JP2022551487A - 改変されたaavカプシドおよびその使用 - Google Patents
改変されたaavカプシドおよびその使用 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022551487A JP2022551487A JP2022521409A JP2022521409A JP2022551487A JP 2022551487 A JP2022551487 A JP 2022551487A JP 2022521409 A JP2022521409 A JP 2022521409A JP 2022521409 A JP2022521409 A JP 2022521409A JP 2022551487 A JP2022551487 A JP 2022551487A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raav
- capsid
- type
- aav9
- muscular dystrophy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/46—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
- C07K14/47—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
- C07K14/4701—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals not used
- C07K14/4707—Muscular dystrophy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K48/00—Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P21/00—Drugs for disorders of the muscular or neuromuscular system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/005—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/85—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
- C12N15/86—Viral vectors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N7/00—Viruses; Bacteriophages; Compositions thereof; Preparation or purification thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2750/00—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
- C12N2750/00011—Details
- C12N2750/14011—Parvoviridae
- C12N2750/14111—Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
- C12N2750/14121—Viruses as such, e.g. new isolates, mutants or their genomic sequences
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2750/00—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
- C12N2750/00011—Details
- C12N2750/14011—Parvoviridae
- C12N2750/14111—Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
- C12N2750/14122—New viral proteins or individual genes, new structural or functional aspects of known viral proteins or genes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2750/00—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
- C12N2750/00011—Details
- C12N2750/14011—Parvoviridae
- C12N2750/14111—Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
- C12N2750/14141—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
- C12N2750/14143—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2750/00—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
- C12N2750/00011—Details
- C12N2750/14011—Parvoviridae
- C12N2750/14111—Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
- C12N2750/14141—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
- C12N2750/14145—Special targeting system for viral vectors
Abstract
本明細書に記載の本発明は、筋肉組織における目的の遺伝子(GOI)の優先的な標的化発現を可能にする改変されたVP1カプシドならびに改変されたVP1カプシドでパッケージ化されたGOIを有する組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)、ならびにそれらの使用を提供する。
Description
関連出願の参照
本出願は、2019年10月10日出願の米国仮特許出願第62/913,223号および2020年5月8日出願の米国仮特許出願第63/021,712号の出願日の利益を主張するものであり、そのそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2019年10月10日出願の米国仮特許出願第62/913,223号および2020年5月8日出願の米国仮特許出願第63/021,712号の出願日の利益を主張するものであり、そのそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターは、インビボ遺伝子送達の主要なプラットフォームとしての大きな可能性を実証する。種々のrAAVベクターは、多くの遺伝性疾患および他の複雑な疾患の処置のための筋肉系を含めた複数の組織への送達を可能にする。一部の天然の血清型ならびに操作されたrAAVカプシドは、筋肉への広範囲な体内分布の増進を示し、必要な総投与量を低減させ得る。
以前は、筋肉へのrAAVベクターの直接の注入によって筋肉の遺伝子送達が実施された。より最近では、rAAVの静脈内(IV)投与が多くの種類の筋肉への分布を促進するために次第に利用されるようになっており、現在では複数の臨床試験の好ましい投与経路である。
本発明の一側面は、配列番号1~12からなる群から選択されるポリペプチドを含む改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドであって、前記ポリペプチドが、野生型AAV9 VP1カプシドの残基588と589の間、あるいは非AAV9の野生型Clad F(例えばAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV1/6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10もしくはAAVrh.74)のVP1カプシドの対応する2残基の間に挿入されているアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドを提供する。すなわち、野生型AAV9 VP1カプシドの残基588と589の間、あるいは非AAV9の野生型Clad F(例えばAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10もしくはAAVrh.74)のVP1カプシドの対応する2残基の間に挿入された配列番号1~12のいずれか1つのポリペプチド以外には、野生型Clad F(例えばAAV9またはAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10またはAAVrh.74)のVP1カプシド中に他の配列変化は存在しない。
つまり、本発明は、野生型AAV9 VP1カプシドの残基588と589の間、あるいは非AAV9の野生型Clad F(例えばAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10もしくはAAVrh.74)のVP1カプシドの対応する2残基の間に挿入されたポリペプチドを含む改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドであって、野生型AAV9 VP1カプシドの残基588と589の間、あるいは非AAV9の野生型Clad F(例えばAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10もしくはAAVrh.74)のVP1カプシドの対応する2残基の間に挿入された前記ポリペプチドが、配列番号1~12のいずれか1つのアミノ酸配列を含むか、配列番号1~12のいずれか1つのアミノ酸配列から本質的になるか、または配列番号1~12のいずれか1つのアミノ酸配列からなるアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドを提供する。
特定の態様では、mAAVカプシドポリペプチドは、配列番号1、11または12のポリペプチドを含む。
すなわち、本発明の特定の側面は、配列番号1のポリペプチドを含むか、配列番号1のポリペプチドから本質的になるか、または配列番号1のポリペプチドからなる、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドを提供する。
すなわち、本発明の特定の側面は、配列番号1のポリペプチドを含むか、配列番号1のポリペプチドから本質的になるか、または配列番号1のポリペプチドからなる、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドを提供する。
関係する特定の側面では、本発明は、配列番号11のポリペプチドを含むか、配列番号11のポリペプチドから本質的になるか、または配列番号11のポリペプチドからなる、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドを提供する。
さらに別の特定の側面では、本発明は、配列番号12のポリペプチドを含むか、配列番号12のポリペプチドから本質的になるか、または配列番号12のポリペプチドからなる、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドを提供する。
本発明の別の側面は、本明細書に記載の主題のmAAVカプシドポリペプチドのいずれか1つを含む、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV、例えば組換え型の、AAV6、AAV8、AAVrh.74またはAAV9)を提供する。
特定の態様では、rAAVのVP1カプシドは、本発明のmAAVカプシドポリペプチドのいずれか1つからなるか、または本発明のmAAVカプシドポリペプチドのいずれか1つから本質的になる。
特定の態様では、rAAVは、1対のAAV ITR配列と隣接する目的の遺伝子(GOI)を含む。
特定の態様では、1対のAAV ITR配列は、AAV2、AAV6、AAV8、AAVrh.74またはAAV9のITR配列である。
特定の態様では、1対のAAV ITR配列は、AAV2、AAV6、AAV8、AAVrh.74またはAAV9のITR配列である。
