JP2022551033A - 血小板糖タンパク質Ib(GPIb)αの細胞外ドメインに結合する化合物による非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)および肝細胞がん(HCC)の治療 - Google Patents
血小板糖タンパク質Ib(GPIb)αの細胞外ドメインに結合する化合物による非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)および肝細胞がん(HCC)の治療 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、血小板糖タンパク質Ib(GPIb)αの細胞外ドメインに対する化合物の特異的結合が、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害もしくは疾患、たとえばNAFLDもしくはNASHから発症する障害もしくは疾患(肝細胞がんなど)の発生および進行を低減するという発見に基づくものである。本発明は、GPIb細胞外ドメインへの特異的結合に基づいて、好ましくはGPIb-トロンビン相互作用を損なうことによって、NAFLD/NASHおよびHCC患者の新たな治療の選択肢を提供する。本発明は、薬物療法、さらにNAFLD/NASHおよびHCCの治療に適した化合物を特定するためのスクリーニング方法も提供する。
我々の生活習慣および食事の変化は、肥満、過体重、およびメタボリックシンドロームの発生率を劇的に上昇させた。過体重および肥満は、西欧先進諸国において問題であるばかりではない。同時に、発展途上国の小児および成人も同様に強く影響を受けている(Anstee et al., 2019)。WHOの最新報告によると、肥満疾患の数は今後20年間で2倍から3倍になると予想されている(Stewart and Wild, 2014)。
概して、簡単な説明として、本発明の主要な態様は、以下のように説明することができる。
(a)(x)GPIbもしくはGPIbのバリアントの、タンパク質もしくはmRNAを発現する第1の細胞を用意するステップ、または(y)GPIbもしくはGPIbのバリアントの細胞外ドメインを含むか、または(本質的に)その細胞外ドメインからなる第1のテストタンパク質を用意するステップ、
(b)候補化合物を用意するステップ、
(c)第1の細胞または第1のテストタンパク質と候補化合物とを接触させるステップ、ならびに
(d)ステップ(c)の後に、
(i)候補化合物と、第1の細胞または第1のテストタンパク質との結合;および/または
(ii)その結合がトロンビンタンパク質と競合する、候補化合物と、第1の細胞または第1のテストタンパク質との結合
のいずれか一方または両方を測定するステップ、
を含むものであって、
この(i)の結合または(ii)の競合的結合は、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害もしくは疾患、たとえばNAFLDもしくはNASHから発症する障害もしくは疾患の、治療に適した候補化合物を指示するものである。
本発明の要素を以下に説明することとする。これらの要素は、具体的な実施形態とともに記載されるが、当然のことながら、それらの要素を任意の方法および任意の数で組み合わせて、追加の実施形態を作り出すことができる。さまざまに記載された例および好ましい実施形態は、明示的に記載された実施形態のみに本発明を限定すると解釈されるべきではない。この説明は、2つ以上の明示的に記載された実施形態を組み合わせた実施形態、または1つもしくは複数の明示的に記載された実施形態と、任意の数の開示された要素および/または好ましい要素とを組み合わせた実施形態を、確認し包含するものと解されるべきである。さらに、本出願に記載されたすべての要素の、任意の順序での入れ替え、および任意の組み合わせは、文脈上他の意味を示す場合を除き、本出願の記述によって開示されたとみなされるべきである。
・化合物を投与された被験体において、血清コレステロール、肝臓トリグリセリド、血清ALTおよび/またはASTレベルを低下させる;および/または
・化合物を投与された被験体において、血清LDLおよび/または血清HDLコレステロールを減少させる;および/または
・化合物を投与された被験体において、脂質代謝関連遺伝子のmRNA発現の調節異常を防ぐ(prevents);および/または
