JP2023510289A - ワクチン送達のための自己組織化自己アジュバント系 - Google Patents

ワクチン送達のための自己組織化自己アジュバント系 Download PDF

Info

Publication number
JP2023510289A
JP2023510289A JP2022542050A JP2022542050A JP2023510289A JP 2023510289 A JP2023510289 A JP 2023510289A JP 2022542050 A JP2022542050 A JP 2022542050A JP 2022542050 A JP2022542050 A JP 2022542050A JP 2023510289 A JP2023510289 A JP 2023510289A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
immunogenic
peptide
immunogenic agent
agent
hydrophobic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022542050A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021138721A5 (ja
Inventor
イストヴァン トス
マリウスズ スクワルチンスキ
グアンズー チャオ
Original Assignee
ザ ユニバーシティー オブ クイーンズランド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2020900058A external-priority patent/AU2020900058A0/en
Application filed by ザ ユニバーシティー オブ クイーンズランド filed Critical ザ ユニバーシティー オブ クイーンズランド
Publication of JP2023510289A publication Critical patent/JP2023510289A/ja
Publication of JPWO2021138721A5 publication Critical patent/JPWO2021138721A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/12Viral antigens
    • A61K39/215Coronaviridae, e.g. avian infectious bronchitis virus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/385Haptens or antigens, bound to carriers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/0003Invertebrate antigens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/02Bacterial antigens
    • A61K39/09Lactobacillales, e.g. aerococcus, enterococcus, lactobacillus, lactococcus, streptococcus
    • A61K39/092Streptococcus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/12Viral antigens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04Antibacterial agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • A61P31/14Antivirals for RNA viruses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12Antivirals
    • A61P31/20Antivirals for DNA viruses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • C07K14/01DNA viruses
    • C07K14/025Papovaviridae, e.g. papillomavirus, polyomavirus, SV40, BK virus, JC virus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • C07K14/08RNA viruses
    • C07K14/165Coronaviridae, e.g. avian infectious bronchitis virus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/315Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Streptococcus (G), e.g. Enterococci
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/54Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by the route of administration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/555Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by a specific combination antigen/adjuvant
    • A61K2039/55511Organic adjuvants
    • A61K2039/55516Proteins; Peptides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/555Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by a specific combination antigen/adjuvant
    • A61K2039/55511Organic adjuvants
    • A61K2039/55544Bacterial toxins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/555Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by a specific combination antigen/adjuvant
    • A61K2039/55511Organic adjuvants
    • A61K2039/55555Liposomes; Vesicles, e.g. nanoparticles; Spheres, e.g. nanospheres; Polymers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/57Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by the type of response, e.g. Th1, Th2
    • A61K2039/575Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by the type of response, e.g. Th1, Th2 humoral response
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/60Medicinal preparations containing antigens or antibodies characteristics by the carrier linked to the antigen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/60Medicinal preparations containing antigens or antibodies characteristics by the carrier linked to the antigen
    • A61K2039/6031Proteins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/60Medicinal preparations containing antigens or antibodies characteristics by the carrier linked to the antigen
    • A61K2039/6031Proteins
    • A61K2039/605MHC molecules or ligands thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/62Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by the link between antigen and carrier
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/62Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by the link between antigen and carrier
    • A61K2039/627Medicinal preparations containing antigens or antibodies characterised by the link between antigen and carrier characterised by the linker
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/70Multivalent vaccine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/43504Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates
    • C07K14/43536Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates from worms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/40Fusion polypeptide containing a tag for immunodetection, or an epitope for immunisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/70Fusion polypeptide containing domain for protein-protein interaction
    • C07K2319/735Fusion polypeptide containing domain for protein-protein interaction containing a domain for self-assembly, e.g. a viral coat protein (includes phage display)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2710/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA dsDNA viruses
    • C12N2710/00011Details
    • C12N2710/20011Papillomaviridae
    • C12N2710/20034Use of virus or viral component as vaccine, e.g. live-attenuated or inactivated virus, VLP, viral protein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2770/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssRNA viruses positive-sense
    • C12N2770/00011Details
    • C12N2770/20011Coronaviridae
    • C12N2770/20022New viral proteins or individual genes, new structural or functional aspects of known viral proteins or genes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2770/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssRNA viruses positive-sense
    • C12N2770/00011Details
    • C12N2770/20011Coronaviridae
    • C12N2770/20034Use of virus or viral component as vaccine, e.g. live-attenuated or inactivated virus, VLP, viral protein

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

Figure 2023510289000001
本発明は、アジュバント特性を有する免疫原性複合体への複数の免疫原性剤の自己組織化を促進する少なくとも1つの抗原分子に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性ペプチドを含む免疫原性剤に関する。本発明は、対象において免疫応答を誘発する方法であって、少なくとも1つの免疫原性剤又は少なくとも1つの免疫原性複合体を対象に投与し、それによってその対象において免疫応答を誘発する工程を含む方法にも関する。
【選択図】図26

