JP2023126614A - Hlaに基づく方法および組成物ならびにそれらの使用 - Google Patents

Hlaに基づく方法および組成物ならびにそれらの使用 Download PDF

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Abstract

【課題】HLAに基づく方法および組成物ならびにそれらの使用の提供。【解決手段】本開示は、細胞からHLA-ペプチドを単離するための組成物および方法を提供する。本開示は、任意の可能なクラスIまたはII構築物を発現する細胞株からの内在的に提示されたHLA-ペプチドの識別を可能にする、HLA-ペプチドームをプロファイリングするためのユニバーサルプラットフォームおよび方法を提供する。本明細書に記載の方法および組成物は、様々な用途において使用を見出す。例えば、本明細書に記載の方法および組成物は、免疫原性抗原ペプチドを識別するために使用され、個別化医療薬物などの薬物を開発するために使用することができる。【選択図】なし

Description

相互参照
本出願は、2017年2月12日に出願された米国仮出願第62/457,978号および2017年2月20日に出願された米国仮出願第62/461,162号およびに対する優先権を主張し、そのそれぞれは、本明細書にその全体が参照により援用される。
主要組織適合性複合体(MHC)は、ヒト白血球抗原(HLA)遺伝子をコードする遺伝子複合体である。HLA遺伝子は、循環T細胞に対してヒト細胞の表面上に展示されるタンパク質ヘテロ二量体として発現される。HLA遺伝子は、高度に多型性であり、適応免疫系の微調整を可能にする。適応免疫応答は、部分的には、T細胞が、ヒト白血球抗原(HLA)ヘテロ二量体に結合した疾患関連ペプチド抗原を展示する細胞を識別し、除去する能力に依拠する。
ヒトにおいては、内在性および外因性タンパク質は、プロテアソームによって、ならびに細胞質性およびエンドソーム/リソソーム性プロテアーゼおよびペプチダーゼによって、ペプチドにプロセシングされ、MHCによってコードされる2つのクラスの細胞表面タンパク質によって提示され得る。これらの細胞表面タンパク質は、ヒト白血球抗原(HLAクラスIおよびクラスII)と呼ばれ、それらに結合し、免疫応答を惹起するペプチド群は、HLAエピトープと呼ばれる。HLAエピトープは、免疫系に、病原体感染および自己の形質転換などの、危険シグナルを検出させる重要な成分である。循環CD8+T細胞は、内在性プロセシング経路に由来し、ほぼ全ての有核細胞上に展示されるクラスI MHC(HLA-A、HLA-B、およびHLA-C)エピトープを認識する。CD4+T細胞は、樹状細胞およびマクロファージなどの、抗原提示細胞(APC)上に展示されるクラスII MHC(HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DP)エピトープを認識する。HLAクラスIIペプチド提示は、ヘルパーT細胞を活性化し、続いて、B細胞分化および抗体産生ならびにCTL応答を促進する。活性化されたヘルパーT細胞はまた、他のT細胞を活性化し、その分化を誘導するサイトカインおよびケモカインを分泌する。
HLAヘテロ二量体をコードする遺伝子は、高度に多型性であり、ヒト集団にわたって12,000個を超えるクラスIおよび4,000個を超えるクラスII対立遺伝子バリアントが識別されている。母系および父系HLAハプロタイプから、個体はクラスIおよびクラスII HLA遺伝子座のそれぞれについて異なる対立遺伝子を継承することができる。クラスI HLA分子は、クラスI HLA遺伝子によってコードされるα重鎖と、β-2-ミクログロブリン(B2M)とから構成されるヘテロ二量体である。クラスII HLA分子は、両方ともクラスII HLA遺伝子によってコードされる、αおよびβ鎖のヘテロ二量体である。α鎖とβ鎖との対形成の組合せのため、HLAヘテロ二量体の集団は、高度に複雑である。さらに、それぞれのHLAヘテロ二量体は、対立遺伝子特異的結合選択性で数千のペプチドに結合すると見積もられている。事実、それぞれのHLA対立遺伝子は、ヒトタンパク質をコードする遺伝子に由来する約1000万個の潜在的な9マーのペプチドの0.1%以下である、約1,000~10,000個のユニークなペプチドに結合し、これをT細胞に提示すると見積もられている。HLA結合におけるそのような多様性を考慮すると、あるペプチドが特定のHLA対立遺伝子に結合するかどうかの正確な予測は、非常に困難である。α鎖とβ鎖の対形成の不均一性、コア結合エピトープを明確に割り当てる能力を制限するデータの複雑性、および高分解能生化学分析に必要とされる、免疫沈降グレードの対立遺伝子特異的抗体の欠如のため、HLAクラスII分子の対立遺伝子特異的ペプチド結合特徴に関してはあまり知られていない。さらに、所与のHLA対立遺伝子に由来するペプチドエピトープの分析は、複数のHLA対立遺伝子が細胞表面上に提示される場合、曖昧さを生じる。
HLAヘテロ二量体毎の結合選択性を理解することは、どのネオ抗原が腫瘍特異的T細胞応答を惹起する可能性があるかを上手く予測するための鍵である。明らかに、特定のクラスIおよびクラスII HLA関連ペプチド(例えば、ネオ抗原ペプチド)を識別および単離する方法が必要である。そのような方法および単離された分子は、例えば、HLA関連ペプチドの研究、ならびに限定されるものではないが、免疫に基づく治療薬などの、治療薬の開発にとって有用である。
参照による組込み
本明細書において述べるすべての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願それぞれが具体的におよび個別に参照により組み込まれると示されたのと同様に参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載の方法および組成物は、様々な用途において使用を見出す。例えば、本明細書に記載の方法および組成物は、免疫原性抗原ペプチドを識別するために使用され、個別化医療薬物などの薬物を開発するために使用することができる。
HLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法であって、細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む、ステップ;細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1個の細胞において親和性アクセプタータグ付きHLAを発現させ、これにより少なくとも1個の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;およびHLA-ペプチド複合体を特徴付けるステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドを特徴付けることを含む。一部の実施形態では、方法は、2つまたはそれより多いクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。一部の実施形態では、2つまたはそれより多いクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、または50個のクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、膜貫通ドメインを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、細胞内ドメインを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、分泌されない。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、発現された場合、細胞膜に組み込まれる。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体である。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体ではない。一部の実施形態では、方法は、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップをさらに含む。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、単一の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプターペプチドに作動可能に連結された異なるHLA対立遺伝子によってコードされる異なる組換えポリペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを含む1つまたは複数の細胞をそれぞれ含む細胞集団を用意するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;および富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部を特徴付けるステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数のペプチドを、細胞集団に導入するステップを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つもしくは複数のペプチドと接触させること、または細胞集団中で1つもしくは複数のペプチドを発現させることを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、DNAである。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、RNAであり、必要に応じて、RNAはmRNAである。一部の実施形態では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の配列を決定すること、必要に応じて、ペプチドまたはその一部が改変されるかどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析、質量分析、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の結合親和性または安定性を評価することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部が1つまたは複数の変異を含有するかどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体中でのペプチドとHLA分子との会合を評価することを含む。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団にペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、バイオ医薬品(例えば、抗体薬)などのポリペプチド薬に由来するペプチドのライブラリーを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態は、がん、感染性因子による感染、または自己免疫反応である。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、バイオ医薬品(例えば、抗体薬)などのポリペプチド薬またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体に由来する1つまたは複数のペプチドを特徴付けるステップを含み、必要に応じて、ペプチドは、感染性因子またはポリペプチド薬の1つまたは複数の標的タンパク質に由来する。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはポリペプチド薬の1つまたは複数の標的タンパク質に由来するペプチドの1つまたは複数の領域を特徴付けるステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、感染性因子に由来するHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップを含む。一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、初代細胞の集団である。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を、疾患または状態を有する対象に一致させる。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドは、抗原提示細胞によって提示された場合、対象に由来するT細胞を活性化することができる。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較することを含む。一部の実施形態では、細胞集団は、それぞれの細胞集団が、異なる組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現する、複数の細胞集団を含む。一部の実施形態では、複数のうちのそれぞれの細胞集団は、同じか、または別々の容器中にある。
一部の実施形態では、方法は、特徴付けるステップの前に、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。一部の実施形態では、HLA-ペプチド複合体は、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まないHLA-ペプチド複合体は、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、細胞培養の培地から単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を使用して単離される。例えば、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)などのHLAを、抗HLA抗体を含有するビーズまたはカラムを使用して単離することができる。一部の実施形態では、ペプチドは、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を含有するカラムを使用して単離される。一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドの末端から1つまたは複数のアミノ酸を除去するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスI HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスII HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLAクラスIIα鎖、HLAクラスIIβ鎖、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、それぞれの配列は、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子をコードする。
一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子の1つまたは複数は、第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結され、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子の1つまたは複数は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子のそれぞれは、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、親和性タグをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、方法は、同じか、または異なる親和性アクセプターペプチドに作動可能に連結された異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列を含む少なくとも第2のポリ核酸を投与するステップを含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞外で発現される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部位上に位置する。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞内で発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、可撓性ループ配列などの、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列の内部配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチド結合分子を親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、親和性アクセプターペプチド結合分子は、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、ソルターゼタグ、ビーズに対して共有ペプチド結合を形成するタグ、またはその組合せを含むタグ配列を含み、必要に応じて、親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性分子を親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、親和性分子は、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。
一部の実施形態では、親和性分子は、ビオチンに結合する分子を含む。例えば、親和性分子は、他の生物に由来するタンパク質ホモログおよびその誘導体を含む、ストレプトアビジン、NeutrAvidinを含んでもよい。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、親和性分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、固相表面は、ビーズである。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を用いて、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、富化するステップは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。一部の実施形態では、富化するステップは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子のN末端部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。
一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、接触させるステップは、トランスフェクトまたは形質導入することを含む。一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸を含むベクターと接触させることを含む。一部の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一部の実施形態では、ポリ核酸は、細胞集団のゲノム中に安定に組み込まれる。
一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でβ2ミクログロブリンをコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、第1の親和性アクセプターペプチドと異なり、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析またはタンデム質量分析などの質量分析を実施することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、ペプチドデータベースに由来する富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離された1つまたは複数のペプチドのMS/MSスペクトルに対応するペプチド配列を取得することを含み、得られた1つまたは複数の配列は、1つまたは複数のペプチドの配列を識別する。一部の実施形態では、ペプチドデータベースは、改変データベースを含まない、または改変データベースを含むものなどの、非酵素特異性ペプチドデータベースである。一部の実施形態では、方法は、逆データベース検索戦略を使用してペプチドデータベースを検索するステップをさらに含む。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、ヒト細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、マウス細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、CHO細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、Jurkat、HepG2、SH-SY5Y、CACO-2、U937、U-2 OS、ExpiCHO、CHOおよびTHP1から選択される細胞株である。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のサイトカイン、チェックポイント阻害剤、エピジェネティック的に活性な薬物、IFN-γ、抗原プロセシングを変更する薬剤(ペプチダーゼ阻害剤、プロテアソーム阻害剤、およびTAP阻害剤など)、またはその組合せを用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の代謝経路または代謝状態をモジュレートする1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の細胞プロテオームをモジュレートする1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の細胞発現または転写をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬(例えば、AIREもしくはCREB結合タンパク質またはそのモジュレーター)を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の転写因子をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞のHLAの細胞発現または転写をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞のプロテオームの細胞発現または転写をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬を用いて処理される。
一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞、少なくとも10個の細胞または少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、樹状細胞、マクロファージ、がん細胞またはB細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、腫瘍細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数の細胞から前記HLA-ペプチド複合体を単離する前に、薬剤と接触させる。一部の実施形態では、前記薬剤は、炎症性サイトカイン、化学薬剤、アジュバント、治療剤または放射線である。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、HLA対立遺伝子をコードする配列は、バーコード配列を含む。一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の発現についてアッセイするステップをさらに含む。一部の実施形態では、アッセイするステップは、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子を配列決定すること、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子RNAを検出すること、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子タンパク質を検出すること、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、発現についてアッセイするステップは、ウェスタンブロットアッセイ、蛍光活性化細胞選別(FACS)、質量分析(MS)、マイクロアレイハイブリダイゼーションアッセイ、RNA-seqアッセイ、ポリメラーゼ連鎖反応アッセイ、LAMPアッセイ、リガーゼ連鎖反応アッセイ、サザンブロットアッセイ、ノーザンブロットアッセイ、または酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を含んでもよい。
一部の実施形態では、方法は、異なるHLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。一部の実施形態では、それぞれ異なるHLA対立遺伝子は、ユニークなバーコード配列を含む。一部の実施形態では、異なるHLA対立遺伝子をコードするそれぞれのポリ核酸は、ユニークなバーコード配列を含む。
本明細書に記載の方法を実行することによって得られるHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースが、本明細書で提供される。毎回、異なるHLA-対立遺伝子を使用して、本明細書に記載の方法を反復的に実行することによって得られる2つまたはそれより多いHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースの組合せが、本明細書で提供される。本明細書に記載のペプチド配列データベースまたは本明細書に記載の組合せを用いてマシンを訓練するステップを含む、HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための予測アルゴリズムを生成するための方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、マシンは、1つまたは複数の線形モデル、サポートベクターマシン、決定木およびニューラルネットワークを組み合わせる。一部の実施形態では、マシンを訓練するために使用される変数は、ペプチド配列、アミノ酸の物理特性、ペプチドの物理特性、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベル、タンパク質安定性、タンパク質翻訳率、ユビキチン化部位、タンパク質分解率、リボソームプロファイリングからの翻訳効率、タンパク質切断性、タンパク質局在化、TAP輸送を容易にする宿主タンパク質のモチーフ、自食作用を受ける宿主タンパク質、リボソーム失速を好むモチーフ、およびNMDを好むタンパク質特性からなる群から選択される1つまたは複数の変数を含む。
一部の実施形態では、リボソーム失速を好むモチーフは、ポリプロリンまたはポリリシン伸長物を含む。一部の実施形態では、NMDを好むタンパク質特性は、長い3’UTR、最後のエクソン:エクソン接合部の核酸50個を超えて上流にある停止コドン、およびペプチド切断性からなる群から選択される。
HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための方法であって、HLA-対立遺伝子に関して本明細書に記載の方法を実行することによって得られるペプチド配列データベースを用いて訓練されたマシンを用いて、ペプチドの配列を分析するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベルを決定するステップを含み、ここで、供給源タンパク質発現は、マシンによって使用される予測変数である。一部の実施形態では、発現レベルは、供給源タンパク質の量または前記供給源タンパク質をコードするRNAの量を測定することによって決定される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをそれぞれコードする2つまたはそれより多い配列を含む組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、異なる組換えHLAクラスIα鎖対立遺伝子をコードする配列、親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、β2ミクログロブリンをコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が、作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列をそれぞれ含む2つまたはそれより多い配列を含む組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、組換えHLAクラスIIα鎖対立遺伝子をコードする配列、親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が、作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。一部の実施形態では、組換えポリ核酸は、単離される。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプター分子をコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって組換えHLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、同じポリヌクレオチドから発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、異なるポリヌクレオチドから発現される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、2つまたはそれより多い親和性アクセプターペプチドを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする3つまたはそれより多い配列を含み、ここで、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする3つまたはそれより多い配列のうちの少なくとも2つは、同じ親和性アクセプターペプチドを含む。一部の実施形態では、2つまたはそれより多い親和性アクセプターペプチドは、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列のそれぞれについてユニークである。
一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、親和性分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、組換えポリ核酸の2つまたはそれより多くについて、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列は、細胞のゲノム中に安定に組み込まれる。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、HAタグを含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによって組換えHLAおよび親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
本明細書に記載の組成物のポリ核酸によってコードされる2つまたはそれより多い単離されたポリペプチド分子を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物のポリ核酸によってコードされる2つまたはそれより多いポリペプチド分子を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物を含む1つまたは複数の細胞を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性クラスIまたはクラスII
HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子および1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。一部の実施形態では、組成物は、患者のHLA型に特異的なペプチドまたはペプチドをコードするポリ核酸を使用して製剤化される。細胞を作製する方法であって、2つまたはそれより多い細胞に、本明細書に記載の組成物の2つまたはそれより多いポリ核酸を形質導入するか、またはトランスフェクトするステップを含む方法が、本明細書で提供される。
本明細書に記載の方法に従って識別されるペプチドが、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、細胞は、HLA-ペプチド複合体としてペプチドを提示する。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、免疫応答は、T細胞免疫応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、CD8 T細胞応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、CD4 T細胞応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、液性免疫応答である。
疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、疾患は、がんである。一部の実施形態では、疾患は、感染性因子による感染である。一部の実施形態では、感染性因子は、病原体、必要に応じて、ウイルスまたは細菌、または寄生虫である。
一部の実施形態では、ウイルスは、BKウイルス(BKV)、デングウイルス(DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4、DENV-5)、サイトメガロウイルス(CMV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV-1)、インフルエンザウイルス、RSV、HPV、狂犬病、流行性耳下腺炎、風疹ウイルス、ポリオウイルス、黄熱、A型肝炎、B型肝炎、ロタウイルス、水痘ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、天然痘、帯状疱疹、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、細菌は、Klebsiella spp.、Tropheryma whipplei、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepromatosis、およびMycobacterium tuberculosis、腸チフス、肺炎球菌、髄膜炎菌、ヘモフィルスB、炭疽菌、破傷風トキソイド、B群髄膜炎菌、bcg、コレラ、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、寄生虫は、寄生蠕虫または原生動物である。一部の実施形態では、寄生虫は、Leishmania spp.、Plasmodium spp.、Trypanosoma cruzi、Ascaris lumbricoides、Trichuris trichiura、Necator americanus、Schistosoma spp.、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
免疫原性ペプチドを富化する方法であって、組換えHLA対立遺伝子によってコードされる組換えHLAに作動可能に連結された親和性アクセプターペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを発現する1つまたは複数の細胞を含む細胞集団を用意するステップ;および親和性アクセプタータグ付きHLAを含むHLA-ペプチド複合体を富化するステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体から単離された免疫原性ペプチドの配列を決定するステップをさらに含む。一部の実施形態では、決定するステップは、LC-MS/MSを使用することを含む。
対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を含む細胞を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。
疾患または状態を有する対象のための治療薬を開発する方法であって、疾患または状態を有する対象に由来する細胞集団を用意するステップ、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む配列をコードするポリ核酸を、1つまたは複数の細胞中に導入することによって、細胞集団の1つまたは複数の細胞中で、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現させ、これにより1つまたは複数の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化し、特徴付けるステップ;および必要に応じて、特徴付けに基づいて治療薬を開発するステップを含む方法が本明細書で提供される。
少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原を識別し、少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原を含む対象特異的免疫原性組成物を調製する方法であって、対象が疾患を有し、少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原が対象および対象の疾患に特異的であり、前記方法が、疾患または状態を有する対象に由来する細胞集団を用意するステップ;親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む配列をコードするポリ核酸を、1つまたは複数の細胞中に導入することによって、対象に由来する細胞集団の1つまたは複数の細胞中で、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現させ、これにより1つまたは複数の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;1つまたは複数の細胞から親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;対象および対象の疾患に特異的である富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から免疫原性ペプチドを識別するステップ;ならびに識別された対象特異的免疫原性ペプチドの1つまたは複数に基づいて対象特異的免疫原性組成物を製剤化するステップを含む、方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、治療薬または対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドまたは富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、治療薬または対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドに特異的に結合するT細胞受容体(TCR)を発現するT細胞を含む。一部の実施形態では、対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドに特異的に結合する受容体を発現するキメラ抗原受容体(CAR)T細胞を含む。
一部の実施形態では、方法は、別の治療剤、必要に応じて、免疫チェックポイント阻害剤を対象に投与するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、アジュバント、必要に応じて、ポリ-ICLCを対象に投与するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、疾患または障害は、がんである。一部の実施形態では、疾患または障害は、自己免疫疾患である。一部の実施形態では、疾患または障害は、感染である。一部の実施形態では、感染は、感染性因子による感染である。一部の実施形態では、感染性因子は、病原体、ウイルス、細菌、または寄生虫である。
一部の実施形態では、ウイルスは、BKウイルス(BKV)、デングウイルス(DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4、DENV-5)、サイトメガロウイルス(CMV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV-1)、インフルエンザウイルス、RSV、HPV、狂犬病、流行性耳下腺炎、風疹ウイルス、ポリオウイルス、黄熱、A型肝炎、B型肝炎、ロタウイルス、水痘ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、天然痘、帯状疱疹、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、細菌は、Klebsiella spp.、Tropheryma whipplei、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepromatosis、およびMycobacterium tuberculosis、腸チフス、肺炎球菌、髄膜炎菌、ヘモフィルスB、炭疽菌、破傷風トキソイド、B群髄膜炎菌、bcg、コレラ、およびその組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、寄生虫は、寄生蠕虫または原生動物である。一部の実施形態では、寄生虫は、Leishmania spp.、Plasmodium spp.、Trypanosoma cruzi、Ascaris lumbricoides、Trichuris trichiura、Necator americanus、Schistosoma spp.、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
疾患または状態を有する対象のための治療薬を開発する方法であって、細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列が第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された第1のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む第1の組換え配列、および第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む第2の組換え配列を含む、ステップ;少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きHLAを、細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1つの細胞中で発現させ、これにより少なくとも1つの細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;および富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップ;ならびに識別されたペプチドの1つまたは複数に基づいて免疫原性組成物を製剤化するステップであって、第1および第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子が、対象のHLAハプロタイプに一致する、ステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、対象は、疾患または状態を有する。
一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子と異なる。一部の実施形態では、第1の親和性アクセプターペプチドは、第2の親和性アクセプターペプチドと同じである。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドを特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、または50個のクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子を含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、膜貫通ドメインを含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、細胞内ドメインを含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、排出されない。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、発現された場合、細胞膜に組み込まれる。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体ではない。
一部の実施形態では、方法は、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の外因性ペプチドを、細胞集団に導入するステップを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つもしくは複数の外因性ペプチドと接触させること、または細胞集団中で1つもしくは複数の外因性ペプチドを発現させることを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つまたは複数の外因性ペプチドをコードする1つまたは複数の核酸と接触させることを含む。
一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、DNAである。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、RNAであり、必要に応じて、RNAは、mRNAである。
一部の実施形態では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の配列を決定するステップを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析、質量分析、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せを含む。
一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の結合親和性または安定性を評価するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部が、1つまたは複数の変異を含有するかどうかを決定するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体中でのペプチドと、HLA分子との会合を評価するステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団に、ペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態は、がんまたは感染性因子による感染である。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞中に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体に由来する1つまたは複数のペプチドを特徴付けるステップを含み、必要に応じて、ペプチドは、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来する。一部の実施形態では、方法は、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来するペプチドの1つまたは複数の領域を特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、方法は、感染性因子に由来する第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップを含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、初代細胞の集団である。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドは、抗原提示細胞によって提示された場合、対象に由来するT細胞を活性化することができる。一部の実施形態では、方法は、疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、識別するステップの前に、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞集団によって通常発現される内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスI HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のクラスI HLA対立遺伝子であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のクラスI HLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスII HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLAクラスIIα鎖、HLAクラスIIβ鎖、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のクラスII HLA対立遺伝子であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、それぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、異なるポリヌクレオチド分子上に含まれる。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2のコードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞外で発現される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、細胞内で発現される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチド結合分子を、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、ここで、親和性アクセプターペプチド結合分子は、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する。
一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含むタグ配列を含み、必要に応じて、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは第1および/もしくは第2の親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性分子を、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、ここで、親和性分子は、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、親和性分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、固相表面は、ビーズである。
一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を用いて、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる第1および/または第2のクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子のN末端部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。
一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、接触させるステップは、トランスフェクトまたは形質導入することを含む。一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸を含むベクターと接触させることを含む。一部の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一部の実施形態では、ポリ核酸は、細胞集団のゲノム中に安定に組み込まれる。
一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のHLAクラスIα鎖であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のHLAクラスIα鎖である。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でβ2ミクログロブリンをコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、リンカーによって第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第3の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドと異なる。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIIα鎖および/またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、第1のHLAクラスIIα鎖および第2のHLAクラスIIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、第1のHLAクラスIIα鎖および第2のHLAクラスIIα鎖をコードする配列は、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、第1のHLAクラスIIβ鎖および第2のHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含む。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIα鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、第1のHLAクラスIIβ鎖および第2のHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖またはHLAクラスIIα鎖をコードする配列は、第3の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドと異なる。
一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1の親和性アクセプターペプチドと異なり、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
一部の実施形態では、方法は、生化学分析またはタンデム質量分析などの質量分析を実施するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、ペプチドデータベースに由来する富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離された1つまたは複数のペプチドのMS/MSスペクトルに対応するペプチド配列を取得するステップを含み、ここで、得られた1つまたは複数の配列は、1つまたは複数のペプチドの配列を識別する。
一部の実施形態では、細胞集団は、HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、Jurkat、HepG2、SH-SY5Y、CACO-2、U937、U-2OS、ExpiCHO、CHOおよびTHP1から選択される細胞株である。一部の実施形態では、細胞株は、1つまたは複数のサイトカイン、チェックポイント阻害剤、エピジェネティック的に活性な薬物、IFN-γ、またはその組合せを用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞、少なくとも10個の細胞または少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、樹状細胞、マクロファージ、がん細胞またはB細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、腫瘍細胞を含む。
一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数の細胞から第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体を単離する前に、薬剤と接触させる。一部の実施形態では、薬剤は、炎症性サイトカイン、化学薬剤、アジュバント、治療剤または放射線である。
一部の実施形態では、第1および/または第2のHLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、第1および/または第2のHLA対立遺伝子をコードする配列は、バーコード配列を含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の発現についてアッセイするステップをさらに含む。
一部の実施形態では、アッセイするステップは、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子を配列決定すること、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII
HLA対立遺伝子RNAをコードするRNAを検出すること、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子タンパク質を検出すること、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、第1および第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、ユニークなバーコード配列を含む。一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、ユニークなバーコード配列を含む。
本開示の特性は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。本開示の特性および利点のより良い理解は、本開示の原理が使用される例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られるであろう。
