JP2022500059A - アデノソーム - Google Patents

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Abstract

本発明は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下に配置される組換えアデノウイルス核酸、アデノウイルスヌクレオチド配列が、コートタンパク質の1つ又は2つ以上をもはや産生することができないように変異している組換えアデノウイルス核酸、そのようなアデノウイルス物質で満たされた細胞小胞、そのようなアデノウイルス材料を備えている細胞、及びその方法と使用法に関する。

Description

本発明は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下に配置される組換えアデノウイルス核酸、アデノウイルスヌクレオチド配列が、コートタンパク質の1つ又は2つ以上をもはや産生することができないように変異している組換えアデノウイルス核酸、そのようなアデノウイルス物質で満たされた細胞小胞、そのようなアデノウイルス材料を備えている細胞、及びその方法と使用法に関する。
遺伝子治療は、遺伝子物質が細胞内部に導入され、遺伝子物質が、欠損遺伝子を置換することができるか、又はサイトカイン又は治療抗体などの治療分子の発現のためコードする、治療方法である。
これらの遺伝子は、ウイルスベクターなどの好適なビヒクルを使用して細胞に送達される。ウイルスベクターは、細胞にDNAを挿入及び複製することによって細胞を感染させる自然な能力を有する。
アデノウイルスは、多くの場合、ウイルスベクターとして使用される。アデノウイルスは、気道及び結膜炎の感染に関連する、十分に特徴付けられた非エンベロープウイルスである。(Chu,R.L.,Clinical Cancer Research,2004,10,5299−5312)。
アデノウイルスは特に好適なウイルスベクターであるが、その理由は、複製細胞及び静止細胞の両方を感染させることができ、多量のDNA(最大30kbp)の宿主になり得、また宿主細胞のゲノムに組み込むことができないためである。更に、広範な分子学的知識が利用可能であり、ウイルスを高力価に効率的に精製することができる。
様々なサブタイプのアデノウイルスが存在し、その2型及び5型は、送達ビヒクルの目的のために、最も一般的に使用される。
完全に成熟したヒトアデノウイルス5型ウイルス粒子は、約110ナノメートルであり、正二十面体として成形され、カプシドによって囲まれた二本鎖DNAを含むコアを含有する。
カプシドを形成する主要なタンパク質は、ヘキサン、ペントン及び繊維タンパク質であるが、カプシドは、タンパク質IIIa、VI、VIII及びIXを更に含む。これにおいて、繊維タンパク質は、コクサッキー−Ad受容体(CAR)などの宿主細胞受容体への結合を促進する。更に、タンパク質IXは、ウイルス粒子の安定性において役割を果たすことが見出された。(Lee,C.S.,et al.Genes & Diseases,2017,4,43−63)。
ウイルスのコアは、36kbのサイズの二本鎖直鎖DNAゲノムと、タンパク質IVa2、V、VII、末端タンパク質、mu、及びアデノウイルスプロテアーゼで構成される。
ゲノムは、ウイルスDNAの複製に関与する初期遺伝子E1A、E1B、E2、E3及びE4、中間遺伝子pIX及びIVa2、並びにカプシドタンパク質をコードする後期遺伝子L1〜L5、並びにコアタンパク質V及びVIIからなる。
ゲノムに対する特異的な修飾又は欠失を各々が含む、異なる世代のウイルスベクターの安全性を改善するために、ウイルスがそれ自体を複製する能力、又は免疫応答を誘発する能力を変化させるよう開発されてきた。
アデノウイルスの第1世代は、E1領域の欠失を含み、ウイルス複製を欠損させる。しかしながら、このようなアデノウイルスベクターの使用は、依然、高い細胞毒性に関連する強力な免疫応答をもたらす。
したがって、E1領域から離れて、E2及び/又はE4遺伝子に特異的変異又は欠失を作製した、ウイルスベクターの第2世代を開発した。免疫応答は顕著に低下したが、細胞毒性の副作用は依然として観察された。
したがって、複製に必要な酵素又はタンパク質をコードしている全ての遺伝子が除去された、第3世代又はガットレス(gutless)アデノウイルスベクターが開発された。しかしながら、このようなウイルスは、好適なヘルパーウイルスの存在を必要とするため、精製の問題を引き起こす。(Jounaidi,Y,Curr Cancer Drug Targets.(2007);7(3);285−301.
癌の治療法では、癌細胞を選択的に標的化する際に、条件付き複製アデノウイルス(CRAds)などの細胞溶解ウイルスが強力なツールとなっている。この効果は、異なる方法で達成することができる。
最初に、E1a遺伝子(AdΔ24)における24塩基対の欠失又はE1b−55kDa遺伝子(AdΔ1520)の欠失などの特定の突然変異を、ウイルスDNAに導入することができ、これは、健常な細胞におけるCRAdの複製の阻害につながるが、癌細胞では、この突然変異は、細胞の欠損によって補償され、ウイルスの複製をもたらし、その結果、癌細胞の溶解を引き起こす。
あるいは、E1遺伝子を癌特異的プロモーターの下に配置して、E1領域の制御された転写を可能にし、癌細胞のみにおいてウイルス粒子の選択的複製をもたらすことができる。(Yamamoto,M,Curiel,D.T.,Molecular Therapy 2010,18(2),243−250)
更に、癌細胞腫瘍溶解ウイルス粒子の溶解が放出され、これは続いて隣接(非感染)癌細胞を感染させることができる。この現象は、ビスタンダー効果として知られており、改善された治療効果に寄与する。(Lee,C.S.,et al.,Genes&Diseases,2017,4,43−63)
しかしながら、遺伝子治療のためのアデノウイルスベクターの使用は、依然として主要な欠点に関連する。例えば、大きなサイズ、細胞に対する「粘着性」、血液を介して移動できないこと、抗体による中和、及び細胞、例えば赤血球又は肝臓のマクロファージにおける結合/取り込みに起因して、特に転移した腫瘍への効率的な送達は、課題のままである。
細胞外小胞(EV)は、典型的には、細胞から排出される約50〜1000nmのサイズの範囲の脂質二重層で作製された細胞器官である。それらは、原形質膜の外向きの出芽(アポトーシス性ブレブなど)を通して、又はエンドソーム膜の内向きの出芽を通じて形成され得、次に、原形質膜と融合した際に小胞を放出する多官能性ユニット(エクソソーム)をもたらす。EVは、典型的には、ドナー細胞に応じて異なる種類のカーゴを含有する。このようなカーゴは、細胞からの廃棄物として処理されてもよく、それに応じてEVによって廃棄され得、あるいは、細胞内の伝達に使用され得る、すなわち、1つの細胞から他の細胞へのカーゴの送達によって使用され得る。(van der Pol,E,et al.,Pharmacological Reviews,64 (3),676−705;Maas,S.,et al.,Journal of Controlled Release,2015,200,87−96)
更に、腫瘍由来のEVは、腫瘍の進行及び転移において、隣接する細胞及びそれらの局所的な微小環境との活性した伝達を通して、重要な役割を果たしたことが示された。腫瘍EVは、いくつかの経路、とりわけ、CD8+T細胞を介した腫瘍の標的化の阻害又はNK細胞の抑制を介して免疫系ホメオスタシスに影響を及ぼし、それによって腫瘍のための保護的微生物環境を生成すると考えられている。加えて、EVは、酸素供給を改善し、腫瘍細胞の循環への放出及び他の部位へのその拡散を促進するために、血管の動員を促進するように思われる。(Becker,A.,Cancer Cell,2016,30,836−848)。
加えて、EVは、その表面タンパク質組成物に応じて組織特異的であり得る。例えば、特定の細胞型への接着のために、腫瘍分泌型EVアカウント上に発現された特異的インテグリンがある。(Hoshino,A.,et al,Nature.2015,527(7578):329−335Costa−Silva,B,Nat Cell Biol.2015,17(6):816〜826)。
生体内容物をレシピエント細胞及びそれらの標的特異性に伝達する自然の能力のために、治療用ビヒクルとしてEVを利用する関心が近年現れている。実際に、治療用ビヒクルとしてのEVの使用は、多数の利益を提供している。生体系内で自然に発生することにより、それらは組織内により深く浸透し、それによって送達効率を改善することができる。それらは更に、血液脳バリアを通過させることができ、したがって脳内に存在する標的の送達ビヒクルとして使用することができる。
更に、EVは免疫系から隠すことができ、それによってシステムからのEVの除去を低減し、また、EVは免疫原性応答を誘導しない。
しかしながら、EVを効率的に装填し、大型DNA構築物をパッケージ化するための信頼性が高く再現可能な方法は未だ確立されていない。一般に、エレクトロポレーション又は超音波処理を使用して、小さい核酸(例えば、短いヘアピンRNA)をEVに導入する。これらの方法は非効率的であり、研究は、そのような戦略がEVの内部の真のパッケージングにつながることはなく、単に外部での凝集につながることが報告されている。(Kooijmans et al.J Control Release.2013年11月28日;172(1):229−238)。
したがって、アデノウイルスベクターと比較して、改善された送達特性及び低減された毒性を示すが、同様のパッキング効率及び大きなDNA断片を装填する能力のあるビヒクルは依然として必要とされている。
本発明者らは、驚くべきことに、アデノウイルスを細胞に感染させるとき、アデノウイルスコア断片を装填した細胞小胞、すなわち、ウイルスコアタンパク質と組み合わせたウイルスゲノムからなる、「アデノソーム」という名の新しい粒子を有する細胞を得ることができることを見出した。アデノソームは、細胞小胞の有利な特性をアデノウイルスのものと組み合わせる。
したがって、本発明は、初期遺伝子に変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される、組換えアデノウイルス核酸を提供する。好ましい実施形態では、変異は、E1b領域におけるΔ24変異及び/又はE1a領域におけるΔ55k変異である。更に好ましい実施形態では、組換えアデノウイルス核酸は、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターのアデノウイルス核酸である。組換えアデノウイルスにおいて、核酸本発明による、初期遺伝子に変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及びタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置されることが更に好ましい。一実施形態では、異種遺伝子は、組換えアデノウイルス核酸に挿入され得る。更なる態様では、本発明は、初期遺伝子における変異を含む、かかる組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞を提供し、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、本発明による異種プロモーターの制御下にて配置される。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。一実施形態では、初期遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸は、異種プロモーターの制御下にて配置されたタンパク質V及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子と、元のプロモーター、すなわち、後期アデノウイルスプロモーターの制御下でV及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子の両方を含む。あるいは、初期遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸は、異種プロモーターの制御下にて配置されたタンパク質V及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子のみを含み、元のプロモーター、すなわち、後期アデノウイルスプロモーターの制御下でV及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子を含まない。好ましい実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置されるアデノウイルス核酸は、もはや主要カプシドタンパク質のうちの1つ又は2つ以上を産生できなくなるような方法で変異される。別の好ましい実施形態では、主要カプシドタンパク質をコードする1つ又は2つ以上の後期遺伝子は、初期遺伝子における変異を含むアデノウイルス核酸のヌクレオチド配列から部分的又は完全に欠失され、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下にて配置される。別の実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置されるアデノウイルス核酸の1つ又は2つ以上の後期遺伝子は、発現調節因子、好ましくは、ドキシサイクリン制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムの制御下に配置される。別の好ましい実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置されるアデノウイルス核酸は、アデノウイルスカプシドにもはやそれがパッケージングできないような方法で変異され、それは好ましくは、当該配列のCreリコンビナーゼに基づく欠失を確立するために、loxP部位にアデノウイルスパッケージング配列(psi)を隣接させることによる。