Description

関連出願
本願は、2020年1月9日出願のオーストラリア仮特許出願第2020900058号の優先権を主張する。この出願の内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
技術分野
本発明は、免疫原性剤に関する。より具体的には、本発明は、アジュバント特性を有する免疫原性複合体への複数の免疫原性剤の自己組織化を促進する少なくとも1つの抗原分子に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性ペプチドを含む免疫原性剤に関する。
ペプチド及びタンパク質に基づくワクチンは、それらの最適な有効性のために、安全であるが強力なアジュバント(佐剤)の助けを必要とする。多くの現在利用可能なアジュバントは、ペプチド及びタンパク質に対する強力な免疫応答を刺激するには弱すぎる。対照的に、細菌由来及び油性のアジュバントは、典型的には、ペプチドに対する免疫応答を誘発するのに充分に強いが、アレルギー応答及び過剰の炎症を含む望ましくない反応を引き起こすことがある。ポリマーに基づく自己組織化及び自己アジュバント性送達系は、最近、運搬されるペプチド抗原に対する免疫応答の刺激において、有害作用を生じさせることなく高い効率を実証した。残念ながら、そのような系は、通常、生分解性ではなく、それらの化学組成及び立体化学は決して完全に明確というわけではない。従って、このような従来技術の送達系の欠点の1つ以上を克服するペプチド及びタンパク質ベースのワクチンのための送達系又はアジュバント系が依然として必要とされている。
上記のような、従来技術の1つ以上の欠点に少なくとも部分的に対処し克服するために、本発明は、1つ以上の実施形態において、疎水性アミノ酸(HAA)から構築された完全に明確な生分解性ポリマーに基づくペプチドベースのワクチン送達系を提供する。
本発明は、1つ以上の実施形態において、対象への送達のために免疫原性複合体へと自己組織化し、免疫応答を誘発することができる免疫原性剤を広く提供する。好適には、この免疫原性複合体は、アジュバント又は他の一般的な免疫賦活剤を同時投与する必要性をなくす「自己アジュバント」特性を有する。
本発明は、1つ以上の実施形態において、対象への送達のために免疫原性複合体へと自己組織化し、免疫応答を誘発することができる免疫原性剤を広く提供する。好適には、この免疫原性複合体は、アジュバント又は他の一般的な免疫賦活剤を同時投与する必要性をなくす「自己アジュバント」特性を有する。
本発明の第1の態様によれば、対象への投与に適した免疫原性剤であって、少なくとも1つの抗原分子に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性ペプチドを含む免疫原性剤が提供される。
本発明の第2の態様によれば、[抗原分子]-[担体/リンカー]-[疎水性ペプチド]の構造を有する免疫原性剤が提供される。
上記式中、nは1、2、3又はそれ以上の数であり、mは0、1、2、3又はそれ以上の数であり、「-」は共有結合又はコンジュゲーションを表す。
本発明の第3の態様によれば、免疫原性剤を製造する方法であって、疎水性ペプチドを少なくとも1つの抗原分子に共有結合又はコンジュゲートし、それによって免疫原性剤を生成する工程を含む方法が提供される。
本発明の第4の態様によれば、第3の態様に係る方法によって製造される場合の免疫原性剤が提供される。
本発明の第5の態様によれば、複数の第1、第2又は第4の態様に係る免疫原性剤を含む免疫原性複合体であって、複数の疎水性ペプチドが当該免疫原性複合体中で相互作用する免疫原性複合体が提供される。
本発明の第6の態様によれば、免疫原性複合体を製造する方法であって、複数の第1、第2又は第4の態様の免疫原性剤を組み合わせる工程を含み、この複数の免疫原性剤は上記免疫原性複合体へと自己組織化する方法が提供される。
本発明の第7の態様によれば、第6の態様の方法によって製造される場合の免疫原性複合体が提供される。
本発明の第8の態様によれば、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、並びに/又は少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体を含む組成物が提供される。
本発明の第9の態様によれば、対象において免疫応答を誘発する方法であって、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物を対象に投与し、それによってその対象において免疫応答を誘発する工程を含む方法が提供される。
本発明の第10の態様によれば、対象を免疫する方法であって、少なくとも1つの第1、第2、及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物を対象に投与し、それによってその対象を免疫する工程を含む方法が提供される。
本発明の第11の態様によれば、対象において疾患、障害若しくは状態を治療又は予防する方法であって、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物を対象に投与する工程を含む方法が提供される。
本発明の第12の態様によれば、対象において免疫応答を誘発するための医薬の調製における、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物の使用が提供される。
本発明の第13の態様によれば、対象を免疫するための医薬の調製における、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物の使用が提供される。
本発明の第14の態様によれば、対象において疾患、障害若しくは状態を治療又は予防するための医薬の調製における、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物の使用が提供される。
本発明の第15の態様によれば、対象において免疫応答を誘発することに使用するための、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物が提供される。
本発明の第16の態様によれば、対象を免疫することに使用するための、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物が提供される。
本発明の第17の態様によれば、対象において疾患、障害若しくは状態を治療又は予防することに使用するための、少なくとも1つの第1、第2及び第4の態様のいずれか1つの免疫原性剤、少なくとも1つの第5若しくは第7の態様の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの第8の態様の組成物が提供される。
好ましくは、当該免疫原性剤は単一分子実体である。好ましくは、当該免疫原性剤は両親媒性である。
いくつかの実施形態では、上記免疫原性複合体は、いずれの外部アジュバントの助けも借りずにオプソニン性エピトープ特異的抗体の産生を誘導することができる。いくつかの実施形態では、免疫原性複合体は強力な体液性アジュバントとして作用する。
上記疎水性ペプチドは、任意の適切な長さであることができ、任意の適切な数及びタイプ(複数可)のアミノ酸残基からなることができる。疎水性ペプチドは、複数の疎水性の天然の、非天然の、D-及び/又はL-アミノ酸を含むことができる。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、複数の疎水性天然アミノ酸を含む。
いくつかの実施形態では、上記疎水性ペプチドは、2~約50の間(2、3、4、5等を含む2~50の間のすべての整数を含む)の数のアミノ酸を含むか、本質的にそれらからなるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、又はその中の任意の範囲の数の連続する疎水性アミノ酸を含む。例として、疎水性ペプチドは、10~15個の連続するアミノ酸を含んでもよい。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、約50、40、30、25、20、19、18、17、16、又は15個以下の連続する疎水性アミノ酸を含む。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、2~30、3~25、4~20、5~20、7~18、5~15又は10~15個の連続する疎水性アミノ酸を含むか、本質的にそれらからなるか、又はそれらからなる。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、10個若しくは15個のアミノ酸を含むか、本質的にそれらからなるか、又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、上記疎水性ペプチドは同じアミノ酸からなる。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、2つ、3つ又はそれ以上の異なるアミノ酸(例えばフェニルアラニン-ロイシン-アラニン)からなる。いくつかの実施形態では、疎水性アミノ酸はアラニン、プロリン、グリシン、チロシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、トリプトファン、フェニルアラニン及び/又はメチオニンを含むことができる。いくつかの実施形態では、疎水性アミノ酸は、以下からなる群から選択することができる:グリシン、プロリン、バリン、アラニン、フェニルアラニン及びロイシン。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、10個のバリン残基、10個のフェニルアラニン残基、10個のロイシン残基、15個のロイシン残基、15個のグリシン残基、15個のプロリン残基、15個のアラニン残基、25個のアラニン残基、又は5個のフェニルアラニン-ロイシン-アラニン反復からなる。
いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、リポソーム膜、又はミセル若しくはナノ粒子等の他の親油性表面への免疫原性剤の固定(つなぎ止め、anchoring)を可能にする。天然タンパク質膜貫通ドメインはしばしばロイシンに富むので、疎水性ペプチドがポリロイシンからなるか又はポリロイシンを含む実施形態では、疎水性ペプチドは、免疫原性剤のリポソーム膜への固定を可能にする可能性がある。
理論に拘束されることを望まないが、上記疎水性ペプチドの長さ及び特定の疎水性アミノ酸組成は、当該免疫原性剤の特定の少なくとも1つの抗原分子を考慮して最適化されてもよい。例として、親水性抗原分子は通常、より長い疎水性ペプチドを必要とするが、親水性ではない(例えば、ある程度の疎水性を有する)抗原分子は、より短い疎水性ペプチドを必要とする可能性がある。このような最適化は、沈殿のリスクを最小限にするか、又は排除するであろう。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、αヘリックス及び/又はβシートの形成を誘導することができる。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子(エピトープ)の立体構造は、疎水性ペプチドのアミノ酸配列及び/又は長さを変化させることによって制御される。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤の溶解度は、疎水性ペプチドのアミノ酸配列及び/又は長さを変化させることによって制御される。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、上記疎水性ペプチド及び少なくとも1つの抗原分子が直接又は間接的に共有結合又はコンジュゲートされる少なくとも1つの担体又はリンカーをさらに含むことができる。当該免疫原性剤は、1、2、3、4、5又はそれ以上の数(種)の担体又はリンカーを含むことができる。これらは、互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、本質的に直鎖状であることができる。いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、構造が分枝状又は樹状であることができる。複数の抗原分子を用いる実施形態では、担体又はリンカーは、連続若しくは分枝状の形態又は様式でそれらの抗原分子を共に結合又は連結するために利用されてもよい。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの担体又はリンカーはスペーサとして機能する。いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤/少なくとも1つの抗原分子の適切な立体構造、及び/又は免疫原性剤の溶解度を補助するために、少なくとも1つの担体又はリンカーは、免疫原性剤の疎水性:親水性比のバランスをとることができる。いくつかの実施形態では、担体又はリンカーは、αヘリックス及び/又はβシートの形成を誘導することができる。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの担体又はリンカーは、直鎖構造を有する免疫原性剤を提供することができる。言及したように、いくつかの実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーは、分枝状又は樹状の構造を有する免疫原性剤を提供することができる。
上記少なくとも1つの担体又はリンカーは、以下のうちの1つ以上を含むことができる:アミノ酸、ペプチド、炭水化物及び/又はポリマー分子。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーは、1つ以上の同じ又は異なる上記のアミノ酸又は他の適切な分子を含むことができる。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーは、疎水性ペプチドへの結合(取り付け、attachment)のために、分枝鎖を形成することができる少なくとも1つのアミノ酸を含む。リシン又はシステイン等の任意の適切なアミノ酸を使用することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーのアミノ酸(複数可)は、1つ以上の遊離アミノ基を含む。適切には、アミノ酸担体又はリンカーは、少なくとも2つの遊離アミノ基を含む。この実施形態の特定の形態では、アミノ酸は、単一のリシン残基又は1つ以上のセリン残基を含むか若しくは含まない分枝鎖ポリリシンである。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーアミノ酸(複数可)は、1つ以上の遊離チオール基を有する1つ以上のシステイン残基を含む。適切には、アミノ酸担体又はリンカーは、遊離チオール基を有する1つのシステイン残基を含む。別の実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーは1つ以上の酸性アミノ酸を含み、酸性アミノ酸は、例えばアスパラギン酸及びグルタミン酸であるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの担体又はリンカーは、ペプチドリシン-リシン-リシン-リシン-セリン-セリン(配列番号5)を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーは、ペプチドセリン-リシン-リシン-リシン-リシン(配列番号6)を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの担体又はリンカーは、ポリエチレングリコール(PEG)等のポリオール又はポリエーテルを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤の任意の又はすべてのN末端をアセチル化することができる(例えば、少なくとも1つの抗原分子及び/又は疎水性ペプチド)。同様に、当該免疫原性剤の任意の又はすべてのC末端をアミド化に供することができる(例えばリンカー)。これらの修飾は、免疫原性剤の総電荷及び溶解度を低下させることができる。
上記少なくとも1つの抗原分子は、少なくとも当該免疫原性剤中に存在するとき、対象への投与時に免疫応答を誘発することができる任意の分子であってもよい。例として、抗原分子は、タンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質若しくはこれらの組み合わせ、例えば糖タンパク質、プロテオグリカン、リポタンパク質、グリコリポタンパク質又はそれらの断片、変異体又は誘導体であってもよい。
任意の適切な数の抗原分子を使用することができる。これには、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10又はそれ以上の数の抗原分子が含まれる。2つ以上の抗原分子が使用される場合、これらは互いに同じであってもよいし互いに異なっていてもよい。抗原分子は親水性又は疎水性であることができる。
概して、断片は、抗原分子の一部分(portion)、セグメント、サブユニット、部分(moiety)、モノマー、サブ配列、領域又はドメインであってもよい。タンパク質の特定の文脈において、「断片」は、抗原分子タンパク質のアミノ酸配列の100%未満を構成するタンパク質のセグメント、ドメイン、一部分又は領域である。断片は、単一の断片であってもよく、又は単独で若しくは他の断片と共に繰り返されてもよいことが理解されるであろう。抗原分子のペプチド断片は、少なくとも5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、25個、30個、35個若しくはそれ以上の連続するアミノ酸を含んでもよく、本質的にそれからなってもよく、又はそれからなってもよい。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、ペプチド若しくはタンパク質を含むか、本質的にそれからなるか、又はそれからなる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、少なくとも1つのエピトープを含むペプチド抗原であるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、上記抗原分子は、特定の病原体に由来しない、又はそれに向けられない合成エピトープであるか、又はそれを含む。このような合成エピトープは、特定の病原体由来のエピトープと結合するか、又はそれとともに投与される場合、広域免疫応答(例えば、ヘルパーT細胞応答又はメモリーT細胞応答)を誘発する「ユニバーサル」エピトープであってもよい。非限定的な例は、本明細書中で以下に記載されるもののような非天然Pan-DRヘルパー細胞エピトープ(PADRE;アミノ酸配列:AKFVAAWTLKAAA;配列番号7)又はP25(アミノ酸配列:KLIPNASLIENCTKAEL;配列番号8)である。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、B細胞エピトープからなるか、又はB細胞エピトープを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、T細胞(メモリー又はヘルパー)エピトープからなるか、又はT細胞エピトープを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、B細胞エピトープ及びT細胞エピトープの両方を含む。
本明細書で一般的に使用する場合の「エピトープ」は、例えば、ペプチド、タンパク質若しくは炭水化物若しくは他の分子、又はこれらの組み合わせ、例えば糖タンパク質若しくはプロテオグリカンの抗原性断片又は好ましくは免疫原性断片である。エピトープは連続的であっても不連続的であってもよく、後者は特にB細胞エピトープに関連することが理解されるであろう。
1つの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子又はその断片は、病原体又は病原体の分子成分のものである。本明細書で一般的に使用する場合、分子(タンパク質等)が病原体「の」もの又は「由来」であると言及される場合、その分子が少なくとも部分的に又は完全に病原体に存在するか又はそれに由来することを意味する。
上記病原体は、ウイルス、細菌、真菌、酵母、原生生物、虫及び/又は対象において疾患、障害若しくは状態を引き起こすことができる任意の他の生物を含んでもよい。例としてのみ示すと、これらの病原体は、以下を含んでもよい:スタフィロコッカス(Staphylococcus)属、バチルス(Bacillus)属、エルシニア(Yersinia)属、ヘモフィルス(Hemophilus)属、ストレプトコッカス(レンサ球菌、Streptococcus)属、ナイセリア(Neisseria)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、ブルセラ(Brucella)属、ボルデテラ属(Bordatella)属、クロストリジウム(Clostridium)属、リステリア(Listeria)属、レジオネラ(Legionella)属、ビブリオ(Vibrio)属、サルモネラ(Salmonella)属及び赤痢菌(シゲラ、Shigella)属等の細菌(これらに限定されない);コロナウイルス(例えば、SARS-CoV-2)、インフルエンザウイルス、ライノウイルス、エプスタイン・バーウイルス、水痘帯状疱疹、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、サイトメガロウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、パピローマウイルス、ポリオウイルス、肝炎ウイルス、ヘンドラ(Hendra)ウイルス、フラビウイルス及びヘルペスウイルス等のウイルス(これらに限定されない);プラスモジウム属(マラリア原虫、Plasmodium)(マラリアを引き起こす)、リーシュマニア(Leishmania)、ジアルジア(Giardia)及びバベシア(Babesia)寄生虫等の原生生物;並びに住血吸虫、吸虫、線虫(例えば、鉤虫)及び他の蠕虫等の虫(これらに限定されない)。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、A群レンサ球菌(GAS)主要病原因子Mタンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、Mタンパク質のC反復領域に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、A群レンサ球菌(GAS)主要病原因子Mタンパク質に由来するJ8ペプチド(QAEDKVKQSREAKKQVEKALKQLEDKVQ;配列番号9)からなるか、又はそれを含む。J8は、GCN4 DNA結合タンパク質配列に隣接するM1 GAS株のMタンパク質のアミノ酸344~355に由来する。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、GAS株M54のMタンパク質のN末端に由来するPL1 B細胞エピトープ(EVLTRRQSQDPKYVTQRIS;配列番号10)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、GAS株88/30のMタンパク質のN末端に由来する88/30B細胞エピトープ(DNGKAIYERARERALQELGP;配列番号11)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、GAS B細胞エピトープJ8(配列番号9)及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、GAS B細胞エピトープJ8(配列番号9)及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた、好ましくはポリロイシンからなる疎水性10アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、ユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた、好ましくはポリロイシンからなる疎水性15アミノ酸ペプチドを含み、このユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)は次に、GAS B細胞エピトープJ8(配列番号9)に結合又はコンジュゲートされる。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図1の化合物5の構造を有する。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図22b)の化合物7の構造(配列番号26)を有する。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、GAS B細胞エピトープPL1(配列番号10)及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図22b)の化合物8の構造(配列番号27)を有する。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、GAS B細胞エピトープ88/30(配列番号11)及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図22b)の化合物9の構造(配列番号28)を有する。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、GAS B細胞エピトープJ8(配列番号9)、PL1(配列番号10)及び88/30(配列番号11)、並びにユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図22b)の化合物14の構造を有する。
いくつかの実施形態では、図22b)の化合物7、8及び9が組み合わされて、上記免疫原性複合体が形成される。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、以下のうちの1つの構造を有する:
Ac-J8-K(Ac-(Leu)15)PADRE、式中、「Ac」はアセチル化を表し、「K」はリシンを表す、
Ac-(Leu)15-PADRE-K-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表し、「K」はリシンを表す(配列番号29)、
Ac-(Leu)15-J8-K-PADRE、式中、「Ac」はアセチル化を表し、「K」はリシンを表す(配列番号30)、
Ac-(Leu)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号31)、
Ac-(Glu)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号32)、
Ac-(Gly)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号33)、
Ac-(Ser)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号34)、
Ac-(Pro)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号35)、
Ac-(Ala)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号36)、又は
Ac-(Phe-Leu-Ala)-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号37)。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図26の化合物2及び3~11のいずれか1つの構造(配列番号29~37)を有する。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、コロナウイルスのスパイクタンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、ACE2-RBD決定的結合(critical binding)アミノ酸残基、S1/S2切断/プライミング部位若しくはその付近のアミノ酸残基、RBDの受容体結合モチーフにおけるアミノ酸残基、又は受容体結合ドメインのNTDにあるがACE2と直接接触していないアミノ酸残基からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープAIHADQLTPTWRVYSTG(S623~639)(配列番号15)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープSTEIYQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPY(S469~508)(配列番号16)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(S445~483)(配列番号17)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープFLPFQQFGRDIADT(S559~572)(配列番号18)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープSVLYNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNV(S366~395)(配列番号19)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープ、好ましくは本明細書に記載のエピトープに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープ及びTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープ及びペプチド又はタンパク質等の少なくとも1つの担体又はリンカーに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、VGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(配列番号17)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、ロイシン、バリン、フェニルアラニン、グリシン、プロリン、アラニン、フェニルアラニン-ロイシン-アラニントリペプチド反復残基、又はこれらの任意の組み合わせからなる。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、LLLLLLLLLLVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(化合物(Leu)10-B3;配列番号38)である。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、ユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。いくつかの実施形態では、免疫原性剤は、ユニバーサルTヘルパーエピトープPADREに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10ロイシンアミノ酸ペプチド(LLLLLLLLLLAKFVAAWTLKAAA;化合物(Leu)10-PADRE;配列番号39)を含む。
いくつかの実施形態では、化合物(Leu)10-B3(配列番号38)及び(Leu)10-PADRE(配列番号39)が組み合わされて、免疫原性複合体が形成される。
いくつかの実施形態では、上記免疫原性剤又は免疫原性複合体は、リポソームを含む組成物中で送達することができる(本明細書において後述)。
いくつかの実施形態では、上記免疫原性剤又は免疫原性複合体は、上記疎水性ペプチドによってリポソーム中に固定する(つなぐ、anchored)ことができる。
いくつかの実施形態では、上記免疫原性剤又は免疫原性複合体は、リポソーム及びそのリポソームに組み込まれたマンノース標的化部分を含む組成物中で送達することができる(本明細書において後述)。
さらに別の実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、腫瘍抗原若しくはその断片であるか、又はそれを含む。本明細書中で使用する場合、「腫瘍抗原」は、タンパク質、糖タンパク質(若しくは炭水化物含有断片)、リポタンパク質又は腫瘍細胞によって発現される他の分子であってもよい。これは、腫瘍細胞による「独特の」発現(例えば、HPV(ヒトパピローマウイルス)等によるウイルス感染の結果としてのもの)、例えば、その細胞型によって通常発現されない分子の発現による正常細胞若しくは非腫瘍細胞と比較した内因性分子の異常な発現、腫瘍細胞による内因性分子の過剰発現、及び/又は腫瘍細胞による修飾分子若しくは変異分子の発現(例えば、変異癌遺伝子若しくは腫瘍抑制遺伝子に起因する)を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、癌(腫瘍性)タンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、HPV癌タンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、E7と呼ばれるHPV癌タンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、CD8+ペプチドからなるか、又はそれを含み、CD8+ペプチドは細胞傷害性T細胞を活性化することができ、次いでこの細胞傷害性T細胞は腫瘍細胞を破壊することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、単一配列においてCTLエピトープ(CD8+ CTL)及びTヘルパー(CD4+)エピトープの両方を有するHPV-16 E7癌タンパク質に由来する8Qm(E744~57、QAEPDRAHYNIVTF;配列番号14)からなるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、8Qm(配列番号14)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ロイシンポリペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図14b)の化合物Leu-8Qmの構造(LLLLLLLLLLQAEPDRAHYNIVTF;配列番号25)を有する。
いくつかの実施形態では、上記免疫原性剤又は免疫原性複合体は、リポソームを含む組成物中で送達することができる(本明細書において後述)。いくつかの実施形態では、上記免疫原性剤又は免疫原性複合体は、疎水性ペプチドによってリポソーム内に固定することができる。いくつかの実施形態では、免疫原性剤又は免疫原性複合体は、リポソーム及びそのリポソームに組み込まれたマンノース標的化部分を含む組成物を含む組成物中で送達することができる(本明細書において後述)。
いくつかの実施形態では、上記少なくとも1つの抗原分子は、鉤虫に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、A291Yと呼ばれるNa-APR-1に由来するネカトール・アメリカヌス(アメリカ鉤虫、Necator americanus)ペプチドからなるか、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの抗原分子は、p3と呼ばれるB細胞エピトープ(TSLIAGPKAQVEAIQKYIGAEL;配列番号12)からなるか、又はそれを含む。
言及したように、いくつかの実施形態では、上記抗原分子は、特定の病原体に由来しないか、若しくはそれに向けられない合成エピトープであるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、エピトープp3(配列番号12)及びユニバーサルTヘルパーエピトープP25(配列番号8)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、エピトープp3(配列番号12)及びユニバーサルTヘルパーエピトープP25(配列番号8)に共有結合又はコンジュゲートされた、好ましくはポリロイシンからなる疎水性10アミノ酸ペプチドを含む。いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、少なくとも1つの担体又はリンカー、好ましくは疎水性ペプチドに結合したリシン分岐スペーサ、並びに/又は溶解度を増加させ、エピトープの自己組織化を可能にするためのリシン及びセリンから構築された親水性部分をさらに含む。
いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、図18の化合物3の構造を有する。
いくつかの実施形態では、上記免疫原性剤又は免疫原性複合体は、対象への経口投与に適している。この場合、上記組成物は、上記免疫原性剤及び/若しくは免疫原性複合体を含有する液体賦形剤又は担体を含むことができる。
本発明は、複数の、本明細書に開示される同じ及び/又は異なる免疫原性剤を含んでもよい免疫原性複合体を提供することも理解されるであろう。従って、免疫原性複合体は、それぞれが同じB細胞エピトープ及び/若しくはT細胞エピトープを有する複数の免疫原性剤を含んでもよく、又は免疫原性複合体中に複数の異なるTエピトープ及び/若しくはBエピトープが存在する免疫原性剤の異種混合物を含んでもよい。免疫原性複合体中の異なるTエピトープ及び/又はBエピトープは、同じ病原体由来の異なるエピトープであってもよいし、又は異なる病原体由来の異なるエピトープであってもよく、後者は、複数の異なる病原体に対して免疫するために使用することができる多価免疫原性複合体を提供することが理解される。
エピトープは人工的に改変されてもよいし、又は天然の対立遺伝子変異が種の個体間若しくは種の間でエピトープにばらつきをもたらすことも理解されるであろう。例として、これは、ペプチドエピトープ及び炭水化物エピトープ等の非ペプチドエピトープに関連してもよい。
上記少なくとも1つの抗原分子は、配列表に列挙される(例えば、J8)か、又は図に示される関連配列のいずれか1つを含む、本明細書に記載されるタンパク質、ペプチド又はポリペプチドの配列のいずれか1つの変異体であってもよい。本明細書中で具体的に使用する場合、タンパク質又はペプチドの「変異体」は、参照アミノ酸配列と定義可能なアミノ酸配列関係を共有する。「変異体」タンパク質は、参照アミノ酸配列の1つ以上のアミノ酸を欠失させるか、又は異なるアミノ酸で置換したものであってもよい。いくつかのアミノ酸は、免疫原性断片の免疫原性に悪影響を及ぼすことなく置換又は欠失されてもよい(保存的置換)ことが当該技術分野においてよく理解されている。いくつかの実施形態では、アミノ酸配列の修飾は、免疫原性を改善する可能性がある。好ましくは、タンパク質又はペプチドの変異体は、参照アミノ酸配列と少なくとも70%若しくは75%、好ましくは少なくとも80%若しくは85%、又はより好ましくは少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%若しくは99%の配列同一性を共有する。
それぞれのタンパク質と核酸との間の配列関係を記載するために本明細書において一般的に使用される用語は、「比較ウィンドウ」、「配列同一性」、「配列同一性のパーセンテージ」及び「実質的な同一性」を含む。それぞれの核酸/タンパク質はそれぞれ、(1)核酸/タンパク質によって共有される完全な核酸/タンパク質配列の1つ以上の部分のみ、及び(2)核酸/タンパク質間で相違する1つ以上の部分を含んでもよいため、配列比較は、典型的には、配列類似性の局所領域を特定して比較するために、「比較ウィンドウ」にわたって配列を比較することによって行われる。「比較ウィンドウ」は、参照配列と比較される、典型的には6、9又は12個の連続する残基の概念セグメントを指す。比較ウィンドウは、それぞれの配列の最適なアラインメントのために、参照配列と比較して約20%以下の付加又は欠失(すなわち、ギャップ)を含んでもよい。比較ウィンドウを整列させるための配列の最適なアラインメントは、アルゴリズム(Intelligenetics(インテリジェネティクス)によるGeneworksプログラム;米国ウィスコンシン州マディソン(Madison)、サイエンスドライブ(Science Drive) 575のGenetics Computer Group(ジェネティクス・コンピュータ・グループ)のWisconsin Genetics Software Package Release 7.0の中のGAP、BESTFIT、FASTA、及びTFASTA(参照により本明細書に組み込まれる))のコンピュータ化された実装品によって、又は選択された様々な方法のいずれかによって生成された検査及び最良のアラインメント(すなわち、比較ウィンドウにわたって最も高い相同性のパーセンテージをもたらす)によって行われてもよい。例えば、参照により本明細書に組み込まれるAltschulら、1997、Nucl.Acids Res. 25 3389によって開示されたプログラムのBLASTファミリーも参照されてもよい。配列分析の詳細な考察は、Ausubelら編、CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY(John Wiley & Sons Inc、NY、1995-1999)のユニット19.3に見出すことができる。
「配列同一性」という用語は、本明細書では、標準的なアルゴリズムを使用する適切なアラインメントを考慮して、配列が比較ウィンドウにわたって同一である程度を考慮して、正確なヌクレオチド又はアミノ酸のマッチの数を含むように最も広い意味で使用される。従って、「配列同一性のパーセンテージ」は、比較のウィンドウにわたって2つの最適にアラインメントされた配列を比較し、同一の核酸塩基(例えば、A、T、C、G、I)が両方の配列において生じる位置の数を決定してマッチした位置の数を得て、マッチした位置の数を比較ウィンドウ内の位置の総数(すなわち、ウィンドウサイズ)で割り、その結果に100を掛けて配列同一性のパーセンテージを得ることによって計算される。例えば、「配列同一性」は、DNASISコンピュータプログラム(Version 2.5 for windows;Hitachi Software engineering Co.,Ltd.(日立ソフトウェアエンジニアリング株式会社)、米国、カリフォルニア州サウス・サンフランシスコ(South San Francisco)から入手可能)によって計算される「マッチパーセンテージ」を意味すると理解されてもよい。
本明細書中で使用する場合、「誘導体」は、当該技術分野において理解されているとおり、例えば、他の化学的部分とのコンジュゲーション又は複合体形成によって、翻訳後修飾(例えば、リン酸化、アセチル化、アミド化等)、グリコシル化の修飾(例えば、グリコシル化の付加、除去又は改変)、脂質化(脂質修飾)及び/又はさらなるアミノ酸配列の包含によって改変されたタンパク質、その断片又は改変体等の分子である。
さらなるアミノ酸配列は、融合タンパク質を作製する融合パートナーアミノ酸配列を含んでもよい。例として、融合パートナーアミノ酸配列は、単離された融合タンパク質の検出及び/又は精製を支援してもよい。非限定的な例としては、金属結合(例えばポリヒスチジン)融合パートナー、マルトース結合タンパク質(MBP)、プロテインA、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)、蛍光タンパク質配列(例えばGFP)、エピトープタグ、例えばmyc、FLAG及びヘマグルチニンタグが挙げられる。
本発明によって企図される他の誘導体としては、側鎖への修飾、ペプチド又はタンパク質の合成中の非天然アミノ酸及び/又はそれらの誘導体の組み込み、及び架橋剤の使用、並びに本発明の免疫原性タンパク質、断片及び変異体に立体構造的制約を課す他の方法が挙げられるが、これらに限定されない。ペプチドはまた、例えばそのヘリシティを維持するために、特定のペプチド配列に隣接してもよく、その例は、ヘリシティを促進するGCN4ペプチド配列を含むJ8ペプチド(配列番号9)である。これに関して、タンパク質の化学修飾に関するより広範な方法論については、当業者は、Coliganら編、CURRENT PROTOCOLS IN PROTEIN SCIENCE(John Wiley & Sons、NY、1995-2008)の第15章を参照されたい。
上述のように、本発明の一態様は、免疫原性剤を製造する方法であって、疎水性ペプチドを少なくとも1つの抗原分子に共有結合して、それによって免疫原性剤を製造する工程を含む方法を提供する。
好適には、当該免疫原性剤は、固相ペプチド合成(SPPS)、SPPSとアジドアルキン環化付加の組合せ、又は抗原分子(1つ以上のエピトープ等)と複数の疎水性アミノ酸とを結合することができる任意の他の化学合成方法によって製造されてもよい。好適には、いくつかの実施形態では、上記疎水性ペプチドは、担体又はリンカー、例えば1つ以上のリシン残基を含むもの、を介して各エピトープに結合される。図1を参照して本明細書中で以下により詳細に記載されるように、ペプチド免疫原性剤は、マイクロ波支援Boc固相ペプチド合成(SPPS)法によって合成されてもよい。いくつかの実施形態では、当該免疫原性剤は、古典的固相ペプチド合成(SPPS)を使用して合成される。
上述のように、本発明の一態様は、免疫原性複合体を製造する方法であって、上述の態様の複数の免疫原性剤を提供する工程を含み、この複数の免疫原性剤は免疫原性複合体へと自己組織化する方法を提供する。
特定の実施形態では、疎水性ペプチド配列との共有結合又はコンジュゲーションの際に、親水性抗原分子は、両親媒性特性を有し、それゆえ自己組織化してナノ粒子又は微粒子(マイクロ粒子)等の粒子を形成することができる部分/コンジュゲートを形成する。自己組織化は、任意の好適な環境(例えば、好適なpH、塩濃度、温度、例えば、リン酸緩衝生理食塩水であるがこれに限定されない)で起こってもよい。自己組織化は、動的光散乱(DLS)、透過型電子顕微鏡法(TEM)、又はナノメートル若しくはマイクロメートルサイズ範囲の粒子(すなわち、ナノ粒子若しくは微粒子)の検出を容易にする任意の他の方法論によって調べられてもよい。
いくつかの実施形態では、自己組織化は、ナノ粒子の鎖状凝集体(CLAN)又は微粒子の形成を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、疎水性ペプチドは、αヘリックス及び/又はβシートの形成を誘導することができる。
いくつかの実施形態では、担体又はリンカーは、αヘリックス及び/又はβシートの形成を誘導することができる。
上述のように、本発明の一態様は、対象において1つ以上の病原体に対する免疫応答を誘発する方法を提供する。好ましくは、免疫応答は防御免疫応答であって、目的の病原体によるその後の感染は、少なくとも部分的に予防されるか又は最小限に抑えられる。
上述のように、本発明の一態様は、1つ以上の病原体に対して対象を免疫する方法を提供する。
本明細書で一般に使用する場合、「免疫原性」は、対象への投与時等に、免疫応答を誘発又は誘導することができることを意味する。誘発又は誘導された免疫応答は、NK細胞、樹状細胞等の抗原提示細胞、骨髄単球細胞(例えば、マクロファージ、好酸球、好中球、顆粒球等)、T細胞及びB細胞を含むリンパ球、抗体及び他の細胞表面分子(例えば、接着分子、サイトカイン受容体、共刺激分子、例えばCD28、CD40、CD40L等)等の免疫受容体、サイトカイン、ケモカイン、増殖因子及び/又は補体を含む自然免疫系及び適応免疫系の分子要素及び/又は細胞要素を含んでもよいが、それらに限定されない。
本明細書で一般的に使用する場合、「抗原性」は、免疫系の1つ以上の要素に結合する、それと複合体形成する、又はそれによって検出若しくは応答することができることを意味する。いくつかの実施形態では、抗原分子はまた、上記のように「免疫原性」であってもよい。
本発明の目的のために、「単離された」とは、その天然の状態から取り出されたか、又はそうでなければ人間の操作に供された材料を意味する。単離された材料は、天然の状態で通常それに付随する成分を実質的に若しくは本質的に含まなくてもよく、又は天然の状態で通常それに付随する成分と共に人工的状態であるように操作されてもよい。単離された材料は、天然形態、化学合成形態又は組換え形態であってもよい。
「タンパク質」とは、アミノ酸ポリマーを意味する。アミノ酸は、当該技術分野でよく理解されているように、天然又は非天然アミノ酸、D-アミノ酸又はL-アミノ酸であってもよい。
用語「タンパク質」は、「ペプチド」を含み、包含する。「ペプチド」は、典型的には、50個以下のアミノ酸を有するが、必ずしもそうである必要はない。「タンパク質」は、典型的には50個を超えるアミノ酸を有するが、必ずしもそうである必要はない。「ポリペプチド」という用語は、典型的には、100個を超えるアミノ酸を有するタンパク質を記載するために使用されるが、そうである必要はない。
本明細書で一般に使用する場合、「免疫する」、「ワクチン接種する」及び「ワクチン」という用語は、対象への投与時に防御免疫応答を誘発する方法及び/又は組成物を指す。免疫応答は、例えば、病原体によるその後の感染に対して防御的であってもよいし、又は感染が起こった後に少なくとも部分的な治療効果を有してもよい。
上述のように、本発明の別の態様は、対象において疾患、障害若しくは状態を治療又は予防する方法を提供する。
本明細書中で使用する場合、「治療すること」、「治療する」又は「治療」は、疾患、障害又は状態の症状又は病理学的徴候を、それが発症し始めた後に、少なくとも部分的に改善する、排除する又は低減する治療的介入を指す。治療は、対象にとって絶対的に有益である必要はない。有益な効果は、当業者に公知の任意の方法又は規格を使用して決定することができる。
本明細書中で使用する場合、「予防すること」、「予防する」又は「予防」は、感染を予防するため、及び/又は症状若しくは病理学的徴候を低減するために、疾患の発症(例えば、病原体又はその分子成分による感染若しくはそれへの曝露)の前、及び/又は疾患、障害若しくは状態の症状若しくは病理学的徴候の発症の前に開始される作用の過程を指す。そのような予防は、対象にとって絶対的に有益である必要はないことを理解されたい。「予防的」治療は、疾患、障害若しくは状態の症状若しくは病理学的徴候を発症するリスクを低下させる目的で、疾患、障害若しくは状態の徴候を示さないか、又は初期徴候のみを示す対象に投与される治療である。
1つの実施形態では、疾患、障害又は状態は、対象における1つ以上の病原体による感染に関連するか、又はそれによって引き起こされる。病原体は、本明細書において先に記載したようなものであってもよい。
別の実施形態では、疾患、障害又は状態は癌である。いくつかの癌は、1つ以上の同じ又は異なる腫瘍抗原又はその断片を含む免疫原性剤の投与によって癌免疫療法に応答しうることが理解されるであろう。非限定的な例としては、乳癌等の転移性癌のためのMUC1、鼻咽頭癌のためのEBV、子宮頸癌のためのHPV、肝臓癌のためのB型肝炎及び/又はC型肝炎、肺癌のためのWT-1、黒色腫のためのMAGE-1、並びに前立腺癌のためのPSAが挙げられるが、これらに限定されない。腫瘍抗原特異的癌治療の非限定的な概説は、Tagliamonteら、2014、Hum.Vaccin.Immunother 10 3332に見出すことができる。
上述のように、本発明の別の態様は、本明細書中でこれまでに記載された免疫原性剤及び/又は免疫原性複合体を含む組成物を提供する。
好ましい形態では、本明細書に開示される組成物は、許容できる担体、希釈剤又は賦形剤を含む。
「許容できる担体、希釈剤又は賦形剤」は、全身投与において安全に使用されてもよい固体又は液体の充填剤、希釈剤又はカプセル化物質を意味する。特定の投与経路に応じて、当該技術分野で周知の様々な担体、希釈剤及び賦形剤が使用されてもよい。これらは、糖、デンプン、セルロース及びその誘導体、麦芽、ゼラチン、タルク、流動促進剤、硫酸カルシウム、植物油、合成油、ポリオール、アルギン酸、リン酸緩衝溶液、皮膚軟化剤、乳化剤、流動促進剤、等張食塩水、並びに塩酸塩、臭化物及び硫酸塩を含む鉱酸塩等の塩、酢酸、プロピオン酸及びマロン酸等の有機酸、水及び発熱物質を含まない水を含む群から選択されてもよい。
許容できる担体、希釈剤及び賦形剤を記載する有用な参考文献は、参照により本明細書に組み込まれるRemington’s Pharmaceutical Sciences(Mack Publishing Co.、米国ニュージャージー州、1991)である。
当該組成物は、アジュバントを含んでもよいし含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、アジュバントは、免疫原性剤の「自己アジュバント」特性のために必要でない場合がある。いくつかの実施形態では、当該方法は、アジュバントを対象に投与することをさらには含まない。いくつかの実施形態では、当該方法/組成物は、アジュバントを対象に投与することをさらに含む。アジュバントの非限定的な例としては、フロイントアジュバント、水酸化アルミニウム(ミョウバン(アラム))、リン酸アルミニウム、スクアレン、IL-12、CpG-オリゴヌクレオチド、Montanide ISA720、イミキモド、SBAS2、SBAS4、MF59、MPL、Quil A、QS21及びISCOMが挙げられる。
任意の適切な手順が、ワクチン製剤等の組成物を生成するために企図される。例示的な手順には、例えば、参照により本明細書に組み込まれるNew Generation Vaccines(1997、Levineら、Marcel Dekker,Inc.、ニューヨーク、バーゼル、香港)に記載されている手順が含まれる。
鼻腔内、経口、直腸、非経口、舌下、口腔内、静脈内、関節内、筋肉内、皮内、皮下、吸入、眼内、腹腔内、脳室内、局所、粘膜及び経皮の投与を含むがこれらに限定されない任意の安全な投与経路が採用されてもよい。
特定の実施形態では、当該組成物は、所望の抗原分子を粘膜上皮を越えて送達するために、経口投与等による、免疫原性剤及び/又は免疫原性複合体の粘膜上皮への送達に適している。従って、本態様の組成物は、粘膜免疫応答及び/又は全身免疫応答を誘導するために、腸上皮組織、肺上皮組織、並びに鼻表面、膣表面、眼表面及び結腸表面を含む他の粘膜表面を越えて1つ以上の抗原分子を送達するために使用されてもよい。
剤形には、錠剤、分散剤、懸濁剤、注射剤、液剤、シロップ剤、トローチ剤、カプセル剤、鼻スプレー剤(点鼻剤)、坐剤、エアロゾル剤、経皮パッチ剤等が含まれる。これらの剤形は、制御放出の目的のために特別に設計された制御放出デバイス又は制御放出の様式でさらに作用するように改変されたインプラントの他の形態の注射又は移植も含んでもよい。制御放出は、アクリル樹脂、ワックス、高級脂肪族アルコール、ポリ乳酸及びポリグリコール酸、並びにヒドロキシプロピルメチルセルロース等の特定のセルロース誘導体を含む疎水性ポリマーでコーティングすることによってもたらされてもよい。
組成物は、それぞれが所定量の1つ以上の本発明の治療剤を含有するカプセル剤、サシェ剤、機能性食品/飼料又は錠剤等の別個の単位として、粉末若しくは顆粒として、又は水性液体、非水性液体中の溶液若しくは懸濁液、脂質粒子若しくは小胞、例えばリポソーム、ミセル若しくはミニセル(minicell)、水中油型エマルション若しくは油中水型液体エマルションとして提供されてもよい。このような製剤は、任意の薬学的方法によって調製されてもよいが、すべての方法は、1つ以上の必要な成分を構成する担体と上記の1つ以上の薬剤を会合させる工程を含む。一般に、製剤は、本発明の薬剤を液体担体若しくは微細固体担体又はその両方と均一かつ密接に混合し、次いで、必要に応じて、生成物を所望の提示形態に成形することによって調製される。
いくつかの実施形態では、当該組成物は、リポソーム製剤又はワクチンとして製剤化される。「リポソーム」は、対象への薬物(例えば、本明細書に開示される免疫原性剤及び/又は免疫原性複合体等)の送達に有用な様々な種類の脂質、リン脂質及び/又は界面活性剤から構成される小胞である。リポソームの成分は、通常、生物学的膜の脂質配置と同様に、二重層形成で配置される。リポソーム製剤は、当該技術分野で公知の任意の手段によって調製されてもよい。
本発明はさらに、リポソーム又は他の輸送ビヒクルに(共有結合又は非共有結合のいずれかで)結合されて、特定の標的細胞又は標的組織(例えば、免疫細胞)におけるそのようなリポソーム又は輸送ビヒクルの局在化を促進し得る、本明細書において「標的化リガンド」と呼ばれるさらなる賦形剤の使用を伴う能動的な標的化を企図する。例えば、標的化は、標的細胞又は標的組織への分布を促進するために、1つ以上の内因性標的化リガンド(例えば、マンノース又はその断片若しくは誘導体)をリポソーム又は輸送ビヒクルの中又は上に含めることによって媒介されてもよい。標的組織による標的化リガンドの認識は、標的細胞及び標的組織における輸送ビヒクル及び/又はその内容物の組織分布及び細胞取り込みを積極的に促進する(例えば、リポソーム又は輸送ビヒクル中又はその上にマンノース標的化リガンドを含めることは、本明細書中で以下に記載されるように、免疫細胞、例えば抗原提示細胞によって発現されるマンノース受容体への輸送ビヒクルの認識及び結合を促進する)。この目的のために、マンノシル化リポソームは、本明細書に開示される組成物、免疫原性剤及び/又は免疫原性複合体等の治療剤の標的送達のための有望な非生物ベクターとみなすことができる。
上記の製剤は、剤形と適合する様式で、有効な量で投与されてもよい。本発明の文脈において患者に投与される用量は、適切な期間にわたって患者において有益な応答をもたらすのに充分であるべきである。投与される薬剤(複数を含む)の量は、治療される対象の年齢、性別、体重及び全身の健康状態を含めて治療される対象、医師の判断に依存する因子に依存してもよい。
対象は、任意の適切なタイプの動物であってもよい。例えば、対象は、魚類、鳥類、両生類、爬虫類又は哺乳動物であってもよい。対象は脊椎動物であってもよい。いくつかの実施形態では、対象は哺乳動物である。本明細書で一般的に使用する場合、「患者」、「個体」、及び「対象」という用語は、本明細書に開示される治療剤又は製剤の任意の動物レシピエントの文脈で使用される。従って、本明細書に開示される方法及び製剤は、ヒト、パフォーマンス動物(ウマ、ラクダ及びグレイハウンド犬等)、家畜(ウシ、ヒツジ、ウマ、ブタ及びニワトリ等)、鳥類及び家禽類(ニワトリ等)、コンパニオン動物(ネコ及びイヌ等)、並びに実験動物(マウス、ラット、ウサギ及び霊長類等)等における医学的並びに/又は獣医学的用途を有してもよい。好ましい形態において、哺乳動物はヒトである。
本発明の好ましい実施形態は、以下のパラグラフに記載されている。
1. 対象への投与に適した免疫原性剤であって、少なくとも1つの抗原分子に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性ペプチドを含む免疫原性剤。
2. [抗原分子]-[担体/リンカー]-[疎水性ペプチド]の構造を有し、
上記式中、nは1以上の数であり、
mは0以上の数であり、
「-」は共有結合又はコンジュゲーションを表す免疫原性剤。
3. 免疫原性剤を製造する方法であって、疎水性ペプチドを少なくとも1つの抗原分子に共有結合して、それによって免疫原性剤を製造する工程を含む方法。
4. パラグラフ3に記載の方法によって製造される場合の免疫原性剤。
5. 複数のパラグラフ1、パラグラフ2及びパラグラフ4のいずれか1つに記載の免疫原性剤を含む免疫原性複合体であって、複数の疎水性ペプチドが免疫原性複合体中で相互作用する免疫原性複合体。
6. 免疫原性複合体を製造する方法であって、複数のパラグラフ1、パラグラフ2及びパラグラフ4のいずれか1つに記載の免疫原性剤を組み合わせる工程を含み、この複数の免疫原性剤は上記免疫原性複合体へと自己組織化する方法。
7. パラグラフ6に記載の方法によって製造される場合の免疫原性複合体。
8. 少なくとも1つのパラグラフ1、パラグラフ2及びパラグラフ4のいずれか1つに記載の免疫原性剤並びに/又は少なくとも1つのパラグラフ5若しくはパラグラフ7に記載の免疫原性複合体を含む組成物。
9. 対象において免疫応答を誘発する方法であって、少なくとも1つのパラグラフ1、パラグラフ2及びパラグラフ4のいずれか1つに記載の免疫原性剤、少なくとも1つのパラグラフ5若しくはパラグラフ7に記載の免疫原性複合体、又は少なくとも1つのパラグラフ8に記載の組成物を対象に投与し、それによってその対象において免疫応答を誘発する工程を含む方法。
10. 対象を免疫する方法であって、少なくとも1つのパラグラフ1、パラグラフ2及びパラグラフ4のいずれか1つに記載の免疫原性剤、少なくとも1つのパラグラフ5若しくはパラグラフ7に記載の免疫原性複合体、又は少なくとも1つのパラグラフ8に記載の組成物を対象に投与し、それによってその対象を免疫する工程を含む方法。
11. 対象において疾患、障害若しくは状態を治療又は予防する方法であって、少なくとも1つのパラグラフ1、パラグラフ2及びパラグラフ4のいずれか1つに記載の免疫原性剤、少なくとも1つのパラグラフ5若しくはパラグラフ7に記載の免疫原性複合体、又は少なくとも1つのパラグラフ8に記載の組成物を対象に投与する工程を含む方法。
文脈によっては、上述した本発明は、以下の特徴を有する。
上記疎水性ペプチドが複数の疎水性天然アミノ酸を含む上記の発明。
上記疎水性ペプチドが、2~約50個の任意の数のアミノ酸を含むか、本質的にそれからなるか、又はそれからなる上記の発明。
上記疎水性アミノ酸が、グリシン、プロリン、バリン、アラニン、フェニルアラニン及びロイシンからなる群から選択される上記の発明。
上記疎水性ペプチドが、10個のバリン残基、10個のフェニルアラニン残基、10個のロイシン残基、15個のロイシン残基、15個のグリシン残基、15個のプロリン残基、15個のアラニン残基、25個のアラニン残基、又は5個のフェニルアラニン-ロイシン-アラニントリペプチド残基からなる上記の発明。
上記疎水性ペプチドがポリロイシンからなるか又はポリロイシンを含む場合、上記疎水性ペプチドが、リポソーム膜への上記免疫原性剤の固定を可能にする上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子(エピトープ)の立体構造が、上記疎水性ペプチドのアミノ酸配列及び/又は長さを変化させることによって制御される上記の発明。
上記免疫原性剤の溶解度が、上記疎水性ペプチドのアミノ酸配列及び/又は長さを変化させることによって制御される上記の発明。
上記免疫原性剤が、上記疎水性ペプチド及び少なくとも1つの抗原分子が直接又は間接的に共有結合又はコンジュゲートされる少なくとも1つの担体又はリンカーをさらに含む上記の発明。
上記免疫原性剤が本質的に直鎖状である(分枝状ではない)上記の発明。
上記免疫原性剤が、構造が分枝状又は樹状である上記の発明。
上記免疫原性剤が複数の抗原分子を含む場合、上記担体又はリンカーが、連続若しくは分枝状の形態又は様式で上記抗原分子を共に結合又は連結するために利用される上記の発明。
上記免疫原性剤/少なくとも1つの抗原分子の適切な立体構造、及び/又は上記免疫原性剤の溶解度を補助するために、上記少なくとも1つの担体又はリンカーが、上記免疫原性剤の疎水性:親水性比のバランスをとる上記の発明。
上記担体又はリンカーが、αヘリックス及び/又はβシートの形成を誘導する上記の発明。
上記少なくとも1つの担体又はリンカーが上記免疫原性剤に直鎖構造を提供する上記の発明。
上記少なくとも1つの担体又はリンカーが上記免疫原性剤に分枝状又は樹状の構造を提供する上記の発明。
上記少なくとも1つの担体又はリンカーは、上記疎水性ペプチドへの結合のために、分枝鎖を形成することができる少なくとも1つのアミノ酸を含む上記の発明。
上記分枝鎖を形成することができる少なくとも1つのアミノ酸がリシン又はシステインである上記の発明。
上記少なくとも1つの担体又はリンカーがペプチドリシン-リシン-リシン-リシン-セリン-セリン(配列番号5)を含む上記の発明。
上記少なくとも1つの担体又はリンカーがペプチドセリン-リシン-リシン-リシン-リシン(配列番号6)を含む上記の発明。
上記免疫原性剤の任意の又はすべてのN末端がアセチル化されている上記の発明。
上記免疫原性剤の任意の又はすべてのC末端がアミド化されている上記の発明。
上記抗原分子が、タンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質若しくはこれらの組み合わせ、例えば糖タンパク質、プロテオグリカン、リポタンパク質、グリコリポタンパク質、又はその断片又は誘導体である上記の発明。
複数の抗原分子を含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、ペプチド又はタンパク質を含むか、本質的にそれからなるか、又はそれからなる上記の発明。
上記抗原分子が、特定の病原体に由来しない、又はそれに向けられない合成エピトープであるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、B細胞エピトープからなるか、又はB細胞エピトープを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、T細胞エピトープからなるか、又はT細胞エピトープを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、B細胞エピトープ及びT細胞エピトープの両方を含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、非天然Pan-DRヘルパー細胞エピトープ(PADRE;アミノ酸配列:AKFVAAWTLKAAA;配列番号7)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、P25(アミノ酸配列:KLIPNASLIENCTKAEL;配列番号8)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子又はその断片が病原体のものである上記の発明。
上記病原体が、ウイルス、細菌、真菌、酵母、原生生物又は虫から選択される上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、A群レンサ球菌(GAS)主要病原因子Mタンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、上記Mタンパク質のC反復領域に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、A群レンサ球菌(GAS)主要病原因子Mタンパク質に由来するJ8ペプチド(QAEDKVKQSREAKKQVEKALKQLEDKVQ;配列番号9)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、GAS株M54のMタンパク質のN末端に由来するPL1 B細胞エピトープ(EVLTRRQSQDPKYVTQRIS;配列番号10)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、GAS株88/30のMタンパク質のN末端に由来する88/30B細胞エピトープ(DNGKAIYERARERALQELGP;配列番号11)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、特定の病原体に由来しないか、若しくはそれに向けられない合成エピトープ、及び特定の病原体由来のエピトープからなるか、又はそれらを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、GAS B細胞エピトープJ8及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADREに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、GAS B細胞エピトープJ8及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADREに共有結合又はコンジュゲートされた、好ましくはポリロイシンからなる疎水性10アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、ユニバーサルTヘルパーエピトープPADREに共有結合又はコンジュゲートされた、好ましくはポリロイシンからなる疎水性15アミノ酸ペプチドを含み、このユニバーサルTヘルパーエピトープPADREは次に、GAS B細胞エピトープJ8に結合又はコンジュゲートされる上記の発明。
上記免疫原性剤が図1の化合物5の構造を有する上記の発明。
Figure 2023510289000002
上記免疫原性剤が、図22b)の化合物7の構造(配列番号26)を有する上記の発明。
上記免疫原性剤が、GAS B細胞エピトープPL1及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADREに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、図22b)の化合物8の構造(配列番号27)を有する上記の発明。
上記免疫原性剤が、GAS B細胞エピトープ88/30及びユニバーサルTヘルパーエピトープPADREに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、図22b)の化合物9の構造(配列番号28)を有する上記の発明。
上記免疫原性剤が、GAS B細胞エピトープJ8、PL1及び88/30、並びにユニバーサルTヘルパーエピトープPADREに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、図22b)の化合物14の構造を有する上記の発明。
Figure 2023510289000003
図22b)の化合物7、8及び9が組み合わされて、上記免疫原性複合体が形成される上記の発明。
Figure 2023510289000004
上記免疫原性剤が、以下のうちの1つの構造を有する上記の発明。
Ac-J8-K(Ac-(Leu)15)PADRE、式中、「Ac」はアセチル化を表し、「K」はリシンを表す、
Ac-(Leu)15-PADRE-K-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表し、「K」はリシンを表す(配列番号29)、
Ac-(Leu)15-J8-K-PADRE、式中、「Ac」はアセチル化を表し、「K」はリシンを表す(配列番号30)、
Ac-(Leu)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号31)、
Ac-(Glu)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号32)、
Ac-(Gly)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号33)、
Ac-(Ser)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号34)、
Ac-(Pro)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号35)、
Ac-(Ala)15-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号36)、又は
Ac-(Phe-Leu-Ala)-PADRE-J8、式中、「Ac」はアセチル化を表す(配列番号37)。
上記免疫原性剤が、化合物2の構造
Figure 2023510289000005