特定の態様では、目的の遺伝子(GOI)は、LGMD2E(肢帯型筋ジストロフィー2E型)、LGMD2D(肢帯型筋ジストロフィー2D型)、LGMD2C(肢帯型筋ジストロフィー2C型)、LGMD2B(肢帯型筋ジストロフィー2B型)、LGMD2L(肢帯型筋ジストロフィー2L型)、LGMD2I(肢帯型筋ジストロフィー2I型)の原因となる遺伝子/それらにおいて欠陥のある遺伝子、またはNAGLU(α-N-アセチルグルコサミニダーゼ、サンフィリポ症候群すなわちムコ多糖症IIIB型(MPS IIIB)に対して)、スルファミダーゼすなわちSGSH(ムコ多糖症IIIA型すなわちMPS IIIAに対して)、第IX因子、第VIII因子、ミオチューブラリン1(MTM1)、生存運動ニューロン(SMN、脊髄性筋萎縮症すなわちSMAに対して)、GalNAcトランスフェラーゼ GALGT2、カルパイン-3(CAPN-3)、酸性アルファ-グルコシダーゼ(GAA、ポンペ病に対して)、アルファ-ガラクトシダーゼAすなわちGLA(ファブリー病に対して)、グルコセレブロシダーゼ、ジストロフィンもしくはマイクロジストロフィンの遺伝子またはコード配列を含む。
特定の態様では、GOIはマイクロジストロフィンをコードする。
特定の態様では、マイクロジストロフィンは、米国特許第7,906,111号;米国特許第7,001,761号;米国特許第7,510,867号;米国特許第6,869,777号;米国特許第8,501,920号;米国特許第7,892,824号;国際出願PCT/US2016/013733または米国特許第10,166,272号に記載のものである。
特定の態様では、マイクロジストロフィンは、米国特許第7,906,111号;米国特許第7,001,761号;米国特許第7,510,867号;米国特許第6,869,777号;米国特許第8,501,920号;米国特許第7,892,824号;国際出願PCT/US2016/013733または米国特許第10,166,272号に記載のものである。
特定の態様では、マイクロジストロフィンは、完全長ジストロフィンタンパク質のR16およびR17スペクトリン様リピート(例えば米国特許第7,892,824号に記載のもの)のコード配列を含む。
特定の態様では、マイクロジストロフィンは、完全長ジストロフィンタンパク質のR1、R16、R17、R23およびR24スペクトリン様リピート;または国際出願PCT/US2016/013733もしくは米国特許第10,479,821号に記載のマイクロジストロフィン遺伝子のコード配列を含む。
特定の態様では、GOIは、転写調節カセット、例えば筋肉特異的プロモーター(例えばCK8プロモーターまたは心筋トロポニンT(cTnT)プロモーター)に動作可能なように連結される。
特定の態様では、GOIは、NからC末端にかけて、アミノ末端アクチン結合(AB1)ドメイン、β-ジストログリカン結合ドメイン、ヒンジ1ドメイン(H1)、スペクトリン様リピート1(SR1)、スペクトリン様リピート16(SR16)、スペクトリン様リピート17(SR17)、スペクトリン様リピート23(SR23)およびスペクトリン様リピート24(SR24)を含む5つのスペクトリン様リピートからなるスペクトリン様リピートドメイン、ならびにヒンジ4ドメイン(H4)を含むタンパク質をコードするマイクロジストロフィン遺伝子であり、マイクロジストロフィン遺伝子は筋肉特異的なヒト筋肉クレアチンキナーゼCK8プロモーター(例えば米国特許第10,479,821号の配列番号19)に動作可能なように連結され、GOIは1対のAAV2 ITR(逆位末端リピート)配列と隣接する。
本発明の別の側面は、本発明の改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドまたはそれに対して少なくとも95%、96%、97%、98%または99%同一であるポリペプチド配列をコードするポリヌクレオチドを提供する。
特定の態様では、ポリヌクレオチドは哺乳動物発現用にコドン最適化される。
本発明の別の側面は、本発明のポリヌクレオチドを含むベクターを提供する。
特定の態様では、ベクターはプラスミドまたはウイルスベクター(例えばHSVベクターもしくはAAVベクター)である。
本発明の別の側面は、本発明のポリヌクレオチドを含むベクターを提供する。
特定の態様では、ベクターはプラスミドまたはウイルスベクター(例えばHSVベクターもしくはAAVベクター)である。
本発明の別の側面は、(a)(1)本発明の改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチド、または(2)(1)に対して少なくとも95%、96%、97%、98%または99%同一である配列、をコードする組換え核酸分子であって、任意選択で異種の非AAV配列をさらに含む組換え核酸分子;あるいは(b)本発明の組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)、を含む培養宿主細胞を提供する。
本発明の別の側面は、処置を必要とする対象における筋ジストロフィー等の疾患または状態を処置する方法であって、対象に治療有効量の本発明のrAAVのいずれか1つを投与するステップを含む方法を提供する。
特定の態様では、野生型AAV9 VP1カプシドを有する他の点では同一の参照rAAVと比較した場合、rAAVのGOIは、心筋、骨格筋および/または平滑筋(例えば横隔膜における平滑筋)において優先的に発現する。
特定の態様では、野生型AAV9 VP1カプシドを有する他の点では同一の参照rAAVと比較した場合、rAAVのGOIは、肝臓中に統計学的に有意に低いレベルで発現する。
特定の態様では、筋ジストロフィーはDMD(デュシェンヌ型筋ジストロフィー)またはBMD(ベッカー型筋ジストロフィー)である。
特定の態様では、(1)筋ジストロフィーはLGMD2E(肢帯型筋ジストロフィー2E型)、LGMD2D(肢帯型筋ジストロフィー2D型)、LGMD2C(肢帯型筋ジストロフィー2C型)、LGMD2B(肢帯型筋ジストロフィー2B型)、LGMD2L(肢帯型筋ジストロフィー2L型)、LGMD2I(肢帯型筋ジストロフィー2I型)または脊髄性筋萎縮症すなわちSMAであるか;
(2)疾患または状態は、サンフィリポ症候群すなわちムコ多糖症IIIB型(MPS IIIB)、ムコ多糖症IIIA型すなわちMPS IIIA、ポンペ病またはファブリー病であるか;あるいは、
(3)疾患または状態は、第IX因子、第VIII因子、ミオチューブラリン1(MTM1)、GalNAcトランスフェラーゼ GALGT2、カルパイン-3(CAPN-3)またはグルコセレブロシダーゼをコードする遺伝子における遺伝子欠陥によって特徴づけられるかまたはそれに起因する。
特定の態様では、(1)筋ジストロフィーはLGMD2E(肢帯型筋ジストロフィー2E型)、LGMD2D(肢帯型筋ジストロフィー2D型)、LGMD2C(肢帯型筋ジストロフィー2C型)、LGMD2B(肢帯型筋ジストロフィー2B型)、LGMD2L(肢帯型筋ジストロフィー2L型)、LGMD2I(肢帯型筋ジストロフィー2I型)または脊髄性筋萎縮症すなわちSMAであるか;
(2)疾患または状態は、サンフィリポ症候群すなわちムコ多糖症IIIB型(MPS IIIB)、ムコ多糖症IIIA型すなわちMPS IIIA、ポンペ病またはファブリー病であるか;あるいは、
(3)疾患または状態は、第IX因子、第VIII因子、ミオチューブラリン1(MTM1)、GalNAcトランスフェラーゼ GALGT2、カルパイン-3(CAPN-3)またはグルコセレブロシダーゼをコードする遺伝子における遺伝子欠陥によって特徴づけられるかまたはそれに起因する。
本発明の別の側面は、本発明のmAAVカプシドポリペプチドのいずれか1つを含むrAAVを産生する方法であって、本発明のmAAVカプシドポリペプチドのいずれか1つを発現する産生細胞株すなわちパッケージング細胞株に、1対のITR配列と隣接するGOIをコードするrAAVベクターを導入するステップを含む方法を提供する。
特定の態様では、産生細胞株すなわちパッケージング細胞株を、本発明のmAAVカプシドポリペプチドをコードするHSVベクターに感染させる。
特定の態様では、産生細胞株すなわちパッケージング細胞株を、本発明のmAAVカプシドポリペプチドをコードするコード(endoing)配列でトランスフェクトする。
特定の態様では、産生細胞株すなわちパッケージング細胞株を、本発明のmAAVカプシドポリペプチドをコードするコード(endoing)配列でトランスフェクトする。
特定の態様では、産生細胞株すなわちパッケージング細胞株は、HEK293細胞、A549細胞またはHeLa細胞である。
明確に否定されない限りまたは明確に不適切でない限り、実施例でのみまたは本発明の一側面下でのみ記載されるものを含めた本発明の任意の1つの態様は、任意の1つまたは複数の本発明の他の態様と組み合わせることができると理解されるべきである。
明確に否定されない限りまたは明確に不適切でない限り、実施例でのみまたは本発明の一側面下でのみ記載されるものを含めた本発明の任意の1つの態様は、任意の1つまたは複数の本発明の他の態様と組み合わせることができると理解されるべきである。
1.概要
本明細書に記載の本発明は、野生型のカプシドよりも優れた体内分布を示す最適化されたrAAVカプシドに部分的に基づく、目的の遺伝子(GOI)の最適化された送達を提供する。改変されたVP1カプシドを有するそのようなrAAVを使用して、GOIを、より高い発現レベルおよび/またはより低い用量で筋肉組織に優先的に送達することができ、これにより、筋肉組織(例えば骨格、心臓および/または平滑筋の組織)を標的化する遺伝子治療のより大きな成功を促進する。
本明細書に記載の本発明は、野生型のカプシドよりも優れた体内分布を示す最適化されたrAAVカプシドに部分的に基づく、目的の遺伝子(GOI)の最適化された送達を提供する。改変されたVP1カプシドを有するそのようなrAAVを使用して、GOIを、より高い発現レベルおよび/またはより低い用量で筋肉組織に優先的に送達することができ、これにより、筋肉組織(例えば骨格、心臓および/または平滑筋の組織)を標的化する遺伝子治療のより大きな成功を促進する。
具体的には、本発明の一側面によれば、改変されたAAVカプシド、ならびに筋肉組織および筋細胞型へのGOIの優先的な標的化送達を可能にするAAVカプシド選択のための方法が、本明細書で提供される。
本発明の別の側面によれば、遺伝子治療の成功に必要な有効AAV用量の潜在的な低下のための、強力な感染性AAVカプシドを選択するための方法が本明細書で提供される。
rAAVの薬物製品が臨床的に進歩する時、これらの複雑な製品を特徴づけるための分析ツールが必要である。例としては、哺乳動物細胞の宿主またはウイルスのヘルパーDNAの、PCR、qPCR、変性ゲル電気泳動およびサザンブロットによる検出および定量化が挙げられる。これらのアッセイおよびさらなるアッセイの開発および検証が、rAAVベクターの完全な特徴づけを可能にするであろう。従って、本発明のさらに別の側面は、主題のrAAVカプシド、ベクターおよび製品、例えば実施例に記載のものを特徴づけるための分析ツールを提供する。
rAAVの薬物製品が臨床的に進歩する時、これらの複雑な製品を特徴づけるための分析ツールが必要である。例としては、哺乳動物細胞の宿主またはウイルスのヘルパーDNAの、PCR、qPCR、変性ゲル電気泳動およびサザンブロットによる検出および定量化が挙げられる。これらのアッセイおよびさらなるアッセイの開発および検証が、rAAVベクターの完全な特徴づけを可能にするであろう。従って、本発明のさらに別の側面は、主題のrAAVカプシド、ベクターおよび製品、例えば実施例に記載のものを特徴づけるための分析ツールを提供する。
本発明のさらなる側面は、主題のrAAVカプシドおよびベクターの開発のための決定的なツールとしてのインビトロ効力アッセイを提供する。種々の天然血清型のカプシドおよび操作されたカプシドを有するrAAVベクターが、全身投与に対するそれらの効果、および遺伝子治療によって処置可能な疾患適応症、例えばデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)の処置の開発に対するそれらの可能性を見積もるために比較される。高用量のベクターの全身投与を必要とする適用、例えばデュシェンヌ型筋ジストロフィーでは、これらの分析ツールおよびアッセイは、rAAV製品をさらに特徴づけかつ改善する可能性を有しており、それにより遺伝子導入治療の安全性および効果を向上させる。
本発明の詳細な側面が、以下でさらに記載される。
2.改変されたVP1カプシド
本発明の改変されたAAV9 VP1カプシドタンパク質は、野生型AAV9 VP1カプシドタンパク質の残基Q588とA589の間に挿入された約7~13残基の短ペプチドを有する。特定の態様では、短ペプチドは配列番号1~12のうちのいずれか1つである。
2.改変されたVP1カプシド