更なる態様では、本発明は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞を提供する。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。好ましい一実施形態では、当該核酸は、初期のアデノウイルス遺伝子を含まず、ウイルスカプシドタンパク質をコードする遺伝子を含まない。特に好ましい実施形態では、当該核酸は、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子以外のアデノウイルス核酸を含まない。組換えアデノウイルス核酸において、タンパク質Vをコードする遺伝子及びタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置されることが更に好ましい。一実施形態では、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下に配置されている組換えアデノウイルス核酸を含む当該細胞小胞は、異種遺伝子又は初期遺伝子における変異を含む第2のアデノウイルス核酸を更に含み、好ましくは、変異は、E1a領域におけるΔ24変異及び/又はE1b領域におけるΔ55k変異であり、及び/又は組換えアデノウイルス核酸は、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターのアデノウイルス核酸である。当該組換えアデノウイルス核酸は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下にて配置され、初期遺伝子における変異を含む当該第2のアデノウイルス核酸が同じ核酸分子上に存在し得る、又は2つの別々の核酸分子上に存在し得る。好ましい実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置されるアデノウイルス核酸は、もはや主要カプシドタンパク質のうちの1つ又は2つ以上を産生できなくなるような方法で変異される。別の好ましい実施形態では、主要カプシドタンパク質をコードする1つ又は2つ以上の後期遺伝子は、初期遺伝子における変異を含むアデノウイルス核酸のヌクレオチド配列から部分的又は完全に欠失され、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下にて配置される。別の実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置されるアデノウイルス核酸の1つ又は2つ以上の後期遺伝子は、発現調節因子、好ましくはドキシサイクリン制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムの制御下に配置される。別の好ましい実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置されるアデノウイルス核酸は、アデノウイルスカプシドにもはやそれがパッケージングできないような方法で変異され、それは好ましくは、当該配列のCreリコンビナーゼに基づく欠失を確立するために、loxP部位にアデノウイルスパッケージング(psi)を隣接させることによる。当該組換えアデノウイルス核酸は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーター及び異種遺伝子を含む核酸分子の制御下にて配置され、当該異種遺伝子は、同じ核酸分子上に存在し得る、又は2つの別々の核酸分子上に存在し得る。
更なる態様では、本発明は、組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞を提供し、それにおいてタンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下にて配置され、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIは異種分子と融合される、具体的には、治療用タンパク質、イメージング用タンパク質(imaging protein)又は精製を可能にするタンパク質をコードする。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。好ましい実施形態では、当該核酸は、初期のアデノウイルス遺伝子を含まず、ウイルスカプシドタンパク質をコードする遺伝子を含まない。特に好ましい実施形態では、当該核酸は、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子以外のアデノウイルス核酸を含まない。組換えアデノウイルス核酸において、タンパク質Vをコードする遺伝子及びタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置されることが更に好ましい。タンパクV及び/又はVIIは、異種分子、好ましくは異種タンパク質に直接融合することができ、あるいは、リンカー配列が、タンパクV/タンパク質VIIと異種分子との間に存在し得る。2つのタンパク質及び/又はペプチド配列の融合に好適なリンカーは、当技術分野において周知である。
更なる態様では、本発明は、アデノウイルスタンパク質V及び/又はタンパク質VIIを含む細胞小胞と、初期遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子とを提供する。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。好ましい実施形態では、細胞小胞は、タンパク質V及びタンパク質VIIを含む。好ましい実施形態では、変異は、E1b領域におけるΔ24変異及び/又はE1a領域におけるΔ55k変異である。更に好ましい実施形態では、組換えアデノウイルス核酸は、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターのアデノウイルス核酸である。好ましい実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置されるアデノウイルス核酸は、もはや主要カプシドタンパク質のうちの1つ又は2つ以上を産生できなくなるような方法で変異される。別の好ましい実施形態では、主要カプシドタンパク質をコードする1つ又は2つ以上の後期遺伝子は、初期遺伝子における変異を含むアデノウイルス核酸のヌクレオチド配列から部分的又は完全に欠失され、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下にて配置される。別の実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置されるアデノウイルス核酸の1つ又は2つ以上の後期遺伝子は、発現調節因子、好ましくはドキシサイクリン制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムの制御下に配置される。別の好ましい実施形態では、初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置されるアデノウイルス核酸は、アデノウイルスカプシドにもはやそれがパッケージングできないような方法で変異され、それは好ましくは、当該配列のCreリコンビナーゼに基づく欠失を確立するために、loxP部位にアデノウイルスパッケージング(psi)を隣接させることによる。一実施形態では、異種遺伝子は、組換えアデノウイルス核酸に挿入され得る。組換えアデノウイルス核酸において、タンパク質Vをコードする遺伝子及びタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下にて配置されることが更に好ましい。
更なる態様では、本発明は、アデノウイルスタンパク質V及び/又はタンパク質VIIを含む細胞小胞及び異種遺伝子を含む核酸分子を提供する。好ましい実施形態では、細胞小胞は、タンパク質V及びタンパク質VIIの両方を含む。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
更なる態様では、本発明は、アデノウイルスタンパク質V及び/又はタンパク質VIIを含む細胞小胞を提供し、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIが、異種分子、特に治療用タンパク質、イメージング用タンパク質、又は精製を可能にするタンパク質と融合する。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。好ましい実施形態では、細胞小胞は、タンパク質V及びタンパク質VIIの両方を含み、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIは異種分子と融合され、好ましくは、タンパク質V及びタンパク質VIIの両方が異種分子と融合される。タンパク質Vと融合した異種分子及びタンパク質VIIと融合した異種分子は、同一であっても異なっていてもよい。タンパクV及び/又はVIIは、異種分子、好ましくは異種タンパク質に直接融合することができ、あるいは、リンカーが、タンパクV/タンパク質VIIと異種分子との間に存在し得る。2つのタンパク質及び/又はペプチド配列の融合に好適なリンカーは、当技術分野において周知である。細胞小胞は、更に、本発明による初期遺伝子における変異を含み、任意選択で、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下にて配置される組換えアデノウイルス核酸を含み得る。
更なる態様では、本発明は、核酸ベクター又はプラスミドなどの、本発明による組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子を提供する。一実施形態では、当該組換えアデノウイルス核酸は、初期遺伝子に変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される、組換えアデノウイルス核酸である。別の実施形態では、当該組換えアデノウイルス核酸は、組換えアデノウイルス核酸であり、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置され、好ましくは初期アデノウイルス遺伝子を含まず、ウイルスがカプシドタンパク質をコードする遺伝子を含まず、より好ましくは、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子以外のアデノウイルス核酸を含まない。
更なる態様では、本発明は、組換えアデノウイルス核酸に関し、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下に配置され、好ましくは、初期アデノウイルスプロモーター、タンパク質IXの中間プロモーター、又は非アデノウイルス由来の異種プロモーター、例えばホスホグリセレートキナーゼ(PGK)又はサイトメガロウイルスプロモーターから選択される。
また、本発明の一部は、上に定義したような組換えアデノウイルス核酸であり、これにおいて、ウイルスの核酸は、主要カプシドタンパク質のうちの1つ又は2つ以上をもはや産生できなくなるような方法で変異され、好ましくは主要カプシドタンパク質をコードする1つ又は2つ以上の後期遺伝子がヌクレオチド配列から部分的又は完全に欠失されているか、又は1つ又は2つ以上の後期遺伝子が、ドキシサイクリン誘導性又は制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムなどの発現調節因子の制御下に配置される。
あるいは、本発明は、組換えアデノウイルス核酸に関し、これにおいてアデノウイルスヌクレオチド配列は、主要カプシドタンパク質のうちの1つ又は2つ以上をもはや産生できなくなるような方法で変異され、好ましくは主要カプシドタンパク質をコードする1つ又は2つ以上の後期遺伝子がヌクレオチド配列から部分的又は完全に欠失されているか、又は1つ又は2つ以上の後期遺伝子が、ドキシサイクリン誘導性又は制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムなどの発現調節因子の制御下に配置される。請求項8〜10によるかような組換えアデノウイルス核酸において、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下に配置され、好ましくは、初期アデノウイルスプロモーター、タンパク質IXの中間プロモーター、又は非アデノウイルス由来の異種プロモーター、例えばホスホグリセレートキナーゼ(PGK)又はサイトメガロウイルスプロモーターから選択される。
本発明の組換えアデノウイルス核酸の別の実施形態では、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIは、異種分子、好ましくはタンパク質、特に治療若しくはイメージング用タンパク質又は精製を可能にするタンパク質、又は治療若しくはイメージング用タンパク質又は精製を可能にするタンパク質をコードする核酸分子と融合される。好ましい実施形態では、異種分子は、緑色蛍光タンパク質、赤色蛍光タンパク質、二酸化鉄、SNAPタグ、ビオチン化配列を含む群から選択される。
本発明の更なる好ましい実施形態では、組換えアデノウイルス核酸は、挿入された異種遺伝子を有し、好ましくは、異種遺伝子が、プロドラッグ変換酵素、好ましくはチミジンキナーゼ、サイトカイン、好ましくはGM−CSF、IL−2又はIL−12、チェックポイント阻害剤、好ましくは、CTLA−4又はPD−1を標的化するもの、免疫細胞を刺激するアゴニスト抗体又はリガンド、好ましくは4−1BB、OX40又はCD40を標的化するもの、組換え二重特異性T細胞エンゲージャー抗体(recombinant bispecific T cell engager antibodies)、好ましくはBiTEs、microRNAs、shRNS、Cas9−guideRNA、プロテインキナーゼを阻害するペプチド、及び抗腫瘍免疫応答を刺激するペプチドを含む群から選択される生体分子をコードする。
