JP2022174273A - 免疫応答を調節するための生体材料 - Google Patents

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シー ティン-ユ
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Abstract

【課題】免疫応答を調節するための生体材料の提供。【解決手段】抗原、例えば、がんおよび微生物抗原に対する免疫応答を惹起するための方法および組成物が、本明細書で提供されている。本発明の主題は、免疫応答をモジュレートするためのデバイス、生体材料、組成物および方法を提供する。このデバイスは、(a)足場組成物を含む送達ビヒクル、ならびに(b)(i)ポリエチレンイミン(PEI);(ii)遊離PEI;(iii)PEIおよび抗原;または(iv)抗原に付着したPEIを含み得る。【選択図】なし

Description

関連出願
本出願は、2017年3月20日に出願された米国仮出願番号第62/473,699号、2017年2月17日に出願された米国仮出願番号第62/460,652号、および2016年8月2日に出願された米国仮出願番号第62/370,211号への米国特許法第119条(e)項の下での優先権の利益を主張しており、これら出願の各々の全体の内容は、それらの全体が参考として本明細書中に援用される。
政府支援
本発明は、国立衛生研究所によって授与された認可番号R01EB015498の下、政府支援でなされた。政府は、本発明において特定の権利を有する。
配列表への参照
2017年8月2日に作成された名称「29297-132001WO_SEQUENCE_LISTING_ST25.txt」のテキストファイルの内容は、サイズが292キロバイトであり、本出願の一部として提出され、その全体がこれにより本明細書に組み込まれる。
背景
樹状細胞(DC)は、T細胞への提示のために抗原を収集およびプロセシングする。DCは、抗原提示細胞の中で最も強力な、免疫系の活性化因子である。樹状細胞はまれであり、単離が困難であるので、治療利益のために樹状細胞を使用することに焦点を当てた研究は、緩慢なものであった。
簡単な要旨
本発明の主題は、免疫応答をモジュレートするためのデバイス、生体材料、組成物および方法を提供する。
ある態様では、足場組成物を含む送達ビヒクルおよび本明細書に開示されている1種または複数の化合物(例えば、1種もしくは複数のアジュバントおよび/または1種もしくは複数の抗原)の任意の組合せを含むデバイスが、本明細書で提供されている。実施形態では、このデバイスはPEIを含む。実施形態では、このデバイスは、PEIを含まない。実施形態では、1種もしくは複数のアジュバントおよび/または1種もしくは複数の抗原は、PEIに(例えば、共有結合または非共有結合により)付着(例えば、それと縮合)される。足場組成物および以下のうちいずれか1つまたは以下の任意の組合せ(例えば、足場組成物中またはその上の)を含むデバイスが、本明細書に含まれる:(a)少なくとも1種の抗原;(b)少なくとも1種の免疫賦活性化合物;(c)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する少なくとも1種の化合物;(d)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する少なくとも1種の化合物;(e)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する少なくとも1種の化合物;および/または(f)免疫阻害性タンパク質を阻害する少なくとも1種の化合物。
ある態様では、免疫応答を増加、増強もしくは促進するための方法であって、1つまたは複数の免疫細胞(例えば、樹状細胞またはT細胞)を本明細書で提供されているデバイスと接触させるステップを含む方法が、本明細書に含まれる。本発明の主題の態様は、対象において免疫応答を増加、増強もしくは促進するための方法(例えば、ワクチン接種)であって、本明細書で提供されているデバイスを対象に投与するステップを含む方法を含む。実施形態では、この免疫応答は、がん抗原(例えば、ネオ抗原)に対するものである。実施形態では、この免疫応答は、病原体または寄生生物(例えば、ウイルス、細菌、真菌もしくは原生動物病原体または寄生生物)に対するものである。
ある態様では、対象においてがんを処置する方法であって、本明細書に開示されているデバイスを対象に投与するステップを含む方法が提供される。
ある態様では、抗原の免疫原性を増加させる方法が、本明細書に含まれる。実施形態では、この方法は、抗原をPEIと組み合わせるステップを含む。実施形態では、この方法は、抗原を、以下のうち1つもしくは複数または以下の任意の組合せと組み合わせるステップをさらに含む:(a)少なくとも1種の免疫賦活性化合物;(b)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する少なくとも1種の化合物;(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する少なくとも1種の化合物;(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する少なくとも1種の化合物;および/または(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する少なくとも1種の化合物。実施形態では、この組合せは、足場組成物をさらに含むデバイス中にある。実施形態では、この組合せは、足場組成物中またはその上にある。
ある態様では、複数のメソ多孔性シリカロッド(例えば、異なる群または型のメソ多孔性シリカロッド)を含むメソ多孔性シリカロッドのライブラリーが、本明細書で提供されている。実施形態では、この複数のメソ多孔性シリカロッドは、異なるメソ多孔性シリカロッドを含み、各メソ多孔性シリカロッド(例えば、各異なる群または型のメソ多孔性シリカロッド)は、以下のうちいずれか1つを含む:(a)少なくとも1種の抗原;(b)少なくとも1種の免疫賦活性化合物;(c)送達ビヒクル、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する少なくとも1種の化合物;(d)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する少なくとも1種の化合物;(e)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する少なくとも1種の化合物;および/または(f)免疫阻害性タンパク質を阻害する少なくとも1種の化合物。実施形態では、各メソ多孔性シリカロッド(例えば、各異なる群または型のメソ多孔性シリカロッド)は、他の別々のメソ多孔性シリカロッドのそれぞれ(例えば、他の別々の群または型のメソ多孔性シリカロッドのそれぞれ)と異なる抗原を含む。実施形態では、このライブラリーは、本明細書に開示されている任意のメソ多孔性シリカロッドの1つまたは複数を含む。
ある態様では、2つまたはそれよりも多くのメソ多孔性シリカロッド(例えば、異なる群または型のメソ多孔性シリカロッド)を含むメソ多孔性シリカロッドの混合物が、本明細書に含まれる。実施形態では、この2つまたはそれよりも多くのメソ多孔性シリカロッドは、異なるメソ多孔性シリカロッドを含み、各メソ多孔性シリカロッド(例えば、各異なる群または型のメソ多孔性シリカロッド)は、以下のうちいずれか1つを含む:(a)少なくとも1種の抗原;(b)少なくとも1種の免疫賦活性化合物;(c)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する少なくとも1種の化合物;(d)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する少なくとも1種の化合物;(e)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する少なくとも1種の化合物;および/または(f)免疫阻害性タンパク質を阻害する少なくとも1種の化合物。実施形態では、各メソ多孔性シリカロッド(例えば、各異なる群または型のメソ多孔性シリカロッド)は、他の別々のメソ多孔性シリカロッドのそれぞれ(例えば、他の別々の群または型のメソ多孔性シリカロッドのそれぞれ)とは異なる抗原を含む。実施形態では、この混合物は、本明細書に開示されている任意のメソ多孔性シリカロッドの1つまたは複数を含む。
ある態様では、デバイス(例えば、ワクチンデバイス)を作製する方法であって、足場組成物(例えば、ポリマー組成物、例えば、本明細書に開示されている任意のポリマー組成物)をPEIおよび/または以下のうちいずれか1つと組み合わせるステップ:(a)少なくとも1種の抗原;(b)少なくとも1種の免疫賦活性化合物;(c)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する少なくとも1種の化合物;(d)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する少なくとも1種の化合物;(e)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する少なくとも1種の化合物;および/または(f)免疫阻害性タンパク質を阻害する少なくとも1種の化合物を含む方法が、本明細書で提供されている。実施形態では、このPEIは、PEIを足場組成物と組み合わせる前に、以下のうちいずれか1つと組み合わされる:(a)少なくとも1種の抗原;(b)少なくとも1種の免疫賦活性化合物;(c)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する少なくとも1種の化合物;(d)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する少なくとも1種の化合物;(e)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する少なくとも1種の化合物;および/または(f)免疫阻害性タンパク質を阻害する少なくとも1種の化合物。実施形態では、この足場組成物は、以下のうちいずれか1つ:(a)少なくとも1種の抗原;(b)少なくとも1種の免疫賦活性化合物;(c)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する少なくとも1種の化合物;(d)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する少なくとも1種の化合物;(e)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する少なくとも1種の化合物;および/または(f)免疫阻害性タンパク質を阻害する少なくとも1種の化合物、と組み合わされる前に、PEIと組み合わされる。
本発明の主題は、がんを処置するため、腫瘍負荷を低減させるため、腫瘍抗原に対する免疫応答を惹起するため、抗原の免疫原性を増加させるため、および/または感染症を処置するための、本明細書で提供されているデバイス、ライブラリーまたは混合物を含む。
本発明の主題の態様は、(a)足場組成物を含む送達ビヒクル、ならびに(b)(i)ポリエチレンイミン(PEI);(ii)遊離PEI;(iii)PEIおよび抗原;または(iv)抗原に付着したPEIを含むデバイスに関する。様々な実施形態では、このPEIは、例えば、遊離PEIとして、または別の化合物に付着したPEIとして存在し得る。本明細書で使用される場合、「遊離PEI」は、別の化合物に付着していないPEIであるが、遊離PEIが、足場組成物の構造的構成要素(例えば、ポリマーまたはメソ多孔性シリカロッド)との静電相互作用、例えば、デバイスのアニオン性ポリマーと会合したカチオン性PEIを任意選択で有し得る場合を除く。別の化合物に「付着した」PEIは、化合物に、例えば共有結合または静電相互作用を介して結合していてもよい。例えば、PEIは、1種または複数の抗原に、共有結合または静電相互作用を介して付着していてもよい。一部の実施形態では、PEIは、1種または複数の抗原と静電気的に相互作用して、ナノ粒子を形成する。ある特定の実施形態では、このナノ粒子はカチオン性ナノ粒子である。
ある態様では、足場組成物を含む送達ビヒクルを含むデバイスが、本明細書で提供されている。実施形態では、この足場組成物は、アジュバント(例えば、CpGまたはポリ(I:C))、例えば、PEIなどの物質が縮合したアジュバントを含まない。実施形態では、このデバイスは、足場組成物およびPEIを含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなる。実施形態では、このデバイスは、TLRアゴニストを含まない。実施形態では、このデバイスは、抗原を含むがTLRアゴニストは含まない。
本発明の主題は、PEIで表面修飾されたデバイス(例えば、ワクチンデバイス)を作製する方法であって、ポリマー組成物をPEIでコーティングするステップ、それに続き、コーティングされたポリマー組成物に抗原(例えば、本明細書に記載されている抗原)を吸着させるステップを含み、それによって、PEIで表面修飾されたデバイスを作製する方法もまた含む。ある態様では、PEIで表面修飾されたMPSデバイス(例えば、ワクチンデバイス)を作製する方法であって、複数のMPSロッドをPEIでコーティングするステップ、それに続き、コーティングされたMPSロッドに抗原(例えば、本明細書に記載されている抗原)を吸着させるステップを含み、それによって、PEIで表面修飾されたMPSデバイスを作製する方法が、本明細書に含まれる。PEIで表面修飾されたPLGデバイス(例えば、ワクチンデバイス)を作製する方法であって、複数のPLGスフェア(例えば、ミクロスフェア)をPEIでコーティングするステップ、それに続き、コーティングされたPLGスフェアに抗原(例えば、本明細書に記載されている抗原)を吸着させるステップを含み、それによって、PEIで表面修飾されたPLGデバイスを作製する方法もまた、本明細書に含まれる。実施形態では、この方法は、コーティングされたMPSロッドまたはコーティングされたPLGスフェアを、(a)免疫賦活性化合物;(b)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物、またはそれらの任意の組合せと接触させるステップをさらに含む。
PEIがカチオン性ナノ粒子中のCpGオリゴデオキシヌクレオチド(CpG-ODN)またはポリ(I:C)に静電相互作用を介して付着する実施形態では、本明細書で提供されているデバイスまたは足場は、(i)遊離PEI、(ii)抗原に付着したPEI、または(iii)CpG-ODNもしくはポリ(I:C)以外の免疫賦活性化合物に付着したPEIをさらに含む。ある特定の実施形態では、この免疫賦活性化合物は、ポリヌクレオチドではない。
一部の実施形態では、PEIは、CpG-ODN、ポリ(I:C)またはポリアデニル酸-ポリウリジル酸(ポリ(A:U))に、例えば静電相互作用を介して付着している。一部の実施形態では、PEIは、CpG-ODNにもポリ(I:C)にもポリ(A:U)にも、静電相互作用を介して付着していない。様々な実施形態では、デバイス、生体材料、組成物または方法は、PEIおよびポリヌクレオチドを含むナノ粒子(例えば、カチオン性ナノ粒子)を含まない。ある特定の実施形態では、このデバイス、生体材料、組成物または方法は、PEIおよびCpG-ODN、ポリ(I:C)またはポリ(A:U)を含むナノ粒子(例えば、カチオン性ナノ粒子)を含まない。PEIがカチオン性ナノ粒子中のCpG-ODN、ポリ(I:C)またはポリ(A:U)に静電相互作用を介して付着する一部の実施形態では、本明細書で提供されているデバイスまたは足場は、(i)遊離PEI、(ii)抗原に付着したPEI、および/または(iii)CpG-ODN、ポリ(I:C)もしくはポリ(A:U)以外の免疫賦活性化合物に付着したPEIをさらに含む。ある特定の実施形態では、PEIは、ポリヌクレオチドに、静電相互作用を介して付着していない。様々な実施形態では、PEIは、カチオン性ナノ粒子中のポリヌクレオチドに付着していない。一部の実施形態では、本明細書で提供されているデバイス、生体材料、組成物または方法は、ポリヌクレオチドを含まない。一部の実施形態では、本明細書で提供されているデバイス、生体材料、組成物または方法は、CpG-ODNもポリ(I:C)もポリ(A:U)も含まない。
ある特定の実施形態では、PEIは、抗原、例えば、腫瘍抗原または微生物抗原に付着している。一部のインプリメンテーションでは、この抗原は腫瘍ペプチド抗原である。例えば、腫瘍抗原は、腫瘍細胞溶解物、精製された抗原、例えば、タンパク質または腫瘍抗原ペプチド(例えば、5、6、7、8、9、0、15、20、50、75、100、200またはそれよりも多くのアミノ酸長)を含み得る。一部の例では、この抗原は、糖タンパク質も病原体由来の抗原、例えば、ウイルス[例えば、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)またはインフルエンザウイルス]抗原も含まない。好ましい実施形態では、この腫瘍抗原/PEI組合せは、腫瘍/腫瘍抗原に対する細胞傷害性T細胞応答を惹起し、それによって、腫瘍退縮をもたらすまたは腫瘍退縮に寄与する。様々な実施形態では、PEIは、腫瘍抗原などの抗原に付着している。例えば、PEIは、抗原に、静電相互作用を介して付着していてもよいし、または抗原に共有結合していてもよい。一部の実施形態では、本明細書で提供されているデバイスまたは足場は、カチオン性PEIポリマーおよびペプチド抗原を含む免疫賦活性複合体を含む。あるいはまたはさらに、このデバイスまたは足場は、抗原、および抗原に付着していない遊離PEIを含む。一部の実施形態では、抗原は、病原体関連抗原(例えば、タンパク質もしくは病原性因子、またはそれらのアミノ酸配列もしくは断片)を含む。
様々な実施形態では、この抗原はネオ抗原を含む。一部の実施形態では、このネオ抗原は、腫瘍抗原またはオンコプロテイン[例えば、Her2、E7、チロシナーゼ関連タンパク質2(Trp2)、Myc、Rasまたは血管内皮増殖因子(VEGF)]内のアミノ酸の配列と同一な、約10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、100、150、200、250、10~250、50~250、100~250もしくは50~150アミノ酸(または少なくとも約10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、100、150、200もしくは250アミノ酸)のストレッチを含むポリペプチドを含む。ネオ抗原の非限定的な例には、トラスツズマブなどの治療的抗がん抗体が結合するタンパク質の結合ドメインまたは結合ドメインの一部の配列中のアミノ酸を含むポリペプチドを含む。様々な実施形態では、抗原は、(ii)病原体(例えば、麻疹などのウイルス)または別の高度に免疫原性のポリペプチドに由来するエピトープ(例えば、CD4エピトープ)と組み合わせて、(i)オンコプロテイン内に見出される配列中のアミノ酸を含むポリペプチドを含む、融合ペプチドを含む。非限定的な例では、この融合ペプチドは、オンコプロテイン(例えば、Her2、E7、Trp2、Myc、RasまたはVEGF)由来のポリペプチドに連結された、麻疹に由来するCD4エピトープを含む。一部の実施形態では、病原体に由来するエピトープは、麻疹に由来し、配列:KLLSLIKGVIVHRLEGVEG(配列番号38)中のアミノ酸を含む。ある特定の実施形態では、抗原は、Her2上のトラスツズマブ結合ドメイン内の短い(例えば、約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50、75、100、50~100または50~150アミノ酸の)直鎖ドメインに連結された、麻疹に由来するCD4エピトープを含む、融合ペプチドを含む。一部の実施形態では、この抗原は、配列KFPDEEGACQP中のアミノ酸を含むHer2上のトラスツズマブ結合ドメイン内の直鎖ドメインを含む。ある特定の実施形態では、この抗原は、(i)オンコプロテイン内で見出される配列中のアミノ酸を含むポリペプチド、および(ii)病原体(例えば、麻疹などのウイルス)または別の高度に免疫原性のポリペプチドに由来するエピトープ(例えば、CD4エピトープ)を含み、(i)および(ii)は、リンカーによって接続される。一部の実施形態では、このリンカーは、例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9または10アミノ酸を含む。ある特定の実施形態では、このリンカーは、配列GPSL中のアミノ酸を含む。様々な実施形態では、このネオ抗原は、B16ネオ抗原を含む。一部の実施形態では、抗原は、以下のアミノ酸配列のうちいずれか1つを含む:(i)MVP-Her2のアミノ酸配列:KLLSLIKGVIVHRLEGVEGPSLIWKFPDEEGACQPL(配列番号39)(式中、KLLSLIKGVIVHRLEGVEG(配列番号38)は麻疹由来であり、GPSLは可撓性リンカーであり、IWKFPDEEGACQPL(配列番号40)はHer2/neu由来である);(ii)Her2のトラスツズマブ結合ドメインに由来するアミノ酸配列:KFPDEEGACQP(配列番号41);(iii)E7オンコプロテインに由来するアミノ酸配列:GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR(配列番号42);(iv)E7オンコプロテインに由来するアミノ酸配列:RAHYNIVTF(配列番号43);(v)B16-M27ネオ抗原由来のアミノ酸配列:REGVELCPGNKYEMRRHGTTHSLVIHD(配列番号44);B16-M30ネオ抗原由来のアミノ酸配列:PSKPSFQEFVDWENVSPELNSTDQPFL(配列番号45);B16-M47ネオ抗原由来のアミノ酸配列:GRGHLLGRLAAIVGKQVLLGRKVVVVR(配列番号46);M48ネオ抗原由来のアミノ酸配列:SHCHWNDLAVIPAGVVHNWDFEPRKVS(配列番号47);またはTrp2ネオ抗原由来のアミノ酸:SVYDFFVWLKFFHRTCKCTGNFAGGDDD(配列番号48)。ネオ抗原のさらなる非限定的な例には、
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、またはそれらの断片が含まれる。
様々な実施形態では、がんネオ抗原は、身体中の他の宿主細胞によっては共有されない、がん細胞上での抗原発現をもたらす突然変異から生じる。したがって、一部の実施形態では、がんネオ抗原は、宿主ゲノム(即ち、対象中の非がん性細胞のゲノム)によってはコードされない。ある特定の実施形態では、これらのネオ抗原は、それらの免疫原性を増強することを目指すワクチン接種などの免疫療法技術の前に、免疫系によって以前に認識されてもされなくてもよい。様々な実施形態では、ネオ抗原は、突然変異体エピトープ配列を含むタンパク質またはペプチド(典型的には、8またはそれよりも多くのアミノ酸)である。一部の実施形態では、この突然変異体配列は、単一の点突然変異から生じる。ある特定の実施形態では、この突然変異は、ATP結合カセット,サブファミリーB(MDR/TAP),メンバー5(ABCB5)、アシル-CoAシンテターゼ短鎖ファミリーメンバー3(ACSS3)、アクチン,ガンマ1(ACTG1)、後期促進複合体サブユニット16(ANAPC16)、小胞体タンパク質29(ERP29)、配列類似性を有するファミリー101,メンバーB(FAM101B)、核プレラミンA認識因子様(NARFL)、PWWPドメイン含有2A(PWWP2A)、ペルオキシダシン(peroxidasin)ホモログ(Drosophila)(PXDN)、小核RNA活性化複合体,ポリ
ペプチド2,45kDa(SNAPC2)、13A1型ATPase、ヘプシン、マトリックスメタロペプチダーゼ2(ゼラチナーゼA、72kDaゼラチナーゼ、72kDa IV型コラゲナーゼ)、プレクストリン相同ドメイン含有ファミリーF(FYVEドメインを有する)メンバー2、タンパク質チロシンホスファターゼ受容体f型ポリペプチド(PTPRF)相互作用タンパク質(リプリン(liprin)),アルファ4(PPFIA4)、レティキュロン(reticulon)4受容体(RTN4R)、セブンレスの息子ホモログ1(Drosophila)(SOS1)、コイルドコイルおよびC2ドメイン含有1A(CC2D1A)、CDK5調節サブユニット関連タンパク質1(CDK5RAP1)、デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ,末端,相互作用タンパク質1(DNTTIP1)、インスリン誘導性遺伝子1(INSIG)、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ1、NAD(可溶性)(MDH1)、ムスケリン(muskelin)1、ケルチモチーフ含有細胞内メディエーター(MKLN1)、骨髄性/リンパ性もしくは混合系統白血病3(MLL3)、プレクストリン相同様ドメインファミリーBメンバー2(PHLDB2)、リン脂質輸送タンパク質(PLTP)、トランスケトラーゼ(TKT)、補体成分7(C7)、細胞分裂サイクル37様1(CDC37L1)、ダイサー1、リボヌクレアーゼIII型(DICER1)、ドペイ(dopey)ファミリーメンバー2(DOPEY2)、デルマタン硫酸エ
ピメラーゼ(DSE)、フィラミンAアルファ(FLNA)、ヒドロキシステロイド(17-ベータ)デヒドロゲナーゼ4(HSD17B4)、神経芽腫RASウイルス(v-ras)癌遺伝子ホモログ(NRAS)、ステライルアルファモチーフドメイン含有9様(SAMD9L)、カリン関連およびNEDD化解離1(CAND1)、デヒドロゲナーゼ/レダクターゼ(SDRファミリー)メンバー1(DHRS1)、ジストロブレビン,ベータ(DTNB)、配列類似性を有するファミリー135,メンバーB(FAM135B)、MMS19ヌクレオチド除去修復ホモログ(S.cerevisiae)(MMS19)、MAX結合タンパク質(MNT)、核受容体サブファミリー4,A群,メンバー1(NR4A1)、ホスファチジルイノシトール-5-リン酸4-キナーゼ,II型,アルファ(PIP4K2A)、タウチューブリンキナーゼ2(TTBK2)、WAS/WASL相互作用タンパク質ファミリーメンバー1(WIPF1)、カドヘリン18 2型(CDH18)、クリスタリン,ゼータ(キノンレダクターゼ)(CRYZ)、フォリスタチン様1(FSTL1)、ヘパラン硫酸プロテオグリカン2(HSPG2)、K(リシン)アセチルトランスフェラーゼ7(KAT7)、キネシンファミリーメンバー26B(KIF26B)、NADHデヒドロゲナーゼ(ユビキノン)1アルファサブ複合体8 19kDa(NDUFA8)、プロテアソーム(プロソーム(prosome)、マクロペイン(macropain))サブユニットベータ7型(PSMB7)、チロシナーゼ関連タンパク質1(TYRP1)、ユビキチン特異的ペプチダーゼ33(USP33)、ADPリボシル化因子3(ARF3)、ATPaseファミリー,AAAドメイン含有2(ATAD2)、セロイドリポフスチン沈着症,ニューロン3(CLN3)、DIRASファミリーGTP結合RAS様1(DIRAS1)、グルタチオンペルオキシダーゼ1(GPX1)、HCLS1関連タンパク質X-1(HAX1)、ヒアルロノグルコサミニダーゼ2(HYAL2)、骨髄性/リンパ性もしくは混合系統白血病4(MLL4)、ジンクフィンガータンパク質287(ZNF287)、グルタチオンS-トランスフェラーゼカッパ1(GSTK1)、主要組織適合複合体,クラスII,DPアルファ1(HLADPA1)、マンノシダーゼ,アルファ,クラス1A,メンバー2(MAN1A2)、神経前駆細胞発現,発生的に下方調節8(NEDD8)、TEAドメインファミリーメンバー3(TEAD3)、アラニル-tRNAシンテターゼ(AARS)、ATP結合カセット,サブファミリーB(MDR/TAP)メンバー6(ABCB6)、RhoGAPドメインアンキリンリピートおよびPHドメインを有するArfGAP 1(ARAP1)、ジンクフィンガードメインに隣接するブロモドメイン1A(BAZ1A)、キャッピングタンパク質(アクチンフィラメント)筋肉Z線ベータ(CAPZB)、グルコシドキシロシルトランスフェラーゼ1(GXYLT1)、ヒアルロナンおよびプロテオグリカンリンクタンパク質3(HAPLN3)、インターフェロン,ガンマ誘導性タンパク質16(IFI16)、セマドメイン,免疫グロブリンドメイン(Ig)膜貫通ドメイン(TM)および短い細胞質ドメイン(セマフォリン)4C(SEMA4C)、Tax1(ヒトT細胞白血病ウイルスI型)結合タンパク質1(TAX1BP1)、コイルドコイルドメイン含有111(CCDC111)、サイクリン依存的キナーゼ4(CDK4)、Gタンパク質共役受容体172A(GPR172A)、Gタンパク質共役受容体56(GPR56)、イノシトールポリリン酸-5-ホスファターゼ,75kDa(INPP5B)、KIAA0415(KIAA0415)、ロイシンカルボキシルメチルトランスフェラーゼ1(LCMT1)、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ8(MAPK8)、メチルトランスフェラーゼ様17(METTL17)、スペックル(speckle)型POZタンパク質(SPOP)、コイルドコイル
ドメイン含有80(CCDC80)、二重亜鉛リボン(double zinc ribbon)およびアンキリンリピートドメイン1(DZANK1)、フコキナーゼ(FUK)、黒色腫抗原ファミリーC,2(MAGEC2)、メディエーター複合体サブユニット24(MED24)、マエストロ(maestro)(MRO)、ヌクレオビンディン1(NUCB1)、ホスホ
リパーゼA1メンバーA(PLA1A)、セナタキシン(senataxin)(SETX)、膜
貫通タンパク質127(TMEM127)、サイクリンG関連キナーゼ(GAK)、グアニル酸結合タンパク質1,インターフェロン誘導性(GBP1)、糖タンパク質(膜貫通)nmb(GPNMB)、グリコホリンC(Gerbich式血液型)(GYPC)、主要組織適合複合体,クラスII,DRアルファ(HLA-DRA)、ミオシンIE(MYO1E)、レチノールサチュラーゼ(オール-トランス-レチノール13,14-レダクターゼ)(RETSAT)、RWDドメイン含有3(RWDD3)、シグナルペプチドCUBドメインEGF様2(SCUBE2)、転座したプロモーター領域(活性化されたMET癌遺伝子へ)(TPR)、クラスリン相互作用物質1(CLINT1)、チトクロムcオキシダーゼサブユニットVIIaポリペプチド2(肝臓)(COX7A2)、IMP(イノシン5’-一リン酸)デヒドロゲナーゼ2(IMPDH2)、タンパク質キナーゼ,DNA活性化,触媒性ポリペプチド(PRKDC)、リボソームL1ドメイン含有1(RSL1D1)、スペクトリン,
アルファ,非赤血球1(アルファ-フォドリン)(SPTAN1)、SLIT-ROBO
Rho GTPase活性化タンパク質1(SRGAP1)、腫瘍形成性の抑制5(ST5)、チューブリン,ガンマ複合体関連タンパク質2(TUBGCP2)、UTP6,小サブユニット(SSU)プロセソーム(processome)成分ホモログ(酵母)(UTP6)、前立腺酸性ホスファターゼ(ACPP)、デホスホ-CoAキナーゼドメイン含有(DCAKD)、DEADボックスヘリカーゼ3,X連鎖(DDX3X)、カスパーゼ1(CASP1)、カスパーゼ5(CASP5)、プロリンリッチコイルドコイル2C(PRRC2C)、ルミカン(LUM)、RUNおよびSH3ドメイン含有2(RUSC2)、アドレノメデュリン2(ADM2)、サイクリン依存的キナーゼ13(CDK13)、プロトカドヘリン1(PCDH1)、ジャンクトフィリン1(JPH1)、Toll様受容体3(TLR3)、膜貫通タンパク質260(C14orf101)、シトロンRho相互作用性セリン/スレオニンキナーゼ(CIT)、DEAHボックスヘリカーゼ40(DHX40)、配列類似性を有するファミリー200メンバーA(FAM200A)、イオンチャネル型グルタミン酸受容体NMDA型サブユニット2B(GRIN2B)、XXII型コラーゲンアルファ1鎖(COL22A1)、RALGAPB(Ral GTPase活性化タンパク質非触媒性ベータサブユニット)、配列類似性を有するファミリー50メンバーB(FAM50B)、配列類似性を有するファミリー190,メンバーA(FAM190A)、プロトゲニン(Protogenin)(PRTG)、NLRファミリーCARDドメイン含有4(NLRC4)、アデノシンデアミナーゼ,RNA特異的B1(ADARB1)、基本転写因子IIICサブユニット2(GTF3C2)、カリウム電位開口型チャネルサブファミリーCメンバー3(KCNC3)、液胞型タンパク質選別タンパク質16(VPS16)、クリプトクロム概日時計1(CRY1)、トロンボスポンジン1型モチーフを有するADAMメタロペプチダーゼ7(ADAMTS7)、Rho GTPase活性化タンパク質29(ARHGAP29)、MAPキナーゼ相互作用性セリン/スレオニンキナーゼ1(MKNK1)、ミトコンドリア転写終結因子4(MTERFD2)、MAX遺伝子関連タンパク質(MGA)、シェーグレン症候群抗原B(SSB)、染色体の構造的維持可撓性ヒンジドメイン含有1(SMCHD1)、テネイシンR(TNR)、活性化転写因子7相互作用タンパク質(ATF7IP)、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(NADP(+))2ミトコンドリア(IDH2)、マトリックスメタロペプチダーゼ17(MMP17)、RNF40(リングフィンガータンパク質40)、Tボックス4(TBX4)、ムチン5Bオリゴマー粘液/ゲル形成性(MUC5B)、フィジェチン(Fidgetin)、微小管切断因子(FIGN)、ジンクフィンガーFYVE型含有26(ZFYVE26)、ジンクフィンガータンパク質281(ZNF281)、ホスホイノシチド-3-キナーゼ調節サブユニット2(PIK3R2)、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼファミリーAメンバー6(PDIA6)、染色体の構造的維持4(SMC4)、甲状腺刺激ホルモン受容体(TSHR)、Krev相互作用トラップ1(KRIT1)、マンノシル(アルファ-1,3-)-糖タンパク質ベータ-1,4-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼアイソザイムB(MGAT4B)、SET結合タンパク質1(SETBP1)、核受容体コアクチベーター6(NCOA6)、テンシン1(TNS1)、カリンNEDD化における欠損1ドメイン含有4(DCUN1D4)、Her2、Trp2、Myc、Ras、血管内皮増殖因子(VEGF)、真核生物翻訳伸長因子2(EEF2)、DEADボックスヘリカーゼ23(DDX23)、GNAS複合体遺伝子座(GNAS)、トランスポーチン3(TNPO3)、チューブリンベータ3クラスIII(Tubb3)、ATPaseリン脂質輸送11A(ATP11A)、抗サイレンシング機能1Bヒストンシャペロン(ASF1B)、ジストログリカン1(DAG1)、プロコラーゲン-リシン,2-オキソグルタル酸5-ジオキシゲナーゼ1(PLOD1)、オブスキュリン(Obscurin)様1(OBSL1)、タンパク質ホスファターゼ1調節サブユニット7(PPP1R7)、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼ(NADP+依存的)1様(MTHFD1L)、キネシンファミリーメンバー18B(KIF18B)、PDZ結合キナーゼ(PBK)、膜貫通9スーパーファミリーメンバー3(TM9SF3)、切断およびポリアデニル化特異的因子3(CPSF3L)、マコリン(Makorin)リングフィンガー
タンパク質1(MKRN1)、アクチニンアルファ4(ACTN4)、リボソームタンパク質L13a(RPL13A)、FDCPにおいて差示的に発現8ホモログ(DEF8)、セマフォリン3B(SEMA3B)、溶質輸送体ファミリー20メンバー1(SLC20A1)、グリピカン1(GPC1)、ネフロシスチン(Nephrocystin)3(NPHP3)、膜貫通タンパク質87A(TMEM87A)、溶質輸送体ファミリー4メンバー3(SLC4A3)、ケモカイン(C-X-Cモチーフ)受容体7(CXCR7)、E2F転写因子8(E2F8)、アラニン-グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼ2様2(AGXT2L2)、ヌクレオソームアセンブリタンパク質1様4(NAP1L4)、DEAHボックスヘリカーゼ35(DHX35)、筋萎縮性側索硬化症2染色体領域候補遺伝子6タンパク質(ALS2)、DEPドメイン含有MTOR相互作用タンパク質(DEPTOR)、チミンDNAグリコシラーゼ(TDG)、ディコフ(Dickkopf)WNTシグナル伝達経路阻害剤2(DKK2)、RNAポリメラーゼII関連タンパク質2(RPAP2)、STEAP2メタロレダクターゼ(Metalloreductase)(STEAP2)、ユビキチン特異的ペプチダーゼ26(USP26)、ニューロビーチン(NBEA)、アルデヒドデヒドロゲナーゼ18ファミリーメンバーA1(ALDH18A1)、ジンクフィンガーCCCH型含有14(ZC3H14)、ドローシャ(Drosha)リボヌクレアーゼIII(DROSHA)、Genエンドヌクレアーゼホモログ1(GEN1)、RNAポリメラーゼIIサブユニットA(POLR2A)、膜貫通およびテトラトリコペプチドリピート含有2(TMTC2)、ジンクフィンガーRNA結合タンパク質(ZFR)、中心体タンパク質120(CEP120)、粘膜関連リンパ組織リンパ腫転座遺伝子1(MALT1)、WDリピートドメイン11(WDR11)、ケルチリピートおよびBTBドメイン含有2(KBTBD2)、トロンボスポンジン1型モチーフを有するADAMメタロペプチダーゼ9(ADAMTS9)、妊娠ゾーン(Pregnancy-Zone)タンパク質(PZP)、Gタンパク質共役受容体クラスC群5メンバーA(GPRC5A)、エネルギー恒常性関連(ENHO)、ダブルセックス(Doublesex)-およびMab-3関連転写因子5(DMR
TA2)、Ras関連GTP結合D(RRAGD)、ジンクフィンガーZZ型含有3(ZZZ3)、ILK関連セリン/スレオニンホスファターゼ(ILKAP)、またはこの遺伝子によってコードおよび発現されるタンパク質中に突然変異体アミノ酸配列(例えば、置換または挿入)を生じるセントロメアタンパク質F(CENPF)遺伝子中にある。ネオ抗原配列、およびネオ抗原がそこから生じ得る遺伝子のさらなる非限定的な例、ならびにネオ抗原配列を同定するための例示的な方法は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Kreiterら(2015年)Nature 520巻(7549号):692
~696頁、Ottら(2017年)Nature 547巻:217~221頁およびSahinら(2017年)Nature 547巻:222~226頁に記載されている。
本明細書で使用される場合、用語「抗原」は、免疫応答を誘導する物質である。
本明細書で使用される場合、用語「ネオ抗原」は、それを対応する野生型親形態の抗原とは別のものにする、少なくとも1つの変更を有する抗原である。例えば、ネオ抗原は、腫瘍細胞における突然変異または腫瘍細胞に対して特異的な翻訳後修飾を介して生じ得る。様々な実施形態では、ネオ抗原は遺伝子産物である。ネオ抗原は、ポリペプチド配列またはヌクレオチド配列を含み得る。突然変異は、フレームシフトもしくは非フレームシフトインデル、点突然変異、ミスセンスもしくはナンセンス置換、スプライス部位変更、ゲノム再編成もしくは遺伝子融合、または対応する野生型DNAもしくはRNAとは別個のDNAもしくはRNA(例えば、mRNA)分子を生じる任意のゲノムもしくは発現変更を含み得る。突然変異は、スプライスバリアントもまた含み得る。腫瘍細胞に対して特異的な翻訳後修飾は、異常なリン酸化を含み得る。腫瘍細胞に対して特異的な翻訳後修飾は、プロテアソーム生成されたスプライスされた抗原もまた含み得る。その全内容がこれにより参照により本明細書に組み込まれる、Liepeら、A large fraction of HLA class I ligands are proteasome-generated spliced peptides;Science. 2016
年10月21日;354巻(6310号):354~358頁を参照のこと。
本明細書で使用される場合、用語「腫瘍ネオ抗原」は、対象の腫瘍細胞または組織中には存在するが、対象の対応する正常細胞または組織中には存在しないネオ抗原である。
メソ多孔性シリカ(MPS)ナノ粒子またはマイクロ粒子が本明細書に含まれる。非限定的な例には、MPSロッドが含まれる。一部の実施形態では、このMPSロッドは、表面修飾を含む(例えば、このMPSロッドは、グリコール酸もしくは乳酸などの物質で処置されている、アミン、チオール、クロロもしくはホスホン酸基にコンジュゲートされている、またはPEIなどの化合物がMPSロッドに付加されている)。様々な実施形態では、表面修飾されたMPSロッドは、遊離PEIが付加されたMPSロッドである。ロッドは、縦長の、まっすぐな実質的に円柱状の構造である。
一部の実施形態では、遊離PEIは、別の化合物、例えば、抗原(例えば、がんまたは病原体と関連するポリペプチドを含む抗原)免疫賦活性化合物(例えば、TLRアゴニストまたはSTINGアゴニスト)および/または免疫抑制阻害剤とは別に、足場(例えば、MPS、例えば、MPSロッド、またはポリマー)に付加される。ある特定の実施形態では、遊離PEIは、別の化合物(単数または複数)の前に(例えば、少なくとも約1、6、12、15、30、60、120もしくは1~120秒もしくは分前、または約1、6、12、15、30、60、120もしくは1~120秒未満もしくは分未満前に)足場に付加される。様々な実施形態では、遊離PEIは、別の化合物(単数または複数)の後に(例えば、少なくとも約1、6、12、15、30、60、120もしくは1~120秒もしくは分後、または約1、6、12、15、30、60、120もしくは1~120秒未満もしくは分未満後に)足場に付加される。ある特定の実施形態では、PEIは、別の化合物(単数または複数)と同時発生的に足場に付加される。
PEIは、例えば、分岐鎖または直鎖PEIを含み得る。一部の実施形態では、本明細書で提供されているデバイスまたは足場組成物は、分岐鎖PEIおよび直鎖PEIの両方を含む。様々な実施形態では、このPEIは、分岐鎖デンドリマーPEIを含む。ある特定の実施形態では、このPEIは、少なくとも約2、3、4、5、6、7、8、9、10、20または30個の1級、2級および/または3級アミノ基を含む。一部の実施形態では、このPEIは、(a)少なくとも約1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、100、125、150、175もしくは200キロダルトン(kDa);(b)約200、175、150、125、100、75、70、65、60、55、50、45、35、25、20、15、10、5、4、3、2もしくは1kDa未満;または(c)約1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、1~10、2~25、25~60、25~75、50~100もしくは100~200kDaの分子量を含む。例えば、このPEIは、約25kDaの分子量を有する直鎖PEIおよび/または約60kDaの分子量を有する分岐鎖PEIを含み得る。
一部の実施形態では、PEIは、構造:
Figure 2022174273000009
Figure 2022174273000010
を含み、式中、nは、少なくとも約1、2、3、4、5、10、15もしくは20;(b)約20、15、10、5、4、3、2もしくは1kDa未満;または(c)約1、2、3、4、5、10、15もしくは20である。
一部の実施形態では、このPEIは、抗原提示、例えば、交差提示を増加させるのに有効な量で存在する。ある特定の実施形態では、対象を処置することは、抗原または抗原を含む細胞もしくはウイルス(例えば、がん細胞または病原性微生物)に対する体液性および/またはT細胞媒介性免疫を増加させる。様々な実施形態では、このPEIは、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)に対する主要組織適合複合体(MHC)クラスI拘束された抗原提示を増加させるのに有効な量で存在する。ある特定の実施形態では、このPEIは、PEIなしの対応する条件(例えば、投与)と比較して、抗原のMHCクラスI CTL提示を増加させるのに有効な量で存在し、この増加は、約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、75%、100%、150%または200%である。
ある特定の実施形態では、このPEIは、抗原に対して特異的な1種または複数の抗体の力価を増加させるのに有効な量で存在する。実施形態では、抗原に対して「特異的な」抗体は、別の分子と比較して、標的抗原に対して、10倍よりも高い、好ましくは100倍よりも高い、最も好ましくは1000倍よりも高い親和性を有する。当業者は、試料中に存在する他の生体分子が、標的抗原に対して特異的な抗体には顕著に結合しないことを示すために、用語特異的が使用されることを理解する。好ましくは、標的抗原以外の生体分子への結合のレベルは、標的分子に対する親和性の、それぞれ、多くても10%もしくはそれ未満のみ、5%もしくはそれ未満のみ、2%もしくはそれ未満のみ、または1%もしくはそれ未満のみである結合親和性を生じる。好ましい特異的抗体は、親和性についてならびに特異性について、共に上記最小限の基準を満たす。例えば、抗体は、その特異的標的抗原に対して、低マイクロモル濃度(10-6)、ナノモル濃度(10-7~10-9)の結合親和性を有し、高親和性抗体は、低ナノモル濃度(10-9)またはピコモル濃度(10-12)範囲(またはそれ未満)の結合親和性を有する。一部の実施形態では、この抗体は、IgG1またはIgG2抗体である。様々な実施形態では、この抗体はIgG2a抗体である。ある特定の実施形態では、このPEIは、PEIなしの対応する条件(例えば、投与)と比較して、抗原に対して特異的な1種または複数の抗体の力価を増加させるのに有効な量で存在し、この増加は、約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、75%、100%、150%または200%である。様々な実施形態では、このPEIは、B細胞活性化を増加させるのに有効な量で存在する。ある特定の実施形態では、このPEIは、PEIなしの対応する条件(例えば、投与)と比較して、B細胞活性化を増加させるのに有効な量で存在し、この増加は、約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、75%、100%、150%または200%である。
