JP2023501580A - キメラ抗原受容体を発現するt細胞を作製するための製造プロセス - Google Patents
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Abstract
本開示の態様は、従来の製造方法を上回るいくつかの改善を提供し、それにより臨床的に有用なCAR T細胞療法の強力な供給の生成を可能にする、キメラ抗原受容体(CAR)を発現する遺伝子操作されたT細胞を製造する方法に関する。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2019年11月13日に出願された米国仮特許出願第62/934,991号明細書に対する優先権の利益を主張するものであり、これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2019年11月13日に出願された米国仮特許出願第62/934,991号明細書に対する優先権の利益を主張するものであり、これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
キメラ抗原受容体(CAR)T細胞療法は、血液癌の治療において有望な治療効果を示している。典型的には、CAR-T細胞は、患者の免疫細胞(自己)又は無関係のヒトドナーからの免疫細胞(同種異系)のいずれかの遺伝子操作によって生成される。高品質の臨床用CAR-T細胞の生成は、この技術を幅広く適用するための必要条件である。従って、CAR-T細胞の大規模生産のための効率的な製造プロセスを開発することは、非常に興味深いことである。
本開示は、少なくとも部分的に、従来の製造方法を上回るいくつかの改善を提供する、キメラ抗原受容体(CAR)を発現する遺伝子操作されたT細胞を製造する方法の開発に基づく。このような改善としては、本明細書に記載の遺伝子改変の一貫性及び効率の改善が挙げられるが、これらに限定されず、それにより臨床的に有用なCAR-T細胞療法の強力な供給の生成が可能になる。
従って、本開示の一態様は、遺伝子操作されたT細胞を製造する方法であって、(i)T細胞の第1の集団を提供する工程と;(ii)細胞培養容器内において、T細胞活性化剤の存在下でT細胞の第1の集団をインキュベートして、T細胞の第2の集団を生成する工程であって、T細胞の第2の集団は、活性化T細胞を含む、工程と;(iii)活性化T細胞に、第1のCas9酵素及びT細胞受容体α鎖定常領域(TRAC)遺伝子を標的化する第1のガイドRNA(gRNA)を含む第1のリボ核タンパク質(RNP)複合体並びに第2のCas9酵素及びβ2M遺伝子を標的化する第2のgRNAを含む第2のRNP複合体を導入して、T細胞の第3の集団を生成する工程であって、T細胞の第3の集団は、破壊されたTRAC遺伝子及び破壊されたβ2M遺伝子を有するT細胞を含む、工程と;(iv)T細胞の第3の集団をアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターとインキュベートして、T細胞の第4の集団を生成する工程であって、T細胞の第4の集団は、キメラ抗原受容体(CAR)を発現するT細胞を含み、AAVベクターは、CARをコードする核酸配列を含み、CARをコードする核酸配列は、第1のgRNAによって標的化されるTRAC遺伝子座と相同な配列に隣接している、工程と;(v)T細胞の第4の集団を増殖させる工程と;(vi)増殖されたT細胞からTCRαβ+T細胞を除去して、遺伝子操作されたT細胞集団を生成する工程であって、遺伝子操作されたT細胞集団は、CARを発現し、且つ破壊されたTRAC遺伝子及びβ2M遺伝子を有するT細胞を含む、工程と;(vii)遺伝子操作されたT細胞集団を収集する工程とを含む方法を提供する。
いくつかの実施形態では、T細胞の第1の集団は、ヒト血液細胞から濃縮された凍結保存T細胞から誘導される。いくつかの実施形態では、T細胞の第1の集団は、(a)ヒトドナーから血液細胞を得る工程と;(b)CD4+T細胞及びCD8+T細胞を濃縮する工程とを含むプロセスによって調製される。いくつかの実施形態では、(b)は、抗CD4及び/又は抗CD8抗体と結合された磁気ビーズを使用して実施される。いくつかの実施形態では、T細胞の第1の集団は、少なくとも80%の細胞生存率並びに/又は少なくとも80%のCD4+及びCD8+T細胞の純度を有する。いくつかの実施形態では、方法は、(c)工程(b)で生成された濃縮されたCD4+T細胞及びCD8+T細胞を凍結保存する工程を更に含む。
いくつかの実施形態では、T細胞活性化剤は、ナノマトリックス粒子に結合されたCD3アゴニスト及びCD28アゴニストを含む。いくつかの実施形態では、工程(ii)は、約2×106/cm2の細胞播種密度及び約2×106細胞/mLの細胞濃度において、細胞培養容器でT細胞の第1の集団をT細胞活性化剤と混合し、且つこのようにして形成された混合物を約48時間にわたってインキュベートすることによって実施される。いくつかの実施形態では、混合物中のT細胞活性化剤対培地の比は、約1:12.5(v/v)である。
いくつかの実施形態では、本明細書で開示される方法は、活性化を減少させ、且つ工程(iii)前に細胞を回復させるために、工程(ii)後、T細胞の第2の集団中でT細胞活性化剤を希釈する工程を更に含み得る。
いくつかの実施形態では、工程(iii)は、エレクトロポレーションによって実施される。いくつかの実施形態では、工程(iii)は、1つのエレクトロポレーションイベントを伴う。いくつかの実施形態では、第1のRNP複合体及び第2のRNP複合体は、1つのエレクトロポレーションイベントで活性化T細胞に導入される。いくつかの実施形態では、第1のRNP複合体中の第1のCas9酵素の量は、第2のRNA複合体中の第2のCas9酵素の量と同じである。いくつかの実施形態では、第1のCas9酵素の濃度は、約0.15mg/mLであり、第2のCas9酵素の濃度は、約0.15mg/mLであり、TRAC遺伝子を標的化する第1のgRNAの濃度は、約0.08mg/mLであり、及びβ2M遺伝子を標的化する第2のgRNAの濃度は、約0.2mg/mLである。いくつかの実施形態では、工程(iii)の細胞濃度は、約100×106細胞/mL~約400×106細胞/mLである。いくつかの実施形態では、工程(iii)の細胞濃度は、約300×106細胞/mLである。他の実施形態では、工程(iii)(例えば、エレクトロポレーション)で使用される各容器の総細胞数は、約5×108~約1×109細胞、例えば約7×108細胞であり得る。いくつかの例では、複数の容器、例えば約5~10個の容器が工程(iii)(例えば、エレクトロポレーション)で使用され得る。具体例では、7個もの容器が工程(iii)で使用され得、これは、例えば、エレクトロポレーションのために約1.5×109~約3×109細胞(例えば、約2.1×109細胞又は約2.7×109細胞)を含み得る。
いくつかの実施形態では、AAVベクターは、約10,000~約80,000の感染多重度(MOI)値を有する。いくつかの実施形態では、AAVベクターのMOIは、約20,000である。いくつかの実施形態では、AAVベクターは、AAV血清型6(AAV6)ベクターである。
いくつかの実施形態では、工程(v)は、約2×105細胞/cm2~約7×105細胞/cm2の播種密度において、細胞培養容器でT細胞の第4の集団を播種し、且つ約6日~約12日にわたって細胞を培養することによって実施される。いくつかの実施形態では、T細胞の第4の集団は、約150,000細胞/cm2~約600,000細胞/cm2の播種密度で細胞培養容器に播種され得る。いくつかの実施形態では、工程(v)は、約2×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2の播種密度において、約7日~約9日にわたって細胞培養容器でT細胞の第4の集団を培養することによって実施される。いくつかの実施形態では、工程(v)は、約3×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2の播種密度において、細胞培養容器でT細胞の第4の集団を播種することによって実施される。いくつかの実施形態では、細胞培養容器は、培地交換なしで約10日~約12日にわたる細胞増殖を可能にする静置細胞培養容器(本明細書では静置培養容器とも交換可能に呼ばれる)である。いくつかの実施形態では、細胞培養容器は、培地交換なしで約7日~約9日にわたる細胞増殖を可能にする静置細胞培養容器である。
いくつかの実施形態では、工程(vi)は、増殖された細胞を、抗TCRαβ抗体が固定化されているビーズに接触させ、且つ結合されていない細胞を収集することによって実施される。
いくつかの実施形態では、第1のCas9酵素、第2のCas9酵素又は両方は、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)Cas9ヌクレアーゼ(spCas9)である。いくつかの実施形態では、第1のCas9酵素及び第2のCas9酵素は、同じである。いくつかの実施形態では、第1のCas9酵素は、配列番号1のアミノ酸配列を含み、及び/又は第2のCas9酵素は、配列番号1のアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、TRAC遺伝子を標的化する第1のgRNAは、配列番号4のスペーサー配列を含む。いくつかの実施形態では、TRAC遺伝子を標的化する第1のgRNAは、配列番号2のヌクレオチド配列を含む。いくつかの実施形態では、β2M遺伝子を標的化する第2のgRNAは、配列番号8のスペーサー配列を含む。いくつかの実施形態では、β2M遺伝子を標的化する第2のgRNAは、配列番号6のヌクレオチド配列を含む。いくつかの実施形態では、第1のgRNA、第2のgRNA又は両方は、1つ以上の2’-O-メチルホスホロチオエート修飾を含む。
いくつかの実施形態では、CARは、癌抗原を標的化する細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、共刺激ドメイン及びCD3z細胞質シグナル伝達ドメインを含む。いくつかの実施形態では、細胞外ドメインは、単鎖可変断片(scFv)を含み、膜貫通ドメインは、CD8aから誘導され、且つ/又は共刺激ドメインは、CD28及び/若しくは4-1BBから誘導される。いくつかの実施形態では、CARは、CD19に結合する。いくつかの実施形態では、CARは、配列番号37のアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、CARは、BCMAに結合する。いくつかの実施形態では、CARは、配列番号61のアミノ酸配列を含む。
本開示の態様は、本明細書に記載の方法によって生成される、遺伝子操作されたT細胞集団を提供する。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細を以下の説明に記載する。本発明の他の特徴又は利点は、以下の図面及びいくつかの実施形態の詳細な説明並びに添付の特許請求の範囲からも明らかになるであろう。
本開示は、少なくとも部分的に、CAR-T細胞、特に同種異系CAR-T細胞を生成するための、製造プロセスの1つ以上の工程について改善された条件を含む改善された製造プロセスの開発に基づく。本明細書では、少なくとも以下の有利な結果につながる改善された製造プロセスが開示される:
(a)本明細書で提供されるT細胞濃縮条件の改善から生じるT細胞純度の改善及びT細胞生存率の改善。
(b)本明細書で提供されるT細胞形質導入条件の改善から生じる、CAR発現T細胞を産生するための一貫性の改善及び効率の改善。
(c)本明細書で提供されるCRISPR-Cas9媒介遺伝子編集条件の改善から生じるT細胞におけるTRAC遺伝子及びβ2M遺伝子破壊の一貫性の改善及び効率の改善。
(d)本明細書に記載の改善された製造プロセスによって提供される生産時間の短縮及び生産コストの減少から生じるCAR T細胞療法の供給の増加。
(e)本明細書に記載の改善された製造プロセスを使用した均一で高品質のCAR T療法の生成から生じる生成された製剤の変動性の低減。
(f)T細胞で高いCAR発現レベルを維持しながらのAAV形質導入条件の単純化。
(a)本明細書で提供されるT細胞濃縮条件の改善から生じるT細胞純度の改善及びT細胞生存率の改善。
(b)本明細書で提供されるT細胞形質導入条件の改善から生じる、CAR発現T細胞を産生するための一貫性の改善及び効率の改善。
(c)本明細書で提供されるCRISPR-Cas9媒介遺伝子編集条件の改善から生じるT細胞におけるTRAC遺伝子及びβ2M遺伝子破壊の一貫性の改善及び効率の改善。
(d)本明細書に記載の改善された製造プロセスによって提供される生産時間の短縮及び生産コストの減少から生じるCAR T細胞療法の供給の増加。
(e)本明細書に記載の改善された製造プロセスを使用した均一で高品質のCAR T療法の生成から生じる生成された製剤の変動性の低減。
(f)T細胞で高いCAR発現レベルを維持しながらのAAV形質導入条件の単純化。
従って、本明細書では、癌抗原、例えばCD19又はBCMAを標的化し、ノックアウトされたTRAC及びβ2M遺伝子を有するCARコンストラクトなどのCARコンストラクトを発現する遺伝子操作されたT細胞を製造する方法が提供される。本明細書に記載される方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞集団及びその治療的使用も本開示の範囲内である。
I.遺伝子操作されたT細胞の製造
本開示の態様は、破壊されたβ2-マイクログロブリン(β2M)遺伝子及び破壊されたT細胞受容体α鎖定常領域(TRAC)遺伝子並びにキメラ抗原受容体(CAR)をコードする挿入された核酸を含む遺伝子操作されたT細胞を製造する方法が提供される。
本開示の態様は、破壊されたβ2-マイクログロブリン(β2M)遺伝子及び破壊されたT細胞受容体α鎖定常領域(TRAC)遺伝子並びにキメラ抗原受容体(CAR)をコードする挿入された核酸を含む遺伝子操作されたT細胞を製造する方法が提供される。
β2M遺伝子及びTRAC遺伝子の破壊は、遺伝子操作されたT細胞を非同種異系反応性にし、同種異系間移植に適したものにする。CARをコードする核酸の挿入は、遺伝子操作されたT細胞がその表面にCARを発現することを可能にし、そこで遺伝子操作されたT細胞を癌細胞に標的化する。
従って、本明細書で開示される遺伝子操作されたT細胞を製造する方法は、いくつかの実施形態では、CRISPR-Cas9遺伝子編集を使用してTRACとβ2Mの発現を妨害し、アデノ随伴ウイルス(AAV)形質導入を使用してCARをコードする核酸を挿入することを伴う。
一般に、本明細書で開示されるCAR-T細胞を製造する方法は、(i)好適なヒト免疫細胞源からCD4+/CD8+T細胞を濃縮する工程と、(ii)濃縮されたCD4+/CD8+T細胞を活性化する工程と、(iii)活性化T細胞を遺伝子操作して破壊されたTRAC及びB2M遺伝子を有するCAR-T細胞を生成する工程と、治療的使用のために遺伝子操作されたT細胞を採取する工程とを含み得る。必要に応じて、濃縮されたCD4+/CD8+T細胞は、将来の使用のために凍結保存を介して保存され得る。代わりに又は加えて、遺伝子操作されたT細胞は、収集前にin vitroで増殖させ得る。TCRαβ+T細胞は、このようにして生成されたCAR-T細胞集団から枯渇させ得る。
(i)T細胞の濃縮
本明細書に開示される製造方法のいずれも出発物質としてヒト血液細胞を使用し得る。例えば、T細胞を、遠心沈降(例えば、FICOLL(商標)分離)などの当業者に公知の技術を使用して、対象から回収される血液の単位から得ることができる。代わりに、遺伝子操作されたT細胞の作製に使用するためのT細胞は、in vitroでの分化を介して幹細胞(例えば、HSC又はiPSC)から誘導され得る。いくつかの実施形態では、血液細胞は個々のヒトドナーから得ることができる。他の実施形態では、血液細胞は、複数のヒトドナー(例えば、2、3、4又は5人のヒトドナー)から得ることができる。
本明細書に開示される製造方法のいずれも出発物質としてヒト血液細胞を使用し得る。例えば、T細胞を、遠心沈降(例えば、FICOLL(商標)分離)などの当業者に公知の技術を使用して、対象から回収される血液の単位から得ることができる。代わりに、遺伝子操作されたT細胞の作製に使用するためのT細胞は、in vitroでの分化を介して幹細胞(例えば、HSC又はiPSC)から誘導され得る。いくつかの実施形態では、血液細胞は個々のヒトドナーから得ることができる。他の実施形態では、血液細胞は、複数のヒトドナー(例えば、2、3、4又は5人のヒトドナー)から得ることができる。
いくつかの例では、好適なヒトドナーからのロイコパック(leukopak)サンプルを使用し得る。当技術分野において公知のとおり、ロイコパックサンプルは、末梢血から収集される濃縮された白血球アフェレーシス(leukapheresis)製品である。ロイコパックサンプルには、典型的には、単球、リンパ球、血小板、血漿及び赤血球などの様々な血液細胞が含まれている。ヒトドナーは、好ましくは、健康なヒトドナーである。例えば、ヒトドナー候補は、HBV、HCV、HIV、HTLV、WNV、クルーズトリパノソーマ及び/又はCMVのスクリーニングの対象となり得る。スクリーニングで陰性の結果を示したヒト対象は、血液細胞のドナーとして使用され得る。
本方法での使用が見出されるT細胞の供給源は特に限定されない。いくつかの実施形態では、T細胞バンクからのT細胞は、本明細書に開示される製造方法のいずれかにおける出発物質として使用することができる。T細胞バンクは、細胞培養におけるT細胞の持続性を改善するために、特定の遺伝子(例えば、細胞の自己再生、アポトーシス及び/又はT細胞の疲弊又は複製老化に関与する遺伝子)の遺伝子編集を伴うT細胞を含み得る。T細胞バンクは、真正T細胞、例えば、非形質転換T細胞、最終分化T細胞、安定したゲノムを有するT細胞並びに/又は増殖(proliferation)及び増殖(expansion)のためにサイトカイン及び成長因子に依存するT細胞から生成し得る。代わりに、このようなT細胞バンクは、造血幹細胞(例えば、iPSC)などの前駆細胞、例えば、in vitroでの培養物から生成し得る。いくつかの例では、T細胞バンク内のT細胞は、細胞の自己複製に関与する1つ以上の遺伝子、アポトーシスに関与する1つ以上の遺伝子及び/又はT細胞の疲弊に関与する1つ以上の遺伝子の遺伝子編集を含み得、そのような遺伝子の発現を破壊又は低減し、培養の持続性の改善をもたらす。T細胞バンクで編集された遺伝子の例としては、Tet2、Fas、CD70、Regnase-1又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。編集されていないT細胞と比較して、T細胞バンクのT細胞は、培養における増殖能力(expansion capacity)の増強、増殖能力(proliferation capacity)の増強、T細胞の活性化の増大及び/又はアポトーシスレベルの低下を有し得る。
好適なT細胞は、従来の方法又は本明細書に開示される方法を使用して、ヒト血液細胞から濃縮することができる。遺伝子操作されたT細胞の作製に使用するためのT細胞は、CD4+、CD8+又はこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない1つ以上のT細胞マーカーを発現し得る。いくつかの実施形態では、CD4+T細胞は、ヒト血液細胞から濃縮することができる。他の実施形態では、CD8+T細胞を濃縮することができる。具体例では、CD4+とCD8+T細胞のいずれもヒト血液細胞から精製される。
CD4+T細胞及び/又はCD8+T細胞は、当技術分野で公知の任意の方法又は本明細書に開示されている方法を使用して、例えば、標的T細胞の特定の細胞表面バイオマーカーに結合することができる抗体、例えば、CD4に特異的な抗体及び/又はCD8に特異的な抗体を使用して、本明細書に記載されているものなどの好適な血液細胞源から単離することができる。いくつかの実施形態では、CD4+T細胞及びCD8+T細胞の濃縮は、磁気ビーズに結合した抗CD4及び抗CD8抗体を使用して実施することができる。CD4+及びCD8+T細胞を含む細胞集団は、好適な条件下で好適な期間、そのような磁気ビーズと共にインキュベートすることができ、ビーズに結合した抗体を介して標的T細胞を磁気ビーズに結合させることができる。非結合細胞は洗浄でき、ビーズに結合したCD4+及びCD8+T細胞は通常の方法で収集できる。
濃縮されたT細胞(例えば、CD4+T細胞及びCD8+T細胞)は、日常的な慣行に従って、細胞生存率及び/又は標的T細胞の純度などの特徴について評価され得る。いくつかの実施形態では、本明細書で開示される濃縮工程からのT細胞集団は、少なくとも約80%(例えば、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%又はそれを超える)の細胞生存率を有し得る。代わりに又は加えて、濃縮されたT細胞集団は、少なくとも約80%、例えば、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97%、約98%又はそれを超える標的T細胞(例えば、CD4+及び/又はCD8+T細胞)の純度を有し得る。代わりに又は加えて、濃縮されたT細胞集団は、少なくとも約70%、例えば、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97%、約98%又はそれを超える標的T細胞(例えば、CD4+及び/又はCD8+T細胞)の純度を有し得る。
「約」又は「およそ」という用語は、当技術分野の通常の技能の1つによって決定される特定の値の許容可能な誤差範囲内を意味し、これは、値がどのように測定又は決定されるか、すなわち測定システムの制限に部分的に依存する。例えば、「約」は、当技術分野の慣行に従って、許容可能な標準偏差の範囲内を意味し得る。代わりに、「約」とは、所定の値の最大±20%、好ましくは最大±10%、より好ましくは最大±5%、更に好ましくは最大±1%の範囲を意味し得る。代わりに、特に生物学的システム又はプロセスに関して、この用語は、値の1桁以内、好ましくは2倍以内を意味し得る。特定の値が出願及び特許請求の範囲に記載されている場合、特に明記しない限り、「約」という用語は暗黙的であり、これに関連して特定の値の許容可能な誤差範囲内を意味する。
濃縮されたT細胞集団(これも本開示の範囲内である)は、本明細書に開示されるように、更なる処理のために直ちに使用され得る。代わりに、濃縮されたT細胞集団は、例えば凍結保存を介して、将来の使用に好適な条件下で保存され得る。更なる処理前に凍結保存T細胞を通常の手順に従って解凍することができる。解凍した細胞の細胞生存率を評価して、解凍した細胞が更なる処理に好適であるかどうかを判断することができる。
(ii)T細胞活性化
濃縮されたT細胞はT細胞活性化を受けて、濃縮されたCD4+/CD8+T細胞の増殖(proliferation)及び増殖(expansion)を可能にし得る。本明細書に開示される方法のいずれかで使用されるT細胞活性化工程は、高いT細胞活性化効率を提供する本明細書に開示されるT細胞活性化条件を含み得る。更に、そこから得られた活性化T細胞は、高い遺伝子編集効率及び編集後の高いT細胞増殖率を示す。以下の例を参照されたい。
濃縮されたT細胞はT細胞活性化を受けて、濃縮されたCD4+/CD8+T細胞の増殖(proliferation)及び増殖(expansion)を可能にし得る。本明細書に開示される方法のいずれかで使用されるT細胞活性化工程は、高いT細胞活性化効率を提供する本明細書に開示されるT細胞活性化条件を含み得る。更に、そこから得られた活性化T細胞は、高い遺伝子編集効率及び編集後の高いT細胞増殖率を示す。以下の例を参照されたい。
いくつかの実施形態では、T細胞活性は、T細胞活性化剤又は薬剤、例えば、CD3/TCR媒介性シグナル伝達経路及び/又は共刺激分子(例えば、CD28)媒介性シグナル伝達経路を刺激する薬剤を使用して達成することができる。例えば、T細胞活性化剤は、CD3アゴニスト(例えば、アゴニスト抗CD3抗体)であり得、CD3/TCR-媒介性細胞シグナル伝達経路を活性化する。代わりに又は加えて、T細胞活性化剤は、CD28アゴニスト(例えば、抗CD28抗体)であり得、CD28によって媒介される共刺激シグナル伝達経路を活性化する。本明細書に開示される方法で使用するためのT細胞活性化剤のいずれも、ナノマトリックス粒子などの支持部材に結合し得る。具体例では、本明細書に開示される方法で使用するためのT細胞活性化剤は、抗CD3抗体及び抗CD28抗体を含み得、これらは、ナノマトリックス粒子に結合し得る。いくつかの実施形態では、T細胞活性化剤は、ナノマトリックス粒子に結合したCD3アゴニスト及びCD28アゴニストを含む。いくつかの実施形態では、CD3アゴニスト及びCD28アゴニストは、同じナノマトリックス粒子に結合している。いくつかの実施形態では、CD3アゴニスト及びCD28アゴニストは、異なるナノマトリックス粒子に結合している。
T細胞活性化を達成するために、本明細書で開示される濃縮されたT細胞(例えば、CD4+/CD8+T細胞)は、好適な細胞播種密度及び好適な細胞濃度で細胞培養容器に入れ、本明細書に開示されるT細胞活性化剤のいずれかの存在下で好適な期間インキュベートして、T細胞活性化を誘導し得る。
場合により、細胞培養容器中のT細胞活性化剤対細胞培養培地の比は、約1:10(v/v)~約1:15(v/v)の範囲でであり得る。いくつかの例では、細胞培養容器中のT細胞活性化剤対細胞培養培地の比は、約1:10(v/v)、約1:10.5(v/v)、約1:11(v/v)、約1:11.5(v/v)、約1:12(v/v)、約1:12.5(v/v)、約1:13(v/v)、約1:13.5(v/v)、約1:14(v/v)、約1:14.5(v/v)又は約1:15(v/v)でであり得る。具体例では、細胞培養容器中のT細胞活性化剤対培養培地の比は、約1:12.5(v/v)である。
代わりに又は加えて、好適な細胞播種密度は、約1.5×106~2.5×106(例えば、2×106/cm2)であり得、好適な細胞濃度は、約1.5×106~2.5×106(例えば、2×106/mL)であり得る。細胞は、T細胞活性化剤と、約42~54時間、例えば、約48時間インキュベートされ得る。
いくつかの実施形態では、細胞培養容器は、静置培養容器であり得、これは、本明細書に開示されるように、遺伝子操作されたT細胞の比較的大規模な生産を可能にするであろう。従来の細胞培養フラスコと比較して、静置細胞培養容器は、混合又は振盪することなくT細胞に酸素と栄養素を供給する培地の下に沈められた高ガス透過性膜上にT細胞が存在することを可能にする。静置培養容器は、培地を交換することなくT細胞の製造を可能にする。従って、いくつかの実施形態では、本明細書で開示される方法のいずれかにおけるT細胞活性化プロセスは、培地交換を伴わなくてもよい。
必要に応じて、活性化剤を細胞培養容器から除去するか、又は後続の遺伝子編集イベント前に希釈し、活性化剤が遺伝子編集中に与える可能性のある潜在的な影響を最小限に抑え得る。いくつかの実施形態では、活性化剤は、通常の方法、例えば遠心分離などを使用して細胞培養容器から除去することができる。代わりに、活性化剤は、遺伝子編集前に細胞培養容器で希釈、例えば細胞培養容器に培地を添加することによって希釈され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書で開示されるT細胞活性化プロセスのいずれかから誘導される活性化T細胞は、遺伝子編集前にT細胞を回復させるために一晩(例えば、約16時間)培養され得る。場合により、活性化T細胞の培養物は、依然としてT活性化剤が含まれている場合がある。他の場合、活性化T細胞は、T細胞活性化剤がほとんど又は全く存在しない場合がある。
(iii)活性化T細胞のCRISPR-CAS9媒介遺伝子編集
本明細書で開示される手順のいずれかによって調製される活性化T細胞は、例えば、CRISPR-Cas9遺伝子編集技術を介して、宿主応答関連遺伝子、例えば、TRAC遺伝子及び/又はβ2M遺伝子をノックアウトするための遺伝子編集を受け得る。
本明細書で開示される手順のいずれかによって調製される活性化T細胞は、例えば、CRISPR-Cas9遺伝子編集技術を介して、宿主応答関連遺伝子、例えば、TRAC遺伝子及び/又はβ2M遺伝子をノックアウトするための遺伝子編集を受け得る。
TRAC遺伝子は、TCR複合体の構成要素をコードする。TRAC遺伝子の破壊は、TCRの機能喪失をもたらし、この操作されたT細胞を非同種異系反応性にし、且つ同種異系間移植に好適なものにし、移植片対宿主疾患のリスクを最小化する。β2M遺伝子は、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)I複合体の共通(不変)構成要素をコードする。β2M遺伝子を破壊すると、宿主対治療的同種T細胞応答を防ぐことができる。TRAC遺伝子とβ2M遺伝子の両方をノックアウトすると、細胞治療に使用する同種異系T細胞の産生がもたらされる。
CRISPR-Cas9を媒介した遺伝子編集システム
CRISPR-Cas9システムは、遺伝子編集のために使用されるRNA誘導型DNA標的化プラットフォームとして転用されている、原核生物に天然に存在する防御機構である。CRISPR-Cas9システムは、DNAヌクレアーゼであるCas9と、2つの非コードRNAであるcrisprRNA(crRNA)及びトランス活性化型RNA(tracrRNA)とに依拠するものであり、DNAを切断することを目的としている。CRISPRは、クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピートの頭字語であり、例えば原核生物を感染又は攻撃したウイルスによって細胞に以前暴露された外来DNAと類似性を有するDNAの断片(スペーサーDNA)を含有する細菌及び古細菌のゲノムに見られるDNA配列のファミリーである。例えば、同様のウイルスがその後の攻撃時に再導入すると、類似した外来DNAを検出及び破壊するために、これらのDNAの断片が原核生物によって使用される。CRISPR座位の転写によってスペーサー配列を含むRNA分子の形成がもたらされるが、このRNA分子は、外来の外来性DNAを認識して切断することができるCas(CRISPR関連)タンパク質と結合し、標的となる。CRISPR/Casシステムのいくつかの種類及びクラスが記載されている(例えば、Koonin et al.,(2017)Curr Opin Microbiol 37:67-78を参照されたい)。