図1Aは、ユニバーサル免疫精製およびデータ生成のパイプラインの略図である。クラスIおよび/またはクラスII HLA分子を、クラスI HLAもクラスII HLAも発現しない細胞を含む任意の細胞に導入して、特定のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を細胞中で発現させる。遺伝子操作されたHLAを発現する細胞の集団を回収し、溶解し、そのHLA-ペプチド複合体をタグ付け(例えば、ビオチン化)し、免疫精製する(例えば、ビオチン-ストレプトアビジン相互作用を使用して)。単一のHLAに特異的なHLA会合ペプチドを、そのタグ付けされた(例えば、ビオチン化された)複合体から溶出させ、評価する(例えば、高分解能LC-MS/MSを使用して配列決定する)ことができる。
図1Bは、HLAクラスII分子-DP、-DQ、および-DRの構造の図である。HLA-DR分子は、定常α鎖および可変β鎖を含有するヘテロ二量体である。HLA-DQおよびHLA-DP分子は、可変α鎖および可変β鎖を含有するヘテロ二量体である。
図2は、培養細胞株中でのHLAクラスIおよびIIの発現のために設計された構築物の略図である。HLA-A02:01構築物は、ビオチン化および免疫精製のためのビオチンアクセプターペプチド(BAP)を実装するHLAクラスI設計である。HLA-DRB111:01構築物は、ビオチン化および免疫精製のためのビオチンアクセプターペプチド(BAP)を実装するHLAクラスII設計である。
図3は、HLAクラスIおよびクラスII構築物を発現する安定な細胞株を生成するために使用することができる例示的なレンチウイルスベクターの図である。
図4Aは、LC-MS/MSによるユニバーサルIPおよびHLA会合ペプチド配列決定のためのクラスIまたはクラスII HLA構築物のトランスフェクションに基づく導入の略図である。
図4Bは、クラスIまたはクラスII HLA構築物のトランスフェクションに基づく導入、次いで、選択プロセス、例えば、抗生物質耐性遺伝子の含有の略図である。次いで、選択された細胞を、LC-MS/MSによるユニバーサルIPおよびHLA会合ペプチド配列決定に提出することができる。
図5は、クラスIおよびクラスII HLAのためのユニバーサル免疫精製の図である。HEK293T(ヒト胚性腎臓)などの細胞を、トランスフェクトするか、または形質導入して、免疫精製のための親和性タグを有する単一のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現させる。HLA-タグを発現する細胞を回収し、溶解し、ビオチン-ストレプトアビジン相互作用を使用して、そのHLA-ペプチド複合体をビオチン化し、免疫精製する。単一のHLAに特異的なHLA会合ペプチドを、そのビオチン化された複合体から溶出させ、分析する(例えば、高分解能LC-MS/MSを使用して配列決定する)。
図6Aは、HEK293T細胞中でのクラスI HLA対立遺伝子の発現を示すビオチン化に基づく免疫沈降のための、HLA-A02:01構築物を用いるモック、GFPおよび空のプラスミドのトランスフェクションを比較するウェスタンブロット(抗ビオチン化)である。
図6Bは、ウェスタンブロット分析のためのローディング対照として使用されるPonceau染色ゲルである。
図6Cは、図6Aおよび図6Bにおいて画像化された操作されたHEK293T細胞を生成するために使用されるクラスI HLA構築物の略図である。
図7Aは、CおよびN末端標識されたHLA-BAPビオチン化が、クラスIおよびクラスII HLA-BAP発現細胞の両方について10分で完了することを示す、ビオチン化時間経過実験のウェスタンブロット(上)およびローディング対照(下)の画像である。結果は、HEK293T細胞により発現されたクラスIおよびクラスII HLA-BAP対立遺伝子のトランスフェクションおよびビオチン化の最適化を示す。
図7Bは、NおよびC末端BAPで標識されたクラスIおよびクラスII HLA構築物の両方を発現する細胞に由来する、抗BAP(上)およびローディング対照(下)に対するウェスタンブロットである。
図7Cは、トランスフェクションおよびビオチン化の最適化のために使用されたNおよびC末端BAPで標識されたクラスI(HLA-A02:01)およびクラスII(HLA-DRβ11:01)構築物の両方の略図である。
図8Aは、HEK293T細胞中でのHLA免疫沈降のために使用されるビオチン化されたクラスIおよびクラスII HLA構築物の発現を示すウェスタンブロット画像(BAP標識については抗ストレプトアビジンおよびHA標識については抗HA)およびローディング対照(Ponceau S)である。ビオチンの添加前(-ビオチン)、ビオチンの添加後(+ビオチンインプット)、ならびにビオチン化およびその後のストレプトアビジンビーズを用いるプルダウン後(+ビオチンFT)に、溶解物を分析した。+ビオチンFTレーンにおけるシグナルの低下は、ビオチン化されたMHCが溶解物から除去され、ストレプトアビジンビーズに結合することを示す。
図8Bは、HeLa(ヒト子宮頸がん)細胞中でのHLA免疫沈降のために使用されるビオチン化されたクラスIおよびクラスII HLA構築物の発現を示すウェスタンブロット画像(BAP標識については抗ストレプトアビジンおよびHA標識については抗HA)およびローディング対照(Ponceau S)である。ビオチンの添加前(-ビオチン)、ビオチンの添加後(+ビオチンインプット)、ならびにビオチン化およびその後のストレプトアビジンビーズを用いるプルダウン後(+ビオチンFT)に、溶解物を分析した。+ビオチンFTレーンにおけるシグナルの低下は、ビオチン化されたMHCが溶解物から除去され、ストレプトアビジンビーズに結合することを示す。
図8Cは、A375(ヒト悪性メラノーマ)細胞中でのHLA免疫沈降のために使用されるビオチン化されたクラスIおよびクラスII HLA構築物の発現を示すウェスタンブロット画像(BAP標識については抗ストレプトアビジンおよびHA標識については抗HA)およびローディング対照(Ponceau S)である。ビオチンの添加前(-ビオチン)、ビオチンの添加後(+ビオチンインプット)、ならびにビオチン化およびその後のストレプトアビジンビーズを用いるプルダウン後(+ビオチンFT)に、溶解物を分析した。+ビオチンFTレーンにおけるシグナルの低下は、ビオチン化されたMHCが溶解物から除去され、ストレプトアビジンビーズに結合することを示す。
図8Dは、Expi293細胞(高密度培養およびタンパク質発現のために遺伝子操作されたヒト胚性腎臓)中でのHLA免疫沈降のために使用されるビオチン化されたクラスIおよびクラスII HLA構築物の発現を示すウェスタンブロット画像(BAP標識については抗ストレプトアビジンおよびHA標識については抗HA)およびローディング対照(Ponceau S)である。ビオチンの添加前(-ビオチン)、ビオチンの添加後(+ビオチンインプット)、ならびにビオチン化およびその後のストレプトアビジンビーズを用いるプルダウン後(+ビオチンFT)に、溶解物を分析した。+ビオチンFTレーンにおけるシグナルの低下は、ビオチン化されたMHCが溶解物から除去され、ストレプトアビジンビーズに結合することを示す。
図9Aは、ユニバーサルHLA免疫沈降(ユニバーサルIP)パイプラインを使用して単離されたHLA会合ペプチドの例示的なLC-MS/MS分析の棒グラフである。ユニバーサルIPパイプラインにおいて使用される親和性タグ付きクラスIおよびクラスII HLA構築物を発現する複数の細胞型(A375;灰色、HEK293T;橙色、HeLa;青色)から識別された合計のユニークなHLA会合ペプチドのバープロット表示を示す。
図9Bは、LC-MS/MSによるクラスI HLA一対立遺伝子ペプチドプロファイリングに由来する代表的なデータを示すバープロットである。それぞれのバーは、親和性タグ付きHLA構築物を実装したクラスI一対立遺伝子実験から識別されたユニークなHLA会合ペプチドの総数を表す。
図9Cは、LC-MS/MSによるクラスII HLA一対立遺伝子ペプチドプロファイリングに由来する代表的なデータを示すバープロットである。それぞれのバーは、親和性タグ付きHLA構築物を実装したクラスII一対立遺伝子実験から識別されたユニークなHLA会合ペプチドの総数を表す。
図10Aは、ユニバーサルIPパイプラインを使用して発見されたクラスIおよびクラスII HLA会合ペプチドの特徴の例示的な図である。ユニバーサルIPプラットフォームを使用して単離および配列決定されたクラスI HLA-A02:01会合ペプチドおよびクラスII HLA-DRβ11:01会合ペプチドの例示的な配列ロゴ表示を示す。
図10Bは、ユニバーサルIPパイプラインを使用して識別されたクラスI(赤色;HLA-A02:01)およびクラスII(青色;HLA-DRβ11:01)HLA会合ペプチドを比較するHLA会合ペプチドの長さ分布を示す棒グラフである。ユニバーサルIPを使用して識別されたクラスIおよびクラスII HLA会合ペプチドの両方の長さ分布は、予想された傾向に従う。
図11Aは、ユニバーサルIPパイプラインのための異なる細胞型による発現のために操作されたクラスII HLA構築物の略図である。
図11Bは、内在性クラスII HLAα鎖およびβ鎖サブユニットを発現する細胞株中で、図11Aに示された構築物の発現時に形成し得るクラスII HLA複合体の略図である。クラスII HLA複合体は、異なる親和性ハンドルでそれぞれタグ付けされる、α鎖とβ鎖の対形成によって形成される。
図12Aは、図11Bに示されたクラスII HLAα鎖とβ鎖の対形成および特定のクラスII HLA複合体への一義的なペプチド結合割り当てのデコンボリューションのために使用することができる一連のユニバーサルIP戦略の略図であり、複数の親和性タグを含有するクラスII HLA複合体の一連のユニバーサルIPの検証を示す。二重親和性タグ付きクラスII HLA構築物を発現する細胞を溶解し、ビオチン化し、抗HA抗体に結合させたビーズと共にインキュベートする。HAタグ付きサブユニットを含むクラスII HLA複合体を単離し、洗浄し、HAペプチド(例えば、YPYDVPDYA)を使用して溶出させる。次いで、溶出液を、NeutrAvidinまたはストレプトアビジンに結合させたビーズと共にインキュベートして、HAタグ付きおよびビオチンタグ付きクラスII HLA複合体を単離する。次いで、二重タグ付きクラスII HLA複合体に結合したペプチドを溶出させ、LC-MS/MSによって配列決定する。
図12Bは、二重タグ付きHLA-DRB11:01構築物を発現するHEK293T中での一連のユニバーサルIP戦略のウェスタンブロット検証である。抗HA抗体を使用して、一連の富化プロセスを行った。ローディング対照(Ponceau S染色ゲル)を示す。
図12Cは、二重親和性タグ付きクラスII HLA構築物HLA-DRB11:01を発現する細胞を溶解し、ビオチン化を用いずに、抗HA抗体に結合させたビーズと共にインキュベートした例示的な陰性対照実験に由来する結果を表す。一連のユニバーサルIPパイプラインの特異性を証明するために、ウェスタンブロットおよびローディング対照(Ponceau S染色ゲル)を示す。ビオチン化ステップを一連のユニバーサルIPプロトコールから除去した場合、富化は観察されなかった。
図13は、コア結合エピトープの識別を可能にするHLAクラスIIトリミング実験の概観の略図である。HLAクラスII分子は、同じ供給源タンパク質から生成された、通常は12~18アミノ酸長であるペプチドの入れ子セットに結合する。より長いペプチドは、HLAクラスII分子のNおよびC末端側から突出するが、コアエピトープは、ペプチド結合溝と最も強く相互作用する。HLAクラスII分子に結合したペプチドを、NおよびC末端に特異的なペプチダーゼを使用してトリミングする。トリミングの後、コアペプチドエピトープを、LC-MS/MSを使用して配列決定する。
図14Aは、ビオチン親和性タグを実装する一対立遺伝子HLA-ペプチドームプロファイリング手法の略図である。本開示の例示的な実施形態は、BirA酵素によりリシン(K)残基上でビオチン化されたビオチンアクセプターペプチド(BAP)を使用する。BAPペプチド配列は、BirA酵素、ビオチン、およびATPの添加時にビオチン化されるリシン残基を含有する。ビオチン化された生成物は、ストレプトアビジン/NeutrAvidinに対する高い親和性を示す。ストレプトアビジン/NeutrAvidinビーズを使用して、ビオチン化されたBAPペプチド配列を富化することができる。
図14Bは、遺伝子操作されたHLA分子のビオチンに基づく免疫精製の略図である。HLAタンパク質のNまたはC末端のいずれかにBAP配列を有する特定のHLA対立遺伝子を、例えば、プラスミドのトランスフェクションまたは形質導入により、細胞中に導入する。プラスミドは、それぞれの対立遺伝子について細胞株をモニタリングするためのPCRに基づく方法を可能にするDNAバーコードを含有することに留意されたい。バーコード長は、少なくとも5塩基対、少なくとも10塩基対、少なくとも15塩基対、少なくとも20塩基対またはそれより長いものであってもよい。HLA-BAPタンパク質を発現する細胞を溶解し、ビオチン化する。HLA-BAP-ペプチド複合体を、複合体溶解物混合物から免疫精製し、ペプチドの識別のためにLC-MS/MS分析にかけることができる。
図15は、標的エピトープの検証および発見のためのユニバーサルIPプラットフォームの例示的な適用の略図である。目的の細胞株を操作して、対立遺伝子特異的HLAタグ付き(例えば、BAP)構築物を発現させる。HLAタグ付き(例えば、BAP)分子を発現する細胞を遺伝子操作して、単一のエピトープまたは複数のエピトープを発現させる。エピトープを発現する細胞を溶解し、HLA-BAP-ペプチド複合体を免疫精製する。単離されたペプチド抗原を、任意の好適な手段により検査する、例えば、LC-MS/MSにより配列決定することができ、導入されたエピトープから生成されるペプチド断片を、HLA-対立遺伝子一致抗原のプロセシングおよび提示のための高効率リードアウトとして使用することができる。
図16は、ユニバーサルIPパイプライン内でのHLA対立遺伝子多重化の略図である。複数のクラスIおよびクラスII対立遺伝子を、単一のHLA構築物から発現させることができる。例えば、複数の重鎖を、クラスI構築物中に含有させることができ、複数のβおよび/またはα鎖を、クラスII構築物中に含有させることができる。単一の構築物中でHLA対立遺伝子を多重化することによって、複数のHLA分子を、目的の細胞株中に送達し、発現させることができる。対立遺伝子多重化は、患者のHLA型とのマッチングおよびユニバーサルIPパイプラインを適用した個別化されたペプチド抗原リードアウトならびにその後の複合体および/またはペプチド分析、例えば、LC-MS/MSリードアウトを可能にする。
図17は、HLAリガンドプロファイリングにおける多対立遺伝子および一対立遺伝子手法の図である。多対立遺伝子手法では、HLAリガンドを、患者材料または細胞株に直接由来するHLAヘテロ二量体を用いて同時免疫沈降させる(上)。これらの細胞は複数のHLA対立遺伝子を天然に発現したため、そのような多対立遺伝子手法から識別されるペプチドをデコンボリューションして、HLA型が公知である場合、特定のHLAヘテロ二量体への結合を割り当てなければならない。一対立遺伝子手法では、HLAリガンドを、単一のHLA対立遺伝子のみの発現のために遺伝的に改変された細胞株に由来するHLAヘテロ二量体を用いて同時免疫沈降させる(下)。したがって、一対立遺伝子手法から識別されたペプチドは、HLAヘテロ二量体結合割り当てに関するデコンボリューションを必要としない。
図18Aは、MHC上に提示された変異したネオ抗原性ペプチドを示す図である。
図18Bは、本明細書に記載の個別化されたネオ抗原標的化治療を開発する方法の図である。
図19は、異なるHLAリガンドプロファイリングの異なる実験手法を示す図を示す。生化学的ペプチド:MHC(p:MHC)結合アッセイは、遅く、低効率であり、プロセシングに関する洞察がない。多対立遺伝子質量分析は、高効率であり、プロセシング規則を学習する能力を有する;しかしながら、それは、ペプチドを対立遺伝子に割り当てるために、in silicoでのインピュテーションを必要とする。一対立遺伝子質量分析は、多様なMHC対立遺伝子にわたってペプチド結合モチーフを定義するための迅速で、偏りのない、クリーンな手法を提供する。一対立遺伝子質量分析は、対立遺伝子カバレッジギャップを迅速かつ体系的に充填し、対立遺伝子特異的ペプチド長選択を活用することを可能にする。
図20Aは、一対立遺伝子手法を使用して明らかにされたA01:01、B51:01、A29:02、およびB54:01対立遺伝子に関する例示的なHLA結合ペプチドの表を示す。一対立遺伝子手法は、NetMHCpanによりあまりスコア化されないが、強力な結合剤として生化学的に検証するHLA結合ペプチドを明らかにする。
図20Bは、100のシミュレートされたデコンボリューションにおける不正確な割り当ての比率を示す棒グラフである。ランダムな6つの対立遺伝子患者HLA遺伝子型(HLA-A、HLA-B、およびHLA-Cのそれぞれの2つの対立遺伝子、US対立遺伝子頻度でサンプリング)を生成した。それぞれの対立遺伝子について、関連一対立遺伝子実験に由来する500のペプチドをサンプリングし、組み合わせて、モック3000ペプチド多対立遺伝子データセットを作出した。それぞれのペプチドを、最良のNetMHCpan%ランクスコアをもたらす対立遺伝子に割り当てて、NetMHCpanによって不正確に割り当てられたペプチドのパーセンテージを決定した。このプロセスを、100回繰り返した。
図21は、MSデータを使用する多様な個々のMHCクラスI対立遺伝子のためのMHC提示予測因子の図解である。モデル訓練および評価を、非重複供給源タンパク質上で行う。MSにより観察されたペプチドを、供給源タンパク質に応じて訓練/試験に割り当てる。評価手法は、真の結合剤に対して5000:1過剰のデコイを用いる。
図22は、プロセシングおよび対立遺伝子特異的結合の両方に関して予測を有意に改善したことを示す棒グラフである。
以下の説明および実施例は、本開示の実施形態を詳細に例示するものである。本開示は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されず、したがって、変化してもよいことが理解されるべきである。当業者であれば、本開示の多数の変化および改変があり、それらはその範囲内に包含されることを認識するであろう。
全ての用語は、それらが当業者によって理解される通りに理解されることが意図される。別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示が属する分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
本明細書で使用されるセクションの見出しは、組織的な目的のためだけのものであり、記載される主題を限定するものと解釈されるべきではない。
本開示の様々な特性を単一の実施形態の文脈で記載することができるが、特性を、別々に、または任意の好適な組合せで提供することもできる。逆に、本開示を、明確性のために別々の実施形態の文脈で本明細書に記載することができるが、本開示を単一の実施形態において実行することもできる。
以下の定義は、当技術分野におけるものを補足し、現在の適用に対して向けられるものであり、任意の関連する、または関連しない事例、例えば、任意の一般的に所有される特許または出願に帰属するものではない。本明細書に記載のものと類似するか、または等価な任意の方法および材料を、本開示の試験の実施に際して使用することができるが、例示的な材料および方法を、本明細書に記載する。したがって、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態だけを説明するためのものであり、限定を意図するものではない。
定義
本出願では、単数形の使用は、別途具体的に記述されない限り、複数形を含む。本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」および「the」は、内容が別途明確に指示しない限り、複数の指示対象を含むことに留意しなければならない。本出願では、「または」の使用は、別途記述されない限り、「および/または」を意味する。さらに、用語「含む(including)」ならびに「含む(include)、「含む(includes)」および「含まれる(included)」などの他の形態の使用は、限定ではない。
メンバー群の1つもしくは複数、または少なくとも1つのメンバーなどの、用語「1つまたは複数」または「少なくとも1つ」は、さらなる例示によって、自体明らかであり、この用語は、特に、前記メンバーのいずれか1つ、または前記メンバーのいずれか2つもしくはそれより多く、例えば、前記メンバーのいずれか3つ以上、4つ以上、5つ以上、6つ以上もしくは7つ以上など、および最大で全部の前記メンバーに対する参照を包含する。
「一部の実施形態」、「実施形態」、「一実施形態」または「他の実施形態」に対する本明細書における参照は、実施形態と関連して記載される特性、構造、または特徴が、少なくとも一部の実施形態に含まれるが、本開示の全ての実施形態に必ずしも含まれないことを意味する。
本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、単語「含む(comprising)」(ならびに「含む(comprise)」および「含む(comprises)」などの「含む(comprising)」の任意の形態)、「有する(having)」(ならびに「有する(have)」および「有する(has)」などの「有する(having)」の任意の形態)、「含む(including)」(ならびに「含む(includes)」および「含む(include)」などの「含む(including)」の任意の形態)または「含有する(containing)」(ならびに「含有する(contains)」および「含有する(contain)」などの「含有する(containing)」の任意の形態)は、包括的であるか、または制約がなく、追加の、記載されていない要素も方法ステップも排除しない。本明細書で考察される任意の実施形態を、本開示の任意の方法または組成物に関して実行することができること、およびその逆が企図される。さらに、本開示の組成物を使用して、本開示の方法を達成することができる。
パラメーター、量、時間的期間などの測定可能な値を参照する場合に本明細書で使用される用語「約」または「およそ」は、そのような変動が本開示において実施するのに適切である限りにおいて、特定の値からの+/-20%もしくはそれ未満、+/-10%もしくはそれ未満、+/-5%もしくはそれ未満、または+/-1%もしくはそれ未満の変動を包含することを意味する。修飾語句「約」または「およそ」が指す値は、それ自体も具体的に開示されることが理解されるべきである。
用語「免疫応答」は、T細胞共刺激のモジュレーションによって影響されるT細胞媒介性および/またはB細胞媒介性免疫応答を含む。例示的な免疫応答は、T細胞応答、例えば、サイトカイン産生、および細胞性細胞傷害性を含む。さらに、用語免疫応答は、T細胞活性化、例えば、抗体産生(液性応答)およびサイトカイン応答細胞、例えば、マクロファージの活性化によって間接的に影響される免疫応答を含む。
「受容体」は、リガンドに結合することができる生物学的分子または分子群を意味すると理解されるべきである。受容体は、細胞、細胞形成または生物における情報を伝達するために働くことができる。受容体は、少なくとも1つの受容体単位を含み、それぞれの受容体単位がタンパク質分子、例えば、糖タンパク質分子からなってもよい2つまたはそれより多い受容体単位を含有してもよい。受容体は、リガンドの構造を補完する構造を有し、結合パートナーとしてリガンドを複合体化することができる。シグナル伝達情報は、細胞表面上でのリガンドとの結合後の受容体のコンフォメーション変化によって伝達され得る。本開示によれば、受容体は、リガンド、例えば、好適な長さのペプチドまたはペプチド断片と受容体/リガンド複合体を形成することができるMHCクラスIおよびIIのタンパク質を指してもよい。
「バーコード」配列は、バーコードが付着する配列の同一性または配列が由来する試料の同一性などの、配列に関する情報の項目をコードすることができる核酸配列であってよい。
「リガンド」とは、受容体と複合体を形成することができる分子を意味する。本開示によれば、リガンドは、例えば、そのアミノ酸配列中に好適な長さおよび好適な結合動機を有するペプチドまたはペプチド断片を意味するものとして理解され、それによりペプチドまたはペプチド断片は、MHCクラスIまたはMHCクラスIIのタンパク質と複合体を形成できる。
「抗原」は、免疫応答を刺激することができる分子であり、がん細胞または感染性因子または自己免疫疾患によって産生され得る。ヘルパーTリンパ球(ヘルパーT(T)細胞)であっても、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)であっても、T細胞によって認識される抗原は、インタクトなタンパク質として認識されず、むしろ、細胞表面上のクラスIまたはクラスII MHCタンパク質と会合する低分子ペプチドとして認識される。天然に存在する免疫応答の経過中に、抗原提示細胞(APC)上のクラスII MHC分子と会合して認識される抗原は、細胞の外部から獲得され、内在化し、クラスII MHC分子と会合する低分子ペプチドにプロセシングされる。APCはまた、外因性抗原をプロセシングし、クラスI MHC分子上にプロセシングされた抗原を提示することによって、ペプチド抗原を交差提示することもできる。クラスI MHC分子と会合して認識されるタンパク質を生じる抗原は、一般的には、細胞内で産生されるタンパク質であり、これらの抗原はプロセシングされ、クラスI MHC分子と会合する。ここで、所与のクラスIまたはクラスII MHC分子と会合するペプチドが、共通の結合モチーフを有することを特徴とすることが理解され、多数の異なるクラスIおよびII MHC分子のための結合モチーフが決定されている。所与の抗原のアミノ酸配列に対応し、所与のクラスIまたはII MHC分子のための結合モチーフを含有する合成ペプチドを合成することもできる。次いで、これらのペプチドを適切なAPCに添加し、APCを使用して、in vitroまたはin vivoでヘルパーT細胞またはCTL応答を刺激することができる。結合モチーフ、ペプチドを合成するための方法、およびヘルパーT細胞またはCTL応答を刺激するための方法は、全て公知であり、当業者には容易に利用可能である。
用語「ペプチド」は、本明細書では「変異ペプチド」および「ネオ抗原性ペプチド」と互換的に使用される。同様に、用語「ポリペプチド」は、本明細書では、「変異ポリペプチド」および「ネオ抗原性ポリペプチド」と互換的に使用される。「ネオ抗原」または「ネオエピトープ」とは、発現されるタンパク質中で腫瘍特異的変異から生じる腫瘍抗原または腫瘍エピトープのクラスを意味する。本開示は、腫瘍特異的変異を含むペプチド、既知の腫瘍特異的変異を含むペプチド、および本開示の方法によって識別された変異ポリペプチドまたはその断片をさらに含む。これらのペプチドおよびポリペプチドは、本明細書では「ネオ抗原性ペプチド」または「ネオ抗原性ポリペプチド」と呼ばれる。ポリペプチドまたはペプチドは、様々な長さ、その中性(非荷電)形態または塩である形態にあってもよく、グリコシル化、側鎖酸化、リン酸化、もしくは任意の翻訳後修飾を含まないか、またはこれらの修飾を含有してもよく、改変が本明細書に記載のポリペプチドの生物活性を破壊しない条件にかけてもよい。一部の実施形態では、本開示のネオ抗原性ペプチドは、MHCクラスIについては、長さ22残基またはそれ未満、例えば、約8~約22残基、約8~約15残基、または9もしくは10残基;MHCクラスIIについては、長さ40残基またはそれ未満、例えば、長さ約8~約40残基、長さ約8~約24残基、約12~約19残基、または約14~約18残基を含んでもよい。一部の実施形態では、ネオ抗原性ペプチドまたはネオ抗原性ポリペプチドは、ネオエピトープを含む。
用語「エピトープ」は、本明細書で定義される抗体、抗体ペプチド、および/または抗体様分子(限定されるものではないが、T細胞受容体を含む)に特異的に結合することができる任意のタンパク質決定基を含む。エピトープ決定基は、典型的には、アミノ酸または糖側鎖などの分子の化学的に活性な表面基からなり、一般的には、特定の3次元構造特徴および特定の電荷特徴を有する。
「T細胞エピトープ」とは、ペプチド提示MHC分子またはMHC複合体の形態でクラスIまたはIIのMHC分子によって結合され、次いで、この形態で、それぞれ、細胞傷害性Tリンパ球またはヘルパーT細胞によって認識および結合され得るペプチド配列を意味する。
本明細書で使用される用語「抗体」は、IgG(IgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4を含む)、IgA(IgA1およびIgA2を含む)、IgD、IgE、またはIgM、およびIgYを含み、一本鎖全抗体を含む全抗体、およびその抗原結合(Fab)断片を含むことを意味する。抗原結合抗体断片としては、限定されるものではないが、Fab、Fab’およびF(ab’)、Fd(VHおよびCH1からなる)、一本鎖可変断片(scFv)、一本鎖抗体、ジスルフィド結合可変断片(dsFv)およびVLまたはVHドメインを含む断片が挙げられる。抗体は、任意の動物起源に由来してもよい。一本鎖抗体を含む抗原結合抗体断片は、可変領域を単独で、または以下:ヒンジ領域、CH1、CH2、およびCH3ドメインの全部もしくは一部と組み合わせて含んでもよい。また、可変領域と、ヒンジ領域、CH1、CH2、およびCH3ドメインの任意の組合せも含まれる。抗体は、例えば、HLA会合ポリペプチドまたはHLA-ペプチド複合体に特異的に結合する、モノクローナル、ポリクローナル、キメラ、ヒト化、ならびにヒトモノクローナルおよびポリクローナル抗体であってもよい。当業者であれば、様々な免疫親和性技術が、可溶性HLA-ペプチド複合体などの可溶性タンパク質、または例えば、膜からタンパク質分解的に切断された、膜結合型HLA会合ポリペプチドを富化するのに好適であることを認識するであろう。これらは、(1)可溶性タンパク質に特異的に結合することができる1つまたは複数の抗体を、固定された、または移動性の基質(例えば、プラスチックウェルまたは樹脂、ラテックスまたは常磁性ビーズ)に固定する技術、および(2)生体試料に由来する可溶性タンパク質を含有する溶液を、抗体で被覆された基質上に通過させ、可溶性タンパク質を抗体に結合させる技術を含む。抗体を含む基質および結合した可溶性タンパク質を、溶液から分離し、必要に応じて、抗体および可溶性タンパク質を、例えば、抗体浴液のpHおよび/またはイオン強度および/またはイオン組成を変化させることによって解離させる。あるいは、抗体および可溶性タンパク質を混合し、巨大分子凝集体を形成させる免疫沈降技術を使用することができる。巨大分子凝集体を、サイズ排除技術または遠心分離によって溶液から分離することができる。
用語「免疫精製(IP)」(または免疫親和性精製もしくは免疫沈降)は、当技術分野で周知のプロセスであり、試料からの所望の抗原の単離のために広く使用されている。一般に、このプロセスは、所望の抗原を含有する試料を、固相に共有結合させた抗原に対する抗体を含む親和性マトリックスと接触させることを含む。試料中の抗原は、免疫化学結合を介して親和性マトリックスに結合するようになる。次いで、親和性マトリックスを洗浄して、任意の未結合種を除去する。親和性マトリックスと接触する溶液の化学組成を変更することにより、親和性マトリックスから抗原を除去する。免疫精製を、親和性マトリックスを含有するカラム上で行うことができ、その場合、溶液は溶離液である。あるいは、免疫精製は、バッチプロセスであってもよく、その場合、親和性マトリックスは、溶液中の懸濁液として維持される。プロセスにおける重要なステップは、マトリックスからの抗原の除去である。これは、一般的には、親和性マトリックスと接触する溶液のイオン強度を増大させることにより、例えば、無機塩の添加により達成される。pHの変更もまた、抗原と親和性マトリックスとの免疫化学結合を解離させるのに有効であり得る。
「薬剤」とは、任意の低分子化合物、抗体、核酸分子、もしくはポリペプチド、またはその断片を意味する。
「変更」または「変化」は、増加または減少を意味する。変更は、最小で1%、2%、3%、4%、5%、10%、20%、30%、もしくは40%、50%、60%、またはさらには、最大で70%、75%、80%、90%、もしくは100%であってもよい。
「生体試料」とは、生物に由来する任意の組織、細胞、流体、または他の材料を意味する。本明細書で使用される場合、用語「試料」は、生物に由来する任意の組織、細胞、流体、または他の材料などの生体試料を含む。「特異的に結合する」とは、ある分子(例えば、ポリペプチド)を認識し、これに結合するが、試料、例えば、生体試料中の他の分子を実質的に認識せず、これに結合しない化合物(例えば、ペプチド)を意味する。
「捕捉試薬」とは、ある分子(例えば、核酸分子またはポリペプチド)に特異的に結合して、その分子(例えば、核酸分子またはポリペプチド)を選択または単離する試薬を意味する。
本明細書で使用される場合、用語「決定すること」、「評価すること」、「アッセイすること」、「測定すること」、「検出すること」およびその文法的等価物は、量的決定と質的決定の両方を指し、したがって、用語「決定すること」は、本明細書では、「アッセイすること」、「測定すること」などと互換的に使用される。量的決定が意図される場合、分析物などの「量を決定すること」という語句が使用される。質的および/または量的決定が意図される場合、分析物の「レベルを決定すること」または分析物を「検出すること」という語句が使用される。
「断片」とは、参照タンパク質または核酸と実質的に同一であるタンパク質または核酸の一部を意味する。一部の実施形態では、部分は、本明細書に記載の参照タンパク質または核酸の生物活性の少なくとも50%、75%、または80%、または90%、95%、またはさらには99%を保持する。
用語「単離された」、「精製された」、「生物学的に純粋な」およびその文法的等価物は、その天然状態で見出される際にそれに通常付随する成分を様々な程度で含まない材料を指す。「単離する」は、元の供給源または環境からの分離の程度を示す。「精製する」は、単離よりも高い分離の程度を示す。「精製された」または「生物学的に純粋な」タンパク質は、不純物がタンパク質の生物学的特性に実質的に影響しない、または他の有害な結果を引き起こさないように、他の材料を十分に含まない。すなわち、本開示の核酸またはペプチドは、それが、組換えDNA技術によって産生された場合、細胞材料、ウイルス材料、もしくは培養培地を、または化学的に合成された場合、化学的前駆体もしくは他の化学物質を実質的に含まない場合、精製されている。純度および均一性は、典型的には、分析化学技術、例えば、ポリアクリルアミドゲル電気泳動または高速液体クロマトグラフィーを使用して決定される。用語「精製された」は、核酸またはタンパク質が、電気泳動ゲル中で本質的には1つのバンドを生じることを示してもよい。改変、例えば、リン酸化またはグリコシル化を受けてもよいタンパク質については、異なる改変は、別々に精製することができる異なる単離されたタンパク質を生じてもよい。
「単離された」ポリペプチド(例えば、HLA-ペプチド複合体に由来するペプチド)またはポリペプチド複合体(例えば、HLA-ペプチド複合体)は、それに天然に付随する成分から分離されている本開示のポリペプチドまたはポリペプチド複合体を意味する。典型的には、ポリペプチドまたはポリペプチド複合体は、それが天然に会合するタンパク質および天然に存在する有機分子から少なくとも60重量%遊離している場合、単離されている。調製物は、本開示のポリペプチドまたはポリペプチド複合体が少なくとも75重量%、少なくとも90重量%、または少なくとも99重量%であってもよい。単離された本開示のポリペプチドまたはポリペプチド複合体を、例えば、天然の供給源からの抽出により、そのようなポリペプチドまたはポリペプチド複合体の1つもしくは複数の成分をコードする組換え核酸の発現により、あるいはポリペプチドまたはポリペプチド複合体の1つもしくは複数の成分を化学的に合成することにより取得することができる。純度を、任意の適切な方法、例えば、カラムクロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、またはHPLC分析によって測定することができる。
用語「ベクター」とは、異種核酸を輸送するか、またはその発現を媒介することができる核酸分子を指す。プラスミドは、用語「ベクター」により包含される属の種である。ベクターは、典型的には、宿主細胞中での複製および/または維持にとって必要な複製起点および他の実体を含有する核酸配列を指す。作動可能に連結された遺伝子および/または核酸配列の発現を指令することができるベクターを、本明細書では「発現ベクター」と呼ぶ。一般に、有用な発現ベクターは、そのベクター形態では染色体に結合せず、典型的には、安定な、もしくは一過的な発現のための実体またはコードされるDNAを含む環状二本鎖DNA分子を指す「プラスミド」の形態にあることが多い。本明細書に開示される方法において使用することができる他の発現ベクターとしては、限定されるものではないが、プラスミド、エピソーム、細菌人工染色体、酵母人工染色体、バクテリオファージまたはウイルスベクターが挙げられ、そのようなベクターは、宿主のゲノム中に組み込まれるか、または細胞中で自律的に複製することができる。ベクターは、DNAまたはRNAベクターであってもよい。等価な機能を果たす当業者には公知の他の形態の発現ベクター、例えば、自己複製する染色体外ベクターまたは宿主ゲノム中に組み込むことができるベクターを使用することもできる。例示的なベクターは、自己複製する、および/またはベクターが連結された核酸を発現させることができるものである。
「分子プロファイル」とは、2つまたはそれより多いマーカー(例えば、ポリペプチドまたはポリヌクレオチド)の発現または発現レベルの特徴付けを意味する。
融合タンパク質を参照して使用される用語「スペーサー」または「リンカー」とは、融合タンパク質を含むタンパク質を接合するペプチドを指す。一般に、スペーサーは、タンパク質またはRNA配列間を接合するか、またはその一部の最小距離もしくは他の空間的関係を保持する以外の特定の生物活性を有しない。しかしながら、一部の実施形態では、スペーサーの構成アミノ酸を、分子のフォールディング、正味電荷、または疎水性などの分子のある特性に影響するように選択することができる。本開示の実施形態における使用のための好適なリンカーは、当業者には周知であり、限定されるものではないが、直鎖もしくは分枝鎖炭素リンカー、複素環炭素リンカー、またはペプチドリンカーが挙げられる。リンカーは、一部の実施形態では、それぞれの抗原性ペプチドが適切にフォールディングすることを確保するのに十分な距離によって2つの抗原性ペプチドを分離するために使用される。例示的なペプチドリンカー配列は、可撓性の伸長したコンフォメーションを採用し、秩序ある二次構造を展開する傾向を示さない。可撓性タンパク質領域中の典型的なアミノ酸としては、Gly、AsnおよびSerが挙げられる。Gly、AsnおよびSerを含有するアミノ酸配列の実質的に任意の順列は、リンカー配列に関する上記基準を満たすと予想される。ThrおよびAlaなどの他の中性に近いアミノ酸も、リンカー配列中で使用することができる。リンカーとして使用することができるさらに他のアミノ酸配列は、Marateaら(1985年)、Gene 40巻:39~46頁;Murphyら(1986
年)、Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 83巻:8258~62頁;米国特許第4,
935,233号;および米国特許第4,751,180号に開示されている。
用語「新生物」とは、不適切に高レベルの細胞分裂、不適切に低レベルのアポトーシス、またはその両方によって引き起こされる、またはそれをもたらす任意の疾患を指す。神経膠芽腫は、新生物またはがんの1つの非限定例である。用語「がん」または「腫瘍」または「過増殖性障害」とは、未制御の増殖、不死、転移能力、急速な成長および増殖速度、ならびにある特定の特徴的な形態学的特性などの、がんを引き起こす細胞に典型的な細胞プロセシング特徴の存在を指す。がん細胞は、腫瘍の形態にあることが多いが、そのような細胞は、動物内で単独で存在してもよく、または白血病細胞などの非腫瘍形成性がん細胞であってもよい。がんとして、B細胞がん、例えば多発性骨髄腫、ワルデンシュトレーム型マクログロブリン血症、重鎖病、例えばアルファ鎖病、ガンマ鎖病およびミュー鎖病、良性モノクローナルガンマグロブリン血症および免疫細胞アミロイドーシス、メラノーマ、乳がん、肺がん、気管支がん、結腸直腸がん、前立腺がん(例えば転移性、ホルモン不応性前立腺がん)、膵がん、胃がん、卵巣がん、膀胱がん、脳または中枢神経系がん、末梢神経系がん、食道がん、子宮頸がん、子宮または子宮内膜がん、口腔または咽頭がん、肝がん、腎がん、精巣がん、胆道がん、小腸または虫垂がん、唾液腺がん、甲状腺がん、副腎がん、骨肉腫、軟骨肉腫、血液学的組織のがんなどが挙げられるが、これらに限定されない。本開示によって包含される方法に適用可能ながんの型の他の非限定例としては、ヒト肉腫および癌腫、例えば、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸癌、結腸直腸がん、膵がん、乳がん、卵巣がん、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原性肺癌、腎細胞癌、肝細胞腫、胆管癌、肝がん、絨毛癌、精上皮腫、胚性癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸がん、骨がん、脳腫瘍、精巣がん、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、上衣腫、松果体腫、血管芽腫、聴神経腫瘍、乏突起神経膠腫、髄膜腫、メラノーマ、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫;白血病、例えば、急性リンパ球性白血病および急性骨髄性白血病(骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性、および赤白血病);慢性白血病(慢性骨髄球性(顆粒球性)白血病および慢性リンパ球性白血病);および真性多血症、リンパ腫(ホジキン病および非ホジキン病)、多発性骨髄腫、ワルデンシュトレーム型マクログロブリン血症ならびに重鎖病が挙げられる。一部の実施形態では、がんは、限定されるものではないが、膀胱がん、乳がん、子宮頸がん、結腸がん、婦人科がん、腎がん、喉頭がん、肺がん、口腔がん、頭頸部がん、卵巣がん、膵がん、前立腺がんまたは皮膚がんなどの、上皮がんである。他の実施形態では、がんは、乳がん、前立腺がん、肺がん、または結腸がんである。さらに他の実施形態では、上皮がんは、非小細胞肺がん、非乳頭状腎細胞癌、子宮頸癌、卵巣癌(例えば、漿液性卵巣癌)、または乳癌である。上皮がんは、限定されるものではないが、漿液性、類内膜性、粘液性、明細胞、ブレンナー、または未分化を含む、様々な他の様式で特徴付けることができる。一部の実施形態では、本開示は、リンパ腫、または限定されるものではないが、マントル細胞リンパ腫を含むそのサブタイプの処置、診断および/または予後診断において使用される。また、リンパ増殖性障害は、増殖性疾患であると考えられる。
用語「ワクチン」は、疾患(例えば、新生物/腫瘍/感染性因子/自己免疫疾患)の予防および/または処置のための免疫を生成するための組成物を意味するものと理解されるべきである。したがって、ワクチンは、抗原を含み、ワクチン接種によって特定の防衛および防御物質を生成するためにヒトまたは動物において使用されることが意図される医薬である。「ワクチン組成物」は、薬学的に許容される賦形剤、担体または希釈剤を含んでもよい。本開示の態様は、抗原に基づくワクチンの調製における技術の使用に関する。これらの実施形態では、ワクチンは、1つまたは複数の疾患特異的抗原性ペプチド(またはそれらをコードする対応する核酸)を指すことを意味する。一部の実施形態では、抗原に基づくワクチンは、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、少なくとも10個、少なくとも11個、少なくとも12個、少なくとも13個、少なくとも14個、少なくとも15個、少なくとも16個、少なくとも17個、少なくとも18個、少なくとも19個、少なくとも20個、少なくとも21個、少なくとも22個、少なくとも23個、少なくとも24個、少なくとも25個、少なくとも26個、少なくとも27個、少なくとも28個、少なくとも29個、少なくとも30個、またはそれより多い抗原性ペプチドを含有する。一部の実施形態では、抗原に基づくワクチンは、2~100個、2~75個、2~50個、2~25個、2~20個、2~19個、2~18個、2~17個、2~16個、2~15個、2~14個、2~13個、2~12個、2~10個、2~9個、2~8個、2~7個、2~6個、2~5個、2~4個、3~100個、3~75個、3~50個、3~25個、3~20個、3~19個、3~18個、3~17個、3~16個、3~15個、3~14個、3~13個、3~12個、3~10個、3~9個、3~8個、3~7個、3~6個、3~5個、4~100個、4~75個、4~50個、4~25個、4~20個、4~19個、4~18個、4~17個、4~16個、4~15個、4~14個、4~13個、4~12個、4~10個、4~9個、4~8個、4~7個、4~6個、5~100個、5~75個、5~50個、5~25個、5~20個、5~19個、5~18個、5~17個、5~16個、5~15個、5~14個、5~13個、5~12個、5~10個、5~9個、5~8個、または5~7個の抗原性ペプチドを含有する。一部の実施形態では、抗原に基づくワクチンは、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、または20個の抗原性ペプチドを含有する。一部の場合、抗原性ペプチドは、ネオ抗原性ペプチドである。一部の場合、抗原性ペプチドは、1つまたは複数のネオエピトープを含む。
用語「薬学的に許容される」とは、米国連邦政府もしくは州政府の規制当局によって認可されているか、もしくは認可され得る、またはヒトを含む動物における使用のために米国薬局方もしくは他の一般的に認識される薬局方に列挙されていることを指す。「薬学的に許容される賦形剤、担体または希釈剤」とは、薬剤と一緒に、対象に投与することができ、その薬理学的活性を破壊せず、治療量の薬剤を送達するのに十分な用量で投与した場合に非毒性的である賦形剤、担体または希釈剤を指す。本明細書に記載のプールされた疾患特異的抗原の「薬学的に許容される塩」は、過度の毒性、刺激、アレルギー応答、または他の問題もしくは合併症なしに、人類または動物の組織と接触する使用にとって好適であると当技術分野で一般に考えられる酸性または塩基性塩であってよい。そのような塩としては、アミンなどの塩基性残基の無機塩および有機酸塩、ならびにカルボン酸などの酸性残基のアルカリまたは有機塩が挙げられる。特定の薬学的塩としては、限定されるものではないが、塩酸、リン酸、臭化水素酸、リンゴ酸、グリコール酸、フマル酸、硫酸、スルファミン酸、スルファニル酸、ギ酸、トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、エタンジスルホン酸、2-ヒドロキシエチルスルホン酸、硝酸、安息香酸、2-アセトキシ安息香酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ステアリン酸、サリチル酸、グルタミン酸、アスコルビン酸、パモ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、プロピオン酸、ヒドロキシマレイン酸、ヨウ化水素酸、フェニル酢酸、酢酸、HOOC-(CH2)n-COOH(式中、nは0~4である)などのアルカン酸などの酸の塩が挙げられる。同様に、薬学的に許容されるカチオンとしては、限定されるものではないが、ナトリウム、カリウム、カルシウム、アルミニウム、リチウムおよびアンモニウムが挙げられる。当業者であれば、本開示および当技術分野における知識から、Remington's Pharmaceutical Sciences、第17版、Mack Publishing Company、Easton、PA、1418頁(1985年)によって列挙されたものなどの、本明細書で提供されるプールされた疾患特異的抗原のためのさらなる薬学的に許容される塩を認識するであろう。一般に、薬学的に許容される酸性または塩基性塩を、任意の従来の化学的方法によって塩基性または酸性部分を含有する親化合物から合成することができる。簡単に述べると、そのような塩を、適切な溶媒中で、遊離酸または塩基型のこれらの化合物を、化学量論量の適切な塩基または酸と反応させることによって調製することができる。
本開示の方法において有用な核酸分子は、本開示のポリペプチドまたはその断片をコードする任意の核酸分子を含む。そのような核酸分子は、内在性核酸配列と100%同一である必要はないが、典型的には、実質的な同一性を示す。内在性配列に対する実質的な同一性を有するポリヌクレオチドは、典型的には、二本鎖核酸分子の少なくとも一方の鎖とハイブリダイズすることができる。「ハイブリダイズする」とは、様々なストリンジェンシー条件下で、相補的ポリヌクレオチド配列、またはその一部の間で対形成して、二本鎖分子を形成することを意味する(例えば、Wahl, G. M.およびS. L. Berger(198
7年)、Methods Enzymol. 152巻:399頁;Kimmel, A. R.(1987年)、Methods Enzymol. 152巻:507頁を参照されたい)。例えば、ストリンジェントな
塩濃度は、通常、約750mM未満のNaClおよび75mM未満のクエン酸三ナトリウム、約500mM未満のNaClおよび50mM未満のクエン酸三ナトリウム、または約250mM未満のNaClおよび25mM未満のクエン酸三ナトリウムであってよい。低ストリンジェンシーのハイブリダイゼーションを、有機溶媒、例えば、ホルムアミドの非存在下で得ることができるが、高ストリンジェンシーのハイブリダイゼーションを、少なくとも約35%のホルムアミド、または少なくとも約50%のホルムアミドの存在下で得ることができる。ストリンジェントな温度条件は、通常、少なくとも約30℃、少なくとも約37℃、または少なくとも約42℃の温度を含んでもよい。ハイブリダイゼーション時間、界面活性剤、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の濃度、および担体DNAの含有または排除などの様々なさらなるパラメーターが、当業者には周知である。様々なレベルのストリンジェンシーは、必要に応じてこれらの様々な条件を組み合わせることによって達成される。例示的な実施形態では、ハイブリダイゼーションは、750mMのNaCl、75mMのクエン酸三ナトリウム、および1%SDS中、30℃で行ってもよい。別の例示的な実施形態では、ハイブリダイゼーションは、500mMのNaCl、50mMのクエン酸三ナトリウム、1%SDS、35%ホルムアミド、および100μg/mlの変性サケ精子DNA(ssDNA)中、37℃で行ってもよい。別の例示的な実施形態では、ハイブリダイゼーションは、250mMのNaCl、25mMのクエン酸三ナトリウム、1%SDS、50%ホルムアミド、および200μg/mlのssDNA中、42℃で行ってもよい。これらの条件に対する有用な変化は、当業者には容易に明らかであろう。ほとんどの適用のために、ハイブリダイゼーションの後の洗浄ステップもまた、ストリンジェンシーが変化してもよい。洗浄ストリンジェンシー条件を、塩濃度および温度によって定義することができる。上記のように、塩濃度を低下させることにより、または温度を増加させることにより、洗浄ストリンジェンシーを増加させることができる。例えば、洗浄ステップのためのストリンジェントな塩濃度は、約30mM未満のNaClおよび3mM未満のクエン酸三ナトリウム、または約15mM未満のNaClおよび1.5mM未満のクエン酸三ナトリウムであってもよい。洗浄ステップのためのストリンジェントな温度条件は、少なくとも約25℃、少なくとも約42℃、または少なくとも約68℃の温度を含んでもよい。例示的な実施形態では、洗浄ステップは、30mMのNaCl、3mMのクエン酸三ナトリウム、および0.1%SDS中、25℃で行ってもよい。他の例示的な実施形態では、洗浄ステップは、15mMのNaCl、1.5mMのクエン酸三ナトリウム、および0.1%SDS中、42℃で行ってもよい。別の例示的な実施形態では、洗浄ステップは、15mMのNaCl、1.5mMのクエン酸三ナトリウム、および0.1%SDS中、68℃で行ってもよい。これらの条件に対するさらなる変化は、当業者には容易に明らかであろう。ハイブリダイゼーション技術は、当業者には周知であり、例えば、BentonおよびDavis(Science 196巻:180頁、1977年);Grunstein
およびHogness(Proc. Natl. Acad. Sci.、USA 72巻:3961頁、1975年)
;Ausubelら(Current Protocols in Molecular Biology、Wiley Interscience、New York、2001年);BergerおよびKimmel(Guide to Molecular Cloning Techniques、1987年、Academic Press、New York);ならびにSambrookら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、New Yorkに記載されている。
「実質的に同一」とは、参照アミノ酸配列(例えば、本明細書に記載のアミノ酸配列のいずれか1つ)または核酸配列(例えば、本明細書に記載の核酸配列のいずれか1つ)に対して少なくとも50%の同一性を示すポリペプチドまたは核酸分子を意味する。そのような配列は、比較のために使用される配列とアミノ酸レベルまたは核酸レベルで少なくとも60%、80%、または85%、90%、95%、96%、97%、98%、またはさらには99%またはそれより高く同一であってもよい。配列同一性は、典型的には、配列分析ソフトウェア(例えば、Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group、University of Wisconsin Biotechnology Center、1710 University Avenue、Madison、Wis. 53705、BLAST、BESTFIT、GAP、またはPILEUP/PRETTYBOXプログラム)を使用して測定される。そのようなソフトウェアは、相同性の程度を、様々な置換、欠失、および/または他の改変を割り当てることによって、同一の、または類似する配列を一致させる。保存的置換は、典型的には、以下の群:グリシン、アラニン;バリン、イソロイシン、ロイシン;アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン;セリン、トレオニン;リシン、アルギニン;およびフェニルアラニン、チロシン内に置換を含む。同一性の程度を決定するための例示的な手法においては、BLASTプログラムを、密接に関連する配列を示す、e-3とe-m°との間の確率スコアと共に使用することができる。「参照」とは、比較の標準を意味する。
用語「対象」または「患者」とは、処置、観察、または実験の対象物である動物を指す。ほんの一例として、対象としては、限定されるものではないが、ヒトを含む哺乳動物または非ヒト霊長類、ネズミ、ウシ、ウマ、イヌ、ヒツジ、もしくはネコなどの非ヒト哺乳動物が挙げられるが、これらに限定されない。
用語「処置する」、「処置された」、「処置すること」、「処置」などは、障害および/またはそれと関連する症状(例えば、新生物または腫瘍または感染性因子または自己免疫疾患)を低減させること、防止すること、または改善することを指すことを意味する。「処置すること」は、疾患(例えば、がんまたは感染性因子による感染または自己免疫疾患)の開始、または開始の疑いの後の、対象への治療の投与を指してもよい。「処置すること」は、「軽減すること」の概念を含み、これは疾患と関連する任意の症状もしくは他の悪影響および/または治療と関連する副作用の発生もしくは再発の頻度、または重症度を低下させることを指す。用語「処置すること」はまた、「管理すること」の概念を包含し、これは患者における疾患もしくは障害の重症度を低減させること、例えば、疾患を有する患者の人生を延長すること、もしくは患者の生存性を延長すること、またはその再発を遅延させること、例えば、疾患に罹患していた患者における寛解の期間を延ばすことを指す。除外されないが、障害または状態を処置することは、障害、状態、またはそれと関連する症状が完全に除去されることを必要としないことが理解される。
本明細書で使用される用語「防止する」、「防止すること」、「防止」およびその文法的等価物は、疾患または状態と関連する症状の開始を、薬剤または化合物の投与が始まる時点でそのような症状を発症していない対象において回避すること、または遅延させることを意味する。
用語「治療効果」とは、障害(例えば、新生物、腫瘍、または感染性因子による感染または自己免疫疾患)の症状の1つもしくは複数またはその関連する病状のある程度の緩和を指す。本明細書で使用される「治療有効量」とは、細胞または対象への単回または複数回用量の投与時に、そのような処置の非存在下で予想されるものを超えて、そのような障害を有する患者の生存性を延長する、障害の1つまたは複数の徴候または症状を低減させる、防止する、または遅延させることなどに有効である薬剤の量を指す。「治療有効量」は、治療効果を達成するのに必要とされる量を定量化することが意図される。当技術分野における通常の知識を有する医師または獣医師であれば、必要とされる医薬組成物の「治療有効量」(例えば、ED50)を容易に決定し、処方することができる。例えば、医師または獣医師であれば、所望の治療効果を達成するために必要とされるものよりも低いレベルで、医薬組成物中で使用される本開示の化合物の用量を開始し、所望の効果が達成されるまで、投与量を徐々に増加させることができる。疾患、状態、および障害は、本明細書では互換的に使用される。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子をコードする核酸配列は、HLA-タンパク質を免疫精製するために使用することができる、ペプチドタグ、親和性タグ、エピトープタグ、または親和性アクセプタータグをさらに含む。当業者であれば、用語「ペプチドタグ」、「親和性タグ」、「エピトープタグ」または「親和性アクセプタータグ」は、本明細書では互換的に使用されることを認識するであろう。本明細書で使用される場合、用語「親和性アクセプタータグ」とは、例えば、親和性精製により、タグ付けされたタンパク質を容易に検出または精製することを可能にするアミノ酸配列を指す。親和性アクセプタータグは、一般的には(必要ではないが)、HLA対立遺伝子のNもしくはC末端に、またはその近くに置かれる。様々なペプチドタグが当技術分野で周知である。非限定例としては、ポリ-ヒスチジンタグ(例えば、8個の連続するHis残基などの、4~15個の連続するHis残基);ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ;HAタグ(例えば、Fieldら、Mol. Cell. Biol.、8巻:2159頁、1988年);c-mycタグ(例えば、Evansら、Mol. Cell. Biol.、5巻:3610頁、1985年);単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ(例えば、Paborskyら、Protein Engineering、3巻:547頁、1990年);FLAGタグ(例えば、Hoppら、BioTechnology、6巻:1204頁、
1988年;米国特許第4,703,004号および第4,851,341号);KT3エピトープタグ(例えば、Martineら、Science、255巻:192頁、1992年);チューブリンエピトープタグ(例えば、Skinner、Biol. Chem.、266巻:15173頁