本発明の改変されたAAV9 VP1カプシドタンパク質は、野生型AAV9 VP1カプシドタンパク質の残基Q588とA589の間に挿入された約7~13残基の短ペプチドを有する。特定の態様では、短ペプチドは配列番号1~12のうちのいずれか1つである。
RGDLGLS(配列番号1)(SLB101としても知られる)
RGDMSRE(配列番号2)(SLB102としても知られる)
GEARISA(配列番号3)(SLB103としても知られる)
ESGLSQS(配列番号4)(SLB104としても知られる)
EYRDSSG(配列番号5)(SLB105としても知られる)
DLGSARA(配列番号6)(SLB106としても知られる)
SGNSGAA(配列番号7)(SLB107としても知られる)
CDCRGDCFC(配列番号8)(SLB108としても知られる)
NDVRSAN(配列番号9)(SLB109としても知られる)
NDVRAVS(配列番号10)(SLB110としても知られる)
GGGRGDLGLSGGG(配列番号11)(SLB111としても知られる)
GGSRGDLGLSGGS(配列番号12)(SLB112としても知られる)
挿入改変は類似するが、周辺/隣接配列が異なる2つのさらなる配列は、SLB113およびSLB114と称される(図6を参照のこと)。
RGDMSRE(配列番号2)(SLB102としても知られる)
GEARISA(配列番号3)(SLB103としても知られる)
ESGLSQS(配列番号4)(SLB104としても知られる)
EYRDSSG(配列番号5)(SLB105としても知られる)
DLGSARA(配列番号6)(SLB106としても知られる)
SGNSGAA(配列番号7)(SLB107としても知られる)
CDCRGDCFC(配列番号8)(SLB108としても知られる)
NDVRSAN(配列番号9)(SLB109としても知られる)
NDVRAVS(配列番号10)(SLB110としても知られる)
GGGRGDLGLSGGG(配列番号11)(SLB111としても知られる)
GGSRGDLGLSGGS(配列番号12)(SLB112としても知られる)
挿入改変は類似するが、周辺/隣接配列が異なる2つのさらなる配列は、SLB113およびSLB114と称される(図6を参照のこと)。
野生型(Wile-type)AAV9 VP1カプシドタンパク質の配列が当分野において知られており、以下に転記する。間に配列番号1~12のうちの1つが挿入される、残基Q588およびA589に二重下線を引く。
特定の態様では、本発明の改変されたAAV9 VP1カプシドは、以下の通り、配列番号13の残基Q588とA589(両方に二重下線を引く)の間に挿入された、配列番号1のポリペプチド(太字の斜体)を有する:
特定の態様では、本発明の改変されたAAV9 VP1カプシドは、以下の通り、配列番号13の残基Q588とA589(両方に二重下線を引く)の間に挿入された、配列番号11のポリペプチド(太字の斜体)を有する:
特定の態様では、本発明の改変されたAAV9 VP1カプシドは、以下の通り、配列番号13の残基Q588とA589(両方に二重下線を引く)の間に挿入された、配列番号12のポリペプチド(太字の斜体)を有する:
本発明の改変されたAAV9 VP1カプシドは、特に、心筋(すなわち心臓における筋肉)、骨格筋(例えば大腿四頭筋)および/または平滑筋(例えば横隔膜筋)を含む筋肉組織において、そのような改変されたAAV9 VP1カプシド中にパッケージ化されたrAAVからのGOIの優先的な標的化発現を可能にする。
いかなる特定の理論にも束縛されることを望むものではないが、挿入箇所(すなわち、Q588のN末端の1、2、3、4、5、6、7もしくは8残基および/またはQ588それ自体、ならびに/あるいはA589のC末端の1、2、3、4、5、6、7もしくは8残基および/またはA589それ自体)の周囲で、AAV9 VP1カプシド配列中の野生型のアミノ酸配列を変化させることは、組織の標的化および/または標的組織におけるGOIの発現レベルに影響を及ぼす(例えば有害な影響を及ぼす)可能性がある。この影響または変化の一態様は、残基Q588およびA589の周囲と残基Q588およびA589を含む野生型AAV9 VP1カプシド配列が完全に保存された主題の改変されたAAV9 VP1カプシドでパッケージ化されたAAVと比較した場合の、望ましい特定の(1つまたは複数の)組織、例えば筋肉組織、例えば心臓、骨格および/または平滑筋の(1つまたは複数の)組織のいずれかにおける組織感染速度または発現レベルであり得る。
特定の態様では、GOIの優先的な発現は、野生型AAV9カプシドを使用すること以外の点では同一のrAAV構築物と比較して、少なくとも50%高いか、100%高い(すなわち2倍)か、3倍か、5倍か、10倍か、12倍か、15倍か、20倍か、22倍か、25倍か、30倍か、50倍か、75倍かまたは100倍以上である。特定の態様では、増加の倍率は、実施例(明確さのためかつ重複を回避するために参照により本明細書に組み込まれる)に記載のものと実質的に同様に、インビトロアッセイおよび/またはインビボアッセイに基づいて測定される。例えば、特定の態様では、インビトロ細胞株はC2C12または患者由来ムーリー細胞である。特定の態様では、インビボアッセイは、DMDのmdxマウスモデルにおいて行われる。
特定の態様では、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドは、AAV9ではなく、非AAV9の野生型Clad F(例えばAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10またはAAVrh.74)のVP1カプシドの野生型の配列に基づく。すなわち、配列番号1~12からなる群から選択されるポリペプチドは、非AAV9の野生型Clad F(例えばAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10もしくはAAVrh.74)のVP1カプシドの対応する2残基の間に挿入される。
本明細書で使用される場合、「対応する残基」とは、野生型AAV9 VP1カプシドの残基588および589とそれぞれアラインした、非AAV9の野生型Clad F AAV(例えば、AAVhu.32)、野生型Clad A AAV(例えば、AAV6)または野生型Clad E AAV(例えば、AAV8、AAVrh.10、AAVrh.37またはAAVrh.74)のVP1カプシド中の残基を指す。
本明細書で使用される場合、非AAV9の野生型Clad F AAVはAAVhu.32を含む。野生型Clad A AAVはAAV1/6、AAVhu.48R2、AAVhu.48R3およびAAVhu.44R3を含む。野生型Clad E AAVはAAV8、AAVhu.37、AAVrh.10、AAVpi.2、AAVrh.64R1、AAVrh.64R2、AAVrh.2R、AAVrh.74およびAAVrh.43を含む。
例えば、代表的なClad AのAAV6、Clad EのAAV8およびAAVrh.74、ならびにClad FのAAV9およびAAVhu.32中の挿入箇所が、以下に示される。配列の違いのために、AAV8の残基N590およびT591が、AAV9の残基Q588およびA589にそれぞれに対応することに留意されたい。
3.rAAV中の目的の遺伝子(GOI)および処置可能な疾患
改変されたVP1カプシドを有する本発明の組換えAAVベクターは、遺伝子治療によって疾患または状態を処置するための任意の目的の遺伝子(GOI)を担持することができる。GOIは、rAAVのパッケージング能力、例えば約4~5kb、あるいはITR配列を含めて約4.7kbまたはITR配列を考慮せずに約4.4kb以内の、任意の遺伝子またはコード配列であることができる。
改変されたVP1カプシドを有する本発明の組換えAAVベクターは、遺伝子治療によって疾患または状態を処置するための任意の目的の遺伝子(GOI)を担持することができる。GOIは、rAAVのパッケージング能力、例えば約4~5kb、あるいはITR配列を含めて約4.7kbまたはITR配列を考慮せずに約4.4kb以内の、任意の遺伝子またはコード配列であることができる。
特定の態様では、GOIを担持するrAAVは、宿主における内在性遺伝子の機能の欠如、例えばGOIの欠陥型バージョンに起因する疾患または状態を処置するための遺伝子治療において使用することができる。
本明細書で使用される場合、「目的の遺伝子」すなわちGOIは、一般的には、核酸もしくはポリヌクレオチド配列、例えば遺伝子、オープンリーディングフレーム(ORF)またはタンパク質のコード配列、あるいはRNA、例えはsiRNA、miRNA、shRNA等を指す。しかし、特定の状況または文脈では、GOIという用語は、タンパク質(GOIによってコードされる)、またはGOIによって治療することができる疾患もしくは適応症、またはGOIの機能の喪失に起因し得る(しかし必ずしもそうではない)疾患もしくは適応症のことも広い意味で指す。
例えば、遺伝子GALGT2は、ジストログリカンを含む少数の特定のタンパク質上に複合糖質分子を移す酵素であるタンパク質GalNAcトランスフェラーゼ(β-1,4-N-アセチルガラクトサミンガラクトシルトランスフェラーゼ)をコードする。通常の状況下では、GalNAcトランスフェラーゼは神経筋接合部(NMJ)にのみ見出され、そこではジストログリカン関連タンパク質複合体(dystroglycan-associated protein complex)の一部の構成要素が、筋肉中のその他の場所とは異なっている。重要なことだが、NMJでは、ユートロフィンがジストロフィンの代わりに存在する。筋ジストロフィーのmdxマウスモデルでは、GALGT2のウイルス遺伝子導入は、NMJの通常の発現ドメインだけではない筋肉膜全体にわたるGalNAcトランスフェラーゼの発現ならびに筋肉繊維全体にわたるユートロフィンの上方調節をもたらす。mdxマウスでは、この発現は、マイクロジストロフィン遺伝子の発現が正すのと同程度に、筋肉の機能障害を正すことができる。さらに、GALGT2の過剰発現は、LGMD2Aおよび先天性筋ジストロフィー(MDC1A)を含む他の筋ジストロフィーのマウスモデルにおける筋肉の病状を正す。従って、処置を必要とする患者において必ずしもGALGT2それ自体に欠陥があるとは限らないにもかかわらず、GALGT2は筋ジストロフィー、例えばDMD、BMD、LGMD2AおよびMDC1Aを処置するためのGOIである。
別の例では、サルコリピン(SLN)は、筋/小胞体(SR)Ca2+ATPアーゼ(SERCA)を阻害し、DMDの患者および動物モデル、例えばDMDのmdxマウスモデルの筋肉において異常に増加している。AAV9が媒介するRNA干渉によるSLNレベルの低減は、重度のDMDジストロフィン/ユートロフィン二重変異体(mdx:utr-/-)マウスモデルにおけるジストロフィーの病変を改善し、それには筋肉病変の減弱化および横隔膜、骨格筋および心臓の機能の改善が含まれる。従って、SLN RNAiのコード配列は、DMDを治療するGOIである。
従って、GOIは、発現した場合に、変異した遺伝子またはタンパク質、損傷した遺伝子またはタンパク質、あるいは不活性な遺伝子またはタンパク質に取って代わる遺伝子(またはタンパク質)であり得る。GOIは、発現した場合に、疾患、障害または機能不全における治療のために修飾を必要とする既に機能しているプロセスを助ける遺伝子(またはタンパク質)であり得る。GOIは、発現した場合に、疾患、障害または機能不全における治療のために修飾を必要とする機能不全に陥ったプロセスを助ける遺伝子(またはタンパク質)であり得る。GOIの核酸配列は、DNA、RNAまたは合成核酸分子であり得る。GOIは、タンパク質、酵素、構造タンパク質、機能性タンパク質、または(1つまたは複数の)細胞機能に基づいて適応可能なタンパク質であり得る。GOIは、疾患、障害または機能不全のための治療上の利益または処置様式を提供し得る。
特定の態様では、GOIは、それらの意図される活性のために細胞内送達が必要である、CRISPR-Cas9、Cas13、TALEN、または遺伝子に基づく他の遺伝子編集タンパク質であり得る。
本明細書で使用されるありとあらゆるGOIは、コンピュータに基づく既知のアルゴリズムによる、発現および活性を強化するためのコドン最適化を必要とする可能性がある。
