JP2022531979A - 神経系における抗原結合タンパク質の発現 - Google Patents
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Abstract
2価結合メンバーを発現する組換えベクター、およびベクターを使用し、神経系の細胞を改変して、神経疾患、例えば、神経変性疾患を有する患者の脳において結合メンバーを発現させる方法を本明細書において提供する。
Description
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本出願は、ASCIIフォーマットにより電子的に提出された配列表を含み、その全体を参照によって本明細書に組み入れられる。2020年4月30日に作成されたこのASCIIコピーは、022548_WO060_SL.txtと名付けられており、7,612バイトのサイズである。
本出願は、ASCIIフォーマットにより電子的に提出された配列表を含み、その全体を参照によって本明細書に組み入れられる。2020年4月30日に作成されたこのASCIIコピーは、022548_WO060_SL.txtと名付けられており、7,612バイトのサイズである。
アルツハイマー病(AD)は、記憶障害および認知機能の低下を生じる進行性神経変性により特徴づけられる。この病理学的特徴は、細胞外アミロイドプラークおよび神経細胞内タウ線維の蓄積を含む。アミロイドベータ(Aβ)を標的とする療法は、ADにおける遺伝学的および病理学的関与のため長年、活発な調査の途上にある(非特許文献1)。アミロイド前駆タンパク質(APP)およびAβのレベルの上昇は、AD病態形成と関連するが、Aβペプチドは、種々の立体構造および線維状態で存在し、治療的利点のためにいずれの種を標的とすべきか、は不明である(非特許文献2)。
この不確実性にもかかわらず、Aβの種々の形態に対する受動免疫療法は、臨床において大規模に試験されているが、このような手法は、さらなる問題により阻まれている。第1に、血液脳関門(BBB)によって大型生体分子の輸送が制限され、脳において治療上適切なレベルに達するのに、末梢における高用量の注射が必要とされる。高用量では、臨床試験において、いくつかの抗Aβ抗体によって、アミロイド関連画像異常(ARIA)に代表される有害反応が生じたが、このような有害反応は、血管アミロイド部位における抗体の蓄積により生じ、Fc依存性エフェクター機能により局所炎症を引き起こすと考えられる(非特許文献3)。第2に、最小治療用量を超えるレベルを維持する必要性が存在し、患者の協働および服薬遵守、ならびに著しい実質的経済負担を必要とする長期の受動免疫療法が必要とされる。
中枢神経系(CNS)への遺伝子導入により、神経細胞における治療タンパク質の生成が可能となり、これによりBBBを回避する。全免疫グロブリン(IgG)または一本鎖可変断片(scFv)のいずれかのAAV媒介発現がCNSにおいて試みられているが、このような手法の両方は、固有の限界を有している(非特許文献4;非特許文献5;非特許文献6;非特許文献7;非特許文献8;非特許文献9;非特許文献10)。CNSにおけるIgGの重および軽鎖発現のみが、単一プロモーターカセットから両鎖を生成する自己切断F2A配列を使用して達成されている。F2Aペプチドは、重または軽のいずれかの鎖に結合したままとなり、潜在的に免疫原性である(非特許文献11)。一方、scFvタンパク質の遺伝子に基づく送達は、結合価が低下するため、親和性の実質的低下を伴うことが多い。また、Fc領域を除去すると、FcRn結合が減少して、末梢において半減期が短縮され、逆トランスサイトーシスにより脳からの抗原(Ag)結合scFvの流出が減少する(非特許文献12;非特許文献13;非特許文献14;非特許文献15)。したがって、CNS疾患、例えば、アルツハイマー病のための抗体療法は、有望であるが、治療タンパク質を罹患脳に導入する問題により制限されている。よって、抗体に基づく療法のために中枢神経系へのアクセスを向上させる必要性が存在する。
TcwおよびGoate、Cold Spring Harb Perspect Med.(2017)7(6):pii a024539
Benilovaら、Nat Neurosci.(2012)15:349~57
Moら、Ann Clin Transl Neu.(2017)4:931~42
Sudolら、Mol Ther.(2009)17:2031~40
Ryanら、Mol Ther.(2010)18:1471~81
Levitesら、J Neurosci.(2006)26:11923~28
Levitesら、J Neurosci.(2015)35:6265~76
Kouら、JAD.(2011)27:23~38
Fukuchiら、Neurobio Dis.(2006)23:502~11
Liuら、J Neurosci.(2016)36:12425~35
Saundersら、J Vir.(2015)89:8334~45
Deaneら、J Neurosci.(2005)25:11495~503
Boadoら、Bioconjug Chem.(2007)18:447~55
Zhangら、J Neuroimm.(2001)114:168~72
Schlachetzkiら、J Neurochem.(2002)81:203~6
本開示では、神経系の細胞において2価結合メンバーを発現させる方法であって、抗体重鎖可変ドメイン(VH)、抗体軽鎖可変ドメイン(VL)およびIgG Fc領域を含むポリペプチドをコードする発現カセットを細胞に導入する工程を含む、VHおよびVLが、標的タンパク質に特異的に結合する抗原結合部位を形成し、ポリペプチドの2つの分子が、細胞内で発現すると、標的タンパク質に特異的なジスルフィド結合ホモ2量体2価結合メンバーを形成する、方法を提供する。
一部の実施形態では、神経系の細胞は、ニューロン、グリア細胞、上衣細胞または脳上皮細胞である。さらなる実施形態では、グリア細胞は、オリゴデンドロサイト、アストロサイト、周皮細胞、シュワン細胞および小グリア細胞から選択される。一部の実施形態では、細胞は、ヒト細胞、例えば、ヒト患者の脳における細胞である。
一部の実施形態では、標的タンパク質は、脳において発現されるタンパク質であり、アミロイドベータペプチド(Aβ)、タウ、SOD-1、TDP-43、ApoEまたはαシヌクレインであり得る。
一部の実施形態では、ポリペプチドは、N末端からC末端に(i)VH、ペプチドリンカーおよびVL;またはVL、ペプチドリンカーおよびVH、ならびに(ii)IgG Fc領域を含む。さらなる実施形態では、ペプチドリンカーは、GGGGSの配列(配列番号3)を含み、例えば、ペプチドリンカーは、[G4S]3の配列(配列番号2)を有する。
一部の実施形態では、本開示の2価結合メンバーは、新生児Fc受容体(FcRn)に結合するが、IgG Fc領域における1つまたはそれ以上の変異のため、Fcガンマ受容体には結合しない。
一部の実施形態では、本方法は、発現カセットを含むウイルスベクターを投与する工程を含む。ウイルスベクターは、組換えウイルスベクターであり得る。さらなる実施形態では、組換えウイルスは、頭蓋内注射、くも膜下腔内注射または大槽内注射により患者の脳に導入される。組換えウイルスは、例えば、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)、例えば、血清型1または2のrAAVであり得る。
一部の実施形態では、ポリペプチドの発現は、構成的活性プロモーターまたは誘導性プロモーターの転写制御下にある。
本方法は、神経変性疾患、例えば、アルツハイマー病、脳アミロイド血管症、シヌクレイン病、タウオパシーまたは筋萎縮性側索硬化症(ALS)を有する患者を治療するために使用し得る。
別の態様では、本開示の2価結合メンバーを発現する本明細書に開示のウイルスベクターを含む治療有効量の組成物を、それを必要とする患者に投与する工程を含む、神経変性疾患を治療する方法を本開示において提供する。
別の態様では、それを必要とする患者の治療における使用のための2価結合メンバー、およびそれを必要とする患者の治療のための医薬の製造のための2価結合メンバーの使用を本開示において提供し、ここで、患者は、例えば、神経変性疾患、例えば、アルツハイマー病、脳アミロイド血管症、シヌクレイン病、タウオパシーまたはALSを有する。
本発明の他の特徴、対象および利点は、以下の詳細な説明により明らかである。しかし、この詳細な説明が本発明の実施形態および態様を指示しているが、制限ではなく例示のみの目的で示されていることが理解されるべきである。本発明の範囲内の種々の変化および改変は、この詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。
本開示では、現在の発現方法に見られる副作用を有せずに、神経系の細胞において2価結合メンバーを発現させる方法を提供する。神経系の細胞は、天然では抗体を発現しない。これまでの研究では、脳における完全抗体の発現により神経毒性が生じることが示された。脳細胞において野生型IgGを発現させる従来の方法と比較して、本開示の発現方法では、予想外に高い収率(例えば、2倍またはそれよりも高い)および低い毒性(例えば、注射部位において検出可能な神経細胞内ヒアリンタンパク質の蓄積がないことにより示される)がもたらされる。理論に拘束されることなく、発明者らは、神経系における細胞が、天然抗体を効率的に発現および構築する能力を備えていないこと、ならびに不対抗体鎖が、細胞に対して毒性の封入体を形成すると考えているが、しかし、本発現方法によって、ポリペプチド鎖の数を減少させて2つから1つに発現させることにより、この問題を克服する。また、本方法によって、より高い結合活性およびより良い薬物動態プロファイル(例えば、半減期)を有する結合分子の発現が可能となるため、本発現方法は、脳においてscFvを発現させるこれまでの方法に対して有利である。
神経系の細胞
本開示では、神経系、例えば、脳および脊髄を含む中枢神経系において発現する標的タンパク質に対して特異的な2価分子を神経系の細胞に発現させる(例えば、分泌を含む)方法を提供する。本開示の結合メンバーを発現させるための神経系の細胞は、神経系の任意の細胞型、例えば、脳における任意の細胞型であり得る。例えば、本方法では、神経細胞(例えば、介在ニューロン、運動ニューロン、感覚ニューロン、脳ニューロン、ドパミン作動性ニューロン、コリン作動性ニューロン、グルタミン酸作動性ニューロン、GABA作動性ニューロンまたはセロトニン作動性ニューロン);グリア細胞(例えば、オリゴデンドロサイト、オリゴデンドロサイト、アストロサイト、周皮細胞、シュワン細胞または小グリア細胞);上衣細胞または脳上皮細胞における結合メンバーを発現させ得る。一部の実施形態では、このような細胞は、ヒト細胞である。また、細胞は、ヒト脳の任意の標的領域、例えば、海馬、皮質、基底核、中脳または後脳に位置するものであり得る。
本開示では、神経系、例えば、脳および脊髄を含む中枢神経系において発現する標的タンパク質に対して特異的な2価分子を神経系の細胞に発現させる(例えば、分泌を含む)方法を提供する。本開示の結合メンバーを発現させるための神経系の細胞は、神経系の任意の細胞型、例えば、脳における任意の細胞型であり得る。例えば、本方法では、神経細胞(例えば、介在ニューロン、運動ニューロン、感覚ニューロン、脳ニューロン、ドパミン作動性ニューロン、コリン作動性ニューロン、グルタミン酸作動性ニューロン、GABA作動性ニューロンまたはセロトニン作動性ニューロン);グリア細胞(例えば、オリゴデンドロサイト、オリゴデンドロサイト、アストロサイト、周皮細胞、シュワン細胞または小グリア細胞);上衣細胞または脳上皮細胞における結合メンバーを発現させ得る。一部の実施形態では、このような細胞は、ヒト細胞である。また、細胞は、ヒト脳の任意の標的領域、例えば、海馬、皮質、基底核、中脳または後脳に位置するものであり得る。
2価結合メンバー
本開示では、神経系の細胞において発現し、神経系、例えば、脳において発現される標的抗原に結合する2価結合メンバーを提供する。標的抗原は、例えば、神経疾患、例えば、神経変性疾患を媒介するタンパク質であり得る。目的の抗原は、アミロイドベータペプチド(Aβ)、タウ、SOD-1、TDP-43、ApoEおよびαシヌクレインを含むが、これらに限定されない。
本開示では、神経系の細胞において発現し、神経系、例えば、脳において発現される標的抗原に結合する2価結合メンバーを提供する。標的抗原は、例えば、神経疾患、例えば、神経変性疾患を媒介するタンパク質であり得る。目的の抗原は、アミロイドベータペプチド(Aβ)、タウ、SOD-1、TDP-43、ApoEおよびαシヌクレインを含むが、これらに限定されない。