ある特定の実施形態では、送達ビヒクルは、約5、10、15、20、25、50、100、200、300、400、500、1000または10000μmよりも大きい寸法を含む。非限定的な例では、この送達ビヒクルは、少なくとも約0.1、0.5、1、10、20、30、40、50、60、70、80、90または100mmの体積を含む。
一部の実施形態では、PEIは、PEIを含まない対応するデバイスと比較して、対象において、免疫細胞による顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージ炎症性タンパク質-1a(MIP-1a)、活性化により調節,正常T細胞発現および分泌(RANTES)、ケラチノサイト化学誘引物質(KC)、インターロイキン-2(IL-2)、マクロファージ炎症性タンパク質-1b(MIP-1b)および/またはインターロイキン12(IL-12)の産生を増加させるのに有効な量で存在する。ある特定の実施形態では、PEIは、PEIを含まない対応するデバイスと比較して、デバイスを出る活性樹状細胞のレベルを、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21または22倍増加させるのに有効な量で存在する。
様々な実施形態では、この足場組成物は、(i)開放型の相互接続されたマクロ細孔を含むか;または(ii)細孔形成性足場組成物である。一部の実施形態では、この足場組成物は、ヒドロゲルまたはクリオゲルを含む。ある特定の実施形態では、この足場組成物は、針を介した圧縮による変形後の形状記憶によって特徴付けられるクリオゲルを含む。例えば、クリオゲルは、クリオゲルが、針を介した圧縮の1、2、3、4または5秒未満後にその元の未変形の3次元形状に戻るような、針を介した圧縮による変形後の形状記憶によって特徴付けられ得る。
一部の実施形態では、この足場組成物は、アニオン性またはカチオン性である。
様々な実施形態では、この足場組成物は、アルギネート、アルギネート誘導体、ゼラチン、コラーゲン、アガロース、フィブリン、デキストラン、キトサン、カルボキシメチルセルロース、プルラン、ポリエチレングリコール(PEG)、PEG誘導体、ペプチド両親媒性物質、絹、フィブロネクチン、キチン、ヒアルロン酸、ラミニンリッチゲル、天然もしくは合成のポリサッカライド、ポリアミノ酸、ポリペプチド、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリグルタミン酸、ポリグリコール酸、ポリ(ラクチド-コ-グリコリド)、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)、ポリリシン、ポリヒドロキシブチレート、ポリ[(カルボキシフェノキシ)プロパン-セバシン酸]、ポリ[ピロメリチルイミドアラニン(pyromellitylimidoalanine)-コ-1,6-ビス(p-カルボキシフェノキシ)ヘキサン]、ポリホスファゼン、デンプン、キサンタンガム(xantham gum)、ジェラン、エマルサン(emulsan)、セルロース、アルブミン、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリ-イプシロン
-カプロラクトン、ポリカプロラクトン、ポリジオキサノン、ポリグリコネート、ポリホスファジン(polyphosphazine)、ポリビニルアルコール、ポリアルキレンオキシド、ポ
リエチレンオキシド、ポリアリルアミン(PAM)、ポリ(オルトエステルI)、ポリ(オルトエステル)II、ポリ(オルトエステル)III、ポリ(オルトエステル)IV、ポリアクリレート、ポリ(4-アミノメチルスチレン)、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)、ポリプロピレンフマレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリウレタン 修飾されたスチレンポリマー、プルロニックポリオール、ポロキサマー(polyoxamer)、ポリウロン酸、ポリ酸無水物、ポリアクリル酸および/またはポリビニルピロリドンのポリマーまたはコポリマーを含む。ある特定の実施形態では、このポリマーまたはコポリマーは、メタクリル化される。一部の実施形態では、このアニオン性足場組成物は、ポリ(ラクチド-コ-グリコリド)、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)、アルギネート、キサンタンガム、ジェランまたはエマルサンを含む。
足場組成物の非限定的な例には、D,L-ラクチドおよびグリコリド(PLG)のコポリマーを含む足場組成物が含まれる。一部の実施形態では、このPLGは、85:15の、D,L-ラクチドおよびグリコリドの120kDaコポリマーを含む。様々な実施形態では、このPLGは、約50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25、80:20、85:15、90:10または95:5の、D,L-ラクチドのグリコリドに対する比を含む。ある特定の実施形態では、このコポリマーは、約5kDa、6kDa、7kDa、8kDa、9kDa、10kDa、15kDa、20kDa、25kDa、30kDa、35kDa、40kDa、45kDa、50kDa、60kDa、70kDa、80kDa、90kDa、100kDa、110kDa、120kDa、130kDa、140kDa、150kDa、160kDa、170kDa、180kDa、190kDa、200kDa、210kDa、220kDa、230kDa、240kDa、250kDa、5~250kDa、7~240kDa、50~100kDa、50~150kDa、50~200kDa、100~150kDa、100~200kDa、150~250kDaの分子量を含む。一部の実施形態では、このPLGは、約0.16~2.2dl/g、0.16~1.5dl/g、0.16~1dl/g、0.16~0.5dl/gもしくは1.5~2.2dl/gの範囲の粘度、または約0.16dl/g、0.18dl/g、0.2dl/g、0.3dl/g、0.4dl/g、0.5dl/g、0.6dl/g、0.7dl/g、0.8dl/g、0.9dl/g、1.0dl/g、1.1dl/g、1.2dl/g、1.3dl/g、1.4dl/g、1.5dl/g、1.6dl/g、1.7dl/g、1.8dl/g、1.9dl/g、2.0dl/g、2.1dl/gもしくは2.2dl/gの粘度を有する。
一部の実施形態では、この足場組成物は、開放型の相互接続されたマクロ細孔を含む。あるいはまたはさらに、この足場組成物は、細孔形成性足場組成物を含む。ある特定の実施形態では、この細孔形成性足場組成物は、犠牲的なポロゲンヒドロゲルおよびバルクヒドロゲルを含み得、この細孔形成性足場組成物は、マクロ細孔を欠く。例えば、この犠牲的なポロゲンヒドロゲルは、バルクヒドロゲルよりも少なくとも10%速く分解して、対象への前記細孔形成性足場の投与後にその場所にマクロ細孔を残し得る。一部の実施形態では、この犠牲的なポロゲンヒドロゲルは、分解して前記マクロ細孔を形成するポロゲンの形態である。例えば、これらのマクロ細孔は、例えば、約10~400μmの直径を有する細孔を含み得る。
ある特定の実施形態では、この足場組成物は、(i)がん細胞の化学誘引物質および細胞傷害誘導性組成物を含む第1のゾーン、ならびに(ii)免疫細胞動員組成物を含む第2のゾーンを含む。非限定的な例では、この第2のゾーンは、細胞傷害誘導性組成物を含まない。
様々な実施形態では、この足場組成物は、メソ多孔性シリカロッドを含む。一部の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、約100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、100~250nm、250~500nm、500~750nm、750~1000nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、15μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、1~5μm、1~500μm、5~500μm、25~50μm、25~100μm、50~100μm、25~500μmまたは50~500μmの長さを含む。ある特定の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、100~250nm、250~500nm、500~750nm、750~1000nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、15μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μmまたは50μmから、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μmまたは500μmまでの長さを含む。様々な実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、約100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、100~250nm、250~500nm、500~750nm、750~1000nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、15μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、1~500μm、5~500μm、25~50μm、25~100μm、50~100μm、25~500μmもしくは50~500μmであるが550μm未満の長さ、または少なくとも約100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、100~250nm、250~500nm、500~750nm、750~1000nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、15μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、1~500μm、5~500μm、25~50μm、25~100μm、50~100μm、25~500μmもしくは50~500μmであるが550μm未満のいずれかの長さを含む。一部の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、約75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、100~1000nm、100~500nm、100~250nm、250~500nm、500~750nmもしくは750~1000nmの直径、または少なくとも約75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、100~1000nm、100~500nm、100~250nm、250~500nm、500~750nmもしくは750~1000nmのいずれかの直径を含み、ただし、メソ多孔性シリカロッドは、その直径よりも少なくとも10%大きい長さを含む。ある特定の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nmまたは500nmから、600nm、700nm、800nm、900nmまたは1000nmまでの直径を含む。一部の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、メソ多孔性シリカロッドの直径よりも少なくとも約10、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100または150%大きい長さを含む。一部の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、メソ多孔性シリカロッドの直径の少なくとも約2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、400または500倍の長さを含む。ある特定の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45もしくは50nm、または約1~10、1~15、1~5、2~5、2~10、3~10、4~10、5~10、5~15もしくは10~25nmの直径、あるいは少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45もしくは50nm、または約1~10、1~15、1~5、2~5、2~10、3~10、4~10、5~10、5~15もしくは10~25nmの直径を有する細孔を含む。ある特定の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、80~120μmの長さである。例えば、このメソ多孔性シリカロッドは、(a)2~50nm、3~50nm、5~50nm、5~25nm、5~10nmの間の直径を有する細孔;および/または(b)約5~25μm、80~120μmの長さを含み得る。一部の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、異なる長さを有するロッドおよび/または異なるサイズの範囲(例えば、上に開示された範囲のうち1つ内、または上に開示された範囲のうち1、2、3、4、5もしくはそれよりも多く内)を有するロッドの組合せを含み得る。一部の実施形態では、約100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、100~250nm、250~500nm、500~750nmまたは750~1000nmの長さを有するロッドは、約5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、15μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、5~500μm、25~50μm、25~100μm、50~100μm、25~500μmまたは50~500μmの長さを有するロッドと組み合わされる。ある特定の実施形態では、このロッドは、約0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、1~20μm、1~10μm、5~10μm、1~5μm、0.5~20μm、7.5~12.5μmまたは5~15μmの幅を有する。一部の実施形態では、1つのセットのロッドは、免疫細胞、例えば、樹状細胞またはマクロファージによって貪食されるのに十分に小さく、別のセットのロッドは、免疫細胞によって貪食されるには大きすぎる。様々な実施形態では、本明細書に開示されている異なる抗原または他の化合物を有するロッドが混合される。したがって、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれよりも多くのクラスのメソ多孔性シリカロッドの混合物が本明細書で提供され、各クラスのロッドは、異なる抗原(例えば、抗原性ペプチド、例えば、精製されたペプチド)を有する。例えば、混合物は、第1の抗原を含む第1のクラスのロッド、第2の抗原を含む第2のクラスのロッド、第3の抗原を含む第3のクラスのロッドなどを含み得る。ロッドの混合物は、同じもしくは類似のサイズまたはサイズの範囲を有し得、あるいは、特定の抗原(単数または複数)を有する1つまたは複数のロッド(例えば、貪食されるのに十分に小さいロッド)および別の抗原(単数または複数)を有する別の1つまたは複数のロッド(例えば、貪食されるには大きすぎるロッド)を含み得る。ある特定の実施形態では、貪食されるには大きすぎるロッドは、対象中への投与(例えば、注射)の際に足場を形成する。注射可能なメソ多孔性シリカロッドは、ランダムに自己アセンブリして、3次元(3D)足場をin vivoで形成する。この系は、免疫細胞(例えば、樹状細胞)を動員し、それらを一過的に収容し、それらに抗原を提示し、それらを(例えば、PEIなどの免疫賦活性化合物を用いて)活性化するように設計される。動員および構造中での細胞の一時的な収容または存在の後、これらの免疫細胞は、デバイス構造の外に遊走して、リンパ節にホーミングする。したがって、この組成物は、細胞がそれを出入りして通行/循環する組成物であり、それらの免疫活性化の状態は、デバイスを介した通行の結果として変更/モジュレートされる。様々な実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、注射のために、水溶液、例えば、緩衝剤[例えば、リン酸緩衝食塩水(PBS)、ハンクス平衡塩溶液(HBSS)または別の生理学的に(例えば、薬学的に)許容される緩衝剤]中に懸濁される。一部の実施形態では、このメソ多孔性シリカロッドは、水中で注射される。メソ多孔性シリカロッドは、様々な濃度で注射され得る。一部の実施形態では、このロッドは、約1mg/ml、2mg/ml、3mg/ml、4mg/ml、5mg/ml、6mg/ml、7mg/ml、8mg/ml、9mg/ml、10mg/ml、11mg/ml、12mg/ml、13mg/ml、14mg/ml、15mg/ml、16mg/ml、17mg/ml、18mg/ml、19mg/ml、20mg/ml、21mg/ml、22mg/ml、23mg/ml、24mg/ml、25mg/ml、30mg/ml、35mg/ml、40mg/ml、45mg/ml、50mg/ml、55mg/ml、60mg/ml、10~40mg/ml、20~35mg/ml、20~40mg/ml、25~35mg/ml、25~50mg/ml、25~45mg/ml、25~30mg/ml、30~50mg/ml、1~30mg/ml、1~40mg/ml、1~50mg/ml、1~60mg/ml、5~50mg/mlまたは5~60mg/mlの濃度で注射される。
1種または複数の抗原は、対象のがんまたは病原体の抗原性プロファイルに基づいて選択され得る。メソ多孔性シリカロッドのライブラリーが、本明細書に含まれる。様々な実施形態では、メソ多孔性シリカロッドのライブラリーは、各々が異なる抗原を含む、複数のロッドを含む。異なるロッドが選択され得、任意選択で組み合わされ得るように、特定の抗原を有するロッドは、別の抗原を含むロッドとは別であり得る。態様は、対象のがん細胞もしくは腫瘍上および/またはがん細胞もしくは腫瘍中に存在する1種または複数の抗原を検出すること、ならびに次いで、対象のがん細胞または腫瘍中/上の1種または複数の抗原と類似~同じである抗原(またはその一部)を含む1つまたは複数のロッドを選択することに関する。したがって、メソ多孔性シリカロッドの組合せは、この組合せが対象の抗原性プロファイルを考慮して選択されるように、ライブラリーから引き出され得る。様々な実施形態では、このロッドは、PEIをさらに含む。同様に、対象由来のがん細胞または腫瘍中/上に存在する抗原に基づいて、ヒドロゲルまたはクリオゲル、例えば、PLG、アルギネートおよび/またはゼラチン(または当該分野で公知のおよび/もしくは本明細書に開示されている任意の他のポリマー)を含む足場中に含めるために抗原がそこから選択され得る抗原ライブラリーが提供される。一部の実施形態では、これらの足場は、PEIをさらに含む。非限定的な例では、ロッドまたは抗原のライブラリーは、少なくとも約5、6、7、8、9、10、15、20、25または50の型のロッド(例えば、各々が異なる抗原を含む、別々の群のロッド)または抗原を含む。一部の実施形態では、このライブラリーは、アレイとしてアレンジされるか、または別々のコンテナー(例えば、各々が異なるロッドまたは抗原を含む管または容器)の収集である。
一部の実施形態では、このデバイスは注射可能である。様々な実施形態では、このデバイスは、(a)免疫賦活性化合物;(b)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物、またはそれらの任意の組合せをさらに含む。
ある特定の実施形態では、この免疫賦活性化合物は、toll様受容体(TLR)アゴニスト、インターフェロン遺伝子の刺激因子(STING)アゴニストおよび/またはメソ多孔性シリカを含む。一部の実施形態では、免疫賦活性化合物は、病原体関連分子パターン(PAMP)を含む。一部の実施形態では、このSTINGアゴニストは、環状ジヌクレオチドを含む。ある特定の実施形態では、このTLRアゴニストは、TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10、TLR11、TLR12またはTLR13アゴニストを含む。非限定的な例では、このデバイスは、TLRアゴニスト、例えば、トリアシルリポタンパク質、糖脂質、リポペプチド、ヘパラン硫酸、ジアシルリポペプチド、ブロピリミン、リポタンパク質、リポテイコ酸、ヒートショックタンパク質70(HSP70)、ザイモサン、プロフィリン、CpGオリゴヌクレオチド、二本鎖リボ核酸(RNA)、ポリ(I:C)、ポリ(I:C)、ポリ(A:U)、モノホスホリルリピドA(MPLA)、リポポリサッカリド(LPS)、ヒートショックタンパク質、フィブリノーゲン、ヘパリン硫酸(heparin sulfate)もしくはその断片、ヒアルロン酸もしくはその断片、ニッケル、オピオイド、α1-酸性糖タンパク質(AGP)、RC-529、マウスβ-デフェンシン2、フロイント完全アジュバント(CFA)、フラジェリン、一本鎖RNA、グアノシンアナログ、イミダゾキノリン(imidazoqinoline)、ロキソリビン(loxorbine)、真菌ベータ-グルカン、イミキモド、CRX-527またはOM-174を含む。
様々な実施形態では、このデバイスは、送達ビヒクルにまたは送達ビヒクル中に免疫細胞を誘引する化合物を含み、この免疫細胞は、マクロファージ、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞または樹状細胞を含む。送達ビヒクルにまたは送達ビヒクル中に免疫細胞を誘引するのに有用な化合物の非限定的な例は、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド19(CCL-19)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド20(CCL20)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド21(CCL-21)、N-ホルミルペプチド、フラクタルカイン、単球走化性タンパク質-1およびマクロファージ炎症性タンパク質-3(MIP-3α)を含む。
一部の実施形態では、T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物は、免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物を含む。ある特定の実施形態では、この免疫阻害性タンパク質は、細胞傷害性Tリンパ球関連抗原4(CTLA4)、プログラム細胞死タンパク質1(PD1)、プログラム細胞死タンパク質1リガンド(PDL1)、リンパ球活性化遺伝子3(LAG3)、B7-H3、B7-H4またはT細胞膜タンパク質3(TIM3)である。
様々な実施形態では、このデバイスは、抗原をさらに含む。例えば、一部の実施形態では、デバイスは、遊離PEIおよび抗原の両方を含む。一部の実施形態では、この抗原は、腫瘍抗原または非腫瘍抗原を含む。PEIは、抗原の前に、抗原と一緒に(例えば、PEIおよび抗原を含む水性組成物または混合物中で)、または抗原の後に、送達ビヒクルに添加され得る。一部の実施形態では、PEIは、抗原を含む送達ビヒクルの外側をコーティングする。ある特定の実施形態では、PEIが送達ビヒクルに添加され、次いで、抗原が送達ビヒクルに添加される。様々な実施形態では、抗原が送達ビヒクルに添加され、次いで、PEIが送達ビヒクルに添加される。一部のインプリメンテーションは、PEIと、PEIが静電気的に相互作用しない抗原との組合せに関する。一部の実施形態では、遊離PEIは、送達ビヒクル内の抗原に付着していない(例えば、静電気的に付着していない)。ある特定の実施形態では、遊離PEIは、送達ビヒクル内の抗原に付着している(例えば、静電気的に付着している)。様々な実施形態では、PEIは、抗原に付着しており(例えば、静電気的に付着しており)、次いで、送達ビヒクルに添加される。化合物(例えば、PEIまたは抗原)を送達ビヒクル上に添加する非限定的な例には、化合物を含む組成物を送達ビヒクル上に添加する(例えば、滴下する)ことによって、または化合物を含む組成物中に送達ビヒクルを浸漬することによって、化合物を、その産生の間(例えば、ヒドロゲルまたはクリオゲルの重合またはクリオゲル化の間またはその前)に送達ビヒクル中に取り込むことが含まれる。
ある特定の実施形態では、このデバイスは、対象への投与の前には腫瘍抗原を欠く。一部の実施形態では、このデバイスはイムノコンジュゲートを含み、このイムノコンジュゲートは、抗原に共有結合により連結された免疫賦活性化合物を含む。様々な実施形態では、この抗原は、腫瘍抗原、例えば、中枢神経系(CNS)がん抗原、CNS胚細胞腫瘍抗原、肺がん抗原、白血病抗原、急性骨髄性白血病抗原、多発性骨髄腫抗原、腎がん抗原、悪性神経膠腫抗原、髄芽腫抗原、乳がん抗原、前立腺がん抗原、カポジ肉腫抗原、卵巣がん抗原、腺癌抗原または黒色腫抗原を含む。一部の実施形態では、対象を処置することは、対象において転移を低減させることを含む。
ある特定の実施形態では、この抗原は、微生物抗原などの非腫瘍抗原を含む。例えば、この微生物抗原は、細菌抗原、ウイルス抗原、真菌抗原、古細菌抗原または原生動物抗原を含み得る。一部の実施形態では、この微生物抗原は、ウイルス抗原以外、例えば、HIVまたはインフルエンザ抗原以外である。様々な実施形態では、この抗原は、糖タンパク質またはその断片以外である。
本発明の主題の態様は、対象においてがんを処置する方法であって、本明細書に開示されているデバイスまたは生体材料を対象に投与するステップを含む方法もまた提供する。
様々な実施形態では、可撓性の注射可能な生体材料クリオゲルまたはヒドロゲル(例えば、クリックヒドロゲル)は、全身送達(これは、有害な副作用と関連し得る)を迂回しながら、患者への投与、例えば注射の前に送達デバイス中に腫瘍抗原または腫瘍溶解物をローディングすることなく、がん免疫療法を容易にするために成長中の腫瘍の部位に免疫モジュレート剤を直接送達するために、腫瘍中に、または腫瘍の近位、例えば、腫瘍と直接接触した/腫瘍と触れている解剖学的位置に、腫瘍の約10、9、8、7、6、5、4、3、2もしくは1mm以内に、あるいは腫瘍塊自体中に投与される。したがって、デバイス/生体材料(例えば、クリオゲルまたはヒドロゲル)は、腫瘍周囲または腫瘍内様式で投与される。腫瘍周囲送達は、直接的な物理的接触によって、または腫瘍塊境界に近接することによって、腫瘍をデバイス/生体材料で実質的に取り囲む(腫瘍塊の外周の50、75、85、95、99~100%)。腫瘍内送達は、腫瘍組織と正常組織との間の境界を介した、腫瘍塊中への直接的投与によって実施される。例えば、この生体材料は、例えば、固形腫瘍の場合、腫瘍嚢(tumor capsule)に隣接するがその完全性を損なうことなく、例えば、穴をあけることなく、投与され得る。あるいは、腫瘍嚢は、損なわれるまたは穴をあけられる(腫瘍内注射)。一部の実施形態では、この腫瘍は、腫瘍と触れてまたは腫瘍の近位に配置されるデバイスまたは足場を、完全にまたは部分的に包む。かかる実施形態では、このデバイスまたは足場は、腫瘍においてまたは腫瘍内で免疫細胞局在を作り変える。本発明の主題は、例えば針を使用する、腫瘍中への直接的な(腫瘍内)生体材料の投与にも関する。針生検を行うことによって診断できる任意の腫瘍が、この様式で処置され得る。例えば、処置される腫瘍には、乳房、脳、肺、前立腺、肝臓、骨、甲状腺、皮膚、子宮頸部、口腔、卵巣、子宮内膜、結腸、膀胱、および以下に記載されるさらなる腫瘍型が含まれる。
様々な実施形態では、この腫瘍は、固形腫瘍、または規定された検出可能な境界内の別個の腫瘍である。したがって、本発明の主題は、腫瘍媒介性免疫回避を低減させる方法であって、T細胞または樹状細胞抑制の阻害剤を含む生分解性多孔性ポリマーデバイスを、腫瘍部位に(例えば、腫瘍中に(触れて)、または固形もしくは別個の腫瘍塊に隣接したもしくはその近位の部位に)投与するステップを含む方法を提供する。例えば、この阻害剤は、トランスフォーミング増殖因子-ベータ(TGF-β)経路阻害剤、シグナル伝達性転写因子3(STAT3)経路阻害剤またはインドールアミン-ピロール2,3-ジオキシゲナーゼ(IDOまたはINDO EC 1.13.11.52)阻害剤を含む。一部の例では、この阻害剤は、少なくとも1種の小分子、例えば、TGF-β経路阻害剤LY2157299、GW788388、LY364947、R268712、RepSox、SB525334およびSD208;ならびに/またはSTAT3経路阻害剤BP-1-102、S3I-M2001、STA-21、S3I-201、Stattic、Galiellalactone、配列PYLKTK(式中、Yはホスホチロシンを示す;配列番号1)を有するポリペプチドおよび配列YLPQTV(式中、Yはホスホチロシンを示す;配列番号2)を有するポリペプチド;ならびに/またはIDO阻害剤INCB24360、NLG919(GDC-0919としても公知)、Norharmane、ロスマリン酸、1-メチルトリプトファンおよびインドキシモド(indoximod)を
含む。別の例では、この阻害剤は、免疫チェックポイントタンパク質のブロッカー、例えば、プログラム細胞死1タンパク質(PD-1)、PD-1リガンド1(PD-L1)、細胞傷害性Tリンパ球関連抗原4(CTLA-4)、リンパ球活性化遺伝子-3(LAG-3)、分化抗原群276(CD276;B7-H3としても公知)ならびに/またはT細胞免疫グロブリンドメインおよびムチンドメイン3(TIM3)阻害剤を含む。一部の実施形態では、免疫チェックポイントタンパク質の阻害剤には、抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体および/または抗CTLA-4抗体が含まれる。好ましい実施形態では、このデバイスは、対象の腫瘍位置への投与の前には、腫瘍抗原、例えば、患者由来の腫瘍抗原または腫瘍細胞溶解物(または他の腫瘍抗原)を含まない。
様々な実施形態では、この生体材料/デバイスは、ナノ細孔、ミクロ細孔、マクロ細孔、またはそれらの組合せを含む。ミクロ細孔およびマクロ細孔のサイズは、ミクロ細孔およびマクロ細孔を介した細胞の遊走または移動(例えば、送達ビヒクル中への免疫細胞、例えばDCの遊走および/または送達ビヒクルからの脱出)を可能にする。例えば、この組成物は、1~600μm(例えば、10~600μm、20~600μm、50~600μm、10~500μm、20~500μm、50~500μmまたは10~300μm)の直径によって特徴付けられる細孔を含む。
一部の状況では、このデバイスは、腫瘍細胞の死、例えば、免疫原性細胞死を誘導する化学療法剤をさらに含む。免疫原性細胞死は、免疫系によって認識され、(ほとんどの他の化学療法薬で見られるようなアポトーシスとは逆に)免疫活性化を生じる、細胞死の一形態である。この形態の細胞死では、カルレティキュリンが瀕死細胞の表面上に提示されて、腫瘍抗原が飲み込まれるのを可能にする;高移動度群ボックス1タンパク質(HMGB1)が放出され、それらの成熟化を引き起こすような樹状細胞に対するtoll様受容体-4(TLR-4)刺激を生じる;瀕死細胞からのATPの放出は、腫瘍母地中への抗原提示細胞の動員を生じる。かかる化学療法剤には、アントラサイクリンクラスの化合物のメンバー、例えば、ドキソルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、イダルビシンおよびバルルビシン、ならびにミトキサントロン、アントラサイクリンアナログが含まれる。このクラスの化合物は、がん細胞を直接死滅させることに加えて、免疫系を活性化するそれらの能力に起因して、好ましい。薬剤オキサリプラチンおよびシクロホスファミドもまた、免疫原性細胞死をもたらす。免疫原性細胞死を誘導する化合物の他の非限定的な例には、シコニン、プロテアソーム阻害剤ボルテゾミブ、7A7(上皮増殖因子受容体特異的抗体)、強心配糖体およびボリノスタット(ヒストンデアセチラーゼ阻害剤)が含まれる。例えば、その全内容がこれにより参照により本明細書に組み込まれる、H InoueおよびK Tani(2014年)Cell Death and Differentiation 21巻、39~49頁を参照のこと。化学療法薬物に加えて、このデバイスは、これもまた免疫原性細胞死をもたらす放射線治療、ならびに腫瘍に対する免疫応答を活性化しつつ腫瘍細胞を死滅させる他のアプローチと組み合わせて利用される。
任意選択で、このデバイスまたは足場は、体温上昇誘導性組成物をさらに含む。適切な体温上昇誘導性組成物には、磁性ナノ粒子または近赤外(NIR)吸収性ナノ粒子が含まれる。一部の場合には、このナノ粒子は磁性であり、この方法は、磁性ナノ粒子を交流磁場(AMF)と接触させて、局所的体温上昇をin situで誘導し、それによって、がん細胞を変更または破壊し、プロセシングされた腫瘍抗原を産生するステップをさらに含む。別の例では、この方法は、NIRナノ粒子をNIR照射と接触させて、局所的体温上昇をin situで誘導し、それによって、がん細胞を変更または破壊し、プロセシングされた腫瘍抗原を産生するステップをさらに含む。体温上昇は、37セルシウス度(℃)よりも高い局所的温度によって特徴付けられる。例えば、デバイスの温度は、約40、45、50、60、70、75、80、85、90、95℃またはそれよりも高くまで、一時的に加熱される。一部の実施形態では、この体温上昇誘導性組成物は、本発明のデバイスまたは足場の表面上にあり、例えば、デバイスまたは足場は、この体温上昇誘導性組成物でコーティングされる。様々な実施形態では、この体温上昇誘導性組成物は、デバイスもしくは足場内にまたはそれらの至る所にある。
一部の実施形態では、このデバイスまたは足場は、放射性同位体をさらに含む。適切な放射性同位体には、ヨウ素-131、ヨウ素-125、レニウム-185、リン-33、リン-32、パラジウム-100、パラジウム-101、パラジウム-201、パラジウム-103、パラジウム-105、パラジウム-106、パラジウム-108、パラジウム-109、パラジウム-110、パラジウム-111、パラジウム-112、セシウム-137、イリジウム-192、コバルト-60、ルテチウム-177、イットリウム-90、タリウム-201、ガリウム-67、テクネチウム-99m、ストロンチウム-90またはストロンチウム-89が含まれる。一部の実施形態では、この放射性同位体は、本発明のデバイスまたは足場の表面上にあり、例えば、デバイスまたは足場は、放射性同位体でコーティングされる。様々な実施形態では、この放射性同位体組成物は、デバイスもしくは足場内にまたはそれらの至る所にある。
様々な実施形態では、このデバイスは、ポリペプチドをコードするRNA(例えば、mRNAもしくはウイルスゲノムまたはそれらの一部)またはDNA分子(例えば、プラスミドもしくはウイルスゲノムまたはそれらの一部)をさらに含む。実施形態では、このポリペプチドは抗原性ポリペプチドである。一部の実施形態では、このペプチドは、対象のゲノムによってコードされるいずれのポリペプチド中にも存在しないアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、このペプチドは、対象中の正常細胞のゲノムによってコードされるいずれのポリペプチド中にも存在しないアミノ酸配列を含む。ある特定の実施形態では、このポリペプチドは、がん性細胞の表面上に存在する。実施形態では、このポリペプチドは、微生物病原体または寄生生物(例えば、ウイルス、真菌、細菌もしくは原生動物病原体または寄生生物)によって産生されるポリペプチドのアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、このペプチドは、例えば、T細胞、B細胞または抗原提示細胞を含む自己反応性免疫細胞上に提示され得る。ある特定の実施形態では、このペプチドは、治療化合物内に存在し得る。
一部の例では、この腫瘍は、規定された境界を有する別個の腫瘍を含む。様々な実施形態では、この腫瘍は、固形腫瘍または局在化した腫瘍塊である。例えば、生体材料含有デバイスは、腫瘍塊から離れた部位(例えば、腫瘍塊から10mmよりも遠い)のではなく、例えば、腫瘍から離れた部位において皮膚の下に配置されるのではなく、腫瘍塊上に、腫瘍塊中に、または腫瘍塊に隣接して(即ち、物理的に、腫瘍塊自体と接触してまたは腫瘍塊自体と近接して)直接配置される。瀕死腫瘍細胞自体が、適応免疫細胞応答の生成に必要な任意の抗原を提供するので、上記系を使用すると、腫瘍抗原として機能するデバイスの構成要素として、患者由来の材料、例えば、患者由来のまたは生検された腫瘍溶解物またはプロセシングされた抗原は必要とされない。一部の実施形態では、この足場またはデバイスは、対象に投与される前には腫瘍抗原を含まない。
本発明の主題の態様は、固形腫瘍の処置に関する。例えば、この腫瘍は、血液細胞のがん、例えば白血病以外のがんである。ある特定の実施形態では、このがんは転移性である。様々な実施形態では、この腫瘍は、皮膚がん、例えば黒色腫である。本発明の主題のインプリメンテーションは、腫瘍が生検され得る(例えば、腫瘍細胞溶解物などの腫瘍抗原を産生するための生検の必要がない)がんの処置に関する。一部の実施形態では、この腫瘍は、肉腫または癌腫腫瘍である。本発明の主題の実施形態において標的化され得る非限定的な腫瘍には、乳がん、精巣がん、前立腺がん、卵巣がん、膵臓がん、肺がん、甲状腺がん、肝臓がん(例えば、非小細胞肺がん)、結腸、食道がん、胃がん、子宮頸がん、口腔がん、ヒトパピローマウイルス(HPV)などのウイルスと関連するがん、脳がん、腎がん、網膜芽細胞腫、急性骨髄性白血病、骨肉腫、骨肉腫、軟骨芽細胞腫、軟骨肉腫、ユーイング肉腫、ウィルムス腫瘍、悪性ラブドイド、肝芽腫、肝細胞癌、神経芽腫、髄芽腫、神経膠芽腫、副腎皮質癌、上咽頭癌、横紋筋肉腫、デスモイド、線維肉腫または脂肪肉腫腫瘍が含まれる。生体材料デバイスまたは足場の注射に関する一部の実施形態では、針は、視覚的に、および/またはイメージングデバイス、例えば、X線(例えば、コンピュータ断層撮影法(CT)スキャンを使用する)、超音波、内視鏡もしくは腹腔鏡デバイスの助けにより、ガイドされ得る。
本発明の主題の方法および生体材料デバイスは、腫瘍に罹っている任意の脊椎動物対象を処置するために有用である。様々な実施形態では、この対象は、両生類、爬虫類、ウマ、哺乳動物、げっ歯類、イヌ、ネコ、トリ、ブタまたは霊長類対象である。例えば、本発明の主題のヒト医療および獣医師インプリメンテーションが提供される。ある特定の実施形態では、この対象は、イヌ、ネコ(例えば、イエネコ、またはライオン、トラ、ヒョウもしくはチーターなどのネコ)、モルモット、ブタ、ウマ、ロバ、ラバ、マウス、ラット、ヒト、サル、チンパンジー、ゴリラ、オランウータン、クマ(例えば、ジャイアントパンダ)またはラクダである。本発明の主題は、本明細書に開示されている生体材料デバイスを含むヒト以外の動物もまた提供する。
本明細書に記載されている活性構成要素を含む生体材料デバイスもまた、本発明の主題の範囲内である。一部の実施形態では、この生体材料デバイスはPEIを含む。ある特定の実施形態では、この生体材料は、(i)免疫賦活性化合物;(ii)腫瘍細胞の免疫学的細胞死を引き起こす化合物;(iii)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;(iv)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物、および(v)サイトカイン(例えば、樹状細胞などの免疫細胞の化学誘引物質)のうち1つまたは複数をさらに含む。
一部の実施形態では、この免疫賦活性化合物は、TLRアゴニストまたはSTINGリガンドである。一部の実施形態では、免疫学的細胞死を引き起こす化合物は、ドキソルビシン、ミトキサントロン、オキサリプラチンまたはパクリタキセルである。一部の実施形態では、T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物は、TGF-β阻害剤、STAT3阻害剤、IDO阻害剤、抗PD-1抗体または抗CTLA-4抗体である。一部の実施形態では、デバイスまたは足場は、サイトカイン、例えば、GM-CSF、Flt3L、XCL1、IL-2またはIL-12を含む。様々な実施形態では、本発明の主題のデバイスまたは足場は、免疫賦活性化合物またはサイトカインなどのタンパク質をコードするmRNAまたは発現ベクターを含む。このmRNAまたは発現ベクターは、デバイスまたは足場中で、それがコードするポリペプチドと組み合わされても、それがコードするポリペプチドと組み合わされなくてもよい。一部の実施形態では、デバイスまたは足場は、本明細書に記載されているサイトカイン、例えば、デバイスまたは足場中に樹状細胞を誘引するサイトカインをコードするmRNA分子または発現ベクターを含む。ある特定の実施形態では、このmRNAまたは発現ベクターは、対象の細胞への送達を容易にするために縮合される。様々な実施形態では、このmRNAまたは発現ベクターは、トランスフェクション剤と共にデバイスまたは足場中に存在し得る。例えば、このmRNAまたは発現ベクターは、ポリエチレンイミン(polyethylimine)(PEI)、ポリ-L-リシン(PLL)またはポリアミドアミン(PAMAM)デンドリマーと縮合され得る。例えば、Huang
ら(2005年)Human Gene Therapy 16巻:609~617頁を参照のこと。トランスフェクション剤のさらなる非限定的な例には、リポソーム(例えば、リポフェクタミン)が含まれる。一部の実施形態では、このデバイスは、T細胞または樹状細胞抑制の阻害剤を含む。一部の実施形態では、このデバイスは、免疫賦活性化合物を含む。一部の実施形態では、前記阻害剤は、トランスフォーミング増殖因子-ベータ(TGF-β)経路阻害剤またはシグナル伝達性転写因子3(STAT3)経路阻害剤を含む。一部の実施形態では、前記阻害剤は、小分子、アプタマー、タンパク質、RNAi分子、抗体または抗体断片を含む。一部の実施形態では、この小分子は、1000ダルトン未満の分子量を有する有機化合物である。一部の実施形態では、前記TGF-β経路阻害剤は、LY2157299、GW788388、LY364947、R268712、RepSox、SB525334またはSD208を含み、前記STAT3経路阻害剤は、BP-1-102、S3I-M2001、STA-21、S3I-201、Stattic、Galiellalactone、配列PYLKTK(配列番号1)(式中、Yはホスホチロシンを示す)を有するポリペプチドおよび配列YLPQTV(配列番号2)(式中、Yはホスホチロシンを示す)を有するポリペプチドを含む。一部の実施形態では、前記阻害剤は、免疫チェックポイントの阻害剤を含む。一部の実施形態では、免疫チェックポイントの阻害剤は、PD-1経路阻害剤、LAG-3経路阻害剤、IDO経路阻害剤、B7-H3経路阻害剤またはTIM3経路阻害剤である。一部の実施形態では、前記阻害剤は、小分子、アプタマー、タンパク質、RNAi分子、抗体または抗体断片である。一部の実施形態では、この小分子は、1000ダルトン未満の分子量を有する有機化合物である。一部の実施形態では、この阻害剤は抗体である。一部の実施形態では、前記抗体は、抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体または抗CTLA-4抗体を含む。一部の実施形態では、この抗PD-1抗体は、ニボルマブ、ペムブロリズマブまたはピディリズマブである。一部の実施形態では、この抗PD-L1抗体は、BMS-936559またはMPDL3280Aである。一部の実施形態では、この抗CTLA-4抗体はイピリムマブである。一部の実施形態では、この抗体は、Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’)2、ダイアボディ、直鎖抗体またはscFvである。一部の実施形態では、この抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体またはヒト抗体である。一部の実施形態では、前記阻害剤はIDO阻害剤である。一部の実施形態では、前記IDO阻害剤はIDO1阻害剤である。一部の実施形態では、前記阻害剤は、小分子、アプタマー、タンパク質、RNAi分子、抗体または抗体断片である。一部の実施形態では、この小分子は、1000ダルトン未満の分子量を有する有機化合物である。一部の実施形態では、この小分子は、INCB24360またはNLG919である。一部の実施形態では、前記デバイスは、免疫原性細胞死誘導性化学療法剤をさらに含む。一部の実施形態では、前記化学療法剤は、アントラサイクリンクラスの化合物のメンバーを含む。一部の実施形態では、前記化学療法剤は、ドキソルビシンを含む。一部の実施形態では、前記腫瘍は、固形腫瘍または局在化した腫瘍塊を含む。一部の実施形態では、前記デバイスは、前記腫瘍部位への投与の前には、精製された腫瘍抗原も腫瘍細胞溶解物も含まない。一部の実施形態では、前記デバイスは、ヒドロゲルを含む。一部の実施形態では、前記デバイスは、クリオゲルを含む。一部の実施形態では、前記クリオゲルは、細孔を含む。一部の実施形態では、前記デバイスは、メタクリル化されたゼラチンクリオゲル、メタクリル化されたアルギネートクリオゲルまたはクリックアルギネートクリオゲルを含む。一部の実施形態では、前記デバイスは、アルギネートヒドロゲルを含む。一部の実施形態では、このアルギネートヒドロゲルは、アルギネートクリオゲルである。一部の実施形態では、前記アルギネートヒドロゲルは、クリックアルギネートを含む。一部の実施形態では、このデバイスは、注射を介して投与される。一部の実施形態では、このデバイスは、腫瘍中に注射される。一部の実施形態では、このデバイスは、腫瘍から約0.1~10mm以内の、対象中の部位に注射される。一部の実施形態では、このデバイスは、サイトカインまたはサイトカインをコードするmRNAもしくは発現ベクターをさらに含む。一部の実施形態では、このサイトカインは、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド20(CCL20)、インターロイキン15(IL-15)、ケモカイン(Cモチーフ)リガンド1(XCL1)、ケモカイン(C-X-Cモチーフ)リガンド10(CXCL10)、インターフェロンアルファ1(IFN-アルファ)、インターフェロンベータ(IFN-ベータ)またはインターロイキン12(IL-12)である。一部の実施形態では、このデバイスは、免疫賦活性化合物をさらに含む。一部の実施形態では、この免疫賦活性化合物は、TLRアゴニスト、STINGリガンドまたは免疫賦活性抗体である。一部の実施形態では、このデバイスは、約50、60、70、80、90、100、200、300、400、500もしくは50~500μlの体積、または約50、60、70、80、90、100、200、300、400、500もしくは50~500μl未満の体積を有する。一部の実施形態では、前記デバイスは、ラポナイト(laponite)をさらに含む。
