JP2022551455A - 操作された免疫細胞 - Google Patents
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Abstract
本発明は、以下を含む操作された免疫細胞に関する:(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチド、および(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチド。標的結合ポリペプチドがその標的タンパク質に結合し、局在化ポリペプチドにも結合する場合、前述の標的タンパク質が細胞内区画中に保持されるので、細胞表面上での前述の標的タンパク質の発現が減少または消失する。
Description
発明の分野
本発明は、操作された免疫細胞中の標的タンパク質の発現を調節するためのアプローチに関する。特に、本発明は、細胞内区画中の保持によって少なくとも2つの標的タンパク質の発現を調節するためのアプローチに関する。
本発明は、操作された免疫細胞中の標的タンパク質の発現を調節するためのアプローチに関する。特に、本発明は、細胞内区画中の保持によって少なくとも2つの標的タンパク質の発現を調節するためのアプローチに関する。
発明の背景
古典的には、表面に発現したタンパク質は、シグナルペプチド配列によって小胞体(ER)に方向づけられ、疎水性のらせん状膜貫通ドメインによってERの膜に係留される。これらのタンパク質は、ER内で折りたたまれ、分泌経路を介して細胞表面に移動する。
古典的には、表面に発現したタンパク質は、シグナルペプチド配列によって小胞体(ER)に方向づけられ、疎水性のらせん状膜貫通ドメインによってERの膜に係留される。これらのタンパク質は、ER内で折りたたまれ、分泌経路を介して細胞表面に移動する。
ER内のいくつかのタンパク質は、分泌経路よりもむしろゴルジ装置に方向づけられ、それ故に、細胞表面上で発現されない。いくつかのモチーフは、タンパク質をゴルジ装置に方向づける。
かかるモチーフのうちで最も特徴づけられたものの1つは、「SEKDEL」モチーフである。タンパク質のカルボキシ末端の最末端上でこのモチーフが発現すると、タンパク質はERからゴルジ装置に方向付けられるであろう。このモチーフは、通常はその場所を移動しないタンパク質をERからゴルジに方向づけるために利用され得る。例えば、Pelham et al.(Methods Enzymol.327,279-283(2000))は、カルボキシ末端にsekdelを有する単鎖可変断片(scFv)が発現するとその同族標的をゴルジに方向づけることができ、それゆえに、同族標的の表面発現を減少させるかノックアウトすることができることを記載していていた(図1を参照のこと)。
単一ドメイン抗体断片(dAb)は、その固有の安定性および簡潔さにより、「SEKDELノックダウン」に非常に適している。
いくつかの例では、複数のタンパク質の表面発現を減少させることが望ましい場合がある。これには、多数の異なるdAb-sekdel融合物が共発現する必要がある。複数のトランスジェニックタンパク質の共発現は困難であり、典型的には、複数の形質導入(挿入変異誘発のリスクがある)および/または複数の内部プロモーター(プロモーターの干渉およびサイレンシングが起こる)を必要とする。さらに、内部リボソーム進入配列(IRES)などのモチーフは、下流タンパク質(単数または複数)の発現が非常に低くする。
代替法の1つは、口蹄疫2A配列または2A様配列を使用することである。Donnelly et al.(J.Gen.Virol.82,1027-1041(2001))は、非常に効率的に切断されるこれらの短いペプチド配列を記載していた。いくつかの設定について、2Aペプチドを有する単一の読み取り枠は、複数のトランスジェニックタンパク質を発現させるための唯一の方法であり、それ故に、今日までのいくつかの設定では、2Aペプチドを使用することは、SEKDELノックダウンを使用して複数の表面タンパク質をノックアウトすることができる唯一の方法である。
2Aペプチドの切断が制限されると、トランスジェニックタンパク質のカルボキシ末端に2Aペプチドの15~20個の残存塩基(最後のプロリンを除く)が保持される。これらの残存塩基は、例えば、SEKDEL細胞内保持シグナルのすぐC末端側に配置された場合にSEKDELモチーフをマスキングすることによって、sekdel認識を阻害し得る。
したがって、複数の標的タンパク質を減少またはノックダウンすることができるアプローチが依然として必要である。
したがって、複数の標的タンパク質を減少またはノックダウンすることができるアプローチが依然として必要である。
Pelham et al.(Methods Enzymol.327,279-283(2000)
Donnelly et al.(J.Gen.Virol.82,1027-1041(2001)
発明の概要
本発明者らは、1またはそれを超える標的タンパク質(単数または複数)の発現を減少またはノックダウンすることができるある範囲の操作されたタンパク質を開発した。
本発明者らは、1またはそれを超える標的タンパク質(単数または複数)の発現を減少またはノックダウンすることができるある範囲の操作されたタンパク質を開発した。
第1の態様では、本発明は、以下を含む操作された免疫細胞を提供する:
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチド、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチド。
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチド、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチド。
前述の細胞は、以下を含み得る:
(i)少なくとも2つの標的結合ポリペプチドであって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む、少なくとも2つの標的結合ポリペプチド、および
(ii)前述の標的結合ポリペプチドの各々の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチド。
(i)少なくとも2つの標的結合ポリペプチドであって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む、少なくとも2つの標的結合ポリペプチド、および
(ii)前述の標的結合ポリペプチドの各々の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチド。
少なくとも2つの標的結合ポリペプチドは、同一の標的タンパク質に結合し得る。例えば、少なくとも2つの標的結合ポリペプチドは、同一の標的タンパク質の異なるエピトープに結合し得る。これに関して、2つまたはそれを超える標的結合ポリペプチドは、細胞内区画中に標的タンパク質を保持するために協働し得る。
あるいは、少なくとも2つの標的結合ポリペプチドは、異なる標的タンパク質に結合し得る。これに関して、2つまたはそれを超える標的結合ポリペプチドは、細胞内区画中に2つまたはそれを超える標的タンパク質を保持するために独立して作用し得る。
細胞内保持シグナルは、以下の群から選択され得る:ゴルジ保持配列;トランスゴルジ網(TGN)リサイクリングシグナル;小胞体(ER)保持配列;プロテアソーム局在化配列、またはリソソーム選別シグナル。
例えば、細胞内保持シグナルは、以下から選択され得る:
a)以下から選択されるアミノ酸配列を含むゴルジ保持配列:SEKDEL(配列番号1)、KDEL(配列番号2)、KKXX(配列番号3)、KXKXX(配列番号4)、配列KYKSRRSFIDEKKMP(配列番号5)を含むアデノウイルスE19タンパク質のテール、配列MHRRRSRSCR(配列番号6)を含むHLAインバリアント鎖の断片、KXD/E(配列番号7)、またはYQRL(配列番号8)(式中、Xは任意のアミノ酸である);および/または
b)以下から選択される小胞体保持ドメイン:リボフォリンI、リボフォリンII、SEC61、またはシトクロムb5;および/または
c)表1~5に示した任意の配列を含む細胞内保持シグナル。
a)以下から選択されるアミノ酸配列を含むゴルジ保持配列:SEKDEL(配列番号1)、KDEL(配列番号2)、KKXX(配列番号3)、KXKXX(配列番号4)、配列KYKSRRSFIDEKKMP(配列番号5)を含むアデノウイルスE19タンパク質のテール、配列MHRRRSRSCR(配列番号6)を含むHLAインバリアント鎖の断片、KXD/E(配列番号7)、またはYQRL(配列番号8)(式中、Xは任意のアミノ酸である);および/または
b)以下から選択される小胞体保持ドメイン:リボフォリンI、リボフォリンII、SEC61、またはシトクロムb5;および/または
c)表1~5に示した任意の配列を含む細胞内保持シグナル。
前述または各々の標的結合ドメインは、単一ドメイン抗体(sdAb)を含み得る。
標的タンパク質は、例えば、CD3/T細胞受容体(TCR)複合体の構成要素、サイトカイン、ヒト白血球抗原(HLA)クラスI分子、MHCクラスII分子、免疫応答を下方制御する受容体、T細胞上に発現されるリガンド、または免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質であり得る。
標的タンパク質は、以下の群から選択され得る:
(i)以下から選択されるCD3/TCR複合体中の構成要素:CD3ε、TCRα、TCRαβ、TCRγ、TCRδ、CD3δ、CD3γ、およびCD3ζ;
(ii)以下から選択されるHLAクラスI分子:Β2-ミクログロブリン、α1-ミクログロブリン、α2-ミクログロブリン、およびα3-ミクログロブリン;
(iii)以下から選択されるMHCクラスII分子:HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB、HLA-DQ、およびHLA-DR;
(iv)以下から選択される免疫応答を下方制御する受容体:プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)、T細胞免疫グロブリンおよびムチンドメイン含有3(Tim3)、キラー免疫グロブリン様受容体(KIR)、CD94、NKG2A、TIGIT、BTLA、Fas、TBR2、LAG3、およびタンパク質チロシンホスファターゼ;
(v)以下から選択されるT細胞上に発現されるリガンド:CD5、CD7、およびCD2
(vi)以下から選択される免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質:Csk、SHP1、SHP2、Zap-70、SLP76、およびAKT。
(i)以下から選択されるCD3/TCR複合体中の構成要素:CD3ε、TCRα、TCRαβ、TCRγ、TCRδ、CD3δ、CD3γ、およびCD3ζ;
(ii)以下から選択されるHLAクラスI分子:Β2-ミクログロブリン、α1-ミクログロブリン、α2-ミクログロブリン、およびα3-ミクログロブリン;
(iii)以下から選択されるMHCクラスII分子:HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB、HLA-DQ、およびHLA-DR;
(iv)以下から選択される免疫応答を下方制御する受容体:プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)、T細胞免疫グロブリンおよびムチンドメイン含有3(Tim3)、キラー免疫グロブリン様受容体(KIR)、CD94、NKG2A、TIGIT、BTLA、Fas、TBR2、LAG3、およびタンパク質チロシンホスファターゼ;
(v)以下から選択されるT細胞上に発現されるリガンド:CD5、CD7、およびCD2
(vi)以下から選択される免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質:Csk、SHP1、SHP2、Zap-70、SLP76、およびAKT。
細胞は、キメラ抗原受容体(CAR)またはトランスジェニックT細胞受容体(TCR)をさらに含み得る。
第2の態様では、本発明は、以下を含む核酸構築物を提供する:
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする第1の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする第2の核酸配列。
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする第1の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする第2の核酸配列。
核酸構築物は、以下の一般構造を有し得る:
A-coexpr-C
ここで、
「A」は、標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり、
「coexpr」は、個別の実体として前述の標的ポリペプチドおよび局在化ポリペプチドを共発現することができる配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である。
A-coexpr-C
ここで、
「A」は、標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり、
「coexpr」は、個別の実体として前述の標的ポリペプチドおよび局在化ポリペプチドを共発現することができる配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である。
核酸構築物は、以下を含み得る:
(i)複数の核酸配列であって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする、複数の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列。
(i)複数の核酸配列であって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする、複数の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列。
核酸構築物は、以下の一般構造を有し得る:
A-coexpr1-B-coexpr2-C
ここで、
「A」は、第1の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「B」は、第2の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり、
「coexpr1」および「coexpr2」は、同一でも異なっていてもよく、個別の実体として3つのポリペプチドを共発現することができる核酸配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である。
核酸構築物が3つの標的結合ポリペプチドをコードする場合、核酸構築物は、以下の一般構造を有し得る:
A-coexpr1-B-coexpr2-D-coexpr3-C
ここで、
「A」は、第1の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「B」は、第2の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「D」は、第3の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「coexpr1」、「coexpr2」、および「coexpr3」は、同一でも異なっていてもよく、個別の実体として4つのポリペプチドを共発現することができる核酸配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である。
A-coexpr1-B-coexpr2-C
ここで、
「A」は、第1の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「B」は、第2の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり、
「coexpr1」および「coexpr2」は、同一でも異なっていてもよく、個別の実体として3つのポリペプチドを共発現することができる核酸配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である。
核酸構築物が3つの標的結合ポリペプチドをコードする場合、核酸構築物は、以下の一般構造を有し得る:
A-coexpr1-B-coexpr2-D-coexpr3-C
ここで、
「A」は、第1の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「B」は、第2の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「D」は、第3の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「coexpr1」、「coexpr2」、および「coexpr3」は、同一でも異なっていてもよく、個別の実体として4つのポリペプチドを共発現することができる核酸配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である。
全ての核酸構築物において、局在化ペプチドをコードする核酸配列は、C末端に発現されるように配置され得る。この方法では、細胞内保持シグナルは、共発現配列での切断後に残存するいかなる残基にも影響を受けない(例えば、共発現配列が自己切断ペプチド(2Aペプチドなど)をコードする場合)。
第3の態様では、本発明は、以下を含む核酸配列のキットを提供する:
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする第1の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする第2の核酸配列。
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする第1の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする第2の核酸配列。
核酸配列のキットは、以下を含み得る:
(i)複数の核酸配列であって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする、複数の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列。
(i)複数の核酸配列であって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする、複数の核酸配列、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列。
第4の態様では、本発明は、本発明の第2の態様の核酸構築物を含むベクターを提供する。
第5の態様では、本発明は、以下を含むベクターのキットを提供する:
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列を含む第1のベクター、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列を含む第2のベクター。
(i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列を含む第1のベクター、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列を含む第2のベクター。
ベクターのキットは、以下を含み得る:
(i)複数のベクターであって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列を含む、複数のベクター、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列を含むベクター。
(i)複数のベクターであって、各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列を含む、複数のベクター、および
(ii)前述の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列を含むベクター。
第6の態様では、本発明は、本発明の第1の態様にしたがって操作された免疫細胞を作製する方法であって、免疫細胞に、本発明の第2の態様の核酸構築物;本発明の第3の態様の核酸配列のキット;本発明の第4の態様のベクター;または本発明の第5の態様のベクターのキットをex vivoで細胞に導入するステップを含む、方法を提供する。
第7の態様では、本発明は、本発明の第1の態様の複数の操作された免疫細胞を含む医薬組成物を提供する。
第8の態様では、疾患の処置および/または予防に使用するための、本発明の第7の態様の医薬組成物。
第9の態様では、本発明の第7の態様の医薬組成物を、それを必要とする被験体に投与するステップを含む、疾患を処置する方法を提供する。
第10の態様では、疾患を処置するための医薬の製造における本発明の第1の態様の細胞の使用を提供する。
疾患は癌であり得る。
発明のさらなる態様
本発明のさらなる態様を、以下の番号をつけたパラグラフにまとめている。
本発明のさらなる態様を、以下の番号をつけたパラグラフにまとめている。
1.少なくとも2つの標的結合ドメインを共にコードする1またはそれを超える核酸構築物を含む操作された免疫細胞であって、前述の1またはそれを超える核酸構築物が、細胞中で共発現された場合に、前述の標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列を共に含む、操作された免疫細胞。
2.前述の1またはそれを超える核酸構築物(単数または複数)が、前述の細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む少なくとも1つの操作されたタンパク質をコードする、パラグラフ1に記載の操作された免疫細胞。
3.前述の少なくとも2つの標的結合ドメインが、リンカー、好ましくはペプチドリンカーを介して細胞内保持シグナルにカップリングされている、パラグラフ1または2に記載の操作された免疫細胞。
4.前述の少なくとも2つの標的結合ドメインが、少なくとも1つのヘテロ多量体タンパク質によって前述の細胞内保持シグナルにカップリングされている、パラグラフ1~3に記載の操作された免疫細胞。
5.前述の少なくとも1つのヘテロ多量体タンパク質が、ジスルフィド結合(単数または複数)によってカップリングされた少なくとも2つのポリペプチドを含む、パラグラフ4に記載の操作された免疫細胞。
6.前述の操作されたタンパク質が、第1の標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルを含む第1のペプチドサブユニットならびに少なくとも第2の標的結合ドメインを含む第2のペプチドサブユニットを含み;ここで、前述の第1および第2のペプチドサブユニットが、好ましくはペプチドリンカーまたは1またはそれを超えるジスルフィド結合によってカップリングされている、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
7.前述の少なくとも2つの標的結合ドメインの各々および前述の細胞内保持シグナルが、個別のポリペプチドとしてコードされ;前述の標的結合ドメインを含むポリペプチドの各々が第1のタンパク質相互作用ドメインをさらに含み、前述の細胞内保持シグナルを含むポリペプチドが第2のタンパク質相互作用ドメインをさらに含み、ここで、前述の第1および第2のタンパク質相互作用ドメインが相互に結合することができる、パラグラフ1に記載の操作された免疫細胞。
8.前述の操作されたタンパク質が、少なくとも3つの標的結合ドメインを含む、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
9.1つのポリペプチド鎖が少なくとも2つの標的結合ドメインを含み、1つのポリペプチド鎖が少なくとも1つの標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルを含む、パラグラフ8に記載の操作された免疫細胞。
10.前述の細胞内保持シグナルが、前述のタンパク質をゴルジ区画、エンドソーム区画、またはリソソーム区画に方向づける、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
11.前述の細胞内保持シグナルが、以下の群から選択される、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞:ゴルジ保持配列;トランスゴルジ網(TGN)リサイクリングシグナル;小胞体(ER)保持配列;プロテアソーム局在化配列、またはリソソーム選別シグナル。
12.以下の前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞:
a)以下から選択されるアミノ酸配列を含むゴルジ保持配列:SEKDEL(配列番号1)、KDEL(配列番号2)、KKXX(配列番号3)、KXKXX(配列番号4)、配列KYKSRRSFIDEKKMP(配列番号5)を含むアデノウイルスE19タンパク質のテール、配列MHRRRSRSCR(配列番号6)を含むHLAインバリアント鎖の断片、KXD/E(配列番号7)、またはYQRL(配列番号8)(式中、Xは任意のアミノ酸である);および/または
b)以下から選択される小胞体保持ドメイン:リボフォリンI、リボフォリンII、SEC61、またはシトクロムb5;および/または
c)表1~5に示した任意の配列を含む細胞内保持シグナル。
a)以下から選択されるアミノ酸配列を含むゴルジ保持配列:SEKDEL(配列番号1)、KDEL(配列番号2)、KKXX(配列番号3)、KXKXX(配列番号4)、配列KYKSRRSFIDEKKMP(配列番号5)を含むアデノウイルスE19タンパク質のテール、配列MHRRRSRSCR(配列番号6)を含むHLAインバリアント鎖の断片、KXD/E(配列番号7)、またはYQRL(配列番号8)(式中、Xは任意のアミノ酸である);および/または
b)以下から選択される小胞体保持ドメイン:リボフォリンI、リボフォリンII、SEC61、またはシトクロムb5;および/または
c)表1~5に示した任意の配列を含む細胞内保持シグナル。
13.少なくとも1つの標的結合ドメインが、抗体、抗体断片もしくは抗原結合断片、単鎖可変断片(scFv)、ドメイン抗体(dAb)、単一ドメイン抗体(sdAb)、VHH/ナノボディ、ナノボディ、アフィボディ、フィブロネクチン人工抗体足場、アンチカリン、アフィリン、DARPin、VNAR、iBody、アフィマー、フィノマー、アブジュリン/ナノ抗体、センチリン、アルファボディ、またはナノフィチンを含む、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
14.少なくとも1つの標的結合ドメインが、ドメイン抗体(dAb)または単鎖可変断片(scFv)である、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
15.少なくとも1つの標的が、以下から選択される、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞:サイトゾルタンパク質、細胞内タンパク質、細胞外タンパク質、および膜貫通タンパク質。
16.少なくとも2つの標的が異なる細胞区画に局在している、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
17.前述の少なくとも1つの操作されたタンパク質が、少なくとも1つの膜貫通ドメインを含む、パラグラフ16に記載の操作された免疫細胞。
18.少なくとも1つの標的が細胞外タンパク質であり、少なくとも1つの標的が細胞内タンパク質であり;または
少なくとも1つの標的がサイトゾルタンパク質であり、少なくとも1つの標的が小胞体内腔タンパク質である、パラグラフ17に記載の操作された免疫細胞。
少なくとも1つの標的がサイトゾルタンパク質であり、少なくとも1つの標的が小胞体内腔タンパク質である、パラグラフ17に記載の操作された免疫細胞。
19.少なくとも1つの標的結合ドメインが、CD3/T細胞受容体(TCR)複合体の構成要素、サイトカイン、ヒト白血球抗原(HLA)クラスI分子、免疫応答を下方制御する受容体、T細胞上に発現されるリガンド、または免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質に結合する、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
20.前述のCD3/TCR複合体中の構成要素が、CD3ε、TCRα、TCRαβ、TCRγ、TCRδ、CD3δ、CD3γ、またはCD3ζである、パラグラフ19に記載の操作された免疫細胞。
21.前述のHLAクラスI分子が、Β2-ミクログロブリン、α1-ミクログロブリン、α2-ミクログロブリン、またはα3-ミクログロブリンである、パラグラフ19に記載の操作された免疫細胞。
22.前述の免疫応答を下方制御する受容体が、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)、T細胞免疫グロブリンおよびムチンドメイン含有3(Tim3)、キラー免疫グロブリン様受容体(KIR)、CD94、NKG2A、TIGIT、BTLA、Fas、TBR2、LAG3、またはタンパク質チロシンホスファターゼから選択される、パラグラフ19に記載の操作された免疫細胞。
23.前述の免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質が、Csk、SHP1、SHP2、Zap-70、SLP76、およびAKTから選択される、パラグラフ19に記載の操作された免疫細胞。
24.前述のT細胞上に発現されるリガンドが、CD5、CD7、またはCD2である、パラグラフ19に記載の操作された免疫細胞。
25.前述の細胞が、T細胞、α-βT細胞、NK細胞、γ-δT細胞、またはサイトカイン誘導性キラー細胞である、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
26.前述の細胞が、キメラ抗原受容体(CAR)またはトランスジェニックT細胞受容体(TCR)をさらに含む、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
27.前述の細胞が少なくとも1つのマーカーをさらに含み、好ましくは、前述のマーカーが、少なくとも1つのmAb特異的エピトープを含む細胞外結合ドメインである、前述のパラグラフのいずれかに記載の操作された免疫細胞。
28.以下の構造を含む、核酸構築物:
A-X-B-C
ここで、
AおよびBは、パラグラフ1~27のいずれか1つに定義の標的結合ドメインをコードする核酸配列であり;Xは、パラグラフ1~27のいずれか1つに定義のリンカーであり;Cは、パラグラフ1~27のいずれか1つに定義の細胞内保持シグナルである。
A-X-B-C
ここで、
AおよびBは、パラグラフ1~27のいずれか1つに定義の標的結合ドメインをコードする核酸配列であり;Xは、パラグラフ1~27のいずれか1つに定義のリンカーであり;Cは、パラグラフ1~27のいずれか1つに定義の細胞内保持シグナルである。
29.パラグラフ1~27のいずれか1つに定義のさらなる標的結合ドメイン(単数または複数)をコードする1またはそれを超えるさらなる核酸配列をさらに含む、パラグラフ28に記載の核酸構築物。
30.CARまたはトランスジェニックTCRをコードする核酸配列をさらに含む、パラグラフ28に記載の核酸構築物。
31.少なくとも1つのマーカーをコードする核酸配列をさらに含み、好ましくは、前述のマーカーが、少なくとも1つのmAb特異的エピトープを含む細胞外結合ドメインである、パラグラフ28~30のいずれか1つに記載の核酸構築物。
32.前述のCAR、トランスジェニックTCR、マーカーをコードする核酸配列が、自己切断ペプチドをコードする核酸配列に隣接している、パラグラフ30または31に記載の核酸構築物。
33.前述の自己切断ペプチドが、口蹄疫ウイルスまたはカルジオウイルス由来の2A自己切断ペプチドまたは2A様ペプチドである、パラグラフ32に記載の核酸構築物。
34.2A自己切断ペプチドをコードする核酸配列が、前述のCAR、トランスジェニックTCR、またはマーカーをコードする核酸配列の3’末端側に隣接している、パラグラフ32または33に記載の核酸構築物。
35.以下を含む核酸配列のキット:
(i)細胞内保持シグナルに連結された少なくとも1つの標的結合ドメインを含むタンパク質をコードする核酸配列;および
(ii)(i)によってコードされるタンパク質にカップリングすることができ、かつ少なくとも1つの標的結合ドメインを含むタンパク質をコードする核酸配列。
(i)細胞内保持シグナルに連結された少なくとも1つの標的結合ドメインを含むタンパク質をコードする核酸配列;および
(ii)(i)によってコードされるタンパク質にカップリングすることができ、かつ少なくとも1つの標的結合ドメインを含むタンパク質をコードする核酸配列。
36.(i)に定義の核酸配列、(ii)に定義の核酸配列、またはさらなる核酸(単数または複数)が、1またはそれを超える以下:CARまたはトランスジェニックTCRおよび/またはマーカーをコードし、好ましくは前述のマーカーが、少なくとも1つのmAb特異的エピトープを含む細胞外結合ドメインである、パラグラフ35に記載の核酸配列のキット。
37.パラグラフ28~34のいずれか1つに記載の核酸構築物を含むベクター。
38.パラグラフ1~27のいずれかに記載の操作された免疫細胞を作製する方法であって、免疫細胞に、パラグラフ28~34のいずれか1つに記載の核酸構築物、パラグラフ35または36に定義の核酸配列の群、またはパラグラフ37に記載のベクターに導入するステップを含む、方法。
39.少なくとも2つの標的タンパク質の細胞局在化を調節する方法であって、細胞に、パラグラフ28~34のいずれか1つに記載の核酸構築物、パラグラフ35または36に定義の核酸配列の群;またはパラグラフ37に記載のベクターを導入するステップを含む、方法。
40.1またはそれを超える標的タンパク質の細胞表面上での発現が減少または消失し、そして/または前述の標的タンパク質が細胞内区画中に保持される、パラグラフ39に記載の方法。
41.パラグラフ1~27のいずれか1つに記載の操作された免疫細胞、パラグラフ28~34のいずれか1つに記載の核酸構築物、パラグラフ35または36に定義の核酸配列の群、またはパラグラフ37に記載のベクターを含む、医薬組成物。
42.パラグラフ1~27のいずれかに記載の細胞またはパラグラフ38~40のいずれかに記載の方法によって得ることができる細胞を含む、医薬組成物。
43.疾患の処置および/または予防に使用するためのパラグラフ41または42に記載の医薬組成物。
44.疾患を処置および/または予防する方法であって、パラグラフ41または42に記載の医薬組成物を、それを必要とする被験体に投与するステップを含む、方法。
45.以下のステップを含む、パラグラフ44に記載の方法:
(i)試料を含む細胞を単離するステップ;
(ii)パラグラフ28~34のいずれか1つに記載の核酸構築物、パラグラフ35または36に定義の核酸配列の群、またはパラグラフ37に記載のベクターを導入するステップ;および
(iii)(ii)由来の細胞を被験体に投与するステップ。
(i)試料を含む細胞を単離するステップ;
(ii)パラグラフ28~34のいずれか1つに記載の核酸構築物、パラグラフ35または36に定義の核酸配列の群、またはパラグラフ37に記載のベクターを導入するステップ;および
(iii)(ii)由来の細胞を被験体に投与するステップ。
46.前述の核酸構築物またはベクターを、形質導入またはトランスフェクションによって導入する、パラグラフ45に記載の方法。
47.前述の細胞が自己由来である、パラグラフ44~46に記載の方法。
48.前述の細胞が同種異系である、パラグラフ44~46に記載の方法。
49.疾患の処置および/または予防のための医薬の製造におけるパラグラフ41~43に記載の医薬組成物の使用。
したがって、本発明は、1またはそれを超える標的タンパク質(単数または複数)の発現を減少またはノックダウンすることができるある範囲の操作されたタンパク質を開発した。本発明の操作されたタンパク質は、少なくとも2つの標的結合ドメインを単一の細胞内保持シグナルにカップリングすることによって複数の標的タンパク質を所望の細胞内区画に方向づけることができる構造に基づく。
