JP2022121484A - 改変cd16が関係するポリペプチド、細胞、及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2014年3月28日に出願された米国特許仮出願番号第61/971,996号に対する優先権を請求するものであり、そしてそれを参照により本明細書中に援用する。
そのため、一態様において、この開示では、膜近位領域及び該膜近位領域内のアミノ酸修飾を含んでいるCD16ポリペプチドを発現するように遺伝子組み換えされた細胞を説明する。
いずれかの態様において、アミノ酸薬療法は、CD16膜近位領域の野生型アミノ酸配列と比較した1若しくは複数のアミノ酸の付加、1若しくは複数のアミノ酸の欠失、又は1若しくは複数のアミノ酸の置換を反映する。これらの実施形態のいくつかにおいて、1若しくは複数のアミノ酸の置換は配列番号1の197位におけるセリン残基の置換を含む。
いずれかの態様において、改変CD16ポリペプチドは、野生型CD16ポリペプチドと比較して、ADAM17媒介型シェディングに対して低い感受性を示す。
いずれかの態様において、改変CD16ポリペプチドは、野生型CD1ポリペプチドと比較して、NK細胞刺激時の切断に対して低い感受性を示す。
別の態様において、この開示では、斯かる処置を必要としている患者に対して、(a)治療用NKエフェクターを該患者に投与し、そして(b)先に概説した実施形態の遺伝子組み換え細胞のいずれかを該患者に投与することを含む治療法を施すことを通常伴う方法を説明する。
いくつかの実施形態において、該治療薬としては、二重特異性キラーエンゲージャー(BiKE)又は三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)を挙げることができる。
本発明の先の概要は、開示した実施形態のそれぞれ又は本発明のあらゆる実施を記載することを意図したものではない。後に続く説明が、説明に役立つ実施形態をより具体的に例示する。当該出願中のいくつかの場所に、実施例の一覧によってガイダンスを提供するが、その実施例は様々な組み合わせで使用できる。どの場合であっても、取り上げた一覧は代表的な群としての役割しかなく、排他的な一覧として解釈されるべきではない。
この開示では概して、CD16aの改変型、改変CD16aを発現する遺伝子組み換え細胞、及び遺伝子組み換え細胞が関与する方法を説明する。CD16aの改変型は、少なくとも一部で、NK細胞刺激時のメタロプロテアーゼ媒介型シェディングに対する低い感受性により増強された抗腫瘍及び/又は抗ウイルス活性を示し得る。
多くの固形癌型とは対照的に、上皮性卵巣癌に罹患している女性の生存率はここ30年でわずかしか変化していない。そのうえ、再発卵巣癌の現行の標準的治療法は低い(<20%)奏功率である。卵巣癌サンプルによるHER2過剰発現にもかかわらず、抗HER2抗体トラスツズマブを用いた処置は、進行性卵巣癌に罹患している患者において限定された応答だけしか生じない。トラスツズマブに対するこの抵抗性は、機能不全のNK細胞媒介型抗体依存性細胞毒性から生じている可能性がある。よって、革新的な治療戦略が緊急に必要である。我々は治療法戦略を提供するための新規アプローチについて記載する。
ADAM17は多くの細胞表面基質を有するが、CD16a切断の部位を予測するのに使用できるタンパク質分解のためのコンセンサス配列がない。そのため、我々はLCMS-MSを使用して、活性化ヒト末梢血白血球から放出された可溶性CD16内のC末端切断部位を決定した。
別個のステップを含んでいる本明細書中に開示されたいずれの方法でも、該ステップは任意の実現可能な順序で実施されてもよい。そして、適宜、2以上のステップの任意の組み合わせが同時に実施されてもよい。
本発明は以下の実施例によって例示される。特定の例、材料、量、及び手順は本明細書中に記載した本発明の範囲及び要旨に従って広く解釈されるべきであることは、理解されるべきである。
質量分析法