CRISPR-Cas9システムは、遺伝子編集のために使用されるRNA誘導型DNA標的化プラットフォームとして転用されている、原核生物に天然に存在する防御機構である。CRISPR-Cas9システムは、DNAヌクレアーゼであるCas9と、2つの非コードRNAであるcrisprRNA(crRNA)及びトランス活性化型RNA(tracrRNA)とに依拠するものであり、DNAを切断することを目的としている。CRISPRは、クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピートの頭字語であり、例えば原核生物を感染又は攻撃したウイルスによって細胞に以前暴露された外来DNAと類似性を有するDNAの断片(スペーサーDNA)を含有する細菌及び古細菌のゲノムに見られるDNA配列のファミリーである。例えば、同様のウイルスがその後の攻撃時に再導入すると、類似した外来DNAを検出及び破壊するために、これらのDNAの断片が原核生物によって使用される。CRISPR座位の転写によってスペーサー配列を含むRNA分子の形成がもたらされるが、このRNA分子は、外来の外来性DNAを認識して切断することができるCas(CRISPR関連)タンパク質と結合し、標的となる。CRISPR/Casシステムのいくつかの種類及びクラスが記載されている(例えば、Koonin et al.,(2017)Curr Opin Microbiol 37:67-78を参照されたい)。
crRNAは、典型的には、標的DNA内の20個のヌクレオチド(nt)の配列とのワトソン-クリック塩基対形成を介して、CRISPR-Cas9複合体の配列認識及び特異性を促進する。crRNA中の5’20ntの配列の変化は、特定の座位へのCRISPR-Cas9複合体の標的化を可能にする。CRISPR-Cas9複合体は、標的配列がプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)と呼ばれる特定の短いDNAモチーフ(配列NGGを有する)の後にある場合、crRNAの最初の20ntと一致する配列を含むDNA配列のみに結合する。
TracrRNAは、crRNAの3’末端とハイブリダイズしてRNA二重鎖構造を形成し、このRNA二重鎖構造にCas9エンドヌクレアーゼが結合して、触媒活性のあるCRISPR-Cas9複合体が形成され、次いでこのCRISPR-Cas9複合体によって標的DNAを切断することができる。
CRISPR-Cas9複合体が標的部位でDNAに結合すると、Cas9酵素内の2つの独立したヌクレアーゼドメインがそれぞれPAM部位の上流でDNA鎖の一方を切断し、DNAの両鎖が塩基対で終端する(平滑末端)二本鎖切断(DSB)を残す。
CRISPR-Cas9複合体が特定の標的部位でDNAに結合し、部位特異的なDSBが形成された後、以下の重要な工程は、DSBの修復である。細胞は、DSBを修復するために、2つの主要なDNA修復経路、非相同末端連結(NHEJ)及び相同組換え修復(HDR)を使用する。
NHEJは、非分裂細胞を含む大部分の細胞型において高度に活性であるように見える堅固な修復機構である。NHEJは、誤りがちであり、多くの場合、DSBの部位において1~数百のヌクレオチド間で除去又は付加をもたらす可能性があるが、そのような改変は、典型的には<20ntである。得られた挿入及び欠失(インデル)は、遺伝子のコード領域又は非コード領域を破壊する可能性がある。代わりに、HDRは、内因的又は外因的に提供される長い一続きの相同性ドナーDNAを使用して、高い忠実度でDSBを修復する。HDRは、分裂細胞においてのみ活性であり、大部分の細胞型において相対的に低い頻度で生じる。本開示の多くの実施形態では、修復オペラントとしてNHEJを利用する。
(i)Cas9
いくつかの実施形態では、Cas9(CRISPR関連タンパク質9)エンドヌクレアーゼは、本明細書で開示されるような遺伝子操作されたT細胞を作製するためのCRISPR法において使用される。Cas9酵素は、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)に由来するものであり得るが、他のCas9相同体も使用することができる。本明細書に記載されているように、野生型Cas9が使用され得るか、又はCas9の修飾されたバージョンが使用され得る(例えば、Cas9の発展させたバージョン又はCas9オルソログ若しくはバリアント)ことを理解すべきである。いくつかの実施形態では、Cas9は、C末端及びN末端にSV40 large T抗原の核局在配列(NLS)を含むように改変されているストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)由来のCas9ヌクレアーゼタンパク質を含む。得られたCas9ヌクレアーゼ(sNLS-spCas9-sNLS)は、組み換え大腸菌(E.coli)発酵によって生成され、クロマトグラフィーによって精製された162kDaのタンパク質である。spCas9のアミノ酸配列は、UniProt受入番号Q99ZW2として見出すことができ、本明細書では配列番号1として示される。
いくつかの実施形態では、Cas9(CRISPR関連タンパク質9)エンドヌクレアーゼは、本明細書で開示されるような遺伝子操作されたT細胞を作製するためのCRISPR法において使用される。Cas9酵素は、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)に由来するものであり得るが、他のCas9相同体も使用することができる。本明細書に記載されているように、野生型Cas9が使用され得るか、又はCas9の修飾されたバージョンが使用され得る(例えば、Cas9の発展させたバージョン又はCas9オルソログ若しくはバリアント)ことを理解すべきである。いくつかの実施形態では、Cas9は、C末端及びN末端にSV40 large T抗原の核局在配列(NLS)を含むように改変されているストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)由来のCas9ヌクレアーゼタンパク質を含む。得られたCas9ヌクレアーゼ(sNLS-spCas9-sNLS)は、組み換え大腸菌(E.coli)発酵によって生成され、クロマトグラフィーによって精製された162kDaのタンパク質である。spCas9のアミノ酸配列は、UniProt受入番号Q99ZW2として見出すことができ、本明細書では配列番号1として示される。
(ii)ガイドRNA(gRNA)
本明細書で記載されるようなCRISPR-Cas9媒介遺伝子編集は、ガイドRNA、すなわちgRNAを使用することを含む。本明細書で使用する場合、「gRNA」とは、特定の標的配列で遺伝子を編集するために、Cas9をTRAC遺伝子又はβ2M遺伝子内の特定の標的配列に誘導することができるゲノム標的化核酸を意味する。ガイドRNAは、編集のための標的遺伝子内の標的核酸配列とCRISPR反復配列とにハイブリダイズする、少なくとも1つのスペーサー配列を含む。
本明細書で記載されるようなCRISPR-Cas9媒介遺伝子編集は、ガイドRNA、すなわちgRNAを使用することを含む。本明細書で使用する場合、「gRNA」とは、特定の標的配列で遺伝子を編集するために、Cas9をTRAC遺伝子又はβ2M遺伝子内の特定の標的配列に誘導することができるゲノム標的化核酸を意味する。ガイドRNAは、編集のための標的遺伝子内の標的核酸配列とCRISPR反復配列とにハイブリダイズする、少なくとも1つのスペーサー配列を含む。
TRAC遺伝子を標的化する代表的なgRNAは、配列番号2に示される。国際公開第2019/097305A2号パンフレットとして公開された2018年5月11日に出願された国際出願番号PCT/IB2018/001619号も参照され、その関連する開示は、本明細書で参照される主題及び目的のために参照により本明細書に組み込まれる。他のgRNA配列は、14番染色体上に位置するTRAC遺伝子配列を使用して設計され得る(GRCh38:14番染色体:22,547,506-22,552,154;.Ensembl;ENSG00000277734)。いくつかの実施形態では、TRACゲノム領域を標的化するgRNA及びCas9は、TRACゲノム領域に切断を生じさせてTRAC遺伝子にインデルをもたらし、mRNA又はタンパク質の発現を阻害する。
いくつかの実施形態では、TRACゲノム領域を標的とするgRNAにより、表9の配列から選択される少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、TRAC遺伝子におけるインデルが生じる。いくつかの実施形態では、TRACゲノム領域を標的化するgRNA(配列番号2)により、表9の配列から選択される少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、TRAC遺伝子におけるインデルが生じる。
β2M遺伝子を標的化する例示的なgRNAは、配列番号6に示される。国際公開第2019/097305A2号パンフレットとして公開された2018年5月11日に出願された国際出願番号PCT/IB2018/001619号も参照され、その関連する開示は、本明細書で参照される主題及び目的のために参照により本明細書に組み込まれる。他のgRNA配列は、15番染色体上に位置するβ2M遺伝子配列を使用して設計することができる(GRCh38の座標:15番染色体:44,711,477-44,718,877;Ensembl:ENSG00000166710)。いくつかの実施形態では、β2Mゲノム領域を標的化するgRNA及びRNA誘導型ヌクレアーゼは、β2Mゲノム領域に切断を生じさせてβ2M遺伝子にインデルをもたらし、mRNA又はタンパク質の発現を阻害する。
いくつかの実施形態では、β2Mゲノム領域を標的化するgRNAにより、表10の配列から選択される少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、β2M遺伝子におけるインデルが生じる。いくつかの実施形態では、β2Mゲノム領域を標的化するgRNA(配列番号6)により、表10の配列から選択される少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む、β2M遺伝子におけるインデルが生じる。
II型システムでは、gRNAは、tracrRNA配列と呼ばれる第2のRNAも含む。II型のgRNAでは、CRISPR反復配列及びtracrRNA配列が、互いにハイブリダイズして二重鎖を形成する。V型のgRNAでは、crRNAが二重鎖を形成する。両方のシステムにおいて、二重鎖は部位特異的ポリペプチドに結合し、その結果、ガイドRNAと部位特異的ポリペプチドとで複合体を形成する。いくつかの実施形態では、ゲノム標的化核酸は、この部位特異的ポリペプチドとの会合による複合体に標的特異性をもたらす。そのため、ゲノム標的化核酸は、部位特異的ポリペプチドの活性を誘導する。
当業者に理解されているように、各ガイドRNAは、そのゲノム標的配列に相補的なスペーサー配列を含むように設計されている。Jinek et al.,Science,337,816-821(2012)及びDeltcheva et al.,Nature,471,602-607(2011)を参照されたい。
いくつかの実施形態では、ゲノム標的化核酸(例えば、gRNA)は、二重分子ガイドRNAである。いくつかの実施形態では、ゲノム標的化核酸(例えば、gRNA)は、単一分子ガイドRNAである。
二重分子ガイドRNAは、2つの鎖のRNA分子を含む。第1の鎖は、5’から3’の方向に、任意選択的なスペーサー延長配列、スペーサー配列及び最小CRISPR反復配列を含む。第2の鎖は、最小tracrRNA配列(最小CRISPR反復配列に相補的)、3’tracrRNA配列及び任意選択的なtracrRNA延長配列を含む。
II型システムにおける単一分子ガイドRNA(「sgRNA」と呼ばれる)は、5’から3’方向において、任意選択的なスペーサー延長配列、スペーサー配列、最小CRISPR反復配列、単一分子ガイドリンカー、最小tracrRNA配列、3’tracrRNA配列及び任意選択的なtracrRNA延長配列を含む。任意選択的なtracrRNA延長は、ガイドRNAに追加の機能性(例えば、安定性)を付与する要素を含み得る。単一分子ガイドリンカーは、最小CRISPR反復と最小tracrRNA配列とを連結して、ヘアピン構造を形成する。任意選択的なtracrRNA延長は、1つ以上のヘアピンを含む。V型システムにおける単一分子ガイドRNAは、5’から3’方向において、最小CRISPR反復配列及びスペーサー配列を含む。
「標的配列」とは、PAM配列に隣接している標的遺伝子のことであり、Cas9によって改変される配列のことである。「標的配列」は、「標的核酸」内のいわゆるPAM鎖上にあり、PAM鎖及び相補的な非PAM鎖を含む二本鎖分子である。当業者は、gRNAスペーサー配列が、目的の標的核酸の非PAM鎖に位置する相補的配列にハイブリダイズすることを認識している。そのため、gRNAスペーサー配列は、標的配列のRNA均等物である。
例えば、TRAC標的配列が5’-AGAGCAACAGTGCTGTGGCC-3’(配列番号11)である場合、gRNAスペーサー配列は、5’-AGAGCAACAGUGCUGUGGCC-3’(配列番号5)である。別の例では、β2M標的配列が5’-GCTACTCTCTCTTTCTGGCC-3’(配列番号:13)である場合、gRNAスペーサー配列は、5’-GCUACUCUCUCUUUCUGGCC-3’である(配列番号:9)。gRNAのスペーサーは、ハイブリダイゼーション(すなわち塩基対形成)を介して配列特異的な様式で目的の標的核酸と相互作用する。そのため、スペーサーのヌクレオチド配列は、目的の標的核酸の標的配列に依存して変化する。
本明細書のCRISPR/Casシステムでは、スペーサー配列は、このシステムで使用されるCas9酵素によって認識可能なPAMの5’に位置する標的核酸の領域にハイブリダイズするように設計されている。スペーサーは、標的配列と完全に一致し得るか、又はミスマッチを有し得る。各Cas9酵素は、標的DNAにおいて認識する特定のPAM配列を有する。例えば、S.ピオゲネス(S.pyogenes)は、標的核酸において、配列5’-NRG-3’(ここで、Rは、A又はGのいずれかを含み、Nは、任意のヌクレオチドであり、Nは、スペーサー配列により標的化される標的核酸配列の3’の直近にある)を含むPAMを認識する。
いくつかの実施形態では、標的核酸配列は、20個の長さのヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、標的核酸は、20個未満の長さのヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、標的核酸は、20個超の長さのヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、標的核酸は、少なくとも5、10、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30個又はそれを超える長さのヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、標的核酸は、最大で5、10、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30個又はそれを超える長さのヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、標的核酸配列は、PAMの最初のヌクレオチドの5’の直近に20個の塩基を有する。例えば、5’-NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNRG-3’を含む配列では、標的核酸は、N(ここで、Nは、任意のヌクレオチドであり得、下線が引かれたNRG配列は、S.ピオゲネス(S.pyogenes)のPAMである)に対応する配列であり得る。
gRNAのスペーサー配列は、目的の標的遺伝子の標的配列(例えば、ゲノム標的配列などのDNA標的配列)を定義する配列(例えば、20個のヌクレオチド配列)である。TRAC遺伝子を標的化するgRNAの例示的なスペーサー配列は、配列番号4に示される。β2M遺伝子を標的化するgRNAの例示的なスペーサー配列は、配列番号8に示される。
本明細書で開示されるガイドRNAは、crRNA内のスペーサー配列によって目的の任意の配列を標的化することができる。いくつかの実施形態では、ガイドRNAのスペーサー配列と標的遺伝子内の標的配列との間の相補性の程度は、約60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%であり得る。いくつかの実施形態では、ガイドRNAのスペーサー配列及び標的配列内の標的配列は、100%相補的である。他の実施形態では、ガイドRNAのスペーサー配列と標的配列内の標的配列は、最大で10個のミスマッチ、例えば最大で9個、最大で8個、最大で7個、最大で6個、最大で5個、最大で4個、最大で3個、最大で2個又は最大で1個のミスマッチを含有し得る。
本明細書で提供される使用し得るgRNAの非限定的な例は、国際公開第2019/097305A2号パンフレットとして公開される、2018年5月11日に出願の国際出願番号PCT/IB2018/001619号及び国際公開第2019/215500号パンフレットとして公開される、2019年5月10日に出願の国際出願番号PCT/IB2019/000500号に提供されており、先の出願の各々の関連する開示は、本明細書で参照される目的及び主題のために参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で提供されるgRNA配列のいずれかに関して、改変を明確に示していないものは、未改変の配列と、任意の好適な改変を有する配列との両方を包含することを意味する。
本明細書で開示されるgRNAのいずれかにおけるスペーサー配列の長さは、CRISPR/Cas9システム及び更に本明細書で開示される標的遺伝子のいずれかを編集するために使用される構成要素に依存し得る。例えば、異なる細菌種に由来する異なるCas9タンパク質は、様々な最適なスペーサー配列長を有する。従って、スペーサー配列は、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50又は50個超の長さのヌクレオチドを有し得る。いくつかの実施形態では、スペーサー配列は、18~24個の長さのヌクレオチドを有し得る。いくつかの実施形態では、標的化配列は、19~21個の長さのヌクレオチドを有し得る。いくつかの実施形態では、スペーサー配列は、20個の長さのヌクレオチドを含み得る。
いくつかの実施形態では、gRNAは、sgRNAであり得、sgRNA配列の5’末端に20個のヌクレオチドのスペーサー配列を含み得る。いくつかの実施形態では、sgRNAは、sgRNA配列の5’末端に20個未満のヌクレオチドのスペーサー配列を含み得る。いくつかの実施形態では、sgRNAは、sgRNA配列の5’末端に20超のヌクレオチドのスペーサー配列を含み得る。いくつかの実施形態では、sgRNAは、sgRNA配列の5’末端に17~30個のヌクレオチドを有する可変長のスペーサー配列を含む。例を実施例7の表8に示す。
いくつかの実施形態では、sgRNAは、sgRNA配列の3’末端にウラシルを含まない。他の実施形態では、sgRNAは、sgRNA配列の3’末端に1つ以上のウラシルを含み得る。例えば、sgRNAは、sgRNA配列の3’末端に1~8個のウラシル残基、例えば、sgRNA配列の3’末端に1、2、3、4、5、6、7又は8個のウラシル残基を含むことができる。
sgRNAのいずれかを含む、本明細書で開示されるgRNAのいずれも未改変でであり得る。代わりに、1つ以上の修飾ヌクレオチド及び/又は修飾主鎖を含み得る。例えば、sgRNAなどの改変gRNAは、5’末端、3’末端のいずれか又は両方に位置し得る1つ以上の2’-O-メチルホスホロチオエートヌクレオチドを含むことができる。
特定の実施形態では、2つ以上のガイドRNAをCRISPR/Casヌクレアーゼシステムと共に使用することができる。各ガイドRNAは、CRISPR/Casシステムが2つ以上の標的核酸を切断するように、異なる標的化配列を含有し得る。いくつかの実施形態では、1つ以上のガイドRNAは、Cas9 RNP複合体内での活性又は安定性などの同じ又は異なる特性を有し得る。2つ以上のガイドRNAが使用される場合、各ガイドRNAは、同じ又は異なるベクター上にコードされ得る。2つ以上のガイドRNAの発現を駆動するために使用されるプロモーターは、同じであるか又は異なる。
2つ以上の好適なCas9及び2つ以上の好適なgRNAを本明細書に記載される方法、例えば当技術分野において公知の又は本明細書で開示される方法に使用することができることが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、方法は、当技術分野において公知のCas9酵素及び/又はgRNAを含む。例は、例えば、国際公開第2019/097305A2号パンフレットとして公開された、2018年5月11日出願の国際出願番号PCT/IB2018/001619号及び国際公開第2019/215500号パンフレットとして公開された、2019年5月10日出願の国際出願番号PCT/IB2019/000500号に見出すことができ、各先行出願の関連する開示は、本明細書で言及される目的及び主題に対して本明細書に参照として組み込まれる。
TRAC及びB2M遺伝子のCRISPR-Cas9媒介遺伝子編集
いくつかの実施形態では、本明細書で開示される活性化T細胞は、本明細書に開示される条件下において、CRISPR-Cas9媒介性遺伝子編集を介してTRAC遺伝子とβ2M遺伝子の両方の遺伝子編集を受け得、これにより、従来の条件によって提供されるものと比較してより高く、より一貫した遺伝子編集効率がもたらされる。更に、本明細書で開示される遺伝子編集プロセスから得られるTRAC-/β2M-T細胞は、CARコンストラクトをコードするウイルスベクターがTRAC-/2M-T細胞に送達されると、キメラ抗原受容体(CAR)の高い発現レベルを示した。
いくつかの実施形態では、本明細書で開示される活性化T細胞は、本明細書に開示される条件下において、CRISPR-Cas9媒介性遺伝子編集を介してTRAC遺伝子とβ2M遺伝子の両方の遺伝子編集を受け得、これにより、従来の条件によって提供されるものと比較してより高く、より一貫した遺伝子編集効率がもたらされる。更に、本明細書で開示される遺伝子編集プロセスから得られるTRAC-/β2M-T細胞は、CARコンストラクトをコードするウイルスベクターがTRAC-/2M-T細胞に送達されると、キメラ抗原受容体(CAR)の高い発現レベルを示した。
Cas9酵素並びにTRAC遺伝子及びβ2M遺伝子を標的化するgRNAは、1つ以上のリボ核タンパク質(RNP)複合体を形成することができ、これは、本明細書に開示されるように、活性化T細胞に送達され得る。RNPは、少なくともそれらが、核酸が豊富な細胞環境中での乱雑な相互作用のリスクを最小化し、且つRNAを分解から保護するため、遺伝子編集に有用である。RNPを形成する方法は、当技術分野において知られている。
CRISPR-Cas9媒介遺伝子編集プロセスには、2つのリボ核タンパク質複合体が関与する場合がある。第1のRNP複合体は、第1のCas9酵素及びTRAC遺伝子を標的化するガイドRNA(gRNA)を含む。第2のRNP複合体は、第2のCas9酵素及びβ2M遺伝子を標的化するgRNAを含む。いくつかの例では、2つのRNP複合体は、異なるCas9酵素を含む。他の例では、2つのRNP複合体は、同じCas9酵素を含む。具体例では、配列番号1のCas9酵素は、第1及び第2のRNPの両方で使用可能である。
いくつかの実施形態では、2つのRNP複合体は、同じ量のCas9酵素を含有し得る。例えば、RNP複合体のいずれも、約0.1~0.3mg/mL(例えば、約0.1~0.2mg/mL)のCas9酵素(例えば、配列番号1のCas9酵素)を含み得る。いくつかの例では、RNP複合体の各々は、約0.15mg/mLのCas9酵素(これは、配列番号1のCas9酵素でであり得る)を含み得る。
他の実施形態では、2つのRNP複合体は、異なる量のCas9酵素を含有し得る。いくつかの例では、TRAC遺伝子を標的化するRNP複合体は、β2M遺伝子を標的化するRNP複合体と比較してより多量のCas9酵素を含み得る。代わりに、β2M遺伝子を標的化するRNP複合体は、TRAC遺伝子を標的化するRNP複合体と比較してより多量のCas9酵素を含み得る。
2つのRNP複合体は、同じ量のgRNA(一方はTRACを標的化し、他方はβ2Mを標的化する)を含み得る。代わりに、2つのRNP複合体は、異なる量のgRNAを含み得る。例えば、TRAC遺伝子を標的化するgRNAの量は、約0.035mg/mL~約0.8mg/mL、例えば、約50μg/mL~約80μg/mLの範囲でであり得る。具体例では、TRAC遺伝子を標的化するgRNAの量は、約0.08mg/mLである。代わりに又は加えて、β2M遺伝子を標的化するgRNAの量は、約0.075mg/mL~約0.3mg/mL、例えば、約0.1mg/mL~約0.3mg/mLの範囲でであり得る。具体例では、β2M遺伝子を標的化するgRNAの量は、約0.2mg/mLである。
具体例では、TRAC遺伝子を標的化するRNP複合体は、約0.15mg/mLのCas9(例えば、配列番号1のCas9)及び約0.08mg/mLのTRAC遺伝子を標的化するgRNA(例えば、TA-1のgRNA)を含み得る。代わりに又は加えて、β2M遺伝子を標的化するRNP複合体は、約0.15mg/mLのCas9(例えば、配列番号1のCas9)及び約0.2mg/mLのβ2M伝子を標的化するgRNA(例えば、B2M-1のgRNA)を含み得る。
いくつかの実施形態では、2つのRNPは、エレクトロポレーションを介して連続的に、すなわち2つのエレクトロポレーションイベントを介して、活性化T細胞に導入され得る。代わりに、2つのRNPは、同時に、すなわち1つのエレクトロポレーションイベントを介して活性化T細胞に導入され得る。この場合、エレクトロポレーションイベント前に2つのRNPを組み合わせて混合物を形成し得る。
本明細書に開示されるRNPのいずれかは、RNPを好適な量の活性化T細胞と混合することによって活性化T細胞に導入することができ、こうして形成された混合物は、RNPの細胞への送達を可能にする好適な条件下でエレクトロポレーションに供される。場合により、活性化T細胞の好適な量は、約100×106細胞/mL~約300×106細胞/mLの範囲であり得る。例えば、エレクトロポレーション工程用のT細胞の好適な量は、約200×106細胞/mL~約300×106細胞/mLの範囲であり得る。いくつかの例では、活性化T細胞の濃度は、約100×106細胞/mLであり得る。いくつかの実施形態では、活性化T細胞の濃度は、約200×106細胞/mLであり得る。いくつかの実施形態では、活性化T細胞の濃度は、約300×106細胞/mLであり得る。
いくつかの実施形態では、活性化T細胞の好適な量は、約1×108~約1×1010細胞、例えば、約5×108~約8×109細胞、約1×109~約5×109細胞又は約1×109~約3×109細胞の範囲であり得る。
エレクトロポレーションにおいて使用するためのT細胞は、使用するエレクトロポレーション機器によっては、複数のセルカセットに入れ得る。好適なエレクトロポレーション機器は、当業者に公知であり、静的及び流動エレクトロポレーターを挙げることができ、Lonza Nucleofector、Maxcyte GT及びMaxCyte GTxが含まれる。場合により、複数のセルカセットを、エレクトロポレーションプロセスで使用し得る。更なる詳細は、以下の実施例10で提供される。
具体例では、合計で約0.3mg/mLのCas9酵素(例えば、配列番号1のCas9酵素)、約0.08mg/mLのTA-1のgRNA及び約0.2mg/mLB2M-1のgRNAを含む上記で開示される2つのRNPは、約100×106細胞/mL~約300×106細胞/mL(例えば、約300×106細胞/mL)の量の活性化T細胞と混合し得る。次に、混合物をエレクトロポレーションに供して、RNPをT細胞に送達する。
エレクトロポレーション後、細胞は、回復に好適な期間、新鮮な培地又はエレクトロポレーションバッファーで培養され得る。遺伝子編集効率は、日常的な慣行に従って実施し得る。このように生成される遺伝子編集されたT細胞は、CAR発現のために構成された核酸の送達のためにウイルスベクター形質導入を受け得る。
(iv)T細胞の形質導入
ノックアウトされたTRAC及びβ2M遺伝子を有する遺伝子編集されたT細胞は、CARを発現するT細胞の集団を生成するためにキメラ抗原受容体(CAR)をコードする核酸配列を含むアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどのウイルスベクターによる形質導入を受け得る。
ノックアウトされたTRAC及びβ2M遺伝子を有する遺伝子編集されたT細胞は、CARを発現するT細胞の集団を生成するためにキメラ抗原受容体(CAR)をコードする核酸配列を含むアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどのウイルスベクターによる形質導入を受け得る。
キメラ抗原受容体(CAR)
キメラ抗原受容体(CAR)とは、望ましくない細胞、例えば癌細胞などの疾患細胞で発現した抗原を認識して結合するように改変されている人工の免疫細胞受容体を指す。CARポリペプチドを発現するT細胞は、CAR T細胞と呼ばれる。CARは、MHCに制限されない様式において、選択された標的に対するT細胞の特異性及び反応性を再誘導する能力を有する。MHCに制限されない抗原認識は、抗原プロセシングに非依存的な抗原を認識する能力をCAR-T細胞に与え、それにより腫瘍エスケープの主要な機構をバイパスする。更に、CARは、T細胞に発現する場合、有利には、内在性のT細胞受容体(TCR)のアルファ鎖及びベータ鎖と二量体化しない。
キメラ抗原受容体(CAR)とは、望ましくない細胞、例えば癌細胞などの疾患細胞で発現した抗原を認識して結合するように改変されている人工の免疫細胞受容体を指す。CARポリペプチドを発現するT細胞は、CAR T細胞と呼ばれる。CARは、MHCに制限されない様式において、選択された標的に対するT細胞の特異性及び反応性を再誘導する能力を有する。MHCに制限されない抗原認識は、抗原プロセシングに非依存的な抗原を認識する能力をCAR-T細胞に与え、それにより腫瘍エスケープの主要な機構をバイパスする。更に、CARは、T細胞に発現する場合、有利には、内在性のT細胞受容体(TCR)のアルファ鎖及びベータ鎖と二量体化しない。
様々な世代のCARが存在し、その各々は、異なる構成要素を含む。第一世代のCARは、ヒンジ及び膜貫通ドメインを介して抗体に由来するscFvをT細胞受容体のCD3ゼータ(ζ又はz)細胞内シグナル伝達ドメインに連結する。第二世代のCARは、共刺激シグナルを供給するための追加の共刺激ドメイン、例えばCD28、4-1BB(41BB)又はICOSを組み込んでいる。第三世代のCARは、TCRのCD3ζ鎖と融合した2つの共刺激ドメイン(例えば、CD27、CD28、4-1BB、ICOS又はOX40の組み合わせ)を含む。Maude et al.,Blood.2015;125(26):4017-4023;Kakarla and Gottschalk,Cancer J.2014;20(2):151-155)。様々な世代のCARコンストラクトは、いずれも本開示の範囲内である。