本明細書中で使用される場合、用語「共にコードする」は、列挙した実体が全体として捉えた場合に1またはそれを超える核酸構築物によって提供される核酸配列によってコードされることを意味するために使用される。換言すれば、少なくとも2つの標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列が、1またはそれを超える核酸構築物中に存在する核酸配列の間でコードされる。例えば、少なくとも2つの標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列は、単一の核酸構築物上に提供され得る。あるいは、第1の標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルをコードするヌクレオチド配列は第1の核酸構築物(nucleic construct)上に提供され得、第2の標的結合ドメインは第2の核酸構築物上に提供され得る。明らかなように、1またはそれを超える核酸構築物の間で、少なくとも2つの標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列がコードされる場合、本発明の範囲内である複数の変形および配置が想定され得る。
用語「細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列」は、1またはそれを超える核酸構築物が標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する1つの細胞内保持シグナルのみをコードすることを意味する。したがって、本発明の操作されたタンパク質は、少なくとも2つの標的結合ドメインを、1またはそれを超える核酸構築物(単数または複数)によって提供された単一の細胞内保持シグナルにカップリングすることによって、複数の標的タンパク質を所望の細胞内区画に方向づけることができる構造に基づく。
「細胞中に共発現する場合」は、少なくとも2つの標的結合ドメインを提供するアミノ酸配列および細胞内保持シグナルを提供するアミノ酸配列が、本発明の細胞中で同時に発現されことを意味するために本明細書中で使用される。関連アミノ酸配列は、本明細書中に定義するように、1つまたは複数のポリペプチドの一部として存在し得る。
用語「標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する」は、細胞内保持シグナルが、このシグナルを含むタンパク質を、細胞内保持シグナルの非存在下で方向づけられるであろう細胞区画以外の細胞区画に方向づけるか維持することを意味する。適切には、細胞内保持シグナルは、このシグナルを含むタンパク質を細胞表面膜以外の細胞区画または細胞の外側に方向づけるか維持する。
理論に拘束されることを望まないが、本発明の操作されたタンパク質は、様々な考えうる状況で有用である。例として、前述のタンパク質は、移植片対宿主病または宿主対移植片病を軽減または予防するために、ノックダウンのためにMHCクラスI、β2ミクログロブリン、MHCクラスII、および/またはTCRなどのタンパク質を標的にすることによって類似のCAR T細胞の生成を容易にし得る。また、前述の操作されたタンパク質は、表面タンパク質PD1、TIGIT、BTLA、TIM3、Fas、CTLA、TBR2、およびLAG3、ならびにサイトゾルタンパク質SHP1、SHP2、およびCSKなどの阻害タンパク質のノックダウンによってCAR T細胞の抑制を軽減し、感受性を増加させるために使用され得る。さらに、本発明の操作されたタンパク質は、CAR T細胞上にも発現するリガンド群(CD5、CD7、およびCD2など)を標的にする場合に同胞殺しを軽減し得る。
発明の詳細な説明
本発明は、少なくとも2つの標的結合ドメインを共にコードする1またはそれを超える核酸構築物を含む操作された免疫細胞に関し、ここで、1またはそれを超える核酸構築物は、細胞中で共発現した場合に、標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列を共に含む。本発明は、細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む少なくとも1つの操作されたタンパク質を含む操作された免疫細胞にまで及ぶ。操作されたタンパク質は、少なくとも2つのタンパク質の細胞局在化を調節することができる。また、本発明は、細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む少なくとも1つの操作されたタンパク質をコードする核酸構築物、核酸配列およびベクターのキットに関する。また、本発明は、本発明の細胞、核酸構築物、またはベクターを含む医薬組成物および疾患の処置または予防のための前述の医薬組成物の使用にまで及ぶ。
本発明は、少なくとも2つの標的結合ドメインを共にコードする1またはそれを超える核酸構築物を含む操作された免疫細胞に関し、ここで、1またはそれを超える核酸構築物は、細胞中で共発現した場合に、標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列を共に含む。本発明は、細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む少なくとも1つの操作されたタンパク質を含む操作された免疫細胞にまで及ぶ。操作されたタンパク質は、少なくとも2つのタンパク質の細胞局在化を調節することができる。また、本発明は、細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む少なくとも1つの操作されたタンパク質をコードする核酸構築物、核酸配列およびベクターのキットに関する。また、本発明は、本発明の細胞、核酸構築物、またはベクターを含む医薬組成物および疾患の処置または予防のための前述の医薬組成物の使用にまで及ぶ。
操作された免疫細胞
本発明は、少なくとも2つの標的結合ドメインを共にコードする1またはそれを超える核酸構築物を含む操作された免疫細胞に関し、ここで、1またはそれを超える核酸構築物は、細胞中で共発現した場合に、標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列を共に含む。
本発明は、少なくとも2つの標的結合ドメインを共にコードする1またはそれを超える核酸構築物を含む操作された免疫細胞に関し、ここで、1またはそれを超える核酸構築物は、細胞中で共発現した場合に、標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列を共に含む。
本明細書中で使用される「操作された免疫細胞」は、細胞によって天然にコードされない核酸配列を含むか発現するように改変された免疫細胞を意味する。細胞を操作する方法は当該分野で公知であり、例えば、形質導入(レトロウイルスまたはレンチウイルスの形質導入など)、トランスフェクション(DNAまたはRNAベースの一過性トランスフェクションなど)(リポフェクション、ポリエチレングリコール、リン酸カルシウム、およびエレクトロポレーションが含まれる)による細胞の遺伝子改変が含まれるが、これらに限定されない。核酸配列を細胞に導入するのに適切な任意の方法を使用することができる。
適切には、操作された細胞は、例えば、形質導入またはトランスフェクションによって改変されているか、そのゲノムが改変されている細胞である。適切には、操作された細胞は、レトロウイルス形質導入によって改変されているか、そのゲノムが改変されている細胞である。適切には、操作された細胞は、レンチウイルス形質導入によって改変されているか、そのゲノムが改変されている細胞である。
1つの態様では、操作された免疫細胞は、操作された細胞溶解性免疫細胞である。
本明細書中で使用される「細胞溶解性免疫細胞」は、他の細胞を直接死滅させる細胞である。細胞溶解性細胞は、がん性細胞;ウイルス感染細胞、または他の損傷細胞を死滅させることができる。細胞溶解性免疫細胞には、T細胞およびナチュラルキラー(NK)細胞が含まれる。
細胞溶解性免疫細胞は、細胞性免疫において中心的役割を果たすあるタイプのリンパ球であるT細胞またはTリンパ球であり得る。T細胞を、細胞表面上のTCRの存在によって他のリンパ球(B細胞およびNK細胞など)と区別することができる。
細胞溶解性T細胞(TC細胞、またはCTL)は、ウイルス感染細胞および腫瘍細胞を破壊し、移植片拒絶にも関与する。CTLは、その表面にCD8を発現する。CTLはCD8+T細胞として公知であり得る。これらの細胞は、全ての有核細胞の表面上に存在するMHCクラスIに関連する抗原への結合によってその標的を認識する。IL-10、アデノシン、および制御性T細胞によって分泌される他の分子を介して、CD8+細胞をアネルギー状態に不活性化することができ、それにより実験的自己免疫性脳脊髄炎などの自己免疫疾患を予防する。
適切には、本発明の細胞はT細胞であり得る。適切には、T細胞はα-βT細胞であり得る。適切には、T細胞はγ-δT細胞であり得る。
ナチュラルキラー細胞(またはNK細胞)は、先天性免疫系の一部を形成する細胞溶解性細胞の一種である。NK細胞は、ウイルス感染細胞からの先天性シグナルに対してMHC依存性様式で迅速に応答する。
NK細胞(自然リンパ球の群に属する)は大顆粒リンパ球(LGL)と定義され、Bリンパ球およびTリンパ球を生成する共通のリンパ系前駆細胞から分化した第3の細胞を構成する。NK細胞は、骨髄、リンパ節、脾臓、扁桃腺、および胸腺で分化および成熟し、次いで、循環内に進入することが公知である。
適切には、本発明の細胞は、野生型キラー(NK)細胞であり得る。適切には、本発明の細胞はサイトカイン誘導性キラー細胞であり得る。
細胞は、患者自身の末梢血(第1のパーティ)、または造血幹細胞移植の状況におけるドナー由来の末梢血(第2のパーティ)、または無関係のドナー由来の末梢血(第3のパーティ)に由来し得る。本発明のポリペプチドをコードする核酸分子(単数または複数)の形質導入前に、例えば、抗CD3モノクローナル抗体での処置によって、T細胞またはNK細胞を、例えば、活性化および/または拡大増殖させることができる。
あるいは、細胞は、誘導性前駆細胞または胚性前駆細胞のT細胞へのex vivo分化に由来し得る。あるいは、溶解機能を保持している不死化T細胞株を使用することができる。
細胞は造血幹細胞(HSC)であり得る。移植のためのHSCを、適切に適合したドナーの骨髄から、薬理学的用量のサイトカイン(G-CSFなど)の投与による動員後の末梢血の白血球搬出によって(末梢血幹細胞(PBSC))、または出産後の胎盤から回収した臍帯血(UCB)から得ることができる。骨髄、PBSC、またはUCBを無処理で移植することができるか、HSCを、CD34表面抗原に対するモノクローナル抗体での免疫選択によって富化することができる。
操作されたタンパク質
本明細書中で使用される場合、「操作されたタンパク質」は、免疫細胞が発現するように操作されているタンパク質を指す。操作されたタンパク質は、細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含み得る。
本明細書中で使用される場合、「操作されたタンパク質」は、免疫細胞が発現するように操作されているタンパク質を指す。操作されたタンパク質は、細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含み得る。
操作されたタンパク質は、1つのポリペプチド鎖または1つを超えるポリペプチド鎖、例えば、少なくとも2つ、または少なくとも3つ、または少なくとも4つ、または少なくとも5つ、またはそれを超えるポリペプチド鎖を含み得る。
操作されたタンパク質は、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、またはそれを超えるポリペプチド鎖を含み得る。
適切には、少なくとも2つの標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルに物理的にカップリングされ得る。
少なくとも2つの標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルに接続または相互接続され得る。1つの態様では、少なくとも2つの標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルにまたはそれと接続され得る。換言すれば、操作されたタンパク質は、少なくとも2つの標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルを含む1つのポリペプチド鎖を含み得る。
少なくとも2つの標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルに直接または間接的に接続され得る。第1の標的結合ドメインは細胞内保持シグナルに直接接続され得、第2の標的結合ドメインは細胞内保持シグナルに間接的に接続され得る(例えば、第2の標的結合ドメインは、第1の標的結合ドメインまたはリンカーを介して細胞内保持シグナルに接続され得る)。
1つの態様では、少なくとも2つの標的結合ドメインのうちの少なくとも1つは、細胞内保持シグナルに直接接続される。適切には、少なくとも2つの標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルに連続して連結され得、ここで、標的結合ドメインの1つは、細胞内保持シグナルに直接接続される。
例えば、少なくとも2つの標的結合ドメイン(dAb-1、dAb-2、およびdAb-3)がリンカーによって相互に接続され、1つの標的結合ドメイン(dAb-3)が細胞内保持シグナルに直接接続されている図2を参照のこと。図2では、3つの標的結合ドメインが細胞内保持シグナルにカップリングされており、ここで、1つの標的結合ドメイン(dAb-3)が細胞内保持シグナルに直接接続されており、2つの標的結合ドメイン(dAb-1およびAb-2)が、前述の細胞内保持シグナルにリンカーおよび標的結合ドメインによって間接的に接続されている。
別の態様では、標的結合ドメインの少なくとも2つは、細胞内保持シグナルに直接接続され得る。
標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルに直接連結され得る。例えば、操作されたポリペプチドは、少なくとも2つの標的結合ドメインをコードする核酸配列によってコードされ得、ここで、少なくとも1つの標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルをコードする核酸配列にインフレームで(例えば、リンカーを用いずに)直接隣接している。
標的結合ドメインは、細胞内保持シグナルに間接的に連結され得る。例えば、少なくとも2つの標的結合ドメインをコードする核酸配列は、リンカー(本明細書中に記載のペプチドリンカーなど)を介して細胞内保持シグナルをコードする核酸配列に接続され得る。
1つの態様では、少なくとも2つの標的結合ドメインは、リンカー(ペプチドリンカーなど)によって相互に接続され得る。適切には、少なくとも2つの標的結合ドメインは、リンカー、好ましくはペプチドリンカーを介して細胞内保持シグナルにカップリングされ得る。
標的結合ドメインを細胞内保持シグナルに接続し、そして/または標的結合ドメインを相互に接続するのに適切な多数の適切なリンカーが当該分野で公知である。
例えば、天然に存在しないペプチド(種々の長さの親水性残基、すなわち、(GGGGS)n(配列番号9)もしくはポリペプチドまたはそのバリアント(式中、nは、例えば、約3~約12(両端を含む)の整数である)を含む(または、からなる)ポリペプチドなど)を本発明にしたがって使用することができる。いくつかの実施形態では、リンカーは、GGGGSGGGGS(配列番号10)またはそのバリアントを含む。特定の実施形態では、リンカーは、SGGGSGGGSGGGS(配列番号11)またはそのバリアントを含む。
適切には、長さ約5~約100アミノ酸(両端含む)のペプチドリンカーが本発明で使用され得る。長さ約20~約40アミノ酸(両端含む)のペプチドリンカーが本発明で使用され得る。また、長さ少なくとも5アミノ酸、少なくとも10アミノ酸、少なくとも15アミノ酸、少なくとも20アミノ酸、少なくとも25アミノ酸、少なくとも30アミノ酸、少なくとも35アミノ酸、または少なくとも40アミノ酸のペプチドリンカーが本発明で使用され得る。
当業者によって認識されるように、かかるリンカー配列およびかかるリンカー配列のバリアントは、当該分野で公知である。リンカー配列が組み込まれた構築物を設計する方法および機能性を評価する方法は、当業者が容易に利用できる。
1つの態様では、少なくとも2つの標的結合ドメインは、操作されたタンパク質の同一のポリペプチド鎖中の同一の細胞内保持シグナルにカップリングされる。適切には、少なくとも2つは、少なくとも3つ、または少なくとも4つ、または少なくとも5つの標的結合ドメインであり得る。
1つの態様では、操作されたタンパク質は、同一の細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む1つのポリペプチド鎖からなる。
例えば、図2は、同一の細胞内保持シグナル(例えば、SEKDEL)にカップリングされた3つの標的結合ドメイン(例えば、dAB-1、dAb-2、およびdAb-3)を含む1つのポリペプチド鎖からなる操作されたタンパク質を示す。
適切には、操作されたタンパク質は、第1の標的結合ドメインおよび細胞内保持シグナルを含む第1のペプチドサブユニットならびに少なくとも第2の標的結合ドメインを含む第2のペプチドサブユニットを含み得;ここで、第1および第2のペプチドサブユニットが、好ましくはペプチドリンカーまたは1またはそれを超えるジスルフィド結合によってカップリングされている。
1つの態様では、前述の少なくとも2つの標的結合ドメインは、少なくとも1つのヘテロ多量体タンパク質によって細胞内保持シグナルにカップリングされている。ヘテロ多量体タンパク質は、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つのヘテロ多量体構成要素を含み得る。適切には、ヘテロ多量体タンパク質は、ヘテロ二量体であり得る。適切には、ヘテロ多量体タンパク質は、ヘテロ多量体(heteromltimeric)構成要素の間がジスルフィド結合によって安定化され得る。
例えば、図3cは、少なくとも1つのヘテロ多量体タンパク質((例えば、CD79aおよびCD79b)によって細胞内保持シグナルにカップリングされた2つの標的結合ドメイン(dAb-3およびdAb-4)を含む操作されたタンパク質を示す。また、図3cは、ジスルフィド結合によって細胞内保持シグナル(例えば、KDEL)にカップリングされた2つの標的結合ドメイン(dAb-1およびdAb-2)を含む操作されたタンパク質を示す。
