JP2022529775A - 硝子体内送達のためのバリアントaavキャプシド - Google Patents
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Abstract
バリアントアデノ随伴ウイルス(AAV)キャプシドタンパク質、および1つまたは複数のバリアントAAVキャプシドタンパク質を有する組換えAAVビリオンを提供する。疾患もしくは障害の処置または予防のためなどの組換えAAVビリオンの使用のための組成物および方法も提供する。本明細書において、治療用遺伝子産物を被験体の網膜に提供する方法であって、被験体に、本明細書に開示の組換えAAVビリオン、または本明細書に開示の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法も提供する。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2019年4月26日に出願された米国仮特許出願第62/839,548号、および2019年10月21日に出願された米国仮特許出願第62/923,924号の利益を主張し、そのそれぞれの内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2019年4月26日に出願された米国仮特許出願第62/839,548号、および2019年10月21日に出願された米国仮特許出願第62/923,924号の利益を主張し、そのそれぞれの内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ASCIIテキストファイルの配列表の提出
ASCIIテキストファイルの以下の提出物の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる:コンピューター可読形式(CRF)の配列表(ファイル名:627002001140SEQLIST.TXT、記録日:2020年4月21日、サイズ:49KB)。
ASCIIテキストファイルの以下の提出物の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる:コンピューター可読形式(CRF)の配列表(ファイル名:627002001140SEQLIST.TXT、記録日:2020年4月21日、サイズ:49KB)。
遺伝的疾患および障害、ならびに他の疾患および障害を処置および予防する有望なアプローチは、ビリオンなどの遺伝子治療ベクターを用いる治療用遺伝子産物の送達である。遺伝子治療のために適切なビリオンの実例としては、限定されるものではないが、レトロウイルスビリオン、レンチウイルスビリオン、アデノウイルスビリオン、ヘルペスウイルスビリオン、アルファウイルスビリオンおよびアデノ随伴ウイルス(AAV)ビリオンが挙げられる。AAVは、4.7kbの一本鎖DNAウイルスである。野生型AAVは、非病原性であり、かつ任意の公知の疾患との病因学的関連を有さないので、AAVに基づく組換えビリオン(rAAVビリオン)は、優れた臨床的安全性に関連する。加えて、AAVは、高効率の遺伝子送達のための能力、ならびに眼、筋肉、肺および脳を含む多数の組織における持続した導入遺伝子の発現を提供する。
遺伝子治療における使用のためのビリオンの設計に関して残っているある特定の課題は、ウイルス細胞指向性の最適化、特に眼の遺伝子治療に関して、網膜への送達の最適化を含む。したがって、選択された哺乳動物細胞において遺伝子を発現するための最適化されたビリオンについての必要性がある。本発明は、組換えAAVビリオンの所望の細胞および組織への送達のために有利な改変AAVキャプシドタンパク質を提供することによってこの必要性に対処する。
本明細書において、(a)親アデノ随伴ウイルス(AAV)キャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質;および(b)治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド配列を含む組換えAAVビリオンを提供する。
一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である。
一部の実施形態では、改変配列は、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む。
一部の実施形態では、rAAVビリオンは、バリアントAAV5、またはバリアントAAV2およびAAV5ハイブリッドビリオンである。一部の実施形態では、rAAVビリオンは、バリアントAAV2.5Tビリオンである。
一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜の細胞に形質導入することができる。一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、哺乳動物に硝子体内注入される場合に、光受容細胞(photoreceptor)、網膜神経節細胞、ミュラー細胞、双極細胞、アマクリン細胞、水平細胞、および網膜色素上皮細胞のうちの1つまたは複数に形質導入することができる。一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜色素上皮細胞に形質導入することができる。
一部の実施形態では、治療用遺伝子産物は、siRNA、miRNAまたはタンパク質である。一部の実施形態では、治療用遺伝子産物は、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である。一部の実施形態では、治療用遺伝子産物は、オプシンである。
一部の実施形態では、治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドは、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している。一部の実施形態では、1つまたは複数のAAVのITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである。一部の実施形態では、1つまたは複数のAAVのITRは、AAV2のITRまたはAAV5のITRである。
一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、AAV2.5Tと比較して、変化した細胞指向性を有する。
一部の実施形態では、本明細書に開示の組換えAAVビリオンは、それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法における使用のためのものであり、方法は、被験体に、組換えAAVビリオンを含む医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む。一部の実施形態では、本明細書に開示の組換えAAVビリオンは、被験体の網膜の疾患または障害の処置のための医薬の調製における使用のためのものである。一部の実施形態では、疾患または障害は、加齢性黄斑変性症(AMD)、滲出型AMD、萎縮型AMD、網膜血管新生、脈絡膜血管新生、糖尿病性網膜症、増殖性糖尿病性網膜症、網膜静脈閉塞症、網膜中心静脈閉塞症、網膜静脈分枝閉塞症、糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症または糖尿病性網膜浮腫である。
本明細書において、本明細書に開示の組換えAAVビリオンを含む医薬組成物も提供する。
本明細書において、rAAVビリオンを産生するための方法であって、(a)rAAVビリオンが産生される条件下で宿主細胞を培養するステップであって、宿主細胞が、(i)親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドであって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含む、ポリヌクレオチド;(ii)repタンパク質をコードするポリヌクレオチド;(iii)少なくとも1つのAAVのITRと隣接している治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセット;および(iv)AAVヘルパー機能を含むステップ;ならびに(b)宿主細胞によって産生されたrAAVビリオンを回収するステップを含む、方法も提供する。
本明細書において、治療用遺伝子産物を被験体の網膜に提供する方法であって、被験体に、本明細書に開示の組換えAAVビリオン、または本明細書に開示の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法も提供する。
一部の実施形態では、被験体は、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患(uveitic retinal disease)、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散(uveal diffusion)、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、および色覚の障害からなる群より選択される1つもしくは複数の状態を有すると診断されているか、またはそれを有する疑いがある。
本明細書において、それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法であって、被験体に、本明細書に開示の組換えAAVビリオン、または本明細書に開示の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法も提供する。
一部の実施形態では、疾患または障害は、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、または色覚の障害である。
本明細書において、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質も提供する。
一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である。
一部の実施形態では、改変AAVキャプシドタンパク質は、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579にLAHKFKSGDA(配列番号3)を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む。
本明細書において、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列を含む核酸も提供する。
本明細書において、本明細書に開示の核酸を含む発現ベクターであって、バリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列が、プロモーター配列に作動可能に連結されている、発現ベクターも提供する。一部の実施形態では、発現ベクターは、repタンパク質をコードする核酸をさらに含む。
本明細書において、本明細書に開示の発現ベクターを含む細胞も提供する。一部の実施形態では、細胞は、治療用遺伝子産物をコードする核酸をさらに含む。一部の実施形態では、治療用遺伝子産物は、siRNA、miRNAまたはタンパク質である。一部の実施形態では、治療用遺伝子産物は、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である。一部の実施形態では、治療剤は、オプシンである。
一部の実施形態では、治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドは、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している。一部の実施形態では、1つまたは複数のAAVのITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである。一部の実施形態では、1つまたは複数のAAVのITRは、AAV2のITRまたはAAV5のITRである。
本特許出願および刊行物を含む本明細書に引用されるすべての参考文献は、それらの全体が、参照により組み込まれる。
図5Eは、図5C~5Dに示された眼についての黄斑から毛様体までの距離にわたってプロットされたGFP強度プロファイルを提供する。網膜領域の場所は、中心窩の中央に対する平均距離から計算した。
本開示は、バリアントAAVキャプシドタンパク質、および1つまたは複数のバリアントAAVキャプシドタンパク質を有する組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)ビリオンを提供する。一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、以下の特徴のうちの1つまたは複数を示す:1)網膜細胞の感染力の増加;2)変化した指向性;3)ヘパリンおよび/またはヘパラン硫酸プロテオグリカンおよび/または内境界膜(ILM)への結合の増加;ならびに4)本明細書に開示の改変キャプシドタンパク質の代わりに、そのネイティブ、野生型および/または親キャプシドタンパク質を含む対応するウイルスベクターと比較して、硝子体内投与された場合に、感染する能力および/またはILMを通過して治療用遺伝子産物を送達する能力の増加。個体において、細胞、例えば網膜細胞における治療用遺伝子産物の発現を促進するため、例えば、疾患もしくは障害の処置または予防のための、本明細書に開示の組成物のいずれかの使用のための医薬組成物および方法も提供する。
I.定義
他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語は、当業者によって理解される通常の意味と同じ意味を有する。
他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語は、当業者によって理解される通常の意味と同じ意味を有する。
本明細書で使用される専門用語は、特定の例のみを記載する目的のためであって、限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形の「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」は、文脈が他を明確に示さない限り、複数形を同様に含むことを意図する。さらにまた、「含む(including)」、「含む(include)」、「有する(having)」、「有する(has)」、「有する(with)」という用語、またはそれらの変形が詳細な説明および/または特許請求の範囲のいずれかにおいて使用される範囲で、そのような用語は、「含む(comprising)」という用語と同様の方法で包括的であることを意図する。本明細書で使用される「含む(comprising)」という用語は、「含む(including)」または「含有する(containing)」と同義であり、包括的またはオープンエンドである。
本明細書において「または」への任意の言及は、他に記述されない限り、「および/または」を包含することを意図する。
本明細書において「約」の値またはパラメーターへの言及は、その値またはパラメーター自体を対象とする変動を含む(および記載する)。例えば、「約X」に言及する記載は、「X」の記載を含む。
本発明の一部の実施形態では、「個体」または「被験体」は、哺乳動物である。哺乳動物としては、限定されるものではないが、家畜動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ネコ、イヌおよびウマ)、霊長類(例えば、ヒト、およびサルなどの非ヒト霊長類)、ウサギ、およびげっ歯類(例えば、マウスおよびラット)が挙げられる。ある特定の実施形態では、個体または被験体は、ヒトである。
本明細書で使用される「処置する(treat)」、「処置する(treating)」、「処置(treatment)」、「好転させる(ameliorate)」または「好転させる(ameliorating)」という用語および他の文法的に同等の用語は、眼の疾患もしくは障害または眼の疾患もしくは障害の症状を軽減すること、弱めることまたは好転させること、眼の疾患もしくは障害の追加症状を防止すること、症状の根本的な代謝原因を好転させること、眼の疾患もしくは障害を阻害すること、例えば、眼の疾患もしくは障害の発生を抑止すること、眼の疾患もしくは障害を緩和すること、眼の疾患もしくは障害の退行を引き起こすこと、あるいは眼の疾患もしくは障害の症状を停止することを指す。この用語は、治療利益を達成することをさらに含む。「治療利益」という用語は、処置される眼の疾患もしくは障害の根絶または好転を指す。また、治療利益は、眼の疾患または障害に関連する1つもしくは複数の生理学的症状の根絶または好転により達成され、その結果、一部の実施形態では、患者、被験体または個体が依然として眼の疾患または障害に苦しめられているにもかかわらず、改善が、患者、被験体または個体において観察される。
一部の実施形態では、本発明の方法は、予防的利益を提供し、例えば、医薬組成物は、疾患または障害の診断が行われていない場合でさえ、眼の疾患もしくは障害を発生する危険性がある患者、被験体または個体に、あるいは眼の疾患もしくは障害の1つもしくは複数の生理学的症状を報告する患者、被験体または個体に投与される。
「投与する(administer)」、「投与する(administering)」、「投与(administration)」などの用語は、本明細書で使用される場合、生物学的作用の所望の部位に治療薬または医薬組成物の送達を可能にするために使用される方法を指し得る。これらの方法は、眼への硝子体内注入または網膜下注入を含む。
本明細書で使用される「有効量」、「治療有効量」または「薬学的有効量」という用語は、処置される眼の疾患または障害の1つもしくは複数の症状をある程度緩和する、投与される少なくとも1つの医薬組成物または化合物の十分な量を指し得る。医薬組成物の「有効量」、「治療有効量」または「薬学的有効量」は、単位用量(本明細書の他の箇所でさらに詳細に記載する)で、それを必要とする被験体に投与され得る。
本明細書で使用される「薬学的に許容される」という用語は、担体または希釈剤などの物質を指し得、これは、本明細書に開示の化合物の生物活性または性質を抑止せず、相対的に非毒性である(すなわち、物質が個体に投与されると、これは、望ましくない生物効果を引き起こさず、組成物に含有される組成物の成分のいずれかと有害な方法で相互作用しない)。
「医薬組成物」という用語は、本明細書で使用される場合、例えば、限定されるものではないが、担体、安定剤、希釈剤、分散剤、懸濁化剤、増粘剤、賦形剤などの少なくとも1つの薬学的に許容される化学成分と必要に応じて混合される、生物活性化合物を指し得る。
本明細書で使用される「AAVベクター」または「rAAVベクター」は、標的細胞または標的組織への形質導入のための、AAVを起源としないポリヌクレオチド配列(例えば、治療用導入遺伝子(例えば、アフリベルセプト)をコードする核酸配列などのAAVに対して異種のポリヌクレオチド)を含むアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターまたは組換えAAV(rAAV)ベクターを指す。一般に、異種ポリヌクレオチドは、少なくとも1つ、一般には2つのAAVの逆方向末端反復配列(ITR)と隣接している。rAAVベクターという用語は、rAAVベクター粒子およびrAAVベクタープラスミドの両方を包含する。rAAVベクターは、一本鎖(ssAAV)または自己相補性(scAAV)のいずれかであり得る。
「AAVウイルス」または「AAVウイルス粒子」または「rAAVベクター粒子」または「rAAV粒子」または「組換えAAVビリオン」は、少なくとも1つのAAVのキャプシドタンパク質、およびポリヌクレオチドrAAVベクターを含むウイルス粒子を指す。粒子が、異種のポリヌクレオチド(例えば、標的細胞または標的組織に送達される導入遺伝子などの野生型AAVのゲノム以外のポリヌクレオチド)、を含む場合に、これは、典型的には、「rAAVベクター粒子」または「rAAVベクター」と称される。
本明細書で使用される「パッケージング」という用語は、rAAV粒子の組み立ておよびキャプシド化をもたらし得る一連の細胞内事象を指し得る。
AAVの「rep」および「cap」遺伝子は、アデノ随伴ウイルスの複製およびキャプシド化タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を指す。AAVrepおよびcapは、本明細書において、AAV「パッケージング遺伝子」と称される。
「ポリペプチド」または「タンパク質」という用語は、本明細書において、任意の長さのアミノ酸のポリマーを指すために互換可能に使用される。ポリマーは、直鎖状または分枝状であり得、これは、修飾アミノ酸を含んでいてもよく、非アミノ酸によって中断されていてもよい。この用語は、自然に、または介入によって修飾されたアミノ酸ポリマー、例えば、ジスルフィド結合の形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化、あるいは標識化成分もしくは毒素とのコンジュゲーションなどの任意の他の操作または修飾も包含する。この定義内には、例えば、アミノ酸(例えば、非天然アミノ酸などを含む)の1つまたは複数のアナログ、および当技術分野において公知の他の修飾を含有するポリペプチドも含まれる。
「ポリヌクレオチド」という用語は、デオキシリボヌクレオチドもしくはリボヌクレオチド、またはそれらのアナログを含む、任意の長さのヌクレオチドのポリマー形態を指す。ポリヌクレオチドは、メチル化ヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログなどの修飾ヌクレオチドを含んでいてもよく、非ヌクレオチド成分によって中断されていてもよい。存在する場合、ヌクレオチド構造への修飾は、ポリマーの組み立ての前または後に付与され得る。ポリヌクレオチドという用語は、本明細書で使用される場合、二本鎖および一本鎖分子を指し得る。
本明細書で使用される場合、「組換え」は、(1)その天然に存在する環境から除去されている、(2)遺伝子が天然で見出されるポリヌクレオチドのすべてもしくは一部と関連しない、(3)天然で連結されないポリヌクレオチドに動作可能に連結されている、または(4)天然で生じない、生体分子、例えば、遺伝子またはタンパク質を指し得る。「組換え」という用語は、クローニングされたDNA単離物、化学合成されたポリヌクレオチドアナログ、または異種システムによって生物学的に合成されたポリヌクレオチドアナログ、ならびにそのような核酸によってコードされるタンパク質および/またはmRNAを参照して使用することができる。したがって、例えば、微生物によって合成されるタンパク質は、例えば、細胞に存在する組換え遺伝子から合成されたmRNAから合成される場合、組換えである。
「抗VEGF遺伝子産物」という用語は、内因性VEGFおよび/もしくは内因性VEGF受容体(VEGFR)の活性もしくは機能、またはVEGF-VEGFRの相互作用、またはin vivo経路を、低減し、それらと相互作用し、それらを妨害し、それらをブロックし、ならびに/あるいはそれらを阻害することができる、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、融合タンパク質、多量体タンパク質、抗体、ヒトモノクローナル抗体、抗体断片、アプタマー、キナーゼ阻害剤、受容体もしくは受容体断片、または核酸分子を含む任意の治療剤を含む。抗VEGF遺伝子産物は、細胞、組織または被験体にin vivoで送達された場合に、新たな血管の成長もしくは形成、および/または浮腫もしくは腫脹を低減することができる公知の治療用遺伝子産物のいずれか1つ、例えば、ラニビズマブ、ブロルシズマブまたはベバシズマブであり得る。一部の実施形態では、抗VEGF遺伝子産物は、天然に存在するか、天然に存在しないか、または合成であり得る。一部の実施形態では、抗VEGF遺伝子産物は、抗VEGF活性を付与するようにその後に修飾または変異した、天然に存在する分子に由来することができる。一部の実施形態では、抗VEGF遺伝子産物は、融合タンパク質またはキメラタンパク質である。そのようなタンパク質において、機能的ドメインまたはポリペプチドは、in vivoでVEGFを隔絶することができるか、もしくはVEGFRデコイとして機能することができる融合タンパク質またはキメラタンパク質を作製するために、部分またはポリペプチドに人工的に融合される。一部の実施形態では、抗VEGF遺伝子産物は、内因性VEGFRをそのリガンドとの相互作用からブロックする融合タンパク質またはキメラタンパク質である。
本明細書で使用される場合、「VEGF」は、他に必要とされない限り、限定されるものではないが、VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、VEGF-F、胎盤成長因子(PGF)、またはそれらの任意の組合せ、または任意の機能的断片、またはバリアントを含む、VEGFまたはVEGFファミリーメンバーの任意のアイソフォームを指し得る。本明細書で使用される場合、「VEGF受容体」または「VEGFR」または「VEGF-R」は、限定されるものではないが、VEGFR-1(またはFlt-1)、VEGFR-2(またはFlk-1/KDR)およびVEGFR-3(またはFlt-4)を含む、VEGFの受容体のいずれか1つを指すために使用することができる。VEGFRは、受容体の、膜結合型もしくは可溶型、または機能的断片、または切断型であり得る。
