JP2023501539A - 免疫刺激細菌デリバリープラットフォーム、および治療用産物のデリバリーのためのその使用 - Google Patents

免疫刺激細菌デリバリープラットフォーム、および治療用産物のデリバリーのためのその使用 Download PDF

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Abstract

提供されるのは、例えば、腫瘍微小環境における、特に腫瘍常在性骨髄性細胞における蓄積を増大させることによって、補体不活化に対する抵抗性を改善することによって、免疫細胞死を低減することによって、適応免疫を促進することによって、T細胞機能を増強することによって、例えば、毒性を低減し、抗腫瘍活性を改善するように改変されているゲノムを有する弱毒化免疫刺激細菌である。食細胞のコロニー形成の増大は、コードされる治療用産物の、腫瘍微小環境および腫瘍へのデリバリーを改善して、いくつかある経路の中でも特に、免疫刺激細菌の全身投与を可能にする。

Description

関連出願
2020年3月16日出願の同時係属中の米国仮出願第62/990,404号(表題「TUMOR-SPECIFIC IMMUNOSTIMULATORY BACTERIA DELIVERY PLATFORM」、出願人Actym Therapeutics, Inc.、ならびに発明者Laura Hix Glickman、Christopher D. Thanos、Alexandre Charles Michel Iannello、Chris Rae、およびHaixing Kehoe)の優先権の利益を主張する。
また、2020年1月16日出願の同時係属中の米国仮出願第62/962,162号(表題「TUMOR-SPECIFIC IMMUNOSTIMULATORY BACTERIA DELIVERY PLATFORM」、出願人Actym Therapeutics, Inc.、ならびに発明者Laura Hix Glickman、Christopher D. Thanos、Alexandre Charles Michel Iannello、Chris Rae、およびHaixing Kehoe)の優先権の利益を主張する。
また、2019年11月12日出願の同時係属中の米国仮出願第62/934,503号(表題「TUMOR-SPECIFIC IMMUNOSTIMULATORY BACTERIA DELIVERY PLATFORM」、出願人Actym Therapeutics, Inc.、ならびに発明者Laura Hix Glickman、Christopher D. Thanos、Alexandre Charles Michel Iannello、Chris Rae、およびHaixing Kehoe)の優先権の利益を主張する。
本出願は、2020年2月27日出願の同時係属中の国際出願PCT/US2020/020240号(表題「IMMUNOSTIMULATORY BACTERIA ENGINEERED TO COLONIZE TUMORS, TUMOR-RESIDENT IMMUNE CELLS, AND THE TUMOR MICROENVIRONMENT」、出願人Actym Therapeutics, Inc.、ならびに発明者Christopher D. Thanos、Laura Hix Glickman、Justin Skoble、Alexandre Charles Michel Iannello、およびHaixing Kehoe)に関する。
また、本出願は、2020年1月16日出願の同時係属中の米国仮出願第62/962,140号(表題「IMMUNOSTIMULATORY BACTERIA ENGINEERED TO COLONIZE TUMORS, TUMOR-RESIDENT IMMUNE CELLS, AND THE TUMOR MICROENVIRONMENT」、出願人Actym Therapeutics, Inc.、ならびに発明者Christopher D. Thanos、Laura Hix Glickman、Justin Skoble、Alexandre Charles Michel Iannello、およびHaixing Kehoe)に関する。
また、本出願は、2019年11月12日出願の同時係属中の米国仮出願第62/934,478号(表題「IMMUNOSTIMULATORY BACTERIA ENGINEERED TO COLONIZE TUMORS AND THE TUMOR MICROENVIRONMENT」、出願人Actym Therapeutics, Inc.、ならびに発明者Christopher D. Thanos、Laura Hix Glickman、Justin Skoble、およびAlexandre Charles Michel Iannello)に関する。
また、本出願は、2018年7月11日出願の国際出願PCT/US2018/041713号(2019年1月17日に国際公開第2019/014398号として公開)および2018年7月11日出願の同時係属中の米国特許出願第16/033,187号(2019年1月17日に米国特許出願公開第2019/0017050 A1号として公開)(それぞれ表題「ENGINEERED IMMUNOSTIMULATORY BACTERIAL STRAINS AND USES THEREOF」)に関し、これらの出願はそれぞれ、2017年7月11日出願の米国仮出願第62/531,327号および2018年3月26日出願の米国仮出願第62/648,380号の優先権を主張する。容認される場合、これらの出願の各々の主題は、その全体が参照によって組み込まれる。
また、本出願は、2019年7月11日出願の同時係属中の国際出願PCT/US2019/041489号(2020年1月16日に国際公開第2020/014543号として公開)および2019年7月23日出願の同時係属中の米国特許出願第16/520,155号(それぞれ表題「ENGINEERED IMMUNOSTIMULATORY BACTERIAL STRAINS AND USES THEREOF」)に関し、これらの出願はそれぞれ、2019年1月8日出願の米国仮出願第62/789,983号および2019年4月3日出願の米国仮出願第62/828,990号の優先権を主張する。
また、本出願は、2019年2月27日出願の米国仮出願第62/811,521号および2019年4月3日出願の米国特許出願第62/828,990号に関する。
これらの出願の各々において提供される免疫刺激細菌は、本出願において記載されるように改変することができ、そのような細菌は、参照によって本明細書に組み込まれる。容認される場合、これらの出願の各々の主題は、その全体が参照によって組み込まれる。
電子的に提供される配列表の参照による組込み
配列表の電子バージョンが本明細書と共にファイルされており、この内容はその全体が参照によって組み込まれる。電子ファイルは、2020年11月11日に作成した。サイズは687キロバイトであり、タイトルは1707SEQPC1.txtである。修正された配列リストが本明細書と共に電子的にファイルされており、この内容はその全体が参照によって組み込まれる。電子ファイルは、2021年3月26日に作成した。サイズは687キロバイトであり、タイトルは1707SEQPC2.txtである。
発明の分野
提供されるのは、例えば、腫瘍微小環境における、特に腫瘍常在性骨髄性細胞(tumor-resident myeloid cell)における蓄積を増大させることによって、補体不活化に対する抵抗性を改善することによって、免疫細胞死を低減することによって、適応免疫を促進することによって、T細胞機能を増強することによって、例えば、毒性を低減し、抗腫瘍活性を改善するように改変されているゲノムを有する弱毒化免疫刺激細菌である。食細胞のコロニー形成の増大は、コードされる治療用産物の、腫瘍微小環境および腫瘍へのデリバリーを改善して、いくつかある経路の中でも特に、免疫刺激細菌の全身投与を可能にする。
抗CTLA-4、抗PD-1、および抗PD-L1免疫チェックポイント抗体の臨床的成功によって明示されるように、がん免疫治療の分野は大きく進歩してきた[例えば、Buchbinder et al. (2015) J. Clin. Invest. 125:3377-3383;Hodi et al. (2010) N. Engl. J. Med. 363(8): 711-723;およびChen et al. (2015) J. Clin. Invest. 125:3384-3391参照]。腫瘍は、著しく免疫抑制性の環境を進化してきた。腫瘍は、免疫監視を回避するように複数の機序を開始し、免疫を抑制するように抗腫瘍免疫細胞を再プログラムし、最新のがん治療に対する抵抗性を絶えず変異させる[例えば、Mahoney et al. (2015) Nat. Rev. Drug Discov. 14(8): 561-584参照]。免疫寛容を克服して、現在の免疫治療の自己免疫関連毒性から逃げながらこれを制限する免疫治療およびがん治療を設計することは、免疫腫瘍学の分野のチャレンジである。それゆえに、追加的かつ革新的な免疫治療および他の治療が必要である。
提供されるのは、ゲノム改変を含有する免疫刺激細菌、および1つまたは複数の治療用産物、例えば、抗がん治療剤または関連する処置剤をコードするプラスミドである。ゲノム改変は、腫瘍微小環境内に、腫瘍常在性免疫細胞内に蓄積する免疫刺激細菌をもたらし、そこでは、コードされる治療用産物が発現される。本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、対象において頑健な抗がん応答を刺激するか、誘導するか、またはもたらす補完産物の1つまたは複数をコードする。
本明細書中で提供されるのは、真核生物プロモーターの制御下で、治療用産物または治療用産物の組合せをコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌である。細菌のゲノムは、改変、例えば、
a)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、ペンタアシル化されたリポ多糖(LPS)を生じさせるように改変され、
免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてもしくは十分な部分の欠失もしくは破壊によって改変され、それによって、細菌は、ペンタアシル化されたリポ多糖(LPS)を生じさせるように改変され、かつ/または
ヘキサアシル化されたリポ多糖が、野生型細菌に比べて、10分の1以下に、実質的に低減されるか、もしくは不在となる、欠失または破壊または不活化;
b)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、Toll様受容体(TLR)、TLR2、TLR4、およびTLR5による認識が弱められる、欠失または破壊または不活化;
c)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、curli線毛および/またはセルロースの合成を活性化しない、欠失または破壊または不活化;
d)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、分泌アスパラギナーゼの合成を活性化しない、欠失または破壊または不活化;
e)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、プリン、アデノシン、またはATPについて栄養要求性となる、欠失または破壊または不活化;
f)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、鞭毛を失う、欠失または破壊または不活化;
g)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、腫瘍常在性骨髄性細胞に特異的に感染するように改変される、欠失または破壊または不活化;
h)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊または不活化であって、それによって、細菌は、腫瘍常在性骨髄性細胞に特異的に感染するように改変されて、腫瘍常在性骨髄性細胞内で複製できない、欠失または破壊または不活化;ならびに
i)膜におけるリポタンパク質発現を低減するか、または無くす、lppAおよびlppBのいずれかまたは両方の欠失または破壊または不活化であって、それによって、コードされている治療タンパク質の発現が、腫瘍微小環境および/または腫瘍常在性免疫細胞内で増大する、欠失または破壊または不活化
の中から選択される1つ、2つ、またはそれを超える改変を含有する。
例えば、免疫刺激細菌は、a)、d)、およびf)、または改変c)およびd)、または改変a)、c)、d)、e)、およびf)、または改変a)、c)、d)、e)、f)、およびi)、または改変a)、d)、f)、およびi)、または改変c)、d)、およびi)、または改変f)およびi)、または改変a)~i)、または改変a)、b)、d)、およびf)、または改変a)、b)、c)、およびd)、ならびにa)~i)の他の組合せの、欠失、挿入、および置換を含む改変を含有する。
すべての実施形態において、免疫刺激細菌はまた、鞭毛をコードする遺伝子の欠失または破壊を含み得、またはさらに含み得、それによって細菌は、フラゲリン(fliC/fljB)であり、鞭毛を産生せず、野生型細菌は、鞭毛を有する。免疫刺激細菌は、プリンについて栄養要求性であり得、例えば、アデノシンについて栄養要求性であり、またはアデノシン、アデニン、および/もしくはATPについて栄養要求性である。また、免疫刺激細菌はpurIであり得る。また、免疫刺激細菌はpagPであり得る。また、免疫刺激細菌は、asd(アスパラギン酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ)であり得、例えば、細菌は、アスパラギン酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ(asd)をコードする内因性遺伝子のすべてまたは一部の破壊または欠失によるasdであり、それによって内因性asdは発現されない。細菌は、プラスミド上に、アスパラギン酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ(asd)を、細菌プロモーターの制御下でコードし得る。また、免疫刺激細菌はmsbBであり得るか、またはpagP/msbBであり得る。例えば、免疫刺激細菌は、asd、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、およびpagPであり得、またはasd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、およびpagPであり得る。一部の実施形態において、免疫刺激細菌は、ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、およびpagPである。
提供されるのは、治療用産物を真核生物プロモーターの制御下でコードするか、または複数の産物を複数の真核生物プロモーターもしくは単一プロモーターの制御下でコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌である。免疫刺激細菌のゲノムは、遺伝子の十分な部分の欠失、または遺伝子の破壊によって改変されており、それによって細菌は、ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、およびpagPの1つまたは複数である。また、本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、主要外膜リポタンパク質Lpp1(LppA)およびLpp2(LppB)をそれぞれコードする遺伝子lppA(lpp1)および/またはlppB(lpp2)が欠失または破壊されて、コードされるリポタンパク質の発現を無くすか、または実質的に低減しているものを含む。特に、細菌は、lppAおよびlppBである。提供されるのは、抗がん治療薬を、真核生物調節配列の制御下でコードするプラスミドを含有し、lppAおよびlppBである免疫刺激細菌である。例えば、免疫刺激細菌は、ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、pagP、lppA、およびlppBであり得る。
本明細書中の実施形態において、治療用産物は、がん治療に用いられる抗がん治療薬または治療薬である。コードされる産物は、分泌シグナルをコードする核酸に作用可能に連結され得、それによって、発現されると、治療用産物は分泌され、例えば、腫瘍常在性免疫細胞から分泌される。
また、免疫刺激細菌はいずれも、サルモネラ(Salmonella)属病原性島1(SPI-1)侵入に関与する1つまたは複数の遺伝子またはオペロンが欠失または不活化され得、それによって免疫刺激細菌は、上皮細胞に侵入しないか、または感染しない。例えば、1つまたは複数の遺伝子/オペロンは、avrA、hilA、hilD、invA、invB、invC、invE、invF、invG、invH、invI、invJ、iacP、iagB、spaO、spaQ、spaR、spaS、orgA、orgB、orgC、prgH、prgI、prgJ、prgK、sicA、sicP、sipA、sipB、sipC、sipD、sirC、sopB、sopD、sopE、sopE2、sprB、およびsptPから選択される。
免疫刺激細菌内のプラスミドは、低いコピー数または中程度のコピー数で存在し得る。プラスミドは、中程度~低いコピー数の複製起点、例えば低いコピー数の複製起点を含有し得る。一部の実施形態において、プラスミドは、より高いコピー数で存在する。通常、中程度のコピー数は、150未満か、もしくは約150未満、かつ20超もしくは約20超であり、または20もしくは25~150である;低いコピー数は、25未満、または20未満、または約25未満、または約20未満のコピーである。特に、低~中程度のコピー数は、約150コピー未満、または150コピー未満である;低いコピー数は、約25コピー未満、または25コピー未満である。
提供されるのは、コードされる産物の発現用の細胞またはプラスミド中に導入されるように設計されている、タンパク質等の産物をコードする核酸分子である核酸コンストラクトである。コンストラクトは、多シストロン性配列として複数の抗がん産物を単一プロモーターの制御下でコードする核酸を含有する。プロモーターは、真核生物プロモーターであり得る。他の真核生物調節配列、例えばエンハンサー、タンパク質輸送シグナルをコードする核酸、例えば分泌シグナル、他の調節配列、例えば、コンストラクト上の細菌プロモーターからリードスルーを妨げる細菌ターミネーターを含むターミネーター、ならびに産物をコードする核酸オープンリーディングフレームおよび/または遺伝子のエレメントの特定の立体配置および順序が提供され、本明細書中に記載される。コンストラクトにおいて、多シストロン性配列は、多シストロン性コンストラクトによってコードされる別々の産物の発現をもたらすシグナルまたはコードされるシグナル、例えばペプチドを含み得る。そのようなペプチドの例として、ウイルスペプチドの2Aファミリーがある。コンストラクトは、各産物をコードする各オープンリーディングフレーム間のそのようなペプチドまたは他のシグナルを含む。2Aペプチドは、T2A、P2A、E2A、またはF2Aの1つまたは複数を含む。
抗がん産物に含まれるのは、がんの処置に用いられるあらゆるもの、または対象において抗がん応答を促進、補助、刺激、もしくは助長するあらゆるものである。通常、抗がん産物はタンパク質である。コードされる産物は、腫瘍微小環境において抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはこれに貢献する1つまたは複数の免疫刺激タンパク質を含む。例示的なコードされる産物として、腫瘍微小環境において抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはこれに貢献する免疫刺激タンパク質があり、例えば、以下の1つまたは複数から選択されるいずれかである:IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-2Raへの結合が弱まったIL-2、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γ、IL-2Raに結合しないように改変されたIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、インターフェロン-α、インターフェロン-β、インターフェロン-γ、CCL3、CCl4、CCL5、T細胞の補充/持続性に関与するか、またはこれを引き起こすか、もしくは強化するタンパク質、共刺激タンパク質、例えばCD40、CD40リガンド(CD40L)、CD28、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)[細胞における正確な配向性(すなわち、細胞質内の細胞質ドメイン)を促進する改変があってもよい、免疫抑制逆シグナル伝達(immunosuppressive reverse signaling)を無くすように欠失されているか、または切り詰められた細胞質ドメインである共刺激タンパク質の形態を含む];B7-CD28ファミリーのメンバー、CD47アンタゴニスト、抗IL-6抗体またはデコイ受容体に結合するIL-6、TGF-ベータポリペプチドアンタゴニスト(可溶性のTGF-ベータ受容体およびTGF-ベータアンタゴニストを含む)、および腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリーのメンバー。
産物の他のものは、IFN-α、IFN-β、GM-CSF、IL-2、IL-7、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21、IL-23、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-36ガンマ、IL-2Raへの結合が弱まったIL-2、IL-2Raに結合しないように改変されたIL-2、CXCL9、CXCL10(IP-10)、CXCL11、CCL3、CCl4、CCL5、T細胞の潜在的な補充および/または持続性に関与する分子、CD40、CD40リガンド(CD40L)、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、細胞質ドメインが欠失している(4-1BBLΔcyt)、または細胞質ドメインが部分的に欠失している4-1BBL(細胞質ドメインは、免疫抑制逆シグナル伝達を無くすように欠失しているか、または切り詰められている)、B7-CD28ファミリーのメンバー、および腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリーのメンバーのうちの1つまたは複数から選択される、腫瘍微小環境において抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはこれに貢献する免疫刺激タンパク質を含む。例えば、コンストラクトは、細胞質ドメインが欠失したか、もしくは部分的に欠失した、または細胞質ドメインが部分的に欠失し、アミノ酸改変を含んでもよく、それによって、結果として生じる4-1BBLは、細胞内で発現されると、適切な向きを仮定する、4-1BBLをコードする核酸を含有し得る[細胞質ドメインが切り詰められた例示的な改変4-1BBL変異体を提供する配列番号389~392および以下の詳細な説明を参照。そこでは、残基が、正に荷電する残基(すなわち、KおよびL)により置換されて、細胞内で発現される場合に適切な配向を与える]。細胞質ドメインは、免疫抑制逆シグナル伝達を無くすか、または低減するほど十分に切り詰められている。それゆえに、細胞質ドメインが欠失しているか、もしくは部分的に欠失している4-1BBL、または細胞質ドメインがトランケートかつ改変されている改変4-1BBLをコードする核酸を含有するコンストラクトが提供され、4-1BBLの配列は、配列番号389~392に示されており、以下の詳細な説明および実施例において配列を例示した。また、コンストラクトは、以下の産物および産物の組合せ:
IL-12、またはIL-15、またはIL12p70、またはIL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体の1つまたは複数;
サイトカインおよびSTING経路アゴニスト;
サイトカイン、STING経路アゴニスト、および共刺激分子または免疫チェックポイント阻害剤;
サイトカイン、STING経路アゴニスト、およびTGFベータポリペプチドアンタゴニスト;
サイトカイン、STING経路アゴニスト、TGFベータポリペプチドアンタゴニスト、および共刺激分子(受容体またはリガンド)または免疫チェックポイント阻害剤、
のいずれかをコードする核酸を含有し得、
STING経路アゴニストは、STING経路の活性化を介して、I型インターフェロン発現を増大させるあらゆる産物である。例として、本明細書中で詳述される、インターフェロン遺伝子の刺激因子(STING)ポリペプチド、またはその変異体もしくはそのキメラをコードするコンストラクトがある。コンストラクトの1つとして、以下の組合せ:
抗CTLA-4抗体およびSTINGポリペプチド、
IL-15およびSTINGポリペプチド、
4-1BBLおよびSTINGポリペプチド、
TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニストおよびSTINGポリペプチド、
IL-12およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-12、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-12、およびSTINGポリペプチド、
TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-15、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-15、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-12、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-12、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-12、IL-21、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
4-1BBL、IL-12、IL-21、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
IL-15、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
IL-12、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-15、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-15、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
4-1BBL、IL-12、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
抗CTLA-4抗体およびIL-15、
抗CTLA-4抗体、IL-15、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
4-1BBLおよびIL-15、
4-1BBL、IL-15、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
抗CTLA-4抗体およびIL-12、
抗CTLA-4抗体、IL-12、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
4-1BBLおよびIL-12、
4-1BBL、IL-12、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
抗CTLA-4抗体およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
4-1BBLおよびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
IL-15およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
IL-12およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
IL-12、IL-15およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、ならびに
IL-15、IL-21、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト
から選択される治療用産物の組合せをコードするものがあり、
抗CTLA-4抗体は、scFvまたはscFv-Fcであり;
STINGポリペプチドは、野生型STING、または変異体STINGポリペプチド、またはキメラSTINGポリペプチド、および、例えば、機能獲得を与えるアミノ酸置換を有するキメラSTINGタンパク質を含み;
4-1BBLは、細胞質ドメインが欠失している4-1BBL、細胞質ドメインが改変された4-1BBL、細胞質ドメインが切り詰められた4-1BBL、または細胞質ドメインが切り詰められ、改変された4-1BBLである。
他のコンストラクトとして、
IL-2およびIL-12p70;
IL-2およびIL-21;
IL-2、IL-12p70、およびSTING機能獲得型(GOF)変異体;
IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;
IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)(Δcytは、細胞質ドメインの欠失である);
IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
IL-15/IL-15RαおよびSTING GOF変異体;
IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
IL-15/IL-15RαおよびIL-12p70;
IL-15/IL-15RαおよびIL-21;
IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;
IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
IL-12p70およびIL-21;
IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;
IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
IL-12p70およびSTING GOF変異体;
IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
IL-12p70およびIL-18;
IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;
IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-2、およびIL-12p70;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-2およびIL-21;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、およびIL-21;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチドおよびIL-12p70;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、およびIL-18;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;
TGF-βデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
TGF-βデコイ受容体およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-12p70;
抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-21;
抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-21;
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体およびIL-12p70;
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-18;
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
抗CTLA-4抗体およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;
CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-21;
CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)、
CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-21;
CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
CD40アゴニストおよびIL-12p70;
CD40アゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;
CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;
CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびに
CD40アゴニストおよびSTING GOF変異体
から選択される治療用産物の組合せをコードするものを含み、
4-1BBLは、細胞質ドメインが欠失している4-1BBL(4-1BBLΔcyt)、細胞質ドメインが改変された4-1BBL、細胞質ドメインが切り詰められた4-1BBL、または細胞質ドメインが切り詰められ、改変された4-1BBLであり、
抗CTLA-4抗体は、scFvまたはscFv-Fcである。
STINGポリペプチドの例として、STINGポリペプチドが、I型インターフェロンの発現増大または構成的発現をもたらすように改変されているか、またはヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性よりも低いNF-κBシグナル伝達活性を有する様々な種由来のC末端尾部を有するヒトSTINGポリペプチドを含むキメラポリペプチドであり、例えば、CTT内のTRAF6結合部位が欠失されていてもよく、ヒトSTINGタンパク質が、配列番号305~309のいずれかに記載される配列を有するものがある。コードされる産物の特定の組合せは、コードされる治療タンパク質が、IL-12p70、ならびにタスマニアンデビル由来のCTT、およびI型インターフェロンの発現増大もしくは構成的発現をもたらすアミノ酸置換を有するキメラヒトSTINGポリペプチドを含むか、またはI型インターフェロンの発現増大もしくは構成的発現をもたらすアミノ酸置換を有するSTINGポリペプチドであり、I型インターフェロンの発現増大または構成的発現をもたらす突然変異が、機能獲得型突然変異であるものを含む。例として、詳細な説明において記載される置換を有するSTINGタンパク質またはポリペプチドがあり、例えば、STINGポリペプチド内のアミノ置換は、アラインメントについて、ヒトSTINGタンパク質を示す配列番号305~309のいずれかを参照して、R284GまたはN154S/R284Gと一致する。これらのコンストラクトは、加えて、IL-36γおよび/または免疫チェックポイント阻害剤抗体をコードし得る。本明細書中に記載される抗体は、その抗原結合部分、および抗体の種々の形態のいずれか、例えば、以下に限定されないがscFvおよびscFv-Fc(一般にIgG Fc)を含み、Fcの存在は、2つの鎖を有するように、結果として生じる産物を多量体化する。標的とされる免疫チェックポイントは、以下に限定されないが、CTLA-4またはPD-1またはPD-L1を含み、その抗体形態は、scFVおよびscFV-Fcの2本鎖ポリペプチドを含む。
提供されるのは、先で、本明細書中の開示の全体を通して記載されるコンストラクトを含有するプラスミドである。プラスミドは、コンストラクトが真核生物転写調節配列に作用可能に連結されている細菌のプラスミドを含む。
提供されるのは、組成物、例えば医薬組成物であり、これは、組成物中に唯一の抗がんタンパク質としてコンストラクトまたはプラスミドによってコードされる抗がんタンパク質産物の混合物を含有する。それゆえに、このうち提供されるのは、治療タンパク質の補完的な組合せを含有する組成物であり;混合物は、剤の固有の組合せを含む。組合せは、本明細書中で提供され、記載される剤の組合せを含む。
また、提供されるのは、あらゆるコンストラクトおよび/またはプラスミドを含有する免疫刺激細菌である。コンストラクトおよびプラスミドは、先で、以下で考察されるあらゆるものを含む、本明細書中で提供されるあらゆる免疫刺激細菌内に提供され得るか、またはさもなければ免疫刺激細菌中に導入され得る。また、コンストラクトおよびプラスミドは、当該技術において知られている適切な細菌、例えば、国際公開第2020/172461号および国際公開第2020/172462号、ならびに米国特許第10,449,237号、米国特許第10,286,051号、および米国特許第9,616,114等の刊行物内に記載される細菌中に導入され得る。
本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、ゲノム改変、例えば、機能的遺伝子産物が発現されないような、欠失、破壊、および改変、例えば遺伝子のすべてまたは一部の向きの変化を含む。免疫刺激細菌のうち、提供されるのは、結果として生じる細菌がmsbB/purIであるように改変されているものである。一部の実施形態において、細菌は、msbBおよびpurIであり、それによって、msbB遺伝子および/またはpurI遺伝子の少なくともコード部分の全長が欠失される。また、細菌のゲノムは、細菌が鞭毛を欠くように改変され得る。これは、鞭毛を通常発現する細菌において引き起こされる。そのような細菌において、例えば、サルモネラ属における遺伝子、または他の種におけるfliC/fljBと同等の遺伝子は、欠失され得るか、その他には機能的遺伝子産物が発現されないように改変され得る。また、細菌は、アデノシン要求株であるように、かつ/またはmsbB/pagPであるように改変され得る。また、提供されるのは、免疫刺激細菌、およびこれを含有する医薬組成物であり、細菌は、L-アスパラギナーゼIIを発現せず、それによって細菌はansBである。
提供されるのは、治療用産物を真核生物プロモーターの制御下でコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌であり、免疫刺激細菌のゲノムは、遺伝子のすべての、または十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって細菌は、分泌されるアスパラギナーゼの合成を活性化しない。そのような細菌の例として、アスパラギナーゼが遺伝子ansBによってコードされるL-アスパラギナーゼIIであるものがある。
msbBおよびpurIである親株VNP20009において、遺伝子は完全に欠失されていないことが本明細書中で示される。提供される免疫刺激細菌において、細菌のゲノムは、msbB遺伝子およびpurI遺伝子の少なくともコード部分の全長が欠失されるように改変されている。当該株は、より適合し、より速く、かつ/または親株よりも増殖する。本明細書中のすべての実施形態において、細菌は、天然のasd遺伝子産物が不活性であるか、または発現されないように改変され得る。株を生産するのを補助するために、asd遺伝子は、プラスミド上に、原核生物プロモーター、例えば誘導性プロモーターの制御下でコードされる。
実施形態において、株は、鞭毛を欠く細菌が、pagP、ansB、およびcsgDであるような改変を含む。また、細菌は、purIおよびasdである。ゆえに、提供されるのは、既にmsbBおよびpurIであり、かつ/または他の改変を有する改変親株、特にLPSを改変する、Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDでもある株を含む株である。また、株は、アデノシン要求株またはアデノシンおよびアデニン要求株であり得る。
コードされる治療用産物は、核酸およびタンパク質を含む。プラスミドは、2種以上の治療用産物をコードすることができる。例示的な産物は、以下に限定されないが、サイトカイン、I型インターフェロン(IFN)を構成的に誘導するタンパク質、および共刺激受容体またはリガンドを含む。さらに例示的な組合せが、以下に記載される。一部の実施形態において、共刺激分子は、抗原提示細胞(APC)上での発現のための細胞質ドメインのすべてまたは部分を欠いており、それによって、切り詰められた分子は、改変細胞質ドメインまたはその部分が欠失しているか、または切り詰められているか、またはさもなければ改変されていることに起因して、共刺激受容体結合を介してT細胞に構成的免疫刺激シグナル伝達(constitutive immuno-stimulatory signaling)することができるが、抗原提示細胞(APC)にカウンター調節シグナル伝達することができない。他の産物は、治療タンパク質を活性化する酵素、例えばプロドラッグを活性化するものを含む。本明細書中に、以下に記載されるように、本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、頑健な抗がん応答を提供するように組み合わされている治療用産物の組合せを含む抗がん治療剤をコードしている。コードされるタンパク質として、先で、以下に記載される各産物、および異なるクラス由来の産物の組合せがある。含まれるのは、共刺激タンパク質、例えば4-1BBL、特に、免疫抑制逆シグナル伝達を無くすように細胞質ドメインが切り詰められているか、または欠失しており、細胞内で発現される場合に、結果として生じるタンパク質が細胞膜内で正確に向きを定められるのを確実にするあらゆる補償的突然変異を有するものである。他の産物は、I型インターフェロンの構成的発現を誘導するか、または生じさせるSTING経路アゴニストを含む。当該産物は、STINGタンパク質、特に、本明細書中で提供され、記載される改変STINGタンパク質およびキメラSTINGタンパク質を含む。1つまたは複数のサイトカイン、例えば、IL-12、IL-15、IL-21、L-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-2Raへの結合が弱まったIL-2、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、およびその他、例えば、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γもまた、プラスミド上にコードされている。共刺激産物に加えて、STING経路アゴニストタンパク質、例えばSTING、サイトカイン、抗体、例えば、抗CTLA-4抗体を含むチェックポイント阻害剤抗体が、プラスミド上にコードされ得る。抗体として、scFv、およびscFvs-Fc 2本鎖形態、ならびに他の形態もあり得る。加えて、産物の中でも、TGF-ベータアンタゴニストおよびTGF-ベータ受容体デコイを含み得る。
コードされる治療用産物は、真核生物宿主によって認識される調節配列をコードする核酸、例えば、細菌を含む細胞またはプラスミドからの分泌を引き起こす分泌シグナルに作用可能に連結され得る。免疫刺激細菌が2種以上の産物をコードする実施形態において、各産物の発現は、別々のプロモーターの制御下にあり得る。これ以外にも、2種以上の産物が、単一プロモーターの制御下で発現され得、各産物が、例えば、治療用産物をコードするそれぞれの別々の発現を引き起こすように、内部リボソームエントリ部位(IRES)または2Aペプチドをコードする核酸によって分離されている。例示的な2Aペプチドは、T2A、F2A、E2A、またはP2Aであり、これらは、単一プロモーターの制御下で発現される治療用産物の別々の発現を引き起こすように、治療用産物をコードする核酸の側面に位置し得る。治療用産物は、真核生物プロモーター、例えばRNAポリメラーゼIIプロモーターまたはRNAポリメラーゼIIIプロモーターの制御下で発現される。これらは、ウイルスプロモーターであるRNAポリメラーゼIIプロモーター、または哺乳動物RNAポリメラーゼIIプロモーター、例えば、以下に限定されないが、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、エプスタインバールウイルス(EBV)プロモーター、ヘルペスウイルスプロモーター、アデノウイルスプロモーター、伸長因子-1(EF-1)アルファプロモーター、UBCプロモーター、PGKプロモーター、CAGGプロモーター、アデノウイルス2もしくは5後期プロモーター、EIF4A1プロモーター、CAGプロモーター、またはCD68プロモーターを含む。プラスミドはさらに、治療用産物の発現を制御するための他の真核生物調節配列、例えば、SV40、ヒト成長ホルモン(hGH)、ウシ成長ホルモン(BGHまたはbGH)、MND(脊髄増殖性肉腫ウイルスエンハンサーを有する改変MoMuLV LTRのU3領域を含有する合成プロモーター)、ニワトリベータ-グロブリン、およびrbGlob(ウサギグロブリン)遺伝子から選択されるターミネーターおよび/またはプロモーターを含み得る。他の調節配列は、ポリA尾部、ウッドチャック肝炎ウイルス(WHP)転写後調節要素(WPRE)、およびB型肝炎ウイルス転写後調節要素(HPRE)を含む。追加的な調節要素、例えば、細菌プロモーターからのリードスルーを低減するか、または無くすための、本明細書中に記載される適切な遺伝子座内に挿入される細菌ターミネーターを含み得る。
コードされる治療用産物は、本明細書中に、元の特許請求の範囲に記載されるあらゆるものを含み、例えば、I型インターフェロン(IFN)の発現に至る細胞内DNA/RNAセンサー経路の一部であるタンパク質、またはその変異体をコードする核酸がある。I型IFNは、インターフェロン-αおよびインターフェロン-βを含む。変異体は、対象において発現される場合に、I型IFNの構成的発現に至るものを含む。これらは、I型IFNの発現をもたらすのに細胞内核酸、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、または環状ジヌクレオチドを必要としない機能獲得型(GOF)変異体を含む。これらのタンパク質の例として、活性が増大した、またはI型インターフェロン(IFN)の構成的発現をもたらすSTING、RIG-I、MDA-5、IRF-3、IRF-7、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF3、TRAF2、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX9、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、およびSNRNP200、ならびにそれらの変異体から選択されるタンパク質がある。変異体は、STING、RIG-I、IRF-3、またはMDA5の変異体を含み、これらは、ウイルス感染の結果としてリン酸化されている1つまたは複数のセリン(S)またはトレオニン(T)残基が、アスパラギン酸(D)により置換されており、それによって、結果として生じる変異体は、構成的に、I型IFN、および当業者に知られており、かつ/または本明細書中に記載されるあらゆるものを誘導するリン酸化模倣体である。変異体の例は、突然変異が以下のように選択されるものを含む:a)STINGにおいて、配列番号305~309を参照して:S102P、V147L、V147M、N154S、V155M、G166E、C206Y、G207E、S102P/F279L、F279L、R281Q、R284G、R284S、R284M、R284K、R284T、R197A、D205A、R310A、R293A、T294A、E296A、R197A/D205A、S272A/Q273A、R310A/E316A、E316A、E316N、E316Q、S272A、R293A/T294A/E296A、D231A、R232A、K236A、Q273A、S358A/E360A/S366A、D231A/R232A/K236A/R238A、S358A、E360A、S366A、R238A、R375A、およびS324A/S326Aから選択される1つまたは複数;b)MDA5において、配列番号310を参照して:T331I、T331R、A489T、R822Q、G821S、A946T、R337G、D393V、G495R、R720Q、R779H、R779C、L372F、およびA452Tの1つまたは複数;c)RIG-Iにおいて、配列番号311を参照して、E373AおよびC268Fの一方または両方;ならびにd)IRF-3において、配列番号312を参照して、S396D、例えば、配列番号305~309を参照して:S102P、V147L、V147M、N154S、V155M、G166E、C206Y、G207E、S102P/F279L、F279L、R281Q、R284G、R284S、R284M、R284K、R284T、R197A、D205A、R310A、R293A、T294A、E296A、R197A/D205A、S272A/Q273A、R310A/E316A、E316A、E316N、E316Q、S272A、R293A/T294A/E296A、D231A、R232A、K236A、Q273A、S358A/E360A/S366A、D231A/R232A/K236A/R238A、S358A、E360A、S366A、R238A、R375A、N154S/R284G、およびS324A/S326Aから選択される1つまたは複数のアミノ置換を含有する変異体STING、ならびにそれらの保存的置換およびそれらの組合せ。
また、免疫刺激細菌は、腫瘍微小環境において抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはこれに貢献する免疫刺激タンパク質をコードし得る。当該タンパク質は、以下に限定されないが、サイトカイン、ケモカイン、または共刺激分子を含む。これらの例として:IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-36ガンマ、IL-2Raへの結合が弱まったIL-2、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-18、IL-21、IL-23、IL-2Raに結合しないように改変されたIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、インターフェロン-α、インターフェロン-β、インターフェロン-γ、CCL3、CCl4、CCL5、T細胞の動員および/もしくは持続性に関与するか、またはこれらを引き起こすか、もしくは強化するタンパク質、CD40、CD40リガンド(CD40L)、CD28、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、B7-CD28ファミリーのメンバー、CD47アンタゴニスト、デコイ受容体に結合する抗IL-6抗体またはIL-6、TGF-ベータポリペプチドアンタゴニスト、ならびに腫瘍壊死因子レセプター(TNFR)スーパーファミリーのメンバーの1つまたは複数から選択されるタンパク質がある。CD40、CD40リガンド、CD28、OX40、OX40リガンド、4-1BB、および4-1BBリガンドから選択される共刺激分子は、分子が、抗原提示細胞(APC)上での発現のための細胞質ドメイン(またはその部分)を欠くように切り詰められ得る;免疫抑制逆シグナル伝達を無くすように欠失した細胞質ドメインもしくは部分的に欠失した、または切り詰められた細胞質ドメインに起因して、切り詰められた遺伝子産物は、共刺激受容体結合を介して、T細胞に構成的免疫刺激シグナル伝達することができるが、抗原提示細胞(APC)にカウンター調節シグナル伝達することができない。他のそのようなタンパク質として、TGF-ベータポリペプチドアンタゴニスト、例えば抗TGFベータ抗体もしくは抗体断片、抗TGF-ベータ受容体抗体もしくは抗体断片、可溶性TGF-ベータアンタゴニストポリペプチド、またはTGF-ベータ結合デコイ受容体がある。
プラスミドは、治療抗体またはその抗原結合断片、例えば、Fab、Fab’、F(ab’)、単鎖Fv(scFv)、scFv-Fc、Fv、dsFv、ナノボディ、ダイアボディ断片、または単鎖抗体をコードし得る。例は、以下に限定されないが、PD-1、PD-L1、CTLA-4、VEGF、VEGFR2、またはIL-6のアンタゴニストを含む。
一部の実施形態において、本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、a)腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはこれに貢献する免疫刺激タンパク質;b)I型インターフェロン(IFN)の発現をもたらす細胞質内DNA/RNAセンサー経路の一部であるタンパク質、またはI型IFNの発現を増大させる活性増大を有するその変異体、またはI型IFNの構成的発現をもたらすその変異体の1つまたは複数;およびc)抗がん抗体またはその抗原結合部分から選択される2種以上の治療タンパク質をコードするプラスミドを含有する。例えば、免疫刺激タンパク質は、共刺激分子であり得、これは、抗原提示細胞(APC)上での発現に十分な細胞質ドメインまたはその部分を欠いているものであり、それによって、切り詰められた共刺激分子は、共刺激受容体結合を介してT細胞に構成的免疫刺激シグナル伝達することができるが、抗原提示細胞(APC)にカウンター調節シグナル伝達することができない。一部の実施形態において、免疫刺激細菌は、サイトカイン、I型IFNを構成的に誘導するタンパク質、共刺激分子、および抗がん抗体またはその抗原結合部分から選択される少なくとも2つの治療用産物をコードし、これらは、単一プロモーターの制御下にあり得る。例えば、産物の少なくとも2つまたはすべてをコードする核酸の発現が、単一プロモーターの制御下にあり、各産物をコードする核酸は、2Aペプチドをコードする核酸によって分離されており、それによって、翻訳されると、各産物が別々に発現される。各産物をコードする核酸は、細胞からの発現される産物の分泌を指示する配列をコードする核酸に作用可能に連結され得る。
提供されるのは、2種以上の治療用産物をコードする免疫刺激細菌であり、少なくとも1つの産物がa)から選択され、少なくとも1つがb)から選択され、a)は、IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-23、IL-36ガンマ、IL-2Raへの結合が弱まったIL-2、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-18、IL-2Raに結合しないように改変されたIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、インターフェロンα、インターフェロンβ、CCL3、CCL4、CCL5、T細胞の動員および/もしくは持続性に関与するか、またはこれらを引き起こすか、もしくは強化するタンパク質、CD40、CD40リガンド(CD40L)、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、B7-CD28ファミリーのメンバー、TGFベータポリペプチドアンタゴニスト、または腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリーのメンバーであり、b)は、STING、RIG-I、MDA-5、IRF-3、IRF-5、IRF-7、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF3、TRAF2、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX9、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、またはSNRNP200である。これはまた、TGFベータ阻害抗体、TGFベータ結合デコイ受容体、抗IL6抗体、およびIL-6結合デコイ受容体の1つまたは複数をコードし得る。
コードされる治療用産物の組合せの例として、治療用産物の以下の組合せ:IL-2およびIL-12p70;IL-2およびIL-21;IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL[4-1BBLΔcyt(Δcytは、細胞質ドメインの欠失である)、および切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL(4-1BBLcyt trunc)を含む];IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcyt、および切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBLを含む);IL-15/IL-15RαおよびSTING GOF変異体;IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);IL-15/IL-15RαおよびIL-12p70;IL-15/IL-15RαおよびIL-21;IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);IL-12p70およびIL-21;IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);IL-12p70およびSTING GOF変異体;IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);IL-12p70およびIL-18;IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-2、およびIL-12p70;TGF-βデコイ受容体、IL-2、およびIL-21;TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびIL-21;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体およびIL-12p70;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびIL-18;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);TGF-βデコイ受容体およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-12p70;抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-21;抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcyt、および切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL);抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-21;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);抗CTLA-4抗体およびIL-12p70;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-18;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);抗CTLA-4抗体およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-21;CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む)、CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-21;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);CD40アゴニストおよびIL-12p70;CD40アゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytおよび4-1BBLcyt truncを含む);ならびにCD40アゴニストおよびSTING GOF変異体のいずれかがある。
4-1BBLを含むすべての組合せにおいて、4-1BBL分子は、全長タンパク質(例えば、ヒトおよびマウス4-1BBLについて、それぞれ配列番号389および393参照);細胞質ドメインが欠失された4-1BBL変異体(4-1BBLΔcyt;例えば、ヒトおよびマウス4-1BBLΔcytについて、それぞれ配列番号390および394参照);細胞質ドメインが切り詰められた(すなわち、完全には欠失されていない)4-1BBL変異体(4-1BBLcyt trunc;例えば、例示的なヒトおよびマウス4-1BBLcyt trunc変異体について、配列番号391~392および配列番号395~396参照);または細胞質ドメインが改変された4-1BBL分子[リン酸化部位としての機能を果たす1つまたは複数のSer残基(例えば、ヒト4-1BBLについて、配列番号389に関して、Ser5およびSer8)が、逆シグナル伝達を低減し、または除外する残基により、適切な遺伝子座にて置換されている]であり得る。加えて、抗CTLA-4抗体を含むすべての組合せは、抗CTLA-4抗体断片、例えば抗CTLA-4 scFv(例えば、例示的なヒトおよびマウス抗CTLA-4 scFv断片について、それぞれ配列番号403および404参照)、または抗CTLA-4 scFv-Fc(例えば、例示的なヒトおよびマウス抗CTLA-4 scFv-Fc断片について、それぞれ配列番号402および405参照)を含み得る。
また、提供されるのは、改変非ヒトインターフェロン遺伝子刺激因子(STING)タンパク質、およびSTINGタンパク質キメラ、ならびに本明細書中に記載されるあらゆるものを含むデリバリー媒体、医薬組成物、これらのSTINGタンパク質をコードするか、または含有する細胞、およびそれらの使用、ならびにがんの処置方法である。特に、本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、本明細書中に記載される改変非ヒトSTINGタンパク質、非ヒトSTINGタンパク質、およびキメラをコードする。免疫刺激細菌によってコードされるこれらのSTINGタンパク質は、本明細書中で提供されており、全体を通して記載されている。本明細書中で提供されるのは、以下のものである:
1.改変非ヒトSTINGタンパク質であり、非ヒトSTINGタンパク質は、NF-κB活性化がヒトSTINGタンパク質よりも低く、適宜、I型インターフェロン活性化活性が、野生型(WT)ヒトSTINGタンパク質と比較して、より高いものである。これらの非ヒトSTINGタンパク質は、活性が増大するか、または細胞内核酸シグナル伝達の不在下で構成的に作用するような突然変異を含むように改変されている。突然変異は典型的に、ヒトのインターフェロノパシーにおいて出現するアミノ酸突然変異であり、例えばヒトSTINGについて先に記載したものである。対応する突然変異は、非ヒト種STINGタンパク質中に導入され、対応するアミノ酸残基が、アラインメントによって識別される。また、一部の実施形態において、STINGタンパク質のC末端尾部(CTT)内のTRAF6結合部位は欠失されて、NF-κBシグナル伝達活性が低減している。
2.キメラである改変STINGタンパク質、特にヒトSTINGタンパク質であり、一方の種、例えばヒト由来のSTINGタンパク質内のCTT(C末端尾部)領域は、ヒトSTINGよりもNF-κBシグナル伝達活性が低く、かつ/またはI型IFNシグナル伝達活性が高いもう一方の種のSTINGタンパク質由来のCTTにより置換されている。また、TRAF6結合部位は、これらのキメラ内で欠失されていてもよい。
3.また、1の突然変異を含む2の改変STINGタンパク質である。
4.1~3のいずれかの改変STINGタンパク質をコードする、デリバリー媒体、例えば免疫刺激細菌、本明細書中で提供されるか、または当業者に知られているあらゆるものであり、例えば、エキソソーム、ナノ粒子、ミニ細胞、細胞、リポソーム、リソソーム、腫瘍溶解性ウイルス、ならびに他のウイルスベクターを含む。
5.ヒトSTINGと比較して、STINGタンパク質のNF-κBシグナル伝達活性が低減しており、適宜、ヒトSTINGと比較して、I型インターフェロン刺激/シグナル伝達活性が増大した非ヒト種由来の非改変STINGをコードする、デリバリー媒体、例えば、免疫刺激細菌、本明細書中で提供されるか、または当業者に知られているあらゆるものであり、例えば、エキソソーム、ナノ粒子、ミニ細胞、細胞、リポソーム、リソソーム、腫瘍溶解性ウイルス、ならびに他のウイルスベクターを含む。
6.細胞(ヒトであれば、非接合子)、例えば、細胞療法に用いられる細胞、例えば、T細胞および幹細胞、ならびに1~3のいずれかのSTINGタンパク質を生成するのに用いられる細胞である。
7.1~3のいずれかのSTINGタンパク質、または4および5のデリバリー媒体、または6の細胞を含有する医薬組成物。
8.免疫刺激細菌について本明細書中に記載されるように、1~7のいずれかを投与することによる、がんの処置の使用および方法。
NF-κB活性(シグナル伝達活性)、およびSTINGのI型インターフェロン刺激活性またはインターフェロン-β刺激活性を評価するアッセイおよび方法が、本明細書中に記載されており、また、当業者に知られている。方法の例は、de Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175に記載されるものを含み、これは、とりわけ、ヒトを含む種々の種由来のSTINGタンパク質のインターフェロン-βおよびNF-κBシグナル伝達活性を記載しており、それによって、ヒトSTINGよりもNF-κB活性が低い、種々の種由来のSTINGタンパク質、また、インターフェロン-β活性がヒトSTINGに匹敵するか、またはこれよりも高いものを識別する。de Oliveira Mann et al. (2019)は、種アラインメントを提供して、CTTドメインを含む、各種におけるSTINGのドメインを識別する[de Oliveira Mann et al. (2019)について、Supplemental Informationも参照]。
非ヒトSTINGタンパク質は、以下に限定されないが、以下の種由来のSTINGタンパク質であり得る:タスマニアンデビル(Sarcophilus harrisii;配列番号349)、マーモセット(Callithrix jacchus;配列番号359)、ウシ(Bos taurus;配列番号360)、ネコ(Felis catus;配列番号356)、ダチョウ(Struthio camelus australis;配列番号361)、トキ(Nipponia nippon;配列番号362)、シーラカンス(Latimeria chalumnae;配列番号363~364)、イノシシ(Sus scrofa;配列番号365)、コウモリ(Rousettus aegyptiacus;配列番号366)、マナティー(Trichechus manatus latirostris;配列番号367)、ギンザメ(Callorhinchus milii;配列番号368)、およびマウス(Mus musculus;配列番号369)。これらの脊椎動物のSTINGタンパク質は、ヒト細胞内で免疫シグナル伝達を容易に活性化する。このことは、STINGシグナル伝達の分子機構が脊椎動物において共有されていることを示している[de Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175参照]。
本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、骨髄性細胞、例えば腫瘍常在性マクロファージおよび組織常在性マクロファージに感染し、少なくとも限られた時間、生存度を保持し、かつ/またはI型IFNおよび/もしくは他の免疫刺激産物の発現をもたらす治療用産物をコードするプラスミド、例えば、I型IFNの発現をもたらすのに細胞内核酸、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、もしくは環状ジヌクレオチドを必要としない機能獲得型(GOF)変異体を送達する能力によって、M2表現型を有するマクロファージを、M1またはM1様の、免疫抑制特性が低減されているか、または除外されており、免疫刺激特性、抗腫瘍特性、または抗ウイルス特性が増強されているか、または加えられたマクロファージに変換することができることが、本明細書中で示されている。提供されるのは、治療用産物をコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌であり、ヒトマクロファージを含むマクロファージの、細菌による感染が、M2のマクロファージをM1表現型またはM1様の表現型マクロファージに変換する。提供されるのは、マクロファージでの発現が、M2マクロファージ、例えばヒトM2マクロファージからM1またはM1様の表現型への変換をもたらすか、またはこのように変換する治療用産物をコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌である。そのような特性を有する免疫刺激細菌は、本明細書中で提供される、腫瘍常在性(がんを患う対象内の)骨髄性細胞、および組織常在性骨髄性細胞の感染をもたらすゲノム改変を含有する細菌のあらゆるものを含む。これらのゲノム改変は、鞭毛を有しない細菌(野生型細菌は鞭毛を有する)をもたらすもの、および他のもの、例えばpagP/msbBである細菌をもたらすものを含む。他の改変は、アスパラギナーゼ活性の排除をもたらすもの、例えば、骨髄性細胞に感染する細菌において、ansBである細菌をもたらすことによって、T細胞活性を増強する改変、およびリポ多糖(LPS)を変更する他の改変を含む。
含まれるのは、M2マクロファージからM1またはM1様の表現型への変換を促進するか、もしくはもたらすか、またはこのように変換する治療用産物をマクロファージ内にコードする免疫刺激細菌である。治療用産物の例として、I型インターフェロン(IFN)の発現、特に構成的発現に至る細胞内DNA/RNAセンサー経路の一部であるものがある。これは、細胞内DNA/RNAセンサー経路の一部であり、本明細書中で記載され提供される変異体および非ヒトSTINGタンパク質等のI型IFNの発現をもたらすのに、細胞内核酸、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、または環状ジヌクレオチドを必要としない治療用産物の機能獲得型(GOF)変異体を含む。免疫刺激細菌は、本明細書中に記載されるように改変され得るあらゆるものを含み、本明細書中に記載される種、例えば、サルモネラ属種および株を含む。
また、提供されるのは、コードされる治療用産物、例えばタンパク質が、薬理学的特性、例えば薬物動態学的特性または薬力学的特性の改善、例えば血清半減期の延長を与える部分にリンクしている免疫刺激細菌である。それゆえに、提供されるのは、コードされる治療用産物が、Fcドメイン、または半減期延長部分、例えばヒト血清アルブミンもしくはその部分を含む、免疫刺激細菌である。半減期延長形態または半減期延長方法の例として、ペグ化、グリコシル化の改変、シアリル化、PAS化(約100~200残基長であるPASアミノ酸のポリマーによる改変)、ELP化[例えば、Floss et al. (2010) Trends Biotechnol. 28(1): 37-45参照]、HAP化(グリシンホモポリマーによる改変)、ヒト血清アルブミンへの融合、GLKへの融合、CTPへの融合、GLP融合、ヒト免疫グロブリン(IgG)の定常断片(Fc)ドメインへの融合、トランスフェリンへの融合、非構成的ポリペプチド、例えばXTEN[rPEGとも称され、これは、A、E、G、P、S、およびTを含有する、非正確な反復ペプチド配列の遺伝的融合である;例えば、Schellenberger et al. (2009) Nat. Biotechnol. 27(12): 1186-1190参照]への融合、ならびにサイズを増大させるか、流体力学半径を増大させるか、荷電を変更するか、またはクリアランスではなくリサイクルのために受容体を標的とするような他の改変および融合、ならびにそのような改変および融合の組合せを含む。
また、提供されるのは、コードされる治療用産物が、B7タンパク質膜貫通ドメインを含み、または治療用産物が、内因性であるか、もしくはさらなるGPIアンカーによってGPI固定されている免疫刺激細菌である。コードされる治療用産物は、コラーゲンへの融合を含み得る。
あらゆるすべての実施形態における免疫刺激細菌は、適切なあらゆる種であり得る。特定の遺伝子および遺伝子改変に言及する場合、遺伝子および改変は、例示的な種としてサルモネラ属を参照した遺伝子および改変に相当するものである。種および株の例は、リケッチア(Rickettsia)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、ボルデテラ(Bordetella)属、ナイセリア(Neisseria)属、アエロモナス(Aeromonas)属、フランシセラ(Francisella)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、シトロバクター(Citrobacter)属、クラミジア(Chlamydia)属、ヘモフィラス(Haemophilus)属、ブルセラ(Brucella)属、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属、マイコプラズマ(Mycoplasma)属、レジオネラ(Legionella)属、ロドコッカス(Rhodococcus)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ヘリコバクター(Helicobacter)属、ビブリオ(Vibrio)属、バチルス(Bacillus)属、およびエリジペロスリックス(Erysipelothrix)属の株を含む。例えば、リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsiae)、発疹チフスリケッチア(Rickettsia prowazekii)、リケッチア・ツツガムシ(Rickettsia tsutsugamuchi)、発疹熱リケッチア(Rickettsia mooseri)、リケッチア・シビリカ(Rickettsia sibirica)、ボルデテラ・ブロンキセプチカ(Bordetella bronchiseptica)、ナイセリア・メニンギティディス(Neisseria meningitidis)、ナイセリア・ゴノレー(Neisseria gonorrhoeae)、エロモナス・ユークレノフィラ(Aeromonas eucrenophila)、エロモナス・サルモニシダ(Aeromonas salmonicida)、フランシセラ・ツラレンシス(Francisella tularensis)、ヒツジ偽結核菌(Corynebacterium pseudotuberculosis)、シトロバクター・フロインデイ(Citrobacter freundii)、クラミジア・ニューモニエ(Chlamydia pneumoniae)、ヘモフィルス・ソムナス(Haemophilus somnus)、ブルセラ・アボルタス(Brucella abortus)、マイコバクテリウム・イントラセルラーレ(Mycobacterium intracellulare)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)、ロドコッカス・エクイ(Rhodococcus equi)、シュードモナス・エルジノーサ(Pseudomonas aeruginosa)、ヘリコバクター・ムステラエ(Helicobacter mustelae)、ビブリオ・コレラエ(Vibrio cholerae)、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)、ブタ丹毒菌(Erysipelothrix rhusiopathiae)、エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)、ロシャリメア・クインターナ(Rochalimaea quintana)、およびアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumerfacium)。
細菌は、本明細書中に記載される改変によって、弱毒化され得るか、または低い毒性もしくは非毒性にされ得る。細菌の例として、サルモネラ属の種、例えばネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)株がある。本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、補体殺傷抵抗性(rck)をコードする遺伝子、例えばサルモネラ属rck遺伝子を内生的にコードかつ発現し、またはコードかつ発現するように改変されているものを含む。治療的大腸菌(E.coli)は、rckをコードして全身投与され得るように改変されている。また、本明細書中で提供され、記載され、特許請求の範囲に示されるのは、特にヒトにおける、デリバリー媒体、細胞、医薬組成物、方法、使用、およびがんの処置である。また、提供されるのは、処置のための対象の選択のためのコンパニオン診断法および方法、ならびに処置をモニタリングする方法である。これらは、以下に、また特許請求の範囲において記載されており、これらは、それらの全体が本セクション中に組み込まれる。
図1は、野生型ヒト(配列番号306)およびタスマニアンデビル(配列番号349)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図2は、野生型ヒト(配列番号306)およびマーモセット(配列番号359)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図3は、野生型ヒト(配列番号306)およびウシ(配列番号360)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図4は、野生型ヒト(配列番号306)およびネコ(配列番号356)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図5は、野生型ヒト(配列番号306)およびダチョウ(配列番号361)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図6は、野生型ヒト(配列番号306)およびトキ(配列番号362)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図7は、野生型ヒト(配列番号306)およびシーラカンス(配列番号363)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図8は、野生型ヒト(配列番号306)およびゼブラフィッシュ(配列番号348)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図9は、野生型ヒト(配列番号305)およびイノシシ(配列番号365)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図10は、野生型ヒト(配列番号305)およびコウモリ(配列番号366)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図11は、野生型ヒト(配列番号305)およびマナティー(配列番号367)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図12は、野生型ヒト(配列番号305)およびギンザメ(配列番号368)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図13は、野生型ヒト(配列番号305)およびマウス(配列番号369)のSTINGタンパク質のアラインメントを示す。 図14は、細菌性プロモーターおよび他の任意の細菌性制御配列を含み、真核性プロモーターの制御下にペイロードをコードするカセットの反対配向にあって、かつペイロードをコードする核酸に隣接する細菌性ターミネーターを含み、かつ原核性プロモーターからのいずれのリードスルー転写物も停止する配向にある、asd発現カセットを含む例示的なコンストラクトを示す。
概略
A.定義
B.がん治療のための免疫刺激細菌の概要
1.細菌がん免疫治療
2.腫瘍微小環境を標的とする先行治療
a.自家T細胞療法の限界
b.ウイルスワクチンプラットフォーム
c.細菌がん治療
i.リステリア属
ii.サルモネラ属種
iii.VNP20009
iv.野生型株
3.既存の細菌がん免疫治療の限界
C.治療指数を増大させ、腫瘍常在性骨髄性細胞内の蓄積を増大させるための免疫刺激細菌の改変および増強
1.LPS生合成経路における遺伝子の欠失
a.msbB欠失
b.pagP欠失
2.栄養要求性
a.purI欠失/破壊
b.アデノシン栄養要求性
3.プラスミド維持およびデリバリー
a.asd欠失
b.endA欠失/破壊
4.フラゲリンノックアウト株
5.適応免疫を促進し、T細胞機能を増強する細菌操作
L-アスパラギナーゼII(ansB)欠失/破壊
6.curli線毛発現に必要とされるサルモネラ属遺伝子の欠失/破壊
7.補体に対する抵抗性の改善
Rck発現
8.サルモネラ属および他のグラム陰性細菌におけるリポタンパク質発現に必要とされる遺伝子の欠失
9.抗腫瘍治療のために最適化されるようにゲノムが改変されており、複数を含む治療用産物をコードする頑健な免疫刺激細菌
10.M2表現型マクロファージからM1およびM1様の表現型マクロファージへの変換
D.腫瘍微小環境において免疫応答を刺激する遺伝的ペイロードをコードする、増強した治療指数を有する免疫刺激細菌
1.免疫刺激タンパク質
a.サイトカインおよびケモカイン
b.共刺激分子
2.プロドラッグを活性化する分子
3.免疫応答ならびに/またはI型IFN、非ヒトSTINGタンパク質、キメラ、および改変型を刺激する構成的に活性なタンパク質
a.構成的STING発現および機能獲得型突然変異
b.構成的IRF3発現および機能獲得型突然変異
c.活性が増大しているかまたは構成的活性を有する非ヒトSTINGタンパク質およびその変異体、ならびに活性が増大しているかまたは構成的活性を有するSTINGキメラおよびその変異体
d.細胞内DNA/RNAセンサーおよびその構成的変異体として作用する他の遺伝子産物
i.RIG-I
ii.MDA5/IFIH1
iii.IRF7
e.他のI型IFN調節タンパク質
4.抗体および抗体断片
a.TGF-β
b.二重特異性scFvおよびT細胞エンゲージャー
c.抗PD-1/抗PD-L1抗体
d.抗CTLA-4抗体
e.さらなる例示的なチェックポイント標的
5.免疫調節タンパク質の組合せは相乗効果および/または補完効果を有し得る
6.併用療法をもたらす免疫刺激細菌
E.細菌のデリバリーのための治療用産物をコードする例示的プラスミドの構築
1.タンパク質の異種発現のための構成的プロモーター
2.複数の治療用産物発現カセット
a.単一プロモーターコンストラクト
b.二重/多重プロモーターコンストラクト
3.調節エレメント
a.転写後調節エレメント
b.ポリアデニル化シグナル配列およびターミネーター
c.エンハンサー
d.分泌シグナル
e.細菌の適応度の改善
4.複製起点およびプラスミドコピー数
5.CpGモチーフおよびCpGアイランド
6.プラスミド維持/選択成分
7.DNA核標的化配列
F.医薬品生成、組成物および製剤
1.製造
a.セルバンクの製造
b.原体の製造
c.薬物製品の製造
2.組成物
3.製剤
a.液剤、注射剤、乳濁剤
b.乾燥熱安定性製剤
4.他の投与経路のための組成物
5.投薬量および投与
6.包装および製造品
G.処置の方法および使用
1.処置する患者を選択し処置をモニタリングするための診断法
a.患者選択
b.免疫刺激細菌の活性を評価または検出するための診断法は処置の有効性を示す
2.腫瘍
3.投与
4.モニタリング
H.実施例
A.定義
別段の定めがない限り、本明細書中で用いられるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中の開示の全体を通して参照されるすべての特許、特許出願、公開出願、ならびに刊行物、GenBank配列、データベース、ウェブサイト、および他の公開された素材は、特に明記しない限り、それらの全体が参照によって組み込まれる。本明細書中の用語について複数の定義がある場合には、当該セクションのものが優先する。URLまたは他のそのような識別子またはアドレスを参照する場合、当然、そのような識別子が変わって、インターネットに関する特定の情報が移り変わる場合があるが、等価の情報を、インターネットを検索することによって見出すことができる。その参照は、そのような情報の利用可能性および公的普及の証拠となる。
本明細書中で用いられる「治療細菌」は、対象、例えばヒトに投与されると、治療、例えば抗がん治療または抗腫瘍治療を達成する細菌である。
本明細書中で用いられる「免疫刺激細菌」は、対象中に導入された場合に、免疫特権組織および細胞、例えば腫瘍、腫瘍微小環境、ならびに腫瘍常在性免疫細胞において蓄積し、免疫刺激であるか、または免疫刺激をもたらす産物を複製かつ/もしくは発現する治療細菌である。例えば、免疫刺激細菌は、宿主内で、毒性もしくは病原性の低減によって、かつ/または毒性もしくは病原性を低減するコードされる産物によって、弱毒化される。というのも、免疫刺激細菌は、主に免疫特権環境における以外は、産物を複製かつ/または発現することができない(または複製/産物発現が低減される)からである。本明細書中で提供される免疫刺激細菌は、産物(複数可)をコードするか、または産物を免疫刺激にする形質もしくは特性を示すように改変されている。そのような産物、特性、および形質は、以下に限定されないが、例えば:免疫刺激タンパク質、例えば、サイトカイン、ケモカイン、または共刺激分子;細胞内DNA/RNAセンサー、またはその機能獲得型のもしくは構成的に活性な変異体(例えば、STING、IRF3、IRF7、MDA5、RIG-I);チェックポイント遺伝子、例えば、TREX1、PD-1、CTLA-4、および/またはPD-L1を標的とするか、破壊するか、または阻害するRNAi、例えば、siRNA(shRNAおよびマイクロRNA)またはCRISPR;抗体およびその断片、例えば、抗免疫チェックポイント抗体、抗IL-6抗体、抗VEGF抗体、またはTGF-β阻害抗体;他の抗体コンストラクト、例えば二重特異性T細胞エンゲージャー[BiTE(登録商標)];TGF-βに結合するデコイとしての機能を果たす可溶性TGF-β受容体、またはTGF-βアンタゴナイジングポリペプチド;ならびにデコイ受容体に結合するIL-6の少なくとも1つを含む。また、免疫刺激細菌は、免疫抑制性であるか、または免疫抑制経路内にある代謝物質、例えばアデノシンについて、細菌を栄養要求性にする改変を含み得る。
本明細書中で用いられる株名称VNP20009(例えば、国際出願PCT国際公開第99/13053号参照、また、米国特許第6,863,894号も参照)、YS1646、および41.2.9は、互換的に用いられており、各々が、米国菌培養収集所(ATCC)に寄託されて、登録番号202165が割り当てられている株を指す。VNP20009は、msbBおよびpurI内に欠失を含有し、野生型株ATCC #14028から生成された、ネズミチフス菌の改変弱毒化株である。
本明細書中で用いられる株名称YS1456および8.7は、互換的に用いられており、各々が、米国菌培養収集所(ATCC)に寄託されて、登録番号202164を割り当てられている株を指す(米国特許第6,863,894号参照)。
本明細書中で用いられる、細菌が特定の株に「由来する」という記載は、そのような株が出発材料として機能し得、特定の細菌が生じるように改変され得ることを意味する。
本明細書中で用いられる「発現カセット」は、ペイロード、例えば治療用産物または他のタンパク質をコードするオープンリーディングフレーム(ORF)をコードする核酸に作用可能に連結された、遺伝子発現用の調節配列を含む核酸コンストラクトを指す。
本明細書中で用いられる2Aペプチドは、真核生物細胞内での翻訳中のポリペプチドの切断を媒介する、18~22個のアミノ酸(aa)長のウイルスオリゴペプチドである。名称「2A」は、ウイルスゲノムの特定の領域を指し、様々なウイルス2Aが、通常、これらが由来したウイルスの後に命名されてきた。これらの例として、F2A(口蹄疫ウイルス2A)、E2A(ウマ科鼻炎Aウイルス)、P2A(ブタテッショウウイルス-1 2A)、およびT2A[ゾセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルス2A]がある。コード配列について、例えば、Liu et al. (2017) Scientific Reports 7:2193、図1参照。また、配列番号327~330参照。これらのペプチドは、一般に、DxExNPGPのコア配列モチーフを共有しており、多数のウイルスファミリーにおいて存在する。当該ペプチドは、リボソームにペプチド結合させないことによって、ポリタンパク質をバラバラにする一助となる。2Aペプチドは、複数のタンパク質が、単一のオープンリーディングフレーム(ORF)から発現されるマルチシストロン性ベクターを提供する。本明細書での目的のために、2Aペプチドは、天然に存在するもの、およびそれらのあらゆる改変型を含み、例えば、いずれも、複数(2つ以上)のオープンリーディングフレームを含む転写産物から転写され翻訳されることになる単一のポリペプチドをもたらす、本明細書中で開示されるものを含む、天然に存在するあらゆる2Aペプチドと97%、98%、または99%の配列同一性を有する。
本明細書中で用いられる「インターフェロノパシー」は、インターフェロンの発現を調節または誘導する経路に関与する遺伝子産物中の突然変異によるインターフェロンのアップレギュレーションと関連する障害を指す。産物の活性は、通常、メディエータ、例えば、細胞内DNA、RNA、またはヌクレオチドによって調節される;タンパク質産物が変異する場合、活性は構成的である。I型インターフェロノパシーは、エカルディ・グティエール症候群(AGS)の重度の形態、およびより軽度の家族性凍傷状狼瘡(FCL)を含む範囲の状態を含む。これらの特性を有する変異産物をコードする核酸分子は、例えば、正常な活性を有する、または本明細書中に記載される疾患関連機能獲得型突然変異体と比較してさらなる機能獲得がある対立遺伝子の産物と比較して、産物において機能獲得が生じる突然変異について選択することによって、インビトロ(in vitro)で生成することができる。
本明細書中で用いられる「機能獲得型突然変異」は、突然変異を有していない同じタンパク質と比較して、タンパク質の活性を増大させるものである。例えば、タンパク質が受容体であるならば、リガンドに対する親和性が増大することとなる;タンパク質が酵素であるならば、構成的活性を含む活性が増大することとなる。
本明細書中で用いられる「複製起点」は、染色体もしくはプラスミド上の、またはウイルス内の、複製が開始されるDNAの配列である。細菌プラスミドおよび小ウイルスを含む小DNAについて、単一の起点で十分である。
複製起点は、ベクターコピー数を決定する。これは、選択される複製起点に依存する。例えば、発現ベクターが低コピー数プラスミドpBR322に由来するならば、コピー数は約15~20コピー/細胞であり、高コピー数プラスミドpUCに由来するならば、500~700コピー/細胞であり得る。
本明細書中で用いられる、細胞中のプラスミドの中程度のコピー数は、約150以下であり、低コピー数は、5~30、例えば20以下である。低~中程度のコピー数は、150コピー/細胞未満である。高コピー数は、150コピー/細胞超である。
本明細書中で用いられる「CpGモチーフ」は、中心CpGの側面(3’側および5’側)に位置する少なくとも1つの塩基によって囲まれる、非メチル化中心CpG(pは、連続するCヌクレオチドとGヌクレオチド間のホスホジエステル結合を指す)を含む塩基のパターンである。CpGオリゴデオキシヌクレオチドは、少なくとも約10ヌクレオチド長であり、非メチル化CpGを含むオリゴデオキシヌクレオチドである。5’CG3’の少なくともCは、メチル化されていない。
本明細書中で用いられる「RIG-I結合配列」は、5’三リン酸(5’ppp)構造を直接、またはポリ(dA-dT)配列からRNA pol IIIによって合成されるものを指し、これは、RIG-Iとの相互作用によって、RIG-I経路を介してI型IFNを活性化することができる。RNAは、少なくとも4つのAリボヌクレオチド(A-A-A-A)を含む;4、5、6、7、8、9、または10個以上を含有することができる。RIG-I結合配列は、ポリAへの転写用の細菌内のプラスミド中に導入される。
本明細書中で用いられる「サイトカイン」は、細胞シグナル伝達において重要な、広くて曖昧なカテゴリーの小タンパク質(約5~20kDa)である。サイトカインは、ケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、リンホカイン、および腫瘍壊死因子を含む。サイトカインは、免疫応答において細胞間コミュニケーションを補助する細胞シグナリング分子であり、炎症、感染、および創傷の部位に向けた細胞の移動を刺激する。
本明細書中で用いられる「ケモカイン」は、ケモカイン受容体に結合する化学誘引性(走化性)サイトカインを指し、天然の源から単離されるタンパク質、および組換え手段によって、または化学合成によって合成的に製造されるタンパク質を含む。例示的なケモカインは、IL-8、IL-10、GCP-2、GRO-α、GRO-β、GRO-γ、ENA-78、PBP、CTAP III、NAP-2、LAPF-4、MIG(CXCL9)、CXCL10(IP-10)、CXCL11、PF4、SDF-1α、SDF-1β、SDF-2、MCP-1、MCP-2、MCP-3、MCP-4、MCP-5、MIP-1α(CCL3)、MIP-1β(CCl4)、MIP-1γ(CCL9)、MIP-2、MIP-2α、MIP-3α、MIP-3β、MIP-4、MIP-5、MDC、HCC-1、ALP、ルングキン、Tim-1、エオタキシン-1、エオタキシン-2、I-309、SCYA17、TRAC、RANTES(CCL5)、DC-CK-1、リンホタクチン、およびフラクタルキン、ならびに当業者に知られている他のものを含むが、これらに限定されない。ケモカインは、炎症部位への免疫細胞の移動に、免疫細胞の成熟に、適応免疫応答の誘発に関与する。
本明細書中で用いられる「免疫刺激タンパク質」は、腫瘍微小環境において抗腫瘍免疫応答を示すか、または促進するタンパク質である。そのようなタンパク質の例として、サイトカイン、ケモカイン、および共刺激分子、例えば、以下に限定されないが、IFN-α、IFN-β、GM-CSF、IL-2、IL-7、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21、IL-23、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-36ガンマ、IL-2Raへの結合が弱まったIL-2、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、CXCL9、CXCL10(IP-10)、CXCL11、CCL3、CCL4、CCL5、T細胞の潜在的動員および/または持続性に関与する分子、CD40、CD40リガンド(CD40L)、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、細胞質ドメインが欠失している4-1BBL(4-1BBLΔcyt)、または細胞質ドメインが部分的に欠失している(切り詰められた)4-1BBL、B7-CD28ファミリーのメンバー、ならびに腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリーのメンバーがある。
免疫刺激タンパク質のうち、切り詰められた共刺激分子、例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、およびOX40Lがあり、各々、抗原提示細胞(APC)上での発現について、完全または部分的な細胞質ドメイン欠失がある。これらの切り詰められた遺伝子産物、例えば細胞質ドメインの欠失または部分的欠失を有するものは、切り詰められた細胞質ドメインまたは欠失した細胞質ドメインに起因して、共刺激受容体結合を介して、T細胞に構成的免疫刺激シグナル伝達することができるが、APCに対してカウンター調節シグナル伝達することができない。
本明細書中で用いられる「細胞質ドメイン欠失」は、タンパク質の細胞質ドメインまたは細胞内ドメインを含むアミノ酸残基のすべて、または一部における欠失であり、欠失は、共刺激受容体結合を介してT細胞に構成的免疫刺激シグナル伝達を引き起こすのに十分であり、APCに対するカウンター調節シグナル伝達を阻害するのに十分である。例えば、ヒト4-1BBL(別名TNFSF9)の細胞質ドメインは、配列番号342のアミノ酸残基1~28を含む。ヒトCD80の細胞質ドメインは、タンパク質のアミノ酸残基264~288を含み;ヒトCD86の細胞質ドメインは、タンパク質のアミノ酸残基269~329を含み;ヒトCD27L(別名CD70)の細胞質ドメインは、タンパク質のアミノ酸残基1~17を含み;ヒトB7RP1(別名ICOSLGまたはICOSリガンド)の細胞質ドメインは、タンパク質のアミノ酸残基278~302を含み;ヒトOX40L(別名TNFSF4またはCD252)の細胞質ドメインは、タンパク質のアミノ酸残基1~23を含む。
本明細書中で用いられる「デコイ受容体」は、効率的に、特定の成長因子またはサイトカインに特異的に結合することができるが、意図される受容体複合体にシグナル伝達するか、またはこれを活性化することが構造的にできない受容体である。デコイ受容体は、リガンドに結合して、その同族受容体に結合するのを妨げることによって、阻害剤としての機能を果たす。
例えば、TGF-βファミリー受容体は、細胞表面セリン/トレオニンキナーゼ受容体I型(TβRIまたはTGFβR1)およびII型(TβRIIまたはTGFβR2)(二量体化されたリガンドの不在下でヘテロマーの複合体を形成する)、ならびにIII型受容体ベータグリカン(TβRIIIまたはTGFβR3)を含む。TGF-βの、その受容体への結合を妨げる、TGF-βについての可溶性デコイ受容体は、TβRI、TβRII、またはTβRIII(βグリカン)の可溶性細胞外ドメイン(TGF-β結合領域)を含み、これらは、他の分子、例えばFcドメインと融合することができる。加えて、BAMBI(骨形成タンパク質(BMP)およびアクチビン膜結合阻害剤)は、I型受容体と構造的に関連しており、受容体活性化を阻害するデコイとしての機能を果たす。また、TGFβR2および膜貫通領域の細胞外ドメインを含むが、シグナル伝達に必要とされる細胞質ドメインを欠いている、ドミナントネガティブTGFβR2(DN-TGFβR2)を、TGF-βデコイ受容体として用いることができる(例えば、国際公開第2018/138003号参照)。
本明細書中で用いられる共刺激分子アゴニストは、共刺激分子に結合すると直ぐに、これを活性化するか、またはその活性を増大させる分子である。例えば、アゴニストはアゴニスト抗体であり得る。CD40アゴニスト抗体の例は、CP-870,893、ダセツズマブ、ADC-1013(ミタザリマブ)、およびChi Lob 7/4を含む。
本明細書中で用いられる細胞内DNA/RNAセンサー経路は、I型インターフェロンの生成の原因となるDNA、RNA、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、環状ヌクレオチドおよび/もしくは環状ジヌクレオチド、または他の核酸分子の存在によって開始されるものである。細胞内の核酸分子は、ウイルス、細菌、もしくは放射線の、または他のそのような曝露から発生し、宿主における免疫応答の活性化の原因となる。
本明細書中で用いられる「I型インターフェロン経路タンパク質」は、自然免疫応答を誘導するタンパク質である(I型インターフェロンの誘導等)。
本明細書中で用いられる「細胞内DNA/RNAセンサー」は、I型インターフェロン等の免疫応答メディエータの発現に導く細胞内DNA/RNAセンサー経路の一部であるタンパク質である。「細胞内DNA/RNAセンサー」は、I型インターフェロン経路タンパク質を含む。例えば、本明細書中に記載され、当業者に知られているように、細胞内DNAは、cGASによって感知されて、cGAMPおよび以降のSTING/TBK1/IRF3シグナル伝達の生成、およびI型IFN生成の原因となる。また、細菌環状ジヌクレオチド(細菌環状ジ-AMP等)がSTINGを活性化する。それゆえに、STINGはI型インターフェロンを誘導する免疫調節タンパク質である。5’-三リン酸RNAおよび二本鎖RNAが、RIG-I、およびMDA-5単独またはMDA-5/LGP2によって感知される。これにより、ミトコンドリアMAVS(ミトコンドリア抗ウイルスシグナル伝達タンパク質)の重合が起こり、また、TANK-結合キナーゼ1(TBK1)およびインターフェロン調節因子3(IRF3)が活性化する。そのような経路内のタンパク質は、免疫刺激であり、自然免疫応答メディエータ、例えばI型インターフェロンの発現の原因となる。DNA/RNAセンサー経路内の免疫調節タンパク質は、活性が増大するように、または細胞内核酸の不在下で構成的に作動するように改変されて、免疫応答、例えばI型インターフェロンの発現に至り得る。
本明細書中で用いられる、自然免疫タンパク質STINGの「カルボキシ末端尾部」または「C末端尾部」(CTT)は、STINGタンパク質のC末端部分を指し、これは、野生型STINGタンパク質において、フレキシブルなリンカー領域によってcGAMP結合ドメインに繋がれている。CTTは、IRF3結合部位、TBK1結合部位、およびTRAF6結合部位を含む。STINGは、TANK結合性キナーゼ1(TBK1)によるSTINGタンパク質C末端尾部(CTT)のリン酸化を介したインターフェロンベータ(IFN-β)産生の誘導を促進する。STINGとTBK1との相互作用は、STINGのカルボキシ末端尾部(CTT)内の8つのアミノ酸残基の進化的に保存された範囲によって媒介される。TRAF6は、STING上でのK63結合ユビキチン鎖の形成を触媒して、転写因子NF-κBの活性化および代替のSTING依存性遺伝子発現プログラムの誘導に至る。CTT内のTRAF6結合部位の欠失または破壊は、NF-κBシグナル伝達の活性化を低減し得る。ヒトSTING CTT(またはその部分)の、NF-κB活性化が低い種のSTINGタンパク質由来のCTT(またはその対応する部分)との置換により、結果として生じる改変ヒトSTINGタンパク質によって、NF-κB活性化が低下し得る。STING CTTは、STINGリン酸化およびIRF3の動員に必要とされる配列モチーフを含有する約40アミノ酸の構造化されていない範囲である[de Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175参照]。ヒトSTING残基S366は、インターフェロンシグナル伝達を活性化する自然免疫アダプタータンパク質間で共有されるLxISのモチーフの一部である主要なTBK1リン酸化部位として同定されている[de Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175参照]。ヒトSTING CTTは、TBK1結合に必要とされる、残基L374を含む第2のPxPLRモチーフを含有する;LxIS配列およびPxPLR配列は、脊椎動物のSTING対立遺伝子の間で保存されている[de Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175参照]。例示的なSTING CTT配列、ならびにIRF3、TBK1、およびTRAF6結合部位を、以下の表に示す:
Figure 2023501539000002

本明細書中で用いられる「STING経路アゴニスト」は、STING経路の活性化を介してI型インターフェロン(IFN)発現を増大させるあらゆる産物である。そのようなアゴニストの例として、本明細書中で提供される機能獲得型STINGポリペプチド変異体、ならびに他の細胞内DNA/RNAセンサーおよびI型IFN経路タンパク質の機能獲得型変異体、例えば、IRF-3、IRF-7、MDA5、およびRIG-Iの変異体があり、これらは、STING経路を介して、構成的I型IFNの発現を増大させる。
本明細書中で用いられる、「腫瘍常在性免疫細胞の細胞死をあまり誘導しない」または「免疫細胞の細胞死をあまり誘導しない」ように改変されている細菌は、改変のない細菌よりも毒性がないもの、または改変のない細菌と比較して病原性が低減されているものである。そのような改変の例として、食細胞のピロトーシスを無くすもの、および細菌のリポ多糖(LPS)プロファイルを変更するものがある。これらの改変は、フラゲリン遺伝子、pagP、またはSPI-1経路の1つまたは複数の成分、例えば、hilA、ロッドタンパク質(例えばprgJ)、ニードルタンパク質(例えばprgI)、およびQseCの破壊または欠失を含む。
本明細書中で用いられる、「腫瘍常在性免疫細胞に優先的に感染するように改変されている」、または「免疫細胞に優先的に感染するように改変されている」細菌は、免疫細胞以外の細胞に感染する能力を低減する改変をゲノム中に有する。そのような改変の例は、3型分泌系もしくは4型分泌系、または非免疫細胞に侵入する細菌の能力に影響を与える他の遺伝子もしくは系を破壊する改変がある。例えば、改変として、SPI-1成分の破壊/欠失を含み、これは、細胞、例えば上皮細胞の感染に必要とされるが、サルモネラ属による免疫細胞、例えば食細胞の感染に影響を与えない。
本明細書中で用いられる「改変」は、ポリペプチドのアミノ酸の配列、または核酸分子中のヌクレオチドの配列の改変に関し、アミノ酸またはヌクレオチドの欠失、挿入、および置換がそれぞれ挙げられる。ポリペプチドを改変する方法は、組換えDNA方法論を用いることによる等、当業者にとって常法である。
本明細書中で用いられる、細菌ゲノム、プラスミド、または遺伝子への改変は、核酸の欠失、置換、および挿入を含む。
本明細書中で用いられるRNA干渉(RNAi)は、RNA分子が、標的遺伝子の翻訳を阻害し、それにより発現を阻害するために標的mRNA分子を中和することによって、遺伝子発現または翻訳を阻害する生物学的プロセスである。
本明細書中で用いられる、RNAiを介して作動するRNA分子は、標的遺伝子の発現のサイレンシングによる阻害と称される。サイレンシング発現は、標的遺伝子の発現が低減されるか、抑制されるか、または阻害されることを意味する。
本明細書中で用いられる、RNAiを介した遺伝子サイレンシングは、標的遺伝子の発現を阻害するか、抑制するか、破壊するか、または静まらせると言われている。標的遺伝子は、阻害RNAの配列に対応するヌクレオチドの配列を含有し、それによって阻害RNAは、標的mRNAの発現を静まらせる。
本明細書中で用いられる、標的遺伝子を阻害すること、抑制すること、破壊すること、または静まらせることは、標的遺伝子の発現、例えば翻訳を変更し、それによって、標的遺伝子によってコードされる産物の活性または発現が低減されるプロセスを指す。低減は、完全ノックアウトまたは部分的ノックアウトを含み、それによって、本明細書中で提供される免疫刺激細菌および本明細書中の投与に関して、処置が達成される。
本明細書中で用いられる低分子干渉RNA(siRNA)は、通常約21ヌクレオチド長の、二本鎖(ds)RNAの小片であり、各末端の3’突出部(2つのヌクレオチド)が用いられて、特定の配列にてメッセンジャーRNA(mRNA)に結合してその分解を促進することによって、タンパク質の翻訳に「干渉する」ことができる。そうすることで、siRNAは、その対応するmRNAのヌクレオチド配列に基づく特定のタンパク質の産生を妨げる。当該プロセスは、RNA干渉(RNAi)と呼ばれており、また、siRNAサイレンシングまたはsiRNAノックダウンとも称される。
本明細書中で用いられる、ショートヘアピンRNAまたは低分子ヘアピンRNA(shRNA)は、RNA干渉(RNAi)を介して標的遺伝子発現を静まらせるのに用いることができる、タイトなヘアピンターンを有する人工RNA分子である。細胞内でのshRNAの発現は典型的に、プラスミドのデリバリーによって、またはウイルスベクターもしくは細菌ベクターを介して達成される。
本明細書中で用いられる腫瘍微小環境(TME)は、腫瘍が存在する細胞環境であり、周囲の血管、免疫細胞、線維芽細胞、骨髄由来の炎症細胞、リンパ球、シグナル伝達分子、および細胞外マトリックス(ECM)を含む。存在する条件は、以下に限定されないが、腫瘍を示す、血管新生の増大、低酸素、低pH、ラクテート濃度の増大、ピルバート濃度の増大、間隙液圧の増大、および代謝物質または代謝の変更、例えばアデノシンのより高いレベルを含む。
本明細書中で用いられる「バクトフェクション」は、遺伝子またはプラスミドDNAの、真核生物細胞、例えば哺乳動物細胞中への細菌媒介移入を指す。
本明細書中で用いられるヒトI型インターフェロン(IFN)は、免疫系の活性を調節するインターフェロンタンパク質のサブグループである。すべてのI型IFNは、特定の細胞表面受容体複合体、例えばIFN-α受容体に結合する。I型インターフェロンは、とりわけ、IFN-αおよびIFN-βを含む。骨髄性細胞は、IFN-αおよびIFN-βの主要なプロデューサであり、これらは、自然免疫応答に主に関与する抗ウイルス活性を有する。IFN-βの2つの型として、IFN-β1(IFNB1)およびIFN-β3(IFNB3)がある。
本明細書中で用いられるM1マクロファージ表現型およびM2マクロファージ表現型は、マクロファージ表現型を分ける2つの広い群:M1(古典的活性化マクロファージ)およびM2(代替活性化マクロファージ)を指す。M1マクロファージの役割は、炎症誘発性サイトカインおよびケモカインを分泌すること、ポジティブ免疫応答に関与して、免疫モニターとして機能するように抗原を提示することである。産生される主要な炎症誘発性サイトカインとして、IL-6、IL-12、およびTNF-アルファがある。M2マクロファージは主に、アルギナーゼ-I、IL-10、TGF-β、および他の抗炎症サイトカインを分泌し、これらは、炎症を低減し、腫瘍増殖および免疫抑制機能に貢献する機能を有する。M1様の表現型のマクロファージは、炎症誘発性サイトカインを分泌し、M2マクロファージの免疫抑制活性は有していない。M2マクロファージからM1またはM1様の表現型のマクロファージへの変換は、M2マクロファージを、免疫抑制性でないが、抗腫瘍応答に関与するものに変換する。M1またはM1様の表現型のマクロファージに変換されるM2マクロファージは、より炎症誘発性サイトカイン/ケモカインおよび受容体、例えばCD80およびCCR7、ならびにケモカイン、例えばIFNγおよびCXCL10を示す。M1表現型マーカーは、以下に限定されないが、CD80、CD86、CD64、CD16、およびCD32の1つまたは複数を含む。また、M1マクロファージにおける一酸化窒素シンターゼ(iNOS)の発現は、表現型マーカーとして機能することができる。CD163およびCD206は、M2マクロファージの識別のための主要なマーカーである。また、M2-型細胞用の他の表面マーカーは、CD68を含む。あらゆるM2マーカーの低減または排除、およびM1マクロファージを示すサイトカイン/ケモカインの増大が、M2表現型からM1またはM1様の表現型への変換を反映している。以下のセクション、およびM2からM1様またはM1表現型の変換に関する実施例は、誘導される例示的なサイトカインプロファイルおよびマーカーを説明している。
本明細書中で用いられる、核酸またはコードされるRNAが遺伝子を標的とするという記載は、何らかの機序によって遺伝子の発現を阻害するか、抑制するか、または静まらせることを意味する。通常、そのような核酸は、標的遺伝子と相補的な少なくとも部分を含み、当該部分は、相補部分とのハイブリッドを形成するのに十分である。
本明細書中で用いられる、核酸またはポリペプチド配列に言及する場合の「欠失」は、配列、例えば標的ポリヌクレオチドもしくはポリペプチド、または天然もしくは野生型の配列と比較した、1つまたは複数のヌクレオチドまたはアミノ酸の欠失を指す。
本明細書中で用いられる、核酸またはアミノ酸配列に言及する場合の「挿入」は、標的の、天然、野生型、または他の関連する配列内の1つもしくは複数のさらなるヌクレオチドまたはアミノ酸の包含を説明する。ゆえに、野生型配列と比較した1つまたは複数の挿入を含有する核酸分子は、配列の線状長さ内に1つまたは複数のさらなるヌクレオチドを含有する。
本明細書中で用いられる、核酸およびアミノ酸配列への「付加」は、別の配列と比較したいずれかの末端上への、ヌクレオチドまたはアミノ酸の追加を説明する。
本明細書中で用いられる「置換(substitution)」または「置換(replacement)」は、天然の、標的、野生型、または他の核酸またはポリペプチド配列内の1つまたは複数のヌクレオチドまたはアミノ酸を、分子の長さ(ヌクレオチドまたは残基の数で記載される)を変えることなく、代替のヌクレオチドまたはアミノ酸により置換することを指す。ゆえに、分子内の1つまたは複数の置換が、分子のヌクレオチドまたはアミノ酸残基の数を変えることはない。特定のポリペプチドと比較したアミノ酸置換を、ポリペプチド配列の長さに沿って、アミノ酸残基の数に換算して表すことができる。
本明細書中で用いられる、「に対応する位置にて」、またはヌクレオチドもしくはアミノ酸位置が、例えば配列表に示される、開示される配列内のヌクレオチドもしくはアミノ酸位置に「対応する」という記載は、標準的なアラインメントアルゴリズム、例えばGAPアルゴリズムを用いて同一性を最大にするような、開示される配列とのアラインメントにより同定されるヌクレオチドまたはアミノ酸位置を指す。配列をアラインすることによって、当業者であれば、例えば、保存されたアミノ酸残基および同一のアミノ酸残基をガイドとして用いて、対応する残基を同定することができる。一般に、対応する位置を同定するために、アミノ酸の配列は、最も高いオーダーマッチが得られるようにアラインされる[例えば、Computational Molecular Biology, Lesk, A.M., ed., Oxford University Press, New York, 1988;Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Smith, D.W., ed., Academic Press, New York, 1993;Computer Analysis of Sequence Data, Part I, Griffin, A.M., and Griffin, H.G., eds., Humana Press, New Jersey, 1994;Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987;Sequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds., M Stockton Press, New York, 1991;およびCarrillo et al. (1988) SIAM J. Applied Math 48:1073)参照]。
本明細書中で用いられる配列のアラインメントは、ヌクレオチドまたはアミノ酸の2つ以上の配列をアラインするための相同性の使用を指す。典型的には、50%以上の同一性によって関連する2つ以上の配列がアラインされる。アラインされる配列セットは、対応する位置にてアラインされる2つ以上の配列を指し、ゲノムDNA配列とアラインされる、RNAに由来する配列、例えばESTおよび他のcDNAをアラインすることを含み得る。関連するポリペプチドもしくは核酸分子、または変異体ポリペプチドもしくは核酸分子を、当業者に知られているあらゆる方法によってアラインすることができる。そのような方法は典型的に、マッチを最大にし、例えば、マニュアルアラインメントを用いる方法、ならびに利用可能な多数のアラインメントプログラム(例えばBLASTP)および当業者に知られている他のものを用いる方法を含む。ポリペプチドまたは核酸の配列をアラインすることによって、当業者であれば、保存されたアミノ酸残基および同一のアミノ酸残基をガイドとして用いて、相似の部分または位置を同定することができる。さらに、当業者であれば、保存されたアミノ酸またはヌクレオチド残基をガイドとして使用して、ヒト配列と非ヒト配列との間で対応するアミノ酸またはヌクレオチド残基を見出すこともできる。また、対応する位置は、例えばタンパク質構造のコンピュータシミュレートアラインメントを用いる、構造アラインメントに基づくこともできる。他の例において、対応する領域を同定することができる。また、当業者であれば、保存されたアミノ酸残基をガイドとして使用して、ヒト配列と非ヒト配列との間で対応するアミノ酸残基を見出すこともできる。
本明細書中で用いられる、ポリペプチド、例えば抗体の「特性」は、ポリペプチドによって示されるあらゆる特性を指し、以下に限定されないが、結合特異性、構造的立体配置または高次構造、タンパク質安定性、タンパク質分解に対する抵抗性、構造的安定性、熱抵抗性、およびpH条件に対する抵抗性を含む。特性の変化は、ポリペプチドの「活性」を変更することができる。例えば、抗体ポリペプチドの結合特異性の変化は、抗原に結合する能力、および/または種々の結合活性、例えば親和性もしくは結合力、またはポリペプチドのインビボ(in vivo)活性を変更することができる。
本明細書中で用いられる、ポリペプチド、例えば抗体の「活性」または「機能活性」は、ポリペプチドによって示されるあらゆる活性を指す。そのような活性は、実験に基づいて判定することができる。例示的な活性は、以下に限定されないが、例えば、抗原結合、DNA結合、リガンド結合、または二量体化、または酵素活性、例えばキナーゼ活性、またはタンパク質分解活性を介した、生体分子と相互作用する能力を含む。抗体(抗体断片を含む)について、活性は、以下に限定されないが、特定の抗原に特異的に結合する能力、抗原結合の親和性(例えば、高親和性または低親和性)、抗原結合の結合力(例えば、高結合力または低結合力)、結合速度(on-rate)、解離速度(off-rate)、エフェクター機能、例えば抗原中和またはクリアランスを促進する能力、ウイルス中和、およびインビボ活性、例えば、病原体の感染もしくは侵入を妨げる、またはクリアランスを促進する、または体内の特定の組織もしくは体液もしくは細胞に侵入する能力を含む。活性は、認識されているアッセイ、例えば、ELISA、フローサイトメトリー、表面プラスモン共鳴、または結合速度(on-rate)もしくは解離速度(off-rate)を測定する等価のアッセイ、免疫組織化学および免疫蛍光組織学および顕微鏡観察、細胞ベースのアッセイ、ならびに結合アッセイ(例えばパニングアッセイ)を用いて、インビトロまたはインビボ評価することができる。
本明細書中で用いられる「結合する」、「結合した」、またはその文法上の変形は、2つの分子が互いに近接している安定した関連(association)をもたらす、一方の分子の、もう一方の分子とのあらゆる引力相互作用への関与を指す。結合は、以下に限定されないが、非共有結合、共有結合(例えば、可逆的共有結合および不可逆的共有結合)を含み、分子、例えば、以下に限定されないが、タンパク質、核酸、炭水化物、脂質、および小分子、例えば薬物を含む化合物間の相互作用を含む。
本明細書中で用いられる「抗体」は、免疫グロブリンおよび免疫グロブリン断片を指し、免疫グロブリン断片は、天然であるか、または部分的もしくは完全に合成的に、例えば組換えにより生成されるかを問わず、抗原結合部位を形成するのに、アセンブルされた場合に、抗原に特異的に結合するのに十分な免疫グロブリン分子の可変重鎖および軽鎖領域の少なくとも部分を含有するあらゆる断片を含む。それゆえに、抗体は、免疫グロブリン抗原結合ドメイン(抗体結合部位)に相同または実質的に相同である結合ドメインを有するあらゆるタンパク質を含む。例えば、抗体は、2つの重鎖(HおよびH’と表され得る)および2つの軽鎖(LおよびL’と表され得る)を含有する抗体を指し、各重鎖は、全長免疫グロブリン重鎖、またはその、抗原結合部位を形成するのに十分な部分であり得(例えば、重鎖として、V鎖、V-C1鎖、およびV-C1-C2-C3鎖を含むが、これらに限定されない)、各軽鎖は、全長軽鎖、またはその、抗原結合部位を形成するのに十分な部分であり得る(例えば、軽鎖として、V鎖およびV-C鎖を含むが、これらに限定されない)。各重鎖(HおよびH’)は、1つの軽鎖(それぞれLおよびL’)と対形成する。典型的には、抗体は、可変重(V)鎖および/または可変軽(V)鎖のすべてまたは少なくとも部分を最小限に含む。また、抗体は、定常領域のすべてまたは一部を含み得る。
本明細書中での目的のために、用語抗体は、全長抗体、およびその部分を含み、その部分は、抗CTLA-4抗体断片等の抗体断片を含む。抗体断片は、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)断片、Fv断片、ジスルフィド結合Fv(dsFv)、Fd断片、Fd’断片、単鎖Fv(scFv)、scFv-Fc断片(scFv内のVドメインは、例えば、ヒトIgG1 Fc等のFcに連結されている)、単鎖Fab(scFab)、ダイアボディ、抗イディオタイプ(抗Id)抗体、または上述のいずれかの抗原結合断片を含むが、これらに限定されない。また、抗体は、合成抗体、組換えにより生成された抗体、多重特異性抗体(例えば二重特異性抗体)、ヒト抗体、非ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、およびイントラボディを含む。本明細書中で提供される抗体は、あらゆる免疫グロブリンクラス(例えば、IgG、IgM、IgD、IgE、IgA、およびIgY)、あらゆるサブクラス(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、およびIgA2)、またはサブサブクラス(例えば、IgG2aおよびIgG2b)のメンバーを含む。ヒト治療用の抗体は一般に、ヒト抗体であるか、またはヒト化されている。
本明細書中で用いられる「抗体断片」は、(i)可変重鎖および/もしくは軽鎖、または抗体の機能断片を含有し、Fc部分を欠いている一価の単一特異性抗体誘導体、;ならびに(ii)BiTE(登録商標)(タンデム型のscFv)、DART、ダイアボディ、および単鎖ダイアボディ(scDb)を指す。ゆえに、抗体断片は、Fab、Fab’、scFab、scFv、scFv-Fc、Fv断片、ナノボディ[例えば、カメルス・バクトリアムス(Camelus bactriamus)、ヒトコブラクダ(Camelus dromedarius)、またはアルパカ(Lama pacos)に由来する抗体参照][例えば、米国特許第5,759,808号;およびStijlemans et al. (2004) J. Biol. Chem. 279:1256-1261参照]、VHH、dAb(単一ドメイン抗体)、最小認識単位、単鎖ダイアボディ(scDb)、BiTE(登録商標)、およびDARTを含む。列挙される抗体断片は、分子量が60kDa未満である。
本明細書中で用いられる「核酸」は、典型的にはホスホジエステル結合によって結合されている、デオキシリボ核酸(DNA)およびリボ核酸(RNA)を含む少なくとも2つの連結されたヌクレオチドまたはヌクレオチド誘導体を指す。また、用語「核酸」に含まれるのは、核酸の類似体、例えば、ペプチド核酸(PNA)、ホスホロチオアートDNA、ならびに他のそのような類似体および誘導体、またはそれらの組合せである。また、核酸は、例えば、ヌクレオチド類似体、またはリン酸ジエステル結合以外の「骨格」結合、例えば、ホスホトリエステル結合、ホスホロアミダート結合、ホスホロチオアート結合、チオエステル結合、またはペプチド結合(ペプチド核酸)を含有するDNA誘導体およびRNA誘導体を含む。また、当該用語は、ヌクレオチド類似体、ならびに一本鎖核酸(センスまたはアンチセンス)および二本鎖核酸から形成されるRNAまたはDNAの均等物、誘導体、変異体、および類似体を含む。デオキシリボヌクレオチドは、デオキシアデノシン、デオキシシチジン、デオキシグアノシン、およびデオキシチミジンを含む。RNAについて、ウラシル塩基はウリジンである。
本明細書中で用いられる単離核酸分子は、核酸分子の天然の源において存在する他の核酸分子から分離されたものである。「単離」核酸分子、例えばcDNA分子は、組換え技術によって生成される場合、他の細胞物質も培地も実質的にあり得ず、または化学的に合成される場合、化学前駆体も他の化学物質も実質的にあり得ない。本明細書中で提供される例示的な単離核酸分子は、本明細書中で提供される抗体または抗原結合断片をコードする単離核酸分子を含む。
本明細書中で用いられる、核酸配列、領域、要素、またはドメインに関する「作用可能に連結された(operably linked)」または「作用可能に連結された(operatively linked)」は、核酸領域が互いに機能的に関連していることを意味する。これは並置を指し、それによって、そのように記載される成分は、意図される様式で機能するのを可能にする関係にある。例えば、プロモーターは、プロモーターが転写または発現に影響を与えるならば、コード配列に作用可能に連結されている。例えば、リーダーペプチドをコードする核酸は、ポリペプチドをコードする核酸に作用可能に連結され得、それによって核酸は、機能的融合タンパク質を発現するように転写され翻訳され得、リーダーペプチドは、融合ポリペプチドの分泌を引き起こす。一部の例において、第1のポリペプチド(例えばリーダーペプチド)をコードする核酸は、第2のポリペプチドをコードする核酸に作用可能に連結されており、核酸は、単一のmRNA転写産物として転写されるが、mRNA転写産物の翻訳は、発現されることになる2つのポリペプチドのうち1つが生じ得る。例えば、アンバー終止コドンが、第1のポリペプチドをコードする核酸と第2のポリペプチドをコードする核酸との間に、部分的なアンバーサプレッサ細胞中に導入された場合に、結果として生じる単一のmRNA転写産物が、第1および第2のポリペプチドを含有する融合タンパク質を生成するように翻訳され得るか、または第1のポリペプチドのみを生成するように翻訳され得るように、位置決めされ得る。別の例において、プロモーターは、ポリペプチドをコードする核酸に作用可能に連結され得、それによってプロモーターは、核酸の転写を調節または媒介する。
本明細書中で用いられる、例えば、合成核酸分子または合成遺伝子または合成ペプチドに関する「合成的な」は、組換え方法および/または化学合成方法によって生成される核酸分子または遺伝子またはポリペプチド分子を指す。
本明細書中で用いられる、天然に存在するα-アミノ酸の残基は、ヒトにおいて、同族mRNAコドンでチャージされるtRNA分子の特定の認識によってタンパク質中に組み込まれる、自然界に見出される20種のα-アミノ酸の残基である。
本明細書中で用いられる「ポリペプチド」は、共有結合した2つ以上のアミノ酸を指す。用語「ポリペプチド」および「タンパク質」は、本明細書中で互換的に用いられる。
本明細書中で用いられる「ペプチド」は、2~約40アミノ酸長であるポリペプチドを指す。
本明細書中で用いられる「アミノ酸」は、アミノ基およびカルボン酸基を含有する有機化合物である。ポリペプチドは、2つ以上のアミノ酸を含有する。本明細書中の目的のために、提供される抗体および免疫刺激タンパク質内に含有されるアミノ酸は、20種の天然に存在するアミノ酸(以下の表参照)、非天然のアミノ酸、およびアミノ酸類似体(例えば、α-炭素が側鎖を有するアミノ酸)を含む。本明細書中で用いられる、本明細書中で表示されるポリペプチドの種々のアミノ酸配列中に存在するアミノ酸は、周知の、3文字略語または1文字略語(以下の表参照)に従って識別される。種々の核酸分子および断片内に存在するヌクレオチドは、当該技術においてルーチン的に用いられる標準的な単文字表示により示される。
本明細書中で用いられる「アミノ酸残基」は、そのペプチド結合でのポリペプチドの化学消化(加水分解)により形成されるアミノ酸を指す。本明細書中に記載されるアミノ酸残基は、通常、「L」異性体形態である。「D」異性体形態の残基は、所望の機能特性がポリペプチドによって保持される限り、あらゆるLアミノ酸残基に置換され得る。NHは、ポリペプチドのアミノ末端に存在する遊離アミノ基を指す。COOHは、ポリペプチドのカルボキシル末端に存在する遊離カルボキシ基を指す。J. Biol. Chem., 243:3557-59 (1968)に記載され、37 C.F.R.§§1.821-1.822に採択されている標準的なポリペプチド命名法に合わせて、アミノ酸残基の略語を、以下の表に示す:
対応表
Figure 2023501539000003

式によって本明細書中で表されるアミノ酸残基のすべての配列は、アミノ末端の、カルボキシル末端への従来の方向の、左から右の向きを有する。フレーズ「アミノ酸残基」は、先の対応表において記載されるアミノ酸、ならびに改変アミノ酸、非天然のアミノ酸、および特殊なアミノ酸を含むと定義される。アミノ酸残基配列の最初または最後のダッシュは、1つもしくは複数のアミノ酸残基のさらなる配列への、またはアミノ末端基、例えばNHへの、またはカルボキシル末端基、例えばCOOHへのペプチド結合を示す。
ペプチドまたはタンパク質において、アミノ酸の適切な保存的置換が当業者に知られており、一般に、結果として生じる分子の生物活性を変更することなくなされ得る。当業者であれば、一般に、ポリペプチドの非必須領域内の単一のアミノ酸置換では、生物活性は実質的に変更されないことを認識する(例えば、Watson et al., Molecular Biology of the Gene, 4th Edition, 1987, The Benjamin/Cummings Pub. Co., p. 224参照)。
そのような置換は、以下の表に示される例示的な置換に従ってなされ得る:
例示的な保存的アミノ酸置換
Figure 2023501539000004