一般に、CARは、標的抗原(例えば、抗体の単鎖可変断片(scFv)又は別の抗体断片)を認識する細胞外ドメインを含む融合ポリペプチドであり、細胞内ドメインは、T細胞受容体(TCR)複合体(例えば、CD3ζ)のシグナル伝達ドメインを含み、そのほとんどの場合に共刺激ドメインである。(Enblad et al.,Human Gene Therapy.2015;26(8):498-505)。CARコンストラクトは、細胞外ドメインと細胞内ドメインとの間にヒンジ及び膜貫通ドメインを更に含み得、且つ表面に発現するためにN末端にシグナルペプチドを含み得る。シグナルペプチドの例としては、MLLLVTSLLLCELPHPAFLLIP(配列番号44)及びMALPVTALLLPLALLLHAARP(配列番号75)が挙げられる。他のシグナルペプチドを使用し得る。
(a)抗原結合細胞外ドメイン
抗原結合細胞外ドメインとは、CARが細胞表面に発現すると、細胞外液にさらされるCARポリペプチドの領域のことである。場合により、細胞表面発現を促進するために、シグナルペプチドがN末端に位置し得る。いくつかの実施形態では、抗原結合ドメインは、単鎖可変断片(scFvであり、抗体重鎖可変領域(VH)と抗体軽鎖可変領域(VL)とを(いずれかの方向に)含み得る)であり得る。場合により、VH断片及びVL断片は、ペプチドリンカーを介して連結され得る。リンカーは、いくつかの実施形態では、可動性のために一続きのグリシン及びセリン並びに可溶性を付与するために一続きのグルタミン酸塩及びリシンを含んだ親水性残基を含む。scFv断片は、親抗体の抗原結合特異性を保持しており、そこからscFv断片が誘導される。いくつかの実施形態では、scFvは、ヒト化VHドメイン及び/又はVLドメインを含み得る。他の実施形態では、scFvのVHドメイン及び/又はVLドメインは、完全ヒト型である。
抗原結合細胞外ドメインとは、CARが細胞表面に発現すると、細胞外液にさらされるCARポリペプチドの領域のことである。場合により、細胞表面発現を促進するために、シグナルペプチドがN末端に位置し得る。いくつかの実施形態では、抗原結合ドメインは、単鎖可変断片(scFvであり、抗体重鎖可変領域(VH)と抗体軽鎖可変領域(VL)とを(いずれかの方向に)含み得る)であり得る。場合により、VH断片及びVL断片は、ペプチドリンカーを介して連結され得る。リンカーは、いくつかの実施形態では、可動性のために一続きのグリシン及びセリン並びに可溶性を付与するために一続きのグルタミン酸塩及びリシンを含んだ親水性残基を含む。scFv断片は、親抗体の抗原結合特異性を保持しており、そこからscFv断片が誘導される。いくつかの実施形態では、scFvは、ヒト化VHドメイン及び/又はVLドメインを含み得る。他の実施形態では、scFvのVHドメイン及び/又はVLドメインは、完全ヒト型である。
抗原結合細胞外ドメインは、目的の標的抗原、例えば、腫瘍抗原などの病態抗原に特異的であり得る。いくつかの実施形態では、腫瘍抗原は、通常、全く発現されない場合があるか、又は低レベルでのみ発現される場合がある非腫瘍細胞より腫瘍細胞においてより高レベルで発現されるタンパク質などの免疫原性分子を参照する「腫瘍関連抗原」である。いくつかの実施形態では、腫瘍を内部に持つ宿主の免疫系によって認識される腫瘍関連構造は、腫瘍関連抗原と呼ばれる。いくつかの実施形態では、腫瘍関連抗原は、大部分のタイプの腫瘍によって広範に発現される場合、普遍的な腫瘍抗原である。いくつかの実施形態では、腫瘍関連抗原は、分化抗原、変異性抗原、過剰発現された細胞抗原又はウイルス抗原である。いくつかの実施形態では、腫瘍抗原は、腫瘍細胞に固有のタンパク質などの免疫原性分子を指す「腫瘍特異抗原」又は「TSA」である。腫瘍特異抗原は、腫瘍細胞、例えば、特定のタイプの腫瘍細胞でのみ発現する。
いくつかの例では、本明細書で開示されるCARコンストラクトは、CD19に結合可能なscFv細胞外ドメインを含む。いくつかの例では、本明細書で開示されるCARコンストラクトは、BCMAに結合可能なscFv細胞外ドメインを含む。抗CD19 CAR及び抗BCMA CARの例は、以下の実施例で提供される。
(b)膜貫通ドメイン
本明細書で開示されるCARポリペプチドは、膜をまたがる疎水性のαヘリックスであり得る膜貫通ドメインを含み得る。本明細書で使用する場合、「膜貫通ドメイン」とは、好ましくは、真核細胞の細胞膜である細胞膜内で熱力学的に安定な任意のタンパク質構造体を意味する。膜貫通ドメインは、それ自体を含有するCARの安定性をもたらす。
本明細書で開示されるCARポリペプチドは、膜をまたがる疎水性のαヘリックスであり得る膜貫通ドメインを含み得る。本明細書で使用する場合、「膜貫通ドメイン」とは、好ましくは、真核細胞の細胞膜である細胞膜内で熱力学的に安定な任意のタンパク質構造体を意味する。膜貫通ドメインは、それ自体を含有するCARの安定性をもたらす。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるように、CARの膜貫通ドメインは、CD8膜貫通ドメインであり得る。他の実施形態では、膜貫通ドメインは、CD28膜貫通ドメインであり得る。更に他の実施形態では、膜貫通ドメインは、CD8膜貫通ドメイン及びCD28膜貫通ドメインのキメラである。本明細書に記載されているような他の膜貫通ドメインを使用し得る。いくつかの実施形態では、膜貫通ドメインは、
FVPVFLPAKPTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDIYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLYCNHRNR(配列番号49);又は
IYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLY(配列番号31)
の配列を含むCD8a膜貫通ドメインである。
FVPVFLPAKPTTTPAPRPPTPAPTIASQPLSLRPEACRPAAGGAVHTRGLDFACDIYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLYCNHRNR(配列番号49);又は
IYIWAPLAGTCGVLLLSLVITLY(配列番号31)
の配列を含むCD8a膜貫通ドメインである。
他の膜貫通ドメインを使用し得る。
(c)ヒンジドメイン
いくつかの実施形態では、ヒンジドメインは、CARの細胞外ドメイン(抗原結合ドメインを含む)と膜貫通ドメインとの間に位置し得るか、又はCARの細胞質ドメインと膜貫通ドメインとの間に位置し得る。ヒンジドメインは、ポリペプチド鎖において膜貫通ドメインを細胞外ドメイン及び/又は細胞質ドメインに連結するように機能する任意のオリゴペプチド又はポリペプチドであり得る。ヒンジドメインは、CAR若しくはそのドメインに可動性をもたらすか、又はCAR若しくはそのドメインの立体障害を防ぐように機能し得る。
いくつかの実施形態では、ヒンジドメインは、CARの細胞外ドメイン(抗原結合ドメインを含む)と膜貫通ドメインとの間に位置し得るか、又はCARの細胞質ドメインと膜貫通ドメインとの間に位置し得る。ヒンジドメインは、ポリペプチド鎖において膜貫通ドメインを細胞外ドメイン及び/又は細胞質ドメインに連結するように機能する任意のオリゴペプチド又はポリペプチドであり得る。ヒンジドメインは、CAR若しくはそのドメインに可動性をもたらすか、又はCAR若しくはそのドメインの立体障害を防ぐように機能し得る。
いくつかの実施形態では、ヒンジドメインは、最大で300個のアミノ酸(例えば、10~100個のアミノ酸又は5~20個のアミノ酸)を含み得る。いくつかの実施形態では、CARの他の領域に1つ以上のヒンジドメインが含まれ得る。いくつかの実施形態では、ヒンジドメインは、CD8ヒンジドメインであり得る。他のヒンジドメインを使用し得る。
(d)細胞内シグナル伝達ドメイン
CARコンストラクトのいずれかは、受容体の機能的末端である1つ以上の細胞内シグナル伝達ドメイン(例えばCD3ζ及び任意選択的に1つ以上の共刺激ドメイン)を含む。抗原認識後、受容体クラスター及びシグナルは、細胞に伝達される。
CARコンストラクトのいずれかは、受容体の機能的末端である1つ以上の細胞内シグナル伝達ドメイン(例えばCD3ζ及び任意選択的に1つ以上の共刺激ドメイン)を含む。抗原認識後、受容体クラスター及びシグナルは、細胞に伝達される。
CD3ζは、T細胞受容体複合体の細胞質シグナル伝達ドメインである。CD3ζは、T細胞が同種抗原と会合した後にT細胞に活性化シグナルを伝達する3つの免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)を含む。多くの場合、CD3ζは、一次T細胞の活性化シグナルを提供するが、十分に適格な活性化シグナルではなく、共刺激シグナル伝達を必要とする。
いくつかの実施形態では、本明細書で開示されるCARポリペプチドは、1つ以上の共刺激シグナル伝達ドメインを更に含み得る。例えば、CD3ζによって媒介される一次シグナル伝達と共に、CD28及び/又は4-1BBの共刺激ドメインを使用して、十分な増殖シグナル/生存シグナルを伝達し得る。いくつかの例では、本明細書で開示されるCARは、CD28共刺激分子を含む。他の例では、本明細書で開示されるCARは、4-1BB共刺激分子を含む。いくつかの実施形態では、CARは、CD3ζシグナル伝達ドメイン及びCD28共刺激ドメインを含む。他の実施形態では、CARは、CD3ζシグナル伝達ドメイン及び4-1BB共刺激ドメインを含む。更に他の実施形態では、CARは、CD3ζシグナル伝達ドメイン、CD28共刺激ドメイン及び4-1BB共刺激ドメインを含む。
本明細書に記載される方法は、CARを発現する遺伝子操作されたT細胞、例えば当技術分野において公知の又は本明細書で開示される遺伝子操作されたT細胞を生成するために使用することができる2つ以上の好適なCARを包含することが理解されるであろう。例は、例えば、国際公開第2019/097305A2号パンフレットとして公開された2018年5月11日に出願されたPCT/IB2018/001619号に見出すことができ、その関連する開示は、本明細書で参照される目的及び主題のために参照により本明細書に組み込まれる。別の例では、CARはCD19に結合する(「CD19 CAR」又は「抗CD19 CAR」とも呼ばれる)。CD19に結合する例示的なCARのアミノ酸配列は、配列番号37に提供されている(以下の実施例7、表11を参照されたい)。更に別の例では、CARはBCMAに結合する(「BCMA CAR」又は「抗BCMA CAR」とも呼ばれる)。BCMAに結合する例示的なCARのアミノ酸配列は、配列番号61に提供されている(以下の実施例8、表16及び17を参照されたい)。
CARコンストラクトをT細胞に送達するためのAAVベクター
CARコンストラクトをコードする核酸は、アデノ随伴ウイルス(AAV)を使用して細胞に送達され得る。AAVは、宿主ゲノムに部位特異的に組み込み、従ってCARなどの導入遺伝子を送達し得る小型のウイルスである。逆位末端配列(ITR)は、AAVゲノム及び/又は目的の導入遺伝子に隣接して存在し、複製開始点として機能する。また、AAVゲノムには、転写された場合にAAVゲノムをカプセル化して標的細胞に送達するためのカプシドを形成するrepタンパク質及びcapタンパク質も存在する。これらのカプシド上の表面受容体によってAAVの血清型が付与され、カプシドがどの標的臓器に最初に結合するのか、従っていずれの細胞にAAVが最も効率的に感染するのかが決定される。現在知られているヒトAAVの血清型は、12種類である。いくつかの実施形態では、CARをコードする核酸を送達するのに使用されるAAVは、AAV血清型6(AAV6)である。
CARコンストラクトをコードする核酸は、アデノ随伴ウイルス(AAV)を使用して細胞に送達され得る。AAVは、宿主ゲノムに部位特異的に組み込み、従ってCARなどの導入遺伝子を送達し得る小型のウイルスである。逆位末端配列(ITR)は、AAVゲノム及び/又は目的の導入遺伝子に隣接して存在し、複製開始点として機能する。また、AAVゲノムには、転写された場合にAAVゲノムをカプセル化して標的細胞に送達するためのカプシドを形成するrepタンパク質及びcapタンパク質も存在する。これらのカプシド上の表面受容体によってAAVの血清型が付与され、カプシドがどの標的臓器に最初に結合するのか、従っていずれの細胞にAAVが最も効率的に感染するのかが決定される。現在知られているヒトAAVの血清型は、12種類である。いくつかの実施形態では、CARをコードする核酸を送達するのに使用されるAAVは、AAV血清型6(AAV6)である。
アデノ随伴ウイルスは、いくつかの理由のために遺伝子療法に最も頻繁に使用されるウイルスの1つである。第一に、AAVは、ヒトを含む哺乳動物への投与時に免疫応答を誘発しない。第二に、AAVは、特に適切なAAV血清型の選択を考慮に入れる場合、標的細胞に効率的に送達される。最後に、AAVは、ゲノムが組み込みを伴わずに宿主細胞において存続し得ることから、分裂細胞及び非分裂細胞の両方に感染する能力を有する。この特質により、AAVは、遺伝子療法の理想的な候補となる。
CARをコードする核酸は、宿主T細胞内の目的のゲノム部位に挿入するように設計することができる。いくつかの実施形態では、標的ゲノム部位は、セーフハーバー座位内に存在し得る。
いくつかの実施形態では、CARをコードする核酸は、(例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどのウイルスベクターによって運ぶことが可能なドナー鋳型を介して)遺伝子操作されたT細胞内のTRAC遺伝子を破壊してCARポリペプチドを発現させるために、TRAC遺伝子内の位置に挿入することができるように設計することができる。TRACの破壊は、内因性TCRの機能喪失をもたらす。例えば、本明細書に記載されるようなエンドヌクレアーゼ及び1つ以上のTRACゲノム領域を標的化する1つ以上のgRNAにより、TRAC遺伝子の破壊を生じさせることができる。この目的のために、TRAC遺伝子及び標的部位に特異的なgRNAのいずれか、例えば本明細書で開示されるものを使用することができる。
いくつかの実施例では、相同組換え修復、すなわちHDR(例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどのウイルスベクターの一部であり得るドナー鋳型を使用した)により、TRAC遺伝子内のゲノム欠失と、CARをコードするセグメントによる置換とを生じさせることができる。いくつかの例では、gRNA標的配列又はその一部が削除される(例えば、配列番号17)。いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるようなエンドヌクレアーゼ及び1つ以上のTRACゲノム領域を標的化する1つ以上のgRNAにより、且つCARをコードするセグメントをTRAC遺伝子に挿入することにより、TRAC遺伝子の破壊を生じさせることができる。
本明細書で開示されるようなドナー鋳型は、CARのコード配列を含有し得る。いくつかの実施例では、CARをコードする配列は、CRISPR-Cas9遺伝子編集技術を使用して、目的の遺伝子位置、例えばTRAC遺伝子で効率的なHDRを行うことができるように、2つの相同性領域に隣接し得る。この場合、標的座位に特異的なgRNAによって誘導されたCRISPR Cas9酵素により、DNAの両方の鎖を標的座位で切断することができる。次いで、HDRが発生して二重鎖切断(DSB)を修復し、CARをコードするドナーDNAを挿入する。これを正しく発生させるために、ドナー配列は、TRAC遺伝子などの標的遺伝子のDSB部位を取り囲む配列に相補的な隣接残基(以下では「相同性アーム」)を有するように設計されている。これらの相同性アームは、DSB修復のための鋳型として機能し、HDRを本質的に誤りのない機構とすることを可能にする。相同組換え修復(HDR)の割合は、変異部位と切断部位との間の距離の関数であり、そのため、重複しているか又は近傍の標的部位を選択することが重要である。鋳型は、相同領域に隣接した余分な配列を含むことができるか、又はゲノム配列と異なる配列を含むことができ、これによって配列編集が可能になる。
代わりに、ドナー鋳型は、DNAの標的化された位置と相同性のある領域がなくてもよく、標的部位で切断された後にNHEJ依存的末端連結により組み込まれ得る。
ドナー鋳型は、一本鎖及び/又は二重鎖のDNA又はRNAであり得、直鎖状又は環状の形態で細胞に導入することができる。直鎖状形態で導入される場合、ドナー配列の末端は、当業者に既知の方法により(例えば、エキソヌクレアーゼによる分解から)保護することができる。例えば、1つ以上のジデオキシヌクレオチド残基を直鎖状分子の3’末端に付加し、且つ/又は自己相補的オリゴヌクレオチドを一方又は両方の末端に連結する。例えば、Chang et al.,(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:4959-4963;Nehls et al.,(1996)Science 272:886-889を参照されたい。外来性のポリヌクレオチドを分解から保護するための更なる方法として、末端アミノ基の付加並びに例えばホスホロチオエート、ホスホロアミデート及びO-メチルリボース又はデオキシリボース残基などの修飾ヌクレオチド間結合の使用が挙げられるが、これらに限定されない。
ドナー鋳型は、例えば、複製開始点、プロモーター及び抗生物質耐性をコードする遺伝子などの追加の配列を有するベクター分子の一部として細胞に導入され得る。更に、ドナー鋳型は、裸の核酸として、リポソーム若しくはポロキサマーなどの薬剤と複合体を形成した核酸として細胞に導入することができるか、又はウイルス(例えば、アデノウイルス、AAV、ヘルペスウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス及びインテグラーゼ欠損レンチウイルス(IDLV))により送達することができる。
いくつかの実施形態では、ドナー鋳型は、その発現が内在性プロモーターによって駆動することができるように、内在性プロモーターの近傍の部位(例えば、下流又は上流)に挿入することができる。他の実施形態では、ドナー鋳型は、CAR遺伝子の発現を制御するために、外来性プロモーター及び/又はエンハンサー、例えば、構成的プロモーター、誘導性プロモーター又は組織特異的プロモーターを含み得る。いくつかの実施形態では、外来性プロモーターは、EF1αプロモーターである。他のプロモーターを使用し得る。
更に、外来性配列は、転写又は翻訳調節配列、例えばプロモーター、エンハンサー、インスレーター、配列内リボソーム進入部位、2Aペプチドをコードする配列及び/又はポリアデニル化シグナルも含み得る。
T細胞の形質導入
本明細書に開示されるCARコンストラクト(例えば、抗CD19 CAR又は抗BCMA CAR)をコードするAAVベクターなどの任意の好適な量のウイルスベクターは、好適な量のT細胞、例えば、本明細書に開示される遺伝子編集されたT細胞と、ウイルスベクターのT細胞への侵入を可能にするために好適な期間インキュベートし得る。例えば、形質導入プロセスは、CAR+T細胞の割合を増加させる一連の最適化された感染多重度(MOI)の使用を伴い得る。場合により、形質導入プロセスにおけるAAVベクターのMOIは、約1,000~約150,000、例えば約10,000~約80,000などの範囲であり得る。いくつかの例では、形質導入プロセスで使用されるAAVベクターのMOIは、約1,000~約150,000、約5,000~約100,000、約10,000~約100,000、約10,000~約90,000、約10,000~約80,000、約10,000~約70,000、約10,000~約60,000、約10,000~約50,000、約10,000~約40,000、約10,000~約30,000、約10,000~約20,000、約20,000~約80,000、約30,000~約80,000、約40,000~約80,000、約50,000~約80,000、約60,000~約80,000又は約70,000~約80,000であり得る。いくつかの例では、形質導入プロセスで使用されるAAVベクターのMOIは、約1,000、約2,500、約5,000、約10,000、約15,000、約20,000、約25,000、約30,000、約31,000、約32,000、約33,000、約34000、約35,000、約40,000、約50,000、約60,000、約70,000、約80,000、約90,000、約100,000、約110,000、約120,000、約130,000、約140,000又は約150,000であり得る。
本明細書に開示されるCARコンストラクト(例えば、抗CD19 CAR又は抗BCMA CAR)をコードするAAVベクターなどの任意の好適な量のウイルスベクターは、好適な量のT細胞、例えば、本明細書に開示される遺伝子編集されたT細胞と、ウイルスベクターのT細胞への侵入を可能にするために好適な期間インキュベートし得る。例えば、形質導入プロセスは、CAR+T細胞の割合を増加させる一連の最適化された感染多重度(MOI)の使用を伴い得る。場合により、形質導入プロセスにおけるAAVベクターのMOIは、約1,000~約150,000、例えば約10,000~約80,000などの範囲であり得る。いくつかの例では、形質導入プロセスで使用されるAAVベクターのMOIは、約1,000~約150,000、約5,000~約100,000、約10,000~約100,000、約10,000~約90,000、約10,000~約80,000、約10,000~約70,000、約10,000~約60,000、約10,000~約50,000、約10,000~約40,000、約10,000~約30,000、約10,000~約20,000、約20,000~約80,000、約30,000~約80,000、約40,000~約80,000、約50,000~約80,000、約60,000~約80,000又は約70,000~約80,000であり得る。いくつかの例では、形質導入プロセスで使用されるAAVベクターのMOIは、約1,000、約2,500、約5,000、約10,000、約15,000、約20,000、約25,000、約30,000、約31,000、約32,000、約33,000、約34000、約35,000、約40,000、約50,000、約60,000、約70,000、約80,000、約90,000、約100,000、約110,000、約120,000、約130,000、約140,000又は約150,000であり得る。
いくつかの実施形態では、AAVベクターは抗CD19 CARをコードし(例えば、以下の実施例7で開示される)、形質導入プロセスで使用するためのこのようなAAVベクターのMOIは、約20,000である。他の実施形態では、AAVベクターは抗BCMA CARをコードし(例えば、以下の実施例8で開示される)、形質導入プロセスで使用するためのこのようなAAVベクターのMOIは、約20,000である。
形質導入後、T細胞は、回復のために好適な期間、好適な細胞培養培地で培養され得る。ノックアウトされたTRAC及びβ2M遺伝子を有し、CARを発現する遺伝子操作されたT細胞は、以下に開示されるとおり、in vitroで増殖させ得る。
(v)T細胞の増殖
本明細書で開示される遺伝子操作されたT細胞は、好適な条件下でin vitroで増殖させて、遺伝子操作されたT細胞の集団を臨床的に適切な規模で生成し得る。この増殖工程で使用される細胞培養条件は、少なくとも部分的に、より短いインキュベーション期間でより高い最終細胞密度を達成し(それにより製造コストを削減し)、細胞治療で使用するためのより強力なT細胞を達成することを意図している。効力は、様々なT細胞機能、例えば、増殖、標的細胞殺傷、サイトカイン産生、活性化、遊走及びそれらの組み合わせによって示され得る。
本明細書で開示される遺伝子操作されたT細胞は、好適な条件下でin vitroで増殖させて、遺伝子操作されたT細胞の集団を臨床的に適切な規模で生成し得る。この増殖工程で使用される細胞培養条件は、少なくとも部分的に、より短いインキュベーション期間でより高い最終細胞密度を達成し(それにより製造コストを削減し)、細胞治療で使用するためのより強力なT細胞を達成することを意図している。効力は、様々なT細胞機能、例えば、増殖、標的細胞殺傷、サイトカイン産生、活性化、遊走及びそれらの組み合わせによって示され得る。
いくつかの実施形態では、T細胞増殖工程は、細胞容器中約150,000細胞/cm2~約600,000細胞/cm2の播種密度で、T細胞集団(例えば、本明細書で開示される遺伝子操作されたT細胞)を、細胞培養容器に播種することによって実施され得る。例えば、T細胞は、細胞容器中約300,000細胞/cm2~約500,000細胞/cm2で播種され得る。いくつかの態様では、T細胞増殖は、少なくとも約60,000細胞/cm2、少なくとも約62,500細胞/cm2又は少なくとも約83,000細胞/cm2の播種密度で、T細胞集団を細胞培養容器に播種することによって実施される。いくつかの態様では、T細胞増殖は、少なくとも約150,000細胞/cm2、又は少なくとも約250,000細胞/cm2、又は少なくとも約300,000細胞/cm2、又は少なくとも約400,000細胞/cm2、又は少なくとも約500,000細胞/cm2、又は少なくとも約600,000細胞/cm2の播種密度で、T細胞集団を細胞培養容器に播種することによって実施される。いくつかの態様では、播種密度は、約250,000細胞/cm2である。他の態様では、播種密度は、約500,000細胞/cm2である。他の態様では、播種密度は、約600,000細胞/cm2である。
いくつかの実施形態では、T細胞増殖工程は、約2×105細胞/cm2~約7×105細胞/cm2の播種密度で、T細胞集団(例えば、本明細書で開示される遺伝子操作されたT細胞)を、細胞培養容器に播種し、約6日~約12日にわたって細胞を培養することによって実施され得る。いくつかの例では、T細胞増殖は、約2×105細胞/cm2~約7×105細胞/cm2、約2×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2、約2×105細胞/cm2~約4×105細胞/cm2、2×105細胞/cm2~約3×105細胞/cm2、3×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2又は4×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2の播種密度で、T細胞集団を細胞培養容器に播種し、約6日~約12日、約6日~約11日、約6日~約10日、約6日~約9日、約6日~約8日、約6日~約7日、約7日~約12日、約7日~約11日、約7日~約10日、約7日~約9日、約7日~約8日、約8日~約12日、約8日~約9日、約9日~約12日、約10日~約12日又は約11日~約12日にわたって細胞を培養することによって実施される。いくつかの実施形態では、T細胞増殖は、約3×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2の播種密度において、細胞培養容器でT細胞集団を播種し、約7日~約9日にわたって細胞を培養することによって実施される。
いくつかの実施形態では、T細胞増殖工程は、細胞培養物を再プレーティングすること(すなわち細胞培養物を新しい培養容器に分割すること)を含み得る。いくつかの実施形態では、細胞培養物は、編集後3、4、5、6又は7日目に1:4の比率(1つの容器を4つの新しい容器に分割)で再プレーティングして、更に増殖させることができる。
T細胞増殖は静置培養容器で行うことができ、これは、培地を交換することなくT細胞を増殖させることができる。例えば、T細胞は、静置培養容器内で、培地を交換せずに、約7日~約12日又は約7日~約9日にわたって増殖させることができる。
(vi)TCRαβ+T細胞の枯渇
いくつかの実施形態では、TCRαβ+T細胞は、本明細書に開示される増殖されたT細胞集団から枯渇して、細胞治療で使用するための同種異系T細胞の集団を生成し得る。本明細書で使用する場合、「TCRαβ+T細胞の枯渇」は、そのようなものを含む細胞の集団からTCRαβ+T細胞を枯渇させることを指す。TCRαβ+T細胞の枯渇に続いて、得られたT細胞集団は、実質的に低レベルのTCRαβ+T細胞を有し得る(例えば、全細胞集団の3%未満又は2%未満、1%未満又は全細胞集団の0.5%未満)。いくつかの例では、得られたT細胞集団はTCRαβ+T細胞を含まなくてもよく、すなわち、TCRαβ+T細胞の存在は、従来の方法(例えば、TCRαβ+に結合する抗体を使用するイムノアッセイ又はフローサイトメトリー)では日付が与えられない。
いくつかの実施形態では、TCRαβ+T細胞は、本明細書に開示される増殖されたT細胞集団から枯渇して、細胞治療で使用するための同種異系T細胞の集団を生成し得る。本明細書で使用する場合、「TCRαβ+T細胞の枯渇」は、そのようなものを含む細胞の集団からTCRαβ+T細胞を枯渇させることを指す。TCRαβ+T細胞の枯渇に続いて、得られたT細胞集団は、実質的に低レベルのTCRαβ+T細胞を有し得る(例えば、全細胞集団の3%未満又は2%未満、1%未満又は全細胞集団の0.5%未満)。いくつかの例では、得られたT細胞集団はTCRαβ+T細胞を含まなくてもよく、すなわち、TCRαβ+T細胞の存在は、従来の方法(例えば、TCRαβ+に結合する抗体を使用するイムノアッセイ又はフローサイトメトリー)では日付が与えられない。
TCRαβ+T細胞の枯渇は、TCRαβ+T細胞を認識してTCRαβ+T細胞を捕捉する薬剤を使用して実施し、それにより、例えば、磁気細胞分離を実施することにより、TCRαβ+を欠くものからそれらを分離し得る。このような方法は、上記で開示された増殖されたT細胞を、抗TCRαβ抗体が固定化されているビーズに接触させ、且つ結合されていない細胞を収集することによって実施され得る。このように収集された非結合細胞(TCRαβ+を欠くもの)は、事前に細胞を回復させるために培養することができ、例えば非結合細胞を一晩培養して細胞を回復させ得る。
(vii)遺伝子操作されたT細胞の採取
次いで、本明細書で開示される方法のいずれかによって生成される遺伝子操作されたT細胞は、当技術分野で公知の従来の方法を使用して治療的使用のために採取することができる。例えば、遺伝子操作されたT細胞の採取は、TCRαβ+が枯渇した細胞の収集を含み得る。採取した遺伝子操作されたT細胞の集団は、原薬として使用し得る。本明細書で使用する場合、「原薬」は、患者に投与され得る遺伝子操作されたT細胞の集団を指す。原薬は、治療的使用のために製剤化、例えば、保存培地(例えば、CryoStor CS5)中で製剤化され、将来の使用のために凍結保存され得る。