ヘテロ多量体タンパク質は、少なくとも第1および第2のヘテロ多量体構成要素を含む安定なヘテロ多量体の複合体であり得る。適切には、ヘテロ多量体タンパク質は、ヘテロ二量体対であり得る。
ヘテロ多量体タンパク質は、タンパク質間相互作用対(例えば、第1のタンパク質相互作用ドメインおよび第2のタンパク質相互作用ドメイン)を含み得る。第1および第2のタンパク質相互作用対は、会合して多量体の(例えば、二量体の)複合体を形成することができる。適切には、第1および第2のタンパク質相互作用対は、エピトープ-タグシステムに基づき得る。例えば、ヘテロ二量体対は、第1のタンパク質相互作用ドメイン(エピトープなど)および第2のタンパク質相互作用ドメイン(エピトープタグなど)を含み得る。
以下は、会合して安定なヘテロ多量体の複合体を形成する第1および第2のヘテロ多量体構成要素の例である。
適切には、少なくとも第1および第2のタンパク質相互作用対は、天然に存在する多量体のタンパク質またはタンパク質複合体に基づき得る。
CD79a/CD79b
CD79(表面抗原分類79)は、B細胞受容体と複合体を形成し、抗原認識後にシグナルを生成するタンパク質である。
CD79(表面抗原分類79)は、B細胞受容体と複合体を形成し、抗原認識後にシグナルを生成するタンパク質である。
CD79は、CD79aおよびCD79b(以前はIg-αおよびIg-βとして公知)と呼ばれる2つの別個の鎖から構成され;これらは、典型的には、B細胞の表面上にジスルフィド結合によって安定化されたヘテロ二量体を形成する。CD79a(UniProt:P11912)およびCD79b(UniProt:P40259)の両方は、免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーである。
両方のCD79鎖は、その細胞内テール中に免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)を含み、これらは、T細胞上でのT細胞受容体活性化中に認められるCD3が生成するシグナル伝達に類似の様式で、B細胞中にシグナルを伝播するために使用される。
ヘテロ多量体の配置図を図3cに示し、ここで、標的結合ドメインdAb-3およびdAb-4は、CD79a外部ドメインおよびCD79b外部ドメインを含むヘテロ多量体を介して細胞内保持配列(例えば、KDEL)にカップリングされている。
IgG1/κ定常ドメインIgG1由来のCH1
IgG抗体は、ドメイン間で複雑に相互作用した多ドメインタンパク質である。ヒトIgG重鎖は軽鎖と会合して、抗原結合することができる成熟抗体を形成する。軽鎖は、κまたはγアイソタイプがあり得る。
IgG抗体は、ドメイン間で複雑に相互作用した多ドメインタンパク質である。ヒトIgG重鎖は軽鎖と会合して、抗原結合することができる成熟抗体を形成する。軽鎖は、κまたはγアイソタイプがあり得る。
重鎖および軽鎖定常ドメインが会合して安定なヘテロ二量体を形成する。ヘテロ多量体タンパク質は、重鎖または軽鎖定常領域を含み得る。IgG1由来のκ鎖定常領域およびCH1領域のアミノ酸配列を以下に示すが、当業者は、他の抗体由来の多数の他の好適な配列が公知であることを認識しているであろう。
ヘテロ多量体タンパク質の図は、配列番号12~15に示した配列または配列番号12~15のいずれかと少なくとも80%(少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%など)の同一性を有するそのバリアント(但し、バリアントタンパク質がヘテロ多量体の複合体を形成することができることを条件とする)を含み得る。
ヘテロ多量体の配置図を図3bに示し、ここで、標的結合ドメインdAb-1およびdAb-2は、κ含有ドメインおよびCH1ドメインを含むヘテロ多量体を介して細胞内保持配列(例えば、KDEL)にカップリングされている。
以下の表は、第1および第2のヘテロ多量体構成要素の非限定的なリスト(上記にはないさらなる多量体対を含む)を提供する。以下の第1および第2のヘテロ多量体構成要素の対は、自発的に会合して、本発明で使用するためのヘテロ多量体を形成し得る:
ヘテロ多量体(heteromultmeric)タンパク質は、上記表に記載の任意の2つの自発的会合対から形成され得る。例えば、ヘテロ多量体タンパク質は、図3cに示すように、CD79a/CD79b対およびκ含有ドメイン/CH1ドメインの両方を含み得る。
1つの態様では、少なくとも1つの操作されたタンパク質は、少なくとも1つの膜貫通ドメインを含む。適切には、操作されたタンパク質は、少なくとも2つの膜貫通ドメインを含み得る。少なくとも2つの標的結合ドメインは、膜貫通ドメインがまたがる膜の異なる面に配置され得る。適切には、膜貫通ドメインを含む操作されたタンパク質は、異なる細胞区画中に配置された標的に結合する標的結合ドメインを含み得る。例えば、図5は、膜貫通ドメインを含む操作されたタンパク質を示し、ここで、少なくとも2つの標的結合ドメインは、異なる細胞区画中に配置されている。適切には、標的結合ドメインの少なくとも1つは、サイトゾルタンパク質である標的に結合し得る。適切には、標的結合ドメインの少なくとも1つは、細胞外タンパク質である標的に結合し得る。適切には、標的結合ドメインの少なくとも1つは、膜貫通タンパク質である標的に結合し得る。適切には、標的結合ドメインの少なくとも1つは、細胞内タンパク質である標的に結合し得る。
膜貫通ドメインは、任意の膜貫通タンパク質に由来し得る。例えば、膜貫通ドメインは、ヒトTyrp-1またはヒトCD20に由来し得る。本発明で使用するための例示的な膜貫通ドメインには、以下の配列および配列番号16~17と少なくとも80%(少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも99%など)の同一性を有するそのバリアント(但し、前述のバリアントが膜貫通ドメインとして機能することを条件とする)が含まれる:
いくつかの態様では、操作されたタンパク質は、さらに、スペーサードメインを含む。スペーサードメインは、標的結合ドメインを膜から隔離し、適切に方向づけることが必要であり得る。スペーサードメインは、操作されたタンパク質が1またはそれを超える膜貫通ドメインを含む場合に必要であり得る。図5は、標的結合ドメインを配向することができるようにするためのスペーサードメインの使用方法を示す。
使用される一般的なスペーサードメインは、IgG1のFcである。より小型のスペーサー、例えば、抗原に応じて、CD8α由来のストーク、さらにはIgG1ヒンジのみですら十分な場合がある。
例示的なスペーサードメインには、STKおよびCD20のドメインが含まれる。本発明でスペーサードメインとして使用され得る配列には、以下の配列および以下の配列と少なくとも80%(少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも99%など)の同一性を有するそのバリアントが含まれる:
1つの態様では、少なくとも1つの標的は細胞外タンパク質であり、少なくとも1つの標的は細胞内タンパク質であり;または
少なくとも1つの標的はサイトゾルタンパク質であり、少なくとも1つの標的は小胞体内腔タンパク質である。
少なくとも1つの標的はサイトゾルタンパク質であり、少なくとも1つの標的は小胞体内腔タンパク質である。
適切には、少なくとも第1および第2のタンパク質相互作用対は、タンパク質間相互作用ドメイン(エピトープ-タグシステムなど)に基づき得る。
1つの態様では、少なくとも2つの標的結合ドメインの各々および細胞内保持シグナルは、個別のポリペプチドとしてコードされ;標的結合ドメインを含むポリペプチドの各々が第1のタンパク質相互作用ドメインをさらに含み、細胞内保持シグナルを含むポリペプチドが第2のタンパク質相互作用ドメインをさらに含み、ここで、前述の第1および第2のタンパク質相互作用ドメインが、相互に結合することができる。
適切には、少なくとも1つの標的結合ドメインは第1のタンパク質相互作用ドメインに接続され、細胞内保持シグナルは第2のタンパク質相互作用ドメインに接続され、その結果、前述の第1および第2のタンパク質相互作用ドメインは、細胞中で共発現した場合に相互に結合し、細胞内保持シグナルが標的結合ドメインおよびその標的の細胞局在化を調節する。
例えば、図4は、標的結合ドメイン(例えば、dAb-1)が第1のタンパク質相互作用ドメイン(例えば、タグ)に接続しており、細胞内保持シグナル(例えば、KDEL)が第2のタンパク質相互作用ドメイン(抗タグ)に接続されている図解実施例を示す。細胞中で共発現した場合、第1および第2のタンパク質相互作用ドメインは相互に結合し(タグ-抗タグ相互作用)、標的ドメイン(例えば、dAb-1)およびその標的(Ab-1)の細胞局在化を調節する。
特に、図4は、少なくとも2つの標的結合ドメイン(例えば、dAb-1、dAB-2、dAb-3)および細胞内保持シグナル(例えば、SEKDEL)が個別のポリペプチドとしてコードされた図解実施例を示す。標的結合ドメイン(例えば、dAb-1、dAB-2、dAb-3)を含むポリペプチドの各々は、第1のタンパク質相互作用ドメイン(タグ)をさらに含み、細胞内保持シグナル(例えば、SEKDEL)を含むポリペプチドは、第2のタンパク質相互作用ドメイン(例えば、抗タグ)をさらに含み、ここで、前述の第1および第2のタンパク質相互作用ドメインは相互に結合することができる。
例示的なヘテロ二量体対(第1および第2のタンパク質相互作用ドメインとも称される)は、ALFAペプチドおよびナノボディNbALFAである。
1つの実施形態では、第1および第2のタンパク質相互作用ドメインは、エピトープタグシステムであり得る。認識されるように、特殊化されたエピトープタグは、タンパク質の検出、操作、および精製のために広く使用されている。
本発明で使用され得る例示的なエピトープタグシステムには、ALFA-タグ、HA-タグ(YPYDVPDYA-配列番号23)、ポリHis-タグ(His3~10)、FLAG-タグ(DYKDDDDK-配列番号24)、SPOT-タグ(PDRVRAVSHWSS-配列番号25)、EPEA/C-タグ(EPEA-配列番号26)、およびmyc-タグ(EQKLISEEDL-配列番号27)システムが含まれる。
ALFA-タグは、標的タンパク質の位置とは無関係に機能的な小型かつ安定なα-ヘリックスを形成する。ナノボディNbALFAは、低ピコモルの親和性でALFAタグ化タンパク質に結合する。
1つの実施形態では、第1および第2のタンパク質相互作用ドメインは、ALFA-タグシステムであり得る。1つの実施形態では、第1のタンパク質相互作用ドメインはALFAペプチドであり得、第2のタンパク質相互作用ドメインは抗ALFA Dabであり得る。
細胞内保持シグナル
タンパク質ターゲティングまたはタンパク質選別は、タンパク質が細胞中または細胞外の適切な目的地に輸送される生物学的機序である。タンパク質は、オルガネラの内部空間、異なる細胞内膜、原形質膜を、または分泌を介して細胞の外部に向かい得る。この送達プロセスは、タンパク質自体に含まれる配列情報に基づいて行われる。
タンパク質ターゲティングまたはタンパク質選別は、タンパク質が細胞中または細胞外の適切な目的地に輸送される生物学的機序である。タンパク質は、オルガネラの内部空間、異なる細胞内膜、原形質膜を、または分泌を介して細胞の外部に向かい得る。この送達プロセスは、タンパク質自体に含まれる配列情報に基づいて行われる。
真核細胞の粗面小胞体(ER)中で合成されたタンパク質は、その最終目的地への輸送のためにエキソサイトーシス経路を使用する。特殊な選別シグナルを欠くタンパク質は、ゴルジおよびトランスゴルジ網(TGN)を介してERから原形質膜に方向性をもって輸送される。他のタンパク質は、エキソサイトーシス経路の特定のオルガネラ(エンドソームおよびリソソームなど)に組み込むための標的シグナルを有する。
リソソームは酸性オルガネラであり、ここで内因性の内在化された高分子が内腔の加水分解酵素によって分解される。内因性高分子はTGN中で選別され、そこからエンドソームに輸送され、次いで、リソソームに輸送されることによってリソソームに到達する。
本発明は、タンパク質を正確な細胞内の位置に選別するために細胞によって使用されるターゲティングシグナルを利用し得る。シグナルは、以下のタイプに大きく分けられ得る:
i)エンドサイトーシスシグナル
ii)ゴルジ保持シグナル
iii)TGNリサイクリングシグナル
iv)ER保持シグナル
v)リソソーム選別シグナル
i)エンドサイトーシスシグナル
ii)ゴルジ保持シグナル
iii)TGNリサイクリングシグナル
iv)ER保持シグナル
v)リソソーム選別シグナル
細胞内保持シグナルは、膜貫通タンパク質をERからの転位置中に分泌経路から離脱させるように方向づけ得る。
細胞内保持シグナルは、膜貫通タンパク質を細胞内区画または細胞内複合体に方向づけ得る。細胞内保持シグナルは、膜貫通タンパク質を膜結合した細胞内区画に方向づけ得る。
例えば、細胞内保持シグナルは、タンパク質をリソソーム区画、エンドソーム区画、またはゴルジ区画(トランスゴルジ網、「TGN」)に方向づけ得る。
正常細胞内で、バイオジェネシスまたはエンドサイトーシス経路から生じたタンパク質は、一連の選別による決定後に適切な細胞内区画に選別される。原形質膜では、タンパク質は、細胞表面上に残存するか、エンドソームに内在化され得る。TGNでは、原形質膜に向かうか、エンドソームに転送されるかのいずれかの選択がなされる。エンドソーム中で、タンパク質は、原形質膜へとリサイクルされるか、リソソームに向かい得る。これらの決定は、タンパク質自体からの選別シグナルによって制御される。
リソソームは、老廃物および細胞デブリを分解する酸性加水分解酵素を含む細胞オルガネラである。リソソーム周囲の膜により、消化酵素が必要とするpHで作用することが可能である。リソソームは、自己貪食液胞(ファゴソーム)と融合し、その酵素を自己貪食液胞内に分泌し、その内容物を消化する。
エンドソームは、真核細胞の内側の膜結合区画である。エンドソームは、原形質膜からリソソームまでのエンドサイトーシス膜輸送経路の一区画であり、物質が分解性リソソームに到達する前に物質を選別するための環境を提供する。エンドソームは、エンドサイトーシスされた物質の到達時間に応じて、初期エンドソーム、後期エンドソーム、またはリサイクリングエンドソームに分類され得る。本発明で使用される細胞内保持シグナルは、タンパク質を後期エンドソーム区画に方向づけ得る。
ゴルジ装置は細胞内膜系の一部であり、ゴルジ装置は、タンパク質をその目的地に輸送する前に細胞内部にタンパク質を囲い込む;ゴルジ装置は、タンパク質の分泌プロセスで特に重要である。
公知のタンパク質中に存在する選別シグナル、ならびにその配列および/または分子内の位置を変化させたときの影響を調査する研究によって得られた知識体系は相当なものである(Bonifacino and Traub(2003)Ann.Rev.Biochem.72:395-447;Braulke and Bonifacino(2009)Biochimica and Biophysica Acta 1793:605-614;Griffith(2001)Current Biology 11:R226-R228;Mellman and Nelson(2008)Nat Rev Mol Cell Biol.9:833-845;Dell’Angelica and Payne(2001)Cell 106:395-398;Schafer et al(1995)EMBO J.14:2424-2435;Trejo(2005)Mol.Pharmacol.67:1388-1390)。多くの研究から、目的のタンパク質の細胞内の位置を変化させるために、1またはそれを超える選別シグナルを目的のタンパク質に挿入することが可能であることが示されている(Pelham(2000)Meth.Enzymol.327:279-283)。
エンドサイトーシスシグナルの例には、トランスフェリン受容体およびアシアロ糖タンパク質受容体由来のものが含まれる。
TGN-エンドソームリサイクリングを引き起こすシグナルの例には、CI-およびCD-MPR、ソルチリン、LDL-受容体関連タンパク質LRP3およびLRP10およびβ-セクレターゼ、GGA1-3、LIMP-II、NCP1、ムコリピン-1、シアリン、GLUT8およびインバリアント鎖などのタンパク質由来のものが含まれる。
TGN保持シグナルの例には、TGNに局在される以下のタンパク質由来のものが含まれる:プロホルモンプロセシング酵素フューリン、PC7、CPD、およびPAM;ヘルペスウイルス3の糖タンパク質EおよびTGN38。
ER保持シグナルの例には、C末端シグナル(KDEL、KKXX、またはKXKXXなど)およびカリウムチャネルのRXR(R)モチーフが含まれる。公知のERタンパク質には、アデノウイルスE19タンパク質およびERGIC53が含まれる。
リソソーム選別シグナルの例には、リソソーム膜タンパク質中に見出されるもの(LAMP-1およびLAMP-2など)、CD63、CD68、エンドリン、DC-LAMP、シスチノシン、糖リン酸交換輸送体2、および酸性ホスファターゼが含まれる。
本発明の操作された免疫細胞は、細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む少なくとも1つの操作されたタンパク質を含む。
細胞内保持シグナルは、当該分野で周知である(例えば、Bonifacino&Traub;Annu.Rev.Biochem.;2003;72;395-447を参照のこと)。
また、本発明は、以下の構造を含む核酸構築物を提供する:
A-X-B-C
(式中、
AおよびBは、本明細書中に定義の標的結合ドメインをコードする核酸配列であり;Xは、本明細書中に定義のリンカーであり;Cは、本明細書中に定義の細胞内保持シグナルである)。
A-X-B-C
(式中、
AおよびBは、本明細書中に定義の標的結合ドメインをコードする核酸配列であり;Xは、本明細書中に定義のリンカーであり;Cは、本明細書中に定義の細胞内保持シグナルである)。
適切には、「細胞内保持シグナル」は、このシグナルを含むタンパク質を、細胞内保持シグナルの非存在下で方向づけられるであろう細胞区画以外の細胞区画に方向づけるか維持するアミノ酸配列を指す。適切には、細胞内保持シグナルは、このシグナルを含むタンパク質を細胞表面膜以外の細胞区画または細胞の外側に方向づけるか維持する。