本明細書で使用される場合、「sFlt-1タンパク質」は、他に明確に記述されない限り、sFlt-1タンパク質またはポリペプチドがVEGFおよび/もしくはVEGF受容体に結合するような、天然に存在するヒトsFLT-1配列と少なくとも90%またはそれよりも高い相同性を有するポリペプチド配列またはその機能的断片を指す。相同性は、2つの配列の間のアライメントの残基の保存%を指す。天然に存在するヒトsFLT-1タンパク質は、限定されるものではないが、機能的断片、挿入、欠失、置換を含む配列、偽断片、偽遺伝子、スプライスバリアント、または人工的に最適化された配列を含む、sFLT-1の任意の適切なバリアントを含み得る。
「動作可能に連結された」または「作動可能に連結された」または「カップリングされた」は、遺伝的エレメントの近位を指し得、ここで、エレメントは、予想される方法でそれらを操作することを可能にする関係性にある。例えば、プロモーターがコード配列の転写開始に役立つ場合、プロモーターは、コード領域に動作可能に連結され得る。この機能的関係が維持される限り、プロモーターおよびコード領域の間に介在残基が存在してもよい。
本明細書で使用される「発現ベクター」は、目的の遺伝子産物をコードし、意図する標的細胞中で遺伝子産物の発現をもたらすために使用される、ポリヌクレオチドを含む、上記で議論したか、または当技術分野において公知の、ベクター、例えば、プラスミド、ミニサークル、ウイルスベクター、リポソームなどを包含する。発現ベクターは、標的における遺伝子産物の発現を容易にするために、コード領域に動作可能に連結された制御エレメントも含み得る。制御エレメント、例えば、プロモーター、エンハンサー、UTR、miRNA標的配列など、および発現のためにそれらが作動可能に連結された1つまたは複数の遺伝子の組合せは、「発現カセット」と称される場合がある。多くのそのような制御エレメントは公知であり、かつ当技術分野において利用可能であるか、または当技術分野において利用可能な成分から容易に構築することができる。
「遺伝子産物」は、特定の遺伝子の発現から生じる分子である。遺伝子産物は、例えば、ポリペプチド、アプタマー、干渉RNA、mRNAなどを含む。特定の実施形態では、「遺伝子産物」は、ポリペプチド、ペプチド、タンパク質、または低分子干渉RNA(siRNA)、miRNA、または小ヘアピンRNA(shRNA)を含む干渉RNAである。特定の実施形態では、遺伝子産物は、治療用遺伝子産物、例えば、治療用タンパク質である。
「異種」という用語は、それが比較されている実体の残りとは遺伝子型で異なる実体を指し得る。例えば、異なる種に由来するプラスミドまたはベクターに遺伝子操作技法によって導入されたポリヌクレオチドは、異種ポリヌクレオチドであり得る。そのネイティブコード配列から除去され、天然に見出されない連結でコード配列に動作可能に連結されたプロモーターは、異種プロモーターであり得る。
本明細書に記載の方法、組成物およびキットは、他に指示されない限り、当業者の技能範囲内である、分子生物学(組換え技法を含む)、細胞生物学、生化学、免疫化学および眼科技法の従来技法および記載を用い得る。そのような従来技法は、被験体における網膜または視覚の観察および分析、組換えウイルスのクローニングおよび増殖、医薬組成物の製剤化、ならびに生化学的精製および免疫化学のための方法を含む。適切な技法の具体的な実例は、本明細書における実施例への参照により得ることができる。しかしながら、当然ながら、等価な従来手順を使用することもできる。そのような従来技法および記載は、Green, et al., Eds., Genome Analysis: A Laboratory Manual Series(Vols. I-IV) (1999);Weiner, et al., Eds., Genetic Variation: A LaboratoryManual (2007);Dieffenbach, Dveksler, Eds., PCR Primer: A Laboratory Manual(2003);Bowtell and Sambrook, DNA Microarrays: A Molecular Cloning Manual (2003);Mount,Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis (2004);Sambrook and Russell,Condensed Protocols from Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2006);およびSambrookand Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2002) (すべてCold SpringHarbor Laboratory Pressから);Stryer, L., Biochemistry (4th Ed.) W.H. Freeman,N.Y. (1995); Gait, "Oligonucleotide Synthesis: A Practical Approach"IRL Press, London (1984);Nelson and Cox, Lehninger, Principles of Biochemistry,3rd Ed., W.H. Freeman Pub., New York (2000);およびBerg et al., Biochemistry, 5thEd., W.H. Freeman Pub., New York (2002)などの標準実験室マニュアルに見出すことができ、これらのすべては、すべての目的のためにそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書で使用される「バリアントAAVキャプシドタンパク質」は、AAVキャプシドタンパク質が、対応する親AAVキャプシドタンパク質に比べて少なくとも1つのアミノ酸の相違(例えば、アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失)を含み、AAVキャプシドタンパク質が、天然に存在するAAVキャプシドタンパク質に存在するアミノ酸配列に対応しない、AAVキャプシドタンパク質を指す。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含むAAVビリオンによる結合と比較して、ヘパリンおよび/またはヘパラン硫酸プロテオグリカンへの増加した結合を与える。ある特定の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、a)対応する親AAVキャプシドタンパク質を含むAAVビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、網膜細胞の増加した感染力;b)対応する親AAVキャプシドタンパク質を含むAAVビリオンの指向性と比較して、変化した細胞指向性;および/またはc)対応する親AAVキャプシドタンパク質を含むAAVビリオンと比較して、ILMに結合するおよび/またはILMを通過する増加した能力を与える。
本明細書で使用される「改変配列」は、親AAVまたは親AAVキャプシドタンパク質の対応する配列と比較して、1つもしくは複数の置換、挿入および/または欠失を含む配列を指す。
AAVのための「ヘルパーウイルス」は、AAV(例えば、野生型AAV)が哺乳動物細胞によって複製およびパッケージされるのを可能にするウイルスを指す。AAVのための各種のそのようなヘルパーウイルスは、当技術分野において公知であり、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、およびワクシニアなどのポックスウイルスを含む。アデノウイルスは、いくつかの異なるサブグループを包含するが、サブグループCのアデノウイルス5型が最も一般的に使用される。ヒト、非ヒト哺乳動物、および鳥類起源の多数のアデノウイルスが公知であり、ATCCなどの保管所から入手可能である。ヘルペスファミリーのウイルスは、例えば、単純ヘルペスウイルス(HSV)およびエプスタインバーウイルス(EBV)、ならびにサイトメガロウイルス(CMV)および仮性狂犬病ウイルス(PRV)を含み、これらもATCCなどの保管所から入手可能である。
「ヘルパー機能」は、(本明細書に記載の複製およびパッケージングのための他の要件と併せて)AAVの複製およびパッケージングを可能にするヘルパーウイルスゲノムにおいてコードされる機能を指す。本明細書に記載される場合、「ヘルパー機能」は、ヘルパーウイルスを提供すること、または例えば、必要な機能をコードするポリヌクレオチド配列をトランスで産生細胞に提供することを含む、いくつかの方法で提供され得る。例えば、1つまたは複数のアデノウイルスタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むプラスミドまたは他の発現ベクターは、rAAVベクターと一緒に産生細胞にトランスフェクトされる。
「感染性」ビリオンまたはウイルス粒子は、コンピテントに組み立てられたウイルスキャプシドを含み、そのウイルス種が向性である細胞にポリヌクレオチド成分を送達することができるものである。この用語は、ビリオンの任意の複製能力を必ずしも意味しない。感染性ビリオンを計数するためのアッセイは、本開示の他の箇所および当技術分野において記載される。ウイルスの感染力は、感染性ビリオンの全ビリオンに対する比として表すことができる。感染性ビリオンの全ビリオンに対する比を決定する方法は、当技術分野において公知である。例えば、Grainger et al. (2005) Mol. Ther. 11:S337 (describing a TCID50infectious titer assay);およびZolotukhin et al. (1999) Gene Ther. 6:973を参照されたい。
II.バリアントAAVキャプシドタンパク質
本明細書において、バリアントアデノ随伴ウイルス(AAV)キャプシドタンパク質を提供する。一部の実施形態では、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質は、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含み、改変配列は、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けは、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含み、改変配列は、X1X2HKFKSGDX3(配列番号2)を含み、アミノ酸残基の番号付けは、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応し、X1~3は、独立して任意のアミノ酸であり得る。一部の実施形態では、X1~3のそれぞれは、独立して、A、L、G、SおよびTから選択される。一部の実施形態では、X1~3のそれぞれは、独立して、A、L、G、SおよびTから選択される。一部の実施形態では、X1はLである。一部の実施形態では、X2はAである。一部の実施形態では、X3はAである。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含み、改変配列は、LAHKFKSGDA(配列番号3)、配列番号3と少なくとも80%または少なくとも90%の相同性を有する配列、配列番号3と少なくとも80%または少なくとも90%の配列同一性を有する配列、あるいは配列番号3内の4もしくはそれよりも多く、5もしくはそれよりも多く、6もしくはそれよりも多く、7もしくはそれよりも多く、8もしくはそれよりも多く、または9またはそれよりも多くの連続したアミノ酸を有する配列を含み、アミノ酸残基の番号付けは、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する。一部の実施形態では、改変配列は、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含む。
本明細書において、バリアントアデノ随伴ウイルス(AAV)キャプシドタンパク質を提供する。一部の実施形態では、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質は、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含み、改変配列は、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けは、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含み、改変配列は、X1X2HKFKSGDX3(配列番号2)を含み、アミノ酸残基の番号付けは、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応し、X1~3は、独立して任意のアミノ酸であり得る。一部の実施形態では、X1~3のそれぞれは、独立して、A、L、G、SおよびTから選択される。一部の実施形態では、X1~3のそれぞれは、独立して、A、L、G、SおよびTから選択される。一部の実施形態では、X1はLである。一部の実施形態では、X2はAである。一部の実施形態では、X3はAである。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含み、改変配列は、LAHKFKSGDA(配列番号3)、配列番号3と少なくとも80%または少なくとも90%の相同性を有する配列、配列番号3と少なくとも80%または少なくとも90%の配列同一性を有する配列、あるいは配列番号3内の4もしくはそれよりも多く、5もしくはそれよりも多く、6もしくはそれよりも多く、7もしくはそれよりも多く、8もしくはそれよりも多く、または9またはそれよりも多くの連続したアミノ酸を有する配列を含み、アミノ酸残基の番号付けは、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する。一部の実施形態では、改変配列は、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含む。
本明細書において、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応するアミノ酸の番号付けを使用して、キャプシドタンパク質(特定のアミノ酸の置換および挿入を含む)のアミノ酸改変に言及するが、これらのアミノ酸改変のいずれかも、例えば、AAV5 VP1の位置に対応する位置で、他の血清型のAAVのキャプシドタンパク質に導入されてもよいことが理解される。AAVタンパク質配列は、かなりの相同性および類似のアミノ酸番号付けを共有し、当業者は、AAV5 VP1について本明細書に具体的に記載されるものに対応する他のAAV血清型におけるアミノ酸残基を容易に決定することができる。
一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、野生型AAVキャプシドタンパク質、例えば、AAV1型(AAV1)、AAV2型(AAV2)、AAV3型(AAV3)、AAV4型(AAV4)、AAV5型(AAV5)、AAV6型(AAV6)、AAV7型(AAV7)、AAV8型(AAV8)、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAV、またはヒツジAAVのキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5キャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、VP1、VP2またはVP3キャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5 VP1キャプシドタンパク質である。
一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、バリアントAAVキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAV、またはヒツジAAVのキャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5 VP1キャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、配列番号4と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、または少なくとも99%の相同性を有するAAV5 VP1キャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、配列番号4と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、または少なくとも99%の配列同一性を有するAAV5 VP1キャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、ハイブリッドキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2キャプシドタンパク質およびAAV5キャプシドタンパク質のハイブリッドである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5Tキャプシドタンパク質、またはAAV2.5Tキャプシドタンパク質と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の相同性を有するそのバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5Tキャプシドタンパク質、またはAAV2.5Tキャプシドタンパク質と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそのバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、VP1、VP2またはVP3キャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質、またはAAV2.5T VP1キャプシドタンパク質(配列番号5)と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の相同性を有するそのバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質、またはAAV2.5T VP1キャプシドタンパク質(配列番号5)と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそのバリアントである。
一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の配列同一性を有するキャプシド配列を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号6または配列番号7に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%、もしくは100%の相同性を有するキャプシド配列を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号6または配列番号7に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%、もしくは100%の配列同一性を有するキャプシド配列を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号6または配列番号7を含む。一部の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、配列番号7を含む。
特定の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、組換えAAVビリオン中に存在する場合、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、網膜細胞の増加した感染力を与える。特定の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、組換えAAVビリオン中に存在する場合、硝子体内注入によって投与される場合に、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、硝子体内注入によって投与される場合に、網膜細胞の増加した感染力を与える。一部の実施形態では、網膜細胞は、光受容細胞(photoreceptor cell)(例えば、杆体;錐体)、網膜神経節細胞(RGC)、網膜色素上皮(RPE)細胞、ミュラー細胞、アマクリン細胞、双極細胞、および水平細胞のうちの1つまたは複数である。特定の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、組換えAAVビリオン中に存在する場合、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンの指向性と比較して、組換えAAVビリオンに対する変更された指向性を与える。特定の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質は、組換えAAVビリオン中に存在する場合、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンと比較して、硝子体内注入後に、ヘパリンおよび/もしくはヘパラン硫酸への増加した結合、ならびに/または内境界膜(ILM)に結合およびそれを通過する増加した能力を与える。
III.ポリヌクレオチドおよび細胞
本明細書において、本明細書に記載の1つまたは複数のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドも提供する。特定の実施形態では、ポリヌクレオチドは、発現ベクターである。一部の実施形態では、発現ベクターは、プロモーター配列、例えば、細胞中でポリヌクレオチドの発現を駆動するプロモーター配列に作動可能に連結された本明細書に記載の改変キャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を含む。ある特定の実施形態では、細胞は、宿主細胞である。宿主細胞は、改変キャプシドタンパク質を含むビリオンを産生するために使用され得る。例示的な宿主細胞としては、哺乳動物細胞(例えば、HEK293細胞)、昆虫細胞(例えば、SF9細胞)、微生物および酵母が挙げられる。一部の実施形態では、細胞は、AAV rep遺伝子、例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのrepタンパク質またはそれらのバリアントをコードするAAV rep遺伝子を含む。一部の実施形態では、AAV rep遺伝子は、細胞中で安定に維持される。
本明細書において、本明細書に記載の1つまたは複数のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドも提供する。特定の実施形態では、ポリヌクレオチドは、発現ベクターである。一部の実施形態では、発現ベクターは、プロモーター配列、例えば、細胞中でポリヌクレオチドの発現を駆動するプロモーター配列に作動可能に連結された本明細書に記載の改変キャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチド配列を含む。ある特定の実施形態では、細胞は、宿主細胞である。宿主細胞は、改変キャプシドタンパク質を含むビリオンを産生するために使用され得る。例示的な宿主細胞としては、哺乳動物細胞(例えば、HEK293細胞)、昆虫細胞(例えば、SF9細胞)、微生物および酵母が挙げられる。一部の実施形態では、細胞は、AAV rep遺伝子、例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのrepタンパク質またはそれらのバリアントをコードするAAV rep遺伝子を含む。一部の実施形態では、AAV rep遺伝子は、細胞中で安定に維持される。
本明細書において、本明細書に記載の改変キャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドまたはベクターを含む細胞も提供する。特定の実施形態では、ポリヌクレオチドは、発現ベクターであり、発現ベクターは、プロモーター配列、例えば、細胞中でポリヌクレオチドの発現を駆動するプロモーター配列に作動可能に連結された本明細書に記載のバリアントキャプシドをコードするポリヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドまたはベクターは、細胞中で安定に維持される。一部の実施形態では、細胞は、AAV rep遺伝子をさらに含む。一部の実施形態では、AAV rep遺伝子は、細胞中で安定に維持される。ある特定の実施形態では、ポリヌクレオチドまたはベクターは、repタンパク質、例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのrepタンパク質またはそれらのバリアントをコードする配列をさらに含む。