、1991年);T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ(例えば、Lutz-Freyemuthら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、87巻:6393頁、1990年);ストレプトアビジンタグ(StrepTag(商標)もしくはStrepTagII(商標);例えば、Schmidtら、J. Mol. Biol.、255巻(5号):753~766頁、1996年もしくは米国特許第5,506,121号を参照されたい;また、Sigma-Genosysから商業的に入手可能である);または水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質に由来するVSV-Gエピトープタグ;またはサルウイルス5(SV5)のパラミクソウイルスのPおよびVタンパク質上に見出される小エピトープ(Pk)に由来するV5タグが挙げられる。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、HLA-タンパク質に認識可能なエピトープ(抗体結合部位)を付加して、対応する抗体の結合を提供し、これによりタグ付けされたタンパク質の識別または親和性精製を可能にするペプチドタグの型である、「エピトープタグ」である。エピトープタグの非限定例は、IgGに結合するプロテインAまたはプロテインGである。一部の実施形態では、IgG Sepharose 6 Fast Flowクロマトグラフィー樹脂のマトリックスを、ヒトIgGに共有結合させる。この樹脂は、プロテインAでタグ付けされたタンパク質の迅速かつ便利な精製のための、高い流量を可能にする。多数の他のタグ部分が、当業者には公知であり、当業者によって想定され得、本明細書で企図される。ペプチドタグを親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のエレメントとして発現させることができる限り、任意のペプチドタグを使用することができる。
本明細書で使用される場合、用語「親和性分子」とは、親和性アクセプターペプチドに化学的特異性をもって結合する分子またはリガンドを指す。化学的特異性は、タンパク質の結合部位が特定のリガンドに結合する能力である。タンパク質が結合することができるリガンドが少ないほど、その特異性は高くなる。特異性は、所与のタンパク質とリガンドとの結合の強度を記述する。この関係は、タンパク質-リガンド系について結合状態と未結合状態との平衡を特徴付ける、解離定数(K)によって記述することができる。
用語「親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体」とは、親和性アクセプターペプチドを含む単一の対立遺伝子組換えクラスIまたはクラスII HLAペプチドに特異的に結合したHLAクラスIもしくはクラスII会合ペプチドまたはその一部を含む複合体を指す。
親和性分子と親和性アクセプタータグとの相互作用、またはエピトープとHLAペプチドとの相互作用を参照して使用される場合の用語「特異的結合」または「特異的に結合すること」は、相互作用がタンパク質上の特定の構造(すなわち、抗原性決定基またはエピトープ)の存在に依存することを意味する;換言すれば、親和性分子は、一般のタンパク質よりもむしろ、特定の親和性アクセプターペプチド構造を認識し、これに結合している。
本明細書において使用される用語「親和性」は、結合対の2つのメンバー、例えば「親和性結合タグ」と「親和性分子」とHLA結合ペプチドとクラスIまたはII HLAとの間の結合の強度の測定値を指す。Kは、解離定数であり、モル濃度の単位を有する。親和定数は、解離定数の逆数である。親和定数は、この化学実体を記載するための一般的な用語として使用される場合がある。これは、結合のエネルギーの直接測定値である。親和性は、商業的に入手できるBiacore SPR装置を使用して例えば表面プラズモン共鳴(SPR)によって実験的に決定できる。親和性を、50%のペプチドが置き換えられる濃度である、阻害濃度50(IC50)として表すこともできる。同様に、ln(IC50)とは、IC50の自然対数を指す。Koffとは、例えば、親和性アクセプタータグ付きHLA-エピトープ複合体からの親和性分子の解離に関する、オフ速度定数を指す。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)を含み、ストレプトアビジン/NeutrAvidinビーズを使用して複雑な細胞混合物から免疫精製される。ビオチン-アビジン/ストレプトアビジン結合は、天然で公知の最も強力な非共有結合性相互作用である。この特性は、ビオチンが共有結合するタンパク質の免疫精製などの、様々な適用のための生物学的手段として活用されている。例示的な実施形態では、HLA対立遺伝子をコードする核酸配列は、免疫精製のための親和性アクセプタータグとしてビオチンアクセプターペプチド(BAP)を実装する。BAPを、タグ内の単一のリシン残基で、in vivoまたはin vitroで特異的にビオチン化することができる(例えば、米国特許第5,723,584号;第5,874,239号;および第5,932,433号;ならびに英国特許第GB2370039号)。BAPは、典型的には、15アミノ酸長であり、ビオチンアクセプター残基として単一のリシンを含有する。一部の実施形態では、BAPは、単一対立遺伝子HLAペプチドのNもしくはC末端に、またはその近くに置かれる。一部の実施形態では、BAPは、クラスI HLAペプチドの重鎖ドメインと、β2ミクログロブリンドメインとの間に置かれる。一部の実施形態では、BAPは、クラスII HLAペプチドのβ鎖ドメインとα鎖ドメインとの間に置かれる。一部の実施形態では、BAPは、クラスI HLAの重鎖のα1、α2、およびα3ドメインの間、またはそれぞれ、クラスII HLAのα鎖およびβ鎖のα1およびα2およびβ1およびβ2ドメインの間のループ領域中に置かれる。ビオチン化および免疫精製のためにBAPを実装するHLAクラスIおよびII発現のために設計される例示的な構築物を、図2に記載する。
本明細書で使用される場合、用語「ビオチン」とは、化合物であるビオチン自体ならびにそのアナログ、誘導体およびバリアントを指す。したがって、用語「ビオチン」は、ビオチン(cis-ヘキサヒドロ-2-オキソ-1H-チエノ[3,4]イミダゾール-4-ペンタン酸)ならびにビオチン様化合物を含む、その任意の誘導体およびアナログを含む。そのような化合物としては、例えば、ビオチン-e-N-リシン、ビオシチンヒドラジド、2-イミノビオチンのアミノまたはスルフヒドリル誘導体ならびにビオチニル-E-アミノカプロン酸-N-ヒドロキシスクシンイミドエステル、スルホスクシンイミドイミノビオチン、ビオチンブロモアセチルヒドラジド、p-ジアゾベンゾイルビオシチン、3-(N-マレイミドプロピオニル)ビオシチン、デスチオビオチンなどが挙げられる。用語「ビオチン」はまた、リザビジン、アビジン、ストレプトアビジン、タマビジン部分、または他のアビジン様ペプチドのうちの1つまたは複数に特異的に結合することができるビオチンバリアントも含む。
HLAリガンドプロファイリング手法
HLA-エピトープ発見のための生化学的ペプチド-MHC結合アッセイは、人工ニューラルネットワークを使用する対立遺伝子特異的予測因子であるNetMHCのための基礎であった;しかしながら、生化学的p:MHC結合アッセイは遅く、低効率な方法である(図19)。細胞株および患者由来材料からプロファイリングされた内在的にプロセシングされ、提示されたHLA-リガンドは、一般的には多対立遺伝子であり、これは、これらの試料から生成されるLC-MS/MSデータが、図17および図19に示されるように、複数の同時に発現されるHLA対立遺伝子の1つに結合することができるリガンドの混合集団を含有することを意味している。多対立遺伝子データセットは、どのペプチドが個体によって提示される異なるHLAヘテロ二量体に結合するかを確認するためにデコンボリューションを必要とする。したがって、多対立遺伝子データセットに由来するリガンドは、(1)元々存在するデータを用いて訓練された結合予測因子または(2)大きいリガンドデータセットで表されるHLA対立遺伝子にわたって重複を活用するデコンボリューションアルゴリズムを使用して、その対応するHLAヘテロ二量体に割り当てる必要がある。利用可能なHLAタイピング情報を有するLC-MS/MSデータセットのみを、明確にデコンボリューションすることができることに留意することが重要である。事実、免疫エピトープデータベース(IEDB)における多対立遺伝子研究から報告されたHLAクラスI複合体に結合した天然にプロセシングされたリガンドのほぼ40%が、HLAタイピング情報の欠如またはデコンボリューション不能性のため、HLA対立遺伝子特異的割り当てを欠き、対立遺伝子特異的エピトープ予測のためにこのデータのサブセットを使用するのを困難にする。さらに、デコンボリューションのための十分な注釈付きデータがないため、稀なクラスI HLAヘテロ二量体および多くのクラスII HLAヘテロ二量体に結合したペプチドを識別するのは困難である。多対立遺伝子データ生成手法はまた、そのデコンボリューションが元々存在する知識に依拠するため、新規の結合モチーフの発見を制限する。対立遺伝子特異的エピトープ予測のために多対立遺伝子データセットを使用することに対する注意事項があるが、それらは複数の対立遺伝子の同時発現を必要とするリガンド提示のパターンの決定、およびエピトープ予測アルゴリズムの検証にとって非常に価値がある。
多対立遺伝子データ生成およびその後のデコンボリューションのための直交手法は、単一のHLA対立遺伝子によって提示されるペプチド集団が識別される一対立遺伝子データセットの作出である(図17および図19)。一対立遺伝子データを生成するための1つの方法は、HLA発現が欠損した細胞株を使用する。これらの細胞に、単一のHLA対立遺伝子をトランスフェクトまたは形質導入することができ、したがって、リガンドをLC-MS/MSによってプロファイリングして、対立遺伝子特異的リガンドライブラリーを生成することができる。可溶性HLA(sHLA)分子に結合したペプチドを、細胞培地から単離し、LC-MS/MSによってプロファイリングして、一対立遺伝子データを産生することもできる。一対立遺伝子データセットの主な利点は、それらがデコンボリューションを必要とせず、元々存在するデータなしに明確なペプチド-HLA対立遺伝子割り当てを可能にするということである。一対立遺伝子手法はまた、以前に特徴付けられていないHLA対立遺伝子のためのデータを迅速に提供する-多対立遺伝子データは、十分な重複が大きいデータセット中に存在する場合にのみ行うことができるタスクである。さらに、明確なHLA-結合割り当てのために予めの知識が必要とされないため、新規ペプチド結合モチーフを、一対立遺伝子系を使用して容易に発見することができる。デコンボリューション方法がそうすることに失敗した場合であっても、一対立遺伝子データを活用して、多対立遺伝子データセットからリガンドを割り当てることができる。
現在利用可能な一対立遺伝子手法の制限因子は、それがHLA欠損細胞株を必要とするということである。本開示の重要な革新的特性は、一対立遺伝子データ生成のためにHLA欠損細胞株が必要とされないということである。本明細書で提供される親和性タグ付き構築物を、内在性HLA-ペプチド複合体を提示する任意の細胞株に入れて、親和性タグを使用して目的の対立遺伝子を単離することができる。本開示の別の利点は、試薬が同じ親和性タグを有し、本明細書で開示される方法を拡張できる(自動化できる)という条件で、ライブラリー中の任意のクラスIまたはクラスII対立遺伝子のために同じ試薬を使用することができるということである。一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団に、ペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。一部の実施形態では、疾患または状態は、がんである。一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。
一部の実施形態では、方法は、特徴付けるステップの前に親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。一部の実施形態では、ペプチドは、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を含有するカラムを使用して単離される。
方法および組成物
HLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法であって、細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む、ステップ;細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1個の細胞において親和性アクセプタータグ付きHLAを発現させ、これにより少なくとも1個の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;およびHLA-ペプチド複合体を特徴付けるステップを含む方法が本明細書で提供される。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを特徴付けることを含む。一部の実施形態では、方法は、異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。一部の実施形態では、方法は、1つを超えるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子を使用するステップを含む。一部の実施形態では、細胞集団は、対象(例えば、疾患を有する患者)に由来する。一部の実施形態では、細胞集団は、クラスIおよび/またはクラスII陰性細胞株である。一部の実施形態では、方法は、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップをさらに含む。
HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成する方法であって、親和性アクセプターペプチドに作動可能に連結された異なるHLA対立遺伝子によってコードされる異なる組換えポリペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを含む1つまたは複数の細胞をそれぞれ含む第1および第2の細胞集団を用意するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部を特徴付けるステップ;およびHLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップを含む方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の配列を決定することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、ペプチドまたはその一部が修飾されている(例えば、翻訳後修飾)かどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析を含む。一部の実施形態では、決定するステップは、質量分析を含む。一部の実施形態では、質量分析は、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せである。一部の実施形態では、MS分析は、インタクトなペプチドの質量を決定するために使用される。例えば、決定するステップは、インタクトなペプチドの質量を決定することを含んでもよい(例えば、MS分析)。一部の実施形態では、MS/MS分析は、ペプチド断片の質量を決定するために使用される。例えば、決定するステップは、ペプチドまたはその一部のアミノ酸配列を決定するために使用することができる、ペプチド断片の質量を決定することを含んでもよい(例えば、MS/MS分析)。一部の実施形態では、ペプチド断片の質量は、ペプチド内のアミノ酸の配列を決定するために使用される。一部の実施形態では、LC-MS/MS分析は、複合体ペプチド混合物を分離するために使用される。例えば、決定するステップは、液体クロマトグラフィーなどにより、複合体ペプチド混合物を分離すること、およびインタクトなペプチドの質量、ペプチド断片の質量、またはその組合せを決定することを含んでもよい(例えば、LC-MS/MS分析)。このデータを、例えば、ペプチド配列決定のために使用することができる。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の結合親和性または安定性を評価することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部が1つまたは複数の変異を含有するかどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、ペプチドまたはその一部が修飾されている(例えば、翻訳後修飾)かどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のペプチドと、HLA対立遺伝子との会合を評価することを含む。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団に、ペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。一部の実施形態では、疾患または状態は、がんである。一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。
一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、初代細胞の集団である。
一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を、疾患または状態を有する対象と一致させる。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその変異体を含む抗原提示細胞は、対象に由来するT細胞受容体を発現するT細胞に対する反応性を有する。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較することを含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、HLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子のノックアウトは、HLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子の機能の除去を含む。一部の実施形態では、HLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子のノックアウトは、遺伝子編集によって達成される。一部の実施形態では、遺伝子編集は、それを必要とする個体に、HLAクラスI対立遺伝子またはクラスII対立遺伝子をノックアウトされるように標的化するヌクレアーゼを投与することによって実施される。一部の実施形態では、ヌクレアーゼは、CRISPR関連タンパク質(例えば、Casタンパク質、例えば、Cas9)、亜鉛フィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、またはメガヌクレアーゼである。一部の実施形態では、遺伝子編集は、それを必要とする個体に、CRISPR-Cas9系を投与することによって達成される。一部の実施形態では、所望の認識部位にニックまたは二本鎖切断を誘導する任意の好適なヌクレアーゼが使用される。一部の実施形態では、天然に存在する、または天然のヌクレアーゼが使用される。一部の実施形態では、改変された、または操作されたヌクレアーゼが使用される。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックダウンである。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックダウンである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックダウンである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックダウンである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックダウンおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、HLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子のノックダウンは、HLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子の発現の減少を含む。一部の実施形態では、HLAクラスI対立遺伝子またはクラスII対立遺伝子のノックダウンは、それを必要とする個体に、治療有効量の低分子二本鎖干渉RNA(siRNA)、マイクロRNA(miRNA)、短ヘアピンRNA(shRNA)を投与することによって達成され、ここで、siRNA、miRNA、shRNAは、HLAクラスI対立遺伝子またはクラスII対立遺伝子をノックダウンされるように標的化する。一部の実施形態では、HLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子の発現は、HLAクラスI対立遺伝子またはクラスII対立遺伝子がノックダウンされていない場合と比較して、約99%、約95%、約90%、約85%、約80%、約75%、約70%、約65%、約60%、約55%、約50%、約45%、約40%、約35%、約30%、約25%、または約20%減少する。
一部の実施形態では、細胞集団は、蛍光活性化細胞選別(FACS)などにより、HLAクラスI対立遺伝子、HLAクラスII対立遺伝子、またはその組合せの細胞表面発現のために富化または選別された細胞を含む。一部の実施形態では、蛍光活性化細胞選別(FACS)は、細胞集団を選別するために使用される。一部の実施形態では、蛍光活性化細胞選別(FACS)は、HLAクラスI対立遺伝子、HLAクラスII対立遺伝子、またはその組合せの細胞表面発現について細胞集団を選別するために使用される。一部の実施形態では、FACSは、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞を富化または選別するために使用される。
一部の実施形態では、細胞の集団は、異なる組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をそれぞれ発現する、複数の細胞集団を含む。一部の実施形態では、複数のうちのそれぞれの細胞集団は、別々の容器中にある。
一部の実施形態では、方法は、特徴付けるステップの前に親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体に結合したペプチドの末端をトリミングするステップをさらに含む(図13)。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスI HLAをコードする。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスII HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-Cからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスI HLAは、非古典的クラスI-b群である。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される非古典的クラスI-b群である。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLAクラスIIα鎖、HLAクラスIIβ鎖、またはその組合せを含む。
一部の実施形態では、異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子をコードするそれぞれの配列は、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞外で発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞内で発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。
一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含んでもよく;必要に応じて、親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性分子を、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、ここで、親和性分子は、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、親和性分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、固相表面は、ビーズである。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を用いて、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、富化するステップは、HLA-ペプチド複合体の細胞外部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。一部の実施形態では、富化するステップは、HLA-ペプチド複合体のN末端部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。
一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団を、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列を含むポリ核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、接触させるステップは、トランスフェクトまたは形質導入することを含む。一部の実施形態では、準備するステップは、細胞集団を、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列を含むポリ核酸を含むベクターまたはプラスミドと接触させることを含む。一部の実施形態では、ベクターはウイルスベクターである。
任意の好適な生化学アッセイを使用して、細胞(例えば、操作された細胞株)中で発現されるHLAを決定することができる。細胞(例えば、操作された細胞株)中で発現されるHLA対立遺伝子の同一性を決定するための例示的方法としては、例えば、HLA対立遺伝子のクラス(クラスIまたはクラスII)を決定するためのウェスタンブロット分析、例えば、個々の対立遺伝子を配列決定する(例えば、類似する配列の異なる対立遺伝子の識別のための異なるプライマーを使用する)配列分析が挙げられる。一部の実施形態では、HLA対立遺伝子をコードするポリ核酸はバーコード配列を含む。バーコード配列を使用して、細胞中で発現されるHLA対立遺伝子を識別することができる。一部の実施形態では、バーコード配列は、単一のHLAにとってユニークである。一部の実施形態では、バーコード配列は、単一のHLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子にとってユニークである。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列を含むポリ核酸は、細胞集団のゲノム中に安定に組み込まれる。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でβ2ミクログロブリンをコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、第1の親和性アクセプターペプチドとは異なり、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含んでもよい。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
一部の実施形態では、決定するステップは、タンデム質量分析などの質量分析を実施することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、ペプチドデータベースに由来する富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離された1つまたは複数のペプチドのMS/MSスペクトルに対応するペプチド配列を取得することを含み、得られた1つまたは複数の配列は、1つまたは複数のペプチドの配列を識別する。
一部の実施形態では、細胞集団は、HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、Jurkat、HepG2、SH-SY5Y、CACO-2、U937、U-2OS、ExpiCHO、CHOおよびTHP1から選択される細胞株である。一部の実施形態では、細胞株は、1つまたは複数のサイトカイン、チェックポイント阻害剤、エピジェネティック的に活性な薬物、IFN-γ、抗原プロセシングを変更する薬剤(例えば、ペプチダーゼ阻害剤、プロテアソーム阻害剤、およびTAP阻害剤など)、またはその組合せを用いて処理される。一部の実施形態では、ペプチドデータベースは、改変データベースを含まない、または改変(例えば、リン酸化もしくはシステイン化)データベースを含むものなどの、非酵素特異性ペプチドデータベースである。一部の実施形態では、ペプチドデータベースは、ポリペプチドデータベースである。一部の実施形態では、ポリペプチドデータベースは、タンパク質データベースである。一部の実施形態では、方法は、逆データベース検索戦略を使用してペプチドデータベースを検索するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、逆データベース検索戦略を使用してタンパク質データベースを検索するステップをさらに含む。一部の実施形態では、de novo検索を実施して、例えば、通常のペプチドにもタンパク質データベース中にも含まれない新しいペプチドを発見する。
一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞、少なくとも10個の細胞または少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、樹状細胞、マクロファージ、がん細胞またはB細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、腫瘍細胞または感染性因子によって感染した細胞またはその一部を含む。
一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数の細胞から前記HLA-ペプチド複合体を単離する前に薬剤と接触させる。一部の実施形態では、前記薬剤は、炎症性サイトカイン、化学薬剤、アジュバント、治療剤または放射線である。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、方法は、異なるHLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。
本明細書に記載の方法を実行することによって得られるHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースが、本明細書で提供される。各回、異なるHLA-対立遺伝子を使用して、本明細書に記載の方法を繰り返し実行することによって得られる2つまたはそれより多いHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースの組合せが、本明細書で提供される。本明細書に記載のペプチド配列データベースを用いてマシンを訓練するステップを含む、HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための予測アルゴリズムを生成するための方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、マシンは、1つまたは複数の線形モデル、サポートベクターマシン、決定木およびニューラルネットワークを組み合わせる。
マシンを訓練することによる予測アルゴリズムの生成は、周知の技術である。マシンの訓練において最も重要なものは、訓練のために使用されるデータベースの品質である。典型的には、マシンは、1つまたは複数の線形モデル、サポートベクターマシン、決定木および/またはニューラルネットワークを組み合わせる。
一部の実施形態では、マシンまたはアルゴリズムを訓練するために使用される変数は、ペプチド配列、アミノ酸の物理特性、ペプチドの物理特性、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベル、タンパク質安定性、タンパク質翻訳率、ユビキチン化部位、タンパク質分解率、リボソームプロファイリングからの翻訳効率、タンパク質切断性、タンパク質局在化、TAP輸送を容易にする宿主タンパク質のモチーフ、自食作用を受ける宿主タンパク質、リボソーム失速を好むモチーフ(例えば、ポリプロリンまたはポリリシン伸長物)、NMDを好むタンパク質特性(例えば、長い3’UTR、最後のエクソン:エクソン接合部の50ntを超えて上流にある停止コドンおよびペプチド切断性)からなる群から選択される1つまたは複数の変数を含む。
HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための方法であって、HLA-対立遺伝子に関して本明細書に記載の方法を実行することによって得られるペプチド配列データベースを用いて訓練されたマシンを用いて、ペプチドの配列を分析するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベルを決定するステップを含み、ここで、供給源タンパク質発現は、マシンによって使用される予測変数である。一部の実施形態では、発現レベルは、供給源タンパク質の量または前記供給源タンパク質をコードするRNAの量を測定することによって決定される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列をそれぞれ含む第1および第2の組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、(a)異なる組換えHLAクラスIα鎖対立遺伝子をコードする配列、(b)親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、(c)β2ミクログロブリンをコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列をそれぞれ含む第1および第2の組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、(a)組換えHLAクラスIIα鎖対立遺伝子をコードする配列、(b)親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、(c)HLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。
一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸は単離される。
一部の実施形態では、配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-Cからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスI HLAは、非古典的クラスI-b群である。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される非古典的クラスI-b群である。
一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の両方について、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、異なる組換えHLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列の配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の両方について、親和性アクセプター分子をコードする配列は、異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の両方について、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、異なる組換えHLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列の配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の両方について、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の両方について、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の親和性アクセプターペプチドは異なる。
一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含んでもよく;必要に応じて、親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたは複数の反復を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、親和性分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の両方について、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列は、細胞のゲノム中に安定に組み込まれる。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、HAタグを含む。一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含んでもよく;必要に応じて、第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、第1および第2の組換えポリ核酸の両方について、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによって異なる組換えHLAおよび親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
それぞれ、本明細書に記載の組成物の第1および第2のポリ核酸によってコードされた第1および第2の単離されたポリペプチド分子を含む組成物が、本明細書で提供される。それぞれ、本明細書に記載の組成物の第1および第2のポリ核酸によってコードされた第1および第2のポリペプチド分子を含む第1および第2の細胞を含む組成物が、本明細書で提供される。それぞれ、本明細書に記載の組成物の第1および第2のポリ核酸を含む第1および第2の細胞を含む組成物が、本明細書で提供される。それぞれ、本明細書に記載の組成物の第1および第2のポリ核酸を含む1つまたは複数の細胞を含む第1および第2の細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、第1および第2の細胞集団は、1つまたは複数の内在性クラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、第1および第2の細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、第1および第2の細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、第1および第2の細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、第1および第2の細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、第1および第2の細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。
細胞を作製する方法であって、第1および第2の細胞に、それぞれ、本明細書に記載の組成物の第1および第2のポリ核酸を形質導入するか、またはトランスフェクトするステップを含む方法が、本明細書で提供される。
本明細書に記載の方法に従って識別されるペプチドが、本明細書で提供される。
免疫原性ペプチドを富化する方法であって、組換えHLA対立遺伝子によってコードされる組換えHLAに作動可能に連結された親和性アクセプターペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを発現する1つまたは複数の細胞を含む細胞集団を用意するステップ;および親和性アクセプタータグ付きHLAを含むHLA-ペプチド複合体を富化するステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体から単離された免疫原性ペプチドの配列を決定するステップをさらに含む。一部の実施形態では、決定するステップは、LC-MS/MSを使用することを含む。
ヒト白血球抗原(HLA)系
免疫系を、2つの機能的な下位系:自然免疫系と適応免疫系に分類することができる。自然免疫系は、感染に対する第1の防衛線であり、ほとんどの潜在的な病原体は、それらが、例えば、顕著な感染を引き起こし得る前に、この系によって迅速に中和される。適応免疫系は、侵入生物の、抗原と呼ばれる分子構造に反応する。自然免疫系と違って、適応免疫系は、病原体に対して高度に特異的である。適応免疫はまた、長期的な防御を提供することができる;例えば、麻疹から回復する人は、今やその生涯にわたって麻疹に対して防御される。液性免疫反応および細胞性免疫反応を含む2つの型の適応免疫反応が存在する。液性免疫反応では、B細胞によって体液中に分泌される抗体は、病原体由来抗原に結合し、様々な機構、例えば、補体媒介性溶解による病原体の除去をもたらす。細胞性免疫反応では、他の細胞を破壊することができるT細胞が活性化される。例えば、疾患と関連するタンパク質が細胞中に存在する場合、それらは細胞内でペプチドにタンパク質分解的に断片化される。次いで、特定の細胞タンパク質は、この様式で形成された抗原またはペプチドにそれ自身で付着し、それらを細胞表面に輸送し、そこで、それらは身体のT細胞中の分子防衛機構に提示される。細胞傷害性T細胞は、これらの抗原を認識し、その抗原を有する細胞を殺傷する。
用語「主要組織適合性複合体(MHC)」、「MHC分子」、または「MHCタンパク質」とは、タンパク質抗原のタンパク質分解的切断の結果生じるペプチドおよび代表的な潜在的なT細胞エピトープに結合し、それらを細胞表面に輸送し、そこで、それらを、例えば、細胞傷害性Tリンパ球またはヘルパーT細胞中の特定の細胞に提示することができるタンパク質を指す。ヒトMHCはまた、HLA複合体とも呼ばれる。したがって、用語「ヒト白血球抗原(HLA)系」、「HLA分子」または「HLAタンパク質」は、ヒトにおけるMHCタンパク質をコードする遺伝子複合体を指す。用語MHCは、ネズミ種では「H-2」複合体と呼ばれる。当業者であれば、用語「主要組織適合性複合体(MHC)」、「MHC分子」、「MHCタンパク質」および「ヒト白血球抗原(HLA)系」、「HLA分子」、「HLAタンパク質」が、本明細書では互換的に使用されることを認識するであろう。
HLAタンパク質は、HLAクラスIおよびHLAクラスIIと呼ばれる、2つの型に分類される。2つのHLAクラスのタンパク質の構造は、非常に類似しているが、それらは非常に異なる機能を有する。クラスI HLAタンパク質は、ほとんどの腫瘍細胞を含む、身体のほぼ全ての細胞の表面上に存在する。クラスI HLAタンパク質は、通常は内在性タンパク質または細胞の内部に存在する病原体を起源とする抗原をロードし、次いで、ナイーブな、または細胞傷害性Tリンパ球(CTL)に提示される。HLAクラスIIタンパク質は、限定されるものではないが、樹状細胞、B細胞、およびマクロファージを含む、抗原提示細胞(APC)上に存在する。それらは主にペプチドを提示し、ペプチドは外部の抗原供給源、すなわち、細胞の外部から、ヘルパーT細胞にプロセシングされる。HLAクラスIタンパク質によって結合されるペプチドのほとんどは、生物自体の健康な宿主細胞中で産生される細胞質タンパク質を起源とし、通常は免疫反応を刺激しない。
クラスI HLA分子は、重鎖および軽鎖からなり、約7~13アミノ酸(例えば、約8~11アミノ酸、または9もしくは10アミノ酸)のペプチドに結合することができ、このペプチドが好適な結合モチーフを有する場合、それを細胞傷害性Tリンパ球に提示することができる。クラスI HLA分子により結合されるペプチドは、内在性タンパク質抗原を起源とする。クラスIのHLA分子の重鎖は、HLA-A、HLA-BまたはHLA-C単量体であってよく、軽鎖は、β-2ミクログロブリンである。クラスI HLAは、3つのドメイン-α1、α2、およびα3から構成されるα鎖として存在する。この鎖は、クラスI重鎖と呼ばれることが多く、本明細書ではクラスIアルファ鎖と呼ばれる。α1は、非HLA分子β2ミクログロブリン(ヒト第15染色体上にコードされる)のユニットにある。α3ドメインは膜貫通性であり、HLAクラスI分子を細胞膜に固定している。提示されるペプチドは、α1/α2ヘテロ二量体(2つの非同一サブユニットから構成される分子)の中央領域中の、ペプチド結合溝の床によって保持される。クラスI
HLA-A、HLA-BまたはHLA-Cは、高度に多型性である。クラスIb HLAは、限定された多型性、発現パターンおよび提示抗原を示す。この群は、HLA遺伝子座内にコードされる群、例えば、HLA-E、HLA-F、HLA-G、ならびに、例えば、ULBP、Rae1およびH60などのストレスリガンドではないものに細分される。これらの分子の多くに関する抗原/リガンドは、依然として不明であるが、それらはCD8+T細胞、NKT細胞、およびNK細胞のそれぞれと相互作用することができる。
一部の実施形態では、本開示は、非古典的クラスI HLA-E対立遺伝子を使用する。HLA-Eは、ナチュラルキラー(NK)細胞およびCD8T細胞によって認識される非古典的クラスI分子の1つである。HLA-Eは、肺、肝臓、皮膚および胎盤細胞を含むほぼ全ての組織中で発現される。HLA-E発現はまた、固形腫瘍(例えば、骨肉腫およびメラノーマ)においても検出される。HLA-Eは、CD8T細胞上に発現されるTCRに結合し、T細胞活性化をもたらす。HLA-Eはまた、NK細胞およびCD8T細胞上に発現されるCD94/NKG2受容体に結合することも知られている。CD94は、NKG2のいくつかの異なるアイソフォームと対形成して、細胞活性化を阻害する(NKG2A、NKG2B)か、または促進する(NKG2C)可能性を有する受容体を形成することができる。HLA-Eは、ほとんどのHLA-A、-B、-C、および-G分子のリーダー配列のアミノ酸残基3~11に由来するペプチドに結合することができるが、それ自身のリーダーペプチドに結合することはできない。HLA-Eはまた、HLA-A、-B、および-C対立遺伝子と類似する内在性タンパク質に由来するペプチドを提示することが示されている。生理的条件下では、CD94/NKG2Aと、HLAクラスIリーダー配列に由来するペプチドをロードしたHLA-Eとの係合は通常、阻害的シグナルを誘導する。サイトメガロウイルス(CMV)は、HLA-Aリーダーを模倣する、UL40糖タンパク質の発現によるNK細胞免疫監視からの逃避のための機構を使用する。しかしながら、CD8T細胞は、CMV Toledo株に由来するUL40ペプチドをロードしたHLA-Eを認識し、CMVに対する防衛における役割を果たすことができることも報告されている。いくつかの研究により、感染性疾患およびがんにおけるHLA-Eのいくつかの重要な機能が示された。
ペプチド抗原は、小胞体内での競合的親和性結合によって、それ自身を、HLAクラスIの分子に付着させた後、それらは細胞表面上に提示される。ここで、個々のペプチド抗原の親和性は、そのアミノ酸配列およびアミノ酸配列内の規定の位置における特異的結合モチーフの存在と直接関連する。そのようなペプチドの配列が既知である場合、例えば、ペプチドワクチンを使用して疾患細胞に対して免疫系を操作することができる。
クラスII HLA分子は、それぞれの鎖が、HLAクラスII分子を細胞膜に固定している、それぞれ、膜貫通ドメインα2およびβ2を有する、それぞれ、2つのドメイン-α1およびα2ならびにβ1およびβ2を有する2つの鎖、αおよびβを有する。ペプチド結合溝は、α1およびβ1のヘテロ二量体から形成される。クラスIIのHLA分子によって結合されるペプチドは、通常、外因性タンパク質抗原の細胞外を起源とする。α鎖およびβ鎖はHLA-DR、HLA-DQおよびHLA-DP単量体中にある(図1B)。クラスII HLA分子は、6つのアイソタイプを有する。古典的分子は、ペプチドをCD4+リンパ球に提示する。細胞内機能を有する非古典的分子、アクセサリーは、細胞膜上には露出しないが、リソソーム中の内膜中にあり、通常は、抗原性ペプチドを古典的HLAクラスII分子上にロードする。
HLAクラスIIでは、マクロファージおよび未熟樹状細胞などの食細胞は、ファゴソーム中へのファゴサイトーシスにより実体を取り込むが、B細胞は、酸性酵素が取り込まれたタンパク質を多くの異なるペプチドに切断するリソソームと融合するエンドソーム中でより一般的なエンドサイトーシスを示す。自食作用は、HLAクラスIIペプチドの別の供給源である。宿主のゲノム中にコードされる、宿主によって生まれたHLAクラスIIバリアントとの分子相互作用における物理化学動態により、特定のペプチドは免疫優勢を示し、HLAクラスII分子上にロードする。これらは、細胞表面上に輸送され、外在化される。最も研究されたサブクラスII HLA遺伝子は、HLA-DPA1、HLA-DPB1、HLA-DQA1、HLA-DQB1、HLA-DRA、およびHLA-DRB1である。
CD4+ヘルパーT細胞へのHLAクラスII分子によるペプチドの提示は、外来抗原に対する免疫応答にとって必要である(RocheおよびFuruta、2015年)。一度活性化
されたら、CD4+T細胞は、B細胞分化および抗体産生、ならびにCD8+T細胞(CTL)応答を促進する。CD4+T細胞はまた、他の免疫細胞を活性化し、その分化を誘導するサイトカインおよびケモカインも分泌する。HLAクラスII分子は、クラスIペプチド結合溝よりも開いたペプチド結合溝を形成するように相互作用するαおよびβ鎖のヘテロ二量体である(Unanueら、2016年)。HLAクラスII分子に結合したペプチドは、溝から突出するNまたはC末端側上の隣接残基を含む9アミノ酸の結合コアを有すると考えられる(Jardetzkyら、1996年;Sternら、1994年)。これらのペプチドは、通常、12~16アミノ酸長であり、結合レジスターのP1、P4、P6/7およびP9位に3~4個のアンカー残基を含有することが多い(Rossjohnら、2015年)。
HLA対立遺伝子は、相互顕性様式で発現され、これは、両親から継承した対立遺伝子(バリアント)が同等に発現されることを意味する。例えば、それぞれの人は、3つのクラスI遺伝子(HLA-A、HLA-BおよびHLA-C)のそれぞれの2つの対立遺伝子を担持し、したがって、6つの異なる型のクラスII HLAを発現することができる。クラスII HLA遺伝子座では、それぞれの人は、一対のHLA-DP遺伝子(αおよびβ鎖をコードする、DPA1およびDPB1)、一組の遺伝子HLA-DQ(αおよびβ鎖について、DQA1およびDQB1)、1つのHLA-DRα遺伝子(DRA1)、および1つまたは複数のHLA-DRβ遺伝子(DRB1およびDRB3、4または5)を継承する。それは、1人のヘテロ接合性個体が、それぞれの親から、6個または8個の機能的クラスII HLA対立遺伝子、3つまたはそれより多くを継承することができることを意味する。したがって、HLA遺伝子は、高度に多型性である;多くの異なる対立遺伝子が、集団内の異なる個体中に存在する。HLAタンパク質をコードする遺伝子は、多くの可能な変化を有し、それぞれの人の免疫系が様々な外来侵入物に対して反応することを可能にしている。一部のHLA遺伝子は、それぞれ特定の番号を与えられる、数百の識別されたバージョン(対立遺伝子)を有する。一部の実施形態では、クラスI HLA対立遺伝子は、HLA-A02:01、HLA-B14:02、HLA-A23:01、HLA-E01:01(非古典的)である。一部の実施形態では、クラスII
HLA対立遺伝子は、HLA-DRB01:01、HLA-DRB01:02、HLA-DRB11:01、HLA-DRB15:01、およびHLA-DRB07:01である。
対象特異的HLA対立遺伝子または対象のHLA遺伝子型を、当技術分野で公知の任意の方法によって決定することができる。例示的な実施形態では、HLA遺伝子型は、WO2015085147として2015年6月11日に公開された国際特許出願番号PCT/US2014/068746に記載された任意の方法によって決定される。簡単に述べると、方法は、配列決定データセットから抽出されたリードと、多型性遺伝子の対立遺伝子バリアントを含む遺伝子参照セットとのアラインメントを生成すること、アラインメントにおけるそれぞれの対立遺伝子バリアントに関する第1の事後確率または事後確率由来スコアを決定すること、最大の第1の事後確率または事後確率由来スコアを有する対立遺伝子バリアントを、第1の対立遺伝子バリアントと識別すること、第1の対立遺伝子バリアントおよび1つまたは複数の他の対立遺伝子バリアントとアラインされた1つまたは複数の重複するリードを識別すること、重み付け係数を使用して1つまたは複数の他の対立遺伝子バリアントに関する第2の事後確率または事後確率由来スコアを決定すること、最大の第2の事後確率または事後確率由来スコアを有する対立遺伝子バリアント、多型性遺伝子に関する遺伝子型を規定する第1および第2の対立遺伝子バリアントを選択することによって第2の対立遺伝子バリアントを識別すること、ならびに第1および第2の対立遺伝子バリアントのアウトプットを用意することを含んでよい、多型性遺伝子型を決定するステップを含む。
本明細書に記載されるように、変異したエピトープが免疫応答を誘導するのに有効であること、および自発的な腫瘍退縮または長期生存の症例が変異したエピトープに対するCD8+T細胞応答と相関すること(BuckwalterおよびSrivastava PK、"It is the antigen(s), stupid" and other lessons from over a decade of vaccitherapy
of human cancer. Seminars in immunology 20巻:296~300頁(2008年);Karanikasら、High frequency of cytolytic T lymphocytes directed against a tumor-specific mutated antigen detectable with HLA tetramers in the blood of a lung carcinoma patient with long survival、Cancer Res. 61巻:3718~3724頁(2001年);Lennerzら、The response of autologous T cells to a human melanoma is dominated by mutated neoantigens、Proc Natl Acad Sci U S A.102巻:16013頁(2005年))および「免疫編集」を、マウスおよびヒトにおけるドミナント変異抗原の発現における変更に対して追跡することができる(Matsushitaら、Cancer exome analysis reveals a T-cell-dependent mechanism of cancer immunoediting、Nature 482巻:400頁
(2012年);DuPageら、Expression of tumor-specific antigens underlies cancer immunoediting、Nature 482巻:405頁(2012年);およびSampsonら
、Immunologic escape after prolonged progression-free survival with epidermal growth factor receptor variant III peptide vaccination in patients
with newly diagnosed glioblastoma、J Clin Oncol. 28巻:4722~47
29頁(2010年))という、動物およびヒトの両方における多数の証拠がある。
配列決定技術は、それぞれの腫瘍が、遺伝子のタンパク質コード内容を変更する複数の患者特異的変異を含有することを示した。そのような変異は、単一のアミノ酸変化(ミスセンス変異により引き起こされる)から、フレームシフト、終止コドンのリードスルーまたはイントロン領域の翻訳(新規オープンリーディングフレーム変異;neoORF)に起因する新規アミノ酸配列の長い領域の付加までの、変更されたタンパク質を作出する。これらの変異したタンパク質は、天然のタンパク質と違って、それらが自己寛容性の免疫に対する打撃を受けないため、腫瘍に対する宿主の免疫応答のための価値ある標的である。したがって、変異したタンパク質は、患者の正常細胞と比較して、免疫原性である可能性がより高く、また、腫瘍細胞に対してより特異的である。
用語「T細胞」は、CD4+T細胞およびCD8+T細胞を含む。用語T細胞はまた、1型ヘルパーT細胞および2型ヘルパーT細胞の両方を含む。本明細書で使用されるT細胞は、一般的には、抗原へのT細胞受容体結合も容易にする、機能および細胞表面抗原(クラスター分化抗原、またはCD)によって、2つの主なクラス:ヘルパーT(T)細胞および細胞傷害性Tリンパ球(CTL)に分類される。
成熟ヘルパーT(T)細胞は、表面タンパク質CD4を発現し、CD4+T細胞と呼ばれる。T細胞発生の後、成熟したナイーブなT細胞は、胸腺を出発し、リンパ節を含む身体中に広がり始める。ナイーブなT細胞は、それらが応答するようにプログラムされた抗原に曝露されたことがないT細胞である。全てのT細胞と同様、それらはT細胞受容体-CD3複合体を発現する。T細胞受容体(TCR)は、定常領域および可変領域の両方からなる。可変領域は、T細胞が応答することができる抗原を決定する。CD4+T細胞は、クラスII MHCに対する親和性を有するTCRを有し、CD4は胸腺における成熟中のMHC親和性の決定に関与する。クラスII MHCタンパク質は、一般的には、特殊な抗原提示細胞(APC)の表面上にのみ見出される。特殊な抗原提示細胞(APC)は、主に樹状細胞、マクロファージおよびB細胞であるが、樹状細胞は、MHCクラスIIを構成的に(常に)発現する唯一の細胞群である。濾胞樹状細胞などの、一部のAPCはまた、その表面上でナイーブな(またはプロセシングされていない)抗原に結合するが、プロセシングされていない抗原は、T細胞と相互作用せず、その活性化に関与しない。MHCクラスIタンパク質に結合するペプチド抗原は、典型的には、MHCクラスIIタンパク質に結合するペプチド抗原よりも短い。
