JP2022517174A - 導入遺伝子発現のdrg特異的低減のための組成物 - Google Patents

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Abstract

AAVカプシドと、その中にパッケージングされたベクターゲノムとを含む組換えAAV(rAAV)が本明細書に提供され、当該ベクターゲノムは、AAVの5’逆位末端反復(ITR)、標的細胞における発現のための遺伝子産物をコードする操作核酸配列、および後根神経節(DRG)細胞における発現を選択的に抑制するmiRNA標的配列を含む。また、製剤緩衝液中に本明細書で記載されるrAAVを含む医薬組成物、ならびにDRG細胞における発現を選択的に防止しながら、CNS標的遺伝子療法でヒト対象を治療する方法も提供される。【選択図】図1A

Description

インビボ遺伝子療法のために選択されるベクタープラットフォームは、霊長類由来のアデノ随伴ウイルス(AAV)に基づく。1960年代、遺伝子療法産物は、アデノウイルスの調製物から単離されたAAVに由来した(Hoggan,M.D.et al.Proc Natl Acad Sci U S A 55:1467-1474,1966)。これらのベクターは安全であったが、不十分な形質導入のために、臨床では、多くのプログラムが失敗した。世紀の変わり目に、研究者らは、内因性AAVのファミリーを発見し、これは、ベクターとして好ましい安全プロファイルを保持しながら、はるかに高い形質導入効率を達成した(Gao,G.,et al.J Virol 78:6381-6388,2004)。
AAVベクターに対する宿主の有害な応答は、最小限であった。激しい急性炎症応答を引き起こす非ウイルスベクターおよびアデノウイルスベクターとは対照的に(Raper,S.E.,et al.Mol Genet Metab 80:148-158,2003、Zhang,Y.,et al.Mol Ther 3:697-707,2001)、AAVベクターは炎症促進性ではない。AAVベクターの投与後、細胞傷害性T細胞などのベクター形質導入細胞に対する破壊的な適応免疫応答は、最小限であった。動物およびヒトにおいて、AAVが、血清型、用量、投与経路、および免疫抑制レジメンに応じて、特定の状況下では、カプシドまたは導入遺伝子産物に対する耐性を誘導し得るという証拠がある(Gernoux,G.,et al.Hum Gene Ther 28:338-349,2017、Mays,L.E.&Wilson,J.M.Mol Ther 19:16-27,2011、Manno,C.S.,et al.Nat Med 12:342-347,2006、Mingozzi,F.,et al.Blood 110:2334-2341,2007)。しかしながら、AAV遺伝子療法の臨床応用の最近の拡大を考慮すると、この技術の臨床的な影響を制限し得る毒性が見え始める。
最も重度の毒性は、CNSおよび筋骨格系を標的とする高用量AAVの静脈内投与後に発生した。非ヒト霊長類(NHP)における研究では、血小板減少症および高トランスアミナーゼ血症の急性発症を示し、これは、場合によっては、出血およびショックの致死的症候群に発展した(Hordeaux,J.,et al.Mol Ther 26:664-668,2018、Hinderer,C.,et al.Hum Gene Ther.29(3):285-298,2018)。また、ほとんどの高用量AAV臨床試験において、肝臓酵素の急性上昇および/または血小板の減少も観察されている(AveXis,I.ZOLGENSMA Prescribing Information,2019、Solid Biosciences Provides SGT-001
Program Update,2019、Pfizer,Pfizer Presents Initial Clinical Data on Phase 1b Gene Therapy Study for Duchenne Muscular Dystrophy(DMD),2019、Flanigan,K.T.et al.Molecular Genetics and Metabolism 126:S54,2019)。まれではあるが、重度の毒性は、貧血、腎不全、および補体活性化によって特徴付けられた(Solid Biosciences,2019、Pfizer,2019)。
より最近では、脳脊髄液(CSF)中に、または高用量で血液中にのいずれかでAAVベクターを受けたNHPおよびブタでは、後根神経節(DRG)のニューロンが変性する
問題が観察されている(Hinderer,C.,et al.Hum Gene Ther.29(3):285-298,2018、Hordeaux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:68-78,2018、Hordeaux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:79-88,2018)。この神経毒性は、末梢神経における末梢軸索と、脊髄の後柱を通って上行する中枢軸索との両方の変性に関連する。
当該技術分野では、毒性に対してより感受性の高い細胞において遺伝子産物の発現を最小限に抑える遺伝子療法のための組成物および方法が必要である。
特定の実施形態では、DRGニューロンにおける導入遺伝子の発現を抑制する組成物および方法が提供される。有利なことに、これらの組成物は、髄腔内または全身的遺伝子療法投与後の過剰発現および/または免疫媒介毒性によって引き起こされ得る、神経変性を減少させる、および/または二次的な背側脊髄(dorsal spinal cord)軸索変性を減少させる。
特定の実施形態では、遺伝子送達のための組成物が提供され、発現カセットを含む後根神経節(DRG)における遺伝子産物の発現を特異的に抑制する。特定の実施形態では、発現カセットは、核酸配列であり、(a)遺伝子産物のコード配列であって、発現カセットを含む細胞において遺伝子産物の発現を導く調節配列の制御下にある、遺伝子産物のコード配列と、(b)miR-183、miR-182、またはmiR-96のうちの少なくとも1つに特異的な、少なくとも1つの標的配列であって、少なくとも1つの標的配列が、コード配列(a)の3’末端で作動可能に連結されている、標的配列と、を含む。特定の実施形態では、発現カセットは、非ウイルスベクター、ウイルスベクター、または非ベクターベースの送達系によって担持される。特定の実施形態では、組成物は、少なくとも2つの標的配列のタンデムリピートを含み、同じまたは異なり得る、少なくとも1つの第1のmiRNA標的配列と、少なくとも1つの第2のmiRNA標的配列とを含む。特定の実施形態では、発現カセットは、3’UTRに位置する少なくとも2つのmiRNAタンデムリピートを含む。特定の実施形態では、発現カセットは、3つのmiRNAタンデムリピートを有する3’UTRを含む。特定の実施形態では、少なくとも2つのDRG特異的miRNA標的配列は、5’UTRおよび3’UTRの両方に位置する。特定の実施形態では、発現カセットは、組換えパルボウイルス、組換えレンチウイルス、組換えレトロウイルス、または組換えアデノウイルスから選択されるウイルスベクターによって担持される。特定の実施形態では、発現カセットは、非ウイルスベクターまたは送達系によって担持され、裸のDNA、裸のRNA、無機粒子、脂質粒子、ポリマーベースのベクター、またはキトサンベースの製剤から選択される。
特定の実施形態では、発現カセットを含む組成物が提供され、少なくとも2つのmiRNAタンデムリピートのうちの第1の開始は、遺伝子コード配列の3’末端から20ヌクレオチド以内である。特定の実施形態では、組成物は、発現カセットを含み、少なくとも2つのmiRNAタンデムリピートのうちの第1の開始は、遺伝子コード配列の3’末端から少なくとも100ヌクレオチドである。特定の実施形態では、発現カセットを含む組成物が提供され、3’UTRおよびmiRNAタンデムリピートは、200~1200ヌクレオチド長を含む。特定の実施形態では、発現カセットは、3’UTRに位置する4つのmiRNA標的配列を含む。特定の実施形態では、組成物が提供され、発現カセットは、5’UTR中のmiR-183、miR-182、またはmiR-96に特異的な少なくとも1つの標的配列をさらに含む。特定の実施形態では、発現カセットは、5’UTRおよび3’UTRの両方に位置する少なくとも2つのmiRNA標的配列を含む。特定の実施形態では、発現カセットは、5’UTRに、miR-183、miR-182、また
はmiR-96に特異的な少なくとも1つの標的配列を含む。特定の実施形態では、発現カセットは、5’UTRおよび3’UTRの両方に位置する少なくとも2つのmiRNA標的配列を含む。
特定の実施形態では、発現カセットを含む組成物が提供され、2つ以上の連続するmiRNA標的配列は、連続的であり、スペーサーによって分離されない。特定の実施形態では、miRNA標的配列のうちの2つ以上は、スペーサーによって分離され、各スペーサーは異なる。特定の実施形態では、miRNA標的配列の間に位置するスペーサーは、第1のmiRNA標的配列の3’および/または最後のmiRNA標的配列の5’に位置する。特定の実施形態では、miRNA標的配列の間のスペーサーは、同じである。
特定の実施形態では、DRGの遺伝子産物の発現を特異的に抑制する遺伝子産物を、それを必要とする患者に送達するための組換えAAV(rAAV)が提供され、rAAVは、その中にAAVベクターゲノムがパッケージングされるウイルスカプシドを含み、ベクターゲノムは、(a)遺伝子産物のコード配列であって、ベクターゲノムを含む細胞において遺伝子産物の発現を導く調節配列の制御下にある、遺伝子産物のコード配列と、(b)miR-183、miR-182、またはmiR-96のうちの少なくとも1つに特異的な少なくとも1つのmiRNA標的配列と、を含む。
特定の実施形態では、組成物は、発現カセットまたはrAAVと、脳室内(ICV)、髄腔内(IT)、大槽内、または静脈内(IV)注入を介した送達に好適な製剤緩衝液とを含む。
特定の実施形態では、DRGニューロンにおける導入遺伝子の発現を抑制するための方法が提供される。本方法は、発現カセットおよび/またはrAAVを含む組成物を、患者に送達することを含む。特定の実施形態では、本方法は、miRNAタンデムリピートを含まない遺伝子療法と比較して、免疫抑制療法の用量または持続時間の短縮を可能にする。
特定の実施形態では、髄腔内または全身的遺伝子療法投与後の神経変性を調節する、および/または二次背側脊髄軸索変性を低減するための方法が提供される。本方法は、発現カセットおよび/またはrAAVを含む組成物を、患者に送達することを含む。特定の実施形態では、本方法は、miRNAタンデムリピートを含まない遺伝子療法と比較して、免疫抑制療法の用量または持続時間の短縮を可能にする。
特定の実施形態では、髄腔内または全身的遺伝子療法の投与後に、中枢神経系(CNS)の細胞における導入遺伝子の発現を増強するための方法が提供される。本方法は、発現カセットおよび/またはrAAVを含む組成物を、患者に送達することを含む。特定の実施形態では、発現カセットまたはrAAVベクターゲノムは、少なくとも1つのmiR183標的配列を含む。特定の実施形態では、導入遺伝子発現は、CNSの細胞で増強され、錐体ニューロン、プルキンエニューロン、顆粒細胞、紡錘ニューロン、介在神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア、および上衣細胞のうちの1つ以上を含む。
本発明の他の態様および利点は、以下の本発明の詳細な説明から、容易に明らかとなるであろう。
AAVのICM投与後の、DRG毒性および二次軸索障害を示す。(図1A)DRGは、感覚偽単極ニューロンの細胞体を含有し、これらは、末梢神経に位置する末梢軸索と、脊髄の上行性背側白質路に位置する中枢軸索とを介して、感覚メッセージを末梢からCNSに中継する。(図1B)軸索障害およびDRG神経変性。軸索障害(左上)は、空であるか(欠損軸索)、またはミエリンを消化するマクロファージおよび細胞デブリ(矢印)で満たされているかのいずれかである明らかな空胞として現れる。DRG病変(右上および左下)は、単核細胞の浸潤(丸)を伴うニューロン細胞体の変性(矢印)からなる。ニッスル小体の溶解(中心性色質融解)に起因する好酸球性(ピンク)細胞質は、変性ニューロンを特徴とする。細胞型の増加は、衛星細胞の増殖(衛星病変)および炎症性細胞浸潤に起因する。一部の単核細胞は、浸潤し、神経細胞体を貪食する(神経貪食)。右下の写真は、AAV(この場合、GFP)によってコードされる導入遺伝子の免疫染色を示す。変性変化および単核細胞浸潤を示すニューロンは、最も強いタンパク質発現を示すニューロンである(IHCの濃褐色染色によって証明される)。(図1C)グレード1~グレード5のDRG病変およびグレード1~グレード4の背側脊髄軸索障害の例。重症度のグレードは、以下のように定義される:1.最小(10%未満)、2.軽度(10~25%)、3.中等度(25~50%)、4.顕著(50~95%)、および5.重度(95%超)。グレード5は、脊髄では全く観察されなかった。矢印および丸印は、DRGへの単核細胞の浸潤を伴う神経変性(左カラム)および軸索障害(右カラム)を描写する。 miRNA誘導サイレンシングを使用した過剰発現関連毒性モデルおよび緩和戦略を示す。(図2A)擬単極感覚ニューロンの細胞体は、DRG内に位置し、衛星細胞および有窓型毛細血管に囲まれる。偽単極感覚ニューロンの末梢軸索は、末梢神経に位置し、中枢軸索は、脊髄の背側路に位置する。AAVベクターは、転写およびタンパク質合成機構をハイジャックおよび過負荷し、したがって、ERストレスおよび遠位軸索を維持する二次的な不全をもたらす。衛星細胞は反応性増殖を経て、サイトカインを分泌することによって、リンパ球などの炎症性細胞を引き寄せる。これらの可逆的な変化は、細胞死をもたらす可能性がある。その後、グリア細胞およびマクロファージは、浸潤し、神経細胞体を貪食する。(図2B)DRG特異的サイレンシングのための例示的なAAV発現カセット設計。miRNA逆相補配列(miR標的または標的配列)の4つの短いタンデムリピートを、終止コドンとポリ-Aとの間に導入する。DRGニューロンにおいて、miRNA183などのmiRNAは、mRNAの3’非翻訳領域に結合し、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)を動員し、次いでmRNA切断によるサイレンシングをもたらす。miRNA183を発現しない他の細胞型では、3’UTR領域からの影響なしに、翻訳およびタンパク質合成が起こる。 インビトロおよびマウスのDRGニューロンにおける導入遺伝子の発現を特異的にサイレンシングするmiR183標的を示す。(図3A)miR183またはmiR145の標的を保有するGFP発現AAVプラスミド、ならびに対照またはmiR183の発現ベクターにより、293細胞を一過的に共トランスフェクトした。トランスフェクションの72時間後にGFPタンパク質レベルを検出し、ウェスタンブロッティングでそのレベルを定量化した。実験は、3重で実施した。エラーバーは、標準偏差を示す。(図3B)4×1012gcの用量で、C57BL6/JマウスIVにAAV9.CB7.GFP対照ベクターまたはAAV9.CB7.GFP-miRベクターを注入した。本発明者らは、miR183、miR145、およびmiR182の3つのDRG濃縮miRをスクリーニングした。注入から2週間後にDRGを採取し、IHCを使用してGFPについて染色した。ImageJ細胞計数ツールを使用して、総DRGニューロンに対するGFP発現ニューロンのパーセンテージをカウントした。ウィルコクソン検定:*=p<0.05、**=p<0.01、***=p<0.001。(図3C)ここでは、パネル図3Bで定量化されたDRG由来のGFP免疫染色の代表的な写真を示す。(図3d)C57BL6/Jマウスに、IVでAAV-PHP.B.CB7.GFP対照ベクターまたはAAV-PHP.B.CB7.GFP-miR(miR183、miR145、miR182)を注入した。注入の3週間後、蛍光顕微鏡を使用して直接GFP観察のために、CNSおよび肝臓を回収した。ここでは、小脳、皮質、および肝臓の代表的な写真を示す。 NHPへのAAVhu68.GFPのICM投与後、DRGにおけるGFP発現を特異的にサイレンシングし、毒性を低減するmiR183標的を示す。本発明者らは、成体アカゲザル(rhesus macaques)に、ICMで、3.5×1013GCのAAVhu68.CB7.GFP対照ベクター(n=2)またはAAVhu68.CB7.GFP-miR183(n=4)を注入した。注入の2週間後、半数の動物を、GFP発現分析のために犠牲にし、注入の2ヶ月後、残りの半数を、GFP発現および組織病理学のために犠牲にした。(図4A)ベクター投与の2週間後の、DRG、脊髄運動ニューロン、小脳、皮質、心臓、および肝臓のGFP免疫染色切片の代表的な写真。(図4B)NHPのDRG(感覚ニューロン)、脊髄(下位運動ニューロン)、小脳、および皮質におけるGFP陽性細胞の定量化(n=2:AAV.GFP、n=4:AAV.GFP-miR183)。ImageJ細胞計数ツールを使用して、動物あたりの領域あたり少なくとも5箇所の倍率20倍の視野を定量化した。エラーバーは、標準偏差を示す。ウィルコクソン検定:*=p<0.05、**=p<0.01、***=p<0.001。(図4C)注入の2ヶ月後の組織病理では、背側脊髄軸索障害、末梢神経軸索障害(正中神経、腓骨神経および橈骨神経)、ならびにDRG神経変性および単核浸潤の重症度グレードを示す。ベクター群に対して盲検化された委員会認定の獣医病理学者が、重症度グレードを確立し、以下の定義がなされた:1.最小(10%未満)、2.軽度(10~25%)、3.中等度(25~50%)、4.顕著(50~95%)、および5.重度(95%超、観察されなかった)。各バーは、1匹の動物を表す。0は、病変の不在を表す。 NHPへのAAVhu68.hIDUAのICM投与後の、DRGにおけるhIDUAの発現を特異的にサイレンシングするmiR183標的を示す。成体アカゲザルに、ICMで、1)1×1013 GCのAAVhu68.CB7.hIDUA対照ベクター(n=3)、2)予防的ステロイド処置(-7日目~30日目まで1mg/kg/日のプレドニゾロン、続いて漸進的な漸減)を伴う、AAVhu68.CB7.hIDUA対照ベクター(n=3)、または3)AAVhu68.CB7.hIDUA-miR183(n=3)のいずれかを注入した。動物は、注入の3ヶ月後、導入遺伝子の発現および組織病理を分析するために犠牲にされた。代表的な写真は、抗hIDUA抗体免疫蛍光(DRG、最初の行)、抗hIDUAのIHC(下位運動ニューロン、小脳、皮質)、および抗IDUAのISH(DRG、最後の行)によるhIDUA発現の分析を示す。hIDUAのISH:曝露時間は、ステロイドの有無にかかわらず、AAVhu68.hIDUAに対して200msである。感覚ニューロンは、大量の導入遺伝子mRNAの発現を示す。AAV.hIDUA-miR183に対する曝露時間は、1秒である。感覚ニューロンは、核および細胞質において、低いISHシグナル(mRNA)を有する。mRNAは、このより長い曝露時間で、ニューロンを取り囲む衛星細胞において見ることができる。 miR183媒介性サイレンシングがDRGニューロンに特異的であり、AAVhu68.hIDUAによりICMで処置されたNHPにおけるDRG毒性を、完全に阻止することを示す。(図6A)NHPのDRG(感覚ニューロン)、脊髄(下位運動ニューロン)、小脳、および皮質における、hIDUA陽性細胞の定量化(群あたりn=3)。動物毎に、領域あたり最小5箇所の20倍の倍率視野を定量化した。エラーバーは、標準偏差を表す。ウィルコクソン検定:*=p<0.05、**=p<0.01、***=p<0.001。(図6B)注入3ヶ月後の組織病理スコアリング:背側軸索障害累積スコア(頸髄、胸髄、および腰髄セグメントからの重症度グレードの合計-最大可能スコアは15)、DRG累積スコア(頸髄、胸髄、および腰髄セグメントからの重症度グレードの合計-最大可能スコアは15)、ならびに中央値神経スコア(軸索障害および線維症の重症度グレードの合計-最大可能スコアは10)。ベクター群に対して盲検化された委員会認定の獣医病理学者が、重症度グレードを確立し、以下の定義がなされた:1.最小(10%未満)、2.軽度(10~25%)、3.中等度(25~50%)、4.顕著(50~95%)、および5.重度(95%超、観察されなかった)。0は、病変の不在を表す。エラーバーは、標準偏差を表す。(図6C)hIDUA導入遺伝子特異的プローブ、高倍率のDRG感覚ニューロンおよび衛星細胞を使用するISH、青色DAPIでの核の対比染色による1秒の曝露時間。矢印:DRG感覚ニューロン、矢じり:衛星細胞。 NHPのhIDUAに対するT細胞および抗体応答を示す。成体アカゲザルに、ICMで、1)1×1013GCのAAVhu68.CB7.hIDUA対照ベクター(n=3)、2)予防的ステロイド処置(-7日目~30日目まで1mg/kg/日のプレドニゾロン、続いて漸進的な漸減)を伴う、AAVhu68.CB7.hIDUA対照ベクター(n=3)、または3)AAVhu68.CB7.hIDUA-miR183(n=3)のいずれかを注入した。(図7A~図7C)注入の90日後に、PBMC、脾臓、肝臓、および深部頸部リンパ節から単離されたリンパ球におけるインターフェロンγのELISPOT応答。各動物は、異なるペプチドプールを表す3つの値を有する(hIDUA配列全体をカバーする3つの重複ペプチドプール)。赤色は、陽性ELISPOT応答を示し、スポット形成単位が106個のリンパ球あたり55超、および未刺激時の培地陰性対照の3倍として定義される。(図7D)抗hIDUA抗体のELISAアッセイ、血清希釈は1:1,000。 CSFにおけるサイトカイン/ケモカインの濃度を示す。試料は、ベクターの投与時点(D0)、ならびにベクターの投与後24時間(24時間)、21日目(D21)および35日目(D35)に回収された。 NHPの脳、脊髄、およびDRGにおけるベクターの生体分布を示す。成体アカゲザルに、ICMで、1)1×1013GCのAAVhu68.CB7.hIDUA対照ベクター(n=3)、2)予防的ステロイド処置(-7日目~30日目まで1mg/kg/日のプレドニゾロン、続いて漸進的な漸減)を伴う、AAVhu68.CB7.hIDUA対照ベクター(n=3)、または3)AAVhu68.CB7.hIDUA-miR183(n=3)のいずれかを注入した。QIAamp DNA MiniキットでNHP組織DNAを抽出した。本発明者らは、Taqman試薬およびベクターのrBGポリアデニル化配列を標的とするプライマー/プローブを使用して、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応によってベクターゲノムを定量化した。結果は、二倍体ゲノムあたりのゲノムコピーで表現される。エラーバーは、標準偏差を表す。
本明細書に提供される組成物および方法は、miRNAの使用によってDRGニューロンにおける導入遺伝子の発現を抑制するための、遺伝子送達の療法に有用である。本明細書で使用される場合、「抑制」という用語は、導入遺伝子発現の部分的な低減、または完全な消滅、またはサイレンシングを含む。導入遺伝子発現は、選択された導入遺伝子に好適なアッセイを使用して評価されてもよい。提供される組成物および方法は、神経変性、二次背側脊髄軸索変性、および/または単核細胞浸潤によって特徴付けられるDRGの毒性を減少させる。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、遺伝子産物コード配列の3’側の非翻訳領域(UTR)に、1つ以上のmiRNA標的配列を含む。好適には、2つ以上のmiRNA標的配列がタンデムで提供され、任意選択的に、スペーサー配列によって分離される。特定の実施形態では、4つ以上のmiRNA標的配列がタンデムで提供され、任意選択的に、スペーサー配列によって分離される。特定の実施形態では、3つ以上のmiRNA標的配列がタンデムで提供され、任意選択的に、スペーサー配列によって分離される。様々な送達システムは、対象(例えば、ヒト患者)に発現カセットを送達するために使用され得る。かかる送達系は、ウイルスベクター、非ウイルスベクター、または非ベクターベースの系(例えば、リポソーム、裸のDNA、裸のRNAなど)であってもよい。これらの送達系は、中枢神経系(CNS)、末梢神経系(PNS)、または静脈内もしくは代替の送達経路に直接送達するために使用され得る。他の実施形態では、これらの組成物および方法は、遺伝子療法ベクター(例えば、rAAV)の全身送達のために使用される。特定の実施形態では、これらの組成物および方法は、高用量
のベクター(例えば、rAAV)が送達される場合に有用である。特定の実施形態では、本明細書に提供される組成物および方法は、低減された用量、低減された長さ、および/または低減された数の免疫調節物質が、遺伝子療法ベクター(例えば、rAAV媒介性遺伝子療法)と同時投与されることを可能にする。特定の実施形態では、本明細書に提供される組成物および方法は、ウイルスベクター(例えば、rAAV)の投与前、投与時、および/または投与後に、免疫抑制剤または免疫調節療法を同時投与する必要性を排除する。
「5’UTR」は、遺伝子産物のコード配列の開始コドンの上流にある。5’UTRは、一般に、3’UTRよりも短い。一般に、5’UTRは、約3ヌクレオチド長~約200ヌクレオチド長であるが、任意選択的に、より長くてもよい。
「3’UTR」は、遺伝子産物のコード配列の下流にあり、一般に、5’UTRよりも長い。特定の実施形態では、3’UTRは、約200ヌクレオチド長~約800ヌクレオチド長であるが、任意選択的に、より長くても、またはより短くてもよい。
本明細書で使用される場合、「miRNA」は、マイクロRNAを指し、それは、mRNAを調節し、タンパク質への翻訳を停止させる小さな非コードRNA分子である。miRNAは、ヌクレオチドの領域である「シード配列」を含み、相補的な塩基対形成によってmRNAに特異的に結合し、mRNAの破壊またはサイレンシングをもたらす。特定の実施形態では、シード配列は、成熟miRNAに位置し(5’から3’へ)、一般に、miRNAの2~7位または2~8位(センス(+)鎖の5’末端から)に位置するが、鎖長よりも長くてもよい。特定の実施形態では、シード配列の長さは、miRNA配列の長さの約30%以上であり、少なくとも7ヌクレオチド~約28ヌクレオチド長、少なくとも8ヌクレオチド~約28ヌクレオチド長、7ヌクレオチド~28ヌクレオチド長、8ヌクレオチド~18ヌクレオチド長、12ヌクレオチド~28ヌクレオチド長、約20~約26ヌクレオチド、約22ヌクレオチド、約24ヌクレオチド、または約26ヌクレオチドであり得る。