一部の実施形態では、細胞は、遺伝子産物、例えば、本明細書に記載の治療用遺伝子産物などの治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットをさらに含む。ある特定の実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、1つまたは複数のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)と隣接している。ある特定の実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、AAVのITRの5’および3’末端において隣接している。一部の実施形態では、1つまたは複数のITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである。一部の実施形態では、1つまたは複数のITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVまたはヒツジAAVのITRである。一部の実施形態では、1つまたは複数のITRは、ヌクレオチドの1つもしくは複数の挿入、欠失および/または置換を含む、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVまたはヒツジAAVのITRである。
IV.ビリオンおよびそれを産生する方法
本明細書において、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む、ビリオン、例えば、組換えAAVビリオンも提供する。
本明細書において、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む、ビリオン、例えば、組換えAAVビリオンも提供する。
一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、遺伝子産物、例えば、治療用遺伝子産物、例えば、本明細書に記載の治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットをさらに含む。ある特定の実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、1つまたは複数のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントと隣接している。ある特定の実施形態では、ポリヌクレオチドカセットは、AAVのITRの5’および3’末端において隣接している。一部の実施形態では、1つまたは複数のITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである。一部の実施形態では、1つまたは複数のITRは、1つもしくは複数のヌクレオチドの挿入、欠失および/または置換を含む、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVまたはヒツジAAVのITRである。一部の実施形態では、1つまたは複数のITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVまたはヒツジAAVのITRである。
ある特定の実施形態では、遺伝子産物は、被験体の網膜における血管新生、例えば、脈絡膜血管新生(CNV)を阻害する。多くの細胞因子がCNV生成の調節において重要な役割を果たすことが見出されており、その中でも、限定されるものではないが、血管内皮増殖因子(VEGF)、VEGF受容体(VEGFR)、血小板由来増殖因子(PDGF)、低酸素誘導因子(HIF)、アンジオポエチン(Ang)および他のサイトカイン、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)が挙げられ得る。一部の実施形態では、遺伝子産物は、VEGF、VEGFR、PDGF、HIF、AngおよびMAPKのうちの1つまたは複数の阻害剤である。
ある特定の実施形態では、遺伝子産物は、被験体の網膜における血管新生、例えば、脈絡膜血管新生(CNV)を阻害する。多くの細胞因子がCNV生成の調節において重要な役割を果たすことが見出されており、その中でも、限定されるものではないが、血管内皮増殖因子(VEGF)、VEGF受容体(VEGFR)、血小板由来増殖因子(PDGF)、低酸素誘導因子(HIF)、アンジオポエチン(Ang)および他のサイトカイン、ならびにマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)が挙げられ得る。一部の実施形態では、遺伝子産物は、VEGF、VEGFR、PDGF、HIF、AngおよびMAPKのうちの1つまたは複数の阻害剤である。
一部の実施形態では、遺伝子産物は、干渉RNA、アプタマーまたはタンパク質である。一部の実施形態では、治療用遺伝子産物は、干渉RNA、アプタマーまたはタンパク質である。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、siRNA、miRNAまたはタンパク質である。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、遺伝子機能の部位特異的ノックダウンを提供する部位特異的ヌクレアーゼである。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、干渉RNAである。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、siRNAまたはmiRNAである。
一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、抗VEGF遺伝子産物である。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、抗VEGF干渉RNAである。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、抗VEGF siRNAまたは抗VEGF miRNAである。
一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、アプタマーである。例示的な目的のアプタマーとしては、血管内皮増殖因子(VEGF)に対するアプタマーが挙げられる。例えば、Ng et al. (2006) Nat. Rev. Drug Discovery 5:123;およびLee et al. (2005)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102:18902を参照されたい。PDGF特異的アプタマー、例えば、E10030も使用のために適切であり、例えば、Niand Hui (2009) Ophthalmologica 223:401;およびAkiyama et al. (2006) J. CellPhysiol. 207:407を参照されたい。
一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、タンパク質である。タンパク質は、一般に、網膜細胞の機能、例えば、杆体もしくは錐体光受容細胞、網膜神経節細胞、ミュラー細胞、双極細胞、アマクリン細胞、水平細胞または網膜色素上皮細胞の機能を増強するタンパク質である。例示的なタンパク質としては、神経保護ポリペプチド(例えば、GDNF、CNTF、NT4、NGFおよびNTN);抗血管新生ポリペプチド(例えば、可溶性血管内皮増殖因子(VEGF)受容体、VEGF結合抗体、VEGF結合抗体断片(例えば、一本鎖抗VEGF抗体);エンドスタチン;タムスタチン;アンギオスタチン;可溶性Fltタンパク質(Lai et al. (2005) Mol. Ther. 12:659);可溶性Fltタンパク質を含むFc融合タンパク質(例えば、Pechanet al. (2009) Gene Ther. 16:10を参照されたい);色素上皮由来因子(PEDF);可溶性Tie-2受容体等);メタロプロテイナーゼ-3(TIMP-3)の組織阻害剤;オプシン、例えば、ロドプシン;抗アポトーシスポリペプチド(例えば、Bcl-2、Bcl-Xl)などが挙げられる。適切なポリペプチドとしては、限定されるものではないが、グリア由来神経栄養因子(GDNF);線維芽細胞増殖因子2;ニュールツリン(NTN);毛様体神経栄養因子(CNTF);神経成長因子(NGF);ニューロトロフィン-4(NT4);脳由来神経栄養因子(BDNF);上皮成長因子;ロドプシン;アポトーシスのX連鎖阻害剤;およびソニックヘッジホッグが挙げられる。
適切なオプシンとしては、例えば、米国特許出願公開第2007/0261127号(例えば、ChR2;Chop2);米国特許出願公開第2001/0086421号;米国特許出願公開第2010/0015095号;およびDiester et al. (2011) Nat. Neurosci. 14:387に記載の光応答性オプシンが挙げられる。
適切なタンパク質としては、レチノスキシンも挙げられる。適切なポリペプチドとしては、例えば、網膜色素変性GTPase調節因子(RGPR)相互作用タンパク質-1(例えば、GenBank受託番号Q96KN7、Q9EPQ2、およびQ9GLM3を参照されたい);ペリフェリン-2(Prph2)(例えば、GenBank受託番号NP_000313;およびTravis et al. (1991) Genomics 10:733を参照されたい);ペリフェリン;網膜色素上皮特異的タンパク質(RPE65)(例えば、GenBank AAC39660;およびMorimuraet al. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:3088を参照されたい)などが挙げられる。
適切なタンパク質としては、欠陥があるか、または欠損している場合に、全脈絡膜萎縮を引き起こすポリペプチドである、CHM(全脈絡膜萎縮(Rabエスコートタンパク質1))(例えば、Donnelly et al. (1994) Hum. Mol. Genet. 3:1017;およびvan Bokhoven etal. (1994) Hum. Mol. Genet. 3:1041を参照されたい);ならびに欠陥があるか、または欠損している場合に、レーバー先天黒内障および網膜色素変性症を引き起こすポリペプチドである、Crumbsホモログ1(CRB1)(例えば、denHollander et al. (1999) Nat. Genet. 23:217;およびGenBank受託番号CAM23328を参照されたい)も挙げられる。
適切なタンパク質としては、欠陥があるか、または欠損している場合に、全色盲をもたらすタンパク質も挙げられ、ここで、そのようなポリペプチドとしては、例えば、錐体光受容細胞cGMPゲートチャネルサブユニットアルファ(CNGA3)(例えば、GenBank受託番号NP_001289;およびBooij et al. (2011) Ophthalmology 118:160-167を参照されたい);錐体光受容細胞cGMPゲートカチオンチャネルベータサブユニット(CNGB3)(例えば、Kohlet al.(2005) Eur J Hum Genet. 13(3):302を参照されたい);グアニンヌクレオチド結合タンパク質(Gタンパク質);アルファ形質導入活性ポリペプチド2(GNAT2)(ACHM4);およびACHM5;ならびに欠陥があるか、または欠失している場合に、さまざまな形態の色盲をもたらすポリペプチド(例えば、L-オプシン、M-オプシンおよびS-オプシン)が挙げられる。Mancusoet al. (2009) Nature 461(7265):784-787を参照されたい。
一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、抗VEGFタンパク質である。一部の実施形態では、抗VEGFタンパク質は、sFlt-1タンパク質もしくはその断片、または抗VEGF抗体もしくはその断片である。一部の実施形態では、抗VEGFタンパク質は、抗VEGF抗体またはその断片、例えば、アフリベルセプト、ラニビズマブおよびベバシズマブまたはそれらの断片である。一部の実施形態では、抗VEGFタンパク質は、sFlt-1タンパク質である。
VEGF受容体のFLT-1の可溶性切断型、sFLT-1は、VEGFの唯一の公知の内因性特異的阻害剤である。天然では、これは、選択的mRNAスプライシングによって生成し、膜近位免疫グロブリン様ドメイン、膜貫通領域および細胞内チロシンキナーゼドメインを欠く。構造的に、FLT-1およびsFLT-1タンパク質は、両方とも複数の機能的ドメインを含み得る。一部のバリアントでは、FLTおよびsFLTタンパク質は、通常、6つの連結ドメインを共有し、3つのドメインは、タンパク質の二量体化に関与し、3つのドメインは、VEGFなどのリガンドの結合に関与する。sFLT-1は、細胞膜に限定されない。未結合のsFLT-1は、細胞外の空間または溶液中で自由に拡散し得る。
sFLT-1およびVEGF受容体の間の相互作用は、特異的であり、100倍過剰の非標識VEGFと競合し得る。一部の場合では、sFLT-1の血管新生抑制活性は、2つの機構:i)高親和性で結合するVEGFの隔離、およびii)VEGF受容体のFLTt-1およびFLK-1/KDRの膜貫通型アイソフォームとの不活性ヘテロ二量体の形成による、VEGFの阻害から生じ得る。当技術分野において公知であるように、in vitro結合アッセイは、sFLT-1が高親和性でVEGFと結合すること、およびヒト臍帯静脈内皮細胞のVEGF駆動性増殖も阻害し得ることを示す。がんについての動物モデルでは、sFLT-1は、腫瘍成長を阻害する。一部の場合では、sFLT-1は、細胞外空間の過剰のVEGFがVEGF受容体の結合およびその後の活性化を防止し得るので、準化学量論的またはドミナントネガティブの方法で機能し得る。sFLT-1のこれらの性質は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるKendall and Thomas, 1993; Proc Natl Acad Sci. 90: 10705-10709に記載されている。sFLT-1の機能的断片は、全長タンパク質の代わりに使用することができる。より具体的には、VEGF結合ドメイン(ドメイン2)または代替としてsFLT-1のドメイン2とsFLT1由来のドメイン3、KDRまたは別のファミリーメンバーは、VEGFに結合し、不活性化するために使用することができる。そのような機能的断片は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるWiesmannet al., 1997; Cell, 91: 695-704に記載される。
一部の実施形態では、sFlt-1タンパク質は、米国特許第5,861,484号および米国特許出願公開第2013/0323302号の配列番号109によって開示される配列に記載の天然に存在するタンパク質sFlt-1である。例示的なsFlt-1アミノ酸配列を、本明細書において配列番号13として開示する。これはまた、限定されるものではないが、sFlt-1ドメイン2の配列、または米国特許出願公開第2013/0323302号の配列番号121に記述されるもの、および米国特許第7,635,474号に開示されるVEGF結合融合タンパク質などの関連構築物を含む、その機能的断片も挙げられる。例示的なsFlt-1機能的断片は、本明細書において配列番号14として開示する。一部の実施形態では、sFLT-1タンパク質は、配列番号13または14と少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%相同である。一部の実施形態では、sFLT-1タンパク質は、配列番号13または14と少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%の配列同一性を有する。抗VEGFタンパク質は、米国特許出願公開第2013/0323302号に記載のsFLT-1タンパク質、そのバリアントまたは断片のいずれかも含み得る。
一部の実施形態では、sFLT-1タンパク質は、天然に存在するヒトsFLT-1タンパク質配列と少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%相同である。一部の実施形態では、sFLT-1タンパク質は、天然に存在するヒトsFLT-1タンパク質配列と最大で約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%相同である。一部の実施形態では、sFLT-1タンパク質は、天然に存在するヒトsFLT-1タンパク質配列と少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、sFLT-1タンパク質は、天然に存在するヒトsFLT-1タンパク質配列と最大で約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、sFLT-1タンパク質は、天然に存在するヒトsFLT-1タンパク質のコンフォメーションと少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%空間的に相同である。一部の場合では、sFLT-1タンパク質は、天然に存在するヒトsFLT-1タンパク質のコンフォメーションと最大で約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、99.99%もしくは100%空間的に相同である。
一部の実施形態では、抗VEGFタンパク質は、抗VEGF抗体である。一部の実施形態では、抗VEGFタンパク質は、ラニビズマブ(商標Lucentis(登録商標)で市販(Genentech、San Francisco、CA)、ラニビズマブの重鎖および軽鎖可変領域の配列について米国特許第7,060,269号の図1を参照されたい);ベバシズマブ(商標Avastin(登録商標)で市販(Genentech、San Francisco、CA)、ベバシズマブの重鎖および軽鎖可変領域の配列について米国特許第6,054,297号の図1を参照されたい);アフリベルセプト(商標Eylea(登録商標)で市販(Regeneron、Tarrytown、NY));またはブロルシズマブ、米国特許第10,035,850号を参照されたい;である。ある特定の実施形態では、ベバシズマブは、以下の重鎖および軽鎖可変ドメインの配列:
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGYTFTNYGMNWVRQAPGKGLEWVGWINTYTGEPTYAADFKRRFTFSLDTSKSTAYLQMNSLRAEDTAVYYCAKYPHYYGSSHWYFDVWGQGTL(配列番号8);およびDIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCSASQDISNYLNWYQQKPGKAPKVLIYFTSSLHSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQYSTVPWTFGQGTKVEIKRTV(配列番号9)をそれぞれ含む。ある特定の実施形態では、ラニビズマブは、以下の重鎖および軽鎖可変ドメインの配列:
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGYDFTHYGMNWVRQAPGKGLEWVGWINTYTGEPTYAADFKRRFTFSLDTSKSTAYLQMNSLRAEDTAVYYCAKYPYYYGTSHWYFDVWGQGTL(配列番号10);およびDIQLTQSPSSLSASVGDRVTITCSASQDISNYLNWYQQKPGKAPKVLIYFTSSLHSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQYSTVPWTFGQGTKVEIKRTV(配列番号11)をそれぞれ含む。ある特定の実施形態では、アフリベルセプトは、以下のアミノ酸配列:
MVSYWDTGVLLCALLSCLLLTGSSSGSDTGRPFVEMYSEIPEIIHMTEGRELVIPCRVTSPNITVTLKKFPLDTLIPDGKRIIWDSRKGFIISNATYKEIGLLTCEATVNGHLYKTNYLTHRQTNTIIDVVLSPSHGIELSVGEKLVLNCTARTELNVGIDFNWEYPSSKHQHKKLVNRDLKTQSGSEMKKFLSTLTIDGVTRSDQGLYTCAASSGLMTKKNSTFVRVHEKDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK(配列番号12)を含む。ある特定の実施形態では、アフリベルセプトは、以下のアミノ酸配列:
EIVMTQSPSTLSASVGDRVIITCQASEIIHSWLAWYQQKPGKAPKLLIYLASTLASGVPSRFSGSGSGAEFTLTISSLQPDDFATYYCQNVYLASTNGANFGQGTKLTVLGGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSEVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCTASGFSLTDYYYMTWVRQAPGKGLEWVGFIDPDDDPYYATWAKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCAGGDHNSGWGLDIWGQGTLVTVSS(配列番号15)を含む。
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGYTFTNYGMNWVRQAPGKGLEWVGWINTYTGEPTYAADFKRRFTFSLDTSKSTAYLQMNSLRAEDTAVYYCAKYPHYYGSSHWYFDVWGQGTL(配列番号8);およびDIQMTQSPSSLSASVGDRVTITCSASQDISNYLNWYQQKPGKAPKVLIYFTSSLHSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQYSTVPWTFGQGTKVEIKRTV(配列番号9)をそれぞれ含む。ある特定の実施形態では、ラニビズマブは、以下の重鎖および軽鎖可変ドメインの配列:
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGYDFTHYGMNWVRQAPGKGLEWVGWINTYTGEPTYAADFKRRFTFSLDTSKSTAYLQMNSLRAEDTAVYYCAKYPYYYGTSHWYFDVWGQGTL(配列番号10);およびDIQLTQSPSSLSASVGDRVTITCSASQDISNYLNWYQQKPGKAPKVLIYFTSSLHSGVPSRFSGSGSGTDFTLTISSLQPEDFATYYCQQYSTVPWTFGQGTKVEIKRTV(配列番号11)をそれぞれ含む。ある特定の実施形態では、アフリベルセプトは、以下のアミノ酸配列:
MVSYWDTGVLLCALLSCLLLTGSSSGSDTGRPFVEMYSEIPEIIHMTEGRELVIPCRVTSPNITVTLKKFPLDTLIPDGKRIIWDSRKGFIISNATYKEIGLLTCEATVNGHLYKTNYLTHRQTNTIIDVVLSPSHGIELSVGEKLVLNCTARTELNVGIDFNWEYPSSKHQHKKLVNRDLKTQSGSEMKKFLSTLTIDGVTRSDQGLYTCAASSGLMTKKNSTFVRVHEKDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK(配列番号12)を含む。ある特定の実施形態では、アフリベルセプトは、以下のアミノ酸配列:
EIVMTQSPSTLSASVGDRVIITCQASEIIHSWLAWYQQKPGKAPKLLIYLASTLASGVPSRFSGSGSGAEFTLTISSLQPDDFATYYCQNVYLASTNGANFGQGTKLTVLGGGGGSGGGGSGGGGSGGGGSEVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCTASGFSLTDYYYMTWVRQAPGKGLEWVGFIDPDDDPYYATWAKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCAGGDHNSGWGLDIWGQGTLVTVSS(配列番号15)を含む。
これらの配列は、当業者によって理解される標準的な技法である遺伝コードを使用して、そのような配列をコードするDNAから発現させることができる。当業者によって理解され得るように、遺伝コードの縮重に起因して、抗VEGFタンパク質配列は、いくつかの異なるDNA配列から容易に発現させることができる。
一部の場合では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、遺伝子機能の部位特異的ノックダウンを提供する部位特異的エンドヌクレアーゼであり、例えば、ここで、エンドヌクレアーゼは、網膜疾患に関連する対立遺伝子をノックアウトする。例えば、野生型の場合に、網膜構造タンパク質であり、および/または正常な網膜機能を提供する遺伝子の欠陥のあるコピーを優性対立遺伝子がコードする場合、部位特異的エンドヌクレアーゼは、欠陥のある対立遺伝子に標的化され、欠陥のある対立遺伝子をノックアウトすることができる。