次いで、本明細書で開示される方法のいずれかによって生成される遺伝子操作されたT細胞は、当技術分野で公知の従来の方法を使用して治療的使用のために採取することができる。例えば、遺伝子操作されたT細胞の採取は、TCRαβ+が枯渇した細胞の収集を含み得る。採取した遺伝子操作されたT細胞の集団は、原薬として使用し得る。本明細書で使用する場合、「原薬」は、患者に投与され得る遺伝子操作されたT細胞の集団を指す。原薬は、治療的使用のために製剤化、例えば、保存培地(例えば、CryoStor CS5)中で製剤化され、将来の使用のために凍結保存され得る。
原薬は、1つ以上の汚染物質、例えばマイコプラズマ、ヒトウイルス(例えば、HIV、HBV、HCV、CMV)及び細菌内毒素について試験される場合がある。代わりに又は加えて、原薬は、滅菌について試験される場合がある。汚染のない原薬は、個々の患者の用量に分取され得る。代わりに又は加えて、汚染のない原薬は、治療的使用のために保存され得る。
従って、本開示の態様は、遺伝子操作されたT細胞の集団(原薬)を提供する。遺伝子操作されたT細胞の集団は、破壊されたTRAC遺伝子、破壊されたβ2M遺伝子及びCARをコードする核酸、例えば、本明細書に記載されるものを有する。いくつかの実施形態では、CARは、病的な細胞上で発現される抗原に結合する。いくつかの実施形態では、CARは、CD19に結合する。いくつかの実施形態では、CARは、BCMAに結合する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞の集団の少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は少なくとも95%は、CARを発現する。他の態様では、CARを発現するこれらの細胞は、検出可能なレベルの表面TCR及び/又は検出可能なレベルの表面β2Mを更に発現しない。
他の実施形態では、本明細書に記載された方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞の集団の少なくとも30%がCARを発現する場合、細胞の集団は、約1.0%以下、約0.5%以下、約0.4%以下又は約0.15%以下の表面TCRを発現するT細胞(例えば、TCRα/β+細胞)を含む。
他の実施形態では、本明細書に記載された方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞の集団の少なくとも30%がCARを発現する場合、細胞の集団は、約50%以下、約40%以下又は約30%以下の表面β2Mを発現するT細胞を含む。
Cas9酵素、TRAC遺伝子を標的化するgRNA、β2M遺伝子を標的化するgRNA及びCARをコードする核酸配列を含むAAVベクター(例えば、CD19 CAR又はBCMA CAR)を含む、本明細書に記載された方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞の集団も本発明の範囲内である。
II.治療用途
本明細書に記載された方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞の集団は、治療目的、例えば、遺伝子操作されたT細胞の集団によって発現されるCARコンストラクトによって標的化される癌の治療のために対象に投与され得る。
本明細書に記載された方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞の集団は、治療目的、例えば、遺伝子操作されたT細胞の集団によって発現されるCARコンストラクトによって標的化される癌の治療のために対象に投与され得る。
対象は、診断、処置又は治療が望まれている任意の対象であり得る。いくつかの実施形態では、この対象は、哺乳動物である。いくつかの実施形態では、この対象は、ヒトである。
本明細書に記載された方法によって生成される遺伝子操作されたT細胞の集団を使用して治療され得る癌の非限定的な例としては、多発性骨髄腫、白血病(例えば、T細胞白血病、B細胞急性リンパ性白血病(B-ALL)及び/又は慢性リンパ性白血病(C-CLL))、リンパ腫(例えば、B細胞非ホジキンリンパ腫(B-NHL)、ホジキンリンパ腫及び/又はT細胞リンパ腫)及び/又は明細胞腎細胞癌(ccRCC)、膵臓癌、胃癌、卵巣癌、子宮頸癌、乳癌、腎臓癌、甲状腺癌、上咽頭癌、非小細胞肺(NSCLC)、神経膠芽腫及び/又は黒色腫が挙げられるがこれらに限定されない。
投与は、望ましい効果を生じさせることができるように、腫瘍部位などの所望の部位に遺伝子操作されたT細胞集団の少なくとも部分的な局在化をもたらす方法又は経路により、遺伝子操作されたT細胞集団を、対象に配置する(例えば、移植する)ことを含み得る。対象の所望の位置に送達をもたらす任意の適切な経路によって遺伝子操作されたT細胞集団を投与することができるが、この場合、移植された細胞又はこの細胞の構成要素の少なくとも一部は、生存したままである。対象への投与後の細胞の生存期間は、数時間(例えば、24時間)の短い期間から数日、数年又は更に対象の寿命(すなわち長期の生着)までであり得る。例えば、本明細書に記載されるいくつかの態様では、有効量の遺伝子操作されたT細胞集団を、腹腔内又は静脈内経路などの全身性の投与経路を介して投与することができる。
いくつかの実施形態では、遺伝子操作されたT細胞集団を全身に投与し、これは、細胞の集団を標的部位、組織又は臓器に直接投与するのではなく、代わりに対象の循環系に入り、それにより代謝及び他の同様のプロセスを受けるように投与することを意味する。好適な投与の様式としては、注射、注入、点滴又は経口摂取が挙げられる。注射としては、静脈内、筋肉内、動脈内、髄腔内、脳室内、関節内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、経気管、皮下、表皮下、関節腔内、被膜下、くも膜下、脊髄内、脳脊髄内及び胸骨内注射並びに注入が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、経路は、静脈内である。
有効量とは、医学的状態(例えば、癌)の少なくとも1つ以上の徴候又は症状を予防又は軽減するのに必要な遺伝子操作されたT細胞集団の量を意味し、所望の効果をもたらす、例えば医学的状態を有する対象を治療するのに十分な量の遺伝子操作されたT細胞集団を意味する。有効量としては、疾患の症状の発症を予防するか若しくは遅らせるか、疾患の症状の経過を変える(例えば、限定されないが、疾患の症状の進行を遅らせる)か、又は疾患の症状を逆転させるのに十分な量も挙げられる。任意の所与の場合に関して、適切な有効量は、通常の実験により当業者によって決定することができることが理解される。
有効量の遺伝子操作されたT細胞の集団は、少なくとも102細胞、少なくとも5×102細胞、少なくとも103細胞、少なくとも5×103細胞、少なくとも104細胞、少なくとも5×104細胞、少なくとも105細胞、少なくとも2×105細胞、少なくとも3×105細胞、少なくとも4×105細胞、少なくとも5×105細胞、少なくとも6×105細胞、少なくとも7×105細胞、少なくとも8×105細胞、少なくとも9×105細胞、少なくとも1×106細胞、少なくとも2×106細胞、少なくとも3×106細胞、少なくとも4×106細胞、少なくとも5×106細胞、少なくとも6×106細胞、少なくとも7×106細胞、少なくとも8×106細胞、少なくとも9×106細胞又はその複合を含み得る。
本明細書に記載されるように生成される遺伝子操作されたT細胞集団を用いた治療の有効性は、当業者によって決定することができる。治療は、一例ではあるが、任意の1つ又は全ての徴候又は症状の機能的標的のレベルが有利な様式で変えられる(例えば、少なくとも10%増加する)か、又は疾患(例えば、癌)の他の臨床的に認められている症状又はマーカーが改善されるか又は緩和される場合、「有効」とみなされる。有効性は、入院又は医学的介入の必要性により評価された場合、対象が悪化しないことによっても測定され得る(例えば、疾患の進行が止まるか又は少なくとも遅くなる)。これらの指標を測定する方法は、当業者に公知であり、且つ/又は本明細書に記載されている。治療は、対象における疾患の任意の治療を含み、且つ(1)疾患を阻害すること、例えば症状の進行を止めるか若しくは遅くすること、又は(2)疾患を軽減すること、例えば症状の退行をもたらすこと、及び(3)症状の発症の可能性を予防するか若しくは減少させることを含む。
本明細書に記載されるように生成される遺伝子操作されたT細胞集団は、組み合わせ療法でも使用され得る。例えば、本明細書に記載されるように生成される遺伝子操作されたT細胞集団は、同じ適応症を治療するか若しくは遺伝子操作されたT細胞集団の有効性を高め、且つ/又は遺伝子操作されたT細胞集団の副作用を低減させるために他の治療薬と併用され得る。
一般的技術
本開示の実施では、別段の指摘がない限り、当技術分野の範囲内にある分子生物学(組み換え技術を含む)、微生物学、細胞生物学、生化学及び免疫学の従来技術が用いられる。こうした技術は、例えば下記の文献で詳細に説明されている:Molecular Cloning:A Laboratory Manual,second edition(Sambrook,et al.,1989)Cold Spring Harbor Press;Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait,ed.1984);Methods in Molecular Biology,Humana Press;Cell Biology:A Laboratory Notebook(J.E.Cellis,ed.,1989)Academic Press;Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.1987);Introduction to Cell and Tissue Culture(J.P.Mather and P.E.Roberts,1998)Plenum Press;Cell and Tissue Culture:Laboratory Procedures(A.Doyle,J.B.Griffiths,and D.G.Newell,eds.1993-8)J.Wiley and Sons;Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.);Handbook of Experimental Immunology(D.M.Weir and C.C.Blackwell,eds.):Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells(J.M.Miller and M.P.Calos,eds.,1987);Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel,et al.eds.1987);PCR:The Polymerase Chain Reaction,(Mullis,et al.,eds.1994);Current Protocols in Immunology(J.E.Coligan et al.,eds.,1991);Short Protocols in Molecular Biology(Wiley and Sons,1999);Immunobiology(C.A.Janeway and P.Travers,1997);Antibodies(P.Finch,1997);Antibodies:a practice approach(D.Catty.,ed.,IRL Press,1988-1989);Monoclonal antibodies:a practical approach(P.Shepherd and C.Dean,eds.,Oxford University Press,2000);Using antibodies:a laboratory manual(E.Harlow and D.Lane(Cold Spring Harbor Laboratory Press,1999);The Antibodies(M.Zanetti and J.D.Capra,eds.Harwood Academic Publishers,1995);DNA Cloning:A practical Approach,Volumes I and II(D.N.Glover ed.1985);Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames&S.J.Higgins eds.(1985;Transcription and Translation(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.(1984;Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.(1986;Immobilized Cells and Enzymes(lRL Press,(1986;and B.Perbal,A practical Guide To Molecular Cloning(1984);F.M.Ausubel et al.(eds.)。
本開示の実施では、別段の指摘がない限り、当技術分野の範囲内にある分子生物学(組み換え技術を含む)、微生物学、細胞生物学、生化学及び免疫学の従来技術が用いられる。こうした技術は、例えば下記の文献で詳細に説明されている:Molecular Cloning:A Laboratory Manual,second edition(Sambrook,et al.,1989)Cold Spring Harbor Press;Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait,ed.1984);Methods in Molecular Biology,Humana Press;Cell Biology:A Laboratory Notebook(J.E.Cellis,ed.,1989)Academic Press;Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.1987);Introduction to Cell and Tissue Culture(J.P.Mather and P.E.Roberts,1998)Plenum Press;Cell and Tissue Culture:Laboratory Procedures(A.Doyle,J.B.Griffiths,and D.G.Newell,eds.1993-8)J.Wiley and Sons;Methods in Enzymology(Academic Press,Inc.);Handbook of Experimental Immunology(D.M.Weir and C.C.Blackwell,eds.):Gene Transfer Vectors for Mammalian Cells(J.M.Miller and M.P.Calos,eds.,1987);Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel,et al.eds.1987);PCR:The Polymerase Chain Reaction,(Mullis,et al.,eds.1994);Current Protocols in Immunology(J.E.Coligan et al.,eds.,1991);Short Protocols in Molecular Biology(Wiley and Sons,1999);Immunobiology(C.A.Janeway and P.Travers,1997);Antibodies(P.Finch,1997);Antibodies:a practice approach(D.Catty.,ed.,IRL Press,1988-1989);Monoclonal antibodies:a practical approach(P.Shepherd and C.Dean,eds.,Oxford University Press,2000);Using antibodies:a laboratory manual(E.Harlow and D.Lane(Cold Spring Harbor Laboratory Press,1999);The Antibodies(M.Zanetti and J.D.Capra,eds.Harwood Academic Publishers,1995);DNA Cloning:A practical Approach,Volumes I and II(D.N.Glover ed.1985);Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames&S.J.Higgins eds.(1985;Transcription and Translation(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.(1984;Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.(1986;Immobilized Cells and Enzymes(lRL Press,(1986;and B.Perbal,A practical Guide To Molecular Cloning(1984);F.M.Ausubel et al.(eds.)。
当業者であれば、更に詳細に述べることなく上記説明に基づいて本発明を最大限利用することができると考えられる。従って、以下の特定の実施形態は、単なる例示として解釈すべきであり、決して以下の本開示を限定するものではない。本明細書で引用する全ての刊行物は、本明細書で言及される目的のために又は主題に対して参考として組み入れられる。
記載されている本発明をより詳細に理解できるように、以下の実施例が説明される。本出願で記載される実施例は、本明細書で提供される方法及び組成物を説明するために提供されており、それらの範囲を限定するものとしていかなる方法でも解釈されるべきではない。
実施例1:T細胞濃縮のための最適化条件の特定。
本実施例では、自動細胞処理システムを使用してロイコパックからCD4+及びCD8+T細胞を濃縮するための、T細胞濃縮のための最適化条件の特定について報告する。
本実施例では、自動細胞処理システムを使用してロイコパックからCD4+及びCD8+T細胞を濃縮するための、T細胞濃縮のための最適化条件の特定について報告する。
方法
ロイコパック及びバッファー調製
ヒトロイコパックはHemaCare又はStemExpressから収集され、T細胞濃縮のために処理された。PBS/EDTAバッファー(リン酸緩衝生理食塩水、pH7.2、1mM EDTAを添加)に0.5%ヒト血清アルブミン(HSA)を添加し、T細胞選択中の処理、プライム化、洗浄及び溶出に使用した。
ロイコパック及びバッファー調製
ヒトロイコパックはHemaCare又はStemExpressから収集され、T細胞濃縮のために処理された。PBS/EDTAバッファー(リン酸緩衝生理食塩水、pH7.2、1mM EDTAを添加)に0.5%ヒト血清アルブミン(HSA)を添加し、T細胞選択中の処理、プライム化、洗浄及び溶出に使用した。
ロイコパックドナーは、以下についてスクリーニングされた。
・B型肝炎表面抗原(HBsAg EIA)
・C型肝炎ウイルス抗体(抗HCV EIA)
・ヒト免疫不全ウイルス抗体(HIV 1/2 plus O)
・ヒトT-リンパ球向性ウイルス抗体(HTLV-I/II)
・HIV-1/HCV/HBV核酸試験
・WNV核酸試験
・クルーズトリパノソーマ(Trypanosoma Cruzi)抗体(選択的シャーガス病検査、ドナーごとに1回の生涯検査)
・HIV/HBV/HCV
・CMV
・B型肝炎表面抗原(HBsAg EIA)
・C型肝炎ウイルス抗体(抗HCV EIA)
・ヒト免疫不全ウイルス抗体(HIV 1/2 plus O)
・ヒトT-リンパ球向性ウイルス抗体(HTLV-I/II)
・HIV-1/HCV/HBV核酸試験
・WNV核酸試験
・クルーズトリパノソーマ(Trypanosoma Cruzi)抗体(選択的シャーガス病検査、ドナーごとに1回の生涯検査)
・HIV/HBV/HCV
・CMV
上記のテストのいずれかで陽性の結果を示したドナーは除外された。本明細書に開示される実施例で使用されるドナーの個体群統計情報を表1に示す。
Sysmexによるロイコパック血液学分析
入ってくるロイコパックからのサンプルは、製造元の指示に従って、Sysmex XP300(Sysmex、シリアル番号B0628)を使用して血液学的分析のために処理された。白血球(WBC)カウントを使用して、自動化細胞処理システムにロードされた総細胞量を計算した。
入ってくるロイコパックからのサンプルは、製造元の指示に従って、Sysmex XP300(Sysmex、シリアル番号B0628)を使用して血液学的分析のために処理された。白血球(WBC)カウントを使用して、自動化細胞処理システムにロードされた総細胞量を計算した。
T細胞の濃縮
処理バッファー、ロイコパック、CD4マイクロビーズ及びCD8マイクロビーズを、実行を開始する前に自動化細胞処理システムにロードした。細胞を洗浄し、分離のためにチャンバー内でマグネットカラムに向けて標識した。CD4+及びCD8+T細胞を捕捉し、処理バッファー中のターゲットバッグに更に溶出した。
処理バッファー、ロイコパック、CD4マイクロビーズ及びCD8マイクロビーズを、実行を開始する前に自動化細胞処理システムにロードした。細胞を洗浄し、分離のためにチャンバー内でマグネットカラムに向けて標識した。CD4+及びCD8+T細胞を捕捉し、処理バッファー中のターゲットバッグに更に溶出した。
細胞数及び生存率
細胞数及び生存率の評価は、デフォルトのプロファイルを使用してCOUNTESS(登録商標)II(Life Technologies、カタログ:AMQAX1000)で実施した。細胞(20μL)を、気泡を導入せずに数回上下にピペッティングすることにより、トリパンブルー(20μL)と混合した。細胞/トリパンブルー混合物(10μL)をCOUNTESS(登録商標)II細胞計数チャンバースライドにロードした。
細胞数及び生存率の評価は、デフォルトのプロファイルを使用してCOUNTESS(登録商標)II(Life Technologies、カタログ:AMQAX1000)で実施した。細胞(20μL)を、気泡を導入せずに数回上下にピペッティングすることにより、トリパンブルー(20μL)と混合した。細胞/トリパンブルー混合物(10μL)をCOUNTESS(登録商標)II細胞計数チャンバースライドにロードした。
フローサイトメトリー
約1×106の全核細胞を、95μLの染色バッファー(0.5%ウシ血清アルブミン(BSA)/DPBS)中の5μLのヒトTruStain FcX(商標)で室温(RT)において10分間ブロックした。細胞を、Pacific blue結合抗ヒトCD45抗体(1:50)、BV510結合抗ヒトCD3抗体(1:50)、APC-Cy7結合抗ヒトCD4抗体(1:50)、PE-Cy7結合抗ヒトCD8抗体(1:50)、APC結合抗ヒトCD19抗体(1:50)、FITC結合抗ヒトCD56抗体(1:50)及びPE結合抗ヒトCD33抗体(1:50)で、4℃において30分間更にインキュベートした。次いで、5μLの7-アミノ-アクチノマイシンD(7-AAD)生存率染色液を含む1mLの塩化アンモニウム-カリウム(ACK)溶解バッファーを各サンプルに適用した。ACK溶解バッファーをRTで10分間インキュベートした後、NovoCyte-3000フローサイトメーターで細胞を取得した。
約1×106の全核細胞を、95μLの染色バッファー(0.5%ウシ血清アルブミン(BSA)/DPBS)中の5μLのヒトTruStain FcX(商標)で室温(RT)において10分間ブロックした。細胞を、Pacific blue結合抗ヒトCD45抗体(1:50)、BV510結合抗ヒトCD3抗体(1:50)、APC-Cy7結合抗ヒトCD4抗体(1:50)、PE-Cy7結合抗ヒトCD8抗体(1:50)、APC結合抗ヒトCD19抗体(1:50)、FITC結合抗ヒトCD56抗体(1:50)及びPE結合抗ヒトCD33抗体(1:50)で、4℃において30分間更にインキュベートした。次いで、5μLの7-アミノ-アクチノマイシンD(7-AAD)生存率染色液を含む1mLの塩化アンモニウム-カリウム(ACK)溶解バッファーを各サンプルに適用した。ACK溶解バッファーをRTで10分間インキュベートした後、NovoCyte-3000フローサイトメーターで細胞を取得した。
結果
ロイコパックサンプル中の白血球(WBC)
試験したロイコパックのWBCは、8.14×109~21.36×109細胞の範囲であり、5.77×109~17.32×109の範囲のリンパ球数を有した。
ロイコパックサンプル中の白血球(WBC)
試験したロイコパックのWBCは、8.14×109~21.36×109細胞の範囲であり、5.77×109~17.32×109の範囲のリンパ球数を有した。
CD4及びCD8の濃縮-純度、生存率、細胞回復率及び収率
試験された9つのバッチのうち、4つはプログラムAで評価され、5つはプログラムBで評価された。全てのバッチで、純度が>90%、生存率が>90%のT細胞が得られた(表2)。プログラムAからの細胞回復率は31%であったが、プログラムBからの細胞回復率は55.69%であった。
試験された9つのバッチのうち、4つはプログラムAで評価され、5つはプログラムBで評価された。全てのバッチで、純度が>90%、生存率が>90%のT細胞が得られた(表2)。プログラムAからの細胞回復率は31%であったが、プログラムBからの細胞回復率は55.69%であった。
まとめると、これらの結果は、健康なドナー(HD)ロイコパックからのT細胞が、CD4+及びCD8+T細胞に対して高純度(>90%)及び高生存率(>90%)で濃縮されたことを示している。
実施例2:T細胞活性化のための最適化条件の特定
本実施例では、組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスを使用して、T細胞活性化のための最適化条件の特定について報告する。
本実施例では、組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスを使用して、T細胞活性化のための最適化条件の特定について報告する。
静置培養容器におけるT細胞活性化のための最適化条件の特定
簡単に説明すると、健康なドナーロイコパックからの凍結保存T細胞を解凍し、ポリマーナノマトリックスに結合した組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストで、対照又は静置培養容器としてTフラスコ内で48時間活性化した。T細胞の活性化は、細胞活性化マーカーCD25及びCD69の表面発現をモニタリングし、細胞増殖をモニタリングすることによって評価された。細胞播種密度、培地量及びポリマーナノマトリックスに結合した組換えヒト化CD3及びCD28アゴニスト(「CD3/CD28アゴニスト」)濃度を含む静置培養容器での活性化のための様々なT細胞活性化条件を試験した(表3)。T細胞の活性化は、細胞活性化マーカーCD25及びCD69の表面発現をモニタリングし、細胞増殖をモニタリングすることによって評価された。TフラスコでのT細胞活性化を陽性対照(PC)として使用した(表3)。
簡単に説明すると、健康なドナーロイコパックからの凍結保存T細胞を解凍し、ポリマーナノマトリックスに結合した組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストで、対照又は静置培養容器としてTフラスコ内で48時間活性化した。T細胞の活性化は、細胞活性化マーカーCD25及びCD69の表面発現をモニタリングし、細胞増殖をモニタリングすることによって評価された。細胞播種密度、培地量及びポリマーナノマトリックスに結合した組換えヒト化CD3及びCD28アゴニスト(「CD3/CD28アゴニスト」)濃度を含む静置培養容器での活性化のための様々なT細胞活性化条件を試験した(表3)。T細胞の活性化は、細胞活性化マーカーCD25及びCD69の表面発現をモニタリングし、細胞増殖をモニタリングすることによって評価された。TフラスコでのT細胞活性化を陽性対照(PC)として使用した(表3)。
図1Aに示すように、CD25及びCD69を発現する細胞の割合は、試験した条件間で類似していた。条件3では、CD69+細胞及びCD25+CD69+細胞のわずかに高い(約10%高い)集団が観察された(図1A)。
しかし、細胞増殖率は、CD69の発現レベルとは相関しておらず、むしろCD25の平均蛍光強度(MFI)で測定した場合、CD25の発現レベルと相関していた(図1B)。試験された条件の中では、陽性対照と比較した場合、条件7がCD25MFIと細胞増殖の間に最も類似した相関関係があった(図1B)。CD25及びCD69はT細胞活性化マーカーであり、初期の上方制御と後期の上方制御が活性化状態と相関している。
要するに、これらの結果は、表3の条件7が、静置培養容器において優れたT細胞活性化効果をもたらしたことを示している(条件7:2.00×106細胞/cm2;2.00×106細胞/mL;40μLの組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス/1×106細胞;及び1:12.5の組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス対培地の比)。
小規模製造プロセスにおける任意選択的なT細胞活性化条件の検証
次に、特定されたT細胞活性化条件(条件7:2.00×106細胞/cm2;2.00×106細胞/mL;40μLの組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス/1×106細胞;及び1:12.5の組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス対培地の比)を、小規模製造プロセスにおいて(静置培養容器において)試験し、活性化T細胞を、キメラ抗原受容体(CAR)、T細胞受容体α鎖定常領域(TRAC)ノックアウト及び/又はβ-2-ミクログロブリン(β2M)ノックアウトの発現に関する遺伝子編集効率について調査した。Tフラスコ(フラスコ)におけるT細胞の活性化及び編集を、静置細胞培養容器(容器)におけるものと比較した。TRAC及びβ2MのエレクトロポレーションされたT細胞(EP)並びに未処理T細胞(UT)を対照として使用した。