本明細書で使用される場合、「miRNA標的配列」は、DNAプラス鎖上に位置する配列(5’から3’)であり、miRNAシード配列を含むmiRNA配列に少なくとも部分的に相補的である。miRNA標的配列は、コードされた導入遺伝子産物の非翻訳領域に対して外因性であり、導入遺伝子発現の抑制が所望される細胞で、miRNAによって特異的に標的化されるように設計される。「miR183クラスター標的配列」という用語は、miR-183、-96および-182(Dambal,S.et al.Nucleic Acids Res 43:7173-7188,2015によって記載されている、参照により本明細書に援用される)を含む、miR183クラスター(あるいはファミリーと称される)のうちの1つ以上のメンバーに応答する標的配列を指す。理論に束縛されることを意図するものではないが、導入遺伝子(遺伝子産物をコードする)のメッセンジャーRNA(mRNA)は、miRNAを含有する発現カセットが送達される細胞型に存在し、その結果、3’UTR miRNAの標的配列に対するmiRNAの特異的結合が、mRNAのサイレンシングおよび切断をもたらし、それによって、miRNAを発現する細胞においてのみ、導入遺伝子の発現が低減または排除される。
典型的には、miRNA標的配列は、少なくとも7ヌクレオチド~約28ヌクレオチド長、少なくとも8ヌクレオチド~約28ヌクレオチド長、7ヌクレオチド~28ヌクレオチド、8ヌクレオチド~18ヌクレオチド長、約12~約28ヌクレオチド長、約20~約26ヌクレオチド、約22ヌクレオチド、約24ヌクレオチド、または約26ヌクレオチドであり、miRNAシード配列に相補的である少なくとも1つの連続領域(例えば、7または8ヌクレオチド)を含有する。特定の実施形態では、標的配列は、miRNAシ
ード配列と正確な相補性(100%)を有する配列、またはmiRNAシード配列といくつかのミスマッチを含む部分的な相補性を有する配列を含む。特定の実施形態では、標的配列は、miRNAシード配列と100%相補的である少なくとも7~8個のヌクレオチドを含む。特定の実施形態では、標的配列は、miRNAシード配列と100%相補的である配列からなる。特定の実施形態では、標的配列は、シード配列と100%相補的である配列を複数コピー(例えば、2または3コピー)含む。特定の実施形態では、100%相補性の領域は、標的配列の長さの少なくとも30%を含む。特定の実施形態では、標的配列の残部は、miRNAに対して少なくとも約80%~約99%の相補性を有する。特定の実施形態では、DNAプラス鎖を含む発現カセットでは、miRNA標的配列は、miRNAの逆相補である。
特定の実施形態では、操作された発現カセットまたはベクターゲノムが、本明細書で提供され、DRGにおける導入遺伝子の発現を抑制するために、ならびに/またはDRG毒性および/もしくは軸索障害を低減もしくは排除するために、導入遺伝子に作動可能に連結されたmiR-183ファミリーまたはクラスターのうちの1つ以上のメンバーを対象とする少なくとも1つのコピーのmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、操作された発現カセットまたはベクターゲノムは、複数のmiRNA標的配列を含み、miRNA標的配列の数が、DRG毒性および/または軸索障害を低減および/または排除するために、DRGにおける導入遺伝子の発現を低減または最小化するのに十分であるようにする。発現カセットまたはベクターゲノムは、任意の好適な担体系、ウイルスベクターまたは非ウイルスベクターを介して、任意の経路を介して送達され得るが、髄腔内投与に特に有用である。
本明細書で使用される場合、「髄腔内送達」または「髄腔内投与」という用語は、脊柱管への、より詳細には、脳脊髄液(CSF)へ到達するようにクモ膜下腔空間内への注入を介した、投与経路を指す。髄腔内送達は、腰椎穿刺、脳室内(側脳室内(ICV)を含む)、後頭下/大槽内、および/またはC1-2穿刺を含み得る。例えば、材料は、腰椎穿刺により、クモ膜下腔空間にわたって拡散させるために導入され得る。別の実施例では、注入は、大槽内であり得る。
本明細書で使用される場合、「槽内送達」または「槽内投与」という用語は、大槽小脳延髄(cisterna magna cerebellomedularis)の脳脊髄液内への直接的な投与経路、より詳細には、後頭下穿刺を介した、または大槽内への直接的な注入による、または永久的に配置されたチューブを介した、投与経路を指す。
意外にも、DRGにおける発現を抑制するための本明細書に記載のmiR-183標的配列を含む組成物は、これらに限定されないが、ニューロン(例えば、錐体細胞、プルキンエ細胞、顆粒細胞、紡錘細胞、および介在神経細胞を含む)、またはグリア細胞(例えば、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア、および上衣細胞を含む)を含む、中枢神経系内の1つ以上の異なる細胞型(DRG以外)において強化された導入遺伝子発現を提供することが観察されている。この観察は髄腔内送達経路後に行われたが、このCNS増強効果は、CNS送達経路に限定されず、他の経路(例えば、高用量静脈内送達経路、高用量筋肉内送達経路、または他の全身送達経路)を使用して達成され得る。
特定の実施形態では、導入遺伝子のCNS発現の増強を回避するために(DRG発現を抑制しながら)、CNSを標的としない導入遺伝子を含む発現カセット用のmiR-182標的配列および/またはmiR-96標的配列を選択したい場合がある。例えば、骨格筋または肝臓への送達のための導入遺伝子を含む発現カセットは、CNS発現のいかなる増強も避けたいが、必要とされ得る高用量と関連し得るDRG毒性および/または軸索障害を防止し得る。
特定の実施形態では、ベクターゲノムまたは発現カセットは、miR-183の標的配列である少なくとも1つのmiRNA標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムまたは発現カセットは、
Figure 2022517174000002
を含むmiR-183標的配列を含む(miR-183シード配列に相補的な配列には、下線が引かれている)。特定の実施形態では、ベクターゲノムまたは発現カセットは、miR-183シード配列に100%相補的な配列を、2コピー以上(例えば、2または3コピー)含む。特定の実施形態では、miR-183標的配列は、約7ヌクレオチド~約28ヌクレオチド長であり、miR-183シード配列に少なくとも100%相補的な領域を、少なくとも1つ含む。特定の実施形態では、miR-183標的配列は、配列番号1に部分的に相補的な配列を含み、したがって、配列番号1に整列させた場合、1つ以上のミスマッチがある。特定の実施形態では、miR-183標的配列は、配列番号1に整列させた場合、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のミスマッチを有する配列を含み、ミスマッチは非連続であり得る。特定の実施形態では、miR-183標的配列は、100%相補的な領域を含み、また、miR-183標的配列の長さの少なくとも30%を含む。特定の実施形態では、100%相補性の領域は、miR-183シード配列と100%相補性を有する配列を含む。特定の実施形態では、miR-183標的配列の残部は、miR-183と少なくとも約80%~約99%相補性を有する。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、miR-183標的配列を含み、切断された配列番号1(すなわち、配列番号1の5’末端もしくは3’末端のいずれかまたは両方で、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10ヌクレオチドを欠く配列)を含む。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、導入遺伝子と、1つのmiR-183標的配列とを含む。さらに他の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、少なくとも2つ、3つ、または4つのmiR-183標的配列を含む。
特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、miRNA標的配列の組み合わせを含む。特定の実施形態では、標的配列の組み合わせは、同じmiRNA(miR-183など)と少なくとも部分的な相補性を有する異なる標的配列を含む。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、miRNA標的配列の組み合わせを含み、本明細書で提供されるmiR-183、miR-182、および/またはmiR-96の標的配列から選択される。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、導入遺伝子と、2つ、3つ、または4つのmiR-96標的配列とを含む。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、導入遺伝子と、2つ、3つ、または4つのmiR-182標的配列とを含む。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つのmiR-183標的配列を含み、任意選択的に、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つのmiR-182標的配列との組み合わせ、および/または任意選択的に、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つのmiR-96標的配列との組み合わせを含む。
導入遺伝子およびmiR-182を含む組成物は、後根神経節毒性を最小化または排除し、および/または軸索障害を防止することが観察されている。しかしながら、miR-182標的配列を含む発現カセットまたはベクターゲノムは、この目的には有効であるが、意外にもmiR-183標的配列を有した複合体で見出されたように、CNS発現を増強することが観察されていない。したがって、これらの組成物は、遺伝子がCNS以外を標的とすることが望ましい場合がある。
特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムが、本明細書で提供され、1つ以上のmiR-183ファミリーの標的配列を含み、導入遺伝子を欠く(すなわち、miR-183ファミリーの標的配列(複数可)が、異種遺伝子産物をコードする配列に作動可能に連結されていない)。
特定の実施形態では、ベクターゲノムまたは発現カセットは、miR-182の標的配列である少なくとも1つのmiRNA標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムまたは発現カセットは、miR-182標的配列を含み、AGTGTGAGTTCTACCATTGCCAAA(配列番号3)を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムまたは発現カセットは、miR-182シード配列に100%相補的である配列を、2コピー以上(例えば、2または3コピー)含む。特定の実施形態では、miR-182標的配列は、約7ヌクレオチド~約28ヌクレオチド長であり、miR-182シード配列に少なくとも100%相補的な少なくとも1つの領域を含む。特定の実施形態では、miR-182標的配列は、配列番号3に部分的に相補的な配列を含み、したがって、配列番号3と整列させた場合、1つ以上のミスマッチがある。特定の実施形態では、miR-183標的配列は、配列番号3と整列させた場合、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のミスマッチを有する配列を含み、ミスマッチは非連続であり得る。特定の実施形態では、miR-182標的配列は、100%相補的な領域を含み、また、miR-182標的配列の長さの少なくとも30%も含む。特定の実施形態では、100%相補性の領域は、miR-182シード配列と100%相補性を有する配列を含む。特定の実施形態では、miR-182標的配列の残部は、miR-182と少なくとも約80%~約99%相補性を有する。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、miR-182標的配列を含み、miR-182標的配列は、切断された配列番号3(すなわち、配列番号3の5’末端もしくは3’末端のいずれかまたは両方で、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10ヌクレオチドを欠く配列)を含む。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、導入遺伝子と、1つのmiR-182標的配列とを含む。さらに他の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、少なくとも2つ、3つ、または4つのmiR-182標的配列を含む。
特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、2つ以上の連続するmiRNA標的配列を有し、連続的であり、スペーサーによって分離されていない。特定の実施形態では、miRNA標的配列のうちの2つ以上は、スペーサーによって分離されている。特定の実施形態では、スペーサーは、約1~約12ヌクレオチド、または約2~約10ヌクレオチド長、または約3~約10ヌクレオチド、約4~約6ヌクレオチド長、または3、4、5、6、7、8、9、10、もしくは11ヌクレオチド長の非コード配列である。任意選択的に、単一の発現カセットは、3つ以上のmiRNA標的配列を含んでもよく、任意選択的に、それらの間に異なるスペーサー配列を有する。特定の実施形態では、1つ以上のスペーサーは、独立して、(i)GGAT(配列番号5)、(ii)CACGTG(配列番号6)、または(iii)GCATGC(配列番号7)から選択される。特定の実施形態では、スペーサーは、第1のmiRNA標的配列の3’および/または最後のmiRNA標的配列の5’に位置する。特定の実施形態では、miRNA標的配列の間のスペーサーは、同じである。
特定の実施形態では、発現カセットは、導入遺伝子と、1つのmiR-183標的配列と、1つ以上の異なるmiRNA標的配列とを含む。特定の実施形態では、発現カセットは、miR-96標的配列:mRNAおよびDNAプラス鎖(5’から3’へ)AGCAAAAATGTGCTAGTGCCAAA(配列番号2)、miR-182標的配列:mRNAおよびDNAプラス鎖(5’から3’へ):および/またはAGTGTGAGTTCTACCATTGCCAAA(配列番号3)を含む。
miR-145は、文献では、脳に関連しているが、これまでの研究では、miR-145標的配列は、後根神経節における導入遺伝子の発現の低減には効果がないことが示されている。miR-145標的配列:mRNAおよびDNAプラス鎖(5’から3’へ)AGGGATTCCTGGGAAAACTGGAC(配列番号4)
本明細書に提供されるように、発現カセットおよびベクターゲノムは、導入遺伝子を含み、標的細胞における導入遺伝子産物の発現を導く調節配列に作動可能に連結されるか、またはその制御下にある。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、導入遺伝子を含み、本明細書で提供される1つ以上のmiRNA標的配列に作動可能に連結される。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、複数のmiRNA標的配列を含むように設計される。miRNA標的配列は、導入遺伝子のUTRに組み込まれる(すなわち、遺伝子のオープンリーディングフレームの3’または下流)。
「タンデムリピート」という用語は、2つ以上の連続するmiRNA標的配列の存在を指すように本明細書で使用される。これらのmiRNA標的配列は、連続的であってもよい。すなわち、ある配列の3’末端が、介在配列なしで、次の配列の5’末端の直ぐ上流にあるように、またはその逆でもよく、次々と直に位置している。別の実施形態では、miRNA標的配列のうちの2つ以上が、短いスペーサー配列によって分離されている。
本明細書で使用される場合、「スペーサー」としては、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10ヌクレオチド長の任意の選択された核酸配列であり、2つ以上の連続するmiRNA標的配列の間に位置する。特定の実施形態では、スペーサーは、1~8ヌクレオチド長、2~7ヌクレオチド長、3~6ヌクレオチド長、4ヌクレオチド長、4~9ヌクレオチド、3~7ヌクレオチド、またはより長い値である。好適には、スペーサーは、非コード配列である。特定の実施形態では、スペーサーは、4つの(4)ヌクレオチドであり得る。特定の実施形態では、スペーサーは、GGATである。特定の実施形態では、スペーサーは、6つの(6)ヌクレオチドである。特定の実施形態では、スペーサーは、CACGTGまたはGCATGCである。
特定の実施形態では、タンデムリピートは、2つ、3つ、4つ以上の同じmiRNA標的配列を含む。特定の実施形態では、タンデムリピートは、少なくとも2つの異なるmiRNA標的配列、少なくとも3つの異なるmiRNA標的配列、または少なくとも4つの異なるmiRNA標的配列などを含む。特定の実施形態では、タンデムリピートは、2つまたは3つの同じmiRNA標的配列、および異なる第4のmiRNA標的配列を含んでもよい。
特定の実施形態では、発現カセットには、少なくとも2つの異なるセットのタンデムリピートが存在し得る。例えば、3’UTRは、導入遺伝子、UTR配列のすぐ下流にタンデムリピート、およびUTRの3’末端の近くに2つ以上のタンデムリピートを含み得る。別の例では、5’UTRは、1つ、2つ以上のmiRNA標的配列を含み得る。別の例では、3’は、タンデムリピートを含んでもよく、5’UTRは、少なくとも1つのmiRNA標的配列を含んでもよい。
特定の実施形態では、発現カセットは、2つ、3つ、4つ以上のタンデムリピートを含み、導入遺伝子の終止コドンの約0~20ヌクレオチド以内に開始する。他の実施形態では、発現カセットは、導入遺伝子の終止コドンから少なくとも100~約4000ヌクレオチドのmiRNAタンデムリピートを含む。
「含む(comprising)」とは、他の構成要素または方法ステップを含む用語を意味する。「含む(comprising)」が使用される場合、関連する実施形態は
、他の構成要素または方法ステップを除外する「からなる(consisting of)」という用語、および実施形態または発明の性質を実質的に変化させるいずれの構成要素または方法ステップを除外する「本質的にからなる(consisting essentially of)」という用語を使用する説明が含まれることを理解されたい。本明細書の様々な実施形態は、「含む(comprising)」という言葉を用いて示されているが、様々な状況下では、関連する実施形態は、「からなる(consisting of)」または「本質的にからなる(consisting essentially of)」という言葉を使用して記載されることも理解されるべきである。
「a」または「an」という用語は、1つ以上を指し、例えば、「ベクター(a vector)」は、1つ以上のベクターを表すと理解されることを留意されたい。したがって、「a」(または「an」)、「1つ以上(one or more)」、および「少なくとも1つ(at least one)」という用語は、本明細書では互換的に使用される。
本明細書で使用される場合、「約(about)」という用語は、別途指定されない限り、与えられた参照からプラスまたはマイナス10%の可変性を意味する。
1.発現カセット
本明細書に記載される「発現カセット」は、標的細胞におけるその発現を誘導する調節配列およびUTRのmiRNA標的配列に作動可能に連結された機能的な遺伝子産物をコードする核酸配列を含む。本明細書に記載されるように、miRNA標的配列は、導入遺伝子の発現が望ましくないおよび/または導入遺伝子の発現レベルの低下が所望される細胞に存在するmiRNAによって、特異的に認識されるように設計される。特定の実施形態では、miRNA標的配列は、後根神経節における導入遺伝子の発現を特異的に低減する。特定の実施形態では、miRNA標的配列は、3’UTR、5’UTR、および/または3’UTRと5’UTRの両方に位置する。本明細書に見出されるmiRNA標的配列の考察は、参照により本明細書に援用される。
一実施形態では、発現カセットは、導入遺伝子産物のDRG発現を低減または排除しながら、ヒト対象における発現のために設計される。一実施形態では、発現カセットは、脳脊髄液および脳を含む中枢神経系(CNS)における発現のために設計される。特定の実施形態では、発現カセットまたはベクターゲノムは、神経細胞(錐体細胞、プルキンエ細胞、顆粒細胞、紡錘細胞、および介在神経細胞など)ならびにグリア細胞(アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア、および上衣細胞など)を含む、CNSに存在する1つ以上の細胞型(後根神経節を除く)における導入遺伝子の発現または増強された発現のために設計される。特定の実施形態では、導入遺伝子の発現の増強は、1つ以上の細胞型で達成され、CNSの別の細胞型における導入遺伝子の発現がほとんどまたは全くない。特定の実施形態では、発現カセットは、CNSの細胞以外の細胞での発現に有用である。
本明細書で使用される場合、「発現」または「遺伝子発現」という用語は、遺伝子からの情報が、機能的な遺伝子産物の合成に使用されるプロセスを指す。遺伝子産物は、タンパク質、ペプチド、または核酸ポリマー(RNA、DNA、またはPNAなど)であり得る。
本明細書で使用される場合、「調節配列」または「発現制御配列」という用語は、イニシエーター配列、エンハンサー配列、およびプロモーター配列などの核酸配列を指し、それらが作動可能に連結しているタンパク質をコードする核酸配列の転写を誘導するか、抑制するか、またはその他制御する。
本明細書で使用される場合、「作動可能に連結される」という用語は、遺伝子産物をコードする核酸配列に連続している発現制御配列、および/またはその転写および発現をトランスでもしくは離れて作用する発現制御配列の両方を指す。
核酸配列またはタンパク質を説明するために使用される「外因性」という用語は、核酸またはタンパク質が、染色体または宿主細胞に存在する位置では、天然に存在しないことを意味する。外因性核酸配列はまた、同じ宿主細胞または対象に由来し、それらに挿入されるが、非天然状態(例えば、異なるコピー数、または異なる調節エレメントの制御下)で存在する配列を指す。
核酸配列またはタンパク質を説明するために使用される場合、「異種」という用語は、核酸またはタンパク質が、それが発現される宿主細胞または対象とは異なる生物または同じ生物の異なる種に由来したことを意味する。タンパク質、またはプラスミド、発現カセット、もしくはベクターの核酸を参照して使用される場合、「異種」という用語は、タンパク質または核酸が、問題のタンパク質または核酸が天然には互いに同じ関係で見出されないタンパク質または核酸とは別の配列もしくはサブ配列と共に存在することを示す。
一実施形態では、調節配列は、プロモーターを含む。一実施形態では、プロモーターは、ニワトリβアクチンプロモーターである。さらなる実施形態では、プロモーターは、サイトメガロウイルス最初期エンハンサーおよびニワトリβアクチンプロモーター(CB7プロモーター)のハイブリッドである。別の実施形態では、好適なプロモーターとしては、伸長因子1α(EF1α)プロモーター(例えば、Kim DW et al,Use
of the human elongation factor 1 alpha promoter as a versatile and efficient expression system.Gene.1990 Jul 16;91(2):217-23を参照されたい)、シナプシン1プロモーター(例えば、Kugler S et al,Human synapsin 1 gene promoter confers highly neuron-specific long-term transgene expression from an adenoviral vector in the adult rat brain depending on
the transduced area.Gene Ther.2003 Feb;10(4):337-47を参照されたい)、神経特異的エノラーゼ(NSE)プロモーター(例えば、Kim J et al,Involvement of cholesterol-rich lipid rafts in interleukin-6-induced neuroendocrine differentiation of LNCaP prostate cancer cells.Endocrinology.2004 Feb;145(2):613-9.Epub 2003 Oct 16を参照されたい)、またはCB6プロモーター(例えば、Large-Scale Production of Adeno-Associated Viral Vector Serotype-9 Carrying the Human Survival Motor Neuron Gene,Mol BioTechnol.2016
Jan;58(1):30-6.doi:10.1007/s12033-015-9899-5を参照されたい)が挙げられ得るが、これらに限定されない。
好適なプロモーターを選択することができ、構成的プロモーター、組織特異的プロモーター、または誘導性/調節性プロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。構成的プロモーターの例は、ニワトリβアクチンプロモーターである。様々なニワトリβアクチンプロモーターが単独で、または様々なエンハンサーエレメントと組み合わせて記載されている(例えば、CB7:サイトメガロウイルスエンハンサーエレメントを有するニワ