欠陥のある対立遺伝子をノックアウトすることに加えて、部位特異的ヌクレアーゼは、欠陥のある対立遺伝子によってコードされるタンパク質の機能的コピーをコードするドナーDNAを用いた相同組換えを刺激するために使用することもできる。したがって、例えば、ウイルスベクターを、欠陥のある対立遺伝子をノックアウトする部位特異的エンドヌクレアーゼを送達するために使用することができ、かつ欠陥のある対立遺伝子の機能的コピーを送達するために使用することができ、これにより、欠陥のある対立遺伝子の修復がもたらされ、それによって機能的網膜タンパク質(例えば、機能的レチノスキシン、機能的RPE65、機能的ペリフェリンなど)の産生が提供される。例えば、Li et al. (2011) Nature 475:217を参照されたい。一部の実施形態では、ウイルスベクターは、部位特異的エンドヌクレアーゼをコードする異種ヌクレオチド配列、および欠陥のある対立遺伝子の機能的コピーをコードする異種ヌクレオチド配列を含み、ここで、機能的コピーは、機能的網膜タンパク質をコードする。機能的網膜タンパク質としては、例えば、レチノスキシン、RPE65、網膜色素変性症GTPase調節因子(RGPR)相互作用タンパク質-1、ペリフェリン、ペリフェリン-2などが挙げられる。
使用のために適切な部位特異的エンドヌクレアーゼとしては、例えば、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、および転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)が挙げられ、ここで、そのような部位特異的エンドヌクレアーゼは、天然に存在せず、特定の遺伝子を標的にするように改変されている。そのような部位特異的ヌクレアーゼを操作して、ゲノム内の特定の位置を切断することができ、次いで、非相同末端結合は、いくつかのヌクレオチドを挿入または欠失するが、切断を修復することができる。次いで、そのような挿入または欠失(「INDEL」とも称される)は、タンパク質を読み枠から外し、遺伝子を効果的にノックアウトする。例えば、米国特許出願公開第2011/0301073号を参照されたい。
一部の実施形態では、遺伝子産物をコードする配列は、プロモーターに作動可能に連結されている。一部の実施形態では、遺伝子産物をコードする配列は、構成的プロモーターに作動可能に連結されている。他の実施形態では、目的の遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列は、誘導性プロモーターに作動可能に連結されている。一部の例では、遺伝子産物をコードする配列は、組織特異的または細胞型特異的調節エレメントに作動可能に連結されている。例えば、一部の例では、遺伝子産物をコードする配列は、光受容細胞特異的調節エレメント(例えば、光受容細胞特異的プロモーター)、例えば、光受容細胞の作動可能に連結した遺伝子の選択的発現を与える調節エレメントに作動可能に連結されている。適切な光受容細胞特異的調節エレメントとしては、例えば、ロドプシンプロモーター;ロドプシンキナーゼプロモーター(Young et al. (2003) Ophthalmol. Vis. Sci. 44:4076);ベータホスホジエステラーゼ遺伝子プロモーター(Nicoudet al. (2007) J. Gene Med. 9:1015);網膜色素変性症遺伝子プロモーター(Nicoud et al. (2007)、上記);光受容細胞間レチノイド結合タンパク質(IRBP)遺伝子エンハンサー(Nicoudet al. (2007)、上記);IRBP遺伝子プロモーター(Yokoyama et al. (1992) Exp Eye Res. 55:225)が挙げられる。
特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、例えば、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、もしくは少なくとも100倍の親和性で、ヘパリンおよび/またはヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に結合することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、例えば、AAV5ビリオンと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、もしくは少なくとも100倍の親和性で、ヘパリンおよび/またはヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に結合することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、例えば、AAV2.5Tビリオンと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、もしくは少なくとも100倍の親和性で、ヘパリンおよび/またはヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に結合することができる。
特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、例えば、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、または少なくとも100倍の親和性で、内境界膜(ILM)に結合することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、例えば、AAV5ビリオンと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、または少なくとも100倍の親和性で、内境界膜(ILM)に結合することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、例えば、AAV2.5Tビリオンと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、または少なくとも100倍の親和性で、内境界膜(ILM)に結合することができる。
特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、網膜細胞の増加した感染力を有する。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、ILMを通過することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、網膜細胞の増加した感染力を有し、ILMを通過することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、AAV5ビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、網膜細胞の増加した感染力を有する。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、AAV2.5Tビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、網膜細胞の増加した感染力を有する。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜の細胞に形質導入することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、ILMを通過することができる。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、硝子体内注入によって投与される場合に、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、硝子体内注入によって投与される場合に、網膜細胞の増加した感染力を有する。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、硝子体内注入によって投与される場合に、AAV5ビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、硝子体内注入によって投与される場合に、網膜細胞の増加した感染力を有する。特定の実施形態では、組換えAAVビリオンは、硝子体内注入によって投与される場合に、AAV2.5Tビリオンによる網膜細胞の感染力と比較して、硝子体内注入によって投与される場合に、網膜細胞の増加した感染力を有する。一部の実施形態では、網膜細胞は、光受容細胞(例えば、杆体;錐体)、網膜神経節細胞(RGC)、網膜色素上皮(RPE)細胞、ミュラー細胞、アマクリン細胞、双極細胞、および水平細胞のうちの1つまたは複数である。一部の実施形態では、網膜細胞は、ミュラー細胞、錐体細胞、杆体細胞、双極細胞および/またはRPE細胞である。一部の実施形態では、網膜細胞は、ミュラー細胞である。一部の実施形態では、網膜細胞は、錐体細胞である。一部の実施形態では、網膜細胞は、双極細胞である。一部の実施形態では、網膜細胞は、RPE細胞である。
特定の実施形態では、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンは、硝子体内注入を介して送達される場合に、遺伝子産物(治療用遺伝子産物など)を網膜に送達することができ、例えば、ここで、得られる発現は、対応する親AAVキャプシドタンパク質を含む対応する組換えAAVビリオンと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、または少なくとも100倍高い。特定の実施形態では、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンは、硝子体内注入を介して送達される場合に、遺伝子産物を網膜に送達することができ、例えば、ここで、得られる発現は、AAV5および/またはAAV2.5Tベクターと比較して、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、または少なくとも100倍高い。
トランスフェクション、安定細胞系産生、ならびにアデノウイルス-AAVハイブリッド、ヘルペスウイルス-AAVハイブリッド(Conway, JE et al., (1997) J. Virology 71(11):8780-8789)およびバキュロウイルス-AAVハイブリッドを含む感染性ハイブリッドウイルス産生系を含む、組換えAAVビリオンの産生のための多数の方法が当技術分野において公知である。rAAVウイルス粒子の産生のためのrAAV産生培養は、1)適切な宿主細胞、2)適切なヘルパーウイルス機能、3)AAV repおよびcap遺伝子、4)少なくとも1つのAAVのITR配列(例えば、特大のrAAVベクターゲノム)と隣接している核酸(遺伝子産物をコードする配列など)、ならびに5)rAAV産生をサポートする適切な培地および培地成分のすべてを必要とする。一部の実施形態では、適切な宿主細胞は、霊長類宿主細胞である。一部の実施形態では、適切な宿主細胞は、HeLa、A549、293またはPerc.6細胞などのヒト由来細胞系である。
一部の実施形態では、適切なヘルパー機能は、野生型もしくは変異体アデノウイルス(温度感受性アデノウイルスなど)、ヘルペスウイルス(HSV)、バキュロウイルス、またはヘルパー機能を提供するプラスミド構築物によって提供される。一部の実施形態では、AAVヘルパー機能は、アデノウイルスまたはHSVによって提供される。一部の実施形態では、AAVヘルパー機能は、バキュロウイルスによって提供され、宿主細胞は、昆虫細胞(例えば、Spodoptera frugiperda(Sf9)細胞)である。
一部の実施形態では、本明細書に記載のAAVビリオンは、昆虫細胞において産生された。一部の実施形態では、本明細書に記載のAAVビリオンは、Spodoptera frugiperda(Sf9)細胞において産生された。一部の実施形態では、本明細書に記載のAAVビリオンは、ヒト由来細胞系において産生された。一部の実施形態では、本明細書に記載のAAVビリオンは、HeLa、A549、293またはPerc.6細胞において産生された。一部の実施形態では、本明細書に記載のAAVビリオンは、HEK-293細胞において産生された。
一部の実施形態では、AAV rep遺伝子は、任意のAAV血清型由来であり得る。一般に、拘束力はないが、AAV rep遺伝子は、rep遺伝子によってコードされるrepタンパク質が、rAAVゲノムを複製およびパッケージするように機能し得る限り、rAAVベクターゲノムのITRと同じ血清型のものである。
当技術分野において公知の適切な培地が、rAAVベクターの産生のために使用され得る。これらの培地としては、限定されないが、改変イーグル培地(MEM)、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)を含むHyclone LaboratoriesおよびJRHによって作製される培地、特に、組換えAAVベクターの産生における使用のためのカスタム培地調合に関して、そのそれぞれが、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,566,118号に記載のものなどのカスタム調合、および米国特許第6,723,551号に記載のSf-900 II SFM培地が挙げられる。
rAAVビリオンを産生するための1つの方法は、トリプルトランスフェクション方法である。簡潔には、rep遺伝子、および本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドなどのキャプシド遺伝子を含有するプラスミドを、ヘルパーアデノウイルスプラスミドと一緒に細胞系(例えば、HEK-293細胞)に(例えば、リン酸カルシウム方法を使用して)トランスフェクトしてもよく、ビリオンを収集し、必要に応じて精製してもよい。そのように、一部の実施形態では、rAAVビリオンは、ベクターゲノム、本明細書に開示のバリアントキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドなどのAAV repおよびcapをコードする核酸、ならびにAAVヘルパー機能をコードする核酸の宿主細胞へのトリプルトランスフェクションによって産生し、ここで、宿主細胞への核酸のトランスフェクションは、rAAVビリオンを産生することができる宿主細胞を生成する。
一部の実施形態では、rAAVビリオンは、Martin et al., (2013)Human Gene Therapy Methods 24:253-269;米国特許出願公開第2004/0224411号;およびLiu, X.L. etal. (1999) Gene Ther. 6:293-299に記載の例示的な産生細胞系方法などの産生細胞系方法によって産生され得る。簡潔には、細胞系(例えば、HeLa、293、A549またはPerc.6細胞系)を、rep遺伝子、本明細書に開示のバリアントキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドなどのキャプシド遺伝子、およびベクターゲノムを含有するプラスミドで安定にトランスフェクトしてもよい。細胞系を、スクリーニングしてrAAV産生のためのリードクローンを選択してもよく、これを、次いで、産生バイオリアクターに拡大し、ヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルスまたはHSV)を感染させて、rAAV産生を開始させてもよい。その後、ビリオンを回収してもよく、アデノウイルスを、不活性化(例えば、熱により)および/または除去してもよく、rAAVビリオンを精製してもよい。このように、一部の実施形態では、rAAVビリオンは、rAAVゲノムをコードする核酸、AAV repをコードする核酸、本明細書に開示のバリアントキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチド、およびAAVヘルパー機能をコードする核酸のうちの1つまたは複数を含む、産生細胞系によって産生された。
一部の実施形態では、AAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子および/またはrAAVゲノムをコードする核酸は、産生細胞系において安定に維持される。一部の実施形態では、AAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子および/またはrAAVゲノムをコードする核酸は、1つまたは複数のプラスミドにおいて細胞系に導入されて、産生細胞系を生成する。一部の実施形態では、AAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子およびrAAVゲノムは、同じプラスミドで細胞に導入される。他の実施形態では、AAV rep、AAV capおよびrAAVゲノムは、2つまたはそれよりも多くの異なるプラスミドで細胞に導入される。一部の実施形態では、プラスミドで安定にトランスフェクトされる細胞系は、複数回の細胞系の継代(例えば、5、10、20、30、40、50回、または50回を超える細胞系の継代)にわたってプラスミドを維持する。例えば、プラスミドは、細胞複製物として複製されてもよく、またはプラスミドは、細胞ゲノムに組み込まれてもよい。プラスミドが細胞(例えば、ヒト細胞)において自律的に複製するのを可能にする各種の配列が、特定されている(例えば、Krysan, P.J. et al. (1989) Mol. Cell Biol. 9:1026-1033を参照されたい)。一部の実施形態では、プラスミドは、プラスミドを維持する細胞の選択を可能にする選択マーカー(例えば、抗生物質耐性マーカー)を含有していてもよい。哺乳動物細胞において一般に使用される選択マーカーとしては、限定されないが、ブラストサイジン、G418、ハイグロマイシンB、ゼオシン、ピューロマイシン、およびそれらの誘導体が挙げられる。核酸を細胞に導入するための方法は、当技術分野において公知であり、限定されないが、ウイルス形質導入、カチオン性トランスフェクション(例えば、DEAE-デキストランなどのカチオン性ポリマー、またはリポフェクタミンなどのカチオン性脂質を使用する)、リン酸カルシウムトランスフェクション、マイクロインジェクション、微粒子銃、電気穿孔、およびナノ粒子トランスフェクションが挙げられる(より詳細について、例えば、Kim,T.K. and Eberwine, J.H. (2010) Anal. Bioanal. Chem. 397:3173-3178を参照されたい)。
一部の実施形態では、AAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子および/またはrAAVゲノムをコードする核酸は、産生細胞系のゲノムに安定に組み込まれる。一部の実施形態では、AAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子および/またはrAAVゲノムをコードする核酸は、1つまたは複数のプラスミドにおいて細胞系に導入されて、産生細胞系を生成する。一部の実施形態では、AAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子およびrAAVゲノムは、同じプラスミドで細胞に導入される。他の実施形態では、AAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子およびrAAVゲノムは、2つまたはそれよりも多くの異なるプラスミドで細胞に導入される。一部の実施形態では、プラスミドは、プラスミドを維持する細胞の選択を可能にする選択マーカー(例えば、抗生物質耐性マーカー)を含有していてもよい。各種の宿主細胞系への核酸の安定な組み込みのための方法は公知である。例えば、反復選択(例えば、選択マーカーの使用による)を、選択マーカー(ならびにAAV cap遺伝子、AAV rep遺伝子および/またはrAAVゲノム)を含有する核酸が組み込まれている細胞について選択するために使用してもよい。他の実施形態では、核酸は、部位特異的な方法で細胞系に組み込まれて、産生細胞系が生成し得る。FLP/FRT(例えば、O'Gorman, S. et al. (1991) Science 251:1351-1355を参照されたい)、Cre/loxP(例えば、Sauer,B. and Henderson, N. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. 85:5166-5170を参照されたい)、およびphi C31-att(例えば、Groth,A.C. et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. 97:5995-6000を参照されたい)などのいくつかの部位特異的組換え系が、当技術分野において公知である。
一部の実施形態では、産生細胞系は、霊長類細胞系(例えば、VeroまたはFRhL-2細胞系などの非ヒト霊長類細胞系)に由来する。一部の実施形態では、細胞系は、ヒト細胞系に由来する。一部の実施形態では、産生細胞系は、HeLa、293、A549またはPERC.6(登録商標)(Crucell)細胞に由来する。例えば、産生細胞系を生成するためのAAV rep遺伝子、AAV cap遺伝子および/またはrAAVゲノムをコードする核酸の細胞系への導入ならびに/または安定な維持/組み込みの前に、細胞系は、HeLa、293、A549もしくはPERC.6(登録商標)(Crucell)細胞系、またはそれらの誘導体である。
一部の実施形態では、産生細胞系は、懸濁物中での成長に適合する。公知であるように、足場依存性細胞は、典型的には、マイクロキャリアビーズなどの基材なしで懸濁物中において成長することはできない。細胞系を、懸濁物中での成長に適合させることには、例えば、撹拌パドルによる撹拌培養において細胞系を成長させること、集塊を防止するためにカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンを欠く培養培地(および必要に応じて消泡剤)を使用すること、シリコン処理化合物でコーティングされた培養容器を使用すること、ならびにそれぞれの継代で培養物(大きな凝集塊中でも容器の側面でもなく)中の細胞を選択することを含み得る。さらなる説明については、例えば、ATCCのよくある質問の文書(www[dot]atcc[dot]org/Global/FAQs/9/1/Adapting%20a%20monolayer%20cell%20line%20to%20suspension-40[dot]aspx)で入手可能)およびそこで引用される参考文献を参照されたい。
一部の態様では、本明細書に開示のrAAVビリオンを産生するための方法であって、(a)rAAVビリオンが産生される条件下で宿主細胞を培養するステップであって、宿主細胞が、(i)本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチド;(ii)repタンパク質をコードするポリヌクレオチド;(iii)少なくとも1つのAAVのITRと隣接している遺伝子産物、例えば、治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセット;および(iv)AAVヘルパー機能を含む、ステップ;ならびに(b)宿主細胞によって産生されたrAAVビリオンを回収するステップを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、前記少なくとも1つのAAVのITRは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVまたはヒツジAAVの血清型ITRなどからなる群より選択される。一部の実施形態では、方法は、rAAVビリオンを精製するステップをさらに含む。
本発明の適切なrAAV産生培養培地は、血清または血清由来の組換えタンパク質が0.5%~20%(v/vまたはw/v)のレベルで補充されていてもよい。あるいは、当技術分野において公知であるように、rAAVビリオンは、動物由来産物なしの培地とも称され得る血清不含条件において産生されてもよい。当業者は、rAAVビリオンの産生をサポートするように設計された市販または特注の培地が、産生培養物においてrAAVの力価を増加させるために、限定されないが、グルコース、ビタミン、アミノ酸および/または成長因子を含む、当技術分野において公知の1つまたは複数の細胞培養成分も補充されていてもよいことを理解し得る。
rAAV産生培養物は、特定の宿主細胞を用いるのに適切な各種の条件下(広い温度範囲にわたって、さまざまな時間の長さなど)で成長することができる。当技術分野において公知であるように、rAAV産生培養物は、例えば、ローラーボトル、中空繊維フィルター、マイクロキャリア、および充填床もしくは流動床バイオリアクターなどの適切な付着依存性容器において培養することができる、付着依存性培養物を含む。rAAV産生培養物は、例えば、スピナーフラスコ、撹拌漕バイオリアクター、およびWaveバッグシステムなどの使い捨てシステムを含む各種の方法で培養することができる、HeLa、293およびSF-9細胞などの懸濁適合宿主細胞も含み得る。
V.組成物
本明細書において、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む本明細書に開示の組換えAAVビリオンを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、組成物は、本明細書に開示の組換えAAVビリオン、および1つまたは複数の薬学的に許容される希釈剤、担体または賦形剤を含む医薬組成物である。
本明細書において、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む本明細書に開示の組換えAAVビリオンを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、組成物は、本明細書に開示の組換えAAVビリオン、および1つまたは複数の薬学的に許容される希釈剤、担体または賦形剤を含む医薬組成物である。
