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
Description
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
013GC/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、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。
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。
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。
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。
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、CO2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H2O2(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。
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。
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。
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。
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、106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)。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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