・化合物を投与された被験体において、肝臓損傷を減弱する;および/または
・肝臓内CD8+ T細胞および/またはNKT細胞を減少させる;および/または
・肝臓内の好中球の蓄積および/またはマクロファージの流入/活性化を減少させる;および/または
・いくつかの炎症促進性および恒常性サイトカイン/ケモカインのタンパク質発現を減少させる;および/または
・脂質の蓄積を減少させる;
または、好ましくは:
・肝臓内の血小板蓄積の減少、および/または
・肝臓内の炎症の減少、および/または肝臓内の免疫細胞浸潤の減少、および/または
・脂肪症の軽減、および/または
・肝臓体積の減少、および/または
・肝臓トリグリセリドの減少、および/または
・肝臓損傷の軽減、および/または
・NASの減少、および/または
・肝線維症の抑制。
その代わりに、またはそれに加えて、そのような方法または使用の態様のいずれにおいても、ABPは(たとえば、本明細書においてさらに詳細に別記されるように):
・化合物を投与された被験体において、血清コレステロール、肝臓トリグリセリド、血清ALTおよび/またはASTレベルを低下させる;および/または
・化合物を投与された被験体において、血清LDLおよび/または血清HDLコレステロールを減少させる;および/または
・化合物を投与された被験体において、脂質代謝関連遺伝子のmRNA発現の調節異常を防ぐ;および/または
・化合物を投与された被験体において、肝臓損傷を減弱する;および/または
・肝臓内CD8+ T細胞、および/またはNKT細胞を減少させる;および/または
・肝臓内の好中球の蓄積および/またはマクロファージの流入/活性化を減少させる;および/または
・いくつかの炎症促進性および恒常性サイトカイン/ケモカインのタンパク質発現を減少させる;および/または
・脂質の蓄積を減少させる。
(a)(x)GPIbもしくはGPIbバリアントのタンパク質またはmRNAを発現する第1の細胞、または(y)GPIbもしくはGPIbバリアントの細胞外ドメインを含むか、もしくは(本質的に)それらからなる第1のテストタンパク質、を用意するステップ、
(b)候補化合物を用意するステップ、
(c)第1の細胞または第1のテストタンパク質と候補化合物とを接触させるステップ、および
(d)ステップ(c)の後に、
(i)候補化合物と、第1の細胞または第1のテストタンパク質との結合;および/または
(ii)その結合がトロンビンタンパク質と競合する、候補化合物と、第1の細胞または第1のテストタンパク質との結合;
のいずれか一方または両方を測定するステップ、
を含むものであって、
この(i)の結合、または(ii)の競合的結合は、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害もしくは疾患、たとえばNAFLDもしくはNASHから発症する障害もしくは疾患の、治療に適した候補化合物を指示する。
第1項:非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害もしくは疾患、たとえばNAFLDもしくはNASHから発症する障害もしくは疾患(肝細胞がんなど)の治療に使用するための化合物であって、その化合物が血小板糖タンパク質Ib(GPIb)の細胞外ドメインに特異的に結合する、前記化合物。
(a) 化合物を投与された被験体において、血清コレステロール、肝臓トリグリセリド、血清ALTおよび/またはASTレベルを低下させる;および/または
(b) 化合物を投与された被験体において、血清LDLおよび/または血清HDLコレステロールを減少させる;および/または
(c) 化合物を投与された被験体において、脂質代謝関連遺伝子のmRNA発現の調節異常を防ぐ;および/または
(d) 化合物を投与された被験体において、肝臓損傷を減弱する;および/または
(e) 肝臓内CD8+ T細胞および/またはNKT細胞を減少させる;および/または
(f) 肝臓内の好中球の蓄積および/またはマクロファージの流入/活性化を減少させる;および/または
(g) いくつかの炎症促進性および恒常性サイトカイン/ケモカインのタンパク質発現を減少させる;および/または
(h) 脂質の蓄積を減少させる、
前記化合物。
(a) 肝臓内の血小板の蓄積の減少、
(b) 肝臓内の炎症の減少、および/または肝臓内の免疫細胞浸潤の減少、