次に、特定されたT細胞活性化条件(条件7:2.00×106細胞/cm2;2.00×106細胞/mL;40μLの組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス/1×106細胞;及び1:12.5の組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス対培地の比)を、小規模製造プロセスにおいて(静置培養容器において)試験し、活性化T細胞を、キメラ抗原受容体(CAR)、T細胞受容体α鎖定常領域(TRAC)ノックアウト及び/又はβ-2-ミクログロブリン(β2M)ノックアウトの発現に関する遺伝子編集効率について調査した。Tフラスコ(フラスコ)におけるT細胞の活性化及び編集を、静置細胞培養容器(容器)におけるものと比較した。TRAC及びβ2MのエレクトロポレーションされたT細胞(EP)並びに未処理T細胞(UT)を対照として使用した。
小規模製造プロセス
クライオバイアルを液体窒素保存から回収し、少量の凍結物質が残るまで水浴で解凍した。次いで、細胞を10倍量の完全増殖培地(X-VIVO(商標)15(Lonza)、5%のヒトAB血清、100U/mLのIL2、100U/mLのIL7)に滴下し、300gで室温において10分間遠心分離してペレット化した。細胞を1×106細胞/mLの濃度に再懸濁し、組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストを介した活性化に結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスに供し、下流の修飾を改善した。簡単に言えば、単離されたT細胞は、コロイド状ポリマーナノマトリックスに共有結合した組換えCD3及びCD28で活性化された。組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスを、未処理のフラスコ内の1:25の比率又は1×106細胞当たり40μLで細胞に適用した。細胞は、組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス中で、37℃、5%CO2のインキュベーターで2日間(48時間)維持した。インキュベーション後、細胞を300gで10分間室温において遠心分離する。次いで、細胞ペレットを完全増殖培地に再懸濁し、遺伝子改変前に1×106細胞/mLの濃度で一晩培養した。
クライオバイアルを液体窒素保存から回収し、少量の凍結物質が残るまで水浴で解凍した。次いで、細胞を10倍量の完全増殖培地(X-VIVO(商標)15(Lonza)、5%のヒトAB血清、100U/mLのIL2、100U/mLのIL7)に滴下し、300gで室温において10分間遠心分離してペレット化した。細胞を1×106細胞/mLの濃度に再懸濁し、組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストを介した活性化に結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスに供し、下流の修飾を改善した。簡単に言えば、単離されたT細胞は、コロイド状ポリマーナノマトリックスに共有結合した組換えCD3及びCD28で活性化された。組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスを、未処理のフラスコ内の1:25の比率又は1×106細胞当たり40μLで細胞に適用した。細胞は、組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックス中で、37℃、5%CO2のインキュベーターで2日間(48時間)維持した。インキュベーション後、細胞を300gで10分間室温において遠心分離する。次いで、細胞ペレットを完全増殖培地に再懸濁し、遺伝子改変前に1×106細胞/mLの濃度で一晩培養した。
組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスを含まない完全培地で一晩培養した後、トリパンブルーを添加してCOUNTESS(登録商標)サイトメーターでカウントすることにより、総細胞数及び細胞生存率を定量した。次いで、細胞を300gで10分間室温において遠心分離した。細胞ペレットを10mLのエレクトロポレーションバッファーで洗浄し、再度遠心分離した。細胞を遠心分離する間に、リボ核タンパク質(RNP)複合体を調製した。2つの分離したRNP複合体が形成された。B2M sgRNA及びCas9をそれぞれ150μg/mL及び150μg/mLの濃度で含む1つのRNPが形成された。TCR sgRNA及びCas9をそれぞれ150μg/mL及び150μg/mLの濃度で含む別のRNPが形成された。sgRNA及びCas9を含むRNP複合体は、室温で10分間のインキュベーションによって形成された。一方のRNP複合体はCas9(Cas9;配列番号1)及びβ2M遺伝子を標的化するgRNA(B2M-1;配列番号6)を含んで形成され、他方のRNP複合体はCas9(Cas9;配列番号1)及びTCR遺伝子を標的化するgRNA(TA-1;配列番号2)を含んで形成された。遠心分離後、細胞ペレットをエレクトロポレーションバッファーに再懸濁して400×106細胞/mLの濃度にした。得られた細胞懸濁液を使用して、300×106細胞/mL、200×106細胞/mL、150×106細胞/mL及び100×106細胞/mLの最終細胞濃度を有する更なる希釈液を生成した。分離したRNP複合体を合わせて、エレクトロポレーションキュベットにピペットで移した。様々な濃度の細胞をRNP複合体に添加し、上下に5回ピペッティングした。
フローエレクトロポレーションに基づくトランスフェクションシステムを使用して、細胞をエレクトロポレーションした。各個々のキュベットをエレクトロポレーションしたら、細胞及びRNP溶液を未処理の12ウェルプレートに分注し、各ウェルに500μLのX-VIVO(商標)15培地(ヒトAB血清、IL2及びIL7を含まない)を入れた。細胞をインキュベーター内で20分間休止させた。トリパンブルーを添加し、COUNTESS(登録商標)サイトメーター又はNC-200でカウントすることにより、総細胞数及び細胞生存率を定量した。
休止後の総細胞数に基づいて、細胞を、X-VIVO(商標)15(ヒトAB血清、IL2又はIL7を含まない)で更に希釈し、所望の濃度に到達させる必要がある場合がある。形質導入を行うために必要なAAVの量を計算するには、総細胞数が必要である。
必要なAAVのμL=(総細胞数)(所望のMOI(すなわち20,000))/(ウイルスvgc/mL(すなわち1.5×1013))
必要なAAVのμL=(総細胞数)(所望のMOI(すなわち20,000))/(ウイルスvgc/mL(すなわち1.5×1013))
AAV及び細胞懸濁液を混合し、未処理のフラスコ内で37℃、5%CO2で1時間インキュベートした。AAVを含む全量を、100mLの完全培地を含む静置培養容器に添加した。静置培養容器を3日間インキュベートして細胞増殖させた。
エレクトロポレーション後、静置培養容器の各ウェルに100mLの完全増殖培地を充填した。遺伝子改変細胞は、完全増殖培地に5×105細胞/mL~1×106細胞/mLの濃度で播種された。IL2又はIL7は、3~4日ごとに100U/mLの最終作業濃度まで補充された。総細胞数は、トリパンブルーを添加し、COUNTESS(登録商標)サイトメーターでカウントすることにより、3~4日ごとに定量された。エレクトロポレーション後、細胞を培養で9~12日間維持し、30×106細胞/mLの飽和濃度に基づいて最大の総細胞数を達成した。細胞がこの閾値に達すると、TCRα又はβを発現した任意の残存する未編集細胞の枯渇を実施して、これらの細胞不純物を除去した。
静置培養容器での増殖期の間に、細胞はプラトー期に達する可能性があり、それにより、静置培養容器内で最大数の細胞に到達する。この段階では、総細胞集団はTCRα及びβ陽性発現細胞の6%以下で構成されていた。TCRα及びβ陽性細胞は、移植片対宿主反応に寄与する可能性があるため、集団から枯渇し得る。静置培養容器で体積減少を行い、体積の90%を除去し、体積の残りの10%は細胞を含んでいた。細胞を、枯渇を実施するために使用されるチューブセットに滅菌溶接されたトランスファーバッグにロードした。TCRα及びβ陽性細胞を、抗ビオチンビーズによって捕捉される場合があるビオチン抗TCRαβを含むTCRαβ枯渇キットを使用して主要な集団から除去した。TCRαβ陽性が枯渇した細胞はターゲットバッグに溶出され、静置培養容器に戻され、更に1日間培養した。次いで、細胞をCS5で凍結保存し、-145℃で保存した。
培養物からの新鮮な細胞又はクライオバイアルから解凍した細胞を染色バッファーで洗浄し、1500rpmで5分間遠心分離した。陰性対照として、1×106個の細胞を、Fab-ビオチン又はIgG-ビオチン抗体とインキュベートした。細胞を染色用バッファーで洗浄し、過剰な一次抗体を捕捉するためにマウス抗IgGと共にインキュベートした。細胞を再度洗浄し、二次抗体(CD45、CD5、CD4、CD8、B2M、TCR、ストレプトアビジン-APC)及び生存率色素のフルパネルとインキュベートした。最後に細胞を染色用緩衝液で洗浄し、フローサイトメーターにかけて様々に染色された集団を捕捉した。
フローサイトメトリーを使用して、インプロセスサンプル並びに凍結保存された製品に存在する多様な集団を定量化した。本明細書に記載されているゲーティング戦略は、亜集団を区別するために使用した。要約すると、使用される戦略は、最初にリンパ球集団をゲーティングし、一重項細胞集団を選択し、CD45+又はCD5+集団をゲーティングすることに基づく。編集効率は、B2M-及びTRAC-染色された細胞を親のCD45+又はCD5+集団の割合として視覚化することによって決定した。同様に、CD4及びCD8亜集団の比率は、CD45+又はCD5+集団の比率としてプロットした。アイソタイプコントロールを使用して、APCチャネルでのCAR+発現のゲートを設定した。
結果
本明細書で開示される小規模製造プロセスにおいて、T細胞を静置培養容器及び同じ活性化条件下のTフラスコで活性化し(条件7)、次いで得られた活性化T細胞を2つのリボ核タンパク質(RNP)複合体の存在下でフローエレクトロポレーションに基づくトランスフェクションシステムを使用してエレクトロポレーションした。エレクトロポレーション後、細胞に、感染多重度(MOI)20,000で抗CD19 CAR(抗CD19 CAR;配列番号53)を発現させるためのrAAVベクターを形質導入し、増殖させた。TCRαβ及びβ2Mのノックアウト効率、抗CD19 CAR発現並びに細胞増殖を細胞増殖中に評価した。TCRαβの枯渇は、自動化細胞処理システムを使用して実施した。処理バッファー、細胞産物及びビオチンに結合した抗TCRα/βモノクローナル抗体を含むTCRαβキットを、実行前に自動化細胞処理システムにロードした。細胞を洗浄し、分離のためにチャンバー内でマグネットカラムに向けて標識した。非結合細胞(TCRαβ-)を処理バッファー中のターゲットバッグに収集した。
本明細書で開示される小規模製造プロセスにおいて、T細胞を静置培養容器及び同じ活性化条件下のTフラスコで活性化し(条件7)、次いで得られた活性化T細胞を2つのリボ核タンパク質(RNP)複合体の存在下でフローエレクトロポレーションに基づくトランスフェクションシステムを使用してエレクトロポレーションした。エレクトロポレーション後、細胞に、感染多重度(MOI)20,000で抗CD19 CAR(抗CD19 CAR;配列番号53)を発現させるためのrAAVベクターを形質導入し、増殖させた。TCRαβ及びβ2Mのノックアウト効率、抗CD19 CAR発現並びに細胞増殖を細胞増殖中に評価した。TCRαβの枯渇は、自動化細胞処理システムを使用して実施した。処理バッファー、細胞産物及びビオチンに結合した抗TCRα/βモノクローナル抗体を含むTCRαβキットを、実行前に自動化細胞処理システムにロードした。細胞を洗浄し、分離のためにチャンバー内でマグネットカラムに向けて標識した。非結合細胞(TCRαβ-)を処理バッファー中のターゲットバッグに収集した。
このようにして得られた細胞をフローサイトメトリーで分析し、T細胞活性化効率(CD25+%、CD69+%及び蛍光強度又はMFIで表される)、遺伝子編集効率(αβ%及びβ2M%)、TCDαβ枯渇効率及びCAR発現効率を調べた。下記の表4を参照されたい。
要約すると、合計0.5×106~1×106の細胞を、CARフルパネル及びCAR減少パネル用の一次非結合抗体で4℃において20分間インキュベートした。非結合の抗体を1mLの染色バッファー(DPBS/0.5%BSA)で洗浄して除去し、次いで細胞を100μLの染色バッファー中の1μgの対照マウスIgGと室温(RT)で10分間インキュベートした。次いで、LIVE/DEAD(商標)Fixable Dead Cell Stain(Thermo Fisher)を含むコンジュゲート抗体(すべてのパネル)(T細胞活性化パネルを除く)で、細胞を、光から保護された4℃において30分間染色した。インキュベーション後、細胞を染色バッファーで洗浄し、T細胞活性化パネルを除いて、染色バッファーに再懸濁させ、これを7-AADを含む染色バッファーに再懸濁させた。
静置培養容器で活性化されたT細胞は、Tフラスコで活性化されたT細胞と比較して、同等以上のTCRαβ及びβ2Mノックアウト効率並びにCAR%発現を示した(図2A~2D)。編集は、編集効率が監視される12日間にわたって持続したままであった(図2A~2D)。9日目の未処理T細胞(UT)におけるCAR%発現のレベルの上昇は、フローサイトメトリー中の技術的問題に起因し、3、6及び12日目に測定されたCAR%発現と一致しなかった(図2D)。
静置培養容器で活性化されたT細胞は、Tフラスコで活性化されたT細胞と比較して、編集後に有意に高い増殖倍数を示した(58.46倍と比較して98.66倍;図3)。未処理T細胞の編集後の増殖倍数(84.61倍)及び模擬エレクトロポレーションT細胞の編集後の増殖倍数(71.77倍)は、Tフラスコで活性化されたT細胞で観察されたもの(58.46倍)よりも高かったが、静置培養容器で活性化されたT細胞で観察されたもの(98.66倍)よりも低かった(図3)。
まとめると、これらの結果は、T細胞活性化の特定された最適条件が、対照Tフラスコと比較して、小規模製造プロセス(静置培養容器で表される)で同様の高いT細胞活性化効率を示したことを示している。更に、静置培養容器で生成された結果として得られた活性化T細胞は、Tフラスコで生成された活性化T細胞と比較して、同等以上の編集効率、CAR発現効率及び編集後のより大きい細胞増殖を示した。
実施例3:T細胞のエレクトロポレーションのための最適化条件の特定
本実施例では、TRAC及びβ2M遺伝子座での最適なCRISPR-Cas9依存性遺伝子編集のためのT細胞濃度の範囲を含む、エレクトロポレーションによるT細胞の遺伝子編集のための最適化された条件の特定を報告する。本実施例において、固定濃度のgsRNA及びCas9は、エレクトロポレーションによって増加するT細胞濃度に導入され、編集効率はフローサイトメトリーによって決定された。
本実施例では、TRAC及びβ2M遺伝子座での最適なCRISPR-Cas9依存性遺伝子編集のためのT細胞濃度の範囲を含む、エレクトロポレーションによるT細胞の遺伝子編集のための最適化された条件の特定を報告する。本実施例において、固定濃度のgsRNA及びCas9は、エレクトロポレーションによって増加するT細胞濃度に導入され、編集効率はフローサイトメトリーによって決定された。
100×106細胞/mL~300×106細胞/mLの細胞濃度で効率的な編集が可能
固定濃度のB2MsgRNA(B2M-1;配列番号6)、TRAC sgRNA(TA-1、配列番号2)及びCAS9(配列番号1)を使用して、それぞれ、150μg/mL、150μg/mL及び300μg/mLで、細胞濃度を上げながら(100×106細胞/mL~400×106細胞/mL)エレクトロポレーションを行った。フローサイトメトリーを使用して遺伝子編集後、編集効率を3日ごとに監視した。各サンプルの濃度を表5にまとめる。
固定濃度のB2MsgRNA(B2M-1;配列番号6)、TRAC sgRNA(TA-1、配列番号2)及びCAS9(配列番号1)を使用して、それぞれ、150μg/mL、150μg/mL及び300μg/mLで、細胞濃度を上げながら(100×106細胞/mL~400×106細胞/mL)エレクトロポレーションを行った。フローサイトメトリーを使用して遺伝子編集後、編集効率を3日ごとに監視した。各サンプルの濃度を表5にまとめる。
100×106細胞/mL~300×106細胞/mLの範囲の細胞濃度で、編集された細胞のB2M(-)及びTCR(-)亜集団は、それぞれ、>80%及び>98%であった(図4A~4B)。細胞を100×106細胞/mL~300×106細胞/mLの範囲の濃度でエレクトロポレーションした場合、CAR+発現は>40%であった(図4C)。400×106細胞/mLの細胞濃度の場合、B2M(-)及びTCR(-)亜集団は、それぞれ、<80%及び<87%であった(図4D~4E)。CAR+発現は、400×106細胞/mLの密度でエレクトロポレーションされた細胞でもわずかに減少した(図4F)。
要するに、これらの結果は、100×106細胞/mL~300×106細胞/mLの範囲の細胞濃度が内因性β2M及びTCR遺伝子座での効率的な編集を可能にすることを示している。
実施例4:T細胞形質導入のための最適化条件の特定
本実施例では、T細胞におけるCAR+発現をもたらす、キメラ抗原受容体をコードするrAAVベクターの最適なT細胞形質導入のためのMOIの範囲の特定を報告する。本実施例において、T細胞はMOIの増加と共にrAAVベクターによって形質導入され、CAR+発現はフローサイトメトリーによって定量化された。
本実施例では、T細胞におけるCAR+発現をもたらす、キメラ抗原受容体をコードするrAAVベクターの最適なT細胞形質導入のためのMOIの範囲の特定を報告する。本実施例において、T細胞はMOIの増加と共にrAAVベクターによって形質導入され、CAR+発現はフローサイトメトリーによって定量化された。
要約すると、健康なドナーロイコパックからの凍結保存されたT細胞を解凍し、48時間活性化した。Cas9及びTCRを標的化するsgRNA(TA-1;配列番号2/Cas9;配列番号1)並びにCas9及びβ2Mを標的化するsgRNA(B2M-1;配列番号6/Cas9;配列番号1)を含むRNP複合体の存在下で、1×106の細胞濃度で、細胞を、大量にエレクトロポレーションし、各複合体には150μg/mLのsgRNA及び150μg/mLが含まれていた(表6)。上記の実施例1~3も参照されたい。
エレクトロポレーション後、細胞を再懸濁し、インキュベーター内で20分間静置した。次いで、エレクトロポレーションした細胞を様々なアリコートに分離し、37℃で1時間rAAVのMOIを増加させて形質導入した(表6)。CAR+発現は、3、6、10及び13日目のエレクトロポレーション及び形質導入後のフローサイトメトリーによって決定された。
図5Aに示すように、20KのMOIは、試験される期間にわたって少なくとも50%のCAR+発現を達成するのに十分であった。CAR+発現は、MOIが10K、20K、40K及び80Kで飽和していた(図5A)。MOIを変化させても、細胞の生存率及び細胞の増殖には影響しなかった(データは示さず)。大量のエレクトロポレーションが実施され、B2M及びTRACのノックダウンは未処理の細胞を除いて全てのサンプルで一貫していたため、CAR+発現の差異は、遺伝子編集の非効率性によるものではなかった(データは示さず)。1.25K~10Kの間のMOIは、CAR+発現の減少と線形相関しているように見えた(図5A)。0K~23KのMOIでT細胞が漸進的に形質導入された更なる実験は、CAR+発現と0.12K~4.7Kの範囲のMOIとの間に線形相関を示した(図5B)。
まとめると、これらの結果は、CAR+発現が10K~80KのMOIで形質導入されたT細胞で飽和し、CAR+発現が0.12K~4.7KのMOIで形質導入されたT細胞のMOIと線形相関したことを示している。
実施例5:T細胞増殖のための最適化条件の特定
本実施例では、優れたT細胞増殖のための任意選択的な細胞播種密度の特定を報告する。本実施例において、T細胞を増加する密度で播種し、細胞増殖を経時的に監視した。
本実施例では、優れたT細胞増殖のための任意選択的な細胞播種密度の特定を報告する。本実施例において、T細胞を増加する密度で播種し、細胞増殖を経時的に監視した。
要約すると、健康なドナーロイコパックからの凍結保存されたT細胞を解凍し、48時間活性化した。次いで、Cas9及びTCRを標的化するsgRNA(TA-1;配列番号2/Cas9;配列番号1)並びにCas9及びβ2Mを標的化するsgRNA(B2M-1;配列番号6/Cas9;配列番号1)を含むRNP複合体の存在下で、細胞をエレクトロポレーションし、各複合体には150μg/mLのsgRNA及び150μg/mLが含まれていた。エレクトロポレーション後、細胞を20,000のMOIのrAAVで形質導入し、次いで静置培養容器で増殖させた。詳細については上記の実施例1~4を参照されたい。
編集後、細胞を、最大12日の増殖のために、5×104細胞/cm2(50,000)、1×105細胞/cm2(100,000)、2×105細胞/cm2(200,000)、3×105細胞/cm2(300,000)及び5×105細胞/cm2(500,000)で、静置培養容器に播種した。細胞数及び生存率は3日ごとに評価した。増殖倍数は、終了細胞数と開始細胞数の比として計算した。
図6A~6Bに示すように、5×105細胞/cm2の密度で播種された細胞は、9日で成長プラトーに達した。3×105/cm2の密度で播種された細胞は12日目までに、5×105細胞/cm2で播種された細胞が9日目に到達した細胞数に匹敵する細胞数に達した(図6A~6B)。2×105細胞/cm2及び1×105細胞/cm2の密度で播種された細胞は、12日目までに成長プラトーに達することなく適度な増殖を示した(図6A~6B)。試験された播種密度の中では、5×104細胞/cm2細胞の密度で播種された細胞において、最低レベルの増殖が観察された(図6A~6B)。1×105細胞/cm2の密度で播種された細胞は、2×105細胞/cm2(185.5倍)及び3×105細胞/cm2(164.6倍)の密度で播種された細胞と比較して、総細胞数は少ないが、より強い増殖倍数率(223.4倍)を示した(図6C)。5×105細胞/cm2及び5×104細胞/cm2のいずれかで播種された細胞の増殖倍数率は約100倍であった(図6C)。
要約すると、これらの結果は、3×105細胞/cm2~5×105細胞/cm2の間の細胞播種密度の範囲が編集後の効率的なT細胞増殖を提供したことを示す。
実施例6:TCRαβ枯渇のための最適化条件の特定
本実施例では、編集後に残存するTCRαβ+細胞の最適な枯渇のための条件の特定について報告する。CRISPR-Cas9媒介性遺伝子編集は、典型的には、T細胞の>90%でTCRαβ発現のアブレーションをもたらす。移植片対宿主病(GvHD)の可能性を最小限に抑えるために、残存するTCRαβ+T細胞は、TCRαβ+枯渇プロセスによって更に減少させる場合がある。
本実施例では、編集後に残存するTCRαβ+細胞の最適な枯渇のための条件の特定について報告する。CRISPR-Cas9媒介性遺伝子編集は、典型的には、T細胞の>90%でTCRαβ発現のアブレーションをもたらす。移植片対宿主病(GvHD)の可能性を最小限に抑えるために、残存するTCRαβ+T細胞は、TCRαβ+枯渇プロセスによって更に減少させる場合がある。
要約すると、細胞をビオチン結合-TCRαβ抗体及び抗ビオチンマイクロビーズとインキュベートした。過剰な非結合抗体及びμビーズを除去した後、細胞をマグネットカラムに通し、標識されたTCRαβ+細胞をカラムに捕捉した。非結合のTCRαβ-細胞は、PBS/EDTAバッファー中の0.5%HSAを含むターゲットバッグに溶出される。溶出した細胞を一晩培養して細胞を回復させ、その後、製剤配合のために採取した。
CARを発現するT細胞産物の4つのバッチをTCRαβ枯渇のために処理した。本格的規模プロセスから3つのバッチを生成し、中規模プロセスから1つのバッチ(CTX110-18-01)を生成した。インプット細胞数は、ドナーの変動及び増殖規模により、7.4×109細胞~32.0×109細胞まで変動した(表7)。枯渇後の細胞数の回復率は75%~113.33%の範囲であった(表7)。100%又は113%の細胞数の回復率は、インプット細胞数の過小評価が原因である場合がある(表7)。CTX110-18-01バッチからのインプット細胞(84.5%)を除いて、インプット及びアウトプット細胞の生存率は90%を超えていた(表7)。インプット細胞及びアウトプット細胞のTCRαβ+の平均パーセントは、それぞれ、2.06%及び0%であった。
要するに、これらの結果は、TRAC遺伝子及びβ2M遺伝子が遺伝的に破壊されたCAR発現T細胞からのTCRαβの効率的な枯渇を示している。
実施例7:抗CD19CARを発現し、遺伝子破壊されたTRAC及びβ2M遺伝子を有する遺伝子操作されたT細胞を作製するための製造プロセス開発(CTX110)。
概略
CTX110は、CRISPR/Cas9(クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート/CRISPR関連タンパク質9)遺伝子編集構成要素(sgRNA及びCas9ヌクレアーゼ)を使用する、ex vivoで遺伝子改変された同種T細胞で構成されるCD19指向性T細胞免疫療法である。
概略
CTX110は、CRISPR/Cas9(クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート/CRISPR関連タンパク質9)遺伝子編集構成要素(sgRNA及びCas9ヌクレアーゼ)を使用する、ex vivoで遺伝子改変された同種T細胞で構成されるCD19指向性T細胞免疫療法である。
改変には、TRAC及びβ2M遺伝子の標的破壊が含まれる。TRAC座位を破壊することで、T細胞受容体(TCR)の発現の減少がもたらされ、移植片対宿主病(GvHD)の可能性を低減させることが意図される一方、β2M座位を破壊することで、主要組織適合複合体タイプI(MHC I)タンパク質の発現の減少がもたらされ、宿主拒絶反応の可能性を低減させることによって持続性を向上させることが意図される。抗CD19 CARを加えることにより、改変T細胞がCD19発現腫瘍細胞に誘導される。
CARは、抗CD19 scFv、CD8膜貫通ドメイン、CD28共刺激ドメイン及びCD3ζシグナル伝達ドメインで構成されている。CTX110 CARの発現は、EF-1αプロモーターによって誘導される。
CTX110の例示的な製造プロセスが図7Aに示されている。
製造プロセスの発展
CTX110の製造プロセスは、研究規模、開発規模及び臨床規模を含む3つの生産規模で実施した。研究規模プロセスは小規模で実施し、研究規模プロセスを規模拡大して、開発規模プロセス及び臨床規模プロセスに移行した。初期開発キャンペーン(4ロット)は、実現可能性及び操作パラメータの調整のために、原薬の実験室グレードの出発物質を使用して実施した。その後、GMP由来の出発物質(sgRNA、Cas9及びrAAV-138)の使用及び定量的許容基準を、開発規模プロセスと運用上同一である臨床規模プロセスに実装した。
CTX110の製造プロセスは、研究規模、開発規模及び臨床規模を含む3つの生産規模で実施した。研究規模プロセスは小規模で実施し、研究規模プロセスを規模拡大して、開発規模プロセス及び臨床規模プロセスに移行した。初期開発キャンペーン(4ロット)は、実現可能性及び操作パラメータの調整のために、原薬の実験室グレードの出発物質を使用して実施した。その後、GMP由来の出発物質(sgRNA、Cas9及びrAAV-138)の使用及び定量的許容基準を、開発規模プロセスと運用上同一である臨床規模プロセスに実装した。
出発物質の選択
CTX110の生成用出発物質は、以下のとおりである:
- 健康なドナーから収集されたロイコパック、
- 細菌由来のCas9ヌクレアーゼ、
- 2つの単一ガイドRNA(sgRNA)、TRAC遺伝子座を標的化するTA-1及びβ2M遺伝子座を標的化するβ2M-1、及び
- 抗CD19 CAR遺伝子をコードする組換えAAV-6ベクター(rAAV-138)。
CTX110の生成用出発物質は、以下のとおりである:
- 健康なドナーから収集されたロイコパック、
- 細菌由来のCas9ヌクレアーゼ、
- 2つの単一ガイドRNA(sgRNA)、TRAC遺伝子座を標的化するTA-1及びβ2M遺伝子座を標的化するβ2M-1、及び
- 抗CD19 CAR遺伝子をコードする組換えAAV-6ベクター(rAAV-138)。
(i)健康なドナー全体の細胞編集パフォーマンス
健康なドナー(男性、n=10)からのT細胞を、ロイコパックから分離し、クライオチューブで凍結した。以下の濃度の遺伝子編集成分を使用して、各ドナーの解凍細胞で編集効率を評価した:Cas9(300μg/mL)、TA-1(75μg/mL)及びΒ2M-1(150μg/mL及び200μg/mL)。
健康なドナー(男性、n=10)からのT細胞を、ロイコパックから分離し、クライオチューブで凍結した。以下の濃度の遺伝子編集成分を使用して、各ドナーの解凍細胞で編集効率を評価した:Cas9(300μg/mL)、TA-1(75μg/mL)及びΒ2M-1(150μg/mL及び200μg/mL)。
全てのドナーからの編集された細胞の40%超がCARを発現した。β2M及びTRACノックアウト率は、それぞれ総細胞集団の80%及び95%を超えていた(表12)。ドナー間でのT細胞の分離はすべて、CTX110の製造に受け入れられると見なされ、堅牢な生成プロセスを示している。
(ii)Cas9ヌクレアーゼ
配列番号1のCas9ヌクレアーゼを本実施例で使用した。以下の表14にまとめられた結果は、同様のレベルのTCRαβ-及びΒ2M-細胞並びに二重陰性細胞が存在したことを示す。
配列番号1のCas9ヌクレアーゼを本実施例で使用した。以下の表14にまとめられた結果は、同様のレベルのTCRαβ-及びΒ2M-細胞並びに二重陰性細胞が存在したことを示す。
(iii)rAAV-138ベクター
上記で開示されたrAAV-138ベクターを使用して、MOIの影響を評価し、目的のCAR+発現を達成した。MOIを増加させて細胞を形質導入し、CAR+発現を定量化した。上記の実施例4を参照されたい。図7Bに提示されたデータは、20,000のMOIの選択を支持する。
上記で開示されたrAAV-138ベクターを使用して、MOIの影響を評価し、目的のCAR+発現を達成した。MOIを増加させて細胞を形質導入し、CAR+発現を定量化した。上記の実施例4を参照されたい。図7Bに提示されたデータは、20,000のMOIの選択を支持する。