本発明の主題の態様は、腫瘍に罹患した対象を処置する方法であって、本明細書に開示されている生分解性多孔性ポリマーデバイスを腫瘍部位に投与するステップを含む方法を提供する。一部の実施形態では、このデバイスは、T細胞または樹状細胞抑制の阻害剤を含む。一部の実施形態では、このデバイスは、免疫賦活性化合物を含む。一部の実施形態では、対象を処置することは、(a)腫瘍の体積を低減させること;(b)腫瘍の成長を低減させること;(c)腫瘍の転移を低減させること;(d)対象の生存を増加させること;(e)対象の無増悪生存期間を増加させること;(f)腫瘍内の抗原に対するT細胞応答を増加させること;および/または(g)腫瘍内の抗原に対して対象をワクチン接種することを含む。一部の実施形態では、対象を処置することは、腫瘍の体積を、少なくとも約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99または100%低減させることを含む。一部の実施形態では、対象を処置することは、腫瘍の体積を、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、14、21、28、35、41、48、180、365もしくは1~365日以内に、または約1~12ヶ月以内に、少なくとも約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99または100%低減させることを含む。一部の実施形態では、(a)1つのかかる生分解性多孔性ポリマーデバイスが、対象に投与される;または(b)2つのかかる生分解性多孔性ポリマーデバイスが、対象に投与される。一部の実施形態では、前記デバイスは、アルギネートヒドロゲルを含む。一部の実施形態では、前記アルギネートヒドロゲルは、クリックアルギネートを含む。一部の実施形態では、このデバイスは、注射を介して投与される。一部の実施形態では、このデバイスは、腫瘍中に注射される。一部の実施形態では、このデバイスは、腫瘍から約0~10mm以内の、対象中の部位に注射される。一部の実施形態では、このデバイスは、サイトカインをさらに含む。一部の実施形態では、このサイトカインは、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド20(CCL20)、インターロイキン15(IL-15)、ケモカイン(Cモチーフ)リガンド1(XCL1)、ケモカイン(C-X-Cモチーフ)リガンド10(CXCL10)、インターフェロンアルファ1(IFN-アルファ)、インターフェロンベータ(IFN-ベータ)またはインターロイキン12(IL-12)である。一部の実施形態では、このデバイスは、免疫賦活性化合物をさらに含む。一部の実施形態では、この免疫賦活性化合物は、CpG、ポリイノシン-ポリシチジル酸(ポリ(I:C))、PEI-ポリ(I:C)、ポリアデニル酸-ポリウリジル酸(ポリ(A:U))、PEI-ポリ(A:U)、二本鎖リボ核酸(RNA)、モノホスホリルリピドA(MPLA)またはイミキモドである。一部の実施形態では、このデバイスは、約50、60、70、80、90、100、200、300、400、500もしくは50~500μlの体積、または約50、60、70、80、90、100、200、300、400、500もしくは50~500μl未満の体積を有する。一部の実施形態では、前記対象は、固形腫瘍を含むと同定されている。
本発明の主題の態様は、本発明の主題のデバイスを含む非ヒト哺乳動物またはシリンジを提供する。一部の実施形態では、このシリンジは、事前にローディングされ、デバイスと共に包装される。一部の実施形態では、この腫瘍は、照射と接触される。一部の実施形態では、化学療法剤は、対象に全身投与される。
化合物、例えば、ポリペプチドを含む抗原の免疫原性を増加させるためのデバイス、生体材料、方法および組成物もまた、本明細書に含まれる。化合物の免疫原性を増加させることは、細胞型または動物(例えば、哺乳動物)において、その化合物に対して特異的な1種または複数の抗体の産生を増加させることを含み得る。一部の実施形態では、この抗体は、化合物に対して特異的であることが決定される前または後に、ヒトであるまたはヒト化される。様々な実施形態では、化合物の免疫原性を増加させることは、その化合物をPEIと組み合わせることを含む。一部の実施形態では、この化合物およびPEIは、足場などの送達ビヒクルを含むデバイス中に存在する。ある特定の実施形態では、この化合物は、PEIに静電気的に付着している。
特異的免疫応答(例えば、腫瘍および/または病原体に対する)を惹起するための生体材料および組成物の非限定的な記載は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2015年9月15日に発行された米国特許第9,132,210号;2012年4月26日に公開された米国特許出願公開第2012-0100182号;2016年6月21日に発行された米国特許第9,370,558号;2015年5月11日に公開されたPCT国際特許出願公開番号WO2015/168379;2016年4月1日に出願されたPCT国際特許出願番号PCT/US2016/025717に提供される。
特異的免疫応答を惹起するための注射可能な細孔形成性生体材料に関する非限定的な特色は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年3月20日に公開された米国特許出願公開第2014-0079752号に記載されている。
特異的免疫応答(例えば、腫瘍および/または病原体に対する)を惹起するための注射可能なクリオゲル生体材料の非限定的な記載は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年4月24日に公開された米国特許出願公開第2014-0112990号;および2014年8月14日に公開された米国特許出願公開第2014-0227327号に記載されている。
in situ抗原生成性抗がん生体材料の非限定的な態様は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年7月10日に公開された米国特許出願公開第2014-0193488号に記載されている。
免疫応答をモジュレートするためのメソ多孔性シリカ組成物の例示的な記載は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Kimら、(2015年)Nature Biotechnology 33巻、64~72頁;2015年3月12日に公開された米国特許出願公開第2015-0072009号;およびBjoerkら(2013年)Langmuir、29巻(44号):13551~13561頁に提供される。様々な実施形態では、メソ多孔性シリカナノ粒子は、オルトケイ酸テトラエチルを、ミセルロッドでできた鋳型と反応させることによって合成される。結果は、規則正しいアレンジメントの細孔で満たされたナノサイズのスフェアまたはロッドの収集である。次いで、この鋳型は、適切なpHに調整された溶媒で洗浄することによって除去され得る。別の非限定的な技術では、このメソ多孔性粒子は、単純なゾル-ゲル法またはスプレー乾燥法を使用して合成される。一部の実施形態では、オルトケイ酸テトラエチルは、さらなるポリマーモノマー(鋳型としての)と共に使用される。他の非限定的な方法には、これにより参照により本明細書に組み込まれる、米国特許公開第20120264599号および同第20120256336号に記載されるものが含まれる。非限定的な例では、ロッドは、酸性溶液中に界面活性剤を溶解させ、次いで加熱するステップ、シリケート(例えば、オルトケイ酸テトラエチル)を添加して加熱するステップ、およびロッド粒子を収集するステップを含むプロセスで産生される。例えば、ロッドは、1.6M HCl中にPluronic P-123(Sigma-Aldrich)界面活性剤を室温で溶解させ、40℃に加熱するステップ;42mmolのオルトケイ酸テトラエチル(TEOS)(Sigma-Aldrich)を添加し、撹拌(600rpm)下で40℃で20時間加熱するステップ;100℃に24時間加熱するステップ;濾過によってロッド粒子を収集し、室温で風乾するステップ;およびエタノール/HCl(500部のEtOHに対して5部のHCl)中で80℃で一晩粒子を抽出するステップを含むプロセスで産生され得る。一部の実施形態では、このMPS組成物は、化合物(例えば、動員、活性化、抗原および免疫抑制阻害剤化合物)を添加する前または後の使用のために、貯蔵および出荷され得る。例えば、1種または複数の化合物、例えば抗原は、患者への投与の直前に、プロセシングされ、MPS粒子に添加され得る。
腫瘍免疫抑制機構を低減、逆転および/または克服するための生体材料に関する非限定的な特色は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2016年1月29日に出願されたPCT/US2016/015825に記載されている。
本発明は、対象においてがんを処置するため、対象において腫瘍負荷を低減させるため、対象において感染症を処置するため、および/または対象において腫瘍抗原もしくは腫瘍ネオ抗原に対する免疫応答を惹起するため、ならびに免疫応答をex vivoもしくはin vitroで刺激するための、本明細書に記載されているデバイス、ライブラリーまたは混合物の使用を包含する。本明細書に開示されている各実施形態は、開示された他の実施形態の各々に適用可能であることが企図される。したがって、本明細書に記載されている様々な要素の全ての組合せは、本発明の範囲内である。
本発明の他の特色および利点は、その好ましい実施形態についての以下の記載から、および特許請求の範囲から明らかとなる。特に定義しない限り、本明細書で使用されている全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されている方法および材料と類似または等価な方法および材料が本発明の実施および試験において使用され得るが、適切な方法および材料は以下に記載される。本明細書で引用される全ての公開された外国特許および特許出願は、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で引用される受託番号によって示されるGenbankおよびNCBIの提出は、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で引用される全ての他の公開された参考文献、文書、原稿および科学論文は、参照により本明細書に組み込まれる。矛盾する場合、定義を含む本明細書が支配するものとする。さらに、材料、方法および例は、例示に過ぎず、限定を意図しない。
図1A~Iは、PEIが、メソ多孔性シリカロッド(MSR)内にin vitroで吸収されることができること、ならびにPEIが、ネズミBMDCおよびヒトDCをin vitroで活性化することを示すグラフである。(A)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後のBMDCにおける主要組織適合性複合体クラスII(MHC-II)および分化抗原群86(CD86)発現のフローサイトメトリー分析。(B)および(C)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後の骨髄由来樹状細胞(BMDC)上清中のTNF-αおよびIL-6濃度の酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)分析。(D)MSRへのPEIの装填効率。(E)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDCにおけるMHC-IIおよびCD86発現のフローサイトメトリー分析。(F)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDC上清中の腫瘍壊死因子アルファ(TNF-α)濃度のELISA分析。PBS=リン酸緩衝食塩水;MPS=メソ多孔性シリカ;L25=25kDaの分子量を有する直鎖PEI。(G)様々な濃度のPEIをTLR5レポーター細胞(Invivogen、HEK Blue TLR-5)に加え、活性をヒト胚性腎臓(HEK)-Blue検出(Invivogen)を使用してモニタリングした。(H)MSR-PEIで刺激した後のネズミBMDC上清中のTNF-α濃度のELISA分析。(I)OVAおよびOVA+PEIで刺激した後のSIINFEKL提示ネズミBMDCのフローサイトメトリー分析。B60=60kDaの分子量を有する分岐鎖PEI。OVA=オボアルブミン。MSRは、本明細書の図面を通してMPS(メソ多孔性シリカ)と互換的に使用されうる。 図1A~Iは、PEIが、メソ多孔性シリカロッド(MSR)内にin vitroで吸収されることができること、ならびにPEIが、ネズミBMDCおよびヒトDCをin vitroで活性化することを示すグラフである。(A)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後のBMDCにおける主要組織適合性複合体クラスII(MHC-II)および分化抗原群86(CD86)発現のフローサイトメトリー分析。(B)および(C)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後の骨髄由来樹状細胞(BMDC)上清中のTNF-αおよびIL-6濃度の酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)分析。(D)MSRへのPEIの装填効率。(E)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDCにおけるMHC-IIおよびCD86発現のフローサイトメトリー分析。(F)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDC上清中の腫瘍壊死因子アルファ(TNF-α)濃度のELISA分析。PBS=リン酸緩衝食塩水;MPS=メソ多孔性シリカ;L25=25kDaの分子量を有する直鎖PEI。(G)様々な濃度のPEIをTLR5レポーター細胞(Invivogen、HEK Blue TLR-5)に加え、活性をヒト胚性腎臓(HEK)-Blue検出(Invivogen)を使用してモニタリングした。(H)MSR-PEIで刺激した後のネズミBMDC上清中のTNF-α濃度のELISA分析。(I)OVAおよびOVA+PEIで刺激した後のSIINFEKL提示ネズミBMDCのフローサイトメトリー分析。B60=60kDaの分子量を有する分岐鎖PEI。OVA=オボアルブミン。MSRは、本明細書の図面を通してMPS(メソ多孔性シリカ)と互換的に使用されうる。 図1A~Iは、PEIが、メソ多孔性シリカロッド(MSR)内にin vitroで吸収されることができること、ならびにPEIが、ネズミBMDCおよびヒトDCをin vitroで活性化することを示すグラフである。(A)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後のBMDCにおける主要組織適合性複合体クラスII(MHC-II)および分化抗原群86(CD86)発現のフローサイトメトリー分析。(B)および(C)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後の骨髄由来樹状細胞(BMDC)上清中のTNF-αおよびIL-6濃度の酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)分析。(D)MSRへのPEIの装填効率。(E)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDCにおけるMHC-IIおよびCD86発現のフローサイトメトリー分析。(F)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDC上清中の腫瘍壊死因子アルファ(TNF-α)濃度のELISA分析。PBS=リン酸緩衝食塩水;MPS=メソ多孔性シリカ;L25=25kDaの分子量を有する直鎖PEI。(G)様々な濃度のPEIをTLR5レポーター細胞(Invivogen、HEK Blue TLR-5)に加え、活性をヒト胚性腎臓(HEK)-Blue検出(Invivogen)を使用してモニタリングした。(H)MSR-PEIで刺激した後のネズミBMDC上清中のTNF-α濃度のELISA分析。(I)OVAおよびOVA+PEIで刺激した後のSIINFEKL提示ネズミBMDCのフローサイトメトリー分析。B60=60kDaの分子量を有する分岐鎖PEI。OVA=オボアルブミン。MSRは、本明細書の図面を通してMPS(メソ多孔性シリカ)と互換的に使用されうる。 図1A~Iは、PEIが、メソ多孔性シリカロッド(MSR)内にin vitroで吸収されることができること、ならびにPEIが、ネズミBMDCおよびヒトDCをin vitroで活性化することを示すグラフである。(A)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後のBMDCにおける主要組織適合性複合体クラスII(MHC-II)および分化抗原群86(CD86)発現のフローサイトメトリー分析。(B)および(C)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後の骨髄由来樹状細胞(BMDC)上清中のTNF-αおよびIL-6濃度の酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)分析。(D)MSRへのPEIの装填効率。(E)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDCにおけるMHC-IIおよびCD86発現のフローサイトメトリー分析。(F)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDC上清中の腫瘍壊死因子アルファ(TNF-α)濃度のELISA分析。PBS=リン酸緩衝食塩水;MPS=メソ多孔性シリカ;L25=25kDaの分子量を有する直鎖PEI。(G)様々な濃度のPEIをTLR5レポーター細胞(Invivogen、HEK Blue TLR-5)に加え、活性をヒト胚性腎臓(HEK)-Blue検出(Invivogen)を使用してモニタリングした。(H)MSR-PEIで刺激した後のネズミBMDC上清中のTNF-α濃度のELISA分析。(I)OVAおよびOVA+PEIで刺激した後のSIINFEKL提示ネズミBMDCのフローサイトメトリー分析。B60=60kDaの分子量を有する分岐鎖PEI。OVA=オボアルブミン。MSRは、本明細書の図面を通してMPS(メソ多孔性シリカ)と互換的に使用されうる。 図1A~Iは、PEIが、メソ多孔性シリカロッド(MSR)内にin vitroで吸収されることができること、ならびにPEIが、ネズミBMDCおよびヒトDCをin vitroで活性化することを示すグラフである。(A)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後のBMDCにおける主要組織適合性複合体クラスII(MHC-II)および分化抗原群86(CD86)発現のフローサイトメトリー分析。(B)および(C)様々な濃度のPEIで18時間刺激した後の骨髄由来樹状細胞(BMDC)上清中のTNF-αおよびIL-6濃度の酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)分析。(D)MSRへのPEIの装填効率。(E)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDCにおけるMHC-IIおよびCD86発現のフローサイトメトリー分析。(F)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDC上清中の腫瘍壊死因子アルファ(TNF-α)濃度のELISA分析。PBS=リン酸緩衝食塩水;MPS=メソ多孔性シリカ;L25=25kDaの分子量を有する直鎖PEI。(G)様々な濃度のPEIをTLR5レポーター細胞(Invivogen、HEK Blue TLR-5)に加え、活性をヒト胚性腎臓(HEK)-Blue検出(Invivogen)を使用してモニタリングした。(H)MSR-PEIで刺激した後のネズミBMDC上清中のTNF-α濃度のELISA分析。(I)OVAおよびOVA+PEIで刺激した後のSIINFEKL提示ネズミBMDCのフローサイトメトリー分析。B60=60kDaの分子量を有する分岐鎖PEI。OVA=オボアルブミン。MSRは、本明細書の図面を通してMPS(メソ多孔性シリカ)と互換的に使用されうる。
図2A~Hは、MSRワクチンにおけるPEIがBMDCの活性化およびトラフィッキングを増強することを示すグラフである。図2Iは、一連のMRSの画像である。(A)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)の概略図。(B)免疫化後3日目の外植されたワクチン部位における総細胞数。免疫化後3日目にワクチン部位に動員されたCD11c+CD86+活性化DC(C)、CD11c+CCR7+LNホーミングDC(D)、およびオボアルブミン(OVA)モデル抗原ペプチドSIINFEKL提示DC(E)の数。(F)免疫化後3日目および5日目の流入領域リンパ節(dLN)における総細胞数。免疫化後3日目および5日目のdLNにおけるCD11c+CD86+またはCD11c+MHC-II+活性化DC(G)、ならびに抗原提示DC(H)の数。(I)ローダミン-PEIおよびAF488-OVAを装填したMSRの蛍光顕微鏡画像。V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質);VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質)。100μgのOVAタンパク質をこれらの実験のために使用した。抗原を、PEI-MPSに吸着させた。簡単に述べると、PEIを、37℃で15分間、MPSに吸着させ、PEI-MPSを作製した。次いで100μgの抗原を、PEI-MPSに吸着させた。 図2A~Hは、MSRワクチンにおけるPEIがBMDCの活性化およびトラフィッキングを増強することを示すグラフである。図2Iは、一連のMRSの画像である。(A)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)の概略図。(B)免疫化後3日目の外植されたワクチン部位における総細胞数。免疫化後3日目にワクチン部位に動員されたCD11c+CD86+活性化DC(C)、CD11c+CCR7+LNホーミングDC(D)、およびオボアルブミン(OVA)モデル抗原ペプチドSIINFEKL提示DC(E)の数。(F)免疫化後3日目および5日目の流入領域リンパ節(dLN)における総細胞数。免疫化後3日目および5日目のdLNにおけるCD11c+CD86+またはCD11c+MHC-II+活性化DC(G)、ならびに抗原提示DC(H)の数。(I)ローダミン-PEIおよびAF488-OVAを装填したMSRの蛍光顕微鏡画像。V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質);VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質)。100μgのOVAタンパク質をこれらの実験のために使用した。抗原を、PEI-MPSに吸着させた。簡単に述べると、PEIを、37℃で15分間、MPSに吸着させ、PEI-MPSを作製した。次いで100μgの抗原を、PEI-MPSに吸着させた。 図2A~Hは、MSRワクチンにおけるPEIがBMDCの活性化およびトラフィッキングを増強することを示すグラフである。図2Iは、一連のMRSの画像である。(A)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)の概略図。(B)免疫化後3日目の外植されたワクチン部位における総細胞数。免疫化後3日目にワクチン部位に動員されたCD11c+CD86+活性化DC(C)、CD11c+CCR7+LNホーミングDC(D)、およびオボアルブミン(OVA)モデル抗原ペプチドSIINFEKL提示DC(E)の数。(F)免疫化後3日目および5日目の流入領域リンパ節(dLN)における総細胞数。免疫化後3日目および5日目のdLNにおけるCD11c+CD86+またはCD11c+MHC-II+活性化DC(G)、ならびに抗原提示DC(H)の数。(I)ローダミン-PEIおよびAF488-OVAを装填したMSRの蛍光顕微鏡画像。V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質);VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質)。100μgのOVAタンパク質をこれらの実験のために使用した。抗原を、PEI-MPSに吸着させた。簡単に述べると、PEIを、37℃で15分間、MPSに吸着させ、PEI-MPSを作製した。次いで100μgの抗原を、PEI-MPSに吸着させた。 図2A~Hは、MSRワクチンにおけるPEIがBMDCの活性化およびトラフィッキングを増強することを示すグラフである。図2Iは、一連のMRSの画像である。(A)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)の概略図。(B)免疫化後3日目の外植されたワクチン部位における総細胞数。免疫化後3日目にワクチン部位に動員されたCD11c+CD86+活性化DC(C)、CD11c+CCR7+LNホーミングDC(D)、およびオボアルブミン(OVA)モデル抗原ペプチドSIINFEKL提示DC(E)の数。(F)免疫化後3日目および5日目の流入領域リンパ節(dLN)における総細胞数。免疫化後3日目および5日目のdLNにおけるCD11c+CD86+またはCD11c+MHC-II+活性化DC(G)、ならびに抗原提示DC(H)の数。(I)ローダミン-PEIおよびAF488-OVAを装填したMSRの蛍光顕微鏡画像。V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質);VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質)。100μgのOVAタンパク質をこれらの実験のために使用した。抗原を、PEI-MPSに吸着させた。簡単に述べると、PEIを、37℃で15分間、MPSに吸着させ、PEI-MPSを作製した。次いで100μgの抗原を、PEI-MPSに吸着させた。
図3A~Fは、MSRワクチン中のPEIが、CD8細胞傷害性T細胞応答を増強することを示すタイムラインおよびグラフである。(A)免疫化の概略図ならびに7日目の末梢血中のテトラマーT細胞の分析およびパーセンテージ。(B)7日目の末梢血中のSIINFEKLで刺激した後のIFN-γT細胞のパーセンテージ。(C)11日目のワクチン部位でのCD8+エフェクターT細胞(Teff)のFoxp3+CD4+調節性T細胞(Treg)に対する比。(D)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージ。(E)様々なタイプのPEIを含有するMSR-PEIワクチンで免疫化後7日目の末梢血中のSIINFEKLで刺激した後のIFN-γT細胞のパーセンテージ。(F)様々な用量のB60 PEIを含有するMSR-PEIワクチンで免疫化後7日目の末梢血中のSIINFEKLで刺激した後のIFN-γ+T細胞のパーセンテージ。L2=2kDaの分子量を有する直鎖PEI;B2=2kDaの分子量を有する分岐鎖PEI;N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質);VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質)。100μgのOVAタンパク質をこれらの実験のために使用した。抗原を、PEI-MPSに吸着させた。簡単に述べると、PEIを、37℃で15分間、MPSに吸着させて、PEI-MPSを作製した。次いで、100μgの抗原を、PEI-MPSに吸着させた。 図3A~Fは、MSRワクチン中のPEIが、CD8細胞傷害性T細胞応答を増強することを示すタイムラインおよびグラフである。(A)免疫化の概略図ならびに7日目の末梢血中のテトラマーT細胞の分析およびパーセンテージ。(B)7日目の末梢血中のSIINFEKLで刺激した後のIFN-γT細胞のパーセンテージ。(C)11日目のワクチン部位でのCD8+エフェクターT細胞(Teff)のFoxp3+CD4+調節性T細胞(Treg)に対する比。(D)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージ。(E)様々なタイプのPEIを含有するMSR-PEIワクチンで免疫化後7日目の末梢血中のSIINFEKLで刺激した後のIFN-γT細胞のパーセンテージ。(F)様々な用量のB60 PEIを含有するMSR-PEIワクチンで免疫化後7日目の末梢血中のSIINFEKLで刺激した後のIFN-γ+T細胞のパーセンテージ。L2=2kDaの分子量を有する直鎖PEI;B2=2kDaの分子量を有する分岐鎖PEI;N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質);VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、100μgの抗原(OVAタンパク質)。100μgのOVAタンパク質をこれらの実験のために使用した。抗原を、PEI-MPSに吸着させた。簡単に述べると、PEIを、37℃で15分間、MPSに吸着させて、PEI-MPSを作製した。次いで、100μgの抗原を、PEI-MPSに吸着させた。
図4A~Cは、MSR PEI-CpGワクチンが、増強されたCD8 T細胞応答を導かないことを示すグラフである。(A)MSR-PEIからの累積的CpG放出。(B)MSRワクチン(V)、1μgのGM-CSFと100μgのOVAと10μgのPEIに吸着させた100μgのCpGとを含有するMSRワクチン(V PC)、および1μgのGM-CSFと10μgのPEIに吸着させた100μgのオボアルブミン(OVA)と100μgのCpGとを含有するMSRワクチン(V PO)で免疫化した後の末梢血中のIFN+ T細胞のパーセンテージ。驚くべきことに、抗原(OVA)をPEIに吸収(つまり、静電相互作用を介して付着)させた場合の方が、CpG-ODNをPEIに吸収させた場合よりも、免疫刺激が大きかった。(C)1μgのGM-CSFと100μgのOVAと様々な量のB60 PEIに吸着させた100μgのCpGとを含有するMSRワクチンで免疫化した後の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセント。 図4A~Cは、MSR PEI-CpGワクチンが、増強されたCD8 T細胞応答を導かないことを示すグラフである。(A)MSR-PEIからの累積的CpG放出。(B)MSRワクチン(V)、1μgのGM-CSFと100μgのOVAと10μgのPEIに吸着させた100μgのCpGとを含有するMSRワクチン(V PC)、および1μgのGM-CSFと10μgのPEIに吸着させた100μgのオボアルブミン(OVA)と100μgのCpGとを含有するMSRワクチン(V PO)で免疫化した後の末梢血中のIFN+ T細胞のパーセンテージ。驚くべきことに、抗原(OVA)をPEIに吸収(つまり、静電相互作用を介して付着)させた場合の方が、CpG-ODNをPEIに吸収させた場合よりも、免疫刺激が大きかった。(C)1μgのGM-CSFと100μgのOVAと様々な量のB60 PEIに吸着させた100μgのCpGとを含有するMSRワクチンで免疫化した後の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセント。
図5A~Kは、MSR-PEIワクチンが、ペプチドワクチンの免疫原性および治療有効性を増強することを示すグラフおよびタイムラインである。(A)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージおよび(B)7日目の末梢血中のIFNγT細胞のパーセンテージ。(C)治療的TC-1皮下腫瘍試験の概略図。(D)免疫化の24時間後の血清TNF-αのELISA分析および(E)免疫化の24時間後のIFN-γのレベルのELISA分析。(F)免疫化の7日後のFoxp3+CD4+循環調節性T細胞のパーセンテージ。(G)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスをMSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)でワクチン接種した。(H)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスを、5μgのPEIもしくは20μgのPEIのMSR-PEIワクチン、またはボーラスワクチン(ボーラス)で処置した。(I)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)で処置した、3×10個のTC-1細胞を接種したマウスの生存。(J)最初の接種の6ヶ月後に3×10個の細胞で再チャレンジしたマウスの生存。(K)MSRワクチンまたはMSR-PEIワクチンでワクチン接種した後の循環調節性T細胞。N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド;VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10(または別段の指示があれば具体的用量の)μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド。E7ペプチドのアミノ酸配列は、GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR(配列番号42)であった。50μgのE7ペプチドを使用した。ペプチドをPEI-MPSに吸着させた。 図5A~Kは、MSR-PEIワクチンが、ペプチドワクチンの免疫原性および治療有効性を増強することを示すグラフおよびタイムラインである。(A)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージおよび(B)7日目の末梢血中のIFNγT細胞のパーセンテージ。(C)治療的TC-1皮下腫瘍試験の概略図。(D)免疫化の24時間後の血清TNF-αのELISA分析および(E)免疫化の24時間後のIFN-γのレベルのELISA分析。(F)免疫化の7日後のFoxp3+CD4+循環調節性T細胞のパーセンテージ。(G)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスをMSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)でワクチン接種した。(H)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスを、5μgのPEIもしくは20μgのPEIのMSR-PEIワクチン、またはボーラスワクチン(ボーラス)で処置した。(I)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)で処置した、3×10個のTC-1細胞を接種したマウスの生存。(J)最初の接種の6ヶ月後に3×10個の細胞で再チャレンジしたマウスの生存。(K)MSRワクチンまたはMSR-PEIワクチンでワクチン接種した後の循環調節性T細胞。N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド;VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10(または別段の指示があれば具体的用量の)μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド。E7ペプチドのアミノ酸配列は、GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR(配列番号42)であった。50μgのE7ペプチドを使用した。ペプチドをPEI-MPSに吸着させた。 図5A~Kは、MSR-PEIワクチンが、ペプチドワクチンの免疫原性および治療有効性を増強することを示すグラフおよびタイムラインである。(A)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージおよび(B)7日目の末梢血中のIFNγT細胞のパーセンテージ。(C)治療的TC-1皮下腫瘍試験の概略図。(D)免疫化の24時間後の血清TNF-αのELISA分析および(E)免疫化の24時間後のIFN-γのレベルのELISA分析。(F)免疫化の7日後のFoxp3+CD4+循環調節性T細胞のパーセンテージ。(G)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスをMSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)でワクチン接種した。(H)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスを、5μgのPEIもしくは20μgのPEIのMSR-PEIワクチン、またはボーラスワクチン(ボーラス)で処置した。(I)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)で処置した、3×10個のTC-1細胞を接種したマウスの生存。(J)最初の接種の6ヶ月後に3×10個の細胞で再チャレンジしたマウスの生存。(K)MSRワクチンまたはMSR-PEIワクチンでワクチン接種した後の循環調節性T細胞。N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド;VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10(または別段の指示があれば具体的用量の)μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド。E7ペプチドのアミノ酸配列は、GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR(配列番号42)であった。50μgのE7ペプチドを使用した。ペプチドをPEI-MPSに吸着させた。 図5A~Kは、MSR-PEIワクチンが、ペプチドワクチンの免疫原性および治療有効性を増強することを示すグラフおよびタイムラインである。(A)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージおよび(B)7日目の末梢血中のIFNγT細胞のパーセンテージ。(C)治療的TC-1皮下腫瘍試験の概略図。(D)免疫化の24時間後の血清TNF-αのELISA分析および(E)免疫化の24時間後のIFN-γのレベルのELISA分析。(F)免疫化の7日後のFoxp3+CD4+循環調節性T細胞のパーセンテージ。(G)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスをMSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)でワクチン接種した。(H)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスを、5μgのPEIもしくは20μgのPEIのMSR-PEIワクチン、またはボーラスワクチン(ボーラス)で処置した。(I)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)で処置した、3×10個のTC-1細胞を接種したマウスの生存。(J)最初の接種の6ヶ月後に3×10個の細胞で再チャレンジしたマウスの生存。(K)MSRワクチンまたはMSR-PEIワクチンでワクチン接種した後の循環調節性T細胞。N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド;VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10(または別段の指示があれば具体的用量の)μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド。E7ペプチドのアミノ酸配列は、GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR(配列番号42)であった。50μgのE7ペプチドを使用した。ペプチドをPEI-MPSに吸着させた。 図5A~Kは、MSR-PEIワクチンが、ペプチドワクチンの免疫原性および治療有効性を増強することを示すグラフおよびタイムラインである。(A)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージおよび(B)7日目の末梢血中のIFNγT細胞のパーセンテージ。(C)治療的TC-1皮下腫瘍試験の概略図。(D)免疫化の24時間後の血清TNF-αのELISA分析および(E)免疫化の24時間後のIFN-γのレベルのELISA分析。(F)免疫化の7日後のFoxp3+CD4+循環調節性T細胞のパーセンテージ。(G)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスをMSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)でワクチン接種した。(H)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスを、5μgのPEIもしくは20μgのPEIのMSR-PEIワクチン、またはボーラスワクチン(ボーラス)で処置した。(I)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)で処置した、3×10個のTC-1細胞を接種したマウスの生存。(J)最初の接種の6ヶ月後に3×10個の細胞で再チャレンジしたマウスの生存。(K)MSRワクチンまたはMSR-PEIワクチンでワクチン接種した後の循環調節性T細胞。N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド;VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10(または別段の指示があれば具体的用量の)μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド。E7ペプチドのアミノ酸配列は、GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR(配列番号42)であった。50μgのE7ペプチドを使用した。ペプチドをPEI-MPSに吸着させた。 図5A~Kは、MSR-PEIワクチンが、ペプチドワクチンの免疫原性および治療有効性を増強することを示すグラフおよびタイムラインである。(A)7日目の末梢血中のテトラマーT細胞のパーセンテージおよび(B)7日目の末梢血中のIFNγT細胞のパーセンテージ。(C)治療的TC-1皮下腫瘍試験の概略図。(D)免疫化の24時間後の血清TNF-αのELISA分析および(E)免疫化の24時間後のIFN-γのレベルのELISA分析。(F)免疫化の7日後のFoxp3+CD4+循環調節性T細胞のパーセンテージ。(G)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスをMSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)でワクチン接種した。(H)3×10個のTC-1を接種したC57BL/6マウスにおける腫瘍成長。マウスを、5μgのPEIもしくは20μgのPEIのMSR-PEIワクチン、またはボーラスワクチン(ボーラス)で処置した。(I)MSRワクチン(V)およびMSR-PEIワクチン(VP)で処置した、3×10個のTC-1細胞を接種したマウスの生存。(J)最初の接種の6ヶ月後に3×10個の細胞で再チャレンジしたマウスの生存。(K)MSRワクチンまたはMSR-PEIワクチンでワクチン接種した後の循環調節性T細胞。N=ナイーブ動物;V=MPSワクチン製剤:5mgのMPS+1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド;VP=PEIを含むMPSワクチン製剤:5mgのMPS+10(または別段の指示があれば具体的用量の)μgのPEI、1μgのGM-CSF、100μgのCpG、50μgのE7ペプチド。E7ペプチドのアミノ酸配列は、GQAEPDRAHYNIVTFCCKCDSTLRLCVQSTHVDIR(配列番号42)であった。50μgのE7ペプチドを使用した。ペプチドをPEI-MPSに吸着させた。
図6は、例示的なナノ粒子および足場ベースのがんワクチンに関連する非限定的態様を示す図である。
図7は、免疫細胞をプログラムするための非限定的な生体材料システムを示す図である。
図8は、分岐鎖、直鎖およびデンドリマーPEIの非限定的な例を示す図である。破線は、例示的な構造が連続しうることを示す。PEIは、直鎖、分岐鎖またはデンドリマー、および高または低分子量種を含む様々な形態で合成されるカチオン性ポリマーである。