2価結合メンバーは、ポリペプチド鎖のホモ2量体であり、ここで、ポリペプチド鎖は、抗体の抗原結合ドメインおよび定常領域(例えば、IgG、例えば、ヒトIgGのヒンジ領域、CH2ドメインおよびCH3ドメイン)を含む。したがって、ホモ2量体は、抗体の2つの抗原結合部位およびFcドメインを含む。
一部の実施形態では、ポリペプチド鎖の抗原結合ドメインは、一本鎖Fv(scFv)ドメインである。scFvドメインは、抗体重鎖可変領域(VH)および抗体軽鎖可変領域(VL)を含み、ここで、VHおよびVLは、場合により、ペプチドリンカーによって分離され、相互作用して抗原結合部位を形成する。目的の抗原に対するscFvポリペプチドを得る方法は、当技術分野において周知である。例えば、一方法では、ファージディスプレイライブラリーをスクリーニングして、高親和性で抗原に結合するVHおよびVLの組合せを得ることができ、または一方法では、抗原に特異的に結合する既存の抗体からVHおよびVL配列を得ることができる。
抗原結合ドメイン、例えば、scFvドメインは、ペプチドリンカー(例えば、9-Gly反復リンカー(配列番号7)を含む、本明細書において例証するもののような)を用いるか、または用いずに、抗体の定常領域に融合させることができ、ここで、2つのポリペプチド鎖の定常領域によって、1つまたはそれ以上のジスルフィド結合を介して抗体Fcドメインが形成される。本明細書において使用する場合、「Fc領域」または「Fcドメイン」の用語は、免疫グロブリンの1つまたはそれ以上の定常ドメインの2量体会合により形成される天然免疫グロブリンの一部分を指す。
一部の実施形態では、Fcドメインの各ポリペプチド配列は、パパイン切断部位のちょうど上流のヒンジ領域において始まり、Ig重鎖のC末端で終わる単一の免疫グロブリン(Ig)重鎖の部分を含み得る。Fcドメインは、免疫グロブリンのヒンジ領域、CH2およびCH3を含み得る。Fcドメインが由来するIgアイソタイプに応じて、Fcドメインは、さらなる定常ドメイン(例えば、IgEまたはIgMのCH4ドメイン)を含み得る。Fcドメインは、野生型配列と比較して、例えば、融合2量体タンパク質の安定性(例えば、半減期)を増強し、および/または融合2量体タンパク質のエフェクター機能を改変する変異を含み得る。変異は、1つまたはそれ以上のアミノ酸の付加、欠失または置換であり得る。
一部の実施形態では、Fcドメインは、IgG、例えば、ヒトIgGに由来し、任意のIgGサブタイプ、例えば、ヒトIgG1、IgG2、IgG3またはIgG4サブタイプであり得る。このような場合では、本開示のscFv-Fcは、scFv-IgGとも呼ぶ。Fcドメインは、IgG、例えば、IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4ヒンジ領域のヒンジ領域全体またはこの一部のみを含み得る。一部の実施形態では、Fcドメインは、ヒトIgG1に由来し、L234AおよびL235A変異(「LALA」)(EUナンバリング)を含むことにより、Fcドメインが高親和性Fcガンマ(γ)受容体(複数可)に結合せず、ADCC/CDCエフェクター機能が低下した。ヒトIgG1に導入し得る他のFc変異は、N297Q、N297A、N297G、C220S/C226S/C229S/P238S、C226S/C229S/E233P/L234V/L235AおよびL234F/L235E/P331S(EUナンバリング)を含むが、これらに限定されない。例えば、Wangら、Protein Cell.(2018)9(1):63~73;Strohl、Curr Opin Biotechnol.(2009)20(6):685~91;Johnsonら、NatMed.(2009)15(8):901~6を参照されたい。一部の実施形態では、結合メンバーは、ヒトIgG4由来のヒンジ領域を有し、ここで、ヒンジ領域は、結合メンバーの2つのポリペプチド鎖の解離を減少させるS228P変異(EUナンバリング)を含む。特定の実施形態では、Fcドメインは、ヒトIgG4に由来し、S228PおよびL235E変異(EUナンバリング;KabatナンバリングにおけるS241PおよびL248Eに対応する)を含み、これによりFcγ半分子交換およびエフェクター機能がそれぞれ低下する(Reddyら、J Imm.(2000)164:1925~33)。ADCC/CDCエフェクター機能が喪失または低下すると、細胞毒性が生じるか、または神経系における望まない炎症が誘発されることなく、結合メンバーを標的抗原に結合させることが可能となる。さらなる実施形態では、改変Fcドメインは、新生児Fc受容体FcRnに結合する能力を保持する。FcRn結合能が保持されると、FcRn媒介逆トランスサイトーシスにより、神経系、例えば、脳から、抗原に結合した結合メンバーを除去することが可能となる。
一部の実施形態では、scFv-Fc結合メンバーのVHおよびVLドメイン、ならびに/または結合メンバーのscFvおよびFcドメインは、ペプチドリンカーを介して結合させる。適するペプチドリンカーは、当技術分野において周知である。例えば、Birdら、Science(1988)242:423~26;およびHustonら、PNAS.(1988)85:5879~83を参照されたい。ペプチドリンカーは、グリシンおよび/またはセリンにおいて豊富であり得る。ペプチドリンカーの例は、G、GG、G3S(配列番号1)、G4S(配列番号3)および[G4S]n(n=1、2、3または4;配列番号4)である。一部の実施形態では、本開示のscFv-IgGフォーマットにおいてscFvをIgG部分に結合させるために9-Gly反復リンカー(配列番号7)を使用する。
特定の実施形態では、[G4S]3型ペプチドリンカー(配列番号2)を使用し、ペプチドリンカーを介して可変ドメイン結合させるように本開示のscFv-IgGをデザインする。[G4S]3型リンカー(配列番号2)は、scFv構造において可変ドメインを結合させるのに、広範に使用されている(Huston、上記参照)。本明細書において使用する場合、[G4S]3型リンカー(配列番号2)は、[G4S]3(配列番号2)またはこの機能性バリアント(例えば、[G4S]3(配列番号2)の最大4つのアミノ酸改変(例えば、挿入、欠失および/または置換)を有するペプチドリンカー)を指す。例として、[G4S]3(配列番号2)の機能性バリアントは、SGGGSGGGGSGGGGSのアミノ酸配列(配列番号5)またはGGGGSGGGGXGGGGYGGGGSのアミノ酸配列(X=S、AまたはN、およびY=AまたはN;配列番号6)であり得る。
一部の実施形態では、リンカーのアミノ酸配列は、改変され得る。改変は、リンカー長を変化させる(例えば、可動性を調整するため)欠失もしくは挿入、または例えば、GlyからSerへ、もしくはこの逆を含む、アミノ酸の置換を含み得る。
Aβに対するscFv-Fcポリペプチドは、scFv-Fcポリペプチドの一フォーマットを単に例示するために、以下に示す。下記の配列は、N末端からC末端に、シグナルペプチド(イタリック体)、VL、[G4S]3リンカー(配列番号2)(下線)、VH、G9(配列番号7)(囲み)、IgG1ヒンジおよびFcドメイン、ならびに6xHisタグに結合する短いリンカー(配列番号9)(太字)を含む。
神経系における結合メンバーの発現
結合メンバーの発現カセットを含む発現構築物は、周知の方法により神経系の細胞に導入され得る。例えば、in vivoまたはex vivoでの送達では、ウイルスベクターを使用できる。一部の実施形態では、発現ベクターは、細胞に安定なエピソームとしての存在を維持する。他の実施形態では、発現ベクターは、細胞のゲノム内に組み込まれる。発現ベクターは、結合メンバーのコード配列の神経系の細胞における発現を可能とする発現制御配列、例えば、プロモーター、エンハンサー、転写シグナル配列および転写終結配列を含み得る。適するプロモーターは、レトロウイルスRSV LTRプロモーター(場合により、RSVエンハンサーを有する)、CMVプロモーター(場合により、CMVエンハンサーを有する)、CMV最初期プロモーター、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)プロモーター、βアクチンプロモーター、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーター、EFlαプロモーター、MoMLV LTR、CK6プロモーター、トランスサイレチンプロモーター(TTR)、TKプロモーター、テトラサイクリン応答性プロモーター(TRE)、HBVプロモーター、hAATプロモーター、LSPプロモーター、キメラ肝臓特異的プロモーター(LSP)、E2Fプロモーター、テロメラーゼ(hTERT)プロモーターおよびCMVエンハンサー/ニワトリβアクチン/ウサギβグロビンプロモーター(CAGプロモーター;Niwaら、Gene(1991)108(2):193~9)を含むが、これらに限定されない。一部の実施形態では、プロモーターは、ヒトβグルクロニダーゼプロモーター、またはニワトリβアクチン(CBA)プロモーターに結合するCMVエンハンサーを含む。プロモーターは、構成的、誘導性または抑制性プロモーターであり得る。
結合メンバーの発現カセットを含む発現構築物は、周知の方法により神経系の細胞に導入され得る。例えば、in vivoまたはex vivoでの送達では、ウイルスベクターを使用できる。一部の実施形態では、発現ベクターは、細胞に安定なエピソームとしての存在を維持する。他の実施形態では、発現ベクターは、細胞のゲノム内に組み込まれる。発現ベクターは、結合メンバーのコード配列の神経系の細胞における発現を可能とする発現制御配列、例えば、プロモーター、エンハンサー、転写シグナル配列および転写終結配列を含み得る。適するプロモーターは、レトロウイルスRSV LTRプロモーター(場合により、RSVエンハンサーを有する)、CMVプロモーター(場合により、CMVエンハンサーを有する)、CMV最初期プロモーター、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)プロモーター、βアクチンプロモーター、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーター、EFlαプロモーター、MoMLV LTR、CK6プロモーター、トランスサイレチンプロモーター(TTR)、TKプロモーター、テトラサイクリン応答性プロモーター(TRE)、HBVプロモーター、hAATプロモーター、LSPプロモーター、キメラ肝臓特異的プロモーター(LSP)、E2Fプロモーター、テロメラーゼ(hTERT)プロモーターおよびCMVエンハンサー/ニワトリβアクチン/ウサギβグロビンプロモーター(CAGプロモーター;Niwaら、Gene(1991)108(2):193~9)を含むが、これらに限定されない。一部の実施形態では、プロモーターは、ヒトβグルクロニダーゼプロモーター、またはニワトリβアクチン(CBA)プロモーターに結合するCMVエンハンサーを含む。プロモーターは、構成的、誘導性または抑制性プロモーターであり得る。
エレクトロポレーション、リン酸カルシウム沈殿、マイクロインジェクション、カチオン性もしくはアニオン性リポソーム、核局在化シグナルと組み合わせたリポソーム、天然に存在するリポソーム(例えば、エキソソーム)またはウイルス形質導入を含むが、これらに限定されない、ヌクレオチド配列を細胞に導入する任意の方法を利用してもよい。
結合メンバーの発現カセットのin vivoでの送達では、ウイルス形質導入を使用し得る。当技術分野において公知の様々なウイルスベクターが、本開示における使用のために当業者により改良されることがあり、例えば、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)、組換えアデノウイルス、組換えレトロウイルス、組換えポックスウイルス、組換えレンチウイルス等が挙げられる。一部の実施形態では、本発明において使用するウイルスベクターは、rAAVベクターである。AAVベクターは、分裂および非分裂細胞の両方に感染し、長期発現に安定なエピソーム構造として存在し、免疫原性が非常に低いため、CNS遺伝子送達に特に適する(Hadaczekら、Mol Ther.(2010)18:1458~61;Zaissら、Gene Ther.(2008)15:808~16)。適する任意のAAV血清型が使用され得る。例えば、AAV血清型1、2または9が使用され得る。AAVは、カプシドタンパク質のヒトにおける免疫原性が低下するように改変され得る。一部の実施形態では、AAV1の血清型が実質における優れた伝播を示しており、神経細胞への形質導入が(ほとんどのAAVベクターのように)優位を占めるが、この血清型は、アストロサイトにも形質導入し、これにより、高レベルのタンパク質発現および分泌に特に適し得るため、AAV1が使用される。