細胞内保持シグナルは、所与の細胞内区画に常在する任意のタンパク質またはタンパク質ドメインであり得る。これは、前述のタンパク質またはドメインの大部分が所与の区画に存在することを意味する。少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%の前述のタンパク質またはドメインが、細胞内の前述の区画に存在する。細胞内保持シグナルは、本発明の操作されたタンパク質の細胞からの分泌または原形質膜への転位置を防止する。
本明細書中で使用される場合、「区画」または「細胞内区画」は、細胞の所与のサブドメインを指す。区画は、オルガネラ(小胞体、ゴルジ装置、エンドソーム、リソソームなど)またはオルガネラのエレメント(エンドソームの多胞体、ゴルジ装置のシス槽、メディアル槽、またはトランス槽など)または原形質膜もしくは原形質膜のサブドメイン(頂端ドメイン、基底外側ドメイン、軸索ドメインなど)またはマイクロドメイン(接着斑または密着結合など)であり得る。
「細胞内区画」は、細胞内の一区画を指す。
本発明によれば、少なくとも2つの標的タンパク質は、細胞内保持シグナルにカップリングされた同族の標的結合ドメイン自体との相互作用によって細胞内または特定の細胞内区画内に保持され得る。少なくとも2つの標的タンパク質は、異なる細胞内区画内に保持され得る。
1つの態様では、細胞内保持シグナルは、タンパク質を、ゴルジ区画(トランスゴルジ網、「TGN」)、エンドソーム区画、またはリソソーム区画に方向づけ得る。
1つの態様では、細胞内保持シグナルは、以下の群から選択される:ゴルジ保持配列;トランスゴルジ網(TGN)リサイクリングシグナル;小胞体(ER)保持配列;プロテアソーム局在化配列、またはリソソーム選別シグナル。
細胞内保持シグナルは、ゴルジに常在するタンパク質またはドメインであり得る。適切には、ゴルジ保持ドメインは、以下を含む群から選択され得る:ギアンチン(GolgB1、GenBank受入番号NM+004487.3)、TGN38/46、Menkes受容体およびゴルジ酵素(ManII(α-1,3-1,6マンノシダーゼ、Genbank受入番号NM_008549)など)、シアリルトランスフェラーゼ(β-ガラクトサミドα2,6-シアリルトランスフェラーゼ(sialytransferae)1、NM_003032)、GalT(β-1,4-ガラクトシルトランスフェラーゼ1、NM_001497)アデノウイルスE19、HLAインバリアント鎖、または局在化ドメインを含むその断片。
1つの態様では、ゴルジ保持配列は、以下から選択されるアミノ酸配列を含む:SEKDEL(配列番号1)、KDEL(配列番号2)、KKXX(配列番号3)、KXKXX(配列番号4)、配列KYKSRRSFIDEKKMP(配列番号5)を含むアデノウイルスE19タンパク質のテール、配列MHRRRSRSCR(配列番号6)を含むHLAインバリアント鎖の断片、KXD/E(配列番号7)、もしくはYQRL(配列番号8)、またはゴルジ保持配列として機能する能力を保持している少なくとも80%の配列同一性を有するそのバリアント(式中、Xが任意のアミノ酸である)。
適切には、保持シグナルは、SEKEDL(配列番号1)またはKDEL(配列番号2)配列であり得る。KDEL受容体は、ER-ゴルジ中間区画、すなわち初期ゴルジでタンパク質に結合し、これらをERに送り返す。タンパク質は、KDEL配列が切断された後はERから遊離するのみである。したがって、ERに常在するタンパク質は、KDEL配列を含む限り、ER内に保持されるであろう。一般的な哺乳動物シグナルはKDELであるが、KDEL受容体は配列HDELにより強固に結合することが示されている(Scheel et al;J.Biol.Chem.268;7465(1993))。細胞内保持シグナルはHDELであり得る。
適切には、保持ドメイン-特に、SEKDEL(配列番号1)またはKDEL(配列番号2)などのゴルジ保持配列-は、特定の細胞内区画、特にゴルジに向けられるべき操作されたタンパク質のC末端に配置される。
適切には、保持ドメイン-特に、SEKDEL(配列番号1)またはKDEL(配列番号2)などのゴルジ保持配列-は、本発明の核酸構築物中の自己切断ペプチド(2Aまたは2A様ペプチドなど)のすぐ上流/5’には配置されない。
KKX’X’およびKX’KX’X’シグナルは、I型膜タンパク質の細胞質側に配置することができる回収シグナルである。これらのシグナルの配列要件は、Teasdale&Jackson(Annu.Rev.Cell Dev.Biol.;12;27(1996))によって詳細に提供されている。
適切には、保持シグナルは、KKXX(配列番号3)モチーフであり得る。適切には、KKXXドメインは、タンパク質のC末端に存在し得る。KKXXは、コートタンパク質(COPI)複合体との相互作用を介した逆行性輸送によって、ゴルジ装置のシス末端からのER膜タンパク質の回収を担う。
適切には、保持シグナルは、KXKXX(配列番号4)モチーフであり得る。
細胞内保持シグナルは、アデノウイルスE19タンパク質に由来し得る。細胞内保持シグナルは、タンパク質E3/19K(E3gp 19kDa;E19、またはGP19Kとしても公知)に由来し得る。細胞内保持シグナルは、E3/19Kの完全なサイトゾル側テール(配列番号5として示す);またはこのテールの最後の6アミノ酸(配列番号28として示す)を含み得る。適切には、保持シグナルは、配列KYKSRRSFIDEKKMP(配列番号5)を含むアデノウイルスE19タンパク質のテールであり得る。適切には、保持シグナルは、配列番号28:DEKKMPの配列を含むアデノウイルスE19タンパク質のテールであり得る。
適切には、保持ドメインは、配列MHRRRSRSCR(配列番号6)を含むHLAのインバリアント鎖のN末端断片または少なくとも80%の同一性を有し、かつ保持シグナルとして機能する能力を保持するそのバリアントであり得る。
保持シグナルは、ERに常在するタンパク質またはドメインであり得る。
ER保持シグナルは、以下を含む群から選択され得る:ERに常在するインバリアント鎖のイソ型(Ii33)、リボフォリンI、リボフォリンII、SEC61、もしくはシトクロムb5、または局在化ドメインを含むその断片。ER局在化ドメインの例は、リボフォリンII(GenbankアクセッションBC060556.1)のER局在化ドメインである。
1つの態様では、小胞体保持シグナルは、以下から選択される:リボフォリンI、リボフォリンII、SEC61、またはシトクロムb5。
細胞内保持シグナルは、チロシンベースの選別シグナル、ジロイシンベースの選別シグナル、酸性クラスターシグナル、リソソーム回避シグナル、NPFX’(1,2)D型シグナル、KDEL、KKX’X’、またはKX’KX’X’シグナル(式中、X’は任意のアミノ酸である)であり得る。
チロシンベースの選別シグナルは、原形質膜由来の膜貫通タンパク質の迅速な内在化およびタンパク質のリソソームへの方向付けを媒介する(Bonifacino&Traub;前出)。2つのタイプのチロシンベースの選別シグナルは、NPX’YおよびYX’X’Z’コンセンサスモチーフ(式中、Z’は、嵩高い疎水性側鎖を有するアミノ酸である)で表される。
NPX’Yシグナルは、I型膜貫通タンパク質の迅速な内在化を媒介することが示されており、前述のシグナルは、LDL受容体、インテグリンβ、およびβ-アミロイド前駆体タンパク質ファミリーのメンバーなどのファミリーで生じる。
YX’X’Z’型シグナルは、エンドサイトーシス受容体(トランスフェリン受容体およびアシアロ糖タンパク質受容体など)、細胞内選別受容体(CI-およびCD-MPRなど)、リソソーム膜タンパク質(LAMP-1およびLAMP-2など)、およびTGNタンパク質(TGN38およびフューリンなど)、ならびに特殊化されたエンドソーム-リソソームオルガネラ(抗原プロセシング区画(例えば、HLA-DM)および細胞傷害性顆粒(例えば、GMP-17)など)に局在化されたタンパク質中に見出される。YX’X’Z’型シグナルは、原形質膜由来のタンパク質の迅速な内在化に関与する。しかしながら、同一のモチーフがリソソームおよびリソソーム関連オルガネラへの膜貫通タンパク質の方向付けに関わっているので、その機能はエンドサイトーシスに制限されない。
ジロイシンベースの選別シグナル([DE]X’X’X’LL[LI])は、多数のI型、II型、および複数回膜貫通型タンパク質の選別で重要な役割を果たす。ジロイシンベースの選別シグナルは、膜貫通タンパク質の迅速な内在化およびリソソーム分解ならびに後期エンドソーム-リソソーム区画へのタンパク質の方向付けに関与する。このシグナルの構成性に活性な形態を含む膜貫通タンパク質は、主に、後期エンドソームおよびリソソームに局在する。
DX’X’LLシグナルは、別個のタイプのジロイシンベースの選別シグナルを構成する。これらのシグナルは、いくつかの膜貫通受容体およびTGNとエンドソームとの間を循環する他のタンパク質(CI-およびCD-MPR、ソルチリン、LDL-受容体関連タンパク質LRP3およびLRP10、ならびにβ-セクレターゼなど)中に存在する。
選別モチーフの別のファミリーは、CKIIによるリン酸化のための部位を含む酸性残基のクラスターによって提供される。このタイプのモチーフは、定常状態でTGNに局在される膜貫通タンパク質(プロホルモンプロセシング酵素フューリン、PC6B、PC7、CPD、およびPAM、ならびにヘルペスウイルス3の糖タンパク質Eが含まれる)でしばしば見出される。
細胞内保持シグナルは、以下の群から選択され得る:NPX’Y、YX’X’Z、[DE]X’X’X’L[LI]、DX’X’LL、DP[FW]、FX’DX’F、NPF、LZX’Z[DE]、LLDLL、PWDLW、KDEL、HDEL、KKX’X’、またはKX’KX’X’;式中、X’は任意のアミノ酸であり、Z’は嵩高い疎水性側鎖を有するアミノ酸である。
細胞内保持シグナルは、表1~5に示した任意の配列であり得る。
細胞内保持シグナルは、チロシナーゼ関連タンパク質(TYRP)-1細胞内保持シグナルを含み得る。細胞内保持シグナルは、TYRP-1細胞内ドメインを含み得る。細胞内保持シグナルは、配列NQPLLTD(配列番号29)またはそのバリアントを含み得る。
TYRP1は、十分に特徴づけられたメラノソームタンパク質であり、メラノソーム(特殊化されたリソソーム)中に99%を超える有効性で保持されている。TYRP1は、内腔ドメイン(1~477aa)、膜貫通ドメイン(478~501)、および細胞質ドメイン(502~537)を有する537アミノ酸膜貫通タンパク質である。細胞質ドメイン上に常在するジ-ロイシンシグナルにより、タンパク質が保持される。このジ-ロイシンシグナルは、配列番号29(NQPLLTD)として示した配列を有する。
標的結合ドメイン
標的結合ドメインは、細胞局在化が調節されるべき特異的な標的分子(または標的タンパク質)に結合することができるタンパク質またはポリペプチド鎖であり得る。
標的結合ドメインは、細胞局在化が調節されるべき特異的な標的分子(または標的タンパク質)に結合することができるタンパク質またはポリペプチド鎖であり得る。
1つの態様では、少なくとも1つの標的は、以下から選択される:サイトゾルタンパク質、細胞内タンパク質、細胞外タンパク質、および膜貫通タンパク質。
適切には、標的は、内因性タンパク質であり得る。例えば、標的は、細胞によって天然に発現されたタンパク質であり得る。換言すれば、細胞は、標的を発現するように操作されていなかった。
1つの態様では、標的結合ドメインは、タンパク質間相互作用ドメインであり得る。適切には、標的結合ドメインは、タンパク質相互作用ドメインであり得る。
1つの態様では、標的結合ドメインは、標的に結合する抗体、抗体断片もしくは抗原結合断片、単鎖可変断片(scFv)、ドメイン抗体(dAb)、単一ドメイン抗体(sdAb)、VHH/ナノボディ、ナノボディ、アフィボディ、フィブロネクチン人工抗体足場、アンチカリン、アフィリン、DARPin、VNAR、iBody、アフィマー、フィノマー、アブジュリン/ナノ抗体、センチリン、アルファボディ、またはナノフィチンを含む。
1つの態様では、少なくとも1つの標的結合ドメインは、ドメイン抗体(dAb)である。
1つの態様では、少なくとも1つの標的結合ドメインは、単鎖可変断片(scFv)である。
1つの態様では、標的結合ドメインは、標的分子に結合する受容体またはリガンドであり得る。例えば、標的は、PD-1であり得、標的結合分子は、PD-1に結合するリガンド(例えば、PD-L1またはPD-L2)であり得る。
標的は、その局在化を調節することが望まれる(例えば、その分泌を調節(例えば、軽減または阻害)することが望まれる)任意のタンパク質であり得る。腫瘍環境をモジュレートするタンパク質(例えば、インターロイキン12(IL-12)などの免疫調節サイトカイン)、または炎症を引き起こすタンパク質の分泌を調節(例えば、軽減または阻害)することが望ましい場合がある。
あるいは、標的は、その細胞表面発現を調節することが望まれる任意のタンパク質であり得る。例えば、CAR T細胞がCAR T細胞表面上にも発現するリガンド群(例えば、CD2、CD5、またはCD7)を標的にする場合に同胞殺しを軽減するために、細胞表面タンパク質の発現を調節(例えば、軽減または阻害)することが望ましい場合がある。
また、典型的には細胞表面に存在する阻害タンパク質(PD1、TIGIT、BTLA、TIM3、Fas、CTLA、TBR2、またはLAG3など)の発現を調節(例えば、軽減または阻害)することが望ましい場合がある。
いくつかの場合、標的は、その細胞内細胞局在化の調節が望まれるタンパク質であり得る。タンパク質の機能を無効にするために特異的細胞区画中のタンパク質の局在化を調節することが望ましい場合がある。例えば、その機能が原形質膜局在化に依存するサイトゾルタンパク質(例えば、ZAP70、SLP76、またはAKT)の細胞局在化。
1つの態様では、少なくとも2つの標的結合ドメインは、同一の標的の異なる領域に結合し得る。
あるいは、少なくとも2つの標的結合ドメインは、異なる標的に結合し得る。適切には、少なくとも2つの標的は、同一の細胞区画中に局在化され得る。適切には、少なくとも2つの標的は、異なる細胞区画中に局在化され得る。
1つの態様では、少なくとも1つの標的結合ドメインは、CD3/T細胞受容体(TCR)複合体の構成要素、サイトカイン、ヒト白血球抗原(HLA)クラスI分子、免疫応答を下方制御する受容体、T細胞上に発現されるリガンド、または免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質に結合する。
適切には、CD3/TCR複合体中の構成要素は、CD3ε、TCRα、TCRαβ、TCRγ、TCRδ、CD3δ、CD3γ、またはCD3ζであり得る。
適切には、HLAクラスI分子は、Β2-ミクログロブリン、α1-ミクログロブリン、α2-ミクログロブリン、またはα3-ミクログロブリンであり得る。
適切には、標的タンパク質は、MHCクラスII分子であり得る。ヒトでは、MHCクラスIIタンパク質複合体は、ヒト白血球抗原遺伝子複合体(HLA)によってコードされる。MHCクラスIIに対応するHLAは、HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB、HLA-DQ、およびHLA-DRである。
HLAクラスII分子は、以下の2つのポリペプチド鎖として形成される:αおよびβ。これらは、典型的には、個体によって非常に多様であるが、ある特定の集団において、他の集団よりもはるかに多く見られるハプロタイプもある。
ハプロタイプまたはハプロタイプの任意の組み合わせのポリペプチドは、本発明で標的として使用され得る(HLA-DRB、HLA-DRB03、HLA-DRB15、HLA-DRB04、HLA-DRB07、HLA-DRB01が含まれる)。
HLA-DRは非常に稀な多型を有するため、HLA-DRαおよび/またはHLA-DRβは本発明で標的として使用するのに特に好適である。
HLA-DPおよびHLA-DQは、多型性のαおよびβ鎖を有する。したがって、よく見られるHLA-DPまたはHLA-DQのαまたはβ鎖を選択することができ、そのハプロタイプを有するレシピエントのみから限定的に同種産生することができる。適切には、レシピエントは、そのハプロタイプがホモ接合性であり得る。レシピエントのそのハプロタイプがホモ接合性ではない場合、2つのHLA-DPおよび2つのHLA-DQ(必要に応じて、HLA-DR(例えば、HLA-DRα)と組み合わせて)が使用され得る。
MHCポリペプチドの配列は、ImMunoGeneTics(IMGT)データベースに提供されている(Lefranc,M.-P.et al.,Nucleic Acids Res.,27:209-212(1999);doi:10.1093/nar/27.1.209)。
適切には、免疫応答を下方制御する受容体は、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)、T細胞免疫グロブリンおよびムチンドメイン含有3(Tim3)、キラー免疫グロブリン様受容体(KIR)、CD94、NKG2A、TIGIT、BTLA、Fas、TBR2、LAG3、またはタンパク質チロシンホスファターゼから選択され得る。
適切には、免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質は、Csk、SHP1、SHP2、Zap-70、SLP76、およびAKTから選択され得る。
適切には、T細胞上に発現されるリガンドは、CD5、CD7、またはCD2であり得る。
1つの態様では、本発明の操作された免疫細胞は、キメラ抗原受容体(CAR)またはトランスジェニックT細胞受容体(TCR)をさらに含む。
マーカー
1つの態様では、1またはそれを超える核酸構築物(単数または複数)、または操作されたタンパク質は、少なくとも1つのマーカーをさらに含み得、好ましくは、前述のマーカーは、少なくとも1つのmAb特異的エピトープを含む細胞外結合ドメインである。エピトープは、抗体によって認識される細胞外ドメインであり得る。
1つの態様では、1またはそれを超える核酸構築物(単数または複数)、または操作されたタンパク質は、少なくとも1つのマーカーをさらに含み得、好ましくは、前述のマーカーは、少なくとも1つのmAb特異的エピトープを含む細胞外結合ドメインである。エピトープは、抗体によって認識される細胞外ドメインであり得る。
マーカーは、形質導入された細胞の精製を可能にするために形質導入効率を測定し、そして/または操作された細胞の枯渇を容易にするために使用され得る。適切には、マーカーは、自殺遺伝子によってコードされ得、有毒な場合に操作された細胞の枯渇を容易にし得る。
リツキシマブは、RQR8を発現する操作された細胞を枯渇させるために使用され得る。
シグナルペプチド