更なる好ましい実施形態では、本発明は、上記のような組換えアデノウイルス核酸を含み、初期遺伝子における変異、好ましくはE1a領域内のΔ24変異、又はE1b領域におけるΔ55k変異を含む。また、繊維タンパク質に融合されたRGD配列を含む、本発明による組換えアデノウイルス核酸も好ましい。
また、本発明の一部は、本発明による組換えアデノウイルス核酸又は本発明による核酸分子を含む細胞であり、好ましくはHER911、PER.C6、又はHEK293T細胞である。
本発明の更なる一部は、本発明による細胞の製造方法であって、
培地中で細胞を培養することと、
上記の組換えアデノウイルス核酸を当該細胞に導入すること、
を含む、方法である。
本発明の更なる一部は、本発明による組換えアデノウイルス核酸を含む組換えアデノウイルス粒子である。
また、本発明に含まれるのは、細胞小胞、好ましくは細胞外小胞又は溶解させた細胞に由来する細胞外小胞又は小胞、好ましくはMSC由来であり、当該細胞の原形質膜、より好ましくは細胞外小胞由来の構成要素を含み、本発明による組換えアデノウイルス核酸又は本発明による核酸分子を含む。また、本発明に含まれるのは、細胞小胞、好ましくは細胞外小胞又は溶解させた細胞に由来する細胞外小胞又は小胞、好ましくはMSC由来であり、当該細胞の原形質膜、より好ましくは細胞外小胞由来の構成要素を含み、本発明による組換えアデノウイルス核酸を充填される。好ましくは、組換えアデノウイルス核酸を含む又はこれらを充填したかような細胞小胞は、疾患の治療に使用されるものであり、好ましくは、疾患が癌であるか、又は疾患が遺伝障害、特に、脳、肝臓、若しくは胃腸管の遺伝障害である、又は疾患が、加齢関連疾患、好ましくはアルツハイマー病、パーキンソン病又は関節炎から選択されるか、又は疾患が感染性疾患である。
更なる実施形態では、細胞小胞、好ましくは細胞外小胞、又は溶解させた細胞に由来する細胞外小胞又は小胞、好ましくはMSC由来である、当該細胞の原形質膜、より好ましくは細胞外小胞由来の構成要素を含み、組換えアデノウイルス核酸を含む又は充填されるものは、ウイルス核酸のモニタリングに使用される。
また、本発明は、治療組成物を含み、細胞小胞、好ましくは細胞外小胞又は溶解させた細胞に由来する小胞、好ましくはMSC由来を含み、本発明による、当該細胞の原形質膜、より好ましくは細胞外小胞由来の構成要素、本発明による組換えアデノウイルス粒子又は本発明による核酸分子及び医薬担体又は小胞を含む。
本発明の更なる部分は、細胞小胞、好ましくは細胞外小胞又は溶解させた細胞に由来する小胞、好ましくはMSC由来であり、当該細胞の原形質膜、より好ましくは本発明による細胞外小胞由来の構成要素を含む細胞小胞をインビトロで組織又は細胞培養及びオルガノイドのための染料として使用することである。
本発明は、本発明による細胞外小胞の製造方法であって、
培地中で細胞を培養することと、
本発明による組換えアデノウイルス核酸を当該細胞に導入することと、
組換えアデノウイルス核酸を含むか、又はそれらで充填された細胞外小胞を採取すること、
を更に含む、製造方法である。
更なる態様では、本発明は、細胞外小胞を調製するための方法であって、
培地中で細胞を培養することと、
タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて細胞内に配置される、組換えアデノウイルス核酸を導入することと、
初期遺伝子及び/又は異種遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸を細胞内に導入することと、
任意選択に、組換えアデノウイルス核酸を含む細胞を細胞ストレスに供することと、
細胞外小胞を採取すること、
を含む、方法を提供する。
更に、本発明は、疾患、特に遺伝障害、癌又は加齢疾患の治療方法であって、
細胞小胞、好ましくは細胞外小胞又は溶解した細胞由来の小胞、好ましくはMSC由来のもの、当該細胞の原形質膜、より好ましくは本発明による細胞外小胞由来の構成要素、又は本発明による治療組成物を、それを必要とする対象に投与すること、
を含む、方法に関する。
本発明は、アデノウイルス核酸の検出のための診断方法であって、
本発明による組換えアデノウイルス核酸又は本発明による組換えアデノウイルスで充填された細胞小胞を、それを必要とする対象に投与することと、
当該対象からの体液を採取することと、
細胞小胞中のアデノウイルス核酸を定量化すること、を含む、方法を含む。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
質量分析による、EV内部のアデノウイルスコアタンパク質V及びVIIの検出。GS184神経膠芽腫細胞を野生型HAdV−5に感染させた。A:イオジキサノール密度勾配における超遠心分離を使用して、EVを単離し、これらをアデノウイルス粒子から分離した(自社開発方法)。B:ウエスタンブロットにより、ウイルス粒子(抗繊維染色)からのEV(抗Rab27b染色)の適切な分離を確認した。C:細胞、ウイルス、及びEVのタンパク質プロファイルを比較するために質量分析を実施した。予想されるように、ウイルスカプシド及びコアタンパク質の両方が、細胞及びウイルス中で検出された。しかしながら、EVは、豊富に存在していたコアタンパク質(V及びVII)を排他的に含有するように見えた。 アデノウイルス感染細胞からのEVは、ウイルスDNAを含有するように見え、感染性であるように見える。GS756細胞を条件付き複製アデノウイルス(Ad.5.d24.RGD.GFP)に感染させ、72時間後、上清を、イオジキサノール密度勾配遠心分離に供して、ウイルス粒子(下部領域)からEV(上部領域)を分離した。異なる断片を異なるアッセイに付した:A.EV−Quantアッセイは、上部分画中のEVを示す、B.Quantitative PCR(ウイルス繊維遺伝子の配列を標的とする)は、底部でのウイルスDNAの存在を示す(予想されるように)が、頂部もであった。 C.A549細胞における感染性アッセイは、細胞を感染させるEVの能力を示した。 pV.GFPアデノウイルスで細胞を注入した後のEVにおけるGFPに融合したpVの検出。A:自社開発のEV−Quantアッセイを使用して、赤色蛍光粒子のみが検出され得る(EV膜と標識された)だけでなく、緑色蛍光粒子も可視化されている。結果として、3種類の粒子が検出された:緑色のみの粒子=ウイルス粒子、赤色のみの粒子=空のEV、赤色+緑色粒子=pV.GFP(アデノソーム)を充填したEVである。B:GS184細胞の感染から64時間後に、相当量のアデノソームが上清で検出された。C:異なる細胞型(GS562、HER911、A549)については、アデノソームの分泌が生じる。培養培地の種類は、アデノソーム分泌に影響を及ぼし得る。例えば、血清不含有DMEM中で培養されたHER911細胞のEVの収率を増加させる。 D:細胞の上清中のアデノソーム濃度は経時的に増加する。 癌細胞に感染した後、アデノソームのレベルはアデノウイルスの感染性レベルと相関する。これは、バイオマーカーのプラットフォームとしてのアデノソームの機会を開いている。A:pV.GFPアデノウイルスを用いて4つの異なる初代神経膠芽腫培養物を感染させた後、上清でのEVQuantアッセイによりアデノソームのレベルを決定した(感染から6日後)。細胞生存率を、ATPベースの細胞生存率アッセイで測定した。B:アデノソームの濃度及び細胞生存率のプールされた線形回帰分析。両方のグラフは、アデノソーム濃度と細胞生存率との間の強い負の相関を示す。 神経膠芽腫神経球上のアデノソーム及びウイルス粒子の組織浸透を比較する図である。イオジキサノール密度勾配処置を用いて、HAdV−5Δ24.RGD.GFPに感染したHER911細胞から、アデノソーム及びウイルス粒子を単離した。アデノソーム及びウイルス粒子を、GS神経球に等しい感染性ユニットで適用した。6日間の共焦点顕微鏡を行って、球体のGFP発現を分析した。神経球の異なる深さにおけるGFP陽性細胞の平均数が示される(条件毎に5つの球)。 pV.pVIIのヘテロガス発現は、EVへのDNAの組み込みを向上させる。HER911細胞を、プラスミドDNA:pUC57.CMV.Crimson_CMV.eGFP(空プラスミド)又はpUC57.CMV.Crimson−pVII_CMV.eGFP−pV(EV装填プラスミド)でトランスフェクトした。1日後、細胞をアデノウイルス(野生型HAdV−5)に感染させ、3日間のEVを、イオジキサノール密度勾配処置(分画4〜7におけるEV)によって単離した。B:Q−PCRを使用して、EVにおけるDNAの組み込みを定量化した。このことは、pV/pVIIの異種発現が、ウイルスゲノムDNAの組み込みを更にブーストしたことを明らかに示した(上図)。更に、pUC57DNAも、pV/pVII発現+ウイルス感染(下図)の文脈において、EVに増加したレベルで組み込まれた。
細胞がアデノウイルスに感染している場合、細胞は、生物学的物質の送達ビヒクルとして使用され得るアデノウイルス物質を含む細胞外小胞を分泌することが見出された(Aksela,L,University of Helsinki,Delivery of oncolytic adenovirus via extracellular vesicles,Dourado,M.R.,et al.,Journal of Extracellular Vesicles,2017,6 (supp 1),extracellular vesicles derived from cancer−associated fibroblasts may have a role in oral cancer invasion;Garofalo,M.,Journal of Extracellular Vesicles,2017,6 (supp 1),Oncolytic adenoviruses encapsulated into the extracellular vesicles as carriers for targeted drug delivery,Garofalo,M.,J Control Release.2018,283,223−234.)
本発明者らは、今や、驚くべきことに、細胞小胞、例えば、「アデノソーム」と呼ばれる細胞外小胞は、例えば、標的細胞への生物学的カーゴの送達において、大きな治療値の固有の特性を有することを見出した。細胞外小胞は、典型的には、限定されたパッキングの能力を呈するため、驚くべきことである。これらのアデノソームを詳細に評価するとき、アデノソームは、ウイルスコアタンパク質V及びVIIに結合したウイルスDNAでパッケージ化されたのに対し、ヘキサン、ペントン及び繊維タンパク質などのカプシドタンパク質が存在しないことが観察された。したがって、本発明者らは、タンパク質V及びVIIが、細胞外小胞に適合するように、ウイルスDNAの緊密なパッキングにおいて重要な役割を果たすことを認識した。実際、図6Bに示されるように、pV及びpVIIをコードする遺伝子を含む核酸は、アデノウイルスDNAの細胞外小胞(上側の図)への組み込みを増加させることができる。
細胞小胞に効率的にパッキングされる可能性のあるアデノウイルスが大きな治療値であることが更に想定された。したがって、本発明は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下にて配置される、組換えアデノウイルス核酸に関する。本発明による組換えアデノウイルス核酸は、タンパク質V及びタンパク質VIIをコードする遺伝子の一方又は両方を有するアデノウイルス核酸であってもよく、すなわち、完全な長さのアデノウイルス核酸であってもよく、又はそれらの2つのタンパク質のうちの1つをコードする遺伝子のみであってもよい。更に、天然に生じるアデノウイルスに対する更なる突然変異及び/又は欠失を含んでもよい。
したがって、本発明は、いくつかの態様を包含する。一態様では、本発明は、pV及び/又はpVIIの増強又は早期発現によって、細胞小胞中のそのゲノムの分泌を増加させた新規のタイプの細胞溶解アデノウイルスに関し、拡散及び殺傷が改善された癌殺傷アデノウイルスを提供する。この新規のタイプのアデノウイルスは、初期遺伝子における変異を有するアデノウイルスであってもよく、pV及び/又はpVIIをコードしている遺伝子は、元のpV及び/又はpVIIが無傷のままであるか、又は非作用的若しくは欠失した元のpV及び/又はpVIIを残したままで、異種プロモーターの制御下にて配置される。あるいは、pV及び/又はpVIIは、異種プロモーターの制御下に配置され、細胞溶解アデノウイルスは、別々に提供されるが、組み合わせて提供される。このようなアデノウイルスは、細胞内で早期にpV及び/又はpVIIの発現を有し、アデノウイルス核酸の細胞小胞へのパッケージングを促進する。
別の態様では、本発明は、pV及び/又はpVIIを使用することに関し、アデノウイルス若しくは異種DNA若しくは異種タンパク質若しくはペプチド、又は任意選択的に、細胞小胞への異種タンパク質又はペプチド配列の高いレベルでの装填で、これらの組み合わせを、これらのタンパク質又はペプチドをpV及び/又はpVIIに融合させることによって、細胞小胞に装填し、多数の疾患の治療薬として細胞小胞を提供することに関する。細胞小胞は、例えば、細胞内に2つの別個の組換え核酸分子を導入すると排出される。1つの核酸分子は、pV及び/又はpVIIをコードする遺伝子を含み、治療用タンパク質の配列と任意選択に融合されており、当該遺伝子は異種プロモーターの制御下にて配置される。他の核酸分子は、初期遺伝子及び/又は異種遺伝子における変異を有するアデノウイルス核酸を含む。細胞に導入されると、産生細胞は、アデノウイルス核酸及び/又は異種遺伝子を含む細胞小胞を排出する。あるいは、治療用タンパク質の配列と任意選択的に融合する、pV及び/又はpVIIをコードする遺伝子、及び初期遺伝子及び/又は異種遺伝子における変異を有するアデノウイルス核酸の両方を含む単一の核酸分子で作製される。理論に束縛されるものではないが、pV及び/又はpVIIは、pV及び/又はpVIIをコードする遺伝子を含む核酸から細胞内で発現され、遺伝子は異種プロモーターの下に配置され、細胞小胞内への核酸分子のパッケージングを促進すると考えられる。
