JP2022537684A - 分泌された微生物細胞外小胞 - Google Patents

分泌された微生物細胞外小胞 Download PDF

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Abstract

本明細書では、治療薬として有用であり得る分泌された微生物細胞外小胞(smEV)に関する方法及び医薬組成物が提供される。【選択図】なし

Description

関連出願
本出願は、2019年6月11日に出願された米国仮特許出願第62/860,029号明細書;2019年6月11日に出願された米国仮特許出願第62/860,049号明細書;2020年2月21日に出願された米国仮特許出願第62/979,545号明細書;及び2020年3月19日に出願された米国仮特許出願第62/991,767号明細書の利益を主張し、これら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。
本明細書に開示されるように、微生物(例えば、細菌など)から得られる処理された微生物細胞外小胞(pmEV)など、特定のタイプの微生物細胞外小胞(mEV)は、治療効果を有し、疾患及び/又は健康障害の処置及び/又は予防に有用である。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される医薬組成物は、1つ又は複数の微生物供給源、例えば1つ又は複数の細菌株由来のmEV(例えば、pmEVなど)を含有し得る。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される医薬組成物は、1つの微生物供給源、例えば1つの細菌株に由来するmEVを含有し得る。mEVの供給源として使用される細菌株は、細菌の特性(例えば、増殖特性、収率、アッセイ又は対象において免疫応答を調節する能力)に基づいて選択することができる。mEVを含む医薬組成物は、pmEVを含有し得る。医薬組成物は、薬学的に許容される賦形剤を含み得る。
いくつかの実施形態では、mEV(例えば、pmEVなど)を含む本明細書に記載の医薬組成物は、例えば、対象(例えば、ヒト)の疾患及び/又は健康障害の処置又は予防に使用することができる。
いくつかの実施形態では、mEV(例えば、pmEVなど)を含む本明細書に記載の医薬組成物は、粉末(例えば、再懸濁用)又は固体剤形、例えば錠剤、ミニタブレット、カプセル、ピル若しくは粉末;或いはこれらの剤形の組み合わせ(例えば、カプセル内に含まれるミニタブレット)として調製することができる。固体剤形は、コーティング(例えば、腸溶コーティング)を含み得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、凍結乾燥mEV(例えば、pmEVなど)を含み得る。凍結乾燥mEV(例えば、pmEVなど)は、錠剤、ミニタブレット、カプセル、ピル若しくは粉末などの固体剤形に製剤化するか;又は溶液中に再懸濁することもできる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、γ線照射mEV(例えば、pmEVなど)を含み得る。γ線照射mEV(例えば、pmEVなど)は、錠剤、ミニタブレット、カプセル、ピル若しくは粉末などの固体剤形に製剤化するか;又は溶液中に再懸濁することもできる。
いくつかの実施形態では、mEV(例えば、pmEVなど)を含む本明細書に記載の医薬組成物は、経口投与することができる。
いくつかの実施形態では、mEV(例えば、pmEVなど)を含む本明細書に記載の医薬組成物は、静脈内投与することができる。
いくつかの実施形態では、mEV(例えば、pmEVなど)を含む本明細書に記載の医薬組成物は、例えば、腫瘍を有する対象に腫瘍内又は腫瘍下投与することができる。
特定の態様では、本明細書で提供されるのは、疾患又は健康障害(例えば、有害な健康障害)(例えば、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患、腸内毒素症又は代謝性疾患)の処置及び/又は予防に有用なmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物であり、さらにそのようなmEVを製造及び/又は同定する方法並びに(例えば、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患、腸内毒素症又は代謝性疾患の処置のために、単独で又は他の治療薬との組み合わせで)そのような医薬組成物を使用する方法である。いくつかの実施形態では、この医薬組成物は、mEVと、それらが得られた全微生物、例えば細菌(例えば、生存細菌、死滅細菌、弱毒化細菌)との両方を含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、mEVが得られた微生物、例えば細菌の非存在下でmEVを含む(例えば、医薬組成物の微生物由来含量の約95%超(又は約99%超)がmEVを含む)。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、表1、表2及び/又は表3に列挙される細菌株又は細菌種の1つ又は複数に由来するmEVを含む。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、単離されたmEV(例えば、1つ又は複数の細菌株(例えば、目的の細菌)由来の)(例えば、その治療有効量)を含む。例えば、医薬組成物の含量の少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%又は少なくとも99%は、細菌(例えば、目的の細菌)の単離されたmEVである。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、単離されたmEV(例えば、1つの細菌株(例えば、目的の細菌)由来の)(例えば、その治療有効量)を含む。例えば、医薬組成物の含量の少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%又は少なくとも99%は、細菌(例えば、目的の細菌)の単離されたmEVである。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、処理されたmEV(pmEV)を含む。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、pmEVを含み、pmEVは、γ線照射、UV照射、熱不活性化、酸処理又は酸素スパージされた細菌から産生される。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、pmEVを含み、pmEVは、生存細菌から産生される。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、pmEVを含み、pmEVは、死滅細菌から産生される。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、pmEVを含み、pmEVは、非複製細菌から産生される。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、mEVを含み、mEVは、1つの細菌株に由来する。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、mEVを含み、mEVは、1つの細菌株に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、凍結乾燥される(例えば、凍結乾燥製剤は、薬学的に許容される賦形剤をさらに含む)。
いくつかの実施形態では、mEVは、γ線照射される。
いくつかの実施形態では、mEVは、UV照射される。
いくつかの実施形態では、mEVは、熱不活性化(例えば、50℃で2時間又は90℃で2時間)される。
いくつかの実施形態では、mEVは、酸処理される。
いくつかの実施形態では、mEVは、酸素スパージ(例えば、0.1vvmで2時間)される。
いくつかの実施形態では、mEVは、グラム陽性菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、グラム陰性菌に由来する。
いくつかの実施形態では、グラム陰性菌は、ネガティウィクテス(Negativicutes)綱に属する。
いくつかの実施形態では、mEVは、好気性細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、嫌気性細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、好酸細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、好アルカリ細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、好中性細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、難培養性細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、非難培養性細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、表1、表2又は表3に列挙される細菌株に由来する。
いくつかの実施形態では、グラム陰性菌は、ネガティウィクテス(Negativicutes)綱に属する。
いくつかの実施形態では、グラム陰性菌は、ベイロネラセアエ(Veillonellaceae)、セレノモナダセアエ(Selenomonadaceae)、アシダミノコッカス(Acidaminococcaceae)又はスポロムサセアエ(Sporomusaceae)科に属する。
いくつかの実施形態では、mEVは、メガスフェラ(Megasphaera)、セレノモナス(Selenomonas)、プロピオノスポラ(Propionospora)又はアシダミノコッカス(Acidaminococcus)属の細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、メガスフェラ種(Megasphaera sp.)、セレノモナス・フェリックス(Selenomonas felix)、アシダミノコッカス・インテスティン(Acidaminococcus intestine)又はプロピオノスポラ種(Propionospora sp.)細菌である。
いくつかの実施形態では、mEVは、ラクトコッカス(Lactococcus)、プレボテラ(Prevotella)、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)又はベイロネラ(Veillonella)属の細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、プレボテラ・ヒスチコラ(Prevotella histicola)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ベイロネラ・パルブラ(Veillonella parvula)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)細菌は、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)株A(ATCC表示番号PTA-125368)のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ラクトコッカス(Lactococcus)細菌は、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)株A(ATCC表示番号PTA-125368)のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ラクトコッカス(Lactococcus)細菌は、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)株A(ATCC表示番号PTA-125368)に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、プレボテラ(Prevotella)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、プレボテラ(Prevotella)細菌は、プレボテラ(Prevotella)株B 50329(NRRLアクセッション番号B 50329)のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、プレボテラ(Prevotella)細菌は、プレボテラ(Prevotella)株B 50329(NRRLアクセッション番号B 50329)のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、プレボテラ(Prevotella)細菌は、プレボテラ(Prevotella)株B 50329(NRRLアクセッション番号B 50329)に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌は、ATCC表示番号PTA-125097として寄託されたビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌は、ATCC表示番号PTA-125097として寄託されたビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌は、ATCC表示番号PTA-125097として寄託されたビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ベイロネラ(Veillonella)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、ベイロネラ(Veillonella)細菌は、ATCC表示番号PTA-125691として寄託されたベイロネラ(Veillonella)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ベイロネラ(Veillonella)細菌は、ATCC表示番号PTA-125691として寄託されたベイロネラ(Veillonella)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ベイロネラ(Veillonella)細菌は、ATCC表示番号PTA-125691として寄託されたベイロネラ(Veillonella)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、ルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)細菌は、ATCC表示番号PTA-126695として寄託されたルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)細菌は、ATCC表示番号PTA-126695として寄託されたルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)細菌は、ATCC表示番号PTA-126695として寄託されたルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、メガスフェラ種(Megasphaerasp.)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、メガスフェラ種(Megasphaerasp.)細菌は、ATCC表示番号PTA-126770として寄託されたメガスフェラ種(Megasphaerasp.)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、メガスフェラ種(Megasphaerasp.)細菌は、ATCC表示番号PTA-126770として寄託されたメガスフェラ種(Megasphaerasp.)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、メガスフェラ種(Megasphaerasp.)細菌は、ATCC表示番号PTA-126770として寄託されたメガスフェラ種(Megasphaerasp.)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、フォルニエレラ・マシリエンシス(Fournierella massiliensis)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、フォルニエレラ・マシリエンシス(Fournierella massiliensis)細菌は、ATCC表示番号PTA-126694として寄託されたフォルニエレラ・マシリエンシス(Fournierella massiliensis)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、フォルニエレラ・マシリエンシス(Fournierella massiliensis)細菌は、ATCC表示番号PTA-126694として寄託されたフォルニエレラ・マシリエンシス(Fournierella massiliensis)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、フォルニエレラ・マシリエンシス(Fournierella massiliensis)細菌は、ATCC表示番号PTA-126694として寄託されたフォルニエレラ・マシリエンシス(Fournierella massiliensis)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ハリィフリンティア・アセティスポラ(Harryflintia acetispora)細菌に由来する。いくつかの実施形態では、ハリィフリンティア・アセティスポラ(Harryflintia acetispora)細菌は、ATCC表示番号PTA-126696として寄託されたハリィフリンティア・アセティスポラ(Harryflintia acetispora)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%(又は少なくとも97%)ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ハリィフリンティア・アセティスポラ(Harryflintia acetispora)細菌は、ATCC表示番号PTA-126696として寄託されたハリィフリンティア・アセティスポラ(Harryflintia acetispora)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、ハリィフリンティア・アセティスポラ(Harryflintia acetispora)細菌は、ATCC表示番号PTA-126696として寄託されたハリィフリンティア・アセティスポラ(Harryflintia acetispora)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、アッカーマンシア(Akkermansia)、クリステンセネラ(Christensenella)、ブラウティア(Blautia)、エンテロコッカス(Enterococcus)、ユーバクテリウム(Eubacterium)、ロゼブリア(Roseburia)、バクテロイデス(Bacteroides)、パラバクテロイデス(Parabacteroides)又はエリシペラトクロストリジウム(Erysipelatoclostridium)属の細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ブラウティア・ヒドロゲノトロフィカ(Blautia hydrogenotrophica)、ブラウティア・ステルコリス(Blautia stercoris)、ブラウティア・ウェキシレラエ(Blautia wexlerae)、ユーバクテリウム・フェシウム(Eubacterium faecium)、ユーバクテリウム・コントルタム(Eubacterium contortum)、ユーバクテリウム・レクターレ(Eubacterium rectale)、エンテロコッカス・フェカーリス(Enterococcus faecalis)、エンテロコッカス・デューランス(Enterococcus durans)、エンテロコッカス・ビロルム(Enterococcus villorum)、エンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum);ビフィドバクテリウム・ラクティス(Bifidobacterium lactis)、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)又はビフィドバクテリウム・ブレーベ(Bifidobacterium breve)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、BCG(バチルス・カルメット・ゲラン)、パラバクテロイデス(Parabacteroides)、ブラウティア(Blautia)、ベイロネラ(Veillonella)、ラクトバチルス・サリバリウス(Lactobacillus salivarius)、アガトバキュラム(Agathobaculum)、ルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)、パラクロストリジウム・ベンゾエリチカム(Paraclostridium benzoelyticum)、ツリシバクター・サングイニス(Turicibacter sanguinis)、バークホルデリア(Burkholderia)、クレブシエラ・クアシニューモニアエ亜種シミルニューモニアエ(Klebsiella quasipneumoniae ssp similpneumoniae)、クレブシエラ・オキシトカ(Klebsiella oxytoca)、チゼレラ・ネキシリス(Tyzzerela nexilis)又はナイセリア(Neisseria)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ブラウティア・ヒドロゲノトロフィカ(Blautia hydrogenotrophica)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ブラウティア・ステルコリス(Blautia stercoris)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ブラウティア・ウェキシレラエ(Blautia wexlerae)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、エンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ビフィドバクテリウム・ブレーベ(Bifidobacterium breve)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ロゼブリア・ホミニス(Roseburia hominis)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、バクテロイデス・シータイオタオミクロン(Bacteroides thetaiotaomicron)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、バクテロイデス・コプロコーラ(Bacteroides coprocola)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、エリシペラトクロストリジウム・ラモーザム(Erysipelatoclostridium ramosum)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、メガスフェラ・マシリエンシス(Megasphera massiliensis)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ユーバクテリウム(Eubacterium)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、パラバクテロイデス・ジスタソニス(Parabacteroides distasonis)細菌に由来する。
特定の態様では、mEV(例えば、pmEV)は、特定の望ましい特性、例えば毒性及び有害な作用の低減(例えば、リポ多糖(LPS)の除去若しくは欠失により)、経口送達の増強(例えば、酸耐性、粘膜付着及び/若しくは浸透並びに/又は胆汁酸に対する耐性、抗菌性ペプチド及び/若しくは抗体中和に対する耐性の改善により)、標的とする所望の細胞タイプ(例えば、M細胞、杯細胞、腸細胞、樹状細胞、マクロファージ)、全身的な又は適切なニッチ(niche)(例えば、腸間膜リンパ節、パイエル板、粘膜固有層、腫瘍排出リンパ節及び/若しくは血液)でのバイオアベイラビリティの改善、免疫調節及び/若しくは治療効果の増強(例えば、単独で若しくは別の治療薬との組み合わせで)、免疫活性化の増強並びに/又は製造特性(例えば、増殖特性、収率、より高い安定性、凍結解凍耐性の改善、より短い生成時間)に基づいて選択された細菌から得られる。
特定の態様では、mEVは、特定の望ましい特性を増強するように改変されている操作された細菌に由来する。いくつかの実施形態では、この操作された細菌は、そこから産生されるmEV(例えば、pmEV)が、毒性及び有害な作用の低減(例えば、リポ多糖(LPS)の除去若しくは欠失により)、経口送達の増強(例えば、酸耐性、粘膜付着及び/若しくは浸透並びに/又は胆汁酸に対する耐性、抗菌性ペプチド及び/若しくは抗体中和に対する耐性の改善により)、標的とする所望の細胞タイプ(例えば、M細胞、杯細胞、腸細胞、樹状細胞、マクロファージ)、全身的な又は適切なニッチ(例えば、腸間膜リンパ節、パイエル板、粘膜固有層、腫瘍排出リンパ節及び/若しくは血液)でのバイオアベイラビリティの改善、免疫調節及び/若しくは治療効果の増強(例えば、単独で若しくは別の治療薬との組み合わせで)、免疫活性化の増強並びに/又は製造特性の改善(例えば、増殖特性、収率、より高い安定性、凍結解凍耐性の改善、より短い生成時間)を有するように改変されている。いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるのは、そのようなmEV(例えば、pmEV)を製造する方法である。
特定の態様では、本明細書には、疾患又は健康障害(例えば、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患又は代謝性疾患)の処置及び/又は予防に有用なmEV(pmEVなど)を含む医薬組成物、さらにこうしたmEVを製造及び/又は同定する方法並びに単独で又は1つ若しくは複数の別の治療薬との組み合わせでこうした医薬組成物を使用する(例えば、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患又は代謝性疾患の処置のために)方法が提供される。
mEV(例えば、pmEV)を含有する医薬組成物は、mEVが得られる全微生物を含有する医薬組成物と同等以上の効力を提供することができる。例えば、mEVの同じ用量(例えば、粒子数又はタンパク質含量に基づく)において、mEVを含有する医薬組成物は、mEVが得られる同じ微生物株の全微生物を含有する医薬組成物と同等以上の効力を提供することができる。こうしたmEV含有医薬組成物は、より高い用量の投与を可能にし、mEVが得られる同じ微生物株の全微生物を含有する医薬組成物で認められるものと同等以上の(例えば、より有効な)応答を誘発することができる。
別の例として、同じ用量(例えば、粒子数又はタンパク質含量に基づく)において、mEVを含有する医薬組成物は、mEVが得られる同じ微生物株の全微生物を含有する医薬組成物と比較してより低い微生物由来材料(粒子数又はタンパク質含量に基づく)を含有し得るが、このような医薬組成物を受ける対象に対して同等以上の治療利益を提供する。
さらに別の例として、mEVは、NTAにより測定して、例えば約1×10~約1×1015粒子の用量で投与することができる。
別の例として、mEVは、Bradfordアッセイにより測定して、例えば約5mg~約900mgの総タンパク質の用量で投与することができる。別の例として、mEVは、BCAアッセイにより測定して、例えば約5mg~約900mgの総タンパク質の用量で投与することができる。
特定の実施形態では、本明細書で提供されるのは、癌を有する対象を処置する方法であって、この対象に、本明細書で説明されている医薬組成物を投与することを含む方法である。特定の実施形態では、本明細書で提供されるのは、免疫障害(例えば、自己免疫疾患、炎症性疾患、アレルギー)を有する対象を処置する方法であって、この対象に、本明細書で説明されている医薬組成物を投与することを含む方法である。特定の実施形態では、本明細書で提供されるのは、代謝性疾患を有する対象を処置する方法であって、この対象に、本明細書で説明されている医薬組成物を投与することを含む方法である。特定の実施形態では、神経疾患を有する対象を処置する方法が本明細書で提供され、これは、本明細書に記載の医薬組成物を対象に投与することを含む。
いくつかの実施形態では、本方法は、抗生物質を対象に投与することをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、対象に1つ又は複数の他の癌治療を施すことをさらに含む(例えば、腫瘍の外科的除去、化学療法剤の投与、放射線療法の投与及び/又は癌免疫療法、例えば免疫チェックポイント阻害剤、癌特異的抗体、癌ワクチン、初回刺激抗原提示細胞、癌特異的T細胞、癌特異的キメラ抗原受容体(CAR)T細胞、免疫活性化タンパク質及び/又はアジュバントの投与)。いくつかの実施形態では、この方法は、1つ又は複数の他の細菌株(例えば、治療用の細菌)からの別の治療用の細菌及び/又はmEV(pmEVなど)の投与をさらに含む。いくつかの実施形態では、この方法は、免疫抑制剤及び/又は抗炎症剤の投与をさらに含む。いくつかの実施形態では、この方法は、代謝性疾患の治療薬の投与をさらに含む。
特定の実施形態では、単独で又は他の治療薬との組み合わせにおいて、疾患(例えば、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患、腸内毒素症若しくは代謝性疾患)又は健康障害の処置及び/又は予防に使用するためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物が本明細書で提供される。
特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の癌の処置及び/又は予防に使用するためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独で又は癌の処置のための1つ若しくは複数の他の治療薬との組み合わせで使用することができる。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の免疫障害(例えば、自己免疫疾患、炎症性疾患、アレルギー)の処置及び/又は予防に使用するためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独で又は免疫疾患の処置のための1つ又は複数の他の治療薬との組み合わせで使用することができる。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の腸内毒素症の処置及び/又は予防に使用するためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独で又は腸内毒素症の処置のための他の治療薬との組み合わせで使用することができる。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の代謝性疾患の処置及び/又は予防に使用するためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独で又は代謝性疾患の処置のための他の治療薬との組み合わせで使用することができる。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の神経疾患の処置及び/又は予防に使用するためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独で又は神経疾患の処置のための他の治療薬との組み合わせで使用することができる。
いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、抗生物質との併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、1つ又は複数の他の癌療法(例えば、腫瘍の外科的切除、化学療法薬の使用、放射線療法の使用及び/又は癌免疫療法、例えば免疫チェックポイント阻害剤、癌特異的抗体、癌ワクチン、感作抗原提示細胞、癌特異的T細胞、癌特異的キメラ抗原受容体(CAR)T細胞、免疫活性化タンパク質及び/又はアジュバントの使用)との併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、別の治療用細菌及び/又は1つ若しくは複数の他の細菌株(例えば、治療用細菌)から得られたmEVとの併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、1つ又は複数の免疫抑制剤及び/又は抗炎症剤との併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、1つ又は複数の他の代謝性疾患治療薬との併用のためのものであり得る。
特定の実施形態では、単独で又は他の治療薬との組み合わせにおいて、疾患(例えば、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患、腸内毒素症又は代謝性疾患)の処置及び/又は予防のための医薬品の調製のためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物の使用が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、上記の使用は、別の治療用細菌及び/又は1つ若しくは複数の他の細菌株(例えば、治療用細菌)から得られたmEVと組み合わせて行われる。
特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の癌の処置及び/又は予防のための医薬品の調製のためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物の使用が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独での使用又は癌の別の治療薬との併用のためのものであり得る。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の免疫障害(例えば、自己免疫疾患、炎症性疾患、アレルギー)の処置及び/又は予防のための医薬品の調製のためのmEVを含む医薬組成物の使用が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独での使用又は免疫疾患の別の治療薬との併用のためのものであり得る。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の腸内毒素症の処置及び/又は予防のための医薬品の調製のためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物の使用が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独での使用又は腸内毒素症の別の治療薬との併用のためのものであり得る。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の代謝性疾患の処置及び/又は予防のための医薬品の調製のためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物の使用が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独での使用又は代謝性疾患の処置のための別の治療薬との併用のためのものであり得る。特定の実施形態では、対象(例えば、ヒト)の神経疾患の処置及び/又は予防のための医薬品の調製のためのmEV(例えば、pmEVなど)を含む医薬組成物の使用が本明細書で提供される。医薬組成物は、単独での使用又は神経疾患の処置のための別の治療薬との併用のためのものであり得る。
いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、抗生物質との併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、1つ又は複数の他の癌療法(例えば、腫瘍の外科的切除、化学療法薬の使用、放射線療法の使用及び/又は癌免疫療法、例えば免疫チェックポイント阻害剤、癌特異的抗体、癌ワクチン、感作抗原提示細胞、癌特異的T細胞、癌特異的キメラ抗原受容体(CAR)T細胞、免疫活性化タンパク質及び/又はアジュバントの使用)との併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、別の治療用細菌及び/又は1つ若しくは複数の他の細菌株(例えば、治療用細菌)から得られたmEVとの併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、mEVを含む医薬組成物は、1つ又は複数の免疫抑制剤及び/又は抗炎症剤との併用のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、1つ又は複数の代謝性疾患治療薬との併用のためのものであり得る。
mEV(例えば、pmEVなど)を含む、例えば本明細書に記載の医薬組成物は、対象、例えばヒトに治療有効量のmEVを提供することができる。
mEV(例えば、pmEVなど)を含む、例えば本明細書に記載の医薬組成物は、対象、例えばヒトに非天然量の(例えば、mEV(例えば、pmEVなど)中に存在する)治療に有効な要素を提供することができる。
mEV(例えば、pmEVなど)を含む、例えば本明細書に記載の医薬組成物は、対象、例えばヒトに人為的量の(例えば、mEV(例えば、pmEVなど)中に存在する)治療に有効な要素を提供することができる。
mEV(例えば、pmEVなど)を含む、例えば本明細書に記載の医薬組成物は、対象、例えばヒトに、例えば疾患又は健康障害を処置又は予防するための1つ又は複数の変化をもたらすことができる。
mEV(例えば、pmEVなど)を含む、例えば本明細書に記載の医薬組成物は、対象、例えばヒトに影響を与えるために、例えば疾患又は健康障害を処置又は予防するために重要な有益性の可能性を有する。
11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたB.アニマリス亜種ラクティス(B.animalis ssp.lactis)由来の処理された微生物細胞外小胞(pmEV)の有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたアナエロスティペス・ハドラス(Anaerostipes hadrus)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたS.ピオゲネス(S.pyogenes)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたP.ベンゾエリチカム(P.benzoelyticum)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたフンガテラ種(Hungatella sp.)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与された黄色ブドウ球菌(S.aureus)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたR.グナバス(R.gnavus)由来pmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたB.アニマリス亜種ラクティス(B.animalis ssp.lactis)及びメガスフェラ・マシリエンシス(Megasphaera massiliensis)由来のpmEVの有効性を示す。 9日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、腹腔内(i.p.)投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたR.グナバス(R.gnavus)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたR.グナバス(R.gnavus)由来のpmEVの有効性を示す。 9日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、抗PD-1(単独)又はビヒクルの有効性と比較した、単独で又は抗PD-1と組み合わせてi.v.投与されたB.アニマリス亜種ラクティス(B.animalis ssp.lactis)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、抗PD-1(単独)又はビヒクルの有効性と比較した、単独で又は抗PD-1と組み合わせてi.v.投与されたB.アニマリス亜種ラクティス(B.animalis ssp.lactis)由来のpmEVの有効性を示す。 9日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたP.ジスタソニス(P.distasonis)由来のpmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたP.ジスタソニス(P.distasonis)由来のpmEVの有効性を示す。 デキサメタゾンと比較した、強制経口投与されたP.ヒスチコラ(P.histicola)由来のpmEVの有効性を示す。P.ヒスチコラ(P.histicola)由来のpmEVは、低用量(6.0E+07)、中用量(6.0E+09)及び高用量(6.0E+11)用量で試験した。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたV.パルブラ(V.parvula)由来のsmEVの有効性を示す。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたV.パルブラ(V.parvula)由来のsmEVの有効性を示す。V.パルブラ(V.parvula)由来のsmEVは、2ug/用量、5ug/用量及び10ug/用量で試験した。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたV.アティピカ(V.atypica)由来のsmEVの有効性を示す。V.アティピカ(V.atypica)由来のsmEVは、2.0e+11PC、7.0e+10PC及び1.5e+10PCで試験した。 11日目のマウス結腸直腸癌モデルにおいて、i.p.投与された抗PD-1又はビヒクルの有効性と比較した、i.v.投与されたV.トベツエンシス(V.tobetsuensis)由来のsmEVの有効性を示す。V.トベツエンシス(V.tobetsuensis)由来のsmEVは、2ug/用量、5ug/用量及び10ug/用量で試験した。 KLHベースの遅延型過敏症モデルにおいて抗原チャレンジ後のビヒクル(陰性コントロール)及びデキサメタゾン(陽性コントロール)と比較した、24時間時点で耳介腫脹(耳の厚さ)の低減における高(6.0e+11粒子数)、中(6.0e+9粒子数)及び低(6.0e+7粒子数)濃度で経口投与されたプレボテラ・ヒスチコラ(Prevotella histicola)由来のsmEV及び凍結乾燥smEVの有効性を示す。 DTHモデルにおいて24時間時点で耳の厚さの低減における、同じプレボテラ・ヒスチコラ(Prevotella histicola)株由来の粉末の有効性と比較した、プレボテラ・ヒスチコラ(P.histicola)株由来のpmEV及び凍結乾燥pmEVの3つの用量(低、中及び高)の有効性(24時間の耳の測定により決定される)を示す。デキサメタゾンを陽性コントロールとして使用した。 DTHモデルにおいて24時間時点で耳の厚さの低減における、同じベイロネラ・パルブラ(Veillonella parvula)株由来のγ線照射(GI)粉末の有効性と比較した、ベイロネラ・パルブラ(V.parvula)株由来のsmEV及び同じベイロネラ・パルブラ(Veillonella parvula)株由来のpmEV及びγ線照射(GI)pmEVの3つの用量(低、中及び高)の有効性(24時間の耳の測定により決定される)を示す。デキサメタゾンを陽性コントロールとして使用した。 メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株A由来のsmEVの2つの用量(低及び高)の有効性(24時間の耳の測定により決定される)を示す。 メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株B由来のsmEVの2つの用量(低及び高)の有効性(24時間の耳の測定により決定される)を示す。 セレノモナス・フェリックス(Selenomonas felix)由来のsmEVの2つの用量(低及び高)の有効性(24時間の耳の測定により決定される)を示す。 メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株A由来のsmEVがPMA分化U937細胞からサイトカイン産生を誘導することを示す。U937細胞は、1×10~1×10濃度のsmEV並びにTLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニスト対照で24時間処理し、サイトカイン産生を測定した。「ブランク」は、培地コントロールを表す。 陰性コントロール(ビヒクルPBS)及び陽性コントロール(抗PD-1)と、メガスフェラ種(Megasphaera sp.)株AsmEVとを比較する、22日目の腫瘍体積概要(図27A)及び腫瘍体積曲線(図27B)を示す。 陰性コントロール(ビヒクルPBS)及び陽性コントロール(抗PD-1)と、3つの用量(2e11、2e9及び2e7)BIDのメガスフェラ種(Megasphaera sp.)株AsmEVsmEV並びにメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV(2e11)QDとを比較する、23日目の腫瘍体積概要(図28A)及び腫瘍体積曲線(図28B)を示す。 E.ガリナルム(E.gallinarum)株A及びB由来のpmEVをd10腫瘍に14日間毎日1回投与した後の腫瘍体積を示す。 メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株A由来のEVがPMA分化U937細胞からサイトカイン産生を誘導することを示す。サイトカイン放出は、MSD ELISAにより測定した。TLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニストをコントロールとして使用した。ブランクは、培地コントロールを表す。 メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株B由来のEVがPMA分化U937細胞からサイトカイン産生を誘導することを示す。サイトカイン放出は、MSD ELISAにより測定した。TLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニストをコントロールとして使用した。ブランクは、培地コントロールを表す。 セレノモナス・フェリックス(Selenomonas felix)由来のEVがPMA分化U937細胞からサイトカイン産生を誘導することを示す。サイトカイン放出は、MSD ELISAにより測定した。TLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニストをコントロールとして使用した。ブランクは、培地コントロールを表す。 アシダミノコッカス・インテスチニ(Acidaminococcus intestini)由来のEVがPMA分化U937細胞からサイトカイン産生を誘導することを示す。サイトカイン放出は、MSD ELISAにより測定した。TLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニストをコントロールとして使用した。ブランクは、培地コントロールを表す。 プロピオノスポラ種(Propionospora sp.)由来のEVがPMA分化U937細胞からサイトカイン産生を誘導することを示す。サイトカイン放出は、MSD ELISAにより測定した。TLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニストをコントロールとして使用した。ブランクは、培地コントロールを表す。
定義
「アジュバント」又は「アジュバント療法」は、患者又は対象(例えば、ヒト)の免疫学的又は生理学的応答に影響を及ぼす薬剤を広く指す。例えば、アジュバントは、時間と共に抗原の存在を増加させる又は腫瘍のような目的の領域における抗原の存在を増加させ、抗原提示細胞抗原の吸収を助け、マクロファージ及びリンパ球を活性化し、且つサイトカインの産生を支援する可能性がある。免疫応答を変えることにより、アジュバントは、より少ない用量の免疫相互作用剤が特定の用量の免疫相互作用剤の有効性又は安全性を高めることができる可能性がある。例えば、アジュバントは、T細胞の枯渇を防止し、従って特定の免疫相互作用剤の有効性又は安全性を高める可能性がある。
「投与」は、対象への組成物(例えば、医薬組成物)の投与経路を広く指す。投与経路の例には、経口投与、直腸投与、局所投与、吸入(鼻)、又は注射が含まれる。注射による投与には、静脈内(IV)投与、筋肉内(IM)投与、腫瘍内(IT)投与、及び皮下(SC)投与が含まれる。本明細書に記載の医薬組成物は、限定されるものではないが、腫瘍内、経口、非経口、腸内、静脈内、腹腔内、局所、経皮(例えば、任意の標準的なパッチを使用)、皮内、眼内、経鼻(鼻腔内)、局所、非経口、例えば、エアロゾル、吸入、皮下、筋肉内、口腔、舌下、(経)直腸、膣内、動脈内、及び髄腔内、経粘膜(例えば、舌下、舌、(経)頬、(経)尿道、膣(例えば、経膣及び膣周囲)、埋め込み、膀胱内、肺内、十二指腸内、胃内、及び気管支内を含む任意の効果的な経路によって任意の形態で投与することができる。好ましい実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、経口、直腸、腫瘍内、局所、膀胱内、排出リンパ節内又はその近傍への注射により、静脈内、吸入若しくはエアロゾルにより、又は皮下投与される。別の好ましい実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、経口、腫瘍内、又は静脈内に投与される。
本明細書で使用される「抗体」という用語は、無傷の抗体及びその抗原結合断片の両方を指し得る。無傷の抗体は、ジスルフィド結合によって相互接続された少なくとも2つの重(H)鎖及び2つの軽(L)鎖を含む糖タンパク質である。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書ではVと略記)及び重鎖定常領域を含む。各軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書ではVと略記)及び軽鎖定常領域を含む。V及びV領域は、フレームワーク領域(FR)と呼ばれるより保存された領域が散在する、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる超可変領域にさらに細分化することができる。各V及びVは、3つのCDR及び4つのFRで構成され、アミノ末端からカルボキシ末端に向かって次の順序で配置されている:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。重鎖及び軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含む。「抗体」という用語には、例えば、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、単鎖抗体、及び抗原結合抗体断片が含まれる。
本明細書で使用される抗体の「抗原結合断片」及び「抗原結合部分」という用語は、抗原に結合する能力を保持した抗体の1つ又は複数の断片を指す。抗体の「抗原結合断片」という用語に含まれる結合断片の例には、Fab、Fab’、F(ab’)、Fv、scFv、ジスルフィド結合Fv、Fd、ダイアボディ、単鎖抗体、NANOBODIES(登録商標)、単離CDRH3、及び無傷の抗体の可変領域の少なくとも一部を保持した他の抗体断片が含まれる。これらの抗体断片は、従来の組換え技術及び/又は酵素技術を用いて得ることができ、無傷の抗体と同じ要領で抗原結合についてスクリーニングすることができる。
「癌」は、周囲組織への侵入及び可能性として宿主の異常な細胞増殖の原発部位より遠位の組織への侵入をもたらす、宿主自体の細胞の制御されない異常な増殖を広く指す。主なクラスには、上皮組織(例えば、皮膚、扁平上皮細胞)の癌である癌腫;結合組織(例えば、骨、軟骨、脂肪、筋肉、血管など)の癌である肉腫;血液形成組織(例えば、骨髄組織)の癌である白血病;免疫細胞の癌であるリンパ腫及び骨髄腫;並びに脳及び脊髄組織の癌を含む中枢神経系癌が含まれる。「癌」及び「新生物」は、本明細書では互換的に使用される。本明細書で使用される「癌」は、初発又は再発にかかわらず、白血病、癌腫、及び肉腫を含む全ての種類の癌又は新生物又は悪性腫瘍を指す。癌の具体例は:癌腫、肉腫、骨髄腫、白血病、リンパ腫、及び混合型腫瘍である。癌の非限定的な例は、脳、黒色腫、膀胱、乳房、子宮頸部、結腸、頭頸部、腎臓、肺、非小細胞肺、中皮腫、卵巣、前立腺、肉腫、胃、子宮、及び髄芽腫の初発又は再発癌である。いくつかの実施形態では、癌は、固形腫瘍を含む。いくつかの実施形態では、癌は、転移を含む。
「炭水化物」は、糖又は糖のポリマーを指す。「糖類」、「多糖」、「炭水化物」及び「オリゴ糖」という用語は、互換可能に使用され得る。ほとんどの炭水化物は、多数のヒドロキシル基(通常、分子の各炭素原子に1つ)を備えるアルデヒド又はケトンである。炭水化物は、一般に、分子式C2nを有する。炭水化物は、単糖、二糖、三糖、オリゴ糖又は多糖であり得る。ほとんどの基本的糖は、単糖、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース、リボース、キシロース、及びフルクトースである。二糖は、2つの連結した単糖である。例示的な二糖として、スクロース、マルトース、セロビオース、及びラクトースが挙げられる。典型的に、オリゴ糖は、3~6つの単糖単位(例えば、ラフィノース、スタキオース)を含み、多糖は、6つ以上の単糖単位を含む。例示的な多糖として、デンプン、グリコーゲン、及びセルロースが挙げられる。炭水化物は、修飾糖単位、例えば、ヒドロキシル基が除去された2’-デオキシリボース、ヒドロキシル基がフッ素で置換された2’-フルオロリボース、又はN-アセチルグルコサミン、グルコースの窒素含有形態(例えば、2’-フルオロリボース、デオキシリボース、及びヘキソース)などを含み得る。炭水化物は、例えば、配座異性体、環状構造、非環状構造、立体異性体、互変異性体、アノマー、及び異性体といった多くの異なる形態で存在し得る。
「細胞増加」は環境中における細胞の流入又は細胞の拡大を広く指し、この細胞は、組成物の投与前にはこの環境中に実質的に存在せず、且つこの組成物自体に存在しない。この環境を増加する細胞として、免疫細胞、間質細胞、細菌細胞、及び真菌細胞が挙げられる。特に興味深い環境は、癌細胞が存在するか又は位置する微小環境である。いくつかの場合、この微小環境は、腫瘍微小環境、又は腫瘍排出リンパ節である。他の場合、この微小環境は、前癌性組織部位、又は組成物の局所投与部位、又は遠隔投与後に組成物が蓄積する部位である。
「クレード」は、系統樹における統計的に妥当なノードの下流であるOTU又は系統樹のメンバーを指す。このクレードは、別個の単系統進化単位であり、且つある程度の配列類似性を共有する、系統樹における末端葉のセットを含む。
2つ以上の微生物株由来のmEVの「組み合わせ」は、同一の材料若しくは製剤か又は物理的に連結された製剤のいずれかにおいて、mEV(例えば、smEVなど)が得られる微生物の物理的な共存並びにこれら2つの株由来のmEV(例えば、smEVなど)の一時的な共投与又は共局在化を含む。
「腸内毒素症」とは、宿主腸内マイクロバイオーム生態学的ネットワーク(「マイクロバイオーム」)の正常な多様性及び/若しくは機能が破壊されている腸、又は粘膜若しくは皮膚表面を含む他の身体領域(又はいずれか他のマイクロバイオームニッチ)のマイクロバイオータ又はマイクロバイオームの状態を指す。腸内毒素症の状態は、病的状態を招き得るか、又は特定の条件下でのみ、又は長期にわたって存在する場合にのみ不健康になり得る。腸内毒素症は、環境因子、感染因子、宿主の遺伝子型、宿主の食事及び/又はストレスを含め、様々な要因に起因し得る。腸内毒素症は、1つ若しくは複数の細菌の種類(例えば、嫌気性)の優越性、種及び/若しくは株の変化、宿主マイクロバイオーム集団組成の多様性の変化(例えば、増加若しくは減少);1つ若しくは複数の有益な効果の低下又は喪失を招く共生生物の1つ若しくは複数の集団の変化(例えば、増加若しくは減少);病原体集団(例えば、病原菌)の1つ若しくは複数の集団の異常増殖;並びに/又は特定の条件が存在する場合にのみ疾患を招く共生生物の存在及び/又は異常増殖を引き起こし得る。
「減少(低減)する」又は「枯渇する」という用語は、状況に応じて、処置前の状態と比較したときに処置後に、差が少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、1/100、1/1000、1/10,000、1/100,000、1/1,000,000、又は検出不能であるような変化を意味する。減少し得る特性としては、免疫細胞、細菌細胞、間質細胞、骨髄由来抑制性細胞、線維芽細胞、代謝産物の数;サイトカインのレベル;又は別の物理的パラメータ(例えば、耳の厚さ(例えば、DTH動物モデルにおいて)若しくは腫瘍サイズ(例えば、動物腫瘍モデルにおいて)が挙げられる。
「生態学的コンソーシアム」という用語は、改善された有効性のために相補的宿主経路の活性化を介して宿主相乗効果を誘導する2つの細菌とは対照的に、代謝産物を交換し、互いにプラスに同時制御する1群の細菌である。
本明細書で使用される場合、「操作された細菌」とは、人間の介入により自然状態から遺伝的に変更されているあらゆる細菌と、あらゆるそのような細菌の子孫とのことである。操作された細菌は、例えば、標的とされた遺伝子改変の産物、ランダム変異誘発スクリーニングの産物、及び定向進化の産物を含む。
「エピトープ」という用語は、抗体又はT細胞受容体に特異的に結合することができるタンパク質決定基を意味する。エピトープは通常、アミノ酸又は糖側鎖などの化学的に活性な表面分子群で構成されている。特定のエピトープは、抗体が結合できる特定のアミノ酸配列によって定義することができる。
「遺伝子」という用語は、生物学的機能に関連する任意の核酸を指すために広く使用される。「遺伝子」という用語は、特定のゲノム配列、及びそのゲノム配列によってコードされるcDNA又はmRNAに適用される。
2つの核酸分子の核酸配列間の「同一性」は、例えば、Pearson et al.(1988) Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:2444 (他のプログラムには、GCGプログラムパッケージ(Devereux,J.,et al.,Nucleic Acids Research 12(I):387 (1984))、BLASTP、BLASTN、FASTA Atschul,S.F.,et al.,J Molec Biol 215:403 (1990); Guide to Huge Computers,Mrtin J.Bishop,ed.,Academic Press,San Diego,1994、及びCarillo et al.(1988) SIAM J Applied Math 48:1073が含まれる)に記載されているようにデフォルトパラメータを使用する「FASTA」プログラムなどの既知のコンピューターアルゴリズムを使用して同一性のパーセンテージとして決定することができる。例えば、国立バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information)のデータベースのBLAST機能を使用して同一性を決定することができる。その他の市販又は公的に利用可能なプログラムには、DNAStar「MegAlign」program (Madison,Wis.)及びUniversity of Wisconsin Genetics Computer Group (UWG)「Gap」program (Madison Wis.))が含まれる。
本明細書で使用される場合、「免疫障害」という用語は、免疫系の活性により引き起こされるあらゆる疾患、障害又は疾患症状(例えば、自己免疫疾患、炎症性疾患、及びアレルギー)を指す。免疫障害として下記が挙げられるが、これらに限定されない:自己免疫疾患(例えば、乾癬、アトピー性皮膚炎、ループス、強皮症、溶血性貧血、血管炎、1型糖尿病、グレーブス病、関節リウマチ、多発性硬化症、グッドパスチャー症候群、悪性貧血及び/若しくはミオパチー)、炎症性疾患(例えば、尋常性ざ瘡、喘息、小児脂肪便症、慢性前立腺炎、糸球体腎炎、炎症性腸疾患、骨盤内炎症性疾患、再灌流傷害、関節リウマチ、サルコイドーシス、移植片拒絶、血管炎及び/若しくは間質性膀胱炎)並びに/又はアレルギー(例えば、食物アレルギー、薬物アレルギー及び/若しくは環境アレルギー)。
「免疫療法」とは、対象の免疫系を使用して疾患(例えば、免疫疾患、炎症性疾患、代謝性疾患、癌)を処置する処置のことであり、この免疫療法として、例えば、チェックポイント阻害剤、癌ワクチン、サイトカイン、細胞療法、CAR-T細胞、及び樹状細胞療法が挙げられる。
「増加する」という用語は、状況に応じて、処置前の状態と比較したときに処置後に、差が少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、2倍、4倍、10倍、100倍、10倍、10倍、10倍、10倍、及び/又は10倍超であるような変化を意味する。増加し得る特性としては、免疫細胞、細菌細胞、間質細胞、骨髄由来抑制性細胞、線維芽細胞、代謝産物の数;サイトカインのレベル;又は別の物理的パラメータ(例えば、耳の厚さ(例えば、DTH動物モデルにおいて)若しくは腫瘍サイズ(例えば、動物腫瘍モデルにおいて)が挙げられる。
「自然免疫アゴニスト」又は「免疫アジュバント」とは、自然免疫レセプター(例えば、Toll様レセプター(TLR)、NODレセプター、RLR、C型レクチンレセプター、STING-cGAS経路成分、インフラマソーム複合体)を特異的に標的とする小分子、タンパク質、又は他の作用物質のことである。例えば、LPSは、細菌由来であるか又は合成されたTLR-4アゴニストであり、アルミニウムを免疫刺激アジュバントとして使用し得る。免疫アジュバントは、より広範なアジュバント又はアジュバント療法の特定のクラスである。STINGアゴニストの例として、2’3’-cGAMP、3’3’-cGAMP、c-ジ-AMP、c-ジ-GMP、2’2’-cGAMP、及び2’3’-cGAM(PS)2(Rp/Sp)(2’3’-cGAMPのビス-ホスホロチオエート類似体のRp,Sp-異性体)が挙げられるが、これらに限定されない。TLRアゴニストの例として、TLRl、TLR2、TLR3、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7、TLR8、TLR9、TLRlO、及びTLRIlが挙げられるが、これらに限定されない。NODアゴニストの例として、N-アセチルムラミル-L-アラニル-D-イソグルタミン(ムラミルジペプチド(MDP))、γ-D-グルタミル-メソ-ジアミノピメリン酸(iE-DAP)、及びデスムラミルペプチド(DMP)が挙げられるが、これらに限定されない。
「内部転写スペーサー」又は「ITS」は、特定の真菌において真核生物種の同定に使用されることが多い一般的な前駆体転写産物上の構造リボソームRNA(rRNA)の間に位置する非機能的RNAの一部である。リボソームのコアを形成する真菌のrRNAはシグナル遺伝子として転写され、8S領域、5.8S領域及び28S領域からなり、8S領域及び5.8S領域並びに5.8S領域及び28S領域それぞれの間にITS4及び5が存在する。18S領域及び5.8S領域並びに5.8S領域及び28S領域の間のこれら2つのシストロン間セグメントはスプライシングにより除去され、既に説明されているようにバーコーディング目的で種間に有意な変動を含む(Schoch et al Nuclear ribosomal internal transcribed spacer(ITS)region as a universal DNA barcode marker for Fungi.PNAS 109:6241-6246.2012)。系統発生の再構築には18S rDNAが伝統的に使用されているが、ITSはこの機能を果たし得、なぜならば、ITSは、一般的に高度に保存されているが、ほとんどの真菌の属及び種を区別するのに十分なヌクレオチド多様性を保有する超可変領域を含むからである。
「単離された」又は「濃縮された」という用語は、(1)(天然又は実験的設定にかかわらず)最初に産生されたときに結合していた成分の少なくとも一部から単離された、且つ/又は(2)人間の手によって生産、調製、精製、且つ/若しくは製造された、微生物、mEV(smEVなど)、又は他の実体若しくは物質を含む。単離された微生物又はmEVは、最初に結合していた他の成分の少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%又はそれを超えるものから単離することができる。いくつかの実施形態では、単離された微生物又はmEVは、約80%超、約85%超、約90%超、約91%超、約92%超、約93%超、約94%超、約95%超、約96%超、約97%超、約98%超、約99%超、又は約99%超の純度である、例えば他の成分を実質的に含まない場合に「純粋」である。「精製する(purify)」、「精製する(purifying)」、及び「精製された」という用語は、(例えば、自然又は実験的設定にかかわらず)最初に生産又は生成されたとき、又は最初の生産後の任意の時間に結合していた成分の少なくとも一部から単離された微生物若しくはmEV又はその他の材料を指す。微生物若しくは微生物集団又はmEVは、生産時又は生産後に単離された場合、微生物若しくは微生物集団又はmEVを含む材料又は環境などから精製されたと見なすことができ、精製された微生物又は微生物若しくはmEV集団は、最大約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、又は約90%超までの他の材料を含み得、それでも「単離された」と見なされる。いくつかの実施形態では、精製された微生物若しくはmEV又は微生物集団は、約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、又は約99%超の純度である。本明細書で提供される微生物組成物の場合、組成物中に存在する1つ又は複数の微生物種を、微生物種を含む材料又は環境で生産される及び/又は存在する1つ又は複数の他の微生物とは別に精製することができる。微生物組成物及びmEVなどのその微生物成分は、一般に、残存生息産物から精製される。
