18/ITGB2、CD19、CD20、CD22、CD23/lgE受容体、CD25、CD28、CD30、CD33、CD38、CD40、CD41、CD44、CD51、CD52、CD62L、CD74、CD80、CD125、CD147/ベイシジン、CD152/CTLA-4、CD154/CD40L、CD195/CCR5、CD319/SLAMF7およびEGFRおよびこれらの切断バージョン(例えば、1以上細胞外エピトープを保持するが、細胞質ドメイン内の1以上の領域を欠くバージョン)を含む。
例えば、ここに記載するCAR発現細胞はまた、シグナル伝達能を欠くが、ADCCを誘発することができる分子、例えば、セツキシマブ(アービタックス(登録商標))により認識されるエピトープを保持する切断上皮細胞増殖因子受容体(EGFR)を、セツキシマブ投与がADCCおよびCAR発現細胞のその後の枯渇も誘発するように、発現し得る(例えば、WO2011/056894号およびJonnalagadda et al., Gene Ther. 2013; 20(8)853-860参照)。他のストラテジーは、例えば、ADCCによる、CAR発現細胞の選択的枯渇をもたらす、リツキシマブと結合する、ここに記載するCAR発現細胞においてCD32およびCD20抗原両者由来の標的エピトープを合わせる高度にコンパクトなマーカー/自殺遺伝子の発現を含む(例えば、Philip et al., Blood. 2014; 124(8)1277-1287参照)。ここに記載するCAR発現細胞を枯渇させる他の方法は、例えば、ADCCによる、破壊のために、成熟リンパ球、例えば、CAR発現細胞と選択的に結合し、標的とする、モノクローナル抗CD52抗体であるキャンパスの投与を含む。他の態様において、CAR発現細胞は、CARリガンド、例えば、抗イディオタイプ抗体を使用して選択的に標的化され得る。ある態様において、抗イディオタイプ抗体はエフェクター細胞活性、例えば、ADCCまたはADC活性を引き起こし、それによりCAR発現細胞数を減らし得る。他の態様において、CARリガンド、例えば、抗イディオタイプ抗体を細胞死滅を誘発する物質、例えば、トキシンと連結し、それによりCAR発現細胞数を減らし得る。あるいは、CAR分子それ自体が、下記のとおり、活性が制御され得るように、例えば、オンおよびオフとなるように操作できる。
他の態様において、ここに記載するCAR発現細胞はまた、T細胞枯渇剤により認識される標的タンパク質も発現し得る。ある態様において、標的タンパク質はCD20であり、T細胞枯渇剤は抗CD20抗体、例えば、リツキシマブである。このような態様において、T細胞枯渇剤を、例えば、CAR誘発毒性を軽減するために、CAR発現細胞を減少または排除することが望ましいときに投与する。他の態様において、T細胞枯渇剤は、ここでの実施例に記載のような、抗CD52抗体、例えば、アレムツズマブである。
他の態様において、RCARは、ここに記載する標準的CARの成分、例えば、抗原結合ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインが、別々のポリペプチドまたはメンバーに分割される、一般に最も単純な態様においては2の、ポリペプチドのセットを含む。ある態様において、ポリペプチドのセットは、二量体化分子存在下、一方のポリペプチドを他方と連結できる、例えば、抗原結合ドメインを細胞内シグナル伝達ドメインと連結できる、二量体化スイッチを含む。ある態様において、本発明のCARは、例えば、引用により本明細書に包含させる、WO2014127261号に記載のもののような二量体化スイッチを利用する。このような制御可能CARのさらなる記載および例示的配置は、ここに、および、例えば、全体を引用により本明細書に包含させる、2015年3月13日出願の国際公開WO2015/090229号のパラグラフ527~551に提供される。ある態様において、RCARは、スイッチドメイン、例えば、配列番号114に示すFKBPスイッチドメインを含むかまたは例えば、配列番号115に示すようなFRBと結合する能力を有するFKBPのフラグメントを含む。ある態様において、RCARは、例えば、配列番号116に示すFRB配列、または、例えば、配列番号117~122に示す変異体FRB配列を含むスイッチドメインを含む。
DVPDYASLGGPSSPKKKRKVSRGVQVETISPGDGRTFPKRGQTCVVHYTGMLEDGKKFDSSRDRNKPFKFMLGKQEVIRGWEEGVAQMSVGQRAKLTISPDYAYGATGHPGIIPPHATLVFDVELLKLETSY(配列番号114)
VQVETISPGDGRTFPKRGQTCVVHYTGMLEDGKKFDSSRDRNKPFKFMLGKQEVIRGWEEGVAQMSVGQRAKLTISPDYAYGATGHPGIIPPHATLVFDVELLKLETS(配列番号115)
ILWHEMWHEGLEEASRLYFGERNVKGMFEVLEPLHAMMERGPQTLKETSFNQAYGRDLMEAQEWCRKYMKSGNVKDLTQAWDLYYHVFRRISK(配列番号116)
Figure 2022050420000032
RNA遺伝子導入
ここに開示されるのは、インビトロ転写RNA CARを製造する方法である。RNA CARおよびそれを使用する方法は、例えば、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ553~570に記載される。
免疫エフェクター細胞は、メッセンジャーRNA(mRNA)によりコードされるCARを含み得る。ある面において、ここに記載するCARをコードするmRNAは、CAR発現細胞の産生のために、例えば、ここに記載する方法により製造された、免疫エフェクター細胞に導入され得る。
ある態様において、インビトロ転写RNA CARは、一過性遺伝子導入の形で細胞に導入され得る。RNAは、ポリメラーゼ鎖反応(PCR)産生鋳型を使用するインビトロ転写を使用して産生する。何らかの源からの目的のDNAを、PCRにより、適切なプライマーおよびRNAポリメラーゼを使用するインビトロmRNA合成のための鋳型に直接変換できる。DNAの源は、例えば、ゲノムDNA、プラスミドDNA、ファージDNA、cDNA、合成DNA配列または何らかの他の適切なDNAの源であり得る。インビトロ転写のための所望の鋳型はここに記載するCARである。例えば、RNA CARのための鋳型は、ここに記載する腫瘍関連抗原に対する抗体の一本鎖可変ドメインを含む細胞外領域;ヒンジ領域(例えば、ここに記載するヒンジ領域)、膜貫通ドメイン(例えば、CD8aの膜貫通ドメインのような、ここに記載する膜貫通ドメイン);および細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、ここに記載する細胞内シグナル伝達ドメインを含む、例えば、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよび4-1BBのシグナル伝達ドメインを含む、細胞質領域を含む。
ある態様において、PCRで使用するDNAは、オープンリーディングフレームを含む。DNAは、生物のゲノムからの天然に存在するDNA配列由来であり得る。ある態様において、核酸は、5’および/または3’非翻訳領域(UTR)の一部または全てを含み得る。核酸は、エキソンおよびイントロンを含み得る。ある態様において、PCRで使用するDNAはヒト核酸配列である。他の態様において、PCRで使用するDNAは、5’および3’UTRを含むヒト核酸配列である。DNAは、あるいは天然に存在する生物で通常発現されない人工DNA配列であり得る。例示的人工DNA配列は、融合タンパク質をコードするオープンリーディングフレームを形成するように、一緒にライゲートされた遺伝子の部分を含むものである。一緒にライゲートされるDNAの部分は、単一生物由来でも1を超える生物由来でもよい。
PCRを、遺伝子導入に使用するmRNAのインビトロ転写のための鋳型の産生に使用する。PCRを実施する方法は、当分野で周知である。PCRで使用するプライマーは、PCRの鋳型として使用するDNAの領域に実質的に相補的である領域を含むように操作される。ここで使用する“実質的に相補的”は、プライマー配列の塩基の大部分または全てが相補的であるかまたは1以上の塩基が非相補的または不適正である、ヌクレオチドの配列をいう。実質的に相補的な配列は、PCRに使用するアニーリング条件下で、意図するDNA標的とアニールまたはハイブリダイズできる。プライマーは、DNA鋳型の何らかの部分と実質的に相補的であるように設計できる。例えば、プライマーは、5’および3’UTRを含む、細胞において通常転写される核酸部分(オープンリーディングフレーム)を増幅するように操作できる。プライマーはまた特定の目的のドメインをコードする核酸の部分を増幅するようにも操作できる。ある態様において、プライマーは、5’および3’UTRの全てまたは一部を含む、ヒトcDNAのコード領域を増幅するように操作できる。PCRに有用なプライマーは、当分野で周知である合成方法により産生できる。“順方向プライマー”は、増幅するDNA配列の上流であるDNA鋳型上のヌクレオチドに実質的に相補的なヌクレオチドの領域を含むプライマーである。“上流”は、ここでは、コード鎖に対して、増幅するDNA配列の5’の位置をいうために使用する。“逆方向プライマー”は、増幅するDNA配列の下流である二本鎖DNA鋳型に実質的に相補的なヌクレオチドの領域を含むプライマーである。“下流”は、ここでは、コード鎖に対して、増幅するDNA配列の3’の位置をいうために使用する。
PCRに有用なあらゆるDNAポリメラーゼを、ここに開示する方法で使用できる。試薬およびポリメラーゼは、多数の業者から商業的に入手可能である。
安定性および/または翻訳効率を促進する能力を有する化学的構造も使用し得る。ある態様におけるRNAは、5’および3’UTRを有する。ある態様において、5’UTRは、1~3000ヌクレオチド長である。コード領域に付加する5’および3’UTR配列の長さは、UTRの種々の領域とアニールするPCR用プライマーの操作を含むが、これらに限定されない、種々の方法により改変され得る。この試みを使用して、当業者は、転写RNAの遺伝子導入後最適翻訳効率の達成に必要な5’および3’UTR長を修飾できる。
5’および3’UTRは、目的の核酸のための、天然に存在する、内因性5’および3’UTRであり得る。あるいは、目的の核酸に内因性ではないUTR配列を、UTR配列を順方向および逆方向プライマーに取り込ませることによりまたは鋳型の何らかの他の修飾により添加できる。目的の核酸に内因性ではないUTR配列の使用は、RNAの安定性および/または翻訳効率の修飾に有用であり得る。例えば、3’UTR配列におけるAU富成分が、mRNAの安定性を低減し得ることが知られる。それゆえに、3’UTRを、当分野で周知である、UTRの性質に基づき、転写RNAの安定性を増加するように選択または操作できる。
ある態様において、5’UTRは、内因性核酸のコザック配列を含み得る。あるいは、目的の核酸に内因性ではない5’UTRを上記のようにPCRで付加するとき、コンセンサスコザック配列を、5’UTR配列の付加により再操作できる。コザック配列は、あるRNAトランスクリプトの翻訳効率を高め得るが、効率的翻訳を可能にするために全RNAで必要であるようには見えない。多くのmRNAについてのコザック配列の必要性は、当分野で知られる。他の態様において、5’UTRは、RNAゲノムが細胞で安定であるRNAウイルスの5’UTRである。他の態様において、種々のヌクレオチド類似体を、mRNAのエキソヌクレアーゼ分解を妨げるために3’または5’UTRにおいて使用できる。
遺伝子クローニングの必要なくDNA鋳型からのRNAの合成を可能にするために、転写のプロモーターを、転写する配列の上流のDNA鋳型に付着させるべきである。RNAポリメラーゼに対するプロモーターとして機能する配列を順方向プライマーの5’末端に付加するとき、RNAポリメラーゼプロモーターは、転写するオープンリーディングフレームの上流でPCR産物に取り込まれるようになる。ある態様において、プロモーターは、ここでの他の場所に記載するとおり、T7ポリメラーゼプロモーターである。他の有用なプロモーターは、T3およびSP6 RNAポリメラーゼプロモーターを含むが、これらに限定されない。T7、T3およびSP6プロモーターのためのコンセンサスヌクレオチド配列が当分野で知られる。
ある態様において、mRNAは、リボソーム結合、翻訳の開始および細胞におけるmRNA安定性を決定する、5’末端および3’ポリ(A)テイルの両者上にキャップを有する。環状DNA鋳型、例えば、プラスミドDNAにおいて、RNAポリメラーゼは、長い鎖状体産物を産生し、これは、真核細胞における発現に適さない。3’UTRの末端で直線化したプラスミドDNAの転写は、転写後ポリアデニル化されても、真核遺伝子導入に有効ではない、通常サイズのmRNAをもたらす。
直線状DNA鋳型において、ファージT7 RNAポリメラーゼは、トランスクリプトの3’末端を鋳型の最後の塩基を超えて伸長できる(Schenborn and Mierendorf, Nuc Acids Res., 13:6223-36 (1985); Nacheva and Berzal-Herranz, Eur. J. Biochem., 270:1485-65 (2003))。
DNA鋳型へのポリA/Tストレッチ組込みの慣用法は分子クローニングである。しかしながらプラスミドDNAに統合されたポリA/T配列は、プラスミド不安定性を起し得て、これが、細菌細胞から得たプラスミドDNA鋳型がなぜしばしば欠失および他の異常で高度に汚染されているかの理由である。これにより、クローニング法が骨が折れ、時間がかかるだけでなく、しばしば信頼性がないものとなる。これが、クローニングを用いないポリA/T 3’ストレッチを有するDNA鋳型の構築が高度に望まれる理由である。
転写DNA鋳型のポリA/Tセグメントは、100Tテイル(配列番号31)のようなポリTテイル(サイズは50~5000T(配列番号32)であり得る)を含む逆方向プライマーの使用によりPCR中またはPCR後、DNAライゲーションまたはインビトロ組換えを含むが、これらに限定されない他の方法により、産生できる。ポリ(A)テイルはまたRNAに安定性を提供し、その分解を低減させる。一般に、ポリ(A)テイルの長さは、転写RNAの安定性と正に相関する。ある態様において、ポリ(A)テイルは、100~5000アデノシン(例えば、配列番号33)である。
RNAのポリ(A)テイルは、大腸菌ポリAポリメラーゼ(E-PAP)のようなポリ(A)ポリメラーゼの使用により、インビトロ転写後さらに伸長できる。ある態様において、ポリ(A)テイル長の100ヌクレオチドから300~400ヌクレオチド(配列番号34)への増加は、RNAの翻訳効率の約2倍増加をもたらす。さらに、種々の化学基の3’末端への結合は、mRNA安定性を増加させ得る。このような結合は、修飾/人工ヌクレオチド、アプタマーおよび他の化合物を含み得る。例えば、ATPアナログを、ポリ(A)ポリメラーゼを使用してポリ(A)テイルに取り込み得る。ATPアナログは、RNAの安定性をさらに増加させ得る。
5’キャップもまたRNA分子に安定性を提供する。ある態様において、ここに開示する方法により産生したRNAは、5’キャップを含む。5’キャップは、当分野で知られ、ここに記載する技術を使用して提供される(Cougot, et al., Trends in Biochem. Sci., 29:436-444 (2001); Stepinski, et al., RNA, 7:1468-95 (2001); Elango, et al., Biochim. Biophys. Res. Commun., 330:958-966 (2005))。