細胞傷害性T細胞、細胞溶解性T細胞、CD8+T細胞、またはキラーT細胞としても知られる、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)とは、標的化された細胞においてアポトーシスを誘導するリンパ球を指す。CTLは、標的細胞表面上でのTCRとプロセシングされた抗原(Ag)との相互作用によって、標的細胞との抗原特異的コンジュゲートを形成し、標的化された細胞のアポトーシスをもたらす。アポトーシス体は、マクロファージによって除去される。用語「CTL応答」は、CTL細胞により媒介される一次免疫応答を指すために使用される。細胞傷害性Tリンパ球は、その表面上にT細胞受容体(TCR)およびCD8分子の両方を有する。T細胞受容体は、HLAクラスIの分子と複合体化したペプチドを認識し、これに結合することができる。それぞれの細胞傷害性Tリンパ球は、特定のMHC/ペプチド複合体に結合することができるユニークなT細胞受容体を発現する。ほとんどの細胞傷害性T細胞は、特定の抗原を認識することができるT細胞受容体(TCR)を発現する。TCRがクラスI MHC分子に結合するためには、前者はクラスI MHC分子の定常部分に結合する、CD8と呼ばれる糖タンパク質を伴わなければならない。したがって、これらのT細胞は、CD8+T細胞と呼ばれる。CD8とMHC分子との親和性は、抗原特異的活性化の間にT細胞および標的細胞を一緒に密接に結合したままにする。CD8+T細胞は、一度、それらが活性化されるようになったら、T細胞として認識され、一般的には、免疫系内で所定の細胞傷害的役割を有すると分類される。しかしながら、CD8+T細胞はまた、一部のサイトカインを作る能力を有する。
「T細胞受容体(TCR)」は、抗原の提示に応答してT細胞の活性化に関与する細胞表面受容体である。TCRは、一般的には、集合してヘテロ二量体を形成し、CD3形質導入サブユニットと会合して、細胞表面上に存在するT細胞受容体複合体を形成する、2つの鎖、アルファおよびベータから作られる。TCRのそれぞれのアルファおよびベータ鎖は、免疫グロブリン様N末端可変(V)および定常(C)領域、疎水性膜貫通ドメイン、ならびに短い細胞質領域からなる。免疫グロブリン分子に関しては、アルファおよびベータ鎖の可変領域は、T細胞集団内で抗原特異性の大きな多様性を作出する、V(D)J組換えによって生成される。しかしながら、インタクトな抗原を認識する免疫グロブリンとは対照的に、T細胞は、MHC分子と会合するプロセシングされたペプチド断片によって活性化され、MHC制限として知られる、T細胞による抗原認識に追加の次元を導入する。T細胞受容体によるドナーとレシピエントとのMHCの認識の格差は、T細胞増殖およびGVHD発症の可能性をもたらす。TCRの正常な表面発現は、複合体の7種全部の成分の協調的な合成および集合に依存することが示された(AshwellおよびKlusner、1990年)。TCRαまたはTCRβの不活化は、同種抗原の認識を防止するT細胞の表面からのTCRの除去、したがって、GVHDをもたらし得る。しかしながら、TCRの破壊は、一般的には、CD3シグナル伝達成分の除去をもたらし、さらなるT細胞拡大増殖の手段を変更する。
用語「HLAペプチドーム」とは、特定のHLAクラスと特異的に相互作用し、数千個の異なる配列を包含してもよい、ペプチドのプールを指す。HLAペプチドームは、細胞中で発現される正常タンパク質および異常タンパク質の両方に由来する多様なペプチドを含む。したがって、HLAペプチドームを、腫瘍免疫治療薬の開発のため、ならびにがん細胞内でのタンパク質合成および分解スキームに関する情報の供給源として、がん特異的ペプチドを識別するために研究することができる。一部の実施形態では、HLAペプチドームは、可溶性HLA分子(sHLA)のプールである。一部の実施形態では、HLAペプチドームは、膜HLA(mHLA)のプールである。
用語「抗原提示細胞」または「APC」は、専門的な抗原提示細胞(例えば、Bリンパ球、マクロファージ、単球、樹状細胞、ランゲルハンス細胞)、ならびに他の抗原提示細胞(例えば、ケラチノサイト、内皮細胞、星状細胞、線維芽細胞、乏突起膠細胞、胸腺上皮細胞、甲状腺上皮細胞、グリア細胞(脳)、膵臓ベータ細胞、および血管内皮細胞)を含む。「抗原提示細胞」または「APC」は、主要組織適合性複合体(MHC)分子を発現し、その表面上のMHCと複合体化した外来抗原を展示することができる細胞である。
ユニバーサルIPパイプライン:ユニバーサル一対立遺伝子HLA-ペプチド複合体識別プラットフォーム
適応免疫応答は、部分的には、細胞傷害性CD8T細胞が、ヒト白血球抗原(HLA)クラスI分子に結合した疾患関連抗原を展示する細胞を識別および除去する能力に依拠する。HLAクラスIタンパク質(HLA-A、BおよびC)は、ヒト体内のほぼ全ての有核細胞の表面上に発現され、CD8T細胞受容体による検出のための短いペプチドの提示にとって必要である。HLAに結合したペプチドは、HLAクラスIタンパク質によるローディングおよび展示の前にプロテアソームおよびERペプチダーゼにより切断される内在性または外来タンパク質から生じる。HLA遺伝子は、ヒト集団間で最も多型性の遺伝子であり、現在まで、10,000個を超えるHLAクラスI対立遺伝子バリアントが識別されている(Robinsonら、2015年)。それぞれのHLA対立遺伝子は、約1,000~10,000個のユニークなペプチド;ヒトタンパク質をコードする遺伝子に由来する約1000万個の潜在的な9マーのペプチドの0.1%以下に結合し、T細胞に提示すると推定される(Bassani-Sternbergら、2015年;Huntら、1992年;Rammenseeら、1995年、1999年;Rockら、;Vitaら、2015年;Walzら、2015年)。
クラスIと違って、HLAクラスIIタンパク質(HLA-DR、DQおよびDP)は、炎症シグナルに応答して抗原提示細胞(APC)ならびに上皮、血管および結合組織細胞の表面上でのみ発現される。外因性タンパク質に由来することが最も多いタンパク質の、HLAクラスII分子によるCD4+T細胞への提示は、外来抗原に対する免疫応答にとって必要である(RocheおよびFuruta、2015年)。一度活性化されたら、CD4+
T細胞は、B細胞分化および抗体産生、ならびにCD8+T細胞応答を促進する。CD4+T細胞はまた、他の免疫細胞を活性化し、その分化を誘導するサイトカインおよびケモカインを分泌する。HLAクラスII分子は、クラスIペプチド結合溝よりも開いたペプチド結合溝を形成するように相互作用するαおよびβ鎖のヘテロ二量体である(Unanueら、2016年)。HLAクラスII分子に結合したペプチドは、溝から突出するNまたはC末端側の隣接する残基を含む9アミノ酸の結合コアを有すると考えられる(Jardetzky
ら、1996年;Sternら、1994年)。これらのペプチドは、通常、12~16アミ
ノ酸長であり、結合レジスターのP1、P4、P6/7およびP9位に3~4個のアンカー残基を含有することが多い(Rossjohnら、2015年)。αおよびβ鎖の対形成の不均一性、コア結合エピトープを明確に割り当てる能力を制限するデータの複雑性、および高分解能生化学分析にとって必要とされる免疫沈降グレードの対立遺伝子特異的抗体の欠如のため、HLAクラスII分子の対立遺伝子特異的ペプチド結合特徴に関してはあまり知られていない。
ペプチド結合規則は、HLA対立遺伝子のサブセットについて広範囲に研究されており(Vitaら、2015年)、結合を予測する進化したニューラルネットワークに基づくアルゴリズムにコードされている(Hoofら、2009年;Lundegaardら、2008年)。しかしながら、いくつかの因子が、HLA対立遺伝子上に提示されるペプチドを予測する力を制限する。第1に、これらのアルゴリズムが訓練されるペプチドデータの起源は多様であり、ペプチドライブラリースクリーニングから、内在的にプロセシングされ、提示されたペプチドのエドマン分解および質量分析に基づく配列決定までの範囲である(Boenら、2000年;Rammenseeら、1995年、1999年;Vitaら、2015年)。質量分析に
基づくペプチド識別は、IEDBにおける全識別の約30%を占める。質量分析は、Donald F. Huntおよび同僚によるパイオニア研究(Cobboldら、2013年;Huntら、19
92年;Meadowsら、1997年;Mohammedら、2008年;Zarlingら、2000年、2006年)、ならびに過去20年にわたって多くのグループによって示された機器の改良(Bassani-Sternbergら、2015年;Caronら、2015年;Mommenら、2014年)のため、HLA会合ペプチド配列決定の望ましい方法になっている。第2に、多くの既存の予測アルゴリズムは、結合の予測に焦点を当ててきたが、結合の前にペプチドを生成し、輸送する内在性プロセスを完全には考慮に入れられていない(Larsenら、2007年)。第3に、多くのHLA対立遺伝子に関する結合ペプチドの数が、信頼できる予測因子を開発するには小さすぎる。しかしながら、現在まで、高品質の資源データセットの生成は、法外に大量のインプット細胞材料を必要とする不十分なプロトコールおよびHLA-ペプチド配列決定のためのデータベース検索ツールの欠如によって阻害されてきた(Caronら
、2015年;Hoofら、2009年;Lundegaardら、2008年;Vitaら、2015年)。
生きた細胞および細胞溶解物からのペプチド-HLAクラスIおよびII複合体のためのユニークな生化学的富化戦略が、本明細書で開示される。N末端またはC末端タグ配列(例えば、BAPまたはHA)を含有するHLA分子を、細胞表面上で、または細胞溶解物中で標識することができる。例えば、N末端またはC末端ビオチンアクセプターペプチド(BAP)配列を含有するHLA分子を、細胞表面上で、または細胞溶解物中で、ビオチンで酵素的に標識することができる。例えば、N末端またはC末端HA配列を含有するHLA分子を、HA特異的抗体を使用して複雑な細胞混合物から富化することができる。例示的な実施形態では、ビオチン標識されたHLA-ペプチド複合体は、ストレプトアビジン/NeutrAvidinビーズを使用して複雑な細胞混合物から富化され、富化されたHLA-ペプチド複合体は、分析されるか、または特徴付けられる。例示的な実施形態では、HA標識されたHLA-ペプチド複合体は、HA特異的抗体を使用して複雑な細胞混合物から富化され、富化されたHLA-ペプチド複合体は、分析されるか、または特徴付けられる。例えば、会合したペプチドを溶出させ、LC-MS/MSによって配列決定することができる。重要なことに、本明細書で開示される方法は、HLA-ペプチド複合体を分析する、および特徴付けるためのユニバーサルプラットフォームを提供する。例えば、本明細書で開示される方法は、全ての可能なクラスIまたはクラスII構築物を発現する細胞株からの内在的に提示されるペプチドの識別のためのユニバーサルプラットフォームを提供する。
一義的なペプチド:対立遺伝子割り当てを可能にする単一のHLAクラスIおよびクラスII対立遺伝子を発現する細胞株が、本明細書で開示される(ShimizuおよびDeMars、
1989年;Shimizuら、1986年)。ほとんどのMSに基づく研究は、親和性予測お
よび時には、対立遺伝子割り当てのためのデコンボリューションを必要とする、複数のHLA-A、BおよびC分子に結合したリガンドの乱雑な混合物を溶出し、配列決定することを含むため、これは現在のHLAに結合したペプチドの検出方法に対する改良である(Bassani-SternbergおよびGfeller、2016年)。可溶性HLAをトランスフェクトされた細胞株を用いる研究は、単一のHLA対立遺伝子のためのペプチド結合エピトープを誘導することができたが、今までのほとんどの包括的実験は、200個未満のユニークなペプチドしか識別できず、数桁規模でより多くの出発細胞材料を必要としてきた(Hawkinsら、2008年)。ペプチド:HLA割り当ての不確実性を取り除くことによって、本明細書で開示される方法は、以前の努力よりも少ない細胞材料を使用した、HLA-ペプチドリガンドームならびにペプチド抗原のプロセシングおよび提示と関連する規則のより深く、より正確な評価を容易にする。
本明細書に記載の方法および組成物は、例えば、エピトープマッピングの改良を可能にする、細胞によって提示されるクラスII HLAヘテロ二量体間を区別するための化学的に標識された可変的β鎖(ビオチン化)を含む。NまたはC末端に、ビオチンアクセプターペプチド配列(BAP)などのタグを含有するHLAクラスIおよびクラスII構築物を、本明細書に記載の方法において使用することができる。NおよびC末端親和性タグ付けは、内在性HLAを発現する細胞からのHLA-対立遺伝子選択的免疫精製を可能にする。N末端親和性タグ付けは、細胞表面上に提示された複合体のHLA-対立遺伝子選択的免疫精製を可能にする。例えば、トランスフェクションまたは形質導入の後、N末端ビオチン化は、細胞表面上に提示されたHLA複合体と、細胞溶解物中の全てのHLA-ペプチド複合体との区別を可能にする。例えば、インタクトな細胞表面(溶解なし)上でのHLA-ペプチド複合体のビオチン化は、内在的にプロセシングされ、提示されるペプチドの偏りのない質量分析(MS)配列決定法を可能にする。免疫沈降富化方法などの、本明細書に開示の富化方法は、細胞試料の高効率分析を可能にする。
HLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法であって、細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む、ステップ;細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1個の細胞において親和性アクセプタータグ付きHLAを発現させ、これにより少なくとも1個の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;およびHLA-ペプチド複合体を特徴付けるステップを含む方法が本明細書で提供される。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドを特徴付けることを含む。
一部の実施形態では、方法は、2つまたはそれより多いクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。一部の実施形態では、2つまたはそれより多いクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、または50個のクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子を含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、膜貫通ドメインを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、細胞内ドメインを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、排出されない。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、発現された場合、細胞膜中に組み込まれる。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体ではない。
一部の実施形態では、方法は、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、単一の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプターペプチドに作動可能に連結された異なるHLA対立遺伝子によってコードされる異なる組換えポリペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを含む1つまたは複数の細胞をそれぞれ含む細胞集団を用意するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;および富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部を特徴付けるステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数のペプチドを、細胞集団に導入するステップを含む。
一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つもしくは複数のペプチドと接触させること、または細胞集団中で1つもしくは複数のペプチドを発現させることを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、DNAである。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、RNAであり、必要に応じて、RNAはmRNAである。
一部の実施形態では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の配列を決定すること、必要に応じて、ペプチドまたはその一部が改変されるかどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析、質量分析、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の結合親和性または安定性を評価することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部が1つまたは複数の変異を含有するかどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体中でのペプチドとHLA分子との会合を評価することを含む。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団にペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。一部の実施形態では、疾患または状態は、がん、感染性因子による感染、または自己免疫反応である。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞中に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体に由来する1つまたは複数のペプチドを特徴付けるステップを含み、必要に応じて、ペプチドは、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来する。一部の実施形態では、方法は、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来するペプチドの1つまたは複数の領域を特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、方法は、感染性因子に由来するHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップを含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、初代細胞の集団である。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII
HLA対立遺伝子を、疾患または状態を有する対象に一致させる。
一部の実施形態では、方法は、薬物(例えば、バイオ医薬品)の過敏性についてスクリーニングするステップを含む。一部の実施形態では、方法は、投与されたバイオ医薬品(例えば、タンパク質、ペプチドまたは抗体薬)、投与されたバイオ医薬品の断片、またはプロセシングされたバイオ医薬品断片が、T細胞に提示されるかどうかを評価するステップを含む。これらのエピトープは、対象において有害な効果を引き起こすことがあり、したがって、投与されたバイオ医薬品が対象においてどのようにプロセシングされるかをモニタリングするべきである。例えば、HIV薬(例えば、Abacavir)は、HLA分子に結合し、ある特定のHLA対立遺伝子(例えば、HLA-B5701)に関するペプチド結合モチーフを変化させることができる。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドは、抗原提示細胞によって提示された場合、対象に由来するT細胞を活性化することができる。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較することを含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、それぞれの細胞集団が、異なる組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現する、複数の細胞集団を含む。一部の実施形態では、複数のうちのそれぞれの細胞集団は、同じか、または別々の容器中にある。
一部の実施形態では、方法は、特徴付けるステップの前に、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドの末端から1つまたは複数のアミノ酸を除去するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスI HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスII HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLAクラスIIα鎖、HLAクラスIIβ鎖、またはその組合せを含む。
一部の実施形態では、それぞれの配列は、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子をコードする。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、それぞれ、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、それぞれ、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、方法は、同じか、または異なる親和性アクセプターペプチドに作動可能に連結された異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列を含む少なくとも第2のポリ核酸を投与するステップを含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞外で発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞内で発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチド結合分子を親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、親和性アクセプターペプチド結合分子は、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含むタグ配列を含み、必要に応じて、親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性分子を親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、親和性分子は、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、親和性分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、固相表面は、ビーズである。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を用いて、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、富化するステップは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。一部の実施形態では、富化するステップは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子のN末端部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。
一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、接触させるステップは、トランスフェクトまたは形質導入することを含む。一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸を含むベクターと接触させることを含む。一部の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一部の実施形態では、ポリ核酸は、細胞集団のゲノム中に安定に組み込まれる。
一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でβ2ミクログロブリンをコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、第1の親和性アクセプターペプチドと異なり、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析またはタンデム質量分析などの質量分析を実施することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、ペプチドデータベースに由来する富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離された1つまたは複数のペプチドのMS/MSスペクトルに対応するペプチド配列を取得することを含み、得られた1つまたは複数の配列は、1つまたは複数のペプチドの配列を識別する。
一部の実施形態では、細胞集団は、HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、Jurkat、HepG2、SH-SY5Y、CACO-2、U937、U-2 OS、ExpiCHO、CHOおよびTHP1から選択される細胞株である。一部の実施形態では、細胞株は、1つまたは複数のサイトカイン、チェックポイント阻害剤、エピジェネティック的に活性な薬物、IFN-γ、抗原プロセシングを変更する薬剤(ペプチダーゼ阻害剤、プロテアソーム阻害剤、およびTAP阻害剤など)、またはその組合せを用いて処理される。
一部の実施形態では、ペプチドデータベースは、改変データベースを含まない、または改変データベースを含むものなどの、非酵素特異性ペプチドデータベースである。一部の実施形態では、方法は、逆データベース検索戦略を使用してペプチドデータベースを検索するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞、少なくとも10個の細胞または少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、樹状細胞、マクロファージ、がん細胞またはB細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、腫瘍細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数の細胞から前記HLA-ペプチド複合体を単離する前に、薬剤と接触させる。一部の実施形態では、前記薬剤は、炎症性サイトカイン、化学薬剤、アジュバント、治療剤または放射線である。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子をコードする配列は、バーコード配列を含む。一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の発現についてアッセイするステップをさらに含む。一部の実施形態では、アッセイするステップは、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII
HLA対立遺伝子を配列決定すること、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子RNAを検出すること、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子タンパク質を検出すること、またはその組合せを含む。
一部の実施形態では、方法は、異なるHLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。一部の実施形態では、それぞれ異なるHLA対立遺伝子は、ユニークなバーコード配列を含む。一部の実施形態では、異なるHLA対立遺伝子をコードするそれぞれのポリ核酸は、ユニークなバーコード配列を含む。
本明細書に記載の方法を実行することによって得られるHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースが、本明細書で提供される。毎回、異なるHLA-対立遺伝子を使用して、本明細書に記載の方法を反復的に実行することによって得られる2つまたはそれより多いHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースの組合せが、本明細書で提供される。本明細書に記載のペプチド配列データベースまたは本明細書に記載の組合せを用いてマシンを訓練するステップを含む、HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための予測アルゴリズムを生成するための方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、マシンは、1つまたは複数の線形モデル、サポートベクターマシン、決定木およびニューラルネットワークを組み合わせる。一部の実施形態では、マシンを訓練するために使用される変数は、ペプチド配列、アミノ酸の物理特性、ペプチドの物理特性、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベル、タンパク質安定性、タンパク質翻訳率、ユビキチン化部位、タンパク質分解率、リボソームプロファイリングからの翻訳効率、タンパク質切断性、タンパク質局在化、TAP輸送を容易にする宿主タンパク質のモチーフ、自食作用を受ける宿主タンパク質、リボソーム失速を好むモチーフ、およびNMDを好むタンパク質特性からなる群から選択される1つまたは複数の変数を含む。一部の実施形態では、リボソーム失速を好むモチーフは、ポリプロリンまたはポリリシン伸長物を含む。一部の実施形態では、NMDを好むタンパク質特性は、長い3’UTR、最後のエクソン:エクソン接合部の50ntを超えて上流にある停止コドン、およびペプチド切断性からなる群から選択される。HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための方法であって、HLA-対立遺伝子に関して本明細書に記載の方法を実行することによって得られるペプチド配列データベースを用いて訓練されたマシンを用いて、ペプチドの配列を分析するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベルを決定するステップを含み、ここで、供給源タンパク質発現は、マシンによって使用される予測変数である。一部の実施形態では、発現レベルは、供給源タンパク質の量または前記供給源タンパク質をコードするRNAの量を測定することによって決定される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをそれぞれコードする2つまたはそれより多い配列を含む組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、(a)異なる組換えHLAクラスIα鎖対立遺伝子をコードする配列、(b)親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、(c)β2ミクログロブリンをコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が、作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列をそれぞれ含む2つまたはそれより多い配列を含む組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、(a)組換えHLAクラスIIα鎖対立遺伝子をコードする配列、(b)親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、(c)HLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が、作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。一部の実施形態では、組換えポリ核酸は、単離される。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプター分子をコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって組換えHLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、同じポリヌクレオチドから発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、異なるポリヌクレオチドから発現される。
一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、2つまたはそれより多い親和性アクセプターペプチドを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする3つまたはそれより多い配列を含み、ここで、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする3つまたはそれより多い配列のうちの少なくとも2つは、同じ親和性アクセプターペプチドを含む。一部の実施形態では、2つまたはそれより多い親和性アクセプターペプチドは、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列のそれぞれについてユニークである。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、親和性分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。
一部の実施形態では、組換えポリ核酸の2つまたはそれより多くについて、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列は、細胞のゲノム中に安定に組み込まれる。
一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、HAタグを含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによって組換えHLAおよび親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
本明細書に記載の組成物のポリ核酸によってコードされる2つまたはそれより多い単離されたポリペプチド分子を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物のポリ核酸によってコードされる2つまたはそれより多いポリペプチド分子を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物を含む1つまたは複数の細胞を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性クラスIまたはクラスII
HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子および1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。
一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。一部の実施形態では、組成物は、患者のHLA型に特異的なペプチドまたはペプチドをコードするポリ核酸を使用して製剤化される。
細胞を作製する方法であって、2つまたはそれより多い細胞に、本明細書に記載の組成物の2つまたはそれより多いポリ核酸を形質導入するか、またはトランスフェクトするステップを含む方法が、本明細書で提供される。本明細書に記載の方法に従って識別されるペプチドが、本明細書で提供される。
哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、細胞は、HLA-ペプチド複合体としてペプチドを提示する。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、免疫応答は、T細胞免疫応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、CD8 T細胞応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、CD4 T細胞応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、液性免疫応答である。
疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、疾患は、がんである。一部の実施形態では、疾患は、感染性因子による感染である。一部の実施形態では、感染性因子は、病原体、必要に応じて、ウイルスまたは細菌、または寄生虫である。一部の実施形態では、ウイルスは、BKウイルス(BKV)、デングウイルス(DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4、DENV-5)、サイトメガロウイルス(CMV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV-1)、インフルエンザウイルス、RSV、HPV、狂犬病、流行性耳下腺炎、風疹ウイルス、ポリオウイルス、黄熱、A型肝炎、B型肝炎、ロタウイルス、水痘ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、天然痘、帯状疱疹、およびその任意の組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、細菌は、Klebsiella spp.、Tropheryma whipplei、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepromatosis、およびMycobacterium tuberculosis、腸チフス、肺炎球菌、髄膜炎菌、ヘモフィルスB、炭疽菌、破傷風トキソイド、B群髄膜炎菌、bcg、コレラ、およびその任意の組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、寄生虫は、寄生蠕虫または原生動物である。一部の実施形態では、寄生虫は、Leishmania spp.、Plasmodium spp.、Trypanosoma cruzi、Ascaris lumbricoides、Trichuris trichiura、Necator americanus、Schistosoma spp.、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
免疫原性ペプチドを富化する方法であって、組換えHLA対立遺伝子によってコードされる組換えHLAに作動可能に連結された親和性アクセプターペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを発現する1つまたは複数の細胞を含む細胞集団を用意するステップ;および親和性アクセプタータグ付きHLAを含むHLA-ペプチド複合体を富化するステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体から単離された免疫原性ペプチドの配列を決定するステップをさらに含む。一部の実施形態では、決定するステップは、LC-MS/MSを使用することを含む。
対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を含む細胞を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。
HLA-ペプチド複合体の富化
HLAクラスIおよびクラスII糖タンパク質をコードする遺伝子は、ヒトゲノム中で最も多型性のコード配列である。しかしながら、いずれかのHLAクラスI重鎖またはHLAクラスIIαもしくはβ鎖を選択的に捕捉する抗体によって標的化され得るHLAクラスI重鎖ならびにHLAクラスIIαおよびβ鎖のそれぞれに関する比較的定常的な、または非可変性の領域が存在する。しかしながら、αおよびβ鎖は通常、in vivoで互いに会合するため、インタクトな可溶性HLAのα鎖の免疫精製は、β鎖を同時に沈降させ得る、およびその逆である。HLAに会合したポリペプチドを富化するための抗HLAクラスII抗体は、αまたはβ鎖のいずれかに提示される保存されたエピトープを認識することができる。
HLA対立遺伝子特異的抗体を用いるか、または非HLA特異的試薬を使用する富化方法は、当技術分野で周知である。例えば、HLA-Cポリペプチドは、典型的には、HLA-AおよびHLA-Bよりも低レベルで個体によって発現される。したがって、抗体を使用してHLA-Cの検出を増強するためには、他の精製方法に加えて、HLA-C特異的抗体を使用するHLA-Cの特異的免疫精製を提供することが有利であり得る。個々のHLA鎖に特異的に結合するモノクローナルまたはポリクローナル抗体の多数の例が、商業的に入手可能である。
1つまたは複数の単一の対立遺伝子HLAポリペプチド複合体を富化するためのユニバーサル免疫精製(IP)パイプラインが、本明細書で提供される。HLA-会合ポリペプチドを富化するためのそのような方法の例は、免疫精製ステップを含む方法である。ユニバーサルIPパイプラインは、細胞トランスフェクションまたは形質導入により発現ベクターから発現される親和性タグ付きHLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子をコードするDNA構築物からなるユニバーサルIP構築物を含む。
ユニバーサルIP構築物をトランスフェクトまたは形質導入された細胞を、LC-MS/MS配列分析の前に、拡大増殖させるか、または選択した後、拡大増殖させた。トランスフェクションまたは形質導入のための好適な細胞集団としては、例えば、単一のHLAクラスI対立遺伝子が発現されるクラスI欠損細胞株、一対のHLAクラスII対立遺伝子が発現されるクラスII欠損細胞株、または単一のHLAクラスIおよび/もしくは一対のクラスII対立遺伝子が発現されるクラスIおよびクラスII欠損細胞株が挙げられる。例示的な実施形態として、クラスI欠損B細胞株は、B721.221である。一部の実施形態では、細胞は、A375、またはHEK293T、HeLa、またはexpi293である。しかしながら、クラスIおよび/またはクラスII欠損である他の細胞集団を生成することができることは、当業者には明らかである。クラスIおよび/またはクラスII欠損細胞ならびにクラスIおよび/またはクラスII欠損細胞株を生成するための方法は、当技術分野で公知であり、内在性クラスIまたはクラスII遺伝子を欠失させる/不活化するための例示的方法は、例えば、THP-1細胞中での、CRISPR-Cas9媒介性ゲノム編集を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、マクロファージ、B細胞、および樹状細胞などの専門的抗原提示細胞である。細胞は、B細胞または樹状細胞であってもよい。一部の実施形態では、細胞は、腫瘍細胞または腫瘍細胞株に由来する細胞である。一部の実施形態では、細胞は、患者から単離された細胞である。一部の実施形態では、細胞は、感染性因子またはその一部を含有する。
一部の実施形態では、ユニバーサルIP構築物は、親和性アクセプタータグおよび親和性分子を含むクラスIまたはクラスII HLA構築物を含む。一部の実施形態では、ユニバーサルIP構築物は、少なくとも1つの特異的に結合する親和性アクセプタータグおよび親和性分子を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質に由来するVSV-Gエピトープタグ、またはサルウイルス5(SV5)のパラミクソウイルスのPおよびVタンパク質上に見出される小エピトープ(Pk)に由来するV5タグである。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、タグ配列の複数の反復(例えば、3×ポリヒスチジンタグ、3×FLAGタグ)を含んでもよい。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、タグ配列の複数の反復(例えば、3×ポリヒスチジンタグ、3×FLAGタグ)を含んでもよい。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、認識可能なエピトープ(抗体結合部位)をHLA-タンパク質に付加して、対応する抗体の結合を提供し、これによりタグ付けされたタンパク質の識別または親和性精製を可能にするペプチドタグの型である「エピトープタグ」である。エピトープタグの非限定例は、IgGに結合するプロテインAまたはプロテインGである。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)またはヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)ペプチド配列を含む。多数の他のタグ部分が当業者には公知であり、当業者によって想定することができ、また、本明細書で企図される。ペプチドタグが親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のエレメントとして発現され得る限り、任意のペプチドタグを使用することができる。
親和性タグを、HLA対立遺伝子のN末端またはC末端上に置くことができる。F2Aなどの切断配列、または内部リボソーム進入部位(IRES)を、α鎖とβ2ミクログロブリン(クラスI)との間、またはα鎖とβ鎖(クラスII)との間に置くことができる。一部の実施形態では、単一のクラスI HLA対立遺伝子は、HLA-A02:01、HLA-A23:01およびHLA-B14:02、またはHLA-E01:01であり、クラスII HLA対立遺伝子は、HLA-DRB01:01、HLA-DRB01:02およびHLA-DRB11:01、HLA-DRB15:01、またはHLA-DRB07:01である。一部の実施形態では、切断配列は、T2A、P2A、E2A、またはF2A配列である。例えば、切断配列は、E G R G S L
L T C G D V E E N P G P(T2A)、A T N F S L L K Q A G D V E E N P G P(P2A)、Q C T N
Y A L L K L A G D V E S N P G P(E2A)、またはV K Q T L N F D L L K L A G D V E S N P
G P(F2A)であってよい。
一部の実施形態では、HLA-ペプチド複合体免疫精製は、ビオチンに基づくものである。一部の実施形態では、HLA-ペプチド複合体免疫精製は、ストレプトアビジンまたはNeutrAvidinに基づくものである。一部の実施形態では、HLA-ペプチド複合体を、HPLCなどのクロマトグラフィー技術によって生体試料から富化することもできる。一部の実施形態では、高存在量の血清タンパク質の枯渇を使用して、HLA-ペプチド複合体を富化することができる。一部の実施形態では、豊富な血清タンパク質を除去するための方法は、色素リガンド(アルブミンのため)、プロテインAおよびG(γ-グロブリンのため)または試料に由来するこれらの種に高い親和性で結合し、選択的に枯渇させる特異的抗体を含む(Govorukhina、Reijmersら、2006年)。そのような戦略
は、単一の質量分析において識別されるHLA由来ペプチド配列の数を増加させる。
生体試料からの特定のHLA配列の分解を最適化するのに望ましい富化の程度は、生体試料中のHLA配列の初期濃度、ならびに試料中の他の非HLAタンパク質の濃度および性質に依存するであろう。
生体試料内のHLA-ペプチド複合体を富化するために、古典的なタンパク質精製技術を、単独で、または本明細書に提供されるユニバーサルIPパイプライン方法と組み合わせて使用することができる。古典的なタンパク質分離(精製)技術は、サイズ差(限外濾過、ゲル濾過、またはサイズ排除クロマトグラフィー);電荷差(pi)(アニオン/カチオン交換クロマトグラフィー、または疎水性相互作用クロマトグラフィー);およびサイズ差と電荷差の組合せ(1Dまたは2D電気泳動)に基づく。免疫精製の選択肢は、HLAタンパク質に特異的に結合するモノクローナルまたはポリクローナル抗体の使用を含む。他のタンパク質親和性精製の選択肢は、HLAに結合することが知られるタンパク質の使用を含み、これらとしては、全てのHLAクラスIタンパク質のα3ドメインに結合するCD8;全てのHLAクラスIIタンパク質に結合するCD4;自己T細胞受容体;および高い親和性でHLAに結合する抗原性ペプチド(ペプチド/HLA結合特徴を予測するために、コンピューターモデリングアルゴリズムを使用することができる)が挙げられる。これらの高いHLA親和性タンパク質選択肢のいずれかを、不溶性の固相支持体上に固定して、液体生体試料に由来するHLAを捕捉するために使用することができる親和性マトリックスを調製することができる。適切な溶出条件は、試料のHLA含量の濃度および精製(単離)をもたらすであろう。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含む。一部の例では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。
疾患特異的抗原
一部の実施形態では、少なくとも1つの抗原性ペプチド分子のサイズは、限定されるものではないが、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14、約15、約16、約17、約18、約19、約20、約21、約22、約23、約24、約25、約26、約27、約28、約29、約30、約31、約32、約33、約34、約35、約36、約37、約38、約39、約40、約41、約42、約43、約44、約45、約46、約47、約48、約49、約50、約60、約70、約80、約90、約100、約110、約120個またはそれより多いアミノ分子残基、およびその中で誘導される任意の範囲を含んでもよい。
一部の実施形態では、抗原性ペプチド分子は、50アミノ酸と等しい、または50アミノ酸未満である。一部の実施形態では、抗原性ペプチド分子は、約20~約30アミノ酸に等しい。より長いペプチドを、いくつかの方法で設計することができる。例えば、HLA結合領域が予測されるか、または公知である場合、より長いペプチドは、それぞれの対応する遺伝子産物のNおよびC末端に向かう0~10個のアミノ酸の伸長を含む個々の結合ペプチドのいずれからなってもよい。より長いペプチドはまた、それぞれについて伸長した配列を含む結合ペプチドの一部または全部の連結からなってもよい。別の場合、配列決定が、疾患組織中に存在する長い(10残基を超える)エピトープ配列を示す場合(例えば、新しいペプチド配列をもたらすフレームシフト、リードスルーまたはイントロン含有のため)、より長いペプチドは、新しい疾患特異的アミノ酸の全伸長物からなってもよい。両方の場合、より長いペプチドの使用は、樹状細胞などの専門的抗原提示細胞による内在性プロセシングを必要とし、より効果的な抗原提示およびT細胞応答の誘導をもたらすことができる。一部の実施形態では、伸長した配列を、ポリペプチドの生化学的特性(溶解度または安定性などの特性)を改善するため、またはペプチドの効率的なプロテアソームプロセシングの可能性を改善するために変化させる。
抗原性ペプチドおよびポリペプチドは、HLAタンパク質に結合することができる。一部の実施形態では、抗原性ペプチドは、対応する天然/野生型のペプチドよりも高い親和性でHLAタンパク質に結合することができる。抗原性ペプチドは、約1000nM未満、約500nM未満、約250nM未満、約200nM未満、約150nM未満、約100nM未満、または約50nM未満のIC50を有してもよい。一部の実施形態では、抗原性ペプチドは、対象に投与した場合、自己免疫応答を誘導しない、および/または免疫寛容を誘発しない。
本開示はまた、複数の抗原性ペプチドを含む組成物も提供する。抗原性ペプチドに対する参照は、対象の細胞中へのペプチドの導入をもたらすことができる任意の好適な送達モダリティ(例えば、核酸)を含む。一部の実施形態では、組成物は、少なくとも3つまたはそれより多い抗原性ペプチドを含む。一部の実施形態では、組成物は、少なくとも約3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、または50個の異なるペプチドを含有する。一部の実施形態では、組成物は、少なくとも20個の異なるペプチドを含有する。一部の実施形態では、組成物は、最大で20個の異なるペプチドを含有する。本開示によれば、異なるペプチドの2個またはそれより多くは、同じポリペプチドに由来してもよい。例えば、抗原性変異がポリペプチドをコードする場合、抗原性ペプチドの2つまたはそれより多くが、そのポリペプチドに由来してもよい。一実施形態では、ポリペプチドに由来する2つまたはそれより多い抗原性ペプチドは、ポリペプチドに広がるタイル状アレイを含んでもよい(例えば、抗原性ペプチドは、ポリペプチドの一部または全部に広がる一連の重複する抗原性ペプチドを含んでもよい)。抗原性ペプチドは、ヒトがんにおける変異または感染性因子もしくは自己免疫疾患に由来するものであってもよい。
抗原性ペプチド、ポリペプチド、および類似体をさらに改変して、通常はタンパク質の一部ではない追加の化学的部分を含有させることができる。これらの誘導体化部分は、溶解度、生物学的半減期、タンパク質の吸収、または結合親和性を改善することができる。この部分はまた、タンパク質の任意の望ましい副作用などを低減させるか、または排除することができる。これらの部分の概説を、Remington's Pharmaceutical Sciences、第
20版、MackPublishing Co.、Easton、PA(2000年)に見出すことができる。例え
ば、所望の活性を有する抗原性ペプチドおよびポリペプチドを必要に応じて改変して、所望のMHC分子に結合し、適切なT細胞を活性化する非改変ペプチドの生物活性を増加させるか、またはその実質的に全部を少なくとも保持しながら、ある特定の望ましい属性、例えば、改善された薬理学的特徴を提供することができる。例えば、抗原性ペプチドおよびポリペプチドは、保存的または非保存的な置換などの様々な変化を受けてもよく、そのような変化は、MHC結合の改善などの、その使用におけるある特定の利点を提供することができる。そのような保存的置換は、あるアミノ酸残基を、生物学的および/または化学的に類似する別のアミノ酸残基と、例えば、ある疎水性残基を、別のものと、またはある極性残基を別のものと置き換えることを包含してもよい。単一のアミノ酸置換の効果を、D-アミノ酸を使用して精査することもできる。そのような改変を、例えば、Merrifield、Science 232巻:341~347頁(1986年)、BaranyおよびMerrifield、ThePeptides、GrossおよびMeienhofer編(N.Y.、Academic Press)、1~284頁(1979年);ならびにStewartおよびYoung、SolidPhase Peptide Synthesis(Rockford、III.、Pierce)、第2版(1984年)に記載されるような、周知のペプチド合成手順を使用して作製することができる。
例えば、アミノ酸の付加または欠失により、化合物のアミノ酸配列を伸長するか、または減少させることにより、抗原性ペプチドを改変することもできる。抗原性ペプチド、ポリペプチド、または類似体を、ある特定の残基の順序または組成を変化させることによって改変することもできる。生物学的活性にとって必須のある特定のアミノ酸残基、例えば、重要な接触部位にあるもの、または保存された残基は、一般的には、生物学的活性に対する有害な効果なしには変化させることができないことが当業者には理解されるであろう。重要でないアミノ酸は、L-a-アミノ酸、またはそのD-異性体などの、タンパク質中に天然に存在するものに限定される必要はないが、β-γ-δ-アミノ酸などの非天然アミノ酸も、ならびにL-a-アミノ酸の多くの誘導体を含んでもよい。
単一のアミノ酸置換を有する一連のペプチドを使用することによって抗原ペプチドを最適化して、MHC結合に対する、帯電、疎水性などの効果を決定することができる。例えば、一連の正に荷電した(例えば、LysもしくはArg)または負に荷電した(例えば、Glu)アミノ酸置換を、様々なMHC分子およびT細胞受容体に対する様々なパターンの感受性を示すペプチドの長さに沿って作製することができる。さらに、Ala、Gly、Pro、または同様の残基などの小さく、相対的に中性の部分を使用する複数の置換を用いることができる。置換は、ホモ-オリゴマーまたはヘテロ-オリゴマーであってもよい。置換または付加される残基の数および型は、必須の接触点と、求められるある特定の機能的属性(例えば、疎水性対親水性)との間に必要な空間に依存する。親ペプチドの親和性と比較した、MHC分子またはT細胞受容体に対する結合親和性の増加を、そのような置換によって達成することもできる。任意の事象において、そのような置換は、例えば、結合を破壊し得る立体および電荷干渉を回避するように選択されたアミノ酸残基または他の分子断片を用いるべきである。アミノ酸置換は、典型的には、単一の残基のものである。置換、欠失、挿入またはその任意の組合せを組み合わせて、最終的なペプチドに到達することができる。
抗原性ペプチドを改変して、所望の属性を提供することができる。例えば、CTL活性を誘導するペプチドの能力を、ヘルパーT細胞応答を誘導することができる少なくとも1つのエピトープを含有する配列への連結によって増強することができる。一部の実施形態では、免疫原性ペプチド/Tヘルパーコンジュゲートは、スペーサー分子によって連結される。一部の実施形態では、スペーサーは、生理的条件下で実質的に非荷電であるアミノ酸またはアミノ酸模倣物などの相対的に小さい中性分子を含む。スペーサーを、例えば、Ala、Gly、または非極性アミノ酸の他の中性スペーサーもしくは中性極性アミノ酸から選択することができる。必要に応じて、本スペーサーは、同じ残基を含む必要はなく、したがって、ヘテロまたはホモオリゴマーであってもよいことが理解されるであろう。抗原性ペプチドを、そのペプチドのアミノまたはカルボキシ末端で直接的に、またはスペーサーを介して、Tヘルパーペプチドに連結することができる。抗原性ペプチドまたはTヘルパーペプチドのアミノ末端をアシル化することができる。例示的なTヘルパーペプチドとしては、破傷風トキソイド830~843、インフルエンザ307~319、マラリアスポロゾイト周囲382~398および378~389が挙げられる。
一対立遺伝子HLA細胞株