また、他の置換も許容可能であり、実験に基づいて、または他の知られている保存的置換もしくは非保存的置換に従って決定することができる。
本明細書中で用いられる「天然に存在するアミノ酸」は、ポリペプチド内に存在する20種のL-アミノ酸を指す。
本明細書中で用いられる用語「非天然のアミノ酸」は、天然のアミノ酸に類似した構造を有するが、天然のアミノ酸の構造および反応性を模倣するように構造的に改変されている有機化合物を指す。ゆえに、天然に存在しないアミノ酸の例は、20種の天然に存在するアミノ酸以外のアミノ酸またはアミノ酸の類似体を含み、アミノ酸のD-立体異性体を含むが、これに限定されない。例示的な非天然のアミノ酸は、当業者に知られており、2-アミノアジピン酸(Aad)、3-アミノアジピン酸(bAad)、β-アラニン/β-アミノプロピオン酸(Bala)、2-アミノ酪酸(Abu)、4-アミノ酪酸/ピペリジン酸(4Abu)、6-アミノカプロン酸(Acp)、2-アミノヘプタン酸(Ahe)、2-アミノイソ酪酸(Aib)、3-アミノイソ酪酸(Baib)、2-アミノピメリン酸(Apm)、2,4-ジアミノ酪酸(Dbu)、デスモシン(Des)、2,2’-ジアミノピメリン酸(Dpm)、2,3-ジアミノプロピオン酸(Dpr)、N-エチルグリシン(EtGly)、N-エチルアスパラギン(EtAsn)、ヒドロキシリシン(Hyl)、アロ-ヒドロキシリシン(Ahyl)、3-ヒドロキシプロリン(3Hyp)、4-ヒドロキシプロリン(4Hyp)、イソデスモシン(Ide)、アロ-イソロイシン(Aile)、N-メチルグリシン、サルコシン(MeGly)、N-メチルイソロイシン(MeIle)、6-N-メチルリシン(MeLys)、N-メチルバリン(MeVal)、ノルバリン(Nva)、ノルロイシン(Nle)、およびオルニチン(Orn)を含むが、これらに限定されない。
本明細書中で用いられるDNAコンストラクトは、自然界に見いだされない様式で組み合わされ、並置されるDNAのセグメントを含有する一本鎖、または二本鎖の、線状または環状のDNA分子である。DNAコンストラクトは、ヒト操作の結果として存在し、操作された分子のクローンおよび他のコピーを含む。
本明細書中で用いられるDNAセグメントは、指定された属性を有するより大きなDNA分子の部分である。例えば、指定されたポリペプチドをコードするDNAセグメントは、5’から3’の方向に読まれる場合、指定されたポリペプチドのアミノ酸の配列をコードする、より長いDNA分子、例えばプラスミドまたはプラスミド断片の部分である。
本明細書中で用いられる用語ポリヌクレオチドは、5’から3’末端まで読まれるデオキシリボヌクレオチド塩基またはリボヌクレオチド塩基の一本鎖ポリマーまたは二本鎖ポリマーを意味する。ポリヌクレオチドは、RNAおよびDNAを含み、当該ポリヌクレオチドは、天然の源から単離することができ、インビトロで合成することができ、または天然分子および合成分子の組合せから調製することができる。ポリヌクレオチド分子の長さは、本明細書中で、ヌクレオチド(「nt」と省略)または塩基対(「bp」と省略)に換算して与えられる。用語ヌクレオチドは、文脈が容認する場合、一本鎖分子および二本鎖分子に用いられる。当該用語は、二本鎖分子に用いられる場合、全長を意味するのに用いられて、用語塩基対に等しいことが理解されるであろう。当業者であれば、二本鎖ポリヌクレオチドの2つの鎖は、長さが僅かに異なり得ること、それらの末端は少しずつずらして並べられ得る(staggered)ことが認識されよう;ゆえに、二本鎖ポリヌクレオチド分子内のすべてのヌクレオチドが、対形成され得るわけではない。そのような対形成されていない末端は、一般に、20ヌクレオチド長を超えない。
本明細書中で用いられる、組換え方法による生成は、クローニングされたDNAによってコードされるタンパク質を発現するための、分子生物学の周知の方法の使用を指す。
本明細書中で用いられる「異種核酸」は、発現される細胞によって通常インビボ生成されない産物(すなわち、RNAおよび/またはタンパク質)をコードする核酸、あるいは転写、翻訳、または他の調節可能な生化学プロセスに影響を与えることによって、通常存在しない遺伝子座内にある、または内因性核酸、例えばDNAの発現を変更するメディエータを媒介もしくはコードする核酸である。また、異種核酸、例えばDNAは、外来核酸とも称される。当業者であれば、発現される細胞と異種であるか、または当該細胞の外来であると認識するか、または考えるであろうあらゆる核酸、例えばDNAは、本明細書中で、異種核酸に含まれる;異種核酸は、内生的にも発現される、外因的に加えられる核酸を含む。異種核酸は、通常、導入されるが、別の細胞から得られた細胞に内因性でないか、あるいは合成的に調製されるか、あるいは天然に存在しないか、または発現が、調節配列、もしくは天然の調節配列と異なる配列の制御下にあるゲノム遺伝子座中に導入される。
本明細書中の異種核酸の例は、以下に限定されないが、DNA/RNAセンサー経路内のタンパク質、またはその機能獲得型変異体もしくは構成的に活性な変異体、あるいは腫瘍微小環境において抗腫瘍免疫を与えるか、またはこれに貢献する免疫刺激タンパク質、例えば、サイトカイン、ケモカイン、または共刺激分子をコードする核酸を含む。また、腫瘍微小環境において抗腫瘍免疫を与えるか、またはこれに貢献する他の産物、例えば、抗体およびその断片、BiTE(登録商標)、デコイ受容体、アンタゴナイジングポリペプチド、ならびにRNAiを含む。免疫刺激細菌において、異種核酸は一般に、導入されるプラスミド上にコードされるが、細菌のゲノム中に導入され得、例えば、細菌産物の発現を変更するプロモーターがある。異種核酸、例えばDNAは、治療用産物をコードするDNAの発現を何らかの方法で媒介することができる核酸を含み、または異種核酸は、治療用産物の発現を、直接的または間接的に、何らかの方法で媒介する産物、例えばペプチドもしくはRNAをコードすることができる
本明細書中で用いられる細胞療法は、疾患または状態を処置するための、対象への細胞のデリバリーを含む。対象とは同種異系であり得るか、または自己由来であり得る細胞は、例えば、対象に導入された場合に産物を送達または発現するような、本明細書中に記載される、免疫刺激細菌による細胞の感染によって、エクスビボ(ex vivo)改変される。
本明細書中で用いられる遺伝的治療は、そのような治療が求められる障害または状態を有する哺乳動物、特にヒトの特定の細胞、例えば標的細胞中への異種核酸、例えばDNAの移入を含む。核酸、例えばDNAは、異種核酸、例えばDNAが発現されて、それによってコードされる治療用産物が生成されるように、選択された標的細胞中に導入される。また、遺伝的治療を用いて、欠陥遺伝子を置換する遺伝子産物、または導入される哺乳動物もしくは細胞によって生成される遺伝子産物を補充する遺伝子産物をコードする核酸を送達することができる。導入された核酸は、哺乳動物宿主において通常生成されない、または治療的に有効な量で、もしくは治療的に有用な時点にて生成されない治療化合物、例えば成長因子もしくはその阻害剤、または腫瘍壊死因子もしくはその阻害剤、例えばその受容体をコードし得る。治療用産物をコードする異種核酸、例えばDNAは、患っている宿主の細胞中への導入前に改変されて、その産物または発現を増強するように、またはそうならないように変更することができる。また、遺伝的治療は、遺伝子発現の阻害剤もしくはリプレッサ、または他の調節因子のデリバリーを含み得る。
本明細書中で用いられる「発現」は、ポリペプチドがポリヌクレオチドの転写および翻訳によって生成されるプロセスを指す。ポリペプチドの発現のレベルは、例えば、宿主細胞から生成されるポリペプチドの量を判定する方法を含む、当該技術において知られているあらゆる方法を用いて評価することができる。そのような方法は、以下に限定されないが、ELISAによる細胞溶解液中でのポリペプチドの定量化、ゲル電気泳動後のクマシーブルー染色、Lowryタンパク質アッセイ、およびBradfordタンパク質アッセイを含み得る。
本明細書中で用いられる「宿主細胞」は、ベクターを受け入れ、維持し、複製し、かつ/または増幅するのに用いられる細胞である。また、宿主細胞は、ベクターによってコードされるポリペプチドを発現するのに用いることができる。ベクター内に含有される核酸は、宿主細胞が分裂するときに複製され、それによって核酸が増幅する。
本明細書中で用いられる「ベクター」は、適切な宿主細胞中にベクターが形質転換された場合に1つまたは複数の異種タンパク質が発現され得る複製可能核酸である。ベクターへの言及には、典型的には制限消化およびライゲーションによって、ポリペプチドまたはその断片をコードする核酸が導入され得るベクターが含まれる。また、ベクターへの言及には、ポリペプチド、例えば改変抗CTLA-4抗体をコードする核酸を含有するベクターが含まれる。ベクターは、核酸の増幅のために、または核酸によってコードされるポリペプチドの発現/提示のために、ポリペプチドをコードする核酸を宿主細胞中に導入するのに用いられる。ベクターは典型的に、エピソームのままであるが、ゲノムの染色体中への遺伝子またはその部分の組込みを引き起こすように設計され得る。また、意図されるのは、人工染色体、例えば、酵母人工染色体および哺乳動物人工染色体であるベクターである。そのような媒体の選択および使用は、当業者には周知である。また、ベクターは、「ウイルスベクター(virus vector)」または「ウイルスベクター(viral vector)」を含む。ウイルスベクターは、細胞中に外来遺伝子を移す(媒体またはシャトルとして)ために、外来遺伝子に作用可能に連結されている、操作されたウイルスである。
本明細書中で用いられる「発現ベクター」は、調節配列と作用可能に連結されているDNAを発現することができるベクターを含み、当該調節配列は、例えば、そのようなDNA断片の発現を引き起こすことができるプロモーター領域である。そのようなさらなるセグメントは、プロモーター配列およびターミネーター配列を含むことができ、適宜、1つまたは複数の複製起点、1つまたは複数の選択マーカー、エンハンサー、およびポリアデニル化シグナル等を含むことができる。発現ベクターは通常、プラスミドDNAもしくはウイルスDNAに由来するか、または両方のエレメントを含有し得る。ゆえに、発現ベクターは、適切な宿主細胞中への導入により、クローニングされたDNAの発現をもたらす組換えDNAまたはRNAコンストラクト、例えば、プラスミド、ファージ、組換えウイルス、または他のベクターを指す。適切な発現ベクターが、当業者に周知であり、真核生物細胞および/もしくは原核生物細胞において複製可能であるもの、ならびにエピソームのままであるもの、または宿主細胞ゲノム中に組み込まれものを含む。
本明細書中で用いられる「一次配列」は、ポリペプチド中のアミノ酸残基の配列、または核酸分子中のヌクレオチドの配列を指す。
本明細書中で用いられる「配列同一性」は、試験ポリペプチドまたはポリヌクレオチドと参照ポリペプチドまたはポリヌクレオチドとの比較において同一であるか類似したアミノ酸またはヌクレオチド塩基の数を指す。配列同一性が、核酸またはタンパク質配列の配列アラインメントによって判定されて、類似性または同一性の領域を識別することができる。本明細書中の目的のために、配列同一性が通常、アラインメントによって判定されて、同一の残基が識別される。アラインメントはローカルであっても、グローバルであってもよい。マッチ、ミスマッチ、およびギャップを、比較した配列間で同定することができる。ギャップは、同一であるか、または類似する文字がアラインされるように、アラインされた配列の残基間に挿入されるヌルアミノ酸またはヌルヌクレオチドである。通常、内部ギャップおよび末端ギャップが存在し得る。ギャップペナルティを用いる場合、配列同一性は、末端ギャップについてペナルティなしで(例えば、末端ギャップは、ペナルティを課されない)判定することができる。これ以外にも、配列同一性を、同一の位置の数/アラインした総配列の長さ×100として、ギャップを考慮することなく判定することができる。
本明細書中で用いられる「グローバルアラインメント」は、始めから終わりまで、2つの配列をアラインし、各配列内の各文字を一回のみアラインするアラインメントである。類似性または同一性が配列間に存在するか否かを問わず、アラインメントが作成される。例えば、「グローバルアラインメント」に基づく50%配列同一性は、各々100ヌクレオチド長の比較される2つの配列の完全配列のアラインメントにおいて、残基の50%が同じであることを意味する。また、グローバルアラインメントは、アラインされる配列の長さが同じでない場合でも、配列同一性を判定するのに用いることができることが理解される。配列の末端における差異は、「末端ギャップについてペナルティなし」が選択されない限り、配列同一性を判定するのに考慮されることとなる。通常、グローバルアラインメントは、全長のほとんどにわたって有意な類似性を共有する配列に用いられる。グローバルアラインメントを実行するための例示的なアルゴリズムとして、Needleman-Wunschアルゴリズムを含む[Needleman et al. (1970) J. Mol. Biol. 48:443-453]。グローバルアラインメントを実行するための例示的なプログラムが、公的に利用可能であり、National Center for Biotechnology Information(NCBI)ウェブサイト(ncbi.nlm.nih.gov/)にて利用可能なGlobal Sequence Alignment Tool、およびdeepc2.psi.iastate.edu/aat/align/align.html.にて利用可能なプログラムを含む。
本明細書中で用いられる「ローカルアラインメント」は、2つの配列をアラインするが、類似性または同一性を共有する配列の部分しかアラインしないアラインメントである。それゆえに、ローカルアラインメントは、一方の配列のサブセグメントが、もう一方の配列内に存在するかを判定する。類似性がないならば、アラインメントは返されない。ローカルアラインメントアルゴリズムは、BLASTまたはSmith-Watermanアルゴリズム[Adv. Appl. Math. 2:482 (1981)]を含む。例えば、「ローカルアラインメント」に基づく50%配列同一性は、任意の長さの2つの比較される配列の完全配列のアラインメントにおいて、100ヌクレオチド長の類似性または同一性の領域が、類似性または同一性の当該領域において同じである残基を50%有することを意味する。
本明細書中の目的のために、配列同一性は、各供給元によって確立されたデフォルトギャップペナルティで用いられる標準的なアラインメントアルゴリズムプログラムによって判定され得る。GAPプログラムについてのデフォルトパラメータは、以下を含み得る:(1)Schwartz and Dayhoff, eds., Atlas of Protein Sequence and Structure, National Biomedical Research Foundation, pp. 353-358 (1979)によって記載される、Gribskov et al. (1986) Nucl. Acids Res. 14: 6745-6763の単項比較マトリックス(同一性について1の値、および非同一性について0を含有する)、および重み付けした比較マトリックス;(2)各ギャップについて3.0のペナルティ、および各ギャップにおける各記号についてさらなる0.10のペナルティ;ならびに(3)末端ギャップについて、ペナルティなし。2つの任意の核酸分子が、ヌクレオチド配列を有するか、または2つの任意のポリペプチドが、少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、もしくは99%(または同一性パーセントを列挙する他の類似したバリエーション)「同一」であるアミノ酸配列を有するかが、ローカルアラインメントまたはグローバルアラインメントに基づく、知られているコンピュータアルゴリズムを用いて判定され得る(例えば、何十もの知られており、公的に利用可能なアラインメントデータベースおよびプログラムへのリンクを提供しているwikipedia.org/wiki/Sequence_alignment_software参照)。通常、本明細書中の目的のために、配列同一性は、グローバルアラインメントに基づくコンピュータアルゴリズム、例えばNCBI/BLASTから入手可能なNeedleman-Wunsch Global Sequence Alignmentツール(blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?CMD=Web&Page_TYPE=BlastHome);LAlign[William Pearson implementing the Huang and Miller algorithm (Adv. Appl. Math. (1991) 12:337-357]、およびdeepc2.psi.iastate.edu/aat/align/align.html.にて入手可能なXiaoqui Huangのプログラムを用いて判定される。典型的には、比較されるポリペプチドまたはヌクレオチドの各々の全長配列は、グローバルアラインメントにおける各配列の全長にわたってアラインされる。また、比較されることになる配列が実質的に同じ長さである場合も、ローカルアラインメントを用いることができる。
したがって、本明細書中で用いられる用語「同一性」は、試験ポリペプチドまたはポリヌクレオチドと参照ポリペプチドまたはポリヌクレオチドとの間での比較またはアラインメントを表す。非限定的な一例において、「と少なくとも90%同一の」は、参照ポリペプチドまたはポリヌクレオチドに対して90%~100%の同一性パーセントを指す。90%以上のレベルでの同一性は、例示を目的とすれば、100アミノ酸またはヌクレオチドの試験ポリペプチドまたはポリヌクレオチド長と参照ポリペプチドまたはポリヌクレオチド長とが比較されて、試験ポリペプチドまたはポリヌクレオチドにおけるアミノ酸またはヌクレオチドの10%(すなわち、100中10)以下が、参照ポリペプチドまたはポリヌクレオチドのアミノ酸またはヌクレオチドと異なるという事実を示す。類似した比較が、試験ポリヌクレオチドと参照ポリヌクレオチドとの間でなされ得る。そのような差異は、アミノ酸配列の全長にわたってランダムに分配される点突然変異として表され得、または、例えば10/100といった許容可能な最大アミノ酸差異(おおよそ90%の同一性)まで、様々な長さの1つまたは複数の位置においてクラスター化され得る。また、差異は、アミノ酸残基の欠失またはトランケーションに起因し得る。差異は、核酸またはアミノ酸の置換、挿入、または欠失と定義される。比較される配列の長さに応じて、約85~90%を上回る相同性または同一性のレベルにて、結果は、設定されるプログラムおよびギャップパラメータから独立し得る;同一性のそのような高いレベルは、多くの場合ソフトウェアに依存することなく、容易に評価することができる。
本明細書中で用いられる「疾患または障害」は、以下に限定されないが、感染、後天性状態、および遺伝的状態、ならびに定義可能な病徴によって特徴付けられるものを含む原因または状態に起因する、生物における病的状態を指す。
本明細書中で用いられる、疾患または状態を患う対象を「処置する」ことは、対象の病徴が、部分的に、もしくは全体として軽減されるか、または処置の後に静的なままであることを意味する。
本明細書中で用いられる「処置」は、疾患または障害の病徴を寛解させるあらゆる作用を指す。処置は、予防処置、治療、および/または療法を包含する。また、処置は、本明細書中で提供されるあらゆる免疫刺激細菌または組成物のあらゆる医薬的使用を包含する。
本明細書中で用いられる「予防処置」は、潜在的疾患の予防、および/または病徴の、もしくは疾患の進行の悪化の予防を指す。
本明細書中で用いられる、「予防」または予防処置、およびその文法的に等しい形態は、疾患または状態を進行させるリスクまたは可能性が低減される方法を指す。
本明細書中で用いられる「薬学的に有効な剤」は、あらゆる治療剤または生物活性剤を含み、以下に限定されないが、例えば、麻酔薬、血管収縮薬、分散剤、ならびに小分子薬および治療タンパク質を含む従来の治療薬を含む。
本明細書中で用いられる「治療効果」は、疾患もしくは状態の病徴を変更するか、または典型的には改善するか、もしくは寛解させる、あるいは疾患または状態を治療する、対象の処置に起因する効果を意味する。
本明細書中で用いられる「治療的に有効な量」または「治療的に有効な用量」は、対象への投与の後に治療効果を生み出すのに少なくとも十分な化合物を含有する剤、化合物、材料、または組成物の量を指す。それゆえにこれは、疾患または障害の病徴を予防するか、治療するか、寛解させるか、抑制するか、または部分的に抑制するのに必須の量である。
本明細書中で用いられる「治療有効性」は、化合物を含有する剤、化合物、材料、または組成物が投与された対象において治療効果を生み出す、化合物を含有する剤、化合物、材料、または組成物の能力を指す。
本明細書中で用いられる「予防的に有効な量」または「予防的に有効な用量」は、対象に投与された場合に、例えば、疾患もしくは病徴の発症もしくは再発を予防するか、もしくは遅延させること、疾患もしくは病徴の発症もしくは再発の見込みを低減すること、またはウイルス感染の発生率を低減することといった、意図される予防的効果を有する化合物を含有する剤、化合物、材料、または組成物の量を指す。完全な予防効果は、1回用量の投与によって必ずしも生じるわけではなく、一連の用量の投与の後にのみ生じ得る。ゆえに、予防的に有効な量は、1回または複数回の投与で投与され得る。
本明細書中で用いられる、処置による、例えば医薬組成物または他の治療薬の投与による、特定の疾患または障害の病徴の寛解は、組成物または治療薬の投与に起因し得るか、または当該投与と関連し得る、永続的であるか一時的であるかを問わない、病徴の長続きするか、または一過性のあらゆる軽減を指す。
本明細書中で用いられる「抗がん剤」または「抗がん治療薬」は、悪性細胞および組織に対して直接的または間接的に破壊的であるか、または毒性であるあらゆる剤または治療薬を指す。例えば、抗がん剤は、がん細胞を死滅させるか、またはさもなければ腫瘍もしくはがん細胞の増殖を阻害するか、もしくは損なう剤を含む。例示的な抗がん剤は、化学療法剤および免疫治療剤である。
本明細書中で用いられる「治療活性」は、治療用産物、例えば、ポリペプチド、核酸分子、および他の治療分子のインビボ活性を指す。通常、治療活性は、疾患または状態の処置と関連する活性である。
本明細書中で用いられる用語「対象」は、哺乳動物、例えばヒトを含む動物を指す。
本明細書中で用いられる患者は、ヒト対象を指す。
本明細書中で用いられる「動物」は、以下に限定されないが、ヒト、ゴリラ、およびサルを含む霊長類;齧歯類、例えば、マウスおよびラット;家禽、例えばニワトリ;反芻動物、例えば、ヤギ、ウシ、シカ、およびヒツジ;ならびにブタおよび他の動物等のあらゆる動物を含む。非ヒト動物は、意図される動物としてヒトを除く。本明細書中で提供されるポリペプチドは、あらゆる源、動物、植物、原核生物、および菌類に由来する。ほとんどのポリペプチドは、哺乳動物起源を含む動物起源のものである。
本明細書中で用いられる「組成物」は、あらゆる混合物を指す。組成物として、溶液、懸濁液、液体、粉末、ペースト、水性、非水性、またはそれらのあらゆる組合せがあり得る。
本明細書中で用いられる「組合せ」は、2つ以上の項目間のあらゆる関連を指す。組合せは、2つ以上の別々の項目、例えば、2つの組成物または2つの集合、それらの混合物、例えば2つ以上の項目の単一の混合物、またはそれらのあらゆる変形物であり得る。組合せのエレメントは、通常、機能的に関連するか、または関係がある。
本明細書中で用いられる「併用療法」は、2種以上の異なる治療薬の投与を指す。異なる治療剤は、別々に、連続して、断続的に提供され投与され得、または単一の組成物により提供され得る。
本明細書中で用いられる「キット」は、パッケージされた組合せであり、他のエレメント、例えば追加的な試薬、およびその組合せまたはエレメントの使用説明書を、生物活性または特性の活性化、投与、診断、および評価を含むがこれらに限定されない目的のために含んでもよい。
本明細書中で用いられる「単位用量形態」は、ヒトおよび動物対象に適した、当該技術において知られるように、個々にパッケージされた、物理的に別々の単位を指す。
本明細書中で用いられる「単回投薬量製剤」は、直接投与用の製剤を指す。
本明細書中で用いられる「マルチドーズ型製剤」は、治療剤のいくつかの単回用量を提供するために、治療剤の複数回用量を含有し、直接投与され得る製剤を指す。用量は、分、時間、週、日、または月にわたって投与することができる。マルチドーズ型製剤は、用量調整、用量プール、および/または用量分割を可能にし得る。マルチドーズ型製剤は経時的に用いられるので、通常、微生物の増殖を妨げるための1つまたは複数の防腐剤を含有する。
本明細書中で用いられる「製造品」は、製造されて販売される産物である。本出願の全体を通して用いられる当該用語は、包装の物品内に含有される、本明細書中で提供されるあらゆる組成物を包含することが意図される。
本明細書中で用いられる「流体」は、流れることができるあらゆる組成物を指す。ゆえに、流体は、半固体、ペースト、溶液、水性混合物、ゲル、ローション、クリーム、および他のそのような組成物の形態である組成物を包含する。
本明細書中で用いられる、単離された、または精製されたポリペプチドもしくはタンパク質(例えば、単離抗体またはその抗原結合断片)またはその生物学的に活性な部分(例えば、単離抗原結合断片)は、ポリペプチドもしくはタンパク質が由来する細胞もしくは組織から細胞物質もしくは他の夾雑タンパク質が実質的にない、または化学的に合成された場合に化学前駆体もしくは他の化学物質から実質的に解放されている。調製物は、当業者によって純度を評価するために用いられる標準的な分析方法、例えば薄層クロマトグラフィ(TLC)、ゲル電気泳動、および高速液体クロマトグラフィ(HPLC)によって判定される容易に検出可能な不純物がないように見えるならば、またはさらなる精製が、物理的特性および化学的特性、例えば、物質の酵素活性および生物学的活性を検出可能に変更しないほど十分に純粋であるならば、実質的に解放されていると判定することができる。実質的に化学的に純粋な化合物を生成するための化合物の精製方法が、当業者に知られている。しかしながら、実質的に化学的に純粋な化合物は、立体異性体の混合物であり得る。そのような場合には、さらなる精製が、化合物の特定の活性を増大させるかもしれない。
本明細書中で用いられる「細胞抽出物」または「溶解液」は、溶解した細胞または破壊された細胞から構成される調製物または画分を指す。
本明細書中で用いられる「対照」は、試験パラメータにより処理されないこと、または血漿サンプルであるならば、注目する状態に冒されていない正常なボランティアに由来し得ること以外は、試験サンプルと実質的に同一であるサンプルを指す。また、対照は、内部対照であり得る。
本明細書中で用いられる単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が明らかにそうでないと述べていない限り、複数の指示対象を含む。ゆえに、例えば、「免疫グロブリンドメイン」を含むポリペプチドへの言及は、免疫グロブリンドメインの1つまたは複数を有するポリペプチドを含む。
本明細書中で用いられる用語「または」は、選択肢のみに言及することが明示的に示されない限り、または選択肢が互いに相容れない限り、「および/または」を意味するのに用いられる。
本明細書中で用いられる範囲および量は、「約」特定の値または範囲と表され得る。また、「約」は、正確な量を含む。それゆえに、「約5つのアミノ酸」は、「約5つのアミノ酸」を、また「5つのアミノ酸」をも意味する。
本明細書中で用いられる「してもよい、適宜(optionalまたはoptionally)」は、続いて記載される事象または状況が起こるか、または起こらないこと、ならびに記載が、前記事象または状況が起こる例、および起こらない例を含むことを意味する。例えば、適宜変異体の部分は、当該部分が変異体または非変異体であることを意味する。
本明細書中で用いられる、あらゆる保護基、アミノ酸、および他の化合物についての略語は、特に明記しない限り、それらの一般的な使用、認識されている略語、またはBiochemical Nomenclatureに関するIUPAC-IUB Commission[Biochem. (1972) 11(9): 1726-1732参照]に従う。
限定するためではなく開示を明確にするために、詳細な説明を、続くサブセクションに分けている。
B.がん治療のための免疫刺激細菌の概要
細菌が抗がん活性を有するという認識は、19世紀に遡る。そのころ、何人かの医師が、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)に感染した患者で腫瘍が後退するのを観察した。William Coleyは、細菌を末期がんの処置に利用する最初の研究を開始し、S.ピオゲネスおよびセラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)で構成されるワクチンを開発した。これは、肉腫、癌腫、リンパ腫、および黒色腫を含めた様々ながんの処置に好成績で用いられた。それ以来、クロストリジウム属(Clostridium)、マイコバクテリウム属(Mycobacterium)、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacterium)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、およびエシェリキア属(Escherichia)を含めた、いくつかの細菌の種が、抗がんワクチンの源として研究されてきた(例えば、国際PCT出願公開第WO1999/013053号および第WO2001/025399号:Bermudes et al. (2002) Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 5:194-199;Patyar et al. (2010) Journal of Biomedical Science 17:21;およびPawlek et al. (2003) Lancet Oncol. 4:548-556を参照)。
治療プラットフォームとして、細菌は、腫瘍溶解性ウイルスなどの他の療法に勝るいくつかの利点を有する。一部の細菌の種は、経口投与および全身(静脈内:IV)投与されるように操作することができ、それらは、インビトロおよびインビボで容易に増殖し、それらは、凍結乾燥された状態で保存および輸送することができる。細菌の染色体は、エクソンが無く、容易に操作することができ、極めて多数の株の完全なゲノムが完全に特徴づけられている(Felgner et al. (2016) mBio 7(5):e01220-16)。多くのタイプの細菌は、産生するのがウイルスより安価かつ簡単であり、操作された細菌は、宿主細胞ゲノムに永久に組み込まれないので、その適切なデリバリーは、ウイルスデリバリーよりも好都合でありえる。それらは、上皮細胞より骨髄性細胞を優先的に感染させ、それらは、必要に応じて、抗生物質で迅速に無くすことができ、このことが、それらを安全なものにしてる。
これらの有利な特性を活用するために改変されている免疫刺激細菌を本明細書で提供する。本明細書で提供する細菌は、それらが腫瘍微小環境、特に腫瘍常在性免疫細胞(骨髄性細胞)、例えば、腫瘍関連マクロファージ(TAM)、樹状細胞(DC)および骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC)などを感染させ、その中で増えるように改変されており、高レベルの治療用タンパク質およびその組合せ、特に補完的な組合せを発現し、デリバリーするように設計されてもいる。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、既存の細菌療法、また、細胞療法、腫瘍溶解性ウイルス療法、および先行の細菌療法よりも、優れている有利な特性を有する。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、任意の適した経路で投与することができるが、静脈内投与など、全身投与に適している。本明細書に示し、記載するように、本明細書で提供する免疫刺激細菌は、主要な免疫経路を標的とすることができる。
本明細書で提供する細菌は、細菌の有益な足場特性を維持し、ウイルス様免疫シグネチャーを有するように設計され、操作されている。これは、抗がん治療薬として使用するのに有利である。細菌およびウイルスの免疫および足場特性の一部を以下の表にまとめる。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、細菌足場の実現可能性を保持するが、処置されている対象におけるウイルス様免疫応答をもたらす(下記のセクションCでさらに詳細に論じる)。
Figure 2023501539000005

サルモネラ属種および他の細菌種において、鞭毛は、TRL5媒介炎症に貢献し、LPSは、TLR4媒介炎症反応をもたらし、接着性curli線毛は、TLR2媒介炎症反応をもたらす。本明細書で提供する免疫刺激細菌のゲノムは、細菌が鞭毛および接着性curli線毛を失っており、改変されたLPSを有するように改変されており、その結果、TLR4媒介炎症反応が低減しているか、または無くなっている。結果として、本明細書で提供する免疫刺激細菌は、ウイルス様抗腫瘍免疫応答を誘導する。これらの成分の排除または改変は、以下に詳細に論じられるものなど、他の有利な特性を与える。免疫刺激細菌は、抗がん治療薬などの治療用産物、特に産物の相補的な組合せをデリバリーする。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、コードされた遺伝的ペイロードを腫瘍常在性骨髄性細胞に腫瘍特異的にデリバリーする。
抗がん治療用産物、1または複数の治療用産物をコードする遺伝的ペイロードをデリバリーする免疫刺激細菌を提供する。抗原提示細胞(APC)上に発現するための、完全または部分的な細胞質ドメイン欠失を有する、切り詰められた共刺激分子(受容体またはリガンド:例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、OX40L)が含まれ、切り詰められた遺伝子産物が、共刺激受容体エンゲージメントを介して、T細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの切り詰めまたは欠失により、APCに逆調節シグナル伝達できない。
免疫刺激細菌は、以下のものの1つまたは複数をコードおよび発現することができる:IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-12、IL-15、IL-15/IL-15Rα鎖複合体、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γ、インターフェロン-α、インターフェロン-β、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CCL3、CCL4、CCL5、細胞質内DNA/RNAセンサー、またはI型IFN経路タンパク質、例えば、機能獲得型であるか、もしくは構成的に活性であるSTING、IRF3、IRF7、MDA5、もしくはRIG-I変異体(I型IFNを誘導する)など、TGFベータの阻害剤、例えば、TGF-β阻害抗体、TGFベータポリペプチドアンタゴニスト、およびTGFベータ結合性デコイ受容体など、抗体およびその断片、例えば、免疫チェックポイントを標的とするものなど、ならびに他の抗がん標的、例えば、VEGFおよびIL-6など、共刺激受容体/分子、例えば、細胞質ドメインが欠失しているか、切り詰められているか、もしくは別途に無くなっている4-1BBLを含めた4-1BBLなど、およびその他。免疫刺激細菌は、抗原提示細胞(APC)上に発現するための、部分的または完全な細胞質ドメイン欠失を有する切り詰められた共刺激分子(例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、OX40L)もコードおよび発現していてもよく、切り詰められた遺伝子産物が、共刺激受容体エンゲージメントを介して、T細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの欠失または切り詰めによりAPCに逆調節シグナル伝達できない。そのような治療用産物および薬剤の組合せは、単一の治療用組成物中に発現させることができる。細菌ゲノムの改変のおかげで、免疫刺激細菌は、腫瘍特異性局在および濃縮を示し、そうでなければ、全身的に活性化された場合に毒性となる抗腫瘍免疫経路の活性化用の静脈内(IV)投与を提供する。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、安全であり、腫瘍、腫瘍微小環境、および/または腫瘍常在性免疫細胞を標的とするように、遺伝的に設計されている。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、ゲノム改変および他の改変の組合せ、ならびにコードされている治療用産物を含み、それらは、腫瘍常在性免疫細胞内で増え、毒性副作用なしか、または限られた毒性副作用で腫瘍および腫瘍微小環境で抗がん免疫刺激を誘導または促進する治療用産物、特に組合せをデリバリーするのに十分に長く持続する免疫刺激細菌を提供するように協調して機能する。全身性、例えば静脈内(IV)でデリバリーされるとき、免疫刺激細菌は、転移性病変に含めた腫瘍内で濃縮され、それらは、特に、腫瘍関連マクロファージ(TAM)、骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC)、および樹状細胞(DC)を含めた腫瘍常在性骨髄性細胞への免疫ペイロードの効率的な遺伝子導入を提供し、それらは、強力な局所免疫応答を誘導して、腫瘍を破壊し、将来の再発に対してワクチン接種をし、治療が終わったとき、それらは、感染細胞による食作用および破壊などによって、自然に無くなるか、またはそれらは、1クールの抗生物質によって迅速に破壊することができる。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、設計されたプリン/アデノシン栄養要求性により、腫瘍微小環境でおよび/または腫瘍常在性免疫細胞で選択的蓄積を示し、貪食細胞の内部における複製不能を示す。血清補体によって不活性化を回避する免疫刺激細菌は、正常な組織への毒性を最小限にしながら、腫瘍微小環境内に直接的に高濃度の様々な免疫治療剤および治療用産物のデリバリーを可能にし、本明細書に提供されている。
例えば、セクションC.8.でさらに詳細に記載するように、本明細書で提供する免疫刺激細菌は、本明細書に詳細に論じられるように、以下のゲノム改変:LPS中のリピドAを変え、ペンタアシル化(野生型リピドAは、6~7本の脂肪酸鎖を有する)をもたらし、TLR4親和性を低減する細菌をmsbB/pagPにする改変;purIなどのアデノシン(adenonsine)/アデニン栄養要求体である改変;T細胞の質を改善するアスパラギナーゼII(ansB)である改変;特性のうち中でもcurli線毛を除去するcsgDである改変を含み、コードされている産物が活性型で産生されないようにする、挿入、欠失、破壊、および任意の他の改変など、他のオプションのゲノム改変を含む。免疫刺激細菌は、真核生物プロモーターの制御下に1または複数の治療用産物、特に抗がん産物をコードするプラスミドを含む。
治療用産物(例えば構成的に活性なSTING変異体ならびに他の免疫調節性タンパク質および産物)を腫瘍常在性骨髄性細胞にデリバリーする本明細書に提供されている免疫刺激細菌は、適応免疫を促進し、T細胞機能を増強する。免疫刺激細菌は、自然免疫の促進および適応免疫の抑制によって特徴づけられる、細菌表現型から離れて、適応抗腫瘍表現型の方へ、免疫抑制腫瘍微小環境の完全なリモデリングをもたらす。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、ゲノム改変を含み、それによって、それらは、腫瘍常在性免疫細胞、特に腫瘍常在性骨髄性細胞、例えば、マクロファージ、MDSC(骨髄系由来サプレッサー細胞)およびDC(樹状細胞)などを標的とするか、またはその中で増え、その中で、それらは、宿主細胞(真核生物)転写/翻訳機構によって認識される調節配列の制御下で発現されるコードされている治療用産物のペイロードをデリバリーする。コードされている産物は、骨髄性細胞内で発現され、適切に、腫瘍微小環境にデリバリーされる。細菌は、抗腫瘍免疫を生じさせ、腫瘍を直接的に処置する抗腫瘍産物、およびプロドラッグを活性化することができる産物をデリバリーすることもできる。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、無改変細菌と比較して少なくとも約100,000倍大きな腫瘍浸潤および濃縮を示すことができる。免疫刺激細菌は、腫瘍常在性免疫細胞によって消費され、免疫細胞および腫瘍微小環境内で発現され、産生される治療用産物をコードするプラスミドをデリバリーして、抗腫瘍免疫を生じさせる。
1.細菌がん免疫治療
多くの固形腫瘍型は、それらを、承認されたチェックポイント療法、例えば抗CTLA-4、抗PD-1、および抗PD-L1療法などに対して高度に難治性にする非常に免疫抑制的な微小環境を進化させてきた。腫瘍がそれによってチェックポイント療法に対する抵抗性を進化させてきた1つのメカニズムは、T細胞排除、非炎症性、または「冷たい腫瘍」と記載される、腫瘍内T細胞および腫瘍抗原交差提示樹状細胞(DC)のそれらの欠如を介したものである(Sharma et al. (2017) Cell 168(4):707-723)。その腫瘍がT細胞炎症性であり、チェックポイント免疫治療に反応する少数の患者については、患者が、しばしば重度の自己免疫性毒性を経験し、多くは、最終的に再発して、チェックポイント難治性になる(例えば、Buchbinder et al. (2015) J. Clin. Invest. 125:3377-3383;Hodi et al. (2010) N. Engl. J. Med. 363(8):711-723;およびChen et al. (2015) J. Clin. Invest. 125:3384-3391を参照)。腫瘍は、免疫監視を避けるための複数のメカニズムを開始し、免疫を抑制するように抗腫瘍免疫細胞を再プログラムし、抗腫瘍T細胞を排除および不活性化し、標的に向けられたがん治療に対して出現した抵抗性を発達させる(例えば、Mahoney et al. (2015) Nat. Rev. Drug Discov. 14(8):561-584を参照)。この問題を解決するには、これらの腫瘍に適切に炎症を起こし、長期にわたる腫瘍縮小をもたらすことができる抗腫瘍免疫を生じさせることができる免疫治療が必要である。加えて、腫瘍内療法は困難であり、転移性疾患セッティングにおいてかなり制限的となろう。個々の転移性病変それぞれに適切に炎症を起こし、免疫抑制の複数の経路を克服する全身投与される療法が必要である。腫瘍常在性免疫細胞を特異的に標的とし、かつ複数の相補的な遺伝的ペイロード/治療用産物を発現するそれらの能力のおかげで、本明細書で提供する免疫刺激細菌は、これらの問題に対処するように設計されている。
2.腫瘍微小環境を標的とする先行治療
腫瘍微小環境(TME)を標的とし、かつ抗腫瘍免疫の促進を試みるいくつかの療法が開発されている。それぞれ、それ自体の困難および欠点を有し、それらは、本明細書で提供する免疫刺激細菌によって対処される。
a.自家T細胞療法の限界
高度に免疫抑制的な腫瘍微小環境にアクセスすること、および腫瘍に炎症を起こし、抗腫瘍免疫を促進する適切な免疫応答を誘導することを目的として、いくつかの全身投与される治療プラットフォームが臨床的に調査されている。これらのプラットフォームには、キメラ抗原受容体T細胞(CAR-T細胞)が含まれ、これは、患者からT細胞を採取し、それらを再設計して、T細胞受容体を特定の腫瘍抗原に特異的な抗体Ig可変細胞外ドメインに融合させることによって産生される。これは、活性化されたT細胞の細胞溶解性特性と共に、抗体の抗原認識特性を細胞に与える(例えば、Sadelain et al. (2015) J. Clin. Invest. 125(9):3392-3400を参照)。CD19 CAR-Tチサゲンレクルユーセル(商標Kymriah(登録商標)の下にあるものなど)およびアキシカブタゲンシロロイセル(商標Yescarta(登録商標)の下にあるものなど)のFDA承認など、この技術の見込みおよび可能性にもかかわらず、成功は、CD19造血器腫瘍に限定されており、しかもそれは、致命的な免疫関係有害事象を伴った(例えば、Jackson et al. (2016) Nat. Rev. Clin. Oncol. 13(6):370-383を参照)。腫瘍は、CD19抗原を含めた、固形腫瘍の標的腫瘍抗原を下方制御するように、急速に突然変異する可能性があり、それにより免疫エスケープを発達させる(例えば、Mardiana et al. (2019) Sci. Transl. Med. 11(495):eaaw2293を参照)。あり余る程の腫瘍特異性標的抗原があるわけではない。健常な組織で発現されない固形腫瘍標的は、CAR-T療法の主要な障害である。それに加えて、CAR-T療法は、腫瘍内への適切なT細胞浸潤に必要である十分なT細胞ケモカイン勾配の欠如による他の障害により、固形腫瘍微小環境にアクセスするのが妨げられている。加えて、一旦それらが腫瘍に浸潤したならば、それらは急速に不活性化される(例えば、Brown et al. (2019) Nat. Rev. Immunol. 19(2):73-74を参照)。CAR-T細胞の安全性が大幅に向上し、有効性が固形腫瘍にまで拡大したとしても、これらの労働集約的な療法と関連する実現可能性および経費が、それらのより広範な採用をなお限定している。
b.ウイルスワクチンプラットフォーム
腫瘍溶解性ウイルス(OV)は、腫瘍細胞溶解を誘導し、T細胞を腫瘍に動員し、免疫調節性タンパク質を産生するように腫瘍細胞が読むことができる遺伝材料をデリバリーする天然の特性および操作された特性を有する。例えば、タリモジーンラハーパレプベック(T-VEC)と称される腫瘍溶解性ウイルスは、腫瘍内に投与される、抗黒色腫抗原およびサイトカインGM-CSF(顆粒球マクロファージコロニー刺激因子)をコードする改変された単純ヘルペスウイルスである。T-VECは、転移性黒色腫用にFDA承認されている(例えば、Bastin et al. (2016) Biomedicines 4(3):21を参照)。T-VECは、一部の黒色腫患者について臨床的ベネフィットを示しており、免疫チェックポイント抗体またはIL-2およびインターフェロン-アルファなどのFDA承認されている全身サイトカインより免疫毒性が少ない(例えば、Kim et al. (2006) Cytokine Growth Factor Rev. 17(5):349-366;およびPaul et al. (2015) Gene 567(2):132-137を参照)。
腫瘍溶解性ウイルス(OV)には、抗がん治療としていくつかの限界がある。まず、腫瘍溶解性ウイルスは、血液中のヒト補体系によって急速に不活性化される。所望の治療効果を有するのに十分なウイルスを全身投与を介してデリバリーすることは、難しいと判明している。腫瘍内デリバリーは、転移性セッティング(病変が全身に広がっている状況)では制限的であり、ほとんどの固形腫瘍型(例えば、肺および内臓病変)について難治性であり、反復投与を制限する注射用の介入的誘導画像診断を必要とする。ウイルスは、商業規模の製造および保存には困難であり得る。ほとんどのOVベースのワクチン、中でも、パラミクソウイルス、レオウイルス、およびピコルナウイルスをベースにしたものなどは、同様の限界を有する(例えば、Chiocca et al. (2014) Cancer Immunol. Res. 2(4):295-300を参照)。腫瘍溶解性ウイルスは、本質的に免疫原性であり、ヒト血液から急速に除去され、腫瘍内に入るT細胞は、より弱い腫瘍新抗原よりウイルス抗原との親和性がはるかに高い(例えば、Aleksic et al. (2012) Eur. J. Immunol. 42(12):3174-3179を参照)。したがって、プラットフォームに関する認識されている技術上の制限に加えて、これまでのOVは、耐久的な抗腫瘍免疫を刺激する能力が制限されている。
c.細菌がん治療
前臨床動物研究において、いくつかの細菌種は、遠位部位から注射したとき、固形腫瘍の中で優先的な複製を示している。これらは、限定されるものではないが、サルモネラ属、ビフィドバクテリウム属(Bifodobacterium)、クロストリジウム属、およびエシェリキア属の種を含む。細菌の腫瘍ホーミング特性は、細菌感染に対する宿主の自然免疫応答と合わせて、抗腫瘍応答を媒介することができる。この腫瘍組織指向性は、様々な程度で腫瘍サイズを低減する。これらの細菌種の腫瘍指向性に寄与する一因子は、無酸素および低酸素環境中で複製する能力である。いくつかのこれらの天然に腫瘍指向性の細菌は、抗腫瘍応答の潜在力が増大するようにさらに操作されている(Zu et al. (2014) Crit. Rev. Microbiol. 40(3):225-235;およびFelgner et al. (2017) Microbial Biotechnology 10(5):1074-1078で概説されている)。動物実験における概念実証にもかかわらず、動物モデルには存在しないヒト血清中の補体因子が細菌を不活性化することができ、このことが、がんを処置する療法としてのそれらの使用を制限している。
経口投与または全身投与するために、細菌株は、それらが全身疾患および/または感染性ショックを引き起こさないが、効果的な腫瘍コロニー形成のために依然としていくらかのレベルの感染性および補体による不活性化に対する抵抗性を維持するように、弱毒化されている。クロストリジウム属(例えば、Dang et al. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98(26):15155-15160;米国特許出願公開第2017/0020931号および第2015/0147315号;ならびに米国特許第7,344,710号および第3,936,354号を参照)、マイコバクテリウム属(例えば、米国特許出願公開第2015/0224151号および第2015/0071873号を参照)、ビフィドバクテリウム属(例えば、Dang et al. (2001);およびKimura et al. (1980) Cancer Res. 40:2061-2068を参照)、ラクトバチルス属(例えば、Dang et al. (2001)を参照)、リステリア・モノサイトゲネス(例えば、Le et al. (2012) Clin. Cancer Res. 18(3):858-868;Starks et al. (2004) J. Immunol. 173:420-427;および米国特許出願公開第2006/0051380号を参照)、および大腸菌(例えば、米国特許第9,320,787号を参照)を含めたいくつかの異なる細菌種が、抗がん治療用の可能性のある薬剤として研究されている。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、腫瘍を処置するために開発された先行の細菌についての問題に対処するゲノム改変を含む。改変は、腫瘍微小環内に細菌を向かわせるか、またはその中での増加を改善し、特に、細菌が、腫瘍常在性免疫細胞を感染させ、健常な組織を感染させず、それによって、毒性を低減し、コードされている産物のデリバリーを改善するように設計されている。免疫刺激細菌は、その組合せを含めた治療用産物をデリバリーするようにも設計されており、腫瘍の免疫抑制性効果を無くし、宿主の抗腫瘍応答を増強し、抗腫瘍産物を提供するように設計されている。
i.リステリア属
リステリア・モノサイトゲネスは、がんのマウスモデルにおいて、発現されている腫瘍抗原に対する強力なCD8T細胞プライミングを誘導することができる生きている弱毒化細胞内細菌であり、細菌がんベクターとしても探索されている(例えば、Le et al. (2012) Clin. Cancer Res. 18(3):858-868を参照)。プライムブーストアプローチで同種異系膵がんベースのGVAXワクチンと共に腫瘍抗原メソテリンを組み込んだリステリア菌ベースのワクチンの臨床試験において、GVAXワクチン単独で処置された患者の生存期間中央値が3.9カ月であったのに対して、進行膵がんを有する患者では6.1カ月の生存期間中央値が認められた(例えば、Le et al. (2015) J. Clin. Oncol. 33(12):1325-1333を参照)。しかし、これらの結果は、より大きな第2b相研究では反復されなかった。このことは、ヒトにおいて末梢免疫監視を低親和性の腫瘍ネオアンチゲンへと破壊することの難しさを指摘している。L.モノサイトゲネスも、食作用の後に細菌が溶解されるための要件による、コードされている腫瘍抗原に対する免疫応答の制限を示した。食作用後の溶菌は、効率的なプラスミド移動の必要条件であるが、L.モノサイトゲネスでは、ヒトマクロファージ内で起こることが実証されていない。
ii.サルモネラ属種
サルモネラ・エンテリカ血清型チフィリウム(S.チフィリウム)は、抗がん治療薬として用いるための細菌種で例である。S.チフィリウムは、組織壊死、漏出性の腫瘍脈管構造からの栄養の入手可能性、および免疫抑制腫瘍微小環境内でそれらが生存する見込みの増大により、低酸素区域および壊死区域で優先的に増えるグラム陰性通性嫌気性菌である(例えば、Baban et al. (2010) Bioengineered Bugs 1(6):385-394を参照)。通性嫌気性菌として、S.チフィリウムは、好気性および嫌気性条件下で増殖することができ、したがって、比較的に低酸素でない小さな腫瘍と比較的に低酸素である大きな腫瘍の両方でコロニー形成することができる。
糞口経路によるS.チフィリウム感染は、限局性胃腸感染を引き起こす。この細菌は、血流およびリンパ系に入ることもでき、その結果、全身組織、例えば、肝臓、脾臓、および肺などを感染させる。野生型S.チフィリウムの全身投与は、TNF-αおよびIL-6を過剰に刺激し、サイトカインカスケードおよび感染性ショックをもたらす。これらは、無処置のままにした場合、致命的となる可能性がある。その結果、S.チフィリウムなどの病原性細菌株は、腫瘍組織に効果的にコロニー形成するそれらの能力を完全に抑制せずに、全身感染症を防ぐために弱毒化しなければならない。弱毒化は、しばしば、病原体パターン認識を介して免疫応答を誘発することができる細胞構造、例えば細菌の外膜などを突然変異させることによって、または栄養の補足の不在下で複製する細菌の能力を限定することによって達成される。
S.チフィリウムは、マクロファージなどの骨髄系貪食細胞によって急速に取り入れられる細胞内病原体であるか、またはそのサルモネラ病原島1(SPI-1)にコードされたIII型分泌装置(T3SS1)を介して上皮細胞などの非貪食細胞に直接的に侵入することができる。ひとたび細胞内に入れば、それは、SPI-2調節を介して、サルモネラ含有液胞(SCV)内で複製することができ、一部の上皮細胞の細胞質ゾル内に逃避することもできる(例えば、Agbor et al. (2011) Cell Microbiol. 13(12):1858-1869;およびGalan and Wolf-Watz (2006) Nature 444:567-573を参照)。S.チフィリウムの遺伝子改変細菌株は、直接的な殺腫瘍効果を誘発し、かつ/または殺腫瘍分子をデリバリーする抗腫瘍剤として記載されている(例えば、Clairmont et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002;Bermudes, D. et al. (2002) Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 5:194-199;Zhao, M. et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102:755-760;およびZhao, M. et al. (2006) Cancer Res. 66:7647-7652を参照)。
細菌性病原体を弱毒化するための様々な方法が当技術分野で知られている。栄養要求性突然変異は、例えば、細菌が必須栄養を合成できなくなるようにし、aro、pur、gua、thy、nad、およびasdなどの遺伝子の欠失/突然変異(例えば、米国特許出願公開第2012/0009153号を参照)が用いられる。これらの遺伝子を含む生合成経路によって産生される栄養は、宿主細胞内では利用できないことが多く、したがって、細菌の生存は困難である。例えば、サルモネラ属種および他の種の弱毒化は、糖分解を芳香族アミノ酸生合とつなげるシキミ酸経路の一部であるaroA遺伝子の欠失または破壊によって達成することができる(例えば、Felgner et al. (2016) mBio 7(5):e01220-16を参照)。aroAの欠失または破壊は、芳香族アミノ酸についての細菌の栄養要求性およびそれに続く弱毒化をもたらす(例えば、米国特許出願公開第2003/0170276号、第2003/0175297号、第2012/0009153号、および第2016/0369282号;ならびに国際出願公開第WO2015/032165号および第WO2016/025582号を参照)。同様に、aroCおよびaroDを含めた、芳香族アミノ酸の生合成経路に関与する他の酵素が、弱毒化を達成するために欠失させられている(例えば、米国特許出願公開第2016/0369282号;および国際出願公開第WO2016/025582号を参照)。例えば、S.チフィリウムのSL7207株は、芳香族アミノ酸栄養要求体(aroA突然変異体)であり、A1およびA1-R株は、ロイシンアルギニン栄養要求体である。
細菌を弱毒化する突然変異は、限定されるものではないが、rfaL、rfaG、rfaH、rfaD、rfaP、rFb、rfa、msbB、htrB、firA、pagL、pagP、lpxR、arnT、eptA、およびlpxTなど、リポ多糖(LPS)の生合成を変える遺伝子の突然変異;sacB、nuk、hok、gef、kil、またはphlAなど、自殺遺伝子を導入する突然変異;hlyおよびclyなど、細菌溶解遺伝子を導入する突然変異;IsyA、pag、prg、iscA、virG、plc、およびactなど、病原性因子をコードする遺伝子の突然変異;recA、htrA、htpR、hsp、およびgroELなど、ストレス応答を改変する遺伝子の突然変異;minなど、細胞周期を破壊する遺伝子の突然変異;ならびにcya、crp、phoP/phoQ、およびompRなど、調節機能を破壊または不活性化する遺伝子の突然変異も含む(例えば、米国特許出願公開第2012/0009153号、第2003/0170276号、および第2007/0298012号;米国特許第6,190,657号;国際出願公開第WO2015/032165号;Felgner et al. (2016) Gut Microbes 7(2):171-177;Broadway et al. (2014) J. Biotechnology 192:177-178;Frahm et al. (2015) mBio 6(2):e00254-15;Kong et al. (2011) Infection and Immunity 79(12):5027-5038;ならびにKong et al. (2012) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109(47):19414-19419を参照)。一般に、弱毒化突然変異は、病原性表現型への復帰をもたらすかもしれない自発的な代償的突然変異を防ぐ遺伝子欠失である。
安全性のためにS.チフィリウムを弱毒化する別の方法は、膜結合性センサーキナーゼ(PhoQ)および細胞質転写調節因子(PhoP)で構成される典型的な細菌2成分調節系であるPhoP/PhoQオペロンシステムを用いることである(例えば、Miller, S. I. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86:5054-5058;およびGroisman, E. A. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86:7077-7081を参照)。PhoP/PhoQは、病原性に必要であり、その欠失は、マクロファージ内におけるこの細菌の生存を危うくし、マウスおよびヒトにおける著しい弱毒化をもたらす(例えば、Miller, S. I. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86:5054-5058;Groisman, E. A. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86:7077-7081;Galan, J. E. and Curtiss, R. III. (1989) Microb. Pathog. 6:433-443;およびFields, P. I. et al. (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83:5189-5193を参照)。PhoP/PhoQ欠失株は、ワクチンデリバリー媒体として使用されている(例えば、Galan, J. E. and Curtiss, R. III. (1989) Microb. Pathog. 6:433-443;Fields, P. I. et al. (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83:5189-5193);およびAngelakopoulos, H. and Hohmann, E. L. (2000) Infect. Immun. 68:2135-2141を参照)。しかし、本明細書に記載のように、ある菌株にとって、マクロファージ内での生存が制限されることは、その細菌がプラスミドを移そうとしていていないのであれば不利である。
これらの弱毒化細菌株は、静脈内投与(IV)されたとき、マウス、ブタ、およびサルで安全であることが分かっており(例えば、Zhao, M. et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102:755-760;Zhao, M. et al. (2006) Cancer Res. 66:7647-7652;Tjuvajev J. et al. (2001) J. Control. Release 74:313-315;およびZheng, L. et al. (2000) Oncol. Res. 12:127-135を参照)、いくつかの生きている弱毒化サルモネラ属株は、ヒト臨床試験において、経口投与後に十分に忍容されることが示されている(例えば、Chatfield, S. N. et al. (1992) Biotechnology 10:888-892;DiPetrillo, M. D. et al. (1999) Vaccine 18:449-459;Hohmann, E. L. et al. (1996) J. Infect. Dis. 173:1408-1414;およびSirard, J. C. et al. (1999) Immunol. Rev. 171:5-26を参照)。
治療用に弱毒化されているS.チフィリウムの他の株は、例えば、ロイシンアルギニン栄養要求株(auxtroph)A-1(例えば、Zhao et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102(3):755-760;Yu et al. (2012) Scientific Reports 2:436;米国特許第8,822,194号;および米国特許出願公開第2014/0178341号を参照)およびその派生株AR-1(例えば、Yu et al. (2012) Scientific Reports 2:436;Kawaguchi et al. (2017) Oncotarget 8(12):19065-19073;Zhao et al. (2006) Cancer Res. 66(15):7647-7652;Zhao et al. (2012) Cell Cycle 11(1):187-193;Tome et al. (2013) Anticancer Research 33:97-102;Murakami et al. (2017) Oncotarget 8(5):8035-8042;Liu et al. (2016) Oncotarget 7(16):22873-22882;およびBinder et al. (2013) Cancer Immunol. Res. 1(2):123-133を参照);aroA突然変異体S.チフィリウムSL7207株(例えば、Guo et al. (2011) Gene Therapy 18:95-105;ならびに米国特許出願公開第2012/0009153号、第2016/0369282号、および第2016/0184456号を参照)、およびその偏性嫌気性派生株YB1(例えば、国際出願公開第WO2015/032165号;Yu et al. (2012) Scientific Reports 2:436;およびLeschner et al. (2009) PLoS ONE 4(8):e6692を参照);aroA/aroD突然変異体S.チフィリウムBRD509株、SL1344(野生型)株の派生株(例えば、Yoon et al. (2017) Eur. J. Cancer 70:48-61を参照);asd/cya/crp突然変異体S.チフィリウムχ4550株(例えば、Sorenson et al. (2010) Biologics: Targets & Therapy 4:61-73を参照)ならびにphoP/phoQS.チフィリウムLH430株(例えば、国際出願公開第WO2008/091375号参照)である。
しかし、弱毒化は、腫瘍常在性免疫細胞、腫瘍微小環境、および腫瘍細胞内で細菌が増える能力に影響を与える。この問題は、本明細書に解決される。本明細書に例示されるサルモネラ属株などの、免疫刺激細菌は、上記のもののうちのいくつかを含むことができるが、がん治療薬としての有用性を増強する本明細書に記載の他の改変および特性も有することができる改変のおかげで弱毒化されている。
S.チフィリウムの弱毒化株は、食作用および分解の後にDNAをデリバリーする生得的な能力を有する(例えば、Weiss et al. (2003) Int. J. Med. Microbiol. 41(7):3413-3414を参照)。それらは、遺伝子治療用のベクターとして用いられている。例えば、S.チフィリウム株は、サイトカイン、血管新生抑制剤、毒素、およびプロドラッグ変換酵素をコードするものを含めた様々な遺伝子をデリバリーおよび発現するのに用いられている(例えば、米国特許出願公開第2007/0298012号;Loeffler et al. (2008) Cancer Gene Ther. 15(12):787-794;Loeffler et al. (2007) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104(31):12879-12883;Loeffler et al. (2008) J. Natl. Cancer Inst. 100:1113-1116;Clairmont, C. et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002;Bermudes, D. et al. (2002) Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 5:194-199;Zhao, M. et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102:755-760;Zhao, M. et al. (2006) Cancer Res. 66:7647-7652;およびTjuvajev J. et al. (2001) J. Control. Release 74:313-315を参照)。
S.チフィリウムは、抗原提示細胞(APC)に腫瘍関連抗原(TAA)サバイビン(SVN)をデリバリーして、適応免疫をプライミングするように改変されている(例えば、米国特許出願公開第2014/0186401号;およびXu et al. (2014) Cancer Res. 74(21):6260-6270を参照)。SVNは、アポトーシス阻害タンパク質(IAP)であり、細胞生存を延長し、細胞周期の制御を提供し、全ての固形腫瘍で過剰発現しており、正常な組織では発現が乏しい。この技術は、SPI-2およびそのIII型分泌装置を用いて、APCの細胞質ゾルにTAAをデリバリーし、次いで、APCが活性化されて、TAA特異的なCD8T細胞および抗腫瘍免疫を誘導する(例えば、Xu et al. (2014) Cancer Res. 74(21):6260-6270を参照)。リステリアベースのTAAワクチンと同様に、このアプローチは、マウスモデルで見込みがあることが示されているが、ヒトでは効果的な腫瘍抗原特異的なT細胞プライミングを示していない。
タンパク質をコードするDNAのデリバリーに加えて、S.チフィリウムは、がん治療用の低分子干渉RNA(siRNA)および低分子ヘアピン型RNA(shRNAs)をデリバリーするために用いられている。例えば、S.チフィリウムは、例えば、免疫抑制遺伝子インドールアミンジオキシゲナーゼ(IDO)を標的とするものなど、特定のshRNAを発現するように改変されている。マウス黒色腫モデルにおけるIDO発現のサイレンシングは、腫瘍細胞死および好中球によるかなりの腫瘍浸潤をもたらした(例えば、Blache et al. (2012) Cancer Res. 72(24):6447-6456;国際出願公開第WO2008/091375号;および米国特許第9,453,227号を参照)。このベクターとヒアルロニダーゼとの同時投与は、マウス膵管腺癌の処置において正の結果を示した(例えば、Manuel et al. (2015) Cancer Immunol. Res. 3(9):1096-1107;および米国特許出願公開第2016/0184456号を参照)別の研究では、phoP/phoQ欠失によって弱毒化され、シグナル伝達および転写活性化因子3(STAT3)特異的shRNAを発現するS.チフィリウム株が腫瘍成長を阻害し、転移臓器の数を低減させ、C57BL/6マウスの寿命を延長した(例えば、Zhang et al. (2007) Cancer Res. 67(12):5859-5864を参照)。別の例では、S.チフィリウムSL7207株が、β-カテニンをコードする遺伝子であるCTNNB1を標的とするshRNAのデリバリーのために用いられている(例えば、Guo et al. (2011) Gene Therapy 18:95-105;ならびに米国特許出願公開第2009/0123426号および第2016/0369282号を参照)。S.チフィリウムVNP20009株は、STAT3を標的とするshRNAのデリバリーのために用いられている(例えば、Manuel et al. (2011) Cancer Res. 71(12):4183-4191;米国特許出願公開第2009/0208534号、第2014/0186401号、および第2016/0184456;ならびに国際出願公開第WO2008/091375号、および第WO2012/149364号を参照)。S.チフィリウムA1-R株およびVNP20009株を用いて、オートファジー遺伝子Atg5およびBeclin1を標的とするsiRNAsが腫瘍細胞にデリバリーされている(例えば、Liu et al. (2016) Oncotarget 7(16):22873-22882を参照)。
しかし、これらの株は、抗腫瘍免疫応答を効果的に刺激することもなく、また、治療用量のコードされている産物をデリバリーするために効果的に腫瘍にコロニー形成することもないことが見出されている。より効果的に抗腫瘍免疫応答を刺激するように、本明細書で提供する免疫刺激細菌など、そのような株を改善する必要がある。様々な細菌のさらなる改変および代替的な改変が、公開されている国際PCT出願第WO2019/014398号および米国公開第2019/0017050A1号に記載されている。これらの出版物の各々に記載され、本明細書にも記載されている細菌は、本明細書に記載のように、それらの免疫刺激特性および腫瘍標的特性をさらに改善するように改変することができる。
iii.VNP20009
本明細書に記載の改変のための開始株として用いることができる治療用細菌の例は、VNP20009(ATCC#202165、YS1646)と名付けられた株である。このウイルスは、臨床候補であった。VNP20009(ATCC#202165、YS1646)は、安全性のため、msbBおよびpurI遺伝子の欠失によって、少なくとも50,000倍弱毒化されていた(例えば、Clairmont et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002;Low et al. (2003) Methods in Molecular Medicine, Vol. 90, Suicide Gene Therapy: Methods and Reviews, pp. 47-59;およびLee et al. (2000) International Journal of Toxicology 19:19-25を参照)。msbB遺伝子の発現を妨げる欠失または破壊は、グラム陰性細菌外膜の主要成分であるリポ多糖のリピドAドメインの組成を変える(例えば、Low et al. (1999) Nat. Biotechnol. 17(1):37-41を参照)。これは、リポ多糖で誘発される敗血症性ショックを防止し、TNFαの潜在的に有害な産生を低減しながら、細菌株を弱毒化し、全身毒性を低減する(例えば、Dinarello, C.A. (1997) Chest 112(6 Suppl):321S-329S;およびLow et al. (1999) Nat. Biotechnol. 17(1):37-41を参照)。purI遺伝子の発現を妨げる欠失または破壊は、細菌をプリンについて栄養要求性にし、これが、細菌をさらに弱毒化し、それらを腫瘍微小環境内に濃縮する(例えば、Pawelek et al. (1997) Cancer Res. 57:4537-4544;およびBroadway et al. (2014) J. Biotechnology 192:177-178を参照)。本明細書に示すように、VNP20009は、免疫抑制ヌクレオシドアデノシンについて栄養要求性でもある。アデノシンは、腫瘍内に病理学的に高いレベルで蓄積し、免疫抑制腫瘍微小環境に貢献する可能性がある(例えば、Peter Vaupel and Arnulf Mayer, Oxygen Transport to Tissue XXXVII, Advances in Experimental Medicine and Biology 876 chapter 22, pp. 177-183を参照)。
VNP20009を同系またはヒト異種移植腫瘍を有するマウスに投与すると、細菌が、腫瘍の細胞外成分内で、300~1000:1を超える比率で優先的に増え、腫瘍増殖阻害および対照マウスとの比較における生存の延長を示した(例えば、Clairmont et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002を参照)。VNP20009は、動物モデルで良好な腫瘍ターゲティングおよび腫瘍成長抑制を示し、一方で、ごくわずかな毒性しか誘発しなかった(例えば、Broadway et al. (2014) J. Biotechnology 192:177-178;Loeffler et al. (2007) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104(31):12879-12883;Luo et al. (2002) Oncology Research 12:501-508;およびClairmont et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002を参照)。
ヒト転移性黒色腫の第1相臨床試験からの結果は、VNP20009が比較的安全であり、十分に忍容されたが、非常に限られた抗腫瘍活性が観察されたことを明らかにした(例えば、e.g., Toso et al. (2002) J. Clin. Oncol. 20(1):142-152を参照)。VNP20009の使用は、転移性疾患の負荷に有意な変化をもたらさなかったが、それは、最大耐量(MTD)で腫瘍コロニー形成のエビデンスを示した。なんらかの抗腫瘍活性を引き起こすのに必要であろう、これより高い用量は、高レベルの炎症促進性サイトカインと相関した毒性のため、不可能であった。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、VNP20009株には無い多数の改善および利点を提供する。免疫刺激細菌は、コードされている遺伝的ペイロードを腫瘍常在性骨髄性細胞に腫瘍特異的にデリバリーする。免疫刺激細菌は、遺伝子の欠失または破壊およびゲノムの他の改変などのゲノム改変のおかげで、例えば、鞭毛を無くすこと、LPSの改変、およびcurli線毛を無くすことのおかげで、TLR2、TLR4、およびTLR5媒介炎症の低減およびバイオフィルム形成の低減を示す。免疫刺激細菌は、例えばL-アスパラギナーゼIIの発現を無くしたおかげで、T細胞機能を増強し、プラスミド維持を容易にし、提供し、可能にし、支持する。細菌は、骨髄性細胞、特に腫瘍常在性骨髄性細胞のみで、または実質的にそれのみで増え(またはそれを標的とし)、食作用の後に高度に効率的なプラスミドデリバリーを提供する。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、腫瘍微小環境にコロニー形成し、かつ全身投与することができる。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、VNP20009と比較して少なくとも15倍改善されたLD50を示す。したがって、本明細書で提供する免疫刺激細菌は、必要に応じて、VNP20009と比較してはるかに高い用量で毒性効果無しに投与することができる(投薬量および投与について記載している、セクションF.5.における下記の表を参照)。
鞭毛を無くすこと、LPS改変、および他の改変を含めた、本明細書に記載のように改変された免疫刺激細菌は、骨髄性細胞、特に腫瘍常在性骨髄性細胞で優先的に増えるか、それを標的とすることが示され、本明細書に記載されている。実施例は、全身投与、例えば静脈内投与などに続いて、免疫刺激細菌が、そのような細胞で増えることを実証する。実施例は、細菌の細胞死に続く、免疫刺激細菌から腫瘍常在性骨髄性細胞内へのプラスミド移動および耐久的なタンパク質発現、ならびにそれによる、抗がん応答および表現型をもたらす産物を含めた治療用産物のデリバリーについても記載し、示す。
iv.野生型株
腫瘍におけるVNP20009の蓄積は、親株ATCC14028固有の侵襲性、低酸素環境内で複製するその能力、および腫瘍の間質液に存在する高濃度のプリンを求める要件性を含めた因子の組合せから生じる。本明細書に記載のように、例えばVNP20009などの弱毒化株を開始細菌株として用いる必要はない。本明細書に記載の改変のおかげで、細菌は、無毒であるか、または弱毒化されている。親株であるATCC14028または別の野生型株を開始株として用いられることができ、本明細書に記載されるように改変することができる。
3.既存の細菌がん免疫治療の限界
多くのクラスの免疫治療は、それらの安全性および有効性を制限する有意な限界、ならびに広範に使用される可能性が低い複雑なプラットフォームを有する。細菌は、例えば腫瘍溶解性ウイルスと比較して、抗がん治療薬として用いる上で有利な特性を極めて多く有する。これらには、細菌を増やし、製造し、保存し、処置が完了したときに宿主から無くすことができる簡単さが含まれる。しかし、ウイルスもまた、宿主応答を含めた有利な特性を有する。細菌感染に対する応答は、自然炎症反応であり、それは抗がん治療薬にとって有利ではない。ウイルス感染に対する応答は、抗がん応答と類似している。これについて、以下の表にまとめる(上記概要も参照)。
Figure 2023501539000006

したがって、微生物抗がんプラットフォームとしての細菌の限界は、抗がん経路への類似性がそれより高いウイルス感知経路と比較して、細菌を感知した場合、そして細胞内細菌を感知した場合でさえ、免疫系によって開始される特異的な免疫プログラムに由来する。ウイルスを認識する感知プログラムは、高度に効果的なワクチンおよび耐久的な適応免疫の生成を可能にする。しかし、細菌に対するワクチン接種では、限定的な成功しか得られていない。例えば、FDA承認されているサルモネラ・チフィに対する腸チフスワクチンは、S.チフィが、高度に免疫原性であるVi莢膜およびO:9抗原を含有するにもかかわらず、わずか55%の有効性であり(例えば、Hart et al. (2016) PLoS ONE 11(1):e0145945を参照)、L.モノサイトゲネスおよびS.チフィリウムなどの免疫原性がこれより低い細菌株では、そのようなものがなく、それらに対するワクチンも存在しない。
細菌およびウイルスは、病原体関連分子パターン(PAMP)として知られる保存された構造を含有し、それが、宿主の細胞パターン認識受容体(PRR)によって感知される。PRRによるPAMPの認識は、サイトカインおよびケモカインの誘導および特異的な免疫応答の開始をもたらす下流のシグナル伝達カスケードを誘発する(例えば、Iwasaki and Medzhitov (2010) Science 327(5963):291-295を参照)。PAMPによる自然免疫系のエンゲージメントの仕方およびその感染病原体がどのようなタイプの感染病原体に由来するかによって、侵入している病原体と戦うために、適切な自然応答または適応応答が生成されるかどうかが決定される。
Toll様受容体(TLR)として知られている1クラスのPRRが、細菌およびウイルス起源に由来するPAMPを認識し、細胞内の様々なコンパートメントに局在している。TLRは、リポ多糖(TLR4)、リポタンパク質(TLR2)、フラゲリン(TLR5)、DNAの非メチル化CpGモチーフ(TLR9)、二本鎖RNA(TLR3)、および一本鎖RNA(TLR7およびTLR8)を含めた様々なリガンドを認識する(例えば、Akira et al. (2001) Nat. Immunol. 2(8):675-680;ならびにKawai and Akira (2005) Curr. Opin. Immunol. 17(4):338-344を参照)。DNAおよびRNAベースのウイルスは、食作用の後に宿主の細胞質ゾルコンパートメントで感知するか、または細胞質ゾルで直接的に感知することができる。I型インターフェロン(IFN-α、IFN-β)は、ウイルス起源または損傷した宿主細胞DNAの取り込みに由来する一本鎖および二本鎖のDNAおよびRNAの宿主認識によって誘導されるシグネチャーサイトカインである。例えば、合成dsRNAアナログであるポリイノシンポリシチジン酸(ポリ(I:C))は、エンドソームTLR3のアゴニストであり、I型IFNの強力な誘導物質であり、そのさらに安定なバージョンであるポリICLC(Hiltonol(登録商標)という商標の下で販売されているものなど)が臨床開発された(例えば、Caskey et al. (2011) J. Exp. Med. 208(12):2357-2366を参照)。同様に、エンドソーム内の一本鎖RNA(ssRNA)は、TLR7およびTLR8(ヒトでのみ)によって感知され、その既知の合成のリガンドであるレジキモドおよびイミキモドは、FDA承認されている局所がん免疫治療である。
細胞質ゾルでは、二本鎖RNA(dsRNA)が、レチノイン酸誘導遺伝子I(RIG-I)およびメラノーマ分化関連遺伝子5(MDA-5)などのRNAヘリカーゼによって感知され、それによりI型IFNの誘導がもたらされる(例えば、Ireton and Gale (2011) Viruses 3(6):906-919を参照)。dsDNAの細胞質ゾルセンサーは、インターフェロン遺伝子刺激因子(STING)によって媒介される。STINGは、感染性病原体または異常な宿主細胞損傷に由来する細胞質ゾルdsDNAを感知するための中心的メディエータであるER常在性アダプタータンパク質である(例えば、Barber (2011) Immunol. Rev. 243(1):99-108を参照)。STINGシグナル伝達は、TANK結合キナーゼ1(TBK1)/インターフェロン調節因子3(IRF3)軸、およびNF-κBシグナル伝達軸を活性化し、IFN-βならびに自然および適応免疫を強力に活性化する他の炎症促進性サイトカインおよびケモカインの誘導をもたらす(例えば、Burdette et al. (2011) Nature 478(7370):515-518を参照)。STINGを介した細胞質ゾルdsDNAの感知は、環状GMP-AMPシンターゼ(cGAS)を必要とする。cGASは、dsDNAに直接的に結合し、それに応答して、環状ジヌクレオチド(CDN)セカンドメッセンジャーである環状GMP-AMP(cGAMP)を合成する宿主細胞ヌクレオチジルトランスフェラーゼであり、cGAMPがSTINGに結合して活性化する(例えば、Sun et al. (2013) Science 339(6121):786-791;およびWu et al. (2013) Science 339(6121):826-830を参照)。
STINGは、細胞内L.モノサイトゲネスから産生されるc-ジ-AMP、またはS.チフィリウム由来のc-ジ-GMPなど、細菌由来のCDNにも結合することができる。cGASは、細菌由来の標準的なCDNには応答しないヒトSTING対立遺伝子を活性化することができる非標準CDNを産生することが後で発見された。2個のプリンヌクレオシドが、3’-3’結合を有するリン酸架橋でつながれている細菌によって産生されるCDNとは異なり、cGASによって合成されるcGAMP中のヌクレオチド内リン酸架橋は、非標準の2’-3’結合でつながれている。これらの2’-3’分子は、細菌の3’-3’c-ジ-GMPより300倍高い親和性でSTINGに結合し、したがって、より強力なSTINGの生理的リガンドである(例えば、Civril et al. (2013) Nature 498(7454):332-337;Diner et al. (2013) Cell Rep. 3(5):1355-1361;Gao et al. (2013) Sci. Signal 6(269):pl1;およびAblasser et al. (2013) Nature 503(7477):530-534を参照)。ヒトのcGAS/STINGシグナル伝達経路は、細菌性病原体より優先的にウイルス病原体に応答するように進化したようである。
したがって、STING、RIG-I、TLR3、およびTLR7/8など、ウイルスを感知するPRRおよびTLRは、効果的なT細胞媒介性適応免疫をもたらすI型IFNならびにサイトカインおよびケモカインを誘導する。腫瘍セッティングでは、I型IFNシグナル伝達は、CXCL10などのT細胞輸送ケモカインを誘導する必要があり、腫瘍抗原のDC交差提示を活性化して、CD8 T細胞をプライミングする必要もある(例えば、Diamond et al. (2011) J. Exp. Med. 208(10):1989-2003;およびFuertes et al. (2011) J. Exp. Med. 208(10):2005-2016を参照)。
対照的に、S.チフィリウムなどの細菌の宿主監視は、主にTLR2、TLR4、およびTLR5によって媒介される(例えば、Arpaia et al. (2011) Cell 144(5):675-688を参照)。これらのTLRは、MyD88(骨髄分化一次応答タンパク質88)およびTRIF(Toll/インターロイキン-1受容体(TIR)ドメイン含有アダプター誘導インターフェロン-β)アダプター分子を介してシグナル伝達して、NF-κB依存的炎症促進性サイトカインであるTNF-αおよびIL-6の誘導を媒介する(例えば、Pandey et al. (2015) Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 7(1):a016246を参照)。S.チフィリウムは、NLRP3インフラマソーム経路を活性化し、カスパーゼ1の切断ならびにパイロトーシス細胞死をもたらす炎症促進性サイトカインIL-1βおよびIL-18の誘導をもたらすことが示されている。TLR2、TLR4、およびTLR5のエンゲージメント、ならびにインフラマソーム活性化は、好中球およびマクロファージによる細菌の排除をもたらすケモカインおよびサイトカインを誘導する。S.チフィリウムがT細胞によって排除されるという証拠は、限定されており、それに対して生じた抗体は、非中和抗体である(例えば、McSorley (2014) Immunol. Rev. 260(1):168-182を参照)。さらに、S.チフィリウムは、T細胞機能を直接的に抑制する機序を有し、いかなる潜在的抗腫瘍T細胞応答が生じるのも妨害する(例えば、Kullas et al. (2012) Cell Host Microbe. 12(6)791-798を参照)。結果として、S.チフィリウムなどの細菌がん治療は、好中球およびマクロファージによる動員および排除をもたらし、これらは、抗腫瘍適応免疫を生じさせるのに必要なT細胞ではない。これらの違いによって、先行の細菌抗がんワクチンが、それらが宿主腫瘍抗原を保持している場合でも、ヒトにおけるT細胞プライミングベクターとして有効でない理由を説明できることが本明細書に記載されている。
これらの問題は、本明細書で提供する免疫刺激細菌によって対処される問題の一部である。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、以前にはウイルス性治療薬によってのみ提供されていた有利な特性を有し、細菌性治療薬の有利な特性も保持するように操作されている。本明細書で提供する細菌は、全身投与することができ、腫瘍、腫瘍常在性免疫細胞、および/または腫瘍微小環境に局在することができ、既存の全身免疫治療の自己免疫関連毒性も制限しながら、免疫抑制を克服し、抗腫瘍免疫を適切に活性化する。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、腫瘍常在性免疫細胞に効果的に局在し、治療用抗がん産物をコードし、複数のそのような産物をコードすることができる。例えば、本明細書で提供する細菌は、相補的な治療用産物をコードすることができる。
効果的な適応免疫を誘導するウイルス様免疫応答を誘発しながら、細菌の有益な特性を保持するように操作された優れた微生物抗がんプラットフォームが本明細書で提供される。本明細書に記載のように、サルモネラ属および他の種の株などの細菌を、炎症作用が低減し、それゆえ毒性が減るように本明細書に記載されるように改変することができる。その結果、例えば、より高投薬量で投与することができる。当業者に知られており、かつ/または上記および本明細書に列挙されているサルモネラ属および細菌の他の種のこれらの株のいずれでも、本明細書に記載のように改変することができる。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、腫瘍微小環境、腫瘍常在性免疫細胞、および腫瘍へのコロニー形成が増大するように改変されている。それらは、その毒性が低減し、腫瘍微小環境にそれらを向ける、アデノシン栄養要求性を含めた、他の特性を有するように操作されている。本明細書で提供する株は、それらが補体によって不活性化されないようにも操作されている。
抗原提示細胞(APC)上に発現するための、完全または切り詰め型または部分的な細胞質ドメイン欠失を有する切り詰められた共刺激分子(受容体またはリガンド:例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、OX40L)をコードする遺伝的ペイロードをデリバリーする抗がん治療用産物であって、切り詰められた遺伝子産物が、共刺激受容体エンゲージメントを介して、T細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの欠失または切り詰めによりAPCに逆調節シグナル伝達できない、抗がん治療用産物が提供される。共刺激分子は、それらが、細胞膜中で正しい配向性で発現されることを確実にする残基(正の残基など)を切り詰められた細胞質ドメインに含むように、改変することもできる(下記の実施例は、これについてより詳細に記載している:例えば、実施例19を参照)。
本明細書で提供する細菌の株は、治療用産物をデリバリーするように操作されている。本明細書の細菌株は、サイトカイン、ケモカイン、および共刺激分子、ならびにI型IFN発現を構成的に誘起または誘導することができる改変された機能獲得型細胞質内DNA/RNAセンサーを含めた免疫刺激タンパク質、ならびに腫瘍微小環境内で抗腫瘍免疫応答を促進する他の治療用産物、限定されるものではないが、例えば、抗体およびその断片、TGF-βおよびIL-6結合性デコイ受容体、TGF-βポリペプチドアンタゴニスト、2特異性T細胞エンゲージャー(BiTEs(登録商標))、RNAi、およびこれらの相補的な組合せなどをデリバリーする。細菌株は、貪食細胞のパイロトーシスを低減し、それによって、より頑健な免疫応答を提供し、かつ/またはそれらが腫瘍、腫瘍微小環境、および腫瘍常在性免疫細胞内で、より効果的に増えるように、上皮細胞を感染/侵襲する能力を低減するか、もしくは無くすが、貪食細胞を感染/侵襲する能力を保持するゲノム改変も含む。細菌株は、また、ヒト血清中の補体因子による不活性化に抵抗性であるように改変されていてもよい。細菌株は、また、例えば、サイトカイン、ケモカイン、共刺激分子、I型IFNの構成的に活性な誘導物質、ならびに免疫チェックポイントに対する、およびまた、そのような他の標的に対するモノクローナル抗体(およびその断片)を、単独で、または組み合わせて含む治療用産物をコードするように改変されていてもよい。
C.治療指数を増大させ、腫瘍常在性骨髄性細胞内の蓄積を増大させるための免疫刺激細菌の改変および増強
腫瘍常在性骨髄性細胞内の蓄積を増大させること、補体不活性化に対する抵抗性を改善させること、免疫細胞死を低減すること、適応免疫を促進すること、およびT細胞機能を増強することなどによって、例えば、毒性を低減し、抗腫瘍活性を改善する細菌ゲノムまたは免疫刺激細菌への改変を含めた増強が本明細書で提供される。改変は、サルモネラ属、特にS.チフィリウムに関して記載され、当業者ならば他の細菌種および他のサルモネラ属株で類似の増強/改変を引き起こすことができるものと理解される。以下は、そのような増強/改変の例である。
1.LPS生合成経路における遺伝子の欠失
グラム陰性細菌のリポ多糖(LPS)は、細菌膜の外葉の主要成分である。それは、リピドA、非反復性コアオリゴ糖、およびO抗原(またはO多糖)という3つの主要部分から構成されている。O抗原は、LPSの最も外部の部分であり、細菌の透過性に対する保護層として働くが、O抗原の糖組成は、株と株の間で広範に変化する。リピドAおよびコアオリゴ糖は、それより変異幅が小さく、同じ種の複数の株の中で、より典型的に保存されている。リピドAは、エンドトキシン活性を含有するLPSの部分である。それは、典型的には、複数の脂肪酸で装飾された二糖である。これらの疎水性脂肪酸鎖が細菌膜中に入ってLPSをつなぎ留めており、LPSの残部は、細胞表面から突出している。リピドAドメインは、グラム陰性細菌の毒性の多くの原因となっている。典型的には、血液中のLPSは、重大な病原体関連分子パターン(PAMP)と認識されており、著明な炎症促進性応答を誘導する。LPSは、CD14、MD2、およびTLR4を含む膜結合型受容体複合体のリガンドである。TLR4は、MyD88およびTRIF経路を介してシグナル伝達して、NF-κB経路を刺激することができる膜貫通タンパク質であり、TNF-αおよびIL-6などの炎症促進性サイトカインの産生をもたらす。その帰結は、エンドトキシンショックでありえ、これは致命的であり得る。哺乳動物細胞の細胞質ゾル内にあるLPSは、カスパーゼ4、5、および11のCARDドメインと直接的に結合することができ、自己活性化およびパイロトーシス細胞死をもたらす(例えば、Hagar et al. (2015) Cell Research 25:149-150を参照)。リピドAの組成およびリピドA変異体の毒素産生性については、十分に記述されている。例えば、一リン酸化リピドAは、複数のリン酸基を有するリピドAよりも炎症性が低い。リピドA上のアシル鎖の数および長さも、毒性の程度に著明な影響を有し得る。大腸菌由来の標準的なリピドAは、6本のアシル鎖を有し、このヘキサアシル化が強力に毒性である。S.チフィリウムのリピドAは、大腸菌のものと類似しており、それは、4本の第1ヒドロキシアシル鎖および2本の第2ヒドロキシアシル鎖を有するグルコサミン二糖である(例えば、Raetz et al. (2002) Annu. Rev. Biochem. 71:635-700を参照)。
a.msbB欠失
S.チフィリウムのmsbB遺伝子によってコードされているリピドA生合成ミリストイルトランスフェラーゼという酵素は、リポ多糖(LPS)のリピドAドメインへの末端ミリストイル基の付加を触媒する(例えば、Low et al. (1999) Nat. Biotechnol. 17(1):37-41を参照)。したがって、msbBの欠失は、グラム陰性細菌の外膜の主要構成成分であるLPSのリピドAドメインのアシル組成を変える。例えば、S.チフィリウムVNP20009株におけるmsbBの欠失は、天然のヘキサアシル化リピドAより毒性が低い、主にペンタアシル化されたリピドAの産生をもたらし、毒性ショックの誘導の無い全身デリバリーが可能となる(例えば、Lee et al. (2000) International Journal of Toxicology 19:19-25を参照)。この改変は、敗血症性ショックを誘導するLPSの能力を有意に低減し、細菌株を弱毒化し、それゆえ、サルモネラベースの免疫治療の治療指数を増大させる(例えば、米国特許出願公開第2003/0170276号、第2003/0109026号、第2004/0229338号、第2005/0255088号、および第2007/0298012号を参照)。重要なことに、msbB産物を発現しないmsbB突然変異体は、本明細書で例示するように(例えば、実施例2を参照)、細胞内で複製することができないが、これは、サルモネラ属の病原性の要件である(例えば、Leung et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88:11470-11474を参照)。
置換、欠失、または挿入を含めた、LPS発現を変える他のLPS突然変異を、病原性を激減させ、それによって、毒性の低下をもたらし、より高用量の投与を可能にする、サルモネラ属株を含めた本明細書で提供する細菌株に導入することができる。
他の細菌種におけるリピドA生合成ミリストイルトランスフェラーゼの相同体またはオルソログをコードする対応遺伝子も、類似した結果を達成するように、欠失または破壊することができる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、例えば、大腸菌でミリストイル-アシルキャリアータンパク質依存的アシルトランスフェラーゼをコードするlpxM;およびS.チフィでリピドAアシルトランスフェラーゼをコードするmsbBを含む。
b.pagP欠失
上述のように、S.チフィリウムのmsbB突然変異体は、LPSの末端ミリストイル化を受けることができず、ヘキサアシル化されたリピドAより有意に毒性が低い、主にペンタアシル化されたリピドAを産生する。パルミチン酸によるリピドAの改変は、リピドAパルミトイルトランスフェラーゼ(PagP)という酵素によって触媒される。pagP遺伝子の転写は、PhoP/PhoQ系の制御下にあり、これは、マグネシウム濃度が低い状態、例えばSCV内の状態によって活性化される。したがって、S.チフィリウムのリピドAのアシル含有量は、変動的であり、野生型細菌では、それは、ヘキサアシル化またはペンタアシル化されたものであり得る。S.チフィリウムがそのリピドAをパルミトイル化する(palmitate)能力は、ファゴリソソーム中に分泌される抗菌性ペプチドに対する抵抗性を増大させる。
野生型S.チフィリウムでは、pagPの発現は、ヘプタアシル化されたリピドAをもたらす。msbB突然変異体(リピドAの末端アシル鎖が付加できない突然変異体)では、pagPの誘導がヘキサアシル化されたリピドAをもたらす(例えば、Kong et al. (2011) Infection and Immunity 79(12):5027-5038を参照)。ヘキサアシル化されたリピドAは、最も炎症促進性であることが示されている。複数のグループが、例えばpagPを欠失または破壊して、ヘキサアシル化されたリピドAのみの産生を可能にすることによって、この炎症促進性シグナルを活用しようとしているが(例えば、Felgner et al. (2016) Gut Microbes 7(2):171-177;およびFelgner et al. (2018) Oncoimmunology 7(2):e1382791を参照)、これは、LPSのTNF-α媒介炎症促進性の性質により、乏しい抵抗性、および逆説的に、低下した適応免疫をもたらす可能性がある(例えば、Kocijancic et al. (2017) Oncotarget 8(30):49988-50001を参照)。
LPSは、TNF-αおよびIL-6を誘導する強力なTLR4アゴニストである。1E9 CFUs/mでのI.V.VNP20009臨床試験(例えば、Toso et al. (2002) J. Clin. Oncol. 20(1):142-152を参照)における用量規制毒性は、2時間における血清中TNF-αレベル>100,000pg/mlおよびIL-6レベル>10,000pg/mlで、サイトカイン媒介性であった(熱、低血圧)。VNP20009におけるmsbB欠失およびその発熱性の低減にもかかわらず、おそらくヘキサアシル化リピドAの存在により、高用量では、LPSが依然として毒性であり得る。したがって、ヘキサアシル化リピドAを産生することができず、ペンタアシル化リピドAのみを産生し、その結果、炎症促進性サイトカインの誘導が低下している、pagP/msbB株は、より高い用量でも忍容性が向上しており、1E9 CFUs/m以上でヒトで投与することが可能となる。より高い用量での投与は、腫瘍、腫瘍常在性免疫細胞、および腫瘍微小環境におけるさらなるコロニー形成をもたらし、免疫刺激細菌の治療有効性を増強する。結果として生じる、細菌の膜および構造の変化のため、全身投与の際に細菌が無くならないように、補体活性などの宿主免疫応答が変えられる。例えば、pagP/msbB突然変異体株は、補体不活性化に対する抵抗性を増大させ、ヒト血清の安定性を増強していることが本明細書に示されている(例えば、実施例5を参照)。
ペンタアシル化リピドAを有するLPSのみを産生することができ、msbB遺伝子の欠失を含有し、さらに、pagPの欠失または破壊によって改変されている、S.チフィリウムの例示的な株など、生きている弱毒化サルモネラ属株によって例示される、免疫刺激細菌が本明細書で提供される。上に示したように、msbB発現の欠失は、リピドAの末端ミリストイル化を妨げ、一方、pagP発現の欠失は、パルミトイル化を妨げる。ペンタアシル化リピドAを有するLPSを産生するように改変された株は、腫瘍微小環境内で免疫応答を刺激する異種の遺伝的ペイロードを発現するようにさらに改変されたとき、炎症促進性サイトカインレベルの低下、血液中の安定性の改善、補体結合に対する抵抗性、抗菌性ペプチドに対する感受性の増大、忍容性の増強、および抗腫瘍免疫の増大をもたらす。
他の細菌種でリピドAパルミトイルトランスフェラーゼ(PagP)の相同体およびオルソログをコードする対応する遺伝子も、類似した結果を達成するように、欠失または破壊することができる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、例えば、大腸菌で脂質IVAパルミトイルトランスフェラーゼをコードするpagP;およびS.チフィで抗菌性ペプチド抵抗性およびリピドAアシル化タンパク質をコードするpagPを含む。
2.栄養要求性
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、それらを、1または複数の必須栄養素、例えば、プリン(例えば、アデニン)、ヌクレオシド(例えば、アデノシン)、アミノ酸(例えば、芳香族アミノ酸、アルギニン、およびロイシン)、アデノシン三リン酸(ATP)、または当技術分野で知られており、記載されている他の栄養素などについて栄養要求性にすることによって、弱毒化することができる。
a.purI欠失/破壊
ホスホリボシルアミノイミダゾールシンセターゼは、purI遺伝子(purM遺伝子と同義)によってコードされている酵素であり、プリンの生合成経路に関与している。したがって、purI遺伝子の破壊または欠失または不活性化は、細菌をプリンについて栄養要求性にする。弱毒化されていることに加えて、purI突然変異体は、腫瘍環境中に濃縮され、有意な抗腫瘍活性を有する(例えば、Pawelek et al. (1997) Cancer Research 57:4537-4544を参照)。このコロニー形成が、腫瘍の急速な細胞ターンオーバーの結果として腫瘍の間質液に存在するプリンが高濃度であることの結果であることが以前に記載された。purI細菌はプリンを合成することができないので、それらは、外部ソースのアデニンを必要とし、これにより、プリンが豊富な腫瘍微小環境中でそれらの制限増殖がもたらされるであろうと考えられた(例えば、Rosenberg et al. (2002) J. Immunotherapy 25(3):218-225を参照)。VNP20009株は、purI遺伝子の欠失を含有すると最初に報告されたが(例えば、Low et al. (2003) Methods in Molecular Medicine Vol. 90, Suicide Gene Therapy: Methods and Reviews, pp. 47-59を参照)、後で行われたVNP20009の全ゲノム解析は、purI遺伝子が欠失しているのではなく、染色体逆位によって破壊されていることを実証した(例えば、Broadway et al. (2014) Journal of Biotechnology 192:177-178を参照)。全purI遺伝子が、挿入配列によって挟まれたVNP20009染色体の2つの部分の中に含有されており、挿入配列の1つは、活性のトランスポザーゼを有する。purI遺伝子の破壊により、複製が腫瘍組織/微小環境に限定されるが、それは、依然として細胞内複製および病原性を可能にしている。本明細書に例示するように(実施例2参照)、msbB遺伝子およびpurI遺伝子の各々の欠失または破壊が、腫瘍組織内の細胞外間隙に増殖を限定し、細胞内複製を防ぐのに必要である。組み換えによる野生型へのいかなる可能な復帰変異も無くすために、これらの遺伝子のコーディング部分が完全に欠失している株が本明細書で提供される。
purI遺伝子欠失または破壊の他に、例えば、aro、gua、thy、nad、およびasdなど遺伝子内の欠失/突然変異によって、栄養素栄養要求性を免疫刺激細菌に導入することができる。これらの遺伝子を含む生合成経路によって産生される栄養は、宿主細胞内では利用できないことが多く、したがって、細菌の生存は困難である。例えば、サルモネラ属および他の細菌種の弱毒化は、糖分解を芳香族アミノ酸生合とつなげるシキミ酸経路の一部であるaroA遺伝子の欠失によって達成することができる(例えば、Felgner et al. (2016) mBio 7(5):e01220-16を参照)。aroAの欠失は、芳香族アミノ酸についての細菌の栄養要求性およびそれに続く弱毒化をもたらす(例えば、米国特許出願公開第2003/0170276号、第2003/0175297号、第2012/0009153号、および第2016/0369282号;ならびに国際出願公開第WO2015/032165号および第WO2016/025582号を参照)。同様に、aroCおよびaroDを含めた、芳香族アミノ酸の生合成経路に関与する他の酵素が、弱毒化を達成するために欠失させられている(例えば、米国特許出願公開第2016/0369282号;および国際出願公開第WO2016/025582号を参照)。例えば、S.チフィリウムのSL7207株は、芳香族アミノ酸栄養要求体(aroA突然変異体)であり、A1およびA1-R株は、ロイシンアルギニン栄養要求体であり、VNP20009/YS1646は、プリン栄養要求体(purI突然変異体)である。本明細書に示されるように、VNP20009/YS1646は、免疫抑制ヌクレオシドアデノシンについて、およびATPについて栄養要求性である(例えば、実施例1を参照)。
他の細菌種でホスホリボシルアミノイミダゾールシンセターゼ(purI)の相同体またはオルソログをコードする対応する遺伝子およびプリン合成に必要な他の遺伝子も、類似した結果を達成するように、欠失または破壊することができる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、例えば、大腸菌でホスホリボシルホルミルグリシンアミドシクロリガーゼをコードするpurM;S.チフィでホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシクロリガーゼをコードするpurM;アデニロコハク酸シンセターゼをコードするpurA、ホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシンターゼIIをコードするpurQ、およびL.モノサイトゲネスでホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシンターゼサブユニットpurSをコードするpurS;ビフィドバクテリウム・ロンガムでホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシクロリガーゼをコードするpurM(BL1122);およびAIRシンターゼをコードするNT01CX_RS09765、およびクロストリジウム・ノービイでホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシクロリガーゼをコードするNT01CX_RS07625(purM)を含む。
b.アデノシン栄養要求性
トリプトファンおよびアデノシン三リン酸(ATP)/アデノシン経路に由来する代謝物質が、腫瘍/腫瘍微小環境(TME)中に免疫抑制性環境を形成する際の主要なドライバーである。アデノシンは、細胞の内部および外部に遊離型で存在し、免疫機能のエフェクターである。アデノシンは、T細胞受容体によって誘導されるNF-κBの活性化を低減し、IL-2、IL-4、およびIFN-γを阻害する。アデノシンは、T細胞細胞傷害性を低減し、T細胞アネルギーを増大させ、Foxp3またはLag3制御性T細胞(T-reg細胞、T-regs、またはTregs)へのT細胞分化を増大させる。ナチュラルキラー(NK)細胞上では、アデノシンは、IFN-γ産生を低減し、NK細胞細胞傷害性を抑制する。アデノシンは、好中性接着および血管外漏出を遮断し、食作用を低減し、過酸化物および一酸化窒素のレベルを減弱する。アデノシンは、マクロファージ上でのTNF-α、IL-12、およびMIP-1α(CCL3)の発現も低減し、主要組織適合複合体(MHC)クラスII発現を減弱し、IL-10およびIL-6のレベルを増大させる。アデノシンの免疫調節活性は、腫瘍の細胞外間隙へのその放出および標的免疫細胞、がん細胞、または内皮細胞の表面のアデノシン受容体(ADR)の活性化の後に生じる。腫瘍微小環境中の高アデノシンレベルは、局所的免疫抑制をもたらし、それが、がん細胞を無くす免疫系の能力を限定する。
腫瘍間質細胞上に発現され、死細胞または瀕死の細胞から産生されるATPまたはADPのホスホヒドリシスによって協働してアデノシンを産生する膜結合エクトエンザイムCD39(エクトヌクレオシド三リン酸ジホスホヒドロラーゼ1、別名NTPDase1)およびCD73(エクト-5’-ヌクレオチダーゼ)の逐次活性によって、細胞外アデノシンが産生される。CD39が細胞外ATP(またはADP)を5’-AMPに変換し、それが、CD73によってアデノシンに変換される。腫瘍微小環境の低酸素条件下で、内皮細胞上のCD39およびCD73の発現が増大し、それによって、アデノシンのレベルが増大する。腫瘍低酸素は、酸素のデリバリーを障害する不十分な血液供給および無秩序な腫瘍脈管構造から生じる得る(例えば、Carroll and Ashcroft (2005) Expert. Rev. Mol. Med. 7(6), DOI: 10.1017/S1462399405009117を参照)。低酸素は、腫瘍微小環境中に生じ、アデノシンをAMPに変換するアデニル酸キナーゼ(AK)も阻害し、非常に高い細胞外アデノシン濃度をもたらす。低酸素腫瘍微小環境中のアデノシンの細胞外濃度は、10~100μMと測定されており、これは、最高約0.1μMという典型的な細胞外アデノシン濃度よりも約100~1000倍高い(例えば、Vaupel et al. (2016) Adv. Exp. Med. Biol. 876:177-183;およびAntonioli et al. (2013) Nat. Rev. Can. 13:842-857を参照)。腫瘍の低酸素領域は、微小血管から遠いので、腫瘍の一部の領域ではアデノシンの局所濃度が他より高くなる可能性がある。
免疫系を阻害する効果を指示するために、アデノシンは、がん細胞の増殖、アポトーシス、および血管新生に対する効果によってがん細胞の成長および播種を制御することもできる。例えば、アデノシンは、主にA2AおよびA2B受容体の刺激を介して、血管新生を促進することができる。内皮細胞上の受容体の刺激は、内皮細胞上の細胞間接着分子1(ICAM-1)およびE-セレクチンの発現を調節し、血管完全性を維持し、血管成長を促進することができる(例えば、Antonioli et al. (2013) Nat. Rev. Can. 13:842-857を参照)。アデノシンによる様々な細胞上のA2A、A2B、またはAのうちの1つまたは複数の活性化は、血管内皮増殖因子(VEGF)、インターロイキン8(IL-8)、またはアンジオポエチン2などの血管新生促進因子の産生を刺激することができる(例えば、Antonioli et al. (2013) Nat. Rev. Can. 13:842-857を参照)。
アデノシンは、がん細胞上の受容体との相互作用を介して腫瘍細胞増殖、アポトーシス、および転移を直接的に調節することもできる。例えば、研究により、AおよびA2A受容体の活性化は、一部の乳がん細胞株における腫瘍細胞増殖を促進し、A2B受容体の活性化は、結腸がん細胞におけるがん成長促進特性を有することが示されている(例えば、Antonioli et al. (2013) Nat. Rev. Can. 13:842-857を参照)。アデノシンは、がん細胞のアポトーシスを誘発することもでき、様々な研究は、この活性を、Aを介した外因性アポトーシス経路またはA2AおよびA2Bを介した内因性アポトーシス経路の活性化と相関させている(例えば、Antonioli et al. (2013)を参照)。アデノシンは、細胞運動性、細胞外マトリックスへの接着、ならびに細胞付着タンパク質および受容体の発現を増大させて、細胞運動および運動性を促進することによって、腫瘍細胞遊走および転移を促進することができる。
刺激された免疫細胞、および損傷しているか、瀕死であるか、またはストレス下にある細胞から、アデノシン三リン酸(ATP)の細胞外放出が起こる。ATPのこの細胞外放出によって刺激されると、NLRファミリーパイリン領域含有3(NLRP3)インフラマソームがカスパーゼ1を活性化し、サイトカインIL-1βおよびIL-18の分泌をもたらし、それらが、次いで、自然免疫応答および適応免疫応答を活性化する(例えば、Stagg and Smyth (2010) Oncogene 29:5346-5358を参照)。ATPは、腫瘍組織中で、100mM超の濃度まで蓄積することができ、一方、健常な組織中で見出されるATPのレベルは非常に低い(約1~5μM)(例えば、Song et al. (2016) Am. J. Physiol. Cell Physiol. 310(2):C99-C114を参照)。ATPは、CD39酵素およびCD73酵素によってアデノシンに異化される。活性化されたアデノシンは、ネガティブフィードバックメカニズムを介して、高度に免疫抑制的な代謝物質の働きをし、低酸素腫瘍微小環境中で、複数の免疫細胞型に対して多面的効果を有する(例えば、Stagg and Smyth (2010) Oncogene 29:5346-5358を参照)。アデノシン受容体A2AおよびA2Bは、様々な免疫細胞上で発現され、アデノシンによって刺激されて、cAMPによって媒介されるシグナル伝達の変化を促進し、T細胞、B細胞、NK細胞、樹状細胞(DC)、マスト細胞、マクロファージ、好中球、およびナチュラルキラーT(NKT)細胞の免疫抑制表現型をもたらす。その結果、CD73などのエクトヌクレオチダーゼを過剰発現することが示されている、固形腫瘍などの病的組織では、アデノシンレベルがその正常濃度の100倍超にまで蓄積し得る。アデノシンは、腫瘍血管新生および腫瘍形成を促進することも示されている。したがって、アデノシンについて栄養要求性である操作された細菌は、腫瘍ターゲティングおよびコロニー形成の増強を示すだろう。
サルモネラ・チフィなどの免疫刺激細菌は、例えば、tsx遺伝子の欠失によって(例えば、Bucarey et al. (2005) Infection and Immunity 73(10):6210-6219を参照)、またはpurDの欠失によって(例えば、Husseiny (2005) Infection and Immunity 73(3):1598-1605を参照)、アデノシンについて栄養要求性にすることができる。グラム陰性細菌イネ白葉枯病菌(Xanthomonas oryzae)では、purD遺伝子ノックアウトが、アデノシンについて栄養要求性であることが示された(例えば、Park et al. (2007) FEMS Microbiol. Lett. 276:55-59を参照)。本明細書に例示されるように、S.チフィリウムのVNP20009株は、そのpurI改変により、アデノシンについて栄養要求性であり、それゆえ、それをアデノシンについて栄養要求性にするためのさらなる改変は必要ない。それゆえ、本明細書で提供する免疫刺激細菌株の実施形態は、アデノシンについて栄養要求性である。そのような栄養要求性細菌は、腫瘍微小環境で選択的に複製し、その結果、腫瘍内における、投与された細菌の蓄積および複製をさらに増大し、腫瘍内および周辺のアデノシンのレベルを低減し、それによって、アデノシンの蓄積によって引き起こされた免疫抑制を低減するか、または無くす。本明細書で提供するそのような細菌の例は、アデノシン栄養要求性をもたらすpurI/msbB突然変異を含有するS.チフィリウムの改変された株である。他の株および細菌については、VNP20009でされているように、purI遺伝子を破壊することができ、あるいは、それは、purI遺伝子のすべてまたは一部の欠失を含有することができ、これは、野生型遺伝子への復帰変異が存在できないことを確実にする。本明細書のどこかに記載のように、VNP20009株では、purI遺伝子が逆位によって不活性化された。同様に、VNP20009におけるmsbB遺伝子は、完全には欠失されなかった。本明細書に例示のように、復帰変異のいかなるリスクも無くなるようにpurI遺伝子およびmsbB遺伝子が完全に欠失されている株は、インビトロにおける培養物の成長によって評価した場合、優れた適応度を示す。
それらを、プリン(例えば、アデニン)、ヌクレオシド(例えば、アデノシン)、アミノ酸(例えば、芳香族アミノ酸、アルギニン、およびロイシン)、またはアデノシン三リン酸(ATP)などの1または複数の必須栄養について栄養要求性にすることによって改変されている免疫刺激細菌が使用される。特に、S.チフィリウムの株など、本明細書で提供する免疫刺激細菌の実施形態では、細菌が、アデノシンについて栄養要求性にされており、かつATPについて栄養要求性にされていてもよく、腫瘍微小環境(TME)で優先的に増える。それゆえ、本明細書に記載の免疫刺激細菌の株は、それらが成長のためにプリン、アデノシン、および/またはATPを必要とし、それらが、下で論じるように、これらの代謝物質を豊富に有するTMEに優先的にコロニー形成するので、弱毒化されている。一部の腫瘍の腫瘍微小環境中のアデノシン蓄積が免疫抑制性であるので、アデノシン栄養要求性は、特定のがんの腫瘍微小環境に蓄積するアデノシンから免疫抑制を無くす。
3.プラスミド維持およびデリバリー
a.asd欠失
細菌のasd遺伝子は、アスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素をコードする。S.チフィリウムのasd突然変異体は、細胞壁合成に必要であるジアミノピメリン酸(DAP)についての絶対的必要性を有し、DAPが枯渇した環境では溶解する。このDAP栄養要求性は、asd遺伝子が細菌内のプラスミドでトランスで(in trans)補完される場合、抗生物質を使わずに、プラスミド選択およびインビボでのプラスミド安定性の維持に用いることができる。抗生物質ベースではないプラスミド選択系は、有利であり、1)有害症状が生じた場合に急速排除メカニズムとして投与される抗生物質の使用および2)通常は抗生物質の使用が避けられる場合における、抗生物質を用いない生産スケールアップを可能にする。asd遺伝子相補性システムは、そのような抗生物質ベースではないプラスミド選択を提供する(例えば、Galan et al. (1990) Gene 94(1):29-35を参照)。腫瘍微小環境でプラスミドを維持するためのasd遺伝子相補性システムの使用は、免疫刺激タンパク質(例えば、サイトカイン、ケモカイン、共刺激分子);STINGおよびIRF3など、I型IFNを誘導する細胞質内DNA/RNAセンサー、およびその機能獲得型/構成的に活性な突然変異体;抗体およびその断片(例えば、チェックポイント阻害剤、または抗IL-6もしくは抗VEGF抗体);2特異性T細胞エンゲージャー(BiTEs(登録商標)という商標下で販売);干渉RNA;および本明細書にどこかで論じており、当技術分野で知られている他の治療用産物;ならびに以上の治療用産物の全ての相補的組合せなどの遺伝的ペイロード/治療用産物をコードするプラスミドをデリバリーするように操作されたS.チフィリウムの効力を増大すると予測される。
S.チフィリウムのasd突然変異体に代わる代替の使用は、自己融解株(または自殺株)を産生するDAP栄養要求性を、宿主腫瘍に持続的にコロニー形成する能力が無い感染細胞に治療用産物/高分子をデリバリーするのに活用することである。asd遺伝子の欠失は、インビトロまたはインビボで増殖するとき、細菌をDAPについて栄養要求性にする。本明細書に記載されている例は、DAPについて栄養要求性であり、asd相補遺伝子を含有しない免疫調節性タンパク質のデリバリーに適したプラスミドを含有するasd欠失株を提供し、インビボでの複製を欠く株をもたらす。この株は、DAPの存在下でインビトロで繁殖し、正常に成長し、次いで、DAPが存在しない哺乳動物宿主に免疫治療剤として投与される。自殺株は、宿主細胞に侵入することができるが、哺乳動物組織におけるDAPの不在により複製することができず、自動的に溶解して、その細胞質ゾル含有物(例えば、プラスミドまたはタンパク質)をデリバリーする。
他の細菌種でアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素(asd)の相同体またはオルソログをコードする対応する遺伝子も、類似した結果を達成するように欠失または破壊することができる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、例えば、大腸菌でアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素をコードするasd;S.チフィでアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素をコードするasd(STY4271);L.モノサイトゲネスでアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素をコードするasd(lmo1437);ビフィドバクテリウム・ロンガムでアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素をコードするasd(BL0492);およびクロストリジウム・ノービイでアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素をコードするNT01CX_RS04325(asd)を含む。
b.endA欠失/破壊
endA遺伝子(例えば、配列番号250を参照)は、グラム陰性細菌のペリプラズムで二本鎖DNA(dsDNA)の分解を媒介するエンドヌクレアーゼ(DNA特異的エンドヌクレアーゼI:例えば、配列番号251を参照)をコードする。endA遺伝子の突然変異は、プラスミドDNAの収率増大を可能にするので、実験室大腸菌の最も一般的な株は、endAである。この遺伝子は、種の間で保存されている。無傷のプラスミドDNAデリバリーを容易にするため、操作された免疫刺激細菌のendA遺伝子は、そのエンドヌクレアーゼ活性を防ぐため、欠失しているか、突然変異している。そのような突然変異の例には、E208Kアミノ酸置換(例えば、Durfee et al. (2008) J. Bacteriol. 190(7):2597-2606を参照)または目的の種の対応する突然変異がある。endAは、残基E208を含めて、サルモネラ属を含めた細菌種の間で保存されている。したがって、E208K突然変異は、サルモネラ属種を含めた他の種でエンドヌクレアーゼ活性を無くすのに用いることができる。当業者ならば、endA活性を無くす他の突然変異または欠失を導入することができる。この突然変異を引き起こすか、またはこの遺伝子を欠失させるか、または破壊して、本明細書の免疫刺激細菌における、例えばサルモネラ属における、endAの活性を無くすと、無傷のプラスミドDNAデリバリーの効率が増大し、それによって、プラスミド上にコードされている任意の1種、または2種、または3種以上の免疫調節性タンパク質/治療用産物の発現を増大し、抗腫瘍免疫応答および抗腫瘍有効性を増強する。
4.フラゲリンノックアウト株
鞭毛は、時計回りまたは反時計回りで回転することができるフックを介して回転のモーターに付いている長いフィラメントで構成され、移動の手段を提供する細菌表面の細胞小器官である。鞭毛、例えば、S.チフィリウムの鞭毛は、胃腸管における粘膜層を通り抜ける運動性を媒介する能力により、走化性に、そして経口経路を介して感染を確立するために重要である。鞭毛は、インビトロでの腫瘍類円柱(tumor cylindroids)への走化性およびそのコロニー形成に必要であることが実証されており(例えば、Kasinskas and Forbes (2007) Cancer Res. 67(7):3201-3209を参照)運動性は、腫瘍浸透に重要であることが示されているが(例えば、Toley and Forbes (2012) Integr. Biol. (Camb) 4(2):165-176を参照)、鞭毛は、細菌が静脈内に投与される場合、動物における腫瘍コロニー形成には必要ではない(例えば、Stritzker et al. (2010) International Journal of Medical Microbiology 300:449-456を参照)。各鞭毛フィラメントは、何万ものフラゲリンサブユニットで構成される。S.チフィリウム染色体は、fliCとfljBの2つの遺伝子を含有し、これらは、抗原的に異なるフラゲリン単量体をコードする。fliCおよびfljBの欠損突然変異体は、経口感染経路を介して投与された場合には非運動性かつ非病原性であるが、非経口的に投与された場合には病原性を維持する。
フラゲリンは、サルモネラ属の主要な炎症促進性決定因子であり(例えば、Zeng et al. (2003) J. Immunol. 171:3668-3674を参照)、細胞表面のTLR5によって、そして細胞質ゾル中のNLCR4によって直接的に認識される(例えば、Lightfield et al. (2008) Nat. Immunol. 9(10):1171-1178を参照)。両経路とも、炎症促進性応答をもたらし、その結果、IL-1β、IL-18、TNF-α、およびIL-6を含めたサイトカインの分泌が起こる。fliCおよびfljBによってコードされているフラゲリンより大きな炎症を誘導するビブリオ・バルニフィカス(Vibrio vulnificus)のフラゲリンBを分泌するように細菌を操作することによりフラゲリンに対する炎症促進性応答を増大させることによって、サルモネラベースのがん免疫治療をより強力にする試みがなされている(例えば、Zheng et al. (2017) Sci. Transl. Med. 9(376):eaak9537を参照)。
本明細書において、S.チフィリウムなどのサルモネラ属細菌は、フラゲリンサブユニットfliCおよびfljBを欠き、TLR5媒介炎症促進性シグナル伝達を低減するように操作されている。同様にして、鞭毛を含有する他の細菌を、鞭毛を無くすように操作することができる。例えば、本明細書に示されるように、TNF-アルファ誘導の低減をもたらす、msbBおよび/またはpagPの欠失があるサルモネラ属株が、fliCおよびfljBノックアウトと組み合わせられる。これは、TNF-アルファ誘導の低減とTLR5認識の低減とを併せ持つサルモネラ属株をもたらす。これらの細菌改変、すなわちmsbB、pagP、fliC、およびfljBを、免疫調節性タンパク質などの治療用産物を単独またはその組合せでコードする、CpGを含有していてもよい免疫刺激プラスミドと組み合わせることができる。生じる細菌は、炎症促進性シグナル伝達が低減しているが、頑健な抗腫瘍活性を有する。これらのゲノム改変は、本明細書にも記載されている他のゲノム改変と組み合わせることができる。
例えば、本明細書で例示され、提供されるように、fliCおよびfljBの二重突然変異体は、S.チフィリウムのasd欠失株であるVNP20009で構築した。VNP20009は、purI/purMの破壊により病原性について弱毒化されており、野生型リピドAより毒素産生性が低いリピドAサブユニットの産生をもたらすmsbB遺伝子の改変(部分的な欠失)を含有する。これは、マウスモデルにおいて、静脈内投与の後、野生型リピドAを有する株と比較して低減したTNF-α産生をもたらす。生じる株は、TLR2/4シグナル伝達を低減するリピドAの改変ならびにTLR5認識およびインフラマソーム誘導を低減するフラゲリンサブユニットの発現の欠失によって、細菌性炎症について弱毒化されている株の例である。
S.チフィリウムなどのサルモネラ属種を含めた特定の細菌種の病態形成には、サルモネラ病原島(SPI)と称する一群の遺伝子が関与している。サルモネラ属は、宿主細胞の細胞質ゾルにエフェクタータンパク質を直接的に注入する針状構造を形成する、サルモネラ病原島1(SPI-1)によってコードされている3型分泌装置(T3SS)を用いて、非貪食性腸上皮細胞に侵入する。これらのエフェクタータンパク質は、真核細胞細胞骨格の再編成を引き起こして、腸上皮の侵入を容易にし、炎症誘発性サイトカインも誘導する。SPI-1と称されるSPIは、上皮細胞への侵入を媒介する。SPI-1遺伝子は、限定されるものではないが、avrA、hilA、hilD、invA、invB、invC、invE、invF、invG、invH、invI、invJ、iacP、iagB、spaO、spaP、spaQ、spaR、spaS、orgA、orgB、orgC、prgH、prgI、prgJ、prgK、sicA、sicP、sipA、sipB、sipC、sipD、sirC、sopB、sopD、sopE、sopE2、sprB、およびsptPを含む。これらの遺伝子の1つまたは複数の欠失は、細菌が上皮細胞を感染する能力を低減するか、または無くすが、細菌が、貪食免疫細胞を含めた貪食細胞を感染させるか、またはそれらに侵入する能力には影響を及ぼさない。例えば、fliC遺伝子とfljB遺伝子の両方の欠失は、hilA、hilD、invA、invF、およびsopBなどのSPI-1遺伝子の発現を有意に低減し、それによって非貪食細胞に侵入する能力を低減したことが実証された(例えば、Elhadad et al. (2015) Infect. Immun. 83(9):3355-3368を参照)。
サルモネラ属などの細菌では、SPI-1 3型分泌装置(T3SS)に加えて、フラゲリンが、マクロファージでパイロトーシスを誘発するのに必要であり、マクロファージNLRC4インフラマソームによって検出される可能性がある。フラゲリンサブユニットの除去は、マクロファージのパイロトーシスを低減する。例えば、fliCおよびfljBの欠失を有するS.チフィリウムは、野生型株に比べて、IL-1β分泌が有意に低減しているが、細菌の細胞取り込みおよび細胞内複製は影響を受けないままである。これは、フラゲリンが、インフラマソーム活性化で有意な役割を果たしていることを示している。加えて、fliCを構成的に発現するように操作されたS.チフィリウム株は、マクロファージパイロトーシスを誘導することが見出された(例えば、Li et al. (2016) Scientific Reports 6:37447;Fink and Cookson (2007) Cellular Microbiology 9(11):2562-2570;およびWinter et al. (2015) Infect. Immun. 83(4):1546-1555を参照)。
本明細書における免疫刺激細菌のゲノムは、S.チフィリウムにおけるフラゲリン遺伝子fliCおよびfljBを欠失させるか、突然変異させ、マクロファージなどの腫瘍常在性免疫細胞の細胞死の低減をもたらし、免疫刺激細菌の抗腫瘍免疫応答を増強するように改変されていてもよい。LPSの改変と合わせて、フラゲリンサブユニットの欠失は、宿主における忍容性の増大を可能にし、取り込みを貪食細胞のみに限定し、それらのパイロトーシス細胞死を低減し、免疫刺激性応答を、TME、特に腫瘍常在性骨髄性細胞への免疫調節性タンパク質などの治療用産物のデリバリーへと方向付ける。生じる免疫刺激細菌は、抗腫瘍応答を誘発し、腫瘍に対する適応免疫応答を促進する。
他の細菌種でフラゲリンをコードする対応する遺伝子も類似した結果を達成するように欠失させることができる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、例えば、大腸菌で鞭毛フィラメント構造タンパク質をコードするfliC、および鞭毛基底小体タンパク質FliEをコードするfliE;S.チフィでフラゲリンをコードするfliC、および鞭毛基底小体ロッドタンパク質FlgBをコードするflgB;L.モノサイトゲネスでフラゲリンをコードするflaA、鞭毛フック基盤体タンパク質FliEをコードするfliE、および鞭毛基盤体ロッドタンパク質FlgBをコードするflgB;ならびにクロストリジウム・ノービイでフラゲリンをコードするNT01CX_RS04995、NT01CX_RS04990、NT01CX_RS05070、およびNT01CX_RS05075、鞭毛基盤体ロッドタンパク質FlgBをコードするNT01CX_RS05080(flgB)、鞭毛基盤体ロッドタンパク質FlgCをコードするNT01CX_RS05085(flgC)、ならびに鞭毛基盤体ロッドタンパク質FlgGをコードするNT01CX_RS05215(flgG)を含む。
5.適応免疫を促進し、T細胞機能を増強する細菌操作
L-アスパラギナーゼII(ansB)欠失/破壊
L-アスパラギナーゼIIは、L型アスパラギンからアンモニアおよびアスパラギン酸への変換を触媒する酵素である。大腸菌およびS.チフィリウムなどのいくつかの細菌株は、フルクトース-アスパラギンを炭素および窒素源として捕捉するのにL-アスパラギナーゼを利用する(例えば、Sabag-Daigle et al. (2018) Appl. Environ. Microbiol. 84(5):e01957-17を参照)。急性リンパ性白血病(ALL)におけるものなど、悪性T細胞は、アスパラギンを合成する酵素をそれらが失っているので、アスパラギンを必要とする。L-アスパラギナーゼの投与は、1970年代初期以降、ALLのためのフロントライン治療とされてきた(例えば、Batool et al. (2016) Appl. Biochem. Biotechnol. 178(5):900-923を参照)。S.チフィリウムによるL-アスパラギナーゼIIの産生は、それが直接的にT細胞受容体(TcR)の下方制御を誘導し、T細胞サイトカイン産生を低減し、腫瘍細胞溶解機能を阻害するので、T細胞抑制に必要かつ十分である(例えば、Kullas et al. (2012) Cell Host Microbe. 12(6)791-798;およびvan der Velden et al. (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102(49):17769-17774を参照)。腫瘍微小環境におけるT細胞活性化中に生じるものなど、急速なクローン増殖条件下では、アスパラギンが必要とされ、L-アスパラギナーゼIIによるその枯渇は、T細胞抑制をもたらす。したがって、L-アスパラギナーゼIIは、T細胞抑制が治療のモダリティーであるがんの抗がん治療薬として用いられてきた。
抗がん治療薬としてのL-アスパラギナーゼの先行使用とは対照的に、本明細書で提供する免疫刺激細菌のL-アスパラギナーゼ活性の除去は、腫瘍微小環境におけるT細胞の機能を増強することが本明細書で示される。L-アスパラギナーゼ活性の除去は、活性酵素の発現を無くすように細菌ゲノムを改変することによって引き起こすことができる。改変には、生じるコードされている酵素が活性でないか、または発現されないか、または無くなっているような、核酸の挿入、欠失、逆位、および置換が含まれる。免疫刺激細菌におけるコードされている酵素の発現を無くすような、L-アスパラギナーゼIIをコードする遺伝子ansBの全てもしくは一部の欠失またはその破壊は、細菌によってコロニー形成された腫瘍微小環境におけるT細胞の機能を増強することが本明細書で示される。L-アスパラギナーゼII活性の抑制は、L-アスパラギナーゼIIがそれにより産生されないような、免疫刺激細菌内のansB遺伝子の全てまたは一部の欠失または中断/破壊によって達成される。したがって、L-アスパラギナーゼIIが産生されないようにそのゲノムが改変されている免疫刺激細菌が提供される。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、腫瘍常在性免疫細胞にコロニー形成して、抗腫瘍免疫応答を増強するために使用され、このようなゲノム改変には、欠失、挿入、破壊、および/またはL-アスパラギナーゼIIの発現を無くす他の改変が含まれる。
本明細書で示すように、本明細書における免疫刺激細菌のゲノムは、ansBを欠失させるか、もしくはそれを破壊するか、もしくはそれを別途に改変するか、またはコードされているL-アスパラギナーゼIIを不活性にするか、またはアスパラギナーゼを無くし、その結果、インビボでT細胞抑制を妨げ、抗腫瘍T細胞機能を増強するように改変することができる。ansBが無傷である株は、その株に感染したT細胞における著明なT細胞免疫抑制を誘導することが本明細書で示される。ansBが欠失している株は、免疫抑制を誘導せず、したがって、コードされている治療用産物を腫瘍にデリバリーするために細菌を用いる際の、当技術分野における別の問題を解決する。したがって、機能的なコードされた酵素がそれにより発現されないansB遺伝子の欠失または破壊と、腫瘍微小環境中および/または腫瘍常在性免疫細胞中の蓄積の増大をもたらす本明細書に記載の他の改変とを組み合わせた免疫刺激細菌は、優れた治療用免疫刺激細菌を提供する。
他の細菌種でL-アスパラギナーゼII(ansB)の相同体またはオルソログをコードする対応する遺伝子も、類似した結果を達成するように欠失または破壊することができる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、例えば、大腸菌でL-アスパラギナーゼ2をコードするansB;S.チフィでL-アスパラギナーゼをコードするansB(STY3259);L.モノサイトゲネスでアスパラギンシンセターゼをコードするansB(lmo1663);およびビフィドバクテリウム・ロンガムでL-アスパラギナーゼ前駆体をコードするBL1142を含む。
6.curli線毛発現に必要とされるサルモネラ属遺伝子の欠失/破壊
細菌および真菌は、バイオフィルムと呼ばれる多細胞構造を形成することができる。細菌のバイオフィルムは、集合的に細胞外ポリマー物質として知られている分泌型および細胞壁結合型の多糖、糖タンパク質、および糖脂質、ならびに細胞外DNAの混合物中に包まれている。これらの細胞外高分子物質は、複数の侵襲、例えば洗浄剤、抗生物質、および抗菌性ペプチドなどから細菌を保護する。細菌のバイオフィルムは、表面のコロニー形成を可能にし、義装具、例えば注入ポートおよびカテーテルなどの重大な感染の原因である。バイオフィルムは、組織中にも、感染の過程で形成することがあり、それにより、細菌の持続期間および排出期間が増大し、抗生物質療法の実効性が限定される。バイオフィルム中の細菌の慢性的持続は、例えば胆嚢のS.チフィ感染における腫瘍発生の増大と関連している(例えば、Di Domenico et al. (2017) Int. J. Mol. Sci. 18:1887を参照)。
S.チフィリウムなどのサルモネラ属において、バイオフィルム形成は、csgDによって調節されており、csgDは、csgBACオペロンを活性化し、curli線毛サブユニットCsgAおよびCsgBの産生を増大させる(例えば、Zakikhany et al. (2010) Molecular Microbiology 77(3):771-786を参照)。CsgAは、TLR2によりPAMPとして認識され、ヒトマクロファージからのIL-8の産生を誘導する(例えば、Tukel et al. (2005) Molecular Microbiology 58(1):289-304を参照)。また、csgDは、ジグアニル酸シクラーゼをコードするadrA遺伝子を活性化することによりセルロース産生を間接的に増大させる。adrAによって生成される小分子である環状ジグアノシン一リン酸(c-ジ-GMP)は、ほとんどすべての細菌種に存在する遍在的な二次メッセンジャーである。c-ジ-GMPの増加は、セルロースシンターゼ遺伝子bcsAの発現を増強し、これが次に、bcsABZCおよびbcsEFGオペロンの刺激を介して、セルロース産生を増大させ、セルロースバイオフィルム形成をもたらす。その結果、S.チフィリウムなどの細菌は、宿主免疫細胞による食作用からの保護として固形腫瘍中でバイオフィルムを形成することができる。バイオフィルムを形成することができない、サルモネラ属突然変異体などの細菌突然変異体は、宿主貪食細胞によって、より急速に取り入れられ、より容易に感染腫瘍から排除される(例えば、Crull et al. (2011) Cellular Microbiology 13(8):1223-1233を参照)。貪食細胞内の細胞内局在のこの増大は、細胞外細菌の持続を低減することができ、本明細書に示するように、本明細書に記載の免疫調節性タンパク質および他の抗がん治療薬などの治療用産物のプラスミドデリバリーの実効性を増強することができる。S.チフィリウムなどの免疫刺激細菌がバイオフィルムを形成する能力の低減は、例えば、csgD、csgA、csgB、adrA、bcsA、bcsB、bcsZ、bcsE、bcsF、bcsG、dsbA、またはdsbBなど、バイオフィルム形成に関与する遺伝子の欠失または破壊を介して達成することができる(例えば、Anwar et al. (2014) PLoS ONE 9(8):e106095を参照)。
バイオフィルム形成を低減するように免疫刺激細菌を操作すると、腫瘍/組織からの排除率が増大し、それにより療法の忍容性が増大し、患者における義装具のコロニー形成が防止され、それによって、これらの株の治療効果が増大することが本明細書で示される。アデノシンミメティックは、S.チフィリウムバイオフィルム形成を阻害することが知られており、これは、腫瘍微小環境中の高アデノシン濃度が、腫瘍関連のバイオフィルム形成に貢献し得ることを示している(例えば、Koopman et al. (2015) Antimicrob. Agents Chemother. 59:76-84を参照)。csgD欠失株は、腫瘍常在性骨髄性細胞内への細菌の取り込みが増大しているため、改善された抗腫瘍有効性を示すことが本明細書で示される。
他の細菌種における、csgDの相同体およびオルソログをコードする対応する遺伝子、ならびにcurli線毛およびバイオフィルム形成に必要とされる他の遺伝子も、類似した結果を達成するように欠失させるか、破壊するか、別途に改変することができる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、例えば、大腸菌でDNA結合転写二重調節因子CsgDをコードするcsgD;S.チフィで調節タンパク質CsgDをコードするcsgD(STY1179);およびL.モノサイトゲネスで、バイオフィルム形成に関与するリステリア属セルロース結合タンパク質をコードするlcpを含む。
細菌ゲノムの、例えば、細菌をcsgDにする遺伝子欠失または破壊による改変は、curli線毛および炎症性環状ジヌクレオチド(CDNs)を無くし、セルロース分泌を取り除く。これは、炎症性および免疫抑制エレメントを無くし、LPSアシル化の変化を介してTLR4認識を妨げ、セルロース分泌と、それゆえ、潜在的バイオフィルム形成とを無くし、それによって、安全性および有効性を増大させる。
本明細書に記載のように、アデノシンについて栄養要求性となるように操作され;かつLPSの改変および/またはフラゲリンの欠失により、炎症促進性サイトカインを誘導するそれらの能力が低減しており;かつ/またはT細胞機能を改善するようにL-アスパラギナーゼIIを発現せず;かつ/またはバイオフィルム形成に必要な遺伝子の欠失を含有し;かつ/または抗生物質選択無しに、細胞あたりのプラスミドコピー数を、少なくとも低コピー数から中程度コピー数以上の相当数に維持するようにさらに改変されており、かつ治療用産物をコードする遺伝的発現カセットをデリバリーする、細菌株、例えばS.チフィリウム株などは、頑健な抗腫瘍免疫応答を促進する。プラスミドは、腫瘍微小環境中への、コードされている治療用産物の分泌を促進する調節配列を含む。
7.補体に対する抵抗性の改善
補体系は、ヒト宿主内のレクチン経路または代替経路(AP)カスケードを直接的に活性化する病原体の侵入に対する免疫防御の第一線である。補体系は、自然免疫応答において、細菌、ウイルス感染細胞、および寄生虫などの病原体を認識し、殺滅する機能を果たし、抗体媒介性免疫応答でも一役担う30種を超える可溶性および細胞膜結合型のタンパク質を含む。補体カスケードの活性化は、外来微生物のオプソニン化および走化性ペプチドの放出をもたらし、最後に細菌細胞膜の破壊をもたらす。補体系(C3、C4、およびC5)の3つの相同糖タンパク質が、補体機能における中心役割を果たし、他の補体成分と相互作用する。C3およびC4からそれぞれ生じるC3bおよびC4bは、補体カスケードの活性化を促進するコンバターゼの重要な成分である。C5の切断断片が、感染部位内への貪食細胞の遊走を誘導するC5a、ならびに膜侵襲複合体の形成および溶菌を開始するC5bである(例えば、Ramu et al. (2007) FEBS Letters 581:1716-1720を参照)。
生き残るために、病原体は、補体活性化の有害な結果を防ぐ戦略を発達させた。例えば、外膜タンパク質のAil/Lomファミリーのメンバーは、補足依存的な殺滅からの保護をいくつかの病原細菌に提供する。エルシニア属種、例えば、Y.エンテロコリチカおよびY.シュードツベルクローシスのAil(付着浸潤遺伝子座)、サルモネラ属種のRck(補体殺傷耐性)およびPagC、ならびに大腸菌のOmpXを含めた、Ail/Lomファミリーのメンバーは、有意なアミノ酸配列類似性および同一性を共有し、類似した膜トポロジーを有する外膜タンパク質である。タンパク質のこのファミリーのメンバーが多様な機能を示す一方、Y.エンテロコリチカおよびY.シュードツベルクローシスのAil、ならびにS.エンテリカのRckを含めた、それらのうちいくつかは、少なくとも部分的に、細菌を補体媒介溶解から保護する機能を果す、(例えば、Bartra et al. (2008) Infection and Immunity 76:612-622を参照)。
補体を回避または緩和するのを助ける別の細菌産物は、サルモネラ属におけるPgtE(外膜セリンプロテアーゼ)と称される表面プロテアーゼ、およびオムプチン(omptin)ファミリーの他のメンバーである。S.エンテリカの表面プロテアーゼPgtEは、腸内細菌の外膜アスパラギン酸プロテアーゼのオムプチンファミリーに属する。PgtEおよび他のオムプチンは、活性であるためにラフ型LPSを必要とするが、O抗原による立体阻害を受ける。pgtEの発現は、マクロファージ内部におけるサルモネラ属の成長中に上方制御され、マクロファージから放出された細菌は、強いPgtE媒介タンパク質分解活性を示す。PgtEは、哺乳動物の血漿中酵素前駆体であるプラスミノゲンをタンパク分解性に活性化してプラスミンにし、プラスミンの主な生理的阻害剤であるα2抗プラスミン因子を不活性化し、ヒト細胞の細胞外マトリックスへの細菌接着を媒介する。このように、PgtEは細胞外マトリックス成分の分解を媒介して、強力な局在性タンパク質分解活性を生じさせ、これにより、細胞外マトリックスを通り抜けるサルモネラ属の遊走を促進することができる。PgtEは、アルファヘリックス抗菌ペプチドも分解し、これは、サルモネラ属の細胞内成長中に重要である可能性がある。エルシニア・ペスチス(Yersinia pestis)のオムプチンであるPlaは、PgtEの近いオルソログであり、PgtEと機能を共有している。PlaはC3を切断し、PgtEは、補体成分C3b、C4b、およびC5を切断することによって、サルモネラ属の血清抵抗性を増大する。pgtE遺伝子および他の細菌種由来のそのオルソログは、補体に対する抵抗性を増大させるための、本明細書における免疫刺激細菌に含めることができる。
ヒト血清中の補体の効果は、げっ歯類モデルで効果的に腫瘍にコロニー形成することが示されていたサルモネラ属VNP20009株など、治療用免疫刺激細菌の失敗を説明することが本明細書で示される。VNP20009の全身投与は、マウス腫瘍のコロニー形成をもたらしたが(例えば、Clairmont et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002;およびBermudes et al. (2001) Biotechnol. Genet. Eng. Rev. 18:219-33を参照)、ヒト患者におけるVNP20009の全身投与は、ごくわずかなコロニー形成しかもたらさなかった。進行黒色腫患者の第1相研究において、30分の静脈内注入の後、ヒト腫瘍では、ごくわずかなVNP20009しか検出されなかった(Toso et al. (2002) J. Clin. Oncol. 20:142-52参照)。さらに長い4時間にわたるVNP20009の注入を評価するフォローアップ研究に参加した患者も、腫瘍生検の後に、検出可能なVNP20009の不在を示した(Heimann et al. (2003) J. Immunother. 26:179-180参照)。腫瘍内投与の後、VNP20009の派生株のコロニー形成が検出された(Nemunaitis et al. (2003) Cancer Gene Ther. 10:737-744参照)。ヒト腫瘍へのVNP20009の直接腫瘍内投与は、はるかに高い腫瘍コロニー形成をもたらした。これは、ヒト腫瘍に高レベルでコロニー形成させることができること、およびマウスとヒトの間での腫瘍コロニー形成の相違は、全身投与後にのみ生じることを示している。
野生型S.チフィリウムで起こることが以前には知られていなかったが、VNP20009は、ヒト補体によって不活性化され、これが、VNP20009の全身投与の際にヒトで観察された腫瘍コロニー形成の低さを説明することが本明細書で示され、記載されている。本明細書で提供する株は、補体に対する抵抗性を示す。それらの株は、Rckおよび補体抵抗性または補体回避の媒介に関与する他のタンパク質、例えばエルシニア・エンテロコリチカのAilまたはサルモネラ・チフィリウムのPgtEなどを発現するように改変されているか、またはそのようなタンパク質をそれらの株が天然に発現する場合、それらの株が、Rckおよび/または他のそのようなタンパク質を過剰発現するように改変されていてもよい。Rckは、大腸菌など、相同体が無い細菌に導入してもよい。
Rck発現
Rck(補体殺傷耐性)は、S.エンテリティディスおよびS.チフィリウムなどのサルモネラ属種の大きな病原性プラスミドによってコードされている、上皮細胞への接着および侵入を誘導する17kDaの外膜タンパク質である。Rckタンパク質は、C9重合およびその後の機能的膜侵襲複合体の構築を阻害することによって、S.エンテリカを補体から保護することが示されている。rck突然変異体は、野生型株に比べて、2~3倍の上皮細胞侵入の低減を示したが、野生型でのrck過剰発現は侵入の増大をもたらす。Rckタンパク質は、受容体介在性の過程、局所的アクチンリモデリングの促進、ならびに弱い接着性および密接な接着性を有する膜伸展(weak and closely adherent membrane extensions)により細胞侵入を誘導する。したがって、サルモネラ属は、T3SS-1複合体に媒介されるトリガー(Trigger)メカニズムおよびrckによって誘導されるジッパー(Zipper)メカニズムという2つの異なったメカニズムにより細胞に侵入することができる(例えば、Manon et al. (2012), Salmonella, Chapter 17, eds. Annous and Gurtler, Rijeka, pp. 339-364を参照)。サルモネラ属病原性プラスミド上のrckの発現は、膜侵襲複合体の形成を妨げることによって、ヒト補体による中和に対する高レベルの抵抗性を与える。rckを含有するS.チフィリウム病原性プラスミドを大腸菌の高度に血清感受性の株で発現させたとき、Rckは、補体抵抗性を回復させることができた。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、ヒト補体に対する抵抗性をもたらすようにRckを保持するか、またはRckが提供されている。大腸菌などの免疫刺激細菌は、細菌内のプラスミド上にrckをコードして、それによって補体に対する抵抗性をもたらすことによって改変することができることが本明細書で示される。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、rckを内因的にコードするか、または補体に対する抵抗性を増大するためにそれをコードするように改変することができる。補体に対する抵抗性を与えるための方法も提供される。例えば、米国特許出願公開第2018/0325963号および第2018/0273956号、ならびに米国特許第9,889,164号および第9,688,967号に記載の治療用大腸菌種を、その中の細菌を改変することによって、例えば、その中のプラスミド上にサルモネラ属rck遺伝子をコードする核酸を導入して、それによって補体に対する抵抗性を改善または提供することによって、改善することができる。補体に対して抵抗性である細菌を全身投与することができ、治療上有効であるのに十分な細菌が生き残ることができる。サルモネラ属rck遺伝子をコードする核酸を、治療用大腸菌などの細菌に導入して、それによって補体抵抗性を与えるか、または増大させる。
同様に、他の細菌種由来の、rckの他のオルソログおよび相同体を、免疫刺激細菌内で発現させることができる。例えば、Ailは、エルシニア・エンテロコリチカ由来のRck相同体であり、これは、異種発現下で補体抵抗性を増強する。PgtEは、異種発現下で補体抵抗性を増強することが同じく示されている、S.チフィリウムの表面プロテアーゼである。
8.サルモネラ属および他のグラム陰性細菌におけるリポタンパク質発現に必要とされる遺伝子の欠失
LPSおよびブラウン(ムレイン)リポタンパク質(Lpp)は、炎症および免疫応答の強力な刺激物質として機能する、グラム陰性腸内細菌の外膜の主要構成成分である。ブラウン(ムレイン)リポタンパク質(Lpp)は、S.チフィリウムの外膜で最も豊富な成分の1つであり、炎症促進性サイトカイン、例えば、TNFα、IL-6、およびIL-8(ヒト)などのTLR2誘導をもたらす。サルモネラ属の細菌染色体上に位置する、リポタンパク質遺伝子の2つの機能的コピー[lppA(配列番号387)およびlppB(配列番号388)]が細菌の病原性に寄与する。lppAおよびlppB遺伝子の欠失、ならびにリポタンパク質発現の除去は、病原性を低減し、炎症促進性サイトカイン産生を低減する(例えば、Sha et al. (2004) Infect. Immun. 72(7):3987-4003;Fadl et al. (2005) Infect. Immun. 73(2):1081-1096を参照)。Lpp遺伝子の欠失は、細胞の感染を低減し、それゆえ、コードされている治療用産物またはタンパク質のプラスミドデリバリーおよび発現を低減することが予測されるだろう。しかし、下記の実施例18に示すように、これらの遺伝子の欠失が腫瘍コロニー形成を低減する一方、標的とされた細胞、すなわち、腫瘍常在性免疫細胞、特にマクロファージにデリバリーされるプラスミドの量は有意に増大した。したがって、これらの遺伝子(lppAおよびlppB)の欠失または破壊は、本明細書で示されるように、感染マクロファージ内で生き残る能力が無いことにより、病原性の低減をもたらしたが、免疫刺激細菌のプラスミドデリバリーの増大をもたらし、それによって、標的とされた細胞、すなわち、腫瘍常在性免疫細胞、特にマクロファージにおいて、コードされた治療用遺伝子の発現を増大させた。
9.抗腫瘍療法用に最適化されるようにゲノムが改変されており、複数を含む治療用産物をコードする頑健な免疫刺激細菌
本明細書に記載のように、栄養要求性アデノシンであるように操作されており、かつLPSの改変および/またはフラゲリンの欠失により、それらが炎症促進性サイトカインを誘導する能力が低減しており、かつ/またはL-アスパラギナーゼII発現の欠失または除去によりT細胞機能を改善するように改変されており、かつ/またはバイオフィルム形成に必要な遺伝子の欠失または破壊により改変されており、かつ/またはrck発現の増大により増強されたヒト血清中生存を示す細菌株、例えばS.チフィリウム株などは、免疫調節性タンパク質などの治療用産物をデリバリーし、頑健な抗腫瘍免疫応答を促進するようにさらに改変されている。
下の表は、細菌の遺伝子型/改変、それらの機能効果、および本明細書で達成される効果/利点のいくつかの概要を示す。
Figure 2023501539000007