プロトコール番号9708M00134によりミネソタ大学施設内倫理委員会によって承認されたプロトコールに従って、健常人からの末梢血採血を実施した。ヒト好中球及びNK細胞単離を以前に記載されているように実施した(Wang et al, 2013, Biochim Biophys Acta. 1833:680-685; Long et al, 2010, J Leukoc Biol. 87: 1097-1101; Long et al, 2012, J Leukoc Biol. 92:667-672)。濃縮した好中球又はNK細胞(PBS中に1×107/ml;Mediatech, Inc. Manassas, VA)をPMA(それぞれ15ng/ml又は50ng/ml;Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)を用いて37℃にて30分間活性化した。細胞上清を濾過し(0.45μmの細孔径)、そしてCD16を、製造業者の取扱説明書に従ってmAb 3G8(BioLegend, Inc., San Diego, CA)及びPierceダイレクト免疫沈降反応キット(Thermo Fisher Scientific, Rockford, IL)を使用して免疫沈降させた。精製したCD16を、製造業者の取扱説明書に従ってキチン質結合ドメインにタグを付与したRemove-iT PNGase F(New England BioLabs, Inc., Ipswich, MA)によって脱グリコシル化した。簡単に言えば、10~20μgの精製CD16を40mMのDTTの存在下、55℃にて10分間変性させ、次に、3μlのREMOVE-IT PNGase F(New England BioLabs, Inc., Ipswich, MA)と一緒に37℃にて1時間インキュベートした。次に、反応物からキチン磁性ビーズを使用してREMOVE-IT PNGase Fを取り除いた。
CD16bは、その細胞外領域のN末端部分の4つのアミノ酸が異なるNA1及びNA2と呼ばれる2つの対立遺伝子変異体を生じる。CD16bの両方の対立遺伝子変異体が、同様の効率でADAM17によって切断される。この試験について、我々はNA1変異体だけを調べた。176位にバリン又はフェニルアラニン残基のいずれかを有するCD16aの2つの対立遺伝子変異体も存在する。CD16aのこれらの2つの対立遺伝子変異体は同様の効率でADAM17によって切断された。この試験について、我々はバリン対立遺伝子変異体CD16aだけを調べた。
HEK293細胞(ヒト胎児腎臓細胞株)及びNK92細胞(ヒトNK細胞株)(ATCC, Manassas, VA)を受託所の取扱説明書に従って培養した。HEK293細胞を、製造業者の取扱説明書に従ってLipofectamine2000(Invitrogen, Carlsbad, CA)を使用して、CD16b、CD16b/S197P、及び/又はL-セレクチンを含む又は含まないpcDNA3.1を用いて一過性に形質移入した。ヒトFcRγを安定して発現するHEK293細胞を、同じアプローチによってCD16a又はCD16a/S197Pを含む又は含まないpcDNA3.1を用いて一過性に形質移入した。NK92細胞を、以前に記載されているレトロウイルス作出及び感染手順(Matala et al, 2001, J Immunol. 167: 1617-1623; Walcheck et al, 2003, JLeukoc Biol. 74:389-394; Wang et al, 2009, J Immunol. 182:2449-2457)によってCD16a又はCD16a/S197Pを含む又は含まないpBMN-IRES-EGFPを用いて安定的に形質導入した。構築物の発現を、EGFP蛍光によって、及びフローサイトメトリーによって測定する場合には、CD16染色によって評価した。ヒトiPSCs(UCBiPS7、臍帯血CD34細胞由来)をマウス胎児線維芽細胞(Knorr et al., 2013, Stem Cells Trans I Med. 2:274-283; Ni et al, 2014, Stem Cells 32: 1021-1031)上で維持した。CD16a又はCD16a/S197Pの安定発現を、以前に記載されているようにSleeping Beautyトランスポゾンシステム(Wilber et al, 2007, Stem Cells 25:2919-2927; Tian et al, 2009, Stem Cells 27:2675-2685)を使用して実現した。簡単に言えば、iPSCsを、プログラム設定B16を使用してヌクレオフェクター溶液V(Lonza Inc., Gaithersburg, MD)中でトランスポザーゼDNAと組み合わせたpKT2-IRES-GFP:zeoを用いてヌクレオフェクトした。ヌクレオフェクト細胞をすぐにゼオシン(50μg/ml)を含んでいるiPSC成長培地中に懸濁し、そしてマウス胎児線維芽細胞上に播種した。