単一のクラスI HLA対立遺伝子、一対のクラスII HLA対立遺伝子、または単一のクラスI HLA対立遺伝子および一対のクラスII HLA対立遺伝子のいずれかを発現する一対立遺伝子細胞株を、好適な細胞集団に、単一のHLA対立遺伝子をコードするポリ核酸、例えば、ベクターを形質導入またはトランスフェクトすることによって生成することができる。好適な細胞集団としては、例えば、単一のHLAクラスI対立遺伝子が発現されるクラスI欠損細胞株、一対のHLAクラスII対立遺伝子が発現されるクラスII欠損細胞株、または単一のHLAクラスIおよび/もしくは一対のクラスII対立遺伝子が発現されるクラスIおよびクラスII欠損細胞株が挙げられる。例示的な実施形態として、クラスI欠損B細胞株は、B721.221である。しかしながら、クラスIおよび/またはクラスII欠損である他の細胞集団を生成することができることが、当業者には明らかである。内在性クラスIまたはクラスII遺伝子を欠失させる/不活化するための例示的な方法は、例えば、THP-1細胞中でのCRISPR-Cas9媒介性ゲノム編集を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、マクロファージ、B細胞、および樹状細胞などの専門的抗原提示細胞である。細胞は、B細胞または樹状細胞であってもよい。一部の実施形態では、細胞は、腫瘍細胞または腫瘍細胞株に由来する細胞である。一部の実施形態では、細胞は、患者から単離された細胞である。一部の実施形態では、細胞は、感染性因子またはその一部を含有する。一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも1個の遺伝子の発現および/または活性を増加または減少させることなどによって、さらに改変される。一部の実施形態では、遺伝子は、免疫プロテアソームのメンバーをコードする。免疫プロテアソームは、HLAクラスI結合ペプチドのプロセシングに関与することが知られており、LMP2(β1i)、MECL-1(β2i)、およびLMP7(β5i)サブユニットを含む。また、免疫プロテアソームを、インターフェロン-ガンマによって誘導することもできる。したがって、一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数のサイトカイン、増殖因子、または他のタンパク質と接触させることができる。細胞を、インターフェロン-ガンマ、IL-10、IL-6、および/またはTNF-αなどの炎症性サイトカインを用いて刺激することができる。細胞集団を、ストレス(熱ストレス、酸素欠乏、グルコース飢餓、DNA損傷剤など)などの様々な環境条件にかけることもできる。一部の実施形態では、細胞を、化学療法薬、放射線、標的治療、免疫治療のうちの1つまたは複数と接触させる。したがって、本明細書に開示される方法を使用して、HLAペプチドプロセシングおよび提示に対する様々な遺伝子または条件の効果を研究することができる。一部の実施形態では、使用される条件は、HLA-ペプチドの集団が識別される患者の状態と一致するように選択される。
本開示の単一のHLA-対立遺伝子を、ウイルスに基づく系(例えば、アデノウイルス系、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、ポックスウイルス、またはレンチウイルス)を使用してコードさせ、発現させることができる。アデノ随伴ウイルス、アデノウイルス、およびレンチウイルス送達のために使用することができるプラスミドは、以前に記載されている(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,955,808号および第6,943,019号、ならびに米国特許出願第20080254008号を参照されたい)。本開示の実施において使用することができるベクターのうち、細胞の宿主ゲノム中への組込みは、挿入された導入遺伝子の長期的発現をもたらすことが多い、レトロウイルス遺伝子導入法を用いて可能である。例示的な実施形態では、レトロウイルスはレンチウイルスである。さらに、高い形質導入効率が、多くの異なる細胞型および標的組織において観察されている。外来エンベロープタンパク質を組み込み、標的細胞の潜在的な標的集団を拡大増殖させることによって、レトロウイルスの向性を変更することができる。また、ある特定の細胞型のみがレンチウイルスによって感染するように、レトロウイルスを操作して、挿入された導入遺伝子の条件的発現を可能にすることもできる。細胞型特異的プロモーターを使用して、特定の細胞型における発現を標的化することができる。レンチウイルスベクターは、レトロウイルスベクターである(したがって、レンチウイルスおよびレトロウイルスベクターは両方とも、本開示の実施において使用することができる)。さらに、レンチウイルスベクターは、非分裂細胞に形質導入または感染し、典型的には、高いウイルス力価をもたらすことができる。HLAクラスIおよびクラスIIを発現するように形質導入される安定な細胞株を生成するために使用することができる例示的なレンチウイルスベクターを、図3に示す。
レトロウイルス遺伝子導入系の選択は、標的組織に依存してもよい。レトロウイルスベクターは、最大で6~10kbの外来配列に関するパッケージング能力を有するcis作用性の長い末端反復を含む。ベクターの複製およびパッケージングのためには、最小限のcis作用性LTRで十分であり、ベクターは次いで、永続的な発現を提供するために所望の核酸を標的細胞中に組み込むために使用される。本開示の実施において使用することができる広く使用されるレトロウイルスベクターとしては、マウス白血病ウイルス(MuLV)、テナガザル白血病ウイルス(GaLV)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、およびその組合せに基づくものが挙げられる(例えば、Buchscherら(1992年)、J. Virol. 66巻:2731~2739頁;Johannら(
1992年)、J. Virol. 66巻:1635~1640頁;Sommnerfeltら(1990
年)、Virol. 176巻:58~59頁;Wilsonら(1998年)、J. Virol. 63巻:2374~2378頁;Millerら(1991年)、J. Virol. 65巻:2220~2224頁;PCT/US94/05700を参照されたい)。また、本開示の実施において有用なものは、ウマ感染性貧血ウイルス(EIAV)に基づくレンチウイルスベクターなどの、最小の非霊長類レンチウイルスベクターである(例えば、Wiley InterScience
DOI: 10.1002/jgm.845において2005年11月21日にオンライン公開された、Balagaan(2006年)、J Gene Med;8巻:275~285頁を参照されたい)。ベク
ターは、標的遺伝子の発現を駆動するサイトメガロウイルス(CMV)プロモーターを有してもよい。したがって、本開示は、特に、本開示の実施において有用なベクター:レトロウイルスベクターおよびレンチウイルスベクターを含むウイルスベクターを企図する。
任意のHLA対立遺伝子を、細胞集団中で発現させることができる。例示的な実施形態では、HLA対立遺伝子は、クラスI HLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、クラスI HLA対立遺伝子は、HLA-A対立遺伝子またはHLA-B対立遺伝子である。一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、クラスII HLA対立遺伝子である。クラスIおよびクラスII HLA対立遺伝子の配列を、IPD-IMGT/HLAデータベースに見出すことができる。例示的なHLA対立遺伝子としては、限定されるものではないが、HLA-A02:01、HLA-B14:02、HLA-A23:01、HLA-E01:01、HLA-DRB01:01、HLA-DRB01:02、HLA-DRB11:01、HLA-DRB15:01、およびHLA-DRB07:01が挙げられる。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、目的の遺伝子型に一致するように選択される。一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子であり、罹患した患者における天然に存在しない対立遺伝子または天然に存在する対立遺伝子であってもよい。本明細書に開示される方法は、様々な障害と関連するHLA対立遺伝子ならびに低頻度で存在する対立遺伝子のためのHLA結合ペプチドを識別するさらなる利点を有する。したがって、一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、白人集団内などの集団内で1%未満の頻度で存在する。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子をコードする核酸配列は、HLA-タンパク質を免疫精製するために使用することができる親和性アクセプタータグをさらに含む。好適なタグは、当技術分野で周知である。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質に由来するVSV-Gエピトープタグ、またはサルウイルス5(SV5)のパラミクソウイルスのPおよびVタンパク質上に見出される小エピトープ(Pk)に由来するV5タグである。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、認識可能なエピトープ(抗体結合部位)をHLA-タンパク質に付加して、対応する抗体の結合を提供し、これによりタグ付けされたタンパク質の識別または親和性精製を可能にするペプチドタグの型である「エピトープタグ」である。エピトープタグの非限定例は、IgGに結合するプロテインAまたはプロテインGである。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)またはヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)ペプチド配列を含む。多数の他のタグ部分が、当業者には公知であり、当業者によって想定することができ、また、本明細書で企図される。ペプチドタグが親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のエレメントとして発現され得る限り、任意のペプチドタグを使用することができる。
本明細書で提供される方法は、ユニバーサルIP HLA構築物をトランスフェクトまたは形質導入された細胞からHLA-ペプチド複合体を単離するステップを含む。一部の実施形態では、複合体を、商業的に入手可能な抗体を用いる当技術分野で公知の標準的な免疫沈降技術を使用して単離することができる。細胞を、最初に溶解することができる。HLAクラスI-ペプチド複合体を、W6/32抗体などのHLAクラスI特異的抗体を使用して単離することができるが、HLAクラスII-ペプチド複合体を、M5/114.15.2モノクローナル抗体などのHLAクラスII特異的抗体を使用して単離することができる。一部の実施形態では、単一(または一対)のHLA対立遺伝子は、ペプチドタグとの融合タンパク質として発現され、HLA-ペプチド複合体は、ペプチドタグを認識する結合分子を使用して単離される。
方法は、前記HLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップ、およびペプチドを配列決定するステップをさらに含む。ペプチドは、酸溶出などの、当業者には公知の任意の方法によって複合体から単離される。任意の配列決定法を使用することができるが、一部の実施形態では、液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MSもしくはLC-MS/MS、またはあるいは、HPLC-MSもしくはHPLC-MS/MS)などの質量分析を用いる方法が使用される。これらの配列決定法は、当業者には周知であり、Medzihradszky KFおよびChalkley RJ. Mass Spectrom Rev. 2015年1月~2月;34巻(1号):43~63頁に概説されている。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団または内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、蛍光活性化細胞選別(FACS)などによって富化または選別された細胞を含む。一部の実施形態では、蛍光活性化細胞選別(FACS)を使用して、細胞集団を選別する。一部の実施形態では、細胞集団は、クラスIもしくはクラスII HLAのいずれか、またはクラスIおよびクラスII HLAの両方の細胞表面発現について予めFACSで選別される。例えば、FACSを使用して、HLAクラスI対立遺伝子、HLAクラスII対立遺伝子、またはその組合せの細胞表面発現について細胞集団を選別することができる。
親和性アクセプタータグ付きHLA構築物のライブラリー
本明細書で使用される用語「ライブラリー」は、核酸分子(環状または線状)の集合を指す。一実施形態では、ライブラリーは、一般的な供給源生物、臓器、組織、または細胞に由来し得る、複数(すなわち、2つまたはそれより多い)核酸分子を含んでもよい。一部の実施形態では、ライブラリーは、生物の核酸含量の全部もしくは一部もしくは有意な部分の代表(「ゲノム」ライブラリー)、または細胞、組織、臓器もしくは生物中の発現される核酸分子の全部もしくは一部もしくは有意な部分を代表する核酸分子のセット(cDNAライブラリーもしくはそれに由来するセグメント)である。ライブラリーはまた、de novo合成、1つまたは複数の配列の変異誘発などによって作製されるランダム配列を含んでもよい。そのようなライブラリーを、1つまたは複数のベクター中に含有させることができる。本明細書に提供される親和性アクセプタータグ付きHLA構築物のライブラリーは、HLA対立遺伝子のエレメント、親和性アクセプターペプチド、またはリンカーをコードするDNA配列を含む。適切な分子生物学的技術を、Sambrookら(Molecular Cloning;A Laboratory Manual、New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press、1989年)に見出すことができる。核酸セグメントのクローニングを容易に
するためのいくつかの方法が、例えば、以下の参考文献:Ferguson, J.ら、Gene 16
巻:191頁(1981年)およびHashimoto-Gotoh, T.ら、Gene 41巻:125頁(1986年)に記載されている。本明細書で使用される、組換え核酸技術ならびに分子および細胞生物学の分野において使用される他の用語は、適用可能な業界における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるであろう。
組換えHLA対立遺伝子の様々なエレメントまたはドメインを、組換えHLA対立遺伝子のN末端とC末端の間に任意の順序で配置することができる。別のエレメントまたはドメインよりも、組換えHLA対立遺伝子からコードされる組換えポリペプチドのN末端に近いエレメントまたはドメインは、他のエレメントまたはドメインの「N末端」であると言われる。同様に、別のエレメントまたはドメインよりも、組換えHLA対立遺伝子からコードされる組換えポリペプチドのC末端に近いエレメントまたはドメインは、他のエレメントまたはドメインの「C末端」であると言われる。別途明示的に記述されない限り、組換えHLA対立遺伝子からコードされる組換えポリペプチドの異なるエレメントまたはドメインは、隣接している必要はない(すなわち、1つまたは複数の介在エレメントもドメインも含まない)。一部の実施形態では、組換えHLA対立遺伝子からコードされる組換えポリペプチドの異なるエレメントまたはドメインは、隣接していてもよい。
組換えHLA対立遺伝子からコードされる組換えポリペプチドは、1つまたは複数のリンカー、ペプチドタグ(エピトープタグなど)、またはプロテアーゼ認識部位などの、1つまたは複数の任意選択のエレメントを含んでもよい。一部の実施形態では、ペプチドタグは、親和性アクセプターペプチドである。リンカーは、組換えタンパク質の他のエレメントまたはドメインを分離する比較的短い一連のアミノ酸である。一部の実施形態では、リンカーは、1~100アミノ酸長;例えば、5~75、10~60、15~50、15~40、または1~50アミノ酸長である。
異種発現系においてタンパク質を発現させる方法は、当技術分野で周知である。典型的には、目的のタンパク質(組換えHLAクラスIまたはクラスII親和性アクセプタータグ付きペプチド)の全部または一部をコードする核酸分子を、本明細書に記載されるものなどの方法を使用して取得する。タンパク質をコードする核酸配列を、標準的な組換えDNA手順を使用して目的の特定の宿主細胞に適した発現ベクター中にクローニングする。発現ベクターとしては、(数あるエレメントの中でも特に)所望のタンパク質をコードする核酸分子に作動可能に連結して、宿主細胞中でのそのような核酸分子の発現を引き起こすことができる調節配列(例えば、プロモーター)が挙げられる。同時に、調節配列およびタンパク質をコードする核酸配列は、「発現カセット」である。発現ベクターは、複製起点、形質転換された細胞中での表現型選択を提供するマーカー遺伝子、1つまたは複数の他のプロモーター、および異種核酸配列の挿入のためのいくつかの制限部位を含有するポリリンカー領域を含んでもよい。
多数の宿主細胞中での異種タンパク質の発現にとって有用な発現ベクターは、当技術分野で周知であり、一部の特定の例は、本明細書に提供される。特定の宿主細胞に適した任意の方法を使用して、宿主細胞に発現ベクターをトランスフェクトする(またはそれを含有するウイルスに感染させる)。そのようなトランスフェクション法も、当技術分野で周知であり、非限定的な例示的方法は、本明細書に記載される。トランスフェクトまたは形質導入された宿主細胞は、発現カセット中で対応する核酸配列によりコードされたタンパク質を発現することができる。
一部の実施形態では、クラスIまたはクラスII HLA構築物は、N末端またはC末端に、親和性アクセプタータグおよび親和性分子を含む。一部の実施形態では、クラスIまたはクラスII HLA構築物は、少なくとも1つの特異的に結合する親和性アクセプタータグおよび親和性分子を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質に由来するVSV-Gエピトープタグ、またはサルウイルス5(SV5)のパラミクソウイルスのPおよびVタンパク質上に見出される小エピトープ(Pk)に由来するV5タグである。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、タグ配列の複数の反復(例えば、3×ポリヒスチジンタグ、3×FLAGタグ)を含んでもよい。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、タグ配列の複数の反復(例えば、3×ポリヒスチジンタグ、3×FLAGタグ)を含んでもよい。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、HLA-タンパク質に認識可能なエピトープ(抗体結合部位)を付加して、対応する抗体の結合を提供し、これによりタグ付けされたタンパク質の識別または親和性精製を可能にするペプチドタグの型である、「エピトープタグ」である。エピトープタグの非限定例は、IgGに結合するプロテインAまたはプロテインGである。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)またはヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)ペプチド配列を含む。多数の他のタグ部分が当業者には公知であり、当業者によって想定することができ、また、本明細書で企図される。ペプチドタグが親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のエレメントとして発現され得る限り、任意のペプチドタグを使用することができる。
親和性タグを、HLA対立遺伝子のN末端またはC末端上に置くことができる。一部の実施形態では、親和性タグは、ERに対する細胞表面へのHLA-ペプチドの局在化を可能にするためにHLA対立遺伝子のC末端に置かれる。一部の実施形態では、親和性タグは、複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する細胞株からの単一HLAの単離を可能にするためにHLA対立遺伝子のN末端に置かれる。さらに別の実施形態では、親和性タグは、特定のクラスII HLAヘテロ二量体を免疫精製するために可変β鎖に付加される。
一部の実施形態では、F2Aなどの切断配列、または内部リボソーム進入部位(IRES)を、α鎖とβ2-ミクログロブリンの間(クラスI)またはα鎖とβ鎖の間(クラスII)に置くことができる。一部の実施形態では、単一のクラスI HLA対立遺伝子は、HLA-A02:01、HLA-A23:01およびHLA-B14:02、またはHLA-E01:01であり、クラスII HLA対立遺伝子は、HLA-DRB01:01、HLA-DRB01:02およびHLA-DRB11:01、HLA-DRB15:01、またはHLA-DRB07:01である。
非限定的な例示的親和性アクセプタータグ付きHLA構築物は、図2、図6Cおよび図7Cに示される。
治療方法
腫瘍特異的ペプチドを使用する個別化された免疫治療が記載されている(Ottら、Hematol. Oncol. Clin. N. Am. 28巻(2014年)、559~569頁)。どの特定
のペプチドを免疫原として使用するかを効率的に選択することは、どの腫瘍特異的ペプチドが患者に存在するHLA対立遺伝子に効率的に結合するかを予測する能力を必要とする。治癒的および腫瘍特異的免疫治療を開発するための決定的な障壁の1つは、自己免疫を回避するための高度に特異的で限定された腫瘍抗原の同定および選択である。悪性細胞内での遺伝子変化(例えば、反転、転座、欠失、ミスセンス変異、スプライス部位変異など)の結果として生じる腫瘍ネオ抗原は、最も腫瘍特異的なクラスの抗原である。ネオ抗原は、それらの同定、最適化された抗原の選択、およびワクチンまたは免疫原性組成物における使用のためのネオ抗原の生成の技術的困難性のため、がんワクチンまたは免疫原性組成物においてはめったに使用されてこなかった。これらの課題は、高い割合のがんを有する対象に由来する一致した生殖系列試料中ではなく、腫瘍中にDNAレベルで存在する新生物/腫瘍中の変異を同定すること;新生物/腫瘍内で発現され、高い割合の患者HLA対立遺伝子に結合する複数のネオ抗原T細胞エピトープを生成するための1つまたは複数のペプチド-MHC結合予測アルゴリズムを用いて同定された変異を分析すること;および高い割合のがんを有する対象を処置するのに好適ながんワクチンまたは免疫原性組成物における使用のための、全てのネオ抗原ペプチドおよび予測される結合ペプチドのセットから選択される複数のネオ抗原性ペプチドを合成することによって解決することができる(図18Aおよび図18B)。
例えば、ペプチド配列決定情報の治療ワクチンへの翻訳は、高い割合の個体のHLA分子に結合することができる変異ペプチドの予測を含んでもよい。免疫原として利用するための特定の変異の効率的な選択には、どの変異ペプチドが高い割合の患者のHLA対立遺伝子に効率的に結合するかを予測する能力が必要である。最近、検証された結合および非結合ペプチドを用いたニューラルネットワークに基づく学習手法が、主なHLA-Aおよび-B対立遺伝子に関する予測アルゴリズムの精度を向上させてきた。しかしながら、HLA-ペプチド結合規則をコードする向上したニューラルネットワークに基づくアルゴリズムを使用するとしても、いくつかの因子が、HLA対立遺伝子上に提示されるペプチドを予測する力を制限する。
例えば、ペプチド配列決定情報の治療ワクチンへの翻訳は、長いペプチドのマルチエピトープワクチンとして薬物を製剤化することを含んでもよい。多くの変異エピトープを、免疫系の大きな能力を実用的に利用するものとして標的化することは、免疫標的化遺伝子産物の下方調節による免疫回避のための機会を妨げ、エピトープ予測手法の公知の不正確性を相殺する。合成ペプチドは、複数の免疫原を効率的に調製し、変異エピトープの同定を有効なワクチンに迅速に翻訳するための有用な手段を提供する。ペプチドを、容易に化学的に合成し、汚染細菌または動物物質を含まない試薬を利用して容易に精製することができる。小さいサイズは、タンパク質の変異領域への明確な集中を可能にし、また、他の成分(非変異タンパク質またはウイルスベクター抗原)に由来する無関係の抗原性競合を低減させる。
例えば、ペプチド配列決定情報の治療ワクチンへの翻訳は、強力なワクチンアジュバントとの組合せを含んでもよい。有効なワクチンには、免疫応答を開始させるための強力なアジュバントが必要である。例えば、ポリ-ICLC、TLR3のアゴニストならびにMDA5およびRIG3のRNAヘリカーゼドメインは、ワクチンアジュバントにとっていくつかの望ましい特性を示した。これらの特性は、in vivoでの免疫細胞の局所および全身活性化の誘導、刺激ケモカインおよびサイトカインの産生、ならびにDCによる抗原提示の刺激を含む。さらに、ポリ-ICLCは、ヒトにおいて持続的なCD4+およびCD8+応答を誘導することができる。重要なことに、転写およびシグナル伝達経路の上方調節における著しい類似性が、ポリ-ICLCをワクチン接種された対象および高度に有効な複製可能黄熱病ワクチンを受けたことがあるボランティアにおいて見られた。さらに、NYESO-1ペプチドワクチン(モンタニドに加えて)と組み合わせたポリ-ICLCで免疫された90%を超える卵巣癌患者が、最近の第1相試験においてCD4+およびCD8+T細胞の誘導、ならびに該ペプチドに対する抗体応答を示した。同時に、ポリ-ICLCは、現在まで25を超える臨床試験において広範囲に試験されており、比較的良性の毒性プロファイルを示した。
一部の実施形態では、免疫原性ペプチドを、疾患または状態を有する対象に由来する細胞から識別することができる。一部の実施形態では、免疫原性ペプチドは、疾患または状態を有する対象に特異的であってもよい。一部の実施形態では、免疫原性ペプチドは、疾患または状態を有する対象のHLAハプロタイプに一致するHLAに結合することができる。
一部の実施形態では、ペプチドのライブラリーを、細胞中で発現させることができる。一部の実施形態では、細胞は、識別されるか、または特徴付けられるペプチドを含む。一部の実施形態では、識別されるか、または特徴付けられるペプチドは、内在性ペプチドである。一部の実施形態では、ペプチドは、外因性ペプチドである。例えば、識別されるか、または特徴付けられるペプチドを、ペプチドのライブラリーをコードする複数の配列から発現させることができる。
本明細書の開示の前は、HLAペプチドームのLC-MS/MS研究の大多数は、元々存在するバイオインフォマティクス予測因子または「デコンボリューション」を使用して最大6個のクラスI対立遺伝子のうちの1つにペプチドを割り当てる必要がある、複数のHLA分子を発現する細胞を使用していた(Bassani-SternbergおよびGfeller、2016年)。したがって、公知のモチーフに厳密に一致しないペプチドを、所与のHLA対立遺伝子に対する結合剤として明確に報告することができなかった。
個体のHLA分子に結合することができる、変異ペプチドなどのペプチドの予測方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、適用は、抗原を含むペプチドの所与のセットから、対象のための免疫原性組成物を調製するための最も好適なペプチドを識別する方法であって、前記ペプチドの所与のセットから対象のHLAタンパク質に結合することができる複数のペプチドを選択するステップを含み、HLAタンパク質に結合する前記能力が、前記対象のHLA対立遺伝子のそれぞれについて特定のHLA結合ペプチドに対応するペプチド配列データベースを用いて訓練されたマシンを用いて、ペプチドの配列を分析することによって決定される、方法を提供する。抗原を含むペプチドの所与のセットから、対象のための免疫原性組成物を調製するための最も好適なペプチドを識別する方法であって、前記ペプチドの所与のセットから、対象のHLAタンパク質に結合することができると決定された複数のペプチドを選択するステップを含み、HLAタンパク質に結合する能力が、本明細書の上記方法を実行することによって得られるペプチド配列データベースを用いて訓練されたマシンを用いて、ペプチドの配列を分析することによって決定される、方法が、本明細書で提供される。したがって、一部の実施形態では、本開示は、対象特異的免疫原性組成物を調製するための複数の対象特異的ペプチドを識別する方法であって、対象が腫瘍を有し、対象特異的ペプチドが対象および対象の腫瘍に特異的であり、前記方法が、対象の腫瘍の試料および対象の非腫瘍試料を配列決定するステップ;核酸配列決定に基づいて、対象のがん細胞のゲノム中に存在するが、対象の正常組織中には存在しない非サイレント変異、および対象のHLA遺伝子型を決定するステップ;ならびに識別された非サイレント変異から、それぞれ、対象の腫瘍に特異的なエピトープである異なる腫瘍エピトープを有し、それぞれ、本明細書に記載のHLA結合を予測するための方法において非サイレント変異に由来するペプチドの配列を分析することによって決定された場合、対象のHLAタンパク質に結合することができると識別される、複数の対象特異的ペプチドを選択するステップを含む方法を提供する。
一部の実施形態では、個体に特異的なHLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法が、本明細書で開示される。
一部の実施形態では、個体に特異的なHLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法は、状態または疾患を有する対象などの、それを必要とする個体における免疫治療薬を開発するために使用される。
哺乳動物において抗腫瘍免疫を提供する方法であって、哺乳動物に、記載の方法に従って識別されたペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍免疫を提供する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載の方法に従って識別されたペプチドの配列を有するペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍免疫を提供する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載の方法に従って識別されたペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍免疫を提供する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載の方法に従って識別されたペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、細胞は、HLA-ペプチド複合体としてペプチドを提示する。
対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載の方法に従って識別されたペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載の方法に従って識別されたペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載の方法に従って識別されたペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載の方法に従って識別されたペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、疾患または障害は、がんである。一部の実施形態では、方法は、免疫チェックポイント阻害剤を対象に投与するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、HLA-ペプチド複合体を特徴付けることによって、それを必要とする個体のための免疫治療薬を開発する方法であって、a)それを必要とする個体に由来する細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、i)組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列、ii)それに作動可能に連結された、親和性アクセプターペプチドをコードする配列を含む、ステップ;b)細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1個の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLAを発現させ、これにより少なくとも1個の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成させるステップ;c)親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;それを必要とする個体に特異的なHLA-ペプチド複合体を特徴付けるステップ;およびd)疾患または状態を有する、それを必要とする個体に特異的なHLA-ペプチド複合体に基づいて免疫治療薬を開発するステップを含む方法が、本明細書で開示される。
一部の実施形態では、免疫治療薬は、核酸またはペプチド治療薬である。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数のペプチドを、細胞集団に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団を1つもしくは複数のペプチドと接触させるステップ、または細胞集団中で1つもしくは複数のペプチドを発現させるステップを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸と接触させるステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、患者に特異的な1つまたは複数のHLAを導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、患者に特異的な全てのHLAを導入するステップを含む。一部の実施形態では、患者特異的HLAを、単一の対立遺伝子として導入することができる。一部の実施形態では、複数の患者特異的HLAを導入することができる。一部の実施形態では、方法は、患者特異的HLAと関連して識別されたペプチドに基づいて免疫治療薬を開発するステップを含む。一部の実施形態では、細胞集団は、それを必要とする個体に由来する。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成させるステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団に、ペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成させるステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。一部の実施形態では、疾患または状態は、がんまたは感染性因子による感染または自己免疫疾患である。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞中に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、それを必要とする個体に特異的なHLAペプチド複合体に由来する1つまたは複数のペプチドを特徴付けるステップを含み、必要に応じて、ペプチドは、感染性因子または自己免疫疾患の1つまたは複数の標的タンパク質に由来する。一部の実施形態では、方法は、感染性因子または自己免疫疾患の1つまたは複数の標的タンパク質に由来するペプチドの1つまたは複数の領域を特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、方法は、感染性因子または自己免疫疾患に由来するHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップを含む。
一部の実施形態では、感染性因子は、病原体である。一部の実施形態では、病原体は、ウイルス、細菌、または寄生虫である。
一部の実施形態では、ウイルスは、BKウイルス(BKV)、デングウイルス(DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4、DENV-5)、サイトメガロウイルス(CMV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV-1)、インフルエンザウイルス、RSV、HPV、狂犬病、流行性耳下腺炎、風疹ウイルス、ポリオウイルス、黄熱、A型肝炎、B型肝炎、ロタウイルス、水痘ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、天然痘、帯状疱疹、およびその組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、細菌は、Klebsiella spp.、Tropheryma whipplei、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepromatosis、およびMycobacterium tuberculosisからなる群から選択される。一部の実施形態では、細菌は、腸チフス、肺炎球菌、髄膜炎菌、ヘモフィルスB、炭疽菌、破傷風トキソイド、B群髄膜炎菌、bcg、コレラ、およびその組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、寄生虫は、寄生蠕虫または原生動物である。一部の実施形態では、寄生虫は、Leishmania spp.(例えば、L.major、L.infantum、L.braziliensis、L.donovani、L.chagasi、L.mexicana)、Plasmodium spp.(例えば、P.falciparum、P.vivax、P.ovale、P.malariae)、Trypanosoma cruzi、Ascaris lumbricoides、Trichuris trichiura、Necator americanus、およびSchistosoma spp.(S.mansoni、S.haematobium、S.japonicum)からなる群から選択される。
一部の実施形態では、免疫治療薬は、操作された受容体である。一部の実施形態では、操作された受容体は、キメラ抗原受容体(CAR)、T細胞受容体(TCR)、またはB細胞受容体(BCR)、養子T細胞治療(ACT)、またはその誘導体である。他の態様では、操作した受容体は、キメラ抗原受容体(CAR)である。一部の態様では、CARは、第1世代のCARである。他の態様では、CARは、第2世代のCARである。また他の態様では、CARは、第3世代のCARである。
一部の態様では、CARは、細胞外部分、膜貫通部分および細胞内部分を含む。一部の態様では、細胞内部分は、少なくとも1つのT細胞共刺激ドメインを含む。一部の態様では、T細胞共刺激ドメインは、CD27、CD28、TNFRS9(4-1BB)、TNFRSF4(OX40)、TNFRSF8(CD30)、CD40LG(CD40L)、ICOS、ITGB2(LFA-1)、CD2、CD7、KLRC2(NKG2C)、TNFRS18(GITR)、TNFRSF14(HVEM)またはそれらの任意の組合せからなる群から選択される。
一部の態様では、操作された受容体は、標的に結合する。一部の態様では、結合は、疾患または状態に罹患している個体に特異的なHLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法から識別されたペプチドに特異的である。
一部の態様では、免疫治療薬は、本明細書で詳細に説明される細胞である。一部の態様では、免疫治療薬は、疾患または状態に罹患している個体に特異的なHLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法から識別されたペプチドに特異的に結合する受容体を含む細胞である。一部の態様では、免疫治療薬は、本発明のペプチド/核酸と組み合わせて使用される細胞である。一部の実施形態では、細胞は、患者細胞である。一部の実施形態では、細胞は、T細胞である。一部の実施形態では、細胞は、腫瘍浸潤リンパ球である。
一部の態様では、状態または疾患を有する対象は、対象のT細胞受容体レパートリに基づいて処置される。一部の実施形態では、抗原ワクチンは、対象のT細胞受容体レパートリに基づいて選択される。一部の実施形態では、対象は、本明細書に記載の方法を使用して識別された抗原またはペプチドに特異的なTCRを発現するT細胞を用いて処置される。一部の実施形態では、対象は、TCR、例えば、対象特異的TCRに特異的な本明細書に記載の方法を使用して識別された抗原またはペプチドを用いて処置される。一部の実施形態では、対象は、TCR、例えば、対象特異的TCRを発現するT細胞に特異的な本明細書に記載の方法を使用して識別された抗原またはペプチドを用いて処置される。一部の実施形態では、対象は、対象特異的TCRに特異的な本明細書に記載の方法を使用して識別された抗原またはペプチドを用いて処置される。
一部の実施形態では、免疫原性抗原組成物またはワクチンは、対象において識別されたTCRに基づいて選択される。一実施形態では、T細胞レパートリーの識別および機能的アッセイにおける試験を使用して、状態または疾患を有する対象に投与される免疫原性組成物またはワクチンを決定する。一部の実施形態では、免疫原性組成物は、抗原ワクチンである。一部の実施形態では、抗原ワクチンは、対象特異的抗原ペプチドを含む。一部の実施形態では、抗原ワクチンに含まれる抗原ペプチドは、抗原に結合する対象特異的TCRの定量に基づいて選択される。一部の実施形態では、抗原ペプチドは、TCRに対するペプチドの結合親和性に基づいて選択される。一部の実施形態では、選択は、量と結合親和性との両方の組合せに基づく。例えば、機能的アッセイにおいて抗原に強く結合するが、TCRレパートリー中に高度に表れないTCRが、抗原ワクチンのための良好な候補であり得るが、これは、TCRを発現するT細胞が有利に増幅されるためである。
一部の実施形態では、抗原は、TCRへの結合に基づいて対象に投与するために選択される。一部の実施形態では、疾患または状態を有する対象に由来するT細胞などのT細胞を拡大増殖させることができる。本明細書に記載の方法を使用して識別された免疫原性抗原ペプチドに特異的なTCRを発現する拡大増殖したT細胞を、対象に投与して戻すことができる。一部の実施形態では、好適な細胞、例えば、PBMCに、本明細書に記載の方法を使用して識別され、対象に投与される免疫原性抗原ペプチドに特異的なTCRの発現のためのポリヌクレオチドを形質導入またはトランスフェクトする。本明細書に記載の方法を使用して識別される免疫原性抗原ペプチドに特異的なTCRを発現するT細胞を拡大増殖させ、対象に投与して戻すことができる。一部の実施形態では、自己の疾患組織と共にインキュベートした場合に細胞溶解活性をもたらす本明細書に記載の方法を使用して識別される免疫原性抗原ペプチドに特異的なTCRを発現するT細胞を拡大増殖させ、対象に投与することができる。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法を使用して識別される免疫原性抗原ペプチドへの結合における機能的アッセイの結果において使用されるT細胞を拡大増殖させ、対象に投与することができる。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法を使用して識別される対象特異的免疫原性抗原ペプチドに結合すると決定されたTCRを、T細胞中で発現させ、対象に投与することができる。
本明細書に記載の方法は、腫瘍または病原体と関連する抗原などの、選択された抗原に特異的な、T細胞などの免疫系の細胞の養子移入を含んでもよい。様々な戦略を使用して、例えば、本明細書に記載の方法を使用して識別される免疫原性抗原ペプチドに対する特異性を有する新しいTCRαおよびβ鎖を導入することによって、T細胞受容体(TCR)の特異性を変更することによってT細胞を遺伝的に改変することができる(例えば、米国特許第8,697,854号;PCT特許公開:WO2003020763、WO2004033685、WO2004044004、WO2005114215、WO2006000830、WO2008038002、WO2008039818、WO2004074322、WO2005113595、WO2006125962、WO2013166321、WO2013039889、WO2014018863、WO2014083173;米国特許第8,088,379号を参照されたい)。
キメラ抗原受容体(CAR)を使用して、様々な受容体キメラ構築物を用いて、本明細書に記載の方法を使用して識別される免疫原性抗原ペプチドなどの、選択された標的に特異的な、T細胞などの免疫応答性細胞を生成することができる(例えば、米国特許第5,843,728号;第5,851,828号;第5,912,170号;第6,004,811号;第6,284,240号;第6,392,013号;第6,410,014号;第6,753,162号;第8,211,422号;およびPCT公開W09215322を参照されたい)。代替的なCAR構築物を、後に続く世代に属するものと特徴付けることができる。第1世代のCARは、典型的には、例えば、可撓性リンカーにより、例えば、CD8aヒンジドメインおよびCD8a膜貫通ドメインにより、CD3ζまたはFCRyまたはscFv-FcRyのいずれかの膜貫通および細胞内シグナル伝達ドメインに連結された、特異的抗体のVHに連結されたVLを含む、抗原に特異的な抗体の一本鎖可変断片からなる(例えば、米国特許第7,741,465号;米国特許第5,912,172号;米国特許第5,906,936号を参照されたい)。第2世代のCARは、エンドドメイン内に、CD28、OX40(CD134)、または4-1BB(CD137)などの1つまたは複数の共刺激分子の細胞内ドメイン、例えば、scFv-CD28/OX40/4-1BB-CD3を組み込む(例えば、米国特許第8,911,993号;第8,916,381号;第8,975,071号;第9,101,584号;第9,102,760号;第9,102,761号を参照されたい)。第3世代のCARは、CD3C鎖、CD97、GDI1a-CD18、CD2、ICOS、CD27、CD154、CDS、OX40、4-1BB、またはCD28シグナル伝達ドメインなどの共刺激エンドドメインの組合せ、例えば、scFv-CD28-4-1BB-CD3CまたはscFv-CD28-OX40-CD3Qを含む(例えば、米国特許第8,906,682号;米国特許第8,399,645号;米国特許第5,686,281号;PCT公開番号WO2014134165;PCT公開番号WO2012079000を参照されたい)。一部の実施形態では、例えば、共刺激を用いる、専門的抗原提示細胞上の抗原との相互作用の後に活性化および拡大増殖するように選択される、抗原特異的T細胞中でCARを発現させることによって、共刺激を協調させることができる。さらなる操作された受容体を、免疫応答性細胞上に提供して、例えば、T細胞攻撃の標的化を改善する、および/または副作用を最小化することができる。
プロトプラスト融合、リポフェクション、トランスフェクションまたはエレクトロポレーションなどの、代替的な技術を使用して、標的免疫応答性細胞を形質転換することができる。レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、プラスミドまたはSleeping Beautyトランスポゾンなどのトランスポゾンなどの、様々なベクター(米国特許第6,489,458号;第7,148,203号;第7,160,682号;第7,985,739号;第8,227,432号を参照されたい)を使用して、例えば、CD3ζおよびCD28またはCD137のいずれかによる第2世代の抗原特異的CARシグナル伝達を使用してCARを導入することができる。ウイルスベクターは、例えば、HIV、SV40、EBV、HSVまたはBPVに基づくベクターを含んでもよい。
形質転換のために標的化される細胞は、例えば、T細胞、ナチュラルキラー(NK)細胞、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、調節性T細胞、ヒト胚性幹細胞、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)またはリンパ系細胞を分化させることができる多能性幹細胞を含んでもよい。所望のCARを発現するT細胞を、例えば、がん抗原および共刺激分子を同時発現する、γ照射された活性化および増殖細胞(APC)との同時培養によって選択することができる。操作されたCAR T細胞を、例えば、IL-2およびIL-21などの可溶性因子の存在下で、APC上での同時培養によって拡大増殖させることができる。この拡大増殖は、例えば、記憶CAR T細胞(例えば、非酵素的デジタルアレイおよび/またはマルチパネルフローサイトメトリーによりアッセイされる)を提供するように実行することができる。このように、抗原を担持する腫瘍に対する特異的細胞傷害活性(必要に応じて、インターフェロン-γなどの所望のケモカインの産生と共に)を有するCAR T細胞を提供することができる。この種類のCAR T細胞を例えば動物モデルにおいて使用して、例えば腫瘍異種移植物を処置することができる。
前記のものなどの手法を、例えば、結合が、免疫応答性細胞を活性化する、選択された抗原に結合する抗原認識受容体を含む免疫応答性細胞の有効量を投与し、これにより疾患(新生物、病原体感染、自己免疫障害、または同種移植反応など)を処置または防止することによって、新生物または病原体感染などの疾患を有する対象を処置する、および/またはその生存を増加させる方法を提供するために適合させることができる。CAR T細胞治療における投与は、例えば、シクロホスファミドを用いる、リンパ球枯渇の過程を用いるか、または用いない、例えば、10~10個の細胞/kgの投与を含んでもよい。
あり得る有害反応に対して保護するために、操作された免疫応答性細胞に、細胞を特定のシグナルへの曝露に対して脆弱にする導入遺伝子の形態で、トランスジェニック安全性スイッチを装備させることができる。例えば、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(TK)遺伝子を、例えば、幹細胞移植後にドナーリンパ球輸注として使用される同種Tリンパ球への導入によって、このように使用することができる。そのような細胞中では、ガンシクロビルまたはアシクロビルなどのヌクレオシドプロドラッグの投与は、細胞死を引き起こす。代替的な安全性スイッチ構築物としては、例えば、2つの非機能的icasp9分子と一緒になって活性酵素を形成させる低分子二量体化剤の投与によって誘発される、誘導性カスパーゼ9が挙げられる。細胞増殖制御を実現するための様々な代替的な手法が記載されている(例えば、米国特許公開第20130071414号;PCT特許公開WO2011146862;PCT特許公開WO2014011987;PCT特許公開WO2013040371を参照されたい)。養子治療のさらなる改良では、ゲノム編集を使用して、例えば、編集されたCAR T細胞を提供する、代替的な実現のために免疫応答性細胞を調整することができる。
細胞治療方法はまた、T細胞のex vivoでの活性化および拡大増殖を含んでもよい。一部の実施形態では、T細胞を活性化した後、それを必要とする対象にそれらを投与することができる。これらの型の処置の例としては、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)細胞(米国特許第5,126,132号を参照されたい)、細胞傷害性T細胞(米国特許第6,255,073号;および米国特許第5,846,827号を参照されたい)、拡大増殖した腫瘍流入領域リンパ節細胞(米国特許第6,251,385号を参照されたい)、および様々な他のリンパ球調製物(米国特許第6,194,207号;米国特許第5,443,983号;米国特許第6,040,177号;および米国特許第5,766,920号を参照されたい)の使用が挙げられる。
ex vivoで活性化されたT細胞集団は、がん、感染性疾患、または他の疾患状態、例えば、自己免疫状態に対する免疫応答を最大限に指揮する状態にあってもよい。活性化のために、少なくとも2つのシグナルを、T細胞に送達することができる。第1のシグナルは通常、T細胞表面上のT細胞受容体(TCR)を介して送達される。TCRの第1のシグナルは通常、TCRと、抗原提示細胞(APC)の表面上にMHC複合体と共に発現されるペプチド抗原との相互作用の際に誘発される。第2のシグナルは通常、T細胞の表面上の共刺激受容体を介して送達される。共刺激受容体は、一般的には、APCの表面上に発現される対応するリガンドまたはサイトカインによって誘発される。
本明細書に記載の方法を使用して識別された免疫原性抗原ペプチドに特異的なT細胞を取得し、疾患を処置または防止する方法において使用することができることが企図される。これに関して、本開示は、対象において疾患または状態を処置または防止する方法であって、対象に、本明細書に記載の方法を使用して識別された免疫原性抗原ペプチドに特異的な細胞を含む細胞集団を、対象における疾患を処置または防止するのに有効な量で投与するステップを含む方法を提供する。一部の実施形態では、対象において疾患を処置または防止する方法は、疾患反応性T細胞について富化された細胞集団を対象に、哺乳動物においてがんを処置または防止するのに有効な量で投与するステップを含む。細胞は、対象にとって同種または自己である細胞であってもよい。
本開示は、対象に、抗原性ペプチドまたはワクチンを投与することによって、対象において疾患特異的免疫応答を誘導する、疾患に対してワクチン接種する、対象において疾患の症状を処置する、および/または軽減する方法をさらに提供する。
本開示のペプチドまたは組成物を、CTL応答を誘導するのに十分な量で投与することができる。抗原性ペプチドまたはワクチン組成物を、単独で、または他の治療剤と組み合わせて投与することができる。例示的な治療剤としては、限定されるものではないが、化学療法剤または生物療法剤、放射線、または免疫治療が挙げられる。特定の疾患のための任意の好適な治療処置を投与することができる。化学療法剤および生物療法剤の例としては、限定されるものではないが、アルデスロイキン、アルトレタミン、アミホスチン、アスパラギナーゼ、ブレオマイシン、カペシタビン、カルボプラチン、カルムスチン、クラドリビン、シサプリド、シスプラチン、シクロホスファミド、シタラビン、デカルバジン(DTIC)、ダクチノマイシン、ドセタキセル、ドキソルビシン、ドロナビノール、エポエチンアルファ、エトポシド、フィルグラスチム、フルダラビン、フルオロウラシル、ゲムシタビン、グラニセトロン、ヒドロキシウレア、イダルビシン、イホスファミド、インターフェロンアルファ、イリノテカン、ランソプラゾール、レバミソール、ロイコボリン、メゲストロール、メスナ、メトトレキサート、メトクロプラミド、マイトマイシン、ミトタン、ミトキサントロン、オメプラゾール、オンダンセトロン、パクリタキセル(Taxol(登録商標))、ピロカルピン、プロクロロペラジン、リツキシマブ、タモキシフェン、タキソール、トポテカン塩酸塩、トラスツズマブ、ビンブラスチン、ビンクリスチンおよびビノレルビン酒石酸塩が挙げられる。さらに、対象に、抗免疫抑制剤または免疫刺激剤をさらに投与することができる。例えば、対象に、抗CTLA抗体または抗PD-1もしくは抗PD-L1をさらに投与することができる。
当業者であれば、ワクチン組成物に含まれる各ペプチドの量および投薬レジメンを決定することができる。例えば、ペプチドまたはそのバリアントを、静脈内(i.v.)注射、皮下(s.c.)注射、皮内(i.d.)注射、腹腔内(i.p.)注射、筋肉内(i.m.)注射のために調製することができる。ペプチド注射の例示的方法としては、s.c.、i.d.、i.p.、i.m.、およびi.v.が挙げられる。DNA注射の例示的方法としては、i.d.、i.m.、s.c.、i.p.、およびi.v.が挙げられる。ワクチン組成物の他の投与方法は、当業者には公知である。
医薬組成物中に存在するペプチドの選択、数および/または量が疾患および/または患者特異的であるように、医薬組成物をコンパイルすることができる。例えば、副作用を回避するために、所与の組織中での親タンパク質の発現パターンによって、ペプチドの正確な選択を誘導することができる。選択は、特定の疾患型、疾患の状態、初期の処置レジメン、患者の免疫状態、および患者のHLAハプロタイプに依存してもよい。さらに、本開示によるワクチンは、特定の患者の個人的必要性に応じて、個体に合わせた成分を含有してもよい。例としては、特定の患者における関連抗原の発現によるペプチドの量の変化、個人のアレルギーまたは他の処置に起因する望ましくない副作用、および処置の第1のラウンドまたはスキームの後の2回目の処置のための調整が挙げられる。
疾患特異的抗原の産生
本開示は、少なくとも部分的には、1つまたは複数の疾患特異的抗原を含む患者の免疫系を提供する能力に基づくものである。当業者であれば、本開示および当技術分野における知識から、そのような疾患特異的抗原を生成する様々な方法が存在することを理解するであろう。一般に、そのような疾患特異的抗原を、in vitroまたはin vivoで生成することができる。疾患特異的抗原を、ペプチドまたはポリペプチドとしてin
vitroで生成した後、ワクチンまたは免疫原性組成物に製剤化し、対象に投与することができる。本明細書でさらに詳細に説明されるように、そのようなin vitroでの生成は、例えば、ペプチド合成または様々な細菌、真核、もしくはウイルス組換え発現系のいずれかにおけるDNAもしくはRNA分子からのペプチド/ポリペプチドの発現、次いで、発現されたペプチド/ポリペプチドの精製などの、当業者には公知の様々な方法によって行うことができる。あるいは、疾患特異的抗原をコードする分子(例えば、DNA、RNA、ウイルス発現系など)を対象中に導入することによってin vivoで疾患特異的抗原を生成してもよく、その際、コードされた疾患特異的抗原が発現される。抗原のin vitroおよびin vivoでの生成の方法は、医薬組成物および療法の送達方法に関するため、それも本明細書にさらに記載される。
一部の実施形態では、本開示は、改変された抗原性ペプチドを含む。改変は、抗原性ペプチド自体の一次アミノ酸配列を変化させない共有化学的改変を含んでもよい。改変は、所望の特性、例えば、in vivoでの半減期の延長、安定性の増大、クリアランスの低下、免疫原性もしくはアレルゲン性の変化、特定の抗体、細胞標的化、抗原取込み、MHC親和性、MHC安定性、または抗原提示の上昇を可能にすることを有するペプチドを生成することができる。実行することができる抗原性ペプチドに対する変化としては、限定されるものではないが、担体タンパク質へのコンジュゲーション、リガンドへのコンジュゲーション、抗体へのコンジュゲーション、PEG化、ポリシアル化、HES化、組換えPEG模倣物、Fc融合、アルブミン融合、ナノ粒子付着、ナノ粒子封入、コレステロール融合、鉄融合、アシル化、アミド化、グリコシル化、側鎖酸化、リン酸化、ビオチン化、界面活性物質の添加、アミノ酸模倣物の添加、または非天然アミノ酸の添加が挙げられる。
短い血漿半減期またはプロテアーゼ分解に対する感受性と関連する問題を、様々な非タンパク質性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール、またはポリオキシアルキレンのいずれかへのポリペプチド配列のコンジュゲーションまたは連結(例えば、典型的には、タンパク質と、非タンパク質性ポリマー、例えば、PEGの両方に共有結合する連結部分を介する)を含む、様々な改変によって克服することができる。そのようなPEGにコンジュゲートした生体分子は、より良好な物理的および温度安定性、酵素的分解に対する感受性に対する保護、可溶性の増大、より長いin
vivoでの循環半減期およびクリアランスの低下、免疫原性および抗原性の低下、ならびに毒性の低減などの、臨床的に有用な特性を有することが示されている。
ポリペプチド配列へのコンジュゲーションにとって好適なPEGは、一般的には室温で水溶性であり、一般式R(O-CH2-CH2)O-R(式中、Rは水素またはアルキルもしくはアルカノール基などの保護基であり、nは1~1000の整数である)を有する。Rが保護基である場合、それは一般的には1~8個の炭素を有する。ポリペプチド配列にコンジュゲートされるPEGは、線状または分枝状であってもよい。分枝状PEG誘導体、「スター-PEG」およびマルチアームPEGが、本開示によって企図される。