本明細書で提供する株は、ΔFLG、および/またはΔpagP、および/またはΔansB、および/または、ΔcsgDである。加えて、株は、ΔpurI(ΔpurM)、ΔmsbB、およびΔasd(細菌ゲノム)のうちの1つまたは複数である。特に、株は、ΔpurI(ΔpurM)、ΔmsbB、ΔpagP、およびΔansB、ならびにΔasdである。株は、lppAおよび/またはlppB、特にlppA/lppBでもよい。プラスミドは、宿主に認識されるプロモーター(例えば、真核生物および動物ウイルスに由来するものを含めた真核生物プロモーター、例えばRNAポリメラーゼIIプロモーターなど)の制御下に治療用産物をコードするように改変されている。プラスミドは、本明細書のどこかに記載のように、インビボでの細菌複製を可能にするようにasdをコードすることができ、他の有益な機能を有する核酸(CpGなど)をコードすることができ、遺伝子産物をコードすることができる。
本明細書で提供する免疫刺激細菌は、例えば鞭毛を無くすことによって、上皮細胞を感染させる能力を無くすように改変することができる。本明細書のどこかに記載のように、上皮細胞を感染させる能力を無くすことは、SPI-1経路に関与する1つまたは複数の遺伝子の不活性化またはノックアウトを介して、SPI-1依存的な侵入を不活性化することによって達成することもできる。これらの遺伝子は、限定されるものではないが、avrA、hilA、hilD、invA、invB、invC、invE、invF、invG、invH、invI、invJ、iacP、iagB、spaO、spaP、spaQ、spaR、spaS、orgA、orgB、orgC、prgH、prgI、prgJ、prgK、sicA、sicP、sipA、sipB、sipC、sipD、sirC、sopB、sopD、sopE、sopE2、sprB、およびsptPの1つまたは複数を含む。追加または代替として、免疫刺激細菌は、fljB、fliC、rck、pagN、hlyE、pefI、srgD、srgA、srgB、およびsrgC遺伝子のうちの1つまたは複数などの、SPI-1に依存しない感染/侵入に関与する産物を不活性化する遺伝子ノックアウトまたは欠失を含有することができ、かつ/または免疫刺激細菌は、fljB、fliC、prgI(針タンパク質)、およびprgJ(ロッドタンパク質)を含めた、インフラマソームによって直接的に認識されるタンパク質をコードする遺伝子など、腫瘍常在性免疫細胞の細胞死を誘導する遺伝子の産物を不活性化するノックアウトまたは欠失を含有することができる。しかし、rck遺伝子は補体に対して不活性化から保護するので、rck遺伝子が望ましい。rckを内因的にコードしていない細菌を、異種rck遺伝子をコードするように改変することができる。
免疫刺激細菌は、適した細菌株に由来する。細菌株は、弱毒化株、または標準的な方法によって弱毒化されているか、または本明細書で提供する改変のおかげで、それらがコロニー形成する能力が、主に免疫特権が与えられている組織および器官、特に、固形腫瘍を含めた、腫瘍常在性免疫細胞、TME、および腫瘍細胞に限定されているという点で弱毒化されている菌株であってもよい。細菌は、限定されるものではないが、例えば、サルモネラ属、シゲラ属、リステリア属、大腸菌、およびビフィドバクテリウム属(Bifidobacteriae)の株を含む。例えば、菌種は、シゲラ・ソネイ、シゲラ・フレックスネリ、シゲラ・ディセンテリエ(Shigella dysenteriae)、リステリア・モノサイトゲネス、サルモネラ・チフィ、サルモネラ・チフィリウム、サルモネラ・ガリナルム(Salmonella gallinarum)、およびサルモネラ・エンテリティディスを含む。他の適した細菌種は、リケッチア属、クレブシエラ属、ボルデテラ属、ナイセリア属、エロモナス属、フランシセラ属、コリネバクテリウム属、シトロバクター属、クラミジア属、ヘモフィルス属、ブルセラ菌、マイコバクテリウム属、マイコプラズマ属、レジオネラ属、ロドコッカス属、シュードモナス属、ヘリコバクター属、ビブリオ属、バチルス属、およびエリシペロスリクス属を含む。例えば、リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsii)、発疹チフスリケッチア、リケッチア・ツツガムシ(Rickettsia tsutsugamuchi)、発疹熱リケッチア、リケッチア・シビリカ、ボルデテラ・ブロンキセプチカ、ナイセリア・メニンギティディス、ナイセリア・ゴノレー、エロモナス・ユークレノフィラ、エロモナス・サルモニシダ、フランシセラ・ツラレンシス、ヒツジ偽結核菌、シトロバクター・フロインデイ、クラミジア・ニューモニエ、ヘモフィルス・ソムナス、ブルセラ・アボルタス、マイコバクテリウム・イントラセルラーレ、レジオネラ・ニューモフィラ、ロドコッカス・エクイ、シュードモナス・エルジノーサ、ヘリコバクター・ムステラエ、ビブリオ・コレラエ、バチルス・スブチリス、ブタ丹毒菌、エルシニア・エンテロコリチカ、ロシャリメア・クインターナ、およびアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumerfacium)。
本明細書で提供する免疫刺激細菌の例には、サルモネラ属の菌種がある。本明細書に記載の改変のための細菌の例には、サルモネラ属の野生型株、例えば、受託#14028としてアメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(ATCC)に寄託されている菌株の特定する特徴の全てを有する株などがある。YS1646株(ATCCカタログ#202165、VNP20009とも称する:国際PCT出願公開第WO99/13053号も参照)など、サルモネラ・チフィリウムの操作された株は、asd遺伝子ノックアウトを補完し、かつ抗生物質のないプラスミド維持を可能にするプラスミドで操作されている。次いで、株は、フラゲリン遺伝子を欠失させ、かつ/またはpagPを欠失させるように改変されている。鞭毛ノックアウトおよびpagP欠失の組合せは、株を、ヒト血清補体に対して高度に抵抗性にする。株は、プリン、特にアデノシンについて栄養要求性にされており、asdかつmsbBである。例示されているように、purIおよびmsbBを完全に欠失している株は、VNP20009株より適合度が高い(速く成長する)(more fit (grow faster) that strain VNP20009)。VNP20009株では、これらの遺伝子が欠失しておらず、発現を無くすように改変されている。真核生物宿主内のインビボ複製用に、asd遺伝子をプラスミド上に提供することができる。株は、それらの株が免疫抑制性L-アスパラギナーゼIIを産生するのを妨げ、腫瘍T細胞機能を改善する、ansB遺伝子内の改変、例えば、欠失、破壊、または他の改変なども有する。株は、例えばcsgD欠失によって、バイオフィルム産生を無くすようにも改変されており、これにより、それらの株は、curli線毛、セルロース、およびc-ジ-GMPを産生することができなくなっており、その結果、望ましくない炎症反応が低減され、それらの株のバイオフィルム形成が妨げられている。
これらのゲノム欠失およびプラスミドは、本明細書のどこかに記載および例示されている。本明細書にどこかに記載され、かつ/または当業者に知られている免疫刺激タンパク質および他の産物などの治療用産物をコードする核酸ならばどれでも、プラスミド上に含めることができる。本明細書のどこかに記載のように、プラスミドは、一般に、低コピー数から中程度コピー数で存在する。治療用産物には、I型IFN発現を構成的に誘起/誘導することができる細胞質内DNA/RNAセンサーの機能獲得型突然変異体、ならびに腫瘍微小環境中で抗腫瘍免疫応答を促進する他の免疫刺激タンパク質、例えば、サイトカイン、ケモカイン、および共刺激分子など、ならびに本明細書に記載されている他のそのような産物が含まれる。プラスミドは、免疫チェックポイントおよび他のがん標的、例えば、VEGF、IL-6、およびTGF-βなど、ならびに他の分子、例えば、2特異性T細胞エンゲージャー、またはBiTEs(登録商標)などを標的とする抗体およびその断片、例えば、単鎖抗体もコードすることができる。プラスミドは、IL-6結合性デコイ受容体、TGFベータ結合性デコイ受容体、およびTGFベータポリペプチドアンタゴニストもコードすることができる。後述する通り、プラスミドは、腫瘍/腫瘍微小環境に抗がん治療用産物をデリバリーするために、複数の治療用産物/遺伝的ペイロードの1つまたは複数(すなわち、マルチプレックス)をコードすることができる。産物は、輸送シグナル、例えば分泌用シグナルなどに作用可能に連結することができる。産物は、例えば腫瘍常在性骨髄性細胞中で、細胞表面に発現するように設計することができる。
10.M2表現型マクロファージからM1およびM1様の表現型マクロファージへの変換
本明細書に記載のように、本明細書で提供する免疫刺激細菌は、マクロファージ内で増え、かつ/またはそれを標的とする。マクロファージは、貪食免疫細胞であり、それらは、老化細胞およびアポトーシス細胞の排除、ならびに免疫関連複合体および病原体の食作用、ならびにホメオスタシスの維持において役割を果たす。マクロファージの表現型および機能は、微小環境によって極性化することができる。M1型(古典的に活性化されたマクロファージ)、およびM2型(代替的に活性化されたマクロファージ)という2つの型がある。
M1マクロファージの役割は、炎症促進性サイトカインおよびケモカインを分泌すること、抗原を提示すること、およびそれゆえ、陽性免疫応答に参加し、免疫モニターとして機能を果すことである。M1マクロファージは、IL-6、IL-12、およびTNF-αを含めた、炎症促進性サイトカインを産生する。M2マクロファージは、アルギナーゼ1、IL-10、TGF-β、および他の抗炎症性サイトカインを分泌し、それらは、炎症を低減し、腫瘍成長および免疫抑制性機能に寄与する機能を有する。したがって、がんならびに他のそのような疾患および障害の処置には、M1またはM1様の表現型が有利である。
M2マクロファージは、M1マクロファージまたはM1様の表現型を有するマクロファージに変換することができる。本明細書に提供されている免疫刺激細菌は、マクロファージを感染させ、M2マクロファージをM1またはM1様の表現型に変換することができる。M1マクロファージの表現型マーカーには、CD80(B7、B7.1、またはBB1としても知られている)、CD86(B7.2としても知られている)、CD64(高親和性免疫グロブリンガンマFc受容体Iとしても知られている)、CD16、およびCD32(低親和性免疫グロブリンガンマFc受容体IIbとしても知られている)が含まれる。M1マクロファージにおける一酸化窒素シンターゼ(iNOS)の発現も、表現型マーカーとして働き得る。CD163およびCD206は、M2マクロファージを同定するためのマーカーである。アルギナーゼ1(Arg1)およびDECTIN-1も、M2マクロファージを同定するための理想的な表現型指標である。したがって、変換は、これらのマーカーの発現によってモニターまたは評価することができる。
腫瘍関連マクロファージ(TAM)は、免疫抑制M2表現型と関連している。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、そのようなマクロファージをM1またはM1様の表現型に変換することができる。I型インターフェロン(IFN)の発現をもたらす治療用産物をコードする、本明細書で提供する免疫刺激細菌は、そのような変換を引き起こすことができる。これは、本明細書で提供する免疫刺激細菌に特有の特性であり、マクロファージの感染をもたらすゲノム改変を含む細菌の能力を活用する。コードされている治療用産物には、細胞質内DNA/RNAセンサー経路の一部であるもの、例えばSTING変異体(本明細書に詳細に記載されている)などが含まれる。コードしている免疫刺激細菌は、腫瘍常在性マクロファージの感染および治療用産物の発現の際に、M1表現型(またはM1様の表現型)への変換を引き起こすことができる。マクロファージ表現型を変換するこの能力は、下記の実施例12で実証および例示されている。マクロファージを感染させ、STINGタンパク質を発現する、本明細書で提供する免疫刺激細菌による、改変されたSTINGタンパク質の発現は、M1マクロファージの表現型をM2マクロファージに変換する。
鞭毛の除去およびLPS改変など、本明細書に記載のゲノム改変(genome modifications as descrbied herein)を含む本明細書で提供する免疫刺激細菌は、感染したM2マクロファージを、M1マクロファージのサイトカインプロファイルを誘導するものに変換する。ヒト初代M2マクロファージで構成的なI型IFN発現をもたらす変異体STINGタンパク質を発現する免疫刺激細菌は、これらの細胞を、M1様の(M1マクロファージに典型的な表現型マーカーおよび/または発現プロファイルを有する)I型IFN産生細胞に変換する。
実施例は、M2からM1様表現型またはM1表現型へのこの変化を実証する。感染してないM2マクロファージにおけるサイトカインプロファイルと、Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDであるサルモネラ属株に感染しているM2マクロファージにおいて誘導されたサイトカインとの比較において、M2は、高レベルのIFNγ、CXCL10、およびCXCL11分泌を誘導した。huSTING tazCTT N154S + R284G変異体、WT huIL-12およびhuSTING tazCTT N154S + R284G変異体、またはWT huIL-15をコードするプラスミドで形質転換された同じ株による感染は、プラスミドを含有していない非形質転換ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株より高いCXCL10およびCXCL11分泌を誘導した。M1またはM1様の表現型に特徴的なサイトカインプロファイルが、様々なペイロードを用いて、これらの株で誘導された。例示的な結果が実施例に詳述されている。
D.腫瘍微小環境において免疫応答を刺激する遺伝的ペイロードをコードする、増強した治療係数を有する免疫刺激細菌
本明細書に提供される免疫刺激細菌は、腫瘍微小環境内および腫瘍常在性骨髄細胞内に蓄積するように改変され、そこで、治療用産物が真核生物プロモーターの制御下で発現される。細菌は、免疫系を刺激する産物および/または腫瘍の免疫抑制効果を後退もしくは緩和する産物を含む治療用産物、特に抗がん産物をコードする。本明細書に記載するように、細菌は、各産物の発現が別個のプロモーターの制御下にある、または1つのプロモーターの制御下にある、複数の産物をコードする場合があり、別個の産物の発現をもたらす配列を含む場合があり、適切な場合には、コードされている産物の腫瘍微小環境内への分泌を保証するための調節配列を含む。免疫刺激細菌は、プラスミド上にコードされている治療用産物を発現する。先に述べたように、プラスミドは、1つの産物または複数の産物をコードする場合がある。各産物は、異なる真核生物プロモーターの制御下にある場合があり、またはT2A(配列番号327)、P2A(配列番号328)、E2A(配列番号329)、およびF2A(配列番号330)などのコーディング部分の間に2A自己切断ペプチドを含むことなどによって、コードされている複数の産物が単一のプロモーターの制御下で発現される場合がある。コードされている産物は、本明細書に記載されるものを含み、それらは、その活性が相補的な抗がん免疫刺激産物であり得る。本明細書に提供される免疫刺激細菌は、さもなければ全身投与された場合に過度に有毒であろう複数の免疫調節産物またはペイロード(多重ペイロード)の組合せ投与を可能にする。多重ペイロードの例は、1つまたは複数のサイトカイン(複数可)、増大した活性を有するまたは構成的に活性であるSTINGまたはその変異体などの、I型IFNの発現を刺激または誘導するための免疫刺激タンパク質、および操作された4-1BBL共刺激分子などの共刺激分子を含む。宿主の転写および翻訳機構の制御下で発現のためにプラスミドを骨髄細胞に送達する、本明細書に提供される免疫刺激細菌内のプラスミド上にコードされている場合に、改善された発現および活性を表す改変4-1BBLポリペプチド、およびコードされている核酸が、本明細書に提供される。
本明細書に提供される免疫刺激細菌は、多重ペイロードまたは単剤ペイロードのIV投薬後などに、治癒の提供を含む強い抗腫瘍効果を有する。免疫刺激細菌は、全身投与された場合、浸潤し、固形腫瘍、TME、および腫瘍常在性骨髄細胞内に濃縮され、コードされている治療用産物がそこで発現され、次いで腫瘍微小環境に局所送達される。腫瘍常在性骨髄細胞によって飲み込まれると(ファゴサイトーシス)、細菌は、遺伝的ペイロードをコードするプラスミドを送達し、それは、異所性の、単一または多重ペイロードの発現を腫瘍特異的に可能にする。
1.免疫刺激タンパク質
本明細書における免疫刺激細菌は、抗腫瘍応答を促進、誘導、または増強する1つまたは複数の免疫刺激タンパク質をコードするように改変することができる。実施例に例示および記載されるように、コードする核酸がプラスミド上に配列される順序は、全体的な発現を改善することができ、プラスミドへの改変は、タンパク質をコードするプラスミドを含有する細菌の適応度を改善することができる。
免疫刺激タンパク質は、真核生物対象、特に、免疫刺激細菌を投与すべき対象、例えばヒトにおける発現のために、真核生物プロモーター、例えばRNAポリメラーゼIIによって認識されるプロモーターの制御下で、細菌内のプラスミド上にコードされ得る。免疫刺激タンパク質(複数可)をコードする核酸は、真核生物プロモーターに加えて、細胞における発現または輸送のための、例えば細胞表面での分泌または発現のための、他の調節シグナルを含み得る。
免疫刺激タンパク質は、腫瘍微小環境(TME)などの適切な環境内で、免疫刺激細菌が投与される対象による抗腫瘍応答を促進、またはそれに関与する、またはそれを増強することができるタンパク質である。免疫刺激タンパク質は、サイトカイン、ケモカイン、および共刺激分子を含むが、それに限定されるわけではない。これらは、IL-2、IL-7、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21、IL-23、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-36γ、GM-CSF、IFNα、IFNβ、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、およびIL-2Raに結合しないように改変されているIL-2などであるが、それに限定されるわけではないサイトカイン;CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10、およびCXCL11などであるが、それに限定されるわけではないケモカイン;ならびに/またはCD40、CD40L、OX40、OX40L、4-1BB、4-1BBL、細胞質ドメインが切り詰められているか、もしくは欠失している4-1BBL(4-1BBLΔcyt)、TNF/TNFRスーパーファミリーのメンバー(例えば、CD27およびCD27L)、およびB7-CD28ファミリーのメンバー[例えば、CD80、CD86、ICOS、およびICOSリガンド(B7RP1)]などであるが、それに限定されるわけではない共刺激分子を含む。
本明細書に提供される免疫刺激細菌内にコードさせるために、腫瘍の処置のために使用される、または抗腫瘍応答を促進するか、増強するか、もしくは別途に増大もしくは誘起することができる、当業者に公知の他のそのような免疫刺激タンパク質が企図されている。例えば、免疫刺激細菌は、APC上での発現のために完全または部分的細胞質ドメイン欠失を有する切り詰められた共刺激分子(例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、およびOX40L)をコードする遺伝的ペイロードを送達することができ、その際、切り詰められた遺伝子産物は、共刺激受容体エンゲージメントを介してT細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの欠失または切り詰めにより、APCに対抗調節シグナル伝達できない。本明細書の他の箇所に記載するように、例えば4-1BBLの、改変された、切り詰められた細胞質ドメインは、タンパク質の発現を増大させる、タンパク質ドメインの適切な配向性を保証するために、特定の残基を含有する。本明細書に記載するように、共刺激分子の細胞質ドメインの欠失(完全または部分)および改変は、免疫抑制逆シグナル伝達なしに共刺激分子の活性化を増強する。これは、実施例および以下に記載するように4-1BBLに関して例示される;膜内での適切な配向性を保証するために、切り詰められた細胞質ドメイン内の残基の置換を含む同じ改変を、任意の共刺激分子のみならず、他の膜貫通ポリペプチドに適用することができる。
ヒト4-1BBLの完全長配列(配列番号389、Uniprot P41273も参照)は:
Figure 2023501539000008
であり、配列中、細胞質ドメインはアミノ酸1~28(斜体)に対応し、膜貫通ドメインはアミノ酸29~49(太字)に対応し、細胞外ドメインはアミノ酸50~254(下線)に対応する。ヒト4-1BBLΔcyt配列(配列番号390参照)は:
Figure 2023501539000009
であり、本配列は、完全長タンパク質と同じであるが、細胞質ドメインを失っており、それにより、膜貫通ドメインはアミノ酸残基2~22(太字)に対応し、細胞外ドメインはアミノ酸残基23~227(下線)に対応する。
切り詰められた細胞質ドメインを有する例示的なヒト4-1BBLは、以下:
Figure 2023501539000010
の通りであり(配列番号391参照)、配列中、切り詰められた細胞質ドメインは最初にMを有する残基RVLP(斜体)に対応し、膜貫通ドメインは残基6~26(太字)に対応し、細胞外ドメインは残基27~231(下線)に対応する。
完全長4-1BBLに関して、RおよびKなどの正荷電したアミノ酸は、細胞質(内部/細胞質ドメイン)に位置する傾向があり、そのことにより、N末端が内部になるように膜貫通ドメインが配向する。しかし、細胞質ドメインが切り詰められているとき、これにより、外部だけに(細胞外ドメインに)正荷電があるように荷電平衡が変更される。これは、タンパク質のN末端が細胞質側に向かずに外側にある立体配置に好都合であり、「インサイドアウト立体配置」がもたらされる。みかけの活性もしくは発現がより低いことまたは他のパラメータなどによってこれが観察される場合、発現した際に細胞膜内のタンパク質の適切な配向性を保証するために、細胞質ドメインが切り詰められた4-1BBL変異体を、正の残基を含むように改変することができる。4-1BBLの可能な改変の例は、残基が正荷電した残基により置換された改変、またはc-mycタグが含まれる改変である。当業者は、他の類似の置換/付加を構想して、同じ結果に達することができる。
細胞質ドメインが切り詰められた例示的な改変ヒト4-1BBL変異体は、以下を含み、配列中、余分の正の残基(アルギニン(R)、リシン(K)、斜体)は、以下のように細胞質ドメイン領域中に含まれ、それによりもたらされるタンパク質は、細胞内で発現されたときに、適切に配向する(正しい立体配置を有し、「インサイドアウト」立体配置を有さない)。それぞれ配列番号:391および392を参照のこと:
切り詰められた細胞質ドメイン:
Figure 2023501539000011
これは、正荷電をN末端(R)に付加し戻し、そのことが、N末端が細胞質内に正しく配向される立体配置に好都合である。別の例では、MYCタグが付加される。
MYCタグを有する切り詰められた細胞質ドメイン:
Figure 2023501539000012
完全長マウス4-1BBLの配列、ならびにmu4-1BBLΔcyt(細胞質ドメインの欠失を有するネズミ4-1BBL)、切り詰められた細胞質ドメインを有するmu4-1BBL、および切り詰められた細胞質ドメインとMYCタグとを有するmu4-1BBLの、例示的な配列については、下の実施例19を参照のこと;それぞれ配列番号393~396も参照のこと。
発現されたタンパク質の膜内での適切な配向性を保証するために、共刺激分子内に追加的または代替的なアミノ酸置換が含まれる場合がある。当業者は、切り詰められた細胞質ドメインを有する膜貫通タンパク質の適切な配向性を保証するために他の類似の改変を容易に調製することができる。
細胞質ドメインの欠失または切り詰めに加えて、改変された遺伝子産物が、共刺激受容体のエンゲージメントを介してT細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの改変により、APCに対抗調節シグナルできないように、APC上での発現のための共刺激分子(例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、およびOX40L)をまた、細胞質ドメインに挿入、欠失、および/または置換などのアミノ酸の改変を導入することによって改変することができる。例えば、免疫抑制逆(細胞内)シグナル伝達は、細胞質ドメインのリン酸化部位を改変することによって、適切な1つまたは複数の座位の1つまたは複数のSer残基を、逆シグナル伝達を低減するかまたは無くす残基により置換することなどによって、無くすことができる。例えば、ヒト4-1BBLについて、免疫抑制逆(細胞内)シグナル伝達は、完全長ヒト4-1BBLの配列(配列番号389)に関してSer5およびSer8を含む細胞質ドメインリン酸化部位を改変することによって無くすことができる。細胞質ドメイン内のセリン残基は、逆シグナル伝達を低減するかまたは無くす任意の他の残基によって置換することができる。
免疫抑制性細胞内(逆)シグナル伝達を無くすために、追加的または代替的なアミノ酸置換が共刺激分子内に含まれ得る。当業者は、免疫抑制逆シグナル伝達を無くすために他の類似の改変を容易に調製することができる一方で、共刺激分子が共刺激受容体のエンゲージメントを介してT細胞への構成的免疫刺激シグナル伝達を活性化する能力をまだ維持することができる。
a.サイトカインおよびケモカイン
一部の実施形態では、本明細書における免疫刺激細菌は、IL-2、IL-7、IL-12、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15(およびIL-15:IL-15Rアルファ鎖複合体)、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γ、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、IFN-α、ならびにIFN-βを含むが、それに限定されるわけではないサイトカインを発現して免疫系を刺激するように操作される。サイトカインは、腫瘍部位で免疫エフェクター細胞および間質細胞を刺激し、細胞傷害性細胞による腫瘍細胞の認識を増強する。一部の実施形態では、例えば、CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10、およびCXCL11などのケモカインを発現させるように免疫刺激細菌を操作することができる。
IL-2
がんの処置のために承認された最初のサイトカインであったインターロイキン-2(IL-2)は、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)の成長の活性化および促進、リンホカイン活性化キラー(LAK)細胞の生成、Treg細胞の成長および増殖の促進、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)の刺激、ならびにT細胞、B細胞およびNK細胞の増殖および分化の促進を含むいくつかのメカニズムによる免疫系の活性化に意味付けられている。組換えIL-2(rIL-2)は、転移性腎細胞癌(RCC)および転移性黒色腫の処置のためにFDAから承認されている(例えば、Sheikhi et al. (2016) Iran J. Immunol. 13(3):148-166参照)。
IL-7
IL-2スーパーファミリーのメンバーであるIL-7は、T細胞の生存、増殖および恒常性に意味付けられている。IL-7受容体における突然変異はT細胞における損失および重症複合免疫不全症(SCID)の発生をもたらすことが示されており、IL-7がT細胞の発生に演じる決定的な役割を強調している。IL-7は、休止ナイーブT細胞およびメモリーT細胞に連続シグナルを提供し、リンパ球減少症の状態の間に蓄積してT細胞の増殖およびT細胞レパートリーの多様性の両方に増大をもたらす、恒常性サイトカインである。IL-2と比較して、IL-7は、CD4FOXP3制御性T細胞と比べてCD8T細胞を拡大増殖することに選択的である。組換えIL-7は、ワクチン接種後の抗原特異的T細胞応答、およびマウスにおける養子細胞療法を増強することが示されている。IL-7はまた、造血幹細胞移植の化学療法後のT細胞回復を促進することに役割を演じ得る。進行悪性腫瘍を有する患者に対する初期相臨床試験は、組換えIL-7が生物学的活性用量(すなわち、循環CD4T細胞数およびCD8T細胞数が3~4倍に増大する用量)で忍容性良好であり、限られた毒性を有することを示している(例えば、Lee, S. and Margolin, K. (2011) Cancers 3:3856-3893を参照)。IL-7は、神経膠腫、黒色腫、リンパ腫、白血病、前立腺がん、および神経膠芽腫などの腫瘍に抗腫瘍効果を有することが示されており、ネズミモデルにおけるIL-7のインビボ(in vivo)投与は、がん細胞の成長減少をもたらした。IL-7はまた、ラット神経膠腫におけるIFN-γの抗腫瘍効果を増強し、単球によるIL-1α、IL-1βおよびTNF-αの産生を誘導し、それが黒色腫の成長阻害をもたらすことが示されている。その上、小児肉腫の処置後の組換えIL-7の投与は、免疫回復の促進をもたらした(例えば、Lin et al. (2017) Anticancer Research 37:963-968を参照)。
IL-12[IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)]
細胞媒介免疫を促進する生物活性IL-12(IL-12p70)は、p35およびp40サブユニットから構成されるヘテロ二量体である一方で、IL-12p40単量体およびホモ二量体は、IL-12アンタゴニストとして作用する。抗原提示細胞によって分泌されるIL-12は、NK細胞およびT細胞からのIFN-γの分泌を促進し、腫瘍血管新生を阻害し、NK細胞、CD8T細胞およびCD4T細胞の活性化および増殖をもたらし、ナイーブCD4T細胞のTh1細胞への分化を増強し、腫瘍細胞に対する抗体依存性細胞媒介性細胞傷害作用(ADCC)を促進する。IL-12は、黒色腫、結腸癌、乳癌、および肉腫のネズミモデルにおいて抗腫瘍効果を表すことが示されている(例えば、Kalinski et al. (2001) Blood 97:3466-3469; Sheikhi et al. (2016) Iran J. Immunol. 13(3):148-166;およびLee, S. and Margolin、K. (2011) Cancers 3:3856-3893を参照)。
IL-15およびIL-15:IL-15Rα
IL-15は、IL-2と構造的に類似しており、IL-2およびIL-15の両方がT細胞の増殖および活性化のための初期刺激を提供するのに対し、IL-15は、刺激されたT細胞を無くし、T細胞トレランスを誘導することをもたらす過程である、IL-2誘導アポトーシスを遮断し、メモリーT細胞応答を限定し、IL-2単独の治療有効性を潜在的に限定する。IL-15はまた、長期抗腫瘍免疫を維持するためのメモリーCD8T細胞の持続を支援し、CD8エフェクターT細胞の直接活性化を介して前臨床ネズミモデルにおいて抗原非依存的に顕著な抗腫瘍活性を実証している。CD8T細胞に加えて、IL-15は、エフェクターナチュラルキラー(NK)細胞の発生、増殖および活性化を担う(例えば、Lee, S. and Margolin, K. (2011) Cancers 3:3856-3893;およびHan et al. (2011) Cytokine 56(3):804-810を参照)。
IL-15およびIL-15受容体アルファ(IL-15Rα)は、単球および樹状細胞などの抗原提示細胞によって協調的に発現され、IL-15は、CD8T細胞およびNK細胞の表面に発現されるIL-15Rβγ受容体複合体にIL-15Rαによってトランスに提示される。可溶性1L-15:IL15-Rα複合体は、IL-15Rβγ複合体を介して免疫応答をモジュレーションすることが示されており、IL-15の生物活性は、それをIL-15と可溶性IL-15Rαとの予め形成した複合体として投与することによって50倍に増大することが示されており、この複合体は、IL-15単独と比較して半減期が増大している。IL-15Rαとの予備会合によるIL-15の治療有効性におけるこの顕著な増大は、ネズミ腫瘍モデルにおいて実証されている(例えば、Han et al. (2011) Cytokine 56(3):804-810を参照)。
IL-18
IL-18は、NK細胞およびCD8T細胞によるIFN-γの分泌を誘導し、それらの毒性を増強する。IL-18はまた、マクロファージを活性化し、Th1ヘルパーCD4T細胞の発生を刺激する。IL-18は、いくつかの前臨床マウスモデルにおいて有望な抗腫瘍活性を示している。例えば、組換えIL-18(rIL-18)の投与は、CD4T細胞の活性化および/またはNK細胞媒介応答を介して同系マウスにおける黒色腫または肉腫の退縮をもたらした。他の研究は、IL-18抗腫瘍効果がIFN-γによって媒介され、抗血管新生メカニズムを伴ったことを示した。IL-18と他のサイトカイン、例えばIL-12と、または共刺激分子、例えばCD80との組合せは、IL-18媒介抗腫瘍効果を増強する。進行固形腫瘍およびリンパ腫を有する患者における第I相臨床試験は、IL-18の投与が安全であったこと、それが免疫調節活性ならびに患者における血清IFN-γおよびGM-CSFレベルの増大、ならびに中程度の臨床応答をもたらしたことを示した。臨床試験は、IL-18が他の抗がん治療剤、例えばモノクローナル抗体、細胞傷害性薬、またはワクチンと組み合わせることができることを示した(例えば、Fabbi et al. (2015) J. Leukoc. Biol. 97:665-675;およびLee, S. and Margolin, K. (2011) Cancers 3:3856-3893を参照)。
IL-18を発現するように操作されたネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)の弱毒株が、全身投与後にいかなる毒作用も有さずに同系マウスにおける皮下(S.C.)腫瘍の成長または肺転移を阻害したことを見出した。この操作された細菌を用いた処置は、腫瘍へのT細胞、NK細胞および顆粒球の蓄積を誘導し、サイトカインの腫瘍内産生をもたらした(例えば、Fabbi et al. (2015) J. Leukoc. Biol. 97:665-675を参照)。
ケモカイン
ケモカインは、傷害または炎症の区域への白血球の遊走を媒介する小型サイトカインのファミリーであって、免疫応答および炎症応答の媒介に関与する。ケモカインは、その配列内のシステイン残基の位置に基づき4つのサブファミリー、すなわちXC-、CC-、CXC-、およびCX3C-ケモカインリガンド、またはXCL、CCL、CXCL、およびCX3CLに分類される。ケモカインリガンドは、その同族受容体に結合し、免疫細胞の循環、ホーミングおよび保持を調節し、各ケモカインリガンド-受容体ペアは、ある特定の型の免疫細胞を選択的に調節する。異なるケモカインは、異なる白血球集団を誘引し、インビボで濃度勾配を形成し、誘引された免疫細胞は、勾配を通過してより高い濃度のケモカインに向けて移動する(例えば、Argyle D. and Kitamura、T. (2018) Front. Immunol. 9:2629;およびDubinett et al. (2010) Cancer J. 16(4):325-335を参照)。ケモカインは、腫瘍内への免疫細胞の浸潤を増大させ、抗原提示細胞(APC)の腫瘍流入領域リンパ節への移動を容易にすることによって抗腫瘍免疫応答を改善することができ、それは、ナイーブT細胞およびB細胞をプライミングする(例えば、Lechner et al. (2011) Immunotherapy 3(11):1317-1340を参照)。本明細書における免疫刺激細菌は、CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10、およびCXCL11を含むが、それに限定されるわけではないケモカインをコードするように操作することができる。
CCL3、CCL4、CCL5
CCL3、CCL4、およびCCL5は、高度の相同性を共有し、ヒトおよびマウスの両方において未熟DCおよびT細胞を含むいくつかの細胞型の上のCCR5(CCL3、CCL4およびCCL5)ならびにCCR1(CCL3およびCCL5)に結合する。治療用T細胞は、CCL3、CCL4、およびCCL5の腫瘍特異的分泌を介して自然免疫細胞の腫瘍部位への走化性を誘導することが示されている(例えば、Dubinett et al. (2010) Cancer J. 16(4):325-335を参照)。
ヘルパーT細胞1型(Th1)応答の誘導によって、CCL3が放出される。マウスのインビボおよびインビトロ(in vitro)研究は、CCL3が好中球および単球の両方に対して走化性であることを指し示している。具体的には、CCL3は、骨髄からの骨髄前駆細胞(MPC)の動員を媒介することができ、MPC調節効果および刺激効果を有する。CCL3をトランスフェクションされたヒト卵巣癌細胞は、抗腫瘍応答の改善をもたらす腫瘍内のT細胞浸潤およびマクロファージの増強を示し、好中球のCCL3媒介走化性が腫瘍成長を抑制したことを指し示した。CCL3によって動員された、腫瘍抗原ヒト黒色腫関連遺伝子(MAGE)-1をトランスフェクションされたDCは、マウス黒色腫モデルにおいて増大したリンパ球増殖、細胞溶解能、および生存、ならびに減少した腫瘍成長を含む優れた抗腫瘍効果を表した。CCL3と、MAGE-1に対する抗原特異的プラットフォームとの組合せ使用はまた、胃がんの処置に使用されている。高免疫原性のネズミ結腸腫瘍、CT26によるCCL3の産生は、インビボ腫瘍成長を減速した;この過程は、ナチュラルキラー(NK)細胞の、したがってIFNγのCCL3依存性蓄積によって駆動され、結果として、CXCL9およびCXLC10の産生をもたらした(例えば、Allen et al. (2017) Oncoimmunology 7(3):e1393598;およびSchaller et al. (2017) Expert Rev. Clin. Immunol. 13(11):1049-1060を参照)。
CCL3は、がんの処置のためのアジュバントとして使用されている。マウス肝細胞癌における高周波アブレーション後のCCL3活性変異体、ECI301の投与は、腫瘍特異的応答を増大させ、このメカニズムは、CCR1の発現に依存することがさらに示された。白血病/リンパ腫のモデルにおいてCCL3およびIL-2または顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)をワクチン接種されたマウスが生存増大を表したことによって、CCL3は、全身がんにおけるアジュバントとしても成功を示している(例えば、Schaller et al. (2017) Expert Rev. Clin. Immunol. 13(11):1049-1060を参照)。
CCL3およびCCL4は、黒色腫および結腸がんにおいてCD8T細胞浸潤を原発腫瘍部位に方向付けることに役割を演じる。CCL4の腫瘍産生は、CD103DCの蓄積をもたらし;WNT/β-カテニン-依存経路によるCCL4の抑制は、黒色腫腫瘍のCD103DC浸潤を防止した(例えば、Spranger et al. (2015) Nature 523(7559):231-235を参照)。CCL3はまた、結腸がんのマウスモデルにおいて原発腫瘍部位へのCD4T細胞およびCD8T細胞の浸潤を増強することが示された(例えば、Allen et al. (2017) Oncoimmunology 7(3):e1393598を参照)。
CCL3またはCCL5のそれらの受容体(CCR1およびCCR5)への結合は、未熟DC、単球、ならびにメモリーおよびTエフェクター細胞を循環から炎症部位または感染部位に移動させる。例えば、結腸直腸腫瘍におけるCCL5発現は、Tリンパ球の化学誘引および生存に寄与する。CCL3およびCCL5は、いくつかの前臨床モデルにおいて腫瘍退縮および免疫を誘導するために単独で、または併用療法で使用されている。例えば研究は、CCL3を発現するように遺伝子改変されたチャイニーズハムスター卵巣細胞の皮下注射が、腫瘍阻害および好中球浸潤をもたらしたことを示している。別の研究では、CCL5を発現している組換え腫瘍溶解性アデノウイルス(Ad-RANTES-E1A)は、原発腫瘍の退縮をもたらし、乳癌ネズミモデルにおいて転移を遮断した(例えば、Lechner et al. (2011) Immunotherapy 3(11):1317-1340を参照)。
結腸直腸がんの橋渡し研究において、CCL5は、マクロファージにおいて「抗ウイルス応答パターン」を誘導した。結腸直腸がんにおける肝転移の浸潤断端部でのリンパ球のCXCR3媒介遊走の結果として、CCL5が産生される。CCL5受容体、CCR5の遮断は、IFNおよび活性酸素種を産生しているマクロファージによって駆動される腫瘍死をもたらす。マクロファージが腫瘍微小環境内に存在する間、CCR5の阻害は、M2表現型からM1表現型への表現型シフトを誘導する。CCR5の遮断はまた、結腸直腸がん患者における臨床応答をもたらす(例えば、Halama et al. (2016) Cancer Cell 29(4):587-601を参照)。
CCL3、CCL4、およびCCL5は、リンパ系腫瘍、膀胱がん、結腸直腸がん、肺がん、黒色腫、膵がん、卵巣がん、子宮頸がん、または肝がんを含む状態を処置するために使用することができる(例えば、米国特許公開番号US2015/0232880;および国際出願公開番号WO2015/059303、WO2017/043815、WO2017/156349およびWO2018/191654を参照)。
CXCL9、CXCL10、CXCL11
CXCL9(MIG)、CXCL10(IP10)、およびCXCL11(ITAC)は、IFN-γの産生によって誘導される。これらのケモカインは、活性化T細胞上に優占的に発現されるCXCR3と結合し、血管新生抑制と、白血球の動員および活性化との両方に機能する。結腸直腸がんにおける予後は、腫瘍浸潤T細胞、特にTh1およびCD8エフェクターT細胞と強く相関し;CXCL9、CXCL10およびCXCL11の高い腫瘍内発現は、予後良好を指し示す。例えば、結腸がんを有する163人の患者の試料において、高レベルのCXCL9またはCXCL11を有する患者は、増大した術後生存を示し、高いCXC発現を有する患者は、有意に高い数のCD3T細胞、CD4ヘルパーT細胞、およびCD8細胞傷害性T細胞を有した。結腸直腸がん患者の肝転移では、CXCL9およびCXCL10レベルが浸潤断端部で増大し、エフェクターT細胞の密度と相関した。CXCR3に対するCXCL9およびCXCL10の作用を介するリンパ球遊走の刺激は、浸潤断端部でのCCL5の産生をもたらす(例えば、Halama et al. (2016) Cancer Cell 29(4):587-601;およびKistner et al. (2017) Oncotarget 8(52):89998-90012を参照)。
CXCL9は、インビボで腫瘍浸潤リンパ球(TIL)に対する化学誘引物質として機能し、末梢血リンパ球、ナチュラルキラー(NK)細胞、およびTh1リンパ球を活性化した。CXCL9はまた、皮膚腫瘍のT細胞媒介抑制に重大である。例えば、全身性IL-2と組み合わせた場合に、CXCL9は、CXCR3単核細胞の腫瘍内浸潤の増大を介して腫瘍成長を阻害することが示されている。結腸癌のネズミモデルでは、huKS1/4-IL-2融合タンパク質とCXCL9遺伝子療法との組合せは、優れた抗腫瘍効果を達成し、化学誘引ならびにCD8およびCD4Tリンパ球の活性化を経由して寿命を延長した(例えば、Dubinett et al. (2010) Cancer J. 16(4):325-335;およびRuehlmann et al. (2001) Cancer Res. 61(23):8498-8503を参照)。
活性化した単球、線維芽細胞、内皮細胞、およびケラチノサイトによって産生されるCXCL10は、活性化T細胞に対して走化性であり、インビボで血管新生の阻害剤として作用することができる。結腸直腸腫瘍におけるCXCL10の発現は、細胞傷害性Tリンパ球の化学誘引およびより長い生存に寄与することが示されている。IL-12などの免疫刺激サイトカインの投与は、CXCL10によって生成される抗腫瘍効果を増強することが示されている。腫瘍細胞溶解液でプライミングされ、CXCL10をトランスフェクションされた樹状細胞(DC)ワクチンは、マウスにおいて増大した免疫防御および有効性を有し;動物は、腫瘍負荷への抵抗性、腫瘍成長の減速、およびより長い生存期間を示した。CXCL10-ムチン-GPI融合タンパク質を使用するマウスにおけるインビボおよびインビトロ研究は、融合タンパク質で処置されなかった腫瘍と比較して高いレベルの動員NK細胞を有する腫瘍をもたらした。インターフェロン(形質細胞様樹状細胞によって産生され得る;これらの細胞は、原発性黒色腫病変と関連し、CCL20によって腫瘍部位に動員され得る)は、腫瘍DCサブセット、例えば、CD103DCに作用することができ、このことは、マウス黒色腫モデルにおいてCXCL9/10を産生することが示されており、ヒト疾患においてCXCL9/10と関連している。CXCL10はまた、原発性黒色腫試料と比べてヒト転移性黒色腫試料中で高い発現を示している。治療的に、アジュバントIFN-α黒色腫療法は、CXCL10の産生をアップレギュレーションするのに対し、化学療法剤シスプラチンは、CXCL9およびCXCL10を誘導する(例えば、Dubinett et al. (2010) Cancer J. 16(4):325-335; Kuo et al. (2018) Front. Med. (Lausanne) 5:271; Li et al. (2007) Scand. J. Immunol. 65(1):8-13;およびMuenchmeier et al. (2013) PLoS One 8(8):e72749を参照)。
CXCL10/11およびCXCR3の発現は、基底細胞癌(BCC)に由来するヒトケラチノサイトにおいて立証されている。CXCL11はまた、ヒト基底細胞癌において免疫抑制性のインドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)発現を促進するのみならず、ケラチノサイトの増殖を増強することができ、それにより、いかなる浸潤性CXCR3エフェクターT細胞の抗腫瘍活性も低減され得る(例えば、Kuo et al. (2018) Front. Med. (Lausanne) 5:271を参照)。
CXCL9、CXCL10およびCXCL11は、がんを処置するために腫瘍溶解性ウイルスにコードされ得る(例えば、米国特許公開番号第2015/0232880号;および国際出願公開番号WO2015/059303を参照)。CXCL10遺伝子をコードするシュードタイプ化腫瘍溶解性ウイルスまたは遺伝子操作細菌もまた、がんを処置するために使用することができる(例えば、国際出願公開番号WO2018/006005およびWO2018/129404を参照)。
b.共刺激分子
共刺激分子は、腫瘍細胞に対する免疫応答を増強し、共刺激経路は、腫瘍細胞によって阻害されて腫瘍形成を促進する。本明細書における免疫刺激細菌を操作して、共刺激分子、例えば、CD40、CD40L、4-1BB、4-1BBL、細胞質ドメインの欠失を有する4-1BBL(4-1BBLΔcyt)、切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL、OX40(CD134)、OX40L(CD252)、TNFRスーパーファミリーの他のメンバー(例えば、CD27、CD27リガンド、GITR、CD30、Fas受容体、TRAIL-R、TNF-R、HVEM、およびRANK)、B7、CD80、CD86、ICOS、ICOSリガンド(B7RP1)、およびCD28などを発現させることができる。その上、免疫刺激細菌は、抗原提示細胞(APC)上での発現のために、全部または部分的(完全な、または切り詰められた、または細胞で発現されるときに適切な配向性を保証するために改変された)細胞質ドメイン欠失を有する切り詰められた共刺激分子(例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、OX40L)をコードし、発現し得る。完全欠失を含む、切り詰められた細胞質ドメインを有する遺伝子産物が、共刺激受容体のエンゲージメントを介してT細胞に構成的免疫刺激シグナル伝達を提供し、細胞質ドメインの切り詰めまたは欠失(または本明細書に別途記載するような改変)により、APCに対抗調節シグナル伝達できないことが、本明細書において示される。切り詰めは、シグナル伝達を提供するために、およびAPCに対抗調節シグナル伝達できないために十分である。本明細書に記載される共刺激分子の細胞質ドメインの完全または部分欠失は、免疫抑制逆シグナル伝達なしに共刺激分子の活性化を増強する。細胞質ドメインの部分欠失(または切り詰め)は、共刺激分子の発現にも、発現された共刺激分子の配向性にも影響せずにこれらの効果を達成するために十分な欠失である。
共刺激分子を改変して、挿入、欠失、および/または置換を含む細胞質ドメイン内のアミノ酸への改変によって免疫抑制性の細胞内/逆シグナル伝達を無くすかまたは低減することもできる。特に、共刺激分子は、細胞質ドメインリン酸化部位の改変によって、例えば置換によって改変される。例えば、適切な1つまたは複数の座位の1つまたは複数のSer残基を、例えばヒト4-1BBLについて配列番号389を参照してSer5およびSer8を、逆シグナル伝達を低減するかまたは無くす残基により置換することである。
本明細書における免疫刺激細菌はまた、共刺激分子(例えば、4-1BB)に対するアゴニスト抗体を発現して抗腫瘍免疫応答を増強するように操作することができる。
TNF受容体スーパーファミリー
TNFスーパーファミリーのリガンド(TNFSF)およびその受容体(TNFRSF)は、腫瘍および免疫エフェクター細胞の増殖、分化、活性化および生存に関与する。このファミリーのメンバーは、アポトーシスを誘導するCD30、Fas-L、TRAIL-R、およびTNF-R、ならびにBおよびT細胞免疫応答を調節するCD27、OX40L、CD40L、GITR-L、および4-1BBLを含む。他のメンバーは、ヘルペスウイルス侵入メディエータ(HVEM)を含む。本明細書における免疫刺激細菌によるTNFSFおよびTNFRSFの発現は、抗腫瘍免疫応答を増強することができる。例えば、ネズミ腫瘍における4-1BBLの発現が免疫原性を増強すること、およびOX40Lの発現増大を有する樹状細胞(DC)の腫瘍内注射が、ネズミモデルにおいて腫瘍拒絶をもたらし得ることが示されている。研究は、組換えGITRを発現しているアデノウイルスのB16黒色腫細胞内への注射がT細胞浸潤を促進し、腫瘍容量を低減することも示している。4-1BB、OX40およびGITRなどの分子に対する刺激抗体を免疫刺激細菌によってコードさせて、免疫系を刺激することもできる。例えば、アゴニスト抗4-1BBモノクローナル抗体が抗腫瘍CTL応答を増強することが示されており、アゴニスト抗OX40抗体が移植可能腫瘍モデルにおいて抗腫瘍活性を増大させることが示されている。その上、アゴニスト抗GITR抗体は、抗腫瘍応答および免疫を増強することが示されている(例えば、Lechner et al. (2011) Immunotherapy 3(11):1317-1340;およびPeggs et al. (2009) Clinical and Experimental Immunology 157:9-19を参照)。
CD40およびCD40L
TNF受容体スーパーファミリーのメンバーであるCD40は、APCおよびB細胞によって発現されるのに対し、そのリガンド、CD40L(CD154)は、活性化T細胞によって発現される。CD40とCD40Lとの相互作用は、サイトカインを産生して、T細胞活性化および腫瘍細胞死をもたらすようにB細胞を刺激する。研究は、抗腫瘍免疫応答が障害され、T細胞上のCD40L、または樹状細胞上のCD40の発現低減を有することを示している。CD40は、いくつかのB細胞腫瘍、例えば濾胞性リンパ腫、バーキットリンパ腫、リンパ芽球性白血病、および慢性リンパ性白血病などの表面に発現され、それとCD40Lとの相互作用は、CD40腫瘍細胞におけるB7-1/CD80、B7-2/CD86、およびヒト白血球抗原(HLA)クラスII分子の発現を増大させるのみならず、それらの抗原提示能を増強することが示されている。多発性骨髄腫のネズミモデルにおけるCD40Lのトランスジェニック発現は、CD4およびCD8T細胞の誘導、局所および全身抗腫瘍免疫応答、ならびに腫瘍成長の低減をもたらした。抗CD40アゴニスト抗体はまた、抗腫瘍T細胞応答を誘導した(例えば、Marin-Acevedo et al. (2018) Journal of Hematology & Oncology 11:39; Dotti et al. (2002) Blood 100(1):200-207;およびMurugaiyan et al. (2007) J. Immunol. 178:2047-2055を参照)。
4-1BBおよび4-1BBL
4-1BB(CD137)は、主としてT細胞およびNK細胞によって発現される誘導性共刺激受容体であり;それは、DC、B細胞、および単球を含むAPC上に発現されるそのリガンド4-1BBLと結合して、免疫細胞の増殖および活性化をトリガーする。4-1BBは、活性化T細胞のより長く、より広範な応答をもたらす。抗4-1BBアゴニストおよび4-1BBL融合タンパク質は、CD4Th1および腫瘍特異的CTL活性によって媒介される、例えば肉腫およびマスト細胞腫に対する、免疫媒介抗腫瘍活性を増大させることが示されている(例えば、Lechner et al. (2011) Immunotherapy 3(11):1317-1340;およびMarin-Acevedo et al. (2018) Journal of Hematology & Oncology 11:39を参照)。4-1BBLは、その細胞質シグナル伝達ドメインによって負の調節を受ける。マクロファージ上の4-1BBLがT細胞にライゲーションする後期に、4-1BBL細胞質ドメインの逆シグナル伝達は、結合するために4-1BBLの表面転位を誘導して、TLR4とシグナル伝達複合体を形成する。これは、適応免疫応答の免疫抑制をもたらすTLR4のLPS活性化と同様に、高レベルのTNF-αを誘導する(例えば、Ma et al. (2013) Sci. Signaling 295(6):1-11を参照)。
TNFスーパーファミリーのメンバー、4-1BBLは、B細胞、樹状細胞、活性化T細胞およびマクロファージにおいて発現される。4-1BBLは、その受容体、4-1BBに結合し、T細胞活性化および拡大増殖のための共刺激シグナルを提供する。ヒト4-1BBL遺伝子は、28アミノ酸の細胞質ドメイン、21アミノ酸の膜貫通タンパク質ドメイン、および205アミノ酸の細胞外ドメインを含有する254アミノ酸のII型膜貫通タンパク質をコードする(配列番号389参照)。本明細書に記載される4-1BBL細胞質ドメインの全部または一部の欠失(配列番号342または389のアミノ酸残基1~28に対応する)は、免疫抑制逆シグナル伝達なしに4-1BBLの活性化を増強する。欠失している部分は、4-1BBLの活性化を増強するために十分であるが、免疫抑制逆シグナル伝達を有さない。下記のように、切り詰められた細胞質ドメインは、細胞膜において発現されたタンパク質の適切な配向性を保証するためにアミノ酸または置換を含むことができる(類似の改変は、細胞質ドメインが切り詰められているかまたは欠失している他の膜貫通タンパク質において引き起こされる場合がある)。免疫抑制逆シグナル伝達を無くすために、細胞質ドメインを失っているかまたは切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL変異体をコードする核酸分子が、本明細書に提供される。そのような核酸およびコードされているタンパク質の例は、実施例に記載されている(例えば、配列番号391および395を参照)。受容体はまた、細胞質が切り詰められているかまたは欠失している場合がある。
OX40およびOX40L
OX40(CD134)は、活性化エフェクターT細胞上に発現されるTNF受容体スーパーファミリーのメンバーであるのに対し、そのリガンド、OX40Lは、TLRアゴニストおよびCD40-CD40Lシグナル伝達による活性化後に、DC、B細胞およびマクロファージを含むAPC上に発現される。OX40-OX40Lシグナル伝達は、T細胞の活性化、増強、増殖および生存のみならず、NK細胞機能のモジュレーションおよびTregの抑制活性の阻害をもたらす。OX40を経由するシグナル伝達はまた、サイトカイン(IL-2、IL-4、IL-5、およびIFN-γ)の分泌をもたらし、Th1およびTh2細胞応答をブーストする。腫瘍浸潤リンパ球(TIL)による腫瘍抗原の認識は、予後改善と相関している、TILによるOX40の発現増大をもたらす。研究は、黒色腫、肉腫、結腸癌、および乳がんのネズミモデルにおいて抗OX40アゴニスト抗体またはFc-OX40L融合タンパク質を用いた処置が腫瘍特異的CD4T細胞応答の増強および生存増大をもたらすのに対し、腫瘍細胞ワクチンに組み込まれたFc-OX40Lは、後続の乳癌細胞による誘発からマウスを防御したことを実証している(例えば、Lechner et al. (2011) Immunotherapy 3(11):1317-1340;およびMarin-Acevedo et al. (2018) Journal of Hematology & Oncology 11:39を参照)。
B7-CD28ファミリー
CD28は、抗原提示細胞上に発現される共刺激分子であるB7-1(CD80)およびB7-2(CD86)に対する受容体として作用する、T細胞の表面に発現される共刺激分子である。CD28-B7シグナル伝達は、T細胞活性化および生存に、およびT細胞アネルギーの予防に必要とされ、IL-6などのインターロイキンの産生をもたらす。
最適なT細胞プライミングは、2つのシグナル、すなわち(1)MHC提示抗原のT細胞受容体(TCR)認識、および(2)T細胞CD28と、APC上に発現されるB7-1(CD80)またはB7-2(CD86)とのライゲーションに起因する共刺激シグナルを必要とする。T細胞の活性化後に、CTLA-4受容体が誘導され、それは次いで、B7-1リガンドおよびB7-2リガンドとの結合をCD28と競合して打ち負かす。腫瘍細胞による抗原提示は、それがB7-1/CD80およびB7-2/CD86などの共刺激分子の発現を失っていることにより不十分であり、その結果、T細胞受容体複合体を活性化できない。結果として、腫瘍細胞表面でのこれらの分子のアップレギュレーションは、それらの免疫原性を増強することができる。固形腫瘍および血液悪性腫瘍の免疫療法は、B7によって、例えば、B7の腫瘍細胞発現または可溶性B7-免疫グロブリン融合タンパク質を介してうまく誘導されている。ICAM-3およびLFA-3などの他の共刺激リガンドと組み合わせたB7のウイルス媒介腫瘍発現は、慢性リンパ性白血病および転移性黒色腫の処置のための前臨床試験および臨床試験において成功している。その上、可溶性B7融合タンパク質は、単剤免疫療法としての固形腫瘍の免疫療法における有望な結果を実証している(例えば、Lechner et al. (2011) Immunotherapy 3(11):1317-1340;およびDotti et al. (2002) Blood 100(1):200-207を参照)。
2.プロドラッグを活性化する分子
本明細書に提供される免疫刺激細菌内のプラスミドは、酵素的切断によって活性化される治療用産物、例えば化学療法プロドラッグを含むプロドラッグ、特に毒素の一部分の切断などによって活性化する、酵素などの分子をコードする核酸を含み得る。結果として、不活性なプロドラッグは、全身投与することができ、不活性である。プラスミドによってコードされている、酵素などの活性化分子は、本明細書に提供される免疫刺激細菌のデリバリー後に腫瘍微小環境内で発現され、それにより、不活性なプロドラッグが腫瘍微小環境内で活性化され、そこでそれはその抗腫瘍効果を発揮する。ある特定のヌクレオシド、および毒素コンジュゲートを含む、そのようなプロドラッグの多数の例がある。多数のそのようなプロドラッグおよび酵素は公知である(例えば、Malekshah et al., (2016) Curr. Pharmacol. Rep. 2:299-308を参照)。これらは、5-フルオロウラシル(fluorouricil)のプロドラッグ、オキサザホスホリン(axazaphosorines)、白金薬物、および酵素、例えばデアミナーゼ、ニトロレダクターゼ、ホスホリラーゼ、チトクロムP450酵素、ならびにその他多数を含む。
3.免疫応答ならびに/またはI型IFN、非ヒトSTINGタンパク質、キメラ、および改変型を刺激する構成的に活性なタンパク質
I型インターフェロン(IFN;インターフェロン1型とも称される)は、IFN-αおよびIFN-βを含み、抗ウイルス、抗腫瘍、および免疫調節活性を有する多彩な(pleiotropic)サイトカインである。IFN-βは、大部分の細胞型によって産生され;IFN-αは、主として造血細胞、特に形質細胞様樹状細胞によって産生される。I型IFNは、パターン認識受容体(PRR)による病原体関連分子パターン(PAMP)の感知後に産生される。それらは、病原体、主にウイルス性病原体に対する自然免疫応答に関与し、抗原提示を促進し、樹状細胞(DC)成熟を媒介し、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)、ナチュラルキラー(NK)細胞およびマクロファージを活性化し、高親和性抗原特異的T細胞およびB細胞応答ならびに免疫記憶の発生を促進することによって適応免疫系を活性化する、強力な免疫調節薬である。
I型IFNは、腫瘍に対して抗増殖効果およびアポトーシス促進効果を表し、腫瘍の新生血管構造に対して抗血管新生効果を有する。それらは、腫瘍細胞表面でのMHCクラスI分子の発現を誘導し、腫瘍細胞の免疫原性を増大させ、それらに対する細胞傷害性を活性化する。I型IFNは、がんおよびウイルス感染の処置のための治療として使用されている。例えば、IFN-α(Intron(登録商標)/Roferon(登録商標)-Aの商標で販売)は、ヘアリー細胞白血病、悪性黒色腫、AIDS関連カポジ肉腫、および濾胞性非ホジキンリンパ腫の処置のために承認されており;全身免疫毒性のため使用が限られるものの、これは、慢性骨髄性白血病(CML)、腎細胞癌、神経内分泌腫瘍、多発性骨髄腫、非濾胞性非ホジキンリンパ腫、デスモイド腫瘍、および皮膚T細胞リンパ腫の処置にも使用される(例えば、Ivashkiv and Donlin (2014) Nat. Rev. Immunol. 14(1):36-49;Kalliolias and Ivashkiv (2010) Arthritis Research & Therapy 12(Suppl 1):S1;およびLee, S. and Margolin, K. (2011) Cancers 3:3856-3893を参照)。
本明細書における免疫刺激細菌が設計されて誘起する免疫応答の中に、腫瘍および腫瘍微小環境内のI型インターフェロンの発現がある。I型インターフェロンを誘導または誘起することは、がんの処置のための抗腫瘍免疫を提供する。
a.構成的STING発現および機能獲得型突然変異
I型IFN、炎症性サイトカインおよびケモカインの誘導は、ウイルス病原体による感染を予防または阻害する免疫応答を開始するために必要である。この応答はまた、抗腫瘍剤として有効であり得る。本明細書に提供される免疫刺激細菌は、I型IFNを構成的に誘導するタンパク質をコードする。これらのタンパク質の中に、免疫応答調節薬の過剰産生を伴う様々な疾患または障害を有する個体中に存在するものがある。例えば、I型IFNおよび炎症性サイトカインの過剰産生もしくは過度の産生、または負調節の欠損は、炎症性疾患および自己免疫疾患などの望ましくない効果をもたらし得る。I型IFNの過剰産生を伴う障害、一般的に慢性のものは、インターフェロン症と称される(例えば、Lu and MacDougall (2017) Front. Genet. 8:118;およびKonno et al. (2018) Cell Reports 23:1112-1123を参照)。I型インターフェロン症に関連する障害および臨床表現型は、アイカルディ・グティエール症候群(AGS)、小児期発症STING関連血管症(SAVI)、シングルトン・マートン症候群(SMS)、非定型SMS、家族性凍瘡状狼瘡(FCL)、全身性エリテマトーデス(SLE)、両側性線条体壊死(BSN)、脳血管疾患(CVD)、遺伝性対側性色素異常症(DSH)、痙性不全対麻痺(SP)、X連鎖網状色素性障害(XLPDR)、プロテアソーム関連自己炎症症候群(PRAAS)、頭蓋内石灰化(ICC)、メンデル遺伝子型マイコバクテリア易感染症(MSMD)、および脊椎内軟骨異形成症(SPENCD)を含む(例えば、Rodero et al. (2016) J. Exp. Med. 213(12):2527-2538を参照)。これらの表現型は、I型IFNの誘導に関与する産物の構成的活性をもたらす遺伝子における突然変異を伴う、特定の遺伝子型に関連する。
インターフェロンシグナル伝達の持続的活性化は、1)細胞内DNAの増大をもたらす機能喪失型突然変異(例えば、TREX1およびSAMHD1における突然変異)、または細胞内RNA/DNAハイブリッドの増大をもたらす機能喪失型突然変異(例えば、RNASEH2A、RNASEH2B、RNASEH2C、およびPOLA1における突然変異);2)細胞質ゾル中の自己核酸RNA種のRNA編集および異常感知における障害をもたらす機能喪失型突然変異(例えば、ADAR1における突然変異);3)細胞内IFNシグナル伝達経路の構成的活性化/細胞内核酸リガンドの感度増大をもたらす機能獲得型突然変異(例えば、RIG-I、MDA5およびSTINGにおける突然変異);4)小胞体ストレス応答の妨害によって引き起こされるMAVSを介する異常RNAシグナル伝達をもたらす機能喪失型突然変異(例えば、SKIV2Lにおける突然変異);5)制御されないIFN刺激遺伝子(ISG)産生をもたらす、IFN受容体(IFNAR1/2)シグナル伝達を限定することを担う分子における機能喪失型突然変異(例えば、USP18およびISG15における突然変異);6)未知のメカニズムによるIFNシグナル伝達の増大をもたらすプロテアソーム機能不全(例えば、PSMA3、PSMB4およびPSMB8における突然変異);ならびに7)I型IFNシグナル伝達をもたらすメカニズムが不明確なままである、TRAP/ACP5およびC1qにおける機能喪失型突然変異に起因し得る(例えば、Rodero et al. (2016) J. Exp. Med. 213(12):2527-2538を参照)。
機能獲得(GOF)をもたらす突然変異が、本明細書における目的である。コードされているタンパク質の構成的活性化、および/または内因性リガンドへの感度増強もしくは親和性もしくは結合の増大と関連する突然変異が、STING、MDA5およびRIG-Iにおいて公知である。STINGにおけるGOF突然変異は、例えば、SAVIおよびFCLと連鎖し;MDA5におけるGOF突然変異は、AGSおよびSMSと連鎖し;RIG-IにおけるGOF突然変異は、非定型SMSと連鎖する。
TMEM173 STING対立遺伝子
インターフェロン遺伝子の刺激物質(STING)は、約7kb長の遺伝子である膜貫通タンパク質173(TMEM173)遺伝子によってコードされている。ヒトTMEM173遺伝子は、対立遺伝子の顕著な不均一性および集団層別化によって特徴付けられる。最も多く見られるヒトTMEM173対立遺伝子は、R232と称される(残基232に存在するアミノ酸を参照;例えば、様々なヒトTMEM173対立遺伝子の配列に記載される配列番号305~309を参照のこと)。アメリカ人集団の半分よりも多くは、R232/R232ではない。2番目に多く見られる対立遺伝子はR71H-G230A-R293Q(HAQ)である。他の多く見られる対立遺伝子は、AQ(G230A-R293Q)、Q(Q293)およびR232H(Glen Barberによって最初に特定され、データベース中に収載された参照STING対立遺伝子にちなんでREFと名付けられた)を含む。
R232/R232は、ヨーロッパ人に最も多く見られる遺伝子型であるのに対し、HAQ/R232は、東アジア人に最も多く見られる遺伝子型である。アフリカ人はHAQ/HAQ遺伝子型を有さず、Q対立遺伝子を有し、アフリカ人の約4%は、他の民族集団に存在しないAQ/AQである(例えば、Patel and Jin (2018) Genes & Immunity、doi:10.1038/s41435-018-0029-9を参照)。REF、AQおよびQ対立遺伝子は、3’3’ c-ジ-GMPなどの細菌由来CDNに高度に不応性である(例えば、Corrales et al. (2015) Cell Reports 11:1018-1030を参照)。
STING機能獲得型突然変異
STINGに関する遺伝子、TMEM173における遺伝性およびデノボ(de novo)のいくつかの活性化突然変異または機能獲得型(GOF)突然変異は、希少自己炎症性疾患SAVI(小児期発症STING関連血管症)に連鎖している。SAVIは、常染色体優性疾患であり、全身炎症、間質性肺疾患、皮膚血管炎、および再発性細菌感染によって特徴付けられる。デノボのTMEM173突然変異を有するSAVIは、典型的には、早発(<8週間)および重症表現型によって特徴付けられるのに対し、家族性突然変異は、遅発(ティーンエイジ~成人)およびより軽度の臨床症状をもたらす。遺伝性TMEM173活性化突然変異は、G166EおよびV155Mを含む一方で、デノボ突然変異は、N154S、V155M、V147M、V147L、C206Y、R284G、R281QおよびS102P/F279Lを含む(例えば、Patel and Jin (2019) Genes & Immunity 20:82-89を参照)。特定された他の活性化TMEM173突然変異は、R284M、R284K、R284T、E316Q、およびR375Aを含む(例えば、米国特許公報番号第2018/0311343号を参照)。TMEM173における別の機能獲得型突然変異は、高度に構成的活性なSTINGをもたらすR284Sであって、活性化CDNの非存在下で自然免疫シグナル伝達をトリガーし、炎症性サイトカインの慢性産生をもたらすことが見出されたR284Sである(例えば、Konno et al. (2018) Cell Reports 23:1112-1123を参照)。
TMEM173突然変異、例えば、N154S、V155MおよびV147L、ならびに/または下の表に記載される突然変異のいずれかは、単独で、またはこれらおよび任意の他のそのような突然変異との任意の組合せで、例えばN154S/R284Gで、構成的に活性で、リガンド刺激を必要としないかまたはリガンド刺激に高感受性の機能獲得型STINGをもたらし、STING-インターフェロン経路の慢性活性化に導く。これは実証されている(例えば、Liu et al. (2014) N. Engl. J. Med. 371:507-518を参照)。突然変異TMEM173(置換V147L、N154S、V155Mの各々、および機能喪失型突然変異体V155Rを有する)、および非突然変異TMEM173のコンストラクトを、STING陰性HEK293T細胞にトランスフェクションし、STINGリガンド、cGAMPを用いて刺激した。N154S、V155MおよびV147L突然変異体をトランスフェクションされた細胞は、高度に上昇したIFNB1(IFN-βをコードする遺伝子)レポーター活性を表し、それは、STINGリガンドcGAMPを用いた刺激によってあまりブーストされなかった。機能喪失型突然変異体(V155R)、非突然変異TMEM173、または対照プラスミドをトランスフェクションされた細胞は、顕著なベースライン活性化を有さなかった。cGAMPを用いた刺激は、非突然変異TMEM173を有する細胞において用量依存的な応答をもたらし、機能喪失型突然変異体を発現している細胞において最高のcGAMP濃度でのみ、最小の応答をもたらした(例えば、Liu et al. (2014) N. Engl. J. Med. 371:507-518を参照)。これらの結果は、活性化TMEM173突然変異が、cGAMPによる刺激の非存在下であってもSTINGの構成的活性化をもたらすことを示している。
G207Eは、脱毛症、光線過敏症、甲状腺機能不全、およびSAVIの特徴を引き起こす別の機能獲得型STING突然変異である。G207E突然変異は、HEK細胞における炎症関連経路の構成的活性化のみならず、患者の末梢血単核細胞(PBMC)における異常なインターフェロンシグネチャーおよびインフラマソーム活性化を引き起こす。R232またはH232対立遺伝子およびGOF突然変異G207Eを有するSTING変異体を使用して、CDNを用いた刺激後に、R232+G207E変異体がIFN-βおよびSTAT1/2経路において活性のわずかな増大をもたらしたのに対し、H232+G207E変異体では、IFN-βレベルは一定のままであり、STAT1/2が活性低下を示したことが示された。両方の変異体は、刺激後に類似のSTAT3およびNF-κB経路の活性化を示した。これらの結果は、232位の残基RがcGAMPの結合およびIFN誘導に重要であることを示し、G207E突然変異体が、STINGシグナル伝達経路の構成的活性化およびNF-κB経路のリガンド依存性過剰活性化をもたらすことを示す。R232対立遺伝子およびG207E突然変異を有する患者は、より重症の疾患を有し;この多型は、突然変異体STINGの構成的活性化を増強し、下流の標的、例えばIFN、IL1-βおよびIL-18などの過剰発現をもたらした(例えば、Keskitalo et al. (2018)を参照、doi.org/10.1101/394353から入手可能)。
ネズミSTING(配列番号369)中の67アミノ酸を個別または群のいずれかで突然変異させ(Burdette et al. (2011) Nature 478(7370):515-518を参照)、環状ジ-GMP(c-ジ-GMP)の結合および/またはIFN誘導に関与するアミノ酸を特定した。特定された突然変異体の中には、IFNを低レベルのトランスフェクションで自然に誘導し、c-ジ-GMPに応答しなかった、過剰活性突然変異体R196A/D204A、S271A/Q272A、R309A/E315A、E315A、E315N、E315Q、およびS271A(配列番号305~309に示されるヒトSTINGの配列を参照して、それぞれR197A/D205A、S272A/Q273A、R310A/E316A、E316A、E316N、E316Q、およびS272Aに対応する)、ならびに過剰発現された場合にIFNを誘導したが、c-ジ-GMPに応答しなかった、突然変異体R374A、R292A/T293A/E295A/E299A、D230A、R231A、K235A、Q272A、S357A/E359A/S365A、D230A/R231A/K235A/R237A、およびR237A(配列番号305~309に示されるヒトSTINGを参照して、それぞれR375A、R293A/T294A/E296A(ヒトSTINGにE299の相当物はない)、D231A、R232A、K236A、Q273A、S358A/E360A/S366A、D231A/R232A/K236A/R238A、およびR238Aに対応する)があった。一部のヒトSTING突然変異がc-ジ-GMPなどの細菌によって産生される3’3’CDNに対して低い親和性を有することが、後に発見されたので、これらの対立遺伝子はまだ、内因性CDN、2’3’c-ジ-GAMPに応答し得る(例えば、Corrales et al. (2015) Cell Reports 11:1018-1030を参照)。
機能獲得型突然変異を有するこれらのタンパク質をコードする、本明細書に提供される免疫刺激細菌は、これらのタンパク質の構成的活性化を活用して、I型IFNおよび炎症性サイトカインの産生を増大させる。機能獲得型突然変異を有するSTING、IRF3、IRF5、IRF7、MDA5、および/またはRIG-Iをコードする腫瘍標的化免疫刺激細菌は、本明細書に提供される。免疫刺激細菌は、腫瘍微小環境におけるI型IFN媒介性のサイトカインおよびケモカインの産生を増大させ、抗腫瘍免疫応答を増強し、免疫刺激細菌の治療有効性を改善する。STINGをコードする遺伝子は、TMEM173と称され、MDA5をコードする遺伝子はIFIH1であり、RIG-Iをコードする遺伝子はDDX58である。各遺伝子について多数の対立遺伝子、および対立遺伝子のいずれかを有する遺伝子中に存在し得る公知の突然変異があり、機能獲得型または構成的活性化をもたらす。下に記載された突然変異は、単独で存在する可能性も、また任意の組合せで使用される可能性もある。機能獲得をもたらす他の突然変異は、日常的なスクリーニング/突然変異プロトコールによって特定することができる。下の表は、STING/TMEM173(配列番号305~309)、MDA5/IFIH1(配列番号310)、RIG-I/DDX58(配列番号311)、IRF3(配列番号312)、およびIRF7(配列番号313)の各々における例示的な機能獲得型突然変異を記載する。他の突然変異、例えば、1つまたは複数のリン酸化部位の欠失または置換、例えばSTINGにおけるS324/L325/S326→S324A/L325/S326A、およびSTINGまたはそのようなシグナル伝達を採用する他のタンパク質における核因子-κB(NF-κB)シグナル伝達を低減するためにリン酸化部位を無くすための他の置換も導入することができる。
もたらされるタンパク質は、本明細書に提供される免疫刺激細菌にコードされ得る。タンパク質は、免疫刺激細菌内のプラスミド上にコードされている。
野生型STINGをコードする核酸を投与することは、免疫応答を誘導し得る;腫瘍標的化免疫刺激細菌内の、本明細書に提供される構成的活性を有する機能獲得型STING突然変異体の投与は、より効力が高い免疫応答およびより有効な抗がん治療をもたらす。構成的に活性なSTING、または他のそのような改変DNA/RNAセンサー、例えば、本明細書に提供されるMDA5、RIG-I、IRF3、またはIRF7の機能獲得型突然変異体の腫瘍標的化投与による増強した免疫応答は、治療的により有効な抗がん処置を提供する。例えば、本明細書に記載するように、免疫刺激細菌が上皮細胞に感染しないが、腫瘍常在性免疫細胞を含む食細胞に感染する能力を保持するようにそれらを改変することは、免疫刺激細菌を腫瘍微小環境に効果的に標的化し、治療効率を改善し、望ましくない全身免疫応答を防止する。これらの腫瘍標的化細菌は、例えば、リガンド刺激の非存在下であっても、構成的に活性な機能獲得型STING、MDA5、RIG-I、IRF3、またはIRF7突然変異体をコードするように操作され、強力なI型IFN応答を提供して、腫瘍微小環境における抗がん免疫応答を改善する。
したがって、例えば、構成的に活性化されたSTINGの投与は、がんの免疫療法処置のためのSTINGシグナル伝達をブーストするための代替手段を提供することができる。ある特定の実施形態では、S102P、V147L、V147M、N154S、V155M、G166E、R197A、D205A、R197A/D205A、C206Y、G207E、D231A、R232A、K236A、R238A、D231A/R232A/K236A/R238A、S272A、Q273A、S272A/Q273A、F279L、S102P/F279L、R281Q、R284G、R284S、R284M、R284K、R284T、R293A、T294A、E296A、R293A/T294A/E296A、R310A、E316A、E316N、E316Q、R310A/E316A、S324A/S326A、S358A、E360A、S366A、S358A/E360A/S366A、N154S/R284G、およびR375Aより選択される機能獲得型突然変異のみならず、その保存的突然変異を有するSTING/TMEM173(配列番号305~309)をコードするように、本明細書に提供される腫瘍標的化免疫刺激細菌を改変することができる。加えて、STING機能獲得型突然変異の組合せは、それらの個別の突然変異対応物よりもSTINGシグナル伝達を顕著にブーストした可能性がある。
例示的な機能獲得型突然変異体の表
I型IFNの持続性発現をもたらす機能獲得型突然変異
Figure 2023501539000013