従って、主題のウイルスのカプシド(例えば、改変されたVP1カプシド)を使用することにより産生され得るrAAVは、例えば疾患または状態を処置するための遺伝子治療に対して有用な目的の遺伝子(GOI)をコードしていてもよい。代表的な(非限定的な)目的の遺伝子(GOI)は:LGMD2E(肢帯型筋ジストロフィー2E型)、LGMD2D(肢帯型筋ジストロフィー2D型)、LGMD2C(肢帯型筋ジストロフィー2C型)、LGMD2B(肢帯型筋ジストロフィー2B型)、LGMD2L(肢帯型筋ジストロフィー2L型)、LGMD2I(肢帯型筋ジストロフィー2I型)の原因となる遺伝子/それらにおいて欠陥のある遺伝子、あるいはNAGLU(α-N-アセチルグルコサミニダーゼ、サンフィリポ症候群すなわちムコ多糖症IIIB型(MPS IIIB)に対して)、スルファミダーゼすなわちSGSH(ムコ多糖症IIIA型すなわちMPS IIIAに対して)、第IX因子、第VIII因子、ミオチューブラリン1(MTM1)、生存運動ニューロン(SMN、脊髄性筋萎縮症すなわちSMAに対して)、GalNAcトランスフェラーゼ GALGT2、カルパイン-3(CAPN-3)、酸性アルファ-グルコシダーゼ(GAA、ポンペ病に対して)、アルファ-ガラクトシダーゼAすなわちGLA(ファブリー病に対して)、グルコセレブロシダーゼ、ジストロフィンまたはマイクロジストロフィンの遺伝子またはコード配列を含み得る。
従って、主題のウイルスのカプシド(例えば、改変されたVP1カプシド)を使用することにより産生され得るrAAVは、例えば疾患または状態を処置するための遺伝子治療に対して有用な目的の遺伝子(GOI)をコードしていてもよい。代表的な(非限定的な)目的の遺伝子(GOI)は:LGMD2E(肢帯型筋ジストロフィー2E型)、LGMD2D(肢帯型筋ジストロフィー2D型)、LGMD2C(肢帯型筋ジストロフィー2C型)、LGMD2B(肢帯型筋ジストロフィー2B型)、LGMD2L(肢帯型筋ジストロフィー2L型)、LGMD2I(肢帯型筋ジストロフィー2I型)の原因となる遺伝子/それらにおいて欠陥のある遺伝子、あるいはNAGLU(α-N-アセチルグルコサミニダーゼ、サンフィリポ症候群すなわちムコ多糖症IIIB型(MPS IIIB)に対して)、スルファミダーゼすなわちSGSH(ムコ多糖症IIIA型すなわちMPS IIIAに対して)、第IX因子、第VIII因子、ミオチューブラリン1(MTM1)、生存運動ニューロン(SMN、脊髄性筋萎縮症すなわちSMAに対して)、GalNAcトランスフェラーゼ GALGT2、カルパイン-3(CAPN-3)、酸性アルファ-グルコシダーゼ(GAA、ポンペ病に対して)、アルファ-ガラクトシダーゼAすなわちGLA(ファブリー病に対して)、グルコセレブロシダーゼ、ジストロフィンまたはマイクロジストロフィンの遺伝子またはコード配列を含み得る。
特定の態様では、GOIはマイクロジストロフィン遺伝子である。
特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、以下の特許:米国特許第7,906,111号;米国特許第7,001,761号;米国特許第7,510,867号;米国特許第6,869,777号;米国特許第8,501,920号;米国特許第7,892,824号;国際出願PCT/US2016/013733;米国特許第10,166,272号(すべてが参照により本明細書に組み込まれる)に記載のいずれかのものである。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子を、例えば、約4.7kb以下のサイズで、rAAVビリオン中にパッケージ化することができる。
特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、以下の特許:米国特許第7,906,111号;米国特許第7,001,761号;米国特許第7,510,867号;米国特許第6,869,777号;米国特許第8,501,920号;米国特許第7,892,824号;国際出願PCT/US2016/013733;米国特許第10,166,272号(すべてが参照により本明細書に組み込まれる)に記載のいずれかのものである。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子を、例えば、約4.7kb以下のサイズで、rAAVビリオン中にパッケージ化することができる。
特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、そのコード配列内に、筋細胞膜に一酸化窒素合成酵素(nNOS)活性を回復させることができるスペクトリン様リピートR16およびR17(例えば米国特許第7,892,824号に記載されているもの)を含有する。
特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、完全長ジストロフィンタンパク質のR1、R16、R17、R23およびR24スペクトリン様リピート(すなわち、それぞれ、SR1、SR16、SR17、SR23およびSR24)のコード配列、例えば国際出願PCT/US2016/013733(参照により本明細書に組み込まれる)に記載のものを含む。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、SR1、SR16、SR17、SR23およびSR24以外の、完全長ジストロフィンタンパク質のその他のスペクトリンリピートをコードしない。
特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、米国特許第7,906,111号;米国特許第7,001,761号;米国特許第7,510,867号;米国特許第6,869,777号;米国特許第8,501,920号;米国特許第7,892,824号または米国特許第10,166,272号、あるいは国際出願PCT/US2016/013733(すべてが参照により本明細書に組み込まれる)に記載されている。例えば、国際出願PCT/US2016/013733(国際公開第2016/115543A2号)は、調節カセットに動作可能なように接続されたマイクロジストロフィン遺伝子であって、アミノ末端アクチン結合ドメイン;β-ジストログリカン結合ドメイン;および少なくとも4つのスペクトリン様リピートを含むスペクトリン様リピートドメインであって少なくとも4つのスペクトリン様リピートのうちの2つが神経型一酸化窒素合成酵素結合ドメインを含むスペクトリン様リピートドメイン、を含むタンパク質をコードするマイクロジストロフィン遺伝子を提供する。特定の態様では、少なくとも4つのスペクトリン様リピートは、スペクトリン様リピート1(SR1)、スペクトリン様リピート16(SR16)、スペクトリン様リピート17(SR17)およびスペクトリン様リピート24(SR24)を含む。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子によってコードされるタンパク質は、ヒンジドメインの少なくとも一部、例えばヒンジ1ドメイン、ヒンジ2ドメイン、ヒンジ3ドメイン、ヒンジ4ドメインおよびヒンジ様ドメインのうちの少なくとも1つをさらに含む。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、N末端からC末端の順番で:ヒンジ1ドメイン(H1);スペクトリン様リピート1(SR1);スペクトリン様リピート16(SR16);スペクトリン様リピート17(SR17);スペクトリン様リピート24(SR24)およびヒンジ4ドメイン(H4)を含む。特定の態様では、H1はSR1に直接連結される。特定の態様では、SR1はSR16に直接連結される。特定の態様では、SR16はSR17に直接連結される。特定の態様では、SR17はSR24に直接連結される。特定の態様では、SR24はH4に直接連結される。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子によってコードされるタンパク質は、SR1とSR16の間に、N末端からC末端の順番で、スペクトリン様リピート2(SR2)およびスペクトリン様リピート3(SR3)をさらに含む。特定の態様では、SR1はSR2に直接連結され、SR2はSR3にさらに連結される。特定の態様では、H1はSR1に直接連結され、SR1はSR16に直接連結され、SR16はSR17に直接連結され、SR17はSR23に直接連結され、SR23はSR24に直接連結され、SR24はH4に直接連結される。
特定の態様では、調節カセットは、CK8プロモーターおよび心筋トロポニンT(cTnT)プロモーターからなる群から選択される。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子によってコードされるタンパク質は、5~8つの間のスペクトリン様リピートを有する。特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子によってコードされるタンパク質は、国際公開第2016/115543A2号(参照により本明細書に組み込まれる)における配列番号4または5のアミノ酸配列に対して、少なくとも80%または90%の配列同一性を有する。
主題の改変されたVP1カプシドを含むrAAVからの恩恵を受ける可能性を有する疾患または状態は:ハンチントン病、X連鎖性筋細管ミオパチー(XLMTM)、酸性マルターゼ欠損症(例えば、ポンペ病)、脊髄性筋萎縮症(SMA)、重症筋無力症(MG)、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、フリードライヒ運動失調症、ミトコンドリアミオパチー、筋ジストロフィー(デュシェンヌ型筋ジストロフィー、筋緊張性ジストロフィー、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)、肢帯型筋ジストロフィー(LGMD)、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(FSH)、先天性筋ジストロフィー(CDM)、眼咽頭筋型筋ジストロフィー(OPMD)、遠位型筋ジストロフィー、エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD))、ムコ多糖症(MPS)、異染性白質ジストロフィー(MLD)、バッテン病、レット症候群、クラッベ病、カナバン病、X連鎖性網膜分離症、色覚異常(CNGB3およびCNGA3)、X連鎖性網膜色素変性、加齢性黄斑変性、血管新生黄斑変性、ポンペ、ファブリー病、MPSI、II、IIIA、IIIB、ゴーシェ病、ダノン病、A1At欠乏症、フリードライヒ運動失調症、ウイルソン病、バッテン病(CLN1、CLN3、CLN6、CLN8)、ウォールマン病、テイ・サックス、ニーマン・ピックC型(Niemann-Lick Type C)、CDKL5欠損障害、Bサラセミア、鎌状赤血球症を含む。
特定の態様では、本発明のrAAVからの恩恵を受ける可能性を有する疾患または状態は:ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)、先天性筋ジストロフィー(CMD)、ベスレム型CMD、福山型CMD、筋・眼・脳病(MEBs)、強直性脊椎症候群、ウルリッヒ型CMD、ウォーカー・ワールブルグ症候群(WWS)、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(FSHD)、肢帯型筋ジストロフィー(LGMD)、筋緊張性ジストロフィー(DM)、眼咽頭筋型筋ジストロフィー(OPMD)、ALS(筋萎縮性側索硬化症)、球脊髄性筋萎縮症(SBMA)、脊髄性筋萎縮症(SMA)を含む運動ニューロン疾患、を含んでもよい。
特定の態様では、本発明のrAAVからの恩恵を受ける可能性を有する疾患または状態はイオンチャネル疾患を含んでもよく、それらは筋力低下、筋緊張の欠如または発作性筋麻痺によって典型的には特色づけられる。それらは、アンダーセン・タウィル症候群、高カリウム血性周期性四肢麻痺、低カリウム血性周期性四肢麻痺、先天性筋強直症、ベッカー型ミオトニア、トムゼン型ミオトニア、先天性パラミオトニア、カリウム惹起性ミオトニアを含む。
特定の態様では、本発明のrAAVからの恩恵を受ける可能性を有する疾患または状態は、ミトコンドリア疾患を含んでもよく、これは細胞のためにエネルギーを生成する構造がうまく機能しない時に生じる。そのような疾患は:フリードライヒ運動失調症(FA)、ミトコンドリアミオパチー、カーンズ・セイアー症候群(KSS)、リー症候群(亜急性壊死性脳筋症)、ミトコンドリアDNA枯渇症候群、ミトコンドリア脳筋症、乳酸アシドーシスおよび脳卒中様発作(MELAS)、ミトコンドリア神経性胃腸管系脳筋症(MNGIE)、赤色ぼろ線維を伴うミオクローヌスてんかん(MERRF)、ニューロパチー、運動失調および網膜色素変性(NARP)、ピアソン症候群、進行性外眼筋麻痺(PEO)を含む。