又は図26の化合物3~11のいずれか1つの構造(配列番号29~37)を有する上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、コロナウイルスのスパイクタンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoV-2スパイクタンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、ACE2-RBD決定的結合アミノ酸残基、S1/S2切断/プライミング部位又はその付近のアミノ酸残基、RBDの受容体結合モチーフにおけるアミノ酸残基、又は受容体結合ドメインのNTDにあるがACE2と直接接触していないアミノ酸残基からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープAIHADQLTPTWRVYSTG(S623~639)(配列番号15)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープSTEIYQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPY(S469~508)(配列番号16)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(S445~483)(配列番号17)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープFLPFQQFGRDIADT(S559~572)(配列番号18)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープSVLYNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNV(S366~395)(配列番号19)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープに共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープ及びTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
いくつかの実施形態では、上記免疫原性剤は、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープ及び少なくとも1つの担体又はリンカー、好ましくはペプチド又はタンパク質に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む。
上記免疫原性剤が、VGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(配列番号17)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記疎水性ペプチドが、ロイシン、バリン、フェニルアラニン、グリシン、プロリン、アラニン、フェニルアラニン-ロイシン-アラニントリペプチド反復残基、又はこれらの任意の組み合わせからなる上記の発明。
上記免疫原性剤が、LLLLLLLLLLVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(化合物(Leu)10-B3;配列番号38)である上記の発明。
上記免疫原性剤が、ユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(配列番号7)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、ユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(化合物(Leu)10-PADRE)(配列番号39)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10ロイシンアミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
化合物(Leu)10-B3(配列番号38)及び(Leu)10-PADRE(配列番号39)が組み合わされて上記免疫原性複合体が形成される上記の発明。
上記免疫原性剤又は免疫原性複合体が、リポソームを含む組成物中で送達される上記の発明。
上記免疫原性剤又は免疫原性複合体が、上記疎水性ペプチドによってリポソームに固定される上記の発明。
上記免疫原性剤又は免疫原性複合体が、リポソーム及びそのリポソームに組み込まれたマンノース標的化部分を含む組成物中で送達される上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、腫瘍抗原若しくはその断片であるか、又はそれを含む上記の発明。
上記腫瘍抗原が、タンパク質、糖タンパク質、炭水化物含有断片、リポタンパク質、又は腫瘍細胞によって発現される他の分子である上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、癌タンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、HPV癌タンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、E7と呼ばれるHPV癌タンパク質に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、CD8+ペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、HPV-16 E7癌タンパク質に由来する8Qm(E744~57、QAEPDRAHYNIVTF;配列番号14)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、8Qm(配列番号14)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ロイシンポリペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、図14b)の化合物Leu-8Qmの構造(LLLLLLLLLLQAEPDRAHYNIVTF;配列番号25)を有する上記の発明。
上記免疫原性剤又は免疫原性複合体が、リポソームを含む組成物中で送達される上記の発明。
上記免疫原性剤又は免疫原性複合体が、上記疎水性ペプチドによってリポソームに固定される上記の発明。
上記免疫原性剤又は免疫原性複合体が、リポソーム及びそのリポソームに組み込まれたマンノース標的化部分を含む組成物中で送達される上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、鉤虫に由来するペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、A291Yと呼ばれるNa-APR-1に由来するネカトール・アメリカヌスペプチドからなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、p3と呼ばれるB細胞エピトープ(TSLIAGPKAQVEAIQKYIGAEL;配列番号12)からなるか、又はそれを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、エピトープp3(配列番号12)及びユニバーサルTヘルパーエピトープP25(配列番号8)に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性10~15アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、エピトープp3(配列番号12)及びユニバーサルTヘルパーエピトープP25(配列番号8)に共有結合又はコンジュゲートされた、好ましくはポリロイシンからなる疎水性10アミノ酸ペプチドを含む上記の発明。
上記免疫原性剤が、少なくとも1つの担体又はリンカー、好ましくは疎水性ペプチドに結合したリシン分岐スペーサ、並びに溶解度を増加させ、エピトープの自己組織化を可能にするためのリシン及びセリンから構築された親水性部分をさらに含む上記の発明。
上記免疫原性剤が図18の化合物3の構造を有する上記の発明。
Figure 2023510289000006
上記免疫原性剤又は免疫原性複合体が、対象への経口投与に適している上記の発明。
上記免疫原性剤が、古典的固相ペプチド合成(SPPS)を使用して合成される上記の発明。
疎水性ペプチド配列との共有結合又はコンジュゲーションの際に、上記親水性抗原分子が、両親媒性特性を有しそれゆえ自己組織化してナノ粒子又は微粒子等の粒子を形成することができる部分/コンジュゲートを形成する上記の発明。
自己組織化がナノ粒子の鎖状凝集体(CLAN)又は微粒子の形成を含む上記の発明。
上記疎水性ペプチドが、αヘリックス及び/又はβシートの形成を誘導することができる上記の発明。
上記担体又はリンカーが、αヘリックス及び/又はβシートの形成を誘導する上記の発明。
上記疎水性ペプチドが、リポソーム膜、又はミセル若しくはナノ粒子等の他の親油性表面への上記免疫原性剤の固定を可能にする上記の発明。
上記疎水性アミノ酸が、好ましくは、以下の、ポリグリシン、ポリプロリン、ポリバリン、ポリアラニン、ポリフェニルアラニン及びポリロイシンからなる群から選択される上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子が、ペプチド、タンパク質若しくは炭水化物、又はその断片又は誘導体を含むか、本質的にそれらからなるか、又はそれらからなる上記の発明。
上記少なくとも1つの抗原分子及び上記疎水性ペプチドが、免疫原性剤の反対側の(対向する両側の)末端に位置する上記の発明。
上記免疫原性剤が複数の抗原分子を含む場合、担体又はリンカーが、連続した、分枝状若しくは樹状の形態又は様式で抗原分子を共に結合又は連結するために利用される上記の発明。
上記組成物がさらに、
リポソーム、ミセル若しくはナノ粒子、又は
リポソーム、ミセル若しくはナノ粒子、及びマンノース標的化部分
を含む上記の発明。
上記動物が、哺乳動物、鳥類、ブタ又はヒトであり、かつ/又は上記方法が、アジュバント若しくは他の一般的な免疫賦活剤の同時投与を必要としない上記の発明。
アミノ酸配列の文脈における「本質的に…からなる(consisting essentially of)」は、列挙されたアミノ酸配列が、N又はC末端におけるさらなる1つ、2つ又は3つのアミノ酸を伴うことを意味する。
文脈と矛盾する場合を除いて、用語「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、及び「含む(comprising)」、又は同様の用語は、要素又は特徴の記載されたリストが、記述された又は列挙された要素のみを含むのではなく、列挙又は記述されていない他の要素又は特徴を含んでもよいように、非排他的な包含を意味することが意図される。
本明細書で使用する場合、不定冠詞「a」及び「an」は、本明細書では、単数若しくは複数の要素若しくは特徴を指すか、又は包含するために使用され、「1つの」若しくは「単一の」要素若しくは特徴を意味又は定義すると解釈されるべきではない。
化合物1~5の模式的構造。ワクチン候補は、3つの一般的な構築ブロックを使用して構築された:B細胞エピトープ(J8;配列番号9);Tヘルパーエピトープ(PADRE;配列番号7);及びポリ疎水性アミノ酸(pHAA)単位(すなわち、(Val)10、(Phe)10、(Leu)10又は(Leu)15)。単独のリシン(Lys)残基を含む分枝状担体も示されている。N末端はアセチル化されている(「Ac」)。 化合物2~5の物理化学的特性評価。ワクチン化合物(a)2、(b)3、(c)4及び(d)5の透過型電子顕微鏡写真(バー200nm)。(e)化合物1~5の円二色性スペクトル。 ワクチン候補2~5による刺激に応答したCD11c樹状細胞(「DC」)及びF4/80マクロファージ上のAPC成熟マーカーMHC-II及びCD40の発現。バーは、CD11c/F4/80及びCD40/CD86/MHC-II二重陽性細胞の平均蛍光強度を表す。(a)CD40発現についての単離CD11c樹状細胞及びF4/80マクロファージの平均蛍光強度(MFI(±SD));(b)MHC-II発現についての単離CD11c樹状細胞及びF4/80マクロファージの平均蛍光強度(MFI(±SD))。統計解析は、二元配置ANOVAとそれに続くPBSと比較したテューキー(Tukey)の多重比較検定を用いて行い、結果を示した(ns、p>0.05;p<0.05;**p<0.01;***p<0.001;****p<0.0001)。 実験マウス(C57BL/6、n=10)は、化合物1~5で(0日目、21日目、28日目及び35日目に)皮下にワクチン接種を受けた。(a)~(c)の各三角形は、個々のマウスを表し、平均J8特異的力価をバーとして表す。(a)血清中のJ8特異的IgGの力価;(b)唾液中のJ8特異的IgAの力価;及び(c)最終免疫化後に採取した唾液中のJ8特異的IgGの力価。(d)GAS株2002の平均オプソニン化パーセンテージ;(e)a D2612;(f)D3840;(g)GC2203;(h)5230;(i)5199。PBS:陰性対照群、リン酸緩衝生理食塩水で免疫したマウス;1/CFA:陽性対照群、CFAで乳化した化合物1。統計解析は、一元配置ANOVAとそれに続くPBSと比較したテューキーの事後検定を用いて行い、結果を示した(ns、p>0.05;、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001)。 C57BL/6マウス(n=10/群)におけるM1 GAS株での鼻腔内抗原接種(抗原投与)後の細菌負荷。細菌負荷の結果は、10匹のマウス/群についての平均CFU±SEMとして表される。(a)鼻排泄物;(b)咽喉スワブ;(c)NALTのコロニー形成;及び(d)脾臓。PBS:陰性対照群、リン酸緩衝生理食塩水で免疫したマウス;1/CFA:陽性対照群、CFAで乳化した化合物1。統計解析は、二元配置ANOVAとそれに続くPBSと比較したテューキーの事後検定を用いて行い、結果を示した(ns、p>0.05;、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001)。 化合物1の(a)MS及び(b)HPLCスペクトル。 化合物2の(a)MS及び(b)HPLCスペクトル。 化合物3の(a)MS及び(b)HPLCスペクトル。 化合物4の(a)MS及び(b)HPLCスペクトル。 化合物5の(a)MS及び(b)HPLCスペクトル。 一次免疫の55日後のマウス尾部の写真。A.CFAアジュバント添加ペプチドエピトープを注射した陽性群からのマウスの尾部;B.ワクチン候補19を注射した群からのマウスの尾部。注射部位の瘢痕(炎症)は、CFA免疫化の55日後でさえ見えた(図4及び図5)。 抗原接種実験から収集した細菌のラテックス凝集試験結果。A、A群レンサ球菌;B、B群レンサ球菌;C、C群レンサ球菌;D、D群レンサ球菌;F、F群レンサ球菌;G、G群レンサ球菌;+、A群レンサ球菌。点在スポット(濃密ではない)の存在により、A群レンサ球菌の存在が確認された。 免疫原性剤の一般化構造。 本研究で使用したワクチン候補の模式図:(a)D-8Q;(b)Leu-8Q;(c)DOPE-PEG3.4K-マンノース;(d)L1;(e)L2;及び(f)L2M。 DOPE-PEG3.4K-マンノース(10)の合成を示すスキーム。 2%酢酸ウラニルで染色した(a)L1、(b)L2、及び(c)L2Mの透過型電子顕微鏡像(バー=200nm)。 インビボ腫瘍処置実験及びCD8+ T細胞活性化。C57BL/6マウス(n=8マウス/群)は、TC-1腫瘍細胞で皮下接種され(0日目)、7日目に異なる免疫原でワクチン接種を受けた。a)生存率がモニターされ、死亡までの時間がカプラン・マイヤー(Kaplan-Meier)生存曲線にプロットされた。腫瘍体積がモニターされ、L2(b)及びL2M(c)で免疫した各個々のマウスについてプロットされた。d)ワクチン接種に対するCD8+ T細胞応答の評価。マウスは、両方の側腹部においてワクチン候補で皮下免疫された。10日後、脾臓が回収され、短いE749~57(RAHYNIVTF;配列番号13)ペプチドに応答したIFN-γ産生がELISPOTによって決定された(n=6マウス/群)。L3群は、ポリロイシンに結合されリポソームに封入されたGASに由来するJ8であった(無関係の対照)。データは2つの独立の実験からプールされ、一元配置ANOVAとそれに続くテューキーの事後多重比較検定を用いて解析された(、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001;****、p<0.0001)。 ワクチンペプチド1(a)、2(b)及び3(c)の模式図。ワクチン候補は、鉤虫由来のNa p3ペプチド(配列番号12)及びTヘルパーP25(配列番号8)(a)、親水性リンカーとしてKKKKSSペプチド(配列番号5)を用いてLCP送達系にコンジュゲートされたNa p3ペプチド(配列番号12)及びTヘルパーP25(配列番号8)(b)、又は類似の親水性リンカー(SKKKK;配列番号6)を伴いポリロイシン送達系にコンジュゲートされたNa p3ペプチド(配列番号12)及びTヘルパーP25(配列番号8)(c)であった。 2%酢酸ウラニルで染色したペプチド2(a)及びペプチド3(b)の透過型電子顕微鏡像。 ELISAを用いて分析された、抗原接種前の血液(48日目)及びN.ブラシリエンシス(N.brasiliensis)での抗原接種の7日後(56日目)からの経口免疫後のp3特異的Na-APR-1及びNbr ESP IgG抗体価。(a)48日目のp3特異的血清IgG力価、(b)48日目のNa-APR-1特異的血清IgG力価、(c)48日目のNbr ESP特異的血清IgG力価、(d)56日目のp3特異的血清IgG力価、(e)56日目のNa-APR-1特異的血清IgG力価、及び(f)56日目のNbr ESP特異的血清IgG力価。尾部出血(抗原接種前)から、又は抗原接種後(安楽死時)に心臓穿刺から血液が採取された。各点は、個々の近交系BALB/cマウス(n=10)を表す。統計解析は、一元配置ANOVAとそれに続くPBSと比較したテューキーの事後検定を用いて行い、結果を示した(ns、p>0.05;、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001、****、p<0.0001)。 ペプチド1、2及び3は、N.ブラシリエンシスでの抗原接種後に寄生生物負荷の非常に有意な減少を誘導する。小腸における虫の数(a)及び結腸から収集された糞便の中の卵の数(b)は、PBSを投与された対照マウスと比較して有意に減少した。卵負荷は、糞便のグラム中の卵の量に基づいて計算した。水平バーは各群の平均を表す。統計解析は、ノンパラメトリックなマンホイットニー(Mann-Whitney)のU検定を用いて行った(、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001;****、p<0.0001)。統計解析は、ペプチド抗原で免疫したマウスをPBS処置マウスと比較した。 コンジュゲーション(14)対混合戦略(7~8)を比較するために使用された、ペプチドエピトープ(1~6)及びpHAA-抗原コンジュゲートの構造。 TEM(バー500nm)によって捕捉された化合物4~6(混合物)、7~9(混合物)並びに個々の化合物7~9及び化合物14の粒子撮像及びモルホロジー(形態)。個々の化合物4~6は多分散ナノ粒子を形成し、これは主にペプチド自体をTEMなしで検出した(DLS)。他方、化合物4~6の混合物は、より大きい多分散性ナノ粒子(120及び700nm)を形成し、TEMからは小さなナノ粒子及びCLANのより明確な組み合わせを伴っていた。化合物7は、DLSからの粒子サイズ(粒径)(320nm)を有する小さなナノ粒子及びCLAN(TEM像)に自己組織化した。同様の粒子サイズが、化合物9についてDLSによって測定された。しかしながら、化合物9のTEM像は、より大きい粒子サイズ(530nm)を有する化合物8と同様の形態を有する化合物7と比較して、わずかに大きく、より目に見える凝集体を有する小さいナノ粒子を示す。化合物7~9の混合物は、DLSによって測定される350nmの凝集体を有するマルチエピトープコンジュゲート(化合物14)よりも600nmのサイズの大きい粒子を形成した。TEM結果は、混合化合物及びマルチエピトープ化合物の生理化学的特性及び形態に関する完全な評価に必要とされる。 ELISAによって分析した、C57BL/6マウスにおける化合物4~6(混合物)+CFA(陽性対照)、2~3(混合物)及び14での免疫化後の最終出血中に存在するJ8特異的血清IgG抗体価、PL1特異的血清IgG抗体価及び88/30特異的血清IgG抗体価。各点は個々のマウスを表し、バーは平均抗原特異的血清IgG抗体価を表す。統計解析は、一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を用いて行った(()P<0.05、(**)P<0.01、(***)P<0.001、(****)P<0.0001)。 分析用RP-HPLC(a)及びESI-MS(b)による精製化合物1~14の分析。これらの化合物は、R5分から30分までの溶媒B濃度勾配25~45%(1~3及び10~11)、30~50%(4~6)、55~75%(7~9)、及び70~90%(13)を用いる分取RP-HPLCを用いて精製した。分析用RP-HPLCグラフは、単一ピークとして純粋な化合物を示す。これらのピークからの質量は、ESI-MSにおいて所望の化合物にマッチした。 図25(1)の続きである。 図25(1)及び図25(2)の続きである。 (a)ペプチドエピトープ;(b)異なるエピトープ配置を有するワクチン構築物;及び(c)異なるpHAA配列の構造。 TEMによって捕捉された化合物2~8及び10~11の粒子像(バー200nm;2%ホスホタングステン酸からの陰性染色が暗い領域として見える)。 ELISAによって決定された、化合物1+CFA及び2~4での免疫化後のC57BL/6マウス(n=5)におけるJ8特異的血清IgG抗体価。各点は個々のマウスを表し、バーは平均抗原特異的血清IgG抗体価を表す。統計解析は、一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を用いて行った(()p<0.05、(**)p<0.01、(***)p<0.001、(****)p<0.0001)。 C57BL/6マウス(n=5)におけるPBS(陰性対照)、化合物1、1+CFA、1+ミョウバン、1+MF59、1+ASO4(アジュバント添加対照)及び5~11の皮下注射後の免疫応答。(a)ELISAによって分析したJ8特異的血清IgG抗体価及び(b)J8特異的唾液IgG抗体価。各点は個々のマウスを表し、バーは平均抗原特異的IgG抗体価を表す。統計解析は、一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を用いて行った(()p<0.05、(**)p<0.01、(***)p<0.001、(****)p<0.0001)。(c)pHAAコンジュゲート5~11及び対照によるC57BL/6マウス(n=5)の一次免疫後49日目に採取された血清による異なるGAS株(D3840及びGC2203)の平均オプソニン化パーセンテージ。 分析用RP-HPLC(a)及びESI-MS(b)による精製化合物1~11の分析。これらの化合物は、R5分から30分までの溶媒B濃度勾配25~45%(1)、35~55%(9及び11)、40~60%(7~8)、65~85%(2~5)、並びに80~100%(6及び10)を用いる分取RP-HPLCを使用して、C18(1)、C4(2~9)又はC8(11)カラムを用いて精製した。分析用RP-HPLCグラフは、単一ピークとして純粋な化合物を示す。これらのピークからの質量は、ESI-MSにおいて所望の化合物にマッチした。 図30(1)の続きである。 化合物1~11の強度(上)及び数(下)による粒子サイズのDLSスペクトル。 図31(1)の続きである。 化合物1及び5~11の二次構造、並びにそれらのαヘリックス、β鎖及びランダムコイル含有率の分析。 ELISAによって分析された、C57BL/6マウス(n=5)におけるPBS、化合物1(陰性対照)、1+CFA、1+ミョウバン、1+MF59、1+ASO4(アジュバント添加対照)及び5~11の皮下注射後のp145特異的血清IgG抗体価。各点は個々のマウスを表し、バーは平均抗原特異的血清IgG抗体価を表す。統計解析は、一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を用いて行った(()p<0.05、(**)p<0.01、(***)p<0.001、(****)p<0.0001)。 免疫応答の特異性。PBS、PADRE-88/30+CFA及び5でワクチン接種を受けたマウス(n=5)からの血清(1:200希釈)が、(Leu)15-PADRE-88/30でコーティングしたELISAプレート上で使用された。コンジュゲート5は、PADRE及びポリロイシンに対する抗体産生を誘導しなかった。各点は個々のマウスを表し、バーは平均抗原特異的血清IgG抗体光学密度を表す。統計解析は、一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を用いて行った(****;p<0.0001)。 免疫、血清及び唾液採取日が記入された皮下免疫スケジュール。 OD450値として提示された、RBD、又はCFAでアジュバント添加されたエピトープによるBALB/cマウスの単回皮下免疫後の抗RBD IgG応答。免疫化した群はPBSと比較され、統計解析は、一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を用いて行った;** p<0.01、**** p<0.0001。 A)B3免疫マウス血清の存在下、B)RBD免疫マウス血清の存在下でのRBD/ACE2結合阻害アッセイ、及びC)様々な血清希釈における平均群阻害パーセント。血清は、4倍希釈から開始して連続希釈された。 OD450値として提示された、CFA又はMF59でアジュバント添加されたRBD又はB3並びにワクチン候補L1及びL2による3回の皮下免疫後の抗RBD IgG応答。統計解析は、一元配置分散分析及びテューキーの多重比較検定を用いて行った;**** p<0.0001。 A)CFA+RBD、B)B3+PADRE+MF59、C)L1、D)L2、及びE)PBSの存在下でのRBD/ACE2結合阻害アッセイ。血清は、10倍希釈から開始して連続希釈された。 分析用RP-HPLC(a)及びESI-MS(b)による精製化合物(Leu)10-B3の分析。分析用RP-HPLCグラフは、単一ピークとして純粋な化合物を示す。 分析用RP-HPLC(a)及びESI-MS(b)による精製化合物(LEU)10-PADREの分析。分析用RP-HPLCグラフは、単一ピークとして純粋な化合物を示す。
Figure 2023510289000007
Figure 2023510289000008
Figure 2023510289000009
Figure 2023510289000010
当該免疫原性剤の任意の又はすべてのN末端は、アセチル化されていてもよいしアセチル化されていなくてもよい。当該免疫原性剤の任意の又はすべてのC末端は、アミド化に供されてもよく供されなくてもよい。配列表の配列は、修飾末端及び非修飾末端の両方を表すことができる。
本発明が完全に理解され、実用的な効果へつなげられうるように、以下の非限定的な実施例が参照される。
実施例1
ワクチンは、感染性疾患と戦うための最も強力なツールの1つである。全病原体及びタンパク質ベースのワクチンは、病原体に対する非常に効率的な防御を提供することができるが、それらは必ずしも完全に安全であるとは限らず、望ましくない免疫応答を誘導する可能性がある。このような場合、選択されたエピトープに対する非常に特異的な免疫応答のみを誘導するように設計されたペプチドベース及びタンパク質ベースのワクチンは、天然の代替物である[1、2]。例えば、臨床試験に入ったA群レンサ球菌(GAS)に対する最近のワクチンはすべて、GAS主要病原因子であるMタンパク質に由来するペプチドに基づくが、タンパク質自体には基づかない[3]。GASは、様々な軽度感染の原因であり、またリウマチ熱(RF)及びリウマチ性心疾患(RHD)等の生命を脅かす自己免疫疾患の原因であり[4]、これらの自己免疫疾患は、世界中で年間140万人々を死に至らしめると推定されている[5]。Mタンパク質は、これらの自己免疫応答の誘発に関与する主要な抗原であると予想される[6]。これにもかかわらず、安全であり、膨大な数のGAS血清型の間で保存されているMタンパク質ベースのペプチド抗原を特定することが可能である[7]。このような抗原は、何らかの免疫応答を誘導するために、アジュバント及び/又は適切な送達系と同時投与される必要がある。しかしながら、ペプチドエピトープに対する免疫応答を刺激することができる安全かつ高効率のアジュバントの選択は限られている[8]。一般に、ミョウバンは、市販のワクチンの製剤に広く使用される唯一のアジュバントであるが、少数の他のアジュバントが、特定のワクチン製剤についてのみ承認されている。しかしながら、ミョウバンは、ペプチドに対する強力な免疫応答を刺激するにはアジュバントとして弱すぎる[9]。免疫系によるペプチド抗原認識の誘発に有効な「至適基準(ゴールドスタンダード)」の完全フロイントアジュバント(CFA)等の強力なアジュバントは、しばしば毒性であり、化学的にあまり明確ではない細菌又は毒素の断片を含有することが多い[10]。それゆえ、とりわけ、弱い免疫原性抗原のための新規アジュバントの開発がまだ満たされていない臨床的必要性であることは明らかである[11]。
疎水性樹状ポリ(アクリル酸tert-ブチル)は、GAS由来のペプチドエピトープを含む様々なペプチドエピトープにコンジュゲートされて、コンジュゲートを自己組織化させ粒子を形成している[12]。生成された粒子は、有害作用の徴候なしに、組み込まれたペプチド抗原に対する強力な体液性及び細胞性の免疫応答を誘導した[12、13、14、15、16]。しかしながら、生分解性の欠如、明確ではない立体化学及び再現性は、そのようなアジュバント/ワクチン組成物において深刻な制限であり、これは、商業的適用の成功の可能性を制限する。
本実施例では、本発明者らは、天然疎水性アミノ酸から構築した完全に明確な生分解性ポリマーに基づく強力なペプチドベースのワクチン送達系を設計した。
材料及び方法
試薬、細胞及び機器。すべての化学物質は、いかなる精製もなしに、入手したままで使用した。ブチルオキシカルボニル(Boc)保護L-アミノ酸は、Novabiochem(ノババイオケム)(Merck Chemicals(メルク・ケミカルズ)(ドイツ、ダルムシュタット))及びMimotopes(ミモトープス)(オーストラリア、メルボルン)から購入した。メタノール、トリフルオロ酢酸(TFA)、N,N’-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトニトリル、及びジクロロメタン(DCM)はMerck(メルク)(ドイツ、ホーエンブルン(Hohenbrunn))から購入した。4-メチルベンズヒドリルアミン(pMBHA)樹脂は、Peptides International(ペプチド・インターナショナル)(米国、ケンタッキー州)から購入した。2-(7-アザ-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-1,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩(HATU)はMimotopes(オーストラリア、メルボルン)から購入した。p-クレゾールはMerck Millipore(メルクミリポア)(オーストラリア、ベイズウォーター(Bayswater))から得た。ヤギ抗マウスIgG(H+L)-HRP(IgG-HRP)コンジュゲートはMillipore(ミリポア)(米国、カリフォルニア州、テメクラ(Temecula))から入手し、ヤギ抗マウスIgAはInvivogen(インビボジェン)(米国、サンディエゴ)から入手し、分析グレードのTween20、(トリス-ヒドロキシメチル)アミノメタン及びグリシンは、VWR International(ブイダブリューアール・インターナショナル)(オーストラリア、クイーンズランド州(Queensland))から入手した。フェノールを含まないIMDM Glutamax培地は、Gibco(ギブコ)(米国、カリフォルニア州)から購入した。Streptex(商標) Latex Agglutination Testキット及びフッ化フェニルメチルスルホニル(PMSF)は、Thermo Scientific(サーモサイエンティフィック)(オーストラリア、ビクトリア州)から購入した。PE/CY7抗マウスCD11CはeBioscience(イーバイオサイエンス)(米国、カリフォルニア州)から購入し、BV421抗マウスMHC-II、FITC抗マウスCD40及びBV605抗マウスF4/80はBioLegend(バイオレジェンド)(米国、カリフォルニア州)から購入した。FcブロックはeBioscience(米国、カリフォルニア州)から得た。酵母エキスはMerck Chemicals(ドイツ、ダルムシュタット)から購入した。トッド・ヒューイット(Todd-Hewitt)ブロス(THB)はOxoid(オクソイド)(Thermo Fisher Scientific(サーモフィッシャーサイエンティフィック)、オーストラリア、南オーストラリア州)から購入し、ウマ血液はSerum australis(セラム・オーストラリス)から得た。C57BL/6マウスは、Animal Resources Centre(動物資源センター)(オーストラリア、西オーストラリア州)から購入した。GAS鼻腔内抗原接種で使用したGAS株5448APは、Mark Walker(マーク・ウォーカー)教授の研究室から入手した。GAS株ACM-2002は、Royal Brisbane hospital(ロイヤル・ブリスベン病院)(ヒト膿瘍-リンパ腺)から、ACM-5199(ATCC 12344、NCIB 11841、猩紅熱)、ACM-5203(ATCC 19615、子供の咽頭、続いて咽頭痛)、GC2203(創傷スワブ)、D3840(鼻咽頭スワブ)及びD2612(鼻咽頭スワブ)も得た。すべての他の化学物質は、Sigma-Aldrich(シグマ・アルドリッチ)(オーストラリア、ビクトリア州)から購入した。
分析用RP-HPLCは、島津製作所(日本、京都)の装置で、1mL/分の流量で行い、214nmで化合物を検出した。分取RP-HPLCは、直線勾配モードで島津製作所(日本、京都)の装置(LC-20AT、SIL-10A、CBM-20A、SPD-20AV、FRC-10A又はLC-20AP×2、CBM-20A、SPD-20A、FRC-10Aのいずれか)を用いて達成した。流量は10mL/分又は20mL/分であり、化合物は230nmで検出した。分離は、溶媒A(100%HO及び0.1%TFA)と溶媒B(90%アセトニトリル、10%HO及び0.1%TFA)とを用いて、Vydac 214TP1022分取カラム(C4、10μm、22mm×250mm)上で達成した。Analyst 1.4ソフトウェア(Applied Biosystems(アプライド・バイオシステムズ)/MDS Sciex(エムディーエス・サイエックス)、カナダ、トロント)を備えたPerkin-Elmer-Sciex(パーキンエルマー・サイエックス) API3000装置をエレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI-MS)に使用した。粒子サイズ及び形態は、Nanosizer(Zetasizer Nano Series ZS、Malvern Instruments(マルバーン・インスツルメンツ)、英国)を用いて、Dispersion Technology Software(Malvern Instruments、英国)を用いて使い捨てキャピラリーキュベットでDLSにより、及びJEM-1010顕微鏡(日本電子、日本)を用いてTEMにより分析した。化合物1~5の二次構造は、1mmセル(Starna(スターナ))を備えた円形二色性(CD)装置(JASCO J710分光偏光計、日本分光、日本)によって室温で分析した。細胞傷害性分析における各ウェルの吸光度は、Bio-Tek Instruments Inc.(バイオ・テク・インスツルメンツ)(バーモント州、ウィヌースキ(Winooski))製のPowerWave XS Microplate Readerを用いて580nmで測定した。LSR IIフローサイトメトリー装置(LSR IIフローサイトメーター、BD Biosciences(ビーディー・バイオサイエンシーズ)、米国、カリフォルニア州)をAPC成熟研究に適用した。RS-VA 10ボルテックスミキサー(Phoenix Instrument(フェニックス・インスツルメント)、ドイツ)をワクチン接種溶液の調製に使用した。ELISAプレートは、Victor3 1420マルチラベルカウンター(Perkin Elmer Life and Analytical Sciences(パーキンエルマー・ライフアンドアナリティカルサイエンシーズ)、米国、シェルトン(Shelton))で分析した。
pHAA-ペプチドコンジュゲートの合成及び精製。マイクロ波支援標準Boc固相ペプチド合成(SPPS)法[17]によってペプチド1~5(図1)を合成した。簡潔に述べると、Boc基の脱保護をニートTFAで2回(1×2分及び1×3分)行い、アミノ酸の二重カップリングを適用した(1×5分及び1×10分、20W、70℃)。アミノ酸は、DIPEA及びHATUによって活性化した。ペプチドを、スカベンジャーとしてp-クレゾールを添加して無水フッ化水素(HF)により切断した。化合物1~5をRP-HPLCによって精製した。
化合物1。収率:34%。分子量:4823.63。ESI-MS[M+3H]3+ m/z 1608.6(計算値1608.9)、[M+4H]4+ m/z 1206.8(計算値1206.9)、[M+5H]5+ m/z 965.8(計算値965.7)、[M+6H]6+ m/z 804.9(計算値804.9)、[M+7H]7+ m/z 690.1(計算値690.1)、[M+8H]8+ m/z 603.9(計算値604.0)、[M+9H]9+ m/z 537.0(計算値537.0)。t=19.1分(0~100%溶媒B;C4カラム)、純度≧99%。
化合物2。収率:23%。分子量:5814.96。ESI-MS[M+3H]3+ m/z 1938.6(計算値1939.3)、[M+4H]4+ m/z 1455.0(計算値1454.7)、[M+5H]5+ m/z 1164.0(計算値1164.0)、[M+6H]6+ m/z 969.9(計算値970.1)、[M+7H]7+ m/z 831.5(計算値831.7)、[M+8H]8+ m/z 728.0(計算値727.9)。t=24.1分(0~100%溶媒B;C4カラム)、純度≧99%。
化合物3。収率:28%。分子量:6295.40。ESI-MS[M+4H]4+ m/z 1574.7(計算値1574.9)、[M+5H]5+ m/z 1260.0(計算値1260.0)、[M+6H]6+ m/z 1050.3(計算値1050.2)、[M+7H]7+ m/z 900.4(計算値900.3)、[M+8H]8+ m/z 788.0(計算値787.9)、[M+9H]9+ m/z 700.7(計算値700.5)。t=24.5分(0~100%溶媒B;C4カラム)、純度≧99%。
化合物4。収率:28%。分子量:5955.23。ESI-MS[M+3H]3+ m/z 1985.2(計算値1986.1)、[M+4H]4+ m/z 1489.6(計算値1489.8)、[M+5H]5+ m/z 1192.0(計算値1192.0)、[M+6H]6+ m/z 993.5(計算値993.5)、[M+7H]7+ m/z 851.8(計算値851.7)、[M+8H]8+ m/z 745.4(計算値745.4)。t=25.6分(0~100%溶媒B;C4カラム)、純度≧99%。
化合物5。収率:26%。分子量:6521.03。ESI-MS[M+4H]4+ m/z 1631.8(計算値1631.3)、[M+5H]5+ m/z 1305.6(計算値1305.2)、[M+6H]6+ m/z 1088.0(計算値1087.8)、[M+7H]7+ m/z 932.9(計算値932.6)、[M+8H]8+ m/z 816.3(計算値816.1)、[M+9H]9+ m/z 725.6(計算値725.6)。t=30.9分(0~100%溶媒B;C4カラム)、純度≧99%。
粒子サイズ測定。化合物2~5をPBS中で自己組織化させて0.5mg/mL溶液を調製した。次いで、生成したナノ構造体の平均粒子サイズ(nm)を25℃でDLSにより測定した。非侵襲的後方散乱法を用いてサイズを分析し、173°の散乱角で測定を行った。相関時間は、実行あたり10秒に基づき、1回の測定あたり少なくとも10回の連続実行を行った。各測定を5回繰り返した。同じ化合物溶液をTEMによっても分析した。
二次構造分析。化合物1~5(PBS中0.1mg/mL)の二次構造をCDによって分析した。スペクトルを以下のパラメータで試験した:5nmの帯域幅;走査速度50nm/分;応答時間2秒;及び窒素雰囲気中、波長範囲195~260nmにわたって1nm間隔。報告するデータは6回の累積の平均である。平均残基モル楕円率(deg.cm.dmol-1)を、式[θ]=mdeg/(l×c×n)1000を用いて計算した。式中、lは光路長(0.1cm)であり、cはペプチド濃度(mM)であり、nはペプチド中の残基の数である。
倫理上の記述。使用したすべての動物プロトコルは、Griffith University Animal Ethics Committee(グリフィス大学動物実験委員会)、GU整理番号:GLY/07/14によって承認された。この研究は、NHMRC of Australia guidelines for generating,breeding,caring for and using genetically modified and cloned animals for scientific purposes(科学的目的のために遺伝子改変及びクローン化動物を作製、育種、ケア及び使用することについてのオーストラリアNHMRCガイドライン)(2007)に従って実施した。訓練を受けた動物ケアスタッフによってマウスを毎日観察し、マウスに対する疼痛及び苦痛を最小限に抑えるための方法を選択した。マウスは、CO吸入チャンバーを用いて殺処分した。
細胞傷害性結果研究。3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)細胞傷害性アッセイを、SW620及びHEK293接着細胞株を用いて行った。SW620及びHEK293を、10%ウシ胎仔血清、2mM L-グルタミン、100単位/mLペニシリン及び100μg/mLストレプトマイシンを補充したフラスコ中で、接着単層として、5%COを供給した加湿37℃インキュベーター中で、それぞれRPMI-1640培地及びダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中で培養した。次いで、細胞をトリプシンで回収し、この2つの細胞株について2,000細胞/ウェルで96ウェルマイクロタイターアッセイプレートに分注し、5%COで37℃で18時間インキュベートした(細胞を付着させた)。化合物2~5をPBS中の5%DMSO(v/v)に溶解し、アリコート(10μL)を10nM~30μMの範囲の一連の最終濃度にわたって試験した。対照ウェルを5%DMSO水溶液で処理した。5%COと共に37℃で68時間インキュベートした後、PBS中のMTT(5mg/mL)のアリコート(10μL)を各ウェルに添加し(0.5mg/mLの最終濃度)、マイクロタイタープレートを5%COと共に37℃でさらに4時間インキュベートした。この最終インキュベーション後、培地を吸引し、沈殿したホルマザン結晶をDMSO(100μL/ウェル)に溶解した。次いで、各ウェルの吸光度を測定した。ビンブラスチンを陽性対照(HO中20mg/mL)として使用した。すべての実験は2回行った。GraphPad Prism(登録商標) 7ソフトウェア(GraphPad Software,Inc.(グラフパッド・ソフトウェア)、米国、カリフォルニア州)を使用して、最大半量阻害濃度(50%阻害濃度、IC50)値を計算した。
抗原提示細胞成熟研究。脾臓を物理的に破壊し、破壊した脾臓をステンレス鋼メッシュに通すことによって、単細胞脾臓懸濁液をナイーブスイスマウスから回収した。赤血球溶解緩衝液を使用して赤血球を溶解した。次いで、96ウェルプレートに、10%ウシ胎仔血清、50mM 2-メルカプトエタノール、100U/mLペニシリン及び100mg/mLストレプトマイシンを補充したフェノールフリーIMDM Glutamax培地中の2×10細胞/ウェルを充填した。プレートの各ウェルについて、10μMの化合物2~5を添加し、プレートを37℃で6時間インキュベートした。ウェルに接着した細胞をまず掻き取り、次いでFc-ブロックを添加した。この後、プレートをインキュベーターに4℃で30分間入れた。細胞を遠心分離し、CD11c、F4/80、CD40、CD80及びMHC-II抗体を含有する緩衝液に4℃で30分間再懸濁した。インキュベーション後、プレートを遠心分離し、再度洗浄した。次いで、この細胞を0.5mLのFACS緩衝液(PBS、0.02%アジ化ナトリウム、0.5%BSA)に再懸濁した。CD11C又はF4/80細胞並びに活性化マーカーCD40、CD80及びMHC-IIについての蛍光陽性パーセンテージ及び平均蛍光強度の両方を使用して、樹状細胞又はマクロファージの成熟を特定した。
ワクチン接種及び細菌感染。C57BL/6雌マウスは、一次免疫、並びに0日目、21日目、28日目及び35日目に化合物2~5による3回の追加免疫を受けた。化合物2~5/PBS溶液及び化合物1/CFAエマルションを、各免疫化の前に新たに調製した。化合物2~5をPBSに直接溶解し、次いで2分間ボルテックスした。各群のマウス(10匹のマウス/群)を、50~100μLのPBS中の150μgの化合物で尾の基部で皮下免疫した。
すべての免疫化マウス及び対照マウスに、一次免疫後61日目に所定用量でGAS株M1を鼻腔内で抗原接種した。マウスをGAS細菌で抗原接種した後1~3日目に咽喉スワブを得た。2%脱線維化ウマ血液を含有するコロンビア(Columbia)ベース寒天プレートをまず調製した。すべての咽頭スワブをこれらのプレート上に画線し、37℃でインキュベートした。プレートを、後のGASコロニー形成の決定のために4℃の冷却室に保存した。抗原接種後1~3日目に、調製したコロンビア血液寒天(CBA)プレートの表面に各マウスの鼻孔を10回(3連のCBAプレート/マウス/日)押し付けることによって鼻排泄物を決定し、吐き出した粒子を画線した。抗原接種後2日目及び3日目に、各群の5匹のマウスを犠牲にして、鼻腔関連リンパ組織(NALT)及び脾臓試料を採取した。NALT及び脾臓試料を最初にPBS中でホモジナイズし、次いで、細菌負荷を評価するために、2%脱線維化ウマ血液を含有するコロンビアベース寒天プレート上に連続希釈でプレーティングした。
酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)による抗体価の評価。各免疫化後に免疫化C57BL/6マウスから採取したマウス血清/唾液中のJ8特異的IgG及びマウス唾液中のJ8特異的IgAをELISAにより測定した。ポリカーボネートプレートをJ8ペプチド(pH9.6、炭酸塩コーティング緩衝液中0.5mg/mL)で100μL/ウェル量でコーティングし、4℃で一晩インキュベートした。次いで、プレートをPBS-Tween20緩衝液で5回洗浄した後、150μLの5%脱脂乳PBS-Tween20を添加した。37℃で2時間インキュベートした後、プレートを再度洗浄した。血清試料(200μLの1:100希釈)又は唾液試料(100μLの1:2希釈)をプレートに加え、続いて0.5%脱脂乳PBS-Tween20緩衝液中でプレートを段階希釈した。次いで、すべてのプレートを37℃のインキュベーター中で1.5時間インキュベートした。プレートを5回洗浄し、100μL/ウェルの1:3000希釈ペルオキシダーゼコンジュゲートヤギ抗マウスIgG(0.5%脱脂乳PBS-Tween20中)又は50μL/ウェルの1:1000希釈ヤギ抗マウスIgA(0.5%脱脂乳PBS-Tween20中)を添加し、プレートを37℃で1.5時間インキュベートした。インキュベーション後、プレートを再度洗浄し、100μL/ウェルのOPD基質を添加した。プレートを暗所で室温にて30分間インキュベートした後、染色したJ8特異的IgG又はIgAのλ450nmにおける吸光度を測定した。
殺菌性評価。免疫したマウスから採取した血清を用いてオプソニン化アッセイを実施して、殺菌効力を評価した。以下の臨床分離株を調べた:ACM-2002、ACM-5199、ACM-5203、GC2203、D3840、D2612。細菌をまず調製し、5%酵母エキス寒天プレートを補充したTHB上に画線した。次いで、プレートを37℃のインキュベーターに24時間置いた。この後、細菌から得られた1つの単一コロニーを5%酵母エキスを補充したTHB(5mL)に移し、次いでプレートを37℃で24時間インキュベートした。細菌が約4.6×106cc/mlに複製すると、培養物をPBS中で10-2に連続希釈し、アリコート(10μL)を、免疫したマウスから一次免疫後49日目に採取した熱不活化試験血清(10μL)及びウマの血液(80μL)と混合した。この不活化血清は、50℃の水浴中で30分間加熱することによって調製した。96ウェルプレート中、37℃で3時間、血清の存在下で細菌インキュベーションを行った。次いで、5%酵母エキス及び5%ウマ血液を補充したトッド・ヒューイット寒天プレート上に10μLの培養材料を播種した。プレートを37℃で24時間インキュベートした。細菌生存率を、インキュベートしたトッド・ヒューイット寒天プレートから計数したコロニー形成単位(CFU)に基づいて分析した。このアッセイは、3つの独立した培養物から3連で行った。
統計解析。GraphPad Prism(登録商標) 7ソフトウェアをすべての統計解析に使用した。APC成熟の結果について、平均蛍光強度を記録した。GraphPad Prism(登録商標) 7ソフトウェア(GraphPad Software,Inc.、米国、カリフォルニア州)を用いた統計解析中に、二元配置ANOVAとそれに続くテューキーの多重比較検定を適用し、p<0.05を統計的に有意であるとみなした。J8特異的IgG又はIgAの力価は、陰性対照ウェル(PBSで免疫したマウス由来の血清でコーティングしたウェル)の平均吸光度を上回る>3SDの吸光度を提供する最低希釈として記載した。一元配置ANOVAとそれに続くテューキーの事後検定を抗体価統計解析に適用し、p<0.05を統計的に有意であるとみなした。抗体(抗ペプチド)血清のオプソニン活性(平均CFUの減少%)は、[1-(抗ペプチド血清の存在下でのCFU)/(PBSの存在下での平均CFU)]×100として計算した。二元配置分散分析とそれに続くテューキーの事後検定をオプソニン化統計解析に適用し、p<0.05を統計的に有意であるとみなした。CFUの細菌感染抗原接種評価を記録し、二元配置ANOVAによって分析し、続いてテューキーの事後検定を適用し、p<0.05を統計的に有意であるとみなした。
結果
pHAA-ペプチドコンジュゲートの合成。B細胞エピトープJ8及びTヘルパーPADREを、標準的なBoc-SPPS法[17]を使用して、スペーサ及びpHAAの結合のための分岐部分としてのリシンを用いて樹脂上にコンジュゲートさせて、ペプチド1を生成した(図1)。ペプチド1を10単位のバリン、10単位のフェニルアラニン、10単位のロイシン、又は15単位のロイシンで修飾して、それぞれ化合物2、3、4、5を得た。すべての化合物をそれらのN末端でアセチル化した。15個のロイシンを有する化合物5は成功裏に生成されたが、水に溶解すると1.5mg/mLを超える濃度で沈殿した。
pHAA-ペプチドナノ粒子の自己組織化及び特性評価。親水性ペプチドエピトープ1は、疎水性pHAA配列とコンジュゲートすると、両親媒性特性を有し、それゆえ自己組織化して粒子を形成することができるコンジュゲートを形成する。従って、化合物(2~5)は、動的光散乱法(DLS)及び透過型電子顕微鏡法(TEM)によって調べたところ、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中で自己組織化した。すべての化合物は、DLS(表1及び図6)及びTEM(図2a~d)によれば、小さいナノ粒子(10~30nm)と大きい凝集体との混合物に自己組織化し、高い多分散指数を有していた。TEM像では、とりわけ化合物5(図示せず)について、明確なナノ粒子並びにナノ粒子の鎖状凝集体(CLAN)が明確に見える(図2a)。
Figure 2023510289000011
コンジュゲート2~5の細胞傷害性。本明細書で提案されるように、ワクチン送達系/アジュバントは、天然アミノ酸に完全に基づいて構築され、本発明者らは、pHAAコンジュゲートのいかなる毒性も予想しなかった。実際に、すべての化合物は、30μMまでの濃度でSW620(ヒト結腸癌)及びHEK293(ヒト胎児由来腎臓細胞株)に対して何らの細胞傷害性も示さなかった。
樹状細胞(DC)及びマクロファージを成熟させるコンジュゲートの能力。APC(マウス脾細胞由来のCD11c+ DC及びF4/80+マクロファージ)の成熟を、2~5による処置に続くインビトロでのMHC-II及びCD40共刺激分子の発現の分析により決定した(図3)。すべてのコンジュゲートは、陰性対照と比較してMHC-IIのより高い発現を誘導したが、化合物5のみが、DC及びマクロファージの両方においてCD40の有意により高い発現を誘導した(それぞれp=0.011及び0.0027)。
化合物2~5によって誘導される全身及び粘膜の免疫応答。C57BL/6雌マウスは、尾の基部の皮下免疫、並びに0日目、21日目、28日目及び35日目に化合物2~5による3回の追加免疫を受けた。すべての化合物は、最終免疫化後に有意なレベルのJ8特異的IgG力価を誘発した(図4a)。化合物5は、フロイントアジュバント(CFA)で乳化した1を含む他のすべての化合物よりも有意に強い応答を誘導した(p=0.0219)。
皮下免疫化時に粘膜免疫応答を誘導する化合物1~5の能力も調べた。コンジュゲート2及び5並びにCFAで乳化したペプチド1は、マウスにおいてJ8特異的IgAの産生を誘導することができた(図4b)。IgA力価は比較的低かったが、PBSで処置したマウスで観察されたものよりも有意に高かった。同様に、コンジュゲートによる免疫によって誘導された唾液のIgG力価(図4c)は、陽性対照群(1/CFA)のものよりも有意に高い(p<0.0001)唾液IgG産生を誘導する化合物5を除いて、非常に低かった(2)か、低かった(3、4)か、又は同程度であった(1/CFA)。
産生された抗体の質を、種々のGAS臨床分離株に対するオプソニン化アッセイにおいて試験した(図4d~i)。ロイシンベースのpHAA単位を有する化合物(4及び5)並びに1/CFAで免疫したマウスから採取した血清は、PBSで処置したマウス由来の血清と比較して、すべてのGAS株の高レベルのオプソニン化を誘導した。とりわけ、化合物5で免疫したマウスから採取した血清は、ほとんどの場合、1/CFA(図4i)を含む他の群(図4d~i)より有意に良好な細菌死滅能力を示した。化合物4は、5よりも効力が低かったとはいうものの、2及び3よりも良好なオプソニン応答を生成した。
M1 GAS細菌による免疫後鼻腔内抗原接種。鼻腔内細菌接種後に、細菌のレベルを、鼻排泄物、咽喉スワブ、鼻腔関連リンパ組織(NALT;ヒト扁桃腺に対するマウスの機能的ホモログ)[24]及び脾臓において評価した(図5)。1日目、2日目及び3日目に10匹のマウス群を用いて鼻排泄物及び咽喉スワブの両方を分析した。両方の粘膜領域において、化合物5は、GAS細菌のクリアランスにおいて最も高い有効性を示し、GAS細菌は、3日目にこのコンジュゲートで免疫したマウスにおいて実際には検出可能ではなかった(図5a、b)。これらの器官の両方において、粘膜領域表面と同様に、5は、CFAアジュバント添加ペプチド1を含む任意の他の化合物よりも3日目に細菌負荷の最も強い低減を誘導した。
考察
アジュバントは、現代のワクチンにおいて重要な役割を果たす[11]。いくつかの安全性の懸念にもかかわらず、多くの現在利用可能なアジュバントは完全には明確ではなく、脂質、多糖類、ポリマー及び様々な微生物成分の混合物を含む可能性がある。従って、保有する抗原に対する免疫応答の刺激を助けることができる化学的に明確な単一化合物は、既存のアジュバントよりも有益であろう。ナノ粒子は有望な自己アジュバント特性を有することが公知であるので[25]、自己組織化する両親媒性物質がペプチドワクチン送達においてしばしば使用される[26、27]。本明細書において、本発明者らは、抗原へのコンジュゲーション時にナノ粒子の形成を刺激するpHAAを含むユニバーサルペプチドベースのプラットフォームを提案する。pHAA単位の特性(例えば、水溶性及び立体構造等)は、その長さ及びアミノ酸組成を変更することによって容易に改変することができる。本発明者らは、3種の疎水性アミノ酸(バリン、フェニルアラニン及びロイシン)を選択して、ペプチドエピトープにコンジュゲートした場合にそれらのポリマー配置がナノ粒子に自己組織化できるかどうかを調べた。ユニバーサルTヘルパーエピトープPADREにコンジュゲートしたGAS B細胞エピトープJ8(1)をワクチン抗原として選択し、10コピー又は15コピーのHAAで修飾した(図1)。上述の長さを有するpHAAは、水性条件下でコンジュゲートの凝集を誘導することが予想された。フェニルアラニン及びバリンの15リピートを有する化合物は水溶性が低く、それゆえさらなる研究から除外した。15個のロイシンを有する化合物は、1.5mg/mLより高い濃度で沈殿したが、免疫学的評価には依然として実用的であった。このように、ペプチド抗原を送達するために使用することができるpHAA配列の最大長は、本質的に化合物の水溶性によって制限された。他の化合物2~5は容易に水溶性であった。しかしながら、それらは、高度に疎水性のpHAA単位及び親水性ペプチド抗原(1)の存在に起因して両親媒性特性を有するので、水性条件下で迅速に自己組織化した。化合物2~5はすべて、小さなナノ粒子及びナノ粒子の鎖状凝集体(CLAN)を形成した。同様の凝集体は無機ナノ粒子について以前に報告された[28、29]。すべての化合物の凝集能は、疎水性の性質に起因してCLANを形成する傾向がより高い化合物5を除いて、ほぼ同様であった(図2a~d、表1、図7)。興味深いことに、この同じ化合物は、最も異なる二次構造を採っていた。古典的な二重最小(double-minimum)αヘリックスCDスペクトルが5について観察されたが、そのより短い類似体4及びペプチド抗原1のスペクトルは、ランダムコイルに向かう螺旋曲線のシフトを示した(図2e)。対照的に、化合物2及び3は、βシートを形成する傾向を示した。J8エピトープに対して誘導される抗体は、親螺旋Mタンパク質を認識する必要があり、従って、ワクチンの立体構造特性は、その抗菌効力において重要な役割を有する。実際、5による免疫化後、マウスによって生成された抗体は、インビトロでGAS臨床分離株をオプソニン化する最も強い能力を示した(図4)。同時に、βシートリッチの化合物2及び3は、GAS細菌を死滅させることができなかった非防御抗体の産生を誘導するようであった。化合物5はまた、M1 GAS抗原接種実験においてマウスを保護する優れた能力を示した(図5)。GAS細菌のクリアランスは、4で免疫されたマウスでは観察されず、これは、オプソニン能力だけでなく、抗体の量が防御において重要な役割を果たすことを示唆した。化合物5は、他の化合物よりも有意に高いJ8特異的な全身及び粘膜のIgG力価を誘導した。比較的低いIgA力価が、非粘膜免疫化後に観察され(予想通り)、それゆえ、IgA産生のレベルは、候補のワクチン性能に影響を及ぼさなかった。APCの抗原提示及び成熟は有効な体液性免疫の誘導に重要であるので、MHC-II及びCD40の発現を調べた。MHC-IIは、Th細胞へのペプチド抗原提示、それゆえ適応免疫の誘導に必要とされるAPC受容体であり[30]、CD40発現レベルは、典型的にはマウスにおけるDC成熟のマーカーとして使用される[31]。予想通り、すべての化合物が両方のタンパク質の過剰発現を刺激した。しかしながら、CD40の統計的に有意な過剰発現は、化合物5で処置したマウスにおいてのみ認められた。従って、化合物5は、調べたすべてのpHAAベースの免疫原の中で最も有望な特性を明らかに実証する。
化合物5によって誘発される免疫応答の質は、ポリロイシン単位の存在に起因する螺旋状立体構造をとる能力によって説明することができるのに対して、応答の大きさ(例えば、高い抗体価)は、エピトープの立体構造によって説明することができず、代わりに化合物のより高い疎水性から生じた。同じサイズ及び電荷の金ナノ粒子を調べたところ、より疎水性の基で修飾されたものは、より強い免疫系活性化を誘導した[32]。重要なことに、pHHA単位中のアミノ酸の種類及び数を変更することによって、疎水性特性及び立体構造を容易に改変することができ、それゆえ、この系は、異なるエピトープに対して容易にカスタマイズすることができる。さらに、多くの他の自己組織化系と比較して、外部アジュバントは、強力な免疫応答を誘発するために必要とされなかった[33]。
本明細書全体にわたって、その目的は、本発明を任意の1つの実施形態又は特徴の特定の集合に限定することなく、本発明の好ましい実施形態を説明することであった。本発明の広範な精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に説明及び図示される実施形態に種々の変更及び改変が行われてもよい。
本明細書で言及されるすべてのコンピュータプログラム、アルゴリズム、特許及び科学文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
実施例2
毎年50万人が、ヒトパピローマウイルス(HPV)感染によって誘発される子宮頸癌と診断され、死亡は2018年のみで25万人超に達する[1]。過去数十年間にわたって、特に発展途上国において、HPVの症例が上昇している。包括的な子宮頸部スクリーニングプログラムを使用する早期特定は、子宮頸癌の有病率を減少させているが、発展途上国における経済性は、これらのスクリーニングに必要な資源を提供するのに充分ではない。子宮頸癌に対して利用可能な現在の治療には、化学療法、放射線療法及び手術が含まれる。しかしながら、治療は、疾患における高い再発及び薬物耐性の発達に起因して、高い失敗率を有する。HPV感染に対する予防的ワクチンが開発されている。このワクチンは、子宮頸癌の全体的な割合を減少させるはずである。しかしながら、これは、集団に影響を及ぼすのに20年超かかる可能性が高い[2]。世界の大部分は既にHPVに感染しているので、これらの人々が子宮頸癌を発症するリスクは依然として高い。それゆえ、HPV感染細胞を標的とすることができる治療用ワクチンの開発は、子宮頸癌を治療するために重要である。
癌を治療するために設計されたワクチンは、細胞傷害性T細胞(CTL)応答を刺激して、特定の腫瘍抗原を有する異常細胞を排除する必要がある。抗原としてのHPV全体又はHPV癌タンパク質の使用は、発癌性変化をもたらす可能性があり、従って、ペプチドベースのワクチンの開発が示唆されている[3]。E7と呼ばれるHPV癌タンパク質は、HPV感染細胞において見出され、HPV関連腫瘍細胞増殖の維持に関与する。E7タンパク質、特にCD8+ペプチドに基づくワクチン候補の特定及び開発は、細胞傷害性T細胞を活性化することができ、細胞傷害性T細胞は次に腫瘍細胞を破壊することができる。8Qm(E744~57、QAEPDRAHYNIVTF;配列番号14)は、マウスにおいて子宮頸癌に対して治療効果を有することが示されているHPV-16 E7癌タンパク質に由来するエピトープである[4]。それはCD4+及びCD8+エピトープの両方を有する。しかしながら、単独では、8Qm等のペプチドは、それらの低い免疫原性及び低いインビボ安定性のため、免疫応答を刺激することができない。
送達系へのペプチドの組み込み又はアジュバントとの同時投与は、有効なワクチンを生成するために必要とされる。現在利用可能なアジュバントの使用に関連する典型的な問題としては、毒性、低い有効性、及びヒトへの使用に適したアジュバントの選択の制限が挙げられる[5、6]。それゆえ、治療用量で有害な毒性を伴わずに、自然免疫系、適応免疫系及び調節免疫系の細胞に対する強力な免疫調節活性を有する新規アジュバント(又は送達系)を開発することは、癌免疫療法の分野において、特に抗癌ワクチンを開発するために重要である。以前に、本発明者らは、8Qmがポリアクリレートとコンジュゲートすると自己組織化して微粒子を形成することができることを実証した。単回免疫化の際の微粒子は、マウスからの若い腫瘍(3日)の根絶を誘発することができる[4、7、8]。しかしながら、ワクチン接種を腫瘍移植の7日後に遅らせた場合、追加(ブースト)免疫化を使用した場合でさえ、マウスの生存率は有意に低下した[9]。
リポソーム中の8Qm-ポリマーコンジュゲートの製剤は、腫瘍移植の2ヶ月後に5匹のマウスのうち3匹が腫瘍なしであり、腫瘍根絶効力を向上させた[10]。これらの以前に報告されたポリアクリレート系は、しばしば生分解性ではなく、典型的には明確ではない立体化学を有し、各ポリマー中に可変数の単位を含有するため、商業的応用に関して深刻な制限に直面している。これは古典的なポリマーに典型的であるが、バッチ間のばらつきは、インビトロ及びインビボの結果に影響を及ぼし、それらを臨床試験に不適切なものにする。
pHAA系は依然としてポリマー系として分類されるが、ワクチン送達に使用される任意の他のポリマー系とは大きく異なる。モノマーとしての役割を果たす完全に定義されたポリマー系又は天然疎水性アミノ酸の適用は、古典的なポリマー系の送達系のすべての欠点を克服しうる。天然タンパク質の膜貫通ドメインはしばしばロイシンに富むので、本発明者らは、このような送達系においてポリロイシンを使用することにより、リポソーム膜へのコンジュゲートの固定が可能になりうると仮定する。
この実施例では、新しいpHAAを8Qmペプチドに結合させ、二次送達系であるリポソーム中に固定した(図14参照)。pHAA-8Qmコンジュゲートと共にマンノース標的化部分もリポソームに組み込んで、ワクチン候補が、pHAAペプチドのみを含有するリポソームと比較してより効率的に免疫細胞によって取り込まれるかどうかを判定した。実際、マンノシル化リポソームは、抗原提示細胞によって効率的に取り込まれ、成熟を誘導し、モデルTC-1腫瘍に対して7日齢の腫瘍細胞を完全に根絶した。
材料及び方法
材料
本研究で使用したすべての化学物質は、特段の記載がない限り、分析グレードであった。保護されたFmocアミノ酸及び[(1-ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム 3-オキシドヘキサフルオロリン酸塩(HATU)は、Mimotopes(オーストラリア、メルボルン)から購入した。ジクロロメタン(DCM)、ジエチルエーテル、ピペリジン及びトリフルオロ酢酸(TFA)、N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N’-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、ピペリジン、HPLCグレードアセトニトリル及びメタノールは、Merck(ドイツ、ダルムシュタット)から購入した。トリイソプロピルシラン(TIS)、無水酢酸、低分子量キトサン(50~190KDa)、アルギン酸ナトリウム(低粘度)、赤血球溶解緩衝液、コレラ毒素Bサブユニット(CTB)、ピロカルピン、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、フェニルメチル-スルホニルフルオリド(PMSF)、西洋ワサビペルオキシダーゼにコンジュゲートした抗マウスIgG及びIgAは、Sigma-Aldrich(米国、セントルイス)から購入した。IC固定緩衝液及びフェノールを含まないIMDM Glutamax培地は、Gibco(登録商標) Life Technologies(ライフ・テクノロジーズ)(米国、カリフォルニア州)から得た。ウシ血清アルブミン、抗マウスCD16/CD32、PE/CY7-CD11C、BV605-F4/80、FITC-CD40、PE-CD80及びAPC-CD86は、eBioscience(米国、カリフォルニア州)から得た。ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、コレステロール及び臭化ジメチルジオクタデシルアンモニウム(DDAB)、Avantiミニ押出機、PC膜及びフィルタ支持体は、Avantis polar,Inc.(アバンティ・ポーラ)(Auspep Pty.Ltd.(オースペップ株式会社、オーストラリア、ビクトリア州)から購入した。他のすべての試薬は、Sigma-Aldrich(オーストラリア、ニューサウスウェールズ州、キャッスルヒル(Castle Hill))から購入した。CuワイヤはAldrich(アルドリッチ)(ドイツ、シュタインハイム(Steinheim))から購入した。すべての他の試薬は、Sigma-Aldrich(オーストラリア、ニューサウスウェールズ州、キャッスルヒル)から入手可能な最高純度で得た。Leu10-J8ペプチドは、この実施例の他の箇所に記載されるように合成した。ESI-MSは、Analyst 1.4ソフトウェア(Applied Biosystems/MDS Sciex、カナダ、トロント)を備えたPerkin-Elmer-Sciex API3000装置を用いて行った。分析用RP-HPLCは、島津製作所(日本、京都)の装置(DGU-20A5、LC-20AB、SIL-20ACHT、SPD-M10AVP)を1L min-1流量で使用して行い、214nm及び/又は蒸発光散乱検出器(ELSD)で検出した。分離は、溶媒Aとして0.1%TFA/HO及び溶媒Bとして90%MeCN/0.1%TFA/HOを用いる40分間にわたる溶媒Bの0~100%直線勾配を使用して、Vydac分析用C4カラム(214TP54;5μm、4.6mm×250mm)又はVydac分析用C18カラム(218TP54;5μm、4.6mm×250mm)のいずれかで達成した。分取RP-HPLCは、島津製作所(日本、京都)の装置(LC-20AT、SIL-10A、CBM-20A、SPD-20AV、FRC-10A又はLC-20AP×2、CBM-20A、SPD-20A、FRC-10Aのいずれか)で、直線勾配モードで、5~20mL/分の流量を使用して行い、230nmで検出した。分離は、溶媒A及び溶媒Bを用いて、Vydac分取C18カラム(218TP1022;10μm、22mm×250mm)、Vydac半分取C18カラム(218TP510;5μm、10mm×250mm)又はVydac半分取C4カラム(214TP510;5μm、10mm×250mm)で行った。粒子サイズ分布及び平均粒子サイズの測定は、動的光散乱(DLS)(Malvern Instruments、英国、イングランド)を使用して分析した。多重測定を行い、平均粒子サイズを表わした。
ペプチドの合成
D-8Qm及び8Qmは、以前に報告されたように[10]合成した。
Leu-8Qmの合成
Leu-8Qmを、HATU/DIPEA Fmoc化学を使用して、rinkアミドMBHA樹脂(置換比:0.52mmol/g、0.1mmolスケール、0.192g)上で手動による段階的SPPSにより合成した。生成物を、30分間にわたる50~80%溶媒B勾配を用いるRP-HPLC C-4カラムで精製した。t=32分、純度>95%。収率:32%。ESI-MS:m/z 1417.7(計算値1417.24)[M+2H]2+;945.7(計算値945.16)[M+3H]3+;MW=2832.48。
DOPE-PEG3.4K-アルキン(4)の合成