本明細書で使用するとき、用語「細胞小胞」は、内部空間を包囲する膜を有する細胞由来の小胞を指す。例えば、本明細書で以下に記載される本発明による方法を使用して、及び本明細書の実施例で製造及び/又は得られる。
本明細書で使用される細胞小胞の1つの好ましい例は、細胞外小胞である。細胞外小胞(EV)は、典型的には、細胞から排出される約50〜1000nmのサイズの範囲の脂質二重層で作製された細胞器官である。それらは、原形質膜の外向きの出芽(アポトーシス性ブレブなど)を通して、又はエンドソーム膜の内向きの出芽を通じて形成され、次に、原形質膜と融合した際に小胞を放出する多官能性ユニット(エクソソーム)をもたらす。細胞外小胞は、適切な培地中で適切な産生細胞を培養すること、本発明による組換えアデノウイルス核酸及び任意選択で異種遺伝子を細胞に導入し、細胞外小胞を採取することによって調製することができる。
あるいは、装填された細胞小胞はまた、Hoogduijnらに2017年(Goncalves(cはセディーユ付き) FDC,Luk F,Korevaar SS,Bouzid R,Paz AH,Lopez−Iglesias C,Baan CC,Merino A,Hoogduijn MJ.Membrane particles generated from mesenchymal stromal cells modulate immune responses by selective targeting of pro−inflammatory monocytes.Sci Rep.2017 Sep 21;7(1):12100)、及び国際公開第2017/204639号に記載されているような、「細胞及び小胞再形成の破壊」プロトコルによって産生することもできる。それにより、pV及び/又はpVII、並びに、例えば異種DNA又は細胞溶解アデノウイルスは、間葉系幹細胞(間葉間質細胞、MSCとも呼ばれる)などの産生細胞で発現され、続いて後続的な細胞破壊(例えば、浸透圧ショックによる)、細胞核の除去、分画(例えば、針を通過させる)、及び小胞の再形成を行う。このような細胞小胞は、脂質及びタンパク質を含む産生細胞の原形質膜からの成分を含み、70〜170nmの平均粒径を有する。このような細胞小胞を調製するために使用されるMSCは、脂肪組織、好ましくはヒト脂肪組織から導出される。本発明によるこのような細胞小胞は、例えば、Hoogduijnらによって2017年に記載されている方法によって調製される。それにより、本発明による組換えアデノウイルス核酸及び任意選択で異種遺伝子は、細胞破壊の前に細胞に導入される。
したがって、好ましい実施形態では、本発明による細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくは溶解したMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、本発明による細胞小胞は、細胞外小胞である。
異種プロモーターは、天然に生じる状況において、その特定の場所に位置しておらず、かつ/又はそれが配置されるタンパク質の発現を駆動する任意の種類のプロモーターであってもよい。それは、アデノウイルス及び/又は宿主細胞において機能性である、サイトメガロウイルス又は任意の他の構成的プロモーターなどの異種生物のプロモーターであってもよく、それにおいてアデノウイルス核酸が発現される。細胞中のタンパク質V及びVIIの一方又は両方の発現は、DNA並びに細胞小胞中の治療用タンパク質部分と融合したpV及び/又はpVIIのパッケージングを可能にする。
あるいは、それは、中間プロモーターpIXなどのアデノウイルスプロモーター、又は初期アデノウイルスプロモーターのいずれかであってもよい。初期プロモーターは、いわゆる初期遺伝子、すなわち、ウイルス感染後に発現される第1の遺伝子の発現を駆動するプロモーターである。初期プロモーターの制御下にて遺伝子を配置することにより、ウイルスの複製中、これらの遺伝子は最初に転写される。したがって、初期プロモーターの制御下でタンパク質V及びVIIをコードする遺伝子を配置する場合、ウイルスDNAの効率的なパッキングを達成することができる。
しかしながら、細胞がこのようなアデノウイルス粒子に感染している場合、アデノソームの調製に冗長なカプシド(又はコート)タンパク質が依然として産生される。したがって、別の代替実施形態では、組換えアデノウイルス核酸は、もはや主要カプシドタンパク質のうちの1つ又は2つ以上を産生できなくなるような方法で変異される。有利にも、かかるアデノウイルス核酸は、免疫応答を誘発しないアデノウイルス材料の産生を可能にする。
主要カプシドタンパク質を産生できない組換えアデノウイルス核酸を得るいくつかの方法が存在する。例えば、核酸は、主要コートタンパク質をコードする後期遺伝子の1つ又は2つ以上の、好ましくは全てが、完全に又は部分的に欠失されるように変異されてもよい。これらの主要コートタンパク質をコードする遺伝子を欠くアデノウイルスベクターは、ウイルスゲノムをウイルスビリンに組み込むことを排除し、EVへの組み込みを促進することによって、産生の経済性を鑑みた、より効率的なシステムを提供する。更に、アデノウイルスのゲノムから冗長遺伝子を除去することで、異種遺伝子の実装のためのより高い能力が残る。
別の実施形態では、後期遺伝子の転写は、テトラサイクリン制御転写活性化を介して可逆的にオン又はオフにされる。テトラサイクリンが存在しない場合、TetオペレーターへのTetリプレッサーの結合は、後期遺伝子の発現を遮断する。このような抑制は、テトラサイクリン、又はドキシサイクリンなどの特定の誘導体の存在下で逆転される。したがって、本発明はまた、組換えアデノウイルス核酸に関し、後期遺伝子のうちの1つ又は2つ以上が、発現調節因子、好ましくは、ドキシサイクリン誘導可能又は制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムの制御下にて配置される。
このようなアデノウイルス核酸の利点は、後期遺伝子の発現が、例えば細胞培養において依然として利用され得ることであり、アデノウイルスが効率的に複製されることが可能であり、その一方で、例えば、本発明による方法で使用される場合、後期遺伝子の発現をオフにすることができることである。
本発明の更なる一部は、アデノウイルス核酸が、アデノウイルスカプシドにパッケージ化することがもはや可能でないような方法で変異される、本発明による組換えアデノウイルス核酸である。これは、好ましくは、アデノウイルスパッケージング配列(psi)をloxP部位に隣接させることによって達成される。これにより、Creリコンビナーゼに基づくpsi配列の欠失が生じる。Cre−lox組換えは、当技術分野において周知であり、ガットレスアデノウイルス構築物の産生に頻繁に適用される。したがって、当業者は、これを達成する方法を知っている。パッケージング遺伝子のCreリコンビナーゼベースの欠失をもたらす任意の方法を使用することができる。好適な例は、Parksらによって記載されている(Parks RJ,Chen L,Anton M,Sankar U,Rudnicki MA,Graham FL.A helper−dependent adenovirus vector system:removal of helper virus by Cre−mediated excision of the viral packaging signal.Proc Natl Acad Sci U S A.1996 Nov 26;93(24):13565−70)。
好ましい実施形態では、ウイルス核酸は、上記の変異の組み合わせを含む。したがって、一実施形態における本発明は、好ましくは、組換えアデノウイルス核酸に関し、コアタンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はコアタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種、好ましくは初期アデノウイルスプロモーター、中間タンパク質IXプロモーター、又は異種生物、特にサイトメガロウイルスからのプロモーターの下に配置されて、アデノソームの効率的な形成を確実にし、アデノウイルス核酸は、1つ又は2つ以上の主要コートタンパク質、好ましくはアデノウイルス核酸をもはや産生することができないように変異し、主要カプシドタンパク質をコードする後期遺伝子の1つ又は2つ以上が部分的又は完全に削除されているか、1つ又は2つ以上の後期遺伝子は、発現調節因子、好ましくはドキシサイクリン誘導性又は制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムの制御下に配置される。
導入パラグラフで論じたように、アデノウイルスベクターは、(大型のサイズの)異種遺伝子を細胞に送達する強力なベクターとして作用する、証明されたトラック記録を有する。この送達は、宿主ゲノムへのウイルス及び異種配列の組み込みなしに生じるが、これは更なる安全をもたらす。
更に、アデノウイルスベクターは効率的なワクチンベクターであり、これは、保護的な免疫応答を誘導することに関して、ポキサウイルスベクター、ネイキッドDNAワクチン、及びα−ウイルスベクターなどの共通するワクチンベクターを放出することが示された。したがって、本発明はまた、対象において保護的な免疫応答を誘導する能力を有する異種遺伝子のワクチンベクターとしてのアデノウイルスベクターにも関する。
異種遺伝子をアデノウイルスDNAに挿入することは、当技術分野において公知のいくつかの方法が存在する。例えば、これは、より新しい世代の遺伝子編集方法(例えば、CRISPR−Cas)を使用すること、及び/又は古典的な組換えDNA技術を使用することによって、達成することができる。当業者は、これを行う方法を知っているであろう。
本明細書で使用するとき、用語「異種遺伝子」は、アデノウイルス核酸とは異種である任意の遺伝子を指す。原則として、有用であると考えられる任意の異種遺伝子を挿入することができ、例えば、治療効果を有する分子をコードする遺伝子、保護的な抗体力価を誘導する遺伝子、又は報告(イメージング)目的に使用できる分子をコードする遺伝子などが挙げられる。好ましい実施形態では、異種遺伝子が、プロドラッグ変換酵素、好ましくはチミジンキナーゼ、サイトカイン、好ましくはGM−CSF、IL−2又はIL−12、チェックポイント阻害剤、好ましくは、CTLA−4又はPD−1を標的化するもの、免疫細胞を刺激するアゴニスト抗体又はリガンド、好ましくは4−1BB、OX40又はCD40を標的化するもの、組換え二重特異性T細胞エンゲージャー抗体、好ましくはBiTEs、microRNAs、shRNS、Cas9−guideRNA、プロテインキナーゼを阻害するペプチド、及び抗腫瘍免疫応答を刺激するペプチドを含む群から選択される生体分子をコードする。
注目に値する治療用遺伝子の1つの群は、プロドラッグ活性化遺伝子群(自殺遺伝子とも呼ばれる)である。(非毒性)プロドラッグの(毒性)薬物への変換を触媒する酵素のためのこのような遺伝子コードがある。
一実施形態では、挿入される異種遺伝子は、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSV−tk)をコードする遺伝子である。HSV−tk遺伝子の転写により、ガンシクロビルなどの癌細胞を殺傷する能力を有する物質で、細胞の治療に対する感受性を上げる。
チミジンキナーゼは、ガンシクロビルのリン酸化に関与し、DNA複製を遮断し、それによって分裂細胞を選択的に殺傷することによって、リン酸化すると細胞毒性になるヌクレオチド類似体が関与する。加えて、リン酸化ガンシクロビルの細胞毒性効果は、ごく近接して、トランスフェクトされていない細胞に、更に拡散されたことが見出された。したがって、HSV−tk遺伝子転写及びガンシクロビルの投与は、固形腫瘍の治療に特に好適である。(Sandmair,A−M,et al,Cancer Gene Therapy,2000,7(3),413−421)。
更に、本発明によるアデノウイルス核酸、及び溶解させた細胞好ましくはMSCに由来し、該当の材料を含む又は充填させた当該細胞の原形質膜より好ましくは細胞外小胞のプラズマ膜由来の構成要素を含む細胞小胞、好ましくは細胞外小胞は、遺伝障害の治療に特に好適である。これらの遺伝障害は、遺伝的なもの又は獲得したもののいずれかであり得るが、いずれの場合にも、疾患はゲノム中の異常によって引き起こされる。異常に応じて、機能性遺伝子は、欠損遺伝子を修正又は阻害のいずれかに導入することができる。
したがって、本発明はまた、遺伝障害において治療的に活性である、ないしは別様で有益である、異種遺伝子が挿入される組換えアデノウイルス核酸にも関する。
具体的には、本発明はアデノウイルス核酸に関し、それにおいて、異種遺伝子が、プロドラッグ変換酵素、好ましくはチミジンキナーゼ又はリガンド、例えば、プロテインキナーゼを阻害するペプチド、サイトカイン、好ましくはGM−CSF、IL−2又はIL−12、チェックポイント阻害剤、好ましくはCTLA−4又はPD−1を標的化するもの、免疫細胞を刺激するためのアゴニスト抗体又はリガンド、好ましくは抗腫瘍免疫応答、特に、4−1BB、OX40又はCD40を標的化するもの、組換え二重特異性T細胞エンゲージャー抗体、好ましくはBiTEs,microRNA、shRNS、Cas9ガイドRNA、欠損遺伝子を修正するDNAをコードするものを含む群から選択される生体分子をコードする。
例に示されるように、タンパク質V及びVIIは、細胞外小胞における更なる核酸分子の組み込みを促進する。したがって、異種遺伝子をアデノウイルス核酸に挿入する代替として、異種遺伝子は、タンパク質V及び/若しくはタンパク質VII、好ましくはタンパク質V及びタンパク質VII、又はタンパク質V及び/若しくはタンパク質VII、好ましくはタンパク質V及びタンパク質VIIをコードする遺伝子と組み合わされるが別個に提供され得る。この実施形態では、異種遺伝子は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置され、初期のアデノウイルス遺伝子を含まず、ウイルスカプシドタンパク質をコードする遺伝子を含まない、本発明による組変え核酸と組み合わせることができる。例えば、異種遺伝子は、異種プロモーターの制御下にて配置されたタンパク質V及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子以外のアデノウイルス核酸を含まない本発明による組換え核酸と組み合わせることができる。