ここに開示する方法により産生したRNAはまた配列内リボソーム進入部位(IRES)配列も含み得る。IRES配列は、mRNAへのキャップ非依存的リボソーム結合を開始し、翻訳開始を促進する、あらゆるウイルス、染色体または人工操作配列であり得る。糖、ペプチド、脂質、タンパク質、抗酸化剤および界面活性剤のような細胞透過性および生存能を促進する因子を含み得る、細胞エレクトロポレーションに適するあらゆる溶質が包含され得る。
RNAは、多数の異なる方法、例えば、エレクトロポレーション(Amaxa Nucleofector-II(Amaxa Biosystems, Cologne, Germany))、(ECM 830 (BTX)(Harvard Instruments, Boston, Mass.)またはGene Pulser II(BioRad, Denver, Colo.)、Multiporator (Eppendort, Hamburg Germany)、リポフェクションを使用するカチオン性リポソーム介在遺伝子導入、ポリマー封入、ペプチド介在遺伝子導入または“遺伝子銃”のような微粒子銃送達系(例えば、Nishikawa, et al. Hum Gene Ther., 12(8):861-70 (2001)参照)を含むが、これらに限定されない、商業的に利用可能な方法のいずれかを使用して、標的細胞に導入され得る。
非ウイルス送達方法
ある面において、非ウイルス方法を使用して、ここに記載するCARをコードする核酸を細胞または組織または対象に送達できる。
ある態様において、非ウイルス方法は、トランスポゾン(転位性成分とも呼ばれる)の使用を含む。ある態様において、トランスポゾンは、それ自体、ゲノムにおけるある位置に挿入され得るDNA片、例えば、自己複製し、そのコピーをゲノムに挿入できるDNA片または長い核酸から巣プライスされ、ゲノムの他の位置に挿入され得るDNA片である。例えば、トランスポゾンは、転位のための逆反復フランキング遺伝子からなるDNA配列を含む。
トランスポゾンを使用する核酸送達の例示的方法は、Sleeping beautyトランスポゾン系(SBTS)およびpiggyBac(PB)トランスポゾン系を含む。例えば、全て引用により本明細書に包含させるAronovich et al. Hum. Mol. Genet. 20.R1(2011):R14-20; Singh et al. Cancer Res. 15(2008):2961-2971; Huang et al. Mol. Ther. 16(2008):580-589; Grabundzija et al. Mol. Ther. 18(2010):1200-1209; Kebriaei et al. Blood. 122.21(2013):166; Williams. Molecular Therapy 16.9(2008):1515-16; Bell et al. Nat. Protoc. 2.12(2007):3153-65;およびDing et al. Cell. 122.3(2005):473-83参照。
SBTSは、2成分含む:1)導入遺伝子を含むトランスポゾンおよび2)トランスポザーゼ酵素の源。トランスポザーゼは、担体プラスミド(または他のドナーDNA)からのトランスポゾンを、宿主細胞染色体/ゲノムのような標的DNAに転置できる。例えば、トランスポザーゼは担体プラスミド/ドナーDNAに結合し、トランスポゾン(導入遺伝子を含む)をプラスミドから切り出し、それを宿主細胞のゲノムに挿入する。例えば、Aronovich et al. supra.参照。
例示的トランスポゾンは、pT2ベースのトランスポゾンを含む。例えば、全て引用により本明細書に包含させるGrabundzija et al. Nucleic Acids Res. 41.3(2013):1829-47;およびSingh et al. Cancer Res. 68.8(2008): 2961-2971参照。例示的トランスポザーゼは、Tc1/mariner型トランスポザーゼ、例えば、SB10トランスポザーゼまたはSB11トランスポザーゼ(例えば、サイトメガロウイルスプロモーターから発現され得る機能亢進トランスポザーゼ)を含む。例えば、全て引用により本明細書に包含させる、Aronovich et al.; Kebriaei et al.;およびGrabundzija et al.参照。
SBTSの使用は、導入遺伝子、例えば、ここに記載するCARをコードする核酸の効率的組込みおよび発現を可能とする。ここに提供されるのは、例えば、SBTSのようなトランスポゾン系を使用する、ここに記載するCARを安定に発現する細胞、例えば、T細胞またはNK細胞を産生する方法である。
ここに記載する方法によって、ある態様において、SBTS成分を含む1以上の核酸、例えば、プラスミドが、細胞(例えば、TまたはNK細胞)に送達される。例えば、核酸は、標準的核酸(例えば、プラスミドDNA)送達法、例えば、ここに記載する方法、例えば、エレクトロポレーション、遺伝子導入またはリポフェクションにより送達される。ある態様において、核酸は、導入遺伝子、例えば、ここに記載するCARをコードする核酸を含むトランスポゾンを含む。ある態様において、核酸は、導入遺伝子(例えば、ここに記載するCARをコードする核酸)ならびにトランスポザーゼ酵素をコードする核酸配列を含むトランスポゾンを含む。他の態様において、2核酸を有する系、例えば、第一プラスミドが導入遺伝子を含むトランスポゾンを含み、第二プラスミドがトランスポザーゼ酵素をコードする核酸配列を含む、例えば、デュアルプラスミド系が提供される。例えば、第一および第二核酸は宿主細胞に共送達される。
ある態様において、SBTSを使用する遺伝子挿入とヌクレアーゼ(例えば、亜鉛フィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、転写アクティベーター様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、CRISPR/Cas系または操作されたメガヌクレアーゼ再操作ホーミングエンドヌクレアーゼ)を使用する遺伝子編集の組み合わせの使用により、ここに記載するCARを発現する細胞、例えば、TまたはNK細胞が産生される。
ある態様において、非ウイルス送達方法の使用は、細胞、例えば、TまたはNK細胞の再プログラムおよび細胞の対象への直接注入を可能にする。非ウイルスベクターの利点は、容易かつ比較的安価な患者集団の要求に見合う十分量の産生、貯蔵中の安定性および免疫原性の欠如を含むが、これらに限定されない。
製造/産生の方法
ある態様において、ここに開示する方法は、さらに細胞(例えば、ここに記載する免疫エフェクター細胞)での処置後のT細胞枯渇剤を含み、それによりCAR発現細胞(例えば、CD19CAR発現細胞)を減少(例えば、枯渇)させる。このようなT細胞枯渇剤は、毒性軽減のために、CAR発現細胞(例えば、CD19CAR発現細胞)を効率的に枯渇させるために使用できる。ある態様において、CAR発現細胞は、ここでの方法により製作され、例えば、ここでの方法によりアッセイされた(例えば、遺伝子導入または形質導入前後)。
ある態様において、T細胞枯渇剤を、ここに記載する細胞、例えば、免疫エフェクター細胞の集団の投与1週間、2週間、3週間、4週間または5週間後に投与する。
ある態様において、T細胞枯渇剤は、例えば、抗体依存性細胞介在細胞毒性(ADCC)および/または補体誘発細胞死により、CAR発現細胞を枯渇させる物質である。例えば、ここに記載するCAR発現細胞はまた、細胞死、例えば、ADCCまたは補体誘発細胞死を誘発できる分子により認識される抗原(例えば、標的抗原)も発現し得る。例えば、ここに記載するCAR発現細胞はまた、抗体または抗体フラグメントにより標的化され得る標的タンパク質(例えば、受容体)も発現し得る。このような標的タンパク質の例は、EpCAM、VEGFR、インテグリン(例えば、インテグリンανβ3、α4、αΙ3/4β3、α4β7、α5β1、ανβ3、αν)、TNF受容体スーパーファミリーのメンバー(例えば、TRAIL-R1、TRAIL-R2)、PDGF受容体、インターフェロン受容体、葉酸受容体、GPNMB、ICAM-1、HLA-DR、CEA、CA-125、MUC1、TAG-72、IL-6受容体、5T4、GD2、GD3、CD2、CD3、CD4、CD5、CD11、CD11a/LFA-1、CD15、CD18/ITGB2、CD19、CD20、CD22、CD23/lgE受容体、CD25、CD28、CD30、CD33、CD38、CD40、CD41、CD44、CD51、CD52、CD62L、CD74、CD80、CD125、CD147/ベイシジン、CD152/CTLA-4、CD154/CD40L、CD195/CCR5、CD319/SLAMF7およびEGFRおよびその切断バージョン(例えば、1以上細胞外エピトープを保持するが、細胞質ドメイン内の1以上の領域を欠くバージョン)を含むが、これらに限定されない。
ある態様において、CAR発現細胞は、CARおよび標的タンパク質を共発現し、例えば、標的タンパク質を天然に発現するかまたは標的タンパク質を発現しように操作される。例えば、細胞、例えば、免疫エフェクター細胞の集団は、CAR核酸(例えば、ここに記載するCAR核酸)および標的タンパク質をコードする核酸を含む核酸(例えば、ベクター)を含み得る。
ある態様において、T細胞枯渇剤はCD52阻害物質、例えば、抗CD52抗体分子、例えば、アレムツズマブである。
他の態様において、細胞、例えば、免疫エフェクター細胞の集団は、ここに記載するCAR分子(例えば、CD19CAR)およびT細胞枯渇剤により認識される標的タンパク質を発現する。ある態様において、標的タンパク質はCD20である。標的タンパク質がCD20である態様において、T細胞枯渇剤は抗CD20抗体、例えば、リツキシマブである。
前記方法のいずれかのさらなる態様において、方法は、さらに細胞、例えば、造血幹細胞または骨髄を哺乳動物に移植することを含む。
他の面において、本発明は、細胞移植前に哺乳動物をコンディショニングする方法に関する。方法は、哺乳動物に、有効量のCAR核酸またはポリペプチド、例えば、CD19 CAR核酸またはポリペプチドを含む細胞を投与することを含む。ある態様において、細胞移植は、幹細胞移植、例えば、造血幹細胞移植または骨髄移植である。他の態様において、細胞移植前の対象のコンディショニングは、対象における標的発現細胞、例えば、CD19発現正常細胞またはCD19発現癌細胞の数を減らすことを含む。
免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の活性化および拡張
T細胞のような免疫エフェクター細胞は、一般に、例えば、米国特許6,352,694号;6,534,055号;6,905,680号;6,692,964号;5,858,358号;6,887,466号;6,905,681号;7,144,575号;7,067,318号;7,172,869号;7,232,566号;7,175,843号;5,883,223号;6,905,874号;6,797,514号;6,867,041号;および米国特許出願公開20060121005号に記載の方法を使用して、活性化および拡張され得る。
一般に、免疫エフェクター細胞の集団、例えば、T調節性細胞枯渇細胞は、それが結合した表面と、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質およびT細胞の表面の共刺激性分子を刺激するリガンドを接触させることにより拡張させ得る。特に、T細胞集団は、表面に固定化された抗CD3抗体または抗原結合そのフラグメントまたは抗CD2抗体との接触またはカルシウムイオノフォアと組み合わせたタンパク質キナーゼCアクティベーター(例えば、ブリオスタチン)との接触によるような、ここに記載するように刺激させ得る。T細胞表面上のアクセサリー分子の共刺激に関して、アクセサリー分子に結合するリガンドを使用する。例えば、T細胞の集団を、T細胞の刺激増殖に適する条件下、抗CD3抗体および抗CD28抗体と接触させ得る。CD4+T細胞またはCD8+T細胞の増殖を刺激するために、抗CD3抗体および抗CD28抗体を使用できる。抗CD28抗体の例は、9.3、B-T3、XR-CD28(Diaclone, Besancon, France)を含み、一般的に当分野で知られる他の方法で可能であるように使用できる(Berg et al., Transplant Proc. 30(8):3975-3977, 1998; Haanen et al., J. Exp. Med. 190(9):13191328, 1999; Garland et al., J. Immunol Meth. 227(1-2):53-63, 1999)。
ある面において、T細胞のための一次刺激性シグナルおよび共刺激性シグナルは、異なるプロトコールにより提供され得る。例えば、各シグナルを提供する物質は溶液にあっても、表面に連結させてもよい。表面に連結させるとき、物質は、同じ表面(すなわち、“cis”形態)または別の表面(すなわち、“trans”形態)に連結させ得る。あるいは、1剤は表面に連結させ、他剤が溶液中であり得る。ある面において、共刺激性シグナルを提供する物質を細胞表面に結合させ、一次活性化シグナルを提供する物質は溶液中または表面に連結される。ある面において、両剤は溶液にあり得る。ある面において、物質は不溶性形態であり、次いでFc受容体または抗体または該物質と結合する他の結合剤を発現する細胞のような表面に架橋させ得る。この点に関し、例えば、本発明におけるT細胞の活性化および拡張における使用が企図される人工抗原提示細胞(aAPC)に関する米国特許出願公開20040101519号および20060034810号参照。
ある面において、2剤をビーズ上に、同一ビーズに、すなわち、“cis”でまたは別々のビーズに、すなわち、“trans”で固定化する。例として、一次活性化シグナルを提供する物質は抗CD3抗体または抗原結合そのフラグメントであり、共刺激性シグナルを提供する物質は抗CD28抗体または抗原結合そのフラグメントであり、両剤を等分子量で同一ビーズに共固定化する。ある面において、CD4+T細胞拡張およびT細胞成長のためのビーズに結合した各抗体の1:1比を使用する。本発明のある面において、1:1比を使用して観察される発現と比較して、T細胞拡張増加が観察されるように、ビーズに結合した抗CD3:CD28抗体比を使用する。ある特定の面において、1:1の比を使用して観察される発現と比較して約1~約3倍の増加が観察される。ある面において、ビーズに結合したCD3:CD28抗体の比は、100:1~1:100の範囲およびその間の全ての整数値である。ある面において、抗CD3抗体より多い抗CD28抗体が粒子に結合し、すなわち、CD3:CD28の比は1未満である。ある面において、ビーズに結合した抗CD28抗体対抗CD3抗体の比は2:1より大きい。ある特定の面において、ビーズに結合した抗体の1:100 CD3:CD28比を使用する。ある面において、ビーズに結合した抗体の1:75 CD3:CD28比を使用する。さらなる面において、ビーズに結合した抗体の1:50 CD3:CD28比を使用する。ある面において、ビーズに結合した抗体の1:30 CD3:CD28比を使用する。ある面において、ビーズに結合した抗体の1:10 CD3:CD28比を使用する。ある面において、ビーズに結合した抗体の1:3 CD3:CD28比を使用する。さらにある面において、ビーズに結合した抗体の3:1 CD3:CD28比を使用する。