本開示はまた、PEGが異なるn値を有し、したがって、様々な異なるPEGが特定の比率で存在する、コンジュゲートの組成物も企図する。例えば、一部の組成物は、n=1、2、3および4であるコンジュゲートの混合物を含む。一部の組成物では、n=1であるコンジュゲートの百分率は18~25%であり、n=2であるコンジュゲートの百分率は50~66%であり、n=3であるコンジュゲートの百分率は12~16%であり、n=4であるコンジュゲートの百分率は最大で5%である。そのような組成物を、当技術分野で公知の反応条件および精製方法によって生成することができる。例えば、陽イオン交換クロマトグラフィーを使用して、コンジュゲートを分離した後、例えば、所望の数のPEGが付着した、非改変タンパク質配列を含まない精製された、他の数のPEGが付着したコンジュゲートに由来するコンジュゲートを含有する画分を同定することができる。
末端反応基(「スペーサー」)を介して、本発明のポリペプチドにPEGを結合することができる。スペーサーは、例えば、1つまたは複数のポリペプチド配列の遊離アミノ基またはカルボキシル基と、ポリエチレングリコールとの間の結合を媒介する末端反応基である。遊離アミノ基に結合することができるスペーサーを有するPEGは、ポリエチレングリコールのコハク酸エステルを、N-ヒドロキシスクシニルイミドで活性化することによって調製することができるN-ヒドロキシスクシニルイミドポリエチレングリコールを含む。遊離アミノ基に結合することができる別の活性化ポリエチレングリコールは、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルを、シアヌル酸クロリドと反応させることによって調製することができる2,4-ビス(O-メトキシポリエチレングリコール)-6-クロロ-s-トリアジンである。遊離カルボキシル基に結合される活性化ポリエチレングリコールは、ポリオキシエチレンジアミンを含む。
スペーサーを有するPEGへの、1つまたは複数の本開示のポリペプチド配列のコンジュゲーションを、様々な従来の方法によって実行することができる。例えば、コンジュゲーション反応を、5~10のpHの溶液中、4℃~室温の温度で、30分~20時間にわたって、4:1~30:1の試薬:タンパク質のモル比を利用して実行することができる。反応条件を、主として所望の置換度をもたらす反応を方向付けるように選択することができる。一般に、低温、低pH(例えば、pH=5)、および短い反応時間は、付着するPEGの数を減少させる傾向があるが、高温、中性から高いpH(例えば、pH>7)、およびより長い反応時間は、付着するPEGの数を増加させる傾向がある。当技術分野で公知の様々な手段を使用して、反応を終結させることができる。一部の実施形態では、反応は、反応混合物を酸性化し、例えば、-20℃で凍結することによって終結する。
本開示はまた、PEG模倣物の使用も企図する。いくつかの追加の有利な特性を提供しながら、PEGの属性(例えば、血清半減期の増強)を保持する組換えPEG模倣物が開発されている。例えば、目的のペプチドまたはタンパク質薬物(例えば、Amunix’XTEN技術;Mountain View、CA)に組換え的に既に融合した、PEGと類似する伸長したコンフォメーションを形成することができる単純なポリペプチド鎖(例えば、Ala、Glu、Gly、Pro、SerおよびThrを含む)を生成することができる。これにより、製造プロセス中の追加のコンジュゲーションステップの必要性がなくなる。さらに、確立された分子生物学的技術により、ポリペプチド鎖の側鎖組成の制御が可能になり、免疫原性および製造特性の最適化が可能となる。
グリコシル化は、タンパク質の物理特性に影響し、タンパク質の安定性、分泌、および細胞内局在化において重要でもある。適切なグリコシル化は、生物学的活性にとって重要であり得る。事実、真核生物に由来する一部の遺伝子は、タンパク質をグリコシル化するための細胞プロセスを欠く細菌(例えば、E.coli)中で発現された場合、そのグリコシル化の欠如のため、回収されるタンパク質に活性がほとんどないか、または全くない。グリコシル化部位の付加を、アミノ酸配列を変化させることによって遂行することができる。ポリペプチドに対する変化を、例えば、1つまたは複数のセリンまたはトレオニン残基(O-連結グリコシル化部位に関する)またはアスパラギン残基(N-連結グリコシル化部位に関する)の付加、またはそれによる置換によって作製することができる。N-連結およびO-連結オリゴ糖の構造および各型において見出される糖残基は異なっていてもよい。一般に両方の型において見出される糖の1つの型は、N-アセチルノイラミン酸である(以下、シアル酸と呼ぶ)。シアル酸は、通常、N-連結とO-連結オリゴ糖の両方の末端残基であり、その負電荷のため、糖タンパク質に対して酸性の特性を付与することができる。本開示の実施形態は、N-グリコシル化バリアントの生成および使用を含む。
任意選択で、特に、所望のアミノ酸に翻訳されるコドンが生成されるように予め選択された塩基でポリペプチドをコードするDNAを変異させることにより、DNAレベルでの変化によって、本開示のポリペプチド配列を変化させることができる。ポリペプチド上の炭水化物部分の数を増加させる別の手段は、グリコシドのポリペプチドへの化学的または酵素的連結によるものである。炭水化物の除去を、化学的もしくは酵素的に、またはグリコシル化されるアミノ酸残基をコードするコドンの置換により遂行することができる。化学的脱グリコシル化技術は公知であり、ポリペプチド上の炭水化物部分の酵素的切断は様々なエンドおよびエキソグリコシダーゼの使用によって達成することができる。
コンジュゲーションのための追加の好適な成分および分子としては、例えば、リンパ系を標的化するための分子、サイログロブリン;ヒト血清アルブミン(HAS)などのアルブミン;破傷風トキソイド;ジフテリアトキソイド;ポリ(D-リシン:D-グルタミン酸)などのポリアミノ酸;ロタウイルスのVP6ポリペプチド;インフルエンザウイルスヘマグルチニン、インフルエンザウイルス核タンパク質;キーホールリンペットヘモシアニン(KLH);ならびにB型肝炎ウイルスコアタンパク質および表面抗原;または前記の任意の組合せが挙げられる。
HSAをコードするDNA、またはその断片が、1つまたは複数のポリペプチド配列をコードするDNAに接合されるように、本開示の1つまたは複数のポリペプチドへのアルブミンの融合を、例えば、遺伝子操作によって達成することができる。その後、好適な宿主を、例えば、好適なプラスミドの形態の融合されたヌクレオチド配列を用いて形質転換またはトランスフェクトして、融合ポリペプチドを発現させることができる。発現を、例えば、原核もしくは真核細胞からin vitroで、または例えば、トランスジェニック生物からin vivoで行うことができる。本開示の一部の実施形態では、融合タンパク質の発現は、哺乳動物細胞株、例えば、CHO細胞株中で行われる。形質転換は、その周囲からの外因性遺伝物質(外因性DNA)の直接的な取込み、組み込みおよび発現ならびに細胞膜を介する取込みの結果である細胞の遺伝子変化を指すために本明細書で広く使用される。形質転換は、一部の細菌種において自然に起こるが、それを他の細胞中で人工的な手段によって行うこともできる。さらに、アルブミン自体を改変して、その循環半減期を延長することができる。改変されたアルブミンの1つまたは複数のポリペプチドへの融合を、上記の遺伝子操作技術により、または化学的コンジュゲーションにより実現することができる;得られる融合分子は、非改変型アルブミンとの融合物のものを超える半減期を有する(WO2011/051489を参照されたい)。コンジュゲートした脂肪酸鎖(アシル化)を介するアルブミン結合などの、いくつかのアルブミン結合戦略が、直接的融合の代替物として開発されている。血清アルブミンは脂肪酸の輸送タンパク質であるため、アルブミン結合活性を有するこれらの天然リガンドが、低分子タンパク質治療薬の半減期の延長のために使用されている。例えば、糖尿病のための認可された製品であるインスリンデテミル(LEVEMIR)は、遺伝的に改変されたインスリンにコンジュゲートされたミリスチル鎖を含み、長期作用型インスリン類似体が得られる。
別の型の改変は、別のタンパク質(例えば、対象タンパク質とは異種のアミノ酸配列を有するタンパク質)などの、ポリペプチド配列のNおよび/もしくはC末端で1つもしくは複数の追加の成分もしくは分子、または担体分子をコンジュゲートする(例えば、連結する)ことである。したがって、例示的なポリペプチド配列を、別の成分または分子とのコンジュゲートとして提供することができる。
コンジュゲート改変は、第2の分子の追加の、または相補的な機能または活性と共に活性を保持するポリペプチド配列をもたらし得る。例えば、ポリペプチド配列を分子にコンジュゲートさせて、例えば、溶解、保存、in vivoもしくは貯蔵半減期または安定性、免疫原性の低下、in vivoでの遅延もしくは制御放出などを容易にすることができる。他の機能または活性は、非コンジュゲート化ポリペプチド配列と比較して毒性が低いコンジュゲート、非コンジュゲート化ポリペプチド配列よりも効率的に細胞もしくは臓器の型を標的化するコンジュゲート、または本明細書に記載される障害もしくは疾患(例えば、糖尿病)と関連する原因もしくは効果にさらに対抗する薬物を含む。
また、ポリペプチドを、タンパク質などの大きく、ゆっくりと代謝される大分子;セファロース、アガロース、セルロース、セルロースビーズなどの多糖;ポリグルタミン酸、ポリリシンなどのポリマーアミノ酸;アミノ酸コポリマー;不活化ウイルス粒子;ジフテリア、破傷風、コレラ、白血球毒素分子に由来するトキソイドなどの不活化細菌毒素;不活化細菌;および樹状細胞にコンジュゲートすることもできる。
コンジュゲーションのための追加の候補成分および分子としては、単離または精製にとって好適なものが挙げられる。特定の非限定例として、ビオチン(ビオチン-アビジン特異的結合対)、抗体、受容体、リガンド、レクチン、または例えば、プラスチックもしくはポリスチレンビーズ、プレートもしくはビーズ、磁気ビーズ、試験紙、および膜などの固相支持体を含む分子などの結合分子が挙げられる。陽イオン交換クロマトグラフィーなどの精製方法を使用して、電荷差によってコンジュゲートを分離し、コンジュゲートをその様々な分子量に効率的に分離することができる。陽イオン交換クロマトグラフィーにより得られる画分の含量を、従来の方法、例えば、質量分析、SDS-PAGE、または分子量によって分子実体を分離するための他の公知の方法を使用して分子量によって同定することができる。
一部の実施形態では、本開示のポリペプチド配列のアミノまたはカルボキシル末端を、免疫グロブリンのFc領域(例えば、ヒトFc)と融合して、融合コンジュゲート(または融合分子)を形成することができる。Fc融合コンジュゲートは、バイオ医薬品の全身半減期を増加させることが示されており、したがって、バイオ医薬品は、より低頻度の投与を必要とし得る。
Fcは、血管に並ぶ内皮細胞中の新生Fc受容体(FcRn)に結合し、結合時に、Fc融合分子は分解から保護され、循環中に再放出され、分子を循環中により長く維持する。このFc結合は、内在性IgGがその長い血漿半減期を保持する機構であると考えられる。より最近のFc融合技術は、単一コピーのバイオ医薬品を、抗体のFc領域に連結して、伝統的なFc融合コンジュゲートと比較して、バイオ医薬品の薬物動態特性および薬力学的特性を最適化する。
本開示は、1つまたは複数の特性を改善するための、ポリペプチドの、現在公知の、または将来開発される、他の改変の使用を企図する。本開示のポリペプチドの循環半減期を延長する、安定性を増大させる、クリアランスを低下させる、または免疫原性もしくはアレルゲン性を変化させるための1つのそのような方法は、分子の特徴を改変するために他の分子に連結されたヒドロキシエチルスターチ誘導体を利用するHES化によるポリペプチド配列の改変を含む。HES化の様々な態様は、例えば、米国特許出願第2007/0134197号および第2006/0258607号に記載されている。
In Vitroペプチド/ポリペプチド合成
タンパク質またはペプチドを、標準的な分子生物学的技術によるタンパク質、ポリペプチドもしくはペプチドの発現、天然の供給源からのタンパク質もしくはペプチドの単離、in vitroでの翻訳、またはタンパク質もしくはペプチドの化学的合成を含む、当業者には公知の任意の技術によって作製することができる。
ペプチドを、汚染細菌または動物物質を含まない試薬を利用して容易に化学合成することができる(Merrifield RB: Solid phase peptide synthesis. I. The synthesis of atetrapeptide. J. Am. Chem. Soc.85巻:2149~54頁、1963年)。一部の実施形態では、抗原性ペプチドは、(1)均一な合成および切断条件を使用するマルチチャネル機器上での平行固相合成;(2)カラムストリッピングを用いるRP-HPLCカラム上での精製;ペプチド間での置き換えではなく再洗浄;次いで、(3)最も有益なアッセイの限定されたセットを用いる分析によって調製される。製造管理および品質管理に関する基準(GMP)フットプリントを、個々の患者に関してペプチドのセットの周囲で定義することができ、したがって、異なる患者についてペプチドの合成間でのみ一式変更手順を要する。
あるいは、本発明の抗原性ペプチドをコードする核酸(例えば、ポリヌクレオチド)を使用して、抗原性ペプチドをin vitroで生成することができる。ポリヌクレオチドは、例えば、DNA、cDNA、PNA、CNA、RNA、一本鎖および/もしくは二本鎖、または天然型もしくは安定化型のポリヌクレオチド、例えば、ホスホロチエート骨格を有するポリヌクレオチド、またはその組合せであってもよく、それがペプチドをコードする限り、イントロンを含有することができる。一実施形態では、ペプチドを生成するためにin vitroでの翻訳が使用される。ポリペプチドを発現することができる発現ベクターを調製することもできる。当業者が使用することができる多くの例示的な系が存在する(例えば、Retic Lysate IVT Kit、Life Technologies、Waltham、MA)。異なる細胞型のための発現ベクターが当技術分野で周知であり、過度の実験なく選択することができる。一般に、DNAを、発現のための適切な向きに、かつ正確なリーディングフレームでプラスミドなどの発現ベクター中に挿入する。必要に応じて、DNAを、所望の宿主(例えば、細菌)によって認識される適切な転写および翻訳調節性制御ヌクレオチド配列に連結することができるが、そのような制御は、一般的には、発現ベクター中で利用可能である。次いで、ベクターを、標準的な技術を使用してクローニングのための宿主細菌中に導入する(例えば、Sambrookら(1989年)、Molecular Cloning, ALaboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor、N.Y.を参照されたい)。
単離されたポリヌクレオチドを含む発現ベクター、ならびに発現ベクターを含有する宿主細胞も企図される。抗原性ペプチドを、所望の抗原性ペプチドをコードするRNAまたはcDNA分子の形態で提供することができる。本開示の1つまたは複数の抗原性ペプチドを、単一の発現ベクターによってコードさせることができる。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、例えば、宿主細胞からのポリペプチドの発現および/または分泌を助けるポリヌクレオチド(例えば、細胞からのポリペプチドの輸送を制御するための分泌配列として機能するリーダー配列)に同じリーディングフレームで融合された疾患特異的抗原性ペプチドのコード配列を含んでもよい。リーダー配列を有するポリペプチドは、プレタンパク質であり、宿主細胞によって切断されて成熟形態のポリペプチドを形成するリーダー配列を有してもよい。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、例えば、コードされたポリペプチドの精製を可能にし、次いで、個別化された疾患ワクチンまたは免疫原性組成物中に組み込むことができるマーカー配列に同じリーディングフレームで融合された疾患特異的抗原性ペプチドのコード配列を含んでもよい。例えば、マーカー配列は、細菌宿主の場合、マーカーに融合された成熟ポリペプチドの精製を提供するpQE-9ベクターによって供給されるヘキサ-ヒスチジンタグであってもよく、またはマーカー配列は、哺乳動物宿主(例えば、COS-7細胞)が使用される場合、インフルエンザヘマグルチニンタンパク質に由来するヘマグルチニン(HA)タグであってもよい。追加のタグとしては、限定されるものではないが、カルモジュリンタグ、FLAGタグ、Mycタグ、Sタグ、SBPタグ、Softag1、Softag3、V5タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、ビオチンカルボキシル担体タンパク質(BCCP)タグ、GSTタグ、蛍光タンパク質タグ(例えば、緑色蛍光タンパク質タグ)、マルトース結合タンパク質タグ、Nusタグ、Strepタグ、チオレドキシンタグ、TCタグ、Tyタグなどが挙げられる。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、複数の抗原性ペプチドを生成することができる単一のコンカテマー化した抗原性ペプチド構築物を作製するために同じリーディングフレームで融合された1つまたは複数の疾患特異的抗原性ペプチドのコード配列を含んでもよい。
一部の実施形態では、本発明の疾患特異的抗原性ペプチドをコードするポリヌクレオチドと少なくとも60%同一、少なくとも65%同一、少なくとも70%同一、少なくとも75%同一、少なくとも80%同一、少なくとも85%同一、少なくとも90%同一、少なくとも95%同一、または少なくとも96%、97%、98%もしくは99%同一であるヌクレオチド配列を有する単離された核酸分子を提供することができる。
本明細書に記載される単離された疾患特異的抗原性ペプチドを、当技術分野で公知の任意の好適な方法によってin vitroで(例えば、実験室で)生成することができる。そのような方法は、直接的なタンパク質合成方法から、単離されたポリペプチド配列をコードするDNA配列の構築および好適な形質転換宿主中でのこれらの配列の発現までの範囲である。一部の実施形態では、目的の野生型タンパク質をコードするDNA配列を単離または合成することにより、組換え技術を使用してDNA配列を構築する。任意選択で、部位特異的変異誘発によって配列を変異させて、その機能的類似体を提供することができる。例えば、Zoellerら、Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 81巻:5662~5066
頁(1984年)および米国特許第4,588,585号を参照されたい。
一部の実施形態では、目的のポリペプチドをコードするDNA配列を、オリゴヌクレオチド合成装置を使用する化学合成によって構築することができる。そのようなオリゴヌクレオチドを、所望のポリペプチドのアミノ酸配列および目的の組換えポリペプチドが生成される宿主細胞における好ましいコドンの選択に基づいて設計することができる。標準的な方法を適用して、目的の単離されたポリペプチドをコードする単離されたポリヌクレオチド配列を合成することができる。例えば、完全なアミノ酸配列を使用して、復帰翻訳される遺伝子を構築することができる。さらに、特定の単離されたポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含有するDNAオリゴマーを合成することができる。例えば、所望のポリペプチドの一部をコードするいくつかの小さいオリゴヌクレオチドを合成した後、ライゲートすることができる。個々のオリゴヌクレオチドは、典型的には、相補的集合のための5’または3’突出部を含有する。
一度集合したら(例えば、合成、部位特異的変異誘発、または別の方法により)、目的の特定の単離されたポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を発現ベクター中に挿入し、任意選択で、所望の宿主中でのタンパク質の発現にとって適切な発現制御配列に作動可能に連結する。適切な集合を、ヌクレオチド配列決定、制限マッピング、および好適な宿主中での生物学的活性ポリペプチドの発現によって確認することができる。当技術分野では周知のように、宿主中でのトランスフェクトされた遺伝子の高い発現レベルを得るために、遺伝子を、選択された発現宿主において機能的である転写および翻訳発現制御配列に作動可能に連結することができる。
組換え発現ベクターを使用して、疾患特異的抗原性ペプチドをコードするDNAを増幅し、発現させることができる。組換え発現ベクターは、哺乳動物、微生物、ウイルスまたは昆虫遺伝子に由来する好適な転写または翻訳調節エレメントに作動可能に連結した、疾患特異的抗原性ペプチドまたは生物等価類似体をコードする合成またはcDNA由来DNA断片を有する複製可能なDNA構築物である。転写単位は一般に、本明細書に詳述されるような、(1)遺伝子エレメントまたは遺伝子発現において調節的な役割を有するエレメント、例えば、転写プロモーターまたはエンハンサー、(2)mRNAに転写され、タンパク質に翻訳される構造またはコード配列、ならびに(3)適切な転写および翻訳開始および終結配列の集合を含む。そのような調節エレメントは、転写を制御するためのオペレーター配列を含んでもよい。通常、複製起点によって提供される、宿主中で複製する能力、および形質転換体の認識を容易にするための選択遺伝子を追加で組み込むことができる。DNA領域は、それらが互いに機能的に関連する場合、作動可能に連結する。例えば、シグナルペプチド(分泌リーダー)のためのDNAは、それがポリペプチドの分泌に関与する前駆体として発現される場合、ポリペプチドのためのDNAに作動可能に連結する;プロモーターは、それが配列の転写を制御する場合、コード配列に作動可能に連結する;またはリボソーム結合部位は、それが翻訳を可能にするように配置される場合、コード配列に作動可能に連結する。一般に、作動可能に連結するとは、連続的であることを意味し、分泌リーダーの場合、連続的であり、リーディングフレームにあることを意味する。酵母発現系における使用を意図される構造エレメントは、宿主細胞による翻訳されたタンパク質の細胞外分泌を可能にするリーダー配列を含む。あるいは、リーダーまたは輸送配列を含まない組換えタンパク質が発現される場合、それはN末端メチオニン残基を含んでもよい。次いで、任意選択で、この残基を発現された組換えタンパク質から切断して、最終産物を提供することができる。
真核宿主、特に、哺乳動物またはヒトのための有用な発現ベクターとしては、例えば、SV40、ウシパピローマウイルス、アデノウイルスおよびサイトメガロウイルスに由来する発現制御配列を含むベクターが挙げられる。細菌宿主のための有用な発現ベクターとしては、pCR1、pBR322、pMB9およびその誘導体などのEscherichia coliに由来するプラスミド、M13および線維性一本鎖DNAファージなどの、より広い宿主範囲のプラスミドなどの、公知の細菌プラスミドが挙げられる。
ポリペプチドの発現のための好適な宿主細胞としては、適切なプロモーターの制御下にある原核生物、酵母、昆虫または高等真核細胞が挙げられる。原核生物としては、グラム陰性またはグラム陽性生物、例えば、E.coliまたは桿菌が挙げられる。高等真核細胞としては、哺乳動物起源の確立された細胞株が挙げられる。無細胞翻訳系を用いることもできる。細菌、真菌、酵母、および哺乳動物細胞宿主と共に使用するための適切なクローニングおよび発現ベクターは、当技術分野で周知である(Pouwelsら、Cloning Vectors: A LaboratoryManual、Elsevier、N.Y.、1985年を参照されたい)。
様々な哺乳動物または昆虫細胞培養系も、組換えタンパク質を発現させるために有利に用いられる。そのようなタンパク質は一般的には正確に折り畳まれ、適切に改変され、完全に機能的であるため、哺乳動物細胞中での組換えタンパク質の発現を行うことができる。好適な哺乳動物宿主細胞株の例としては、Gluzman(Cell 23巻:175頁、198
1年)により記載された、サル腎臓細胞のCOS-7株、および例えば、L細胞、C127、3T3、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)、293、HeLaおよびBHK細胞株などの、適切なベクターを発現することができる他の細胞株が挙げられる。哺乳動物発現ベクターは、複製起点、発現される遺伝子に連結された好適なプロモーターおよびエンハンサー、および他の5’または3’隣接非転写配列などの非転写エレメント、ならびに必要なリボソーム結合部位、ポリアデニル化部位、スプライスドナーおよびアクセプター部位、および転写終結配列などの5’または3’非翻訳配列を含んでもよい。昆虫細胞中での異種タンパク質の生成のためのバキュロウイルス系が、LuckowおよびSummers、Bio/Technology6巻:47頁(1988年)によって概説されている。
形質転換された宿主により生成されるタンパク質を、任意の好適な方法に従って精製することができる。そのような標準的な方法としては、クロマトグラフィー(例えば、イオン交換、アフィニティーおよびサイズカラムクロマトグラフィーなど)、遠心分離、示差溶解度、またはタンパク質精製のための他の標準的な技術によるものが挙げられる。ヘキサヒスチジン、マルトース結合ドメイン、インフルエンザコート配列、グルタチオン-S-トランスフェラーゼなどの親和性タグを、タンパク質に付着させ、適切なアフィニティーカラムの通過による容易な精製を可能にすることができる。単離されたタンパク質を、タンパク質分解、核磁気共鳴およびx線結晶解析などの技術を使用して物理的に特徴付けることもできる。例えば、培養培地中に組換えタンパク質を分泌する系に由来する上清を、商業的に入手可能なタンパク質濃縮フィルター、例えば、AmiconまたはMillipore Pellicon限外濾過ユニットを使用して最初に濃縮することができる。濃縮ステップの後、濃縮物を好適な精製マトリックスに加えることができる。あるいは、陰イオン交換樹脂、例えば、ペンダントジエチルアミノエチル(DEAE)基を有するマトリックスまたは基質を用いることができる。マトリックスは、アクリルアミド、アガロース、デキストラン、セルロースまたはタンパク質精製において一般的に用いられる他の型であってもよい。あるいは、陽イオン交換ステップを用いることができる。好適な陽イオン交換体は、スルホプロピルまたはカルボキシメチル基を含む様々な不溶性マトリックスを含む。最後に、疎水性RP-HPLC媒体、例えば、ペンダントメチルまたは他の脂肪族基を有するシリカゲルを用いる1つまたは複数の逆相高速液体クロマトグラフィー(RP-HPLC)ステップを用いて、がん幹細胞タンパク質-Fc組成物をさらに精製することができる。様々な組合せでは、前記精製ステップの一部または全部を用いて、均一な組換えタンパク質を提供することもできる。
細菌培養物中で生成される組換えタンパク質を、例えば、細胞ペレットからの初期抽出、次いで、1または複数の濃縮、塩析、水性イオン交換またはサイズ排除クロマトグラフィーステップにより単離することができる。高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を、最終的な精製ステップのために用いることができる。組換えタンパク質の発現において用いられる微生物細胞を、凍結-解凍サイクリング、超音波、機械的破壊、または細胞溶解剤の使用などの任意の従来の方法によって破壊することができる。
In Vitroペプチド/ポリペプチド合成
本開示はまた、in vivoで、例えば、DNA/RNAワクチンの形態で、抗原性ペプチド/ポリペプチドを、それを必要とする対象に送達するためのビヒクルとしての核酸分子の使用も企図する(例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるWO2012/159643およびWO2012/159754を参照されたい)。
一部の実施形態では、プラスミドの使用により、抗原を、それを必要とする患者に投与することができる。これらのものは、通常は、目的の遺伝子(または相補的DNA)のin vivoでの転写および翻訳を駆動する強力なウイルスプロモーターからなるプラスミドである(Morら(1995年)、The Journal of Immunology 155巻(4号)
:2039~2046頁)。時には、イントロンAを、mRNA安定性を改善し、従って、タンパク質発現を増加させるために含有させることもできる(Leitnerら(1997年)、The Journal of Immunology 159巻(12号):6112~6119頁)。プラスミドはまた、ウシ成長ホルモンまたはウサギベータ-グロブリンポリアデニル化配列などの、強力なポリアデニル化/転写終結シグナルを含む(Alarconら(1999年)、Adv. Parasitol. Advances inParasitology 42巻:343~410頁;Robinson
ら(2000年)、Adv. Virus Res. Advances in Virus Research 55巻:1~74頁;Bohmetら(1996年)、Journal of ImmunologicalMethods 193巻(1
号):29~40頁)。1つより多い免疫原を発現させるため、または免疫原および免疫賦活性タンパク質を発現させるために、時には、マルチシストロンベクターが構築されることもある(Lewisら(1999年)、Advances in Virus Research(Academic Press) 54巻:129~88頁)
プラスミドを、いくつかの異なる方法によって動物組織中に導入することができる。2つの最も一般的な手法は、標準的な皮下注射針、および遺伝子銃送達を使用する、生理食塩水中でのDNAの注射である。DNAワクチンプラスミドの構築およびこれらの2つの方法による宿主へのその後の送達の概略図は、Scientific American (Weinerら(19

9年)、ScientificAmerican 281巻(1号):34~41頁)に例示されている。生理食塩水中での注射は、通常、骨格筋において筋肉内に(IM)、または皮内に(ID)、細胞外空間に送達されるDNAを用いて行われる。これを、ブピバカインなどの筋毒素で筋線維を一時的に損傷することによるエレクトロポレーションにより;または生理食塩水もしくはスクロースの高張溶液を使用することにより補助することができる(Alarcon
ら(1999年)、Adv. Parasitol. Advances inParasitology 42巻:343~410頁)。この送達方法に対する免疫応答は、針の型、針の整列、注入速度、注入容量、筋肉の型、ならびに注射される動物の年齢、性別および生理的条件などの多くの因子によって影響され得る(Alarconら(1999年)、Adv. Parasitol. Advances inParasitology 42巻:343~410頁)。
他の一般的に使用される送達方法である遺伝子銃送達は、促進剤として圧縮ヘリウムを使用して、金またはタングステン微粒子上に吸着されたプラスミドDNA(pDNA)を標的細胞中に弾道的に加速する(Alarconら(1999年)、Adv. Parasitol. Advances inParasitology 42巻:343~410頁;Lewisら(1999年)、Advances in
Virus Research (Academic Press) 54巻:129~88頁)。
代替的な送達方法は、鼻および肺の粘膜などの、粘膜表面上へのネイキッドDNAのエアロゾル滴下(Lewisら(1999年)、Advances in Virus Research(Academic Press) 54巻:129~88頁)ならびに眼および膣の粘膜へのpDNAの局所投与(Lewisら
(1999年)、Advances in Virus Research (Academic Press) 54巻:129~88頁)を含んでもよい。粘膜表面送達はまた、陽イオン性リポソーム-DNA調製物、生分解性ミクロスフェア、腸粘膜への経口投与のための弱毒化ShigellaまたはListeriaベクター、および組換えアデノウイルスベクターを使用して達成されている。また、DNAまたはRNAを、細胞を一時的に透過性にする、細胞膜の軽度の機械的破壊後に細胞に送達することもできる。膜のそのような軽度の機械的破壊を、小さい開口部を介して細胞に穏やかに力を加えることによって遂行することができる(Ex Vivo Cytosolic Delivery of Functional Macromolecules to ImmuneCells、Shareiら、PLOS ONE |DOI:10.1371/journal.pone.0118803、2015年4月13日)。
一部の実施形態では、疾患特異的ワクチンまたは免疫原性組成物は、例えば、本開示に従って同定された1つまたは複数の抗原性ペプチド/ポリペプチドをコードする別々のDNAプラスミドを含んでもよい。本明細書で考察されるように、発現ベクターの正確な選択は、発現させるペプチド/ポリペプチドに依存してもよく、当業者の技術の範囲内にある。DNA構築物の予想される持続性(例えば、筋肉細胞中でのエピソーム、非複製、非組み込み型における)は、保護の持続期間の増大を提供すると予想される。
本開示の1つまたは複数の抗原性ペプチドを、ウイルスに基づく系(例えば、アデノウイルス系、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、ポックスウイルス、またはレンチウイルス)を使用して、in vivoでコードさせ、発現させることができる。一実施形態では、疾患ワクチンまたは免疫原性組成物は、例えば、アデノウイルスなどの、それを必要とするヒト患者における使用のためのウイルスに基づくベクターを含んでもよい(例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Badenら、First-in-human evaluation of the safety and immunogenicity of a recombinant adenovirus serotype 26 HIV-1 Env vaccine (IPCAVD 001). J Infect Dis.2013年1月1
5日;207巻(2号):240~7頁を参照されたい)。アデノ随伴ウイルス、アデノウイルス、およびレンチウイルス送達のために使用することができるプラスミドは以前に記載されている(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,955,808号および第6,943,019号、ならびに米国特許出願第20080254008号を参照されたい)。
本開示のペプチドおよびポリペプチドを、ベクター、例えば、本明細書で考察される核酸分子、例えば、RNAまたはDNAプラスミド、ポックスウイルス、例えば、オルトポックスウイルス、アビポックスウイルス、またはアデノウイルス、AAVまたはレンチウイルスなどのウイルスベクターによって発現させることもできる。この手法は、本開示のペプチドをコードするヌクレオチド配列を発現させるためのベクターの使用を含む。急性もしくは慢性感染宿主または非感染宿主への導入時に、ベクターは、免疫原性ペプチドを発現し、それによって、宿主のCTL応答を誘発する。
本開示の実施において使用することができるベクターのうち、細胞の宿主ゲノム中への組み込みは、レトロウイルス遺伝子移入法を用いて可能であり、挿入される導入遺伝子の長期的発現が得られることが多い。一部の実施形態では、レトロウイルスは、レンチウイルスである。追加で、高い形質導入効率が、多くの異なる細胞型および標的組織において観察されている。外来エンベロープタンパク質を組み込み、標的細胞の潜在的な標的集団を拡大増殖させることによって、レトロウイルスの指向性を変化させることができる。また、レトロウイルスを操作して、挿入される導入遺伝子の条件的発現を可能にし、ある特定の細胞型のみがレンチウイルスによって感染するようにすることができる。細胞型特異的プロモーターを使用して、特定の細胞型における発現を標的化することができる。レンチウイルスベクターは、レトロウイルスベクターである(従って、レンチウイルスベクターとレトロウイルスベクターの両方を、本開示の実施において使用することができる)。さらに、レンチウイルスベクターは、非分裂細胞に形質導入するか、または感染し、典型的には、高いウイルス力価を生成することができる。レトロウイルス遺伝子移入系の選択は、したがって、標的組織に依存し得る。レトロウイルスベクターは、最大で6~10kbの外来配列のパッケージング能力を有するcis作用性の長い末端反復を含む。最小のcis作用性LTRは、ベクターの複製およびパッケージングにとって十分であり、次いで、これを使用して、所望の核酸を標的細胞中に組み込み、持続的な発現を提供する。本開示の実施において使用することができる広く使用されるレトロウイルスベクターとしては、マウス白血病ウイルス(MuLV)、テナガザル白血病ウイルス(GaLV)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、およびその組合せに基づくものが挙げられる(例えば、Buchscherら(1992年)、J. Virol. 66巻:2

31~2739頁;Johannら(1992年)、J. Virol.66巻:1635~1640頁;Sommnerfeltら(1990年)、Virol.176巻:58~59頁;Wilsonら(1998
年)、J. Virol.63巻:2374~2378頁;Millerら(1991年)、J. Virol.65巻:2220~2224頁;PCT/US94/05700を参照されたい)。
また、ウマ感染性貧血ウイルス(EIAV)に基づくレンチウイルスベクターなどの、最小の非霊長類レンチウイルスベクターも、本開示の実施において有用である(例えば、Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). DOI: 10.1002/jgm.845におい
て2005年11月21日にオンライン公開された、Balagaan(2006年)、J Gene
Med;8巻:275~285頁を参照されたい)。このベクターは、標的遺伝子の発現
を駆動するサイトメガロウイルス(CMV)プロモーターを有してもよい。したがって、本開示は、特に、本開示の実施において有用なベクター:レトロウイルスベクターおよびレンチウイルスベクターを含むウイルスベクターを企図する。
レンチウイルスベクターは、パーキンソン病のための処置において開示されており、例えば、米国特許公開第20120295960号および米国特許第7303910号および第7351585号を参照されたい。レンチウイルスベクターはまた、脳への送達についても開示されており、例えば、米国特許公開第20110293571号;第20040013648号、第20070025970号、第20090111106号および米国特許第7259015号を参照されたい。別の実施形態では、レンチウイルスベクターは、疾患について処置される者の脳にベクターを送達するために使用される。本開示の実施において有用なレンチウイルスベクター系に関しては、米国特許第6428953号、第6165782号、第6013516号、第5994136号、第6312682号、および第7198784号、ならびにそこに引用される文献に言及されている。本明細書における実施形態では、送達は、レンチウイルスによるものである。Zouらは、髄腔内カテーテルにより1×10形質導入単位(TU)/mlの力価を有する約10μLの組換えレンチウイルスを投与した。これらの種類の投与量を、本開示におけるレトロウイルスまたはレンチウイルスベクターの使用に適合させるか、または外挿することができる。脳などの組織における形質導入のためには、非常に少量を使用する必要があり、したがって、ウイルス調製物は、超遠心分離によって濃縮される。限外濾過またはマトリックスへの結合およびそれからの溶出などの他の濃縮方法を使用することができる。他の実施形態では、投与されるレンチウイルスの量は、平均75kgのヒトについて、または対象の体重およびサイズおよび種について調整して、合計単回投与量として、1×10もしくは約1×10プラーク形成単位(PFU)、5×10もしくは約5×10PFU、1×10もしくは約1×10PFU、5×10もしくは約5×10PFU、1×10もしくは約1×10PFU、5×10もしくは約5×10PFU、1×10もしくは約1×10PFU、5×10もしくは約5×10PFU、1×10もしくは約1×10PFU、5×10もしくは約5×10PFU、1×1010もしくは約1×1010PFUまたは5×1010もしくは約5×1010PFUであってもよい。当業者であれば、好適な投与量を決定することができる。ウイルスに関する好適な投与量を、経験的に決定することができる。
また、本開示の実施において有用なものは、アデノウイルスベクターである。1つの利点は、in vitroおよびin vivoで様々な哺乳動物細胞および組織中に組換え遺伝子を効率的に移入し、発現する組換えアデノウイルスの能力であり、移入された核酸の高い発現が得られる。さらに、休止細胞に生産的に感染する能力は、組換えアデノウイルスベクターの有用性を拡大する。さらに、高い発現レベルは、核酸の生成物が、免疫応答を生成するのに十分なレベルで発現されることを確保する(例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,029,848号を参照されたい)。本開示の実施において有用なアデノウイルスベクターに関して、米国特許第6,955,808号に記載されている。使用されるアデノウイルスベクターを、Ad5、Ad35、Ad11、C6、およびC7ベクターからなる群から選択することができる。アデノウイルス5(「Ad5」)ゲノムの配列が公開されている(Chroboczek, J.、Bieber, F.、およびJacrot,
B.(1992年)、The Sequence of the Genomeof Adenovirus Type 5 and Its Comparison with the Genome of Adenovirus Type 2、Virology 186巻
、280~285頁;この内容は参照により本明細書に組み込まれる)。Ad35ベクターは、米国特許第6,974,695号、第6,913,922号、および第6,869,794号に記載されている。Ad11ベクターは、米国特許第6,913,922号に記載されている。C6アデノウイルスベクターは、米国特許第6,780,407号;第6,537,594号;第6,309,647号;第6,265,189号;第6,156,567号;第6,090,393号;第5,942,235号;および第5,833,975号に記載されている。C7ベクターは、米国特許第6,277,558号に記載されている。E1欠損性もしくは欠失性、E3欠損性もしくは欠失性、および/またはE4欠損性もしくは欠失性であるアデノウイルスベクターを使用することもできる。E1領域中に変異を有するある特定のアデノウイルスは、E1欠損性アデノウイルス変異体が非許容細胞中で複製欠損であるか、または、少なくとも、高度に弱毒化されているため、改善された安全域を有する。E3領域中に変異を有するアデノウイルスは、アデノウイルスがMHCクラスI分子を下方調節する機構を破壊することによって免疫原性を増強してもよい。E4変異を有するアデノウイルスは、後期遺伝子発現の抑制のため、アデノウイルスベクターの免疫原性を低下させていてもよい。そのようなベクターは、同じベクターを利用する反復的ワクチン再接種が所望される場合に特に有用であり得る。E1、E3、E4、E1およびE3、ならびにE1およびE4に欠失または変異があるアデノウイルスベクターを、本開示に従って使用することができる。さらに、全てのウイルス遺伝子が欠失している「ガットレス」アデノウイルスベクターを、本開示に従って使用することもできる。そのようなベクターは、その複製のためにヘルパーウイルスを必要とし、自然環境には存在しない条件である、E1aとCreの両方を発現する特殊なヒト293細胞株を必要とする。そのような「ガットレス」ベクターは、非免疫原性であり、したがって、そのベクターをワクチン再接種のために複数回接種することができる。「ガットレス」アデノウイルスベクターを、本開示の導入遺伝子などの異種挿入物/遺伝子の挿入のために使用し、さらに、多数の異種挿入物/遺伝子の同時送達のために使用することができる。一部の実施形態では、送達は、単回追加用量にあってもよい、アデノウイルスによるものである。一部の実施形態では、アデノウイルスは、複数用量によって送達される。in vivoでの送達に関して、AAVは、宿主ゲノム中に組み込まれないため、低毒性であり、挿入変異を引き起こす可能性が低いため、他のウイルスベクターよりも有利である。AAVは、4.5または4.75Kbのパッケージング限界を有する。4.5または4.75Kbよりも大きい構築物は、ウイルス産生の有意な低下をもたらす。核酸分子発現を駆動するために使用することができる多くのプロモーターが存在する。AAV ITRは、プロモーターとして働くことができ、追加のプロモーターエレメントの必要性を排除するのに有利である。遍在的発現のために、以下のプロモーターを使用することができる:CMV、CAG、CBh、PGK、SV40、フェリチン重鎖または軽鎖など。脳での発現のために、以下のプロモーターを使用することができる:全ニューロンのためのシナプシンI、興奮ニューロンのためのCaMKIIアルファ、GABA生成ニューロンのためのGAD67またはGAD65またはVGATなど。RNA合成を駆動するために使用されるプロモーターとしては、U6またはH1などのPol IIIプロモーターが挙げられる。Pol IIプロモーターおよびイントロンカセットを使用して、ガイドRNA(gRNA)を発現させることができる。本開示の実施において有用なAAVベクターに関して、米国特許第5658785号、第7115391号、第7172893号、第6953690号、第6936466号、第6924128号、第6893865号、第6793926号、第6537540号、第6475769号、および第6258595号、ならびにそこで引用される文献に記載されている。AAVに関して、AAVはAAV1、AAV2、AAV5またはその任意の組合せであってもよい。当業者であれば、標的化される細胞に関してAAVを選択することができる;例えば、当業者であれば、脳または神経細胞を標的化するために、AAV血清型1、2、5またはハイブリッドキャプシドAAV1、AAV2、AAV5またはその任意の組合せを選択することができる;また、当業者であれば、心臓組織を標的化するために、AAV4を選択することができる。AAV8は、肝臓への送達にとって有用である。一部の実施形態では、送達は、AAVを介するものである。任意の副作用に対して治療利益を平衡化するために投与量を調整することができる。
一部の実施形態では、疾患ワクチンまたは免疫原性組成物に対する細胞性免疫応答の効率的な活性化を、非病原性微生物中でワクチンまたは免疫原性組成物中の関連抗原を発現させることによって達成することができる。そのような微生物の周知の例は、Mycobacterium bovis BCG、SalmonellaおよびPseudomonaである(例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,991,797号を参照されたい)。
一部の実施形態では、ポックスウイルスが、疾患ワクチンまたは免疫原性組成物中で使用される。これらのものとしては、オルトポックスウイルス、アビポックス、ワクシニア、MVA、NYVAC、カナリア痘、ALVAC、鶏痘、TROVACなどが挙げられる(例えば、Verardietら、Hum Vaccin Immunother. 2012年7月;8巻(7号):
961~70頁;およびMoss、Vaccine. 2013年;31巻(39号):4220~4222頁を参照されたい)。ポックスウイルス発現ベクターは、1982年に記載されており、急速にワクチン開発ならびに多くの分野における研究に広く使用されるようになった。このベクターの利点としては、単純な構築、大量の外来DNAを収容する能力および高い発現レベルが挙げられる。Chordopoxvirinae亜科のポックスウイルス(脊椎動物のポックスウイルス)、例えば、オルトポックスウイルスおよびアビポックスウイルス、例えば、ワクシニアウイルス(例えば、Wyeth株、WR株(例えば、ATCC(登録商標)VR-1354)、Copenhagen株、NYVAC、NYVAC.1、NYVAC.2、MVA、MVA-BN)、カナリア痘ウイルス(例えば、Wheatley C93株、ALVAC)、鶏痘ウイルス(例えば、FP9株、Webster株、TROVAC)、ハトポックス、鳩痘、ウズラ痘、およびアライグマ痘、特に、その合成または非天然組換え体などの、本開示の実施において使用することができるポックスウイルスに関する情報、その使用、ならびにそのような組換え体を作製および使用する方法を、科学文献および特許文献に見出すことができる。
一部の実施形態では、ワクシニアウイルスが、抗原を発現するために疾患ワクチンまたは免疫原性組成物において使用される(Rolphら、Recombinant viruses as vaccines
andimmunological tools. Curr Opin Immunol 9巻:517~524頁、199
7年)。組換えワクシニアウイルスは、感染した宿主細胞の細胞質内で複製することができ、したがって、目的のポリペプチドは、免疫応答を誘導することができる。さらに、ポックスウイルスは、免疫細胞、特に抗原提示細胞に直接感染することによって主要組織適合性複合体クラスI経路によるプロセシングのためにコードされた抗原を標的化するその能力のためだけでなく、自己アジュバント化するその能力のため、ワクチンまたは免疫原性組成物ベクターとして広く使用されてきた。
一部の実施形態では、ALVACが、疾患ワクチンまたは免疫原性組成物においてベクターとして使用される。ALVACは、外来導入遺伝子を発現するように改変することができ、原核抗原と真核抗原の両方に対するワクチン接種のための方法として使用されてきたカナリア痘ウイルスである(Horig H、Lee DS、ConkrightWら、Phase I clinical
trial of a recombinantcanarypoxvirus (ALVAC) vaccine expressing human carcinoembryonic antigen andthe B7.1 co-stimulatory molecule. Cancer Immunol Immunother 2000年;49巻:504~14頁;von Mehren M、Arlen P、Tsang KYら、Pilot study of a dual generecombinant avipox vaccine containing both carcinoembryonic antigen (CEA) andB7.1 transgenes in patients with recurrent CEA-expressing adenocarcinomas. ClinCancer Res 2000年;6巻:2219~28頁;Musey L、Ding Y、Elizaga Mら、HIV-1vaccination administered intramuscularly can induce both systemic and mucosal Tcell immunity in HIV-1-uninfected individuals. J Immunol 2003年;171巻:1094~101頁;Paoletti E. Applications of pox virus vectors to vaccination: anupdate. Proc Natl Acad Sci U S A 1996年;93巻:11349~53頁;米国特許第7,255,862号)。第I相臨床試験では、腫瘍抗原CEAを発現するALVACウイルスは、優れた安全性プロファイルを示し、選択された患者においてCEA特異的T細胞応答の増加をもたらした;しかしながら、客観的な臨床応答は観察されなかった(Marshall JL、Hawkins MJ、Tsang KYら、Phase I study in cancer patientsof a replication-defective avipox recombinant vaccine that expresses humancarcinoembryonic antigen. J Clin Oncol 1999年;17巻:
332~7頁)。
一部の実施形態では、改変ワクシニアアンカラ(MVA)ウイルスを、抗原ワクチンまたは免疫原性組成物のためのウイルスベクターとして使用することができる。MVAは、オルトポックスウイルス科の一員であり、ワクシニアウイルスのアンカラ株(CVA)のニワトリ胚線維芽細胞上での約570回の連続継代によって生成された(概説については、Mayr, A.ら、Infection 3巻、6~14頁、1975年を参照されたい)。これらの継代の結果として、得られるMVAウイルスは、CVAと比較して31キロベース少ないゲノム情報を含有し、宿主細胞が高度に制限されている(Meyer, H.ら、J. Gen. Virol. 72巻、1031~1038頁、1991年)。MVAは、その極端な弱毒性、すなわち、減少したビルレンスまたは感染能力を特徴とするが、依然として優れた免疫原性を保つ。様々な動物モデルにおいて試験した場合、MVAは、免疫抑制された個体においてさえ、無毒性であることが分かった。さらに、MVA-BN(登録商標)-HER2は、HER-2陽性乳がんの処置のために設計された候補免疫治療であり、現在、臨床試験中である(Mandlら、Cancer Immunol Immunother.2012年1月;61巻(1号):1
9~29
頁)。組換えMVAを作製および使用するための方法が記載されている(例えば、その全体が本明細書に組み込まれる米国特許第8,309,098号および第5,185,146号を参照されたい)。
一部の実施形態では、ワクチンまたは免疫原性組成物の組換えウイルス粒子は、それを必要とする患者に投与される。
疾患または状態を有する対象のための治療薬を開発する方法であって、疾患または状態を有する対象に由来する細胞集団を用意するステップ、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む配列をコードするポリ核酸を、1つまたは複数の細胞中に導入することによって、細胞集団の1つまたは複数の細胞中で、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現させ、これにより1つまたは複数の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化し、特徴付けるステップ;および必要に応じて、特徴付けに基づいて治療薬を開発するステップを含む方法が本明細書で提供される。
少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原を識別し、少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原を含む対象特異的免疫原性組成物を調製する方法であって、対象が疾患を有し、少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原が対象および対象の疾患に特異的であり、前記方法が、疾患または状態を有する対象に由来する細胞集団を用意するステップ;親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む配列をコードするポリ核酸を、1つまたは複数の細胞中に導入することによって、対象に由来する細胞集団の1つまたは複数の細胞中で、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現させ、これにより1つまたは複数の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;1つまたは複数の細胞から親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;対象および対象の疾患に特異的である富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から免疫原性ペプチドを識別するステップ;ならびに識別された対象特異的免疫原性ペプチドの1つまたは複数に基づいて対象特異的免疫原性組成物を製剤化するステップを含む方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、治療薬または対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドまたは富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む。
一部の実施形態では、治療薬または対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドに特異的に結合するT細胞受容体(TCR)を発現するT細胞を含む。一部の実施形態では、対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドに特異的に結合する受容体を発現するキメラ抗原受容体(CAR)T細胞を含む。一部の実施形態では、方法は、別の治療剤、必要に応じて、免疫チェックポイント阻害剤を対象に投与するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、アジュバント、必要に応じて、ポリ-ICLCを対象に投与するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、疾患または障害は、がんである。一部の実施形態では、疾患または障害は、自己免疫疾患である。一部の実施形態では、疾患または障害は、感染である。一部の実施形態では、感染は、感染性因子による感染である。一部の実施形態では、感染性因子は、病原体、ウイルス、細菌、または寄生虫である。一部の実施形態では、ウイルスは、BKウイルス(BKV)、デングウイルス(DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4、DENV-5)、サイトメガロウイルス(CMV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV-1)、インフルエンザウイルス、RSV、HPV、狂犬病、流行性耳下腺炎、風疹ウイルス、ポリオウイルス、黄熱、A型肝炎、B型肝炎、ロタウイルス、水痘ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、天然痘、帯状疱疹、およびその任意の組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、細菌は、Klebsiella spp.、Tropheryma whipplei、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepromatosis、およびMycobacterium tuberculosis、腸チフス、肺炎球菌、髄膜炎菌、ヘモフィルスB、炭疽菌、破傷風トキソイド、B群髄膜炎菌、bcg、コレラ、およびその組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、寄生虫は、寄生蠕虫または原生動物である。一部の実施形態では、寄生虫は、Leishmania spp.、Plasmodium spp.、Trypanosoma cruzi、Ascaris lumbricoides、Trichuris trichiura、Necator americanus、Schistosoma spp.、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