規模拡大の開発のために、選択されたMOIの上記の出発物質との適合性を検証するための研究を実施した。細胞を、0~23,000の範囲のMOIで形質導入した。エレクトロポレーション及びウイルス感染とそれに続く11日間の増殖後、CAR+発現をフローサイトメトリーによって定量化した。結果を図7Cに示す。AAV用量依存性であるCAR+発現は、MOIが0の場合の2.1%CAR+から、MOIが23,000の場合の56.2%CAR+の範囲であった。CAR+発現は、4,700のMOIで飽和した。
GMP rAAV-138(MOI 23,000)に感染した細胞のCAR発現は、非GMPベクター(MOI 20,000)で得られたものと同等であり、それぞれ、56.2%及び55.4%であった。規模拡大の生成には、20,000のMOIが選択された。
(iv)リボ核タンパク質複合体(RNP)のin situでの形成
固定濃度の細胞を使用して、TCRを標的化するsgRNA(TA-1、配列番号2)及びβ2M(Β2M-1;配列番号6)を標的化するsgRNAとCas9(配列番号1)のインキュベーションによって形成されるRNP複合体の濃度を増加させてエレクトロポレーションを行った。TA-1/Cas9及びβ2M/Cas9複合体のin situでの形成は、300μg/mLのCas9ヌクレアーゼの最終結合濃度(各ガイドと結合した150μg/mLのCas9ヌクレアーゼの最終濃度に相当)を使用して評価した。TA-1及びΒ2M-1の最終濃度は、37.5μgg/mL~300μgg/mLまで変化した。
固定濃度の細胞を使用して、TCRを標的化するsgRNA(TA-1、配列番号2)及びβ2M(Β2M-1;配列番号6)を標的化するsgRNAとCas9(配列番号1)のインキュベーションによって形成されるRNP複合体の濃度を増加させてエレクトロポレーションを行った。TA-1/Cas9及びβ2M/Cas9複合体のin situでの形成は、300μg/mLのCas9ヌクレアーゼの最終結合濃度(各ガイドと結合した150μg/mLのCas9ヌクレアーゼの最終濃度に相当)を使用して評価した。TA-1及びΒ2M-1の最終濃度は、37.5μgg/mL~300μgg/mLまで変化した。
図7Dで示すように、37.5μg/mL~75μg/mLのTA-1 sgRNA濃度は、TCRαβのより高い編集をもたらした。150μg/mL又は300μg/mLのTA-1 sgRNA濃度では、TCRαβの更なる編集は提供されず、B2Mの編集は減少した。試験した濃度の中で、75μg/mLのTA-1 sgRNAは、TCRαβ、β2M及びTCRαβとβ2Mのダブルノックアウト(DKO)の編集に最高の効率を提供した。図7Eで示すように、75μg/mL~150μg/mLのB2M-1 sgRNA濃度は、β2Mのより高い編集をもたらし、TA-1 sgRNAの濃度よりも高いB2M-1 sgRNAの濃度を使用して効率的な編集が達成される場合があることを示唆している。
要するに、これらの結果は、それぞれ0.3mg/mL、0.08mg/mL及び0.2mg/mLである最終濃度のCas9、TA-1 sgRNA及びB2M-1 sgRNAを用いてT細胞の効率的な編集を示している。これらの濃度を達成するために、TA-1 sgRNA/Cas9及びB2M-1 sgRNA/Cas9の混合物を、それぞれ2.7:1及び6.7:1のモル比で調製した。
RNP複合体で検出された遊離Cas9の割合を決定するには、TA-1 sgRNA(TA-1;配列番号2)とCas9(Cas9;配列番号1)及びB2M-1 sgRNA(B2M-1;配列番号6)とCas9(Cas9;配列番号1)の混合物は、それぞれ2.7:1及び6.7:1のモル比で調製した。混合物を10分間インキュベートした後、CEX HPLCで分析して、遊離Cas9の量を定量した。表13で示すように、混合物で検出された遊離Cas9の割合が低いことは、RNP複合体が効率的に形成されたことを示唆している。
これらの結果は、Cas9とsgRNAのインキュベーションにより、Cas9の大部分がRNP複合体内に含まれるようになることを示している。
製造プロセスの開発
(i)研究プロセス
合計22の研究ロットを、17人の健康なボランティアからのT細胞を使用した研究規模プロセスによって生成した。研究規模プロセスで特定された条件を、開発規模プロセスを実施するための規模拡大のために検証及び調整した。最後に、GMP由来の重要な出発物質を、臨床規模プロセスでの臨床材料の調製について評価した。効果的には、開発規模プロセス及び臨床規模プロセスは操作上同じである。
(i)研究プロセス
合計22の研究ロットを、17人の健康なボランティアからのT細胞を使用した研究規模プロセスによって生成した。研究規模プロセスで特定された条件を、開発規模プロセスを実施するための規模拡大のために検証及び調整した。最後に、GMP由来の重要な出発物質を、臨床規模プロセスでの臨床材料の調製について評価した。効果的には、開発規模プロセス及び臨床規模プロセスは操作上同じである。
研究規模のプロセスは、図7Aに示されるプロセスと同じ工程に従った。要約すると、PBMCの凍結バイアル(ロット1~14、16、21、22)又は白血球アフェレーシス製品から濃縮された凍結T細胞(ロット12~15、17~20)のいずれかからのT細胞を、ゲンタマイシン又はフェノールレッドを含まないX-VIVO(商標)15、5%ヒトAB血清、rhIL-2及びrhIL-7からなる「T細胞培地」で2~3日間、CD3/CD28アゴニストに結合したコロイド状ナノマトリックス粒子で活性化した。2日目又は3日目に、組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスを新鮮な培地で希釈するか、又は細胞を洗浄して遠心分離することのいずれかにより除去した。翌日、T細胞は、フローエレクトロポレーションに基づくトランスフェクションシステムを含むエレクトロポレーション系トランスフェクションシステムを使用して、Cas9及びsgRNAでエレクトロポレーションした。
エレクトロポレーションからおよそ20~60分後、細胞を未処理のままにするか、又は1細胞当たり20,000若しくは50,000のいずれかの遺伝子コピーのMOIでAAV6rAAV-138に感染させた。感染からおよそ1時間後、細胞を洗浄し、T細胞培地にプレーティングした。
ゲノム編集からおよそ1週間後、フローサイトメトリーにより、細胞のTCRαβ/β2Mノックアウト及びCAR発現を評価した。続いて、TCRαβ-、B2M-、CD4+、CD8+及びCAR+である細胞のパーセンテージを計算した。
遺伝子編集後にTCRαβ及びB2Mの表面発現を失い、細胞表面で検出可能なCARを発現した細胞のパーセンテージを、各プロセスのフローサイトメトリーで評価した(表14)。研究ロット全体(n=22)で、細胞の43±16%(18~72%)が抗CD19 CARの望ましい表面発現を達成し、TCRαβの表面喪失(98±0.66%、97~99%)及びB2M(79±9.6%、54~86%)の表面喪失も示した(表14)。開発規模プロセス及び臨床規模プロセスでも同様の結果が得られた(表14)。研究ロットで完全に編集された細胞(TCRαβ-B2M-CAR+)の平均パーセンテージは、31±13%(15~59%)であった。
CD3ζの表面発現は、TCRとの複合体の形成に依存する。そのようなものであるから、これは、TCRαβの喪失に加えて、TCRの喪失の機能的な生化学的マーカーとして機能する。CD3ζ表面発現の喪失は、研究ロットで平均96±3.5%(85~99%)であった。
亜集団のCD4/CD8頻度を、遺伝子編集成分を含まないエレクトロポレーションによって処理された対照T細胞と比較した。研究ロットの場合、編集された細胞(TCRαβ-B2M-CAR+、ロット1~11、16~22)には、平均して50±12%のCD4細胞及び45±14%のCD8細胞が含まれていた。エレクトロポレーションされた対照T細胞(ロット1~11、16~21)には、57±12%のCD4細胞及び40±12%のCD8細胞が含まれていた。編集済みT細胞と対照T細胞を比較した場合、CD4又はCD8の頻度の間に統計的に有意な差は観察されなかった(対にならない両側スチューデントのt検定)。
(ii)開発及び臨床プロセス
研究プロセスを、臨床材料の規模拡大及び生成のためにGMP施設に移管した。研究プロセスで特定された条件を、規模拡大(開発プロセス)のために検証及び調整した。最後に、GMP由来の重要な出発物質を、臨床材料の調製について評価した(臨床プロセス)。効果的には、開発及び臨床プロセスは操作上同じである。結果を以下の表14に提示する。
研究プロセスを、臨床材料の規模拡大及び生成のためにGMP施設に移管した。研究プロセスで特定された条件を、規模拡大(開発プロセス)のために検証及び調整した。最後に、GMP由来の重要な出発物質を、臨床材料の調製について評価した(臨床プロセス)。効果的には、開発及び臨床プロセスは操作上同じである。結果を以下の表14に提示する。
(iii)製造プロセス全体での遺伝子編集の比較可能性
研究プロセス及び初期規模拡大に対する臨床ロット並びに非臨床ロットの結果の比較を表14に示す。
研究プロセス及び初期規模拡大に対する臨床ロット並びに非臨床ロットの結果の比較を表14に示す。
プロセスパラメータの評価
製造運転パラメータを、表15にまとめられている一連の小規模及び本格的規模の実験で評価した。
製造運転パラメータを、表15にまとめられている一連の小規模及び本格的規模の実験で評価した。
実施例8:抗BCMA CARを発現し、遺伝子破壊されたTRAC及びβ2M遺伝子を有する遺伝子操作されたT細胞を製造する方法(CTX120)。
CTX120は、CRISPR/Cas9(クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート/CRISPR関連タンパク質9)遺伝子編集構成要素(sgRNA(単一ガイドRNA)及びCas9ヌクレアーゼ)を使用する、エキソビボで遺伝子改変されたヒト同種T細胞で構成されるBCMA指向性T細胞免疫療法である。
CTX120は、CRISPR/Cas9(クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート/CRISPR関連タンパク質9)遺伝子編集構成要素(sgRNA(単一ガイドRNA)及びCas9ヌクレアーゼ)を使用する、エキソビボで遺伝子改変されたヒト同種T細胞で構成されるBCMA指向性T細胞免疫療法である。
改変には、TRAC及びB2M遺伝子座の標的破壊及び組換えアデノ随伴ウイルスベクター(rAAV166、抗BCMA指向性キメラT細胞抗原受容体をコードする血清型6rAAV)を使用したTRAC遺伝子座への抗BCMAキメラ抗原受容体(CAR)導入遺伝子の挿入が含まれる。
CARは、BCMAに特異的なヒト化単鎖可変断片(scFv)と、それに続くCD8ヒンジ並びにCD137(4-1BB)及びCD3ζの細胞内シグナル伝達ドメインに融合した膜貫通領域で構成されている。CTX120 CARの発現は、伸長因子1α(EF-1α)プロモーターによって誘導される。
CTX120の製造プロセスを図8Aに示す。細菌由来のCas9ヌクレアーゼを含む出発物質の構造情報;2つの単一ガイドRNA(sgRNA)、TRAC遺伝子座を標的化するTA-1及びβ2M遺伝子座を標的化するB2M-1は、上記の実施例7に提供されている。rAAVベクター中の抗BCMACARのアミノ酸配列及びヌクレオチド配列を以下に示す(表16及び17)。
CTX120原薬の生成には、濃縮されたT細胞の解凍と、それに続く活性化及びエレクトロポレーション/形質導入が含まれ、その時点で細胞が増殖した。増殖後、TCRαβ+細胞は枯渇した。細胞を一晩培養し、採取し、原薬試験のためにサンプリングした。図8Aを参照されたい。CTX120製造のいずれ工程でも再処理は実施されなかった。
T細胞の濃縮
T細胞は、自動化細胞処理システムを使用して、抗CD8及び抗CD4抗体でコーティングされた磁気ビーズの混合物を使用した磁気分離により、白血病アフェレーシス材料(ロイコパック)から濃縮した。濃縮前にロイコパックを細胞数及び生存率(≧80%)についてサンプリングした。濃縮した細胞を、HSAを含むPBS/EDTAバッファーで単離し、次いで、細胞数、生存率(≧80%)、T細胞純度(≧70%CD3)及び無菌性についてサンプリングした。次いで、細胞を4±1℃で遠心分離し、CryoStor CS5に50×106生細胞/mLの目標濃度で再懸濁させた。
T細胞は、自動化細胞処理システムを使用して、抗CD8及び抗CD4抗体でコーティングされた磁気ビーズの混合物を使用した磁気分離により、白血病アフェレーシス材料(ロイコパック)から濃縮した。濃縮前にロイコパックを細胞数及び生存率(≧80%)についてサンプリングした。濃縮した細胞を、HSAを含むPBS/EDTAバッファーで単離し、次いで、細胞数、生存率(≧80%)、T細胞純度(≧70%CD3)及び無菌性についてサンプリングした。次いで、細胞を4±1℃で遠心分離し、CryoStor CS5に50×106生細胞/mLの目標濃度で再懸濁させた。
T細胞の凍結保存
細胞数、生存率(≧80%)について細胞をサンプリングし、次いで2,500×106細胞/バッグ(細胞懸濁液30~70mL)の標的細胞数でエチレン酢酸ビニルクライオバッグに分注した。1~2バッグのT細胞を生成するには1つのロイコパックで十分であった。各バッグをヒートシールし、ラベルを付け、制御速度の冷凍庫に移すまで2~8℃で保管し、その後、保管のために気相液体窒素に移した。
細胞数、生存率(≧80%)について細胞をサンプリングし、次いで2,500×106細胞/バッグ(細胞懸濁液30~70mL)の標的細胞数でエチレン酢酸ビニルクライオバッグに分注した。1~2バッグのT細胞を生成するには1つのロイコパックで十分であった。各バッグをヒートシールし、ラベルを付け、制御速度の冷凍庫に移すまで2~8℃で保管し、その後、保管のために気相液体窒素に移した。
T細胞の解凍及び活性化
濃縮されたT細胞の凍結バッグ1つを解凍し、3Lのバッグに移し、補充されたX-VIVO(商標)15培地(X-VIVO(商標)15、5%ヒト血清、100IU/mLのrhIL2、100IU/mLのrhIL7)で希釈した。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を540g、20±1℃で15分間遠心分離した。次いで、補充されたX-VIVO(商標)15培地に細胞を再懸濁させ、細胞数及び生存率(≧70%以上)についてサンプリングした。組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合した可溶性コロイド状ポリマーナノマトリックス溶液を、1:12.5(v/v)の比率で添加して、細胞を活性化した。
濃縮されたT細胞の凍結バッグ1つを解凍し、3Lのバッグに移し、補充されたX-VIVO(商標)15培地(X-VIVO(商標)15、5%ヒト血清、100IU/mLのrhIL2、100IU/mLのrhIL7)で希釈した。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を540g、20±1℃で15分間遠心分離した。次いで、補充されたX-VIVO(商標)15培地に細胞を再懸濁させ、細胞数及び生存率(≧70%以上)についてサンプリングした。組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合した可溶性コロイド状ポリマーナノマトリックス溶液を、1:12.5(v/v)の比率で添加して、細胞を活性化した。
約500mLの補充されたX-VIVO(商標)15培地/組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスの総量で各々、細胞を2×106生細胞/mLの目標密度まで2つの静置細胞培養容器に播種した。静置培養容器を37±1℃及び5±1%CO2で48±4時間インキュベートした。プロセス全体を通して、静置培養容器を取り扱うときはいつでも、裂け目及び漏れ並びに透明な黄色の培地の存在について検査した。
希釈
2日後、補充されたX-VIVO(商標)15培地を各静置培養容器に5Lまで添加した。細胞を更に37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
2日後、補充されたX-VIVO(商標)15培地を各静置培養容器に5Lまで添加した。細胞を更に37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
エレクトロポレーション及び形質導入
補充されたX-VIVO(商標)15培地の量は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して最終容量を約500mLに減少させ、これを穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を500mLの遠心分離管に移し、540g、20±1℃で15分間遠心分離した。細胞ペレットをエレクトロポレーションバッファーに再懸濁させ、同一条件下で再度遠心分離した。細胞を、300×106細胞/mLの目標濃度になるまで、エレクトロポレーションバッファーに2回再懸濁させた。
補充されたX-VIVO(商標)15培地の量は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して最終容量を約500mLに減少させ、これを穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を500mLの遠心分離管に移し、540g、20±1℃で15分間遠心分離した。細胞ペレットをエレクトロポレーションバッファーに再懸濁させ、同一条件下で再度遠心分離した。細胞を、300×106細胞/mLの目標濃度になるまで、エレクトロポレーションバッファーに2回再懸濁させた。
Cas9ヌクレアーゼは、別々のマイクロ遠心チューブでTA-1 sgRNA(TCRを標的化する)及びB2M-1 sgRNA(β2Mを標的化する)と混合した。各溶液を室温で10分以上インキュベートして、各リボ核タンパク質複合体を形成した。2つのCas9/gRNA混合物を組み合わせ、細胞と混合して、Cas9、TA-1及びB2M-1を、それぞれ最終濃度0.3mg/mL、0.08mg/mL及び0.2mg/mLにした。混合物を取り出し、ピペッティングによりエレクトロポレーションカセットにロードした。カセットに蓋をし、フローエレクトロポレーションに基づくトランスフェクションシステムを使用して順次エレクトロポレーションした。エレクトロポレーション後、細胞を各カセットから125mL三角フラスコにプールし、37℃で20分以上インキュベートした。細胞を、生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞をX-VIVO(商標)15培地で107細胞/mLに希釈し、解凍したばかりのrAAV-166bを20,000vg/細胞のMOIで添加した。細胞を37℃、5%CO2で60分以上にわたってインキュベートした。
所望のCAR+発現を達成するためのMOIの影響は、ベクターの開発ロット(rAAV-166b)を使用して評価した。MOIを増加させて細胞を形質導入し、%CAR+を定量化した。図8Bに示すように、AAVの用量依存的なCAR発現が観察された。CAR発現は10,000前後のMOIで飽和し、20,000のMOIの選択を支持した。
in situでの2つのリボ核タンパク質複合体(RNP)の形成は、上記の実施例7の記載に従って実施した。上記の表13に示されている結果も参照されたい。
相同組換え修復(HDR)は、DNA二本鎖切断のための忠実度の高い細胞修復メカニズムである。HDRは、CAR遺伝子の両端にある相同配列を使用して、AAV鋳型から目的のTRAC遺伝子座にCAR遺伝子を導入するために使用される。
TRAC遺伝子座での抗BCMA CARを評価するために、ddPCRアッセイが開発された。TRAC部位固有のPCRプライマーセットは、統合された抗BCMA CAR配列を増幅し、CAR遺伝子が挿入された細胞の割合を決定するように設計した。3つのロットのCTX120をddPCRによって評価し、%HDRを表18に示す。これらの結果は、TRAC遺伝子座に抗BCMACARが挿入されていることを確認する。
細胞増殖
細胞を、補充されたX-VIVO(商標)15培地で希釈し、細胞生存率(≧70%)及び細胞数についてサンプリングし、0.2~0.5×106生細胞/cm2の密度まで2つの静置培養容器及び1つの更なる静置培養容器(細胞監視のためのサテライト培養)に播種した。静置培養容器を37±1℃及び5±1%CO2でインキュベートした。細胞培養物を最大9日間インキュベートした。この間、培養物は3~4日ごとに1mLの培養液用量当たり100IUのrhIL2及びrhIL7で補充した。サテライト静置細胞培養容器は、増殖全体の細胞数、生存率及びT細胞純度について試験した。サテライト培養容器内の細胞密度が約30×106/cm2に達したとき、TCRαβの枯渇を実施した。サテライト培養容器の細胞密度が30×106/cm2に達しなかった場合、9日目にメイン培養でTCRαβの枯渇を実施した。
細胞を、補充されたX-VIVO(商標)15培地で希釈し、細胞生存率(≧70%)及び細胞数についてサンプリングし、0.2~0.5×106生細胞/cm2の密度まで2つの静置培養容器及び1つの更なる静置培養容器(細胞監視のためのサテライト培養)に播種した。静置培養容器を37±1℃及び5±1%CO2でインキュベートした。細胞培養物を最大9日間インキュベートした。この間、培養物は3~4日ごとに1mLの培養液用量当たり100IUのrhIL2及びrhIL7で補充した。サテライト静置細胞培養容器は、増殖全体の細胞数、生存率及びT細胞純度について試験した。サテライト培養容器内の細胞密度が約30×106/cm2に達したとき、TCRαβの枯渇を実施した。サテライト培養容器の細胞密度が30×106/cm2に達しなかった場合、9日目にメイン培養でTCRαβの枯渇を実施した。
TCRαβの枯渇
各静置細胞培養容器の培地は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して、約500mLの最終容量まで減少させた。培地の大部分を除去した後、静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。
各静置細胞培養容器の培地は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して、約500mLの最終容量まで減少させた。培地の大部分を除去した後、静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。
細胞を、静置培養容器に接続するディップチューブを備えた500mLの遠心分離チューブに移した。生存率(≧70%)、細胞数及び%CAR+細胞について細胞をサンプリングした。次いで、細胞を540×g、20±1℃で15分間、遠心分離した。細胞ペレットを再懸濁させ、0.5%HSAを含む650mL未満のPBS/EDTAにプールした。細胞懸濁液を、自動化細胞処理システムに接続されている滅菌バッグに移した。自動化細胞処理システムは、ビオチン結合抗TCRαβ抗体と共に細胞をインキュベートした。自動化細胞処理システムを使用してTCRαβ+細胞を枯渇させるために、細胞を洗浄し、抗ビオチン磁気ビーズと共にインキュベートした。細胞数、生存率(≧70%)及び%CAR+細胞について細胞を試験した。
細胞の回復
枯渇した細胞を補充されたX-VIVO(商標)15培地に再懸濁させ、3Lバッグ(複数可)に移し、静置細胞培養容器(複数可)に播種し、37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
枯渇した細胞を補充されたX-VIVO(商標)15培地に再懸濁させ、3Lバッグ(複数可)に移し、静置細胞培養容器(複数可)に播種し、37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
細胞採取(原薬)
細胞を採取するために、静置培養容器をインキュベーターから取り外し、細胞沈降のために休ませた。ポンプを使用して、各静置培養容器から最終容量が約500mLになるまで成長培地を除去した。除去した培地を、無菌のためにサンプリングした。静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。各静置培養容器の内容物は、ポンプを使用して3Lの移送バッグに移送され、重力によって40μm輸血フィルターを通して別個の滅菌3Lバッグに濾過された。細胞を、濃度及び生存率についてサンプリングした。
細胞を採取するために、静置培養容器をインキュベーターから取り外し、細胞沈降のために休ませた。ポンプを使用して、各静置培養容器から最終容量が約500mLになるまで成長培地を除去した。除去した培地を、無菌のためにサンプリングした。静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。各静置培養容器の内容物は、ポンプを使用して3Lの移送バッグに移送され、重力によって40μm輸血フィルターを通して別個の滅菌3Lバッグに濾過された。細胞を、濃度及び生存率についてサンプリングした。
本明細書に開示される製造プロセスによって生成されるCTX120の細胞表現型
CTX120製剤開発ロットを、T細胞集団について分析した。フローパネルを表19に示す。
CTX120製剤開発ロットを、T細胞集団について分析した。フローパネルを表19に示す。
疲弊マーカー
CD57、Lag3及びPD1は、T細胞の疲弊に関連するマーカーである。表19に定義されているマーカーを使用して、CTX120医薬品の疲弊状態を評価した。図8C及び表20で示すように、低レベルの疲弊マーカーがCAR+CTX120製剤細胞で見つかった。
CD57、Lag3及びPD1は、T細胞の疲弊に関連するマーカーである。表19に定義されているマーカーを使用して、CTX120医薬品の疲弊状態を評価した。図8C及び表20で示すように、低レベルの疲弊マーカーがCAR+CTX120製剤細胞で見つかった。
CTX120製剤を、メモリー細胞マーカーについて評価した。CD45ROゲートでは、CD62L、CCR7及びCD27がセントラルメモリーに関連するマーカーであった。CD45RAゲートでは、CD62Lが幹細胞メモリーのためのマーカーであった。CD62L及びCCR7+である細胞は、セントラルメモリー及び幹細胞メモリーのためのマーカーであった。CD8+T細胞に関する結果を図8D及び表21に示す。CD4+T細胞に関する結果を図8E及び表22に示す。
CTX120の生物活性
BCMA抗原で刺激したときのCAR T細胞製剤の生物活性を測定する2つのアッセイが開発された。まず、T細胞活性化時のIFNγ分泌を測定した。要約すると、CAR T細胞を組換えヒトBCMAとインキュベートした。CAR T細胞が活性化されると、分泌されたIFNγのレベルがMeso-Scale Delivery(MSD)によって測定された。結果を図8Fに示す。
BCMA抗原で刺激したときのCAR T細胞製剤の生物活性を測定する2つのアッセイが開発された。まず、T細胞活性化時のIFNγ分泌を測定した。要約すると、CAR T細胞を組換えヒトBCMAとインキュベートした。CAR T細胞が活性化されると、分泌されたIFNγのレベルがMeso-Scale Delivery(MSD)によって測定された。結果を図8Fに示す。
次に、BCMA陽性MM.1S標的細胞を殺すCTX120CAR-T細胞の能力は、フローサイトメトリーに基づく細胞傷害性アッセイを使用して評価した。要約すると、標的細胞をeFluor670で標識し、CTX120細胞と様々な比率でインキュベートした。CTX120の細胞傷害性は、対照サンプルと比較してライブゲート内の標識細胞を評価することにより、4時間で分析した。結果を図8Gに示す。CTX120の3つの開発ロットはすべて、用量依存的な標的細胞の細胞傷害性を示した。
まとめると、これらの結果は、抗BCMA CAR発現T細胞の生成を示した。本明細書に記載されるように生成された抗BCMA CAR発現T細胞は、TCR及びβ2Mの低い発現レベルを示し、それにより、宿主拒絶の可能性を低減した。更に、抗BCMA CAR発現T細胞は、T細胞の活性化時にBCMA陽性細胞の標的細胞死滅を示した。
実施例9:規模拡大のT細胞増殖のための最適化条件の特定
本実施例では、優れたT細胞増殖及び収量の増加のための最適なプレーティング又は再プレーティング条件の特定を報告する。本実施例において、T細胞は、編集後の同じ日に500K/cm2よりも低い密度でプレーティングするか、又は500K/cm2の密度で播種し、編集後の異なる日に再プレーティングした。細胞増殖を時間の経過に沿って監視した。
本実施例では、優れたT細胞増殖及び収量の増加のための最適なプレーティング又は再プレーティング条件の特定を報告する。本実施例において、T細胞は、編集後の同じ日に500K/cm2よりも低い密度でプレーティングするか、又は500K/cm2の密度で播種し、編集後の異なる日に再プレーティングした。細胞増殖を時間の経過に沿って監視した。
要約すると、健康なドナーロイコパックからの凍結保存されたT細胞を解凍し、48時間活性化した。次いで、Cas9(150μg/mL)及びTCRを標的化するsgRNA(TA-1;配列番号2/Cas9;配列番号1)(80μg/mL)並びにCas9(150μg/mL)及びβ2Mを標的化するsgRNA(B2M-1;配列番号6/Cas9;配列番号1)(200μg/mL)を含むRNP複合体の存在下で、細胞をエレクトロポレーションした。エレクトロポレーション後、細胞を20,000のMOIのrAAVで形質導入し、次いで静置培養容器で増殖させた。詳細については上記の実施例1~4を参照されたい。
編集後、細胞を、増殖のために静置培養容器に166K/cm2、125K/cm2又は83K/cm2で播種した。編集後に細胞の別のセットを500K/cm2で播種し、編集後3、4、5、6又は7日目に1:4の比率(1つの容器を4つの新しい容器に分割)で再プレーティングして、更に増殖させた。再プレーティングせずに500K/cm2で再プレーティングした細胞を、CTX110基準グループとして使用した。細胞密度が3~4×106/mLに達するまで全ての群が増殖し、その時点で細胞を採取した(表23)。細胞数及び生存率は1~3日ごとに評価した。
対照CTX110基準(再プレーティングされなかった)は、7日間で3~4×106/mLの濃度に達した(図9A~9B)。3、4及び5日目に再プレーティングされた細胞(「D3、D4、D5」)は、10日間で約3~4×106/mLの細胞濃度に達した(図9A~9B)。6日目(「D6」)及び7日目(「D7」)に再プレーティングされた細胞は、約14~18日で3~4×106/mLの細胞濃度に達した(図9A~9B)。D3、D4及びD5は、D6及びD7よりも約4~8日早く3.0~4.0×106/mLの細胞濃度の目標に達した。166K/cm2、125K/cm2又は83K/cm2でプレーティングされた細胞は、採取ポイントに達するまでに10、11及び14日かかった。これは、基準グループより3、4及び7日長かった。