古典的なタンパク質分泌経路は、小胞体(ER)を介する。本明細書中に記載の操作されたタンパク質、マーカー、CAR、およびトランスジェニックTCRは、シグナル配列を含み得るため、タンパク質が細胞の内側で発現されるとき、新生タンパク質がERに方向づけられる。
古典的なタンパク質分泌経路は、小胞体(ER)を介する。本明細書中に記載の操作されたタンパク質、マーカー、CAR、およびトランスジェニックTCRは、シグナル配列を含み得るため、タンパク質が細胞の内側で発現されるとき、新生タンパク質がERに方向づけられる。
用語「シグナルペプチド」は、「シグナル配列」と同義である。
シグナルペプチドは、典型的には新規に合成されたタンパク質の大部分のN末端に存在し、分泌経路に向かう、一般に5~30アミノ酸長の短いペプチドである。これらのタンパク質には、一定のオルガネラ(例えば、小胞体、ゴルジ、またはエンドソーム)のいずれかの内側に存在し、細胞から分泌されるタンパク質、および膜貫通タンパク質が含まれる。
シグナルペプチドは、一般に、一本鎖αヘリックスを形成する傾向がある長鎖疎水性アミノ酸であるコア配列を含む。シグナルペプチドは、短い正電荷のアミノ酸鎖から始まる場合があり、これは、移動中のポリペプチドの適切なトポロジーを堅持するのに役立つ。シグナルペプチドの末端では、典型的には、シグナルペプチダーゼによって認識および切断されるアミノ酸鎖が存在する。シグナルペプチダーゼは、移動中または移動完了後のいずれかにシグナルペプチドを切断して、遊離シグナルペプチドおよび成熟タンパク質を生成し得る。次いで、遊離シグナルペプチドは、特定のプロテアーゼによって消化される。
シグナルペプチドは、いくつかのカルボキシ末端シグナルペプチドが知られているが、一般に、分子のアミノ末端に存在する。
シグナル配列は、典型的には、疎水性コア領域(h-領域)、これに隣接するn-領域およびc-領域からなる三部構造を有する。後者は、シグナルペプチダーゼ(SPase)コンセンサス切断部位を含む。通常は、シグナル配列は翻訳と同時に切断され、得られた切断シグナル配列はシグナルペプチドと名付けられている。
シグナル配列を、ソフトウェア技術(例えば、http://www.predisi.de/を参照のこと)を使用して検出するか予測することができる。
非常に多くのシグナル配列が公知であり、データベースから入手できる。例えば、http://www.signalpeptide.de lists 2109では、そのデータベース内に哺乳動物シグナルペプチドが確認される。
1つの実施形態では、タンパク質は、タンパク質を小胞体(ER)内に移動させることができるシグナルペプチドに作動可能に連結され得る。タンパク質は、タンパク質をER内に移動させることができるシグナルペプチドに作動可能に連結されるように操作され得る。適切には、タンパク質は、通常は天然では作動可能に連結されないシグナルペプチドに作動可能に連結され得る。適切には、タンパク質とシグナルペプチドの組み合わせは合成であり得る(例えば、天然では見出されない)。
いくつかの実施形態では、変化したシグナルペプチド(効率性で劣るシグナルペプチドなど)を使用することができる。変化したシグナルペプチドを使用すると、臨床上の必要性に応じて系が調整される場合がある。タンパク質の比は、2つのタンパク質上の1またはそれを超えるシグナルペプチドの効率を調整することによって改変され得る。シグナルペプチドの効率を調整する方法は、WO2016/174409号(本明細書中で参考として援用される)に記載されている。
適切には、シグナルペプチドは、マウスIgκ鎖V-III領域シグナルペプチドまたはそのバリアントであり得る。マウスIgκ鎖V-III領域シグナルペプチドのアミノ酸配列を、配列番号35に記載する。適切には、シグナルペプチドは、例示的な配列である配列番号35またはそれと少なくとも80%の同一性を有するそのバリアントを含み得る。
METDTLILWVLLLLVPGSTG(配列番号35)
METDTLILWVLLLLVPGSTG(配列番号35)
適切には、シグナルペプチドは、例示的な配列である配列番号36に記載の配列またはそれと少なくとも80%の同一性を有するそのバリアントを含み得る。
MGTSLLCWMALCLLGADHADA(配列番号36)。
MGTSLLCWMALCLLGADHADA(配列番号36)。
バリアント配列は、配列番35~36と少なくとも80%、85%、90%、95%、98%、または99%の配列同一性を有し得、但し、バリアント配列が、シグナルペプチドとして機能できることを条件とする。バリアント配列は、新生タンパク質をERに向かわせる能力を保持している。
キメラ抗原受容体(CAR)
古典的なCARは、細胞外抗原認識ドメイン(バインダー)が細胞内シグナル伝達ドメイン(エンドドメイン)に接続しているキメラI型膜貫通タンパク質である。バインダーは、典型的には、モノクローナル抗体(mAb)由来の単鎖可変断片(scFv)であるが、抗体様抗原結合部位を含む他の形式または標的抗原のリガンドに基づき得る。スペーサードメインは、バインダーを膜から隔離し、適切に配向するのに必要であり得る。一般に使用されるスペーサードメインは、IgG1のFcである。抗原に応じて、例えば、CD8α由来のストーク、さらにはIgG1ヒンジのみには、より小型のスペーサーで十分であり得る。膜貫通ドメインは、細胞膜中のタンパク質を係留し、スペーサーをエンドドメインに接続する。
古典的なCARは、細胞外抗原認識ドメイン(バインダー)が細胞内シグナル伝達ドメイン(エンドドメイン)に接続しているキメラI型膜貫通タンパク質である。バインダーは、典型的には、モノクローナル抗体(mAb)由来の単鎖可変断片(scFv)であるが、抗体様抗原結合部位を含む他の形式または標的抗原のリガンドに基づき得る。スペーサードメインは、バインダーを膜から隔離し、適切に配向するのに必要であり得る。一般に使用されるスペーサードメインは、IgG1のFcである。抗原に応じて、例えば、CD8α由来のストーク、さらにはIgG1ヒンジのみには、より小型のスペーサーで十分であり得る。膜貫通ドメインは、細胞膜中のタンパク質を係留し、スペーサーをエンドドメインに接続する。
初期のCARデザインは、FcεR1のγ鎖またはCD3ζのいずれかの細胞内部分に由来するエンドドメインを有していた。従って、これらの第1世代の受容体は、免疫学的シグナル1を伝達し、同族標的細胞のT細胞死滅を誘発するのに十分であったが、T細胞が増殖および生存するように完全に活性化することはできなかった。この限界を克服するために、化合物エンドドメインが以下のように構築された:T細胞共刺激分子の細胞内部分をCD3ζの細胞内部分と融合することにより、抗原認識後に活性化シグナルおよび共刺激シグナルを同時に伝達することができる第2世代の受容体が得られる。最も一般的に使用される共刺激ドメインは、CD28の共刺激ドメインである。これにより、最も強力な共刺激シグナル(すなわち、T細胞増殖を誘発する免疫学的シグナル2)が供給される。TNF受容体ファミリーエンドドメイン(生存シグナルを伝達する密接に関連するOX40および4-1BBなど)を含むいくつかの受容体も記載されている。活性化シグナル、増殖シグナル、および生存シグナルを伝達することができるエンドドメインを有するさらにより強力な第3世代のCARをここに記載している。
CARをコードする核酸を、例えば、レトロウイルスベクターを使用して、T細胞に移入することができる。このようにして、多数の抗原特異的T細胞を、養子細胞移入のために生成することができる。CARが標的抗原に結合するとき、この結合により、CARが発現されるT細胞に活性化シグナルが伝達される。したがって、CARは、T細胞の特異性および細胞傷害性を、標的にされた抗原を発現する細胞に仕向ける。
抗原結合ドメイン
抗原結合ドメインは、抗原を認識する古典的CARの一部である。
抗原結合ドメインは、抗原を認識する古典的CARの一部である。
多数の抗原結合ドメインが当該分野で公知であり、抗体、抗体模倣物、およびT細胞受容体の抗原結合部位に基づいた抗原結合ドメインが含まれる。例えば、抗原結合ドメインは、以下を含み得る:モノクローナル抗体由来の単鎖可変断片(scFv);標的抗原の野生型リガンド;標的に対して十分な親和性を有するペプチド;ラクダ科動物などの単鎖ドメイン結合剤;Darpinなどの人工単一結合剤;またはT細胞受容体由来の単鎖。
膜貫通ドメイン
膜貫通ドメインは、膜にまたがる古典的CARの配列である。膜貫通ドメインは、疎水性アルファヘリックスを含み得る。膜貫通ドメインは、受容体に良好な安定性をもたらすCD28に由来し得る。
膜貫通ドメインは、膜にまたがる古典的CARの配列である。膜貫通ドメインは、疎水性アルファヘリックスを含み得る。膜貫通ドメインは、受容体に良好な安定性をもたらすCD28に由来し得る。
CARまたはTCRシグナルペプチド
本発明で使用するためのCARまたはトランスジェニックTCRは、シグナルペプチドを含み得るため、シグナルペプチドがT細胞などの細胞内で発現される場合、新生タンパク質は小胞体に向かい、その後に細胞表面に向かい、そこで発現される。
本発明で使用するためのCARまたはトランスジェニックTCRは、シグナルペプチドを含み得るため、シグナルペプチドがT細胞などの細胞内で発現される場合、新生タンパク質は小胞体に向かい、その後に細胞表面に向かい、そこで発現される。
シグナルペプチドのコアは、単一のアルファ-ヘリックスを形成する傾向がある長いストレッチの疎水性アミノ酸を含み得る。シグナルペプチドは、短い正電荷のアミノ酸ストレッチから始まってよく、このストレッチは、転位置中にポリペプチドの適切なトポロジーを強化するのに役立つ。シグナルペプチドの最後に、典型的には、シグナルペプチダーゼによって認識および切断されるアミノ酸ストレッチが存在する。シグナルペプチダーゼは、転位置中または転位置の完了後のいずれかに切断して、遊離シグナルペプチドおよび成熟タンパク質を生成し得る。次いで、遊離シグナルペプチドは、特定のプロテアーゼによって消化される。
スペーサードメイン
受容体は、抗原結合ドメインを膜貫通ドメインに接続するスペーサー配列を含み得る。可動性スペーサーにより、抗原結合ドメインを結合が容易になるように異なる方向に配向することが可能である。
受容体は、抗原結合ドメインを膜貫通ドメインに接続するスペーサー配列を含み得る。可動性スペーサーにより、抗原結合ドメインを結合が容易になるように異なる方向に配向することが可能である。
スペーサー配列は、例えば、IgG1 Fc領域、IgG1ヒンジ、またはヒトCD8ストークもしくはマウスCD8ストークを含み得る。スペーサーは、IgG1 Fc領域、IgG1ヒンジ、またはCD8ストークと類似の長さおよび/またはドメインスペーシング特性を有する代替リンカー配列を代替的に含み得る。ヒトIgG1スペーサーを、Fc結合モチーフを除去するように変更することができる。
細胞内シグナル伝達ドメイン
細胞内シグナル伝達ドメインは、古典的CARのシグナル伝達部分である。
細胞内シグナル伝達ドメインは、古典的CARのシグナル伝達部分である。
最も一般的に使用されているシグナル伝達ドメインの成分は、3つのITAMを含むCD3-ゼータエンドドメインの成分である。これは、抗原への結合後にT細胞に活性化シグナルを伝達する。CD3-ゼータは、十分に適格な活性化シグナルを提供しない場合があり、さらなる共刺激シグナル伝達が必要であり得る。例えば、増殖/生存シグナルを伝達するために、キメラのCD28およびOX40をCD3-ゼータと共に使用することができるか、3つ全てを共に使用することができる。
細胞内シグナル伝達ドメインは、T細胞シグナル伝達ドメインであり得るか、これを含み得る。
細胞内シグナル伝達ドメインは、1またはそれを超える免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)を含み得る。ITAMは、免疫系の一定の細胞表面タンパク質の細胞質側尾部中に2回反復された4アミノ酸の保存配列である。このモチーフは、任意の2つの他のアミノ酸によってロイシンまたはイソロイシンから分離されたチロシンを含み、シグネチャーYxxL/Iが与えられる。これらのシグネチャーのうちの2つが、典型的には、分子の尾部中で6アミノ酸と8アミノ酸との間のアミノ酸によって分離されている(YxxL/Ix(6-8)YxxL/I)。
ITAMは、免疫細胞におけるシグナル伝達に重要である。それ故、ITAMは、重要な細胞シグナル伝達分子(T細胞受容体複合体のCD3およびζ鎖、B細胞受容体複合体のCD79アルファ鎖およびベータ鎖、ならびに一定のFc受容体など)の尾部に見出される。これらのモチーフ内のチロシン残基は、受容体分子のそのリガンドとの相互作用後にリン酸化されるようになり、細胞のシグナル伝達経路に関与する他のタンパク質のためのドッキング部位を形成する。
細胞内シグナル伝達ドメイン成分は、3つのITAMを含むCD3-ζエンドドメインを含み得るか、CD3-ζエンドドメインから本質的になり得るか、CD3-ζエンドドメインからなり得る。古典的には、CD3-ζエンドドメインは、抗原が結合した後に活性化シグナルをT細胞に伝達する。
細胞内シグナル伝達ドメインは、さらなる共刺激シグナル伝達を含み得る。例えば、4-1BB(CD137としても公知)をCD3-ζと共に使用するか、CD28およびOX40をCD3-ζと共に使用して、増殖/生存シグナルを伝達することができる。
適切には、CARは、以下の一般的な形式を有し得る:抗原結合ドメイン-TCRエレメント。
本明細書中で使用される場合、「TCRエレメント」は、TCR受容体複合体の成分のドメインまたはその一部を意味する。TCRエレメントは、細胞外ドメインおよび/または膜貫通ドメインおよび/または細胞内ドメイン(例えば、TCRエレメントの細胞内シグナル伝達ドメイン)を含み得る(例えば、有し得る)。
TCRエレメントを、TCRアルファ鎖、TCRベータ鎖、CD3イプシロン鎖、CD3ガンマ鎖、CD3デルタ鎖、CD3イプシロン鎖から選択することができる。
適切には、TCRエレメントは、TCRアルファ鎖、TCRベータ鎖、CD3イプシロン鎖、CD3ガンマ鎖、CD3デルタ鎖、またはCD3イプシロン鎖の細胞外ドメインを含み得る。適切には、TCRエレメントは、TCRアルファ鎖、TCRベータ鎖、CD3イプシロン鎖、CD3ガンマ鎖、CD3デルタ鎖、またはCD3イプシロン鎖の膜貫通ドメインを含み得る。適切には、TCRエレメントは、TCRアルファ鎖、TCRベータ鎖、CD3イプシロン鎖、CD3ガンマ鎖、CD3デルタ鎖、またはCD3イプシロン鎖の細胞内ドメインを含み得る。適切には、TCRエレメントは、TCRアルファ鎖、TCRベータ鎖、CD3イプシロン鎖、CD3ガンマ鎖、CD3デルタ鎖、またはCD3イプシロン鎖を含み得る。
トランスジェニックT細胞受容体(TCR)
T細胞受容体(TCR)は、抗原のフラグメントを主要組織適合性遺伝子複合体(MHC)分子に結合したペプチドとして認識することを担うT細胞表面上に見出される分子である。
T細胞受容体(TCR)は、抗原のフラグメントを主要組織適合性遺伝子複合体(MHC)分子に結合したペプチドとして認識することを担うT細胞表面上に見出される分子である。
TCRは、2つの異なるタンパク質鎖から構成されるヘテロ二量体である。ヒトでは、95%のT細胞において、TCRはアルファ(α)鎖およびベータ(β)鎖(それぞれ、TRAおよびTRBによってコードされる)からなるのに対して、5%のT細胞において、TCRはガンマおよびデルタ(γ/δ)鎖(それぞれ、TRGおよびTRDによってコードされる)からなる。
TCRが抗原ペプチドおよびMHC(ペプチド/MHC)と会合するとき、シグナル伝達を介してTリンパ球が活性化される。
従来の抗体指向標的抗原と対照的に、TCRによって認識される抗原は、プロセシングされてペプチド/MHC複合体として細胞表面に送達される潜在的な細胞内タンパク質のアレイ全体を含み得る。
細胞中にTRA遺伝子およびTRB遺伝子を人為的に導入するか;細胞中にベクターを使用してTRG遺伝子およびTRD遺伝子を導入することによって異種(すなわち、非天然)TCR分子を発現するように細胞を操作することが可能である。例えば、操作したTCRの遺伝子を自己由来T細胞に再導入し、T細胞養子療法のために患者に戻すことができる。かかる「異種」TCRを、本明細書中で「トランスジェニックTCR」と呼ぶこともできる。
核酸構築物/核酸配列のキット
本発明は、少なくとも2つの標的結合ドメインを共にコードする1またはそれを超える核酸構築物であって、前述の1またはそれを超える核酸構築物が、細胞中で共発現された場合に、前述の標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列を共に含む、1またはそれを超える核酸構築物を提供する。
本発明は、少なくとも2つの標的結合ドメインを共にコードする1またはそれを超える核酸構築物であって、前述の1またはそれを超える核酸構築物が、細胞中で共発現された場合に、前述の標的結合ドメインの各々の細胞局在化を調節する細胞内保持シグナルをコードする単一のヌクレオチド配列を共に含む、1またはそれを超える核酸構築物を提供する。
適切には、1またはそれを超えるは、1つ、2つ、3つ、または4つの核酸構築物を指し得る。
適切には、本発明は、本発明のエレメントを共にコードする1つまたは2つの核酸構築物を提供する。本発明のエレメントを提供するために必要な核酸構築物の総数を最小にすることは、1つの標的配列に複数の構築物を導入する必要がある場合に付随する不利益が軽減する。
1つの態様では、少なくとも2つの標的結合ドメインの各々および細胞内保持シグナルは、個別のポリペプチドとしてコードされ;標的結合ドメインを含むポリペプチドの各々が第1のタンパク質相互作用ドメインをさらに含み、細胞内保持シグナルを含むポリペプチドが第2のタンパク質相互作用ドメインをさらに含み、ここで、前述の第1および第2のタンパク質相互作用ドメインが、相互に結合することができる。
別の態様では、本発明は、以下の構造を含む核酸構築物を提供する:
A-X-B-C
ここで、
AおよびBは、本明細書中に定義の標的結合ドメインをコードする核酸配列であり;Xは、本明細書中に定義のリンカーであり;Cは、本明細書中に定義の細胞内保持シグナルである。
A-X-B-C
ここで、
AおよびBは、本明細書中に定義の標的結合ドメインをコードする核酸配列であり;Xは、本明細書中に定義のリンカーであり;Cは、本明細書中に定義の細胞内保持シグナルである。
適切には、核酸構築物は、さらなる標的結合ドメイン(単数または複数)をコードする1またはそれを超えるさらなる核酸配列をさらに含み得る。さらなる標的結合ドメインは、好ましくは、細胞内保持シグナルにカップリングされている。