DOPE(1、11.4mg、456μL、クロロホルム中25mg/mLストック、15μmol、1当量)及びトリエチルアミン(11.6mg、16μL、114μmol、7.6当量)の混合物を、無水クロロホルム(3mL)中のNPC-PEG3.4K-NPC(2、250mg、73.5μmol、4.9当量)の溶液に滴下した。この混合物を窒素雰囲気下、室温で14時間撹拌した。次いで、プロパルギルアミン(47μL、40.4mg、735μmol、49当量)及びトリエチルアミン(307μL、223mg、2.205mmol、147当量)の混合物を反応混合物に添加し、窒素雰囲気下、室温でさらに14時間撹拌した。反応混合物を真空中で蒸発させ、残渣を窒素ガスでフラッシュし、凍結乾燥機で一晩乾燥させた。残渣を水(1mL)に溶解し、ボルテックスし、次いでサイズ排除セファロースカラムクロマトグラフィーCL-4Bによって精製した(50cmカラム、2mL/画分を脱気MilliQ水で溶出し、画分をクロロホルム中30%メタノールのTLCで検出し、ドラーゲンドルフ(Dragendorff)染色で検出した)。凍結乾燥後、生成物DOPE-PEG3.4K-アルキン(4)を褐色固体として得た(56mg、87%)。H NMR(500MHz,CDCl) δ 6.70(s,1H),5.37(s,1H),5.35-5.26(m,3H),5.18(s,1H),4.39-4.30(m,1H),4.26-4.16(m,2H),4.16-4.10(m,1H),3.96-3.91(m,2H),3.77-3.73(m,1H),3.73-3.53(m,152H),3.50-3.44(m,1H),3.34(s,1H),2.31-2.23(m,6H),2.22(t,J=2.5Hz,1H),1.97(q,J=6.5Hz,6H),1.61-1.51(m,3H),1.33-1.18(m,40H),0.85(t,J=7.0Hz,6H)。13C NMR(125MHz,CDCl) δ 173.4,130.0,129.7,79.8,71.4,70.8,70.5,69.9,69.4,64.3,34.2,34.0,31.9,30.7,29.72,29.70,29.5,29.3,29.24,29.21,29.13,29.10,29.08,27.18,27.16,24.87,24.82,22.6,14.1。生成物をMALDI-TOF質量分析により検出した(m/z=約4100)。
1-アジド-3,6-ジオキサオクタ-8-イル 2,3,4,6-テトラ-O-アセチル α-D-マンノピラノシド(8)の合成
この分子をプロトコル[11]に従って合成した。乾燥丸底フラスコ(25mL)中で、窒素雰囲気下、0℃で、マンノースペンタアセテート(5、654mg、1.68mmol、1当量)及び2-[2-(2-クロロエトキシ)エトキシ]エタノール(6、487μL、565mg、3.35mmol、2当量)の無水ジクロロメタン(10mL)溶液に、三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート(621μL、714mg、5.03mmol、3当量)を滴下した。反応混合物を50℃に加熱し、22時間撹拌した。反応混合物をDCM(100mL)に溶かし、飽和NaHCO(100mL×2)、ブライン(100mL×2)で洗浄し、無水MgSOで乾燥し、次いで濃縮して、クロロ誘導体7の褐色の粗油状物を得た。TLC R:0.43(1:1 ヘキサン/EtOAc、モリブデンブルーで染色した)。この化合物を自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(12Gシリカ;36mL/分;50分にわたって0~50%EtOAc/ヘキサン)によって精製した。生成物7を高粘性の淡黄色の油状物として得た(540mg、65%)。
次いで、単離した生成物7(425mg、0.85mmol、1当量)を無水DMF(20mL)に溶解し、これにアジ化ナトリウム(267mg、4.25mmol、5当量)及びヨウ化テトラブチルアンモニウム(TBAI)(314mg、0.85mmol、1当量)の混合物を添加し、次いで窒素雰囲気下、87℃で17時間撹拌した。溶媒を除去し、残渣を自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(12Gシリカ;36mL/分;50分にわたって0~50%EtOAc/ヘキサン)により精製して、アジド化合物8(357mg、83%)を無色油状物として得た;R:0.41(1:1 EtOAc/ヘキサン)。H NMR(CDCl,500MHz)は、Guo[11]によって報告されたものと一致している。
1-アジド-3,6-ジオキサオクタ-8-イル α-D-マンノピラノシド(9)の合成
ナトリウム金属(触媒量)を、無水MeOH(15mL)中のアセチル化マンノース-アジド8(357mg、0.71mmol)の溶液に添加した。窒素雰囲気下、室温で3時間撹拌した後、反応混合物をMeOHで希釈し、Amberlite(登録商標) IR-120Hイオン交換樹脂で中和し、濾過し、次いで濃縮し、凍結乾燥して、生成物9(170mg、71%)を無色油状物として得た。H NMR(CDCl,500MHz)は、Guo[11]によって報告されたものと一致している。
DOPE-PEG3.4K-マンノース(10)の合成
マンノース-アジド-トリエチレングリコール9(8.3mg、25μmol)及びDOPE-PEG3.4K-アルキン4(5mg、1.2μmol、1当量)の混合物をDMF(1mL)に溶解し、銅ワイヤ(42mg)を加えた。反応混合物中の空気を、30秒間の窒素バブリングによって除去した。反応混合物を覆い、アルミニウム箔で光から保護し、窒素雰囲気下、50℃で3時間撹拌した。TLC R:0.2(20%MeOH及びCHCl、UVによって可視化し、モリブデンブルーで染色した)。ワイヤを温かい溶液から濾別し、1mLのDMFで洗浄した。このDMF溶液を4mLの水にゆっくりと添加した(0.005mL/分)。ミセルが自己組織化プロセスによって生成し、これを水(1L)に対して2KDa透析バッグ中で14時間透析した。凍結乾燥後、純粋なDOPE-PEG3.4K-マンノース(10)を非晶質白色粉末として得た(2mg、37%)。H NMR(CDCl,500MHz) δ 7.77(1H,d,J 10Hz),6.94-6.82(2H,m),5.32(2H,brS),5.18-5.14(1H,m),4.87-4.71(3H,m),4.51-4.35(3H,m),4.25-4.20(2H,m),4.14-4.09(1H,m),4.05(1H,s),3.95-3.92(2H,m),3.86-3.84(2H,m),3.80-3.50(94H,brS),3.49-3.46(1H,m),3.36-3.30(1H,m),2.50-2.45(4H,m),2.32-2.24(8H,m),2.02-1.98(4H,m),1.26-1.23(28H,d),0.86-0.84(6H,t,J 7.5Hz)。MALDI-TOF質量分析(m/z=約4550)。
抗原負荷ナノリポソーム製剤
リポソームは、均一なサイズの粒子を形成するために、脂質水和法、続いて押出又は超音波処理を用いて製剤化した。ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、臭化ジドデシルジメチルアンモニウム(DDAB)及びコレステロールを、それぞれ5:2:1の重量比で、10mg/mL、5mg/mL及び5mg/mLの最終濃度までクロロホルムに溶解した。すべての成分を、1mg/1mLのD-8Qm又はLeu-8Qm又はDOPE-PEG3.4K-マンノース及びメタノールに溶解した凍結乾燥抗原と共に丸底フラスコ中で混合した。有機溶媒を、ロータリーエバポレーターを用いてゆっくりと蒸発させ、一晩凍結乾燥させて溶媒除去を完了させた。リポソームフィルムを900μLのMilliporeエンドトキシンフリー水で再水和した。次いで、L1をマイクロソニケートプローブ(40%の出力、20秒のパルサーを2分間)で4回超音波処理して、均質なリポソームを得た。L2及びL2Mを、200nmの孔径のポリカーボネート膜を通して押し出した。Leu-8Qmペプチドもナノ粒子に自己組織化した。注射前に、100μLの10×PBSをこの製剤に添加して、1mg/mLの濃度を生成した。
ナノリポソームの特性評価
ワクチン候補の粒子サイズ、ゼータ電位及び多分散性を、ゼータサイザー(Nano ZX、Marvern(マルバーン)、イングランド)を用いて動的光散乱(DLS)により測定した。ワクチン候補の粒子形態を、透過型電子顕微鏡(TEM)(HT7700 Exalens、日立製作所、日本)を用いて真空乾燥後に調べた。簡潔には、試料を純粋な蒸留水で希釈し(1:100)、グロー放電炭素被覆銅グリッド上に直接滴下し、次いで2%酢酸ウラニルで染色した。この試料を200.0kXの倍率で観察した。
マウス及び細胞株TC-1
TC-1細胞(HPV-16 E6/E7及びras癌遺伝子で形質転換したマウスC57BL/6肺上皮細胞)はTC Wuから入手した。TC-1細胞を培養し、10%熱不活化ウシ胎仔血清(Gibco)を補充したRPMI 1640培地(Gibco)中、37℃/5%COで維持した。雌C57BL/6(6~8週齢)マウスをこの研究に使用し、Animal Resources Centre(西オーストラリア州、パース(Perth))から購入した。動物実験は、National Health and Medical research Council(NHMRC) of Australiaのガイドラインに従って、University of Queensland Animal Ethics committee(クイーンズランド大学動物実験委員会)によって承認された(UQDI/TRI/351/15)。
インビボ腫瘍処置実験
C57BL/6マウス(8匹/群)に、2×10/マウスのTC-1腫瘍細胞、1×10/マウスのTC-1腫瘍細胞を両側腹部に皮下抗原接種した。7日後、マウスの側腹部にワクチン候補を注射した。各マウスに、100μgのペプチド、又は100μgの抗原を含有するリポソーム製剤を投与した。L2Mワクチン接種マウスに、100μgのLeu-8Qm抗原を2μgのDOPE-PEG3.4K-マンノース標的化リガンドと共に投与した。L1を陽性対照として使用した。陰性対照群には100μLのPBSを投与した。マウスはワクチンの単回投与を受けた。腫瘍のサイズを2日毎に触診及びキャリパーによって測定し、5匹のマウスの群にわたる平均腫瘍サイズとして、又は個々のマウスにおける腫瘍サイズとして報告した。式V(cm)=3.14×[最大直径×(直交方向の直径)]/6を用いて腫瘍体積を計算した。腫瘍が1cmに達したとき、又は不必要な苦痛を回避するために出血を開始したときにマウスを安楽死させた。C57/BL6マウスの別の新しいセット(6匹/群)を、上記のように抗原を用いて免疫化した。
IFN-γ ELISPOTアッセイ
ELISPOTプレートをPBS中の5μg mL-1 IFN-g捕捉抗体(クローン)で4℃で一晩コーティングした。次いで、プレートを室温で3時間、RPM/20%FCでブロッキングした。C57/BL/6マウス由来の脾細胞を、ナイーブマウス及び免疫化マウスの脾臓から回収した。赤血球溶解緩衝液(0.01M Tris-HCl緩衝液中の0.155M塩化アンモニウム、Sigma(シグマ))を用いて赤血球を枯渇させた。次いで、20%FAC(100UmL-1ペニシリン及び100μg mL-1ストレプトマイシン及び50μM b-メルカプトエタノール)を補充したRPMI(sigma)に脾細胞を再懸濁した。細胞を、ELISPOTプレートに1ウェルあたり5×10細胞で三連でプレーティングした。E7ペプチド(10μg mL-1)を10ng mL-1 rhIL-2と共に1ウェルあたり200μLの最終体積まで添加した。プレートを37℃で8時間インキュベートし、洗浄し、1%BSA中のビオチン化IFN-g検出抗体を室温で添加し、プレートを再度洗浄し、結合したサイトカインを3-アミノ-9エチルカルバゾールで可視化した。スポットをELISPOTリーダーで計数した。
統計解析
すべてのデータは、GraphPad Prism 7ソフトウェアを用いて解析した。腫瘍処置実験についてのカプラン・マイヤー生存曲線を適用した。生存処置の差を、ログランク(マンテル・コックス(Mantel-Cox))検定を用いて決定し、p<0.05を統計的に有意であるとみなした。ELISPOT統計解析は、一元配置分散分析(ANOVA)とそれに続くテューキーの多重比較検定を用いて行った(ns、p>0.05;、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001、****、p<0.0001)。
結果
合成及び特性評価
Leu10-8Qmペプチドを、Fmoc SPPS化学を用いて高純度(<95%)に合成した。ポリアクリレートD8を、銅触媒アルキン-アジド環化付加(CuAAC)反応を使用して8Qmにコンジュゲートさせ、以前に報告されたような溶媒置換法[4、10]によって粒子に自己組織化させた。透析を水中で3日間行って、残留ペプチド、銅及び有機溶媒を除去した。このコンジュゲートはポリアクリレート単独と比較してより高い窒素/炭素比を含有したので、元素分析を使用して生成物の形成を確認した。理論的及び観察された(N/C)比を使用して、ペプチドエピトープによるポリマーコアの正確な置換を計算した。D-8Qmについて観察された窒素対炭素比(N/C=0.07)は、ポリマー単独(N/C=0.017)よりも高い。DOPE-PEG3.4Kマンノースは成功裏に合成された。ワンポット反応において、アルキン誘導体4を2工程で合成した(スキーム1)。トリエチルアミン(TEA)の存在下で、大過剰のニトロフェニルカルボニル-PEG3.4K-ニトロフェニルカルボニル(NPC-PEG3.4K-NPC、2)をDOPE(1)で処理して、モノNPC誘導体3を生成した。反応混合物を過剰のプロパルギルアミンとTEAとの混合物で処理することにより、すべてのNPC基をプロパルギル部分で置換し、副生成物としてのプロパルギル-PEG3.4K-プロパルギルと共に化合物4を得た。クロロホルム中30%メタノールを使用し、生成物をドラーゲンドルフ染色により検出するTLCにより反応をモニターした。生成物4は、2のジプロパルギル誘導体ではなく4のミセルを形成する能力に起因して、サイズ排除セファロースカラムクロマトグラフィー(CL-4B)によって2の過剰のジプロパルギル誘導体から分離した。純粋な生成物4を褐色固体として優れた収率(87%)で回収し、NMR及びMALDI-TOF質量分析によって特性評価した(m/z=約4100)。
マンノース-アジド-トリエチレングリコール9を、Guoら、(スキーム1)に従って3工程で合成した。簡潔に言えば、アセチル化マンノース5を、三フッ化ホウ素ジエチルエーテラートの存在下で2-[2-(2-クロロエトキシ)エトキシ]エタノール6で処理して、クロロ誘導体7を65%で生成した。7をアジ化ナトリウムと共に加熱すると、アジド誘導体8が収率83%で得られた。メタノール中のナトリウム金属を使用してアセチル基の除去を行い、続いてAmberlite(登録商標) IR-120Hイオン交換を使用して中和して、生成物9を収率71%で得た。
9とDOPE-PEG3.4K-アルキン(4)とのコンジュゲーションにより、DOPE-PEG3.4K-マンノース(10)が得られ(スキーム1)、このDOPE-PEG3.4K-マンノース(10)を本発明者らの送達系においてマンノース受容体標的化リガンドとして使用して、ワクチン送達効率の標的化及び取り込みを改善した。生成物10(m/z=約4500)をMALDI-TOF質量分析(m/z=約4500)によって特性評価した。
薄膜脂質製剤中に、D-8Qm、Leu-8Qm及びDOPE-PEG3.4K-マンノースをリポソーム二重層に組み込んだ。脂質薄膜を、以前に報告されたように水和し、超音波処理し(L1)、又は200nmの孔の膜で押し出して(L2、L2M)、均一なサイズのナノ粒子を形成した。Leu-8Qmも、親水性ペプチド及びpHAA特性のため、水の存在下で自己組織化して、比較のためにリポソーム内容物を含まない粒子を生成した。
候補のサイズ、表面電荷及び形態を、動的光散乱(DLS)(表1a)及びTEM(図16)を使用して分析した。L1は、超音波処理後に、低いPDI(0.15)及び+60mVの電荷を有する120nmのサイズの粒子を形成した。L2及びL2Mは、それぞれ0.3及び0.23のPDIを有する、同様のサイズの140nm及び200nmの粒子を形成した。両方とも、+47mVの類似の表面電荷を有していた。Leu-8Qmペプチド単独は、高いPDI0.6及び-10mVの負電荷を有する大きい粒子又は凝集体を形成した。TEMは、DLSによって観察されたのと同様に、溶液中でサイズが均一である典型的なリポソーム球状構造を示した。
Figure 2023510289000012
インビボ
確立されたHPV腫瘍に対するコンジュゲートの治療効果を、8週齢の雌C57/BL6マウスのマウスモデルにおいて評価した。平均腫瘍増殖は速く、21日目にPBSで処置したマウスの生存率はわずか25%であった。腫瘍増殖速度は、10個のロイシンアミノ酸及びリポソーム成分を含有するpHAA送達系で免疫したマウスにおいて有意に低かった。Leu-8Qmは、単独では、57日目に1cmを超えるすべてのマウスで腫瘍細胞を破壊するのに充分ではなかったが、リポソームL2に固定した場合、すべてのマウスは64日間生存した。L2も、既存の腫瘍の収縮を誘発したが、2匹のマウスは、34日目及び56日目に腫瘍細胞の再増殖を開始した。さらに、L2Mは、既存の腫瘍の有意な縮小を誘発し、視覚的腫瘍増殖を引き起こさなかった。64日後、マウスは後退せず、全期間にわたって腫瘍細胞再増殖を示さなかった。L2及びL2Mで免疫したマウスは、Leu-8Qm、陽性L1及び陰性対照PBSよりも有意に高いIFNレベルをもたらした(図17)。
考察
ナノ粒子は有望な自己アジュバント特性を有することが示されているので、ナノ粒子に自己組織化する両親媒性物質は、ペプチドワクチン送達においてしばしば使用される。リポソームは通常、病原体の特性を模倣するナノ粒子として製剤化され、細胞媒介性免疫応答を誘導する能力を有する。リポソームは、水の存在下で粒子に自己組織化することができる天然脂質からなる。この自己組織化プロセスの間、他の疎水性部分は、ナノ粒子の疎水性成分中にそれら自体を埋め込むことができ、リポソームの表面上に親水性ペプチドを提示する。ここで、本発明者らは、新しい完全に天然のペプチド送達系の、マウスにおいて7日齢の癌を治療する能力を調べる。
本発明者らは、完全に天然のペプチドベースのコンジュゲートを設計及び合成し、それらをリポソームに封入した。HPV-16 E7タンパク質に由来する8Qmエピトープは、単一配列中にCTLエピトープ(CD8+ CTL)及びTヘルパー(CD4+)エピトープを含有する。このペプチドは、腫瘍細胞に対する免疫応答の刺激における抗原として有望であることが示されている。D-8Qmは、マウスにおける腫瘍根絶において限定的な成功を示した[4、7、8]。リポソームL1へのD-8Qmの組み込みは、7日齢の腫瘍の治療のための抗癌ワクチンとしての効率的な自己アジュバント送達系であった[10]。以前、L1は、マウスの生存を、比較される0%から80%のマウス生存へと有意に増加させ、60%のマウスは、腫瘍移植の60日後に無腫瘍であった。8Qmと混合した通常使用される強力なアジュバント不完全フロイントアジュバントは、L1よりも有意に低い生存率を有し、従って、この研究において陽性対照として使用した。しかしながら、今回の研究では、L1は、同様のサイズ(120nm)及びPDI(0.15)を有するが以前に報告されたもの[10]よりもはるかに高い電荷(+56.6mV)を有するナノ粒子を形成した。ペプチドエピトープに対するポリマーコアの置換率を計算し、ポリアクリレート上の8つのアームのうち4つだけが8Qmのペプチドで置換されたことを示した。ポリマーコアへのD-8Qmのより低い置換率は、L1中の負に荷電した8Qmペプチドの数を減少させ、従って、以前の研究と比較して表面電荷を増加させることが示唆される。L1で免疫したマウスは、62日以内に1cmを超える腫瘍を示した。従って、L1のより高い電荷及びより低い有効性は、ポリマーに対するペプチドの置換率の減少に起因している可能性がある。ポリマー単位は各合成間でばらつきがあるため、非生分解性ポリマーを用いた作業は、実験データの反復にとって困難である可能性がある。実験間の腫瘍増殖の不整合及びTC-1腫瘍に対するC57/BL6マウスの感受性のばらつきも、腫瘍増殖に影響を与えた可能性がある。
従って、天然のペプチドベースの送達系の開発は、古典的なポリマーベースの送達系のすべての欠点を克服する可能性がある。D-8Qm及びL1によって示される同時のデータ、リポソームへのペプチドの包含は、有意な腫瘍根絶に必須であった。Leu-8Qmは、単独で、腫瘍感染マウスの生存率を増加させたが、すべてのマウスは57日目までに癌に敗北した。Leu-8Qmのリポソーム(L2)への固定は、腫瘍を縮小させ、マウスの生存を延長させた。すべてのマウスは64日生存したが、マウスの25%が34日目及び56日目以降に腫瘍細胞を再増殖し始めた。マンノース標的化部分(L2M)の組み込みは、L2の性能を改善し、既存の腫瘍の有意な縮小を誘発し、目に見える腫瘍増殖を引き起こさなかった。
従って、pHAA系のリポソーム製剤は、マンノース標的化部分とともに、HPV関連癌に対するワクチン候補の治療特性を改善するのに重要であった。さらに、本発明者らは、ELISPOTによって、MHCクラスI拘束性E7ペプチド再刺激に応答した免疫マウス由来のCD8 T細胞によるリコールIFN-γ産生を調べた。Leu-8Qm免疫マウスは、ペプチド単独、リポソーム送達系又はさらなるマンノース標的化受容体を用いたかにかかわらず、IFNレベルを有意に産生した。
本明細書において、リポソームに固定された、完全に明確な天然のアミノ酸ベースのペプチドエピトープは、マウスモデルにおいて腫瘍増殖を減少させるために使用することができることが実証された。標的化マンノース受容体を組み込んだ製剤は、腫瘍接種の7日後に投与した場合、マウスから癌を根絶することができた。重要なことに、HPVに対するこの多成分系ペプチドベースのワクチン候補は、追加のアジュバントを使用することなく、単回用量免疫において腫瘍細胞を効果的に破壊することができた。
実施例3
ペプチドベースのワクチンは、古典的な全病原体ベースのワクチンの制限、例えばアレルギー応答及び自己免疫応答並びに必須の生物学的物質の産生における困難、を克服する可能性を有する[1]。ペプチドワクチンは、免疫応答を誘導することができる特定の標的病原体に由来する短い、明確な合成エピトープからなる。これらは、大規模に容易に合成及び精製することができる。しかしながら、これらの小ペプチドは、単独では、インビボで安定ではなく、免疫原性が低く、免疫系による認識に必要とされる危険シグナルを欠いている。従って、小ペプチドは、リポソーム又はポリマー等の保護送達/アジュバント系に組み込まれる必要がある[2~4]。
現在、ほとんどの市販のワクチンは、侵襲的かつ不便な技術によって投与されており、これは、とりわけ、無視される熱帯疾患が優勢である遠隔地において、低い患者コンプライアンスをもたらしうる。経口送達は、投与の容易さ、簡素化された生産及び貯蔵、並びに胃腸管(GIT)病原体に対する改善された有効性等の、他のより侵襲的な送達方法に勝る多くの利点を有することが示されている[5、6]。しかしながら、経口ワクチンは、細菌、酵素、及び低pHから構成されるGITに曝露され、これら細菌、酵素、及び低pHはすべてワクチンペプチドを分解することができる。成功するワクチンは、上皮層を通過し、感知免疫細胞に曝露される必要もある。最後に、抗原の経口送達は、通常、複数回投与を必要とし、これは、経口寛容を誘導し、コンプライアンスを低下させる可能性がある。それゆえ、とりわけ不安定なペプチドのための、抗原の経口送達のための特別な送達系が必要とされる。
ネカトール・アメリカヌスは、ヒトの鉤虫の中で最も優勢であり、4億超の人々に感染している。腸内寄生生物は、小腸の粘膜に、その歯又は歯板を介して付着し、ヒト粘膜組織及び血液を常食とする。これは、長期の病理学的結果、例えば、慢性的に感染した乳児における神経学的機能及び認知機能の障害等の重篤な衰弱性状態をもたらす鉄欠乏性貧血を引き起こす可能性がある。世界的に、鉤虫感染症は、最も一般的な熱帯性疾患の1つであり、障害調整生存年(DALY)の観点から、デング熱、住血吸虫症及びハンセン病よりも重要視されている[7]。流行地域における鉤虫の防除は、アルベンダゾール等の駆虫薬の学童期の小児への大量投与に依存する。化学療法は概して有効であるが、薬物有効性の低下、連続的な再感染及び鉤虫の広範な分布は、ワクチン接種等の、感染を制御するための代替戦略の必要性を促している[7]。興味深いことに、鉤虫感染への生涯にわたる曝露は強固な防御免疫を刺激せず、しばしば高齢者は最も重い虫負荷を有する[8]。Na-APR-1、この虫が栄養素として使用するヒトヘモグロビンの分解に関与するカテプシンD様アスパラギン酸プロテアーゼ、に基づいて有望な抗鉤虫ワクチンペプチドが報告されている。スケールアップ生産及びタンパク質凝集に関する問題[9]は、親Na-APR-1タンパク質のタンパク質分解活性を中和するモノクローナル抗体の標的である、A291Yと呼ばれるNa-APR-1由来の合成可能なペプチドの発見を促した[10]。最近、本発明者らは、p3と呼ばれるA291Yに由来する22量体ペプチドが、脂質化されるか又はアジュバントと混合されると、皮下免疫化の際にNa-APR-1タンパク質分解中和抗体の産生を刺激することを実証した[11、12]。
疎水性アミノ酸(HAA)から構築された完全に明確な分解性天然ポリマーの使用は、自己アジュバント送達系として利用することができる。ポリ-HAA(pHAA)の合成は、古典的な固相ペプチド合成(SPPS)法を使用し、これは、単一の手順で1つの分子へペプチドエピトープを組み込むことを可能にする。この系の重要な利点は、改善された生分解性及び生体適合性、並びに組み込まれるHAAの種類及び数を変更することによって必要とされるpHAA単位の特性(溶解性、立体構造等)を調整する能力である。本発明者らは最近、pHAA系が鎖状ナノ粒子凝集体に自己組織化し、A群レンサ球菌に対する注射用ワクチンとして役立ちうることを実証したが、このような系の抗原を経口送達する能力はまだ調査されていない。
天然アミノ酸とは対照的に、リポアミノ酸(LAA)等の非天然アミノ酸は、脂質コアペプチド(LCP)系において、鉤虫[11、12]を含む様々な病原体に対する免疫応答を生成するために広く使用されている[13~18]。LCPは、ペプチドエピトープ、分岐部分、及び単一のワクチンペプチドに共に連結されたLAAからなる。両親媒性物質としてのLCPは、ナノ粒子に自己組織化する能力を有する[19]。本発明者らは、LCPナノ粒子が、GAS感染に対する高い抗体価の産生を誘導するのに有効であることを示した[20、21]。ナノ粒子は、抗原提示細胞によって効果的に取り込まれ、適応免疫を刺激し、改善された経口安定性を有することができるので[6、25、26]、ワクチン設計において特に魅力的である[22~24]。
本実施例の目的は、鉤虫感染に対する単分子ベースの自己アジュバント化経口ワクチンを作製することであった。本発明者らは、非天然脂質LAA単位及び天然pHAA単位にそれぞれコンジュゲートされたペプチド抗原を有する2つのワクチン候補を設計した。この目的のために、リシン分岐スペーサを用いてp3鉤虫B細胞エピトープをTヘルパーペプチド(P25;配列番号8)に結合させ(1)、2-アミノ-d,l-エイコサン酸を含有するLCP系[20]に結合させてリポペプチド2を生成し、ポリロイシンを含有するpHAA送達系に結合させてペプチド3を生成した(図18)。
リシン及びセリンから構築された親水性部分をペプチド2及び3に導入して、溶解度を増加させ、ペプチドの自己組織化を可能にした。これは、P25及びp3の両方が比較的疎水性であるからである。この部分は、Pam3Cysアジュバント及びその誘導体ペプチドにおいて使用される伝統的な可溶化単位と同一である[27]。同様のアプローチは、GASに対するペプチドベースのワクチンとしての自己組織化LCPベースのナノ粒子(15~20nm)の設計において有効であることが証明されている[28]。標準的なBoc-SPPS手順[29]を用いてペプチド1~3を合成した。
ペプチド2及び3を水性条件下で自己組織化させ、それらの特性を動的光散乱(DLS)及び透過型電子顕微鏡法(TEM)を用いて測定した(図19)。ペプチド2は、約115nm及び340nmのサイズの粒子を形成し、0.4という高い多分散性指数を有し、これは、LCPベースの系において以前に見られたようなランダムな凝集体と類似している。ペプチド3は、0.4という高いPDIを有するある範囲の粒子サイズ(100~5000nm)を示したが、100nmのナノ粒子がTEMで主に観察された(図19)。粒子のサイズは、それらがGI管を通してどのように吸収され、続いて抗原提示細胞によって認識及びプロセシングされるかに影響を及ぼすことができ、500nm未満の粒子は、より大きい粒子よりも効率的に取り込まれる[6、30]。
次に、コンジュゲートの抗原性及びワクチン有効性を決定するために、ヒト鉤虫感染の動物モデルを用いた。ヒト鉤虫であるN.アメリカヌス(N.americanus)は、実験動物に自然には感染しない。他方、N.ブラシリエンシスは、一般に「齧歯類の鉤虫(rodent hookworm)」と呼ばれる土壌伝播性線虫である。N.ブラシリエンシスはヒト鉤虫と類似のライフサイクル及び形態を有し、そのセクレトームはN.アメリカヌスと高度に保存されている[31]。さらに、Na-APR-1のp3ペプチドは、2つの寄生生物の間で完全に保存されている。鉤虫に対する体液性応答を誘発するワクチンペプチドの能力を調べた。BALB/cマウス(10匹のマウス/群)を、100μg/用量のペプチド2又は3で経口免疫した。陽性対照群には、他の動物種におけるその潜在的な毒性副作用のためにマウス研究にのみ承認されている強力な粘膜アジュバントであるコレラ毒素サブユニットB(CTB)10μgと共に製剤化した100μgのペプチド1を投与した。陰性対照群には、100μLのPBSを投与した。合計6週間の毎週の経口投与後、免疫化マウスを、500のN.ブラシリエンシス第3期幼虫(L3)で皮下抗原接種し(50日目)、7日間放置した。血液及び唾液の試料を、抗原接種前の48日目、最終追加免疫を投与した7日後の、抗原接種後56日目に採取した(図20)。ペプチドベースのワクチンは、p3ペプチドに対する抗体の産生を誘導する必要があるだけでなく、それらの抗体もまた、親N.アメリカヌス及びN.ブラシリエンシスのタンパク質、それぞれNa-APR-1及びNb-APR-1を認識する必要がある。組換えNa-APR-1は本発明者らに利用可能であったが[32]、組換えNb-APR-1は発現されていないが、N.ブラシリエンシス排泄/分泌産物(Nbr ESP)中にその天然形態で存在する[31]。
p3、Na-APR-1及びNbr ESPに対する同様のIgG抗体価が、それぞれペプチド2、3及び陽性対照CTB+1で処置したマウスにおいて検出された(図20)。抗原接種後(56日目)、ペプチド2及び3で免疫したすべてのマウスは、CTB+1で処置した陽性対照マウスと同様の力価で、そのペプチド及び親タンパク質に対する抗体を産生した(図20)。p3特異的ワクチン接種群と比較して、PBS陰性対照は、N.ブラシリエンシス抗原接種感染後7日以内にマウスにおけるペプチドに対する天然の免疫応答の定量可能な誘導がないことによって実証されるように、免疫応答の前活性化を示さなかった。天然の免疫応答が発達する場合、それは2週間までの時間を要する可能性があるが、ワクチン接種群は、わずか7日後により高い抗体価を産生した。
感染後(56日目)、成体の虫を小腸から採取し、別所に記載されているように33糞便試料から卵を計数した。成体虫負荷は、ワクチン接種群2(85%)、3(89%)及びCTB+1(98%)において、PBSを受けた群と比較して有意に減少した(図21)。糞便卵負荷も、PBS陰性対照群と比較して、すべてのワクチン接種群2(84%)、3(75%)及びCTB+1(98%)において有意に低かった。非天然及び天然アミノ酸ベースの送達系であるペプチド2対3を受けたマウスの間で虫負荷に有意差はなかったが、pHAAベースのワクチン候補3は、容易に入手可能な天然アミノ酸から構成される天然代謝産物に完全に生分解性であり、ラセミ部分を含まない完全に明確な単一分子であるため、重要な利点を有する。
ペプチドを成功裏に経口でかつ実用的に送達することができるワクチンのための非毒性かつ有効なアジュバント送達系は存在しない。従って、ユニバーサルアジュバントの開発は、粘膜ワクチン接種を改善するために極めて重要である。ここで、本発明者らは、マウスをモデル鉤虫感染から保護する単一成分、自己組織化ナノ粒子送達系を生成した。この単分子ベースの送達系は、ポリマー[34]又はリポソーム[26]等の古典的に使用される多成分送達マトリクスを必要とすることなく、経口投与で有効であった。全体として、pHAA送達系は、容易かつ安価に製造することができ、アジュバントなしの自己アジュバント送達系になることに有望であることが示されている。本発明者らが知る限りでは、本明細書において提示されるpHAAに基づく送達系は、天然アミノ酸から構築されたペプチドに基づき、ワクチンの経口ペプチド送達に有効であった最初の系である。
実験
ペプチド1
プロトコル[35]に従ってFmoc-SPPSを使用して、rinkアミドMBHA樹脂上で0.1mmolでペプチド1を合成した。要約すると、樹脂(置換比:0.79mmol/g、0.1mmolスケール、0.127g)をN’N’-ジメチルホルムアミド(DMF)中で一晩膨潤させた。マイクロ波支援Fmoc-SPPS、SPSモードCEM Discovery反応器を用いて合成を行った。20%ピペリジン/DMFを用いてFmoc基を70℃で2分間及び5分間除去した。アミノ酸を、DMF中の0.5M 1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム 3-オキシドヘキサフルオロリン酸塩(HATU)(4当量、0.8mL)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)(5.2当量、91μL)で活性化し、加えて、5分間及び10分間カップリングさせた。未反応樹脂を無水酢酸、DIPEA及びDMF(5:5:90)で、70℃で2回(5分及び10分)アセチル化した。このリポペプチドを溶媒B(アセトニトリル/水(90:10))に溶解した後、凍結乾燥した。生成物を、30分間にわたる45~65%溶媒Bの溶媒勾配を用いるC18 Vydacカラムを使用するRP-HPLCにより精製した。分析用分析は、島津製作所装置(C4カラム)を使用して行った:t=分、純度>95%。収率:32%。ESI-MS:m/z 1423.6(計算値1423.3)[M+3H]3+;1067.8(計算値1067.7)[M+4H]4+;854.3(計算値854.4)[M+5H]5+;701.8(計算値701.8)[M+6H]6+。MW=4267.1。
ペプチド2
ペプチド2を、上記と同様の方法で、MBHA樹脂上でtert-ブチルオキシカルボニル(Boc)SPPS技術を使用して0.2mmolスケールで合成した。樹脂(置換比:0.59mmol/g、0.2mmolスケール、0.34g)をDMF及びDIPEA(5.2当量、91μL)中で2時間膨潤させた。LAA及びアミノ酸をDMF中のHATU(4当量、0.8mL)及びDIPEA(5.2当量、91μL)で活性化し、樹脂に加えて、5分間及び10分間カップリングさせた。4,4-ジメチル-2,6-ジオキシシクロヘキシリデン-2-アミノ-d,l-エイコサン酸(Dde-C20-OH)を、室温で2回の1時間のカップリングを用いて樹脂にカップリングした。ヒドラジン一水和物(5%)を用いて室温で10分間、10分間及び20分間Dde保護基を樹脂から除去した。残りのアミノ酸を同じ様式でカップリングした。Boc保護基を、TFAを用いて2回、それぞれ1分間、室温で撹拌しながら除去した。ペプチド分岐を可能にするP25配列の合成前にBoc-Lys(Fmoc)OHを導入した。P25配列の完成時に20%ピペリジンを使用してFmoc基を除去して、p3ペプチドの分岐を可能にした。ペプチドを、5%(v/v)p-クレゾール及び5%(v/v)p-チオクレゾールの存在下、-8℃でフッ化水素酸(HF)(10mL HF/g樹脂)を用いて樹脂から切断した。このリポペプチドをアセトニトリル/水(90:10)に溶解した後、凍結乾燥した。生成物を、30分間にわたる45~65%溶媒B勾配を用いて、C4カラムを用いるRP-HPLCを使用して精製した。t=41.1分、純度>95%。収率:13%。ESI-MS:m/z 1886.3(計算値1886.6)[M+3H]3+;1415.6(計算値1415.2)[M+4H]4+;1132.5(計算値1132.4)[M+5H]5+;944.0(計算値943.8)[M+6H]6+;809.3(計算値809.1)[M+7H]7+。MW=5657.0。
ペプチド3
ペプチド3を、ペプチド2について記載したものと同じ方法で、MBHA樹脂上でBoc SPPS技術を用いて0.2mmolスケールで合成した。p3及びP25配列を使用する最初のペプチドをまず合成し、続いてpHAA鎖を結合させた。P25の合成後にBoc-Lys(Fmoc)OHを導入し、ペプチド分岐を可能にした。リシン-P25配列へのp3の合成後、20%ピペリジンを用いてFmoc側鎖を除去し、標準的なカップリング手順を用いてポリロイシン部分を結合させた。生成物を、30分間にわたる40~70%溶媒B勾配を用いて、C4カラムを用いるRP-HPLCを使用して精製した。t=30.2分、純度>95%。収率:16%。ESI-MS:m/z 1522.0(計算値1521.6)[M+4H]4+;1217.6(計算値1217.5)[M+5H]5+;1014.9(計算値1014.7)[M+6H]6+。MW=6082.5。
特性評価
ゼータサイザー3000TM(Malvern Instruments、Malvern、英国)を用いた光子相関分光法を用いて、自己組織化粒子のサイズを測定した。ワクチンペプチドの形態を、透過型電子顕微鏡(TEM)(HT7700 Exalens、日立製作所、日本)を用いて真空乾燥後に評価した。簡潔には、試料を純粋な蒸留水で希釈し(1:100)、グロー放電炭素被覆銅グリッド上に直接滴下し、次いで2%酢酸ウラニルで染色した。試料を200000の倍率で観察した。
ワクチン接種スキーム及び鉤虫抗原接種モデル
10週齢の雄BALB/cマウス(Animal Resources Centre、オーストラリア、西オーストラリア州、パース)を無作為に10群に分け、新たに調製したワクチン製剤で経口免疫した。マウスは、ペレット化された食物及び水を自由に摂取した。ペプチドは、0日目、7日目、14日目、21日目、28日目及び35日目に、20ゲージ経口強制飼養チューブを使用して、マウスあたり100μLの水中に100μgの2及び3の用量で与えた。陰性対照群には、マウスあたり100μLのPBSを投与し、陽性対照群には、マウスあたり100μgの対照ペプチド1及び10μgのCTBを同じ投与日に投与した。49日目の最終免疫化の2週間後、マウスに、200μLのPBS中の500個の感染性ニッポストロンジラス・ブラジリエンシス(ブラジル鉤虫、Nippostrongylus brasilisensis)幼虫(L3)を、首筋で皮下に感染させた。スプラーグドーリー(Sprague-Dawley)ラット(Animal Resources Centre、オーストラリア、西オーストラリア州、パース)において、N.ブラシリエンシスを以前に記載されたように維持した[33、36]。感染性L3は、2週齢のラット糞便培養物から新たに調製した。感染の7日後、マウスをCOで安楽死させ、血液(抗原接種後)、小腸由来の成体寄生生物及び大腸由来の計量糞便試料を収集した。
血清及び唾液の収集
48日目及び56日目に血液試料を採取した。採血は、尾動脈を介して分離Z-Gelマイクロチューブに行い、この血液を室温で1時間放置し、10,000gで5分間遠心分離した。マウスをCOガスで安楽死させた後、心臓穿刺を介して最終出血を回収した。血清を取り出し、分析まで-20℃で保存した。
抗体応答の評価
酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)を実施して、血清及び唾液の試料中の抗原特異的IgG及びIgA抗体価を決定した。すべての反応は100μL/ウェルで行った。96ウェルマイクロタイタープレート(Greiner Microlon(登録商標) 600)の各ウェルを、5μg/mLのp3ペプチド、成熟組換えNa-APR-1(親切にもPearsonら[37]により提供された)又は0.1M炭酸ナトリウム/炭酸水素ナトリウム(pH9.6)に希釈したN.ブラシリエンシス排泄/分泌タンパク質(Nbr ESP;Eichenbergerら[38]に記載される通りである)のいずれかで、37℃で2時間コーティングした。プレートをPBS/0.5% Tween20(PBST)で3回洗浄し、非特異的結合を減少させるための5%脱脂乳で、4℃で一晩ブロックした。血清中のIgGについて1:100希釈、及び唾液中のIgAについて1:4希釈の試料を37℃で1時間添加した。すべての反応性試料を2倍連続希釈で終点まで滴定した。プレートを3回洗浄し、西洋ワサビペルオキシダーゼコンジュゲートヤギ抗マウス二次抗体(PBST中1:4000の抗IgG、Invitrogen(インビトロジェン) #62-6及びPBST中1:2000の抗IgA;Invitrogen #62-6720)を37℃で1時間添加した。プレートを4回洗浄し、TMB基質溶液(Invitrogen 00-4201-56)と共に室温で20分間インキュベートした。異なる群の試料からの抗体価を、陰性対照マウスからの平均吸光度の3標準偏差の吸光度を超えた最低希釈で得た。
統計解析
群間の抗体価の統計解析を、一元配置分散分析(ANOVA)とそれに続くテューキーの多重比較検定を用いて行った。成体の虫及び糞便の卵負荷の差を、ノンパラメトリックなマンホイットニーのU検定によって解析した。GraphPad Prism 7.03ソフトウェア(GraphPad Software Inc.、米国、カリフォルニア州)を統計解析に使用した。p<0.05の場合、差は有意であった。
実施例4
A群レンサ球菌(GAS)細菌は、喉又は皮膚にコロニー形成することが知られているグラム陽性病原体である。GAS感染は、様々な程度の重症度を有する様々な化膿性疾患をもたらす。これらの細菌の主要な標的領域は、粘膜、皮膚、扁桃腺及びそれらの周囲の組織である。一般に、GASは、咽頭炎、膿痂疹、肺炎、髄膜炎、猩紅熱及び蜂巣炎を引き起こすことが知られている。しかしながら、この細菌は、レンサ球菌毒素ショック症候群(STSS)、壊死性(「人食い」)筋膜炎及び敗血症等の致命的な侵襲性疾患も引き起こす可能性があり、急性リウマチ熱、リウマチ性心疾患(RHD)、反応性関節炎及びレンサ球菌感染後糸球体腎炎を含むレンサ球菌感染後(非化膿性)後遺症を引き起こす可能性がある。この感染の有名な性質に起因して、GASは、ヒトにおける感染関連死の上位10の主な原因として列挙され、年間800万患者の全世界的な負担(2013年データ)及び3340万のRHD症例のみからでも319,400人の死亡が推定された(2015年及び2017年のデータ)。
この問題に対処するために、ワクチン接種が最良の予防であり費用効果の高い医学的介入である(例えば、天然痘を全世界的に根絶する能力)ため、GASに対するワクチンが広範に研究されている。全生物(生の、生弱毒化した又は不活化した病原体)を使用する伝統的なワクチンは、長期間持続する免疫という利点を有する。しかしながら、それらは、自己免疫又はアレルギー応答、並びにワクチンとしてのその有効性を低下させうる余計な生物学的物質を誘導する可能性もある。1920年代に、成人及び小児に静脈内注射した加熱殺傷GAS株を用いてヒト試験が行われた。この試みは、粗ワクチン設計の発熱性外毒素の存在による高い反応源性により失敗した。サブユニットワクチンは、これらの伝統的なワクチンの代用物として導入された。それらは、微生物の一部、例えば炭水化物、タンパク質及びペプチドのみをワクチン抗原として使用する。それにもかかわらず、精製された全Mタンパク質(GASの主要病原因子)又はMタンパク質の断片を使用するタンパク質ベースのサブユニットワクチン戦略は、その効力にもかかわらず、ヒト組織交差反応性の存在を依然として示した。代わりに、最近のGASワクチン開発は、ペプチドベースのサブユニットワクチンを使用し、このワクチンでは、選択された抗原に由来するアミノ酸の短い配列を用いて、免疫応答を誘発する。エピトープJ8(Mタンパク質のC反復領域に由来する28アミノ酸ペプチド)は、多くの研究並びにヒト臨床研究においてワクチン抗原として使用されている。ペプチドベースのワクチンは、その安全性プロファイル、化学合成を用いた純粋な合成ワクチンの容易な製造、並びに貯蔵及び輸送におけるその安定性を含む、その複数の利点のために注目を得ている。しかしながら、そのような最小限の生物学的成分の使用は、ペプチドを貧弱な免疫原にし、それらの免疫原性を克服するために免疫賦活剤(アジュバント又は送達系)を必要とする。
本実施例では、本発明者らは、ポリ疎水性アミノ酸(pHAA)を送達系として使用する、GASに対するマルチエピトープワクチンを設計及び製剤化する。このペプチドベースの自己アジュバントpHAAは、GASエピトープにコンジュゲートされた場合に高い有効性及び効力を有し[1]、これは、pHAA-抗原コンジュゲートの小さいナノ粒子及び鎖状凝集ナノ粒子(CLAN)への自己組織化に起因するものであった。ナノ粒子は、疎水性pHAAが親水性エピトープにコンジュゲートした場合に形成されるpHAA-抗原コンジュゲートの両親媒性特性に起因して形成される。このマルチエピトープワクチン設計は、以下の成分を組み込む:GAS Mタンパク質由来の異なるB細胞エピトープ(J8、PL1及び88/30)、長期記憶免疫応答を提供するための汎ヒト白血球抗原-抗原D関連(HLA-DR)結合エピトープ(PADRE)Tヘルパー細胞エピトープ、及びpHAA部分としてのポリロイシン。B細胞エピトープは、自己免疫配列を除外するMタンパク質の保存された(J8)及び超可変(PL1及び88/30)領域から選択した。J8(QAEDKVKQSREAKKQVEKALKQLEDKVQ;配列番号9)は、GCN4 DNA結合タンパク質配列に隣接するM1 GAS株のMタンパク質のアミノ酸344~355に由来し、一方、PL1(EVLTRRQSQDPKYVTQRIS;配列番号10)及び88/30(DNGKAIYERARERALQELGP;配列番号11)は、それぞれGAS株M54及び88/30(オーストラリア、ノーザンテリトリー(Northern Territory)のアボリジニから最初に単離された株)のMタンパク質由来の型特異的N末端に由来した。このマルチエピトープワクチンの効率は、16種の共通HLA-DR型(主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスII細胞表面受容体)のうち15種に対して高い親和性を有するユニバーサル合成PADRE Tヘルパーエピトープ(AKFVAAWTLKAAA;配列番号7)を含めることによって増強することができる。ポリロイシンは、他のポリアミノ酸(本明細書に記載されるバリン及びフェニルアラニン、アラニン、グリシン、グルタミン酸、セリン、プロリン及びフェニルアラニン-ロイシン-アラニン)及び市販のアジュバント(本明細書に記載されるCFA、ミョウバン、AS04、MF59)と比較して最も有効なpHAA系としてロイシンを示した以前の研究に基づいて選択した。PADRE及び10コピーのロイシンにコンジュゲートした個々のJ8、88/30及びPL1エピトープの物理的混合物を、ナノ粒子を形成し免疫応答を刺激するそれらの能力に関して、ポリロイシンにコンジュゲートしたエピトープ(J8、88/30、PL1、PADRE)と比較した(図22)。
材料及び方法
材料
ブチルオキシカルボニル(Boc)保護L-アミノ酸は、Novabiochem、Merch Chemicals(メルク・ケミカルズ)(ドイツ、ダルムシュタット)及びMimotopes(オーストラリア、メルボルン)から購入した。4-メチルベンズヒドリルアミン(pMBHA)樹脂は、Peptides International(米国、ケンタッキー州)から入手した。1-[6-ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム-3-オキシドヘキサフルオロリン酸塩(HATU)は、Mimotopes(オーストラリア、メルボルン)から購入した。アセトニトリル、ジクロロメタン(DCM)、メタノール、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、p-クレゾール、トリフルオロ酢酸(TFA)は、Merck(ドイツ、ホーエンブルン)から入手した。リン酸緩衝生理食塩水(PBS)はeBioscience(米国、カリフォルニア州)から得た。C57BL/6マウスは、University of Queensland’s Biological Resources(クイーンズランド大学生物資源、UQBR)(オーストラリア、クイーンズランド州)から購入した。フッ化フェニルメチルスルホニル(PMSF)は、サーモサイエンティフィック(オーストラリア、ビクトリア州)から購入した。ヤギ抗マウスIgG(H+L)-HRP(IgG HRP)コンジュゲートは、Millipore(米国、カリフォルニア州、テメクラ)から購入した。完全フロイントアジュバント(CFA)及びヤギ抗マウスIgAはInvivogen(米国、サンディエゴ)から購入した。分析グレードのTween20は、VWR International(オーストラリア、クイーンズランド州)から購入した。クロロホルム、o-フェニレンジアミン二塩酸塩(OPD)基質、ピロカルピンHCL、及びすべての他の試薬は、Sigma-Aldrich(オーストラリア、ビクトリア州)から購入した。
化学合成は、CME Corporation(シーエムイー・コーポレーション)(米国、ノースカロライナ州)製のSPS CEM Discovery反応器上でマイクロ波支援Boc固相ペプチド合成(SPPS)を使用して行った。ペプチドの分析は、LCMS-2020 島津製作所(日本、京都)の装置(DGU-20A3、LC-20Ad×2、SIL-20AHT、STO-20A)又はAnalyst 1.4ソフトウェア(Applied Biosystems/MDS Sciex、カナダ、トロント)(Perkin-Elmer-Sciex API3000)でのエレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI-MS)、及び214nmで化合物を検出する、Vydac分析用C18(218TP54;5μm、4.6×250mm)又はC4(214TP54;5μm、4.6×250mm)カラムを用いる島津製作所(日本、京都)の装置(DGU-20A5、LC-20AB、SIL-20ACHT、SPD-M10AVP)での分析用逆相HPLC(RP-HPLC)を使用して行った。精製は、島津製作所分取RP-HPLC(日本、京都)装置(LC-20AP×2、CBM-20A、SPD-20A、FRC-10A)で、C18(218TP1022;10μm、22×250mm)又はC4(214TP1022;10μm、22×250mm)を用いて20.0ml/分の流量で実施した。ナノ粒子のサイズ及び多分散性は、Nanosizer Nano ZP機器(Zetasizer Nano Series ZS、Malvern Instruments、英国)を用いて、Dispersion Technology Software(Malvern Instruments、英国)を用いて使い捨てキャピラリーキュベットで動的光散乱(DLS)によって決定した。ナノ粒子のサイズ及び形態のさらなる分析は、透過型電子顕微鏡法(TEM;HT7700 Exalens、日立製作所、日本電子、日本)を使用して捕捉された粒子画像化を介して、2%ホスホタングステン酸及び炭素被覆銅グリッド(Ted Pella(テッド・ペラ)、200メッシュ)を使用する陰性染色技術によって行った。二次構造は、Jasco J-710円二色性分光計を用いて1mmキュベット中で分析した。酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)は、Spectramaxマイクロプレートリーダー(Molecular Devices(モレキュラーデバイス)、米国)を用いて測定したプレート読み取り吸光度を用いてプレート上で行った。ELISAデータは、GraphPad Prism 7ソフトウェア(GraphPad Software,Inc.、米国)を使用して分析した。一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を使用して多重比較を実施した。データは、検討した群間で()p<0.05、(**)p<0.01、(***)p<0.001、(****)p<0.0001で有意に異なるとみなした。
化合物1~14の合成
化合物1~11及び13(図22)を、pMBHA樹脂・HCl(0.59mmol/g置換)上でBoc化学によるマイクロ波支援SPPS(70℃、20W)法を用いて、0.1mmolスケールで合成した[2、3]。樹脂(0.017g)を秤量し、DMF及びDIPEA(6.2当量)中で2時間予備膨潤させた。カップリングサイクルは、Boc基の脱保護(ニートTFAで2分間処理、室温で2回)、DMF洗浄、並びに0.5M HATU(1.6mL、4当量)及びDIPEA(0.18mL、5.2当量)でのアミノ酸(0.84mmol/g、4.2当量)活性化、並びに二重カップリング(5分及び10分)を用いた樹脂へのカップリングを含む。特別なアミノ酸カップリング条件をアスパラギン酸に適用し、50℃で15分間の二重カップリングを行った。所望のペプチドが達成されるまで、これらの手順を繰り返した。アセチル化は、第1のアミノ酸及び最終アミノ酸の添加後に、90%DMF、5%DIPEA及び5%無水酢酸を使用することによって行った。トリプトファンアミノ酸からのホルミル基を、DMF中の20%ピペリジンを用いて2分間及び5分間脱保護した。完成した化合物をDMF(3回)、DCM(3回)及びメタノールで洗浄した後、デシケーター中で一晩乾燥させた。乾燥後、ペプチドを、無水フッ化水素(HF)及びスカベンジャーとしてのp-クレゾールを用いて樹脂から切断した[4]。これらの化合物を沈殿させ、冷ジエチルエーテルで洗浄した。次いで、沈殿した化合物を溶媒B(90%アセトニトリル、10%ミリQ(milli-Q)水、0.1%TFA)を用いて溶解し、次いで濾過した。これらの化合物を、島津製作所分取RP-HPLCを用いて、C18又はC4 Vydacカラム上で溶媒B勾配(各化合物についての特定の勾配)を用い、化合物を214nmで検出して25分間精製した。次いで、精製した化合物を、ESI-MS及び分析用RP-HPLCを使用して、C18又はC4 Vydacカラム上で溶媒Bの0~100%勾配を40分間使用し、化合物を214nmで検出して分析した。
追加の反応を行って、化合物12及び14を作製した。純粋な化合物10(5.45mg)を、チオール-マレイミド「クリック」反応を1:1.2のモル比で使用して、純粋な化合物11(8.45mg)にコンジュゲートさせて、化合物12を生成した。化合物10及び11の両方を2.5μLのDMSOに別々に溶解した。グアニジン緩衝液(100μL;6Mグアニジン、50mMリン酸ナトリウム緩衝液、5mM EDTA、20%アセトニトリル水溶液;pH7.3)を各化合物に加えた後、それらを混合した。5%水酸化ナトリウムを用いてpHを約7.2~7.5に調整した。フラスコを窒素で3回洗浄することによって酸素を除去した。試料(30μL)を毎時間収集し、Vydac C4カラムを用いた分析用RP-HPLCを使用して分析して、反応の進行をモニターした(反応物質ピークが減少し、生成物ピークが成長した)。反応が終了した後、混合物を分取RP-HPLCを用いて精製して純粋な化合物12を単離し、これをESI-MS及びC4 Vydacカラムでの分析RP-HPLCにより分析した。
純粋な化合物12(6mg)を、銅(I)触媒アジド-アルキンHuisgen(ヒュスゲン)環化付加(CuAAC)「クリック」反応[2]を1:1.7のモル比で使用して、純粋な化合物13(3.2mg)にコンジュゲートさせて、化合物14を生成した。化合物12及び13の両方をフラスコ中で0.5mLのDMFを用いて溶解した後、20mgの銅ワイヤ及び磁気撹拌子を添加した。セプタム栓を用いてフラスコを覆い、フラスコを窒素で3回洗浄することによって酸素を除去した。このフラスコを50℃の油浴に入れ、混合物を200rpmで撹拌した。混合物が青緑色に変わると、試料(15μL)を1時間ごとに収集した。化合物14の反応の進行、精製及び分析は、化合物12と同様に行った。
化合物1(純粋)収率:20%。純度:99%。分子量:3281.77。ESI-MS:[M+2H]2+ m/z 1641.5(計算値:1641.89)、[M+3H]3+ m/z 1095.1(計算値:1094.92)、[M+4H]4+ m/z 821.5(計算値:821.44)、[M+5H]5+ m/z 657.5(計算値:657.35)、R:18.4分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物2(純粋)収率:16%。純度:99%。分子量:2303.61。ESI-MS:[M+2H]2+ m/z 1152.6(計算値:1152.81)、[M+3H]3+ m/z 768.5(計算値:768.87)、[M+4H]4+ m/z 577.1(計算値:576.90)。R:17.7分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物3(純粋)収率:16%。純度:99%。分子量:2285.56。ESI-MS:[M+2H]2+ m/z 1143.3(計算値:1143.78)、[M+3H]3+ m/z 762.6(計算値:762.85)、[M+4H]4+ m/z 572.4(計算値:572.39)。R:20.4分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物4(純粋)収率:18%。純度:99%。分子量:4653.42。ESI-MS:[M+3H]3+ m/z 1552.4(計算値:1552.14)、[M+4H]4+ m/z 1164.3(計算値:1164.36)、[M+5H]5+ m/z 931.7(計算値:931.68)、[M+6H]6+ m/z 776.6(計算値:776.57)、[M+7H]7+ m/z 665.9(計算値:665.77)。R:25.0分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物5(純粋)収率:16%。純度:99%。分子量:3675.26。ESI-MS:[M+2H]2+ m/z 1838.6(計算値:1838.63)、[M+3H]3+ m/z 1226.0(計算値:1226.09)、[M+4H]4+ m/z 919.9(計算値:919.82)、[M+5H]5+ m/z 735.8(計算値:736.05)。R:20.2分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物6(純粋)収率:15%。純度:97%。分子量:3657.21。ESI-MS:[M+3H]3+ m/z 1220.2(計算値:1220.07)、[M+4H]4+ m/z 915.3(計算値:915.30)。R:18.3分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物7(純粋)収率:15%。純度:98%。分子量:5785.02。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 1447.4(計算値:1447.26)、[M+5H]5+ m/z 1158.2(計算値:1158.00)、[M+6H]6+ m/z 965.0(計算値:965.17)、[M+7H]7+ m/z 827.5(計算値:827.43)。R:30.9分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物8(純粋)収率:22%。純度:99%。分子量:4806.86。ESI-MS:[M+3H]3+ m/z 1603.5(計算値:1603.29)、[M+4H]4+ m/z 1203.0(計算値:1202.72)、[M+5H]5+ m/z 962.2(計算値:962.37)、[M+6H]6+ m/z 802.2(計算値:802.14)。R:37.9分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物9(純粋)収率:15%。純度:98%。分子量:4788.81。ESI-MS:[M+3H]3+ m/z 1597.3(計算値:1597.27)、[M+4H]4+ m/z 1198.2(計算値:1198.20)、[M+5H]5+ m/z 958.9(計算値:958.76)、[M+6H]6+ m/z 799.2(計算値:799.14)。R:30.5分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物10(純粋)収率:15%。純度:96%。分子量:4758.33。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 1190.6(計算値:1190.58)、[M+5H]5+ m/z 952.6(計算値:952.67)、[M+6H]6+ m/z 794.3(計算値:794.06)、[M+7H]7+ m/z 680.8(計算値:680.76)、[M+8H]8+ m/z 596.0(計算値:595.79)。R:19.5分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物11(純粋)収率:15%。純度:98%。分子量:3474.97。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 870(計算値:869.74)、[M+5H]5+ m/z 696(計算値:695.99)、[M+6H]6+ m/z 580(計算値:580.16)、[M+7H]7+ m/z 498(計算値:497.42)。R:19.2分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物12(純粋)収率:43%。純度:99%。分子量:8233.30。ESI-MS:[M+8H]8+ m/z 1031(計算値:1030.16)、[M+9H]9+ m/z 916(計算値:915.81)、[M+10H]10+ m/z 825(計算値:824.33)、[M+11H]11+ m/z 750(計算値:749.30)、[M+12H]12+ m/z 687(計算値:687.11)、[M+13H]13+ m/z 635(計算値:634.33)。R:18.4分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物13(純粋)収率:20%。純度:98%。分子量:2785.59。ESI-MS:[M+3H]3+ m/z 930(計算値:929.53)。R:42.9分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物14(純粋)収率:22%。純度:95%。分子量:11018.89.[M+10H]10+ m/z 1103(計算値:1102.89)、[M+11H]11+ m/z 1003(計算値:1002.72)、[M+12H]12+ m/z 920(計算値:919.24)、[M+13H]13+ m/z 849(計算値:848.61)、[M+14H]14+ m/z 788(計算値:788.06)、[M+15H]15+ m/z 736(計算値:735.59)、[M+16H]16+ m/z 691(計算値:689.68)。R:26.5分。(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
二次構造分析
溶液中のペプチドの二次構造をCD分光法によって分析した。化合物7~9及び14(PBS中0.1mg/mL)を石英キュベットに入れた。CDスペクトル測定を23℃で1mmの光路長で行い、データを198~260nmの間で収集した[5]]。
インビボモデルにおける皮下免疫化
6週齢の雌C57BL/6マウスを、University of Queensland’s Biological Resources(UQBR)(オーストラリア、クイーンズランド州)から購入した。マウスをAustralian Institute for Bioengineering and Nanotechnology(オーストラリア生物工学ナノテクノロジー研究所、AIBN)のAnimal Facility(動物施設)に収容した。あらゆる実験を行う前に、マウスを7日間順化させた。マウスに、0日目、21日目、28日目及び35日目に尾の基部に50μLの化合物4~6(混合物)及び14を皮下注射により与えた。各化合物の抗原の量は、表2bに基づいて変化した。陽性対照マウスにはCFA(1:1体積比)でアジュバント添加した化合物1~3溶解混合物を与えたが、陰性対照マウスには50μLのPBSを与えた。
血清の収集
免疫化後の20日目、27日目、34日目及び49日目に血清試料を採取して、抗原特異的IgG抗体価を測定した。尾部先端(20日目、27日目及び34日目に90μLのPBSで希釈した10μL)及び心臓穿刺(49日目に採取した1mLの血液)を介して血液を採取した。採取した血液試料を3,600rpmで10分間遠心分離した。血清を上清から回収し、さらなる分析まで-80℃に保った。
ELISAによる抗体価検出
抗原特異的抗体IgG力価を、以前に公開された(ELISA)アッセイを使用して検出した。プレートをJ8、PL1、又は88/30(それぞれ化合物1~3)のいずれかでコーティングした。2倍連続希釈を、1:100濃度の血清から開始して、抗原被覆プレート上で行った。ナイーブマウス血清を対照として使用した。二次抗体をプレートに添加した後にOPD基質を添加した。SpectraMaxマイクロプレートリーダーを使用して、450nmでの吸光度を読み取った。IgG抗体価は、対照ウェルの平均吸光度を上回る標準偏差の3倍を超える吸光度を有する最低可能希釈として表した。
結果
ワクチン候補の調製及び特性評価
皮下免疫化の際にマウスにおいて高度にオプソニン性の抗原特異的抗体産生を誘導する15量体ロイシンのアジュバント化能力に基づいて、本実施例において新しいコンジュゲートを設計した。PADREユニバーサルTヘルパーにコンジュゲートしたGAS B細胞エピトープ(J8、PL1、又は88/30のいずれか)(それぞれ化合物4~6)を、抗体産生を誘導するための抗原として設計した。免疫化研究において混合物として使用した直鎖状化合物7~9は、抗原保有PL1及び88/30(化合物8及び9)の疎水性によるこれらのペプチドに関する水溶性の問題に適応するためにロイシンの10回の反復のみを保有していた。同様に、化合物14は、PADRE、J8、PL1、及び88/30抗原にコンジュゲートした10コピーのロイシンを含んでいた。
化合物1~11及び13は、Boc-SPPSを使用して成功裏に合成され、それらの構造及び純度は、分析用RP-HPLC及びESI-MSを使用して確認した。ESI-MSスペクトルで観察された質量は、所望の化合物の計算された質量と一致した。さらなる反応を行って、マルチエピトープ化合物14を合成した。純粋な化合物10及び11を、チオール-マレイミド「クリック」反応を使用して共にコンジュゲートして化合物12を生成し、これを精製し、CuAAC「クリック」反応を使用して化合物13にコンジュゲートして化合物14を生成した。これらのクリック反応の進行を、分析用RP-HPLC及びESI-MSを用いてモニターした。分析用RP-HPLCでの反応物のピークは減少したが、生成物のピークは成長した。化合物1~14を分取RP-HPLCを用いて精製し、95%を超える純度の化合物を得た(図25)。
化合物7~9の混合物及び個々の化合物14を自己組織化して、PBS中でナノ粒子を形成した。化合物のサイズ、サイズ分布(PDI)、及び形態を、DLS及びTEMを使用して特性評価した(表1b、図23)。概して、化合物のほとんどは、以前の研究において示されたのと同様に、小さいナノ粒子と鎖状凝集ナノ粒子(CLAN)との混合物を形成した。すべての化合物は、PDI>0.1を有した。
Figure 2023510289000013
化合物7は、DLSからは、小さなナノ粒子及び粒子サイズ(320nm)のCLAN(TEM像)に自己組織化した。同様の粒子サイズが、化合物9についてDLSによって測定された。しかしながら、化合物9のTEM像は、より大きい粒子サイズ(530nm)を有する化合物8と同様の形態を有する化合物7と比較して、わずかに大きくかつより目に見える凝集体を有する小さいナノ粒子を示した。化合物7~9の混合物は、DLSによって測定すると350nmの凝集体であったマルチエピトープコンジュゲート化合物14よりも大きい600nmのサイズの粒子を形成した。
コンジュゲートの免疫学的評価
ポリHAA-抗原コンジュゲートの免疫学的評価を、一次-追加(プライム-ブースト)ワクチン接種戦略を用いてC57BL/6に対して行った。マウスを、化合物4~6混合物+CFA(陽性対照)、7~9混合物、及びマルチエピトープコンジュゲート14で皮下免疫した。投与量は、各群において同量の抗原を送達するために分子量に基づいて計算した。陰性対照群はPBSで処置した。すべてのワクチンコンジュゲートは、最終追加免疫後に同様のレベルのJ8特異的、PL1特異的、及び88/30特異的IgG免疫応答を誘導することができた(図24)。予想通り、CFAアジュバント添加ペプチド抗原混合物は、一次免疫後でさえ、試験群間で最も有意な抗体価を誘導した。さらなる追加免疫は、化合物14及び混合物7~9に必要であり、抗体価は、第2の追加免疫後にのみ可視であった。全体として、物理的混合物は、マルチエピトープコンジュゲート(14)よりもわずかに高い抗体価を誘発することができた。しかしながら、この差は有意ではなかった。これは、化合物14の複雑な合成が標的抗原に対する免疫応答を誘導するのに不必要であることを示した。
Figure 2023510289000014
考察
本研究において使用した自己組織化ペプチドの開発の背後にある考えは、非常に単純な設計及び合成の容易さで、GASに対する有効な免疫応答を誘発するワクチン候補を作製することであった。上記化合物は、特異的抗体産生、メモリーT細胞産生及び送達系を説明するために、それぞれ成功したワクチンに必要な最小限の成分 - B細胞エピトープ、T細胞エピトープ及びアジュバントを使用して作製した。最小限の設計は、自己免疫疾患、アレルギー性及び/又は発熱性応答、並びにヒト組織間反応を誘導する機会等の全生物及び全タンパク質ワクチンに関連する欠点のほとんどを回避するのに役立つ。pHAA部分としてポリロイシンを使用する以前に報告されたデータは、本研究のベンチマークとして役立った。15アミノ酸反復を有するポリロイシンは、他のpHAA、並びに10残基及び15残基を有するポリロイシンと比較して、より良好なアジュバント能力を示した。しかしながら、本研究では、88/30及びPL1ペプチド(J8よりも疎水性が高い)の疎水性の性質のために、わずか10アミノ酸反復を有するポリロイシンをpHAA部分として使用した。pHAAをペプチド抗原にコンジュゲートして、この送達系のアジュバント特性を評価した。上記pHAA-抗原コンジュゲートは、ナノ粒子を形成して免疫応答を刺激する能力に対する構造パラメータの影響を調べるように設計された。従って、マルチエピトープコンジュゲート14を化合物7~9の物理的混合物と比較した。
すべての化合物を成功裏に合成し、精製した(純度>95%)。分析用RP-HPLCでは、ポリロイシン尾部が寄与する高い疎水性のために、広いピークが観測された。特に、精製された化合物6は3つのピークを示し、それらはすべてAc-PADRE-8830の予想質量に一致した。88/30エピトープは、そのC末端にプロリンを有し、複数のピークは、溶液中にその2つの異なる異性体、シス及びトランスとして存在するプロリンの結果であると思われた。化合物9(同じく88/30エピトープを含有する)について多重ピークは、10個のロイシン残基の存在により観察されず、この10個のロイシン残基は化合物の疎水性を大幅に増加させ、その結果、広いシグナルが観察された。