トリβアクチンプロモーターである、CAGプロモーター:ニワトリβアクチンの最初のエキソンおよび最初のイントロンとウサギβグロビン遺伝子のスプライスアクセプターとを含む、CBhプロモーター:SJ Gray et al,Hu Gene Ther,2011 Sep;22(9):1143-1153)。組織特異的であるプロモーターの例は、肝臓(アルブミン:Miyatake et al.,(1997)J.Virol.,71:5124-32、B型肝炎ウイルスコアプロモーター:Sandig et al.,(1996)Gene Ther.,3:1002-9、αフェトプロテイン(AFP):Arbuthnot et al.,(1996)Hum.Gene Ther.,7:1503-14)、ニューロン(ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)プロモーター:Andersen et al.,(1993)Cell.Mol.NeuroBiol.,13:503-15、ニューロフィラメント軽鎖遺伝子:Piccioli et al.,(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88:5611-5、およびニューロン特異的vgf遺伝子:Piccioli et
al.,(1995)Neuron,15:373-84など)、ならびに他の組織について周知である。代替的には、調節可能なプロモーターが選択されてもよい。例えば、WO2011/126808B2を参照されたい(参照により本明細書に援用される)。
一実施形態では、調節配列は、エンハンサーをさらに含む。一実施形態では、調節配列は、1つのエンハンサーを含む。別の実施形態では、調節配列は、2つ以上の発現エンハンサーを含む。これらのエンハンサーは、同じであっても、異なってもよい。例えば、エンハンサーは、αmic/bikエンハンサー、またはCMVエンハンサーを含んでもよい。このエンハンサーは、互いに隣接して位置する2つのコピーに存在し得る。代替的には、エンハンサーの二重コピーは、1つ以上の配列により分離され得る。
一実施形態では、調節配列は、イントロンをさらに含む。さらなる実施形態では、イントロンは、ニワトリβアクチンイントロンである。他の好適なイントロンには、当該技術分野で既知のものが含まれ、ヒトβグロブリンイントロン、および/または市販のPromega(登録商標)のイントロン、ならびにWO2011/126808に記載のものであってもよい。
一実施形態では、調節配列は、ポリアデニル化シグナル(ポリA)をさらに含む。さらなる実施形態では、ポリAは、ウサギグロビンポリAである。例えば、WO2014/151341を参照されたい。あるいは、別のポリA(例えば、ヒト成長ホルモン(hGH)ポリアデニル化配列、SV40ポリA、または合成ポリA)が、発現カセットに含まれ得る。
本明細書に記載の発現カセットにおける組成物が、本明細書にわたって記載される他の組成物、レジメン、態様、実施形態および方法に適用されるように意図されることを理解されたい。
発現カセットは、任意の好適な非ウイルスベクター送達系を介して、または好適なウイルスベクターによって送達され得る。好適な非ウイルスベクター送達系は、当該技術分野において既知であり(例えば、Ramamoorth and Narvekar.J Clin Diagn Res.2015 Jan;9(1):GE01-GE06、参照により本明細書に援用される)、当業者によって容易に選択され得、例えば、裸のDNA、裸のRNA、デンドリマー、PLGA、ポリメタクリレート、無機粒子、脂質粒子、ポリマーベースのベクター、またはキトサンベースの製剤を含み得る。
2.ベクター
本明細書で使用される「ベクター」は、核酸配列を含む生物学的または化学的部分であ
り、上記の核酸配列の複製または発現のために適切な標的細胞に導入され得る。ベクターの例としては、組換えウイルス、プラスミド、リポプレックス、ポリマーソーム、ポリプレックス、デンドリマー、細胞透過性ペプチド(CPP)コンジュゲート、磁性粒子、またはナノ粒子が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、ベクターは、核酸分子であり、機能的な遺伝子産物をコードする外因性核酸もしくは異種核酸または操作された核酸を含み、その後、適切な標的細胞に導入され得る。かかるベクターは、好ましくは、1つ以上の複製起点と、組換えDNAが挿入され得る1つ以上の部位とを有する。ベクターは、しばしば、ベクターを有する細胞が、ベクターを有しない細胞から選択され得る手段を有する(例えば、それらが薬物耐性遺伝子をコードする)。一般的なベクターは、プラスミド、ウイルスゲノム、および「人工染色体」を含む。ベクターの生成、産生、特徴付け、または定量化の従来の方法は、当業者に利用可能である。
一実施形態では、ベクターは、非ウイルスプラスミドであり、その記載される発現カセット(例えば、「裸のDNA」、「裸のプラスミドDNA」、RNA、およびmRNA)を含み、様々な組成物およびナノ粒子(例えば、ミセル、リポソーム、カチオン性脂質-核酸組成物、ポリグリカン組成物、および他のポリマー、脂質および/またはコレステロール系-核酸コンジュゲート、ならびに本明細書に記載されるような他の構築物を含む)と結合される。例えば、X.Su et al,Mol.Pharmaceutics,2011,8(3),pp774-787;web publication:March 21,2011、WO2013/182683、WO2010/053572、およびWO2012/170930を参照されたい(これらのすべては、参照により本明細書に援用される)。
特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターは、「複製欠陥ウイルス」または「ウイルスベクター」は、合成または人工のウイルス粒子を指し、機能的な遺伝子産物をコードする核酸配列と、DRG脱標的化(detargetting)miRNA標的配列とを含む発現カセットが、ウイルスのカプシドもしくはエンベロープにパッケージングされ、同様に、ウイルスのカプシドもしくはエンベロープ内にパッケージングされるいずれのウイルスゲノム配列も、複製欠陥である(つまり、標的細胞に感染する能力を保持するが、子孫ビリオンを生成することはできない)。一実施形態では、ウイルスベクターのゲノムは、複製に必要とされる酵素をコードする遺伝子を含まないが(ゲノムは、人工ゲノムの増幅およびパッケージングに必要とされるシグナルに隣接するコードする核酸配列のみを含有する「ガットレス(gutless)」であるように操作されることができる)、これらの遺伝子は、産生中に供給され得る。したがって、それは、後代ビリオンによる複製および感染が、複製に必要とされるウイルス酵素の存在下以外で生じることができないために、遺伝子療法における使用のために安全であると考えられる。
本明細書で使用される場合、組換えウイルスベクターは、任意の好適なウイルスベクターである。実施例は、例示的な組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)を提供する。他の好適なウイルスベクターとしては、例えば、アデノウイルス、ポックスウイルス、ボカウイルス、ハイブリッドAAV/ボカウイルス、単純ヘルペスウイルス、またはレンチウイルスが挙げられ得る。好ましい実施形態では、これらの組換えウイルスは、複製不能である。
本明細書で使用される場合、「宿主細胞」という用語は、ベクター(例えば、組換えAAV)が産生されるパッケージング細胞株を指し得る。宿主細胞は、原核細胞または真核細胞(例えば、ヒト、昆虫、または酵母)であり得、任意の手段で(例えば、エレクトロポレーション、リン酸カルシウム沈殿、マイクロインジェクション、形質転換、ウイルス感染、トランスフェクション、リポソーム送達、膜融合技術、高速DNAコーティングペレット、ウイルス感染、およびプロトプラスト融合)、細胞に導入される外因性DNAま
たは異種DNAを含む。宿主細胞の例としては、限定されないが、単離された細胞、細胞培養物、大腸菌(Escherichia coli)細胞、酵母細胞、ヒト細胞、非ヒト細胞、哺乳類細胞、非哺乳類細胞、昆虫細胞、HEK-293細胞、肝臓細胞、腎臓細胞、中枢神経系の細胞、ニューロン、グリア細胞、または幹細胞が挙げられ得る。
本明細書で使用される場合、「標的細胞」という用語は、機能的な遺伝子産物の発現が所望される任意の標的細胞を指す。標的細胞の例としては、限定されないが、肝臓細胞、腎臓細胞、中枢神経系の細胞、ニューロン、グリア細胞、および幹細胞が挙げられ得る。特定の実施形態では、ベクターは、エクスビボで標的細胞に送達される。特定の実施形態では、ベクターは、インビボで標的細胞に送達される。
本明細書で使用される場合、「ベクターゲノム」は、ウイルスベクターの中にパッケージングされる核酸配列を指す。一実施例では、「ベクターゲノム」は、少なくとも、5’から3’へ、ベクター特異的配列と、標的細胞でその発現を導く調節制御配列に作動可能に連結された機能的な遺伝子産物をコードする核酸配列と、非翻訳領域(複数可)のmiRNA標的配列と、ベクター特異的配列と、を含む。例えば、AAVベクターゲノムは、逆位末端反復配列と、発現カセットとを含み、発現カセットは、例えば、標的細胞において発現を導く調節制御配列に作動可能に連結された機能的な遺伝子産物をコードする核酸配列と、非翻訳領域(複数可)のmiRNA標的配列とを含む。本明細書に記載されるように、miRNA標的配列は、導入遺伝子の発現が望ましくない(例えば、後根神経節)および/または導入遺伝子の発現レベルの低下が所望される細胞において、miRNA配列によって特異的に認識されるように設計される。
本明細書に記載のベクターの組成物は、本明細書にわたって記載される他の組成物、レジメン、態様、実施形態、および方法に適用されるように意図されることを理解されたい。
3.アデノ随伴ウイルス(AAV)
一態様では、組換えAAV(rAAV)が、本明細書で提供され、AAVカプシドおよびその中にパッケージングされたベクターゲノムを含む。
一実施形態では、調節配列は、上に記載の通りである。一実施形態では、ベクターゲノムは、AAVの5’逆位末端反復(ITR)、本明細書に記載の発現カセット、およびAAVの3’ITRを含む。一実施形態では、ベクターゲノムは、rAAVベクターを形成するrAAVカプシドの中にパッケージングされる核酸配列を指す。かかる核酸配列は、発現カセットに隣接するAAV逆位末端反復配列(ITR)を含む。一実施例では、「ベクターゲノム」は、少なくとも、5’から3’へ、AAVの5’ITRと、標的細胞でその発現を導く調節制御配列に作動可能に連結された機能的な遺伝子産物をコードする核酸配列と、非翻訳領域(複数可)のmiRNA標的配列と、AAVの3’ITRと、を含む。特定の実施形態では、ITRは、AAV2由来であり、カプシドは、異なるAAV由来である。あるいは、他のITRが使用され得る。本明細書に記載されるように、miRNA標的配列は、導入遺伝子の発現が望ましくない、および/または導入遺伝子の発現レベルの低下が所望される細胞のmiRNA配列によって、特異的に認識されるように設計される。
ITRは、ベクター産生の際のゲノムの複製およびパッケージングに関与する遺伝要素であり、rAAVを生成するために必要とされる唯一のウイルス性シス要素である。一実施形態では、ITRは、カプシドを供給するものとは異なるAAV由来である。好ましい実施形態では、AAV2由来のITR配列、またはその欠失バージョン(ΔITR)が、利便性のため、および規制当局の承認を加速させるために使用され得る。しかしながら、
他のAAV起源からのITRが選択されてもよい。ITRの起源がAAV2からであり、AAVカプシドが別のAAV起源からのものである場合、得られたベクターは、疑似型であると称され得る。典型的には、AAVベクターゲノムは、AAVの5’ITR、NAGLUコード配列および任意の調節配列、ならびにAAVの3’ITRを含む。しかしながら、これらの要素の他の構造も好適であり得る。D配列および最終的な末端解離部位(trs)が欠失している、ΔITRと称される5’ITRの短縮バージョンが記載されている。他の実施形態では、完全長AAV5’および3’ITRが使用される。
本明細書で使用される「AAV」という用語は、天然に存在するアデノ随伴ウイルス、当業者に利用可能なアデノ随伴ウイルス、および/または、本明細書に記載の組成物(複数可)および方法(複数可)に照らして、ならびに人工AAVを指す。アデノ随伴ウイルス(AAV)ウイルスベクターは、AAVタンパク質カプシドを有するAAV DNase耐性粒子であり、その中にパッケージングされる発現カセットは、標的細胞に送達するためのAAVの逆位末端反復配列(ITR)に隣接している。AAVカプシドは、60個のカプシド(cap)タンパク質サブユニットVP1、VP2、およびVP3からなり、選択されるAAVに応じて、およそ1:1:10~1:1:20の比で二十面体対称に配置される。上記で特定されたAAVウイルスベクターのカプシドの供給源として、様々なAAVが選択されてもよい。例えば、米国特許出願公開第2007/0036760-A1号、米国特許出願公開第2009/0197338-A1号、EP1310571を参照されたい。また、WO2003/042397(AAV7および他のサルAAV)、米国特許第7790449号および米国特許第7282199号(AAV8)、WO2005/033321、およびUS7,906,111(AAV9)、およびWO2006/110689、ならびにWO2003/042397(rh10)も参照されたい。また、これらの文書には、他のAAVも記載されており、AAVを生成するために選択され得る(参照により援用される)。ヒトまたは非ヒト霊長類(NHP)から単離され、または操作され、十分に特徴付けられたAAVのうち、ヒトAAV2が、遺伝子導入ベクターとして開発された最初のAAVであり、それは、異なる標的組織および動物モデルにおいて、効率的な遺伝子導入実験に広く使用されている。別途指定されない限り、本明細書に記載のAAVカプシド、ITR、および他の選択されるAAV成分は、限定されないが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV8、AAV9、AAV8bp、AAVrh10、AAVhu37、AAV7M8、およびAAVAnc80として一般に同定されているAAV、既知のもしくは言及されたAAVのうちのいずれかのバリアント、または未だ発見されていないAAVもしくはバリアント、あるいはそれらの混合物を含む、任意のAAVの中から容易に選択され得る。例えば、WO2005/033321を参照されたい(参照により本明細書に援用される)。一実施形態では、AAVカプシドは、AAV9カプシドまたはそのバリアントである。特定の実施形態では、カプシドタンパク質は、rAAVベクターの名前で「AAV」という用語の後の数値または数値および文字の組み合わせによって指定される。
本明細書で使用される場合、AAVに関して「バリアント」という用語は、既知のAAV配列に由来する任意のAAV配列を意味し、保存的アミノ酸置換を有するAAV配列、およびアミノ酸配列または核酸配列にわたって、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%以上の配列同一性を共有するAAV配列を含む。別の実施形態では、AAVカプシドは、任意の記載または既知のAAVカプシド配列から最大約10%のバリエーションを含み得るバリアントを含む。すなわち、AAVカプシドは、本明細書に提供され、かつ/または当該技術分野で既知のAAVカプシドと、約90%の同一性~約99.9%の同一性、約95%~約99%の同一性、または約97%~約98%の同一性を共有する。一実施形態では、AAVカプシドは、AAVカプシドと少なくとも95%の同一性を共有する。AAVカプシドのパーセント同一性を決定する場合、比較は、可
変タンパク質(例えば、vp1、vp2、またはvp3)のうちのいずれかにわたって行われ得る。
ITRまたは他のAAV成分は、当業者に利用可能な技術を使用して、AAVから容易に単離または操作され得る。かかるAAVは、学術的、商業的、または公的資源(例えば、American Type Culture Collection,Manassas,VA)から単離、操作、または入手することができる。あるいは、AAV配列は、文献またはデータベース(例えば、GenBank、PubMedなど)で利用可能であるような公開された配列を参照することによって、合成または他の好適な手段を通して操作され得る。AAVウイルスは、従来の分子生物学的な技術によって操作することができ、これらの粒子を、核酸配列の細胞特異的送達のため、免疫原性を最小限に抑えるため、安定性および粒子寿命を調整するため、効率的な分解のため、核への正確な送達のためなどに最適化することが可能になる。
本明細書で使用される場合、「rAAV」および「人工AAV」という用語は、限定されないが、互換的に、カプシドタンパク質と、その中にパッケージングされるベクターゲノムとを含むAAVを意味し、ベクターゲノムは、AAVとは異種の核酸を含む。一実施形態では、カプシドタンパク質は、天然に存在しないカプシドである。かかる人工カプシドは、選択されたAAV配列(例えば、vp1カプシドタンパク質の断片)を使用して、異種配列(異なる選択されたAAV、同じAAVの非連続部分、非AAVウイルス源、または非ウイルス源から得ることができる)と組み合わせて、任意の好適な技術によって生成され得る。人工AAVは、疑似型AAVカプシド、キメラAAVカプシド、組換えAAVカプシド、または「ヒト化」AAVカプシドであり得るが、これらに限定されない。1つのAAVのカプシドタンパク質が異種カプシドタンパク質に置き換えられている擬似型ベクターは、本発明に有用である。一実施形態では、AAV2/5およびAAV2/8は、例示的な擬似型ベクターである。選択される遺伝要素は、トランスフェクション、エレクトロポレーション、リポソーム送達、膜融合技術、高速DNAコーティングペレット、ウイルス感染、およびプロトプラスト融合を含む任意の好適な方法によって送達され得る。かかる構築物を作製するために使用される方法は、核酸操作における技術者に既知であり、遺伝子工学、組換え工学、および合成技術を含む。例えば、Green and Sambrook,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,NY(2012)を参照されたい。
本明細書で使用される場合、「AAV9カプシド」は、(a)GenBank受入番号:AAS99264(参照により本明細書に援用される)(AAV vp1カプシドタンパク質は、配列番号17に再現される)のアミノ酸配列、および/または(b)GenBank受入番号:AY530579.1:(nt1...2211)(配列番号16に再現される)のヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列を有するAAV9を指す。このコード配列からのいくつかのバリエーションは、本発明に包含され、GenBank受入番号:AAS99264およびUS7906111(同様に、WO2005/033321)における参照アミノ酸配列と約99%同一性を有する配列を含み得る(すなわち、参照配列からの約1%未満のバリエーション)。かかるAAVは、例えば、天然単離物(例えば、hu68、hu31もしくはhu32)、またはアミノ酸置換、欠失、もしくは付加を有するAAV9のバリアントを含み得る(例えば、AAV9カプシドと整列される任意の他のAAVカプシド、例えば、US9,102,949、US8,927,514、US2015/349911、WO2016/049230A1l、US9,623,120、US9,585,971に記載されているものなどの、対応する位置から「動員される(recruited)」代替的な残基から選択されたアミノ酸置換を含むが、これらに限定されない)。しかしながら、他の実施形態では、AAV9の他のバリア
ント、または上記の参照配列と少なくとも約95%の同一性を有するAAV9カプシドが選択されてもよい。例えば、米国特許出願公開第2015/0079038号を参照されたい。カプシド、そのコード配列を生成する方法、およびrAAVウイルスベクターの産生のための方法が記載されている。例えば、Gao,et al,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.100(10),6081-6086(2003)およびUS2013/0045186A1を参照されたい。
AAVhu68は、vp1(配列番号9)の67位および157位の2つのコードされたアミノ酸により、別の系統群FのウイルスであるAAV9とは異なる。対照的に、他の系統群FのAAV(AAV9、hu31、hu31)は、67位にAlaおよび157位にAlaを有する。新規のAAVhu68カプシドおよび/または操作されたAAVカプシドが提供され、配列番号9の番号付けに基づいて、157位にバリン(ValまたはV)を有し、任意選択的に、67位にグルタミン酸(GluまたはE)を有する。また、WO2018/160582も参照されたい(配列表を含めて)、その全体が参照により本明細書に援用される)。
本明細書で使用される場合、AAVの群に関連する「系統群(clade)」という用語は、互いに系統学的に関連するAAVの群を指し、AAV vp1アミノ酸配列の整列に基づいて、少なくとも75%のブートストラップ値(少なくとも1000反復のうち)および0.05以下のポアソン補正距離測定値によって、隣接結合アルゴリズム(Neighbor-Joining algorithm)を使用して決定される。隣接結合アルゴリズムは、文献に記載されている。例えば、M.Nei and S.Kumar,Molecular Evolution and Phylogenetics(Oxford University Press,New York(2000)を参照されたい。このアルゴリズムを実装するのに使用され得るコンピュータプログラムが利用可能である。例えば、MEGA v2.1プログラムは、修正Nei-Gojobori法を実装する。これらの技術およびコンピュータプログラム、ならびにAAV vp1カプシドタンパク質の配列を使用して、当業者は、選択されたAAVが、本明細書で特定された系統群(クレード)のうちの1つに含まれるか、またはこれらの系統群以外の別の系統群に含まれるかを、容易に決定することができる。例えば、G Gao,et al,J
Virol 2004 Jun;78(10:6381-6388)を参照されたい。これは、系統群A、B、C、D、E、およびFを同定し、新規AAVの核酸配列(GenBank受入番号AY530553~AY530629)を提供する。また、WO2005/033321も参照されたい。
特定の実施形態では、AAV68カプシドは、さらに、以下のうちの1つ以上を特徴とする。AAVhu68カプシドタンパク質は、配列番号8の1~736の予測されたアミノ酸配列をコードする核酸配列からの発現により産生されたAAVhu68 vp1タンパク質、配列番号9から産生されたvp1タンパク質、もしくは配列番号9の1~736の予測されたアミノ酸配列をコードする配列番号8と少なくとも70%同一の核酸配列から産生されたvp1タンパク質、配列番号9の少なくとも約アミノ酸138~736の予測されたアミノ酸配列をコードする核酸配列からの発現により産生されたAAVhu68
vp2タンパク質、配列番号8の少なくともヌクレオチド412~2211を含む配列から産生されたvp2タンパク質、もしくは配列番号9の少なくともアミノ酸約138~736の予測されたアミノ酸配列をコードする配列番号8の少なくともヌクレオチド412~2211と少なくとも70%同一の核酸配列から産生されたvp2タンパク質、および/または配列番号9の少なくともアミノ酸約203~736の予測されたアミノ酸配列をコードする核酸配列からの発現により産生されたAAVhu68 vp3タンパク質、配列番号8の少なくともヌクレオチド607~2211を含む配列から産生されたvp3タンパク質、または配列番号9の少なくとも約アミノ酸203~736の予測されたアミ
ノ酸配列をコードする配列番号8の少なくともヌクレオチド607~2211と少なくとも70%同一の核酸配列から産生されたvp3タンパク質を含む。
AAVhu68 vp1、vp2、およびvp3タンパク質は、典型的には、配列番号9(アミノ酸1~736)の全長vp1アミノ酸配列をコードする同じ核酸配列によってコードされる選択的スプライシングバリアントとして発現される。任意選択的に、vp1コード配列は、vp1、vp2、およびvp3タンパク質を発現するために、単独で使用される。あるいは、この配列は、vp1固有領域(約1~約137)および/またはvp2固有領域(約aa1~約aa202)を有しない配列番号9のAAVhu68 vp3アミノ酸配列(約aa203~736)をコードする核酸配列、またはそれに相補的な鎖、対応するmRNAもしくはtRNA(配列番号8の約nt607~約nt2211)、または配列番号9のaa203~736をコードする配列番号8と少なくとも70%~少なくとも99%(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%)同一の配列のうちの1つ以上と共発現され得る。追加的に、または代替的に、vp1コード配列および/またはvp2コード配列は、vp1固有領域(約aa1~約137)を有しない配列番号9のAAVhu68 vp2アミノ酸配列(約aa138~736)をコードする核酸配列、またはそれに相補的な鎖、対応するmRNAもしくはtRNA(配列番号8のnt412~22121)、または配列番号9の約aa138~736をコードする配列番号8と少なくとも70%~少なくとも99%(例えば、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%)同一の配列と共発現され得る。
