JP2023525294A - クリックomv - Google Patents
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Abstract
本発明は、OMV、脊椎動物の抗微生物ペプチド(AMP)、および抗原の複合体であって、AMPが非共有結合によってOMVと複合体形成しており、かつ抗原がAMPにコンジュゲートしている、複合体に関する。好ましくは、抗原は、AMPに共有結合している。本発明はさらに、本発明の複合体を使用する免疫応答の誘導、および本発明の複合体を産生するための方法に関する。
Description
本発明は、ワクチン学の分野におけるものである。本発明は、抗原に対する免疫応答を誘導するまたは増大させるための修飾された外膜小胞(OMV)を使用するプラットフォーム技術であって、抗原が非共有結合によってOMVに付着しているプラットフォーム技術に関する。本発明はさらに、本発明のOMVを生産するための方法に関する。
外膜小胞(OMV)は、多くの重要な細菌表面成分を、自然免疫(innate immune)応答を引き起こすことによって内部アジュバントとして機能する病原体関連分子パターン(PAMP)と組み合わせて含有する、グラム陰性細菌によって放出される非複製性の構造である。このようなPAMPは、TLR2およびTLR4のうちの少なくとも1つを好ましくは活性化させる。OMVは、脂質、LPS、および外膜タンパク質から主に構成される、球状のナノ構造体(50~250nm)であり、これは、抗原を免疫系に効率的に提示して、強力なIgおよびCD4+T細胞応答を生じさせる。髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)のOMVは、髄膜炎菌疾患に対する実験用ワクチンとしての使用の歴史が長い。OMVの使用は安全であることが証明されており、例えば、OMVを含有するMenBワクチンは現在、市場に出ている。
遺伝的に毒性除去されたLPSを有する操作された小胞過形成(hypervesiculating)株に基づく次世代OMVの概念が開発されており、これは、LPSを除去するための界面活性剤抽出の使用を不要にする。これらのネイティブな(n)OMVは、多くの緩く付着した表面抗原を産生および保持することが容易であり、これら抗原をさらに免疫原性とする。異種の非髄膜炎菌抗原は、nOMVの提示形態を利用することによって、さらに免疫原性となり得る。この目的のために、OMVの外膜にその後輸送される抗原の内因性発現に基づく異種表面提示のための方法が、当技術分野において開発されている。この方法は、髄膜炎菌OMV上で異種OspAを発現させるために使用された。マウスをこのOMVセットで免疫化すると、OspAが表面に発現しているOMVによってOspA特異的抗体応答が引き起こされた(Salverda, Vaccine 34:1025-1033, 2016)。
OMV担体は、実証済みの、かつ安全なワクチン成分である。OMV産生プロセスは、規模拡大が可能であり、高い収量をもたらし、化学的に規定された培地を使用し、そしてGMPに適合している。LPSを除去し、小胞の放出を増大させるために、界面活性剤抽出ステップを産生プロセスに組み込むことができる。界面活性剤抽出の欠点は、外膜からの潜在的な保護抗原の除去、例えば、より緩やかに付着した、表面に曝露されたリポタンパク質の除去、及び、OMVワクチンの長期安定性の低減である。界面活性剤抽出の代わりに、例えば、EDTAなどのキレート剤、または外膜を緩めてOMVの放出を増大させる遺伝子改変の使用などの、OMVを得るための他の技術が、当技術分野において公知である。
併せて、免疫応答を操作し、安全性を最適化するために、内因性アジュバントであるリポ多糖(LPS)を遺伝的に毒性除去することができる。このような改変は、例えば、強力なアジュバント活性および低減したエンドトキシン活性を示すペンタアシル化されたリピドA種の産生であり得る(Zariri, Sci Rep 6:36575, 2016)。
OMVは、優れた固有の免疫刺激特性を有し、病原体模倣アジュバントとして作用し得る。異種抗原は、OMV提示形態を取ることによって、さらに免疫原性となり得る。特に、OMVは、それらのサイズおよびそれらの様々なPAMP含有量を理由として、抗原提示細胞によるそれらの取り込みおよびプロセシングを刺激することにおいて非常に効率的である。しかし、同時送達された抗原が同時に取り込まれることが重要であり、さもなければ、効率的な抗原の取り込みが起こる前に抗原提示細胞が活性化され移動性になってしまう。この理由から、最適な免疫応答を生じさせるためには、OMVへの抗原のカップリングが望ましい。これは、異種表面提示のための方法を要する。しかし、内因性発現の利用は、選択された抗原の効率的な発現およびOMVへの取り込みを得る必要性によって制限され、前記発現および取込みは、多くの場合は得ることが困難であり得る。細菌外膜(OM)の生合成機構との適合性が必要であることは、多くの異種抗原の効率的な発現の制限となっている。
したがって、当技術分野において、抗原提示のための多用途のOMVプラットフォームが依然として強く必要とされている。OMV産生細胞内で抗原を発現させる必要性を要することなく広範な公知のおよび/または新規な抗原を提示させるために使用することができるOMVプラットフォームが、特に必要とされている。