興味深いことに、DLSは化合物14について350nmの凝集体サイズを示し、これは7~9混合物(600nm)よりも小さかった。TEMにおける化合物7~9の混合物及び化合物14の形態は、測定された凝集体がCLANの形成を示すかどうかを調べるために必要である。化合物14及び混合物7~9の免疫学的評価は、これらのコンジュゲートがすべての抗原(J8、PL1及び88/30)に対するIgG抗体の産生を誘導できることを実証した。異なるエピトープを有するポリロイシンコンジュゲートの物理的混合物は、単一の構築物におけるすべてのワクチン成分の組み込みに起因してより有効であると予想されたマルチエピトープコンジュゲート14と比較して、同様の又はより高いレベルの抗体価を誘導した。これらの結果は、混合物7~9及び化合物14の構造と相関している可能性があり、これらをさらに評価する必要がある。
ナノ粒子範囲、すなわち1~1000nmの粒子は、投与後に容易に生物学的障壁を透過し、身体を通過することができるので、標的送達に好ましい。しかしながら、ワクチンの理想的な粒子サイズについては議論が進んでいる。樹状細胞による取り込みの増強のために、500nm未満の粒子サイズが好ましいことが報告されている。別の研究は、200nm未満のサイズの粒子は、通常、エンドサイトーシスを介してAPCによって取り込まれ、細胞ベースの免疫応答をもたらすが、500nm~5000nmのサイズの粒子は、食作用又はミクロピノサイトーシス(微飲作用)によって取り込まれ、体液性免疫を促進するのに役立つことを報告している(Oyewumiら、2010)。ワクチンの理想的なサイズ範囲は、抗原、用量及び粒子を調製するために使用される材料にも依存する。
結び
本研究は、抗原性ペプチドJ8、PL1及び88/30、Tヘルパー細胞エピトープPADRE及びポリロイシン送達系を組み込む、GASに対するワクチン候補の合成、特性評価、及び免疫学的評価を示す。異なるエピトープを有するポリロイシンコンジュゲートの物理的混合物は、単一の構築物におけるすべてのワクチン成分の組み込みに起因して、より有効であると予想されたマルチエピトープコンジュゲートと比較して、同様の又はより高いレベルの抗体価を誘導した。
実施例5
概要
ペプチド抗原は、ワクチン、とりわけ自己免疫誘導病原体及び癌に対するワクチンの開発において広く使用されている。しかしながら、ペプチドベースのワクチンは、所望の免疫応答を刺激するためにアジュバント及び/又は送達系を必要とする。本実施例で、本発明者らは、自己アジュバント性ポリ(疎水性アミノ酸)(pHAA)がA群レンサ球菌(GAS)に対するペプチドベースのワクチンを送達する可能性を調査した。本発明者らは、体液性免疫応答を誘導する系の能力に対する構造配置及びpHAA特性の効果を評価するために、ペプチド抗原(J8-PADRE)及び重合した疎水性アミノ酸を有する様々なコンジュゲートを有する自己組織化ナノ粒子を設計及び合成した。開発したコンジュゲートの免疫原性も市販のヒトアジュバントと比較した。本発明者らは、J8-PADRE及び15コピーのロイシンを有する直鎖状コンジュゲートが、市販のアジュバントと同等に有効な、又はそれより大きい免疫応答を誘導することを見出した。本発明者らの完全に明確な、アジュバントを含まない単一分子系ワクチンは、GAS細菌を死滅させることができる抗体の産生を誘導した。
緒言
ワクチン接種は感染性疾患を制御及び予防するための最も有効な戦略であるので、ワクチンの発見は、人類の歴史における重要なマイルストーンとみなされている[1、2]。分子生物学、化学及び免疫学の発展と並行して、ワクチンは、過去200年間にわたり顕著な変化を受けてきた。弱毒化又は死滅した全生物に依存する代わりに、現在の研究は、高度に精製され、より安全であるサブユニットワクチンの開発により焦点を当てている。サブユニットワクチンは、病原体の必須の抗原部分(例えば、タンパク質、ペプチド、炭水化物等)のみを含有し、従って、生物学的不純物を全く含有しないか、又はわずかしか含まず、アレルギー応答又は自己免疫応答を誘導する機会が低い[3、4]。しかしながら、最小抗原成分の使用は、これらのワクチンの免疫原性が低いことも意味する。この問題に対処するために、アジュバントが補完的免疫賦活剤としてこれらのワクチン製剤に添加されている。現在、すべての市販のサブユニットワクチンは、改善された有効性のためにアジュバント及び/又は送達系を利用する[5~7]。
アジュバントは、天然の病原体関連危険シグナルを模倣して、ヒト自然免疫系による認識を獲得し、かつワクチン抗原と同時投与された場合に特異的適応免疫応答を増強及び/又は調整(改変)する。いくつかのアジュバントがワクチン設計のために市販されているが、それらのほとんどは、あるレベルの毒性を有するか、又は注射部位における局所有害反応(例えば、炎症、発赤、腫脹、疼痛)若しくは全身反応(例えば、倦怠感、発熱、アジュバント関節炎、前部ブドウ膜炎)等の副作用を誘発する可能性がある[5、8]。さらに、これらのアジュバントは、調製プロセスの複雑さ及び高コストのために適用が制限される。それゆえ、新世代のアジュバントに注意が向けられている。ナノ材料としてのナノアジュバントは、概して安全であり、合成及び修飾が容易であり、化学的に明確であることができ、高い免疫賦活能力を有する[9、10]。
自己組織化両親媒性物質から形成されるナノ粒子は、有望な自己アジュバント特性を有することが示されており[9、11]、ペプチドワクチン送達においてしばしば使用される[12~14]。例えば、疎水性樹状ポリ(tert-ブチルアクリレート)[15]又はリポアミノ酸(例えば、2-アミノ-D,L-ヘキサデカン酸)[16]は、様々なペプチドベースの抗原にコンジュゲートされており、生成されたコンジュゲートは、マイクロ/ナノ粒子に自己組織化した[17、18]。これらの粒子は、取り込まれた抗原に対する強力な免疫応答(体液性及び細胞性の両方)を刺激した[19~24]。しかしながら、これらの化合物、とりわけポリアクリレートは、ラセミ体であり、生分解性ではなく、(ポリマーの場合)不明確な数の単位を有するので、潜在的な商業的応用にとって基本的な不都合を有していた。従って、バッチ間のばらつきは、インビトロ及びインビボでのワクチン効力に影響を及ぼす可能性があり、それらを臨床試験に不適切なものにする可能性がある。
最近の研究では、本発明者らは、ポリ(疎水性アミノ酸)(pHAA)を、ペプチド抗原のための完全に明確な有効な自己アジュバント送達系として導入した[25]。親水性ペプチド抗原にコンジュゲートされる場合、pHAA配列は、pHAA-抗原コンジュゲートの小さいナノ粒子及びナノ粒子の鎖状凝集体(CLAN)への自己組織化を可能にする自己アジュバント部分として機能する。A群レンサ球菌(GAS)Mタンパク質由来抗原1のポリロイシンへのコンジュゲーションは、コンジュゲート2を生成し(図26)、これはCLANに自己組織化し、マウスにおいて高レベルのオプソニン抗体の産生を誘導した。
免疫応答の質に対するペプチドワクチン成分における空間的配置の重要性は、以前に報告されている[26~30]。従って、pHAAのアジュバント能力を最適化するために、本発明者らは、(i)GAS Mタンパク質由来の保存されたB細胞エピトープJ8(QAEDKVKQSREAKKQVEKALKQLEDKVQ;配列番号9)[31]、(ii)ユニバーサルTヘルパー細胞エピトープ(汎HLA DR結合エピトープ、PADRE:AKFVAAWTLKAAA;配列番号7)[32]、及び(iii)異なる空間配置でコンジュゲートされたポリロイシン部分(図26b)から構成されるワクチン構築物を設計した。PADREは、体液性免疫応答の質及び寿命を増強するために一般に使用される[32]。J8及びPADREの両方が臨床試験で試験されており、一貫した安全性プロファイルを有する[33、34]。pHAAタイプの変動も検討して、pHAA部分のアジュバント活性をさらに最適化した(図26c)。次いで、ワクチン候補を市販のアジュバントと比較して、それらの有効性を評価した。
材料及び方法
Boc保護l-アミノ酸はNovabiochem、Merck Chemicals(ドイツ、ダルムシュタット)及びMimotopes(オーストラリア、メルボルン)から購入した。1-[6-ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム-3-オキシドヘキサフルオロリン酸塩(HATU)もMimotopesから購入した。アセトニトリル、ジクロロメタン(DCM)、メタノール、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、ピペリジン、rink-アミドメチルベンズヒドリルアミン(MBHA)樹脂、トリフルオロ酢酸(TFA)、及びフッ化フェニルメタンスルホニル(PMSF)は、Merck(ドイツ、ホーエンブルン)から入手した。Rinkアミドp-メチル-ベンズヒドリルアミン塩酸塩(pMBHA・HCl)樹脂(置換:0.59mmol/g;100~200メッシュ)は、Peptides International(米国、ケンタッキー州)から入手した。PBSはeBioscience(米国、カリフォルニア州)から得た。C57BL/6マウスは、The University of Queensland Biological Resources(UQBR)(オーストラリア、クイーンズランド州)から購入した。Imject(商標) ミョウバンアジュバント(水性水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム)は、Thermo Scientific(オーストラリア、ビクトリア州)から購入した。ヤギ抗マウスIgG(H+L)-西洋ワサビペルオキシダーゼ(IgG-HRP)コンジュゲートは、Millipore(米国、カリフォルニア州、テメクラ)から購入した。AddaVax(商標) アジュバント(MF59;スクアレン系水中油型ナノエマルション)、CFA(非代謝性油(パラフィン油及びモノオレイン酸マンニド)中の熱殺菌結核菌(コバクテリウム・ツベルクローシス、Mycobacterium tuberculosis))、MPLA-SM VacciGrade(商標) アジュバント(AS04;サルモネラ・ミネソタ(Salmonella minnesota)R595リポ多糖由来のモノホスホリルリピドA誘導体)、並びにヤギ抗マウスIgA交差吸着済み二次抗体HRP(IgA-HRP)コンジュゲートはInvivogen(米国、サンディエゴ)から購入した。分析グレードのTween20は、VWR International(オーストラリア、クイーンズランド州)から購入した。クロロホルム、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、o-フェニレンジアミン二塩酸塩(OPD)基質、ピロカルピン塩酸塩及びすべての他の試薬は、Sigma-Aldrich(オーストラリア、ビクトリア州)から購入した。
化合物1~11の合成。すべてのワクチン候補を、CME Corporation(米国、ノースカロライナ州)製のSPS CEM Discovery反応器上で0.1mmolスケールで実施したマイクロ波支援Boc-SPPS(70℃、20W)を用いて、以前に報告された方法[49]に従って合成した。樹脂(0.170g)を秤量し、DMF及びDIPEA(6.2当量)中で2時間予備膨潤させた。カップリングサイクルは、Boc基の脱保護(ニートTFAで2分間処理、室温で2回)、DMF洗浄、0.5M HATU(1.6mL、4当量)及びDIPEA(0.18mL、6.2当量)でのアミノ酸(0.84mmol/g、4.2当量)活性化、並びに樹脂へのその二重カップリング(5分及び10分)を含んでいた。しかしながら、アスパラギン酸は50℃で15分間二重に結合させ、Boc-Gln(Xan)-OHは、グルタミンの環化を回避するために、TFA処理の間に(DMFの代わりに)DCMを用いて脱保護した。所望のペプチドが達成されるまで、これらの手順を繰り返した。最終アミノ酸の添加後、アセチル化溶液(90%DMF、5%DIPEA及び5%無水酢酸)を用いてアセチル化を行った。次いで、トリプトファンからのホルミル基を、DMF中の20%ピペリジンを用いて2分間、次いで5分間除去した。生成したペプチド樹脂をDMF(3×)、DCM(3×)及びメタノール(1×)で洗浄した後、デシケーター中で一晩乾燥させた。
乾燥後、ペプチドを、無水フッ化水素(HF)及びスカベンジャーとしてのp-クレゾールを用いて樹脂から切断した。ペプチド1~11を沈殿させ、それぞれ親水性及び疎水性化合物について、冷ジエチルエーテル又は冷ジエチルエーテル:n-ヘキサン(1:1)で洗浄した。次いで、沈殿した化合物を、溶媒A(100%ミリQ水、0.1%TFA)及び溶媒B(90%アセトニトリル、10%ミリQ水、0.1%TFA)を1:1の比で用いて、又は親水性及び疎水性化合物についてそれぞれ純粋な溶媒A若しくは溶媒Bを用いて溶解し、次いで濾過した。化合物を、島津製作所分取逆相HPLC(RP-HPLC;日本、京都)装置(LC-20AP×2、CBM-20A、SPD-20A、FRC-10A)を用いて、C18(218TP1022;10μm、22×250mm)カラム、C8(208TP54;5μm、4.6×250mm)カラム又はC4(214TP1022;10μm、22×250mm)カラムで、20.0mL/分の流量で25分間の溶媒B勾配(各化合物について特有の勾配)を用いて、214nmで化合物を検出して精製した。すべての化合物の純度(>95%)を、C18(218TP54;5μm、4.6×250mm)、C8(208TP54;5μm、4.6×250mm)又はC4(214TP54;5μm、4.6×250mm)Vydacカラムでの、40分間の溶媒Bの0~100%勾配を用いた、214nmでの化合物検出を用いた分析用RP-HPLCを用いて決定した。ESI-MSは、LCMS-2020島津製作所(日本、京都)の装置(DGU-20A3、LC-20Ad×2、SIL-20AHT、STO-20A)及びAnalyst 1.4ソフトウェア(Applied Biosystems/MDS Sciex、カナダ、トロント)(Perkin-Elmer-Sciex API3000)で行った。分析用RP-HPLCは、島津製作所(日本、京都)の装置(DGU-20A5、LC-20AB、SIL-20ACHT、SPD-M10AVP)で行った。
化合物1 収率:18%。純度:99%。分子量:4653.42g/mol。ESI-MS:[M+3H]3+ m/z 1552.4(計算値:1552.1)、[M+4H]4+ m/z 1164.3(calcd:1164.4)、[M+5H]5+ m/z 931.7(計算値:931.7)、[M+6H]6+ m/z 776.6(計算値:776.6)、[M+7H]7+ m/z 665.9(計算値:665.8)。R:25.0分(0~100%溶媒B、40分、C18カラム)。
化合物2 収率:18%。純度:98%:分子量:6521.03g/mol。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 1631.0(計算値:1631.3)、[M+5H]5+ m/z 1305.3(計算値:1305.2)、[M+6H]6+ m/z 1087.6(計算値:1087.8)、[M+7H]7+ m/z 932.5(計算値:932.6)、[M+8H]8+ m/z 816.2(計算値:816.1)。R:26.9分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物3 収率:20%。純度:98%。分子量:6479.00g/mol。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 1620.7(計算値:1620.8)、[M+5H]5+ m/z 1296.9(計算値:1296.8)、[M+6H]6+ m/z 1081.0(計算値:1080.8)、[M+7H]7+ m/z 926.6(計算値:926.6)、[M+8H]8+ m/z 810.9(計算値:810.9)、[M+9H]9+ m/z 721.4(計算値:720.9)。R:38.2分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物4 収率:16%。純度:98%。分子量:6479.00g/mol。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 1620.5(計算値:1620.8)、[M+5H]5+ m/z 1296.9(計算値:1296.8)、[M+6H]6+ m/z 1081.0(計算値:1080.8)、[M+7H]7+ m/z 926.6(計算値:926.6)、[M+8H]8+ m/z 811.2(計算値:810.9)、[M+9H]9+ m/z 721.5(計算値:720.9)。R:29.1分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物5 収率:17%。純度:97%。分子量:6350.82g/mol。ESI-MS:[M+5H]5+ m/z 1272.0(計算値:1271.2)、[M+6H]6+ m/z 1060.0(計算値:1059.5)、[M+7H]7+ m/z 909.0(計算値:908.3)、[M+8H]8+ m/z 795.0(計算値:794.9)、[M+9H]9+ m/z 707.0(計算値:706.7)、[M+10H]10+ m/z 636.0(計算値:636.1)。R:38.6分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物6 収率:13%。純度:95%。分子量:5509.20g/mol。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 1379.0(計算値:1378.3)、[M+5H]5+ m/z 1103.0(計算値:1102.8)、[M+6H]6+ m/z 919.0(計算値:919.2)、[M+7H]7+ m/z 788.0(計算値:788.0)、[M+8H]8+ m/z 690.0(計算値:689.7)。R:24.0分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物7 収率:10%。純度:96%。分子量:5719.61g/mol。ESI-MS:[M+5H]5+ m/z 1145.0(計算値:1144.9)、[M+6H]6+ m/z 955.0(計算値:954.3)、[M+7H]7+ m/z 818.0(計算値:818.1)、[M+8H]8+ m/z 716.0(計算値:716.0)、[M+9H]9+ m/z 637.0(計算値:636.5)。R:24.9分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物8 収率:18%。純度:99%。分子量:6110.18g/mol。ESI-MS:[M+5H]5+ m/z 1223.0(計算値:1223.0)、[M+6H]6+ m/z 1019.0(計算値:1019.4)、[M+7H]7+ m/z 874.0(計算値:873.9)、[M+8H]8+ m/z 765.0(計算値:764.8)、[M+9H]9+ m/z 680.0(計算値:679.9)、[M+10H]10+ m/z 612.0(計算値:612.0)。R:22.4分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物9 収率:20%。純度:99%。分子量:6590.15g/mol。ESI-MS:[M+4H]4+ m/z 1648.5(計算値:1648.5)、[M+5H]5+ m/z 1319.2(計算値:1319.0)、[M+6H]6+ m/z 1099.4(計算値:1099.4)、[M+7H]7+ m/z 942.5(計算値:942.5)、[M+8H]8+ m/z 824.9(計算値:824.8)。R:18.7分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物10 収率:16%。純度:96%。分子量:5959.59g/mol。ESI-MS:[M+5H]5+ m/z 1193.0(計算値:1192.9)、[M+6H]6+ m/z 995.0(計算値:994.3)、[M+7H]7+ m/z 853.0(計算値:852.4)、[M+8H]8+ m/z 746.0(計算値:746.0)、[M+9H]9+ m/z 663.0(計算値:663.2)。R:23.9分(0~100%溶媒B、40分、C4カラム)。
化合物11 収率:19%。純度:97%。分子量:6310.50g/mol。ESI-MS:[M+5H]5+ m/z 1263.0(計算値:1263.1)、[M+6H]6+ m/z 1053.0(計算値:1052.8)、[M+7H]7+ m/z 903.0(計算値:902.5)、[M+8H]8+ m/z 790.0(計算値:789.8)、[M+9H]9+ m/z 703.0(計算値:702.2)。R:45.5分(0~100%溶媒B、40分、C8カラム)。
動的光散乱。個々の化合物1~4(PBS中1mg/mL)及び5~11(PBS中2mg/mL)を、粒子サイズ(ゼータ強度)及びPDIを測定するためにDLSを使用して分析した。試料を超音波処理で30分間処理し、次いで使い捨てキュベットに移した。測定は25℃及び173°光散乱で行った。DLS測定は、Malvern Zetasizer Analyser 6.2ソフトウェアを備えたZetasizer Nano ZP装置(Malvern Instrument、英国)を用いて行った。
透過型電子顕微鏡法。粒子イメージングは、陰性染色を使用して、80kVで操作されるJEM-1010 TEM(HT7700 Exalens、日立製作所、日本電子、日本)を使用して撮影した。化合物1~11の試料(DLS分析のために調製した試料の1:2希釈)を、グロー放電炭素被覆銅200メッシュグリッド(Ted Pella)に塗布し、2%ホスホタングステン酸で陰性染色した。
二次構造分析。ペプチドの二次構造を、Jasco J-710 CD分光計(日本分光、日本)を用いて1mmキュベット中で分析した。化合物1及び5~11(PBS中0.2mg/mL)を石英キュベットに入れた。CDスペクトルを23℃で1mmの光路長で測定し、データを50nm/分の連続走査速度で195~275nmの間で収集した。
二次構造含有量の定量分析を、所与の化合物の複合スペクトルを解いて、報告されたポリ-L-リシンスペクトルから得られた純粋な個々の成分スペクトル、すなわち純粋なαヘリックス、βシート及びランダムコイルの寄与のそれぞれの寄与率を得ることによって、決定方法[50]に従って測定した。
マウスの皮下免疫化。6週齢の雌C57BL/6マウスを、Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology(AIBN)のAnimal Facilityに収容した。あらゆる実験を行う前に、マウスを7日間新しい環境に順化させた。次いで、これらのマウスを、0日目に化合物2~4(50μLのPBS中50μg)で尾の基部で皮下免疫し、続いて21日目、28日目及び35日目に同じ用量を3回追加免疫した(n=5;図35;表2c)。陽性対照マウスには、製造業者の指示に従って、1:1の体積比でCFAアジュバントで乳化した化合物1を与えた。陰性対照マウスには50μLのPBSを与えた。
Figure 2023510289000015
第2の動物研究について、同様の免疫化スケジュールに従った。化合物1及び5~11(50μLのPBS中100μg)をマウスの尾に皮下注射した(n=5;表2c)。マウスに、アジュバント添加対照として、1:1の体積比で市販のアジュバント(CFA、ミョウバン、MF59及びAS04)と混合した化合物1を投与した。陰性対照マウスには50μLのPBSを与えた。
Figure 2023510289000016
血清及び唾液の収集。血清試料を-1日目(ナイーブ血清)、20日目、27日目、34日目、及び49日目に採取して、抗原特異的IgG抗体価を測定した(図30)。尾部先端(0日目、20日目、27日目及び34日目に90μLのPBSで希釈した10μL)及び心臓穿刺(49日目に採取した1mLの血液)から血液試料を採取した。この試料を3,600rpmで10分間遠心分離した。血清を上清から回収し、さらなる分析まで-80℃に保った。
唾液試料を-1日目(ナイーブ唾液)及び42日目に採取して、J8特異的IgA及びIgG抗体価を測定した。50μLの0.1%ピロカルピンをマウスに腹腔内投与することによって唾液分泌を誘導した。100μLの唾液試料を、100mM PMSF溶液(100mM、1mLエタノール中の17.4mg PMSF)中の2μLのプロテアーゼ阻害剤中に収集した。唾液試料をさらなる分析まで-80℃に保った。
ELISAによる抗体価検出。血清試料及び唾液試料からのそれぞれ抗原特異的抗体IgG及びIgA力価を酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)を使用して検出した。96ウェルプレートを50μgの抗原J8又はp145(LRRDLDASREAKKQVEKALE;配列番号40)でコーティングした。1:100濃度の血清及び1:2濃度の唾液から開始して、0.5%脱脂乳を用いて上記抗原被覆プレート上で2倍連続希釈を行った。ナイーブマウスの血清及び唾液(-1日目の試料)を対照として使用した。希釈した二次抗体(血清については1:3000 IgG-HRP、唾液については1:1000 IgG-又はIgA-HRP)をプレートに加えた後、OPD基質を加えた。SpectraMaxマイクロプレートリーダー(Molecular Devices、米国)を使用して、450nmでの吸光度を読み取った。抗体価は、対照ウェルの平均吸光度を上回る標準偏差の3倍を超える吸光度を有する最低可能希釈として表した。
データを、GraphPad Prism 7ソフトウェア(GraphPad Software,Inc.、米国)を用いて分析した。一元配置ANOVA及びテューキーの多重比較検定を使用して多重比較を実施した。データは、検討した群間で()p<0.05、(**)p<0.01、(***)p<0.001、及び(****)p<0.0001で有意に異なるとみなした。
抗体オプソニン化アッセイ。オプソニン化アッセイは、D3840及びGC2203 GAS臨床分離株を使用して、以前に公開されたように[39]実施した。細菌を、トッド・ヒューイットブロス(THB)寒天プレート(5%酵母エキスを補充した)上で画線することによって調製し、次いで37℃で24時間インキュベートした。各細菌からの単一コロニーを5mLのTHB(5%酵母エキスを補充した)に移し、37℃で24時間インキュベートして、細菌を約4.6×10コロニー形成単位(CFU)/mLまで複製した。この培養物を、PBS中で連続希釈(2倍)し、10μLのアリコートを、80μLのウマ血液と共に、49日目に採取した10μLの熱不活性化血清と混合した。50℃の水浴中で30分間加熱することによって血清試料を不活性化した。アッセイは、2つの独立した培養物から重複して行った。細菌を96ウェルプレート中で37℃で3時間、血清の存在下でインキュベートした後、10μLのアリコートをTHB寒天プレート(5%酵母エキス及び5%ウマ血液を補充した)上にプレーティングし、37℃で24時間インキュベートした。プレートから計数したCFUに基づいて細菌生存率を分析した。抗体血清のオプソニン活性(平均CFUの減少%)は、[(1-抗体の存在下でのCFU平均)/PBSの存在下でのCFU]×100%として計算した。
結果
ワクチン候補の調製。抗原1にコンジュゲートしたpHAAがGASに対する体液性免疫応答を誘導する能力が最近報告された[25]。化合物2は、皮下免疫時にマウスにおいて高度にオプソニン性の抗原特異的抗体産生を誘導することができた。pHAA-抗原コンジュゲートの構造活性相関を調べるために、新しいコンジュゲートを設計した。PADREユニバーサルTヘルパーにコンジュゲートしたGAS B細胞エピトープJ8(化合物1)を、15コピーのロイシンで修飾した。しかしながら、エピトープの配置は、親化合物2と比較して改変した(図26b)。すなわち、エピトープの直鎖状再編成によって構造を単純化し、化合物3及び4を形成した。化合物5~10を、異なるタイプのpHAAとコンジュゲートしたPADRE及びJ8エピトープを組み込むように設計して、これらのポリマー単位のアジュバント能力を分析した(図26c)。化合物1~11を、マイクロ波支援ブチルオキシカルボニル(Boc)固相ペプチド合成(SPPS)を用いて合成し、逆相高速液体クロマトグラフィー(RP-HPLC)を用いて精製し、その構造及び純度(>95%)をエレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI-MS)及び分析RP-HPLCを用いて確認した(図30)。
ナノ粒子の形成及び分析。個々の化合物1~11は、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中で自己組織化してナノ粒子を形成した。化合物の二次構造、粒子サイズ(ゼータ強度)、サイズ分布(PDI)及び形態を、円二色性(CD)分光法、動的光散乱(DLS)及び透過型電子顕微鏡(TEM;図27;表1c;図31、32)を用いて特性評価した。ロイシンを含有するペプチドが螺旋構造をとる傾向が示唆されている[35]。ペプチド抗原1は、それ自体でほとんどランダムコイル立体構造を採ったが、ポリロイシンで修飾されると(5)螺旋状になった[25]。しかしながら、化合物6~11におけるように、他のpHAAのいずれも、1の全体的なランダムコイル立体構造をαヘリックスに向かって有意にシフトさせることができなかった。特に、ポリグルタミン酸(9)は、抗原二次構造に限定的な影響しか及ぼさないか又はまったく影響を及ぼさず、ポリグリシン(6)及びポリセリン(10)も同様であった(図32)。アラニン(7)及びフェニルアラニン-ロイシン-アラニン(11)ベースのコンジュゲートは、1と実質的に同じ立体構造を採った。
化合物1~11を、PBSとの単純な混合(ボルテックス)によってナノ粒子に自己組織化させた。概して、化合物2について以前に示されたもの[25]に匹敵して、上記化合物のほとんどは、ナノ粒子及び凝集体の混合物を形成した。興味深いことに、ペプチド1のDLS分析も粒子の存在を検出した:主に、ペプチド自体又は小さな凝集体(4nm)、及びサブミクロンサイズの凝集体(300nm)(表1c;図31)。しかしながら、TEM分析では粒子は見えなかった(データは示さず)。分枝状化合物2は、以前に見られたもの[25]と同様に、CLANに似た目に見える凝集体を有する均等に分布した小さなナノ粒子(10~20nm)を形成した(TEMによる;図27)。直鎖構造へのエピトープ再編成は、ある程度までコンジュゲート自己組織化に影響を及ぼした。直鎖状化合物3は分枝状化合物2と同様のCLANを形成したが、化合物4は、TEM像によればサイズが100~350nm(図27)及びDLS分析によれば500nm(表1c;図31)の古典的なナノ粒子の球状凝集体に自己組織化した。化合物5は、化合物3の類似体として合成し、PADREとJ8との間の余分の分岐リシンは排除した。リシンの欠失は粒子サイズに影響を及ぼさず、化合物3と比較して同一のCLANが形成された。対照的に、5中のポリロイシンをポリグリシンで置換すると(6)、ナノ粒子(20~30nm)と並んで細長い棒状物(又は短いフィブリル)の形成がもたらされたが、ポリアラニン(7)は、TEMを通して見える見かけのCLANがより少ないナノ粒子凝集体に自己組織化した。ポリプロリン-コンジュゲート8の自己組織化は、TEMによると小さなナノ粒子(20~30nm)の形成を誘導し、これはDLS(400nm)によって凝集体として検出された。化合物9を形成するためのポリグルタミン酸のペプチド抗原1へのコンジュゲーションは、ペプチド抗原の水溶性又は多分散性を変化させなかった。化合物9のDLS分析は、凝集体(40nm及び230nm)を伴うペプチド自体である可能性が最も高いもの(6nm)を検出したが、この凝集体はTEMでは見えなかった(データは示さず)。ポリセリンを含有する化合物10及びフェニルアラニン-ロイシン-アラニンpHAAの5反復を含有する化合物(11)の自己組織化は、5と同様のCLANを形成した。全体として、化合物5~11は、凝集した小さなナノ粒子を形成した。
コンジュゲートの免疫学的評価。一次-追加ワクチン接種戦略を用いて、ポリHAA-抗原コンジュゲートの免疫学的評価をC57BL/6マウスを用いて行った。陰性対照マウスをPBSで処置した。
コンジュゲート2~4(エピトープ配置の影響)。マウスを、化合物1+完全フロイントアジュバント(CFA;陽性対照)及び個々の化合物2~4で皮下免疫した。コンジュゲート3は、一次免疫後に有意な免疫グロブリンG(IgG)力価を誘導し、すべてのワクチンコンジュゲートは、最終追加免疫後にJ8特異的IgG抗体の産生を誘導することができた(図28)。コンジュゲート3は、各免疫化後に、以前に特定されたリードワクチン候補(2)[25]よりも高い抗体価を生成した。化合物2及び化合物4によって誘導された抗体価の間に有意差はなかった。
コンジュゲート5~11(pHAA種の影響)。マウスを、ペプチドエピトープ1、アジュバント添加対照としての異なるアジュバント(CFA、Imject(商標)(ミョウバン)、AddaVax(商標)(MF59)、MPLA-SM VacciGrade(商標)(AS04))と組み合わせた1、及び個々の化合物5~11で皮下免疫した。血清試料及び唾液試料を、J8及び天然Mタンパク質断片p145に対する抗体の存在について、並びにGASをオプソニン化するそれらの能力について分析した。上記ワクチンコンジュゲートのすべては、最初の追加免疫の後でさえ、有意なJ8特異的IgG免疫応答を誘導することができた(図29a)。ヒト用の市販のアジュバント(ミョウバン、MF59及びAS04)でアジュバント添加した化合物1は、一次免疫化後に有意なJ8特異的IgG力価の産生を誘発した。実験室の「至適基準」CFAアジュバントは、さらにより強力であった。しかしながら、それは、1匹の死亡マウスをもたらす毒性副作用も引き起こした。化合物5は、3回目の追加免疫後に、他のpHAAコンジュゲートのいずれよりも有意に高いIgG抗体価を誘導した。第1の追加免疫後に化合物5によって誘導された抗体産生は、CFAアジュバント添加抗原よりも弱かったが、他の市販のアジュバントに匹敵した。第2の追加免疫後、化合物5によって誘導された抗体価はCFA及びMF59と同様であり、ミョウバン及びAS04よりも高かった。化合物6~11は、J8特異的IgG免疫応答の誘導においてあまり有効ではなく、これらの応答は、3回目の追加免疫の後でさえ、抗原1自体によって誘導されるものよりも有意に高くなかった。
唾液におけるJ8特異的IgG抗体の産生も試験した。唾液IgGは、1+CFA、1+MF59及び5で免疫したマウスにのみ存在した(図29b)。対照的に、ワクチン候補又は対照のいずれも、皮下免疫化時に唾液中でJ8特異的免疫グロブリンA(IgA)抗体の産生を誘導することができなかった(データは示さず)。化合物5~11で免疫したマウスによって産生された抗体がMタンパク質の天然断片(p145)を認識する能力も調べた(図33)。化合物5及びアジュバント添加化合物1は、有意なp145特異的IgG抗体の産生を誘導することもできた(p<0.0001)。しかしながら、化合物6~11及び抗原1単独での免疫化後に産生された抗体は、p145を認識する効率が低かったか、又はp145を認識することがまったくできなかった。最後に、産生された抗体の質をさらに調べるために、殺菌アッセイを実施した(図29c)。1+CFA、1+MF59及び5で免疫したマウスの血清のみが、GAS細菌を死滅させる能力を有していた。
考察
GASは、最も有害なヒト病原体の1つである。GASは身体のあらゆる部分に侵入することができ、軽度感染(例えば、レンサ球菌性咽頭炎、猩紅熱、膿痂疹)から侵襲性感染(例えば壊死性筋膜炎、毒性ショック症候群)及び致死的なレンサ球菌感染後の後遺症(例えば、急性リウマチ熱、リウマチ性熱疾患、急性糸球体腎炎、菌血症、肺炎)に及ぶ多種多様なヒト疾患の原因である[36]。Mタンパク質は、GASの主要病原因子であり、ワクチン開発の主な標的である。しかしながら、Mタンパク質は、GAS感染の間の自己免疫応答の誘導に関与する主要な因子の1つであるとも考えられる。それゆえ、GASワクチン開発は、ペプチド抗原に焦点を当てている[36]。実際、臨床試験に到達したすべてのGASワクチン候補は、Mタンパク質由来ペプチド抗原に基づく。Mタンパク質保存C反復領域の断片、p145ペプチドが、最初にGASワクチン設計に使用された。しかしながら、このエピトープは、ヒト心臓組織に対するその部分的類似性に起因して[31]、後にキメラJ8抗原に修飾され、これは、以来、臨床試験において安全であることが実証されている[33]。このワクチンは、ジフテリアトキソイド担体タンパク質とJ8との間のコンジュゲートとして設計され、ミョウバン(Alhydrogel、2%水酸化アルミニウム)でアジュバント添加された。残念ながら、大量の産生された抗体は、GAS抗原ではなく担体タンパク質に向けられた。このような望ましくない免疫応答を回避するために、担体タンパク質はユニバーサルTヘルパー(例えば、PADRE)で置き換えられてもよいが、その後、適切なアジュバント又は/及び送達系を組み込む必要がある[37]。
実験用アジュバント(例えばCFA、コレラ毒素、リピドA)及び臨床用アジュバント(例えばアルミニウム塩、MF59エマルション、モノホスホリルリピドAベースのAS04)を含むいくつかのアジュバントが市場で入手可能であるが、それらはかなり毒性があるか、効果がないか、又は特定のワクチン製剤についてのみ承認されているかのいずれかである。それらは高価でもある。それゆえ、ペプチド等の弱い抗原分子に対する防御応答を誘導することができる新しいアジュバントが依然として必要とされている。様々なそのようなアジュバント及びワクチン送達系が調べられている。これらの多くは、抗原とコンジュゲーションすればはるかに有効であることが証明されている。このようなコンジュゲートは、疎水性単位及び親水性ペプチド抗原から構築されることが多く、それゆえ、自己組織化して免疫賦活性ナノ粒子を生成することができる両親媒性物質を形成する[12]。ワクチン開発におけるこれらの疎水性成分及びナノ粒子の広範な使用にもかかわらず、それらは(組成、立体化学又は使用されるモノマーの数に関して)完全に明確ではなく[17]、完全に安全というわけではない。このことは、それらの商業的応用に深刻な制限を課し、これは、高い免疫原性、再現性、低い毒性、改善された安定性、生分解性、及び生体適合性を伴う、より良好な安全性プロファイルを提供する、ペプチドベースのサブユニットワクチンのための新規アジュバントに対する要求が依然として存在することを意味する。
本発明者らは最近、完全に明確な光学的に純粋な天然pHAAが、ナノ粒子及びCLANへの自己組織化のために抗原にコンジュゲートできることを報告した。その最初の研究では、異なる長さ(HAAコピー数)を有する試験したpHAA(ポリバリン、ポリフェニルアラニン及びポリロイシン)のうち、15コピーのロイシンが、GAS感染に対する防御免疫応答を誘導するために最も有効な系を形成した[25]。本研究では、種々のpHAAをペプチド抗原(J8及びPADRE)に種々の配置でコンジュゲートさせて、送達系のアジュバント特性を更に最適化した。第1の化合物ミニシリーズにおいて、pHAA抗原コンジュゲートを、ナノ粒子を形成して免疫応答を刺激するコンジュゲート(2~4;図26b)の能力に対するpHAA及びエピトープの構造配置の影響を調べるように設計した。
化合物3で免疫したマウスは、以前に研究された分枝状化合物2で免疫したマウスと比較して、一次免疫からより高いJ8特異的全身性IgG力価を産生することができた(図28)。化合物3によって刺激されたより高い抗体価は、粒子サイズ又は形態に関連しなかった。というのも、分枝状化合物2及び直鎖状化合物3の両方が、同様のサイズ及び均等に分布したCLANを有する明確なナノ粒子を形成したからである(図27;図31;表1c)。代わりに、コンジュゲートの有効性は、親水性成分(J8)及び疎水性成分(ポリロイシン)がコンジュゲートの両方の末端に位置する、両親媒性構造の配列と相関していた。B細胞エピトープの末端位置は、免疫細胞へのより良好な曝露及び提示を可能にする可能性が最も高い。エピトープの配置は、形成された粒子の類似性にもかかわらず、免疫応答に大きい影響を有することが以前に見出されている[26]。しかしながら、4の凝集挙動が2及び3の凝集挙動と異なっていた(図27)ため、凝集挙動も考慮に入れる必要がある。
pHAA系の有効性をさらに調べるために、第1の研究から最も有望な化合物(4)を、様々なアミノ酸(疎水性アミノ酸:ロイシン、グリシン、アラニン、プロリン;酸性アミノ酸:グルタミン酸;親水性非荷電アミノ酸:セリン;及び疎水性アミノ酸の混合物:フェニルアラニン-ロイシン-アラニン;図26c)のポリマーを有するコンジュゲート、並びに実験的な「至適基準」アジュバント(CFA)及び臨床試験されたアジュバント(ミョウバン、MF59及びAS04)と比較した。全体として、pHAAコンジュゲート(5~11)のすべては、抗原1のみを含めて、J8特異的抗体価の産生を誘導することができた(図29)。抗体産生を誘導する1の能力は、DLS(表1c;図31)によって検出されるがTEMによっては検出されない(データは示さず)、自己組織化するその能力(限定はされるが)によって説明することができる。化合物1は、高度に親水性のJ8エピトープ及び比較的疎水性のPADREエピトープから構築された弱両親媒性物質であった。1の低い凝集能力は、低い抗体価をもたらすか、又は抗体価をもたらさず(J8特異的及びp145特異的血清IgG並びにJ8特異的唾液IgG;図29;図33)、その結果、マウス血清からのオプソニン化能の欠如をもたらした(図29c)。体液性免疫を刺激する同様の能力が、1と同じランダムコイル二次構造を有し(図32b)、PBS中で優勢なナノ粒子を形成することができなかった(図31;表1c;TEMデータは示さず)化合物9から見られたが、これは、ポリグルタミン酸の親水性が、4.6を超えるpHで構造的凝集を防止する静電反発を形成したためである[38]。ポリグルタミン酸-抗原コンジュゲートが追加のアジュバントの存在なしに有意な抗体価を刺激できないことも以前に報告された[39]。
興味深いことに、自己組織化/凝集効力の違いは、コンジュゲート5と比較した場合、他の化合物の低い免疫賦活効力を説明できなかった。15コピーのロイシンの1(5)へのコンジュゲーションは、PBS中でCLANに凝集した小さなナノ粒子の形成を誘導することが示されている(図27)。疎水性アミノ酸アラニン(7)及びプロリン(8)、親水性非荷電アミノ酸セリン(10)並びに疎水性アミノ酸の混合物(フェニルアラニン-ロイシン-アラニン;11)の添加は、5と同様のナノ粒子パターンを示した。ポリセリンの、(その親水性にもかかわらず)他のペプチドにコンジュゲートされると凝集を引き起こす能力は、以前に報告されている[40]。対照的に、ポリグリシン-コンジュゲート6は、わずかに大きいナノ粒子を形成し、これは、あまり明確ではないCLAN及び長い棒状ナノ粒子に凝集した。ポリグリシン(9コピー超)は、細長い棒状物を形成する傾向を有することが報告された[41]。それにもかかわらず、示された類似性及び相違にもかかわらず、コンジュゲート6~11は、抗原1よりも高い抗体価をなお刺激しなかった(図29a)。
Good及び共同研究者らは、ペプチドエピトープのわずかな修飾でさえも立体構造及び免疫原性に大きく影響しうることを示した[42]。J8はMタンパク質の螺旋状立体構造を模倣すると予想されるので、本発明者らは、コンジュゲートの立体構造に対するpHAAの影響を調べた。ポリロイシン(5)は、すべての化合物の中で最も高い程度のαヘリシティを誘導した(図32a)。予想通り、ポリグリシンは抗原1の立体構造に影響を及ぼさなかった(6;図32b)。しかし驚くべきことに、16残基アラニンベースのペプチドが、アラニンの高いヘリックス形成能に起因して安定なαヘリックス形成を有することが以前に示されている[43、44]にもかかわらず、アラニンも影響を及ぼさなかった(図32a)。代わりに、コンジュゲート7は、αヘリックス及びβシートの混合物を示し、ポリアラニンベースのペプチドがαヘリックスからβプリーツシート構造への立体構造変換を形成することを示した他の研究[45、46]と合致した。他方、ポリプロリンコンジュゲート(8)は、ポリプロリンII立体構造(230nm付近の特性吸収極小の欠如による)[47]ではなく、ランダムコイルを採った(図32a)。同様に、化合物9~11は、主にランダムコイル立体構造を採った(図32)。これは、粒子形成及び立体構造の両方がpHAAのアジュバント能力において重要な役割を果たすことを示唆する。最終的に、ポリロイシンは、試験したポリ(アミノ酸)配列の中で最も効果的であることが見出された。この系の有効性をさらに調べるために、コンジュゲート5を市販のアジュバントと比較した。
アジュバント添加化合物1及びポリロイシン-コンジュゲート5は、J8及びp145の両方に対する抗体応答を誘導することができた(それぞれ図29a及び図33)。化合物5は、すべての市販のアジュバントと同様に、PBSと比較して、第1の免疫化後にマウスにおいて有意なレベルの抗体価を誘導した。第2の追加免疫後、5によって刺激されたIgG力価は、「至適基準」アジュバントCFA及び最良性能のヒト用アジュバントMF59によって誘導されたものと同等であった。しかしながら、CFA免疫群の1匹のマウスがアジュバント毒性のために死亡したことは注目に値する。CFA免疫化後の腫脹、注射部位での壊死、及びマウスの身体活動の低下も観察された。対照的に、他の免疫化群では有害作用は全く検出されなかった。毒性CFAを除外すると、pHAA系は、単回追加免疫後のマウスにおける抗体産生の誘導において、市販のアジュバントと少なくとも同程度に有効であった。
試験したすべての化合物及びアジュバントの中で、ポリロイシンコンジュゲート5、CFAアジュバント添加抗原及びMF59アジュバント添加抗原のみが唾液中で粘膜IgGの産生を誘導することができた(図29b)。重要なことに、1+CFA、1+MF59及び5で免疫したマウスの血清中に存在する抗体のみが、オプソニン化実験においてGAS細菌を死滅させるのに充分な量及び質であった(図29c)。興味深いことに、1+ミョウバン及び1+AS04によって生成された比較的高い抗体価にもかかわらず、これらの抗体はGASに対してオプソニン性ではなく、これは、アジュバントとしてのポリロイシンの能力をさらに実証した。高い抗体価は、高いオプソニン化能力と必ずしも相関しないことが以前に示されている[48]。対照的に、本発明者らは、血清の高いオプソニン能力が、GASで抗原接種したマウスにおける効率的な細菌クリアランスと直接相関することを実証した[25]。特に、コンジュゲート5は、ポリロイシンに対する抗体の産生を誘導しなかった(図34)。従って、ポリロイシンベースの自己アジュバント性ナノ粒子系は、すべての試験したポリ(アミノ酸)及び、同様の有効性を示した高価なアジュバントMF59を除いた、市販のアジュバントと比較して、プライムワクチン送達戦略であると判断された。
結び
本研究は、GASに対するpHAAベースのワクチン候補の合成、特性評価、及び免疫学的評価について報告した。pHAAコンジュゲート内のエピトープ配置は、粒子の形態ではなく、有効な免疫応答の生成において最も影響のある因子であると判断された。両親媒性PADREエピトープによって分離された疎水性ポリロイシン及び親水性J8を有する直鎖ワクチン構築物は、マウスにおいてJ8特異的抗体の産生を、他の配置よりも効果的に誘導した。試験したpHAAの中で、15コピーのロイシンを有する螺線状抗原コンジュゲートは、最も強い免疫応答を誘発した(最も高い抗体価及びオプソニン活性)。これらは、CFAを含む市販のアジュバントに匹敵した。これらの知見は、ワクチン設計のための自己アジュバント性ペプチド成分としてのポリロイシンの顕著な能力を実証する。
実施例6
緒言
SARS-CoV-2感染によって引き起こされるCOVID-19パンデミックは、2019年後半のその発生以来、主要な世界的健康及び経済的災害を引き起こした[1、2]。数百ものワクチン候補が製造され、そのうちの50を超えるワクチン候補が2020年の終わりまでに臨床試験に入っている[3]。しかしながら、それらのうちのいくつかは有効であるようであるが、ほとんどは深刻な副作用を有する可能性があり、極端な温度での輸送及び貯蔵条件を必要とする可能性がある[4~6]。
COVID-19感染は、感染患者による呼気から生じる汚染エアロゾルの吸入によって生じる[7]。吸入又は他の粘膜接触後、SARS-CoV-2は、そのスパイクタンパク質(SARS-2-S)を介して、II型肺胞上皮細胞、心筋細胞、腸細胞、腎細胞、及びマクロファージを含むヒト細胞によって発現されるアンジオテンシン変換酵素-2(ACE2)に結合する。この結合は、SARS-CoV-2が宿主細胞と融合することを可能にする[8]。次いで、ウイルスRNAがポリタンパク質前駆体に翻訳され、これはさらに切断されて、ウイルスの複製を可能にする機能的な構造タンパク質及び非構造タンパク質を生じる[9]。SARS-CoV及びSARS-CoV-2の回復期患者の血清において、90%の抗体がスパイクタンパク質に対して生成され、「中和」抗体の90%がスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン(RBD)に対して向けられる[10~13]。これらの体液性免疫応答は、感染に対する防御を発達させるのに重要であることが見出された。残念ながら、SARS-2-S又はRBDを含むか又はコードするワクチンの使用は、自然感染後に起こるものと同様の免疫病理学的炎症誘発性応答のリスクに関連する[14~17]。さらに、抗Sタンパク質抗体のいくつかは、宿主細胞へのウイルス侵入を増強し、ウイルスに対して防御する代わりに感染を促進する可能性がある[18、19]。
ウイルスベース、タンパク質ベース及びRNAベースのワクチンの欠点を回避するために、RBD由来の最小エピトープをワクチン設計のために選択することができる。中和するエピトープベースのワクチンは、望ましくない免疫反応を引き起こすことなくヒト細胞へのウイルス侵入を防止する抗体を生成し、それゆえ安全性を損なうことなく有効性を保持する。しかしながら、そのようなペプチドベースのワクチンは、適切な送達系及び/又はアジュバントを必要とする[20~22]。
公知のSARS-CoVスパイクタンパク質エピトープ[12、19、23~26]に基づいて設計された5つの有望なSARS-CoV-2エピトープの配列は、以下の通りである。
AIHADQLTPTWRVYSTG(S623~639、B1;配列番号15)、
STEIYQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPY(S469~508、B2;配列番号16)、
VGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(S445~483、B3;配列番号17)、
FLPFQQFGRDIADT(S559~572、B4;配列番号18)、及び
SVLYNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNV(S366~395、B5;配列番号19)。
まず、抗体産生を誘導するエピトープの能力を、BALB/cマウスにおける完全フロイントアジュバント(CFA)との同時投与時に調べた。次いで、最も有効なエピトープをポリロイシン部分で修飾し、リポソームに製剤化した。この製剤を、C57BL/6マウスにおける抗RBD抗体産生について調べた。産生された抗体を、RBDとACE2との間の結合をインビトロで阻害するそれらの能力について試験した。
実験
B1~B5の合成及び精製
ペプチドB1~B5は、SPSモデルCEM Discovery反応器を使用するマイクロ波支援標準Fmoc固相ペプチド合成[27]によって合成した。簡潔に述べると、ペプチドを、rinkアミドMBHA(置換比:0.51mmol/g、196mg、0.1mmolスケール)上で合成した。この樹脂をN’N’-ジメチルホルムアミド(DMF)中で一晩膨潤させた。Fmoc基を、20%ピペリジン/DMFを用いて70℃で2分間及び5分間除去した。アミノ酸をDMF中の0.5M 1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロリン酸塩(HATU)(4当量、0.8mL)及びN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)(5.2当量、91μL)で活性化し、加えて、5分間及び10分間カップリングさせた。未反応樹脂を無水酢酸、DIPEA及びDMF(5:5:90)で、70℃で2回(5分及び10分)アセチル化した。Fmoc脱保護、アミノ酸活性化及び樹脂へのカップリングを、所望のペプチドが達成されるまで繰り返した。完成したペプチドを、95%トリフルオロ酢酸(TFA)、2.5%トリイソプロピルシラン及び2.5%水を用いて樹脂から切断した。この切断カクテルを真空を用いて除去した後、ペプチドを洗浄し、溶解し、濾過し、凍結乾燥した。これらのペプチドを溶媒B(アセトニトリル/水(50:50))に溶解した後、凍結乾燥した。生成物を、30分にわたる45~65%溶媒Bの溶媒勾配を用いるC18 Vydacカラムを使用するRP-HPLCにより精製した。分析用分析は、島津製作所機器(C18カラム)を用いて行った。
S1/S2切断/プライミング部位におけるB1ペプチド(623AIHADQLTPTWRVYSTG639)、収率:75%。分子量:1957.18。ESI-MS、[M+2H]2+ m/z 979.6(計算値979.5)、[M+2H]2+ m/z 653.5(計算値653.39)。t=17.97分(0~100%溶媒B;C18カラム);純度≧99%。
RBDの受容体結合モチーフにおけるB2ペプチド(469STEIYQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPY508)、収率:45%。分子量:4425.8。ESI-MS[M+3H]3+ m/z 1476.8(計算値1476.27)、[M+4H]4+ m/z 1108.0(計算値1107.45)。t=21.15分(0~100%溶媒B;C18カラム);純度≧99%。
RBDの受容体結合モチーフにおけるB3ペプチド(444GVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV483)。収率:50%。分子量:4593.2。ESI-MS、[M+3H]3+ m/z 1532.3(計算値1532.07)、[M+4H]4+ m/z 1149.1(計算値1149.3)、[M+5H]5+ m/z 919.5(計算値919.64)。t=21.49分(0~100%溶媒B;C18カラム);純度≧99%。
S1/S2切断/プライミング部位付近のB4ペプチド(559FLPFQQFGRDIADT572)。収率:80%。分子量:1675.8 ESI-MS、[M+1H]1+ m/z 1676.8(計算値1676.8)、[M+2H]2+ m/z 839.4(計算値839.9)、[M+3H]3+ m/z 559.9(計算値559.6)。t=19.35分(0~100%溶媒B;C18カラム);純度≧99%。
ACE2と直接接触していないが受容体結合ドメインのNTDにおけるB5ペプチド(366SVLYNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNV395)。収率:55%。分子量:3348.6. ESI-MS、[M+2H]2+ m/z 1675.2(計算値1675.3)、[M+3H]3+ m/z 1117.1(計算値1117.2)、[M+4H]4+ m/z 838.6(計算値838.15)。t=17.2分(0~100%溶媒B;C18カラム);純度≧99%。
(Leu)10-B3及び(Leu)10-PADREの合成及び精製
(Leu)10-B3を、10個のロイシン部分がそのN末端にカップリングされ、続いて最終アセチル化された以外は上記のB3と同様に合成した。
(Leu)10-B3:(LLLLLLLLLLGVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV)。収率:40%。分子量:5747.40。ESI-MS、[M+4H]4+ m/z 1437.2(計算値1437.85)、[M+5H]5+ m/z 1149.8(計算値1150.48)、[M+6H]6+ m/z 958.9(計算値958.90)。t=25.64分(0~100%溶媒B;C4カラム);純度≧99%。
(Leu)10-PADREを、B3をユニバーサルTヘルパーエピトープPADRE(AKFVAAWTLKAAA;配列番号7)で置き換えた以外は上記の(Leu)10-B3と同様に合成した。
(Leu)10-PADRE:収率45%。分子量:2521.27。ESI-MS、[M+2H]2+ m/z 1260.6(計算値1261.64)、[M+3H]3+ m/z 841.0(計算値841.42)。t=37.10分(0~100%溶媒B;C4カラム);純度≧99%。
リポソーム製剤L1
ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、臭化ジドデシルジメチルアンモニウム(DDAB)及びコレステロールを、それぞれ1mLのクロロホルムに溶解し、それぞれ10mg/mL、10mg/mL及び5mg/mLの最終濃度にした。DPPC(0.5mL)、DDAB(0.2mL)及びコレステロール(0.2mL)を、2mLのクロロホルムを含有する丸底フラスコに添加した。(Leu)10-PADRE(0.6mg)及び(Leu)10-B3(0.6mg)を1mLのメタノールに溶解し、上記フラスコに加えた。次いで、溶媒を、回転蒸発器を用いて減圧下でゆっくりと蒸発させた。すべての残留溶媒を真空下で一晩除去した。脂質薄膜を56℃で1mLのPBSで徐々に再水和して、L1中の0.6mg/mL濃度の(Leu)10-PADRE及び0.6mg/mL濃度の(Leu)10-B3を生成した。次いで、このリポソームを3回超音波処理した(10分、40%出力、50%パルス)。数によるサイズ分布 約100nm;PDI=0.38;電荷=15mV。
リポソーム製剤L2
L2は、0.6mgの代わりに1.2mgの(Leu)10-B3を1mLのメタノールに溶解した以外はL1と同じ方法で調製した。従って、L2中の最終の0.6mg/mL濃度の(Leu)10-PADRE及び1.2mg/mL濃度の(Leu)10-B3を生成した。数によるサイズ分布 約100nm;PDI=0.54;電荷=16mV。
マウスにおける皮下免疫(実験1)
6週齢の雌BALB/cマウスを、University of Queensland’s Biological Resources(UQBR)(オーストラリア、クイーンズランド州)から購入した。マウスをAustralian Institute for Bioengineering and Nanotechnology(AIBN)のAnimal Facilityに収容した。あらゆる実験を行う前に、マウスを7日間順化させた。すべてのマウス(5匹/群)に、尾部の皮下に1回免疫した。陰性対照マウスには50μLのPBSを与え、陽性対照マウスには25μLのPBSに溶解し、25μLのCFAで乳化したRBD(30μg)を与えた。ワクチン候補群には、PBS(25μL)に溶解し、25μLのCFAで乳化した化合物B1、B2、B3、B4又はB5(30μg)を与えた。
血清の採取(実験1)
14日目に心臓穿刺(1mL)によって血液を採取した。採取した血液試料を3,600rpmで10分間遠心分離した。血清を上清から回収し、さらなる分析まで-80℃に保った。
マウスにおける皮下免疫化(実験2)
6週齢の雌C57BL/6マウスをUQBR(オーストラリア、クイーンズランド州)から購入した。マウスをAIBN Animal Facilityに収容した。あらゆる実験を行う前に、マウスを7日間順化させた。0日目、14日目及び28日目に、すべてのマウス(5匹/群)に、尾部の皮下に3回免疫した。陰性対照マウスには50μLのPBSを与え、陽性対照マウスにはPBS(25μL)に溶解し、25μLのCFAで乳化したRBD(30μg)を与えた。3つの他のマウス群を、PBS(25μL)に溶解し、それぞれ25μLのMF59;L1(50μL)及びL2(50μL)で乳化したB3(30μg)で免疫した。
血清の採取(実験2)
41日目に心臓穿刺(1mL)によって血液を採取した。採取した血液試料を3,600rpmで10分間遠心分離した。血清を上清から回収し、さらなる分析まで-80℃に保った。
ELISAによる抗体価検出
抗原特異的抗体IgG力価を、ELISAを用いて検出した。ポリスチレン高親和性プレートを、ウェルあたり100μLの量のB1、B2、B3、B3、B4、B5、又はRBD(pH9.6、炭酸塩コーティング緩衝液10mL中50μg)でコーティングし、37℃で90分間インキュベートした。次いで、プレートの内容物を廃棄し、150μLの5%脱脂乳(PBS-Tween20緩衝液に溶解した)を各ウェルに添加した。4℃で一晩インキュベートした後、プレートを蒸留水(4×)及びPBS-Tween20緩衝液(3×)で洗浄した。2μLの希釈されていない血清試料を、PBS-Tween20緩衝液中の0.5%脱脂乳198μLを含有するプレートの第1の列に添加した(1:100希釈)。すべてのプレートを37℃のインキュベーター中で90分間インキュベートした。プレートを洗浄した後、ウェルあたり100μLの1:3000希釈ペルオキシダーゼコンジュゲートヤギ抗マウスIgG(0.5%脱脂乳中)を添加した。プレートを37℃で90分間インキュベートし、次いで洗浄した。100μL量のo-フェニレンジアミン二塩酸塩(OPD)基質を各ウェルに添加した。プレートを暗所で室温にて20分間インキュベートした後、50μL量の停止溶液(1N HSO)をウェル毎に添加した。染色されたRBD特異的IgGの吸光度(OD)を450nmで測定した。
競合ELISA試験
血清試料を、いくつかの改変を伴う報告された方法[28、29]と同様のアプローチにおいて、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)によって抗RBD中和抗体について試験した。最初に、96ウェル高親和性結合ポリスチレンプレートを、陰性対照群(PBS免疫化群)及びACE2検量線のための2つの追加のプレートを含めて、第1の実験のためにプレートあたり25μgのRBD及び第2の実験のために5μgを含有する炭酸塩コーティング緩衝液でコーティングした。ウェルプレートに入れたRBDに37℃で90分間ウェルをコーティングさせた。プレートを空にし、ウェル内に残っている高親和性部位をブロックするために2%ウシ血清アルブミン(BSA)でウェルをコーティングすることによってプレートをブロックし、結合を一晩放置して4℃で結合させた。プレートを空にし、蒸留水(5×)及びPBS-Tween20緩衝液(4×)で洗浄した。20μL量のニート血清試料を血清プレート(PBS群を含む)に添加し、血清を、実験1及び実験2についてそれぞれ1:4及び1:10希釈から開始し、0.5%BSAで希釈した。検量線プレートには血清を添加しなかった(0.5%BSAのみ)。ウェルプレートに入れた抗体(血清中で利用可能)を、RBDに37℃で90分間結合させた。プレートを空にし、(上述のように)洗浄した。ヒトIgG-Fcにコンジュゲートしたヒトアンジオテンシン変換酵素(ACE2-Fc)20μg量(1mgを精製水1mLに溶解)を0.5%BSA10mLと混合し、次いでこの混合物100μLを各ウェル(検量線プレートを除く)に添加した。検量線プレートでは、ACE2-Fcを2ng/μL(200ng/100μL/ウェル)からさらに0.1ng/μL(10ng/100μL/ウェル)まで段階希釈した。ウェルプレートに入れたACE2-Fcを37℃で90分間結合させた。プレートを空にし、(上述のように)洗浄した。希釈したヤギ抗ヒトIgG-Fc-HRP二次抗体(10mLの0.5%BSA中の3.33μLの抗体)100μLをすべてのプレートの各ウェルに添加した。これらの二次抗体をACE2-Fcに37℃で90分間結合させた。次いで、プレートを空にし、(上述のように)洗浄した。OPD基質を調製し、各ウェルあたり100μLを添加した。OPD溶液を暗所で室温で20分間反応させた後、50μLの1N HSO溶液を各ウェルに加えることによって反応を停止させた。450nmでの吸光度を、Spectra Max Microplateリーダーを用いて測定した。各ウェルにおける結合及び非結合ACE2の含有量を決定するために、検量線(第1の実験ではn=4であり、第2の実験ではn=8である)をロジスティック関数(R>0.98)、式1にフィッティングした。ベストフィット(最良適合)方程式を各ウェルの吸光度(y)値と共に使用して、補間(内挿)により結合ACE2含量(x)を決定した。阻害のパーセンテージは、ACE2の非結合量のパーセントから、式2で決定される。
Figure 2023510289000017
上記式中、yは吸光度読み取り値であり、A及びAはそれぞれ最小及び最大の吸光度読み取り値であり、xは式2で使用される結合ACE2濃度の量(ng/100μL/ウェル)であり、xはx軸(ACE2濃度)中心点であり、pはべき指数であり、結合ACE2の量の変化に伴う吸光度シグナルの変化率を表し、ACE2合計は200ng/100μL/ウェルである。
この方法の妥当性を、適合性、バイアス及び精度、特異性、感度及び選択性について、よくフィット(適合)した検量線を構築すること、様々な既知のACE2濃度に対し無関係な血清を添加すること、並びにACE2の不存在下で異なる試験血清に二次抗体を添加することによって検定した。検量線吸光度の読み取り値は、10~200ng/100μL/ウェルの範囲の、すなわち0~95%の範囲の阻害に対応する無関係の動物血清の存在下で同じままであり、吸光度の読み取り値は、ACE2の不存在下及び検量線<10ng/100μL/ウェル内の非常に低いACE2濃度において有意ではなかった(p<0.05、n=4)。ACE2濃度を調整して、プレート上にコーティングされたRBD量の飽和を達成した。
結果及び考察
公知のSARS-CoVエピトープ及びACE2-RBD決定的結合アミノ酸残基を考慮して、5つの有望なSARS-CoV-2エピトープを設計及び合成した(B1~B5)。エピトープを、BALB/cマウスにおいて「至適基準」実験アジュバント(CFA)と同時投与した。このマウスを、SARS-CoV-2スパイクタンパク質のRBD領域に対する抗体の産生に関して調べた(図36)。予想通り、CFAでアジュバント添加したRBDは、それ自体に対して高い抗体価を生じた。エピトープ(B3)は、CFAと同時投与した場合、RBDに対する統計的に有意な抗体産生を誘発することができた。B1の配列はスパイクタンパク質RBDドメインの外側に位置するので、B1で免疫したマウスは予想通り抗RBD IgGを生成しなかった。さらに、B1は、ELISAによって調べた場合、それ自体に対しても有意な抗体価を生じなかった。
RBD群とB3群との間の抗体応答の差にもかかわらず、ウイルスRBDとACE2との相互作用を阻害する血清の能力はほぼ同じであった(図37)。すべてのBALB/cマウス(B3群及びRBD群の両方)からの血清は、高い血清濃度でACE2へのRBD結合を完全に阻害することができた。32倍希釈では、5匹のマウスのうち3匹に由来するRBD血清は阻害能を維持したが、5匹のマウスのうち2匹に由来するB3血清は依然としてRBD結合をブロックする能力を有していた。この結果、B3をさらなる研究のための有望なエピトープとして選択した。
本発明者らは、ポリロイシン送達系が、試験したポリ(疎水性アミノ酸)系の中で、高い抗体価を生成するのに最も効率的であることを以前に実証した。それゆえ、B3をポリロイシン単位にコンジュゲートし、(Leu)10-B3を形成した。加えて、ユニバーサルヒトTヘルパーPADRE(AKFVAAWTLKAAA;配列番号7)もポリロイシン単位にコンジュゲートし、(Leu)10-PADREを生成した。PADREは、体液性免疫応答の質及び寿命を増強するために一般に使用される[30]。両方のコンジュゲートを(ポリロイシン部分を介して)リポソームに固定して、ワクチン効力をさらに増強した。マウス(C57BL/6)を、50μLのL1(30μgの(Leu)10-PADRE及び30μgの(Leu)10-B3を保有する)及びL2(30μgの(Leu)10-PADRE及び60μgの(Leu)10-B3を保有する)で皮下免疫した(図38)。陽性対照として、CFAでアジュバント添加したRBD及びMF59でアジュバント添加したB3+PADREを使用した。両方のワクチン候補は、RBDに対して高い抗体価を生成し、とりわけL2は、すべてのマウスについて陽性対照と同じレベルのRBD-IgGを産生した。
ウイルスRBDとACE2との相互作用を阻害する血清の能力を、すべての群について試験した:PBS、CFA+RBD、B3+PADRE+MF59、L1及びL2(図39)。しかしながら、第1の実験(図37)よりも高い血清希釈を用いた。同様の希釈において、CFA+RBDで免疫化したC57BL/6マウスの血清は、同じアジュバント添加タンパク質断片(CFA+RBD)で免疫化したBALB/cマウス由来の血清よりも効果が低いようである。最高血清濃度の他のすべての群は、ほぼすべてのマウス血清について効率的にRBD/ACE2結合を阻害した。しかしながら、希釈1/20では、この阻害は減少し、1/100希釈では事実上ゼロに低下した。興味深いことに、抗RBD IgG力価は、1/100希釈で測定され、高いOD値を示したが、これは、多数の産生された抗体が、陽性対照群(RBD+CFA)においても、RBD/ACE2結合に対する阻害活性を有さないことを示唆していた。それゆえ、送達系のさらなる改善が必要とされ、これには以下が含まれうる:a)PADREのB3へのコンジュゲーション(B細胞エピトープへのTヘルパーのコンジュゲーションは、しばしばワクチン設計に推奨される);b)B3の立体構造特性、及び他の疎水性アミノ酸(例えば、βシート誘導性のポリバリン配列)でのポリロイシンの置換によるその修飾の検討;c)リポソーム製剤の最適化;並びにd)キャリアタンパク質によるPADRE Tヘルパーの置換。
結び
本発明者らは、有望なペプチド抗原としてSARS-CoV-2スパイクタンパク質のいくつかのペプチド断片を調べた。そのうちB3のみが、CFAと共に投与された場合にスパイクタンパク質のRBD領域に対して高いIgG力価を生成した。さらに、これらの抗体は、RBD/ACE2結合を阻害することができた。リポソーム中でポリロイシンコンジュゲート((Leu)10-B3)として投与されると、この抗原は、高濃度でRBD/ACE2結合を阻害することができる高いIgG力価を生成することもできた。
参考文献 - 実施例1
1. Skwarczynski M、Toth I. Peptide-based synthetic vaccines. Chem Sci 7、842-854(2016).
2. Purcell AW、McCluskey J、Rossjohn J. More than one reason to rethink the use of peptides in vaccine design. Nat Rev Drug Discovery 6、404-414(2007).
3. Steer ACら、Status of research and development of vaccines for Streptococcus pyogenes. Vaccine 34、2953-2958(2016).
4. Carapetis JR、Steer AC、Mulholland EK、Weber M. The global burden of group A streptococcal diseases. Lancet Infect Dis 5、685-694(2005).
5. Paar JAら、Prevalence of Rheumatic Heart Disease in Children and Young Adults in Nicaragua. Am J Cardiol 105、1809-1814(2010).