(c) 脂肪症の軽減、
(d) 肝臓体積の減少、
(e) 肝臓トリグリセリドの減少、
(f) 肝臓損傷の軽減、
(g) NASの減少、および/または
(h) 肝線維症の抑制、
のうちいずれか1つ、もしくはそれらの組み合わせを有する、第1項~第12項のいずれか1つに記載の使用のための化合物。
(a)(x)GPIbもしくはGPIbのバリアントの、タンパク質もしくはmRNAを発現する第1の細胞、または(y)GPIbもしくはGPIbバリアントの細胞外ドメインを含むか、もしくは(本質的に)それらからなる第1のテストタンパク質、を用意するステップ、
(b)候補化合物を用意するステップ、
(c)第1の細胞または第1のテストタンパク質と候補化合物とを接触させるステップ、および
(d)ステップ(c)の後に、
(i)候補化合物と、第1の細胞または第1のテストタンパク質との結合;および/または
(ii)その結合がトロンビンタンパク質と競合する、候補化合物と、第1の細胞または第1のテストタンパク質との結合;
のいずれか一方または両方を測定するステップ、
を含むものであって、
この(i)の結合、または(ii)の競合的結合が、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害もしくは疾患、たとえばNAFLDもしくはNASHから発症する障害もしくは疾患の、治療に適した候補化合物を指示するものである、
前記方法。
次に、本発明の特定の態様および実施形態を、本明細書に記載された記述、図、および表に準拠して、例を示して説明する。本発明の方法、使用および他の態様のこのような例は、代表的なものに過ぎず、本発明の範囲をこのような代表的な例のみに限定するものと解されるべきではない。
GPIbαを介した血小板の活性化は、血小板により生じる、免疫細胞の誘引に寄与するカーゴベシクルの分泌のための前提条件である。GPIbαの細胞外ドメイン機能の阻害が疾患の進行に重要であるかどうかを遺伝子モデルで検討するために、GPIbαのリガンド結合細胞外ドメインをヒトIL-4受容体のαサブユニットに置換したGPIbα-/-バックグラウンドにおいて、IL-4rα/GPIbα融合タンパク質を発現する遺伝子導入マウス(hIL4rα/GP1bα-Tg)に6ヶ月間CD-HFDを与えた(図2)。驚くべきことに、CD-HFDを与えたhIL4Rα/GPIbα-Tgマウスでは、CD-HFDを与えたC57Bl/6対照マウスと比較して、血小板凝集サイズ、血小板面積および血小板-肝臓内皮被覆率が有意に低かった(図3a-c)。hIL4rα/GPIbα-TgマウスおよびC57Bl/6マウスはともに、CD-HFDを与えた場合、同様に体重増加した(図3d)。血清コレステロール、肝臓トリグリセリド、血清ALTおよびASTレベルは、CD-HFD/hIL4rα/GPIbα-Tgマウスにおいて有意に低く、LDLおよびHDLコレステロールの減少を伴っていた(図3e)。同様に、CD-HFDを与えたC57BL/6マウスの肝臓における脂質代謝関連遺伝子のmRNA発現異常は、CD-HFD/hIL4rα/GPIbα-Tgマウスの肝臓では阻止された(図3f)。フローサイトメトリー分析により、肝内CD8+ T細胞およびNKT細胞の大幅で有意な減少も観察された。免疫組織化学を用いて、CD3+の減少、ならびにマクロファージの流入および活性化の減少が観察された(図3g、h)。
GPIbαは、NASHの間に炎症を起こした肝臓において血小板輸送・活性化を仲介し、肝臓への免疫細胞の効率的な動員に寄与している可能性があると仮説化した。そこで、本発明者らは、NASHにおけるGPIbαと肝実質細胞および肝臓非実質細胞(LSEC;クッパー細胞など)との相互作用を解析した(図4A、4B)。3D再構成は、マウスおよびヒトの試料において、GPIbα+血小板とクッパ―細胞との相互作用がもっとも多く、LSECとの相互作用はそれより少ないことを示した。
アルパカおよび他のラクダ科動物におけるナノボディの製造は、ナノボディ・プールにおいてきわめて多大な多様性が達成され、望ましい特性、すなわち高親和性、固有のエピトープ、最適な動態を有するナノボディを得る可能性が高まるという点において、他の方法に優る明白な利点を有している。本発明のナノボディの作製を図6に示す。