本明細書に記載するウイルスベクターは、当技術分野において公知の方法を使用して生成され得る。適する任意の許容またはパッケージング細胞を利用して、ウイルス粒子を生成できる。例えば、哺乳動物または昆虫細胞をパッケージング細胞系として使用してもよい。
発現構築物、例えば、組換えAAVウイルスは、頭蓋内注射、くも膜下腔内注射または大槽内注射により患者の脳に導入され得る。
適用
本開示の発現方法は、治療的結合メンバーを患者の神経系に送達するために使用され得る。次いで、結合メンバーは、神経系におけるトランスフェクト/形質導入細胞から発現および分泌させ、この治療活性を神経系、例えば、脳において局所的に発揮させることになる。これらの方法は、神経変性疾患、例えば、アルツハイマー病(例えば、AβおよびApoE)、脳アミロイド血管症、シヌクレイン病(例えば、αシヌクレイン)、タウオパシー(例えば、タウ)またはALS(例えば、SOD-1およびTDP-43(Pozziら、JCI(2019)doi:10.1172/JCI123931))、パーキンソン病(例えば、αシヌクレイン)、認知症(例えば、タウ(Sigurdsson、J Alzheimers Dis.(2018)66(2):855~6))、レビー小体症候群(例えば、αシヌクレイン(Gamesら、J Neurosci.(2014)34(28):9441~54))、ハンチントン病(例えば、ハンチンチン(WO第2016016278号))および多系統萎縮症(例えば、P25αおよびαシヌクレイン(Games、上記参照))における病原性抗原を標的とするために使用することができる。特定の実施形態では、神経変性疾患は、アルツハイマー病である。神経系において局所的に発現する結合メンバーは、病原性抗原を標的とし、神経系、例えば、脳から除去することとなる。
本開示の発現方法は、治療的結合メンバーを患者の神経系に送達するために使用され得る。次いで、結合メンバーは、神経系におけるトランスフェクト/形質導入細胞から発現および分泌させ、この治療活性を神経系、例えば、脳において局所的に発揮させることになる。これらの方法は、神経変性疾患、例えば、アルツハイマー病(例えば、AβおよびApoE)、脳アミロイド血管症、シヌクレイン病(例えば、αシヌクレイン)、タウオパシー(例えば、タウ)またはALS(例えば、SOD-1およびTDP-43(Pozziら、JCI(2019)doi:10.1172/JCI123931))、パーキンソン病(例えば、αシヌクレイン)、認知症(例えば、タウ(Sigurdsson、J Alzheimers Dis.(2018)66(2):855~6))、レビー小体症候群(例えば、αシヌクレイン(Gamesら、J Neurosci.(2014)34(28):9441~54))、ハンチントン病(例えば、ハンチンチン(WO第2016016278号))および多系統萎縮症(例えば、P25αおよびαシヌクレイン(Games、上記参照))における病原性抗原を標的とするために使用することができる。特定の実施形態では、神経変性疾患は、アルツハイマー病である。神経系において局所的に発現する結合メンバーは、病原性抗原を標的とし、神経系、例えば、脳から除去することとなる。
したがって、本開示では、神経系の細胞において活性の転写制御エレメント(複数可)に動作可能に結合する標的抗原のための結合メンバーのコード配列を含む、治療有効量(例えば、所望の治療作用を生じるのに十分な結合メンバーの発現が可能となる量)のウイルスベクター(例えば、rAAV)を、対象の神経系に導入する工程を含む、それを必要とする対象、例えば、ヒト患者において神経疾患(例えば、神経変性疾患)を治療する方法を提供する。
医薬組成物
一部の実施形態では、scFv-Fc結合メンバーの発現カセットを組換えゲノム中に含むウイルスベクター、例えば、組換えrAAVを含む、医薬組成物を本開示において提供する。医薬組成物は、薬学的に許容される担体、例えば、水、食塩水(例えば、リン酸緩衝食塩水)、デキストロース、グリセリン、スクロース、ラクトース、ゼラチン、デキストラン、アルブミンまたはペクチンをさらに含み得る。加えて、組成物は、補助物質、例えば、湿潤および乳化剤、pH緩衝剤、安定化剤または医薬組成物の有効性を増強させる他の試薬を含み得る。医薬組成物は、送達媒体、例えば、リポソーム、ナノカプセル、微小粒子、ミクロスフェア、脂質粒子およびベシクルを含み得る。
一部の実施形態では、scFv-Fc結合メンバーの発現カセットを組換えゲノム中に含むウイルスベクター、例えば、組換えrAAVを含む、医薬組成物を本開示において提供する。医薬組成物は、薬学的に許容される担体、例えば、水、食塩水(例えば、リン酸緩衝食塩水)、デキストロース、グリセリン、スクロース、ラクトース、ゼラチン、デキストラン、アルブミンまたはペクチンをさらに含み得る。加えて、組成物は、補助物質、例えば、湿潤および乳化剤、pH緩衝剤、安定化剤または医薬組成物の有効性を増強させる他の試薬を含み得る。医薬組成物は、送達媒体、例えば、リポソーム、ナノカプセル、微小粒子、ミクロスフェア、脂質粒子およびベシクルを含み得る。
rAAVの対象への送達は、例えば、静脈内投与により、達成し得る。特定の例では、rAAVを脳組織、脊髄、脳脊髄液(CSF)、神経細胞、グリア細胞、髄膜、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、間質腔等に局所的に送達することが望ましいことがある。一部の場合では、脳室領域、ならびに線条体および神経筋接合部、または小脳葉への注射により、組換えAAVをCNSに直接送達し得る。AAVは、ニードル、カテーテルまたは関連する装置により、当技術分野において公知の神経外科的技術を使用して、例えば、定位注射により、送達され得る(例えば、Steinら、J Vir.(1999)73:3424~9;Davidsonら、PNAS.(2000)97:3428~32;Davidsonら、Nat Genet.(1993)3:219~23;ならびにAliskyおよびDavidson、Hum.Gene Ther.(2000)11:2315~29を参照)。
投与経路は、脳内、くも膜下腔内、頭蓋内、脳内、脳室内、くも膜下腔内、大槽内、静脈内、鼻腔内または眼内投与を含むが、これらに限定されない。一部の実施形態では、ウイルスベクターは、例えば、くも膜下腔内および/もしくは脳内注射、または大槽内注射による、脳脊髄液(CSF)への直接投与後にCNS組織の至る所に伝播させる。他の実施形態では、ウイルスベクターは、血液脳関門を通過し、静脈内投与後に対象のCNS組織の至る所に広範な分布を達成する。一部の態様では、ウイルスベクターは、特徴的なCNS組織標的化能(例えば、CNS組織指向性)を有し、これにより安定かつ無毒性の遺伝子導入が高い効率で達成される。
例として、医薬組成物は、例えば、患者の前脳の脳室領域、例えば、右側脳室、左側脳室、第三脳室または第四脳室への、脳室内投与により患者に提供され得る。医薬組成物は、脳内投与、例えば、大脳、髄質、脳橋、小脳、頭蓋内腔、髄膜、硬膜、くも膜もしくは脳軟膜へ、またはこの付近への組成物の注射により患者に提供され得る。脳内投与は、一部の場合では、脳周囲のくも膜下腔の脳脊髄液(CSF)への薬剤の投与を含み得る。
一部の場合では、脳内投与は、定位固定法を使用する注射を含む。定位固定法は、当技術分野において周知であり、特定の脳内領域、例えば、脳室領域への注射をガイドするためにともに使用する、コンピュータおよび3次元スキャン装置の使用を典型的に含む。また、マイクロインジェクションポンプ(例えば、World Precision Instruments社による)も使用され得る。一部の場合では、マイクロインジェクションポンプは、ウイルスベクターを含む組成物を送達するために使用される。一部の場合では、組成物の注入速度は、1μl/分~100μl/分の範囲である。当業者により理解されるであろう通り、注入速度は、例えば、対象の種、対象の年齢、対象の体重/サイズ、AAVの血清型、必要とする投与量および標的とする脳内領域を含む、様々な因子に依存することとなる。したがって、他の注入速度は、特定の状況において当業者により適切と判断され得る。
本明細書において他に定義しない限り、本開示に関連して使用する科学的および技術的用語は、当業者により一般に理解される意味を有するものとする。例となる方法および材料を以下に記載するが、本明細書に記載するものに類似または等価の方法および材料も、本開示の実行または試験において使用することができる。矛盾する場合は、定義を含む本明細書により規制する。一般には、本明細書において記載する、細胞および組織培養、分子生物学、免疫学、微生物学、遺伝学、分析化学、有機合成化学、医薬品化学、ならびにタンパク質および核酸化学およびハイブリダイゼーションと関連して使用する命名法およびこれらの技術は、当技術分野において周知かつ一般に使用されるものである。酵素反応および精製技術は、当技術分野において一般に達成されるか、または本明細書に記載するように、製造者の仕様書に従って実施する。さらに、文脈上他に必要としない限り、単数形の用語は、複数を含むものとし、複数形の用語は、単数を含むものとする。本明細書および実施形態を通して、「have(有する)」および「comprise(含む)」または変形、例えば、「has」、「having」、「comprises」または「comprising」の単語により、定める整数または整数の群を包含するが、他のいかなる整数または整数の群をも除外しないことを意味することが理解される。「約」は、定める値の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%または0.01%以内であるとして理解することができる。文脈から他に明らかでない限り、本明細書において提供するすべての数値は、「約」の用語により修飾する。本明細書において記載する本発明の態様および変形が、態様および変形「からなる」および/または「から本質的になる」ことを含むことが理解される。本明細書において言及するすべての公表文献および他の参照は、その全体を参照によって組み入れられる。多数の文書を本明細書において引用するが、この引用は、このような文書のいずれかが当技術分野における一般常識の一部を形成するという承認とはならない。矛盾する場合は、定義を含む本明細書が優先されることとなる。加えて、材料、方法および例は、単なる例示であり、制限することを意図しない。
本発明がより良く理解され得るために、下記の実施例を記載する。このような実施例は、単なる例示のためのものであり、本発明の範囲の制限として、いかなる方法によっても解釈されるべきではない。
以下の実施例では、発明者らは、FcRn結合を維持するがFcガンマ受容体(FcγR)結合を欠くFcドメインに融合し、サイレントscFv-IgGと呼ばれる一本鎖抗体(Ab)が、AAVによる遺伝子導入後に発現しCNSに放出可能であることを示す。FcをscFv-IgGデザインに組み込むことにより、分子において、凝集アミロイドのような多量体標的に対する高い結合活性をもたらす正準IgGの2価性が回復し、必要に応じてFc依存性シグナル伝達を調節する能力がもたらされる。脳血液関門におけるFcRnへのFc結合の保存は、scFv単独によりこれまでに見られるアミロイド病態の減少時に、脳からのFcRn媒介流出により抗体-抗原クリアランスが可能となることによって向上し得る。脳における正準IgG発現により神経毒性の徴候が生じたが、この改変抗体(Ab)は、神経細胞から効率的に分泌され、標的特異性を保持した。脳の安定状態レベルは、Abの静脈内注射により得られたピークレベルを上回った。進行性のアミロイドプラーク蓄積の遺伝子導入ThyAPPmutマウスモデルでは、このscFv-IgGのAAV発現により、対照と比較して、皮質および海馬プラークの負荷が減少した。このような知見により、サイレント抗AβscFv-IgGのCNS遺伝子送達が、適切な疾患モデルにおいて耐容性が良く、耐久的に発現し、機能性であることが示唆され、このモダリティのアルツハイマー病および他の神経疾患の治療への可能性が実証される。