1:500~500:1およびその間のあらゆる整数値の粒子対細胞の比を、T細胞または他の標的細胞の刺激に使用し得る。当業者には容易に認識され得るとおり、粒子対細胞比は、標的細胞に対する粒子径により得る。例えば、小型ビーズは少ない数の細胞しか結合できず、一方大型ビーズは多数結合できる。ある面において細胞対粒子比は、1:100~100:1の範囲およびその間のあらゆる整数値であり、さらなる面において比は1:9~9:1およびその間のあらゆる整数値を含み、これらはまたT細胞の刺激に使用できる。T細胞刺激をもたらす抗CD3および抗CD28結合粒子対T細胞の比は上記のように変わり得るが、しかしながらある適当な値は、1:100、1:50、1:40、1:30、1:20、1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1および15:1を含み、一つの適当な比は、少なくとも1:1 粒子:T細胞である。ある面において、1:1以下の粒子対細胞比を使用する。ある特定の面において、適当な粒子:細胞比は1:5である。さらなる面において、粒子対細胞比は、刺激の日により変わり得る。例えば、ある面において、粒子対細胞比は、第一日目は1:1~10:1であり、さらなる粒子をその後最大10日まで連日または隔日で細胞に添加し、最終比1:1~1:10(添加した日の細胞数に基づく)である。ある特定の面において、粒子対細胞比は、刺激第一日目1:1であり、刺激3日目および5日目に1:5に調節する。ある面において、第一日目の1:1および刺激3日目および5日目の1:5の最終比に基づき、粒子を連日または隔日で添加する。ある面において、粒子対細胞比は刺激第一日目2:1であり、刺激3日目および5日目に1:10に調節する。ある面において、第一日目の1:1および刺激3日目および5日目の1:10の最終比に基づき、粒子を連日または隔日で添加する。当業者は、多様な他の比が、本発明における使用に適し得ることを認識する。特に、比は、粒子径ならびに細胞のサイズおよびタイプにより変わる。ある面において、使用のための最も典型的な比は、第一日目に1:1、2:1および3:1付近である。
さらなる面において、T細胞のような細胞を、物質被覆ビーズと組み合わせ、ビーズおよび細胞をその後分離し、次いで細胞を培養する。代替的面において、培養前に、物質被覆ビーズおよび細胞を分離せず、一緒に培養する。さらなる面において、ビーズおよび細胞をまず磁気力のような力の適用により濃縮し、細胞表面マーカーのライゲーションを増加させ、それにより細胞刺激を誘発する。
例として、細胞表面タンパク質を、抗CD3および抗CD28が結合している常磁性ビーズ(3x28ビーズ)をT細胞と接触させることによりライゲートさせ得る。ある面において細胞(例えば、10~10 T細胞)およびビーズ(例えば、DYNABEADS(登録商標)M-450 CD3/CD28 T常磁性ビーズを1:1比)を、緩衝液、例えばPBS(カルシウムおよびマグネシウムのような二価カチオン不含)中で合わせる。再度、当業者は、あらゆる細胞濃度を使用し得ることを容易に認識できる。例えば、標的細胞はサンプル中に稀であり、サンプル中に0.01%しか含まれないかまたはサンプル全体(すなわち、100%)が目的の標的細胞を含むかもしれない。したがって、あらゆる細胞数が、本発明の状況において範囲内である。ある面において、細胞と粒子の最大接触を隔日にするために、粒子と細胞を一緒に混合する容積を顕著に減少させる(すなわち、細胞の濃度の増加)ことが望ましいかもしれない。例えば、ある面において、約100億細胞/ml、90億/ml、80億/ml、70億/ml、60億/ml、50億/mlまたは20億細胞/mlの濃度を使用する。ある面において、1億細胞/ml超を使用する。さらなる面において、1000万、1500万、2000万、2500万、3000万、3500万、4000万00万、4500万または5000万細胞/mlの細胞濃度を使用する。さらにある面において、7500万、8000万、8500万、9000万、9500万または1億細胞/mlの細胞の濃度を使用する。さらなる面において、1億2500万または1億5000万細胞/mlの濃度を使用できる。高濃度の使用は、細胞収量、細胞活性化および細胞拡張を増加させ得る。さらに、高細胞濃度の使用は、CD28陰性T細胞のような目的の標的抗原を弱くしか発現し得ない細胞のより効率的な捕捉を可能とする。このような細胞の集団は治療価値を有し得て、得ることが望まれるある面において。例えば、高濃度の細胞の使用は、通常弱いCD28発現を有するCD8+T細胞のより効率的な選択を可能にする。
ある態様において、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸で形質導入された細胞を、例えば、ここに記載する方法により拡張させる。ある態様において、細胞を、数時間(例えば、約2時間、3時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、15時間、18時間、21時間)~約14日(例えば、1日、2日、3日、4日、5日、6日、7日、8日、9日、10日、11日、12日、13日または14日)の期間の培養により拡張させる。ある態様において、細胞を4~9日の期間拡張させる。ある態様において、細胞を、8日以下、例えば、7日、6日または5日の期間拡張させる。ある態様において、細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞よりも強力である。効力は、例えば、種々のT細胞機能、例えば増殖、標的細胞死滅、サイトカイン産生、活性化、遊走またはこれらの組み合わせにより定義され得る。ある態様において、5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞倍加の少なくとも1倍、2倍、3倍または4倍増加を示す。ある態様において、細胞、例えば、ここに記載するCD19 CARを発現する細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、高い炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルを示す。ある態様において、5日拡張させた細胞、例えば、ここに記載するCD19 CAR細胞は、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、pg/mlでの炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルの少なくとも1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍以上の増加を示す。
T細胞の培養時間が60日以上であり得るように数サイクルの刺激が望まれ得る。T細胞培養に適する条件は、血清(例えば、ウシ胎児またはヒト血清)、インターロイキン-2(IL-2)、インスリン、IFN-γ、IL-4、IL-7、GM-CSF、IL-10、IL-12、IL-15、TGFβおよびTNF-αまたは当業者に知られる細胞増殖用の任意の他の添加物を含む、増殖および生存能に必要な因子を含み得る、適切な培地(例えば、最小必須培地またはRPMI培地1640またはX-vivo 15(Lonza))を含む。細胞成長のための他の添加物は、界面活性剤、プラスマネートおよびN-アセチル-システインおよび2-メルカプトエタノールのような還元剤を含む。培地は、アミノ酸、ピルビン酸ナトリウムおよびビタミンを含む、RPMI 1640、AIM-V、DMEM、MEM、α-MEM、F-12、X-Vivo 15およびX-Vivo 20、Optimizerを含み得て、無血清培地であるかまたは適切な量の血清(または血漿)または定義された一連のホルモンおよび/またはT細胞成長および拡張に十分な量のサイトカインが添加される。抗生物質、例えば、ペニシリンおよびストレプトマイシンは、実験培養にのみ添加され、対象に注入する細胞の培養には添加されない。標的細胞を、成長を支持するのに必要な条件下、例えば、適切な温度(例えば、37℃)および雰囲気(例えば、空気+5%CO)で維持する。
ある態様において、細胞を、例えば、フローサイトメトリーのようなここに記載する方法により測定して、14日拡張期間にわたり細胞の少なくとも200倍(例えば、200倍、250倍、300倍、350倍)増加をもたらす1以上のインターロイキンを含む適切な培地(例えば、ここに記載する培地)で拡張させる。ある態様において、細胞を、IL-15および/またはIL-7(例えば、IL-15およびIL-7)存在下拡張させる。
ある態様において、ここに記載する方法、例えば、CAR発現細胞製造方法は、T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞を、例えば、抗CD25抗体またはそのフラグメントまたはCD25結合リガンド、IL-2を使用して、細胞集団から除去する方法を含む。T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞を細胞集団から除去する方法はここに記載される。ある態様において、方法、例えば、製造方法は、さらに細胞集団(例えば、CD25+T細胞のようなT調節性細胞が枯渇している細胞集団;または抗CD25抗体、そのフラグメントまたはCD25結合リガンドと予め接触させた細胞集団)とIL-15および/またはIL-7の接触を含む。例えば、細胞集団(例えば、抗CD25抗体、そのフラグメントまたはCD25結合リガンドと予め接触させた)を、IL-15および/またはIL-7存在下拡張させる。
ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、インターロイキン-15(IL-15)ポリペプチド、インターロイキン-15受容体アルファ(IL-15Ra)ポリペプチドまたはIL-15ポリペプチドとIL-15Raポリペプチドの両者の組み合わせ、例えば、hetIL-15を含む組成物と、CAR発現細胞製造中、例えば、エクスビボで接触させる。ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、IL-15ポリペプチドを含む組成物と、CAR発現細胞の製造中、例えば、エクスビボで接触させる。ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、IL-15ポリペプチドとIL-15Raポリペプチドの両者の組み合わせを含む組成物と、CAR発現細胞の製造中、例えば、エクスビボで接触させる。ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、hetIL-15を含む組成物と、CAR発現細胞の製造中、例えば、エクスビボで接触させる。
ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、hetIL-15を含む組成物と、エクスビボ拡張中接触させる。ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、IL-15ポリペプチドを含む組成物と、エクスビボ拡張中接触させる。ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、IL-15ポリペプチドおよびIL-15Raポリペプチドの両者を含む組成物と、エクスビボ拡張中接触させる。ある態様において、接触は、リンパ球集団、例えば、CD8+T細胞の生存および増殖を起こす。
様々な刺激時間に曝されているT細胞は、異なる特徴を示し得る。例えば、典型的血液またはアフェレーシス処理末梢血単核細胞産物は、細胞毒性またはサプレッサーT細胞集団(TC、CD8+)より大きいヘルパーT細胞集団(TH、CD4+)を有する。CD3およびCD28受容体刺激によるT細胞のエクスビボ拡張は、約8~9日前、優勢にTH細胞からなるT細胞の集団を産生するが、約8~9日後、T細胞の集団は、TC細胞の徐々に拡大する集団を含む。したがって、処置の目的によって、優勢にTH細胞を含むT細胞集団の対象への注入が有利であり得る。同様に、TC細胞の抗原特異的サブセットが単離されていたら、大いにこのサブセットを拡張することが有利であり得る。
さらに、CD4およびCD8マーカーに加えて、他の表現型マーカーは、細胞拡張過程の間、相当に、しかし、大部分、再現性よく変わる。それゆえに、このような再現性は、特定の目的のために活性化T細胞産物をあつらえる能力を可能とする。
ここに記載するCARが構築されたら、種々のアッセイを使用して、適切なインビトロおよび動物モデルにおいて、抗原刺激後T細胞を拡張する能力、再刺激非存在下でのT細胞拡張の維持および抗癌活性を含むが、これらに限定されない分子の活性を評価できる。本発明のCARの効果を評価するアッセイは、下にさらに詳述する。
一次T細胞におけるCAR発現のウェスタンブロット分析を使用して、例えば、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ695に記載のように、単量体および二量体の存在を検出できる。
抗原刺激後のCART細胞のインビトロ拡張は、フローサイトメトリーにより測定できる。例えば、CD4およびCD8T細胞の混合物をαCD3/αCD28 aAPCで刺激し、続いて、分析するプロモーターの制御下、GFPを発現するレンチウイルスベクターで形質導入する。例示的プロモーターは、CMV IE遺伝子、EF-1α、ユビキチンCまたはホスホグリセロキナーゼ(PGK)プロモーターを含む。GFP蛍光を、フローサイトメトリーにより、CD4および/またはCD8T細胞サブセットにおける培養6日目に評価する。例えば、Milone et al., Molecular Therapy 17(8): 1453-1464 (2009)。あるいは、CD4およびCD8T細胞の混合物を、0日目にαCD3/αCD28被覆磁気ビーズで刺激し、2Aリボゾームスキッピング配列を使用するeGFPと共にCARを発現するバイシストロニックレンチウイルスベクターを使用して1日目にCARを形質導入する。培養物を、ここに記載するような癌関連抗原K562細胞(ここに記載する癌関連抗原を発現するK562)、野生型K562細胞(K562野生型)またはHCD32および4-1BBLを発現するK562細胞を、抗CD3および抗CD28抗体(K562-BBL-3/28)存在下再刺激し、続いて洗浄する。外来IL-2を、100IU/mlで隔日添加する。GFPT細胞を、ビーズベース計数を使用するフローサイトメトリーにより数える。例えば、Milone et al., Molecular Therapy 17(8): 1453-1464 (2009)参照。
再刺激非存在下での持続的CART細胞拡張も測定できる。例えば、Milone et al., Molecular Therapy 17(8): 1453-1464 (2009)参照。簡潔にいうと、平均T細胞容積(fl)を、0日目のαCD3/αCD28被覆磁気ビーズでの刺激および1日目の記載するCARでの形質導入後、培養8日目にCoulter Multisizer III粒子カウンター、Nexcelom Cellometer VisionまたはMillipore Scepterを使用して測定する。
動物モデルを、例えば、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ698に記載のように、CAR発現細胞活性の測定にも使用できる。
用量依存的CAR処置応答を、例えば、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ699に記載のように、アッセイできる。
細胞増殖およびサイトカイン産生の評価は、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ700のように先に記載されている。
細胞毒性は、例えば、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ701に記載のように、標準的51Cr放出アッセイにより評価できる。
細胞毒性をまた、例えば、xCELLigenceリアルタイム細胞分析器(RTCA)を使用する、付着細胞の電気インピーダンスの変化の測定によっても評価できる。ある態様において、細胞毒性を複数時点で測定する。