組換えAAVビリオンは、一般に、安全で、非毒性で望ましく、かつ霊長類の使用のために許容される賦形剤を含む、製剤の調製に有用な薬学的に許容される担体、希釈剤および試薬と組み合わせることができる。そのような賦形剤は、固体、液体、半固体、またはエアロゾル組成物の場合にはガス状であり得る。そのような担体または希釈剤の例としては、限定されるものではないが、水、食塩水、リンゲル液、デキストロース液、および5%のヒト血清アルブミンが挙げられる。追加の活性化合物を製剤に組み込むこともできる。製剤のために使用される溶液または懸濁物は、注射用水、食塩溶液、固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の合成溶媒などの無菌希釈剤;ベンジルアルコールまたはメチルパラベンなどの抗菌化合物;アスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸(EDTA)などのキレート化合物;酢酸緩衝液、クエン酸緩衝液またはリン酸緩衝液などの緩衝液;凝集を防止するためのTween(登録商標)20などの洗剤;および塩化ナトリウムまたはデキストロースなどの張度を調整するための化合物を含むことができる。pHは、塩酸もしくは水酸化ナトリウムなどの酸または塩基を用いて調整することができる。特定の実施形態では、医薬組成物は、無菌である。眼細胞をin vivoで接触させる例では、組換えAAVビリオンを、眼への送達のために必要に応じて処理することができる。
医薬組成物は、無菌の注射溶液または分散物の即時調製のための、無菌水溶液または分散物および無菌粉末をさらに含んでいてもよい。静脈内投与のために、適切な担体としては、限定されるものではないが、生理食塩水、静菌性の水、またはリン酸緩衝食塩水(PBS)が挙げられる。一部の例では、組成物は、無菌であり、容易な注射針通過性(syringability)が存在する程度に流動性でなければならない。ある特定の実施形態では、医薬組成物は、製造および保管の条件下で安定であり、細菌および真菌などの微生物の汚染作用に対して保存される。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコールなど)、およびそれらの適切な混合物を含有する、例えば、溶媒または分散媒であり得る。適した流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングの使用によって、分散物の場合には必要な粒子サイズの維持によって、および界面活性剤の使用によって、維持することができる。微生物の作用の防止は、さまざまな抗菌剤および抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサールなどによって達成することができる。一部の実施形態では、医薬組成物は、1つもしくは複数の等張剤、例えば、糖、マンニトールまたはソルビトールなどの多価アルコール、および塩化ナトリウムを含む。一部の実施形態では、医薬組成物は、吸収を遅らせる薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを含む。
無菌溶液は、適した溶媒に必要な量で組換えAAVビリオンを、上記に列挙した構成成分の1つまたは組合せで組み込むこと、必要により、その後濾過滅菌を行うことによって、調製することができる。一般に、分散物は、活性化合物を、基本の分散媒および上記に列挙したものからの必要な他の構成成分を含有する無菌ビヒクルに組み込むことによって、調製される。無菌で注入可能な溶液の調製のための無菌粉末の場合では、調製の方法は、限定されるものではないが、活性成分の粉末と、事前に滅菌濾過されたその溶液から任意の追加の所望の構成成分とを生じる、真空乾燥および凍結乾燥を含む。
一部の実施形態では、インプラントおよびマイクロカプセル化送達システムを含む制御放出製剤などの医薬組成物は、身体からの迅速な排出からウイルスベクターを保護する担体を用いて調製される。エチレン酢酸ビニル、ポリ酸無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステルおよびポリ乳酸などの生分解性の生体適合性ポリマーを使用することができる。リポソーム懸濁物(ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体で感染細胞に標的化されるリポソームを含む)を、例えば、米国特許第4,522,811号に記載の薬学的に許容される担体として使用することもできる。
投与の容易さおよび投薬量の均一性のために、投薬単位形態で、経口組成物、眼科用組成物または非経口組成物を製剤化することが有利であり得る。本明細書で使用する投薬単位形態とは、処置される被験体に対する単位投薬量として適切な物理的に別個の単位を指し得、それぞれの単位は、所望の治療効果を生じるように計算された、所定量の活性化合物を含有する。
哺乳動物細胞に効率的に形質導入するのに適切な任意の濃度の組換えAAVビリオンを調製することができる。例えば、組換えAAVビリオンは、1mLあたり約108ベクターゲノムまたはそれよりも高い濃度、例えば、1mLあたり約5×108ベクターゲノム、1mLあたり約109ベクターゲノム、1mLあたり約5×109ベクターゲノム、1mLあたり約1010ベクターゲノム、1mLあたり約5×1010ベクターゲノム、1mLあたり約1011ベクターゲノム、1mLあたり約5×1011ベクターゲノム、1mLあたり約1012ベクターゲノム、1mLあたり約5×1012ベクターゲノム、1mLあたり約1013ベクターゲノム、1mLあたり約1.5×1013ベクターゲノム、1mLあたり約3×1013ベクターゲノム、1mLあたり約5×1013ベクターゲノム、1mLあたり約7.5×1013ベクターゲノム、1mLあたり約9×1013ベクターゲノム、1mLあたり約1×1014ベクターゲノムもしくは1mLあたり約5×1014ベクターゲノム、またはそれよりも高い濃度で製剤化され得る。一部の実施形態では、ウイルス粒子は、1mLあたり約1×1015ベクターゲノムを超えない濃度で製剤化され得る。
組換えAAVビリオンは、限定されないが、約1×108ベクターゲノムまたはそれよりも高い、例えば、約1×109、約1×1010、約1×1011、約1×1012、もしくは約1×1013ベクターゲノムまたはそれよりも高い、あるいはある特定の例では、約1×1014ベクターゲノムを含む任意の適切な単位投薬量に製剤化され得る。一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、約4×1015ベクターゲノムを超えない任意の適切な単位投薬量に製剤化され得る。一部の場合では、単位投薬量は、最大で約5×1015ベクターゲノム、例えば、約1×1014ベクターゲノムもしくはそれよりも低い、例えば、約1×1013、約1×1012、約1×1011、約1×1010、または約1×109ベクターゲノムもしくはそれよりも低い、あるいはある特定の例では、約1×108ベクターゲノムもしくはそれよりも低い。一部の実施形態では、組換えAAVビリオンは、約1×108ベクターゲノム以上の任意の適切な単位投薬量に製剤化され得る。一部の場合では、単位投薬量は、約1×1010~約1×1011ベクターゲノムである。一部の場合では、単位投薬量は、約1×1010~約3×1012ベクターゲノムである。一部の場合では、単位投薬量は、約1×109~約3×1013ベクターゲノムである。一部の場合では、単位投薬量は、約1×108~約3×1014ベクターゲノムである。
一部の場合では、医薬組成物の単位投薬量は、感染多重度(MOI)を使用して測定してもよい。MOIとは、ウイルスゲノムの核酸が送達され得る細胞に対する比または倍数を意味する。一部の場合では、MOIは、約1×106であり得る。一部の場合では、MOIは、約1×105~約1×107であり得る。一部の場合では、MOIは、約1×104~約1×108であり得る。一部の場合では、本開示の組換えビリオンは、少なくとも約1×101、1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1010、1×1011、1×1012、1×1013、1×1014、1×1015、1×1016、1×1017および1×1018のMOIのいずれかである。一部の場合では、本開示の組換えAAVビリオンは、約1×108~3×1014のMOIである。一部の場合では、本開示の組換えAAVビリオンは、最大で約1×101、1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1010、1×1011、1×1012、1×1013、1×1014、1×1015、1×1016、1×1017および1×1018のMOIのいずれかである。
一部の態様では、医薬組成物の量は、約1×108~約1×1015の組換えAAVビリオン、約1×109~約1×1014の組換えAAVビリオン、約1×1010~約1×1013の組換えAAVビリオン、または約1×1011~約3×1012の組換えAAVビリオンを含む。
医薬組成物は、投与のための指示と一緒に、容器、パックまたはディスペンサー、例えば、シリンジ、例えば、充填済みシリンジに含まれ得る。
一部の実施形態では、医薬組成物は、薬学的に許容される塩を含む。各種の薬学的に許容される塩が当技術分野において公知であり、例えば、"Remington's Pharmaceutical Sciences", 17th edition,Alfonso R. Gennaro (Ed.), Mark Publishing Company, Easton, PA, USA, 1985(およびそのより最近の版)、"Encyclopaediaof Pharmaceutical Technology", 3rd edition, James Swarbrick (Ed.), InformaHealthcare USA (Inc.), NY, USA, 2007、およびJ. Pharm. Sci. 66: 2 (1977)に記載されている。また、適切な塩についての概説について、Handbookof Pharmaceutical Salts: Properties, Selection, and Use by Stahl and Wermuth(Wiley-VCH, 2002)を参照されたい。
薬学的に許容される塩基付加塩は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属または有機アミンなどの金属またはアミンと形成される。カチオンとして使用される金属は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどを含む。アミンは、N-N’-ジベンジルエチレンジアミン、クロロプロカイン、コリン、ジエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、N-メチルグルカミンおよびプロカインを含む(例えば、Berge et al., "Pharmaceutical Salts," J. Pharma Sci.,1977, 66, 119を参照されたい)。前記酸性化合物の塩基付加塩は、従来の方法で、遊離酸形態を十分な量の所望の塩基と接触させて、塩を作製することによって調製される。遊離酸形態は、従来の方法で、塩形態を酸と接触させること、および遊離酸を単離することによって再生され得る。遊離酸形態は、極性溶媒中の溶解度などのある特定の物理的性質において、それらのそれぞれの塩形態とはいくらか異なるが、他の点において、塩は、本発明の目的のために、それらのそれぞれの遊離酸と同等である。
医薬組成物は、ヒトなどの霊長類などの哺乳動物への投与のために製剤化することができる。一部の実施形態では、医薬組成物は、非毒性の不活性な薬学的に許容される水性担体などの水性担体を含む。一部の実施形態では、水性担体のpHは、約3~約8である。一部の実施形態では、水性担体のpHは、約6~約8である。
一部の実施形態では、本明細書に提供される医薬組成物は、薬学的に許容される担体および/または賦形剤、例えば、食塩水、リン酸緩衝食塩水、リン酸塩およびアミノ酸、ポリマー、ポリオール、糖、緩衝液、保存剤および他のタンパク質との混合物中に、治療有効量の本明細書に開示の組換えAAVビリオンを含む。例示的なアミノ酸、ポリマーおよび糖などは、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール化合物、ポリエチレングリコールモノステアレート化合物、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、スクロース、フルクトース、デキストロース、マルトース、グルコース、マンニトール、デキストラン、ソルビトール、イノシトール、ガラクチトール、キシリトール、ラクトース、トレハロース、ウシまたはヒト血清アルブミン、クエン酸塩、酢酸塩、リンゲル液およびハンクス液、システイン、アルギニン、カルニチン、アラニン、グリシン、リシン、バリン、ロイシン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンおよびグリコールである。一部の実施形態では、医薬組成物は、約4℃で少なくとも6か月間安定である。
一部の実施形態では、本明細書に提供される医薬組成物は、リン酸緩衝食塩水(PBS)またはリン酸ナトリウム/硫酸ナトリウム、トリス緩衝液、グリシン緩衝液、滅菌水、およびGood et al. (1966) Biochemistry 5:467に記載のものなどの当業者に公知の他の緩衝液などの緩衝液を含む。
本明細書において、本明細書に記載の方法における使用のための、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む本明細書に開示の組換えAAVビリオンを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、組成物は、本明細書に開示の組換えAAVビリオン、および1つまたは複数の薬学的に許容される希釈剤、担体または賦形剤を含む医薬組成物である。
本明細書において、本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする本明細書に記載のポリヌクレオチドを含む組成物も提供する。一部の実施形態では、組成物は、バリアントAAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンを作製する方法などの本明細書に開示の方法における使用のためのものである。
VI.方法および使用
添付の実施例に開示されるように、本明細書に記載の改変キャプシドタンパク質は、バリアントAAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンに対する増強または変化した細胞指向性を与えることができる。例えば、本明細書に記載のある特定のバリアントAAVキャプシドタンパク質は、網膜の増加した感染力、もしくは網膜における遺伝子産生物の増加した発現レベル、ILMへの増加した結合、硝子体内注入後の網膜細胞の増加した感染力、および/または硝子体内注入後の網膜における遺伝子産物の増加した発現に関連する。
添付の実施例に開示されるように、本明細書に記載の改変キャプシドタンパク質は、バリアントAAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンに対する増強または変化した細胞指向性を与えることができる。例えば、本明細書に記載のある特定のバリアントAAVキャプシドタンパク質は、網膜の増加した感染力、もしくは網膜における遺伝子産生物の増加した発現レベル、ILMへの増加した結合、硝子体内注入後の網膜細胞の増加した感染力、および/または硝子体内注入後の網膜における遺伝子産物の増加した発現に関連する。
本明細書に記載のビリオンによってトランスフェクトされ得る網膜細胞成分の例としては、限定されるものではないが、アストロサイト、ミュラー細胞、RGC、RGC軸索、光受容細胞、双極細胞、アマクリン細胞、水平細胞およびそれらの組合せを挙げることができる。一部の例では、細胞マーカーを使用して、遺伝子産物をコードする核酸の網膜細胞成分への形質導入を測定する。細胞マーカーとしては、限定されるものではないが、GFAP、ビメンチン、Fox、β-チューブリン、ロドプシン、PKCa、パルブアルブミン、カルビンディンおよびそれらの組合せを挙げることができる。下記の表1は、例示的な細胞マーカー、および対応する網膜細胞成分を表す。
一部の例では、遺伝子産物を形質導入するためのrAAVビリオンの能力は、受容体タンパク質の発現によって測定することができる。一部の実施形態では、受容体タンパク質としては、GFP、YFP、レッドチェリー、β-ガラクトシダーゼおよび当技術分野において公知の他の受容体タンパク質を挙げることができる。
一部の例では、経時的な受容体タンパク質の発現は、さまざまな時点での眼の画像のキャプチャーにより決定することができる。例えば、GFPの発現は、蛍光の増加に相関され得る。所与の時点での蛍光の量を使用して、遺伝子産物の発現を定量化することができる。
一部の実施形態では、免疫蛍光検査を使用して、本明細書に記載の網膜細胞成分における形質導入された遺伝子の局在化を決定することができる。網膜細胞成分は、本明細書に開示の細胞マーカーに特異的な抗体の使用によって、標識することができる。一部の例では、抗体は、フルオロフォアにカップリングされている。一部の例では、二次抗体を使用して、第1の抗体の結合を検出することができる。形質導入された網膜は、目的の細胞マーカーに対する抗体とのインキュベーションの前に凍結切片化することができ、それにより結合した抗体のイメージングを可能にする。次いで、凍結切片を、抗体を使用して標識して、導入遺伝子の形質導入、目的の細胞マーカーの存在、および2つの間で重複する領域を検出することができる。
したがって、本明細書において、組換えAAVビリオンの指向性を増強または変化させる方法であって、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質を組換えAAVビリオンに組み込むステップを含む、方法を提供する。本明細書において、組換えAAVビリオンの指向性を増強または変化させる方法であって、親AAVキャプシドのアミノ酸残基570~579をHKFKSGD(配列番号1)を含むアミノ酸配列で置換して、バリアントAAVキャプシドタンパク質を生成するステップ、およびバリアントAAVキャプシドタンパク質を組換えAAVビリオンに組み込むステップを含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、方法も提供する。一部の実施形態では、方法は、アミノ酸残基570~579をX1X2HKFKSGDX3(配列番号2)を含むアミノ酸配列で置換するステップを含み、X1~3は、独立して任意のアミノ酸であり得る。一部の実施形態では、X1~3のそれぞれは、独立して、A、L、G、SおよびTから選択される。一部の実施形態では、X1はLである。一部の実施形態では、X2はAである。一部の実施形態では、X3はAである。一部の実施形態では、方法は、アミノ酸残基570~579を、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含むアミノ酸配列、配列番号3と少なくとも80%または少なくとも90%の相同性を有するアミノ酸配列配列、配列番号3と少なくとも80%または少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列、あるいは配列番号3内の4もしくはそれよりも多く、5もしくはそれよりも多く、6もしくはそれよりも多く、7もしくはそれよりも多く、8もしくはそれよりも多く、または9またはそれよりも多くの連続したアミノ酸を有するアミノ酸配列で置換するステップを含む。一部の実施形態では、アミノ酸配列は、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含む。
一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、野生型AAVキャプシドタンパク質、例えば、AAV1型(AAV1)、AAV2型(AAV2)、AAV3型(AAV3)、AAV4型(AAV4)、AAV5型(AAV5)、AAV6型(AAV6)、AAV7型(AAV7)、AAV8型(AAV8)、AAV9型(AAV9)、AAV10型(AAV10)、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAV、またはヒツジAAVのキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5キャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、VP1、VP2またはVP3キャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5 VP1キャプシドタンパク質である。
一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、バリアントAAVキャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAV、またはヒツジAAVのキャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV5 VP1キャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、配列番号4と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、または少なくとも99%の相同性を有するAAV5 VP1キャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、配列番号4と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、または少なくとも99%の配列同一性を有するAAV5 VP1キャプシドタンパク質のバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、ハイブリッドである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2およびAAV5のハイブリッドである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T、またはAAV2.5Tキャプシドタンパク質と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の相同性を有するそのバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T、またはAAV2.5Tキャプシドタンパク質と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそのバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5Tである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、VP1、VP2またはVP3キャプシドタンパク質である。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質、またはAAV2.5T VP1キャプシドタンパク質(配列番号5)と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の相同性を有するそのバリアントである。一部の実施形態では、親AAVキャプシドタンパク質は、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質、またはAAV2.5T VP1キャプシドタンパク質(配列番号5)と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそのバリアントである。
本明細書に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む本明細書に記載の組換えAAVビリオンは、遺伝子産物の、細胞、例えば、動物の細胞への送達において使用してもよい。例えば、それらは、例えば、遺伝子産物が細胞生存度および/または機能に対して有する効果を決定するために、研究において使用してもよい。別の例として、それらは、例えば、治療用遺伝子産物を細胞または組織に送達することによって、例えば、障害を処置するための医薬において使用してもよい。したがって、一部の実施形態では、本明細書において、細胞において遺伝子産物を発現する方法であって、細胞を、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質および遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを含む組成物と接触させるステップを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、接触は、in vitroで起こる。一部の実施形態では、接触は、in vivoで起こり、すなわち、組成物は、被験体に投与される。特定の実施形態では、組成物は、非経口、例えば、静脈内、経口、または注入によって投与される。ある特定の実施形態では、組成物は、注入によって眼に投与され、例えば、網膜、網膜下または硝子体に投与される。ある特定の実施形態では、組成物は、網膜注入、網膜下注入、または硝子体内注入によって投与される。ある特定の実施形態では、組成物は、硝子体内注入によって投与される。