下記の実施例に記載する試験において使用する材料および方法は、以下に記載する。
試験デザイン
この試験は、アルツハイマー病の治療のため、脳へのAAV媒介送達のための抗AβIgGをデザインするために開始した。このようなIgG構築物をデザインし、最初にin vitroで2~4回試験して、適切な発現、会合および抗原結合活性を確認した後、in vivoでの実験を行った。C57BL/6またはSCID動物試験のサンプルサイズは、AAVの定位固定送達を使用して導入遺伝子をin vivoで発現させるこれまでの実験から観察された可変性に基づいて設定し、各実験について定義した。in vivoでの発現を試験する試験は、2~3回実施した。アミロイドプラーク負荷の定量のためのThyAPPmutマウスのサンプルサイズは、プラーク形成において動物間で予想される可変性を考慮して設定した。この系統を使用するこれまでの試験に基づいて、有効性試験をn≧10の1群あたり1回実施した。動物は、すべての試験について、各群にランダムに割り当てた。自動画像解析のためのROI同定は、実験条件について目隠しした研究者により実施した。すべての動物試験は、適切なガイドラインに従って実施した。
この試験は、アルツハイマー病の治療のため、脳へのAAV媒介送達のための抗AβIgGをデザインするために開始した。このようなIgG構築物をデザインし、最初にin vitroで2~4回試験して、適切な発現、会合および抗原結合活性を確認した後、in vivoでの実験を行った。C57BL/6またはSCID動物試験のサンプルサイズは、AAVの定位固定送達を使用して導入遺伝子をin vivoで発現させるこれまでの実験から観察された可変性に基づいて設定し、各実験について定義した。in vivoでの発現を試験する試験は、2~3回実施した。アミロイドプラーク負荷の定量のためのThyAPPmutマウスのサンプルサイズは、プラーク形成において動物間で予想される可変性を考慮して設定した。この系統を使用するこれまでの試験に基づいて、有効性試験をn≧10の1群あたり1回実施した。動物は、すべての試験について、各群にランダムに割り当てた。自動画像解析のためのROI同定は、実験条件について目隠しした研究者により実施した。すべての動物試験は、適切なガイドラインに従って実施した。
AAV-IgGのデザイン
可変領域は、特許出願WO第2009/065054号およびWO第2010/130946号にそれぞれ記載のように、オリジナルの13C3マウス(AAV-αAβmsIgGに対し)またはヒト化配列(AAV-αAβIgGに対し)(Schupfら、PNAS(2008)105:14052~7)のいずれかからの抗Aβ抗体に由来していた。huIgG発現ベクターを、半分子(S241P)およびエフェクター機能(L248E)を減少させることが記載されている2つのアミノ酸置換を含むヒトIgG4重鎖(Reddyら、J Imm.(2000)164:1925~33)ならびにカッパ軽鎖のコード配列を2重プロモーターカセットに挿入することにより生成した(図1Aに示す2Aペプチド切断配列を必要とせずに)。マウスIgG1フレームワークを必要とする実験では、オリジナルの13C3抗体(Vandenbergheら、Sci Rep.(2016)6:20958)を、N297A変異を重鎖に加えることにより使用して、エフェクター機能を低下させた。AAV対照IgGベクターは、非哺乳動物抗原を標的とするhuIgG4PEアイソタイプ対照抗体をコードした。
可変領域は、特許出願WO第2009/065054号およびWO第2010/130946号にそれぞれ記載のように、オリジナルの13C3マウス(AAV-αAβmsIgGに対し)またはヒト化配列(AAV-αAβIgGに対し)(Schupfら、PNAS(2008)105:14052~7)のいずれかからの抗Aβ抗体に由来していた。huIgG発現ベクターを、半分子(S241P)およびエフェクター機能(L248E)を減少させることが記載されている2つのアミノ酸置換を含むヒトIgG4重鎖(Reddyら、J Imm.(2000)164:1925~33)ならびにカッパ軽鎖のコード配列を2重プロモーターカセットに挿入することにより生成した(図1Aに示す2Aペプチド切断配列を必要とせずに)。マウスIgG1フレームワークを必要とする実験では、オリジナルの13C3抗体(Vandenbergheら、Sci Rep.(2016)6:20958)を、N297A変異を重鎖に加えることにより使用して、エフェクター機能を低下させた。AAV対照IgGベクターは、非哺乳動物抗原を標的とするhuIgG4PEアイソタイプ対照抗体をコードした。
scFv-IgGのデザイン
scFv-IgGのデザインを示す(図4A;配列番号8)。簡潔には、13C3抗アミロイドベータ親抗体の可変軽および可変重鎖領域を、可動性G4Sリンカー(配列番号2)の3つの反復により結合させて、VL-VHscFvを形成した。scFv配列は、天然マウスIgG1ヒンジならびにCH2およびCH3ドメインを含有することによりscFv-IgGのFc領域を含む、さらなる9反復グリシンリンカー(配列番号7)を後に伴っていた(Balazsら、Nature(2011)481:81~4)。AAV-αAβmsIgGと同様に、Fcのアスパラギン297をアラニン(N297A)に変異させて、エフェクター機能を減弱した(Chaoら、Immunol Invest.(2009)38:76~92);Jefferisら、Immunol Rev.(1998)163:59~76)。C末端6xHisエピトープタグ(配列番号9)を、in vitroでの精製およびマウスにおけるin vivoでの検出の両方を促進させるように含んだ。scFv-IgGの発現は、TbghポリAを有するhCMV/hEF1aプロモーター発現カセットにより駆動した。
scFv-IgGのデザインを示す(図4A;配列番号8)。簡潔には、13C3抗アミロイドベータ親抗体の可変軽および可変重鎖領域を、可動性G4Sリンカー(配列番号2)の3つの反復により結合させて、VL-VHscFvを形成した。scFv配列は、天然マウスIgG1ヒンジならびにCH2およびCH3ドメインを含有することによりscFv-IgGのFc領域を含む、さらなる9反復グリシンリンカー(配列番号7)を後に伴っていた(Balazsら、Nature(2011)481:81~4)。AAV-αAβmsIgGと同様に、Fcのアスパラギン297をアラニン(N297A)に変異させて、エフェクター機能を減弱した(Chaoら、Immunol Invest.(2009)38:76~92);Jefferisら、Immunol Rev.(1998)163:59~76)。C末端6xHisエピトープタグ(配列番号9)を、in vitroでの精製およびマウスにおけるin vivoでの検出の両方を促進させるように含んだ。scFv-IgGの発現は、TbghポリAを有するhCMV/hEF1aプロモーター発現カセットにより駆動した。
免疫寛容
免疫寛容を誘導するために、0、2および10日目にマウスに7.5mg/kgのGK1.5抗CD4モノクローナル抗体(Bioxcell社)をIP注射した。CD4T細胞の枯渇を確認するために、12日目に、後眼窩サンプリングにより血液をヘパリンコーティングチューブ内に採取した。標準プロトコールを使用したBD Fortessa上でのFACS解析を使用し、CD45-FITC(クローン104BD Pharmigen(商標)),CD3e-AlexaFluor647(クローン17A2、eBioscience社)およびCD4-PE(RM4-4クローン、BioLegend社)抗体を用いてCD4+Tリンパ球を定量した。GK1.5処置動物では、処置マウスにおけるCD4+リンパ球/全CD3+リンパ球の割合0.04+/-0.008(平均値+/-SEM)によって、無処置マウスの0.47+/-0.003と比較して明らかなように、CD4が減少した。
免疫寛容を誘導するために、0、2および10日目にマウスに7.5mg/kgのGK1.5抗CD4モノクローナル抗体(Bioxcell社)をIP注射した。CD4T細胞の枯渇を確認するために、12日目に、後眼窩サンプリングにより血液をヘパリンコーティングチューブ内に採取した。標準プロトコールを使用したBD Fortessa上でのFACS解析を使用し、CD45-FITC(クローン104BD Pharmigen(商標)),CD3e-AlexaFluor647(クローン17A2、eBioscience社)およびCD4-PE(RM4-4クローン、BioLegend社)抗体を用いてCD4+Tリンパ球を定量した。GK1.5処置動物では、処置マウスにおけるCD4+リンパ球/全CD3+リンパ球の割合0.04+/-0.008(平均値+/-SEM)によって、無処置マウスの0.47+/-0.003と比較して明らかなように、CD4が減少した。
細胞培養、タンパク質発現および精製
Expi293(商標)細胞(Life Tech社)をExpi293T(商標)無血清培地(LifeTech社)中で継代し、タンパク質発現に使用した。発現プラスミドを脂質トランスフェクション(Fectopro、Polyplus)によりExpi293(商標)細胞にトランスフェクトし、4日後に分泌タンパク質を含む細胞培養培地を採取した。滅菌濾過後、6xHis(配列番号9)タグ化タンパク質を固定化金属親和性クロマトグラフィー(IMAC)により精製した。簡潔には、タンパク質をバッチでコバルト樹脂(Thermo Scientific(商標))に一晩4℃で吸着させ、10カラム容量のリン酸緩衝食塩水で洗浄し、次いで、500mMのイミダゾールで溶出した。タンパク質をHEPES緩衝食塩水中に一晩透析し、濃縮し(Centricon(登録商標))、-80℃で使用まで凍結した。
Expi293(商標)細胞(Life Tech社)をExpi293T(商標)無血清培地(LifeTech社)中で継代し、タンパク質発現に使用した。発現プラスミドを脂質トランスフェクション(Fectopro、Polyplus)によりExpi293(商標)細胞にトランスフェクトし、4日後に分泌タンパク質を含む細胞培養培地を採取した。滅菌濾過後、6xHis(配列番号9)タグ化タンパク質を固定化金属親和性クロマトグラフィー(IMAC)により精製した。簡潔には、タンパク質をバッチでコバルト樹脂(Thermo Scientific(商標))に一晩4℃で吸着させ、10カラム容量のリン酸緩衝食塩水で洗浄し、次いで、500mMのイミダゾールで溶出した。タンパク質をHEPES緩衝食塩水中に一晩透析し、濃縮し(Centricon(登録商標))、-80℃で使用まで凍結した。
ELISA
96ウェルのImmulon(商標)IIHB(Thermo社)プレートを、抗原ELISAのために1μg/mLのAβ1-42(Bachem社H-1368)、または1μg/mLのマウス抗huIgGポリクローナルAb(Jackson社209-005-088)のいずれかでコーティングして、全huIgGを炭酸緩衝液中に一晩25℃で捕捉した。ウェルをTBS-0.5%tween(TBST)で5回洗浄し、TBSTB(TBST+1.5%BSA)中で1時間ブロッキングした。精製タンパク質を使用する標準曲線を、血清または脳ホモジネートと並行して実行し、結合したscFv-IgGまたはhuIgGの定量を可能とした。サンプルを2.5時間インキュベートし、TBSTで3回洗浄し、次いで、HRPコンジュゲート2次抗体とともに1時間インキュベートした。5回のTBST洗浄後にウェルをTMB基質とともに5分間インキュベートした後、0.5MのH2SO4でクエンチした。プレート結合シグナルは、450nmにおける吸光度により定量した(SpectramaxM5)。すべてのサンプルは、三連で実行した。
96ウェルのImmulon(商標)IIHB(Thermo社)プレートを、抗原ELISAのために1μg/mLのAβ1-42(Bachem社H-1368)、または1μg/mLのマウス抗huIgGポリクローナルAb(Jackson社209-005-088)のいずれかでコーティングして、全huIgGを炭酸緩衝液中に一晩25℃で捕捉した。ウェルをTBS-0.5%tween(TBST)で5回洗浄し、TBSTB(TBST+1.5%BSA)中で1時間ブロッキングした。精製タンパク質を使用する標準曲線を、血清または脳ホモジネートと並行して実行し、結合したscFv-IgGまたはhuIgGの定量を可能とした。サンプルを2.5時間インキュベートし、TBSTで3回洗浄し、次いで、HRPコンジュゲート2次抗体とともに1時間インキュベートした。5回のTBST洗浄後にウェルをTMB基質とともに5分間インキュベートした後、0.5MのH2SO4でクエンチした。プレート結合シグナルは、450nmにおける吸光度により定量した(SpectramaxM5)。すべてのサンプルは、三連で実行した。