造影技術を使用して、例えば、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ702に記載のように、腫瘍担持動物モデルにおけるCARの特異的輸送および増殖を評価できる。
ここでの実施例部分に記載するならびに当分野で知られるものを含む他のアッセイもここに記載するCARの評価に使用できる。
ここに開示する方法とは別にまたは組み合わせて、CAR発現細胞の検出および/または定量化(例えば、インビトロまたはインビボ(例えば、臨床的モニタリング));免疫細胞拡張および/または活性化;および/またはCARリガンドの使用を含むCAR特異的選択の1以上のための方法および組成物が開示される。ある例示的態様において、CARリガンドは、CAR分子に結合する、例えば、CARの細胞外抗原結合ドメインに結合する抗体(例えば、抗原結合ドメインに結合する抗体、例えば、抗イディオタイプ抗体;または細胞外結合ドメインの定常領域に結合する抗体)である。他の態様において、CARリガンドは、CAR抗原分子(例えば、ここに記載するCAR抗原分子)である。
ある面において、CAR発現細胞を検出および/または定量する方法が開示される。例えば、CARリガンドを使用して、インビトロまたはインビボでのCAR発現細胞の検出および/または定量に使用できる(例えば、患者におけるCAR発現細胞の臨床的モニタリングまたは患者への投与)。方法は
CARリガンド(所望により、標識CARリガンド、例えば、タグ、ビーズ、放射性または蛍光標識を含むCARリガンド)を提供し;
CAR発現細胞を獲得し(例えば、製造サンプルまたは臨床的サンプルのようなCAR発現細胞含有サンプルを獲得し);
結合が生じる条件下でCAR発現細胞とCARリガンドを接触させ、それにより存在するCAR発現細胞のレベル(例えば、量)を検出する
ことを含む。CAR発現細胞とCARリガンドの結合は、FACS、ELISAなどのような標準技術を使用して検出できる。
他の面において、細胞(例えば、免疫エフェクター細胞)を拡張および/または活性化する方法が開示される。方法は、
CAR発現細胞(例えば、第一CAR発現細胞または一過性に発現するCAR細胞)を提供し;
該CAR発現細胞とCARリガンド(例えば、ここに記載するCARリガンド)を、免疫細胞拡張および/または増殖が生じる条件下で接触させ、それにより活性化および/または拡張した細胞集団を産生する
ことを含む。
ある態様において、CARリガンドは基質上に存在する(例えば、基質、例えば、天然に存在しない基質に固定化または結合している)。ある態様において、基質は非細胞基質である。非細胞基質は、例えば、プレート(例えば、マイクロタイタープレート)、膜(例えば、ニトロセルロース膜)、マトリクス、チップまたはビーズから選択される、固体支持体であり得る。ある態様において、CARリガンドは基質に存在する(例えば、基質表面上)。CARリガンドは、基質に共有結合または非共有結合(例えば、架橋)により固定化、結合または関係している。ある態様において、CARリガンドは、ビーズに結合(例えば、共有結合)している。前記態様において、免疫細胞集団をインビトロまたはエクスビボで拡張させ得る。方法は、さらに、例えば、ここに記載する方法のいずれかを使用して、CAR分子のリガンドの存在下、免疫細胞の集団を培養することを含む。
他の態様において、細胞を拡張および/または活性化する方法は、さらに第二刺激性分子、例えば、CD28の添加を含む。例えば、CARリガンドおよび第二刺激性分子を基質、例えば、1以上のビーズに固定化し、それにより細胞拡張および/または活性化を増加させ得る。
さらに他の面において、CAR発現細胞を選択または富化する方法が提供される。方法は、CAR発現細胞とここに記載するCARリガンドを接触させ、細胞をCARリガンドの結合に基づき選択することを含む。
さらに他の態様において、CAR発現細胞を枯渇、低減および/または死滅させる方法が提供される。方法は、CAR発現細胞とここに記載するCARリガンドを接触させ、CARリガンドの結合に基づき細胞を標的化し、それにより、CAR発現細胞の数を減らすおよび/または死滅させることを含む。ある態様において、CARリガンドを毒性剤(例えば、トキシンまたは細胞除去剤)と連結させる。他の態様において、抗イディオタイプ抗体は、エフェクター細胞活性、例えば、ADCCまたはADC活性を引き起こし得る。
ここに開示方法において使用できる例示的抗CAR抗体は、例えば、WO2014/190273号およびJena et al., “Chimeric Antigen Receptor (CAR)-Specific Monoclonal Antibody to Detect CD19-Specific T cells in Clinical Trials”, PLOS March 2013 8:3 e57838に記載され、これらの内容を引用により本明細書に包含させる。
ある面および態様において、ここでの組成物および方法は、例えば、内容をその全体を頻用により本明細書に包含させる、2015年7月31日出願のPCT/US2015/043219号に記載のような、T細胞の特異的サブセットのために最適化される。ある態様において、T細胞の最適化サブセットは、同じ構築物を発現する対照T細胞、例えば、異なるタイプのT細胞(例えば、CD8+またはCD4+)と比較して、残留性の増強を示す。
ある態様において、CD4+T細胞はここに記載するCARを含み、該CARは、CD4+T細胞のための適当な(例えば、最適化された、例えば、残留性の増強に至る)細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、ICOSドメインを含む。ある態様において、CD8+T細胞はここに記載するCARを含み、該CARは、CD8+T細胞のための適当な(例えば、最適化された、例えば、残留性の増強に至る)細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、4-1BBドメイン、CD28ドメインまたはICOSドメイン以外の他の共刺激性ドメインを含む。ある態様において、ここに記載するCARは、ここに記載する抗原結合ドメイン、例えば、抗原結合ドメインを含むCARを含む。
ある面において、対象、例えば、癌を有する対象の処置方法をここに記載する。方法は、該対象に、有効量の:
1)抗原結合ドメイン、例えば、ここに記載する抗原結合ドメイン;
膜貫通ドメイン;および
細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、第一共刺激性ドメイン、例えば、ICOSドメインを含む
CARを含むCD4+T細胞(CARCD4+);および
2)抗原結合ドメイン、例えば、ここに記載する抗原結合ドメイン;
膜貫通ドメイン;および
細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、第二共刺激性ドメイン、例えば、4-1BBドメイン、CD28ドメインまたはICOSドメイン以外の他の共刺激性ドメインを含む
CARを含むCD8+T細胞(CARCD8+);
を投与することを含み、ここで、CARCD4+およびCARCD8+は、互いに異なる。
所望により、方法は、さらに、
3)抗原結合ドメイン、例えば、ここに記載する抗原結合ドメイン;
膜貫通ドメイン;および
細胞内シグナル伝達ドメインを含む
CARを含む第二CD8+T細胞(第二CARCD8+)の投与を含み、ここで、第二CARCD8+は、CARCD8+に存在しない細胞内シグナル伝達ドメイン、例えば、共刺激性シグナル伝達ドメインを含み、所望により、ICOSシグナル伝達ドメインを含まない。
バイオポリマー送達方法
ある態様において、1以上のここに開示するCAR発現細胞を、バイオポリマースキャフォールド、例えば、バイオポリマーインプラントを経て対象に投与または送達できる。バイオポリマースキャフォールドは、ここに記載するCAR発現細胞の送達、拡張および/または分散を支持または増強できる。バイオポリマースキャフォールドは、天然に存在するまたは合成であり得る生体適合性(例えば、実質的に炎症性または免疫応答を誘発しない)および/または生分解性ポリマーを含む。例示的バイオポリマーは、例えば、引用により全体を本明細書に包含させる2015年3月13日出願の国際出願WO2015/142675号のパラグラフ1004~1006に記載される。
医薬組成物および処置
ある面において、本発明は、ここに記載するように産生したCAR発現細胞を、所望により1以上の他の治療と組み合わせて投与することを含む、患者を処置する方法を提供する。ある面において、本発明は、ここに記載するCAR発現細胞を、所望により1以上の他の治療と組み合わせて含む反応混合物を投与することを含む、患者を処置する方法を提供する。ある面において、本発明は、ここに記載するCAR発現細胞を含む反応混合物を輸送または受容する方法を提供する。ある面において、本発明は、ここに記載するように産生したCAR発現細胞を受容し、さらに該CAR発現細胞を、患者に、所望により1以上の他の治療と組み合わせて投与することを含む、患者を処置する方法を提供する。ある面において、本発明は、ここに記載するCAR発現細胞を産生し、さらに該CAR発現細胞を、患者に、所望により1以上の他の治療と組み合わせて投与することを含む、患者を処置する方法を提供する。他の治療は、例えば、化学療法のような癌治療であり得る。
ある態様において、ここに記載するCARを発現する細胞を、対象にTREG細胞集団を低減する分子と組み合わせて投与する。TREG細胞の数を減少させる(例えば、枯渇させる)方法は当分野で知られ、例えば、CD25枯渇、シクロホスファミド投与、GITR機能調節を含む。理論に縛られることを望まないが、アフェレーシス前またはここに記載するCAR発現細胞投与前の対象におけるTREG細胞の数の減少は、腫瘍微小環境における望まない免疫細胞(例えば、Treg)の数を減少させ、対象の再発のリスクを低減すると考えられる。
ある態様において、ここに記載する治療、例えば、CAR発現細胞を、対象に、調節性T細胞(Treg)を枯渇させるGITRアゴニストおよび/またはGITR抗体のようなGITRを標的化するおよび/またはGITR機能を調節する分子と組み合わせて投与する。ある態様において、ここに記載するCARを発現する細胞を、対象にシクロホスファミドと組み合わせて投与する。ある態様において、GITR結合分子および/またはGITR機能を調節する分子(例えば、GITRアゴニストおよび/またはTreg枯渇GITR抗体)を、CAR発現細胞前に投与する。例えば、ある態様において、GITRアゴニストを、細胞のアフェレーシス前に投与してよい。ある態様において、シクロホスファミドを、対象にCAR発現細胞投与(例えば、注入または再注入)前または細胞のアフェレーシス前に投与する。ある態様において、シクロホスファミドおよび抗GITR抗体を、対象に、CAR発現細胞投与(例えば、注入または再注入)前または細胞のアフェレーシス前に投与する。ある態様において、対象は、癌(例えば、固形癌またはALLまたはCLLのような血液癌)を有する。ある態様において、対象はCLLを有する。ある態様において、対象はALLを有する。ある態様において、対象は、固形癌、例えば、ここに記載する固形癌を有する。例示的GITRアゴニストは、例えば、米国特許6,111,090号、欧州特許090505B1号、米国特許8,586,023号、PCT公開WO2010/00311号8および2011/090754号に記載のGITR融合タンパク質または号、例えば、米国特許7,025,962号、欧州特許1947183B1号、米国特許7,812,135号、米国特許8,388,967号、米国特許8,591,886号、欧州特許EP1866339号、PCT公開WO2011/028683号、PCT公開WO2013/039954号、PCT公開WO2005/007190号、PCT公開WO2007/133822号、PCT公開WO2005/055808号、PCT公開WO99/40196号、PCT公開WO2001/03720号、PCT公開WO99/20758号、PCT公開WO2006/083289号、PCT公開WO2005/115451号、米国特許7,618,632号およびPCT公開WO2011/051726号に記載の抗GITR抗体のような、例えば、GITR融合タンパク質および抗GITR抗体(例えば、二価抗GITR抗体)を含む。
ある態様において、ここに記載するCAR発現細胞を、対象にGITRアゴニスト、例えば、ここに記載するGITRアゴニストと組み合わせて投与する。ある態様において、GITRアゴニストを、CAR発現細胞前に投与する。例えば、ある態様において、GITRアゴニストを、細胞のアフェレーシス前に投与してよい。ある態様において、対象はCLLを有する。
ここに記載する方法は、さらにCAR発現細胞の医薬組成物への製剤を含む。医薬組成物は、ここに記載するように、CAR発現細胞、例えば、複数のCAR発現細胞を、1以上の薬学的にまたは生理学的に許容される担体、希釈剤または添加物と共に含む。このような組成物は、中性緩衝化食塩水、リン酸緩衝化食塩水などのような緩衝液;グルコース、マンノース、スクロースまたはデキストラン、マンニトールのような炭水化物;タンパク質;ポリペプチドまたはグリシンのようなアミノ酸;抗酸化剤;EDTAまたはグルタチオンのようなキレート剤;アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);および防腐剤を含み得る。組成物は、例えば、静脈内投与用に製剤できる。
ある態様において、医薬組成物は、例えば、エンドトキシン、マイコプラズマ、複製コンピテントレンチウイルス(RCL)、p24、VSV-G核酸、HIV gag、残存抗CD3/抗CD28被覆ビーズ、マウス抗体、貯蔵ヒト血清、ウシ血清アルブミン、ウシ血清、培養培地成分、ベクターパッケージング細胞またはプラスミド成分、細菌および真菌からなる群から選択される汚染物を、実質的に含まない、例えば、検出可能レベルで存在しない。ある態様において、細菌は、アルカリゲネス・フェーカリス、カンジダ・アルビカンス、エシェリキア・コリ、ヘモフィルス・インフルエンザ、ナイセリア・メニンジタイディス、シュードモナス・アエルギノーザ、スタフィロコッカス・アウレウス、スタフィロコッカス・ニューモニアエおよびスタフィロコッカス・ピオゲネシスA群からなる群から選択される、少なくとも1つである。
“免疫学的有効量”、“抗癌有効量”、“癌阻害有効量”または“治療的量”を記載するとき、組成物の投与すべき正確な量は、年齢、体重、腫瘍サイズ、感染または転移の程度および患者(対象)の状態の個々の差を考慮して医師が決定できる。一般に、ここに記載する免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を含む医薬組成物は、これらの範囲内の全ての整数値を含む、10~10細胞/kg体重、ある例において10~10細胞/kg体重の用量で投与し得る。T細胞組成物はまたこれらの用量で複数回投与してよい。細胞は、免疫治療で一般的に知られる注入技術を使用して投与し得る(例えば、Rosenberg et al., New Eng. J. of Med. 319:1676, 1988参照)。