特定の態様では、本発明のrAAVからの恩恵を受ける可能性を有する疾患または状態はミオパチーを含んでもよく、ミオパチーは、筋線維が正しく機能せず、筋力低下をもたらす筋肉の疾患である。ミオパチーは、:キャップミオパチー、中心核ミオパチー、先天性筋線維不均等症(Congenital myopathies with fiber type disproportion)、コアミオパチー、中心コア疾患、マルチミニコアミオパチー、ミオシン蓄積性ミオパチー(Myosin storage Myopathies)、筋細管ミオパチー、ネマリンミオパチー、遠位型ミオパチー、GNEミオパチー/埜中ミオパチー/遺伝性封入体ミオパチー(HIBM)、レイン型遠位型ミオパチー(Laing distal myopathy)、マルケスベルグ-グリッグス型遅発性遠位型ミオパチー(Markesberg-Griggs late-onset distal myopathy)、三好型ミオパチー、Uddミオパチー/脛骨筋ジストロフィー、声帯および咽頭遠位型ミオパチー、ウェランダー型遠位型ミオパチー(Welander distal myopathy)、内分泌性ミオパチー、甲状腺機能亢進性ミオパチー、甲状腺機能低下性ミオパチー、炎症性ミオパチー、皮膚筋炎、封入体筋炎、多発性筋炎、代謝性ミオパチー、酸性マルターゼ欠損症(AMD、ポンペ病)、カルニチン欠乏症、カルニチンパルミチルトランスフェラーゼ欠損症、脱分枝酵素欠損症(コリ病、フォーブス病)、乳酸デヒドロゲナーゼ欠損症、ミオアデニル酸デアミナーゼ欠損症、ホスホフルクトキナーゼ欠損症(垂井病)、ホスホグリセリン酸キナーゼ欠損症、ホスホグリセリン酸ムターゼ欠損症、ホスホリラーゼ欠損症(マッカードル病)、筋原線維ミオパチー(MFM)、肩甲腓骨型ミオパチー(Scapuloperoneal myopathy)を含む。
特定の態様では、本発明のrAAVからの恩恵を受ける可能性を有する疾患または状態は神経筋接合部疾患を含んでもよく、それは筋肉と神経の間のシグナルの伝達に関与する1種以上の主要なタンパク質の破壊、機能不全または欠如から生じる。そのような疾患は:先天性筋無力症候群(CMS)、ランバート・イートン筋無力症症候群(LEMS)、重症筋無力症(MG)を含む。
特定の態様では、本発明のrAAVからの恩恵を受ける可能性を有する疾患または状態は末梢神経疾患を含んでもよく、そこでは脳および脊髄を体の残りの部分につなげる運動および感覚神経が冒されており、感覚、運動または他の機能の障害を引き起こす。そのような疾患は:シャルコー・マリー・トゥース病(CMT)、巨大軸索ニューロパチー(GAN)、悪液質における筋消耗および老化を含む。
4.rAAVの産生
その方法/プロデューサー細胞株が野生型VP1カプシドの代わりに(または少なくともそれに加えて)改変されたVP1カプシドタンパク質をもたらすように改変されている限りにおいては、本発明の改変されたVP1カプシドを有するrAAVは、任意の標準的なrAAV産生方法を使用することにより、典型的にはプロデューサー細胞株を使用することにより、産生することができる。
4.rAAVの産生
その方法/プロデューサー細胞株が野生型VP1カプシドの代わりに(または少なくともそれに加えて)改変されたVP1カプシドタンパク質をもたらすように改変されている限りにおいては、本発明の改変されたVP1カプシドを有するrAAVは、任意の標準的なrAAV産生方法を使用することにより、典型的にはプロデューサー細胞株を使用することにより、産生することができる。
原理の異なるいくつかの戦略がrAAV産生のために使用されており、それらのすべてを主題のrAAVを産生するために使用することができる。
特定の態様では、主題のrAAVは、適した宿主細胞、例えば293細胞中で、すべてのシスおよびトランス成分(アデノウイルスから単離されたヘルパー遺伝子に加えてベクタープラスミドおよびパッケージングプラスミド)と共に、ヘルパーウイルスを含まない一過性のトランスフェクション方法に基づいて産生される。一過性のトランスフェクション方法は、ベクタープラスミドの構築が単純であり、アデノウイルスを含まない高力価のAAVベクターを生成する。改変されたVP1カプシドタンパク質は、プロデューサー細胞株の一過性のトランスフェクションにおいて使用されるプラスミドの1つによりコードされ得る。
特定の態様では、主題のrAAVは、適した宿主細胞、例えば293細胞中で、すべてのシスおよびトランス成分(アデノウイルスから単離されたヘルパー遺伝子に加えてベクタープラスミドおよびパッケージングプラスミド)と共に、ヘルパーウイルスを含まない一過性のトランスフェクション方法に基づいて産生される。一過性のトランスフェクション方法は、ベクタープラスミドの構築が単純であり、アデノウイルスを含まない高力価のAAVベクターを生成する。改変されたVP1カプシドタンパク質は、プロデューサー細胞株の一過性のトランスフェクションにおいて使用されるプラスミドの1つによりコードされ得る。
特定の態様では、主題のrAAVは、プロデューサー細胞にAAVベクターならびにRepおよびCap遺伝子(すなわち本発明の改変されたVP1カプシド遺伝子)をもたらすrHSVベクターを利用する組換え単純ヘルペスウイルス(rHSV)に基づくAAV産生システムを使用して産生される。改変されたcap遺伝子は、rAAVゲノムの宿主でもあり得るrHSVベクター中に存在し得る。
特定の態様では、主題のrAAVは、AAVベクターカセットならびにRepおよびCap遺伝子(すなわち本発明の改変されたVP1カプシド遺伝子)を送達するための複数のバキュロウイルスベクターによる昆虫細胞の同時感染が必要なバキュロウイルスシステムを使用して産生される。
特定の態様では、主題のrAAVは、AAV Rep/cap遺伝子(すなわち本発明の改変VP1カプシド遺伝子)を安定して内部に有する、例えばHeLaまたはA549またはHEK293細胞に由来する特定のAAVプロデューサー細胞株に基づいて産生される。AAVベクターカセットは、宿主ゲノム中に安定に組み込まれ得るか、またはカセットを含有するアデノウイルスによって導入され得る。
特定の態様では、rAAV産生のためのそのようなプロデューサー細胞株は、AAVのITR配列と隣接するGOIをコードするrAAVプロウイルスを含み、ここでrAAVプロウイルスはrAAV産生のためにプロデューサー細胞株のゲノム中に組み込まれている。
5.rAAVを使用する筋ジストロフィーの処置
本発明の改変されたVP1カプシドを含む主題のrAAVは、種々の形態の筋ジストロフィー、例えばデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、筋緊張性ジストロフィー、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)、肢帯型筋ジストロフィー(LGMD)、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(FSH)、先天性筋ジストロフィー(CDM)、眼咽頭筋型筋ジストロフィー(OPMD)、遠位型筋ジストロフィー、エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)等を処置するための遺伝子治療において使用することができる。特定の態様では、筋ジストロフィーはDMDまたはBMDである。
5.rAAVを使用する筋ジストロフィーの処置
本発明の改変されたVP1カプシドを含む主題のrAAVは、種々の形態の筋ジストロフィー、例えばデュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、筋緊張性ジストロフィー、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)、肢帯型筋ジストロフィー(LGMD)、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(FSH)、先天性筋ジストロフィー(CDM)、眼咽頭筋型筋ジストロフィー(OPMD)、遠位型筋ジストロフィー、エメリー・ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)等を処置するための遺伝子治療において使用することができる。特定の態様では、筋ジストロフィーはDMDまたはBMDである。
従って、本発明の一側面は、処置を必要とする対象において筋ジストロフィー(例えばDMDおよびBMD)を処置する方法であって、筋ジストロフィーにおいて欠陥のある遺伝子、例えばマイクロジストロフィン遺伝子の機能バージョンをコードする治療有効量の組換えAAV(rAAV)ベクターを対象に投与するステップを含み、rAAVが本発明の改変されたVP1カプシドタンパク質のいずれかを含む方法を提供する。
特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、米国特許第7,906,111号;米国特許第7,001,761号;米国特許第7,510,867号;米国特許第6,869,777号;米国特許第8,501,920号;米国特許第7,892,824号;国際出願PCT/US2016/013733;または米国特許第10,166,272号(すべてが参照により本明細書に組み込まれる)に記載のものである。
特定の態様では、マイクロジストロフィン遺伝子は、完全長ジストロフィンタンパク質のR1、R16、R17、R23およびR24スペクトリン様リピートのコード配列(例えば国際出願PCT/US2016/013733に記載のもの)を含む。
特定の態様では、方法は、主題のrAAVを産生するステップを、そのように産生されたrAAVを対象に投与するステップの前に、さらに含む。
実施例1
主題のAAV-SLB101をAAV9およびAAV8と比較したインビトロアッセイ
本実験は、筋細胞における組換えAAVベクターからのGOIの発現に対する主題のrAAVカプシドの効果を、AAV8およびAAV9の効果と比べて比較する。
主題のAAV-SLB101をAAV9およびAAV8と比較したインビトロアッセイ
本実験は、筋細胞における組換えAAVベクターからのGOIの発現に対する主題のrAAVカプシドの効果を、AAV8およびAAV9の効果と比べて比較する。
具体的には、C2C12細胞-不死化マウス筋芽細胞株の細胞-を、3種の感染多重度(MOI)で、AAV9、AAV8および主題のカプシドAAV-SLB101(配列番号14)中にそれぞれパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現rAAVベクターで形質導入した。形質導入後72時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現をELISAによって測定した。データを図1A~1Cに示し、図1Aおよび図1Bの各データポイントに対しては平均値±SDで示した。統計学的な有意性は、各MOIでのAAV9データと比較した一元配置ANOVAアッセイによって決定した。
図1Aでは、マイクロジストロフィン発現は、1mLあたりの、発現したマイクロジストロフィンのマイクログラム(μg)に基づいて決定した。データは、AAV9カプシドと比較してはるかに高いC2C12筋細胞におけるGOI(例えばマイクロジストロフィン)の発現と、主題のrAAVカプシドが関連づけられたことを示す。直接の統計学的比較はしていないが、データはまた、AAV8カプシドと比較してはるかに高いC2C12筋細胞におけるGOI(例えばマイクロジストロフィン)の発現とも、主題のrAAVカプシドが関連づけられたことを示唆する。
図1Bでは、マイクロジストロフィン発現は、免疫蛍光強度の和積分(sum integral)に基づいて決定した。データは、AAV9カプシドと比較してはるかに高いC2C12筋細胞におけるGOI(例えばマイクロジストロフィン)の発現と、主題のrAAVカプシドが関連づけられたことを再度示す。直接の統計学的比較はしていないが、データはまた、AAV8カプシドと比較してはるかに高いC2C12筋細胞におけるGOI(例えばマイクロジストロフィン)の発現とも、主題のrAAVカプシドが関連づけられたことを示唆する。
図1Cでは、3種の感染多重度(MOI)で、C2C12細胞を、AAV9、AAV8および主題のカプシドAAV-SLB101中にそれぞれパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現rAAVベクターで同様に形質導入した。細胞を固定化し、形質導入後72時間で免疫染色し、マイクロジストロフィン発現を免疫蛍光法(IF)によって可視化した。非感染/未処理細胞を、ミオシン重鎖(MyHC)に対する緑色蛍光で染色した。細胞核をDAPIで染色した。テストしたすべての用量レベルで、AAV9カプシドとAAV8カプシドの両方と比較して、C2C12筋細胞におけるGOI(例えばマイクロジストロフィン)の直接発現に対する主題のrAAVカプシドの優れた能力が、データにより視覚的に確認される。
別の実験では、最低のMOIのみでではあるが、C2C12細胞を、上記と同じ3種のAAVで形質導入した。形質導入後96時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現を測定した。次いでデータをAAV9のデータに対して正規化し、図1D中にプロットし、倍率変化を図1Dに挿入した表中に示した。AAV-SLB101のマイクロジストロフィンタンパク質発現が、AAV9よりも有意に高いことは明らかである(p<0.0001)。通常の一元配置ANOVAにより、統計値を決定した。