LC-MS/MS
LC/MS/MS実験は、NanoAcQuity LCシステム(Waters社)を備えたQ Exactive(商標)質量分析計(Thermo Scientific(商標))上で行った。組織ホモジネートのIgGを、CaptureSelect(商標)HuIgG親和性樹脂(Thermo Fisher社)により特異的に濃縮して単離した。濃縮したIgGは、DTT還元およびアルキル化後にトリプシン/Lys-C(1:100w/w)による一晩37℃のインキュベーションによって分解した。分解は、1%のギ酸(FA)の追加により終止させた。生じたトリプシンペプチド混合物をミクロキャピラリーカラム(id75μm、HSST3 15cm、1.8μm、Waters社)に充填して分割した。データは、PRMモードで、解像度70,000(m/z200)、AGC標的5×106および最大注入時間500msにより取得した。予定包含リストを、対照IgGのプロファイリングデータに基づいて作成した。PRM方法では、標的イオンの単離を2Da単離ウインドウにより利用し、正規化衝突エネルギー(NCE)25により断片化した。MS/MSスキャンは、出発質量範囲100m/zにより取得し、プロファイルスペクトルデータ型として取得した。前駆および断片イオンは、Skyline(MacCoss Lab Software社)を使用して定量した。
LC/MS/MS実験は、NanoAcQuity LCシステム(Waters社)を備えたQ Exactive(商標)質量分析計(Thermo Scientific(商標))上で行った。組織ホモジネートのIgGを、CaptureSelect(商標)HuIgG親和性樹脂(Thermo Fisher社)により特異的に濃縮して単離した。濃縮したIgGは、DTT還元およびアルキル化後にトリプシン/Lys-C(1:100w/w)による一晩37℃のインキュベーションによって分解した。分解は、1%のギ酸(FA)の追加により終止させた。生じたトリプシンペプチド混合物をミクロキャピラリーカラム(id75μm、HSST3 15cm、1.8μm、Waters社)に充填して分割した。データは、PRMモードで、解像度70,000(m/z200)、AGC標的5×106および最大注入時間500msにより取得した。予定包含リストを、対照IgGのプロファイリングデータに基づいて作成した。PRM方法では、標的イオンの単離を2Da単離ウインドウにより利用し、正規化衝突エネルギー(NCE)25により断片化した。MS/MSスキャンは、出発質量範囲100m/zにより取得し、プロファイルスペクトルデータ型として取得した。前駆および断片イオンは、Skyline(MacCoss Lab Software社)を使用して定量した。
表面プラズモン共鳴
1mg/mLのAβ1-42ペプチド(Bachem社H-1368)を10mMのHCl中に一晩37℃で、600rpmで振盪させながらインキュベートした。生じる線維溶液を、CM5センサーチップ(GE Healthcare社)上にアミン結合により直接固定化した。PBS-+P緩衝液(GE Healthcare社)中に50、30、20、10および5nMで作製した抗体またはscFv-IgG溶液を、相対的に高い流量(50μL/分)で注入して、結合活性作用を制限した。データは、Biacore(商標)T200評価ソフトウェアを使用して処理し、ブランク表面および緩衝液のみの注入の差し引きにより2重参照した後、1:1結合モデルへのデータのグローバルフィッティングを行った。
1mg/mLのAβ1-42ペプチド(Bachem社H-1368)を10mMのHCl中に一晩37℃で、600rpmで振盪させながらインキュベートした。生じる線維溶液を、CM5センサーチップ(GE Healthcare社)上にアミン結合により直接固定化した。PBS-+P緩衝液(GE Healthcare社)中に50、30、20、10および5nMで作製した抗体またはscFv-IgG溶液を、相対的に高い流量(50μL/分)で注入して、結合活性作用を制限した。データは、Biacore(商標)T200評価ソフトウェアを使用して処理し、ブランク表面および緩衝液のみの注入の差し引きにより2重参照した後、1:1結合モデルへのデータのグローバルフィッティングを行った。
AAV ITRプラスミドおよびアデノ随伴ウイルスベクターの調製
IgGまたはscFv-IgGの発現カセットを、必要に応じて、適切なパッケージングのためのAAVゲノムサイズを維持するA1ATスタッファーDNAを保持する、AAV2-ITR含有プラスミドにサブクローニングした。2重プロモーターIgG ITRプラスミドの場合では、カセットが既に、効率的パッケージングに許容される最大サイズであったため、スタッファーDNAは含まなかった。AAV空ベクターは、CBAプロモーター、TbghポリAおよびA1ATスタッファーDNAからなった。AAV2/1ウイルスは、一過性トランスフェクションにより生成した。簡潔には、3つのプラスミド(ITR、AAVrep/capおよびAdヘルパーを含む)の比率1:1:1でPEI(ポリエチレンイミン)を使用して、HEK293細胞にトランスフェクトした。Adヘルパープラスミド(pHelper)は、Stratagene/Agilent Technologies社(Santa Clara、CA)から入手した。精製は、これまでに記載されているように(Burnhamら、Hum Gene Ther Methods(2015)26:228~42)、カラムクロマトグラフィーを使用して実施した。ウイルスは、ポリA配列に対してqPCRを使用して力価を試験し、AAVは、180mMの塩化ナトリウム、10mMのリン酸ナトリウム(5mMの1塩基性+5mMの2塩基性)、0.001%のF68、pH7.3中に80℃で使用まで保存した。
IgGまたはscFv-IgGの発現カセットを、必要に応じて、適切なパッケージングのためのAAVゲノムサイズを維持するA1ATスタッファーDNAを保持する、AAV2-ITR含有プラスミドにサブクローニングした。2重プロモーターIgG ITRプラスミドの場合では、カセットが既に、効率的パッケージングに許容される最大サイズであったため、スタッファーDNAは含まなかった。AAV空ベクターは、CBAプロモーター、TbghポリAおよびA1ATスタッファーDNAからなった。AAV2/1ウイルスは、一過性トランスフェクションにより生成した。簡潔には、3つのプラスミド(ITR、AAVrep/capおよびAdヘルパーを含む)の比率1:1:1でPEI(ポリエチレンイミン)を使用して、HEK293細胞にトランスフェクトした。Adヘルパープラスミド(pHelper)は、Stratagene/Agilent Technologies社(Santa Clara、CA)から入手した。精製は、これまでに記載されているように(Burnhamら、Hum Gene Ther Methods(2015)26:228~42)、カラムクロマトグラフィーを使用して実施した。ウイルスは、ポリA配列に対してqPCRを使用して力価を試験し、AAVは、180mMの塩化ナトリウム、10mMのリン酸ナトリウム(5mMの1塩基性+5mMの2塩基性)、0.001%のF68、pH7.3中に80℃で使用まで保存した。
動物
使用する動物は、他に明示しない限り2か月齢のジャクソン研究所(Bar Harbor、米国)から入手したC57BL/6の雄であった。2か月齢の成体SCIDマウスは、ジャクソン研究所から入手した(B6.CB17-Prkdcscid/SzJ)。C57BL/6に戻し交配したThyAPPmut遺伝子導入マウスについては、Blanchardら、Exp Neurol.(2003)184:247~63に記載されている。手術群は、単独で飼育して、脳外科手術からの適切な回復を可能とした。マウスは、12時間の明/暗サイクルで維持し、食物および水を自由に摂取可能とした。動物は、種々の群にランダム化し、処置群について目隠ししたオペレーターにより分析を実施した。
使用する動物は、他に明示しない限り2か月齢のジャクソン研究所(Bar Harbor、米国)から入手したC57BL/6の雄であった。2か月齢の成体SCIDマウスは、ジャクソン研究所から入手した(B6.CB17-Prkdcscid/SzJ)。C57BL/6に戻し交配したThyAPPmut遺伝子導入マウスについては、Blanchardら、Exp Neurol.(2003)184:247~63に記載されている。手術群は、単独で飼育して、脳外科手術からの適切な回復を可能とした。マウスは、12時間の明/暗サイクルで維持し、食物および水を自由に摂取可能とした。動物は、種々の群にランダム化し、処置群について目隠ししたオペレーターにより分析を実施した。
定位固定注射
動物実験委員会により承認された手順に従って、外科手術を実施した。混合物(容量10ml/kg):ケタミン(100mg/kg;Imalgene;Merial社、仏国)およびキシラジン(10mg/kg;Rompun;Bayer社、仏国)の腹腔内注射により、マウスに深く麻酔した。動物を定位固定フレーム(KopfInstruments社、米国)に配置する前に、マウスの頭皮を剪毛してVetidine(Vetoquinol社、仏国)で消毒し、局所麻酔薬ブピバカイン(2mg/kg、容量5ml/kg;Aguettant社、仏国)を頭蓋の皮膚上に皮下注射し、エムラ(Lidocaine、Astrazeneca社)を耳内に塗布した。手術の間、ビタミンA Dulcisにより眼を光から保護し、加温毛布により体温を37℃で一定に維持した。
動物実験委員会により承認された手順に従って、外科手術を実施した。混合物(容量10ml/kg):ケタミン(100mg/kg;Imalgene;Merial社、仏国)およびキシラジン(10mg/kg;Rompun;Bayer社、仏国)の腹腔内注射により、マウスに深く麻酔した。動物を定位固定フレーム(KopfInstruments社、米国)に配置する前に、マウスの頭皮を剪毛してVetidine(Vetoquinol社、仏国)で消毒し、局所麻酔薬ブピバカイン(2mg/kg、容量5ml/kg;Aguettant社、仏国)を頭蓋の皮膚上に皮下注射し、エムラ(Lidocaine、Astrazeneca社)を耳内に塗布した。手術の間、ビタミンA Dulcisにより眼を光から保護し、加温毛布により体温を37℃で一定に維持した。
サンプルを1分あたり0.5マイクロリットルの速度で注射した。ニードルは、2分以内放置してニードル路からのサンプルの逆流を防ぎ、次いで、脳から緩徐に引き上げた。ThyAPPmutマウスにおける一側海馬への注射、または他のすべてのマウスにおける両側への注射を実施した。海馬注射の座標は、AP-2.0、DV-2.0およびML+/-1.5であった。マウスは、手術後、保温してカプロフェン(5mg/kg、容量5ml/kg、Rimadyl(登録商標)、Zoetis社)の皮下注射に供し、回復するまで持続的に観察した。試験の終わりに、Euthasol(登録商標)(USA)またはケタミン/キシラジン(仏国)による麻酔の過量投与によって、マウスを安楽死させた。過量投与の後、マウスを氷冷PBSにより灌流するまで保温した。
免疫組織化学的検査
冷PBSによる灌流の後、脳組織を10%の中性緩衝ホルマリン(NBF)中に固定した。ホルマリン固定組織をパラフィンに包埋し、次いで、5μmの矢状または冠状面に薄片を作製した。すべての組織を、Leica BOND RX自動染色装置を使用して染色した。免疫蛍光染色では、熱媒介抗原回復を、エピトープ回復溶液1(ER1;クエン酸緩衝液、pH6.0)を使用して10分間実施した。次いで、組織をヤギ血清+0.25%トリトンX-100によりブロッキング/透過処理し、次いで、1次抗体とともに1時間RTでインキュベートしてTBSTで洗浄し、次いで、2次抗体とともに30分間インキュベートした。核は、Spectral DAPI(Life社)を使用して検出した。プラークの定量では、ビオチンコンジュゲート4G8抗体(4G8クローン、BioLegend社800701)を用いて、抗原回復およびギ酸抽出をせずに製造者の指示に従いVectastain(登録商標)ABC(PK-7100)キットを使用して、組織を免疫染色した。