本明細書に記載されるように、rAAVhu68は、配列番号9のvp1アミノ酸配列をコードするAAVhu68核酸配列、および任意選択的に、追加の核酸配列(例えば、vp1および/またはvp2固有領域を含まないvp3タンパク質をコードする配列)由来のカプシドを発現する産生システムで産生されたrAAVhu68カプシドを有する。単一の核酸配列vp1を使用した産生から得られたrAAVhu68は、vp1タンパク質、vp2タンパク質、およびvp3タンパク質の異種集団を産生する。より具体的には、AAVhu68カプシドは、vp1タンパク質内、vp2タンパク質内、およびvp3タンパク質内に亜集団を含み、配列番号9の予測されるアミノ酸残基からの修飾を有する。これらの亜集団には、少なくとも、脱アミド化アスパラギン(NまたはAsn)残基が含まれる。例えば、アスパラギン-グリシン対のアスパラギンは、高度に脱アミド化されている。
一実施形態では、AAVhu68 vp1核酸配列は、配列番号8の配列、またはそれに相補的な鎖、例えば、対応するmRNAもしくはtRNAを有する。特定の実施形態では、vp2および/またはvp3タンパク質は、追加的または代替的に、例えば、選択された発現系においてvpタンパク質の比を変化させるために、vp1とは異なる核酸配列から発現され得る。特定の実施形態では、vp1固有領域(約aa1~約aa137)および/またはvp2固有領域(約aa1~約aa202)を有しない配列番号9のAAVhu68 vp3アミノ酸配列(約aa203~736)、またはそれに相補的な鎖、対応するmRNAもしくはtRNA(配列番号8の約nt607~約nt2211)をコードする核酸配列も提供される。特定の実施形態では、vp1固有領域(約aa1~約aa137)を有しない配列番号9のAAVhu68 vp2アミノ酸配列(約aa138~736)、またはそれに相補的な鎖、対応するmRNAもしくはtRNA(配列番号8のnt412~2211)をコードする核酸配列も提供される。
しかしながら、配列番号9のアミノ酸配列をコードする他の核酸配列は、rAAVhu68カプシドの産生に使用するために選択され得る。特定の実施形態では、核酸配列は、
配列番号8の核酸配列、または配列番号8と少なくとも70%~99%同一、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%同一の配列を有し、配列番号9をコードする。特定の実施形態では、核酸配列は、配列番号8の核酸配列、または配列番号8の約nt412~約nt2211と少なくとも70%~99%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%同一の配列を有し、配列番号9のvp2カプシドタンパク質(約aa138~736)をコードする。特定の実施形態では、核酸配列は、配列番号8の約nt607~約nt2211の核酸配列、または配列番号8のntと少なくともと少なくとも70%~99%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%同一の配列を有し、配列番号9のvp3カプシドタンパク質(約aa203~736)をコードする。
特定の実施形態では、AAVhu68カプシドは、配列番号8の核酸配列、または本明細書に記載の修飾(例えば、脱アミド化アミノ酸)を含む配列番号9のvp1アミノ酸配列をコードする少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%の配列、少なくとも99%を使用して産生される。特定の実施形態では、vp1アミノ酸配列は、配列番号9に再現される。
本明細書で使用される場合、vpカプシドタンパク質を参照するために使用される場合、「異種」という用語またはその任意の文法的変形は、例えば、異なる修飾アミノ酸配列を有するvp1、vp2、またはvp3モノマー(タンパク質)を有する、同じではない要素からなる集団を指す。配列番号9は、AAVhu68 vp1タンパク質のコードされたアミノ酸配列を提供する。vp1、vp2、およびvp3タンパク質(代替的にアイソフォームと称される)に関連して使用される「異種」という用語は、カプシド内のvp1、vp2、およびvp3タンパク質のアミノ酸配列の違いを指す。AAVカプシドは、vp1タンパク質内、vp2タンパク質内、およびvp3タンパク質内に亜集団を含み、予測されるアミノ酸残基からの修飾を有する。これらの亜集団は、少なくとも特定の脱アミド化アスパラギン(NまたはAsn)残基が含まれる。例えば、特定の亜集団は、アスパラギン-グリシン対中の少なくとも1つ、2つ、3つ、または4つの高度脱アミド化アスパラギン(N)位置を含み、任意選択的に他の脱アミド化アミノ酸をさらに含み、脱アミド化は、アミノ酸変化および他の任意の修飾をもたらす。
本明細書で使用される場合、vpタンパク質の「亜集団」は、別途指定されない限り、少なくとも1つの定義された共通の特徴を有し、少なくとも1つの群メンバーから参照群のすべてのメンバーよりも少ないメンバーからなるvpタンパク質の群を指す。
例えば、vp1タンパク質の「亜集団」は、別途指定されない限り、組み立てられたAAVカプシド中の少なくとも1つの(1)vp1タンパク質であり、すべてのvp1タンパク質未満である。vp3タンパク質の「亜集団」は、別途指定されない限り、組み立てられたAAVカプシド中のすべてのvp3タンパク質よりも少ない1つの(1)vp3タンパク質であり得る。例えば、vp1タンパク質は、vpタンパク質の亜集団であり得、vp2タンパク質は、vpタンパク質の別個の亜集団であり得、vp3は、組み立てられたAAVカプシド中のvpタンパク質のさらなる亜集団であり得る。別の例では、vp1、vp2、およびvp3タンパク質は、例えば、少なくとも1つ、2つ、3つ、または4つの高度脱アミド化アスパラギン、例えば、アスパラギン-グリシン対で異なる修飾を有するサブ集団を含み得る。
別途指定されない限り、高度脱アミド化は、参照アミノ酸位置での予測されたアミノ酸
配列と比較して、参照アミノ酸位置での少なくとも45%の脱アミド化、少なくとも50%の脱アミド化、少なくとも60%の脱アミド化、少なくとも65%の脱アミド化、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%、または最大約100%の脱アミド化を指す(例えば、配列番号9の番号付けに基づくアミノ酸57[AAVHu68]のアスパラギンの少なくとも80%が、総vp1タンパク質に基づいて脱アミド化され得るか、または総vp1、vp2、およびvp3タンパク質に基づいて脱アミド化され得る)。かかるパーセンテージは、2Dゲル、質量分析技術、または他の好適な技術を使用して決定され得る。
AAVhu68カプシドタンパク質において、4個の残基(N57、N329、N452、N512)は、様々なロットにわたって70%超の脱アミド化レベルを日常的に示し、ほとんどの場合、90%超である。追加的なアスパラギン残基(N94、N253、N270、N304、N409、N477、およびQ599)も、様々なロットにわたって最大約20%の脱アミドレベルを示す。脱アミド化レベルは、最初に、トリプシン消化を使用して特定され、キモトリプシン消化で検証された。
AAVhu68カプシドは、vp1タンパク質内、vp2タンパク質内、およびvp3タンパク質内に亜集団を含み、配列番号9の予測されるアミノ酸残基からの修飾を有する。これらの亜集団は、少なくとも特定の脱アミド化アスパラギン(NまたはAsn)残基を含む。例えば、特定の亜集団は、配列番号9のアスパラギン-グリシン対中の少なくとも1つ、2つ、3つ、または4つの高度脱アミド化アスパラギン(N)位置を含み、任意選択的に他の脱アミド化アミノ酸をさらに含み、脱アミド化は、アミノ酸変化および他の任意の修飾をもたらす。
他の実施形態では、本方法は、rAAVの収率を増加させること、したがって、細胞溶解の前に、または細胞溶解を必要とせずに、上清中に存在するrAAVの量を増加させることを伴う。この方法は、AAVhu68vp1カプシドタンパク質のアミノ酸番号を有する整列に基づいて、AAV VP1カプシド遺伝子を操作して、67位にGlu、157位にVal、または両方を有するカプシドタンパク質を発現させることを伴う。他の実施形態では、本方法は、VP2カプシド遺伝子を操作して、157位にValを有するカプシドタンパク質を発現することを伴う。さらに他の実施形態では、rAAVは、修飾カプシドを有し、67位にGluおよび157位にValの、vp1およびvp2のカプシドタンパク質の両方を含む。
特定の実施形態では、本明細書に記載されるrAAVは、自己相補的なAAVである。「自己相補的AAV」は、組換えAAV核酸配列が保有するコーディング領域が、分子内二本鎖DNA鋳型を形成するように設計されている構築物を指す。感染時には、第2の鎖の細胞介在合成を待つのではなく、scAAVの2つの相補的半体が会合して、即時の複製および転写に備えのある1つの二本鎖DNA(dsDNA)ユニットを形成する。例えば、D M McCarty et al,“Self-complementary recombinant adeno-associated virus (scAAV) vectors promote efficient transduction independently of DNA synthesis”,Gene Therapy,(August 2001),Vol 8,Number 16,Pages 1248-1254を参照されたい。自己相補的なAAVは、例えば、米国特許第6,596,535号、同第7,125,717号、および同第7,456,683号に記載されており、その各々は参照によりその全体が本明細書に援用される。
特定の実施形態では、本明細書に記載されるrAAVは、ヌクレアーゼ耐性である。か
かるヌクレアーゼは、単一のヌクレアーゼ、またはヌクレアーゼの混合物であり得、エンドヌクレアーゼまたはエキソヌクレアーゼであり得る。ヌクレアーゼ耐性rAAVは、AAVカプシドが完全に組み立てられたことを示し、産生プロセスから存在し得る汚染核酸を除去するために設計されたヌクレアーゼインキュベーションステップ中の分解(消化)から、これらのパッケージングされたゲノム配列を保護する。多くの場合、本明細書に記載のrAAVは、DNase耐性である。
本明細書に記載される組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)は、既知の技術を使用して生成され得る。例えば、WO2003/042397;WO2005/033321、WO2006/110689;US7588772B2を参照されたい。かかる方法は、宿主細胞を培養することを含み、宿主細胞は、AAVカプシドをコードする核酸配列、機能的なrep遺伝子、AAV逆位末端反復(ITR)に隣接する本明細書に記載される発現カセット、および発現カセットをAAVカプシドタンパク質にパッケージングするのを可能にする十分なヘルパー機能を含む。また、宿主細胞も本明細書に提供され、AAVカプシドをコードする核酸配列、機能的なrep遺伝子、記載されるベクターゲノム、およびベクターゲノムをAAVカプシドタンパク質にパッケージングすることを可能にする十分なヘルパー機能を含む。一実施形態では、宿主細胞は、HEK293細胞である。これらの方法は、WO2017/160360A2にさらに詳細に記載されている(参照により本明細書に援用される)。
当業者に利用可能なrAAVの他の産生方法も利用することができる。好適な方法は、バキュロウイルス発現系または酵母を介した産生を含み得るが、これらに限定されない。例えば、Robert M.Kotin,Large-scale recombinant adeno-associated virus production.Hum
Mol Genet.2011 Apr 15;20(R1):R2-R6.Published online 2011 Apr 29.doi:10.1093/hmg/ddr141、Aucoin MG et al.,Production of adeno-associated viral vectors in insect cells using triple infection:optimization of baculovirus concentration ratios.BioTechnol Bioeng.2006 Dec 20;95(6):1081-92、SAMI S.THAKUR,Production of Recombinant Adeno-associated viral vectors in yeast.Thesis presented to the Graduate School of the University of Florida,2012、Kondratov O et al.Direct Head-to-Head Evaluation of Recombinant Adeno-associated Viral Vectors Manufactured in Human versus Insect Cells,Mol Ther.2017 Aug 10.pii:S1525-0016(17)30362-3.doi:10.1016/j.ymthe.2017.08.003.[Epub ahead of print]、Mietzsch M et al,OneBac 2.0:Sf9 Cell Lines for
Production of AAV1,AAV2,and AAV8 Vectors with Minimal Encapsidation of Foreign DNA.Hum Gene Ther Methods.2017 Feb;28(1):15-22.doi:10.1089/hgtb.2016.164.、Li L et al.Production and characterization of novel recombinant adeno-associated virus
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2013 Aug 1;8(8):e69879.doi:10.1371/journal.pone.0069879.Print 2013、Galibert L et
al,Latest developments in the large-scale production of adeno-associated virus vectors in insect cells toward the treatment of neuromuscular diseases.J Invertebr Pathol.2011 Jul;107 Suppl:S80-93.doi:10.1016/j.jip.2011.05.008、およびKotin RM,Large-scale recombinant adeno-associated virus production.Hum Mol Genet.2011 Apr 15;20(R1):R2-6.doi:10.1093/hmg/ddr141.Epub 2011 Apr 29を参照されたい。
2ステップの高塩濃度でのアフィニティクロマトグラフィー精製、続いて、アニオン交換樹脂クロマトグラフィーを使用して、ベクター薬物製品を精製し、空のカプシドを除去する。これらの方法は、「Scalable Purification Method
for AAV9」と題するWO2017/160360にさらに詳細に記載されている(参照により本明細書に援用される)。簡潔には、パッケージングされたゲノム配列を有するrAAV9粒子を、ゲノム欠損AAV9中間体から分離するための方法は、組換えAAV9ウイルス粒子およびAAV9カプシド中間体を含む懸濁液を、高性能液体クロマトグラフィーに供することを伴い、AAV9ウイルス粒子およびAAV9中間体を、10.2のpHで平衡化された強アニオン交換樹脂に結合させ、約260および約280での紫外吸光度について溶出液をモニタリングしながら、塩勾配に供する。rAAV9にはあまり最適ではないが、pHは、約10.0~10.4の範囲であってもよい。この方法では、AAV9完全カプシドは、A260/A280の比が感染ポイントに到達した場合に溶出する画分から回収される。一実施例では、アフィニティクロマトグラフィーステップのために、ダイアフィルトレーションされた産物を、AAV2/9血清型を効率的に捕捉するCapture Select(商標)Poros-AAV2/9アフィニティ樹脂(Life Technologies)に適用してもよい。これらのイオン条件下、残留細胞DNAおよびタンパク質の有意なパーセンテージは、カラムの中を流れ、AAV粒子は効率的に捕捉される。
rAAVの特徴付けまたは定量化のための従来の方法は、当業者に利用可能である。空のおよび完全粒子含有量を算出するために、選択された試料(例えば、本明細書の実施例では、イオジキサノール勾配-精製された調製物、ここで、GCの数=粒子の数)についてのVP3バンド容量が、ロードされたGC粒子に対してプロットされる。得られた直線等式(y=mx+c)を使用して、試験品目ピークのバンド容量中の粒子の数を算出する。次いで、負荷した20μLあたりの粒子の数(pt)に50を掛けて、粒子(pt)/mLを得る。Pt/mLをGC/mLで除算して、ゲノムコピーに対する粒子の比(pt/GC)を得る。Pt/mL~GC/mLは、空のpt/mLを与える。空のpt/mLをpt/mLで除算して、次いで、100をかけることにより、空の粒子のパーセンテージを得る。一般に、空のカプシドおよびパッケージされたゲノムを伴うAAVベクター粒子のためのアッセイ方法は、当該分野において周知である。例えば、Grimm et al.,Gene Therapy(1999)6:1322-1330、Sommer
et al.,Molec.Ther.(2003)7:122-128を参照されたい。変性したカプシドについて試験するために、方法は、3つのカプシドタンパク質を分離可能な任意のゲル、例えば、緩衝液中3~8%のTris-アセテートを含有する勾配ゲルからなるSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動に処理済みAAVストックを供すること、次いで、試料材料が分離するまでゲルを泳動させること、およびナイロンまたはニトロセルロース膜、好ましくは、ナイロン上でゲルをブロットすることを含む。抗-A
AVカプシド抗体は、次いで、変性したカプシドタンパク質、好ましくは、抗-AAVカプシドモノクローナル抗体、最も好ましくは、B1抗-AAV-2モノクローナル抗体に結合する主要な抗体として使用される(Wobus et al.,J.Viral.(2000)74:9281-9293)。次いで、一次抗体に結合し、一次抗体、より好ましくは、抗体に共有結合した検出分子を含有する抗-IgG抗体、最も好ましくは、西洋ワサビペルオキシダーゼに共有結合したヒツジ抗-マウスIgG抗体との結合を検出するための手段を含む、二次抗体が使用される。一次および二次抗体との間の結合を半定量的に測定するために、結合を検出するための方法、好ましくは、放射性アイソトープ放射、電磁放射、または発色変化を検出可能な検出方法、最も好ましくは、化学発光検出キットが使用される。例えば、SDS-PAGEのために、カラムフラクションからの試料が、採集され、還元剤(例えば、DTT)を含有するSDS-PAGEロード用緩衝液中で加熱されてもよく、カプシドタンパク質は、プレキャスト勾配ポリアクリルアミドゲル(例えば、Novex)上で分解される。SilverXpress(Invitrogen、CA)を製造元の指示に従って用いて、銀染色を実施してもよく、または他の好適な染色方法、すなわち、SYPROルビーもしくはクーマシー染色を実施してもよい。一実施形態では、カラムフラクション中のAAVベクターゲノム(vg)の濃度は、定量的リアルタイムPCR(Q-PCR)により測定されることができる。試料は希釈され、DNase I(または別の好適なヌクレアーゼ)で消化されて、外因性DNAが除去される。ヌクレアーゼの不活化後、試料はさらに希釈され、プライマーおよびプライマー間のDNA配列に特異的なTaqMan(商標)蛍光発生プローブを用いて増幅される。規定レベルの蛍光(閾値サイクル、Ct)に到達するのに必要とされるサイクル数は、Applied Biosystems Prism 7700配列検出システム上で各試料について測定される。AAVベクター中に含有されるものと同一の配列を含有するプラスミドDNAを用いて、Q-PCR反応における標準曲線を作成する。試料から得られたサイクル閾値(Ct)値を使用して、プラスミド標準曲線のCt値に対してそれを正規化することにより、ベクターゲノム力価を決定する。デジタルPCRに基づくエンドポイントアッセイも使用され得る。
一態様では、広域スペクトルセリンプロテアーゼ、例えば、プロテアーゼK(例えば、Qiagenから商業的に入手可能なもの)を利用する最適化されたq-PCR方法が使用される。より具体的には、最適化されたqPCRゲノム力価アッセイは、DNase I消化の後に、試料をプロテアーゼK緩衝液で希釈し、プロテアーゼKで処理し、続いて、熱失活させることを除き、標準的なアッセイと同様である。好適には、試料は、試料サイズと等しい量のプロテアーゼK緩衝液で希釈される。プロテアーゼK緩衝液は、2倍以上に濃縮されてもよい。典型的に、プロテアーゼK治療は、約0.2mg/mLであるが、0.1mg/mL~約1mg/mLで変動し得る。処理ステップは、一般に、約55℃で約15分間実施されるが、より低い温度(例えば、約37℃~約50℃)でより長時間(例えば、約20分間~約30分間)、またはより高い温度(例えば、最高約60℃)でより短時間(例えば、約5~10分間)実施されてもよい。同様に、熱失活は、一般に、約95℃で約15分間であるが、温度を下げてもよく(例えば、約70~約90℃)、時間を延ばしてもよい(例えば、約20分間~約30分間)。次いで、試料は希釈され(例えば、1000倍)、標準アッセイで記載されるように、TaqMan分析に供される。
追加的に、または代替的には、ドロップレットデジタルPCR(ddPCR)が使用されてもよい。例えば、ddPCRによる一本鎖および自己相補的なAAVベクターゲノム力価を測定するための方法が記載されている。例えば、M.Lock et al,Hu
Gene Therapy Methods,Hum Gene Ther Methods.2014 Apr;25(2):115-25.doi:10.1089/hgtb.2013.131.Epub 2014 Feb 14を参照されたい。
また、カプシドタンパク質のvp1、vp2、およびvp3の比を決定する方法も利用可能である。例えば、Vamseedhar Rayaprolu et al,Comparative Analysis of Adeno-Associated Virus Capsid Stability and Dynamics,J Virol.2013 Dec;87(24):13150-13160、Buller RM,Rose JA.1978.Characterization of adenovirus-associated virus-induced polypeptides in KB cells.J.Virol.25:331-338、およびRose
JA,Maizel JV,Inman JK,Shatkin AJ.1971.Structural proteins of adenovirus-associated viruses.J.Virol.8:766-770を参照されたい。
本明細書に記載のrAAVにおける組成物が、本明細書にわたって記載される他の組成物、レジメン、態様、実施形態、および方法に適用されるように意図されることを理解されたい。
4.医薬組成物
導入遺伝子およびmiRNA標的配列を含む発現カセットを含む医薬組成物は、液体懸濁液、凍結乾燥または凍結組成物、または別の好適な製剤であってもよい。特定の実施形態では、組成物は、発現カセットと、懸濁液を形成する生理学的に適合する液体(例えば、溶液、希釈剤、担体)とを含む。かかる液体は、好ましくは水性であり、緩衝剤(複数可)、界面活性剤(複数可)、pH調整剤(複数可)、防腐剤(複数可)、または他の好適な賦形剤(複数可)を1つ以上含み得る。好適な成分が以下でより詳細に考察される。医薬組成物は、水性懸濁液および任意の選択された賦形剤、ならびに発現カセットを含む。
導入遺伝子およびmiRNA標的配列を含む発現カセットは、本明細書全体に記載されている通りである。例えば、発現カセットは、核酸配列であり得、(a)組換えウイルスを含む細胞において遺伝子産物の発現を導く調節配列の制御下にある遺伝子産物のコード配列と、(b)細胞において遺伝子産物の発現を導く調節配列と、(c)コード配列の5’にある5’非翻訳領域(UTR)配列と、(d)コード配列の3’にある3’UTR配列と、e)少なくとも2つのタンデム後根神経節(DRG)特異的miRNA標的配列とを含み、少なくとも2つのmiRNA標的配列は、少なくとも1つの第1のmiRNA標的配列と、同じかまたは異なり得る少なくとも1つの第2のmiRNA標的配列とを含む。
特定の実施形態では、医薬組成物は、発現カセットを含み、発現カセットは、導入遺伝子、およびmiRNA標的配列、ならびに非ウイルス送達系を含む。これには、例えば、裸のDNA、裸のRNA、無機粒子、脂質または脂質様粒子、キトサンベースの製剤、ならびに当該技術分野で既知で、記載されている他のもの(例えば、上に引用されたRamamoorthおよびNarvekarに例示される)が含まれ得る。
他の実施形態では、医薬組成物は、発現カセット(導入遺伝子およびmiRNA標的配列を含む)を含む懸濁液であり、非ウイルスベクター系またはウイルスベクター系において操作されている。かかる非ウイルスベクター系は、例えば、プラスミドもしくは非ウイルス遺伝要素、またはタンパク質ベースのベクターを含み得る。
特定の実施形態では、医薬組成物は、非複製ウイルスベクターを含む。好適なウイルスベクターは、任意の好適な送達ベクター、例えば、組換えアデノウイルス、組換えレンチウイルス、組換えボカウイルス、組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)、または別の組換
えパルボウイルスなど、を含み得る。特定の実施形態では、ウイルスベクターは、それを必要とする患者に遺伝子産物を送達するための組換えAAVである。
一実施形態では、医薬組成物は、発現カセットを含み、導入遺伝子およびmiRNA標的配列、ならびに脳室内(ICV)、髄腔内(IT)、大槽内、または静脈内(IV)注入を介した送達に好適な製剤緩衝液を含む。一実施形態では、導入遺伝子およびmiRNA標的配列を含む発現カセットは、組換えAAVにパッケージングされる。