GPIbαに対して未知の結合親和性および結合特異性を有する、多数の抗体/ナノボディを取得した後、作製されたナノボディを、いくつかの生物学的特性:(I)血小板への結合、(II)in vitroでのGPIbαのトロンビン結合ドメインの機能的遮断、(III)in vitroでの血小板活性化に及ぼす機能的影響、に関して特徴づける。
(I)ナノボディの親和性およびアビディティを検証するために、本発明者らはBiaCore分析を実施して、金表面に結合したヒト組換えGPIbαに対してどの抗体が最も高い親和性およびアビディティを有するかを調べる。
(II)ELISAを実施して、ナノボディのヒトGPIbαに対する結合をスクリーニング/確認する。
(III)血小板との結合について、蛍光標識したナノボディーを用いてFACS分析を行う。
(IV)トロンビン活性化血小板をナノボディで処理するか、またはナノボディなしで処理し、(たとえば、組換えトロンビンを介した)血小板活性化を検証する。
(V)トロンビンに対する結合の特異性を再確認するために、ヒトGPIbαを、全長のヒトGPIbα、またはGPIbαに対するトロンビン結合を無効にする1つのアミノ酸置換を有する変異型GPIbαのいずれかを有するマウスにおいて血小板に発現させる。これらのマウスの血小板は、in vivoおよびex vivoでナノボディの特異性を検証するために使用されることになる。さらに、GPIbαに対するトロンビン結合の阻害が観察され、抗体がトロンビンによる血小板活性化を阻害するかどうかが検証される(IVも参照されたい)。
in vivoでの検証のために、NASH食(コリン欠乏高脂肪食:CD-HFDおよび西洋食(WD))に基づくいくつかのマウスモデルを使用する。マウスはそれぞれのNASH食を6ヶ月間与えられ、血清マーカーおよび超音波(US)により非侵襲的にモニターされる。すべてのマウスがNASHを示した時点で(Mahlemir et al., Nature Medicine 2019も参照されたい)、12週間のナノボディによる治療を開始する。4週間および8週間後、治療の有効性を、血清マーカー(ALT、AST、アルカリホスファターゼ)により非侵襲的に検証し、マウスの行動を注意深くモニターするが、それは個々のナノボディの予期せぬ毒性のためである。さらに、in vivoおよびex vivoで血小板を活性化し、非NASH、非メタボリックシンドロームの状況下でも、得られたナノボディが血小板活性化を抑制することができるかどうかを検証する。
・6ヶ月間NASH CD-HFD食 - その後、食餌存在下で12週間治療。
・6ヶ月間NASH WD食 - その後、食餌存在下で12週間治療。
・6ヶ月間ND対照食 - その後、食餌存在下で12週間治療。
a) 6ヶ月間NASH CD-HFD食 - その後、食餌存在下で12週間ナノボディ治療。
b) 6ヶ月間NASH WD食 - その後、食餌存在下で12週間ナノボディ治療。
c) 6ヶ月間ND対照食 - その後、食餌存在下で12週間ナノボディ治療。
Claims (15)
- 非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害または疾患、たとえばNAFLDまたはNASHから発症する障害もしくは疾患(肝細胞がんなど)の治療に使用するための化合物であって、その化合物が血小板糖タンパク質Ib(GPIb)の細胞外ドメインに特異的に結合する、化合物。
- 化合物が、トロンビン結合部位、好ましくはα-トロンビン結合部位に結合し、その結合部位が、GPIbの細胞外ドメイン内にある;ならびに/または、前記化合物がGPIbの細胞外ドメインに結合することで、その化合物とGPIbとの結合により、たとえばGPIb-トロンビン相互作用を立体的に妨げることによって、および/もしくはGPIbの3次元構造を変化させることによって、GPIbに対するトロンビン(α-トロンビンなど)のそれ以上の結合を減少させ、または損なうようにする、請求項1に記載の使用のための化合物。
- 化合物が、GPIbの細胞外ドメイン内のロイシンリッチリピート含有ドメインに特異的に結合する、請求項1または2に記載の使用のための化合物。
- GPIbがヒトGPIbもしくはそのバリアントであって、好ましくは、ヒトGPIbが配列番号1に示すアミノ酸配列(UniProt ref: P07359)を含む、請求項1~3のいずれか1つに記載の使用のための化合物。