図10A及び10Bは、7日目にCTX110基準から合計4~4.5e8の細胞が採取され、3、4、5、6及び7日目の再プレーティンググループから採取された総細胞数が1.3e9~2e9であることを示し、これは、CTX110対照基準よりも3~5倍多い細胞であった。
合計1.2e9、1.64e9及び2.32e9の細胞は、166K/cm2、125K/cm2又は83K/cm2のプレーティング群から採取され、これらの群は、CTX110対照基準と比較して3~6倍多い細胞であった。
すべての再プレーティング群及び低密度プレーティング群の細胞生存率は、CTX110基準と同様であった(図11A及び11B)。
D3、D4及びD5の再プレーティング、166K/cm2プレーティング及び125K/cm2プレーティングにより、最低日数で期待される細胞数が得られることがわかった。
CAR+%、TRAC-%及びB2M-%を含む編集効率は、全て再プレーティング群と低プレーティング群から評価された。(図12A~12C)CTX110基準のCAR+%は55.9%であった。D3、D4及びD5の再プレーティング群は、CAR+%を57.9%、56%及び52.62%に維持したが、D6及びD7は、CAR+%を38.65%及び35.45%に減少させた。166K/cm2、125K/cm2又は83K/cm2からのCAR+%は、CTX110基準からの有意な変化なしに、59.3%、54.9%及び52.9%であった。CTX110基準群のTRAC-%は94.24%であった。D3、D4及びD5の再プレーティング群並びに166K/cm2のプレーティング群は、93.5%、93.6%、93.15%及び93.9%と同等のTRAC-%を維持した。TRAC-%のわずかな減少は、125K/cm2と83K/cm2で91.5%と91.2%として観察された。TRAC-%の大幅な減少は、D6及びD7の再プレーティング群で88%及び87.2%として見られた。同様の傾向は、B2M-%でも示された。CTX110基準群のB2M-%は77.93%であった。D3、D4及びD5の再プレーティング群並びに166K/cm2のプレーティング群は、75.51%、75.39%、76.77%及び76.31%と同等のTRAC-%を維持した。B2M-%のわずかな減少は、125K/cm2と83K/cm2で71.74%と69.19%として観察された。B2M-%の大幅な減少は、D6及びD7の再プレーティング群で60.37%及び58.29%として見られた。
D3、D4及びD5の再プレーティング、166K/cm2のプレーティング及び125K/cm2のプレーティングが、CTX110基準と最も同等の編集効率を提供すると決定した。
再プレーティングされた集団の細胞表現型は、CD95、CD45RO、CD57、CD27及びCCR7を除き、Tim3を含む実施例8及び表19に記載されているように、フローパネルを使用して決定された。図13A及び13Bは、再プレーティングされた集団におけるCD4+及びCD8+細胞の比率並びにCTX110基準を示す。CD4及びCD8の比率は、D3、D4及びD5の再プレーティング群並びに166k及び125kの低密度プレーティング群で十分に維持されていた。CD8+細胞の増加は、D6及びD7再プレーティング群及び83K低密度プレーティング群で見られた。
再プレーティング集団は、メモリー細胞マーカーについて評価した。CAR+、CD4+CAR+及びCD8+CAR+集団内で、CD45RA+CD62L+細胞、CD45RA-CD62L+細胞、CD45RA-CD62L-細胞及びCD45RA+CD62L-細胞は、それぞれ、ナイーブT細胞、セントラルメモリー(CM)T細胞、エフェクターメモリー(EM)T細胞及びターミナルエフェクター(TE)T細胞として定義された。CTX110製品内のこれらの集団は、サブセットとして定義された。図14A~14Fは、再プレーティング集団及び低密度プレーティング群に見られるサブセットの組成を示している。CAR+、CD4+CAR+及びCD8+CAR+の集団内では、再プレーティング及び低密度プレーティング群のほとんどが、ナイーブT細胞の減少を示した。セントラルメモリーT細胞の減少は、D6及びD7の再プレーティング群で検出されたが、D3、D4及びD5の再プレーティング群では有意ではなかった。ほとんどの群は、エフェクターメモリーT細胞の増加を示した。ターミナル分化細胞の増加は、CAR+及びCD8+CAR+細胞で見られたが、CD4+CAR+細胞のほとんどでは見られなかった。
図15A~15Fで示すように、低レベルの疲弊マーカーがCAR+、CD4+/CAR+及びCD8+/CAR+再プレーティング集団で見つかった。CTX110基準と比較して、実験の1つにおいて、D6及びD7の再プレーティング細胞でLAG3発現が増加した(図15A及び15C)。全体として、3つ全ての疲弊マーカー(PD1、LAG3及びTIM3)の発現は増加しなかった。全ての群でPD1の発現はなかったか又は非常に低かった。
In vitroでの細胞殺傷アッセイ
次に、CD19陽性Raji標的細胞を殺す、再プレーティング及び低プレーティング密度群のCAR-T細胞の能力は、フローサイトメトリーに基づく細胞傷害性アッセイを使用して評価された。要約すると、標的細胞をeFluor670で標識し、CAR-T細胞と様々な比率でインキュベートした。CTX110の細胞傷害性は、対照サンプルと比較してライブゲート内の標識細胞を評価することにより、24時間で分析した。結果を、図16A~16Cで示す。CTX110の全ての再プレーティング及び低密度プレーティング群は、CTX110基準と同等のレベルで用量依存的な標的細胞の細胞傷害性を示した。
次に、CD19陽性Raji標的細胞を殺す、再プレーティング及び低プレーティング密度群のCAR-T細胞の能力は、フローサイトメトリーに基づく細胞傷害性アッセイを使用して評価された。要約すると、標的細胞をeFluor670で標識し、CAR-T細胞と様々な比率でインキュベートした。CTX110の細胞傷害性は、対照サンプルと比較してライブゲート内の標識細胞を評価することにより、24時間で分析した。結果を、図16A~16Cで示す。CTX110の全ての再プレーティング及び低密度プレーティング群は、CTX110基準と同等のレベルで用量依存的な標的細胞の細胞傷害性を示した。
要するに、これらのin vitroの結果は、D3、D4及びD5の再プレーティング並びに166K/cm2及び125K/cm2の播種密度が、CTX110基準として十分な増殖、編集効率及び細胞傷害性を提供したことを示している。
in vivoでの研究
次に、再プレーティング及び低密度プレーティング群のCAR-T細胞がマウスの腫瘍を殺す能力は、2つの独立した研究でin vivoで研究した(表24及び25)。Nalm6-Fluc-GFP腫瘍細胞を、CAR-T投与の4日前にCIEANOGマウスに接種した。毎週の生物発光(BLI、フォトン/秒)評価により、マウスの腫瘍量を評価できる。in vivoでの研究#1では、再プレーティングされたD5、D6及びD7並びにCTX110基準が、1マウス当たり2e6、4e6及び10e6のCAR+細胞の用量で投与された。群ごと及び用量ごとに6匹のマウスが含まれた。未処理のマウスを陰性対照として使用した。in vivoでの研究#2では、低密度プレーティング群(166K/cm2、125K/cm2及び83K/cm2)及び再プレーティング群(D3、D4及びD6の再プレーティング)は、1マウス当たり4e6CAR+細胞の用量で投与された。群ごとに4人のレシピエントが含まれていた。
次に、再プレーティング及び低密度プレーティング群のCAR-T細胞がマウスの腫瘍を殺す能力は、2つの独立した研究でin vivoで研究した(表24及び25)。Nalm6-Fluc-GFP腫瘍細胞を、CAR-T投与の4日前にCIEANOGマウスに接種した。毎週の生物発光(BLI、フォトン/秒)評価により、マウスの腫瘍量を評価できる。in vivoでの研究#1では、再プレーティングされたD5、D6及びD7並びにCTX110基準が、1マウス当たり2e6、4e6及び10e6のCAR+細胞の用量で投与された。群ごと及び用量ごとに6匹のマウスが含まれた。未処理のマウスを陰性対照として使用した。in vivoでの研究#2では、低密度プレーティング群(166K/cm2、125K/cm2及び83K/cm2)及び再プレーティング群(D3、D4及びD6の再プレーティング)は、1マウス当たり4e6CAR+細胞の用量で投与された。群ごとに4人のレシピエントが含まれていた。
in vivoでの研究#1は、3回の投与全てでD5再プレーティング群とCTX110基準の間で同等の生存率を示した。(図17A~17C)83K/cm2及び166K/cm2プレーティング群並びにD4の再プレーティング群は、他の試験群並びにCTX110基準と比較して生存率が低下していた。(図17D)中程度の生存率を表26及び27に示す。
両研究における未処理のマウスからのBLIは、25日目及び18日目に高い腫瘍負荷を示す罹患率の状態に達した。研究#1では、D6及びD7の再プレーティング群は、3つの用量全てでD5及びCTX110基準と比較してBLIの早期の増加を示した(1マウス当たり2e6、4e6及び10e6 CAR+細胞;それぞれ図18A~18C)。D5及びCTX110基準は、同様の腫瘍増殖動態を示した。研究#2では、83K/cm2のプレーティング群は、CTX110基準よりも速い腫瘍増殖を示した。他の全ての試験群は、CTX110基準(図18D)と比較して、同様の又は更に遅延した腫瘍増殖を示した。
中程度の生存率及びBLIによると、D6及びD7の再プレーティング群ではなく、D5の再プレーティング群は、CTX110基準としてin vivoでの有効性を維持した。
増殖期間、収量、編集、疲弊/サブセットマーカー、in vitro及びin vivoでの効力を使用して、最適な播種密度及び/又は再プレーティング条件を決定した。分析のまとめを表28に示す。5日目に1:4の比率で再プレーティングすると、増殖及び編集効率が向上した。
実施例10:細胞増殖の改善
(A)CTX110及びCTX120細胞増殖アウトプットの増加のために最適化されたエレクトロポレーション
本開示に記載される方法は、エレクトロポレーションを利用して、例えば、Cas9及びガイドRNA複合体を含む様々なリボ核タンパク質(RNP)複合体を含む様々な核酸及びポリペプチドを、レシピエントT細胞に送達する。様々な製造業者からの任意の好適なエレクトロポレーション機器が、本明細書に記載の方法での使用を見つけることができるため、エレクトロポレーションプロセスで使用される機器は、特に限定されない。エレクトロポレーションで使用される細胞播種密度は、特に限定されない。
(A)CTX110及びCTX120細胞増殖アウトプットの増加のために最適化されたエレクトロポレーション
本開示に記載される方法は、エレクトロポレーションを利用して、例えば、Cas9及びガイドRNA複合体を含む様々なリボ核タンパク質(RNP)複合体を含む様々な核酸及びポリペプチドを、レシピエントT細胞に送達する。様々な製造業者からの任意の好適なエレクトロポレーション機器が、本明細書に記載の方法での使用を見つけることができるため、エレクトロポレーションプロセスで使用される機器は、特に限定されない。エレクトロポレーションで使用される細胞播種密度は、特に限定されない。
本実施例では、効率的な編集を維持しながら、より多くの容量を保持できるカセット内の細胞の数を増やしてエレクトロポレーションできるエレクトロポレーション機器を使用する。より大きいエレクトロポレーション容量は、形質導入及び増殖のためにより多くの編集された細胞を提供することにより、例えば、任意の所与の操作されたT細胞、例えば、CTX110又はCTX120の操作されたT細胞製品のアウトプットを2倍にするのと同じくらい増加する。この容量の増加は、プロセス期間及び又は細胞の倍増を延長する必要がないため、これは、製造における利点である。
例えば、2つ以上の更なる培養容器などの更なるT細胞培養容器(5000mLの培地容量で500cm2のガス透過膜表面積)に播種するために更なる細胞を利用できる。例えば、細胞数の増加に伴い、最大4xの培養容器に播種することができ、ここで300e6≦x≦600e6の細胞を2xの培養容器に播種でき、600e6≦x≦800e6の細胞を3xの培養容器に播種できるか、又は≦800e6の細胞を4x培養容器に播種することができる。
いくつかの態様では、培養容器1つ当たり約400,000細胞/cm2~500,000細胞/cm2が播種される。代わりに、培養容器1つ当たり約250,000細胞/cm2~500,000細胞/cm2が播種されるか、又は約300,000細胞/cm2~500,000細胞/cm2が播種されるか、又は培養容器1つ当たり約150,000細胞/cm2~250,000細胞/cm2が播種されるか、又は培養容器1つ当たり約150,000細胞/cm2~500,000細胞/cm2が播種されるか、又は培養容器1つ当たり約150,000細胞/cm2~600,000細胞/cm2が播種される。
いくつかの態様では、標的播種密度は、少なくとも約150,000細胞/cm2、又は少なくとも約250,000細胞/cm2、又は少なくとも約300,000細胞/cm2、又は少なくとも約400,000細胞/cm2、又は少なくとも約500,000細胞/cm2である。
いくつかの態様では、標的播種密度は、約250,000細胞/cm2である。他の態様では、標的播種密度は、約500,000細胞/cm2である。
最大1mLの容量を保持できるエレクトロポレーションカセットを使用できる。このシステムを使用すると、2.7×109細胞を最大7個のG1000カセットにエレクトロポレーションできる。3mLシリンジに取り付けられた使い捨ての鈍い先端の針を備えたカセットから細胞を回収することで、マイクロピペットの先端が三角フラスコに放出されるリスクも排除される。
より大きい容量を有するシステムを使用すると、細胞の形質導入工程も容易になる。形質導入のための現在の最大7e8細胞を1.4e9細胞に倍増すると、増殖のために最大4つの細胞培養容器に播種するのに十分な材料が生成される。従って、固定された9日目の枯渇を維持でき、同じ処理時間で1回の実行当たりのアウトプットを実質的に2倍にすることができる。
実施例の他の工程は、上記から変更されなかった。
(B)製剤の収量を増やすために3つのT細胞ドナーロットを使用した方法の最適化及び比較
このセクションでは、1x、2x、4x及び4xでのCAR T細胞の生成について記載し、4日目に分割して、増殖法の堅牢性を実証し、現在の製剤(DP)のような材料と選択した細胞培養条件との比較分析のための材料を生成する。
このセクションでは、1x、2x、4x及び4xでのCAR T細胞の生成について記載し、4日目に分割して、増殖法の堅牢性を実証し、現在の製剤(DP)のような材料と選択した細胞培養条件との比較分析のための材料を生成する。
このバッチの出発物質は、3人の健康なドナーアフェレーシスロットからのCD4/CD8T細胞の選択であった。CTX110 CAR T細胞の選択された増殖条件は、G-Rex500M-CSチャンバーに播種された。
G-Rex500M-CSでの以前のCTX110CAR T増殖播種及び採取細胞密度は、それぞれ500,000/cm2及び30×106/cm2であり、≦30×109のCAR T細胞を生成した。G-Rex500M-CS培養容器内のCAR T細胞のDP収量を増加させるために、本実施例が開発された。以下の表29に記載されている3つの選択条件を選択して、3人の異なるドナーとのCTX110 DPのような比較可能性を評価し、複数の下流分析アッセイに十分なサンプル細胞を生成した。
詳細なプロトコルを以下に提供する。
a.CTX110 DSプロセス全体のために、全ての培地、GMPIL-2及びGMPIL-7を準備した:
1.T細胞は、フル大規模(3x G-Rex500M-CS)に従って活性化した
2.CAR T細胞は、1x G-Rex500M-CS及び小規模(1xウェルGRex6M)で、選択した播種密度において1xウェルで増殖させるために播種された。
3.CAR T細胞は、大規模の2分の1、条件ごとに1x G-Rex500M-CSに従って、枯渇後に播種された。
b.フル大規模(3x G-Rex500M-CS)を実施するために、適切な数のT細胞を解凍した。
c.フル大規模(3x G-Rex500M-CS)を実施するために、適切な数のT細胞を活性化した。
d.活性化剤を希釈した。
e.フル大規模(3x G-Rex500M-CS)でのエレクトロポレーション(EP)のために細胞を採取した。
f.2,040×106~2,160×106のT細胞のエレクトロポレーション(17~18 OC400カセット)。
g.6ウェルファルコンプレートの2xウェル間で細胞を均等に移し、20分間インキュベートした。
h.in vitroでの有効性+EP-AAV対照について、EP T細胞を希釈し、5.0×106の総細胞を小規模(1xウェルG-Rex6M)で播種した。
i.1,000×106個のT細胞を形質導入した。
j.増殖のために適切な培養容器に適切な数のT細胞を播種した:
1.S1:G-Rex500M-CSに播種された合計250×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計5.0×106個の細胞。
2.S2:G-Rex500M-CSに播種された合計125×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計2.5×106個の細胞。
3.S3:G-Rex500M-CSに播種された合計62.5×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計1.25×106個の細胞。
4.S4:G-Rex500M-CSに播種された合計250×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計5.0×106個の細胞
k.各条件の詳細に従ってCAR T増殖を実施した:
1.S1:G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、増殖の7日目にTCRabの枯渇に進んだ。
2.S2:G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、増殖の8日目にTCRabの枯渇に進んだ。
3.S3:G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、増殖の9日目にTCRabの枯渇に進んだ。
4.S4:
a.増殖の4日目
a.上清を除去し、GathRexポンプを使用してG-Rex500M-CSから細胞を採取し、細胞の量を記録した。
b.重力により、新しいG-Rex500M-CSに5000mLの培養培地を充填し、充填した培養容器に採取した細胞量の4分の1を播種した。培養容器をインキュベーターに戻した。
c.血清学的ピペットで、G-Rex6Mの新しい単一ウェルに75mLの培地を充填した。血清学的ピペットで、G-Rex6Mウェルで細胞をホモジナイズし、充填した培養容器に25mLの細胞を移した。培養容器をインキュベーターに戻した。
b.G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、形質導入後の増殖9日目にTCRabの枯渇に進んだ。
l.大規模の2分の1(1x G-Rex500M-CS)でTCRabの枯渇を実施した。適切なフロー分析のために、枯渇前のサンプルを取得した。
m.適切なフロー分析のために枯渇後のサンプルを取得し、枯渇後の標的T細胞を播種して、大規模の2分の1(1x G-Rex500M-CS)を実施した。
n.大規模の2分の1(1x G-Rex500M-CS)で採取を実施した。採取した細胞数及び得られた枯渇後の%CAR+に基づく:
1.計算されたDP製剤の生細胞濃度:
a.CTX110 DSプロセス全体のために、全ての培地、GMPIL-2及びGMPIL-7を準備した:
1.T細胞は、フル大規模(3x G-Rex500M-CS)に従って活性化した
2.CAR T細胞は、1x G-Rex500M-CS及び小規模(1xウェルGRex6M)で、選択した播種密度において1xウェルで増殖させるために播種された。
3.CAR T細胞は、大規模の2分の1、条件ごとに1x G-Rex500M-CSに従って、枯渇後に播種された。
b.フル大規模(3x G-Rex500M-CS)を実施するために、適切な数のT細胞を解凍した。
c.フル大規模(3x G-Rex500M-CS)を実施するために、適切な数のT細胞を活性化した。
d.活性化剤を希釈した。
e.フル大規模(3x G-Rex500M-CS)でのエレクトロポレーション(EP)のために細胞を採取した。
f.2,040×106~2,160×106のT細胞のエレクトロポレーション(17~18 OC400カセット)。
g.6ウェルファルコンプレートの2xウェル間で細胞を均等に移し、20分間インキュベートした。
h.in vitroでの有効性+EP-AAV対照について、EP T細胞を希釈し、5.0×106の総細胞を小規模(1xウェルG-Rex6M)で播種した。
i.1,000×106個のT細胞を形質導入した。
j.増殖のために適切な培養容器に適切な数のT細胞を播種した:
1.S1:G-Rex500M-CSに播種された合計250×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計5.0×106個の細胞。
2.S2:G-Rex500M-CSに播種された合計125×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計2.5×106個の細胞。
3.S3:G-Rex500M-CSに播種された合計62.5×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計1.25×106個の細胞。
4.S4:G-Rex500M-CSに播種された合計250×106個の細胞、小規模(1xウェルG-Rex6M)で合計5.0×106個の細胞
k.各条件の詳細に従ってCAR T増殖を実施した:
1.S1:G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、増殖の7日目にTCRabの枯渇に進んだ。
2.S2:G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、増殖の8日目にTCRabの枯渇に進んだ。
3.S3:G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、増殖の9日目にTCRabの枯渇に進んだ。
4.S4:
a.増殖の4日目
a.上清を除去し、GathRexポンプを使用してG-Rex500M-CSから細胞を採取し、細胞の量を記録した。
b.重力により、新しいG-Rex500M-CSに5000mLの培養培地を充填し、充填した培養容器に採取した細胞量の4分の1を播種した。培養容器をインキュベーターに戻した。
c.血清学的ピペットで、G-Rex6Mの新しい単一ウェルに75mLの培地を充填した。血清学的ピペットで、G-Rex6Mウェルで細胞をホモジナイズし、充填した培養容器に25mLの細胞を移した。培養容器をインキュベーターに戻した。
b.G-Rex500M-CS及びG-Rex6Mに、100IU/mLのIL-2及び100IU/mLのIL-7を3日に1回よく補充した。TCRab Flowパネル用のG-Rex6Mからサンプルを取り出し、形質導入後の増殖9日目にTCRabの枯渇に進んだ。
l.大規模の2分の1(1x G-Rex500M-CS)でTCRabの枯渇を実施した。適切なフロー分析のために、枯渇前のサンプルを取得した。
m.適切なフロー分析のために枯渇後のサンプルを取得し、枯渇後の標的T細胞を播種して、大規模の2分の1(1x G-Rex500M-CS)を実施した。
n.大規模の2分の1(1x G-Rex500M-CS)で採取を実施した。採取した細胞数及び得られた枯渇後の%CAR+に基づく:
1.計算されたDP製剤の生細胞濃度:
2.採取した総生細胞数をDP製剤濃度で割って、目標の細胞濃度に到達するために必要な量を計算した。
3.細胞を0.5倍の目標の容量まで再懸濁した。
4.再懸濁した細胞ペレットで2回目の細胞カウントを実施した。
5.目標の生細胞濃度に到達するために細胞を再懸濁するために計算された残りの容量。
6.採取細胞数の計算に基づいて、目標細胞濃度まで希釈した。
o.追加のフロー特性評価及び比較可能性分析のために、適切な数の細胞を凍結保存した。
4.再懸濁した細胞ペレットで2回目の細胞カウントを実施した。
5.目標の生細胞濃度に到達するために細胞を再懸濁するために計算された残りの容量。
6.採取細胞数の計算に基づいて、目標細胞濃度まで希釈した。
o.追加のフロー特性評価及び比較可能性分析のために、適切な数の細胞を凍結保存した。
(C)細胞傷害性アッセイによって評価された細胞増殖最適化のin vitroでの有効性
本実施例は、上記の実施例(B)で調製した細胞のin vitroでの有効性細胞傷害性アッセイを記載している。このアッセイでは、共培養アッセイにおける生細胞の絶対量を測定した。
本実施例は、上記の実施例(B)で調製した細胞のin vitroでの有効性細胞傷害性アッセイを記載している。このアッセイでは、共培養アッセイにおける生細胞の絶対量を測定した。
Raji標的癌細胞(CD19+)をeFluor 670(APCチャネル)増殖色素で標識し、1ウェル当たり50K細胞でプレーティングした。試験した各条件に対して、様々な比率の非標識エフェクターCAR T細胞を添加した。エフェクターCAR T細胞による標的細胞の細胞死滅は、DAPI生/死染色(Pacific Blueチャネル)による24時間の培養後に測定された。サンプル間を正規化するために、フロー分析中にビーズのカウントを追加した。試験サンプル中の生細胞数(DAPI陰性)を数え、標的細胞のみを含むウェル内の生細胞数に正規化して、細胞溶解のパーセンテージを計算した。CAR-Tによる培養培地へのサイトカイン放出は、多重ELISAアッセイ(Luminex)で分析した。
これらの実験では、1x対2x及び4xのCTX110製造条件を評価した。3人の異なるドナーからのT細胞を並行して分析した。In vitroでの有効性は、24時間の細胞傷害性アッセイ及びサイトカイン産生の2つの測定基準によって確認した。
図20は、CAR T細胞溶解を測定することによるアッセイ対照FACS分析を示す。CAR T細胞は、CTX110 CAR T細胞であった。T細胞の81%は、CAR+であった。
図21A~21Cは、in vitroでの細胞溶解及びサイトカイン産生を測定するアッセイ対照実験の結果を示す。本アッセイでは、凍結ストックから解凍したCTX110CAR-T細胞を使用した。T細胞はHDR後6日目で80%CAR+であった。
図22A~22Cは、3人のドナーの各々に由来するT細胞が、1倍、2倍及び4倍の培養条件の間で様々な程度のin vitro効力を有することを示すin vitro効力分析の結果を示す。
図23A~23Cは、異なる細胞濃度での細胞溶解の分析の結果を示し、ドナー1及び2に由来する細胞が、異なるパーセンテージのCAR+細胞にもかかわらず同様の応答を示したことを示している。
図24A~24Bは、CAR+細胞について正規化した場合の3人のドナーからの細胞溶解の分析の結果を示す。ドナー2及び3は、CAR細胞が正規化される場合のアッセイで同様に挙動した。同じE:Tの比率でドナー2の2倍のCAR-T細胞数でアッセイを繰り返した。
IFNγ産生は、ELISAによって上清でも測定した。IFNγサイトカイン分析は、E:T比に関連する用量反応の観点から細胞殺傷の結果を反映しており、ドナーの応答の間にいくらかの変動があった。IL2の測定値は、ドナー間でより変動した。ドナー2細胞の培地では、IL2の産生の大幅な減少が観察された。
要約すると、評価された各ドナーについて、2x及び4xの培養条件の両方が1xの製造プロトコルと同様のin vitro有効性を示している。
(D)細胞増殖最適化のin vivoでの有効性(in vivoでの生存分析)
上記の実施例(C)に従って調製されたCTX110細胞は、以下の表31に示されるように、Nalm6異種移植腫瘍モデルにおいてマウスに4e6 CAR+T細胞の用量で投与した。Nalm6-Fluc-GFP腫瘍細胞を、CAR-T投与の4日前にCIEANOGマウスに接種した。毎週の生物発光(BLI、フォトン/秒)評価により、マウスの腫瘍量を評価できる。
上記の実施例(C)に従って調製されたCTX110細胞は、以下の表31に示されるように、Nalm6異種移植腫瘍モデルにおいてマウスに4e6 CAR+T細胞の用量で投与した。Nalm6-Fluc-GFP腫瘍細胞を、CAR-T投与の4日前にCIEANOGマウスに接種した。毎週の生物発光(BLI、フォトン/秒)評価により、マウスの腫瘍量を評価できる。
以下の表32に示すように、3人のドナー全て及び増殖条件について、CAR+細胞を投与した動物は、しなかった未処理の対照細胞を投与した動物と異なり、38日目も生存し続けた。CAR+細胞を投与されたマウスからのBLIは、同様の腫瘍増殖動態を示した。
実施例11:キメラ抗原受容体を発現し、遺伝子破壊されたTRAC及びβ2M遺伝子を有する遺伝子操作されたT細胞を製造する方法。
以下は、CRISPR/Cas9(クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート/CRISPR関連タンパク質9)遺伝子編集構成要素(sgRNA(単一ガイドRNA)及びCas9ヌクレアーゼ)を使用する、ex vivoで遺伝子改変されるヒト同種T細胞で構成されるT細胞免疫療法の生成のための例示的なプロセスについて記載している。
以下は、CRISPR/Cas9(クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート/CRISPR関連タンパク質9)遺伝子編集構成要素(sgRNA(単一ガイドRNA)及びCas9ヌクレアーゼ)を使用する、ex vivoで遺伝子改変されるヒト同種T細胞で構成されるT細胞免疫療法の生成のための例示的なプロセスについて記載している。
改変には、TRAC及びβ2M遺伝子座の標的化破壊及び組換えアデノ随伴ウイルスベクター(例えば、抗原指向性キメラT細胞抗原受容体をコードする血清型6rAAV)を使用したTRAC遺伝子座へのキメラ抗原受容体(CAR)導入遺伝子の挿入が含まれる。
この製造プロセスを、図19に図示する。細菌由来のCas9ヌクレアーゼを含む出発物質の構造情報;2つの単一ガイドRNA(sgRNA)、TRAC遺伝子座を標的化する領域1つのsgRNA(例えば、TA-1)及びβ2M遺伝子座を標的化する第2のsgRNA(例えば、B2M-1)が、本明細書で提供される。rAAVベクター中のCARの例示的なアミノ酸配列及びヌクレオチド配列も提供される。
T細胞の濃縮