ある態様において、CAR細胞(例えば、CD19 CAR細胞)の用量は、約1×10、1.1×10、2×10、3.6×10、5×10、1×10、1.8×10、2×10、5×10、1×10、2×10または5×10細胞/kgを含む。ある態様において、CAR細胞(例えば、CD19 CAR細胞)の用量は、少なくとも約1×10、1.1×10、2×10、3.6×10、5×10、1×10、1.8×10、2×10、5×10、1×10、2×10または5×10細胞/kgを含む。ある態様において、CAR細胞(例えば、CD19 CAR細胞)の用量は、最大約1×10、1.1×10、2×10、3.6×10、5×10、1×10、1.8×10、2×10、5×10、1×10、2×10または5×10細胞/kgを含む。ある態様において、CAR細胞(例えば、CD19 CAR細胞)の用量は、約1.1×10 - 1.8×10細胞/kgを含む。ある態様において、CAR細胞(例えば、CD19 CAR細胞)の用量は、約1×10、2×10、5×10、1×10、2×10、5×10、1×10、2×10または5×10細胞を含む。ある態様において、CAR細胞(例えば、CD19 CAR細胞)の用量は、少なくとも約1×10、2×10、5×10、1×10、2×10、5×10、1×10、2×10または5×10細胞を含む。ある態様において、CAR細胞(例えば、CD19 CAR細胞)の用量は、最大約1×10、2×10、5×10、1×10、2×10、5×10、1×10、2×10または5×10細胞を含む。
ある面において、活性化免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を対象に投与し、次いでその後再び採血し(またはアフェレーシスを実施し)、そこからの免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を活性化し、患者にこれらの活性化および拡張免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を再点滴することが望ましいかもしれない。この工程を、数週毎に複数回実施し得る。ある面において、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を、10cc~400ccの採血した血液化から活性化する。ある面において、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)を、20cc、30cc、40cc、50cc、60cc、70cc、80cc、90ccまたは100ccの採血した血液化から活性化する。
対象への組成物の投与は、任意の簡便な方法で実施できる。ここに記載する組成物を、患者に経動脈、皮下、皮内、腫瘍内、節内、脊髄内、筋肉内に、静脈内(i.v.)注射によりまたは腹腔内に、例えば、皮内または皮下注射により投与できる。免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)の組成物を、腫瘍、リンパ節または感染の部位に直接注射し得る。
本発明を、さらに次の実験的実施例を参照して詳細に記載する。これらの実施例は、説明のみの目的で提供し、特に断らない限り限定を意図するものではない。それゆえに、本発明は、如何なる態様においても次の実施例に限定されると解釈されてはならず、むしろ、ここに提供する教示の結果として明らかとなる任意かつ全てのバリエーションを包含すると解釈されるべきである。
実施例1:外来サイトカインでのCART産生の最適化
サイトカインは、T細胞拡張、分化、生存およびホメオスタシスに関する重要な機能を有する。臨床使用のための最も重要なサイトカインファミリーの一つは、共通γ鎖(γ)ファミリーサイトカインであり、これは、インターロイキン(IL)-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15およびIL-21を含む(Liao et al., 2013, Immunity, 38:13-25)。IL-2は、癌の免疫治療剤として広く研究されている。IL-2の補充は、臨床試験における抗CD19 CAR-T細胞の抗腫瘍能を増強する(Xu et al., 2013, Lymphoma, 54:255-60)。しかしながら、IL-2の投与は、副作用および調節性T細胞を拡張する傾向および誘発細胞死(AICD)の活性化効果により制限される(Malek et al., 2010, Immunity, 33:153-65;およびLenardo et al., 1999, Annu Rev Immunol, 17:221-53)。IL-7、IL-15およびIL-21は、各々、養子免疫治療の有効性を増強でき、IL-2と比較して、毒性が低いようである(Alves et al., 2007, Immunol Lett, 108:113-20)。上記サイトカインの役割に関する広範な前臨床および臨床研究にもかかわらず、CAR-T細胞養子治療に対する種々の外来γサイトカインの役割の多数値比較研究はない。
γ鎖サイトカインに加えて、IL-18は、免疫応答を制御する他の免疫刺激性サイトカインであり、T細胞によるIFN-γの産生を増強し、CTLの細胞溶解活性を増強する(Srivastava et al., 2010, Curr Med Chem, 17:3353-7)。IL-18の投与は、用量が1000μg/kg程度に高くても、安全であり、良好に耐容性である(Robertson et al., 2006, Clin Cancer Res, 12:4265-73)。それゆえに、IL-18は、CAR-T細胞の抗腫瘍の押し上げに使用する他の候補であり得る。
本実施例において、種々の外来サイトカインの投与の効果を、T細胞および葉酸受容体アルファ(FRα)CART細胞の拡張、表現型、インビトロエフェクター機能およびインビボ抗腫瘍有効性について試験した。
次の物質および方法を、本実施例に記載する実験で使用した。
CAR構築およびレンチウイルス調製
pELNS-C4-27z CARベクターを、先に記載のように構築した(原稿審査中)。要約すれば、tggtggagtctgggggaggc-3’(配列番号19)および5’-atagctagcacctaggacggtcagcttggtccc-3’(配列番号24)(BamHIおよびNheIを下線で示す)をプライマーとするC4フラグメントのPCR増幅用鋳型として、抗FRαC4/scFvを含むpHEN2プラスミドを使用した。PCR産物および第三世代自己不活性化レンチウイルス発現ベクターpELNSをBamHIおよびNheIで消化した。消化PCR産物を、次いで導入遺伝子発現が伸長因子1α(EF-1α)プロモーターにより駆動される、CD27-CD3z T細胞シグナル伝達ドメイン含有pELNSベクターに挿入した。
高力価複製欠損レンチウイルスを、先に記載のようなExpress In(Open Biosystems)の使用により、4プラスミド(pVSV-G、pRSV.REV、pMDLg/p.RREおよびpELNS-C4-27z CAR)を伴うヒト胚性腎臓細胞株293T(293T)細胞の遺伝子導入により産生した。上清を遺伝子導入24時間および48時間後に採取し、超遠心分離により濃縮した。ウイルス力価を、限外希釈方法の使用により、レンチウイルスのSupT1細胞への形質導入効率に基づき決定した。
T細胞および細胞株
末梢血リンパ球を、インフォームドコンセント後University Institutional Review Board at the University of Pennsylvaniaにより承認されたプロトコール下、健常ドナーから得た。一次T細胞を、陰性選択後、Human Immunology Coreから購入した。T細胞を完全培地(10%FBS、100U/mL ペニシリン、100μg/mL硫酸ストレプトマイシン添加RPMI 1640)培養し、抗CD3および抗CD28 mAbs被覆ビーズ(Invitrogen)で、指示に従い1:1比で刺激した。活性化24時間後、細胞を、レンチウイルスで5のMOIで形質導入した。記載するサイトカインを、10ng/mLの最終濃度で翌日から形質導入T細胞に添加した。サイトカインを3日毎に取り替えた。
レンチウイルスパッケージングに使用した293T細胞およびレンチウイルス力価測定に使用したSupT1細胞をATCCから得た。確立された卵巣癌細胞株SKOV3(FRα+)およびC30(FRα-)を、サイトカイン分泌および細胞毒性アッセイのための標的細胞として使用した。生物発光アッセイのために、SKOV3を、ホタルルシフェラーゼ(fLuc)を発現するようにレンチウイルスで形質導入した。
フローサイトメトリー分析および細胞選別
フローサイトメトリーを、BD FACSCantoで実施した。抗ヒトCD45(HI30)、CD3(HIT3a)、CD8(HIT8a)、CD45RA(HI100)、CD62L(DREG-56)、CCR7(G043H7)、IL-7Rα(A019D5)、CD27(M-T271)、CD28(CD28.2)、CD95(DX2)、TNF-α(MAb11)、IFN-γ(4S.B3)、IL-2(MQ1-17H12)、パーフォリン(B-D48)、グランザイム-B(GB11)をBiolegendから得た。ビオチン-SPコンジュゲートウサギ抗ヒトIgG(H+L)をJackson Immunoresearchから購入し、APCコンジュゲートストレプトアビジンをBiolegandから購入した。抗ヒトBcl-xl(7B2.5)をSouhernBiotechから購入した。アポトーシスキットおよびTruCountチューブをBD Bioscienceから購入した。末梢血T細胞計数のために、血液を後眼窩採血により得て、ヒトCD45、CD3、CD4およびCD8 T細胞の存在について染色した。ヒトCD45+ゲート化、CD3+、CD4+およびCD8+サブセットを、製造業者の指示に従いTruCountチューブで定量した。
養子細胞治療のインビボ研究
雌非肥満糖尿病性/重症複合型免疫不全/γ鎖-/-(NSG)マウス8~12週齢を、Stem Cell and Xenograft Core of the Abramson Cancer Center, University of Pennsylvaniaから得た。マウスに、3×10 fLucSKOV3細胞を脇腹に0日目に皮下接種した。群あたり4匹または5匹のマウスを無作為化し、処置した。腫瘍が触診可能となったとき、ヒト一次T細胞を、先に記載のように活性化および形質導入した。T細胞を、約2週間、IL-2(5ng/mL)の存在下拡張させた。腫瘍負荷が約250~300mmとなったとき、マウスに5×10 CAR-T細胞または100μl食塩水を静脈内注射し、次いで連日7日間IL-2、IL-7、IL-15、IL-18、IL-21またはリン酸緩衝液(PBS)5μgの腹腔内注射を受けた。腫瘍寸法をカリパスで測定し、腫瘍容積を次の式により計算した:腫瘍容積=(長さ×幅)/2。レシピエントマウス血液における導入T細胞の数および表現型を、後眼窩採血後フローサイトメトリーで決定した。腫瘍容積が2000mmを超えたときマウスを屠殺し、腫瘍をさらなる分析のためにすぐに摘出した。
統計的分析
統計的分析をPrism 5(GraphPad software)およびIBM SPSS Statistics 20.0 softwareで実施した。データを、明記しない限り平均±SEMで示した。対応サンプルt検定またはノンパラメトリックウィルコクソン順位和検定を2群の比較に使用し、反復測定ANOVAまたはフリードマン検定を、3以上の群の統計的有意差の検定に試験した。P値が0.05未満であるとき、測定値を統計的有意とした。
結果
1. 抗FRαC4 CARの構築および発現
pELNS-C4-27z CARは、CD8αヒンジおよび膜貫通領域に連結した抗FRαC4、続くCD3ζシグナル伝達部分をCD27細胞内シグナル伝達モチーフとタンデムで含んだ(図1A)。一次ヒトT細胞は、形質導入48時間後検出したとき、43%~65%の形質導入効率で、C4 CARレンチウイルスベクターで効率的に形質導入された(図1B)。CAR発現レベルはCD4+およびCD8+T細胞で同等であった(52.6±10.2%対49.5±17.1%、P=0.713)。
2. CAR 形質導入T(CAR-T)細胞の拡張に対するサイトカインの効果
種々のγcサイトカインおよびIL-18存在下のCAR-T細胞の発現および蓄積を試験した。培養で種々のサイトカイン曝露3週後、IL-2、IL-7またはIL-5存在下で培養されたCAR-T細胞は、1000~2000倍拡張した。IL-18、IL-21存在下またはNC(対照、無サイトカイン)で培養したCAR-T細胞は、200倍未満の拡張を示した(図1C)。
CAR発現レベルを、種々のT細胞集団で形質導入15日後比較した:CD3+、CD4+およびCD8+T細胞。種々のサイトカイン存在下で増殖させたCAR-T細胞の各群のCAR発現レベルは、CD3+、CD4+およびCD8+T細胞集団で類似した。IL-21存在下培養したCAR-T細胞は、CD3+およびCD4+T細胞集団において、他のサイトカイン(IL-2を含む)に暴露したCAR-T細胞およびサイトカイン存在下で培養していない(NC)対照細胞より高レベルのCAR発現を示した(図1D)。
CAR-T細胞の高い蓄積に寄与する理由を分析し、特に、T細胞の増殖およびアポトーシスを評価した。増殖性応答を、7日培養したCFSE標識T細胞の細胞分裂のモニタリングにより測定した。図1Eに示すように、IL-2およびIL-15と培養したT細胞が最高増殖性能を示し、続いてIL-7であった;一方IL-21およびIL-18は、あまり強力ではない分裂促進的刺激剤であった。種々のサイトカイン中で培養したT細胞のアポトーシスを、Annexin-V染色を使用して試験した。結果は、NC、IL-18およびIL-21群と比較して、IL-2、IL-7およびIL-15中で培養したT細胞の受けたアポトーシスが少ないことを示した(図1F)。次に、リンパ球アポトーシスの重要な負のレギュレーターであるBcl-xLの発現をFACs分析で試験した。図1Fにおけるアポトーシス結果に一致して、CD4+およびCD8+T細胞の両者でIL-2、IL-7およびIL-15曝露がBcl-xL発現を上方制御する傾向があり、一方IL-21はBcl-xL発現を増加させなかった(図1Gおよび1H)。これらの結果は、サイトカイン、例えば、IL-2、IL-7またはIL-15存在下拡張されたT細胞の蓄積増加は、Bcl-xl抗アポトーシス経路の活性化による増殖増加およびアポトーシス減少の両者により引き起こされ得る。
3. CAR-T細胞の表現型に対するサイトカインの影響
次に、外来サイトカイン存在下拡張させたCAR-T細胞の表現型を試験した。健常ドナーからの新鮮T細胞を、一般にCD45RAおよびCD62L発現に基づき4サブセットに分けた:1)ナイーブT細胞(CD45RA+CD62L+、Tnと称する)、2)中枢記憶T細胞(CD45RA-CD62L+、Tcmと称する)、3)エフェクター記憶T細胞(CD45RA-CD62L-、Temと称する)および4)CD45R陽性エフェクターT細胞(CD45RA+CD62L-、Temraと称する)。次いでCCR7、CD27、CD28およびCD95の発現を、さらに各サブセットで評価した(図2A)。後3者のT細胞サブセットはCD95に陽性であったが、Tnはわずかな部分しかCD95を発現しなかった(CD4+において3.6±1.4%およびCD8+T細胞において3.7±1.3%)。この小集団はまたCD27、CD28およびCCR7を共発現し、記憶幹T細胞(Tscm)と考えられた。しかしながら、CARを有するレンチウイルス形質導入前後の抗CD3/CD28ビーズでの刺激後、CD95はこの集団で100%近くまで大きく上方制御された(図2B)。CD45RA+CD62L+CD95+T細胞のパーセンテージは、新鮮T細胞と比較したとき、CD4+およびCD8+TおよびCAR-T細胞の両者で抗CD3/CD28ビーズ刺激後大きく増加した(図2Cおよび2D)。この集団は、CD27、CD28およびCCR7を同時に高度に発現し(図2A)、Tscmとして定義され得ることを示した。さらに、CD8+CAR-T細胞は、最初のCD8+T細胞におけるTnの高い比率と関係し得るであろう、Tscm細胞の高いパーセンテージを有した(図2Fおよび2G)。