本明細書で使用される場合、「脂質」は、脂肪、油、トリグリセリド、コレステロール、リン脂質、遊離脂肪酸を含むあらゆる形態の脂肪酸を包含する。脂肪、油及び脂肪酸は、飽和、不飽和(シス若しくはトランス)又は部分不飽和(シス若しくはトランス)であり得る。
「LPS変異体又はリポ多糖変異体」という用語は、LPSの欠失を含む選択された細菌を広く指す。LPSの欠失は、脂質A生合成に関与する遺伝子、例えば、lpxA、lpxC、及びlpxDなどの変異又は破壊に起因し得る。LPS変異体を含む細菌は、アミノグリコシド並びにポリミキシン(ポリミキシンB及びクロスチン)に対して耐性であり得る。
「代謝産物」は、本明細書で使用される場合、あらゆる細胞の若しくは微生物の代謝反応において基質として使用されるありとあらゆる分子化合物、組成物、分子、イオン、補助因子、触媒若しくは栄養素を指すか、又はあらゆる細胞の若しくは微生物の代謝反応から生成物として得られる化合物、組成物、分子、イオン、補助因子、触媒、又は栄養素を指す。
「微生物」は、古細菌、寄生虫、細菌、真菌、微細藻類、原生動物、及び生物と関連する発達段階又はライフサイクル段階(例えば、栄養、胞子(例えば、胞子形成、休眠、及び発芽)、潜伏、バイオフィルム)を特徴とするあらゆる天然の又は操作された生物を指す。腸内微生物の例として下記が挙げられる:アクチノマイセス・グラエベニッツィイ(Actinomyces graevenitzii)、アクチノマイセス・オドントリティカス(Actinomyces odontolyticus)、アッカーマンシア・ムシニフィラ(Akkermansia muciniphila)、バクテロイデス・カッカエ(Bacteroides caccae)、バクテロイデス・フラギリス(Bacteroides fragilis)、バクテロイデス・プトレディニス(Bacteroides putredinis)、バクテロイデス・シータイオタオミクロン(Bacteroides thetaiotaomicron)、バクテロイデス・ブルターガス(Bacteroides vultagus)、ビフィドバクテリウム・アドレスセンティス(Bifidobacterium adolescentis)、ビフィドバクテリウム・ビフィドゥム(Bifidobacterium bifidum)、ビロフィラ・ワーズワーシア(Bilophila wadsworthia)、ブラウティア(Blautia)、ブチリビブリオ(Butyrivibrio)、カンピロバクター・グラシリス(Campylobacter gracilis)、クロストリジア・クラスターIII(Clostridia cluster III)、クロストリジア・クラスターIV(Clostridia cluster IV)、クロストリジア・クラスターIX(Clostridia cluster IX)(アシダミノコッカス科群(Acidaminococcaceae group))、クロストリジア・クラスターXI(Clostridia cluster XI)、クロストリジア・クラスターXIII(Clostridia cluster XIII)(ペプトストレプトコッカス属群(Peptostreptococcus group))、クロストリジア・クラスターXIV(Clostridia cluster XIV)、クロストリジア・クラスターXV(Clostridia cluster XV)、コリンセラ・アエロファシエンス(Collinsella aerofaciens)、コプロコッカス(Coprococcus)、コリネバクテリウム・サンスバレンセ(Corynebacterium sunsvallense)、デスルホモナス・ピグラ(Desulfomonas pigra)、ドレア・フォルミシゲネランス(Dorea formicigenerans)、ドレア・ロンギカテナ(Dorea longicatena)、大腸菌(Escherichia coli)、ユウバクテリウム・ハドルム(Eubacterium hadrum)、ユウバクテリウム・レクタレ(Eubacterium rectale)、フィーカリバクテリア・プラウスニッツ(Faecalibacteria prausnitzii)、ゲメラ(Gemella)、ラクトコッカス(Lactococcus)、ラクノスピラ(Lanchnospira)、モリキュート・クラスターXVI(Mollicutes cluster XVI)、モリキュート・クラスターXVIII(Mollicutes cluster XVIII)、プレボテラ(Prevotella)、ロシア・ムシラギノサ(Rothia mucilaginosa)、ルミノコッカス・カリダス(Ruminococcus callidus)、ルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)、ルミノコッカス・トルキース(Ruminococcus torques)、及びストレプトコッカス(Streptococcus)。
「微生物細胞外小胞」(mEV)は、細菌、古細菌、真菌、微細藻類、原生動物、及び寄生体などの微生物から得ることができる。いくつかの実施形態では、mEVは、細菌から得られる。mEVは、分泌微生物細胞外小胞(smEV)及び処理された微生物細胞外小胞(pmEV)を含む。「分泌微生物細胞外小胞」(smEV)とは、微生物由来の自然に産生された小胞のことである。smEVは、微生物脂質及び/又は微生物タンパク質及び/又は微生物核酸及び/又は微生物炭水化物部分から構成され、培養物上清から単離される。これらの小胞の自然の産生は、細菌細胞が培養される環境の操作により(例えば、培地若しくは温度変化により)人為的に増強(例えば、増加)又は低減することができる。さらに、有効性、免疫刺激、安定性、免疫刺激能力、安定性、器官ターゲティング(例えば、リンパ節)、吸収(例えば、胃腸)、及び/又は収率を改変する(例えば、それにより有効性を改変する)目的で、微生物成分若しくは外来物質を低減、増加、付加若しくは除去するように、smEV組成物を修飾し得る。本明細書で使用される場合、「精製されたsmEV組成物」又は「smEV組成物」という用語は、原材料中に見出される少なくとも1つの付随する物質から分離されている(例えば、少なくとも1つの他の微生物成分から分離されている)smEVの調製物か、又はこの調製物を生成するために使用される任意のプロセスにおいてsmEVに付随する任意の物質から分離されているsmEVを含む調製物を指す。この用語は、特定の成分が有意に富化されている組成物も指し得る。「処理された微生物細胞外小胞」(pmEV)とは、人為的に溶解させた微生物(例えば、細菌)(例えば、他の細胞内微生物細胞成分から分離された微生物膜成分)から精製されており、精製方法に応じて、多様な若しくは選択されたサイズ範囲の粒子を含み得る微生物膜成分の天然には存在しない集団のことである。pmEVのプールは、微生物細胞を化学的に破壊(例えば、リゾチーム及び/若しくはリゾスタフィンにより)並びに/又は物理的に破壊(例えば、機械的力により)した後、遠心分離及び/若しくは超遠心分離、又は他の方法により細胞内成分から微生物膜成分を分離することによって得られる。得られたpmEV混合物は、微生物膜及びその成分(例えば、周辺に付随するか若しくは内在性の膜タンパク質、脂質、グリカン、多糖、炭水化物、他のポリマー)の富化を含み、その結果、全微生物と比較して、高い濃度の微生物膜成分と、低い濃度(例えば、希釈物)の細胞内内容物が存在する。グラム陰性菌の場合、pmEVは、細胞又は細胞質膜を含み得る。グラム陰性菌の場合、pmEVは、内膜及び外膜を含み得る。グラム陰性菌は、ネガティウィクテス(Negativicutes)綱に属し得る。pmEVは、組成物を修飾して、組成物の純度を高め、粒子のサイズを調節し、且つ/又は有効性、免疫刺激、安定性、免疫刺激能力、安定性、器官ターゲティング(例えば、リンパ節)、吸収(例えば、胃腸)及び/若しくは収率を改変する(例えば、それにより有効性を改変する)目的で、微生物成分若しくは外来物質を低減、増加、付加若しくは除去することができる。pmEVは、同じ若しくは他の微生物由来の細胞内成分を含め、特定の成分を付加、除去、富化、又は希釈することにより修飾することができる。本明細書で使用される場合、「精製されたpmEV組成物」又は「pmEV組成物」は、原材料中に見出される少なくとも1つの付随する物質から分離されている(例えば、少なくとも1つの他の微生物成分から分離されている)pmEVの調製物か、又はこの調製物を生産するために使用される任意のプロセスにおいてpmEVに付随する任意の物質から分離されているpmEVの調製物を指す。この用語は、特定の成分が有意に富化されている組成物も指し得る。
「マイクロバイオーム」は、対象又は患者の身体部位上に存在するか又は身体部位中に存在する微生物を広く指す。マイクロバイオーム中の微生物は、細菌、ウイルス、真核微生物、及び/又はウイルスを含み得る。マイクロバイオーム中の個々の微生物は、代謝的に活性であり得、休眠中であり得、潜伏性であり得るか若しくは胞子として存在し得るか、浮遊状態で(planktonically)若しくはバイオフィルム中に存在し得えるか、又は持続的に若しくは一時的にマイクロバイオーム中に存在し得る。マイクロバイオームは、共生状態の若しくは健康状態のマイクロバイオームであり得るか、又は疾患状態のマイクロバイオームであり得る。マイクロバイオームは、対象若しくは患者に固有であり得るか、又はマイクロバイオームの構成成分は、健康状態(例えば、前癌状態若しくは癌状態)若しくは処置条件(例えば、抗生物質による処置、様々な微生物への曝露)の変化に起因して調節、導入若しくは枯渇され得る。いくつかの態様では、マイクロバイオームは粘膜表面で生じる。いくつかの態様では、マイクロバイオームは腸内マイクロバイオームである。いくつかの態様では、マイクロバイオームは腫瘍マイクロバイオームである。
組織又はサンプルの「マイクロバイオームプロファイル」又は「マイクロバイオームシグネチャ」は、マイクロバイオームの細菌構造の少なくとも部分的な特徴を指す。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームプロファイルは、マイクロバイオーム中に少なくとも2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100又はより多くの細菌株が存在するか存在しないかを示す。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームプロファイルは、サンプル中に少なくとも2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100又はより多くの癌関連細菌株が存在するかどうかを示す。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームプロファイルは、サンプルで検出された各細菌株の相対量又は絶対量を示す。いくつかの実施形態では、マイクロバイオームプロファイルは癌関連マイクロバイオームプロファイルである。癌関連マイクロバイオームプロファイルは、一般集団においてよりも癌を有する対象において頻繁に生じるマイクロバイオームプロファイルである。いくつかの実施形態では、癌関連マイクロバイオームプロファイルは、癌を有しない個体から採取された以外は等価の組織又はサンプルのマイクロバイオーム中に通常存在するよりも多い数又は量の癌関連細菌を含む。
細菌に関する「改変された」は、野生型から変化を受けている細菌を広く指す。細胞改変は、細菌の操作によって達成することができる。細菌改変の例として、遺伝子改変、遺伝子発現改変、表現型改変、製剤化改変、化学的改変、及び用量又は濃度が挙げられる。改善された特性の例は、本明細書全体を通して説明されており、例えば、弱毒化、栄養素要求性、ホーミング、又は抗原性が挙げられる。表現型改変として、例えば、病原性を増加させるか又は減少させる細菌の表現型を改変する培地中での細菌増殖を挙げることができる。
「オンコバイオーム(oncobiome)」は、本明細書で使用される場合、腫瘍形成性及び/又は癌関連マイクロバイオータを含み、このマイクロバイオータは、ウイルス、細菌、真菌、原生生物、寄生生物、又は別の微生物の内の1つ又は複数を含む。
「腫瘍栄養性(oncotrophic)」又は「腫瘍親和性(oncophilic)」の微生物及び細菌とは、癌微小環境に高度に関連するか又は存在する微生物のことである。これらの微生物は、この環境内で優先的に選択され得るか、癌微小環境中で優先的に増殖するか、又は前記環境に磨きをかけ得る。
「操作的分類単位」及び「OTU」は、系統樹における末端の葉を指し、核酸配列、例えば、全ゲノム又は特定の遺伝子配列、及びこの核酸配列と種のレベルで配列同一性を共有する全ての配列によって定義される。いくつかの実施形態では、特定の遺伝子配列は、16S配列又は16S配列の一部であり得る。他の実施形態では、2つの実体の全ゲノムが配列決定され、比較される。別の実施形態では、多遺伝子座配列タグ(MLST)、特定の遺伝子、又は遺伝子のセットなどの選択領域を遺伝的に比較することができる。16Sの場合、16S全体又は16Sの一部の可変領域で97%以上の平均ヌクレオチド同一性を共有するOTUは、同じOTUと見なされる。例えば、Claesson MJ,Wang Q,O’Sullivan O,Greene-Diniz R,Cole JR,Ross RP,and O’Toole PW.2010.Comparison of two next-generation sequencing technologies for resolving highly complex microbiota composition using tandem variable 16S rRNA gene regions.Nucleic Acids Res 38:e200.Konstantinidis KT,Ramette A,and Tiedje JM.2006.The bacterial species definition in the genomic era.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1929-1940を参照されたい。完全なゲノムの場合、MLST、16S以外の特定の遺伝子、又は95%以上の平均ヌクレオチド同一性を共有する遺伝子セットOTUは、同じOTUと見なす。例えば、Achtman M,and Wagner M.2008.Microbial diversity and the genetic nature of microbial species.Nat.Rev.Microbiol.6:431-440.Konstantinidis KT,Ramette A,and Tiedje JM.2006.The bacterial species definition in the genomic era.Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361:1929-1940を参照されたい。OTUは、多くの場合、生物間の配列を比較することにより定義される。一般に、95%未満の配列同一性を有する配列は、同じOTUの部分を形成するとは見なされない。OTUは、ヌクレオチドマーカー又は遺伝子、特に高度に保存された遺伝子(例えば、「ハウスキーピング」遺伝子)の任意の組み合わせ又はそれらの組み合わせによっても特徴付けることができる。本明細書では、例えば、属、種、及び系統分岐群に分類学的に割り当てられた操作的分類単位(OTU)が提供される。
本明細書で使用される場合、遺伝子が細菌で「過剰発現」されるとは、同じ条件下で同じ種の野生型細菌によって発現されるよりも、少なくともいくつかの条件下でエンジニアリングされた細菌でより高いレベルで発現される場合である。同様に、遺伝子が細菌で「過少発現」されるとは、同じ条件下で同じ種の野生型細菌によって発現されるよりも、少なくともいくつかの条件下でエンジニアリングされた細菌でより低いレベルで発現される場合である。
「ポリヌクレオチド」及び「核酸」という用語は互換的に使用される。それらは、デオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチド又はそれらの類似体である任意の長さのポリマー型のヌクレオチドを指す。ポリヌクレオチドは、任意の三次元構造を有し得、あらゆる機能を果たし得る。以下は、ポリヌクレオチドの非限定的な例である:遺伝子又は遺伝子断片のコード領域又は非コード領域、連鎖解析から定義される遺伝子座、エクソン、イントロン、メッセンジャーRNA(mRNA)、マイクロRNA(miRNA)、サイレンシングRNA(siRNA)、トランスファーRNA、リボソームRNA、リボザイム、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分岐ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離DNA、任意の配列の単離RNA、核酸プローブ、及びプライマー。ポリヌクレオチドは、メチル化ヌクレオチド及びヌクレオチド類似体などの修飾ヌクレオチドを含み得る。存在する場合、ヌクレオチド構造に対する修飾は、ポリマーのアセンブリの前又は後に付与され得る。ポリヌクレオチドは、標識成分との結合などによりさらに修飾され得る。本明細書で提供される全ての核酸配列において、UヌクレオチドはTヌクレオチドと交換可能である。
本明細書で使用される場合、物質は、他の成分を実質的に含まない場合には「純粋」である。「精製する(purify)」、「精製する(purifying)」、及び「精製された(purified)」という用語は、(例えば、自然界で若しくは実験的な設定で)最初に産生されたか若しくは生成された際に付随したか又は最初の産生後の任意の時間にわたり付随した成分の少なくとも一部から分離されているmEV(smEVなど)調製物又は他の物質を指す。mEV(smEVなど)調製物又は組成物は、産生時に又は産生後に、例えば1つ又は複数の他の細菌成分から単離されている場合に精製されたと見なされ得、精製された微生物又は微生物集団は、他の物質を最大約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、又は約90%超含み得、それでもなお「精製された」と見なされる。いくつかの実施形態では、精製されたmEV(smEVなど)は、約80%超、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、又は約99%超純粋である。mEV(smEVなど)組成物(又は調製物)は、例えば、残存生息環境産物(residual habitat product)から精製されている。
本明細書で使用される場合、「精製されたmEV組成物」又は「mEV組成物」という用語は、原材料中に見出される少なくとも1つの付随する物質から分離されている(例えば、少なくとも1つの他の細菌成分から分離されている)mEV(smEVなど)を含む調製物か、又はこの調製物を生成するために使用される任意のプロセスにおいてmEV(smEVなど)に付随する任意の物質から分離されているmEV(smEVなど)を含む調製物を指す。この用語は、有意に富化されているか又は濃縮されている組成物も指す。いくつかの実施形態では、mEV(smEVなど)は、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、100倍、1000倍、10,000倍、又は10,000倍超濃縮されている。
「残存生息環境産物」は、対象内の又は対象上のマイクロバイオータの生息環境に由来する物質を指す。例えば、微生物の発酵培養物は、混入物、例えば、他の微生物株又は形態(例えば、細菌、ウイルス、マイコプラズマ、及び/若しくは真菌)を含有し得る。例えば、微生物は、胃腸管内の糞便中に、皮膚それ自体上に、唾液中に、気道の粘膜中に、又は尿生殖路の分泌物(即ち、微生物群衆に関連する生物学的物質)中に生息する。残存生息環境産物を実質的に含まないということは、細菌組成物が、培養物又はヒト若しくは動物対象上又は内の微生物環境と関連する生物学的物質をもはや含んでおらず、且つ微生物群衆と関連するあらゆる混入性生物学的物質を100%含まず、99%含まず、98%含まず、97%含まず、96%含まず、又は95%含まないことを意味する。残存生息環境産物は、非生物的物質(例えば未消化の食物)を含み得るか、又は不要な微生物を含み得る。残存生息環境産物を実質的に含まないということは、細菌生成物が培養物の汚染物質又はヒト若しくは動物に由来する検出可能な細胞を含まず、且つ微生物細胞のみが検出可能であることも意味し得る。一実施形態では、残存生息環境産物を実施的に含まないということは、細菌組成物が検出可能なウイルス(例えば細菌、ウイルス(例えばファージ))混入物、真菌混入物、マイコプラズマ混入物を含まないことも意味し得る。別の実施形態では、残存生息環境産物を実施的に含まないということは、微生物細胞と比較して、微生物組成物中の生細胞の1×10-2%、1×10-3%、1×10-4%、1×10-5%、1×10-6%、1×10-7%、1×10-8%未満がヒト又は動物であることを意味する。この純度を達成するための複数の方法が存在しており、これらのいずれも限定するものではない。そのため、一連の単一コロニーからの反復(例えば、限定されないが2回)画線が単一コロニー形態のみを示しているまで固体培地上で単一コロニーを画線する複数の工程により所望の構成物を単離することによって混入を減少させ得る。代わりに、単一の所望される細胞に対する、複数回の10倍連続希釈等の複数回の連続希釈(例えば10-8又は10-9の希釈)により、混入の減少を達成し得る。このことは、複数の単離コロニーが類似の細胞形状及びグラム染色挙動を有することを示すことにより、さらに裏付けられ得る。十分な純度を確認する他の方法として、遺伝子解析(例えば、PCR、DNA配列決定)、血清学的分析及び抗原分析、酵素学的分析及び代謝分析並びに混入物から所望の構成物を区別する試薬によるフローサイトメトリー等の計測手段を使用する方法が挙げられる。
本明細書で使用される「特異的結合」は、抗体が所定の抗原に結合する能力、又はポリペプチドがその所定の結合パートナーに結合する能力を指す。典型的には、抗体又はポリペプチドは、約10-7M以下のKに対応する親和性でその所定の抗原又は結合パートナーに特異的に結合し、非特異的及び無関係な抗原/結合パートナー(例えば、BSA、カゼイン)に結合する親和性に対して少なくとも10倍未満、少なくとも100倍未満、又は少なくとも1000倍未満である親和性(Kで表される)で所定の抗原/結合パートナーに結合する。代わりに、特異的結合は、1つの成分がタンパク質、脂質、又は炭水化物又はそれらの組み合わせであり、且つタンパク質、脂質、炭水化物又はそれらの組み合わせである第2の成分と特異的に結合する2成分系により広く当てはまる。
「菌株(株)」とは、同じ細菌種の密接に関連するメンバーと区別できるような遺伝的特徴を有する細菌種のメンバーを指す。遺伝的特徴は、少なくとも1つの遺伝子の全て又は一部の欠如、少なくとも1つの調節領域(例えば、プロモーター、ターミネーター、リボスイッチ、リボソーム結合部位)の全て又は一部の欠如、少なくとも1つの天然プラスミドの欠如(「キュアリング」)、少なくとも1つの組換え遺伝子の存在、少なくとも1つの変異遺伝子の存在、少なくとも1つの外来遺伝子(別の種に由来する遺伝子)の存在、少なくとも1つの変異した調節領域(例えば、プロモーター、ターミネーター、リボスイッチ、リボソーム結合部位)の存在、少なくとも1つの非天然プラスミドの存在、少なくとも1つの抗生物質耐性カセットの存在、又はそれらの組み合わせであり得る。異なる菌株間の遺伝的特徴は、PCR増幅、及び任意選択によるそれに続く目的のゲノム領域又はゲノム全体のDNA配列決定によって特定することができる。1つの菌株(同じ種の別の菌株と比較した)が抗生物質耐性を獲得若しくは喪失した場合、又は生合成能力(栄養要求性菌株など)を獲得若しくは喪失した場合、抗生物質を使用した選択又は栄養素/代謝産物を使用した逆選択によって菌株を区別することができる。
「対象」又は「患者」という用語は、任意の哺乳動物を指す。「それを必要とする」として記載される対象又は患者は、疾患の処置(又は予防)を必要とする者を指す。哺乳類(すなわち、哺乳動物)には、ヒト、実験動物(例えば、霊長類、ラット、マウス)、家畜(例えば、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ブタ)、及びペット(例えば、イヌ、ネコ、齧歯類)が含まれる。対象は、ヒトであり得る。対象は、ヒト以外であり得、そうしたものとして、限定されないが、イヌ、ウシ、ウマ、ブタ、ロバ、ヤギ、ラクダ、マウス、ラット、モルモット、ヒツジ、ラマ、サル、ゴリラ又はチンパンジーが挙げられる。対象は、健康であり得るか、又は任意の進行ステージ(いずれのステージも、癌関連病原体若しくは発癌性病原体に起因するか又は日和見的に支持されるかのいずれかである)の癌に罹患し得るか、或いは癌を発症するリスクがあるか又は癌関連病原体若しくは発癌性病原体を他者に伝染するリスクがある者であり得る。いくつかの実施形態では、対象は、肺癌、膀胱癌、前立腺癌、形質細胞腫、大腸癌、直腸癌、メルケル細胞癌、唾液腺癌、卵巣癌、及び/又は黒色腫を有する。対象は、腫瘍を有し得る。対象は、増大したマクロピノサイトーシスを示す腫瘍を有し得るが、それは、Ras活性化を含むこのプロセスの潜在的なゲノミクスを含む。他の実施形態では、対象は、別の癌を有する。いくつかの実施形態では、対象は、癌療法を受けたことがある。
本明細書で使用される、対象の疾患を「処置する」又は疾患を有する若しくは有すると疑われる対象を「処置する」という用語は、疾患の少なくとも1つの症状が軽減されるか又は悪化が防止されるように、対象に薬学的な処置を投与すること、例えば1つ又は複数の薬剤を投与することを指す。従って、一実施形態では、「処置する」は、とりわけ、進行の遅延、寛解の促進、寛解の誘発、寛解の増強、回復の加速、代替治療薬の有効性の増加若しくは耐性の低下、又はそれらの組み合わせを指す。本明細書で使用される、対象の疾患を「予防する」という用語は、疾患の少なくとも1つの症状が遅延されるか、又は防止されるように、対象に、薬学的治療薬を投与する、例えば、1つ若しくは複数の薬剤を投与することを指す。
細菌
特定の態様では、本明細書で提供されるのは、細菌から得られるmEV(smEVなど)を含む医薬組成物である。
いくつかの実施形態では、mEV(smEVなど)が得られる細菌は、毒性又は他の負の影響を低減するように改変されており、(例えば、耐酸性、粘膜付着及び/若しくは浸透並びに/又は胆汁酸、消化酵素に対する耐性、抗菌性ペプチド及び/若しくは抗体中和に対する耐性の改善により)mEV(smEVなど)の送達(例えば、経口送達)を増強するように改変されており、所望の細胞タイプ(例えば、M細胞、杯細胞、腸細胞、樹状細胞、マクロファージ)を標的とするように改変されており、(例えば、単独で若しくは別の治療薬との組み合わせで)産生されたmEV(smEVなど)の免疫調節効果及び/若しくは治療効果を増強するように改変されており、且つ/又は(例えば、多糖、線毛(pili)、線毛(fimbriae)、アドヘシンの産生の改変を通じて)mEV(smEVなど)による免疫の活性化若しくは抑制を増強するように改変されている。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている操作された細菌は、mEV(smEVなど)の製造を改善する(例えば、より高い酸素耐性、安定性、改善された凍結解凍耐性、より短い生成時間)ように改変されている。例えば、いくつかの実施形態では、説明されている操作された細菌として、1つ又は複数の遺伝的変化を保有する細菌が挙げられ、そのような変化は、細菌染色体若しくは内因性プラスミド及び/又は1つ若しくは複数の外来性プラスミドで含まれる1つ又は複数のヌクレオチドの挿入、欠失、転座若しくは置換又はこれらの任意の組み合わせであり、この遺伝的変化により、1つ又は複数の遺伝子の過剰発現及び/又は過小発現が引き起こされ得る。操作された細菌を、当技術分野で既知の任意の技術(例えば、限定されないが、部位特異的変異誘発、トランスポゾン変異誘発、ノックアウト、ノックイン、ポリメラーゼ連鎖反応変異誘発、化学的変異誘発、紫外線変異誘発、形質転換(化学的若しくはエレクトロポレーションによる)、ファージ形質導入、定向進化、又はこれらの任意の組み合わせ)を使用して生成し得る。
本明細書で説明されているmEV(例えば、smEV)の供給源として使用され得る細菌の種及び/又は株の例が、表1、表2、及び/又は表3並びに本明細書全体の他の箇所に記載されている。いくつかの実施形態では、この細菌株は、表1、表2、及び/又は表3に列挙された株に対して少なくとも80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、又は99.9%の配列同一性を有するゲノムを有する細菌株である。いくつかの実施形態では、mEVは腫瘍栄養性細菌に由来する。いくつかの実施形態では、mEVは免疫刺激細菌に由来する。いくつかの実施形態では、mEVは免疫抑制細菌に由来する。いくつかの実施形態では、mEVは免疫調節細菌に由来する。特定の実施形態では、mEVは、本明細書に記載された細菌株の組み合わせから生成される。いくつかの実施形態では、この組み合わせは、少なくとも2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45又は50の細菌株の組み合わせである。いくつかの実施形態では、組み合わせは、表1、表2及び/若しくは表3に列挙された細菌株に由来するmEV並びに/又は表1、表2及び/若しくは表3に列挙された株に対して少なくとも80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、又は99.9%の配列同一性を有するゲノムを有する細菌株に由来するmEVを含む。
いくつかの実施形態では、mEVは、グラム陰性菌から得られる。
いくつかの実施形態では、グラム陰性菌は、ネガティウィクテス(Negativicutes)綱に属する。ネガティウィクテス(Negativicutes)は、それらが、ファーミキューテス(Firmicutes)門の唯一のディダーム(diderm)メンバーであるため、ユニークなクラスの微生物である。これらの嫌気性生物は、環境中に見出すことができ、ヒトの口腔及び消化管の通常の片利共生生物に見出すことができる。これらの生物は外膜を有するため、このクラスのsmEVの収率を調べた。1細胞当たり、これらの微生物は、多数の小胞(10~150EV/細胞)を産生することが見出された。これらの生物からのsmEVは、広範に刺激性であり、インビトロアッセイで極めて強力である。いくつかの腫瘍学及び炎症インビボモデルにおけるそれらの治療適用についての検証は、それらの治療可能性を示すものであった。ネガティウィクテス(Negativicutes)綱は、ベイロネラセアエ(Veillonellaceae)、セレノモナダセアエ(Selenomonadaceae)、アシダミノコッカス(Acidaminococcaceae)、及びスポロムサセアエ(Sporomusaceae)科を含む。ネガティウィクテス(Negativicutes)綱は、メガスフェラ(Megasphaera)、セレノモナス(Selenomonas)、プロピオノスポラ(Propionospora)、及びアシダミノコッカス(Acidaminococcus)属を含む。例示的なネガティウィクテス(Negativicutes)種として、限定されないが、メガスフェラ種(Megasphaera sp.)、セレノモナス・フェリックス(Selenomonas felix)、アシダミノコッカス・インテスティン(Acidaminococcus intestine)、及びプロピオノスポラ種(Propionospora sp.)が挙げられる。
いくつかの実施形態では、mEVは、グラム陽性菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVは、好気性細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVは、嫌気性細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVは、好酸細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVは、好アルカリ細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVは、好中性細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVは、難培養性細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVは、非難培養性細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、mEVが得られる細菌は、凍結乾燥される。
いくつかの実施形態では、mEVが得られる細菌は、γ線照射(例えば、17.5又は25kGyで)される。
いくつかの実施形態では、mEVが得られる細菌は、UV照射される。
いくつかの実施形態では、mEVが得られる細菌は、加熱不活性化(例えば、50℃で2時間又は90℃で2時間)される。
いくつかの実施形態では、mEVが得られる細菌は、酸処理される。
いくつかの実施形態では、mEVが得られる細菌は、酸素スパージ(例えば、0.1vvmで2時間)される。
いくつかの実施形態では、mEVは、凍結乾燥される。
いくつかの実施形態では、mEVは、γ線照射(例えば、17.5又は25kGyで)される。
いくつかの実施形態では、mEVは、UV照射される。
いくつかの実施形態では、mEVは、加熱不活性化(例えば、50℃で2時間又は90℃で2時間)される。
いくつかの実施形態では、mEVは、酸処理される。
いくつかの実施形態では、mEVは、酸素スパージ(例えば、0.1vvmで2時間)される。
増殖期は、細菌の量若しくは特性及び/又は細菌により産生されるsmEVに影響を及ぼし得る。例えば、本明細書に記載されるsmEV調製方法において、例えば、対数増殖期の開始時に、対数増殖期の途中で、及び/又は一旦定常期増殖に達した後に、smEVを単離することができる。
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特定の実施形態では、本明細書で説明されているmEV(smEVなど)は、偏性嫌気性細菌から得られる。偏性嫌気性細菌の例として、グラム陰性かん状菌(例えば、バクテロイデス(Bacteroides)、プレボテラ(Prevotella)、ポルフィロモナス(Porphyromonas)、フソバクテリウム(Fusobacterium)、ビロフィラ(Bilophila)、及びステレラ種(Sutterella spp.)の属)、グラム陽性球菌(主にペプトストレプトコッカス種(Peptostreptococcus spp.))、グラム陽性芽胞形成(クロストリジウム種(Clostridium spp.))、非芽胞形成桿菌(アクチノマイセス(Actinomyces)、プロピオニバクテリウム(Propionibacterium)、ユウバクテリウム(Eubacterium)、ラクトバチルス(Lactobacillus)、及びビフィドバクテリウム種(Bifidobacterium spp.))並びにグラム陰性球菌(主にベイロネラ種(Veillonella spp.))が挙げられる。いくつかの実施形態では、偏性嫌気性細菌は、アガトバキュラム(Agathobaculum)、アトポビウム(Atopobium)、ブラウティア(Blautia)、バークホルデリア(Burkholderia)、ジエルマ(Dielma)、ロンギカテナ(Longicatena)、パラクロストリジウム(Paraclostridium)、ツリシバクター(Turicibacter)、及びチゼレラ(Tyzzerella)からなる群から選択される属に属する。
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されているmEV(smEVなど)は、エシェリキア(Escherichia)、クレブシエラ(Klebsiella)、ラクトバチルス(Lactobacillus)、シゲラ(Shigella)、及びスタフィロコッカス(Staphylococcusa)からなる群から選択される属の細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のmEV(例えば、smEV)は、ブラウチア・マシリエンシス(Blautia massiliensis)、パラクロストリジウム・ベンゾエリチカム(Paraclostridium benzoelyticum)、ジエルマ・ファスチジオサ(Dielma fastidiosa)、ロンギカテナ・カエシムリス(Longicatena caecimuris)、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)、チゼレラ・ネキシリス(Tyzzerella nexilis)、フンガテラ・エフルビア(Hungatella effluvia)、クレブシエラ・クアシニューモニアエ亜種シミリニューモニアエ(Klebsiella quasipneumoniae subsp.Similipneumoniae)、クレブシエラ・オキシトカ(Klebsiella oxytoca)、及びベイロネラ・トベツエンシス(Veillonella tobetsuensis)からなる群から選択される種から得られる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のmEV(例えば、smEV)は、プレボテラ・アルベンシス(Prevotella albensis)、プレボテラ・アムニイ(Prevotella amnii)、プレボテラ・バーゲンシス(Prevotella bergensis)、プレボテラ・ビビア(Prevotella bivia)、プレボテラ・ブレビス(Prevotella brevis)、プレボテラ・ブリアンティ(Prevotella bryantii)、プレボテラ・ブッカエ(Prevotella buccae)、プレボテラ・ブッカリス(Prevotella buccalis)、プレボテラ・コプリ(Prevotella copri)、プレボテラ・デンターリス(Prevotella dentalis)、プレボテラ・デンティコーラ(Prevotella denticola)、プレボテラ・ディシエンス(Prevotella disiens)、プレボテラ・ヒスチコラ(Prevotella histicola)、プレボテラ・インターメディア(Prevotella intermedia)、プレボテラ・マクロサ(Prevotella maculosa)、プレボテラ・マルシイ(Prevotella marshii)、プレボテラ・メラニノジェニカ(Prevotella melaninogenica)、プレボテラ・マイカンス(Prevotella micans)、プレボテラ・マルチフォルミス(Prevotella multiformis)、プレボテラ・ニグレッセンス(Prevotella nigrescens)、プレボテラ・オラリス(Prevotella oralis)、プレボテラ・オリス(Prevotella oris)、プレボテラ・オウロラム(Prevotella oulorum)、プレボテラ・パレンス(Prevotella pallens)、プレボテラ・サリバーエ(Prevotella salivae)、プレボテラ・ステルコレア(Prevotella stercorea)、プレボテラ・タンネラエ(Prevotella tannerae)、プレボテラ・チモネンシス(Prevotella timonensis)、プレボテラ・ジェジュニ(Prevotella jejuni)、プレボテラ・アウランティアカ(Prevotella aurantiaca)、プレボテラ・バーロニアエ(Prevotella baroniae)、プレボテラ・コロランス(Prevotella colorans)、プレボテラ・コーポリス(Prevotella corporis)、プレボテラ・デンタシニ(Prevotella dentasini)、プレボテラ・エノエカ(Prevotella enoeca)、プレボテラ・ファルセニイ(Prevotella falsenii)、プレボテラ・フスカ(Prevotella fusca)、プレボテラ・ヘパリノリティカ(Prevotella heparinolytica)、プレボテラ・ロエッシェイイ(Prevotella loescheii)、プレボテラ・マルチサッカリボラックス(Prevotella multisaccharivorax)、プレボテラ・ナンセイエンシッス(Prevotella nanceiensis)、プレボテラ・オリザエ(Prevotella oryzae)、プレボテラ・パルディビベンス(Prevotella paludivivens)、プレボテラ・プレウリチディス(Prevotella pleuritidis)、プレボテラ・ルミニコーラ(Prevotella ruminicola)、プレボテラ・サッカロリティカ(Prevotella saccharolytica)、プレボテラ・スコポス(Prevotella scopos)、プレボテラ・シャーヒイ(Prevotella shahii)、プレボテラ・ズーグレオフォルマンス(Prevotella zoogleoformans)、及びプレボテラ・ベロラリス(Prevotella veroralis)からなる群から選択されるプレボテラ(Prevotella)細菌から得られる。
いくつかの実施形態では、表3に記載されるATCC寄託番号で寄託された細菌株のゲノム配列に対して少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の配列同一性(例えば、少なくとも99.5%の配列同一性、少なくとも99.6%の配列同一性、少なくとも99.7%の配列同一性、少なくとも99.8%の配列同一性、少なくとも99.9%の配列同一性)であるゲノム配列を含む細菌株から得られる。いくつかの実施形態では、表3に記載される16S配列に対して少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の配列同一性(例えば、少なくとも99.5%の配列同一性、少なくとも99.6%の配列同一性、少なくとも99.7%の配列同一性、少なくとも99.8%の配列同一性、少なくとも99.9%の配列同一性)である16S配列を含む細菌株から得られる。
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いくつかの実施形態では、下記の細菌の1つ又は複数に由来するmEV:
〇アッカーマンシア(Akkermansia)、クリステンセネラ(Christensenella)、ブラウティア(Blautia)、エンテロコッカス(Enterococcus)、ユーバクテリウム(Eubacterium)、ロゼブリア(Roseburia)、バクテロイデス(Bacteroides)、パラバクテロイデス(Parabacteroides)、又はエリシペラトクロストリジウム(Erysipelatoclostridium)
〇ブラウティア・ヒドロゲノトロフィカ(Blautia hydrogenotrophica)、ブラウティア・ステルコリス(Blautia stercoris)、ブラウティア・ウェキシレラエ(Blautia wexlerae)、ユーバクテリウム・フェシウム(Eubacterium faecium)、ユーバクテリウム・コントルタム(Eubacterium contortum)、ユーバクテリウム・レクターレ(Eubacterium rectale)、エンテロコッカス・フェカーリス(Enterococcus faecalis)、エンテロコッカス・デューランス(Enterococcus durans)、エンテロコッカス・ビロルム(Enterococcus villorum)、エンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum);ビフィドバクテリウム・ラクティス(Bifidobacterium lactis)、ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)、ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)、ビフィドバクテリウム・アニマリス(Bifidobacterium animalis)、又はビフィドバクテリウム・ブレーベ(Bifidobacterium breve)
〇BCG、パラバクテロイデス(Parabacteroides)、ブラウティア(Blautia)、ベイロネラ(Veillonella)、ラクトバチルス・サリバリウス(Lactobacillus salivarius)、アガトバキュラム(Agathobaculum)、ルミノコッカス・グナバス(Ruminococcus gnavus)、パラクロストリジウム・ベンゾエリチカム(Paraclostridium benzoelyticum)、ツリシバクター・サングイニス(Turicibacter sanguinis)、バークホルデリア(Burkholderia)、クレブシエラ・クアシニューモニアエ亜種シミルニューモニアエ(Klebsiella quasipneumoniae ssp similpneumoniae)、クレブシエラ・オキシトカ(Klebsiella oxytoca)、チゼレラ・ネキシリス(Tyzzerela nexilis)、又はナイセリア(Neisseria)
〇ブラウティア・ヒドロゲノトロフィカ(Blautia hydrogenotrophica)
〇ブラウティア・ステルコリス(Blautia stercoris)
〇ブラウティア・ウェキシレラエ(Blautia wexlerae)
〇エンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum)
〇エンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)
〇ビフィドバクテリウム・ビフィダム(Bifidobacterium bifidum)
〇ビフィドバクテリウム・ブレーベ(Bifidobacterium breve)
〇ビフィドバクテリウム・ロンガム(Bifidobacterium longum)
〇ロゼブリア・ホミニス(Roseburia hominis)
〇バクテロイデス・シータイオタオミクロン(Bacteroides thetaiotaomicron)
〇バクテロイデス・コプロコーラ(Bacteroides coprocola)
〇エリシペラトクロストリジウム・ラモーザム(Erysipelatoclostridium ramosum)
〇メガスフェラ・マシリエンシス(Megasphera massiliensis)をはじめとするメガスフェラ(Megasphera)
〇パラバクテロイデス・ジスタソニス(Parabacteroides distasonis)
〇ユーバクテリウム・コントルタム(Eubacterium contortum)
〇ユーバクテリウム・ハリイ(Eubacterium hallii)
〇インテスティモナス・ブチリシプロデュセンス(Intestimonas butyriciproducens)
〇ストレプトコッカス・アウストラリス(Streptococcus australis)
〇ユーバクテリウム・エリゲンス(Eubacterium eligens)
〇フィーカリバクテリウム・プラウスニッツィ(Faecalibacterium prausnitzii)
〇アナエロスティペス・カカエ(Anaerostipes caccae)
〇エリシペロトリクス(Erysipelotrichaceae)
〇リケネラ(Rikenellaceae)
〇ラクトコッカス(Lactococcus)、プレボテラ(Prevotella)、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)、ベイロネラ(Veillonella)
〇ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)
〇プレボテラ・ヒスチコラ(Prevotella histicola)
〇ビフィドバクテリウム・アニマリス・ラクティス(Bifidobacterium animalis lactis)
〇ベイロネラ・パルブラ(Veillonella parvula)
である。
いくつかの実施形態では、mEVは、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)細菌、例えば、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)株A(ATCC表示番号PTA-125368)のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%若しくは少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、mEVは、ラクトコッカス(Lactococcus)細菌、例えば、ラクトコッカス・ラクティス・クレモリス(Lactococcus lactis cremoris)株A(ATCC表示番号PTA-125368)に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、プレボテラ(Prevotella)細菌、例えば、プレボテラ(Prevotella)株B 50329(NRRLアクセッション番号B 50329)のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%若しくは少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、mEVは、プレボテラ(Prevotella)細菌、例えば、プレボテラ(Prevotella)株B 50329(NRRLアクセッション番号B 50329)に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌、例えば、ATCC表示番号PTA-125097として寄託されたビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%若しくは少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、mEVは、ビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌、例えば、ATCC表示番号PTA-125097として寄託されたビフィドバクテリウム(Bifidobacterium)細菌に由来する。
いくつかの実施形態では、mEVは、ベイロネラ(Veillonella)細菌、例えば、ATCC表示番号PTA-125691として寄託されたベイロネラ(Veillonella)細菌のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%若しくは少なくとも99%ゲノムの、16S及び/又はCRISPR配列同一性を含む株に由来する。いくつかの実施形態では、mEVは、ベイロネラ(Veillonella)細菌、例えば、ATCC表示番号PTA-125691として寄託されたベイロネラ(Veillonella)細菌に由来する。
改変mEV
いくつかの態様では、本明細書で説明されているmEV(smEVなど)は、治療用部分を含むように、連結されているように、及び/又は結合しているように改変されている。
いくつかの実施形態では、この治療用部分は癌特異的部分である。いくつかの実施形態では、この癌特異的部分は、癌細胞に対する結合特異性を有する(例えば、癌特異的抗原に対する結合特異性を有する)。いくつかの実施形態では、この癌特異的部分は抗体又はその抗原結合断片を含む。いくつかの実施形態では、この癌特異的部分はT細胞レセプター又はキメラ抗原レセプター(CAR)を含む。いくつかの実施形態では、この癌特異的部分は、癌細胞の表面上で発現されるレセプター用のリガンド又はそのレセプター結合断片を含む。いくつかの実施形態では、この癌特異的部分は、下記の2つの部分を有する二部融合タンパク質である:細菌に結合している及び/又は連結されている第1の部分並びに(例えば、癌特異的抗原に対する結合特異性を有することにより)癌細胞に結合し得る第2の部分。いくつかの実施形態では、この第1の部分は、PGRP等の完全長ペプチドグリカン認識タンパク質又はその断片である。いくつかの実施形態では、この第1の部分は、(例えば、細菌抗原に対する結合特異性を有することにより)mEVに対する結合特異性を有する。いくつかの実施形態では、この第1及び/又は第2の部分は、抗体又はその抗原結合断片を含む。いくつかの実施形態では、この第1及び/又は第2の部分は、T細胞レセプター又はキメラ抗原レセプター(CAR)を含む。いくつかの実施形態では、この第1及び/第2の部分は、癌細胞の表面上で発現されるレセプター用のリガンド又はそのレセプター結合断片を含む。特定の実施形態では、癌特異的部分とmEVとの共投与(併用投与又は個別投与のいずれか)により、mEVの癌細胞への標的化が増加する。
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されているmEVは、磁性部分及び/又は常磁性部分(例えば磁気ビーズ)を含むように、連結されているように、及び/又は結合しているように改変されている。いくつかの実施形態では、この磁性部分及び/又は常磁性部分は、細菌に含まれており、及び/又は細菌に直接連結されている。いくつかの実施形態では、この磁性部分及び/又は常磁性部分は、mEVに結合するmEV結合部分に連結されており、及び/又はこのmEV結合部分の一部である。いくつかの実施形態では、このmEV結合部分は、PGRP等の完全長ペプチドグリカン認識タンパク質又はその断片である。いくつかの実施形態では、このmEV結合部分は、(例えば、細菌抗原に対する結合特異性を有することにより)mEVに対する結合特異性を有する。いくつかの実施形態では、このmEV結合部分は、抗体又はその抗原結合断片を含む。いくつかの実施形態では、このmEV結合部分は、T細胞レセプター又はキメラ抗原レセプター(CAR)を含む。いくつかの実施形態では、このmEV結合部分は、癌細胞の表面上で発現されるレセプター用のリガンド又はそのレセプター結合断片を含む。特定の実施形態では、この磁性部分及び/又は常磁性部分とmEVとの共投与(併用投与又は個別投与のいずれか)を使用して、mEVの、例えば癌細胞及び/又は対象において癌細胞が存在する部分への標的化を増加させ得る。
分泌微生物細胞外小胞(smEV)の産生
特定の態様では、本明細書で説明されているsmEVを、当技術分野で既知の任意の方法を使用して調製し得る。
いくつかの実施形態では、smEVをsmEV精製工程なしで調製する。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている細菌を、smEVを無傷のままにする方法を使用して死滅させ、結果として得られた、smEVを含む細菌成分を、本明細書で説明されている方法及び組成物で使用する。いくつかの実施形態では、この細菌を、抗生物質を使用して(例えば、本明細書で説明されている抗生物質を使用して)死滅させる。いくつかの実施形態では、この細菌を、UV照射を使用して死滅させる。いくつかの実施形態では、細菌は加熱により死滅させる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のsmEVを、1つ又は複数の他の細菌成分から精製する。細菌からsmEVを精製する方法は当技術分野で公知である。いくつかの実施形態では、smEVを、S.Bin Park,et al.PLoS ONE.6(3):e17629(2011)又はG.Norheim,et al.PLoS ONE.10(9):e0134353(2015)又はJeppesen,et al.Cell 177:428(2019)(これらはそれぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)で説明されている方法を用いて細菌培養物から調製する。いくつかの実施形態では、細菌を高い光学密度まで培養し、次いで(例えば、4℃、10,000×gで30分、4℃、15,500×gで15分)遠心分離して細菌をペレット化する。いくつかの実施形態では、次に培養上清をフィルタに通して、無傷の細菌細胞を排除する(例えば、0.22μmフィルタ)。いくつかの実施形態では、次に、上清をタンジェント流ろ過に付し、その間、上清を濃縮し、100kDaより小さい種を除去し、培地を一部、PBSと交換する。いくつかの実施形態では、ろ過した上清を(例えば、4℃、100,000~150,000×gで1~3時間、4℃、200,000×gで1~3時間)遠心分離して、細菌smEVをペレット化する。いくつかの実施形態では、得られたsmEVペレットを(例えばPBS中に)再懸濁させ、再懸濁したsmEVをOptiprep(イオジキサノール)勾配又は勾配(例えば、30~60%不連続勾配、0~45%不連続勾配)に適用し、続いて(例えば4℃、200,000×gで4~20時間)遠心分離することにより、smEVをさらに精製する。smEVバンドを収集し、PBSで希釈し、(例えば4℃、150,000×gで3時間、4℃、200,000×gで1時間)遠心分離して、smEVをペレット化することができる。精製したsmEVを、使用するまで、例えば-80℃又は-20℃で保存することができる。いくつかの実施形態では、このsmEVを、DNアーゼ及び/又はプロテイナーゼKによる処理によってさらに精製する。
例えば、いくつかの実施形態では、細菌の培養物を4℃において20~40分にわたり11,000×gで遠心分離して、細菌をペレット化し得る。培養上清を0.22μmフィルタに通して、無傷の細菌細胞を排除し得る。次いで、ろ過した上清を、硫酸アンモニウム沈殿、超遠心分離、又はろ過が挙げられ得るが、これらに限定されない方法を使用して濃縮し得る。例えば、硫酸アンモニウム沈殿の場合、4℃で撹拌しつつ、ろ過した上清に1.5~3Mの硫酸アンモニウムを緩やかに添加し得る。8~48時間にわたり4℃で沈殿物をインキュベートし得、次いで4℃において20~40分にわたり11,000×gで遠心分離し得る。得られたペレットは細菌のsmEV及び他の残屑を含む。超遠心分離を使用して、ろ過した上清を4℃において1~16時間にわたり100,000~200,000×gで遠心分離し得る。この遠心分離のペレットは細菌のsmEV及び大きいタンパク質複合体などの他の残屑を含む。いくつかの実施形態では、ろ過技術を使用して(例えば、Amicon Ultraスピンフィルタの使用を通して、又は接線流ろ過により)、50又は100kDa超の分子量の種を保持するように上清をろ過し得る。
代わりに、例えばバイオリアクタを交互接線流(alternating tangential flow)(ATF)システム(例えば、RepligenのXCell ATF)に接続することにより、増殖中において連続的に、又は増殖中の選択された時点で、細菌培養物からsmEVを得ることができる。このATFシステムは、バイオリアクタ中に無傷の細胞(0.22um超)を保持し、より小さい成分(例えば、smEV、遊離タンパク質)がフィルタを通って集められることを可能にする。例えば、このシステムは、次いで0.22um未満のろ液が100kDaの第2のフィルタを通過するように構成され得、0.22umと100kDaとの間のsmEV等の種が集められて、100kDaと比べて小さい種がバイオリアクタにポンプで戻されることを可能にする。代わりに、このシステムは、培養物の増殖中にバイオリアクタ中の培地が補充されるのを及び/又は変更されるのを可能にするように構成され得る。この方法により集められたsmEVを、ろ過した上清に関して上記で説明したように、超遠心分離又はろ過によりさらに精製し得、及び/又は濃縮し得る。
本明細書で提供される方法によって得られるsmEVは、限定されるものではないが、スクロース勾配又はOptiprep勾配の使用を含み得る方法を用いて、サイズ排除カラムクロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー及び勾配超遠心分離によってさらに精製することができる。簡単に述べると、スクロース勾配法を用いて、硫酸アンモニウム沈殿又は超遠心分離が使用されてろ過された上清が濃縮されたら、ペレットを60%スクロース、30mM Tris、pH8.0に再懸濁される。ろ過を使用してろ過した上清を濃縮する場合、濃縮液が、Amicon Ultraカラムを用いて、60%スクロース、30mM Tris、pH8.0にバッファー交換される。サンプルは、35~60%の不連続スクロース勾配に適用され、4℃で3~24時間、200,000×gで遠心分離される。簡単に述べると、Optiprep勾配法を用いて、硫酸アンモニウム沈殿又は超遠心分離の使用により、ろ過された上清が濃縮されたら、ペレットがPBSに再懸濁され、3つの容積の60%Optiprepがサンプルに添加される。いくつかの実施形態では、ろ過を用いてろ過された上清が濃縮されたら、濃縮物が、60%Optiprepを用いて35%Optiprepの最終濃度まで希釈される。サンプルは、0~45%の不連続Optiprep勾配に適用され、4℃で3~24時間、例えば4℃で4~24時間、200,000×gで遠心分離される。
いくつかの実施形態では、smEV調製物の無菌性及び単離を確認するために、smEVは、試験される細菌の日常的な培養に使用される寒天培地に連続希釈され、日常的な条件を用いてインキュベートされる。非無菌調製物は、無傷の細胞を排除するために0.22umフィルタに通される。純度をさらに高めるために、単離されたsmEVを、DNase又はプロテイナーゼKで処理することができる。
いくつかの実施形態では、インビボ注射に使用されるsmEVの調製のために、精製されたsmEVが、既に記載されたように処理される(G.Norheim,et al.PLoS ONE.10(9):e0134353 (2015))。簡単に述べると、スクロース勾配遠心分離後、smEVを含むバンドが、3%スクロースを含む溶液又は当業者に公知のインビボ注射に適した他の溶液に50μg/mLの最終濃度に再懸濁される。この溶液は、アジュバント、例えば0~0.5%(w/v)の濃度の水酸化アルミニウムも含み得る。いくつかの実施形態では、インビボ注射に使用するsmEVの調製のために、PBS中のsmEVを<0.22umまで滅菌ろ過する。
特定の実施形態では、サンプルをさらなる試験に適合させるために(例えば、TEMイメージング又はインビトロアッセイの前にスクロースを除去するために)、サンプルは、ろ過(Amicon Ultraカラム)、透析、又は超遠心分離(200,000×g、3時間以上、4℃)、及び再懸濁を用いてPBS又は30mM Tris、pH8.0にバッファー交換される。
いくつかの実施形態では、smEV調製物の無菌性は、smEVの生成に使用される細菌の標準培養に使用される寒天培地上にsmEVの一部を播種し、標準条件を用いてインキュベートすることによって確認することができる。
いくつかの実施形態では、選択されたsmEVは、クロマトグラフィー及びsmEV上の結合表面部分によって単離及び濃縮される。他の実施形態では、選択されたsmEVは、親和性試薬、化学染料、組換えタンパク質を使用する方法、又は当業者に公知の他の方法による蛍光細胞選別によって単離及び/又は濃縮される。
例えば、Jeppesen,et al.Cell 177:428(2019)に記載されている通りに、smEVを分析することができる。
いくつかの実施形態では、smEVは、凍結乾燥される。
いくつかの実施形態では、smEVは、γ線照射(例えば、17.5又は25kGyで)される。
いくつかの実施形態では、smEVは、UV照射される。
いくつかの実施形態では、smEVは、加熱不活性化(例えば、50℃で2時間又は90℃で2時間)される。
いくつかの実施形態では、smEVは、酸処理される。
いくつかの実施形態では、smEVは、酸素スパージ(例えば、0.1vvmで2時間)される。
増殖期は、細菌の量若しくは特性及び/又は細菌により産生されるsmEVに影響を及ぼし得る。例えば、本明細書に記載されるsmEV調製方法において、例えば、対数増殖期の開始時に、対数期の途中で、及び/又は一旦定常期に達した後に、smEVを単離することができる。
増殖環境(例えば、培養条件)は、細菌により産生されるsmEVの量に影響を与え得る。例えば、表4に記載するように、smEVの収率は、smEV誘導因子により増加することができる。
Figure 2022537684000107
本明細書に記載のsmEV調製の方法において、本方法は、細菌の培養物からsmEVを単離する前に、任意選択で、smEV誘導因子に細菌の培養物を暴露することを含み得る。対数増殖期の開始時に、対数期の途中で、及び/又は一旦定常期増殖に達した後に、smEV誘導因子に細菌の培養物を暴露することができる。
医薬組成物
特定の実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物(例えば、mEV組成物(例えばsmEV組成物))が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、mEV組成物は、mEV(例えば、smEV)及び/又は本明細書に記載のmEV(例えば、smEV)と、薬学的に許容される担体との組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、smEV組成物は、smEV及び/又は本明細書に記載のsmEVと、薬学的に許容される担体との組み合わせを含む。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、全細菌(例えば、生存細菌、死滅細菌、弱毒化細菌)を実質的に又は完全に含まないmEV(例えば、smEV)を含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、mEVと全細菌(例えば、生存細菌、死滅細菌、弱毒化細菌)との両方を含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、表1、表2、及び/若しくは表3に列挙された細菌の株又は種の内の1つ若しくは複数(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10若しくはそれを超えるもの)に由来するmEVを含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、表1、表2、及び/若しくは表3に列挙された細菌の株又は種の内の1つに由来するmEVを含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、凍結乾燥されたmEV(例えば、smEV)を含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、γ線照射されたmEV(例えば、smEV)を含む。mEV(例えば、smEV)は、mEVが単離(例えば、調製)された後に、γ線照射され得る。
いくつかの実施形態では、細菌サンプル中に存在するmEV(smEVなど)及び/又は細菌の数を定量するために、電子顕微鏡(例えば、極薄凍結切片のEM)を使用し、mEV(smEVなど)及び/又は細菌を視覚化して、これらの相対数を計数し得る。代わりに、ナノ粒子追跡分析(NTA)、Coulter計数若しくは動的光散乱(DLS)又はこれらの技術の組み合わせを使用し得る。NTA及びCoulter計数器は、粒子を計数してそのサイズを示す。DLSにより粒子のサイズ分布が得られるが、濃度は得られない。細菌は1~2um(ミクロン)の直径を有することが多い。全範囲は0.2~20umである。Coulter計数及びNTAの結果を組み合わせて、所与のサンプル中の細菌及び/又はmEV(smEVなど)の数を明らかにし得る。Coulter計数により、直径が0.7~10umである粒子の数が明らかになる。ほとんどの細菌及び/又はmEV(例えば、smEV)サンプルの場合、Coulter計数器単独で、サンプル中の細菌及び/又はmEV(例えば、smEV)の数が明らかになり得る。NTAのために、Nanosight計器をMalvern Pananlyticalから取得することができる。例えば、NS300は、粒径範囲が10~2000nmの懸濁状態の粒子を視覚化及び測定することができる。NTAにより、直径が50~1000nmである粒子の数を計数することが可能になる。DLSにより、1nm~3umのおおよその範囲内での様々な直径の粒子の分布が明らかになる。