Figure 2023501539000014

配列番号305~309のいずれかに示されるように、ヒトSTINGの配列を参照したアミノ酸残基R197、D205、R310、R293、T294、E296、S272、Q273、E316、D231、R232、K236、S358、E360、S366、およびR238は、それぞれ、配列番号369に示されるように、ネズミSTINGの配列を参照したアミノ酸残基R196、D204、R309、R292、T293、E295、S271、Q272、E315、D230、R231、K235、S357、E359、S365、およびR237に対応する。
置換N154S/R284Gの組合せが、I型インターフェロンの構成的発現をもたらすことが本明細書に示される。置換の各々の保存的置換えも含まれる(各アミノ酸について例示的な保存的突然変異を記載している、定義のセクションの表を参照)。
b.構成的IRF3発現および機能獲得型突然変異
IRF3(インターフェロン調節因子3、またはIRF-3)およびIRF7(またはIRF-7)は、I型IFN遺伝子の重要な活性化因子である。ウイルス誘導C末端リン酸化(TBK1による)の後に、活性化IRF3およびIRF7は、ホモ二量体を形成し、細胞質から核へと転位し、IFN刺激応答エレメント(ISRE)に結合してI型IFN応答を誘導する。IRF3は、刺激されていない細胞内で構成的に発現され、不活性細胞質形態として存在するのに対し、IRF7は、細胞内で構成的に発現されず、IFN、リポ多糖、およびウイルス感染によって誘導される。IRF3の過剰発現は、I型IFN遺伝子のウイルス媒介発現を有意に増大させ、抗ウイルス状態の誘導をもたらす。IRF3の活性化はまた、ウイルス感染後にCC-ケモカインRANTES(CCL5)の転写をアップレギュレーションすることが示されている(例えば、Lin et al. (1999) Mol. Cell Biol. 19(4):2465-2474を参照)。
IRF3のC末端ドメインにおける残基S385、S386、S396、S398、S402、T404、およびS405は、ウイルス感染後にリン酸化され、IRF3の活性化をもたらすコンフォメーション変化を誘導する。IRF3の活性化は、ウイルス感染だけでなく、リポ多糖(LPS)およびポリ(I:C)によっても誘導される。IRF3のC末端クラスター中でリン酸化され得る7つの残基のうち、単一の点変異、S396Dは、IRF3の構成的活性型の生成に十分である。IRF3(S396D)は、IFNα1、IFN-β、およびRANTESプロモーターのトランス活性化を野生型IRF3と比較してそれぞれ13、14、および11倍増強する。別の突然変異体、IRF3(S396D/S398D)は、IFNα1、IFN-β、およびRANTESプロモーターのトランス活性化を野生型IRF3と比較してそれぞれ13、12、および12倍増強する。IRF3の別の構成的活性突然変異体は、396、398、402、404、および405位のセリンまたはトレオニン残基がリン酸化模倣アスパラギン酸残基によって置換されているIRF3(5D)[IRF3(S396D/S398D/S402D/T404D/S405D)]である。I型インターフェロンの誘導などの免疫応答メディエータの構成的活性をもたらす類似の機能獲得型突然変異は、免疫応答シグナル伝達経路内の他のタンパク質、例えばRIG-I、MDA5、およびSTINGにおけるセリン残基をリン酸化模倣アスパラギン酸に突然変異させることによって達成することができる。
IRF3(5D)は、構成的DNA結合およびトランス活性化活性、二量体形成、転写コアクチベーターp300(EP300、またはE1A結合タンパク質p300とも呼ばれる)/CBP(CREB結合タンパク質、またはCREBBPとしても知られる)との会合、および核局在を表す。そのトランス活性化活性は、ウイルス感染によってさらに誘導されない。IRF3(5D)は、IFN-βおよびISG-15の遺伝子発現の非常に強力な活性化因子であり;IRF3(5D)は、単独でIFN-β発現をウイルス感染と同じほど強く刺激し、IFNα1、IFN-β、およびRANTESプロモーターのトランス活性化を野生型IRF3と比較してそれぞれ9倍、5.5倍、および8倍増強する(例えば、Lin et al. (2000) J. Biol. Chem. 275(44):34320-34327; Lin et al. (1998) Mol. Cell Biol. 18(5):2986-2996;およびServant et al. (2003) J. Biol. Chem. 278(11):9441-9447を参照)。S385、S386、S396、S398、S402、T404、およびS405位のいずれかを、単独でまたは組み合わせて突然変異させて、本明細書に提供される免疫刺激細菌内に構成的に活性なIRF3突然変異体を産生することができる。
c.活性が増大しているかまたは構成的活性を有する非ヒトSTINGタンパク質およびその変異体、ならびに活性が増大しているかまたは構成的活性を有するSTINGキメラおよびその変異体
上述のように、細胞内二本鎖DNA(dsDNA)は、転写因子インターフェロン調節因子3(IRF3)を活性化する小胞体(ER)常在性アダプタータンパク質STING(IFN遺伝子の刺激物質)を経由してI型インターフェロン(IFN)の産生を刺激する。TANK結合キナーゼ1(TBK1)/IRF3軸は、I型IFNの誘導、ならびにCD8T細胞媒介抗腫瘍免疫を活性化するための樹状細胞(DC)の活性化および腫瘍抗原の交差提示をもたらす。STINGシグナル伝達はまた、活性化B細胞(NF-κB)シグナル伝達軸の核因子カッパ軽鎖エンハンサーを活性化し、炎症促進応答をもたらすが、抗腫瘍免疫に必要とされるDCおよびCD8T細胞の活性化をもたらさない。
2’3’cGAMPを認識すると、STINGは小胞体からゴルジ装置を通過して転位し、TANK結合キナーゼ1(TBK1)の動員ならびに転写因子IRF3およびNF-κBの活性化を可能にする。STINGのカルボキシル末端尾部(C末端尾部またはCTT)領域は、TBK1を活性化し、IRF3のリン酸化を刺激するために必要かつ十分であり;それは、NF-κBシグナル伝達にも関与する。CTTは、STINGのリン酸化およびIRF3の動員に必要とされる配列モチーフを含有する約40アミノ酸の構造不定のストレッチである。IRF3およびNF-κBの下流シグナル伝達は、脊椎動物種の間で保存されているSTINGのC末端尾部(CTT)内の特定の配列モチーフに起因する。IRF3結合モジュール、TBK1結合モジュールおよびTRAF6結合モジュールを含む、CTT内のモジュラーモチーフは、細胞シグナル伝達および免疫応答の強度および特異性を制御する。
種、およびSTINGのCTTの別個のエレメントのそれぞれの特徴に依存して、IRF3およびNF-κBの下流の応答が影響される場合があり、時には相反する。STINGのCTTエレメントは、2つのシグナル伝達経路の間の均衡を指示し、きめ細かく調整し、異なる生物学的応答をもたらす。ヒトおよびマウス免疫細胞において、例えば、STING依存性IRF3活性化は、主にI型インターフェロン応答をもたらす。ヒト細胞におけるSTINGシグナル伝達はまた、TRAF6動員を介してカノニカルNF-κB経路および可能性があることに非カノニカルNF-κB経路を経由して炎症促進応答を駆動する。ヒトSTING残基S366(例えば、配列番号305-309参照)は、CTT内のLxISモチーフの部分である一次TBK1リン酸化部位であり、それは、IRF3の結合に必要とされるのに対し、残基L374を含む第2のPxPLRモチーフは、TBK1の結合に必要とされる。LxISおよびPxPLRモチーフは、すべての脊椎動物STING対立遺伝子において高度に保存されている。他の種では、STINGシグナル伝達は、主にNF-κBシグナル伝達軸の活性化をもたらす。例えば、NF-κBシグナル伝達の過剰活性化に応答性であるゼブラフィッシュCTTは、ヒトおよび他の哺乳動物STING対立遺伝子に存在しないC最末端で高度に保存されたPxExxDモチーフによる伸長を含有し;このモチーフは、腫瘍壊死因子受容体関連因子6(TRAF6)結合部位と類似性を共有する。ヒトSTINGシグナル伝達におけるTRAF6の役割が可欠であるのに対し、TRAF6の動員は、ゼブラフィッシュSTING誘導NF-κB活性化に不可欠である。ヒトSTINGがゼブラフィッシュSTINGのCTTモジュールDPVETTDYを含有するように操作されたヒト-ゼブラフィッシュSTINGキメラは、NF-κB活性化の100倍よりも大きい活性化を誘導したが、これは、増強したNF-κBシグナル活性化を指示するためにこの領域が必要かつ十分であることを指し示している。ゼブラフィッシュCTTの付加はまた、増大したSTINGインターフェロン応答をもたらした(de Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175を参照)。
本明細書では、IRF3とNF-κBシグナル伝達との間の均衡における種間差を活用して、低減したNF-κBシグナル伝達を有し、かつ/または増大したIRF3シグナル伝達を有してもよい改変STINGタンパク質を産生する。それにより、TMEにSTINGタンパク質が送達され、そこで発現されたとき、もたらされる応答は、無改変STINGタンパク質と比較して増大した抗腫瘍/抗ウイルス応答である。
一部の実施形態では、本明細書に記載されるまたは当業者に公知の免疫刺激細菌のいずれかを含むデリバリー媒体内のみならず、腫瘍溶解性ベクターを含むウイルスベクター、ミニセル(minicell)、エキソソーム、リポソームなどの他のデリバリー媒体内に、ならびに細胞療法に使用され、細菌および腫瘍溶解性ベクターなどの媒体を送達するために使用されるT細胞などの細胞内に、NF-κBシグナル伝達活性が低いかまたは無い種からのSTINGタンパク質が提供される。
非ヒトSTINGタンパク質は、以下の種からのSTINGタンパク質であり得るが、それに限定されるわけではない:タスマニアンデビル(Sarcophilus harrisii;配列番号349)、マーモセット(Callithrix jacchus;配列番号359)、ウシ(Bos taurus;配列番号360)、ネコ(Felis catus;配列番号356)、ダチョウ(Struthio camelus australis;配列番号361)、トキ(Nipponia nippon;配列番号362)、シーラカンス(Latimeria chalumnae;配列番号363~364)、イノシシ(Sus scrofa;配列番号365)、コウモリ(Rousettus aegyptiacus;配列番号366)、マナティー(Trichechus manatus latirostris;配列番号367)、ギンザメ(Callorhinchus milii;配列番号368)、およびマウス(Mus musculus;配列番号369)。これらの脊椎動物STINGタンパク質は、ヒト細胞における免疫シグナル伝達を容易に活性化し、STINGシグナル伝達の分子メカニズムが脊椎動物において共通であることを指し示している(de Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175を参照)。
他の実施形態では、非ヒトSTINGタンパク質は、上記のヒトSTING内の座位に対応する非ヒトSTING内の対応する座位に、構成的STING活性化および機能獲得型突然変異のいずれかを含有する(様々な種における例示的なアライメントおよび対応する突然変異を提供する、下記の実施例17を参照;図1~13も参照)。
他の実施形態では、STINGタンパク質のキメラが提供される。キメラでは、NF-κBシグナル伝達/活性を与えるかまたはそれに関与する第1の種のSTINGタンパク質のCTT領域またはその部分(複数可)は、そのSTINGタンパク質がより低いまたは非常に小さいヒト未満のNF-κBシグナル伝達活性を有する第2の種からの対応するCTTまたはその部分(複数可)と置換される。一般的に、第1の種はヒトであり、CTTまたはその部分(複数可)の置換は、ずっと低いNF-κB活性を有するタスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、およびギンザメなどの種のSTINGからのものである。それにより、これは、抗腫瘍活性に重要なI型インターフェロンを誘導するSTINGタンパク質であって、抗腫瘍療法に望ましくないNF-κB活性が限られているかまたは無いSTINGタンパク質をもたらす。キメラは、対応する座位にヒト構成的STING活性化および機能獲得型突然変異をさらに含んで、I型インターフェロン活性を増大させる、または構成的にすることができる。全ての実施形態では、TRAF6結合モチーフを欠失させて、抗腫瘍治療に望ましくない活性をさらに減少させるかまたは無くすことができる。
これらの非ヒトSTINGタンパク質、キメラ、および突然変異体は、本明細書に記載される、または当業者に公知のいずれかなどの、腫瘍溶解性ウイルスベクター、細胞、例えば細胞療法に使用される幹細胞およびT細胞、腫瘍常在性免疫細胞内に蓄積し、コードされているタンパク質を腫瘍微小環境および腫瘍に送達するエキソソーム、ミニセル、リポソーム、および本明細書に提供される免疫刺激細菌を含む、デリバリー媒体中に提供される。非ヒトSTINGタンパク質、改変STINGタンパク質、およびSTINGキメラは、本明細書に記載される腫瘍の処置のための治療薬として使用するため、または当業者に公知の他の方法に使用するためのものである。STINGタンパク質、デリバリー媒体、およびコードしている核酸を含有する医薬組成物もまた提供される。
d.細胞内DNA/RNAセンサーおよびその構成的変異体として作用する他の遺伝子産物
細胞内核酸を感知する、またはそれと相互作用する他の遺伝子産物は、レチノイン酸誘導遺伝子I(RIG-I)およびMDA5(黒色腫分化関連タンパク質5)を含むRIG-I様受容体(RLR)である。RLRは、細菌によって分泌される、ウイルスdsRNAおよび核酸の細胞質センサーであり、RIG-I、MDA5、およびLGP2(遺伝学および生理学研究室2)を含む。ウイルスdsRNA、RIG-IおよびMDA5などのリガンドが結合した際に、ミトコンドリア抗ウイルスシグナル伝達アダプタータンパク質、またはMAVSを活性化し、それが腫瘍壊死因子(TNF)受容体関連因子(TRAF)を動員して、ミトコンドリア外膜にシグナル伝達複合体を集合させる。下流のシグナル伝達成分が、TRAFによってさらに動員され、IRF3(インターフェロン調節因子3)、IRF7、NF-κB(活性化B細胞の核因子カッパ軽鎖エンハンサー)、およびAP-1(アクチベータータンパク質1)のリン酸化および活性化をもたらす。結果として、IFN、炎症性サイトカイン、および病原体排除に関与する他の遺伝子の発現が誘導される(例えば、Lu and MacDougall (2017) Front. Genet. 8:118を参照)。STINGのように、機能獲得型突然変異によるMDA5およびRIG-Iの構成的活性化は、I型IFNの誘導をもたらし、それを、免疫刺激細菌における抗腫瘍免疫応答を増強するために活かすことができる。
i.RIG-I
DDX58(DEXD/H-ボックスヘリカーゼ58)としても知られるレチノイン酸誘導遺伝子I(RIG-I)は、その構成的活性化がインターフェロン症、例えば非定型スミス・マゲニス症候群の発生に連鎖している別のタンパク質である。RIG-Iは、MDA5/IFIH1のように、RIG-I様受容体(RLR)ファミリーのメンバーであり、ウイルスdsRNAの検出に機能する925残基の細胞内パターン認識受容体である。RIG-Iは、I型およびIII型IFNならびに炎症性サイトカインの発現を促進する独立した経路を通過してウイルスRNAに対する自然免疫応答を開始する(例えば、Jang et al. (2015) Am. J. Hum. Genet. 96:266-274;およびLu and MacDougall (2017) Front. Genet. 8:118を参照)。
歯の異常の特徴を有さないが、緑内障、大動脈石灰化、および骨格異常を含む可変性の表現型を有する、非定型スミス・マゲニス症候群は、レチノイン酸誘導遺伝子I(RIG-I)をコードするDEXD/H-ボックスヘリカーゼ58遺伝子(DDX58)における突然変異によって引き起こされることが見出されている。特に、DDX58における突然変異E373AおよびC268Fは、RIG-Iに機能獲得を引き起こすと特定された。突然変異DDX58の量の増大は、NF-κBレポーター遺伝子活性の基礎レベルにおける有意な増大と関連し、この活性は、dsRNAアナログポリ(I:C)を用いた刺激によってさらに増大した。RIG-I突然変異はまた、基礎HEK293FT細胞およびポリ(I:C)トランスフェクションHEK293FT細胞の両方における基礎レベルのIRF3のリン酸化および二量体化を誘導し、IFNB1、インターフェロン刺激遺伝子15(ISG15)、およびケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド5(CCL5)の発現増大をもたらした。これらの結果は、突然変異DDX58/RIG-Iが構成的活性化をもたらし、IFN活性およびIFN刺激遺伝子発現の増大をもたらすことを指し示している(例えば、Jang et al. (2015) Am. J. Hum. Genet. 96:266-274;およびLu and MacDougall (2017) Front. Genet. 8:118を参照)。E373AおよびC268Fなどであるがそれに限定されるわけではない機能獲得型突然変異を単独および組合せで有するRIG-I/DDX58(例えば、配列番号311参照)をコードするように、本明細書に提供される腫瘍標的化免疫刺激細菌を改変することができる。
ii.MDA5/IFIH1
別のインターフェロン症遺伝子は、RIG-I様ファミリーの細胞質DExD/HボックスRNA受容体のメンバーである、黒色腫分化関連タンパク質5(MDA5)としても知られるヘリカーゼCドメイン含有IFN誘導性タンパク質1(IFIH1)である。IFIH1によってコードされているMDA5は、細胞質内のウイルス二本鎖RNA(dsRNA)および分泌性細菌核酸を感知し、アダプター分子、MAVS(ミトコンドリア抗ウイルスシグナル伝達タンパク質)を経由するI型IFNシグナル伝達を活性化する、アミノ酸1,025個の細胞質パターン認識受容体である。MAVSは、腫瘍壊死因子(TNF)受容体関連因子(TRAF)を動員し、これは今度は、下流のシグナル伝達成分を動員し、IRF3(インターフェロン調節因子3)、IRF7、NF-κB(活性化B細胞核因子カッパ軽鎖エンハンサー)、およびAP-1(アクチベータータンパク質1)のリン酸化および活性化をもたらす。これは、IFN、炎症性サイトカイン、および病原体の排除に関与する他の遺伝子の発現ももたらす(例えば、Rutsch et al. (2015) Am. J. Hum. Genet. 96:275-282; Rice et al. (2014) Nat. Genet. 46(5):503-509;およびLu and MacDougall (2017) Front. Genet. 8:118を参照)。
機能獲得型(GOF)IFIH1変異体は、血管の顕著な炎症によって特徴付けられるアイカルディ・グティエール症候群(AGS)およびシングルトン・マートン症候群(SMS)を含む自己免疫障害を有する対象に存在する。AGSは、特に脳および皮膚を冒す炎症性疾患であり、インターフェロン誘導転写物のアップレギュレーションによって特徴付けられる。AGSは、典型的には、DNAエキソヌクレアーゼTREX1、RNアーゼH2エンドヌクレアーゼ複合体、デオキシヌクレオシド三リン酸トリホスホヒドロラーゼSAMHD1、および二本鎖RNA編集酵素ADAR1の3つの非対立遺伝子成分をコードする遺伝子のいずれかにおける突然変異により発生する。AGSを有する一部の患者は、これらの遺伝子のいずれにも突然変異を有さないが、IFIH1にGOF突然変異を有し、これは、この遺伝子がAGSにも意味付けられることを指し示している。シングルトン・マートン症候群は、血管(例えば、石灰化)、歯(例えば、早期発症歯周炎、歯根吸収)、および骨(例えば、骨減少症、先端骨溶解症、骨粗鬆症)における異常によって特徴付けられる常染色体優性障害である。インターフェロンシグネチャー遺伝子は、シングルトン・マートン症候群の患者においてアップレギュレーションされ、これはIFIH1におけるGOF突然変異と連鎖した(例えば、Rice et al. (2014) Nat. Genet. 46(5):503-509;およびRutsch et al. (2015) Am. J. Hum. Genet. 96:275-282を参照)。
野生型IFIH1、およびAGS患者において特定された6つのIFIH1 GOF突然変異体(R720Q、R779H、R337G、R779C、G495R、D393V)のIFN-βレポーター刺激活性を、低レベルの内因性ウイルスRNA受容体を発現するHEK293T細胞において比較した。長鎖(>1kb)dsRNAアナログであるポリイノシンポリシチジン酸[ポリ(I:C)]が結合した際に野生型IFIH1が誘導されたが、短鎖162bpのdsRNAによっては誘導されず、外因性RNAの非存在下で最小の活性を有した。IFIH1突然変異体は、ポリ(I:C)に応答する強いシグナル伝達に加えて、短鎖162bpのdsRNAに応答するIFNシグナル伝達の顕著な誘導を示した。突然変異体はまた、外因性リガンドの非存在下で4~10倍高いレベルのベースラインシグナル伝達活性を表した(例えば、Rice et al. (2014) Nat. Genet. 46(5):503-509を参照)。
別の機能獲得型IFIH1突然変異、R822Qが、I型IFN産生をトリガーし、早期動脈石灰化のみならず、歯の炎症および吸収をもたらすことによってシングルトン・マートン症候群を引き起こすと特定された。HEK293T細胞(最低レベルの内因性IFIH1発現を有する)を使用して、野生型およびR822Q MDA5を過剰発現させた。野生型IFIH1の発現は、IFNB1(インターフェロン、ベータ1、線維芽細胞)の発現増大を用量依存的にもたらした一方で、突然変異IFIH1は、約20倍大きいIFNB1発現をもたらした。dsRNAアナログポリ(I:C)を用いた刺激後に、R822Q IFIH1は、野生型IFIH1よりも高いレベルのIFNB1発現をもたらし、これは、R822Q IFIH1が非自己dsRNAに過剰活性であることを指し示している。シングルトン・マートン症候群患者からの全血試料中にIFI27、IFI44L、IFIT1、ISG15、RSG15、RSAD2、およびSIGLEC1などのインターフェロンシグネチャー遺伝子のより高い発現もあり、これは、R822Q IFIH1によるIFNB1の発現レベルがより高いことと一致した(例えば、Rutsch et al. (2015) Am. J. Hum. Genet. 96:275-282を参照)。
IFIH1の別のGOF突然変異、A489Tを有する患者に観察されるインターフェロンシグネチャーは、I型インターフェロン症を指し示し;IFIH1 A489Tは、増大したインターフェロン産生ならびに凍瘡状狼瘡、AGSおよびSMSに類似する表現型に関連する(例えば、Bursztejn et al. (2015) Br. J. Dermatol. 173(6):1505-1513を参照)。A489T変異体は、長鎖dsRNAアナログ、ポリ(I:C)を用いた刺激後だけでなく、短鎖dsRNAを用いた刺激後にもIFN誘導をもたらした。IFIH1、T331IおよびT331Rにおける2つの追加的な機能獲得型突然変異が、IFN誘導転写物の有意なアップレギュレーションを提示したSMS表現型を有する患者において特定された。T331IおよびT331R変異体は、MDA5の観察された構成的活性化と一致して、外因性dsRNAリガンドの非存在下であってもIFN-βの発現増大をもたらした(例えば、Lu and MacDougall (2017) Front. Genet. 8:118を参照)。
A946Tは、I型IFNの産生増大をもたらし、炎症を促進し、自己免疫のリスクを増大させる、IFIH1の別のGOF突然変異である。IFIH1におけるA946T突然変異は、STINGにおけるTMEM173 R232対立遺伝子およびG207E GOF突然変異と組み合わせた場合に相加的作用をもたらし、SAVIに類似する特徴を有する重症早期発症表現型をもたらす(例えば、Keskitalo et al. (2018)を参照、前刷りはdoi.org/10.1101/394353から入手可能)。G821Sは、マウスモデルにおいて自然発生狼瘡様自己免疫症状をもたらすことが示されている、IFIH1におけるGOF突然変異であるのに対し(例えば、Rutsch et al. (2015) Am. J. Hum. Genet. 96:275-282を参照)、AGSを有する個体において特定されたIFIH1ミスセンス突然変異A452T、R779HおよびL372Fは、I型インターフェロンの過剰産生を引き起こすことが示された(例えば、Oda et al. (2014) Am. J. Hum. Genet. 95:121-125を参照)。
T331I、T331R、R337G、L372F、D393V、A452T、A489T、G495R、R720Q、R779H、R779C、G821S、R822Q、およびA946Tから選択される機能獲得型突然変異を単独または任意の組合せで有するMDA5/IFIH1をコードするように、本明細書に提供される腫瘍標的化免疫刺激細菌を改変することができる(例えば、配列番号310を参照)。
iii.IRF7
構成的活性型のIRF7(またはIRF-7)は、IRF7(S477D/S479D)、IRF7(S475D/S477D/S479D)、およびIRF7(S475D/S476D/S477D/S479D/S483D/S487D)を含む、異なるC末端セリンがリン酸化模倣Aspによって置き換えられた突然変異体を含む。IRF7(S477D/S479D)は、IFNAおよびRANTES遺伝子の発現に関する強力なトランスアクチベーターであって、ウイルス感染の非存在下であっても遺伝子発現を刺激する。IRF7(S475D/S477D/S479D)、およびIRF7(S475D/S476D/S477D/S479D/S483D/S487D)は、IRF7(S477D/S479D)のトランス活性化活性をさらに増強しないが、3つの突然変異体すべてのトランス活性化活性は、ウイルス感染によってさらに刺激される。未感染細胞内の核に局在する突然変異体IRF7(Δ247-467)は、IRF7の非常に強力な構成型であり;これは、未刺激細胞およびウイルス感染細胞において野生型IRF7よりも転写を1500倍よりも高く活性化する(例えば、Lin et al. (2000) J. Biol. Chem. 275(44):34320-34327を参照)。
本明細書に提供される免疫刺激細菌は、残基475~477、479、483、および487に置換を有するもの、ならびにアミノ酸欠失を有するものを含む、構成的に活性なIRF7突然変異体をコードし、発現し得る。免疫刺激細菌は、ヒトを含む哺乳動物宿主によって認識されるプロモーターおよび任意の他の所望の調節シグナルの制御下でプラスミド上にこれらのタンパク質をコードする。
e.他のI型IFN調節タンパク質
構成的I型IFN発現を生成するために、I型IFN応答を活性化するDNA/RNAの認識に関与する他のタンパク質を突然変異させることができる。非改変および/または改変タンパク質は、タンパク質を腫瘍微小環境、例えば腫瘍常在性免疫細胞に送達して、I型IFNの発現を増大させるために使用するために、本明細書に提供される免疫刺激細菌内にコードされ得る。
これらのタンパク質は、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF2、TRAF3、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9(DDX9)、DDX1、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、およびSNRNP200と呼ばれるタンパク質を含むが、それに限定されるわけではない。
Figure 2023501539000015


Figure 2023501539000016


Figure 2023501539000017

機能獲得型変異体は、スクリーニングおよび/または突然変異誘発などによって産生され得る。部位特異的突然変異誘発をインビトロで行って、より高いレベルおよび/または構成的I型IFN発現をもたらす活性増強を有する突然変異を特定することができる。無傷のゲノムDNAを、自己免疫症状および自己炎症症状を経験している血縁関係のない患者、および健康な個体から得て、その発現がI型IFNの発現増大または構成的発現をもたらす他の産物についてスクリーニングし、それを特定することができる。全エキソームシークエンシングを行うことができ、イントロンおよびエクソンを分析することができ、それにより、I型インターフェロンの発現増大または構成的発現に関連する経路における、突然変異を有するタンパク質が特定される。突然変異の特定後、特定された突然変異(複数可)を有するおよび有さない完全長遺伝子をコードしているcDNA分子が、I型インターフェロンの発現を測定するレポーター細胞系にトランスフェクションされる。例えば、ルシフェラーゼの発現がIFN-βについてのプロモーターの制御下に置かれるレポーター細胞系を生成することができる。構成的に活性な機能獲得型突然変異体は、IFN-βの発現を促進するのに対し、未刺激野生型タンパク質は促進しないであろう。刺激は、ウイルス感染、細菌感染、細菌核酸、LPS、dsRNA、ポリ(I:C)、またはタンパク質のリガンド(例えば、CDN)の外因性レベルを増大させることによる場合がある。特定されたタンパク質はまた、対象における目的の抗原(複数可)に対する免疫応答を増強するものを含む。免疫応答は、(i)I型インターフェロン経路のシグナル伝達を刺激すること;(ii)NF-κB経路のシグナル伝達を刺激すること;(iii)炎症応答を刺激すること;(iv)サイトカイン産生を刺激すること;(v)樹状細胞の発生、活性、または動員を刺激すること;(vi)その発現が免疫応答を増強する産物を指し示す任意の他の応答;および(vii)(i)~(vi)の任意の組合せのうち1つまたは複数によって特徴付けられる細胞性免疫応答または液性免疫応答を含む。
4.抗体および抗体断片
抗体操作における進歩は、特に製造、組織透過、および使用の容易さに関して、従来のモノクローナル抗体を超える多くの改善を有する組換え抗体断片の創出をもたらしている。これらの例は、一般的に(GS)配列であるフレキシブルなペプチドリンカーによって一緒につながった抗体結合部位の重鎖可変領域(V)および軽鎖可変領域(V)からなる単鎖断片可変部(scFv)である(例えば、Weisser et al. (2009) Biotechnol. Adv. 27(4):502-520を参照)。他の例は、scFvのVドメインがFc領域に連結されているscFv-Fc抗体断片を含む。このような抗体断片は、本明細書において例示されるようにプラスミド上にコードされ、送達され得る方法で、免疫刺激細菌による抗原の標的化を可能にする。標的化すべき潜在的抗原の例は、下記に記載されるものを含むが、それに限定されるわけではない。
a.TGF-β
形質転換増殖因子ベータ(TGF-β)は、胚形成、創傷治癒、血管新生、および免疫調節に数多くの役割を有する多彩なサイトカインである。それは、哺乳動物細胞において3つのアイソフォーム、TGF-β1、TGF-β2、およびTGF-β3として存在する;TGF-β1が免疫細胞内に最も支配的である(例えば、Esebanmen et al. (2017) Immunol. Res. 65:987-994を参照)。TGF-βの免疫抑制剤としての役割は、ほぼ間違いなくその最も優位の機能である。腫瘍微小環境内の潜在型からのその活性化は、特に、DCおよびそれが抗原特異的T細胞を寛容化する能力に顕著な免疫抑制効果を有する。TGF-βはまた、Th1 CD4T細胞を免疫抑制性Tregに直接的に変換することができ、腫瘍トレランスをさらに促進する(例えば、Travis et al. (2014) Annu. Rev. Immunol. 32:51-82を参照)。その腫瘍特異的免疫抑制性機能に基づき、ならびにその公知のがん細胞成長および転移促進特性にかかわらず、TGF-βの阻害は、がん治療の標的である。高レベルのTGF-βシグナル伝達は、結腸直腸がん(CRC)、肝細胞癌(HCC)、膵管腺癌(PDAC)、および非小細胞肺がん(NSCLC)を含むいくつかのヒト腫瘍型で実証されている(例えば、Colak et al. (2017) Trends Cancer 3(1):56-71を参照)。TGF-βの全身阻害は、許容できない自己免疫毒性をもたらす可能性があり、その阻害は、腫瘍微小環境に局在すべきである。これを遂行する一方法は、TGF-βと結合するためのデコイとして作用する可溶性TGF-β受容体を創出することである(例えば、Zhang et al. (2008) J. Immunol. 181:3690-3697を参照)。このように、本明細書に提供されるTGF-β受容体デコイを含有する腫瘍標的化免疫刺激細菌は、TGF-βと結合し、腫瘍微小環境からそれを排除し、それにより、腫瘍の免疫トレランスを破壊し、抗腫瘍免疫を刺激することができる。
TGF-ベータ結合性デコイ受容体に加えて、TGF-βと結合し、腫瘍微小環境からそれを排除し、それにより、腫瘍の免疫トレランスを破壊し、抗腫瘍免疫を刺激することができる他のTGF-ベータポリペプチドアンタゴニストは、抗TGF-ベータ抗体または抗体断片、抗TGF-ベータ受容体抗体または抗体断片、および可溶性TGF-ベータアンタゴニストポリペプチドを含む。
腫瘍微小環境内、腫瘍内、特に、腫瘍常在性免疫細胞内に蓄積する免疫刺激細菌であって、例えば、TGF-ベータ結合性デコイ受容体(TGF-β受容体デコイ)、抗TGF-ベータ抗体または抗体断片、抗TGF-ベータ受容体抗体または抗体断片、および可溶性TGFベータアンタゴニストポリペプチドを含むTGF-ベータポリペプチドアンタゴニストをコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌が、本明細書に提供される。抗体断片は、scFvおよびscFv-Fcなどであるが、それに限定されるわけではない、当技術分野において公知の、または本明細書に記載される、任意のものを含み得る。
b.二重特異性scFvおよびT細胞エンゲージャー(T-cell engager)
scFvの使用は、多くの場合に、長いリンカーによって一緒につながった1つまたは複数のscFv断片(二重特異性、三重特異性など)の使用により、標的への結合価を増大させることによって改善されている。二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE(登録商標)の商標で販売)コンストラクトは、がん免疫療法で利用される人工二重特異性モノクローナル抗体のクラスであって、一方のscFvが細胞傷害性T細胞の表面でCD3と結合し、他方が特異的腫瘍関連抗原と結合するように、2つの単鎖可変断片(scFv)を連結することによって形成される。したがって、BiTE(登録商標)は、T細胞を腫瘍細胞に標的化し、MHCクラスIまたは共刺激分子に依存せずに、T細胞活性化、サイトカイン産生、および腫瘍細胞細胞傷害性を刺激する。腫瘍抗原EpCAM、およびCD3に対し、悪性腹水の処置に使用されるカツマキソマブ、ならびに再発、難治性急性リンパ性白血病(ALL)の処置のために使用される、CD19およびCD3に対するBiTE(登録商標)抗体であるブリナツモマブを含むBiTE(登録商標)の2つの例が、FDAによって承認されている(例えば、Ahamadi-Fesharaki et al. (2019) Mol. Ther. Oncolytics 14:38-56を参照)。他のBiTE(登録商標)は、癌胎児性抗原(CEA)、前立腺特異的膜抗原(PSMA)、EGFR、EphA2、Her2、ADAM17/TACE、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、および黒色腫関連コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(MCSP)を含む他の抗原を標的化する。本明細書において例示されるように、BiTE(登録商標)抗体はまた、免疫刺激細菌によるデリバリー後にプラスミドから発現され得る。
c.抗PD-1/抗PD-L1抗体
プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)は、免疫応答の負の調節に関与する免疫阻害受容体である。その同族リガンド、プログラム死リガンド1(PD-L1)は、抗原提示細胞(APC)上に発現され、T細胞上のPD-1に結合した際に、CD8T細胞エフェクター機能の喪失をもたらし、T細胞トレランスを誘導する。PD-L1の発現は、ある特定のヒトがんにおいて腫瘍の侵襲性および生存低減と関連することが多い(例えば、Gao et al. (2009) Clin. Cancer Res. 15(3):971-979を参照)。
抗PD-1(例えば、ペムブロリズマブ、およびニボルマブ)および抗PD-L1(例えば、アテゾリズマブ、アベルマブ、およびデュルバルマブ)抗体などの、免疫チェックポイントを遮断するように設計された抗体は、T細胞アネルギーを防止し、免疫トレランスを破壊することができる。しかし、処置された患者のごくわずかが臨床的利益を表し、それを表す患者は、自己免疫関連毒性を提示することが多い(例えば、Ribas (2015) N. Engl. J. Med. 373(16):1490-1492;およびTopalian et al. (2012) N. Engl. J. Med. 366(26):2443-2454参照)。毒性を獲得する以外に、抗PD-1/抗PD-L1療法は抵抗性をもたらすことが多く、抗CTLA-4抗体(例えば、イピリムマブ)の併用は、臨床試験において限られた成功を示し、顕著な相加毒性を有する。毒性を制限し、PD-1/PD-L1遮断の効力を増強するために、PD-1またはPD-L1に対する抗体または抗体断片、例えばscFvまたはscFv-Fc、および当技術分野において公知のまたは本明細書に記載されるその他をコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌は、免疫細胞の活性化と相乗作用して抗腫瘍免疫を増強する。
d.抗CTLA-4抗体
CD152(分化クラスター152)としても知られるCTLA-4(細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4)は、免疫チェックポイントとして機能し、免疫応答をダウンレギュレーションする、別の免疫阻害受容体である。CTLA-4は、制御性T細胞(Treg、またはTreg)において構成的に発現され、それらの阻害機能に寄与するが、活性化後にだけ従来のT細胞においてアップレギュレーションされる。CTLA-4は、阻害シグナルをT細胞に伝達することによって免疫チェックポイントとして機能する。CTLA-4は、T細胞共刺激タンパク質、CD28と相同であり、両方の分子は、抗原提示細胞(APC)上のCD80(B7-1またはB7.1としても知られる)およびCD86(B7-2またはB7.2としても知られる)リガンドに結合する。CTLA-4のこれらのリガンドへの結合は、阻害シグナルをT細胞に伝達する一方で、CD28の結合は刺激シグナルを伝達する。
T細胞の活性化後、CTLA-4受容体が誘導され、それは次いでAPC表面のCD80およびCD86リガンドとの結合をT細胞上のCD28受容体と競合して打ち負かす。CTLA-4は、CD80およびCD86にCD28よりも大きな親和性およびアビディティーで結合することで、CTLA-4はそのリガンドをCD28と競合して打ち負かすことができ、T細胞への阻害シグナルの伝達および免疫阻害応答がもたらされる。T細胞受容体およびCD28を介したT細胞活性化は、CTLA-4の発現増大をもたらす。
最適なT細胞プライミングは、T細胞CD28とCD80および/またはCD86とのライゲーションに起因する共刺激シグナルを必要とする。したがって、これらのリガンドへの結合からCTLA-4を遮断することは、T細胞プライミングを増強し、抗腫瘍免疫応答の誘導を可能にする。
一部の実施形態では、本明細書に提供される免疫刺激細菌株は、抗CTLA-4 scFv(例えば、例示的なヒト抗CTLA-4 scFv断片についての配列番号403を参照)、および抗CTLA-4 scFv-Fc(例えば、例示的なヒト抗CTLA-4 scFv-Fc断片についての配列番号402参照;実施例20も参照)などであるが、それに限定されるわけではない、その断片を含む抗CTLA-4抗体をコードするプラスミドを含有する。
e.さらなる例示的なチェックポイント標的
それらに対するscFv、または任意の他の組換え抗体断片が調製され得るかまたは本明細書において例示される、例示的な免疫チェックポイント標的は、下の表に記載されるものを含むが、それに限定されるわけではない。
Figure 2023501539000018

5.免疫調節タンパク質の組合せは相乗効果および/または補完効果を有し得る
サイトカインは、抗腫瘍免疫応答の強力なモジュレーターである。サイトカインの組合せは、T細胞、NK細胞、および骨髄細胞(樹状細胞およびマクロファージを含む)を伴う異なる免疫区画に顕著な相乗効果を有することが知られている。サイトカインは、樹状細胞による抗原プライミング、自然免疫細胞および抗原特異的T細胞の生存および増殖、ならびにNK細胞およびT細胞の細胞傷害活性に主な役割を演じることが知られている。サイトカイン組合せは、生物学的応答を最大化し、抗腫瘍免疫を増強するように適切に選ばれなければならない。例えば、肝炎のネズミモデルにおいて、IFN-α単独は、ウイルス感染細胞のCD8T細胞の細胞傷害機能を増強することが見出されたのに対し、IL-15単独は、活性化リンパ球の増殖を増強した。一緒になると、それらは、B型肝炎(HBV)感染を最大限に抑制した(例えば、Di Scala et al. (2016) J. Virol. 90(19):8563-8574を参照)。別の例では、サイトカインIL-15+IL-18、およびIL-15+IL-21の組合せは、ヒトNKおよびT細胞からのIFN-γの産生を増強することができた(例えば、Strengell et al. (2003) J. Immunol. 170(11):5464-5469を参照)。別の例では、IL-2+IL-18は、相乗的にIFN-γ産生を増強し、CD4T細胞、CD8T細胞、およびNKリンパ球の細胞溶解機能を増大させた(例えば、Son et al. (2001) Cancer Res. 61(3):884-888を参照)。その上、IL-12およびIL-18は、ヒトT細胞からのIFN-γの抗原-CD3 T細胞ライゲーションに非依存的な産生を相乗的に促進することが見出された(例えば、Tominaga et al. (2000) Int. Immunol. 12(2):151-160を参照)。サイトカインの組合せは、T細胞機能の強力なエンハンサーであるが、FDA承認抗がんサイトカインは、全身投与には毒性が高すぎ、したがって、使用されることが稀であり、全身投与されるサイトカインの組合せは、毒性を複雑にするだけである(例えば、Conlon et al. (2019) J. Interferon Cytokine Res. 39(1):6-21を参照)。
本明細書に提供される免疫刺激細菌は、これらの問題を解決する。サイトカインの組合せ、ならびに/または本明細書に述べるI型インターフェロンの誘導物質などの他の治療用産物、および共刺激分子、ケモカイン、および抗体およびその断片を含むその他との組合せの腫瘍特異的デリバリーを可能にする免疫調節タンパク質などの複数の治療用産物をコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌が提供される。これらの免疫刺激細菌は、サイトカインおよび他の治療用産物の直接IV投与に関連する全身毒性および薬物動態(PK)の不利な点なしに強力で相乗的な免疫活性化を達成する。
本明細書に提供される免疫刺激細菌内のプラスミドにコードされ得る治療用産物の組合せは、例えば、2つ以上のサイトカイン;1つまたは複数のサイトカインおよびI型IFNの誘導物質(例えば、STING、IRF3、IRF7、MDA5、RIG-I、および構成的に活性なそのGOF変異体)、および/または共刺激分子(例えば、4-1BBL、4-1BBLΔcyt、および本明細書に述べる4-1BBLの他の変異体);TGF-βデコイ受容体および1つまたは複数のサイトカイン;TGF-βデコイ受容体およびI型IFNの誘導物質;TGF-βデコイ受容体、1つもしくは複数のサイトカイン、および/またはI型IFNの誘導物質、および/または共刺激分子;抗体(例えば、CTLA-4などの免疫チェックポイントに対するもの)および1つまたは複数のサイトカイン;抗体およびI型IFNの誘導物質;抗体、1つもしくは複数のサイトカイン、および/またはI型IFNの誘導物質、および/または共刺激分子;共刺激分子アゴニスト(例えば、CD40アゴニスト)および1つまたは複数のサイトカイン;共刺激分子アゴニストおよびI型IFNの誘導物質;ならびに共刺激分子アゴニスト、1つもしくは複数のサイトカイン、および/またはI型IFNの誘導物質、および/または共刺激分子を含むが、それに限定されるわけではない。
下に述べるように、多重治療用産物発現カセットは、単一プロモーターコンストラクトおよび/または二重/多重プロモーターコンストラクトのみならず、転写後調節エレメント、および他の調節エレメント、例えば、エンハンサー、ポリアデニル化シグナル、ターミネーター、シグナルペプチドなどを含み得る。核酸配列は、タンパク質の発現を増大させるためにコドン最適化することができ、一般的に真核生物プロモーターの制御下である。特定のコンストラクトおよびその詳細は、本明細書に別途記載されている。
本明細書に提供される免疫刺激細菌の中に、免疫刺激タンパク質(例えば、サイトカイン、ケモカイン、共刺激分子)、ならびに/または腫瘍微小環境内の免疫応答を増大させる機能獲得型突然変異を有する遺伝子産物(例えば、I型IFNを誘導する細胞内DNA/RNAセンサー)、ならびに/または抗体およびその断片、ならびに/またはTGF-βおよび/もしくはIL-6デコイ受容体などの抗腫瘍応答を増強する他の治療用産物、ならびに/またはTGF-β拮抗ポリペプチドをコードするプラスミドを含有するものである。サイトカイン、機能獲得型産物/I型IFN経路タンパク質、ならびに/またはケモカイン、ならびに/または共刺激分子、ならびに/または抗体およびその断片、例えば、本明細書に述べる単鎖抗体、ならびに他の治療用産物をコードするこれらの免疫刺激細菌は、腫瘍微小環境、腫瘍、および腫瘍常在性免疫細胞に優先的に浸潤する免疫刺激細菌を含む。免疫刺激細菌はまた、腫瘍常在性免疫細胞に、より少ない細胞死を誘導するようにゲノムが改変されたものを含み、その際、免疫刺激細菌は、腫瘍常在性骨髄細胞内に蓄積して、標的細胞における多重遺伝的ペイロードの高レベルの異所性発現を達成し、治療用産物/免疫調節タンパク質を腫瘍微小環境(TME)に送達して、腫瘍に対する免疫応答を刺激する。特に、本明細書に提供される免疫刺激細菌は、アデノシン栄養要求性、csgD、pagP、msbB、フラジェリン(fliC/fljB)、purI、ansB、asd、ならびに本明細書に記載される、あるいは腫瘍微小環境および/もしくは腫瘍常在性骨髄細胞への標的化もしくはその中での蓄積を改善すること、または安全性および耐容性(より高い用量を許容すること)を改善する、免疫抑制性のサイトカインプロファイルを低減する、T細胞の品質および機能を改善する、健康な組織における複製を限定する、バイオフィルムを無くす、および抗腫瘍免疫応答を改善する、または本明細書に別途述べる望ましく有利な特性のいずれかを与えることが知られている任意の他の改変を含むが、それに限定されるわけではない、本明細書に記載される最大約8つまたは8つの改変を含む。
免疫刺激細菌はさらに、特定の腫瘍に対する応答を増強するために、対象の腫瘍からの腫瘍抗原などの他の治療用産物をコードし得る。サイトカイン、ケモカイン、共刺激分子、および機能獲得型I型IFN経路産物(複数可)などの治療用産物をコードするように、本明細書に提供される、上記および下記の免疫刺激細菌のいずれかを改変することができる。治療用産物は、宿主によって認識されるプロモーター、およびヒト、または他の動物、または哺乳動物の対象などの真核生物において認識される任意の他の所望の調節配列の制御下でプラスミドにコードされている。一般的に、産物をコードする核酸は、RNAポリメラーゼIIプロモーターの制御下にある。その上、改変のための本明細書に記載される細菌のいずれか、例えば、サルモネラ属(Salmonella)、シゲラ属(Shigella)、大腸菌(E.coli)、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacteriae)、リケッチア属(Rickettsia)、ビブリオ属(Vibrio)、リステリア属(Listeria)、クレブシエラ属(Klebsiella)、ボルデテラ属(Bordetella)、ナイセリア属(Neisseria)、エロモナス属(Aeromonas)、フランシセラ属(Francisella)、コレラ(Cholera)、コリネバクテリウム属(Corynebacterium)、シトロバクター属(Citrobacter)、クラミジア属(Chlamydia)、ヘモフィルス属(Haemophilus)、ブルセラ属(Brucella)、マイコバクテリウム属(Mycobacterium)、マイコプラズマ属(Mycoplasma)、レジオネラ属(Legionella)、ロドコッカス属(Rhodococcus)、シュードモナス属(Pseudomonas)、ヘリコバクター属(Helicobacter)、バチルス属(Bacillus)、およびエリシペロスリクス属(Erysipelothrix)の菌株、またはその弱毒化株、もしくはその改変株のいずれかは、宿主によって認識されるRNAポリメラーゼプロモーターの制御下で治療用産物(複数可)をコードしている核酸を含有するプラスミドを導入すること、またはその核酸を細菌内のプラスミド上にコードさせることによって、改変することができる。治療用産物は、感染した対象の細胞内で発現される。免疫刺激細菌は、腫瘍、TMEおよび/または腫瘍常在性骨髄細胞内に蓄積するか、またはそれに優先的に感染するように改変された、本明細書に記載されるものを含む。例えば、I型インターフェロン(IFN)、例えばIFN-ベータ、および/または本明細書に述べる他の治療用産物の発現または構成的発現をもたらす機能獲得型産物をコードしている免疫刺激細菌は、上皮細胞に感染する能力が低減しているかもしくはその能力を有さないようにさらに改変されるが、腫瘍常在性免疫細胞を含む食細胞に感染することができ、かつ/または免疫刺激細菌は、感染した食細胞を死滅させないように改変される。
本明細書に記載するように、SPI-1経路および鞭毛に関連する遺伝子は、食細胞(免疫細胞)中のインフラマソームを活性化して、ピロトーシスをトリガーする。SPI-1遺伝子および鞭毛をコードしている遺伝子をノックアウトすることは、食細胞のピロトーシスを減少させるかまたは無くし、また、上皮細胞の感染も無くし、食細胞の感染増大をもたらす。真核生物プロモーター、例えばRNAポリメラーゼIIによって認識されるものによって制御され、本明細書に述べる他の真核生物調節シグナルを含むプラスミド上にコードされている遺伝的ペイロード/治療用産物を中で発現する食細胞、特に腫瘍常在性免疫細胞、例えば、骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)、腫瘍関連マクロファージ(TAM)、および樹状細胞(DC)などに蓄積する免疫刺激細菌が提供される。発現される治療用産物は、免疫応答を誘起するもの、例えば、腫瘍微小環境内の宿主応答を増大させるI型インターフェロンを増大または誘導する経路を経由するものなどを含む。免疫刺激細菌はまた、本明細書に述べる免疫刺激タンパク質、例えばIL-2および/もしくは他のサイトカイン、ならびに/または他の免疫刺激タンパク質および治療用産物をコードし、腫瘍微小環境内で免疫応答をさらに増強し得る。
免疫刺激細菌は、細胞の細胞質ゾル中で核酸、例えばRNA、DNA、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、環状ヌクレオチド、環状ジヌクレオチド、および他のそのような分子などに曝露された場合に免疫応答を誘起する細胞内DNA/RNAセンサーと称される産物をコードし得る。本明細書における免疫刺激細菌は、免疫応答を構成的に誘起し、細胞質ゾル中のDNA/RNAの存在を必要としない、改変治療用産物をコードする。その例は、I型インターフェロン発現を誘導する経路の成分である。本明細書において企図される治療用産物は、構成的活性または活性増大を有する、これらの細胞内DNA/RNAセンサーの改変型(すなわち、機能獲得型産物)を含み、それにより、I型インターフェロン(複数可)は、細胞の細胞質ゾル中のヌクレオチド、ジヌクレオチド、環状ヌクレオチド、環状ジヌクレオチド、および他のそのようなリガンドの非存在下で発現または産生される。細胞内、特に、腫瘍常在性免疫細胞を含む腫瘍細胞内でのこれらの改変産物の発現は、腫瘍微小環境内のインターフェロン-βを含むI型インターフェロンの構成的発現をもたらす。これらの機能獲得型産物を発現する免疫刺激細菌は、腫瘍細胞/TME/腫瘍常在性免疫細胞内に蓄積するかまたはそれに優先的に感染するので、治療用産物は、腫瘍微小環境内に発現され、腫瘍微小環境内の免疫応答の増大をもたらす。
免疫刺激細菌および他の媒体中にコードされ得る例示的な遺伝子産物は、細胞内DNA/RNAを認識し、I型インターフェロン産生を活性化する、自然経路を感知するまたはそれに関与するタンパク質を含むが、それに限定されるわけではない。I型インターフェロンを活性化する、自然DNA/RNA認識に関与するタンパク質は、STING、RIG-I、MDA5、IRF3、IRF7、TRIM56、RIP1/RIPK1、Sec5/EXOC2、TRAF2、TRAF3、TRAF6、STAT1、LGP2/DHX58、DDX3/DDX3X、DHX9/DDX9、DDX1、DDX21、DHX15/DDX15、DHX33/DDX33、DHX36/DDX36、DDX60、およびSNRNP200を含むが、それに限定されるわけではない。構成的I型インターフェロン発現をもたらすこれらのタンパク質のいずれかにおける機能獲得型突然変異は公知であるか、または特定することができ、突然変異体は、食細胞の感染、または腫瘍細胞への標的化および結合によるなどして、免疫刺激細菌によって腫瘍微小環境に送達することができる。
機能獲得型突然変異は、構成的I型インターフェロンの発現に起因する障害を有する個体から特定されたものを含む。機能獲得型産物の例は、インターフェロン症を有する対象に存在するものである。上述のように、スクリーニングによって突然変異を特定して、同様に機能獲得型産物を生成することができる。
治療用産物をコードする核酸をさらに改変して、発現のための特性を改善することができる。改変は、例えば哺乳動物対象、特にヒト対象における転写効率を増大させるためのコドン最適化、例えばGC含量またはCpGジヌクレオチド含量の低減、潜在スプライシング部位の除去、真核細胞における発現を改善するためにCpGアイランドを付加または除去(全般的に除去)すること、ならびに転写効率を増大させるためのTATAボックスおよび/または末端シグナルの置換を含む。コドンは、コドン使用頻度のバイアスを変更すること、GC含量を減少させること、mRNAの二次構造を減少させること、未熟なPolyA部位を除去すること、RNA不安定性モチーフ(ARE)を除去すること、mRNAの安定自由エネルギーを低減すること、内部カイ部位およびリボソーム結合部位を改変すること、ならびにRNAの二次構造を低減することによって翻訳効率を増大させるために最適化することができる。発現を改善するため、および細菌適応度を維持または増強するための追加的な改変が、免疫刺激細菌内に組み込まれている。これらは、下の節に記載されており、下の実施例に詳述され、例示されている。
上記のように、一本鎖および二本鎖RNAの、環状ジ-ヌクレオチド(CDN)、および核酸の他のそのような形態などの細胞内核酸の宿主認識によって媒介されるI型インターフェロン誘導経路は、I型IFNを誘導する。細胞質ゾル中の一本鎖(ss)および二本鎖(ds)RNAの宿主認識によって媒介されるToll様受容体(TLR)非依存性I型IFN経路もある。これらは、レチノイン酸誘導遺伝子I(RIG-I)、黒色腫分化関連遺伝子5(MDA5)を含むRNAヘリカーゼによって、IRF3転写因子のIFN-βプロモーター刺激物質1(IPS-1)アダプタータンパク質媒介リン酸化を経由して感知され、IFN-βの誘導をもたらす(例えば、Ireton and Gale (2011) Viruses 3(6):906-919を参照)。本明細書に述べるように、これらの経路におけるタンパク質を改変することができ、またはIFN-αおよびIFN-βを含むI型インターフェロン(インターフェロン1型とも称される)の構成的発現をもたらす変異体として存在することができる。そのようなタンパク質の例は、インターフェロンが誘導の非存在下で発現されるようにI型インターフェロンの構成的発現をもたらす突然変異を有するものを含む、本明細書に提供される改変STINGポリペプチド、ならびにC末端尾部(CTT)部分が第2の種からのSTINGタンパク質からのCTT部分により置換されたものなどのキメラSTINGタンパク質でもあり、その際、第2の種のSTINGタンパク質は、ヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性よりも低いNF-κBシグナル伝達活性を有するが、CTT内のTRAF6結合部位は欠失していてもよい。
本明細書に提供される免疫刺激細菌を用いた治療法は、チェックポイント阻害剤療法を含む任意の他の抗がん治療、ならびに上述および本明細書の別途述べるように他のがん処置および化学療法と組み合わせることができる。
6.併用療法をもたらす免疫刺激細菌
本明細書における免疫刺激細菌を使用して、1つよりも多い治療用産物、特に抗がん治療のためのものを提供することができる。一般に産物は、抗腫瘍免疫応答を増強およびリプログラムするための相補的産物である。免疫刺激細菌は、本明細書に記載されるゲノム改変のおかげで、特に、asd、フラジェリン(fliC/fljB)、pagP、csgD、purI、アデノシン栄養要求性、msbB、ansB、および本明細書に別途記載されるまたは当業者に公知の任意の他の改変のいくつかまたは全部の組合せのおかげで、腫瘍微小環境(TME)内に蓄積し、腫瘍常在性免疫細胞(骨髄細胞)に感染する。免疫刺激細菌は、宿主によって認識される1つまたは複数のプロモーター、およびヒト、または他の動物、または哺乳動物の対象などの真核生物において認識される任意の他の所望の調節配列の制御下で相補的治療用産物をコードしているプラスミドを含有して、コードされている産物の発現および産物の分泌も引き起こす。免疫刺激細菌は、TME内に、特に骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)、腫瘍関連マクロファージ(TAM)、および樹状細胞(DC)を含む腫瘍常在性免疫細胞内に蓄積し、コードされている治療用産物がそこで発現され、次いで腫瘍微小環境内に分泌されて、抗腫瘍効果を達成する。産物の適切な組合せによって、様々な産物と宿主免疫系との相互作用のおかげで、抗腫瘍効果を増強することができる。
本明細書に別途述べるように、単一のプロモーターおよびオープンリーディングフレーム(ORF)を有して治療用産物をコードするプラスミドを含有する免疫刺激細菌は、cap非依存的なウイルスの配列内リボソーム進入部位(IRES)の使用により、または2Aペプチド(例えば、T2A、P2A、E2A、またはF2A)の翻訳リードスルーおよびその後の同等発現される共タンパク質への自己切断によって、2つ(以上)のタンパク質を発現させることができる。あるいは、遺伝的ペイロード/治療用産物は、各タンパク質が別々のプロモーターの制御下で発現される二重または多重プロモーターコンストラクトを使用して発現させることができる。3つ以上のタンパク質を発現させるための単一および二重/多重プロモーターコンストラクトの組合せもまた、プラスミド上に含まれ得る。一般的に、治療用産物をコードする核酸は、RNAポリメラーゼIIプロモーターの制御下にある。例えば、プロモーターは、EF-1α、CMV、SV40、UBC、CBA、PGK、GUSB、GAPDH、EIF41A、CAG、CD68、および合成MNDプロモーターを含むが、それに限定されるわけではない。プラスミドは、コードされている治療用産物の発現および/または分泌を増強または増大することができる他の調節エレメント、例えば、転写後調節エレメント(PRE;例えば、WPRE、HPRE)、ポリアデニル化シグナル配列、ターミネーター、エンハンサー、分泌シグナル(シグナルペプチド/配列、リーダーペプチド/配列としても知られる)、DNA核標的化配列(DTS)、および本明細書に別途記載される、または当業者に公知の他の調節エレメントを含有し得る。
プラスミド上にコードされている遺伝的ペイロードまたは治療用産物は、免疫刺激タンパク質、例えば、サイトカイン、ケモカイン、および共刺激分子など;I型IFNおよびその機能獲得型の/構成的に活性な突然変異体/変異体を誘導する細胞内DNA/RNAセンサー;抗体およびその断片;二重特異性T細胞エンゲージャー[BiTE(登録商標)];TGF-β、またはTGF-β拮抗ポリペプチドとの結合についてのデコイとして作用する可溶性TGF-β受容体;IL-6結合デコイ受容体;干渉RNA(例えば、siRNA、shRNA、miRNA);ならびに下述の、および本明細書に別途述べられる、および当技術分野において公知の、他の治療用産物;ならびに前記治療用産物の全部の相補的組合せを含む。一部の実施形態では、サイトカインは、膜アンカーモチーフ、例えば膜貫通ドメイン、およびコラーゲン結合ドメインと共に免疫刺激細菌内のプラスミド上にコードされ得る。
プラスミド上にコードされ得るサイトカイン、ケモカイン、および共刺激分子を含む免疫刺激タンパク質は、IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-15/IL-15Rα鎖複合体、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36ガンマ、インターフェロン-α、インターフェロン-β、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、CCL3、CCL4、CCL5、T細胞の動員および/または持続に関与するかまたはそれを引き起こすもしくは増強するタンパク質、CD40、CD40リガンド(CD40L)、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、細胞質ドメインに欠失を有する4-1BBL(4-1BBLΔcyt)、ICOS、CD27、B7-CD28ファミリーのメンバー、ならびに腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリーのメンバーを含むが、それに限定されるわけではない。免疫刺激タンパク質はまた、抗原提示細胞(APC)上での発現のために、完全長細胞質ドメインを有する、または切り詰められた細胞質ドメイン欠失、もしくは部分的な細胞質ドメイン欠失、もしくは適切な配向性を保証するための改変を有する部分的な細胞質ドメイン欠失を有する、切り詰められた共刺激分子、例えば、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1およびOX40Lなどを含み、そこで切り詰められた遺伝子産物は、共刺激受容体のエンゲージメントを介してT細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの欠失により、APCに対抗調節シグナル伝達できない。
I型IFN産生を誘導または活性化する細胞内DNA/RNAセンサーは、STING、RIG-I、MDA5、IRF3、IRF5、およびIRF7、ならびにその機能獲得型(GOF)または構成的に活性な変異体を含むが、それに限定されるわけではない。DNA/RNAの認識に関与する他のタンパク質であって、構成的I型IFN発現を生成するために突然変異させることができ、プラスミド上にコードされ得る、I型IFN応答を活性化する他のタンパク質は、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF2、TRAF3、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、およびSNRNP200を含むが、それに限定されるわけではない。
本明細書における免疫刺激細菌によって送達されるプラスミド上にコードされ得るかまたは抗腫瘍応答を増強または増大する細菌と同時投与され得る他の治療用産物は、抗体およびその断片、例えば、TGF-β阻害抗体;抗IL-6抗体;チェックポイント阻害剤、例えばPD-1、PD-L1、およびCTLA-4に対する抗体;ならびにVEGF、CD73、CD38、Siglec-15、EGFR、Her2、メソセリン、およびBCMAに対する抗体またはその阻害剤を含むが、それに限定されるわけではない。二重特異性T細胞エンゲージャー[BiTE(登録商標)]、IL-6結合性デコイ受容体、TGF-ベータ結合性デコイ受容体、およびTGF-ベータポリペプチドアンタゴニストもまた、プラスミド上での発現、または本明細書における免疫刺激細菌との同時投与のために企図されている。これらの抗体、阻害剤、またはデコイ受容体のいずれかは、本明細書における免疫刺激細菌と同時投与することができる。一部の実施形態では、PARP(ポリ(ADP)-リボースポリメラーゼ)阻害剤、ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤および/または化学療法もまた、単独または任意の組合せで上記の治療用産物のいずれかと同時投与することができる。
本明細書における免疫刺激細菌内のプラスミド上にコードされ得る治療用産物の相補的組合せの例は、
IL-2およびIL-12p70;IL-2およびIL-21;IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにIL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
IL-15/IL-15RαおよびSTING GOF変異体;IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);IL-15/IL-15RαおよびIL-12p70;IL-15/IL-15RαおよびIL-21;IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにIL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
IL-12p70およびIL-21;IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);IL-12p70およびSTING GOF変異体;IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);IL-12p70およびIL-18;IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;ならびにIL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
TGF-βデコイ受容体、IL-2、およびIL-12p70;TGF-βデコイ受容体、IL-2、およびIL-21;TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにTGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにTGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびIL-21;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);TGF-βデコイ受容体およびIL-12p70;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびIL-18;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにTGF-βデコイ受容体およびSTING GOF変異体と;
抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-12p70;抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-21;抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびに抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびに抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-21;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);抗CTLA-4抗体およびIL-12p70;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-18;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびに抗CTLA-4抗体およびSTING GOF変異体と;
CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-21;CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにCD40アゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにCD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)と;
CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-21;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);CD40アゴニストおよびIL-12p70;CD40アゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-12p70、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOF変異体;CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOF変異体、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびにCD40アゴニストおよびSTING GOF変異体と
を含むが、それに限定されるわけではない。
4-1BBLを含むすべての組合せにおいて、4-1BBL分子は、完全長タンパク質(例えば、ヒトおよびマウス4-1BBLについてそれぞれ配列番号389および393を参照);細胞質ドメインが欠失している4-1BBL変異体(4-1BBLΔcyt;例えば、それぞれヒトおよびネズミ4-1BBLΔcytについて配列番号390および394を参照);切り詰められた(すなわち、完全には欠失していない)細胞質ドメインを有する4-1BBL変異体(4-1BBLcyt trunc;例えば、例示的なヒトおよびマウス4-1BBLcyt trunc変異体について配列番号391~392および配列番号395~396を参照);またはリン酸化部位として作用する1つもしくは複数のSer残基が適切な1つもしくは複数の座位で置換されている、例えばヒト4-1BBLについて、配列番号389を参照して、Ser5およびSer8が逆シグナル伝達を低減するかまたは無くす残基で置換されている、改変細胞質ドメインを有する4-1BBL分子であり得る。その上、抗CTLA-4抗体を含むすべての組合せは、抗CTLA-4抗体断片、例えば抗CTLA-4 scFv(例えば、それぞれ例示的なヒトおよびマウス抗CTLA-4 scFv断片について配列番号403および404を参照)、または抗CTLA-4 scFv-Fc(例えば、それぞれ例示的なヒトおよびマウス抗CTLA-4 scFv-Fc断片について、配列番号402および405を参照)を含み得る。その上、TGF-β受容体デコイは、例えば、抗TGF-ベータ抗体または抗体断片、抗TGF-ベータ受容体抗体または抗体断片、および可溶性TGF-ベータアンタゴニストポリペプチドを含む、腫瘍微小環境からのTGF-βと結合してそれを除去できる他のTGF-ベータポリペプチドアンタゴニストによって置換され得る。
下の表は、免疫刺激細菌内のプラスミド中にコードされ得る例示的な産物およびそのような産物のいくつかの効果/特徴を記載するものである。
Figure 2023501539000019


*DC = 樹状細胞
上記の相補的組合せのいずれかでは、TGF-βデコイ受容体をTGF-β拮抗ポリペプチドにより置換することができる。上述のように、TGF-βデコイ受容体は、TGF-βと結合してそれを排除するためのデコイとして作用するいずれかであるかまたはTGF-β拮抗ポリペプチド(例えば、抗TGF-ベータ抗体もしくは抗体断片、および抗TGF-ベータ受容体抗体もしくは抗体断片)である。I型IFNの産生を誘導または活性化するSTINGタンパク質または他のDNA/RNAセンサーは、GOF/構成的活性変異体の場合があるかまたは本明細書に記載および提供される改変STINGポリペプチドおよびキメラSTINGポリペプチドを含む野生型タンパク質の場合がある。上記の相補的組合せのいずれかはまた、抗PD-1抗体、抗CTLA-4抗体、抗PD-L1抗体、抗IL-6抗体、抗Siglec-15抗体、抗VEGF抗体、抗CD73抗体、抗CD38抗体、抗EGFR抗体、抗Her2抗体、抗メソセリン抗体、抗BCMA抗体、およびその抗体断片のみならず、PARP阻害剤、HDAC阻害剤、または化学療法、およびその組合せのうち任意の1つまたは複数と組み合わせて投与され得る。
本明細書に提供されるプラスミドおよび免疫刺激細菌は、治療的ペイロードの組合せをコードする。これらは、上の表に記載される産物のいずれかまたはすべてをコードしている核酸の組合せを含む。
相補的ペイロードの組合せを評価したが、例示的な組合せおよびそれらの効果を実施例に記載する。抗原特異的T細胞の活性化に対する、および骨髄細胞による、抗腫瘍T細胞の動員に関与する主なケモカインであるCXCL10の分泌に対する、ペイロードの様々な組合せの効果を評価した。例えば、ペイロードの組合せは、骨髄樹状細胞(BMDC)によるCXCL10の強い分泌を誘導することができる。IL-36γをIL-12p70およびSTING R284G tazCTTと組み合わせることは、BMDCによるCXCL10およびIFN-γのより高い分泌をもたらした(実施例26を参照)。多くの組合せは、CD8T細胞応答(例えば、4-1BBの発現)の活性化、およびIFN-γの分泌を誘導する。実施例(実施例26参照)における結果は、特定のサイトカイン組合せがT細胞を活性化できることを示す。例えば、IL-12p70+IL-15;IL-12p70+IL-15+IFN-α2;IL-12p70+IL-15+抗4-1BBアゴニスト抗体;IL-12p70+IL-15+IL-36γ;IL-12p70+IL-15+IL-21;IL-12p70+IL-21+IL-36γ;IL-12p70+IL-36γ+IFN-α2;IL-12p70+IL-36γ+抗4-1BBアゴニスト抗体;IL-15+IL-36γ+IFN-α2;およびIL-15+IL-36γ+抗4-1BBアゴニスト抗体の組合せは、T細胞から高レベルのIFN-γの分泌をもたらすが、分泌されるIL-6は比較的低レベルであり、したがってそれらは、腫瘍微小環境内の抗腫瘍免疫の誘導のための最適なT細胞活性化に理想的な組合せとなる。
その上、サイトカイン(IL-12p70、IL-15、IL-21、およびIL-36γ)と4-1BBエンゲージメントとのいくつかの組合せは、CD4T細胞およびCD8T細胞について抗CD3εアゴニスト抗体によるTCR刺激を行っておよび行わずに高レベルのIFN-γを分泌するようにT細胞を活性化する。本明細書に記載されるSTING変異体のみならず、IL-12は、ヒトCD8T細胞の抗原特異的活性化を増大させることができる。データ(実施例24参照)はまた、結腸直腸癌のマウス(mu)モデルにおいて、IL-15、または4-1BBLΔcyt+IL-12の組合せを発現している免疫刺激細菌株が、4-1BBL(Δcyt)またはIL-12単独を発現している同じ株よりも腫瘍成長阻害を強力に阻害するが、高い完全奏効率(治癒率50%)をもたらしたことを示した。他の組合せも試験し、それらがインビボで強力な抗腫瘍活性を有することを示した。
ペイロードの組合せは、共刺激分子、例えば、OX40Lポリペプチド、もしくは4-1BBLポリペプチド、またはその細胞質欠失もしくは切り詰め変異体の1つ、および/または本明細書において記載および例示されるその改変型;あるいは抗免疫チェックポイント抗体またはその断片、例えば抗CTLA-4 scFv-Fcまたは抗CTLA-4 scFv(それぞれ実施例20ならびに配列番号402および403を参照);1つまたは複数のサイトカイン/ケモカイン、例えば、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γ、IFN-β、IFN-α2、およびCXCL10;TGF-β結合性デコイ受容体および他のTGF-ベータポリペプチドアンタゴニスト、例えば、ヒトIgG1 Fcと融合したヒト可溶性TGFβ受容体II(hu sTGFβRII-Fc;配列番号407)、抗TGF-ベータ抗体または抗体断片、抗TGF-ベータ受容体抗体または抗体断片、および可溶性TGF-ベータアンタゴニストポリペプチド;ならびに本明細書に記載および例示されるSTINGタンパク質または改変および/もしくはキメラSTINGタンパク質のうち1つまたは複数を含み得る。
本明細書に述べるように、これらのペイロード/産物/ポリペプチドは、単一のプロモーター(すなわち、単一プロモーターシステム)、および必要に応じて他の調節配列の制御下でポリシストロンコンストラクトとしてコードされている場合があり、2Aポリペプチドまたは個別の産物の翻訳をもたらす他のそのようなポリペプチドも含み得る。ペイロードはまた、それぞれ異なるプロモーターの制御下で2つの別々のオープンリーディングフレーム(ORF)を含有するプラスミド上に発現され得る(すなわち、二重プロモーターシステム)。プラスミド上にコードされている順序で、ポリシストロンコンストラクト中にコードされている2Aペプチドを含む、ペイロードの例示的な組合せは、下の表に示される。
産物の例示的な組合せおよびプラスミド上の例示的な順序
Figure 2023501539000020


Figure 2023501539000021


*4-1BBL = 細胞膜に対して正しい配向性を保持するために残りの細胞質ドメインをより大きく陽性にするために細胞質切り詰めおよび残基改変を有する改変4-1BBL。
**キメラSTING=タスマニアンデビルCTTおよび置換R284G/N154Sを有するSTING 。
sTGFβRIIFc# = II型受容体ベータグリカン。
本明細書に提供される免疫刺激細菌の性質、例えば、腫瘍常在性骨髄細胞内およびTME内での蓄積など、および発現され得る産物/ペイロードの組合せは、がん免疫サイクルをカバーするように選択することができる。サイクル中の各工程、ならびに免疫刺激細菌およびペイロードの役割は、以下のように要約される:
1)がん細胞抗原の放出 - 免疫刺激細菌が腫瘍常在性骨髄細胞内に蓄積する;
2)がん抗原提示 - 本明細書に提供される免疫刺激細菌は、免疫刺激物質、例えばSTINGポリペプチドおよびその変異体、ならびにIL-12をコードおよび発現し、IFN-αおよびIFN-βを含むI型インターフェロンの発現をもたらす;
3)プライミングおよび活性化 - 免疫刺激細菌は、STINGポリペプチドおよびその変異体、ならびに共刺激タンパク質、例えば4-1BBL、およびIL-12をコードする;
4)T細胞の腫瘍への輸送 - コードされているSTING変異体が発現され、結果としてのIFN-αおよびIFN-βの発現をもたらす;
5)腫瘍へのT細胞の浸潤 - 免疫抑制性骨髄細胞の血管漏出および再分極;
6)T細胞によるがん細胞認識 - I型IFN、およびIFNγ、およびMHCのアップレギュレーション;ならびに
7)がん細胞の殺滅 - T細胞増殖およびIFN-γの放出、および可溶性TGF-βデコイ受容体の発現を誘導する、コードされているサイトカイン/ケモカイン、例えば、IL-12、IL-15、IL-21、および/またはIL-36γなどの組合せ。
当業者は、本明細書における開示およびその知識に基づき、免疫活性化効果および/または免疫抑制効果を有して、本明細書に提供される免疫刺激細菌の抗腫瘍活性を増強する、ポリシストロンコンストラクト上にコードされている場合の他の産物ペイロードの組合せおよび産物の他の順序を特定することができる。
E.細菌デリバリーのための治療用産物をコードする例示的プラスミドの構築
本明細書の免疫刺激細菌は、抗腫瘍応答を促進または誘導または増強する1または複数(one or more)の治療用産物、例えば免疫調節性タンパク質をコードするように改変することができる。治療用産物は、真核生物の対象、特に、免疫刺激細菌が投与されることになる対象、例えばヒトにおける発現のために、真核生物プロモーター、例えば、RNAポリメラーゼIIによって認識されるプロモーターの制御下で、細菌中のプラスミド上にコードされ得る。治療用産物をコードする核酸は、真核生物プロモーターに加えて、細胞における発現または輸送のための、例えば、細胞表面上での分泌または発現ための他の調節シグナルを含むことができる。免疫刺激タンパク質は、腫瘍微小環境(TME)などの適切な環境において、免疫刺激細菌が投与される対象において抗腫瘍応答を促進する、または抗腫瘍応答に関与する、または抗腫瘍応答を増強することができるものである。免疫刺激タンパク質としては、限定されないが、サイトカイン、ケモカイン、および共刺激分子が挙げられる。これらには、サイトカイン、例えば、限定されないが、IL-2、IL-7、IL-12、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-15/IL-15Rα鎖複合体、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γ、IL-2Raへの結合が減弱したIL-2、IL-2Ra、IFN-αおよびIFN-βに結合できないように改変されているIL-2;ケモカイン、例えば、限定されないが、CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10およびCXCL11;T細胞の動員および/もしくは持続に関与しているか、もしくはそれを引き起こすかもしくは増強するタンパク質;ならびに/または共刺激分子、例えば、限定されないが、CD40、CD40L、OX40、OX40L、4-1BB、4-1BBL、細胞質ドメインの欠失を有する4-1BBL(4-1BBLΔcyt)、切り詰められた細胞質ドメインまたはそうでなければ改変され切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL、ICOS、ICOSリガンド、CD27、CD27リガンド、CD80、CD86、TNF/TNFRスーパーファミリーのメンバー、およびB7-CD28ファミリーのメンバーが挙げられる。当業者に既知である、腫瘍の処置に使用される、または抗腫瘍応答を促進する、増強する、もしくはそうでなければ増大する、もしくは誘起する他のそのような免疫刺激タンパク質は、本明細書で提供される免疫刺激細菌においてコードするために企図される。
本明細書の免疫刺激細菌によってコードされている他の治療用産物としては、I型インターフェロン産生を誘導または活性化する細胞内DNA/RNAセンサー、例えば、STING、MDA5、RIG-I、IRF3およびIRF7、ならびにそれらの機能獲得型の構成的に活性な変異体が挙げられる。例えば、構成的に活性なSTING変異体には、突然変異V147L、N154S、V155M、C206Y、R281Qおよび/またはR284G、例えばN154S/R284Gを有するもの、ならびに本明細書に記載の、および当技術分野で既知の他のものが含まれ、一方で、構成的に活性なIRF3変異体としては、突然変異S396D、S398D、S402D、T404Dおよび/またはS405D有するもの、ならびに本明細書に記載の、および当技術分野で既知の他のものが挙げられる。本明細書の免疫刺激細菌によってコードされている他の治療用産物には、単鎖可変断片(scFv)、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)断片、Fv断片、ジスルフィド結合したFv(dsFv)、Fd断片、Fd’断片、単鎖Fab(scFab)、ダイアボディ、抗イディオタイプ(抗Id)抗体、合成抗体、組換えで生成した抗体、多重特異性抗体(例えば、2重特異性抗体)、ヒト抗体、非ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体およびイントラボディまたは上記のいずれかの抗原結合性断片を含めた抗体および抗体断片が含まれる。抗体は、免疫チェックポイント、例えば、PD-1、PD-L1、CTLA-4、IDO1および2,CTNNB1(β-カテニン)、SIRPα、VISTAならびにTREX-1、ならびに当技術分野で既知のまたは本明細書に記載の他のものに対して向けられるもの、または他の標的、例えば、TGF-β、VEGF、HER2、EGFR、STAT3およびIL-6、ならびにその阻害が抗腫瘍応答を改善する他のそのような標的に対するものでもよい。免疫刺激細菌は、免疫チェックポイント、例えばTREX1、およびその阻害、抑制または破壊が抗腫瘍応答を改善する他の標的に対するRNAi、例えば、siRNA(shRNAおよびmiRNA)をコードすることもできる。
一部の実施形態では、本明細書の免疫刺激細菌は、免疫系を刺激化するために、限定されないが、IL-2、IL-7、IL-12[IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)]、IL-15(およびIL-15:IL-15Rアルファ鎖複合体)、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36ガンマ、IFN-アルファならびにおよびIFN-ベータを含めた1または複数のサイトカインをコードし、発現するように操作されている。サイトカインは、腫瘍部位においてエフェクター細胞および間質細胞を刺激化し、細胞傷害性細胞による腫瘍細胞認識を増強する。一部の実施形態では、免疫刺激細菌は、ケモカイン、例えば、CCL3、CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10およびCXCL11などの1つまたは複数をコードし、発現するように操作され得る。免疫刺激細菌の抗腫瘍有効性を増強するために、治療用産物のいずれかの相補的組合せがコードされ、腫瘍微小環境に送達され得る。これらの改変、およびそれらをコードする免疫刺激細菌は上述され、以下に例示される。
1.タンパク質の異種発現のための構成的プロモーター
本明細書で提供されるプラスミドは、治療用産物、例えば、哺乳動物対象で発現された場合に、腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質をコードするように設計されており;免疫刺激タンパク質または他の治療用産物は、真核生物プロモーター、例えば、RNAポリメラーゼII(RNAP II)によって認識されるプロモーターの制御下にある、細菌中のプラスミド上にコードされている。一般に、プロモーターは構成的プロモーター、例えば、後期真核生物ウイルスプロモーターである。例示的プロモーターとしては、限定されないが、数ある中でも、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、伸長因子1アルファ(EF-1α)プロモーター、ユビキチンC(UBC)プロモーター、シミアンウイルス40(SV40)初期プロモーター、ホスホグリセリン酸キナーゼ1(PGK)プロモーター、ニワトリβ-アクチン(CBA)プロモーターおよびその派生的プロモーターCAGGまたはCAG、β-グルクロニダーゼ(GUSB)プロモーター、MNDプロモーター(骨髄増殖性肉腫ウイルスエンハンサーを有し、負の制御領域が欠失した、改変されたMoMuLV(モロニーマウス白血病ウイルス)LTRのU3領域を含む合成プロモーター)、真核生物開始因子4A-I(EIF4A1)プロモーター、CD68プロモーター、ならびにGAPDHプロモーターが挙げられる(例えば、Powell et al. (2015) Discov. Med. 19(102):49-57を参照されたい)。CAGプロモーターは、(C)サイトメガロウイルス(CMV)初期エンハンサーエレメント;(A)プロモーター、ニワトリベータ-アクチン遺伝子の第1エクソンおよび第1イントロン;ならびに(G)ウサギベータ-グロビン遺伝子のスプライス受容体からなる。MNDは、骨髄増殖性肉腫ウイルスエンハンサーを有し、負の制御領域が欠失した、改変されたMoMuLV[モロニーマウス白血病ウイルス)LTRのU3領域を含む合成プロモーターである(マウス白血病ウイルス由来MNDプロモーター(骨髄増殖性肉腫ウイルスエンハンサー、負の制御領域の欠失、dl587revプライマー結合部位の置き換え(substituted));例えば、Li et al. (2010) J. Neurosci. Methods 189:56-64)を参照されたい。
これらのプロモーターの2つ以上は、プラスミド上の複数のオープンリーディングフレーム(ORF)中にコードされ得る。限定されないがCMVを含めて、ある特定のプロモーターは、複数のcAMP応答エレメント結合タンパク質(CREB)部位を含む。これらのエレメントを含むプラスミド、例えば、細菌の破壊後に細胞質ゾルに放出される、ネズミチフス菌内に含まれるプラスミドが細胞質ゾルに放出される場合、プラスミドは、CREB媒介性宿主微小管機構を使用して効率的に核にシャトルされる(例えば、Bai et al. (2017) Biosci. Rep. 37(6):BSR20160616を参照されたい)。
プラスミドは、例えばasdの発現のための細菌プロモーターおよび治療用産物の発現のための真核生物プロモーターを含めて、多重プロモーターを含むことができる。治療用産物の発現を改善するため、ならびに細菌の増殖および適応度を改善するために、プロモーターおよび他の調節配列の様々な構成が評価された。以下の実施例(実施例30を参照されたい)に示すように、試験した構成の中で、プラスミド上の真核生物発現カセットの配向性を逆にすること、および1つまたは複数の細菌ターミネーターを含むことが、コードされているペイロードの発現の効率を高めることができ、かつ細菌の適応度を改善することができる。
2.複数の治療用産物発現カセット
a.単一プロモーターコンストラクト
同じ細胞における、単一コンストラクトからの複数の遺伝子の発現は、いくつかのタンパク質の共発現が、所望の生物学的効果、例えば抗腫瘍応答を誘発するのに必要とされる場合に、達成することができ、かつ有利である。配列内リボソーム進入部位(IRES)配列は、単一プロモーターの制御下にある2つのコード配列を分離するために使用されたが、第1のタンパク質と比較して第2のタンパク質の発現レベルが低減している可能性があり、特定の場合に、例えば、パッケージング能力が小さいウイルスを使用する場合に、IRES配列の長さが禁制的である可能性がある。リボソームスキッピングイベントを媒介する、2Aペプチドとして知られる短い(約18~22アミノ酸長)ウイルス由来ペプチド配列の発見によって、単一mRNAから同様のレベルで複数の個別のペプチド産物を産生することが可能になる。2Aペプチドコード配列は、ポリペプチドをコードする導入遺伝子間に含まれる(例えば、Daniels et al. (2014) PLoS One 9(6):e100637を参照されたい)。
IRESおよび2Aペプチドは、1つの転写物における複数の遺伝子の共発現のために、異なるメカニズムを使用する。例えば、1つのmRNAで複数の遺伝子を発現させるためにIRESを使用する場合、プロモーターの直接下流の遺伝子は標準のキャップ依存性メカニズムによって翻訳され、IRESの下流のものはキャップ非依存性メカニズムによって翻訳され、これは、キャップ依存性メカニズムよりも翻訳効率が低く、不均衡な発現をもたらし、IRESに駆動される遺伝子の発現がより低くなる(例えば、Chng et al. (2015) mAbs 7(2):403-412を参照されたい)。これに反して、2Aで連結された遺伝子は、1つのオープンリーディングフレーム(ORF)で翻訳される。2A配列によって分離されているタンパク質の切断は、非通常性のプロセスで同時翻訳で起こり、この場合、2AペプチドのC末端のグリシンおよびプロリンの間でペプチド結合が形成されないことが多い(すなわち、ペプチド結合が「スキップされる」)。これにもかかわらず、翻訳は進行し、2つの別々のタンパク質が等量で産生される。2Aペプチド配列のおよそ20アミノ酸をコードするより短いストレッチは、結合スキッピングを引き起こすのに十分である。しかし、結合スキッピングが起こらない場合、その後に切断されない融合タンパク質が生成される(例えば、Daniels et al. (2014) PLoS One 9(6):e100637を参照されたい)。
限定されないが、数ある中でも、ゾセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルス由来のT2A(配列番号327)、ブタテッショウウイルス-1由来のP2A(配列番号328)、ウマ鼻炎Aウイルス由来のE2A(配列番号329)、および口蹄疫ウイルス由来のF2A(配列番号、330)を含めて、これらの2Aペプチド多くは記載されている。異なる研究が、様々な2Aペプチドの矛盾する切断効率を報告しており、2Aペプチドの切断効率は、発現されるタンパク質の性質、2A配列に隣接する遺伝子の順序、使用される2Aペプチドの長さ、および上流タンパク質と2Aペプチドの間のリンカーに影響を及ぼされ得る。切断効率および増強されたタンパク質発現は、上流のウイルス切断配列、例えば、限定されないが、ペプチドフューリン切断配列、RRKRを使用して、および2Aペプチドの直前にGSGおよびSGSペプチドリンカー、V5エピトープタグ(GKPUPNPLLGLDST)または3×Flagエピトープタグを挿入することによって改善することができることが多い(例えば、Chng et al. (2015) mAbs 7(2):403-412を参照されたい)。
単一プロモーターおよびORFとともに、治療用産物、例えば免疫調節性タンパク質をコードするプラスミドを含む本明細書の免疫刺激細菌は、キャップ非依存性であるウイルス配列内リボソーム進入部位(IRES)を使用して、または2Aペプチドの翻訳リードスルー、およびその後の等しく発現される共タンパク質への自己切断を通して、2種以上のタンパク質を発現することができる。プラスミドは、本明細書において以下および他の個所で述べるように、他の調節エレメントを含むことができる。例えば、例示的コンストラクト(実施例14を参照されたい)はCMV-muIL-2 CO_T2A_muIFN-α2-WPREであり、この場合、CMVプロモーターおよびT2Aペプチドを使用して、コドン最適化されたマウスIL-2がマウスIFN-α2とともに共発現される。さらに、発現を増強するために、ウッドチャック肝炎ウイルス(WHP)の転写後調節エレメント(WPRE)が含まれる。例えば、第3の治療用産物がプラスミドによって発現される場合、2A配列は、第1のプロモーター、例えばCMVの制御下で発現される最初の2つのタンパク質に隣接し、第3のタンパク質は、第2のプロモーター、例えばEF-1αの制御下でコードされている。そのようなコンストラクトの例は、CMV-muIL-15Rα/IL-15sc_T2A_muSTING-R283G+EF-1α-muIL-18-WPREであり、この場合、T2Aを使用して、マウス15Rα/IL-15scと置換R283Gを有するマウスSTINGとがCMVプロモーターの制御下で共発現され、マウスIL-18がEF-1αプロモーターの制御下で個別に発現される。この例示的コンストラクトは、発現の増強のためにWPREも含む。
b.二重/多重プロモーターコンストラクト
あるいは、遺伝子ペイロード/治療用産物は、二重または多重プロモーターコンストラクトを使用して発現させることができ、この場合、各タンパク質は個別のプロモーターの制御下で発現される。したがって、組み合わせて発現される治療用産物、例えば免疫調節性タンパク質をコードするプラスミドは、多重プロモーターを含むことができ、それぞれが適切な停止コドンプロセシングを有する個々のインタクトなORFを制御する(すなわち、二重/多重プロモーターコンストラクト);または複数のタンパク質を、2Aペプチドを使用して単一ORFで発現させることができる(すなわち、単一プロモーターコンストラクト);またはプラスミドは、上記のように、3種以上タンパク質を発現させるために、単一プロモーターコンストラクトと二重/多重プロモーターコンストラクトの混合物を含むことができる。
3.調節エレメント
a.転写後調節エレメント
単一プラスミドからの単一および複数の治療用産物/免疫調節性タンパク質の発現を増強するために、目的のタンパク質の転写および翻訳を増強する調節エレメント用いることができる。例えば、ウッドチャック肝炎ウイルスの転写後調節エレメント(PRE)(WPRE)は、ORFの3’非翻訳領域に挿入された場合に、発現レベルを数倍増強することができる(例えば、Zufferey et al. (1999) J. Virol. 73(4):2886-2892を参照されたい)。同様に、限定されないが、B型肝炎ウイルスPRE(HPRE)を含めて、他のそのようなエレメントも発現を増強することができる。単一プラスミド上の複数のタンパク質の発現を改善するために、これらの組合せを複数のORFの3’末端で使用することができる。
WPREおよびHPRE PREは、核からのmRNA移行を促進することによって細胞質mRNAの蓄積を増大することができ、転写後プロセシングおよび安定性を増強することができる、ヘパドナウイルスのシス作用性RNAエレメントである。
b.ポリアデニル化シグナル配列およびターミネーター
タンパク質発現を増強することができるプラスミド上の他のエレメントとしては、ポリアデニル化シグナル配列およびターミネーターが挙げられる。ポリアデニル化は、mRNA転写物の3’末端へのポリ(A)テールの転写後付加であり、これは、翻訳のための成熟mRNAを産生するプロセスの一部である。ポリアデニル化シグナル配列は核外移行、mRNAの安定性および効率的な翻訳に重要である。ターミネーターは、転写物の末端を規定し、遊離3’末端を作出し、転写装置からの新しく合成されたmRNAの放出を開始する配列である。次いで遊離3’末端は、ポリ(A)テールの付加に利用可能である。ターミネーターは転写される遺伝子の下流に見出され、典型的には、任意の3’調節エレメント、例えば、ポリアデニル化またはポリ(A)シグナルの直後に存在する。発現プラスミドにおいて一般に使用される哺乳動物ターミネーターとしては、配列モチーフAAUAAAを含み、ポリアデニル化と終結の両方を促進する、シミアンウイルス40(SV40)、ヒト成長ホルモン(hGH)、ウシ成長ホルモン(BGHまたはbGH)およびウサギベータ-グロビン(rbGlob)のポリA配列が挙げられる。
ORFの3’末端に設置される場合に、シミアンウイルス40ポリA(SV40pA)またはウシ成長ホルモンポリA(bGHpA)シグナルなどの配列は、インビトロとインビボの両方で数倍の発現増大をもたらす(例えば、Powell et al. (2015) Discov. Med. 19(102):49-57を参照されたい)。これらのおよび他のそのようなエレメントは、単一プラスミドから発現される免疫調節性タンパク質を含めて、複数の治療用産物の発現および翻訳をさらに増強することができる。
c.エンハンサー
プロモーターおよびエンハンサーはプラスミド中のマルチクローニングサイト(MCS)の上流に見出され、協力して転写の速度を決定する。エンハンサーは、DNAをループ化するために、アクチベータータンパク質に結合し、特定のプロモーターを開始複合体に連れて行き、このようにして、転写の速度を高める配列である。これらは、影響を与えるプロモーターに隣接していてもよく、または該プロモーターから離れていてもよく、CMV、EF-1α、SV40および合成エンハンサー、または骨髄増殖性肉腫ウイルスエンハンサーを有する改変されたMoMuLV(モロニーマウス白血病ウイルス)LTRのU3領域を含む合成プロモーターであるMNDプロモーターを含む。本明細書の免疫刺激細菌は、プラスミド上にコードされている治療用産物/タンパク質の発現を増強するために、エンハンサーを含むことができるプラスミドを含む。
d.分泌シグナル
シグナル配列もしくはシグナルペプチド、リーダー配列もしくはペプチド、または局在シグナルもしくは局在配列としても知られる分泌シグナルは、分泌されることになる新しく合成されたタンパク質のN末端にある短いペプチドである。シグナルペプチドは、細胞がタンパク質を通常細胞膜に移動させるのを促進する。タンパク質分泌の効率はシグナルペプチドによって強く決定される。したがって、本明細書の免疫刺激細菌は、コードされている治療用産物の発現または分泌を容易にするおよび/または増大するために、シグナルペプチド/分泌シグナルペプチドを含むことができるプラスミドを含む。
e.細菌の適応度の改善
治療用産物をコードする免疫刺激細菌中のプラスミドは、細菌遺伝子の発現のために、および複雑な多シストロン性真核生物ペイロードの発現のためにも提供される遺伝子および調節エレメントを含む。そのような進化的に分岐した生物の間の転換は、原核生物および真核生物で適切に機能するための課題をもたらす。細菌がインビトロで培養され、次いで、真核生物の対象に投与され、がん対象において、プラスミドが細胞に、特に腫瘍常在性骨髄性細胞に送達され、ペイロードが発現され、プロセッシングを受け、輸送される。実施例(実施例30を参照されたい)に記載されているように、大きな真核生物遺伝子および調節配列と組み合わされた、細菌中の真核生物プロモーター、例えばCMVプロモーターからの転写漏出性は、低い注射ストック生存率およびブロス培養における増殖速度の低減として顕在化する、細菌の適応度の低減をもたらす可能性がある。
実施例(実施例30を参照されたい)に示すように、哺乳動物細胞において高い異所性発現を維持しながら、細菌の適応度に対する負の影響を最小化するために、細菌の適応度を改善するように、および真核性発現を維持するまたは改善するようにデリバリープラスミドを体系的に改変した。あり得る例示的な負の影響および解決策としては、例えば、以下が挙げられる:
1)PromoterHunter(phisite.org/promoterhunter/においてオンラインで利用可能;例えば、Klucar et al. (2010) Nucleic Acids Res. 38(Database issue):D366-D370を参照されたい)を使用して、CMVプロモーターのエンハンサー領域内にコードされている潜在性細菌プロモーター配列を特定し、これらの推定上のプロモーター配列をCREB結合部位および部分的CREB結合部位と置換して、効率的なプラスミドデリバリーを促進した。
2)CMVプロモーターからの転写漏出性を阻害するために、いくつかの細菌ターミネーターをORF1の5’UTRに挿入して、細菌における発現を阻害した(以下の実施例30の表を参照されたい);
3)複製起点からのリードスルー転写のレベルを低減するために、発現カセットと複製起点の間に挿入される転写ターミネーターの有り無しで、CMVプロモーターの上流からポリアデニル化シグナルの末端までの発現カセットの配向性を逆にした;
4)さらなる改善のために、注射ストック生存率が増大し、インビトロでの遺伝子ペイロードの発現が増強した上記の1)~3)の中の改変を組み合わせた。
実施例(実施例30を参照されたい)において詳しく述べられる結果は、プラスミド上で発現カセットを逆にし、コード領域の後にBBa_B0015細菌ターミネーターを挿入し、CMVプロモーターの下流にT4細菌ターミネーターを挿入した場合(例えば、図14を参照されたい)、改変無しのプラスミドと比較して、インビトロにおいて、細菌細胞生存率の増大、倍加時間の低減、より高い静止(stationary)OD600への増殖、およびコードされているペイロードの発現増大があったことを示す。
BBa_B0015ターミネーターは、大腸菌由来するターミネーター(BBa_B0010)とT7ファージに由来するターミネーター(BBa_B0012)が結合している複合性ターミネーターである。
したがって、真核生物プロモーター、例えばウイルスプロモーターが細菌プロモーター、例えば、プラスミド上の外来性asd遺伝子の発現を制御する細菌プロモーターと反対の配向性にあるプラスミドが本明細書で提供される。例えば、外来性asdカセット(asd細菌においてプラスミド上にコードされている、発現のための調節配列および外来性asd遺伝子を含む)は、真核生物調節配列と反対の配向性にあり、ペイロードをコードする核酸に作用可能に連結されている。これは、真核生物プロモーターのリードスルー(漏出性)を低減する。これらのコンストラクトは、真核生物プロモーターを含むペイロード発現カセットに隣接する細菌ターミネーターも含み、これは、細菌プロモーターからのリードスルーを低減する。例えば、図14は例示的なコンストラクト構成を提供する。
したがって、所望ならば、真核生物プロモーターを含む発現カセットを細菌プロモーターの制御下にあるものと反対方向に配向させること、および戦略的な場所で細菌の発現を終結するために、細菌で認識されるターミネーターを含むことを含めたいくつかのストラテジーの1つまたは複数によって、細菌の適応度を改善することができる。インビトロで細菌の増殖を増強するために、および発現を支持するために、またはヒトなどの真核生物(eukarytic)宿主において、インビボで真核生物プロモーターからの発現を妨げないために、他のそのような改変を含むことができる。したがって、コンストラクトは、細菌プロモーターを含むことによって;および外来性asdをコードするカセットに対して、ペイロードをコードする核酸の配向性を逆にすることによって、改善された。
4.複製起点およびプラスミドコピー数
プラスミドは、複製起点によって細菌内で維持される、自律的に複製する染色体外の環状二本鎖DNA分子である。コピー数は、プラスミドの安定性に影響を与える。高コピー数は、一般に、ランダムな分配が細胞分裂で起こる場合に、プラスミドのより大きな安定性をもたらす。高コピー数のプラスミドは、一般に増殖速度を低下させ、したがって、プラスミドが少ない細菌細胞がより速く増殖するので、これが培養で優位を占めることをおそらく可能にする。これは、高コピー数で存在する場合に細菌に対して毒性を持つ可能性がある、プラスミド上のある特定の遺伝子の発現を制限する、遺伝子減弱および遺伝子投薬ストラテジーを使用して、改良され得る。複製起点は、プラスミドの適合性、すなわち、同じ細菌細胞内の別のプラスミドとともに複製する能力も決定する。同じ複製系を利用するプラスミドは、同じ細菌細胞中に共存することができず;これは、同じ適合性群に属すると言われる。同じ適合性群からの第2のプラスミドの形態で新しい起点を導入することは、内在プラスミドの複製の結果を模倣する。したがって、2種のプラスミドが異なる細胞に分離して、複製前の正確なコピー数の作出の後まで、いかなるさらなる複製も防止される。
多数の細菌性複製起点は当業者に既知である。起点は、所望のコピー数を達成するように選択することができる。複製起点は、DNA依存性DNAポリメラーゼを介したプラスミド複製の開始部位として認識される配列を含む(例えば、del Solar et al. (1998) Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62(2):434-464を参照されたい)。異なる複製起点によって、各細胞内でプラスミドコピーレベルが変動し、細胞あたり1~数100コピーの範囲になり得る。一般に使用される細菌プラスミド複製起点としては、限定されないが、非常に高いコピーの誘導体、例えばpUC、およびより低いコピーの誘導体、例えばpBR322を有する、pMB1に由来する起点、ならびに低コピー数を有する、ColE1、p15AおよびpSC101ならびに他の起点が挙げられる。そのような起点は当業者に周知である。例えば、pUC19起点は細胞あたり500~700コピーのコピー数をもたらす。pBR322起点は、細胞あたり15~20コピーの既知のコピー数を有する。これらの起点は単一塩基対しか異ならない。ColE1起点のコピー数は15~20であり、pBluescriptなどの誘導体は300~500の範囲のコピー数を有し得る。プラスミドpACYC184中にあるp15A起点は、例えば、およそ10のコピー数をもたらす。pSC101起点はおよそ5のコピー数を与える。複製起点を得ることができる他の低コピー数ベクターとしては、例えば、pWSK29、pWKS30、pWSK129およびpWKS130が挙げられる(例えば、Wang et al. (1991) Gene 100:195-199を参照されたい)。中程度~低コピー数は150未満または100未満である。低コピー数は20、25または30未満である。一般に、中程度コピー数未満は150コピー未満であり、低コピー数未満は約25コピー未満または25コピー未満であり、一般に、コピー数は、調製物中の細菌あたりのプラスミドの平均コピーを指す。当業者は、低、中程度または高コピー数を有するプラスミドを特定することができる。例えば、コピー数が高いかまたは低いかを実験的に決定する1つの方法は、ミニプレップを行うことである。高コピープラスミドは、1mlのLB培養あたり3~5μgの間のDNAをもたらすはずであり;低コピープラスミドは、mlのLB培養あたり0.2~1μgの間のDNAをもたらすであろう。複製起点の特定および複製起点の配列を含めて、細菌プラスミドの配列は周知である(例えば、snapgene.com/resources/plasmid_files/basic_cloning_vectors/pBR322/を参照されたい)。例示的複製起点およびそれらのプラスミドコピー数を以下の表に概説する。
Figure 2023501539000022