- GPIbのバリアントが、(i)GPIbのトロンビン結合断片、および/または(ii)配列番号1に示すアミノ酸配列と少なくとも80%同一であるアミノ酸配列を有するタンパク質、である、請求項4に記載の使用のための化合物。
- 化合物が、GPIbの細胞外ドメインとの結合について、トロンビン、好ましくはα-トロンビンと競合する、請求項1~5のいずれか1つに記載の使用のための化合物。
- 化合物が、フォン・ヴィレブランド因子(vWF)、Pセレクチン、Mac-1、凝固第XI因子および/または凝固第XII因子と競合しない、請求項1~6のいずれか1つに記載の使用のための化合物。
- 化合物が、GPIbとの結合について、pop/B抗体またはその抗原結合フラグメントと競合する、請求項1~7のいずれか1つに記載の使用のための化合物。
- 化合物が、抗体、ナノボディ、scFv、Fab、抗体様分子もしくは他の抗原結合誘導体、またはその抗原結合フラグメントから選択される抗原結合構築物であって、GPIbαの前記細胞外ドメイン、またはGPIbαの前記バリアントの細胞外ドメインに結合する、請求項1~8のいずれか1つに記載の使用のための化合物。
- 治療が、肝硬変および/またはHCCを発症するリスクのあるNASH患者において、HCCを予防することである、請求項1~9のいずれか1つに記載の使用のための化合物。
- 請求項1~10のいずれか1つに記載の化合物を、製薬上許容される基剤および/または添加物とともに含む医薬組成物であって、請求項1~10のいずれか1つに記載の使用のための前記医薬組成物。
- 抗体またはその抗原結合フラグメントを作製するための方法であって、その方法が、GPIbの細胞外ドメインを含むか、またはGPIbの細胞外ドメインからなるペプチドで、非ヒト動物を免疫化するステップ、ならびに、その免疫化された哺乳動物から、前記抗体を発現する免疫細胞を単離するステップを含む、前記方法。
- 非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害もしくは疾患、たとえばNAFLDもしくはNASHから発症する障害もしくは疾患、の治療に適した化合物を特定するための方法であって、その方法が、
(a)(x)GPIbαもしくはGPIbαのバリアントの、タンパク質もしくはmRNAを発現する第1の細胞、または(y)GPIbαもしくはGPIbαバリアントの細胞外ドメインを含むか、もしくは(本質的に)それらからなる第1のテストタンパク質、を用意するステップ、
(b)候補化合物を用意するステップ、
(c)第1の細胞または第1のテストタンパク質と候補化合物とを接触させるステップ、および
(d)ステップ(c)の後に、
(i)候補化合物と、第1の細胞もしくは第1のテストタンパク質との結合;および/または
(ii)その結合がトロンビンタンパク質と競合する、候補化合物と、第1の細胞または第1のテストタンパク質との結合;
のいずれか一方または両方を測定するステップ、
を含むものであって、
この(i)の結合、または(ii)の競合的結合が、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)もしくは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、またはNAFLDもしくはNASHに関連する障害もしくは疾患、たとえばNAFLDもしくはNASHから発症する障害もしくは疾患の、治療に適した候補化合物を指示するものである、
前記方法。 - 第1の細胞が血小板である、請求項13に記載の方法。
- 第1の細胞または第1のテストタンパク質に対する候補化合物の結合が、候補化合物とGPIbαの細胞外ドメインとの間の相互作用であり、好ましくはトロンビン結合部位、好ましくはα-トロンビン結合部位との結合であって、この前記結合部位が、GPIbαの細胞外ドメイン内にある;ならびに/または、前記候補化合物がGPIbαの細胞外ドメインに結合することで、その化合物とGPIbαとの結合により、たとえばGPIb-トロンビン相互作用を立体的に妨害することによって、および/もしくは、GPIbαの3次元構造を変化させることによって、GPIbαへのトロンビン(α-トロンビンなど)のそれ以上の結合を減少させ、または損なうようにする、請求項13または14に記載の方法。
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