哺乳動物細胞を、in vitroで本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンと接触させる特定の実施形態では、細胞は、任意の哺乳動物種、例えば、げっ歯類(例えば、マウス、ラット、スナネズミ、リス)、ウサギ、ネコ、イヌ、ヤギ、ヒツジ、ブタ、ウマ、ウシ、霊長類、ヒト由来であり得る。細胞は、樹立された細胞系、例えば、WERI細胞、661W細胞由来であってもよく、または細胞は、初代細胞であってもよい。
ある特定の実施形態では、遺伝子産物の発現を促進するために、細胞を、約30分~約24時間またはそれよりも長く、例えば、約1時間、1.5時間、2時間、2.5時間、3時間、3.5時間、4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、12時間、16時間、18時間、20時間、または24時間などのいずれか1つにわたって、組換えAAVビリオンと接触させる。細胞は、1回またはそれよりも多くの回数、例えば、1回、2回、3回、または3回よりも多くの回数、組換えAAVビリオンと接触させてもよく、細胞は、それぞれの接触事象の後いくらかの時間、例えば、約16~24時間、組換えAAVビリオンとインキュベートさせる。細胞との接触は、任意の培養培地中、細胞の生存を促進する任意の培養条件下で起こり得る。例えば、細胞は、ウシ胎仔血清または熱失活ヤギ血清(約5~10%)、L-グルタミン、チオール、特に2-メルカプトエタノール、ならびに抗生物質、例えば、ペニシリンおよびストレプトマイシンが補充された、イスコフ改変DMEMまたはRPMI1640などの便利であり任意の適した栄養培地に懸濁させてもよい。培養物は、細胞が応答性である成長因子を含有していてもよい。本明細書に定義する成長因子は、膜貫通受容体に対する特異的効果により、培養物またはインタクト組織のいずれかにおいて、細胞の生存、成長および/または分化を促進することができる分子である。成長因子としては、ポリペプチド、および非ポリペプチド因子が挙げられる。
ある特定の実施形態では、バリアントAAVキャプシドタンパク質を含む有効量の組換えAAVビリオンを、細胞中で遺伝子産物の発現を生じさせるために提供する。特定の実施形態では、有効量は、例えば、遺伝子産物の存在またはレベルを検出することによって、細胞の生存度または機能に対する効果を検出することによってなどで、経験的に決定してもよい。ある特定の実施形態では、有効量の組換えAAVビリオンは、親AAVキャプシドタンパク質を含む組換えAAVビリオンなどの参照ウイルスベクターの同じ量よりも、細胞中で遺伝子産物の同等またはより高い発現を促進する。ある特定の実施形態では、発現は、参照ウイルスベクターからの発現に比べて、約2倍またはそれよりも高く、例えば、約3倍、4倍もしくは5倍またはそれよりも高くのいずれか、一部の例では、約10倍、20倍もしくは50倍またはそれよりも高くのいずれか、例えば、100倍、増強される。ある特定の実施形態では、増強された発現は、特定の細胞型、例えば、本明細書に記載の眼細胞のいずれかにおいて起こる。
細胞を、in vivoで、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質、および遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを含む組成物と接触させる例について、被験体は、任意の哺乳動物、例えば、げっ歯類(例えば、マウス、ラット、スナネズミ)、ウサギ、ネコ、イヌ、ヤギ、ヒツジ、ブタ、ウマ、ウシまたは霊長類(例えば、ヒトまたは非ヒト霊長類)であってもよい。本開示の方法および組成物は、少なくとも部分的に、細胞の遺伝子治療によって対処され得る任意の状態の処置における使用が見出される。したがって、本開示の組成物および方法は、細胞治療を必要とする個体の処置における使用が見出される。細胞としては、限定されるものではないが、血液、眼、肝臓、腎臓、心臓、筋肉、胃、腸、膵臓および皮膚が挙げられる。
本明細書において、遺伝子産物を網膜に送達する方法であって、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質、および遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法も提供する。一部の実施形態では、本明細書において、ILMを通過して遺伝子産物を送達する方法であって、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質、および遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法を提供する。ある特定の実施形態では、本開示は、遺伝子産物を被験体の網膜に提供する方法であって、被験体に、本明細書に記載の組換えAAVビリオンを含む医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含み、組換えAAVビリオンが、本明細書に提供または開示のバリアントAAVキャプシド、および遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド配列を含む、方法を提供する。
特定の実施形態では、被験体は、急性黄斑視神経網膜症;ベーチェット病;脈絡膜血管新生;糖尿病性ぶどう膜炎;ヒストプラスマ症;急性黄斑変性症、非滲出型加齢性黄斑変性症および滲出型加齢性黄斑変性症などの黄斑変性症;黄斑浮腫、嚢胞様黄斑浮腫および糖尿病性黄斑浮腫などの浮腫;多病巣性脈絡膜炎;後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷;眼腫瘍;網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症(増殖性糖尿病性網膜症を含む)、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患などの網膜の障害;交感性眼炎;フォークト・小柳・原田(VKH)症候群;ぶどう膜拡散;眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光凝固、放射線網膜症;網膜上膜障害;網膜静脈分枝閉塞症;前部虚血性視神経症;糖尿病性網膜虚血;虚血性網膜症、非網膜症;糖尿病性網膜機能障害;網膜分離症;網膜色素変性症;緑内障;アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー;シュタルガルト病(黄色斑眼底);遺伝性黄斑変性症;脈絡網膜変性症;レーバー先天黒内障;先天停止性夜盲;全脈絡膜萎縮;バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症;レーバー遺伝性視神経症;未熟児網膜症;ならびに全色盲、第一色盲、第二色盲および第三色盲を含む色覚の障害からなる群より選択される1つもしくは複数の疾患または障害を有すると診断されているか、またはそれを有する疑いがある。
特定の実施形態では、被験体は、急性黄斑視神経網膜症;ベーチェット病;脈絡膜血管新生;糖尿病性ぶどう膜炎;ヒストプラスマ症;急性黄斑変性症、非滲出型加齢性黄斑変性症および滲出型加齢性黄斑変性症などの黄斑変性症;黄斑浮腫、嚢胞様黄斑浮腫および糖尿病性黄斑浮腫などの浮腫;多病巣性脈絡膜炎;後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷;眼腫瘍;網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症(増殖性糖尿病性網膜症を含む)、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患などの網膜の障害;交感性眼炎;フォークト・小柳・原田(VKH)症候群;ぶどう膜拡散;眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光凝固、放射線網膜症;網膜上膜障害;網膜静脈分枝閉塞症;前部虚血性視神経症;糖尿病性網膜虚血;虚血性網膜症、非網膜症;糖尿病性網膜機能障害;網膜分離症;網膜色素変性症;緑内障;アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー;シュタルガルト病(黄色斑眼底);遺伝性黄斑変性症;脈絡網膜変性症;レーバー先天黒内障;先天停止性夜盲;全脈絡膜萎縮;バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症;レーバー遺伝性視神経症;未熟児網膜症;ならびに全色盲、第一色盲、第二色盲および第三色盲を含む色覚の障害からなる群より選択される1つもしくは複数の疾患または障害を発生する危険性がある。
本明細書において、それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法であって、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質、および治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法も提供する。本明細書において、それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を予防的に処置する方法であって、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質、および治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法も提供する。本明細書において、それを必要とする被験体の網膜の確立もしくは診断された疾患または障害を処置する方法であって、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質、および治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法も提供する。一部の実施形態では、方法は、本明細書に開示のバリアントAAVキャプシドタンパク質および治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセットを含む組換えAAVビリオンを含む医薬組成物を投与するステップを含む。
一部の実施形態では、疾患または障害は、急性黄斑視神経網膜症;ベーチェット病;脈絡膜血管新生;糖尿病性ぶどう膜炎;ヒストプラスマ症;急性黄斑変性症、非滲出型加齢性黄斑変性症および滲出型加齢性黄斑変性症などの黄斑変性症;黄斑浮腫、嚢胞様黄斑浮腫および糖尿病性黄斑浮腫などの浮腫;多病巣性脈絡膜炎;後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷;眼腫瘍;網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症(増殖性糖尿病性網膜症を含む)、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患などの網膜の障害;交感性眼炎;フォークト・小柳・原田(VKH)症候群;ぶどう膜拡散;眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光凝固、放射線網膜症;網膜上膜障害;網膜静脈分枝閉塞症;前部虚血性視神経症;糖尿病性網膜虚血;虚血性網膜症、非網膜症;糖尿病性網膜機能障害;網膜分離症;網膜色素変性症;緑内障;アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー;シュタルガルト病(黄色斑眼底);遺伝性黄斑変性症;脈絡網膜変性症;レーバー先天黒内障;先天停止性夜盲;全脈絡膜萎縮;バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症;レーバー遺伝性視神経症;未熟児網膜症;ならびに全色盲、第一色盲、第二色盲および第三色盲を含む色覚の障害からなる群より選択される。
特定の実施形態では、被験体は、急性黄斑視神経網膜症;ベーチェット病;脈絡膜血管新生;糖尿病性ぶどう膜炎;ヒストプラスマ症;急性黄斑変性症、非滲出型加齢性黄斑変性症および滲出型加齢性黄斑変性症などの黄斑変性症;黄斑浮腫、嚢胞様黄斑浮腫および糖尿病性黄斑浮腫などの浮腫;多病巣性脈絡膜炎;後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷;眼腫瘍;網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症(増殖性糖尿病性網膜症を含む)、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患などの網膜の障害;交感性眼炎;フォークト・小柳・原田(VKH)症候群;ぶどう膜拡散;眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態;光凝固、放射線網膜症;網膜上膜障害;網膜静脈分枝閉塞症;前部虚血性視神経症;糖尿病性網膜虚血;虚血性網膜症、非網膜症;糖尿病性網膜機能障害;網膜分離症;網膜色素変性症;緑内障;アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー;シュタルガルト病(黄色斑眼底);遺伝性黄斑変性症;脈絡網膜変性症;レーバー先天黒内障;先天停止性夜盲;全脈絡膜萎縮;バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症;レーバー遺伝性視神経症;未熟児網膜症;ならびに全色盲、第一色盲、第二色盲および第三色盲を含む色覚の障害からなる群より選択される1つもしくは複数の疾患または障害を発生する危険性がある。
ある特定の実施形態では、遺伝子産物は、被験体の網膜における血管新生、例えば、脈絡膜血管新生(CNV)を阻害する。多くの細胞因子がCNV生成の調節において重要な役割を果たすことが見出されており、その中でも、限定されるものではないが、血管内皮増殖因子(VEGF)、VEGF受容体(VEGFR)、血小板由来増殖因子(PDGF)、低酸素誘導因子(HIF)、アンジオポエチン(Ang)および他のサイトカイン、ならびにマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)が挙げられ得る。一部の実施形態では、遺伝子産物は、VEGF、VEGFR、PDGF、HIF、AngおよびMAPKのうちの1つまたは複数の阻害剤である。
一部の実施形態では、遺伝子産物は、本明細書に開示の遺伝子産物または治療用遺伝子産物である。一部の実施形態では、遺伝子産物は、干渉RNA、アプタマーまたはタンパク質である。一部の実施形態では、治療用遺伝子産物は、干渉RNA、アプタマーまたはタンパク質である。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、siRNA、miRNAまたはタンパク質である。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、遺伝子機能の部位特異的ノックダウンを提供する部位特異的ヌクレアーゼである。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、干渉RNAである。一部の実施形態では、遺伝子産物(または治療用遺伝子産物)は、siRNAまたはmiRNAである。
一部の実施形態では、方法は、例えば、疾患または障害の発生を防止する、疾患または障害の進行を停止する、疾患または障害の進行を逆転させるなどの治療利益をもたらす。一部の実施形態では、方法は、治療利益が達成されていることを検出するステップを含む。
一部の例では、例えば、遺伝子産物のレベルを測定することによって、治療有効性を測定することによってなどで検出される遺伝子産物の発現を、投与後2か月またはそれよりも短く、例えば、投与後約4、3もしくは2週間またはそれよりも短く、例えば、主題組成物の投与後1週間、観察してもよい。遺伝子産物の発現はまた、経時的に持続すると予想される。したがって、一部の例では、例えば、遺伝子産物のレベルを測定することによって、治療有効性を測定することによってなどで検出される遺伝子産物の発現を、主題組成物の投与後約2か月またはそれよりも長く、例えば、約4、6、8もしくは10か月またはそれよりも長く、一部の例では、約1年またはそれよりも長く、例えば、2、3、4または5年、ある特定の例では、5年よりも長く、観察してもよい。
特定の実施形態では、被験体は、一方の眼、または両方の眼のそれぞれに、約1×108ベクターゲノムまたはそれよりも多く、一部の例では、約1×109、1×1010、1×1011、1×1012もしくは1×1013ベクターゲノムまたはそれよりも多くのいずれか、ある特定の例では、約1×1014ベクターゲノムまたはそれよりも多くが投与される。一部の例では、送達されるベクターゲノムの量は、最大で約1×1015ベクターゲノム、例えば、1×1014ベクターゲノムまたはそれよりも少ない、例えば、約1×1013、1×1012、1×1011、1×1010もしくは1×109ベクターゲノムまたはそれよりも少ない、ある特定の例では、1×108ベクターゲノム、時々1×108ベクターゲノム以上である。一部の例では、送達されるベクターゲノムの量は、約1×1010~約1×1011ベクターゲノムである。一部の例では、送達されるベクターゲノムの量は、約1×1010~約3×1012ベクターゲノムである。一部の例では、送達されるベクターゲノムの量は、約1×109~約3×1013ベクターゲノムである。一部の例では、送達されるベクターゲノムの量は、約1×108~約3×1014ベクターゲノムである。
一部の場合では、投与される医薬組成物の量は、感染多重度(MOI)を使用して測定してもよい。一部の場合では、MOIは、ベクターまたはウイルスゲノムの核酸が送達され得る細胞に対する比または倍数を指し得る。一部の場合では、MOIは、約1×106であり得る。一部の場合では、MOIは、約1×105~約1×107であり得る。一部の場合では、MOIは、約1×104~約1×108であり得る。一部の場合では、本開示の組換えAAVビリオンは、少なくとも約1×101、1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1010、1×1011、1×1012、1×1013、1×1014、1×1015、1×1016、1×1017または1×1018のMOIのいずれかである。一部の場合では、本開示の組換えAAVビリオンは、約1×108~約3×1014のMOIである。一部の場合では、本開示の組換えAAVビリオンは、最大で約1×101、1×102、1×103、1×104、1×105、1×106、1×107、1×108、1×109、1×1010、1×1011、1×1012、1×1013、1×1014、1×1015、1×1016、1×1017または1×1018のMOIのいずれかである。
一部の態様では、医薬組成物の量は、約1×108~約1×1015粒子の組換えAAVビリオン、約1×109~約1×1014粒子の組換えAAVビリオン、約1×1010~約1×1013粒子の組換えAAVビリオン、または約1×1011~約3×1012粒子の組換えAAVビリオンを含む。
一部の実施形態では、2以上の投与(例えば、2、3、4またはそれよりも多くの投与)を、さまざまな間隔の期間にわたって、例えば、毎日、毎週、毎月、毎年などで、遺伝子発現の所望のレベルを達成するために用いてもよい。
一部の態様では、組換えAAVビリオンは、前記医薬組成物の投与の約7日後、約14日後、約21日後、または約30日後に、ヒト被験体の涙液、血液、唾液または尿試料中で検出されない。一部の態様では、組換えAAVビリオンの存在または非存在は、qPCRまたはELBAによって検出される。
一部の態様では、被験体の最良矯正視力(BCVA)は、本明細書に記載の処置の方法の後、約1、2、3、4、5またはそれよりも多いラインだけ改善する。
一部の態様では、フルオレセイン血管造影法(FA)によって評価される血管新生の低減は、投与ステップに続く。
一部の場合では、網膜の厚さは、処置の効果を調べるために測定されてもよい。一部の場合では、ヒト被験体の網膜中心の厚さは、本開示の医薬組成物による処置後約12か月以内に、約50ミクロン、約100ミクロンまたは約250ミクロンを超えて増加しない。一部の場合では、ヒト被験体の網膜中心の厚さは、本開示の医薬組成物による処置後、約3か月、約6か月、約9か月または約12か月以内に、少なくとも約50ミクロン、約100ミクロン、約200ミクロン、約250ミクロン、約300ミクロン、約400ミクロン、約500ミクロン、または約600ミクロン減少する。ヒト被験体の網膜中心の厚さの減少は、本開示の医薬組成物の投与の約1日、3日、7日もしくは10日で、またはそれ以内に取得されたベースライン測定値に対する1つまたは複数の時点での網膜中心の厚さを比較することによって測定され得る。
前述から、本発明の特定の実施形態は、例示の目的のために本明細書に記載されているが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな改変を行ってもよいことが理解される。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲による場合を除いて、限定されない。
VII.例示的な実施形態
提供される実施形態の中には以下がある。
1.(a)親アデノ随伴ウイルス(AAV)キャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質;および
(b)治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド配列
を含む組換えAAVビリオン。
2.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である、実施形態1に記載の組換えAAVビリオン。
3.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である、実施形態1または2に記載の組換えAAVビリオン。
4.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である、実施形態1から3のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
5.改変配列が、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含む、実施形態1から4のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
6.バリアントAAVキャプシドタンパク質が、配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む、実施形態1から5のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
7.バリアントAAVキャプシドタンパク質が、配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む、実施形態1から6のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
8.rAAVビリオンが、バリアントAAV5、またはバリアントAAV2およびAAV5ハイブリッドビリオンである、実施形態1から7のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
9.rAAVビリオンが、バリアントAAV2.5Tビリオンである、実施形態1から8のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
10.哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜の細胞に形質導入することができる、実施形態1から9のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
11.哺乳動物に硝子体内注入される場合に、光受容細胞、網膜神経節細胞、ミュラー細胞、双極細胞、アマクリン細胞、水平細胞、および網膜色素上皮細胞のうちの1つまたは複数に形質導入することができる、実施形態10に記載の組換えAAVビリオン。
12.哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜色素上皮細胞に形質導入することができる、実施形態10または11に記載の組換えAAVビリオン。
13.治療用遺伝子産物が、siRNA、miRNAまたはタンパク質である、実施形態1から12のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
14.治療用遺伝子産物が、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である、実施形態1から13のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
15.治療用遺伝子産物が、オプシンである、実施形態1から13のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
16.治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドが、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している、実施形態1から15のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