hESCs及びiPSCsの造血細胞分化を以前に記載されているように実施した(Ng et al, 2005, Blood 106: 1601-1603; Ng et al, 2008, Nat Protoc 3:768-776; Le Garff-Tavernier et al, 2010, Aging Cell 9: 527-535)。簡単に言えば、96ウェル丸底プレートの1ウェル当たり3000個の単独細胞を、幹細胞因子(SCF、40ng/ml)、血管内皮増殖因子(VEGF、20ng/ml)、及び骨形態形成タンパク質4(BMP4、20ng/ml)を含んだBPEL培地中に播種した。BPEL培地は、Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium(IMDM、86ml、Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham. MA)、Glutmax Iを含んだF12 Nutrient Mixture(86mL、Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham. MA)、10%の脱イオンBovine Serum Albumin(BSA、5ml、Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)、5%のポリビニルアルコール(10ml、Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)、リノレン酸(20μlの1グラム/ml溶液、Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)、リノール酸(20μlの1グラム/ml溶液、Sigma)、SYNTHECOL 500×溶液(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)、a-モノチオグリセロール(3.9μl/100ml、Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)、タンパク質不含ハイブリドーマミックスII(Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham. MA)、アスコルビン酸(5mg/ml、Sigma)、GLUTAMAX I(Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham. MA)、インスリン-トランスフェリン-セレニウム100×溶液(Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham. MA)、ペニシリン/ストレプトマイシン(Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham. MA)を含んでいた。
RPMI1640培地(Mediatech, Inc., Manassas, VA)中のHEK293及びNK92細胞を、それぞれ15ng/ml及び100ng/mlのPMAを用いて37℃にて30分間活性化した。NK92細胞を、それぞれ100ng/ml及び400ng/mlのIL-12(PeproTech Inc, Rocky Hill, NJ)及びIL-18(R&D Systems, Inc., Minneapolis, MN)を用いて示した時点まで活性化した。CD16aを通じたNK92細胞活性化は、以前に記載されているように(Romee et al, 2013, Blood 121 :3599-3608)、抗CD20 mAbリツキシマブ(1μg/ml)(Genentech, Inc., South San Francisco, CA)で処理したCD20陽性バーキットリンパ腫細胞株Raji(ATCC、受託所の取扱説明書に従って培養)(1:1の比)を伴ったそれらのインキュベーションによって媒介した。余分なリツキシマブを、Raji細胞を洗浄することによって取り除いた。いくつかの実験では、NK92細胞を、選択的ADAM17阻害剤であるBMS566394(5μΜ)(Bristol- Myers Squibb Company, Princeton, NJ)と共に30分間プレインキュベートした。iPSCs由来のNK細胞を、以前に記載されているように(Romee et al, 2013, Blood 121 :3599-3608)、ヒト赤白血病細胞株K562(受託所の取扱説明書に従って育てられたATCC)を用いて刺激した。簡単に言えば、iPSC誘導NK細胞を、K562標的細胞(2:1の比)と共に37℃にて4時間インキュベートした。