種々のサイトカインと共培養14日後、CAR-T細胞のT細胞サブセットの割合を、CD45RA、CD62LおよびCD95の発現の測定により試験した。図2Eに示すように、CD4+CAR-T細胞で、IL-2群と比較して有意に高いパーセンテージのTscm細胞がIL-7群に存在し、一方NCおよびIL-18群はTscmで低いパーセンテージをシメたが、Tcmで高いパーセンテージであった。IL-15群におけるT細胞サブセットの分布はIL-2群と類似したが、IL-21群は、Tcmの高いパーセンテージを提供し、一方TscmはIL-2群と同等であった。CD8+CAR-T細胞は、各サイトカイン投与群について4T細胞サブセットの分化および分布に対してCD4+CAR-T細胞と同等な傾向を示し、CD8+CAR-T細胞の対応する群におけるCD4+CAR-T細胞と比較して、Tscmが高い比率であった。
種々のCAR-T細胞亜集団が自己複製し、他の細胞型に分化する能力を、さらに試験した。CAR-T細胞の4サブセットをCAR、CD45RAおよびCD62L発現に基づきソートし、IL-2含有培地で3日間別々に培養した。図2Hに示すように、Tscmサブセットは他の全3サブセットに分化でき、TcmおよびTemraサブセットはTemに分化できた。これらの結果は、CD62L+およびCD45RA+T細胞が、それぞれCD62L-およびCD45RA-T細胞に分化できることを示す。4サブセットの増殖能をCFSE希釈により評価し、次いで比較した。結果は、Tscmが、他のサブセットより強い増殖能を提供することを示した(図2I)。さらに、CD45RA発現はCFSE強度と逆相関するが、一方CD62LおよびCCR7発現は増殖と直接相関した。全サイトカイン群において、CD45RA+T細胞は、CD45RA dimおよび陰性T細胞よりはるかに低いCFSEレベルを示し(図3)、CD45RA+T細胞がCD45RA-T細胞より強い増殖活性を有することを示した。それゆえに、IL-2、IL-7およびIL-15存在下増殖させたT細胞の蓄積増加は、CD45RA+T細胞(増加した増殖能を有する)の割合の増加と関係し得る(図4B)。
CAR-T細胞の表現型に関して、T細胞表面上に、CAR-T細胞はCD45RA、CD62L、CD27およびCD28の低い発現を示すが、CCR7の発現は高かった(図4A)。CAR-T細胞の表現型に対するサイトカインの影響を、さらに次の表面マーカーの発現に基づき評価した:CD27、CD28、CD62L、CCR7およびIL-7Rα。IL-18存在下増殖させたCAR-T細胞は、サイトカイン添加なしで増殖する、極めて類似した発現パターンを示した。IL-2は、NC対照と比較したとき、CD27、CD28 CD62L、CCR7およびILR7αの発現を劇的に下方制御した。他のγcサイトカインで、IL-2曝露CAR-T細胞と比較して、IL-7曝露CAR-T細胞が高いCD62L、CD27およびCD28発現を示したが、CCR7発現は顕著に減少した;IL-15群CAR-T細胞は高いCD27およびCD28発現を示した;そしてIL-21曝露CAR-T細胞は高いCD62L、CCR7、CD27およびCD28発現を示し、T細胞のサブセットのIL-2曝露が、全ての他の群よりはるかに成熟T細胞表現型を伴う発現を誘発したことを示した(図4B)。
4. CAR-T細胞のエフェクター機能に対するサイトカインの影響
CAR-T細胞エフェクター機能に対するサイトカインの影響を試験するために、FRα発現SKOV3細胞で刺激後のCAR-T細胞のサイトカイン産生能を評価した。5時間刺激後、TNF-α、IFN-γおよびIL-2はCAR-T細胞の細胞質で検出可能であり、CAR-T細胞の41.5~54.0%がTNF-αを産生し、CAR-T細胞の12.4~15.3%がIFN-γを産生し、CAR-T細胞の4.3~6.5%がIL-2を産生した(図5A&B)。拡張中のIL-2、IL-7およびIL-15曝露は、CAR-T細胞のTNF-α産生を促進したが、IFN-γおよびIL-2産生CAR-T細胞数は、全サイトカイン群で同等であった(図5B、5Cおよび5D)。次に、応答性CAR-T細胞の画分およびその多機能性を比較した(図5E)。拡張中のIL-2への曝露と比較して、拡張中のIL-18、IL-21への暴露または無サイトカイン曝露は、標的細胞で刺激したとき、誘発されたサイトカイン産生CAR-T細胞が少なく、多サイトカインを産生する能力を有するCAR-T細胞が少なかった。これらの結果は、IL-18、IL-21およびNC群におけるCAR-T細胞が、IL-2暴露群より低分化型である表現型と一致する。
次いで、抗原刺激後の細胞溶解分子パーフォリンおよびグランザイムBの発現に対する拡張中のサイトカイン曝露の効果を決定した(図5I)。TNF-α産生に類似して、IL-2、IL-7およびIL-15に曝したCAR-T細胞は、NC、IL-18およびIL-21に曝露したCAR-T細胞と比較して、パーフォリン発現の増加を示した。しかしながら、IL-21に曝したCAR-T細胞はTNF-αおよびパーフォリンの産生が少なく、最高レベルのグランザイムBを産生した。次に最高レベルのグランザイムB産生が拡張中CAR-IL-2およびIL-15に曝したT細胞で観察された。IL-18群のCAR-T細胞は、抗原刺激後のパーフォリンおよびグランザイムB発現の両者で最低量を示した(図5Gおよび5H)。
最後に、拡張中の種々のサイトカインへのCAR-T細胞曝露による腫瘍溶解活性をルシフェラーゼアッセイにより数値化した。図5Fに示すとおり、IL-2およびIL-15と共培養したCAR-T細胞は、NCおよびIL-18よりも効率的にSKOV3を溶解した(両者ともP<0.05)。
CAR-T細胞とその機能の関係をさらに確認した。T細胞14日を、レンチウイルス形質導入後CARおよびCD62L発現に基づきソートした。CD62L+CAR-T細胞(TscmおよびTcm)は、CD62L-CAR-T細胞(TemおよびTemra)と比較して、低サイトカイン産生活性および弱細胞溶解能を示した(図6)。この観点において、IL-2およびIL-15に曝したCAR-T細胞は、多くのサイトカインを産生し、強い腫瘍溶解活性を示し、これは、一部、これらの群におけるTemおよびTemraの高い比率に起因するものである。
5. 抗原負荷後のCAR-T細胞の拡張および表現型
特異的抗原負荷下のCAR-T細胞拡張に対するサイトカインの影響を調べるために、2週間IL-2に曝したCAR-T細胞をSKOV3(FRα+)またはC30(FRα-)細胞と、記載するサイトカイン存在下、7日共培養した。無抗原状況に類似して、IL-2、IL-7およびIL-15に曝したCAR-T細胞提示は、他のサイトカインに曝露したCAR-T細胞より高倍率の拡張を示した。拡張中にIL-21に曝したCAR-T細胞は、アポトーシスをより受けやすい可能性がある(図7A)。しかしながら、2週間記載するサイトカインに曝露したCAR-T細胞を、さらにサイトカイン補充することなく7日SKOV3またはC30細胞と共培養したとき、CAR-T細胞の蓄積は全群で同等であり、IL-15およびIL-18に曝露したものが、最小量のアポトーシスを受けた(図7B)。最高CAR発現を有するT細胞は、拡張中IL-21に曝露した群であった(図7C)。CAR-T細胞の表現型もまた分析した。CD27およびCD28は、全サイトカイン群で、それぞれCD8+およびCD4+CAR-T細胞で高度に発現された。無抗原拡張に類似して、IL-21曝露は、CAR-T細胞におけるCD27およびCD28の発現を増加させた(図7D)。記憶T細胞の4サブセットに関して、結果は無抗原試験と異なった:Tscmは稀であり、Temは無サイトカイン、IL-18およびIL-21全群で50%を超えた。サイトカインは記憶Tサブセットの組成に顕著な影響を有さず、IL-7曝露はTscmの増加を支えなかった(図7E)。
6. 動物モデルにおける種々のサイトカインの抗腫瘍有効性
インビボでのCAR-T細胞の有効性に対するCAR-T細胞のエクスビボ拡張中の種々のサイトカインの効果を評価するために、CAR-T細胞の残留性および成果を、卵巣癌のNSGマウス異種移植モデルを使用して試験した。皮下SKOV3腫瘍担持マウスに、エクスビボで予め記載するサイトカインに2週されている2用量の5×10 C4-27z CAR-T細胞を静脈内注射した(図8A)。C4-27z CAR-T細胞注入を受けた全マウスは、非形質導入T細胞および抗CD19 CAR-T細胞を注射されたものと比較して、腫瘍負荷が低かった(図8B&8C)。種々のサイトカイン群で、先のIL-2曝露と共にCAR-T細胞を注射されたマウスが、最高腫瘍負荷を示し、これらのマウスにおける循環ヒトT細胞の最小量と矛盾しなかった。NC、IL-7、IL-15、IL-18およびIL-21群の腫瘍は、全て顕著に抑制され、または消失しており、腫瘍サイズの統計的差異はいずれもなかった。末梢血における導入T細胞の残留性を、養子移入15日および32日後に決定した。IL-7およびIL-21処理CAR-T細胞を受けたマウスは、+15日目に末梢血において他の群より高量のヒトT細胞を揺するように見えたが、IL-2処理CAR-T細胞を受けたマウスは、ヒトT細胞が最小数であった(図8D)。種々のCAR-T細胞集団のパーセンテージに関して、NC、IL-15、IL-18およびIL-21暴露群は全てIL-2群と比較したとき高いCD4+CAR-T細胞を示し、一方CD8+CAR-T細胞のパーセンテージは全群で同等であった(図8E)。T細胞表現型で、CD62L、CD27およびCD28は、T細胞の約5~10%にしか発現されず、IL-2およびNC群より高いCD28を発現したIL-21群におけるCD8+T細胞を除いて、全群で同等であった(両方P<0.05)(図8F&8G)。興味深いことに、NCおよびIL-18は、血液に遥かに高量のCD45RA+CD62L+T細胞を有しており、インビトロ実験で得た結果と逆であった(図8F、2E&2F)。+32日目に、全CAR-T細胞群における循環ヒトT細胞は、IL-2群以外顕著に拡張され、平均T細胞数14907/μl~19651/μlであった(そして、IL-2群はわずか242/μl)。2匹のマウスが死亡したが、腫瘍は退行していた。
考察
IL-2は、養子免疫治療用リンパ球産生に最もしばしば使用されるサイトカインである。これはT細胞生存および拡張を促進し、T細胞の腫瘍死滅能を増強する。しかしながら、IL-2の作用は、T細胞の活性化誘発細胞死(AICD)および調節性T細胞発達をもたらすため、限定されている(Malek et al., Immunity, 2010, 33:153-65;およびLenardo et al., Annu Rev Immunol, 1999, 17:221-53)。本実施例において、IL-2はCAR-T細胞蓄積およびその細胞毒性能を顕著に増加させたが、IL-2曝露CAR-T細胞は養子移入後インビボで優れた抗腫瘍免疫を示した。この発見は、インビトロ腫瘍溶解とインビボ腫瘍根絶の逆の関係を示す。IL-2曝露CAR-T細胞は、CD62L、CCR7、CD27およびCD28の発現が低く、比較的成熟表現型を示し、インビボで永続性が低い(Yang et al., Cancer Immunol Immunother, 2013, 62:727-36)。最近の研究は、あまり分化されていないT細胞の養子移入は優れた腫瘍後退と相関し、これは、IL-2曝露CAR-T細胞が他の群より有効ではないとの発見を支持する(Gattinoni et al., Nat Med, 2011, 17:1290-7;およびMarkley et al., Blood, 2010, 115:3508-19)。
IL-15は、IL-2と同程度の刺激CAR-T細胞拡張および腫瘍溶解機能を示すが、あまり分化されていない表現型を誘発した(CD27およびCD28の高発現)。それゆえに、IL-15はインビボでCAR-T細胞の残留性を支持し、動物モデルで良好な抗腫瘍免疫を示す。
IL-2およびIL-15と比較して、IL-7は、CAR-T細胞拡張を促進する能力は同等であるが、高レベルのCD62L発現を誘発し、無抗原状況でCAR-Tscm細胞の最高の割合を示す。それゆえに、IL-2に曝したCAR-T細胞と比較して、抗原負荷を伴わないIL-7のエクスビボ曝露は、CAR-T細胞の抗腫瘍有効性を増強した。IL-7曝露CAR-T細胞は、抗原負荷下のCAR-T細胞の低拡張により、IL-2より良好なインビボ抗腫瘍有効性をもたらさず、有効性はIL-15より劣った。
IL-21は、例えば、Bcl-xL発現により、抗アポトーシス能を増強できなかったような、CAR-T細胞蓄積に対してほとんど効果を発揮しなかった。しかしながら、IL-21は、あまり分化されていないCAR-T細胞の発現を誘発し、抗原負荷の状況下での、CD62L、CCR7、CD27およびCD28の高発現の表現型を有した。それゆえに、IL-21曝露CAR-T細胞は、インビボで動物モデルおよびIL-21注射において最良の残留性を示し、IL-15以外の他のサイトカイン群より腫瘍根絶促進の良好な有効性を提供した。これらの結果は、あまり分化されていないCAR-T細胞が優れた腫瘍後退と相関するという先の発見と一致する。
IL-18は、IL-1ファミリーに属する炎症誘発性サイトカインであり、インビボでの活性化単球、NK細胞およびT細胞およびIFN-γ産生ならびに他のサイトカインによる自然および獲得免疫応答両者を制御する(Srivastava et al., Curr Med Chem, 2010, 17:3353-7)。ここに提供する結果は、IL-18が、IL-18群での結果のほとんどがNC群と類似するか同等であるため、エクスビボ実験でCAR-T細胞拡張、表現型および機能にほとんど影響しないことを示す。IL-18は、対照(NC)群と比較して、抗原負荷下、T細胞の増殖をほとんど促進せず、多くのT細胞生存を維持した。インビボ試験は、サイトカイン補充なしのマウスと比較したとき、IL-18はCAR-T細胞有効性に顕著な影響を有しないことを示す。
要約すると、これらの実験からの知見は、CAR-T細胞拡張のためのエクスビボでのIL-2補充は、広く使用されているものの、最適のストラテジーではないことを示す。IL-18、IL-21または無サイトカイン補充について、比較的有効なCAR-T細胞を誘発し得るが、十分なCAR-T細胞が限定された拡張時間で臨床使用用に製造できるほど、CAR-T細胞拡張を十分効率的に誘発しない。それゆえに、IL-15およびIL-7は、CAR-T細胞拡張に対して良好であり得る。さらに、IL-7とIL-15補充の組み合わせは、Tscmの生成を指示し、これは、より“若い”CAR-T細胞の産生に有利である。インビボサイトカイン注射に関して、全γcサイトカイン補充は、これらの多くがCAR-T細胞発現を指示したため、抗腫瘍有効性を増強し、IL-15が最良の効果を示した。注射によりIL-15曝露CAR-T細胞を受けたマウスは、一部、腫瘍処置中のCAR-T細胞の拡張能増加および残留性増加により、有効性が増加した。それゆえに、これらの実験の結果は、IL-7およびIL-15が、CAR-T細胞拡張の促進および治療的処置に最も有効であるT細胞表現型の誘発に有効である有望性を示す。
実施例2:細胞成長および形質導入効率に対するCD25枯渇の効果
CD25としても知られるインターロイキン-2a鎖は、調節性T細胞(Treg)により発現されるが、慢性B細胞白血病(CLL)細胞でも見られる(85%を超えるCLL患者で)。Tregは、免疫抑制性機能を有し、例えば、T細胞増殖阻害により、免疫治療の有効性を妨害し得る。アフェレーシスによるCLL患者からのT細胞の現在の単離または富化は、通常、顕著に増加した割合でTregならびにCLL細胞を含む。CD25枯渇方法による出発物質におけるTregおよびCLL細胞の枯渇が、エフェクターT細胞の純度を顕著に改善し、それによりCAR19発現T細胞、例えば、CART19細胞の効力を増加させる。
図9Aは、CLL患者のアフェレーシスからの細胞のフローサイトメトリー分析プロットを示す。細胞を、まず、CD45発現についてソートし、CD45発現(CD45+)サブセットを次いでさらにCD25およびCD3発現について分析した。図9Aの右パネルに示すように、CLL患者は、CD25発現細胞の高いパーセンテージを示す。