高コピープラスミドはインビトロにおけるタンパク質の異種発現のために選択され、染色体の遺伝子と比較して遺伝子投薬量が増大するので、タンパク質の比収率(specific yields)が高くなり、治療用細菌については、コードされている治療薬の治療投薬量がより高くなる。しかし、本明細書では、例えばネズミチフス菌による、治療用産物(例えば、免疫調節性タンパク質)をコードするプラスミドのデリバリーについては、一部の実施形態では、高コピープラスミドが有利である場合があることが示される。
発現される分子が生物に対して毒性を持つ場合、細菌が高コピープラスミドを維持するための要件が問題になり得る。これらのプラスミドを維持するための代謝要件は、インビボでの複製適応度のかなりの犠牲をともなう可能性がある。治療用産物のデリバリーのための最適なプラスミドコピー数は、プラスミドを送達するように操作された菌株の減弱のメカニズムに依存し得る。必要であれば、当業者は、本明細書における本開示を考慮して、細菌の特定の免疫刺激性種および菌株に対して適切なコピー数を選択することができる。
5.CpGモチーフおよびCpGアイランド
非メチル化シチジン-リン酸-グアノシン(CpG)モチーフは、細菌のゲノムDNAで広く認められるが、脊椎動物のゲノムDNAではそうではない。病原DNAおよびCpGモチーフを含む合成オリゴデオキシヌクレオチド(ODN)は宿主防御メカニズムを活性化し、自然免疫応答および獲得免疫応答をもたらす。非メチル化CpGモチーフは、中央の非メチル化CGジヌクレオチド+隣接領域を含む。ヒトでは、4つの異なるクラスのCpG ODNが、構造の違いおよびこれらが誘導する免疫応答の性質に基づいて特定されている。K型ODN(B型とも称される)は、典型的にはホスホロチオエート骨格上に1~5個のCpGモチーフを含む。D型ODN(A型とも称される)は混合ホスホジエステル/ホスホロチオエート骨格を有し、ステムループ構造の形成を可能にするパリンドローム配列が隣接する単一CpGモチーフならびに3’および5’末端のポリGモチーフを有する。C型ODNはホスホロチオエート骨格を有し、ステムループ構造または二量体を形成することができる複数のパリンドロームCpGモチーフを含む。P型CpG ODNはホスホロチオエート骨格を有し、そのGCリッチ3’末端でヘアピンを形成することができる二重パリンドロームを有する複数のCpGモチーフを含む(例えば、Scheiermann et al. (2014) Vaccine 32(48):6377-6389を参照されたい)。本明細書において、CpGはプラスミドDNA中にコードされており;これはモチーフとして導入され得るか、または遺伝子中に導入され得る。
Toll様受容体(TLR)は、病原体関連分子パターン(PAMP)を感知し、病原体に対する自然免疫を活性化するための重要な受容体である(例えば、Akira et al. (2001) Nat. Immunol. 2(8):675-680を参照されたい)。TLR9は、哺乳動物DNA中に天然に存在しない、原核生物のDNA中の低メチル化CpGモチーフを認識する(例えば、McKelvey et al. (2011) J. Autoimmun. 36:76-86を参照されたい)。CpGモチーフの認識は、免疫細胞サブセットにおけるエンドソーム中への病原体のファゴサイトーシスの際に、IRF7依存的I型インターフェロンシグナル伝達を誘導し、自然免疫および適応免疫を活性化する。
CpGアイランドまたはモチーフを含むプラスミドを保有する免疫刺激細菌、例えばサルモネラ属種、例えばネズミチフス菌株が本明細書で提供される。これらの細菌は、TLR9を活性化し、I型IFN媒介性自然免疫および適応免疫を誘導することができる。本明細書で例示されるように、低メチル化CpGアイランドを含む細菌プラスミドは、プラスミド上にコードされている治療用産物、例えば免疫刺激タンパク質とSTING、IRF3および他の細胞内DNA/RNAセンサーの構成的に活性な変異体とを組み合わせて、相乗的または増強された抗腫瘍活性を有し得る、自然および適応抗腫瘍免疫応答を誘発することができる。例えば、asd遺伝子(配列番号48)は高頻度の低メチル化CpGアイランドをコードする。CpGモチーフは、免疫刺激細菌において、本明細書に記載されるかまたは本明細書の説明から明らかである治療用産物のいずれかと組み合わせて含まれて、それによって、処置される対象において抗腫瘍免疫応答を増強または改善することができる。
免疫刺激性CpGは、遺伝子産物をコードする、典型的に細菌遺伝子由来の核酸を含むことによって、およびさらに、CpGモチーフをコードする核酸を付加することによって、プラスミド中に含むことができる。本明細書のプラスミドはCpGモチーフを含むことができる。例示的CpGモチーフは既知である(例えば、米国特許第8,232,259号、第8,426,375号および第8,241,844号を参照されたい)。これらには、例えば、10から100、10から20、10から30、10から40、10から50、または10から75塩基対長であり、一般式:(CpG)(式中、nは反復の数である)を有する合成免疫刺激性オリゴヌクレオチドが含まれる。一般に、少なくとも1つまたは2つの反復が使用され;非CG塩基は散在し得る。当業者は、TLR、特にTLR9をモジュレートすることによって免疫応答を誘導するためのCpGモチーフの一般的な使用に非常に精通している。
6.プラスミド維持/選択成分
実験室環境におけるプラスミドの維持は、通常、プラスミド上に抗生物質耐性遺伝子を含み、増殖培地において抗生物質を使用することによって保障される。上記のように、プラスミド上の機能的asd遺伝子で補完されるasd欠失突然変異体の使用によって、抗生物質を使用しないで、インビトロでプラスミド選択が可能になり、インビボでプラスミド維持が可能になる。asd遺伝子補完システムはそのような選択/維持を提供する(例えば、Galan et al. (1990) Gene 94(1):29-35を参照されたい)。腫瘍微小環境においてプラスミドを維持するためにasd遺伝子補完システムを使用することによって、治療用産物、例えば免疫刺激タンパク質、構成的に活性な細胞内DNA/RNAセンサー、抗体、抗体断片または本明細書で論じられる他のそのような産物をコードするプラスミドを送達するように操作されたネズミチフス菌および他の免疫刺激細菌株の効力が高められる。
7.DNA核標的化配列
DNA核標的化配列(DTS)、例えばSV40 DTSは、核膜孔複合体を通したDNA配列の移動を媒介する。この輸送のメカニズムは、核局在化配列を含むDNA結合タンパク質の結合に依存していることが報告されている。核輸送および発現を増大させるためにプラスミド上にDTSを含むことが示され(例えば、Dean, D.A. et al. (1999) Exp. Cell Res. 253(2):713-722を参照されたい)、これは、ネズミチフス菌によって送達されるプラスミドからの遺伝子発現を増大するために使用された(例えば、Kong et al. (2012) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109(47):19414-19419を参照されたい)。
Rho非依存性またはクラスI転写ターミネーター、例えば、大腸菌のrrnB遺伝子のT1ターミネーターは、転写伸長複合体の解離を引き起こす二次構造を形成するDNA配列を含む。ネズミチフス菌の転写装置による異種タンパク質の発現を防止するために、転写ターミネーターがプラスミド中に含まれる。これによって、治療用産物の発現が宿主細胞転写装置に限られることが保証される。
本明細書に記載のがん治療として、サルモネラ属、例えばネズミチフス菌の形質転換に使用されるプラスミドは、以下の属性のすべてまたはいくつかを含む:1)タンパク質の異種発現のための1または複数の構成的プロモーター;2)1または複数のヒト免疫調節性発現カセット;3)細菌性複製起点および最適化されたプラスミドコピー数;4)免疫刺激性CpGアイランド;5)プラスミド維持および選択のためのasd遺伝子選択マーカー;6)DNA核標的化配列;ならびに7)転写ターミネーター。
F.医薬品生成、組成物および製剤
製造方法、ならびに本明細書で提供される免疫刺激細菌のいずれかおよび薬学的に許容される賦形剤または添加剤を含む医薬組成物および製剤が、本明細書で提供される。医薬組成物は、疾患、例えば、過剰増殖性の疾患または状態、例えば、腫瘍またはがんの処置で使用することができる。免疫刺激細菌は、単剤療法として投与することができ、またはさらなる薬剤もしくは処置との併用療法で投与することができる。併用療法としては、免疫刺激細菌および/または本明細書で提供される他のデリバリー媒体との、任意の他の抗がん治療または処置、例えば、限定されないが、免疫治療、例えば、CAR-T療法およびチェックポイント阻害剤、放射線照射、手術、化学療法剤、例えば、ヌクレオシドアナログおよび白金化合物、ならびに細胞療法との組合せ療法(combining therapy)が挙げられる。組成物は、単回投薬量の投与のために、または多回投薬量の投与のために製剤化することができる。薬剤は、直接投与のために製剤化することができる。組成物は、液体または乾燥製剤として提供することができる。
1.製造
a.セルバンクの製造
本明細書に記載の免疫治療薬の活性成分が操作された自己複製細菌からなるので、選択された組成は、長期保存のために、および原体(drug substance)の製造のための出発材料として維持される一連のセルバンクにおいて、増やされる。セルバンクは、Code of Federal Regulations (CFR) 21 part 211、または他の関連する規制当局に従って、適切な製造施設において、現行適正製造基準(cGMP)の下で生成される。免疫治療薬の活性薬剤が生きている細菌であるので、本明細書に記載の産物は、定義によれば、非滅菌であり、最終的に滅菌することができない。汚染を防止するために、製造プロセス全体を通して無菌手順が確実に使用されることに注意を払わなければならない。したがって、すべての原材料および溶液は、製造プロセスで使用する前に滅菌されなければならない。
マスターセルバンク(MCB)は、出発材料中に夾雑物が存在しないことを確実にするために、選択された細菌株の連続的系列単一コロニー単離(sequential serial single colony isolation)によって生成される。滅菌した培地(複合培地、例えば、LBもしくはMSB、または限定培地、例えば、適切な栄養素が補充されたM9であり得る)を含む滅菌した培養容器に単一ウェル単離細菌コロニーを接種し、例えば、振盪しながら37℃でインキュベートすることによって、細菌を複製させる。次いで、凍結保護剤(複数可)を含む溶液中に懸濁することによって、凍結保存のための細菌を調製する。
凍結保護剤の例としては、以下が挙げられる:タンパク質、例えば、ヒトまたはウシ血清アルブミン、ゼラチンおよび免疫グロブリン;例えば、単糖類(例えば、ガラクトース、D-マンノース、ソルボースなど)およびこれらの非還元誘導体(例えば、メチルグルコシド)、二糖類(トレハロース、ショ糖など)、シクロデキストリン、ならびに多糖類(例えば、ラフィノース、マルトデキストリン、デキストランなど)を含めた炭水化物;アミノ酸(例えば、グルタミン酸、グリシン、アラニン、アルギニンまたはヒスチジン、トリプトファン、チロシン、ロイシン、フェニルアラニンなど);メチルアミン、例えばベタイン;ポリオール、例えば、三価または高級糖アルコール、例えば、グリセリン、エリスリトール、グリセロール、アラビトール、キシリトール、ソルビトールおよびマンニトール;プロピレングリコール;ポリエチレングリコール;界面活性物質、例えば、プルロニック(登録商標);または有機硫黄化合物、例えばジメチルスルホキシド(DMSO)ならびにこれらの組合せ。凍結保存溶液は、塩(例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウム)、ならびに/または緩衝剤、例えば、リン酸ナトリウム、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(TRIS)、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)および当業者に既知の他のそのような緩衝剤も含むことができる溶液中に1または複数の凍結保護剤を含むことができる。
凍結保存溶液中の細菌の懸濁液は、濃縮された凍結保護剤(複数可)を培養材料に添加して、凍結解凍プロセス中に細菌の生存率を保つ終濃度(例えば、0.5%~20%終濃度のグリセロール)にすることか、または細菌を回収し(例えば、遠心分離による)、適切な終濃度の凍結保護剤を含む凍結保存溶液中に懸濁することかのいずれかによって、得ることができる。次いで、凍結条件下で完全な閉鎖を維持することができる容器閉鎖システム(例えば、ブチルストッパーおよびクリンプシール)を用いて、凍結保存溶液中の細菌の懸濁液を適切な滅菌したバイアル(プラスチックまたはガラス)中にいっぱいに入れる。次いで、マスターセルバンクのバイアルを凍結する(速度制御フリーザーによって緩徐に、またはフリーザー中に直接入れることによって急速に)。次いで、長期の生存率を保つ温度(例えば、-60℃以下)でMCBを凍結保存する。適切な当局による規則に従って同一性、純度、および活性を保証するために、解凍したマスターセルバンク材料を徹底的に特徴付ける。
ワーキングセルバンク(WCB)は、マスターセルバンクとほぼ同じ方法で生成され、出発材料はMCBに由来する。MCB材料は、滅菌した培地を含む発酵容器中に直接移し、上記のように増やすことができる。次いで、細菌を凍結保存溶液中に懸濁し、容器中にいっぱいに入れ、密閉し、-20℃以下で凍結する。複数のWCBをMCB材料から生成することができ、WCB材料は、さらなるセルバンク(例えば、製造業者のワーキングセルバンク(MWCB))を作製するのに使用することができる。WCBを凍結保存し、同一性、純度、および活性を保証するために特徴付ける。WCB材料は、典型的には、操作された細菌などの生物製剤の原体の生成で使用される出発材料である。
b.原体の製造
原体は、上記のように、cGMPの下で無菌のプロセスを使用して製造される。ワーキングセルバンク材料は、cGMPの下での原体の製造のための出発材料として典型的には使用されるが、他のセルバンクを使用してもよい(例えば、MCBまたはMWCB)。細菌細胞ベース療法を含めて、すべての細胞療法の生成のために、無菌処理が使用される。セルバンクからの細菌は発酵によって増やされ;これは、前培養(例えば、振盪フラスコ中)の生成によって、または発酵槽の直接接種によって達成することができる。発酵は、使い捨てでもよいし、再利用可能でもよい滅菌したバイオリアクターまたはフラスコ中で成し遂げられる。細菌は、濃縮(例えば、遠心分離、連続遠心分離または接線流濾過による)によって回収される。濃縮された細菌は、培地を緩衝剤と交換すること(例えば、透析濾過による)によって、培地成分および細菌代謝物から精製される。バルク薬物製品は製剤化され、中間体として保たれる(例えば、凍結もしくは乾燥による)か、または薬物製品に直接処理される。原体は、同一性、強度、純度、効力および品質について試験される。
c.薬物製品の製造
薬物製品は、その最終的な容器中に含まれる活性物質の最終的な製剤と定義される。薬物製品は、cGMPの下で無菌プロセスを使用して製造される。薬物製品は原体から生成される。原体は解凍されるか、または必要ならば再構成され、次いで、適切な標的強度で製剤化される。薬物製品の活性成分は生きている操作された細菌であるので、強度は、懸濁液内に含まれるコロニー形成単位(CFU)の数によって決定される。バルク産物は、以下に記載のように、保存および使用に適切な最終的な製剤に希釈される。容器は満たされ、容器閉鎖システムで密閉され、薬物製品は標識される。薬物製品は安定性を保つのに適切な温度で保存され、同一性、強度、純度、効力および品質について試験され、これが指定の承認基準を満たす場合、ヒト使用のために発売される。
2.組成物
薬学的に許容される組成物は、規制当局または他の当局の許可を考慮して調製され、ならびに/または動物およびヒトで使用するための一般に認識される薬局方に従って調製される。組成物は、溶液剤、懸濁剤、粉末剤または持続性放出製剤として調製することができる。典型的には、化合物は、当技術分野で周知の技法および手順を使用して医薬組成物に製剤化される(例えば、Ansel, Introduction to Pharmaceutical Dosage Forms, Fourth Edition, 1985, page 126を参照されたい)。製剤は投与様式に適するべきである。
組成物は、筋内、静脈内、皮内、病巣内、腹腔内、皮下、腫瘍内、硬膜外、経鼻、経口、腟、直腸、局所、局部、耳、吸入、頬側(例えば、舌下)および経皮投与を含めた当業者に既知の任意の経路による、または任意の適切な経路による投与のために、製剤化することができる。他の投与様式も企図される。投与は、処置の場所に応じて、局部、局所または全身的であり得る。処置を必要としている領域への局部投与は、例えば、限定されないが、手術中の局部注入、例えば創傷被覆材と併せた手術後の局所的適用によって、注射によってカテーテルによって、坐剤によって、または埋植によって達成することができる。組成物は、連続して、断続的に、または同じ組成物中で、他の生理活性物質とともに投与することもできる。投与は、制御放出製剤を含めた制御放出システム、および例えばポンプによるデバイス制御放出も含むことができる。
任意の所与の場合における最も適切な経路は、様々な因子、例えば、疾患の性質、疾患の進行、疾患の重症度および使用される特定の組成物に依存する。医薬組成物は、各投与経路に適切な剤形で製剤化することができる。特に、組成物は、全身的、局部、腹腔内、経口または直接投与のための任意の適切な医薬調製物に製剤化することができる。例えば、組成物は、皮下、筋内、腫瘍内、静脈内または皮内投与のために製剤化することができる。投与方法は、分解性プロセス、例えば、抗原性応答および免疫原性応答を介する免疫学的介入への活性薬剤の曝露を低下させるために用いることができる。そのような方法の例としては、処置部位での局部投与または持続注入が挙げられる。
免疫刺激細菌は、適切な医薬調製物、例えば、経口投与のための溶液剤、懸濁剤、錠剤、分散性錠剤、丸剤、カプセル剤、粉末剤、持続性放出製剤またはエリキシル剤、ならびに経皮パッチ調製物および乾燥粉末吸入器に製剤化することができる。典型的には、化合物は、当技術分野で周知の技法および手順を使用して医薬組成物に製剤化される(例えば、Ansel, Introduction to Pharmaceutical Dosage Forms, Fourth Edition, 1985, page 126を参照されたい)。一般に、製剤の様式は投与経路の関数である。組成物は、乾燥(凍結乾燥もしくは他の形態のガラス化)または液体形態に製剤化することができる。組成物が乾燥形態で提供される場合、適切な緩衝剤、例えば、滅菌した食塩水を添加することによって、使用直前にこれを再構成することができる。
3.製剤
a.液剤、注射剤、乳濁剤
製剤は、一般に、投与経路に適するように作製される。一般に、皮下、筋内、腫瘍内、静脈内または皮内のいずれかの注射または注入によって特徴付けられる非経口投与が本明細書で企図される。非経口投与のための細菌の調製物としては、直ぐに注射できる状態の懸濁剤(直接投与)、使用前に解凍される凍結懸濁剤、使用直前に再懸濁溶液と直ぐに混ぜ合わせることができる状態の乾燥可溶性生成物、例えば凍結乾燥粉末剤、および乳濁剤が挙げられる。後で使用するための単位用量の保存のために、乾燥熱安定性製剤、例えば凍結乾燥製剤を使用することができる。
医薬調製物は、凍結液体形態、例えば懸濁剤の形態であってもよい。凍結液体形態で提供される場合、薬物製品は、使用前に解凍され、かつ治療有効濃度に希釈される濃縮調製物として提供することができる。
医薬調製物は、使用するために解凍または希釈を必要としない剤形で提供することもできる。そのような液体調製物は、適宜、薬学的に許容される添加剤、例えば懸濁化剤(例えば、ソルビトール、セルロース誘導体または水素化食用脂);乳化剤(例えば、レシチンまたはアラビアゴム);非水性媒体(例えば、アーモンド油、油性エステルまたは分画植物油);および微生物治療薬での使用に適した防腐剤を用いて、従来の手段によって調製することができる。医薬調製物は、使用前に水または他の滅菌した適切な媒体で再構成するために、乾燥形態、例えば凍結乾燥または噴霧乾燥で提供することができる。
適切な賦形剤は、例えば、水、食塩水、デキストロースまたはグリセロールである。溶液は、水性または非水性のいずれかであり得る。静脈内に投与される場合、適切な担体としては、生理食塩水またはリン酸緩衝食塩水(PBS)、および静脈内水分補給に使用される他の緩衝溶液が挙げられる。腫瘍内投与については、増粘剤、例えば、グルコース、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコール、油乳濁液、ならびにこれらの混合物を含む溶液が、注射物質(injectant)の局在化を維持するのに適切であり得る。
医薬組成物は、担体または他の賦形剤を含むことができる。例えば、本明細書で提供される医薬組成物は、希釈剤、アジュバント、抗粘着剤、結合剤、コーティング剤、フィラー、香料、色素、潤滑剤、流動促進剤、防腐剤、界面活性剤もしくは吸着剤およびこれらの組合せ、または改変された治療用細菌が投与される媒体のいずれか1つまたは複数を含むことができる。例えば、非経口調製物で使用される薬学的に許容される担体または賦形剤としては、水性媒体、非水性媒体、等張剤、緩衝剤、抗酸化剤、局所麻酔薬、懸濁および分散剤、乳化剤、封鎖またはキレート剤、ならびに他の薬学的に許容される物質が挙げられる。液体調製物を含めて、製剤は、薬学的に許容される添加剤または賦形剤を用いて、従来の手段によって調製することができる。
医薬組成物は、担体、例えば、希釈剤、アジュバント、賦形剤、または組成物が投与される媒体を含むことができる。適切な医薬品担体の例は、“Remington’s Pharmaceutical Sciences” by E. W. Martinに記載されている。そのような組成物は、患者への適切な投与のための形態を提供するために、一般に精製された形態または部分的に精製された形態の治療有効量の化合物または薬剤を適切な量の担体とともに含む。そのような医薬品担体は、石油、動物、野菜または合成起源のもの、例えば、ピーナッツ油、ダイズ油、鉱物油およびゴマ油を含めて、滅菌した液体、例えば、水および油であり得る。水は典型的な担体である。特に注射用溶液のための液体担体として、食塩水ならびにデキストロースおよびグリセロールの水溶液を用いることもできる。組成物は、活性成分とともに以下のものを含むことができる:希釈剤、例えば、ラクトース、ショ糖、リン酸二カルシウムまたはカルボキシメチルセルロース;潤滑剤、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウムおよびタルク;ならびに結合剤、例えばデンプン、天然ゴム、例えばアカシアゴム、ゼラチン、グルコース、糖蜜、ポリビニルピロリジン、セルロースおよびその誘導体、ポビドン、クロスポビドン、ならびに当業者に既知の他のそのような結合剤。適切な医薬品賦形剤としては、デンプン、グルコース、ラクトース、ショ糖、ゼラチン、麦芽、米、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、グリセロールモノステアレート、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水およびエタノールが挙げられる。例えば、適切な賦形剤は、例えば、水、食塩水、デキストロース、グリセロールまたはエタノールである。組成物は、所望ならば、他の少量の無毒の補助物質、例えば、湿潤または乳化剤、pH緩衝剤、安定化剤、溶解度増強剤ならびに他のそのような薬剤、例えば、酢酸ナトリウム、ソルビタンモノラウレート、オレイン酸トリエタノールアミンおよびシクロデキストリンなども含むことができる。
非経口調製物で使用される薬学的に許容される担体としては、水性媒体、非水性媒体、抗菌剤、等張剤、緩衝剤、抗酸化剤、局所麻酔薬、懸濁および分散剤、乳化剤、封鎖またはキレート剤、ならびに他の薬学的に許容される物質が挙げられる。水性媒体の例としては、塩化ナトリウム注射液、リンガー注射液、等張デキストロース注射液、滅菌水注射液ならびにデキストロースおよび乳酸化リンガーの注射液が挙げられる。非水性非経口媒体としては、野菜起源の不揮発性油、綿実油、トウモロコシ油、ゴマ油およびピーナッツ油が挙げられる。等張剤としては、塩化ナトリウムおよびデキストロースが挙げられる。緩衝剤としては、リン酸およびクエン酸が挙げられる。抗酸化剤としては硫酸水素ナトリウムが挙げられる。局所麻酔薬としては塩酸プロカインが挙げられる。懸濁および分散剤としては、カルボキシルメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびポリビニルピロリドンが挙げられる。乳化剤としては、例えば、ポリソルベート、例えばポリソルベート80(TWEEN80)が挙げられる。金属イオンの封鎖またはキレート剤、例えばEDTAを含むことができる。医薬品担体は、水混和性媒体のためのポリエチレングリコールおよびプロピレングリコール、ならびにpH調整のための水酸化ナトリウム、塩酸、クエン酸または乳酸も含む。非抗微生物防腐剤を含むことができる。
医薬組成物は、他の少量の無毒の補助物質、例えば、湿潤または乳化剤、pH緩衝剤、安定化剤、溶解度増強剤ならびに他のそのような薬剤、例えば、酢酸ナトリウム、ソルビタンモノラウレート、オレイン酸トリエタノールアミンおよびシクロデキストリンなども含むことができる。一定レベルの投薬量が維持されるような徐放性または持続性放出システムの埋植(例えば、米国特許第3,710,795号を参照されたい)も本明細書で企図される。そのような非経口組成物に含まれる活性化合物のパーセンテージは、それらの特定の性質ならびに化合物の活性および対象の要求に非常に依存している。
b.乾燥熱安定性製剤
細菌を乾燥させることができる。乾燥熱安定性製剤、例えば、凍結乾燥または噴霧乾燥粉末およびガラス化ガラスは、溶液剤、乳濁剤および他の混合物としての投与のために再構成することができる。乾燥熱安定性製剤は、上記の懸濁剤などの液体製剤のいずれかから調製することができる。医薬調製物は、使用前に水または他の適切な媒体で再構成するために、凍結乾燥またはガラス化形態で提供することができる。
熱安定性製剤は、滅菌した溶液で乾燥化合物を再構成することによる投与のために調製される。溶液は、活性物質または粉末から調製された再構成された溶液の安定性または他の薬理学的属性を改善する賦形剤を含むことができる。熱安定性製剤は、賦形剤、例えば、デキストロース、ソルビトール、フルクトース、コーンシロップ、キシリトール、グリセリン、グルコース、ショ糖または他の適切な薬剤を適切な緩衝剤、例えば、クエン酸、ナトリウムもしくはリン酸カリウムまたは当業者に既知の他のそのような緩衝剤中に溶解することによって調製される。次いで、原体が得られた混合物に添加され、それが混合するまで撹拌される。得られた混合物は乾燥するためにバイアル中に配分される。各バイアルは、バイアルあたり1×10~1×1011CFUを含む単回投薬量を含む。乾燥後、生成物のバイアルは、水分または夾雑物が密閉バイアル中への進入するのを防止する容器閉鎖システムで密閉される。乾燥生成物は、-20℃、4℃または室温などの適切な条件下で保存することができる。水または緩衝液を用いたこの乾燥製剤の再構成は、非経口投与で使用するための製剤を提供する。正確な量は、処置される適応症および選択される化合物に依存する。そのような量は、経験的に決定することができる。
4.他の投与経路のための組成物
処置される状態に応じて、非経口に加えて他の投与経路、例えば、局所的適用、経皮パッチならびに経口および直腸投与も本明細書で企図される。上記の懸濁剤および粉末剤は経口的に投与することができ、または経口投与のために再構成することができる。直腸投与のための医薬品剤形は、直腸坐剤、カプセル剤ならびに全身作用のための錠剤およびゲルカプセ剤である。直腸坐剤は、体温で融けるか柔らかくなり、1または複数の薬理学的または治療的に活性な成分を放出する、直腸へ挿入するための固形物を含む。直腸坐剤で薬学的に許容される物質は、基剤または媒体および融点を上げるための薬剤である。基剤の例としては、ココアバター(カカオ脂)、グリセリン-ゼラチン、カーボワックス(ポリオキシエチレングリコール)ならびに脂肪酸のモノ、ジおよびトリグリセリドの適切な混合物が挙げられる。様々な基剤の組合せを使用することができる。坐剤の融点を上げるための薬剤としては、鯨蝋およびワックスが挙げられる。直腸坐剤は、圧縮方法または成形のいずれかによって調製することができる。直腸坐剤の典型的な重量は約2~3グラムである。直腸投与のための錠剤およびカプセル剤は、経口投与のための製剤と同じ薬学的に許容される物質を使用して、かつ経口投与のための製剤と同じ方法によって製造される。直腸投与に適した製剤は、単位用量坐剤として提供することができる。これらは、原体を1または複数の従来の固体担体、例えばココアバターと混合し、次いで得られた混合物を形づくることによって、調製することができる。
経口投与については、医薬組成物は、例えば、薬学的に許容される賦形剤、例えば結合剤(例えば、アルファ化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドンもしくはヒドロキシプロピルメチルセルロース);フィラー(例えば、ラクトース、微結晶セルロースもしくはリン酸水素カルシウム);潤滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルクもしくはシリカ);崩壊剤(例えば、ジャガイモデンプンもしくはデンプングリコール酸ナトリウム);または湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)を用いて従来の手段によって調製される錠剤またはカプセル剤の形態をとることができる。錠剤は、当技術分野で周知の方法によってコーティングすることができる。
頬側(舌下)投与に適した製剤としては、例えば、香味基剤、通常、ショ糖およびアラビアゴムまたはトラガント中に活性化合物を含むロゼンジ剤;ならびに不活性基剤、例えば、ゼラチンおよびグリセリンまたはショ糖およびアラビアゴム中に化合物を含む香錠が挙げられる。
局所混合物は、局部および全身投与について記載されるように調製される。得られた混合物は、溶液、懸濁液、乳濁液であり得、クリーム剤、ゲル剤、軟膏剤、乳濁剤、溶液剤、エリキシル剤、ローション剤、懸濁剤、チンキ剤、ペースト剤、フォーム剤、エアロゾル剤、洗浄剤、スプレー剤、坐剤、包帯、皮膚パッチ剤または局所投与に適した任意の他の製剤として製剤化される。
組成物は、例えば吸入による局所的適用のためのエアロゾル剤として製剤化することができる(例えば、肺疾患の処置に有用なステロイドのデリバリーのためのエアロゾル剤を記載する、米国特許第4,044,126号、第4,414,209号および第4,364,923号を参照されたい)。気道への投与のためのこれらの製剤は、ネブライザーのためのエアロゾル剤または溶液剤の形態でもよく、または単独であるかまたはラクトースなどの不活性担体と組み合わせた吹送(insufflation)のための超微粒粉末でもよい。そのような場合、製剤の粒子は、典型的には、50ミクロン未満または10ミクロン未満の直径を有する。
化合物は、局部または局所的適用するために、例えば、ゲル剤、クリーム剤およびローション剤の形態で、皮膚および眼内などの粘膜に局所的適用するために、ならびに眼に適用するために、または嚢内もしくは髄腔内適用のために、製剤化することができる。局所投与は、経皮デリバリーのために企図され、同様に眼もしくは粘膜への投与のために、または吸入療法のために企図される。単独であるかまたは他の薬学的に許容される賦形剤と組み合わせた活性化合物の点鼻液も投与することができる。
経皮投与に適した製剤が提供される。これは、任意の適切な形式、例えば、長時間にわたってレシピエントの表皮と密接に接触したままであるように適合された個別のパッチ剤で提供することができる。そのようなパッチ剤は、活性化合物に関して例えば0.1~0.2M濃度の適宜緩衝化された水溶液中に活性化合物を含む。経皮投与に適した製剤は、イオン導入法によって送達することもでき(例えば、Tyle, P. (1986) Pharmaceutical Research 3(6):318-326を参照されたい)、典型的には、活性化合物の適宜緩衝化された水溶液の形態をとることができる。
医薬組成物は、制御放出製剤および/またはデリバリーデバイスによって投与することもできる(例えば、米国特許第3,536,809号;第3,598,123号;第3,630,200号;第3,845,770号;第3,916,899号;第4,008,719号;第4,769,027号;第5,059,595号;第5,073,543号;第5,120,548号;第5,591,767号;第5,639,476号;第5,674,533号;および第5,733,566号を参照されたい)。
5.投薬量および投与
組成物は、単回投薬量または多回投薬量の投与のための医薬組成物として製剤化することができる。処置される患者に対して望ましくない副作用無しに治療的に有用な効果を発揮するのに十分な量で免疫刺激細菌を含むことができる。例えば、薬学的に活性な化合物の濃度は、注射が所望の薬理学的作用をもたらすのに有効な量を提供するように調整される。治療有効濃度は、既知のインビトロおよびインビボシステムで、例えば、本明細書に記載のまたは当技術分野で既知のアッセイを使用することによって、免疫刺激細菌を試験することによって、経験的に決定することができる。例えば、標準的な臨床的技法を用いることができる。最適な投薬量範囲を特定するのを支援するために、インビトロアッセイおよび動物モデルを用いることができる。経験的に決定することができる正確な用量は、患者または動物の年齢、体重、体表面積および状態、投与される特定の免疫刺激細菌、投与経路、処置される疾患のタイプ、ならびに疾患の重篤度に依存し得る。
したがって、正確な投薬量および処置の継続期間は、処置を受ける疾患の関数であり、既知の試験プロトコールを使用して、またはインビボまたはインビトロ試験データからの外挿によって、経験的に決定することができることが理解されよう。濃度および投薬量の値は、軽減される状態の重症度によっても変動し得る。任意の特定の対象について、個体の要求(individual need)、および組成物を投与する者または組成物の投与を監督する者の専門的判断に従って、特定の投薬量レジメンが、経時的に調整されるべきであること、ならびに本明細書に記載の濃度範囲は例示的なものに過ぎず、組成物およびそれを含む組合せの範囲または使用を限定することを意図しないことをさらに理解されたい。組成物は、1時間ごと、毎日、毎週、毎月、毎年または1回投与することができる。一般に、投薬量レジメンは毒性を制限するように選択される。毒性、または骨髄、肝臓もしくは腎臓もしくは他の組織の機能障害が理由で、投薬量を下げるために、どのようにして、およびいつ療法を終了する、中断するまたは調整するかを主治医は知っているであろうことに留意されたい。逆に、主治医は、臨床応答が十分でない場合、どのようにして、およびいつより高いレベルに処置を調整する(有毒な副作用は起こらないようにする)かも知っているであろう。
免疫刺激細菌は、治療的に有用な効果を発揮するのに十分な量で組成物に含まれる。例えば、量は、過剰増殖性の疾患または状態、例えばがんの処置において治療効果を達成するものである。例示的用量は約1×10CFU/mであり得る。以下の表に示すように、および上記のように、より高い用量を投与することができる。マウスモデルにおける実験からの以下のデータは、本明細書に記載のゲノム改変を有する菌株は、VNP20009と比較して少なくとも約15倍有意に改善された忍容性を有し、したがって、より多い量で投与することができることを示す。
Figure 2023501539000023

薬学的および治療的に活性な化合物およびその誘導体は、典型的には、単位剤形または多回剤形で製剤化され、投与される。各単位用量は、必要とされる医薬品担体、媒体または希釈剤とともに、所望の治療効果をもたらすのに十分である、治療的に活性な化合物のあらかじめ決定された分量を含む。単位剤形としては、限定されないが、適切な分量の化合物またはその薬学的に許容される誘導体を含む、錠剤、カプセル剤、丸剤、粉末剤、顆粒剤、非経口懸濁剤、経口溶液剤または懸濁剤および水中油形乳剤が挙げられる。単位投与形態は、バイアル、アンプルおよびシリンジ、または個々に包装された錠剤もしくはカプセル剤中に含まれ得る。単位投与形態は、その分数量または倍数量で投与することができる。多回投与形態は、分離された単位投与形態で投与される、単一容器中に包装されている複数の同一の単位剤形である。多回投与形態の例としては、バイアル、錠剤もしくはカプセル剤のボトル、またはパイントもしくはガロンのボトルが挙げられる。したがって、多回投与形態は、包装中で分離されていない多数の単位用量である。一般に、0.005%~100%の範囲で活性成分を含み、残りが非毒性の担体から構成される剤形または組成物を調製することができる。医薬組成物は、各投与経路に適切な剤形に製剤化することができる。
単位用量の非経口調製物は、アンプル、バイアルまたは針がついているシリンジ中に包装される。薬学的に活性な化合物を含む液体溶液または再構成粉末調製物の容量は、処置される疾患および包装用に選択される特定の製造品の関数である。非経口投与のためのすべての調製物は、当技術分野で既知であり、実施されるように、滅菌されなければならない。
示されるように、本明細書で提供される組成物は、限定されないが、皮下、筋内、静脈内、皮内、病巣内、腹腔内、硬膜外、腟、直腸、局部、耳もしくは経皮投与、または任意の投与経路を含めて、当業者に既知の任意の経路のために製剤化することができる。そのような経路に適する製剤は当業者に既知である。組成物は、連続して、断続的に、または同じ組成物中で、他の生理活性物質とともに投与することもできる。
医薬組成物は、制御放出製剤および/またはデリバリーデバイスによって投与することができる(例えば、米国特許第3,536,809号;第3,598,123号;第3,630,200号;第3,845,770号;第3,847,770号;第3,916,899号;第4,008,719号;第4,687,660号;第4,769,027号;第5,059,595号;第5,073,543号;第5,120,548号;第5,354,556号;第5,591,767号;第5,639,476号;第5,674,533号;および第5,733,566号を参照されたい)。様々なデリバリーシステムが既知であり、選択された組成物を投与するのに使用することができ、本明細書における使用が企図され、そのような粒子は容易に作製することができる。
6.包装および製造品
包装材料、本明細書で提供される任意の医薬組成物、および組成物が本明細書に記載の疾患または状態の処置に使用されることを示す標識を含む製造品も提供される。例えば、標識は、処置が腫瘍のため、またはがんのためであることを示すことができる。
本明細書に記載の免疫刺激細菌と別の治療剤の組合せも製造品中に包装することができる。一例では、製造品は免疫刺激細菌組成物を含む医薬組成物を含み、さらなる薬剤または処置を含まない。他の例では、製造品は、別のさらな治療剤、例えば、異なる抗がん剤を含む。この例では、薬剤は、製造品として包装するために、一緒にまたは個別に提供することができる。
本明細書で提供される製造品は包装材料を含む。医薬製品を包装するための包装材料は当業者に周知である。例えば、その全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第5,323,907号、第5,052,558号および第5,033,252号を参照されたい。医薬品の包装材料の例としては、限定されないが、ブリスターパック、ボトル、管、吸入器、ポンプ、袋、バイアル、容器、シリンジ、ボトル、ならびに選択される製剤ならびに投与および処置の目的の様式に適した任意の包装材料が挙げられる。製造品の例は、単一チャンバー容器および二重チャンバー容器を含めた容器である。容器としては、限定されないが、管、ボトルおよびシリンジが挙げられる。容器は、静脈内投与のための針をさらに含むことができる。
包装の選択は、薬剤、およびそのような組成物が一緒に包装されるかまたは個別に包装されるかどうかに依存する。一般に、包装用品(packaging)はその中に含まれる組成物と非反応性である。他の例では、一部の成分を混合物として包装することができる。他の例では、すべての成分が個別に包装される。したがって、例えば、投与の直前に混合すると一緒に直接投与することができる個別の組成物として成分を包装することができる。あるいは、個別に投与するための個別の組成物として成分を包装することができる。
選択された組成物は、それらの製造品を含めて、キットとして提供することができる。キットは、本明細書に記載の医薬組成物および製造品として提供される投与のための物品を含むことができる。組成物は、投与のための物品中に含むことができるか、または後で加えるために個別に提供することができる。キットは、適宜、投薬量、投与レジメンを含む適用のための使用説明書、および投与様式に関する使用説明書を含むことができる。キットは、本明細書に記載の医薬組成物および診断のための物品も含むことができる。
G. 処置の方法および使用
本明細書に提供される方法は、がんなどの、そのような細菌の投与によって症状を寛解または軽減できる疾患または状態を有する対象を処置するために、免疫刺激細菌を投与または使用する方法を含む。特定の例では、疾患または状態は腫瘍またはがんである。その上、抗がん剤または抗ヒアルロナン剤などの、処置のために1つまたは複数の追加的な薬剤を用いる併用療法の方法も提供される。細菌は、非経口、全身、外用、および局所、例えば、腫瘍内、静脈内、直腸、経口、筋肉内、粘膜、および他の経路を含むが、それに限定されるわけではない任意の適切な経路によって投与することができる。本明細書に記載される細菌の改変が原因で、全身投与に関連する問題が解決される。各投与経路に適切な製剤が提供される。当業者は、適切なレジメンおよび用量を確立することができ、投与経路を選択することができる。
1.処置する患者を選択し処置をモニタリングするための診断法
a.患者選択
バイオマーカーは、本明細書に提供される免疫刺激細菌を用いた治療法に応答する可能性が高い患者を特定するために使用することができる。例えば、アデノシンシグネチャーおよび骨髄シグネチャーは、NanoString遺伝子発現パネルによって評価することができ、腫瘍のT細胞浸潤は、腫瘍部位での宿主免疫応答を測定することによって初期結腸がん患者の再発リスクを予測するために使用されるインビトロ診断検査であるImmunoscore(登録商標)検査によって評価することができる。腫瘍または体液が免疫応答性または免疫応答を示す患者は、本明細書に提供される免疫刺激細菌を用いた処置に応答する可能性がより高い。
他のバイオマーカーは、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)、CD73、CD39、TNAP(組織非特異的アルカリホスファターゼ)、CD38、CD68、PD-L1、およびFoxP3を含む。例えば、本明細書に提供される免疫刺激細菌を用いて処置できる腫瘍は、排除されたT細胞であり、高レベルのプリン/アデノシンを表し、PD-1/PD-L1標的化療法に非応答性である。
様々なNanoString遺伝子発現パネルを用いて決定することができる遺伝子発現プロファイル(GEP)は、例えば、腫瘍の「アデノシンシグネチャー」を特定するために分析することができる。高濃度のアデノシンは、数ある中で結腸直腸癌(CRC)、非小細胞肺がん(NSCLC)、および膵がんを含むある特定の腫瘍に見出される。本明細書における免疫刺激細菌は、プリン/アデノシンが豊富な腫瘍微小環境内に蓄積し、複製するので、高濃度のプリン/アデノシンを表す腫瘍を有する患者は、治療法に応答する可能性が高い。したがって、「アデノシンシグネチャー」を発現する腫瘍の特定を使用して、治療法に対する患者の応答を予測することができる。その上、本明細書における免疫刺激細菌は、腫瘍常在性骨髄細胞内に優先的に蓄積し、それに感染する。したがって、「骨髄シグネチャー」を使用して、免疫刺激細菌を用いた治療法に対する患者の応答を予測することもできる。例えば、「アデノシンシグネチャー」は、腎細胞癌(RCC)患者におけるアテゾリズマブ(抗PD-L1)単剤療法に対する応答不良と関連する「骨髄シグネチャー」とほぼ同一であることが示されており、これは、抗PD-L1療法からの腫瘍の逃避にアデノシンが果たす役割を指し示す(例えば、McDermott et al. (2018) Nature Medicine 24:749-757を参照)。腫瘍-骨髄および腫瘍-アデノシンNanoStringシグネチャーパネルは利用可能であり、患者の選択のために使用することができる。
マクロファージは、例えば、トリプルネガティブ乳がんにおいて、固形腫瘍内へのT細胞浸潤を限定し、その機能を抑制する(例えば、Keren et al. (2018) Cell 174:1373-1387を参照)。CRCなどのある特定のがんでは、マクロファージは、腫瘍内免疫集団を支配し、T細胞の排除を促進し、結果として、腫瘍関連マクロファージはCRCにおける予後不良と関連する(例えば、Bindea et al. (2013) Immunity 39:782-795を参照)。がんに浸潤し、がんを取り囲む免疫細胞に基づき、がん患者の予後を推定する方法、Immunoscore(登録商標)を使用して、T細胞排除またはT細胞浸潤を測定することができる。Immunoscore(登録商標)は、がんの分類に宿主免疫応答の影響を組み込み、予後予測精度を改善する。これは、腫瘍の中心および周辺で2つのTリンパ球集団(CD3/CD8、CD3/CD45RO、またはCD8/CD45RO)の密度を測定し、両方の領域で両方の細胞型の低い密度が見出された場合の0(I0)から、両方の領域で高い密度が見出された場合の免疫スコア4(I4)までの範囲のスコアを提供する。Tリンパ球の低浸潤は、高リスクと相関する低いImmunoscore(登録商標)をもたらすのに対し、Tリンパ球の高浸潤は、低リスクと相関する高いImmunoscore(登録商標)をもたらす。したがって、Immunoscore(登録商標)は、本明細書に提供される免疫刺激細菌を用いた治療法に応答する患者を特定するための前向きバイオマーカーとして評価することができる。例えば、本明細書に提供される免疫刺激細菌は、コールド腫瘍(cold tumor)におけるT細胞浸潤を誘導するので、T細胞不足/非炎症腫瘍を処置することができる。そのような腫瘍は、チェックポイント阻害が不応性である、アンメットニーズの高い集団を表す。
細胞外アデノシンは、一緒になって死細胞または瀕死細胞から産生されるATPまたはADPのリン加水分解によってアデノシンを産生する、腫瘍間質細胞上に発現される膜関連エクト酵素、CD39(エクト-ヌクレオシド三リン酸ジホスホヒドロラーゼ1、またはNTPDアーゼ1)およびCD73(エクト-5’-ヌクレオチダーゼ)の順次活性によって産生される。CD39は、細胞外ATP(またはADP)を5’-AMPに変換し、それは、CD73によってアデノシンに変換される。内皮細胞上のCD39およびCD73の発現は、腫瘍微小環境の低酸素状態下で増大し、それにより、アデノシンのレベルを増大させる。したがって、CD39およびCD73は、本明細書に提供される免疫刺激細菌を用いて標的化できるアデノシンが豊富な腫瘍を指し示すバイオマーカーとして使用することができる。
環状ADPリボースヒドロラーゼとしても知られるCD38は、CD4T細胞、CD8T細胞、Bリンパ球、およびナチュラルキラー細胞を含む多くの免疫細胞の表面に見出される糖タンパク質である。細胞活性化のマーカーであるCD38の損失は、免疫応答の障害と関連し、白血病、骨髄腫、および固形腫瘍と連鎖している。その上、CD38の発現増大は、慢性リンパ性白血病における予後不良の診断マーカーであり、疾患進行の増大と関連する。CD38はまた、多発性骨髄腫の処置のために承認されているダラツムマブ[Darzalex(登録商標)]についての標的として使用される。CD68は、単球、循環マクロファージ、および組織マクロファージ(例えば、クッパー細胞、ミクログリア)によって高度に発現される。FoxP3は、免疫系の応答に関与し、免疫抑制性である制御性T細胞(またはTreg)の発生および機能における調節物質として作用する。がんにおいて、過剰の制御性T細胞活性は、免疫系ががん細胞を破壊することを防止することができる。したがって、CD38、CD68、およびFoxP3はまた、本明細書における免疫刺激細菌を用いた治療法に応答する可能性が高い患者を選択するためのバイオマーカーとして使用することができる。
b.免疫刺激細菌の活性を評価または検出するための診断は処置の有効性を示す
バイオマーカーを使用して、処置後に免疫刺激細菌をモニタリングすることができる。バイオマーカーは、腫瘍試料中および/または体液試料中、例えば、血液、血漿、尿、唾液、および他の液体中に存在する。検証済みの末梢血バイオマーカーを使用して、処置の前および途中に患者の免疫状態を評価して、処置の有効性と相関する免疫状態における変化が決定される。抗腫瘍免疫応答の状態への変化またはその増大は、免疫刺激細菌を用いた処置が効果を有していることを指し示す。例えば、用量漸増試験および拡大試験における本明細書に提供される免疫刺激細菌の免疫調節活性を評価することができる。バイオマーカーの検討は、疾患(例えば、腫瘍)状態およびその処置に関係する予後因子および予測因子を明らかにし、それは、処置をモニタリングすることを助けることができる。腫瘍微小環境を評価することは、例えば、免疫療法に対する腫瘍応答のメカニズムへの洞察を提供する。免疫刺激細菌の免疫調節活性を検出するための血清バイオマーカーは、CXCL10(IP-10)、CXCL9、インターフェロン-β、インターフェロン-γ、炎症性血清サイトカイン(例えば、IL-6、TNF-α、MCP-1/CCL1)、およびIL-18結合タンパク質を含むが、それに限定されるわけではない。
CXCL10およびCXCL9は、例えば免疫療法に応答したCD8T細胞の活性化および腫瘍への輸送に必要なケモカインである。ニボルマブ、抗PD-1免疫チェックポイント阻害剤の第3相試験において、以前に処置された転移性腎細胞癌(mRCC)を有する患者の処置について、投与された用量にかかわらず、大部分の患者に共通であった免疫薬力学効果が特定された。Luminex技術[Myriad(登録商標)Rules-Based Medicine(RBM)]に基づくマルチプレックスパネルを使用して、IFN-γ調節血清ケモカインCXCL9およびCXCL10の評価を行い、結果は、増大したCXCL9およびCXCL10血清レベルのみならず、腫瘍における増大した転写が臨床応答と相関したことを実証した。ニボルマブを用いた処置後のケモカインレベルにおけるベースラインからの増大の中央値は、末梢血中でCXCL9について101%、およびCXCL10について37%であった(例えば、Choueiri et al. (2016) Clin. Cancer Res. 22(22):5461-5471を参照)。その上、MK-1454 STINGアゴニスト(Merck)を用いた進行固形腫瘍またはリンパ腫を有する患者の処置は、腫瘍内投薬後の血清CXCL10における用量依存性増大をもたらした(例えば、Harrington et al. ESMO Annual Meeting (2018)を参照)。IFN-βの血清レベルにおける用量依存性増大が、ADU-S100 STINGアゴニスト(Aduro)の腫瘍内投薬後に観察された(例えば、Meric-Bernstam et al. ASCO Annual Meeting (2019)を参照)。その上、VNP20009の静脈内投与は、炎症性サイトカインIL-6、TNF-α、IL-1β、およびIL-12の血清レベルにおける用量依存性増大を誘導した(例えば、Toso et al. (2002) J. Clin. Oncol. 20(1):142-152を参照)。
IL-18は、細胞内細菌、真菌およびウイルスに対する防御免疫応答に関与し、肺がん、乳がん、肉腫、および黒色腫の前臨床モデルにおいて抗腫瘍活性を実証している。IL-18の生物活性は、IFN-γを経由して誘導されるIL-18結合性タンパク質(IL-18BP)による負のフィードバックループにおいてモジュレーションされる。したがって、IL-18BPの血清レベルは、臨床IFN-γ活性を予測する。進行がんを有する患者への組換えヒトIL-18(rhIL-18)の静脈内投与は、IL-18結合性タンパク質の血清濃度の用量依存的な増大のみならず、IFN-γ、GM-CSF、および可溶性Fasリガンドにおける増大をもたらした(例えば、Robertson et al. (2006) Clin. Cancer Res. 12(14):4265-4273を参照)。その上、尿および血清中のIL-18BPのレベルは、前立腺がんを有する患者における腫瘍状態と相関することが観察された;前立腺がんを有する例と有さない例との間で尿IL-18BPレベルに有意差が見出され、増大した血清IL-18BPレベルは、前立腺がんグリーソンスコアが増大することと相関し、前立腺がん細胞からのIL-18BP分泌の上昇が、免疫サーベイランスを逃避しようとするがんによる試みを指し示し得ることを実証している(例えば、Fujita et al. (2011) Int. J. Cancer 129(2):424-432を参照)。したがって、IL-18BPを腫瘍免疫応答についてのバイオマーカーとして使用することができる。
2.腫瘍
本明細書に提供される免疫刺激細菌、組合せ、使用、および方法は、肺がん、膀胱がん、非小細胞肺がん、胃がん、頭頸部がん、卵巣がん、肝がん、膵がん、腎がん、乳がん、結腸直腸がん、および前立腺がんを含むがん、特に固形腫瘍を含む、すべての腫瘍型を処置するために適用することができる。方法はまた、血液がんを処置するために使用することができる。
本明細書に提供される免疫刺激細菌、組成物、組合せ、使用、および方法による処置に供される腫瘍およびがんは、免疫系、骨格系、筋肉および心臓、乳房、膵臓、消化管、中枢および末梢神経系、腎系、生殖器系、呼吸器系、皮膚、関節、脂肪組織を含む結合組織系、ならびに血管壁を含む循環系を起源とするものを含むが、それに限定されるわけではない。本明細書に提供される免疫刺激細菌を用いて処置することができる腫瘍の例は、癌腫、神経膠腫、肉腫(脂肪肉腫を含む)、腺癌、腺肉腫、および腺腫を含む。そのような腫瘍は、例えば、乳房、心臓、肺、小腸、結腸、脾臓、腎臓、膀胱、頭頸部、卵巣、前立腺、脳、膵臓、皮膚、骨、骨髄、血液、胸腺、子宮、睾丸、子宮頸部、または肝臓を含む身体の事実上すべての部分に存在し得る。
骨格系の腫瘍は、例えば、肉腫および芽細胞腫、例えば、骨肉腫、軟骨肉腫、および軟骨芽細胞腫を含む。筋肉および心臓の腫瘍は、骨格筋および平滑筋の両方の腫瘍、例えば、平滑筋腫(平滑筋の良性腫瘍)、平滑筋肉腫、横紋筋腫(骨格筋の良性腫瘍)、横紋筋肉腫、および心臓肉腫を含む。消化管の腫瘍は、例えば、口、食道、胃、小腸、および結腸の腫瘍、ならびに結腸直腸腫瘍のみならず、消化管分泌臓器、例えば唾液腺、肝臓、膵臓、および胆道の腫瘍を含む。中枢神経系(CNS)の腫瘍は、脳、網膜、および脊髄の腫瘍を含み、また、関連する結合組織、骨、血管、または神経組織を起源とし得る。末梢神経系の腫瘍の処置もまた企図される。末梢神経系の腫瘍は、悪性末梢神経鞘腫を含む。腎臓系の腫瘍は、腎臓の腫瘍、例えば、腎細胞癌のみならず、尿管および膀胱の腫瘍を含む。生殖器系の腫瘍は、子宮頸部、子宮、卵巣、前立腺、精巣、および関連する分泌腺の腫瘍を含む。免疫系の腫瘍は、リンパ腫、例えば、ホジキンリンパ腫および非ホジキンリンパ腫の両方を含む血液ベースの腫瘍および固形腫瘍を含む。呼吸器系の腫瘍は、鼻道、気管支、および肺の腫瘍を含む。乳房の腫瘍は、例えば、小葉癌および腺管癌の両方を含む。
免疫刺激細菌によって処置できる腫瘍および本明細書に提供される方法の他の例は、カポジ肉腫、CNS新生物、神経芽細胞腫、毛細血管芽細胞腫、髄膜腫および脳転移、黒色腫、消化管および腎臓の癌腫および肉腫、横紋筋肉腫、神経膠芽腫(多形膠芽腫など)、および平滑筋肉腫を含む。本明細書に提供されるように処置できる他のがんの例は、リンパ腫、芽細胞腫、神経内分泌腫瘍、中皮腫、シュワン細胞腫、髄膜腫、黒色腫、および白血病またはリンパ系悪性疾患を含むが、それに限定されるわけではない。そのようながんの例は、血液悪性腫瘍、例えば、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫(バーキットリンパ腫、小リンパ球性リンパ腫、慢性リンパ性白血病、菌状息肉症、マントル細胞リンパ腫、濾胞性リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、辺縁帯リンパ腫、ヘアリー細胞白血病、およびリンパ形質細胞性白血病)、B細胞急性リンパ性白血病/リンパ腫、およびT細胞急性リンパ性白血病/リンパ腫を含むリンパ球前駆細胞の腫瘍、胸腺腫、末梢T細胞白血病、成人T細胞白血病/T細胞リンパ腫および大顆粒リンパ球性白血病を含む成熟TおよびNK細胞の腫瘍、ランゲルハンス細胞組織球症、骨髄新生物、例えば、成熟を伴う急性骨髄球性白血病(AML)、分化を伴わないAML、急性前骨髄球性白血病、急性骨髄単球性白血病、および急性単球性白血病を含む急性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、および慢性骨髄性白血病を含む慢性骨髄増殖性障害;中枢神経系の腫瘍、例えば、神経膠腫、神経膠芽腫、神経芽細胞腫、星細胞腫、髄芽腫、上衣腫、および網膜芽腫;頭頸部固形腫瘍(例えば、鼻咽頭がん、唾液腺癌、および食道がん)、肺(例えば、小細胞肺がん、非小細胞肺がん、肺腺癌、および肺扁平上皮癌)、消化器系(例えば、消化器がんを含む胃がん(gastric cancerまたはstomach cancer)、胆管または胆道のがん、結腸がん、直腸がん、結腸直腸がん、および肛門癌)、生殖器系(例えば、睾丸がん、陰茎がん、前立腺がん、子宮がん、膣がん、外陰がん、子宮頸がん、卵巣がん、および子宮内膜がん)、皮膚(例えば、黒色腫、基底細胞癌、扁平上皮がん、日光角化症、および皮膚黒色腫)、肝臓(例えば、肝がん、肝癌、肝細胞がん、および肝細胞腫)、骨(例えば、破骨細胞腫、および溶骨性骨がん)、追加的な組織および臓器(例えば、膵がん、膀胱がん、腎臓がんまたは腎がん、甲状腺がん、乳がん、腹膜がん、およびカポジ肉腫)、血管系の腫瘍(例えば、血管肉腫および血管周皮腫)、ウィルムス腫瘍、網膜芽腫、骨肉腫、およびユーイング肉腫を含む。
3.投与
本明細書における使用および方法を実施する場合、本明細書に提供される免疫刺激細菌は、腫瘍を有するもしくは新生細胞を有する対象、または免疫処置すべき対象を含む対象に投与することができる。免疫刺激細菌を投与するために適した状態を有する対象を診断すること、対象の免疫適格性を決定すること、対象を免疫処置すること、化学療法剤を用いて対象を処置すること、放射線を用いて対象を処置すること、または対象を外科的に処置することを含むが、それに限定されるわけではない1つまたは複数の工程は、対象への免疫刺激細菌の投与前、投与と同時、または投与後に行うことができる。
担腫瘍対象に免疫刺激細菌を治療目的で投与することを含む実施形態について、対象は、典型的には、以前に新生物状態と診断されている。診断方法はまた、新生物状態の型を決定すること、新生物状態のステージを決定すること、対象における1つもしくは複数の腫瘍のサイズを決定すること、対象のリンパ節中の転移性細胞もしくは新生細胞の存在もしくは非存在を決定すること、または対象における転移の存在を決定することを含み得る。
対象に免疫刺激細菌を投与するための治療方法の一部の実施形態は、原発腫瘍のサイズまたは新生物性疾患のステージを決定する工程を含む場合がある。そして、原発腫瘍のサイズが閾値容量以上の場合、または新生物性疾患のステージが閾値ステージ以上の場合、免疫刺激細菌が対象に投与される。類似の実施形態では、原発腫瘍のサイズが閾値容量未満の場合、または新生物性疾患のステージが閾値ステージ以下の場合、免疫刺激細菌は、対象にまだ投与されず;そのような方法は、腫瘍サイズまたは新生物性疾患のステージが閾値量に達するまで対象をモニタリングし、次いで、対象に免疫刺激細菌を投与することを含み得る。閾値サイズは、腫瘍の成長速度、免疫刺激細菌が腫瘍に感染する能力、および対象の免疫適格性を含むいくつかの要因に応じて変動し得る。一般的に、閾値サイズは、免疫刺激細菌が宿主の免疫系によって完全には排除されずに腫瘍内または腫瘍近くで蓄積および複製するために十分なサイズであり、典型的には、宿主が腫瘍細胞に対する免疫応答を開始するために十分長い時間、典型的には約1週間以上、約10日以上、または約2週間以上、細菌感染を持続させるために十分なサイズでもある。例示的な閾値ステージは、最低ステージ(例えば、ステージIもしくは等価物)を超える任意のステージ、または原発腫瘍が閾値サイズよりも大きな任意のステージ、または転移性細胞が検出される任意のステージである。
免疫刺激細菌が腫瘍または転移に侵入することを投与様式が可能にするならば、対象に微生物を投与する任意の様式を使用することができる。投与様式は、静脈内、腹腔内、皮下、筋肉内、外用、腫瘍内、多穿刺、吸入、鼻腔内、経口、体腔内(例えば、カテーテルを介して膀胱に投与すること、または坐剤もしくは浣腸により腸に投与すること)、耳内、直腸、および眼内投与を含み得るが、それに限定されるわけではない。
当業者は、対象および細菌と適合性の任意の投与様式であって、細菌が腫瘍および/または転移に到達することをもたらす可能性も高い投与様式を選択することができる。投与経路は、当業者によって、疾患の性質、腫瘍の種類、および医薬組成物中に含有される特定の細菌を含む多様な要因のいずれかにより選択され得る。標的部位への投与は、例えば、弾道デリバリーによって、もしくはコロイド分散系として行うことができ、または全身投与は動脈内注射によって行うことができる。
投薬量レジメンは多様な方法および量のいずれであってもよく、当業者が公知の臨床因子により決定することができる。免疫刺激が処置を引き起こす疾患または障害を処置するために、単回用量が治療的に有効であり得る。そのような刺激の例は、特異的免疫応答および非特異的免疫応答の一方または両方、特異的応答および非特異的応答の両方、自然応答、一次免疫応答、適応免疫、二次免疫応答、記憶免疫応答、免疫細胞活性化、免疫細胞増殖、免疫細胞分化、およびサイトカイン発現を含むが、それに限定されるわけではない免疫応答である。
医術において公知のように、対象のための投薬量は、対象の種、サイズ、体表面積、年齢、性別、免疫適格性、および全身の健康状態、投与すべき特定の細菌、投与の期間および経路、疾患の種類およびステージ、例えば腫瘍サイズ、および同時投与される他の化合物、例えば薬物を含む多数の要因に依存し得る。上記要因に加えて、そのようなレベルは、当業者によって決定され得るように細菌の感染力および細菌の性質によって影響される場合がある。本方法では、細菌の適切な最小投薬量レベルは、細菌が腫瘍内または転移内で生存、成長、および複製するために十分なレベルであり得る。65kgのヒトに細菌を投与するための例示的な最低レベルは、少なくとも約5×10コロニー形成単位(CFU)、少なくとも約1×10CFU、少なくとも約5×10CFU、少なくとも約1×10CFU、または少なくとも約1×10CFUを含み得る。本方法では、細菌のおよその最大投薬量レベルは、宿主に有毒でないレベル、3×以上の脾腫を起こさないレベル、または約1日後、もしくは約3日後、もしくは約7日後に正常組織または臓器にコロニーもプラークももたらさないレベルであり得る。65kgのヒトに細菌を投与するための例示的な最高レベルは、約5×1011CFU以下、約1×1011CFU以下、約5×1010CFU以下、約1×1010CFU以下、または約1×10CFU以下を含み得る。
本明細書に提供される方法および使用は、対象への免疫刺激細菌の単回投与、または対象への免疫刺激細菌の複数回投与、または他の抗腫瘍療法および/もしくは処置との併用療法を含むその他の多様なレジメンを含み得る。これらは、例えば、細胞療法、例えば改変免疫細胞の投与;CAR-T療法;CRISPR療法;チェックポイント阻害剤、例えば抗体(例えば、抗PD-1抗体、抗PD-L1抗体、および抗CTLA-4抗体、ならびに他のそのような免疫療法);化学療法化合物、例えばヌクレオシドアナログ;外科手術;および放射線療法を含む。他のがん治療はまた、抗VEGF、抗VEGFR、抗VEGFR2、抗TGF-βもしくは抗IL-6抗体、またはその断片、がんワクチン、および腫瘍溶解性ウイルスを含む。
一部の実施形態では、単回投与は、腫瘍内に免疫刺激細菌を樹立するために十分であり、そこで、細菌は定着することができ、対象において抗腫瘍応答を引き起こすまたは増強することができる。他の実施形態では、本明細書における方法に使用するために提供される免疫刺激細菌は、時間が離れた、典型的には少なくとも1日離れた、異なる機会に投与することができる。別々の投与は、腫瘍または転移に細菌を送達する可能性を増大させることができ、その際、以前の投与は、腫瘍または転移に細菌を送達することに無効であった場合がある。実施形態では、別々の投与は、細菌の定着/増殖が起こり得る腫瘍または転移上の位置を増大させることができ、また、腫瘍中に蓄積した細菌の力価を別途増大させることができ、それにより、宿主の抗腫瘍免疫応答の誘起または増強を増大させることができる。
別々の投与が行われる場合、各投与は、他の投与の投薬量と比べて同じまたは異なる投薬量であり得る。一実施形態では、すべての投与の投薬量は、同じである。他の実施形態では、第1の投薬量は、1つまたは複数のその後の投薬量よりも大きな、例えば、その後の投薬量よりも少なくとも10×大きな、少なくとも100×大きな、または少なくとも1000×大きな投薬量であり得る。第1の投薬量が1つまたは複数のその後の投薬量よりも大きい、別々の投与方法の一例では、すべてのその後の投薬量は、第1の投与と比べて同じ、より少ない量であり得る。
別々の投与は、2、3、4、5、または6回の投与を含む、2回以上の任意の回数の投与を含み得る。当業者は、治療方法をモニタリングするための当技術分野において公知の方法、および本明細書に提供される他のモニタリング方法により、1つまたは複数の追加的な投与を行うための投与回数または投与する望ましさを容易に決定することができる。したがって、本明細書に提供される方法は、対象に免疫刺激細菌の1回または複数回の投与を提供し、モニタリングの結果に基づき、1つまたは複数の追加的な投与を提供するかどうかを決める方法を含み、その際、投与回数は、対象をモニタリングすることによって決定することができる。1つまたは複数の追加的な投与を提供するかどうかを決めることは、腫瘍成長または腫瘍成長阻害の指標、新しい転移または転移の阻害の出現、対象の抗細菌抗体力価、対象の抗腫瘍抗体力価、対象の健康全般、および対象の体重を含むが、それに限定されるわけではない多様なモニタリング結果に基づき得る。
投与同士の間の期間は、多様な期間のいずれかであり得る。投与の間の期間は、投与回数、対象が免疫応答を開始する期間、対象が正常組織から細菌を浄化する期間、または腫瘍もしくは転移内の細菌の定着/増殖の期間に関して記載されるような、モニタリング工程を含む多様な要因のいずれかの関数であり得る。一例では、期間は、対象が免疫応答を開始する期間の関数である場合があり;例えば期間は、対象が免疫応答を開始する期間よりも長い、例えば、約1週間より長い、約10日より長い、約2週間より長い、または約1カ月より長い場合がある。別の例では、期間は、対象が免疫応答を開始する期間より短い、例えば約1週間未満、約10日未満、約2週間未満、または約1カ月未満の場合がある。別の例では、期間は、腫瘍または転移内の細菌の定着/増殖の期間の関数である場合があり;例えば期間は、検出可能なマーカーを発現している微生物の投与後、例えば約3日、約5日、約1週間、約10日、約2週間、または約1カ月後の腫瘍または転移内に検出可能なシグナルが生じる時間よりも長い場合がある。
本明細書に使用される方法はまた、本明細書に提供される免疫刺激細菌を含有する懸濁物および他の製剤などの組成物を投与することによって行うことができる。そのような組成物は、本明細書に提供される、または当業者に公知の、細菌および薬学的に許容される賦形剤または媒体を含有する。
上述のように、本明細書に提供される使用および方法はまた、免疫刺激細菌を対象に投与することに加えて、1つまたは複数の治療用化合物、例えば抗腫瘍化合物または他のがん治療薬を対象に投与することを含み得る。治療用化合物は、腫瘍治療効果のために独立して、または免疫刺激細菌と共に作用し得る。独立して作用し得る治療用化合物は、免疫刺激細菌が腫瘍内に蓄積する、腫瘍内で複製する、および対象において抗腫瘍免疫応答を引き起こすまたは増強する能力を低減せずに、腫瘍成長を阻害する、転移の成長および/もしくは形成を阻害する、腫瘍もしくは転移のサイズを減少させる、または腫瘍もしくは転移を無くすことができる多様な公知の化学療法化合物のいずれかを含む。そのような化学療法剤の例は、アルキル化剤、例えばチオテパおよびシクロホスファミド;アルキルスルホネート、例えばブスルファン、インプロスルファン、およびピポスルファン;アンドロゲン薬、例えばカルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、およびテストラクトン;抗アドレナリン薬、例えばアミノグルテチミド、ミトタン、およびトリロスタン;抗アンドロゲン、例えばフルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、リュープロリド、およびゴセレリン;抗生物質、例えばアクラシノマイシン、アクチノマイシン、アントラマイシン、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カリチアマイシン、カルビシン、カルミノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6-ジアゾ-5-オキソ-L-ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、エソルビシン、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポルフィロマイシン、ピューロマイシン、ケラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン(rodorubicin)、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、およびゾルビシン;例えば、タモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害4(5)-イミダゾール、4-ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LY117018、オナプリストン、およびトレミフェン[Fareston(登録商標)]を含む抗エストロゲン薬;代謝拮抗薬、例えばメトトレキサートおよび5-フルオロウラシル(5-FU);葉酸類似体、例えばデノプテリン、メトトレキサート、プテロプテリン、およびトリメトレキサート;アジリジン、例えばベンゾデパ、カルボコン、メツレデパ、およびウレデパ(uredepa);アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホルアミド、トリエチレンチオホスホルアミド、およびトリメチロールメラミンを含むエチレンイミンおよびメチルメラミン;葉酸補充剤(folic acid replenisher)、例えばフォリン酸;ナイトロジェンマスタード、例えばクロラムブシル、クロルナファジン、クロロホスファミド、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、メクロレタミンオキシド塩酸塩、メルファラン、ノブエンビキン、フェネステリン、プレドニムスチン、トロホスファミド、およびウラシルマスタード;ニトロソウレア、例えばカルムスチン、クロロゾトシン、ホテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、およびラニムスチン;白金アナログ、例えばシスプラチンおよびカルボプラチン;ビンブラスチン;白金;タンパク質、例えばアルギニンデアミナーゼおよびアスパラギナーゼ;プリンアナログ、例えばフルダラビン、6-メルカプトプリン、チアミプリン、およびチオグアニン;ピリミジンアナログ、例えばアンシタビン、アザシチジン、6-アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン、および5-FU;タキサン、例えばパクリタキセルおよびドセタキセル、およびそのアルブミネート型(すなわち、nab-パクリタキセルおよびnab-ドセタキセル);トポイソメラーゼ阻害剤、例えばRFS-2000;チミジル酸シンターゼ阻害剤、例えばTomudex(登録商標);ならびにアセグラトンを含む追加的な化学療法剤;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;エダトレキサート;デホスファミド;デメコルチン;ジアジクオン;ジフルオロメチルオルニチン(DFMO);エフロルニチン;エリプチニウムアセテート;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシ尿素;レンチナン;ロニダミン;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダモール;ニトラクリン;ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン;ポドフィリン酸;2-エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK(登録商標);ラゾキサン;シゾフィラン;スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジコン;2,2’,2”-トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン(gacytosine);アラビノシド(「Ara-C」);シクロホスファミド;チオテパ;クロラムブシル;ゲムシタビン;6-チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキサート;エトポシド(VP-16);イホスファミド;マイトマイシンC;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ナベルビン;ノバントロン;テニポシド;ダウノマイシン;アミノプテリン;Xeloda(登録商標);イバンドロネート;CPT-11;レチノイン酸;エスペラマイシン;カペシタビン;およびトポイソメラーゼ阻害剤、例えばイリノテカンを含むが、それに限定されるわけではない。上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸、または誘導体も使用することができる。
免疫刺激細菌と共に作用する治療用化合物は、例えば、サイトカイン、ケモカイン、共刺激分子、I型IFNを構成的に誘導するタンパク質、チェックポイント遺伝子(複数可)の発現を阻害、抑制、もしくは破壊するRNAi分子、他の標的に対する1つもしくは複数のチェックポイント阻害剤抗体もしくはその断片、または細菌の定着/増殖をさらに増強することができる化合物などの、コードされている治療用産物の発現を増大させることによって細菌の免疫応答誘発特性を増大させる化合物を含む。例えば、遺伝子発現変更化合物は、プラスミド上にコードされている外因性遺伝子などの、細菌内で遺伝子の転写を誘導または増大させ、それにより、免疫応答を誘発することができる。IPTGおよびRU486を含む、遺伝子発現を変更することができる多種多様な化合物のいずれかは、当技術分野において公知である。発現をアップレギュレーションできる例示的な遺伝子は、毒素、プロドラッグを抗腫瘍薬物に変換することができる酵素、サイトカイン、転写調節タンパク質、shRNA、siRNA、およびリボザイムを含む、タンパク質およびRNA分子をコードするものを含む。他の実施形態では、細菌の定着/増殖または免疫応答誘発特性を増大させる免疫刺激細菌と共に作用することができる治療用化合物は、細菌にコードされている遺伝子産物と共に相互作用することができる化合物であり、そのような相互作用は、腫瘍細胞の殺滅増大、または対象における抗腫瘍免疫応答の増大をもたらし得る。細菌によりコードされている遺伝子産物と相互作用することができる治療用化合物は、例えばその対象に投与された形態でほとんどまたはまったく毒性も他の生物活性も有さないプロドラッグまたは他の化合物を含み得るが、細菌によりコードされている遺伝子産物と相互作用した後、化合物は、細胞傷害性、アポトーシスを誘導する能力、または免疫応答をトリガーする能力を含むが、それに限定されるわけではない、腫瘍細胞死をもたらす特性を発生することができる。ガンシクロビル、5-フルオロウラシル、6-メチルプリンデオキシリボシド、セファロスポリン-ドキソルビシン、4-[(2-クロロエチル)(2-メスルオキシエチル(mesuloxyethyl))アミノ]ベンゾイル-L-グルタミン酸、アセトアミノフェン、インドール-3-酢酸、CB1954、7-エチル-10-[4-(1-ピペリジノ)-1-ピペリジノ]カルボニルオキシカンプトテシン、ビス-(2-クロロエチル)アミノ-4-ヒドロキシフェニルアミノメタノン28、1-クロロメチル-5-ヒドロキシ-1,2-ジヒドロ-3H-ベンズ[e]インドール、エピルビシン-グルクロニド、5’-デオキシ5-フルオロウリジン、シトシンアラビノシド、およびリナマリンを含む、多様なプロドラッグ様物質が当技術分野において公知である。
4.モニタリング
本明細書に提供される方法は、対象をモニタリングする、腫瘍をモニタリングする、および/または対象に投与された免疫刺激細菌をモニタリングする1つまたは複数の工程をさらに含むことができる。腫瘍サイズをモニタリングすること、転移の存在および/またはサイズをモニタリングすること、対象のリンパ節をモニタリングすること、対象の体重または血液もしくは尿のマーカーを含む他の健康指標をモニタリングすること、抗細菌抗体の力価をモニタリングすること、検出可能な遺伝子産物の細菌発現をモニタリングすること、および対象の腫瘍、組織、または臓器中の細菌力価を直接モニタリングすることを含むが、それに限定されるわけではない、多様なモニタリング工程のいずれかが、本明細書に提供される方法に含まれ得る。
モニタリングの目的は、単に対象の健康状態、もしくは対象の治療的処置の進行を評価するための場合もあり、また、同じもしくは異なる免疫刺激細菌のさらなる投与が正当化されるかどうかを決定するため、または化合物が治療方法の有効性を増大させるように作用できる、もしくは化合物が対象に投与された細菌の病原性を減少させるように作用できる対象に、化合物をいつ投与すべきか、もしくは投与すべきかどうかを決定するための場合もある。
一部の実施形態では、本明細書に提供される方法は、細菌により発現される1つまたは複数の遺伝子をモニタリングすることを含み得る。本明細書に提供されるもの、または当技術分野において別途公知のものなどの細菌は、検出可能なタンパク質を含むが、それに限定されるわけではない1つまたは複数の検出可能な遺伝子産物を発現することができる。
本明細書に提供されるように、細菌において発現される検出可能な遺伝子産物の測定は、対象に存在する細菌のレベルの正確な決定を提供することができる。本明細書にさらに提供されるように、検出可能な遺伝子産物の、例えば、断層撮影法を含むイメージング法による位置の測定は、対象における細菌の位置を決定することができる。したがって、検出可能な細菌遺伝子産物をモニタリングすることを含む、本明細書に提供される方法を使用して、対象の1つもしくは複数の臓器内もしくは組織内の細菌の存在もしくは非存在、および/または対象の腫瘍内もしくは転移内の細菌の存在もしくは非存在を決定することができる。さらに、検出可能な細菌遺伝子産物をモニタリングすることを含む本明細書に提供される方法を使用して、1つまたは複数の臓器、組織、腫瘍、または転移に存在する細菌の力価を決定することができる。対象における細菌の位置および/または力価をモニタリングすることを含む方法は、正常組織および臓器の細菌感染、特に感染レベルが、細菌の病原性を指し示すことができるので、細菌の病原性を決定するために使用することができる。対象における免疫刺激細菌の位置および/または力価をモニタリングすることを含む方法は、複数の時点で行うことができ、したがって、対象の1つまたは複数の臓器内または組織内の細菌複製速度を含む、対象における細菌の複製速度を決定することができ;したがって、細菌遺伝子産物をモニタリングすることを含む方法は、細菌の複製適格性を決定するために使用することができる。本明細書に提供される方法を使用して、多様な臓器または組織、および腫瘍内または転移内に存在する免疫刺激細菌の量を定量することもでき、したがって、対象における細菌の優先的蓄積の程度を指し示すことができる;したがって、細菌遺伝子産物のモニタリングは、細菌が、正常な組織内または臓器内よりも腫瘍内または転移内に蓄積する能力を決定する方法に使用することができる。本明細書に提供される方法に使用される免疫刺激細菌は腫瘍全体に蓄積することができるか、または腫瘍内の複数の部位に蓄積することができ、転移内にも蓄積することができるので、細菌遺伝子産物をモニタリングするための本明細書に提供される方法を使用して、対象に存在する腫瘍のサイズまたは転移の数を決定することができる。腫瘍内または転移内の細菌遺伝子産物のそのような存在を一連の時間にわたりモニタリングすることを用いて、腫瘍の成長もしくは縮小、または新しい転移の発生、または転移の消失を含む、腫瘍または転移における変化を評価することができ、それを使用して、腫瘍の成長もしくは縮小の速度、または新しい転移の発生もしくは転移の消失の速度、または腫瘍の成長もしくは縮小の速度変化、または新しい転移の発生もしくは転移の消失の速度変化を決定することもできる。したがって、細菌遺伝子産物をモニタリングすることは、腫瘍の成長もしくは縮小、または新しい転移の発生もしくは転移の消失の速度、あるいは腫瘍の成長もしくは縮小、または新しい転移の発生もしくは転移の消失の速度変化を決定することによって、対象における新生物性疾患をモニタリングするために、または新生物性疾患の処置の有効性を決定するために使用することができる。
多様な検出可能タンパク質のいずれかは、モニタリングによって検出することができ、その例は、多様な蛍光タンパク質(例えば、緑色蛍光タンパク質)のいずれか、多様なルシフェラーゼ、トランスフェリン、もしくは他の鉄結合タンパク質のいずれか;または受容体、結合性タンパク質、および抗体であり、その際、受容体、結合性タンパク質または抗体と特異的に結合する化合物は、検出可能な薬剤の場合も、また、検出可能な物質(例えば、放射性核種またはイメージング剤)でラベルされている場合もある。
腫瘍および/または転移のサイズは、外部評価法、または断層撮影もしくは磁気イメージング法を含む、当技術分野において公知の多様な方法のいずれかによってモニタリングすることができる。当技術分野において公知の方法に加えて、本明細書に提供される方法、例えば、細菌遺伝子発現のモニタリングは、腫瘍および/または転移のサイズをモニタリングするために使用することができる。
いくつかの時点にわたりサイズをモニタリングすることは、腫瘍または転移のサイズにおける増大または減少に関する情報を提供することができ、対象における追加的な腫瘍および/または転移の存在に関する情報も提供することができる。いくつかの時点にわたり腫瘍サイズをモニタリングすることは、対象における新生物性疾患の処置の有効性を含む、対象における新生物性疾患の発生に関する情報を提供することができる。
本明細書に提供される方法はまた、対象への免疫刺激細菌の投与に応答して産生される抗体を含む、対象における抗体力価をモニタリングすることを含み得る。本明細書に提供される方法において投与される細菌は、内因性細菌抗原の免疫応答を誘発することができる。本明細書に提供される方法において投与される細菌はまた、細菌によって発現される外因性遺伝子に対する免疫応答を誘発することができる。本明細書に提供される方法において投与される細菌はまた、腫瘍抗原に対する免疫応答を誘発することができる。細菌抗原、細菌により発現される外因性遺伝子産物、または腫瘍抗原に対する抗体の力価をモニタリングすることを使用して、細菌の毒性をモニタリングする、処置方法の有効性をモニタリングする、または産生および/もしくは回収のための遺伝子産物(複数可)もしくは抗体のレベルをモニタリングすることができる。
抗体力価のモニタリングを使用して、細菌の毒性をモニタリングすることができる。細菌に対する抗体力価は、対象への細菌の投与後の期間にわたり変動する場合があり、その際、いくつかの特定の時点で、低い抗(細菌抗原)抗体力価は、より低い毒性を指し示すことができるのに対し、他の時点で、高い抗(細菌抗原)抗体力価は、より高い毒性を指し示すことができる。本明細書に提供される方法に使用される細菌は、免疫原性でありえ、したがって、対象に細菌を投与した後すぐに免疫応答を誘発することができる。一般的に、対象の免疫系が強い免疫応答を開始することができる免疫刺激細菌は、対象の免疫系がすべての正常な臓器または組織から細菌を排除することができる場合に低い毒性を有する細菌であり得る。したがって、一部の実施形態では、対象に細菌を投与した後すぐの、細菌抗原に対する高い抗体力価は、細菌の低い毒性を指し示し得る。
他の実施形態では、抗体力価をモニタリングすることを使用して、処置方法の有効性をモニタリングすることができる。本明細書に提供される方法では、抗(腫瘍抗原)抗体力価などの抗体力価は、治療方法、例えば、新生物性疾患を処置するための治療方法の有効性を指し示すことができる。本明細書に提供される治療方法は、腫瘍および/または転移に対する免疫応答を引き起こすまたは増強することを含み得る。したがって、抗(腫瘍抗原)抗体力価をモニタリングすることによって、腫瘍および/または転移に対する免疫応答を引き起こすかまたは増強することへの治療方法の有効性をモニタリングすることが可能である。
他の実施形態では、抗体力価をモニタリングすることは、産生および/または回収のために遺伝子産物(複数可)または抗体のレベルをモニタリングするために使用され得る。本明細書に提供されるように、方法は、腫瘍内、腫瘍微小環境内、および/または腫瘍常在性免疫細胞内に蓄積している微生物内で外因性遺伝子を発現することによって、タンパク質、RNA分子、または他の化合物を産生するために使用することができる。タンパク質、RNA分子、または他の化合物に対する抗体力価をモニタリングすることは、腫瘍蓄積微生物によるタンパク質、RNA分子、または他の化合物の産生レベルを指し示すことができ、また、そのようなタンパク質、RNA分子、または他の化合物に特異的な抗体のレベルを直接指し示すこともできる。
本明細書に提供される方法はまた、対象の健康をモニタリングする方法を含み得る。本明細書に提供される方法の一部は、新生物性疾患治療方法を含む治療方法である。対象の健康をモニタリングすることを使用して、当技術分野において公知のように、治療方法の有効性を決定することができる。本明細書に提供される方法はまた、本明細書に提供される免疫刺激細菌を対象に投与する工程を含み得る。対象の健康をモニタリングすることを使用して、対象に投与される免疫刺激細菌の病原性を決定することができる。疾患、例えば新生物性疾患、感染性疾患、または免疫関連疾患をモニタリングするための多様な健康診断方法のいずれかを、当技術分野において公知のようにモニタリングすることができる。例えば、対象の体重、血圧、脈拍、呼吸、色、温度、または他の観察可能な状態は、対象の健康を指し示すことができる。加えて、対象からの試料中の1つまたは複数の成分の存在、または非存在、またはレベルは、対象の健康を指し示すことができる。典型的な試料は、血液および尿試料を含む場合があり、その際、1つまたは複数の成分の存在、または非存在、またはレベルは、例えば、血液パネルまたは尿パネル診断検査を行うことによって決定することができる。対象の健康を指し示す例示的な成分は、白血球数、ヘマトクリット、およびc反応性タンパク質濃度を含むが、それに限定されるわけではない。
本明細書に提供される方法は、治療法をモニタリングすることを含む場合があり、その際、治療的判断は、モニタリングの結果に基づき得る。本明細書に提供される治療方法は、対象に免疫刺激細菌を投与することを含む場合があり、その際、細菌は、腫瘍内、腫瘍微小環境内、もしくは腫瘍常在性免疫細胞内、および/または転移内に優先的に蓄積する場合があり、その際、細菌は、抗腫瘍免疫応答を引き起こすまたは増強することができる。そのような治療方法は、特定の免疫刺激細菌の複数回投与、第2の免疫刺激細菌の投与、または治療用化合物の投与を含む多様な工程を含み得る。対象に投与するための免疫刺激細菌または化合物の量、タイミング、または型の決定は、対象をモニタリングすることからの1つまたは複数の結果に基づき得る。例えば、対象における抗体力価を使用して、免疫刺激細菌および適宜、化合物を投与することが望ましいかどうか、投与すべき細菌および/または化合物の量、ならびに投与すべき細菌および/または化合物の型を決定することができ、その際、例えば低い抗体力価は、追加的な免疫刺激細菌、異なる免疫刺激細菌、および/または治療用化合物、例えば細菌の遺伝子発現を誘導する化合物、もしくは免疫刺激細菌に依存せずに有効な治療用化合物を投与する望ましさを指し示すことができる。
別の例では、対象の全体的な健康状態を使用して、免疫刺激細菌および適宜、化合物を投与することが望ましいかどうか、投与すべき細菌および/または化合物の量、ならびに投与すべき細菌および/または化合物の型を決定することができ、その際、例えば、対象が健康であることを決定することは、追加的な細菌、異なる細菌、または治療用化合物、例えば細菌遺伝子/遺伝的ペイロード/治療用産物の発現を誘導する化合物を投与する望ましさを指し示すことができる。別の例では、細菌により発現される検出可能な遺伝子産物をモニタリングすることを使用して、免疫刺激細菌および適宜、化合物を投与することが望ましいかどうか、投与すべき細菌および/または化合物の量、ならびに投与すべき細菌および/または化合物の型を決定することができ、その際、例えば、対象が健康であることを決定することは、追加的な細菌、異なる細菌、または治療用化合物、例えば細菌遺伝子/遺伝的ペイロード/治療用産物の発現を誘導する化合物を投与する望ましさを指し示すことができる。そのようなモニタリング方法を使用して、治療方法が有効かどうか、治療方法が対象に病原性かどうか、細菌が腫瘍または転移内に蓄積したかどうか、および細菌が正常な組織または臓器内に蓄積したかどうかを決定することができる。そのような決定に基づき、さらなる治療方法の望ましさおよび形態を導出することができる。
別の例では、モニタリングは、免疫刺激細菌が対象の腫瘍または転移内に蓄積したかどうかを決定することができる。そのような決定の際に、追加的な細菌、異なる免疫刺激細菌、および適宜、化合物を対象にさらに投与するために決定を行うことができる。
H.実施例
以下の実施例は説明の目的のためのみに含まれており、本発明の範囲を限定することを意図していない。
[実施例1]
サルモネラ・チフィムリウム(S.typhimurium)の栄養要求性株
サルモネラ(Salmonella)株YS1646はアデノシンに対して栄養要求性である。
本明細書で提供する株はアデノシンに対して栄養要求性になるように操作されている。結果として、これらの株は正常組織の低いアデノシン濃度では複製することができないので、インビボで弱毒化し、コロニー形成は主としてアデノシンレベルが高い固形腫瘍微小環境(TME)中で起こる。サルモネラ株YS1646は野生型株ATCC 14028の誘導体であり、purI遺伝子(purMと同義)の破壊によってプリンに対して栄養要求性になるように操作されている(例えばLow et al. (2004) Methods Mol. Med. 90:47-60を参照)。YS1646の全ゲノムの引き続く解析によって、purI遺伝子は事実上欠失していないが、その代わりに染色体の逆転によって破壊されており(例えばBroadway et al. (2014) J. Biotechnol. 192:177-178を参照)、全遺伝子は、挿入配列に隣接するYS1646染色体の2つの部分(その1つが活性トランスポサーゼを有している)の中に依然として含まれていることが実証された。染色体のリエンゲージメントによって破壊されたpurI遺伝子の完全な遺伝子配列の存在は、野生型遺伝子への復帰の可能性を未解決のままにしている。YS1646のプリン栄養要求性はインビトロで140を超える連続継代の後でも安定であることが既に実証されているが、復帰速度は明らかでない(例えばClairmont et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002を参照)。
株YS1646はアデノシンが提供されれば最小培地中で複製することができる一方、野生型の親株ATCC 14028はアデノシンが添加されていない最小培地中で増殖することができることが、本明細書で示されている。株YS1646を溶原性ブロス(LB)培地中で一夜増殖させ、M9最小培地で洗浄し、アデノシンを含まないかまたは増大するアデノシンの濃度を含むM9最小培地中に希釈した。増殖は、SpectraMax(登録商標)M3 Spectrophometer(Molecular Devices)を使用し、37℃で15分ごとにOD600を読み取ることによって測定した。
結果は、全てのアデノシンの濃度で増殖することができた野生型株(ATCC 14028)とは異なり、株YS1646のみはアデノシンが11~300マイクロモルの範囲の濃度で提供された場合に複製することができ、M9単独または130ナノモルのアデノシンが添加されたM9中では完全に複製不能であることを示した。これらのデータは、purI突然変異体(mutant)は腫瘍の微小環境中で見出されるアデノシンの濃度で複製することができるが、正常組織中で見出される濃度では複製できないことを実証している。本明細書で例示した操作されたアデノシン栄養要求性株には、purIオープンリーディングフレームの全部または一部が染色体から欠失して野生型への復帰を防止する株が含まれる。そのような遺伝子欠失は、以下に記載するラムダレッドシステムを含む当業者には既知の任意の方法によって達成することができる。
サルモネラ株YS1646はATPに対して栄養要求性である。
プリンおよびアデノシンに対する栄養要求性に加えて、purI欠失株がATPも捕捉することができるか否かを判定した。ATPは死滅する腫瘍細胞からの漏れによって腫瘍微小環境中に高いレベルで集積する。株YS1646はATPが提供されれば最小培地中で複製することができるが、ATPが添加されなければ増殖することができないことが本明細書において示される。これを実証するため、株YS1646をLB培地中で一夜増殖させ、M9最小培地で洗浄し、ATPを含まないかまたは増大する濃度のATP(Fisher)を含むM9最小培地中に希釈した。増殖は、SpectraMax(登録商標)M3 Spectrophometer(Molecular Devices)を使用し、37℃で15分ごとにOD600を読み取って測定した。結果は、株YS1646はATPが0.012mMの濃度で提供されれば複製することができるが、M9単独では複製することができないことを実証した。
[実施例2]
細胞内複製の欠陥はmsbB突然変異(mutation)に帰せられる。
YS1646株は、複製を高濃度のプリン、アデノシン、またはATPを含む部位に限定するpurIにおける突然変異、およびTLR4媒介炎症促進性シグナル伝達を低減するようにリポ多糖(LPS)表面コートを変化させるmsbBにおける突然変異を含む。野生型サルモネラとは異なり、株YS1646はマクロファージ中では複製できないことも確立されている。これらの遺伝的突然変異のいずれが野生型株ATCC 14028の中にその表現型を与えるために関与しているかを決定するための実験を実施した。
このアッセイでは、マウスRAWマクロファージ細胞(InvivoGen,San Diego,Ca.)を、purI、msbB、またはその両方の欠失を含む野生型サルモネラ株に、細胞あたり約5細菌の感染多重度(MOI)で30分、感染させ、次いで細胞をPBSで洗浄し、細胞外細菌を死滅させるためにゲンタマイシンを含む培地を加えた。ゲンタマイシンは細胞膜を通過できないので、細胞内細菌はゲンタマイシンによって死滅しない。感染後の種々の時点で細胞の単層を水による浸透圧ショックによって溶解し、細胞溶解物を希釈し、LB寒天上に播種して生存するコロニー形成単位(CFU)を計数した。
下表に示すように、purI突然変異のみを含む野生型サルモネラ株は、それでも複製することができた。これは、腫瘍微小環境に対する高度の特異性を達成しながら、purI欠失単独で忍容性の中程度の改善しか観察されなかった理由を説明している。msbB突然変異のみを含む株、ならびにpurIおよびmsbB突然変異を含む株は複製することができず、48時間以内に細胞から急速に消失した。
Figure 2023501539000024


[実施例3]
サルモネラasd遺伝子ノックアウト株の操作および特徴解析
株YS1646Δasdを調製した。これは、asd遺伝子の欠失を有するように操作された株YS1646(これはATCCから購入可能、カタログ#202165)から誘導された弱毒化サルモネラ・チフィムリウム株である。この実施例では、サルモネラ・チフィムリウム株YS1646Δasdを、以下に記載するようにDatsenko and Wanner[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)]の方法の改変を使用して操作した。
株YS1646へのラムダレッドヘルパープラスミドの導入
YS1646株は、LB中で培養物を増殖させて100倍に濃縮し、次いで氷冷した10%グリセロールで3回洗浄することによって、以前に記載された(Sambrook J. (1998) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory)のように、エレクトロコンピテントになるように調製した。エレクトロコンピテントな株を、以下の設定、即ち2.5kV、186オーム、および50μFで、0.2cmの間隙のキュベットを使用して、ラムダレッドヘルパープラスミドpKD46(配列番号218)とともに電気穿孔した。pKD46を有するトランスフォーマントを、アンピシリンおよび1mMのL-アラビノースを含む5mLのSOC培地中、30℃で増殖させ、アンピシリンを含むLB寒天プレート上で選択した。次いで株YS1646について上に記載したように、ラムダレッドヘルパープラスミドpKD46を含むYS1646クローンをエレクトロコンピテントにした。
asd遺伝子ノックアウトカセットの構築
asd遺伝子ノックアウトカセットを設計するために、株YS1646のゲノム由来のasd遺伝子(Broadway et al. (2014) J. Biotechnology 192:177-178)を使用した。asd遺伝子の左手領域および右手領域にそれぞれ相同の204および203塩基対(bp)を含むプラスミドを、DH5-アルファコンピテント細胞(Thermo Fisher Scientific)に形質転換した。loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをこのプラスミドにクローニングした。次いでasd遺伝子ノックアウトカセットを、プライマーasd-1およびasd-2(表1を参照)を使用してPCR増幅し、ゲル精製した。
asd遺伝子の欠失
プラスミドpKD46を有するYS1646株を、ゲル精製した線状asd遺伝子ノックアウトカセットとともに電気穿孔した。電気穿孔した細胞をSOC培地中に回収し、カナマイシン(20μg/mL)およびジアミノピメリン酸(DAP、50μg/mL)を添加したLB寒天プレート上に播種した。この工程の間に、ラムダレッドリコンビナーゼが染色体asd遺伝子のkanカセットによる相同組換え(染色体asd遺伝子の上流および下流の相同隣接配列の存在による)を誘起し、asd遺伝子の染色体コピーのノックアウトが起こる。選択されたカナマイシン耐性クローン中の破壊されたasd遺伝子の存在を、破壊部位に隣接するYS1646ゲノム由来のプライマー(プライマーasd-3)およびマルチクローニング部位由来のプライマー(プライマーscFv-3)(表1を参照)を用いるPCR増幅によって確認した。DAPの栄養要求性を実証するため、DAPの添加ありと添加なしとで、コロニーもLBプレート上に複製播種した。asd遺伝子が欠失した全てのクローンはDAPの添加なしでは増殖できず、DAPに対する栄養要求性が実証された。
表1. プライマー情報
Figure 2023501539000025

カナマイシン遺伝子カセットの除去
Cre/loxP部位特異的組換えシステムを使用することによって、kan選択可能なマーカーを除去した。YS1646Δasd遺伝子Kan突然変異体を、Creリコンビナーゼを発現する温度感受性プラスミドであるpJW168(配列番号224)によって形質転換した。Ampコロニーを30℃で選択した。続いて42℃における増殖によってpJW168を無くした。選択したクローンを、カナマイシンありおよびなしのLB寒天プレートに複製播種することによって、kanの喪失について試験し、破壊部位に隣接するYS1646ゲノム由来のプライマー(プライマーasd-3およびasd-4、プライマー配列については表1を参照)を使用するPCR検証によって確認した。
機能性asd欠失突然変異体株YS1646Δasd(AST-101とも命名)の確認
Δasd突然変異体はLB寒天プレート上、37℃では増殖できなかったが、50μg/mLのジアミノピメリン酸(DAP)を含むLBプレート上では増殖できた。Δasd突然変異体の増殖速度をLB液体培地中で評価した。これは液体LB中では増殖できなかったが、600nMにおける吸光度の測定によって判定されたように、50μg/mLのDAPを添加したLB中では増殖することができた。
asd遺伝子欠失後の株YS1646Δasdにおけるasd遺伝子座配列の配列確認
asd遺伝子欠失株を、プライマーasd-3およびasd-4(表1を参照)を使用するDNA配列決定によって検証した。asd遺伝子座に隣接する領域のシーケンシングを実施し、asd遺伝子がYS1646染色体から欠失していることが配列より確認された。
プラスミドからのasdの発現によるasd欠失の相補性
プラスミドpATIU6(配列番号225)を化学合成し、組み立てた。プラスミドは下記の特徴を有していた。複製の起点の高いコピー(pUC19)、短いヘアピンの発現を推進するためのU6プロモーター、引き続いて除去されるHindIII制限部位に隣接するアンピシリン耐性遺伝子、および開始コドンの上流の85塩基対の配列を含むasd遺伝子(配列番号246)。このベクターの中に、SpeIおよびXhoIによる制限酵素消化、ならびに大腸菌(E.coli)DH5-アルファ細胞へのライゲーションおよびクローニングによって、マウスTREX1を標的とするshRNAを導入した。得られたプラスミドをpATI-shTREX1と命名した。
免疫刺激細菌株へのプラスミドの電気穿孔
免疫刺激タンパク質および機能性asd遺伝子をコードする発現カセットを含む選択されたプラスミドを、BTX(登録商標)ECM600エレクトロポレーターにより、0.2cmギャップのキュベットを使用し(BTX、San Diego、Calif.)、以下の設定、即ち2.5kV、186オーム、および50μFで、asd遺伝子を失っているサルモネラ・チフィムリウム株に電気穿孔した。電気穿孔した細胞を、50μMのジアミノピメリン酸(DAP)を添加した1mLのSOCに加え、37℃で1時間インキュベートし、DAPを含まない寒天プレートに散布して、機能性asd遺伝子を有するプラスミドを受容した株を選択した。単一コロニーを単離した後、無菌の溶原性ブロス(LB)のフラスコにサルモネラ・チフィムリウムの単一ウェルの単離されたコロニーを接種し、250RPMで撹拌しながら37℃でインキュベートすることによって、細胞バンクを産生した。培養物が定常相にまで増殖した後、10%のグリセロールを含むPBSで細菌を洗浄し、-60℃未満で凍結したアリコートで保存した。
プラスミドpATI-shTREX1を大腸菌中で増幅し、電気穿孔によってYS1646Δasd株への形質転換およびLB Ampプレート上でのクローン選択のために精製して、株YS1646Δasd-shTREX1を産生した。pATIU6由来のプラスミドを補完したYS1646Δasd突然変異体は、DAPの不在下のLB寒天上および液体培地中で増殖することができた。
引き続く反復実験で、pATI-shTREX1由来のアンピシリン耐性遺伝子(Amp)を、カナマイシン耐性遺伝子に置き換えた。これはpATI-shTREX1プラスミドをHindIIIで消化し、続いてゲル精製によってAmp遺伝子を除去することによって達成された。カナマイシン耐性(Kan)遺伝子は、プライマーAPR-001およびAPR-002(それぞれ配列番号226および配列番号227)を使用するPCRおよびそれに続くHindIIIによる消化、およびゲル精製し消化したpATIU6プラスミドへのライゲーションによって増幅した。
引き続く反復実験で、Q5(登録商標)Site-Directed Mutagenesis Kit(New England Biolabs)ならびにプライマーAPR-003(配列番号228)およびAPR-004(配列番号229)を使用して、pUC19複製の起点でpATIKanプラスミドに単一点変異を導入して、148位のヌクレオチドTをCに変更した。この突然変異によって、複製の起点が複製の起点のコピー数が少ないpBR322の複製の起点と相同になり、プラスミドのコピー数が減少する。
asd補完システムを使用してインビボで実証されたプラスミドの維持
本実施例では、CT26腫瘍を有するマウスを、TREX1を標的とするshRNAを発現するプラスミドを含む株YS1646(YS1646-shTREX1)、または機能性asd遺伝子およびTREX1を標的とするshRNAを含むプラスミドを含むYS1646のasd欠損株(YS1646Δasd-shTREX1)で処置した。
CT26(結腸腫瘍#26)は、BALB/cマウスをN-ニトロ-N-メチルウレタン(NMU)に曝露することに起源する腫瘍モデルであり、侵襲性で未分化かつチェックポイント難治性のヒト結腸直腸癌を反復する転移性の高い癌腫をもたらす(例えばCastle et al. (2014) BMC Genomics 15(1):190を参照)。側腹部の皮下に移植した場合には、結腸における同所性移植とは対照的に、腫瘍の免疫表現型ははるかに免疫抑制性かつチェックポイント難治性である。腫瘍は主としてT細胞の浸潤を失っている一方、骨髄性細胞、例えばマクロファージおよび骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)に富んでいる(例えばZhao et al. (2017) Oncotarget 8(33):54775-54787参照)。このモデルはヒトのマイクロサテライトステーブル(MSS)結腸直腸がんによく類似しているので、これは本明細書で提供する治療用アプローチを評価するための理想的なモデルである。
この実験のため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス3匹)の右側腹部皮下(SC)にCT26(ATCCより購入)腫瘍細胞を接種した(PBS 100μL中、2×10細胞)。8日で定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、3用量の5×10CFUのYS1646Δasd-shTREX1株、または親YS1646-shTREX1株を、8日目、15日目、および23日目に静脈内(IV)注射した。プラスミドは例示的な治療用製剤としてshTREX1をコードしており、他の任意の所望の治療用製剤を置換してもよい。
体重および腫瘍は週に2回測定した。腫瘍測定は電子キャリパー(Fowler、Newton,MA)を使用して実施した。腫瘍体積は改変した楕円公式[1/2(長さ×幅)]を使用して計算した。マウスは腫瘍サイズが体重の20%を超えたときまたは壊死を生じたときにIACUCの規制に従って安楽死させた。
最後のサルモネラ注射の12日後に腫瘍をホモジナイズし、ホモジネートを段階希釈して、存在するコロニー形成単位(CFU)の総数を計数するためにLB寒天プレートに、またはカナマイシン耐性コロニーの数を計数するためにカナマイシン含有LBプレートに、播種した。
結果は、サルモネラ・チフィムリウム株YS1646-shTREX1がshRNAプラスミドを維持する選択圧を有していなかったことを実証し、カナマイシン耐性(Kan)コロニーのパーセントが10%未満であったことから、プラスミドの顕著な喪失を実証した。プラスミドの維持のためにasd遺伝子補完システムを用いた株、即ちYS1646Δasd-shTREX1は、ほぼ同一の数のカナマイシン耐性およびカナマイシン感受性のCFUを有していた。これらのデータは、asd遺伝子補完システムが、マウスの腫瘍微小環境に関連するプラスミドを維持するために十分であることを実証している。
asd補完システムを使用する抗腫瘍有効性の増強
asd補完システムは、プラスミドの喪失を防止し、インビボにおけるサルモネラ・チフィムリウム株による治療用製剤のデリバリーの抗腫瘍有効性を増強するために設計されている。これを試験するため、shTREX1プラスミドを含むYS1646Δasd株(YS1646Δasd-shTREX1)、または機能性asd遺伝子カセットを含むスクランブル対照(YS1646Δasd-shSCR)のマウス結腸癌モデルにおける抗腫瘍有効性を、asd遺伝子カセットを失っており、したがってプラスミド維持の機構を有しないプラスミドであるプラスミドpEQU6-shTREX1を含む株YS1646(YS1646-shTREX1)と比較した。shTREX1は、例示的な治療用製剤である。
この実験のため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス8匹)の右側腹部のSCにCT26細胞を接種した(PBS 100μL中、2×10細胞)。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、5×10CFUのYS1646Δasd-shTREX1、またはYS1646-shTREX1を、8日目および18日目に2回IV注射し、PBS対照と比較した。
YS1646-shTREX1株は、経時的にプラスミドの喪失を示したにも関わらず、PBSと比較して増強された腫瘍制御を示した[28日目における腫瘍成長阻害(TGI)70%]。asd遺伝子補完システムおよびshTREX1を有するプラスミドを含むΔasd株(YS1646Δasd-shTREX1)は、PBSと比較して優れた腫瘍成長阻害を示した(TGI 82%、p=0.002、25日目)。これらのデータは、asd補完システムを使用してプラスミドの喪失を防止することおよびshTREX1のデリバリーによって、asd補完遺伝子システムのないプラスミドを含むYS1646と比較して改善された能力が達成されることを実証している。即ち、asd補完システムを有する株は優れた抗がん治療薬である。
[実施例4]
fliCおよびfljB遺伝子の欠失によるサルモネラ・チフィムリウムのフラゲリンノックアウト
株の操作および特徴解析
本明細書の実施例では、両方のフラゲリンサブユニットを除去するため、asd遺伝子欠失を含む生存弱毒化サルモネラ・チフィムリウムYS1646株をさらに操作してfliCおよびfljB遺伝子を欠失させた。これにより、炎症促進性TLR5活性化が無くなり、炎症促進性シグナル伝達が低減されて抗腫瘍適応免疫が改善される。
fliC遺伝子の欠失
本実施例では、前の実施例で詳細に記載したように、Datsenko and Wanner[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)]の方法の改変を使用して、YS1646Δasd株の染色体からfliCを欠失させた。簡単に述べると、fliC遺伝子に隣接する相同配列の224塩基および245塩基を含む合成fliC遺伝子相同性アーム配列を、pSL0147と呼ばれるプラスミド(配列番号230)にクローニングした。次いでcre/loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをプラスミドpSL0147にクローニングし、fliC遺伝子ノックアウトカセットをプライマーflic-1(配列番号232)およびflic-2(配列番号233)によってPCR増幅し、ゲル精製し、次いで温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有するYS1646Δasd株に電気穿孔によって導入した。電気穿孔した細胞をSOC+DAP培地中に回収し、カナマイシン(20μg/mL)およびジアミノピメリン酸(DAP、50μg/mL)を添加したLB寒天プレートに播種した。コロニーを選択し、プライマーflic-3(配列番号234)およびflic-4(配列番号235)を使用するPCRによって、ノックアウト断片の挿入についてスクリーニングした。次いで選択されたカナマイシン耐性株を42℃で培養し、アンピシリン耐性の喪失についてスクリーニングすることによって、pKD46をキュアした。次いでCreリコンビナーゼを発現する温度感受性プラスミド(pJW168)の電気穿孔によってカナマイシン耐性マーカーをキュアし、Ampコロニーを30℃で選択した。続いて培養物を42℃で増殖させることによってpJW168を排除した。次いで破壊部位に隣接するプライマー(flic-3およびflic-4)を使用するPCRによるカナマイシンマーカーの喪失およびアガロースゲル上の電気泳動による運動性の評価について、選択されたfliCノックアウトクローンを試験した。
fljB遺伝子の欠失
次いで上記の方法の改変を使用して、YS1646Δasd/ΔfliC株からfljB遺伝子を欠失させた。fljB遺伝子に隣接し、それぞれ左手および右手の配列の249塩基および213塩基を含む合成fljB遺伝子相同性アーム配列を合成して、pSL0148と呼ばれるプラスミド(配列番号231)にクローニングした。次いでcre/loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをpSL0148にクローニングし、fljB遺伝子ノックアウトカセットをプライマーfljb-1(配列番号236)およびfljb-2(配列番号237)(表1を参照)によってPCR増幅し、ゲル精製して、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔfliCに電気穿孔によって導入した。次いで上記のようにCre媒介組換えによってカナマイシン耐性遺伝子をキュアし、非許容温度での増殖によって温度感受性プラスミドをキュアした。それぞれプライマーflic-3およびflic-4、またはfljb-3(配列番号238)およびfljb-4(配列番号239)を使用するPCRによってfliCおよびfljB遺伝子ノックアウト配列を増幅し、DNA配列決定によって検証した。株YS1646のこの突然変異誘導体を、YS1646Δasd/ΔfliC/ΔfljB、または短縮してYS1646/Δasd/ΔFLGと命名した。
操作されたサルモネラ・チフィムリウムのフラゲリンノックアウト株のインビトロ特徴解析
本明細書でYS1646Δasd/ΔFLGと称する、fliCとfljBとの両方の欠失を有するYS1646由来asd突然変異体を、10マイクロリッターの一夜培養物をスイミンブプレート(0.3%の寒天および50mg/mLのDAPを含むLB)にスポットすることによって、遊泳運動性について評価した。YS1646Δasd株については運動性が観察された一方、YS1646Δasd/ΔFLG株については、運動性は明らかでなかった。次いでYS1646Δasd/ΔFLG株を、asd遺伝子を含むプラスミドとともに電気穿孔し、DAPの不在下におけるその増殖速度を評価した。asdを補完したプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG株は、添加のDAPが存在しないLB中で複製することができ、asdを補完したプラスミドを含むYS1646Δasd株と同程度の速度で増殖した。これらのデータは、フラゲリンの排除はインビトロにおけるサルモネラ・チフィムリウムの適合性を低下させないことを実証している。
鞭毛の排除はマウスマクロファージにおけるピロトーシスを低下させる
5×10個のマウスRAWマクロファージ細胞(InvivoGen,San Diego,Ca.)を、いずれもasd補完プラスミドを有するYS1646Δasd/ΔFLG株または親YS1646Δasd株に、ゲンタマイシン保護アッセイにおいてほぼ100のMOIで感染させた。感染の24時間後に培養上清を収集し、Pierce(商標)LDH Cytotoxicity Assay Kit(Thermo Fisher Scientific,Waltham,Ma.)を使用して、マクロファージ細胞の死のマーカーとしてのラクテート脱水素酵素の放出について評価した。YS1646Δasd株は75%の最大LDH放出を誘起した一方、YS1646Δasd/ΔFLG株は54%の最大LDH放出を誘起し、フラゲリン遺伝子の欠失が感染したマクロファージのサルモネラ・チフィムリウム誘起ピロトーシスを低減することが実証された。
鞭毛を欠失した突然変異体は感染したヒト単球におけるピロトーシスの低減を導く
YS1646Δasd/ΔFLG株ではマクロファージにおける細胞死を惹起する能力が低減していることを実証するため、THP-1ヒトマクロファージ細胞(ATCCカタログ#202165)を、サルモネラ・チフィムリウム株YS1646およびプラスミドの維持を保証する機能性asd遺伝子をコードするプラスミドを含むΔasd株を有するYS1646Δasd/ΔFLGに感染させた。DMEMおよび10%のFBSを含む96ウェルのディッシュに、5×10個の細胞を入れた。細胞をサルモネラ・チフィムリウムの洗浄したログ相の培養物に細胞あたり100CFUのMOIで1時間、感染させ、次いで細胞をPBSで洗浄し、細胞外細菌を死滅させるための50μg/mLのゲンタマイシンおよび単球をマクロファージ表現型に転換するための50ng/mLのIFNγを含む培地に培地を交換した。24時間後、THP-1細胞をCellTiter-Glo(登録商標)試薬(Promega)にて染色し、発光を定量するためのSpectraMax(登録商標)M3プレートリーダー(Molecular Devices)を使用する発光細胞生存アッセイを使用して、生存細胞のパーセンテージを決定した。YS1646株を感染させた細胞はわずか38%の生存率しかなかった一方、YS1646Δasd/ΔFLG株を感染させた細胞は51%の生存率を有し、フラゲリン遺伝子の欠失が、極めて高く超生理学的なMOIにも関わらず、ヒトマクロファージの細胞死をあまり誘起しないことが示された。
全身投与の後の腫瘍のコロニー形成に鞭毛は必要でない
結腸癌のマウスモデルにおいて投与されたフラゲリンノックアウト株の影響を評価するため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにCT26細胞(PBS 100μL中、2×10細胞)を接種した。10日で定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、単一用量の3×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株、または親YS1646Δasd-shTREX1株をIV注射した。腫瘍移植後35日目にマウスを安楽死させ、腫瘍をホモジナイズしてLBプレートに播種し、腫瘍組織1gあたりのコロニー形成単位(CFU)の数を計数した。YS1646Δasd-shTREX1株は、腫瘍組織1gあたり平均5.9×10CFUで腫瘍をコロニー形成した一方、鞭毛を欠失したYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株は平均1.1×10CFU/g腫瘍組織とほぼ2倍に増加した腫瘍をコロニー形成した。YS1646Δasd-shTREX1株の脾臓コロニー形成は平均1.5×10CFU/g脾臓組織と計算された一方、鞭毛を欠失したYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株の脾臓コロニー形成は平均1.2×10CFU/g脾臓組織とやや低かった。
これらのデータは、鞭毛が存在しないことはIV投与後の腫瘍のコロニー形成に負に影響しないだけでなく、鞭毛が無傷の株と比較して腫瘍のコロニー形成を増強することを実証している。重要なことに、鞭毛の欠失は脾臓のコロニー形成を僅かに低減させ、腫瘍と脾臓の比を10万倍にする。これらのデータは、当技術からの予想と異なり、鞭毛は腫瘍のコロニー形成に必要でないだけでなく、それを無くすことによって脾臓のコロニー形成を低減しつつ腫瘍のコロニー形成を増強することを実証している。
鞭毛を欠失した株はマウスにおいて抗腫瘍活性の増強を示す
結腸癌のマウスモデルにおいて投与されたフラゲリンノックアウト株の影響を評価するため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにCT26細胞(PBS 100μL中、2×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、単一用量の3×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株、またはYS1646Δasd-shTREX1株をIV注射し、PBS対照と比較した。マウスはキャリパー測定によって腫瘍成長についてモニターした。
結果は、鞭毛を作ることができないYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株が親YS1646Δasd-shTREX1株と比較して増強された腫瘍制御(TGI 27%、24日目)およびPBS対照と比較して有意な腫瘍制御(TGI 73%、p=0.04、24日目)を示したことを実証した。これらのデータは、鞭毛が腫瘍のコロニー形成に必要でないだけでなく、その喪失が抗腫瘍有効性を増強し得ることを実証している。
鞭毛を欠失した株はマウス腫瘍モデルにおいて適応免疫の増強を示す
免疫応答に対するフラゲリン欠失の影響、およびshRNAの腫瘍骨髄性細胞デリバリーからSTINGチェックポイント遺伝子TREX1へのSTING活性化が適応性I型IFN免疫シグネチャーを促進するかを評価した。結腸癌のCT26マウスモデルを用い、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにCT26細胞(PBS 100μL中、2×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、腫瘍移植の11日後に5×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株、または親YS1646Δasd-shTREX1株、またはスクランブルしたプラスミド対照株であるYS1646Δasd-shSCRをIV注射し、PBS対照と比較した。投薬の7日後にヘパリンナトリウムをコートした管(Becton Dickinson)にマウスから採血した。次いで凝固していない血液を同体積のPBSで希釈し、Lympholyte(登録商標)-M細胞分離試薬(Cedarlane)を使用して全血の相間層から末梢血単核細胞(PBMC)を分離した。単離したPBMCを、1300RPM、室温で3分の遠心分離により、PBS+2% FBSで洗浄し、フロー緩衝液中に再懸濁した。V底96ウェルプレートに1ウェルあたり百万個のPBMCを播種した。細胞を1300RPM、室温(RT)で3分、遠心分離し、蛍光色素コンジュゲートAH1ペプチド:MHCクラスIテトラマー(MBL International)および細胞表面フローサイトメトリー抗体CD4 FITCクローンRM4-5;CD8a BV421クローン53-6.7;F4/80 APCクローンBM8;CD11b PE-Cy7クローンM1/70;CD45 BV570クローン30-F11;CD3 PEクローン145-2C11;Ly6C BV785クローンHK1.4;I-A/I-E APC-Cy7クローンM5/114.15.2;Ly6G BV605クローン1A8;およびCD24 PercP-Cy5.5クローンM1/69(全てBioLegendから)を含む100μLのフロー緩衝液中で、室温、暗所で45分再懸濁した。45分後に、1200RPM、3分の遠心分離により細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いでDAPI(4’,6-ジアミノ-2-インドール、生死染色)を含むPBS+2% FBS中に細胞を再懸濁し、直ちにNovoCyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
以下の細胞型を総生存細胞のパーセンテージとして計数した:CD11bGr1好中球(エクスビボ機能性アッセイによるさらなる表現型決定が必要であろうが、おそらくMDSC)、CD11bF4/80マクロファージ、CD8T細胞、およびCT26腫瘍拒絶抗原gp70(AH1)、即ちマウス白血病ウイルス(MuLV)関連細胞表面抗原のエンベロープ遺伝子の産物を認識するCD8T細胞(例えばCastle et al. (2014) BMC Genomics 15(1):190を参照)。
下表にまとめた結果は、非特異的なスクランブルしたshRNAをコードするプラスミドを含むYS1646Δasd-shSCR株が、PBS(p=0.02)、鞭毛が無傷のYS1646Δasd-shTREX1株(p=0.02)、および最低レベルの循環好中球を有する鞭毛を欠失した株YS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1(p=0.01)と比較して有意に増加した好中球の典型的な抗菌免疫プロファイルを誘発することを示している。同様に、細菌によって誘起されたマクロファージも、YS1646Δasd-shSCR株において、PBS(p=0.01)、YS1646Δasd-shTREX1株(p=0.01)、およびYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株(p=0.01)と比較して有意に上昇した。即ち、I型IFN誘起ペイロードを有する両方の株は、正常な抗菌免疫応答を上書きすることができ、そのため好中球およびマクロファージによって細菌感染が消失し、適応T細胞媒介免疫が誘起されない。しかし、CD8T細胞の全体の循環レベルは全ての群にわたって同様である一方、鞭毛を欠失したYS1646Δasd/ΔFLG-shTREX1株はPBSと比較して有意(p=0.04)に増加したAH1テトラマーCD8T細胞のパーセンテージを実証した。
これらのデータは、腫瘍常在性骨髄性細胞にウイルス様I型IFN誘起プラスミドを送達するように細菌を操作することの実現可能性を実証している。これは、ウイルス性が高く細菌性が低い免疫プロファイルに向けての免疫応答の劇的な再プログラミングをもたらす。鞭毛の欠失は、細菌によって動員される好中球およびマクロファージから有意に増加した腫瘍特異的CD8T細胞への転換をさらに増強した。即ち、細菌性のTLR5媒介炎症を無くすことによって、適応免疫を増強することができる。
Figure 2023501539000026