mEVは、当技術分野で公知の分析方法(例えば、Jeppesen,et al.Cell 177:428(2019))により特性決定することができる。
いくつかの実施形態では、粒子数に基づいてmEVを定量化し得る。例えば、NTAを用いて、mEV調製物の総タンパク質含量を測定することができる。
いくつかの実施形態では、タンパク質、脂質、又は炭水化物の量に基づいて、mEVを定量化し得る。例えば、Bradfordアッセイを用いて、mEVの総タンパク質含量を測定することができる。
いくつかの実施形態では、mEVは、供給源の細菌の1つ又は複数の他の細菌成分から単離される。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、他の細菌成分をさらに含む。
特定の実施形態では、供給源の細菌から得られるmEV調製物は、亜集団の物理的特性(例えば、サイズ、密度、タンパク質含量、結合親和性)に基づいて亜集団に分画され得る。次に、1つ又は複数のmEV亜集団を本発明の医薬組成物に組み込むことができる。
特定の態様では、本明細書には、疾患(例えば、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患又は代謝性疾患)の処置及び/又は予防に有用なmEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物、さらにこうしたmEVを製造及び/又は同定する方法並びにこうした医薬組成物を使用する(例えば、単独で若しくは別の治療薬との組み合わせにおいて、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患又は代謝性疾患の処置のために)方法が提供される。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、mEV(例えば、smEV)と、全細菌(例えば、生存細菌、死滅細菌、弱毒化細菌)の両方を含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、細菌の非存在下で、mEV(例えば、smEV)を含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、表1、表2、及び/若しくは表3に列挙された細菌の株又は種の内の1つ若しくは複数に由来するmEV(例えば、smEV)並びに/又は細菌を含む。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、表1、表2、及び/若しくは表3に列挙された細菌の株又は種の内の1つに由来するmEV(例えば、smEV)並びに/又は細菌を含む。
特定の態様では、対象(例えば、ヒト対象)への投与のための医薬組成物が提供される。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、単回投与単位又は複数回投与形式であり得る最終製品を製造するために、追加の活性物質及び/又は不活性物質と組み合わされている。いくつかの実施形態では、この医薬組成物は、免疫アジュバント(例えば、STINGアゴニスト、TLRアゴニスト、又はNODアゴニスト)等のアジュバントと組み合わされている。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、少なくとも1つの炭水化物を含む。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、少なくとも1つの脂質を含む。いくつかの実施形態では、この脂質は、下記から選択される少なくとも1つの脂肪酸を含む:ラウリン酸(12:0)、ミリスチン酸(14:0)、パルミチン酸(16:0)、パルミトレイン酸(16:1)、マルガリン酸(17:0)、ヘプタデセン酸(17:1)、ステアリン酸(18:0)、オレイン酸(18:1)、リノール酸(18:2)、リノレン酸(18:3)、オクタデカテトラエン酸(18:4)、アラキジン酸(20:0)、エイコセン酸(20:1)、エイコサジエン酸(20:2)、エイコサテトラエン酸(20:4)、エイコサペンタエン酸(20:5)(EPA)、ドコサン酸(22:0)、ドコセン酸(22:1)、ドコサペンタエン酸(22:5)、ドコサヘキサエン酸(22:6)(DHA)、及びテトラコサン酸(24:0)。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は、少なくとも1つの補充ミネラル又はミネラル源を含む。ミネラルの例として、塩化物、ナトリウム、カルシウム、鉄、クロム、銅、ヨウ素、亜鉛、マグネシウム、マンガン、モリブデン、リン、カリウム、及びセレンが挙げられるが、これらに限定されない。上述したミネラルの内のいずれかの適切な形態として、可溶性のミネラル塩、わずかに可能性のミネラル塩、不溶性のミネラル塩、キレート化ミネラル、ミネラル複合体、非反応性ミネラル(例えばカルボニルミネラル)及び還元ミネラル並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は少なくとも1つの補充ビタミンを含む。この少なくとも1つのビタミンは、脂溶性又は水溶性のビタミンであり得る。適切なビタミンとして、ビタミンC、ビタミンA、ビタミンE、ビタミンB12、ビタミンK、リボフラビン、ナイアシン、ビタミンD、ビタミンB6、葉酸、ピリドキシン、チアミン、パントテン酸、及びビオチンが挙げられるが、これらに限定されない。上述の内のいずれかの適切な形態は、ビタミンの塩、ビタミンの誘導体、ビタミンと同一の又は類似の活性を有する化合物、及びビタミンの代謝産物である。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は賦形剤を含む。適切な賦形剤の非限定的な例として、緩衝剤、保存料、安定剤、結合剤、圧縮剤、潤滑剤、分散増強剤、崩壊剤、香味料、甘味料、及び着色料が挙げられる。
いくつかの実施形態では、この賦形剤は緩衝剤である。適切な緩衝剤の非限定的な例として、クエン酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、重炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、及び重炭酸カルシウムが挙げられる。
いくつかの実施形態では、この賦形剤は保存料を含む。適切な保存料の非限定的な例として、抗酸化剤(例えば、α-トコフェロール及びアスコルビン酸塩)並びに抗菌剤(例えば、パラベン、クロロブタノール及びフェノール)が挙げられる。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は賦形剤として結合剤を含む。適切な結合剤の非限定的な例として、デンプン、アルファ化デンプン、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、セルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルオキソアゾリドン、ポリビニルアルコール、C12~C18脂肪酸アルコール、ポリエチレングリコール、ポリオール、糖、オリゴ糖、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は賦形剤として潤滑剤を含む。適切な潤滑剤の非限定的な例として、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、硬化植物油、ステロテックス(sterotex)、ポリオキシエチレンモノステアレート、タルク、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸マグネシウム、及び軽油が挙げられる。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は賦形剤として分散増強剤を含む。適切な分散剤の非限定的な例として、デンプン、アルギン酸、ポリビニルピロリドン、グアーガム、カオリン、ベントナイト、精製された木材セルロース、デンプングリコール酸ナトリウム、イソアモルファスケイ酸塩(isoamorphous silicate)、及び高HLB乳化剤界面活性剤としての微結晶セルロースが挙げられる。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は賦形剤として崩壊剤を含む。いくつかの実施形態では、この崩壊剤は非発泡性崩壊剤である。適切な非発泡性崩壊剤の非限定的な例として、デンプン、例えば、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、これらのアルファ化デンプン及び加工デンプン、甘味料、粘土、例えば、ベントナイト、微結晶セルロース、アルギン酸塩、デンプングリコール酸ナトリウム、ゴム、例えば、寒天、ガウア、イナゴマメ、カラヤ、ペクチン、及びトラガカントが挙げられる。いくつかの実施形態では、この崩壊剤は発泡性崩壊剤である。適切な発泡性崩壊剤の非限定的な例として、クエン酸と組み合わされた重炭酸ナトリウム、及び酒石酸と組み合わされた重炭酸ナトリウムが挙げられる。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は食品(例えば、食物又は飲料)であり、例えば、健康食品若しくは健康飲料、乳児用の食物若しくは飲料、妊婦、アスリート、高齢者若しくは他の特定の群のための食物若しくは飲料、機能性食品、飲料、特定の健康用途のための食物若しくは飲料、栄養補助食品、患者用の食物若しくは飲料、又は動物の飼料である。この食物及び飲料の具体例として下記が挙げられる:様々な飲料、例えば、ジュース、清涼飲料、茶飲料、飲料調製物、ゼリー飲料、及び機能性飲料;アルコール飲料、例えばビール;炭水化物含有食品、例えば、米食品、麺類、パン、及びパスタ;ペースト製品、例えば、魚肉ハム、ソーセージ、シーフードのペースト製品;レトルトパウチ製品、例えば、カレー、濃厚なあんかけソースがかかった食品、及び中華スープ;スープ;乳製品、例えば、牛乳、乳飲料、アイスクリーム、チーズ、及びヨーグルト;発酵製品、例えば、発酵味噌、ヨーグルト、発酵飲料、及び漬物;豆製品;様々な菓子製品、例えば、ビスケット、クッキー及び同類のもの、キャンディ、チューインガム、グミ、冷たいデザート、例えば、ゼリー、クリームキャラメル、及びフローズンデザート;インスタント食品、例えば、インスタントスープ、及びインスタント大豆スープ;電子レンジで調理可能な食品(microwavable food);並びに同類のもの。さらに、この例として、散剤、顆粒剤、錠剤、カプセル剤、液剤、ペースト剤、及びゼリー剤の形態で調製された健康食品及び健康飲料も挙げられる。
いくつかの実施形態では、この医薬組成物は、ヒト等の動物用の食品である。ヒト以外の動物は特に限定されず、この組成物を、様々な家畜、家禽、ペット、実験動物、及び同類のものに使用し得る。動物の具体例として、ブタ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ニワトリ、カモ、ダチョウ、アヒル、イヌ、ネコ、ウサギ、ハムスター、マウス、ラット、サル、及び同類のものが挙げられるが、動物はこれらに限定されない。
剤形
mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物は、例えば、経口投与のための固体剤形として製剤化することができる。固体剤形は、1つ又は複数の賦形剤、例えば、薬学的に許容される賦形剤を含み得る。固体剤形のmEVは、単離されたmEVであり得る。任意選択で、固体剤形のmEVは、凍結乾燥することができる。任意選択で、固体剤形のmEVは、γ線照射される。固体剤形は、錠剤、ミニタブレット、カプセル、ピル若しくは粉末;又はこれらの剤形の組み合わせ(例えば、カプセル内に含まれるミニタブレット)を含み得る。
固体剤形は、錠剤(例えば、>4mm)を含み得る。
固体剤形は、ミニタブレット(例えば、1~4mmサイズのミニタブレット、例えば、2mmミニタブレット又は3mmミニタブレット)を含み得る。
固体剤形は、カプセル、例えば、サイズ00、サイズ0、サイズ1、サイズ2、サイズ3、サイズ4、又はサイズ5カプセル;例えば、サイズ0カプセルを含み得る。
固体剤形は、コーティングを含み得る。固体剤形は、単層コーティング、例えば、腸溶コーティング、例えば、Eudragitベースのコーティング、例えば、EUDRAGIT L30 D-55、クエン酸トリエチル、及びタルクを含み得る。固体剤形は、2層のコーティングを含み得る。例えば、内側コーティングは、例えば、EUDRAGIT L30 D-55、クエン酸トリエチル、タルク、無水クエン酸、及び水酸化ナトリウムを含み、外側コーティングは、例えば、EUDRAGIT L30 D-55、クエン酸トリエチル、及びタルクを含み得る。EUDRAGITは、多様なポリメタクリレートベースのコポリマーの商標である。これは、メタクリル酸及びメタクリル/アクリル酸エステル又はそれらの誘導体を基材とするアニオン、カチオン、及び中性コポリマーを含む。Eudragitは、9~>150℃のガラス転移温度を有する無水ポリマーである。Eudragitは、非生分解性、非吸収性、及び非毒性である。アニオン性Eudragit Lは、pH>6で溶解し、腸溶コーティングに使用されるのに対して、pH>7で可溶性のEudragit Sは、結腸ターゲティングのために使用される。第4級アンモニウム基を有するEudragit RL及びRSは、非水溶性であるが、膨潤性/透過性ポリマーであり、これは、持続放出フィルムコーティング用途に好適である。pH≧5で不溶性のカチオンEudragit Eは、唾液中の薬剤放出を防止することができる。
固体剤形(例えば、カプセル)は、単層コーティング、例えば、HPMC(ヒドロキシルプロピルメチルセルロース)又はゼラチンなどの非腸溶コーティングを含み得る。
mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物は、例えば、経口投与又は注射のための懸濁液として製剤化することができる。注射による投与は、静脈内(IV)、筋肉内(IM)、腫瘍内(IT)及び皮下(SC)投与を含む。懸濁液の場合、mEVは、緩衝剤、例えば、薬学的に許容される緩衝剤、例えば、食塩水又はPBS中に存在し得る。懸濁液は、1つ又は複数の賦形剤、例えば、薬学的に許容される賦形剤を含み得る。懸濁液は、例えば、スクロース又はグルコースを含み得る。懸濁液中のmEVは、単離されたmEVであり得る。任意選択で、懸濁液中のmEVは、凍結乾燥することができる。任意選択で、懸濁液中のmEVは、γ線照射することができる。
用量
ヒト対象への経口投与の場合、mEV(例えば、smEV)の用量は、例えば、約2×10~約2×1016粒子であり得る。用量は、例えば、約1×10~約1×1015、約1×10~約1×1014、約1×10~約1×1013、約1×1010~約1×1014、又は約1×10~約1×1012粒子であり得る。用量は、例えば、約2×10、約2×10、約2×10、約2×10、約1×1010、約2×1010、約2×1011、約2×1012、約2×1013、約2×1014、又は約1×1015粒子であり得る。用量は、例えば、約2×1014粒子であり得る。用量は、例えば、約2×1012粒子であり得る。用量は、例えば、約2×1010粒子であり得る。用量は、例えば、約1×1010粒子であり得る。粒子数は、例えば、NTAにより決定することができる。
ヒト対象への経口投与の場合、mEV(例えば、smEV)の用量は、例えば、総タンパク質に基づくことができる。用量は、例えば、約5mg~約900mgの総タンパク質であり得る。用量は、例えば、約20mg~約800mg、約50mg~約700mg、約75mg~約600mg、約100mg~約500mg、約250mg~約750mg、又は約200mg~約500mgの総タンパク質であり得る。用量は、例えば、約10mg、約25mg、約50mg、約75mg、約100mg、約200mg、約250mg、約300mg、約400mg、約500mg、約600mg、又は約750mgの総タンパク質であり得る。総タンパク質は、例えば、Bradfordアッセイにより決定することができる。
ヒト対象への注射(例えば、静脈内投与)の場合、mEV(例えば、smEV)の用量は、例えば、約1×10~約1×1016粒子であり得る。用量は、例えば、約1×10~約1×1015、約1×10~約1×1014、約1×10~約1×1013、約1×1010~約1×1014、又は約1×10~約1×1012粒子であり得る。用量は、例えば、約2×10、約2×10、約2×10、約2×10、約1×1010、約2×1010、約2×1011、約2×1012、約2×1013、約2×1014、又は約1×1015粒子であり得る。用量は、例えば、約1×1015粒子であり得る。用量は、例えば、約2×1014粒子であり得る。用量は、例えば、約2×1013粒子であり得る。粒子数は、例えば、NTAにより決定することができる。
注射による投与(例えば、静脈内投与)の場合、mEV(例えば、smEV)の用量は、例えば、約5mg~約900mgの総タンパク質であり得る。用量は、例えば、約20mg~約800mg、約50mg~約700mg、約75mg~約600mg、約100mg~約500mg、約250mg~約750mg、又は約200mg~約500mgの総タンパク質であり得る。用量は、例えば、約10mg、約25mg、約50mg、約75mg、約100mg、約150mg、約200mg、約250mg、約300mg、約400mg、約500mg、約600mg、又は約750mgの総タンパク質であり得る。用量は、例えば、約700mgの総タンパク質であり得る。用量は、例えば、約350mgの総タンパク質であり得る。用量は、例えば、約175mgの総タンパク質であり得る。総タンパク質は、例えば、Bradfordアッセイにより決定することができる。
γ線照射
粉末(例えば、mEV(例えば、smEV)の)は、周囲温度、17.5kGy放射線単位でγ線照射することができる。
凍結バイオマス(例えば、mEV(例えば、smEV)の)は、ドライアイスの存在下、25kGy放射線単位でγ線照射することができる。
追加の治療薬
特定の態様では、本明細書で提供される方法は、単独又は追加の治療薬との組み合わせのいずれかでの、本明細書に記載の医薬組成物の対象への投与を含む。いくつかの実施形態では、この追加の治療薬は、免疫抑制剤、抗炎症薬、ステロイド、及び/又は癌治療薬である。
いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物は、追加の治療薬を投与する前(例えば、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23若しくは24時間前、又は少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29若しくは30日前)に対象に投与する。いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物は、追加の治療薬を投与した後(例えば、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23若しくは24時間後、又は少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29若しくは30日後)に対象に投与する。いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物及び追加の治療薬を、同時に又はほぼ同時に対象に投与する(例えば、互いに1時間以内に投与する)。
いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物を対象に投与する前(例えば、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23若しくは24時間前、又は少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29若しくは30日前)に、この対象に抗生物質を投与する。いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物を対象に投与した後(例えば、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23若しくは24時間前、又は少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29若しくは30日後)に、この対象に抗生物質を投与する。いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物及び抗生物質を、同時に又はほぼ同時に対象に投与する(例えば、互いに1時間以内に投与する)。
いくつかの実施形態では、この追加の治療薬は癌治療薬である。いくつかの実施形態では、癌治療薬は化学療法薬である。そのような化学療法剤の例には、限定されるものではないが、アルキル化剤、例えば、チオテパ及びシクロホスファミド;アルキルスルホン酸塩、例えば、ブスルファン、インプロスルファン、及びピポスルファン;アジリジン、例えば、ベンゾドパ、カルボコン、メツレドーパ、及びウレドパ;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホラミド、トリエチレンチオホスホラミド、及びトリメチロメラミンを含むエチレンイミン及びメチルアメラミン;アセトゲニン(特に、ブラタシン及びブラタシノン);カンプトテシン(合成類似体トポテカンを含む);ブリオスタチン;カリスタチン;CC-1065(そのアドゼレシン、カルゼレシン、及びビゼレシン合成類似体を含む);クリプトフィシン(特に、クリプトフィシン1及びクリプトフィシン8);ドラスタチン;デュオカルマイシン(合成類似体、KW-2189、及びCB1-TM1を含む);エリュテロビン;パンクラチスタチン;サルコジクチン;スポンギスタチン;ナイトロジェンマスタード、例えば、クロラムブシル、クロルナファジン、コロホスファミド、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、塩酸メクロレタミンオキシド、メルファラン、ノベムビチン、フェネステリン、プレドニムスチン、トロフォスファミド、ウラシルマスタード;ニトロソ尿素、例えば、カルムスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、及びラニムヌスチン;抗生物質、例えば、エンジイン抗生物質(例えば、カリケアマイシン、特に、カリケアマイシンγ1(calicheamicin gammalI)及びカリケアマイシンω1(calicheamicin omegal 1);ダイネマイシンAを含むダイネマイシン;ビスホスホネート、例えば、クロドロネート;エスペラマイシン;並びにネオカルジノスタチン発色団及び関連する色素タンパク質エンジイン抗生物質発色団、アクラシノマイシン、アクチノマイシン、アントラマイシン(authrarnycin)、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カラビシン、カミノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6-ジアゾ-5-オキソ-L-ノルロイシン、ドキソルビシン(モルホリノ-ドキソルビシン、シアノモルホリノ-ドキソルビシン、2-ピロリノ-ドキソルビシン、及びデオキシドキソルビシンを含む)、エピルビシン、エソルビシン、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、例えば、マイトマイシンC、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン、ピューロマイシン、クエラマイシン、ロドルビシン、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメックス、ジノスタチン、ゾルビシン;代謝拮抗剤、例えば、メトトレキサート及び5-フルオロウラシル(5-FU);葉酸類似体、例えば、デノプテリン、メトトレキサート、プテロプテリン、トリメトレキサート;プリン類似体、例えば、フルダラビン、6-メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニン;ピリミジン類似体、例えば、アンシタビン、アザシチジン、6-アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン;アンドロゲン、例えば、カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、テストラクトン;抗副腎、例えば、アミノグルテチミド、ミトタン、トリロスタン;葉酸補充剤、例えば、フォリン酸;アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;エニルウラシル;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;エダトラキサート;デフォファミン;デメコルシン;ジアジコン;エルホルミチン;酢酸エリプチニウム;エポチロン;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシ尿素;レンチナン;ロニダイニン;メイタンシノイド、例えば、メイタンシン及びアンサミトシン;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダンモール;ニトラエリン;ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン;ロソキサントロン;ポドフィリン酸;2-エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK多糖複合体);ラゾキサン;リゾキシン;シゾフラン;スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジコン;2,2’、2’’-トリクロロトリエチルアミン;トリコテセン(特に、T-2毒素、ベラクリンA、ロリジンA、及びアンギジン);ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン;アラビノシド(「Ara-C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキソイド、例えば、パクリタキセル及びドキセタキセル;クロラムブシル;ゲムシタビン;6-チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキサート;白金配位錯体、例えば、シスプラチン、オキサリプラチン、及びカルボプラチン;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP-16);イホスファミド;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ノバントロン;テニポシド;エダトレキサート;ダウノマイシン;アミノプテリン;ゼローダ;イバンドロネート;イリノテカン(例えば、CPT-11);トポイソメラーゼ阻害剤RFS 2000;ジフルオロメチルオミチン(DMFO);レチノイド、例えば、レチノイン酸;カペシタビン;及び上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、又は誘導体が含まれる。
いくつかの実施形態では、癌治療薬は癌免疫療法剤である。免疫療法は、対象の免疫系を使用して癌を処置する処置法、例えば、チェックポイント阻害剤、癌ワクチン、サイトカイン、細胞療法、CAR-T細胞、及び樹状細胞療法を指す。免疫療法の非限定的な例は、ニボルマブ(BMS、抗PD-1)、ペンブロリズマブ(Merck、抗PD-1)、イピリムマブ(BMS、抗CTLA-4)、MEDI4736(AstraZeneca、抗PD-L1)、及びMPDL3280A(Roche、抗-PD-Ll)を含むチェックポイント阻害剤である。その他の免疫療法は、腫瘍ワクチン、例えば、ガーダシル、サーバリックス、BCG、シプリューセル-T、Gpl00:209-217、AGS-003、DCVax-L、Algenpantucel-L、Tergenpantucel-L、TG4010、ProstAtak、Prostvac-V/R-TRICOM、Rindopepimul、E75酢酸ペプチド、IMA901、POL-103A、Belagenpumatucel-L、GSK1572932A、MDX-1279、GV1001、及びTecemotideであり得る。免疫療法剤は、注射によって(例えば、静脈内、腫瘍内、皮下、又はリンパ節の中に)投与され得るが、経口、局所、又はエアロゾルによって投与され得る。免疫療法は、アジュバント、例えばサイトカインを含み得る。
いくつかの実施形態では、免疫療法剤は、免疫チェックポイント阻害剤である。免疫チェックポイント阻害は、免疫応答を予防又は下方制御するために癌細胞が生成できるチェックポイントを広く阻害することを指す。免疫チェックポイントタンパク質の例には、限定されるものではないが、CTLA4、PD-1、PD-L1、PD-L2、A2AR、B7-H3、B7-H4、BTLA、KIR、LAG3、TIM-3、又はVISTAが含まれる。免疫チェックポイント阻害剤は、免疫チェックポイントタンパク質に結合してそれを阻害する抗体又はその抗原結合断片であり得る。免疫チェックポイント阻害剤の例には、限定されるものではないが、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、ピジリズマブ、AMP-224、AMP-514、STI-A1110、TSR-042、RG-7446、BMS-936559、MEDI-4736、MSB-0010718C(アベルマブ)、AUR-012、及びSTI-A1010が含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法は、1つ又は複数の追加の治療薬との組み合わせでの、本明細書で説明されている医薬組成物の投与を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で開示されている方法は、2つの免疫治療薬(例えば免疫チェックポイント阻害剤)の投与を含む。例えば、本明細書で提供される方法は、PD-1阻害剤(例えば、ペムロリズマブ若しくはリボルマブ若しくはピジリズマブ)又はCLTA-4阻害剤(例えば、イピリムマブ)又はPD-L1阻害剤(例えば、アベルマブ)と組み合わせた、本明細書に記載の医薬組成物の投与を含む。
いくつかの実施形態では、免疫療法剤は、例えば癌関連抗原に結合する抗体又はその抗原結合断片である。癌関連抗原の例には、限定されるものではないが、アディポフィリン、AIM-2、ALDH1A1、α-アクチニン-4、α-フェトプロテイン(「AFP」)、ARTC1、B-RAF、BAGE-1、BCLX(L)、BCR-ABL融合タンパク質b3a2、β-カテニン、BING-4、CA-125、CALCA、癌胎児性抗原(「CEA」)、CASP-5、CASP-8、CD274、CD45、Cdc27、CDK12、CDK4、CDKN2A、CEA、CLPP、COA-1、CPSF、CSNK1A1、CTAG1、CTAG2、サイクリンD1、サイクリンAl、dek-can融合タンパク質、DKK1、EFTUD2、伸長因子2、ENAH(hMena)、Ep-CAM、EpCAM、EphA3、上皮腫瘍抗原(「ETA」)、ETV6-AML1融合タンパク質、EZH2、FGF5、FLT3-ITD、FN1、G250/MN/CAIX、GAGE-1、2、8、GAGE-3、4、5、6、7、GAS7、グリピカン-3、GnTV、gpl00/Pmell7、GPNMB、HAUS3、ヘプシン、HER-2/neu、HERV-K-MEL、HLA-A11、HLA-A2、HLA-DOB、hsp70-2、IDO1、IGF2B3、IL13Ralpha2、腸カルボキシルエステラーゼ、K-ras、カリクレイン4、KIF20A、KK-LC-1、KKLC1、KM-HN-1、CCDC110としても知られるKMHN1、LAGE-1、LDLR-フコシルトランスフェラーゼAS融合タンパク質、Lengsin、M-CSF、MAGE-A1、MAGE-A10、MAGE-A12、MAGE-A2、MAGE-A3、MAGE-A4、MAGE-A6、MAGE-A9、MAGE-C1、MAGE-C2、リンゴ酸酵素、マンマグロビン-A、MART2、MATN、MC1R、MCSP、mdm-2、ME1、メラン-A/MART-1、Meloe、ミッドカイン、MMP-2、MMP-7、MUC1、MUC5AC、ムチン、MUM-1、MUM-2、MUM-3、ミオシン、ミオシンクラスI、N-raw、NA88-A、neo-PAP、NFYC、NY-BR-1、NY-ESO-1/LAGE-2、OA1、OGT、OS-9、Pポリペプチド、p53、PAP、PAX5、PBF、pml-RARalpha融合タンパク質、多型上皮ムチン(「PEM」)、PPP1R3B、PRAME、PRDX5、PSA、PSMA、PTPRK、RAB38/NY-MEL-1、RAGE-1、RBAF600、RGS5、RhoC、RNF43、RU2AS、SAGE、secernin 1、SIRT2、SNRPD1、SOX10、Sp17、SPA17、SSX-2、SSX-4、STEAP1、サバイビン、SYT-SSX1又は-SSX2融合タンパク質、TAG-1、TAG-2、テロメラーゼ、TGF-βRII、TPBG、TRAG-3、トリオースリン酸イソメラーゼ、TRP-1/gp75、TRP-2、TRP2-INT2、チロシナーゼ、チロシナーゼ(「TYR」)、VEGF、WT1、XAGE-1b/GAGED2aが含まれる。いくつかの実施形態では、抗原は新抗原である。
いくつかの実施形態では、免疫療法剤は、癌ワクチン及び/又は癌ワクチンの成分(例えば、抗原ペプチド及び/又はタンパク質)である。癌ワクチンは、タンパク質ワクチン、核酸ワクチン、又はそれらの組み合わせであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、癌ワクチンは、癌関連抗原のエピトープを含むポリペプチドを含む。いくつかの実施形態では、癌ワクチンは、癌関連抗原のエピトープをコードする核酸(例えば、DNA又はmRNAなどのRNA)を含む。癌関連抗原の例として下記が挙げられるが、これらに限定されない:アディポフィリン、AIM-2、ALDH1A1、α-アクチニン-4、α-フェトプロテイン(「AFP」)、ARTC1、B-RAF、BAGE-1、BCLX(L)、BCR-ABL融合タンパク質b3a2、β-カテニン、BING-4、CA-125、CALCA、癌胎児性抗原(「CEA」)、CASP-5、CASP-8、CD274、CD45、Cdc27、CDK12、CDK4、CDKN2A、CEA、CLPP、COA-1、CPSF、CSNK1A1、CTAG1、CTAG2、サイクリンD1、サイクリン-A1、dek-can融合タンパク質、DKK1、EFTUD2、伸長因子2、ENAH(hMena)、Ep-CAM、EpCAM、EphA3、上皮腫瘍抗原(「ETA」)、ETV6-AML1融合タンパク質、EZH2、FGF5、FLT3-ITD、FN1、G250/MN/CAIX、GAGE-1,2,8、GAGE-3,4,5,6,7、GAS7、グリピカン-3、GnTV、gp100/Pmel17、GPNMB、HAUS3、ヘプシン、HER-2/neu、HERV-K-MEL、HLA-A11、HLA-A2、HLA-DOB、hsp70-2、IDO1、IGF2B3、IL13Rα2、腸カルボキシルエステラーゼ、K-ras、カリクレイン4、KIF20A、KK-LC-1、KKLC1、KM-HN-1、CCDC110としても既知であるKMHN1、LAGE-1、LDLR-フコシルトランスフェラーゼAS融合タンパク質、レングシン(Lengsin)、M-CSF、MAGE-A1、MAGE-A10、MAGE-A12、MAGE-A2、MAGE-A3、MAGE-A4、MAGE-A6、MAGE-A9、MAGE-C1、MAGE-C2、リンゴ酸酵素、マンマグロビン-A、MART2、MATN、MC1R、MCSP、mdm-2、ME1、メラン(Melan)-A/MART-1、メロエ(Meloe)、ミッドカイン、MMP-2、MMP-7、MUC1、MUC5AC、ムチン、MUM-1、MUM-2、MUM-3、ミオシン、ミオシンクラスI、N-raw、NA88-A、ネオ-PAP、NFYC、NY-BR-1、NY-ESO-1/LAGE-2、OA1、OGT、OS-9、Pポリペプチド、p53、PAP、PAX5、PBF、pml-RARα融合タンパク質、多形性上皮ムチン(「PEM」)、PPP1R3B、PRAME、PRDX5、PSA、PSMA、PTPRK、RAB38/NY-MEL-1、RAGE-1、RBAF600、RGS5、RhoC、RNF43、RU2AS、SAGE、セセルニン(secernin)1、SIRT2、SNRPD1、SOX10、Sp17、SPA17、SSX-2、SSX-4、STEAP1、サバイビン、SYT-SSX1又は-SSX2融合タンパク質、TAG-1、TAG-2、テロメラーゼ、TGF-βRII、TPBG、TRAG-3、トリオースリン酸イソメラーゼ、TRP-1/gp75、TRP-2、TRP2-INT2、チロシナーゼ、チロシナーゼ(「TYR」)、VEGF、WT1、XAGE-1b/GAGED2a。いくつかの実施形態では、この抗原はネオ抗原である。いくつかの実施形態では、癌ワクチンをアジュバントと共に投与する。アジュバントの例として下記が挙げられるが、これらに限定されない:免疫調節タンパク質、アジュバント65、α-GalCer、リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、リン酸カルシウム、β-グルカンペプチド、CpG ODN DNA、GPI-0100、脂質A、リポ多糖、リポバント(Lipovant)、モンタニド(Montanide)、N-アセチル-ムラミル-L-アラニル-D-イソグルタミン、Pam3CSK4、キル(quil)A、コレラ毒素(CT)及び腸内毒素原性大腸菌(Escherichia coli)(LT)由来の熱不安定性毒素、例えば、これらの誘導体(CTB、mmCT、CTA1-DD、LTB、LTK63、LTR72、dmLT)並びにトレハロースジミコレート。
いくつかの実施形態では、免疫療法剤は、対象に対する免疫調節タンパク質である。いくつかの実施形態では、免疫調節タンパク質はサイトカイン又はケモカインである。免疫調節タンパク質の例には、限定されるものではないが、Bリンパ球化学誘引物質(「BLC」)、C-Cモチーフケモカイン11(「エオタキシン1」)、好酸球走化性タンパク質2(「エオタキシン2」)、顆粒球コロニー刺激因子(「G-CSF」)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(「GM-CSF」)、1-309、細胞間接着分子1(「ICAM-1」)、インターフェロンα(「IFN-α」)、インターフェロンβ(「IFN-β」)インターフェロンγ(「IFN-γ」)、インターロイキン-1α(「IL-1α」、インターロイキン-1β(「IL-1β」、インターロイキン1受容体アンタゴニスト(「IL-1 ra」)、インターロイキン-2(「IL-2」)、インターロイキン-4(「IL-4」)、インターロイキン-5(「IL-5」)、インターロイキン-6(「IL-6」)、インターロイキン-6可溶性受容体(「IL-6 sR」)、インターロイキン-7(「IL-7」)、インターロイキン-8(「IL-8」)、インターロイキン-10(「IL-10」)、インターロイキン-11(「IL-11」)、インターロイキン-12のサブユニットβ(「IL -12 p40」又は「IL-12 p70」)、インターロイキン-13(「IL-13」)、インターロイキン-15(「IL-15」)、インターロイキン-16(「IL-16」)、インターロイキン-17A-F(「IL-17A-F」)、インターロイキン-18(「IL-18」)、インターロイキン-21(「IL-21」)、インターロイキン-22(「IL-22」)、インターロイキン-23(「IL-23」)、インターロイキン-33(「IL-33」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド2(「MCP-1」)、マクロファージコロニー刺激因子(「M-CSF」)、γインターフェロンによって誘導されるモノカイン(「MIG」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド2(「MIP-1α」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド4(「MIP-1β」)、マクロファージ炎症性タンパク質-1-δ(「MIP-1δ」)、血小板由来成長因子サブユニットB(「PDGF-BB」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド5、活性化制御により発現され、分泌される正常T細胞(「RANTES」)、TIMPメタロペプチダーゼ阻害剤1(「TIΜΡ-1」)、TIΜΡメタロペプチダーゼ阻害剤2(「TIMP-2」)、腫瘍壊死因子、リンホトキシン-α(「TNFα」)、腫瘍壊死因子、リンホトキシン-β(「TNFβ」)、可溶性1型TNF受容体(「sTNFRI」)、sTNFRIIAR、脳由来神経栄養因子(「BDNF」)、塩基性線維芽細胞成長因子(「bFGF」)、骨形成タンパク質4(「BMP-4」)、骨形成タンパク質5(「BMP-5」)、骨形成タンパク質7(「BMP-7」)、神経成長因子(「b-NGF」)、上皮成長因子(「EGF」)、上皮成長因子受容体(「EGFR」)、内分泌腺由来血管内皮成長因子(「EG-VEGF」)、線維芽細胞成長因子4(「FGF-4」)、ケラチノサイト成長因子(「FGF-7」)、成長分化因子15(「GDF-15」)、グリア細胞由来神経栄養因子(「GDNF」)、成長ホルモン、ヘパリン結合EGF様成長因子(「HB-EGF」)、肝細胞成長因子(「HGF」)、インスリン様成長因子結合タンパク質1(「IGFBP-1」)、インスリン様成長因子結合タンパク質2(「IGFBP-2」)、インスリン様成長因子結合タンパク質3(「IGFBP-3」)、インスリン様成長因子結合タンパク質4(「IGFBP-4」)、インスリン様成長因子結合タンパク質6(「IGFBP」-6」)、インスリン様成長因子1(「IGF-1」)、インスリン、マクロファージコロニー刺激因子(「M-CSF R」)、神経成長因子受容体(「NGF R」)、ニューロトロフィン-3(「NT-3」)、ニューロトロフィン-4(「NT-4」)、破骨細胞形成抑制因子(「オステオプロテグリン」)、血小板由来成長因子受容体(「PDGF-AA」)、ホスファチジルイノシトール-グリカン生合成(「PIGF」)、Skp、カリン、F-ボックス含有複合体(「SCF」)、幹細胞因子受容体(「SCF R」)、形質転換成長因子α(「TGFα」)、形質転換成長因子β-1(「TGFβ1」)、形質転換成長因子β3(「TGFβ3」)、血管内皮成長因子(「VEGF」)、血管内皮成長因子受容体2(「VEGFR2」)、血管内皮成長因子受容体3(「VEGFR3」)、VEGF-D 6Ckine、チロシン-プロテインキナーゼ受容体UFO(「Axl」)、ベータセルリン(「BTC」)、粘膜関連上皮ケモカイン(「CCL28」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド27(「CTACK」)、ケモカイン(C-X-Cモチーフ)リガンド16(「CXCL16」)、C-X-Cモチーフケモカイン5(「ENA-78」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド26(「エオタキシン-3」)、顆粒球走化性タンパク質2(「GCP-2」)、GRO、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド14(「HCC-1」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド16(「HCC-4」)、インターロイキン-9(「IL-9」)、インターロイキン-17F(「IL-17F」)、インターロイキン-18結合タンパク質(「IL-18 BPa」)、インターロイキン-28A(「IL-28A」)、インターロイキン29(「IL-29」)、インターロイキン31(「IL-31」)、C-X-Cモチーフケモカイン10(「IP-10」)、ケモカイン受容体CXCR3(「I-TAC」)、白血病抑制因子(「LIF」)、Light、ケモカイン(Cモチーフ)リガンド(「リンホタクチン」)、単球化学誘引物質タンパク質2(「MCP-2」)、単球化学誘引物質タンパク質3(「MCP-3」)、単球化学誘引物質タンパク質4(「MCP-4」)、マクロファージ由来ケモカイン(「MDC」)、マクロファージ遊走阻止因子(「MIF」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド20(「MIP-3α」)、C-Cモチーフケモカイン19(「MIP-3β」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド23(「MPIF-1」)、マクロファージ刺激タンパク質α鎖(「MSPalpha」)、ヌクレオソームアセンブリタンパク質1様4(「NAP-2」)、分泌リンタンパク質1(「オステオポンチン」)、肺及び活性化調節サイトカイン(「PARC」)、血小板因子4(「PF4」)、ストロマ細胞由来因子1α(「SDF-1α」)、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド17(「TARC」)、胸腺発現ケモカイン(「TECK」)、胸腺間質リンホポエチン(「TSLP4-IBB」)、CD166抗原(「ALCAM」)、分化クラスター80(「B7-1」)、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー17(「BCMA」)、分化クラスター14(「CD14」)、分化クラスター30(「CD30」)、分化クラスター40(「CD40リガンド」)、癌胎児性抗原関連細胞接着分子1(胆汁糖タンパク質)(「CEACAM-1」)、死受容体6(「DR6」)、デオキシチミジンキナーゼ(「Dtk」)、1型膜糖タンパク質(「エンドグリン」」)、受容体チロシン-プロテインキナーゼerbB-3(「ErbB3」)、内皮-白血球接着分子1(「E-セレクチン」)、アポトーシス抗原1(「Fas」)、Fms様チロシンキナーゼ3(「Flt-3L」)、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー1(「GITR」)、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー14(「HVEM」)、細胞間接着分子3(「ICAM-3」)、IL-1 R4、IL-1 RI、IL-10 Rβ、IL-17R、IL-2Rγ、IL-21R、リソソーム膜タンパク質2(「LIMPII」)、好中球ゼラチナーゼ関連リポカリン(「リポカリン-2」)、CD62L(「L-セレクチン」)、リンパ管内皮(「LYVE-1」)、MHCクラスIポリペプチド関連配列A(「MICA」)、MHCクラスIポリペプチド関連配列B(「MICB」)、NRGl-betal、β型血小板由来成長因子受容体(「PDGF Rβ」)、血小板内皮細胞接着分子(「PECAM-1」)、RAGE、A型肝炎ウイルス細胞受容体1(「TIΜ-1」)、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバーIOC(「TRAIL R3」)、Trappinタンパク質トランスグルタミナーゼ結合ドメイン(「Trappin-2」)、ウロキナーゼ受容体(「uPAR」)、血管細胞接着タンパク質1(「VCAM-1」)、XEDARActivin A、アグーチ関連タンパク質(「AgRP」)、リボヌクレアーゼ5(「アンジオゲニン」)、アンジオポエチン1、アンジオスタチン、カテプリンS、CD40、潜在性ファミリータンパク質IB(「Cripto-1」)、DAN、Dickkopf関連タンパク質1(「DKK-1」)、E-カドヘリン、上皮細胞接着分子(「EpCAM」)、Fasリガンド(FasL又はCD95L)、Fcg RIIB/C、フォリスタチン、ガレクチン-7、細胞間接着分子2(「ICAM-2」)、IL-13R1、IL-13R2、IL-17B、IL-2Ra、IL-2Rb、IL-23、LAP、神経細胞接着分子(「NrCAM」)、プラスミノーゲン活性化因子阻害剤-1(「PAI-1」)、血小板由来成長因子受容体(「PDGF-AB」)、レジスチン、ストロマ細胞由来因子1(「SDF-1β」)、sgpl30、分泌型frizzled関連タンパク質2(「ShhN」)、シアル酸結合免疫グロブリン型レクチン(「Siglec-5」)、ST2、形質転換成長因子-β2(「TGFβ2」)、Tie-2、トロンボポエチン(「TPO」)、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー10D(「TRAIL R4」)、骨髄細胞に発現されるトリガー受容体1(「TREM-1」)、血管内皮成長因子C(「VEGF-C」)、VEGFRlアディポネクチン、アジプシン(「AND」)、α-フェトプロテイン(「AFP」)、アンジオポエチン様4(「ANGPTL4」)、β-2-ミクログロブリン(「B2M」)、基底細胞接着分子(「BCAM」)、糖鎖抗原125(「CA125」)、癌抗原15-3(「CA15-3」)、癌胎児性抗原(「CEA」)、cAMP受容体タンパク質(「CRP」)、ヒト上皮成長因子受容体2(「ErbB2」)、フォリスタチン、卵胞刺激ホルモン(「FSH」)、ケモカイン(C-X-Cモチーフ)リガンド1(「GROα」)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(「βHCG」)、インスリン様成長因子1受容体(「IGF-l sR」)、IL-1 sRII、IL-3、IL-18 Rb、IL-21、レプチン、マトリックスメタロプロテイナーゼ-1(「MMP-1」)、
マトリックスメタロプロテイナーゼ-2(「MMP-2」)、マトリックスメタロプロテイナーゼ-3(「MMP-3」)、マトリックスメタロプロテイナーゼ-8(「MMP-8」)、マトリックスメタロプロテイナーゼ-9(「MMP-9」)、マトリックスメタロプロテイナーゼ-10(「MMP-10」)、マトリックスメタロプロテイナーゼ-13(「MMP-13」)、神経細胞接着分子(「NCAM-1」)、エンタクチン(「Nidogen-1」)、ニューロン特異的エノラーゼ(「NSE」)、オンコスタチンM(「OSM」)、プロカルシトニン、プロラクチン、前立腺特異的抗原(「PSA」)、シアル酸結合Ig様レクチン9(「Siglec-9」)、ADAM17エンドペプチダーゼ(「TACE」)、チログロブリン、メタロプロテイナーゼ阻害剤4(「TIMP-4」)、TSH2B4、ディスインテグリン及びメタロプロテイナーゼドメイン含有タンパク質9(「ADAM-9」)、アンジオポエチン2、腫瘍壊死因子リガンドスーパーファミリーメンバー13/酸性ロイシンリッチ核リンタンパク質32ファミリーメンバーB(「APRIL」)、骨形成タンパク質2(「BMP-2」)、骨形成タンパク質9(「BMP-9」)、補体成分5a(「C5a」)、カテプシンL、CD200、CD97、ケメリン、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー6B(「DcR3」)、脂肪酸結合タンパク質2(「FABP2」)、線維芽細胞活性化タンパク質、α(「FAP」)、線維芽細胞成長因子19(「FGF-19」)、ガレクチン3、肝細胞成長因子受容体(「HGF R」)、IFN-γα/βR2、インスリン様成長因子2(「IGF-2」)、インスリン様成長因子2受容体(「IGF-2R」)、インターロイキン-1受容体6(「IL-1R6」)、インターロイキン24(「IL-24」)、インターロイキン33(「IL-33」)、カリクレイン14、アスパラギニルエンドペプチダーゼ(「Legumain」)、酸化低密度リポタンパク質受容体1(「LOX-1」)、マンノース結合レクチン(「MBL」)、ネプリライシン(「NEP」)、ノッチホモログ1、転座関連(ショウジョウバエ(Drosophila))(「ノッチ-1」)、腎芽細胞腫過剰発現(「NOV」)、オステオアクチビン、プログラム細胞死タンパク質1(「PD-1」」)、N-アセチルムラモイル-L-アラニンアミダーゼ(「PGRP-5」)、セルピンA4、分泌型frizzled関連タンパク質3(「sFRP-3」)、トロンボモジュリン、Toll様受容体2(「TLR2」)、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー10A(「TRAIL R1」)、トランスフェリン(「TRF」)、WIF-lACE-2、アルブミン、AMICA、アンジオポエチン4、B細胞活性化因子(「BAFF」)、糖鎖抗原19-9(「CA19-9」)、CD163、クラスタリン、CRT AM、ケモカイン(C-X-Cモチーフ)リガンド14(「CXCL14」)、シスタチンC、デコリン(「DCN」)、Dickkopf関連タンパク質3(「Dkk-3」)、δ様タンパク質1(「DLL1」)、フェチュインA、ヘパリン結合成長因子1(「aFGF」)、葉酸受容体α(「FOLR1」)、フューリン、GPCR関連ソーティングタンパク質1(「GASP-1」)、GPCR関連ソーティングタンパク質2(「GASP-2」)、顆粒球コロニー刺激因子受容体(「GCSF R」)、セリンプロテアーゼヘプシン(「HAI-2」)、インターロイキン-17B受容体(「IL-17B R」)、インターロイキン27(「IL-27」)、リンパ球活性化遺伝子3(「LAG-3」)、アポリポタンパク質A-V(「LDL R」)、ペプシノーゲンI、レチノール結合タンパク質4(「RBP4」)、SOST、ヘパラン硫酸プロテオグリカン(「シンデカン-1」)、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー13B(「TACI」)、組織因子経路阻害剤(「TFPI」)、TSP-1、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー10b(「TRAIL R2」)、TRANCE、トロポニンI、ウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子(「uPA」)、カドヘリン5、CD144としても知られる2型又はVE-カドヘリン(血管内皮)(「VE-カドヘリン」)、WNT1誘導シグナル伝達経路タンパク質1(「WISP-1」)、及び核因子κBの活性化受容体(「RANK」)が含まれる。
いくつかの実施形態では、癌治療薬は抗癌化合物である。例示的な抗癌化合物として下記が挙げられるが、これらに限定されない:アレムツズマブ(Campath(登録商標))、アリトレチノイン(Panretin(登録商標))、アナストロゾール(Arimidex(登録商標))、ベバシズマブ(Avastin(登録商標))、ベキサロテン(Targretin(登録商標))、ボルテゾミブ(Velcade(登録商標))、ボスチニブ(Bosulif(登録商標))、ブレンツキシマブベドチン(Adcetris(登録商標))、カボザンチニブ(Cometriq(商標))、カルフィルゾミブ(Kyprolis(商標))、セツキシマブ(Erbitux(登録商標))、クリゾチニブ(Xalkori(登録商標))、ダサチニブ(Sprycel(登録商標))、デニロイキンジフチトクス(Ontak(登録商標))、塩酸エルロチニブ(Tarceva(登録商標))、エベロリムス(Afinitor(登録商標))、エキセメスタン(Aromasin(登録商標))、フルベストラント(Faslodex(登録商標))、ゲフィチニブ(Iressa(登録商標))、イブリツモマブチウキセタン(Zevalin(登録商標))、メシル酸イマチニブ(Gleevec(登録商標))、イピリムマブ(Yervoy(商標))、トシル酸ラパチニブ(Tykerb(登録商標))、レトロゾール(Femara(登録商標))、ニロチニブ(Tasigna(登録商標))、オファツムマブ(Arzerra(登録商標))、パニツムマブ(Vectibix(登録商標))、塩酸パゾパニブ(Votrient(登録商標))、ペルツズマブ(Perjeta(商標))、プララトレキサート(Folotyn(登録商標))、レゴラフェニブ(Stivarga(登録商標))、リツキシマブ(Rituxan(登録商標))、ロミデプシン(Istodax(登録商標))、トシル酸ソラフェニブ(Nexavar(登録商標))、リンゴ酸スニチニブ(Sutent(登録商標))、タモキシフェン、テムシロリムス(Torisel(登録商標))、トレミフェン(Fareston(登録商標))、トシツモマブ及び131I-トシツモマブ(Bexxar(登録商標))、トラスツズマブ(Herceptin(登録商標))、トレチノイン(Vesanoid(登録商標))、バンデタニブ(Caprelsa(登録商標))、ベムラフェニブ(Zelboraf(登録商標))、ボリノスタット(Zolinza(登録商標))並びにZiv-アフリバーセプト(Zaltrap(登録商標))。
遺伝子発現及び他の細胞機能を調節するタンパク質の機能を変更する例示的な抗癌化合物(例えば、HDAC阻害剤、レチノイドレセプターリガンド(ligant))は、ボリノスタット(Zolinza(登録商標))、ベキサロテン(Targretin(登録商標))及びロミデプシン(Istodax(登録商標))、アリトレチノイン(Panretin(登録商標))並びにトレチノイン(Vesanoid(登録商標))である。
アポトーシスを誘発する例示的な抗癌化合物(例えば、プロテアソーム阻害剤、葉酸代謝拮抗薬)は、ボルテゾミブ(Velcade(登録商標))、カルフィルゾミブ(Kyprolis(商標))、及びプララトレキサート(Folotyn(登録商標))である。
抗癌免疫応答を増加させる例示的な抗癌化合物(例えば、抗CD20、抗CD52;抗細胞傷害性Tリンパ球関連抗原-4)は、リツキシマブ(Rituxan(登録商標))、アレムツズマブ(Campath(登録商標))、オファツムマブ(Arzerra(登録商標))、及びイピリムマブ(Yervoy(商標))である。
毒物を癌細胞に送達する例示的な抗癌化合物(例えば、抗CD20-放射性核種融合体;IL-2-ジフテリア毒素融合体;抗CD30-モノメチルアウリスタシンE(MMAE)-融合体)は、トシツモマブ及び131I-トシツモマブ(Bexxar(登録商標))並びにイブリツモマブチウキセタン(Zevalin(登録商標))、デニロイキンジフチトクス(Ontak(登録商標))並びにブレンツキシマブベドチン(Adcetris(登録商標))である。
他の例示的な抗癌化合物は小分子阻害剤及びそのコンジュゲートであり、例えば、ヤヌスキナーゼ、ALK、Bcl-2、PARP、PI3K、VEGFレセプター、Braf、MEK、CDK、及びHSP90である。
例示的な白金ベースの抗癌化合物として、例えば、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、サトラプラチン、ピコプラチン、ネダプラチン、トリプラチン(Triplatin)、及びリポプラチン(Lipoplatin)が挙げられる。処置に適した他の金属ベースの薬物として、ルテニウムベースの化合物、フェロセン誘導体、チタンベースの化合物、及びガリウムベースの化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、癌治療薬は、放射性核種を含む放射性部分である。例示的な放射性核種には、限定されるものではないが、Cr-51、Cs-131、Ce-134、Se-75、Ru-97、I-125、Eu-149、Os-189m、Sb-119、I-123、Ho-161、Sb-117、Ce-139、In-111、Rh-103m、Ga-67、Tl-201、Pd-103、Au-195、Hg-197、Sr-87m、Pt-191、P-33、Er-169、Ru-103、Yb-169、Au-199、Sn-121、Tm-167、Yb-175、In-113m、Sn-113、Lu-177、Rh-105、Sn-117m、Cu-67、Sc-47、Pt-195m、Ce-141、I-131、Tb-161、As-77、Pt-197、Sm-153、Gd-159、Tm-173、Pr-143、Au-198、Tm-170、Re-186、Ag-111、Pd-109、Ga-73、Dy-165、Pm-149、Sn-123、Sr-89、Ho-166、P-32、Re-188、Pr-142、Ir-194、In-114m/In-114、及びY-90が含まれる。
いくつかの実施形態では、癌治療薬は抗生物質である。例えば、癌関連細菌の存在及び/又は癌関連微生物叢プロファイルが、本明細書で提供される方法に従って検出された場合、対象から癌関連細菌を排除するために抗生物質を投与することができる。「抗生物質」は、細菌感染を阻害又は予防できる化合物を広く指す。抗生物質は、特定の感染症への使用、作用機序、バイオアベイラビリティ、又は標的微生物のスペクトル(例えば、グラム陰性菌とグラム陽性菌、好気性菌と嫌気性菌など)を含め、様々に分類することができ、これらは、宿主の特定の領域(「ニッチ」)で特定の細菌を殺すために使用することができる(Leekha,et al 2011.General Principles of Antimicrobial Therapy.Mayo Clin Proc.86(2):156-167)。特定の実施形態では、抗生物質を使用して、特定のニッチの細菌を選択的に標的とすることができる。いくつかの実施形態では、癌ニッチ(cancer niche)を含む特定の感染症を処置することが知られている抗生物質を使用して、そのニッチ内の癌関連細菌を含む癌関連微生物を標的とすることができる。他の実施形態では、mEV(smEVなど)を含む医薬組成物後に抗生物質が投与される。いくつかの実施形態では、mEV(smEVなど)を含む医薬組成物前に抗生物質が投与される。
いくつかの態様では、抗生物質は、それらの殺菌特性又は静菌特性に基づいて選択することができる。殺菌性抗生物質には、細胞壁(例えば、β-ラクタム)、細胞膜(例えば、ダプトマイシン)、又は細菌DNA(例えば、フルオロキノロン)を破壊する作用機序が含まれる。静菌剤は、細菌の複製を阻害し、スルホンアミド、テトラサイクリン、及びマクロライドを含み、タンパク質合成を阻害することによって作用する。さらに、一部の薬物は特定の生物では殺菌性であり、他の薬物では静菌性であり得るが、標的生物を知ることで、当業者は適切な特性を有する抗生物質を選択することができる。特定の処置条件では、静菌性抗生物質は殺菌性抗生物質の活性を阻害する。従って、特定の実施形態では、殺菌性抗生物質と静菌性抗生物質は組み合わせられない。
抗生物質には、限定されるものではないが、アミノグリコシド、アンサマイシン、カルバセフェム、カルバペネム、セファロスポリン、グリコペプチド、リンコサミド、リポペプチド、マクロライド、モノバクタム、ニトロフラン、オキサゾリドノン(oxazolidonone)、ペニシリン、ポリペプチド抗生物質、キノロン、フルオロキノロン、スルホンアミド、テトラサイクリン、及び抗マイコバクテリア化合物、及びそれらの組み合わせが含まれる。
アミノグリコシドには、限定されるものではないが、アミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ネチルマイシン、トブラマイシン、パロモマイシン、及びスペクチノマイシンが含まれる。アミノグリコシドは、例えば、大腸菌(Escherichia coli)、クレブシエラ(Klebsiella)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、及び野兎病菌(Francisella tularensis)などのグラム陰性細菌に対して、及び特定の好気性細菌に対しては有効であるが、偏性/通性嫌気性菌に対してはあまり有効ではない。アミノグリコシドは、細菌の30S又は50Sリボソームサブユニットに結合し、それによって細菌のタンパク質合成を阻害すると考えられている。
アンサマイシンには、限定されるものではないが、ゲルダナマイシン、ハービマイシン、リファマイシン、及びストレプトバリシンが含まれる。ゲルダナマイシン及びハービマイシンは、熱ショックタンパク質90の機能を阻害又は変更すると考えられている。
カルバセフェムには、限定されるものではないが、ロラカルベフが含まれる。カルバセフェムは、細菌の細胞壁合成を阻害すると考えられている。
カルバペネムには、限定されるものではないが、エルタペネム、ドリペネム、イミペネム/シラスタチン、及びメロペネムが含まれる。カルバペネムは、広域抗生物質としてのグラム陽性菌とグラム陰性菌の両方に対して殺菌性がある。カルバペネムは、細菌の細胞壁合成を阻害すると考えられている。
セファロスポリンには、限定されるものではないが、セファドロキシル、セファゾリン、セファロチン(Cefalotin)、セファロチン(Cefalothin)、セファレキシン、セファクロル、セファマンドール、セフォキシチン、セフプロジル、セフロキシム、セフィキシム、セフジニル、セフジトレン、セフォペラゾン、セフォタキシム、セフポドキシム、セフタジジム、セフチブテン、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフェピム、セフタロリンフォサミル、及びセフトビプロールが含まれる。選択されたセファロスポリンは、例えば、緑膿菌(Pseudomonas)を含むグラム陰性菌及びグラム陽性菌対して有効であり、特定のセファロスポリンは、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)(MRSA)に対して有効である。セファロスポリンは、細菌細胞壁のペプチドグリカン層の合成を妨害することにより、細菌細胞壁合成を阻害すると考えられている。
糖ペプチドには、限定されるものではないが、テイコプラニン、バンコマイシン、及びテラバンシンが含まれる。糖ペプチドは、例えば、MRSA及びクロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)を含む好気性及び嫌気性のグラム陽性菌に対して有効である。糖ペプチドは、細菌細胞壁のペプチドグリカン層の合成を妨害することによって細菌細胞壁の合成を阻害すると考えられている。
リンコサミドには、限定されるものではないが、クリンダマイシン及びリンコマイシンが含まれる。リンコサミドは、例えば、嫌気性細菌並びにブドウ球菌(Staphylococcus)及び連鎖球菌(Streptococcus)に対して有効である。リンコサミドは、細菌の50Sリボソームサブユニットに結合し、それによって細菌のタンパク質合成を阻害すると考えられている。
リポペプチドには、限定されるものではないが、ダプトマイシンが含まれる。リポペプチドは、例えば、グラム陽性菌に対して有効である。リポペプチドは、細菌膜に結合し、急速な脱分極を引き起こすと考えられている。
マクロライドには、限定されるものではないが、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、ジリスロマイシン、エリスロマイシン、ロキシスロマイシン、トロレアンドマイシン、テリスロマイシン、及びスピラマイシンが含まれる。マクロライドは、例えば、連鎖球菌(Streptococcus)及びマイコプラズマ(Mycoplasma)に対して有効である。マクロライドは、細菌又は50Sリボソームサブユニットに結合し、それによって細菌のタンパク質合成を阻害すると考えられている。