CD25枯渇最適化
検証実験を実施して、CliniMACS SystemにおけるミルテニーからのCD25 Reagentを使用して、2患者のアフェレーシスからのCD25枯渇について最適条件を同定した。CD25枯渇剤を、同じ枯渇効率が少ない試薬の使用で得られるか否かを毒亭するために、製造業者の推奨量の100%、70%および30%で使用した。Miltenyiからの異なる2つのチューブセットも試験した。枯渇を製造業者の指示に従い実施した。実験結果を下表に示す。対照として、抗CD3/CD28免疫磁気ビーズを使用する選択を実施した。
Figure 2022050420000033
予測CD25-(CD25陰性)T細胞収量は、各操作における100%効率を仮定して計算した計算CD25-T細胞収量を表す。CD25-T細胞の観察収量は、各操作後のCD25-T細胞数を表す。表5に示すとおり、製造業者の推奨より少ない量の試薬の使用は、CD25枯渇の同じ効率をもたらさなかった。異なるチューブを使用して、T細胞富化の1ログの増加をもたらした。
図9Bは、アフェレーシス(図9Bの上部左パネル)、対照CD3/CD28選択細胞(図9Bの上部中央左パネル)、CD25枯渇細胞(図9Bの上部中央右パネル)およびCD25富化細胞(図9Bの上部右パネル)からの総細胞と比較した、CD25枯渇の効率を示す代表的フローサイトメトリー分析プロット(上部パネル)を示す。ヒストグラム(下部パネル)は、CD3-CD19-サブセットのCD14発現により決定した、細胞集団の単球含量を示す。これらの結果は、効率的CD25枯渇およびCD25枯渇はまた顕著な単球含量をもたらすことも示す(アフェレーシス、対照およびCD25富化細胞からの総細胞における2%未満と比較して61.1%CD14発現細胞)。
T細胞集団および増殖に対するCD25枯渇の効果
次に、CD25枯渇後のT細胞産物の品質を、CD4+およびCD8+T細胞の割合および増殖能の決定により評価した。
特異的T細胞集団の割合を決定するために、細胞を、上記のとおり抗CD3/CD28またはCD25枯渇による選択後9日にフローサイトメトリーにより分析した。結果は、CD3/CD28-選択T細胞が、CD25枯渇細胞と比較してCD4+T細胞で大きな割合を有することを示す(84.6%対46.8%CD4+T細胞、図10の上部左のパネルに箱で囲む)。逆に、CD25枯渇細胞は、CD3/CD28-選択細胞と比較して、CD8+T細胞の大きな割合を有した(47.2%対11.5%CD8+T細胞;図10における下部右のパネルに箱で囲む)。それゆえに、CD25枯渇は、CD8+Tエフェクター細胞の割合が大きいT細胞をもたらす。
増殖能および細胞生存能を、対照(CD3/CD28選択細胞)およびCD25枯渇細胞でも評価した。対照およびCD25枯渇細胞からの1.6×10細胞を播種し、細胞数および生存能を10~13日にわたり測定した。図11Aは、経時的総細胞数を示し、図11Bは、計算集団倍加を示す(細胞総数から計算)。結果は、CD25枯渇細胞が、対照細胞と類似の成長特徴を示すことを示す。図11Cは、生存可能細胞のパーセンテージを示し、結果は、生存能も対照とCD25枯渇細胞で類似することを示す。
レンチウイルス形質導入効率に対するCD25枯渇の効果
レンチウイルス形質導入効率に対するCD25枯渇の効果を、形質導入後CARの発現の決定により評価した。患者アフェレーシスは、上記のとおりCD25細胞が枯渇した。CD25枯渇の効率を、CD25枯渇前(アフェレーシスサンプル)および後(CD25枯渇フラクション)のCD25発現集団を比較するフローサイトメトリー分析プロットで示す(図12A)。CD25枯渇後、CD25枯渇フラクションは約59.2%のCD25陰性細胞およびわずか10.3%CD25陽性細胞を含んだ。
CD25枯渇フラクションをレンチウイルス構築物コード化CAR19で形質導入した。11日の培養後、CAR発現をフローサイトメトリーで評価した。形質導入していない細胞および形質導入CD3選択細胞を対照として使用した。図12Bに示すとおり、CAR19発現は、CD3選択細胞と比較して、CD25枯渇細胞が有意に高かった(51.4%対12.8%)。この結果は、CD25枯渇細胞のレンチウイルス形質導入効率が改善されていることを示し、これは、CART治療の治療効果改善に重要であり得る。
実施例3:サイトカインとCD25枯渇細胞の使用
本実施例において、拡張培養においてサイトカイン補充するCD25枯渇の効果を試験した。末梢血単核細胞(PBMC)を患者から単離し、未操作のままであるか、または実施例2に記載のようにCD25発現細胞を枯渇した。T細胞富化を、抗CD3およびCD28被覆ビーズでの刺激により達成した。T細胞を、10ng/ml IL-7、10ng/ml IL-15または10ng/ml IL-7と10ng/ml IL-15の組み合わせを補充した培地ですぐに培養した。3日目、培地を同じサイトカインを添加して交換した。5日目、100IU IL-2/ml含有培地を添加し、細胞を計10日増殖させた。
フローサイトメトリー分析は、未操作のPBMC(標準CD3/CD28選択)と比較して、IL-7、IL-15またはIL-7およびIL-15存在下での培養後のCD25枯渇細胞におけるCD3およびCD19細胞の分布の変化を示した。出発集団(例えば、CD25枯渇前およびサイトカイン補充培養前)におけるCD3、CD19およびCD25発現細胞の分布を図13に示す。出発集団は、CD3-CD19+細胞の割合が高く(上部パネル、図11)、CD25発現細胞の割合が高かった(下部パネル、図13)。操作(CD25枯渇)およびサイトカインと培養後、分布は図14に示すように変化した。CD25枯渇細胞は、全体的に未操作細胞と比較して、CD19発現細胞の大きな減少を示した。
増殖能も、抗CD3および抗CD28被覆ビーズで刺激10日後に、培養における細胞総数決定により同じ細胞サンプルで評価した。各細胞サンプルの細胞数を下におよび図15に示す。
Figure 2022050420000034
これらの結果は、CD25枯渇T細胞培養中のIL-15補充は、未操作細胞と比較して、拡張を増加させる。培養中の培地へのIL-7およびIL-15添加は、未操作細胞およびサイトカインIL-7またはIL-15個々の添加と比較して、拡張を増加させる。それゆえに、IL-7とIL-15の組み合わせの補充は、最も増殖能が増加したT細胞をもたらした。
実施例4:3日製造法
遺伝子導入技術の使用により、T細胞を、T細胞に主要組織適合複合体(MHC)により課せられる束縛と無関係な特異性を与える、表面上の抗体結合ドメインを安定に発現するように、遺伝的に修飾できる。CAR治療は、抗体の抗原認識フラグメント(scFvまたは単一鎖可変領域フラグメント)とCD3ゼータ鎖の細胞内ドメインを融合させる、T細胞上に発現される合成タンパク質を利用できる。scFvの同族抗原を発現する標的細胞との相互作用により、T細胞に発現されるCARはT細胞活性化を惹起し、標的細胞死滅(標的細胞溶解とも称する)を生じさせる。CD137またはCD28の細胞質ドメインのようなさらなる共刺激性シグナルと組み合わせて、これらの受容体はまたインビボでT細胞増殖を刺激し、CAR修飾T細胞(CART)残留性を増加させる。
CART残留性の根底にある機構は探索中である。CARにおけるシグナル伝達ドメインは、残留性決定の重要な因子であると考えられる;しかしながら、多数のマウスおよび非ヒト霊長類の公開された試験(Klebanoff, C. A., et al. (2005). “Central memory self/tumor-reactive CD8+ T cells confer superior antitumor immunity compared with effector memory T cells.” Proc Natl Acad Sci U S A 102(27): 9571-9576, Berger, C., et al. (2008). “Adoptive transfer of effector CD8+ T cells derived from central memory cells establishes persistent T cell memory in primates.” J Clin Invest 118(1): 294-305, Hinrichs, C. S., et al. (2009). “Adoptively transferred effector cells derived from naive rather than central memory CD8+ T cells mediate superior antitumor immunity.” Proc Natl Acad Sci USA 106(41): 17469-17474, Wang, X., et al. (2011). “Engraftment of human central memory-derived effector CD8+ T cells in immunodeficient mice.” Blood 117(6): 1888-1898)およびヒト臨床試験相関的試験からのデータは、養子導入産物におけるT細胞の表現型も養子移入後のT細胞残留性の重要な決定因子である(Xu, Y., et al. (2014). “Closely related T-memory stem cells correlate with in vivo expansion of CAR.CD19-T cells and are preserved by IL-7 and IL-15.” Blood 123(24): 3750-3759)。理論に縛られることを望まないが、エクスビボ培養中外来IL-2と組み合わせた一般的に使用される抗CD3および抗CD28アゴニスト抗体の系下で拡張されたT細胞は、拡張T細胞を、残留性が低減されたより分化された細胞に偏らせると仮説立てられる。IL-2のIL-7およびIL-15への置き換えは、エクスビボ培養を、経時的により最適なTscm/cm表現型を有する細胞に偏らせると仮説立てられる。低エクスビボ培養の産物が、養子移入後生着および残留性の最適表現型を有する細胞の大きな割合を有することも仮説立てられる。
本実施例は、細胞の経時的な表現型を特徴付け、活性化および形質導入後の種々の時点での細胞の機能性を評価する。
CD3/28刺激性ビーズで活性化後のT細胞からのビーズ除去は、図27A~27Dに示すとおり、機械的破砕により高い効率で達成され得る。ビーズ脱離は狭口径ピペットチップに細胞懸濁液を繰り返し通す(押し出し)ことにより、これらの前臨床試験で達成された。閉培養系において、穏やかな剪断を創成するための押し出しは、ビーズ除去前に閉系に一連の狭口径チューブを取り込む閉系を使用して実施できた。
図28に示すように、活性化され、CD19特定のCAR担持BBzシグナル伝達を形質導入され、活性化から3日目という早期にT細胞培養から回収されたT細胞は、インビトロで強力な抗原特異的細胞毒性活性を有する。これらの早期に回収された細胞はまた、エクスビボで5日または9日の長期間培養したものと類似のパターンおよび品質でサイトカインを産生でき(図29A)、規程分泌も類似である(図29B)。
エクスビボ培養中、T細胞の集団は、図30Aに示すとおり、より分化された表現型に向けて、Tエフェクター記憶(Tem)およびTcm細胞の割合を増加させながら、漸進的移行する。TemおよびTcm細胞の割合のこの増加は、ナイーブ様/Tscm細胞の最小の拡張および/または減少を伴う、より分化されたT細胞サブセットの増加に起因する(図30B)。
図31Aは、種々の条件下で産生したCART細胞の効力を試験する実験構成を示す。図31Bは、マウスにおけるNalm6腫瘍成長減速におけるIL-2処理CART細胞の効力を示す。3日目細胞は、全用量での効力増加を示す。活性化され、4-1BBzシグナル伝達ドメイン担持CD19特異的CARを形質導入されたT細胞は、早期時点で回収したとき、インビボで強力な抗白血病活性を示す。この増加した効力は、5日目または9日目回収細胞と比較して、3日目回収CART19細胞が白血病を根絶するのに必要なT細胞の用量が少ないことにより示される。CAR+細胞の割合は図31Cに示す。
IL-2およびIL-7/15で処理した細胞を、異なる日(3、9)に2回回収した。比較的低用量の0.7e6 CAR+細胞を使用した。活性化し、4-1BBzシグナル伝達ドメイン担持CD19特異的CARを形質導入し、IL-7/IL-15中で培養したT細胞は、早期(3日目)および後期(9日目)時点で、限定的用量で、IL-2中で拡張させ、た細胞より、強力な活性を示した(図31D)。IL-7/15で処理した3日目細胞は、早期時点で効力増強を示した。
均等物
ここに引用する各々のおよび全ての特許、特許出願および刊行物の発明は、その全体を引用により本明細書に包含させる。本発明は具体的面を参照して開示しているが、本発明の他の面および改変が、本発明の真の精神および範囲を逸脱することなく、当業者により考案され得る。添付する特許請求の範囲は、このような面および等価な改変物を含むことを意図する。

Claims (46)

  1. T調節性細胞が枯渇し、CARを発現するように操作され得る免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞)の集団の製造法であって、
    免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団を提供し、
    T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞を集団から除去し、それにより、CAR発現に適するT調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団を提供する
    ことを含む、方法。
  2. T調節性枯渇細胞の集団が30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%より少ないCD25+細胞を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 免疫エフェクター細胞の集団が癌を有する対象、例えば、慢性リンパ性白血病(CLL)のような、例えば、CD25発現性癌を有する対象の細胞である、請求項1に記載の方法。
  4. T調節性枯渇細胞の集団が50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞を含む、請求項3に記載の方法。
  5. T調節性細胞、例えば、CD25+T細胞が、抗CD25抗体またはそのフラグメントを使用して集団から除去されている、請求項1に記載の方法。
  6. 抗CD25抗体またはそのフラグメントが基質、例えば、ビーズにコンジュゲートされている、請求項5に記載の方法。
  7. 免疫エフェクター細胞の集団が、血液癌、例えば、白血病、例えば、慢性リンパ性白血病(CLL)、急性リンパ性白血病(ALL)またはリンパ腫、例えば、マントル細胞リンパ腫(MCL)を有する対象から得られている、請求項3に記載の方法。
  8. 、T調節性枯渇細胞の集団が30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の白血病細胞、例えば、CLL細胞、ALL細胞またはリンパ腫細胞、例えば、MCL細胞、HL細胞を含み、例えば、ここで、T調節性枯渇細胞の集団が15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含み、例えば、ここで、T調節性枯渇細胞の集団が10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む、請求項7に記載の方法。