SD = 標準偏差
鞭毛を欠失した株はインビボにおいて食細胞性骨髄免疫細胞コンパートメントに制限される
文献によれば、ΔfljB/ΔfliC株は、非食細胞性細胞へのSPI-1に媒介された進入に関連する多くの下流遺伝子の抑制を示す。YS1646Δasd/ΔFLG株も非食細胞性細胞取り込みを欠いているかを決定するため、細菌性rpsMプロモーターの下にmCherry(赤色蛍光タンパク質)を構成的に発現するYS1646Δasd/ΔFLG株を、MC38皮下側腹部腫瘍を有するマウスにIV投与した。
MC38(マウス結腸腺癌#38)モデルは、突然変異生成を使用するCT26モデルと同様に、しかしジメチルヒドラジンを使用して、C57BL/6マウス系統において誘導した(例えばCorbett et al. (1975) Cancer Res. 35(9):2434-2439参照)。CT26と同様に、皮下移植は結腸に同所移植した場合より多くのT細胞が除外され、免疫抑制性腫瘍微小環境がもたらされた(例えばZhao et al. (2017) Oncotarget 8(33):54775-54787を参照)。MC38はCT26よりも高い変異の負荷およびCD8T細胞によって検出できる同様のウイルス由来gp70抗原(p15E)を有しているが、これは拒絶抗原とはみなされない。MC38の変異体(variant)はチェックポイント療法に部分的に関与していることが見出されているが、細胞系の大部分の変異体は、本明細書で使用されるMC38細胞を含めて、チェックポイント難治性でありT細胞が除外されていると考えられる(例えばMariathasan et al. (2018) Nature 555:544-548を参照)。
この実験のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38細胞を接種した(PBS 100μL中、5×10細胞)。34日目に、定着した大きな側腹部腫瘍を有するマウスに1×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG-mCherry株をIV注射した。IV投薬の7日後に腫瘍を切除し、2~3mmの切片に切断して、2.5mLの酵素混合物(10%のFBSと1mg/mLのコラゲナーゼIVおよび20μg/mLのDNアーゼIを含むRPMI-1640)を満たしたgentleMACS(商標)C管(Miltenyi Biotec)に入れた。OctoMACS(商標)(Miltenyi Biotec)特異的解離プログラム(マウス移植腫瘍)を使用して腫瘍切片を解離し、全体の細胞調製物を撹拌しながら37℃で45分インキュベートした。45分のインキュベーションの後、OctoMACS(商標)(マウス移植腫瘍)プログラムを使用して第2ラウンドの解離を実施し、得られた単一細胞懸濁液を、70μMのナイロンメッシュを通して50mLの管の中に濾過した。ナイロンメッシュを5mLのRPMI-1640+10% FBSにて1回洗浄し、2度目に新たな70μMのナイロンメッシュを使用して新たな50mLの管の中に細胞を濾過した。ナイロンメッシュを5mLのRPMI-1640+10% FBSで洗浄し、濾過された細胞を1000RPMで7分、遠心分離した。得られた解離した細胞をPBS中に再懸濁し、染色プロセスの前に氷上に保存した。
フローサイトメトリー染色のため、V底96ウェルプレートのウェルに100μLの単一細胞懸濁液を播種した。生死染色[Zombie Aqua(商標)、BioLegend]およびFcブロッキング試薬(BD Biosciences)を含むPBSを1ウェルあたり100μLで加え、細胞を氷上、暗所で30分インキュベートした。30分後、1300RPM、3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いで細胞を蛍光色素コンジュゲート抗体(CD4 FITCクローンRM4-5;CD8a BV421クローン53-6.7;F4/80 APCクローンBM8;CD11b PE-Cy7クローンM1/70;CD45 BV570クローン30-F11;CD3 PEクローン145-2C11;Ly6C BV785クローンHK1.4;I-A/I-E APC-Cy7クローンM5/114.15.2;Ly6G BV605クローン1A8;およびCD24 PercP-Cy5.5クローンM1/69(全てBioLegendから)を含むPBS+2% FBS中に再懸濁し、氷上、暗所で30分インキュベートした。30分後に、1300RPM、3分の遠心分離により細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄し、フローサイトメトリー固定緩衝液(Thermo Fisher Scientific)中に再懸濁した。NovoCyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してフローサイトメトリーデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
結果は、腫瘍浸潤性単球の7.27%が腫瘍微小環境において鞭毛欠失mCherry株を取り込んだことを実証した。同様に、腫瘍関連マクロファージ(TAM)集団の8.96%および腫瘍浸潤性樹状細胞(DC)の3.33%が鞭毛欠失mCherry株を取り込んだ。対照的に、間質細胞および腫瘍細胞に対応するCD45集団の中では、僅か0.076%がmCherry発現について陽性を示した(バックグラウンド染色の0.067%と比較して)。これらのデータは、鞭毛およびSPI-1に対するその下流のシグナル伝達インパクトが上皮細胞の感染力を可能にするために必要であること、ならびにその欠如が細菌の取り込みを腫瘍微小環境の食細胞性免疫細胞コンパートメント(即ち、腫瘍常在性免疫/骨髄性細胞)のみに制限していることを実証している。
鞭毛の欠失は、適応免疫を抑制するTLR5誘起炎症性サイトカインの排除、マクロファージのピロトーシスの低減、ならびに腫瘍常在性食細胞性細胞に取り込みが限局している場合の全身投与における腫瘍特異性富化の維持(または増強)を含む多数の利点を免疫刺激サルモネラ・チフィムリウム株に与えている。
[実施例5]
サルモネラpagP遺伝子ノックアウト株の操作および特徴解析
本実施例では、YS1646Δasd/ΔFLG株を、pagPを欠失するようにさらに改変した。pagP遺伝子はサルモネラ・チフィムリウムの感染ライフサイクルの間に誘起され、リピッドAをパルミチン酸塩で改変する酵素(リピッドAパルミトイルトランスフェラーゼ)をコードする。野生型サルモネラ・チフィムリウムでは、pagPの発現は、ヘプタアシル化されるリピッドA分子をもたらす。リピッドAの末端アシル鎖が付加できないmsbB突然変異体では、pagPの発現はヘキサアシル化されたリピッドA分子をもたらす。ヘキサアシル化リピッドAを有するLPSは高度に炎症促進性であり、TLR4に高い親和性を有することが示されている(野生型で見出されたヘプタアシル化LPSはTLR4に対して最大の親和性を有する)。本実施例では、pagPおよびmsbBが欠失した株はペンタアシル化リピッドAのみを産生することができ、TLR4に対する低い親和性による低い炎症促進性サイトカイン、忍容性の増強、および免疫調節性タンパク質をコードするプラスミドを送達するように細菌を操作した場合の適応免疫の増大が可能になる。
ΔpagP株の構築
先行する実施例に記載した方法の改変を使用して、YS1646Δasd/ΔFLG株からpagP遺伝子を欠失させた。pagP遺伝子に隣接し、それぞれ左手および右手の配列の203塩基および279塩基を含む合成のpagP遺伝子相同性アーム配列を合成して、pSL0191と呼ばれるプラスミド(配列番号331)にクローニングした。次いでcre/loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをpSL0191にクローニングし、pagP遺伝子ノックアウトカセットをプライマーpagp-1(配列番号315)およびpagp-2(配列番号316)(表1を参照)によってPCR増幅し、ゲル精製して、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔFLGに電気穿孔によって導入した。次いで上記のようにCre媒介組換えによってカナマイシン耐性遺伝子をキュアし、非許容性温度での増殖によって温度感受性プラスミドをキュアした。プライマーpagp-3(配列番号317)およびpagp-4(配列番号318)を使用するPCRによってpagP遺伝子ノックアウト配列を増幅し、DNA配列決定によって検証した。得られたYS1646の突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagPと命名した。
pagP欠失突然変異体はペンタアシル化LPSを有し、炎症性サイトカインの低減を誘起する
Datsenko and Wanner (Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000))および上記のように、ラムダ誘導Red組換えシステムを使用して、YS1646Δasd株からpagP遺伝子も欠失させて、株YS1646Δasd/ΔpagPを生成した。次いでこの株を、欠失したasd遺伝子を補完し、インビボにおけるプラスミドの維持を保証する機能性asd遺伝子を含むプラスミドとともに電気穿孔した。次いでこの株からリピッドAを抽出し、マトリックス補助レーザー脱着/イオン化質量分析(MALDI MS)によって評価し、野生型サルモネラ・チフィムリウム株ATCC 14028、YS1646株(これはmsbBおよびpurIが欠失している)、およびYS1646Δasd株由来のリピッドAと比較した。野生型サルモネラは、機能性msbB遺伝子の存在による、それぞれのヘプタアシル化種とヘキサアシル化種とに対応する質量2034の小さなリピッドAのピークおよび質量1796の大きなピークを有していた。msbB欠失株であるYS1646およびYS1646Δasdは、ヘキサアシル化およびペンタアシル化リピッドAの混合物に対応する1828および1585の大きなピークを有していた。msbBおよびpagPが欠失した株YS1646Δasd/ΔpagPは、ペンタアシル化リピッドAに対応する質量1585の単一ピークのみを有していた。これらのデータは、pagPの欠失がリピッドAのパルミトイル化を防止し、それによりリピッドAを単一のペンタアシル化種に限定することを実証している。
ΔpagP突然変異体株由来のペンタアシル化リピッドAを含むLPSがTLR4シグナル伝達を低減するかを決定するために、野生型株、YS1646株またはYS1646Δasd/ΔpagP株由来の4μgの精製されたLPSを、THP-1ヒト単球細胞(ATCCカタログ#TIB-202)に加え、24時間後に、Cytometric Bead Array(CBA)キット(BD Biosciences)を使用して、炎症性サイトカインの存在について上清を評価した。結果は、YS1646Δasd/ΔpagP株由来のLPSが野生型LPSと比較して25%の量のTNFαを誘起し、野生型LPSより7分の1少ないIL-6を誘起したことを示した。YS1646Δasd/ΔpagP株由来のLPSは株1646より22分の1少ないIL-6を誘起し、ΔpagP突然変異体由来のペンタアシル化LPS種の炎症性がヒト細胞において有意に低いことが実証され、ΔpagP突然変異体がヒトにおいてより良く忍容され得ることが示された。
pagPの欠失は初代ヒトM2マクロファージにおいて有意に少ないIL-6を誘起する
YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株が初代ヒトM2マクロファージから炎症性が低く用量制限的なIL-6も誘発することを実証するため、この株を評価し、YS1646Δasd/ΔFLGおよび親YS1646株と比較した。ヒトドナー由来のM2マクロファージは、T細胞を除外した固形腫瘍において高度に富化された免疫抑制性表現型を代表している。健康なヒトドナーから単離して凍結したヒトPBMCを完全培地(RPMI-1640+1倍の非必須アミノ酸+5%のヒトAB血清)中で解凍し、室温、800RPMで10分、遠心分離することによって洗浄した。PBMCをPBS+2% FBS中に再懸濁し、CD16欠失キット(StemCell Technologies)を使用して単球をネガティブ単離した。次いで単離した未処理の単球をPBS+2% FBS中の遠心分離によって洗浄し、100ng/mLのヒトマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)および10ng/mLのヒトIL-4を含む完全培地中に再懸濁した。次いで単離した単球(1ウェルあたり3e5)を最終体積750μLで24ウェルプレートに播種した。播種の2日後、細胞培養培地を完全に吸引し、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む新鮮な完全培地に交換した。2日後(4日目に)、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む1ウェルあたり500μLの完全培地を48時間、加えた。6日目に細胞培養培地を完全に吸引し、サイトカインを含まない新鮮な完全培地単独、またはMOI 20でサルモネラ・チフィムリウム株のログ相培養物を含む培地に交換した。細胞を1時間感染させ、次いでPBSで洗浄し、細胞外細菌を死滅させるために50μg/mLのゲンタマイシンを含む新鮮な培地に培地を交換した。次いでウェルを洗浄し、新鮮な培地に交換し、37℃、5%CO中でインキュベートした。48時間後に上清を収穫し、ヒトIL-6サイトメトリックビーズアレイ(CBA)キット(BD Biosciences)を使用してメーカーの使用説明書に従ってサイトカインについてアッセイした。
結果は、親株YS1646に感染したヒト初代M2マクロファージからの分泌されたIL-6のレベルが平均14839±926pg/mLであった一方、YS1646Δasd/ΔFLG株由来のIL-6のレベルが2075±723pg/mLで有意に低かった(p=0.004)ことを実証した。このことは、鞭毛の欠失およびTLR5シグナル伝達の排除がIL-6の誘起に及ぼす影響をさらに確認している。YS1646Δasd/ΔFLG/pagP株は332±100pg/mLと最小のIL-6レベルを誘発し、この改変されたLPSコーティングがTLR4を刺激する能力の低下、およびその結果としての炎症性IL-6の産生の劇的な低下を実証している。
鞭毛とpagPの欠失の組合せはマウスにおける忍容性を顕著に増強する
上記の改変された株が親株YS1646より弱毒化しているかを決定するため、メディアン致死用量(LD50)の研究を行った。6~8週齢のBALB/cマウス(1群あたりマウス5匹)に、3e5~3e7CFUの用量範囲の株YS1646、または誘導株YS1646Δasd/ΔFLG、YS1646Δasd/ΔpagP、およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagPを静脈内注射した。株YS1646とは異なり、誘導株は全身投与された場合に顕著な毒性を示すFDA承認のサイトカインであるマウスIL-2をコードするプラスミドも有していた。
株YS1646のLD50は4.4×10CFU(2回の研究の平均)であることが見出され、以前に公開されたYS1646のLD50の報告と一致し、野生型サルモネラ・チフィムリウムと比較して1000倍を超える改善であった(例えばClairmont et al. (2000) J. Infect. Dis. 181:1996-2002を参照)。YS1646Δasd/ΔFLG株のLD50は2.07×10CFUと決定され、株YS1646と比較して4.5分の1未満への病原性の低減が示された。YS1646Δasd/ΔpagP株のLD50は1.39×10CFUと決定され、株1646と比較して少なくとも3.2分の1への病原性の低減が示された。これは、この株がまだ高度に炎症性の鞭毛を有していることを考慮すれば予想されることである。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株では投与した最大用量でマウスが死亡しなかったため、LD50は確定できなかったが、6.2×10CFUより大きかった。したがって、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株は親YS1646株と比較して14分の1以下への病原性の低減を示す。これらのデータは、上記の遺伝子改変が臨床的サルモネラ・チフィムリウム株YS1646(VNP20009としても知られている)の病原性を低減させ、したがってヒトにおける忍容性の増大をもたらすことを実証している。
VNP20009(例えばToso et al. (2002) J. Clin. Oncol. 20(1):142-152を参照)の第I相臨床試験において、試験した2つの最高用量、即ち3×10CFU/m(33%存在)および1×10CFU/m(50%存在)において患者の腫瘍に部分的にのみ細菌が存在することが観察され、腫瘍のコロニー形成を達成するにはVN20009の忍容用量が低すぎることを示している。上記の改変によって株の忍容性を改善することにより、必要であれば14倍を超える高い用量を投与することができ、その腫瘍がコロニー形成する患者のパーセンテージが改善され、腫瘍あたりの治療用コロニー形成のレベルが増加され、それによりVNP20009で観察された問題が解決される。
鞭毛とpagPとの欠失の組合せはマウスにおける抗サルモネラ・チフィムリウム抗体の生成を顕著に制限する
上記の3×10CFU投薬群から生存したマウス(YS1646投薬群のN=4を除いてN=5)をIV投薬後40日間保持し、その時点で採血して血清を採取して、改変した流動基準抗体タイタリングシステムによってサルモネラ・チフィムリウムに対する抗体価を評価した。YS1646Δasd/ΔFLG-mCherry株の一夜培養物を洗浄し、フローサイトメトリー用固定緩衝液で固定した。以前処置したマウスおよびナイーブな対照マウスの血清を96ウェルプレートに播種し、PBSによる連続希釈を実施した。次に1×10CFUを含む25μLのYS1646Δasd/ΔFLG-mCherry培養物を血清に加え、室温で25分インキュベートした。次いで4000RPMで5分遠心分離することによって細菌をPBSにて2回洗浄した。最後の洗浄の後、二次ヤギ抗マウスFc AF488抗体(ストックから400倍希釈)を含むPBS中に細菌を再懸濁し、室温で遮光下に25分インキュベートした。次いで4000RPMで5分遠心分離することによって細菌をPBSにて3回洗浄した。最後の洗浄の後、細菌をPBS中に再懸濁し、NovoCyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してデータを取得し、MFI FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
フローサイトメトリーの結果を評価するため、全ての群の中でシグナルを有する最大の希釈倍率を選択し(血清希釈1250倍)、対応する平均蛍光強度(MFI)値をプロットした。無染色で得られたMFIがMFI 1000であり、これがヤギ抗マウスFc AF488抗体のみにて染色されるバックグラウンドであるので、これを検出限界(LOD)として選択した。したがって、1000より大きなMFIを陽性シグナルとみなし、MFI値を有していてもこの値と同じかそれより低いものは全て陰性の結果とみなした。
このアッセイの結果より、3×10CFUのYS1646株で処置したマウスから抗サルモネラ・チフィムリウム血清抗体の高いMFI価(MFI 29196.3±20730)が明らかになり、YS1646が血清抗体(これは非中和性である)を生成できるという以前公開されたデータと一致した。YS1646Δasd/ΔFLG株で処置したマウスでは検出された抗体は少なく(MFI 11257±9290)、これは鞭毛由来のアジュバント活性の欠如によるものであり得る。YS1646Δasd/ΔpagP株で処置したマウスでは、株YS1646と比較して有意に少ない抗体(MFI 4494±3861)が生成し(p=0.033)、これはLPS表面コーティングの変更によるものであり得る。血清抗体において最も有意な減少は、数匹のマウスが1000未満のMFI価を有するYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP処置群で示され(MFI 1930±2445)、血清抗体について陰性とみなされた(株YS1646に対してp=0.021)。したがって、鞭毛とpagP遺伝子との欠失の組合せは、安全性の改善と免疫原性の顕著な低減とを可能にし、これはヒトにおける高いCFUの繰り返し投薬を可能にすることになる。
pagPおよび鞭毛が欠失した株およびそれらの組合せは、株YS1646と比較してヒト血清中における有意により高い生存能力を示す
株YS1646は全身投与の後でヒトにおいて限定された腫瘍のコロニー形成を示す。本明細書において株YS1646はヒト血液中の補体因子によって不活化されることが示されている。これを実証するため、株YS1646および大腸菌D10Bを、細菌の表面を改変するさらなる変異を含む本明細書で提供する例示的な免疫刺激細菌と比較した。これらの例示的な改変株は、YS1646Δasd/ΔpagP、YS1646Δasd/ΔFLG、およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagPであった。これら3つの株、ならびにYS1646および大腸菌D10B培養物を、プールしたマウス血液またはプールした健康なヒトドナー(n=3)からの血清または熱不活化(HI)した血清と、37℃で3時間インキュベートした。血清とのインキュベーションの後、細菌を連続希釈してLB寒天プレートに播種し、コロニー形成単位(CFU)を決定した。
マウス血清中では全ての株は100%生存したままであり、補体活性化に対して完全に耐性であった。ヒト血清中では、全ての株は熱不活化血清中で100%生存した。大腸菌D10B株は全ヒト血清中で3時間後に完全に排除された。全ヒト血清中では、YS1646株は僅かに6.37%の生存コロニーを示し、YS1646臨床株の腫瘍のコロニー形成がヒト血液中における補体不活化によって限定されていることが示された。ヒト血清との3時間のインキュベーションの後で、YS1646Δasd/ΔFLG株については31.47%の生存コロニーが残存し、YS1646Δasd/ΔpagP株については72.9%の生存コロニーが残存していた。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株の組合せは、ヒト血清中で補体に対して完全に耐性であった。
これらのデータは、株YS1646(VNP20009)が全身投与された場合に極めて低い腫瘍のコロニー形成を有している理由を説明する。株YS1646はヒト血清中で補体不活化に極めて感受性であるが、マウス血清中ではそうでないことが本明細書で示されている。これらのデータは、ヒトでは限定された腫瘍のコロニー形成が観察された一方、マウス腫瘍は高いレベルでコロニー形成した理由を説明する。fljB/fliCもしくはpagPの欠失、またはこれらの突然変異の組合せは、部分的にまたは完全にこの表現型を救済する。即ち、ヒト血清中でYS1646Δasd/ΔpagP、YS1646Δasd/ΔFLG、およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株において観察された安定性の増強は、ヒト腫瘍のコロニー形成の増大を提供する。
[実施例6]
サルモネラansB遺伝子ノックアウト株の操作および特徴解析
本実施例では、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株を、細菌のL-アスパラギナーゼIIをコードする遺伝子であるansBを欠失させるようにさらに改変した。T細胞の存在下におけるサルモネラ・チフィムリウムによるL-アスパラギナーゼIIの分泌は、T細胞受容体(TCR)の発現の低下および細胞傷害性サイトカインの産生の障害によってT細胞の機能を直接障害することが示されている。結果として、細菌由来のアスパラギナーゼが急性リンパ性白血病(ALL)を処置するために数十年にわたって成功裡に使用されてきた。ansBの欠失はL-アスパラギナーゼIIを産生するサルモネラ・チフィムリウムの能力を無くし、それにより細菌によってコロニー形成した腫瘍微小環境におけるT細胞の機能を増強する。
ΔansB株の構築
先行する実施例に記載した方法の改変を使用して、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株からansB遺伝子を欠失させた。ansB遺伝子に隣接し、それぞれ左手および右手の配列の236塩基および251塩基を含む合成ansB遺伝子相同性アーム配列を合成して、pSL0230と呼ばれるプラスミド(配列番号332)にクローニングした。次いでcre/loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをプラスミドpSL0230にクローニングし、ansB遺伝子ノックアウトカセットをプライマーansb-1(配列番号319)およびansb-2(配列番号320)によってPCR増幅し、ゲル精製し、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagPに電気穿孔によって導入した。次いで上記のようにCre媒介組換えによってカナマイシン耐性遺伝子をキュアし、非許容性温度における増殖によって温度感受性プラスミドをキュアした。プライマーansb-3(配列番号321)およびansb-4(配列番号322)を使用するPCRによってansB遺伝子ノックアウト配列を増幅し(表1を参照)、DNA配列決定によって検証した。得られたYS1646の突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansBと命名した。
ansBの欠失はインビトロにおけるアスパラギナーゼ活性を無くす
YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株のL-アスパラギナーゼII産生が少ないかを決定するため、この株の培養物をansBが無傷のYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株とともにLB中で増殖させ、定常相に到達させた。この時点で培養物からの50μLの馴化培地のアスパラギナーゼ活性を、比色アスパラギナーゼアッセイキット(Sigma-Aldrich)を使用してメーカーの使用説明書に従って解析した。40分のインキュベーションの後、SpectraMax(登録商標)M3 Spetrophotometer(Molecular Devices)により570nmの吸光度により吸光度単位を読み取った。
1.95の吸光度を示した組換えL-アスパラギナーゼII陽性対照と比較して、ansBが無傷のYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株の吸光度は0.82であった。しかしYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株におけるansBの欠失は、0.109の吸光度で検出されるアスパラギナーゼ活性のバックグラウンドレベルを生じた。これらのデータは、ΔansBの突然変異がアスパラギナーゼ活性を完全に無くすことを確認している。
ansBの欠失はインビトロの共培養アッセイにおいてT細胞の機能を回復させる
T細胞に対するL-アスパラギナーゼIIの活性の低下の影響についてansB欠失株を機能的に特徴解析するため、脾臓由来の精製したT細胞との培養における株感染したマウス初代骨髄由来マクロファージ(BMM)を使用する共培養アッセイを確立した。このアッセイのため、健康なBALB/cマウス由来の脾臓を単離して解離し、マウスT細胞単離キット(StemCell Technologies)を使用してメーカーの使用説明書に従って脾臓CD4およびCD8T細胞を単離した。単離したT細胞から1ウェルあたり2e5個の細胞を、5μg/mlの抗マウスCD3ε抗体(クローン145-2C11、Thermo Fisher Scientific)で予めコートした平底96ウェルプレートに加えた。定常相まで増殖させたYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagPおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB培養物由来の馴化したLB培地を0.45μMのナイロンメッシュで濾過し、共刺激のためのアゴニストである10μg/mlのCD28抗体の添加ありまたはなしで、T細胞に加えた。20U/mLの組換えアスパラギナーゼを含む対照群および正常培養培地をアッセイにおける対照として用いた。プレートを5%COインキュベーター中、37℃でインキュベートした。インキュベーション後24時間に、100μLの共培養上清をウェルから収穫し、マウスTh1特異的サイトカインビーズアレイ(CBA、BioLegend)を実施した。同時にT細胞を収穫し、フローサイトメトリーによるCD4およびCD8T細胞上の表面T細胞受容体β(TCRβ)の発現、ならびにIFNγ、TNFα、およびIL-2の細胞内染色について解析した。
結果から、マクロファージに感染させるために使用され、続いてT細胞と共培養された、ansBが無傷の株(YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP)が高度のT細胞免疫抑制を誘起することが確認された。このことは、培地対照および20U/mLの組換えアスパラギナーゼの陽性対照と比較して、CD4およびCD8の両方のT細胞におけるTCRβの表面発現の顕著な下方制御によって示された(下表を参照)。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株におけるansBの欠失は、親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株と比較して、CD4(p=0.004)およびCD8(p=0.002)の両方のT細胞におけるTCRβの表面発現を有意に回復させた。
Figure 2023501539000027


SD = 標準偏差
共培養後24時間におけるT細胞からのサイトカインの分泌を、T細胞の細胞溶解機能のマーカーとして測定した。下表に示すように、T細胞によるサイトカインIFNγ、TNFα、およびIL-2の産生は、培地対照と比較してYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株による処理の後で顕著に低く、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株におけるansBの欠失によって有意に回復した[IFNγ(p=0.05)、TNFα(p=0.012)、およびIL-2(p=0.006)]。これらのデータは、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株におけるansBの欠失が、親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株と比較してT細胞の細胞溶解機能を有意に回復することを示している。
Figure 2023501539000028


SD = 標準偏差
ansBの欠失はインビボで腫瘍に存在するT細胞のTCRβの発現を回復する
インビトロの共培養アッセイにおいて、ansBの発現は、フローサイトメトリーによるT細胞上のTCRβの下方制御を含むT細胞機能に対する免疫抑制効果を示した。これがインビボでも同様に起こるかを評価するため、結腸直腸がんのMC38マウスモデルを利用した。
この実験のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス4匹)の右側腹部SCにMC38細胞を接種した(PBS 100μL中、5×10細胞)。17日目に、定着した大きな側腹部腫瘍を有するマウスに1×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG-mCherry株をIV注射した。IV投薬の7日後に腫瘍を切除し、2~3mmの切片に切断して、2.5mLの酵素混合物(1mg/mLのコラゲナーゼIVおよび20μg/mLのDNアーゼIを含むRPMI-1640を含む10%のFBS)を満たしたgentleMACS(商標)C管(Miltenyi Biotec)に入れた。OctoMACS(商標)(Miltenyi Biotec)特異的解離プログラム(マウス移植腫瘍)を使用して腫瘍切片を解離し、全体の細胞調製物を撹拌しながら37℃で45分インキュベートした。45分のインキュベーションの後、OctoMACS(商標)(マウス移植腫瘍)プログラムを使用して第2ラウンドの解離を実施し、得られた単一細胞懸濁液を、70μMのナイロンメッシュを通して50mLの管の中に濾過した。5mLのRPMI-1640+10% FBSでナイロンメッシュを1回洗浄し、2度目に新たな70μMのナイロンメッシュを使用して新たな50mLの管の中に細胞を濾過した。5mLのRPMI-1640+10% FBSでナイロンメッシュを洗浄し、次いで濾過された細胞を1000RPMで7分、遠心分離した。得られた解離した細胞をPBS中に再懸濁し、染色プロセスの前に氷上に保存した。
フローサイトメトリー染色のため、V底96ウェルプレートのウェルに100μLの単一細胞懸濁液を播種した。生死染色[Zombie Aqua(商標)、BioLegend]およびFcブロッキング試薬(BD Biosciences)を含むPBSを1ウェルあたり100μLで加え、細胞を氷上、暗所で30分インキュベートした。30分後、1300RPM、3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いで蛍光色素コンジュゲート抗体(CD45 BV570クローン30-F11;TCRβ PEクローンH57-597;およびCD4 FITCクローンRM4-5、全てBioLegendから)およびDAPI(Biolegend)を含むPBS+2% FBS中に細胞を再懸濁し、氷上、暗所で30分インキュベートした。30分後に、1300RPM、3分の遠心分離により細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄し、フローサイトメトリー固定緩衝液(Thermo Fisher Scientific)中に再懸濁した。ACEA Novocyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してフローサイトメトリーデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
下表に示すように、コロニー形成した親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株との腫瘍内における相互作用に続く腫瘍浸潤性CD4T細胞上のTCRβの表面発現についての平均蛍光強度(MFI)は、ansB欠失YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株より有意に低く(p=0.042)、後者はPBS対照処置マウスさえよりも高かった。
Figure 2023501539000029


MFI = 平均蛍光強度; AVG =平均; SD = 標準偏差
総合して、これらのデータにより、免疫抑制性L-アスパラギナーゼIIの細菌産生によるT細胞機能の回復のためにansB遺伝子を欠失させる必要があることが確認され、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株におけるansBの欠失に伴って観察されたT細胞機能の増強が実証される。
[実施例7]
サルモネラcsgD遺伝子ノックアウト株の操作および特徴解析
YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株を、サルモネラ・チフィムリウムのcurli線毛の形成、セルロースの産生、およびc-di-GMPの産生を制御するマスター遺伝子であるcsgDを欠失するようにさらに改変した。csgDの欠失は、セルロース媒介バイオフィルム形成の可能性を無くし、炎症促進性シグナル伝達を低減し、宿主の食細胞性細胞による取り込みを増強する。それにより、細胞内局在化のこの増大は、プラスミドデリバリーおよび免疫調節性タンパク質産生の有効性を増強する。
ΔcsgD株の構築
先行する実施例に記載した方法の改変を使用して、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株からcsgD遺伝子を欠失させた。csgD遺伝子に隣接し、それぞれ左手および右手の配列の207塩基および209塩基を含む合成csgD遺伝子相同性アーム配列を合成して、pSL0196と呼ばれるプラスミド(配列番号333)にクローニングした。次いでcre/loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをプラスミドpSL0196にクローニングし、csgD遺伝子ノックアウトカセットをプライマーcsgd-1(配列番号323)およびcsgd-2(配列番号324)によってPCR増幅し、ゲル精製して、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ansBに電気穿孔によって導入した。次いで上記のようにCre媒介組換えによってカナマイシン耐性遺伝子をキュアし、非許容性温度における増殖によって温度感受性プラスミドをキュアした。プライマーcsgd-3(配列番号325)およびcsgd-4(配列番号326)を使用するPCRによってcsgD遺伝子ノックアウト配列を増幅し、DNA配列決定によって検証した。得られた親株YS1646の突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDと命名した。
csgD欠失株はコンゴーレッドプレート上でRDARコロニーを形成できない
コンゴーレッドプレート上での増殖の後でRough Dry And Red(RDAR)コロニーを形成する能力は、細菌バイオフィルム形成のよくバリデートされたアッセイである。ラフで乾燥したテキスチャーはセルロースの産生によって生じ、赤色はcurli線毛の表面構造による色素の集積による。このアッセイのため、コンゴーレッド寒天プレート上でのインキュベーションの後、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株のRDAR表現型を形成する能力をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株と比較した。
コンゴーレッド寒天プレートをソイトン(10g/L)および酵母抽出物(5g/L)とともに調製し(NaClなしの改変LB)、コンゴーレッド(40mg/L)およびクーマシーブリリアントブルーG-250(20mg/L)を補完した。5μLの定常相細菌培養液をコンゴーレッドプレート上にスポットし、37℃で16時間インキュベートし、次いで30℃に移してさらに120時間インキュベートした。コロニー形態および色の視覚解析を実施し、毎日記録して、RDARコロニー形態型の存在または不在を確認した。
2つの株の間のコロニー形態型を比較すると、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株は平滑な表現型を有し、コロニーは色素を欠いていた。比較して、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株はまだcsgD遺伝子を含んでおり、古典的なラフで乾燥した外観、および色素取り込みの明らかな証拠を呈していた。即ち、機能性アッセイにより、ΔcsgD株はcurli線毛およびセルロースの産生を失っているので、バイオフィルムを形成できないことが確認される。
csgD欠失株はトリプルネガティブ乳がんの高度難治性マウスモデルにおいて優れた抗腫瘍有効性を示す
免疫刺激細菌療法が腫瘍をコロニー形成させるが限定的な有効性しか示さないモデルにおけるcsgD欠失の影響を評価した。これは、腫瘍常在性骨髄性細胞中への取り込みを制限し、それにより治療的有用性を制限することができる細菌産生セルロースの存在を示し得る。(例えばCrull et al. (2011) Cellular Microbiology 13(8):1223-1233を参照)。ヒトのトリプルネガティブ乳がんの代表的なモデルである治療困難なEMT6モデルを利用した(例えばYu et al. (2018) PLoS ONE 13(11):e0206223を参照)。EMT6腫瘍細胞が側腹部皮下とは異なって乳腺脂肪体に同所投与された場合、モデルはT細胞を排除して高度に転移性で、かつ承認された全てのチェックポイント抗体を含む免疫治療に高度に難治性である(例えばMariathasan et al. (2018) Nature 554: 544-548を参照)。
この実験のため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス5匹)の左乳腺脂肪体にEMT6腫瘍細胞(ATCC#CRL-2755)を接種した(PBS 100μL中、2×10細胞)。13日で定着した乳腺腫瘍(約55mm)を有するマウスに、単一用量の1×10CFUのcsgD欠失株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD、または親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB株をIV注射し、PBS対照と比較した。細菌株は構成的に活性なマウスSTING(EF-1α muSTING R283G)を発現するプラスミドを含んでいた。
PBS処置マウスの腫瘍は均一に増殖し、35日目に最大腫瘍体積(1199.0±298.1mm)に達した。csgDが無傷の株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansBで処置したマウスはこのモデルにおいて抗腫瘍有効性の証拠を示さず、これも35日目に最大腫瘍体積(1689.1±537.0)に達した。これらの腫瘍のエクスビボLB播種より、全ての腫瘍がコロニー形成することが明らかになった。しかし、csgD欠失株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDでは、5匹中3匹のマウスでその原発およびいずれの転移疾患でも完全な治癒がもたらされた(60日以上)。全腫瘍成長阻止(TGI)は45.7%であり、他の2つの残った腫瘍のうち1つは最終的に増殖する前に部分奏功した。2つの細菌株は同じプラスミドペイロードを含んでいたが、1つだけが有意な抗腫瘍有効性を示した。即ち、最も難治性で高度に転移性の同系腫瘍モデルの1つである同所性EMT6において、csgDが欠失した株は全身的抗腫瘍有効性を誘起し、60%の完全奏功をもたらすことができた。
csgD欠失株はインビボで増強された細胞内取り込みを示す
csgD欠失株が、腫瘍常在性骨髄性細胞中への細菌のより大きな取り込みによる有効性の改善を示すかを決定するため、エクスビボゲンタマイシン保護アッセイを実施した(Crull et al. (2011) Cellular Microbiology 13(8):1223-1233を参照)。この実験のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス4匹)の右側腹部SCにMC38細胞を接種した(PBS 100μL中、5×10細胞)。定着した大きな側腹部腫瘍を有するマウスに、17日目に1×10CFUのcsgD欠失YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株(N=12)、または親YS1646株(N=4)をIV注射した。IV投薬の7日後に腫瘍を切除し、秤量し、1mg/mLのコラゲナーゼIVおよび20mg/mLのDNアーゼIを添加したRPMI中で細切し、37℃で振盪しながら30分インキュベートして、単一細胞懸濁液を生成した。30分後に、70mmのフィルターに懸濁液を通し、回収した体積を同一の別の2つの試料に分割した。細胞外細菌を死滅させるために、対になった試料のそれぞれ1つにゲンタマイシン(Thermo Fisher Scientific)を200mg/mLで加え、試料を振盪しながら37℃で90分インキュベートした。次いで細胞懸濁液を洗浄し、0.05%のTriton Xで溶解して、CFUを計数するためにLB寒天プレートに播種した。
結果は、ゲンタマイシン処理がないYS1646処理腫瘍からのCFU(11925±19859CFU)と比較して、ゲンタマイシン処理は腫瘍から検出される極めて少ないCFU(51±45CFU)をもたらしたことを示している。これは、これらの腫瘍における細菌は主として細胞外に存在しており、したがってゲンタマイシンによる排除に感受性であることを示している。csgD欠失YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD処置群においては、よくコロニー形成した腫瘍から予想されるように、非ゲンタマイシン処理腫瘍は高いCFUを生じ、ゲンタマイシンによる処理は、より少なく、親YS1646株処理腫瘍よりはるかに多いCFU(1276±2410CFU)を生じた。これは、細胞内に存在し、したがってゲンタマイシンから保護されているcsgD欠失細菌によるところが大きい。これらのデータは、csgDの欠失が細菌の細胞内取り込みを改善し、それによりインビボにおける免疫調節性タンパク質のプラスミドデリバリーが増強され得ることを実証している。
[実施例8]
pATI-1.75ベクターの構築
以下の特徴、即ちpBR322複製の起点、asd遺伝子、キュアリングのためのHindIII部位に隣接されるカナマイシン耐性遺伝子、および発現カセットの挿入のための多重クローニング部位を有するプラスミド(pATI-1.75)を設計して合成した。発現カセットは、真核性プロモーター、オープンリーディングフレーム(ORF)、転写後制御エレメント、およびポリアデニル化シグナルを含む、種々の構造で組み立てられた多重エレメントからなっている。
例示的なプロモーターには、サイトメガロウイルス(CMV)最初期エンハンサー配列の直接下流にコードされたCMV最初期コアプロモーター、およびヒト伸長因子-1アルファ(EF-1α)のためのコアプロモーターが含まれる。オープンリーディングフレーム(ORF)には、それぞれがタンパク質に翻訳され、2A配列の挿入によって区別できるポリペプチドに分離され得る1つまたは複数の配列が含まれ、それにより真核性リボソームは2A配列の中のGlyとPro残基との間にペプチド結合を挿入することができない。2A配列の例としては、トセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルス(TaV)カプシドタンパク質由来のT2Aペプチド(配列番号327)、およびブタテスコウイルス[porcine teschovirus(PTV)]由来のP2Aペプチド(配列番号328)がある。上流のフューリン切断部位(RRKR)およびその他のエンハンサーエレメントが上流に置かれて、発現したタンパク質を分離する切断を容易にする。
転写後制御エレメント(PRE)の例には、ウッドチャック肝炎ウイルスPRE(WPRE、配列番号346)およびB型肝炎ウイルスPRE(HPRE、配列番号347)が含まれ、これらは細胞質へのmRNA核エクスポートを促進することによって遺伝子の細胞質mRNAの蓄積を増大し、3’末端のプロセッシングおよび安定性を増強する。ポリアデニル化シグナル配列の例には、SV40ポリアデニル化シグナルおよびウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルが含まれ、これらはいずれも転写終結を促進するように働き、RNA切断複合体によって認識される配列モチーフを含む3’制御エレメントである。
[実施例9]
設計された異種タンパク質発現プラスミドはヒト細胞からの機能性タンパク質の産生を誘起する
ヒト細胞において確立されたサイトカインの最適発現
免疫刺激サイトカインがヒト細胞中で設計されたプラスミドから発現できることを例証するため、EF-1αプロモーターの制御下にサイトカインのパネルをpATI-1.75プラスミドにクローニングした。サイトカインには、それだけに限らないが、マウスIL-2(muIL-2)、muIL-12p70、muIL-23、およびヒトIL-2(huIL-2)が含まれる。IL-15単一鎖に融合したmuIL-15受容体α(muIL-15Rα-IL-15sc)については、EF-1αおよびCMVのプロモーターを試験した。ポリ-L-リシンでコートした24ウェルのプレートにHEK293T STING Null細胞(InvivoGen)を1ウェルあたり200,000細胞にて、5%COインキュベーター中、37℃で一夜播種して80%のコンフルエンシーを達成した。翌日、サイトカインプラスミドDNAそれぞれ200ngを無血清培地中で希釈し、適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加え、トランスフェクトしていないウェルを陰性対照とした(二重測定)。トランスフェクション後24時間で各試料から細胞培養上清を収集し、各サイトカインに特異的なELISAによってタンパク質発現について評価した。
muIL-2コンストラクトを、マウスIL-2ELISA(R&D Systems)でメーカーの使用説明書に従って評価し、コドン最適化したmuIL-2のさらなるバージョン(muIL-2 CO)も評価した。未希釈の上清中の濃度を試験し、muIL-2コンストラクトについては平均1680pg/mLのmuIL-2、muIL-2 COコンストラクトについては1812pg/mLのmuIL-2が得られた。これらのデータはコンストラクトの機能性を確認し、収率はコドン最適化によって改善され得ることを実証した。muIL-12p70コンストラクトをマウスIL-12 ELISA(R&D Systems)でメーカーのプロトコールに従って評価した。上清を未希釈で添加すると、平均400pg/mLの分泌されたmuIL-12p70が測定されたが、これは直線範囲の外であった。上清を5倍に希釈すると、平均105pg/mLの分泌されたmuIL-12p70が検出された。muIL-23プラスミドについては、マウスIL-23 ELISA(BioLegend)を使用してキットの使用説明書に従ってタンパク質の検出を実施した。上清を未希釈で添加すると、平均966pg/mLのmuIL-23が検出された。ヒトIL-2プラスミドについては、ヒトIL-2 ELISA(Invitrogen)を使用してキットの使用説明書に従ってタンパク質の検出を行った。上清を未希釈で添加すると、平均1422pg/mLのhuIL-2が検出された。EF-1αまたはCMVプロモーターのいずれかを使用して発現したmuIL-15Rα-IL-15scコンストラクトについては、キットの使用説明書に従ってマウスIL-15 ELISA(eBioscience,Inc.)を使用した。未希釈で添加すると、EF-1αプロモーターを用いたmuIL-15Rα-IL-15scプラスミドは平均131pg/mLを生じた一方、CMVプロモーターを用いたmuIL-15Rα-IL-15scプラスミドは平均289pg/mLを生じた。
これらのデータは、ヒト細胞中におけるマウスとヒトとの両方の免疫調節性サイトカインをコードするプラスミド発現コンストラクトを妥当とするものである。さらに、これらのデータは、コドン最適化およびCMV等のプロモーターの使用によってタンパク質の発現を増強できることを示している。
転写後制御エレメントはサイトカインの発現を増強する。
ORFの3’末端に付加された転写後制御エレメント(PRE)がヒト細胞中における免疫刺激サイトカインの発現を増強するかを決定するため、EF-1αプロモーターの制御下におけるhuIL-2の発現を、pATI-1.75プラスミド中のウッドチャック肝炎ウイルス転写後制御エレメント(WPRE)の添加ありまたはなしで試験した。
ポリ-L-リシンでコートした24ウェルのプレートにHEK293T STING Null細胞(InvivoGen)を1ウェルあたり200,000細胞にて、5%COインキュベーター中、37℃で一夜播種して80%のコンフルエンシーを達成した。翌日、サイトカインプラスミドDNAそれぞれ200ngを無血清培地中で希釈し、適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加え、トランスフェクトしていないウェルを陰性対照とした(二重測定)。トランスフェクション後24時間にて各試料から細胞培養上清を収集し、ヒトIL-2 ELISA(Invitrogen)によってメーカーの使用説明書に従って活性について評価した。上清は未希釈で添加するか、または5倍希釈した。
結果は、上清を未希釈で添加した場合には、平均1540pg/mLを分泌したWPREなしのhuIL-2コンストラクトと比較して、WPREありのhuIL-2コンストラクトは3.6倍に増加した5511pg/mLを分泌したことを実証した。5倍希釈した上清では、非WPRE huIL-2コンストラクトは315pg/mLのhuIL-2を分泌した一方、WPREありのhuIL-2コンストラクトは4.6倍に増加した1441pg/mLを分泌した。即ち、それだけに限らないがWPREによって例証される3’転写後制御エレメントの付加は、ヒト細胞中におけるタンパク質の発現を有意に改善することができる。
プロモーターの最適化および転写後制御エレメントは初代M2マクロファージにおけるサイトカインの産生を増強する
muIL-15Rα-IL-15sc等のサイトカインの発現はCMVプロモーターの使用によってヒトHEK293T細胞中で増強される一方、サイトカインの発現が、T細胞が除外されたヒト固形腫瘍における主要なマクロファージ表現型であるドナー由来の初代ヒトM2マクロファージ中で同様に増強できるかを決定した。さらに、WPRE等の転写後制御エレメントがこれらの細胞中における発現を増強できるかを決定した。
タンパク質の発現が改善され得るかを決定するため、プロモーターEF-1αおよびCMVをmuIL-2の発現の制御について試験し、WPREをhuIL-2の発現について試験した。健康なヒトドナーから単離した凍結ヒトPBMCを完全培地(RPMI-1640+1倍の非必須アミノ酸+5% ヒトAB血清)中で解凍し、室温、800RPMにて10分の遠心分離によって洗浄した。PBMCをPBS+2% FBS中に再懸濁し、CD16欠失キット(StemCell Technologies)を使用して単球をネガティブ単離した。単離した単球を、M-CSFおよびIL-4を含むRPMI培地中で6日間培養してM2マクロファージを生成した。このため、単離した未処理の単球をPBS+2% FBS中の遠心分離によって洗浄し、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む完全培地中で再懸濁した。次いで単離した単球(1ウェルあたり3e5)を24ウェルプレートに播種して最終体積750μLとした。播種の2日後に細胞培養培地を完全に吸引し、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む新鮮な完全培地に交換した。2日後(4日目に)100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む1ウェルあたり500μLの完全培地を加え、48時間インキュベートした。6日目に細胞培養培地を完全に吸引し、Viromer(登録商標)RED mRNAおよびプラスミドトランスフェクション試薬(Lipocalyx)によるトランスフェクションのために、サイトカインを含まない新鮮な完全培地に交換した。
Viromer(登録商標)REDによるトランスフェクションは、メーカーの使用説明書に従って実施した。簡単に述べると、EF-1α-muIL-2コンストラクト、CMV-muIL-2コンストラクト、EF-1α-huIL-2コンストラクト、またはEF-1α-huIL-2+WPREコンストラクトを含む500ngのプラスミドDNA、ならびにトランスフェクトしていない対照を提供された緩衝液で希釈し、0.2μLのViromer(登録商標)REDと混合して、室温で15分インキュベートして、Viromer(登録商標)複合体を形成させた。次いでDNA/Viromer(登録商標)RED複合体を24ウェルプレートの各ウェルにゆっくりと加え(二重測定)、プレートをCOインキュベーター中、37℃で24時間インキュベートした。24時間にて上清を収穫し、マウスIL-2 ELISA(R&D Systems)またはヒトIL-2 ELISA(Invitrogen)のいずれかを使用し、キットの使用説明書に従って、サイトカインについてアッセイした。
結果は、EF-1αプロモーターの制御下にmuIL-2コンストラクトでトランスフェクトされた初代ヒトM2マクロファージから収穫した未希釈上清からのmuIL-2の発現が、平均59.7pg/mLのmuIL-2の分泌をもたらしたことを実証した。CMVプロモーターによるmuIL-2コンストラクトはほぼ5倍に増加した平均275pg/mLのmuIL-2を生じた。ヒトIL-2 ELISAについては、WPREを失っているプラスミドでトランスフェクトした細胞由来の未希釈上清は平均170pg/mLのhuIL-2を生じた。WPREを含むhuIL-2コンストラクトは、平均219pg/mLのhuIL-2を生じた。これらのデータは、CMV等のプロモーター、およびWPRE等の転写後制御エレメントが、初代ヒトM2マクロファージを含む多種の細胞型におけるサイトカインの発現を有意に改善し得ることを確認している。
ヒト細胞から発現した共刺激性受容体リガンド4-1BBL
4-1BBL等の共刺激性分子は、抗原提示細胞(APC)上で発現したとき、T細胞上で発現した4-1BBと連携して最適のT細胞機能を促進することができる。4-1BBLはその細胞質シグナル伝達ドメインによって負に制御されている。T細胞へのマクロファージの4-1BBLライゲーションの後期では、4-1BBL細胞質ドメインの逆進シグナル伝達が4-1BBLの表面転座を誘起してTLR4に結合し、これとシグナル伝達複合体を形成する。これは、TLR4のLPSによる活性化と同程度の高レベルのTNF-αを誘起し、これが適応性免疫応答の免疫抑制をもたらす(例えばMa et al. (2013) Sci. Signal. 6(295):ra87を参照)。
本実施例では、マウス4-1BBLをコードする配列をpATI-1.75ベクターにクローニングした。T細胞を最大に連携させるため、細胞質ドメイン(配列番号344のアミノ酸残基1~82に対応)を欠失させることによって、4-1BBL細胞質ドメインの逆進シグナル伝達を無くし、mu4-1BBLΔcytを生成させた。mu4-1BBLΔcytがヒト細胞の表面上で機能的に発現し得るかを決定するため、HEK-293Tを利用した。ポリ-L-リシンでコートした24ウェルのプレートにHEK293T STING Null細胞(InvivoGen)を1ウェルあたり200,000細胞にて、COインキュベーター中、37℃で一夜播種して80%のコンフルエンシーを達成した。翌日、mu4-1BBLΔcytをコードする200ngのプラスミドDNAを無血清培地中で希釈し、適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加え、トランスフェクトしていないウェルを陰性対照とした(二重測定)。48時間後に1300RPMにて3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いで細胞をPBS+2% FBS中に再懸濁し、PEコンジュゲートマウス抗4-1BBL抗体(クローンTKS-1、BioLegend)およびDAPI(生死染色)にて染色した。30分後、1300RPMにて3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄し、PBS+2% FBS中に再懸濁した。ACEA NovoCyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してフローサイトメトリーデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
生存細胞のパーセンテージとして、トランスフェクトしていない対照細胞はマウス4-1BBLの陽性染色率14.6%を示した。比較として、mu4-1BBLΔcytをコードするプラスミドをトランスフェクトした細胞の93.4%は4-1BBLの表面発現について陽性であった。これらのデータは、ヒト細胞の表面上に高レベルで4-1BBLを発現するために、pATI-1.75プラスミドを効果的に使用し得ることを実証している。
ヒト細胞から発現した可溶性TGFβ受容体II
全TGFβ受容体IIの細胞質および膜貫通部分を除去することによって、可溶性マウスTGFβ受容体II変異体を設計した。さらに、検出のためにFLAGまたはFcタグのいずれかを付加した。CMVプロモーターおよび3’WPREの制御下に、これらの変異体をpATI-1.75ベクターにクローニングした。配列はSangerシーケンシングによって確認した。ポリ-L-リシンでコートした6ウェルのプレートに1.5×10個のHEK293T細胞を1日前に播種して、80%のコンフルエンシーを達成した。トランスフェクションの日に、3μgのDNAを無血清培地中に希釈し、適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加えた。48時間のインキュベーションの後、各試料からの細胞培養上清を収集した。いくつかの上清は10kDaのスピンカラム(Millipore)で濃縮した。トランスフェクトしたHEK293T細胞の上清についてマウスTGF-β1(R&D Systems)による直接ELISAを実施した。ELISAデータを450nmにおける吸光度とともに下表に提供する。
Figure 2023501539000030

これらのコンストラクトの機能性をT細胞アッセイにおいて試験した。磁気単離キット(StemCell Technologies)を使用して、マウスT細胞を脾臓から収穫した。T細胞を、可溶性受容体ありまたはなしで、種々の濃度のマウスTGFベータにて、抗マウスCD3ε抗体とインキュベートした。マウスTH1 CBAキット(BioLegend)およびCD4、CD8、4-1BB、およびCD69のフローサイトメトリー標識を使用して、T細胞の活性化を定量した。
これらのデータは、免疫刺激細菌によるヒト等の真核細胞へのデリバリーのために操作されたプラスミドから異種分子、例えばFcドメインに融合した細胞外受容体を発現する能力を実証している。
ヒト細胞からのCD3×CD19二特異性T細胞エンゲージャーの発現
FLAGタグおよびHisタグを含むCD3×CD19二特異性T細胞エンゲージャー[BiTE(登録商標)]を、CMVプロモーターの制御下に3’WPREとともにpATI-1.75ベクターにクローニングした。配列はSangerシーケンシングによって確認した。ポリ-L-リシンでコートした6ウェルのプレートに1.5×10個のHEK293T細胞を1日前に播種して、80%のコンフルエンシーを達成した。トランスフェクションの日に、3μgのDNAを無血清培地中に希釈し、適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加えた。48時間のインキュベーションの後、各試料からの細胞培養上清を収集した。いくつかの上清は10kDaのスピンカラム(Millipore)において濃縮した。
このコンストラクトの機能性を、RajiおよびJurkat-Lucia(商標)NFAT細胞(InvivoGen)へのCD3×CD19 BiTE(登録商標)の結合によって試験した。Bite(登録商標)は、フローサイトメトリーにより抗FLAG-APC(BioLegend)を使用して検出した。それぞれの条件について50,000個の細胞の1つのウェルを操作した。APC陽性事象の平均蛍光強度(MFI)およびAPC陽性としてゲーティングした細胞の数を下表に提供する。
Figure 2023501539000031

さらに、RajiおよびJurkat-Lucia(商標)NFAT細胞の共培養においてこのコンストラクトを試験した。CD3×CD19 BiTE(登録商標)ありまたはなしで細胞をインキュベートし、BiTE(登録商標)の添加後6時間および24時間で発光(NFATレポーターに対応)を検出した。このアッセイの発光の読み取り値を下表に提供する。
Figure 2023501539000032

これらのデータは、本明細書の免疫刺激細菌によって送達され得る操作されたプラスミドからヒト等の真核細胞中においてscFv、代替の抗体コンストラクト、および二特異性T細胞エンゲージャー等の異種分子を発現する能力を実証している。
[実施例10]
免疫刺激細菌株はヒト細胞中で効率的にプラスミドを送達し、サイトカインを発現させる
マウスIL-2をコードするプラスミドを含む鞭毛欠失株はヒト単球における感染に続いて機能性IL-2タンパク質の発現を誘起する
上記のように、asd遺伝子が欠失したサルモネラ・チフィムリウムのYS1646株からフラゲリン遺伝子であるfljBおよびfliCを欠失させて、株YS1646Δasd/ΔFLGを生成させた。この株をEF-1αプロモーターおよびマウスサイトカインIL-2(muIL-2)を有する発現カセットを含むプラスミドとともに電気穿孔した。さらに、無関係のサイトカインのための対照として、YS1646Δasd/ΔFLG株を、マウスIL-15δをコードする発現プラスミドとともに電気穿孔した。さらなるコンストラクトを、CMVプロモーターを使用して創成した。
発現プラスミドを含むこれらの株がヒト単球に感染し、マウスIL-2の産生を誘起することができるかを決定するため、RPMI1640[Gibco(商標)]+10% Nu-Serum(商標)[Corning(登録商標)]中、50,000細胞/ウェルで、THP-1ヒト単球細胞を感染の1日前に播種した。細胞をRPMI中1時間、MOI 50にて種々の株に感染させ、次いでPBSにて3回洗浄し、RPMI+100μg/mLのゲンタマイシン(Sigma)中で再懸濁した。48時間後に96ウェルプレートから上清を収集し、ELISA(R&D Systems)によってマウスIL-2の濃度について評価した。
YS1646Δasd/ΔFLG-IL15δ対照ウェルにおいて検出されたmuIL-2の濃度は予想されたように極めて低く(6.52pg/mL)、おそらく内因性ヒトIL-2受容体へのいくらかの交差反応性を反映している。対照的に、YS1646Δasd/ΔFLG-muIL-2株は平均35.1pg/mLのmuIL-2を誘起した。これらのデータは、ヒト単球におけるサルモネラ・チフィムリウム免疫調節性プラットフォーム株からのIL-2等の機能性異種タンパク質の発現および分泌の実現可能性を実証している。
マウスIL-2をコードするプラスミドを含む鞭毛欠失株およびpagP欠失株は初代ヒトM2マクロファージにおいて、トランスフェクトしたmuIL-2 DNAと比較して増強されたIL-2発現を示す
初代ヒトM2マクロファージにおけるmuIL-2の発現について、トランスフェクション(即ちプラスミドDNAの直接移送)とバクトフェクション(即ち本明細書の免疫刺激細菌株によるプラスミドDNAの移送)との相対的効率を比較した。健康なヒトドナーから単離した凍結ヒトPBMCを完全培地(RPMI-1640+1×非必須アミノ酸+5% ヒトAB血清)中で解凍し、室温、800RPMにて10分の遠心分離によって洗浄した。PBMCをPBS+2% FBS中で再懸濁し、CD16欠失キット(StemCell Technologies)を使用して単球をネガティブ単離した。次いで単離した未処理の単球をPBS+2% FBS中の遠心分離によって洗浄し、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む完全培地中に再懸濁した。次いで単離した単球(1ウェルあたり3e5)を最終体積750μLとして24ウェルプレートに播種した。播種の2日後に細胞培養培地を完全に吸引し、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む新鮮な完全培地に交換した。2日後(4日目に)、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む1ウェルあたり500μLの完全培地を加え、48時間インキュベートした。6日目に細胞培養培地を完全に吸引し、Viromer(登録商標)RED mRNAおよびプラスミドトランスフェクション試薬(Lipocalyx)によるトランスフェクションのために、サイトカインを含まない新鮮な完全培地に交換した。
Viromer(登録商標)REDによるトランスフェクションを、キットの使用説明書に従って実施した。簡単に述べると、EF-1αプロモーターの制御下(EF-1α-muIL-2)もしくはCMVプロモーターの制御下(CMV-muIL-2)にmuIL-2をコードするコンストラクト由来のプラスミドDNAまたはトランスフェクトしていない対照500ngを提供された緩衝液で希釈して0.2μLのViromer(登録商標)REDトランスフェクション試薬と混合し、室温で15分インキュベートして、DNA/Viromer(登録商標)RED複合体を形成させた。次いでDNA/Viromer(登録商標)RED複合体を、単球を含む24ウェルプレートの各ウェルにゆっくりと加え(二重測定)、プレートをCOインキュベーター中、37℃で24時間インキュベートした。さらなる細胞のウェルを、EF-1α-muIL-2コンストラクトを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株、またはCMV-muIL-2コンストラクトを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP株にRPMI中1時間、MOI 450にて感染させ、次いでPBSにて3回洗浄し、RPMI+100μg/mLのゲンタマイシン(Sigma)中に再懸濁した。
24時間後に、β-メルカプトエタノール(β-ME)(Qiagen)を含む350μLの緩衝液RLTにて細胞を溶解し、以下の改変を行ったQiagen RNeasy(登録商標)Mini Kitを使用してRNA抽出を実施した。総RNAからゲノムDNAを除去するための、RNase-Free DNase kit(Qiagen)を使用するゲノムDNA排除ステップがキット内に含まれていた。総RNA濃度は、NanoDrop(商標)One UV-Vis Spectrophotometer(Thermo Fisher Scientific)を使用して測定した。各試料の純度も、A260/A230吸光度比から評価した。RNAは、逆転写を実施するまで凍結解凍せずに-80℃にて保存した。cDNAの合成は、C1000 Touch Thermal Cycler(Bio-Rad)およびSuperScript(商標)VILO(商標)Master Mix(Invitrogen)を使用し、メーカーの使用説明書に従って、0.4~1μgの鋳型RNAを使用して30μLの反応において実施した。
qPCR(定量的ポリメラーゼ連鎖反応)は、CFX96(商標)Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad)によって実施した。マウスIL-2のためのSYBR(登録商標)プライマー(アッセイID:qMmuCED0060978)は、Bio-Radから購入した。qPCR反応(20μL)はiTaq(商標)Universal SYBR(登録商標)Green Supermix(Bio-Rad)を使用し、プロトコールに従って行った。Bio-Rad CFX96(商標)Real-Time Systemにおける標準的熱サイクリングプログラムは、95℃、30秒の熱変性およびそれに続く95℃、5秒と60℃、30秒との40サイクルからなっていた。各プレートのプライマーの各組について鋳型なしの対照による反応が含まれていた。全ての試料は二重測定を行い、平均Cq値を計算した。標的mRNAの定量はGapdh(グリセルアルデヒド-3-ホスフェート脱水素酵素)参照mRNA(Bio-Rad、アッセイID:qMmuCED0027497)を使用して正規化した。ΔCqは標的(mu-IL2)と参照(Gapdh)遺伝子との差として計算した。ΔΔCqは処置のΔCq値を非処置対照のΔCq値に対して正規化することによって得た。倍数増加は2^-ΔΔCqとして計算した。トランスフェクトしていない/感染していない対照に対する倍数増加を下表に示す。
Figure 2023501539000033

結果は、トランスフェクションまたはバクトフェクションのいずれにおいても、CMVプロモーターが初代ヒトM2マクロファージにおいてEF-1αプロモーターと比較してmuIL-2の優れた発現を示したことを示している。現在利用可能な最も効率的な試薬を使用するトランスフェクションによって最高レベルのmuIL-2発現が生じる一方、バクトフェクションも高発現レベルのmuIL-2を誘発し、本明細書で提供する細菌プラットフォームによる異種遺伝子移送の高い有効性が示された。
[実施例11]
細菌株はインビボで免疫調節性プラスミドを効率的に送達し、強力な抗腫瘍活性を示す
マウスIL-2をコードするプラスミドを含む鞭毛欠失株は結腸直腸癌のマウスモデルにおいて毒性なしに強力な腫瘍阻止を誘起する
muIL-2発現プラスミドを含むサルモネラ・チフィムリウム株がさらなる毒性なしに抗腫瘍有効性を誘起できることを実証するため、muIL-2プラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG株を、皮下側腹部MC38結腸直腸腺癌モデルにおける安全性および有効性についてPBS対照と比較した。この研究のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、5×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG-muIL-2株、またはPBS媒体対照を11日目にIV注射した。腫瘍測定および体重を、週2回記録した。
結果から、YS1646Δasd/ΔFLG-muIL-2株が、PBSと比較して有意な腫瘍成長阻害(TGI)(TGI 76.7%、P=0.005、21日目)を示し、PBSマウスを安楽死させた移植後40日目まで腫瘍がよく制御されていることが明らかになった。治療はさらなる株の弱毒化がなくても、よく忍容され、初期の体重損失は一過性であり、40日目のPBS対照と比較して体重はわずかに3.4%減少したのみであった。即ち、muIL-2を発現する免疫刺激株は、結腸直腸癌のモデルにおいて安全かつ非毒性の様式で腫瘍成長阻害を強力に阻害する。
マウスIL-2をコードするプラスミドを含む鞭毛欠失株はインビボでIL-2の腫瘍特異的産生を誘起する
デリバリーの腫瘍特異的な性質を確認するため、脾臓に関連する腫瘍muIL-2の発現のレベルを決定した。6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、5×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLG-muIL-2、またはPBS媒体対照を10日目にIV注射した。腫瘍移植後31日目に腫瘍および脾臓を切除し、GentleMACS(商標)Octo Dissociatorおよび2mLのPBS中のM管(Miltenyi Biotec)分子セッティングを使用して腫瘍抽出物のために処理した。ホモジネートを1300RPMで10分、遠心分離し、上清を収集して、muIL-2 CBAキット(BD Biosciences)を使用してメーカーの使用説明書に従ってアッセイした。結果はmuIL-2のpg/mLとして定量し、組織1gあたりに標準化した。
PBS対照腫瘍は腫瘍中のバックグラウンドレベルのmuIL-2を示し、腫瘍組織1gあたり平均134pg/mLであった。YS1646Δasd/ΔFLG-muIL-2で処置した腫瘍は腫瘍組織1gあたりはるかに高い平均389.9pg/mLのmuIL-2を生じ、腫瘍常在性骨髄性細胞におけるプラスミドデリバリーによるmuIL-2レベルの上昇を検出する能力を実証した。株YS1646Δasd/ΔFLG-muIL-2を注射したマウスの脾臓中のmuIL-2のレベルは組織1gあたり平均6.6pg/mLであり、これはPBS対照中よりも低かった。腫瘍に対するこの特異性により、腫瘍を標的としていない従来のサイトカイン療法よりはるかに安全な様式での免疫調節性レベルのIL-2のデリバリーが可能になる。
マウス共刺激性受容体リガンド4-1BBLをコードするプラスミドを含む弱毒化した細菌株はインビボで治癒効果を示す
4-1BBL等の共刺激性分子の腫瘍特異的デリバリーが抗腫瘍有効性を増強するかを決定するため、CMVプロモーターの制御下に4-1BBL(Δcyt)(上記)をコードするプラスミドを含み、3’WPREエレメントを含む細菌株を、結腸直腸腺癌のMC38マウスモデルで評価した。この研究のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、CMV-4-1BBL(Δcyt)-WPREプラスミドを含む1×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB、またはPBS媒体対照を10日目にIV注射した。
治療はよく忍容され、初期体重損失は僅か2.2%で、これは3日後には完全に回復した。PBSと比較して、4-1BBL(Δcyt)療法は高度に効果的で治癒的であった(TGI 90.7%、完全奏功(GR)60%、30日目)。これらのデータは、共刺激性分子をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌を腫瘍特異的に送達することの有効性および安全性を実証している。
[実施例12]
構成的I型インターフェロン産生を促進する遺伝子における機能獲得型突然変異の特定
病因が未知の重篤な自己炎症性状態および血管障害を提示する対象の例が生じ、しばしば突然変異から誘導される。これらの状態の原因は特定されており、また特定され得る。そのような病変の突然変異による根拠を特定するステップは下記の通りである。ステップ1では、症状を経験している患者および健康な個体から無傷のゲノムDNAを得る。全エキソームシーケンシングを実施し、イントロンおよびエクソンを解析する。遺伝子の解析、およびI型インターフェロン(IFN)の発現に関連する経路における産物の突然変異の特定を実施する。この解析から、コードされたタンパク質の構成的機能活性化およびそれに続くI型IFNの永続的な発現をもたらすことが知られている遺伝子において突然変異を発見する。
突然変異の特定の後、特定した突然変異を含みおよび含まない、完全長の遺伝子をコードするcDNAをI型IFNの発現を測定するレポーター細胞系にトランスフェクトする。例えば、ルシフェラーゼの発現がIFN-βのプロモーターの制御下にある場合に、レポーター細胞系を生成することができる。構成的に活性な機能獲得型(GOF)突然変異体はIFN-βの発現を促進する一方、刺激されていない野生型(WT)のタンパク質は促進しない。既知のSTING SAVI(幼児期に発症するSTING関連血管障害)突然変異体の場合、IFN-βのWT-STING刺激はWT-STINGを直接活性化するために、増加する外因性レベルのcGAMPの付加を必要とする。構成的に活性な突然変異は、cGAMPに依存しない様式でIFN-βの発現を刺激する。STING、RIG-I、MDA5、IRF3、およびIRF7のそれぞれにおける例示的な機能獲得型突然変異は下の実施例15で説明しており、本明細書の別の箇所で論じる。機能獲得型突然変異が対象において特定されることができるか、またはインビトロの突然変異およびスクリーニングによって産生されることができるそのような他の遺伝子には、それだけに限らないが、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF3、TRAF2、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX9、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、およびSNRNP200が含まれる。
ヒト細胞における機能性構成的I型IFN突然変異体の発現
ヒトSTING(対立遺伝子R232)およびIRF-3機能獲得型(GOF)突然変異体(下表を参照)をpATI-1.75ベクターにクローニングし、PCRによって配列を確認した。STINGおよびIRF3 GOF発現プラスミドがヒト細胞中で機能性I型IFNを誘起できるかを決定するため、内因性STINGを含まないHEK293T STING Nullレポーター細胞(InvivoGen)を使用してプラスミドを評価した。これらの細胞は、内因性IFN刺激応答エレメント(ISRE)プロモーターの制御下にあって分泌型胚性アルカリホスファターゼ(SEAP)を発現し、ここでISREのコード配列はノックイン技術の使用によってSEAP ORFに置き換えられている。I型インターフェロンの活性は、I型IFNによって刺激された細胞上清中のSEAPの産生をモニタリングすることによって評価することができる。
GOF突然変異体のそれぞれによるI型IFNの相対的産生を試験するため、ポリ-L-リシンでコートしたプレートに1×10個の293T-Dual(商標)Null細胞(InvivoGen)を1日前に播種して、24ウェルプレートで80%のコンフルエンシーを達成した。トランスフェクションの日に、STING野生型(WT)およびIRF3 WT対照を含むSTINGおよびIRF3 GOF突然変異体のパネルをコードする200ngのプラスミド、およびヒト細胞中で非機能性であることが文献で報告されている陰性対照突然変異[STING V155R陰性対照(NC)]を無血清培地中に希釈し、適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加えた。一夜のインキュベーションの後、各試料からの細胞培養上清を収集し、10μLの細胞培養上清を50μLのQUANTI-Blue(商標)試薬(InvivoGen)に加えた。これをSEAPの測定に使用する。I型インターフェロンの活性化は、SpectraMax(登録商標)M3 Spectrophometer(Molecular Devices)により、650nmの吸光度にてISRE誘起SEAP活性を測定することによって決定した。
下表に示すように、全てのGOF突然変異体は、I型IFN活性を誘起しなかった野生型および陰性対照と比較して、ヒト細胞中でSTINGリガンド非依存的にI型IFN活性を誘起することができた。最高レベルのI型IFN誘起は、ヒトSTING R284G変異体およびヒトIRF3 S396Dリン酸化模倣変異体によって観察された。これらのデータは、GOF突然変異体をコードするプラスミドの、I型IFNをcGAMP非依存的に誘起することができる機能性の構成的STINGおよび構成的リン酸化模倣IRF3を産生する能力を支持している。
Figure 2023501539000034

構成的I型IFN突然変異体をコードするプラスミドを含む鞭毛欠失株の感染はヒトM2マクロファージをI型IFN産生M1マクロファージに変換する
構成的I型IFN GOF変異体をコードするプラスミドを含む鞭毛欠失株に感染した初代ヒトM2マクロファージがI型IFNおよび下流のケモカイン、例えばCXCL10(IP-10としても知られている)のプロデューサに変換され得るかを決定した。
健康なヒトドナーから単離した凍結ヒトPBMCを完全培地(RPMI-1640+1×非必須アミノ酸+5% ヒトAB血清)中で解凍し、800RPM、室温で10分の遠心分離によって洗浄した。PBMCをPBS+2% FBS中に再懸濁し、CD16欠失キット(StemCell Technologies)を使用して単球をネガティブ単離した。初代ヒトM2マクロファージを生成するために、単離した未処理の単球をPBS+2% FBS中の遠心分離によって洗浄し、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む完全培地中に再懸濁した。次いで単離した単球(1ウェルあたり3e5)を最終体積750μLにて24ウェルプレートに播種した。播種の2日後、細胞培養培地を完全に吸引し、100ng/mLのヒトM-CSFおよび10ng/mLのヒトIL-4を含む新鮮な完全培地に交換した。2日後(4日目に)、サイトカインを含む1ウェルあたり500μLの完全培地を加え、48時間インキュベートした。6日目に、細胞培養培地を完全に吸引し、サイトカインを含まない新鮮な完全培地に交換した。以下の株、即ち野生型(WT)ヒト(hu)STINGをコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG;huSTING R284G変異体をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG;WT huIRF3をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG;huIRF3 S396D変異体をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG;またはプラスミド対照を含む株によってMOI 450にてRPMI中1時間、二重測定ウェルを感染させた。次に細胞をPBSにて3回洗浄し、RPMI+100 μg/mLのゲンタマイシン(Sigma)中に再懸濁した。対照として、臨床用化合物ADU-S100のアナログであるSTINGアゴニスト3’5’RpRp c-di-AMP(InvivoGen)を細胞に10μg/mLで加えた。
24時間後にβ-ME(Qiagen)を含む350μLの緩衝液RLTにて細胞を溶解し、以下の改変を加えたQiagen RNeasy(登録商標)Mini Kitを使用してRNA抽出を実施した。総RNAからゲノムDNAを除去するために、RNアーゼを含まないDNアーゼキット(Qiagen)を使用するゲノムDNA排除ステップを含ませた。総RNA濃度は、NanoDrop(商標)One UV-Vis Spectrophometer(Thermo Scientific)を使用して測定した。各試料の純度もA260/A230吸光度比から評価した。RNAは逆転写を実施するまで凍結解凍せずに-80℃にて保存した。cDNAの合成は、C1000 Touch Thermal Cycler(Bio-Rad)およびSuperScript(商標)VILO(商標)Master Mix(Invitrogen)を使用し、メーカーの使用説明書に従って0.4~1μgの鋳型RNAから30μLの反応において実施した。
qPCRはCFX96(商標)Real-Time System(Bio-Rad)によって実施した。huCXCL10(qHsaCED0046619)、huIRF3(qHsaCID0013122)、huSTING(qHsaCID0010565)、およびhuIFNβ1(qHsaCED0046851)のためのSYBR(登録商標)プライマーは、Bio-Radから購入した。qPCR反応(20μL)は、iTaq(商標)Universal SYBR(登録商標)Green Supermix(Bio-Rad)を使用し、プロトコールに従って行った。Bio-Rad CFX96(商標)Real-Time Systemにおける標準的熱サイクリングプログラムは、95℃、30秒の熱変性およびそれに続く95℃、5秒と60℃、30秒との40サイクルからなっていた。鋳型なしの対照による反応が各プレートのプライマーの各組に含まれていた。全ての試料は二重測定で操作し、平均Cq値を計算した。標的mRNAの定量はGapdh参照mRNA(Bio-Rad、qMmuCED0027497)を使用して正規化した。ΔCqは標的と参照遺伝子との差として計算した。ΔΔCqは処置のΔCq値を非処置対照のΔCq値に対して正規化することによって得た。倍数増加は2^-ΔΔCqとして計算した。値を二重測定ウェルの平均として下表に示す。
下表に示すように、プラスミド対照の感染と比較して、huSTING WTおよびhuSTING R284Gをコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLGの株は高レベルのSTING発現を誘起し、これはプラスミド対照または小分子のSTINGアゴニストと比較して有意に高かった。同様に、WT huIRF3およびhuIRF3-S396Dをコードするプラスミドを含む株は高レベルのIRF3発現を誘起し、これはプラスミド対照または小分子のSTINGアゴニストより有意に高かった。huSTING R284G変異体をコードするプラスミドを含む細菌株は、WT huSTINGをコードするプラスミドを含む株と比較して、IFNβおよびCXCL10のはるかに高い発現を誘起した。これは、構成的STING GOF変異体をコードするプラスミドを含む株がヒト初代免疫抑制性M2マクロファージをI型IFN産生 M1細胞に転換する能力を実証している。WT huIRF3およびhuIRF3-S396Dをコードするプラスミドを含む株は両方ともより多いかまたは同程度のレベルのIFNβを誘起した一方、これらはhuSTING-R284G変異体より少ないCXCL10を誘起した。
Figure 2023501539000035


ND = データなし
これらのデータは、ヒト初代M2マクロファージにおける構成的GOF I型IFN変異体の発現およびこれらの細胞のI型IFN産生 M1様細胞への変換を実証している。
[実施例13]
構成的I型IFN変異体をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌は結腸直腸がんのマウスモデルにおいて強力な抗腫瘍免疫性を示す
ヒトGOF STING突然変異体はマウスモデルにおいて抗腫瘍活性を示す
構成的に活性なSTING変異体をコードする発現プラスミドを含む免疫刺激細菌株が抗腫瘍有効性を誘起することを実証するため、株YS1646Δasd/ΔFLG(両方のフラゲリン遺伝子fljBおよびfliCのノックアウト)を、ヒト伸長因子-1アルファ(EF-1α)プロモーターの後ろに対立遺伝子R232およびGOF突然変異V155Mを有するヒトSTING(huSTING V155M)のための発現カセットを含むプラスミドとともに電気穿孔して、株YS1646単独およびPBS媒体対照と比較した。huSTING V155Mをコードする遺伝子を、DNA合成を使用して生成し、pATI-1.75ベクターにクローニングした。構成的ヒトSTING変異体がマウスにおいて抗腫瘍活性を示し得るかを評価するため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞を接種した(PBS 100μL中、5×10細胞)。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、5×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLG-huSTING V155Mを株YS1646とともに、またはPBS対照とともに8日目にIV注射した。
結果は、以前公開されたデータと一致して、YS1646親株が抗腫瘍療法としては弱い効果しかなく、治癒的でなかった[TGI 35%、p=NS(有意でない)、28日目]ことを示した。しかし、構成的に活性なヒトSTINGをコードするプラスミドを含むより弱毒化された株YS1646Δasd/ΔFLG-huSTING V155Mは、PBSと比較して有意な腫瘍制御を誘発し(TGI 60%、p<0.05、28日目)、20%の治癒率を有していた。即ち、構成的に活性なSTING変異体を送達する免疫刺激細菌株は腫瘍成長を強力に阻害し、結腸直腸腺癌のモデルにおいて治癒効果を示す。
マウスのリン酸化模倣IRF3はインビボで治癒効果を示す
リン酸化模倣ヒトIRF3変異体のマウスバージョンを設計し、muIRF3-S388Dと命名して、結腸直腸腺癌のマウスモデルにおいて評価した。株YS1646Δasd/ΔFLGを、ヒト伸長因子-1アルファ(EF-1α)プロモーターの後ろにGOF突然変異S388Dを有するマウスIRF3のための発現カセット(muIRF3-S388D)を含むプラスミドとともに電気穿孔して、PBS媒体対照と比較した。muIRF3-S388Dをコードする遺伝子を、DNA合成を使用して生成し、pATI-1.75ベクターにクローニングした。6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞を接種した(PBS 100μL中、5×10細胞)。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、5×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLG-EF-1α-muIRF3-S388Dを10日目にIV注射し、PBS媒体対照と比較した。
治療は極めてよく忍容され、初期体重減少の最低は僅か0.3%であった。PBSと比較して、muIRF3-S388D GOF突然変異体をコードするプラスミドを含む細菌株は高度に効果的であり、治癒的であった(TGI 81.8%、CR 60%、42日目)。これらのデータは、構成的I型IFN誘起性変異体を腫瘍特異的に送達することの有効性および安全性を実証している。
マウスSTING GOF変異体は強力かつ治癒的な抗腫瘍活性を示す
ヒト患者にて発見されたヒトSTING変異体のマウスオルソログのパネルを設計した。これらのオルソログはヒト変異体と1コドンだけ異なり、EF-1αプロモーターの制御下にpATI-1.75ベクターにクローニングして、以下の突然変異体の組、とりわけmuSTING N153S、muSTING V154M、muSTING R280Q、muSTING V146L、muSTING R283G、およびmuSTING C205Yを得た。STING変異体を、マウス腺癌のMC38モデルにおいて抗腫瘍有効性について評価した。この研究のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、muSTING N153S、muSTING V154M、muSTING R280Q、muSTING V146L、またはmuSTING R283Gの発現を推進するEF-1αを有するプラスミド、またはスクランブルしたshRNAプラスミド対照を含む5×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLGを10日目にIV注射し、PBS媒体対照と比較した。
本実験では、株YS1646Δasd/ΔFLG-EF-1α-shSCR(スクランブルしたプラスミド対照)はPBS対照と比較して抗腫瘍有効性を示し(TGI 73%、26日目)、これは歴史的に示されているYS1646親株よりはるかに強力であった。これはプラスミドそれ自体の上の本質的に免疫刺激性のエレメント、例えばCpGsおよびRNAi刺激性エレメントによるものであろう。しかし、この療法は群の中で最も忍容性が低く、最低9.9%の体重減少を示し、これは研究の最後の終了時でのみ解消した。対照的に、構成的に活性なマウスSTING突然変異体は一過性で数日以内に解消する、より少ない体重減少をもたらした。これらの変異体の相対的抗腫瘍有効性は活性における相違を明らかにし、2つの変異体、muSTING N153SおよびmuSTING R283Gのみがプラスミド対照に対して治癒効果および増強された有効性を示した。
Figure 2023501539000036

フォローアップ研究において、マウスSTING C205Y変異体をR283GおよびN153S変異体とともに試験し、その抗腫瘍有効性を比較した。6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、muSTING N153S、muSTING R283G、またはmuSTING C205Yの発現を推進するEF-1αを有するプラスミドを含む5×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLGを9日目にIV注射し、PBS媒体対照と比較した。以前と同様に、STING変異体はよく忍容され、一時的な体重減少のみが観察されたが、迅速に解消した。これは小分子STINGアゴニストにおいても観察されたので、おそらくオンターゲット療法によるものであろう。2つの構成的に活性なマウスSTING変異体、即ちmuSTING N153SおよびmuSTING R283Gの有効性は以前の研究とほぼ同一であったが、明らかでない理由で体重減少ははるかに少なかった。muSTING C205Y変異体も高度に効果的であったが、治癒的ではなかった。
Figure 2023501539000037

これらの研究からのSTINGによって治癒したマウスを、最初の腫瘍移植後40日で反対側の側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を再チャレンジした。全ての腫瘍が増殖したナイーブマウス(N=5)と比較して、STINGで治癒したマウスの全てが腫瘍を拒絶し、適応免疫の関与を示した。
これらのデータは、結腸直腸癌のマウスモデルにおけるヒト構成的活性STING変異体のマウスバージョンの安全性および有効性を妥当とし、他のSTING変異体と比較して増強された有効性を有する変異体の小さなサブセットを明らかにしている。これらの高度に活性な変異体はまた、防御免疫を誘発し、I型インターフェロンの腫瘍特異的産生の有効性を実証している。
マウスSTING GOF変異体はIV投薬に続いて有意な腫瘍リモデリングを示す
次に、構成的STING変異体をコードするプラスミドを含む細菌株がIV投薬に続いて腫瘍微小環境(TME)をリモデルする能力において相違を示すかを決定した。これを試験するため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、muSTING N153S、muSTING V154M、muSTING R280Q、muSTING V146L、muSTING R283Gの発現を推進するEF-1αを有するプラスミドまたはプラスミド対照を含む5×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLGを8日目にIV注射し、PBS媒体対照と比較した。
腫瘍移植後28日目に、腫瘍を解析のために切除した。腫瘍を2~3mmの切片に切断して、2.5mLの酵素混合物(1mg/mLのコラゲナーゼIVおよび20μg/mLのDNアーゼIを含むRPMI-1640+10% FBS)を満たしたgentleMACS(商標)C管(Miltenyi Biotec)に入れた。OctoMACS(商標)(Miltenyi Biotec)特異的解離プログラム(マウス移植腫瘍)を使用して腫瘍切片を解離し、全体の細胞調製物を撹拌しながら37℃で45分、インキュベートした。45分のインキュベーションの後、OctoMACS(商標)(マウス移植腫瘍)プログラムを使用して第2ラウンドの解離を実施し、得られた単一細胞懸濁液を、70μMのナイロンメッシュを通して50mLの管の中に濾過した。ナイロンメッシュを5mLのRPMI-1640+10% FBSにて1回洗浄し、2度目に新たな70μMのナイロンメッシュを使用して新たな50mLの管の中に細胞を濾過した。5mLのRPMI-1640にて10% FBSとともにナイロンメッシュを洗浄し、濾過された細胞を1000RPMにて7分、遠心分離した。得られた解離した細胞をPBS中に再懸濁し、染色プロセスの前に氷上に保存した。
種々のGOF muSTING突然変異体をコードするプラスミドを含む株YS1646Δasd/ΔFLGの投与に続く、CD4Treg、CD4Th1細胞、CD8T細胞、好中球、単球、樹状細胞(DC)、M1マクロファージ、およびM2マクロファージを含む生きた腫瘍浸潤性白血球(TIL)のパーセンテージを、フローサイトメトリーによって決定した。フローサイトメトリー染色のため、100μLの単一細胞懸濁液をV底96ウェルプレートのウェルに播種した。生死染色[Zombie Aqua(商標),BioLegend]およびFcブロッキング試薬(BD Biosciences)を含むPBSを1ウェルあたり100μLにて加え、暗所、氷上にて30分インキュベートした。30分後、1300RPM、3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いで細胞を、蛍光色素コンジュゲート抗体(CD4 FITC クローンRM4-5;CD8a BV421 クローン53-6.7;F4/80 APC クローンBM8;CD11b PE-Cy7 クローンM1/70;CD45 BV570 クローン30-F11;CD3 PE クローン145-2C11;Ly6C BV785 クローンHK1.4;I-A/I-E APC-Cy7 クローンM5/114.15.2;Ly6G BV605 クローン1A8;およびCD24 PercP-Cy5.5 クローンM1/69;全てBioLegendから)を含むPBS+2% FBS中に再懸濁し、暗所、氷上にて30分インキュベートした。30分後、細胞を1300RPMにて3分の遠心分離により、PBS+2% FBSにて2回洗浄し、フローサイトメトリー固定緩衝液(Thermo Fisher Scientific)中に再懸濁した。ACEA NovoCyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してフローサイトメトリーデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
下表に示すように、EF-1αプラスミド制御を有するYS1646Δasd/ΔFLG株は、おそらくプラスミド上の免疫刺激エレメントにより、いくつかのCD8T細胞の動員にも関わらず圧倒的に高い好中球浸潤を示した。対照的に、様々なmuSTING変異体は特有の腫瘍浸潤性免疫細胞シグネチャーを有しており、muSTING V146LおよびmuSTING R283G等のいくつかはPBS対照よりも少ない免疫抑制性好中球をもたらした。最も好ましい免疫プロファイルは、多数のCD4Th1細胞およびCD8T細胞ならびに少数の好中球とともにmuTING R283GおよびmuSTING N153S突然変異体を投与したマウスの腫瘍において観察され、適応免疫応答を生成するための高度に好ましい条件を示している。さらに、muSTING R283GおよびmuSTING N153S突然変異体はPBSと比較して有意に高いp15e腫瘍抗原特異的CD8T細胞を腫瘍中に有していた。以下に示すように、これらの傾向は総細胞計数においても反復された。即ち、腫瘍常在性骨髄性細胞への構成的に活性なSTING変異体のデリバリーは、適応性抗腫瘍表現型に向い、細菌性表現型から離れる免疫抑制性腫瘍微小環境の完全なリモデリングをもたらし、これは先天性免疫の促進および適応性免疫の抑制によって特徴付けられる。
生存している腫瘍浸潤性白血球(TIL)の%
Figure 2023501539000038


総細胞計数
Figure 2023501539000039


[実施例14]
コンビナトリアルプラスミド発現カセットを使用する多数の免疫調節性タンパク質の発現
マルチモジュラープラスミド発現カセットはヒト細胞中で多数の免疫調節性タンパク質を産生する能力を示す
GOF I型IFN誘起性変異体およびサイトカインをコードする核酸の組合せを、CMVおよびEF-1αプロモーターの制御下に別の2つのORFを使用し(二元プロモーター系)、またはORF中のT2Aペプチドおよび1つのプロモーターを使用して(単一プロモーター系)、pATI-1.75ベクター中にクローニングした。コンストラクトは、3’WPREもしくはHPRE等の転写後制御エレメント(PRE)、および/またはSV40もしくはウシ成長ホルモン(bGH)ポリアデニル化シグナル等のポリアデニル化シグナル配列も適宜含んでいた。調製したコンストラクトには、サイトカインmuIL-2、コドン最適化されたmuIL-2(muIL-2 CO)、muIL-21、muIL-12p70、muIL-15Rα-IL-15sc、muIL-18、およびmuIFN-α2、ならびにそれらの組合せ;突然変異R283Gを有するmuSTING変異体;ならびに/または細胞質ドメインが欠失したマウス共刺激分子4-1BBL(mu4-1BBLΔcyt)をコードするコンストラクトが含まれていた。配列はPCRによって確認した。
GOF I型IFN誘起性変異体を含む組合せプラスミドがヒト細胞中で機能性I型IFNを誘起できるかを決定するため、内因性STINGを含まないHEK293T STING Nullレポーター細胞(InvivoGen)を使用してプラスミドを評価した。これらの細胞は、内因性IFN刺激応答エレメント(ISRE)プロモーターの制御下にあって分泌型胚性アルカリホスファターゼ(SEAP)を発現し、ここでISREのコード配列はノックイン技術の使用によってSEAP ORFに置き換えられている。I型インターフェロンの活性は、I型IFNによって刺激された細胞上清中のSEAPの産生をモニタリングすることによって評価することができる。さらに、上清を収集し、ELISAによって相対的サイトカイン濃度を評価した。
I型IFNおよび共発現するサイトカインの相対産生を試験するため、ポリ-L-リシンでコートした24ウェルプレートに2×10個の293T-Dual(商標)Null細胞(InvivoGen)を1日前に播種して、80%のコンフルエンシーを達成した。トランスフェクションの日に、GOF変異体のパネル、サイトカイン、および共刺激分子を単独または種々の組合せでコードする500ngのプラスミドを無血清培地中に希釈し、適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加えた。一夜のインキュベーションの後、各試料からの細胞培養上清を収集し、20μLの細胞培養上清を180μLのQUANTI-Blue(商標)試薬(InvivoGen)に加えた。I型インターフェロンの活性化は、SpectraMax(登録商標)M3 Spectrophometer(Molecular Devices)により、650nmの吸光度にてISRE誘起SEAP活性を測定することによって決定した。muIL-2コンストラクトはマウスIL-2 ELISA(R&D Systems)により、メーカーの使用説明書に従ってmuIL-2の発現について評価した。muIL-12p70コンストラクトはマウスIL-12 ELISA(R&D Systems)により、メーカーの推奨に従って評価した。muIL-15Rα-IL-15scコンストラクトについては、マウスIL-15 ELISA(eBioscience)をキットの使用説明書に従って使用した。IFN-α2はRAW-Lucia(商標)ISGレポーター細胞系(InvivoGen)を使用して測定した。マウスIL-18およびマウスIL-21はELISA(Invitrogen)によって測定した。
下表に示すように、分泌された機能性タンパク質の存在を検出するために実施したアッセイによって、多数の組合せペイロードの高度の発現が示された。これらには、サイトカインの組合せ、ならびにI型IFN誘起性GOF変異体との組合せ、および/または共刺激性ペイロードが含まれている。これらのデータは、単一の発現カセットから多数の免疫調節性タンパク質を発現する本明細書で提供するプラットフォームの能力を妥当とするものである。
Figure 2023501539000040


Figure 2023501539000041


Figure 2023501539000042



Figure 2023501539000043


構成的I型IFN誘起性変異体は特有のサイトカインおよびケモカインのプロファイルを有する
上記のように試験したヒトI型IFN誘起性GOF変異体のパネルを用いたHEK293Tトランスフェクション実験から収穫した上清を、ヒト抗ウイルスCBAパネル(BD Biosciences)を使用し、メーカーのプロトコールに従って、下流シグナル伝達の相違について評価した。それぞれのトランスフェクションは二重で実施し、サイトカインレベルを測定した。2回の測定の平均を計算した。平均サイトカイン分泌における倍数増加を、平均サイトカイン分泌を1.00と設定したトランスフェクトしていないウェルと比較して計算した。
下表に示すように、低レベルのヒトIL-12p70が細胞内で産生された。しかし、リン酸化模倣IRF3変異体(huIRF3-S396D)を含むいくつかのヒトI型IFN誘起性GOF変異体は、いくつかの構成的に活性なSTING変異体と同様に、I型IFN-α2および/またはIFN-βの産生を誘起した。これらのGOF変異体のいくつかは高レベルの分泌されたCXCL10を産生し、T細胞を腫瘍微小環境中に動員するこれらの発現された変異体の能力を実証している。CXCL10発現の最高レベルは、突然変異R284Gを有するhuSTING変異体の発現に続いて観察された。
これらのデータは、CXCL10/IP10等の機能性の下流のサイトカインおよびケモカインの誘導のためのI型IFN誘起性GOF変異体を含む多重プラスミド発現コンストラクトの使用を妥当とするものである。これらの変異体は全て特有のシグネチャーを有しており、STING GOF変異体、特にhuSTING-R284G(muSTING-R283Gに相当)は最高レベルのCXCL10分泌を誘起した。
Figure 2023501539000044

免疫細胞共培養アッセイは免疫調節性標的の最適な組合せを特定する
T細胞の動員および活性化を誘発するサイトカインの最適な組合せを決定するため、マクロファージとT細胞の共培養アッセイとにおいてパネルを試験した。24ウェルプレートを使用し、上記(実施例6を参照)のように、ゴールデンチケット(STING欠失)マウス初代骨髄由来マクロファージ(BMM)を生成した。FuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)を使用して、各ウェルに適切なDNAコンストラクトをトランスフェクトした。コンストラクトには、muIL-2 CO、muIL-12p70、muSTING-R283G、muIL-2 CO+muIL-12p70、muIL-15Rα-IL-15sc+muIL-12p70、およびmuIL-12p70+muSTING-R283G+muIL-18をコードするコンストラクトが含まれていた。
トランスフェクションの24時間後に、フローサイトメトリー系サイトカインビーズアレイ(CBA)のためにウェルから100μLの細胞培養上清を収穫した。並行して、C57BL/6マウスから2つの脾臓を切除し、マウスT細胞単離キット(StemCell Technologies)の使用説明書に従って脾臓CD4およびCD8T細胞を単離した。次いで1ウェルあたり200,000個の単離したT細胞を、1ウェルあたり0.5μg/mLの最終濃度のCD3ε抗体(クローン145-2C11、BioLegend)ありまたはなしで、トランスフェクトした細胞に加えた。トランスフェクトした細胞へのT細胞の添加の24時間または48時間後に、フローサイトメトリー系サイトカインビーズアレイのために100μLの共培養上清をウェルから収穫した。トランスフェクトした骨髄マクロファージ(BMM)および骨髄マクロファージ/T細胞共培養からの上清を、それぞれマウス抗ウイルスおよびマウスTh1特異的サイトカインビーズアレイを使用してサイトカイン含量について分析した。
下表に示すように、muSTING-R283GをコードするプラスミドのみがマクロファージからCXCL10産生を誘発した一方、muIL-12p70をコードするプラスミドは単独でまたは他のタンパク質との組合せで、共培養T細胞から最高レベルのIFNγを誘発し、これはCD3ε刺激に起因するバックグラウンド量より大きかった。muIL-12p70+muIL-18+muSTING-R283Gの組合せは、マクロファージからのCXCL10の産生および共培養したT細胞からのIFNγの産生の両方を誘起することができた。
これらのデータは、単一のプラスミドから多数の免疫調節性ペイロードを発現することの実現可能性ならびにこれらの組合せの相乗的活性を実証している。
Figure 2023501539000045

コンビナトリアル免疫治療は結腸直腸腺癌のマウスモデルにおける増強された抗腫瘍活性を示す
サイトカインの組合せの腫瘍特異的デリバリーが抗腫瘍有効性を増強するかを決定するため、muIL-12p70、muIL-18、およびmuSTING-R283Gの組合せをコードするコンストラクト(CMV-muIL-12p70_T2A_muIL-18+EF-1α-muSTING-R283G-WPRE)を、結腸直腸腺癌のMC38マウスモデルで評価した。この研究のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス5匹)の右側腹部SCにMC38結腸直腸腺癌細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、muIL-12p70、muIL-18、およびmuSTING-R283Gの組合せをコードするプラスミド(CMV-muIL-12p70_T2A_muIL-18+EF-1α-muSTING-R283G-WPRE)を含む1×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB、またはPBS媒体対照を10日目にIV注射した。
併用療法は極めてよく忍容され、初期体重減少は僅か3.6%であり、これは3日後に完全に回復した。これは、これらのサイトカイン(IL-12p70およびIL-18)の全身投与で観察された毒性とは顕著に対照的である。PBS対照と比較して、併用療法は高度に効果的かつ治癒的であった(TGI 92.3%、治癒率 60%、30日目)。これらのデータは、本明細書に記載した免疫刺激細菌株を使用してサイトカインの組合せを腫瘍特異的に送達することの有効性および安全性を実証している。
[実施例15]
STING、RIG-I、MDA5、IRF3、IRF7、およびその他のインターフェロン経路遺伝子における改善された機能獲得型突然変異を特定するためのタンパク質操作スクリーニング
構成的に活性でインターフェロン血症を促進する機能獲得型(GOF)アミノ酸突然変異体がヒトから特定される。遺伝子中の特定の位置にあるアミノ酸コドンを変化させる単一塩基対のヌクレオチドの変化によって、多くのGOF突然変異が生じる。例えばSTINGにおいては、c.439G→Cにおける突然変異によってV147L突然変異が生じ、c.461A→Gにおける突然変異によってN154Sが生じ、c.463G→Aにおける突然変異によってV155Mが生じる。スクリーニングの目的は、高レベルのI型インターフェロンの発現をもたらす構成的に活性な突然変異体を特定することであった。ヒト患者で突然変異した場合にインターフェロン血症を促進することが知られている部位における設計された突然変異は、より多くのアミノ酸置換を試験することを可能にする。本実施例では、設計されたアミノ酸による部位指向性変異生成が既知の突然変異の場所で実施され(インターフェロン血症を促進する遺伝子中の突然変異を列挙した下表を参照)、高レベルのI型インターフェロンの発現をもたらす増強された活性を有する突然変異が特定される。
Figure 2023501539000046


Figure 2023501539000047

配列番号305~309で表されるヒトSTINGの配列に関連するアミノ酸残基R197、D205、R310、R293、T294、E296、S272、Q273、E316、D231、R232、K236、S358、E360、S366、およびR238は、配列番号369で表されるマウスSTINGの配列に関連するアミノ酸残基それぞれR196、D204、R309、R292、T293、E295、S271、Q272、E315、D230、R231、K235、S357、E359、S365、およびR237に対応する。
PCRプライマーは、遺伝子の相同のcDNA配列を有する5’および3’末端に隣接する設計された置換とともに生成される。設計された突然変異を組み込むPCR産物を生成するために、QuikChange(登録商標)Site-Directed Mutagenesisキット(Agilent)またはその他の同様の市販のキットが使用される。PCR増幅されたプラスミドはDpnIで処理され、次いでコンピテントな大腸菌細胞に電気穿孔される。個別のクローンが単離され、プラスミドミニプレップが実施され、所望の突然変異の配列同一性が確認される。次いでより大きな規模のプラスミド調製が実施され(Qiagen Kitを使用)、内因性STINGを含まないHEK293T STINGレポーター細胞(InvivoGen)にDNAがトランスフェクトされる。これらの細胞は、内因性IFN-βプロモーターの制御下にあって分泌型ルシフェラーゼであるLucia(商標)ルシフェラーゼを発現し、ここでIFN-βのコード配列はノックイン技術の使用によってLucia(商標)ルシフェラーゼORFに置き換えられている。次いで構成的に活性化された突然変異体が特定され、IFN-βプロモーターによって誘起されるルシフェラーゼ活性の発現の測定によってランク付けされる。
[実施例16]
サルモネラ・チフィムリウムにおける欠失に対応する不活化欠失を有する種々の種の免疫刺激細菌
上の実施例は、免疫が存在している骨髄性細胞および腫瘍微小環境におけるサルモネラ・チフィムリウムへの標的化およびその蓄積を増大し、治療用産物/ペイロードを腫瘍に送達し、他の細胞型に感染する細菌の能力を無くすことによって細菌の毒性を低減する、サルモネラ・チフィムリウムのゲノムへの例示的な改変を記載している。これらの遺伝子改変は同様に、以下に記載するような他の種における対応する遺伝子の欠失等によって、他の細菌株および種に導入することができる。
大腸菌
lpxM、purM、asd、fliC、fliE、pagP、ansB、およびcsgD遺伝子のインフレーム染色体欠失は、Datsenko and Wanner[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)]によって記載された組換え方法に基づく手法を使用して連続的に大腸菌株で作製される。大腸菌中の遺伝子は下記の通りである。
1)lpxM:ミリストイル-アシルキャリアータンパク質依存性アシルトランスフェラーゼをコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:945143];
2)purM:ホスホリボシルホルミルグリシンアミドシクロ-リガーゼをコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID: 946975];
3)asd:アスパラギン酸セミアルデヒト脱水素酵素をコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:947939];
4)fliC:鞭毛フィラメント構造タンパク質をコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:949101];
5)fliE:鞭毛基底体タンパク質FliEをコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:946446];
6)pagP:リピッドIVAパルミトイルトランスフェラーゼをコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:946360];
7)ansB:L-アスパラギナーゼ2をコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:947454];
8)csgD:DNA-結合転写二元レギュレーターCsgDをコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:949119];および
9)rpsM:30SリボソーマルサブユニットプロテインS13(プロモーター)をコードする[大腸菌株K-12、サブストレインMG1655;NCBI Gene ID:947791]
簡単に述べると、特定の染色体配列が、相同性アームに隣接される選択可能な抗生物質耐性マーカーに置き換えられ、続いてcre/loxPシステムによって除去される。各標的遺伝子の5’および3’隣接配列が特定され、抗生物質耐性遺伝子の反対側においてプラスミドベクターにクローニングされる。抗生物質耐性遺伝子および隣接する5’および3’相同性アームを含む遺伝子欠失カセットがPCR増幅され、ゲル精製され、電気穿孔によって大腸菌株に導入される。電気穿孔された細胞が回収され、抗生物質プレートでトランスフォーマントが選択される。次いでcre/loxP組換えシステムを使用して抗生物質マーカーがキュアされる。ここで抗生物質耐性クローンはcre発現温度依存性プラスミドによって形質転換される。コロニーが30℃で選択し、続いて42℃における連続継代によって排除され、次いで抗生物質耐性の喪失によってスクリーニングされる。コロニーPCRおよび配列解析によって、抗生物質感受性クローンが遺伝子欠失について確認される。
ヒト補体に対する耐性の増大または大腸菌の耐性化
大腸菌ΔlpxM/ΔpurM/Δasd/ΔfliC/ΔfliE/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株におけるサルモネラ・チフィムリウムrck(補体殺傷耐性)遺伝子、エルシニア・エンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)ホモログail(付着浸潤遺伝子座)、またはサルモネラ・チフィムリウムpgtE(外膜セリンプロテアーゼ)遺伝子の発現は、プラスミド(asd相補性システム適合性の)上の大腸菌またはサルモネラ・チフィムリウムのrpsM等の構成的プロモーターから下流のrck、ail、またはpgtE遺伝子配列をコードすることによって、または細菌染色体上の挿入(lpxM、purM、asd、fliC、fliE、pagP、ansB、またはcsgD遺伝子座のいずれかにおける)によって、達成される。
サルモネラ・チフィ(Salmonella typhi)
msbB、purM、asd、fliC、flgB、pagP、ansB、およびcsgD遺伝子のインフレーム染色体欠失を、大腸菌系株について上記した手法を使用してサルモネラ・チフィ株において連続的に作製する。
サルモネラ・チフィΔmsbB/ΔpurM/Δasd/ΔfliC/ΔflgB/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株におけるサルモネラ・チフィムリウムrck(補体殺傷耐性)遺伝子、エルシニア・エンテロコリチカホモログail、またはサルモネラ・チフィムリウムpgtE遺伝子の発現は、プラスミド(asd相補性システム適合性の)上のサルモネラ・チフィムリウムまたはサルモネラ・チフィのrpsM等の構成的プロモーターの下流のrck、ail、またはpgtE遺伝子配列をコードすることによって、または細菌染色体上の挿入(msbB、purM、asd、fliC、flgB、pagP、ansB、またはcsgD遺伝子座のいずれかにおける)によって達成される。サルモネラ・チフィ中の遺伝子は以下の通りである:
1)msbB(STY2097):リピッドAアシルトランスフェラーゼをコードする[サルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1248440];
2)purM(STY2740):ホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシクロリガーゼをコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1249054];
3)asd(STY4271):アスパラギン酸セミアルデヒト脱水素酵素をコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1250488];
4)fliC(STY2167):フラゲリンをコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1248507];
5)flgB(STY1213):鞭毛性基底体ロッドタンパク質FlgBをコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1247617];
6)pagP(STY0677):抗微生物ペプチド耐性およびリピッドAアシル化タンパク質をコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1247137];
7)ansB(STY3259):L-アスパラギナーゼをコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1249541];
8)csgD(STY1179):制御タンパク質CsgDをコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1247585];および
9)rpsM(STY4380):30Sリボソーマルサブユニットタンパク質S13(プロモーター)をコードする[サルモネラ・エンテリカ亜種エンテリカ血液型亜型チフィ、株CT18;NCBI Gene ID:1250594]
リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)
リステリア・モノサイトゲネスのpurA、purQ、purS、asd、flaA、fliC、flgB、およびansB遺伝子のインフレーム染色体欠失は、抗生物質耐性を与え、低温(30℃)での複製を可能にするが高温(43℃)では複製することができない、pKSV7等の温度感受性シャトルベクターを使用する対立遺伝子交換手法によって達成される。それぞれの標的遺伝子の5’および3’隣接配列が特定され、pKSV7ベクターにタンデムにおいてクローニングされる。これはレシピエントであるリステリア・モノサイトゲネスに形質転換され、抗生物質を含む寒天プレートに播種することによって選択される。プラスミドの染色体統合は、選択下における42℃での抗生物質耐性トランスフォーマントの連続継代によって誘起される。引き続く逐次的な30℃での株の二次培養によって、その中でプラスミドが第2のクロスオーバー事象によって切除されて元の野生型遺伝子への復帰または5’および3’隣接配列相同性アームの組込みを生じ、標的とした欠失突然変異体を生成する細胞のサブ集団がもたらされる。抗生物質感受性クローンはこのステップにおいてコロニーPCRおよび配列解析によってスクリーニングされる。
補体耐性を増大させるため、リステリア・モノサイトゲネスΔpurA/ΔpurQ/ΔpurS/Δasd/ΔflaA/ΔfliC/ΔflgB/ΔansB株におけるサルモネラ・チフィムリウムrck(補体殺傷耐性)遺伝子、エルシニア・エンテロコリチカホモログail、またはサルモネラ・チフィムリウムpgtE遺伝子の発現は、プラスミド(asd相補性システム適合性の)上のPhyperまたはPhelper等の構成的プロモーターの下流のrck、ail、またはpgtE遺伝子配列をコードすることによって、または細菌染色体上の挿入(purA、purQ、purS、asd、flaA、fliC、flgB、またはansB遺伝子座のいずれかにおける)によって、達成される。リステリア・モノサイトゲネス中の遺伝子は以下の通りである:
1)purA(lmo0055):アデニロスクシネートシンセターゼをコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI GeneID: 986069];
2)purQ(lmo1769):ホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシンターゼIIをコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI Gene ID:985972];
3)purS(lmo1771):ホスホリボシルホルミルグリシンアミジンシンターゼ サブユニットPurSをコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI Gene ID:985970];
4)asd(lmo1437):アスパラギン酸セミアルデヒト脱水素酵素をコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI Gene ID:986492];
5)flaA(lmo0690):フラゲリンをコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI Gene ID:987167];
6)fliE(lmo0712):鞭毛性フック基底体タンパク質FliEをコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI Gene ID:985062];
7)flgB(lmo0710):鞭毛性基底体ロッドタンパク質FlgBをコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI Gene ID 985059];および
8)ansB(lmo1663):アスパラギンシンセターゼをコードする[リステリア・モノサイトゲネス株EGD-e;NCBI Gene ID:985663]
遺伝子msbBおよびpagPは、グラム陽性細菌であるリステリア・モノサイトゲネスには存在しない。CsgDもリステリア・モノサイトゲネスには存在しない。その代わり、リステリアは、バイオフィルムの形成に関与するリステリアセルロース結合タンパク質をコードするlcpを発現する。これも欠失させることができる。
ビフィドバクテリウム・ロングム(Bifidobacterium longum)
ビフィドバクテリウム・ロングムにおけるBL1122(purM)、BL0492(asd)、およびBL1142(L-アスパラギナーゼ前駆体をコードする)のインフレーム染色体欠失は、不適合性プラスミドベクターシステムを使用する対立遺伝子交換手法によって達成される。ここではプラスミド複製遺伝子repAを失ったpBS423-ΔrepA等の条件付き複製ベクターが最初にゲノムに組み込まれ、抗生物質耐性が提供される。続いてrepA遺伝子をコードするpTBR101-CM等の第2のプラスミドが形質転換され、最初のインテグラントの切除のために選択する第2のクロスオーバー事象を容易にする。それぞれの標的遺伝子の5’および3’隣接配列が特定され、repAを失った条件付き複製ベクターにタンデムでクローニングされ、ビフィドバクテリウム・ロングムΔBL1122/ΔBL0492/ΔBL1142株に形質転換される。クロスオーバー組換え事象は相同性アーム配列にて生じることができ、成功したプラスミドインテグラントが選択されて抗生物質プレート上で単離される。次いでインテグラントがrepAの機能性コピーをコードする不適合プラスミドによって形質転換され、これが第2のクロスオーバー事象およびrepA欠損プラスミドの切除を容易にする。repA欠損プラスミドはプラスミドの不適合性のために続けて失われる。ゲノム欠失はコロニーPCRおよび配列解析によって確認され、残ったプラスミドは除去選択および引き続くRif処理によってキュアされる。
ビフィドバクテリウム・ロングムΔBL1122/ΔBL0492/ΔBL1142株におけるサルモネラ・チフィムリウムrck(補体殺傷耐性)遺伝子、エルシニア・エンテロコリチカホモログail、またはサルモネラ・チフィムリウムpgtE遺伝子の発現は、プラスミド(asd相補性システム適合性の)上のPgap等の強力な構成的プロモーターの下流のrck、ail、またはpgtE遺伝子配列をコードすることによって、または細菌染色体上の挿入(BL1122、BL0492、またはBL1142遺伝子座のいずれかにおける)によって達成される。ビフィドバクテリウム・ロングムの遺伝子は下記の通りである:
1)purM(BL1122):ホスホリボシルホルミルグリシンアミジン シクロ-リガーゼをコードする[ビフィドバクテリウム・ロングム株NCC2705;NCBI Gene ID:1022669];
2)asd(BL0492):アスパラギン酸セミアルデヒト脱水素酵素をコードする[ビフィドバクテリウム・ロングム株NCC2705;NCBI Gene ID:1023089];
3)BL1142:L-アスパラギナーゼ前駆体(Ntn_アスパラギナーゼ_2_様;NTNヒドロラーゼスーパーファミリーの2型L-アスパラギナーゼ様酵素)をコードする[ビフィドバクテリウム・ロングム株NCC2705;NCBI Gene ID:1023120];および
4)BL1363 gap(プロモーター)[ビフィドバクテリウム・ロングム株NCC2705;NCBI Gene ID:1022828]
ビフィドバクテリウム・ロングムは非運動性でフラゲリンを失っており、グラム陽性でmsbBおよびpagPを失っている。ansB遺伝子は存在するが、アスパルテートからのフマレートの形成を触媒するアスパルテートアンモニアリアーゼをコードする(aspA/ansB)[BL0338、ビフィドバクテリウム・ロングム株NCC2705;NCBI Gene ID:1023259]。
クロストリジウム・ノヴィイ(Clostridium novyi)
クロストリジウムにおけるNT01CX_RS09765、NT01CX_RS07625、およびNT01CX_RS04325(asd);フラゲリン遺伝子NT01CX_RS04995、NT01CX_RS04990、NT01CX_RS05070、およびNT01CX_RS05075;ならびに鞭毛性基底体ロッドタンパク質遺伝子NT01CX_RS05080(flgB)、NT01CX_RS05085(flgC)、およびNT01CX_RS05215(flgG)のインフレーム染色体欠失は、トキシン-アンチトキシン系を含むカウンターセレクション法を必要とする対立遺伝子交換手法によって達成することができ、これは誘起可能なプロモーターおよび大腸菌mRNAインターフェラーゼmazF等の毒性遺伝子を必要とする。それぞれの標的遺伝子の5’および3’隣接配列が特定され、対立遺伝子交換カウンターセレクション含有ベクター中のfrt隣接抗生物質耐性カセットの反対側の配置においてクローニングされ、クロストリジウム・ノヴィイ中に形質転換される。mazF遺伝子は対立遺伝子交換交換ベクター上の誘起可能なlacプロモーターの制御下でコードされており、ラクトース添加寒天プレート上の増殖による二重クロスオーバー事象の選択を可能にする。ゲノム欠失は、コロニーPCRおよび配列解析によって確認される。次いでFlp-frt組換えを使用して染色体から抗生物質耐性カセットをキュアすることができる。
クロストリジウム・ノヴィイΔNT01CX_RS09765/ΔNT01CX_RS07625/ΔNT01CX_RS04325/ΔNT01CX_RS04995/ΔNT01CX_RS04990/ΔNT01CX_RS05070/ΔNT01CX_RS05075/ΔNT01CX_RS05080/ΔNT01CX_RS05085/ΔNT01CX_RS05215株におけるサルモネラ・チフィムリウムrck(補体殺傷耐性)遺伝子、エルシニア・エンテロコリチカホモログail、またはサルモネラ・チフィムリウムpgtE遺伝子の発現は、プラスミド(asd相補性システム適合性の)上のPthl、Pptb、またはその他の変異体等の強力な構成的プロモーターから下流のrck、ail、またはpgtE遺伝子配列をコードすることによって、または細菌染色体上の挿入(NT01CX_RS09765、NT01CX_RS07625、NT01CX_RS04325、NT01CX_RS04995、NT01CX_RS04990、NT01CX_RS05070、NT01CX_RS05075、NT01CX_RS05080、NT01CX_RS05085、またはNT01CX_RS05215遺伝子座のいずれかにおける)によって達成される。クロストリジウム・ノヴィイの遺伝子は下記の通りである:
1)NT01CX_RS09765:AIRシンターゼをコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4541583];
2)NT01CX_RS07625:ホスホリボシルホルミルグリシンアミジン シクロ-リガーゼをコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4540669];
3)NT01CX_RS04325(asd):アスパラギン酸セミアルデヒト脱水素酵素をコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4541762];
4)NT01CX_RS04995:フラゲリンをコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4541703];
5)NT01CX_RS04990:フラゲリンをコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4539984];
6)NT01CX_RS05070:フラゲリンをコードする[クロストリジウム・ノヴィイNT;NCBI Gene ID:4539886];
7)NT01CX_RS05075:フラゲリンをコードする[クロストリジウム・ノヴィイNT;NCBI Gene ID:4539699];
8)NT01CX_RS05080(flgB):鞭毛性基底体ロッドタンパク質FlgBをコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4540637];
9)NT01CX_RS05085(flgC):鞭毛性基底体ロッドタンパク質FlgCをコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4540143];および
10)NT01CX_RS05215(flgG):鞭毛性基底体ロッドタンパク質FlgGをコードする[クロストリジウム・ノヴィイ株NT;NCBI Gene ID:4540245]
クロストリジウム・ノヴィイはグラム陽性であり、msbBおよびpagPを失っている。
[実施例17]
ヒトSTINGより強いI型IFNシグナル伝達および/または弱いNF-κBシグナル伝達を誘起する脊椎動物STING変異体を発現するように改変された免疫刺激細菌
STINGシグナル伝達は2つのシグナル伝達経路を活性化する。第1はTANK結合キナーゼ1(TBK1)/IRF3アクシスであり、I型IFNの誘起、ならびに樹状細胞(DC)の活性化および腫瘍抗原の交差提示をもたらし、CD8T細胞媒介抗腫瘍免疫を活性化する。第2は活性化されたB細胞の核因子カッパ軽鎖エンハンサー(NF-κB)シグナル伝達アクシスであり、炎症促進性応答をもたらすが、抗腫瘍免疫に必要なDCおよびCD8T細胞の活性化をもたらさない。細菌に基づくがん免疫治療は、I型IFNを誘起して腫瘍抗原交差提示および恒久的な抗腫瘍免疫を促進するために必要なCD8T細胞を動員し活性化する能力に限界がある。したがって、I型IFNシグナル伝達を誘起および/または増大し、かつ低減したNF-κBシグナル伝達を有し、それによりCD8T細胞媒介抗腫瘍免疫の誘起を増大し、細菌の治療有効性を増強する免疫刺激細菌が本明細書で提供される。上記の免疫刺激細菌は、I型IFNの誘導を野生型STINGと比較して増大させることができるか、またはI型IFNの発現を構成的にすることができるSTINGの機能獲得型突然変異体である改変されたSTINGタンパク質をコードする。本実施例(およびまた詳細な説明に記載された)では、STINGタンパク質はNF-κBシグナル伝達活性を低減しまたは無くし、I型IFNを誘起する能力を保持するように改変され、および/または増大したもしくは構成的なI型IFNの発現のために改変される。これは、抗腫瘍免疫を誘起し、通常では細菌病原体による感染に起因するNF-κBシグナル伝達を誘起しない(または誘起が少ない)免疫刺激細菌をもたらす。
種々の種由来のSTINGタンパク質は、様々なレベルのI型IFNおよびNK-κBシグナル伝達活性を呈する。例えば、ヒトおよびマウスの細胞におけるSTINGシグナル伝達は、強いI型IFN応答および弱い炎症促進性NF-κB応答をもたらす。サケおよびゼブラフィッシュ等の条鰭魚類におけるSTINGシグナル伝達は対照的に、一次的にNF-κBに推進される応答の強固な活性化を示し、これはIRF-3によって推進される(即ちI型IFN誘起性の)応答と比較して100倍を超えて大きい。タスマニアンデビル等の他の種では、STINGシグナル伝達はI型IFN応答をもたらすが、本質的にNF-κB応答をもたらさない。本明細書で提供する免疫刺激細菌は、随伴するNF-κB応答の誘起なしにI型IFN応答を誘起するSTINGの能力を活用するためにタスマニアンデビルSTING等の非ヒト種由来のSTINGをコードしている。本明細書に記載したように、これらの非ヒトSTINGタンパク質はまた、I型IFN応答を増大するか、またはこれを構成的にする突然変異によって改変される。ヒトSTINGにおいてこの効果を有する特定された突然変異が非ヒトSTINGタンパク質に導入される。対応する残基はアラインメントによって特定される。
STINGのC末端鎖(tail)(CTT)が1つの種、例えばヒトにおいて、NF-κBシグナル伝達活性を殆どまたは全く示さない第2(例えば非ヒト)の種のSTINGタンパク質由来のCTTに置き換えられるキメラも提供される。CTTは、STINGのリン酸化およびIRF3の動員に必要な配列モチーフを含むほぼ40アミノ酸の無構造の並びである。これはI型IFNとNF-κBのシグナル伝達との間のバランスを変化させることによって、下流の免疫を形作ることができる。これはIRF3、TBK1、およびTRAF6結合モジュールを含むCTTにおける独立のモジュールを通して制御される。例えば、ヒトSTINGの残基S366(例えば配列番号305~309を参照)は、IRF3の結合のために必要なCTTにおけるLxISモチーフの一部である一次TBK1リン酸化部位であり、一方、残基L374を含む第2のPxPLRモチーフはTBK1の結合のために必要である。LxISおよびPxPLRモチーフは全ての脊椎動物STING対立遺伝子において高度に保存されている。ヒトSTINGのCTTを例えばタスマニアンデビルのSTINGのCTTに置き換えると、I型IFN応答を誘起するがNF-κB応答を誘起しないSTING変異体が産生される。
本実施例では、免疫刺激細菌が、野生型(WT)ヒトSTING(例えば配列番号305~309を参照)と比較して増大したI型IFNシグナル伝達および/または低減されたNF-κBシグナル伝達を有するSTING変異体を発現するように操作される。STING変異体は非ヒト脊椎動物、例えば哺乳動物、鳥類、爬虫類、両生類、または魚類の種由来であってよい。非ヒトSTINGタンパク質が誘導される種には、それだけに限らないが、タスマニアンデビル[サルコフィルス・ハリシイ(Sarcophilus harrisii);配列番号349]、マーモセット[カリスリックス・ジャクス(Callithrix jacchus);配列番号359]、ウシ[ボス・タウルス(Bos taurus);配列番号360]、ネコ[フェリス・カツス(Felis catus);配列番号356],ダチョウ[ストルチオ・カメルス・オーストラリス(Struthio camelus australis);配列番号361],トキ[ニッポニア・ニッポン(Nipponia nippon);配列番号362]、シーラカンス[ラチメリア・チャルムナエ(Latimeria chalumnae);配列番号363~364]、イノシシ[スス・スクロファ(Sus scrofa);配列番号365]、コウモリ[ロウセツス・エジプチアクス(Rousettus aegyptiacus);配列番号366]、マナティー[トリケクス・マナツス・ラチロストリス(Trichechus manatus latirostris);配列番号367]、ギンザメ[カロリンクス・ミリイ(Callorhinchus milii);配列番号368]、およびマウス[Mus musculus);配列番号369]が含まれる。これらの脊椎動物STINGタンパク質はヒト細胞中で免疫シグナル伝達を容易に活性化し、STINGシグナル伝達の分子機構が脊椎動物において共有されていることを示している(例えばde Oliveira Mann et al. (2019) Cell Reports 27:1165-1175を参照)。これらの種由来のSTINGタンパク質は、ヒトSTINGより少ないNF-κBシグナル活性化および/またはこれより多いI型IFNシグナル活性化を誘起する(例えばde Oliveira Mann et al. (2019), Fig. 1Aを参照)。様々な非ヒト種由来の野生型または改変されたSTINGタンパク質は、ヒトおよび非ヒトSTINGタンパク質のキメラと同様に、本明細書の免疫刺激細菌によって発現することができる。
種々の非ヒトSTINGタンパク質は、非ヒトSTINGがヒトSTINGより低いNF-κB活性化を有し、より高いI型インターフェロン活性化を有してもよいように改変される。これらの非ヒトSTINGタンパク質は、細胞質核酸リガンド(例えばCDN)の不在下にI型IFN活性が増大するか構成的に作用するような突然変異を含むように改変される。突然変異は、典型的にはヒトにおけるインターフェロン血症に付随する機能獲得型突然変異等のアミノ酸の突然変異である。対応する突然変異が非ヒト種のSTINGタンパク質に導入され、ここで対応するアミノ酸残基がアラインメントによって特定される。例えば、突然変異には、それだけに限らないが、配列番号305~309で表されるヒトSTINGの配列を参照して、S102P、V147L、V147M、N154S、V155M、G166E、C206Y、G207E、S102P/F279L、F279L、R281Q、R284G、R284S、R284M、R284K、R284T、R197A、D205A、R310A、R293A、T294A、E296A、R197A/D205A、S272A/Q273A、R310A/E316A、E316A、E316N、E316Q、S272A、R293A/T294A/E296A、D231A、R232A、K236A、Q273A、S358A/E360A/S366A、D231A/R232A/K236A/R238A、S358A、E360A、S366A、R238A、R375A、およびS324A/S326Aが含まれる。他の種由来のSTINGにおける対応する突然変異を下表に列挙する。得られる非ヒトSTINGタンパク質の変異体には、これらの突然変異の1つまたは複数が含まれ、CTTの置換およびTRAF6結合部位の欠失が含まれてもよい。
STING変異体には、ホスホリル化部位におけるアミノ酸セリン(S)またはスレオニン(T)のアスパラギン酸(D)によるリン酸化模倣である1つまたは複数の置換が含まれ、それにより増大したまたは構成的な活性がもたらされる。その他の突然変異には、STINGにおける324~326 SLS→ALA等のリン酸化部位の欠失または置換、およびリン酸化部位を無くしてSTINGにおけるNF-κBシグナル伝達を低減させるその他の置換が含まれる。さらに、ヒトSTINGの他の種由来のSTINGによるキメラも提供され、ここではヒトSTINGのC末端鎖(CTT)が、より低いNF-κBシグナル伝達活性および/またはより高いI型IFNシグナル伝達活性を有する別の種由来のSTINGのCTTに置き換えられている。変異体STINGタンパク質は、NF-κBシグナル伝達を低減させるためにCTTのTRAF6結合部位に欠失を含んでもよい。
Figure 2023501539000048