冷PBSによる灌流の後、脳組織を10%の中性緩衝ホルマリン(NBF)中に固定した。ホルマリン固定組織をパラフィンに包埋し、次いで、5μmの矢状または冠状面に薄片を作製した。すべての組織を、Leica BOND RX自動染色装置を使用して染色した。免疫蛍光染色では、熱媒介抗原回復を、エピトープ回復溶液1(ER1;クエン酸緩衝液、pH6.0)を使用して10分間実施した。次いで、組織をヤギ血清+0.25%トリトンX-100によりブロッキング/透過処理し、次いで、1次抗体とともに1時間RTでインキュベートしてTBSTで洗浄し、次いで、2次抗体とともに30分間インキュベートした。核は、Spectral DAPI(Life社)を使用して検出した。プラークの定量では、ビオチンコンジュゲート4G8抗体(4G8クローン、BioLegend社800701)を用いて、抗原回復およびギ酸抽出をせずに製造者の指示に従いVectastain(登録商標)ABC(PK-7100)キットを使用して、組織を免疫染色した。
抗体
6xHis(配列番号9)(Abcam社Ab9108、1:1000 IHC、Invitrogen(商標)R931-25、1:1000ウエスタン、ELISA)GFAP(Ebiosciences社、41-9892-82、1:200またはAbcam社Ab4674、1:500 IHC)4G8(BioLegend社800701、1:500 IHC)。Life Technologies社の2次抗体:Cy3ヤギ抗マウス、Alexa Fluor(登録商標)647ヤギ抗ウサギ、Alexa Fluor(登録商標)488ヤギ抗ニワトリ;すべて1:500。アミロイドDAB:4G8-ビオチン(BioLegend社800705 1:250)。
6xHis(配列番号9)(Abcam社Ab9108、1:1000 IHC、Invitrogen(商標)R931-25、1:1000ウエスタン、ELISA)GFAP(Ebiosciences社、41-9892-82、1:200またはAbcam社Ab4674、1:500 IHC)4G8(BioLegend社800701、1:500 IHC)。Life Technologies社の2次抗体:Cy3ヤギ抗マウス、Alexa Fluor(登録商標)647ヤギ抗ウサギ、Alexa Fluor(登録商標)488ヤギ抗ニワトリ;すべて1:500。アミロイドDAB:4G8-ビオチン(BioLegend社800705 1:250)。
画像解析
免疫組織化学的検査スライドを拡大率20×で、Scanscope(登録商標)XT明視野画像スキャナ(Aperio社、Vista、CA)またはAxioScanZ1(Carl Zeiss Microscopy GmBH社、独国)を使用してスキャンした。GFAP IHCの全スライド画像(WSI)を見て、HALO(商標)画像解析ソフトウェア(Indica Labs社、Corrales、NM、米国)を使用して解析した。各WSIでは、海馬領域を手動でアノテートし、GFAP免疫陽性領域について、HALOの自動領域定量アルゴリズムを使用して解析した。各サンプルでは、選択されたROIについて、GFAP陽性領域を全組織領域によって割り、免疫陽性領域のパーセントを得た。プラーク解析では、5μmの冠状脳切片を、6か月齢ThyAPPmutマウスから3つの異なるレベルで50μm離れて採取した。皮質および海馬のROIは、手動でアノテートした。アミロイドプラーク負荷は、ZEN2ソフトウェア(Carl Zeiss Microscopy GmBH社、独国)を使用して開発したカスタム画像解析アルゴリズムを使用して、%DAB+組織領域として定量した。データは、GraphPad Prismバージョン6(GraphPad Software社、LaJolla、CA、米国)を使用してプロットした。
免疫組織化学的検査スライドを拡大率20×で、Scanscope(登録商標)XT明視野画像スキャナ(Aperio社、Vista、CA)またはAxioScanZ1(Carl Zeiss Microscopy GmBH社、独国)を使用してスキャンした。GFAP IHCの全スライド画像(WSI)を見て、HALO(商標)画像解析ソフトウェア(Indica Labs社、Corrales、NM、米国)を使用して解析した。各WSIでは、海馬領域を手動でアノテートし、GFAP免疫陽性領域について、HALOの自動領域定量アルゴリズムを使用して解析した。各サンプルでは、選択されたROIについて、GFAP陽性領域を全組織領域によって割り、免疫陽性領域のパーセントを得た。プラーク解析では、5μmの冠状脳切片を、6か月齢ThyAPPmutマウスから3つの異なるレベルで50μm離れて採取した。皮質および海馬のROIは、手動でアノテートした。アミロイドプラーク負荷は、ZEN2ソフトウェア(Carl Zeiss Microscopy GmBH社、独国)を使用して開発したカスタム画像解析アルゴリズムを使用して、%DAB+組織領域として定量した。データは、GraphPad Prismバージョン6(GraphPad Software社、LaJolla、CA、米国)を使用してプロットした。
統計
統計学的解析は、3つ以上の群による実験について多重比較(ダネット)による一元配置分散分析を使用するGraphpad Prism(v6およびv7)を使用して実施した。独立ステューデントt検定を2つの群の比較に使用した。*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001。サンプルサイズは様々であり、各実験について明示している。
統計学的解析は、3つ以上の群による実験について多重比較(ダネット)による一元配置分散分析を使用するGraphpad Prism(v6およびv7)を使用して実施した。独立ステューデントt検定を2つの群の比較に使用した。*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001。サンプルサイズは様々であり、各実験について明示している。
実施例1:βアミロイドを標的とするAAV-IgGベクターの構築および特性決定
抗体の遺伝子に基づく発現を発生させるために、発明者らは、2重プロモーター発現カセットを使用して、Schupf、上記参照に記載のように単量体形態に対して親和性を有しない原線維性および線維性Aβに結合する13C3抗体のヒト化バージョンを発現させた。IgG4重鎖は、Fcγエフェクター機能および半分子交換を低下させるS228PおよびL248E変異を含んだ(Yangら、Curr Opin Biotechnol.(2014)30:225~9;Reddyら、J Imm.(2000)164:1925~33)。
抗体の遺伝子に基づく発現を発生させるために、発明者らは、2重プロモーター発現カセットを使用して、Schupf、上記参照に記載のように単量体形態に対して親和性を有しない原線維性および線維性Aβに結合する13C3抗体のヒト化バージョンを発現させた。IgG4重鎖は、Fcγエフェクター機能および半分子交換を低下させるS228PおよびL248E変異を含んだ(Yangら、Curr Opin Biotechnol.(2014)30:225~9;Reddyら、J Imm.(2000)164:1925~33)。
重および軽鎖は、種々のプロモーターから発現させ、カセット全体は、AAVゲノムパッケージング制限に適合するようにデザインした(図1A)。ここで使用する2重プロモーターデザインでは、単一プロモーターを使用するが、F2A切断配列または内部リボソーム侵入部位のバイシストロン性発現のための使用を必要としない、他のデザインによって誘導される潜在的免疫原性または発現傾向が回避される(Saunders、上記参照;Mizuguchiら、Mol Ther.(2000)1:376~82)。AAV1の血清型が実質における優れた伝播を示しており、神経細胞への形質導入が(ほとんどのAAVベクターのように)優位を占めるが、その血清型は、アストロサイトにも形質導入し、これにより、高レベルのタンパク質発現および分泌に特に適し得るため、このカセットをAAV1カプシド内にパッケージングして脳への直接注射を行った(AAV-αAβIgG)。AAV-αAβIgG発現を試験するために、C57BL/6-SCID(SCID)マウスを使用して、導入遺伝子の発現と干渉し得る抗huIgG免疫応答を防いだ。抗体は、逆トランスサイトーシスにより脳外に能動的に輸送される。したがって、発明者らは、隔週の血清採取によりAAV-αAβIgGの脳発現を監視した。血清は、AAV-αAβIgGのSCIDマウス海馬への両側注射(1側あたり2E10GC)の後に2週間隔で16週間導出した。Aβ1-42線維結合イムノアッセイを使用して、2E10GCのAAV-αAβIgGの両側海馬注射後の機能性抗体の発現レベルを測定した。
ベクターにより、最大16週間の安定な発現が実証された(図1B、左)。脳におけるAAV媒介抗体発現が、受動免疫療法の標準的手法により観察されるレベルとどのように匹敵するかの洞察を得るために、20mg/kgのαAβIgGの単回静脈内(IV)ボーラス注射に供した別の群と並行して、SCIDマウスの海馬におけるhuIgGレベルを種々の時点で測定した。SCIDマウスに、2E10GCのAAV-αAβIgを海馬の両側に1回、または20mg/kgの精製IgGを1回IV注射した後、指示時間に組織を採取し、脳をIgGに曝露して時間経過を見た。同側の海馬をホモジナイズし、huIgGについて抗原ELISAにより定量した。抗原ELISAにより測定した場合、AAV-αAβIgGベクターにより、ほぼ300ng/gの海馬における発現が時間経過の間持続した(図1B、右)。IV注射から24時間後の海馬におけるIgGのレベルは200ng/gに近づいたが、IgGが脳から除去されたため(既知の血清半減期を有する系統において)、このレベルは低下し、7週までにAAV-αAβIgGと比較して11分の1に低下した。
図1Cは、AAV-IgGの神経細胞内およびグリア細胞発現が、海馬において検出可能であったことを示す。詳細には、ニューロンおよびアストロサイトの両方における発現がhuIgG発現産物に対するIHCにより確認され、ニューロンは、海馬のCA2における形態学により容易に同定可能であり、GFAPによる共局在によって、アストロサイト発現が示された(図1C)。
このようなデータによって、AAV-αAβIgGベクターにより、脳における抗体の定常状態レベルが、伝統的受動免疫療法プロトコールにより達成可能なレベルよりも有意に高く維持され得ることが示される。
実施例2:アルツハイマー病のマウスモデルにおけるAAV-αAβIgGによる抗原結合
次いで、発明者らは、変異アミロイド前駆タンパク質を発現するアミロイドプラークマウスモデル(ThyAPPmut)においてAAV-αAβIgGを発現させて、脳形質導入の程度を評価し、抗体が細胞外空間に分泌されてプラークに結合するかどうかをin vivoで判定した。このモデルは、約2~3か月齢から皮質において進行性のアミロイドプラーク蓄積を示す(Blanchardら、Exp Neurol.(2003)184:247~63)。抗huIgG抗体応答を防ぐために、ベクター投与前後にCD4枯渇抗体により動物を免疫寛容化した(図2A)。簡潔には、マウスにおいてIgGを容易に検出するために、発明者らは、2か月齢の雄ThyAPPmutマウスの海馬内にAAV-αAβIgGまたはアイソタイプ対照IgGを発現するAAV(AAV-IgG対照)を注射した。ThyAPPmutマウスは、2~10日目の間にCD4T細胞枯渇により免疫寛容化した。AAV-αAβIgGまたはアイソタイプ対照ベクターAAV-IgG対照は、4~5日目に海馬の両側に注射した(1注射あたり2E10GC)。別の群は、10mg/kgの精製αAβhuIgGを試験の間、プラーク結合活性の陽性対照として毎週IP注射した。8週後、5μmの矢状脳切片を採取し、免疫染色した。このαAβIgG用量およびIP送達範例により、in vivoでThyAPPmut動物においてプラーク結合が生じることがこれまでに示されていた(Pradierら、Alzheimer’s&Dementia(2013)9(4):808~809ページ)。