したがって、本発明はまた、組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子を含む細胞小胞を提供し、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子、好ましくはタンパク質V及びタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーター及び異種遺伝子の制御下にて配置される。好ましい一実施形態では、当該核酸は、初期のアデノウイルス遺伝子を含まず、ウイルスカプシドタンパク質をコードする遺伝子を含まない。特に好ましい実施形態では、当該核酸は、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子以外のアデノウイルス核酸を含まない。当該異種遺伝子は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子と同じ核酸分子上に、例えばベクター又はプラスミドに存在し得、又は異種遺伝子は、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子を含む核酸分子とは異なる核酸分子上に存在してもよい。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
本発明はまた、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIを含む細胞小胞及び異種遺伝子を含む核酸分子に関する。任意選択で、当該タンパク質V及び/又はタンパク質VII、好ましくはタンパク質V及びタンパク質VIIは、異種分子、特に治療用タンパク質、イメージング用タンパク質、又は精製を可能にするタンパク質と融合する。これは、本明細書において以下に更に詳細に記載される。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
原則として、細胞小胞は、治療効果を有する分子をコードする遺伝子、保護的な抗体力価を誘導する遺伝子、又は報告(イメージング)目的のために使用することができる分子をコードする遺伝子など、本明細書で上に詳述されているように、有用であると考えられる任意の異種遺伝子を含むことができる。
治療用生体分子をレシピエント細胞に送達する別の方法は、ウイルスタンパク質V及び/又はタンパク質VIIを異種タンパク質、特に治療用タンパク質、イメージング用タンパク質、精製を可能にするタンパク質、プロテインキナーゼを阻害するペプチド、又は抗腫瘍免疫応答を刺激するペプチドに融合させることによるものである。
タンパク質V及び/又はタンパク質VIIのイメージング用タンパク質への融合により、対象における融合タンパク質を含むアデノウイルス又は細胞小胞のモニタリングが可能になる。基本的に、タンパク質V又はタンパク質VIIに結合され得る任意のイメージング用タンパク質が好適であり得る。好適なイメージング用分子(imagine molecules)の例としては、緑色蛍光タンパク質、赤色蛍光タンパク質、磁気分離のための親和性タグ、例えば、酸化鉄、SNAPタグ、又はビオチン化配列が挙げられる。当該タンパク質を結合させることは、タンパク質V又はタンパク質VIIのためのウイルス遺伝子を、対象とするタンパク質をコードする核酸と融合させることによって行うことができる。また、アダプタータグに融合したタンパク質V又はタンパク質VIIにタンパク質を結合するために、ストレプトアビジン−ビオチン系などのアダプターシステムを使用することもできる。
イメージング用タンパク質に関して、上記のようにpV/pVIIに融合されたとき、又はアデノウイルスベクター核酸から単一のタンパク質として発現されるか、例えばCMVプロモーター又は組織/細胞特異的プロモーターによって駆動されるとき、あるいは、同じ小胞に含有されるがアデノウイルス配列とは別個の場合であっても、それらの蛍光又は磁気に起因して生物学的システムにおいて検出され得、したがって、疾患の検出若しくは診断、又は粒子の分布の監視に好適である。したがって、このような標識アデノウイルス核酸はまた、染料又は標識分子としての使用にも好適である。具体的には、これらは、エックスビボ又はインビトロのシステム、例えば細胞及び組織培養物で使用することができる。有望な用途の1つは、本発明の細胞小胞を、組織又は細胞培養物及びオルガノイド、すなわち組織培養器官様系をラベリング用の染料として使用することである。細胞特異的化合物を局在化し、可能な薬物標的を特定するために、特定の細胞型で蛍光色を発現するために適用されてもよい。
イメージング装置は、ラベルの検出に好適な任意のイメージング装置であってもよい。例えば、蛍光を検出するために、蛍光顕微鏡、蛍光活性化細胞選別、又は紫外線を利用することができる。発光は、ホタル又はウミシイタケルシフェラーゼなどの発光シグナルを誘導する標識を検出するために使用することができる。磁気ナノ粒子又はタンパク質を検出するために、磁気共鳴映像法(MRI)、又はマンガンペルオキシダーゼなどの好適な染色を用いてもよい。標識はまた、関連するDNAと共にpV及び/又はpVIIをプルダウンするために使用され得るタグであってもよい。このプルダウンは、例えば、細胞溶解アデノウイルスの複製のためのバイオマーカーを提供するために使用することができる。
したがって、本発明の別の態様は、アデノウイルス核酸の検出のための診断方法であって、
本発明による組換えアデノウイルス核酸又は本発明による組換えアデノウイルス核酸で充填された細胞小胞を、それを必要とする対象に投与することと、
当該対象から体液の試料を採取することと、
細胞小胞中のアデノウイルス核酸を定量化すること
を含む、方法に関する。
タンパク質V及び/又はタンパク質VIIの治療用タンパク質への融合は、治療用タンパク質を含む細胞小胞の産生を可能にする。このような細胞小胞は、以下に更に詳述するように、感染症、癌、加齢関連疾患、好ましくはアルツハイマー病、パーキンソン病、又は関節炎、並びに脳、肝臓、心臓及び胃腸管の特定の遺伝障害における遺伝障害などの様々な疾患の治療に使用することができる。任意の治療用タンパク質を、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIに融合させることができる。例は、抗腫瘍免疫応答を刺激するプロテインキナーゼ及びペプチドを阻害するペプチドである。好ましい実施形態では、当該治療用タンパク質は、腫瘍抗原タンパク質又は腫瘍抗原ペプチドである。腫瘍抗原ペプチドに融合したタンパク質V及び/又はタンパク質VIIを含む細胞小胞は、癌の治療に特に有用である。腫瘍抗原ペプチドは、腫瘍に特異的なタンパク質である腫瘍抗原タンパク質の分解によって生成される。腫瘍抗原ペプチドは、抗原として提示される細胞の表面に輸送されるMHCクラスI抗原(HLA抗原)に結合する。腫瘍は、腫瘍抗原タンパク質又は腫瘍抗原ペプチドを、腫瘍患者において腫瘍特異的CTLを強化するために、いわゆる癌ワクチンとして使用することによって、治療することができる。好ましい実施形態では、細胞小胞は、治療用タンパク質、好ましくは腫瘍抗原タンパク質又は腫瘍抗原ペプチドに融合されたタンパク質V及び/又はタンパク質VIIと、組換えアデノウイルス核酸と、を含み、本発明による初期遺伝子における変異を含み、好ましくは、変異は、E1a領域におけるΔ24変異及び/又はE1b領域におけるΔ55k変異であり、より好ましくは、組換えアデノウイルス核酸は、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターのアデノウイルス核酸である。
別の実施形態では、本発明は、ヌクレオチド配列の初期遺伝子における変異を含む、組換えアデノウイルス核酸に関する。このような変異は、アデノウイルス粒子の場合と同様に、ウイルス複製を欠損させる場合があり、E1領域、E1領域とE2領域の両方、E1及びE4、E1とE2とE4、又は全ての初期遺伝子が欠失される。あるいは、初期遺伝子における特異的突然変異は、E1a遺伝子におけるΔ24変異など、既知であり、これは、癌細胞のみにおいてウイルスの特異的複製を引き起こす。加えて、特定の突然変異はまた、脳又は前立腺などのこの特定の器官に特異的なウイルスを付与する、組織特異的プロモーターの導入も含み得る。したがって、本発明によるアデノウイルス粒子及びこのような変異を担持することは、癌治療における使用に特に好適である。
好ましくは、本発明は、E1a領域におけるΔ24変異及び/又はE1b領域におけるΔ55変異、及び当該核酸を含むアデノウイルス粒子を含む、組換えアデノウイルス核酸に関する。
更に好ましい実施形態では、本発明は、組換えアデノウイルス核酸に関し、組換えアデノウイルス核酸は、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスベクター、特に細胞溶解アデノウイルスベクターのアデノウイルス核酸である。
更なる実施形態では、本発明は、RGD配列(Arg−Gly−Asp)などのインテグリン認識モチーフを有する組換えアデノウイルス核酸を含むウイルス粒子に関し、これは、ウイルスをインテグリンファミリーの特定のメンバーへ結合することを可能にし、それは(哺乳類の)細胞へのウイルスの侵入受容体として機能する。好ましくは、RGD配列は、繊維タンパク質に融合される。
更に、本発明は、本発明による任意の組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞に関する。一実施形態では、本発明はまた、本発明による組換えアデノウイルス核酸で充填された細胞小胞に関する。
好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
更に好ましいのは、組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞であり、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子、好ましくはタンパク質V及びタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される細胞小胞を提供する。このようなEVは、好ましくは、異種遺伝子、あるいは初期遺伝子における変異を含むアデノウイルス核酸を更に含む。したがって、本発明はまた、
組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子であって、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーター及び異種遺伝子の制御下にて配置される、核酸分子、又は、
組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子であって、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーター及び異種遺伝子を含む核酸分子の制御下にて配置される、核酸分子、
含む、細胞小胞を含む。
本発明はまた、タンパク質V及び/又はタンパク質VII、好ましくはタンパク質V及びタンパク質VII、及び
初期遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子、及び/又は
異種遺伝子、を含む、細胞小胞にも関する。好ましい実施形態では、組換えアデノウイルス核酸の初期遺伝子における変異は、E1a領域におけるΔ24変異、及び/又はE1b領域におけるΔ55k変異である。更に好ましい実施形態では、組換えアデノウイルス核酸は、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターのアデノウイルス核酸である。一実施形態では、初期遺伝子における変異を含む当該組換えアデノウイルス核酸を含む当該核酸分子は、異種遺伝子を更に含む。別の実施形態では、当該異種遺伝子は、組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子とは異なる核酸分子上に存在する。
原則として、細胞小胞は、治療効果を有する分子をコードする遺伝子、保護的な抗体力価を誘導する遺伝子、又は報告(イメージング)目的のために使用することができる分子をコードする遺伝子など、本明細書で上に詳述されているように、有用であると考えられる任意の異種遺伝子を含むことができる。
本発明によるこれらの細胞小胞(アデノソーム)は、標準的アデノウイルスベクターと比較して治療送達ビヒクルとして使用するためのいくつかの利点を構成する。それらの脂質二重層コーティングにより、組織内深くへの、又は血液−脳関門の上への、長距離にわたるウイルスDNAの送達は、大部分が改善される。このような効果は、細胞小胞が中和抗体からの遮蔽を可能にし、したがって、システム内でより長い循環時間を可能にするという事実によって達成される。
更に、細胞小胞は非免疫原性であり、したがって、共通のウイルスベクターと比較してより低い毒性を示す。
したがって、本発明の細胞小胞は、様々な疾患の予防及び治療に好適である。例としては、感染症、癌、加齢関連疾患、好ましくはアルツハイマー病、パーキンソン病、又は関節炎、並びに脳、肝臓、心臓、及び胃腸管の特定の遺伝障害における遺伝障害が挙げられる。
好ましくは、本発明の細胞小胞は、癌、遺伝障害、感染症、又は加齢性疾患の治療又は予防に使用される。
したがって、本発明はまた、疾患、特に遺伝障害、癌、感染症又は加齢疾患の治療方法であって、
本発明による細胞小胞の、それを必要とする対象への投与、
を含む、方法を提供する。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