図9Aは、PEIによる自然および適応免疫活性化の非限定的な態様を示す一連のイラストであり、図9Bは、PEIを含むMPSが免疫活性化を増加させることを示す一組のグラフである。B=B細胞;Th2=ヘルパーT2細胞。 図9Aは、PEIによる自然および適応免疫活性化の非限定的な態様を示す一連のイラストであり、図9Bは、PEIを含むMPSが免疫活性化を増加させることを示す一組のグラフである。B=B細胞;Th2=ヘルパーT2細胞。
図10は、クリオゲル形成の非限定的な例を示すイラストである。クリオゲルは、形状記憶特性を有するマクロ多孔性足場である。ヒドロゲルは、それらの構造的完全性を維持しながら、大量の水を吸収することができる3次元(3D)ネットワークである。ヒドロゲルは、典型的にはナノ多孔性ネットワーク構造を示すが、細胞浸潤および展開を可能にするため、ならびに細胞の付着および相互作用のための増大した表面積を提供するためには、大きな相互接続細孔(>10μm)を有する親水性ネットワークを使用することが有利である。マクロ多孔性ヒドロゲル足場を作製するための1つの技術は、クリオゲル化である。例示的な合成プロセスでは、(i)アルギネート(天然に存在する生体適合性多糖)を、ラジカル重合を可能にするように化学的に修飾する、(ii)メタクリル化(MA)-アルギネートを過硫酸アンモニウム(APS)/テトラメチルエチレンジアミン(TEMED)開始剤系に添加した後-20℃でインキュベートして氷晶の形成を可能にする、(iii)氷晶形成での相分離ステップ、フリーラジカル架橋ステップ、および重合、それに続く氷晶(ポロゲン)融解ステップを介してクリオゲル化プロセスを行って、相互接続マクロ多孔性クリオゲルネットワークを形成する、ならびに(iv)カルシウムステップを行う。MA-アルギネートクリオゲルは、大きいレベルの歪みを受け入れることができる一方、そのサイズの一画に容易に圧縮され、送達用の手術針を通して注射することができる。皮下組織に一旦注射されると、これらの足場はすぐに元の記憶形状を回復する。
図11Aは、ワクチンプラットフォームとしてのMSRの使用を示すイラストである。図11Bは、MSRの注射後のマクロ多孔性足場形成を示す一組の画像である。図11Cは、MPSワクチン部位浸潤を示すグラフである。メソ多孔性シリカは、大きな表面積によって特徴付けられる。合成非晶質シリカは、臨床応用のための多目的プラットフォームとしてのその発展を支える優れた生体適合性を有することが公知である。針で注射された高アスペクト比MSRは、in vivoで自発構築して、宿主免疫細胞のための3D細胞微小環境を提供するマクロ多孔性構造を形成する。樹状細胞の動員およびその後のリンパ節へのホーミングは足場からのシグナル伝達分子の持続放出によってモジュレートすることができる。MSRは注射可能であり、外科的に移植しなければならない足場に関する制限を克服する。MSRは、体内で樹状細胞のための3D微小環境を直接構築することができる。一部の実施形態では、1個の免疫細胞のサイズより数桁大きい長いロッド様微粒子が使用される。ある特定の実施形態では、これらの微粒子は皮膚などの組織へ注射され、それらのサイズにより、注射部位から拡散しない。様々な実施形態では、ロッドは、高アスペクト比であることによって、互いの上に積み重なり、細胞浸潤を可能にする粒子間の細孔を形成する。一部の実施形態では、メソ多孔性シリカを使用してマイクロロッドが作製される。ある特定の実施形態では、ワクチンは、標準的な23ゲージ(G)の針を介して注射される。図11AおよびBに示されるように、そのようなロッドを動物に皮膚下に注射した後、足場が速やかに形成され、数百万個の免疫細胞を足場に浸潤させることができた。非限定的な例では、GM-CSFおよびCpGを組み込んで宿主DCを動員および活性化し、MPSワクチンを製剤化してもよい。様々な実施形態では、ワクチンは分解性であり、一般的に約2ヶ月以内に注射部位から除去される。一部の実施形態では、そのようなMPSワクチンシステムを使用して、体液性およびT細胞駆動経路の両方を通じた抗腫瘍免疫を生成する。 図11Aは、ワクチンプラットフォームとしてのMSRの使用を示すイラストである。図11Bは、MSRの注射後のマクロ多孔性足場形成を示す一組の画像である。図11Cは、MPSワクチン部位浸潤を示すグラフである。メソ多孔性シリカは、大きな表面積によって特徴付けられる。合成非晶質シリカは、臨床応用のための多目的プラットフォームとしてのその発展を支える優れた生体適合性を有することが公知である。針で注射された高アスペクト比MSRは、in vivoで自発構築して、宿主免疫細胞のための3D細胞微小環境を提供するマクロ多孔性構造を形成する。樹状細胞の動員およびその後のリンパ節へのホーミングは足場からのシグナル伝達分子の持続放出によってモジュレートすることができる。MSRは注射可能であり、外科的に移植しなければならない足場に関する制限を克服する。MSRは、体内で樹状細胞のための3D微小環境を直接構築することができる。一部の実施形態では、1個の免疫細胞のサイズより数桁大きい長いロッド様微粒子が使用される。ある特定の実施形態では、これらの微粒子は皮膚などの組織へ注射され、それらのサイズにより、注射部位から拡散しない。様々な実施形態では、ロッドは、高アスペクト比であることによって、互いの上に積み重なり、細胞浸潤を可能にする粒子間の細孔を形成する。一部の実施形態では、メソ多孔性シリカを使用してマイクロロッドが作製される。ある特定の実施形態では、ワクチンは、標準的な23ゲージ(G)の針を介して注射される。図11AおよびBに示されるように、そのようなロッドを動物に皮膚下に注射した後、足場が速やかに形成され、数百万個の免疫細胞を足場に浸潤させることができた。非限定的な例では、GM-CSFおよびCpGを組み込んで宿主DCを動員および活性化し、MPSワクチンを製剤化してもよい。様々な実施形態では、ワクチンは分解性であり、一般的に約2ヶ月以内に注射部位から除去される。一部の実施形態では、そのようなMPSワクチンシステムを使用して、体液性およびT細胞駆動経路の両方を通じた抗腫瘍免疫を生成する。 図11Aは、ワクチンプラットフォームとしてのMSRの使用を示すイラストである。図11Bは、MSRの注射後のマクロ多孔性足場形成を示す一組の画像である。図11Cは、MPSワクチン部位浸潤を示すグラフである。メソ多孔性シリカは、大きな表面積によって特徴付けられる。合成非晶質シリカは、臨床応用のための多目的プラットフォームとしてのその発展を支える優れた生体適合性を有することが公知である。針で注射された高アスペクト比MSRは、in vivoで自発構築して、宿主免疫細胞のための3D細胞微小環境を提供するマクロ多孔性構造を形成する。樹状細胞の動員およびその後のリンパ節へのホーミングは足場からのシグナル伝達分子の持続放出によってモジュレートすることができる。MSRは注射可能であり、外科的に移植しなければならない足場に関する制限を克服する。MSRは、体内で樹状細胞のための3D微小環境を直接構築することができる。一部の実施形態では、1個の免疫細胞のサイズより数桁大きい長いロッド様微粒子が使用される。ある特定の実施形態では、これらの微粒子は皮膚などの組織へ注射され、それらのサイズにより、注射部位から拡散しない。様々な実施形態では、ロッドは、高アスペクト比であることによって、互いの上に積み重なり、細胞浸潤を可能にする粒子間の細孔を形成する。一部の実施形態では、メソ多孔性シリカを使用してマイクロロッドが作製される。ある特定の実施形態では、ワクチンは、標準的な23ゲージ(G)の針を介して注射される。図11AおよびBに示されるように、そのようなロッドを動物に皮膚下に注射した後、足場が速やかに形成され、数百万個の免疫細胞を足場に浸潤させることができた。非限定的な例では、GM-CSFおよびCpGを組み込んで宿主DCを動員および活性化し、MPSワクチンを製剤化してもよい。様々な実施形態では、ワクチンは分解性であり、一般的に約2ヶ月以内に注射部位から除去される。一部の実施形態では、そのようなMPSワクチンシステムを使用して、体液性およびT細胞駆動経路の両方を通じた抗腫瘍免疫を生成する。
図12は、PEIが、24時間後にBMDCによって完全に取り込まれることを示すグラフである。骨髄由来DC(BMDC)を、ローダミン標識PEIで0、2、6、24または72時間刺激し、フローサイトメトリーを使用して取り込みを数量化した。
図13は、漸増用量の遊離PEIで処置したBMDCが、増加した炎症誘発性プロファイルを示すことを示す一連のグラフである。様々な濃度のPEIで18時間刺激した後のBMDC上清中のTNF-α、IL-6およびIFN-γ濃度のELISA分析。
図14は、漸増用量の遊離PEIで処置されたBMDCが、増加した活性化および成熟を示すことを示す、グラフおよび一組の蛍光活性化細胞選別(FACS)チャートである。様々な濃度のPEIで18時間刺激した後のBMDCでのCD11cおよびCD86発現のフローサイトメトリー分析を示す。データは、L25K群についての、およびB60Kの最初の2回の用量についての明確な線形上昇傾向を示す。L1=25KDの直鎖PEI、1μg;L7=25kDの直鎖PEI、7μg;B1=60kDの分岐鎖PEI、1μg;B7=60kDの分岐鎖PEI、7μg。
図15は、クリオゲルへのPEI装填の非限定的最適化に関連する一連の画像およびグラフである。直接播種および浸漬方法を使用した。PEIを強靭なアルギネートクリオゲルへ装填する2つの方法を検討した。PEIを小体積で希釈し、クリオゲルへ直接加えた(播種方法)。代替的に、アルギネートクリオゲルを最初に部分的に崩壊させた後、小体積のPEIで再水和した(浸漬方法)。「浸漬」方法:遊離の溶液をクリオゲルから抽出して部分的に細孔を崩壊させた後、PEI含有溶液内に滴下し、細孔の増大を利用して、静電相互作用を介してPEIを組み込む。「浸漬」方法の非限定的な例:(i)所望の質量のPEIを含有する30μLのPEI溶液を作製する(ゲルごとに1つのエッペンドルフ管);(ii)ゲルの周りの約25μLの水を除去する;(iii)ゲルをそれぞれ30μLのPEI溶液に滴下する;(iv)37℃で30分間インキュベートする;(iv)ゲルを回収し、100μLの蒸留(dHO)で洗浄し、ペトリ皿に入れる;(v)100μLの洗液およびゲル残渣を元のエッペンドルフ管内に格納し、失われたPEIの量を数量化する。クリオゲル中の標識されていないPEI装填効率の数量化は、LavaPep(商標)ペプチド数量化キット(Gel Company、San Francisco、CA、USA)を使用して実施した。「播種」方法の非限定的な例では、小体積(例えば、1~30μl)のPEI溶液を直接ゲルに加えた。
図16AおよびBは、PEIを装填したクリオゲルに封入されたBMDCが、炎症誘発性プロファイルを増加させたことを示すグラフである。ブランクのクリオゲルにおいて活性化もあるが、おそらくは免疫応答を誘発しうる(PBSまたは培地との相互作用による)リン酸カルシウム微粒子を形成する過剰のカルシウムから生じるものである。(A)BMDCをアルギネートクリオゲル-PEIで18時間培養し、CD11cおよびCD86の表面発現を、フローサイトメトリーを使用して分析した。(B)BMDCをアルギネートクリオゲル-PEIで18時間培養し、上清をTNF-α産生について測定した。
図17は、PEIを装填したクリオゲルに封入されたBMDCが、増加した炎症誘発性プロファイルを示しうることを示す一組のグラフである。右側のパネル:BMDCを、アルギネートクリオゲル-PEI(示されている「播種」または「浸漬」方法を使用して合成)で18時間培養し、上清を回収し、ELISAを使用してTNF-αについて分析した。
図18AおよびBは、PEIを装填したMPSに封入されたBMDCが、増加した活性化、成熟および炎症誘発性プロファイルを示すことを示すグラフである。(A)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDCにおけるCD11cおよびCD86発現のフローサイトメトリー分析。(B)様々な濃度のPEI-MSRで18時間刺激した後のBMDC上清中のTNF-α濃度のELISA分析。
図19AおよびBは、PLG足場に組み込まれたPEIによるin vitro刺激を示すグラフである。(A)hTLR5遺伝子を同時トランスフェクトし、NF-κB依存性分泌胚性アルカリホスファターゼレポータープラスミドを保有するHEK293細胞を、PLG足場(PLG)または直鎖(L25)もしくは分岐鎖PEI(B60)のいずれかを含有する足場に播種した。(B)PLG対照に対して正規化された、分岐鎖PEI足場に播種したBMDCによる、IL-12およびIFN-αサイトカイン産生。
図20A~Cは、PEI装填PLGワクチンを用いた、in vivoサイトカインおよび活性化DC誘導ならびに予防的ワクチン接種を示すグラフである。(A)PEIワクチン部位でのサイトカイン濃度の対照ワクチンに対する対数差(n=5)。(B)PLGワクチン(対照)およびPEI-PLGワクチン(PEI)の移植後7日目のMHCII+およびCD86+の数(N=5)。(C)マウスを、B16-F10黒色腫腫瘍チャレンジ(105細胞)の14日前に、PLGワクチンでワクチン接種した。未処置のマウス(対照)と、B16溶解物(PLG)またはPEIと組み合わせた溶解物(PEI-PLG)のいずれかと組み合わせたGM-CSFを装填したPLGワクチンで処置したマウスとの生存の比較。n=10。**他の全ての実験条件と比較してP<0.01。 図20A~Cは、PEI装填PLGワクチンを用いた、in vivoサイトカインおよび活性化DC誘導ならびに予防的ワクチン接種を示すグラフである。(A)PEIワクチン部位でのサイトカイン濃度の対照ワクチンに対する対数差(n=5)。(B)PLGワクチン(対照)およびPEI-PLGワクチン(PEI)の移植後7日目のMHCII+およびCD86+の数(N=5)。(C)マウスを、B16-F10黒色腫腫瘍チャレンジ(105細胞)の14日前に、PLGワクチンでワクチン接種した。未処置のマウス(対照)と、B16溶解物(PLG)またはPEIと組み合わせた溶解物(PEI-PLG)のいずれかと組み合わせたGM-CSFを装填したPLGワクチンで処置したマウスとの生存の比較。n=10。**他の全ての実験条件と比較してP<0.01。
図21A~Cは、PEIコンジュゲート溶解物を含有するPLG足場による治療的ワクチン接種を示すグラフである。コンジュゲーション(付着)は、静電相互作用によって起こる。未処置(対照)のまたは腫瘍溶解物(PLG)もしくは組込み前にPEIと組み合わせた溶解物とGM-CSFとの組合せを装填したPLGワクチンで処置した樹立B16-F10腫瘍(5×10個のB16-F10細胞を接種し、9日間発達させたもの)を保持するマウスにおける(A)17日目の腫瘍サイズの比較、および(B)の腫瘍成長動態。(C)単一の細胞懸濁液を17日目にB16腫瘍から調製し、活性化細胞傷害性T細胞マーカーIFNγおよびCD107aについて染色した。未処置マウス(ナイーブ)またはPLGワクチン(PLG)もしくはPEI-PLGワクチン(PEI-PLG)でワクチン接種したマウスにおけるIFNγまたはCD107aのいずれかについて陽性のCD3+CD8+腫瘍浸潤T細胞の数。特に断りのない限り、対照と比較してP<0.05、**対照と比較してP<0.01。 図21A~Cは、PEIコンジュゲート溶解物を含有するPLG足場による治療的ワクチン接種を示すグラフである。コンジュゲーション(付着)は、静電相互作用によって起こる。未処置(対照)のまたは腫瘍溶解物(PLG)もしくは組込み前にPEIと組み合わせた溶解物とGM-CSFとの組合せを装填したPLGワクチンで処置した樹立B16-F10腫瘍(5×10個のB16-F10細胞を接種し、9日間発達させたもの)を保持するマウスにおける(A)17日目の腫瘍サイズの比較、および(B)の腫瘍成長動態。(C)単一の細胞懸濁液を17日目にB16腫瘍から調製し、活性化細胞傷害性T細胞マーカーIFNγおよびCD107aについて染色した。未処置マウス(ナイーブ)またはPLGワクチン(PLG)もしくはPEI-PLGワクチン(PEI-PLG)でワクチン接種したマウスにおけるIFNγまたはCD107aのいずれかについて陽性のCD3+CD8+腫瘍浸潤T細胞の数。特に断りのない限り、対照と比較してP<0.05、**対照と比較してP<0.01。
図22A~Cは、PLG足場に播種したヒト樹状細胞によるHLAおよびCD83発現を示すグラフである。(A)CpGまたはPEIを装填したPLG足場に播種したin vitroヒト樹状細胞におけるHLA-DR発現の代表的FACSヒストグラム。ブランクのPLG足場(非刺激)、あるいはCpG-ODN(CpG)、ポリI:C(P(IC))、PEI単独、またはPEIとp(IC)との組合せ[PEI-p(IC)]もしくはCpGとの組合せ(PEI-CpG)を装填した足場に播種したin vitro DCにおける(B)HLA-DRおよび(C)CD83の発現。特に断りのない限り、対照と比較してP<0.05、**対照と比較してP<0.01。 図22A~Cは、PLG足場に播種したヒト樹状細胞によるHLAおよびCD83発現を示すグラフである。(A)CpGまたはPEIを装填したPLG足場に播種したin vitroヒト樹状細胞におけるHLA-DR発現の代表的FACSヒストグラム。ブランクのPLG足場(非刺激)、あるいはCpG-ODN(CpG)、ポリI:C(P(IC))、PEI単独、またはPEIとp(IC)との組合せ[PEI-p(IC)]もしくはCpGとの組合せ(PEI-CpG)を装填した足場に播種したin vitro DCにおける(B)HLA-DRおよび(C)CD83の発現。特に断りのない限り、対照と比較してP<0.05、**対照と比較してP<0.01。
図23A~Cは、PLG足場に播種したヒト樹状細胞によるサイトカイン産生を示すグラフである。in vitroのヒトDC単独(細胞のみ)、またはhGM-CSF装填PLG足場(GM足場)、もしくはhGM-CSFとPEIとの組合せを装填した足場(GM+PEI足場)、もしくはCpG-ODNを装填した足場(フル足場)に播種したDCによる(A)IL-2、(B)TNF-アルファ、および(C)IL-6の産生。特に断りのない限り、対照と比較してP<0.05、**対照と比較してP<0.01。
図24AおよびBは、樹状細胞によるローダミン標識PEIの取り込み動態を示すグラフである。(A)0時間から72時間までの樹状細胞によるローダミン標識PEIの取り込み動態を示すフローサイトメトリーグラフ。(B)(A)におけるデータの定量コンパイル。 図24AおよびBは、樹状細胞によるローダミン標識PEIの取り込み動態を示すグラフである。(A)0時間から72時間までの樹状細胞によるローダミン標識PEIの取り込み動態を示すフローサイトメトリーグラフ。(B)(A)におけるデータの定量コンパイル。
図25A~Cは、免疫活性化を示すグラフである。MSRワクチン(V)またはMSR-PEIワクチン(VP)で免疫化した後のワクチン流入領域リンパ節における(A)マクロファージおよび(B)活性化マクロファージのパーセンテージ。(C)MSRワクチン(V)またはGM-CSF、PEIおよび抗原OVAのみを含有するワクチン(PEI-OVA)で免疫化した後の循環SIINFEKL特異的CD8 T細胞。
図26A~Dは、MSR-PEIワクチンの特徴付けを示すグラフである。MSRワクチン(V)およびPEIがCpGと共に組み込まれたMSR-PEIワクチン(V PC)で免疫化した後のワクチン流入領域リンパ節における(A)総細胞数、(B)CD11c DCのパーセンテージ、および(C)活性化DCのパーセンテージ。(D)3×10個のTC-1細胞を接種し、MSRワクチン(V)およびPEIがCpGと共に組み込まれたMSR-PEIワクチン(V PC)で処置した後の腫瘍成長動態。 図26A~Dは、MSR-PEIワクチンの特徴付けを示すグラフである。MSRワクチン(V)およびPEIがCpGと共に組み込まれたMSR-PEIワクチン(V PC)で免疫化した後のワクチン流入領域リンパ節における(A)総細胞数、(B)CD11c DCのパーセンテージ、および(C)活性化DCのパーセンテージ。(D)3×10個のTC-1細胞を接種し、MSRワクチン(V)およびPEIがCpGと共に組み込まれたMSR-PEIワクチン(V PC)で処置した後の腫瘍成長動態。
図27Aは、がんワクチンを増強する例示的な操作ポリマー足場に関連するイラストであり、図27Bは一組の画像である。本明細書において、生体材料を使用して、免疫細胞の機能をin vivoでモジュレートする戦略が提供される。科学的理論によって何ら限定されることなく、図27Aは、がんワクチン接種を増強する操作されたポリマー(PLGなどの)足場を使用した免疫細胞の動員、プログラミングおよび分散の例示的なプロセスを示す。図27Bは、相互接続された細孔を含有し、樹状細胞機能を支持する因子を放出する、プラスチックの錠剤サイズ片の例示的な生体材料ワクチンを示す。この操作された生体材料は、ワクチンとして腫瘍担持宿主の皮膚下に外科的に移植して、離れた腫瘍に対する抗腫瘍免疫を生ずることができる。B16-F10黒色腫モデルの治療で試験したとき、生体材料ワクチンは、樹立された腫瘍からマウスの大部分を治した。一部の実施形態では、本明細書で提供される足場は、外科的に移植または注射することができる。ある特定の実施形態では、腫瘍溶解物または特定の精製された腫瘍抗原は、足場内または足場上に組み込まれる。
図28AおよびBは、MPSワクチンが持続的な胚中心反応を誘導することを示すグラフであり、図28Cは一組の画像である。有効な体液性応答の生成に関する課題の1つは、堅牢な胚中心B細胞反応を生成することである。OVAにカップリングされた自己ペプチドに対するMPSワクチンの単回注射は、1ヶ月を超えて持続的な胚中心B細胞反応を誘発した。比較として、同じアジュバントCpGおよびGM-CSFを使用するボーラスワクチン戦略は、一過性の胚中心反応を誘発したが、この反応は1週間後にすぐに消失した。(A)14日目の時点のパネルBの主要なフローサイトメトリープロット。(B)左のパネルは、リンパ節における総細胞数を示す。右のパネルは、活性化B細胞のマーカーを有する細胞を示す。(C)蛍光画像は、ボーラス処置マウスと比較して、Vax処置マウスのリンパ節の胚中心において活性化を受けたB細胞が増加していることを示す。B220は、B細胞のマーカーであり、GL7は、胚中心B細胞のマーカーである。画像は、7、14および25日目でボーラスと比較してVaxにおいてGL7のレベルが高いことを示す。 図28AおよびBは、MPSワクチンが持続的な胚中心反応を誘導することを示すグラフであり、図28Cは一組の画像である。有効な体液性応答の生成に関する課題の1つは、堅牢な胚中心B細胞反応を生成することである。OVAにカップリングされた自己ペプチドに対するMPSワクチンの単回注射は、1ヶ月を超えて持続的な胚中心B細胞反応を誘発した。比較として、同じアジュバントCpGおよびGM-CSFを使用するボーラスワクチン戦略は、一過性の胚中心反応を誘発したが、この反応は1週間後にすぐに消失した。(A)14日目の時点のパネルBの主要なフローサイトメトリープロット。(B)左のパネルは、リンパ節における総細胞数を示す。右のパネルは、活性化B細胞のマーカーを有する細胞を示す。(C)蛍光画像は、ボーラス処置マウスと比較して、Vax処置マウスのリンパ節の胚中心において活性化を受けたB細胞が増加していることを示す。B220は、B細胞のマーカーであり、GL7は、胚中心B細胞のマーカーである。画像は、7、14および25日目でボーラスと比較してVaxにおいてGL7のレベルが高いことを示す。 図28AおよびBは、MPSワクチンが持続的な胚中心反応を誘導することを示すグラフであり、図28Cは一組の画像である。有効な体液性応答の生成に関する課題の1つは、堅牢な胚中心B細胞反応を生成することである。OVAにカップリングされた自己ペプチドに対するMPSワクチンの単回注射は、1ヶ月を超えて持続的な胚中心B細胞反応を誘発した。比較として、同じアジュバントCpGおよびGM-CSFを使用するボーラスワクチン戦略は、一過性の胚中心反応を誘発したが、この反応は1週間後にすぐに消失した。(A)14日目の時点のパネルBの主要なフローサイトメトリープロット。(B)左のパネルは、リンパ節における総細胞数を示す。右のパネルは、活性化B細胞のマーカーを有する細胞を示す。(C)蛍光画像は、ボーラス処置マウスと比較して、Vax処置マウスのリンパ節の胚中心において活性化を受けたB細胞が増加していることを示す。B220は、B細胞のマーカーであり、GL7は、胚中心B細胞のマーカーである。画像は、7、14および25日目でボーラスと比較してVaxにおいてGL7のレベルが高いことを示す。
図29Aは、MPSワクチンが、Her2のトラスツズマブ結合領域に対する高力価の抗体を誘発し、反応性を示すことを示す、表およびグラフであり、図29Bは一組のグラフである。本明細書には、抗体を生成するための方法および組成物が含まれる。例えば、抗体は、Her2タンパク質のHerceptin(登録商標)(トラスツズマブ)結合ドメインに対するものであって、複数のHerceptin投与の必要性を回避し、Her2に対する記憶を生成するようにしてもよい。ある特定の実施形態では、Her2のHerceptin結合ドメイン内の短い直鎖ドメインに連結された麻疹に由来するCD4エピトープを含有する融合ペプチドを使用して免疫応答を生成する。図29AおよびBは、MPSワクチンで免疫化したマウスが、足場なしのボーラスワクチンと比較して1桁を超えて高い抗Her2力価応答を示したことを示す。さらに、データは、抗Her2血清が、ヒトHer2陽性乳がん細胞上のHer2タンパク質を認識することができ、一方で、ボーラスワクチン接種マウスからの血清が、対照血清と比較して有意な結合を示さなかったことを示す。様々な実施形態では、メソ多孔性シリカロッドおよびHer2に由来するポリペプチドを含むワクチンは、乳がん細胞に対する免疫応答を誘発して、例えば、乳がんを処置するために使用される。SK-BR-3細胞は、Her2+である。CT26細胞は、Her2-である。PE=フィコエリトリン。 図29Aは、MPSワクチンが、Her2のトラスツズマブ結合領域に対する高力価の抗体を誘発し、反応性を示すことを示す、表およびグラフであり、図29Bは一組のグラフである。本明細書には、抗体を生成するための方法および組成物が含まれる。例えば、抗体は、Her2タンパク質のHerceptin(登録商標)(トラスツズマブ)結合ドメインに対するものであって、複数のHerceptin投与の必要性を回避し、Her2に対する記憶を生成するようにしてもよい。ある特定の実施形態では、Her2のHerceptin結合ドメイン内の短い直鎖ドメインに連結された麻疹に由来するCD4エピトープを含有する融合ペプチドを使用して免疫応答を生成する。図29AおよびBは、MPSワクチンで免疫化したマウスが、足場なしのボーラスワクチンと比較して1桁を超えて高い抗Her2力価応答を示したことを示す。さらに、データは、抗Her2血清が、ヒトHer2陽性乳がん細胞上のHer2タンパク質を認識することができ、一方で、ボーラスワクチン接種マウスからの血清が、対照血清と比較して有意な結合を示さなかったことを示す。様々な実施形態では、メソ多孔性シリカロッドおよびHer2に由来するポリペプチドを含むワクチンは、乳がん細胞に対する免疫応答を誘発して、例えば、乳がんを処置するために使用される。SK-BR-3細胞は、Her2+である。CT26細胞は、Her2-である。PE=フィコエリトリン。
図30は、表面修飾されたワクチンが、腫瘍ペプチド免疫原性を増強することを示すイラストである。抗体応答に加えて、抗腫瘍応答は、しばしばペプチドの形態であるネオ抗原に対するT細胞応答によって駆動されうる。しかしながら、これらのペプチドは体内で非常に速やかに除去され、一般的にあまり免疫原性ではないので、これらのペプチドに対して有効な応答を生成することは困難である。MPSロッドを含むワクチンなどの、本明細書で提供されるワクチンは、この問題に対処することができる。一部の実施形態では、腫瘍抗原は、ワクチンに受動的に組み込まれる。ある特定の実施形態では、ワクチンの表面を、ペプチドにとって足場(例えば、MPSロッド)をより粘着性にする単純な静電相互作用を使用して修飾し、ペプチドが足場内または足場上により長く留まるように、またさらにペプチドがより免疫原性になるようにする。様々な実施形態では、そのような修飾は、何ら化学物質を使用せずに、異なる物理的特性を有する広範なペプチドの組込みを可能にする。複数の実施形態では、このことは重要であり、その理由は、ペプチドの化学修飾では、提示能力が潜在的に変化する可能性があるからである。非限定的な例では、表面修飾は、足場をPEIに接触させることを含む。
図31Aは、表面修飾されたMPSワクチンの単回注射が、樹立された腫瘍の退縮の増強を導くことを示す配列、タイムライン、一組のグラフ、および画像である。図31Bは、腫瘍再チャレンジ後の長期記憶応答を示す一組のグラフである。表面修飾されたワクチンを、子宮頸がんおよび口腔がんなどのいくつかの腫瘍で発現されるHPV由来のE7オンコプロテインからのペプチドを使用して試験した。図31Aに示されるように、マウスにE7発現TC-1細胞系を接種し、8日目に表面修飾されたまたは修飾されていないワクチンで免疫化した。表面修飾されたワクチンは、修飾されていないワクチンと比較して、はるかに優れた腫瘍退縮を示した。さらに、表面修飾されたMPSワクチンをボーラスワクチン戦略と比較すると、MPSワクチンは完全腫瘍退縮を誘導したが、ボーラスワクチンは部分退縮に至ったのみであったことが示された。この図の画像は、完全な退縮前に大きな(1cm×1cm)腫瘍を有していた、VPワクチンを使用した処置を受けているマウスの一例を示す。図31Bに示されるように、表面修飾されたMPSワクチンで処置したマウスの80%超が長期生存した。生存マウスに、6ヶ月後にE7発現腫瘍を再接種し、そのマウスの100%で腫瘍がないことが示され、ワクチンによって長期記憶応答が生成されていることが示唆された。 図31Aは、表面修飾されたMPSワクチンの単回注射が、樹立された腫瘍の退縮の増強を導くことを示す配列、タイムライン、一組のグラフ、および画像である。図31Bは、腫瘍再チャレンジ後の長期記憶応答を示す一組のグラフである。表面修飾されたワクチンを、子宮頸がんおよび口腔がんなどのいくつかの腫瘍で発現されるHPV由来のE7オンコプロテインからのペプチドを使用して試験した。図31Aに示されるように、マウスにE7発現TC-1細胞系を接種し、8日目に表面修飾されたまたは修飾されていないワクチンで免疫化した。表面修飾されたワクチンは、修飾されていないワクチンと比較して、はるかに優れた腫瘍退縮を示した。さらに、表面修飾されたMPSワクチンをボーラスワクチン戦略と比較すると、MPSワクチンは完全腫瘍退縮を誘導したが、ボーラスワクチンは部分退縮に至ったのみであったことが示された。この図の画像は、完全な退縮前に大きな(1cm×1cm)腫瘍を有していた、VPワクチンを使用した処置を受けているマウスの一例を示す。図31Bに示されるように、表面修飾されたMPSワクチンで処置したマウスの80%超が長期生存した。生存マウスに、6ヶ月後にE7発現腫瘍を再接種し、そのマウスの100%で腫瘍がないことが示され、ワクチンによって長期記憶応答が生成されていることが示唆された。
図32Aは、表面修飾されたMPSワクチンが、マウスの腫瘍微小環境中のB16ネオ抗原およびエフェクターリンパ球表現型を使用して腫瘍制御を増強したことを示す、タイムライン、一組の配列およびグラフであり、図32Bは一組のグラフである。MPSワクチン(PEIを含む)を、最近発見されたネオ抗原(図32Aに示される配列)を使用して、B16モデルで試験した。図32Aに示されるように、治療皮下モデルにおいて、表面修飾されたワクチンは、修飾されていないワクチン(PEIを欠く)と比較して、良好な腫瘍成長制御を示した。さらに、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)集団を、未処置マウスでそのサイズが最大に達した接種後15日目に分析した。図32Bに示されるように、表面修飾されたワクチンは、腫瘍において、より多くのグランザイムB+、IFN+およびTNFa+リンパ球を生成した。CD8およびCD4コンパートメントをより注意深く見ると、興味深いことに、応答のほとんどが、CD4リンパ球から来ている。VP=表面修飾されたワクチン。V=修飾されていないワクチン。 図32Aは、表面修飾されたMPSワクチンが、マウスの腫瘍微小環境中のB16ネオ抗原およびエフェクターリンパ球表現型を使用して腫瘍制御を増強したことを示す、タイムライン、一組の配列およびグラフであり、図32Bは一組のグラフである。MPSワクチン(PEIを含む)を、最近発見されたネオ抗原(図32Aに示される配列)を使用して、B16モデルで試験した。図32Aに示されるように、治療皮下モデルにおいて、表面修飾されたワクチンは、修飾されていないワクチン(PEIを欠く)と比較して、良好な腫瘍成長制御を示した。さらに、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)集団を、未処置マウスでそのサイズが最大に達した接種後15日目に分析した。図32Bに示されるように、表面修飾されたワクチンは、腫瘍において、より多くのグランザイムB+、IFN+およびTNFa+リンパ球を生成した。CD8およびCD4コンパートメントをより注意深く見ると、興味深いことに、応答のほとんどが、CD4リンパ球から来ている。VP=表面修飾されたワクチン。V=修飾されていないワクチン。
図33A~Cは、ネオ抗原を使用するB16F10皮下マウスモデルの治療効果を示す。図33Aは、人工肺の転移がナイーブ(未処置)マウスと比較して減少したことを示す、一組の例示的なネオ抗原配列、タイムライン、画像およびグラフである。B16細胞をC57マウスの血流に注射し、24時間後VPワクチンで処置した。肺を16日目に摘出し、転移の数を肺で計数した。図33Bは、M27およびM30ペプチドを使用する治療B16モデルにおけるプライム-ブースト処置レジメン(ワクチンを複数回注射)を示す一組の例示的な配列、タイムライン、およびグラフである。ブースト後、約5日間、樹立された黒色腫腫瘍の一過性の退縮がある。図33Cは、抗CTLA4処置との治療的相乗効果を示す一組の例示的配列、タイムラインおよびグラフである。表面修飾されたワクチンと抗CTLA4治療との組合せを評価した。抗CTLA4抗体単独で処置したマウスは、未処置動物と比較して、良好な腫瘍制御は示さなかった。比較して、ワクチンおよび抗CTLA4の両方で処置したマウスは、印象的な腫瘍成長制御を示した。 図33A~Cは、ネオ抗原を使用するB16F10皮下マウスモデルの治療効果を示す。図33Aは、人工肺の転移がナイーブ(未処置)マウスと比較して減少したことを示す、一組の例示的なネオ抗原配列、タイムライン、画像およびグラフである。B16細胞をC57マウスの血流に注射し、24時間後VPワクチンで処置した。肺を16日目に摘出し、転移の数を肺で計数した。図33Bは、M27およびM30ペプチドを使用する治療B16モデルにおけるプライム-ブースト処置レジメン(ワクチンを複数回注射)を示す一組の例示的な配列、タイムライン、およびグラフである。ブースト後、約5日間、樹立された黒色腫腫瘍の一過性の退縮がある。図33Cは、抗CTLA4処置との治療的相乗効果を示す一組の例示的配列、タイムラインおよびグラフである。表面修飾されたワクチンと抗CTLA4治療との組合せを評価した。抗CTLA4抗体単独で処置したマウスは、未処置動物と比較して、良好な腫瘍制御は示さなかった。比較して、ワクチンおよび抗CTLA4の両方で処置したマウスは、印象的な腫瘍成長制御を示した。 図33A~Cは、ネオ抗原を使用するB16F10皮下マウスモデルの治療効果を示す。図33Aは、人工肺の転移がナイーブ(未処置)マウスと比較して減少したことを示す、一組の例示的なネオ抗原配列、タイムライン、画像およびグラフである。B16細胞をC57マウスの血流に注射し、24時間後VPワクチンで処置した。肺を16日目に摘出し、転移の数を肺で計数した。図33Bは、M27およびM30ペプチドを使用する治療B16モデルにおけるプライム-ブースト処置レジメン(ワクチンを複数回注射)を示す一組の例示的な配列、タイムライン、およびグラフである。ブースト後、約5日間、樹立された黒色腫腫瘍の一過性の退縮がある。図33Cは、抗CTLA4処置との治療的相乗効果を示す一組の例示的配列、タイムラインおよびグラフである。表面修飾されたワクチンと抗CTLA4治療との組合せを評価した。抗CTLA4抗体単独で処置したマウスは、未処置動物と比較して、良好な腫瘍制御は示さなかった。比較して、ワクチンおよび抗CTLA4の両方で処置したマウスは、印象的な腫瘍成長制御を示した。
図34Aは、例示的なin vivo応答を示す表であり、図34Bは、対象へのパーソナライズされた腫瘍ワクチンを投与するための例示的なプロセスを示すイラストである。図34Aに示されるように、いくつかの疾患関連抗原を、タンパク質形態、ペプチド形態、および小分子形態で試験した。試験した抗原は、TおよびB細胞エピトープの両方を含む(T細胞エピトープは、MHC-IまたはMHC-IIクラス分子に結合することができるエピトープであり、B細胞エピトープは、抗体が認識することができるドメインである)。T細胞エピトープとB細胞エピトープとは相互に排他的でない。陽性応答が、4つの独立した腫瘍モデルを使用して見られた。本明細書には、低侵襲性で非常に汎用性があり、有効な生体材料ワクチンプラットフォームである、ワクチンプラットフォームが含まれる。図34Bに示されるように、MPSワクチンは個々の粒子から構築されるので、異なる抗原(腫瘍抗原など)のライブラリーを、個々の粒子に組み込むことができる。そのような粒子は、混合し、適合させ、容易にスケールアップして、個別化されたがんワクチンを作製することができる。各ワクチンは、複数の腫瘍抗原を含有することができ、その後、単純な注射を介して患者に投与することができる。非限定的な例では、ワクチンは、単回注射または複数回注射として(例えば、同時に、または時間をかけて)投与される。様々な実施形態では、抗原は、例えば、腫瘍溶解物から精製することができ、または組換え的に(例えば、抗原を産生する細胞で)もしくは合成的に(細胞なしに化学合成を介して)製造することができる。 図34Aは、例示的なin vivo応答を示す表であり、図34Bは、対象へのパーソナライズされた腫瘍ワクチンを投与するための例示的なプロセスを示すイラストである。図34Aに示されるように、いくつかの疾患関連抗原を、タンパク質形態、ペプチド形態、および小分子形態で試験した。試験した抗原は、TおよびB細胞エピトープの両方を含む(T細胞エピトープは、MHC-IまたはMHC-IIクラス分子に結合することができるエピトープであり、B細胞エピトープは、抗体が認識することができるドメインである)。T細胞エピトープとB細胞エピトープとは相互に排他的でない。陽性応答が、4つの独立した腫瘍モデルを使用して見られた。本明細書には、低侵襲性で非常に汎用性があり、有効な生体材料ワクチンプラットフォームである、ワクチンプラットフォームが含まれる。図34Bに示されるように、MPSワクチンは個々の粒子から構築されるので、異なる抗原(腫瘍抗原など)のライブラリーを、個々の粒子に組み込むことができる。そのような粒子は、混合し、適合させ、容易にスケールアップして、個別化されたがんワクチンを作製することができる。各ワクチンは、複数の腫瘍抗原を含有することができ、その後、単純な注射を介して患者に投与することができる。非限定的な例では、ワクチンは、単回注射または複数回注射として(例えば、同時に、または時間をかけて)投与される。様々な実施形態では、抗原は、例えば、腫瘍溶解物から精製することができ、または組換え的に(例えば、抗原を産生する細胞で)もしくは合成的に(細胞なしに化学合成を介して)製造することができる。
図35は、ネズミ黒色腫ネオ抗原特異T細胞応答を示す一対のグラフである。動物を、MSRワクチン(V)または50μgのB16-M27もしくはB16-M30ネオ抗原ペプチドを使用したMSR-PEIワクチン(VP)でワクチン接種し、あるいはワクチン接種しないまま(ナイーブ)にした。14日後、マウスに0.1×10個のB16F10細胞を接種した。10日後、CD4およびCD8 T細胞を脾臓から採集し、腫瘍流入領域LNをカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル(CFSE)で染色し、ペプチドパルスした脾臓DCと共培養した。増殖したIFNγ分泌集団(IFN CFSE)を、その後、フローサイトメトリーを使用して分析した。
詳細な説明
本発明の主題の態様は、ポリエチレンイミン(polyethyleinemine)(PEI)が、細
胞傷害性Tリンパ球応答を増強し、腫瘍に対する強力な免疫を誘導するために、生体材料足場ワクチン中のアジュバントとして有用であるという発見に関する。例えば、PEIを含む注射可能なクリオゲルおよび注射可能なメソ多孔性シリカロッドは、PEIを欠くクリオゲルまたはメソ多孔性シリカロッドよりも、抗腫瘍免疫を顕著に(例えば、約10%、20%、25%、50%、75%、100%、2倍、5倍、10倍またはそれよりも高く)増加させる。驚くべきことに、PEIに付着した抗原を含むメソ多孔性シリカロッドは、PEIに付着したCpG-ODNを含む対応するメソ多孔性シリカロッドよりも、実質的に免疫原性がより高かった(例えば、図4Bを参照のこと)。さらに、PEIに付着した抗原を含むメソ多孔性シリカロッドは、PEIを欠く対応するメソ多孔性シリカロッドよりも、in vivoで腫瘍サイズを低減させるのにより有効であった(例えば、図5Gを参照のこと)。
免疫療法
免疫療法は、がん処置の有効なモダリティとして確立されてきた。がん免疫療法とは、悪性腫瘍を攻撃、低減または排除するために免疫系を利用する任意の介入を指す。免疫系を利用することは、過去5年間でヒトのがんを処置するための実行可能な戦略になっている。免疫系の理解における最近の進歩-例えば、免疫応答の生成における重要な分子プレーヤー、例えば、Toll様受容体(TLR)およびそれらのリガンドの発見-は、抗がん免疫を促進するように免疫応答を正確に調整するためのプラットフォームの開発を可能にした。首尾よい免疫療法の顕著な例には、いくつかの進行期がんの処置のための免疫チェックポイント阻害剤、ならびにある特定の血液悪性腫瘍のための養子細胞治療(ACT)が含まれる。
免疫療法による最近の臨床的成功は、それらの潜在力を実証しているが、現行のがん免疫療法戦略の欠点はそのままである。例えば、治療薬は一般に、可溶性注射として投与され、典型的には、標的組織において生物学的に適切な濃度を達成するために、高い用量および頻繁な再投薬を必要とし、これは全身毒性を生じる場合が多い。最も可溶性のボーラスベースのワクチン製剤もまた、持続性の治療的成功を達成するのに十分にロバストな免疫応答を惹起することができず、これが、がんに対するそれらの有効な使用を制限している。
生体材料は、これらの制限を克服し、したがって、ワクチンおよび他の免疫療法の有効性を増強するために有用である。免疫調節薬物を送達するために合理的に設計された生体材料戦略は、多機能性の時空間的に制御されたシグナルを免疫細胞に提供してそれらの抗がん活性を改善しつつ、改善された安全性プロファイルを潜在的に示し得る。がん細胞の排除を生じる生産的抗がん免疫応答の生成は、反復性かつ自己持続性の様式で起こるはずの、協調した一連の事象に依存する。
いずれの科学理論に束縛されることも望まないが、抗原(例えば、がん細胞から得られたまたは放出されたもの)は、適応免疫の主要なメディエーターであるDCによって捕捉される。細胞表面共刺激分子およびサイトカイン産生の上方調節と関連するDC活性化は、T細胞応答の効率的な下流プライミングに必要であり、「損傷関連分子パターン」と広く称され得る、瀕死がん細胞によって放出される因子によって内因性の状況で促進され得る。DC活性化は、取り込まれた抗原の効率的なプロセシングおよびそれに続く細胞表面MHC分子上での抗原性ペプチドの提示を容易にする。流入領域リンパ節では、活性化されたDCは、がん抗原をナイーブT細胞に提示し、がん抗原特異的T細胞のプライミングおよび活性化を生じ、そのサブセットは、長寿命のメモリー細胞へと分化する。活性化されたT細胞、特に、エフェクターCD8+細胞傷害性Tリンパ球(CTL)は引き続いて、腫瘍へと通行しそれに浸潤し、同族抗原決定基を提示するがん細胞を認識し、これらのがん細胞を死滅させる。
がん患者では、がん免疫サイクルは、これらのステップのうち1つまたは複数において遮断され、抗がん免疫応答を弱め、免疫回避を可能にする。がん免疫療法は、このサイクル中の特定のステップを強化することによって抗がん免疫を促進することを目指す。本明細書で提供されている治療ワクチンは、よりロバストなT細胞のプライミングおよび活性化(例えば、図6、ステップ3)ならびに引き続くCTLエフェクター機能を促進するために、がん抗原提示(例えば、図6、ステップ2)を容易にするためにDCを標的化する。
PEIアジュバントウイルス糖タンパク質抗原は、粘膜経路を介して、PEIと共製剤化した適切な抗原の単回の鼻腔内投与後に、インフルエンザおよび単純ヘルペスウイルス-2に対するロバストで保護的な免疫を活性化する(Wegmannら、Nat Biotechnol. 2
012年、30巻(9号):883~888頁)。
自然免疫経路は、細胞質DNAセンサーを介してIrf3インターフェロン経路を誘発する損傷関連分子パターンとして作用する細胞内dsDNAの放出によって活性化される。PEIによって活性化される別の自然免疫経路は、潜在的には、PEI3のリソソーム不安定化活性を介してまたは尿酸などの他の損傷関連分子パターンの放出を介してのいずれかの、インフラマソームである。PEIは、免疫化の部位における抗原提示細胞(APC)の流入を誘発し、抗原と会合して、APCによって効率的に取り込まれるナノ粒子を形成する。Sheppardら(2014年)は、PEIがウイルス糖タンパク質のための全身免疫刺激活性もまた有することを実証した(Sheppardら、International Immunology、2