モノバクタムには、限定されるものではないが、アズトレオナムが含まれる。モノバクタムは、例えば、グラム陰性菌に対して有効である。モノバクタムは、細菌細胞壁のペプチドグリカン層の合成を妨害することによって細菌細胞壁の合成を阻害すると考えられている。
ニトロフランには、限定されるものではないが、フラゾリドン及びニトロフラントインが含まれる。
オキサゾリドノンには、限定されるものではないが、リネゾリド、ポシゾリド(Posizolid)、ラデゾリド(Radezolid)、及びトレゾリド(Torezolid)が含まれる。オキサゾリドノンは、タンパク質合成阻害剤であると考えられている。
ペニシリンには、限定されるものではないが、アモキシシリン、アンピシリン、アズロシリン、カルベニシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、フルクロキサシリン、メズロシリン、メチシリン、ナフシリン、オキサシリン、ペニシリンG、ペニシリンV、ピペラシリン、テモシリン、及びチカルシリンが含まれる。ペニシリンは、例えば、グラム陽性菌、通性嫌気性菌、例えば連鎖球菌(Streptococcus)、ボレリア、及びトレポネーマに対して有効である。ペニシリンは、細菌細胞壁のペプチドグリカン層の合成を妨害することによって細菌細胞壁の合成を阻害すると考えられている。
ペニシリンの組み合わせには、限定されるものではないが、アモキシシリン/クラブラン酸塩、アンピシリン/スルバクタム、ピペラシリン/タゾバクタム、及びチカルシリン/クラブラン酸塩が含まれる。
ポリペプチド抗生物質には、限定されるものではないが、バシトラシン、コリスチン、及びポリミキシンB及びEが含まれる。ポリペプチド抗生物質は、例えば、グラム陰性菌に対して有効である。特定のポリペプチド抗生物質は、細菌細胞壁のペプチドグリカン層の合成に関与するイソプレニルピロリン酸を阻害すると考えられているが、細菌の対イオンを置き換えることによって細菌の外膜を不安定にするものもある。
キノロン及びフルオロキノロンには、限定されるものではないが、シプロフロキサシン、エノキサシン、ガチフロキサシン、ゲミフロキサシン、レボフロキサシン、ロメフロキサシン、モキシフロキサシン、ナリジクス酸、ノルフロキサシン、オフロキサシン、トロバフロキサシン、グレパフロキサシン、スパルフロキサシン、及びテマフロキサシンが含まれる。キノロン/フルオロキノロンは、例えば、連鎖球菌(Streptococcus)やナイセリア属(Neisseria)に対して有効である。キノロン/フルオロキノロンは、細菌のDNAジャイレース又はトポイソメラーゼIVを阻害し、それによってDNAの複製及び転写を阻害すると考えられている。
スルホンアミドには、限定されるものではないが、マフェニド、スルファセタミド、スルファジアジン、スルファジアジン銀、スルファジメトキシン、スルファメチゾール、スルファメトキサゾール、スルファニルイミド、スルファサラジン、スルフイソキサゾール、トリメトプリム-スルファメトキサゾール(コ・トリモキサゾール)、及びスルホンアミドクリソイジンが含まれる。スルホンアミドは、ジヒドロプテロイン酸合成酵素の競合的阻害によって葉酸合成を阻害し、それによって核酸合成を阻害すると考えられている。
テトラサイクリンには、限定されるものではないが、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、及びテトラサイクリンが含まれる。テトラサイクリンは、例えば、グラム陰性菌に対して有効である。テトラサイクリンは、細菌の30Sリボソームサブユニットに結合し、それによって細菌のタンパク質合成を阻害すると考えられている。
抗抗酸菌化合物には、限定されるものではないが、クロファジミン、ダプソン、カプレオマイシン、サイクロセリン、エタンブトール、エチオナミド、イソニアジド、ピラジナミド、リファンピシン、リファブチン、リファペンチン、及びストレプトマイシンが含まれる。
好適な抗生物質には、アルスフェナミン、クロラムフェニコール、フォスフォマイシン、フシジン酸、メトロニダゾール、ムピロシン、プラテンシマイシン、キヌプリスチン/ダルフォプリスチン、チゲサイクリン、チニダゾール、トリメトプリム・アモキシシリン/クラブラン酸塩、アンピシリン/スルバクタム、アンホマイシンリストセチン、アジスロマイシン、バシトラシン、ブフォリンII、カルボマイシン、セクロピンP1、クラリスロマイシン、エリスロマイシン、フラゾリドン、フシジン酸、フシジン酸ナトリウム、グラミシジン、イミペネム、インドリシジン、ジョサマイシン、マガイナンII(magainan II)、メトロニダゾール、ニトロイミダゾール、ミカマイシン、ムタシンB-Ny266、ムタシンB-JHl 140、ムタシンJ-T8、ナイシン、ナイシンA、ノボビオシン、オレアンドマイシン、オストレオグリシン、ピペラシリン/タゾバクタム、プリスチナマイシン、ラモプラニン、ラナレキシン、ロイテリン、リファキシミン、ロザマイシン、ロサラマイシン、スペクチノマイシン、スピラマイシン、スタフィロマイシン、ストレプトグラミン、ストレプトグラミンA、シネルギスチン、タウロリジン、テイコプラニン、テリスロマイシン、チカルシリン/クラブラン酸、トリアセチルオレアンドマイシン、タイロシン、チロシジン、チロトリシン、バンコマイシン、ベママイシン(vemamycin)、及びバージニアマイシンも含まれる。
いくつかの実施形態では、この追加の治療薬は、免疫抑制剤、DMARD、疼痛制御剤、ステロイド、非ステロイド系抗炎症薬(NSAID)、又はサイトカイン拮抗薬、及びこれらの組み合わせである。代表的な薬剤として下記が挙げられるが、これらに限定されない:シクロスポリン、レチノイド、副腎皮質ステロイド、プロピオン酸誘導体、酢酸誘導体、エノール酸(enolic acid)誘導体、フェナム酸誘導体、Cox-2阻害剤、ルミラコキシブ、イブプロフェン、サリチル酸コリンマグネシウム、フェノプロフェン、サルサラート、ジフニサル(difunisal)、トルメチン、ケトプロフェン、フルルビプロフェン、オキサプロジン、インドメタシン、スリンダク、エトドラク、ケトロラック、ナブメトン、ナプロキセン、バルデコキシブ、エトリコキシブ、MK0966;ロフェコキシブ、アセトミノフェン、セレコキシブ、ジクロフェナク、トラマドール、ピロキシカム、メロキシカム、テノキシカム、ドロキシカム、ロルノキシカム、イソキシカム、メフェナム酸、メクロフェナム酸、フルフェナム酸、トルフェナム酸、バルデコキシブ、パレコキシブ、エトドラク、インドメタシン、アスピリン、イブプロフェン、フィロコキシブ、メトトレキサート(MTX)、抗マラリア剤(例えば、ヒドロキシクロロキン及びクロロキン)、スルファサラジン、レフルノミド、アザチオプリン、シクロスポリン、金塩、ミノサイクリン、シクロホスファミド、D-ペニシラミン、ミノサイクリン、オーラノフィン、タクロリムス、ミオクリシン、クロラムブシル、TNFα拮抗薬(例えば、TNFα拮抗薬又はTNFαレセプター拮抗薬)、例えば、アダリムマブ(Humira(登録商標))、エタネルセプト(Enbrel(登録商標))、インフリキシマブ(Remicade(登録商標);TA-650)、セルトリズマブペゴル(Cimzia(登録商標);CDP870)、ゴリムマブ(Simpom(登録商標);CNTO 148)、アナキンラ(Kineret(登録商標))、リツキシマブ(Rituxan(登録商標);MabThera(登録商標))、アバタセプト(Orencia(登録商標))、トシリズマブ(RoActemra/Actemra(登録商標))、インテグリン拮抗薬(TYSABRI(登録商標)(ナタリズマブ))、IL-1拮抗薬(ACZ885(イラリス))、アナキンラ(Kineret(登録商標)))、CD4拮抗薬、IL-23拮抗薬、IL-20拮抗薬、IL-6拮抗薬、BLyS拮抗薬(例えば、アタシセプト、Benlysta(登録商標)/LymphoStat-B(登録商標)(ベリムマブ))、p38阻害剤、CD20拮抗薬(オクレリズマブ、オファツムマブ(Arzerra(登録商標)))、インターフェロンγ拮抗薬(フォントリズマブ)、プレドニゾロン、プレドニゾン、デキサメタゾン、コルチゾール、コルチゾン、ヒドロコルチゾン、メチルプレドニゾロン、ベタメタゾン、トリアムシノロン、ベクロメタゾン(beclometasome)、フルドロコルチゾン、デオキシコルチコステロン、アルドステロン、ドキシサイクリン、バンコマイシン、ピオグリタゾン、SBI-087、SCIO-469、Cura-100、オンコキシン+ビウシド(Oncoxin+Viusid)、TwHF、メトキサレン、ビタミンD-エルゴカルシフェロール、ミルナシプラン、パクリタキセル、ロージングタゾン(rosig tazone)、タクロリムス(Prograf(登録商標))、RADOOl、ラパミューン、ラパマイシン、フォスタマチニブ、フェンタニル、XOMA 052、フォスタマチニブ二ナトリウム、ロシグリタゾン、クルクミン(Longvida(商標))、ロスバスタチン、マラビロク、ラミピニル(ramipnl)、ミルナシプラン、コビプロストン(Cobiprostone)、ソマトロピン、tgAAC94遺伝子治療用ベクター、MK0359、GW856553、エソメプラゾール、エベロリムス、トラスツズマブ、JAKl阻害剤及びJAK2阻害剤、パンJAK阻害剤、例えば、四環系ピリドン6(P6)、325、PF-956980、デノスマブ、IL-6拮抗薬、CD20拮抗薬、CTLA4拮抗薬、IL-8拮抗薬、IL-21拮抗薬、IL-22拮抗薬、インテグリン拮抗薬(Tysarbri(登録商標)(ナタリズマブ))、VGEF拮抗薬、CXCL拮抗薬、MMP拮抗薬、デフェンシン拮抗薬、IL-1拮抗薬(例えばIL-1β拮抗薬)並びにIL-23拮抗薬(例えば、レセプターデコイ、拮抗性抗体等)。
いくつかの実施形態では、この追加の治療薬は免疫抑制剤である。免疫抑制剤の例として下記が挙げられるが、これらに限定されない:副腎皮質ステロイド、メサラジン、メサラミン、スルファサラジン、スルファサラジン誘導体、免疫抑制薬、シクロスポリンA、メルカプトプリン、アザチオプリン、プレドニゾン、メトトレキサート、抗ヒスタミン薬、グルココルチコイド、エピネフリン、テオフィリン、クロモグリク酸ナトリウム、抗ロイコトリエン、鼻炎用の抗コリン薬、TLR拮抗薬、インフラマソーム阻害剤、抗コリン性うっ血除去薬、肥満細胞安定化薬、モノクローナル抗IgE抗体、ワクチン(例えば、アレルゲンの量の徐々に増加するワクチン接種に使用されるワクチン)、サイトカイン阻害剤、例えば抗IL-6抗体、TNF阻害剤、例えば、インフリキシマブ、アダリムマブ、セルトリズマブペゴル、ゴリムマブ、又はエタネルセプト、及びこれらの組み合わせ。
投与
特定の態様では、対象に本明細書に記載の医薬組成物(例えば、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物)を送達する方法が本明細書で提供される。本明細書で提供される方法のいくつかの実施形態では、医薬組成物を追加の治療薬の投与と共に投与する。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、追加の治療薬と共製剤化されたmEV(例えば、smEV)を含む。いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物を追加の治療薬と共投与する。いくつかの実施形態では、追加の治療薬は、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物の投与前(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50若しくは55分前、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22若しくは23時間前、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13若しくは14日前)に対象に投与する。いくつかの実施形態では、追加の治療薬は、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物の投与後(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50若しくは55分後、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22若しくは23時間後、又は約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13若しくは14日後)に対象に投与する。いくつかの実施形態では、同一の送達モードを使用して、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物と追加の治療薬との両方を送達する。いくつかの実施形態では、異なる送達モードを使用して、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物と追加の治療薬とを投与する。例えば、いくつかの実施形態では、mEV(例えば、smEV)を含む医薬組成物を経口投与し、追加の治療薬を注射(例えば、静脈内注射、筋肉内注射、及び/又は腫瘍内注射)により投与する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、1日1回投与される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、1日2回投与される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、1日用量のために製剤化される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の医薬組成物は、1日2回用量のために製剤化され、その場合、各用量は、1日用量の半分である。
特定の実施形態では、本明細書で説明されている医薬組成物及び剤形を、任意の他の従来の抗癌処置(例えば、腫瘍の放射線治療及び外科的切除)と共に投与し得る。この処置を、必要に応じて及び/又は指示されているように適用し得、且つこの処置は、本明細書で説明されているmEV(smEVなど)を含む医薬組成物及び剤形の投与の前、同時、又は後に起こり得る。
投与レジメンは様々な方法及び量の内のいずれかであり得、且つ既知の臨床学的因子に従って当業者により決定され得る。医学分野で既知であるように、任意の1例の患者のための投与量は多くの因子に依存し得、例えば、対象の種、サイズ、体表面積、年齢、性別、免疫能力、及び全体的な健康、投与する特定の微生物、投与の持続期間及び経路、疾患の種類及び段階、例えば、腫瘍サイズ並びに他の化合物(例えば、同時又はほぼ同時に投与する薬物)に依存し得る。上記の因子に加えて、そのようなレベルは、当業者により決定され得るように、微生物の感染力及び微生物の性質の影響を受け得る。本方法では、微生物の適切な最小投与量レベルは、微生物が生存し、増殖し、且つ複製するのに十分なレベルであり得る。本明細書で説明されているmEV(smEVなど)を含む医薬組成物の用量を、剤形、投与経路、標的疾患の程度又は段階、及び同類のものに従って適切に設定し得るか又は調整し得る。例えば、薬剤の一般的な有効用量は、0.01mg/体重kg/日~1000mg/体重kg/日、0.1mg/体重kg/日~1000mg/体重kg/日、0.5mg/体重kg/日~500mg/体重kg/日、1mg/体重kg/日~100mg/体重kg/日、又は5mg/体重kg/日~50mg/体重kg/日の範囲であり得る。この有効用量は、0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、500若しくは1000mg/体重kg/日、又はより多くであり得るが、この用量はこれらに限定されない。
いくつかの実施形態では、対象に投与する用量は、疾患(例えば、自己免疫疾患、炎症性疾患、代謝性疾患又は癌)を予防するのに、この疾患の発症を遅延させるのに、又はこの疾患の進行を遅らせるか若しくは停止させるのに、又は疾患の1つ若しくは複数の症状を緩和するのに十分である。投与量が様々な因子(例えば、用いる特定の薬剤(例えば、治療薬)の強度並びに対象の年齢、種、状態、及び体重)に依存することを当業者は認識するであろう。用量の大きさは、投与の経路、タイミング及び頻度並びに特定の治療薬の投与に伴う可能性があるあらゆる有害な副作用及び所望される生理学的効果の存在、性質、及び程度によっても決定され得るであろう。
適切な用量及び投与レジメンを、当業者に既知の従来の範囲発見技術により決定し得る。一般に、処置を、化合物の適切な用量未満であるより少ない投与量で開始する。その後、この投与量を、この状況下で最適な効果が達成されるまで少量ずつ増加させる。有効な投与量及び処置プロトコルを、例えば、実験動物での低用量から始めて、次いで効果をモニタリングしつつ投与量を増加させ、さらに投与量レジメンを体系的に変えることにより、日常的で従来の手段により決定し得る。一般には、実験動物を使用して体重1キログラム当たりの生物活性剤の最大耐量(「MTD」)を決定する。当業者は、ヒト等の他の種において、毒性を回避しつつ有効性のために用量を定期的に推定する。
上記に従い、治療用途において、本発明に従って使用される治療薬の投与量は、選択された投与量に影響を及ぼす他の要因の中でも、活性剤、レシピエント患者の年齢、体重及び臨床状態並びに治療を施す臨床医又は専門家の経験及び判断に依存して変化する。例えば、癌治療の場合、用量は、腫瘍の増殖の遅延、好ましくは退行をもたらす上で、最も好ましくは癌の完全な退行、又は転移のサイズ若しくは数の減少をもたらす上で十分であるべきである。別の例として、用量は、対象が処置を受けている疾患の進行の遅延、好ましくは、対象が処置を受けている疾患の1つ若しくは複数の症状の改善をもたらす上で十分であるべきである。
個別の投与は、2回以上の投与(例えば、2回、3回、4回、5回、又は6回の投与)の内のいずれかの数を含み得る。当業者は、本明細書で提供される治療方法をモニタリングするための当技術分野で既知の方法及び他のモニタリング方法に従って、1回又は複数回の追加の投与を実施するための投与の数又はこの投与の実施の望ましさを容易に決定し得る。従って、本明細書で提供される方法は、医薬組成物の1回又は複数回の投与を対象にもたらす方法を含み、この投与回数を、対象をモニタリングし、このモニタリングの結果に基づいて、1回又は複数回の追加の投与をもたらすかどうかを決定することにより、決定し得る。1回又は複数回の追加の投与をもたらすかどうかの決定は、様々なモニタリング結果に基づき得る。
投与間の間隔は、様々な期間の内のいずれかであり得る。この投与間の間隔は、投与回数、対象が免疫応答を開始するための期間に関して説明されているように、モニタリング工程を含む様々な因子の内のいずれかの関数であり得る。一例では、この期間は対象が免疫応答を開始するための期間の関数であり得、例えば、この期間は対象が免疫応答を開始するための期間超であり得、例えば、約1週間超、約10日超、約2週間超、又は約1ヶ月超であり得、別の例では、この期間は対象が免疫応答を開始するための期間未満であり得、例えば、約1週間未満、約10日未満、約2週間未満、又は約1カ月未満であり得る。
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている医薬組成物と組み合わせた追加の治療薬の送達により、副作用が低減され、及び/又は追加の治療薬の有効性が改善される。
本明細書で説明されている追加の治療薬の有効用量は、対象への毒性が最小な、特定の対象、組成物、及び投与様式に対して所望の治療反応を達成するのに有効な追加の治療薬の量である。有効投与量レベルは、本明細書で説明されている方法を使用して特定され得、且つ様々な薬物動態学的因子(例えば、投与される特定の組成物又は薬剤の活性、投与経路、投与期間、用いられる特定の化合物の排泄速度、処置の持続期間、用いられる特定の組成物と組み合わせて使用される他の薬物、化合物、及び/又は物質、処置される対象の年齢、性別、体重、状態、全体的な健康及び過去の病歴並びに医療分野で公知の類似の因子)に依存するであろう。一般に、追加の治療薬の有効用量は、治療効果を生じるのに有効な最低用量である追加の治療薬の量であるであろう。そのような有効用量は一般に、上記で説明されている因子に依存するであろう。
追加の治療薬の毒性は、処置中又は後に対象が経験する副作用のレベルである。追加の治療の毒性と関連する有害事象として、下記が挙げられ得るが、これらに限定されない:腹痛、胃酸過多、呑酸、アレルギー反応、脱毛、アナフィラキシー、貧血症、不安、食欲不振、関節痛、無力症、運動失調、高窒素血症、平衡の欠如、骨痛、出血、血餅、低血圧、高血圧、呼吸困難、気管支炎、挫傷、低白血球数、低赤血球数、低血小板数、心毒性、膀胱炎、出血性膀胱炎、不整脈、心臓弁膜症、心筋症、冠動脈疾患、白内障、中枢神経毒性、認知障害、錯乱、結膜炎、便秘、咳嗽、筋痙攣、膀胱炎、深部静脈血栓症、脱水、うつ病、下痢、眩暈、口渇、乾燥皮膚、消化不良、呼吸困難、浮腫、電解質異常、食道炎、疲労、生殖能力の欠如、発熱、鼓腸、潮紅、胃逆流、胃食道逆流症、生殖器痛、顆粒球減少症、女性化乳房、緑内障、脱毛、手足症候群、頭痛、難聴、心不全、心臓の動悸、胸やけ、血腫、出血性膀胱炎、肝毒性、高アミラーゼ血症、高カルシウム血症、高クロール血症、高血糖、高カリウム血症、高リパーゼ血症、高マグネシウム血症、高ナトリウム血症、高リン酸血症、色素増加症、高トリグリセリド血症、高尿酸血症、低アルブミン血症、低カルシウム血症、低クロール血症、低血糖症、低カリウム血症、低マグネシウム血症、低ナトリウム血症、低リン酸血症、勃起不全、感染、注射部位反応、不眠症、鉄欠乏症、そう痒、関節痛、腎不全、白血球減少症、肝機能障害、記憶喪失、閉経、口の痛み、粘膜炎、筋痛、筋肉痛、骨髄抑制、心筋炎、好中球減少性発熱、吐き気、腎毒性、好中球減少症、鼻血、しびれ、聴器毒性、疼痛、手掌足底感覚異常症、汎血球減少症、心膜炎、末梢神経障害、咽頭炎、羞明、光線過敏症、肺炎、間質性肺炎、タンパク尿症、肺塞栓症、肺線維症、肺毒性、発疹、速い心臓の鼓動、直腸出血、不穏状態、鼻炎、発作、息切れ、副鼻腔炎、血小板減少症、耳鳴、尿路感染、腟出血、腟乾燥、回転性めまい、水貯留、脱力、体重減少、体重増加、及び口腔乾燥症。一般に、治療を通じて達成される患者への利益が、治療に起因して患者が経験する有害事象を上回る場合、毒性は許容される。
免疫障害
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている方法及び医薬組成物は、病理学的免疫応答に関連する疾患又は障害(例えば、自己免疫疾患、アレルギー反応、及び/又は炎症性疾患)の処置又は予防に関する。いくつかの実施形態では、この疾患又は障害は炎症性腸疾患(例えば、クローン病又は潰瘍性大腸炎)である。いくつかの実施形態では、疾患又は障害は、乾癬である。いくつかの実施形態では、疾患又は障害は、皮膚炎である。
本明細書で説明されている方法を使用して、必要とするあらゆる対象を処置し得る。本明細書で使用される場合、「必要とする対象」は、病理学的免疫応答に関連する疾患又は障害(例えば炎症性腸疾患)を有するあらゆる対象、及びそのような疾患又は障害を獲得する可能性が高いあらゆる対象を含む。
本明細書で使用されている医薬組成物を、例えば、自己免疫疾患、例えば、慢性炎症性腸疾患、全身性エリテマトーデス、乾癬、マックル・ウェルズ症候群、関節リウマチ、多発性硬化症若しくは橋本病;アレルギー性疾患、例えば、食物アレルギー、花粉症若しくは喘息;感染性疾患、例えば、クロストリジウム・ディフィシル(Clostridium difficile)による感染;炎症性疾患、例えば、TNF媒介型炎症性疾患(例えば、胃腸管の炎症性疾患、例えば嚢炎、心臓血管の炎症状態、例えばアテローム性動脈硬化症若しくは炎症性肺疾患、例えば慢性閉塞性肺疾患);組織拒絶が生じる可能性がある臓器移植若しくは他の状況での拒絶を抑制するための医薬組成物;免疫機能を改善するためのサプリメント、食物若しくは飲料;又は免疫細胞の増殖若しくは機能を抑制するための試薬を予防するか又は処置する(副作用を部分的に又は完全に軽減する)ための医薬組成物として使用し得る。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供され方法は炎症の処置に有用である。特定の実施形態では、下記で論じられるように、身体のあらゆる組織及び臓器の炎症(例えば、筋骨格の炎症、血管の炎症、神経の炎症、消化器系の炎症、眼の炎症、生殖器系の炎症、及び他の炎症)。
筋骨格系の免疫障害として、骨格関節(例えば、手、手首、肘、肩、顎、脊椎、首、臀部、既知、足首及び足の関節)に影響を及ぼす状態並びに腱等の骨格に筋肉を結びつける組織に影響を及ぼす状態が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で説明されている方法及び組成物で処置され得るそのような免疫障害の例として、下記が挙げられるが、これらに限定されない:関節炎(例えば、骨関節炎、関節リウマチ、乾癬性関節炎、強直性脊椎炎、急性及び慢性の感染性関節炎、痛風及び偽痛風と関連する関節炎並びに若年性特発性関節炎)、腱炎、滑膜炎、腱鞘炎、滑液包炎、結合織炎(線維筋痛症)、上顆炎、筋炎並びに骨炎(例えば、パジェット病、恥骨骨炎及び嚢胞性線維性骨炎)。
眼の免疫障害は、眼のあらゆる構造(例えばまぶた)に影響を及ぼす免疫障害を指す。本明細書で説明されている方法及び組成物で処置され得る眼の免疫障害の例として、眼瞼炎、眼瞼皮膚弛緩症、結膜炎、涙腺炎、角膜炎、乾性角結膜炎(ドライアイ)、強膜炎、睫毛乱生、及びぶどう膜炎が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で説明されている方法及び組成物で処置され得る神経系の免疫障害の例として、脳炎、ギラン・バレー症候群、髄膜炎、神経性筋強直症、ナルコレプシー、多発性硬化症、脊髄炎、及び統合失調症が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で説明されている方法及び組成物で処置され得る血管系又はリンパ系の炎症の例として、関節硬化症、関節炎、静脈炎、血管炎、及びリンパ管炎が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で説明されている方法及び医薬組成物で処置され得る消化器系の免疫障害の例として、胆管炎、胆嚢炎、腸炎、小腸結腸炎、胃炎、胃腸炎、炎症性腸疾患、回腸炎、及び直腸炎が挙げられるが、これらに限定されない。炎症性腸疾患として、例えば、関連疾患の群の特定の当技術分野で認められた形態が挙げられる。炎症性腸疾患のいくつかの主要な形態が知られており、この障害の最も一般的なものはクローン病(局所性腸疾患、例えば、不活性な形態及び活性な形態)並びに潰瘍性大腸炎(例えば、不活性な形態及び活性な形態)である。加えて、この炎症性腸疾患には、過敏性腸症候群、顕微鏡的大腸炎、リンパ球性-形質細胞性腸炎、セリアック病、コラーゲン大腸炎、リンパ球性大腸炎、及び好酸球性腸炎が含まれる。IBDの他のあまり一般的ではない形態として、不確定大腸炎、偽膜性大腸炎(壊死性大腸炎)、虚血性炎症性腸疾患、ベーチェット病、サルコイドーシス、強皮症、IBD関連異形成、異形成関連の腫瘤又は病変、及び原発性硬化性胆管炎が挙げられる。
本明細書で説明されている方法及び医薬組成物で処置され得る生殖器系の免疫障害の例として、子宮頸管炎、絨毛羊膜炎、子宮内膜炎、精巣上体炎、臍炎、卵巣炎、精巣炎、卵管炎、卵管卵巣膿瘍、尿道炎、腟炎、外陰炎、及び外陰部痛が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で説明されている方法及び医薬組成物を使用して、炎症性成分を有する自己免疫状態を処置し得る。そのような状態として下記が挙げられるが、これらに限定されない:急性播種性全身性脱毛症(acute disseminated alopecia universalise)、ベーチェット病、シャーガス病、慢性疲労症候群、自律神経障害、脳脊髄炎、強直性脊椎炎、再生不良性貧血、化膿性汗腺炎、自己免疫性肝炎、自己免疫性卵巣炎、セリアック病、クローン病、1型糖尿病、巨細胞性動脈炎、グッドパスチャー症候群、グレーブス病、ギラン・バレー症候群、橋本病、ヘノッホ・シェーンライン紫斑病、川崎病、紅斑性狼瘡、顕微鏡的大腸炎、顕微鏡的多発動脈炎、混合性結合組織病、マックル・ウェルズ症候群、多発性硬化症、重症筋無力症、眼球クローヌス・ミオクローヌス運動失調、視神経炎、オード甲状腺炎(ord’s thyroiditis)、天疱瘡、結節性多発動脈炎、多発性筋痛、関節リウマチ、ライター症候群、シェーグレン症候群、側頭動脈炎、ウェゲナー肉芽腫症、温式自己免疫性溶血性貧血、間質性膀胱炎、ライム病、モルフェア、乾癬、サルコイドーシス、強皮症、潰瘍性大腸炎、及び白斑。
本明細書で説明されている方法及び医薬組成物を使用して、炎症性成分を有するT細胞媒介型過敏性疾患を処置し得る。そのような状態として、接触過敏症、接触性皮膚炎(例えば、ツタウルシに起因するもの)、じんま疹、皮膚アレルギー、呼吸アレルギー(枯草熱、アレルギー性鼻炎、チリダニアレルギー)、及びグルテン過敏性腸症(セリアック病)が挙げられるが、これらに限定されない。
本方法及び本医薬組成物で処置され得る他の免疫障害として、例えば下記が挙げられる;虫垂炎、皮膚炎、皮膚筋炎、心内膜炎、結合織炎、歯肉炎、舌炎、肝炎、化膿性汗腺炎、虹彩炎、喉頭炎、乳腺炎、心筋炎、腎炎、耳炎、膵炎、耳下腺炎、心膜炎、腹膜炎、咽頭炎、胸膜炎、間質性肺炎、前立腺炎、腎盂腎炎、及び口内炎、移植片拒絶(例えば、腎臓、肝臓、心臓、肺、膵臓(例えば膵島細胞)、骨髄、角膜、小腸、皮膚同種移植片(skin allograft)、皮膚同種移植片(skin homograft)、及び心臓弁異種移植片等の臓器、血清病、及び移植片対宿主病)、急性膵炎、慢性膵炎、急性呼吸促迫症候群、セザール症候群、先天性副腎過形成、非化膿性甲状腺炎、癌と関連する高カルシウム血症、天疱瘡、水疱性ヘルペス状皮膚炎(bullous dermatitis herpetiformis)、重度の多形性紅斑、剥離性皮膚炎、脂漏性皮膚炎、季節性の又は通年性のアレルギー性鼻炎、気管支喘息、接触性皮膚炎、アトピー性皮膚炎、薬物過敏症反応、アレルギー性結膜炎、角膜炎、眼部帯状疱疹、虹彩炎及び虹彩毛様体炎(oiridocyclitis)、脈絡網膜炎、視神経炎、症候性サルコイドーシス、電撃性の又は播種性の肺結核化学療法、成人の特発性血小板減少性紫斑病、成人の続発性血小板減少症、後天性の(自己免疫)溶血性貧血、成人の白血病及びリンパ腫、子供の急性白血病、限局性腸炎、自己免疫血管炎、多発性硬化症、慢性閉塞性肺疾患、固形臓器移植拒絶、敗血症。好ましい処置として、移植拒絶、関節リウマチ、乾癬性関節炎、多発性硬化症、1型糖尿病、喘息、炎症性大腸疾患、全身性紅斑性狼瘡、乾癬、慢性障害肺疾患、及び感染状態を伴う炎症(例えば敗血症)の処置が挙げられる。
代謝性障害
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法及び医薬組成物は、代謝性疾患若しくは障害、例えば、II型糖尿病、耐糖能異常、インスリン抵抗性、肥満、高血糖症、高インスリン血症、脂肪肝、非アルコール性脂肪性肝炎、高コレステロール血症、高血圧症、高リポタンパク血症、高脂血症、高トリグリセリド血症、ケトアシドーシス、低血糖症、血栓疾患、脂質異常症、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)又は関連疾患の処置又は予防に関する。いくつかの実施形態では、関連疾患は、心血管疾患、アテローム性動脈硬化症、腎疾患、腎障害、糖尿病性腎臓病、糖尿病性網膜症、性機能不全、皮膚症、消化不良、又は浮腫である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法及び医薬組成物は、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)及び非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の処置に関する。
本明細書に記載の方法を使用して、それを必要とするあらゆる対象を処置することができる。本明細書で使用される場合、「それを必要とする対象」は、代謝性疾患又は障害を有するあらゆる対象並びにそうした疾患又は障害を得る高い可能性があるあらゆる対象を含む。
本明細書に記載の医薬組成物を使用して、例えば、代謝性疾患、例えば、II型糖尿病、耐糖能異常、インスリン抵抗性、肥満、高血糖症、高インスリン血症、脂肪肝、非アルコール性脂肪性肝炎、高コレステロール血症、高血圧症、高リポタンパク血症、高脂血症、高トリグリセリド血症、ケトアシドーシス、低血糖症、血栓疾患、脂質異常症、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、又は関連疾患を予防又は処置する(その有害な作用を部分的若しくは完全に低減する)ことができる。いくつかの実施形態では、関連疾患は、心血管疾患、アテローム性動脈硬化症、腎疾患、腎障害、糖尿病性腎臓病、糖尿病性網膜症、性機能不全、皮膚症、消化不良、又は浮腫である。

いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている方法及び医薬組成物は、癌の処置に関する。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている方法を使用して、あらゆる癌を処置し得る。本明細書で説明されている方法及び医薬組成物により処置され得る癌の例として、下記が挙げられるが、これらに限定されない:膀胱、血液、骨、骨髄、脳、乳房、結腸、食道、胃腸、歯肉、頭、腎臓、肝臓、肺、上咽頭、首、卵巣、前立腺、皮膚、胃、精巣、舌、又は子宮からの癌細胞。加えて、癌は、具体的には下記の組織型であり得るが、これらに限定されない:新生物、悪性;癌腫;癌腫、未分化;巨細胞癌及び紡錘細胞癌;小細胞癌;乳頭癌;扁平上皮癌;リンパ上皮癌;基底細胞癌;石灰化上皮癌(pilomatrix carcinoma);移行上皮癌;乳頭状移行上皮癌;腺癌;ガストリノーマ、悪性;胆管癌;肝細胞癌;組み合わされた肝細胞癌及び胆管癌;小柱状腺癌(trabecular adenocarcinoma);腺様嚢胞癌;腺腫性ポリープ中の腺癌;腺癌、家族性大腸ポリポーシス;固形癌;カルチノイド腫瘍、悪性;細気管支肺胞腺癌;乳頭状腺癌;色素嫌性癌;好酸性癌;好酸性腺癌;好塩基性癌;明細胞腺癌;顆粒細胞癌;濾胞腺癌;乳頭状及び濾胞腺癌;非被包性硬化性癌;副腎皮質癌;類内膜癌;皮膚付属器癌;アポクリン腺癌;皮脂腺癌;耳垢腺癌;粘表皮癌;嚢胞腺癌;乳頭状嚢腺癌;乳頭状漿液嚢胞腺癌;粘液性嚢胞腺癌;粘液癌;印環細胞癌;浸潤性乳管癌;髄様癌;小葉癌;丹毒様癌;パジェット病、乳房;腺房細胞癌;腺扁平上皮癌;扁平上皮化生随伴腺癌(adenocarcinoma w/squamous metaplasia);胸腺腫、悪性;卵巣間質腫、悪性;莢膜細胞腫、悪性;顆粒膜細胞腫瘍、悪性;及び神経芽細胞腫(roblastoma)、悪性;セルトリ細胞癌;ライディッヒ細胞腫、悪性;脂質細胞腫瘍、悪性;傍神経節腫、悪性;乳房外傍神経節腫、悪性;褐色細胞腫;血管球血管肉腫;悪性黒色腫;メラニン欠乏性黒色腫;表在拡大型黒色腫;巨大色素性母斑中の悪性黒色腫;類上皮細胞黒色腫;青色母斑、悪性;肉腫;線維肉腫;線維性組織球腫、悪性;粘液肉腫;脂肪肉腫;平滑筋肉腫;横紋筋肉腫;胎児性横紋筋肉腫;胞巣状横紋筋肉腫;間質性肉腫;混合腫瘍、悪性;ミュラー管混合腫瘍;腎芽腫;肝芽腫;癌肉腫;間葉腫、悪性;ブレンナー腫瘍、悪性;葉状腫瘍、悪性;滑膜肉腫;中皮腫、悪性;未分化胚細胞腫;胚性癌腫;奇形腫、悪性;卵巣甲状腺腫、悪性;絨毛癌;中腎腫、悪性;血管肉腫;血管内皮腫、悪性;カポジ肉腫;血管外皮細胞腫、悪性;リンパ管肉腫;骨肉腫;傍骨性骨肉腫;軟骨肉腫;軟骨芽細胞腫、悪性;間葉性軟骨肉腫;骨の巨細胞腫;ユーイング肉腫;歯原性腫瘍、悪性;エナメル芽細胞歯牙肉腫;エナメル上皮腫、悪性;エナメル上皮線維肉腫;松果体腫、悪性;脊索腫;神経膠腫、悪性;上衣腫;星細胞腫;原形質性星状細胞腫;線維性星細胞腫;星状芽細胞腫;膠芽腫;乏突起膠腫;乏突起膠芽細胞腫;原始神経外胚葉性;小脳肉腫;神経節細胞芽腫;神経芽細胞腫;網膜芽細胞腫;嗅神経腫瘍;髄膜腫、悪性;神経線維肉腫;神経鞘腫、悪性;顆粒細胞腫、悪性;悪性リンパ腫;ホジキン病;ホジキンリンパ腫;側肉芽腫;悪性リンパ腫、小リンパ球性;悪性リンパ腫、大細胞、びまん性;悪性リンパ腫、濾胞性;菌状息肉腫;他の特定の非ホジキンスリンパ腫;悪性組織球症;多発性骨髄腫;肥満細胞肉腫;免疫増殖性小腸疾患;白血病;リンパ性白血病;形質細胞性白血病;赤白血病;リンパ肉腫細胞性白血病;骨髄性白血病;好塩基球性白血病;好酸球性白血病;単球性白血病;肥満細胞白血病;巨核芽球性白血病;骨髄肉腫;及び有毛細胞白血病。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法及び医薬組成物は、白血病の処置に関する。「白血病」という用語は、造血器官/系の広範に進行する悪性疾患を含み、一般に、血液及び骨髄における白血球及びその前駆体の異常な増殖及び発達を特徴とする。白血病疾患の非限定的な例には、急性非リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、急性顆粒球性白血病、慢性顆粒球性白血病、急性前骨髄球性白血病、成人T細胞白血病、非白血性白血病、白血球血症性白血病、好塩基球性白血病、芽球性白血病、ウシ白血病、慢性骨髄性白血病、皮膚白血病、胎生細胞性白血病、好酸球性白血病、グロス白血病、リーダー細胞性白血病、シリング型単球性白血病、幹細胞性白血病、亜白血性白血病、未分化細胞性白血病、有毛細胞性白血病、血芽球性白血病、血球芽細胞性白血病、組織球性白血病、幹細胞性白血病、急性単球性白血病、白血球減少性白血病、リンパ性白血病(lymphatic leukemia)、リンパ芽球性白血病、リンパ性白血病(lymphocytic leukemia)、リンパ性白血病(lymphogenous leukemia)、リンパ性白血病(lymphoid leukemia)、リンパ肉腫細胞白血病、肥満細胞性白血病、巨核球性白血病、微小骨髄芽球性白血病、単球性白血病、骨髄芽球性白血病、骨髄性白血病、骨髄顆粒球性白血病、骨髄単球性白血病、ネーゲリ型白血病、形質細胞性白血病(plasma cell leukemia)、形質細胞性白血病(plasmacytic leukemia)、及び前骨髄球性白血病が含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法及び医薬組成物は癌腫の処置に関する。「癌腫」という用語は、周囲組織に浸潤する傾向があり、且つ/又は生理学的及び非生理学的な細胞死シグナルに抵抗し、転移を引き起こす上皮細胞から構成される悪性増殖を指す。非限定的な例示的な種類の癌腫には、腺房細胞癌(acinar carcinoma)、腺房細胞癌(acinous carcinoma)、腺様嚢胞癌(adenocystic carcinoma)、腺様嚢胞癌(adenoid cystic carcinoma)、腺腫性癌腫、副腎皮質癌、肺胞腺癌、肺胞上皮癌、基底細胞癌(basal cell carcinoma)、基底細胞癌(carcinoma basocellulare)、類基底細胞癌、基底有刺細胞癌、気管支肺胞上皮癌、細気管支癌、気管支癌、脳様癌腫、胆管細胞癌、絨毛癌、コロイド腺癌、コメド癌、子宮体癌、篩状癌、鎧状癌、皮膚癌、円柱状癌、柱状細胞癌、腺管癌、緻密癌腫、胎児性癌、脳様癌、類表皮癌、上皮性腺癌、外向発育癌、潰瘍性癌、線維性癌、膠様癌(gelatiniform carcinoma)、膠様癌(gelatinous carcinoma)、巨細胞癌、印環細胞癌、単純癌、小細胞癌、ソラノイド癌、球状細胞癌、紡錘細胞癌、海綿様癌、扁平上皮癌、扁平上皮細胞癌、紐様癌、血管拡張性癌(carcinoma telangiectaticum)、血管拡張性癌(carcinoma telangiectode)、移行上皮癌、結節癌(carcinoma tuberosum)、結節癌(tuberous carcinoma)、疣状癌、絨毛癌、巨細胞癌、腺癌、顆粒膜細胞癌、毛母癌、肝様線癌、肝細胞癌、ハースル細胞癌、硝子様癌、グラヴィッツ腫瘍、小児型胎児性癌、上皮内癌(carcinoma in situ)、表皮内癌、上皮内癌(intraepithelial carcinoma)、クロムペッヘル癌、クルチツキー癌、大細胞癌、レンズ状癌(lenticular carcinoma)、レンズ状癌(carcinoma lenticulare)、脂肪腫性癌、リンパ上皮癌、髄様癌(carcinoma medullare)、髄様癌(medullary carcinoma)、黒色癌、軟癌、粘液性癌、粘液性癌腫、粘液細胞性癌、粘表皮癌、粘液癌、粘液性癌、粘液腫状癌、鼻咽頭癌、燕麦細胞癌、骨化性癌、類骨癌、乳頭癌、門脈周囲性癌、前浸潤癌、有刺細胞癌、粥状癌腫、腎細胞癌、予備細胞癌、肉腫様癌、シュナイダー癌腫、硬性癌、及び陰嚢癌が含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法及び医薬組成物は肉腫の処置に関する。「肉腫」という用語は、一般に、胎生結合組織のような物質から構成され、一般に、線維状物質、不均一物質、又は均一な物質に埋め込まれた緻密な細胞から構成される腫瘍を指す。肉腫には、限定されるものではないが、軟骨肉腫、線維肉腫、リンパ肉腫、黒色肉腫、粘液肉腫、骨肉腫、子宮内膜肉腫、間質肉腫、ユーイング肉腫、筋膜肉腫、線維芽細胞肉腫、巨細胞肉腫、アベメチ肉腫、脂肪肉腫(adipose sarcoma)、脂肪肉腫(liposarcoma)、胞巣状軟部肉腫、エナメル上皮肉腫、ブドウ状横紋筋肉腫、緑色肉腫、絨毛膜癌、胎児性肉腫、ウィルムス腫瘍肉腫、顆粒球肉腫、ホジキン肉腫、特発性多発性色素性出血性肉腫、B細胞の免疫芽球性肉腫、リンパ腫、T細胞の免疫芽球肉腫、イエンセン肉腫、カポジ肉腫、クッパー細胞癌、血管肉腫、白血球肉腫、悪性間葉腫肉腫、傍骨性骨肉腫、網状赤血球肉腫、ラウス肉腫、漿液嚢胞性肉腫、滑膜肉腫、及び毛細血管拡張性肉腫が含まれる。
本明細書に記載の方法及び医薬組成物を使用して処置できる追加の例示的な新生物には、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、多発性骨髄腫、神経芽細胞腫、乳癌、卵巣癌、肺癌、横紋筋肉腫、原発性血小板増加症、原発性マクログロブリン血症、小細胞肺腫瘍、原発性脳腫瘍、胃癌、結腸癌、悪性膵臓インスリノーマ、悪性カルチノイド、前悪性皮膚病変、精巣癌、リンパ腫、甲状腺癌、神経芽細胞腫、食道癌、泌尿生殖路癌、悪性高カルシウム血症、子宮頸癌、子宮内膜癌、形質細胞腫、結腸直腸癌、直腸癌、及び副腎皮質癌が含まれる。
いくつかの実施形態では、処置される癌は黒色腫である。「黒色腫」という用語は、皮膚及び他の器官のメラニン細胞系から生じる腫瘍を意味すると解釈される。黒色腫の非限定的な例は、ハーディング・パッセイ黒色腫、若年性黒色腫、黒子悪性黒色腫、悪性黒色腫、末端部黒子黒色腫、メラニン欠乏性黒色腫、良性若年性黒色腫、クラウドマン黒色腫、S91黒色腫、結節性黒色腫、爪下黒色腫、及び表在拡大型黒色腫である。
いくつかの実施形態では、癌は、乳癌(例えば、トリプルネガティブ乳癌)を含む。
いくつかの実施形態では、癌は、大腸癌(例えば、マイクロサテライト安定性(MSS)大腸癌)を含む。
いくつかの実施形態では、癌は、腎細胞癌を含む。
いくつかの実施形態では、癌は、肺癌(例えば、小細胞肺癌)を含む。
いくつかの実施形態では、癌は、膀胱癌を含む。
いくつかの実施形態では、癌は、胃食道癌を含む。
本明細書に記載の方法及び医薬組成物を使用して処置することができる腫瘍の特定の種類には、リンパ増殖性障害、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、骨癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、甲状腺癌、頭頸部癌、中枢神経系の癌、末梢神経系の癌、皮膚癌、腎臓癌、及び上記の全ての転移癌が含まれる。特定の種類の腫瘍には、肝細胞癌、肝癌、肝芽腫、横紋筋肉腫、食道癌、甲状腺癌、神経節芽腫、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋皮肉腫、浸潤性乳管癌、乳頭腺癌、黒色腫、肺扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌(高分化、中分化、低分化、又は未分化)、細気管支肺胞癌、腎細胞癌、副腎腫、副腎様腺癌(hypernephroid adenocarcinoma)、胆管癌、絨毛癌、セミノーマ、胚性期癌、ウィルムス腫瘍、精巣腫瘍、小細胞を含む肺癌、非小細胞及び大細胞肺癌、膀胱癌、神経膠腫、星状細胞腫(astrocyoma)、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、上衣腫、松果体腫、網膜芽細胞腫、神経芽腫、結腸癌、直腸癌、全ての種類の白血病及びリンパ腫:急性骨髄性白血病(acute myelogenous leukemia)、急性骨髄性白血病(acute myelocytic leukemia)、急性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病、肥満細胞白血病、多発性骨髄腫、骨髄性リンパ腫、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫を含む造血器悪性腫瘍、形質細胞腫、結腸直腸癌、直腸癌が含まれる。
特定の実施形態で処置される癌には、前癌病変、例えば、光線性角化症(日光性角化症)、黒子(異形成母斑)、光線性口唇炎(ファーマーズリップ(farmer’s lip))、皮角、バレット食道、萎縮性胃炎、先天性角化異常症、鉄欠乏性嚥下困難、扁平苔癬、口腔粘膜下線維症、光線性(日光性)弾性線維症、及び子宮頸部異形成も含まれる。
いくつかの実施形態で処置される癌には、限定されるものではないが、胆管腫、結腸ポリープ、腺腫、乳頭腫、嚢胞腺腫、肝細胞腺腫、胞状奇胎、尿細管腺腫、扁平上皮乳頭腫、胃ポリープ、血管腫、骨腫、軟骨腫、脂肪腫、線維腫、リンパ管腫、平滑筋腫、横紋筋腫、星状細胞腫、母斑、髄膜腫、及び神経節細胞腫を含め、例えば、内胚葉、外胚葉、又は間葉起源の非癌性又は良性の腫瘍が含まれる。
他の疾患及び障害
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている方法及び医薬組成物は肝疾患の処置に関する。そのような疾患として下記が挙げられるが、これらに限定されない:アラジール症候群、アルコール関連肝疾患、α-1抗トリプシン欠損症、自己免疫性肝炎、良性肝腫瘍、胆道閉鎖症、肝硬変、ガラクトース血症、ジルベール症候群、ヘモクロマトーシス、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、肝性脳症、妊娠性肝内胆汁うっ滞(ICP)、ライソゾーム酸性リパーゼ欠損症(LAL-D)、肝嚢胞、肝癌、新生児黄疸、原発性胆汁性胆管炎(PBC)、原発性硬化性胆管炎(PSC)、ライ症候群、I型糖原病、及びウィルソン病。
本明細書で説明されている方法及び医薬組成物を使用して、神経変性疾患及び神経性疾患を処置し得る。特定の実施形態では、この神経変性疾患及び神経性疾患は、パーキンソン病、アルツハイマー病、プリオン病、ハンチントン病、運動ニューロン疾患(MND)、脊髄小脳失調症、脊髄性筋萎縮症、ジストニア、特発性頭蓋内圧亢進症、てんかん、神経系疾患、中枢神経系疾患、運動障害、多発性硬化症、脳症、末梢神経障害、又は術後認知機能障害である。
腸内毒素症
腸内マイクロバイオーム(「腸内マイクロバイオータ」とも呼ばれる)は、宿主の免疫細胞及び他の細胞に対する微生物活性及び影響(局所及び/又は遠位)を通して個体の健康に重要な影響をもたらし得る(Walker,W.A.,Dysbiosis.The Microbiota in Gastrointestinal Pathophysiology.Chapter 25.2017;Weiss and Thierry,Mechanisms and consequences of intestinal dysbiosis.Cellular and Molecular Life Sciences.(2017)74(16):2959-2977.Zurich Open Repository and Archive,doi:https://doi.org/10.1007/s00018-017-2509-x))。
健康な宿主の腸内マイクロバイオームホメオスタシスは、時として「ユービオシス(eubiosis)」又は「ノルモバイオシス(normobiosis)」と呼ばれるが、宿主のマイクロバイオーム組成及び/又は多様性の有害な変化はマイクロバイオームの不健康な不均衡、即ち「腸内毒素症」を招き得る(Hooks and O’Malley.Dysbiosis and its discontents.American Society for Microbiology.Oct 2017.Vol.8.Issue 5.mBio 8:e01492-17.https://doi.org/10.1128/mBio.01492-17)。腸内毒素症、及び関連する局所若しくは遠位の宿主炎症性又は免疫作用は、マイクロバイオームホメオスタシスが失われたか、又は減少した箇所で発生する可能性があり、これにより病原体に対する感受性の増大;宿主の細菌代謝活性の変化;宿主の炎症誘発活性の誘導及び/又は宿主の抗炎症活性の低減が起こり得る。こうした作用は、一部には、宿主免疫細胞(例えば、T細胞、樹状細胞、肥満細胞、NK細胞、腸管上皮リンパ球(IEC)、マクロファージ及び食細胞)と、上記細胞及び他の宿主細胞から放出されるサイトカイン並びに他の物質との相互作用によって媒介される。
腸内毒素症は、胃腸管で起こる(「胃腸内毒素症」又は「腸内毒素症」)こともあれば、又は胃腸管の管腔外部でも起こり得る(「遠位腸内毒素症」)。胃腸内毒素症は、多くの場合、腸上皮バリアの完全性の低下、密着結合完全性の低下、及び腸透過性の増加を伴う。Citi,S.Intestinal Barriers protect against disease,Science 359:1098-99(2018);Srinivasan et al.,TEER measurement techniques for in vitro barrier model systems.J.Lab.Autom.20:107-126(2015)。胃腸内毒素症は、胃腸管内部及び外部において生理的及び免疫作用を有し得る。
腸内毒素症の存在は、極めて多様な疾患及び状態を伴い得、そうしたものとして、感染症、癌、自己免疫疾患(例えば、全身性エリテマトーデス(SLE))、又は炎症性障害(例えば、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎、及びクローン病などの機能性消化管障害)、神経炎症性疾患(例えば、多発性硬化症)、移植障害(例えば、移植片対宿主病)、脂肪肝、I型糖尿病、関節リウマチ、シューグレン症候群、セリアック病、嚢胞性線維症、慢性閉塞性肺疾患(COPD)並びに免疫不全に関連する他の疾患及び状態が挙げられる。Lynch et al.,The Human Microbiome in Health and Disease,N.Engl.J.Med.375:2369-79(2016)、Carding et al.,Dysbiosis of the gut microbiota in disease.Microb.Ecol.Health Dis.(2015);26:10:3402/mehd.v26.2619;Levy et al,Dysbiosis and the Immune System,Nature Reviews Immunology 17:219(April 2017)。
特定の実施形態では、本明細書に開示される例示的な医薬組成物は、腸内毒素症の部位に存在する免疫活性を改変することにより、腸内毒素症及びその作用を処置することができる。本明細書に記載されるように、こうした組成物は、宿主免疫細胞に対する作用を介して腸内毒素症を改変し、それにより、例えば、抗炎症性サイトカインの分泌の増加及び/若しくは炎症誘導性サイトカインの分泌の減少をもたらして、対象レシピエントの炎症を軽減するか、又は代謝産物生成の変化により腸内毒素症を改変することができる。
腸内毒素症に関連する障害の処置に有用である、本明細書に開示の例示的な医薬組成物は、免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌)に由来する1つ又は複数のmEV(微生物細胞外小胞)を含有する。こうした組成物は、胃腸管内のレシピエント宿主の免疫機能、及び/又は対象の胃腸管の外部の遠位部位での全身作用に影響を与えることができる。
腸内毒素症に関連する障害の処置に有用な本明細書に開示の例示的な医薬組成物は、単一の細菌種(例えば、単一株)の免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌)の1集団及び/又は単一の細菌種(例えば、単一株)の免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌)に由来するmEVの1集団を含有する。こうした組成物は、胃腸管内のレシピエント宿主の免疫機能、及び/又は対象の胃腸管の外部の遠位部位での全身作用に影響を与えることができる。
一実施形態では、免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌細胞)に由来するmEVの単離された1集団を含有する医薬組成物は、哺乳動物レシピエントに、レシピエントにおける腸内毒素症及び1つ又は複数のその作用を処置するのに有効な量で投与される。腸内毒素症は、胃腸管内毒素症又は遠位腸内毒素症であり得る。
別の実施形態では、本発明の医薬組成物は、胃腸内毒素症及び宿主免疫細胞に対する1つ又は複数のその作用を処置し、それにより、抗炎症性サイトカイン分泌の増大及び/若しくは炎症誘導性サイトカイン分泌の低減をもたらして、対象レシピエントの炎症を軽減することができる。
別の実施形態では、医薬組成物は、細胞及びサイトカイン調節を介してレシピエントの免疫応答を調節して、腸上皮バリアの完全性を増大することにより腸透過性を低減することにより、胃腸内毒素症及び1つ又は複数のその作用を処置することができる。
別の実施形態では、医薬組成物は、宿主免疫細胞の調節を介して腸内毒素症の部位でのレシピエントの免疫応答を調節することにより、遠位腸内毒素症及び1つ又は複数のその作用を処置することができる。
他の例示的な医薬組成物は、腸内毒素症に関連する障害の処置に有用であり、これらの組成物は、レシピエントにおける、宿主免疫細胞亜集団、例えば、T細胞、免疫リンパ球、樹状細胞、NK細胞及び他の免疫細胞の亜集団の相対的比率、又はそれらの機能を改変することができる1つ若しくは複数の細菌又はmEVを含有する。
他の例示的な医薬組成物は、腸内毒素症に関連する障害の処置に有用であり、これらの組成物は、レシピエント対象における、免疫細胞亜集団、例えば、T細胞亜集団、免疫リンパ球、樹状細胞、NK細胞及び他の免疫細胞の相対的比率、又はそれらの機能を改変することができる、単一の免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌細胞)種(例えば、単一株)のmEVの1集団を含有する。
一実施形態では、本発明は、腸内毒素症の部位に存在するマイクロバイオーム集団を改変する医薬組成物を、それを必要とする対象に経口投与することにより、胃腸内毒素症及び1つ又は複数のその作用を処置する方法を提供する。医薬組成物は、免疫調節細菌由来の1つ若しくは複数のmEV又は単一の免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌細胞)種(例えば、単一株)のmEVの1集団を含有し得る。
一実施形態では、本発明は、胃腸管の外部の対象の免疫応答を改変する医薬組成物を、それを必要とする対象に経口投与することにより、遠位腸内毒素症及び1つ又は複数のその作用を処置する方法を提供する。医薬組成物は、免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌細胞)由来の1つ若しくは複数のmEV又は単一の免疫調節細菌(例えば、抗炎症性細菌細胞)種(例えば、単一株)のmEVの1集団を含有し得る。
例示的な実施形態では、腸内毒素症に関連する障害の処置に有用な医薬組成物は、宿主免疫細胞による1つ又は複数の抗炎症性サイトカインの分泌を刺激する。抗炎症性サイトカインとして、限定されないが、IL-10、IL-13、IL-9、IL-4、IL-5、TGFβ、及びそれらの組み合わせが挙げられる。他の例示的な実施形態では、腸内毒素症に関連する障害の処置に有用な医薬組成物は、宿主免疫細胞による1つ又は複数の炎症誘導性サイトカインの分泌を低減(例えば、阻害)する。炎症誘導性サイトカインとして、限定されないが、IFNγ、IL-12p70、IL-1α、IL-6、IL-8、MCP1、MIP1α、MIP1β、TNFα、及びそれらの組み合わせが挙げられる。他の例示的なサイトカインは、当技術分野で公知であり、本明細書に記載される。
別の態様では、本発明は、それを必要とする対象の腸内毒素症に関連する障害を処置又は予防する方法を提供し、これは、腸内毒素症に関連する障害が処置されるように、腸内毒素症の部位のマイクロバイオームを改変するのに十分な量の細菌又はmEVを含むプロバイオティクス若しくは医療食の形態で医薬組成物を対象に投与する(例えば、経口投与する)ことを含む。
別の実施形態では、プロバイオティクス若しくは医療食の形態の本発明の医薬組成物を用いて、腸内毒素症を発生するリスクがある対象の腸内毒素症の発症を予防するか、又は遅延させることができる。
強化された細菌を製造する方法
特定の態様では、本明細書に記載されるmEV(例えば、smEV)の産生のために操作された細菌を製造する方法が本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、操作された細菌は、特定の所望の特性を増強するように改変されている。例えば、いくつかの実施形態では、操作された細菌は、毒性の低減並びに/又は細菌及び/若しくはmEV(例えば、smEV)製造の改善(例えば、より高い酸素耐性、凍結解凍耐性の改善、より短い作製時間)を目的として、mEV(例えば、smEV)の免疫調節及び/又は治療効果を(例えば、単独で若しくは別の治療薬と組み合わせて)増強するように改変されている。この操作された細菌を、当技術分野で既知のあらゆる技術(例えば、限定されないが、部位特異的変異誘発、トランスポゾン突然変異誘発、ノックアウト、ノックイン、ポリメラーゼ連鎖反応変異誘発、化学的変異誘発、紫外線変異誘発、形質転換(化学的、又はエレクトロポレーションによる)、ファージ形質導入、定向進化、CRISPR/Cas9、又はこれらの任意の組み合わせ)を使用して製造し得る。
本明細書で提供される方法のいくつかの実施形態では、この細菌は定向進化により改変されている。いくつかの実施形態では、この定向進化は、細菌の環境条件への曝露と、この環境条件下での生存及び/又は増殖が改善されている細菌の選択とを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、強化された細菌を同定するアッセイを使用する変異誘発細菌のスクリーニングを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、(例えば、化学的変異原及び/又はUV放射線への曝露により)細菌を変異誘発させること又はそれらを治療薬(例えば、抗生物質)に曝露すること、その後に続く所望の表現型を有する細菌を検出するためのアッセイ(例えば、インビボでのアッセイ、エクスビボでのアッセイ、又はインビトロでのアッセイ)をさらに含む。
実施例1:処理された微生物細胞外小胞(pmEV)を取得するための細菌からの膜の精製及び調製
精製
当業者に周知の方法を用いて、処理された微生物細胞外小胞(pmEV)を、細菌培養物(例えば、表1、表2、及び/又は表3に列挙した細菌)から精製及び調製する(Thein et al,2010.Efficient subfractionation of gram-negative bacteria for proteomics studies.J.Proteome Res.2010 Dec 3;9(12):6135-47.Doi:10.1021/pr1002438.Epub 2010 Oct.28;Sandrini et al.2014.Fractionation by Ultracentrifugation of Gram negative cytoplasmic and membrane proteins.Bio-Protocol.Vol.4(21)Doi:10.21769/BioProtoc.1287)。
代わりに、Thein et alから改良した方法によりpmEVを精製する。例えば、細菌培養物を室温又は4℃、10,000~15,000×gで10~30分遠心分離する。上清を廃棄し、細胞ペレットを-80℃で凍結する。細胞ペレットを氷上で解凍し、pH7.5の100mM Tris-HCl中で再懸濁させた後、1mg/mLのDNアーゼI及び/又は100mM NaClを補充し得る。解凍した細胞を500ug/mlのリゾチーム、40ug/mlのリゾスタフィン、及び/又は1mg/mlのDNアーゼI中で40分インキュベートして、細胞溶解を促進する。溶解プロセスを促進するために、追加の酵素を用い得る(例えば、EDTA(5mM)、PMSF(Sigma Aldrich)、及び/又はベンザミジン(Sigma Aldrich)。次に、製造者により推奨される条件下で、Emulsiflex C-3(Avestin,Inc.)を用いて、細胞を溶解させる。代わりに、ペレットを-80℃で凍結させ、溶解前に再度解凍し得る。残屑及び非溶解細胞を、4℃、10,000~12,500×gで15分の遠心分離によりペレット化する。次に、上清を4℃、120,000×gで1時間遠心分離する。ペレットをpH11の氷冷100mM炭酸ナトリウム中に再懸濁させ、攪拌しながら、4℃で1時間インキュベートする。代わりに、再懸濁の直後に、ペレットを4℃、120,000×gで1時間遠心分離する。100mM NaClを補充したpH7.5の100mM Tris-HCl中にペレットを再懸濁させて、4℃、120,000×gで20分、再度遠心分離した後、最大100mM若しくは100mM前後のNaClを補充したpH7.5の100mM Tris-HCl中、又はPBS中にペレットを再懸濁させる。サンプルを-20℃で保存する。凍結/解凍ステップ中のpmEV調製物を保護するために、250mMスクロース及び最大500mM NaClを最終調製物に添加して、pmEV調製物中の小胞を安定化する。
代わりに、Sandrini et al,2014から改良した方法によりpmEVを取得する。細菌培養物を室温又は4℃、10,000~15,000×gで10~15分遠心分離した後、細胞ペレットを-80℃で凍結し、上清を廃棄する。次に、細胞ペレットを氷上で解凍し、pH8.0の10mM Tris-HCl、0.1mg/mLのリゾチームを補充した1mM EDTAに再懸濁させる。次に、サンプルを混合しながら、室温又は37℃で30分インキュベートする。任意のステップで、サンプルを-80℃で再凍結し、氷上で再度解凍する。DNアーゼIを1.6mg/mLの最終濃度まで、及びMgCl2を100mMの最終濃度まで添加する。QSonica Q500超音波破砕装置を用い、30秒オン及び30秒オフの7サイクルで、サンプルを超音波処理する。残屑及び非溶解細胞を、4℃、10,000×gで15分の遠心分離によりペレット化する。次に、上清を4℃、110,000×gで15分遠心分離する。ペレットをpH8.0の10mM Tris-HCl中に再懸濁させ、室温で混合しながら、30~60分インキュベートする。サンプルを4℃、110,000×gで15分遠心分離する。ペレットをPBS中に再懸濁させてから、-20℃で保存する。
任意選択で、当技術分野で公知の方法を用いて、pmEVを他の細菌成分及び残屑から分離することができる。サイズ排除クロマトグラフィー又は高速タンパク質液体クロマトグラフィー(FPLC)をpmEV精製のために使用することができる。使用することができる別の分離方法として、フィールド・フロー・フラクショネーション、マイクロ流体ろ過、非接触型分別、及び/又は免疫親和性濃縮クロマトグラフィーが挙げられる。代わりに、高分解能密度勾配分別を使用して、密度に基づきpmEV粒子を分離することができる。
調製
細菌培養物を、室温又は4℃、10,000~15,000×gで10~30分遠心分離する。上清を廃棄し、細胞ペレットを-80℃で凍結する。細胞ペレットを氷上で解凍し、pH7.5の100mM Tris-HCl、100mM NaCl、500ug/mlのリゾチーム及び/又は40ug/mlのリゾスタフィンに再懸濁させて細胞溶解を促進し;最大0.5mg/mlのDNアーゼIでゲノムDNAサイズを縮小し、また、EDTA(5mM)、PMSF(1mM、Sigma Aldrich)、及びベンザミジン(1mM、Sigma Aldrich)でプロテアーゼを阻害する。次に、製造者により推奨される条件下で、Emulsiflex C-3(Avestin,Inc.)を用いて、細胞を溶解させる。代わりに、ペレットを-80℃で凍結させ、溶解前に再度解凍し得る。残屑及び非溶解物を、4℃、10,000~12,500×gで15分の遠心分離によりペレット化する。FPLC計器(AKTA Pure 150,GE Healthcare)と、最大0.3M NaClを補充したランニングバッファーを用いるサイズ排除クロマトグラフィー(Sepharose 4 FF,GE Healthcare)に上清を供する。純粋なpmEVをカラム空隙容積内に収集し、濃縮した後、-20℃で保存する。濃縮は、いくつかの方法で実施され得る。例えば、超遠心分離を用い得る(4℃、140l×gで1時間の後、少量のPBS中で再懸濁)。凍結/解凍ステップ中のpmEV調製物を保護するために、250mMスクロース及び最大500mM NaClを最終調製物に添加して、pmEV調製物中の小胞を安定化する。使用することができる別の分離方法として、フィールド・フロー・フラクショネーション、マイクロ流体ろ過、非接触型分別、及び/又は免疫親和性濃縮クロマトグラフィーが挙げられる。当技術分野で公知の方法を用いて使用することができる他の技術としては、ホイップドフィルム蒸発、分子蒸留、ショートパス蒸留、及び/又はタンジェンシャル流ろ過が挙げられる。
いくつかの事例では、pmEVを計量し、様々な用量(ug/ml)で投与する。任意選択で、当技術分野で公知の方法を用い、ナノ粒子追跡解析(NTA)を使用して、粒子数及び粒度分布についてpmEVを評価する。例えば、製造者の指示に従い、又はBachurski et al.2019.Journal of Extracellular Vesicles.Vol.8(1)により記載されるように、Malvern NS300装置を用いることができる。代わりに、pmEVの場合、製造者の指示に従って実施されるBio-radアッセイ(Cat# 5000205)を用いて、総タンパク質を測定し、タンパク質含量/用量に基づいて様々な用量で投与することもできる。
以下に説明する試験の全てについて、pmEVは、投与の前に照射、熱処理、及び/又は凍結乾燥され得る(実施例49に記載のように)。
実施例2:結腸直腸癌モデル
腫瘍モデルにおけるpmEVの有効性を試験するために、当技術分野で公知の齧歯類腫瘍モデルに従って多数の癌細胞系統の1つを使用することができる。
例えば、雌の6~8週齢Balb/cマウスをTaconic(Germantown,NY)又は別のベンダーから取得する。100,000個のCT-26結腸直腸腫瘍細胞(ATCC CRL-2638)を滅菌PBSに再懸濁させ、50%Matrigelの存在下で接種する。CT-26腫瘍細胞を、各マウスの片側の後脇腹に皮下注射する。腫瘍体積が平均100mmに達したとき(腫瘍細胞接種から約10~12日後)、動物を様々な処置群(例えば、ビヒクル;ベイロネラ(Veillonella)pmEV、ビフィドバクテリア(Bifidobacteria)pmEV、それぞれ、抗PD-1抗体と併用するか、又は併用せずに)に分配する。抗体を、合計で3回にわたり1日目から始めて4日毎に200μg/マウス(最終体積100μl)で腹腔内(i.p.)投与し(Q4D×3)、pmEVは、様々な用量及び様々な時点で、経口又は静脈内投与する。例えば、pmEV(5μg)を、合計で4回にわたり1日目から始めて3日毎に静脈内(i.v.)注射し(Q3D×4)、マウスを腫瘍増殖について評価する。