Figure 2023501539000049

Figure 2023501539000050


Figure 2023501539000051

例えば、改変されたSTING変異体には、突然変異C206Y(配列番号350)またはR284G(配列番号351)を有するタスマニアンデビルSTING、ヒトSTINGのCTTがタスマニアンデビルSTINGのCTTに置き換えられる変異体(配列番号352)、突然変異C206Y(配列番号353)またはR284G(配列番号354)を有し、CTTがタスマニアンデビルSTINGのCTTに置き換えられるヒトSTING、TRAF6結合ドメイン[残基377~379(DFS)に対応]に欠失を有する野生型ヒトSTING(配列番号355)、突然変異C205Y(配列番号357)またはR283G(配列番号358)を有するネコSTING、およびその他のそのような改変されたSTING変異体が含まれる。
STING突然変異のための対応するアミノ酸残基を決定するため、種々の非ヒト種由来の野生型STINGタンパク質の配列をそれぞれ野生型ヒトSTINGタンパク質の配列[配列番号305(R232対立遺伝子)または配列番号306(H232対立遺伝子)の対立遺伝子変異体の]とアラインさせた。アラインメントは、ebi.ac.uk/Tools/msa/kalign/から入手可能のKalign配列アラインメントツール、またはebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/から入手可能のEMBOSSニードル配列アラインメントツールを使用して実施した。図1~13に、それぞれタスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、トキ、シーラカンス、ゼブラフィッシュ、イノシシ、コウモリ、マナティー、ギンザメ、およびマウス種由来のSTINGタンパク質と比較したヒトSTINGの例示的な配列アラインメントを図示する。
STING GOFハイブリッド変異体は樹状細胞において有意に増強されたI型インターフェロンとNF-κB活性との比を示す
マウスにおいて最大レベルのCD8T細胞ケモカインCXCL10を誘発する最適のSTING GOF突然変異体を決定するため、STING突然変異体のパネルをマウス初代骨髄由来の樹状細胞(BMDC)において試験した。これらには、構成的ヒトGOF突然変異C206Y(tazSTING C206Y;配列番号350)またはR284G(tazSTING R284G;配列番号351)を有するタスマニアンデビルSTING、構成的GOF突然変異体C205Y(muSTING C205Y;配列番号399)またはR283G(muSTING R283G;配列番号400)を有するマウスSTING、構成的GOF突然変異体C205Y(catSTING C205Y;配列番号357)またはR283G(catSTING R283G;配列番号358)を有するネコSTING、ならびにヒトSTING(配列番号370)のCTTがタスマニアンデビルSTING(配列番号371)のCTTに置き換えられ、野生型ヒトSTING(huSTING tazCTT、例えば配列番号352を参照)、またはヒトSTING GOF突然変異C206Y(huSTING C206Y tazCTT、例えば配列番号353を参照)もしくはR284G(huSTING R284G tazCTT、例えば配列番号354を参照)を含む変異体が含まれていた。構成的なGOF突然変異C206Y(huSTING C206Y)またはR284G(huSTING R284G)を有するヒトSTING変異体も含まれていた。
これらを試験するため、マウス骨髄を単離して1.5mLのエッペンドルフ管に流し込み、1200RPMで5分遠心分離して、骨髄性細胞を収集した。細胞をRPMI-1640+10% FBSにて1回洗浄し、次いで20ng/mLのGM-CSFを含むRPMI-1640+10% FBS中で96ウェルのTC処理したプレートに播種した。2日ごとに培地の半分を新鮮な完全培地に交換した。6日後、非付着細胞をウェルからピペットで除き、トランスフェクションのためにRPMI-1640+10% FBS中、1ウェルあたり1e5細胞で96ウェルプレートに再播種した。Viromer(登録商標)REDを使用し、メーカーの使用説明書に従って細胞をトランスフェクトした。簡単に述べると、STING GOF突然変異体のパネルからの200ngのプラスミドDNAならびにトランスフェクトしていない対照を、提供された緩衝液で希釈して0.08μLのViromer(登録商標)REDと混合し、室温で15分インキュベートして、Viromer(登録商標)複合体を形成させた。次いでDNA/Viromer(登録商標)RED複合体を96ウェルプレートの各ウェルにゆっくりと加え(二重測定で)、プレートをCOインキュベーター中、37℃でインキュベートした。48時間で上清を収穫して、フローサイトメトリーに基づくサイトカインビーズアレイ(CBA)を使用してメーカーのプロトコールに従ってマウスCXCL10(IP-10)についてアッセイした。
下表に示すように、マウスCXCL10の最大の発現を誘起したコンストラクトは、GOF突然変異R284Gを含み、ヒトSTINGのCTTのタスマニアンデビルSTINGのCTTによる置換を含むヒトSTING(huSTING R284G tazCTT)であった。CXCL10の2番目に大きい発現は、GOF突然変異C206Yを含むヒトSTING変異体(huSTING C206Y)およびヒトSTING GOF突然変異R284Gを含むタスマニアンデビルSTINGコンストラクト(tazSTING R284G)によって誘起された。ヒトSTING GOF突然変異体(huSTING C206YおよびhuSTING R284G)は、対応するマウスSTING GOF突然変異体(それぞれmuSTING C205YおよびmuSTING R283G)より強力であり、これらは初代マウス樹状細胞において同じGOF突然変異を含むネコSTING突然変異体(それぞれcatSTING C205YおよびcatSTING R283G)よりも弱かった。
Figure 2023501539000052

これらのデータは、タスマニアンデビル等の他の種から得られたSTINGタンパク質を構成的なGOFヒトSTING突然変異と組み合わせて、強力なT細胞動員ケモカインを誘発することができることを実証している。
STING GOFハイブリッド変異体はヒト単球において有意に増強されたI型インターフェロンとNF-κB活性との比を示す
他の種由来のSTING GOFハイブリッド変異体を使用してSTING誘起I型インターフェロンとNF-κBのシグナル伝達との比を変化させることができることを実証するため、ヒト単球細胞系においてパネルを試験した。パネルには、野生型ヒトSTING(huSTING)および構成的ヒトGOF突然変異C206YまたはR284Gを有するhuSTING突然変異体、野生型タスマニアンデビルSTING(tazSTING)および構成的GOF突然変異C206YまたはR284Gを有するtazSTING突然変異体、野生型ネコSTINGおよび構成的GOF突然変異C205またはR283Gを有するネコSTING突然変異体、構成的GOF突然変異C205YまたはR283Gを有するマウスSTING突然変異体、およびヒトSTINGのCTTがタスマニアンデビルSTINGのCTTに置き換えられ、野生型ヒトSTINGまたはヒトGOF STING突然変異C206YまたはR284Gを含む変異体が含まれていた。TRAF6結合ドメインに欠失を有する野生型ヒトSTING(残基377~379、DFSに対応、例えば配列番号355を参照)および野生型ゼブラフィッシュSTINGも含まれていた。
この実験のため、内因性STINGを失うように、また内因性IFN-βプロモーターの制御下にあって分泌型ルシフェラーゼであるLucia(商標)ルシフェラーゼを発現するように変更されたTHP1-Dual(商標)KO STING細胞を利用した。次いで構成的に活性なSTING GOF突然変異体を特定し、IFN-βプロモーターによって誘起されるルシフェラーゼ活性の発現の測定によってランク付けした。これらの細胞は、内因性NF-κBプロモーターの制御下にあって分泌型胚性アルカリホスファターゼ(SEAP)も発現し、ここでNF-κBのコード配列はノックイン技術の使用によってSEAP ORFに置き換えられている。STING GOF突然変異体によって誘起されるNF-κBの活性は、細胞上清中のSEAP産生をモニタリングすることによって評価することができる。
この実験のため、Viromer(登録商標)REDを使用し、メーカーの使用説明書に従ってTHP1-Dual(商標)KO STING細胞をトランスフェクトした。簡単に述べると、STING GOF突然変異体のパネル由来の200ngのプラスミドDNAならびにトランスフェクトしていない対照を提供された緩衝液にて希釈し、0.08μLのViromer(登録商標)REDと混合して室温で15分インキュベートし、Viromer(登録商標)複合体を形成させた。次いでDNA/Viromer(登録商標)RED複合体を96ウェルプレートの各ウェルにゆっくりと加え(二重測定)、プレートを37℃のCOインキュベーター中でインキュベートした。さらに、野生型STING変異体をSTINGアゴニストである3’5’RpRp c-di-AMP(CDN,InvivoGen)(臨床用化合物ADU-S100のアナログ)ありまたはなしで処理し、これを10μg/mLで24時間のインキュベーションの後に細胞に加えた。48時間で上清を収穫し、メーカーのプロトコールに従ってNF-κB-SEAPおよびIFN-Luciaレポーターシグナルについてアッセイした。簡単に述べると、10μLの細胞培養上清を50μLのQUANTI-Blue(商標)試薬(InvivoGen)(これはSEAPの測定に使用する)に加えた。NF-κBの活性化は、NF-κB誘起SEAP活性をSpectraMax(登録商標)M3 Spectrophometer(Molecular Devices)で650nmの吸光度(Abs)を測定することによって決定した。IFN-LuciaからのI型インターフェロンの活性を測定するため、10μLの細胞培養上清を、SpectraMax(登録商標)M3照度計を使用して定量される光シグナルを発するルシフェラーゼ反応のコエレンテラジン基質を含む50μLのQUANTI-Luc(商標)に加え、相対的光単位(RLU)として表した。
下表に示すように、最大のI型IFN応答は、ヒトSTINGのCTTがタスマニアンデビルSTINGのCTTに置き換えられ、ヒトSTING GOF突然変異R284Gを含む変異体(huSTING R284G tazCTT)から、ならびにCDN STINGアゴニストを含む野生型ゼブラフィッシュSTING(zfSTING WT+CDN)から観察された。しかし、極めて高いNF-κBシグナル伝達を有していた野生型ゼブラフィッシュSTINGと異なり、huSTING R284G tazCTT変異体は高いI型IFNシグナル伝達とはるかに低いNF-κBシグナル伝達活性とを有していた。より高いI型IFNとより低いNF-κBシグナル伝達との最良の比は、ヒトSTING GOF突然変異R284Gを含むタスマニアンデビルSTING変異体(tazSTING R284G)で見出された。
Figure 2023501539000053


SD = 標準偏差
これらのデータは、ヒト単球において免疫抑制性NF-κB活性を最小化しながら有益なI型インターフェロン活性を増強するために、タスマニアンデビル由来のSTINGタンパク質等の非ヒトSTINGタンパク質を使用し、これらをヒト構成的機能獲得型STING突然変異と組み合わせることをさらに実証している。
[実施例18]
lppAおよびlppB遺伝子の欠失によるサルモネラ・チフィムリウムリポタンパク質のノックアウト
膜表面リポタンパク質を除去するため、Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD遺伝子欠失を含む生存弱毒化サルモネラ・チフィムリウムYS1646株を、lppA(配列番号387)およびlppB(配列番号388)遺伝子を欠失するように操作した。これにより炎症促進性TLR2活性化が低減し、これが免疫抑制性サイトカインを低減し、抗腫瘍適応免疫を改善する。以下に示すように、これは腫瘍におけるプラスミドデリバリーおよびコードされたタンパク質発現も増強する。
株の操作および特徴解析
lppA遺伝子の欠失
上に詳細に記載したように、Datsenko and Wanner[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)]の方法の改変を使用して、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株の染色体からlppAを欠失させた。lppA遺伝子に隣接する左手および右手の配列のそれぞれ231塩基および200塩基を含む合成のlppA遺伝子相同性アーム配列を合成し、pSL0148(配列番号231)と呼ばれるプラスミドにクローニングした。lppA遺伝子の配列を配列番号387に示す。遺伝子配列を使用して、PCR増幅のために適切なプライマーを設計した。次いでcre/loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをプラスミドpSL0148にクローニングし、次いでlppA遺伝子ノックアウトカセットをプライマーlppA-1およびlppA-2によってPCR増幅し、ゲル精製し、次いで温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有するYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株に電気穿孔によって導入した。電気穿孔した細胞をSOC+DAP培地中に回収し、カナマイシン(20μg/mL)およびジアミノピメリン酸(DAP、50μg/mL)を添加したLB寒天プレートに播種した。コロニーを選択し、プライマーlppA-3およびlppA-4を使用するPCRによってノックアウト断片の挿入についてスクリーニングした。次いで選択したカナマイシン耐性株を42℃で培養し、アンピシリン耐性の喪失についてスクリーニングすることによって、pKD46をキュアした。次いでCreリコンビナーゼを発現する温度感受性プラスミド(pJW168)の電気穿孔によってカナマイシン耐性マーカーをキュアし、Ampコロニーを30℃で選択した。続いて培養物を42℃で増殖させることによって、pJW168を無くした。次いで選択したlppAノックアウトクローンを、破壊部位に隣接するプライマー(lppA-3およびlppA-4)を使用してPCRによってカナマイシンマーカーの喪失について試験し、電気泳動における移動性の評価をアガロースゲルにて実施した。株YS1646のこの突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAと命名した。
lppB遺伝子の欠失
次いで上記の方法の改変を使用して、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/lppA株においてlppBを欠失させた。lppB遺伝子に隣接する左手および右手の配列のそれぞれ224塩基および231塩基を含む合成のlppB遺伝子相同性アーム配列を合成し、pSL0148(配列番号231)と呼ばれるプラスミドにクローニングした。lppB遺伝子の配列を配列番号388に示す。遺伝子配列を使用して、PCR増幅のために適切なプライマーを設計した。次いでcre/loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをプラスミドpSL0148にクローニングし、lppB遺伝子ノックアウトカセットをプライマーlppB-5およびlppB-6によってPCR増幅し、ゲル精製し、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/lppAに電気穿孔によって導入した。次いでカナマイシン耐性遺伝子を、上記のようにCre媒介組換えによってキュアし、温度感受性プラスミドを非許容的温度での増殖によってキュアした。lppAおよびlppB遺伝子ノックアウト配列を、それぞれlppA-3およびlppA-4ならびにlppB-7およびlppB-8と命名したプライマーを使用してPCRによって増幅し、DNA配列決定によって検証した。株YS1646のこの突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABと命名し、またはニックネームをYS1646ΔlppABとした。
操作したサルモネラ・チフィムリウムリポタンパク質ノックアウト株のインビトロ特徴解析
lppAおよびlppBの欠失を有するYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株を、LB中の一夜培養による増殖について評価した。増殖はSpectraMax(登録商標)M3 Spectrophometer(Molecular Devices)を使用し、37℃で15分ごとにOD600を読み取って測定した。結果は、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABがLB中で親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株と同程度の増殖速度にて複製できることを実証した。これらの結果は、リポタンパク質の排除がインビトロでサルモネラ・チフィムリウムの適合性を低下させないことを実証している。
リポタンパク質の欠失は全身投与後のプラスミドの腫瘍へのデリバリーを増強する。
TLR2は血管内皮細胞において発現され、TLR2の活性化は血管の透過性を増強するので、腫瘍のコロニー形成に対するΔlppABおよび引き続くTLR2アゴニスムの低減の影響を評価した。ペイロードの発現に対する効果も評価した。以下に示すように、全身投与後、腫瘍のコロニー形成はやや低下したが、プラスミドデリバリーおよびコードされた遺伝子の発現は有意に増大した。
トリプルネガティブ乳がんのマウスモデルにおけるリポタンパク質ノックアウト株の影響を実証するため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス4匹)の4番目の乳腺脂肪体に、EMT6細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を同所接種した。10日で定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、それぞれ分泌される[secNanoLuc(登録商標)]ルシフェラーゼタンパク質[NanoLuciferase(登録商標)ルシフェラーゼ、またはNanoLuc(登録商標)、Promega]をCMVプロモーターの制御下にコードするプラスミドを含む単一用量の1×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株、または親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株をIV注射した。IV投薬後7日目にマウスを安楽死させ、腫瘍をホモジナイズしてLBプレートに播種し、腫瘍組織1gあたりのコロニー形成単位(CFU)を計数した。親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株は腫瘍組織1gあたり平均3.3×10CFUで腫瘍をコロニー形成した一方、リポタンパク質を欠失したYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株は平均1.18×10CFU/g腫瘍組織と、約2分の1に減少した腫瘍をコロニー形成した。
腫瘍へのプラスミドデリバリー、およびそれに続く異種遺伝子発現およびタンパク質分泌を測定するため、secNanoLuc(登録商標)の活性を測定した。このため、ホモジナイズした腫瘍をNanoGlo(登録商標)検出試薬(Promega)およびSpectraMax(登録商標)M3 Spectrophometer/Luminometer(Molecular Devices)の読み取りを使用してルシフェラーゼ活性について評価した。親YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株は平均発光相対光単位(RLU)4482.6を誘起した一方、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株はほぼ10倍に増大した平均33,926.6RLUを誘起した。これらのデータは、腫瘍のコロニー形成を改善し、ペイロードの発現を増強するリポタンパク質欠失株の能力を実証している。
これらのデータは、リポタンパク質の欠失がIV投薬の後で腫瘍のコロニー形成をやや低減させる一方、腫瘍におけるプラスミドデリバリーおよびペイロードの発現を有意に増強することを明らかにしている。これらのデータは、これらの遺伝子の欠失がコロニー形成を低下させるという当技術からの予想と逆に、リポタンパク質の欠失が腫瘍微小環境中で、および腫瘍中で、プラスミドデリバリーおよびタンパク質の発現を増強することを実証している。
[実施例19]
切り詰められた細胞質ドメインを有するヒトおよびマウスの4-1BBLは野生型4-1BBLと同様に発現される
本明細書で論じるように、細胞質ドメインを失った共刺激性分子4-1BBLの変異体(4-1BBLΔcyt)は、この分子の細胞質ドメインを通して生じる免疫抑制性の逆シグナル伝達なしに、4-1BBLの活性化を増強する。実施例9で、マウス4-1BBLΔcytがヒト細胞の表面にて発現できることが示されている。以下に示すように、細胞質ドメインを完全に失った4-1BBL変異体はほとんど発現しない。これに対処するため、細胞質ドメインが切り詰められ、それにより免疫抑制性逆シグナル伝達が無くされた4-1BBLの変異体が提供される。
完全長のヒトおよびマウスの4-1BBLは細胞質ドメインの中に陽電荷を含み、これはタンパク質のN末端に存在する。これはN末端が細胞質の中に位置するために有利であり、膜貫通ドメインの、したがって細胞外ドメインの適正な配向を可能にする。したがって完全長のヒトおよびマウスの4-1BBLが高レベルで発現する。4-1BBLΔcyt変異体を生成するヒトおよびマウスの4-1BBLからの完全な細胞質ドメインの欠失に際しては、N末端における陽電荷が除去され、N末端が細胞の外に位置するために有利になる。これは、膜貫通ドメイン(これは今ではN末端にある)の正しくない配向および細胞表面に発現される4-1BBLΔcyt変異体の「裏返しの」構成をもたらす。したがって4-1BBLΔcyt変異体は完全長の4-1BBLタンパク質よりはるかに低いレベルにて発現する。
免疫抑制性の逆シグナル伝達を誘起せずに4-1BBLの発現を改善するため、ヒトおよびマウスの4-1BBL変異体を、細胞質ドメインの完全な欠失よりむしろ細胞質ドメインに切り詰めを有するように合理的に設計した。切り詰められた細胞質ドメインを有するヒトおよびマウスの4-1BBL変異体は、それぞれ細胞質ドメインの最後の4つ(RVLP)および最後の5つ(SRHPK)のアミノ酸残基を含み、これらは膜貫通ドメインに隣接している。これは陽荷電した残基をN末端に戻して再導入し、これが細胞の内部に位置することを有利にし、膜貫通ドメインの配向および「裏返し」の構成を補正する。これは、4-1BBLΔcyt変異体の発現と比較して切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL変異体の発現の増大をもたらす一方、それでもタンパク質の細胞質ドメインを通して生じる免疫抑制性の逆シグナル伝達を抑制する。
さらに、Mycタグの付加はN末端が切り詰められた細胞質ドメインに追加の陽性残基を付加し、裏返しのコンフィギュレーションを補正してタンパク質発現を増大させるであろうとの仮説により、切り詰められた細胞質ドメインおよびN末端に付加されたMycタグを有するヒトおよびマウスの4-1BBLの変異体を生成させた。
完全長のヒトおよびマウスの4-1BBLタンパク質、ならびに部分的に切り詰められた細胞質ドメインを有する変異体(CytTrunc)、および欠失した細胞質ドメイン(Δcyt)の配列を下表に示す。細胞質ドメインは太字で示し、下線を付している。膜貫通領域は太字で示している。細胞外領域は下線を付している。Mycタグは二重下線を付している。
完全長のヒトおよびマウスの4-1BBLおよび切り詰められまたは欠失した細胞質ドメインを有する変異体の配列
Figure 2023501539000054


Figure 2023501539000055

操作された4-1BBL変異体の発現レベルを完全長の4-1BBLタンパク質の発現レベルと比較するため、FuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)を使用し、適正な試薬:DNA比にて、トランスフェクトしていない細胞を陰性対照として、完全長のタンパク質または変異体をコードする500ngのDNAでHEK293T細胞をトランスフェクトした。トランスフェクション後48時間でトランスフェクトしたHEK293T細胞を収穫し、必要に応じて抗マウス4-1BBLまたは抗ヒト4-1BBL抗体にて染色した。マウス4-1BBLの染色はマウス4-1BBLに対するビオチン化抗体(クローンTKS-1;BioLegend)およびそれに続くストレプトアビジン-アロフィコシアニン(APC)コンジュゲート(BioLegend)を使用して実施した。ヒト4-1BBLの染色はヒト4-1BBLに対するAPCコンジュゲート抗体(クローン5F4;BioLegend)を使用して実施した。トランスフェクトしていない細胞も、バックグラウンド蛍光を測定するために染色した。膜結合4-1BBLの発現をフローサイトメトリーによって測定し、結果はバックグラウンドを差し引いた平均蛍光強度(dMFI)[即ち試料のMFIから陰性対照(トランスフェクトしていない細胞を染色)のMFIを差し引くことによる]の観点で提供する。
下表に示すように、ヒトおよびマウスの4-1BBLの両方について、切り詰められた細胞質ドメインを有する変異体の発現は、細胞質ドメインの完全な欠失を有する変異体の発現より有意に高かった。切り詰められた細胞質ドメインを有するヒト4-1BBL変異体は完全長の細胞質ドメインを失っているにも関わらず、完全長のヒト4-1BBLの発現のレベルの93%にて発現した一方、完全な細胞質ドメインの欠失を有するヒト4-1BBL変異体は完全長のヒト4-1BBLの発現のレベルの42%にて発現した。相同のマウス4-1BBLについては、切り詰められた細胞質ドメインを有する変異体は完全長のマウス4-1BBLの発現のレベルの63%にて発現した一方、完全な細胞質ドメインの欠失を有する変異体は完全長のマウス4-1BBLの発現のレベルの13%にて発現した。
4-1BBLの切り詰められた細胞質部分にさらなる陽性アミノ酸残基を付加することによって発現レベルを増大するかを決定するため、切り詰められたマウスおよびヒトの4-1BBL変異体のそれぞれについてMycタグとのコンストラクトを試験した。しかし下表に示すように、切り詰められた細胞質ドメインを有する変異体へのMycタグの付加は、切り詰められた細胞質ドメインを有しMycタグを有しない変異体と比較した場合、発現を低下させた。Mycタグが発現を低減させる理由は明らかでないが、Mycタグの付加は潜在的に4-1BBLの発現には最適でない配列をもたらし得る。
切り詰められまたは欠失した細胞質ドメインを有するヒト4-1BBL変異体の発現レベル
Figure 2023501539000056

切り詰められまたは欠失した細胞質ドメインを有するマウス4-1BBL変異体の発現レベル
Figure 2023501539000057


[実施例20]
抗CTLA-4 scFv-Fcは抗CTLA-4 scFvと比較してCD80/CTLA-4およびCD86/CTLA-4相互作用の優れた封鎖を示す
イピリムマブのアミノ酸配列を使用して、ヒトCTLA-4に特異的なscFv-Fc(核酸およびタンパク質の配列についてそれぞれ配列番号401および402を参照)を設計した。イピリムマブはヒトCTLA-4に特異的に結合する完全にヒトのIgG1κモノクローナル抗体であり(例えば米国特許出願公開第2002/0086014号および米国特許第6,984,720号において10D1と命名された抗体を参照)、CTLA-4‘のCD80(B7.1またはB7-1としても知られている)およびCD86(B7.2またはB7-2としても知られている)との免疫阻害性相互作用をブロックする。
イピリムマブscFv抗体断片(配列番号403を参照)を生成するため、イピリムマブの可変軽鎖(V)および可変重鎖(V)を20アミノ酸長さのグリシン-セリン(GS)リンカー[GGGGS)]に連結した。scFv-Fc抗体断片(配列番号402を参照)を生成するため、イピリムマブscFvの可変重鎖を、ヒンジ領域の遊離のシステインのセリンへの突然変異(配列番号402の272位における)を含むヒトIgG1 Fcに連結した。リーダー配列(METPAQLLFLLLLWLPDTTG;配列番号402の残基1~20に対応)は、ヒト免疫グロブリンカッパ可変3~20(IGKV3-20)タンパク質の配列から誘導した。配列はGenScrip GenSmart(商標)Codon Optimizationツールを使用してコドン最適化した。
抗CTLA-4 scFv-Fcの中和能力を、抗体断片のそれぞれのCTLA-4とそのリガンドであるCD80およびCD86との相互作用をブロックする能力を測定する競合的ELISAを使用して、抗CTLA-4 scFv(ヒトIgG1 Fc部分を欠く)の中和能力と比較した。FuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)を使用し、適正な試薬:DNA比にて、抗CTLA-4 scFv-Fcまたは抗CTLA-4 scFv抗体断片コンストラクトをコードする3μgのDNAによってHEK293T細胞をトランスフェクトした。トランスフェクション後48時間でHEK293T細胞を含まない培養上清を収穫し、濾過し、抗CTLA-4抗体断片の封鎖活性を評価する競合的ELISAに使用した。
競合的ELISAのため、高タンパク質結合性96ウェルプレートを濃度100ng/mlのマウスCD80またはCD86組換えタンパク質(R&D Systems)を一夜、4℃でコートした。次いでウェルをPBS 0.05% Tween20にて1回洗浄し、ウェルをELISAブロッキング緩衝液にて室温で、1時間ブロックした。次いでウェルをPBS 0.05% Tween-20にて1回洗浄した。抗CTLA-4抗体断片のそれぞれを含むHEK293T細胞培養上清を10ng/mlの組換えマウスCTLA-4-ヒトIgG1 Fcキメラ(R&D Systems)と混合してウェルに加え、室温で2時間インキュベートした。次いでウェルをPBS 0.05% Tween-20にて3回洗浄し、セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)コンジュゲート抗ヒトIgG1抗体をウェルに加え(Jackson ImmunoResearch)、室温で1時間インキュベートした。次いでウェルをPBS 0.05% Tween-20にて3回洗浄し、検出試薬[3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)、Thermo Fisher Scientific]をウェルに加えた。硫酸(BioLegend)にて酵素反応を停止し、光学密度を450nmで読み取った。
競合的ELISAの結果を下表にまとめる。抗CTLA-4 scFv-FcはCTLA-4のCD86への結合を75.5%ブロックし、CTLA-4のCD80への結合を40.6%ブロックした一方、抗CTLA-4 scFvはCTLA-4のCD86への結合を32.5%ブロックし、CTLA-4のCD80への結合を7%ブロックした。両方の抗体断片にてより高度のCD86/CTLA-4ブロッキング活性(CD80/CTLA-4ブロッキング活性と比較して)が観察され、抗CTLA-4 scFv-Fcにて抗CTLA-4 scFvと比較した場合、優れた中和活性が観察された。
競合的ELISAの結果
Figure 2023501539000058

本明細書で提供する免疫刺激細菌の中には、本明細書で提供する抗CTLA-4 scFv抗体断片および抗CTLA-4 scFv-Fc抗体断片を含む抗CTLA-4抗体およびその断片をプラスミド上でコードする免疫刺激細菌、ならびに他の治療用産物をコードする核酸分子との組合せが含まれる。
[実施例21]
株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDはインビボで食細胞性骨髄性免疫細胞コンパートメンに限局されている。
上で示したように、株YS1646Δasd/ΔFLGは非食細胞性細胞取り込みを欠いている(実施例4を参照)。株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDも非食細胞性細胞取り込みを欠いていることを確認するため、細菌性rpsMプロモーターの下でmCherry(赤色蛍光タンパク質)を構成的に発現するYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの株を、EMT6同所腫瘍を有するマウスにIV投与した。
この実験のため、6~8週齢の雌Balb/cマウス(1群あたりマウス4匹)に、EMT6細胞(PBS100μL中、2×10細胞)を同所移植した。定着した大きな側腹部腫瘍を有するマウスに、3×10CFUのYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mCherry株を10日目にIV注射した。IV投薬の8日後に腫瘍を切除し、2~3mmの切片に切断して、2.5mLの酵素混合物(10%のFBSと1mg/mLのコラゲナーゼIVおよび20μg/mLのDNアーゼIとを含むRPMI-1640)を満たしたgentleMACS(商標)C管(Miltenyi Biotec)に入れた。OctoMACS(商標)(Miltenyi Biotec)特異的解離プログラム(マウス移植腫瘍)を使用して腫瘍切片を解離し、全体の細胞調製物を撹拌しながら37℃で45分インキュベートした。45分のインキュベーションの後、OctoMACS(商標)(マウス移植腫瘍)プログラムを使用して第2ラウンドの解離を実施し、得られた単一細胞懸濁液を、70μMのナイロンメッシュを通して50mLの管の中に濾過した。ナイロンメッシュを10%のFBSを含む5mLのRPMI-1640にて1回洗浄し、2度目に新たな70μMのナイロンメッシュを使用して新たな50mLの管の中に細胞を濾過した。10%のFBSを含む5mLのRPMI-1640にてナイロンメッシュを洗浄し、濾過された細胞を1000RPMにて7分、遠心分離した。得られた解離した細胞をPBS中に再懸濁し、染色プロセスの前に氷上に保存した。
フローサイトメトリー染色のため、V底96ウェルプレートのウェルに100μLの単一細胞懸濁液を播種した。生死染色[Zombie Aqua(商標)、BioLegend]およびFcブロッキング試薬(BD Biosciences)を含むPBSを1ウェルあたり100μLにて加え、プレートを氷上、暗所で30分インキュベートした。30分後、1300RPM、3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いで蛍光色素コンジュゲート抗体(CD4 FITCクローンRM4-5;CD8a BV421クローン53-6.7;F4/80 APCクローンBM8;CD11b PE-Cy7クローンM1/70;CD45 BV570クローン30-F11;CD3 PEクローン145-2C11;Ly6C BV785クローンHK1.4;I-A/I-E APC-Cy7クローンM5/114.15.2;Ly6G BV605クローン1A8;およびCD24 PercP-Cy5.5クローンM1/69;全てBioLegendから)を含むPBS+2% FBS中に細胞を再懸濁し、氷上、暗所で30分インキュベートした。30分後に、1300RPM、3分の遠心分離により細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄し、フローサイトメトリー固定緩衝液(Thermo Fisher Scientific)中に再懸濁した。Novocyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してフローサイトメトリーデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
結果(下表を参照)は、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mCherry株をIV注射したマウスの腫瘍において、腫瘍微小環境中の腫瘍浸潤性単球の1.95%および腫瘍関連好中球(TAN)の3.36%がmCherryの発現について陽性であった一方、PBSをIV注射したマウスの腫瘍は、腫瘍浸潤性単球について0.64%、TANについて0.01%のバックグラウンド染色/蛍光を示したことを実証した。腫瘍関連マクロファージ(TAM)集団の2.92%および腫瘍浸潤性樹状細胞(DC)の4.34%がYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mCherry株を取り込んでいた一方、PBSを注射したマウスの腫瘍におけるバックグラウンド蛍光はTAMおよびDCについてそれぞれ0.70%および0.50%であった。M1 TAMの2.39%およびM2 TAMの0.53%はYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mCherryについて陽性に染色された一方、PBSを注射したマウスの腫瘍はM1 TAMにおいて0.20%、M2 TAMにおいて0.50%のバックグラウンドシグナルを有していた。対照的に、間質および腫瘍の細胞(即ち、腫瘍が存在しない免疫/骨髄性細胞)に対応するCD45集団の中では、僅か0.081%がmCherryの発現について陽性を示した(PBSを注射したマウスのバックグラウンド染色0.002%と比較して)。
YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mCherry株をIV注射したマウスの腫瘍におけるmCherry発現の%
Figure 2023501539000059


SD = 標準偏差; DCs = 樹状細胞; TAMs = 腫瘍関連マクロファージ; TANs = 腫瘍関連好中球
PBSをIV注射したマウスの腫瘍におけるmCherry発現の%
Figure 2023501539000060


SD = 標準偏差; DCs = 樹状細胞; TAMs = 腫瘍関連マクロファージ; TANs = 腫瘍関連好中球
これらのデータは、鞭毛を無くした株からのpagP、ansB、およびcsgDの欠失が、腫瘍微小環境(即ち、腫瘍常在性免疫/骨髄性細胞)の食細胞性免疫細胞コンパートメントによる細菌の取り込みの特異性に顕著には影響しないことを示している。上記および本明細書の他の場所で論じたように、上皮細胞への感染力には鞭毛およびSPI-1に対するその下流のシグナル伝達の影響が必要であり、それを失っていることは細菌の取り込みを腫瘍常在性免疫/骨髄性細胞のみに制限する。鞭毛を無くすことは、サルモネラ・チフィムリウム株を含む免疫刺激細菌に数多くの利益を与える。これらの利益には、適応免疫を抑制するTLR5誘起炎症性サイトカインを無くすこと、マクロファージのピロトーシスを低減すること、ならびに腫瘍常在性食細胞性細胞に取り込みが限局している場合の全身投与における腫瘍特異的富化を維持(または増強)することが含まれる。
鞭毛を無くした株からのpagP、ansB、およびcsgDの排除は、腫瘍常在性免疫細胞による細菌の取り込みの特異性に顕著には影響せず、例えばTLR4誘起炎症促進性サイトカインを低減させること、免疫原性を低減し忍容性を増強すること(ΔpagP)、T細胞機能を回復させること(ΔansB)、ならびにインビボにおけるコードされた免疫調節性タンパク質のプラスミドデリバリーを増強し、治療有効性を改善する細菌の細胞内取り込みを改善すること(ΔcsgD)を含むさらなる利益を与えることが、本明細書で示されている。
[実施例22]
サルモネラpurIおよびmsbBクリーン欠失遺伝子ノックアウト株の操作および特徴解析
株YS1646(VNP20009)のpurI遺伝子は欠失しなかった。これは16.6kbp(キロ塩基対)のゲノム逆転事象をもたらすトランスポゾン(Tn10)の挿入によって破壊し、それにより引き続いてゲノム中に2つの挿入配列(IS)エレメントを、1つはpurI(purM)遺伝子の中に、他はacrD遺伝子の3’末端に直接隣接する遺伝子間領域における16.6kbp上流に、組み込んだ。2つのISエレメントの間の領域は逆転されており、yffB、DC51_2568、upp、uraA、yfgE、yfgD、DC51_2573、perM、purC、およびその他を含む18個の遺伝子を含んでいる。遺伝子間領域における挿入配列エレメントは完全に機能的なトランスポサーゼをコードしており、潜在的な遺伝子安定性の問題を表している(例えばBroadway et al. (2014) J. Biotechnology 192:177-178を参照)。染色体のリエンゲージメントによって破壊されたpurI遺伝子の完全な遺伝子配列の存在は、野生型遺伝子への復帰の可能性を未解決のままにしている。
株YS1646のmsbB遺伝子も完全には欠失しなかったが、pykA遺伝子(ピルベートキナーゼをコードする)の伸長をもたらし、最後の5アミノ酸のコドンを13個の新たなコドンに置き換える、遺伝子操作された511bp(972bpの遺伝子の)の欠失によって破壊した(例えばBroadway et al. (2014) J. Biotechnology 192:177-178を参照)。
purIおよびmsbB遺伝子のそれぞれの野生型遺伝子への復帰の可能性を無くすため、およびこれらの遺伝子のクリーンな欠失の効果を判定するため、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDをさらに改変して、残りのpurIおよびmsbB遺伝子配列断片、ならびに2つのトランスポゾン関連挿入配列エレメントおよびpykA遺伝子伸長を欠失させた。
purI遺伝子断片およびトランスポゾン関連挿入配列エレメントの欠失
yffBとpurN遺伝子との間に位置し、1)Broadway et. al (2014)によって得られた配列においてDC51_2586と注記された1,209bpのトランスポゾン挿入配列エレメント(GenBank受託番号CP007804およびCP008745を参照)、および2)残りの891bpのpurI遺伝子断片(本明細書で大きなpurI遺伝子断片と称する)のうち740bpを含む第1の領域を、Datsenko and Wanner[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)を参照]の方法の改変を使用して欠失の標的とした。891bp(大きい)のpurI遺伝子断片のうち小さな151bpの部分は、隣接する下流の遺伝子purN(ホスホリボシルグリシンアミド ホルミルトランスフェラーゼをコードする)への影響を避けるためにそのままとした。DC51_2586挿入配列エレメントおよび大きなpurI遺伝子断片のそれぞれ左手および右手の領域との相同性を有する284および262bpを含むプラスミドpSL0165を、DH5-alphaコンピテント細胞(Thermo Fisher Scientific)に形質転換した。loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをこのプラスミドにクローニングし、得られたベクターをpSL0174と命名した。次いでDC51_2586挿入配列エレメントおよび大きなpurI遺伝子断片ノックアウトカセットを、プライマーpurm-1およびpurm-2(それぞれ配列番号410および411、表2を参照)を使用してPCR増幅し、ゲル精製し、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDに電気穿孔によって導入した。次いで上記のようにcre媒介組換えによってカナマイシン耐性遺伝子をキュアし、非許容性温度における増殖によって温度感受性プラスミドをキュアした。DC51_2586挿入配列エレメントおよび大きなpurI遺伝子断片ノックアウト配列を、プライマーpurm-3およびpurm-4(それぞれ配列番号412および413、表2を参照)を使用するPCRによって確認し、DNA配列決定によって検証した。得られた親株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(large clean)と命名した。
acrDとDC51_2568遺伝子との間に位置し、1)Broadway et. al (2014)によって得られた配列においてDC51_2566と注記された1,209bpのトランスポゾン挿入配列エレメント(GenBank受託番号CP007804およびCP008745を参照)、および残りの231bpのpurI遺伝子断片(本明細書で小さなpurI遺伝子断片と称する)を含む第2の領域を、Datsenko and Wanner[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)を参照]の方法の改変を使用して欠失の標的とした。DC51_2566挿入配列エレメントおよび小さなpurI遺伝子断片のそれぞれ左手および右手の領域との相同性を有する241および265bpを含むプラスミドpSL0210を、DH5-alphaコンピテント細胞(Thermo Fisher Scientific)に形質転換した。loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをこのプラスミドにクローニングし、得られたベクターをpSL0212と命名した。次いでDC51_2566挿入配列エレメントおよび小さなpurI遺伝子断片ノックアウトカセットを、プライマーacrd-1およびpurm-5(それぞれ配列番号416および414、表2を参照)を使用してPCR増幅し、ゲル精製し、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(large clean)に電気穿孔によって導入した。次いで上記のようにcre媒介組換えによってカナマイシン耐性遺伝子をキュアし、非許容性温度における増殖によって温度感受性プラスミドをキュアした。DC51_2566挿入配列エレメントおよび小さなpurI遺伝子断片ノックアウト配列は、プライマーpurm-6およびacrd-3(それぞれ配列番号415および417、表2を参照)を使用するPCRによって確認し、DNA配列決定によって検証した。得られた親株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(large clean)の突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)と命名した。
msbB遺伝子断片の欠失およびpykAの伸長
株YS1646のmsbB遺伝子を、pykA遺伝子の伸長をもたらし、最後の5アミノ酸のコドンを13個の新たなコドンに置き換える、遺伝子操作された511bpの欠失(972bpの遺伝子のうち)によって破壊した(例えばBroadway et al. (2014) J. Biotechnology 192:177-178を参照)。残りのmsbB遺伝子断片およびpykAにおける最後の13アミノ酸のコドンをコードする配列を含む領域を、Datsenko and Wanner[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97:6640-6645 (2000)を参照]の方法の改変を使用して欠失の標的とした。残りのmsbB遺伝子断片およびpykA遺伝子伸長のそれぞれ左手および右手の領域との相同性を有する200および196bpを含むプラスミドSL0209(配列番号408を参照)を、DH5-alphaコンピテント細胞(Thermo Fisher Scientific)に形質転換した。loxP部位に隣接されるカナマイシン遺伝子カセットをこのプラスミドにクローニングし、得られたベクターをpSL0211(配列番号409を参照)と命名した。次いでmsbB遺伝子断片およびpykA遺伝子伸長ノックアウトカセットを、プライマーmsbB-1およびmsbB-2(それぞれ配列番号418および419、表2を参照)を使用してPCR増幅し、ゲル精製し、温度感受性ラムダレッド組換えプラスミドpKD46を有する株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)に電気穿孔によって導入した。次いで上記のようにcre媒介組換えによってカナマイシン耐性遺伝子をキュアし、非許容性温度における増殖によって温度感受性プラスミドをキュアした。msbB遺伝子断片およびpykA遺伝子伸長ノックアウト配列は、プライマーmsbB-3およびmsbB-4(それぞれ配列番号420および421、表2を参照)を使用するPCRによって確認し、DNA配列決定によって検証した。得られた親株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)の突然変異誘導体をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)と命名した。
表2.プライマー配列情報
Figure 2023501539000061


Fwd= フォワード; Rev = リバース; KO = ノックアウト
プラスミド情報
Figure 2023501539000062

YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)株はブロス培地中で増強された増殖を示す
細菌ゲノム由来の残りのpurIおよびmsbB遺伝子断片、トランスポゾン関連挿入配列エレメント、およびpykA遺伝子伸長の欠失の免疫刺激細菌のインビトロ適合性に対する効果を評価するため、CMVプロモーター(ADN-256と命名されたプラスミド)の制御下にnanoLuciferase(登録商標)をコードする同じプラスミドを発現する株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDのブロス増殖プロファイルを、ブロス増殖アッセイによって直接比較した。一夜の定常相培養物をLB培地中の希釈によってOD600nm=1に調節し、得られた正規化培養物5μLを使用して技術的二重測定にて250μLのLB培地を96ウェルのプレートに接種した。プレートを振盪しながら37℃でインキュベートし、16時間の経過にわたって15分間隔にてOD600nm値をモニターした。OD600nm値をプロットして増殖曲線を構築し、増殖のログ相の勾配を計算して各株についての倍加時間を決定した。4回の独立した増殖曲線を実施し、下表に示す結果は、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-(ADN-256)が67.74分[標準偏差(SD)=3.21]の平均倍加時間を有していた一方、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)-(ADN-256)が60.13分(SD=3.08)の平均倍加時間を有していたことを示している。
ブロス培地における免疫刺激性細菌の増殖に対するpurIおよびmsbBのクリーンな欠失の効果
Figure 2023501539000063


SD = 標準偏差
同じプラスミド(マウス4-1BBLΔcyt、マウスIL-12p70、および改変されたヒトSTINGキメラタンパク質をコードするADN-480)を含む株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)を、大きな十分に通気した振盪フラスコ条件および豊富な培地(4XYT)中でブロス増殖について評価した。等価のOD600nm光学密度(OD)の一夜定常相培養物50μLを使用して、通気キャップを有する125mLのバッフル付き振盪フラスコに12.5mLの4XYT培地を接種し、培養物を225RPMにて振盪しながら37℃でインキュベートした。18時間の経過にわたってほぼ1時間の間隔でOD600nmをモニターした。OD600nm値をプロットして増殖曲線を構築し、増殖のログ相の勾配を計算して各株についての倍加時間を決定するために使用した。
結果は、41.83分の倍加時間を有していた株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)-(ADN-480)が、48.33分の倍加時間を有していた株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-(ADN-480)より僅かに速く増殖し、より迅速に定常相に達したことを示した。このデータは、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)の、親株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDと比較して増強された増殖プロファイルを実証している。株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)は2つの独立した増殖曲線アッセイ(96ウェルプレート中のLB培地、および250mL振盪フラスコ中の豊富な4XYT培地)においてより速い倍加時間で増殖し、purIおよびmsbBの遺伝子欠失が潜在的な遺伝子安定性の問題を軽減するだけでなく、より速い増殖および優れた適合性を可能にする代謝上の利益を与えることを示している。
株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)は増強された注射用ストック細胞の生存能力を呈する
細菌ゲノム由来の残りのpurIおよびmsbB遺伝子断片、トランスポゾン関連挿入配列エレメント、およびpykA遺伝子伸長の欠失の免疫刺激細菌のインビトロ適合性に対する効果を評価するため、同じプラスミド(改変されたヒトSTINGキメラタンパク質をコードするADN-542)を含む株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの細胞生存能力を、凍結された注射用ストックのための培養プロセッシングの後の生存CFUを直接比較することによって評価した。等価のOD600nm値の一夜定常相培養物100μlを使用して、通気キャップを有する250mlのバッフル付き振盪フラスコに25mlの4XYT培地を接種し、培養物を225RPMにて振盪しながら37℃でほぼ6時間インキュベートした。等価のOD600nm値(株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-(ADN-542)について11.4、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)-(ADN-542)について11.7)の定常相において培養物を収穫し、2回洗浄し、OD600nm=2に調節し、分注し、-80℃で凍結した。翌日、各株の2つのアリコートを解凍してOD600nm値を測定し、培養物を寒天プレートに播種して力価および生存率を決定した。生存率%はOD600nmとCFU/mlとの比の計算によって決定した。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-(ADN-542)株注射用ストック調製物の生存率は52%、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)-(ADN-542)株注射用ストック調製物の生存率は96%と決定された。
このデータは、親株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDと比較した株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)の増強された適合性プロファイルを実証している。株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)は凍結注射用ストック調製の後で増強された生存率を呈し、purIおよびmsbBの遺伝子欠失が潜在的な遺伝子安定性の問題を軽減するだけでなく、細胞の生存率の増大を可能にする代謝上の利益を与えることを示している。
株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)は腫瘍微小環境において増強されたプラスミドペイロードデリバリーおよび異所性遺伝子発現を呈する
腫瘍微小環境におけるプラスミドデリバリーおよび引き続く異所性遺伝子発現を評価するため、マウスIL-12(muIL-12p70)(ならびにマウス4-1BBLΔCytおよび改変されたヒトSTINGキメラタンパク質)をコードする同じプラスミド(ADN-480)を含む株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)を、インビボの同所性EMT6乳癌モデルで評価した。BALB/cマウスに5×10個のEMT6細胞の同所移植を受けさせ、続いて1×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-(ADN-480)、または株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)-(ADN-480)、またはPBSを、移植の10日後に静脈内注射した。注射の4日後にマウスを犠牲死させ、腫瘍を収穫して、逆転写定量リアルタイムPCR(RT-qPCR)によるマウスIL-12p70発現の解析のために処理した。
IV投薬の4日後に腫瘍を切除し、2~3mmの切片に切断して、2.5mLの酵素混合物(10%のFBSと1mg/mLのコラゲナーゼIVおよび20μg/mLのDNアーゼIを含むRPMI-1640)を満たしたgentleMACS(商標)C管(Miltenyi Biotec)に入れた。OctoMACS(商標)(Miltenyi Biotec)特異的解離プログラム(マウス移植腫瘍)を使用して腫瘍切片を解離し、全体の細胞調製物を撹拌しながら37℃で45分インキュベートした。45分のインキュベーションの後、OctoMACS(商標)(マウス移植腫瘍)プログラムを使用して第2ラウンドの解離を実施し、得られた単一細胞懸濁液を、70μMのナイロンメッシュを通して50mLの管の中に濾過した。ナイロンメッシュを10%のFBSを含む5mLのRPMI-1640にて1回洗浄し、2度目に新たな70μMのナイロンメッシュを使用して新たな50mLの管の中に細胞を濾過した。10%のFBSを含む5mLのRPMI-1640にてナイロンメッシュを洗浄し、濾過された細胞を1000RPMにて7分、遠心分離した。得られた解離した細胞をPBS中に再懸濁し、次いで200μLのRNA Lysis Buffer(Zymo Research)にて細胞溶解し、Zymo Research Quick-RNA(商標)96キットを使用してメーカーのプロトコールに従ってRNA抽出を実施した。総RNA濃度はNanoDrop(商標)2000 UV-Vis Spectrophotometer(Thermo Fisher Scientific)を使用して測定した。各試料の純度も、A260/A230吸光度比から評価した。
cDNAの合成は、CFX96(商標)Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad)およびiScript(商標)Reverse Transcription Supermix for RT-qPCR(Bio-Rad)を使用し、メーカーの使用説明書に従って0.5~1μgの鋳型RNAから20μLの反応において実施した。マウスIL-12p70(muIL-12p70)のためのPrimePCR(商標)Probe AssayはBio-Radから購入した。qPCR反応(20μL)は、iQ(商標)Multiplex Powermix(Bio-Rad)を使用し、プロトコールに従って行った。Bio-Rad CFX96(商標)Real-Time PCR Detection Systemにおける標準的な熱サイクリングプログラムは、95℃、150秒の熱変性およびそれに続く95℃、15秒と60℃、55秒との39サイクルからなっていた。全ての試料は三重測定を行い、平均Cq値を計算した。標的mRNAの定量は、アクチン参照mRNA(Bio-Rad、アッセイID:qHsaCEP0036280)を使用して正規化した。ΔCqは標的と参照遺伝子との差として計算した。ΔΔCqは、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-(ADN-480)およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)-(ADN-480)で処置した群のΔCq値をPBS処置対照群の平均ΔCq値に対して正規化することによって得、PBSに対するマウスIL-2p70発現の倍数増加は、2^-ΔΔCqとして計算した。PBS処置腫瘍におけるマウスIL-12p70の発現は、平均ΔCq値に基づいて値1.0に正規化した。
下表に示すように、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-(ADN-480)のIV注射は、PBSに対してmuIL-12p70発現の平均倍数増加(2^-ΔΔCq)5.19をもたらした一方、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)-(ADN-480)のIV注射はPBSに対してmuIL-12p70発現の平均倍数増加(2^-ΔΔCq)6.52をもたらした。
これらのデータは、親株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDと比較して増強された株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)によるプラスミドデリバリーおよび異所性遺伝子発現の誘起の能力を実証している。株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔpurI(clean)/ΔmsbB(clean)は腫瘍微小環境の中で増大したプラスミドデリバリーおよび異所性muIL-12p70遺伝子発現を呈し、purIおよびmsbBの遺伝子欠失が潜在的な遺伝子安定性の問題を軽減するだけでなく、ペイロードデリバリーの増強された能力および治療有効性の増大した可能性を与えることを示している。
腫瘍における遺伝子発現に対するpurIおよびmsbBのクリーンな欠失の効果
Figure 2023501539000064


SD = 標準偏差
[実施例23]
免疫刺激細菌および免疫調節性タンパク質をコードするプラスミドにて形質転換された免疫刺激細菌による感染はヒトM2表現型マクロファージをM1表現型マクロファージに変換する
野生型(WT)asdをコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株、または免疫刺激タンパク質(例えばSTING変異体、IL-12、IL-15、およびIL-21)をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株に感染した初代ヒトM2マクロファージがM1表現型(またはM1様表現型)に変換されて炎症促進性表面受容体、例えばCD80およびCCR7、ならびにサイトカイン/ケモカイン、例えばIFNγおよびCXCL10を発現することができるかを、本明細書で決定した(例えばGerrick et al. (2018) PLoS ONE 13(12):e0208602を参照)。
健康なヒトドナーから単離した凍結ヒト単球を完全培地(RPMI-1640+10% FBS)中で解凍し、600×g、室温で10分の遠心分離によって洗浄した。初代ヒトM2マクロファージを生成するため、単球を、100ng/mLのヒトマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)+10ng/mLのヒトIL-4+10ng/mLのヒトIL-10を含むImmunoCult(商標)-SF Macrophage Medium(StemCell Technologies)中に再懸濁した。次いで単球(1ウェルあたり7e5)を最終体積500μLで24ウェルプレートに播種した。3日後(3日目)に、200ng/mLのヒトM-CSF+20ng/mLのヒトIL-4+20ng/mLのヒトIL-10を含む500μLのImmunoCult(商標)-SF Macrophage Mediumを1ウェルあたりに加え、細胞を72時間インキュベートした。
6日目に、三重測定ウェルを、下記の株、即ちGOF突然変異N154S/R284Gを有し、huSTINGのC末端鎖(CTT)がタスマニアンデビルSTINGのCTTに置き換えられたヒト(hu)STING変異体(huSTING N154S/R284G tazCTT、配列番号397)をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD;野生型(WT)huIL-12およびhuSTING N154S/R284G tazCTT変異体をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD;WT huIL-15をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD;またはWT huIL-21をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDに、MOI 20にて、RPMI中で1時間、感染させた。次いで細胞をPBSにて3回洗浄し、細胞外細菌を死滅させるためにRPMI+100μg/mLのゲンタマイシン(Sigma)中で再懸濁した(ゲンタマイシンはマクロファージ中に浸透できない)。対照として、10ng/mLのLPS+50ng/mLのIFNγ中で生成させたヒトM1マクロファージ、臨床的化合物ADU-S100のアナログであるSTINGアゴニスト3’5’RpRp c-di-AMP(InvivoGen)で処理したヒトM2マクロファージ、10ng/mLのLPS+50ng/mLのIFNγ中で再分極したヒトM2マクロファージ、およびプラスミドを含まない株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDに感染させたM2マクロファージが含まれていた。
48時間後、上清を収穫して、特製のヒトM2/M1 U-PLEXパネル(Meso Scale Discovery)を使用し、メーカーのプロトコールに従って下流のシグナル伝達の相違について評価した。サイトカインの分泌を測定し、三重測定の平均を計算した。平均サイトカイン分泌の倍数増加を、平均サイトカイン分泌を1.00と設定した未処理のM2マクロファージと比較して計算した。
炎症促進性表面受容体CD80およびCCR7の発現のレベルを測定するため、200μLのRNA Lysis Buffer(Zymo Research)にて細胞を溶解し、Zymo Research Quick-RNA(商標)96Kitを使用してメーカーのプロトコールに従ってRNA抽出を実施した。総RNA濃度はNanoDrop(商標)2000 UV-Vis Spectrophotometer(Thermo Fisher Scientific)を使用して測定した。各試料の純度も、A260/A230吸光度比から評価した。cDNAの合成は、CFX96(商標)Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad)およびiScript(商標)Reverse Transcription Supermix for RT-qPCR(Bio-Rad)を使用し、メーカーの使用説明書に従って0.5~1μgの鋳型RNAから20μLの反応において実施した。qPCRはCFX96(商標)Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad)にて実施した。ヒトCD80(アッセイID:qHsaCIP0026764)およびヒトCCR7(アッセイID:qHsaCIP0033364)についてのPrimePCR(商標)Probe AssayはBio-Radから購入した。qPCR反応(20μL)はiQ(商標)Multiplex Powermix(Bio-Rad)を使用し、プロトコールに従って行った。Bio-Rad CFX96(商標)Real-Time PCR Detection Systemにおける標準的な熱サイクリングプログラムは、95℃、150秒の熱変性およびそれに続く95℃、15秒と60℃、55秒との39サイクルからなっていた。全ての試料は三重測定を行い、平均Cq値を計算した。標的mRNAの定量は、アクチン参照mRNA(Bio-Rad、アッセイID:qHsaCEP0036280)を使用して正規化した。ΔCqは標的と参照遺伝子との差として計算した。ΔΔCqは、処置のΔCq値を非処置対照のΔCq値に対して正規化することによって得た。倍数増加は、2^-ΔΔCqとして計算した。値を三重測定ウェルの平均として下表に示す。
下表に示すように、平均サイトカイン分泌を1.00と設定した未処理のM2マクロファージ対照と比較して、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの全ての株は、高いレベルのIFNγ、CXCL10、およびCXCL11の分泌を誘起した。huSTING N154S/R284G tazCTT変異体、またはWT huIL-12およびhuSTING N154S/R284G tazCTT変異体、またはWT huIL-15をコードするプラスミドで形質転換したYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株は、プラスミドを含まないYS1646ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株より高いレベルのCXCL10およびCXCL11の分泌を誘起した。特に、WT huIL-15をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株は、STINGアゴニストで処理したM2マクロファージおよび未処理のM1マクロファージより有意に高いレベルのCXCL10およびCXCL11を誘起した。さらに、huSTING N154S/R284G tazCTT変異体、またはWT huIL-12およびhuSTING N154S/R284G tazCTT変異体、またはWT huIL-15をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株は、プラスミドを含まないYS1646ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株より高いレベルのCD80およびCCR7の発現を誘起した。huSTING N154S/R284G tazCTT変異体、またはWT huIL-12およびhuSTING N154S/R284G tazCTT変異体、またはWT huIL-15をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株はより高いレベルのCXCL10、CXCL11、CD80、およびCCR7を誘起した一方、プラスミドを含まないYS1646ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株より少ないIFNγを誘起した。WT huIL-21をコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株は他のYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株より有意に高いレベルのCD80の発現を誘起したが、これらは低いレベルのIFNγ、CXCL10、CXCL11、およびCCR7の発現を誘起した。
これらのデータは、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDと命名された株等の株単独または1つもしくは複数の免疫刺激タンパク質をコードするプラスミドを含むそのような株の、ヒト初代免疫抑制性M2表現型マクロファージを免疫抑制特性が低減されまたは無くされ、かつ免疫刺激、抗腫瘍、または抗ウイルスの特性が増強されまたは付加されたM1またはM1様表現型マクロファージに変換する能力を実証している。
免疫刺激性細菌に感染したM2マクロファージにおけるIFNγ、CXCL10、CXCL11、CD80、およびCCR7の発現
Figure 2023501539000065


STINGアゴニスト= 3'5' RpRp c-di-AMP; LPS =リポ多糖; STING変異体 = huSTING N154S/R284G tazCTT
[実施例24]
IL-15をコードするプラスミドまたは4-1BBLとIL-12との組合せをコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDのIV送達された株は、結腸直腸癌のマウスモデルにおいて増強された有効性を示し、恒久的な抗腫瘍免疫を誘起する
マウスIL-15(muIL-15Rα-IL-15sc)、またはマウスIL-12p70(muIL-12p70)、または細胞質ドメイン欠失を含むマウス4-1BBL[mu4-1BBL(Δcyt)]、またはmuIL-12p70とmu4-1BBL(Δcyt)との組合せをコードするプラスミドを含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株の抗腫瘍有効性を、側腹部皮下MC38結腸直腸腺癌モデルにて評価した。この研究のため、6~8週齢の雌C57BL/6マウス(1群あたりマウス8匹)の右側腹部SCにMC38細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を接種した。定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、2×10CFUの株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-15Rα-IL-15sc、または株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-12p70、または株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mu4-1BBL(Δcyt)、または株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-12p70+4-1BBL(Δcyt)、またはPBS媒体対照を7日目にIV注射した。腫瘍の測定および体重を週2回記録した。
結果より、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-15Rα-IL-15sc株がPBSと比較して有意な腫瘍成長阻害(TGI)を示し(TGI 70.9%、24日目)、治癒率はマウス8匹中4匹(50%)であることが明らかになった。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-12p70株はPBSと比較して有意なTGIを示し(TGI 81.1%、24日目)、治癒率はマウス8匹中2匹(25%)であった。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mu4-1BBL(ΔCyt)株もPBSと比較して高度のTGIを示し(TGI 81.0%、24日目)、これもマウス8匹中2匹(25%)の治癒率をもたらした。muIL-12p70とmu4-1BBL(Δcyt)との組合せを発現する株は最高のTGI(TGI 90.6%、24日目)を示し、マウス8匹中4匹が完全治癒を達成した(治癒率50%)。即ち、muIL-15Rα-IL-15scまたは4-1BBL(Δcyt)とIL-12p70との組合せを発現する免疫刺激細菌株は、4-1BBL(Δcyt)またはIL-12p70単独を発現する株より強力に腫瘍成長阻害を阻害し、結腸直腸癌のモデルにおいて高い完全奏功率(治癒率50%)をもたらす。
治癒した全てのマウスは腫瘍がない状態が続いた。腫瘍移植後66日目にマウスの反対側の側腹部にMC38細胞(PBS 100μL中、5×10細胞)を再チャレンジし、ナイーブな(以前に腫瘍を移植していない)週齢を一致させたマウスと比較した。腫瘍移植後26日目までに平均腫瘍サイズ1384.7mmに達したナイーブなマウスと比較して、以前に治癒した(そして再チャレンジした)マウスのそれぞれは腫瘍がないままであった。これらのデータは、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-15Rα-IL-15sc、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-12p70、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-mu4-1BBL(Δcyt)、またはYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-muIL-12p70+mu4-1BBL(Δcyt)のいずれかで処置したマウスの、腫瘍の再発を防止し、腫瘍の再チャレンジから保護する恒久的な抗腫瘍免疫を生じる能力を実証している。
[実施例25]
csgD、lppAB、pagP、およびFLG、ならびにそれらの組合せの欠失および/または破壊は、株YS1646と比較してヒト血清中で有意に高い生存能力を有する株をもたらす
株YS1646は全身投与後にヒトで限定的な腫瘍のコロニー形成を呈する。株YS1646はヒト血液中で補体因子によって不活化されることが本明細書で示されている(実施例5を参照)。本実施例では、株YS1646および大腸菌D10Bを、細菌の表面を変化させるさらなる突然変異を含む本明細書で提供する例示的な免疫刺激細菌と比較した。これらの例示的な改変された株は、CMVプロモーターの制御下に分泌型NanoLuciferase(登録商標)[secNanoLuc(登録商標)]をコードするプラスミドADN-256をそれぞれ含むYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD、およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABであった。YS1646および大腸菌D10Bの培養物に加えてこれら3つの株を、健康なヒトドナー(n=3)からの血清または熱不活化(HI)血清とともに技術的三重測定にて、37℃で3時間インキュベートした。血清とのインキュベーションの後、細菌を連続希釈してLB寒天プレートに播種し、コロニー形成単位(CFU)を決定した。生存率%は、熱不活化血清中に存在するCFUに対する全血清中に存在するCFUを計算することによって決定した。
結果は、全ての株が熱不活化ヒト血清中で100%生存可能であることを示した。大腸菌D10B株は全ヒト血清中、3時間後に完全に無くなった一方、株YS1646は僅かに12.22%の平均生存率を呈し、YS1646臨床株の腫瘍のコロニー形成がヒト血液中における補体不活化のために制限されていることを示している。株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagPはヒト血清との3時間のインキュベーションの後、平均74.56%の生存率を示した一方、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABはそれぞれ129.56%および158.33%の平均生存率%を呈した。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株は100%より大きな生存率を示し、これらがヒト血清中で補体不活化に対して完全に耐性であることを示している。
これらのデータは、株YS1646(VNP20009)が全身投与された場合に極めて低い腫瘍のコロニー形成を有している理由を説明する。株YS1646はヒト血清中で補体不活化に極めて感受性であることが本明細書で示されている。fljB/fliC(FLG)、pagP、csgD、およびlppABの欠失/破壊、またはこれらの突然変異の組合せは、部分的にまたは完全にこの表現型を救済する。即ち、ヒト血清中でYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD、およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株において観察された安定性の増強は、ヒト腫瘍のコロニー形成の増大を提供する。
[実施例26]
サイトカイン、STING変異体、抗CTLA-4抗体、4-1BBL、および抗4-1BBLアゴニスト抗体を含む、プラスミドにコードされた治療用産物の組合せは、骨髄性細胞からのCXCL10の分泌を強力に誘起し、T細胞の活性化を誘起する
免疫刺激細菌中のプラスミドにコードされた免疫調節性ペイロードおよびその組み合わせの発現の、T細胞および骨髄性細胞の活性化および機能に対する影響を決定した。種々の免疫調節性ペイロードの発現に応じた骨髄性細胞およびT細胞によるIFN-γおよびCXCL10等のサイトカインおよびケモカインの分泌を、保護的抗腫瘍免疫のインジケーターとして測定した。腫瘍促進性炎症性サイトカインIL-6の分泌も並行してモニターした。
本実施例は、本明細書の免疫刺激細菌による種々の組合せの免疫調節性ペイロードのデリバリーの、抗原特異的T細胞の活性化および抗腫瘍T細胞の動員に関与する重要なケモカインであるCXCL10の骨髄性細胞による分泌に対する影響を記載し実証する。これは、マウス樹状細胞に種々の組合せのペイロードをコードするプラスミドをトランスフェクトすること、トランスフェクトした樹状細胞を自己マウスT細胞と共培養すること、および各細胞型によって分泌されるサイトカインを同定し定量することによって評価した。
免疫調節性ペイロード/タンパク質をコードするプラスミドには、単一のペイロードをコードするプラスミド、ならびにペイロードの組合せをコードするプラスミドが含まれていた。例えば下表に示すように、単一のペイロードには、分泌型NanoLuc(登録商標);マウスIL-12p70(muIL-12p70);STING R284G tazCTT[突然変異R284Gを有するヒトSTINGおよびヒトSTINGのC末端鎖(CTT)のタスマニアンデビルSTINGのCTTによる置換を含むキメラタンパク質];マウス抗CTLA-4 scFv(クローン9D9);細胞質ドメインが欠失したマウス4-1BBL[mu4-1BBL(Δcyt)];マウスIL-18(muIL-18);およびマウスIL-21(muIL-21)が含まれていた。
2つまたは3つのペイロードを含むペイロードの組合せを、T2Aおよび/またはP2Aペプチドを使用して単一プラスミド上で発現させ、それにより多数のタンパク質が同じプロモーターの制御下にコードされるようにした。ペイロードの組合せには、例えば1)マウスIL-18およびマウスIL-12p70;2)マウスIL-21およびマウスIL-12p70;3)マウスIL-12p70およびSTING R284G tazCTT;4)マウスIL-12p70、抗マウスCTLA-4 scFv、およびSTING R284G tazCTT;5)抗マウスCTLA-4 scFv、マウスIL-12p70、およびSTING R284G tazCTT;6)抗マウスCTLA-4 scFvおよびマウスIL-12p70;7)抗マウスCTLA-4 scFvおよびSTING R284G tazCTT;8)マウスIL-21、マウスIL-12p70、およびSTING R284G tazCTT;9)マウス4-1BBL(Δcyt)およびSTING R284G tazCTT;10)マウス4-1BBL(ΔCyt)およびマウスIL-12p70;ならびに11)マウス4-1BBL(ΔCyt)、マウスIL-12p70、およびSTING R284G tazCTTが含まれていた。
STINGが欠如しているゴールデンチケットマウスから骨髄由来樹状細胞(BMDC)を生成し、検討した種々の組合せのペイロードをコードするプラスミドをトランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後に上清を収穫して、Meso Scale DiscoveryのU-Plexアッセイプラットフォームを使用し、メーカーのプロトコールに従ってBMDC培養上清中の分泌されたCXCL10のレベルを測定した。
CD8T細胞の活性化を測定するため、トランスフェクトしたBMDCを、CD8T細胞によって認識される主要組織適合性複合体(MHC)クラスI(H-2Kb)制限ペプチドエピトープであるニワトリオボアルブミン(OVA)SIINFEKL(OVA257-264)ペプチドでパルス処理した。Rag1-/-OT-Iマウスから単離され、MHCクラスI分子H-2Kbによって提示されるSIINFEKLに特異的なT細胞受容体(TCR)を発現する脾臓T細胞を、共培養のためにBMDCに加えた。BMDC/T細胞の共培養の72時間後に上清を収穫し、サイトメトリービーズアレイ(CBA)キットを使用して細胞培養上清中の分泌されたIFN-γのレベルを測定した。
結果を下表にまとめる。これは、種々の単一のおよび組合せのペイロードをコードするプラスミドによるトランスフェクションに応答してBMDCによって分泌されたCXCL10のレベル、ならびにトランスフェクトされたBMDCとの共培養の後でCD8T細胞によって分泌されたIFN-γのレベルを示している。
結果はBMDCによる高レベルのCXCL10の分泌を誘起するコードされたペイロードの特定の組合せを示し、ペイロードを組み合わせた場合に相乗効果が観察されることを示している。例えば、muIL-12p70とSTING R284G tazCTTの発現との間に相乗効果が観察された。mu4-1BBL(Δcyt)または抗マウスCTLA-4抗体断片とSTING R284G tazCTTの発現との組合せも、BMDCによるより高いレベルのCXCL10の分泌をもたらす。結果は、BMDCによるmuIL-12p70、ならびにmuIL-18とmuIL-12p70;muIL-21とmuIL-12p70;muIL-12p70とSTING R284G tazCTT;muIL-12p70と抗マウスCTLA-4 scFVとSTING R284G tazCTT;抗マウスCTLA-4 scFVとmuIL-12p70;およびmu4-1BBL(Δcyt)とmuIL-12p70等のペイロードの組合せのいくつかの発現がCD8T細胞の応答の活性化およびIFN-γの分泌を誘起することも示している。
BMDCによるCXCL10の分泌およびCD8+T細胞の活性化に対する単一および組合せのペイロードのデリバリーの効果
Figure 2023501539000066


SEM = 平均の標準誤差
上に列挙したペイロードとマウス(mu)IL-36γ、muIL-23、muOX40L、およびmuIFN-α2の1つまたは複数とを組み合わせた場合の同じ生物学的応答を検討した。STINGが欠如しているゴールデンチケットマウスからBMDCを単離し、下表に示すように種々の組合せのペイロードをコードするプラスミドをトランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後にサイトメトリービーズアレイ(CBA)キットを使用してBMDC培養上清中の分泌されたCXCL10、IFN-γ、およびIL-6のレベルを測定した。上記のように、Rag1-/-OT-Iマウス由来の脾臓T細胞(OT-I細胞)を添加する前に、BMDCをオボアルブミンSIINFEKL抗原ペプチドでパルス処理した。30時間のBMDC/T細胞の共培養の後、分泌されたIFN-γのレベルを細胞培養上清中でCBAキットを使用して測定した。T細胞をAPCコンジュゲート抗マウス4-1BB抗体(クローン17B5、BioLegend)にて染色して、活性化マーカー4-1BBの発現をモニターした。
下表にまとめた結果は、muIL-36γ+muIL-12p70+STING R284G TazCTTおよびmuIL-36γ+muIL-23+STING R284G TazCTT等のペイロードの特定の組合せが、BMDCによる高レベルのCXCL10の分泌を誘起することを示している。muIL-36γとmuIL-12p70およびSTING R284G tazCTTとの組合せも、BMDCによる高レベルのIFN-γの分泌を誘起するが、比較的低いレベルのIL-6の分泌を誘起し、抗腫瘍免疫の誘起のための治療的に有用な組合せを表している。
結果は、下表に列挙した組合せの多くが、4-1BBの発現およびIFN-γの分泌によって評価して、CD8T細胞応答の活性化を誘起することも示している。例えば、muIL-36γ+muIL-12p70+STING R284G TazCTTの組合せは、CD8T細胞による最高レベルのIFN-γの分泌を誘起し、高レベルの4-1BBの発現を誘起して、適正な抗腫瘍免疫の生成のために重要なCD8T細胞の効率的な活性化および機能性を示している。
免疫調節性ペイロードの組合せをコードするプラスミドによるBMDCのトランスフェクションに続くBMDCおよびCD8+T細胞の活性化によるサイトカインの分泌
Figure 2023501539000067


SEM = 平均の標準誤差
T細胞の機能に対する種々の組合せのペイロードおよび受容体-リガンド相互作用の効果も、プールしたマウスのCD4およびCD8T細胞を組換えサイトカインおよびアゴニスト抗体で処理することによって検討した。BALB/cマウス由来の脾臓T細胞(CD4およびCD8)をネガティブ単離し、次いで2.5nMの1つまたは複数の組換えサイトカイン[例えばmuIL-12p70;muIL-15複合体(muIL-15Rα-IL-15sc);muIL-21;muIL-36γ;muIFN-α2;およびそれらの組合せ]、および/または1.5μg/mLの抗マウス4-1BBアゴニスト抗体(クローン17B5、BioLegend)で処理した。24時間の処理の後、分泌されたIFN-γおよびIL-6のレベルをT細胞培養上清中でCBAキットを使用して測定した。
下表に示す結果は、サイトカインのいくつかの組合せが、抗マウス4-1BBアゴニスト抗体の添加ありまたはなしで、T細胞を活性化することを実証している。例えば、muIL-12p70+muIL-15複合体(muIL-15Rα-IL-15sc);muIL-12p70+muIL-15複合体+muIFN-α2;muIL-12p70+muIL-15複合体+抗マウス4-1BBアゴニスト抗体;muIL-12p70+muIL-15複合体+muIL-36γ;muIL-12p70+muIL-15複合体+muIL-21;muIL-12p70+muIL-21+muIL-36γ;muIL-12p70+muIL-36γ+muIFN-α2;muIL-12p70+muIL-36γ+抗マウス4-1BBアゴニスト抗体;muIL-15複合体+muIL-36γ+muIFN-α2;およびmuIL-15複合体+muIL-36γ+抗マウス4-1BBアゴニスト抗体の組合せが、T細胞からの高レベルのIFN-γの分泌をもたらすが、比較的低いレベルのIL-6の分泌をもたらし、これらを腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫の誘起のための最適のT細胞活性化のための理想的な組合せとしている。
T細胞の活性化に対する種々のサイトカインおよび/または抗マウス4-1BBアゴニスト抗体および/またはそれらの組合せによる処理の効果
Figure 2023501539000068


Figure 2023501539000069


SEM = 平均の標準誤差; IL-15複合体 = muIL-15Rα-IL-15sc
ヒトT細胞の活性化に対する1つもしくは複数の組換えヒトサイトカインおよび/または抗ヒト41BB抗体(クローン4B4-1、BioLegend)による処理の効果を評価した。ヒト末梢血単核球細胞(PBMC)からヒトCD4およびCD8T細胞をネガティブ単離し、それぞれコートされたアゴニスト抗ヒトCD3ε(クローンOKT3、BioLegend)および抗ヒト4-1BB(クローン4B4-1、BioLegend)抗体を使用して、T細胞受容体(TCR)および4-1BB刺激ありまたはなしで、1nMの組換えサイトカインで処理した。24時間および72時間の処理の後、上清を収穫し、分泌されたIFN-γのレベルを細胞培養上清中でCBAキットを使用して測定した。T細胞はまた、フィコエリトリン(PE)コンジュゲート抗ヒトCD25抗体(クローンBC96、BioLegend)にて染色して、活性化マーカーCD25の発現をモニターした。
下の2つの表にまとめた結果は、サイトカイン(IL-12p70、IL-15、IL-21、およびIL-36γ)のいくつかの組合せおよび4-1BBの関与によってT細胞が活性化され、CD4およびCD8T細胞について抗CDεアゴニスト抗体によるTCRの刺激ありおよびなしで、高レベルのIFN-γを分泌することを示している。CD4およびCD8T細胞は、ヒトサイトカインおよび/または抗ヒト4-1BBアゴニスト抗体の様々な組合せによる処理に応答して、特に抗CD3εアゴニスト抗体による刺激の後で、活性化マーカーCD25を発現した。CD25の発現はCD8T細胞においてはるかに顕著であり、処理した全ての群についてCD25陽性細胞のパーセンテージは90%を超えた(これが下表でCD8T細胞におけるCD3ε刺激によるCD25の発現の尺度として平均蛍光強度(MFI)を提供した理由である)。これは、CD25がCD8T細胞のよく確立された活性化マーカーであり(CD4T細胞よりもそうである)、CD8T細胞がこの活性化マーカーへの刺激に対して反応性がより大きいためである。
T細胞によるIFN-γの分泌に対する種々のヒトサイトカインおよび/または抗ヒト4-1BBアゴニスト抗体および/またはそれらの組合せによる処理の効果
Figure 2023501539000070


Figure 2023501539000071



SEM = 平均の標準誤差
ヒトサイトカインおよび/または抗ヒト4-1BBアゴニスト抗体の種々の組合せによる処理に続くCD4+およびCD8+T細胞におけるCD25の発現
Figure 2023501539000072


SEM = 平均の標準誤差
*CD3ε刺激によるCD25発現の%が全ての群について90%を超えたため、MFI値を提供。
抗原と接触したヒトCD8T細胞の活性化を増大する免疫調節性ペイロードの能力を評価した。ヒト単球由来の樹状細胞(ModDC)を生成し、分泌型NanoLuc(登録商標);置換N154S/R284Gを有するヒトSTING(STING N154S/R284G;配列番号398);置換N154S/R284GおよびヒトSTINGのC末端鎖(CTT)のタスマニアンデビルSTINGのCTTによる置換を有するヒトSTING(STING N154S/R284G tazCTT;配列番号397);またはIL-12p70をコードするプラスミドをトランスフェクトした。トランスフェクションの5時間後、ヒト樹状細胞をHIV-1(陰性対照)、CEF、またはCMV MHC-I制限ペプチドでパルス処理して、抗原特異的CD8T細胞を広いアレイのウイルスペプチドで刺激した。同じドナーからヒトCD8T細胞を単離し、パルス処理した樹状細胞と48時間、共培養した。48時間の共培養の後、上清を収穫し、分泌されたIFN-γのレベルを細胞培養上清中でCBAキット(BioLegend)を使用して測定した。
下表にまとめた結果は、IL-12p70、ならびにN154SおよびR284G GOF突然変異を有し、ヒトSTING CTTのタスマニアンデビルSTING CTTによる置換ありもしくはなしのSTING変異体の、T細胞からのIFN-γの分泌に関して測定されるヒトCD8T細胞の抗原特異的活性化の増大における強力な効果を実証している。
免疫調節性タンパク質による処理に続くヒトCD8+T細胞の抗原特異的活性化
Figure 2023501539000073


SEM = 平均の標準誤差
[実施例27]
免疫刺激細菌細胞死に続くプラスミドの移送はヒト初代M2マクロファージにおける恒久的なタンパク質産生を可能にする
初代ヒトM2マクロファージにおけるレポーター遺伝子の発現のためのトランスフェクション(即ちプラスミドDNAの直接移送)とバクトフェクション(即ち本明細書の免疫刺激細菌株による感染によるプラスミドDNAの移送)とを比較した。細菌感染に際しての株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD由来の遺伝子発現カセットをコードするプラスミドの免疫抑制性食細胞性細胞への移送(即ちバクトフェクション)を評価した。健康なヒトドナーからヒトM2マクロファージを生成し、次いでNanoLuciferase(登録商標)[NanoLuc(登録商標)、Promega]レポーター遺伝子をコードするYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの株に感染させた。トランスフェクション(即ちプラスミドDNAの直接移送)実験も対照として実施し、バクトフェクション(即ち本明細書の免疫刺激細菌株によるプラスミドDNAの移送)と比較した遺伝子発現の有効性を決定するために使用した。
ImmunoCult(商標)-SF Macrophage Medium(StemCell Technologies)を使用して、ネガティブ単離したヒト単球からヒトM2マクロファージを生成した。100ng/mLのヒトマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)を含む最終体積500μLにて、単球(1ウェルあたり5×10細胞)を24ウェルプレートに播種した。3日後、200ng/mLのヒトM-CSF+20ng/mLのヒトIL-4+20ng/mLのヒトIL-10を含む1ウェルあたり500μLのImmunoCult(商標)-SF Macrophage Mediumを加え、細胞をさらに3日インキュベートした。6日目に、CMVプロモーターの制御下に分泌型NanoLuc(登録商標)[secNanoLuc(登録商標)]をコードするプラスミドを含む株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDをMOI 150にてM2マクロファージに感染させた[本明細書で株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-NanoLuc(登録商標)と称する]。5日間にわたって24時間ごとに細胞培養上清を収穫し、Luciferase Assay Detection Kit(Promega)を使用して分泌型NanoLuc(登録商標)のレベルを測定した。
結果を下表にまとめる。下表に示すように、ルシフェラーゼ活性アッセイから検出される相対光単位(RLU)に関して測定して、感染したM2マクロファージについての分泌型NanoLuc(登録商標)の量は、感染していないM2マクロファージ(60.0RLUのバックグラウンド発光を生じた対照)と比較して24時間から120時間まで測定したあらゆる時点で増大していた。NanoLuc(登録商標)のシグナルは時間とともに有意に増大し、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-NanoLuc(登録商標)によるM2マクロファージの感染に際して数日の期間にわたるプラスミドDNAの効率的なデリバリーおよびタンパク質をコードするmRNAの持続的な発現を示している。これらのデータは、細菌感染に際しての、およびM2マクロファージ内での細菌細胞死に続く、細菌からM2マクロファージへの効率的なプラスミドの移送を実証している。
レポーター遺伝子をコードするプラスミドを含む免疫刺激性細菌によるM2マクロファージの感染に続くタンパク質の分泌
Figure 2023501539000074

並行した実験で、上記のように、Viromer(登録商標)RED mRNAおよびプラスミドDNAトランスフェクション試薬(OriGene)を使用して、M2マクロファージに、1μgの同じsecNanoLuc(登録商標)発現プラスミドをトランスフェクトし、または株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-NanoLuc(登録商標)を感染させた。5日間にわたって24時間ごと、および各時点について、感染およびトランスフェクトしたM2マクロファージをRNA Lysis Buffer(Zymo Research)にて溶解し、Zymo Research Quick-RNA(商標)96 Kitを使用してメーカーのプロトコールに従ってRNA抽出を実施した。cDNAの合成は、iScript(商標)Reverse Transcription Supermix for RT-qPCR(Bio-Rad)を使用し、メーカーの使用説明書に従って鋳型RNAから20μLの反応において実施した。NanoLuc(登録商標)のqPCRは、iQ(商標)Multiplex Powermix(Bio-Rad)を使用し、CFX96(商標)Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad)で実施した。Bio-Rad CFX96(商標)Real-Time PCR Detection Systemにおける標準的熱サイクリングプログラムは、95℃、150秒の熱変性およびそれに続く95℃、15秒と60℃、55秒との39サイクルからなっていた。全ての試料は三重測定を行い、平均Cq値を計算した。NanoLuc(登録商標)mRNAの定量は、アクチン参照mRNA(Bio-Rad、アッセイID:qHsaCEP0036280)を使用して正規化した。ΔCqは標的[即ちNanoLuc(登録商標)]と参照遺伝子(即ちアクチン)との差として計算した。ΔΔCqは、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-NanoLuc(登録商標)を感染させたM2マクロファージおよびNanoLuc(登録商標)をコードするプラスミドをトランスフェクトしたM2マクロファージのΔCq値をトランスフェクトしていない対照群の平均ΔCq値に対して正規化することによって得た。トランスフェクトしたM2マクロファージにおけるNanoLuc(登録商標)の発現は、平均ΔCq値に基づいて1.0の値に正規化し、トランスフェクトしたM2マクロファージからのNanoLuc(登録商標)の発現に対する感染させたM2マクロファージ(即ちバクトフェクション)からのNanoLuc(登録商標)の発現における倍数増加は、2^-ΔΔCqとして計算した。
結果を下表にまとめる。これは、NanoLuc(登録商標)をコードするプラスミドをトランスフェクトしたM2マクロファージにおけるNanoLuc(登録商標)の発現のレベルと比較して、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD-NanoLuc(登録商標)を感染させたM2マクロファージにおいて高いレベルのNanoLuc(登録商標)の発現が24時間におけるRT-qPCRによって検出されたことを示している。これは、プラスミドDNAによる細胞の直接トランスフェクションと比較して、免疫刺激細菌によるM2マクロファージの感染に際しての高度のプラスミドデリバリーを示している。
M2マクロファージのバクトフェクションまたはトランスフェクションに続く遺伝子発現レベル
Figure 2023501539000075


SEM = 平均の標準誤差
[実施例28]
複数の異種産物をコードするプラスミドにおけるコード核酸の位置決めはヒト細胞における検出可能なタンパク質の産生を増強し得る
本実施例は、本明細書で提供する免疫刺激細菌中のプラスミドにコードされた複数の治療用産物の発現が、他の産物をコードする核酸分子の位置に対する1つの産物をコードする核酸分子の位置によって改善できることを示している。これを実証するため、および標的細胞中で最高レベルのタンパク質の発現をもたらす組合せプラスミド上の発現カセットにおける特定の産物(ペイロード)をコードする各遺伝子の位置を特定するために、サイトカインおよびその他の免疫刺激タンパク質の種々の組合せを、1つまたは複数の真核生物プロモーターを含むプラスミドにクローニングした。プラスミドは、それぞれが異なるプロモーター[EF-1αプロモーターおよびCMVプロモーター(即ち二重プロモーターシステム)]の制御下にある2つの分離されたオープンリーディングフレーム(ORF)を含んでいたか、または1つのORFの中の2Aペプチド(例えばT2Aおよび/またはP2A)および2つ以上の遺伝子の発現を推進する1つのプロモーター(即ち単一プロモーターシステム)を含んでいた。プラスミドをHEK293T細胞にトランスフェクトし、細胞培養上清中の種々のコードされた産物(ペイロード)の発現レベルを決定した。
組合せプラスミドにコードされるペイロードには、それだけに限らないが、例えばGOF(機能獲得型)突然変異C205Yを有するマウスSTING(muSTING C205Y);GOF突然変異R284GおよびヒトSTING C末端鎖(CTT)のタスマニアンデビルSTING CTTによる置換を有するヒトSTING(huSTING R284G tazCTT);GOF突然変異N154SおよびR284GならびにヒトSTING CTTのタスマニアンデビルSTING CTTによる置換を有するヒトSTING(huSTING N154S/R284G tazCTT);GOF突然変異N154SおよびR284Gを有するヒトSTING(huSTING N154S/R284G);マウスIL-12p70(muIL-12p70);マウスIL-15Rα-IL-15sc(muIL-15Rα-IL-15sc);マウスIL-21(muIL-21);マウスIL-18(muIL-18);マウスCXCL10(muCXCL10);抗マウスCTLA-4 scFv(抗muCTLA-4 scFv;配列番号404);抗マウスCTLA-4 scFv-Fc(抗muCTLA-4 scFv-Fc;配列番号405);マウス4-1BBLΔCyt(mu4-1BBLΔCyt、ここでΔCytは細胞質ドメインの欠失を示す);マウスIgG2a Fcと融合したマウス可溶性TGFβ受容体II(mu sTGFβRII-Fc;配列番号406);ヒトIgG Fcと融合したヒト可溶性TGFβ受容体II(hu sTGFβRII-Fc;配列番号407);マウスIFN-アルファ2(muIFN-α2);マウスIFN-ベータ(muIFN-β);マウスIL-36ガンマ(muIL-36γ);マウスIL-23(muIL-23);マウスOX40L(muOX40L);およびそれらの2つ以上の種々の組合せが含まれる。配列はSangerシーケンシングによって確認した。
抗マウスCTLA-4 scFv(配列番号404)および抗マウスCTLA-4 scFv-Fc(配列番号405)は9D9クローンから誘導した。scFvは(GlySer)リンカーを介して連結されたIgKリーダーマウス配列とクローン9D9由来のVおよびVドメインとを含む。scFv-FcはVドメインに連結されたマウスIgG2aFcも含む。
内因性STINGを含まず、内因性IFN刺激応答エレメント(ISRE)プロモーターの制御下にあって分泌型胚性アルカリホスファターゼ(SEAP)を発現する(ここでISREのコード配列はノックイン技術の使用によってSEAP ORFに置き換えられている)HEK293T STING Null Cells[293-Dual(商標)Null Cells;InvivoGen]を使用した。ポリ-L-リシンをコートした24ウェルプレートにHEK293T STING Null cells[293-Dual(商標)Null Cells;InvivoGen]を1ウェルあたり200,000細胞にて播種し、5%CO中37℃で一夜インキュベートして、80%のコンフルエンシーを達成した。翌日、500ngの各プラスミドDNAを無血清培地で希釈して、陰性対照として働く非トランスフェクトウェルとともに適正な試薬:DNA比にてFuGENE(登録商標)トランスフェクション試薬(Promega)に加えた(二重測定)。トランスフェクションの48時間後に、各試料からの細胞培養上清を収集した。
コードされたSTING変異体(muSTING C205Y、huSTING N154S/R284G、huSTING R284G tazCTT、およびhuSTING N154S/R284G tazCTT)のそれぞれのSTING活性を、HEK 293T STING Null ISRE-SEAPレポーター細胞系[293-Dual(商標)Null Cells;InvivoGen]によって評価した。これらの細胞を使用して、I型インターフェロン(IFN)活性(STINGによって誘起される)は、細胞上清中のI型IFN刺激SEAP産生をモニタリングすることによって評価される。20μLの細胞培養上清を、SEAPを測定するために使用される180μLのQUANTI-Blue(商標)試薬(InvivoGen)に加えた。I型インターフェロンの活性化は、SpectraMax(登録商標)M3 Spectrophotometer(Molecular Devices)において、650nmの吸光度でISRE誘起SEAP活性を測定することによって決定した。
細胞培養上清を、各サイトカインに特異的なELISAを使用することによって、コードされたサイトカインの発現についても評価した。muIL-15Rα-IL-15scコンストラクトについては、マウスIL-15Rα-IL-15sc ELISA(Thermo Fisher Scientific)をキットの使用説明書に従って使用した。マウスIL-18(Invitrogen)、マウスIL-21(Invitrogen)、マウスIL-12p70(BioLegend)、マウスIL-23(BioLegend)、マウスCXCL10(BioLegend)、およびマウスIL-36γ(RayBiotech)に特異的なELISAを使用して、細胞培養上清中におけるこれらのサイトカインのそれぞれのレベルを測定した。マウスIFN-α2およびマウスIFN-βは、適切なU-PLEX Assays(Meso Scale Discovery)を使用して測定した。
Fcとマウスまたはヒトの可溶性TGFβ受容体IIとの融合体をコードするプラスミドをトランスフェクトしたHEK293T細胞の細胞培養上清について、それぞれマウスTGF-β1またはヒトTGF-β1(R&D Systems)による直接ELISAを実施し、これらのタンパク質の発現レベルを測定した。抗マウスCTLA-4 scFvおよび抗マウスCTLA-4 scFv-Fcをコードするプラスミドをトランスフェクトした細胞の細胞培養上清についてマウスCTLA-4-Fc(R&D Systems)による直接ELISAを実施し、これらのタンパク質の発現レベルを測定した。
トランスフェクションの48時間後に、マウス細胞表面リガンド4-1BBLΔcytおよびOX40Lの発現をフローサイトメトリーによって評価した。mu4-1BBLΔcytをコードするプラスミドをトランスフェクトした細胞については、1300RPM、3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いで細胞をPBS+2% FBS中に再懸濁し、ビオチンコンジュゲート抗マウス4-1BBL抗体(クローンTKS-1、BioLegend)にて染色した。30分のインキュベーションの後、細胞を1300RPM、3分の遠心分離により、PBS+2% FBSにて2回洗浄し、PBS+2% FBS中に再懸濁し、APCコンジュゲートストレプトアビジン(BioLegend)にて染色した。30分のインキュベーションの後、1300RPM、3分の遠心分離により、細胞をPBS+2% FBSにて2回洗浄し、DAPI(生死染色)を含むPBS+2% FBS中に再懸濁した。ACEA NovoCyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してフローサイトメトリーデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
代替として、muOX40Lを発現する細胞を、1300RPM、3分の遠心分離により、PBS+2% FBSにて2回洗浄した。次いで細胞をPBS+2% FBS中に再懸濁し、APCコンジュゲート抗マウスOX40L抗体(クローンRM134L、BioLegend)にて染色した。30分のインキュベーションの後、細胞を1300RPM、3分の遠心分離により、PBS+2% FBSにて2回洗浄し、DAPI(生死染色)を含むPBS+2% FBS中に再懸濁した。ACEA NovoCyte(登録商標)フローサイトメーター(ACEA Biosciences、Inc.)を使用してフローサイトメトリーデータを取得し、FlowJo(商標)ソフトウェア(Tree Star、Inc.)を使用して解析した。
組合せプラスミドにおける個別のペイロードの発現を、発現レベルを示す記号-、+、++、および+++を使用して下表にまとめる。-は発現なしを示す。+はいくらかの発現を示す。++は良好な発現を示す。+++は高度の発現を示す。記号+/-は+と-との間の発現レベル、即ち低い発現を示す。+/++は+と++との間の発現、即ち中程度の発現を示す。++/+++は++と+++との間の発現、即ち高度の発現を示す。
プラスミドが単一のCMVプロモーターの制御下に2つ以上のペイロードをコードし、2Aペプチド(T2AまたはP2A)が遺伝子またはORFのそれぞれの対の間にコードされる単一のプロモーター系については、X_T2Aは評価されるペイロード(即ち「X」)がCMVプロモーターを有するプラスミドの上でT2Aペプチドの前にコードされていることを示し、T2A_Xは評価されるペイロードがCMVプロモーターを有するプラスミドの上でT2Aペプチドの後にコードされていることを示し、P2A_Xは評価されるペイロードがCMVプロモーターを有するプラスミドの上でP2Aペプチドの後にコードされていることを示し、P2A_X_T2A_Xは、Xが評価されるペイロードである場合に、評価されるペイロードがCMVプロモーターを有するプラスミドの上でP2AペプチドおよびP2Aポリペプチドに続くペイロード(X)の後にコードされるT2Aペプチドの後にコードされていることを示す。
プラスミドが単一のEF-1αプロモーターの制御下に2つ以上のペイロードをコードし、2Aペプチド(T2AまたはP2A)が遺伝子またはORFのそれぞれの対の間にコードされる単一のプロモーター系については、X_T2AおよびT2A_Xは、Xが評価されるペイロードである場合に、ペイロードがEF-1αプロモーターを有するプラスミドの上でそれぞれT2Aペプチドの前または後に発現されることを示す。例えば、CMV mu4-1BBLΔcyt_T2A_muIL-12p70_P2A_mu sTGFβRII-Fc_T2A_huSTING N154S/R284G tazCTTをコードするプラスミドにおいて、X_T2Aはmu4-1BBLΔcytを表し、T2A_XはmuIL-12p70を表し、P2A_Xはmu sTGFβRII-Fcを表し、P2A_X_T2A_Xは huSTING N154S/R284G tazCTTを表す。同様に、CMV muIL-12p70_T2A_muIL-21+EF-1αmu4-1BBLΔcyt_T2A_muSTING C205Yをコードするプラスミドにおいては、X_T2AはmuIL-12p70を表し、T2A_XはmuIL-21を表し、X_T2Aはmu4-1BBLΔcytを表し、T2A_XはmuSTING C205Yを表す。
個別のプロモーターの制御下にそれぞれのペイロード(または1つのプロモーターを有するただ1つのペイロード、即ち単一のエクスプレッサー)をコードするプラスミドについては、CMV_XおよびEF-1α_Xは、評価されるペイロードがそれぞれCMVプロモーターの後(ペイロードX)またはEF-1αプロモーターの後(ペイロードX)にコードされていることを示す。
下表に示すように、単一のエクスプレッサーは一般に最高の発現レベルを示す。より多くのタンパク質がプラスミド上にコードされるとともに、それが二重プロモータープラスミドであっても単一プロモータープラスミドであっても、それぞれのペイロードについて発現は低下する傾向がある。組合せプラスミドの最初の位置(例えば第1のT2Aの前)に位置するペイロードの発現は、プラスミド上の他の位置における同じペイロードの発現より一般に高かった。2つ以上のペイロードを含む組合せプラスミドにおいては、CMVプロモーターの後の最初の位置において、より高い発現がしばしば見られた。マウス4-1BBLΔCytは、組合せプラスミドにおいてCMVプロモーターの後の最初の位置にコードされた場合にのみ、よく発現することが見出された。
単一および組合せのペイロードの発現レベル
Figure 2023501539000076


Figure 2023501539000077


Figure 2023501539000078


Figure 2023501539000079


Figure 2023501539000080



Figure 2023501539000081



Figure 2023501539000082



Figure 2023501539000083



Figure 2023501539000084



Figure 2023501539000085



Figure 2023501539000086


HPRE = B型肝炎ウイルス転写後制御エレメント; WPRE = ウッドチャック肝炎ウイルス (WHP) 転写後制御エレメント; bGHpA = ウシ成長ホルモンポリA; SV40pA = シミアンウイルス40ポリA
[実施例29]
株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABにおける生体内分布、クリアランス、腫瘍のコロニー形成、および異所性遺伝子発現の研究
腫瘍を有しないマウスの肝臓、脾臓、心臓、肺、腎臓、腸、筋肉、骨髄、およびリンパ節を含む種々の組織における株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABの全身投与に続く生体内分布ならびにそれからのクリアランスを評価し、親株YS1646の生体内分布およびクリアランスと比較した。腫瘍内の株のコロニー形成を、腫瘍を有するマウスの非腫瘍組織のコロニー形成と比較し、腫瘍組織と非腫瘍組織における細菌中のプラスミドにコードされた異種遺伝子産物の発現も決定した。
A.YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株はナイーブマウスから急速に消失し、健常組織における異所性遺伝子発現は観察されない。
親YS1646株ならびに株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABの間の腫瘍を有しないマウスにおける組織からの経時的な細菌クリアランスを比較するため、生体内分布研究を実施した。下記のように、健常な非腫瘍組織における異所性遺伝子発現のレベルを決定するため、ルシフェラーゼタンパク質をYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株のプラスミドにコードし、組織におけるルシフェラーゼの発現も評価した。そのため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス3匹)に単一用量の2×10CFUの各細菌株またはPBS媒体対照をIV注射した。投薬後2時間、24時間、および30日でマウスを安楽死させ、脾臓、肝臓、心臓、肺、腎臓、腸、筋肉、骨髄、およびリンパ節を収穫した。GentleMACS(商標)Octo Dissociatorおよび2mLのPBS中のM管(Miltenyi Biotec)分子セッティングを使用して組織をホモジナイズし、ホモジネートをLBプレートに播種して組織1gあたりのコロニー形成単位(CFU)の数を計数した。
下表に示すように、3つ全ての株はIV投薬後2時間で脾臓および肝肝臓においてCFUを示し、心臓、肺、および腎臓でより少ないCFUを示した。投薬後24時間で脾臓および肝臓において高いCFUを示し続けた親YS1646株と異なり、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株で処置したマウスの脾臓および肝臓においては、有意により低いCFUが検出された。投薬後30日目には、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABは全ての臓器から消失した。親YS1646株では対照的に、投薬後30日目には脾臓および肝臓において検出されたコロニー形成を含み、投薬後24時間で多くの組織においてコロニー形成が実証された。
腫瘍を有しないマウスにおけるIV投薬後2時間、24時間、および30日の株YS1646の生体内分布
Figure 2023501539000087