014年、26巻、10号、531~538頁)。PEIは、免疫化の皮下モデルおよび腹腔内モデルの両方において試験されてきた。様々な形態のPEIが、アラム(アルミニウムベースの臨床的に適切なアジュバント)と比較して、天然に折り畳まれた抗原に対する抗体のより高い力価を誘導する強力な全身アジュバントとして作用する。分岐鎖25kDa PEIのさらなる特徴付けにより、これが、全身適用された場合、マウスおよびウサギにおけるロバストな抗体産生と共に、混合Th1/Th2型適応免疫応答を駆動することが明らかになった。PEIによって誘導される混合Th1/Th2応答は、高い力価の抗体応答を惹起するのに適切であり、PEIは、これらの研究者によって、Th1サイトカイン環境を必要とする細胞傷害性T細胞の共誘導に最適である可能性は低いと特徴付けられた。PEIとTLRリガンドCpG ODNとの共製剤化は相乗的に、適応免疫応答の大きさを増加させ、この応答をTh1に向けて偏らせる。したがって、PEIは、糖タンパク質抗原のためにアジュバント活性を送達するために複数のレベルで作用する。これは、本明細書で提供されている生体材料デバイス、例えば、クリオゲルを含むデバイスにとって高度に適切である。
本明細書の図面に示されるように、PEIは、DC成熟化および炎症促進性サイトカイン産生を誘導した。PEIは、高い効率で、MSR/MPS足場および丈夫なアルギネートクリオゲル足場中にローディングされた。MPS/MSR-PEIは、DC成熟化および炎症促進性サイトカイン産生を誘導した。PEIは、クリオゲルにおける増加した炎症促進性プロファイルもまたもたらす。
腫瘍微小環境(TME)における免疫寛容原性シグナル、および共刺激シグナルの欠如を克服することは、がんワクチン設計における重要な課題である。がんワクチン設計における重要な課題は、全身炎症毒性を誘発することなく、腫瘍微小環境における共刺激シグナルの欠如および免疫寛容原性シグナルの存在を克服することであり、それによって、がんワクチンの臨床的範囲を、免疫原性が低い悪性腫瘍へと拡大する。本明細書で提供されているデバイスおよび生体材料は、抗がん免疫応答を刺激および/または惹起するために有用である。例示的な方法は、足場組成物を含むデバイスを対象に投与するステップを含む、連続的in situ樹状細胞プログラミングを含み、この足場組成物は、樹状細胞を誘引し、1種または複数の免疫原性因子(例えば、PEI単独、あるいは(a)免疫賦活性化合物;(b)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物;または(f)抗原、あるいはそれらの任意の組合せとの組合せを含む)を樹状細胞に導入して、樹状細胞活性化を促進し、樹状細胞を足場組成物から離れて遊走するように誘導する。このデバイスは、樹状細胞の不均一な集団(各サブセットは専門化され、免疫応答の生成に顕著に寄与する)を動員および刺激し得る。
一部の実施形態では、樹状細胞をin situでプログラミングする方法は、足場組成物および被包された動員組成物を含むデバイスを対象に導入することによって実施される。ある特定の実施形態では、動員組成物のパルスが、例えば、デバイスの導入の1~7日以内にデバイスから放出されて、デバイス中またはデバイス上に残余量の動員組成物を残し得る。このパルスには、数週間にわたる残余量の緩徐な放出が続き得る。動員組成物の局所濃度および放出の時間的パターンは、樹状細胞の動員、保持およびデバイスからの引き続く放出を媒介する。例えば、このパルスは、デバイスと関連する動員組成物の量の少なくとも50、60、75、90または95%を含み得る。例示的な時間的放出プロファイルは、対象へのデバイスの導入後約1~5日の、デバイスと関連する動員組成物の量の少なくとも60%の放出によって特徴付けられるパルスを含む。パルス後、残余量は、パルス期間後、延長された期間(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12日間もしくは2、3、4、5週間またはそれよりも長く)にわたって緩徐に放出される。当該分野で公知のおよび/または本明細書に開示されている動員化合物は、個々に、または組み合わせて使用され得る。
本発明の主題の態様は、足場組成物および1種または複数の化合物、例えばPEI(例えば、単独、あるいは(a)免疫賦活性化合物;(b)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物;または(f)抗原、あるいはそれらの任意の組合せと組み合わせた)を含むデバイスを対象に投与するステップを含む、ワクチン有効性を増加させることもまた含み、これらの化合物は、足場組成物中に取り込まれまたは足場組成物上にコンジュゲートされ、このデバイスは、樹状細胞を誘引し、1種または複数の化合物を樹状細胞に導入し、それによって樹状細胞を活性化し、樹状細胞を足場組成物から離れて遊走するように誘導し、それによってワクチン接種手順の有効性を増加させる。本発明の主題は、足場組成物および1種または複数の化合物、例えばPEI(例えば、単独、あるいは(a)免疫賦活性化合物;(b)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物;または(f)抗原、あるいはそれらの任意の組合せと組み合わせた)を含むデバイスを対象に投与するステップを含む、がんに対して対象をワクチン接種するステップを含む方法もまた提供し、この足場組成物は、樹状細胞を誘引し、1種または複数の化合物を樹状細胞に導入し、それによって樹状細胞を活性化し、樹状細胞を足場組成物から離れて遊走するように誘導し、それによって対象に、抗腫瘍免疫、例えばIL-12産生、および低減された腫瘍負荷を付与する。
様々な実施形態では、PEI、抗原および/または他の因子と遭遇した後にデバイスを離れる細胞(および/またはデバイスを離れる細胞と接触する細胞)は、活性化されて、免疫応答が開始される身体中で腫瘍細胞を捜索する。デバイスを離れる細胞の活性は、デバイスに進入する前の活性とは異なる。一部の実施形態では、細胞はデバイス中に動員され、一定期間、例えば、数分間;0.2、0.5、1、2、4、6、12、24時間;2、4、6日間;1~4週間;2、4、6、8、10もしくは12ヶ月間;または数年間にわたってデバイス中に存在し続け、その期間の間、細胞は、構造的要素、および細胞の活性または活性のレベルにおける変化をもたらす生理活性化合物に曝露される。任意選択で、免疫応答が望まれる標的に対応する抗原は、足場構造中にまたは足場構造上に取り込まれる。サイトカインもまた、免疫活性化を増幅するためおよび/またはプライムされた細胞のリンパ節への遊走を誘導するための、デバイスの構成要素であり得る。デバイスおよび足場中に含まれ得る様々な化合物(例えば、PEI単独、あるいは(a)免疫賦活性化合物;(b)送達ビヒクルに、または送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物;または(f)抗原、あるいはそれらの任意の組合せと組み合わせた)は、本明細書に記載されている。デバイス中の抗原および他の化合物に遭遇することは、変更された(再教育されたまたは再プログラムされた)細胞の脱出を誘導し、これらの細胞は、腫瘍細胞などの罹患細胞を捜索し、それに対する免疫を媒介するために、デバイスから出て、周辺組織または離れた標的位置へと遊走する。例えば、抗原を摂取すると、DCは活性化され、リンパ節、脾臓および他の解剖学的位置に遊走し、その場所で、DCはT細胞と接触して、抗がん応答などの抗原特異的免疫応答をさらに広める。個体の免疫細胞、例えば、T細胞、B細胞または樹状細胞(DC)は、デバイス中に動員され、プライミングされ、活性化されて、抗原特異的標的に対する免疫応答を開始させ得る。
様々な実施形態では、本明細書で提供されている生体材料は、1)サイトカイン、例えば、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、FMS様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3L)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド20(CCL20)、インターロイキン15(IL-15)、ケモカイン(Cモチーフ)リガンド1(XCL1)、ケモカイン(C-X-Cモチーフ)リガンド10(CXCL10)、インターフェロンアルファ1(IFN-アルファ)、インターフェロンベータ(IFN-ベータ)もしくはインターロイキン12(IL-12);2)免疫賦活性化合物、例えば、TLRアゴニスト、例えば、CpGオリゴヌクレオチド、ポリイノシン-ポリシチジル酸(ポリ(I:C))、PEI-ポリ(I:C)、ポリアデニル酸-ポリウリジル酸(ポリ(A:U))、PEI-ポリ(A:U)、二本鎖リボ核酸(RNA)、モノホスホリルリピドA(MPLA)、イミキモド、CRX-527およびOM-174;3)小分子免疫抑制阻害剤、例えば、LY2157299、GW788388、LY364947、R268712、RepSox、SB525334、SD208、BP-1-102、S3I-M2001、STA-21、S3I-201、Stattic、Galiellalactone、INCB24360、NLG919、Norharmane、ロスマリン酸、1-メチルトリプトファンおよびインドキシモド;ならびに/または4)免疫抑制を阻害する抗体を含む。上に列挙したサイトカインの各々のアイソフォームについてのヒトアミノ酸配列の非限定的な例は、以下の受託番号を使用して、公に入手可能である:GM-CSF-GenBank番号:AAA52578.1(配列番号3);Flt3L-UniProtKB/Swiss-Prot番号:P49771.1(配列番号4);CCL20-GenBank番号:AAH20698.1(配列番号5);IL-15-GenBank番号:AAI00963.1(配列番号6);XCL1-GenBank番号:AAH69817.1(配列番号7);CXCL10-GenBank番号:EAX05693.1(配列番号8);IFN-アルファ-GenBank番号:AAI12303.1(配列番号9);IFN-ベータ-GenBank番号:AAC41702.1(配列番号10);ならびにIL-12-NCBI受託番号1F45_A(A鎖)(配列番号11)およびNCBI受託番号1F45_B(B鎖)(配列番号12)。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供されている患者特異的免疫化デバイスの利点は、免疫調節剤および/または化学療法剤の毒性の低減であるが、それは、これらのデバイスが、腫瘍部位において局所的に薬剤を送達し、および/またはより低い濃度の薬剤の使用を可能にするからである。免疫原性細胞死の誘導剤、例えば、化学療法剤/腫瘍細胞傷害剤は、デバイス媒介性免疫モジュレーションと一緒に作用して、副作用を低減させつつ、改善された腫瘍退縮/低減をもたらす。一例では、クリオゲルまたはヒドロゲルは、免疫細胞富化組成物および免疫賦活剤(患者投与の前には腫瘍抗原の非存在下)と一緒に、PEI、アントラサイクリンまたは別の免疫原性細胞死誘導剤を含む。別の例では、このクリオゲルまたはヒドロゲルは、アントラサイクリンまたは他の免疫原性細胞死誘導剤なしで、PEI、免疫細胞富化組成物、およびTLRリガンドまたはSTINGリガンドを含み、このアントラサイクリンまたは他の免疫原性細胞死は、患者に全身投与される。
本発明のデバイスまたは足場が外科的移植なしに投与される様々な実施形態では、このデバイスまたは足場は、針を使用して注射される。例えば、このデバイスまたは足場は、16ゲージ、18ゲージ、20ゲージ、22ゲージ、24ゲージ、26ゲージ、28ゲージ、30ゲージ、32ゲージまたは34ゲージの針を介して注射され得る。
本明細書で使用される場合、「腫瘍部位」への注射または他の投与は、(i)デバイスもしくは足場の少なくとも一部が腫瘍内にあるような、(ii)デバイスもしくは足場全体が腫瘍内にあるような、(iii)デバイスもしくは足場の少なくとも一部が腫瘍と接触するような、または(iv)デバイスもしくは足場が腫瘍の近位にあるような、本発明のデバイスまたは足場の配置を意味し得る。ある特定の実施形態では、このデバイスまたは足場は、それが腫瘍周囲に(即ち、腫瘍と直接接触してまたは腫瘍に近接して)あるように、投与される。あるいは、このデバイスまたは足場を腫瘍塊中に直接送達するために、腫瘍嚢が穿刺される。一部の実施形態では、腫瘍は、デバイスとも足場とも接触しない。本発明の主題の様々なインプリメンテーションは、腫瘍を穿刺することまたは腫瘍を他の方法で物理的に破壊することを回避する。したがって、本発明の態様は、腫瘍嚢を物理的に邪魔することも破壊することもなしに、免疫応答を生成することに関する。非限定的な例では、このデバイスまたは足場は、腫瘍の0(即ち、腫瘍と触れている)~10mm以内に配置され得る。様々な実施形態では、腫瘍に最も近いデバイスまたは足場の点は、腫瘍塊境界から約0(即ち、腫瘍塊と直接接触している)、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10mmである。一部の実施形態では、腫瘍に最も近いデバイスまたは足場の点は、腫瘍から約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mm未満である。ある特定の実施形態では、腫瘍に最も近いデバイスまたは足場の点は、腫瘍から少なくとも約1、2、3または5mmかつ約6、7、8、9または10mm未満である。
本発明の主題の様々な実施形態は、患者由来の材料(例えば、患者由来の腫瘍抗原)の必要性をなくす。様々な実施形態では、デバイスおよび足場は、投与の時点では腫瘍抗原(対象または別の源由来)を含まない。抗腫瘍ワクチン接種は、例えば針を用いて、デバイスまたは足場を腫瘍中に挿入することによって、または針で腫瘍塊を邪魔することなくデバイスまたは足場を腫瘍近傍に送達することによって、達成され得る。したがって、本発明の実施形態は、(i)投与されたときに腫瘍抗原を含むことも、(ii)腫瘍嚢を破壊することもなく、in vivoでの腫瘍に対する免疫活性化を促進するデバイスおよび足場に関する。
腫瘍部位への免疫調節因子(例えば、T細胞チェックポイント中の標的をモジュレートする薬剤)の送達は、腫瘍における/腫瘍近傍の免疫抑制局所微小環境を直接低減させる。
送達のための例示的な化合物
ポリエチレンイミン
ポリエチレンイミン(PEI)またはポリアジリジンは、アミン基および2炭素脂肪族CHCHスペーサーから構成される反復単位を有するポリマーである。直鎖ポリエチレンイミンは、1級、2級および3級アミノ基を含む分岐鎖PEIとは対照的に、全て2級アミンを含む。全体的に分岐鎖のデンドリマー形態が入手可能である。PEIは、様々な分子量、例えば、1~60kDaで入手可能である。
分岐鎖PEIは、アジリジンの開環重合によって合成され得る(Zhukら、Russian Chemical Reviews;34巻:7号.1965年)。反応条件に依存して、異なる程度の分岐が達成され得る。直鎖PEIは、他のポリマー、例えば、ポリ(2-オキサゾリン)(Tanakaら、Macromolecules、1983年、16巻(6号):849~853頁)またはN置換ポリアジリジン(Weytsら、Polymer Bulletin、1988年、19巻(1号):13~19頁)の事後修飾によって入手可能である。直鎖PEIは、ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)の加水分解によって合成され得る(Brissaultら、Bioconjugate Chemistry、2003年、14巻:581~587頁)。直鎖PEIを合成するための方法の非限定的な例は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2010年8月5日に公開された米国特許出願公開第2010-0197888号にも記載されている。分岐鎖60kDa PEIは、Sigma Aldrich(St.Louis、MO、USA)から市販されており、直鎖25kDa PEIは、Polysciences(Warrington、PA、USA)からである。分岐鎖2kDa PEIおよび直鎖2kDa PEIは、Sigma Aldrichから市販されている。
本発明の前には、PEIは、プラスミドDNA、ならびにCpGおよびポリ(I:C)などの核酸を縮合するために使用された。
化学療法剤
本発明の主題の態様には、免疫原性細胞死を誘導する化合物が含まれる。かかる化学療法剤には、アントラサイクリンクラスの化合物のメンバー、例えば、ドキソルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、イダルビシンおよびバルルビシン、ならびにミトキサントロン、アントラサイクリンアナログが含まれる。
化学療法剤は、抗原を生成し、免疫系をプライミングするために使用され得る。アントラサイクリンクラスの化学療法剤は、免疫系のプライミングを引き起こす方法で、腫瘍細胞を死滅させる(免疫原性細胞死)。アントラサイクリンは、Streptomyces
sp.に元々由来する抗がん化合物である。アントラサイクリンは、赤色の芳香族ポリケチドであり、アグリコンにおける構造的差異および異なる付着した糖残基に起因して、様々な形態で存在する。
Figure 2022174273000011
免疫原性細胞死を惹起する例示的な化学療法剤は、以下に示される三環式化合物である。一実施形態では、本発明は、式(I):
Figure 2022174273000012
の化合物またはその薬学的に許容される塩もしくは溶媒和物に関し、式中、RおよびRは、-OCH、-OHまたは-Hから独立して選択され;RおよびRは、-OHまたは-NHCHCHNHCHCHOHから独立して選択され;RおよびRは、Hから選択され、あるいは一緒になって、R、RおよびRで置換された6員不飽和炭素環を形成し;R、R、およびRは、-OH、-C(=O)CH、-C(=O)CHOC(O)CHCHCHCH、-C(=O)CHOH、
Figure 2022174273000013
から独立して選択される。
例えば、1つのセットの式(I)の化合物は、RおよびRがOHである化合物を含む。さらに、このセットの化合物は、RおよびRがOHであり、RがHである、式(I)の化合物のサブセットを含み得る。
別のセットの式(I)の化合物は、RおよびRがOHである化合物を含む。このセットの化合物は、RおよびRがOHであり、RおよびRがNHCHCHNHCHCHOHである、式(I)の化合物のサブセットもまた含み得る。別のサブセットの式(I)の化合物は、RおよびRがOHであり、RおよびRがNHCHCHNHCHCHOHであり、RおよびRがHである化合物を含む。
別の一実施形態では、本発明は、式(II):
Figure 2022174273000014
の化合物のサブセットまたはその薬学的に許容される塩もしくは溶媒和物に関し、式中、R10は、Hまたは-OCHであり;R11は、-C(=O)、C(=O)CHOHまたは-C(=O)CHOC(=O)CHCHCHCHであり;R12は、
Figure 2022174273000015
である。
例えば、1つのセットの式(II)の化合物は、R11がOCHである化合物を含む。
「アントラサイクリン」とは、化学療法剤として一般に使用される薬物のクラスを意味する。実施形態では、アントラサイクリンは、三環式コア(例えば、ミトキサントロン)または四環式コアを有する。実施形態では、アントラサイクリンは、以下の式
Figure 2022174273000016
に従う構造を有し、式中、
は、-H、-OHまたは-O(C=O)(C~Cアルキル)であり;
は、-Hまたは-OCHであり;
は、アミノ糖である。例示的なアントラサイクリンであるドキソルビシン、ダウノルビシン、エピルビシン、イダルビシンおよびバルルビシンは、表1に記載される。なおさらなる例示的なアントラサイクリンには、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第9,107,962号の式IおよびIIとして記載されるものが含まれる。
Figure 2022174273000017
免疫原性細胞死を誘導する他のクラスの化学療法化合物には、アルキル化剤、例えば、白金含有抗がん薬物(例えば、シスプラチン、オキサリプラチンおよびカルボプラチン)、ならびに(RS)-N,N-ビス(2-クロロエチル)-1,3,2-オキサザホスフィナン(oxazaphosphinan)-2-アミン2-オキシド(シクロホスファミド)および関
連代謝物4-ヒドロキシシクロホスファミドが含まれる。
免疫原性細胞死は、強心配糖体、例えば、オレアンドリン、ウアバイン、ブファリン、ジギトキシン、ジゴキシン、シノブファタリン(cinobufatalin)、シノブファギンおよ
びレジブフォゲニンによっても誘導され得る。
免疫原性細胞死のかかる誘導剤の活性は、デバイス注射部位において瀕死腫瘍細胞を飲み込むために動員されている抗原提示細胞を生じる。
免疫応答抑制の阻害剤
腫瘍により生成された免疫抑制微小環境の阻害剤は、腫瘍部位において免疫抑制を下方調節して、上に列挙した薬剤の作用を高めるために使用される。阻害剤は、例えば、タンパク質、ペプチド、抗体、小分子、または標的タンパク質の発現を低減させるRNA干渉(RNAi)分子を含み得る。
腫瘍抗原提示および抗腫瘍免疫応答を抑制する多くの阻害経路が、腫瘍内に存在する。例えば、TGF-βは、腫瘍免疫監視を弱め、最適な抗腫瘍免疫を防止する未成熟分化状態に向けて自然免疫細胞を極性化する。さらに、STAT3経路は、腫瘍内の免疫阻害性サイトカインの産生を促進し、抗腫瘍T-ヘルパー1媒介性免疫を弱め、樹状細胞成熟化を阻害する。また、インドールアミン-ピロール2,3-ジオキシゲナーゼ(IDOまたはINDO EC 1.13.11.52)。IDOは、ヒトではIDO1遺伝子によってコードされる酵素であり、必須アミノ酸L-トリプトファンのN-ホルミルキヌレニンへの分解を触媒する。IDOは、腫瘍微小環境中のトリプトファンを枯渇させて、T細胞および樹状細胞の活性を阻害し得る。これら(TGF-β、STAT3およびIDO)および他の免疫抑制経路の小分子阻害剤が開発されており、臨床試験中である。かかる阻害剤の例には、TGF-β経路阻害剤(LY2157299)、STAT3経路阻害剤(BP-1-102)、IDO経路阻害剤(NLG919);PD-1経路阻害剤、CTLA-4経路阻害剤、LAG-3経路阻害剤、B7-H3経路阻害剤および/またはTIM3経路阻害剤が含まれる。
タンパク質阻害剤および抗体ベースの阻害剤に加えて、小分子阻害剤が、デバイス中にまたはデバイス上にローディングされ、腫瘍/腫瘍部位の位置に送達されて、局所腫瘍媒介性免疫抑制を阻害する。小分子は、1000ダルトン未満、例えば、500ダルトンまたはそれ未満、250ダルトンまたはそれ未満、100ダルトンまたはそれ未満の分子質量を有する化合物である。例示的な小分子免疫調節化合物、例えば、免疫抑制の阻害剤は、以下に記載される。多くは一般に疎水性である。
TGF-β阻害剤
TGF-β阻害剤の非限定的な例には、LY2157299、GW788388、LY364947、R268712、RepSox、SB525334およびSD208が含まれる。
LY2157299は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000018
LY2157299は、ガルニセルチブ(galunisertib)としても公知であり、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Maier Aら(2015年)Cell Oncol 3
8巻:131~144頁に記載される。この化合物は、肝臓がん(例えば、肝細胞癌)などの固形腫瘍を処置するために使用されており(clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02240433?term=LY2157299&rank=2)、進行した(転移性および/または切除不能な)神経膠芽
腫、肝細胞癌および非小細胞肺がんにおいて、Bristol Meyers Squibbの抗PD-1抗体と組み合わせて使用されてきた。news.bms.com/press-release/rd-news/bristol-myers-squibb-and-lilly-enter-clinical-collaboration-agreement-evaluate。
TGF-β阻害剤のこれらおよび他の非限定的な例は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2007年9月4日に発行された米国特許第7,265,225号;2010年11月16日に発行された米国特許第7,834,029号;および2011年1月8日に発行された米国特許第7,872,020号に記載されている。
GW788388は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000019
GW788388は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Gellibertら
(2006年)Discovery of 4-{4-[3-(pyridin-2-yl)-1H-pyrazol-4-yl]pyridin-2-yl}-N-(tetrahydro-2H- pyran-4-yl)benzamide (GW788388): a potent, selective, and orally active transforming growth factor-β type I receptor inhibitor. J.Med.Chem. 49巻、2210頁に記載されている。
LY364947は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000020
LY364947は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Sawyerら(2003年)Synthesis and activity of new aryl- and heteroaryl-substituted
pyrazole inhibitors of the transforming growth factor-μ type I receptor kinase domain. Journal of Medicinal Chemistry、46巻(19号)、39
53~3956頁に記載されている。
R268712は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000021
R268712は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Terashimaら(
2014年)R-268712, an orally active transforming growth factor-β type
I receptor inhibitor, prevents glomerular sclerosis in a Thy1 nephritis model. Eur.J.Pharmacol. 734巻:60頁に記載されている。
RepSoxは、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000022
RepSoxは、E-616452、SJN 2511およびALK5阻害剤IIとしても公知である。RepSoxは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Gellibertら(2004年)Identification of 1,5-naphthyridine derivatives as a
novel series of potent and selective TGF-γ type I receptor inhibitors. J.Med.Chem. 47巻(18号)、4494~4506頁に記載されている。
SB525334は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000023
SB525334は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Grygielkoら
(2005年)Inhibition of gene markers of fibrosis with a novel inhibitor of transforming growth factor-β type I receptor kinase in puromycin-induced nephritis. J.Pharmacol.Exp.Ther. 313巻、943頁に記載されている。
SD208は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000024
SD208は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Uhlら(2004年
)SD-208, a novel transforming growth factor β feceptor I kinase inhibitor, inhibits growth and invasiveness and enhances immunogeneicity of
murine and human glioma cells in vitro and in vivo. Cancer Res. 64巻(21号)、7954~7961頁に記載されている。
TGF-βをアンタゴナイズする抗体の非限定的な例には、メテリムマブ(metelimumab)(CAT-192としても公知)およびフレソリムマブ(fresolimumab)(GC10
08としても公知)が含まれる。フレソリムマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Grutterら(2008年)「A cytokine-neutralizing antibody as a
structural mimetic of 2 receptor interactions」 Proceedings of the National Academy of Sciences 105巻(51号):20251~20256頁に記
載されている。
STAT3阻害剤
STAT3阻害剤の非限定的な例には、BP-1-102、S3I-M2001、STA-21、S3I-201、Stattic、Galiellalactone、配列PYLKTK(配列番号1)(式中、Yはホスホチロシンを示す)を有するポリペプチドおよび配列YLPQTV(配列番号2)(式中、Yはホスホチロシンを示す)を有するポリペプチドが含まれる。STAT3阻害剤のさらなる非限定的な例は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、YueおよびTurkson Expert Opin Investig Drugs. 2009年1月;18巻(1号):45~56頁に記載されている。
S3I-M2001は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000025
S3I-M2001は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2013年12月17日に発行された米国特許第8,609,639号に記載されている。
STA-21は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000026
STA-21は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Miyoshiら、J Invest Dermatol. 2011年1月;131巻(1号):108~17頁に記載されてい
る。
S3I-201は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000027
S3I-201は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Siddiquee Kら、Proc Natl Acad Sci U S A、2007年、104巻(18号)、7391~7396頁に記載されている。
Statticは、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000028
Statticは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Schust Jら、Chem Biol、2006年、13巻(11号)、1235~1242頁に記載されている。
Galiellalactoneは、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000029
Galiellalactoneは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Don-Doncowら、J Biol Chem. 2014年6月6日;289巻(23号):15969~78頁に記載されている。
BP-1-102は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000030
シグナル伝達性転写因子3(STAT3)は、ヒトではSTAT3遺伝子によってコードされる転写因子である。STAT3阻害剤であるBP-1-102は、動物において、ヒト肺がんおよび乳がんなどの腫瘍(例えば、固形腫瘍)に対して活性である(PNAS 2012年、109巻(24号)9623~9628頁)。別の小分子STAT3阻害剤は、OPB-31121である(Cancer Lett. 2013年7月10日;335巻(1号
):145~52頁.doi: 10.1016/j.canlet.2013.02.010. 2013年2月10日に
電子出版)。
別の非限定的な例は、OPB-31121、clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00955812、clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01406574であり、OPB-31121は、抗新生物活性を有する、STAT3の経口的に生体利用可能な阻害剤である。OPB-31121は、STAT3のリン酸化を阻害し、これが、様々なSTAT3応答性プロモーター上のDNA配列へのSTAT3の結合を防止し、STAT3媒介性転写の阻害および潜在的には腫瘍細胞増殖の阻害を生じる。STAT3は、様々ながんにおいて構成的に活性化され、細胞成長制御の喪失および新生物形質転換に寄与する。OPB-31121は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Kimら(2013年)OPB-31121, a novel
small molecular inhibitor, disrupts the JAK2/STAT3 pathway and exhibits an antitumor activity in gastric cancer cells. Cancer Lett 335巻
:145~152頁に記載されている。
他の阻害剤は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Miklossyら、2013年 Nat. Rev. Drug Discov.12巻:611~629頁に記載されている。
IDO阻害剤
IDOは、様々な腫瘍型中のがん細胞によって発現される。高いIDO発現は、いくつかのがん、例えば、卵巣がん、子宮内膜がん、結腸がんおよび黒色腫における転帰不良と相関する。IDO阻害剤の非限定的な例には、INCB24360、INCB24360アナログ、NLG919(GDC-0919としても公知)、Norharmane、ロスマリン酸、1-メチルトリプトファンおよびインドキシモドが含まれる。
Figure 2022174273000031
INCB24360
これもまたIDOを阻害するINCB24360アナログの構造は、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000032
このアナログは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Yueら J Med Chem. 2009年、52巻(23号)、7364~7367頁に記載されている。
Figure 2022174273000033
NLG919
INCB24360、上に示したそのアナログおよびNLG919は、IDO1阻害剤である。IDO1の選択的阻害は、抗腫瘍免疫のメディエーターを効果的に調節する(参照により本明細書に組み込まれる、Liuら、Blood、2010年、115巻:3520~3530頁)。これらの薬物は、腫瘍媒介性免疫回避または抑制を阻害するのに有用であり、免疫チェックポイントブロッカー、例えば、抗体ベースの阻害剤、例えば、抗PD1と任意選択で組み合わされる(参照により本明細書に組み込まれるclinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02327078)。
Norharmaneは、IDO阻害剤の別の例であり、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000034
Norharmaneは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Chiarugiら(2000年)Journal of Leukocyte Biology 68巻(2号):260~6頁に
記載されている。
ロスマリン酸は、IDO阻害剤のさらなる一例であり、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000035
ロスマリン酸は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Leeら(2007
年)Biochemical Pharmacology 73巻(9号):1412~21頁に記載されている
1-メチルトリプトファンは、IDO阻害剤のさらなる一例であり、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000036
1-メチルトリプトファンは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Hou
ら(2007年)Cancer Res. 67巻(2号):792~801頁に記載されている。
インドキシモドの構造は、
Figure 2022174273000037
である。
インドキシモドは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Soliman HH、Jackson E、Neuger Tら、A first in man phase I trial of the oral immunomodulator, indoximod, combined with docetaxel in patients with metastatic solid tumors. Oncotarget. 2014年9月30日;5巻(18号):8136
~46頁に記載されている。
IDO阻害剤のさらなる非限定的な例は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年10月23日に公開された米国特許出願公開第2014315962号に記載されている。
PD-1経路阻害剤
PD-1は、感染症に対する炎症性応答の時点で、末梢組織中のT細胞の活性を制限し、自己免疫PD-1遮断をin vitroで制限することは、特異的抗原標的によるまたは混合リンパ球反応における同種細胞によるチャレンジに応答して、T細胞増殖およびサイトカイン産生を増強する。PD-1発現と応答との間の強い相関が、PD-1の遮断を用いて示された(Pardoll、Nature Reviews Cancer、12巻:252~264頁、2012年)。PD-1遮断は、PD-1またはそのリガンドであるPD-L1を結合する抗体を含む様々な機構によって達成され得る。PD-1およびPD-L1ブロッカーの例は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第7,488,802号;同第7,943,743号;同第8,008,449号;同第8,168,757号;同第8,217,149号ならびにPCT公開特許出願番号WO03042402、WO2008156712、WO2010077634、WO2010089411、WO2010036959、WO2011066342、WO2011159877、WO2011082400、WO2011161699およびWO2013181452に記載されている。ある特定の実施形態では、このPD-1ブロッカーには、抗PD-L1抗体が含まれる。
PD-1経路阻害剤の非限定的な例には、AMP-224、ニボルマブ(MDX-1106;ONO-4538としても公知)、ペムブロリズマブ、ピディリズマブ、BMS 936559(MDX-1105としても公知)、MPDL3280A(アテゾリズマブとしても公知)、MEDI4736およびMSB0010718Cが含まれる。PD-1経路阻害剤の非限定的な例は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Dolan
およびGupta、Cancer Control. 2014年7月;21巻(3号):231~7頁にも
記載されている。
B7-DCIgとしても公知のAMP-224は、PD-L2-Fc融合可溶性受容体である。AMP-224は、U.S.National Institutes of Health(NIH)臨床試験番号NCT02298946で使用されている。AMP-224は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2011年9月15日に公開された米国特許出願公開第2011/0223188号;2013年1月17日に公開された米国特許出願公開第2013/0017199号;およびSmothersら、Ann Oncol(2013年)24巻(補遺1):i7頁に記載されている。
ニボルマブは、ONO-4538、BMS-936558、MDX1106およびOpdivoとしても公知である。ニボルマブは、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2011年8月30日に発行された米国特許第8,008,449号;およびSundar R、Cho BC、Brahmer JR、Soo RA(2015年).「Nivolumab in NSCLC: latest evidence and clinical potential」Ther Adv Med Oncol 7巻(2号):85~96頁に記載されている。
ペムブロリズマブは、MK-3475、ランブロリズマブおよびKeytrudaとしても公知である。ペムブロリズマブは、その各々の全内容がこれにより参照により本明細書に組み込まれる、2015年2月10日に発行された米国特許第8,952,136号;2012年5月1日に発行された米国特許第8,168,757号;Hamidら(201
3年)「Safety and tumor responses with lambrolizumab (anti-PD-1) in melanoma」New England Journal of Medicine 369巻(2号):134~44頁にも記載されている。
CT-011としても公知のピディリズマブは、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年6月10日に発行された米国特許第8,747,847号;Westinら(2014年)「Safety and Activity of PD1 Blockade by Pidilizumab in Combination with Rituximab in Patients with Relapsed Follicular
Lymphoma: a Single Group, Open-label, Phase 2 Trial」、Lancet Oncol. 15巻:69~77頁に記載されている。
BMS 936559は、MDX-1105としても公知である。BMS 936559は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2011年5月17日に発行された米国特許第7,943,743号;およびBrahmer, J. R.ら、Safety and
activity of anti-PD-L1 antibody in patients with advanced cancer. N.
Engl. J. Med. 366巻、2455~2465頁(2012年)に記載されている
MPDL3280Aは、アテゾリズマブとしても公知である。MPDL3280Aは、CAS登録番号1422185-06-5を有する。MPDL3280Aは、McDermott
ら、Atezolizumab, an Anti-Programmed Death-Ligand 1 Antibody, in Metastatic Renal Cell Carcinoma: Long-Term Safety, Clinical Activity, and Immune Correlates From a Phase Ia Study、J Clin Oncol. 2016年1月11日
.pii: JCO637421(印刷前の電子出版)PMID: 26755520に記載されている。
MEDI4736は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年7月15日に発行された米国特許第8,779,108号;およびIbrahimら、Semin
Oncol. 2015年6月;42巻(3号):474~83頁に記載されている。
MSB0010718Cは、アベルマブとしても公知である。MSB0010718CのCAS登録番号は、1537032-82-8である。MSB0010718Cは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Boyerinas B、Jochems C、Fantini M、Heery CR、Gulley JL、Tsang KY、Schlom J. Cancer Immunol Res. 2015年10月;3巻(10号):1148~57頁に記載されている。
CTLA-4阻害剤
CTLA-4阻害剤の非限定的な例には、トレメリムマブおよびイピリムマブが含まれる。例えば、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Pardoll DM(2012
年4月).「The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy」.