代わりに、腫瘍体積が平均100mmに達したとき(腫瘍細胞接種から約10~12日後)、動物を下記の群に分配する:1)ビヒクル;2)Bexsero(登録商標)ワクチンから単離されたナイセリア・メニンギティディス(Neisseria Meningitidis)pmEV;及び3)抗PD-1抗体。抗体を、1日目から始めて4日毎に200ug/マウス(最終体積100ul)で腹腔内(i.p.)投与し、ナイセリア・メニンギティディス(Neisseria Meningitidis)pmEVを、1日目から始めて試験終了まで毎日腹腔内(i.p.)投与する。
腫瘍体積が平均100mmに達したとき(腫瘍細胞接種から約10~12日後)、動物を下記の群に分配した:1)ビヒクル;2)抗PD-1抗体;3)pmEV B.アニマリス亜種ラクティス(B.animalis ssp.lactis)(7.0e+10粒子数);4)pmEVアナエロスティペス・ハドラス(Anaerostipes hadrus)(7.0e+10粒子数);5)pmEV S.ピオゲネス(S.pyogenes)(3.0e+10粒子数);6)pmEV P.ベンゾエリチカム(P.benzoelyticum)(3.0e+10粒子数);7)pmEVフンガテラ種(Hungatella sp.)(7.0e+10粒子数);8)pmEV黄色ブドウ球菌(S.aureus)(7.0e+10粒子数);及び9)pmEV R.グナバス(R.gnavus)(7.0e+10粒子数)。抗体を、1日目から始めて4日毎に200μg/マウス(最終体積100μl)で腹腔内(i.p.)投与し、pmEVを、1日目から始めて試験終了まで毎日静脈内(i.v.)注射し、腫瘍を増殖に関して測定した。11日目に、全てのpmEV群が、腫瘍増殖阻害を示した(図1~7)。pmEV B.アニマリス亜種ラクティス(B.animalis ssp.lactis)(図1)、pmEVアナエロスティペス・ハドラス(Anaerostipes hadrus)(図2)、pmEV S.ピオゲネス(S.pyogenes)(図3)、pmEV P.ベンゾエリチカム(P.benzoelyticum)(図4)、及びpmEVフンガテラ種(Hungatella sp.)(図5)群は全て、抗PD-1群と同等の腫瘍増殖阻害を示したが、pmEV黄色ブドウ球菌(S.aureus)及びpmEV R.グナバス(R.gnavus)群は、抗PD-1群より優れた腫瘍増殖阻害を示した(図6及び7)。類似の用量応答試験では、最も高い用量のpmEV B.アニマリス・ラクティス(B.animalis lactis)が最も優れた有効性を示したが、pmEVメガスフェラ・マシリエンシス(Megasphaera massiliensis)は、より低い用量で有意な有効性を示した(図8)。処置対ビヒクルについて、ウェルチ検定を実施する。
また別の試験では、11日目より早いpmEVの有意な有効性を実証した。pmEV R.グナバス(R.gnavus)7.0E+10(図9及び10)、pmEV B.アニマリス亜種ラクティス(B.animalis ssp.lactis)2.0E+11(図11及び12)並びにpmEV P.ジスタソニス(P.distasonis)群7.0E+10(図13及び14)は全て、9日目という早期に有効性を示した。
実施例3:マウス腫瘍モデルを処置するためのpmEV組成物の投与
実施例2に記載したように、腫瘍細胞系統又は患者由来の腫瘍サンプルを皮下注射し、それを健康なマウスに生着させることにより、癌のマウスモデルを作製する。本明細書で提供される方法は、いくつかの異なる腫瘍細胞株の1つを用いて実施され得、そうした細胞株として、限定されないが、黒色腫の正位モデルとしてのB16-F10又はB16-F10-SIY細胞、膵臓癌の正位モデルとしてのPanc02細胞(Maletzki et al.,2008,Gut 57:483-491)、肺癌の正位モデルとしてのLLC1細胞、及び前立腺癌の正位モデルとしてのRM-1が挙げられる。一例として、しかし限定はしないが、B16-F10モデルにおけるpmEVの有効性を試験する方法が本明細書で詳細に説明される。
転移頻度が非常に高い自然性黒色腫の同系マウスモデルを使用して、細菌が腫瘍増殖及び転移の広がりを低減する能力を試験する。このアッセイのために選択されたpmEVは、免疫細胞サブセットの活性化の増強を示し得ると共に、インビトロで腫瘍細胞殺傷の増強を刺激し得る組成物である。マウス黒色腫細胞系統B16-F10は、ATCCから取得する。空気中5%CO2の雰囲気下37℃において、10%熱不活性化ウシ胎仔血清及び1%ペニシリン/ストレプトマイシンを補充したRPMI培地中で、細胞を単層としてインビトロで培養する。指数関数的に増殖する腫瘍細胞をトリプシン処理により回収し、低温1×PBSで3回洗浄してから、5E6細胞/mlの懸濁液を投与用に調製する。雌のC57BL/6マウスをこの実験に使用する。マウスは、6~8週齢で、体重は約16~20gである。腫瘍を発生させるために、各マウスの脇腹に100μlのB16-F10細胞懸濁液をSC注射する。ケタミン及びキシラジンによりマウスを麻酔した後、細胞移植する。実験に使用する動物に、2日目~5日目までの飲料水中のカナマイシン(0.4mg/ml)、ゲンタマイシン(0.035mg/ml)、コリスチン(850U/ml)、メトロニダゾール(0.215mg/ml)及びバンコマイシン(0.045mg/ml)のカクテルの点滴注入並びに腫瘍注射後7日目のクリンダマイシン(10mg/kg)の腹腔内注射により、抗生物質処置を開始し得る。
原発性脇腹腫瘍のサイズを2~3日毎にキャリパで計測し、下記式:腫瘍体積=腫瘍幅×腫瘍長さ×0.5を用いて、腫瘍体積を算出する。この原発腫瘍が約100mm3に達した後、動物をその体重に基づいて、いくつかの群に分類する。次いで、各群からマウスを無作為に取り出し、処置群に割り当てる。pmEV組成物を、前述したように調製する。このマウスに、約7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を経管栄養により経口接種する。代わりに、pmEVを静脈内投与する。マウスは、毎日、毎週、隔週、毎月、隔月、又は処置期間全体を通して任意の他の投与スケジュールで、pmEVを受ける。マウスに尾静脈でpmEVをIV注射するか、又は腫瘍に直接注射し得る。マウスには、生存細菌と併用して又は併用せずに、不活性化/弱毒化若しくは死滅細菌と併用して又は併用せずに、pmEVを注射し得る。マウスに、毎週又は月に1回注射し得るか、又は強制経口投与し得る。腫瘍殺傷能力を最大化するために、マウスに、精製されたpmEV及び生存細菌の組み合わせを投与し得る。全てのマウスは、承認されたプロトコルに従って特定の病原体フリー条件下で飼育する。腫瘍サイズ、マウスの体重、及び体温を3~4日毎にモニタリングし、B16-F10マウス黒色腫細胞注射の6週間後、又は原発腫瘍の体積が1000mm3に達した場合、マウスを人道的に犠牲にする。毎週採血し、このプロトコルの終了時に無菌条件下での完全な剖検を実施する。
マウスB16-F10黒色腫モデルでは、そのメラニン産生により、癌細胞を容易に可視化することができる。標準的なプロトコルに従って、頸部及び胸部の領域からのリンパ節及び臓器の組織サンプルを採取し、下記の分類ルールを用いてマイクロ転移及びマクロ転移の存在を分析する。リンパ節当たり又は臓器当たり少なくとも2つのマイクロ転移病変と1つのマクロ転移病変が見出される場合、臓器を転移に関して陽性と分類する。マイクロ転移は、当業者には周知の標準的なプロトコルに従ってパラフィン包埋リンパ組織切片をヘマトキシリン-エオシンで染色することにより検出する。転移の総数は原発腫瘍の体積と相関しており、腫瘍体積は、腫瘍増殖時間並びにリンパ節及び内臓でのマクロ転移及びマイクロ転移の数に有意に相関し、全ての観測した転移の合計とも相関することが認められる。既に説明されているように、25箇所の異なる転移部位が同定されている(Bobek V.,et al.,Syngeneic lymph-node-targeting model of green fluorescent protein-expressing Lewis lung carcinoma,Clin.Exp.Metastasis,2004;21(8):705-8)。
この腫瘍組織サンプルを、腫瘍浸潤性リンパ球に関してさらに分析する。FACSによりCD8+細胞毒性T細胞を単離した後、カスタマイズされたp/MHCクラスIマイクロアレイを用いてさらに分析することにより、それらの抗原特異性を明らかにすることができる(例えば、Deviren G.,et al.,Detection of antigen-specific T cells on p/MHC microarrays,J.Mol.Recognit.,2007 Jan-Feb;20(1):32-8を参照されたい)。カスタマイズされたp/MHCクラスIIマイクロアレイを用いて、CD4+T細胞を分析することができる。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボフローサイトメトリー分析のために、腫瘍、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。例えば、Miltenyi腫瘍解離酵素カクテルを用いて、製造者の指示に従い、腫瘍を解離する。腫瘍重量を記録し、腫瘍を細断してから、酵素カクテルの入った15mlチューブ内に導入した後、氷上に配置する。次に、サンプルを37℃で穏やかなシェーカー上に45分間配置し、最大15mlの完全RPMIでクエンチングする。各細胞懸濁液を、70μmフィルタを通して50mlファルコンチューブ中に漉した後、1000rpmで10分遠心分離する。細胞をFACSバッファーに再懸濁させ、洗浄して、残る残屑を除去する。必要であれば、70μmフィルタを通して新しいチューブ中にサンプルを再度漉す。当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析のために細胞を染色する。染色抗体は、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を含み得る。分析することができる他のマーカーとしては、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Ror t、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインも分析することができ、そうしたものとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られた免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られた精製CD45+腫瘍浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定するために、腫瘍切片に対して免疫組織化学を実施する。
同じ実験を、多発性肺黒色腫転移のマウスモデルでも実施する。マウス黒色腫細胞系統B16-BL6をATCCから得て、この細胞を、前述のようにインビトロで培養する。この実験には、雌のC57BL/6マウスを使用する。このマウスは6~8週齢で、且つ体重が約16~20gである。腫瘍を発生させるために、各マウスに、B16-BL6細胞の2E6細胞/ml懸濁液100μlを尾静脈に注射する。IV注射時に生着する腫瘍細胞は、最終的には肺に達する。
このマウスを9日後に人道的に死なせる。肺を秤量し、肺表面上での肺結節の存在に関して分析する。取り出した肺をFekete溶液で漂白する。このFekete溶液は、B16細胞中のメラニンのために腫瘍結節を漂白しないが、上記結節のごく一部は無色素性(即ち白色)である。腫瘍結節の数を慎重に計数して、マウスの腫瘍量を決定する。典型的には、コントロール群マウス(即ちPBS経管栄養)の肺上に200~250個の肺結節が見出される。
腫瘍量パーセンテージを3つの処置群に関して算出する。腫瘍量パーセンテージは、コントロール群マウスの肺表面上の肺結節の平均数で除算された、処置群に属するマウスの肺表面上の肺結節の平均数として定義される。
これらの腫瘍生検及び血液サンプルを、LCMS技術又は当技術分野で公知の他の方法による代謝分析のために提出する。試験群の間で、他の代謝産物の中でも、異なるレベルのアミノ酸、糖、乳酸塩は、微生物組成物が腫瘍の代謝状態を妨害する能力を証明する。
作用機構を決定するためのRNA Seq
腫瘍、パイエル板、及び腸間膜リンパ節から樹状細胞を精製する。RNAseq解析を実施し、当業者には周知の標準的技術に従って解析する(Z.Hou.Scientific Reports.5(9570):doi:10.1038/srep09570(2015))。この解析では、TLR、CLR、NLR、及びSTING、サイトカイン、ケモカイン、抗原プロセシング及び提示経路、交差提示並びにT細胞共刺激を含む自然炎症経路遺伝子が特に注目される。
一部のマウスは、犠牲にするのではなく、腫瘍増殖に対する免疫系の記憶反応の影響を決定するために、反対側の脇腹(又は他の箇所)への腫瘍細胞の注射により再チャレンジされ得る。
実施例4:PD-1又はPD-L1阻害と組み合わせてマウス腫瘍モデルを処置するためのpmEVの投与
PD-1又はPD-L1阻害と組み合わせて、腫瘍マウスモデルにおけるpmEVの有効性を試験するために、前述のように、マウス腫瘍モデルを使用することができる。
pmEVは単独で、又は全細菌細胞と組み合わせて、且つ抗PD-1若しくは抗PD-L1と併用して、又は併用せずに、マウス腫瘍モデルにおけるその有効性について試験する。pmEV、細菌細胞、及び/又は抗PD-1若しくは抗PD-L1は、様々な時点で、且つ様々な用量で投与する。例えば、腫瘍注射から10日後、又は腫瘍体積が100mmに達した後、pmEV単独で、又は抗PD-1若しくは抗PD-L1と併用してマウスを処置する。
マウスにはpmEVを経口、静脈内、又は腹腔内投与することができる。例えば、いくつかのマウスには、7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を任意の箇所に静脈内注射する。一部のマウスは、pmEVをi.v.注射で投与され、他のマウスは、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、又は他の投与手段によりpmEVを投与され得る。一部のマウスは、毎日(例えば1日目に開始して)pmEVを投与され、他のマウスは、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与され得る。マウス群には、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群は、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与し得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅させ得る。また、マウスの一部の群に、有効量のチェックポイント阻害剤を注射する。例えば、マウスは、100μlのPBS中の100μgの抗PD-L1 mAB(クローン10f.9g2、BioXCell)又は別の抗PD-1若しくは抗PD-L1 mABを受け、一部のマウスは、ビヒクル及び/又は他の適切なコントロール(例えば、コントロール抗体)を受ける。最初の注射から3、6、及び9日後、マウスにmABを注射する。チェックポイント阻害及びpmEV免疫療法が相加的抗腫瘍効果を有するか否かを評価するために、抗PD-1若しくは抗PD-L1 mABを受けたコントロールマウスを標準コントロールパネルに含める。一次(腫瘍サイズ)及び二次(腫瘍浸潤性リンパ球及びサイトカイン分析)エンドポイントを評価し、マウスの一部の群を、記憶反応に対する処置の効果を評価するために、その後の腫瘍細胞接種で再チャレンジし得る。
実施例5:遅延型過敏症(DTH)のマウスモデルにおけるpmEV
遅延型過敏症(DTH)は、Petersen et al.(In vivo pharmacological disease models for psoriasis and atopic dermatitis in drug discovery.Basic & Clinical Pharm & Toxicology.2006.99(2):104-115;また、Irving C.Allen(ed.)Mouse Models of Innate Immunity:Methods and Protocols,Methods in Molecular Biology,2013.vol.1031,DOI 10.1007/978-1-62703-481-4_13も参照)により概説されているように、アトピー性皮膚炎(又はアレルギー性接触皮膚炎)の動物モデルである。DTHモデルのいくつかの変形が使用されており、当技術分野では周知である(Irving C.Allen(ed.).Mouse Models of Innate Immunity:Methods and Protocols,Methods in Molecular Biology.Vol.1031,DOI 10.1007/978-1-62703-481-4_13,Springer Science + Business Media,LLC 2013)。
DTHは、様々なハプテン又は抗原(例えば、アジュバントで乳化された抗原)を使用して、様々なマウス株及びラット株で誘発することができる。DTHは、感作並びに紅斑、浮腫及び細胞浸潤、特に抗原提示細胞(APC)、好酸球、活性化されたCD4+T細胞及びサイトカイン発現Th2細胞の浸潤を引き起こす抗原特異的T細胞媒介反応を特徴とする。
一般に、マウスを、アジュバント(例えば、完全フロイントアジュバント)との関連で投与される抗原で予備刺激して、膨脹及び抗原特異的抗体力価により測定される二次(又は記憶)免疫応答を誘発する。
デキサメタゾン、コルチコステロイドは、公知の抗炎症薬であり、マウスのDTH反応を改善し、このモデルの炎症を抑制するための陽性コントロールとして使用される(Taube and Carlsten,Action of dexamethasone in the suppression of delayed-type hypersensitivity in reconstituted SCID mice.Inflamm Res.2000.49(10):548-52)。陽性コントロール群の場合、0日目に、6.8mgのデキサメタゾンを400μLの96%エタノールで希釈することにより、17mg/mLのデキサメタゾンのストック溶液を調製する。毎回投与する日に、ストック溶液を滅菌PBSで100×希釈して、腹腔内投与用のセプタムバイアル内に0.17mg/mLの最終濃度を達成することにより、希釈標準溶液を調製する。デキサメタゾン処置マウスは、100μLのデキサメタゾンi.p.(0.17mg/mL溶液を5mL/kgで)を受ける。凍結スクロースをネガティブコントロール(ビヒクル)として使用する。以下に説明する試験では、ビヒクル、デキサメタゾン(陽性コントロール)及びpmEVを毎日投与した。
pmEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加又は追加せずに、DTHのマウスモデルにおけるその有効性に関して試験する。例えば、6~8週齢のC57Bl/6マウスを、Taconic(Germantown,NY)又は他のベンダーから取得する。マウスの群に、有効用量(例えば、1部位当たり50ulの総体積)での抗原(例えば、卵白アルブミン(OVA)又はスカシガイ(Keyhole Limpet)由来ヘモシアニン(KLH))の背中の4つの部位(上部及び下部)に4回の皮下(s.c.)注射を施す。DTH反応のために、動物に、ケタミン/キシラジン麻酔(それぞれ約50mg/kg及び5mg/kg)下で耳に皮内(i.d.)注射する。一部のマウスはコントロール動物として使用する。マウスの一部の群を、8日目に1つの耳当たり10ul(左耳にビヒクルコントロール(生理食塩水中の0.01%DMSO)、及び右耳に抗原(21.2ug(12nmol))でチャレンジする。耳の炎症を測定するために、手で拘束した動物の耳の厚さを、Mitutoyoマイクロメータを使用して測定する。耳の厚さを、個々の動物のベースラインレベルとして皮内チャレンジ前に測定する。その後、耳の厚さを、皮内チャレンジ後の2つの時点(約24時間及び48時間(即ち、9日目及び10日目))で測定する。
pmEVによる処置を、予備刺激の前後又はDTHチャレンジの前後のいずれかの時点で開始する。例えば、pmEVを、皮下注射と同時(0日目)に投与し得るか、又は皮内注射前又は皮内注射時に投与し得る。pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たりpmEV 25、50、又は100mgを投与し得る。代わりに、一部のマウスには、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与する。一部のマウスには、i.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、局所投与、皮内(i.d.)注射、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには毎日pmEVを投与し(例えば0日目に開始する)、他のマウスには別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与し得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅させ得る。
pmEVの場合、製造者の指示に従って実施されるBio-radアッセイ(Cat# 5000205)を用いて、総タンパク質を測定する。
免疫付与日(第0日)に、スカシガイ(Keyhole Limpet)由来ヘモシアニン(KLH)と完全フロイントアジュバント(CFA)とのエマルションを新しく調製した。このために、8mgのKLH粉末を計量し、16mLの食塩水に完全に再懸濁させる。シリンジ及びルアーロックコネクタを用いて、KLH/食塩水を等量のCFA溶液(例えば、10mLのKLH/食塩水+10mLのCFA溶液)と混合することにより、エマルションを調製した。KLHとCFAを数分間激しく混合して、白色のエマルションを形成し、最大安定性を達成した。均質なエマルションが得られたかを確認するために、落下試験を実施した。
0日目に、約7週齢のC57Bl/6J雌マウスを皮下免疫付与(4つの部位、1部位当たり50μL)により、CFA中のKLH抗原で予備刺激した。強制経口投与したP.ヒスチコラ(P.histicola)pmEVを低(6.0E+07)、中(6.0E+09)、及び高(6.0E+11)用量で試験した。
8日目に、マウスを、左耳において生理食塩水中のKLH 10μg(体積10μL)により皮内(i.d.)チャレンジした。抗原チャレンジの24時間後に耳介の厚さを測定した(図15)。耳の厚さにより決定されるように、P.ヒスチコラ(P.histicola)pmEVは、炎症の抑制に有効であった。
将来の炎症試験のために、マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、抗炎症剤(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬若しくは他の治療薬)、及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
様々な時点で血清サンプルを採取する。マウスの他の群を犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、組織学研究、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析、及び/又はフローサイトメトリー分析のためにリンパ節、脾臓、腸間膜リンパ節(MLN)、小腸、結腸、及び他の組織を取り出し得る。一部のマウスは、O2/CO2麻酔下で眼窩神経叢から失血させ、ELISAアッセイを実施する。
製造業者の指示に従い、解離酵素を用いて組織を解離させることができる。当技術分野で公知の技術を用いて、細胞を、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Rory-γ-t、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することができ、こうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
犠牲にした動物から耳を切除し、低温EDTAフリープロテアーゼ阻害剤カクテル(Roche)に導入することができる。ビーズ破壊を用いて、耳をホモジナイズし、製造業者の指示に従い、Luminexキット(EMD Millipore)により、様々なサイトカインについて上清を分析する。加えて、当技術分野で公知の方法を用いて、頸部リンパ節を、セルストレーナーに通して解離させ、洗浄し、FoxP3(PE-FJK-16s)及びCD25(FITC-PC61.5)について染色する。
DTH防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、後の時点でチャレンジ抗原により再チャレンジし、マウスを、DTHに対する感受性及び反応の重症度に関して分析し得る。
実施例6:実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)のマウスモデルにおけるpmEV
Constantinescu et al.,(Experimental autoimmune encephalomyelitis(EAE)as a model for multiple sclerosis(MS).Br J Pharmacol.2011 Oct;164(4):1079-1106)により概説されているように、EAEは、多発性硬化症の十分に研究された動物モデルである。Mangalam et al.,(Two discreet subsets of CD8+T cells modulate PLP91-110 induced experimental autoimmune encephalomyelitis in HLA-DR3 transgenic mice.J Autoimmun.2012 Jun;38(4):344-353)で論じられているように、活性化された脳炎惹起性T細胞の養子移入、又はEAEに対して感受性のTCRトランスジェニックマウスの使用により、様々なミエリン関連ペプチドを用い、EAEを様々なマウス株及びラット株において誘導することができる。
pmEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加して若しくは追加せずに、EAEの齧歯類モデルにおける有効性に関して試験する。さらに、pmEVは、経口投与され得るか、又は静脈内投与により投与され得る。例えば、雌の6~8週齢C57Bl/6マウスをTaconic(Germantown,NY)から取得する。マウスの群に、完全フロイントアジュバント(CFA;2~5mgの死滅マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)H37Ra/エマルション1ml)に乳化させたミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質35-55(MOG35-55;1回の注射当たり100ug;マウス1匹当たり200ug(マウス1匹当たり合計0.2ml))0.1mlの背中の2つの部位(上部及び下部)での2回の皮下(s.c.)注射を施す。上記の約1~2時間後に、0.1mlのPBS中の百日咳毒素(PTx)200ng(2ug/ml)をマウスに腹腔内(i.p.)注射する。PTxの追加のIP注射を2日目に施す。代わりに、適切な量の代替ミエリンペプチド(例えば、プロテオリピドタンパク質(PLP))を使用してEAEを誘発する。一部の動物は、未処置コントロールとして使用する。当技術分野で公知の方法(Mangalam et al.2012)に従い、4日目から始めて毎日、EAE重症度を評価し、障害スコアを割り当てる。
pmEVによる処置は、免疫付与の前後又はEVE免疫付与の後のいずれかの時点で開始する。例えば、pmEVを、免疫付与と同時(1日目)に投与し得るか、又は障害の最初の徴候(例えば、引きずった尾(limp tail))の時点で又は重度のEAE中に投与し得る。pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのpmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、i.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の抗炎症剤若しくはEAE治療薬(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬、ビタミンD、ステロイド、抗炎症剤若しくは他の治療薬)及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば脳及び脊髄)、リンパ節、又は他の組織を取り出すことができる。例えば、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することができ、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+中枢神経系(CNS)浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実行して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジし得る(例えば、活性化された脳炎惹起性T細胞、又はEAE誘導性ペプチドの再注射)。マウスを、再チャレンジ後に疾患に対する感受性及びEAE重症度に関して分析する。
実施例7:コラーゲン誘発関節炎(CIA)のマウスモデルにおけるpmEV
コラーゲン誘発関節炎(CIA)は、Caplazi et al.(Mouse models of rheumatoid arthritis.Veterinary Pathology.Sept.1,2015.52(5):819-826)により説明されているように、関節リウマチ(RA)を研究するために一般に使用される動物モデルである(また、Brand et al.Collagen-induced arthritis.Nature Protocols.2007.2:1269-1275;Pietrosimone et al.Collagen-induced arthritis:a model for murine autoimmune arthritis.Bio Protoc.2015 Oct.20;5(20):e1626も参照されたい)。
CIA齧歯類モデルの他のバージョンの中でも、1つのモデルは、Taneja et al.(J.Immunology.2007.56:69-78;Taneja et al.J.Immunology 2008.181:2869-2877;また、Taneja et al.Arthritis Rheum.,2007.56:69-78も参照されたい)により説明されているように、ニワトリII型コラーゲンによるHLA-DQ8 Tgマウスの免疫付与を含む。ニワトリCIIの精製は、Taneja et al.(Arthritis Rheum.,2007.56:69-78)により説明されている。マウスを、免疫付与後にCIA疾患の発症及び進行に関してモニタリングし、Wooley,J.Exp.Med.1981.154:688-700により説明されているように、疾患の重症度を評価して「等級付ける」。
マウスをCIA誘導のために免疫付与し、様々な処置群に分類する。pmEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加して若しくは追加せずに、CIAにおける有効性に関して試験する。
pmEVによる処置は、コラーゲンによる免疫付与の前後又は免疫付与後のいずれかの時点で開始する。例えば、一部の群において、pmEVを、免疫付与と同時(1日目)に投与し得るか、又は疾患の最初の徴候時点で又は重度の症状の発症時に投与し得る。pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのpmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の抗炎症剤若しくはCIA治療薬(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬、ビタミンD、ステロイド、抗炎症薬、及び/若しくは他の治療薬)並びに/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
様々な時点で、血清サンプルを取得し、標準的なELISAを使用して抗ニワトリCII IgG抗体及び抗マウスCII IgG抗体のレベルを評価する(Batsalova et al.Comparative analysis of collagen type II-specific immune responses during development of collagen-induced arthritis in two B10 mouse strains.Arthritis Res Ther.2012.14(6):R237)。また、一部のマウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば滑膜)、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。滑膜及び滑液を、当技術分野で公知の技術を用い、形質細胞浸潤及び抗体の存在に関して分析する。加えて、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させて、細胞浸潤物のプロファイルを調べる。当技術分野で公知の技術を用いて、細胞をフローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することができ、こうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+滑膜浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジし得る(例えば、CIA誘導性ペプチドによる活性化された再注射)。再チャレンジ後に、マウスを疾患に対する感受性及びCIAの重症度に関して分析する。
実施例8:大腸炎のマウスモデルにおけるpmEV
デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発大腸炎は、Randhawa et al.(A review on chemical-induced inflammatory bowel disease models in rodents.Korean J Physiol Pharmacol.2014.18(4):279-288;また、Chassaing et al.Dextran sulfate sodium(DSS)-induced colitis in mice.Curr Protoc Immunol.2014 Feb 4;104:Unit 15.25も参照されたい)により概説されているように、大腸炎の十分に研究されている動物モデルである。
pmEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症剤を追加して若しくは追加せずに、DSS誘発大腸炎のマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
マウスの群を、当技術分野で周知のように、大腸炎を誘発するためにDSSで処置する(Randhawa et al.2014;Chassaing et al.2014;また、Kim et al.Investigating intestinal inflammation in DSS-induced model of IBD.J Vis Exp.2012.60:3678も参照されたい)。例えば、雄の6~8週齢C57Bl/6マウスを、Charles River Labs、Taconic、又は他のベンダーから取得する。飲料水に3%DSS(MP Biomedicals,Cat.#0260110)を添加することにより、大腸炎を誘発する。一部のマウスには飲料水中のDSSを摂取させず、未処置コントロールとして使用する。一部のマウスは、5日間水を摂取する。一部のマウスには、5日より短いか、又は長い期間にわたってDSSを摂取させ得る。マウスをモニタリングし、体重減少(例えば、体重減少なし(スコア0);1~5%の体重減少(スコア1);5~10%の体重減少(スコア2));糞便の硬さ(例えば、正常(スコア0);緩い糞便(スコア2);下痢(スコア4));並びに出血(例えば、血液なし(スコア0)、潜血陽性(スコア1);潜血陽性及び視覚的なペレット出血(スコア2);肛門周囲の血液、重度の出血(スコア4)に基づいて、当技術分野で既知の障害活性指標(disability activity index)を使用して点数化する。
pmEVによる処置を、DSS投与の1日目、又はその後の任意の時点のどちらかで開始する。例えば、pmEVを、DSS開始と同時に(1日目)に投与し得るか、又は疾患の最初の徴候(例えば、体重減少又は下痢)の時点若しくは重度の大腸炎のステージ中に投与し得る。マウスを、体重、病的状態、生存、下痢及び/又は血便の存在に関して毎日観察する。
pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与する。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でpmEVを投与し、他のマウス群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりpmEVを投与する。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群は、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の抗炎症剤(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬若しくは他の治療薬)並びに/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部のマウスには、事前の抗生物質の投与なしでDSSを投与する。
様々な時点で、マウスは、イソフルラン麻酔下で小動物用内視鏡(Karl Storz Endoskipe,Germany)を使用するビデオ内視鏡検査を受ける。静止画及びビデオを記録して、大腸炎の程度及び処置に対する反応を評価する。当技術分野で既知の基準を使用して大腸炎を点数化する。研究のために糞便物質を集める。
様々な時点で、マウスを犠牲にして、結腸、小腸、脾臓、及びリンパ節(例えば腸間膜リンパ節)を採取する。加えて、血液を血清分離チューブ中に採取する。限定されないが、陰窩構造、炎症細胞浸潤の程度、及び杯細胞の枯渇を評価する組織学的研究を通して、組織損傷を評価する。
当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために、胃腸(GI)管、リンパ節、及び/又は他の組織を取り出し得る。例えば、組織を採取し、製造業者の指示に従って解離酵素を使用して解離させ得る。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+GI管浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジし得る。マウスを、再チャレンジ後に大腸炎の重症度に対する感受性に関して分析する。
実施例9:1型糖尿病(T1D)のマウスモデルにおけるpmEV
1型糖尿病(T1D)は、免疫系が膵臓のランゲルハンス島を標的とし、それによりインスリンを産生する身体の能力が破壊される自己免疫疾患である。
Belle et al.(Mouse models for type 1 diabetes.Drug Discov Today Dis Models.2009;6(2):41-45;また、Aileen JF King.The use of animal models in diabetes research.Br J Pharmacol.2012 Jun;166(3):877-894も参照されたい)により概説されているように、T1Dの動物モデルの様々なモデルが存在する。化学的に誘発されたT1D、病原体により誘発されたT1Dに関するモデル並びにマウスがT1Dを自発的に発症するモデルが存在する。
pmEVを、他の抗炎症処置を追加して若しくは追加せずに、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、T1Dのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
T1D誘発方法及び/又はT1D発症が自発的であるかどうかに応じて、pmEVによる処置を、誘発の前後若しくは誘発後のいずれかの時点で、又は自発的に発生するT1Dの発症前(若しくは発症時)に開始する。pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのpmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与する。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群は、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の治療薬及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
この実験の開始前に、血糖を隔週でモニタリングする。その後の様々な時点で、非空腹時血糖を測定する。様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で既知の方法を用い、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために脾臓の部位、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。例えば、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製された組織浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。また、ELISAによって抗体産生を評価し得る。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジするか、又は再発に対する感受性に関して評価し得る。マウスを、再チャレンジ(又は自発的に発生する再発)後に糖尿病発症に対する感受性及び重症度に関して分析する。
実施例10:原発性硬化性胆管炎(PSC)のマウスモデルにおけるpmEV
原発性硬化性胆管炎(PSC)は、胆管を徐々に損傷して末期肝硬変を引き起こす慢性肝疾患である。原発性硬化性胆管炎(PSC)は炎症性腸疾患(IBD)と関連している。
Fickert et al.(Characterization of animal models for primary sclerosing cholangitis(PSC).J Hepatol.2014 Jun.60(6):1290-1303;また、Pollheimer and Fickert.Animal models in primary biliary cirrhosis and primary sclerosing cholangitis.Clin Rev Allergy Immunol.2015 Jun.48(2-3):207-17も参照されたい)により概説されているように、PSCには様々な動物モデルが存在する。PSCモデルにおける疾患の誘発には、化学的誘発(例えば、3,5-ジエトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジン(DDC)誘発性胆管炎)、病原体誘発型(例えば、クリプトスポリジウム・パルバム(Cryptosporidium parvum))、実験的胆管閉塞(例えば総胆管結紮(CBDL))、及び抗原駆動型胆管損傷のトランスジェニックマウスモデル(例えば、Ova-Bilトランスジェニックマウス)が挙げられる。例えば、Georgiev et al.(Characterization of time-related changes after experimental bile duct ligation.Br J Surg.2008.95(5):646-56)により説明されているように胆管結紮を実施するか、又はFickert et al.(A new xenobiotic-induced mouse model of sclerosing cholangitis and biliary fibrosis.Am J Path.Vol 171(2):525-536)により説明されているようにDCC曝露により疾患を誘発させる。
pmEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、いずれか他の治療薬を追加して若しくは追加せずに、PSCのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
DCC誘発性胆管炎
例えば、6~8週齢のC57bl/6マウスをTaconic又は他のベンダーから取得する。マウスに、様々な期間にわたって0.1%DCC補充飼料を給餌する。一部の群に、1週間にわたりDCC補充飼料を与え、他には4週間にわたり与え、他には8週間にわたり与える。マウスの一部の群に、一定期間にわたってDCC補充飼料を与えた後、回復させ、その後に通常の飼料を与えることもできる。これらのマウスを、疾患から回復する能力及び/又はDCCへのその後の曝露時の再発に対する感受性に関して試験することができる。pmEVによる処置を、DCC給餌の前後又はDCCへの最初の曝露の後のいずれかの時点で開始する。例えば、pmEVを1日目に投与し得るか、又はその後の任意の時点で投与し得る。pmEVは、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。代わりに、一部のマウスに、7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でpmEVを投与し、他のマウス群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の薬剤及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくは抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。様々な時点で、血清サンプルを、ALTレベル、APレベル、ビリルビンレベル、及び血清胆汁酸(BA)レベルに関して分析する。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、体重及び肝臓の重量を記録し、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織形態学的特性評価、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば、肝臓、小腸及び大腸、脾臓)、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る(Fickert et al.Characterization of animal models for primary sclerosing cholangitis(PSC)).J Hepatol.2014.60(6):1290-1303を参照されたい)。例えば、胆管を、ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1の発現に関して染色する。一部の組織を組織学的検査のために染色し、他を、製造業者の指示に従い、解離酵素を用いて解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)並びに付着分子発現(ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+胆管浸潤免疫細胞に対して実施することができる。
例えば、シリウスレッド染色、それに続く線維化領域の定量を使用する組織学的分析のために、肝臓組織を調製する。処置の終了時に、肝臓酵素(例えば、AST又はALT)の血漿分析のために、且つビリルビンレベルを決定するために、血液を採取する。ヒドロキシプロリンの肝臓含有量は、確立されたプロトコルを使用して測定することができる。炎症マーカー及び線維症マーカーの肝臓遺伝子発現分析を、検証されたプライマーを用いるqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、及びTIMPが挙げられる。確立されたメタボロミクス法を用いて、血漿サンプル、組織サンプル、及び糞便サンプルで代謝産物の測定を実施することができる。最後に、免疫組織化学を肝臓切片に対して実施して、好中球、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、又は他の免疫細胞浸潤物を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、後にDCCにより再チャレンジし得る。マウスを、再チャレンジ後に胆管炎に対する感受性及び胆管炎の重症度に関して分析する。
BDL誘発性胆管炎
代わりに、pmEVを、BDL誘発性胆管炎における有効性に関して試験する。例えば、6~8週齢C57Bl/6JマウスをTaconic又は他のベンダーから取得する。順化期間の後、マウスを外科的に処置して胆管結紮(BDL)を実施する。一部のコントロール動物には偽手術を施す。BDL処置により、7~21日以内に肝臓損傷、炎症、及び線維化が引き起こされる。
pmEVによる処置を、手術の前後又は手術後のいずれかの時点のいずれかで開始する。pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのpmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の薬剤及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくは抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。様々な時点で、血清サンプルを、ALTレベル、APレベル、ビリルビンレベル、及び血清胆汁酸(BA)レベルに関して分析する。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、体重及び肝臓の重量を記録し、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織形態学的特性評価、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば、肝臓、小腸及び大腸、脾臓)、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る(Fickert et al.Characterization of animal models for primary sclerosing cholangitis(PSC)).J Hepatol.2014.60(6):1290-1303を参照されたい)。例えば、胆管を、ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1の発現に関して染色する。一部の組織を組織学的検査のために染色し、他を、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)並びに付着分子発現(ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+胆管浸潤免疫細胞に対して実施することができる。
例えば、シリウスレッド染色、それに続く線維化領域の定量を使用する組織学的分析のために、肝臓組織を調製する。処置の終了時に、肝臓酵素(例えば、AST又はALT)の血漿分析のために、且つビリルビンレベルを決定するために、血液を採取する。ヒドロキシプロリンの肝臓含有量は、確立されたプロトコルを使用して測定することができる。炎症マーカー及び線維症マーカーの肝臓遺伝子発現分析は、検証されたプライマーを用いるqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、及びTIMP-が挙げられる。確立されたメタボロミクス法を使用して、血漿サンプル、組織サンプル、及び糞便サンプルで代謝産物の測定を実施することができる。最後に、免疫組織化学を肝臓切片に対して実施して、好中球、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、又は他の免疫細胞浸潤物を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを回復に関して分析し得る。
実施例11:非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)のマウスモデルにおけるpmEV
非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は、肝臓脂肪の蓄積(脂肪症)及び炎症が肝臓損傷及び肝細胞死(バルーニング)を招く非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の重度の形態である。
Ibrahim et al.(Animal models of nonalcoholic steatohepatitis:Eat,Delete,and Inflame.Dig Dis Sci.2016 May.61(5):1325-1336;また、Lau et al.Animal models of non-alcoholic fatty liver disease:current perspectives and recent advances 2017 Jan.241(1):36-44も参照されたい)により概説されているように、NASHの様々な動物モデルが存在する。
pmEVを、別の治療薬を追加して、又は追加せずに、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、NASHのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。例えば、8~10週齢のC57Bl/6Jマウス(Taconic(Germantown,NY)又は他のベンダーから取得した)を、脂肪症、炎症、バルーニング、及び線維症などのNASHの特徴が発現する間、4~8週間にわたりメチオニンコリン欠乏(MCD)飼料で飼育する。
P.ヒスチコラ(P.histicola)pmEVを、単独で又は様々な割合で互いを組み合わせて、別の治療薬を追加して若しくは追加せずに、NASHのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。例えば、8週齢のC57Bl/6Jマウス(Charles River(France)又は他のベンダーから取得した)を5日の期間にわたり順化させ、体重に基づいて10匹のマウスの群に無作為化し、脂肪症、炎症、バルーニング、及び線維症などのNASHの特徴が発現する間、4週間の期間にわたりメチオニンコリン欠乏(MCD)飼料(例えば、Research Diets(USA)のA02082002B)で飼育する。コントロール固形飼料マウスには、通常の固形飼料(例えば、SDS Diets(UK)のRM1(E)801492)を給餌する。コントロール固形飼料、MCD飼料、及び水は、自由に供給する。
Kleiner et al.(Design and validation of a histological scoring system for nonalcoholic fatty liver disease.Hepatology.2005 Jun.41(6):1313-1321)からのNASスコアリングシステムを使用して、脂肪症の程度(スコア0~3)、小葉の炎症の程度(スコア0~3)、肝細胞のバルーニングの程度(スコア0~3)、及び線維症の程度(スコア0~4)を決定する。個々のマウスNASスコアは、脂肪症、炎症、バルーニング、及び線維症のスコアを合計することにより算出することができる(スコア0~13)。加えて、血漿のASTレベル及びALTレベルを、製造業者の指示に従い、Horiba(USA)のPentra 400機器を使用して決定する。肝臓の総コレステロール、トリグリセリド、脂肪酸、アラニンアミノトランスフェラーゼ、及びアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼのレベルも、当技術分野で公知の方法を用いて決定する。
他の研究では、炎症マーカー、線維症マーカー、脂肪症マーカー、ERストレスマーカー、又は酸化ストレスマーカーの肝臓遺伝子発現分析を、検証されたプライマーを用いるqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、IL-1β、TNF-α、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、CHOP、及びNRF2を挙げることができる。
他の研究では、炎症マーカー、線維症マーカー、脂肪症マーカー、ERストレスマーカー、又は酸化ストレスマーカーの肝臓遺伝子発現分析を、検証されたプライマーを用いるqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、IL-1β、TNF-α、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、CHOP、及びNRF2を挙げることができる。
pmEVによる処置は、食餌の開始時又は食餌開始後のいずれかの時点(例えば、1週間後)のいずれかの時点で開始する。例えば、pmEVを、MCD食餌の開始と同じ日に開始して投与し得る。pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのpmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加のNASH治療薬(例えば、FXRアゴニスト、PPARアゴニスト、CCR2/5拮抗薬若しくは他の処置)及び/又は適切なコントロールで処置し得る。
様々な時点で及び/又は処置の終了時に、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、生化学分析、分子分析、又はサイトカイン及び/又はフローサイトメトリー分析のために肝臓、腸、血液、糞便、又は他の組織を取り出し得る。例えば、組織学的分析のために肝臓組織を秤量し、調製するが、この組織学的分析は、H&E、シリウスレッドで染色すること、及びNASH活性スコア(NAS)の決定を含み得る。様々な時点で、標準アッセイを用いる肝臓酵素(例えばAST又はALT)の血漿分析のために血液を採取する。加えて、コレステロール、トリグリセリド、又は脂肪酸の肝臓含有量は、確立されたプロトコルを使用して測定することができる。炎症マーカー、線維症マーカー、脂肪症マーカー、ERストレスマーカー、又は酸化ストレスマーカーの肝臓遺伝子発現分析は、検証されたプライマーを用いるqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、IL-6、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、CHOP、及びNRF2を挙げることができる。確立された生化学法及び質量分析ベースのメタボロミクス法を使用して、血漿サンプル、組織サンプル、及び糞便サンプルで代謝産物の測定を実施することができる。血清サイトカインを分析することができ、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+胆管浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を肝臓切片又は腸切片に対して実施して、好中球、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、又は他の免疫細胞浸潤物を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを回復に関して分析し得る。
実施例12:乾癬のマウスモデルにおけるpmEV
乾癬は、T細胞により媒介される慢性炎症性皮膚疾患である。いわゆる「プラーク型」乾癬は、乾癬の最も一般的な形態であり、乾燥した鱗屑、赤色のプラーク並びに真皮及び上皮への免疫細胞の浸潤に起因する皮膚の肥厚という特徴を示す。Gudjonsson et al.(Mouse models of psoriasis.J Invest Derm.2007.127:1292-1308;また、van der Fits et al.Imiquimod-induced psoriasis-like skin inflammation in mice is mediated via the IL-23/IL-17 axis.J.Immunol.2009 May 1.182(9):5836-45も参照されたい)により概説されているように、いくつかの動物モデルが、この疾患の理解に寄与している。
乾癬は、様々なマウスモデルに誘導することができ、そうしたものとして、トランスジェニックマウス、ノックアウトマウス又は異種移植モデルを使用するもの並びにイミキモド(IMQ)、TLR7/8リガンドの局所適用が挙げられる。
pmEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加して若しくは追加せずに、乾癬のマウスモデルにおける有効性に関して試験する。例えば、6~8週齢のC57Bl/6マウス又はBalb/cマウスを、Taconic(Germantown,NY)又は他のベンダーから取得する。マウスの背中及び右耳の毛を剃る。マウスの群に、市販のIMQクリーム(5%)(Aldara;3M Pharmaceuticals)62.5mgの毎日の局所用量を投与する。この用量を、5又は6日間連続して剃毛した箇所に適用する。van der Fits et al.(2009)により説明されているように、マウスを、0~4のスケールで紅斑、スケーリング、及び肥厚に関して、一定の間隔で点数化する。Mitutoyoマイクロメータを用いて、マウスを耳の厚さに関してモニタリングする。
pmEVによる処置を、IMQの最初の適用の前後又はその後のいずれかの時点で開始する。例えば、pmEVを、皮下注射と同時(0日目)に投与し得るか、又は適用前若しくは適用時に投与し得る。pmEVを様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのpmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与し(例えば0日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得る、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、抗炎症剤(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬若しくは他の処置)及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
様々な時点で、当技術分野で公知の方法を用いて、凍結切片染色分析のために背中及び耳の皮膚からのサンプルを採取する。他の群のマウスを犠牲にして、当技術分野で公知の方法を用いて、組織学的研究、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析、及び/又はフローサイトメトリー分析のためにリンパ節、脾臓、腸間膜リンパ節(MLN)、小腸、結腸、及び他の組織を取り出し得る。一部の組織を、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して解離させ得る。凍結切片サンプル、組織サンプル、又はエクスビボで得られた細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+皮膚浸潤免疫細胞に対して実施することができる。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
乾癬防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを試験して回復を評価し得るか、又は一部のマウスをIMQで再チャレンジし得る。再チャレンジしたマウスの群を、乾癬に対する感受性及び反応の重症度に関して分析する。
実施例13:肥満(DIO)のマウスモデルにおけるpmEV
Tschop et al.(A guide to analysis of mouse energy metabolism.Nat.Methods.2012;9(1):57-63)及びAyala et al.(Standard operating procedures for describing and performing metabolic tests of glucose homeostasis in mice.Disease Models and Mechanisms.2010;3:525-534)に概説されているように、様々なDIOの動物モデルが存在し、Physiogenexにより提供されている。
pmEVを、単独で又は全細菌細胞(生存、死滅、放射線照射、及び/若しくは不活性化されたものなど)と組み合わせて、他の免疫治療薬を追加して若しくは追加せずに、DIOのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
DIO誘発方法及び/又はDIO発症が自発的であるかどうかに応じて、pmEVによる処置を、誘発の前後若しくは誘発後のいずれかの時点において又は自発的に発生するT1Dの発症前(若しくは発症時)に開始する。pmEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでpmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのpmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与する。一部のマウスには、i.v.注射でpmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、又は他の投与手段によりpmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日pmEVを投与して、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でpmEVを投与し得る。マウスの群に、pmEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(pmEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(pmEV:細菌細胞)の比でpmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、pmEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。pmEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はpmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の治療薬及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