癌の治療において、細胞小胞は、好ましくは、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターを含む。一実施形態では、細胞小胞は、初期遺伝子における変異を含み、かつ条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターである、本発明による組換えアデノウイルス核酸を含み、それにおいて、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下に配置される。代替の実施形態では、細胞小胞は、
タンパク質V及び/若しくはタンパク質VII、又はタンパク質Vをコードする遺伝子、及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下に配置され、
条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターである、初期遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸、を含む。両方の代替例では、組換えアデノウイルス核酸の初期遺伝子における変異は、好ましくは、E1a領域におけるΔ24変異、及び/又はE1b領域におけるΔ55k変異である。
癌の治療に更に特に好適であるのは、タンパク質V及び/又はタンパク質VIIが、治療用タンパク質、好ましくは腫瘍抗原タンパク質又は腫瘍抗原ペプチドに融合される、本発明による細胞小胞である。このような細胞小胞は、本発明による初期遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸を更に含んでもよく、任意選択に、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下に配置される。
感染症、加齢関連疾患、好ましくはアルツハイマー病、パーキンソン病、又は関節炎、並びに脳、肝臓、心臓、及び胃腸管の特定の遺伝障害における遺伝子障害の治療、あるいは癌の治療において、本発明による細胞小胞は、好ましくは異種遺伝子を含む。
一実施形態では、異種遺伝子は、本発明による組換えアデノウイルス核酸に挿入され、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下に配置される。この組換えアデノウイルス核酸は、
初期遺伝子における変異を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーター、好ましくは、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターの制御下に配置される、アデノウイルス核酸、又は、
アデノウイルス核酸であって、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が、異種プロモーターの制御下に配置され、初期アデノウイルス遺伝子を含まず、ウイルスがカプシドタンパク質をコードする遺伝子を含まず、好ましくは、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子以外のアデノウイルス核酸を含まない、アデノウイルス核酸、いずれかであり得る。
別の実施形態では、異種遺伝子は、アデノウイルス核酸を含む核酸分子以外の核酸分子上に存在し、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下に配置される。
更に別の実施形態では、細胞小胞は、アデノウイルスタンパク質V及び/又はタンパク質VII及び異種遺伝子を含み、好ましくは細胞小胞は、アデノウイルスタンパク質V及び/又はタンパク質VIIと、異種遺伝子を含む核酸分子とを含む。
本発明は、本発明による細胞外小胞の製造方法であって、
培地中で細胞を培養することと、
本発明による組換えアデノウイルス核酸を当該細胞に導入することと、
組換えアデノウイルス核酸を含むか、又はそれらで充填された細胞外小胞を採取すること、
含む、方法に更に関する。
この方法は、EVの治療目的に応じて、広範囲の細胞株を使用して実施することができる。好適な細胞株としては、ヒト胚性網膜(HER)911、PER.C6、間葉系幹細胞(MSC)、神経幹細胞(NSC)、HEK293T、A549(肺上皮癌)、及び初代ヒト神経膠芽腫細胞が挙げられる。
細胞は、当技術分野において既知の任意の好適な方法に従って培養することができ、当業者はこれをどのように行うか知っているであろう。
細胞は、増殖に好適な任意の培地を使用して培養することができる。細胞をダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)又はNS(神経球、無血清)培地中で培養した場合に、特に良好な結果が得られている。
細胞の増殖を更に支援するために、いくつかの添加剤を増殖培地に添加することができる。
最適な能力のために、細胞の培養は、好ましくは37℃でインキュベーター内で行われる。
細胞への組換えアデノウイルス核酸の導入は、いくつかの方法で達成することができる。
一実施形態では、本発明による組換えアデノウイルス核酸は、細胞のゲノムに安定的に組み込まれ得る。組み込みは、当技術分野において既知の任意の好適な方法、好ましくはレンチウイルストランスダクション又はCRISPR−Casを介して達成することができる。有利な実施形態では、組換えアデノウイルス核酸の一部のみが細胞のゲノムに組み込まれ、核酸の残部は、他の手段、例えばプラスミドを介して、又は細胞のウイルス感染を介して細胞に送達される。好ましい実施形態では、pV及びpVIIをコードする遺伝子は、細胞のゲノムに組み込まれる。このように、重要なタンパク質pV及びpVIIは、産生細胞によって高度に発現され、細胞中に存在する(アデノウイルス)核酸の効率的なパッキングを可能にする。
あるいは、トランスフェクションを通してアデノウイルス核酸を細胞に導入することも可能である。
更に、本発明による組換えアデノウイルス核酸を含む細胞は、好ましくは低(低酸素;hypoxic)酸素雰囲気下、又は正常(正常酸素;normoxic)酸素雰囲気下に維持される。細胞増殖は、37℃又は37℃で、一時的な冷間又は一時的な熱ショックで好ましくは発生する。
したがって、本発明はまた、本発明による組換えアデノウイルス核酸、好ましくはHER911、PER.C6、又はHEK293T細胞を含む細胞を提供する。これらの細胞は、アデノウイルス粒子又は組換えアデノウイルス核酸を含む細胞外小胞を産生するために、産生細胞として使用することができる。好ましくは、アデノウイルス核酸の導入後、細胞は、アデノウイルス核酸の導入後に、非限定量の時間、例えば、アデノウイルス核酸の導入後の数週間の間、アデノウイルス粒子又は組換えアデノウイルス核酸を含む細胞外小胞を連続的に生成する。
したがって、本発明はまた、このような産生細胞を作製する方法であって、
培地中で好適な細胞を培養することと、
本発明による組換えアデノウイルス核酸を当該細胞へ導入すること、
を含む、方法に関する。
したがって、産生細胞は、組換えアデノウイルス核酸を含み、タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子は、異種プロモーターの制御下に配置される。組換え核酸は、プラスミドとして存在してもよく、又は細胞のゲノムに安定的に組み込むことができる。
本発明に更に含まれるのは、細胞外小胞の製造方法であって、
培地中で好適な細胞を培養することと、
本発明による組換えアデノウイルス核酸を当該細胞へ導入することと、
アデノウイルス核酸を含む、細胞外小胞を採取すること、を含む、方法である。この方法の一部は、細胞外小胞が、標識タンパク質V又はタンパク質VIIの蛍光ベースの検出など、アデノウイルス核酸を含有するか否かを確認するアッセイであってもよい。換言すれば、このような試験は、正常なEV又は本発明のアデノソームが産生される場合を定義する。
細胞外小胞は、好ましくは初期遺伝子における変異を含むアデノウイルス核酸、並びにタンパク質V及び/又はタンパク質VIIを含む。
任意選択的に本方法では、組換えアデノウイルス核酸を含む細胞は、細胞ストレスに供される。このような工程により、細胞ストレス応答が誘発される。原則として、「細胞ストレス」は、細胞の任意の望ましくない環境条件を指す。細胞ストレスの例としては、細胞の感染、例えば、ウイルス感染、好ましくはアデノウイルスによるウイルス感染、細胞の照射、毒素への細胞の曝露、化学療法薬、例えば遺伝毒性薬物及びプロテアソーム阻害剤、例えばメルファラン、ボルテゾミブ、5−フルオロウラシル、シスプラチン、及びドキソルビシン、細胞の温度差への曝露、細胞の低酸素状態への曝露、細胞の浸透性ショックへの曝露、及び細胞の酸化ストレスへの曝露が挙げられる。好ましい実施形態では、かかる細胞ストレスは、細胞のウイルス感染であり、好ましくは、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスベクターなどの、野生型又は組換えアデノウイルスによる細胞のウイルス感染である。
アデノウイルス核酸を細胞に導入した後、アデノウイルス核酸を含有するEVを回収する。典型的には、アデノウイルス核酸を含有するEVは、細胞又は細胞培養培地から単離又は抽出することによって、感染後少なくとも48時間後に回収される。
一実施形態では、EVは、懸濁液の遠心分離によって上清から単離される。遠心力は、懸濁粒子をチューブの底部にもたらし、ペレットが形成される。良好な結果のために、上清を、60〜120分間、好ましくは70分間、高速で、好ましくは約100.000×g遠心分離する。
任意選択で、上清を最初に遠心分離して、EVを含む上清から細胞などのより大きな粒子を除去する。加えて、上清を好適なフィルターで濾過して、細胞残屑などのより大きな粒子を除去してもよい。
ペレットの分離後、ペレットは好ましくは好適な溶媒中に懸濁され、懸濁液は任意選択で再び遠心分離される。ペレットを再び単離し、タンパク質などの汚染物質を含有し得る溶媒を除去することができる。ペレットを懸濁させ、可能な汚染物質を溶解する可能性を有する任意の好適な溶媒を使用することができる。特定の良好な結果は、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)などの緩衝液を用いて得られた。
次いで、ペレットを好適な溶媒、好ましくはPBS中に再懸濁し、イオジキサノール勾配に装填する。遠心分離後、アデノウイルス材料を含有するEVを含む画分を単離した。
本発明はまた、本発明のアデノウイルス粒子又は本発明による細胞小胞と、薬学的に許容される担体又はビヒクルとを含む治療組成物も含む。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
本発明は、遺伝障害の治療のための方法であって、
本発明による治療組成物、細胞小胞又はアデノウイルス粒子を、それを必要とする対象へ投与すること、を含む、方法に更に関する。好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞、又は溶解した細胞、好ましくはMSCに由来する小胞であり、当該細胞の原形質膜からの成分を含む。特に好ましい実施形態では、細胞小胞は、細胞外小胞である。
本発明は、本発明によるアデノウイルスで細胞を感染させることにより、エクスビボでEVを生成することができる方法を提供する。次いで、EVを対象に投与することができる。本発明の別の目的では、対象は、本明細書に記載されるようにアデノウイルスを直接提供する。次いで、これらのウイルスは、次いで対象における標的細胞を感染させ、細胞外小胞が形成され、身体を通じて更に分布する。
投与様式は様々であり得る。投与経路としては、経口、直腸、経粘膜、腸内、非経口、筋肉内、皮下、皮内、髄内、髄腔内、直接脳室内、静脈内、腹腔内、鼻腔内、眼内、腫瘍内、吸入、送気、局所、皮膚、経皮、動脈内、硬膜内、又は頭蓋内が挙げられる。
特定の実施形態では、本発明の治療組成物、アデノウイルス、又は細胞小胞は、注射などの侵襲的経路によって投与され得る。本発明の更なる実施形態では、本発明の治療組成物、アデノウイルス又は細胞小胞は、静脈内、皮下、筋肉内、動脈内、頭蓋内、動脈内、腫瘍内、又は吸入、エアロゾル送達によって投与される。非侵襲的経路による投与(例えば、経口;例えば、ピル、カプセル又は錠剤、局所、直腸)はまた、本発明の範囲内である。
適切な投与量の決定は、臨床医によって、例えば、処置に影響を及ぼすために当技術分野において既知であるか、又は疑われるパラメータ又は要因を使用して行われる。一般に、用量は、最適な用量より幾分少ない量で開始され、その後、所望の又は最適な効果が任意の負の副作用に対して達成されるまで、少しずつ増加する。重要な診断尺度としては、例えば炎症の症状又は産生された炎症性サイトカインのレベルが挙げられる。
本発明による治療組成物、細胞小胞、又はアデノウイルス粒子は、液体又は固体剤形であってもよい。液体剤形が使用される場合、液体剤形は、スプレー、ミスト、懸濁液、溶液、エマルション、又はエアロゾルを含んでもよい。固体剤形は、カプセル、錠剤、顆粒、粉末、及びゲルを含む。
本明細書に開示される治療組成物、アデノウイルス粒子、及び細胞小胞は、連続注入によって、又は投与量、例えば、毎日、週に1〜7回、隔週、毎月、隔月、4ヶ月ごと、四分の1年ごと、半年ごとなどに提供されてもよい。週1回の投与量は、一般に、体重で、少なくとも0.05μg/kg、より一般的には少なくとも0.2μg/kg、0.5μg/kg、1μg/kg、10μg/kg、100μg/kg、0.25mg/kg、1.0mg/kg、2.0mg/kg、5.0mg/ml、10mg/kg、25mg/kg、50mg/kg以上である(例えば、Yang,et al.(2003)New Engl.J.Med.349:427−434;Herold,et al.(2002)New Engl.J.Med.346:1692−1698;Liu,et al.(1999) J.Neurol.Neurosurg.Psych.67:451−456;Portielje,et al.(2003)Cancer Immunol.Immunother.52:151−144;Willis et al.Front Cardiovasc.Med.,2017,4,63を参照されたい)。用量はまた、0.1、0.3、1、3、10、30、100、300μg/ml以上又は約10〜1012個のウイルス粒子などの、対象の血清中のアデノソーム又はアデノウイルス粒子の所定の標的濃度を達成するために提供されてもよい。他の実施形態では、本発明のアデノソーム又はアデノウイルス粒子は、例えば、10、20、50、80、100、200、500、1000又は2500mg/対象で、1週間に1回、2週間に1回、「4週間に1回」、毎月、隔月、又は3カ月ごとに、経口又は静脈内で投与される。