さらに別の実験では、最低のMOIのみでではあるが、患者由来DMD細胞を、上記と同じ3種のAAVで形質導入した。形質導入後72時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現を測定した。次いでデータをAAV9のデータに対して正規化し、図1E中にプロットし、倍率変化を図1Eに挿入した表中に示した。AAV-SLB101のマイクロジストロフィンタンパク質発現が、AAV9よりも有意に高いことは明らかである(p<0.0001)。通常の一元配置ANOVAにより、統計値を決定した。
実施例2
C2C12細胞およびDMD細胞に対するインビトロ効力アッセイ
C2C12細胞を、3種の用量の感染多重度(MOI)で、AAV9、AAV8および主題のカプシドAAV-SLB101中にそれぞれパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現rAAVベクターで形質導入した。形質導入後72時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現を測定した。示されるデータは平均値±SDである。統計解析を、各MOIでのAAV9と比較した一元配置ANOVAによって決定した。
C2C12細胞およびDMD細胞に対するインビトロ効力アッセイ
C2C12細胞を、3種の用量の感染多重度(MOI)で、AAV9、AAV8および主題のカプシドAAV-SLB101中にそれぞれパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現rAAVベクターで形質導入した。形質導入後72時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現を測定した。示されるデータは平均値±SDである。統計解析を、各MOIでのAAV9と比較した一元配置ANOVAによって決定した。
図2Aの最上部のパネルは、主題のrAAVカプシドを有するrAAVを使用することによって、分化型C2C12細胞における2種の用量(3E6および7.5E5)での、AAV9カプシドを有するrAAVと比較して統計学的に有意に高いマイクロジストロフィン発現を示す。図2Aの底部のパネルは、同じMOIでのAAV9に対して正規化した後の棒グラフにおいて、同じ結果を示す。具体的には、高用量の3E6では、発現レベルは主題のカプシドで8.0倍高かった。低用量の7.5E5では、発現レベルは主題のカプシドで10.6倍高かった。
同様の実験を、患者由来DMD細胞-ムーリー細胞において繰り返した。
具体的には、患者由来DMDムーリー細胞を、3種の感染多重度(MOI)で、AAV9、AAV8および主題のカプシドAAV-SLB101中にそれぞれパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現ベクターで形質導入した。形質導入後72時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現を測定した。示されるデータは平均値±SDである。統計解析を、各MOIでのAAV9と比較した一元配置ANOVAによって決定した。
具体的には、患者由来DMDムーリー細胞を、3種の感染多重度(MOI)で、AAV9、AAV8および主題のカプシドAAV-SLB101中にそれぞれパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現ベクターで形質導入した。形質導入後72時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現を測定した。示されるデータは平均値±SDである。統計解析を、各MOIでのAAV9と比較した一元配置ANOVAによって決定した。
図2Bの最上部のパネルは、主題のrAAVカプシドを有するrAAVを使用することによって、分化型DMDムーリー細胞における2種の用量(3E6および7.5E5)での、AAV9カプシドを有するrAAVと比較して統計学的に有意に高いマイクロジストロフィン発現を示す。外れ値をデータから除去した。図2Bの底部のパネルは、同じMOIでのAAV9に対して正規化した後の棒グラフにおいて、同じ結果を示す。具体的には、高用量の3E6では、発現レベルは主題のカプシドで3.1倍高かった。低用量の7.5E5では、発現レベルは主題のカプシドで4.1倍高かった。
実施例3
主題のAAV-SLB101カプシドとAAV9のインビボでの比較
DMDのマウスモデル-mdxマウス-を本実験に使用して、AAV9カプシドを有するrAAVと比較して主題のカプシドを有するrAAVにおける優れたマイクロジストロフィン発現レベルを実証した。
主題のAAV-SLB101カプシドとAAV9のインビボでの比較
DMDのマウスモデル-mdxマウス-を本実験に使用して、AAV9カプシドを有するrAAVと比較して主題のカプシドを有するrAAVにおける優れたマイクロジストロフィン発現レベルを実証した。
約5~6週齢のmdxマウスに、主題のカプシドAAV-SLB101中、またはAAV9カプシド中にパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現rAAVベクターを、1E14vg/kgの用量で、全身的に注入(静脈内送達)した。マウスは、注入(2週間でN=3、4週間でN=4)後2~4週間で解剖し、ベクターの体内分布およびマイクロジストロフィン発現の定量化のために、組織を回収した。全パネルにおける統計値を、AAV9と比較した個別のウェルチのt検定によって決定した。
図3Aは、AAV-SLB101は、一方または両方の時点(すなわち15日目および29日目)において、心臓(p<0.001)および大腿四頭筋(「四頭筋」)(p<0.01)における体内分布が有意に高く、横隔膜におけるvgは高くなる傾向がある(特に15日目)ことを示す。その一方で、AAV-SLB101は、AAV9よりも肝臓におけるvgが有意に低い(p<0.01)。示されるデータは平均値±SDである。統計解析を、各時点でのAAV9と比較した一元配置ANOVAによって決定した。脳における有意差は見出されなかった(データは示さない)。
図3Bは、筋肉特異的なプロモーターの使用のために予想されるように、主題のカプシドにおけるrAAVと、AAV9カプシドにおけるrAAVとの間には、29日目での複数の末梢組織における発現に、観察可能な差がないことを示す。テストした末梢組織には、肺、脾臓、腎臓および脳が含まれる。
図3Cは、15日目と29日目の両方で、アッセイした3種のすべての筋肉組織(すなわち心臓(心筋)(p<0.05)、横隔膜(平滑筋)および四頭筋(骨格筋))(p<0.05)において、AAV9カプシド中にパッケージ化されたrAAVよりも主題のAAV-SLB101カプシド中にパッケージ化されたrAAVで、マイクロジストロフィン発現が有意に高いことを示す。両構築物に対する、肝臓において認められる発現はない。示されるデータは平均値±SDである。統計解析を、各時点でのAAV9と比較した一元配置ANOVAによって決定した。
上記のデータは、インビトロ効力アッセイにおいて、主題のAAV-SLB101カプシドが、培養C2C12筋細胞ならびに患者由来DMDムーリー細胞の両方において優れたGOI(例えばマイクロジストロフィン)発現効率を有することを実証する。インビトロでの結果は、マウスDMDモデルのmdxマウスにおいて行われたインビボ体内分布試験によっても確認された。
具体的には、mdxマウスにおけるインビボ体内分布試験は、主題のAAV-SLB101カプシドは、テストした両時点(すなわち15日目および29日目)において心臓および四頭筋における体内分布がAAV9と比べて有意に高く、横隔膜におけるvgは、特に15日目において高くなる傾向があることを示す。さらに、主題のAAV-SLB101カプシドは、マイクロジストロフィン発現が意図されない標的組織である肝臓においてvgが有意に低い。
マイクロジストロフィン発現に関しては、主題のAAV-SLB101カプシドは、テストした3種のすべての筋肉組織において、AAV9よりも有意に高いレベルの発現を示す。
実施例4
さらなる改変されたAAV-SLBカプシドの特徴づけ
AAV-SLB102~AAV-SLB112ならびに異なる周辺/隣接配列による類似の挿入配列を有する2つの改変されたカプシド(AAV-SLB113およびAAV-SLB-114)を含む、さらなる改変されたカプシドを構築し、野生型AAV9およびAAV-SLB101と比較してそれらの効力をテストした。AAV-SLB102~AAV-SLB112の挿入配列は、それぞれ、配列番号2~12である。テストした構築物の、野生型AAV9配列およびAAV-SLB101配列に対する多重配列アライメントについては、図6を参照のこと。
さらなる改変されたAAV-SLBカプシドの特徴づけ
AAV-SLB102~AAV-SLB112ならびに異なる周辺/隣接配列による類似の挿入配列を有する2つの改変されたカプシド(AAV-SLB113およびAAV-SLB-114)を含む、さらなる改変されたカプシドを構築し、野生型AAV9およびAAV-SLB101と比較してそれらの効力をテストした。AAV-SLB102~AAV-SLB112の挿入配列は、それぞれ、配列番号2~12である。テストした構築物の、野生型AAV9配列およびAAV-SLB101配列に対する多重配列アライメントについては、図6を参照のこと。
最初の実験では、接着293T細胞のトリプルトランスフェクション、その後の段階的なイオジキサノール超遠心分離による精製に基づいて、種々のカプシド構築物の産生収量を、野生型AAV9カプシドの産生収量ならびにAAV-SLB101の産生収量と比較した。測定した産生収量を図4中にプロットした。少数の例外はあるものの、ほとんどの構築物が、野生型AAV9と比較して類似の(しかしわずかに低い)収量を有した。
一連のインビトロでの特徴づけ実験を実施して、さらなる主題の改変されたAAV9カプシドを、野生型AAV9およびC2C12細胞中で以前にテストしたAAV-SLB101と比較した。結果を図5A~5C中に報告した。
具体的には、C2C12細胞の細胞表面に結合したAAVカプシドの定量化を、4℃で1時間インキュベーションした後に単離したDNAのqPCRによって測定した。図5Aの結果は、AAV-SLB101(p<0.0001)、112(p<0.01)および114(p<0.001)はすべて野生型AAV9よりも有意に多くC2C12細胞に結合したが、残りの構築物はすべて野生型AAV9と比較して類似の結合であったことを示す。通常の一元配置ANOVAにより、統計値を決定する。
しかし、ある程度等しく結合する、異なる改変されたカプシドを有するウイルスベクターのC2C12細胞による取り込みには、劇的な差があるように見えた。具体的には、図5Bでは、C2C12細胞へのAAVの取り込みの定量化を、4℃で1時間インキュベーションした後にさらに37℃でさらに1時間インキュベーションした後に単離されたDNAのqPCRによって測定した。結果は、AAV-SLB101、102、108、111、112、113、114が、AAV9よりも有意に多く(約20~40倍多く)C2C12細胞によって吸収されたことを示した(p<0.0001)。他のテストした構築物は、AAV9と比較して同等の細胞の取り込みであったように見えた。通常の一元配置ANOVAにより、統計値を決定する。
最後に、図5Cでは、C2C12細胞を、AAV9、AAV-SLB101および13個のさらなる改変されたAAVカプシド中にパッケージ化されたマイクロジストロフィン発現ベクターで形質導入した。形質導入後96時間で細胞を回収し、マイクロジストロフィン発現を測定した。データをAAV9のデータに対して正規化し、倍率変化を図5Cに挿入した表中に示した。AAV-SLB101、102、111、112および113は、AAV9と比べたマイクロジストロフィンタンパク質発現が最も高く(p<0.0001)、AAV-SLB109および114は、AAV9よりもわずかにのみ高い発現をもたらした(p<0.001)ことは明らかである。通常の一元配置ANOVAにより、統計値を決定する。
特に、SLB101、SLB113およびSLB114はすべて同じ挿入配列RGDLGLSを有しており、隣接する配列が主に異なるという事実にも関わらず、SLB101がはるかに有意に高いマイクロジストロフィン発現レベルをもたらすように見える(8.87:4.11:1.94)。すなわち、SLB101はSLB113のマイクロジストロフィン発現レベルよりも116%高く、SLB113自体はSLB114のマイクロジストロフィン発現レベルよりも112%高い。