17.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである、実施形態16に記載の組換えAAVビリオン。
18.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV2のITRまたはAAV5のITRである、実施形態16または17に記載の組換えAAVビリオン。
19.AAV2.5Tと比較して、変化した細胞指向性を有する、実施形態1から18のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
20.実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオンを含む医薬組成物。
21.rAAVビリオンを産生するための方法であって、
(a)rAAVビリオンが産生される条件下で宿主細胞を培養するステップであって、宿主細胞が、
(i)親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドであって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含む、ポリヌクレオチド;
(ii)repタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(iii)少なくとも1つのAAVのITRと隣接している治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセット;および
(iv)AAVヘルパー機能
を含むステップ;ならびに
(b)宿主細胞によって産生されたrAAVビリオンを回収するステップ
を含む、方法。
22.治療用遺伝子産物を被験体の網膜に提供する方法であって、被験体に、実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン、または実施形態20に記載の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法。
23.被験体が、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、および色覚の障害からなる群より選択される1つもしくは複数の状態を有すると診断されているか、またはそれを有する疑いがある、実施形態22に記載の方法。
24.それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法であって、被験体に、実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン、または実施形態20に記載の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法。
25.疾患または障害が、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、または色覚の障害である、実施形態24に記載の方法。
26.それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法における使用のための実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオンであって、方法が、被験体に、組換えAAVビリオンを含む医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、組換えAAVビリオン。
27.被験体の網膜の疾患または障害の処置のための医薬の調製における使用のための実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
28.疾患または障害が、加齢性黄斑変性症(AMD)、滲出型AMD、萎縮型AMD、網膜血管新生、脈絡膜血管新生、糖尿病性網膜症、増殖性糖尿病性網膜症、網膜静脈閉塞症、網膜中心静脈閉塞症、網膜静脈分枝閉塞症、糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症または糖尿病性網膜浮腫である、実施形態26または27に記載の組換えAAVビリオン。
29.親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質。
30.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である、実施形態29に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
31.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である、実施形態29または30に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
32.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である、実施形態29から31のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
33.改変AAVキャプシドタンパク質が、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579にLAHKFKSGDA(配列番号3)を含む、実施形態29から32のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
34.配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む、実施形態29から33のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
35.配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む、実施形態29から34のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
36.実施形態29から35のいずれかに記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列を含む核酸。
37.実施形態36に記載の核酸を含む発現ベクターであって、バリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列が、プロモーター配列に作動可能に連結されている、発現ベクター。
38.repタンパク質をコードする核酸をさらに含む、実施形態37に記載の発現ベクター。
39.実施形態37または38に記載の発現ベクターを含む細胞。
40.治療用遺伝子産物をコードする核酸をさらに含む、実施形態39に記載の細胞。
41.治療用遺伝子産物が、siRNA、miRNAまたはタンパク質である、実施形態40に記載の細胞。
42.治療用遺伝子産物が、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である、実施形態40または41に記載の細胞。
43.治療剤が、オプシンである、実施形態40または41に記載の細胞。
44.治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドが、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している、実施形態40から43のいずれか一項に記載の細胞。
45.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである、実施形態44に記載の細胞。
46.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV2のITRまたはAAV5のITRである、実施形態44または45に記載の細胞。
提供される実施形態の中には以下がある。
1.(a)親アデノ随伴ウイルス(AAV)キャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質;および
(b)治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド配列
を含む組換えAAVビリオン。
2.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である、実施形態1に記載の組換えAAVビリオン。
3.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である、実施形態1または2に記載の組換えAAVビリオン。
4.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である、実施形態1から3のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
5.改変配列が、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含む、実施形態1から4のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
6.バリアントAAVキャプシドタンパク質が、配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む、実施形態1から5のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
7.バリアントAAVキャプシドタンパク質が、配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む、実施形態1から6のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
8.rAAVビリオンが、バリアントAAV5、またはバリアントAAV2およびAAV5ハイブリッドビリオンである、実施形態1から7のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
9.rAAVビリオンが、バリアントAAV2.5Tビリオンである、実施形態1から8のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
10.哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜の細胞に形質導入することができる、実施形態1から9のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
11.哺乳動物に硝子体内注入される場合に、光受容細胞、網膜神経節細胞、ミュラー細胞、双極細胞、アマクリン細胞、水平細胞、および網膜色素上皮細胞のうちの1つまたは複数に形質導入することができる、実施形態10に記載の組換えAAVビリオン。
12.哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜色素上皮細胞に形質導入することができる、実施形態10または11に記載の組換えAAVビリオン。
13.治療用遺伝子産物が、siRNA、miRNAまたはタンパク質である、実施形態1から12のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
14.治療用遺伝子産物が、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である、実施形態1から13のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
15.治療用遺伝子産物が、オプシンである、実施形態1から13のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
16.治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドが、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している、実施形態1から15のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
17.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである、実施形態16に記載の組換えAAVビリオン。
18.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV2のITRまたはAAV5のITRである、実施形態16または17に記載の組換えAAVビリオン。
19.AAV2.5Tと比較して、変化した細胞指向性を有する、実施形態1から18のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
20.実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオンを含む医薬組成物。
21.rAAVビリオンを産生するための方法であって、
(a)rAAVビリオンが産生される条件下で宿主細胞を培養するステップであって、宿主細胞が、
(i)親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドであって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含む、ポリヌクレオチド;
(ii)repタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(iii)少なくとも1つのAAVのITRと隣接している治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセット;および
(iv)AAVヘルパー機能
を含むステップ;ならびに
(b)宿主細胞によって産生されたrAAVビリオンを回収するステップ
を含む、方法。
22.治療用遺伝子産物を被験体の網膜に提供する方法であって、被験体に、実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン、または実施形態20に記載の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法。
23.被験体が、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、および色覚の障害からなる群より選択される1つもしくは複数の状態を有すると診断されているか、またはそれを有する疑いがある、実施形態22に記載の方法。
24.それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法であって、被験体に、実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン、または実施形態20に記載の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法。
25.疾患または障害が、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、または色覚の障害である、実施形態24に記載の方法。
26.それを必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法における使用のための実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオンであって、方法が、被験体に、組換えAAVビリオンを含む医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、組換えAAVビリオン。
27.被験体の網膜の疾患または障害の処置のための医薬の調製における使用のための実施形態1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
28.疾患または障害が、加齢性黄斑変性症(AMD)、滲出型AMD、萎縮型AMD、網膜血管新生、脈絡膜血管新生、糖尿病性網膜症、増殖性糖尿病性網膜症、網膜静脈閉塞症、網膜中心静脈閉塞症、網膜静脈分枝閉塞症、糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症または糖尿病性網膜浮腫である、実施形態26または27に記載の組換えAAVビリオン。
29.親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質。
30.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である、実施形態29に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
31.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である、実施形態29または30に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
32.親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である、実施形態29から31のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
33.改変AAVキャプシドタンパク質が、親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579にLAHKFKSGDA(配列番号3)を含む、実施形態29から32のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
34.配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む、実施形態29から33のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
35.配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む、実施形態29から34のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
36.実施形態29から35のいずれかに記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列を含む核酸。
37.実施形態36に記載の核酸を含む発現ベクターであって、バリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列が、プロモーター配列に作動可能に連結されている、発現ベクター。
38.repタンパク質をコードする核酸をさらに含む、実施形態37に記載の発現ベクター。
39.実施形態37または38に記載の発現ベクターを含む細胞。
40.治療用遺伝子産物をコードする核酸をさらに含む、実施形態39に記載の細胞。
41.治療用遺伝子産物が、siRNA、miRNAまたはタンパク質である、実施形態40に記載の細胞。
42.治療用遺伝子産物が、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である、実施形態40または41に記載の細胞。
43.治療剤が、オプシンである、実施形態40または41に記載の細胞。
44.治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドが、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している、実施形態40から43のいずれか一項に記載の細胞。
45.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである、実施形態44に記載の細胞。
46.1つまたは複数のAAVのITRが、AAV2のITRまたはAAV5のITRである、実施形態44または45に記載の細胞。
(実施例1:AAV2.5T変異体ライブラリーの構築)
AAV2.5Tは、その開示がその全体において組み込まれる米国特許第9,441,244号に記載のAAV2およびAAV5由来の領域を含有するハイブリッドキャプシドである。AAV2.5Tは、網膜下に送達された場合に、網膜に形質導入することができるが、硝子体内に注射された場合では形質導入することができない。AAV2.5Tの形質導入は、内境界膜(ILM)によってブロックされ得、これは、ヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に富んでいる。
AAV2.5Tは、その開示がその全体において組み込まれる米国特許第9,441,244号に記載のAAV2およびAAV5由来の領域を含有するハイブリッドキャプシドである。AAV2.5Tは、網膜下に送達された場合に、網膜に形質導入することができるが、硝子体内に注射された場合では形質導入することができない。AAV2.5Tの形質導入は、内境界膜(ILM)によってブロックされ得、これは、ヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)に富んでいる。
AAV2.5Tの表面露出ドメインは、AAV2.5Tのaa582(AAV5のaa581)においてAからTへの単一の置換を除いてAAV5のものと同一であり、この変異は、AAV5の典型的なシアル酸受容体結合に影響を及ぼすことなく、哺乳動物細胞において感染力を増加させると思われる。AAV5およびAAV2.5Tは、無視できる程度のヘパラン硫酸結合を有するが、AAV2は、ヘパラン硫酸に対する高い親和性を有する。
ILMを通過する強化された能力を有する新規AAVバリアントを開発するため、および硝子体内注入による送達において網膜細胞に形質導入するために、ループ置換および挿入を有するAAV変異体ライブラリーを、アミノ酸アライメントによって決定されるAAV2のHSPG結合領域に類似する領域においてAAV2.5Tキャプシドから作製した。
2つの変異体ライブラリーを、ランダムな7アミノ酸ループを有するDNA断片の合成によって作製した。7アミノ酸の位置のそれぞれについて20の可能なアミノ酸があるので、これらの断片ライブラリーの理論的な多様性は、およそ1×109の固有のバリアントであった。これらの変異体ループは、5’末端でアミノ酸LAおよび3’末端でAと隣接していた。
これらの断片ライブラリーを使用して、ループ挿入ライブラリー(LIL)を、受容体結合領域において、AAV2.5Tキャプシド配列の577位に10アミノ酸ループを挿入することによって作製した。
第2のライブラリーを、キャプシドの表面露出領域における配列を、アミノ酸571および580(VP1の最初のアミノ酸からの番号付け)の間のループバリアント配列で置換することによって作製した。このライブラリーを、ループ置換ライブラリー(LSL)と称した。
これらのAAVバリアントキャプシドを、プラスミドにクローニングして、(国際公開第2017112868A1号に記載の通り、1:50の比(プラスミド:phiC31)でのphiC31インテグラーゼによる一過性トランスフェクションによって)個々のウイルスパッケージング細胞ライブラリーを作製した。得られたパッケージング細胞ライブラリーは、そのゲノムによってコードされるキャプシドタンパク質内にパッケージされた変異体Cap遺伝子を含有するベクターゲノムで構成される変異体AAVビリオンを生じ、交差パッケージングは低レベルである。細胞ライブラリーの多様性を確認するために、gDNAをそれぞれのライブラリーから単離し、NGSを行った。多様性は、LILにおいておよそ約725,000の固有バリアント、およびLSLにおいて約558,000の固有バリアントであった。
(実施例2:AAVライブラリーをNHPの眼においてスクリーニングする)
ILMを通過する変異体AAVキャプシドの能力を調べるために、バリアントAAVビリオンのライブラリーを、内境界膜(ILM)を通る能力、および非ヒト霊長類(NHP)の眼において網膜細胞に感染する能力についてin vivoでスクリーニングした。
ILMを通過する変異体AAVキャプシドの能力を調べるために、バリアントAAVビリオンのライブラリーを、内境界膜(ILM)を通る能力、および非ヒト霊長類(NHP)の眼において網膜細胞に感染する能力についてin vivoでスクリーニングした。
LILおよびLSLの変異体AAVキャプシドライブラリーを、眼あたり6×109~9×109vgの用量でそれぞれ3頭のアフリカミドリザル(Chlorocebus sabaeus)の眼に硝子体内注入した。注入の4~6週後、動物を屠殺し、それぞれの動物からの網膜組織外植片を単離した。硝子体、および脈絡膜下組織を伴う網膜を単離し、眼球を縁に沿って切断し、眼の前部を廃棄した。次いで、硝子体を、眼杯に付着した網膜を残しながら除去した。眼杯を、CO2依存性媒体に移した。網膜およびRPE/脈絡膜を切断して、網膜のフラットマウントを作製した。全フラットマウントを、10mLのCO2非依存性媒体を含有する10cmのトランスウェルプレートのポリカーボネートインサート膜上に、光受容細胞層を下向きに置いた。網膜をインサート上に平らに定着させたら、媒体を除去して、網膜を大気に曝した。
組織の上部にAd5溶液を添加し2時間おくことによって、1000の感染多重度(MOI)で、ヒトAd5ウイルス(抗生物質も抗真菌薬も含まないNeurobasal-A培地に希釈)を網膜に形質導入した。Ad5ウイルスによる同時感染を使用して、網膜組織に存在する変異体AAVビリオン由来のCap RNAの発現を増加させ、それによって、その後の検出のために感染細胞中の変異体キャプシドRNAの量を増加させた。