本明細書で使用するとき、用語「有効量」は、単独で、又は追加の治療薬と組み合わせて細胞、組織、又は対象に投与される場合、1つ又は2つ以上の疾患の症状の測定可能な改善を引き起こすのに有効である、本発明のアデノウイルス又は細胞外ビヒクルの量を指す。有効量は、更に、症状の少なくとも部分的改善、例えば、腫瘍の収縮、肝臓における酵素産生の回復、頭蓋内プラーク蓄積の減少、及び記憶力の改善、梗塞後の心臓機能の改善をもたらすのに十分なアデノウイルス粒子又はアデノソームの量を更に指す。単独で投与される活性成分として個体に適用される場合、有効量は、その成分のみを指す。組み合わせとして適用される場合、有効量は、併用して投与されるか、連続的に又は同時に投与されるかにかかわらず、治療効果をもたらす活性成分の組み合わせ量を指す。有効量の治療薬は、診断尺度又はパラメータを少なくとも10%;通常、少なくとも20%;好ましくは、少なくとも約30%;より好ましくは少なくとも40%、最も好ましくは少なくとも50%改善することになる。有効量はまた、主観的尺度が疾患重症度を評価するために使用される場合に、主観的尺度の改善をもたらすことができる。
本発明による治療組成物、アデノウイルス粒子、又はアデノソームは、単剤療法として、又は併用療法として送達され得る。例えば、アデノソーム又はアデノウイルス粒子は、化学療法薬、放射線療法、免疫チェックポイント阻害剤、標的化された小分子(例えば、キナーゼ阻害剤又はプロテアソーム阻害剤)などの一般的な抗癌剤と組み合わせて投与され得る。
本発明はまた、疾患を検出するためのキットに関する。キットは、標識アデノウイルス核酸を含むアデノウイルス粒子及び/又は標識アデノウイルス核酸を含むアデノソームを含む。あるいは、キットは、本発明による治療組成物、アデノウイルス粒子、又はアデノソーム、及びウイルスに特異的な標識抗体、又はウイルスによって生成され得る異種化合物を含む。
実施例1:質量分析によるEV内のアデノウイルスコアタンパク質の検出
GS184細胞(神経手術のErasmus MC、Dept.から入手した初代神経膠芽腫細胞)を、野生型HAdV−5での感染前に24時間、10個のT175フラスコに播種した。細胞を、NS培地(DMEM−F12+線維芽細胞増殖因子+内皮増殖因子+ヘパリン+B27+1%ペニシリン−ストレプトマイシン)中の細胞外マトリックス(dPBS、Cultrex、Sanbio中のECM 1:100)のコーティング上で単層として培養した。細胞を、細胞当たり5個の感染性粒子のMOIを有する野生型ヒトアデノウイルス5型(HAdV−5)に感染させた。培地を、2時間後にNS培地へと新鮮にした。上清及び細胞を、感染後40時間で収集した。De Vrij、2013,Nanomedicine(Lond),8(9)1443−58に記載のように、イオジキサノール系密度勾配(192,000gで4時間超遠心分離)を使用して、細胞培養上清からEVを単離した。イオジキサノール勾配は、最下層(2mL)として40%のイオジキサノール、中間層(6mL)として25%のイオジキサノール、及び上層(2mL)として5%のイオジキサノールの3つの層からなる(図1a)。EVは、上画分と中間画分との間の相間領域で濃縮することが以前示されている(De Vrij、2013,Nanomedicine(Lond)、8(9):1443−58)。アデノウイルス粒子は、底部(40%のイオジキサノール)画分に濃縮することが知られている。イオジキサノール画分をアデノウイルス繊維タンパク質及びRab27aタンパク質に対する抗体を使用して、SDS−PAGE及びウェスタンブロッティングに供し、それはEVのエクソソーム型に特異的である(De Vrij、2013,Nanomedicine(Lond)、8(9):1443−58に記載されているプロトコル)(図1b)。De Vrij、2015,Int J Cancer,137(7):1630−42に記載のプロトコルを使用して、細胞ペレット及び精製EV及びウイルス調製物を質量分析して、タンパク質内容物の深部情報を得た(図1c)。簡単に述べると、試料を50mMアンモニウム炭酸塩中の50μlの溶解緩衝液(RapiGest(商標)界面活性剤(1mg mL−1;Waters Corporation、MA)に溶解した。各試料に2mLの0.5Mジチオスレイトールを添加し、続いて60℃で30分間インキュベートすることによって、還元及びアルキル化を実施した。室温まで冷却した後、10mlの0.3Mヨードアセトアミドを加え、続いて暗所で30分間インキュベートした。続いて、3mM Tris−HCL(50mM NHHCOで1:10希釈)中の100ng mL−1ゴールドのトリプトリプトリプシン1.5ml(Promega,Madison,WI)を各試料に添加し、続いて37℃で一晩インキュベートした。トリプシンを不活性化するために、3mLの25%トリフルオリン酸を添加し、試料を37℃で30分間インキュベートした。次に、試料を10,000×gで4℃で15分間遠心分離し、上清をLC/MS認定バイアル(Waters Corporation)に移した。各試料について、ナノ液体クロマトグラフィー(ナノLC)システム(Ultimate 3000 Nano−LCシステム、Dionex,Thermo Scientific,Amsterdam,The Netherlands)で総量の画分(10%)を測定して、相対濃度を決定した。これらの測定値に基づいて、各個々の試料の注入量を調整して、等量の消化試料のMS分析を可能にすることができる。MS分析は、Orbitrap MSプラットフォーム(LTQ−Orbitrap XL,Thermo Scientific)に連結させたナノLCシステムを用いて行った。MSスペクトルを生データファイルから抽出し、Extract−MSN(XCalibur(バージョン2.0.7)、Thermo Scientificの一部)を使用したMascot一般フォーマット(MGF)ファイルに変換した。データファイルを、Homoサピエンス及びウイルスタンパク質に対して選択されたUniProt Swiss−Protデータベースに対し、Mascot(バージョン2.3;Matrix Science,London,UK)で検索した。図1cに示されるように、ウイルスカプシド及びコアタンパク質の両方が、細胞及びウイルス中で検出された。しかしながら、EVは、豊富に存在していたコアタンパク質(V及びVII)を排他的に含有するように見えた。
実施例2:EVにおけるPCRにより細胞溶解アデノウイルスDNAが検出され、EVは細胞を感染させることができる。
条件付き複製アデノウイルス(CRAd)Ad.5.d24.RGD.GFP(MOI=細胞当たり1感染性粒子)で感染させる前に、2つのT175フラスコにGS756細胞を24時間播種した。(ゲノム構築を含むウイルスの詳細は、Balvers,2014,Viruses、6(8),3080〜3096に提供されている。)72時間後、上清をEV単離のために回収した。低速遠心分離を行い、細胞及び細胞残屑を除去し(150×g5分+3000×g20分)を、続いて100.000xgで70分間超遠心分離して、EV及びウイルス粒子をペレット化した。ペレットを、イオジキサノール密度勾配遠心分離に供し、上記のようにイオジキサノール画分を単離した。
各分画内のEVの量を決定するために、EV−Quant分析用に試料を調製した。このため、試料を、EVの膜を標識する赤色蛍光色素(最終濃度0.33ng/μlのRhodamine)でインキュベートした。次に、(TEMEDビス−アクリルアミド及びAPSビス−アクリルアミド(1:1)をガラスの底を有する96ウェルプレートに添加し、続いて共焦点顕微鏡(Opera Phenixシステム、Perkin Elmer)を使用して画像を取得することで)EVをインキュベートした。小胞の膜標識は、赤色のドットとして可視化することができる。オペレーティングシステムから得られたデータをMicrosoft Excelテンプレートで変換し、EVカウント数及びEVの濃度を提供した。グラフは、頂部画分におけるEVを示すGraphpadプリズム6.0を使用して作製した(図2a)。
EVにおけるウイルス性ゲノムの存在を検出するために、定量的PCR(qPCR)を行った。ウイルスDNAの検出のために、ウイルス繊維タンパク質(HAdV5_fiber_ForPrim1、配列:
CAAGGACCCCTCACAGTGTC)、HAdV5_fiber_RevPrim1、配列:
AGGGTACTGCTATCGGTGGT)の配列に結合するプライマーが使用された。qPCRは、標準的なPCR増幅設定を使用して、Applied Bioscience SYBR Green法により実施した。アデノウイルスログ(10)コピー数は、完全な長さのアデノウイルスDNA(直鎖化ウイルスゲノム)の連続希釈に由来する標準曲線を生成することによって決定された。Ct値を、生成された標準曲線に基づいてLog(10)コピー数に変換し、全ての試料をDuploで測定した。データは、Graphpadプリズム6.0を使用してプロットし、(予想されるように)底部にウイルスDNAが存在することを示したが、頂部もであった(図2b)。
全てのイオジキサノール画分について、これらの画分をA549肺癌細胞に曝露することによって、感染性を評価した。感染から72時間後に、蛍光顕微鏡検査を行って、GFP陽性細胞の割合によって測定して、感染性を決定した。NucBlue(商標)染色(Thermo Fisher Scientific)を添加することにより、全細胞数の計数を促進した。細胞計数はImage Jソフトウェア(FIJI)を使用して行い、EVが細胞に感染する能力を示した(図2c)。
実施例3:EV−Quantは、pV.GFPウイルスで細胞を感染させた後のEVにおけるpV.GFPの組み込みを示す。
細胞(GS184、GS562、A549、及びHER911)を、pVタンパク質に結合した緑色蛍光タンパク質(pV.GFP)で感染させる前に、48ウェルプレート上に24時間播種した。細胞を、ウェル当たり100μL培地(GS184及びGS562用のNS培地、及びHER911/A549)中の細胞当たり50ウイルス粒子のMOIに感染した。(血清培地:ダルベッコ改変イーグル培地+10%ウシ胎児血清(FBS)+1%ペニシリン−ストレプトマイシン)。培地は、各細胞株について、2時間後に、NS培地、DMEMのみ、及び血清培地に対して新鮮にした。(血清培地は、100,000xgで16時間、超遠心分離によってウシEVから事前に除去した。全ての細胞株の各培地条件に三つ組を使用した。感染後64時間で上清を回収し、500xgで10分間遠心分離して細胞残屑を除去した。EV−Quant分析を、全ての上清143μLに対して行った。GFPがpVタンパク質に融合している場合、ウイルス粒子は、EV−Quantアッセイにおいて緑色のドットとして現れることが予想された。加えて、試料を赤色蛍光色素でインキュベートし、これはEVの膜を標識した。
したがって、アデノソームは、赤色及び緑色のドットの組み合わせとして可視化することができる(ソフトウェアによって黄色のドットとして疑似着色される)。結果として、3種類の粒子を、EV−Quantアッセイを用いて定量した:赤色のみ(空のEV)、緑色のみ(ウイルス)、赤色+緑色(黄色)(アデノソーム)(図3a)。GS184細胞の感染から64時間後に、相当量のアデノソームが上清で検出された。(図3b)。更に、異なる細胞型(GS562、HER911、A549)に対してアデノソーム分泌が生じ、培養培地の種類は、アデノソーム分泌に影響を及ぼし得ること、例えば、血清なしでDMEM中で培養されたHER911細胞のためのEVの収率が増加した(図3c)ことが見出された。最後に、細胞の上清のアデノソーム濃度が経時的に増加することが実証された(図3d)。
実施例4:アデノソームのバイオマーカー電位:細胞溶解ウイルス感染性とアデノソームレベルを相関させる
4つの異なるGS培養物をpV−GFPアデノウイルスに感染させ、細胞の感染がアデノソームの分泌と相関するかどうかを評価した(図4)。感染から6日後に、アデノソームレベルをEV−Quantにより決定し、細胞生存率を、発光ATP系細胞生存率アッセイ(CellTiterGlo,Promega)によって測定した。ルミネセンスを照度計(Infinite M200Tecan Reader)で測定した。線形回帰分析及び統計試験は、GraphPad Prismを使用して実施した。
癌細胞に感染した後、アデノソーム濃度は、アデノソーム濃度と細胞生存率との間の強い負の相関により明らかなように、アデノウイルスの感染性レベルと相関することが見出された(図4a及び4b)。これは、バイオマーカーのプラットフォームとしてのアデノソームの機会を開いている。
実施例5:Neurospheres上のAd5.d24.RGD.GFPからのアデノソーム及びウイルス画分の感染
HER911細胞(血清と共にDMEM培地中で増殖させた6つのT175フラスコ)をCRAd Ad5.d24.RGD.GFPに感染させた。培地を、2時間後にDMEM血清不含有培地で新鮮なものにした。48時間後、標準的なイオジキサノール系処置(上述のように)を使用して、ウイルス粒子からアデノソームを分離した。勾配の上部分画(4mL)及び底部分画(4mL)を収集した。分画、及び1分画当たり6mLのPBSを加えた分画を、Amicon 100kD遠心フィルターに通し、粒子を濃縮し、200μLの最終体積を得た。試料を神経球に添加する前に、単層のGS細胞で感染性粒子力価を決定した。神経球は、GS940一次腫瘍細胞(ウェル当たり1つの球)から確立され、7日齢の場合、アデノソーム及びウイルス粒子を有する同等の感染性力価で感染した。共焦点顕微鏡検査を、感染後6日目に行って、神経球内のGFP発現について分析した。GFPの発現の深さは、アデノソーム及びウイルス粒子と同様に出現した(図5)。