6. Gorton D、Govan B、Olive C、Ketheesan N. B- and T-Cell Responses in Group A Streptococcus M-Protein- or Peptide-Induced Experimental Carditis. Infect Immun 77、2177-2183(2009).
7. Brandt ERら、New multi-determinant strategy for a group A streptococcal vaccine designed for the Australian Aboriginal population. Nat Med 6、455-459(2000).
8. Azmi F、Ahmad Fuaad AA、Skwarczynski M、Toth I. Recent progress in adjuvant discovery for peptide-based subunit vaccines. Hum Vaccin Immunother 10、778-796(2014).
9. Petrovsky N、Aguilar JC. Vaccine adjuvants:Current state and future trends. Immunol Cell Biol 82、488-496(2004).
10. Montomoli E、Piccirella S、Khadang B、Mennitto E、Camerini R、De Rosa A. Current adjuvants and new perspectives in vaccine formulation. Expert Rev Vaccines 10、1053-1061(2011).
11. Reed SG、Orr MT、Fox CB. Key roles of adjuvants in modern vaccines. Nat Med 19、1597-1608(2013).
12. Skwarczynski Mら、Polyacrylate dendrimer nanoparticles:a self-adjuvanting vaccine delivery system. Angew Chem Int Ed Engl 49、5742-5745(2010).
13. Ahmad Fuaad AAら、Polymer-peptide hybrids as a highly immunogenic single-dose nanovaccine. Nanomedicine(Lond) 9、35-43(2014).
14. Liu TYら、Self-adjuvanting polymer-peptide conjugates as therapeutic vaccine candidates against cervical cancer. Biomacromolecules 14、2798-2806(2013).
15. Chandrudu Sら、Linear and branched polyacrylates as a delivery platform for peptide-based vaccines. Ther Deliv 7、601-609(2016).
16. Liu TYら、Polyacrylate-based delivery system for self-adjuvanting anticancer peptide vaccine. J Med Chem 58、888-896(2015).
17. Skwarczynski M、Toth I. Lipid-core-peptide system for self-adjuvanting synthetic vaccine delivery. Bioconjugation Protocols(編(Mark SS編)収載. Humana Press(2011).
18. Sohma Yら、O-N intramolecular acyl migration reaction in the development of prodrugs and the synthesis of difficult sequence-containing bioactive peptides. Biopolymers 76、344-356(2004).
19. Georgousakis MM、Hofmann A、Batzloff MR、McMillan DJ、Sriprakash KS. Structural optimisation of a conformational epitope improves antigenicity when expressed as a recombinant fusion protein. Vaccine 27、6799-6806(2009).
20. Trent Aら、Peptide Amphiphile Micelles Self-Adjuvant Group A Streptococcal Vaccination. AAPS J 17、380-388(2015).
21. Malkov SN、Zivkovic MV、Beljanski MV、Hall MB、Zaric SD. A reexamination of the propensities of amino acids towards a particular secondary structure:classification of amino acids based on their chemical structure. Journal of Molecular Modeling 14、769-775(2008).
22. Bouchard M、Zurdo J、Nettleton EJ、Dobson CM、Robinson CV. Formation of insulin amyloid fibrils followed by FTIR simultaneously with CD and electron microscopy. Protein Science 9、1960-1967(2000).
23. Yang C-Aら、Correlation of copper interaction,copper-driven aggregation,and copper-driven H2O2 formation with Aβ40 conformation. International Journal of Alzheimer’s Disease 2011、(2010).
24. Park HS、Cleary PP. Active and passive intranasal immunizations with streptococcal surface protein C5a peptidase prevent infection of murine nasal mucosa-associated lymphoid tissue,a functional homologue of human tonsils. Infect Immun 73、7878-7886(2005).
25. Skwarczynski M、Toth I. Recent advances in peptide-based subunit nanovaccines. Nanomedicine(London,UK) 9、2657-2669(2014).
26. Zhao G、Chandrudu S、Skwarczynski M、Toth I. The application of self-assembled nanostructures in peptide-based subunit vaccine development. Eur Polym J 93、670-681(2017).
27. Negahdaripour M、Golkar N、Hajighahramani N、Kianpour S、Nezafat N、Ghasemi Y. Harnessing self-assembled peptide nanoparticles in epitope vaccine design. Biotechnol Adv 35、575-596(2017).
28. Liao Jら、Linear aggregation of gold nanoparticles in ethanol. Colloids and Surfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects 223、177-183(2003).
29. Friedlander SK、Ogawa K、Ullmann M. Elasticity of nanoparticle chain aggregates:implications for polymer fillers and surface coatings. Powder Technol 118、90-96(2001).
30. Cella M、Engering A、Pinet V、Pieters J、Lanzavecchia A. Inflammatory stimuli induce accumulation of MHC class II complexes on dendritic cells. Nature 388、782-787(1997).
31. Ma DY、Clark EA. The role of CD40 and CD154/CD40L in dendritic cells. Semin Immunol 21、265-272(2009).
32. Moyano DFら、Nanoparticle Hydrophobicity Dictates Immune Response. J Am Chem Soc 134、3965-3967(2012).
33. Rad-Malekshahi Mら、Self-Assembling Peptide Epitopes as Novel Platform for Anticancer Vaccination. Mol Pharm 14、1482-1493(2017).
参考文献 - 実施例2
[1] F.Bray、J.Ferlay、I.Soerjomataram、R.L.Siegel、L.A.Torre、A.Jemal、Global cancer statistics 2018:GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries,CA: a cancer journal for clinicians 68(6)(2018) 394-424.
[2] D.Maine、S.Hurlburt、D.Greeson、Cervical cancer prevention in the 21st century:cost is not the only issue、American journal of public health 101(9)(2011) 1549-1555.
[3] T.Y.Liu、W.M.Hussein、I.Toth、M.Skwarczynski、Advances in peptide-based human papillomavirus therapeutic vaccines、Current topics in medicinal chemistry 12(14)(2012) 1581-92.
[4] T.-Y.Liu、W.M.Hussein、Z.Jia、Z.M.Ziora、N.A.J.McMillan、M.J.Monteiro、I.Toth、M.Skwarczynski、Self-Adjuvanting Polymer-Peptide Conjugates As Therapeutic Vaccine Candidates against Cervical Cancer、Biomacromolecules 14(8)(2013) 2798-2806.
[5] S.G.Reed、S.Bertholet、R.N.Coler、M.Friede、New horizons in adjuvants for vaccine development、Trends in Immunology 30(1)(2009) 23-32.
[6] R.J.Nevagi、I.Toth、M.Skwarczynski、12 - Peptide-based vaccines、S.Koutsopoulos(編)、Peptide Applications in Biomedicine,Biotechnology and Bioengineering収載、Woodhead Publishing 2018、327-358頁.
[7] T.Y.Liu、A.K.Giddam、W.M.Hussein、Z.Jia、N.A.McMillan、M.J.Monteiro、I.Toth、M.Skwarczynski、Self-adjuvanting therapeutic peptide-based vaccine induce CD8+ cytotoxic T lymphocyte responses in a murine human papillomavirus tumor model、Current drug delivery 12(1)(2015) 3-8.
[8] T.-Y.Liu、W.M.Hussein、A.K.Giddam、Z.Jia、J.M.Reiman、M.Zaman、N.A.J.McMillan、M.F.Good、M.J.Monteiro、I.Toth、M.Skwarczynski、Polyacrylate-Based Delivery System for Self-adjuvanting Anticancer Peptide Vaccine、Journal of Medicinal Chemistry 58(2)(2015) 888-896.
[9] W.M.Hussein、T.Y.Liu、Z.Jia、N.A.J.McMillan、M.J.Monteiro、I.Toth、M.Skwarczynski、Multiantigenic peptide-polymer conjugates as therapeutic vaccines against cervical cancer、Bioorganic & medicinal chemistry 24(18)(2016) 4372-4380.
[10] M.Khongkow、T.-Y.Liu、S.Bartlett、W.M.Hussein、R.Nevagi、Z.Jia、M.J.Monteiro、J.W.Wells、U.Rungsardthong Ruktanonchai、M.Skwarczynski、I.Toth、Liposomal formulation of polyacrylate-peptide conjugate as a new vaccine candidate against cervical cancer、Precision Nanomedicine 1(3)(2018) 183-193.
[11] Y.Guo、C.Sakonsinsiri、I.Nehlmeier、M.A.Fascione、H.Zhang、W.Wang、S.Poehlmann、W.B.Turnbull、D.Zhou、Compact,Polyvalent Mannose Quantum Dots as Sensitive,Ratiometric FRET Probes for Multivalent Protein-Ligand Interactions、Angewandte Chemie(International ed.in English) 55(15)(2016) 4738-4742.
参考文献 - 実施例3
1. Purcell,A.W.;McCluskey,J.;Rossjohn,J. More than one reason to rethink the use of peptides in vaccine design. Nat.Rev.Drug Discovery 2007、6、404-414.
2. Skwarczynski,M.;Toth,I. Peptide-based synthetic vaccines. Chemical Science 2016、7、842-854.
3. Nevagi,R.J.;Toth,I.;Skwarczynski,M. 12 - Peptide-based vaccines. Peptide Applications in Biomedicine,Biotechnology and Bioengineering、Koutsopoulos,S.編収載 Woodhead Publishing:2018;327-358頁.
4. Giddam,A.K.;Zaman,M.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Liposome-based delivery system for vaccine candidates:constructing an effective formulation. Nanomedicine 2012、7、1877-1893.
5. Azizi,A.;Kumar,A.;Diaz-Mitoma,F.;Mestecky,J. Enhancing Oral Vaccine Potency by Targeting Intestinal M Cells. PLOS Pathogens 2010、6、e1001147.
6. Marasini,N.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Oral delivery of nanoparticle-based vaccines. Expert Rev.Vaccines 2014、13、1361-76.
7. Loukas,A.;Hotez,P.J.;Diemert,D.;Yazdanbakhsh,M.;McCarthy,J.S.;Correa-Oliveira,R.;Croese,J.;Bethony,J.M. Hookworm infection. Nat Rev Dis Primers 2016、2、16088.
8. Bethony,J.;Chen,J.;Lin,S.;Xiao,S.;Zhan,B.;Li,S.;Xue,H.;Xing,F.;Humphries,D.;Yan,W.;Chen,G.;Foster,V.;Hawdon,J.M.;Hotez,P.J. Emerging patterns of hookworm infection:influence of aging on the intensity of Necator infection in Hainan Province,People’s Republic of China. Clin Infect Dis 2002、35、1336-44.
9. Seid,C.A.;Curti,E.;Jones,R.M.;Hudspeth,E.;Rezende,W.;Pollet,J.;Center,L.;Versteeg,L.;Pritchard,S.;Musiychuk,K.;Yusibov,V.;Hotez,P.J.;Bottazzi,M.E. Expression,purification,and characterization of the Necator americanus aspartic protease-1(Na-APR-1(M74)) antigen,a component of the bivalent human hookworm vaccine. Human Vaccines & Immunotherapeutics 2015、11、1474-1488.
10. Pearson,M.S.;Pickering,D.A.;Tribolet,L.;Cooper,L.;Mulvenna,J.;Oliveira,L.M.;Bethony,J.M.;Hotez,P.J.;Loukas,A. Neutralizing Antibodies to the Hookworm Hemoglobinase Na-APR-1:Implications for a Multivalent Vaccine against Hookworm Infection and Schistosomiasis. The Journal of Infectious Diseases 2010、201、1561-1569.
11. Skwarczynski,M.;Dougall,A.M.;Khoshnejad,M.;Chandrudu,S.;Pearson,M.S.;Loukas,A.;Toth,I. Peptide-based subunit vaccine against hookworm infection. PloS one 2012、7、e46870-e46870.
12. Ahmad Fuaad,A.A.H.;Pearson,M.S.;Pickering,D.A.;Becker,L.;Zhao,G.;Loukas,A.C.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Lipopeptide Nanoparticles:Development of Vaccines against Hookworm Parasite. ChemMedChem 2015、10、1647-1654.
13. Schulze,K.;Ebensen,T.;Chandrudu,S.;Skwarczynski,M.;Toth,I.;Olive,C.;Guzman,C.A. Bivalent mucosal peptide vaccines administered using the LCP carrier system stimulate protective immune responses against Streptococcus pyogenes infection. Nanomed.-Nanotechnol.Biol.Med. 2017、13、2463-2474.
14. Sedaghat,B.;Stephenson,R.J.;Giddam,A.K.;Eskandari,S.;Apte,S.H.;Pattinson,D.J.;Doolan,D.L.;Toth,I. Synthesis of Mannosylated Lipopeptides with Receptor Targeting Properties. Bioconjugate Chem. 2016、27、533-548.
15. Ahmad Fuaad,A.A.;Roubille,R.;Pearson,M.S.;Pickering,D.A.;Loukas,A.C.;Skwarczynski,M.;Toth,I. The use of a conformational cathepsin D-derived epitope for vaccine development against Schistosoma mansoni. Bioorg.Med.Chem.2015、23、1307-12.
16. Skwarczynski,M.;Toth,I. Lipid-core-peptide system for self-adjuvanting synthetic vaccine delivery. Bioconjugation Protocols、Mark,S.S.編収載 Humana Press:2011;第751巻、297-308頁.
17. Zhong,W.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Lipid Core Peptide System for Gene,Drug,and Vaccine Delivery. Aust.J.Chem. 2009、62、956-967.
18. Bartlett,S.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Lipids as activators of innate immunity in peptide vaccine delivery. 2018;第25巻.
19. Zhao,G.;Chandrudu,S.;Skwarczynski,M.;Toth,I. The application of self-assembled nanostructures in peptide-based subunit vaccine development. Eur.Polym.J. 2017、93、670-681.
20. Chan,A.;Hussein,W.M.;Ghaffar,K.A.;Marasini,N.;Mostafa,A.;Eskandari,S.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Structure-activity relationship of lipid core peptide-based Group A Streptococcus vaccine candidates. Bioorganic & Medicinal Chemistry 2016、24、3095-3101.
21. Zaman,M.;Chandrudu,S.;Giddam,A.K.;Reiman,J.;Skwarczynski,M.;McPhun,V.;Moyle,P.M.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Toth,I. Group A Streptococcal vaccine candidate:contribution of epitope to size,antigen presenting cell interaction and immunogenicity. Nanomedicine(Lond) 2014、9、2613-24.
22. Skwarczynski,M.;Toth,I. Recent advances in peptide-based subunit nanovaccines. Nanomedicine(London,U.K.) 2014、9、2657-2669.
23. Ghaffar,K.A.;Giddam,A.K.;Zaman,M.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Liposomes as nanovaccine delivery systems. Curr.Top.Med.Chem. 2014、14、1194-208.
24. Nandedkar,T.D. Nanovaccines:recent developments in vaccination. J.Biosci. 2009、34、995-1003.
25. des Rieux,A.;Fievez,V.;Garinot,M.;Schneider,Y.J.;Preat,V. Nanoparticles as potential oral delivery systems of proteins and vaccines:A mechanistic approach. J.Controlled Release 2006、116、1-27.
26. Marasini,N.;Giddam,A.K.;Ghaffar,K.A.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Multilayer engineered nanoliposomes as a novel tool for oral delivery of lipopeptidebased vaccines against group A Streptococcus. Nanomedicine-Uk 2016、11、1223-1236.
27. Reitermann,A.;Metzger,J.;WiesmUELler,K.-H.;Jung,G.;Bessler,W.G. Lipopeptide Derivatives of Bacterial Lipoprotein Constitute Potent Immune Adjuvants Combined with or Covalently Coupled to Antigen or Hapten. Biological Chemistry Hoppe-Seyler、1989;第370巻、343頁.
28. Skwarczynski,M.;A.Kamaruzaman,K.;Srinivasan,S.;Zaman,M.;Lin,I.C.;R.Batzloff,M.;F.Good,M.;Toth,I. M-Protein-derived Conformational Peptide Epitope Vaccine Candidate against Group A Streptococcus. Current Drug Delivery 2013、10、39-45.
29. Skwarczynski,M.;Toth,I. Lipid-Core-Peptide System for Self-Adjuvanting Synthetic Vaccine Delivery. Bioconjugation Protocols:Strategies and Methods、Mark,S.S.編収載 Humana Press:Totowa、NJ、2011;297-308頁.
30. Wang,T.;Jiang,H.;Zhao,Q.;Wang,S.;Zou,M.;Cheng,G. Enhanced mucosal and systemic immune responses obtained by porous silica nanoparticles used as an oral vaccine adjuvant: Effect of silica architecture on immunological properties. International Journal of Pharmaceutics 2012、436、351-358.
31. Sotillo,J.;Sanchez-Flores,A.;Cantacessi,C.;Harcus,Y.;Pickering,D.;Bouchery,T.;Camberis,M.;Tang,S.C.;Giacomin,P.;Mulvenna,J.;Mitreva,M.;Berriman,M.;LeGros,G.;Maizels,R.M.;Loukas,A. Secreted proteomes of different developmental stages of the gastrointestinal nematode Nippostrongylus brasiliensis. Mol Cell Proteomics 2014、13、2736-51.
32. Pearson,M.S.;Bethony,J.M.;Pickering,D.A.;de Oliveira,L.M.;Jariwala,A.;Santiago,H.;Miles,A.P.;Zhan,B.;Jiang,D.;Ranjit,N.;Mulvenna,J.;Tribolet,L.;Plieskatt,J.;Smith,T.;Bottazzi,M.E.;Jones,K.;Keegan,B.;Hotez,P.J.;Loukas,A. An enzymatically inactivated hemoglobinase from Necator americanus induces neutralizing antibodies against multiple hookworm species and protects dogs against heterologous hookworm infection. FASEB J 2009、23、3007-19.
33. Camberis,M.;Le Gros,G.;Urban Jr.,J. Animal Model of Nippostrongylus brasiliensis and Heligmosomoides polygyrus. Current Protocols in Immunology 2003、55、19.12.1-19.12.27.
34. Luo,Z.;Li,P.;Deng,J.;Gao,N.;Zhang,Y.;Pan,H.;Liu,L.;Wang,C.;Cai,L.;Ma,Y. Cationic polypeptide micelle-based antigen delivery system:A simple and robust adjuvant to improve vaccine efficacy. Journal of Controlled Release 2013、170、259-267.
35. Fuaad,A.A.H.A.;Skwarczynski,M.;Toth,I. The Use of Microwave-Assisted Solid-Phase Peptide Synthesis and Click Chemistry for the Synthesis of Vaccine Candidates Against Hookworm Infection. Methods Mol Biol 2016、1403、639-653.
36. Giacomin,P.;Gordon,D.;Botto,M.;Daha,M.;D Sanderson,S.;Taylor,S.;Dent,L. The role of complement in innate,adaptive and eosinophil-dependent immunity to the nematode Nippostrongylus brasiliensis. 2008;第45巻、446-55頁.
37. Pearson,M.S.;Bethony,J.M.;Pickering,D.A.;de Oliveira,L.M.;Jariwala,A.;Santiago,H.;Miles,A.P.;Zhan,B.;Jiang,D.;Ranjit,N.;Mulvenna,J.;Tribolet,L.;Plieskatt,J.;Smith,T.;Bottazzi,M.E.;Jones,K.;Keegan,B.;Hotez,P.J.;Loukas,A. An enzymatically inactivated hemoglobinase from Necator americanus induces neutralizing antibodies against multiple hookworm species and protects dogs against heterologous hookworm infection. FASEB journal:official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology 2009、23、3007-3019.
38. Eichenberger,R.M.;Ryan,S.;Jones,L.;Buitrago,G.;Polster,R.;Montes de Oca,M.;Zuvelek,J.;Giacomin,P.R.;Dent,L.A.;Engwerda,C.R.;Field,M.A.;Sotillo,J.;Loukas,A. Hookworm Secreted Extracellular Vesicles Interact With Host Cells and Prevent Inducible Colitis in Mice. Frontiers in immunology 2018、9、850-850.
参考文献 - 実施例4
1. Skwarczynski,M.;Zhao,G.;Boer,J.C.;Ozberk,V.;Azuar,A.;Cruz,J.G.;Giddam,A.K.;Khalil,Z.G.;Pandey,M.;Shibu,M.A.;Hussein,W.M.;Nevagi,R.J.;Batzloff,M.R.;Wells,J.W.;Capon,R.J.;Plebanski,M.;Good,M.F.;Toth I. Poly(amino acids) as a Potent Self-adjuvanting Delivery System for Peptide-based Nanovaccines Science Advances 2020、6、eaax2285.
2. Ahmad Fuaad,A.A.H.;Skwarczynski,M.;Toth,I. The Use of Microwave-Assisted Solid-Phase Peptide Synthesis and Click Chemistry for the Synthesis of Vaccine Candidates Against Hookworm Infection. Vaccine Design:Methods and Protocols:第1巻:Vaccines for Human Diseases、Thomas,S.編収載 Springer New York:New York、NY、2016;639-653頁.
3. Skwarczynski,M.;Zaman,M.;Toth,I. Lipo-Peptides/Saccharides for Peptide Vaccine Delivery-Chapter 78. Elsevier Inc.:2013;571-579頁.
4. Jadhav,K.B.,Woolcock,K.J.及びMuttenthaler,M. (2020). Anhydrous Hydrogen Fluoride Cleavage in Boc Solid Phase Peptide Synthesis. Methods in molecular biology(Clifton,N.J.)、2103、41-57. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0227-0_4.
5. Greenfield,N.J. Using circular dichroism spectra to estimate protein secondary structure. Nat.Protoc. 2006、1、2876-2890.
参考文献 - 実施例5
1. Vaccination. Primer to the Immune Response(Second Edition)、Mak,T.W.;Saunders,M.E.;Jett,B.D.編収載 Academic Cell:Boston、2014;333-375頁.
2. Chang,K.P. Vaccination for disease prevention and control:The necessity of renewed emphasis and new approaches. J Immunol Immunotech 2014、1、10.17653/2374-9105.SSe0001.
3. Skwarczynski,M.;Toth,I. Peptide-based synthetic vaccines. Chem.Sci. 2016、7、842-854.
4. Malonis,R.J.;Lai,J.R.;Vergnolle,O. Peptide-based vaccines:Current progress and future challenges. Chem.Rev. 2020、120、3210-3229.
5. Christensen,D. Vaccine adjuvants:Why and how. Human vaccines & immunotherapeutics 2016、12、2709-2711.
6. Azmi,F.;Ahmad Fuaad,A.A.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Recent progress in adjuvant discovery for peptide-based subunit vaccines. Hum Vaccin Immunother 2014、10、778-796.
7. Shi,S.;Zhu,H.;Xia,X.;Liang,Z.;Ma,X.;Sun,B. Vaccine adjuvants: Understanding the structure and mechanism of adjuvanticity. Vaccine 2019、37、3167-3178.
8. Nevagi,R.J.;Toth,I.;Skwarczynski,M. Peptide-based Vaccines. Peptide Applications in Biomedicine,Biotechnology and Bioengineering、Koutsopoulos,S.編収載 Woodhead Publishing:Oxford、United Kingdom、2018;327-358頁.
9. Skwarczynski,M.;Toth,I. Recent advances in peptide-based subunit nanovaccines. Nanomedicine(London,U.K.) 2014、9、2657-2669.
10. Sun,B.;Xia,T. Nanomaterial-based vaccine adjuvants. J Mater Chem B 2016、4、5496-5509.
11. Lebre,F.;Hearnden,C.H.;Lavelle,E.C. Modulation of Immune Responses by Particulate Materials. Advanced Materials 2016、28、5525-5541.
12. Zhao,G.;Chandrudu,S.;Skwarczynski,M.;Toth,I. The application of self-assembled nanostructures in peptide-based subunit vaccine development. Eur.Polym.J. 2017、93、670-681.
13. Negahdaripour,M.;Golkar,N.;Hajighahramani,N.;Kianpour,S.;Nezafat,N.;Ghasemi,Y. Harnessing self-assembled peptide nanoparticles in epitope vaccine design. Biotechnol.Adv. 2017、35、575-596.
14. Black,M.;Trent,A.;Kostenko,Y.;Lee,J.S.;Olive,C.;Tirrell,M. Self-Assembled Peptide Amphiphile Micelles Containing a Cytotoxic T-Cell Epitope Promote a Protective Immune Response In Vivo. Advanced Materials 2012、24、3845-3849.
15. Skwarczynski,M.;Zaman,M.;Urbani,C.N.;Lin,I.C.;Jia,Z.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Monteiro,M.J.;Toth,I. Polyacrylate dendrimer nanoparticles:a self-adjuvanting vaccine delivery system. Angew.Chem.Int.Ed.Engl. 2010、49、5742-5745.
16. Zaman,M.;Abdel-Aal,A.-B.M.;Fujita,Y.;Phillipps,K.S.M.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Toth,I. Immunological Evaluation of Lipopeptide Group A Streptococcus(GAS) Vaccine:Structure-Activity Relationship. PLoS One 2012、7、e30146.
17. Nevagi,R.J.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Polymers for subunit vaccine delivery. Eur.Polym.J. 2019、114、397-410.
18. Bartlett,S.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Lipids as Activators of Innate Immunity in Peptide Vaccine Delivery. Curr.Med.Chem. 2020、27、2887-2901.
19. Abdel-Aal,A.B.M.;Batzloff,M.R.;Fujita,Y.;Barozzi,N.;Faria,A.;Simerska,P.;Moyle,P.M.;Good,M.F.;Toth,I. Structure-activity relationship of a series of synthetic lipopeptide self-adjuvanting group A streptococcal vaccine candidates. J.Med.Chem. 2008、51、167-172.
20. Faruck,M.O.;Zhao,L.;Hussein,W.M.;Khalil,Z.G.;Capon,R.J.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Polyacrylate-Peptide Antigen Conjugate as a Single-Dose Oral Vaccine against Group A Streptococcus. Vaccines 2020、8、23.
21. Chandrudu,S.;Bartlett,S.;Khalil,Z.G.;Jia,Z.;Hussein,W.M.;Capon,R.J.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Monteiro,M.J.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Linear and branched polyacrylates as a delivery platform for peptide-based vaccines. Ther Deliv 2016、7、601-609.
22. Liu,T.Y.;Hussein,W.M.;Giddam,A.K.;Jia,Z.;Reiman,J.M.;Zaman,M.;McMillan,N.A.;Good,M.F.;Monteiro,M.J.;Toth,I.;Skwarczynski,M. Polyacrylate-based delivery system for self-adjuvanting anticancer peptide vaccine. J.Med.Chem. 2015、58、888-896.
23. Ahmad Fuaad,A.A.;Jia,Z.;Zaman,M.;Hartas,J.;Ziora,Z.M.;Lin,I.C.;Moyle,P.M.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Monteiro,M.J.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Polymer-peptide hybrids as a highly immunogenic single-dose nanovaccine. Nanomedicine(Lond) 2014、9、35-43
24. Liu,T.Y.;Hussein,W.M.;Jia,Z.;Ziora,Z.M.;McMillan,N.A.;Monteiro,M.J.;Toth,I.;Skwarczynski,M. Self-adjuvanting polymer-peptide conjugates as therapeutic vaccine candidates against cervical cancer. Biomacromolecules 2013、14、2798-2806.
25. Skwarczynski,M.;Zhao,G.;Boer,J.C.;Ozberk,V.;Azuar,A.;Cruz,J.G.;Giddam,A.K.;Khalil,Z.G.;Pandey,M.;Shibu,M.A.;Hussein,W.M.;Nevagi,R.;Batzloff,M.R.;Wells,J.W.;Capon,R.J.;Plebanski,M.;Good,M.F.;Toth,I. Poly(amino acids) as a potent selfadjuvanting delivery system for peptide-based nanovaccines. Sci Adv 2020、6、eaax2285.
26. Nevagi,R.J.;Dai,W.;Khalil,Z.G.;Hussein,W.M.;Capon,R.J.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Structure-activity relationship of group A streptococcus lipopeptide vaccine candidates in trimethyl chitosan-based self-adjuvanting delivery system. Eur.J.Med.Chem. 2019、179、100-108.
27. Chan,A.;Hussein,W.M.;Ghaffar,K.A.;Marasini,N.;Mostafa,A.;Eskandari,S.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Structure-activity relationship of lipid core peptide-based Group A Streptococcus vaccine candidates. Bioorg.Med.Chem. 2016、24、3095-3101.
28. Zeng,W.;Ghosh,S.;Lau,Y.F.;Brown,L.E.;Jackson,D.C. Highly immunogenic and totally synthetic lipopeptides as self-adjuvanting immunocontraceptive vaccines. J.Immunol. 2002、169、4905-4912.
29. Zaman,M.;Abdel-Aal,A.-B.M.;Fujita,Y.;Ziora,Z.M.;Batzloff,M.R.;Good,M.F.;Toth,I. Structure-activity relationship for the development of a self-adjuvanting mucosally active lipopeptide vaccine against Streptococcus pyogenes. J.Med.Chem. 2012、55、8515-8523.
30. Eskandari,S.;Pattinson,D.J.;Stephenson,R.J.;Groves,P.L.;Apte,S.H.;Sedaghat,B.;Chandurudu,S.;Doolan,D.L.;Toth,I. Influence of physicochemical properties of lipopeptide adjuvants on the immune response: A rationale for engineering a potent vaccine. Chem-Eur J 2018、24、9892-9902.
31. Hayman,W.A.;Brandt,E.R.;Relf,W.A.;Cooper,J.;Saul,A.;Good,M.F. Mapping the minimal murine T cell and B cell epitopes within a peptide vaccine candidate from the conserved region of the M protein of group A streptococcus. Int.Immunol. 1997、9、1723-1733.
32. Alexander,J.;Del Guercio,M.-F.;Maewal,A.;Fikes,J.;Chesnut,R.W.;Sette,A.;Qiao,L.;Paulson,J.;DeFrees,S.;Bundle,D.R. Linear PADRE T helper epitope and carbohydrate B cell epitope conjugates induce specific high titer IgG antibody responses. J Immunol 2000、164、1625-1633.
33. Sekuloski,S.;Batzloff,M.R.;Griffin,P.;Parsonage,W.;Elliott,S.;Hartas,J.;O’Rourke,P.;Marquart,L.;Pandey,M.;Rubin,F.A.;Carapetis,J.;McCarthy,J.;Good,M.F. Evaluation of safety and immunogenicity of a group A streptococcus vaccine candidate(MJ8VAX) in a randomized clinical trial. PLoS One 2018、13、e0198658.
34. La Rosa,C.;Longmate,J.;Lacey,S.F.;Kaltcheva,T.;Sharan,R.;Marsano,D.;Kwon,P.;Drake,J.;Williams,B.;Denison,S.;Broyer,S.;Couture,L.;Nakamura,R.;Kelsey,M.I.;Krieg,A.M.;Diamond,D.J.;Zaia,J.A. Clinical evaluation of safety and immunogenicity of PADRE-cytomegalovirus(CMV) and tetanus-CMV fusion peptide vaccines with or without PF03512676 adjuvant. J.Infect.Dis. 2012、205、1294-1304
35. Malkov,S.N.;Zivkovic,M.V.;Beljanski,M.V.;Hall,M.B.;Zaric,S.D. A reexamination of the propensities of amino acids towards a particular secondary structure:classification of amino acids based on their chemical structure. J.Mol.Model. 2008、14、769-775.
36. Azuar,A.;Jin,W.;Mukaida,S.;Hussein,W.;Toth,I.;Skwarczynski,M. Recent advances in the development of peptide vaccines and their delivery systems against Group A Streptococcus. Vaccines 2019、7、10.3390/vaccines7030058.
37. Reed,S.G.;Orr,M.T.;Fox,C.B. Key roles of adjuvants in modern vaccines. Nat.Med. 2013、19、1597-1608.
38. Colaco,M.;Park,J.;Blanch,H. The kinetics of aggregation of poly-glutamic acid based polypeptides. Biophys Chem 2008、136、74-86.
39. Nevagi,R.J.;Khalil,Z.G.;Hussein,W.M.;Powell,J.;Batzloff,M.R.;Capon,R.J.;Good,M.F.;Skwarczynski,M.;Toth,I. Polyglutamic acid-trimethyl chitosan-based intranasal peptide nano-vaccine induces potent immune responses against group A streptococcus. Acta Biomater. 2018、80、278-287.
40. Lilliu,E.;Villeri,V.;Pelassa,I.;Cesano,F.;Scarano,D.;Fiumara,F. Polyserine repeats promote coiled coil-mediated fibril formation and length-dependent protein aggregation. J.Struct.Biol. 2018、204、572-584.
41. Ohnishi,S.;Kamikubo,H.;Onitsuka,M.;Kataoka,M.;Shortle,D. Conformational preference of polyglycine in solution to elongated structure. J.Am.Chem.Soc. 2006、128、16338-16344.
42. Nordstrom,T.;Pandey,M.;Calcutt,A.;Powell,J.;Phillips,Z.N.;Yeung,G.;Giddam,A.K.;Shi,Y.;Haselhorst,T.;von Itzstein,M.;Batzloff,M.R.;Good,M.F. Enhancing vaccine efficacy by engineering a complex synthetic peptide to become a super immunogen. J.Immunol. 2017、199、2794-2802.
43. Doruker,P.;Bahar,I. Role of water on unfolding kinetics of helical peptides studied by molecular dynamics simulations. Biophysical journal 1997、72、2445-2456.
44. Marqusee,S.;Robbins,V.H.;Baldwin,R.L. Unusually stable helix formation in short alanine-based peptides. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 1989、86、5286-5290.
45. Forood,B.;Perez-Paya,E.;Houghten,R.A.;Blondelle,S.E. Formation of an extremely stable polyalanine beta-sheet macromolecule. Biochem.Biophys.Res.Commun. 1995、211、7-13.
46. Blondelle,S.E.;Forood,B.;Houghten,R.A.;PerezPaya,E. Polyalanine-based peptides as models for self-associated beta-pleated-sheet complexes. Biochemistry 1997、36、8393-8400.
47. Rucker,A.L.;Creamer,T.P. Polyproline II helical structure in protein unfolded states:lysine peptides revisited. Protein Sci. 2002、11、980-985.
48. Rivera-Hernandez,T.;Rhyme,M.S.;Cork,A.J.;Jones,S.;Segui-Perez,C.;Brunner,L.;Richter,J.;Petrovsky,N.;Lawrenz,M.;Goldblatt,D.;Collin,N.;Walker,M.J. Vaccine-induced Th1-type response protects against invasive Group A Streptococcus infection in the absence of opsonizing antibodies. Mbio 2020、11、e00122-20.
49. Ahmad Fuaad,A.A.H.;Skwarczynski,M.;Toth,I. The use of microwave-assisted solidphase peptide synthesis and click chemistry for the synthesis of vaccine candidates against hookworm infection. Methods in molecular biology(Clifton,N.J.)、Thomas,S.編収載 Springer Science+Business Media:New York、2016;第1403巻、639-653頁.
50. Greenfield,N.J. Using circular dichroism spectra to estimate protein secondary structure. Nat.Protoc. 2006、1、2876-2890.
参考文献 - 実施例6
1. Organization,W.H.、Coronavirus disease 2019(COVID-19):situation report、72. 2020.
2. Nicola,M.ら、The socio-economic implications of the coronavirus pandemic(COVID-19):A review. Int J Surg、2020. 78:185-193頁.
3. Tu,Y.-F.ら、A Review of SARS-CoV-2 and the Ongoing Clinical Trials. International journal of molecular sciences、2020. 21(7):2657頁.
4. Anderson,E.J.ら、Safety and Immunogenicity of SARS-CoV-2 mRNA-1273 Vaccine in Older Adults. N Engl J Med、2020.
5. Folegatti,P.M.ら、Safety and immunogenicity of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine against SARS-CoV-2:a preliminary report of a phase 1/2,single-blind,randomised controlled trial. The Lancet、2020. 396(10249):467-478頁.
6. Mulligan,M.J.ら、Phase I/II study of COVID-19 RNA vaccine BNT162b1 in adults. Nature、2020. 586(7830):589-593頁.
7. Tang,S.ら、Aerosol transmission of SARS-CoV-2? Evidence,prevention and control. Environment international、2020. 144:106039-106039頁.
8. Wrapp,D.ら、Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science、2020. 367(6483):1260-1263頁.
9. Naqvi,A.A.T.ら、Insights into SARS-CoV-2 genome,structure,evolution,pathogenesis and therapies:Structural genomics approach. Biochimica et biophysica acta. Molecular basis of disease、2020. 1866(10):165878-165878頁.
10. Piccoli,L.ら、Mapping Neutralizing and Immunodominant Sites on the SARS-CoV-2 Spike Receptor-Binding Domain by Structure-Guided High-Resolution Serology. Cell、2020.
11. Tian,X.ら、Potent binding of 2019 novel coronavirus spike protein by a SARS coronavirus-specific human monoclonal antibody. Emerg Microbes Infect、2020. 9(1):382-385頁.
12. Li,C.K.ら、T cell responses to whole SARS coronavirus in humans. J Immunol、2008. 181(8):5490-500頁.
13. Chi,X.ら、A neutralizing human antibody binds to the N-terminal domain of the Spike protein of SARS-CoV-2. Science、2020. 369(6504):650-655頁.
14. Thevarajan,I.ら、Breadth of concomitant immune responses prior to patient recovery:a case report of non-severe COVID-19. Nat Med、2020. 26(4):453-455頁.
15. Zhang,Y.ら、Inflammatory Response Cells During Acute Respiratory Distress Syndrome in Patients With Coronavirus Disease 2019(COVID-19). Ann Intern Med、2020.
16. Zhou,F.ら、Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan,China:a retrospective cohort study. Lancet、2020. 395(10229):1054-1062頁.
17. Tay,M.Z.ら、The trinity of COVID-19:immunity,inflammation and intervention. Nat Rev Immunol、2020. 20(6):363-374頁.
18. Eroshenko,N.ら、Implications of antibody-dependent enhancement of infection for SARS-CoV-2 countermeasures. Nature Biotechnology、2020. 38(7):789-791頁.
19. Wang,Q.ら、Immunodominant SARS Coronavirus Epitopes in Humans Elicited both Enhancing and Neutralizing Effects on Infection in Non-human Primates. ACS Infect Dis、2016. 2(5):361-76頁.
20. Sekimukai,H.ら、Gold nanoparticle-adjuvanted S protein induces a strong antigenspecific IgG response against severe acute respiratory syndrome-related coronavirus infection,but fails to induce protective antibodies and limit eosinophilic infiltration in lungs. Microbiol Immunol、2020. 64(1):33-51頁.
21. Tseng,C.T.ら、Immunization with SARS coronavirus vaccines leads to pulmonary immunopathology on challenge with the SARS virus. PLoS One、2012. 7(4):e35421頁.
22. Skwarczynski,M.及びI.Toth、Peptide-based synthetic vaccines. Chem. Sci.、2016. 7(2):842-854頁.
23. Berry,J.D.ら、Neutralizing epitopes of the SARS-CoV S-protein cluster independent of repertoire,antigen structure or mAb technology. MAbs、2010. 2(1):53-66頁.
24. Channappanavar,R.ら、Virus-specific memory CD8 T cells provide substantial protection from lethal severe acute respiratory syndrome coronavirus infection. J Virol、2014. 88(19):11034-44頁.
25. Zhang,B.-z.ら、Mapping the Immunodominance Landscape of SARS-CoV-2 Spike Protein for the Design of Vaccines against COVID-19. 2020:2020.04.23.056853頁.
26. Zhang,B.-z.ら、Mining of epitopes on spike protein of SARS-CoV-2 from COVID-19 patients. Cell Research、2020. 30(8):702-704頁.
27. Dai,C.ら、Application of Fmoc-SPPS,Thiol-Maleimide Conjugation,and Copper(I)-Catalyzed Alkyne-Azide Cycloaddition ”Click” Reaction in the Synthesis of a Complex Peptide-Based Vaccine Candidate Against Group A Streptococcus、Methods in molecular biology(Clifton,N.J.)収載. 2020.13-27頁.
28. Byrnes,J.R.ら、A SARS-CoV-2 serological assay to determine the presence of blocking antibodies that compete for human ACE2 binding. medRxiv:the preprint server for health sciences、2020:2020.05.27.20114652頁.
29. He,Y.ら、Receptor-binding domain of severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein contains multiple conformation-dependent epitopes that induce highly potent neutralizing antibodies. J Immunol、2005. 174(8):4908-15頁.
30. Alexander,J.ら、Linear PADRE T helper epitope and carbohydrate B cell epitope conjugates induce specific high titer IgG antibody responses. Journal of Immunology、2000. 164(3):1625-1633頁.