一実施形態では、本明細書で提供される組成物は、水性懸濁液中に溶解した界面活性剤、防腐剤、賦形剤、および/または緩衝剤を含む。一実施形態では、緩衝液は、PBSである。別の実施形態では、緩衝液は、人工脳脊髄液(aCSF)、例えば、エリオット製剤緩衝液、またはハーバード装置灌流液(最終イオン濃度(mM):Na 150、K 3.0、Ca 1.4、Mg 0.8、P 1.0、Cl 155での人口CSF)である。様々な好適な溶液が既知であり、緩衝食塩水、界面活性剤、および生理学的に適合する塩、もしくは塩の混合物(イオン強度が約100mMの塩化ナトリウム(NaCl)~約250mMの塩化ナトリウム相当に調整されたもの)、または同等のイオン濃度に調整された生理学的に適合する塩のうちの1つ以上を含む溶液を含む。
好適には、製剤は、生理学的に許容されるpH、例えば、pH6~8、またはpH6.5~7.5、pH7.0~7.7、またはpH7.2~7.8の範囲で調整される。脳脊髄液のpHは約7.28~約7.32であるので、髄腔内送達のためには、この範囲内のpHが望ましいが、静脈内送達のためには、6.8~約7.2のpHが望ましい可能性がある。しかしながら、より広範囲にある他のpH、およびこれらの下位範囲が、他の送達経路のために選択され得る。
好適な界面活性剤、または界面活性剤の組み合わせが、非毒性である非イオン界面活性剤のうちから選択され得る。一実施形態では、例えば、中性pHを有し、平均分子量8400を有するポロキサマー188としても知られているPluronic(登録商標)F68 [BASF]などの、一級ヒドロキシル基末端の二機能的ブロックコポリマー界面活性剤が選択される。他の界面活性剤および他のポロキサマー、すなわち、ポリオキシエチレン(ポリ(エチレンオキシド))の2つの親水性鎖に隣接するポリオキシプロピレン(ポリ(プロピレンオキシド))の中心疎水性鎖からなる非イオン性トリブロックコポリマー、SOLUTOL HS 15(マクロゴール-15ヒドロキシステアラート)、LABRASOL(ポリオキシカプリン酸グリセリド)、ポリオキシ10オレイルエーテル、TWEEN(ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル)、エタノール、およびポリエチレングリコールが選択され得る。一実施形態では、製剤は、ポロキサマーを含有する。これらのコポリマーは一般に、文字「P」(ポロキサマーについて)に続いて、3桁数字を用いて命名され、初めの2桁数字×100は、ポリオキシプロピレンコアのおおよその分子質量を与えるものであり、最後の数字×10は、ポリオキシエチレン含有量のパーセンテージを与えるものである。一実施形態では、ポロキサマー188が選択される。界面活性剤は、懸濁液の最大約0.0005%~約0.001%の量で存在し得る。
一実施例では、製剤は、例えば、水中に塩化ナトリウム、重炭酸ナトリウム、デキストロース、硫酸マグネシウム(例えば、硫酸マグネシウム7H2O)、塩化カリウム、塩化カルシウム(例えば、塩化カルシウム・2H2O)、二塩基性リン酸ナトリウム、およびそれらの混合物のうちの1つ以上を含む、緩衝化食塩水溶液を含有することができる。好適には、髄腔内送達のためには、モル浸透圧濃度は、脳脊髄液と適合する範囲内(例えば、約275~約290)である、例えば、emedicine.medscape.com/article/2093316-overviewを参照されたい。任意選択的に、髄腔内送達のために、商業的に入手可能な希釈剤は、懸濁化剤として使用され得るか、
または別の懸濁化剤および他の任意の賦形剤と組み合わせて使用され得る。例えば、Elliotts B(登録商標)溶液[Lukare Medical]を参照されたい。
他の実施形態では、製剤は、1つ以上の浸透促進剤を含有し得る。好適な浸透促進剤の例には、例えば、マンニトール、グリココール酸ナトリウム、タウロコール酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン-9-ラウリルエーテル、またはEDTAが挙げられ得る。
さらに、医薬組成物が提供され、薬学的に許容される担体と、本明細書に記載される核酸配列を含むベクターとを含む。本明細書で使用される場合、「担体」は、ありとあらゆる溶媒、分散媒体、ビヒクル、コーティング、希釈剤、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤、緩衝液、担体溶液、懸濁液、コロイドなどを含む。薬学的活性物質に対するかかる媒体および薬剤の使用は、当該技術分野において周知である。補足有効成分を組成物中に組み込むこともできる。リポソーム、ナノカプセル、微粒子、ミクロスフェア、脂質粒子、小胞などの送達ビヒクルが、本発明の組成物を好適な宿主細胞に導入するために使用され得る。特に、rAAVベクターは、脂質粒子、リポソーム、小胞、ナノスフェア、またはナノ粒子などに封入化された送達のいずれかのために製剤化され得る。一実施形態では、治療有効量の当該ベクターが、医薬組成物に含まれる。担体の選択は、本発明を限定しない。防腐剤または化学的安定剤などの他の従来の薬学的に許容される担体。好適な例示的な防腐剤としては、クロロブタノール、ソルビン酸カリウム、ソルビン酸、二酸化硫黄、没食子酸プロピル、パラベン、エチルバニリン、グリセリン、フェノール、およびパラクロロフェノールが挙げられる。好適な化学安定剤としては、ゼラチンおよびアルブミンが挙げられる。
「薬学的に許容される」という語句は、宿主に投与されるときにアレルギーまたは類似の有害反応を生じない分子実体および組成物を指す。
本明細書で使用される場合、「投薬量」または「量」という用語は、治療の過程で対象に送達される総投薬量もしくは総量、あるいは単一の単位(または複数の単位もしくは分割投薬量)投与で送達される投薬量もしくは量を指し得る。
本明細書に記載の水性懸濁液または医薬組成物は、任意の好適な経路または異なる経路の組み合わせによって、それを必要とする対象に送達されるように設計される。
一実施形態では、医薬組成物は、脳室内(ICV)、髄腔内(IT)、または大槽内注入を介した送達用に製剤化される。一実施形態では、本明細書に記載の組成物は、静脈内注入によって、それを必要とする対象に送達するために設計される。あるいは、他の投与経路(例えば、経口、吸入、鼻腔内、気管内、動脈内、眼内、筋肉内、および他の非経口経路)を選択してもよい。
本明細書で使用される場合、「髄腔内送達」または「髄腔内投与」という用語は、脊柱管への、より詳細には、脳脊髄液(CSF)へ到達するようにクモ膜下腔空間内への注入を介した、薬物の投与経路を指す。髄腔内送達は、腰椎穿刺、脳室内、後頭下/大槽内、および/またはC1-2穿刺を含み得る。例えば、材料は、腰椎穿刺により、クモ膜下腔空間にわたって拡散させるために導入され得る。別の実施例では、注入は、大槽内であり得る。大槽内送達は、ベクター拡散を増加させ、および/または投与によって引き起こされる毒性および炎症を低減し得る。例えば、Christian Hinderer et al,Widespread gene transfer in the central nervous system of cynomolgus macaqu
es following delivery of AAV9 into the cisterna magna,Mol Ther Methods Clin Dev.2014;1:14051.Published online 2014 Dec 10.doi:10.1038/mtm.2014.51を参照されたい。
本明細書で使用される場合、「大槽内送達」または「大槽内投与」という用語は、脳室の脳脊髄液への、又は大槽内での直接的な薬物の投与経路、より詳細には、後頭下穿刺による、または大槽内への直接注入による、または永続的に配置されたチューブによる、薬物の投与経路を指す。
一態様では、医薬組成物が、本明細書で提供され、製剤緩衝液中に本明細書に記載されるベクターを含む。特定の実施形態では、複製欠陥ウイルス組成物は、ヒト患者にとって、範囲内のすべての整数または分数量を含む約1.0×10GC~約1.0×1016GC(体重70kgの平均対象を治療するため)、好ましくは1.0×1012GC~1.0×1014GCの範囲にある一定量の複製欠陥ウイルスを含むように投薬量単位で製剤化され得る。一実施形態では、組成物は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり少なくとも1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、または9×10GCを含むように製剤化される。別の実施形態では、組成物は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり少なくとも1×1010、2×1010、3×1010、4×1010、5×1010、6×1010、7×1010、8×1010、または9×1010GCを含むように製剤化される。別の実施形態では、組成物は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり少なくとも1×1011、2×1011、3×1011、4×1011、5×1011、6×1011、7×1011、8×1011、または9×1011GCを含むように製剤化される。別の実施形態では、組成物は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり少なくとも1×1012、2×1012、3×1012、4×1012、5×1012、6×1012、7×1012、8×1012、または9×1012GCを含むように製剤化される。別の実施形態では、組成物は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり少なくとも1×1013、2×1013、3×1013、4×1013、5×1013、6×1013、7×1013、8×1013、または9×1013GCを含むように製剤化される。別の実施形態では、組成物は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり少なくとも1×1014、2×1014、3×1014、4×1014、5×1014、6×1014、7×1014、8×1014、または9×1014GCを含むように製剤化される。別の実施形態では、組成物は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり少なくとも1×1015、2×1015、3×1015、4×1015、5×1015、6×1015、7×1015、8×1015、または9×1015GCを含むように製剤化される。一実施形態では、ヒト適用のために、用量は、範囲内のすべての整数または分数量を含む用量あたり1×1010~約1×1012GCの範囲であり得る。
一実施形態では、医薬組成物が提供され、製剤緩衝液中に本明細書に記載されるrAAVを含む。一実施形態では、rAAVは、約1×10ゲノムコピー(GC)/mL~約1×1014GC/mLで製剤化される。さらなる一実施形態では、rAAVは、約3×10GC/mL~約3×1013GC/mLで製剤化される。またさらなる一実施形態では、rAAVは、約1×10GC/mL~約1×1013GC/mLで製剤化される。一実施形態では、rAAVは、少なくとも約1×1011GC/mLで製剤化される。一実施形態では、本明細書に記載のrAAVを含む医薬組成物は、脳質量1グラムあたり約1×10GC~脳質量1グラムあたり約1×1014GCの用量で投与される。
特定の実施形態では、組成物は、任意の好適な経路による送達のために、好適な水性懸
濁媒体(例えば、緩衝生理食塩水)中に製剤化され得る。本明細書で提供される組成物は、高用量のウイルスベクターの全身送達に有用である。rAAVの場合、高用量は、少なくとも1×1013GC、または少なくとも1×1014GCであり得る。しかしながら、改善された安全性のために、本明細書に提供されるmiRNA配列は、他のより低い用量で送達される発現カセットおよび/またはベクターゲノムに含まれ得る。
特定の実施形態では、組成物は、本質的に同時に2つの異なる経路によって送達される。
本明細書に記載の医薬組成物中の組成物が、本明細書にわたって記載される他の組成物、レジメン、態様、実施形態、および方法に適用されるよう意図されることを理解されたい。
5.治療方法
特定の実施形態では、本明細書に提供される組成物は、所望の導入遺伝子産物を、患者に送達するのに有用であり、一方で、後根神経節ニューロンにおける導入遺伝子発現を抑制するのに有用である。本方法は、導入遺伝子およびmiRNA標的配列を含む発現カセットを含む組成物を、患者に送達することを伴う。
好適な導入遺伝子の例は、1つ以上の神経変性障害の治療に有用である。かかる障害としては、限定されないが、伝染性海綿状脳症(例えば、クロイツフェルト・ヤコブ病)、デュシェンヌ筋ジストロフィー(DMD)、筋細管ミオパシーおよび他のミオパシー、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、多発性硬化症、アルツハイマー病、ハンチントン病、カナバン病、外傷性脳損傷、脊髄損傷(ATI335、Novartisによる抗nogo1)、片頭痛(Alder BiopharmaceuticalsによるALD403、EliによるLY2951742、Labrys BiologicsによるRN307)、リソソーム蓄積症、脳卒中、中枢神経系に影響を及ぼす感染症が挙げられ得る。リソソーム蓄積症の例としては、例えば、ゴーシェ病、ファブリー病、ニーマン・ピック病、ハンター症候群、糖原病II(ポンペ病)、またはテイ・サックス病が挙げられる。これらの病態(例えば、DMDおよびミオパシー)のいくつかに対して、本明細書に提供される組成物は、骨格筋および心筋の形質導入または発明のための高用量の発現カセット(例えば、ウイルスベクターによって運ばれる)に関連する軸索障害を低減または排除するのに有用である。
さらに他の核酸は、Nogo受容体の機能成分であり、多発性硬化症、パーキンソン病または本態性振戦を有する患者における本態性振戦に関連する、ロイシンリッチリピートおよび免疫グロブリン様ドメイン含有タンパク質1(LINGO-1)を対象とする免疫グロブリンをコードし得る。かかる市販の抗体の1つは、オクレリズマブ(Biogen,BIIB033)である。例えば、米国特許第8,425,910号を参照されたい。一実施形態では、核酸構築物は、ALSを有する患者に有用な免疫グロブリン構築物をコードする。好適な抗体の例としては、ALS酵素スーパーオキシドジスムターゼ1(SOD1)およびそのバリアントに対する抗体(例えば、ALSバリアントG93A、C4F6 SOD1抗体)、MS785(ダーリン-1結合領域を対象とする)、神経突起伸長インヒビター(NOGO-Aまたはレチキュロン4)に対する抗体(例えば、GSK1223249、オザネズマブ(ヒト化、GSK、多発性硬化症に有用とも記載されている)が挙げられる。核酸配列は、アルツハイマー病を有する患者において有用な免疫グロブリンをコードするように設計または選択され得る。かかる抗体構築物は、例えば、アデュマヌカブ(Biogen)、バピニューズマブ(Elan、Aβのアミノ末端を対象とするヒト化mAb)、ソラネズマブ(Eli Lilly、可溶性Aβの中央部分に対するヒト化mAb)、ガンテネルマブ(ChugaiおよびHoffmann-La Roch
e、Aβのアミノ末端および中央部分の両方を対象とする完全ヒトmAbである)、クレネズマブ(Genentech、単量体エピトープおよび構造エピトープに作用するヒト化mAb、Aβのオリゴマー形態およびプロトフィブリル形態を含む)、BAN2401(Esai Co.,Ltd、Aβプロトフィブリルに選択的に結合するヒト化免疫グロブリンG1(IgG1)mAb、Aβプロトフィブリルのクリアランスを促進する、および/または脳のニューロンに対するそれらの毒性効果を中和すると考えられている)、GSK933776(Aβのアミノ末端を対象とするヒト化IgG1モノクローナル抗体)、AAB-001,AAB-002,AAB-003(Fc操作バピニューズマブ)、SAR228810(プロトフィブリルおよび低分子量Aβを対象とするヒト化mAb)、BIIB037/BART(不溶性線維ヒトAβに対する完全ヒトIgG1、Biogen Idec)、m266、tg2576などの抗Aβ抗体(Aβオリゴマーに対して相対的特異性)[Brody and Holtzman,Annu Rev Neurosci,2008;31:175-193]を含む。他の抗体は、βアミロイドタンパク質、Aβ、βセクレターゼ、および/またはtauタンパク質を標的としてもよい。さらに他の実施形態では、抗β-アミロイド抗体は、エフェクター機能を最小限に抑えるためにβ-アミロイドを標的とするIgG4モノクローナル抗体に由来するか、またはアミロイド関連造影異常(ARIA)および炎症応答を回避するためにFc領域を欠くscFv以外の構築物が選択される。これらの実施形態のいくつかにおいて、scFv構築物の1つ以上の重鎖可変領域および/または軽鎖可変領域は、本明細書に提供される別の好適な免疫グロブリン構築物において使用される。これらのscFVおよび他の操作された免疫グロブリンは、Fc領域を含む免疫グロブリンと比較して、血清中の免疫グロブリンの半減期を減少させ得る。抗アミロイド分子の血清中濃度を減少させることは、血清中の非常に高いレベルの抗アミロイド抗体が、高負荷のアミロイドプラークを伴う脳血管を不安定化させ、血管透過性を引き起こす可能性があるため、ARIAのリスクをさらに減少させ得る。パーキンソン病を有する患者の治療のための他の免疫グロブリン構築物をコードする核酸は、例えば、ロイシンリッチリピートキナーゼ2、ダーダリン(LRRK2)抗体、抗シヌクレイン抗体およびα-シヌクレイン抗体、ならびにDJ-1(PARK7)抗体を含む構築物を発現するように操作または設計され得る。他の抗体としては、PRX002(ProthenaおよびRoche)パーキンソン病ならびに関連するシヌクレイン病が含まれ得る。これらの抗体、具体的には、抗シヌクレイン抗体は、1つ以上のリソソーム蓄積症の治療にも有用であり得る。
多発性硬化症を治療するための免疫グロブリン構築物をコードする核酸構築物を操作または選択することができる。かかる免疫グロブリンとしては、ナタリズマブ(ヒト化抗a4-インテグリン、iNATA、タイサブリ、Biogen IdecおよびElan Pharmaceuticals、2006年に承認)、アレムツズマブ(キャンパス-1H、ヒト化抗CD52)、リツキシマブ(リツジン、キメラ抗CD20)、ダクリズマブ(ゼナパックス、ヒト化抗CD25)、オクレリズマブ(ヒト化、抗CD20、Roche)、ウステキヌマブ(CNTO-1275、ヒト抗IL12p40+IL23p40)、抗LINGO-1およびch5D12(キメラ抗CD40)、ならびにrHIgM22(再ミエリン化モノクローナル抗体、AcordaおよびMayo Foundation for Medical Education and Research)などを含み得るか、またはそれに由来し得る。さらに他の抗α4-インテグリン抗体、抗CD20抗体、抗CD52抗体、抗IL17抗体、抗CD19抗体、抗SEMA4D抗体、および抗CD40抗体は、本明細書に記載のAAVベクターを介して送達され得る。
中枢神経系の様々な感染症に対する抗体も、本発明によって企図される。かかる感染性疾患としては、真菌性疾患(例えば、クリプトコッカス髄膜炎、脳膿瘍、脊髄硬膜外感染症、例えば、Cryptococcus neoformans、Coccidioides immitis、Mucorales目、Aspergillus種、およびCa
ndida種によって引き起こされる)、原虫性疾患(トキソプラズマ症、マラリア、および原発性アメーバ性髄膜脳炎、例えば、病原体Toxoplasma gondii、Taenia solium、Plasmodium falciparus、Spirometra mansonoides(孤虫症)、Echinococcus種(神経包虫症の病因)によって引き起こされる、ならびに脳アメーバ症など)、細菌性疾患(例えば、結核、ハンセン病、神経梅毒、細菌性髄膜炎、ライム病(Borrelia burgdorferi)、ロッキー山紅斑熱(Rickettsia rickettsia)、CNSノカルジア症(Nocardia種)、CNS結核(Mycobacterium tuberculosis)、CNSリステリア症(Listeria monocytogenes)、脳膿瘍、および神経ボレリア症)、ウイルス感染(例えば、ウイルス性髄膜炎、東部ウマ脳炎(EEE)、セントルイス脳炎、ウエストナイルウイルスおよび/または脳炎、狂犬病、カリフォルニア脳炎ウイルス、ラクロス脳炎、麻疹脳炎、灰白髄炎など、これらは、例えば、ヘルペスファミリーウイルス(HSV)、HSV-1、HSV-2(新生児単純ヘルペス脳炎)、水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)、ビッカースタッフ脳炎、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、サイトメガロウイルス(CMV、TCN-202などがTheraclone Sciencesによって開発中)、ヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)、Bウイルス(herpesvirus simiae)、フラビウイルス脳炎、日本脳炎、マレーバレー熱、JCウイルス(進行性多巣性白質脳症)、ニパウイルス(NiV)、麻疹ウイルス(亜急性硬化性全脳炎)によって引き起こされ得る)、および他の感染症(例えば、亜急性硬化性全脳炎、進行性多巣性白質脳症、ヒト免疫不全ウイルス(後天性免疫不全症候群(AIDS))、化膿性連鎖球菌、および他のβ溶血性連鎖球菌(例えば、小児自己免疫性連鎖球菌感染関連精神神経障害(PANDAS))および/またはシデナム舞踏病、ならびにギラン・バレー症候群、ならびにプリオン)が挙げられ得る。
好適な抗体構築物の例としては、例えば、WO2007/012924A2(2015年1月29日)に記載されているものが挙げられ得る(参照により本明細書に援用される)。
例えば、他の核酸配列は、抗プリオン免疫グロブリン構築物をコードし得る。かかる免疫グロブリンは、CD230(表面抗原分類230)としても知られている、主要なプリオンタンパク質(PrP、プリオンタンパク質またはプロテアーゼ耐性タンパク質に関して)を対象とし得る。PrPのアミノ酸配列は、例えば、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_000302に提供されている(参照により本明細書に援用される)。タンパク質は、複数のアイソフォーム(正常なPrPC、疾患を引き起こすPrPSc、およびミトコンドリアに位置するアイソフォーム)で存在し得る。ミスフォールドしたバージョンのPrPScは、様々な認知障害および神経変性疾患(例えば、クロイツフェルト・ヤコブ病、ウシ海綿状脳症、ゲルストマン・シュトロイスラー・シャインカー症候群、致死性家族性不眠症、およびクールー病)に関連している。
好適な遺伝子産物の例としては、家族性高コレステロール血症、筋ジストロフィー、嚢胞性線維症、および希少疾患または孤児疾患に関連するものが含まれ得る。かかる希少疾患の例としては、脊髄性筋萎縮症(SMA)、ハンチントン病、レット症候群(例えば、メチル-CpG結合タンパク質2(MeCP2)、UniProtKB-P51608)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、フリードライヒ運動失調症(例えば、フラタキシン)、プログラニュリン(PRGN)(前頭部認知症(FTD)、進行性非流暢性失語症(PNFA)、および意味認知症を含む非アルツハイマー性脳変性に関連する)などが挙げられ得る。他の有用な遺伝子産物としては、カルバモイルシンセターゼI、オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)、アルギノコハク酸シ
ンテターゼ、アルギノコハク酸リアーゼ欠乏症の治療のためのアルギノコハク酸リアーゼ(ASL)、アルギナーゼ、フマル酢酸ヒドロラーゼ、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、アルファ-1アンチトリプシン、アカゲザルアルファ-フェトプロテイン(AFP)、アカゲザル絨毛性ゴナドトロピン(CG)、グルコース-6-ホスファターゼ、ポルホビリノーゲンデアミナーゼ、シスタチオニンベータ-シンターゼ、分枝鎖ケト酸デカルボキシラーゼ、アルブミン、イソバレリル-coAデヒドロゲナーゼ、プロピオニルCoAカルボキシラーゼ、メチルマロニルCoAムターゼ、グルタリルCoAデヒドロゲナーゼ、インスリン、ベータ-グルコシダーゼ、ピルビン酸カルボキシレート、肝ホスホリラーゼ、ホスホリラーゼキナーゼ、グリシンデカルボキシラーゼ、H-タンパク質、T-タンパク質、嚢胞性線維症膜貫通制御因子(CFTR)配列、およびジストロフィン遺伝子産物[例えば、ミニまたはマイクロジストロフィン]が挙げられる。さらに他の有用な遺伝子産物は、酵素補充療法に有用であり得るような酵素を含み、これは酵素の不十分な活性に起因する様々な状態において有用である。例えば、マンノース-6-リン酸を含む酵素は、リソソーム蓄積症の治療に利用され得る(例えば、好適な遺伝子は、β-グルクロニダーゼ(GUSB)をコードする遺伝子を含む)。