Nat. Rev. Cancer 12巻(4号):252~64頁を参照のこと。
トレメリムマブは、チシリムマブ(ticilimumab)およびCP-675,206として
も公知である。トレメリムマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Antoni Ribas(2012年6月28日).「Tumor immunotherapy directed at PD-1
」. New England Journal of Medicine 366巻(26号):2517~9頁に記載されている。
イピリムマブは、Yervoy、MDX-010およびMDX-101としても公知である。イピリムマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Antoni Ribas(2012年6月28日).「Tumor immunotherapy directed at PD-1」. New England Journal of Medicine 366巻(26号):2517~9頁に記載されてい
る。
LAG-3阻害剤
LAG-3阻害剤の非限定的な例は、IMP321である。IMP321は、腫瘍に対する免疫応答を増加させるために使用される、可溶性バージョンの免疫チェックポイント分子LAG-3である。IMP321は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Brignoneら(2007年)「IMP321 (sLAG-3), an immunopotentiator for T cell responses against a HBsAg antigen in healthy adults: a single blind randomised controlled phase I study」 J Immune Based Ther Vaccines
5巻(1号):5頁に記載されている。
本発明の実施形態において有用であり得るLAG-3タンパク質の可溶性画分の非限定的な例は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、1999年9月21日に発行された米国特許第5,955,300号に記載されている。
抗LAG-3抗体の非限定的な例には、BMS-986016およびGSK2831781が含まれる。
GSK2831781は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年9月25日に公開された米国特許出願公開第2014/0286935号に記載されている。
BMS-986016は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2015年3月26日に公開されたPCT国際特許出願番号WO2015/042246に記載されている。
抗LAG-3抗体の非限定的な例は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年9月25日に公開された米国特許出願公開第2014/0286935号;2015年10月29日に公開された米国特許出願公開第2015/0307609号;2008年11月6日に公開されたPCT国際特許出願公開番号WO2008132601に記載されている。
B7-H3阻害剤
B7-H3阻害剤の非限定的な例は、MGA271として公知の抗体である。MGA271は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Looら(2012年)Cancer
Res. 2012年7月15日;18巻(14号):3834~45頁に記載されている。
抗B7-H3阻害剤のさらなる非限定的な例は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年8月12日に発行された米国特許第8,802,091号に記載されている。
TIM3阻害剤
TIM3阻害剤の非限定的な例には、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2014年9月23日に発行された米国特許第8,841,418号;および2013年10月8日に発行された米国特許第8,552,156号に記載された抗体が含まれる。
免疫賦活性化合物
本明細書で使用される場合、さらに文脈によって、用語「免疫賦活性化合物」は、抗原に対する対象の免疫応答を増加させる化合物を含む。免疫賦活性化合物の例には、免疫賦活薬および免疫細胞活性化化合物が含まれる。本発明の主題のデバイスは、リガンドを認識し抗原提示を増強するように免疫細胞をプログラムするのを助ける免疫賦活性化合物を含み得る。
免疫賦活性化合物の一例は、PEIである。
免疫賦活性化合物には、STINGリガンド、例えば、環状ジヌクレオチド(例えば、環状プリンジヌクレオチド)もまた含まれる。一部の実施形態では、この環状ジヌクレオチドは、2つのプリン(例えば、アデニンおよび/またはグアニン)ヌクレオチド間に2’-5’および/または3’-5’ホスホジエステル連結を含む化合物である。STINGリガンドの非限定的な例は、その各々の全内容がこれにより参照により本明細書に組み込まれる、2015年5月28日に公開されたPCT国際特許出願公開番号WO2015/077354;2010年5月4日に発行された米国特許第7,709,458号;2009年9月22日に発行された米国特許第7,592,326号;および2014年6月19日に公開された米国特許出願公開第2014/0205653号に記載されている。環状ジヌクレオチド(CDN)には、c-ジアデノシン一リン酸(AMP)、c-ジグアノシン一リン酸(GMP)、c-ジイノシン一リン酸(IMP)、c-AMP-GMP、c-AMP-IMPおよびc-GMP-IMP、ならびに本明細書で「チオホスフェート」と呼ばれるホスホロチオエートアナログが含まれるがこれらに限定されないそれらのアナログが含まれるがこれらに限定されない。ホスホロチオエートは、非架橋酸素のうち1つが硫黄で置き換えられた正常ヌクレオチドのバリアントである。ヌクレオチド間結合の硫化は、5’から3’へのおよび3’から5’へのDNAポリメラーゼ1エキソヌクレアーゼ、ヌクレアーゼS1およびP1、RNase、血清ヌクレアーゼならびにヘビ毒ホスホジエステラーゼを含む、エンドヌクレアーゼおよびエキソヌクレアーゼの作用を劇的に低減させる。さらに、脂質二重層を横断する可能性が増加する。ホスホロチオエート連結は、本質的にキラルである。当業者は、この構造中のホスフェートが、各々RまたはS形態で存在し得ることを認識する。したがって、Rp,Rp、Sp,SpおよびRp,Sp形態が可能である。各場合において、これらの分子の実質的に純粋なRp,RpおよびRp,Spジアステレオマーが好ましい。かかるCDNチオホスフェート分子の例には、チオホスフェート形態のRp,Rp-c-ジアデノシン一リン酸;Rp,Sp-c-ジアデノシン一リン酸;Rp,Rp-c-ジグアノシン一リン酸およびRp,Sp-c-ジグアノシン一リン酸が含まれる。
TLRアゴニスト、例えば、TLR1、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLR10、TLR11、TLR12およびTLR13アゴニストもまた、免疫賦活性化合物である。TLRは、病原体関連分子パターン(PAMP)と呼ばれる構造的に保存された分子を認識する単一膜貫通ドメインの非触媒性受容体のクラスである。PAMPは微生物上に存在し、宿主分子から識別可能である。TLRは、全ての脊椎動物に存在する。13種のTLR(連続的にTLR1~13と呼ばれる)が、ヒトおよびマウスにおいて同定されている。ヒトは、TLR1~10を含む。例示的なTLRアゴニストには、病原体関連分子パターン(PAMP)、例えば、感染模倣組成物、例えば、細菌由来の免疫モジュレーターが含まれる。TLRアゴニストには、核酸または脂質組成物[例えば、モノホスホリルリピドA(MPLA)]が含まれる。
ヒトTLR1をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_003263.3(GI:41350336)(配列番号267)に提供される。ヒトTLR1のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_003254.2(GI:41350337)(配列番号268)に提供される。TLR1アゴニストの非限定的な例には、トリアシルリポペプチドが含まれる。
ヒトTLR2をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_003264.3(GI:68160956)(配列番号269)に提供される。ヒトTLR2のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_003255.2(GI:19718734)(配列番号270)に提供される。TLR2アゴニストの非限定的な例には、細菌ペプチドグリカン、細菌ペプチドグリカンの糖脂質、細菌ペプチドグリカンのリポペプチド、細菌ペプチドグリカンのリポタンパク質、リポテイコ酸、ヒートショックタンパク質70およびザイモサンが含まれる。
ヒトTLR3をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_003265.2(GI:19718735)(配列番号271)に提供される。ヒトTLR3のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号ABC86910.1(GI:86161330)(配列番号272)に提供される。TLR3アゴニストの非限定的な例には、二本鎖RNA、ポリI:Cおよびポリ(A:U)が含まれる。
ヒトTLR4をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_138554.4(GI:373432600)(配列番号273)に提供される。ヒトTLR4のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_612564.1(GI:19924149)(配列番号274)に提供される。TLR4アゴニストの非限定的な例には、リポポリサッカリド(LPS)、モノホスホリルリピドA(MPLA)、ヒートショックタンパク質、フィブリノーゲン、ヘパリン硫酸またはその断片、ヒアルロン酸またはその断片、ニッケル、オピオイド、α1-酸性糖タンパク質(AGP)、RC-529、マウスβ-デフェンシン2およびフロイント完全アジュバント(CFA)が含まれる。
ヒトTLR5をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_003268.5(GI:281427130)(配列番号275)に提供される。ヒトTLR5のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_003259.2(GI:16751843)(配列番号276)に提供される。TLR5アゴニストの非限定的な例には、細菌フラジェリン、およびToxoplasma gondii由来のプロフィリン(proflin)が含まれる。
ヒトTLR6をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_006068.4(GI:318067953)(配列番号277)に提供される。ヒトTLR6のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_006059.2(GI:20143971)(配列番号278)に提供される。TLR6アゴニストの非限定的な例には、マイコプラズマ由来のジアシルリポペプチドが含まれる。
ヒトTLR7の核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_016562.3(GI:67944638)(配列番号279)に提供される。ヒトTLR7のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_057646.1(GI:7706093)(配列番号280)に提供される。TLR7アゴニストの非限定的な例には、イミダゾキノリン類、例えば、イミダゾキノリン、グアノシンアナログ、例えば、ロキソリビン、イミキモド、ガーディキモド、レシキモド、ブロピリミン、および一本鎖RNAが含まれる。
ヒトTLR8をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_138636.4(GI:257196253)(配列番号281)に提供される。ヒトTLR8のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_619542.1(GI:20302168)(配列番号282)に提供される。TLR8アゴニストの非限定的な例には、小合成化合物、一本鎖ウイルスRNAおよび貪食された細菌RNAが含まれる。
ヒトTLR9アイソフォームAをコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、NCBI受託番号NM_017442(配列番号283)に提供される。ヒトTLR9アイソフォームAのアミノ酸配列は、参照により本明細書に組み込まれる、NCBI受託番号NP_059138(配列番号284)に提供される。TLR9オリゴヌクレオチドの非限定的な例には、CpGオリゴデオキシヌクレオチドが含まれる。
ヒトTLR10をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_030956.3(GI:306140488)(配列番号285)に提供される。ヒトTLR10のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_112218.2(GI:62865618)(配列番号286)に提供される。
マウスTLR11をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_205819.3(GI:408684412)(配列番号287)に提供される。マウスTLR11のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_991388.2(GI:408684413)(配列番号288)に提供される。TLR11アゴニストの非限定的な例には、Toxoplasma gondii由来のプロフィリンが含まれる。
マウスTLR12をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_205823.2(GI:148539900)(配列番号289)に提供される。マウスTLR12のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_991392.1(GI:45430001)(配列番号290)に提供される。TLR12アゴニストの非限定的な例には、Toxoplasma gondii由来のプロフィリンが含まれる。
マウスTLR13をコードする核酸配列の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NM_205820.1(GI:45429998)(配列番号291)に提供される。マウスTLR13のアミノ酸配列の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、GenBank受託番号NP_991389.1(GI:45429999)(配列番号292)に提供される。TLR13アゴニストの非限定的な例には、リボソームRNA配列「CGGAAAGACC」(配列番号34)が含まれる。
TLRアゴニスト(合成および天然の両方のリガンド)の代表的リストは、それらの対応する受容体と共に、以下の表2に提供される。
Figure 2022174273000038
様々な実施形態では、このTLRリガンドは、CpGオリゴヌクレオチドまたはポリI:Cポリヌクレオチドを含む。ポリI:Cは、一方の鎖がイノシン酸のポリマーであり、他方の鎖がシチジル酸のポリマーである、ミスマッチした二本鎖RNAである。ポリイノシン酸:ポリシチジル酸(ポリI:Cと略される)は、免疫賦活薬またはアジュバントでもある。一部の実施形態では、このポリI:Cポリヌクレオチドは、少なくとも約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、1、0.1~1、0.2~1、1~1.5、0.5~1.5、0.5~2、1~5、1.5~5または1.5~8キロベースの長さを有する。ある特定の実施形態では、このポリI:Cポリヌクレオチドは、約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、1、0.1~1、0.2~1、1~1.5、0.5~1.5、0.5~2、1~5、1.5~5、1.5~8またはそれよりも多くのキロベースの長さを有する。任意選択で、これは、そのナトリウム塩の形態で使用される。ポリI:Cは、B細胞、マクロファージおよび樹状細胞の膜において発現されるTLR3と相互作用する(即ち、ポリI:CはTLR3リガンドである)。任意選択で、CpGまたはポリI:Cは縮合される。例えば、アジュバントが縮合され、次いで、抗原に連結される;あるいはアジュバントが抗原に連結され、次いで、コンジュゲートが縮合される。例示的な縮合剤には、ポリ-L-リシン(PLL)、ポリエチレンイミン(PEI)、ヘキサミンコバルト塩化物およびTAT47-57ペプチド(YGRKKRRQRRR 配列番号293)が含まれる。
免疫賦活性化合物には、イミキモド、CRX-527およびOM-174が含まれる。
イミキモドは、以下の構造を有する:
Figure 2022174273000039
この化合物は、その各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2008年1月29日に発行された米国特許第7,323,568号;2004年2月4日に発行された米国特許第8,642,616号;Walterら(2013年)Nat Commun 4巻:15
60頁;BiluおよびSauder(2003年)Br. J. Dermatol. 149巻、補遺66:5~8頁;ならびにMillerら(1999年)Int J Immunopharmacol 21巻(1号):
1~14頁に記載されている。
TLRアゴニストのさらなる非限定的な例には、CRX-527およびOM-174が含まれる。
CRX-527は、その全内容がこれにより参照により本明細書に組み込まれる、Lemboら、J Immunol. 2008年6月1日;180巻(11号):7574~81頁;およびHennessyら、Nature Reviews Drug Discovery 9巻、293~307頁(2010年4月)に記載されている。CRX-527は、化学名(2S)-2-[[(3R)-3-デカノイルオキシテトラデカノイル]アミノ]-3-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-[[(3R)-3-デカノイルオキシテトラデカノイル]アミノ]-4-[(3R)-3-デカノイルオキシテトラデカノイル]オキシ-6-(ヒドロキシメチル)-5-ホスホノオキシオキサン(phosphonooxyoxan)-2-イル]オキシプロパン酸を有する。
OM-174は、化学名[(3R)-1-[[(2R,3R,4R,5S,6R)-2-[[(2R,3S,4R,5R,6R)-3,4-ジヒドロキシ-5-[[(3R)-3-ヒドロキシテトラデカノイル]アミノ]-6-ホスホノオキシオキサン-2-イル]メトキシ]-4-ヒドロキシ-6-(ヒドロキシメチル)-5-ホスホノオキシオキサン-3-イル]アミノ]-1-オキソテトラデカン-3-イル]ドデカノエートを有する。OM-174は、それらの各々の全内容がこれにより参照により本明細書に組み込まれる、Onierら、Int J Cancer. 1999年5月31日;81巻(5号):755~60頁;Isambertら、BMC Cancer(2013年)13巻:172頁;およびHennessyら、Nature Reviews Drug Discovery 9巻、293~307頁(2010年4月)に記載され
ている。
シトシン-グアノシン(CpG)オリゴヌクレオチド(CpG-ODN)配列
CpGオリゴデオキシヌクレオチド(即ち、CpG ODN)は、シトシン三リン酸デオキシヌクレオチド(「C」)とその後ろのグアニン三リン酸デオキシヌクレオチド(「G」)とを含む短い一本鎖合成デオキシリボ核酸(DNA)分子である。「p」とは、連続ヌクレオチド間のホスホジエステル連結を指すが、一部のODNは、その代わりに、修飾されたホスホロチオエート(PS)骨格を有する。一部の実施形態では、このCpGオリゴデオキシヌクレオチドは、少なくとも約15、16、17、18、19、20、25、26、27、28、29、30、15~30、20~30、20~25またはそれよりも多くのヌクレオチド長である。
CpG部位は、遺伝子発現をサイレンシングするために細胞が使用するいくつかの内因性機構の1つであるDNAメチル化において、重要な役割を果たす。プロモーターエレメント内のCpG部位のメチル化は、遺伝子サイレンシングをもたらし得る。がんの場合、腫瘍サプレッサー遺伝子はサイレンシングされる場合が多いが、癌遺伝子またはがん誘導性遺伝子は発現されることが公知である。腫瘍サプレッサー遺伝子(これはがん形成を防止する)のプロモーター領域中のCpG部位はメチル化されるが、癌遺伝子のプロモーター領域中のCpG部位は、ある特定のがんでは低メチル化されるまたはメチル化されないことが示されている。TLR-9受容体は、DNA中の非メチル化CpG部位を結合する。
本明細書に記載されている様々な組成物は、CpGオリゴヌクレオチドを含む。CpGオリゴヌクレオチドは、内因性の源から単離され、またはin vivoもしくはin vitroで合成される。内因性CpGオリゴヌクレオチドの例示的な源には、微生物、細菌、真菌、原生動物、ウイルス、カビまたは寄生生物が含まれるがこれらに限定されない。あるいは、内因性CpGオリゴヌクレオチドは、哺乳動物の良性または悪性新生物腫瘍から単離される。合成CpGオリゴヌクレオチドは、宿主生物中への鋳型DNAのトランスフェクションまたは形質転換後に、in vivoで合成される。あるいは、合成CpGオリゴヌクレオチドは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)または他の当該分野で認識された方法によって、in vitroで合成される(参照により本明細書に組み込まれる、Sambrook, J.、Fritsch, E.F.およびManiatis, T.、Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press、NY、1巻、2巻、3巻(1989年))。
CpGオリゴヌクレオチドは、樹状細胞による細胞取り込みのために提示される。例えば、ネイキッドCpGオリゴヌクレオチドが使用される。用語「ネイキッド」は、さらなる置換基を有さない、単離された内因性または合成ポリヌクレオチド(またはオリゴヌクレオチド)を記述するために使用される。別の実施形態では、CpGオリゴヌクレオチドは、細胞取り込みの効率を増加させるために、1種または複数の化合物に結合される。あるいは、またはさらに、CpGオリゴヌクレオチドは、足場および/または樹状細胞内のオリゴヌクレオチドの安定性を増加させるために、1種または複数の化合物に結合される。CpGオリゴヌクレオチドは、任意選択で、細胞取り込みの前に縮合される。例えば、CpGオリゴヌクレオチドは、樹状細胞中への細胞取り込みの効率を増加させるカチオン性ポリマーであるポリエチレンイミン(PEI)を使用して縮合されて、カチオン性ナノ粒子を生じ得る。CpGオリゴヌクレオチドはまた、他のポリカチオン性試薬を使用して縮合されて、カチオン性ナノ粒子を生じ得る。使用され得るポリカチオン性試薬のさらなる非限定的な例には、ポリ-L-リシン(PLL)およびポリアミドアミン(PAMAM)デンドリマーが含まれる。
TLR9への送達およびその局在化を増強するためにDC中へのCpG内在化を促進するベクター系が開発されている。アミンリッチなポリカチオンであるポリエチレンイミン(PEI)は、DNAのリン酸基との会合を介してプラスミドDNAを縮合して、細胞膜会合および細胞中へのDNA取り込みを容易にする小さい正に荷電した縮合物を得るために、広く使用されてきた(各々が参照により本明細書に組み込まれる、Godbey W. T.、Wu K. K.およびMikos, A. G.、J. of Biomed Mater Res、1999年、45巻、268~275頁;Godbey W. T.、Wu K. K.およびMikos, A. G.、Proc Natl Acad Sci USA. 96巻(9号)、5177~81頁(1999年))。CpG-ODN
を縮合するための例示的な方法は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2013年8月8日に公開された米国特許出願第20130202707号A1に記載されている。結果的に、PEIは、遺伝子トランスフェクションを増強するため、および宿主細胞においてin situで長期遺伝子発現を促進したPEI-DNAがローディングされたPLGマトリックスを製造するために、非ウイルスベクターとして利用されてきた(参照により本明細書に組み込まれる、Huang Y C、Riddle F、Rice K GおよびMooney D J.、Hum Gene Ther. 5巻、609~17頁(2005年))。
CpGオリゴヌクレオチドは、複数のクラスに分割され得る。例えば、本発明の組成物、方法およびデバイスによって包含される例示的なCpG-ODNは、刺激性、中性または抑制性である。用語「刺激性」は、TLR9を活性化するCpG-ODN配列のクラスを記述する。用語「中性」は、TLR9を活性化しないCpG-ODN配列のクラスを記述する。用語「抑制性」は、TLR9を阻害するCpG-ODN配列のクラスを記述する。用語「TLR9を活性化する」は、TLR9が細胞内シグナル伝達を開始させるプロセスを記述する。
刺激性CpG-ODNは、それらの免疫賦活活性が異なる3つの型、A、BおよびCへとさらに分割され得る。A型刺激性CpG ODNは、ホスホジエステル中心CpG含有パリンドロームモチーフおよびホスホロチオエート3’ポリ-Gストリングによって特徴付けられる。TLR9の活性化後、これらのCpG ODNは形質細胞様樹状細胞(pDC)からの高いIFN-α産生を誘導する。A型CpG ODNは、TLR9依存的NF-κBシグナル伝達を弱く刺激する。
B型刺激性CpG ODNは、1つまたは複数のCpGジヌクレオチドと共に完全ホスホロチオエート骨格を含む。TLR9活性化後、これらのCpG-ODNは、B細胞を強く活性化する。A型CpG-ODNとは対照的に、B型CpG-ODNは、IFN-α分泌を弱く刺激する。
C型刺激性CpG ODNは、A型およびB型の特色を含む。C型CpG-ODNは、完全ホスホロチオエート骨格およびCpG含有パリンドロームモチーフを含む。A型CpG ODNと同様に、C型CpG ODNは、pDCからの強いIFN-α産生を誘導する。B型CpG ODNと同様に、C型CpG ODNは、強いB細胞刺激を誘導する。
例示的な刺激性CpG ODNは、ODN 1585(5’-ggGGTCAACGTTGAgggggg-3’)(配列番号21)、ODN 1668(5’-tccatgacgttcctgatgct-3’)(配列番号22)、ODN 1826(5’-tccatgacgttcctgacgtt-3’)(配列番号23)、ODN 2006(5’-tcgtcgttttgtcgttttgtcgtt-3’)(配列番号24)、ODN 2006-G5(5’-TCGTCGTTTTGTCGTTTTGTCGTTGGGGG-3’)(配列番号25)、ODN 2216(5’-ggGGGACGA:TCGTCgggggg-3’)(配列番号26)、ODN 2336(5’-gggGACGAC:GTCGTGgggggg-3’)(配列番号27)、ODN 2395(5’-tcgtcgttttcggcgc:gcgccg-3’)(配列番号28)、ODN M362(5’-tcgtcgtcgttc:gaacgacgttgat-3’)(配列番号29)(全てInvivoGen)を含むがこれらに限定されない。本発明は、前述のCpG ODNの任意のヒト化バージョンもまた包含する。好ましい一実施形態では、本発明の組成物、方法およびデバイスは、ODN 1826(その配列は、5’から3’に向かってtccatgacgttcctgacgttであり、配列中、CpGエレメントには下線が付される、配列番号23)を含む。
TLR9を刺激しない中性または対照CpG ODNは、本発明によって包含される。これらのODNは、それらの刺激性対応物と同じ配列を含むが、CpGジヌクレオチドの代わりにGpCジヌクレオチドを含む。
本発明によって包含される例示的な中性または対照CpG ODNは、ODN 1585対照、ODN 1668対照、ODN 1826対照、ODN 2006対照、ODN
2216対照、ODN 2336対照、ODN 2395対照、ODN M362対照(全てInvivoGen)を含むがこれらに限定されない。本発明は、前述のCpG ODNの任意のヒト化バージョンもまた包含する。
免疫賦活性抗体
さらなる非限定的な免疫賦活性化合物には、免疫賦活性抗体が含まれる。本発明の主題の態様は、免疫系の細胞を刺激または活性化するための免疫賦活性抗体の使用に関する。腫瘍微小環境内の免疫細胞、例えば、T細胞および樹状細胞に刺激を提供することは、抗腫瘍免疫応答を改善する。一部の実施形態では、刺激は、T細胞または樹状細胞上の表面受容体を結合しそれをアゴナイズする免疫賦活性抗体を使用して提供される。ある特定の実施形態では、T細胞機能は、1種または複数の共刺激細胞表面分子、例えば、4-1BB(CD137)およびOX40(CD134)に標的化された1種または複数の抗体を使用して増強され、増強されたT細胞増殖および生存をもたらす。一部の実施形態では、樹状細胞活性化は、1種または複数のアゴニスト性CD40抗体を用いて容易になされる。それらの免疫賦活性の性質に一般に起因して、これらの抗体は、全身適用された場合には的外れの免疫関連毒性をもたらし得る。本発明の主題のデバイスまたは足場を使用した、作用の部位におけるこれらの抗体の適用は、作用の所望の部位における用量に焦点を当てることによって、この問題を回避する。さらに、免疫賦活性抗体の臨床活性は、本明細書に開示されているデバイスまたは足場を使用して、腫瘍部位においてその用量を濃縮することによって改善される。
CD137抗体
CD137は、これらの細胞に共刺激を提供する、活性化されたT細胞上で見出される表面分子である。CD137の刺激は、増加したT細胞増殖を生じ、活性化誘導される細胞死からT細胞を保護する。CD137は抗腫瘍活性をもたらすことが、いくつかの前臨床モデルにおいて示されている。抗CD137抗体の非限定的な一例であるBMS-66513(ウレルマブ)は、いくつかの臨床試験で試験されており、疾患における部分的寛解をもたらすが、他の自己免疫性後遺症の中で、肝臓毒性を伴うことが示されている(Asciertoら、2010年、Seminars in Oncology)。PF-05082566は、臨床開発中のCD137抗体の別の例である。PF-05082566は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Fisherら(2012年)Cancer Immunol Immunother. 61巻(10号):1721~33頁に記載されている。上に示したように、全身送達には適切でないものを含む様々な抗CD137抗体が、本発明の主題のデバイスおよび足場において使用され得る。
CD137のアミノ酸配列の例示的な非限定的な例は、GenBank番号:AAH06196.1(配列番号35)として公に入手可能である。
CD134抗体
CD134は、活性化されたCD4+およびCD8+T細胞上で主に発現され、結合した場合に共刺激を提供する。CD134とリガンド、例えば抗CD134抗体との結合は、T細胞の生存および増大を促進する。CD134抗体の非限定的な例には、9B12およびMEDI6469が含まれる。9B12は、その全内容が参照により組み込まれる、Curtiら(2013年)Cancer Res 73巻:7189頁に記載されている。MEDI6469は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Leidnerら Journal of Clinical Oncology、2015 ASCO Annual Meeting(2015年5月29日~6月2日
).33巻、15号_補遺(5月20日に補足)、2015年:TPS6083に記載されている。
CD134のアミノ酸配列の例示的な非限定的な例は、GenBank番号:AAI05071.1(配列番号36)として公に入手可能である。
CD40抗体
CD40は、樹状細胞などの抗原提示細胞上で見出される表面受容体である。CD40の結合は、それらの機能にとって重要なプロセスである抗原提示細胞の活性化を生じる。樹状細胞のこの活性化は、共刺激受容体の上方調節および炎症促進性サイトカインの産生をもたらし、T細胞をプライミングする能力の増強をもたらす。アゴニスト抗CD40抗体は、クリニックにおいて限定的な活性を示している(VonderheideおよびGlennie、2013年、Clinical Cancer Research)。CD40抗体の非限定的な例には、HCD122(ルカツムマブ(Lucatumumab))、CP-870,893、SGN-40 huS2
C6(ダセツズマブ)およびChi Lob 7/4が含まれる。これらの抗体は、臨床開発中である。上で説明したように、全身使用に適切でない抗体であっても、有害な副作用をほとんどまたは全く伴わずに、本発明の主題の実施形態において利用され得る。ルカツムマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Fanaleら(2014年)Br J Haematol. 164巻(2号):258~65頁に記載されている。CP-870,893は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Glaudeら(2011年)Cancer Immunol. Immunother. 60巻、1009~1017頁(2011年)に記載
されている。ダセツズマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、de Vosら(2014年)Journal of Hematology & Oncology 2014年、7巻:44頁
に記載されている。Chi Lob 7/4は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、VonderheideおよびGlennie(2013年)Clin Cancer Res. 19巻(5号):1035~1043頁に記載されている。
CD40のアミノ酸配列の例示的な非限定的な例は、GenBank番号:AAH12419.1(配列番号37)として公に入手可能である。
阻害剤および免疫チェックポイント遮断
本発明の主題の様々なインプリメンテーションは、T細胞または樹状細胞抑制の阻害剤、およびT細胞または樹状細胞抑制の阻害剤を含む足場またはデバイスの投与に関する。かかる阻害剤の非限定的な例には、TGF-β経路阻害剤、STAT3経路阻害剤およびIDO経路阻害剤、ならびに免疫チェックポイント阻害剤、例えば、PD-1経路阻害剤、CTLA-4経路阻害剤、LAG-3経路阻害剤、CD276(B7-H3としても公知)経路阻害剤およびTIM3経路阻害剤が含まれる。
腫瘍抗原提示および抗腫瘍免疫応答を抑制する多くの阻害経路が、腫瘍内に存在する。例えば、TGF-βは、腫瘍免疫監視を弱め、最適な抗腫瘍免疫を防止する未成熟分化状態に向けて自然免疫細胞を極性化する。さらに、STAT3経路は、腫瘍内の免疫阻害性サイトカインの産生を促進し、抗腫瘍T-ヘルパー1媒介性免疫を弱め、樹状細胞成熟化を阻害する。上に記載されたこれらの経路および他の免疫抑制経路の小分子阻害剤は、クリオゲルまたはヒドロゲルデバイスを使用して腫瘍に送達される。腫瘍微小環境を変更するための他のアプローチ、例えば、免疫チェックポイントタンパク質に対する抗体もまた利用され得る。
細胞傷害性Tリンパ球関連抗原4(CTLA-4)は、T細胞活性化の経路を下方調節する免疫チェックポイントタンパク質である(Fongら、Cancer Res. 69巻(2号):609~615頁、2009年;Weber Cancer Immunol. Immunother、58巻:82
3~830頁、2009年)。CTLA-4の遮断は、T細胞の活性化および増殖を強化することが示されている。CTLA-4の阻害剤には、抗CTLA-4抗体が含まれる。抗CTLA-4抗体は、CTLA-4に結合し、抗原提示細胞上で発現されるそのリガンドCD80/CD86とCTLA-4との相互作用を遮断し、それによって、これらの分子の相互作用によって惹起される免疫応答の負の下方調節を遮断する。抗CTLA-4抗体の例は、米国特許第5,811,097号;同第5,811,097号;同第5,855,887号;同第6,051,227号;同第6,207,157号;同第6,682,736号;同第6,984,720号;および同第7,605,238号に記載されている。1つの抗CDLA-4抗体は、トレメリムマブ(チシリムマブ、CP-675,206)である。一実施形態では、この抗CTLA-4抗体は、CTLA-4に結合する完全ヒトモノクローナルIgG抗体であるイピリムマブ(10D1、MDX-D010としても公知)である。イピリムマブは、Yervoy(商標)の名の下で市販され、切除不能なまたは転移性の黒色腫の処置について承認されている。
他の免疫チェックポイント阻害剤には、リンパ球活性化遺伝子-3(LAG-3)阻害剤、例えば、可溶性Ig融合タンパク質であるIMP321が含まれる(Brignoneら、2007年、J. Immunol. 179巻:4202~4211頁)。他の免疫チェックポイント阻害剤には、B7阻害剤、例えば、B7-H3およびB7-H4阻害剤が含まれる。特に、抗B7-H3抗体MGA271(Looら、2012年、Clin. Cancer Res. 7月15日(18巻)3834頁)。TIM3(T細胞免疫グロブリンドメインおよびムチンドメイン3)阻害剤もまた含まれる(Fourcadeら、2010年、J. Exp. Med. 207巻:2175~86頁およびSakuishiら、2010年、J. Exp. Med. 207巻:2187~94頁)。
がん処置のための標的として調査されてきたリガンド-受容体相互作用は、膜貫通プログラム細胞死1タンパク質(PDCD1、PD-1;CD279としても公知)とそのリガンドPD-1リガンド1(PD-L1、CD274)との間の相互作用である。正常な生理学では、細胞の表面上のPD-L1は、免疫細胞の表面上のPD1に結合し、免疫細胞の活性を阻害する。がん細胞表面上のPD-L1の上方調節は、さもなければ腫瘍細胞を攻撃し得るT細胞を阻害することによって、がん細胞が宿主免疫系を逃れるのを可能にし得る。PD-1またはPD-L1のいずれかに結合し、したがって相互作用を遮断する抗体は、T細胞が腫瘍を攻撃するのを可能にし得る。ニボルマブと呼ばれるIgG4 PD1抗体が記載されている(Pardoll, DM、2012年、Nature reviews. Cancer 12巻(4号):252~64頁)。免疫チェックポイントの多くは、リガンド-受容体相互作用によって開始される;したがって、これらは、抗体によって容易に遮断され得、または組換え形態のリガンドもしくは受容体によってモジュレートされ得る。抗体ベースのブロッカーの他の例には、細胞傷害性Tリンパ球関連抗原4(CTLA4)特異的抗体が含まれる。
様々な実施形態では、この抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体またはヒト抗体である。
一部の実施形態では、抗PD-1抗体は、ニボルマブ、ペムブロリズマブまたはピディリズマブである。ニボルマブは、それらの各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Johnsonら(2015年)Ther Adv Med Oncol 7巻(2号):97~106頁;およびSundar Rら(2015年)Ther Adv Med Oncol 7巻(2号):85~96頁に記載されている。ペムブロリズマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Hamidら(2013年)New England Journal of Medicine 369巻(2号):134~44頁に記載されている。ピディリズマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Westinら(2014年)「Safety and Activity of PD1 Blockade by Pidilizumab in Combination with Rituximab in Patients with Relapsed Follicular Lymphoma: a Single Group, Open-label, Phase 2 Trial」、doi:10.1016/S1470-2045(13)70551-5に記載されている。
ある特定の実施形態では、この抗PD-L1抗体は、BMS-936559またはMPDL3280Aである。BMS-936559は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Brahmer JRら(2012年)N Engl J Med. 2012年;366巻:
2455頁に記載されている。MPDL3280Aは、それらの各々の全内容が参照により本明細書に組み込まれる、Herbst RSら(2013年)J Clin Oncol. 31巻(補
遺;抄録3000);Soria JCら(2013年)European Cancer Congress Amsterdam(抄録3408);Hamid Oら(2013年)J Clin Oncol 31巻(補遺;抄録9010);およびKohrt Hら(2013年)J Immunother Cancer. 2013年;1巻(補遺1):O12頁に記載されている。
さらなる抗PD1および抗PD-L1抗体は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2015年2月10日に発行された米国特許第8,952,136号に記載されている。
様々な実施形態では、この抗CTLA-4抗体はイピリムマブである。イピリムマブは、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、「Yervoy(イピリムマブ)(添付文書)」Princeton、NJ:Bristol-Myers Squibb Company;2013年12月、2014年10月29日に検索、に記載されている。
顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)
顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)は、マクロファージ、T細胞、肥満細胞、内皮細胞および線維芽細胞によって分泌されるタンパク質である。具体的には、GM-CSFは、白血球増殖因子として機能するサイトカインである。GM-CSFは、幹細胞を刺激し、顆粒細胞および単球を生成する。単球は、血流を出て、組織内に遊走し、その後、マクロファージへと成熟する。
本明細書に記載されている様々な足場デバイスは、デバイスに宿主DCを誘引するGM-CSFポリペプチドを含み、それを放出する。企図されるGM-CSFポリペプチドは、内在性源から単離され、またはin vivoもしくはin vitroで合成される。内在性GM-CSFポリペプチドは、健常なヒト組織から単離される。合成GM-CSFポリペプチドは、鋳型DNAを、宿主生物または細胞、例えば哺乳動物または培養されたヒト細胞系にトランスフェクションまたは形質転換した後、in vivoで合成される。代替的に合成GM-CSFポリペプチドは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)または他の当技術分野で認識されている方法(参照により本明細書に組み込まれるSambrook, J.、Fritsch, E.F.およびManiatis, T.、Molecular Cloning: A Laboratory Manual.、Cold Spring Harbor Laboratory Press、NY、1、2、3巻(1989年))によってin vitroで合成される。
GM-CSFポリペプチドは、in vivoでタンパク質の安定性を増加させるように修飾される。代替的に、GM-CSFポリペプチドは、免疫原性がより強くまたは弱くなるように操作される。内在性成熟ヒトGM-CSFポリペプチドは、報告によれば、アミノ酸残基23位(ロイシン)、27位(アスパラギン)および39位(グルタミン酸)でグリコシル化されている(米国特許第5,073,627号を参照)。本発明のGM-CSFポリペプチドは、グリコシル化状態に関して、これらのアミノ酸残基の1つまたは複数が修飾されている。
GM-CSFポリペプチドは、組換え体である。代替的に、GM-CSFポリペプチドは、哺乳動物GM-CSFポリペプチドのヒト化誘導体である。GM-CSFポリペプチドが由来する例示的な哺乳動物種としては、マウス、ラット、ハムスター、モルモット、フェレット、ネコ、イヌ、サル、または霊長類が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、GM-CSFは、組換えヒトタンパク質(PeproTech、カタログ番号300-03)である。代替的に、GM-CSFは、組換えネズミ(マウス)タンパク質(PeproTech、カタログ番号315-03)である。最後に、GM-CSFは、組換えマウスタンパク質のヒト化誘導体である。
ヒト組換えGM-CSF(PeproTech、カタログ番号300-03)は、以下のポリペプチド配列(配列番号30)によってコードされる:
Figure 2022174273000040
ネズミ組換えGM-CSF(PeproTech、カタログ番号315-03)は、以下のポリペプチド配列(配列番号31)によってコードされる:
Figure 2022174273000041
ヒト内在性GM-CSFは、以下のmRNA配列(NCBI受託番号NM_000758および配列番号32)によってコードされる:
Figure 2022174273000042
ヒト内在性GM-CSFは、以下のアミノ酸配列(NCBI受託番号NP_000749.2および配列番号33)によってコードされる:
Figure 2022174273000043
がん抗原
本発明の組成物、方法、およびデバイスは、そのようなデバイスを投与された対象にワクチン接種するおよび/または保護免疫を与える手段と共にがん抗原を含む。一部の実施形態では、がん/腫瘍抗原は、本明細書で提供されるデバイスを投与される対象由来のものである。ある特定の実施形態では、がん/腫瘍抗原は、異なる対象由来のものである。様々な実施形態では、腫瘍抗原は、腫瘍細胞溶解物に存在する。例えば、腫瘍細胞溶解物は、生検からの1つまたは複数の溶解された細胞を含んでいてもよい。一部の実施形態では、腫瘍抗原は、弱毒化された生がん細胞に存在する。例えば、弱毒化された生がん細胞は、照射されたがん細胞でありうる。
本発明の組成物、方法、およびデバイスによって包含される例示的ながん抗原には、生検から抽出された腫瘍溶解物、照射された腫瘍細胞、MAGEシリーズの抗原(一例はMAGE-1である)、MART-1/メランA(melana)、チロシナーゼ、ガングリオシド、gp100、GD-2、O-アセチル化GD-3、GM-2、ムチン1、Sos1、プロテインキナーゼC結合タンパク質、逆転写酵素タンパク質、AKAPタンパク質、VRK1、KIAA1735、T7-1、T11-3、T11-9、Homo sapiensテロメラーゼ処理物(telomerase ferment)(hTRT)、サイトケラチン-19(CYFRA21-1)、扁平上皮癌抗原1(SCCA-1)、タンパク質T4-A、扁平上皮癌抗原2(SCCA-2)、卵巣癌抗原CA125(1A1-3B)(KIAA0049)、CTCL腫瘍抗原se1-1、CTCL腫瘍抗原se14-3、CTCL腫瘍抗原se20-4、CTCL腫瘍抗原se20-9、CTCL腫瘍抗原se33-1、CTCL腫瘍抗原se37-2、CTCL腫瘍抗原se57-1、CTCL腫瘍抗原se89-1、前立腺特異的膜抗原、5T4腫瘍胎児トロホブラスト糖タンパク質、Orf73カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス、MAGE-C1(がん/精巣抗原CT7)、MAGE-B1抗原(MAGE-XP抗原)、DAM10、MAGE-B2抗原(DAM6)、MAGE-2抗原、MAGE-4a抗原、MAGE-4b抗原、結腸がん抗原NY-CO-45、肺がん抗原NY-LU-12バリアントA、がん関連表面抗原、腺癌抗原ART1、傍腫瘍性関連脳-精巣-がん抗原、腫瘍神経細胞(onconeuronal)抗原MA2、傍腫瘍性神経細胞抗原、神経腫瘍学腹(neuro-oncological ventral)抗原2(NOVA2)、肝細胞癌抗原遺伝子520、腫瘍関連抗原CO-029、腫瘍関連抗原MAGE-X2、滑膜肉腫、Xブレークポイント2、T細胞によって認識される扁平上皮癌抗原、血清学的に定義される結腸がん抗原1、血清学的に定義される乳がん抗原NY-BR-15、血清学的に定義される乳がん抗原NY-BR-16、ウィルムス腫瘍タンパク質(WT-1ペプチド)、クロモグラニンA、副甲状腺分泌タンパク質1、DUPAN-2、CA19-9、CA72-4、CA195、または癌胎児性抗原(CEA)が含まれるが、これらに限定されない。
微生物抗原
一部の実施形態では、抗原は、細菌、ウイルス、原生動物、古細菌、または真菌などの微生物に由来する。様々な実施形態は、細菌、ウイルス、または真菌感染に対する、またはそれらを処置するワクチン接種に関する。様々な実施形態では、送達ビヒクルは、病原体からの抗原を含む。例えば、病原体には、真菌、細菌(例えば、Staphylococcus種、Staphylococcus aureus、Streptococcus種、Streptococcus pyogenes、Pseudomonas aeruginosa、Burkholderia cenocepacia、Mycobacterium種、Mycobacterium tuberculosis、Mycobacterium avium、Salmonella種、Salmonella typhi、Salmonella typhimurium、Neisseria種、Brucella種、Bordetella種、Borrelia種、Campylobacter種、Chlamydia種、Chlamydophila種、Clostrium種、Clostrium botulinum、Clostridium difficile、Clostridium tetani、Helicobacter種、Helicobacter pylori、Mycoplasma pneumonia、Corynebacterium種、Neisseria gonorrhoeae、Neisseria meningitidis、Enterococcus種、Escherichia種、Escherichia coli、Listeria種、Francisella種、Vibrio種、Vibrio cholera、Legionella種、またはYersinia pestis)、ウイルス(例えば、アデノウイルス、エプスタイン-バー・ウイルス、A型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、単純ヘルペスウイルス1、2もしくは8型、ヒト免疫不全ウイルス、インフルエンザウイルス、麻疹、おたふく風邪、ヒトパピローマウイルス、ポリオウイルス、狂犬病、呼吸器合胞体ウイルス、風疹ウイルス、または水痘帯状疱疹ウイルス)、寄生虫または原生動物(例えば、Entamoeba histolytica、Plasmodium、Giardia lamblia、Trypanosoma brucei、または寄生原虫、例えば、マラリアを引き起こすPlasmodium)が含まれるが、これらに限定されない。例えば、病原体抗原は、本明細書に記載されている病原体細胞または粒子に由来する。