次いで、発明者らは、変異アミロイド前駆タンパク質を発現するアミロイドプラークマウスモデル(ThyAPPmut)においてAAV-αAβIgGを発現させて、脳形質導入の程度を評価し、抗体が細胞外空間に分泌されてプラークに結合するかどうかをin vivoで判定した。このモデルは、約2~3か月齢から皮質において進行性のアミロイドプラーク蓄積を示す(Blanchardら、Exp Neurol.(2003)184:247~63)。抗huIgG抗体応答を防ぐために、ベクター投与前後にCD4枯渇抗体により動物を免疫寛容化した(図2A)。簡潔には、マウスにおいてIgGを容易に検出するために、発明者らは、2か月齢の雄ThyAPPmutマウスの海馬内にAAV-αAβIgGまたはアイソタイプ対照IgGを発現するAAV(AAV-IgG対照)を注射した。ThyAPPmutマウスは、2~10日目の間にCD4T細胞枯渇により免疫寛容化した。AAV-αAβIgGまたはアイソタイプ対照ベクターAAV-IgG対照は、4~5日目に海馬の両側に注射した(1注射あたり2E10GC)。別の群は、10mg/kgの精製αAβhuIgGを試験の間、プラーク結合活性の陽性対照として毎週IP注射した。8週後、5μmの矢状脳切片を採取し、免疫染色した。このαAβIgG用量およびIP送達範例により、in vivoでThyAPPmut動物においてプラーク結合が生じることがこれまでに示されていた(Pradierら、Alzheimer’s&Dementia(2013)9(4):808~809ページ)。
注射から2か月後、このような動物が前頭皮質におけるプラークの堆積を示す年齢において、脳の矢状切片をIHC処理した。詳細には、huIgG IHC染色により、ニードル路周囲の海馬および覆っている皮質の至る所における発現が明らかとなった。関心領域(ROI)(500μm幅)の拡大により、ニューロン、および海馬の神経網におけるhuIgG発現の詳細が示される。対照的に、アミロイドプラークに限定して染色したIP注射αAβIgG群は、細胞体においていかなる発現をも示さなかった(図2B、左)。huIgG、AβプラークおよびGFAPの蛍光IHCにより、AAV-αAβIgGおよびIVαAβIgGの両群においてhuIgGの皮質プラークとの共局在が示されたが、AAV-IgG対照群では示されなかった。詳細には、AAV-αAβIgGおよび末梢送達αAβIgGは、4G8+アミロイド堆積物への明らかな結合を呈し、一方、AAV-IgG対照は、検出可能な結合を呈しなかった(図2B、右)。
このようなデータにより、AAV-αAβIgGが、細胞外空間に分泌され、注射部位から遠位の脳領域においてAβプラークに結合可能であったことが示される。
実施例3:AAV-αAβIgG神経細胞発現および神経毒性の評価
神経細胞は、IgGのような大型の高分子ではなく、神経伝達に関連する因子を分泌するように高度に特殊化されている。IgGの効率的プロセシングおよび分泌が、このような細胞において生じ得るかどうかは不明である。神経性発現IgGの不適切なプロセシングが存在するかどうかを判定するために、発明者らは、質量分析を実施して、SCIDマウスにおいてAAV-αAβIgG発現から1か月後に脳における重および軽鎖の全体のレベルを測定した。海馬におけるAAV-αAβIgGの発現は、精製αAβIgGを添加した食塩水注射脳ライセートと同様に、重鎖では、予想レベルであったが、添加した対照と比較した場合、同族軽鎖では、予想外に低量であった(図3A)。この知見によって、脳細胞におけるAAV-αAβIgG発現により、不十分な軽鎖の生成が生じ、このため重および軽鎖の割合における不均衡が生じたことが示唆された。
神経細胞は、IgGのような大型の高分子ではなく、神経伝達に関連する因子を分泌するように高度に特殊化されている。IgGの効率的プロセシングおよび分泌が、このような細胞において生じ得るかどうかは不明である。神経性発現IgGの不適切なプロセシングが存在するかどうかを判定するために、発明者らは、質量分析を実施して、SCIDマウスにおいてAAV-αAβIgG発現から1か月後に脳における重および軽鎖の全体のレベルを測定した。海馬におけるAAV-αAβIgGの発現は、精製αAβIgGを添加した食塩水注射脳ライセートと同様に、重鎖では、予想レベルであったが、添加した対照と比較した場合、同族軽鎖では、予想外に低量であった(図3A)。この知見によって、脳細胞におけるAAV-αAβIgG発現により、不十分な軽鎖の生成が生じ、このため重および軽鎖の割合における不均衡が生じたことが示唆された。
また、発明者らは、ELISAを使用して全IgG(H+L鎖)対抗原(Ag)に結合可能なこの集団のパーセントを定量した。詳細には、AAV-αAβIgG発現SCIDマウス由来の脳抽出物における機能性Aβ抗体のレベルを、抗原ELISAにより定量し、汎huIgG ELISAと並行して比較した。発明者らは、脳から発現した全IgG(全2E10GCを海馬へ注射)の約20%が機能性であり、一方、ベクターのIV注射により末梢組織から発現したAAV-αAβIgG(全1E12GCをIV注射)が、全IgG/機能性IgGにおいて不均衡を有しなかったことを観察した。詳細には、抗原に結合したhuIgGのレベルが、脳から発現した場合、全huIgGのわずか21%を占めたが、この矛盾は、ベクターの末梢発現から1か月後に血清においては検出されなかった(図3A、右)。
次いで、発明者らは、IgG発現の結果として神経毒性の証拠が存在したかどうかを調査した。AAV-αAβIgGベクターの発明者らによる最初の特性決定では、発明者らは、ヒトに対するさらに直接的な翻訳能を有するこの抗体のhuIgGバージョンを使用し、マウスにおける明らかな検出を可能とした。しかし、脳IgG発現と関連し得る任意の毒性または神経炎症を、異種間huIgG曝露の交絡変数を存在させずに試験するために、発明者らは、αAβIgGのオリジナルマウスバージョンを発現する、AAV-αAβmsIgGと呼ぶAAVベクターを使用した(Schupf、上記参照;Pradier、上記参照;Vandenbergheら、Sci Rep.(2016)6:20958)。このベクターは、C57BL/6マウスの海馬に注射し、脳組織は、1か月後に処理して組織学的検査を行った。病理組織学的解析により、海馬の神経細胞におけるヒアリン/好酸球の細胞質堆積物の高い発生率が明らかとなり、これは、糖タンパク質の高発現を暗示していた(図3B)。糖タンパク質蓄積を暗示する、神経細胞における好酸球対ヒアリン様物質の包含は、抗体発現ベクターを注射した脳においてのみ観察された。このような構造は、AAV-IgG対照を注射したマウス(6/12マウス)の海馬においても観察され、この毒性が、αAβIgG発現に特異的ではないことを示した。このようなヒアリン堆積物は、AAV1空ベクターまたはPBS単独を注射したマウスの海馬においては、まったく観察されなかった(図3B)。
また、発明者らは、PBSと比較した免疫組織化学的GFAP解析による神経炎症の証拠を観察した。この実験では、C57BL/6マウスにPBSまたはAAV-αAβmsIgGのいずれか(2E10GCを海馬へ)を注射し、16週後に5μmの矢状脳切片を採取した(図3C)。また、AAV1空ベクターは、PBSと比較して有意なグリオーシスを誘発せず(1.11+/-0.12、5マウス、PBS GFAP+領域に対して正規化した平均値+/-SEM)、神経炎症がIgG発現に起因することを示唆した。
このようなデータにより、脳細胞がIgGを発現および分泌し得るが、このIgGの約20%のサブセットのみが、機能性かつ抗原を結合可能であり、この発現により、検出可能な神経炎症が形質導入領域の至る所で誘導されることが示される。
実施例4:AAV-scFv-IgGベクターの構築および特性決定
発明者らによるベクターによって送達されたIgGが、アミロイドプラークをin vivoで分泌および結合した一方で、発明者らは、選択的Igフォーマットにより、AAV-IgGにより誘導される誤対合および神経毒性を最小化可能であると仮定した。同一のマウスαAβ抗体に基づいて(Schupf、上記参照)、発明者らは、COOH末端(C末端)によりマウスIgG1ヒンジ、CH2およびCH3ドメインに結合する重鎖可変領域に融合したIgG軽鎖の可変領域を有する改変一本鎖Fvを合成した(図4A、scFv-IgG)。Fc領域の炎症促進作用を最小化するために、マウスIgG1Fcドメインを変異させてアスパラギン297におけるグリコシル化を排除し(N297A)、これにより、すべてのFcγRへの結合を防いだ(Johnson、上記参照;Chao、上記参照)。詳細には、scFv-IgGを、可動性GGGGS(配列番号3)リンカー配列の3つの反復を介して結合するマウス抗AβIgGの可変領域を有するようにデザインした。scFvは、9-Gly反復リンカー(配列番号7)を介してマウスIgG1 N297A Fcに結合させた。6xHisタグ(配列番号9)をC末端に付加した。scFv-IgGは、Expi293細胞において発現し、固定化金属親和性クロマトグラフィー(IMAC)により、C末端ヒスチジン(His)タグ配列を使用して精製した。
発明者らによるベクターによって送達されたIgGが、アミロイドプラークをin vivoで分泌および結合した一方で、発明者らは、選択的Igフォーマットにより、AAV-IgGにより誘導される誤対合および神経毒性を最小化可能であると仮定した。同一のマウスαAβ抗体に基づいて(Schupf、上記参照)、発明者らは、COOH末端(C末端)によりマウスIgG1ヒンジ、CH2およびCH3ドメインに結合する重鎖可変領域に融合したIgG軽鎖の可変領域を有する改変一本鎖Fvを合成した(図4A、scFv-IgG)。Fc領域の炎症促進作用を最小化するために、マウスIgG1Fcドメインを変異させてアスパラギン297におけるグリコシル化を排除し(N297A)、これにより、すべてのFcγRへの結合を防いだ(Johnson、上記参照;Chao、上記参照)。詳細には、scFv-IgGを、可動性GGGGS(配列番号3)リンカー配列の3つの反復を介して結合するマウス抗AβIgGの可変領域を有するようにデザインした。scFvは、9-Gly反復リンカー(配列番号7)を介してマウスIgG1 N297A Fcに結合させた。6xHisタグ(配列番号9)をC末端に付加した。scFv-IgGは、Expi293細胞において発現し、固定化金属親和性クロマトグラフィー(IMAC)により、C末端ヒスチジン(His)タグ配列を使用して精製した。
SDS-PAGEによる解析によって、このタンパク質が、ジスルフィド結合2量体に効率的に会合したことが確認された(図4A)。このscFv-IgGは、表面プラズモン共鳴(SPR)により、親抗体に匹敵する線維性Aβ1-42への結合を呈した。親和性(M)は、SPRによって、scFv-IgGまたはIgGを種々のモル濃度で固定化Aβ1-42線維上に流動させて、結合動態を解析することにより判定した。親IgGは、scFv-IgGによるわずかに低い結合親和性の5.2×10-10と比較して、1.3×10-10Mの明らかな解離定数(KD)を呈した(図4A、表)。
この発現カセットをAAV1ベクターに挿入して、改変IgGがin vivoで合成可能かどうかを判定した。末梢組織がIgG分子の発現および分泌について良好に検証されているため、AAVのIV注射を発明者によるウイルスの活性についての陽性対照として使用した(Saunders上記参照;Shimadaら、PloS ONE(2013)8:e57606;Hicksら、Sci Transl Med.(2012)4:140ra187;Chenら、Sci Rep.(2017)7:46301;Balazsら、Nature(2011)481:81~4;Balazsら、Nat Biotech.(2013)31:647~52;Balazsら、Nat Med.(2014)20:296~300)。AAV-scFv-IgG(全1E12GC)のIV注射から1か月後、血清レベルが63μg/mLに達し、末梢組織において強いAAVベクター活性が実証された(図4B、左)。
ベクターの脳発現を評価するために、AAV全2E10GCのC57BL6マウスへの海馬注射から1か月後に、半脳と呼ぶ、1つの脳矢状半に由来する抽出物からscFv-IgGレベルを定量した。発現レベルは、平均約600ng/gに達した(図4B、右)。注目すべきことには、この濃度は、20mg/kgのIgGのIV注射から24時間後に観察された濃度よりも3倍を超えて高く、AAV-αAβIgGにより観察された濃度よりも2.5倍高かった(図1B)。組織学的解析により、AAV-αAβIgGベクターよりも脳における高いレベルの発現を有するにもかかわらず、AAV-scFv-IgG形質導入では、注射した海馬において(0/5マウス)、いかなる検出可能な神経細胞内ヒアリンタンパク質蓄積も生じなかったことが明らかとなり、scFv-IgGが、神経細胞によって、IgGよりも効率的にプロセシングされたことが示唆された。