最初のインキュベーション後、インサートの底部と接触するが組織を覆わないように(約10ml)、Neurobasal-A+(B27補充物、1×GlutaMAX、1×抗生物質-抗真菌薬)培地をウェルの底部に添加し、組織外植片をCO2とともに37℃で2日間インキュベートした。インキュベーション後、インサートを、プレートから除去し、きれいな平たい表面上に置き、3つの穿孔を図1Aに示すように作製した。簡潔には、RPE/脈絡膜を有する神経網膜の5mmの穿孔を、黄斑から取得した。次いで、第2の同心穿孔を、10mmの穿孔を使用して作製して、傍中心窩と呼ばれる血管アーケード内の黄斑の周囲の網膜およびRPE/脈絡膜の領域を単離した。次いで、残った周辺の網膜およびRPE/脈絡膜を収集した。
次いで、RNAを組織穿孔のそれぞれから抽出し、RT-PCRによってcDNAに変換し、続いて1ラウンドのPCRを行った。次いで、得られたPCR産物をクローニングしてプラスミドに戻し、配列決定して、ILMを成功裏に通過し、サルの眼における網膜細胞に感染することができた変異体AAVキャプシドの配列を決定した。
第2および第3ラウンドのスクリーニングのために、個々の網膜の場所(穿孔)のそれぞれから抽出されたLILおよびLSLバリアントを混合して、それぞれの場所についてのバリアントの1つのライブラリーを作出した。次いで、これらのライブラリーのプールを使用して、細胞およびAAVキャプシドライブラリーを作製し、これを、アフリカミドリザル(AGM)の眼に別々に注入し、上記と同じ網膜穿孔戦略を使用して収集した。さらに、一例では、網膜色素上皮を単離し、バリアントをその組織から回収した。
NGS分析を使用して、AAV2.5T.LSV1を特定した。AAV2.5T.LSV1は、以下のアミノ酸ループ配列:LAHKFKSGDA(配列番号3)を有するLSLライブラリーが起源のループ置換バリアントである。AAV2.5T.LSV1は、スクリーニングラウンド2における黄斑領域からの48番目に豊富なバリアントであった。スクリーニングラウンド3において、AAV2.5T.LSV1は、傍中心窩において見出される2番目に豊富なバリアントであり、RPE領域において見出される最も豊富なバリアントであった。それぞれのスクリーニングラウンドの上位のバリアントの相対存在量を図1B~1Eに示す。
(実施例3:HEK293細胞におけるAAV2.5T.LSV1の産生)
AAV2.5T.LSV1を、HEK293細胞において、トリプルトランスフェクション方法を使用するさらなる特性評価のために製造した。得られたAAV2.5T.LSV1の力価は、1×1013vg/mlよりも高く、AAV2.5T.LSV1が良好なパッケージング能力を有することを実証した。
AAV2.5T.LSV1を、HEK293細胞において、トリプルトランスフェクション方法を使用するさらなる特性評価のために製造した。得られたAAV2.5T.LSV1の力価は、1×1013vg/mlよりも高く、AAV2.5T.LSV1が良好なパッケージング能力を有することを実証した。
(実施例4:AAV2.5T.LSV1のヘパリン結合親和性)
HSPGに結合するAAV2.5T.LSV1の能力を、充填済みGEヘパリンカラムを使用するヘパリン結合アッセイを行うことによって評価した。AAV2.5T.LSV1のヘパリン結合を、AAV2.5T、および上記に記載のスクリーニングにおいて産生された2つの他のバリアントと比較した。ベクターをカラムにロードし、次いで洗浄し、最後に、NaClの漸増濃度(100mM~1M)で溶出させた。ロード、フロースルー、洗浄および溶出の画分を収集し、B1抗体を使用するドットブロットによって分析した。
HSPGに結合するAAV2.5T.LSV1の能力を、充填済みGEヘパリンカラムを使用するヘパリン結合アッセイを行うことによって評価した。AAV2.5T.LSV1のヘパリン結合を、AAV2.5T、および上記に記載のスクリーニングにおいて産生された2つの他のバリアントと比較した。ベクターをカラムにロードし、次いで洗浄し、最後に、NaClの漸増濃度(100mM~1M)で溶出させた。ロード、フロースルー、洗浄および溶出の画分を収集し、B1抗体を使用するドットブロットによって分析した。
図2に示すように、AAV2.5Tはヘパリンに結合しない。対照的に、AAV2.5T.LSV1は、ヘパリンに結合する能力を有する。
(実施例5:ブタ網膜外植片における発現および指向性)
ex vivoブタ網膜外植片を、その開示がその全体で組み込まれるPCT/US2017/030636号に記載のトランスウェル上に維持し、AAV2.5T.LSV1キャプシド中に2×1010vgまたは4×1010vgでパッケージされたGFPレポーター遺伝子で形質導入した。ライブ蛍光画像を、形質導入の1週間後および2週間後にキャプチャーした。図3は、ブタ網膜外植片のライブイメージングを示す。これらの画像は、AAV2.5T.LSV1が、培養中のブタ網膜の少なくとも一部の細胞に効率的に形質導入することができることを示唆する。
ex vivoブタ網膜外植片を、その開示がその全体で組み込まれるPCT/US2017/030636号に記載のトランスウェル上に維持し、AAV2.5T.LSV1キャプシド中に2×1010vgまたは4×1010vgでパッケージされたGFPレポーター遺伝子で形質導入した。ライブ蛍光画像を、形質導入の1週間後および2週間後にキャプチャーした。図3は、ブタ網膜外植片のライブイメージングを示す。これらの画像は、AAV2.5T.LSV1が、培養中のブタ網膜の少なくとも一部の細胞に効率的に形質導入することができることを示唆する。
(実施例6:非ヒト霊長類の網膜への硝子体内投与後の発現)
in vivo研究を、遍在性プロモーターの制御下のGFP発現カセットを持つ5×1011vg/眼のAAV2.5T.LSV1を硝子体内注入されたアフリカミドリザル(Chlorocebus sabaeus)において行った。眼における発現を、眼底の蛍光およびハイデルベルグスペクトラリスイメージングによって毎週モニタリングし、図4A~4Eに示す。AAV2.5T.LSV1-GFPの硝子体内送達は、黄斑および血管アーケード内でGFP発現をもたらした。網膜の血管アーケード領域は、最も厚いILMを有し、これにより、硝子体内注入された場合に、ほとんどのAAVによって網膜細胞への形質導入がブロックされると思われる。
in vivo研究を、遍在性プロモーターの制御下のGFP発現カセットを持つ5×1011vg/眼のAAV2.5T.LSV1を硝子体内注入されたアフリカミドリザル(Chlorocebus sabaeus)において行った。眼における発現を、眼底の蛍光およびハイデルベルグスペクトラリスイメージングによって毎週モニタリングし、図4A~4Eに示す。AAV2.5T.LSV1-GFPの硝子体内送達は、黄斑および血管アーケード内でGFP発現をもたらした。網膜の血管アーケード領域は、最も厚いILMを有し、これにより、硝子体内注入された場合に、ほとんどのAAVによって網膜細胞への形質導入がブロックされると思われる。
(実施例7:硝子体内投与後の発現の評価)
AAV2.5T.LSV1の網膜指向性を、IVT注入後に非ヒト霊長類において評価した。
AAV2.5T.LSV1の網膜指向性を、IVT注入後に非ヒト霊長類において評価した。
アフリカミドリザル(Chlorocebus sabaeus)に、AAV2.5T.LSV1の指向性を評価するために、遍在性プロモーターの制御下のGFP発現カセットを持つ5×1011vg/眼のAAV2.5T.LSV1を硝子体内(IVT)注入した。
サルを、IVT注入後35日目に屠殺し、眼を摘出した。眼を、摘出の際に24時間4%のパラホルムアルデヒド中で固定し、次いで、30%のスクロース/ソレンソンのリン酸緩衝液を用いて終夜凍結保護した。眼を四半部に切開し、RPEおよび脈絡膜を含む網膜を強膜から取り出した。網膜の四半部を、スライドにフラットマウントし、30%のスクロース/ソレンソンのリン酸緩衝液の下でカバースリップをかけた。ネイティブGFPの5×タイル状スキャンを、Zeiss Axio.Z1を使用して取得し、Zeiss Zen Blueソフトウェアを使用して合わせた。AAV2.5T.LSV1-GFPについて得られたライブ蛍光画像を図5A~5Dに示す。
GFP強度プロファイルを、図5C~5Dに示されるフラットマウントされた網膜の部分の5×スキャンから取得した。測定値を、視神経に最も近い黄斑の端から毛様体まで取得した。合計で20mmの長さにわたる約20,000の測定ポイントを、黄斑から毛様体までの距離にわたってプロットした(図5E)。
網膜のフラットマウントを、OCT封入剤に包埋し、イソペンタン上で凍らせた。凍結切片を、10μmの厚さで、中心窩、周辺中央および周辺を通して収集し、スライドを、免疫蛍光標識化(IFL)のために染色した。RPEの平面画像を、フラットマウントされた網膜の切片の脈絡膜からRPEを剥がし、RPEがスライド上に下向きに置かれるように切片を反転させることによって作製し、次いでこれをIFLのために染色した。IFLを、30分間の0.1%のTriton-x透過処理、続いてソレンソンのリン酸緩衝液中の5%の正常なロバ血清/6%のウシ血清アルブミンで1時間血清タンパク質ブロッキングを行った後に実行した。IFLを、表2に示す染料および抗体を使用して、4℃で終夜行った。
GFP陽性細胞のパーセンテージを、細胞特異的マーカーを用いる共局在化の手動の細胞計数によって定量化した。網膜のさまざまな領域におけるGFP陽性の双極細胞、錐体細胞およびRPE細胞の数を、図26A~26Cにそれぞれ示し、表4にまとめる。GFP陽性細胞の数は、網膜中の場所によって変化した。
(実施例8:中和抗体プロファイルの決定)
中和抗体(nAB)プロファイルを、in vitroアッセイによって、AAV2.5T.LSV1ウイルスおよびAAV2.5Tウイルスについて決定する。簡潔には、プールしたヒトIgG抗体(GammaguardIVIG)の連続希釈物を、GFPを発現するAAV2.5T.LSV1ベクターまたはAAV2.5Tベクターと組み合わせ、これを使用して、293T細胞に形質導入する。GFP発現を、その後測定し、GFP発現の阻害を使用して、IC50を計算する。
中和抗体(nAB)プロファイルを、in vitroアッセイによって、AAV2.5T.LSV1ウイルスおよびAAV2.5Tウイルスについて決定する。簡潔には、プールしたヒトIgG抗体(GammaguardIVIG)の連続希釈物を、GFPを発現するAAV2.5T.LSV1ベクターまたはAAV2.5Tベクターと組み合わせ、これを使用して、293T細胞に形質導入する。GFP発現を、その後測定し、GFP発現の阻害を使用して、IC50を計算する。
(実施例9:AAV2.5T.LSV1およびAAV2の中和抗体プロファイルの比較)
中和抗体(nAB)プロファイルを、in vitroアッセイによって、AAV2.5T.LSV1ウイルスおよびAAV2ウイルスについて決定した。簡潔には、プールしたヒトIgG抗体(GammaguardIVIG)の3倍希釈系列を調製し、GFPを発現するAAV2.5T.LSV1ベクターまたはAAV2ベクター(それぞれ、AAV2.5T.LSV1-CMV-GFPまたはAAV2-CMV-GFP)と組み合わせた。次いで、混合物を使用して、293T細胞に形質導入した。細胞を3日間インキュベートし、その後、GFP発現を測定した。GFP発現の阻害を使用して、IC50を計算した。IC50は、GFP発現が50%低減した、プールされたヒトIgG抗体試料の希釈度の逆数として報告する(例として、IC50が100とは、1:100で希釈されたIVIGが、GFP発現を50%低減したことを示す)。より高いIC50値は、プールされたヒトIgG抗体中に存在する抗体によるAAV形質導入の阻害の増加を示す。
中和抗体(nAB)プロファイルを、in vitroアッセイによって、AAV2.5T.LSV1ウイルスおよびAAV2ウイルスについて決定した。簡潔には、プールしたヒトIgG抗体(GammaguardIVIG)の3倍希釈系列を調製し、GFPを発現するAAV2.5T.LSV1ベクターまたはAAV2ベクター(それぞれ、AAV2.5T.LSV1-CMV-GFPまたはAAV2-CMV-GFP)と組み合わせた。次いで、混合物を使用して、293T細胞に形質導入した。細胞を3日間インキュベートし、その後、GFP発現を測定した。GFP発現の阻害を使用して、IC50を計算した。IC50は、GFP発現が50%低減した、プールされたヒトIgG抗体試料の希釈度の逆数として報告する(例として、IC50が100とは、1:100で希釈されたIVIGが、GFP発現を50%低減したことを示す)。より高いIC50値は、プールされたヒトIgG抗体中に存在する抗体によるAAV形質導入の阻害の増加を示す。
Claims (46)
- (a)親アデノ随伴ウイルス(AAV)キャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、前記改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質;および
(b)治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチド配列
を含む、組換えAAVビリオン。 - 前記親AAVキャプシドタンパク質が、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である、請求項1に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である、請求項1または2に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である、請求項1から3のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記改変配列が、LAHKFKSGDA(配列番号3)を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記バリアントAAVキャプシドタンパク質が、配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記バリアントAAVキャプシドタンパク質が、配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記rAAVビリオンが、バリアントAAV5、またはバリアントAAV2およびAAV5ハイブリッドビリオンである、請求項1から7のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記rAAVビリオンが、バリアントAAV2.5Tビリオンである、請求項1から8のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜の細胞に形質導入することができる、請求項1から9のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 哺乳動物に硝子体内注入される場合に、光受容細胞、網膜神経節細胞、ミュラー細胞、双極細胞、アマクリン細胞、水平細胞、および網膜色素上皮細胞のうちの1つまたは複数に形質導入することができる、請求項10に記載の組換えAAVビリオン。
- 哺乳動物に硝子体内注入される場合に、網膜色素上皮細胞に形質導入することができる、請求項10または11に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記治療用遺伝子産物が、siRNA、miRNAまたはタンパク質である、請求項1から12のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記治療用遺伝子産物が、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である、請求項1から13のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記治療用遺伝子産物が、オプシンである、請求項1から13のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記治療用遺伝子産物をコードする前記ポリヌクレオチドが、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している、請求項1から15のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記1つまたは複数のAAVのITRが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである、請求項16に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記1つまたは複数のAAVのITRが、AAV2のITRまたはAAV5のITRである、請求項16または17に記載の組換えAAVビリオン。
- AAV2.5Tと比較して、変化した細胞指向性を有する、請求項1から18のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 請求項1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオンを含む医薬組成物。
- rAAVビリオンを産生するための方法であって、
(a)rAAVビリオンが産生される条件下で宿主細胞を培養するステップであって、前記宿主細胞が、
(i)親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードするポリヌクレオチドであって、前記改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含む、ポリヌクレオチド;
(ii)repタンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(iii)少なくとも1つのAAVのITRと隣接している治療用遺伝子産物をコードする配列を含むポリヌクレオチドカセット;および
(iv)AAVヘルパー機能
を含むステップ;ならびに
(b)前記宿主細胞によって産生されたrAAVビリオンを回収するステップ
を含む、方法。 - 治療用遺伝子産物を被験体の網膜に提供する方法であって、前記被験体に、請求項1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン、または請求項20に記載の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法。
- 前記被験体が、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、および色覚の障害からなる群より選択される1つもしくは複数の状態を有すると診断されているか、またはそれを有する疑いがある、請求項22に記載の方法。
- 網膜の疾患または障害の処置を必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法であって、前記被験体に、請求項1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン、または請求項20に記載の医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、方法。
- 前記疾患または障害が、急性黄斑視神経網膜症、ベーチェット病、脈絡膜血管新生、糖尿病性ぶどう膜炎、ヒストプラスマ症、黄斑変性症、浮腫、多病巣性脈絡膜炎、後眼部位もしくは区域に影響を与える眼外傷、眼腫瘍、網膜中心静脈閉塞症、糖尿病性網膜症、増殖性硝子体網膜症(PVR)、網膜動脈閉塞性疾患、網膜剥離、ぶどう膜網膜疾患、交感性眼炎、フォークト・小柳・原田(VKH)症候群、ぶどう膜拡散、眼レーザー処置によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光線力学的療法によって引き起こされたか、もしくは影響を受けた後眼部の状態、光凝固、放射線網膜症、網膜上膜障害、網膜静脈分枝閉塞症、前部虚血性視神経症、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症、非網膜症糖尿病性網膜機能障害、網膜分離症、網膜色素変性症、緑内障、アッシャー症候群、錐体杆体ジストロフィー、シュタルガルト病、遺伝性黄斑変性症、脈絡網膜変性症、レーバー先天黒内障、先天停止性夜盲、全脈絡膜萎縮、バルデ・ビードル症候群、黄斑部毛細血管拡張症、レーバー遺伝性視神経症、未熟児網膜症、または色覚の障害である、請求項24に記載の方法。
- 網膜の疾患または障害の処置を必要とする被験体の網膜の疾患または障害を処置する方法における使用のための請求項1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオンであって、前記方法が、前記被験体に、前記組換えAAVビリオンを含む医薬組成物を硝子体内注入によって投与するステップを含む、組換えAAVビリオン。
- 被験体の網膜の疾患または障害の処置のための医薬の調製における使用のための請求項1から19のいずれか一項に記載の組換えAAVビリオン。
- 前記疾患または障害が、加齢性黄斑変性症(AMD)、滲出型AMD、萎縮型AMD、網膜血管新生、脈絡膜血管新生、糖尿病性網膜症、増殖性糖尿病性網膜症、網膜静脈閉塞症、網膜中心静脈閉塞症、網膜静脈分枝閉塞症、糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜虚血、虚血性網膜症または糖尿病性網膜浮腫である、請求項26または27に記載の組換えAAVビリオン。
- 親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579内に1つまたは複数のアミノ酸置換を含む改変配列を含むバリアントAAVキャプシドタンパク質であって、前記改変配列が、HKFKSGD(配列番号1)を含み、アミノ酸残基の番号付けが、AAV5 VP1キャプシドタンパク質に対応する、バリアントAAVキャプシドタンパク質。
- 前記親AAVキャプシドタンパク質が、AAV5キャプシドタンパク質、またはAAV5およびAAV2ハイブリッドキャプシドタンパク質である、請求項29に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
- 前記親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5Tキャプシドタンパク質である、請求項29または30に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
- 前記親AAVキャプシドタンパク質が、AAV2.5T VP1キャプシドタンパク質である、請求項29から31のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
- 改変AAVキャプシドタンパク質が、前記親AAVキャプシドタンパク質に比べてアミノ酸残基570~579にLAHKFKSGDA(配列番号3)を含む、請求項29から32のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
- 配列番号4または配列番号5に記述されるアミノ酸配列と少なくとも85%の相同性を有するキャプシド配列を含む、請求項29から33のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
- 配列番号6または配列番号7に記述されるキャプシド配列を含む、請求項29から34のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質。
- 請求項29から35のいずれか一項に記載のバリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列を含む核酸。
- 請求項36に記載の核酸を含む発現ベクターであって、バリアントAAVキャプシドタンパク質をコードする核酸配列が、プロモーター配列に作動可能に連結されている、発現ベクター。
- repタンパク質をコードする核酸をさらに含む、請求項37に記載の発現ベクター。
- 請求項37または38に記載の発現ベクターを含む細胞。
- 治療用遺伝子産物をコードする核酸をさらに含む、請求項39に記載の細胞。
- 前記治療用遺伝子産物が、siRNA、miRNAまたはタンパク質である、請求項40に記載の細胞。
- 前記治療用遺伝子産物が、抗血管内皮増殖因子(抗VEGF)遺伝子産物である、請求項40または41に記載の細胞。
- 治療剤が、オプシンである、請求項40または41に記載の細胞。
- 前記治療用遺伝子産物をコードするポリヌクレオチドが、1つまたは複数のAAVのITRと隣接している、請求項40から43のいずれか一項に記載の細胞。
- 前記1つまたは複数のAAVのITRが、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、鳥類AAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、霊長類AAV、非霊長類AAVもしくはヒツジAAVのITR、またはそれらのバリアントである、請求項44に記載の細胞。
- 前記1つまたは複数のAAVのITRが、AAV2のITRまたはAAV5のITRである、請求項44または45に記載の細胞。
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