単量体ヒトIgG及びIgA(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)に結合する細胞を、いくつかの修飾を用いて以前に記載されているように実現した(Dong et al, 2014, Arthritis Rheumatol. 66: 1291-1299)。PBS中、5×106/mlにてCD16a又はCD16a/S197Pを発現するNK92親細胞又は形質導入細胞を、三連で指示した濃度のIgG又はIgAと共に4℃にて1時間インキュベートした。細胞をしっかり洗浄し、製造業者の取扱説明書に従ってAPC抱合型ロバ抗ヒトFc(重鎖及び軽鎖)抗体(Jackson Immunoresearch, West Grove, PA)と共にインキュベートした。細胞を洗浄し、その後すぐに、フローサイトメトリーによって分析した。
細胞染色のために、以前に記載されているように(Wang et al, 2013, Biochim Biophys Acta. 1833:680-685; Romee et al, 2013, Blood 121 :3599-3608)、非特異的抗体結合部位をブロックし、細胞を指示した抗体で染色し、そしてフローサイトメトリーによって調べた。フローサイトメトリー分析をFACSCanto及びLS RII装置(BD Biosciences, San Jose, CA)により実施した。ヒトCD16をmAbs 3G8(BioLegend, Inc., San Diego, CA)及びDJ130c(Santa Cruz Biotech, Santa Cruz, CA)によって検出した。CD107aをmAb H4A3(Biolegend, Inc., San Diego, CA)によって検出した。ADAM17をmAbs M220(Doedens et al, 2000, J Biol Chem. 275:14598-14607)、111633、及び111623(R&D Systems, Inc., Minneapolis, MN)によって検出した。ヒトL-セレクチンをmAb LAMl-116(Ancell Corp., Stillwater, MN)によって検出した。アイソタイプ対応陰性対照mAbsを、非特異的染色のレベルを評価するために使用した。CD16のELISAを、以前に記載されているように(Wang et al, 2013, Biochim Biophys Acta. 1833:680-685)カスタムサイトメトリービーズアッセイによって実施した。
統計解析を必要に応じて、ANOVA及びスチューデントt検定を使用したPrismソフトウェア(GraphPad, San Diego, CA)を使用して実施した。<0.05のp値を有意とみなした。
同等なレベルのWT CD16aとCD16a197P(CD16a/S197P)を発現するNK細胞の比較
CD16a197P(CD16a/S197P)を発現するiPSC誘導NK細胞が、トラスツズマブの存在下、インビボにおいて増強された抗卵巣癌活性を有するか試験するためのヒト腫瘍異種移植モデル。
実施形態1.膜近位領域及び該膜近位領域内のアミノ酸修飾を含んでいるCD16ポリペプチドを発現するように遺伝子組み換えされた細胞。
実施形態2.膜近位領域及び該膜近位領域内のアミノ酸修飾を含んでいるCD16ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む細胞。
実施形態3.アミノ酸薬療法が、CD16膜近位領域の野生型アミノ酸配列と比較した1若しくは複数のアミノ酸の付加、1若しくは複数のアミノ酸の欠失、又は1若しくは複数のアミノ酸の置換を反映する、実施形態1又は実施形態2に記載の細胞。
実施形態5.前記細胞がナチュラルキラー(NK)細胞である、実施形態1~4のいずれか1項に記載の細胞。
実施形態6.前記細胞が好中球である、実施形態1~5のいずれか1項に記載の細胞。
実施形態7.前記細胞が単球である、実施形態1~6のいずれか1項に記載の細胞。
実施形態8.前記改変CD16ポリペプチドが、野生型CD16ポリペプチドと比較して、ADAM17媒介型シェディングに対して低い感受性を示す、実施形態1~7のいずれか1項に記載の細胞。
実施形態10.斯かる処理を必要としている患者に対して、以下の:
治療用NKエフェクターを該患者に投与し;及び
請求項1~9のいずれか1項に記載の細胞を該患者に投与すること、
を含む治療法を施すことを含む方法。
実施形態12.前記治療薬が特異的に腫瘍抗原を認識する、実施形態11に記載の方法。
実施形態13.前記治療薬が、腫瘍抗原を特異的に認識する抗体又は抗体フラグメントを含む、実施形態12に記載の方法。
実施形態14.前記腫瘍抗原がHER2を含む、実施形態13に記載の方法。