核酸(nuclic acid)構築物は、CARまたはトランスジェニックTCRまたは少なくとも1つのマーカー(細胞外結合ドメインなど)をコードする核酸配列をさらに含み得る。例示的なマーカーは、RQR8またはそのバリアントである。
本明細書中で使用される場合、用語「ポリヌクレオチド」、「ヌクレオチド」、および「核酸」は、相互に同義であることが意図される。
適切には、核酸構築物は、本発明の構成要素(少なくとも2つの標的結合タンパク質および細胞内保持シグナルなど、必要に応じて、さらなる標的結合ドメイン、CAR、トランスジェニックTCR、マーカーをさらに含む)をコードする複数の核酸配列をさらに含み得る。例えば、核酸構築物は、2つ、3つ、4つ、またはそれを超える、本発明の異なる構成要素をコードする核酸配列を含み得る。適切には、複数の核酸配列は、本明細書中に定義の共発現部位によって分離され得る。
当業者は、多数の異なるポリヌクレオチドおよび核酸が遺伝暗号の縮重の結果として同一のポリペプチドをコードすることができることを理解する。さらに、当業者は、日常的な技術を使用して、ポリペプチドが発現される任意の特定の宿主生物のコドン使用頻度を反映するように本明細書中に記載のポリヌクレオチドによってコードされるポリペプチド配列に影響を及ぼさないヌクレオチドを置換することができると理解すべきである。適切には、本発明のポリヌクレオチドは、哺乳動物細胞、特に、本明細書中に記載の細胞溶解性免疫細胞中で発現できるようにコドン最適化される。
本発明の核酸は、DNAまたはRNAを含み得る。本発明の核酸は一本鎖または二本鎖であり得る。本発明の核酸はまた、本発明の核酸内に合成または改変されたヌクレオチドを含むポリヌクレオチドであり得る。オリゴヌクレオチドに対するいくつかの異なるタイプの改変が当該分野で公知である。これらの改変には、メチルホスホナート骨格およびホスホロチオアート骨格、分子の3’末端および/または5’末端でのアクリジン鎖またはポリリジン鎖の付加が含まれる。本明細書中に記載の使用のために、当該分野で利用可能な任意の方法によってポリヌクレオチドを改変することができると理解すべきである。かかる改変を、目的のポリヌクレオチドのin vivo活性または寿命を向上させるように行うことができる。
ヌクレオチド配列に関連する用語「バリアント」、「ホモログ」、または「誘導体」には、ヌクレオチド配列に対する1(またはそれを超える)核酸の任意の置換、変形、改変、置き換え、欠失、または付加が含まれる。
共発現部位
共発現部位は、本発明の操作された免疫細胞の標的結合タンパク質および他の操作された構成要素(CAR、トランスジェニックTCR、およびヘテロ多量体ポリペプチド構成要素など)をコードする核酸配列を共発現することができる核酸配列を指すために本明細書中で使用される。
共発現部位は、本発明の操作された免疫細胞の標的結合タンパク質および他の操作された構成要素(CAR、トランスジェニックTCR、およびヘテロ多量体ポリペプチド構成要素など)をコードする核酸配列を共発現することができる核酸配列を指すために本明細書中で使用される。
適切には、第1の核酸配列と第2の核酸配列との間に共発現部位が存在し得る。適切には、複数の共発現部位が操作されたポリヌクレオチド中に存在する実施形態では、同一の共発現部位を使用することができる。
好ましくは、共発現部位は切断部位である。切断部位は、2つのポリペプチドが分離するようになることが可能な任意の配列であり得る。切断部位は、ポリペプチドが産生されたときにいかなる外部の切断活性も必要とせずに個別のペプチドに直ちに切断されるように自己切断し得る。
用語「切断」を本明細書中で便宜上使用するが、切断部位により、古典的な切断以外の機序によってペプチドを個別の実体に分離することができる。例えば、口蹄疫ウイルス(FMDV)2A自己切断ペプチド(以下を参照のこと)について、以下の「切断」活性を説明するための種々のモデルが提案されている:宿主細胞プロテイナーゼによるタンパク質分解活性、自己タンパク質分解活性、または翻訳効果(Donnelly et al(2001)J.Gen.Virol.82:1027-1041)。かかる「切断」の正確な機序は、切断部位がタンパク質をコードする核酸配列の間に配置されたときに個別の実体としてタンパク質を発現する限り、本発明の目的には重要でない。
切断部位は、タバコエッチ病ウイルス(TEV)切断部位であり得る。
TEVプロテアーゼは、高度に配列特異的なシステインプロテアーゼであり、キモトリプシン様プロテアーゼである。TEVプロテアーゼは、その標的切断部位に非常に特異的であり、したがって、in vitroおよびin vivoの両方において融合タンパク質の切断を制御するために頻繁に使用される。コンセンサスTEV切断部位は、
である。哺乳動物細胞(ヒト細胞など)は、TEVプロテアーゼを発現しない。したがって、本核酸構築物がTEV切断部位を含み、哺乳動物細胞中で発現される実施形態では、外因性TEVプロテアーゼは哺乳動物細胞中でも発現されなければならない。
切断部位は、自己切断ペプチドをコードし得る。「自己切断ペプチド」は、タンパク質および自己切断ペプチドを含むポリペプチドが産生されたときに、いかなる外部の切断活性も必要とせずに個別かつ分離した第1および第2のポリペプチドに直ちに「切断される」か分離されるように機能するペプチドを指す。
自己切断ペプチドは、アフトウイルスまたはカルジオウイルス由来の2A自己切断ペプチドであり得る。アフトウイルスおよびカルジオウイルスの一次2A/2B切断は、それ自体がC末端で「切断している」2Aによって媒介される。アフトウイルス(apthovirus)(口蹄疫ウイルス(FMDV)およびウマ鼻炎Aウイルスなど)では、2A領域は、約18アミノ酸の短い部分であり、タンパク質2BのN末端残基(保存プロリン残基)と共に、それ自体のC末端での「切断」を媒介することができる自律エレメントを示す(上記のDonelly et al(2001))。
「2A様」配列は、アフトウイルス(aptho-)またはカルジオウイルス以外のピコルナウイルス、「ピコルナウイルス様」昆虫ウイルス、タイプCロタウイルス、ならびにTrypanosoma spp内の反復配列および上記の細菌配列(Donnelly et al.,2001)で見出されている。
本発明で使用され得る例示的な2A配列は、以下を含む:
EGRGSLLTCGDVEENPGP(配列番号37)または切断部位として機能する能力を保持している配列番号37と少なくとも80%の配列同一性を有するそのバリアント。
EGRGSLLTCGDVEENPGP(配列番号37)または切断部位として機能する能力を保持している配列番号37と少なくとも80%の配列同一性を有するそのバリアント。
共発現配列列は、内部リボソーム進入配列(IRES)であり得る。共発現配列列は、内部プロモーターであり得る。
ベクター
本発明はまた、1またはそれを超える本発明の核酸配列(単数または複数)または核酸構築物(単数または複数)を含むベクターを提供する。かかるベクターは、宿主細胞が本明細書中に定義の細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む操作されたタンパク質を発現するように、宿主細胞中に核酸配列(単数または複数)または構築物(単数または複数)を導入するために使用され得る。
本発明はまた、1またはそれを超える本発明の核酸配列(単数または複数)または核酸構築物(単数または複数)を含むベクターを提供する。かかるベクターは、宿主細胞が本明細書中に定義の細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む操作されたタンパク質を発現するように、宿主細胞中に核酸配列(単数または複数)または構築物(単数または複数)を導入するために使用され得る。
適切には、ベクターは、本発明が提供する異なる構成要素をコードする複数の核酸配列を含み得る。例えば、ベクターは、本発明の異なる構成要素(少なくとも2つの標的結合ドメイン、細胞内保持シグナルおよびマーカー、CARまたはトランスジェニックTCRなど)をコードする2つ、3つ、4つ、またはそれを超える核酸配列を含み得る。適切には、複数の核酸配列は、本明細書中に定義の共発現部位によって分離され得る。
ベクターは、例えば、プラスミドまたはウイルスベクター(レトロウイルスベクターまたはレンチウイルスベクターなど)、またはトランスポゾンベースのベクターまたは合成mRNAであり得る。
ベクターは、細胞にトランスフェクトするか形質導入することが可能であり得る。
医薬組成物
本発明はまた、本発明の操作免疫細胞または本発明の方法によって得ることができる(例えば、得られた)細胞を含む医薬組成物に関する。
本発明はまた、本発明の操作免疫細胞または本発明の方法によって得ることができる(例えば、得られた)細胞を含む医薬組成物に関する。
本発明はまた、本発明の核酸構築物、本明細書中に定義の核酸配列の群、または本発明のベクターを含む医薬組成物を提供する。特に、本発明は、本発明の細胞を含む医薬組成物に関する。
医薬組成物は、さらに、薬学的に許容され得る担体、希釈剤、または賦形剤を含み得る。医薬組成物は、必要に応じて、1またはそれを超えるさらなる薬学的に活性なポリペプチドおよび/または化合物を含み得る。かかる製剤は、例えば、静脈内注入に適切な形態であり得る。
処置方法
本発明は、疾患を処置および/または予防する方法であって、(例えば、上記の医薬組成物中の)本発明の操作された免疫細胞もしくは本発明の方法によって得ることができる(例えば、得られた)操作された免疫細胞、または本発明の核酸構築物、または本明細書中に定義の核酸配列の群;または本発明のベクターを被験体に投与するステップを含む、方法を提供する。
本発明は、疾患を処置および/または予防する方法であって、(例えば、上記の医薬組成物中の)本発明の操作された免疫細胞もしくは本発明の方法によって得ることができる(例えば、得られた)操作された免疫細胞、または本発明の核酸構築物、または本明細書中に定義の核酸配列の群;または本発明のベクターを被験体に投与するステップを含む、方法を提供する。
適切には、本発明の疾患を処置および/または予防する方法は、(例えば、上記の医薬組成物中の)本発明の操作された免疫細胞を被験体に投与するステップを含み得る。
疾患を処置する方法は、本発明の細胞の治療的使用に関する。この態様では、疾患に関連する少なくとも1つの症状を緩和、軽減、または改善し、そして/または疾患の進行を遅延、軽減、または遮断するために、既存の疾患または容態を有する被験体に細胞を投与することができる。
疾患を予防する方法は、本発明の細胞の予防的使用に関する。この態様では、未だ罹患しておらず、そして/または疾患のいかなる症状も示していない被験体に、疾患の原因を予防するか損なわせるか、疾患に関連する少なくとも1つの症状の発生を軽減または予防するために細胞を投与することができる。被験体は、疾患の素因を有し得るか、発症リスクがあると考えられ得る。
方法は、以下のステップを含み得る:
(i)細胞含有試料を単離するステップ;
(ii)本発明の核酸構築物、本明細書中に定義の核酸配列の群、または本発明のベクターを細胞に導入するステップ;および
(iii)(ii)由来の細胞を被験体に投与するステップ。
(i)細胞含有試料を単離するステップ;
(ii)本発明の核酸構築物、本明細書中に定義の核酸配列の群、または本発明のベクターを細胞に導入するステップ;および
(iii)(ii)由来の細胞を被験体に投与するステップ。
方法は、以下のステップを含み得る:
(i)本発明の核酸構築物、本明細書中に定義の核酸配列の群、または本発明のベクターを細胞に導入するステップ;および
(iii)(ii)由来の細胞を被験体に投与するステップ。
(i)本発明の核酸構築物、本明細書中に定義の核酸配列の群、または本発明のベクターを細胞に導入するステップ;および
(iii)(ii)由来の細胞を被験体に投与するステップ。
適切には、核酸構築物、ベクター(単数または複数)または核酸は、形質導入によって導入され得る。適切には、核酸構築物、ベクター(単数または複数)または核酸は、トランスフェクションによって導入され得る。
適切には、細胞は自己由来であり得る。適切には、細胞は同種異系であり得る。
本発明は、疾患の処置および/または予防に使用するための、本発明の操作された免疫細胞、本発明の核酸構築物、本明細書中に定義の核酸配列の群、または本発明のベクターを提供する。特に、本発明は、疾患の処置および/または予防に使用するための本発明の操作された免疫細胞を提供する。
また、本発明は、疾患の処置および/または予防のための医薬の製造における本発明の操作された免疫細胞、本発明の核酸構築物、本明細書中に定義の核酸配列の群、または本発明のベクターに関する。特に、本発明は、疾患の処置および/または予防のための医薬の製造における本発明の操作された免疫細胞の使用に関する。
本発明の方法によって処置および/または予防すべき疾患は、がんであり得る。
がんは、神経芽細胞腫、前立腺がん、膀胱がん、乳がん、結腸がん、子宮内膜がん、腎臓がん(腎細胞癌)、白血病、肺がん、黒色腫、非ホジキンリンパ腫、膵臓がん、および甲状腺がんなどのがんであり得る。
本発明の細胞は、癌細胞などの標的細胞を死滅させることができる場合がある。標的細胞は、TAAの発現、例えば、上記の表に列挙したTAAの発現によって認識できる場合がある。
細胞の作製方法
本発明の操作された免疫細胞は、ウイルスベクターでの形質導入、DNAまたはRNAでのトランスフェクションが含まれる多数の手段のうちの1つによって、本明細書中に定義の細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む操作されたタンパク質をコードするDNAまたはRNAを導入することによって生成され得る。
本発明の操作された免疫細胞は、ウイルスベクターでの形質導入、DNAまたはRNAでのトランスフェクションが含まれる多数の手段のうちの1つによって、本明細書中に定義の細胞内保持シグナルにカップリングされた少なくとも2つの標的結合ドメインを含む操作されたタンパク質をコードするDNAまたはRNAを導入することによって生成され得る。
本発明の細胞は、(例えば、形質導入またはトランスフェクションによって)細胞に、本発明の核酸構築物もしくはベクター、もしくは上記定義の核酸配列の群、または本発明のベクターを導入することによって作製され得る。
適切には、細胞は、被験体から単離した試料に由来し得る。
本明細書中で使用される場合、用語「導入された」または「導入している」は、外来のDNAまたはRNAを細胞に挿入する方法を指す。本明細書中で使用される場合、導入されたという用語には、形質導入法およびトランスフェクション法の両方が含まれる。トランスフェクションは、非ウイルス法によって細胞に核酸を導入するプロセスである。形質導入は、ウイルスベクターを介して細胞に外来のDNAまたはRNAを導入するプロセスである。
本発明の操作された細胞は、ウイルスベクターでの形質導入、DNAまたはRNAでのトランスフェクションが含まれる多数の手段のうちの1つによる放出性タンパク質および保持タンパク質をコードするDNAまたはRNAの導入によって生成され得る。
核酸配列の導入前に、例えば、抗CD3モノクローナル抗体または抗CD3モノクローナル抗体および抗CD28モノクローナル抗体の両方での処置によって、細胞を活性化および/または拡大することができる。本明細書中で使用される場合、「活性化された」は、増殖するか、分化するか、エフェクター機能を開始するように細胞が刺激されていることを意味する。
細胞活性化を測定する方法は、当該分野で公知であり、例えば、フローサイトメトリーによる活性化マーカーの発現(CD69、CD25、CD38、またはHLA-DRの発現など)の測定または細胞内サイトカインの測定が含まれる。
本明細書中で使用される場合、「拡大増殖された」は、細胞または細胞集団が増殖するように誘導されていることを意味する。
細胞集団の拡大増殖を、例えば、集団中に存在する細胞数のカウントによって測定することができる。細胞の表現型を、フローサイトメトリーなどの当該分野で公知の方法によって決定することができる。
図に記載の実例となる核酸構築物は、列挙した順序で種々の構成要素を含む以下のポリタンパク質をコードする。1またはそれを超える本発明の核酸構築物は、図に示したポリタンパク質(単数または複数);または本明細書中に記載のそのバリアントをコードし得る。
本開示は、本明細書中に開示の例示的な方法および材料に制限されず、本明細書中に記載の方法および材料に類似するか等価な任意の方法および材料を、本開示の実施形態の実施または試験において使用することができる。数値の範囲は、範囲を定義する数字を含む。別段の指示がない限り、それぞれ、任意の核酸配列を、左から右に5’から3’への方向で記載し;アミノ酸配列を、左から右にアミノからカルボキシへの方向に記載する。
値の範囲を提供する場合、文脈上明確に別段の指示がない限り、前述の範囲の上限と下限との間の各々の介在値も、最小単位の10分の1まで具体的に開示されていると理解される。任意の所定の値または所定の範囲内の介在値と任意の他の所定の値またはその所定の範囲内の介在値との間の各々のより小さい範囲が本開示に含まれる。これらのより小さな範囲の上限および下限は、独立して前述の範囲内に含まれても除外されてもよく、限度のいずれかまたは両方がより小さな範囲に含まれるか、含まれない各範囲も本開示内に含まれ、但し、所定の範囲内に任意の具体的に除外される限度があるものとする。所定の範囲が限度の一方または両方を含む場合、含まれる限度のいずれかまたは両方を除外する範囲も本開示に含まれる。
本明細書中および添付の特許請求の範囲中で使用されるように、単数形「a」、「an」、および「the」には、文脈上そうでないと明確に示されない限り、複数形が含まれることに留意しなければならない。
本明細書中で使用される用語「含む(comprising)」、「含む(comprise)」、および「~から構成される」は、「含む(including)」、「含む(include)」、または「含む(containing)」、「含む(contain)」と同義であり、包括的または非制限であり、さらなる列挙されていない部材、要素、方法のステップを排除しない。用語「含む(comprising)」、「含む(comprise)」、および「~から構成される」には、用語「~からなる」も含まれる。
本明細書中で考察した刊行物を、本発明の出願日より前の開示のみを目的として提供している。本明細書において、かかる刊行物が添付の特許請求の範囲に対する先行技術を構成することを承認すると解釈されるべきではない。
本発明を、ここに、実施例によってさらに説明するが、実施例は本発明の実施において当業者を補助することを意図し、本発明の範囲を制限することを決して意図しない。