rAAVを介して送達され得るさらなる例示的な遺伝子としては、限定されないが、グルコース-6-ホスファターゼ(糖原病または1A型欠損症(GSD1)に関連する)、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK、PEPCK欠損症に関連する、サイクリン依存性キナーゼ様5(CDKL5、発作および重度神経発達障害に関連するセリン/スレオニンキナーゼ9(STK9)としても知られる、ガラクトース-1-リン酸ウリジルトランスフェラーゼ(ガラクトース血症に関連する)、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(フェニルケトン尿症(PKU)に関連する)、分岐鎖αケト酸脱水素酵素(メープルシロップ尿症に関連する)、フマリルアセト酢酸ヒドロラーゼ(チロシン血症1型に関連する)、メチルマロニルCoAムターゼ(メチルマロン酸血症に関連する)、中鎖アシルCoAデヒドロゲナーゼ(中鎖アセチルCoA欠損症に関連する)、オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC、オルニチントランスカルバミラーゼ欠損症に関連する)、アルギニノコハク酸シンテターゼ(ASS1、シトルリン血症に関連する)、レシチン・コレステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT、欠乏症)、メチルマロン酸血症(MMA)、ニーマン・ピック病、C1型)、プロピオン酸血症(PA)、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質(家族性高コレステロール血症(FH)に関連する)、UDP-グルクロノシルトランスフェラーゼ(クリグラー・ナジャー病に関連する)、アデノシンデアミナーゼ(重症複合免疫不全症に関連する)、ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(痛風およびレッシュ・ナイハン症候群に関連する)、ビオチミダーゼ(ビオチミダーゼ欠損症に関連する)、αガラクトシダーゼA(a-Gal A、ファブリー病に関連する)、ATP7B(ウィルソン病に関連する)、βグルコセレブロシダーゼ(ゴーシェ病2型および3型に関連する)、ペルオキシソーム膜タンパク質70kDa(ツェルウェーガー症候群に関連する)、アリールスルファターゼA(ARSA、異染性白質ジストロフィーに関連する)、ガラクトセレブロシダーゼ(GALC、クラッベ病に関連する酵素)、αグルコシダーゼ(GAA、ポンペ病に関連する)、スフィンゴミエリナーゼ(SMPD1、ニーマン・ピック病A型に関連する遺伝子)、アルギニノコハク酸シンターゼ(成人発症II型シトルリン血症(CTLN2)に関連する)、カルバモイルリン酸シンターゼ1(CPS1、尿素サイクル異常症に関連する)、生存運動ニューロン(SMN)タンパク質(脊髄性筋萎縮症に関連する)、セラミダーゼ(ファーバー脂肪肉芽腫症に関連する)、β-ヘキソサミニダーゼ(GM2ガングリオシドーシスおよびテイ・サックス病およびサンドホフ病に関連する)、アスパルチルグルコサミニダーゼ(アスパルチルグルコサミン尿症に関連する)、aフコシダーゼ(フコシドーシスに関連する)、αマンノシダーゼ(αマンノシドーシスに関連する)、ポルホビリノーゲンデアミナーゼ(急性間欠性ポルフィリン症(AIP)に関連する)、α1アンチトリプシン(α1アンチトリプシン欠損症(肺気腫)の治療用)、エリスロポエチ
ン(サラセミアまたは腎不全による貧血の治療用)、血管内皮増殖因子、アンジオポエチン-1、および線維芽細胞増殖因子(虚血性疾患の治療用)、トロンボモジュリンおよび組織因子経路阻害因子(例えば、アテローム性動脈硬化症、血栓症、または塞栓症で見られる閉塞した血管の治療用)、芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼ(AADC)およびチロシンヒドロキシラーゼ(TH)(パーキンソン病の治療用)、βアドレナリン受容体、ホスホランバンに対するアンチセンスもしくはその変異体、筋(小胞体)アデノシントリホスファターゼ-2(SERCA2)、および心臓アデニル酸シクラーゼ(うっ血性心不全の治療用)、腫瘍抑制因子遺伝子(p53など、様々な癌の治療用)、サイトカイン(様々なインターロイキンのうちの炎症性および免疫障害および癌の治療用のものなど)、ジストロフィンもしくはミニジストロフィンおよびユートロフィンもしくはミニユートロフィン(筋ジストロフィーの治療用)、ならびにインスリンまたはGLP-1(糖尿病の治療用)が挙げられる。さらなる目的の遺伝子および疾患としては、例えば、遺伝性感覚および自律神経失調症VI型などのジストニン遺伝子関連疾患(DST遺伝子はジストニンをコードする、タンパク質のサイズ(約7570aa)により必要とされ得るデュアルAAVベクター、痛みを感じることができなくなる機能変異体の欠失、および肢端紅痛症などの痛み状態を引き起こす機能変異体の獲得などのSCN9A関連疾患を含む。別の状態は、NEFL遺伝子(ニューロフィラメント軽鎖)における変異によるCharcot-Marie-Tooth 1F型および2E型である。可変性の臨床的および電気生理学的発現を伴う進行性末梢運動および感覚性ニューロパシーを特徴とする。特定の実施形態では、本明細書に記載されるベクターは、ムコ多糖症(MPS)障害の治療において使用され得る。かかるベクターは、MPS I(ハーラー、ハーラー・シャイエおよびシャイエ症候群)を治療するためのα-L-イズロニダーゼ(IDUA)をコードする核酸配列、MPS II(ハンター症候群)を治療するためのイズロン酸-2-スルファターゼ(IDS)をコードする核酸配列、MPS III A、B、C、およびD(サンフィリッポ症候群)を治療するためのスルファミダーゼ(SGSH)をコードする核酸配列、MPS IV AおよびB(モルキオ症候群)を治療するためのN-アセチルガラクトサミン-6-硫酸スルファターゼ(GALNS)をコードする核酸配列、MPS VI(マロトー・ラミー症候群)を治療するためのアリールスルファターゼB(ARSB)をコードする核酸配列、MPSI IX(ヒアルロニダーゼ欠損症)を治療するためのヒアルロニダーゼをコードする核酸配列、ならびにMPS VII(スライ症候群)を治療するためのベータグルクロニダーゼをコードする核酸配列を運ぶことを含み得る。例えば、www.orpha.net/consor/cgi-bin/Disease_Search_List.php;rarediseases.info.nih.gov/diseasesを参照されたい。
他の好適な遺伝子の例としては、例えば、ホルモンならびに増殖因子および分化因子を挙げることができ、限定されないが、インスリン、グルカゴン、グルカゴン様ペプチド-1(GLP1)、成長ホルモン(GH)、副甲状腺ホルモン(PTH)、成長ホルモン放出因子(GRF)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、黄体形成ホルモン(LH)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、血管内皮増殖因子(VEGF)、アンジオポエチン、アンジオスタチン、顆粒球コロニー刺激因子(GCSF)、エリスロポエチン(EPO)(例えば、ヒト、イヌ、またはネコEPOを含む)、結合組織増殖因子(CTGF)、神経栄養因子、例えば、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、酸性線維芽細胞成長因子(aFGF)、上皮増殖因子(EGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)、インスリン様増殖因子IおよびII(IGF-IおよびIGF-II)、トランスフォーミング増殖因子αスーパーファミリーのうちのいずれか1つ(TGFα、アクチビン、インヒビンを含む)、または骨形成タンパク質(BMP)BMP1~15のうちのいずれか、成長因子のヘレグリン/ニューレグリン/ARIA/neu分化因子(NDF)ファミリーの増殖因子のうちのいずれか1つ、神経成長因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィンNT-3およびNT-4/5、毛様体神経栄養因子(CNTF)、グリ
ア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アグリン、セマフォリン/コラプシンのファミリーのうちのいずれか1つ、ネトリン1およびネトリン2、肝細胞増殖因子(HGF)、エフリン、ノギン、ソニックヘッジホッグ、およびチロシンヒドロキシラーゼが含まれる。
他の有用な導入遺伝子産物としては、トロンボポエチン(TPO)、インターロイキン(IL)、IL-1~IL-36(例えば、ヒトインターロイキンIL-1、IL-1α、IL-1β、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IL-8、IL-12、IL-11、IL-12、IL-13、IL-18、IL-31、IL-35)、単球走化性タンパク質、白血病阻害因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、Fasリガンド、腫瘍壊死因子αおよびβ、インターフェロンα、β、およびγ、幹細胞因子、flk-2/flt3リガンドなどのサイトカインならびにリンホカインを含むがこれらに限定されない免疫系を制御するタンパク質が含まれる。免疫系によって産生される遺伝子産物も本発明において有用である。これらには、免疫グロブリンIgG、IgM、IgA、IgD、およびIgE、キメラ免疫グロブリン、ヒト化抗体、一本鎖抗体、T細胞受容体、キメラT細胞受容体、一本鎖T細胞受容体、クラスIおよびクラスII MHC分子、ならびに操作された免疫グロブリンおよびMHC分子が含まれるがこれらに限定されない。例えば、特定の実施形態では、rAAV抗体は、例えば、抗IgE、抗IL31、抗CD20、抗NGF、抗GnRHなどのイヌまたはネコ抗体を送達するように設計され得る。有用な遺伝子産物としては、補体調節タンパク質、膜補因子タンパク質(MCP)、崩壊促進因子(DAF)、CR1、CF2、CD59、およびC1エステラーゼ阻害剤(C1-INH)などの補体制御性タンパク質も含まれる。さらに他の有用な遺伝子産物としては、ホルモン、成長因子、サイトカイン、リンホカイン、制御性タンパク質、および免疫系タンパク質の受容体のうちのいずれか1つが含まれる。本発明は、低密度リポタンパク質(LDL)受容体、高密度リポタンパク質(HDL)受容体、超低密度リポタンパク質(VLDL)受容体、およびスカベンジャー受容体を含む、コレステロール制御および/または脂質調節のための受容体を包含する。本発明はまた、糖質コルチコイド受容体およびエストロゲン受容体、ビタミンD受容体および他の核受容体を含むステロイドホルモン受容体スーパーファミリーのメンバーなどの遺伝子産物を包含する。加えて、有用な遺伝子産物としては、jun、fos、max、mad、血清応答因子(SRF)、AP-1、AP2、myb、MyoDおよびミオゲニンなどの転写因子、タンパク質を含むETSボックス、TFE3、E2F、ATF1、ATF2、ATF3、ATF4、ZF5、NFAT、CREB、HNF-4、C/EBP、SP1、CCAATボックス結合タンパク質、インターフェロン制御因子(IRF-1)、ウィルムス腫瘍タンパク質、ETS結合タンパク質、STAT、GATAボックス結合タンパク質、例えばGATA-3、ならびに翼状螺旋タンパク質のフォークヘッドファミリーが含まれる。
タンパク質、ペプチド、またはポリペプチド(例えば、免疫グロブリンとして)の配列決定方法は、当業者に既知である。タンパク質の配列が分ると、ウェブベースおよび市販のコンピュータプログラム、ならびにアミノ酸配列を核酸コード配列に逆翻訳するサービスベースの企業が存在する。例えば、EMBOSS(www.ebi.ac.uk/Tools/st/で利用可能)、Gene Infinity(geneinfinity.org/sms/sms_backtranslation.htmlで利用可能)、ExPasy(expasy.org/tools/で利用可能)による逆翻訳配列を参照されたい。一実施形態では、RNAおよび/またはcDNAコード配列は、ヒト細胞における最適な発現のために設計される。
特定の実施形態では、本明細書で提供される組成物は、髄腔内または全身的遺伝子療法投与後の神経変性を調節する、および/または二次背側脊髄軸索変性を低減するための方法に有用である。したがって、本明細書で提供される組成物は、CNSへの遺伝子療法の
送達に特に有用であるが、それらは、例えば、高用量の遺伝子療法がDRG形質導入および毒性をもたらし得る全身IV送達を含む、他の送達経路にも有用であり得る。本方法は、導入遺伝子およびmiRNA標的(複数可)を含む発現カセットまたはベクターゲノムを含む組成物を患者に送達することを伴う。
特定の実施形態では、本明細書に提供される組成物は、DRGにおける導入遺伝子発現を抑制する方法に有用である。特定の実施形態では、本方法は、DRGにおける導入遺伝子の発現レベルを抑制するために、miR-183標的配列を含む発現カセットまたはベクターゲノムを送達することを含む。特定の実施形態では、本方法は、錐体ニューロン、プルキンエニューロン、顆粒細胞、紡錘ニューロン、介在神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア、および/または上衣細胞のうちの1つ以上から選択される、CNSに存在する1つ以上の細胞における発現を増強する。
特定の実施形態では、網膜、内耳、および嗅覚受容器の下位運動ニューロンにおける導入遺伝子の発現を送達および/または増強するのに有用な方法が提供され、1つ以上のmiR-183標的配列および/または複数のmiR-183標的配列に作動可能に連結された導入遺伝子を含む発現カセットまたはベクターゲノムを送達することを含む。特定の実施形態では、細胞または組織は、肝臓または心臓のうちの1つ以上であり得る。
さらに別の実施形態では、CNSに存在する細胞に発現カセットまたはベクターゲノムを送達することを含む方法が提供され、発現カセットまたはベクターゲノムは、1つ以上のmiR-183標的配列を含み、導入遺伝子(すなわち、異種遺伝子産物をコードする配列)を欠く。かかる実施形態では、CNSの細胞へのmiR-183の送達が達成される。特定の実施形態では、miR-183配列を含む発現カセットまたはベクターゲノムの送達は、DRG発現の抑制およびCNSに存在する特定の他の細胞における遺伝子発現の増強をもたらす。
特定の実施形態では、本明細書に提供される組成物は、CNS以外の細胞における導入遺伝子の発現を増強するための方法に有用である。特定の実施形態では、CNS以外の細胞における発現を増強する方法は、miR-182標的配列を含む発現カセットまたはベクターゲノムを患者に送達することを含む。
一実施形態では、懸濁液は、約6.8~約7.32のpHを有する。
これらの用量の送達に好適な容量および濃度は、当業者により決定されることができる。例えば、約1μL~150mLの容量が選択されてもよいが、より高容量が、成人のために選択され得る。典型的に、新生児のために、好適な容量は、約0.5mL~約10mL、より年齢の高い乳幼児のためには、約0.5mL~約15mLが選択され得る。幼児のために、約0.5mL~約20mLの容量が選択され得る。小児のために、最大約30mLの容量が選択され得る。プレティーンおよびティーン世代のために、最大約50mLの容量が選択され得る。さらに他の実施形態では、患者は、選択された約5mL~約15mL、または約7.5mL~約10mLの容量で髄腔内投与を受けることができる。他の好適な容量および投薬量が決定され得る。任意の副作用に対する治療的利益のバランスをとるために、投薬量を調整してもよく、そのような投薬量は、組換えベクターが利用されるための治療用途に応じて変化し得る。
一実施形態では、本明細書に記載のrAAVを含む組成物は、脳質量1グラムあたり約1×10GC~脳質量1グラムあたり約1×1014GCの用量で投与される。特定の実施形態では、rAAVは、体重1kgあたり約1×10GC~体重1kgあたり約1×1013GCの用量で全身に同時投与される。
一実施形態では、対象は、治療有効量の本明細書に記載の発現カセットを送達される。本明細書で使用される場合、「治療有効量」は、標的細胞に送達し、標的細胞で発現させ、DRG発現を特異的に脱標的化する遺伝子産物およびmiRNA標的配列をコードする核酸配列を含む発現カセットの量を指す。
様々な病態の治療のために送達するためのrAAVの使用は、以前に記載されている。これらのrAAVの発現カセットは、例えば、DRGにおける導入遺伝子の発現を低減する、ならびに/またはDRG毒性および/もしくは軸索障害を低減もしくは排除するように、本明細書に記載のmiRNA標的配列(例えば、miR-183標的配列、miR-182標的配列およびmiR-96標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)を含むように修飾され得る。miRNA標的配列を含むように修飾され得るrAAVベクターゲノムの例としては、WO2017/136500(MPSI)、WO2017/181113(MPS II)、WO2019/108857(MPS III A)、WO2019/108856(MPS III B)、WO2017/106354(SMN1)、WO2018/160585(SMN1)、WO2018/209205(バッテン病)、WO2015/164723(抗HER2抗体のAAV媒介性送達)、WO2015/138348(OTC)、WO2015/164778(FHのLDLRバリアント)、WO2017/106345(クリグラー・ナジャー)、WO2017/106326(抗PCSK9抗体)、WO2017/180857(血友病A、第VIII因子)、WO2017/180861(血友病B、第IX因子)に記載される遺伝子、ならびに筋細管ミオパシー(AT132、AAV8、Audentesなど)の治療のための治験におけるベクターが挙げられる。
特定の実施形態では、AAV.α-L-イズロニダーゼ(AAV.IDUA)遺伝子療法ベクターは、IDUA遺伝子のコード配列(例えば、配列番号15のnt1938~3908を参照されたい)に作動可能に連結されたmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.イズロン酸-2-スルファターゼ(IDS)(AAV.IDS)遺伝子療法ベクターは、IDS遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特
定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.N-スルホグルコサミンスルホヒドロラーゼ(AAV.SGSH)遺伝子療法ベクターは、SGSH遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-96、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.N-アセチル-α-D-グルコサミニダーゼ(AAV.NAGLU)遺伝子療法ベクターは、NAGLU遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバー
の単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.生存運動ニューロン1(AAV.SMN1)遺伝子療法ベクターは、SMN1遺伝子のコード配列に作動可能に連結されたmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.トリペプチジルペプチダーゼ1(AAV.TPP1)遺伝子療法ベクターは、TPP1遺伝子のコード配列に作動可能に連結されたmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.抗ヒト上皮増殖因子受容体2抗体(AAV.抗HER2)遺伝子療法ベクターは、抗HER2抗体のコード配列に作動可能に連結されたmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.オルニチントランスカルバミラーゼ(AAV.OTC)遺伝子療法ベクターは、OTC遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.低密度リポタンパク質受容体(AAV.LDLR)遺伝子療法ベクターは、LDLR遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含
み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.ウリジン二リン酸グルクロノシルトランスフェラーゼ1A1(AAV.UGT1A1)遺伝子療法ベクターは、UGT1A1遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.抗プロタンパク質転換酵素サブチリシン./ケキシン9型抗体(AAV.抗PCSK9Ab)遺伝子療法ベクターは、抗PCSK9Abのコード配列に作動可能に連結されたmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR18
3クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.因子VIII(AAV.FVIII)遺伝子療法ベクターは、FVIII遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.因子IX(AAV.IX)遺伝子療法ベクターは、FIX遺伝子のコード配列に作動可能に連結されるmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
特定の実施形態では、AAV.ミオチューブラリン1(AAV.MTM1)遺伝子療法ベクターは、MTM1遺伝子のコード配列に作動可能に連結されたmiRNA183クラスター(miR-183、miR-182、およびmiR183の標的配列、またはそれらの組み合わせを含む)のうちの少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、ま
たは少なくとも4つのmiR標的配列を含むベクターゲノムを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、複数コピーの同じmiR標的配列を含み、各々は、スペーサー(同じであってもよく、または互いに異なってもよい)によって分離されている。別の実施形態では、ベクターゲノムは、3~6コピーのmiR183クラスター標的配列を含み、任意選択的に、標的配列のうちの1つ以上は、miR-183クラスターメンバーに少なくとも約80%~約99%相補的である。別の実施形態では、ベクターは、miR183標的配列を、1、2、3、または4コピー含む。かかるベクターゲノムは、任意選択的に、miR183クラスターのメンバーに対応する追加の標的配列を含み得る。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの単一のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、miR183クラスターメンバーの2つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも1つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターは、miR183クラスターメンバーの3つのmiR標的配列、および任意選択的に、少なくとも2つのスペーサーを含む。特定の実施形態では、ベクターゲノムは、互いに配列が異なるmiR183クラスターの2つ以上のmiR標的配列を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のベクターゲノムは、非AAVベクターによって担持される。
一実施形態では、発現カセットは、ベクターゲノム中、範囲内およびエンドポイントのすべての整数または小数を含み、脳質量1グラムあたり約1×10GC~脳質量1グラムあたり約1×1013ゲノムコピー(GC)の量で送達される。別の実施形態では、投薬量は、脳質量1グラムあたり1×1010GC~脳質量1グラムあたり約1×1013GCである。特定の実施形態では、患者に投与されるベクターの用量は、少なくとも約1.0×10GC/g、約1.5×10GC/g、約2.0×10GC/g、約2.5×10GC/g、約3.0×10GC/g、約3.5×10GC/g、約4.0×10GC/g、約4.5×10GC/g、約5.0×10GC/g、約5.5×10GC/g、約6.0×10GC/g、約6.5×10GC/g、約7.0×10GC/g、約7.5×10GC/g、約8.0×10GC/g、約8.5×10GC/g、約9.0×10GC/g、約9.5×10GC/g、約1.0×1010GC/g、約1.5×1010GC/g、約2.0×1010GC/g、約2.5×1010GC/g、約3.0×1010GC/g、約3.5×1010GC/g、約4.0×1010GC/g、約4.5×1010GC/g、約5.0×1010GC/g、約5.5×1010GC/g、約6.0×1010GC/g、約6.5×1010GC/g、約7.0×1010GC/g、約7.5×1010GC/g、約8.0×1010GC/g、約8.5×1010GC/g、約9.0×1010GC/g、約9.5×1010GC/g、約1.0×1011GC/g、約1.5×1011GC/g、約2.0×1011GC/g、約2.5×1011GC/g、約3.0×1011GC/g、約3.5×1011GC/g、約4.0×1011GC/g、約4.5×1011GC/g、約5.0×1011GC/g、約5.5×1011GC/g、約6.0×1011GC/g、約6.5×1011GC/g、約7.0×1011GC/g、約7.5×1011GC/g、約8.0×1011GC/g、約8.5×1011GC/g、約9.0×1011GC/g、約9.5×1011GC/g、約1.0×1012GC/g、約1.5×1012GC/g、約2.0×1012GC/g、約2.5×1012GC/g、約3.0×1012GC/g、約3.5×1012GC/g、約4.0×1012GC/g、約4.5×1012GC/g、約5.0×1012GC/g、約5.5×1012GC/g、約6.0×1012GC/g、約6.5×1012GC/g、約7.0×1012GC/g、約7.5×1012GC/g、約8.0×1012GC/g、約8.5×1012GC/g、約9.0×1012GC/g、約9.5×1012GC/g、約1.0×1013GC/g、約1.5×1013GC/g、約2.0×1013GC/g、約2.5×1013GC/g、約3.0×1013GC/g、約3.5×1013GC/g、約4.0×1013GC/g、約4.5×1013GC/g、約5.0×1013GC/g、約5.5×1
13GC/g、約6.0×1013GC/g、約6.5×1013GC/g、約7.0×1013GC/g、約7.5×1013GC/g、約8.0×1013GC/g、約8.5×1013GC/g、約9.0×1013GC/g、約9.5×1013GC/g、または約1.0×1014GC/g脳質量である。