この実験の開始前に、血糖を隔週でモニタリングする。その後の様々な時点で、非空腹時血糖を測定する。様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために膵臓の部位、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。例えば、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製された組織浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。また、ELISAによって抗体産生を評価し得る。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジするか、又は再発に対する感受性に関して評価し得る。マウスを、再チャレンジ(又は自発的に発生する再発)後に糖尿病発症に対する感受性及び重症度に関して分析する。
実施例14:細菌pmEVの標識付与
インビボで生体内分布を追跡すると共に、様々な調製物において、及び哺乳動物細胞で行なったアッセイにおいて定量化し、また、細胞局在化を追跡するために、pmEVに標識を付すことができる。例えば、pmEVを放射線で標識するか、色素とインキュベートするか、蛍光標識、発光標識するか、又は金属及び金属の同位体を含有するコンジュケートで標識し得る。
例えば、NHS-エステル、クリックケミストリー基、ストレプトアビジン又はビオチンなどの官能基と共役した色素と一緒にpmEVをインキュベートし得る。標識反応は、攪拌若しくは回転と共に、又は攪拌若しくは回転なしで、数分~数時間にわたって、様々な温度で起こり得る。次に、プロトコルに応じて、ウシ血清アルブミン(BSA)などの試薬又は類似の薬剤の添加により、反応を停止させてから、超遠心分離、ろ過、遠心分離ろ過、カラムアフィニティ精製又は透析により遊離若しくは非結合色素分子を除去し得る。Su Chul Jang et al,Small.11,No.4,456-461(2017)に記載されているような、洗浄バッファーを伴う追加の洗浄ステップ及びボルテックス又は攪拌を使用して、遊離色素分子の完全な除去を確実にする。
任意選択で、pmEVを5.0E12粒子/mL(300ug)に濃縮し、2×濃縮PBSバッファーpH8.2を用いて1.8moまで希釈した後、ベンチトップ超遠心分離機を用いて、4℃、165,000×gの遠心分離によりペレット化する。ペレットを300ulの2×PBSpH8.2で再懸濁させてから、NHS-エステル蛍光色素を、10mM色素ストックから0.2mMの最終濃度(DMSOに溶解)で添加する。サンプルを24℃で1.5時間穏やかに攪拌した後、4℃で一晩インキュベートする。1×PBSバッファーを用いて、前述の希釈/ペレット化の2回反復ステップにより、遊離未反応色素を除去した後、300ulの最終体積に再懸濁させる。
蛍光標識付きpmEVを、共焦点顕微鏡法、ナノ粒子追跡分析、フローサイトメトリー、蛍光活性化セルソーティング(FACS)又は蛍光イメージングシステム、例えば、Odyssey CLx LICOR(例えば、Wiklander et al.2015.J.Extracellular Vesicles.4:10.3402/jev.v4.26316を参照)により、細胞若しくは臓器、又はインビトロ及び/又はエクスビボサンプル中で検出する。加えて、H-I.Choi,et al.Experimental & Molecular Medicine.49:e330(2017)にあるように、IVISスペクトルCT(Perkin Elmer)又はPeral Imager等の機器を使用して、蛍光標識付きpmEVを、動物の全身並びに/又は解剖された臓器及び組織中で検出する。
pmEVは、前述したプロトコルを用いて、金属及び金属の同位体を含有するコンジュケートで標識し得る。金属共役pmEVは、動物にインビボで投与され得る。次に、様々な時点で、細胞を臓器から採取し、エクスビボで分析することができる。代わりに、動物、ヒトに由来する細胞、又は不死化細胞系統をインビトロで金属標識pmEVにより処理した後、細胞を金属共役抗体で標識してから、Helios CyTOF(Fluidigm)などの飛行時間(Time of Flight)装置によるサイトメトリー(CyTOF)を用いて表現型検査するか、又はHyperion Imaging System(Fluidigm)などのイメージングマスサイトメトリー装置を用いて、イメージング及び分析し得る。加えて、pmEV生体分布を追跡するために、pmEVを放射線同位体で標識し得る(例えば、Miller et al.,Nanoscale.2014 May 7;6(9):4928-35)を参照されたい)。
実施例15:細菌pmEVを可視化するための透過型電子顕微鏡検査
細菌バッチ培養物からpmEVを精製する。透過型電子顕微鏡検査(TEM)を使用して、精製された細菌pmEVを可視化することができる(S.Bin Park,et al.PLoS ONE.6(3):e17629(2011)。pmEVを、2分にわたり、300メッシュサイズ又は400メッシュサイズの炭素コーティング銅グリッド(Electron Microscopy Sciences,USA)上に取り付け、脱イオン水で洗浄する。pmEVを、20秒~1分にわたり2%(w/v)酢酸ウラニルを使用して負に染色する。銅グリッドを滅菌水で洗浄して乾燥させる。加速電圧が100~120kVである透過型電子顕微鏡を使用して画像を取得する。染色されたpmEVは20~600nmの直径で現れ、且つ電子密度が高い。各グリッド上の10~50個のフィールドをスクリーニングする。
実施例16:pmEVの組成及び含有量のプロフィリング
限定されないが、NanoSightキャラクタリゼーション、SDS-PAGEゲル電気泳動、ウエスタンブロット、ELISA、液体クロマトグラフィー-質量分析及び質量分析、動的光散乱、脂質レベル、総タンパク質、脂質対タンパク質比、核酸分析、及び/又はゼータ電位を含む、様々な方法のいずれか1つにより、pmEVを特性決定することができる。
pmEVのNanoSightキャラクタリゼーション
ナノ粒子追跡分析(NTA)を使用して、精製された細菌pmEVのサイズ分布を特性決定する。精製されたpmEV調製物をNanoSight機械(Malvern Instruments)にかけて、pmEVのサイズ及び濃度を評価する。
SDS-PAGEゲル電気泳動
精製されたpmEVのタンパク質成分を同定するために、標準的な技術を用いて、サンプルをゲル、例えば、Bolt Bis-Tris Plus 4-12%ゲル(Thermo-Fisher Scientific)上で泳動させる。サンプルを、10分にわたり1×SDSサンプルバッファー中で沸騰させ、4℃まで冷却した後、1分にわたり16,000×gで遠心分離する。次に、サンプルをSDS-PAGEゲル上で泳動させ、いくつかの標準的な技術(例えば、シルバー染色、クーマシーブルー、ゲルコードブルー(Gel Code Blue))の内の1つを用いて染色することにより、バンドを可視化する。
ウエスタンブロット分析
精製されたEVの特定のタンパク質成分を同定して定量するために、pmEVタンパク質を、前述したようにSDS-PAGEにより分離し、ウエスタンブロット分析(Cvjetkovic et al.,Sci.Rep.6,36338(2016))に供し、ELISAにより定量する。
pmEVプロテオミクス並びに液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS/MS)及び質量分析(MS)
pmEV中に存在するタンパク質を、質量分析技術により同定して定量する。Erickson et al,2017(Molecular Cell,VOLUME 65,ISSUE 2,P361-370,JANUARY 19,2017)に記載されているように、ジチオトレイトール溶液(DTT)を用いるタンパク質還元並びにLysC及びトリプシンなどの酵素を用いるタンパク質消化を含む、標準的な技術を用いて、LC-MS/MS用のpmEVタンパク質を調製することができる。代わりに、Liu et al.2010(JOURNAL OF BACTERIOLOGY,June 2010,p.2852-2860 Vol.192,No.11)、Kieselbach and Oscarsson 2017(Data Brief.2017 Feb;10:426-431.)、Vildhede et al,2018(Drug Metabolism and Disposition February 8,2018)に記載されているように、ペプチドを調製する。消化の後、ペプチド調製物を液体クロマトグラフィー及び質量分析装置に直接かけて、単一サンプル中のタンパク質同定を行う。サンプル間のタンパク質の相対定量のために、様々なサンプルからのペプチド消化物を、iTRAQ Reagent-8plex Multiplex Kit(Applied Biosystems,Foster City,CA)又はTMT 10plex及び11plex Label Reagents(Thermo Fischer Scientific,San Jose,CA,USA)を用いて、アイソバリックタグで標識付けする。各ペプチド消化物を異なるアイソバリックタグで標識付けした後、標識付き消化物を合わせて、1つのサンプル混合物にする。合わせたペプチド混合物を、同定及び定量の両方の目的で、LC-MS/MSにより分析する。LC-MS/MSデータを用いて、データベース検索を実施して、標識付きペプチド及び対応するタンパク質を同定する。アイソバリック標識付与の場合、付けられたタグの断片化により、低分子量リポータイオンが生成され、これを用いて、各pmEV中に存在するペプチド及びタンパク質の相対定量化を達成する。
加えて、代謝量(metabolic content)を、質量分析と組み合わせた液体クロマトグラフィー技術を使用して確認する。様々なサンプルのメタボローム含有量を決定するために多様な技術が存在し、これらは当業者に周知であり、こうした技術は、溶媒抽出、クロマトグラフィー分離、及び質量決定と組み合わされた様々なイオン化技術を含む(Roberts et al 2012 Targeted Metabolomics.Curr Protoc Mol Biol.30:1-24;Dettmer et al 2007,Mass spectrometry-based metabolomics.Mass Spectrom Rev.26(1):51-78)。非限定的な例として、LC-MSシステムは、1100 Seriesポンプ(Agilent)及びHTS PALオートサンプラ(Leap Technologies)と組み合わされた4000 QTRAP三連四重極質量分析計(AB SCIEX)を含む。安定した同位体標識付きの内部標準(バリン-d8、Isotec;及びフェニルアラニン-d8、Cambridge Isotope Laboratories)を含む9体積の74.9:24.9:0.2(v/v/v)アセトニトリル/メタノール/ギ酸を使用して、培地サンプル又は他の複雑な代謝混合物(約10μL)を抽出する。目的とする代謝産物に応じて、標準を調整又は変更し得る。サンプルを遠心分離し(10分、9,000g、4℃)、HILICカラム(150×2.1mm、3μm粒径)上に溶液を注入することにより、上清(10μL)をLCMSに供する。250uL/分の速度で1分にわたり5%移動相[10mMギ酸アンモニウム、0.1%ギ酸水溶液]を流し、続いて40%移動相[0.1%ギ酸を含むアセトニトリル]の溶液まで10分にわたる線形勾配により、カラムを溶出させる。イオンスプレー電圧を4.5kVに設定し、イオン源温度は450℃である。
データを、質量スペクトルピーク積分のためにAB SCIEXのMultiquant 1.2のような市販のソフトウェアを使用して分析する。目的のピークを手動でキュレートし、標準と比較してピークの同一性を確認すべきである。適切な標準による定量を実施して、細菌の条件付け後、及び腫瘍細胞増殖後の初期培地中に存在する代謝産物の数を決定する。また、ピーク同定のために、限定されないが、NISTデータベースなどの代謝産物データベースを用いて、非標的メタボロミクスアプローチを使用し得る。
動的光散乱(DLS)
DynaPro NanoStar(Wyatt Technology)及びZetasizer Nano ZS(Malvern Instruments)等の機器を使用して、DLS測定(例えば、様々なpmEV調製物における様々なサイズの粒子の分布)を行なう。
脂質レベル
A.J.McBroom et al.J Bacteriol 188:5385-5392.及びA.Frias,et al.Microb Ecol.59:476-486(2010)により説明されているものに類似する方法により、FM4-64(Life Technologies)を用いて脂質レベルを定量する。サンプルを、FM4-64と一緒にインキュベートする(暗所において37℃で10分にわたりPBS中に3.3μg/mL)。515nmでの励起後、Spectramax M5プレートリーダー(Molecular Devices)を使用して635nmでの発光を測定する。未知のサンプルと既知濃度の標準(例えば、パルミトイルオレオイルホスファチジルグリセロール(POPG)小胞)との比較により、絶対濃度を決定する。リピドミクスを用いて、pmEV中に存在する脂質を同定することができる。
総タンパク質
Bradfordアッセイ及びBCAアッセイ等の標準的なアッセイにより、タンパク質レベルを定量する。Bradfordアッセイを、製造者のプロコトルに従ってQuick Start Bradford 1x Dye Reagent(Bio-Rad)を使用して実行する。BCAアッセイを、Pierce BCA Protein Assay Kit(Thermo-Fisher Scientific)を使用して実行する。既知濃度のBSAから作成した標準曲線との比較により、絶対濃度を決定する。代わりに、Nanodrop分光光度計(Thermo-Fisher Scientific)で測定される、280nm(A280)でのサンプル吸光度を用い、Beer-Lambert等式を使用して、タンパク質濃度を算出することもできる。加えて、プロテオミクスを用いて、サンプル中のタンパク質を同定し得る。
脂質:タンパク質比
脂質:タンパク質比は、脂質濃度をタンパク質濃度で除算することにより得られる。これは、各調製物中の遊離タンパク質と比較した小胞の純度の尺度を提供する。
核酸分析
核酸をpmEVから抽出し、Qubit蛍光光度計を使用して定量する。BioAnalyzerを用いてサイズ分布を評価し、物質を配列決定する。
ゼータ電位
様々な調製物のゼータ電位を、Zetasizer ZS(Malvern Instruments)等の機器を使用して測定する。
実施例17:樹状細胞の活性化増強に関するpmEVのインビトロスクリーニング
インビトロ免疫応答は、例えば、癌微小環境に応答して、免疫応答がインビボで誘導される機構を模倣すると考えられる。簡潔に説明すると、PBMCを、Lymphoprep(Nycomed,Oslo,Norway)を用いる勾配遠心分離により健康なドナー由来のヘパリン添加静脈血から単離するか、又は磁気ビーズベースのHuman Blood Dendritic cell単離キット(Miltenyi Biotech,Cambridge,MA)を用いてマウスの脾臓若しくは骨髄から単離する。抗ヒトCD14 mAbを用いて、単球をMofloにより精製し、37℃で7日にわたり96ウェルプレート(Costar Corp)において5e5個の細胞/mlの細胞密度においてcRPMI中で培養する。樹状細胞の成熟のために、培養物を、1週間にわたり37℃において0.2ng/mLのIL-4及び1000U/mlのGM-CSFで刺激する。代わりに、1週間にわたる組み換えGM-CSFとのインキュベーションにより、又は当技術分野で公知の他の方法を用いて、成熟が達成される。マウスDCを、ビーズ富化を用いて脾臓から直接採取するか、又は造血幹細胞から分化させることができる。簡潔に説明すると、骨髄をマウスの大腿骨から取得することができる。細胞を回収して、赤血球を溶解させる。幹細胞を、4日にわたり20ng/mlのマウスGMCSFを含む細胞培養培地で培養する。20ng/mlのマウスGM-CSFを含む追加の培地を添加する。6日目に、培地及び非接着細胞を除去し、20ng/mlのGMCSFを含む新鮮な細胞培養培地に置き換える。7日目に、20ng/mlのGM-CSFを含む細胞培養培地の最終添加を行なう。10日目に、非接着細胞を採取し、一晩細胞培養プレートに播種し、必要に応じて刺激する。次いで、樹状細胞を、抗生物質と併用して、又は併用せずに、様々な用量のpmEVで処理する。例えば、抗生物質と併用して、24時間にわたる25~75ug/mLのpmEVである。試験するpmEV組成物は、単一の細菌種若しくは細菌株に由来するpmEV或いは1つ若しくは複数の属、1つ若しくは複数の種又は1つ若しくは複数の株(例えば、1つの種内の1つ若しくは複数の株)由来のpmEVの混合物を含み得る。PBSを陰性コントロールとして含め、また、ビフィドバクテリウム種(Bifidobacterium spp.)由来のLPS、抗CD40抗体を陽性コントロールとして使用する。インキュベーション後、DCを、抗CD11b、CD11c、CD103、CD8a、CD40、CD80、CD83、CD86、MHCI、及びMHCIIで染色し、フローサイトメトリーで分析する。陰性コントロールと比較してCD40、CD80、CD83、及びCD86で有意に増加しているDCは、関連細菌pmEV組成物によって活性化されていると考えられる。これらの実験を少なくとも3回繰り返す。
DCを刺激するpmEV活性化上皮細胞の能力をスクリーニングするために、上記のプロトコルに続いて、DCとのインキュベーションの前に24時間の上皮細胞EV共培養を追加する。上皮細胞を、pmEVとのインキュベーション後に洗浄し、次いで、上記のように処理する前に、24時間にわたりpmEVの非存在下でDCと一緒に共培養する。上皮細胞系統には、Int407、HEL293、HT29、T84及びCACO2が含まれ得る。
DC活性化の追加の測定として、pmEV又はpmEV処理上皮細胞とのDCの24時間のインキュベーション後に培養上清100μlをウェルから取り出し、多重化Luminex Magpix.Kit(EMD Millipore,Darmstadt,Germany)を使用して、分泌されたサイトカイン、ケモカイン、及び成長因子に関して分析する。簡潔に説明すると、これらのウェルをバッファーで予め湿らせ、1×抗体コーティング磁気ビーズ25μlを添加し、磁石を用いて全てのウェルで洗浄バッファー200μl×2回を実施する。インキュベーションバッファー50μl、希釈剤50μl、及びサンプル50μlを添加し、暗所における室温で2時間の振盪により混合させる。次いで、このビーズを洗浄バッファー200μlで2回洗浄する。1×ビオチン化検出抗体100μlを添加し、懸濁液を、暗所において振盪しながら、1時間にわたりインキュベートする。次に、洗浄バッファーを用いて、2回の200μl洗浄を実施する。各ウェルに1×SAV-RPE試薬100μlを添加し、暗所においてRTで30分にわたりインキュベートする。3回の200μl洗浄を実施し、2~3分間振盪しながら、洗浄バッファー125μlを添加する。続いて、Luminex xMAPシステムによる分析に、ウェルを供する。
標準は、サイトカイン(例えば、GM-CSF、IFN-g、IFN-a、IFN-B、IL-1a、IL-1B、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、IL-12(p40/p70)、IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22 IL-23、IL-25、IP-10、KC、MCP-1、MIG、MIP1a、TNFa、及びVEGF)の慎重な定量を可能にする。これらのサイトカインを、マウス及びヒト由来の両方のサンプルで評価する。細菌処理サンプルでのこれらのサイトカインの増加は、宿主からのタンパク質及びサイトカインの産生の増強を示している。サイトカインを放出する特定の細胞タイプの能力を調べるこのアッセイの他のバリエーションは、選別方法によりこれらの細胞を獲得することによって評価され、且つ当業者により認識されている。さらに、サイトカインmRNAも評価して、pmEV組成物に反応したサイトカイン放出に対処する。
免疫刺激能力を最大化するために、このDC刺激プロトコルを、精製されたpmEVと生存細菌株の組み合わせを用いて反復し得る。
実施例18:腫瘍細胞と共にインキュベートした場合のCD8+T細胞殺傷の活性化増強に関するpmEVのインビトロスクリーニング
腫瘍細胞のCD8+T細胞殺傷を活性化し得るpmEVをスクリーニングするためのインビトロ方法を説明する。簡潔に説明すると、当技術分野で公知の方法を用いて、DCをヒトPBMC又はマウス脾臓から単離し、単一株pmEV、pmEVの混合物、及び/又は適切なコントロールと一緒にインキュベートする。加えて、当技術分野で公知の方法、例えば、磁気ビーズベースのMouse CD8a+ T Cell Isolation Kit及び磁気ビーズベースのHuman CD8+ T Cell Isolation Kit(両方ともMiltenyi Biotech,Cambridge,MA)を用いて、ヒトPBMC又はマウス脾臓からCD8+T細胞を得る。pmEVとのDCの一定時間(例えば、24時間)のインキュベーション後、又はpmEVにより刺激された上皮細胞とのDCのインキュベーションの後、PBS洗浄により細胞培養物からpmEVを除去し、抗生物質を含む新鮮な培地100ulを各ウェルに添加し、96ウェルプレート中の各実験ウェルに200,000個のT細胞を添加する。抗CD3抗体を2ug/mlの最終濃度で添加する。次に、共培養物を、通常の酸素条件下、37℃で96時間インキュベートする。
例えば、共培養インキュベーションへの約72時間後、当技術分野で公知の方法を用いて、アッセイに使用するために、腫瘍細胞を平板培養する。例えば、新たな96ウェルプレート中でウェル当たり50,000個の腫瘍細胞/ウェルを平板培養する。使用するマウス腫瘍細胞系統は、B16.F10、SIY+B16.F10等を含み得る。ヒト腫瘍細胞系統は、ドナーにHLA適合しており、PANC-1細胞系統、UNKPC960/961細胞系統、UNKC細胞系統、及びHELA細胞系統を含み得る。96時間の共培養の完了後、CD8+T細胞とDCの混合物100μlを、腫瘍細胞を含むウェルに移す。プレートを、通常の酸素条件下、37℃で24時間インキュベートする。細胞死を説明するための陰性コントロールとして、スタウロスポリン(Staurospaurine)を使用する。
このインキュベーション後、フローサイトメトリーを使用して腫瘍細胞死を測定し、免疫細胞表現型を特性決定する。簡潔に説明すると、腫瘍細胞を生存色素で染色する。FACS分析を使用して、特に腫瘍細胞をゲートオンし、死滅(殺傷された)腫瘍細胞の割合を測定する。また、データを、ウェル当たりの死滅腫瘍細胞の絶対数としても示す。細胞毒性CD8+T細胞表現型は、下記の方法により特性決定され得る:a)後述する培養上清中の上清グランザイムB、IFNy、及びTNFaの濃度、b)活性化マーカー(例えば、DC69、CD25、CD154、PD-1、γ/δTCR、Foxp3、T-bet、グランザイムB)のCD8+T細胞表面発現、c)CD8+T細胞中でのIFNy、グランザイムB、TNFaの細胞内サイトカイン染色。CD4+T細胞表現型は、例えば、INFy、TNFa、IL-12、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10、ケモカイン等の上清ケモカイン濃度に加えて、細胞内サイトカイン染色によっても評価することができる。
CD8+T細胞活性化の追加の測定として、DCとT細胞の96時間のインキュベーション後にウェルから培養上清100μlを取り出し、多重化Luminex Magpix.Kit(EMD Millipore,Darmstadt,Germany)を用いて、分泌されたサイトカイン、ケモカイン、及び成長因子に関して分析する。簡潔に説明すると、このウェルをバッファーで予め湿らせ、1×抗体コーティング磁気ビーズ25μlを添加し、磁石を使用して全てのウェルで洗浄バッファー200μl×2回を実施する。インキュベーションバッファー50μl、希釈剤50μl、及びサンプル50μlを添加し、暗所における室温での2時間にわたる振盪により混合させる。次に、このビーズを洗浄バッファー200μlで2回洗浄する。1×ビオチン化検出抗体100μlを添加し、懸濁液を暗所において振盪させながら、1時間にわたりインキュベートする。次いで、洗浄バッファーにより2回の200μl洗浄を実施する。各ウェルに1×SAV-RPE試薬100μlを添加し、暗所においてRTで30分にわたりインキュベートする。3回の200μl洗浄を実施し、2~3分間振盪させながら、洗浄バッファー125μlを添加する。続いて、Luminex xMAPシステムでの分析に、ウェルを供する。
標準は、サイトカイン(例えば、GM-CSF、IFN-g、IFN-a、IFN-B IL-1a、IL-1B、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、IL-12(p40/p70)、IL-17、IL-23、IP-10、KC、MCP-1、MIG、MIP1a、TNFa、及びVEGF)の慎重な定量を可能にする。これらのサイトカインを、マウス及びヒト由来の両方のサンプルで評価する。細菌処理サンプルでのこれらのサイトカインの増加は、宿主からのタンパク質及びサイトカインの産生の増強を示している。サイトカインを放出する特定の細胞タイプの能力を調べるこのアッセイの他のバリエーションは、選別方法によりこれらの細胞を獲得することによって評価され、これらは、当業者により認識されている。さらに、サイトカインmRNAも評価して、pmEV組成物に反応したサイトカイン放出に対処する。宿主の細胞におけるこれらの変化は、癌微小環境におけるインビボでの反応と同様に免疫応答を刺激する。
免疫刺激可能性を最大化するために、このCD8+T細胞刺激プロトコルを、精製されたpmEVと生存細菌株の組み合わせを用いて反復し得る。
実施例19:PBMCによる腫瘍細胞殺傷の増強に関するpmEVのインビトロスクリーニング
様々な方法を用いて、pmEVがPBMCを刺激し、次に、このPBMCがCD8+T細胞を活性化して腫瘍細胞を殺傷する能力に関して、pmEVをクリーニングすることができる。例えば、PBMCを、マウス又はヒトの血液のficoll-paque勾配遠心分離により健康なヒトドナー由来のヘパリン添加静脈血から単離するか、又はマウスの血液からLympholyte Cell Separation Media(Cedarlane Labs,Ontario,Canada)により単離する。PBMCを、単一株pmEV、pmEVの混合物、及び適切なコントロールと一緒にインキュベートする。加えて、CD8+T細胞をヒトPBMC又はマウス脾臓から得る。pmEVとのPBMCの24時間のインキュベーション後、PBS洗浄により細胞からpmEVを除去する。抗生物質を含む新鮮な培地100ulを各ウェルに添加する。96ウェルプレート中の各実験ウェルに、適切な数のT細胞(例えば、200,000個のT細胞)を添加する。抗CD3抗体を2ug/mlの最終濃度で添加する。続いて、共培養物を、通常の酸素条件下、37℃で96時間インキュベートする。
例えば、共培養インキュベーションへの72時間後、新たな96ウェルプレート中でウェル当たり50,000個の腫瘍細胞/ウェルを平板培養する。使用するマウス腫瘍細胞系統は、B16.F10、SIY+B16.F10等を含む。ヒト腫瘍細胞系統はドナーにHLA適合しており、PANC-1細胞系統、UNKPC960/961細胞系統、UNKC細胞系統、及びHELA細胞系統を含み得る。96時間の共培養の完了後、CD8+T細胞とPBMCとの混合物100μlを、腫瘍細胞を含むウェルに移す。プレートを、通常の酸素条件下、37℃で24時間インキュベートする。細胞死を説明するための陰性コントロールとして、スタウロスポリン(Staurospaurine)を使用する。
このインキュベーション後、フローサイトメトリーを使用して腫瘍細胞死を測定し、免疫細胞表現型を特性決定する。簡潔に説明すると、腫瘍細胞を生存色素で染色する。FACS分析を使用して、特に腫瘍細胞をゲートオンし、死滅(殺傷された)腫瘍細胞の割合を測定する。また、データを、ウェル当たりの死滅腫瘍細胞の絶対数としても示す。細胞毒性CD8+T細胞表現型は、下記の方法により特性決定され得る:a)後述する培養上清中の上清グランザイムB、IFNy及びTNFaの濃度、b)活性化マーカー(例えば、DC69、CD25、CD154、PD-1、γ/δTCR、Foxp3、T-bet、グランザイムB)のCD8+T細胞表面発現、c)CD8+T細胞中でのIFNy、グランザイムB、TNFaの細胞内サイトカイン染色。CD4+T細胞表現型は、例えば、INFy、TNFa、IL-12、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10、ケモカイン等の上清ケモカイン濃度に加えて、細胞内サイトカイン染色によっても評価することができる。
CD8+T細胞活性化の追加の測定として、DCとT細胞の96時間のインキュベーション後にウェルから培養上清100μlを取り出し、多重化Luminex Magpix.Kit(EMD Millipore,Darmstadt,Germany)を用いて、分泌されたサイトカイン、ケモカイン、及び成長因子に関して分析する。簡潔に説明すると、このウェルをバッファーで予め湿らせ、1×抗体コーティング磁気ビーズ25μlを添加し、磁石を使用して全てのウェルで洗浄バッファー200μl×2回を実施する。インキュベーションバッファー50μl、希釈剤50μl、及びサンプル50μlを添加し、暗所における室温での2時間にわたる振盪により混合させる。次いで、このビーズを洗浄バッファー200μlで2回洗浄する。1×ビオチン化検出抗体100μlを添加し、懸濁液を暗所において振盪させながら、1時間にわたりインキュベートする。次に、洗浄バッファーにより2回の200μl洗浄を実施する。各ウェルに1×SAV-RPE試薬100μlを添加し、暗所においてRTで30分にわたりインキュベートする。3回の200μl洗浄を実施し、2~3分間振盪させながら、洗浄バッファー125μlを添加する。続いて、Luminex xMAPシステムでの分析に、ウェルを供する。
標準は、サイトカイン(例えば、GM-CSF、IFN-g、IFN-a、IFN-B IL-1a、IL-1B、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、IL-12(p40/p70)、IL-17、IL-23、IP-10、KC、MCP-1、MIG、MIP1a、TNFa、及びVEGF)の慎重な定量を可能にする。これらのサイトカインを、マウス及びヒト由来の両方のサンプルで評価する。細菌処理サンプルでのこれらのサイトカインの増加は、宿主からのタンパク質及びサイトカインの産生の増強を示している。サイトカインを放出する特定の細胞タイプの能力を調べるこのアッセイの他のバリエーションは、選別方法によりこれらの細胞を獲得することによって評価され、これらは、当業者により認識されている。さらに、サイトカインmRNAも評価して、pmEV組成物に反応したサイトカイン放出に対処する。宿主の細胞におけるこれらの変化は、癌微小環境におけるインビボでの反応と同様に免疫応答を刺激する。
免疫刺激可能性を最大化するために、このPBMC刺激プロトコルを、生存、死滅若しくは不活性化/弱毒化細菌株の組み合わせと一緒に、又はそれらを用いずに、精製されたpmEVの組み合わせを使用して反復し得る。
実施例20:抗原提示細胞におけるpmEVのインビトロ検出
粘膜固有層中の樹状細胞は、腸上皮を横切って樹状突起を延ばすことにより、腸管内腔中の生存細菌、死滅細菌、及び微生物産物を常にサンプリングするが、これは、腸管腔中の細菌により産生されるpmEVが、樹状細胞を直接刺激し得る1つの方法である。下記の方法は、抗原提示細胞によるpmEVの様々な取り込みを評価する方法を表す。任意選択により、この方法を、患者に投与されるpmEVの免疫調節挙動を評価するために適用し得る。
樹状細胞(DC)を、標準的な方法又はキットプロトコル(例えば、Inaba K,Swiggard WJ,Steinman RM,Romani N,Schuler G,2001.Isolation of dendritic cells.Current Protocols in Immunology.Chapter 3:Unit3.7)に従って、ヒト又はマウスの骨髄、血液、又は脾臓から単離する。
DCへのpmEVの侵入及び/又はDC中でのpmEVの存在を評価するために、完全RPMI-1640培地中の円形カバースリップに250,000個のDCを播種した後、単一の細菌株由来のpmEV、又は様々な比の組み合わせpmEVと一緒にインキュベートする。精製されたpmEVは、蛍光色素又は蛍光タンパク質で標識され得る。様々な時点で(例えば、1時間、2時間)のインキュベーション後、細胞を氷冷PBSで2回洗浄し、トリプシンを用いてプレートから剥離する。細胞を無傷のままにするか、又は溶解させる。次いで、サンプルをフローサイトメトリー用に処理する。内在化したpmEVの合計を溶解したサンプルから定量し、pmEVを取り込む細胞の割合を、蛍光細胞を計数することにより測定する。前述の方法は、DCの代わりにマクロファージ又は上皮細胞系統(ATCCから得られる)を使用する実質的に同じ方法でも実施され得る。
実施例21:標的細胞と一緒にインキュベートした場合にNK細胞殺傷を活性化する能力が増強されたpmEVのインビトロスクリーニング
腫瘍細胞に対して強力なNK細胞の細胞毒性を誘発する、選択されたpmEV組成物の能力を実証するために、下記のインビトロアッセイを使用する。簡潔に説明すると、ヘパリン添加血液由来の単核細胞を、健康なヒトドナーから取得する。任意選択で、NK細胞の数を増加するための拡大工程を、既に説明されているように実施する(例えば、Somanschi et al J Vis Exp.2011;(48):2540を参照されたい)。このNK細胞を、5%ヒト血清を含むRPMI-1640培地中で細胞/mlの濃度に調整し得る。次いで、PMNC細胞を適切な抗体で標識し、NK細胞を、FACSを介してCD3-/CD56+細胞として単離し、次の細胞毒性アッセイに備える。代わりに、製造業者の指示(Miltenyl Biotec)に従ってautoMACs機器及びNK細胞単離キットを使用して、NK細胞を単離する。
NK細胞を計数し、ウェル当たり20,000個以上の細胞を含む96ウェルフォーマットで平板培養し、抗原提示細胞(例えば、同じドナー由来の単球)を添加した、又は添加していない単一株pmEV、細菌株の混合物由来のpmEV、及び適切なコントロールと一緒にインキュベートする。pmEVとNK細胞の5~24時間のインキュベーションの後、PBS洗浄により細胞からpmEVを除去し、NK細胞を、抗生物質を含む10の新鮮な培地に再懸濁させ、20,000個の標的腫瘍細胞/ウェルを含む96ウェルプレートに添加する。使用するマウス腫瘍細胞系統は、B16.F10、SIY+B16.F10等を含む。ヒト腫瘍細胞系統はドナーにHLA適合しており、PANC-1細胞系統、UNKPC960/961細胞系統、UNKC細胞系統、及びHELA細胞系統を含み得る。プレートを、通常の酸素条件下で37℃において2~24時間にわたりインキュベートする。細胞死を説明するための陰性コントロールとして、スタウロスポリン(Staurospaurine)を使用する。
このインキュベーションの後、当技術分野で公知の方法を用いて、腫瘍細胞死を測定する。簡潔に説明すると、腫瘍細胞を生存色素で染色する。FACS分析を使用して、特に腫瘍細胞をゲートオンし、死滅(殺傷された)腫瘍細胞の割合を測定する。データを、ウェル当たりの死滅腫瘍細胞の絶対数としても示す。
免疫刺激可能性を最大化するために、このNK細胞刺激プロトコルを、精製されたpmEVと生存細菌株の組み合わせを用いて反復し得る。
実施例22:pmEV組成物のインビボ癌免疫療法の有効性を予測するためのインビトロ免疫活性化アッセイの使用
インビトロ免疫活性化アッセイにより、樹状細胞を刺激することができ、この樹状細胞が今度はCD8+T細胞殺傷を活性化するpmEVを同定する。従って、前述のインビトロアッセイを、潜在的な免疫療法の活性に関する多数の候補pmEVの予測スクリーニングとして使用する。樹状細胞の刺激の増強、CD8+T細胞死滅の刺激の増強、PBMC死滅の刺激の増強、及び/又はNK細胞死滅の刺激の増強を示すpmEVを、インビボでの癌免疫療法の有効性の研究のために優先的に選択する。
実施例23:マウスに経口的に送達した場合のpmEVの生体内分布の決定
野生型マウス(例えば、C57BL/6又はBALB/c)に目的のpmEV組成物を経口的に接種し、精製されたpmEVのインビボでの生体内分布プロファイルを決定する。下流の分析を助けるために、pmEVに標識を付した。代わりに、腫瘍担持マウス又は何らかの免疫障害(例えば、全身性エリテマトーデス、実験的自己免疫性脳脊髄炎、NASH)を有するマウスを、所与の期間にわたるpmEVのインビボ分布について試験し得る。
マウスに、pmEVの単回用量(例えば、25~100μg)、又は定められた期間にわたり数回の用量(25~100μg)を投与することができる。代わりに、pmEVは、粒子数(例えば、7e+08~6e+11粒子)に基づいて投与され得る。マウスを、承認されたプロトコルに従って特定の病原体フリー条件下で飼育する。代わりに、マウスを滅菌、無菌条件下で繁殖させて維持し得る。適切な時点で血液サンプル及び糞便サンプルを採取することができる。
pmEV組成物の投与後の様々な時点(即ち、数時間~数日)で、マウスを人道的に犠牲にし、滅菌条件下での完全な剖検を実施する。標準的なプロトコルに従って、リンパ節、副腎、肝臓、結腸、小腸、盲腸、胃、脾臓、腎臓、膀胱、膵臓、心臓、皮膚、肺、脳、及び目的とする他の組織を採取し、直接使用するか、又はさらなる試験のために急速凍結させる。この組織サンプルを解剖し、当業者に既知の標準的なプロトコルに従い、ホモジナイズして単一細胞懸濁液を調製する。次いで、このサンプル中に存在するpmEVの数をフローサイトメトリーで定量する。定量は、マウス組織全体の適切な処理の後の蛍光顕微鏡の使用により実施され得る(Vankelecom H.,Fixation and paraffin-embedding of mouse tissues for GFP visualization,Cold Spring Harb.Protoc.,2009)。代わりに、pmEV標識付与技術に従い、ライブイメージングを使用して、これらの動物を分析し得る。
生体分布は、癌のマウスモデル、例えば、限定されないが、CT-26及びB16(例えば、Kim et al.,Nature Communications vol.8,no.626(2017)を参照されたい)又は自己免疫、例えば、限定されないが、EAE及びDTH(例えば、Turjeman et al.,PLoS One 10(7): e0130442 (20105)を参照されたい)において実施され得る。
実施例24:細菌からの分泌微生物細胞外小胞(smEV)の調製及び精製
分泌微生物細胞外小胞(smEV)を、当業者に既知の方法(S.Bin Park,et al.PLoS ONE.6(3):e17629(2011))を使用して細菌培養物(表1、表2、及び/又は表3からの細菌)から精製及び調製する。
例えば、細菌培養物を4℃において10~40分にわたり10,000~15,000×gで遠心分離して、細菌をペレット化する。次に、培養物上清をろ過することにより、物質≦0.22μmを回収し(例えば、0.22μm又は0.45μmフィルタを通して)、無傷の細菌細胞を排除する。ろ過した上清を、硫酸アンモニウム沈殿、超遠心分離、又はろ過が挙げられ得るが、これらに限定されない方法を使用して濃縮する。簡潔に説明すると、硫酸アンモニウム沈殿の場合、4℃で撹拌しつつ、ろ過した上清に1.5~3M 硫酸アンモニウムを緩やかに添加する。8~48時間にわたり4℃で沈殿物をインキュベートし、次いで、4℃において20~40分にわたり11,000×gで遠心分離する。ペレットは細菌のsmEV及び他の残屑を含む。簡潔に説明すると、超遠心分離を使用して、ろ過した上清を4℃において1~16時間にわたり100,000~200,000×gで遠心分離する。この遠心分離のペレットは、細菌のsmEV及び他の残屑を含む。簡潔に説明すると、ろ過技術を使用して(Amicon Ultraスピンフィルタを使用して、又は接線流ろ過により)、50、100、300又は500kDa超の分子量の種を保持するように上清をろ過する。
代わりに、製造業者の指示に従ってバイオリアクタを交互接線流(ATF)システム(例えば、RepligenのXCell ATF)に接続することにより、増殖中において連続的に、又は増殖中の選択された時点で、細菌培養物からsmEVを得る。このATFシステムは、バイオリアクタ中に無傷の細胞(0.22um超)を保持し、より小さい成分(例えば、smEV、遊離タンパク質)がフィルタを通って集められることを可能にする。例えば、このシステムは、次いで0.22um未満のろ液が100kDaの第2のフィルタを通過するように構成され得、0.22umと100kDaとの間のsmEV等の種が集められて、100kDaと比べて小さい種がバイオリアクタにポンプで戻されることを可能にする。代わりに、このシステムは、培養物の増殖中にバイオリアクタ中の培地が補充されるのを及び/又は変更されるのを可能にするように構成され得る。この方法により集められたsmEVを、ろ過した上清に関して上記で説明したように、超遠心分離又はろ過によりさらに精製し得、及び/又は濃縮し得る。
上記で説明されている方法により得られたsmEVを、スクロース勾配又はOptiprep勾配の使用が挙げられ得るが、これらに限定されない方法を使用して、勾配超遠心分離によりさらに精製し得る。簡潔に説明すると、硫酸アンモニウム沈殿又は超遠心分離を使用して、ろ過した上清を濃縮した場合、スクロース勾配法を使用して、ペレットを、60%スクロース、30mM Tris、pH8.0に再懸濁させる。ろ過を使用して、ろ過した上清を濃縮した場合、Amicon Ultraカラムを使用して、濃縮液を、60%スクロース、30mM Tris、pH8.0にバッファー交換する。サンプルを35~60%不連続スクロース勾配にアプライし、4℃において3~24時間にわたり200,000×gで遠心分離する。簡潔に説明すると、硫酸アンモニウム沈殿又は超遠心分離を使用して、ろ過した上清を濃縮した場合、Optiprep勾配法を使用して、ペレットをPBS中の45%Optiprepに再懸濁させる。ろ過を使用して、ろ過した上清を濃縮した場合、この濃縮液を、45%Optiprepの最終濃度まで60%Optiprepを使用して希釈する。サンプルを0~45%不連続スクロース勾配にアプライし、4℃において3~24時間にわたり200,000×gで遠心分離する。代わりに、高分解能密度勾配分別を使用して、密度に基づきpmEV粒子を分離することができる。
smEV調製物の無菌性及び単離を確認するために、smEVを、試験する細菌の日常的な培養に使用される寒天培地上に連続希釈し、日常的な条件を使用してインキュベートする。非無菌の調製物を0.22umフィルタに通して、無傷の細胞を排除する。純度をさらに高めるために、単離したsmEVを、DNアーゼ処理し得るか又はプロテイナーゼK処理し得る。
代わりに、インビボでの注射に使用されるsmEVの調製の場合、精製されたsmEVを、既に説明されているように処理する(G.Norheim,et al.PLoS ONE.10(9):e0134353(2015))。簡潔に説明すると、スクロース勾配遠心分離の後、smEVを含むバンドを、3%スクロースを含む溶液又は当業者に既知のインビボでの注射に適した他の溶液に50μg/mLの最終濃度まで再懸濁させる。この溶液は、アジュバント(例えば、0~0.5%(重量/体積)の濃度での水酸化アルミニウム)も含み得る。
サンプルをさらなる試験に適合させるために(例えば、TEM撮像又はインビトロでのアッセイの前にスクロースを除去するために)、サンプルを、ろ過(例えば、Amicon Ultraカラム)、透析、又は超遠心分離(PBS中で15倍以上の希釈後、200,000×g、1~3時間、4℃)及びPBS中での再懸濁を使用して、PBS、又は30mM Tris、pH8.0にバッファー交換する。
これらの試験の全てについて、投与前にsmEVを加熱、放射線照射、及び/又は凍結乾燥し得る(実施例49に記載のように)。
実施例25:様々な量のsmEVを産生させるための及び/又はsmEVの含有量を変化させるための、ストレスを介した細菌の操作
ストレス(特にエンベロープストレス)は、数種の細菌株によるsmEVの産生を増加させることが分かっている(I.MacDonald,M.Kuehn.J Bacteriol 195(13):doi:10/1128/JB.02267-12)。細菌によるsmEVの産生を変化させるために、様々な方法を使用して細菌にストレスをかける。
細菌を、単一のストレス要因又はストレス要因の組み合わせに曝し得る。様々な細菌への様々なストレス要因の影響を、ストレス条件を変化させてIC50値(細胞増殖を50%阻害するのに必要な条件)を決定することにより経験的に決定する。smEVの精製、定量、及びキャラクタリゼーションを行なう。smEV産生を、(1)ナノ粒子追跡分析(NTA)若しくは透過型電子顕微鏡(TEM)により細菌及びsmEVの複雑なサンプル中で定量するか、又は(2)NTAによるsmEV精製、脂質定量若しくはタンパク質定量の後に定量する。smEV含有量を、上記で説明した方法により精製後に評価する。
抗生物質ストレス
細菌を、亜致死濃度の抗生物質が付加されている標準的な増殖条件下で培養する。これには、0.1~1μg/mL クロラムフェニコール、又は0.1~0.3μg/mL ゲンタマイシン、又は類似の濃度の他の抗生物質(例えば、アンピシリン、ポリミキシンB)が含まれ得る。抗生物質の代わりに、宿主の抗菌性生成物(例えば、リゾチーム、デフェンシン、及びRegタンパク質)を使用し得る。細菌により産生された抗菌性ペプチド(例えば、バクテリオシン及びミクロシン)も使用し得る。
温度ストレス
細菌を、標準的な増殖条件下ではあるが、この細菌の増殖に典型的な温度と比べて高い又は低い温度で培養する。代わりに、細菌を標準的な条件下で増殖させ、次いで、それぞれ低温又は高温での短期間にわたるインキュベーションによりコールドショック又はヒートショックに曝す。例えば、37℃で増殖させた細菌を、コールドショックの場合には4℃~18℃で、又はヒートショックの場合には42℃~50℃で、1時間にわたりインキュベートする。
飢餓及び栄養制限
栄養ストレスを誘発するために、細菌を、1つ又は複数の栄養素が制限されている条件下で培養する。細菌を、増殖中にわたって栄養ストレスに曝し得るか、又は富栄養培地から貧栄養培地に移動させ得る。制限されている培地成分のいくつかの例は、炭素、窒素、鉄、及び硫黄である。一例の培地はM9最少培地(Sigma-Aldrich)であり、この培地は、唯一の炭素源として低グルコースを含む。特にプレボテラ種(Prevotella spp.)の場合、低ヘミン条件下で増殖した細胞はより多くのsmEVを産生することが分かったことから、培地中でのヘミンの濃度を変更することにより、及び/又は培地中に存在するポルフィリン若しくは他の鉄キャリアの種類を変更することにより、鉄の利用可能性が変更される(S.Stubbs et al.Letters in Applied Microbiology.29:31-36(1999)。培地成分は、EDTA及びデフェロキサミン等のキレート剤の添加によっても操作される。
飽和
細菌を飽和まで増殖させ、様々な期間にわたり飽和点を超えてインキュベートする。代わりに、条件培地を使用して、指数関数的増殖中に飽和環境を模倣する。条件培地を、遠心分離及びろ過により飽和培養物から無傷の細胞を除去することにより調製し、条件培地をさらに処理して、特定の成分を濃縮し得るか、又は除去し得る。
塩ストレス
細菌を、NaCl、胆汁酸塩、又は他の塩を含む培地で培養するか、又はこの培地に短期間にわたり曝露する。
UVストレス
UVストレスは、UVランプ下で細菌を培養することにより達成されるか、又はStratalinker(Agilent)等の機器を使用してUVに細菌を曝露することにより達成される。UVを、培養期間全体を通して与え得るか、一気に与え得るか、又は増殖後の単一の定められた期間にわたり与え得る。
活性酸素ストレス
細菌を、活性酸素種の形でストレスを誘発するために亜致死濃度の過酸化水素(250~1,000μM)の存在下で培養する。嫌気性細菌を、この細菌に対して有毒である酸素濃度下で培養するか、又はこの酸素濃度に曝露する。
界面活性剤ストレス
細菌を、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)又はデオキシコレート等の界面活性剤下で培養するか、又はこの界面活性剤に曝露する。
pHストレス
細菌を、限られた期間にわたり、様々なpHの培地で培養するか、又はこの培地に曝露する。
実施例26:smEVフリー細菌の調製
最少量のsmEVを含む細菌サンプルを調製する。smEV産生を、(1)NTA若しくはTEMにより細菌及び細胞外成分の複雑なサンプル中で定量するか、又は(2)NTAによる細菌サンプルからのsmEVの精製、脂質定量若しくはタンパク質定量の後に定量する。
a.遠心分離及び洗浄:細菌培養物を11,000×gで遠心分離して、上清(遊離タンパク質及び小胞を含む)から無傷の細胞を分離する。ペレットをPBS等のバッファーで洗浄し、安定した方法で保存する(例えば、グリセロールと混合し、瞬間凍結し、-80℃で保存する)。
b.ATF:細菌及びsmEVを、ATFシステムへのバイオリアクタの接続により分離する。smEVフリー細菌はバイオリアクタ内に保持され、上記で説明したように、遠心分離及び洗浄により残留smEVからさらに分離され得る。
c.細菌を、smEVの産生を制限することが分かっている条件下で増殖させる。変更され得る条件である。
実施例27:結腸直腸癌モデル
腫瘍モデルにおけるsmEVの有効性を試験するために、当技術分野で公知の齧歯類モデルに従い、多数の癌細胞系統の1つを使用することができる。smEVは、いくつかの細菌種、例えば、ベイロネラ・パルブラ(Veillonella Parvula)又はV.アティピカ(V.atypica)のいずれか1つから作製され得る。
例えば、雌の6~8週齢Balb/cマウスをTaconic(Germantown,NY)又は別のベンダーから取得する。100,000個のCT-26結腸直腸腫瘍細胞(ATCC CRL-2638)を滅菌PBSに再懸濁させ、50%Matrigelの存在下で接種する。CT-26腫瘍細胞を、各マウスの片側の後脇腹に皮下注射する。腫瘍体積が平均100mmに達したとき(腫瘍細胞接種から約10~12日後)、動物を様々な処置群(例えば、ビヒクル;ベイロネラ(Veillonella)smEV、ビフィドバクテリア(Bifidobacteria)smEV、それぞれ、抗PD-1抗体と併用するか、又は併用せずに)に分配する。抗体を、合計で3回にわたり1日目から始めて4日毎に200μg/マウス(最終体積100μl)で腹腔内(i.p.)投与し(Q4D×3)、smEVは、様々な用量及び様々な時点で、経口又は静脈内投与する。例えば、smEV(5μg)を、合計で4回にわたり1日目から始めて3日毎に静脈内(i.v.)注射し(Q3D×4)、マウスを腫瘍増殖について評価する。一部のマウスに10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射し得る。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり約7.0e+09~3.0e+12pmEV粒子を投与する。
代わりに、腫瘍体積が平均100mmに達したとき(腫瘍細胞接種から約10~12日後)、動物を下記の群に分配する:1)ビヒクル、2)Bexsero(登録商標)ワクチンから単離されたナイセリア・メニンギティディス(Neisseria Meningitidis);及び3)抗PD-1抗体。抗体を、1日目から始めて4日毎に200ug/マウス(最終体積100μl)で腹腔内(i.p.)投与し、ナイセリア・メニンギティディス(Neisseria Meningitidis)smEVを、1日目から始めて試験終了まで毎日腹腔内(i.p.)注射する。
腫瘍体積が平均100mmに達したとき(腫瘍細胞接種から約10~12日後)、動物を下記の群に分配した:1)ビヒクル、2)抗PD-1抗体;及び3)smEV V.パルブラ(V.Parvula)(7.0e+10粒子数)。抗体を、1日目から始めて4日毎に200ug/マウス(最終体積100ul)で腹腔内(i.p.)投与し、smEVを、1日目から始めて試験終了まで毎日静脈内(i.v.)注射し、腫瘍を増殖に関して測定した。11日目に、全てのsmEV V.パルブラ(V.Parvula)群が、抗PD-1群で見られたものより有意に優れた腫瘍阻害を示した(図16)。処置対ビヒクルについて、ウェルチ検定を実施する。V.パルブラ(V.Parvula)及びV.アティピカ(V.atypica)から精製されたsmEVの用量応答を調べる試験では、smEVの最も高い用量が、最も高い有効性を示した(図17及び18)が、V.トベツエンシス(V.tobetsuensis)由来のsmEVによる試験では、より高い用量が必ずしもより高い有効性と一致するとは限らない(図19)。
実施例28:マウス腫瘍モデルを処置するためのsmEV組成物の投与
実施例27に記載したように、腫瘍細胞株又は患者由来の腫瘍サンプルを皮下注射し、それを健康なマウスに生着させることにより、癌のマウスモデルを作製する。本明細書で提供される方法は、いくつかの異なる腫瘍細胞株の1つを用いて実施され得、そうした細胞株として、限定されないが、黒色腫の正位モデルとしてのB16-F10又はB16-F10-SIY細胞、膵臓癌の正位モデルとしてのPanc02細胞(Maletzki et al.,2008,Gut 57:483-491)、肺癌の正位モデルとしてのLLC1細胞、及び前立腺癌の正位モデルとしてのRM-1が挙げられる。一例として、しかし限定はしないが、B16-F10モデルにおけるsmEVの有効性を試験する方法が本明細書で詳細に提供される。
転移頻度が非常に高い自然性黒色腫の同系マウスモデルを使用して、細菌が腫瘍増殖及び転移の広がりを低減する能力を試験する。このアッセイのために選択されたsmEVは、免疫細胞サブセットの活性化の増強を示し、且つインビトロで腫瘍細胞殺傷の増強を刺激し得る組成物である。マウス黒色腫細胞系統B16-F10は、ATCCから取得する。空気中5%CO2の雰囲気下37℃において、10%熱不活性化ウシ胎仔血清及び1%ペニシリン/ストレプトマイシンを補充したRPMI培地中で、細胞を単層としてインビトロで培養する。指数関数的に増殖する腫瘍細胞をトリプシン処理により回収し、低温1×PBSで3回洗浄してから、5E6細胞/mlの懸濁液を投与用に調製する。雌のC57BL/6マウスをこの実験に使用する。マウスは、6~8週齢で、体重は約16~20gである。腫瘍を発生させために、各マウスの脇腹にB16-F10細胞懸濁液100μlをSC注射する。ケタミン及びキシラジンによりマウスを麻酔した後、細胞移植する。実験に使用する動物に、2日目から5日目までの飲料水中のカナマイシン(0.4mg/ml)、ゲンタマイシン(0.035mg/ml)、コリスチン(850U/ml)、メトロニダゾール(0.215mg/ml)及びバンコマイシン(0.045mg/ml)のカクテルの点滴注入並びに腫瘍注射後7日目のクリンダマイシン(10mg/kg)の腹腔内注射により、抗生物質処置を開始し得る。
原発性脇腹腫瘍のサイズを2~3日毎にキャリパで計測し、下記式:腫瘍体積=腫瘍幅×腫瘍長さ×0.5を用いて、腫瘍体積を算出する。この原発腫瘍が約100mm3に達した後、動物をその体重に基づいていくつかの群に分類する。続いて、各群からマウスを無作為に取り出し、処置群に割り当てる。smEV組成物を、前述したように調製する。マウスに、約7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を経管栄養により経口接種する。代わりに、smEVを静脈内投与する。マウスは、毎日、毎週、隔週、毎月、隔月、又は全処置期間にわたる任意の他の投与スケジュールで、smEVを受ける。マウスには、smEVを尾静脈中にIV注射するか又は腫瘍に直接注射し得る。マウスに、生存細菌と併用して若しくは併用せずにsmEVを注射し得、且つ/又は不活性化/弱毒化若しくは死滅細菌と併用して若しくは併用せずにsmEVを注射し得る。マウスに毎週若しくは月に1回注射又は強制経口投与し得る。腫瘍殺傷能力を最大化するために、マウスに、精製されたsmEVと生菌の組み合わせを投与し得る。全てのマウスを、承認されたプロトコルに従い、特定の病原体フリー条件下で飼育する。腫瘍サイズ、マウスの体重、及び体温を3~4日毎にモニタリングし、B16-F10マウス黒色腫細胞注射の6週間後、又は原発腫瘍の体積が1000mm3に達した場合、マウスを人道的に犠牲にする。毎週採血し、このプロトコルの終了時に無菌条件下での完全な剖検を実施する。
マウスB16-F10黒色腫モデルでは、そのメラニン産生により、癌細胞を容易に可視化することができる。標準的なプロトコルに従って、頸部及び胸部の領域からのリンパ節及び臓器の組織サンプルを採取し、下記の分類ルールを使用してマイクロ転移及マクロ転移の存在を分析する。リンパ節当たり又は臓器当たり少なくとも2つのマイクロ転移病変と1つのマクロ転移病変が見出される場合、臓器を転移に関して陽性と分類する。マイクロ転移は、当業者には周知の標準的なプロトコルに従ってパラフィン包埋リンパ組織切片をヘマトキシリン-エオシンで染色することにより検出する。転移の総数は原発腫瘍の体積と相関しており、腫瘍体積は、腫瘍増殖時間並びにリンパ節及び内臓でのマクロ転移及びマイクロ転移の数に有意に相関し、全ての観測した転移の合計とも相関することが認められる。既に説明されているように、25箇所の異なる転移部位が同定されている(Bobek V.,et al.,Syngeneic lymph-node-targeting model of green fluorescent protein-expressing Lewis lung carcinoma,Clin.Exp.Metastasis,2004;21(8):705-8)。
この腫瘍組織サンプルを、腫瘍浸潤性リンパ球に関してさらに分析する。FACSによりCD8+細胞毒性T細胞を単離した後、カスタマイズされたp/MHCクラスIマイクロアレイを用いてさらに分析して、それらの抗原特異性を明らかにすることができる(例えば、Deviren G.,et al.,Detection of antigen-specific T cells on p/MHC microarrays,J.Mol.Recognit.,2007 Jan-Feb;20(1):32-8を参照されたい)。カスタマイズされたp/MHCクラスIIマイクロアレイを使用して、CD4+T細胞を分析することができる。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボフローサイトメトリー分析のために、腫瘍、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。例えば、Miltenyi腫瘍解離酵素カクテルを用いて、製造者の指示に従い、腫瘍を解離する。腫瘍重量を記録し、腫瘍を細断してから、酵素カクテルの入った15mlチューブ内に導入した後、氷上に配置する。次に、サンプルを37℃で穏やかなシェーカー上に45分間配置し、最大15mlの完全RPMIでクエンチングする。各細胞懸濁液を、70μmフィルタを通して50mlファルコンチューブ中に漉した後、1000rpmで10分遠心分離する。細胞をFACSバッファーに再懸濁させ、洗浄して、残る残屑を除去する。必要であれば、第2の70μmフィルタを通して新しいチューブ内にサンプルを再度漉す。当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析のために細胞を染色する。染色抗体は、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を含み得る。分析することができる他のマーカーとしては、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Ror t、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインも分析することができ、そうしたものとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られた免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られた精製CD45+腫瘍浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定するために、腫瘍切片に対して免疫組織化学を実施する。
同じ実験を、多発性肺黒色腫転移のマウスモデルでも実施する。マウス黒色腫細胞系統B16-BL6をATCCから得て、この細胞を、前述のようにインビトロで培養する。この実験には、雌のC57BL/6マウスを使用する。このマウスは6~8週齢であり、且つ体重が16~20gである。腫瘍を発生させるために、各マウスに、B16-BL6細胞の2E6個の細胞/ml懸濁液100μlを各マウスの尾静脈に注射する。IV注射時に生着する腫瘍細胞は、最終的には肺に達する。
9日後に人道的にマウスを死なせる。肺を秤量し、肺表面上での肺結節の存在に関して分析する。取り出した肺をFekete溶液で漂白する。Fekete溶液は、B16細胞中のメラニンのために腫瘍結節を漂白しないが、上記結節のごく一部は無色素性(即ち白色)である。腫瘍結節の数を慎重に計数して、マウスの腫瘍量を決定する。典型的には、コントロール群マウス(即ちPBS経管栄養)の肺に200~250個の肺結節が見出される。
腫瘍量パーセンテージを様々な処置群に関して算出する。腫瘍量パーセンテージは、コントロール群マウスの肺表面上の肺結節の平均数で除算された、処置群に属するマウスの肺表面上の肺結節の平均数として定義される。
これらの腫瘍生検及び血液サンプルを、LCMS技術又は当技術分野で公知の他の方法による代謝分析のために提出する。試験群の間で、他の代謝産物の中でも、異なるレベルのアミノ酸、糖、乳酸塩は、微生物組成物が腫瘍の代謝状態を妨害する能力を証明する。
作用機構を決定するためのRNA Seq
腫瘍、パイエル板、及び腸間膜リンパ節から樹状細胞を精製する。当業者には周知の標準的技術に従って、RNAseq解析を実施し、解析する(Z.Hou.Scientific Reports.5(9570):doi:10.1038/srep09570(2015))。この解析では、TLR、CLR、NLR、及びSTING、サイトカイン、ケモカイン、抗原プロセシング及び提示経路、交差提示並びにT細胞共刺激を含む自然炎症経路遺伝子が特に注目される。
一部のマウスは、犠牲にするのではなく、腫瘍増殖に対する免疫系の記憶反応の影響を決定するために、反対側の脇腹(又は他の箇所)への腫瘍細胞の注射により再チャレンジされ得る。
実施例29:PD-1又はPD-L1阻害と組み合わせてマウス腫瘍モデルを処置するためのsmEVの投与
PD-1又はPD-L1阻害と組み合わせて、腫瘍マウスモデルにおけるsmEVの有効性を決定するために、前述のように、マウス腫瘍モデルを使用することができる。
smEVは単独で、又は全細菌細胞と組み合わせて、且つ抗PD-1若しくは抗PD-L1と併用して、又は併用せずに、マウス腫瘍モデルにおけるその有効性について試験する。smEV、細菌細胞、及び/又は抗PD-1若しくは抗PD-L1は、様々な時点で、且つ様々な用量で投与する。例えば、腫瘍注射から10日後に、又は腫瘍体積が100mmに達した後、smEV単独で、又は抗PD-1若しくは抗PD-L1と併用してマウスを処置する。
マウスにはsmEVを経口、静脈内、又は腹腔内投与することができる。例えば、一部のマウスには、7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を任意の箇所に静脈内注射する。一部のマウスは、smEVをi.v.注射で投与され、他のマウスは、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、又は他の投与手段によりsmEVを投与され得る。一部のマウスは、毎日(例えば1日目に開始して)smEVを投与され、他のマウスは、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与され得る。マウス群には、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群は、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
また、マウスの一部の群に、有効量のチェックポイント阻害剤を注射する。例えば、マウスは、100μlのPBS中の100μgの抗PD-L1 mAB(クローン10f.9g2、BioXCell)又は別の抗PD-1若しくは抗PD-L1 mABを受け、一部のマウスは、ビヒクル及び/又は他の適切なコントロール(例えば、コントロール抗体)を受ける。最初の注射から3、6、及び9日後に、mABをマウスに注射する。チェックポイント阻害及びsmEV免疫療法が相加的抗腫瘍効果を有するか否かを評価するために、抗PD-1若しくは抗PD-L1 mABを受けたコントロールマウスを標準コントロールパネルに含める。一次(腫瘍サイズ)及び二次(腫瘍浸潤性リンパ球及びサイトカイン分析)エンドポイントを評価し、マウスの一部の群を、記憶反応に対する処置の効果を評価するために、その後の腫瘍細胞接種で再チャレンジし得る。
実施例30:遅延型過敏症(DTH)のマウスモデルにおけるsmEV
遅延型過敏症(DTH)は、Petersen et al.(In vivo pharmacological disease models for psoriasis and atopic dermatitis in drug discovery.Basic & Clinical Pharm & Toxicology.2006.99(2):104-115;また、Irving C.Allen(ed.)Mouse Models of Innate Immunity:Methods and Protocols,Methods in Molecular Biology,2013.vol.1031,DOI 10.1007/978-1-62703-481-4_13も参照されたい)により概説されているように、アトピー性皮膚炎(又はアレルギー性接触皮膚炎)の動物モデルである。DTHモデルのいくつかの変形が使用されており、当技術分野では周知である(Irving C.Allen(ed.).Mouse Models of Innate Immunity:Methods and Protocols,Methods in Molecular Biology.Vol.1031,DOI 10.1007/978-1-62703-481-4_13,Springer Science + Business Media,LLC 2013)。
DTHは、様々なハプテン又は抗原(例えば、アジュバントで乳化された抗原)を使用して、様々なマウス株及びラット株で誘発することができる。DTHは、感作並びに紅斑、浮腫及び細胞浸潤(特に抗原提示細胞(APC)、好酸球、活性化されたCD4+T細胞及びサイトカイン発現Th2細胞の浸潤)を引き起こす抗原特異的T細胞媒介反応を特徴とする。