Claims (25)

  1. 対象への投与に適した免疫原性剤であって、少なくとも1つの抗原分子に共有結合又はコンジュゲートされた疎水性ペプチドを含む免疫原性剤。
  2. [抗原分子]-[担体/リンカー]-[疎水性ペプチド]の構造を有する免疫原性剤であって、
    式中、
    nは1又はそれ以上の数であり、
    mは0又はそれ以上の数であり、
    「-」は共有結合又はコンジュゲーションを表す
    免疫原性剤。
  3. 免疫原性剤を製造する方法であって、疎水性ペプチドを少なくとも1つの抗原分子に共有結合して、それによって前記免疫原性剤を製造する工程を含む方法。
  4. 請求項3に記載の方法によって製造される場合の免疫原性剤。
  5. 複数の請求項1、請求項2及び請求項4のいずれか1項に記載の免疫原性剤を含む免疫原性複合体であって、複数の疎水性ペプチドが前記免疫原性複合体中で相互作用する免疫原性複合体。
  6. 免疫原性複合体を製造する方法であって、複数の請求項1、請求項2及び請求項4のいずれか1項に記載の免疫原性剤を組み合わせる工程を含み、前記複数の免疫原性剤は前記免疫原性複合体へと自己組織化する方法。
  7. 請求項6に記載の方法によって製造される場合の免疫原性複合体。
  8. 前記疎水性ペプチドが、天然アミノ酸を含むか、又は天然アミノ酸からなる請求項1、請求項2及び請求項4のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5若しくは請求項7に記載の免疫原性複合体、又は請求項3若しくは請求項6に記載の方法。
  9. 前記疎水性ペプチドが、約2~約50の任意の数のアミノ酸を含むか、又はそれからなる請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5、請求項7及び請求項8のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 疎水性アミノ酸が、好ましくはグリシン、プロリン、バリン、アラニン、フェニルアラニン、ロイシン、ポリグリシン、ポリプロリン、ポリバリン、ポリアラニン、ポリフェニルアラニン及びポリロイシンからなる群から選択される請求項1、請求項2、請求項4、請求項8及び請求項9のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6、請求項8及び請求項9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記疎水性ペプチドが、リポソーム膜又はミセル若しくはナノ粒子等の他の親油性表面への前記免疫原性剤の固定を可能にする請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項10のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の方法。
  12. 前記少なくとも1つの抗原分子の立体構造が、前記疎水性ペプチドのアミノ酸配列及び/若しくは長さを変化させることによって制御され、かつ/又は前記免疫原性剤の溶解度が、前記疎水性ペプチドのアミノ酸配列及び/若しくは長さを変化させることによって制御される請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項11のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の方法。
  13. 前記免疫原性剤が、構造において直鎖状、分枝状又は樹状である請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項12のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項12のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項12のいずれか1項に記載の方法。
  14. 前記少なくとも1つの抗原分子が、ペプチド、タンパク質若しくは炭水化物、若しくはその断片又は誘導体を含むか、本質的にそれらからなるか、又はそれらからなる請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項13のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項13のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項13のいずれか1項に記載の方法。
  15. 前記少なくとも1つの抗原分子又はその断片若しくは誘導体が病原体に由来する請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項14のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項14のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項14のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記少なくとも1つの抗原分子及び前記疎水性ペプチドが、前記免疫原性剤の反対側の末端に位置する請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項15のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項15のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記免疫原性剤が複数の抗原分子を含む場合、担体又はリンカーが、連続した、分枝状若しくは樹状の形態又は様式で前記抗原分子を共に結合又は連結するために利用される請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項16のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項16のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項16のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記免疫原性剤の適切な立体構造及び/若しくは前記免疫原性剤の溶解度を補助するために、少なくとも1つの担体若しくはリンカーが、前記免疫原性剤の疎水性:親水性比のバランスをとる、並びに/又は
    少なくとも1つの担体若しくはリンカーが、前記疎水性ペプチドへの結合のために、分枝鎖を形成することができる少なくとも1つのアミノ酸を含む
    請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項17のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項17のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項17のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープAIHADQLTPTWRVYSTG(S623~639)(配列番号15)からなるか、若しくはそれらを含む、
    前記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープSTEIYQAGSTPCNGVEGFNCYFPLQSYGFQPTNGVGYQPY(S469~508)(配列番号16)からなるか、若しくはそれらを含む、
    前記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYQAGSTPCNGV(S445~483)(配列番号17)からなるか、若しくはそれらを含む、
    前記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープFLPFQQFGRDIADT(S559~572)(配列番号18)からなるか、若しくはそれらを含む、かつ/又は
    前記少なくとも1つの抗原分子が、SARS-CoVスパイクタンパク質エピトープSVLYNSASFSTFKCYGVSPTKLNDLCFTNV(S366~395)(配列番号19)からなるか、若しくはそれらを含む
    請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項18のいずれか1項に記載の免疫原性剤、請求項5及び請求項7から請求項18のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は請求項3、請求項6及び請求項8から請求項18のいずれか1項に記載の方法。
  20. 少なくとも1つの請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性剤、並びに/又は少なくとも1つの請求項5及び請求項7から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性複合体と、少なくとも1つの許容できる担体、希釈剤又は賦形剤とを含む組成物。
  21. リポソーム、ミセル若しくはナノ粒子、又は
    リポソーム、ミセル若しくはナノ粒子、及びマンノース標的化部分
    をさらに含む請求項20に記載の組成物。
  22. 対象において免疫応答を誘発する方法であって、少なくとも1つの請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性剤、少なくとも1つの請求項5及び請求項7から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの請求項20若しくは請求項21に記載の組成物を前記対象に投与し、それによって前記対象において免疫応答を誘発する工程を含む方法。
  23. 対象を免役する方法であって、少なくとも1つの請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性剤、少なくとも1つの請求項5及び請求項7から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの請求項20若しくは請求項21に記載の組成物を前記対象に投与し、それによって前記対象を免疫する工程を含む方法。
  24. 対象において疾患、障害若しくは状態を治療又は予防する方法であって、少なくとも1つの請求項1、請求項2、請求項4及び請求項8から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性剤、少なくとも1つの請求項5及び請求項7から請求項19のいずれか1項に記載の免疫原性複合体、又は少なくとも1つの請求項20若しくは請求項21に記載の組成物を前記対象に投与する工程を含む方法。
  25. 前記動物が、哺乳動物、鳥類、ブタ若しくはヒトであり、かつ/又は
    前記方法が、アジュバント若しくは他の一般的な免疫賦活剤の同時投与を必要としない
    請求項22から請求項24のいずれか1項に記載の方法。
JP2022542050A 2020-01-09 2021-01-08 ワクチン送達のための自己組織化自己アジュバント系 Pending JP2023510289A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2020900058 2020-01-09
AU2020900058A AU2020900058A0 (en) 2020-01-09 Self-assembling, self-adjuvanting system for delivery of vaccines
PCT/AU2021/050012 WO2021138721A1 (en) 2020-01-09 2021-01-08 Self-assembling, self-adjuvanting system for delivery of vaccines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023510289A true JP2023510289A (ja) 2023-03-13
JPWO2021138721A5 JPWO2021138721A5 (ja) 2024-01-09