疾患または状態を有する対象のための治療薬を開発する方法であって、細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列が第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された第1のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む第1の組換え配列、および第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む第2の組換え配列を含む、ステップ;少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きHLAを、細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1つの細胞中で発現させ、これにより少なくとも1つの細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;および富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップ;ならびに識別されたペプチドの1つまたは複数に基づいて免疫原性組成物を製剤化するステップであって、第1および第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子が、対象のHLAハプロタイプに一致する、ステップを含む方法が本明細書で提供される。
一部の実施形態では、対象は、疾患または状態を有する。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子と異なる。一部の実施形態では、第1の親和性アクセプターペプチドは、第2の親和性アクセプターペプチドと同じである。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドを特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、または50個のクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子を含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、膜貫通ドメインを含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、細胞内ドメインを含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、排出されない。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、発現された場合、細胞膜に組み込まれる。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体ではない。一部の実施形態では、方法は、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の外因性ペプチドを、細胞集団に導入するステップを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つもしくは複数の外因性ペプチドと接触させること、または細胞集団中で1つもしくは複数の外因性ペプチドを発現させることを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つまたは複数の外因性ペプチドをコードする1つまたは複数の核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、DNAである。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、RNAであり、必要に応じて、RNAは、mRNAである。一部の実施形態では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の配列を決定するステップを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析、質量分析、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の結合親和性または安定性を評価するステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部が、1つまたは複数の変異を含有するかどうかを決定するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体中でのペプチドと、HLA分子との会合を評価するステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団に、ペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。一部の実施形態では、疾患または状態は、がんまたは感染性因子による感染である。
一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞中に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体に由来する1つまたは複数のペプチドを特徴付けるステップを含み、必要に応じて、ペプチドは、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来する。一部の実施形態では、方法は、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来するペプチドの1つまたは複数の領域を特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、方法は、感染性因子に由来する第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップを含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、初代細胞の集団である。
一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドは、抗原提示細胞によって提示された場合、対象に由来するT細胞を活性化することができる。一部の実施形態では、方法は、疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較するステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、識別するステップの前に、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。
一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。
一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスI HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のクラスI HLA対立遺伝子であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のクラスI HLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスII HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLAクラスIIα鎖、HLAクラスIIβ鎖、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のクラスII HLA対立遺伝子であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、それぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、異なるポリヌクレオチド分子上に含まれる。
一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2のコードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞外で発現される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、細胞内で発現される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチド結合分子を、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、ここで、親和性アクセプターペプチド結合分子は、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含むタグ配列を含み、必要に応じて、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは第1および/もしくは第2の親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性分子を、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、ここで、親和性分子は、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、親和性分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、固相表面は、ビーズである。
一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を用いて、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる第1および/または第2のクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子のN末端部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。
一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、接触させるステップは、トランスフェクトまたは形質導入することを含む。一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸を含むベクターと接触させることを含む。一部の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一部の実施形態では、ポリ核酸は、細胞集団のゲノム中に安定に組み込まれる。
一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のHLAクラスIα鎖であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のHLAクラスIα鎖である。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でβ2ミクログロブリンをコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、リンカーによって第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第3の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドと異なる。
一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIIα鎖および/またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、第1のHLAクラスIIα鎖および第2のHLAクラスIIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、第1のHLAクラスIIα鎖および第2のHLAクラスIIα鎖をコードする配列は、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、第1のHLAクラスIIβ鎖および第2のHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIα鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、第1のHLAクラスIIβ鎖および第2のHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖またはHLAクラスIIα鎖をコードする配列は、第3の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドと異なる。
一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1の親和性アクセプターペプチドと異なり、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
一部の実施形態では、方法は、生化学分析またはタンデム質量分析などの質量分析を実施するステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、ペプチドデータベースに由来する富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離された1つまたは複数のペプチドのMS/MSスペクトルに対応するペプチド配列を取得するステップを含み、ここで、得られた1つまたは複数の配列は、1つまたは複数のペプチドの配列を識別する。
一部の実施形態では、細胞集団は、HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、Jurkat、HepG2、SH-SY5Y、CACO-2、U937、U-2OS、ExpiCHO、CHOおよびTHP1から選択される細胞株である。
一部の実施形態では、細胞株は、1つまたは複数のサイトカイン、チェックポイント阻害剤、エピジェネティック的に活性な薬物、IFN-γ、またはその組合せを用いて処理される。
一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞、少なくとも10個の細胞または少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、樹状細胞、マクロファージ、がん細胞またはB細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、腫瘍細胞を含む。
一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数の細胞から第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体を単離する前に、薬剤と接触させる。一部の実施形態では、薬剤は、炎症性サイトカイン、化学薬剤、アジュバント、治療剤または放射線である。
一部の実施形態では、第1および/または第2のHLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、第1および/または第2のHLA対立遺伝子をコードする配列は、バーコード配列を含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の発現についてアッセイするステップをさらに含む。一部の実施形態では、アッセイするステップは、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子を配列決定すること、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子RNAをコードするRNAを検出すること、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子タンパク質を検出すること、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、第1および第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、ユニークなバーコード配列を含む。一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、ユニークなバーコード配列を含む。
以下に提供される実施例は、例示目的に過ぎず、本明細書に提供される特許請求の範囲を限定するものではない。
(実施例1)
ユニバーサルIPパイプライン:ユニバーサル単一対立遺伝子HLA-ペプチド複合体識別プラットフォーム
本明細書で開示されるユニバーサル免疫精製(IP)構築物は、細胞トランスフェクションまたは形質導入により哺乳動物発現ベクターから発現される親和性タグ付きHLAクラスIまたはクラスII対立遺伝子をコードするDNA構築物からなる(図1Aおよび図1B)。非限定的な例示的クラスIおよびクラスII HLA構築物を、図2に示す。非限定的な例示的親和性タグとしては、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)またはヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)ペプチド配列が挙げられる。親和性タグを、HLA対立遺伝子のN末端またはC末端に置くことができる。図2に示されるF2Aなどの切断配列、または内部リボソーム進入部位(IRES)を、α鎖とβ2-ミクログロブリンとの間(クラスI)またはα鎖とβ鎖との間(クラスII)に置くことができる。非限定的な例示的ベクターとしては、図3に示されるレンチウイルスベクターが挙げられる。ピューロマイシン耐性(Puro)などの抗体耐性遺伝子を構築物中に組み込んで、トランスフェクションまたは形質導入後の選択を可能にする。ユニバーサルIP構築物をトランスフェクトまたは形質導入された細胞を、LC-MS/MS分析の前に、拡大増殖させる(図4A)か、または選択した後、拡大増殖させる(図4B)。クラスIおよびクラスII HLAのためのユニバーサル免疫精製プラットフォームの図を、図5に示す。
(実施例2)
細胞培養ならびにHLA-ペプチドの免疫精製および配列決定
以前に記載されたように(Recheら、2006年)、B721.221、A375、J
EG-3、K562、Jurkat、またはHEK293T、HeLa、またはexpi293細胞に、単一のクラスI HLA対立遺伝子(例えば、HLA-A02:01、HLA-A23:01およびHLA-B14:02、もしくはHLA-E01:01)またはクラスII HLA対立遺伝子(例えば、HLA-DRB01:01、HLA-DRB01:02およびHLA-DRB11:01、もしくはHLA-DRB15:01、もしくはHLA-DRB07:01)をコードするレトロウイルスベクターを形質導入することによって、一対立遺伝子HLA細胞を生成した。細胞株のクラスIまたはII HLA型を、標準的な分子タイピングによって確認した。細胞を培養し、HLA-ペプチド免疫精製を実施した。
クラスI HLA対立遺伝子(図6C)のHEK293T細胞への概念実証形質導入を、図6A~6Cに示す。ビオチン化に基づくユニバーサル免疫精製のためのHLA-A02:01構築物によるモック、GFP、および空のプラスミドの形質導入を実施し、ウェスタンブロットにおいてビオチン化を確認した(図6A)。Ponceau染色されたゲルを、ウェスタンブロット分析のためのローディング対照として使用した(図6B)。HEK293T細胞によって発現されるクラスIおよびクラスII HLA-BAP対立遺伝子のトランスフェクションおよびビオチン化の最適化(図7C)を、図7A~7Cに示す。ビオチン化の時間経過実験により、CおよびN末端標識されたHLA-BAPビオチン化が、クラスIおよびクラスII HLA-BAP発現細胞の両方について10分で完了することが示された(図7Aおよび図7B)。
本明細書で開示されるユニバーサルIPパイプラインを、複数の細胞型において試験した(図8A~8D)。クラスIおよびクラスII HLAの両方に関するユニバーサルIP構築物を、HEK293T(ヒト胚性腎臓)(図8A)、HeLa(ヒト子宮頸がん)(図8B)、A375(ヒト悪性メラノーマ)(図8C)、およびExpi293(高密度培養およびタンパク質発現のために遺伝子操作されたヒト胚性腎臓)細胞(図8D)中にトランスフェクトした。BAP標識については抗ストレプトアビジンおよびHA標識については抗HAを使用してウェスタンブロットを実施し、Ponceau染色されたゲルを、ウェスタンブロットのためのローディング対照として使用した。ウェスタンブロットにより、クラスIおよびクラスII構築物の両方の発現が試験した全ての細胞型において確認された(図8A~8D)。
以下は、本実施例において使用される材料および方法を記載する。
クラスIおよびクラスII HLA対立遺伝子のユニバーサルIP(ビオチン)
標準的な方法に従って、細胞をトランスフェクトまたは形質導入して、ユニバーサルIP構築物を発現させた。形質導入後、細胞を培地中に再懸濁し、50mlのファルコン管に移した。管を1500rpmで5分間スピンし、培地を除去した。次いで、細胞を1.5mlの冷PBS中に再懸濁し、1.5mLのEppendorf管に移した。次いで、管を5分間遠心分離した(4℃、550×gで)。PBSを除去した後、細胞を1.2mlの溶解緩衝液中に再懸濁した。細胞を緩衝液中に再懸濁した後、ベンゾナーゼを添加した。管を、時折混合しながら氷上でインキュベートした。氷上で15分間インキュベートした後、管を20分間遠心分離した(4℃、15,000×gで)。ビオチン化のために、上清(500μL)を別の1.5mLの管(予め洗浄された)に移した。細胞溶解物のビオチン化を、ビオチン、ATP、およびBirAの各試料への添加によって達成した。次いで、試料を室温で10分間インキュベートした後、免疫沈降の前に氷上に置いた。
NeutrAvidinまたはストレプトアビジンビーズを用いる免疫沈降を、予め洗浄されたストレプトアビジンまたはNeutrAvidinアガロース樹脂スラリーの、ビオチン化された溶解物への添加によって行った。次いで、試料を、管ロティサリー上に置き、4℃で30分間インキュベートする。30分のインキュベーション後、遠心分離(1500×g、1分、4℃)によってビーズをペレット化し、上清を除去し、廃棄する。次いで、ビーズを1mlの洗浄緩衝液中に再懸濁した。次いで、遠心分離(1,500×g、1分、4℃)によってビーズをペレット化し、洗浄緩衝液を除去し、廃棄した。このステップを繰り返して、洗浄緩衝液中での合計4回の洗浄を得た。ペレット化したビーズを、1mlのTris緩衝液中に再懸濁し、遠心分離(1,500×g、1分、4℃)によってペレット化し、Tris緩衝液を除去した。このステップを繰り返して、Tris緩衝液中での合計4回の洗浄を得た。1mlの質量分析グレードの水にビーズを再懸濁し、遠心分離(1,500×g、1分、4℃)してビーズをペレット化することによって、MSグレードの水の中で最後の洗浄を行った。上清を除去し、ビーズを-80℃で保存したか、またはすぐにHLA-ペプチドの溶出および脱塩にかけた。
クラスII HLA対立遺伝子の連続ユニバーサルIP(HAおよびビオチンタグ付け)
標準的なプロトコールに従って、細胞をトランスフェクトまたは形質導入して、ユニバーサルIP構築物を発現させた。形質導入後、細胞を培地中に再懸濁し、50mlのファルコン管に移した。管を1500rpmで5分間スピンし、培地を除去した。次いで、細胞を1.5mlの冷PBS中に再懸濁し、1.5mLのEppendorf管に移した。次いで、管を5分間遠心分離した(4℃、550×gで)。PBSを除去した後、細胞を1.2mlの溶解緩衝液中に再懸濁した。細胞を緩衝液中に再懸濁した後、ベンゾナーゼを添加した。管を、時折混合しながら氷上でインキュベートした。氷上で15分間インキュベートした後、管を20分間遠心分離した(4℃、15,000×gで)。ビオチン化のために、上清を別の1.5mlの管(予め洗浄された)に移した。細胞溶解物のビオチン化を、ビオチン、ATP、およびBirAの各試料への添加によって達成した。次いで、試料を室温で10分間インキュベートした後、免疫沈降の前に氷上に置いた。
HAタグ付きクラスII対立遺伝子の免疫沈降を、抗HA抗体に予め結合させた、予め洗浄されたプロテインGアガロース樹脂の添加によって実行した。次いで、試料を、管ロティサリー上、4℃で60分間インキュベートした。60分のインキュベーション後、ビーズを遠心分離(1500×g、1分、4℃)によりペレット化し、上清を除去し、廃棄した。ビーズを溶解緩衝液で2回洗浄し、遊離HAペプチドを含有する溶解緩衝液中に再懸濁し、管ロティサリー上、4℃で15分間インキュベートした。次いで、遠心分離(1500×g、1分、4℃)によりビーズをペレット化し、上清を、200μlの予め洗浄されたNeutrAvidinまたはストレプトアビジンアガロースビーズを含有する1.5mlのEppendorfに移した。次いで、試料を管ロティサリー上に置き、4℃で30分間インキュベートした。30分のインキュベーション後、ビーズを遠心分離(1500×g、1分、4℃)によりペレット化し、上清を除去し、廃棄した。次いで、ビーズを1mlの洗浄緩衝液中に再懸濁した。次いで、ビーズを遠心分離(1,500×g、1分、4℃)によりペレット化し、洗浄緩衝液を除去し、廃棄した。このステップを繰り返して、洗浄緩衝液中での合計4回の洗浄を得た。ペレット化したビーズを、1mlのTris緩衝液中に再懸濁し、遠心分離(1,500×g、1分、4℃)によりペレット化し、洗浄緩衝液を除去した。このステップを繰り返して、Tris緩衝液中での合計4回の洗浄を得た。1mlの質量分析グレードの水にビーズを再懸濁し、遠心分離(1,500×g、1分、4℃)して、ビーズをペレット化することによって、MSグレードの水の中で最後の洗浄を行った。上清を除去し、ビーズを-80℃で保存したか、またはすぐにHLA-ペプチドの溶出および脱塩にかけた。
HLA-ペプチドの溶出および脱塩
ペプチドを、HLA複合体から溶出させ、社内で構築されたEmpore C18 StageTips(3M、2315)(Rappsilberら、2007年)上で脱塩した。試料のローディング、洗浄、および溶出を、最大速度1,500~3,000×gの卓上遠心機上で実施した。StageTipsを、2つのメタノール洗浄液、2つのアセトニトリル/ギ酸洗浄液、および2つのギ酸洗浄液を用いて平衡化させた。管中で、HLA会合ペプチドIPに由来する乾燥ビーズを4℃で解凍し、ACN/ギ酸混合物中で再構成させ、StageTips上にロードした。ビーズをギ酸で洗浄し、2回の10%酢酸中での5分のインキュベーションを使用して、ペプチドをさらに溶出した。合わせた洗浄容量および溶出容量を合わせ、StageTips上にロードした。IPビーズを含有する管をギ酸で再度洗浄し、この容量もStageTips上にロードした。ペプチドをStageTipsまたは脱塩カートリッジ上で、ギ酸を用いて2回洗浄した。ACNおよびギ酸の混合物の段階勾配を使用してペプチドを溶出させた。段階溶出液を合わせ、完全に乾燥させた。
(実施例3)
LC-MS/MSによるクラスIおよびクラスII HLA会合ペプチドの配列決定
全てのナノLC-ESI-MS/MS分析は、以下に記載される同じLC分離条件を用いた。C18 Reprosilビーズ(1.9μm粒径、200Å孔径、Dr.Maisch GmBH)を圧力下で約20cmまで充填し、分離中に50℃で加熱した、10μmエミッターを有するPicoFrit 75μm内径キャピラリーを装着したProxeon Easy NanoLC 1000(Thermo Scientific、San Jose、CA)を使用して試料をクロマトグラフィー分離した。
試料をCAN中にロードし、ギ酸混合物およびペプチドを、82分にわたる7~30%の緩衝液B(0.1%FAまたは0.5%AcOHおよび80%または90%ACN)、6分にわたる30~90%の緩衝液Bの線形勾配を用いて溶出した後、200nL/分で15分にわたって90%の緩衝液Bで保持して(緩衝液A、0.1%FAおよび3%ACN)、約13(FA)secのピーク幅を得た。データ依存的獲得中に、溶出したペプチドを、2.2kVのナノ電子スプレー源を備えたOrbitrap Fusion Lumos Tribrid質量分析計(Thermo Scientific)中に導入した。フルスキャンMSを、300~1,800m/zで30,000の解像度で獲得した。それぞれのフルスキャンの後、0.7m/zの単離幅を使用して、解像度15,000で上位10のデータ依存的MS2スキャンを行った。
ユニバーサルIPパイプラインにおいて使用した親和性タグ付きクラスIおよびクラスII HLA構築物を発現する複数の細胞型から識別されたユニークなHLA会合ペプチドの総数を、図9Aに示す。クラスI HLA一対立遺伝子ペプチドプロファイリングに由来するユニークなペプチドの数を、図9Bに示す。クラスII HLA一対立遺伝子ペプチドプロファイリングに由来するユニークなペプチドの数を、図9Cに示す。HLA会合ペプチドのLC-MS/MS分析により、クラスIおよびクラスII HLA会合ペプチドの特徴が示された(図10Aおよび10B)。単離および配列決定されたクラスI HLA-A02:01会合ペプチドおよびクラスII HLA-DRβ11:01会合ペプチドの配列ロゴ表示を、図10Aに示す。クラスI HLA-A02:01会合ペプチド(赤色)およびクラスII HLA-DRβ11:01会合ペプチド(青色)の両方の長さ分布の比較により、クラスIおよびクラスII HLA会合ペプチドが両方とも予想される傾向に従うことが示された(図10B)。
70個のHLAクラスI対立遺伝子および47個のHLAクラスII対立遺伝子を、本明細書に記載の一対立遺伝子手法について評価した。親和性タグを含む70個のユニークなHLAクラスI対立遺伝子(表1A)および親和性タグを含む47個のユニークなHLAクラスII対立遺伝子(表2A)を生成した。表1Bは、70個のユニークなHLAクラスI対立遺伝子を使用する96のユニークな実験の詳細を示す(一部の場合、同じ対立遺伝子を複数の細胞株に入れた)。表2Bは、47個のユニークなHLAクラスII対立遺伝子を使用して実施された54のユニークな実験の詳細を示す(一部の場合、同じ対立遺伝子を複数の細胞株に入れた)。
(実施例4)
複数の親和性タグを含むクラスII HLA複合体のタンデムユニバーサルIP
クラスII HLA複合体を、それぞれ、異なる親和性タグでタグ付けすることができる、α鎖とβ鎖との対形成によって形成させる。両方の親和性タグを使用する連続的IPは、α鎖とβ鎖との対形成のデコンボリューションおよびクラスII HLA複合体への明確なペプチド結合割り当てを可能にする。ユニバーサルIPパイプラインの異なる細胞型による発現のために操作されたクラスII HLA構築物の略図を、図11Aに示す。内在性クラスII HLAα鎖およびβ鎖サブユニットを発現する細胞株中での図11Aの構築物の発現時に形成することができる可能なクラスII HLA複合体の略図を、図11Bに示す。
α鎖とβ鎖の対形成のデコンボリューションおよび特定のクラスII HLA複合体への明確なペプチド結合割り当てのために使用することができる連続的ユニバーサルIP戦略の図を、図12Aに示す。二重親和性タグ付きクラスII HLA構築物を発現する細胞を溶解し、ビオチン化し、抗HA抗体にカップリングさせたビーズと共にインキュベートした。HAタグ付きサブユニットを有するクラスII HLA複合体を単離し、洗浄し、HAペプチド(YPYDVPDYA)を使用して溶出した。次いで、溶出液を、NeutrAvidinまたはストレプトアビジンのいずれかとカップリングさせたビーズと共にインキュベートして、HAタグ付きおよびビオチンタグ付きクラスII HLA複合体を単離した。次いで、二重タグ付きクラスII HLA複合体に結合したペプチドを溶出させ、LC-MS/MSにより配列決定する。ウェスタンブロットおよびローディング対照(Ponceau S染色ゲル)により、連続的ユニバーサルIPパイプラインの特異性が示された。ウェスタンブロットにより、二重タグ付きHLA-DRB11:01構築物を発現するHEK293Tにおける連続的ユニバーサルIP戦略が検証された(図12B)。抗HA抗体を使用して、連続富化プロセスを行った。Ponceau S染色ゲルを、ウェスタンブロットのローディング対照として使用した。二重親和性タグ付きクラスII HLA構築物HLA-DRB11:01を発現する細胞を溶解し、ビオチン化せずに抗HA抗体にカップリングさせたビーズと共にインキュベートした陰性対照実験のウェスタンブロットを、図12Cに示す。図12Cに示されるように、ビオチン化ステップを連続的ユニバーサルIPプロトコールから除去した場合、富化は観察されなかった。
(実施例5)
ビオチン親和性タグを実装する一対立遺伝子HLA-ペプチドームプロファイリング手法
ビオチン親和性タグを実装する一対立遺伝子HLA-ペプチドームプロファイリング手法の略図を、図14Aおよび図14Bに示す。本開示の例示的実施形態は、BirA酵素によってリシン(K)残基上でビオチン化されるビオチンアクセプターペプチド(BAP)を利用する。BAPペプチド配列は、BirA酵素、ビオチン、およびATPの添加時にビオチン化されるリシン残基を含有する。ビオチン化された産物は、ストレプトアビジン/NeutrAvidinに対する高い親和性を示す。ストレプトアビジン/NeutrAvidinビーズを使用して、ビオチン化されたBAPペプチド配列を富化することができる。
(実施例6)
標的化されたエピトープ発見プラットフォーム
目的の細胞株(例えば、2HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、Jurkat、HepG2、SH-SY5Y、CACO-2、U937、U-2OS、ExpiCHO、CHOもしくはTHP1)または初代細胞(例えば、疾患もしくは状態を有する対象に由来する細胞)に、HLA発現細胞を富化するための選択を用いて、または用いずに、NまたはC末端上にタグ(例えば、BAP配列)を含有するクラスIまたはクラスII HLA構築物をトランスフェクト/形質導入することができる(図15)。次いで、その細胞に、タグで標識されたHLA分子上で発現させ、提示することができるエピトープ断片またはエピトープの鎖を含有する第2のプラスミドをトランスフェクトまたは形質導入することができる。あるいは、HLA対立遺伝子プラスミドおよびエピトーププラスミドの両方を細胞中に同時に送達した後、拡大増殖および/または選択することができる。次いで、これらの操作された細胞を溶解し、ビオチン化し、HLA分子を溶解物から富化する(例えば、ストレプトアビジンビーズを使用して)。ペプチドをHLA分子から溶出させ、例えば、LC-MS/MSによって分析する。この方法は、どのようにエピトープがプロセシングされ、異なる対立遺伝子によって提示されるかの分析を可能にする。この方法を使用して、エピトープの送達および設計を改善することもできる。
(実施例7)
対立遺伝子多重化
1つまたは複数のタグを含有する複数のクラスI重鎖または複数のクラスII<または(登録商標)鎖を発現するようにDNA構築物を設計することができる(図16)。それぞれのHLA構築物を、リボソームスキッピング配列(F2A、T2A、P2Aなど)またはIRESエレメントを含む同じ遺伝子構築物から発現させることができる。所望の細胞株に、このプラスミドを形質導入またはトランスフェクトして、タグ付けされた後、富化される複数のHLA対立遺伝子の発現を誘導することができる。あるいは、細胞株に、それぞれ、単一のHLA対立遺伝子を含有する複数のプラスミドを形質導入またはトランスフェクトすることができる。次いで、HLA対立遺伝子に結合したペプチドを、例えば、LC-MS/MSによって分析することができる。このプラットフォームは、複数の対立遺伝子を含む細胞株の生成を可能にする。これを使用して、例えば、患者のHLA型と一致させることができる。これは、異なる対立遺伝子の組合せに関するペプチドエピトープパターンの生成を可能にするであろう。
(実施例8)
プロセシングおよび対立遺伝子特異的結合の改善された予測
NetMHCは、それぞれの対立遺伝子の結合データセットについて別々の予測因子を訓練する対立遺伝子特異的方法であり、NetMHCpanは、インプットが特定のMHC分子のペプチドおよびサブ配列の両方をコードするベクターである汎用対立遺伝子方法である。従来の常識は、NetMHCは多くのアッセイされたリガンドを含む対立遺伝子上でより良好に機能するが、NetMHCpanはあまりよく特徴付けられていない対立遺伝子についてより良好に機能するということである。しかしながら、NetMHCpanは、関連データが訓練セットに含まれていなかった場合は正確ではないことが示された。
本明細書に記載の一対立遺伝子手法(図21)は、NetMHCpanによってはスコアが低かったが、強力な結合剤として生化学的に検証されたHLA結合ペプチドを明らかにした。図20Aは、本発明で記載される一対立遺伝子手法を使用して明らかにされた、A01:01、B51:01、A29:02、およびB54:01対立遺伝子に関する例示的なHLA結合ペプチドを示す。図20Bは、100のシミュレートされたデコンボリューションにおける不正確な割り当ての比率を示す。無作為な6つの対立遺伝子患者HLA遺伝子型(HLA-A、HLA-BおよびHLA-Cのそれぞれの2つの対立遺伝子、US対立遺伝子頻度でサンプリング)を生成した。それぞれの対立遺伝子について、関連する一対立遺伝子実験に由来する500のペプチドをサンプリングし、組み合わせて、モック3000ペプチド多対立遺伝子データセットを作出した。それぞれのペプチドを、最良のNetMHCpan%順位スコアをもたらす対立遺伝子に割り当てて、NetMHCpanにより不正確に割り当てられたペプチドのパーセンテージを決定した。このプロセスを100回繰り返した。図22に示されるように、プロセシングおよび対立遺伝子特異的結合予測の両方が有意に改善された。
本開示の段落
HLA-ペプチド複合体を特徴付ける方法であって、細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む、ステップ;細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1個の細胞において親和性アクセプタータグ付きHLAを発現させ、これにより少なくとも1個の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;およびHLA-ペプチド複合体を特徴付けるステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドを特徴付けることを含む。一部の実施形態では、方法は、2つまたはそれより多いクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。一部の実施形態では、2つまたはそれより多いクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、または50個のクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子を含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、膜貫通ドメインを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、細胞内ドメインを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、分泌されない。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、発現された場合、細胞膜に組み込まれる。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体である。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体ではない。一部の実施形態では、方法は、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップをさらに含む。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、単一の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプターペプチドに作動可能に連結された異なるHLA対立遺伝子によってコードされる異なる組換えポリペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを含む1つまたは複数の細胞をそれぞれ含む細胞集団を用意するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;および富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部を特徴付けるステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数のペプチドを、細胞集団に導入するステップを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つもしくは複数のペプチドと接触させること、または細胞集団中で1つもしくは複数のペプチドを発現させることを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、DNAである。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、RNAであり、必要に応じて、RNAはmRNAである。一部の実施形態では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。
一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の配列を決定すること、必要に応じて、ペプチドまたはその一部が改変されるかどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析、質量分析、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の結合親和性または安定性を評価することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、富化するステップに由来する親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部が1つまたは複数の変異を含有するかどうかを決定することを含む。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体中でのペプチドとHLA分子との会合を評価することを含む。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団にペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、バイオ医薬品(例えば、抗体薬)などのポリペプチド薬に由来するペプチドのライブラリーを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態は、がん、感染性因子による感染、または自己免疫反応である。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、バイオ医薬品(例えば、抗体薬)などのポリペプチド薬またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体に由来する1つまたは複数のペプチドを特徴付けるステップを含み、必要に応じて、ペプチドは、感染性因子またはポリペプチド薬の1つまたは複数の標的タンパク質に由来する。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはポリペプチド薬の1つまたは複数の標的タンパク質に由来するペプチドの1つまたは複数の領域を特徴付けるステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、感染性因子に由来するHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップを含む。一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、初代細胞の集団である。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を、疾患または状態を有する対象に一致させる。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドは、抗原提示細胞によって提示された場合、対象に由来するT細胞を活性化することができる。一部の実施形態では、特徴付けるステップは、がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非がん細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較することを含む。一部の実施形態では、細胞集団は、それぞれの細胞集団が、異なる組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現する、複数の細胞集団を含む。一部の実施形態では、複数のうちのそれぞれの細胞集団は、同じか、または別々の容器中にある。
一部の実施形態では、方法は、特徴付けるステップの前に、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。一部の実施形態では、HLA-ペプチド複合体は、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まないHLA-ペプチド複合体は、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、細胞培養の培地から単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を使用して単離される。例えば、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)などのHLAを、抗HLA抗体を含有するビーズまたはカラムを使用して単離することができる。一部の実施形態では、ペプチドは、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を使用して単離される。一部の場合、親和性タグを含む、または含まない可溶性HLA(sHLA)は、抗HLA抗体を含有するカラムを使用して単離される。一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドの末端から1つまたは複数のアミノ酸を除去するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスI HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスII HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLAクラスIIα鎖、HLAクラスIIβ鎖、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、それぞれの配列は、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子をコードする。
一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子の1つまたは複数は、第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結され、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子の1つまたは複数は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子のそれぞれは、異なる親和性アクセプターペプチドをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、少なくとも2つの異なるクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子は、親和性タグをコードする配列にそれぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、方法は、同じか、または異なる親和性アクセプターペプチドに作動可能に連結された異なる組換えHLA対立遺伝子をコードする配列を含む少なくとも第2のポリ核酸を投与するステップを含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞外で発現される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部位上に位置する。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞内で発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、可撓性ループ配列などの、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列の内部配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチド結合分子を親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、親和性アクセプターペプチド結合分子は、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、ソルターゼタグ、ビーズに対して共有ペプチド結合を形成するタグ、またはその組合せを含むタグ配列を含み、必要に応じて、親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性分子を親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、親和性分子は、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。
一部の実施形態では、親和性分子は、ビオチンに結合する分子を含む。例えば、親和性分子は、他の生物に由来するタンパク質ホモログおよびその誘導体を含む、ストレプトアビジン、NeutrAvidinを含んでもよい。
一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、親和性分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、固相表面は、ビーズである。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を用いて、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、富化するステップは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。一部の実施形態では、富化するステップは、組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子のN末端部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。
一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、接触させるステップは、トランスフェクトまたは形質導入することを含む。一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸を含むベクターと接触させることを含む。一部の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一部の実施形態では、ポリ核酸は、細胞集団のゲノム中に安定に組み込まれる。
一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でβ2ミクログロブリンをコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、組換えクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、HLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、第1の親和性アクセプターペプチドと異なり、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析またはタンデム質量分析などの質量分析を実施することを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、ペプチドデータベースに由来する富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離された1つまたは複数のペプチドのMS/MSスペクトルに対応するペプチド配列を取得することを含み、得られた1つまたは複数の配列は、1つまたは複数のペプチドの配列を識別する。一部の実施形態では、ペプチドデータベースは、改変データベースを含まない、または改変データベースを含むものなどの、非酵素特異性ペプチドデータベースである。一部の実施形態では、方法は、逆データベース検索戦略を使用してペプチドデータベースを検索するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、ヒト細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、マウス細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、CHO細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、JurkatおよびTHP1から選択される細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のサイトカイン、チェックポイント阻害剤、エピジェネティック的に活性な薬物、IFN-γ、抗原プロセシングを変更する薬剤(ペプチダーゼ阻害剤、プロテアソーム阻害剤、およびTAP阻害剤など)、またはその組合せを用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の代謝経路または代謝状態をモジュレートする1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の細胞プロテオームをモジュレートする1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の細胞発現または転写をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬(例えば、AIREもしくはCREB結合タンパク質またはそのモジュレーター)を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞の転写因子をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞のHLAの細胞発現または転写をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬を用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞のプロテオームの細胞発現または転写をモジュレートまたは調節する1つまたは複数の試薬を用いて処理される。
一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞、少なくとも10個の細胞または少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、樹状細胞、マクロファージ、がん細胞またはB細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、腫瘍細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数の細胞から前記HLA-ペプチド複合体を単離する前に、薬剤と接触させる。一部の実施形態では、前記薬剤は、炎症性サイトカイン、化学薬剤、アジュバント、治療剤または放射線である。
一部の実施形態では、HLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、HLA対立遺伝子をコードする配列は、バーコード配列を含む。一部の実施形態では、方法は、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の発現についてアッセイするステップをさらに含む。一部の実施形態では、アッセイするステップは、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子を配列決定すること、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子RNAを検出すること、親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子タンパク質を検出すること、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、発現についてアッセイするステップは、ウェスタンブロットアッセイ、蛍光活性化細胞選別(FACS)、質量分析(MS)、マイクロアレイハイブリダイゼーションアッセイ、RNA-seqアッセイ、ポリメラーゼ連鎖反応アッセイ、LAMPアッセイ、リガーゼ連鎖反応アッセイ、サザンブロットアッセイ、ノーザンブロットアッセイ、または酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を含んでもよい。
一部の実施形態では、方法は、異なるHLA対立遺伝子のための方法のステップを実行することを含む。一部の実施形態では、それぞれ異なるHLA対立遺伝子は、ユニークなバーコード配列を含む。一部の実施形態では、異なるHLA対立遺伝子をコードするそれぞれのポリ核酸は、ユニークなバーコード配列を含む。
本明細書に記載の方法を実行することによって得られるHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースが、本明細書で提供される。毎回、異なるHLA-対立遺伝子を使用して、本明細書に記載の方法を反復的に実行することによって得られる2つまたはそれより多いHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベースの組合せが、本明細書で提供される。本明細書に記載のペプチド配列データベースまたは本明細書に記載の組合せを用いてマシンを訓練するステップを含む、HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための予測アルゴリズムを生成するための方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、マシンは、1つまたは複数の線形モデル、サポートベクターマシン、決定木およびニューラルネットワークを組み合わせる。一部の実施形態では、マシンを訓練するために使用される変数は、ペプチド配列、アミノ酸の物理特性、ペプチドの物理特性、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベル、タンパク質安定性、タンパク質翻訳率、ユビキチン化部位、タンパク質分解率、リボソームプロファイリングからの翻訳効率、タンパク質切断性、タンパク質局在化、TAP輸送を容易にする宿主タンパク質のモチーフ、自食作用を受ける宿主タンパク質、リボソーム失速を好むモチーフ、およびNMDを好むタンパク質特性からなる群から選択される1つまたは複数の変数を含む。
一部の実施形態では、リボソーム失速を好むモチーフは、ポリプロリンまたはポリリシン伸長物を含む。一部の実施形態では、NMDを好むタンパク質特性は、長い3’UTR、最後のエクソン:エクソン接合部の50ntを超えて上流にある停止コドン、およびペプチド切断性からなる群から選択される。
HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための方法であって、HLA-対立遺伝子に関して本明細書に記載の方法を実行することによって得られるペプチド配列データベースを用いて訓練されたマシンを用いて、ペプチドの配列を分析するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、細胞内のペプチドの供給源タンパク質の発現レベルを決定するステップを含み、ここで、供給源タンパク質発現は、マシンによって使用される予測変数である。一部の実施形態では、発現レベルは、供給源タンパク質の量または前記供給源タンパク質をコードするRNAの量を測定することによって決定される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをそれぞれコードする2つまたはそれより多い配列を含む組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、異なる組換えHLAクラスIα鎖対立遺伝子をコードする配列、親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、β2ミクログロブリンをコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が、作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。
親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列をそれぞれ含む2つまたはそれより多い配列を含む組換えポリ核酸を含む組成物であって、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列が、組換えHLAクラスIIα鎖対立遺伝子をコードする配列、親和性アクセプターペプチドをコードする配列、および必要に応じて、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含み、(a)および(b)、ならびに必要に応じて(c)の配列が、作動可能に連結される、組成物が本明細書で提供される。一部の実施形態では、組換えポリ核酸は、単離される。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプター分子をコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、組換えHLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって組換えHLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、同じポリヌクレオチドから発現される。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、異なるポリヌクレオチドから発現される。一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、2つまたはそれより多い親和性アクセプターペプチドを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列は、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする3つまたはそれより多い配列を含み、ここで、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする3つまたはそれより多い配列のうちの少なくとも2つは、同じ親和性アクセプターペプチドを含む。一部の実施形態では、2つまたはそれより多い親和性アクセプターペプチドは、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする2つまたはそれより多い配列のそれぞれについてユニークである。
一部の実施形態では、コードされる親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、親和性分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、組換えクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、組換えポリ核酸の2つまたはそれより多くについて、親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする配列は、細胞のゲノム中に安定に組み込まれる。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第2の親和性アクセプターペプチドは、HAタグを含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによって組換えHLAおよび親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
本明細書に記載の組成物のポリ核酸によってコードされる2つまたはそれより多い単離されたポリペプチド分子を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物のポリ核酸によってコードされる2つまたはそれより多いポリペプチド分子を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。本明細書に記載の組成物を含む1つまたは複数の細胞を含む細胞集団を含む組成物が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性クラスIまたはクラスII
HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子および1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠くように操作される。一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。一部の実施形態では、組成物は、患者のHLA型に特異的なペプチドまたはペプチドをコードするポリ核酸を使用して製剤化される。細胞を作製する方法であって、2つまたはそれより多い細胞に、本明細書に記載の組成物の2つまたはそれより多いポリ核酸を形質導入するか、またはトランスフェクトするステップを含む方法が、本明細書で提供される。
本明細書に記載の方法に従って識別されるペプチドが、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において抗腫瘍応答を誘導する方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を含む細胞を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、細胞は、HLA-ペプチド複合体としてペプチドを提示する。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。哺乳動物において免疫応答を誘導するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、免疫応答は、T細胞免疫応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、CD8 T細胞応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、CD4 T細胞応答である。一部の実施形態では、免疫応答は、液性免疫応答である。
疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。疾患を有する哺乳動物を処置するための方法であって、哺乳動物に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸を含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、疾患は、がんである。一部の実施形態では、疾患は、感染性因子による感染である。一部の実施形態では、感染性因子は、病原体、必要に応じて、ウイルスまたは細菌、または寄生虫である。
一部の実施形態では、ウイルスは、BKウイルス(BKV)、デングウイルス(DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4、DENV-5)、サイトメガロウイルス(CMV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV-1)、インフルエンザウイルス、RSV、HPV、狂犬病、流行性耳下腺炎、風疹ウイルス、ポリオウイルス、黄熱、A型肝炎、B型肝炎、ロタウイルス、水痘ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、天然痘、帯状疱疹、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、細菌は、Klebsiella spp.、Tropheryma whipplei、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepromatosis、およびMycobacterium tuberculosis、腸チフス、肺炎球菌、髄膜炎菌、ヘモフィルスB、炭疽菌、破傷風トキソイド、B群髄膜炎菌、bcg、コレラ、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、寄生虫は、寄生蠕虫または原生動物である。一部の実施形態では、寄生虫は、Leishmania spp.、Plasmodium spp.、Trypanosoma cruzi、Ascaris lumbricoides、Trichuris trichiura、Necator americanus、Schistosoma spp.、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
免疫原性ペプチドを富化する方法であって、組換えHLA対立遺伝子によってコードされる組換えHLAに作動可能に連結された親和性アクセプターペプチドを含む親和性アクセプタータグ付きHLAを発現する1つまたは複数の細胞を含む細胞集団を用意するステップ;および親和性アクセプタータグ付きHLAを含むHLA-ペプチド複合体を富化するステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、HLA-ペプチド複合体から単離された免疫原性ペプチドの配列を決定するステップをさらに含む。一部の実施形態では、決定するステップは、LC-MS/MSを使用することを含む。
対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドの有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドを含む細胞の有効量を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。対象において疾患または障害を処置する方法であって、対象に、本明細書に記載のペプチドの配列を含むペプチドをコードする配列を含むポリ核酸の有効量を含む細胞を投与するステップを含む方法が本明細書で提供される。
疾患または状態を有する対象のための治療薬を開発する方法であって、疾患または状態を有する対象に由来する細胞集団を用意するステップ、親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む配列をコードするポリ核酸を、1つまたは複数の細胞中に導入することによって、細胞集団の1つまたは複数の細胞中で、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現させ、これにより1つまたは複数の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化し、特徴付けるステップ;および必要に応じて、特徴付けに基づいて治療薬を開発するステップを含む方法が本明細書で提供される。
少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原を識別し、少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原を含む対象特異的免疫原性組成物を調製する方法であって、対象が疾患を有し、少なくとも1つの対象特異的免疫原性抗原が対象および対象の疾患に特異的であり、前記方法が、疾患または状態を有する対象に由来する細胞集団を用意するステップ;親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む配列をコードするポリ核酸を、1つまたは複数の細胞中に導入することによって、対象に由来する細胞集団の1つまたは複数の細胞中で、親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子を発現させ、これにより1つまたは複数の細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;1つまたは複数の細胞から親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;対象および対象の疾患に特異的である富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から免疫原性ペプチドを識別するステップ;ならびに識別された対象特異的免疫原性ペプチドの1つまたは複数に基づいて対象特異的免疫原性組成物を製剤化するステップを含む方法が、本明細書で提供される。
一部の実施形態では、治療薬または対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドまたは富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、治療薬または対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドに特異的に結合するT細胞受容体(TCR)を発現するT細胞を含む。一部の実施形態では、対象特異的免疫原性組成物は、富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するポリペプチドに特異的に結合する受容体を発現するキメラ抗原受容体(CAR)T細胞を含む。
一部の実施形態では、方法は、別の治療剤、必要に応じて、免疫チェックポイント阻害剤を対象に投与するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、アジュバント、必要に応じて、ポリ-ICLCを対象に投与するステップをさらに含む。
一部の実施形態では、疾患または障害は、がんである。一部の実施形態では、疾患または障害は、自己免疫疾患である。一部の実施形態では、疾患または障害は、感染である。一部の実施形態では、感染は、感染性因子による感染である。一部の実施形態では、感染性因子は、病原体、ウイルス、細菌、または寄生虫である。
一部の実施形態では、ウイルスは、BKウイルス(BKV)、デングウイルス(DENV-1、DENV-2、DENV-3、DENV-4、DENV-5)、サイトメガロウイルス(CMV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、アデノウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトT細胞リンパ向性ウイルス(HTLV-1)、インフルエンザウイルス、RSV、HPV、狂犬病、流行性耳下腺炎、風疹ウイルス、ポリオウイルス、黄熱、A型肝炎、B型肝炎、ロタウイルス、水痘ウイルス、ヒトパピローマウイルス(HPV)、天然痘、帯状疱疹、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、細菌は、Klebsiella spp.、Tropheryma whipplei、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepromatosis、およびMycobacterium tuberculosis、腸チフス、肺炎球菌、髄膜炎菌、ヘモフィルスB、炭疽菌、破傷風トキソイド、B群髄膜炎菌、bcg、コレラ、およびその組合せからなる群から選択される。
一部の実施形態では、寄生虫は、寄生蠕虫または原生動物である。一部の実施形態では、寄生虫は、Leishmania spp.、Plasmodium spp.、Trypanosoma cruzi、Ascaris lumbricoides、Trichuris trichiura、Necator americanus、Schistosoma spp.、およびその任意の組合せからなる群から選択される。
疾患または状態を有する対象のための治療薬を開発する方法であって、細胞集団を用意するステップであって、細胞集団の1つまたは複数の細胞が少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含むポリ核酸を含み、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列が第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された第1のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む第1の組換え配列、および第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に作動可能に連結された第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列を含む第2の組換え配列を含む、ステップ;少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きHLAを、細胞集団の1つまたは複数の細胞の少なくとも1つの細胞中で発現させ、これにより少なくとも1つの細胞中で親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップ;および富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップ;ならびに識別されたペプチドの1つまたは複数に基づいて免疫原性組成物を製剤化するステップであって、第1および第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子が、対象のHLAハプロタイプに一致する、ステップを含む方法が本明細書で提供される。一部の実施形態では、対象は、疾患または状態を有する。
一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子と異なる。一部の実施形態では、第1の親和性アクセプターペプチドは、第2の親和性アクセプターペプチドと同じである。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドを特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、または50個のクラスIおよび/またはクラスII HLA対立遺伝子を含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、膜貫通ドメインを含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、細胞内ドメインを含む。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、排出されない。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、発現された場合、細胞膜に組み込まれる。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体は、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体ではない。
一部の実施形態では、方法は、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップをさらに含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の外因性ペプチドを、細胞集団に導入するステップを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つもしくは複数の外因性ペプチドと接触させること、または細胞集団中で1つもしくは複数の外因性ペプチドを発現させることを含む。一部の実施形態では、導入するステップは、細胞集団を1つまたは複数の外因性ペプチドをコードする1つまたは複数の核酸と接触させることを含む。
一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、DNAである。一部の実施形態では、1つまたは複数のペプチドをコードする1つまたは複数の核酸は、RNAであり、必要に応じて、RNAは、mRNAである。
一部の実施形態では、富化するステップは、四量体試薬の使用を含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の配列を決定するステップを含む。一部の実施形態では、決定するステップは、生化学分析、質量分析、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せを含む。
一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部の結合親和性または安定性を評価するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップに由来する第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドまたはその一部が、1つまたは複数の変異を含有するかどうかを決定するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体中でのペプチドと、HLA分子との会合を評価するステップを含む。
一部の実施形態では、方法は、細胞集団中でペプチドのライブラリーを発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、細胞集団に、ペプチドのライブラリーまたはペプチドをコードする配列のライブラリーを接触させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のライブラリーを形成するステップを含む。一部の実施形態では、ライブラリーは、疾患または状態と関連するペプチドのライブラリーを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態は、がんまたは感染性因子による感染である。一部の実施形態では、方法は、感染性因子またはその一部を、細胞集団の1つまたは複数の細胞中に導入するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体に由来する1つまたは複数のペプチドを特徴付けるステップを含み、必要に応じて、ペプチドは、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来する。一部の実施形態では、方法は、感染性因子の1つまたは複数の標的タンパク質に由来するペプチドの1つまたは複数の領域を特徴付けるステップを含む。一部の実施形態では、方法は、感染性因子に由来する第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを識別するステップを含む。
一部の実施形態では、細胞集団は、疾患または状態を有する対象に由来する生体試料に由来する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞株である。一部の実施形態では、細胞集団は、初代細胞の集団である。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドは、抗原提示細胞によって提示された場合、対象に由来するT細胞を活性化することができる。一部の実施形態では、方法は、疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、識別するステップの前に、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に由来するペプチドを単離するステップをさらに含む。一部の実施形態では、細胞集団は、低細胞表面HLAクラスIまたはクラスII発現細胞の集団である。
一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、細胞集団によって通常発現される内在性HLA対立遺伝子を発現する。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、内在性HLAクラスI対立遺伝子および内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、1つまたは複数のHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、細胞集団は、全てのHLAクラスI対立遺伝子のノックアウトおよび全てのHLAクラスII対立遺伝子のノックアウトである。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスI HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスI HLAは、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、およびHLA-Gからなる群から選択される。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のクラスI HLA対立遺伝子であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のクラスI HLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、少なくとも2つの親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列は、クラスII HLAをコードする。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLA-DR、HLA-DQ、およびHLA-DPからなる群から選択される。一部の実施形態では、クラスII HLAは、HLAクラスIIα鎖、HLAクラスIIβ鎖、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のクラスII HLA対立遺伝子であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のクラスII HLA対立遺伝子である。
一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、それぞれ作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、異なるポリヌクレオチド分子上に含まれる。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2のコードされる親和性アクセプターペプチドは、細胞外で発現される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のN末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される。一部の実施形態では、コードされる第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、細胞内で発現される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列のC末端に作動可能に連結される。一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列は、リンカーによって第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子をコードする配列に作動可能に連結される。
一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に細胞を溶解するステップを含まない。一部の実施形態では、方法は、富化するステップの前に1つまたは複数の細胞を溶解するステップをさらに含む。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性アクセプターペプチド結合分子を、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、ここで、親和性アクセプターペプチド結合分子は、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する。
一部の実施形態では、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、またはその組合せを含むタグ配列を含み、必要に応じて、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、ビオチンまたは第1および/もしくは第2の親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である。一部の実施形態では、富化するステップは、親和性分子を、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に接触させることを含み、ここで、親和性分子は、親和性アクセプターペプチド結合分子に特異的に結合する。一部の実施形態では、親和性分子は、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。
一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、親和性分子は、固相表面に付着される。一部の実施形態では、固相表面は、ビーズである。
一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドに特異的に結合する親和性アクセプターペプチド結合分子を用いて、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降させることを含む。一部の実施形態では、親和性アクセプターペプチド結合分子は、コードされる第1および/または第2のクラスI HLAのアミノ酸配列ともクラスII HLAのアミノ酸配列とも特異的に相互作用しない。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の細胞外部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。一部の実施形態では、富化するステップは、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子のN末端部分に特異的な親和性分子を接触させることを含む。
一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸と接触させることを含む。一部の実施形態では、接触させるステップは、トランスフェクトまたは形質導入することを含む。一部の実施形態では、用意するステップは、細胞集団をポリ核酸を含むベクターと接触させることを含む。一部の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一部の実施形態では、ポリ核酸は、細胞集団のゲノム中に安定に組み込まれる。
一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、第1の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第1のHLAクラスIα鎖であり、第2の組換えクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、第2のHLAクラスIα鎖である。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でβ2ミクログロブリンをコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、リンカーによって第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、β2ミクログロブリンをコードする配列は、第3の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。
一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドと異なる。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、HLAクラスIIα鎖および/またはHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、第1のHLAクラスIIα鎖および第2のHLAクラスIIα鎖をコードする配列を含む。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、第1のHLAクラスIIα鎖および第2のHLAクラスIIα鎖をコードする配列は、HLAクラスIIβ鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第1および/または第2のクラスIまたはクラスII HLAをコードする配列は、第1のHLAクラスIIβ鎖および第2のHLAクラスIIβ鎖をコードする配列を含む。
一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の細胞中でHLAクラスIIα鎖をコードする配列を発現させるステップをさらに含む。一部の実施形態では、第1のHLAクラスIIβ鎖および第2のHLAクラスIIβ鎖をコードする配列は、リンカーによってHLAクラスIIα鎖をコードする配列に接続される。一部の実施形態では、HLAクラスIIβ鎖またはHLAクラスIIα鎖をコードする配列は、第3の親和性アクセプターペプチドをコードする配列に接続される。一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1および/または第2の親和性アクセプターペプチドと異なる。
一部の実施形態では、第3の親和性アクセプターペプチドは、第1の親和性アクセプターペプチドと異なり、ビオチンアクセプターペプチド(BAP)、ポリ-ヒスチジンタグ、ポリ-ヒスチジン-グリシンタグ、ポリ-アルギニンタグ、ポリ-アスパラギン酸タグ、ポリ-システインタグ、ポリ-フェニルアラニン、c-mycタグ、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ、FLAGタグ、KT3エピトープタグ、チューブリンエピトープタグ、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ、ストレプトアビジンタグ、ストレプトアビジン結合ペプチド(SPB)タグ、Strepタグ、StrepタグII、アルブミン結合タンパク質(ABP)タグ、アルカリホスファターゼ(AP)タグ、ブルータングウイルスタグ(B-タグ)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)タグ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)タグ、コリン結合ドメイン(CBD)タグ、キチン結合ドメイン(CBD)タグ、セルロース結合ドメイン(CBP)タグ、ジヒドロ葉酸リダクターゼ(DHFR)タグ、ガラクトース結合タンパク質(GBP)タグ、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、Glu-Glu(EE)タグ、ヒトインフルエンザヘマグルチニン(HA)タグ、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)タグ、NE-タグ、HSVタグ、ケトステロイドイソメラーゼ(KSI)タグ、KT3タグ、LacZタグ、ルシフェラーゼタグ、NusAタグ、PDZドメインタグ、AviTag、カルモジュリンタグ、E-タグ、S-タグ、SBP-タグ、Softag1、Softag3、TCタグ、VSV-タグ、Xpressタグ、Isopeptag、SpyTag、SnoopTag、Profinity eXactタグ、プロテインCタグ、S1-タグ、S-タグ、ビオチン-カルボキシ担体タンパク質(BCCP)タグ、緑色蛍光タンパク質(GFP)タグ、低分子ユビキチン様修飾因子(SUMO)タグ、タンデム親和性精製(TAP)タグ、HaloTag、Nus-タグ、チオレドキシンタグ、Fc-タグ、CYDタグ、HPCタグ、TrpEタグ、ユビキチンタグ、VSV-Gエピトープタグ、V5タグ、およびその組合せからなる群から選択され、必要に応じて、第1または第2の親和性アクセプターペプチドは、タグ配列の2つまたはそれより多い反復を含む。
一部の実施形態では、リンカーは、切断性リンカーをコードするポリ核酸配列を含む。一部の実施形態では、切断性リンカーは、リボソームスキッピング部位または内部リボソーム進入部位(IRES)エレメントである。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位またはIRESは、細胞中で発現された場合に切断される。一部の実施形態では、リボソームスキッピング部位は、F2A、T2A、P2A、およびE2Aからなる群から選択される。一部の実施形態では、IRESエレメントは、一般的な細胞性またはウイルス性IRES配列から選択される。
一部の実施形態では、方法は、生化学分析またはタンデム質量分析などの質量分析を実施するステップを含む。一部の実施形態では、方法は、ペプチドデータベースに由来する富化された親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離された1つまたは複数のペプチドのMS/MSスペクトルに対応するペプチド配列を取得するステップを含み、ここで、得られた1つまたは複数の配列は、1つまたは複数のペプチドの配列を識別する。
一部の実施形態では、細胞集団は、HEK293T、expi293、HeLa、A375、721.221、JEG-3、K562、JurkatおよびTHP1から選択される細胞株である。一部の実施形態では、細胞株は、1つまたは複数のサイトカイン、チェックポイント阻害剤、エピジェネティック的に活性な薬物、IFN-γ、またはその組合せを用いて処理される。一部の実施形態では、細胞集団は、少なくとも10個の細胞、少なくとも10個の細胞または少なくとも10個の細胞を含む。一部の実施形態では、細胞集団は、樹状細胞、マクロファージ、がん細胞またはB細胞の集団である。一部の実施形態では、細胞集団は、腫瘍細胞を含む。
一部の実施形態では、細胞集団を、1つまたは複数の細胞から第1および/または第2のHLA-ペプチド複合体を単離する前に、薬剤と接触させる。一部の実施形態では、薬剤は、炎症性サイトカイン、化学薬剤、アジュバント、治療剤または放射線である。
一部の実施形態では、第1および/または第2のHLA対立遺伝子は、変異したHLA対立遺伝子である。一部の実施形態では、第1および/または第2のHLA対立遺伝子をコードする配列は、バーコード配列を含む。一部の実施形態では、方法は、第1および/または第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子の発現についてアッセイするステップをさらに含む。
一部の実施形態では、アッセイするステップは、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子を配列決定すること、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子RNAをコードするRNAを検出すること、第1および/もしくは第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIもしくはクラスII HLA対立遺伝子タンパク質を検出すること、またはその組合せを含む。一部の実施形態では、第1および第2の親和性アクセプタータグ付きクラスIまたはクラスII HLA対立遺伝子は、ユニークなバーコード配列を含む。一部の実施形態では、第1の配列および第2の配列は、ユニークなバーコード配列を含む。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
(a)対象によって発現されるHLA対立遺伝子によってコードされる配列を含み、
(i)対象によって発現される前記HLA対立遺伝子をコードする配列、それに連結された、
(ii)親和性アクセプターペプチドをコードする配列
を含む組換えポリ核酸によってコードされる、親和性アクセプタータグ付きHLAタンパク質を細胞中で発現させ、これにより親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を形成するステップ;
(b)前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のHLA-対立遺伝子特異的ペプチドまたは複合体を識別するステップ;および
(c)(i)識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドもしくは複合体の1つもしくは複数の配列に基づいて治療薬を開発するステップ、または(ii)識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドもしくは複合体の1つもしくは複数の配列を含むHLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップ
を含む方法。
(項目2)
識別された前記HLA-対立遺伝子特異的ペプチドまたは複合体の1つまたは複数の配列に基づいて治療薬を開発するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記治療薬が対象に特異的である、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記治療薬が疾患に特異的である、項目2に記載の方法。
(項目5)
前記治療薬が、
(a)前記1つまたは複数の配列を含む1つまたは複数のペプチド、
(b)前記1つまたは複数のペプチドをコードするポリヌクレオチド、
(c)前記1つまたは複数のペプチドを含む1つまたは複数のAPC、
(d)前記1つまたは複数のペプチドとの複合体におけるHLAに特異的なT細胞受容体(TCR)、
(e)前記1つまたは複数のペプチドとの複合体におけるHLAに特異的なTCRまたはキメラT細胞受容体(CAR)を含む細胞
を含む、項目2に記載の方法。
(項目6)
前記治療薬を、疾患を有する対象に投与するステップをさらに含む、項目2に記載の方法。
(項目7)
前記治療薬の前記1つまたは複数のペプチドの少なくとも1つが、識別された対応するHLA-対立遺伝子特異的ペプチドと同じ長さであるか、またはそれより長い、項目5に記載の方法。
(項目8)
アジュバントを前記対象に投与するステップをさらに含む、項目6に記載の方法。
(項目9)
前記疾患が、がん、自己免疫疾患または感染性疾患である、項目6に記載の方法。
(項目10)
識別された前記HLA-対立遺伝子特異的ペプチドまたは複合体の1つまたは複数の配列に基づいて、前記HLA対立遺伝子を発現する対象に特異的な治療薬を製剤化するステップをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目11)
前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のペプチドが、前記細胞によって内在的にプロセシングされ、提示される、項目1に記載の方法。
(項目12)
前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のペプチドが、内在性ペプチドである、項目1に記載の方法。
(項目13)
前記組換えポリ核酸が、第1の親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする第1の配列および第2の親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする第2の配列を含み、前記第1の配列が、
(a)第1のHLAをコードする第1のHLA対立遺伝子の配列、それに連結された、
(b)第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列
を含み;前記第2の配列が、
(c)第2のHLAをコードする第2のHLA対立遺伝子の配列、それに連結された、
(d)第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列
を含み;前記第1のHLA対立遺伝子および前記第2のHLA対立遺伝子が異なるHLAである、項目1に記載の方法。
(項目14)
識別するステップが、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドの配列を識別することを含む、項目1に記載の方法。
(項目15)
識別するステップが、対象によって発現される前記HLA対立遺伝子に結合するHLA-対立遺伝子特異的ペプチドを識別することを含む、項目1に記載の方法。
(項目16)
識別するステップが、前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のHLA-対立遺伝子特異的ペプチドまたは複合体の供給源タンパク質の発現レベルを決定することを含む、項目1に記載の方法。
(項目17)
前記発現レベルが、前記供給源タンパク質の量または前記供給源タンパク質をコードするRNAの量を測定することによって決定される、項目16に記載の方法。
(項目18)
識別するステップが、前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体のHLA-対立遺伝子特異的ペプチドまたは複合体を特徴付けることを含む、項目1に記載の方法。
(項目19)
識別するステップが、生化学分析、質量分析、MS分析、MS/MS分析、LC-MS/MS分析、またはその組合せを実施することを含む、項目1に記載の方法。
(項目20)
識別するステップが、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドの配列の結合親和性または安定性を評価することを含む、項目1に記載の方法。
(項目21)
識別するステップが、前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体に結合したペプチドの配列が変異を含有するかどうかを決定することを含む、項目1に記載の方法。
(項目22)
識別するステップが、前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体中のペプチドとHLA分子との会合を評価することを含む、項目1に記載の方法。
(項目23)
識別するステップが、質量分析を実施することを含む、項目1に記載の方法。
(項目24)
識別するステップが、タンデム質量分析を実施することを含む、項目23に記載の方法。
(項目25)
識別するステップが、HLA-対立遺伝子特異的ペプチドのMS/MSスペクトルを、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体から単離されたペプチドの複数のMS/MSスペクトルを含むペプチドデータベースと比較することを含む、項目1に記載の方法。
(項目26)
識別するステップが、対象に由来するT細胞を活性化することができるHLA-対立遺伝子特異的複合体を識別することを含む、項目1に記載の方法。
(項目27)
前記細胞が、前記細胞によって通常発現されるHLA対立遺伝子によってコードされる内在性HLAタンパク質を発現する、項目1に記載の方法。
(項目28)
前記細胞が、初代細胞である、項目1に記載の方法。
(項目29)
前記細胞が、疾患を有する対象に由来する、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記細胞が、細胞株である、項目1に記載の方法。
(項目31)
前記細胞が、1つもしくは複数の内在性HLAクラスI対立遺伝子または1つもしくは複数の内在性HLAクラスII対立遺伝子を欠く操作された細胞である、項目30に記載の方法。
(項目32)
前記細胞が、抗原提示細胞(APC)である、項目1に記載の方法。
(項目33)
前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体が排出されない、項目1に記載の方法。
(項目34)
前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体が、発現された場合に細胞膜に組み込まれる、項目1に記載の方法。
(項目35)
前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体が、可溶性の親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体である、項目1に記載の方法。
(項目36)
前記親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体からペプチドを単離するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目37)
親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体または親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現する細胞を単離するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目38)
親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を富化するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目39)
富化するステップが、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を免疫沈降することを含む、項目38に記載の方法。
(項目40)
富化するステップが、親和性アクセプターペプチド特異的結合分子を前記細胞に接触させることを含む、項目1に記載の方法。
(項目41)
前記親和性アクセプターペプチドが(ビオチンアクセプタータンパク質)BAPである、項目40に記載の方法。
(項目42)
前記親和性アクセプターペプチド特異的結合分子が、ビオチンまたは前記親和性アクセプターペプチドに特異的な抗体である、項目41に記載の方法。
(項目43)
富化するステップが、前記親和性アクセプターペプチド特異的結合分子に特異的な親和性分子を接触させることを含む、項目41に記載の方法。
(項目44)
前記親和性分子が、ストレプトアビジン、NeutrAvidin、またはその誘導体である、項目43に記載の方法。
(項目45)
富化するステップが、前記細胞から、親和性アクセプタータグ付きHLA-ペプチド複合体を発現するインタクトな細胞を富化することを含む、項目38に記載の方法。
(項目46)
富化するステップの前に前記細胞を溶解するステップを含む、項目38に記載の方法。(項目47)
前記細胞中でペプチドライブラリーを発現させるステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目48)
前記ペプチドライブラリーが、疾患と関連するペプチドのライブラリーを含む、項目47に記載の方法。
(項目49)
疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体を、非疾患細胞に由来するHLA-ペプチド複合体と比較するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目50)
識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドまたは複合体の1つまたは複数の配列を含むHLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを生成するステップを含む、項目1に記載の方法。
(項目51)
前記HLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを用いてマシンを訓練するステップをさらに含む、項目50に記載の方法。
(項目52)
HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための予測アルゴリズムを生成するステップをさらに含む、項目50に記載の方法。
(項目53)
前記マシンが、1つまたは複数の線形モデル、サポートベクターマシン、決定木およびニューラルネットワークを組み合わせる、項目51に記載の方法。
(項目54)
前記マシンを訓練するために使用される変数が、ペプチド配列、アミノ酸の物理特性、ペプチドの物理特性、細胞内のペプチドの前記供給源タンパク質の発現レベル、タンパク質安定性、タンパク質翻訳率、ユビキチン化部位、タンパク質分解率、リボソームプロファイリングからの翻訳効率、タンパク質切断性、タンパク質局在化、TAP輸送を容易にする宿主タンパク質のモチーフ、自食作用を受ける宿主タンパク質、リボソーム失速を好むモチーフ、およびナンセンス変異依存性分解(NMD)を好むタンパク質特性からなる群から選択される1つまたは複数の変数を含む、項目52に記載の方法。
(項目55)
リボソーム失速を好む前記モチーフが、ポリプロリンまたはポリリシン伸長物を含む、項目54に記載の方法。
(項目56)
NMDを好む前記タンパク質特性が、長い3’UTR、最後のエクソン:エクソン接合部の核酸50個を超えて上流にある停止コドン、およびペプチド切断性からなる群から選択される、項目54に記載の方法。
(項目57)
HLA-対立遺伝子特異的結合ペプチドを識別するための方法であって、項目50に記載の方法に従って生成されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドデータベースを用いて訓練されたマシンを用いて、ペプチドの配列を分析するステップを含む方法。
(項目58)
薬学的に許容される担体、および項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドの1つまたは複数の配列を含む1つまたは複数のペプチドを含む医薬組成物。
(項目59)
薬学的に許容される担体、および項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドの1つまたは複数の配列を含む1つまたは複数のペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む医薬組成物。
(項目60)
薬学的に許容される担体、および項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドの1つまたは複数の配列を含む1つまたは複数のペプチドを含む1つまたは複数の抗原提示細胞(APC)を含む医薬組成物。
(項目61)
薬学的に許容される担体、および(i)項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドの1つもしくは複数の配列を含む1つもしくは複数のペプチドを含むHLA-ペプチド複合体または(ii)項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的複合体に特異的なT細胞受容体(TCR)を含む医薬組成物。(項目62)
薬学的に許容される担体、および(i)項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドの1つもしくは複数の配列を含む1つもしくは複数のペプチドを含むHLA-ペプチド複合体または(ii)項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的複合体に特異的なTCRを含む細胞を含む医薬組成物。
(項目63)
項目1に記載の方法に従って識別されたHLA-対立遺伝子特異的ペプチドまたは複合体のペプチド配列情報を含むHLA-対立遺伝子特異的結合ペプチド配列データベース。(項目64)
第1の親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする第1の配列、および第2の親和性アクセプタータグ付きHLAをコードする第2の配列を含む組換えポリ核酸を含む組成物であって、前記第1の配列が、
(a)第1のHLAをコードする第1のHLA対立遺伝子の配列、それに連結された、
(b)第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列
を含み;前記第2の配列が、
(c)第2のHLAをコードする第2のHLA対立遺伝子の配列、それに連結された、
(d)第2の親和性アクセプターペプチドをコードする配列
を含み;前記第1のHLA対立遺伝子および前記第2のHLA対立遺伝子が異なるHLA対立遺伝子である、組成物。
(項目65)
前記親和性アクセプターペプチドが(ビオチンアクセプターペプチド)BAPである、項目64に記載の組成物。
(項目66)
前記第1の親和性アクセプターペプチドが、前記第2の親和性アクセプターペプチドと同じである、項目64に記載の組成物。
(項目67)
前記第1の親和性アクセプターペプチドが前記第1のHLAにとってユニークであり、前記第2の親和性アクセプターペプチドが前記第2のHLAにとってユニークである、項目64に記載の組成物。
(項目68)
前記第1の配列および前記第2の配列が、異なる組換えポリ核酸分子上に含まれる、項目64に記載の組成物。
(項目69)
前記第1の配列および前記第2の配列が、同じポリ核酸分子上に含まれる、項目64に記載の組成物。
(項目70)
前記第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列が、前記第1の配列の細胞外部分をコードする配列に作動可能に連結される、項目64に記載の組成物。
(項目71)
前記第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列が、前記第1の配列の細胞内部分をコードする配列に作動可能に連結される、項目64に記載の組成物。
(項目72)
前記第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列が、前記第1の配列のN末端に作動可能に連結される、項目64に記載の組成物。
(項目73)
前記第1の親和性アクセプターペプチドをコードする配列が、前記第1の配列のC末端に作動可能に連結される、項目64に記載の組成物。
(項目74)
前記第1の配列が第1のユニークなバーコード配列をコードし、前記第2の配列が第2のユニークなバーコード配列をコードする、項目64に記載の組成物。
(項目75)
前記第1の配列が第1のユニークなバーコード配列を含み、前記第2の配列が第2のユニークなバーコード配列を含む、項目64に記載の組成物。
(項目76)
項目64に記載の組成物を含む細胞。

Claims (1)

  1. 明細書に記載の発明。
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