要約すると、上記のデータは、主題の改変されたAAV9カプシドの少なくとも1つ、AAV-SLB101が、マウスとDMDヒトの両方の骨格筋細胞におけるインビトロアッセイにおいて、野生型AAV9と比較して優れた効率を示したことを示す。これはまた、AAV9と比較しての、大腿四頭筋と心臓の両方におけるインビボの体内分布およびマイクロジストロフィンタンパク質発現の増加ならびに肝臓への体内分布の減少にもつながる。主題の改変されたAAV9カプシドの拡張パネルはまた、少なくとも2つのさらなる興味深い候補、AAV-SLB102およびAAV-SLB111も同定し、それらはC2C12細胞における結合、取り込みおよびマイクロジストロフィンタンパク質発現に対するインビトロアッセイにおいてAAV-SLB101に類似する。
実施例5
挿入ペプチドを取り囲む配列の機能的重要性
本実施例は、改変されたAAV9カプシドの機能は、野生型AAV9カプシドタンパク質中に挿入された短ペプチドの同一性だけでなく、挿入された短ペプチドの周辺配列にも依存するという驚くべき知見を実証する。
挿入ペプチドを取り囲む配列の機能的重要性
本実施例は、改変されたAAV9カプシドの機能は、野生型AAV9カプシドタンパク質中に挿入された短ペプチドの同一性だけでなく、挿入された短ペプチドの周辺配列にも依存するという驚くべき知見を実証する。
3つの代表的な改変されたAAV9カプシド-SLB-101、SLB-113およびSLB-114を使用して、機能比較を行った。図6中の配列アライメントを参照のこと。3つのすべての配列は同じ7残基のコア配列RGDLGLSを含むが、7残基のコア配列を取り囲む直近のNおよびC末端配列はわずかに異なる。SLB-101では、7残基のコア配列を、野生型AAV9 VP1配列の残基588と589の間に挿入した(すなわち、挿入した7残基のコア配列以外のいかなる野生型AAV9 VP1配列にも変化はない)。図6中の野生型AAV9とSLB-101の間の局所的な配列アライメントを参照のこと。
対照的に、SLB-113およびSLB-114では、7残基のコア配列に関して直近のN末端3~4残基内と直近のC末端4~5残基内の両方においてさらなる変化がある(図6を参照のこと)。全体的に見て、SLB-101の配列と比較して、SLB-113およびSLB-114の配列は互いにより類似しているように見える。
図5Aは、インビトロでこれらカプシドのC2C12細胞に結合する能力が異なり、SLB-101とSLB-114の両方は野生型AAV9と比較してC2C12細胞に有意により強く結合するが、SLB-113は有意差を示さなかったことを示す。
図5Bでは、AAV9バリアントSLB-101に感染したC2C12細胞は、SLB-113およびSLB-114よりも驚くほどに高いレベルでコードされたマイクロジストロフィンを発現するように見えた。
そのようなインビトロの結果が、使用した細胞株(すなわちC2C12細胞)と関連づけられるアーティファクトに起因するものではなかったこと示すために、DMDmdxモデルマウスを使用するインビボ発現試験を立案した。具体的には、5~6週齢のmdxマウスに、1E14vg/kgの単回用量の、野生型AAV9、またはSLB-101、SLB-102、SLB-113もしくはSLB-114のバリアントカプシドを有するAAV9のいずれかを注入した。異なる短ペプチドが挿入されているが、SLB-102を含めた(図6を参照のこと)。注入したマウスを、注入(2週間でN=3、および4週間でN=3~4)後2~4週間で解剖した。MSDによるウイルスの体内分布およびマイクロジストロフィン発現を、4群のマウスにおいて、野生型対照群と比較して調べた。
図7は、SLB-101およびSLB-114の両方が、野生型AAV9と比較して、大腿四頭(骨格)筋への体内分布が有意に増加することを示す(それぞれ6.78倍および8.09倍)。その一方で、SLB-102およびSLB-113におけるわずかな増加は統計学的に有意ではない。横隔膜(骨格筋)においても同様の観察がなされた。
心臓においては、SLB-101の体内分布は、野生型AAV9の体内分布よりも有意に高い(4.35倍)。SLB-114も高い傾向を示した(2.48倍)が、統計学的に有意ではなかった。さらに、SLB-102とSLB-113の両方は、AAV9対照の分布と比較しておおよそ同じ分布であった。
興味深いことに、すべてのAAV9バリアントは肝臓での分布がより低かったが、SLB-114のみが統計学的に有意に低かった。図7を参照のこと。
いくつかの他の器官における広範な体内分布も調べた。図8は、すべては、脳における分布が統計学的に有意に低かったが、肺、脾臓および腎臓における分布は、SLB-101が腎臓において高かったことおよびSLB-114が脾臓において高かったことを除いて、野生型AAV9の分布と同等であるように見えたことを示す。
いくつかの他の器官における広範な体内分布も調べた。図8は、すべては、脳における分布が統計学的に有意に低かったが、肺、脾臓および腎臓における分布は、SLB-101が腎臓において高かったことおよびSLB-114が脾臓において高かったことを除いて、野生型AAV9の分布と同等であるように見えたことを示す。
図9では、心臓、四頭筋および横隔膜におけるマイクロジストロフィン発現を調べた。SLB-101とSLB-114の両方は、3種のすべての組織において、野生型AAV9よりも発現が統計学的に高かったが、SLB-102はいずれの組織においても目立たなかった。その一方で、SLB-113は横隔膜においてのみ高かったが、他の2種の組織においてはAAV9よりも統計学的に有意に高くはなかった。
SLB-101、SLB-113およびSLB-114すべてに同じ7残基のコア配列が挿入されているため、これらのデータは、少なくとも、体内分布およびマイクロジストロフィン発現は周辺配列による影響を受けたことを示した。
Claims (30)
- 配列番号1~12からなる群から選択されるポリペプチドを含む改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドであって、前記ポリペプチドが、野生型AAV9 VP1カプシドの残基588と589の間、あるいは非AAV9の野生型Clad F(例えばAAVhu.32)、野生型Clad A(例えばAAV6)または野生型Clad E(例えばAAV8、AAVrh.10もしくはAAVrh.74)のVP1カプシドの対応する2残基の間に挿入されている、アデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチド。
- 配列番号1、11または12のポリペプチドを含む、請求項1に記載のmAAVカプシドポリペプチド。
- 配列番号1のポリペプチドを含むか、配列番号1のポリペプチドから本質的になるか、または配列番号1のポリペプチドからなる、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチド。
- 配列番号11のポリペプチドを含むか、配列番号11のポリペプチドから本質的になるか、または配列番号11のポリペプチドからなる、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチド。
- 配列番号12のポリペプチドを含むか、配列番号12のポリペプチドから本質的になるか、または配列番号12のポリペプチドからなる、改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチド。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載のmAAVカプシドポリペプチドを含む、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)。
- 前記rAAVの前記VP1カプシドが、請求項1~5のいずれか一項に記載のmAAVカプシドポリペプチドからなるか、または請求項1~5のいずれか一項に記載のmAAVカプシドポリペプチドから本質的になる、請求項6に記載のrAAV。
- 前記rAAVが1対のAAV ITR配列と隣接する目的の遺伝子(GOI)を含む、請求項6または7に記載のrAAV。
- 前記1対のAAV ITR配列がAAV2またはAAV9のITR配列である、請求項8に記載のrAAV。
- 前記目的の遺伝子(GOI)が、LGMD2E(肢帯型筋ジストロフィー2E型)、LGMD2D(肢帯型筋ジストロフィー2D型)、LGMD2C(肢帯型筋ジストロフィー2C型)、LGMD2B(肢帯型筋ジストロフィー2B型)、LGMD2L(肢帯型筋ジストロフィー2L型)、LGMD2I(肢帯型筋ジストロフィー2I型)の原因となる遺伝子/それらにおいて欠陥のある遺伝子、あるいはNAGLU(α-N-アセチルグルコサミニダーゼ、サンフィリポ症候群すなわちムコ多糖症IIIB型(MPS IIIB)に対して)、スルファミダーゼすなわちSGSH(ムコ多糖症IIIA型すなわちMPS IIIAに対して)、第IX因子、第VIII因子、ミオチューブラリン1(MTM1)、生存運動ニューロン(SMN、脊髄性筋萎縮症すなわちSMAに対して)、GalNAcトランスフェラーゼ GALGT2、カルパイン-3(CAPN-3)、酸性アルファ-グルコシダーゼ(GAA、ポンペ病に対して)、アルファ-ガラクトシダーゼAすなわちGLA(ファブリー病に対して)、グルコセレブロシダーゼ、ジストロフィンまたはマイクロジストロフィンの遺伝子またはコード配列を含む、請求項8または9に記載のrAAV。
- 前記GOIがマイクロジストロフィンをコードする、請求項8または9に記載のrAAV。
- 前記マイクロジストロフィンが米国特許第7,906,111号;米国特許第7,001,761号;米国特許第7,510,867号;米国特許第6,869,777号;米国特許第8,501,920号;米国特許第7,892,824号;国際出願PCT/US2016/013733または米国特許第10,166,272号に記載のものである、請求項11に記載のrAAV。
- 前記マイクロジストロフィンが完全長ジストロフィンタンパク質のR16およびR17スペクトリン様リピートのコード配列(例えば米国特許第7,892,824号に記載のもの)を含む、請求項12に記載のrAAV。
- 前記マイクロジストロフィンが、前記完全長ジストロフィンタンパク質のR1、R16、R17、R23およびR24スペクトリン様リピート;または国際出願PCT/US2016/013733もしくは米国特許第10,479,821号に記載のマイクロジストロフィン遺伝子のコード配列を含む、請求項13に記載のrAAV。
- 前記GOIが、転写調節カセット、例えば筋肉特異的プロモーター(例えばCK8プロモーターまたは心筋トロポニンT(cTnT)プロモーター)に動作可能なように連結された、請求項8~14のいずれか一項に記載のrAAV。
- 前記GOIが、NからC末端にかけて、アミノ末端アクチン結合(AB1)ドメイン、β-ジストログリカン結合ドメイン、ヒンジ1ドメイン(H1)、スペクトリン様リピート1(SR1)、スペクトリン様リピート16(SR16)、スペクトリン様リピート17(SR17)、スペクトリン様リピート23(SR23)およびスペクトリン様リピート24(SR24)を含む5つのスペクトリン様リピートからなるスペクトリン様リピートドメイン、ならびにヒンジ4ドメイン(H4)を含むタンパク質をコードするマイクロジストロフィン遺伝子であり、前記マイクロジストロフィン遺伝子が筋肉特異的なヒト筋肉クレアチンキナーゼCK8プロモーター(例えば米国特許第10,479,821号の配列番号19)に動作可能なように連結されており、前記GOIが1対のAAV2 ITR(逆位末端リピート)配列と隣接する、請求項8~15のいずれか一項に記載のrAAV。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチドあるいはそれに対して少なくとも95%、96%、97%、98%または99%同一であるポリペプチド配列をコードする、ポリヌクレオチド。
- 哺乳動物発現用にコドン最適化された、請求項17に記載のポリヌクレオチド。
- 請求項17または18に記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
- プラスミドまたはウイルスベクター(例えばHSVベクターまたはAAVベクター)である、請求項19に記載のベクター。
- (a)(1)請求項1~5のいずれか一項に記載の改変されたアデノ随伴ウイルス(mAAV)カプシドポリペプチド、または(2)(1)に対して少なくとも95%、96%、97%、98%または99%同一である配列、をコードする組換え核酸分子であって、任意選択で異種の非AAV配列をさらに含む組換え核酸分子;あるいは
(b)請求項6~16のいずれか一項に記載の組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)、
を含む培養宿主細胞。 - 処置を必要とする対象における筋ジストロフィー等の疾患または状態を処置する方法であって、前記対象に治療有効量の、請求項11~16のいずれか一項に記載のrAAVを投与するステップを含む方法。