特定の実施形態では、本明細書に提供されるmiR標的配列含有組成物は、患者が必要とする免疫抑制性併用療法の用量、持続時間、および/または量を最小限に抑える。現在、そのような併用療法のための免疫抑制剤としては、グルココルチコイド、ステロイド、代謝拮抗剤、T細胞阻害剤、マクロライド(例えば、ラパマイシンもしくはラパログ)、および細胞分裂阻害剤(アルキル化剤を含む)、代謝拮抗剤、細胞傷害性抗生物質、抗体、イムノフィリンに対して活性のある物質が挙げられるが、これらに限定されない。免疫抑制剤には、ナイトロジェンマスタード、ニトロソウレア、白金化合物、メトトレキサート、アザチオプリン、メルカプトプリン、フルオロウラシル、ダクチノマイシン、アントラサイクリン、マイトマイシンC、ブレオマイシン、ミトラマイシン、IL-2受容体(CD25)特異的抗体またはCD3特異的抗体、抗IL-2抗体、シクロスポリン、タクロリムス、シロリムス、IFN-β、IFN-γ、オピオイド、またはTNF-α(腫瘍壊死因子-α)結合剤が挙げられ得る。特定の実施形態では、免疫抑制療法は、遺伝子療法投与の0、1、2、7日以上前に開始されてもよい。かかる療法は、同じ日に2つ以上の薬物(例えば、プレドニゾン、ミコフェノール酸モフェチル(MMF)および/またはシロリムス(すなわち、ラパマイシン))の同時投与を伴い得る。これらの薬物のうちの1つ以上が、同じ用量または調整された用量で、遺伝子療法投与後に継続されてもよい。かかる療法は、約1週間(7日間)、約60日間であり得る。特定の実施形態では、本明細書に提供されるmiR標的配列含有組成物は、遺伝子療法(例えば、rAAV)ベクターの送達前、送達中、または送達後の免疫抑制療法の必要性を排除する。
一実施形態では、本明細書に記載される発現カセットを含む組成物は、必要な対象に1回投与される。特定の実施形態では、発現カセットは、rAAVを介して送達される。
本明細書に記載の方法における組成物が、本明細書にわたって記載される他の組成物、レジメン、態様、実施形態、および方法に適用されるように意図されることを理解されたい。
6.キット
特定の実施形態では、キットが提供され、製剤(任意選択的に、凍結される)中に懸濁された濃縮された発現カセット(例えば、ウイルスベクターまたは非ウイルスベクターで)を含み、任意選択的な希釈緩衝液、ならびに髄腔内、脳室内、または大槽内投与に必要とされるデバイスおよび構成要素が提供される。別の実施形態では、キットは、追加的にまたは代替的に、静脈内送達のための構成要素を含み得る。一実施形態では、キットは、注入を可能にするために、十分な緩衝液を提供する。そのような緩衝液は、濃縮されたベクターの約1:1~1:5希釈、またはそれ超の希釈を可能にし得る。他の実施形態では、より多量もしくはより少量の緩衝液または滅菌水が含まれ、治療を行う医師により、用量滴定および他の調整が可能になる。さらに他の実施形態では、キットには、デバイスの1つ以上の構成要素が含まれる。好適な希釈緩衝液、例えば、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)またはグリセロール/PBSが利用可能である。
本明細書に記載のキットにおける組成物が、本明細書にわたって記載される他の組成物、レジメン、態様、実施形態、および方法に適用されるように意図されることを理解されたい。
7.デバイス
一態様では、本明細書に提供される組成物は、例えば、WO2017/136500(その全体が参照により本明細書に援用される)に記載されている方法および/またはデバイスを介して髄腔内投与され得る。代替的には、他のデバイスおよび方法が選択され得る。要約すると、本方法は、脊椎針を患者の大槽内に前進するステップと、1本の可撓性チューブを脊椎針の近位ハブに連結し、バルブの出口ポートを可撓性チューブの近位端に連結するステップと、当該前進ステップおよび連結ステップ後、チューブを患者の脳脊髄液で自吸させた後で、一定量の等張溶液を含む第1の容器をバルブのフラッシュ入口ポートに連結するステップと、その後、一定量の医薬組成物を含む第2の容器をバルブのベクター入口ポートに連結するステップと、を含む。第1および第2容器をバルブに連結した後、流体流れのための通路は、ベクター入口ポートとバルブの出口ポートとの間に開かれ、医薬組成物は脊椎針を通して患者に注入され、医薬組成物の注入後、流体流れのための通路は、フラッシュ入口ポートとバルブの出口ポートを通って開かれ、等張溶液は、医薬組成物を患者にフラッシュするために脊椎針中に注入される。この方法およびこのデバイスは、各々任意選択的に、本明細書で提供される組成物の髄腔内送達のために使用され得る。代替的には、他の方法およびデバイスが、かかる髄腔内送達のために使用され得る。
本明細書に記載のデバイスにおける組成物が、本明細書にわたって記載される他の組成物、レジメン、態様、実施形態、および方法に適用されるように意図されることを理解されたい。
ここで、以下の実施例を参照しながら、本発明を説明する。これらの実施例は例示のみを目的として提供され、本発明がこれらの実施例に限定されるものとして決して解釈されるべきではなく、本明細書に提供される教示の結果として明らかになるありとあらゆる変形例を包含すると解釈されるべきである。
実施例1:方法
動物
動物手順はすべて、ペンシルベニア大学の施設内動物実験委員会(Institutional Animal Care and Use Committee)によって承認された。アカゲザル(Rhesus macaques/Macaca Mulatta)は、Covance Research Products,Inc(Alice,TX)およびPrimgen/Prelabs Primates(Hines,IL)から調達した。動物は、国際実験動物管理評価認証協会(AAALAC)認定のペンシルベニア大学の非ヒト霊長類研究プログラム施設内に、ステンレス鋼製スクイーズバックケージ内に収容された。動物は、給餌、視覚および聴覚刺激、操作、および社会的相互作用などの様々な豊かさ(enrichments)を享受した。
C56BL/6Jマウス(ストック#000664)は、Jackson Laboratoryから購入した。動物を、豊かさを伴う1ケージあたり2~5匹の標準的なケージで、ペンシルベニア大学の遺伝子療法プログラムでAAALAC国際認定のマウス用バリアビバリウムに収容した(Nestlets巣材)。バリア施設のケージ、給水瓶、および床敷は、オートクレーブ処理し、ケージは、週に1回交換された。自動制御の12時間の明暗サイクルが維持された。各暗期は、1,900時間(±30分)で開始した。放射線照射された実験用げっ歯類の餌は、自由摂食で提供された。
ベクター
AAV9.PHP.Bトランスプラスミド(pAAV2/PHP.B)は、製造元のマニュアルに従って、pAAV2/9(Penn Vector Core)を鋳型として使用して、QuikChange Lightning部位特異的変異導入キット(Ag
ilent Technologies,Santa Clara,CA,Cat#210515)で生成した。pAAV2/9およびpAAV2/hu68は、Penn Vector Coreによって提供された。AAVベクターを作製し、以前に記載されているように、Penn Vector Coreによって滴定した(Lock,M.,et
al.Hum Gene Ther 21:1259-1271,2010)。簡潔には、HEK293細胞を三重でトランスフェクトし、培養上清を回収し、濃縮し、イオジキサノール勾配で精製した。精製したベクターを、以前に記載されているように、ウサギβグロビンポリA配列を標的とするプライマーを使用して、デジタルドロップレットPCRで滴定した(Lock,M.,et al.Hum Gene Ther Methods 25:115-125,2014)。ヒトα-L-イズロニダーゼ(hIDUA)配列は、hIDUAアイソフォームの前駆タンパク質配列NP_000194.2の逆翻訳およびコドン最適化を通して取得し、CB7プロモーター(Penn Vector Core)下でクローニングした。後根神経節(DRG)濃縮マイクロRNA配列を、mirbase.org.において入手可能な公開データベースから選択した。DRG濃縮miRの標的の4つのタンデムリピートを、緑色蛍光タンパク質(GFP)またはhIDUAシスプラスミドの3’非翻訳領域(UTR)にクローニングした。
インビボ試験
マウスは、miR標的の有無にかかわらず、0.1mL中、1×1012ゲノムコピー(GC、5×1013GC/kg)のAAV-PHP.B,、または4×1012GC(2×1014GC/kg)の強化GFP(Penn Vector Core)をコードするAAV9ベクターを、外側尾静脈を介して受け、注入の21日後、COの吸入によって安楽死させた。組織を、脳から始めて迅速に収集し、10%の中性緩衝ホルマリンで約24時間浸漬固定し、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で短時間洗浄し、4℃でPBS中の15%および30%スクロースで順次平衡化した。次いで、組織を最適な切断温度の包埋媒体で凍結し、GFPを直接可視化するために凍結切片を作製した(脳は、30μm厚で切片化し、他の組織は、8μm厚で切片化した)。画像は、Nikon Eclipse Ti-E蛍光顕微鏡を用いて取得した。DRGにおけるGFP発現を、免疫組織化学(IHC)によって分析した。DRGを含む脊柱をホルマリン中で24時間固定し、軟質になるまで10%のエチレンジアミン四酢酸(pH7.5)中で脱灰し、標準プロトコルに従ってパラフィン包埋した。切片を、エタノールおよびキシレンシリーズを通して脱パラフィン化し、10mMのクエン酸緩衝液(pH6.0)中で6分間沸騰し、抗原賦活化を行い、2%のH(15分間)、アビジン/ビオチンブロッキング試薬(各15分間、Vector Laboratories,Burlingame,CA)、およびブロッキング緩衝液(PBS中に1%のロバ血清+0.2%のTriton、10分間)で順次ブロッキングした後、ブロッキング緩衝液に希釈された一次抗体(37℃で1時間)およびビオチン化二次抗体(1:500希釈、45分間;Jackson ImmunoResearch,West Grove,PA)でインキュベーションした。GFPに対するウサギ抗体を一次抗体として使用した(NB600-308,Novus Biologicals,Centennial,CO、1:500希釈)。DABを基質として用いるVectastain Elite ABCキット(Vector Laboratories,Burlingame,CA)は、結合した抗体を、褐色沈殿物として可視化することを可能にした。
非ヒト霊長類(NHP)は、透視ガイド下で、3.5×1013GCのAAVhu68.GFPベクター、または1×1013GCのAAVhu68.hIDUAベクターを受け、1mLの総容量で大槽内に注入された(Katz,N.,et al.Hum Gene Ther Methods 29:212-219,2018によって、以前に記載されているように)。安全性の読み取りのために、定期的な採血および脳脊髄液(CSF)タップを行った。血清化学、血液学、凝固、およびCSFの分析は、契約施設のAn
tech Diagnostics(Morrisville,NC)によって行われた。動物を、静脈内ペントバルビタール過剰投与で安楽死させ、剖検した。次いで、網羅的な組織病理学的検査用に、組織を採取した。回収した組織を直ちにホルマリンに固定し、パラフィン包埋した。組織病理学的検査の場合、組織切片を、標準プロトコルに従って、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。GFP発現のためのIHCは、マウスの研究で記載されているように行ったが、GFPに対して異なる抗体を使用した(ヤギ抗体、NB100-1770、Novus Biologicals、1:500希釈、4℃で一晩のインキュベーション)。hIDUAに対する免疫染色は、IHCに関する上記のプロトコルに従って、hIDUAに対するヒツジ抗体(AF4119,R&D Systems,Minneapolis,MN、1:200希釈)を使用して行った。加えて、切片を、同じ一次抗体を使用して、免疫蛍光(IF)によってhIDUAに対して染色した。IFの場合、切片を、上に記載のように脱パラフィン化し、抗原賦活化用に処理し、次いで、PBS中1%のロバ血清+0.2%のTritonで15分間ブロッキングした後、ブロッキング緩衝液に希釈された一次抗体(室温で2時間、1:50希釈)およびFITC標識二次抗体(45分間、Jackson ImmunoResearch、1:100希釈)を用いて、順次インキュベーションした。DAPIを核の対比染色に用い、切片を、Fluoromount G中でマウントした。
インサイツハイブリダイゼーション(ISH)は、内因性サルIDUAのRNAに結合しないベクターゲノムから転写されたコドン最適化RNAに特異的なプローブを使用して行った。Life Technologies(Carlsbad,CA)によってZ字型プローブ対を合成し、製造元のプロトコルに従って、Life Technologies ViewRNA ISH組織アッセイキットを使用して、パラフィン切片上でISHを行った。陽性シグナルを示すFast Red沈殿物の析出を、ローダミンフィルターセットを使用した蛍光顕微鏡によって画像化した。IDUAのIHCを用いた組織切片を、Aperio Versaスライドスキャナー(Leica Biosystems,Buffalo Grove,IL)を使用して定量化の目的でスキャンした。
組織病理学および形態測定
ベクター群に対して盲検化された委員会認定獣医が、重症度グレードを確立し、以下の定義がなされた:0.病変の不在、1.最小(10%未満)、2.軽度(10~25%)、3.中等度(25~50%)、4.顕著(50~95%)、および5.重度(95%超)。背側軸索障害スコアは、各動物において、少なくとも3つの頸髄背切片、3つの胸髄切片、および3つの腰髄切片から確立された。DRG重症度グレードは、少なくとも3つの頸髄切片、3つの胸髄切片、および3つの腰髄切片から確立された。中央値神経スコアは、軸索障害および線維症の重症度グレードの合計であり、最大可能スコアが10で、左および右の神経の遠位部および近位部で確立された。導入遺伝子発現の定量化のために、委員会認定獣医病理学者は、未処置の動物から得られた対照スライドからのシグナルと比較することによって、抗GFP抗体または抗hIDUA抗体で免疫染色された細胞をカウントした。20の倍率視野(magnification field)あたりの陽性細胞の総数を、ImageJ細胞計数ツールを使用して、構造あたりおよび動物あたりで、少なくとも5つの視野上でカウントした。
ベクター生体分布
QIAamp DNA Miniキット(Qiagenカタログ番号51306)でNHP組織DNAを抽出し、ベクターゲノムを、Taqman試薬(Applied Biosystems,Life Technologies,Foster City,CA)およびベクターのrBGポリアデニル化配列を標的とするプライマー/プローブを使用して、リアルタイムPCRによって定量化した。
免疫学
hIDUAに対する末梢血T細胞応答を、hIDUA導入遺伝子に特異的なペプチドライブラリを使用して、以前に公開された方法に従ってインターフェロンγ酵素結合免疫吸着スポットアッセイによって測定した(Gao et al.,2009)。陽性応答の基準は、10リンパ球あたり>55スポット形成単位、かつ未刺激時の培地陰性対照の3倍であった。加えて、T細胞応答を、試験90日目に、剖検後、脾臓、肝臓、および深部頸部リンパ節から抽出したリンパ球においてアッセイした。血清中のhIDUAに対する抗体を測定した(1:1,000試料希釈)(Hinderer,C.,et al.Mol Ther 23:1298-1307,2015によって以前に記載されているように)。
サイトカイン/ケモカイン分析:CSF試料を回収し、分析時まで-80℃で貯蔵した。CSF試料を、以下の分析物を含むMilliplex MAPキットを使用して分析した:sCD137、エオタキシン、sFasL、FGF-2、フラクタルカイン、グランザイムA、グランザイムB、IL-1α、IL-2、IL-4、IL-6、IL-16、IL-17A、IL-17E/IL-25、IL-21、IL-22、IL-23、IL-28A、IL-31、IL-33、IP-10、MIP-3α、パーフォリン、TNFβ。CSF試料は、二重で評価し、Luminex(登録商標)xPONENT(登録商標)4.2、Bio-Plex Manager(商標)ソフトウェア6.1を使用して、FLEXMAP 3D機器で分析した。分析には、20%未満の%CVを有する試料のみが含まれた。
インビトロ研究
miR183ヒトマイクロRNA発現プラスミドは、OrigeneのMI0000273ベクターから、GFPと部分的な内部リボソーム進入部位をコードするKpnI-PstI断片を欠失させることによって修飾された。我々は、一過性トランスフェクションおよび抗GFP免疫ブロットによって、修飾ベクターからのGFP発現が欠如していることを確認した。GFP発現カセットの3’-UTRに位置するマイクロRNA結合部位を有するGFPシスプラスミドを用いて、HEK293細胞でポリエチレンイミン媒介性の一過性トランスフェクションを行った。トランスフェクションの72時間後、細胞を、プロテアーゼ阻害剤を含む50mMのTris-HCl(pH8.0)、150mMのNaCl、および0.5%のTriton X-100中で溶解した。合計13μgの細胞溶解物を、抗GFP免疫ブロット、続いて電気化学発光に基づくシグナル検出および定量化に使用した。統計解析用に三重で実験を行った。
統計解析
群間の統計学的差異を、ウィルコクソン順位和検定を使用して評価した。
実施例2:導入遺伝子発現のマイクロRNA媒介性阻害は、AAVによる後根神経節の毒性を低減する
アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを血液または脳脊髄液を介して非ヒト霊長類(NHP)のCNSに送達することは、後根神経節(DRG)の毒性と関連する。これは、高効率の形質導入によって引き起こされる可能性があり、導入遺伝子産物の過剰産生から、小胞体ストレスが引き起こされ得る。本発明者らは、対応する導入遺伝子mRNAの3’非翻訳領域内のベクターゲノムに、miRNA標的配列を導入することによって、CNS特異的AAV遺伝子療法に関連する毒性を排除するアプローチを開発した。ITR.CB7.CI.eGFP.miR145(4コピー).ウサギβグロビン、3’ITRの発現カセットは、配列番号10に提供される。ITR.CB7.CI.GFP.miR182(4コピー).ウサギβグロビン、3’ITRの発現カセットは、配列番号11に提供される。ITR.CB7.CI.GFP.miRNA96(4コピー).ウサギβグロビ
ン、3’ITRの発現カセットは、配列番号12に提供される。ITR.CB7.CI.GFP.miR183(4コピー).ウサギβグロビン、3’ITRの発現カセットは、配列番号13に提供される。
AAVベクターは、NHPでDRG変性を引き起こす
NHPでのDRG毒性における経験に基づいて、毒性の重症度を定量化するシステムを開発した。本発明者らは、DRGの脊髄に沿って位置する細胞体、末梢神経内の軸索、および背側白質路を上行する軸索を評価する(図1B)。原発性病変は、DRGに位置する感覚ニューロン細胞体の変性であると考えられる。病変は、組織学的に、好酸球増加症、不規則な細胞形状、ニッスル物質の破壊(中心性色質融解)、および単核細胞浸潤と共に核境界の喪失によって特徴付けられる(図1B)。高レベルの導入遺伝子タンパク質を発現している細胞は、変性を受ける可能性が高くなり、緑色蛍光タンパク質(GFP、図1B)を発現するAAVベクターのICM投与を受けた動物で、導入遺伝子産物を免疫染色することによって証明される。細胞体の死の二次的なものとして、軸索障害があり、それは、遠位軸索および近位軸索の変性である。軸索障害は、軸索の欠損、細胞デブリを取り囲む膨張したミエリン鞘、およびマクロファージによって特徴付けられる(図1B)。図1Cは、異なるレベルのDRG毒性および脊髄軸索障害の例を示す。グレードは、高倍率視野組織病理学的検査における罹患組織の割合に基づく:1.最小(10%未満)、2.軽度(10~25%)、3.中等度(25~50%)、4.顕著(50~95%)、および5.重度(95%超)。
本発明者らのこれまでの経験では、ICMまたは腰椎穿刺(LP)経路を介してCSFにAAVベクターを投与された幼若/成体NHPは、21件の研究にわたって総計で101匹のサルになり、これは、以前に公開された毒性試験(Hordeaux,J.,et
al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:68-78,2018、Hordeaux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:79-88,2018)および以下の実施例に記載される2つのNHP実験、ならびにいくつかの未公開研究を包含している。この経験には、7つのカプシド、12個の導入遺伝子、3つのプロモーター(CB7、UBC、hSyn)、1×1012GC~5.7×1013GCの用量、勾配またはカラムで精製されたベクター、3つの製剤(リン酸緩衝食塩水および2つの異なる人工CSF)、ならびに様々な発達段階のカニクイザルおよびマカクが含まれる。すべての実験群において、DRG毒性および軸索障害が観察された。病理は、注入後約1ヶ月でピークに達し、最長6ヶ月間(成熟マカクで評価された最長期間である)進行しない。ほとんどの場合、病理は軽度から中等度である。しかしながら、GFPを発現するベクターを高用量でICM注入すると、失調症に関連する重篤な病理を引き起こし得る。
DRGニューロンで特異的に発現されたmiRNAは、AAV導入遺伝子の発現を除去することができる。
DRG毒性を軽減する方法を検討する際、いくつかのメカニズムを評価した。以前の研究では、ヒトIDUAまたはヒトIDを発現するAAV9ベクターをICM投与されたNHPを免疫抑制することによって、形質導入されたDRGに対する破壊的な適応免疫応答の役割を分析した。ミコフェノール酸モフェチル(MMF)およびラパマイシンでの処置は、ベクターおよび導入遺伝子産物に対する適応免疫応答を鈍化させたが、DRG毒性および軸索障害に有意な影響を与えなかった(Hordeaux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:68-78,2018、Hordeaux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:79-88,2018)。
以前に調査されていない1つの可能性は、高度に形質導入されたDRGにおける導入遺
伝子産物の過剰発現が、細胞体および関連する軸索の神経傷害および変性、それに続く反応性炎症応答の原因であるかどうかである(図2A)。したがって、DRGにおける導入遺伝子の発現を特異的に除去するために、DRGニューロンでのみ発現されるmiRNA標的を、導入遺伝子の3’非翻訳領域にクローニングした(図2B)。ベクターから発現される任意のmRNAは、内因的に発現されるmiRNAによって破壊されるであろう。
miRNA戦略の活性および特異性を評価するために、インビトロアッセイを使用した。発現カセットの3’非翻訳領域に標的miRNA配列の4反復(リピート)コンカテマーを含むようにAAVシスプラスミドを構築した(図2B)。AAVシスプラスミドを、miR183を発現するプラスミドと共に、HEK293細胞に共トランスフェクションした。導入遺伝子であるGFPの発現は、それが同種の認識配列を含む場合にのみ、miR183の存在下で低減された(図3A)。
AAVベクター内の潜在的なmiRNA標的のインビボ活性および特異性を、C57Bl/6Jマウスにおいてスクリーニングした。本発明者らは、miRNA183複合体(miR182およびmiR183)ならびにmiR145のうちの2つのメンバー由来のmiRNA標的の有無で、GFP発現ベクターを評価した。最初、183複合体の別のメンバーであるmiR96を試験したが、マウス皮質で導入遺伝子の発現が減少することから、それを排除した(未掲載)。動物は、標的DRGへのAAV9の高用量静脈内(IV)注入、およびCNSを標的とする高用量のAAV-PHP.B(AAV9-PHP.B.CB7.CI.GFP.rBG)注入を受けた。動物を21日目に剖検し、免疫組織化学(IHC)および脳および肝臓における直接蛍光顕微鏡法によって、DRGにおけるGFPの発現について分析した。DRGニューロンにおけるGFPの発現は、miR183標的およびmiR182標的を含むベクターにより実質的に低下したが、miR145標的は効果を有さなかった(図3Bおよび図3C)。miR標的のいずれかを含むベクターによる肝臓または他のCNS区画における発現の明らかな低下はなかった。発現は、miR183ベクターによりCNSでわずかに増強されたようであった(図3D)。このマウス実験では、ベクター誘発性のDRG毒性がNHPでのみ観察されたため、病理におけるmiR183導入遺伝子の抑制の影響を評価することができなかった。
miR183による限定された導入遺伝子の発現は、NHPにおけるDRG毒性を低減する。
マウスの有望なデータに基づいて、NHPでGFP miR183発現カセットを評価した。本発明者らは、アカゲザルのCB7プロモーター(3.5×1013GC)から、GFP(AAV9.CB7.CI.GFP.rBG)(N=2)またはGFP miR183(AAV9.CB7.CI.GFP.miR183.rBG)(N=4)を発現するAAVhu68ベクターを注入した。14日目に、動物の半数を、GFP発現について剖検した(図4B-GFP発現についての代表的なIHC、図4B-発現の定量化)。残りの動物は60日目に剖検して、発現およびDRG毒性を評価した(図4C-DRG変性、背側脊髄軸索障害、および末梢神経の軸索障害)。動物は、臨床的続発症を伴うことなく、ICM投与ベクターに耐性を示した。miR183ベクターを用いたDRGにおけるGFP発現の統計学的に有意な減少、ならびに他の箇所(腰髄運動ニューロン、小脳、皮質、心臓、および肝臓を含む)での増強または同様の発現があった(図4Aおよび図4B)。これは、9つの領域にわたる病理の著しい低減と関連した(頸髄、胸髄、および腰髄におけるDRGならびに背側脊髄軸索障害、ならびに正中神経、腓骨神経および橈骨神経の軸索障害、図4C)。ベクターにmiR183標的がない場合、すべての領域で病理が存在し、グレード4、グレード2、およびグレード1の間で均等に分布した。miR183ベクターの場合、最大の病理はグレード2であり、領域のわずか11%に存在し、残りの領域はグレード1(72%)または病理なし(16%)のいずれかであった。