Family

ID=76787402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022542050A Pending JP2023510289A (ja) 2020-01-09 2021-01-08 ワクチン送達のための自己組織化自己アジュバント系

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230090311A1 (ja)
EP (1) EP4087606A1 (ja)
JP (1) JP2023510289A (ja)
AU (1) AU2021205866A1 (ja)
CA (1) CA3163999A1 (ja)
WO (1) WO2021138721A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023022613A2 (en) * 2021-08-13 2023-02-23 University Of The Philippines Manila Antipeptide immunoglobulins to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (sars-cov-2) spike glycoprotein (s protein) epitopes and cognate immunogens, method for producing and utilizing the same, and antigen detection systems relating thereto
US20240139312A1 (en) * 2022-05-27 2024-05-02 Design-Zyme LLC Universal adjuvant for nasal, oral, and intramuscular delivery of vaccines

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL302880A (en) * 2017-04-04 2023-07-01 Avidea Tech Inc Peptide-based ingredients, production methods, and their uses for inducing an immune response
CN112566672A (zh) * 2018-05-22 2021-03-26 阿维迪科技公司 制造基于肽的疫苗的改进方法
CN111983226A (zh) * 2020-03-25 2020-11-24 新加坡国立大学 SARSr-CoV抗体的检测
US10787501B1 (en) * 2020-04-02 2020-09-29 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. Anti-SARS-CoV-2-spike glycoprotein antibodies and antigen-binding fragments

Also Published As

Publication number Publication date
CA3163999A1 (en) 2021-07-15
US20230090311A1 (en) 2023-03-23
AU2021205866A1 (en) 2022-09-08
WO2021138721A1 (en) 2021-07-15
EP4087606A1 (en) 2022-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nevagi et al. Polyglutamic acid-trimethyl chitosan-based intranasal peptide nano-vaccine induces potent immune responses against group A streptococcus
JP5654345B2 (ja) 多量体マルチエピトープインフルエンザワクチン
US10849984B2 (en) Immunogenic compound
ES2385045T3 (es) Inmunógenos de Escherichia coli uropatogénica
Moyle et al. Site-specific incorporation of three toll-like receptor 2 targeting adjuvants into semisynthetic, molecularly defined nanoparticles: application to group a streptococcal vaccines
JP2012501959A (ja) Yersiniapestis抗原を含む組成物
JP2008019262A (ja) Streptococcusagalactiaeのための免疫原性組成物
KR20140043348A (ko) 리포솜 제제
Azuar et al. Poly (hydrophobic amino acid)-based self-adjuvanting nanoparticles for Group A Streptococcus vaccine delivery
Nevagi et al. Structure-activity relationship of group A streptococcus lipopeptide vaccine candidates in trimethyl chitosan-based self-adjuvanting delivery system
Nevagi et al. Self-assembly of trimethyl chitosan and poly (anionic amino acid)-peptide antigen conjugate to produce a potent self-adjuvanting nanovaccine delivery system
Hamley Lipopeptides for vaccine development
Abdel-Aal et al. Structure–activity relationship of a series of synthetic lipopeptide self-adjuvanting group a streptococcal vaccine candidates
US20230090311A1 (en) Self-assembling, self-adjuvanting system for delivery of vaccines
JP2013520487A (ja) 免疫原性タンパク質および組成物
Bartlett et al. Development of natural and unnatural amino acid delivery systems against hookworm infection
Azuar et al. Poly (hydrophobic amino acid) Conjugates for the Delivery of Multiepitope Vaccine against Group A Streptococcus
CN109069424B (zh) 脂质体疫苗
EP1680446B1 (en) Compositions comprising melittin-derived peptides and methods for the potentiation of immune responses against target antigens
US9060984B2 (en) Recombinant HIV-1 envelope proteins comprising stabilizing two-cysteine mini-domains in gp41
Gras-Masse Single-chain lipopeptide vaccines for the induction of virus-specific cytotoxic T cell responses in randomly selected populations
US20220332770A1 (en) High-Density Flagellin-Displaying Virus-Like Particle As Vaccine Carrier
US20230373997A1 (en) Imdq-peg-chol adjuvant and uses thereof
JP4771948B2 (ja) Streptococcusagalactiaeのための免疫原性組成物
EA021191B1 (ru) НОВЫЕ АНТИГЕНЫ gp41

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231225

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231225