抗体
「抗体」という用語は最も広い意味で使用され、具体的には、モノクローナル抗体(全長モノクローナル抗体を含む)、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、一価抗体、多価抗体、および所望の生物活性を示す限りでの抗体断片(例えば、Fabおよび/または単腕抗体)が含まれる。
「抗体断片」は、無傷抗体が結合する抗原に結合する無傷抗体の一部を含む無傷抗体以外の分子を指す。抗体断片の例には、Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’);ダイアボディ;直鎖抗体;単鎖抗体分子(例えば、scFv);および抗体断片から形成される多重特異性抗体が含まれるが、これらに限定されない。
「全長抗体」、「無傷抗体」および「全抗体」という用語は、本明細書において、天然の抗体の構造と実質的に類似の構造を有する、またはFc領域を含有する重鎖を有する抗体を指す目的で互換的に使用される。
「Fv」断片は、完全な抗原認識および結合部位を含有する抗体断片である。この領域は、緊密に会合している、例えばscFvにおいて、本質的に共有結合している場合がある、1本の重鎖および1本の軽鎖の可変ドメインの二量体からなる。この構成において、各可変ドメインの3つの超可変領域(HVR)が相互作用し、VH-VL二量体の表面での抗原結合部位を規定している。集合的に、6つのHVRまたはそのサブセットは、抗原結合特異性を抗体に付与する。しかしながら、単一の可変ドメイン(または抗原に特異的な3つのHVRのみを含むFvの半分)であっても、親和性は結合部位全体より通常低いものの、抗原を認識し、結合する能力を有する。
「Fab」断片は、軽鎖の可変および定常ドメイン、ならびに重鎖の可変ドメインおよび第1の定常ドメイン(CHI)を含有する。F(ab’)2抗体断片は、一対のFab断片を含み、それら断片は、一般的に、それらの間にあるヒンジシステインによってカルボキシ末端近くで共有結合により連結されている。抗体断片の他の化学的カップリングも当技術分野で公知である。
「単鎖Fv」または「scFv」抗体断片は、抗体のVHおよびVLドメインを含み、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖に存在する。一般的に、Fvポリペプチドは、VHおよびLドメイン間にポリペプチドリンカーをさらに含み、これにより、scFvは、抗原結合のための所望の構造を形成することができる。scFvの概説については、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれるPluckthun、The Pharmacology of Monoclonal Antibodies、113巻、RosenburgおよびMoore編、Springer-Verlag、New York、269~31S頁(1994年)を参照。
「ダイアボディ」という用語は、2つの抗原結合部位を有する小さい抗体断片を指し、この断片は、軽鎖可変ドメイン(VL)に接続された重鎖可変ドメイン(VH)を同じポリペプチド鎖に含む(VHおよびVL)。同じ鎖上の2つのドメイン間で対形成するには短すぎるリンカーを使用することにより、ドメインは、別の鎖の相補的ドメインと対形成することを余儀なくされ、2つの抗原結合部位を生じる。ダイアボディは、例えば、BP404,097;WO93/11161;および参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれるHollingerら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、90巻:6444~644
8頁(1993年)においてさらに十分に記載されている。
「直鎖抗体」という表現は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれるZapataら、Protein Eng.、8巻(10号):1057~1062頁(1995年)に記載され
ている抗体を指す。簡単に述べると、これらの抗体は、相補的軽鎖ポリペプチドと一緒に、一対の抗原結合領域を形成する、一対のタンデムFdセグメント(VH-CH1-VH-CH1)を含む。直鎖抗体は、二重特異性または単一特異性であることができる。
本明細書で使用される場合、「モノクローナル抗体」という用語は、実質的に均質な抗体の集団から得られる抗体を指し、つまり、可能性のあるバリアント抗体、例えば一般的に少量で存在する天然に存在する突然変異を含有するバリアント抗体またはモノクローナル抗体調製物の産生の間に生じるバリアント抗体を除いて、集団を構成する個々の抗体は同一であるおよび/または同じエピトープに結合する。異なる決定基(エピトープ)に対して向けられた異なる抗体を典型的に含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、モノクローナル抗体調製物の各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定基に対して向けられている。したがって、「モノクローナル」という修飾語は、実質的に均質な抗体集団から得られる抗体の特徴を示し、任意の特定の方法による抗体の産生を必要とすると解釈されるべきでない。例えば、使用されるモノクローナル抗体は、ハイブリドーマ方法、組換えDNA方法、ファージディスプレイ方法、およびヒト免疫グロブリン遺伝子座の全てまたは一部を含有するトランスジェニック動物を利用する方法を含むがこれらに限定されない様々な技術によって作製することができ、そのような方法、およびモノクローナル抗体を作製するための他の例示的な方法は、本明細書で記載されている。
「キメラ」抗体という用語は、重鎖および/または軽鎖の一部が特定の源または種に由来し、一方で重鎖および/または軽鎖の残部が異なる源または種に由来する抗体を指す。
「ヒト化」抗体は、非ヒトHVR由来のアミノ酸残基と、ヒトFR由来のアミノ酸残基とを含むキメラ抗体を指す。ある特定の実施形態では、ヒト化抗体は、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的に全てを含み、ここでHVR(例えば、CDR)の全てまたは実質的に全ては非ヒト抗体のHVRに対応し、FRの全てまたは実質的に全てはヒト抗体のFRに対応する。ヒト化抗体は、任意選択で、ヒト抗体に由来する抗体定常領域の少なくとも一部を含んでもよい。抗体、例えば、非ヒト抗体の「ヒト化形態」は、ヒト化を受けた抗体を指す。
「ヒト抗体」は、ヒトもしくはヒト細胞によって産生される抗体、またはヒト抗体レパートリーもしくは他のヒト抗体コード配列を利用して非ヒト源に由来する抗体のアミノ酸配列に対応するアミノ酸配列を保有する抗体である。ヒト抗体の定義は、非ヒト抗原結合残基を含むヒト化抗体を特異的に排除する。
RNA干渉
本明細書で使用される場合、「RNA干渉誘導化合物」または「RNAi化合物」とは、状況に応じてタンパク質発現のRNA干渉または「RNAi」を誘導することができる化合物を指す。RNAiは、mRNA分解を伴うが、この干渉の根底にある生化学的機構の大部分は未知である。RNAiの使用は、参照によりその内容が本明細書に組み込まれるFireら、1998年、Carthewら、2001年およびElbashirら、2001年に記載さ
れている。
単離されたRNA分子は、RNAiを媒介することができる。つまり、本発明の単離されたRNA分子は、標的遺伝子とも呼ばれる遺伝子の転写産物であるmRNAの分解を媒介または発現を阻止する。便宜上、そのようなmRNAは、本明細書において、分解されるmRNAとも呼ばれうる。RNA、RNA分子、RNAセグメントおよびRNA断片という用語は、RNA干渉を媒介するRNAを指すために互換的に使用されうる。これらの用語は、二本鎖RNA、低分子干渉RNA(siRNA)、ヘアピンRNA、一本鎖RNA、単離RNA(部分的に精製されたRNA、本質的に純粋なRNA、合成RNA、組換え的に産生されるRNA)、ならびに1つまたは複数のヌクレオチドの付加、欠失、置換および/または変更によって天然に存在するRNAとは異なっている変更されたRNAを含む。そのような変更は、非ヌクレオチド材料の、例えば、RNAの末端または内部への(RNAの1つまたは複数のヌクレオチドでの)付加を含むことができる。本発明のRNA分子のヌクレオチドはまた、非標準ヌクレオチド、例えば、天然に存在しないヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドを含むことができる。集合的に、そのような変更されたRNAi分子は全て、アナログ、または天然に存在するRNAのアナログと呼ばれる。本発明のRNAは、RNAiを媒介する能力を有するという点で天然のRNAに十分に類似していればよい。
本明細書で使用される場合、「RNAiを媒介する」という表現は、どのmRNA分子が、RNAi機構またはプロセスを受けるかを識別する能力を指し、それを示す。RNAiを媒介するRNAは、特定のmRNAを分解するか、そうでなければ、標的タンパク質の発現を減少させるように機構を指示するようにRNAi機構と相互作用する。一実施形態では、本発明は、その配列が対応する特定のmRNAの切断を指示するRNA分子に関する。配列が完全に対応している必要はないが、対応は、切断によるRNAiの阻害または標的mRNAの発現の阻止をRNAに指示することができるために十分でなければならない。
上述したように、本発明のRNA分子は、一般的に、RNAの部分と一部の追加的部分、例えばデオキシリボヌクレオチドの部分とを含む。一部の実施形態では、RNAi分子は、約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、または23ヌクレオチド、約16~29ヌクレオチド、約18~23ヌクレオチド、または約21~23ヌクレオチドを含む。様々な実施形態では、デバイスまたは足場は、T細胞または樹状細胞抑制を阻害する1つまたは複数の遺伝子のRNAiを媒介する1つまたは複数のRNAi分子を含む。一部の実施形態では、標的遺伝子は、免疫チェックポイント遺伝子である。一部の実施形態では、標的遺伝子は、免疫抑制遺伝子である。ある特定の実施形態では、標的遺伝子は、TGF-β、STAT3、IDO、PD-1、PD-1リガンド1、CTLA-4、LAG-3またはTIM3タンパク質をコードする。これらの標的のそれぞれのためのヌクレオチド配列の非限定的な例は、以下の通りである:TGF-β(GenBank番号:M60316.1、配列番号13);STAT3(NCBI参照配列番号:NM_139276.2、配列番号14);IDO1(NCBI参照配列番号:NM_002164.5、配列番号15);PD-1(NCBI参照配列番号:NM_005018.2、配列番号16);PD-L1(NCBI参照配列番号:NM_014143.3、配列番号17);CTLA-4(NCBI参照配列番号:NM_001037631.2、配列番号18);LAG-3(GenBank番号:X51985.3、配列番号19);およびTIM3(GenBank番号:AF450242.1、配列番号20)。これらの配列は限定的なものではなく、各タンパク質の追加のバリアントおよびアイソフォームを標的にしてもよい。
様々な実施形態では、RNAi分子は、トランスフェクション剤を有するデバイスまたは足場に存在していてもよい。例えば、RNAi分子は、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリ-L-リシン(PLL)、またはポリアミドアミン(PAMAM)デンドリマーで濃縮されてもよい。例えば、Huangら、(2005年)、Human Gene Therapy、16巻
:609~617頁を参照。トランスフェクション剤の追加の非限定的な例には、リポソーム(例えば、リポフェクタミン)が含まれる。
樹状細胞
樹状細胞(DC)は、哺乳動物免疫系内の免疫細胞であり、造血骨髄前駆細胞に由来する。より詳細には、樹状細胞は、リンパ系(または形質細胞様)または骨髄前駆体細胞からそれぞれ生じるリンパ系(または形質細胞様)樹状細胞(pDC)および骨髄樹状細胞(mDC)区分に分類することができる。前駆細胞から、前駆細胞の種類にかかわらず、未成熟樹状細胞が生じる。未成熟樹状細胞は、高いエンドサイトーシス活性および低いT細胞活性化電位によって特徴付けられる。したがって、未成熟樹状細胞は、構成的に、病原体に対してすぐ傍の周囲環境をサンプリングする。例示的な病原体には、ウイルスまたは細菌が含まれるが、これらに限定されない。サンプリングは、toll様受容体(TLR)などのパターン認識受容体(PRR)によって達成される。病原体が、toll様受容体などのパターン認識受容体によって認識されると、樹状細胞は活性化し、成熟する。
成熟樹状細胞は、病原体を貪食し、それを分解するだけでなく、病原体のタンパク質を分解し、抗原とも呼ばれるこれらタンパク質の小片を、MHC(主要組織適合性複合体)分子(クラスI、IIおよびIII)を使用して、細胞表面に提示する。成熟樹状細胞は、T細胞活性化のための共受容体として機能する細胞表面受容体をアップレギュレートする。例示的な共受容体としては、CD80、CD86およびCD40が挙げられるが、これらに限定されない。同時に、成熟樹状細胞はCCR7などの走化性受容体をアップレギュレートし、細胞を、血流またはリンパ系を通じてそれぞれ脾臓またはリンパ節へ遊走させる。
樹状細胞は、皮膚などの外部環境と接触している外部の組織に存在する(皮膚に存在する樹状細胞はランゲルハンス細胞とも呼ばれる)。代替的に、樹状細胞は、外部環境と接触している内部組織、例えば、鼻、肺、胃、および腸の内壁に存在する。最後に、未成熟樹状細胞は、血流に存在する。一旦活性化されると、これらの組織から離れた全ての樹状細胞がリンパ系組織に遊走し、ここで抗原を提示して、T細胞およびB細胞と相互作用し、免疫応答を開始する。本発明のために特に重要な1つのシグナル伝達システムは、高濃度の免疫細胞に向かって成熟樹状細胞の遊走を誘引する、樹状細胞の表面に発現するケモカイン受容体CCR7とリンパ節構造によって分泌されるケモカイン受容体リガンドCCL19とを含む。成熟樹状細胞との接触によって活性化される例示的な免疫細胞には、ヘルパーT細胞、キラーT細胞、およびB細胞が含まれるが、これらに限定されない。マクロファージおよびBリンパ球を含め、免疫系内の複数の細胞型が抗原を提示するが、樹状細胞が全ての抗原提示細胞のうちで最も強力な活性化因子である。
樹状細胞は、細胞体から伸びる複数の樹状突起を含む特徴的な細胞形状からその名前を得た。この細胞形状の機能的利点は、細胞の体積に比べて細胞表面および周囲への接触面積が顕著に増加していることである。未成熟樹状細胞は、特徴的な樹状突起の形成を欠く場合があり、ベール細胞と呼ばれる。ベール細胞は、樹状突起ではなく、細胞質に大きなベールを保有する。
形質細胞様樹状細胞(pDC)は、血液中を循環する自然免疫細胞であり、末梢リンパ器官で見出される。それらは、末梢血単核細胞(PBMC)の0.4%未満を構成する。ヒトにおいて、これらの細胞は、表面マーカーCD123、BDCA-2(CD303)およびBDCA-4(CD304)を発現するが、CD11cまたはCD14を高レベルで発現せず、それにより、それぞれ従来の樹状細胞または単球とは区別される。マウスpDCは、CD11c、B220、BST-2(mPDCA)およびSiglec-Hを発現し、CD11bについては陰性である。自然免疫系の構成要素として、これらの細胞は、ssRNAおよびCpG DNAモチーフをそれぞれ検出する細胞内Toll様受容体7および9を発現する。刺激およびその後の活性化の際に、これらの細胞は、広範囲の作用を媒介する重要な多面的な抗ウイルス化合物であるI型インターフェロン(主にIFN-α(アルファ)およびIFN-β(ベータ))を大量に産生する。CD8-サブセットは、クラスII経路を使用して、CD4+ヘルパーT細胞へ抗原を提示する。CD8+サブセットは、クラスI経路を使用して、抗原を提示する。ペプチド/MHCクラスI分子は、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)になるCD8+T細胞へ提示される。マウスのCD8細胞表面タンパク質は、ヒトのCD141細胞表面タンパク質に対応する。CD8/CD141陽性細胞は、TLR3を発現し、TLR3アゴニストによって優先的に活性化される。
材料システム
足場組成物は、生分解性および/または非生分解性材料を含むことができる。例示的な非生分解性材料には、金属、プラスチックポリマー、またはシルクポリマーが含まれるが、これらに限定されない。様々な実施形態では、足場組成物は、非毒性または非免疫原性である生体適合性材料を含む。一部の実施形態では、足場組成物は、炎症性材料、例えば、メソ多孔性シリカを含む。ある特定の実施形態では、足場組成物は、温度、pH、水和状態および多孔度からなる群から選択される物理的パラメーター、架橋密度、タイプならびに主鎖連結の分解に対する化学性もしくは感受性に基づく所定の速度で分解し、または化学ポリマーの比率に基づく所定の速度で分解する。例えば、ラクチドのみで構成される高分子量ポリマーは、典型的に数年の期間にわたって、例えば、1~2年間で分解し、一方、ラクチドとグリコリドとの50:50混合物で構成される低分子量ポリマーは、典型的に数週間のうちに、例えば、1、2、3、4、6、10週間で分解する。高分子量の高グルロン酸アルギネートで構成されるカルシウム架橋ゲルは、典型的には、数ヶ月(1、2、4、6、8、10、12ヶ月)から数年(1、2、5年)にわたってin vivoで分解し、一方で、低分子量アルギネートおよび/または部分的に酸化されたアルギネートで構成されるゲルは、数週間のうちに分解する。
ある特定の実施形態では、本明細書に開示される1つまたは複数の化合物は、共有結合または非共有結合により、足場組成物に連結または付着されている。様々な実施形態では、本明細書に開示される1つまたは複数の化合物は、足場組成物の構造もしくは細孔に組み込まれる、足場組成物の構造もしくは細孔内に存在する、または足場組成物に組み込まれる。
様々な実施形態では、任意の種類のクリオゲルまたはヒドロゲルが、送達デバイスとして適切である。
ヒドロゲル(アクアゲルとも呼ばれる)は、親水性であるポリマー鎖のネットワークであり、水が分散媒であるコロイド状ゲルとして見出されることもある。ヒドロゲルは、その顕著な水分含有量により、天然の組織と非常に類似した自由度を保有する高吸収性(99%を超える水分を含有することができる)の天然または合成ポリマーである。従来のヒドロゲルとは異なり、本明細書に記載されているデバイスの特有の特徴は、適切な剪断応力が印加されると、変形可能なヒドロゲルが大幅にかつ可逆的に圧縮され(その体積の95%まで)、注射可能なマクロ多孔性の予備成形足場をもたらすことである。この特性により、デバイスは、シリンジを介して、高精度で、標的部位へ送達されることが可能である。
本発明の主題の複数の態様は、クリック-ヒドロゲルおよびクリック-クリオゲルに関する。クリックヒドロゲルまたはクリオゲルは、ヒドロゲルまたはクリオゲルポリマー間の架橋が、ポリマー間のクリック反応によって容易になされるゲルである。各ポリマーは、クリック反応に有用な1つまたは複数の官能基を含有することができる。クリック反応における官能基対の高レベルの特異性を考慮すると、活性化合物は、クリックケミストリーによるヒドロゲルデバイス形成の前または同時に、予備成形されたデバイスに加えてもよい。クリック-ヒドロゲルの形成に使用しうるクリック反応の非限定的な例には、第一銅触媒アジド-アルキン付加環化、歪み促進型アジド-アルキン(assize-alkyne)付加
環化、チオール-エン光カップリング、ディールス・アルダー反応、逆電子要請型ディールス・アルダー反応、テトラゾール-アルケン光クリック反応、オキシム反応、チオール-マイケル付加、およびアルデヒド-ヒドラジドカップリングが含まれる。クリックヒドロゲルの非限定的な態様は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれるJiangら
、(2014年)、Biomaterials、35巻:4969~4985頁に記載されている。
様々な実施形態では、クリックアルギネートが利用される(例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2015年10月8日に公開されたPCT国際特許出願公開番号WO2015/154078を参照)。
例示的なクリック-ヒドロゲルデバイスおよび足場材料は、第1のポリマーおよび第2のポリマーを含むヒドロゲルを含み、ここで第1のポリマーは、式(A):
Figure 2022174273000044
(式中、
結合
Figure 2022174273000045
は、単結合または二重結合であり;
は、-C~Cアルキル-NR2N-、-C~Cアルキル-O-、または-C~Cアルキル-C(O)-であり;
は、結合、アリールまたはヘテロアリールであり、ここでアリールおよびヘテロアリールは、任意選択で、ハロゲン、ヒドロキシ、C~Cアルキル、C~Cアルコキシ、(C~Cアルキル)アミノ、またはジ(C~Cアルキル)アミノで置換されており;
は、-C~Cアルキル-NR2N-、-C~Cアルキル-O-、または-C~Cアルキル-C(O)-であり;R4は、水素、C~Cアルキル、アリールまたはヘテロアリールであり、ここでアリールおよびヘテロアリールは、任意選択で、ハロゲン、ヒドロキシ、C~Cアルキル、C~Cアルコキシ、(C~Cアルキル)アミノ、またはジ(C~Cアルキル)アミノで置換されている)
のリンカーによって第2のポリマーに接続されている。
2Nは、独立して、水素、C~Cアルキル、アリール、ヘテロアリール、RN、またはRであり、ここでC~Cアルキル、アリールおよびヘテロアリールは、任意選択で、ハロゲン、ヒドロキシ、C~Cアルキル、C~Cアルコキシ、(C~Cアルキル)アミノ、またはジ(C~Cアルキル)アミノで置換されている。一実施形態では、本開示のヒドロゲルは、式(A)のリンカーが、
式(I):
Figure 2022174273000046
または式(II):
Figure 2022174273000047
または式(III):
Figure 2022174273000048
の形態のリンカーであり、
ここで、式(I)、(II)、または(III)のリンカーは、任意選択で、任意の適切な位置で置換されている。
別の実施形態は、先行するいずれかの実施形態による式(A)のリンカーであって、ここで、Rが、
a. -NR2N-、-C~Cアルキル-NR2N-、-O-、-C~Cアルキル-O-、-C(O)-、または-C~Cアルキル-C(O)-;
b. -C~Cアルキル-NR2N-;
c. -C~Cアルキル-NR2N-;
d. -C~Cアルキル-NR2N-;
e. -メチル-NH-または-ペンチル-NH-;
f. -C~Cアルキル-O-;
g. -C~Cアルキル-O-;
h. -C~Cアルキル-O-;
i. -メチル-O-または-ペンチル-O-;
j. -C~Cアルキル-C(O)-;
k. -C(O)-;
l. -メチル-C(O)-;
m. Rと同じ
である、リンカーを提供する。
2Nは、独立して、水素、C~Cアルキル、アリール、ヘテロアリール、RN、またはRであり、ここでC~Cアルキル、アリールおよびヘテロアリールは、任意選択で、ハロゲン、ヒドロキシ、C~Cアルキル、C~Cアルコキシ、(C~Cアルキル)アミノ、またはジ(C~Cアルキル)アミノで置換されている。
別の実施形態は、先行するいずれかの実施形態による式(A)のリンカーであって、ここでRが、結合である、リンカーを提供する。
一実施形態では、先行するいずれかの実施形態による式(A)のリンカーは、R
a. それぞれ任意選択で置換されているアリールもしくはヘテロアリール;
b. 任意選択で置換されているアリール;
c. フェニル;
d. 任意選択で置換されているヘテロアリール;または
e. ピリジル、ピリミジル、もしくはピラジニル
である、リンカーである。
別の実施形態は、先行するいずれかの実施形態による式(A)のリンカーであって、ここで、Rが、
a. -NR2N-、-C~Cアルキル-NR2N-、-O-、-C~Cアルキル-O-、-C(O)-、または-C~Cアルキル-C(O)-;
b. -C~Cアルキル-NR2N-;
c. -C~Cアルキル-NR2N-;
d. -C~Cアルキル-NR2N-;
e. -メチル-NH-または-ペンチル-NH-;
f. -C~Cアルキル-O-;
g. -C~Cアルキル-O-;
h. -C~Cアルキル-O-;
i. -メチル-O-または-ペンチル-O-;
j. -C~Cアルキル-C(O)-;
k. -C(O)-;
l. -メチル-C(O)-;または
m. Rと同じ
である、リンカーを提供する。
2Nは、独立して、水素、C~Cアルキル、アリール、ヘテロアリール、RN、またはRであり、ここでC~Cアルキル、アリールおよびヘテロアリールは、任意選択で、ハロゲン、ヒドロキシ、C~Cアルキル、C~Cアルコキシ、(C~Cアルキル)アミノ、またはジ(C~Cアルキル)アミノで置換されている。一実施形態では、先行するいずれかの実施形態による式(A)のリンカーは、Rが水素である、リンカーである。
一実施形態では、先行するいずれかの実施形態による式(A)のリンカーは、R
a. C~Cアルキル、アリールもしくはヘテロアリールであり、ここでアリールおよびヘテロアリールは、任意選択で置換されており;
b. アリールもしくはヘテロアリールであり、ここでアリールおよびヘテロアリールは、任意選択で置換されており;
c. 任意選択で置換されているアリール;
d. フェニル;
e. 任意選択で置換されているヘテロアリール;または
f. ピリジル、ピリミジル、もしくはピラジニル
である、リンカーである。
別の実施形態は、先行するいずれかの実施形態による式(A)のリンカーであって、ここでRが、C~Cアルキル、C~Cアルキル、またはメチルである、リンカーを提供する。
一部の実施形態では、ヒドロゲルは、式(A)、または式(I)、式(II)、もしくは式(III)の複数のリンカーを含む。
また本発明は、例えば、第1のポリマーおよび第2のポリマーを含む複数のポリマーの相互接続ネットワークを含むヒドロゲルを含む。例えば、ポリマーは、式(A)、または式(I)、式(II)、もしくは式(III)の複数のリンカーを介して接続されている。
本開示の一部の実施形態は、第1のポリマーおよび第2のポリマーが独立して可溶性ポリマーである、ヒドロゲルを提供する。他の実施形態では、第1のポリマーおよび第2のポリマーは、独立して水溶性ポリマーである。
一部の場合では、ヒドロゲルあたりの架橋(例えば、各架橋が式Iを含む場合)の濃度は、少なくとも約10%(w/w)、例えば、少なくとも約10%、約15%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、約97%、約99%、または約100%(w/w)である。
第1のポリマーおよび第2のポリマーは、同じでも異なってもよい。一部の実施形態では、第1のポリマーおよび第2のポリマーは、同じ種類のポリマーである。他の実施形態では、第1のポリマーおよび/または第2のポリマーは、多糖を含む。例えば、第1のポリマーおよび第2のポリマーは、両方とも多糖を含むことができる。一部の実施形態では、第1のポリマーおよび/または第2のポリマーは、独立して、アルギネート、キトサン、ポリエチレングリコール(PEG)、ゼラチン、ヒアルロン酸、コラーゲン、コンドロイチン、アガロース、ポリアクリルアミド、およびヘパリンからなる群から選択される。一部の実施形態では、第1のポリマーおよび第2のポリマーは、独立して、アルギネート、キトサン、ポリエチレングリコール(PEG)、ゼラチン、ヒアルロン酸、コラーゲン、コンドロイチン、アガロース、ポリアクリルアミド、およびヘパリンからなる群から選択される、同じポリマーである。
そのような足場および足場材料、ならびにそのような足場を製造するための方法は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる、2015年10月8日に公開された、PCT国際特許出願公開番号WO2015/154078に記載されている。例えば、クリックヒドロゲルは、a)第1のクリック反応部分を含む第1のポリマーと第2のクリック反応部分を含む第2のポリマーとを提供するプロセスで調製することができる。非限定的な例では、第1のクリック反応部分と第2のクリック反応部分とは、第一銅触媒アジド-アルキン付加環化、歪み促進型アジド-アルキン付加環化、チオール-エン光カップリング、ディールス・アルダー反応、逆電子要請型ディールス・アルダー反応、テトラゾール-アルケン光クリック反応、オキシム反応、チオール-マイケル付加において、およびアルデヒド-ヒドラジドカップリングを介して互いに反応することができる。一実施形態では、第1のクリック反応部分は、ジエン部分であり、第2のクリック反応部分はジエノフィル部分である。一実施形態では、第1のクリック反応部分は、テトラジン部分であり、第2のクリック反応部分は、ノルボルネン部分である。本明細書で使用される場合、「テトラジン」および「テトラジン部分」という用語は、ポリマー(例えば、メチルアミンまたはペンチルアミンのようなアルキルアミン)に連結するための適切なスペーサーで置換され、任意選択で任意の利用可能な位置において1つまたは複数の置換基でさらに置換されている1,2,4,5-テトラジンを含む分子を含む。本開示の組成物および方法に適切な例示的なテトラジン部分は、Karverら、Bioconjugate Chem.、22巻(2011
年):2263~2270頁およびWO2014/065860(いずれも参照により本明細書に組み込まれる)に記載されている。本明細書で使用される場合、「ノルボルネン」および「ノルボルネン部分」という用語は、ポリマー(例えば、メチルアミンまたはペンチルアミンのようなアルキルアミン)に連結するための適切なスペーサーをさらに含み、任意選択で任意の利用可能な位置において1つまたは複数の置換基でさらに置換されているノルボルナジエンおよびノルボルネン基を含むが、これらに限定されない。そのような部分には、例えば、ノルボルネン-5-メチルアミンおよびノルボルナジエンメチルアミンが含まれる。
したがって、一部の実施形態は、開放型の相互接続された細孔を含む、細胞適合性の、および任意選択で細胞接着性の、高度に架橋されたヒドロゲル(例えば、クリオゲル)ポリマー組成物であって、ヒドロゲル(例えば、クリオゲル)が、圧縮または脱水による変形後の形状記憶によって特徴付けられるポリマー組成物を特長とする。デバイスは、高密度の開放型の相互接続された細孔を有する。また、ヒドロゲル(例えば、クリオゲル)は、架橋されたゼラチンポリマーまたは架橋されたアルギネートポリマーを含む。
一部の実施形態では、クリオゲルシステムは、(抗原担持腫瘍細胞と共に)GM-CSFおよび特異的TLRアゴニスト(CpG-ODNなど)を送達することができ、一方で、DC浸潤およびトラフィッキングのための空間を作製することができる。GM-CSFは、DC増強/動員因子として作用するサイトカインであり、CpG ODNは、特異的TLRアゴニスト(DC活性化因子)であるアジュバントである。
MA-アルギネートクリオゲルデバイスは、局所的免疫原性ニッチを生じることにより、ワクチンプラットフォームとして機能することができる。全体的に、クリオゲルは、強力かつ持続的な抗腫瘍免疫応答の誘導に有利に、DCと腫瘍細胞との出会いが厳密に制御されている局所的免疫原性ニッチを生じる。クリオゲルワクチンは、アジュバントと抗原の両方の送達を空間的および時間的に調整するように操作することができ、因子の送達を、より密接にDC-T細胞のプライミングおよび活性化の動態に適合させることによって、潜在的に全体的なワクチン性能を増強する。ワクチンプラットフォームは、DCが免疫調節因子の存在下で腫瘍細胞と調和することができる局所空間を作製することを通じて、適切なDC共刺激を提供するように設計される。具体的に、マクロ細孔は、DCおよび腫瘍細胞のための物理的空間を作製し、腫瘍床における寛容原性環境の存在なしに、放出された免疫調節因子の存在下で相互作用する。腫瘍細胞およびアジュバントのボーラス送達と異なり、細胞および免疫調節剤が小体積に局在化され、空間的および時間的に因子の送達を定量的に制御することができる。免疫調節因子は局所的に放出されるので、免疫チェックポイント遮断抗体などの全身的に送達される薬剤とは対照的に、全身作用はほとんど予期されない。
クリオゲルまたはヒドロゲルが作製されるポリマー組成物の例は、本開示全体を通して記載されており、アルギネート、ヒアルロン酸、ゼラチン、ヘパリン、デキストラン、カロブガム、PEG、ならびにPEG-co-PGAおよびPEG-ペプチドコンジュゲートを含むPEG誘導体が含まれる。技術は、任意の生体適合性ポリマー、例えば、コラーゲン、キトサン、カルボキシメチルセルロース、プルラン、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(PHEMA)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)またはポリ(アクリル酸)(PAAc)に適用することができる。例えば、組成物は、アルギネートベースのヒドロゲル/クリオゲルを含む。別の例では、組成物は、ゼラチンベースのヒドロゲル/クリオゲルを含む。
クリオゲルは、低温ゲル化(cryotropic gelation)(またはクリオゲル化)技術を使用して製造される高度に多孔性の相互接続構造を有する材料のクラスに属する。クリオゲルも高度な多孔構造を有している。典型的に、活性化合物は、クリオゲルの細孔/壁構造の凍結形成後に、クリオゲルデバイスに添加される。クリオゲルは、高密度のポリマー架橋によって特徴付けられる薄い細孔壁を有する、例えば少なくとも約50、55、60、65、70、75、80、85、90、または95%細孔の高い多孔度によって特徴付けられる。クリオゲルの壁は、典型的には、緻密で高度に架橋され、恒久的変形または実質的な構造的損傷なしに、針を通して対象内に圧縮されることができる。様々な実施形態では、細孔壁は、少なくとも約10、15、20、25、30、35、40、10~40%またはそれより多くのポリマーを含む。一部の実施形態では、約0.5~4%のポリマー濃度(クリオゲル化の前)が使用され、濃度は、クリオゲル化の完了により実質的に増加する。クリオゲルのゲル化の非限定的な態様およびクリオゲル化後のポリマー濃度の増加は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれるBeduerら、(2015年)、Advanced Healthcare Materials、第4巻、第2号、301~312頁
で検討されている。様々なインプリメンテーションでは、クリオゲル化は、重合架橋反応が準凍結反応液中で実施される技術を含む。クリオゲル化技術の非限定的な例は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる、2014年8月14日に公開された米国特許出願公開第2014/0227327号に記載されている。相分離によって得られる従来のマクロ多孔性ヒドロゲルと比較したクリオゲルの利点は、その高い可逆的変形性である。クリオゲルは、非常に柔軟でありうるが、変形させることができ、その形状を再形成することができる。クリオゲルは、非常に強靭で、伸びや捻じれなどの高レベルの変形に耐えることができる;さらに機械的な力で圧迫して、中に含まれた溶媒を排出することができる。様々な実施形態では、アルギネートクリオゲルの向上した変形特性は、反応系の非凍結液体チャネルの高架橋密度から生じている。
クリオゲルが作製されるポリマー組成物の例には、アルギネート、ヒアルロン酸、ゼラチン、ヘパリン、デキストラン、カロブガム、PEG、ならびにPEG-co-PGAおよびPEG-ペプチドコンジュゲートを含むPEG誘導体が含まれる。技術は、任意の生体適合性ポリマー、例えば、コラーゲン、キトサン、カルボキシメチルセルロース、プルラン、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(PHEMA)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)またはポリ(アクリル酸)(PAAc)に適用することができる。例えば、組成物は、アルギネートベースのヒドロゲル/クリオゲルを含む。別の例では、組成物は、ゼラチンベースのヒドロゲル/クリオゲルを含む。
一部の実施形態では、本発明は、生体材料に基づく治療のための細胞応答プラットフォームであるゼラチン足場、例えば、ゼラチンクリオゲルなどのゼラチンヒドロゲルも特長とする。ゼラチンは、部分的加水分解によりコラーゲンから誘導されるポリペプチドの混合物である。これらのゼラチン足場は、他の種類の足場およびヒドロゲル/クリオゲルを超える明確な利点を有する。例えば、本発明のゼラチン足場は、細胞の付着、増殖および生存を支援し、細胞によって、例えば、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)(例えば、組換え型マトリックスメタロプロテイナーゼ-2および-9)などの酵素の作用によって分解される。
予め作製されたゼラチンクリオゲルは、対象(例えば、ヒト、イヌ、ネコ、ブタ、またはウマなどの哺乳動物)に皮下注射されたとき、急速にその元の形状を取り戻し(「形状記憶」)、注射後に有害な宿主免疫応答(例えば、免疫拒絶)をほとんどまたは全く惹起しない。
一部の実施形態では、ヒドロゲル(例えば、クリオゲル)は、修飾されたポリマーを含み、例えば、ポリマー分子上の部位はメタクリル酸基(メタクリレート(MA))またはアクリル酸基(アクリレート)で修飾されている。例示的な修飾ヒドロゲル/クリオゲルは、MA-アルギネート(メタクリル化アルギネート)またはMA-ゼラチンである。MA-アルギネートまたはMA-ゼラチンの場合には、アルギネートまたはゼラチンのメタクリル化度は50%に相当する。このことは、繰り返し単位が1つおきにメタクリル化基を含有することを意味する。メタクリル化度は、1%から90%まで変動しうる。90%を超えると、化学的修飾は、ポリマーの水溶解性の溶解度を減少させうる。
ポリマーは、メタクリル化基の代わりにアクリル化基で修飾されていてもよい。その場合、生成物は、アクリル化ポリマーと呼ばれる。メタクリル化(またはアクリル化)度は、ほとんどのポリマーで変動させることができる。しかしながら、一部のポリマー(例えば、PEG)は、100%化学修飾した場合でさえ、その水溶解特性を維持する。架橋後、ポリマーは、通常、およそ100%の架橋効率を示すほぼ完全なメタクリレート基変換に達する。例えば、ヒドロゲル中のポリマーは、50~100%が架橋(共有結合)されている。架橋の程度はヒドロゲルの耐久性と相関する。したがって、架橋レベルの高い(90~100%)修飾ポリマーが望ましい。
例えば、高度に架橋したヒドロゲル/クリオゲルポリマー組成物は、少なくとも50%のポリマー架橋(例えば、75%、80%、85%、90%、95%、98%)によって特徴付けられる。高レベルの架橋は、構造に機械的堅牢性を付与する。ただし、架橋%は、一般的に100%未満である。組成物は、フリーラジカル重合プロセスおよびクリオゲル化プロセスを使用して形成される。例えば、クリオゲルは、メタクリル化ゼラチンまたはメタクリル化アルギネートのクリオ重合(cryopolymerization)によって形成される。一部の場合では、クリオゲルは、1.5%(w/v)またはそれ未満(例えば、1.5%、1.4%、1.3%、1.2%、1.1%、1% 0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%またはそれ未満)のメタクリル化ゼラチンマクロモノマーまたはメタクリル化アルギネートマクロモノマー濃度を含む。例えば、メタクリル化ゼラチンまたはアルギネートマクロモノマー濃度は、約1%(w/v)である。
一部の実施形態では、架橋されたゼラチンヒドロゲル/クリオゲルはペンダントメタクリレート基を有するゼラチンの修飾によって形成される。例えば、架橋は、ラジカル重合を介して起こる。一部の例では、ゼラチンのアミノ酸組成の2~6%(例えば、3~4%)はリシンである。一部の場合では、ゼラチン中のリシンは反応性メタクリレート基に変換される。一部の場合では、ゼラチン中のリシンの70~90%(例えば、80%)が反応性メタクリレート基に変換される。ゼラチン上のこれらの反応性メタクリレート基を、次いで、例えばラジカル重合によって架橋する。一部の実施形態では、本発明のゼラチンポリマー(例えば、ラジカル重合によって架橋)は、ラジカル重合することなく室温でインキュベートしたゼラチンポリマー(例えば、メタクリレートによる修飾なし)と比較して、より多数の架橋を含有する。
クリオゲルは、少なくとも75%の細孔、例えば、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%、またはそれより多くの細孔を含む。細孔は、相互接続されている。相互接続は、組成物の機能に重要であり、相互接続なしでは、水がゲル内に捕捉される。細孔の相互接続は、構造の内外への水(ならびに細胞および化合物などの他の組成物)の通過を可能にする。完全に水和した状態において、組成物は、少なくとも90%の水(例えば、90~99%の間、少なくとも92%、95%、97%、99%またはそれより多くの)水を含む。例えば、クリオゲルの体積の少なくとも90%(例えば、少なくとも92%、95%、97%、99%またはそれより多く)は、細孔に含有される液体(例えば、水)から作られる。圧縮または脱水ヒドロゲルでは、水の最大50%、60%、70%が存在せず、例えば、クリオゲルは、25%未満(20%、15%、10%、5%またはそれ未満)の水を含む。
本発明のクリオゲルは、細胞が通過するために十分な大きさの細孔を含む。例えば、クリオゲルは、直径20~500μm、例えば、20~300μm、30~150μm、50~500μm、50~450μm、100~400μm、200~500μmの細孔を含有する。一部の場合では、水和細孔サイズは、1~500μm(例えば、10~400μm、20~300μm、50~250μm)である。
一部の実施形態では、注射用ヒドロゲルまたはクリオゲルは、アミノ、ビニル、アルデヒド、チオール、シラン、カルボキシル、アジド、アルキンからなる群から選択される官能基の付加によってさらに官能化される。代替的にまたはさらに、クリオゲルは、さらなる架橋剤(例えば、マルチプルアームポリマー、塩、アルデヒドなど)の付加によってさらに官能化される。溶媒は、水性、特に酸性またはアルカリ性であることができる。水性溶媒は、水混和性溶媒(例えば、メタノール、エタノール、DMF、DMSO、アセトン、ジオキサンなど)を含むことができる。
クリオゲルのため、低温架橋が金型内で行われてもよく、クリオゲル(注入されたものでありうる)は分解性であることができる。細孔サイズは、使用する主な溶媒の選択、ポロゲンの組込み、適用される凍結温度および速度、架橋条件(例えば、ポリマー濃度)、ならびに使用するポリマーの種類および分子量によって制御することができる。クリオゲルの形状は、金型によって規定することができ、したがって製作者によって所望される任意の形状をとることができ、例えば、様々なサイズおよび形状(ディスク、円筒、正方形、紐状など)が低温重合によって調製される。注射用クリオゲルは、マイクロメートルスケールからミリメートルスケールで調製することができる。例示的な体積は、数百μm(例えば、100~500μm)から100mmを超えるまで変動する。例示的な足場組成物は、100μm~100mmの間のサイズ(例えば、1mm~10mmの間のサイズ)である。一部の用途では、クリオゲルは、水和され、化合物で装填され、シリンジ内または他の送達装置へ装填される。例えば、シリンジは、予め充填され、使用するまで冷蔵される。別の例では、クリオゲルは、任意選択でゲルに装填された化合物(PEIなど)と共に、脱水され、例えば、凍結乾燥され、乾燥または冷蔵で保存される。投与前に、クリオゲル装填シリンジまたは装置を、送達される化合物を含有する溶液と接触させてもよい。例えば、クリオゲルを予め装填したシリンジのバレルに、生理学的に適合性の溶液、例えば、リン酸緩衝食塩水(PBS)を充填する。一部の実施形態では、クリオゲルを、所望の解剖学的部位に投与し、続いて、他の成分、例えばPEIを単独でまたは本明細書に開示される1つもしくは複数の化合物と共に任意選択で含有する所定体積の溶液を投与してもよい。クリオゲルは、その後、再水和され、in situでその形状の完全性を回復する。クリオゲル配置後に投与されるPBSまたは他の生理学的溶液の体積は、一般的にクリオゲル自体の体積の約10倍である。またクリオゲルは、圧縮時に、クリオゲル組成物が、構造的完全性および形状記憶特性を維持するという利点を有する。例えば、クリオゲルは、中空の針を通して注射可能である。例えば、クリオゲルは、針(例えば、16ゲージ(G)針、例えば、内径1.65mmを有する針)を通って移動した後に、元の形状に戻る。他の例示的な針のサイズは、16ゲージ、18ゲージ、20ゲージ、22ゲージ、24ゲージ、26ゲージ、28ゲージ、30ゲージ、32ゲージまたは34ゲージの針である。注射用クリオゲルは、中空構造、例えば、18~30G針などの非常に細い針を通過するように設計されている。注射用クリオゲルは、ロッド、正方形、ディスク、スフェア、立方体、繊維、発泡体の形態で、所望の形状に成形することができる。一部の場合では、クリオゲルは、ディスク、円筒、正方形、長方形、または紐の形状を含む。例えば、クリオゲル組成物は、100μm~100mmの間のサイズ、例えば、1mm~50mmの間のサイズである。例えば、クリオゲル組成物は、直径1mm~直径50mmの間(例えば、およそ5mm)である。任意選択で、クリオゲルの厚さは、0.2mm~50mmの間(例えば、およそ2mm)である。
一部の例では、足場組成物は、ポリマーに化学的に連結された、例えば共有結合により付着した細胞接着組成物を含む。例えば、細胞接着組成物は、RGDアミノ酸配列を含むペプチドを含む。非限定的な例では、ヒドロゲルまたはクリオゲル組成物(例えば、ゼラチン)は、細胞接着特性を有する。一部の場合では、足場組成物は、アルギニン-グリシン-アスパルテート(RGD)などの細胞接着分子で修飾されていない。
3つの例示的なクリオゲル材料システムが以下に記載される。
a)メタクリル化ゼラチンクリオゲル(CryoGelMA)-例示的なクリオゲル利用メタクリル化ゼラチンであり、その成果は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる2014年8月14日に公開された米国特許出願公開第2014-0227327号に詳細に記載されている。
b)メタクリル化アルギネートクリオゲル(CryoMAAlginate)-例示的なクリオゲル利用メタクリル化アルギネートであり、その成果は、参照によりその内容全体が本明細書に組み込まれる2014年8月14日に公開された米国特許出願公開第2014-0227327号に詳細に記載されている。
c)ラポナイトナノ小板を有するクリックアルギネートクリオゲル(CryoClick)-基材がクリックアルギネート(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる2015年10月8日に公開されたPCT国際特許出願公開番号WO2015/154078)である。一部の例では、基材はラポナイト(化粧品などの多くの消費者製品で使用される市販のシリケートクレー)を含有する。ラポナイトは、大きな表面積および高い負電荷密度を有し、これにより静電相互作用によって、様々なタンパク質および他の生物学的に活性な分子の正に荷電した部分に吸着することが可能であり、薬物装填が可能である。薬物が低濃度の環境に置かれたとき、吸着された薬物が、持続的な様式でラポナイトから放出される。このシステムは、基材単独と比較して、より柔軟な配列の免疫調節剤の放出を可能にする。
本発明の主題の様々な実施形態は、細孔形成足場組成物を含む送達ビヒクルを含む。例えば、細孔(マクロ細孔など)は、対象へのヒドロゲル注射後にin situでヒドロゲル内で形成される。周囲のヒドロゲル(バルクヒドロゲル)内の犠牲的なポロゲンヒドロゲルの分解を介してin situで形成される細孔は、細胞の動員およびトラフィッキング、ならびにPEI、免疫賦活性化合物;送達ビヒクルにもしくは送達ビヒクル中に免疫細胞を誘引する化合物;腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;T細胞もしくは樹状細胞抑制を阻害する化合物;免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物;または抗原、あるいはそれらの任意の組合せなどの化合物の放出を容易にする。一部の実施形態では、犠牲的なポロゲンヒドロゲル、バルクヒドロゲル、または犠牲的なポロゲンヒドロゲルとバルクヒドロゲルの両方は、PEI、免疫賦活性化合物、送達ビヒクルにもしくは送達ビヒクル中に免疫細胞を誘引する化合物、腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物、T細胞もしくは樹状細胞抑制を阻害する化合物、免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物、および/または抗原、あるいはそれらの任意の組合せを含む。
様々な実施形態では、細孔形成性組成物は、哺乳動物対象などのレシピエント動物の体内に常駐するとき、時間をかけてマクロ多孔性となる。例えば、細孔形成性組成物は、犠牲的なポロゲンヒドロゲルおよびバルクヒドロゲルを含むことができ、ここで犠牲的なポロゲンヒドロゲルは、バルクヒドロゲルよりも、少なくとも10%速く(例えば、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%または少なくとも50%速く)分解する。犠牲的なポロゲンヒドロゲルは、その場所にマクロ細孔を残して分解しうる。ある特定の実施形態では、マクロ細孔は、開放型の相互接続されたマクロ細孔である。一部の実施形態では、犠牲的なポロゲンヒドロゲルは、バルクヒドロゲルよりも急速に分解することができるが、その理由は、犠牲的なポロゲンヒドロゲルが、(i)水により溶けやすい(より低い溶解指数を有する)、(ii)2005年6月2日に公開された米国特許出願公開第2005-0119762号(参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているように、プロテアーゼ媒介分解モチーフに架橋している、(iii)より長いバルクヒドロゲルポリマーに比べてより迅速に分解するより短いポリマーを含む、(iv)バルクヒドロゲルより多く加水分解的に分解するように(例えば、酸化によって)修飾されている、および/または(v)バルクヒドロゲルと比較して酵素的に分解されやすい。