一般に、マウスを、アジュバント(例えば、完全フロイントアジュバント)との関連で投与される抗原で予備刺激して、膨脹及び抗原特異的抗体力価により測定される二次(又は記憶)応答を誘発する。
デキサメタゾン、コルチコステロイドは、公知の抗炎症薬であり、マウスにおけるDTH反応を改善し、このモデルの炎症を抑制するための陽性コントロールとして役立つ(Taube and Carlsten,Action of dexamethasone in the suppression of delayed-type hypersensitivity in reconstituted SCID mice.Inflamm Res.2000.49(10):548-52)。陽性コントロール群の場合、0日目に、6.8mgのデキサメタゾンを400μLの96%エタノールで希釈することにより、17mg/mLのデキサメタゾンのストック溶液を調製する。毎回投与する日に、ストック溶液を滅菌PBSで100×希釈して、腹腔内投与用のセプタムバイアル内に0.17mg/mLの最終濃度を取得することにより、希釈標準溶液を調製する。デキサメタゾン処置マウスは、100μLのデキサメタゾンi.p.(0.17mg/mL溶液を5mL/kgで)を受ける。凍結スクロースをネガティブコントロール(ビヒクル)として使用する。以下に説明する試験では、ビヒクル、デキサメタゾン(陽性コントロール)及びsmEVを毎日投与した。
smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加又は追加せずに、DTHのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。例えば、6~8週齢のC57Bl/6マウスを、Taconic(Germantown,NY)又は他のベンダーから取得する。マウスの群に、有効用量(1部位当たり50ulの総体積)での抗原(例えば、卵白アルブミン(OVA)又はスカシガイ(Keyhole Limpet)由来ヘモシアニン(KLH)))の背中の4つの部位(上部及び下部)に4回の皮下(s.c.)注射を施す。DTH反応のために、ケタミン/キシラジン麻酔(それぞれ約50mg/kg及び5mg/kg)下で、動物の耳に皮内(i.d.)注射する。一部のマウスはコントロール動物として使用する。マウスの一部の群を、8日目に1つの耳当たり10ul(左耳にビヒクルコントロール(生理食塩水中の0.01%DMSO)、及び右耳に抗原(21.2ug(12nmol))でチャレンジする。耳の炎症を測定するために、手で拘束した動物の耳の厚さを、Mitutoyoマイクロメータを使用して測定する。耳の厚さを、個々の動物のベースラインレベルとして皮内チャレンジ前に測定する。その後、耳の厚さを、皮内チャレンジ後の2つの時点(約24時間及び48時間(即ち、9日目及び10日目))で測定する。
smEVによる処置を、予備刺激の前後又はDHTチャレンジの前後のいずれかの時点で開始する。例えば、smEVを、皮下注射と同時(0日目)に投与し得るか、又は皮内注射前若しくは皮内注射時に投与し得る。smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たりsmEV 25、50、又は100mgを投与し得る。他のマウスには、マウス1匹当たりsmEV 25、50、又は100mgを投与し得る。代わりに、一部のマウスには、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与し得る。
一部のマウスには、i.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、局所投与、皮内(i.d.)注射、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには毎日smEVを投与し(例えば0日目に開始する)、他には別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
smEVの場合、製造者の指示に従って実施されるBio-radアッセイ(Cat#5000205)を用いて、総タンパク質を測定する。
免疫付与日(第0日)に、スカシガイ(Keyhole Limpet)由来ヘモシアニン(KLH)と完全フロイントアジュバント(CFA)のエマルションを新しく調製した。このために、8mgのKLH粉末を計量し、16mLの食塩水に完全に再懸濁させる。シリンジ及びルアーロックコネクタを用いて、KLH/食塩水を等量のCFA溶液(例えば、10mLのKLH/食塩水+10mLのCFA溶液)と混合することにより、エマルションを調製した。KLHとCFAを数分間激しく混合して、白色のエマルションを形成し、最大安定性を達成する。均質なエマルションが得られたかを確認するために、落下試験を実施した。
0日目に、約7週齢のC57B1/6J雌マウスを皮下免疫付与(4つの部位、1部位当たり50μL)により、CFA中のKLH抗原で予備刺激した。P.ヒスチコラ(P.histicola)smEV及び凍結乾燥P.ヒスチコラ(P.histicola)smEVを、低(6.0E+07)、中(6.0E+09)、及び高(6.0E+11)用量で、経口経管栄養により試験した。
8日目に、マウスを、左耳において生理食塩水中のKLH 10μg(体積10μL)により皮内(i.d.)チャレンジした。抗原チャレンジの24時間後に耳介の厚さを測定した(図20)。耳の厚さによって決定されるように、P.ヒスチコラ(P.histicola)smEVは、その非凍結乾燥及び凍結乾燥形態の両方で炎症の抑制に有効であった。
将来の炎症試験のために、マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、抗炎症剤(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬若しくは他の治療薬)、及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
様々な時点で血清サンプルを採取する。マウスの他の群を犠牲にし、当技術分野で公知の方法を使用して、組織学研究、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析、及び/又はフローサイトメトリー分析のためにリンパ節、脾臓、腸間膜リンパ節(MLN)、小腸、結腸、及び他の組織を取り出し得る。一部のマウスは、O2/CO2麻酔下で眼窩神経叢から失血させ、ELISAアッセイを実施する。
製造業者の指示に従って解離酵素を使用して組織を解離させ得る。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Rory-γ-t、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することができ、こうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
犠牲にした動物から耳を切除し、低温EDTAフリープロテアーゼ阻害剤カクテル(Roche)に導入することができる。ビーズ破壊を用いて、耳をホモジナイズし、製造業者の指示に従い、Luminexキット(EMD Millipore)により様々なサイトカインについて上清を分析する。加えて、当技術分野で公知の方法を用いて、頸部リンパ節を、セルストレーナーに通して解離させ、洗浄し、FoxP3(PE-FJK-16s)及びCD25(FITC-PC61.5)について染色する。
DTH防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、後の時点でチャレンジ抗原により再チャレンジし、マウスを、DTHに対する感受性及び反応の重症度に関して分析し得る。
実施例31:実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)のマウスモデルにおけるsmEV
Constantinescu et al.,(Experimental autoimmune encephalomyelitis(EAE)as a model for multiple sclerosis(MS).Br J Pharmacol.2011 Oct;164(4):1079-1106)により概説されているように、EAEは、多発性硬化症の十分に研究された動物モデルである。Mangalam et al.,(Two discreet subsets of CD8+T cells modulate PLP91-110 induced experimental autoimmune encephalomyelitis in HLA-DR3 transgenic mice.J Autoimmun.2012 Jun;38(4):344-353)で論じられているように、活性化された脳炎惹起性T細胞の養子移入、又はEAEに対して感受性のTCRトランスジェニックマウスの使用により、様々なミエリン関連ペプチドを使用して、EAEを様々なマウス株及びラット株に誘導することができる。
smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加して若しくは追加せずに、EAEの齧歯類モデルにおける有効性に関して試験する。さらに、smEVは、経口投与され得るか、又は静脈内投与により投与され得る。例えば、雌の6~8週齢C57Bl/6マウスをTaconic(Germantown,NY)から取得する。マウスの群に、完全フロイントアジュバント(CFA;2~5mgの死滅マイコバクテリウム・ツベルクローシス(Mycobacterium tuberculosis)H37Ra/エマルション1ml)に乳化させたミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質35-55(MOG35-55;1回の注射当たり100ug;マウス1匹当たり200ug(マウス1匹当たり合計0.2ml))0.1mlの背中の2つの部位(上部及び下部)での2回の皮下(s.c.)注射を施す。上記の約1~2時間後に、0.1mlのPBS中の百日咳毒素(PTx)200ng(2ug/ml)をマウスに腹腔内(i.p.)注射する。PTxの追加のIP注射を2日目に施す。代わりに、適切な量の代替ミエリンペプチド(例えば、プロテオリピドタンパク質(PLP))を使用してEAEを誘発する。一部の動物は、未処置コントロールとして使用する。当技術分野で公知の方法(Mangalam et al.2012)に従い、4日目から始めて毎日、EAE重症度を評価し、障害スコアを割り当てる。
smEVによる処置は、免疫付与の前後又はEAE免疫付与の後のいずれかの時点で開始する。例えば、smEVを、免疫付与と同時(1日目)に投与し得るか、又は障害の最初の徴候(例えば、引きずった尾(limp tail))の時点で又は重度のEAE中に投与し得る。smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、i.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の抗炎症剤若しくはEAE治療薬(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬、ビタミンD若しくは他の治療薬)及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば脳及び脊髄)、リンパ節、又は他の組織を摘出することができる。例えば、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することができ、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+中枢神経系(CNS)浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実行して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジし得る(例えば、活性化された脳炎惹起性T細胞、又はEAE誘導性ペプチドの再注射)。マウスを、再チャレンジ後に疾患に対する感受性及びEAE重症度に関して分析する。
実施例32:コラーゲン誘発関節炎(CIA)のマウスモデルにおけるsmEV
コラーゲン誘発関節炎(CIA)は、Caplazi et al.(Mouse models of rheumatoid arthritis.Veterinary Pathology.Sept.1,2015.52(5):819-826)(また、Brand et al.Collagen-induced arthritis.Nature Protocols.2007.2:1269-1275;Pietrosimone et al.Collagen-induced arthritis:a model for murine autoimmune arthritis.Bio Protoc.2015 Oct.20;5(20):e1626も参照されたい)により説明されているように、関節リウマチ(RA)を研究するために一般に使用される動物モデルである。
CIA齧歯類モデルの他のバージョンの中でも、1つのモデルは、Taneja et al.(J.Immunology.2007.56:69-78;Taneja et al.J.Immunology 2008.181:2869-2877;また、Taneja et al.Arthritis Rheum.,2007.56:69-78も参照されたい)により説明されているように、ニワトリII型コラーゲンによるHLA-DQ8 Tgマウスの免疫付与を含む。ニワトリCIIの精製は、Taneja et al.(Arthritis Rheum.,2007.56:69-78)により説明されている。マウスを、免疫付与後にCIA疾患の発症及び進行に関してモニタリングし、Wooley,J.Exp.Med.1981.154:688-700により説明されているように、疾患の重症度を評価して「等級付ける」。
マウスをCIA誘導のために免疫付与し、様々な処置群に分類する。smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加して若しくは追加せずに、CIAにおける有効性に関して試験する。
smEVによる処置は、コラーゲンによる免疫付与の前後又は免疫付与後のいずれかの時点で開始する。例えば、一部の群では、smEVを、免疫付与と同時(1日目)に投与し得るか、又は疾患の最初の徴候の時点で又は重度の症状の発症時に投与し得る。smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の抗炎症剤若しくはCIA治療薬(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬、ビタミンD、ステロイド、抗炎症薬、及び/若しくは他の治療薬)並びに/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
様々な時点で、血清サンプルを取得し、標準的なELISAを使用して抗ニワトリCII IgG抗体及び抗マウスCII IgG抗体のレベルを評価する(Batsalova et al.Comparative analysis of collagen type II-specific immune responses during development of collagen-induced arthritis in two B10 mouse strains.Arthritis Res Ther.2012.14(6):R237)。また、一部のマウスを犠牲にし、当技術分野で既知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば滑膜)、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。滑膜及び滑液を、当技術分野で公知の技術を用い、形質細胞浸潤及び抗体の存在に関して分析する。加えて、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させて、細胞浸潤物のプロファイルを調べる。当技術分野で公知の技術を用いて、細胞をフローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することができ、こうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+滑膜浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジし得る(例えば、CIA誘導性ペプチドによる活性化された再注射)。再チャレンジ後に、疾患に対する感受性及びCIAの重症度に関してマウスを分析する。
実施例33:大腸炎のマウスモデルにおけるsmEV
デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発大腸炎は、Randhawa et al.(A review on chemical-induced inflammatory bowel disease models in rodents.Korean J Physiol Pharmacol.2014.18(4):279-288;また、Chassaing et al.Dextran sulfate sodium(DSS)-induced colitis in mice.Curr Protoc Immunol.2014 Feb 4;104:Unit 15.25も参照されたい)により概説されているように、大腸炎の十分に研究されている動物モデルである。
smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症剤を追加して、又は追加せずに、DSS誘発大腸炎のマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
マウスの群を、当技術分野で公知のように、大腸炎を誘発するためにDSSで処置する(Randhawa et al.2014;Chassaing et al.2014;また、Kim et al.Investigating intestinal inflammation in DSS-induced model of IBD.J Vis Exp.2012.60:3678も参照されたい)。例えば、雄の6~8週齢C57Bl/6マウスを、Charles River Labs,Taconic、又は他のベンダーから取得する。飲料水に3%DSS(MP Biomedicals,Cat.#0260110)を添加することにより、大腸炎を誘発する。一部のマウスには飲料水中のDSSを摂取させず、未処置コントロールとして使用する。一部のマウスは、5日間水を摂取する。一部のマウスには、5日より短いか、又は長い期間にわたってDSSを摂取させ得る。マウスをモニタリングし、体重減少(例えば、体重減少なし(スコア0);1~5%の体重減少(スコア1);5~10%の体重減少(スコア2));糞便の硬さ(例えば、正常(スコア0);緩い糞便(スコア2);下痢(スコア4));並びに出血(例えば、血液なし(スコア0)、潜血陽性(スコア1);潜血陽性及び視覚的なペレット出血(スコア2);肛門周囲の血液、重度の出血(スコア4)に基づいて、当技術分野で既知の障害活性指標(disability activity index)を使用して点数化する。
smEVによる処置を、DSS投与の1日目、又はその後のどちらかで開始する。例えば、smEVを、DSS開始と同時に(1日目)に投与し得るか、又は疾患の最初の徴候(例えば、体重減少又は下痢)の時点若しくは重度の大腸炎のステージ中に投与し得る。マウスを、体重、病的状態、生存、下痢及び/又は血便の存在に関して毎日観察する。
smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与する。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりsmEVを投与する。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の抗炎症剤(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬若しくは他の治療薬)並びに/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部のマウスには、事前の抗生物質の投与なしでDSSを投与する。
様々な時点で、マウスは、イソフルラン麻酔下で小動物用内視鏡(Karl Storz Endoskipe,Germany)を使用するビデオ内視鏡検査を受ける。静止画及びビデオを記録して、大腸炎の程度及び処置に対する反応を評価する。当技術分野で公知の基準を使用して大腸炎を点数化する。研究のために糞便物質を集める。
様々な時点で、マウスを犠牲にして結腸、小腸、脾臓、及びリンパ節(例えば腸間膜リンパ節)を採取する。加えて、血液を血清分離チューブ中に採取する。限定されないが、陰窩構造、炎症細胞浸潤の程度、及び杯細胞の枯渇を評価する組織学的研究を通して、組織損傷を評価する。
当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために、胃腸(GI)管、リンパ節、及び/又は他の組織を取り出し得る。例えば、組織を採取し、製造業者の指示に従って解離酵素を使用して解離させ得る。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+GI管浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジし得る。マウスを、再チャレンジ後に大腸炎の重症度に対する感受性に関して分析する。
実施例34:1型糖尿病(T1D)のマウスモデルにおけるsmEV
1型糖尿病(T1D)は、免疫系が膵臓のランゲルハンス島を標的とし、それによりインスリンを産生する身体の能力が破壊される自己免疫疾患である。
Belle et al.(Mouse models for type 1 diabetes.Drug Discov Today Dis Models.2009;6(2):41-45;また、Aileen JF King.The use of animal models in diabetes research.Br J Pharmacol.2012 Jun;166(3):877-894も参照されたい)により概説されているように、T1Dの動物モデルの様々なモデルが存在する。化学的に誘発されたT1D、病原体により誘発されたT1Dに関するモデル並びにマウスがT1Dを自発的に発症するモデルが存在する。
smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加して若しくは追加せずに、T1Dのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
T1D誘発方法及び/又はT1D発症が自発的であるかどうかに応じて、smEVによる処置を、誘発の前後若しくは誘発後のいずれかの時点で、又は自発的に発生するT1Dの発症前(若しくは発症時)に開始する。smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与する。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群は、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の治療薬及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
この実験の開始前に、血糖を隔週でモニタリングする。その後の様々な時点で、非空腹時血糖を測定する。様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で既知の方法を用い、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために脾臓の部位、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。例えば、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製された組織浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。また、ELISAによって抗体産生を評価し得る。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジするか、又は再発に対する感受性に関して評価し得る。マウスを、再チャレンジ(又は自発的に発生する再発)後に糖尿病発症に対する感受性及び重症度に関して分析する。
実施例35:原発性硬化性胆管炎(PSC)のマウスモデルにおけるsmEV
原発性硬化性胆管炎(PSC)は、胆管を徐々に損傷して末期肝硬変を引き起こす慢性肝疾患である。原発性硬化性胆管炎(PSC)は炎症性腸疾患(IBD)と関連している。
Fickert et al.(Characterization of animal models for primary sclerosing cholangitis(PSC).J Hepatol.2014 Jun.60(6):1290-1303;また、Pollheimer and Fickert.Animal models in primary biliary cirrhosis and primary sclerosing cholangitis.Clin Rev Allergy Immunol.2015 Jun.48(2-3):207-17も参照されたい)により概説されているように、PSCには様々な動物モデルが存在する。PSCモデルにおける疾患の誘発には、化学的誘発(例えば、3,5-ジエトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジン(DDC)誘発性胆管炎)、病原体誘発型(例えば、クリプトスポリジウム・パルバム(Cryptosporidium parvum))、実験的胆管閉塞(例えば総胆管結紮(CBDL))、及び抗原駆動型胆管損傷のトランスジェニックマウスモデル(例えば、Ova-Bilトランスジェニックマウス)が挙げられる。例えば、Georgiev et al.(Characterization of time-related changes after experimental bile duct ligation.Br J Surg.2008.95(5):646-56)により説明されているように胆管結紮を実施するか、又はFickert et al.(A new xenobiotic-induced mouse model of sclerosing cholangitis and biliary fibrosis.Am J Path.Vol 171(2):525-536)により説明されているようにDCC曝露により疾患を誘発させる。
smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、いずれか他の治療薬を追加して若しくは追加せずに、PSCのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
DCC誘発性胆管炎
例えば、6~8週齢のC57bl/6マウスをTaconic又は他のベンダーから取得する。マウスに、様々な期間にわたって0.1%DCC補充飼料を給餌する。一部の群に、1週間にわたりDCC補充飼料を与え、他には4週間にわたり与え、他には8週間にわたり与える。マウスの一部の群に、一定期間にわたってDCC補充飼料を与えた後、回復させ、その後に通常の飼料を与えることもできる。これらのマウスを、疾患から回復する能力及び/又はDCCへのその後の曝露時の再発に対する感受性に関して試験することができる。smEVによる処置を、DCC給餌の前後又はDCCへの最初の曝露の後のいずれかの時点で開始する。例えば、smEVを1日目に投与し得るか、又はその後の任意の時点で投与し得る。smEVは、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスには、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の薬剤及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくは抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。様々な時点で、血清サンプルを、ALTレベル、APレベル、ビリルビンレベル、及び血清胆汁酸(BA)レベルに関して分析する。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、体重及び肝臓の重量を記録し、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織形態学的特性評価、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば、肝臓、小腸及び大腸、脾臓)、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る(Fickert et al.Characterization of animal models for primary sclerosing cholangitis(PSC)).J Hepatol.2014.60(6):1290-1303を参照されたい)。例えば、胆管を、ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1の発現に関して染色する。一部の組織を組織学的検査のために染色し、他を、製造業者の指示に従って解離酵素を使用して解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)並びに付着分子発現(ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+胆管浸潤免疫細胞に対して実施することができる。
例えば、シリウスレッド染色、それに続く線維化領域の定量を使用する組織学的分析のために、肝臓組織を調製する。処置の終了時に、肝臓酵素(例えば、AST又はALT)の血漿分析のために、且つビリルビンレベルを決定するために、血液を採取する。ヒドロキシプロリンの肝臓含有量は、確立されたプロトコルを使用して測定することができる。炎症マーカー及び線維症マーカーの肝臓遺伝子発現分析を、検証されたプライマーを用いるqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、及びTIMP-が挙げられる。確立されたメタボロミクス法を使用して、血漿サンプル、組織サンプル、及び糞便サンプルで代謝産物の測定を実施することができる。最後に、免疫組織化学を肝臓切片に対して実施して、好中球、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、又は他の免疫細胞浸潤物を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、後にDCCにより再チャレンジし得る。マウスを、再チャレンジ後に胆管炎に対する感受性及び胆管炎の重症度に関して分析する。
BDL誘発性胆管炎
代わりに、smEVを、BDL誘発性胆管炎における有効性に関して試験する。例えば、6~8週齢のC57Bl/6JマウスをTaconic又は他のベンダーから取得する。順化期間の後、マウスを外科的処置して胆管結紮(BDL)を実施する。一部のコントロール動物には偽手術を施す。BDL処置により、7~21日以内に肝臓損傷、炎症、及び線維化が引き起こされる。
smEVによる処置を、手術の前後又は手術後の任意の時点のいずれかで開始する。smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の薬剤及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくは抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。様々な時点で、血清サンプルを、ALTレベル、APレベル、ビリルビンレベル、及び血清胆汁酸(BA)レベルに関して分析する。
様々な時点で、マウスを犠牲にし、体重及び肝臓の重量を記録し、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織形態学的特性評価、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために炎症部位(例えば、肝臓、小腸及び大腸、脾臓)、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る(Fickert et al.Characterization of animal models for primary sclerosing cholangitis(PSC)).J Hepatol.2014.60(6):1290-1303を参照されたい)。例えば、胆管を、ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1の発現に関して染色する。一部の組織を組織学的検査のために染色し、他を、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)並びに付着分子発現(ICAM-1、VCAM-1、MadCAM-1)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+胆管浸潤免疫細胞に対して実施することができる。
例えば、シリウスレッド染色、それに続く線維化領域の定量を使用する組織学的分析のために、肝臓組織を調製する。処置の終了時に、肝臓酵素(例えば、AST又はALT)の血漿分析のために、且つビリルビンレベルを決定するために、血液を採取する。ヒドロキシプロリンの肝臓含有量は、確立されたプロトコルを使用して測定することができる。炎症マーカー及び線維症マーカーの肝臓遺伝子発現分析は、検証されたプライマーを用いるqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、及びTIMPが挙げられる。確立されたメタボロミクス法を使用して、血漿サンプル、組織サンプル、及び糞便サンプルで代謝産物の測定を実施することができる。最後に、免疫組織化学を肝臓切片に対して実施して、好中球、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、又は他の免疫細胞浸潤物を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを回復に関して分析し得る。
実施例36:非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)のマウスモデルにおけるsmEV
非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は、肝臓脂肪の蓄積(脂肪症)及び炎症が肝臓損傷及び肝細胞死(バルーニング)を招く非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の重度の形態である。
Ibrahim et al.(Animal models of nonalcoholic steatohepatitis:Eat,Delete,and Inflame.Dig Dis Sci.2016 May.61(5):1325-1336;また、Lau et al.Animal models of non-alcoholic fatty liver disease:current perspectives and recent advances 2017 Jan.241(1):36-44も参照されたい)により概説されているように、NASHの様々な動物モデルが存在する。
smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、別の治療薬を追加して、又は追加せずに、NASHのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。例えば、Taconic(Germantown,NY)又は他のベンダーから取得した8~10週齢のC57Bl/6Jマウスを、脂肪症、炎症、バルーニング、及び線維症などのNASHの特徴が発現する間、4~8週間にわたりメチオニンコリン欠乏(MCD)飼料で飼育する。
P.ヒスチコラ(P.histicola)smEVを、単独で又は様々な割合で互いを組み合わせて、別の治療薬を追加して、又は追加せずに、NASHのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。例えば、Charles River(France)又は他のベンダーから取得した8週齢のC57Bl/6Jマウスを5日の期間にわたり順化させ、体重に基づいてマウス10匹ずつの群に無作為化し、脂肪症、炎症、バルーニング、及び線維症などのNASHの特徴が発現する間、4週間の期間にわたりメチオニンコリン欠乏(MCD)飼料(例えば、Research Diets(USA)のA02082002B)で飼育する。コントロール固形飼料マウスには、通常の固形飼料(例えば、SDS Diets(UK)のRM1(E)801492)を給餌する。コントロール固形飼料、MCD飼料、及び水は、自由に供給する。
Kleiner et al.(Design and validation of a histological scoring system for nonalcoholic fatty liver disease.Hepatology.2005 Jun.41(6):1313-1321)から改良したNASスコアリングシステムを使用して、脂肪症の程度(スコア0~3)、小葉の炎症の程度(スコア0~3)、幹細胞のバルーニングの程度(スコア0~3)、及び線維症の程度(スコア0~4)を決定する。個々のマウスNASスコアを、脂肪症、炎症、バルーニング、及び線維症のスコアを合計することにより算出することができる(スコア0~13)。加えて、血漿のASTレベル及びALTレベルを、製造業者の指示に従い、Horiba(USA)のPentra 400機器を使用して決定する。肝臓の総コレステロール、トリグリセリド、脂肪酸、アラニンアミノトランスフェラーゼ、及びアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼのレベルも、当技術分野で公知の方法を用いて決定する。
他の研究では、炎症マーカー、線維症マーカー、脂肪症マーカー、ERストレスマーカー、又は酸化ストレスマーカーの肝臓遺伝子発現分析を、検証されたプライマーを用いたqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、IL-1β、TNF-α、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、CHOP、及びNRF2を挙げることができる。
smEVによる処置は、食餌の開始時又は食餌開始後の任意の時点(例えば、1週間後)のいずれかで開始する。例えば、smEVを、MCD食餌の開始と同日に開始して投与し得る。smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば1日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加のNASH治療薬(例えば、FXRアゴニスト、PPARアゴニスト、CCR2/5拮抗薬若しくは他の処置)及び/又は適切なコントロールで処置し得る。
様々な時点で及び/又は処置の終了時に、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用いて、エクスビボでの組織学的分析、生化学分析、分子分析、又はサイトカイン及び/又はフローサイトメトリー分析のために肝臓、腸、血液、糞便、又は他の組織を取り出し得る。例えば、組織学的分析のために肝臓組織を秤量し、調製するが、この組織学的分析は、H&E、シリウスレッドで染色すること、及びNASH活性スコア(NAS)の決定を含み得る。様々な時点で、標準アッセイを使用する肝臓酵素(例えばAST又はALT)の血漿分析のために血液を採取する。加えて、コレステロール、トリグリセリド、又は脂肪酸の肝臓含有量は、確立されたプロトコルを使用して測定することができる。炎症マーカー、線維症マーカー、脂肪症マーカー、ERストレスマーカー、又は酸化ストレスマーカーの肝臓遺伝子発現分析は、検証されたプライマーを使用するqRT-PCRにより実施することができる。これらのマーカーとして、限定されないが、IL-6、MCP-1、α-SMA、Coll1a1、CHOP、及びNRF2を挙げることができる。確立された生化学法及び質量分析ベースのメタボロミクス法を使用して、血漿サンプル、組織サンプル、及び糞便サンプルで代謝産物の測定を実施することができる。血清サイトカインを分析することができ、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+胆管浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を肝臓切片又は腸切片に対して実施して、好中球、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、又は他の免疫細胞浸潤物を測定する。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを回復に関して分析し得る。
実施例37:乾癬のマウスモデルにおけるsmEV
乾癬は、T細胞により媒介される慢性炎症性皮膚疾患である。いわゆる「プラーク型」乾癬は、乾癬の最も一般的な形態であり、乾燥した鱗屑、赤色のプラーク並びに真皮及び上皮への免疫細胞の浸潤に起因する皮膚の肥厚という特徴を示す。Gudjonsson et al.(Mouse models of psoriasis.J Invest Derm.2007.127:1292-1308;また、van der Fits et al.Imiquimod-induced psoriasis-like skin inflammation in mice is mediated via the IL-23/IL-17 axis.J.Immunol.2009 May 1.182(9):5836-45も参照されたい)により概説されているように、いくつかの動物モデルが、この疾患の理解に寄与している。
乾癬は、様々なマウスモデルに誘導することができ、そうしたものとして、トランスジェニックマウス、ノックアウトマウス又は異種移植モデルを使用するもの並びにイミキモド(IMQ)、TLR7/8リガンドの局所適用が挙げられる。
smEVを、単独で又は全細菌細胞と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加して、又は追加せずに、乾癬のマウスモデルにおける有効性に関して試験する。例えば、6~8週齢のC57Bl/6マウス又はBalb/cマウスを、Taconic(Germantown,NY)又は他のベンダーから取得する。マウスの背中及び右耳の毛を剃る。マウスの群に、市販のIMQクリーム(5%)(Aldara;3M Pharmaceuticals)62.5mgの毎日の局所用量を投与する。この用量を、5又は6日間連続して剃毛した箇所に適用する。van der Fits et al.(2009)により説明されているように、マウスを、0~4のスケールで紅斑、スケーリング、及び肥厚に関して、一定の間隔で点数化する。Mitutoyoマイクロメータを使用して、マウスを耳の厚さに関してモニタリングする。
smEVによる処置を、IMQの最初の適用の前後又はその後のいずれかの時点で開始する。例えば、smEVを、皮下注射と同時(0日目)に投与し得るか、又は適用前若しくは適用時に投与し得る。smEVを様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与し得る。一部のマウスには、経口経管栄養又はi.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与し(例えば0日目に開始する)、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、抗炎症剤(例えば、抗CD154、TNFファミリのメンバーの遮断薬若しくは他の処置)及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)、及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
様々な時点で、当技術分野で公知の方法を用いて、凍結切片染色分析のために背中及び耳の皮膚からのサンプルを採取する。他の群のマウスを犠牲にして、当技術分野で公知の方法を用いて、組織学的研究、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のためにリンパ節、脾臓、腸間膜リンパ節(MLN)、小腸、結腸、及び他の組織を取り出し得る。一部の組織を、製造業者の指示に従い、解離酵素を用いて解離させ得る。凍結切片サンプル、組織サンプル、又はエクスビボで得られた細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製されたCD45+皮膚浸潤免疫細胞に対して実施することができる。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。
乾癬防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを試験して回復を評価し得るか、又は一部のマウスをIMQで再チャレンジし得る。再チャレンジしたマウスの群を、乾癬に対する感受性及び反応の重症度に関して分析する。
実施例38:肥満(DIO)のマウスモデルにおけるsmEV
Tschop et al.(A guide to analysis of mouse energy metabolism.Nat.Methods.2012;9(1):57-63)及びAyala et al.(Standard operating procedures for describing and performing metabolic tests of glucose homeostasis in mice.Disease Models and Mechanisms.2010;3:525-534)に概説されているように、様々なDIOの動物モデルが存在し、Physiogenexにより提供されている。
smEVを単独で又は全細菌細胞(生存、死滅、放射線照射、及び/若しくは不活性化されたものなど)と組み合わせて、他の抗炎症処置を追加又は追加せずに、DIOのマウスモデルにおける有効性に関して試験する。
DIO誘発方法及び/又はT1D発症が自発的であるかどうかに応じて、smEVによる処置を、誘発の前後若しくは誘発後のいずれかの時点で、又は自発的に発生するT1Dの発症前(若しくは発症時)に開始する。smEVを、様々な用量で及び定められた間隔で投与する。例えば、一部のマウスに、10、15、又は20ug/マウスでsmEVを静脈内注射する。他のマウスには、マウス1匹当たり25、50、又は100mgのsmEVを投与し得る。代わりに、一部のマウスに、1用量当たり7.0e+09~3.0e+12smEV粒子を投与する。一部のマウスには、i.v.注射でsmEVを投与し、他のマウスの群には、腹腔内(i.p.)注射、皮下(s.c.)注射、経鼻投与、経口経管栄養、又は他の投与手段によりsmEVを投与し得る。一部のマウスには、毎日smEVを投与して、他のマウスには、別の間隔(例えば、1日おき、又は3日に1回)でsmEVを投与し得る。マウスの群に、smEVと細菌細胞の混合物を含む本発明の医薬組成物を投与し得る。例えば、組成物は、1:1(smEV:細菌細胞)から1~1×1012:1(smEV:細菌細胞)の比でsmEV粒子と全細菌を含み得る。
代わりに、マウスの一部の群に、smEV投与とは別の投与で、又はそれと一緒の投与で、1×10~5×10個の細菌細胞を投与し得る。smEVと同様に、細菌細胞投与は、投与経路、用量、及びスケジュールによって変動し得る。細菌細胞は、生存、死滅、又は弱毒化のいずれでもあり得る。細菌細胞は、新しく採取して(若しくは凍結して)投与され得るか、又はsmEVの投与前に放射線を照射するか、若しくは加熱により死滅され得る。
マウスの一部の群を、様々な時点で及び有効用量で、追加の治療薬及び/又は適切なコントロール(例えば、ビヒクル若しくはコントロール抗体)で処置し得る。
加えて、一部のマウスを処置前に抗生物質で処置する。例えば、バンコマイシン(0.5g/L)、アンピシリン(1.0g/L)、ゲンタマイシン(1.0g/L)及びアンホテリシンB(0.2g/L)を飲料水に添加し、抗生物質による処置を、処置時に又は処置の数日前に停止する。一部の免疫付与マウスは、抗生物質を投与せずに処置する。
この実験の開始前に、血糖を隔週でモニタリングする。その後の様々な時点で、非空腹時血糖を測定する。様々な時点で、マウスを犠牲にし、当技術分野で公知の方法を用い、エクスビボでの組織学的分析、サイトカイン分析及び/又はフローサイトメトリー分析のために膵臓の部位、リンパ節、又は他の組織を取り出し得る。例えば、製造業者の指示に従い、解離酵素を使用して組織を解離させる。細胞を、当技術分野で公知の技術を用いて、フローサイトメトリーによる分析用に染色する。染色抗体として、抗CD11c(樹状細胞)、抗CD80、抗CD86、抗CD40、抗MHCII、抗CD8a、抗CD4、及び抗CD103を挙げることができる。分析され得る他のマーカーとして、pan-免疫細胞マーカーCD45、T細胞マーカー(CD3、CD4、CD8、CD25、Foxp3、T-bet、Gata3、Roryt、グランザイムB、CD69、PD-1、CTLA-4)、及びマクロファージ/骨髄性マーカー(CD11b、MHCII、CD206、CD40、CSF1R、PD-L1、Gr-1、F4/80)が挙げられる。免疫表現型検査に加えて、血清サイトカインを分析することもでき、そうしたサイトカインとして、限定されないが、TNFa、IL-17、IL-13、IL-12p70、IL12p40、IL-10、IL-6、IL-5、IL-4、IL-2、IL-1b、IFNy、GM-CSF、G-CSF、M-CSF、MIG、IP10、MIP1b、RANTES、及びMCP-1が挙げられる。サイトカイン分析は、リンパ節若しくは他の組織から得られる免疫細胞に対して、及び/又はエクスビボで得られる精製された組織浸潤免疫細胞に対して実施され得る。最後に、免疫組織化学を様々な組織切片に対して実施して、T細胞、マクロファージ、樹状細胞、及びチェックポイント分子タンパク質発現を測定する。また、ELISAによって抗体産生を評価し得る。
疾患防御の影響及び寿命を調べるために、犠牲にするのではなく、一部のマウスを、疾患トリガーにより再チャレンジするか、又は再発に対する感受性に関して評価し得る。マウスを、再チャレンジ(又は自発的に発生する再発)後に糖尿病発症に対する感受性及び重症度に関して分析する。
実施例39:細菌smEVの標識付与
インビボで生体内分布を追跡すると共に、様々な調製物において、及び哺乳動物細胞で行なったアッセイにおいて定量化し、また、細胞局在化を追跡するために、smEVに標識を付すことができる。例えば、smEVを放射線で標識するか、色素とインキュベートするか、蛍光標識、発光標識するか、又は金属及び金属の同位体を含有するコンジュケートで標識し得る。
例えば、NHS-エステル、クリックケミストリー基、ストレプトマイシン又はビオチンなどの官能基と共役した色素と一緒にsmEVをインキュベートし得る。標識反応は、攪拌若しくは回転と共に、又は攪拌若しくは回転なしで、数分~数時間にわたって、様々な温度で起こり得る。次に、プロトコルに応じて、ウシ血清アルブミン(BSA)、又は類似の薬剤の添加により、反応を停止させてから、超遠心分離、ろ過、遠心分離ろ過、カラムアフィニティ精製又は透析により遊離若しくは非結合色素分子を除去し得る。Su Chul Jang et al,Small.11,No.4,456-461(2017)に記載されているように、洗浄バッファーを伴う追加の洗浄ステップ及びボルテックス又は攪拌を使用して、遊離色素分子の完全な除去を確実にし得る。
蛍光標識付きsmEVを、共焦点顕微鏡法、ナノ粒子追跡分析、フローサイトメトリー、蛍光活性化セルソーティング(FACS)又は蛍光イメージングシステム、例えば、Odyssey CLx LICOR(例えば、Wiklander et al.2015.J.Extracellular Vesicles.4:10.3402/jev.v4.26316を参照)により、細胞若しくは臓器、又はインビトロ及び/又はエクスビボサンプル中で検出する。加えて、蛍光標識付きsmEVを、H-I.Choi,et al.Experimental & Molecular Medicine.49:e330(2017)にあるように、IVISスペクトルCT(Perkin Elmer)又はPeral Imager等の機器を使用して、動物の全身並びに/又は解剖された臓器及び組織において検出する。
smEVは、前述したプロトコルを用いて、金属及び金属の同位体を含有するコンジュケートで標識され得る。金属共役smEVは、動物にインビボで投与され得る。次に、様々な時点で、細胞を臓器から採取し、エクスビボで分析し得る。代わりに、動物、ヒトに由来する細胞、又は不死化細胞系統をインビトロで金属標識smEVにより処理した後、細胞を金属共役抗体で標識してから、Helios CyTOF (Fluidigm)などの飛行時間(Time of Flight)装置によるサイトメトリー(Cy TOF)を用いて表現型検査するか、又はHyperion Imaging System(Fluidigm)などのイメージングマスサイトメトリー装置を用いて、イメージング及び分析し得る。加えて、smEV生体分布を追跡するために、smEVを放射線同位体で標識し得る(例えば、Miller et al.,Nanoscale.2014 May 7;6(9):4928-35)を参照されたい)。
実施例40:精製された細菌smEVを可視化する透過型電子顕微鏡
細菌バッチ培養物からsmEVを精製する。透過型電子顕微鏡(TEM)を使用して、精製された細菌smEVを可視化することができる(S.Bin Park,et al.PLoS ONE.6(3):e17629(2011)。smEVを、2分にわたり、300メッシュサイズ又は400メッシュサイズの炭素コーティング銅グリッド(Electron Microscopy Sciences,USA)上に取り付け、脱イオン水で洗浄する。smEVを、20秒~1分にわたり2%(w/v)酢酸ウラニルを使用して負に染色する。銅グリッドを滅菌水で洗浄して乾燥させる。加速電圧が100~120kVである透過型電子顕微鏡を使用して画像を取得する。染色されたsmEVは20~600nmの直径で現れ、且つ電子密度が高い。各グリッド上の10~50個のフィールドをスクリーニングする。
実施例41:smEVの組成及び含有量のプロフィリング
様々な方法、例えば、限定されないが、NanoSightキャラクタリゼーション、SDS-PAGEゲル電気泳動、ウエスタンブロット、ELISA、液体クロマトグラフィー-質量分析及び質量分析、動的光散乱、脂質レベル、総タンパク質、脂質対タンパク質比、核酸分析、及び/又はゼータ電位のいずれか1つにより、smEVを特性決定することができる。
smEVのNanoSightキャラクタリゼーション
ナノ粒子追跡分析(NTA)を使用して、精製されたsmEVのサイズ分布を特性決定する。精製されたsmEV調製物をNanoSight機械(Malvern Instruments)にかけて、smEVのサイズ及び濃度を評価する。
SDS-PAGEゲル電気泳動
精製されたsmEVのタンパク質成分を同定するために、標準的な技術を用いて、サンプルをゲル、例えば、Bolt Bis-Tris Plus 4-12%ゲル(Thermo-Fisher Scientific)上で泳動させる。サンプルを、10分にわたり1×SDSサンプルバッファー中で沸騰させ、4℃まで冷却し、次いで1分にわたり16,000×gで遠心分離する。次に、サンプルをSDS-PAGEゲル上で泳動させ、いくつかの標準的な技術(例えば、シルバー染色、クーマシーブルー、ゲルコードブルー(Gel Code Blue))の内の1つを用いて染色することにより、バンドを可視化する。
ウエスタンブロット分析
精製されたEVの特定のタンパク質成分を同定して定量するために、smEVタンパク質を、前述したようにSDS-PAGEにより分離し、ウエスタンブロット分析(Cvjetkovic et al.,Sci.Rep.6,36338(2016))に供し、ELISAにより定量する。
smプロテオミクス並びに液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS/MS)及び質量分析(MS)
smEV中に存在するタンパク質を、質量分析技術により同定して定量する。Erickson et al,2017(Molecular Cell,VOLUME 65,ISSUE 2,P361-370,JANUARY 19,2017)に記載されているように、ジチオトレイトール溶液(DTT)を用いるタンパク質還元並びにLysC及びトリプシンなどの酵素を用いるタンパク質消化を含む、標準的な技術を使用して、LC-MS/MS用のsmEVを調製することができる。代わりに、Liu et al.2010(JOURNAL OF BACTERIOLOGY,June 2010,p.2852-2860 Vol.192,No.11),Kieselbach and Oscarsson 2017(Data Brief.2017 Feb;10:426-431.),Vildhede et al,2018(Drug Metabolism and Disposition February 8,2018)に記載されているように、ペプチドを調製する。消化の後、ペプチド調製物を液体クロマトグラフィー及び質量分析装置に直接かけて、単一サンプル中のタンパク質同定を行う。サンプル間のタンパク質の相対定量のために、様々なサンプルからのペプチド消化物を、iTRAQ Reagent-8plex Multiplex Kit(Applied Biosystems,Foster City,CA)又はTMT 10plex及び11plex Label Reagents(Thermo Fischer Scientific,San Jose,CA,USA)を用いて、アイソバリックタグで標識付けする。各ペプチド消化物を異なるアイソバリックタグで標識付けした後、標識付き消化物を合わせて、1つのサンプル混合物にする。合わせたペプチド混合物を、同定及び定量の両方の目的で、LC-MS/MSにより分析する。LC-MS/MSデータを用いて、データベース検索を実施して、標識付きペプチド及び対応するタンパク質を同定する。アイソバリック標識付与の場合、付けられたタグの断片化により、低分子量リポータイオンが生成され、これを用いて、各smEV中に存在するペプチド及びタンパク質の相対定量化を達成する。
加えて、代謝量(metabolic content)を、質量分析と組み合わせた液体クロマトグラフィー技術を使用して確認する。様々なサンプルのメタボローム含有量を決定するために多様な技術が存在し、且つ当業者には周知であり、こうした技術は、溶媒抽出、クロマトグラフィー分離、及び質量決定と組み合わされた様々なイオン化技術を含む(Roberts et al 2012 Targeted Metabolomics.Curr Protoc Mol Biol.30:1-24;Dettmer et al 2007,Mass spectrometry-based metabolomics.Mass Spectrom Rev.26(1):51-78)。非限定的な例として、LC-MSシステムは、1100 Seriesポンプ(Agilent)及びHTS PALオートサンプラ(Leap Technologies)と組み合わされた4000 QTRAP三連四重極質量分析計(AB SCIEX)を含む。安定した同位体標識付きの内部標準(バリン-d8、Isotec;及びフェニルアラニン-d8、Cambridge Isotope Laboratories)を含む9体積の74.9:24.9:0.2(v/v/v)アセトニトリル/メタノール/ギ酸を使用して、培地サンプル又は他の複雑な代謝混合物(約10μL)を抽出する。目的の代謝産物に応じて、標準を調整又は変更し得る。サンプルを遠心分離し(10分、9,000g、4℃)、HILICカラム(150×2.1mm、3μm粒径)上に溶液を注入することにより、上清(10μL)をLCMSに供する。250uL/分の速度で1分にわたり5%移動相[10mMギ酸アンモニウム、0.1%ギ酸水溶液]を流し、続いて40%移動相[0.1%ギ酸を含むアセトニトリル]の溶液まで10分にわたる線形勾配により、カラムを溶出させる。イオンスプレー電圧を4.5kVに設定し、イオン源温度は450℃である。
データを、質量スペクトルピーク積分のためにAB SCIEXのMultiquant 1.2のような市販のソフトウェアを使用して分析する。目的のピークを手動でキュレートし、標準と比較してピークの同一性を確認すべきである。適切な標準による定量を実施して、細菌の条件付け後、及び腫瘍細胞増殖後の初期培地中に存在する代謝産物の数を決定する。また、ピーク同定のために、限定されないが、NISTデータベースなどの代謝産物データベースを用いて、非標的メタボロミクスアプローチを使用し得る。
動的光散乱(DLS)
DynaPro NanoStar(Wyatt Technology)及びZetasizer Nano ZS(Malvern Instruments)等の機器を使用して、DLS測定(例えば、様々なsmEV調製物における様々なサイズの粒子の分布)を行なう。
脂質レベル
A.J.McBroom et al.J Bacteriol 188:5385-5392.及びA.Frias,et al.Microb Ecol.59:476-486(2010)により説明されているものに類似する方法により、FM4-64(Life Technologies)を用いて脂質レベルを定量する。サンプルを、FM4-64と共にインキュベートする(暗所において37℃で10分にわたりPBS中に3.3μg/mL)。515nmでの励起後、Spectramax M5プレートリーダー(Molecular Devices)を使用して635nmでの発光を測定する。未知のサンプルと既知濃度の標準(例えば、パルミトイルオレオイルホスファチジルグリセロール(POPG)小胞)との比較により、絶対濃度を決定する。リピドミクスを用いて、smEV中に存在する脂質を同定することができる。
総タンパク質
Bradfordアッセイ及びBCAアッセイ等の標準的なアッセイにより、タンパク質レベルを定量する。Bradfordアッセイを、製造者のプロコトルに従ってQuick Start Bradford 1x Dye Reagent(Bio-Rad)を使用して実行する。BCAアッセイを、Pierce BCA Protein Assay Kit(Thermo-Fisher Scientific)を使用して実行する。既知濃度のBSAから作成した標準曲線との比較により、絶対濃度を決定する。代わりに、Nanodrop分光光度計(Thermo-Fisher Scientific)で測定される、280nm(A280)でのサンプル吸光度を用い、Beer-Lambert等式を使用して、タンパク質濃度を計算することもできる。加えて、プロテオミクスを用いて、サンプル中のタンパク質を同定し得る。
脂質:タンパク質比
脂質:タンパク質比を、脂質濃度をタンパク質濃度で除算することにより作成する。これは、各調製物中の遊離タンパク質と比較した小胞の純度の尺度を提供する。
核酸分析
核酸をsmEVから抽出し、Qubit蛍光光度計を使用して定量する。BioAnalyzerを用いてサイズ分布を評価し、物質を配列決定する。
ゼータ電位
様々な調製物のゼータ電位を、Zetasizer ZS(Malvern Instruments)等の機器を使用して測定する。
実施例42:樹状細胞の活性化増強に関するsmEVのインビトロスクリーニング
インビトロ免疫応答は、例えば、癌微小環境に応答して、免疫応答がインビボで誘導される機構を模倣すると考えられる。簡潔に説明すると、PBMCを、Lymphoprep(Nycomed,Oslo,Norway)を用いる勾配遠心分離により健康なドナー由来のヘパリン添加静脈血から単離するか、又は磁気ビーズベースのHuman Blood Dendritic cell単離キット(Miltenyi Biotech,Cambridge,MA)を用いてマウスの脾臓若しくは骨髄から単離する。抗ヒトCD14 mAbを用いて、単球をMofloにより精製し、37℃で7日にわたり96ウェルプレート(Costar Corp)において5e5個の細胞/mlの細胞密度においてcRPMI中で培養する。樹状細胞の成熟のために、培養物を、1週間にわたり37℃において0.2ng/mLのIL-4及び1000U/mlのGM-CSFで刺激する。代わりに、1週間にわたる組み換えGM-CSFとのインキュベーションにより、又は当技術分野で公知の他の方法を用いて、成熟が達成される。マウスDCを、ビーズ富化を用いて脾臓から直接採取するか、又は造血幹細胞から分化させることができる。簡潔に説明すると、骨髄をマウスの大腿骨から取得することができる。細胞を回収して、赤血球を溶解させる。幹細胞を、4日にわたり20ng/mlのマウスGMCSFを含む細胞培養培地で培養する。20ng/mlのマウスGM-CSFを含む追加の培地を添加する。6日目に、培地及び非接着細胞を除去し、20ng/mlのGMCSFを含む新鮮な細胞培養培地に置き換える。7日目に、20ng/mlのGM-CSFを含む細胞培養培地の最終添加を行なう。10日目に、非接着細胞を採取し、細胞培養プレートに一晩播種し、必要に応じて刺激する。次に、樹状細胞を、抗生物質と一緒に、又は抗生物質なしで、様々な用量のsmEVで処理する。例えば、抗生物質と一緒に、24時間にわたる25~75ug/mLのsmEVである。試験するsmEV組成物は、単一の細菌種又は細菌株に由来するsmEV或いは1つ若しくは複数の属、1つ若しくは複数の種又は1つ若しくは複数の株(例えば、1つの種内の1つ若しくは複数の株)由来のsmEVの混合物を含み得る。PBSを陰性コントロールとして含め、ビフィドバクテリウム種(Bifidobacterium spp.)由来のLPS、抗CD40抗体、及び/又はsmEVを陽性コントロールとして使用する。インキュベーション後、DCを、抗CD11b、CD11c、CD103、CD8a、CD40、CD80、CD83、CD86、MHCI及びMHCIIで染色し、フローサイトメトリーで分析する。陰性コントロールと比較してCD40、CD80、CD83、及びCD86で有意に増加しているDCは、関連細菌smEV組成物によって活性化されていると考えられる。これらの実験を少なくとも3回繰り返す。
DCを刺激するsmEV活性化上皮細胞の能力をスクリーニングするために、上記のプロトコルに続いて、DCとのインキュベーションの前に24時間の上皮細胞smEV共培養を追加する。上皮細胞を、smEVとのインキュベーション後に洗浄し、次いで、上記のように処理する前に、24時間にわたりsmEVの非存在下でDCと共に共培養する。上皮細胞系統には、Int407、HEL293、HT29、T84、及びCACO2が含まれ得る。