これらの研究で、miR183標的を含むベクターにより、DRG感覚ニューロンにおけるGFPの発現が選択的に抑制されることが実証された。他のCNSニューロンおよび末梢臓器は影響を受けなかった。したがって、DRG毒性および二次軸索障害は、高度免疫原性/毒性導入遺伝子(GFP)の文脈で、顕著/重度レベルから最小レベルに低減された。
実施例3:miRNA標的配列を有するベクターゲノムを含むAAVを介した送達後の、後根神経節における治療用タンパク質の発現の特異的抑制
本発明者らは、ヒトIDUA(I型ムコ多糖症を有する患者において欠損している酵素)を発現するベクターを使用して、NHPにおいて、miR183標的配列をさらに評価した。このヒト導入遺伝子を用いた研究が、NHPにおけるDRG毒性に初めて光を当てた(Hordeaux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:79-88,2018)。実験には、3つの群が含まれた(N=3/群):1)群1-miR183標的を含まない対照ベクター単独(AAVhu68.CB7.CI.hIDUAcoV1.rBG)、2)群2-ステロイドで処置(-7日目~30日目までプレドニゾロン1mg/kg/日、続いて漸進的な漸減)された動物におけるmiR183標的を含まない対照ベクター(AAVhu68.CB7.CI.hIDUAcoV1.rBG)、および3)群3-miR183標的を有するベクター(AAVhu68.CB7.CI.hIDUAcoV1.miR183.rBG)。すべてのベクターゲノムには、ニワトリβアクチンプロモーターおよびCMVエンハンサーエレメント(CB7プロモーターと称する)の制御下のhIDUAコード配列、ニワトリβアクチンスプライスドナーからなるキメライントロン(CI)(973bp、GenBank:X00182.1)、およびウサギβ-グロビンスプライスアクセプターエレメント、ならびにウサギβグロビンポリアデニル化シグナル(rBG、127bp、GenBank:V00882.1)が含まれた。ITR.CB7.CI.hIDUAcoV1.rBG.ITRのベクターゲノムは、配列番号14に提供されている。ITR.CB7.CI.hIDUAcoV1.miRNA183.rBG.ITRのベクターゲノムは、配列番号15提供されている。すべての動物は、構成的プロモーターであるCB7からhIDUAを発現するAAVhu68ベクター(1×1013GC)のICM注入を受けた。90日目に剖検を行い、導入遺伝子の発現およびDRG関連の毒性を評価した。
すべての群由来の動物が、ベクター関連の臨床所見または臨床病理学的な異常を有さず、ICMベクターに耐容性を示した(表1および表2)。CSF中の髄液細胞増多は非常に低く、第2群で1匹、第3群で1匹に限定された(表3)。T細胞応答(ELISPOTによる測定)およびhIDUAに対する抗体の両方が、3つの群すべてにおいて検出された(図7A~図7D)。CSFサイトカインは、注入後21日目および35日目、群1と比較して群3で減少したが、一方、群2(ステロイド)では、24時間でレベルが減少した(図8)。21~35日目が導入遺伝子のピーク発現に対応し、過剰発現誘発性のストレスが予想される時点である。
直接蛍光およびインサイツハイブリダイゼーション(ISH)を使用して、対照ベクター(miR183標的を含まない)を使用した群1および群2では、DRGにおいて高発現のhIDUAが観察された(図5および図6A)。他のCNS区画では(脊髄の下位運動ニューロンならびに小脳および皮質のニューロンを含む)、中程度のhIDUAの発現が検出された(図5および図6A)。miR183標的をベクター(群3)に含めると、CNSにおける発現が減少することなく、DRGニューロンにおけるhIDUAの発現が除去された(図5および図6A)。CNSおよびDRG全体にわたるベクターの生体分布が、すべての群にわたって本質的に同じであったことから、miR183によるDRGにおけるhIDUA発現の低減は、遺伝子導入が低減したためではなかった(図9)。ステロイドは、群1と比較して、DRGにおける発現を中程度に減少させ、下位運動ニューロ
ンにおける発現を増加させた(図5および図6A)。予想通り、群1は、DRG、後柱および末梢神経で病理を呈した。しかしながら、miR183標的を有するベクターを使用した場合、これらの所見は、全く不在であった(群3、図6B)。興味深いことに、ステロイド(グループ2)による共処理は、親ベクター(すなわち、miR183を含有しない)の毒性を低減しなかった。実際、毒性が悪化する傾向が観察された(図6B)。
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DRGの毒性は、高全身用量のベクターまたはCSFへのベクターの直接送達に依存する任意の療法において生じる可能性が高い。この安全上の懸念は、霊長類に限定され、通常は無症候性であった。しかしながら、DRG毒性は、自己受容の欠損(Hinderer,C.,et al.Hum Gene Ther.29(3):285-298,2018)または難治性神経障害性疼痛に起因する失調症などの実質的な罹患を引き起こす可能性がある。米国食品医薬品局は最近、NHPでのDRG毒性のために、遅発性SMAに対する髄腔内AAV9の臨床試験を一時停止したが、このリスクがAAV療法の開発をどのように制限し得るかを強調している(Novartis.Novartis announces AVXS-101 intrathecal study update,2019)。
もともと、この毒性は、外来カプシドまたは導入遺伝子のエピトープを対象として、DRG形質導入ニューロンに対する破壊的なT細胞免疫によって引き起こされると仮定された。しかしながら、MMFおよびラパマイシンなどの強力な免疫抑制レジメンは、毒性試験における毒性を防ぐことができず(Hordeaux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:68-78,2018、Horde
aux,J.,et al.Mol Ther Methods Clin Dev 10:79-88,2018)、また、この研究でも、ステロイドで毒性を防ぐことはできなかった。進行性ではないが、遅発性のDRG変性の時間経過は、適応免疫が役割を果たしたという考えを支持しなかった。もし細胞傷害性T細胞が関与していたならば、DRGの変性および単核細胞の浸潤が、早期に始まり、経時的に進行することが観察されていたであろう。
高レベルのDRG形質導入で、細胞ストレスが生み出され、これが高度に形質導入されたDRGニューロンにおける変性をもたらす可能性がある。毒性は、導入遺伝子のmRNAおよびタンパク質の発現を抑制することによって、防止され得るため、カプシドまたはベクターDNAが、細胞のストレッサーとはなり得ない。組織学的分析では、変性が、最高レベルの導入遺伝子タンパク質を発現するDRGニューロンに限定されることが実証された。自己限定的ではないが、遅延したDRG神経変性の時間経過は、非免疫毒性が、高度に形質導入されたサブセットの細胞に限定されるという考えと一致する。DRG毒性および軸索障害が可逆的であるかどうかは不明である。成体動物を6ヶ月追跡した結果、病理における一貫した減少は観察されなかった。ICM注入後、NHPでDRG毒性が観察された唯一の実験は、ベクターが1ヶ月齢のマカクに投与され、4年後に剖検された場合であった(Hordeaux et al.,2019)。乳児霊長類がDRG毒性に耐性を有するか、またはそのDRGニューロンが再生能を有するか、または病変がこの長期間にわたって退縮する可能性がある。
所見は、DRG毒性が導入遺伝子の過剰発現によって引き起こされるという支持を示した。したがって、DRG毒性の重症度は、用量、プロモーター強度、および導入遺伝子の性質に影響されるはずである。霊長類において、感覚ニューロンが最も効率的に形質導入される細胞の1つである理由は、まだ理解されていない。DRGは、CNSの外側に存在し、多孔質で有窓の毛細血管を有するため、全身投与ベクターによって容易にアクセスされる。全身ベクターは、末梢軸索からの取り込まれた後、逆行性輸送を介してDRGニューロンにアクセスすることもできる。髄腔内(クモ膜下腔内)空間に存在する感覚神経区画の解剖学的構造により、CSFに送達されるベクターの高い形質導入が促進され得る。後根のDRGニューロンの軸索は、CSFに曝され、ICM/LP投与後に、ベクターへの容易なアクセスが提供される。DRGの細胞外液へのクモ膜下腔の開放的なアクセスにより、DRGの神経細胞体および他の細胞へのICM/LPベクターの直接接触が可能になるはずである。miR183によるDRGニューロン内の導入遺伝子発現の抑制は、このmiRの影響を受けるはずがないDRGの他の細胞における導入遺伝子発現の分析を容易にした。ISHで、周囲のグリア衛星細胞における導入遺伝子のmRNAが明らかになり、直接的な形質導入を示唆し得る(図6C)。グリア細胞における導入遺伝子のmRNAの機能的意義は未知である。
ベクター導入遺伝子の発現を選択的に阻害すると、DRG毒性が低減され、潜在的に排除されるはずである。これを達成するための鍵は、他の場所における発現に影響を与えることなく、DRGニューロンにおける発現を特異的に消滅させるための戦略である。現在、カプシド修飾または組織特異的プロモーターを介してこの特異性を達成する方法は存在しない。miR183の標的をベクターに含めることで、ベクターの製造、効力、または生体分布に影響を与えることなく、DRG毒性を低減/排除する所望の結果が達成された。上記のhIDUAのNHP研究では、併用ステロイドと共に非miR183ベクターを受けた群が含まれた(AAV試験における免疫介在性の毒性を緩和するための標準的なアプローチである)。ステロイド治療群では、DRG毒性が低減されず、実際、毒性を悪化させる傾向があった。この実験は、AAV遺伝子療法試験における予防的ステロイドの限界を実証する。
DRG毒性を減少させるためのこのアプローチのモジュール性は、AAV誘発性のDRG毒性を軽減することが望まれる場合に、CNS遺伝子療法に関して考慮されるいずれのAAVベクターにおけるその使用を示唆する。このアプローチは、治療用途で、幅広いAAVベクターにわたって使用することができる。
実施例4:miR183クラスター標的配列を有する発現構築物のインビトロ評価
インビトロアッセイを使用して、miRNA標的配列を有する構築物の活性および特異性を評価する。上の実施例2に記載されるように、HEK293細胞(または別の好適な細胞株)を、GFP導入遺伝子を有するシスプラスミド、ならびにmiR-182およびmiR-183などの1つ以上のmiRNAを発現するプラスミドで共トランスフェクトする。シスプラスミドは、発現カセットの3’UTR中の様々な数の対応する標的miRNA配列で設計され、代替的なスペーサー配列が導入される。トランスフェクションの72時間後、GFPの発現を定量化して、相対的な発現レベルを決定する。
例えば、標的miR183配列を、1、2、3、または4コピー保有する構築物を試験する。個々の標的配列は、配列番号5~7に提供されるものなど、直接連結されているか、またはスペーサー配列によって分離されている。インビトロ研究の結果に基づいて、GFPの発現を低減または排除する配列(反復数を含む)およびスペーサーの好適な組み合わせが特定される。次いで、この研究からの候補を、標的miRNA配列およびスペーサー配列が同じ配置または類似の配置である発現構築物を有するAAVベクター(例えば、AAV9またはAAV-PHP.B)を送達することによって、インビボでスクリーニングする。例えば、DRGの脱標的化(すなわち、GFP発現の低減)を含む、CNSでの発現レベルを評価するための例示的なインビボマウス研究が、実施例2に提供されている。
また、様々なスペーサー配列を含むかまたは含まない、1、2、3、または4コピーのmiR182の標的配列の組み合わせを有する構築物を使用して、同様の研究が行われる。加えて、miR182およびmiR183の認識配列の組み合わせおよび異なる配置を有する構築物が生成される。次いで、インビトロで好ましい減少した発現レベルを示すmiR182標的配列のみ、ならびにmiR182およびmiR183標的配列の組み合わせを有する構築物を、例えば、AAVベクターの投与後にインビボで評価して、CNSおよびDRGの細胞における毒性および導入遺伝子発現のレベル(脱標的化の程度)を決定する。
あるいは、miR182標的配列および/または他のmir183クラスター標的配列(すなわち、miR-183、miR-96、またはmiR-182に対応する標的配列)の組み合わせを1、2、3、または4コピー有する構築物を生成する。上記の実施例2に記載されるようなGFP発現アッセイを使用して、組み合わせのmiR182-miR183クラスター標的配列を保有する構築物をインビトロで試験する。上述のように、試験した発現カセットは、スペーサー配列によって分離されているか、または分離されていない様々な数のmiRNA標的配列を有する。次いで、miR182標的配列および他のmir183クラスター標的配列の組み合わせを有する特定の構築物の活性を、次いで高用量でIV投与されるAVVベクターを生成することによってインビボで評価する。上記のように、AAVベクター導入遺伝子の発現は、DRGを含む様々な細胞および組織、特に肝臓組織において評価される。
さらに、導入遺伝子発現の1、2、3、または4コピーのmiR182標的配列の効果を評価する。上述のように、インビトロ試験のための実験的構築物を生成し、miR182標的配列を発現カセットの3’UTRに導入する。複数のmiR182配列が導入される場合、配列は連続的であってもよく、または代替的に、様々な介在スペーサー配列のう
ちのいずれかによって分離されてもよい。任意の組み合わせのmiR182標的配列、およびスペーサー配列(適用可能な場合)を含む発現カセットを有するAAVベクターを生成し、インビボで試験する。特に、miR182標的配列を有する発現カセットの場合、導入遺伝子発現は、AAVベクターの高用量IV投与後の筋肉組織において評価される。
実施例5:ムコ多糖症II型(MPS II)の治療のためのヒトイズロン酸-2-スルファターゼ(hIDS)導入遺伝子の脱標的化
MPS II(ハンター症候群)の治療のための1つの戦略は、rAAVベースのCNS特異的遺伝子療法を介して、患者の欠陥イズロン酸-2-スルファターゼを機能的に置換することである(例えば、参照により本明細書に援用される国際特許出願第PCT/US2017/027770号を参照されたい)。DRG毒性を低減するために、MPS IIの治療のためのAAVベクターゲノムは、miR標的配列を導入することによって修飾される。したがって、hIDSコード配列を含むAAVベクターゲノムは、1つ、2つ、3つ、または4つのmiR183標的配列を用いて設計される。インビボでのDRG脱標的化の有効性は、例えば、hIDSをコードするAVVベクターをNHPに髄腔内投与した後で測定される。
実施例6:脊髄性筋萎縮症(SMA)の治療のためのSMN1導入遺伝子の脱標的化
SMAは、hSMN1遺伝子の変異または欠失によって引き起こされる常染色体劣性障害である。rAAVベクターを介した機能的なSMNタンパク質の送達は、SMAの治療に有効であるものの、DRG毒性が観察されている。好適なベクターとしては、国際特許出願第PCT/US2018/019996号(参照により本明細書に援用される)に記載されているもの、およびAAV9ベースの遺伝子療法であるZolgensma(登録商標)が挙げられる。ヒトSMN1をコードするAAVベクターの送達後のDRG毒性の低減または排除は、miRNA標的配列(miR182およびmiR183によって認識されるものなど)をベクターゲノムに組み込むことによって達成される。したがって、hSMN1転写産物をコードする核酸配列を、1つ、2つ、3つ、または4つのmiRNA標的配列と組み合わせて有する、AAVベクター(AAV9またはAAVhu68カプシドを有するものを含む)が生成される。標的配列は、例えば、miR182およびmiR183標的配列、またはそれらの組み合わせから選択される。hSMN1発現AAVベクターのIV投与または髄腔内投与後のDRG毒性は、NHPモデルで評価される。
実施例7:miRNA標的配列を有する肝臓特異的遺伝子療法ベクター
遺伝子療法に関して、肝臓組織における導入遺伝子の発現の改善が望まれる場合、AAVベクターゲノムは、miRNA標的配列を含むように修飾され得る。例えば、機能性低密度リポタンパク質受容体(hLDLR)遺伝子を発現し、AAV8カプシドを有するように設計されたrAAVは、家族性高コレステロール血症(FH)の治療に好適である(例えば、参照により本明細書に援用される国際特許出願第PCT/US2016/065984号を参照されたい)。肝臓組織におけるhLDLR導入遺伝子の発現の増強は、hLDLRコード配列を、1つ、2つ、3つ、または4つのmiR182標的配列と組み合わせて有するベクターゲノムを含むrAAVを使用して達成される。同様に、血友病A(第VIII因子)および血友病B(第IX因子)の治療のための遺伝子療法としては、肝臓に対して指向性を有するベクターが挙げられる(例えば、参照により本明細書に援用される国際特許出願第PCT/US2017/027396号および国際特許出願第PCT/US2017/027400号を参照されたい。)。肝臓におけるヒト第VIII因子および第IX因子のより効果的な送達および発現は、導入遺伝子と組み合わせて、1つ、2つ、3つ、または4つのmiR182標的配列を有するベクターゲノムを含むrAAVを送達することによって達成される。
(配列表フリーテキスト)
以下の情報は、識別数字<223>の下でフリーテキストを含む配列を提供する。
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本明細書に引用されるすべての刊行物は、それらの全体が参照により本明細書に援用される。2018年12月21日に出願された米国仮特許出願第62/783,956号、2019年10月23日に出願された米国仮特許出願第62/924,970号、および
2019年11月13日に出願された米国仮特許出願第62/934,915号は、それらの全体が参照により本明細書に援用される。同様に、本明細書に参照され、添付の配列表に表示される配列番号は、参照により援用される。本発明は、特定の実施形態を参照して記載されているが、本発明の趣旨から逸脱することなく修正を行うことができることが理解されよう。かかる修正は、添付の特許請求の範囲の範囲内に収まることが意図される。

Claims (25)

  1. 後根神経節(DRG)における遺伝子産物の発現を特異的に抑制する遺伝子送達のための組成物であって、前記DRGは、核酸配列である発現カセットを含み、前記核酸配列は、
    (a)遺伝子産物のコード配列であって、前記発現カセットを含む細胞において前記遺伝子産物の発現を導く調節配列の制御下にある、遺伝子産物のコード配列と、
    (b)miR-183、miR-182、またはmiR-96のうちの少なくとも1つに特異的な、少なくとも1つの標的配列であって、前記コード配列(a)の3’末端で作動可能に連結されている、少なくとも1つの標的配列と、を含む、組成物。
  2. 前記組成物が、前記標的配列の少なくとも2つのタンデムリピートを含み、前記タンデムリピートは、同じかまたは異なり得る、少なくとも1つの第1のmiRNA標的配列と、少なくとも1つの第2のmiRNA標的配列と、を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記少なくとも2つのmiRNAタンデムリピートが、3’UTRに位置する、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記発現カセットが、3つのmiRNAタンデムリピートを有する3’UTRを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 前記タンデムmiRNA標的配列が、連続的であるか、または1~10個の核酸のスペーサーによって分離され、前記スペーサーが、miRNA標的配列ではない、請求項2~4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記3’UTRに位置する少なくとも2つのmiRNA標的配列の2つのセットが存在する、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 前記少なくとも2つのmiRNAタンデムリピートの第1の開始が、前記遺伝子コード配列の前記3’末端から20ヌクレオチド以内である、請求項2~6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. 前記少なくとも2つのmiRNAタンデムリピートの前記第1の開始が、前記遺伝子コード配列の前記3’末端から少なくとも100ヌクレオチドである、請求項2~6のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 前記3’UTRおよび前記miRNAタンデムリピートが、200~1200ヌクレオチド長を含む、請求項2~6のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 前記発現カセットが、前記3’UTRに位置する4つのmiRNA標的配列を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 前記発現カセットが、5’UTR中のmiR-183、miR-182、またはmiR-96に特異的な少なくとも1つの標的配列をさらに含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 前記発現カセットが、前記5’UTRおよび前記3’UTRの両方に位置する少なくとも2つのmiRNA標的配列を含む、請求項11に記載の組成物。
  13. 前記発現カセットのmRNAまたはDNAプラス鎖の前記少なくとも1つのmiRNA
    標的配列が、
    (a)AGTGAATTCTACCAGTGCCATA(配列番号1)、
    (b)AGCAAAAATGTGCTAGTGCCAAA(配列番号2)、
    (c)AGTGTGAGTTCTACCATTGCCAAA(配列番号3)、または
    (d)AGGGATTCCTGGGAAAACTGGAC(配列番号4)である、
    請求項1~12のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 2つ以上の連続するmiRNA標的配列が、連続的であり、スペーサーによって分離されていない、請求項2~13のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 前記miRNA標的配列のうちの2つ以上が、スペーサーによって分離され、各スペーサーが、独立して、(i)GGAT(配列番号5)、(ii)CACGTG(配列番号6)、または(iii)GCATGC(配列番号7)のうちの1つ以上から選択される、請求項1~13のいずれか一項に記載の組成物。
  16. 前記miRNA標的配列間に位置する前記スペーサーが、前記第1のmiRNA標的配列の3’および/または最後のmiRNA標的配列の5’に位置する、請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物。
  17. 前記miRNA標的配列間の前記スペーサーが、同じである、請求項15または16に記載の組成物。
  18. 前記発現カセットが、組換えパルボウイルス、組換えレンチウイルス、組換えレトロウイルス、および組換えアデノウイルスから選択されるウイルスベクターによって担持される、請求項1~17のいずれか一項に記載の組成物。
  19. 前記発現カセットが、裸のDNA、裸のRNA、無機粒子、脂質粒子、ポリマーベースのベクター、およびキトサンベースの製剤から選択される非ウイルスベクターによって担持される、請求項1~17のいずれか一項に記載の組成物。
  20. 後根神経節における遺伝子産物の発現を特異的に抑制する遺伝子産物を、それを必要とする患者に送達するための組換えAAV(rAAV)であって、前記rAAVが、ウイルスカプシドを含み、前記ウイルスカプシドの中にAAVベクターゲノムがパッケージングされ、前記ベクターゲノムが、
    (a)前記遺伝子産物のコード配列であって、前記ベクターゲノムを含む細胞において前記遺伝子産物の発現を導く調節配列の制御下にある、遺伝子産物のコード配列と、
    (b)miR-183、miR-182、またはmiR-96のうちの少なくとも1つに特異的な、少なくとも1つのmiRNA標的配列と、を含む、組換えAAV。
  21. 請求項20に記載のrAAVと、脳室内(ICV)、髄腔内(IT)、大槽内、または静脈内(IV)注入を介した送達に好適な製剤緩衝液と、を含む、医薬組成物。
  22. 請求項1~19のいずれか一項に記載の組成物、請求項20に記載のrAAV、または請求項21に記載の組成物を、患者に送達することを含む、DRGニューロンにおける導入遺伝子の発現を抑制するための方法。
  23. 請求項1~19のいずれか一項に記載の組成物、請求項20に記載のrAAV、または請求項21に記載の組成物を、患者に送達することを含む、髄腔内または全身的遺伝子療法投与後の神経変性を調節する、および/または二次背側脊髄軸索変性を低減するための方法。
  24. 請求項1~19のいずれか一項に記載の組成物、請求項20に記載のrAAV、または請求項21に記載の組成物を、患者に送達することを含み、前記miRNA標的配列が、少なくとも1つのmiR183標的配列を含む、中枢神経系(CNS)の細胞における導入遺伝子の発現を増強する方法。
  25. 前記CNSの前記細胞が、錐体ニューロン、プルキンエニューロン、顆粒細胞、紡錘ニューロン、介在神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア、および上衣細胞のうちの1つ以上を含む、請求項24に記載の方法。
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