本発明を、ここに、実施例によってさらに説明するが、実施例は本発明の実施において当業者を補助することを意図し、本発明の範囲を制限することを決して意図しない。
実施例1-「デイジーチェーン」方式で連結されたバインダー
CD3e、B2M、およびPD1に方向づけられた標的結合ドメインを、順次連結し、それに続いてC末端にKDEL配列を連結する。構築物は、RQR8マーカーに2A自己切断ペプチドが続き、これにデイジーチェーン方式で結合されたバインダーが続き、C末端にKDEL配列を有する(図2を参照のこと)。構築物を、PD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、TCR、HLA、およびPD1の表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。
CD3e、B2M、およびPD1に方向づけられた標的結合ドメインを、順次連結し、それに続いてC末端にKDEL配列を連結する。構築物は、RQR8マーカーに2A自己切断ペプチドが続き、これにデイジーチェーン方式で結合されたバインダーが続き、C末端にKDEL配列を有する(図2を参照のこと)。構築物を、PD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、TCR、HLA、およびPD1の表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。
実施例2-ヘテロ多量体でカップリングされたタンパク質
CD3eおよびB2Mに方向づけられた標的結合ドメインを、κドメインを含むポリペプチド鎖上に提供し、PD1に対するさらなる標的結合ドメインを、第2のCH1ドメインを含むポリペプチド鎖上に提供し、これにC末端のKDEL配列が続く。これらの2つのポリペプチド鎖は、2Aペプチドによって分離された同一のプラスミド上にコードされるか(図3aを参照のこと)、2つの個別のプラスミド上にコードされ、二重形質導入で使用される(図3bを参照のこと)。他の実施形態では、CD79ヘテロ二量体に加えて2つのさらなるバインダーを付加することができる(図3cを参照のこと)。これらの構築物を、PD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、TCR、HLA、およびPD1の表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。
CD3eおよびB2Mに方向づけられた標的結合ドメインを、κドメインを含むポリペプチド鎖上に提供し、PD1に対するさらなる標的結合ドメインを、第2のCH1ドメインを含むポリペプチド鎖上に提供し、これにC末端のKDEL配列が続く。これらの2つのポリペプチド鎖は、2Aペプチドによって分離された同一のプラスミド上にコードされるか(図3aを参照のこと)、2つの個別のプラスミド上にコードされ、二重形質導入で使用される(図3bを参照のこと)。他の実施形態では、CD79ヘテロ二量体に加えて2つのさらなるバインダーを付加することができる(図3cを参照のこと)。これらの構築物を、PD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、TCR、HLA、およびPD1の表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。
実施例3-「ペプチド-タグ」で連結したバインダー
CD3e、B2M、およびPD1に方向づけられた標的結合ドメインを、N末端またはC末端のいずれかをALFAペプチド(小型のαヘリックスペプチド構造)でタグ化し、2A自己切断ペプチドによって分離する。最後のポリペプチド鎖は、抗ALFA Dabタグ結合タンパク質(NbALFA)に続いてC末端にKDEL配列を含む(図4を参照のこと)。この構築物を、PD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、TCR、HLA、およびPD1の表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。
CD3e、B2M、およびPD1に方向づけられた標的結合ドメインを、N末端またはC末端のいずれかをALFAペプチド(小型のαヘリックスペプチド構造)でタグ化し、2A自己切断ペプチドによって分離する。最後のポリペプチド鎖は、抗ALFA Dabタグ結合タンパク質(NbALFA)に続いてC末端にKDEL配列を含む(図4を参照のこと)。この構築物を、PD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、TCR、HLA、およびPD1の表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。
実施例4-細胞外および細胞内の標的タンパク質に対する連結されたバインダー
B2MおよびSHP2に方向づけられた標的結合ドメインを、ALFAペプチドでタグ化し、2A自己切断ペプチドによって分離する(SHP2タグ化バインダーは、サイトゾル局在化を確実にするためのシグナル配列を含まないであろう)。最後のポリペプチド鎖は、シグナル配列;抗ALFA Dabに続くCD8ストーク;膜貫通ドメイン、リンカー;第2のゆらぎのある抗ALFA Dab;短縮CD20(そのN末端、TM、および小型のループを含む)、これにC末端上のKDEL配列が続く(図5を参照のこと)。構築物をPD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、HLAの表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。隔離SHP2の機能的意義を、同族リガンド(CD19)およびPDL1を発現する標的細胞を有する共培養物に対する死滅、サイトカイン分泌、および増殖応答によって評価する。
B2MおよびSHP2に方向づけられた標的結合ドメインを、ALFAペプチドでタグ化し、2A自己切断ペプチドによって分離する(SHP2タグ化バインダーは、サイトゾル局在化を確実にするためのシグナル配列を含まないであろう)。最後のポリペプチド鎖は、シグナル配列;抗ALFA Dabに続くCD8ストーク;膜貫通ドメイン、リンカー;第2のゆらぎのある抗ALFA Dab;短縮CD20(そのN末端、TM、および小型のループを含む)、これにC末端上のKDEL配列が続く(図5を参照のこと)。構築物をPD1陽性Jurkatおよび活性化PBMCに形質導入し、HLAの表面発現レベルをフローサイトメトリーによって評価する。隔離SHP2の機能的意義を、同族リガンド(CD19)およびPDL1を発現する標的細胞を有する共培養物に対する死滅、サイトカイン分泌、および増殖応答によって評価する。
実施例5-「「ペプチド-タグ」で連結されたバインダーについての概念実証実験
KDEL駆動TCRノックダウンが二重ポリペプチド鎖構築物によって媒介され得ることを実証するために、KDEL配列に直接連結された抗TCR_VHHをコードする単一のポリペプチド;または以下の2つのポリペプチド鎖:ALFA_ペプチドに連結された抗TCR_VHHをコードする第1のポリペプチド鎖;およびKDEL配列に直接連結された抗ALFA_ペプチド_VHHをコードする第2のポリペプチド鎖(図6A)のいずれかを発現するようにPBMCを形質導入した。2つのポリペプチドは、自己切断2Aペプチドで分離されていた。負の対照として、aTCR_VHHを無関係のVHHバインダーと置換した。全ての構築物は、形質導入用のIRES-eBFPマーカーを含んでいた。
KDEL駆動TCRノックダウンが二重ポリペプチド鎖構築物によって媒介され得ることを実証するために、KDEL配列に直接連結された抗TCR_VHHをコードする単一のポリペプチド;または以下の2つのポリペプチド鎖:ALFA_ペプチドに連結された抗TCR_VHHをコードする第1のポリペプチド鎖;およびKDEL配列に直接連結された抗ALFA_ペプチド_VHHをコードする第2のポリペプチド鎖(図6A)のいずれかを発現するようにPBMCを形質導入した。2つのポリペプチドは、自己切断2Aペプチドで分離されていた。負の対照として、aTCR_VHHを無関係のVHHバインダーと置換した。全ての構築物は、形質導入用のIRES-eBFPマーカーを含んでいた。
形質導入後4日目に、PBMCを表面CD3について染色し、フローサイトメトリーによって分析した。独立した4ドナー由来の結果を、図6Bに示す。細胞表面でのTCRの発現は、いずれかの抗TCR-KDELを発現する細胞または以下の2つのポリペプチド鎖:抗TCR VHH-ペプチド;および抗ペプチドVHH-KDELを発現する細胞において劇的に減少した。以下の2つのポリペプチド鎖:無関係のVHH-ペプチド;および抗ペプチドVHH-KDELを発現する細胞においては、細胞表面TCR発現は有意に減少しなかった。これは、ペプチドタグで連結したバインダーを抗ペプチドKDELと共に使用して、TCRなどの標的タンパク質の細胞表面発現を遮断することができることを実証している。類似のアプローチを使用して、ペプチドタグが同一であるが異なる標的結合ドメインを有するペプチドタグで連結したバインダーを使用することにより、2つまたはそれを超えるタンパク質の表面発現を遮断または減少させることができる。かかるペプチドタグで連結したバインダー(すなわち、標的結合ポリペプチド)の両方または全ては、同一の抗ペプチド結合KDEL(すなわち、同一の局在化ポリペプチド)によって細胞内区画の内側に保持される。
上記明細書中に記載の全ての刊行物は、本明細書中で参考として援用される。本発明の記載の方法およびシステムの種々の修正および変形は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者に明らかである。本発明を特定の実施形態と併せて記載しているが、特許請求の範囲に記載の発現がかかる特定の実施形態に過度に制限されるべきではないと理解すべきである。実際、分子生物学または関連分野の当業者に明らかな本発明の実施のための記載の様式の種々の修正は、以下の特許請求の範囲の範囲内であることが意図される。
Claims (23)
- (i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチド、および
(ii)前記第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチド
を含む、操作された免疫細胞。 - (i)各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む、少なくとも2つの標的結合ポリペプチド、および
(ii)前記標的結合ポリペプチドの各々の第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチド
を含む、請求項1に記載の操作された免疫細胞。 - 前記細胞内保持シグナルが、以下の群:ゴルジ保持配列;トランスゴルジ網(TGN)リサイクリングシグナル;小胞体(ER)保持配列;プロテアソーム局在化配列、およびリソソーム選別シグナルから選択される、請求項1または2に記載の操作された免疫細胞。
- 前記細胞内保持シグナルが、
a)SEKDEL(配列番号1)、KDEL(配列番号2)、KKXX(配列番号3)、KXKXX(配列番号4)、配列KYKSRRSFIDEKKMP(配列番号5)を含むアデノウイルスE19タンパク質のテール、配列MHRRRSRSCR(配列番号6)を含むHLAインバリアント鎖の断片、KXD/E(配列番号7)、またはYQRL(配列番号8)(式中、Xは任意のアミノ酸である)から選択されるアミノ酸配列を含むゴルジ保持配列;および/または
b)リボフォリンI、リボフォリンII、SEC61、またはシトクロムb5から選択される小胞体保持ドメイン;および
c)表1~5に示した任意の配列を含む細胞内保持シグナル
から選択される、先行する請求項のいずれかに記載の操作された免疫細胞。 - 前記または各々の標的結合ドメインが、単一ドメイン抗体(dAb)を含む、先行する請求項のいずれかに記載の操作された免疫細胞。
- 前記または各々の標的結合ドメインが、CD3/T細胞受容体(TCR)複合体の構成要素、サイトカイン、ヒト白血球抗原(HLA)クラスI分子、MHCクラスII分子、免疫応答を下方制御する受容体、T細胞上に発現されるリガンド、または前記免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質に結合する、先行する請求項のいずれかに記載の操作された免疫細胞。
- 前記または各々の標的結合ドメインが、以下の群:
(i)以下から選択されるCD3/TCR複合体中の構成要素:CD3ε、TCRα、TCRαβ、TCRγ、TCRδ、CD3δ、CD3γ、およびCD3ζ;
(ii)以下から選択されるHLAクラスI分子:Β2-ミクログロブリン、α1-ミクログロブリン、α2-ミクログロブリン、およびα3-ミクログロブリン;
(iii)以下から選択されるMHCクラスII分子:HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB、HLA-DQ、およびHLA-DR;
(iv)以下から選択される免疫応答を下方制御する受容体:プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA-4)、T細胞免疫グロブリンおよびムチンドメイン含有3(Tim3)、キラー免疫グロブリン様受容体(KIR)、CD94、NKG2A、TIGIT、BTLA、Fas、TBR2、LAG3、およびタンパク質チロシンホスファターゼ;
(v)以下から選択されるT細胞上に発現されるリガンド:CD5、CD7、およびCD2
(vi)以下から選択される免疫応答をモジュレートするサイトゾルタンパク質:Csk、SHP1、SHP2、Zap-70、SLP76、およびAKT
から選択される標的に結合する、請求項6に記載の操作された免疫細胞。 - 前記細胞が、キメラ抗原受容体(CAR)またはトランスジェニックT細胞受容体(TCR)をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の操作された免疫細胞。
- (i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする第1の核酸配列、および
(ii)前記第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする第2の核酸配列
を含む、核酸構築物。 - 以下の一般構造:
A-coexpr-C
(式中、
「A」は、標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「coexpr」は、個別の実体として前記標的ポリペプチドおよび局在化ポリペプチドを共発現することができる配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である)
を有する、請求項9に記載の核酸。 - (i)各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする、複数の核酸配列、および
(ii)前記第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列
を含む、請求項9に記載の核酸構築物。 - 以下の一般構造:
A-coexpr1-B-coexpr2-C
(式中、
「A」は、第1の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり;
「B」は、第2の標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列であり、
「coexpr1」および「coexpr2」は、同一でも異なっていてもよく、個別の実体として3つのポリペプチドを共発現することができる核酸配列であり;
「C」は、局在化ポリペプチドをコードする核酸配列である)
を有する、請求項11に記載の核酸構築物。 - (i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする第1の核酸配列、および
(ii)前記第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする第2の核酸配列
を含む核酸配列のキット。 - (i)各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする、複数の核酸配列、および
(ii)前記第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列
を含む、請求項13に記載の核酸配列のキット。 - 請求項9~12のいずれかに記載の核酸構築物を含むベクター。
- (i)標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列を含む第1のベクター、および
(ii)前記第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列を含む第2のベクター
を含むベクターのキット。 - (i)各々が標的結合ドメインおよび第1のタンパク質相互作用ドメインを含む標的結合ポリペプチドをコードする核酸配列を含む、複数のベクター、および
(ii)前記第1のタンパク質結合ドメインに結合する第2のタンパク質相互作用ドメイン、および細胞内保持シグナルを含む局在化ポリペプチドをコードする核酸配列を含むベクター
を含む、請求項16に記載のベクターのキット。 - 請求項1~8のいずれかに記載の操作された免疫細胞を作製する方法であって、免疫細胞に、請求項9~12のいずれかに記載の核酸構築物;請求項13または14に記載の核酸配列のキット;請求項15に記載のベクター;または請求項16または17に記載のベクターのキットを、ex vivoで細胞に導入するステップを含む、方法。
- 請求項1~8のいずれかに記載の複数の操作された免疫細胞を含む医薬組成物。
- 疾患の処置および/または予防に使用するための、請求項19に記載の医薬組成物。
- 請求項19に記載の医薬組成物を、それを必要とする被験体に投与するステップを含む、疾患を処置する方法。
- 疾患の処置のための医薬の製造における請求項1~8のいずれかに記載の細胞の使用。
- 前記疾患が癌である、請求項20に記載の使用のための医薬組成物、請求項21に記載の方法、または請求項22に記載の使用。
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