T細胞は、自動化細胞処理システムを使用して、抗CD8及び抗CD4抗体でコーティングされた磁気ビーズの混合物を使用した磁気分離により、白血病アフェレーシス材料(ロイコパック)から濃縮した。濃縮前にロイコパックを細胞数及び生存率(≧80%)についてサンプリングした。濃縮した細胞を、HSAを含むPBS/EDTAバッファーで分離し、細胞数、生存率(≧80%)、T細胞純度(≧70%CD3)及び無菌性についてサンプリングした。
T細胞は、自動化細胞処理システムを使用して、抗CD8及び抗CD4抗体でコーティングされた磁気ビーズの混合物を使用した磁気分離により、白血病アフェレーシス材料(ロイコパック)から濃縮した。濃縮前にロイコパックを細胞数及び生存率(≧80%)についてサンプリングした。濃縮した細胞を、HSAを含むPBS/EDTAバッファーで分離し、細胞数、生存率(≧80%)、T細胞純度(≧70%CD3)及び無菌性についてサンプリングした。
T細胞の凍結保存
次いで、細胞を4±1℃で遠心分離し、CryoStor CS5に50×106生細胞/mLの目標濃度で再懸濁させた。細胞数、生存率(≧80%)について細胞をサンプリングし、次いで2,500×106細胞/バッグ(細胞懸濁液30~70mL)の標的細胞数でエチレン酢酸ビニルクライオバッグに分注した。1~2バッグのT細胞を生成するには1つのロイコパックで十分であった。各バッグをヒートシールし、ラベルを付け、制御速度の冷凍庫に移すまで2~8℃で保管し、その後、保管のために気相液体窒素に移した。
次いで、細胞を4±1℃で遠心分離し、CryoStor CS5に50×106生細胞/mLの目標濃度で再懸濁させた。細胞数、生存率(≧80%)について細胞をサンプリングし、次いで2,500×106細胞/バッグ(細胞懸濁液30~70mL)の標的細胞数でエチレン酢酸ビニルクライオバッグに分注した。1~2バッグのT細胞を生成するには1つのロイコパックで十分であった。各バッグをヒートシールし、ラベルを付け、制御速度の冷凍庫に移すまで2~8℃で保管し、その後、保管のために気相液体窒素に移した。
T細胞の解凍及び活性化
濃縮されたT細胞の凍結バッグ1つを解凍し、3Lのバッグに移し、補充されたX-VIVO(商標)15培地(X-VIVO(商標)15、5%ヒト血清、100IU/mLのrhIL2、100IU/mLのrhIL7)で希釈した。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を540g、20±1℃で15分間遠心分離した。次いで、補充されたX-VIVO(商標)15培地に細胞を再懸濁させ、細胞数及び生存率(≧70%以上)についてサンプリングした。組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合した可溶性コロイド状ポリマーナノマトリックス溶液を、1:12.5(v/v)の比率で添加して、細胞を活性化した。
濃縮されたT細胞の凍結バッグ1つを解凍し、3Lのバッグに移し、補充されたX-VIVO(商標)15培地(X-VIVO(商標)15、5%ヒト血清、100IU/mLのrhIL2、100IU/mLのrhIL7)で希釈した。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を540g、20±1℃で15分間遠心分離した。次いで、補充されたX-VIVO(商標)15培地に細胞を再懸濁させ、細胞数及び生存率(≧70%以上)についてサンプリングした。組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合した可溶性コロイド状ポリマーナノマトリックス溶液を、1:12.5(v/v)の比率で添加して、細胞を活性化した。
約500mLの補充されたX-VIVO(商標)15培地/組換えヒト化CD3及びCD28アゴニストに結合したコロイド状ポリマーナノマトリックスの各々の総量で、細胞を2×106生細胞/mLの目標密度まで2つの静置細胞培養容器に播種した。静置培養容器を37±1℃及び5±1%CO2で48±4時間インキュベートした。プロセス全体を通して、静置培養容器を取り扱うときはいつでも、裂け目及び漏れ並びに透明な黄色の培地の存在について検査した。
希釈
2日後、補充されたX-VIVO(商標)15培地を各静置培養容器に5Lまで添加した。細胞を更に37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
2日後、補充されたX-VIVO(商標)15培地を各静置培養容器に5Lまで添加した。細胞を更に37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
エレクトロポレーション及び形質導入
エレクトロポレーションのための調製において、補充されたX-VIVO(商標)15培地の量は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して最終容量を約500mLまで減少させ、これを穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を500mLの遠心分離管に移し、540g、20±1℃で15分間遠心分離した。細胞ペレットをエレクトロポレーションバッファーに再懸濁させ、同一条件下で再度遠心分離した。細胞を、300×106細胞/mLの目標濃度になるまで、エレクトロポレーションバッファーに2回再懸濁させた。
エレクトロポレーションのための調製において、補充されたX-VIVO(商標)15培地の量は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して最終容量を約500mLまで減少させ、これを穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。細胞を、細胞数及び生存率(≧70%)についてサンプリングした。細胞を500mLの遠心分離管に移し、540g、20±1℃で15分間遠心分離した。細胞ペレットをエレクトロポレーションバッファーに再懸濁させ、同一条件下で再度遠心分離した。細胞を、300×106細胞/mLの目標濃度になるまで、エレクトロポレーションバッファーに2回再懸濁させた。
Cas9ヌクレアーゼを、TRACを標的化するsgRNAと混合するか、Cas9ヌクレアーゼを別のマイクロ遠心チューブでβ2Mを標的化するsgRNAと混合した。各溶液を室温で10分以上インキュベートして、各リボ核タンパク質複合体(RNP)を形成した。2つのCas9/gRNA混合物を組み合わせ、細胞と混合して、Cas9、TRAC sgRNA及びB2M sgRNAを、それぞれ最終濃度0.3mg/mL、0.08mg/mL及び0.2mg/mLにした。混合物を取り出し、ピペッティングによりエレクトロポレーションカセットにロードした。カセットにフタをし、トランスフェクションシステムを使用した静的エレクトロポレーションによって順次エレクトロポレーションを実施した。エレクトロポレーション後、細胞を各カセットから125mL三角フラスコにプールし、37℃で20分以上インキュベートした。細胞を、生存率(≧70%)についてサンプリングした。
形質導入は、以下のように実施した。細胞をX-VIVO(商標)15培地で107細胞/mLに希釈し、解凍したばかりのrAAVを20,000vg/細胞のMOIで添加した。細胞を37℃、5%CO2で60分以上にわたってインキュベートした。
相同組換え修復(HDR)は、DNA二本鎖切断のための忠実度の高い細胞修復メカニズムである。HDRは、CAR遺伝子の両端にある相同配列を使用して、AAV鋳型から目的のTRAC遺伝子座にCAR遺伝子を導入するために使用される。
細胞増殖
細胞を、補充されたX-VIVO(商標)15培地で希釈し、細胞生存率(≧70%)及び細胞数についてサンプリングし、0.2~0.5×106生細胞/cm2の密度まで2つの静置培養容器及び1つの更なる静置培養容器(細胞監視のためのサテライト培養)に播種した。静置培養容器を37±1℃及び5±1%CO2でインキュベートした。細胞培養物を最大9日間インキュベートした。この間、培養物は3~4日ごとに1mLの培養液用量当たり100IUのrhIL2及びrhIL7で補充した。サテライト静置細胞培養容器は、増殖全体の細胞数、生存率及びT細胞純度について試験した。サテライト培養容器内の細胞密度が約30×106/cm2に達したとき、TCRαβの枯渇を実施した。サテライト培養容器の細胞密度が30×106/cm2に達しなかった場合、9日目にメイン培養でTCRαβの枯渇を実施した。
細胞を、補充されたX-VIVO(商標)15培地で希釈し、細胞生存率(≧70%)及び細胞数についてサンプリングし、0.2~0.5×106生細胞/cm2の密度まで2つの静置培養容器及び1つの更なる静置培養容器(細胞監視のためのサテライト培養)に播種した。静置培養容器を37±1℃及び5±1%CO2でインキュベートした。細胞培養物を最大9日間インキュベートした。この間、培養物は3~4日ごとに1mLの培養液用量当たり100IUのrhIL2及びrhIL7で補充した。サテライト静置細胞培養容器は、増殖全体の細胞数、生存率及びT細胞純度について試験した。サテライト培養容器内の細胞密度が約30×106/cm2に達したとき、TCRαβの枯渇を実施した。サテライト培養容器の細胞密度が30×106/cm2に達しなかった場合、9日目にメイン培養でTCRαβの枯渇を実施した。
TCRαβの枯渇
各静置細胞培養容器の培地は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して、約500mLの最終容量まで減少させた。培地の大部分を除去した後、静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。
各静置細胞培養容器の培地は、静置培養容器のディップチューブに接続されたポンプを使用して、約500mLの最終容量まで減少させた。培地の大部分を除去した後、静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。
細胞を、静置培養容器に接続するディップチューブを備えた500mLの遠心分離チューブに移した。生存率(≧70%)、細胞数及び%CAR+細胞について細胞をサンプリングした。次いで、細胞を540×g、20±1℃で15分間、遠心分離した。細胞ペレットを再懸濁させ、0.5%HSAを含む650mL未満のPBS/EDTAにプールした。細胞懸濁液を、自動化細胞処理システムに接続されている滅菌バッグに移した。自動化細胞処理システムは、ビオチン結合抗TCRαβ抗体と共に細胞をインキュベートした。自動化細胞処理システムを使用してTCRαβ+細胞を枯渇させるために、細胞を洗浄し、抗ビオチン磁気ビーズと共にインキュベートした。細胞数、生存率(≧70%)及び%CAR+細胞(≧30~40%)について細胞を試験した。
細胞の回復
枯渇した細胞を補充されたX-VIVO(商標)15培地に再懸濁させ、3Lバッグ(複数可)に移し、静置細胞培養容器(複数可)に播種し、37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
枯渇した細胞を補充されたX-VIVO(商標)15培地に再懸濁させ、3Lバッグ(複数可)に移し、静置細胞培養容器(複数可)に播種し、37±1℃及び5±1%CO2で一晩インキュベートした。
細胞採取(原薬)
細胞を採取するために、静置培養容器をインキュベーターから取り外し、細胞沈降のために休ませた。ポンプを使用して、各静置培養容器から最終容量が約500mLになるまで成長培地を除去した。除去した培地を、無菌のためにサンプリングした。静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。各静置培養容器の内容物は、ポンプを使用して3Lの移送バッグに移送され、重力によって40μm輸血フィルターを通して別個の滅菌3Lバッグに濾過された。細胞を、濃度及び生存率についてサンプリングした。
細胞を採取するために、静置培養容器をインキュベーターから取り外し、細胞沈降のために休ませた。ポンプを使用して、各静置培養容器から最終容量が約500mLになるまで成長培地を除去した。除去した培地を、無菌のためにサンプリングした。静置培養容器を穏やかに回転させて、細胞を培地に再懸濁させた。各静置培養容器の内容物は、ポンプを使用して3Lの移送バッグに移送され、重力によって40μm輸血フィルターを通して別個の滅菌3Lバッグに濾過された。細胞を、濃度及び生存率についてサンプリングした。
均等物
本明細書でいくつかの本発明の実施形態を説明及び図示してきたが、当業者であれば、本明細書で説明される機能を実施し、且つ/又は結果及び/若しくは1つ以上の利点を得るための様々な他の手段及び/又は構造を容易に想定するものであり、こうした変形及び/又は修正のそれぞれは、本明細書で説明される本発明の実施形態の範囲内にあるものと見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書で説明される全てのパラメータ、寸法、材料及び構成は例示的であることを意図し、実際のパラメータ、寸法、材料及び/又は構成は、本発明の教示が適用される特定の用途に依存することを容易に理解するものである。当業者は、本明細書に記載された特定の本発明の実施形態に対する多く均等物を、日常の実験のみを用いて認識するか又は確認可能である。従って、上述の実施形態は単に例として提示されており、また、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内において、本発明の実施形態が、具体的に説明及び特許請求される以外の別の方法で実践され得ることを理解されたい。本開示の本発明の実施形態は、本明細書で説明される各個別の特徴、システム、物品、材料、キット及び/又は方法を対象とする。加えて、2つ以上のこうした特徴、システム、物品、材料、キット及び/又は方法の任意の組み合わせは、こうした特徴、システム、物品、材料、キット及び/又は方法が相互に矛盾しない場合、本開示の本発明の範囲内に含まれる。
本明細書でいくつかの本発明の実施形態を説明及び図示してきたが、当業者であれば、本明細書で説明される機能を実施し、且つ/又は結果及び/若しくは1つ以上の利点を得るための様々な他の手段及び/又は構造を容易に想定するものであり、こうした変形及び/又は修正のそれぞれは、本明細書で説明される本発明の実施形態の範囲内にあるものと見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書で説明される全てのパラメータ、寸法、材料及び構成は例示的であることを意図し、実際のパラメータ、寸法、材料及び/又は構成は、本発明の教示が適用される特定の用途に依存することを容易に理解するものである。当業者は、本明細書に記載された特定の本発明の実施形態に対する多く均等物を、日常の実験のみを用いて認識するか又は確認可能である。従って、上述の実施形態は単に例として提示されており、また、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内において、本発明の実施形態が、具体的に説明及び特許請求される以外の別の方法で実践され得ることを理解されたい。本開示の本発明の実施形態は、本明細書で説明される各個別の特徴、システム、物品、材料、キット及び/又は方法を対象とする。加えて、2つ以上のこうした特徴、システム、物品、材料、キット及び/又は方法の任意の組み合わせは、こうした特徴、システム、物品、材料、キット及び/又は方法が相互に矛盾しない場合、本開示の本発明の範囲内に含まれる。
本明細書中で定義され用いられる全ての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれる文献中の定義及び/又は定義される用語の普通の意味を超えて優先されるものと理解されたい。
本明細書に開示されている全ての参考文献、特許及び特許出願は、それぞれ引用されている主題に関して参照により組み込まれており、場合により文献の全体を包含する場合がある。
不定冠詞「1つの(a)」及び「1つの(an)」は、本明細書及び特許請求の範囲において使用される場合、反対に明確に示されない限り、「少なくとも1つ」を意味するものと理解されるべきである。
本明細書及び特許請求の範囲で使用するとき、「及び/又は」という表現は、等位結合される要素、すなわち一部の場合に接続的に提示され、他の場合に離接的に提示される要素の「いずれか又は両方」を意味するものとして理解されたい。「及び/又は」と共に列挙される複数の要素は、同じように、すなわちそのように結合された要素の「1つ以上」と解釈されるべきである。「及び/又は」の節によって具体的に特定される要素以外に、具体的に特定された要素に関連する又は関連しないにかかわらず、他の要素が任意選択的に提示され得る。従って、非限定的な例として、「A及び/又はB」に対する参照は、「~を備える」などのオープンエンド用語と共に使用される場合、一実施形態ではAのみ(任意選択的にB以外の要素を含む)、別の実施形態ではBのみ(任意選択的にA以外の要素を含む)、更に別の実施形態ではA及びBの両方(任意選択的に他の要素を含む)などを指し得る。
本明細書及び特許請求の範囲で使用するとき、「又は」は、上記で定義される「及び/又は」と同じ意味を有するものと理解されるべきである。例えば、リスト中の項目を分離する際に、「又は」又は「及び/又は」は、包括的である、すなわち要素のリストの少なくとも1つを含むが、2つ以上の数及び任意選択的に追加的な列挙されていない項目も含むものと解釈されるべきである。「~の1つのみ」若しくは「~の厳密に1つ」又は特許請求の範囲で使用されるときの「~からなる」など、反対を明らかに示す用語のみが多数の要素又は要素のリストの厳密に1つの要素の包含を指す。一般に、本明細書で使用するとき、用語「又は」は、「いずれか」、「~の1つ」、「~の1つのみ」又は「~の厳密に1つ」などの排他性の用語が先行する場合のみ、排他的代替用語(すなわち「一方又は他方であるが両方ではない」)を示すと解釈されるものとする。「本質的に~からなる」は、特許請求の範囲内で使用されるとき、特許法の分野で使用されるその通常の意味を有するものとする。
本明細書で使用する場合、本明細書及び特許請求の範囲における、1つ以上の要素の列挙に関する「少なくとも1つ」という語句は、要素の列挙内の要素の任意の1つ以上から選択される少なくとも1つの要素であるが、要素の列挙内に具体的に列挙されたあらゆる要素の少なくとも1つを必ずしも含まず、且つ要素の列挙内の要素の任意の組み合わせを必ずしも除外しないことを意味するものと理解すべきである。この定義により、具体的に特定されるそれらの要素に関係するか否かにかかわらず、「少なくとも1つ」という語句が意味する要素の列挙内に具体的に特定される要素以外の要素が任意選択的に存在し得ることも可能になる。従って、非限定的な例として、「A及びBの少なくとも1つ」(換言すると「A又はBの少なくとも1つ」、換言すると「A及び/又はBの少なくとも1つ」は、一実施形態では、任意選択的に2つ以上のAを含み、Bが存在しない(及び任意選択的にB以外の要素を含む)少なくとも1つを指すことができ、別の実施形態では、任意選択的に2つ以上のBを含み、Aが存在しない(及び任意選択的にA以外の要素を含む)少なくとも1つを指すことができ、更に別の実施形態では、任意選択的に2つ以上のAを含む少なくとも1つ、且つ任意選択的に2つ以上のBを含む少なくとも1つ(及び任意選択的に他の要素を含む)を指すなどであり得る。
同様に、反対に明確に示されない限り、2つ以上の工程又は行為を含む、本明細書で特許請求される任意の方法において、この方法の工程又は行為の順序は、必ずしもこの方法の工程又は行為が列挙される順序に限定されないことも理解されるべきである。
Claims (43)
- 遺伝子操作されたT細胞を製造する方法であって、
(i)T細胞の第1の集団を提供する工程と;
(ii)細胞培養容器内において、T細胞活性化剤の存在下で前記T細胞の第1の集団をインキュベートして、T細胞の第2の集団を生成する工程であって、前記T細胞の第2の集団は、活性化T細胞を含む、工程と;
(iii)前記T細胞の第2の集団に、第1のCas9酵素及びT細胞受容体α鎖定常領域(TRAC)遺伝子を標的化する第1のガイドRNA(gRNA)を含む第1のリボ核タンパク質(RNP)複合体並びに第2のCas9酵素及びβ2マイクログロブリン(β2M)遺伝子を標的化する第2のgRNAを含む第2のRNP複合体を導入して、T細胞の第3の集団を生成する工程であって、前記T細胞の第3の集団は、破壊された前記TRAC遺伝子及び破壊された前記β2M遺伝子を有する活性化T細胞を含む、工程と;
(iv)前記T細胞の第3の集団をアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターとインキュベートして、T細胞の第4の集団を生成する工程であって、前記AAVベクターは、キメラ抗原受容体(CAR)をコードする核酸配列を含み、前記核酸配列は、TRAC遺伝子座と相同な配列に隣接しており、前記T細胞の第4の集団は、前記CARを発現し、且つ破壊された前記TRAC遺伝子及び破壊された前記β2M遺伝子を有する活性化T細胞を含む、工程と;
(v)前記T細胞の第4の集団を増殖させ、それにより増殖されたT細胞集団を生成する工程と;
(vi)前記増殖されたT細胞集団からTCRαβ+T細胞を除去して、遺伝子操作されたT細胞集団を生成する工程であって、前記遺伝子操作されたT細胞集団は、前記CARを発現し、且つ破壊された前記TRAC遺伝子及び前記β2M遺伝子を有する活性化T細胞を含む、工程と;
(vii)前記遺伝子操作されたT細胞集団を採取する工程と
を含む方法。 - 前記T細胞の第1の集団は、ヒト血液細胞から濃縮された凍結保存T細胞から誘導される、請求項1に記載の方法。
- 前記T細胞の第1の集団は、(a)ヒトドナーから血液細胞を得る工程と;(b)前記血液細胞からCD4+T細胞及び/又はCD8+T細胞を濃縮する工程とを含むプロセスによって調製される、請求項1又は2に記載の方法。
- 工程(b)は、抗CD4及び/又は抗CD8抗体と結合された磁気ビーズを使用して実施される、請求項3に記載の方法。
- 前記T細胞の第1の集団は、少なくとも約80%の細胞生存率並びに/又は少なくとも約80%のCD4+及びCD8+T細胞の純度を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- (c)工程(b)で生成された前記濃縮されたCD4+T細胞及びCD8+T細胞を凍結保存する工程を更に含む、請求項3~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記T細胞活性化剤は、CD3アゴニスト及びCD28アゴニストを含み、前記CD3アゴニスト及びCD28アゴニストは、ナノマトリックス粒子に結合されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(ii)は、約2×106/cm2の細胞播種密度及び約2×106細胞/mLの細胞濃度において、前記細胞培養容器で前記T細胞の第1の集団を前記T細胞活性化剤と約48時間にわたってインキュベートすることによって実施される、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 混合物中の前記T細胞活性化剤対培地の比は、約1:12.5(v/v)である、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 活性化を減少させ、且つ工程(iii)前に細胞を回復させるために、工程(ii)後、前記T細胞の第2の集団中で前記T細胞活性化剤を希釈する工程を更に含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(iii)は、エレクトロポレーションによって実施される、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(iii)は、1つのエレクトロポレーションイベントを伴う、請求項11に記載の方法。
- 前記第1のRNP複合体及び前記第2のRNP複合体は、1つのエレクトロポレーションイベントで前記活性化T細胞に導入される、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のRNP複合体中の前記第1のCas9酵素の量は、第2のRNA複合体中の前記第2のCas9酵素の量と同じである、請求項11~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のCas9酵素の濃度は、約0.15mg/mLであり、前記第2のCas9酵素の濃度は、約0.15mg/mLであり、前記TRAC遺伝子を標的化する前記第1のgRNAの濃度は、約0.08mg/mLであり、及び前記β2M遺伝子を標的化する前記第2のgRNAの濃度は、約0.2mg/mLである、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(iii)の細胞濃度は、約100×106細胞/mL~約400×106細胞/mL、任意選択的に約300×106細胞/mLである、請求項11~15のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(iii)の各容器濃度における細胞数は、約3×108細胞である、請求項11~16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記AAVベクターは、約10,000~約80,000の感染多重度(MOI)値を有する、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記AAVベクターの前記MOIは、約20,000である、請求項16に記載の方法。
- 前記AAVベクターは、AAV血清型6(AAV6)ベクターである、請求項16又は17に記載の方法。
- 工程(v)は、約2×105細胞/cm2~約7×105細胞/cm2の播種密度において、約6日~約12日にわたって細胞培養容器で前記T細胞の第4の集団を培養することによって実施される、請求項1~20のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(v)は、約2×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2の播種密度において、約7日~約9日にわたって細胞培養容器で前記T細胞の第4の集団を培養することによって実施される、請求項1~20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記T細胞の第4の集団は、約3×105細胞/cm2~約5×105細胞/cm2の播種密度において培養される、請求項22に記載の方法。
- 前記細胞培養容器は、培地交換なしで約10日~約12日にわたる細胞増殖を可能にする静置細胞培養容器である、請求項22又は23に記載の方法。
- 前記細胞培養容器は、培地交換なしで約7日~約9日にわたる細胞増殖を可能にする静置細胞培養容器である、請求項21~23のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(vi)は、前記増殖された細胞を、抗TCRαβ抗体が固定化されてるビーズに接触させ、且つ結合されていない細胞を収集することによって実施される、請求項1~25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記増殖工程は、細胞容器において、約150,000細胞/cm2~約500,000細胞/cm2、任意選択的に約300,000細胞/cm2~約500,000細胞/cm2の密度で前記T細胞を播種する工程を含む、請求項1~25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のCas9酵素、前記第2のCas9酵素又は両方は、ストレプトコッカス・ピオゲネス(Streptococcus pyogenes)Cas9ヌクレアーゼ(spCas9)である、請求項1~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のCas9酵素及び前記第2のCas9酵素は、同じである、請求項1~27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のCas9酵素は、配列番号1のアミノ酸配列を含み、及び/又は前記第2のCas9酵素は、配列番号1のアミノ酸配列を含む、請求項1~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TRAC遺伝子を標的化する前記第1のgRNAは、配列番号4のスペーサー配列を含む、請求項1~29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記TRAC遺伝子を標的化する前記第1のgRNAは、配列番号2のヌクレオチド配列を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記β2M遺伝子を標的化する前記第2のgRNAは、配列番号8のスペーサー配列を含む、請求項1~33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記β2M遺伝子を標的化する前記第2のgRNAは、配列番号6のヌクレオチド配列を含む、請求項34に記載の方法。
- 前記第1のgRNA、前記第2のgRNA又は両方は、1つ以上の2’-O-メチルホスホロチオエート修飾を含む、請求項32~35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記CARは、癌抗原を標的化する細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、共刺激ドメイン及びCD3z細胞質シグナル伝達ドメインを含む、請求項1~36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記CARは、CD19に結合する、請求項1~37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細胞外ドメインは、単鎖可変断片(scFv)を含み、前記膜貫通ドメインは、CD8aから誘導され、及び/又は前記共刺激ドメインは、CD28から誘導される、請求項38に記載の方法。
- 前記CARは、配列番号37のアミノ酸配列を含む、請求項39に記載の方法。
- 前記CARは、BCMAに結合する、請求項1~37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細胞外ドメインは、単鎖可変断片(scFv)を含み、前記膜貫通ドメインは、CD8aから誘導され、及び/又は前記共刺激ドメインは、4-1BBから誘導される、請求項41に記載の方法。
- 前記CARは、配列番号61のアミノ酸配列を含む、請求項42に記載の方法。
- 請求項1~43のいずれか一項に記載の方法によって生成される、遺伝子操作されたT細胞集団。
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