- 野生型AAV9 VP1カプシドを有する他の点では同一の参照rAAVと比較して、前記rAAVの前記GOIが、心筋、骨格筋および/または平滑筋(例えば横隔膜における平滑筋)において優先的に発現する、請求項22に記載の方法。
- 野生型AAV9 VP1カプシドを有する他の点では同一の参照rAAVと比較して、前記rAAVの前記GOIが、統計学的に有意に低いレベルで肝臓において発現する、請求項22または23に記載の方法。
- 前記筋ジストロフィーがDMD(デュシェンヌ型筋ジストロフィー)またはBMD(ベッカー型筋ジストロフィー)である、請求項22~24のいずれか一項に記載の方法。
- (1)前記筋ジストロフィーがLGMD2E(肢帯型筋ジストロフィー2E型)、LGMD2D(肢帯型筋ジストロフィー2D型)、LGMD2C(肢帯型筋ジストロフィー2C型)、LGMD2B(肢帯型筋ジストロフィー2B型)、LGMD2L(肢帯型筋ジストロフィー2L型)、LGMD2I(肢帯型筋ジストロフィー2I型)または脊髄性筋萎縮症すなわちSMAであるか;
(2)前記疾患または状態が、サンフィリポ症候群すなわちムコ多糖症IIIB型(MPS IIIB)、ムコ多糖症IIIA型すなわちMPS IIIA、ポンペ病またはファブリー病であるか;あるいは、
(3)前記疾患または状態が、第IX因子、第VIII因子、ミオチューブラリン1(MTM1)、GalNAcトランスフェラーゼ GALGT2、カルパイン-3(CAPN-3)またはグルコセレブロシダーゼをコードする遺伝子における遺伝子欠陥によって特徴づけられるかまたはそれらに起因する、
請求項22~25のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項1~5のいずれか一項に記載のmAAVカプシドポリペプチドを含むrAAVを産生する方法であって、請求項1~5のいずれか一項に記載のmAAVカプシドポリペプチドを発現する産生細胞株すなわちパッケージング細胞株に、1対のITR配列と隣接するGOIをコードするrAAVベクターを導入するステップを含む方法。
- 前記産生細胞株すなわちパッケージング細胞株を、請求項1~5のいずれか一項に記載のmAAVカプシドポリペプチドをコードするHSVベクターに感染させる、請求項27に記載の方法。
- 前記産生細胞株すなわちパッケージング細胞株を、請求項1~5のいずれか一項に記載のmAAVカプシドポリペプチドをコードするコード配列でトランスフェクトする、請求項27に記載の方法。
- 前記産生細胞株すなわちパッケージング細胞株が、HEK293細胞、A549細胞またはHeLa細胞である、請求項27または28に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201962913223P | 2019-10-10 | 2019-10-10 | |
US62/913,223 | 2019-10-10 | ||
US202063021712P | 2020-05-08 | 2020-05-08 | |
US63/021,712 | 2020-05-08 | ||
PCT/US2020/054990 WO2021072197A1 (en) | 2019-10-10 | 2020-10-09 | Modified aav capsids and uses thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022551487A true JP2022551487A (ja) | 2022-12-09 |
Family
ID=75437748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022521409A Pending JP2022551487A (ja) | 2019-10-10 | 2020-10-09 | 改変されたaavカプシドおよびその使用 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4041755A4 (ja) |
JP (1) | JP2022551487A (ja) |
KR (1) | KR20220079637A (ja) |
CN (1) | CN114787179A (ja) |
AU (1) | AU2020363984A1 (ja) |
CA (1) | CA3157333A1 (ja) |
IL (1) | IL291944A (ja) |
WO (1) | WO2021072197A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115175991A (zh) * | 2019-10-16 | 2022-10-11 | 博德研究所 | 工程化肌肉靶向组合物 |
WO2023283962A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Huigene Therapeutics Co., Ltd. | Modified aav capsid for gene therapy and methods thereof |
WO2023060113A1 (en) | 2021-10-05 | 2023-04-13 | Regenxbio Inc. | Compositions and methods for recombinant aav production |
WO2023178220A1 (en) | 2022-03-16 | 2023-09-21 | Regenxbio Inc. | Compositions and methods for recombinant aav production |
WO2023178337A2 (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Methods and compositions for treating rbm20 related cardiomyopathy with a viral vector |
WO2023178338A2 (en) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Methods and compositions for treating tmem43 related cardiomyopathy with a viral vector |
EP4269426A1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-11-01 | Ospedale San Raffaele S.r.l. | Gene therapy |
WO2024054864A1 (en) | 2022-09-06 | 2024-03-14 | Tenaya Therapeutics, Inc. | Cardioprotective heart disease therapies |
-
2020
- 2020-10-09 AU AU2020363984A patent/AU2020363984A1/en active Pending
- 2020-10-09 EP EP20874198.3A patent/EP4041755A4/en active Pending
- 2020-10-09 IL IL291944A patent/IL291944A/en unknown
- 2020-10-09 JP JP2022521409A patent/JP2022551487A/ja active Pending
- 2020-10-09 CA CA3157333A patent/CA3157333A1/en active Pending
- 2020-10-09 WO PCT/US2020/054990 patent/WO2021072197A1/en unknown
- 2020-10-09 KR KR1020227015492A patent/KR20220079637A/ko unknown
- 2020-10-09 CN CN202080086045.9A patent/CN114787179A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114787179A (zh) | 2022-07-22 |
AU2020363984A1 (en) | 2022-04-28 |
EP4041755A1 (en) | 2022-08-17 |
CA3157333A1 (en) | 2021-04-15 |
WO2021072197A1 (en) | 2021-04-15 |
EP4041755A4 (en) | 2023-10-25 |
KR20220079637A (ko) | 2022-06-13 |
IL291944A (en) | 2022-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2022551487A (ja) | 改変されたaavカプシドおよびその使用 | |
US11958888B2 (en) | Micro-dystrophins and related methods of use | |
ES2948902T3 (es) | Variantes de cápsides de virus adenoasociado y procedimientos de utilización de las mismas | |
JP6495273B2 (ja) | 変異aav、及び、細胞、臓器並びに組織への遺伝子導入のための組成物、方法並びに使用法 | |
CN112004925A (zh) | 具有降低的肝向性的AAV9和AAVrh74的杂合重组腺相关病毒血清型 | |
ES2919880T3 (es) | Sistemas de vectores múltiples y usos de los mismos | |
CN113966399A (zh) | 用于靶向基因疗法的腺相关病毒组合物 | |
US20210395776A1 (en) | Frataxin expression constructs having engineered promoters and methods of use thereof | |
JP2021512649A (ja) | 転写調節要素及びその使用 | |
ES2824829T3 (es) | Vectores de virus adenoasociado que codifican G6PC modificada y usos de estos | |
CA3193128A1 (en) | Peptide-modified aav capsid | |
ES2946512T3 (es) | Terapia génica para el tratamiento de una enfermedad degenerativa de la retina | |
RU2767335C1 (ru) | Химерные белки на основе утрофина и дистрофина человека и их применение для лечения миодистрофии Дюшенна | |
EP3570896B1 (en) | Compositions for reducing sarcolipin expression and preventing and treating muscular dystrophy and cardiomyopathy and methods of use | |
RU2527073C2 (ru) | Кодон-оптимизированная кднк, кодирующая дисферлин человека, генно-инженерная конструкция, рекомбинантный аденовирус и фармацевтическая композиция для лечения дисферлинопатий | |
JP7482549B2 (ja) | 新規のマイクロジストロフィンおよび使用の関連する方法 | |
TWI813851B (zh) | 具有工程化之啟動子之共濟蛋白(frataxin)表現構築體及其使用方法 | |
TW202337476A (zh) | 用於與肌肉萎縮蛋白有關之心肌病之基因療法組合物及治療 | |
CA3219795A1 (en) | Recombinant tert-encoding viral genomes and vectors | |
CN115819546A (zh) | 表达微缩抗肌营养不良蛋白基因的腺相关病毒载体及其应用 | |
WO2022011099A1 (en) | Modified hexosaminidase and uses thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231006 |