実施例6:pV.pVIIのヘテロガス発現は、EVへのDNAの組み込みを向上させる
HER911細胞を、血清培地中4つのT75フラスコに播種した。1日後、細胞をマキシプレップしたDNAプラスミドでトランスフェクトした(850μl培地+34μlのFuGENE+17μgのDNAを10mlの培地に添加したFuGENE6プロトコル):pUC57.CMV.Crimson_CMV.eGFPの2つのフラスコ、及びpUC57.CMV.Crimson−pVII_CMV.eGFP−pVの2つのフラスコ(図6a参照)。DNAプラスミドの合成後、配列決定を質の管理として行った。pV及びpVIIの配列は、野生型HAdV−5ゲノム配列から誘導された。蛍光タグ配列(eGFP及びCrimson)とpV/pVII との間に、配列が、可撓性リンカー(aacggcggagggagc)をコードするフレームに導入された。トランスフェクションの1日後、eGFP及びCrimson(赤外線)の両方の蛍光が、顕微鏡検査(Nikon Wide−field顕微鏡)によって、全ての場合において約70%のトランスフェクション効率で観察された。目的のため、eGFP及びCrimsonは、細胞全体にわたって均質に(予想どおり)観察されたが、eGFP−pV及びCrimson−pVIIシグナルはドットとして現れた。全てのフラスコ中の細胞は、細胞生存率におけるストレス/損失のいかなる兆候も示さず、また、pV/pVIIタンパク質の毒性も示さなかった。トランスフェクションの1日後に、細胞を野生型HAdV−5(MOI=細胞当たり5個の感染性ユニット)で2時間感染させた後、培地をDMEMのみの培地に置き換えた。感染の1日後に、感染の最初の兆候が明らかとなったが、これは、注目すべきことに、Crimson−pVII_.eGFP−pV含有細胞を有するフラスコにのみ見られる。Crimson_eGFP含有細胞を有するフラスコでは、感染性は2日後に明らかとなり、これはHAdV−5感染に対して標準的である。感染から3日後に、4つのフラスコからの上清を採取し、標準的なイオジキサノール系処置(上述のように)を使用して、EVを単離した。(EVは、分画4〜7であった)。qPCR(上述のとおり)を行って、EV中のDNAの装填を分析した。このことは、pV/pVIIの異種発現が、ウイルスゲノムDNAの組み込みを更にブーストしたことを明らかに示した(図6b、上図)。更に、pUC57DNAの組み込みの増加も観察され、これは、pUC57プラスミドの存在のみならず、追加因子も必要とされ、この場合、アデノウイルス感染に関連していた(図6b、下図)。細胞溶解アデノウイルス内のパッケージングモジュールとしてpV/pVIIを使用することの重要性について、タンパク質モジュールの発現は、ウイルス収率に悪影響を及ぼさず、ウイルスの収率はわずかに増加した。

Claims (39)

  1. 初期遺伝子に変異を含み、タンパク質Vをコードする前記遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする前記遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される、組換えアデノウイルス核酸。
  2. 前記変異が、E1a領域におけるΔ24変異及び/又はE1b領域におけるΔ55k変異である、請求項1に記載の組換えアデノウイルス核酸。
  3. 前記組換えアデノウイルス核酸が、条件付き複製アデノウイルス及び/又は複製欠損アデノウイルスのベクターのアデノウイルス核酸である、請求項1又は2に記載の組換えアデノウイルス核酸。
  4. 異種遺伝子が挿入される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞。
  6. タンパク質Vをコードする前記遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される、組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞。
  7. 異種遺伝子を更に含む、請求項6に記載の細胞小胞。
  8. 前記初期遺伝子における変異を含むアデノウイルス核酸を更に含む、請求項6に記載の細胞小胞。
  9. 細胞小胞であって、
    前記組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子であって、タンパク質Vをコードする前記遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする前記遺伝子が異種プロモーター及び前記異種遺伝子の制御下にて配置される、核酸分子、
    又は
    前記組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子であって、タンパク質Vをコードする前記遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする前記遺伝子が異種プロモーター及び前記異種遺伝子を含む核酸分子の制御下にて配置される、核酸分子、
    を含む、請求項7に記載の細胞小胞。
  10. アデノウイルスタンパク質V及び/又はタンパク質VII、及び
    前記初期遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸を含む核酸分子、及び/又は
    異種遺伝子
    を含む、細胞小胞。
  11. 前記アデノウイルス核酸が、主要カプシドタンパク質のうちの1つ又は2つ以上をもはや産生できなくなるような方法で変異される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  12. 前記主要カプシドタンパク質をコードする後期遺伝子のうちの1つ又は2つ以上が、ヌクレオチド配列から部分的又は完全に欠失されている、請求項11に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  13. 後期遺伝子のうちの1つ又は2つ以上が、発現調節因子、好ましくは、ドキシサイクリン制御可能な遺伝子発現のためのTet−On又はTet−Offシステムの制御下にて配置される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  14. 好ましくは、配列のCreリコンビナーゼに基づく欠失を確立するためにloxP部位によりアデノウイルスパッケージング(psi)に隣接することによって、前記アデノウイルス核酸を変異させてアデノウイルスカプシドにもはやそれがパッケージングできないようにする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  15. 異種プロモーターが初期アデノウイルスプロモーターである、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  16. 前記プロモーターが、タンパク質IXの中間プロモーターである、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  17. 前記プロモーターが、非アデノウイルス由来の異種プロモーター、好ましくはホスホグリセレートキナーゼ(PGK)又はサイトメガロウイルスプロモーターである、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  18. タンパク質V及び/又はタンパク質VIIが、異種分子、特に治療用タンパク質、イメージング用タンパク質、又は精製を可能にするタンパク質と融合する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  19. 前記異種分子が、緑色蛍光タンパク質、赤色蛍光タンパク質、磁気分離のための親和性タグ、SNAPタグ、ビオチン化配列を含む群から選択される、請求項18に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  20. 前記異種遺伝子が、プロドラッグ変換酵素、好ましくはチミジンキナーゼ、サイトカイン、好ましくはGM−CSF、IL−2又はIL−12、チェックポイント阻害剤、好ましくは、CTLA−4又はPD−1を標的化するもの、免疫細胞を刺激するアゴニスト抗体又はリガンド、好ましくは4−1BB、OX40又はCD40を標的化するもの、組換え二重特異性T細胞エンゲージャー抗体、好ましくはBiTEs、microRNAs、shRNS、Cas9−guideRNA、プロテインキナーゼを阻害するペプチド、及び抗腫瘍免疫応答を刺激するペプチドを含む群から選択される生体分子をコードする、請求項4〜19のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  21. 繊維タンパク質に融合したRGD配列を含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞。
  22. タンパク質Vをコードする前記遺伝子及びタンパク質VIIをコードする前記遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される、請求項1〜21のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸を含む細胞小胞。
  23. 好ましくはHER911、PER.C6又はHEK293T細胞である、請求項1〜4又は11〜22のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸を含む細胞。
  24. 製造方法であって、
    培地中で細胞を培養することと、
    請求項1〜4又は11〜22のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸を前記細胞に導入することと、
    を含む、請求項23に記載の細胞の製造方法。
  25. 請求項1〜4又は11〜22のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸を含む組換えアデノウイルス粒子。
  26. 疾患の治療に使用するための、請求項5〜22のいずれか一項に記載の細胞小胞。
  27. 前記疾患が癌である、請求項26に記載の使用のための細胞小胞。
  28. 前記疾患が、遺伝障害、特に、脳、肝臓、又は胃腸管の遺伝障害である、請求項26に記載の使用のための細胞小胞。
  29. 前記疾患が、アルツハイマー病、パーキンソン病又は関節炎である、請求項26に記載の使用のための細胞小胞。
  30. 前記疾患が感染性疾患である、請求項26に記載の使用のための細胞小胞。
  31. 請求項5〜22のいずれか一項に記載の細胞小胞、又は請求項25に記載の組換えアデノウイルス粒子、及び医薬担体又は小胞、を含む、治療用組成物。
  32. 組織又は細胞培養物及びオルガノイドのインビトロでのラベリング用の染料としての、請求項5〜22のいずれか一項に記載の細胞小胞の使用。
  33. 細胞外小胞の製造方法であって、
    培地中で細胞を培養することと、
    請求項1〜4又は11〜22のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸を前記細胞に導入することと、
    前記細胞外小胞を採取すること、
    を含む、製造方法。
  34. 請求項1〜22のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス核酸又は細胞小胞、又は請求項31に記載の治療組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む、疾患、特に遺伝障害、癌又は加齢疾患の治療方法。
  35. アデノウイルス核酸の検出のための診断方法であって、
    請求項25に記載の組換えアデノウイルス粒子又は請求項5〜22のいずれか一項に記載の細胞小胞を、それを必要とする対象へ投与すること、
    前記対象からの体液を採取すること、
    細胞小胞中の前記アデノウイルス核酸を定量化すること
    を含む、方法。
  36. 細胞外小胞を調製するための方法であって、
    培地中で細胞を培養することと、
    タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて細胞内に配置される、組換えアデノウイルス核酸を導入することと、
    前記初期遺伝子及び/又は異種遺伝子における変異を含む組換えアデノウイルス核酸を前記細胞内に導入することと、
    任意選択に、前記組換えアデノウイルス核酸を含む前記細胞を細胞ストレスに供することと、
    前記細胞外小胞を採取すること、
    を含む、方法。
  37. タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーター、好ましくはHER911、PER.C6、又はHEK293T細胞の制御下にて配置される、組換えアデノウイルス核酸を含む細胞。
  38. タンパク質Vをコードする遺伝子及び/又はタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置され、前記異種プロモーターは、初期アデノウイルスプロモーター又はタンパク質IXの中間プロモーターである、組換えアデノウイルス核酸。
  39. タンパク質Vをコードする遺伝子及びタンパク質VIIをコードする遺伝子が異種プロモーターの制御下にて配置される、組換えアデノウイルス核酸。
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