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
腫瘍を有しないマウスにおけるIV投薬後2時間、24時間、および30日の株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの生体内分布
Figure 2023501539000088


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
腫瘍を有しないマウスにおけるIV投薬後2時間、24時間、および30日の株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABの生体内分布
Figure 2023501539000089


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
これらのデータは、鞭毛をコードする遺伝子、ならびに遺伝子asd、pagP、ansB、csgD、および適宜lppABの欠失または破壊が、健常な非腫瘍組織からの免疫刺激細菌株の親株YS1646(VNP20009、これはmsbB/purIである)より速いクリアランスをもたらし、24時間から30日以内に非腫瘍組織からの細菌の完全なクリアランスをもたらす一方、株YS1646(VNP20009)は非腫瘍組織の中で投薬後24時間でも、また肝臓および脾臓においては投薬後30日で検出されることを実証している。これは、本明細書で提供するゲノム改変を有する免疫刺激細菌が株VNP20009より安全に投与され、より良く忍容されることを示している。即ち、より高い用量の本明細書で提供する免疫刺激細菌を投与することができる。
種々の非腫瘍組織への細菌によるプラスミドデリバリー、ならびにそれに続く異種遺伝子発現およびタンパク質の分泌を測定するため、分泌型ルシフェラーゼタンパク質[NanoLuciferase(登録商標)、Promega、secNanoLuc(登録商標)と略す]の活性を測定した。IV投与したYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株およびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株はそれぞれ、真核性CMVプロモーターの制御下にsecNanoLuc(登録商標)をコードするプラスミドを含んでいた。上記のようにマウス組織をホモジナイズした後、ホモジネートを1300RPM、10分の遠心分離で沈降させ、上清を収集し、NanoGlo(登録商標)検出試薬(Promega)を使用してルシフェラーゼ活性についてアッセイし、SpectraMax(登録商標)M3 Spectrophotometer/Luminometer(Molecular Devices)を使用して発光を測定した。
投薬後24時間で脾臓および肝臓においてCFUが観察されたにも関わらず、全ての組織で、かつ全ての時点で、バックグラウンドを超えるルシフェラーゼ活性は検出されなかった。これらのデータは、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株の、腫瘍を有しないマウスの健常な組織から急速に消失し、親YS1646株と異なり、投薬後30日目において細菌クリアランスのために抗生物質を必要としない能力を実証している。重要なことに、健常な組織においてはいかなる時点でも異所性遺伝子発現は観察されなかった。
B.YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株は腫瘍組織に優先的に集積し、異所性遺伝子発現はもっぱら腫瘍特異的である
親YS1646株と比較した、相対的組織コロニー形成およびsecNanoLuc(登録商標)プラスミドを含む欠失株の腫瘍特異的遺伝子発現を決定するため、腫瘍を有するマウスにおいて生体内分布研究を実施した。このため、6~8週齢の雌BALB/cマウス(1群あたりマウス4匹)の4番目の乳腺脂肪体に、4T1乳癌細胞(PBS 100μL中、2×10細胞)を同所接種した。10日で定着した側腹部腫瘍を有するマウスに、それぞれsecNanoLuc(登録商標)をコードするプラスミドを含む単一用量の2×10CFUの YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株、もしくはYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株、または単一用量の2×10CFUの親YS1646株をIV注射した。細菌のIV投薬後1日目、4日目、および8日目にマウスを安楽死させ、腫瘍、脾臓、肝臓、心臓、肺、腎臓、腸、筋肉、骨髄、およびリンパ節を収穫し、上記のように処理して、コロニー形成単位(CFU)の数を計数し、腫瘍組織1gあたりの平均発光[相対的光単位(RLU)で]を測定した。さらにこれらの時点でマウスから採血して血清を収集し、下で論じるように細菌の異なる株の投与に応答して誘起される全身性炎症促進性サイトカインのレベルを決定した。
下表に示すように、3つ全ての株は投薬後1日目に他の組織に対して腫瘍における優先的なコロニー形成(平均CFUで決定される)を示し、4日目および8日目で増大する腫瘍のコロニー形成を示した。株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDは株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABより速く高いレベルの腫瘍のコロニー形成を示した。さらに、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株について、またYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB株についてはより顕著に、腫瘍以外の組織、脾臓、および肝臓において極めて少ないコロニーが観察された。対照的に、親YS1646株のコロニー形成が、投薬後8日目でもマウス全体で健常な非腫瘍組織において観察された。
腫瘍を有するマウスにおけるIV投薬後1日、4日、および8日の腫瘍中と健常組織中の株YS1646の生体内分布
Figure 2023501539000090


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
腫瘍を有するマウスにおけるIV投薬後1日、4日、および8日の腫瘍中と健常組織中の株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの生体内分布
Figure 2023501539000091


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
腫瘍を有するマウスにおけるIV投薬後1日、4日、および8日の腫瘍中と健常組織中の株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABの生体内分布
Figure 2023501539000092


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
腫瘍中および種々の非腫瘍マウス組織中における異種遺伝子発現およびタンパク質分泌のレベルを決定するため、細菌中のプラスミドにコードされたsecNanoLuc(登録商標)の活性を、上記のようにルシフェラーゼ活性アッセイを使用して、組織ホモジネートからの上清中で測定した。下表に示すように、他の組織で細菌性CFUが観察された(上に示したように)にも関わらず、両方の株におけるsecNanoLuc(登録商標)の発現は腫瘍組織に限局されていた。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株を投与したマウスの骨髄において観察されたRLUは夾雑物由来であると判定され、引き続く実験では観察されなかった。YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株は、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD欠失株と比較して、腫瘍のコロニー形成の遅れ(上の表に示すように)のために、腫瘍secNanoLuc(登録商標)発現の遅れを示した。
株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD中のプラスミドにコードされたsecNanoLuc(登録商標)の腫瘍特異的発現
Figure 2023501539000093


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB中のプラスミドにコードされたsecNanoLuc(登録商標)の腫瘍特異的発現
Figure 2023501539000094


SD = 標準偏差; LOD = 検出の限界
上で論じたように、免疫刺激細菌株によるIV投薬後1日目、4日目、および8日目に、腫瘍を有するマウスから採血して血清を収集した。IV投薬後1日目(D1)、4日目(D4)、および8日目(D8)に、サイトメトリービーズアレイ(Mouse Inflammation CBA、BD Biosciences)によって、全身性炎症促進性サイトカインIL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-2、およびIL-10のレベルについて血清を評価した。
下表に示すように、細菌のIV投薬後1日目に、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株についてのIL-6の僅かに高いレベルを例外として、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABを投薬したマウスからのサイトカインの全ての血清中濃度は、親YS1646株を投薬したマウスからの血清中濃度と比較して低かった。投薬後1日目で、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABを投薬したマウスからのIFN-γ、IL-2、およびIL-10の血清中濃度は、PBS対照と同じであった(即ち0pg/mL)。親株YS1646は4日目にIL-6、IFN-γ、およびIL-2についてピークの全身サイトカインレベルを示した一方、欠失株のそれぞれの投与後の血清サイトカインレベルは親株の投与後に観察されたレベルより十分低く、PBS媒体対照測定に近かった。親株による投薬後1日目の、TLR2シグナル伝達の直接の標的であるIL-10の高い血清中濃度は、TLR2アゴニスト(例えばリポタンパク質)の欠失または改変を含む欠失株のそれぞれによる投薬後には存在しなかった。
これらのデータは、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株におけるTLR2、TLR4、TLR5のシグナル伝達を改変するゲノム欠失が、強固な細菌性腫瘍のコロニー形成にも関わらず、全身性炎症促進性サイトカインの産生を大きく無効化することを実証している。結果として、株YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppABはよく忍容され、必要であれば親株YS1646より高い濃度で投薬することができ、増強された治療有効性がもたらされる。
免疫刺激性細菌株による腫瘍を有するマウスのIV投薬に応じたIL-6、TNF-α、およびIFN-γの血清中レベル
Figure 2023501539000095

免疫刺激性細菌株による腫瘍を有するマウスのIV投薬に応じたIL-2およびIL-10の血清中レベル
Figure 2023501539000096

これらのデータは、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠損株がIV投薬後、ナイーブマウスから急速に消失し、抗生物質による除去を必要としないことを示している。ナイーブマウスおよび腫瘍を有するマウスでは、欠失株は健常な組織と比較して優先的に腫瘍をコロニー形成し、プラスミドにコードされたペイロードの発現は腫瘍特異的である。さらに、親YS1646株と異なり、YS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDおよびYS1646Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔlppAB欠失株は強固な腫瘍のコロニー形成にも関わらず、毒性で免疫抑制性の炎症促進性全身性サイトカインを誘発せず、これらの株がインビボでよく忍容され、必要であれば株YS1646(VNP20009)より高い濃度で投薬することができ、より高い治療有効性がもたらされることを示している。
[実施例30]
免疫調節性ペイロードをコードするデリバリープラスミドへの改変
デリバリープラスミドは、細菌の適合性および機能のためならびにコードされた複雑な多シストロン性真核性ペイロードの適正な発現のために必要な遺伝子および制御性エレメントをコードする。そのような進化的に分岐した生命体の間の切り替えは、両方における適正な機能化に対する課題を導入する。細菌では、CMVプロモーター等の真核性プロモーターからの転写リーク性が観察される。細菌において真核性プロモーターからのあるレベルの基底転写が常に存在する場合に、プロモーターは「リーク性」とみなされる。このプロモーターのリーク性は、細菌中にコードされた場合(例えばプラスミドに)、大きな真核性遺伝子および制御配列と組み合わされて、注射用ストックの生存能力の低下に現れる細菌の適合性の低下およびブロス培養における増殖速度の低下をもたらす。細菌の適合性は真核性プロモーターからのリーク性によって影響されることが本明細書で見出された。リーク性プロモーターは、転写/翻訳の負荷の増大、および蓄積するとともに細菌細胞に対して毒性になり得る正常に分泌された真核性タンパク質の部分的発現等のいくつかの理由によって、細菌の適合性に影響することがある。
CMVプロモーターのリーク性を低下させ、細菌の増殖および適合性を改善するため、例えばファージT4、trpA、およびBBa_B0015ターミネーター等の細菌特異的ターミネーター配列を含ませること、および/または強力な細菌性プロモーターを反対の配向で設ける(即ち、リバースプロモーターを含ませる)ことによって、細菌のCMVリーク性を低下させまたは阻害することができることが本明細書で示される。例えば、本明細書でRevMTLと称するリバースプロモーター(アンチセンス配向のプロモーター)は、MTLプロモーター(Molecular Technologies Laboratoriesから入手可能)から誘導される強力なプロモーターであり、MTLプロモーターはproDプロモーターから順番に誘導され(例えばDavis et al. (2011) Nucleic Acids Research 39(3):1131-1141を参照)、真核性遺伝子の発現を無くしまたは低減するために配列中の全てのアンチセンスATGを除去するように変異されていた。
真核性プロモーターの中の予測される細菌性プロモーター配列を変更する操作された突然変異も、CMVプロモーターのリーク性が低減された変異体を生成するために使用できることが、本明細書で示されている。CMVプロモーターのリーク性に加えて、強固なasd発現リードスルー(asd相補性系を組み込むプラスミドを含むasd株における)は、真核性ペイロードの発現カセットを通してリーク性を惹起することがある。asd発現リードスルーをブロックまたは低減する戦略には、発現カセットを逆配向に設けること、および/またはasd遺伝子とペイロード発現カセットとの間に細菌性ターミネーター配列を挿入することが含まれることが本明細書で示されている。
哺乳動物細胞における高い異所性遺伝子/ペイロード発現を維持しながら細菌の適合性に対する負の影響を最小化するため、以下の4つの異なる方法において、デリバリープラスミドを体系的に改変した。
1)PromoterHunter(phisite.org/promoterhunter/にてオンライン入手可能、例えばKlucar et al. (2010) Nucleic Acids Res. 38(Database issue):D366-D370を参照)を使用して、CMVプロモーターエンハンサー領域内にコードされた潜在性細菌プロモーター配列を特定し、次いで効率的なプラスミドデリバリーを促進するために、推測されるプロモーター配列をCREB結合部位および部分的CREB結合部位に置き換えた;
2)CMVプロモーターからの転写リーク性を阻害するため、いくつかの細菌性ターミネーターをオープンリーディングフレーム(ORF)1の5’非翻訳領域(UTR)に挿入して、細菌内での発現を阻害した(下表を参照);
3)複製の起点からのリードスルー転写のレベルを低減するため、発現カセットと複製の起点との間に転写ターミネーターを挿入しおよび挿入せずに、CMVプロモーターの上流からポリアデニル化シグナルの終点までの発現カセットの配向を逆転させた;および
4)インビトロの遺伝子ペイロードの発現の増強とともに注射用ストックの生存能力の増大をもたらした上の1)~3)からの改変を、さらなる改善のために組み合わせた。
細菌感染した真核細胞からのコードされたペイロードの発現を測定するため、THP-1ヒトマクロファージ細胞(ATCCカタログ#202165)に、上で論じた改変を有し、下表に列挙した、プラスミドの維持を確実にするための機能性asd遺伝子ならびに複合真核性発現カセット(CMV muIL-12p70_T2A_muIL-18 HPRE bGHポリA+EF-1α muSTING C205Y WPRE SV40ポリA)をコードするプラスミドを含むサルモネラ・チフィムリウムYS1646Δasd/ΔfliC/ΔfljB/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDの株を感染させた。プラスミドADN-287は真核性発現カセットを含み、さらなる改変を含まない。プラスミドADN-397、ADN-398、およびADN-399はそれぞれ1つの特有のCMV潜在性プロモーター置換(CREB結合部位または部分的CREB結合部位による)を含む。プラスミドADN-400、ADN-401、およびADN-402はそれぞれ2つのCMV潜在性プロモーター置換を含み、プラスミドADN-403は3つのCMV潜在性プロモーター置換を含む。プラスミドADN-355はプラスミドADN-287由来の真核性発現カセットを逆配向で含む。プラスミドADN-358はBBa_B0015ターミネーターがポリアデニル化部位の下流に置かれ、発現カセットが逆配向である、プラスミドADN-287由来の発現カセットを含む。プラスミドADN-325はCMVプロモーターとADN-287発現カセットとの間にT4細菌性ターミネーターを含む。プラスミドADN-382はプラスミドADN-325と同一であるが、発現カセットは逆配向で置かれている。プラスミドADN-373はCMVプロモーターとADN-287発現カセットとの間にT4細菌性ターミネーターを含み、その後にBBa_B0015ターミネーターが続き、発現カセットは逆配向である。プラスミドADN-327はCMVプロモーターとADN-287発現カセットとの間にtrpA細菌性ターミネーターを含む。プラスミドADN-381はプラスミドADN-327と同一であるが、発現カセットは逆配向である。プラスミドADN-372はCMVプロモーターとADN-287発現カセットとの間にtrpA細菌性ターミネーターを含み、その後にBBa_B0015ターミネーターが続き、発現カセットは逆配向である。プラスミドADN-329はCMVプロモーターとADN-287発現カセットとの間にRevMTLプロモーターを含む(上の説明を参照)。プラスミドADN-383はプラスミドADN-329と同一であるが、発現カセットは逆配向である。プラスミドADN-374はCMVプロモーターとADN-287発現カセットとの間にRevMTLプロモーターを含み、その後にBBa_B0015ターミネーターが続き、発現カセットは逆配向である。プラスミドADN-328はCMVプロモーターとADN-287発現カセットとの間にBBa_B0015ターミネーターを含む。プラスミドADN-257はCMVプロモーターの制御下にmuIL12-p70をコードする遺伝子を含み、さらなる改変を含まない。
5×10個の細胞をRPMIおよび10%のFBSとともに24ウェルディッシュの各ウェルに入れた。細胞を、サルモネラ・チフィムリウム株YS1646Δasd/ΔfliC/ΔfljB/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD(上記および下表に列挙したプラスミドの1つを含む)の洗浄した定常相の培養物に、1細胞あたりMOI 200CFUで1時間感染させ、次いで細胞をPBSにて洗浄し、細胞外細菌を死滅させるために200μg/mLのゲンタマイシンを含む培地に培地を交換した。24時間後、β-メルカプトエタノール(β-ME)を含む350μLの緩衝液RLT(Qiagen)にて細胞を溶解し、以下の改変を含むQiagen RNeasy(登録商標)Mini Kitを使用してRNA抽出を実施した。総RNAからゲノムDNAを除去するため、RNase-Free DNase キット(Qiagen)を使用するゲノムDNA排除ステップがキットに含まれていた。総RNA濃度はNanoDrop(商標)OneUV-Vis Spectrophotometer(Thermo Fisher Scientific)を使用して測定した。RNAは逆転写を実施するまで凍結解凍なしに-80℃で保存した。cDNAの合成は、C1000 Touch(商標)Thermal Cycler(Bio-Rad)およびSuperScript(商標)VILO(商標)Master Mix(Invitrogen)を使用し、メーカーの使用説明書に従って0.4~1μgの鋳型RNAを使用して30μLの反応において実施した。
qPCR(定量的ポリメラーゼ連鎖反応)は、CFX96(商標)Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad)によって実施した。マウスIL-12(アッセイID:qMmuCID0015668)のためのSYBR(登録商標)プライマーは、Bio-Radから購入した。qPCR反応(20μL)は、iTaq(商標)Universal SYBR(登録商標)Green Supermix(Bio-Rad)を使用し、プロトコールに従って行った。Bio-Rad CFX96(商標)Real-Time PCR Detection Systemにおける標準的熱サイクリングプログラムは、95℃、30秒の熱変性およびそれに続く95℃、5秒と60℃、30秒との40サイクルからなっていた。各プレートのプライマーの各組について鋳型なしの対照による反応が含まれていた。全ての試料は二重測定を行い、平均Cq値を計算した。標的mRNAの定量はベータ-アクチン参照mRNA(Bio-Rad、qMmuCED0027505)を使用して正規化した。ΔCqは標的(即ちmuIL-12p70)と参照(即ちベータ-アクチン)遺伝子との差として計算した。ΔΔCqは個別の株のΔCq値を改変していないプラスミド(ADN-287、下表を参照)を有する株のΔCq値に対して正規化することによって得た。倍数発現は2^-ΔΔCqとして計算した。
個別の細菌株のそれぞれについての倍加時間を、ブロス増殖曲線から計算した。これは、OD600で正規化した定常培養をOD600=0.05に希釈し、振盪しながら37℃で一夜培養し、次いでSpectraMax(登録商標)M3 Spectrophotometer(Molecular Devices)を使用して15分ごとにOD600を読み取ることによって実施した。倍加時間(G)は、式G=t/nを使用して指数増殖相から誘導した。ここでt=分で表した時間間隔(tfinal-tstart)、およびn=(logOD600(final)-logOD600(start))/log2。
注射用ストックは、4XYT培地中で増殖したそれぞれのサルモネラ・チフィムリウムYS1646Δasd/ΔfliC/ΔfljB/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株の25mLの一夜定常培養物をPBS中10%グリセロールの氷冷溶液にて3回洗浄し、OD600=2に正規化し、1mlのアリコートをドライアイス中、フラスコで凍結することによって調製した。ストックは-80℃で保存した。注射用ストックの生存能力は、解凍した注射用ストックバイアルを滴定し、バイアルあたりのコロニー形成単位(CFU)をOD600に基づいて予想されるCFUによって割ることによって決定した。記載したプラスミド(論じた改変ありおよびなしの)のそれぞれを含むYS1646Δasd/ΔfliC/ΔfljB/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD株についてのmuIL-12p70の発現レベル、細菌の倍加時間、注射用ストックの生存能力、および平均定常相終了OD600読み取り値の結果を下表に示す。
ペイロードの発現レベルおよび細菌の適合性に対するプラスミド改変の効果
Figure 2023501539000097


Figure 2023501539000098


RevMTL*はMTLプロモーター(Molecular Technologies Laboratories)から誘導される強力な細菌性プロモーターであるリバースプロモーター(アンチセンス配向のプロモーター)であり、MTLプロモーターはproD プロモーターから誘導され、真核性遺伝子の発現を低減しまたは無くすために全てのアンチセンスATGを除去するように変異されていた。
結果は、発現カセットがプラスミド上で逆転し、BBa_B0015ターミネーターがそれに続き、CMVプロモーターの下流にT4ターミネーターが挿入される場合には[(CMV-T4ターミネーター-ADN-287カセット-BBa_B0015ターミネーター)逆配向、プラスミドADN-373の結果を参照]、親プラスミドADN-287を有する株と比較して細菌細胞の生存率の増大があった(22%と比較して41%の注射用ストックの生存率)ことを示している。このプラスミドを有する株は、親プラスミドADN-287を有する同じ株と比較して、インビトロでより高いレベルのmuIL-12p70を発現し(1.0と比較して1.5)、低減された倍加時間を有し(125分と比較して101分)、より高い定常OD600まで増殖した(3.62と比較して3.98)。他のプラスミドはいずれも全てのマトリックスにわたってそのような改善をもたらさなかった。
即ち、プラスミドが複合多シストロン性真核性ペイロードをコードする場合には、1)CMVプロモーターの下流にT4細菌性ターミネーター等の細菌性ターミネーターを挿入すること、2)発現カセットの後に細菌性BBa_B00015ターミネーター等の別のターミネーターを続けること、および3)プラスミド上の真核性発現カセットの配向を逆転させること、の組合せによって、コードされたペイロードの発現の効率が増大し、細菌の適合性が改善される。
改変は当業者には明らかであるので、本発明は添付した請求項の範囲によってのみ限定されることが意図されている。

Claims (379)

  1. 複数の抗がん産物をコードする核酸を、単一プロモーターの制御下にある多シストロン性配列として含む核酸コンストラクト。
  2. 多シストロン性配列が、各産物をコードする各オープンリーディングフレーム(ORF)間に2Aペプチドを含む、請求項1に記載のコンストラクト。
  3. 抗がん産物がタンパク質である、請求項1または請求項2に記載のコンストラクト。
  4. 2Aペプチドが、T2A、P2A、E2A、またはF2Aの1つまたは複数である、請求項2または請求項3に記載のコンストラクト。
  5. コードされている産物が、腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する1または複数の免疫刺激タンパク質である、請求項1~4のいずれかに記載のコンストラクト。
  6. 腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質が、IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γ、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、CCL3、CCl4、CCL5、T細胞の動員および/または持続に関与しているか、またはそれを引き起こすか、または増強するタンパク質、CD40、CD40リガンド(CD40L)、CD28、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、免疫抑制逆シグナル伝達を無くす細胞質ドメイン欠失または切り詰めを有する4-1BBL、B7-CD28ファミリーのメンバー、CD47アンタゴニスト、抗IL6抗体またはIL-6結合性デコイ受容体、TGFベータポリペプチドアンタゴニスト、ならびに腫瘍壊死因子レセプター(TNFR)スーパーファミリーのメンバーの1つまたは複数の中から選択される、請求項5に記載のコンストラクト。
  7. 腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質が、IFN-α、IFN-β、GM-CSF、IL-2、IL-7、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21、IL-23、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-36ガンマ、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、CXCL9、CXCL10(IP-10)、CXCL11、CCL3、CCL4、CCL5、T細胞の潜在的な動員および/または持続に関与している分子、CD40、CD40リガンド(CD40L)、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、免疫抑制逆シグナル伝達を無くすように細胞質ドメインが欠失しているか、または切り詰められている、細胞質ドメインの欠失(4-1BBLΔcyt)または細胞質ドメインの部分的な欠失を有する4-1BBL、B7-CD28ファミリーのメンバー、ならびに腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリーのメンバーの1つまたは複数の中から選択される、請求項5に記載のコンストラクト。
  8. 細胞質ドメインの欠失もしくは部分的な欠失、または細胞質ドメインの部分的な欠失を有し、アミノ酸改変を含んでいてもよい4-1BBLをコードする核酸を含み、それによって、生じる4-1BBLが、細胞で発現されるときに、適切な配向性を呈する、請求項1~7のいずれかに記載のコンストラクト。
  9. 細胞質ドメインの欠失もしくは部分的な欠失を有する4-1BBLバリアントまたは切り詰められ改変された細胞質ドメインを有する改変された4-1BBLをコードする核酸を含み、4-1BBLの配列が、配列番号390、配列番号391、および配列番号392に記載されている、請求項1~8のいずれかに記載のコンストラクト。
  10. 以下の産物および産物の組合せ:
    IL-12、またはIL-15、またはIL12p70、またはIL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体の1つまたは複数;
    サイトカインおよびインターフェロン遺伝子刺激因子(STING)経路アゴニスト;
    サイトカイン、STING経路アゴニスト、および共刺激受容体リガンドまたは免疫チェックポイント阻害剤;
    サイトカイン、STING経路アゴニスト、およびTGFベータポリペプチドアンタゴニスト;ならびに
    サイトカイン、STING経路アゴニスト、TGFベータポリペプチドアンタゴニスト、および共刺激受容体リガンドまたは免疫チェックポイント阻害剤、
    のいずれかをコードする核酸を含み、
    STING経路アゴニストが、STING経路の活性化を介して、I型インターフェロン発現を増大する任意の産物である、請求項1~9のいずれかに記載のコンストラクト。
  11. インターフェロン遺伝子刺激因子(STING)ポリペプチドをコードする核酸を含む、請求項1~10のいずれかに記載のコンストラクト。
  12. 以下の組合せ:
    抗CTLA-4抗体およびSTINGポリペプチド、
    IL-15およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBLおよびSTINGポリペプチド、
    TGFベータ受容体デコイまたはアンタゴニストポリペプチドおよびSTINGポリペプチド、
    IL-12およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    TGFベータ受容体デコイまたはアンタゴニスポリペプチド、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-12、およびSTINGポリペプチド、
    TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-15、TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-12、TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-12、IL-21、TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBL、IL-12、IL-21、およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-12、IL-15、およびSTINGポリペプチド、
    IL-15、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
    IL-12、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-15、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
    4-1BBL、IL-12、IL-21、およびSTINGポリペプチド、
    抗CTLA-4抗体およびIL-15、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBLおよびIL-15、
    4-1BBL、IL-15、およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    抗CTLA-4抗体およびIL-12、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBLおよびIL-12、
    4-1BBL、IL-12、およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    抗CTLA-4抗体およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBLおよびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-15およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-12およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-12、IL-15およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、ならびに
    IL-15、IL-21、およびTGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、
    の中から選択される治療用産物の組合せをコードする核酸を含み、
    4-1BBLが、細胞質ドメインの欠失を有する4-1BBL、改変された細胞質ドメインを有する4-1BBL、切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL、または切り詰められ改変された細胞質ドメインを有する4-1BBLであり、
    抗CTLA-4抗体がscFvまたはscFv-Fcであり、
    STINGポリペプチドが、野生型STING、またはバリアントSTINGポリペプチド、またはキメラSTINGポリペプチド、またはアミノ酸置換を有するキメラSTINGポリペプチドである、
    請求項1~11のいずれかに記載のコンストラクト。
  13. IL-2およびIL-12p70;
    IL-2およびIL-21;
    IL-2、IL-12p70、およびSTING機能獲得型(GOF)バリアント;
    IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    Δcytが細胞質ドメインの欠失である、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15RαおよびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15RαおよびIL-12p70;
    IL-15/IL-15RαおよびIL-21;
    IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびIL-21;
    IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびIL-18;
    IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-2およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニストおよびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはTGF-βポリペプチドアンタゴニストおよびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-18;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)、
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15RαおよびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニストおよびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびに
    CD40アゴニストおよびSTING GOFバリアント
    の中から選択される治療用産物の組合せをコードし、
    4-1BBLが、細胞質ドメインの欠失を有する4-1BBL(4-1BBLΔcyt)、改変された細胞質ドメインを有する4-1BBL、切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL、または切り詰められ改変された細胞質ドメインを有する4-1BBLであり、
    抗CTLA-4抗体が、scFvまたはscFv-Fcである、
    請求項1~11のいずれかに記載コンストラクト。
  14. STINGポリペプチドが、I型インターフェロン(IFN)の発現増大または構成的発現をもたらすように改変されているか、ヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性より低いNF-κBシグナル伝達活性を有する様々な種由来のC末端テール(CTT)を有するヒトSTINGポリペプチドを含むキメラポリペプチドであり、
    CTTのTRAF6結合部位が欠失していてもよく、
    ヒトSTINGタンパク質が配列番号305~309のいずれかに記載の配列を有する、
    請求項1~13のいずれかに記載のコンストラクト。
  15. コードされている治療用タンパク質が、IL-12p70、ならびにタスマニアンデビル由来のCTTおよびI型インターフェロンの発現増大または構成的発現をもたらすアミノ酸置換を有するキメラヒトSTINGポリペプチドを含むか、I型インターフェロンの発現増大または構成的発現をもたらすアミノ酸置換を有するSTINGポリペプチドであり、I型インターフェロンの発現増大または構成的発現をもたらす突然変異が、機能獲得型(GOF)突然変異である、請求項1~14のいずれかに記載のコンストラクト。
  16. STINGポリペプチド中のアミノ酸置換(the amino replacement)が、アラインメント用に配列番号305~309のいずれかを参照して、R284Gに対応する、請求項15に記載のコンストラクト。
  17. STINGポリペプチドがN154S置換をさらに含む、請求項11~16のいずれかに記載のコンストラクト。
  18. IL-36γをコードする核酸を含む、請求項1~17のいずれかに記載のコンストラクト。
  19. 免疫チェックポイント阻害剤抗体またはその抗原結合性部分をコードする、請求項1~18のいずれかに記載のコンストラクト。
  20. 免疫チェックポイントが、CTLA-4、またはPD-1、またはPD-L1である、請求項19に記載のコンストラクト。
  21. コードされている産物が、scFvである抗体であるか、またはscFv-Fc 2本鎖ポリペプチドである、請求項1~20のいずれかに記載のコンストラクト。
  22. 請求項1~21のいずれかに記載のコンストラクトを含むプラスミド。
  23. 細菌プラスミドであり、コンストラクトが真核生物転写調節配列に作用可能に連結されている、請求項22に記載のプラスミド。
  24. 転写調節配列が真核生物プロモーターを含む、請求項23に記載のプラスミド。
  25. 請求項1~24のいずれかに記載のコンストラクトまたはプラスミドによってコードされている抗がんタンパク質産物の混合物を含む組成物。
  26. 請求項1~24のいずれかに記載のコンストラクトまたはプラスミドを含む免疫刺激細菌。
  27. 得られる細菌がmsbB/purIであるように細菌のゲノムが改変されている、請求項26に記載の免疫刺激細菌。
  28. 細菌がmsbBかつpurIであり、それによって、msbBおよびpurI遺伝子の少なくともコーディング部分の全長が欠失している、請求項26または請求項27に記載の免疫刺激細菌。
  29. 細菌のゲノムが改変されており、それによって、細菌が鞭毛を失っている、請求項26~28のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  30. ゲノム改変を含み、それによって、細菌がmsbB/pagPである、請求項26~29のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  31. ゲノム改変を含み、それによって、細菌がL-アスパラギナーゼIIを発現せず、そのため、細菌がansBである、請求項26~30のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  32. 複数の治療用産物をコードするプラスミドを含み、細菌がmsbBかつpurIであるように、細菌のゲノムが改変されており、それによって、msbBおよびpurI遺伝子の少なくともコーディング部分の全長が欠失している、免疫刺激細菌。
  33. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、分泌アスパラギナーゼの合成を活性化しない、免疫刺激細菌。
  34. アスパラギナーゼが、ansB遺伝子によってコードされているL-アスパラギナーゼIIである、請求項33に記載の免疫刺激細菌。
  35. ゲノム改変を有し、それによって、細菌が鞭毛を失っており、pagP、ansB、かつcsgDである、請求項34に記載の免疫刺激細菌。
  36. Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDである、請求項35に記載の免疫刺激細菌。
  37. ゲノム改変を有し、それによって、細菌がmsbBである、請求項33~36のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  38. ゲノム改変を有し、それによって、細菌が、アデノシン栄養要求体であるか、アデノシンおよびアデニン栄養要求体である、請求項33~37のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  39. ゲノム改変を有し、それによって、細菌がpurIである、請求項33~38のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  40. プラスミドがアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素(asd)をコードする、請求項33~39のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  41. purIである、請求項33~40のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  42. 真核生物プロモーターの制御下にある、複数の治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、
    免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、ペンタアシル化されたリポ多糖(LPS)を生じるように改変されており、
    ヘキサアシル化されたリポ多糖が、野生型細菌に比べて、10分の1以下に、実質的に低減されているか、不在であり、
    プラスミドが、単一プロモーターの制御下に、複数の補完抗がん治療用産物をコードし、補完治療用産物の各々が、がんの異なる側面を処置するか、異なるメカニズムを介して作用し、そのため、併用効果が、各産物の個別の効果の少なくとも相加である、免疫刺激細菌。
  43. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、
    免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、TLR2、TLR4、およびTLR5による、細菌の認識が減弱しており、
    プラスミドが、単一プロモーターの制御下に、複数の補完治療用産物をコードする、免疫刺激細菌。
  44. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、
    免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、curli線毛および/またはセルロースの合成を活性化せず、
    プラスミドが、単一プロモーターの制御下に、複数の補完治療用産物をコードする、免疫刺激細菌。
  45. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、
    免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、プリン、アデノシン、またはATPについて栄養要求性であり、遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が鞭毛を失っており、
    プラスミドが、単一の真核生物プロモーターの制御下に、複数の治療用産物をコードする、免疫刺激細菌。
  46. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が鞭毛を失っており、
    プラスミドが、単一プロモーターの制御下に、複数の治療用産物をコードする、免疫刺激細菌。
  47. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、腫瘍常在性骨髄性細胞に特異的に感染するように改変されており、
    プラスミドが、単一プロモーターの制御下に、複数の治療用産物をコードする、免疫刺激細菌。
  48. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、腫瘍常在性骨髄性細胞に特異的に感染するように改変されており、腫瘍常在性骨髄性細胞内で複製できない、免疫刺激細菌。
  49. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが、
    a)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、細菌が、ペンタアシル化されたリポ多糖を生じるように改変され、
    免疫刺激細菌のゲノムが遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変され、それによって、細菌が、ペンタアシル化されたリポ多糖を生じるように改変され、
    ヘキサアシル化されたリポ多糖が、野生型細菌に比べて、10分の1以下に、実質的に低減されるか、不在となる、欠失または破壊;
    b)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、TLR2、TLR4、およびTLR5の1つまたは複数による細菌の認識が減弱される、欠失または破壊;
    c)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、細菌がcurli線毛および/またはセルロースの合成を活性化しなくなる、欠失または破壊;
    d)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、細菌が分泌アスパラギナーゼの合成を活性化しなくなる、欠失または破壊;
    e)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、細菌が、プリン、アデノシン、またはATPについて栄養要求性となる、欠失または破壊;
    f)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、細菌が鞭毛を失う、欠失または破壊;
    g)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、細菌が、腫瘍常在性骨髄性細胞に特異的に感染するように改変される、欠失または破壊;
    h)遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊であって、それによって、細菌が、腫瘍常在性骨髄性細胞に特異的に感染するように改変され、腫瘍常在性骨髄性細胞内で複製できない、欠失または破壊;ならびに
    i)膜におけるリポタンパク質発現を低減するか、または無くす、lppAおよびlppBのいずれかまたは両方の欠失または破壊であって、それによって、コードされている治療用タンパク質の発現が腫瘍微小環境内および/または腫瘍常在性免疫細胞で増大する、欠失または破壊
    の中から選択される2つ以上の改変を含む、免疫刺激細菌。
  50. 改変a)、d)、およびf)を含むか、または改変c)およびd)を含む、請求項49に記載の免疫刺激細菌。
  51. 改変a)、c)、d)、e)、およびf)を含む、請求項49に記載の免疫刺激細菌。
  52. 改変a)、c)、d)、e)、f)、およびi)を含むか、または改変a)、d)、f)、およびi)を含むか、または改変c)、d)、およびi)を含むか、または改変f)およびi)を含むか、または改変a)~i)を含む、請求項49に記載の免疫刺激細菌。
  53. 改変a)、b)、d)、およびf)を含むか、または改変a)、b)、c)、およびd)を含む、請求項49に記載の免疫刺激細菌。
  54. lppAおよびlppBが欠失している、請求項26~53のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  55. 鞭毛を失っており、msbB/pagPであり、プラスミドが、共刺激分子、サイトカイン、STING経路アゴニスト、および免疫チェックポイント阻害剤抗体の中から選択される2種以上の治療用タンパク質の組合せをコードする、請求項26~54のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  56. 治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、細菌によるマクロファージの感染が、ヒトM2マクロファージをM1表現型マクロファージに変換する、免疫刺激細菌。
  57. 治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、
    免疫刺激細菌が、そのゲノムに改変を含み、それによって、細菌が、腫瘍常在性マクロファージに感染し、上皮細胞に感染せず、
    マクロファージにおける治療用産物の発現が、ヒトM2マクロファージをM1またはM1様の表現型に変換する、免疫刺激細菌。
  58. 治療用産物をコードするプラスミドを含み、マクロファージにおける治療用産物の発現が、ヒトM2マクロファージをM1またはM1様の表現型に変換する、請求項26~57のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  59. 治療用産物が、I型インターフェロン(IFN)の発現をもたらす細胞質内DNA/RNAセンサー経路の一部である、請求項26~58のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  60. I型IFNの発現が構成的である、請求項59に記載の免疫刺激細菌。
  61. 治療用産物が、細胞質内DNA/RNAセンサー経路の一部である治療用産物の機能獲得型(GOF)バリアントであり、GOFバリアント産物が、I型IFNの発現をもたらすのに、細胞質内核酸、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、または環状ジヌクレオチドを必要としない、請求項59または請求項60に記載の免疫刺激細菌。
  62. 治療用産物がバリアントSTINGタンパク質である、請求項26~61のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  63. 細菌による感染が、ヒトM2マクロファージをM1様のI型IFN産生細胞に変換する、請求項26~62のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  64. 鞭毛を失っており、野生型細菌が鞭毛を有し、免疫刺激細菌(the immunostimulatory bacteriaum)がpagP/msbBである、請求項26~63のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  65. 免疫刺激細菌がゲノム改変を含有し、それによって、細菌が鞭毛を失っており、L-アスパラギナーゼII(ansB)を産生しない、請求項26~64のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  66. 免疫刺激細菌がゲノム改変も有し、それによって、細菌がmsbBかつpagPである、請求項65に記載の免疫刺激細菌。
  67. 免疫刺激細菌がゲノムの改変を有し、それによって、ゲノムによって与えられる細菌表現型が、Δasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgDまたはΔasd/ΔFLG/ΔpagP/ΔansB/ΔcsgD/ΔmsbB/ΔpurIであり、プラスミドがアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素(asd)をコードしてもよい、請求項26~66のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  68. STINGポリペプチドをコードするプラスミドを含む、請求項26~67のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  69. STINGポリペプチドが、I型インターフェロンの発現増大または構成的発現をもたらすバリアントSTINGポリペプチドである、請求項68に記載の免疫刺激細菌。
  70. STINGポリペプチドが、タスマニアンデビルSTING由来のC末端テール(CTT)を含むヒトキメラSTINGポリペプチドである、請求項69に記載の免疫刺激細菌。
  71. STINGポリペプチドが、アラインメント用に配列番号305~309のいずれかを参照して、R284Gに対応する置換を含む、請求項69または請求項70に記載の免疫刺激細菌。
  72. 配列番号305~309のいずれかを参照して、N154Sに対応する置換をさらに含む、請求項71に記載の免疫刺激細菌。
  73. IL-12、IL-15、およびIL-21の1つまたは複数をコードするプラスミドを含む、請求項26~72のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  74. サルモネラ菌株である、請求項26~73のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  75. 治療用産物が抗がん治療薬である、請求項26~74のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  76. 細菌が、免疫刺激タンパク質である治療用産物をコードする、請求項26~75のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  77. 免疫刺激タンパク質が、インターフェロン遺伝子刺激因子(STING)タンパク質、改変されたSTINGタンパク質、サイトカイン、ケモカイン、または共刺激受容体もしくはリガンドである、請求項76に記載の免疫刺激細菌。
  78. 細菌がゲノム改変を含み、それによって、細菌が鞭毛を失っている、請求項26~77のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  79. 細菌がゲノム改変を含み、それによって、細菌がpagPまたはmsbB/pagPである、請求項26~78のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  80. 細菌がゲノム改変を含み、それによって、細菌が、アスパラギナーゼを発現しないか、もしくは分泌アスパラギナーゼの合成を活性化せず、かつ/または
    免疫刺激細菌のゲノムが、L-アスパラギナーゼIIをコードするansB遺伝子のすべてもしくは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、ansBであり、活性L-アスパラギナーゼIIを発現しない、
    請求項26~79のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  81. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムがcsgDのすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌がcsgDであり、curli線毛の合成を活性化しない、免疫刺激細菌。
  82. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが、L-アスパラギナーゼIIをコードするansB遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌がansBであり、活性L-アスパラギナーゼIIを発現しない、免疫刺激細菌。
  83. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが、L-アスパラギナーゼIIをコードするansB遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊、およびcsgD遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、ansBであり、活性L-アスパラギナーゼIIを発現せず、かつcsgDであり、curli線毛の合成を活性化しない、免疫刺激細菌。
  84. 鞭毛をコードする遺伝子または十分な部分のすべての欠失または破壊をさらに含み、それによって、細菌がフラゲリン(fliC/fljB)であり、鞭毛を産生せず、野生型細菌が鞭毛を有する、請求項26~83のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  85. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが、細菌のリポタンパク質をコードするlppAおよびlppB遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、リポタンパク質が産生されず、プラスミド上にコードされている治療用産物が抗がん治療薬である、免疫刺激細菌。
  86. 免疫刺激細菌のゲノムが、csgD遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によってさらに改変されており、それによって、細菌がcsgDであるか、またはゲノムに別または追加の改変を有し、それによって、バイオフィルム形成が損なわれている、請求項85に記載の免疫刺激細菌。
  87. 細菌のゲノムが、遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によってさらに改変されており、それによって、細菌がcsgD/msbB/pagPである、請求項82~86のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  88. 細菌がゲノムの改変を含み、それによって、細菌が鞭毛を失っている、請求項82、83、および85~87のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  89. ゲノム改変を含み、それによって、細菌が鞭毛を失っており、lppA/lppBであり、csgDであってもよいか、または鞭毛を失っており、ansBであり、csgDであってもよい、免疫刺激細菌。
  90. 細菌がプリンについて栄養要求性である、請求項26~89のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  91. 細菌がアデノシンについて栄養要求性である、請求項26~89のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  92. アデノシン、アデニン、およびATPについて栄養要求性である、請求項26~89のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  93. 細菌がpurIである、請求項26~92のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  94. 細菌がpagPである、請求項26~93のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  95. 細菌がasdである、請求項26~94のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  96. アスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素(asd)であり、細菌が、アスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素(asd)をコードする内在性遺伝子のすべてまたは一部の破壊または欠失によりasdであり、それによって、内在性asdが発現されない、請求項26~95のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  97. 細菌プロモーターの制御下に、プラスミド上にアスパラギン酸セミアルデヒド脱水素酵素(asd)をコードする、請求項26~96のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  98. 細菌がmsbBである、請求項26~97のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  99. ゲノム改変を含み、それによって、細菌が、asd、purI、msbB、フラゲリン、かつpagPであり、野生型細菌が鞭毛を有する、請求項26~98のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  100. asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン、かつpagPであり、野生型細菌が鞭毛を有する、請求項26~98のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  101. ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、かつpagPであり、野生型細菌が鞭毛を有する、請求項26~98のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  102. 細菌がフラゲリン(fliC/fljB)であり、野生型細菌が鞭毛を有する、請求項96~100のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  103. 細菌のゲノムが、lppAおよび/またはlppB遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌がlppAおよび/またはlppBであり、それによって、プラスミド上にコードされている治療用タンパク質の、腫瘍微小環境および/または腫瘍常在性マクロファージにおける発現が、完全なlppAおよび/またはlppBを有することを除いて同じ免疫刺激細菌と比較して、増大している、請求項26~102のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  104. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが、遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌が、ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン、かつpagPであり、野生型細菌が鞭毛を有する、免疫刺激細菌。
  105. 真核生物プロモーターの制御下にある、治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、免疫刺激細菌のゲノムが、遺伝子のすべてまたは十分な部分の欠失または破壊によって改変されており、それによって、細菌がansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリンであり、野生型細菌が鞭毛を有し、pagPである、免疫刺激細菌。
  106. 細菌がフラゲリン(fliC/fljB)である、請求項104または請求項105に記載の免疫刺激細菌。
  107. 細菌のゲノムがさらなる改変を含み、それによって、細菌が、ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、pagP、lppA、かつlppBである、請求項105または106に記載の免疫刺激細菌。
  108. 治療用産物が抗がん治療薬である、請求項26~107のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  109. 治療用産物をコードする核酸が、分泌シグナルをコードする核酸に作用可能に連結されており、それによって、発現されたときに、治療用産物が分泌される、請求項26~108のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  110. SPI-1侵入に関与する1つまたは複数の遺伝子またはオペロンが欠失または不活性化されており、それによって、免疫刺激細菌が上皮細胞に侵入しないか、または感染しない、請求項26~109のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  111. avrA、hilA、hilD、invA、invB、invC、invE、invF、invG、invH、invI、invJ、iacP、iagB、spaO、spaQ、spaR、spaS、orgA、orgB、orgC、prgH、prgI、prgJ、prgK、sicA、sicP、sipA、sipB、sipC、sipD、sirC、sopB、sopD、sopE、sopE2、sprB、およびsptPの1つまたは複数が欠失または不活性化されている、請求項110に記載の免疫刺激細菌。
  112. プラスミドが低コピー数または中程度コピー数で存在する、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  113. プラスミドが中程度~低コピー数複製開始点を含む、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  114. プラスミドが低コピー数複製開始点を含む、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  115. プラスミドが低コピー数で存在する、請求項26~111および114のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  116. プラスミドがコピー数150またはそれ未満で存在する、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  117. プラスミドがコピー数150超で存在する、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  118. プラスミドが高コピー数で存在する、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  119. プラスミドが、両端を含めた20と150の間であるか、150未満もしくは約150未満かつ20もしくは約20超であるか、または20と150の間のコピー数である、中程度コピー数で存在する、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  120. プラスミドのコピー数が150超である、請求項26~111のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  121. プラスミドのコピー数が150コピーもしくはそれ未満であるか、または150以下である、請求項116に記載の免疫刺激細菌。
  122. プラスミドが低コピー数で存在し、低コピー数が、25未満もしくは20未満、または約25未満もしくは約20コピー未満である、請求項26~115のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  123. 治療用産物が核酸またはタンパク質である、請求項26~122のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  124. 治療用産物がタンパク質である、請求項123に記載の免疫刺激細菌。
  125. プラスミドが2種以上の治療用産物をコードする、請求項26~124のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  126. プラスミド上にコードされている治療用産物が抗がん処置である、請求項26~125のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  127. 細菌が、サイトカイン、I型IFNを構成的に誘導するタンパク質、および共刺激受容体または分子の中から選択される2種以上の産物をコードする、請求項26~126のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  128. 共刺激分子が細胞質ドメインを失っているか、またはコードされている共刺激分子が、確実に、細胞内で正しい配向性で発現されるように、改変され切り詰められた細胞質ドメインを有するか、または切り詰められた細胞質ドメインを有し、それによって免疫抑制逆シグナル伝達が消滅もしくは低減している、請求項127に記載の免疫刺激細菌。
  129. 治療用産物の1つまたは複数をコードする核酸が、細菌またはプラスミドを含む細胞から治療用産物を分泌するためのシグナルをコードする核酸を含む、請求項26~128のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  130. プラスミド上で産物をコードしている核酸が、真核生物宿主によって認識される調節配列に作用可能に連結されている、請求項26~129のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  131. 免疫刺激細菌が2種以上の産物をコードし、各産物の発現が、個別のプロモーターの制御下にあるか、またはすべての発現が、単一プロモーターの制御下にあり、コードされている各治療用産物の別個の翻訳を引き起こすように、各産物が、2Aペプチドをコードする核酸によって分離されている、請求項26~130のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  132. 単一プロモーターの制御下で発現される治療用産物の個別の発現を引き起こすように、核酸がT2A、F2A、E2A、またはP2Aペプチドをコードする、請求項131に記載の免疫刺激細菌。
  133. 真核生物プロモーターがRNAポリメラーゼIIプロモーターまたはRNAポリメラーゼIIIプロモーターである、請求項26~132のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  134. プロモーターが、ウイルスプロモーターまたは哺乳動物RNAポリメラーゼIIプロモーターであるRNAポリメラーゼIIプロモーターである、請求項133に記載の免疫刺激細菌。
  135. プロモーターが、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、エプスタインバーウイルス(EBV)プロモーター、ヘルペスウイルスプロモーター、およびアデノウイルスプロモーターの中から選択されるウイルスプロモーターである、請求項134に記載の免疫刺激細菌。
  136. プラスミド上にコードされている治療用産物または異種タンパク質の1つまたは複数の発現を制御するプロモーターが、伸長因子1(EF-1)アルファプロモーター、またはMNDプロモーター、またはUBCプロモーター、またはPGKプロモーター、またはCAGプロモーターである、請求項26~134のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  137. プラスミド上にコードされている治療用産物または異種タンパク質の1つまたは複数の発現を制御するプロモーターが、EF-1アルファ、アデノウイルス2または5後期、CMV、SV40、MND、PGK、EIF4A1、CAG、またはCD68プロモーターである、請求項26~134のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  138. プラスミド上にコードされている治療用産物または異種タンパク質の1つまたは複数の発現を制御するプロモーターが、後期プロモーターであるウイルスプロモーターである、請求項26~134のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  139. プラスミドが、治療用産物の発現を制御する、SV40、hGH、BGH、MND、ニワトリβ-グロブリン、およびrbGlob(ウサギグロブリン)遺伝子の中から選択されるターミネーターおよび/またはプロモーターを含む調節配列を含む、請求項26~138のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  140. コードされている治療用産物が、プラスミドを含有する細胞から分泌するためのシグナル配列に作用可能に連結されている、請求項26~139のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  141. 治療用産物をコードするプラスミドが、エンハンサー、プロモーター、治療用産物または異種タンパク質をコードするオープンリーディングフレーム、およびポリAテールを含むコンストラクトを含む、請求項26~140のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  142. プラスミドが、エンハンサー、プロモーター、IRES、治療用産物または異種タンパク質をコードするオープンリーディングフレーム、およびポリAテールを含むコンストラクトを含む、請求項26~141のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  143. プラスミドが、エンハンサー、プロモーター、IRES、局在化配列、治療用産物をコードするオープンリーディングフレーム、およびポリAテールを含むコンストラクトを含む、請求項26~142のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  144. プラスミドが、プラスミド上の細菌プロモーターからのリードスルーを低減するように配置された細菌ターミネーターを含むコンストラクトを含む、請求項26~143のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  145. プラスミド上の真核生物プロモーターが、プラスミド上の細菌プロモーターとは反対方向を向いている、請求項26~144のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  146. 細菌プロモーターがasd遺伝子の発現を制御する、請求項145に記載の免疫刺激細菌。
  147. 治療用産物または異種タンパク質をコードするプラスミド上のコンストラクトがウッドチャック肝炎ウイルス(WHP)転写後調節エレメント(WPRE)またはB型肝炎ウイルス転写後調節エレメント(HPRE)を含む、請求項26~146のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  148. プラスミドが、I型インターフェロン(IFN)の発現をもたらす細胞質内DNA/RNAセンサー経路の一部であるか、またはそのバリアントである治療用産物をコードする核酸を含有する、請求項26~147のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  149. 無改変型の治療用産物が、細胞質内核酸、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、もしくは環状ジヌクレオチドを直接的もしくは間接的に感知するか、またはそれと相互作用して、I型IFNの発現を誘導し、バリアントタンパク質が、細胞質内核酸、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、または環状ジヌクレオチドを感知するか、またはそれと相互作用すること無しに、I型IFNの発現を誘導する、請求項148に記載の免疫刺激細菌。
  150. 治療用産物が、対象内で発現されたときに、I型IFNの構成的発現をもたらすバリアントである、請求項148に記載の免疫刺激細菌。
  151. 治療用産物が、I型IFNの発現をもたらすのに、細胞質内核酸、ヌクレオチド、ジヌクレオチド、または環状ジヌクレオチドを必要としない機能獲得型(GOF)バリアントである、請求項148に記載の免疫刺激細菌。
  152. 治療用産物が、STING、RIG-I、MDA-5、IRF-3、IRF-7、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF3、TRAF2、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX9、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、およびSNRNP200、ならびに活性を増大させるか、またはI型インターフェロン活性が増大するかもしくは構成的となるように活性を増大させるそのバリアントの中から選択される、請求項26~151のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  153. 治療用産物が、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF3、TRAF2、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX9、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、およびSNRNP200、ならびに活性を増大させるか、またはI型インターフェロン活性が増大するかもしくは構成的となるように活性を増大させるそのバリアントの中から選択される、請求項26~152のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  154. 治療用産物が、I型インターフェロン(IFN)の発現増大をもたらすか、またはI型IFNの構成的発現をもたらす活性増大を有するバリアントタンパク質である、請求項26~153のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  155. プラスミドが、ヒトでインターフェロン症を促進するか、または引き起こすタンパク質の機能獲得型の構成的に活性なバリアントをコードする、請求項26~154のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  156. 治療用産物が、STINGタンパク質中のリン酸化部位を無くし、それによって活性化B細胞の核因子カッパ-軽鎖エンハンサー(NF-κB)シグナル伝達を低減する突然変異を含むバリアントである、請求項62~80および148~155のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  157. I型IFNを誘導する治療用産物が、STING、RIG-I、IRF-3、もしくはMDA5、またはそのバリアントである、請求項148~156のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  158. I型IFNの発現を誘導する治療用産物が、活性増大または構成的活性を有するそのバリアントであり、
    治療用産物が、STING、RIG-I、IRF-3、もしくはMDA5、またはそのバリアントである、
    請求項148~157のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  159. 治療用産物が、I型IFNの発現増大をもたらす機能獲得型突然変異を含むSTING、RIG-I、IRF-3、またはMDA5のバリアントである、請求項148~158のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  160. 治療用産物が、STING、RIG-I、IRF-3、またはMDA5のバリアントであって、ウイルス感染の結果としてリン酸化される1つまたは複数のセリン(S)またはスレオニン(T)残基がアスパラギン酸(D)で置換されており、それによって、生じるバリアントが、I型IFNを構成的に誘導するリン酸化模倣体となっている、バリアントである、請求項148~159のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  161. 治療用産物が、アラインメント用に配列番号312を参照して、位置396、398、402、404、および405の残基で1つまたは複数の置換を有するIRF-3であり、
    前記残基がアスパラギン酸残基で置換されている、
    請求項148~160のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  162. IRF-3が、アラインメント用に配列番号312を参照して、S396D置換を含む、請求項161に記載の免疫刺激細菌。
  163. IRF-3が、アラインメント用に配列番号312を参照して、S396D/S398D/S402D/T404D/S405D置換を含む、請求項161に記載の免疫刺激細菌。
  164. 治療用産物が、STING、RIG-I、MDA-5、IRF-3、IRF-7、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF3、TRAF2、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX9、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、およびSNRNP200、ならびに活性を増大させるか、またはI型インターフェロン活性が増大するかもしくは構成的となるように活性を増大させるそのバリアントの中から選択される、請求項148~163のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  165. 細胞質内DNA/RNAを感知する治療用産物が、バリアントSTING、MDA5、RIG-I、またはIRF-3であり、
    無改変STINGが配列番号305~309のいずれかに記載の配列を有し、無改変MDA5が配列番号310に記載の配列を有し、無改変RIG-Iが配列番号311に記載の配列を有し、無改変IRF-3が配列番号312に記載の配列を有する、
    請求項148~164のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  166. 治療用産物が、STING、MDA5、IRF-3、およびRIG-Iの中から選択され、かつSTING、MDA5、IRF-3、またはRIG-Iを構成的に活性にする機能獲得型突然変異を含み、それによって、I型IFNの発現が構成的である、請求項148~165のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  167. 突然変異が、以下:
    a)STING中、アラインメント用に配列番号305~309を参照して、S102P、V147L、V147M、N154S、V155M、G166E、C206Y、G207E、S102P/F279L、F279L、R281Q、R284G、R284S、R284M、R284K、R284T、R197A、D205A、R310A、R293A、T294A、E296A、R197A/D205A、S272A/Q273A、R310A/E316A、E316A、E316N、E316Q、S272A、R293A/T294A/E296A、D231A、R232A、K236A、Q273A、S358A/E360A/S366A、D231A/R232A/K236A/R238A、S358A、E360A、S366A、R238A、R375A、N154S/R284G、およびS324A/S326Aから選択される1つまたは複数;
    b)MDA5中、アラインメント用に配列番号310を参照して、T331I、T331R、A489T、R822Q、G821S、A946T、R337G、D393V、G495R、R720Q、R779H、R779C、L372F、およびA452Tの1つまたは複数;
    c)RIG-I中、アラインメント用に配列番号311を参照して、E373AおよびC268Fの一方または両方;ならびに
    d)IRF-3中、アラインメント用に配列番号312を参照して、S396D
    のように選択される、請求項165または請求項166に記載の免疫刺激細菌。
  168. 治療用産物が、アラインメント用に配列番号305~309のいずれかを参照して、S102P、V147L、V147M、N154S、V155M、G166E、C206Y、G207E、S102P/F279L、F279L、R281Q、R284G、R284S、R284M、R284K、R284T、R197A、D205A、R310A、R293A、T294A、E296A、R197A/D205A、S272A/Q273A、R310A/E316A、E316A、E316N、E316Q、S272A、R293A/T294A/E296A、D231A、R232A、K236A、Q273A、S358A/E360A/S366A、D231A/R232A/K236A/R238A、S358A、E360A、S366A、R238A、R375A、S324A/S326A、およびN154S/R284G、ならびにその保存的置換の中から選択される1つまたは複数のアミノ酸置換を含有するバリアントSTINGである、請求項148~167のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  169. 治療用タンパク質が、I型IFNの発現を増大させるか、または誘導し、
    I型IFNがインターフェロンαまたはインターフェロンβである、
    請求項26~168のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  170. SPI-1侵入またはSPI-1非依存性侵入に関与する1つまたは複数の遺伝子またはオペロンが欠失、破壊、または不活性化されており、それによって、免疫刺激細菌が上皮細胞に侵入しないか、もしくは感染しないか、または上皮細胞に侵入するか、もしくは感染する能力が低減している、請求項26~169のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  171. avrA、hilA、hilD、invA、invB、invC、invE、invF、invG、invH、invI、invJ、iacP、iagB、spaO、spaP、spaQ、spaR、spaS、orgA、orgB、orgC、prgH、prgI、prgJ、prgK、sicA、sicP、sipA、sipB、sipC、sipD、sirC、sopB、sopD、sopE、sopE2、sprB、およびsptPの1つまたは複数が欠失、破壊、または不活性化されている、請求項170に記載の免疫刺激細菌。
  172. 1つまたは複数の遺伝子がpagN、hlyE、pefI、srgD、srgA、srgB、およびsrgCの中から選択される、請求項171に記載の免疫刺激細菌。
  173. SPI-2複合体内のタンパク質をコードする遺伝子の欠失または破壊を有する、請求項26~172のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  174. プラスミドが、腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質をコードする、請求項26~173のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  175. 腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質が、IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-18、IL-21、IL-23、IL-36γ、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、CCL3、CCl4、CCL5、T細胞の動員および/または持続に関与しているか、またはそれを引き起こすか、もしくは増強するタンパク質、CD40、CD40リガンド(CD40L)、CD28、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、免疫抑制逆シグナル伝達を無くすように、欠失しているか、もしくは切り詰められているか、または別途に改変されている細胞質ドメインを有する4-1BBl、B7-CD28ファミリーのメンバー、CD47アンタゴニスト、抗IL6抗体またはIL-6結合性デコイ受容体、TGFベータポリペプチドアンタゴニスト、ならびに腫瘍壊死因子レセプター(TNFR)スーパーファミリーのメンバーの1つまたは複数の中から選択される、請求項174に記載の免疫刺激細菌。
  176. プラスミドが、配列番号390、配列番号391、または配列番号392にその配列が記載されている改変4-1BBLをコードする、請求項174または請求項175に記載の免疫刺激細菌。
  177. 共刺激タンパク質の精製または発現を容易にするように、共刺激タンパク質に連結されているタグをさらに含む、請求項175または請求項176に記載の免疫刺激細菌。
  178. タグが、配列番号392の残基2~11として示されている配列EQKLISEEDLを含むc-mycタグである、請求項177に記載の免疫刺激細菌。
  179. プラスミドが、4-1BBLポリペプチドおよび少なくとも1種の追加の治療用タンパク質をコードする、請求項174~178のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  180. 追加の治療用タンパク質がIL-15Rα-IL-15scもしくはIL-12、またはIL-15Rα-IL-15scおよびIL-12である、請求項179に記載の免疫刺激細菌。
  181. 単一プロモーターの制御下にある多シストロン性核酸中にコードされている、1-4BBLポリペプチドおよび1種または複数の追加の治療用ポリペプチドを含み、1-4BBLポリペプチドがポリシストロンの第1のポリペプチドである、請求項174~180のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  182. 免疫刺激タンパク質が、細胞質ドメイン内で切り詰められていてもよいか、または抗原提示細胞(APC)上に発現するための、細胞質ドメインを失っていて、免疫抑制逆シグナル伝達を消滅させている、CD40、CD40リガンド(CD40L)、CD28、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BBおよび4-1BBリガンド(4-1BBL)の中から選択される共刺激分子であり、
    切り詰められた遺伝子産物が、共刺激受容体エンゲージメントを介してT細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの切り詰めまたは欠失により、抗原提示細胞(APC)に逆調節シグナル伝達できない、
    請求項174~181のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  183. コードされている産物が、STINGタンパク質、改変されたSTINGタンパク質、キメラSTINGタンパク質、抗CTLA-4抗体、IL-15、4-1BBLおよびその改変型もしくは切り詰め型、TGFベータ受容体デコイもしくはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、およびIL-21、ならびに/または
    IL-12、もしくはIL-15、もしくはIL12p70、もしくはIL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体の1つもしくは複数;
    サイトカインおよびSTING経路アゴニスト;
    サイトカイン、STING経路アゴニスト、および共刺激分子もしくは免疫チェックポイント阻害剤のいずれか;
    サイトカイン、STING経路アゴニスト、およびTGFベータ受容体デコイもしくはポリペプチドアンタゴニスト;ならびに/または
    サイトカイン、STING経路アゴニスト、TGFベータ受容体デコイまたはポリペプチドアンタゴニスト、および共刺激分子もしくは免疫チェックポイント阻害剤
    の任意のもののうちの1つまたは複数を含む、請求項26~182のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  184. プラスミドが、腫瘍細胞アポトーシスを誘導するか、または腫瘍細胞に対して細胞毒性である産物をコードする核酸を含む、請求項26~183のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  185. 産物が核酸であり、
    産物をコードしている核酸が、分泌シグナルをコードする核酸を含み、それによって、産物が分泌される、
    請求項184に記載の免疫刺激細菌。
  186. 産物がアポトーシスを誘導する、請求項183または請求項184に記載の免疫刺激細菌。
  187. アポトーシスを誘導する産物がアズリンである、請求項186に記載の免疫刺激細菌。
  188. プラスミドが、腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質をコードし、免疫刺激タンパク質がサイトカインまたはケモカインである、請求項174~187のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  189. プラスミドが、共刺激分子またはその細胞質ドメイン欠失型もしくは切り詰め型もしくは別途の改変型である、腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質をコードする、請求項174~188のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  190. 腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質が、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、およびOX40L、およびその細胞質ドメイン欠失型もしくは切り詰め型もしくは切り詰めかつ改変型の中から選択され、タンパク質が細胞で発現されたときに、改変が正しい配向性を促進し、細胞質の欠失、切り詰め、および/または改変が免疫抑制逆シグナル伝達を無くすか、または低減させる、請求項189に記載の免疫刺激細菌。
  191. プラスミドが、TGFベータポリペプチドアンタゴニストである治療用産物をコードする、請求項26~190のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  192. TGFベータポリペプチドアンタゴニストが、抗TGFベータ抗体またはその断片、抗TGFベータ受容体抗体またはその断片、可溶性TGFベータアンタゴニストポリペプチド、およびTGFベータ結合性デコイ受容体の中から選択される、請求項191に記載の免疫刺激細菌。
  193. TGFベータポリペプチドアンタゴニストをコードする核酸が、コードされているポリペプチドを分泌するためのシグナル配列をコードする核酸を含む、請求項191または請求項192に記載の免疫刺激細菌。
  194. 治療用産物が抗体またはその抗原結合性断片である、請求項26~193のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  195. 抗体またはその抗原結合性断片が、Fab、Fab’、F(ab’)、単鎖Fv(scFv)、Fv、dsFv、ナノボディ、ダイアボディ断片、単鎖抗体、およびscFv-Fc2本鎖抗体の中から選択される抗原結合性断片である、請求項194に記載の免疫刺激細菌。
  196. 抗体がscFVである、請求項195に記載の免疫刺激細菌。
  197. 抗体がFcを含み、それによって、生じる抗体が2本鎖を含む、請求項195または請求項196に記載の免疫刺激細菌。
  198. 抗体が、可変軽鎖、リンカー、可変重鎖、およびIgG Fcをコードする核酸を含む核酸によってコードされており、それによって、コードされている抗体がscFv-Fcである、請求項195~197のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  199. 抗体が抗CTLA-4抗体である、請求項195~198のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  200. 抗体またはその抗原結合性断片が、ヒト化されているか、ヒトのものである、請求項194~199のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  201. 抗体またはその抗原結合性断片が、PD-1、PD-L1、CTLA-4、VEGF、VEGFR2、またはIL-6のアンタゴニストである、請求項194~200のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  202. プラスミドが、
    a)腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質;
    b)I型インターフェロン(IFN)の発現をもたらす細胞質内DNA/RNAセンサー経路の一部であるタンパク質、またはI型IFNの発現を増やす活性増大を有するそのバリアント、またはI型IFNの構成的発現をもたらすそのバリアントの1つまたは複数;および
    c)抗がん抗体またはその抗原結合性部分
    の中から選択される2種以上の治療用産物をコードする、請求項26~201のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  203. 免疫刺激タンパク質が、細胞質ドメインまたは抗原提示細胞(APC)上での発現に十分なその部分を失っている共刺激分子であり、それによって、切り詰められた共刺激分子が、共刺激受容体エンゲージメントを介してT細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、抗原提示細胞(APC)に逆調節シグナル伝達できない、請求項202に記載の免疫刺激細菌。
  204. 単一プロモーターの制御下で、2種以上の治療用産物をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、
    治療用産物が、
    a)腫瘍微小環境における抗腫瘍免疫応答を与えるか、またはそれに貢献する免疫刺激タンパク質;
    b)I型インターフェロン(IFN)の発現をもたらす細胞質内DNA/RNAセンサー経路の一部であるタンパク質、またはI型IFNの発現を増やす活性増大を有するそのバリアント、またはI型IFNの構成的発現をもたらすそのバリアントの1つまたは複数;および
    c)抗がん抗体またはその抗原結合性部分
    の中から選択され、
    コードしている核酸がIRES配列または2Aペプチドによって分離されており、各産物をコードしている各核酸が、シグナル配列をコードする核酸に作用可能に連結されていてもよく、それによって、コードされているmRNAの翻訳の際に、各産物が、細菌および/またはプラスミドを含む細胞から個別に発現および分泌される、免疫刺激細菌。
  205. 免疫刺激タンパク質が、細胞質ドメインまたは抗原提示細胞(APC)上での発現に十分なその部分を失っている共刺激分子であり、それによって、切り詰められた共刺激分子が、共刺激受容体エンゲージメントを介してT細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、抗原提示細胞(APC)に逆調節シグナル伝達できない、請求項204に記載の免疫刺激細菌。
  206. プラスミドが、サイトカイン、I型IFNを構成的に誘導するタンパク質、共刺激分子、および抗がん抗体またはその抗原結合性部分の中から選択される少なくとも2種の治療用産物をコードする、請求項26~205のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  207. プラスミドが、単一プロモーターの制御下で2種以上の治療用産物をコードし、
    産物の少なくとも2つまたは全てをコードする核酸の発現が、単一のプロモーターの制御下にあり、各産物をコードする核酸が、2Aペプチドをコードする核酸によって分離されており、それによって、翻訳の際に、各産物が個別に発現される、
    請求項26~206のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  208. 治療用産物の1つまたは複数をコードする核酸が、発現された産物の分泌を指示する配列をコードする核酸に作用可能に連結されている、請求項202~207のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  209. 治療用産物が、細胞質ドメイン欠失もしくは切り詰めまたは抗原提示細胞(APC)上での発現に関する他の改変を有する共刺激分子であり、
    切り詰められた遺伝子産物が、共刺激受容体エンゲージメントを介してT細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメイン欠失、切り詰め、または他の改変によりAPCに逆調節シグナル伝達できない、
    請求項26~208のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  210. 細胞質ドメインが欠失しているか、または切り詰められているか、または別段に改変されている共刺激分子が、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、またはOX40L、および細胞内で発現されるときに、タンパク質の正しい配向性を増大させるバリアントである、請求項209に記載の免疫刺激細菌。
  211. 2種以上の治療用産物をコードし、少なくとも1つの産物がa)から選択され、少なくとも1つがb)から選択され、
    a)が、IL-2、IL-7、IL-12p70(IL-12p40+IL-12p35)、IL-15、IL-23、IL-36ガンマ、IL-2Raへの結合が減弱しているIL-2、IL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体、IL-18、IL-2Raに結合しないように改変されているIL-2、CXCL9、CXCL10、CXCL11、インターフェロンα、インターフェロンβ、CCL3、CCl4、CCL5、T細胞の動員/持続に関与するか、もしくはそれを引き起こすか、もしくは増強するタンパク質、CD40、CD40リガンド(CD40L)、OX40、OX40リガンド(OX40L)、4-1BB、4-1BBリガンド(4-1BBL)、B7-CD28ファミリーのメンバー、TGFベータポリペプチドアンタゴニスト、または腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリーのメンバーであり、
    b)が、STING、RIG-I、MDA-5、IRF-3、IRF-5、IRF-7、TRIM56、RIP1、Sec5、TRAF3、TRAF2、TRAF6、STAT1、LGP2、DDX3、DHX9、DDX1、DDX9、DDX21、DHX15、DHX33、DHX36、DDX60、またはSNRNP200である、
    請求項26~210のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  212. TGFベータ阻害抗体またはその抗原結合性断片、TGFベータ結合性デコイ受容体、抗IL6抗体またはその抗原結合性断片、およびIL-6結合性デコイ受容体の1つまたは複数をコードするか、またはさらにコードする、請求項26~211のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  213. 治療用産物の以下の組合せ:
    IL-2およびIL-12p70;
    IL-2およびIL-21;
    IL-2、IL-12p70、およびSTING機能獲得型(GOF)バリアント;
    IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、およびΔcytが細胞質ドメインの欠失である4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15RαおよびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15RαおよびIL-12p70;
    IL-15/IL-15RαおよびIL-21;
    IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびIL-21;
    IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびIL-18;
    IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニストおよびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニストおよびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-18;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)、
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニストおよびIL-12p70;CD40アゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびに
    CD40アゴニストおよびSTING GOFバリアント
    の1つまたは複数をコードし、
    4-1BBLが、細胞質ドメインの欠失を有する4-1BBL、改変された細胞質ドメインを有する4-1BBL、切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL、または切り詰められ改変された細胞質ドメインを有する4-1BBLであり、
    抗CTLA-4抗体がscFvまたはscFv-Fcである、
    請求項26~212のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  214. 以下の組合せ:
    抗CTLA-4抗体およびSTING、
    IL-15およびSTING、
    4-1BBLおよびSTING、
    TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTING、
    IL-12およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、およびSTING、
    4-1BBL、IL-15、およびSTING、
    TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-15、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、およびSTING、
    4-1BBL、IL-12、およびSTING、
    TGFベータデコイ受容体またはアンタゴニストポリペプチド、IL-12、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTING、
    4-1BBL、およびIL-15、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、およびIL-12、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTING、
    4-1BBL、およびIL-12、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、およびSTING、
    4-1BBL、IL-12、IL-15、およびSTING、
    TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、IL-15、およびSTING、
    TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、IL-12、IL-15、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTING、
    4-1BBL、IL-12、IL-21、TGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-15、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBL、IL-12、IL-21、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-12、IL-15、およびSTING、
    IL-15、IL-21、およびSTING、
    IL-12、IL-21、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、IL-21、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体、IL-12、IL-21、およびSTING、
    4-1BBL、IL-15、IL-21、およびSTING、
    4-1BBL、IL-12、IL-21、およびSTING、
    抗CTLA-4抗体およびIL-15、
    抗CTLA-4抗体、IL-15、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBLおよびIL-15、
    4-1BBL、IL-15、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    抗CTLA-4抗体およびIL-12、
    抗CTLA-4抗体、およびIL-12、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBLおよびIL-12、
    4-1BBL、IL-12、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    抗CTLA-4抗体、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    4-1BBLおよびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-15およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-12およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、
    IL-12、IL-15、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト、およびIL-15、およびIL-21、およびTGFベータデコイ受容体またはポリペプチドアンタゴニスト
    の中から選択される治療用産物の組合せをコードする核酸を含み、
    IL-15がIL-15またはIL-15/IL-15Rアルファ鎖複合体であり、
    STINGがSTINGポリペプチド、またはバリアントSTINGポリペプチド、またはキメラSTINGポリペプチド、またはアミノ酸置換を有するキメラSTINGであり、
    TGFベータが可溶性TGFベータデコイまたはTGFベータアンタゴニストであり、
    4-1BBLが、細胞質ドメインの欠失を有する4-1BBL、改変された細胞質ドメインを有する4-1BBL、切り詰められた細胞質ドメインを有する4-1BBL、または切り詰められ改変された細胞質ドメインを有する4-1BBLであり、
    抗CTLA-4抗体がscFvまたはscFv-Fcである、
    請求項26~213のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  215. TGFベータデコイがFc融合を含むか、または抗TGF抗体もしくはその抗原結合性断片である、請求項214に記載の免疫刺激細菌。
  216. 4-1BBLが、完全長であるか、またはSer5および/もしくはSer8にアミノ酸置換を有し、それによって免疫抑制逆シグナル伝達が低減されているか、もしくは無くなっている完全長であるか、または細胞質ドメイン欠失もしくは免疫抑制逆シグナル伝達を無くすか、もしくは低減する細胞質ドメイン切り詰めを有する1-4BBLであるか、または切り詰められた細胞質ドメイン中にアミノ酸置換を有し、それによって、細胞で発現されたときに、4-1BBLが正しい配向性である4-1BBLである、請求項214または請求項215に記載の免疫刺激細菌。
  217. STINGポリペプチドがR284G置換を含むか、またはN154S/R284G置換を含むか、またはタスマニアンデビル由来のCTTを有するキメラヒトSTINGポリペプチドであるか、もしくはタスマニアンデビル由来のCTTと、全て配列番号305~309をアラインメント用に参照してR284Gに対応する置換もしくはN154S/R284Gに対応する置換を有するキメラヒトSTINGポリペプチドであるキメラSTINGポリペプチドである、請求項214~216のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  218. STING機能獲得型(GOF)バリアントが、請求項167または請求項168に記載のいずれかの中から選択される、請求項213~215のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  219. 治療用産物の以下の組合せ:
    IL-2およびIL-12p70;
    IL-2およびIL-21;
    IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    Δcytが細胞質ドメインの欠失である、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15RαおよびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15RαおよびIL-12p70;
    IL-15/IL-15RαおよびIL-21;
    IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびIL-21;
    IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    IL-12p70およびIL-18;
    IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体、IL-2、およびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体、IL-2、およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)、
    TGF-βデコイ受容体、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびIL-21;
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体およびIL-12p70;
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、およびIL-18;
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    TGF-βデコイ受容体、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    TGF-βデコイ受容体およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-21;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体およびIL-12p70;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、およびIL-18;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    抗CTLA-4抗体、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    抗CTLA-4抗体およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-2、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む)、
    CD40アゴニスト、IL-2、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-15/IL-15Rα、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-21;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-21、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニストおよびIL-12p70;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);
    CD40アゴニスト、IL-12p70、およびIL-18;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、およびSTING GOFバリアント;
    CD40アゴニスト、IL-12p70、IL-18、STING GOFバリアント、および4-1BBL(4-1BBLΔcytを含む);ならびに
    CD40アゴニストおよびSTING GOFバリアント
    の1つまたは複数をコードする免疫刺激細菌または細胞。
  220. STING GOFバリアントが、請求項167または請求項168に記載のいずれかの中から選択される、請求項219に記載の免疫刺激細菌または細胞。
  221. コードされている治療用産物がFcドメインを含む、請求項26~220のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  222. コードされている治療用産物がB7タンパク質膜貫通ドメインを含む、請求項26~221のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  223. コードされている治療用産物がGPIアンカーで固定されている、請求項26~222のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  224. コードされている治療用産物が、ヒト血清アルブミン、またはコードされている産物の血清中半減期を増大させるその誘導体を含む、請求項26~223のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  225. コードされている治療用産物がコラーゲンとの融合体を含む、請求項(clams)26~224のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  226. 細菌がグラム陰性細菌である、請求項26~225のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  227. 細菌が、サルモネラ属、シゲラ属、大腸菌、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacteriae)、リケッチア属、ビブリオ属、リステリア属、クレブシエラ属、ボルデテラ属、ナイセリア属、エロモナス属、フランシセラ属、コレラ、コリネバクテリウム属、シトロバクター属、クラミジア属、ヘモフィルス属、ブルセラ菌、マイコバクテリウム属、マイコプラズマ属、レジオネラ属、ロドコッカス属、シュードモナス属、ヘリコバクター属、バチルス属、もしくはエリシペロスリクス属の菌株、または先行リストの細菌株のいずれかのその弱毒化株もしくはその改変株である、
    請求項26~226のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  228. 細菌が、リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsiae)、発疹チフスリケッチア、リケッチア・ツツガムシ(Rickettsia tsutsugamuchi)、発疹熱リケッチア、リケッチア・シビリカ、ボルデテラ・ブロンキセプチカ、ナイセリア・メニンギティディス、ナイセリア・ゴノレー、エロモナス・ユークレノフィラ、エロモナス・サルモニシダ、フランシセラ・ツラレンシス、ヒツジ偽結核菌、シトロバクター・フロインデイ、クラミジア・ニューモニエ、ヘモフィルス・ソムナス、ブルセラ・アボルタス、マイコバクテリウム・イントラセルラーレ、レジオネラ・ニューモフィラ、ロドコッカス・エクイ、シュードモナス・エルジノーサ、ヘリコバクター・ムステラエ、ビブリオ・コレラエ、バチルス・スブチリス、ブタ丹毒菌、エルシニア・エンテロコリチカ、ロシャリメア・クインターナ、またはアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumerfacium)である、請求項26~226のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  229. 弱毒化細菌であるか、またはグラム陰性細菌である、請求項26~228のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  230. サルモネラ属の菌株である、請求項26~229のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  231. ネズミチフス菌株である、請求項230に記載の免疫刺激細菌。
  232. 無改変サルモネラ属が野生型株である、請求項230または請求項231に記載の免疫刺激細菌。
  233. 無改変サルモネラ菌株が弱毒化されている、請求項230または請求項231に記載の免疫刺激細菌。
  234. 免疫刺激細菌がAST-100株(VNP20009またはYS1646)またはATCC14028株またはATCC14028株の特定する特徴の全てを有する株に由来する、請求項26~233のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  235. ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、かつpagPである、請求項227~233のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  236. 細菌が補体殺傷耐性(rck)遺伝子をコードし、発現する、請求項26~235のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  237. rck遺伝子がサルモネラ属rck遺伝子である、請求項236に記載の免疫刺激細菌。
  238. 治療用量で静脈内投与されたときに、血清IL-6、血清TNFアルファ、および血清IL-10の誘導が、処置7日後に測定したときに、それぞれ150pg/ml未満である、請求項26~237のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  239. 治療用量で静脈内投与されたときに、血清IL-6、血清TNFアルファ、および血清IL-10の誘導が、処置7日後に測定したときに、それぞれ150pg/ml未満である、免疫刺激細菌。
  240. 用量が1×10CFU(コロニー形成単位)である、請求項238または請求項239に記載の免疫刺激細菌。
  241. 用量が1×10CFU~1×10CFUである、請求項238または請求項239に記載の免疫刺激細菌。
  242. 治療用産物をコードし、補体殺傷耐性(rck)遺伝子をコードし、発現するように改変されているプラスミドを含み、野生型細菌がrckをコードしない、免疫刺激細菌。
  243. 大腸菌株である、請求項242に記載の免疫刺激細菌。
  244. 抗原提示細胞(APC)上に発現するための、完全または部分的な細胞質ドメイン欠失を有する切り詰められた共刺激分子をコードするデリバリー媒体であって、切り詰められた遺伝子産物が、共刺激受容体エンゲージメントを介して、T細胞に構成的に免疫刺激シグナル伝達でき、細胞質ドメインの欠失により、APCに逆調節シグナル伝達できない、デリバリー媒体。
  245. 共刺激分子が、4-1BBL、CD80、CD86、CD27L、B7RP1、またはOX40L、または細胞質ドメインの欠失もしくは切り詰めおよび/もしくは細胞で発現されたときにタンパク質の適切な配向性を与える突然変異を有するそのバリアントである、請求項244に記載のデリバリー媒体。
  246. 免疫刺激細菌、エキソソーム、ナノ粒子、腫瘍溶解性ウイルス、または細胞である、請求項244または請求項245に記載のデリバリー媒体。
  247. 細胞である、請求項244~246のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  248. 細胞が幹細胞である、請求項247に記載のデリバリー媒体。
  249. 幹細胞が間葉系幹細胞(MSC)である、請求項248に記載のデリバリー媒体。
  250. MSCが、免疫調節性サイトカインの組合せを発現するように遺伝子改変されている、請求項249に記載のデリバリー媒体。
  251. サイトカインがインターロイキン12(IL-12)およびインターロイキン21(IL-21)である、請求項250に記載のデリバリー媒体。
  252. 請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体を含む単離された細胞。
  253. 請求項26~243のいずれかに記載の免疫刺激細菌を含む単離された細胞。
  254. 免疫細胞、幹細胞、腫瘍細胞、または初代細胞系である、請求項252または請求項253に記載の細胞。
  255. 造血細胞である、請求項254に記載の細胞。
  256. T細胞である、請求項255に記載の細胞。
  257. デリバリー媒体または免疫刺激細菌で細胞を感染させることによってエクスビボで産生される、請求項252~256のいずれかに記載の細胞。
  258. 胚起源でない幹細胞である、請求項252~254のいずれかに記載の細胞。
  259. 細胞が幹細胞である、請求項252~254のいずれかに記載の細胞。
  260. 幹細胞が間葉系幹細胞(MSC)である、請求項259に記載の細胞。
  261. MSCが、免疫調節性サイトカインの組合せを発現するように遺伝子改変されている、請求項260に記載の細胞。
  262. サイトカインがインターロイキン12(IL-12)およびインターロイキン21(IL-21)である、請求項261に記載の細胞。
  263. 薬学的に許容される媒体中に、請求項26~243のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項252~262のいずれかに記載の細胞を含む医薬組成物。
  264. 薬学的に許容される媒体中に請求項84の免疫刺激細菌を含む医薬組成物。
  265. 無希釈の投与用に製剤化されている、請求項263または請求項264に記載の医薬組成物。
  266. 全身投与用に製剤化されている、請求項263~265のいずれかに記載の医薬組成物。
  267. 非経口投与用に製剤化されている、請求項263~266のいずれかに記載の医薬組成物。
  268. 静脈内投与用に製剤化されている、請求項267に記載の医薬組成物。
  269. 腫瘍内投与用に製剤化されている、請求項267に記載の医薬組成物。
  270. 腹腔内投与用に製剤化されている、請求項267に記載の医薬組成物。
  271. 経口投与用に製剤化されている、請求項266に記載の医薬組成物。
  272. 対象内に固形腫瘍または血液系腫瘍を含むがんの処置の方法であって、請求項26~243のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項252~262のいずれかに記載の細胞または請求項263~271のいずれかに記載の医薬組成物を投与することを含む、方法。
  273. 対象内に固形腫瘍または血液系腫瘍を含むがんの処置のための、請求項26~244のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項252~262のいずれかに記載の細胞、または請求項263~271のいずれかに記載の医薬組成物の使用。
  274. 対象内に固形腫瘍または血液系腫瘍を含むがんの処置のための使用のための請求項26~244のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項252~262のいずれかに記載の細胞、または請求項263~271のいずれかに記載の医薬組成物。
  275. 対象がヒトである、請求項272~274のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  276. がんが固形腫瘍を含む、請求項272~275のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  277. がんが血液系腫瘍を含む、請求項272~275のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  278. 処置が、第2の抗がん剤または処置が投与される併用療法を含む、請求項272~277のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  279. 第2の抗がん剤または処置が、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物の前に、またはそれと同時に、またはその後に、またはそれと間欠的に投与される、請求項278に記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  280. 第2の抗がん剤または処置が免疫治療である、請求項278または請求項279に記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  281. 免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物の投与が非経口投与である、請求項272~280のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  282. 免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物の投与が経口投与または直腸投与であるか、または肺へのエアロゾルによるか、または腫瘍内投与である、請求項272~280のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  283. 免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物の投与が、静脈内投与、筋内投与、または皮下投与である、請求項272~280のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  284. がんが、白血病;リンパ腫;胃がん;ならびに乳房、心臓、肺、小腸、結腸、脾臓、腎臓、膀胱、頭頸部、結腸直腸、卵巣、前立腺、脳、膵臓、皮膚、骨、骨髄、血液、胸腺、子宮、睾丸、子宮頸部、および肝臓のがんの中から選択される、請求項272~283のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  285. 免疫治療が、抗PD-1もしくは抗PD-L1もしくは抗CTLA-4抗体、またはその抗原結合性部分もしくは抗原結合型の投与を含む、請求項280に記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  286. 免疫刺激細菌が、サルモネラ属、シゲラ属、リステリア属、または大腸菌種である、請求項272~285のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  287. 免疫刺激細菌がサルモネラ属種である、請求項272~286のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  288. 免疫刺激細菌がネズミチフス菌株である、請求項272~287のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  289. 免疫刺激細菌の投与が腹腔内投与または腫瘍内投与による、請求項272~288のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  290. 対象が転移性がんを有する、請求項272~289のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  291. 第2の抗がん処置を投与することを含み、第2の処置が、抗PD-1、抗CTLA-4、抗PD-L1、抗IL-6、抗シグレック15、抗VEGF、抗CD73、および抗CD38抗体、またはその抗原結合性部分もしくは抗原結合型の中から選択される、請求項272~290のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  292. 第2の抗がん処置またはさらなる抗がん処置を投与することを含み、第2の処置またはさらなる処置が、ポリ(ADPリボース)ポリメラーゼ(PARP)阻害剤、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤、化学療法剤、抗EGFR抗体、CAR-T細胞、抗Her2抗体、抗メソテリン抗体、および抗B細胞成熟抗原(BCMA)抗体の中から選択される、請求項272~291のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  293. 免疫刺激細菌がansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、かつpagPである、請求項272~292のいずれかに記載の方法、使用、免疫刺激細菌、デリバリー媒体、細胞、または医薬組成物。
  294. 請求項26~243のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項252~262のいずれかに記載の細胞、または請求項263~271のいずれかに記載の医薬組成物で処置するための対象を選択する方法であって、
    対象から生体試料を得ること、および
    免疫排除または免疫砂漠腫瘍表現型を示す1または複数のバイオマーカーを検出すること
    を含む方法。
  295. バイオマーカーが、
    腫瘍微小環境内へのT細胞または腫瘍浸潤リンパ球(TIL)浸潤を示す試験;
    腫瘍および腫瘍コアの浸潤辺縁部へのT細胞またはTILの限定を測定するバイオマーカー;
    TILのレベル;
    CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL5、CXCL8、THBS1、IL-6、CSF-3、IL-1ベータ、CCL2、CCL3、またはCCL7を示すアデノシンシグネチャー(Nanostring);
    CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL8、IL-6、またはPTGS2を示す骨髄シグネチャー(Nanostring);および
    CD3、CD8、CD73、CD39、TNAP(組織非特異性アルカリホスファターゼ)、CD38、CD45、CD68、PD-L1、およびFoxP3の1つまたは複数のレベル
    の中から選択される、請求項294に記載の方法。
  296. 請求項26~243のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項252~262のいずれかに記載の細胞、または請求項263~271のいずれかに記載の医薬組成物による療法をモニターする方法であって、
    対象から生体試料を得ること、およびバイオマーカーのレベルの変化を検出することを含み、
    抗がん表現型を示すバイオマーカーの増大が、処置が有効なことを示し、
    バイオマーカーが、サイトカイン応答、I型インターフェロンの活性化、またはII型インターフェロンの活性化を示す任意のものである、方法。
  297. バイオマーカーが、CXCL10/IP-10、CXCL9、インターフェロンアルファ、インターフェロンベータ、炎症促進性血清サイトカインIL-6、TNF-α、MCP-1、またはCCL2、およびIL-18結合タンパク質の1つまたは複数のレベルの中から選択され、
    バイオマーカーの1つまたは複数のレベルの増大が、処置が有効なことを示す、
    請求項296に記載の方法。
  298. 生体試料が腫瘍生検または体液の試料である、請求項294~297のいずれかに記載の方法。
  299. 請求項26~243のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項244~251のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項252~262のいずれかに記載の細胞、または請求項263~271のいずれかに記載の医薬組成物を投与することをさらに含む、請求項294~298のいずれかに記載の方法。
  300. 非ヒト種由来の改変されたインターフェロン遺伝子刺激因子(STING)タンパク質であって、非ヒトSTINGが、ヒトSTINGと比較して低いNF-κBシグナル伝達活性を有し、ヒトSTINGと比較して高いI型インターフェロン(IFN)経路シグナル伝達活性を有してもよいものであり、
    非ヒトSTINGタンパク質が改変されて、その活性が増大するか、または細胞質内核酸の非存在下に構成的に作用するような突然変異を含み、
    突然変異がアミノ酸の挿入、欠失、および/または置換であり、
    STINGタンパク質が、TRAF6結合部位の欠失または破壊を有してもよい、
    改変されたSTINGタンパク質。
  301. 非ヒト種由来の改変されたインターフェロン遺伝子刺激因子(STING)タンパク質、またはキメラヒトSTINGタンパク質およびその改変体であって、コードされているSTINGタンパク質の構成的な活性化および/もしくは感受性の増強、または内在性リガンドに対する親和性または結合の増大をもたらす機能獲得(GOF)を伴う1つまたは複数の突然変異を含み、それによって、STINGタンパク質が、アミノ酸の挿入、欠失、および置換の1つまたは複数によって改変されており、
    STINGタンパク質が、IFN-ベータシグナル伝達活性、およびヒトSTINGと比較して減弱した活性化B細胞の核因子カッパ-軽鎖エンハンサー(NF-κB)シグナル伝達活性を有し、
    突然変異が、STING活性の増大またはIFN-ベータ産生の誘導における構成的な活性をもたらす、
    改変されたSTINGタンパク質。
  302. ヒトSTINGタンパク質が、配列番号305~309のいずれかに記載の配列を有するか、または配列番号305~309のいずれかに記載のアミノ酸の配列に対して少なくとも98%の配列同一性を有するそのヒト対立遺伝子バリアントである、請求項300または請求項301に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  303. STINGタンパク質が、第1の種由来のSTINGタンパク質中のC末端テール(CTT)領域の、第2の種由来のSTINGタンパク質のCTTによる置換を含むキメラであり、
    第2の種のSTINGタンパク質が、ヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性より低いNF-κBシグナル伝達活性を有し、
    CTTのTRAF6結合部位が欠失していてもよい、
    請求項300~302のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  304. 突然変異が、自己炎症性疾患であるSTING関連血管炎(SAVI)と関連するものに対応する任意のものである、請求項300~303のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  305. キメラである改変されたインターフェロン遺伝子刺激因子(STING)タンパク質であって、第1の種由来のSTINGタンパク質中のCTT(C末端テール)領域の、第2の種由来のSTINGタンパク質のCTTによる置換を含み、
    第2の種のSTINGタンパク質が、ヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性より低いNF-κBシグナル伝達活性を有し、
    CTTのTRAF6結合部位が欠失していてもよい、
    改変されたSTINGタンパク質。
  306. ヒトSTINGタンパク質が、配列番号305~309のいずれかに記載の配列を有するか、または配列番号305~309のいずれかに記載のアミノ酸の配列に対して少なくとも98%の配列同一性を有するそのヒト対立遺伝子バリアントである、請求項303~305のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  307. 第1の種がヒトであり、第2の種が、タスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、マウス、およびギンザメの中から選択される、請求項303~306のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  308. I型IFNシグナル伝達活性が野生型ヒトSTINGタンパク質の活性の少なくともまたは少なくとも約30%である、請求項300~307のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  309. NF-κBシグナル伝達活性が野生型ヒトSTING NF-κBシグナル伝達活性の30%未満、20%未満、15%未満、10%未満、または5%未満である、請求項300~308のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  310. 非ヒト種または第2の種が、タスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、マウス、およびギンザメの中から選択される、請求項300~309のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  311. STINGの改変が、ヒトSTINGへの参照およびそれとのアラインメントによって、インターフェロン症で起こる突然変異に対応する突然変異であり、アラインメントするヒトSTING配列が配列番号305~309に記載されている、請求項300~310のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  312. ヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性と比較して低減したNF-κBシグナル伝達活性を有するSTINGタンパク質由来のC末端テール(CTT)による、CTTの置換を含む、請求項300~311のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  313. 置換する側のCTTが、タスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、マウス、およびギンザメSTINGタンパク質由来である、請求項312に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  314. 置換する側のCTTが、タスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、マウス、およびギンザメSTINGタンパク質由来であり、それがヒトSTING CTTを置換する、請求項312に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  315. 置換する側のCTTが以下の種の中から選択され、以下の配列:
    タスマニアンデビル RQEEFAIGPKRAMTVTTSSTLSQEPQLLISGMEQPLSLRTDGF 配列番号371、
    マーモセット EEEEVTVGSLKTSEVPSTSTMSQEPELLISGMEKPLPLRSDLF 配列番号372、
    ウシ EREVTMGSTETSVMPGSSVLSQEPELLISGLEKPLPLRSDVF 配列番号373、
    ネコ EREVTVGSVGTSMVRNPSVLSQEPNLLISGMEQPLPLRTDVF 配列番号374、
    ダチョウ RQEEYTVCDGTLCSTDLSLQISESDLPQPLRSDCL 配列番号375、
    イノシシ EREVTMGSAETSVVPTSSTLSQEPELLISGMEQPLPLRSDIF 配列番号376、
    コウモリ EKEEVTVGTVGTYEAPGSSTLHQEPELLISGMDQPLPLRTDIF 配列番号377、
    マナティー EREEVTVGSVGTSVVPSPSSPSTSSLSQEPKLLISGMEQPLPLRTDVF 配列番号378、
    トキ CHEEYTVYEGNQPHNPSTTLHSTELNLQISESDLPQPLRSDCF 配列番号379、
    シーラカンス
    (バリアント1) QKEEYFMSEQTQPNSSSTSCLSTEPQLMISDTDAPHTLKRQVC 配列番号380、
    シーラカンス
    (バリアント2) QKEEYFMSEQTQPNSSSTSCLSTEPQLMISDTDAPHTLKSGF 配列番号381、
    ギンザメ LTEYPVAEPSNANETDCMSSEPHLMISDDPKPLRSYCP 配列番号383、および
    マウス EKEEVTMNAPMTSVAPPPSVLSQEPRLLISGMDQPLPLRTDLI 配列番号384、
    またはこれらの配列それぞれと少なくとも98%の配列同一性を有するそれらの対立遺伝子バリアント
    を有する、請求項313または請求項314に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  316. ヒトCTTが、配列EKEEVTVGSLKTSAVPSTSTMSQEPELLISGMEKPLPLRTDFS(配列番号370)を含むか、それと少なくとも98%の配列同一性を有する対立遺伝子バリアントである、請求項314または請求項315に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  317. 改変されたSTINGタンパク質が、ヒトSTING CTTがタスマニアンデビルSTING由来のCTTで置換されているキメラである、請求項305~316のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  318. タスマニアンデビルSTING由来のC末端テール(CTT)が配列RQEEFAIGPKRAMTVTTSSTLSQEPQLLISGMEQPLSLRTDGF(配列番号371)を含むか、それと少なくとも98%の配列同一性を有する対立遺伝子バリアントである、請求項317に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  319. TRAF6結合部位の欠失または破壊を含む、請求項300~318のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  320. STINGタンパク質がヒトSTINGタンパク質であり、TRAF6結合部位がC末端にアミノ酸残基DFSを含む、請求項319に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  321. I型インターフェロンシグナル伝達活性を増大させるか、または活性を細胞質内核酸の非存在下で構成的にする改変を含む、請求項300~320のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  322. 改変が、ヒトSTINGへの参照およびそれとのアラインメントによって、インターフェロン症で起こる突然変異に対応し、ヒトSTINGタンパク質が、配列番号305~309のいずれかに記載の配列を有する、請求項321に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  323. 改変が、配列番号305~309のいずれかに記載のヒトSTINGの配列をアラインメント用に参照して、S102P、V147L、V147M、N154S、V155M、G166E、C206Y、G207E、S102P/F279L、F279L、R281Q、R284G、R284S、R284M、R284K、R284T、R197A、D205A、R310A、R293A、T294A、E296A、R197A/D205A、S272A/Q273A、R310A/E316A、E316A、E316N、E316Q、S272A、R293A/T294A/E296A、D231A、R232A、K236A、Q273A、S358A/E360A/S366A、D231A/R232A/K236A/R238A、S358A、E360A、S366A、R238A、R375A、およびS324A/S326Aの1つまたは複数に対応する1つまたは複数のアミノ酸置換である、請求項300~322のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質。
  324. 配列番号305~309のいずれかに記載のヒトSTINGの配列をアラインメント用に参照して、C206YまたはR284Gに対応する置換を含む、請求項323に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  325. N154S/R284Gに対応する置換を含む、請求項324に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  326. タスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、マウス、およびギンザメSTINGタンパク質である、請求項300に記載の改変されたSTINGタンパク質。
  327. 請求項300~326のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質をコードする核酸を含むデリバリー媒体。
  328. 非ヒト種由来のSTINGタンパク質をコードする核酸を含むデリバリー媒体であって、STINGタンパク質がI型IFNシグナル伝達活性、およびヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性と比較して減弱したNF-κBシグナル伝達活性を有するデリバリー媒体。
  329. ヒトSTINGタンパク質が、配列番号305~309のいずれかに記載の配列を有するか、または配列番号305~309のいずれかに記載のアミノ酸の配列に対して少なくとも98%の配列同一性を有するそのヒト対立遺伝子バリアントである、請求項328に記載のデリバリー媒体。
  330. I型IFNシグナル伝達活性が野生型ヒトSTINGのI型IFNシグナル伝達活性の少なくともまたは少なくとも約30%である、請求項328または請求項329に記載のデリバリー媒体。
  331. 非ヒトSTINGタンパク質のNF-κBシグナル伝達活性がヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性の30%未満、20%未満、15%未満、10%未満、または5%未満である、請求項327~330のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  332. 非ヒト種がタスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、マウス、およびギンザメである、請求項327~331のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  333. 細胞、エキソソーム、腫瘍溶解性ウイルスもしくはウイルスベクター、リポソームもしくは他の脂質ベースの媒体、または免疫刺激細菌である、請求項327~332のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  334. デリバリー媒体が、幹細胞または免疫細胞である細胞である、請求項333に記載のデリバリー媒体。
  335. デリバリー媒体が、請求項26~243のいずれかに記載の免疫刺激細菌である、請求項333に記載のデリバリー媒体。
  336. 免疫刺激細菌がansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、かつpagPである、請求項335に記載のデリバリー媒体。
  337. 免疫刺激細菌がansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)、pagP、lppA、かつlppBである、請求項335に記載のデリバリー媒体。
  338. 請求項300~326のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質をコードするか、または非ヒト種由来のSTINGタンパク質をコードするプラスミドを含む免疫刺激細菌であって、コードされているSTINGタンパク質がI型IFNシグナル伝達活性、およびヒトSTINGのNF-κBシグナル伝達活性と比較して減弱したNF-κBシグナル伝達活性を有する、免疫刺激細菌。
  339. ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリンであり、野生型細菌が鞭毛を有し、pagPである、請求項338に記載の免疫刺激細菌。
  340. ansB、asd、csgD、purI、msbB、フラゲリン(fliC/fljB)であり、野生型細菌が鞭毛を有し、pagP、lppAかつlppBである、請求項338に記載の免疫刺激細菌。
  341. 非ヒト種が、タスマニアンデビル、マーモセット、ウシ、ネコ、ダチョウ、イノシシ、コウモリ、マナティー、トキ、シーラカンス、マウス、およびギンザメの中から選択される、請求項338~340のいずれかに記載の免疫刺激細菌。
  342. 免疫刺激細菌がグラム陰性細菌である、請求項338~341のいずれかに記載の免疫刺激細菌または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  343. 免疫刺激細細菌が、サルモネラ属、シゲラ属、大腸菌、ビフィドバクテリウム属(Bifidobacteriae)、リケッチア属、ビブリオ属、リステリア属、クレブシエラ属、ボルデテラ属、ナイセリア属、エロモナス属、フランシセラ属、コレラ、コリネバクテリウム属、シトロバクター属、クラミジア属、ヘモフィルス属、ブルセラ菌、マイコバクテリウム属、マイコプラズマ属、レジオネラ属、ロドコッカス属、シュードモナス属、ヘリコバクター属、バチルス属、もしくはエリシペロスリクス属の菌株、または先行リストの細菌株のいずれかのその弱毒化株もしくはその改変株である、請求項338~342のいずれかに記載の免疫刺激細菌または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  344. 免疫刺激細菌が、リケッチア・リケッチイ(Rickettsia rickettsiae)、発疹チフスリケッチア、リケッチア・ツツガムシ(Rickettsia tsutsugamuchi)、発疹熱リケッチア、リケッチア・シビリカ、ボルデテラ・ブロンキセプチカ、ナイセリア・メニンギティディス、ナイセリア・ゴノレー、エロモナス・ユークレノフィラ、エロモナス・サルモニシダ、フランシセラ・ツラレンシス、ヒツジ偽結核菌、シトロバクター・フロインデイ、クラミジア・ニューモニエ、ヘモフィルス・ソムナス、ブルセラ・アボルタス、マイコバクテリウム・イントラセルラーレ、レジオネラ・ニューモフィラ、ロドコッカス・エクイ、シュードモナス・エルジノーサ、ヘリコバクター・ムステラエ、ビブリオ・コレラエ、バチルス・スブチリス、ブタ丹毒菌、エルシニア・エンテロコリチカ、ロシャリメア・クインターナ、もしくはアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumerfacium)、または先行リストの細菌株のいずれかのその弱毒化株もしくはその改変株である、請求項338~342のいずれかに記載の免疫刺激細菌または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  345. 免疫刺激細菌が弱毒化細菌である、請求項338~342のいずれかに記載の免疫刺激細菌または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  346. 細菌がサルモネラ属の菌株である、請求項338~342のいずれかに記載の免疫刺激細菌または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体。
  347. 細菌がネズミチフス菌株である、請求項346に記載の免疫刺激細菌またはデリバリー媒体。
  348. 無改変サルモネラ属が野生型株である、請求項346または請求項347に記載の免疫刺激細菌またはデリバリー媒体。
  349. 無改変サルモネラ菌株が弱毒化されている、請求項346または請求項347に記載の免疫刺激細菌またはデリバリー媒体。
  350. 免疫刺激細菌がAST-100株(VNP20009またはYS1646)またはATCC14028株またはATCC14028株の特定する特徴の全てを有する株に由来する、請求項327~349のいずれかに記載の免疫刺激細菌またはデリバリー媒体。
  351. 薬学的に許容される媒体中に、請求項300~326のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質、または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌を含む医薬組成物。
  352. 請求項300~326のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質、または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌を含み、ヒト受精卵の接合子ではない、単離された細胞。
  353. 免疫細胞、幹細胞、腫瘍細胞、または初代細胞系である、請求項352に記載の細胞。
  354. 請求項338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌を含む単離された細胞または培養細胞。
  355. 造血細胞である、請求項353または請求項354に記載の細胞。
  356. T細胞である、請求項355に記載の細胞。
  357. 免疫刺激細菌またはデリバリー媒体で細胞を感染させることによってエクスビボで産生される、請求項352~356のいずれかに記載の細胞。
  358. T細胞または造血細胞である、請求項357に記載の細胞。
  359. 請求項300~326のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質、または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項351に記載の医薬組成物、または請求項352~358のいずれかに記載の細胞を、固形腫瘍を含むか、または血液系腫瘍であるがんを有する対象に投与することを含む、がんの処置の方法。
  360. がんが固形腫瘍を含む、請求項359に記載の方法。
  361. がんが転移性である、請求項359または請求項360に記載の方法。
  362. がんが、リンパ腫;白血病;胃がん;ならびに乳房、心臓、肺、小腸、結腸、脾臓、腎臓、膀胱、頭頸部、結腸直腸、卵巣、前立腺、脳、膵臓、皮膚、骨、骨髄、血液、胸腺、子宮、睾丸、子宮頸部、および肝臓のがんの中から選択される、請求項359~361のいずれかに記載の方法。
  363. がんの処置のための、請求項300~326のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質、または請求項327~337のいずれかに記載のデリバリー媒体、または請求項338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌、または請求項351に記載の医薬組成物、または請求項352~358のいずれかに記載の細胞の使用。
  364. がんが固形腫瘍または血液系腫瘍を含む、請求項363に記載の使用。
  365. がんが転移性である、請求項363または請求項364に記載の使用。
  366. がんが、リンパ腫;白血病;胃がん;ならびに乳房、心臓、肺、小腸、結腸、脾臓、腎臓、膀胱、頭頸部、結腸直腸、卵巣、前立腺、脳、膵臓、皮膚、骨、骨髄、血液、胸腺、子宮、睾丸、子宮頸部、および肝臓のがんの中から選択される、請求項363~365のいずれかに記載の使用。
  367. 非ヒトSTINGタンパク質が、配列番号349、356、または359~369のいずれかに記載のアミノ酸配列を有するか、または配列番号349、356、または359~369のいずれかに記載のアミノ酸配列に少なくとも98%の配列同一性を有する、各種のSTINGタンパク質の対立遺伝子バリアントである、請求項300~366のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質、デリバリー媒体、免疫刺激細菌、医薬組成物、細胞、方法、または使用。
  368. 非ヒトSTINGタンパク質またはキメラが、配列番号350~355、357、または358のいずれかに記載のアミノ酸配列を有する、請求項300~366のいずれかに記載の改変されたSTINGタンパク質、デリバリー媒体、免疫刺激細菌、医薬組成物、細胞、方法、または使用。
  369. M2マクロファージをM1またはM1様の表現型に変換する方法であって、請求項26~243および338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌を、抗腫瘍免疫応答を増強することによって処置される状態、疾患、または障害を有する対象に投与することを含む方法。
  370. がんを有する対象内で、M2マクロファージをM1またはM1様の表現型マクロファージに変換し、それによって、抗腫瘍免疫応答が誘導されるか、または増強される使用のための、請求項26~243および338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌または請求項25~343および338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌の使用。
  371. 疾患、障害、または状態が、固形腫瘍を含むがんである、請求項369に記載の方法または請求項370に記載の使用もしくは細菌。
  372. 請求項26~243および338~350のいずれかに記載の免疫刺激細菌を含む単離された細胞。
  373. 免疫細胞または幹細胞である、請求項372に記載の細胞。
  374. 細胞が、胚幹細胞ではない幹細胞である、請求項373に記載の細胞。
  375. T細胞である、請求項373に記載の細胞。
  376. CAR-T細胞である、請求項375に記載の細胞。
  377. 請求項372~376のいずれかに記載の細胞を投与することを含む、がんの処置の方法。
  378. がんの処置のための使用のための、請求項372~376のいずれかに記載の細胞。
  379. がんの処置のための、請求項372~376のいずれかに記載の細胞の使用。
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