DC活性化の追加の測定として、smEV又はsmEV処理上皮細胞とのDCの24時間のインキュベーション後に培養上清100μlをウェルから取り出し、多重化Luminex Magpix.Kit(EMD Millipore,Darmstadt,Germany)を使用して、分泌されたサイトカイン、ケモカイン、及び成長因子に関して分析する。簡潔に説明すると、このウェルをバッファーで予め湿らせ、1×抗体コーティング磁気ビーズ25μlを添加し、磁石を使用して全てのウェルにおいて洗浄バッファー200μl×2回を実施する。インキュベーションバッファー50μl、希釈剤50μl、及びサンプル50μlを添加し、暗所における室温での2時間にわたる振盪により混合させる。次いで、このビーズを洗浄バッファー200μlで2回洗浄する。1×ビオチン化検出抗体100μlを添加し、上清を、暗所において振盪させつつ1時間にわたりインキュベートする。次いで、洗浄バッファーにより2回の200μl洗浄を実施する。各ウェルに1×SAV-RPE試薬100μlを添加し、暗所においてRTで30分にわたりインキュベートする。3回の200μl洗浄を実施し、2~3分間振盪させつつ洗浄バッファー125μlを添加する。次いで、ウェルを、Luminex xMAPシステムでの分析に供する。
標準は、サイトカイン(例えば、GM-CSF、IFN-g、IFN-a、IFN-B IL-1a、IL-1B、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、IL-12(p40/p70)、IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22、IL-23、IL-25、IP-10、KC、MCP-1、MIG、MIP1a、TNFa、及びVEGF)の慎重な定量を可能にする。これらのサイトカインを、マウス及びヒト由来の両方のサンプルで評価する。細菌処理サンプルでのこれらのサイトカインの増加は、宿主からのタンパク質及びサイトカインの産生の増強を示す。サイトカインを放出する特定の細胞タイプの能力を調べるこのアッセイの他のバリエーションを、選別方法によりこれらの細胞を獲得することにより評価し、且つ当業者により認識されている。さらに、サイトカインmRNAを評価して、smEV組成物に反応したサイトカイン放出にも対処する。
このDC刺激プロトコルを、精製されたsmEV及び生存する細菌株の組み合わせを使用して反復して、免疫刺激可能性を最大化し得る。
実施例43:腫瘍細胞と共にインキュベートした場合のCD8+T細胞殺傷の活性化増強に関するsmEVのインビトロスクリーニング
腫瘍細胞のCD8+T細胞殺傷を活性化し得るsmEVをスクリーニングするためのインビトロ方法を説明する。簡潔に説明すると、当技術分野で公知の方法を用いて、DCをヒトPBMC又はマウス脾臓から単離し、単一株smEV、smEVの混合物、及び/又は適切なコントロールと一緒にインビトロでインキュベートする。加えて、当技術分野で公知の方法、例えば、磁気ビーズベースのMouse CD8a+ T Cell Isolation Kit及び磁気ビーズベースのHuman CD8+ T Cell Isolation Kit(両方ともMiltenyi Biotech,Cambridge,MA)を用いて、ヒトPBMC又はマウス脾臓からCD8+T細胞を得る。smEVとのDCの一定時間(例えば、24時間)のインキュベーション後、又はsmEVにより刺激された上皮細胞とのDCのインキュベーションの後、PBS洗浄により細胞培養物からsmEVを除去し、抗生物質を含む新鮮な培地100ulを各ウェルに添加し、96ウェルプレート中の各実験ウェルに200,000個のT細胞を添加する。抗CD3抗体を2ug/mlの最終濃度で添加する。続いて、共培養物を、通常の酸素条件下で96時間にわたり37℃においてインキュベートする。
例えば、共培養インキュベーションへの約72時間後、当技術分野で公知の方法を用いて、アッセイに使用するために、腫瘍細胞を平板培養する。例えば、新たな96ウェルプレート中でウェル当たり50,000個の腫瘍細胞/ウェルを平板培養する。使用するマウス腫瘍細胞系統は、B16.F10、SIY+B16.F10等を含み得る。ヒト腫瘍細胞系統は、ドナーにHLA適合しており、PANC-1細胞系統、UNKPC960/961細胞系統、UNKC細胞系統、及びHELA細胞系統を含み得る。96時間の共培養の完了後、CD8+T細胞とDCとの混合物100μlを、腫瘍細胞を含むウェルに移す。プレートを、通常の酸素条件下、37℃で24時間にわたりインキュベートする。細胞死を説明するための陰性コントロールとして、スタウロスポリン(Staurospaurine)を使用する。
このインキュベーション後、フローサイトメトリーを使用して腫瘍細胞死を測定し、免疫細胞表現型を特性決定する。簡潔に説明すると、腫瘍細胞を生存色素で染色する。FACS分析を使用して、特に腫瘍細胞をゲートオンし、死滅(殺傷された)腫瘍細胞の割合を測定する。また、データを、ウェル当たりの死滅腫瘍細胞の絶対数としても示す。細胞毒性CD8+T細胞表現型は、下記の方法により特性決定され得る:a)後述する培養上清中の上清グランザイムB、IFNy、及びTNFaの濃度、b)活性化マーカー(例えば、DC69、CD25、CD154、PD-1、γ/δTCR、Foxp3、T-bet、グランザイムB)のCD8+T細胞表面発現、c)CD8+T細胞中でのIFNy、グランザイムB、TNFaの細胞内サイトカイン染色。CD4+T細胞表現型は、例えば、INFy、TNFa、IL-12、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10、ケモカイン等の上清ケモカイン濃度に加えて、細胞内サイトカイン染色によっても評価し得る。
CD8+T細胞活性化の追加の測定として、DCとT細胞の96時間のインキュベーション後にウェルから培養上清100μlを取り出し、多重化Luminex Magpix.Kit(EMD Millipore,Darmstadt,Germany)を用いて、分泌されたサイトカイン、ケモカイン、及び成長因子に関して分析する。簡潔に説明すると、このウェルをバッファーで予め湿らせ、1×抗体コーティング磁気ビーズ25μlを添加し、磁石を使用して全てのウェルで洗浄バッファー200μl×2回を実施する。インキュベーションバッファー50μl、希釈剤50μl、及びサンプル50μlを添加し、暗所における室温での2時間にわたる振盪により混合させる。次いで、このビーズを洗浄バッファー200μlで2回洗浄する。1×ビオチン化検出抗体100μlを添加し、懸濁液を暗所において振盪させながら、1時間にわたりインキュベートする。次いで、洗浄バッファーにより2回の200μl洗浄を実施する。各ウェルに1×SAV-RPE試薬100μlを添加し、暗所においてRTで30分にわたりインキュベートする。3回の200μl洗浄を実施し、2~3分間振盪させながら、洗浄バッファー125μlを添加する。次いで、ウェルを、Luminex xMAPシステムでの分析に供する。
標準は、サイトカイン(例えば、GM-CSF、IFN-g、IFN-a、IFN-B IL-1a、IL-1B、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、IL-12(p40/p70)、IL-17、IL-23、IP-10、KC、MCP-1、MIG、MIP1a、TNFa、及びVEGF)の慎重な定量を可能にする。これらのサイトカインを、マウス及びヒト由来の両方のサンプルで評価する。細菌処理サンプルでのこれらのサイトカインの増加は、宿主からのタンパク質及びサイトカインの産生の増強を示している。サイトカインを放出する特定の細胞タイプの能力を調べるこのアッセイの他のバリエーションは、選別方法によりこれらの細胞を獲得することによって評価され、且つ当業者により認識されている。さらに、サイトカインmRNAも評価して、smEV組成物に反応したサイトカイン放出に対処する。宿主の細胞におけるこれらの変化は、癌微小環境におけるインビボでの反応と同様に免疫応答を刺激する。
免疫刺激可能性を最大化するために、このCD8+T細胞刺激プロトコルを、精製されたsmEV及び生存細菌株の組み合わせを用いて反復し得る。
実施例44:PBMCによる腫瘍細胞殺傷活性化増強に関するsmEVのインビトロスクリーニング
様々な方法を用いて、PBMCを刺激し、次にPBMCがCD8+T細胞を活性化して腫瘍細胞を殺傷する能力に関してsmEVをクリーニングすることができる。例えば、PBMCを、マウス又はヒトの血液のficoll-paque勾配遠心分離により健康なヒトドナー由来のヘパリン添加静脈血から単離するか、又はマウスの血液からLympholyte Cell Separation Media(Cedarlane Labs,Ontario,Canada)により単離する。PBMCを、単一株smEV、smEVの混合物、及び適切なコントロールと一緒にインキュベートする。加えて、CD8+T細胞をヒトPBMC又はマウス脾臓から得る。smEVとのPBMCの24時間のインキュベーション後、PBS洗浄により細胞からsmEVを除去する。抗生物質を含む新鮮な培地100ulを各ウェルに添加する。96ウェルプレート中の各実験ウェルに、適切な数のT細胞(例えば、200,000個のT細胞)を添加する。抗CD3抗体を2ug/mlの最終濃度で添加する。続いて、共培養物を、通常の酸素条件下、37℃で96時間にわたりインキュベートする。
例えば、共培養インキュベーションへの72時間後、新たな96ウェルプレート中でウェル当たり50,000個の腫瘍細胞/ウェルを平板培養する。使用するマウス腫瘍細胞系統は、B16.F10、SIY+B16.F10等を含む。ヒト腫瘍細胞系統はドナーにHLA適合しており、PANC-1細胞系統、UNKPC960/961細胞系統、UNKC細胞系統、及びHELA細胞系統を含み得る。96時間の共培養の完了後、CD8+T細胞とPBMCとの混合物100μlを、腫瘍細胞を含むウェルに移す。プレートを、通常の酸素条件下、37℃で24時間にわたりインキュベートする。細胞死を説明するための陰性コントロールとして、スタウロスポリン(Staurospaurine)を使用する。
このインキュベーション後、フローサイトメトリーを使用して腫瘍細胞死を測定し、免疫細胞表現型を特性決定する。簡潔に説明すると、腫瘍細胞を生存色素で染色する。FACS分析を使用して、特に腫瘍細胞をゲートオンし、死滅(殺傷された)腫瘍細胞の割合を測定する。また、データを、ウェル当たりの死滅腫瘍細胞の絶対数としても示す。細胞毒性CD8+T細胞表現型は、下記の方法により特性決定され得る:a)後述する培養上清中の上清グランザイムB、IFNy、及びTNFaの濃度、b)活性化マーカー(例えば、DC69、CD25、CD154、PD-1、γ/δTCR、Foxp3、T-bet、グランザイムB)のCD8+T細胞表面発現、c)CD8+T細胞中でのIFNy、グランザイムB、TNFaの細胞内サイトカイン染色。CD4+T細胞表現型は、例えば、INFy、TNFa、IL-12、IL-4、IL-5、IL-17、IL-10、ケモカイン等の上清ケモカイン濃度に加えて、細胞内サイトカイン染色によっても評価し得る。
CD8+T細胞活性化の追加の測定として、DCとT細胞の96時間のインキュベーション後にウェルから培養上清100μlを取り出し、多重化Luminex Magpix.Kit(EMD Millipore,Darmstadt,Germany)を用いて、分泌されたサイトカイン、ケモカイン、及び成長因子に関して分析する。簡潔に説明すると、このウェルをバッファーで予め湿らせ、1×抗体コーティング磁気ビーズ25μlを添加し、磁石を使用して全てのウェルで洗浄バッファー200μl×2回を実施する。インキュベーションバッファー50μl、希釈剤50μl、及びサンプル50μlを添加し、暗所における室温での2時間にわたる振盪により混合させる。次いで、このビーズを洗浄バッファー200μlで2回洗浄する。1×ビオチン化検出抗体100μlを添加し、懸濁液を暗所において振盪させながら、1時間にわたりインキュベートする。次に、洗浄バッファーにより2回の200μl洗浄を実施する。各ウェルに1×SAV-RPE試薬100μlを添加し、暗所においてRTで30分にわたりインキュベートする。3回の200μl洗浄を実施し、2~3分間振盪させながら、洗浄バッファー125μlを添加する。続いて、ウェルを、Luminex xMAPシステムでの分析に供する。
標準は、サイトカイン(例えば、GM-CSF、IFN-g、IFN-a、IFN-B IL-1a、IL-1B、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13、IL-12(p40/p70)、IL-17、IL-23、IP-10、KC、MCP-1、MIG、MIP1a、TNFa、及びVEGF)の慎重な定量を可能にする。これらのサイトカインを、マウス及びヒト由来の両方のサンプルで評価する。細菌処理サンプルでのこれらのサイトカインの増加は、宿主からのタンパク質及びサイトカインの産生の増強を示している。サイトカインを放出する特定の細胞タイプの能力を調べるこのアッセイの他のバリエーションは、選別方法によりこれらの細胞を獲得することによって評価され、且つ当業者により認識されている。さらに、サイトカインmRNAも評価して、smEV組成物に反応したサイトカイン放出に対処する。宿主の細胞におけるこれらの変化は、癌微小環境におけるインビボでの反応と同様に免疫応答を刺激する。
免疫刺激可能性を最大化するために、このPBMC刺激プロトコルを、生存、死滅若しくは不活性化/弱毒化細菌株の組み合わせと一緒に、又はそれらを用いずに、精製されたsmEVの組み合わせを使用して反復し得る。
実施例45.抗原提示細胞中におけるsmEVのインビトロでの検出
粘膜固有層中の樹状細胞は、腸上皮を横切って樹状突起を延ばすことにより、腸管内腔中の生きた細菌、死んだ細菌、及び微生物の生成物を常にサンプリングし、このことは、腸管腔中の細菌により産生されるsmEVが樹状細胞を直接刺激し得る1つの方法である。下記の方法は、抗原提示細胞によるsmEVの様々な取り込みを評価する方法を表す。任意選択で、この方法を、患者に投与されるsmEVの免疫調節挙動を評価するのに適用する。
樹状細胞(DC)を、標準的な方法又はキットプロトコル(例えば、Inaba K,Swiggard WJ,Steinman RM,Romani N,Schuler G,2001.Isolation of dendritic cells.Current Protocols in Immunology.Chapter 3:Unit3.7)に従ってヒト又はマウスの骨髄、血液、又は脾臓から単離する。
DCへのsmEVの侵入及び/又はDC中でのsmEVの存在を評価するために、完全RPMI-1640培地中の円形カバースリップに250,000個のDCを播種し、次いで、単一の細菌株由来のsmEV、又は様々な比の組み合わせsmEVと一緒にインキュベートする。精製されたsmEVは、蛍光色素又は蛍光タンパク質で標識され得る。様々な時点で(例えば、1時間、2時間)のインキュベーション後、細胞を氷冷PBSで2回洗浄し、トリプシンを用いてプレートから剥離する。細胞を無傷のままにするか、又は溶解させる。次いで、サンプルをフローサイトメトリー用に処理する。内在化したsmEVの合計を溶解したサンプルから定量し、smEVを取り込む細胞の割合を、蛍光細胞を計数することにより測定する。前述の方法は、DCの代わりにマクロファージ又は上皮細胞系統(ATCCから得られる)を使用する実質的に同じ方法でも実施され得る。
実施例46:標的細胞と共にインキュベートした場合にNK細胞死滅を活性化する能力が増強されたsmEVのインビトロでのスクリーニング
腫瘍細胞に対して強力なNK細胞の細胞毒性を誘発する、選択されたsmEV組成物の能力を実証するために、下記のインビトロでのアッセイを使用する。簡潔に説明すると、ヘパリン処置された血液由来の単核細胞を、健康なヒトドナーから得る。任意選択で、NK細胞の数を増加させるための拡大工程を、既に説明されているように実施する(例えば、Somanschi et al.,J Vis Exp.2011;(48):2540を参照されたい)。この細胞を、5%ヒト血清を含むRPMI-1640培地において細胞/mlの濃度に調整することができる。次いで、PMNC細胞を適切な抗体で標識し、NK細胞を、FACSを介してCD3-/CD56+細胞として単離し、次の細胞毒性アッセイに備える。代わりに、製造業者の指示(Miltenyl Biotec)に従ってautoMACs機器及びNK細胞単離キットを使用して、NK細胞を単離する。
NK細胞を計数し、ウェル当たり20,000個以上の細胞を含む96ウェルフォーマットで平板培養し、抗原提示細胞(例えば、同じドナー由来の単球)を添加した、又は添加していない単一株smEV、細菌株の混合物由来のsmEV、及び適切なコントロールと一緒にインキュベートする。smEVとのNK細胞の5~24時間のインキュベーションの後、PBS洗浄により細胞からsmEVを除去し、NK細胞を、抗生物質を含む10mLの新鮮な培地に再懸濁させ、20,000個の標的腫瘍細胞/ウェルを含む96ウェルプレートに添加する。使用するマウス腫瘍細胞系統は、B16.F10、SIY+B16.F10等を含む。ヒト腫瘍細胞系統はドナーにHLA適合しており、PANC-1細胞系統、UNKPC960/961細胞系統、UNKC細胞系統、及びHELA細胞系統を含み得る。プレートを、通常の酸素条件下で37℃に2~24時間にわたりインキュベートする。細胞死を説明するための陰性コントロールとして、スタウロスポリン(Staurospaurin)を使用する。
このインキュベーションの後、フローサイトメトリーを使用して、当技術分野で公知の方法を使用して腫瘍細胞死を測定する。簡潔に説明すると、腫瘍細胞を生存色素で染色する。FACS分析を使用して、特に腫瘍細胞をゲートオンし、死んだ(死滅した)腫瘍細胞の割合を測定する。データを、ウェル当たりの死んだ腫瘍細胞の絶対数としても示す。
このNK細胞刺激プロトコルを、精製されたsmEV及び生存する細菌株の組み合わせを使用して反復して、免疫刺激可能性を最大化し得る。
実施例47:smEV組成物のインビボでの癌免疫療法の有効性を予測するためのインビトロでの免疫活性化アッセイの使用
インビトロでの免疫活性化アッセイにより、樹状細胞を刺激し得、次いで樹状細胞がCD8+T細胞死滅を活性化するsmEVを同定する。従って、上記で説明されているインビトロでのアッセイを、潜在的な免疫療法の活性に関する多数の候補smEVの予測的なスクリーニングとして使用する。樹状細胞の刺激の増強、CD8+T細胞死滅の刺激の増強、PBMC死滅の刺激の増強、及び/又はNK細胞死滅の刺激の増強を示すsmEVを、インビボでの癌免疫療法の有効性の研究のために優先的に選択する。
実施例48:マウスに経口的に送達した場合のsmEVの生体内分布の決定
野生型マウス(例えば、C57BL/6又はBALB/c)に目的のsmEV組成物を経口的に接種し、精製されたsmEVのインビボでの生体内分布プロファイルを決定する。下流の分析を助けるために、smEVに標識を付した。代わりに、腫瘍担持マウス又は何らかの免疫障害(例えば、全身性エリテマトーデス、実験的自己免疫性脳脊髄炎、NASH)を有するマウスを、所与の期間にわたるsmEVのインビボ分布について試験し得る。
マウスに、smEVの単回用量(例えば、25~100μg)、又は定められた期間にわたり数回の用量(25~100μg)を投与することができる。代わりに、smEVは、粒子数(例えば、7e+08~6e+11粒子)に基づいて投与され得る。マウスを、承認されたプロトコルに従って特定の病原体フリー条件下で飼育する。代わりに、マウスを、滅菌された無菌条件下で繁殖させて維持し得る。適切な時点で血液、糞便及び他のサンプルを採取し得る。
このマウスを、smEV組成物の投与後の様々な時点(即ち、数時間~数日)で人道的に犠牲にし、無菌条件下での完全な剖検を実施する。標準的なプロトコルに従って、リンパ節、副腎、肝臓、結腸、小腸、盲腸、胃、脾臓、腎臓、膀胱、膵臓、心臓、皮膚、肺、脳、及び目的の他の組織を採取し、直接使用するか、又はさらなる試験のために急速凍結させる。この組織サンプルを解剖し、当業者に既知の標準的なプロトコルに従ってホモジナイズして単一細胞懸濁液を調製する。次いで、このサンプル中に存在するsmEVの数をフローサイトメトリーで定量する。定量を、マウス組織全体の適切な処理の後の蛍光顕微鏡の使用によっても進め得る(Vankelecom H.,Fixation and paraffin-embedding of mouse tissues for GFP visualization,Cold Spring Harb.Protoc.,2009)。代わりに、この動物を、smEV標識付与技術に従ってライブイメージングを使用して分析し得る。
生体分布は、癌のマウスモデル、例えば、限定されないが、CT-26及びB16(例えばKim et al.,Nature Communications vol.8,no.626(2017)を参照されたい)又は自己免疫、例えば、限定されないが、EAE及びDTH(例えば、Turjeman et al.,PLoS One 10(7):e0130442(20105)を参照されたい)において実施され得る。
実施例49:製造条件
強化培地を使用して、インビトロでの使用及びインビボでの使用、そして最終的にはpmEV及びsmEV調製のために細菌を増殖させて調製する。例えば、培地は、糖、酵母抽出物、植物ベースのペプトン、バッファー、塩、微量元素、界面活性剤、消泡剤、及びビタミンを含み得る。酵母抽出物及びペプトン等の複雑な成分の組成は、定義されていないか又は部分的に定義され得る(例えば、アミノ酸、糖等のおおよその濃度)。微生物の代謝産物は、炭素及び窒素等の資源の利用可能性に依存する場合がある。様々な糖又は他の炭素源を試験し得る。代わりに、参照により本明細書に組み込まれる、Saarela et al.,J.Applied Microbiology.2005.99:1330-1339に示されているように、培地を調製し、選択された細菌を増殖させることができる。乳ベースの成分なしで生産される選択された細菌の凍結乾燥生存、貯蔵安定性、及び酸と胆汁への曝露に対する発酵時間、凍結保護物質、細胞濃縮物の中和の影響。
大規模で、培地を滅菌する。滅菌は超高温(UHT)処理によって達成され得る。UHT処理は、非常に高い温度で短時間行う。UHTの範囲は135~180℃であり得る。例えば、培地は、135℃で10~30秒間滅菌することができる。
接種材料は、フラスコ又はより小さいバイオリアクタで調製することができ、増殖を監視する。例えば、接種材料の量は、バイオリアクタの総体積の約0.5~3%であり得る。用途及び材料の必要性に応じて、バイオリアクタの容量は少なくとも2L、10L、80L、100L、250L、1000L、2500L、5000L、10,000Lであり得る。
接種の前に、バイオリアクタ、培地を所望のpH、温度、及び酸素濃度を準備する。培養培地の初期pHは、このプロセスの設定値と異なる場合がある。pHストレスは低細胞濃度で有害な場合があるため、初期pHは、pH7.5と、このプロセスの設定値との間の可能性がある。例えば、pHは4.5~8.0に設定することができる。発酵中、pHは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化アンモニウムの使用によって制御することができる。温度は、25℃~45℃、例えば37℃に制御することができる。嫌気性条件は、培養ブロス中の酸素レベルを約8mg/Lから0mg/Lに低下させることによって確立する。例えば、嫌気性条件を確立するために、窒素又はガス混合物(N2、CO2、及びH2)を使用することができる。代わりに、ガスは使用せず、嫌気性条件を、培地に残っている酸素を消費する細胞によって確立する。菌株及び接種材料の量に応じて、バイオリアクタの発酵時間が異なり得る。例えば、発酵時間は、約5時間~48時間と様々にすることができる。
微生物を凍結状態から生き返らせるためには、特別の配慮が必要な場合がある。生産培地は、解凍後に細胞にストレスをかける場合があり、解凍された物質からシートドレインを一貫して開始するには特殊な解凍媒体が必要とされる場合がある。種体積の増加又は微生物の増殖速度の維持の目的のための新たな培地への種子材料の移動又は通過の動態は、微生物の現在の状態(例えば、指数関数的増殖、安定した増殖、ストレスなし、ストレスあり)の影響を受け得る。
生産発酵槽の接種は、増殖動態及び細胞活性に影響を及ぼし得る。バイオリアクタシステムの初期状態を最適化して、成功裏で一貫した生産を促進させなければならない。総培地に対する種培養物の割合(例えばパーセンテージ)は、増殖動態に劇的な影響を及ぼす。この範囲は発酵槽の作業体積の1~5%であり得る。培養培地の初期pHは、このプロセスの設定値と異なる場合がある。pHストレスは低細胞濃度で有害な場合があるため、初期pHは、pH7.5と、このプロセスの設定値との間の場合がある。接種中でのシステムの撹拌及びこのシステムへのガスの流れは、このプロセスの設定値と異なる場合がある。両方の条件に起因する物理的なストレス及び化学的なストレスは、低細胞濃度で有害な場合がある。
プロセス条件及び制御設定は、微生物の増殖の動態及び細胞活性に影響を及ぼす場合がある。プロセス条件の変更により、膜の組成、代謝産物の産生、増殖速度、細胞ストレス等が変化する場合がある。増殖に最適な温度範囲は、株によって変わる場合がある。この範囲は20~40℃であり得る。細胞増殖及び下流での活性の性能に最適なpHは、株によって変わる場合がある。この範囲はpH5~8であり得る。培地に溶解したガスは、代謝のために細胞により使用され得る。このプロセス全体を通してO、CO、及びNの濃度を調整する必要がある場合がある。栄養素の利用可能性は細胞増殖を変化させる場合がある。過剰な栄養素が利用可能である場合、微生物は別の動態を有する場合がある。
発酵終了時での及び回収中での微生物の状態が細胞の生存及び活性に影響を及ぼす場合がある。微生物を、分離及び下流の処理に関与する物理的なストレス及び化学的なストレスによりよく備えるために、回収の直前に前処理し得る。温度の変化(多くの場合に20~5℃への低下)により、細胞の代謝が低下し得、そのため、増殖(及び/又は死亡)並びに発酵槽から取り出した場合の生理学的変化が遅れる。遠心濃縮の有効性は、培養物のpHの影響を受ける場合がある。pHの1~2ポイントの上昇により濃縮の有効性が改善され得るが、細胞には有害でもあり得る。培地中における塩及び/又は糖の濃度を増加させることにより、微生物は回収の直前にストレスを受ける場合がある。この方法でストレスを受けた細胞は、下流の最中での凍結及び凍結乾燥によりよく生き延びることができる。
分離方法及び分離技術は、微生物が培養培地からどの程度効率的に分離されるかに影響を及ぼす場合がある。遠心分離技術を使用して固体を除去し得る。遠心濃縮の有効性は、培養物のpH又は凝集剤の使用の影響を受け得る。pHの1~2ポイントの上昇により濃縮の有効性が改善され得るが、細胞には有害でもあり得る。培地中における塩及び/又は糖の濃度を増加させることにより、微生物は回収の直前にストレスを受ける場合がある。この方法でストレスを受けた細胞は、下流の最中での凍結及び凍結乾燥によりよく生き延びることができる。加えて、微生物をろ過によっても分離し得る。成功裏に遠心分離するために細胞が過剰なg-分を必要とする場合、ろ過は、精製のための遠心分離技術よりも優れている。分離の前後に賦形剤を添加し得る。低温保護又は凍結乾燥中の保護のために、賦形剤を添加し得る。賦形剤として、スクロール、トレハロース、又はラクトースが挙げられ得るが、これらに限定されず、これらはバッファー及び抗酸化剤と選択的に混合され得る。凍結乾燥の前に、賦形剤と混合された細胞ペレットの液滴を液体窒素に浸す。
回収は、連続的な遠心分離により行うことができる。生産物を、様々な賦形剤を用いて所望の最終濃度に再懸濁し得る。凍結防止又は凍結乾燥中の保護のために賦形剤を追加することができる。賦形剤には、限定されるものではないが、スクロース、トレハロース、又はラクトースが含まれ、これらは、代替としてバッファー及び抗酸化剤と混合され得る。凍結乾燥の前に、賦形剤と混合した細胞ペレットの液滴を液体窒素に沈める。
生菌、小胞、及び他の細菌誘導体を含む材料の凍結乾燥は、凍結、一次乾燥、及び二次乾燥段階を含む。凍結乾燥は、凍結から始める。凍結段階の前に、生産物を凍結乾燥保護剤又は安定剤と混合しても又はしなくてもよい。凍結乾燥機のローディングの前、又は凍結乾燥機の棚の上での制御された条件下において生産物を凍結し得る。次の段階、即ち、一次乾燥段階において、昇華によって氷を除去する。ここで、真空を生成し、適切な熱量を材料に供給する。生産物温度を凍結温度未満、且つ材料の臨界温度(Tc)未満に維持しながら、氷を昇華させる。材料が載った棚の温度及びチャンバー真空を操作して、所望の生産物温度を達成する。二次乾燥段階で、生産物に結合した水分子を除去する。ここで、水分子と生産物材料の間に形成された物理化学的相互作用を破壊するために、一般に、温度を一次乾燥段階よりも上げる。凍結乾燥プロセスが完了した後、チャンバーに窒素などの不活性ガスを充填し得る。生産物を、ガラスバイアル又は他の類似容器中において、乾燥条件下で凍結乾燥機内に密閉し、大気中の水や汚染物質への暴露を防止することができる。
実施例50:経口プレボテラ・ヒスチコラ(Prevotella histicola)及びベイロネラ・パルブラ(Veillonella parvula)smEV及びpmEV:DTH試験
I.雌の5週齢C57BL/6マウスを、Taconic Biosciencesから購入して、飼育容器で1週間順化させた。0日目に、皮下免疫付与によりマウスをKLH及びCFA(1:1)のエマルションで予備刺激した。マウスを、1~8日目まで1mg/kgで、表示される株のpmEV若しくは全微生物の粉末を毎日強制経口投与するか、又はデキサメタゾンを腹腔内投与した。8日目の投与後に、マウスをイソフルランで麻酔してから、Fowlerキャリパを用いて、ベースライン測定値のために左耳を測定し、マウスの左耳を生理食塩水(10μl)中のKLHで皮内チャレンジした後、24時間後に厚さ測定を行った。
24時間の耳の測定結果を図21に示す。3つの用量(高:6.0E+11、中:6.0E+09、低:6.0E+07)でのP.ヒスチコラ(P.histicola)pmEVの有効性を、同じ用量の凍結乾燥P.ヒスチコラ(P.histicola)pmEV及び10mgの粉末(総細胞数3.13E+09)と比較して試験した。結果から、高用量のpmEVが、10mg用量の粉末と同等の有効性を示したことがわかる。P.ヒスチコラ(P.histicola)pmEVの有効性は、凍結乾燥による影響を受けない。
II.雌の5週齢C57BL/6マウスを、Taconic Biosciencesから購入して、飼育容器で1週間順化させた。0日目に、皮下免疫付与によりマウスをKLH及びCFA(1:1)のエマルションで予備刺激した。マウスを、第1~8日目まで1mg/kgで、表示される株のsmEV、pmEV、γ線照射(GI)pmEV若しくはγ線照射(GI)粉末を毎日強制経口投与するか、又はデキサメタゾンを腹腔内投与した。8日目の投与後に、マウスをイソフルランで麻酔してから、Fowlerキャリパを用いて、ベースライン測定値のために左耳を測定し、マウスの左耳を生理食塩水(10μl)中のKLHで皮内チャレンジした後、24時間後に厚さ測定を行った。
24時間の耳の測定結果を図22に示す。3つの用量(高:3.0E+11、中:3.0E+09、低:3.0E+07)でのV.パルブラ(V.parvula)smEV、pmEV及びγ線照射(GI)pmEVの有効性を、直接比較試験した。各群の最も高い用量の間に有意な差はなかった。V.パルブラ(V.parvula)pmEVは、γ線照射及び非γ線照射のいずれも、smEVと全く同様に有効である。
実施例51:smEV及びpmEV調製物
実施例50に記載した試験のために、smEV及びpmEVを以下の通り調製した。
smEV:バイオリアクタからの採取直後にsmEVの下流処理を開始した。20,000gでの遠心分離を用いて、ブロスから細胞を除去した。得られた上清を、0.22μmフィルタで清澄化した。smEVを濃縮し、100kDa分子量カットオフ(MWCO)のフラットシートカセット限外ろ過(UF)膜を備えるタンジェンシャルフローろ過(TFF)を用いて、洗浄した。透析ろ過(DF)を使用して、5体積のリン酸緩衝液(PBS)を用い、小分子及び小タンパク質を洗い流した。20,000gの超遠心分離で1時間、TFFからの保持液をスピンして、smEVが豊富なペレット(高速ペレット(HSP)呼ぶ)を形成した。ペレットを僅かなPBSで再懸濁させ、optipret(商標)勾配培地を用いて勾配を調製してから、20,000gで16時間超遠心分離した。得られた画分のうち、2つの中央のバンドがsmEVを含有した。画分を15回PBSで洗浄し、smEVを20,000gで1時間スピンして、分画HSP又はfHSPを生成した。続いて、それを僅かなPBSで再懸濁させ、プールし、mL当たりの粒子及びタンパク質含量について分析した。所望の濃度を達成するように、粒子/mL数から投与量を作成した。532nmレーザーを用いる散布モードのMalvern Panalyticalにより、NanoSight NS300を用いて、smEVを特性決定した。
プレボテラ・ヒスチコラ(Prevotella histicola)pmEV:
細胞ペレットを冷凍庫から取り出し、氷上に配置した。ペレット重量を記録した。
低温100mM Tris-HCl pH7.5を凍結ペレットに添加し、4℃で回転させながらペレットを解凍した。
解凍したペレットに、10mg/mlのDNアーゼストックを最終濃度1mg/mLまで添加した。
ペレットを、インバーター上でRT(室温)において40分間インキュベートした。
Emulsiflexに通過させる前に、サンプルを70umセルストレーナーでろ過した。
Emulsiflexを用いて、22,000psiで8回の不連続サイクルにわたりサンプルを溶解させた。
溶解サンプルから細胞残屑を除去するために、サンプルを4℃、12,500×gで15分遠心分離した。
サンプルをさらに2回、4℃、12,500×gで15分遠心分離し、毎回上清を新しいチューブに移した。
膜タンパク質をペレット化するために、サンプルを4℃、120,000×gで1時間遠心分離した。
ペレットを10mLの氷冷0.1M炭酸ナトリウムpH11に再懸濁させた。サンプルをインバーター上で、4℃において1時間インキュベートした。
サンプルを4℃、120,000×gで1時間遠心分離した。
10mLの100mM Tris-HCl pH7.5をペレットに添加し、4℃でO/N(一晩)インキュベートした。
ペレットを再懸濁させた後、サンプルを4℃、120,000×gで1時間遠心分離した。
上清を廃棄し、ペレットを僅かな量のPBSに再懸濁させた。
ベイロネラ・パルブラ(Veillonella parvula)pmEV:
実施例50の試験で使用したV.パルブラ(V.parvula)pmEVは、3つの異なる単離物(単離物1、2及び3)に由来した。プロトコルに若干の変更があった。
細胞ペレットを冷凍庫から取り出し、氷上に配置した。ペレット重量を記録した。
低温MPバッファー(100mM Tris-HCl pH7.5)を凍結ペレットに添加し、RTで回転させながらペレットを解凍した。
単離物1及び2由来の解凍ペレットに、10mg/mlのDNアーゼストックを最終濃度1mg/mLまで添加し、インキュベートした。ペレットをさらに40秒間インベーダー上でインキュベートした。
Emulsiflexを用いて、20,000~30,000psiで8回の不連続サイクルにわたりサンプルを溶解させた。
単離物1及び2の場合、Emulsiflexに通過させる前に、サンプルを70umセルストレーナーでろ過し、塊を除去した。
単離物3の場合、Emulsiflexに通過させる直前に、1mM PMSF(フッ化フェニルメチルスルホニル、Sigma)及び1mM ベンザミジン(Sigma)を添加し、最初に、サンプルを、Emulsiflexを通して15,000psiで1.5分のサイクルを連続して反復することにより、大きい凝集塊を粉砕した。
溶解サンプルから細胞残屑を除去するために、サンプルを4℃、12,500×gで15分遠心分離した。
単離物3からの上清をもう1回遠心分離するが、単離物1及び2からの上清は、4℃、12,500×gで15分のサイクルをさらに2回反復した。各遠心分離の後、上清を新しいチューブに移した。
最終上清を4℃、120,000×gで1時間遠心分離した。
膜ペレットを10mLの氷冷0.1M炭酸ナトリウムpH11に再懸濁させた。単離物1及び2の場合、高速スピンの前に、サンプルを炭酸ナトリウム中で1時間インキュベートした。
サンプルを4℃、120,000×gで1時間遠心分離した。
10mLの100mM Tris-HCl pH7.5をペレットに添加し、ペレットを再懸濁させた。
サンプルを4℃、120,000×gで1時間遠心分離した。
上清を廃棄し、ペレットを僅かな量のPBS(単離物1及び2)又は250mMを含有するPBS(単離物3)に再懸濁させた。
製造者の指示に従い、NanoSight NS300(Malvern Panalytical)を用いて、ナノ粒子追跡解析(NTA)により、粒子数に基づいてpmEVの用量決定を行った。各サンプルの計数は、1フレーム当たり40~140粒子を計数する、各30秒間の少なくとも3つの映像に基づいて行った。
γ線照射:γ線照射の場合、V.パルブラ(V.parvula)pmEVを凍結形態で調製した後、ドライアイス上の25kGy線量でγ線照射し;V.パルブラ(V.parvula)全微生物凍結乾燥粉末を周囲温度、17.5kGy線量でγ線照射した。
凍結乾燥:サンプルを凍結乾燥装置内に配置し、-45℃で凍結した。凍結乾燥サイクルは、-45℃で10分間の保持ステップを含んだ。真空を開始し、これを100mTorrに設定し、サンプルを-45℃でさらに10分間保持した。一次乾燥は、300分にわたる-25℃までの温度ランプで開始し、この温度で4630分間保持した。二次乾燥は、200分にわたる20℃までの温度ランプで開始し、その間、真空を20mTorrまで降下させた。これをこの温度及び温度で1200分間保持した。最後のステップでは、真空を20mTorrで10分維持しながら、温度を20℃から25℃に上昇させた。
実施例52:smEV単離及び列挙
smEV単離に使用する装置は、SLA-3000ローターを備えるSorvall RC-5C遠心分離機;Beckman-Coulter 45TiローターによるOptima XE-90遠心分離機;Thermo ScientificによるSorvall wX+ Ultraシリーズ遠心分離機;及びFiberlite F37L-8x100を含む。
微生物上清回収及びろ過
微生物ではなく、smEVを回収するために、微生物をペレット化し、上清からろ過により除去しなければならない。
SLA-3000ローターを備えるSorvall RC-5C遠心分離機を用いることにより、ペレット微生物培養物を作製し、培養物を最低7,000rpmで最低15分にわたり遠心分離する。次いで、上清を新しい滅菌容器にデカントする。
上清を0.2umフィルタでろ過する。ろ過性が乏しい上清(300ml未満の上清がフィルタを通過する)の場合、0.2um真空フィルタの前に0.45umカプセルフィルターを取り付ける。ろ過された上清を4℃で保存する。続いて、ろ過された上清を、TFFを用いて濃縮することができる。
超遠心分離を用いるsmEVの単離
濃縮した上清を超遠心分離機で遠心分離して、smEVをペレット化し、より小さい生体分子からsmEVを単離する。速度は、200,000g、時間は1時間、温度は4℃である。ローターが停止したら、チューブを超遠心分離機から取り出し、上清を穏やかに流して取り出す。より多くの上清を添加して、チューブを再度遠心分離する。全ての濃縮上清を遠心分離した後、生成されたペレットを「粗」smEVペレットと呼ぶ。滅菌1×PBSをペレットに添加し、これを容器内に導入する。4℃の冷蔵庫内の、速度70に設定されたシェーカー上に容器を配置する。smEVペレットを追加の滅菌1×PBSで再懸濁させる。再懸濁した粗EVサンプルを4℃で又は-80℃で保存する。
密度勾配を用いるsmEV精製
smEV精製のために、密度勾配を使用する。超遠心分離の間、サンプル中の粒子は、その「浮遊密度」に基づいて傾斜密度培地内で移動し、分離することになる。このようにして、smEVを、サンプル中の糖、脂質、又は他のタンパク質などの他の粒子から分離する。
smEV精製のために、4つの異なるパーセンテージの密度培地(60%Optiprep)を使用する(45%層、35%層、25%層、15%層)。これが、勾配層を形成することになる。滅菌1×PBSから構成される上部に0%層を添加する。45%勾配層は、粗smEVサンプルを含有する必要がある。5mlのサンプルを15mlのOptiprepに添加する。粗smEVが5ml未満の場合、滅菌1×PBSを用いて適切な体積にする。
セロロジカルピペットを用いて、45%勾配層混合物を上下にピペット操作して、混合する。次に、ピペットを用いて、サンプルをラベル付けした清潔且つ滅菌された超遠心管に導入する。続いて、10mlセロロジカルピペットを用いて、13mlの35%勾配層混合物をゆっくりと添加する。次に、13mlの25%勾配層混合物を添加した後、13mlの15%勾配層混合物を添加し、最後に、6mlの1×PBSを添加する。超遠心管を滅菌1×PBSで平衡させる。勾配層混合物を注意深くローター内に導入し、超遠心分離機を200,000g及び4℃に設定する。勾配層混合物を最低16時間にわたり遠心分離する。
清潔なピペットを用いて、目的の画分を取り出し、それを15ml円錐チューブに添加する。これらの「精製された」smEVサンプルを4℃で維持する。
残留optiprepを洗浄し、smEVから除去するために、10×体積のPBSを、精製されたsmEVに添加する。超遠心分離機を200,000g及び4℃に設定する。1時間にわたり遠心分離及びスピンする。チューブを注意深く超遠心分離機から取り出し、上清をデカントする。サンプルがペレット化されるまで、精製EVを洗浄する。1×PBSを、精製されたペレットに添加し、これを容器内に配置する。4℃の冷蔵庫内の、速度70に設定されたシェーカー上に容器を配置する。「精製された」smEVペレットを追加の滅菌1×PBSで再懸濁させる。再懸濁した精製されたsmEVサンプルを4℃又は-80℃で保存する。
実施例53:KLH DTH試験
雌の5週齢C57BL/6マウスを、Taconic Biosciencesから購入して、飼育容器で1週間順化させた。0日目に、皮下免疫付与によりマウスをKLH及びCFA(1:1)のエマルションで予備刺激した。マウスに、第1~8日目まで1mg/kgで、smEVを毎日強制経口投与するか、又はデキサメタゾンを腹腔内投与した。8日目の投与後に、マウスをイソフルランで麻酔してから、Fowlerキャリパを用いて、ベースライン測定値のために左耳を測定し、マウスの左耳を生理食塩水(10μl)中のKLHで皮内チャレンジした後、24時間後に厚さ測定を行った。用量は、NTAによる粒子計数によって決定した。
24時間の耳の測定結果を図23に示す。メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株Aから作製したsmEVを、2つの用量、即ち、2E+11及び2E+07(1用量当たりの粒子に基づいて)で比較した。smEVは有効であり、チャレンジから24時間後に耳の炎症の低減を示した。
24時間の耳の測定結果を図24に示す。メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株Bから作製したsmEVを、2つの用量、即ち、2E+11及び2E+07(1用量当たりの粒子に基づいて)で比較した。smEVは有効であり、チャレンジから24時間後に耳の炎症の低減を示した。
24時間の耳の測定結果を図25に示す。セレノモナス・フェリックス(Selenomonas felix)から作製したsmEVを、2つの用量、即ち、2E+11及び2E+07(1用量当たりの粒子に基づいて)で比較した。smEVは有効であり、チャレンジから24時間後に耳の炎症の低減を示した。
実施例54:smEV及びγ線照射全細菌U937試験プロトコル
細胞系統調製:FBS HEPES、ピルビン酸ナトリウム、及び抗生物質を添加した、37℃、5%COのRPMI培地中で、U937単球株(ATCC)を増殖させた。生存/死滅染色を含むセロメータを用いて、細胞を計数して、生存率を決定した。次に、20nMホルボール-12-ミリスタート-13-アセタート(PMA)を含むRPMI培地中で、ml当たり5×10細胞の濃度まで細胞を希釈して、単球をマクロファージ様細胞に分化させた。続いて、200マイクロリットルの細胞懸濁液を96ウェルプレートの各ウェルに添加し、37℃、5%COで72時間インキュベートした。実験の前に、接着、分化細胞を洗浄し、PMAを含まない新鮮な培地中で24時間インキュベートした。
実験準備:抗生物質を含まないRPMI培地中に、smEVを適切な濃度(典型的には、1×10~1×1010)まで希釈した。無処理及びTLR2並びに4つのアゴニストコントロールサンプルも調製した。分化U937細胞を含有する96ウェルプレートを、抗生物質を含まない新鮮な培地で洗浄して、残留抗生物質を除去した。次に、smEVの懸濁液を、洗浄されたプレートに添加した。プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。
実験エンドポイント:24時間の共インキュベーション後、U937細胞から上清を取り出し、個別の96ウェルプレートに移した。ウェル中に明らかな溶解(プラーク)がないかについて、細胞を観察した。2つの無処理ウェルは、上清を取り出さず、溶解バッファーをウェルに添加し、37℃で30分インキュベートして、細胞を溶解させた(最大溶解コントロール)。50マイクロリットルの各上清又は最大溶解コントロールを新しい96ウェルプレートに添加し、製造者の指示に従い、細胞溶解を決定した(CytoTox 96(登録商標)Non-Radioactive Cytotoxicity Assay,Promega)。製造者の指示に従い、U-plex MSDプレート(Meso Scale Discovery)を用いて、サイトカインを上清から測定した。
結果を図26に示す。メガスフェラ種(Megasphaera Sp.)株A由来のsmEVは、PMA分化U937細胞からのサイトカイン産生を誘発する。U937細胞を1×10~1×10濃度のsmEV並びにTLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニストコントロールで24時間処理し、サイトカイン産生を測定した。「ブランク」は、培地コントロールを示す。
実施例55:CT26腫瘍試験、第1の代表的腫瘍学試験におけるメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEVの経口送達
雌の8週齢BALB/cマウスを、Taconic Biosciencesから取得して、飼育容器で3週間順化させた。0日目に、マウスをイソフルランで麻酔し、PBS及びCorning(GFR)フェノールレッドフリーマトリゲル(1:1)中で調製した1.0e5 CT-26細胞(0.1mL)を左脇腹に皮下接種した。CT-26接種から9日間マウスを休ませて、触知可能な腫瘍を形成させた。9日目に、スライディングデジタルキャリパを用いて腫瘍を測定して、長さ及び幅の測定値(ミリメートル)を収集し、推定腫瘍体積((L×W×W)/2)=TVmm3))を算出した。マウスを、群当たりマウス計9又は10匹の異なる処置群にランダム化した。ランダム化は、全ての処置群を均衡させて、各群が、同様の平均腫瘍体積及び標準偏差で処置を開始できるようにするために実施した。投与は、10日目に開始し、13日の連続した投与のために22日目で終了した。マウスには、メガスフェラ種(Megasphaera sp.)株AsmEVをBIDで経口投与するか、又は200ugの抗マウスPD-1抗体をQ4Dで腹腔内投与した。MWF(月水金)スケジュールで体重及び腫瘍測定値を収集した。smEVの用量は、NTAによる粒子数に基づいて決定した。メガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV群からの2匹のマウスは、投与障害に起因する死亡のために試験を打ち切った。
結果を図27A及び27Bに示す。22日目の腫瘍体積概要は、メガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV(2e11)を、陰性コントロール(ビヒクルPBS)、及び陽性コントロール(抗PD-1)と比較する。メガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV(2e11)は、ビヒクルPBSと比較して、統計的に有意な有効性を示したが、抗PD-1とは有意に相違しなかった。腫瘍体積曲線は、13日の処置後の持続的有効性と共に、メガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEVと抗PD-1の類似する増殖傾向を示す。
実施例56:CT26腫瘍試験、第2の代表的腫瘍学試験におけるメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEVの経口送達
雌の8週齢BALB/cマウスを、Taconic Biosciencesから取得して、飼育容器で1週間順化させた。0日目に、マウスをイソフルランで麻酔し、PBS及びCorning(GFR)フェノールレッドフリーマトリゲル(1:1)中で調製した1.0e5 CT-26細胞(0.1mL)を左脇腹に皮下接種した。CT-26接種から9日間マウスを休ませて、触知可能な腫瘍を形成させた。9日目に、スライディングデジタルキャリパを用いて腫瘍を測定して、長さ及び幅の測定値(ミリメートル)を収集し、推定腫瘍体積((L×W×W)/2)=TVmm3))を算出した。マウスを、群当たりマウス計9匹の異なる処置群にランダム化した。ランダム化は、全ての処置群を均衡させて、各群が、同様の平均腫瘍体積及び標準偏差で処置を開始できるようにするために実施した。投与は、10日目に開始し、14日の連続した投与のために23日目で終了した。マウスには、メガスフェラ種(Megasphaera sp.)株AsmEVをBID及びQDで経口投与するか、又は200ugの抗マウスPD-1抗体をQ4Dで腹腔内投与した。MWFスケジュールで体重及び腫瘍測定値を収集した。smEVの用量は、NTAによる粒子数に基づいて決定した。
結果を図28A及び28Bに示す。23日目の腫瘍体積概要は、3つの用量のメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV(2e11、2e9、及び2e7)BID並びにメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV(2e11)QDを、陰性コントロール(ビヒクルPBS)、及び陽性コントロール(抗PD-1)と比較する。全てのメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV処置群は、ビヒクル(PBS)と比較して、統計的に有意な有効性を示した。全てのメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEVは、抗PD-1と有意に相違しなかった。腫瘍体積曲線は、抗PD-1に類似した14日にわたる処置のメガスフェラ種(Megasphaera sp.)smEV処置群の持続的有効性を示す。
実施例57:エンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum)株からのpmEVの単離
両エンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum)株由来のpmEVを以下のように調製した:低温MPバッファー(100mM NaClを含む50mM Tris-HCl pH7.5)を凍結ペレットに添加し、RT(室温)又は4℃で回転させながらペレットを解凍した。細胞をEmulsiflexで溶解させた。サンプルをEmulsiflex上で、24,000psiで4回の不連続通過により、溶解させた。溶解の直前に、プロテイナーゼ阻害剤、フッ化フェニルメチルスルホニル(PMSF)及びベンザミジンを各々1mMの最終濃度までサンプルに添加した。残屑及び非溶解細胞を40℃、6,000×gで30分ペレット化した。
低速上清(LSS)設定からFPLCによりpmEVを精製した:Captocore700を充填した大型カラム(GE XK 26/70)をpmEV精製のために使用した:滅菌用の70%EtOH;ランニングバッファー用の0.1×PBS;洗浄用のMilli-Q水;洗浄及び保存用の20%EtOHw/0.1M NaOH。ベンゾナーゼをLSSサンプルに添加し、回転させながら、RTで30分インキュベートした(最終濃度:100U/mlベンゾナーゼ及び1mM MgCl)。細菌溶解物からのLSSを氷上且つ4℃で、Superloopへのローディングの準備ができるまで、維持した。
FPLC精製を実行した:流量を5ml/分に設定し、デルタカラム圧力を0.25psiに設定した。精製工程全体を通して、UV吸光度、圧力、及び流量をモニターした。ランを開始し、サンプル(Superloop)を手でローディングした。サンプルがクロマトグラム上で見えるようになったら(約50mAU)、フラクションコレクターを作動させた。サンプルピーク全体を収集した。
最終pmEVを濃縮した:最終pmEV画分を清潔な超遠心管に添加し、平衡させた。遠心管を40℃、120,000×gで1時間スピンさせた。上清を廃棄し、ペレットを僅かな量の滅菌PBSに再懸濁させた。
実施例58:pmEVを用いて作成されたインビボデータ
雌の8週齢BALB/cマウスを飼育容器で1週間順化させた。0日目に、マウスをイソフルランで麻酔し、PBS及びCorning(GFR)フェノールレッドフリーマトリゲル(1:1)中で調製した1×10CT-26細胞(0.1mL)を左脇腹に皮下接種した。CT-26接種から9日間マウスを休ませて、触知可能な腫瘍を形成させた。9日目に、スライディングデジタルキャリパを用いて腫瘍を測定して、長さ及び幅の測定値(ミリメートル)を収集し、推定腫瘍体積((L×W×W)/2)=TVmm3))を算出した。マウスを、群当たりマウス計9匹の異なる処置群にランダム化した。ランダム化は、全ての処置群を均衡させて、各群が、同様の平均腫瘍体積及び標準偏差で処置を開始できるようにするために実施した。投与は、10日目に開始し、14日の連続した投与のために23日目で終了した。マウスには、エンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum)pmEVを毎日経口投与するか、又は200ugの抗マウスPD-1抗体をQ4Dで腹腔内投与した。MWFスケジュールで体重及び腫瘍測定値を収集した。
pmEVを2つのエンテロコッカス・ガリナルム(Enterococcus gallinarum)株から調製した。1つの株は、JAXマウスから取得し;1つの株は、ヒト供給源から取得した。用量粒子数は、2×1011であった。用量は、NTAによる粒子数に基づいて決定した。
図29は、d10腫瘍に、E.ガリナルム(E.gallinarum)株A由来のpmEVを14日間毎日投与した後の腫瘍体積を示す。
実施例59:ネガティウィクテス(Negativicutes)U937の結果
綱としてのネガティウィクテス(Negativicutes)の治療有用性を実証するために、表5に示す各々の属からの代表的なものを選択し、EVを培養物上清から採取した。EVをPMA分化U937細胞に添加し、24時間インキュベートした。サイトカイン放出をMSD ELISAにより測定した。
結果を図30~34に示す。各株のEVにより示される広範で頑健な刺激は、株の間で類似のプロフィールを描く。TLR2(FSL)及びTLR4(LPS)アゴニストをコントロールとして使用した。ブランクは、培地コントロールを示す。
Figure 2022537684000108
参照による組み込み
本明細書で言及する全ての刊行物及び特許出願は、あたかも個々の刊行物又は特許出願が参照により組み込まれることが具体的且つ個別に示されたかのように、その全内容が参照により組み込まれる。矛盾する場合、本明細書の全ての定義を含む本出願が優先される。
均等物
当業者は、本明細書に記載の本発明の特定の実施形態に対する多数の均等物を認識する、又は日常的な実験のみを使用して多数の均等物を確認することができるであろう。そのような均等物は、添付の特許請求の範囲に含まれるものとする。

Claims (76)

  1. 単離された分泌された微生物細胞外小胞(smEV)を含む医薬組成物。
  2. 前記医薬組成物の微生物由来の含量の少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%又は少なくとも99%は、smEVである、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 免疫抑制を介した疾患の処置に使用するための、請求項1又は2に記載の医薬組成物。
  4. 免疫活性化を介した疾患の処置に使用するための、請求項1又は2に記載の医薬組成物。
  5. 対象における1つ又は複数の免疫応答の活性化又は増強を介した疾患の処置に使用するための、請求項1又は2に記載の医薬組成物。
  6. 対象における免疫抑制の促進を介した疾患の処置に使用するための、請求項1又は2に記載の医薬組成物。
  7. 前記疾患は、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患、腸内毒素症、又は代謝性疾患である、請求項2~6のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  8. 治療有効量の前記smEVを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  9. 自然抗原提示細胞を活性化する、請求項1~8のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  10. 経口投与されるとき、胃腸管の外部で1つ又は複数の有益な免疫作用を有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  11. 経口投与されるとき、前記対象の胃腸管の外部で免疫作用を調節する、請求項1~10のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  12. 1つの細菌株に由来するsmEVを含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  13. 前記smEVは、凍結乾燥される(例えば、凍結乾燥製剤は、薬学的に許容される賦形剤をさらに含む)、請求項1~12のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  14. 前記smEVは、γ線照射される、請求項1~13のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  15. 前記smEVは、UV照射される、請求項1~14のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  16. 前記smEVは、加熱不活性化される、請求項1~15のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  17. 前記smEVは、約50℃で2時間にわたって又は90℃で2時間にわたって加熱不活性化される、請求項16に記載の医薬組成物。
  18. 前記smEVは、酸処理される、請求項1~17のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  19. 前記smEVは、酸素スパージされる、請求項1~18のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  20. 前記smEVは、約0.1vvmで少なくとも2時間にわたって酸素スパージされる、請求項19に記載の医薬組成物。
  21. smEVの用量は、約2×10~約2×1016粒子である、請求項1~20のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  22. smEVの用量は、約5mg~約900mgの総タンパク質である、請求項1~21のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  23. 固体剤形である、請求項1~22のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  24. 前記固体剤形は、錠剤、ミニタブレット、カプセル、ピル若しくは粉末又は上記のものの組み合わせを含む、請求項23に記載の医薬組成物。
  25. 前記固体剤形は、薬学的に許容される賦形剤をさらに含む、請求項23又は24に記載の医薬組成物。
  26. 前記固体剤形は、腸溶コーティングを含む、請求項23~25のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  27. 前記固体剤形は、経口投与のために製剤化される、請求項23~26のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  28. 懸濁液の形態である、請求項1~22のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  29. 前記懸濁液は、経口投与のために製剤化される、請求項28に記載の医薬組成物。
  30. 前記懸濁液は、PBSと、任意選択でスクロース又はグルコースとを含む、請求項29に記載の医薬組成物。
  31. 前記懸濁液は、静脈内投与、腹腔内投与又は腫瘍内投与のために製剤化される、請求項28に記載の医薬組成物。
  32. 前記懸濁液は、PBSを含む、請求項31に記載の医薬組成物。
  33. 前記懸濁液は、薬学的に許容される賦形剤又はバッファーをさらに含む、請求項28~32のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  34. 前記smEVは、グラム陽性菌に由来する、請求項1~33のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  35. 前記smEVは、グラム陰性菌に由来する、請求項1~33のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  36. 前記グラム陰性菌は、ネガティウィクテス(Negativicutes)綱に属する、請求項35に記載の医薬組成物。
  37. 前記smEVは、好気性細菌、嫌気性細菌、抗酸細菌、好アルカリ細菌、好中性細菌、難培養性細菌、非難培養性細菌又はこれらの組み合わせに由来する、請求項1~36のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  38. 前記pmEVは、表1、表2又は表3に列挙される1つ又は複数の細菌株に由来する、請求項1~37のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  39. 1つ又は複数の追加の治療薬をさらに含む、請求項1~38のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  40. 疾患の処置のための医薬品の調製のための、請求項1~39のいずれか一項に記載の医薬組成物の使用。
  41. 前記疾患は、癌、自己免疫疾患、炎症性疾患、腸内毒素症及び/又は代謝性疾患である、請求項49に記載の使用。
  42. 対象を処置する方法であって、請求項1~41のいずれか一項に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含む方法。
  43. 前記smEVは、γ線照射、UV照射、加熱不活性化、酸処理、酸素スパージ又はこれらの組み合わせを施された細菌に由来する、請求項42に記載の方法。
  44. 前記smEVは、生存細菌に由来する、請求項42に記載の方法。
  45. 前記組成物は、前記対象における1つ又は複数の免疫応答を活性化又は増強する、請求項42~44のいずれか一項に記載の方法。
  46. 前記1つ又は複数の免疫応答は、全身性免疫応答を含む、請求項45に記載の方法。
  47. 前記組成物は、前記対象における免疫応答を抑制する、請求項42~44のいずれか一項に記載の方法。
  48. 前記組成物は、前記対象における免疫活性化を促進する、請求項42~44のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記smEVを含む前記医薬組成物は、前記smEVが産生された同じ細菌株からの全微生物を含有する医薬組成物と比較して、同等の効力又は増大した効力を有する、請求項42~48のいずれか一項に記載の方法。
  50. 前記smEVを含む前記医薬組成物は、前記smEVが得られた全微生物を含有する医薬組成物と比較して、より治療的に有効な微生物材料を有する、請求項42~48のいずれか一項に記載の方法。
  51. 前記対象は、癌の処置を必要とする、請求項42~50のいずれか一項に記載の方法。
  52. 前記対象は、自己免疫疾患及び/又は炎症性疾患の処置を必要とする、請求項42~50のいずれか一項に記載の方法。
  53. 前記対象は、腸内毒素症の処置を必要とする、請求項42~50のいずれか一項に記載の方法。
  54. 前記対象は、代謝性疾患の処置を必要とする、請求項42~50のいずれか一項に記載の方法。
  55. 前記医薬組成物は、追加の治療薬と組み合わせて投与される、請求項42~50のいずれか一項に記載の方法。
  56. 前記組成物は、1つの細菌株に由来するsmEVを含む、請求項42~55のいずれか一項に記載の方法。
  57. 前記smEVは、凍結乾燥される、請求項42~56のいずれか一項に記載の方法。
  58. 前記医薬組成物は、経口投与される、請求項42~57のいずれか一項に記載の方法。
  59. 前記医薬組成物は、静脈内投与される、請求項42~57のいずれか一項に記載の方法。
  60. 前記医薬組成物は、腫瘍内投与される、請求項42~57のいずれか一項に記載の方法。
  61. 前記医薬組成物は、腫瘍下投与される、請求項42~57のいずれか一項に記載の方法。
  62. 前記医薬組成物は、注射によって投与される、請求項42~57のいずれか一項に記載の方法。
  63. 懸濁液中のsmEVを含む医薬組成物を調製する方法であって、smEVを薬学的に許容されるバッファーと組み合わせ、それにより前記医薬組成物を調製することを含む方法。
  64. 前記薬学的に許容されるバッファーは、PBSを含む、請求項63に記載の方法。
  65. 前記懸濁液は、スクロース又はグルコースをさらに含む、請求項63又は64に記載の方法。
  66. 前記smEVは、smEVの約2×10~約2×1016粒子を含む、請求項63~65のいずれか一項に記載の方法。
  67. 前記smEVは、約5mg~約900mgの総タンパク質を含む、請求項63~66のいずれか一項に記載の方法。
  68. 請求項62~67のいずれか一項に記載の方法によって調製される医薬組成物。
  69. 固体剤形中にsmEV(例えば、その治療有効量)を含む医薬組成物の固体剤形を調製する方法であって、
    a)smEVを薬学的に許容される賦形剤と組み合わせること;及び
    b)前記組み合わされたsmEV及び薬学的に許容される賦形剤を圧縮し、それにより医薬組成物の固体剤形を調製すること
    を含む方法。
  70. 前記固体剤形を腸溶コーティングすることをさらに含む、請求項69に記載の方法。
  71. 前記固体剤形は、錠剤又はミニタブレットを含む、請求項69又は70に記載の方法。
  72. 前記組成物は、1つの細菌株に由来するsmEVを含む、請求項69~71のいずれか一項に記載の方法。
  73. 前記smEVは、凍結乾燥される、請求項69~72のいずれか一項に記載の方法。
  74. 前記smEVは、約2×10~約2×1016粒子を含む、請求項69~73のいずれか一項に記載の方法。
  75. 前記smEVは、約5mg~約900mgの総タンパク質を含む、請求項69~74のいずれか一項に記載の方法。
  76. 請求項69~75のいずれか一項に記載の方法によって調製される医薬組成物。
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