様々な実施形態では、デバイスまたは足場は、重合後に、1つまたは複数の活性化合物で装填される(例えば、浸漬される)。ある特定の実施形態では、デバイスまたは足場ポリマー形成材料は、重合前に1つまたは複数の活性化合物と混合される。一部の実施形態では、デバイスまたは足場ポリマー形成材料は、1つまたは複数の活性化合物と混合された後、重合され、次いで、重合後に、同じまたは1つもしくは複数の追加の活性化合物で装填される。
一部の実施形態では、デバイスまたは足場の細孔サイズまたは全細孔体積は、化合物のデバイスまたは足場からの放出に影響するように選択される。例示的な多孔度(例えば、ナノ多孔性、マイクロ多孔性、およびマクロ多孔性の足場およびデバイス)および全細孔体積(例えば、約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90または95%)が、本明細書に記載される。細孔サイズおよび全細孔体積の増加は、腫瘍内へまたは腫瘍の近くへ送達することができる化合物の量を増加させる。一部の実施形態では、細孔サイズまたは全細孔体積は、活性成分がデバイスまたは足場を出る速度を増加させるように選択される。様々な実施形態では、活性成分は、ヒドロゲルまたはクリオゲルの足場材料に組み込まれて、例えば、細孔キャビティから拡散しうる活性成分と比較して、長期間、足場またはデバイスからの活性成分の持続的放出を達成しうる。
多孔度は、デバイスおよび足場への細胞の動員、ならびにデバイスおよび足場からの物質の放出に影響する。細孔は、例えば、ナノ多孔性、マイクロ多孔性、またはマクロ多孔性でありうる。例えば、ナノ細孔の直径は、約10nm未満である。マイクロ細孔は、直径約100nm~約20μmの範囲である。マクロ細孔は、約20μmを超える(例えば、約100μmを超えるまたは約400μmを超える)。例示的なマクロ細孔サイズには、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、および600μmが含まれる。マクロ細孔は、真核細胞が、組成物の中へまたは外へ移行することを可能にするサイズの細孔である。一例では、マクロ多孔性組成物は、直径約400μm~500μmの細孔を有する。好適な細孔サイズは用途に依存する。
様々な実施形態では、デバイスは、1つの層またはコンパートメントが作製され、1つまたは複数の化合物が注入またはコーティングされる、1段階で作製される。例示的な生物活性組成物には、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドが含まれる。ある特定の代替的実施形態では、デバイスは、1つの層またはコンパートメントが作製され、1つまたは複数の化合物が注入またはコーティングされ、続いて、第2、第3、第4、またはそれより多くの層が構築され、次々に1つまたは複数の化合物が順に注入またはコーティングされる、2つまたはそれより多く(3、4、5、6、...10またはそれより多く)の段階で作製される。一部の実施形態では、各層またはコンパートメントは、他と同一であるか、または生物活性組成物の数もしくは混合物ならびに異なる化学的、物理的および生物学的特性によって互いに異なっている。分子量、分解速度、および足場形成の方法を制御することによって、特定の用途のために製剤化することができるポリマー。カップリング反応を使用して、ポリマー骨格に、細胞接着配列RGDなどの生物活性エピトープを共有結合により付着させることができる。
一部の実施形態では、1つまたは複数の化合物は、表面吸収、物理的固定化を含む公知の方法を使用して、例えば、足場材料中に物質を捕捉するための相変化を使用して、足場組成物に加えられる。例えば、免疫賦活性化合物を、水性相または液相である足場組成物と混合し、環境条件(例えば、pH、温度、イオン濃度)が変化した後、液体がゲル化または固化して生物活性物質を捕捉する。一部の実施形態では、例えば、アルキル化またはアシル化剤を使用する共有結合カップリングを使用して、規定のコンホメーションの足場で化合物の安定した長期提示を提供する。そのような物質の共有結合カップリングのための例示的な試薬を以下の表に示す。
ペプチド/タンパク質をポリマーに共有結合によりカップリングするための方法
Figure 2022174273000049
メソ多孔性シリカロッド
本発明の主題の様々な実施形態は、メソ多孔性シリカロッドを含む送達ビヒクルの使用を含む。注射用メソ多孔性シリカロッドはランダムにin vivoで自発構築して3D足場構造を形成する。3D足場構造は、免疫細胞(例えば、樹状細胞)の浸潤および/またはトラフィッキングを可能にする微小空間を含む。本明細書に開示される他の足場組成物と同様に、メソ多孔性シリカロッドは、例えば、PEIを単独で、あるいは免疫賦活性化合物;送達ビヒクルにもしくは送達ビヒクル中に免疫細胞を誘引する化合物;腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;T細胞もしくは樹状細胞抑制を阻害する化合物;免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物;または抗原、あるいはそれらの任意の組合せと共に含むことができる。一部の実施形態では、メソ多孔性シリカロッド自体が、免疫賦活性化合物として機能する。
一部の実施形態では、ロッドまたはロッドを含む足場は、直径1~50nmの間の細孔、例えば、約1~50、2~50、3~50、4~50、5~50、6~50、7~50、8~50、9~10、10~50、15~50、25~50、1~25、2~25、3~25、4~25、5~25、6~25、7~25、8~25、9~25、10~25または15~25nmの範囲内を含む細孔を含む。様々な実施形態では、メソ多孔性シリカロッドの長さは、5μm~500μmの範囲である。一例では、ロッドは、5~25μm、例えば、10~20μmの長さを含む。他の例では、ロッドは、50μm~250μm、または80μm~120μmの長さを含む。ある特定の実施形態では、メソ多孔性シリカロッドは、約25~100、25~250、25~500、50~250もしくは50~500μmの長さ、または少なくとも約5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、もしくは100μmであるが約500μm以下である長さを含む。
PEIと他の化合物との連結
様々な実施形態では、PEIは、抗原および/または別の免疫賦活剤などの別の化合物と、共有結合により連結される。共有結合またはリンカーによる共有結合的コンジュゲーションは、両方の分子(例えば、PEIおよび抗原)を同じ細胞に送達させることを容易にする。リンカーの非限定的な例には、例えば、1~10またはそれより多くのアミノ酸のペプチドリンカー、クリックケミストリーリンカーおよび当技術分野で公知の様々な他のリンカーが含まれる。他の例には、カルバメート、マレイミド、トリアゾール環、ジスルフィド、チオエステル、アミド、エステル結合、またはカルボジイミド連結(数個の原子から所望する限り多数の原子)が含まれる。追加のカップリング反応ケミストリー、例えば、NHS-エステル(アミン-アミン)、イミドエステル(アミン-アミン)、ヒドラジド(アルデヒド-ヒドラジド)、マレイミド(スルフヒドリル-スルフヒドリル)、アジド・アルキン・ヒュスゲン付加環化、およびストレプトアビジン-ビオチンコンジュゲーション、ならびにクリックケミストリーを利用して、PEIを抗原に連結することができる。一部の場合では、リンカーは切断可能である。例えば、リンカーは、酵素、求核/塩基性試薬、還元/酸化剤(例えば、細胞内)、光照射、熱、求電子/酸性試薬、または有機金属/金属試薬によって切断可能である。一部の実施形態では、PEIは、リンカーおよび/またはクリック反応によって形成された結合を介して別の化合物と連結される。共有結合カップリングは、PEIを取り込む細胞が抗原も取り込む可能性を増加させる。
本発明の主題の複数の態様は、PEIが、抗原または別の免疫調節剤に、例えば、共有結合を介して直接、または任意選択でリンカーもしくはスペーサーを介してコンジュゲートされている、例えば共有結合により連結されている、イムノコンジュゲートに関する。共有結合は、様々な長さを有しうる。共有結合の長さの非限定的な例には、約1オングストローム~3オングストロームの長さが含まれる。様々な実施形態では、リンカーまたはスペーサーは、PEIおよび抗原もしくは免疫調節剤コンジュゲートと単一の細胞との会合を促進するため、またはPEIおよび抗原もしくは免疫調節剤と単一の細胞との会合を制限するために十分に短い。例えば、リンカーまたはスペーサーは、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、50、1~5、5~10、5~15、5~25、10~30または5~50オングストローム長未満でありうる。したがって、一部の実施形態では、抗原は、免疫調節剤から、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、50、1~5、5~10、5~15、5~25、10~30または5~50オングストロームを超えて離れていない。一部の実施形態では、抗原および免疫調節剤は、共有結合を介して[スペーサーリンカー化合物なしで]直接連結されている。ある特定の実施形態では、リンカーまたはスペーサーは、1個のアミノ酸、または約2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10個のアミノ酸を含むポリペプチドである。一部の実施形態では、ポリペプチドは、約2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のグリシンを含む。単一の細胞を本発明の主題のPEI含有または他のイムノコンジュゲートと接触させることは、異なる細胞にイムノコンジュゲートの構成要素を送達させることから生じうるオフターゲット効果を減少させる。
本発明の主題の態様は、抗原に共有結合により連結されたPEI分子を提供する。一部の実施形態では、PEIは、1つより多くの抗原分子に共有結合により連結され、例えば、直鎖PEIは、その末端の各々で共有結合により連結され、分岐鎖PEIは、複数の分岐鎖末端で共有結合により連結される。一部の実施形態では、単一のPEI分子は、少なくとも約2、3、4、5、6、7、8、9または10個の抗原分子に共有結合により連結されている。「共有結合により連結された」分子は、1つの共有結合、または1つより多くの(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれより多くの)共有結合によって連結された、例えば、リンカーまたはスペーサーによって連結された分子を含む。一部の場合では、PEIと抗原とは、結合、例えば、カルバメート、アミド、マレイミド、トリアゾール環、ジスルフィド、チオエステルまたはエステル結合によって、共有結合により付着される。一部の実施形態では、PEIと抗原とは、クリック反応によって形成された結合によって連結される。一部の場合では、PEIと抗原とは、リンカーまたはスペーサーによって共有結合により付着される。一部の場合では、PEIと抗原とは、カルボジイミド連結によって接続される。例示的なリンカーは、任意選択で1つまたは複数のセリンも含む、2、3、4、5またはそれより多くのグリシンのストレッチを含む。一部の実施形態では、PEIは、二官能性マレイミド(アミン-スルフヒドリル)、カルボジイミド(アミン-カルボン酸)または光クリック(ノルボルネン-チオール)リンカーを介して、抗原に共有結合により連結される。一部の例では、1つまたは複数、例えば、複数(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれより多く)の抗原が、一緒に混合され、例えば、PEIにカップリングされ、例えば、1つの抗原単独との場合よりも広範な抗原性カバレッジを提供する免疫原性カクテルを形成する。
一部の実施形態では、PEIは、生体直交型クリック反応などの生体直交型化学反応を介して、別の化合物(例えば、抗原または別の免疫賦活性化合物)と連結される。「生体直交型」とは、天然の生物学的または生化学的プロセスを妨げることなく、生体細胞、組織または生物の内部で生じうる官能基または化学反応を意味する。しかしながら、本発明の主題は、PEIと別の化合物とのコンジュゲーションが、生体細胞、組織または生物の存在下でまたは内部で生じていることを必要としない。生体直交型の官能基または反応は、細胞に対して毒性でない。例えば、生体直交型反応は、生物学的条件下、例えば、生体生物または細胞内の生物学的pH、水性環境および温度で機能することができる。例えば、生体直交型反応は、2つの官能基間の共有結合ライゲーションが、代謝および/または官能基の1つもしくは複数の生物からの除去の前に行われることを確実にするために急速に起こらなければならない。他の例では、2つの官能基の間に形成される共有結合は、生体細胞、組織および生物における生物学的反応に不活性でなければならない。
生体直交型官能基および標的認識分子は、相補的官能基を含み、生体直交型官能基は、相補的官能基と化学的に反応して、共有結合を形成することができる。
例示的な生体直交型官能基/相補的官能基対には、アジドとホスフィン;アジドとシクロオクチン;ニトロンとシクロオクチン;ニトリルオキシドとノルボルネン;オキサノルボルナジエンとアジド;trans-シクロオクテンとs-テトラジン;クアドリシクランとビス(ジチオベンジル)ニッケル(II)が含まれる。例えば、生体直交型官能基は、クリックケミストリーによって、相補的官能基と反応することができる。一部の場合では、生体直交型官能基は、transシクロオクテン(TOC)またはノルボルネン(NOR)を含み、相補的官能基が、テトラジン(Tz)を含む。一部の例では、生体直交型官能基は、ジベンゾシクロオクチン(DBCO)を含み、相補的官能基は、アジド(Az)を含む。他の例では、生体直交型官能基は、Tzを含み、相補的官能基は、transシクロオクテン(TOC)またはノルボルネン(NOR)を含む。代替的にまたは加えて、生体直交型官能基はAzを含み、相補的官能基はジベンゾシクロオクチン(DBCO)を含む。
例えば、標的は、生体直交型官能基を含み、標的認識分子は相補的官能基を含み、生体直交型官能基は、相補的官能基と化学的に反応して、例えば、下記の表に記載される反応型を使用して、例えば、クリックケミストリーを介して、共有結合を形成することができる。
例示的な生体直交型官能基/相補的官能基対を、下記の表に示す。
Figure 2022174273000050
Figure 2022174273000051
一部の例では、標的分子は、trans-シクロオクテン(TCO)、ジベンジルシクロオクチン(dibenzycyclooctyne)(DBCO)、ノルボルネン、テトラジン(Tz)またはアジド(Az)などの生体直交型官能基を含む。他の例では、(例えば、デバイス上の)標的認識分子は、trans-シクロオクテン(TCO)、ジベンジルシクロオクチン(DBCO)、ノルボルネン、テトラジン(Tz)、またはアジド(Az)などの生体直交型官能基を含む。TCOは、クリックケミストリー反応で、テトラジン(Tz)部分と特異的に反応する。DBCOは、クリックケミストリー反応で、アジド(Az)部分と特異的に反応する。ノルボルネンは、クリックケミストリー反応で、テトラジン(Tz)部分と特異的に反応する。例えば、TCOは、標的/標的認識分子として、テトラジン部分と対形成する。例えば、DBCOは、標的/標的認識分子として、アジド部分と対形成する。例えば、ノルボルネンは、標的/標的認識分子として、テトラジン部分と対形成する。
例示的なクリックケミストリー反応は、高い特異性、効率的な動態を有し、生理学的条件下、in vivoで生じる。例えば、Baskinら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、104巻(2007年):16793頁;Onetoら、Acta biomaterilia(2014年)
;Nevesら、Bioconjugate chemistry、24巻(2013年):934頁;Kooら、Angewandte Chemie、51巻(2012年):11836頁;およびRossinら、Angewandte Chemie、49巻(2010年):3375頁を参照。
前述したように、クリックケミストリー反応は、生体分子をコンジュゲートするために特に有効である。さらに、クリックケミストリー反応は、高収率で、生物学的な条件で進行する。例示的なクリックケミストリー反応は、以下のスキームに示される(a)アジド-アルキン付加環化、(b)銅フリーアジドアルキン付加環化、および(c)シュタウディンガー・ライゲーションである。
Figure 2022174273000052
一般的定義
他に特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、当技術分野(例えば、細胞培養、分子遺伝学、および生化学)の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有するものとする。
本明細書で使用される場合、数値または範囲の文脈における「約」という用語は、文脈がより限定された範囲を必要としない限り、列挙または主張された数値または範囲の±10%を意味する。
上記の記載および特許請求の範囲で、「~の少なくとも1つ」または「~の1つまたは複数」などの表現は、それに続いて要素または特長の連続的リストが記載される場合がある。「および/または」という用語も、2つまたはそれより多くの要素または特長のリストの中に記載される場合がある。使用される文脈で暗示的または明示的に矛盾が生じない限り、そのような表現は、個別の列挙されている要素もしくは特長のいずれか、または列挙されている要素もしくは特長のいずれかと他の列挙されている要素もしくは特長のいずれかとの組合せを意味することが意図されている。例えば、「AおよびBの少なくとも1つ」、「AおよびBの1つまたは複数」ならびに「Aおよび/またはB」という表現は、それぞれ「Aのみ、Bのみ、またはAおよびB共に」を意味することが意図されている。同様の解釈が、3つまたはそれより多くのアイテムを含むリストについても意図される。例えば、「A、B、およびCの少なくとも1つ」、「A、B、およびCの1つまたは複数」、ならびに「A、B、および/またはC」は、それぞれ「Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびB共に、AおよびC共に、BおよびC共に、またはAおよびBおよびC共に」を意味することが意図されている。加えて、上記および特許請求の範囲における「に基づいて」という用語の使用は、列挙されていない特長または要素も許容されるように、「に少なくとも一部基づいて」を意味することが意図されている。
パラメーターの範囲が提供されている場合、その範囲内の全ての整数およびそれらの10分の1の値も本発明によって提供されていると理解される。例えば、「0.2~5mg」は、0.2mg、0.3mg、0.4mg、0.5mg、0.6mgなどの5.0mgまでの値および5.0mgを含む開示である。
小分子は、質量で2000ダルトン未満の化合物である。小分子の分子質量は、好ましくは1000ダルトン未満、より好ましくは600ダルトン未満であり、例えば、化合物は、500ダルトン、400ダルトン、300ダルトン、200ダルトン、または100ダルトン未満である。
ポリヌクレオチド、ポリペプチド、または他の薬剤は、精製および/または単離することができる。具体的に、本明細書で使用される場合、「単離された」または「精製された」核酸分子、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、またはタンパク質は、組換え技術によって産生されるとき、他の細胞材料または培養培地を実質的に含まず、化学的に合成されたとき、化学的前駆体または他の化学物質を実質的に含まない。精製された化合物は、目的の化合物の少なくとも60重量%(乾燥重量)である。好ましくは、調製物は、目的の化合物の少なくとも75重量%、より好ましくは少なくとも90重量%、最も好ましくは少なくとも99重量%である。例えば、精製された化合物は、所望の化合物の少なくとも90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%、95重量%、98重量%、99重量%、または100重量%(w/w)である。純度は、任意の適切な標準的方法、例えば、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、または高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分析によって測定される。精製または単離されたポリヌクレオチド(リボ核酸(RNA)またはデオキシリボ核酸(DNA))は、その天然に存在する状態でそれに隣接する遺伝子または配列を含まない。精製または単離されたポリペプチドは、その天然に存在する状態でそれに隣接するアミノ酸または配列を含まない。精製されていることは、ヒト対象への投与のために安全である、例えば、感染性または毒性物質のない、無菌の程度を定義しうる。
同様に、ヌクレオチドまたはポリペプチドに関して「実質的に純粋」とは、それに天然に付随する構成要素から分離されたヌクレオチドまたはポリペプチドを意味する。典型的に、ヌクレオチドおよびポリペプチドは、それらが天然に関わっているタンパク質および天然に存在する有機分子が少なくとも60重量%、70重量%、80重量%、90重量%、95重量%、またさらには99重量%除去されている場合に、実質的に純粋である。
「単離された核酸」とは、核酸が由来する生物の天然に存在するゲノムにおいてそれに隣接している遺伝子を含まない核酸を意味する。この用語は、例えば、(a)天然に存在するゲノムDNA分子の一部であるが、それが天然に存在する生物のゲノムにおいて分子のその部分に隣接する核酸配列の両方によって隣接されていないDNA;(b)得られる分子が任意の天然に存在するベクターまたはゲノムDNAと同一でない様式で、ベクター、または原核生物もしくは真核生物のゲノムDNAに組み込まれた核酸;(c)cDNA、ゲノム断片、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって生成された断片、または制限断片などの別個の分子;および(d)ハイブリッド遺伝子、つまり融合タンパク質をコードする遺伝子の一部である組換えヌクレオチド配列を包含する。本発明による単離された核酸分子は、合成的に製造された分子、ならびに化学的に変更されたおよび/または修飾された骨格を有する任意の核酸をさらに含む。例えば、単離された核酸は、精製されたcDNAまたはRNAポリヌクレオチドである。単離された核酸分子は、メッセンジャーリボ核酸(mRNA)分子も含む。
「含む(including)」、「含有する(containing)」または「によって特徴付けられる」と同義である「含む(comprising)」という移行句は、包括的またはオープンエンドであり、列挙されていない追加の要素または方法ステップを排除するものではない。対照的に、「からなる」という移行句は、請求項で指定されていない任意の要素、ステップ、または成分を排除する。「から本質的になる」という移行句は、請求項の範囲を、指定された材料またはステップ「および請求された発明の根本的かつ新規な特徴に実質的に影響を与えないもの」に限定する。
本明細書で使用される場合、「発現ベクター」は、細胞を形質転換することができ、1つまたは複数の指定されたポリヌクレオチドの発現をもたらすことができるDNAまたはRNAベクターである。好ましくは、発現ベクターは、宿主細胞内で複製することもできる。発現ベクターは、例えば、真核生物であってもよいが、典型的にはウイルスまたはプラスミドである。本発明の発現ベクターは、転写制御配列、翻訳制御配列、複製起点、および宿主細胞(例えば、腫瘍細胞、免疫細胞、または投与後のデバイスもしくは足場の周辺の細胞などの対象の細胞)と適合性であり、本発明のポリヌクレオチドの発現を制御する他の調節配列などの調節配列を含有する。特に、本発明の発現ベクターは、転写制御配列を含む。転写制御配列は、転写の開始、伸長、および終結を制御する配列である。特に重要な転写制御配列は、プロモーター、エンハンサー、オペレーターおよびリプレッサー配列など、転写開始を制御するものである。適切な転写制御配列は、対象の細胞内で機能することができる任意の転写制御配列を含む。そのような調節配列は、例えば、ウイルスもしくは真核生物から得ることができ、または化学的に合成することができる。様々なそのような転写制御配列が、当業者に公知である。特に好ましい転写制御配列は、構成的におよび/または1つもしくは複数の特定の組織のいずれかで、対象の細胞における転写の指示に活性なプロモーターである。様々な実施形態では、発現ベクターは、一過性に発現される。
本発明の理解をより完全にするため、以下に実施例を示す。以下の実施例は、本発明を作製および実施するための例示的な様式を例証するものである。しかしながら、本発明の範囲は、これらの実施例に開示される特定の実施形態に限定されず、代替方法を用いて同様の結果を得ることができることから、これらの実施形態は例証を目的とするものにすぎない。
(実施例1)
抗腫瘍免疫を増強するメソ多孔性シリカ(MPS)ワクチン
生体材料は、現行のがんワクチン戦略と相乗的に統合され、それらの有効性を増強する大きな可能性を示している。我々は最近、メソ多孔性シリカ(MPS)微粒子の3D足場へのin vivo自発構築を介する注射用の生体材料ワクチンを開発した。MPSワクチンは、GM-CSFおよびCpGと共に製剤化されるとき、宿主の樹状細胞(DC)の活性化およびトラフィッキングをモジュレートする。ここでは、MPSワクチンの単回注射が、持続的な胚中心活性を、例えば、流入領域リンパ節において、30日間を超えて誘導することを実証する。結果として、トラスツズマブ結合ドメイン内で小さな直鎖Her2/neuペプチドで免疫化した場合、MPSワクチンは、ボーラスワクチンと比較して2桁を超えて高いIgG1およびIgG2a抗体力価を誘発し、抗体は、乳がん細胞の天然のHer2構造に対して反応性を示した。腫瘍抗原に対するCTL応答をさらに増強するために、我々は、MPSワクチンにおいて、抗原とポリエチレンイミン(PEI)とを共提示した。PEIは、ネズミDCにおける抗原交差提示、ならびにin vitroでのネズミおよびヒトDCの両方におけるTNF-aおよびIL-6産生を増加させた。MPSワクチンと比較して、MPS-PEIワクチンは、ワクチンおよびワクチンdLNにおける活性化DCを約2倍増強させた。全身的に、MPS-PEIワクチンは、IFN-y産生抗原特異的循環CD8T細胞を、MPSワクチンと比較して約2.5倍高く誘導した。印象的なことに、HPV-E7発現腫瘍モデルを使用して、我々は、MPS-PEIワクチンの単回注射が、80%を上回るマウスで、大きな樹立された腫瘍を完全に根絶することを実証した。最後に、最近配列決定されたB16黒色腫ネオ抗原ペプチドのプールで免疫化したとき、MPS-PEIワクチンは、治療的腫瘍成長制御、および抗CTLA4治療との相乗効果を誘導した。これらの知見は、MPSワクチンが、宿主の免疫細胞機能をモジュレートし、パーソナライズされた抗腫瘍免疫を強化するための、容易な多機能およびマルチエピトーププラットフォームとして機能することを示している。
(実施例2)
PEIを含むD,L-ラクチドおよびグリコリド(PLG)足場
ポリエチレンイミン(PEI)でPLG足場をコーティングすることは、樹状細胞(DC)の活性化を増強する。抗原吸着の前にPLGシステムにPEIを適用することは、がんワクチンモデルにおける抗腫瘍応答を増強させる。
PEI装填足場は、in vitroで、TLR5活性を、対照に対して3~4倍大きく促進した(図19A)。さらに、PEI-PLG足場に播種したネズミDCは、PEIなしの足場に播種した細胞よりも、3倍を超えて多いIL-12およびほぼ30倍多いIFN-アルファを産生した(図19B)。これらの結果は、PEI修飾されたPLGが、おそらくはTLR5経路を介して、DCおよび他の抗原提示細胞APCを局所的に活性化しうることを示唆する。
B16-F10黒色腫腫瘍溶解物由来の抗原を、PEI-PLGシステムに吸着させ、がんワクチンを作製した。PEI-抗原コーティングされたワクチンのマウスへの移植は、G-CSF、MIP-a、RANTES、KC、IL-2、MIP-1b、IL-12を含むin situの免疫賦活性サイトカインの局所産生を誘導した(図20A)。さらに、PEI-抗原装填足場は、PEIでコーティングされていないPLGシステムによって誘導されるIL-10およびGM-CSFなどの潜在的に抑制性のサイトカインを阻害した(図20A)。またPEI修飾PLGワクチンは、MHC-IIおよびCD86発現によって示されるように、足場部位に動員された活性化DCの11~22倍の増加をもたらした(図20B)。
致死B16-F10黒色腫モデルにおいて予防的ワクチンとして利用される場合、PEI-抗原足場は、50%のマウスを腫瘍発生から保護し、一方で、PEIコーティングのない抗原装填足場は10%のマウスしか保護しなかった(図20C)。この正のワクチン有効性は、治療設定を拡張させ、ここで、PEI-抗原ワクチンは、腫瘍成長に影響を与えなかったブランク対照と比較して、腫瘍成長を有意に遅くすることができた(図21Aおよび21B)。この有効性は、腫瘍塊に浸潤する活性化T細胞の大きさと相関し、PEI-抗原提示PLGワクチンは、腫瘍部位で、PEI-抗原コーティングを使用しなかったシステムと比較して15~32倍多くの活性化T細胞を生じた(図21C)。これらのデータは、PLGシステムのPEI-抗原コーティングが、樹状細胞による抗原提示および活性化を増強し、特異的な抗腫瘍有効性を生じることを示す。
また我々は、PEI-PLGシステムが、in vitroでヒトDCの活性化を促進することができるかどうかを調査した。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)由来DCのPEI-PLG足場への播種は、対照に対して、活性化マーカーHLA-DRおよびCD83のDC発現を有意に増強した(図22)。興味深いことに、PEI装填足場によるDC活性化の大きさは、CpG-ODNおよびP(I:C)アジュバントによって誘導される活性化レベルと類似していた。さらに、PEI足場に播種したPBMCは、対照ならびにCpG-ODNおよびP(I:C)アジュバントを含有する足場と比較して有意に高いレベルのIL-6、IL-2およびTNF-アルファ産生を誘導した。
材料と方法
細胞株
B16-F10黒色腫細胞は、American Type Culture Collection(カタログ:ATCC CRL-6475):2010年および2012年から取得した。取得してすぐに、細胞を3回継代培養し、等分し、液体窒素で冷凍した。腫瘍実験のために、B16-F10細胞を解凍し、10%のウシ胎児血清(Life Technologies,Inc.)、100単位/mlのペニシリン、および100μg/mlのストレプトマイシンを含有するDMEM(Life Technologies,Inc.)中で培養した。細胞を、加湿した5%CO/95%空気雰囲気中37℃で維持し、早期継代細胞(4~9の間)を実験に利用した。
DC単離および培養
公知の方法、例えば、Lutzらによって開発されたプロトコールを使用して、一次骨髄由来樹状細胞(BMDC)を生成した(Lutz、1999年、J Immunol Methods、2
23巻(1号):77~92頁)。簡潔に述べると、骨髄細胞を、C57BL/6マウスの大腿骨からフラッシュし、100mmの細菌学的ペトリ皿(Falcon number 1029/Becton Dickinson)で培養した。細胞培養培地RPMI-1640(R10)(Sigma)を、1%のペニシリン-ストレプトマイシン(Invitrogen)、2mMのl-グルタミン(Invitrogen)、50μMの2-メルカプトエタノール(Sigma)および10%の熱不活性化ウシ胎児血清(FBS、Invitrogen)で補足した。0日目に、骨髄白血球を、20ng/mlの顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)(Peprotech)を含有する10mlのR10培地中に、100mmの皿1つあたり2×10個の細胞で播種した。3日目に、20ng/mLのGM-CSFを含有する別の10mlのR10培地をプレートに加えた。6日目および8日目に、培養上清の半分を回収し、遠心分離し、細胞ペレットを、20ng/mLのGM-CSFを含有する10mlの新鮮なR10に再懸濁し、そして元のプレートに戻した。全ての実験のために、8日目~12日目の間の培養上清からの非接着性細胞集団を使用した。
ヒトリンパ球単離のために、末梢血単核細胞(PBMC)を患者から取得した。樹状細胞を、GM-CSFおよびIL-4培養を用いて、接着性PBMCから生成した。
PLGワクチン作製
D,L-ラクチドおよびグリコリドの85:15の120kDaコポリマー(PLG)(Alkermes、Cambridge、MA)をガス発泡プロセスで利用して多孔性PLGマトリックス(Harrisら、1998年、J. Biomed. Mater. Res.、42巻、3
96~402頁)を形成した。PLGポリマーをPEIでコーティングするために、40μMのPLGマイクロスフェア(phosphorex)を、分岐鎖60Kおよび直鎖25KのポリエチレンイミンのddHO溶液と共に、最終重量%が4%PEIとなるまでインキュベートした。PEI-PLGマイクロスフェアを凍結および凍結乾燥し、抗原吸着まで4℃で保存した。抗原または抗原を含有する腫瘍溶解物を、PEI-PLGスフェアに組み込むために、タンパク質抗原をボルテックスし、ddH20中で室温で15分間インキュベートして、吸着および凍結乾燥を可能にした。黒色腫抗原を作製するために、C57BL/6Jマウス(Jackson Laboratory、Bar Harbor Maine)の背で皮下的に成長したB16-F10腫瘍の生検を、コラゲナーゼ(250U/ml)(Worthington、Lakewood、NJ)で消化し、40μmのセルストレーナーに通して濾過した後、1mlあたり10個の細胞に相当する濃度で懸濁した。GM-CSFは、標準的な二重エマルジョンプロセスを使用してPLGマイクロスフェアに組み込まれる。腫瘍細胞懸濁液を、液体窒素での急速凍結および解凍(37℃)の4サイクルに付し、次いで400rpmで10分間遠心分離した。腫瘍溶解物を含有する上清(1ml)を回収し、凍結乾燥した。CpG-ODNまたはポリ(I:C)をPLG足場に組み込むために、CpG-ODN1826(マウス試験のため)、HMW P(I:C)およびCpG-ODN2216(ヒトDC試験のため)(Invivogen、San Diego、CA)を、最初にポリ(エチレンイミン)(PEI、Mn約60,000、Sigma Aldrich)で、CpG-ODN1826溶液をPEI溶液に滴下しながら混合物をボルテックスすることによって濃縮した。PEIのCpG-ODNに対する電荷比(NH3+:PO4-)は、濃縮の間、7で一定に保った。濃縮液を、次いで60μlの50%(重量/体積)スクロース溶液でボルテックスし、凍結乾燥し、150mgの最終重量となるまで乾燥スクロースと混合した。
PEIコーティングありまたはなしのPLGマイクロスフェアを、次いでスクロース含有PEI-CpG-ODN濃縮物、PEI-P(I:C)または腫瘍溶解物と混合し、圧縮成形した。得られたディスクを、高圧CO環境内で平衡化した。圧力の急激な減少は、ポリマー粒子を増大させ、相互接続構造へと融合させる。水に浸漬することによって、足場からスクロースを浸出させ、多孔性が80~90%の足場を得た。
ワクチンアッセイ
予防的ワクチン接種のために、動物に、PEI-コーティングありまたはなしのB16溶解物装填PLGワクチンでワクチン接種し、14日後、10個のB16-F10黒色腫細胞(ATCC、Manassas、NJ)で腫瘍チャレンジした。治療的ワクチン接種のために、動物に、10個のB16-F10黒色腫細胞(ATCC、Manassas、NJ)を首の後ろに皮下注射してチャレンジした。腫瘍チャレンジ後9日目に、PEIコーティングありまたはなしのPLGワクチンを使用して黒色腫腫瘍溶解物抗原を組み込んだ。動物を、腫瘍成長の開始(およそ1mm)についてモニタリングし、腫瘍が20~25mm(最長直径)に成長したとき、人道的理由のために屠殺した。
in vitro細胞活性化およびサイトカイン産生
PLGワクチンを、示される5×10個のヒトPBMCまたはネズミ細胞に播種し、10%のFBSを補足したRPMI培地に直接入れた。示された時点で、足場を機械的にかき混ぜ、細胞表面マーカーの分析のために細胞を放出させ、培地を回収してサイトカイン産生を調査した。フローサイトメトリー染色および分析を、FITC-MHCIIに結合されたAPC-CD11c抗体とAPC-CD86とを使用して行い、ネズミDC活性化を決定した。ヒト細胞活性化は、FITC-HLA-DRおよびAPC-CD83染色を使用して分析した。全ての抗体は、eBioscience、San Diego、CAから入手した。細胞を、アイソタイプ対照を使用して、単一の陽性FITC、APCおよびPE染色に従ってゲートした。各表面抗原について染色陽性細胞のパーセンテージを記録した。炎症性サイトカインの産生を、ネズミIL12もしくはIFN-aに対するELISAを使用して、またはヒトIL-2、TNF-aおよびIl-6 ELISAを使用して分析した。
PEIコーティングされた足場によるTLR活性化を調査するために、hTLR5遺伝子を同時トランスフェクトし、NF-κB依存性分泌胚性アルカリホスファターゼレポータープラスミドを保有するHEK293細胞を、PLG足場(PLG)または直鎖(L25)もしくは分岐鎖PEI(B60)のいずれかを含有する足場に播種した。3次元PLG培養で36時間後、分泌されたアルカリホスファターゼをQuantiblue(登録商標)試薬(Invivogen)を使用して発色させ、値を非刺激細胞に対して正規化した。
in vivo DCおよびT細胞の浸潤および活性化ならびにサイトカイン産生
PLGワクチンを、示された時点で除去し、中に食い込んだ組織を、37℃で45分間かき混ぜたコラゲナーゼ溶液(Worthington、250U/ml)を使用して、単一の細胞懸濁液に消化した。次いで、細胞懸濁液を、足場粒子から細胞を単離するために40μmのセルストレーナーを通して注ぎ、細胞をペレット化し、冷PBSで洗浄し、Z2コールターカウンター(Beckman Coulter)を使用して計数した。示された日に、B16-F10腫瘍もマウスから取り出し、1mg/mLのコラゲナーゼII(250U/ml)(Worthington、Lakewood、NJ)および0.1mg/mLのDNaseを用いて1時間37℃で消化し、解離した細胞を40μmフィルターで濾過した。陰性T細胞の分離は、主に懸濁液から残屑および壊死細胞と共に自然免疫細胞およびAPCを除去する、ネズミ汎T細胞分離キット(Miltenyi Biotec、San Diego、CA)を使用して行った。
ワクチン部位から単離したDCを調査するために、単離した細胞を、蛍光活性化細胞選別(FACS)分析による表現型特徴付けのために抗体で直接染色した。APCコンジュゲートCD11c染色を、FITCコンジュゲートMHC-IIおよびPE-コンジュゲートCD86染色と併せて行い、DC活性化をマークするためにフローサイトメトリーで分析した。腫瘍浸潤白血球を、活性化マーカーFITC-抗IFNγおよびPE-抗CD107aと共に、T細胞同定のためのPE-Cy7 CD3e、APC CD8aを用いて共染色した。全ての抗体は、eBioscience、San Diego、CAから入手した。細胞を、アイソタイプ対照を使用して、単一の陽性FITC、APCおよびPE染色に従ってゲートした。各表面抗原について染色陽性細胞のパーセンテージを記録した。
マトリックス移植部位での炎症性サイトカインのin vivo濃度を決定するために、隣接組織を切除し、組織タンパク質抽出試薬(Pierce)を用いて消化した。遠心分離後、次いで、上清におけるサイトカイン濃度を、製造業者の使用説明書に従って、ELISA(R&D systems)、およびBio-Plex Pro(商標)マウスサイトカイン23-plexアッセイ(Biorad)を用いて分析した。ワクチン部位での局所サイトカイン分析を、野生型C57BL/6Jマウス、Batf3-/-マウスおよびCD8 T細胞ノックアウトマウスで行った。
統計分析
本研究では全ての値は平均±S.D.として表した。群間の差の統計的有意性は、両側スチューデントt検定によって分析し、0.05未満のP値を有意とみなした。
他の実施形態
本発明を、その詳細な説明と併せて記載してきたが、上記の説明は例証を意図するものであり、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものではない。他の態様、利点、および修飾も、以下の特許請求の範囲内にある。
本明細書で参照されている特許および科学文献は、当業者が利用可能な知識を確立するものである。本明細書に引用される全ての米国特許および公開または未公開の米国特許出願が、参照により組み込まれる。本明細書で引用される全ての公開された外国特許および特許出願が、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で引用される受託番号によって指定されるGenbankおよびNCBI提出物が、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で引用される他の全ての公開された参考文献、文書、原稿および科学文献が、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明を、その好ましい実施形態を参照して具体的に示し、記載しているが、当業者は、形態および詳細における様々な変更が、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲から逸脱することなく行いうることを理解するであろう。
特定の実施形態では、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
(a)足場組成物を含む送達ビヒクル、ならびに
(b)(i)ポリエチレンイミン(PEI);(ii)遊離PEI;(iii)PEIおよび抗原;または(iv)抗原に付着したPEI
を含む、デバイス。
(項目2)
抗原に付着したPEIを含み、前記抗原は腫瘍抗原を含む、項目1に記載のデバイス。
(項目3)
前記PEIが、前記抗原に、静電相互作用を介して付着している、項目2に記載のデバイス。
(項目4)
前記PEIが、前記抗原に共有結合している、項目2に記載のデバイス。
(項目5)
前記PEIが、分岐鎖または直鎖である、項目1に記載のデバイス。
(項目6)
分岐鎖PEIおよび直鎖PEIの両方を含む、項目1に記載のデバイス。
(項目7)
前記PEIが、分岐鎖デンドリマーPEIを含む、項目1に記載のデバイス。
(項目8)
前記PEIが、少なくとも約2、3、4、5、6、7、8、9、10、20または30個の1級、2級および/または3級アミノ基を含む、項目1に記載のデバイス。
(項目9)
前記PEIが、(a)少なくとも約1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、100、125、150、175もしくは200キロダルトン(kDa);(b)約200、175、150、125、100、75、70、65、60、55、50、45、35、25、20、15、10、5、4、3、2もしくは1kDa未満;または(c)約1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、1~10、2~25、25~60、25~75、50~100もしくは100~200kDaの分子量を含む、項目1に記載のデバイス。
(項目10)
前記PEIが、約25kDaの分子量を有する直鎖PEIまたは約60kDaの分子量を有する分岐鎖PEIを含む、項目1に記載のデバイス。
(項目11)
前記送達ビヒクルが、少なくとも約0.1、0.5、1、10、20、30、40、50、60、70、80、90または100mmの体積を含む、項目1に記載のデバイス。
(項目12)
前記足場組成物が、(i)開放型の相互接続されたマクロ細孔を含むか;または(ii)細孔形成性足場組成物である、項目1に記載のデバイス。
(項目13)
前記足場組成物が、ヒドロゲルまたはクリオゲルを含む、項目1に記載のデバイス。
(項目14)
前記足場組成物が、アニオン性またはカチオン性である、項目1に記載のデバイス。
(項目15)
前記足場組成物が、メタクリル化されたポリマーまたはコポリマーを含む、項目1に記載のデバイス。
(項目16)
前記足場組成物が、(i)がん細胞の化学誘引物質および細胞傷害誘導性組成物を含む第1のゾーン、ならびに(ii)免疫細胞動員組成物を含む第2のゾーンを含む、項目1に記載のデバイス。
(項目17)
前記足場組成物が、メソ多孔性シリカロッドを含む、項目1に記載のデバイス。
(項目18)
(a)免疫賦活性化合物;
(b)前記送達ビヒクルに、または前記送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;
(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;
(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;
(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物
またはそれらの任意の組合せ
をさらに含む、項目1に記載のデバイス。
(項目19)
前記免疫賦活性化合物が、toll様受容体(TLR)アゴニスト、インターフェロン遺伝子の刺激因子(STING)アゴニストおよび/またはメソ多孔性シリカを含む、項目18に記載のデバイス。
(項目20)
抗原を含む、項目1に記載のデバイス。
(項目21)
前記抗原が、腫瘍抗原または非腫瘍抗原を含む、項目20に記載のデバイス。
(項目22)
前記抗原が腫瘍抗原ペプチドを含む、項目1に記載のデバイス。
(項目23)
それを必要とする対象においてがんを処置する方法であって、項目1から22のいずれかに記載のデバイスを前記対象に投与するステップを含む、方法。
(項目24)
前記デバイスが、樹状細胞の活性化を刺激する、項目22に記載の方法。
(項目25)
前記デバイスが、前記腫瘍抗原に対する細胞傷害性T細胞媒介性免疫応答を惹起する、項目22に記載の方法。
(項目26)
抗原の免疫原性を増加させる方法であって、前記抗原をPEIと組み合わせるステップを含む、方法。
(項目27)
前記抗原がネオ抗原を含む、項目26に記載の方法。
(項目28)
前記抗原がポリペプチドを含む、項目26に記載の方法。
(項目29)
前記ポリペプチドが、腫瘍抗原または病原体関連抗原の少なくとも約10アミノ酸のストレッチと同一な配列中のアミノ酸を含む、項目28に記載の方法。
(項目30)
複数のメソ多孔性シリカロッドを含むメソ多孔性シリカロッドのライブラリーであって、前記複数のメソ多孔性シリカロッドは、別々のメソ多孔性シリカロッドを含み、各別々のメソ多孔性シリカロッドは、抗原を含み、各別々のメソ多孔性シリカロッドは、他の別々のメソ多孔性シリカロッドのそれぞれの抗原と異なる抗原を含む、ライブラリー。
(項目31)
前記複数のメソ多孔性シリカロッドが、少なくとも約10個の別々のメソ多孔性シリカロッドを含む、項目30に記載のライブラリー。
(項目32)
2つまたはそれよりも多くのメソ多孔性シリカロッドの混合物であって、前記混合物中の各メソ多孔性シリカロッドは異なる抗原を含む、混合物。
(項目33)
前記メソ多孔性シリカロッドの各々が、ほぼ同じ長さを含む、項目32に記載の混合物。
(項目34)
前記メソ多孔性シリカロッドの各々が、異なる長さを含む、項目32に記載の混合物。
(項目35)
前記混合物中の各メソ多孔性シリカロッドが、異なる腫瘍抗原を含む、項目32に記載の混合物。
(項目36)
前記混合物中の各メソ多孔性シリカロッドが、異なる病原体関連抗原を含む、項目32に記載の混合物。
(項目37)
前記メソ多孔性シリカロッドが、PEIで表面修飾されている、項目30から36のいずれかに記載のライブラリーまたは混合物。
(項目38)
前記メソ多孔性シリカロッドが、PEIで表面修飾されている、項目17に記載のデバイス。
(項目39)
前記足場組成物が、D,L-ラクチドおよびグリコリド(PLG)を含む、項目1に記載のデバイス。
(項目40)
前記PLGが、PEIで表面修飾されている、項目39に記載のデバイス。
(項目41)
PEIで表面修飾されたデバイスを作製する方法であって、ポリマー組成物をPEIでコーティングするステップ、それに続き、前記コーティングされたポリマー組成物に抗原を吸着させて、PEIで表面修飾されたMPSデバイスを作製するステップを含む、方法。
(項目42)
PEIで表面修飾されたMPSデバイスを作製する方法であって、複数のMPSロッドをPEIでコーティングするステップ、それに続き、前記コーティングされたMPSロッドに抗原を吸着させて、PEIで表面修飾されたMPSデバイスを作製するステップ、方法。
(項目43)
前記コーティングされたMPSロッドを、
(a)免疫賦活性化合物;
(b)前記送達ビヒクルに、または前記送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;
(c)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;
(d)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;
(e)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物
またはそれらの任意の組合せ
と接触させるステップをさらに含む、項目42に記載の方法。
(項目44)
PEIで表面修飾されたPLGデバイスを作製する方法であって、複数のPLGスフェアをPEIでコーティングするステップ、それに続き、前記コーティングされたPLGスフェアに抗原を吸着させるステップを含み、それによって、PEIで表面修飾されたPLGデバイスを作製する、方法。
(項目45)
前記コーティングされたPLGスフェアを、
(f)免疫賦活性化合物;
(g)前記送達ビヒクルに、または前記送達ビヒクル中に、免疫細胞を誘引する化合物;
(h)腫瘍細胞の免疫原性細胞死を誘導する化合物;
(i)T細胞または樹状細胞抑制を阻害する化合物;
(j)免疫阻害性タンパク質を阻害する化合物
またはそれらの任意の組合せ
と接触させるステップをさらに含む、項目44に記載の方法。
(項目46)
がんを処置するための、本明細書に実質的に記載された通りのデバイス、ライブラリーまたは混合物の使用。
(項目47)
対象において腫瘍負荷を低減させるための、本明細書に実質的に記載された通りのデバイス、ライブラリーまたは混合物の使用。
(項目48)
感染症を処置するための、本明細書に実質的に記載された通りのデバイス、ライブラリーまたは混合物の使用。
(項目49)
腫瘍抗原または腫瘍ネオ抗原に対する免疫応答を惹起するための、本明細書に実質的に記載された通りのデバイス、ライブラリーまたは混合物の使用。
(項目50)
抗原の免疫原性を増強するための、本明細書に実質的に記載された通りのデバイス、ライブラリーまたは混合物の使用。

Claims (1)

  1. 明細書に記載の発明。
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