  9. 腫瘍抗原、例えば、CD25、例えば、CD19、CD30、CD38、CD123、CD20、CD14またはCD11bを発現する集団から細胞を除去し、それによりCAR、例えば、ここに記載するCARの発現に適するT調節性枯渇、例えば、CD25+枯渇および腫瘍抗原枯渇細胞の集団を提供することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  10. チェックポイント阻害物質、例えば、ここに記載するチェックポイント阻害物質を発現する集団、例えば、PD1+細胞、LAG3+細胞およびTIM3+細胞の1以上から細胞を除去し、それによりT調節性枯渇、例えば、CD25+枯渇細胞およびチェックポイント阻害物質枯渇細胞、例えば、PD1+、LAG3+および/またはTIM3+枯渇細胞の集団を提供することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  11. 提供される免疫エフェクター細胞の集団が、1以上のマーカー、例えば、CD3、CD28、CD4、CD8、CD45RAおよびCD45ROの発現に基づき選択されている、例えば、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の提供される集団がCD3+および/またはCD28+である、請求項1に記載の方法。
  12. さらに、例えば、ここに記載する方法によりT調節性枯渇細胞、例えば、CD25+枯渇細胞の集団を活性化することおよび/またはT調節性枯渇細胞の集団、例えば、CD25+枯渇細胞の集団からの細胞をCAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含むベクターで形質導入することをさらに含む、請求項1~11のいずれかに記載の方法。
  13. さらに、例えば、CAR、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARを発現するように、例えば、ここに記載する方法により、操作されたT調節性枯渇細胞の集団を拡張することを含む、請求項12に記載の方法。
  14. 細胞の集団が8日以下、例えば、7日、6日、5日、4日または3日の期間拡張されまたは細胞の集団が5日培養で拡張され、得られた細胞が、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞よりも強力である、例えば、5日拡張させた細胞が、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞倍加の少なくとも1倍、2倍、3倍または4倍増加を示すまたは細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞が、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、高い炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルを示す、請求項13に記載の方法。
  15. 細胞の集団が、例えば、ここに記載するような、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンドの存在下に細胞を培養することにより拡張される、請求項13に記載の方法。
  16. 細胞の集団が、例えば、フローサイトメトリーのようなここに記載する方法により測定して、14日拡張期間にわたり細胞の少なくとも200倍(例えば、200倍、250倍、300倍、350倍)をもたらす1以上のインターロイキンを含む適切な培地(例えば、ここに記載する培地)で拡張される、例えば、ここで、細胞の集団がIL-15および/またはIL-7(例えば、IL-15およびIL-7)の存在下で拡張される、請求項13~15のいずれかに記載の方法。
  17. 細胞の集団が適切な拡張期間後凍結保存される、請求項13~16のいずれかに記載の方法。
  18. 免疫エフェクター細胞の集団とテロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸を接触させることをさらに含み、核酸が、例えば、DNAまたはRNAである、請求項1~17のいずれかに記載の方法。
  19. 50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団を含む反応混合物。
  20. 50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む反応混合物。
  21. 細胞の集団が15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む、または細胞の集団が10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む、請求項20に記載の反応混合物。
  22. 反応混合物が50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のチェックポイント阻害物質発現細胞、例えば、PD1+細胞、LAG3+細胞またはTIM3+細胞の集団を含む、請求項20または21に記載の反応混合物。
  23. 反応混合物が集団の細胞を活性化および/または拡張する物質、例えば、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および/または細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンドをさらに含み、例えば、物質が抗CD3抗体またはそのフラグメントおよび/または抗CD28抗体またはそのフラグメントとコンジュゲートしたビーズである、請求項19~22のいずれかに記載の反応混合物。
  24. さらに血清(例えば、ウシ胎児またはヒト血清)、インターロイキン-2(IL-2)、インスリン、IFN-γ、IL-4、IL-7、GM-CSF、IL-10、IL-12、IL-15、TGFβおよびTNF-αまたは細胞増殖用の何らかの他の添加物、例えば、ここで、反応混合物は、さらにIL-15および/またはIL-7を含む、増殖および/または生存能のための1以上の因子を含む、請求項19~23のいずれかに記載の反応混合物。
  25. 反応混合物における複数の細胞の集団が、例えば、ここに記載するような、CARコード化配列、例えば、CD19 CARコード化配列を含む、核酸分子、例えば、ここに記載する核酸分子を含み、例えば、反応混合物における複数の細胞の集団が、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸配列を含むベクターを含み、例えば、ここで、ベクターが、ここに記載するベクター、例えば、DNA、RNA、プラスミド、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターまたはレトロウイルスベクターからなる群から選択されるベクターである、請求項19~24のいずれかに記載の反応混合物。
  26. さらに、例えば、サッカライド、オリゴサッカライド、多糖およびポリオール(例えば、トレハロース、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、スクロース、グルコースおよびデキストラン)、塩およびクラウンエーテルのような凍結保護物質または安定剤を含む、請求項19~24に記載の反応混合物。
  27. CARを発現するように操作した免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、
    免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団であって、複数の免疫エフェクター細胞がCAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸を含むものを提供し、
    細胞の集団を、例えば、フローサイトメトリーのようなここに記載する方法により測定して、14日拡張期間にわたり細胞の少なくとも200倍(例えば、200倍、250倍、300倍、350倍)をもたらす1以上のインターロイキン存在下で拡張させることを含む、
    方法。
  28. 細胞の集団がIL-15および/またはIL-7、例えば、IL-15およびIL-7存在下で拡張される、請求項27に記載の方法。
  29. 細胞の集団が8日未満、例えば、7日、6日、5日、4日または3日の期間拡張される、請求項27または28に記載の方法。
  30. 細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞が、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞よりも強力である、請求項27または28に記載の方法。
  31. 5日拡張させた細胞が、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、抗原刺激による細胞倍加の少なくとも1倍、2倍、3倍または4倍増加を示すまたは細胞を5日の培養により拡張させ、得られた細胞が、同じ培養条件下で9日の培養により拡張させた同じ細胞と比較して、高い炎症誘発性サイトカイン産生、例えば、IFN-γおよび/またはGM-CSFレベルを示す、請求項30に記載の方法。
  32. 細胞の集団が、細胞を、例えば、ここに記載するような、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンド存在下での培養することにより拡張され、例えば、物質が抗CD3抗体またはそのフラグメントおよび/または抗CD28抗体またはそのフラグメントとコンジュゲートしたビーズである、請求項27~31のいずれかに記載の方法。
  33. 提供される免疫エフェクター細胞の集団が50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞の集団であるまたは提供される免疫エフェクター細胞の集団が50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞を含むT調節性枯渇細胞および50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞の集団である、請求項27~32のいずれかに記載の方法。
  34. 提供される細胞の集団が、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含むまたは提供される細胞の集団が10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のCD25+細胞および10%、5%、4%、3%、2%、1%未満の腫瘍細胞、例えば、CD25発現腫瘍細胞、例えば、CLL細胞を含む、請求項33に記載の方法。
  35. 提供される免疫エフェクター細胞の集団がまた50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%未満のチェックポイント阻害物質発現細胞、例えば、PD1+細胞、LAG3+細胞またはTIM3+細胞を含む、請求項50~53のいずれかに記載の方法。
  36. さらに免疫エフェクター細胞の集団とテロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードする核酸をさらに接触させ、核酸が、例えば、DNAまたはRNAである、請求項33~35のいずれかに記載の方法。
  37. 免疫エフェクター細胞の集団を含む反応混合物であって、その中の複数の細胞の集団が、例えば、ここに記載するような、CARコード化配列、例えば、CD19 CARコード化配列を含む、核酸分子、例えば、ここに記載する核酸分子およびIL-7および/またはIL-15を含む、反応混合物。
  38. 免疫エフェクター細胞の集団を含む反応混合物であって、その中の複数の細胞の集団が、CAR、例えば、ここに記載するCAR、例えば、ここに記載するCD19 CARをコードする核酸配列およびIL-7および/またはIL-15を含むベクターを含み、所望によりベクターが、ここに記載するベクター、例えば、DNA、RNA、プラスミド、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターまたはレトロウイルスベクターからなる群から選択されるベクターである、反応混合物。
  39. さらに集団の細胞を活性化および/または拡張する物質、例えば、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する物質および/または細胞の表面上の共刺激性分子を刺激するリガンドを含み、例えば、物質が抗CD3抗体またはそのフラグメントおよび/または抗CD28抗体またはそのフラグメントとコンジュゲートしたビーズである、請求項37または38に記載の反応混合物。
  40. 免疫エフェクター細胞の集団(例えば、T細胞、NK細胞)の製造法であって、
    免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞)の集団を提供し、
    免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTをコードするRNAを、CARおよびテロメラーゼサブユニットの発現に適する条件下で接触させることを含む、
    方法。
  41. CARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニットをコードするRNAが同じ核酸分子の一部であるまたはCARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニットをコードするRNAが別々の核酸分子の一部である、請求項40に記載の方法。
  42. 免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸およびテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを実質的に同時に接触させるか、または免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸とを免疫エフェクター細胞の集団とテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを接触させる前に接触させるか、または免疫エフェクター細胞の集団とCARをコードする核酸とを免疫エフェクター細胞の集団とテロメラーゼサブユニットをコードするRNAを接触させた後に接触させることを含む、請求項40に記載の方法。
  43. テロメラーゼサブユニットをコードするRNAがmRNAであるまたはテロメラーゼサブユニットをコードするRNAがポリ(A)テイルまたは5’キャップ構造を含む、請求項40に記載の方法。
  44. 免疫エフェクター細胞に、テロメラーゼサブユニットをコードするRNAを遺伝子導入、形質導入または電気穿孔することを含む、請求項40に記載の方法。
  45. CARをコードする核酸および
    外来テロメラーゼサブユニット、例えば、hTERTコード化RNA(例えば、mRNA)
    を含む、免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)。
  46. CARおよび
    外来テロメラーゼサブユニット、例えば、hTERT
    を含むが、外来テロメラーゼサブユニットコード化DNAを含まない、
    免疫エフェクター細胞(例えば、T細胞またはNK細胞)。
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