実施形態15.前記抗体がトラスツズマブ又はリツキシマブを含む、実施形態13又は実施形態14に記載の方法。
実施形態17.前記BiKEが、CD16×CD33 BiKE、CD16×CD19 BiKE、又はCD16×EP-CAM BiKEを含む、実施形態16に記載の方法。
実施形態18.前記治療用NKエフェクターが三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)を含む、実施形態10に記載の方法。
実施形態20.治療用NKエフェクターを患者に投与することを伴う患者に対する治療法を改善する方法であって、以下の:
請求項1~9のいずれか1項に記載の細胞を該患者に投与すること、
を含む方法。
Claims (18)
- 配列番号1又は2の197位においてセリン残基からプロリンへの置換を含む、改変CD16ポリペプチド又はその対立遺伝子変異体をコードするポリヌクレオチドを含む細胞。
- 197位においてセリン残基の置換が、CD16切断を阻害する構造変化をもたらす、請求項1に記載の細胞。
- 前記CD16ポリペプチドが、176位においてバリン(176V)をさらに含む、請求項1に記載の細胞。
- 前記細胞が、以下の:
(i)ナチュラルキラー(NK)細胞;
(ii)好中球;
(iii)単球;又は
(iv)多能性幹細胞若しくはその多能性幹細胞から得られた分化細胞
である、請求項1又は請求項2に記載の細胞。 - (i)前記多能性幹細胞が、誘導多能性幹細胞(iPSC)又は胚性幹細胞(ESC)であるか;あるいは(ii)前記多能性幹細胞から作成された分化細胞が、造血細胞である、請求項4に記載の細胞。
- 配列番号1又は配列番号2の197位でセリンからプロリンへの置換を含む、改変CD16又はその対立遺伝子変異体が、同じ修飾を有さないCD16ポリペプチドと比較して、
(i)エクトドメイン・シェディングに対する低下された感受性;
(ii)ADAM17-媒介性シェディングに対する低下された感受性;
(iii)NK細胞刺激の際の切断に対する低下された感受性;又は
(iv)増加されたCD16媒介性の活性
を示す、請求項1に記載の細胞。 - 前記改変ポリペプチドを含むNK細胞が、野生型CD16ポリペプチドを発現するNK細胞と比較して、少なくとも1の以下の特徴:
(a)増強された抗腫瘍能力;
(b)増強された抗ウイルス能力;
(c)改善された抗体依存性細胞毒性
(d)増強されたIFNγ又はTNFα産生
(e)増強されたCD16媒介型活性
(f)高い表面CD16レベル
(g)低い可溶性CD16レベル
(h)亢進された細胞刺激;及び
(i)亢進されたインビボ抗癌活性
を示す、請求項4に記載の細胞。 - 二重特異性キラーエンゲージャー(BiKE)又は三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)をさらに含む、請求項1に記載の細胞。
- 前記BiKEが、CD16×CD33BiKE、CD16×CD19BiKE、又はCD16×EP-CAM BiKEを含む、請求項8に記載の細胞。
- 細胞集合を含む医薬組成物であって、前記細胞集合が、請求項1~9のいずれか一項に記載の細胞を含む、医薬組成物。
- 前記組成物が、NK細胞の集合を含む、請求項10に記載の医薬組成物。
- 前記組成物が、治療薬を投与された対象に投与されるための、請求項11に記載の医薬組成物。
- 前記治療薬が、以下の:
(i)腫瘍抗原を特異的に認識するか;
(ii)前記腫瘍抗原を特異的に認識する抗体又は抗体フラグメントを含むか;又は
(iii)ウイルス標的を特異的に認識する、
請求項12に記載の医薬組成物。 - (i)前記腫瘍抗原が、HER2を含むか;又は
(ii)前記抗体がトラスツズマブ又はリツキシマブ
を含む、請求項13に記載の医薬組成物。 - 前記治療薬が、以下の;
(i)二重特異性キラーエンゲージャー(BiKE)又は
(ii)三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)
を含む、請求項12に記載の医薬組成物。 - 前記BiKEが、CD16×CD33 BiKE、CD16×CD19 BiKE、又はCD16×EP-CAM BiKEを含む、請求項15に記載の医薬組成物。
- 治療を必要とする対象において、新生物の病状に対する医薬の製造における、請求項1~9のいずれか一項に記載される細胞の使用。
- 請求項10~16のいずれか一項に記載の医薬組成物を含むキット。
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