scFv-IgG形質導入細胞の脳分布を明らかとするために、Hisタグに対する抗体を使用する海馬注射から1か月後にDAB-6xHisIHC(「6xHis」配列番号9として開示)を矢状切片に対して実施した。AAV-scFv-IgGベクターは、全海馬に形質導入し、ニードル路周囲の海馬および海馬台を覆っている皮質領域において形質導入は低密度であった(図4C)。陰性対照である空AAV(AAV対照)ベクターを形質導入した脳は、検出可能な抗His免疫染色を示さなかった(図4C)。分泌されたいかなる細胞外scFv-IgGも、利用可能な抗原の欠如が原因で洗い流された可能性があるため、C57BL6マウスにおける抗His IHCによってのみ細胞内発現が検出されることに留意するべきである。
細胞内および細胞外の両scFv-IgGの発現を、注射部位から近位および遠位両方の同側脳領域において生物化学的に評価した。AAV注射から1か月後、3匹のマウスの脳領域を解剖して、各脳領域について抗原ELISAにより発現タンパク質を定量し、PBS注射脳ホモジネートを使用してバックグラウンドシグナルを差し引いた。詳細には、海馬、これを覆っている皮質、および線条体を解剖し、ホモジナイズしてscFv-IgGを抗原ELISAにより定量した(図4C、右)。濃度勾配を観察し、最も高いレベルを注射部位(海馬)において観察し、漸進的に低いレベルをより遠位の脳領域において観察した(図4C、右)。注射部位と比較して低いレベルを有するにもかかわらず、線条体組織におけるscFv-IgGの濃度は、受動IgG注入によっては典型的に達成されない脳の定常状態レベルである200ng/g付近を維持した。
実施例5:βアミロイド症のマウスモデルにおけるscFv-IgGによる抗原結合
発明者らは、AAV送達scFv-IgGが細胞外空間に分泌され、in vivoで抗原に結合し得るかどうかを判定した。AAV-scFv-IgGベクターを、それらが既に新皮質の至る所にプラークを発症した年齢である5か月齢の雌ThyAPPmutマウス(Blanchard、上記参照)の海馬に注射した。AAV-scFv-IgGベクター1μL(全1E10GC)による一側注射から1か月後に脳の5μmの矢状切片をIHC処理し、Hisタグ反応性およびAβプラークについて染色した。右の画像は、注射部位から近位(1)~遠位(6)の個々のプラークROIを示す(Aで付番)。画像は、6xHis(配列番号9)免疫染色(緑色)およびDAPI(青色)と重ね合わせた(図5A)。予想したように、大量のプラーク形成が皮質の至る所に観察され(図5A、左)、抗His抗体による染色がプラークと共局在した(図5A、右)。注目すべきことには、AAV-scFv-IgGが発現した海馬および後頭皮質領域からより遠位のプラークに対する6xHis(配列番号9)標識の強度に、漸進的であるが広範囲に及ぶ低下が見られ、これによりプラーク結合scFv-IgGの明らかな濃度勾配が存在することが示され、海馬から遠位のプラークでは、注射部位に近いプラークよりも漸進的に低いレベルの結合scFv-IgGが示された。このようなデータによって、抗AβscFv-IgGが、海馬の細胞から発現および分泌され、これにより注射部位から遠位のプラークに結合することが可能となることが示される。
発明者らは、AAV送達scFv-IgGが細胞外空間に分泌され、in vivoで抗原に結合し得るかどうかを判定した。AAV-scFv-IgGベクターを、それらが既に新皮質の至る所にプラークを発症した年齢である5か月齢の雌ThyAPPmutマウス(Blanchard、上記参照)の海馬に注射した。AAV-scFv-IgGベクター1μL(全1E10GC)による一側注射から1か月後に脳の5μmの矢状切片をIHC処理し、Hisタグ反応性およびAβプラークについて染色した。右の画像は、注射部位から近位(1)~遠位(6)の個々のプラークROIを示す(Aで付番)。画像は、6xHis(配列番号9)免疫染色(緑色)およびDAPI(青色)と重ね合わせた(図5A)。予想したように、大量のプラーク形成が皮質の至る所に観察され(図5A、左)、抗His抗体による染色がプラークと共局在した(図5A、右)。注目すべきことには、AAV-scFv-IgGが発現した海馬および後頭皮質領域からより遠位のプラークに対する6xHis(配列番号9)標識の強度に、漸進的であるが広範囲に及ぶ低下が見られ、これによりプラーク結合scFv-IgGの明らかな濃度勾配が存在することが示され、海馬から遠位のプラークでは、注射部位に近いプラークよりも漸進的に低いレベルの結合scFv-IgGが示された。このようなデータによって、抗AβscFv-IgGが、海馬の細胞から発現および分泌され、これにより注射部位から遠位のプラークに結合することが可能となることが示される。
データによって、ウイルスベクターにより送達されたscFv-IgGが、生理学的に適切な標的にin vivoで結合する証拠がもたらされた。次いで、発明者らは、アミロイド症のこのマウスモデルにおける長期発現により、プラーク形成が減少し得るかどうかを判定した。以下は、試験デザインの概略である。2か月齢のThyAPPmut雄マウス(プラークが形成を開始するおよその年齢)の4つの群の海馬に、AAV-scFv-IgG、AAV対照ベクター、AβIgGまたは対照アイソタイプIgGのいずれかを一側注射した。このような群は、10mg/kgのマウス抗Aβ抗体(AβIgG)またはアイソタイプ対照抗体の毎週のIP注射による受動免疫療法で処置した動物と比較した(図5B、左)。処置から16週(4か月)後に脳を採取し、冠状切片をアミロイドプラークまたは6xHis(配列番号9)について免疫染色し、導入遺伝子発現について解析した。AAV-scFv-IgGは、注射した海馬の至る所に発現し、細胞体のαHis染色によって明らかなように、ベクターの対側海馬台への明らかな輸送も存在した(図5B、右)。皮質および海馬におけるAβプラーク負荷を、冠状脳切片における抗His IHCにより定量した。両半球のROIは、複合して定量し、プラーク負荷は、DAB陽性染色として、組織ROI領域のパーセントとして表した。これらのそれぞれの対照と比較して、対照群間のプラーク負荷における差にもかかわらず、AAV-scFv-IgGの単回注射により、αAβIgG評価基準と同一規模のプラークの減少が海馬において生じた(図5C)。プラークの減少は皮質においても有意に低下し(図5C)、scFv-IgGが発現部位から拡散して遠位のプラークに結合する証拠と一致した。
このような結果によって、アミロイドマウスモデルにおけるAAV-scFv-IgGの単回注射により、注射部位から耐久的に発現および分泌されて、脳の至る所でプラークに結合することが実証された。16週間毎週の10mg/kgの抗AβIgGの典型的受動免疫療法レジメンでは、ThyAPPmut動物におけるアミロイドプラーク形成の有意な減少が生じた。対照的に、AAV-scFv-IgGの単回頭蓋内注射では、発現から4か月後に、匹敵する有効性が生じた。
要約すると、上記の試験では、scFv-IgGは、アミロイドプラーク負荷をin vivoで減少させる原線維性および線維性Aβ種に特異的な抗体に由来した。発明者らによるscFv-IgGは、in vitroで良好に発現し、精製および後続のSPRによる抗原結合親和性の解析が可能となった。IgG型と比較して、scFv-IgGは、抗原に同程度まで結合した。AAV1は、このカプシドによって実質注射後にCNSにおけるベクターの伝播が促進されるため、この効能のための血清型として選択された。この血清型は、神経細胞に主に感染するが、一部の非神経細胞型にも形質導入し、導入遺伝子発現に利用可能な細胞の潜在的レパートリーが拡大する。相対的に高い投与量(海馬に1E10GC)を使用すると、注射部位における定常状態レベルは、発明者らが比較のために選択した受動IgG評価基準により最大限に達成し得るレベルよりも3~4倍高くなった(20mg/kgの精製IgGのIV注射から24時間後の脳における抗体レベル)。末梢におけるIVによる約60mg/kgの投与量が、AAV-scFv-IgGベクターにより達成されるレベルに達するのに必要とされる。
単回注射の後、海馬における発現は、少なくとも4か月間持続し、タンパク質濃度は、注射部位から数ミリメートル遠位の脳領域であっても、受動免疫療法評価基準を上回った。6xHis(配列番号9)陽性細胞が、注射部位またはニードル路を遥かに超えて見出されなかったため(データ非提示)、形質導入細胞が、注射部位から遊走して海馬から遠位の領域においてタンパク質を分泌するとは考えにくい。ThyAPPmutマウスにおけるこのベクターの長期発現により、皮質(52%減少)および海馬(87%減少)の両方におけるプラークの減少が生じた。これは、scFvを利用する他の試験により観察されたものよりも効率的な減少であり、ここで、プラークの減少は0~60%の範囲に及んだ(Levites、2006、上記参照;Levites、2015、上記参照;Kou、上記参照;Fukuchi、上記参照;およびWangら、Brain、Behavior,and Immunity(2010)24:1281~93)。AAV-scFv-IgGの単回頭蓋内注射により処置した動物におけるプラーク減少の観察された規模は、10mg/kgの抗Aβ抗体の4か月間毎週のIV注射により処置した動物と同様であり、長期治療範例に対する遺伝子送達の有用性に光を当てた。
Claims (18)
- 神経系の細胞において2価結合メンバーを発現させる方法であって、抗体重鎖可変ドメイン(VH)、抗体軽鎖可変ドメイン(VL)およびIgG Fc領域を含むポリペプチドをコードする発現カセットを該細胞に導入する工程を含み、該VHおよび該VLが、標的タンパク質に特異的に結合する抗原結合部位を形成し、該ポリペプチドの2つの分子が、細胞内で発現すると、該標的タンパク質に特異的なジスルフィド結合ホモ2量体2価結合メンバーを形成する、前記方法。
- 神経系の細胞が、ニューロン;場合により、オリゴデンドロサイト、アストロサイト、周皮細胞、シュワン細胞および小グリア細胞から選択されるグリア細胞;上衣細胞、ならびに脳上皮細胞である、請求項1に記載の方法。
- 細胞がヒト細胞である、請求項2に記載の方法。
- 細胞が、患者の脳における細胞である、請求項3に記載の方法。
- 標的タンパク質が、脳において発現されるタンパク質である、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- タンパク質が、アミロイドベータペプチド(Aβ)、タウ、SOD-1、TDP-43、ApoEまたはαシヌクレインである、請求項5に記載の方法。
- ポリペプチドが、N末端からC末端に
(i)VH、ペプチドリンカーおよびVL;またはVL、ペプチドリンカーおよびVH、ならびに
(ii)IgG Fc領域
を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。 - ペプチドリンカーが、GGGGSの配列(配列番号3)を含む、請求項7に記載の方法。
- 2価結合メンバーが、新生児Fc受容体(FcRn)に結合するが、IgG Fc領域における1つまたはそれ以上の変異のため、Fcガンマ受容体には結合しない、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 導入する工程が、発現カセットをゲノム中に含む組換えウイルスを投与する工程を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 組換えウイルスが、頭蓋内注射、くも膜下腔内注射または大槽内注射により患者の脳に導入される、請求項10に記載の方法。
- 組換えウイルスが、組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)である、請求項10または11に記載の方法。
- 組換えAAVが、血清型1または2の組換えAAVである、請求項12に記載の方法。
- ポリペプチドの発現が、構成的活性プロモーターまたは誘導性プロモーターの転写制御下にある、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。
- 患者が神経変性疾患を有する、請求項4~14のいずれか1項に記載の方法。
- 患者が、アルツハイマー病、脳アミロイド血管症、シヌクレイン病、タウオパシーまたは筋萎縮性側索硬化症を有する、請求項15に記載の方法。
- 請求項4~16のいずれか1項に記載の方法における、それを必要とする患者の治療における使用のための2価結合メンバー。
- 請求項4~16のいずれか1項に記載の方法における、それを必要とする患者の治療のための医薬の製造のための2価結合メンバーの使用。
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