概要
一態様では、本発明は、外膜小胞(OMV)、脊椎動物の抗微生物ペプチド(AMP)、および抗原の複合体であって、AMPが非共有結合によってOMVと複合体形成しており、かつ抗原がAMPにコンジュゲートしている、複合体に関する。
一態様では、本発明は、外膜小胞(OMV)、脊椎動物の抗微生物ペプチド(AMP)、および抗原の複合体であって、AMPが非共有結合によってOMVと複合体形成しており、かつ抗原がAMPにコンジュゲートしている、複合体に関する。
好ましくは、抗原は、抗原およびAMPを単一のポリペプチド鎖に含む融合タンパク質中においてAMPに共有結合している。
好ましくは、AMPは、カテリシジン、好ましくは非ヒトカテリシジン、さらに好ましくはmCRAMPである。
好ましくは、抗原は、感染性疾患および/または腫瘍に関連する抗原である。
好ましくは、OMVは、界面活性剤で抽出されたOMVではなく、好ましくは、OMVは、自然に生じるOMVまたはネイティブなOMV、好ましくはネイティブなOMVである。
好ましくは、OMVは、少なくとも部分的に毒性除去されたLPSを含む。
好ましくは、OMVはグラム陰性細菌から得ることができ、かつ、グラム陰性細菌は、
a)毒性が低減したLPSを細菌に産生させる遺伝子改変であって、好ましくは、lpxL1、lpxL2、lpxA、lpxD、およびlpxK遺伝子、もしくはこれらのホモログのうちの少なくとも1つの発現を低減させるもしくはなくす、ならびに/または、lpxP、lpxE、lpxF、およびpagL遺伝子のうちの少なくとも1つの発現を増大させる遺伝子改変、ならびに
b)小胞の形成を増大させる遺伝子改変であって、好ましくは、ompA遺伝子またはこれらのホモログ、さらに好ましくはrmpM遺伝子またはこれらのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変
のうちの少なくとも1つを好ましくは含む。
a)毒性が低減したLPSを細菌に産生させる遺伝子改変であって、好ましくは、lpxL1、lpxL2、lpxA、lpxD、およびlpxK遺伝子、もしくはこれらのホモログのうちの少なくとも1つの発現を低減させるもしくはなくす、ならびに/または、lpxP、lpxE、lpxF、およびpagL遺伝子のうちの少なくとも1つの発現を増大させる遺伝子改変、ならびに
b)小胞の形成を増大させる遺伝子改変であって、好ましくは、ompA遺伝子またはこれらのホモログ、さらに好ましくはrmpM遺伝子またはこれらのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変
のうちの少なくとも1つを好ましくは含む。
好ましくは、OMVは、ナイセリア属(Neisseria)、ボルデテラ属(Bordetella)、大腸菌属(Escherichia)、およびサルモネラ属(Salmonella)からなる群から選択される属に属するグラム陰性細菌から得ることができ、好ましくは、細菌は、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、大腸菌(Escherichia coli)、およびサルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)からなる群から選択される種に属している。
本発明はさらに、本明細書において定義される複合体および薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物に関する。
本発明はまた、医薬として使用するための、本明細書において定義される複合体または本明細書において定義される医薬組成物に関する。
本発明はさらに、抗原に対する対象における免疫応答の誘導または刺激を含む処置において使用するための、本明細書において定義される複合体または本明細書において定義される医薬組成物に関する。
本発明は、本明細書において定義されるAMPにコンジュゲートした抗原に関するものであり、好ましくは、AMPにコンジュゲートした抗原は、本明細書において定義される融合タンパク質である。
本発明は、本明細書において定義される融合タンパク質をコードする核酸に関する。
本発明はまた、本明細書において定義される融合タンパク質を発現する宿主細胞に関するものであり、好ましくは、宿主細胞は、本明細書において定義される核酸を含む。
本発明は、本明細書において定義される複合体を産生するための方法であって、
i)本明細書において定義されるグラム陰性細菌の集団をOMVの産生に有利な条件下で培養するステップ、
ii)i)で産生されたOMVを回収するステップ、
iii)ii)で回収されたOMVを、本明細書において定義される抗原にコンジュゲートしたAMPと、AMPとOMVとの間の非共有結合複合体の形成に有利な条件下で接触させるステップ、および
vi)必要に応じて、複合体を回収するステップ
を含む方法に関する。
i)本明細書において定義されるグラム陰性細菌の集団をOMVの産生に有利な条件下で培養するステップ、
ii)i)で産生されたOMVを回収するステップ、
iii)ii)で回収されたOMVを、本明細書において定義される抗原にコンジュゲートしたAMPと、AMPとOMVとの間の非共有結合複合体の形成に有利な条件下で接触させるステップ、および
vi)必要に応じて、複合体を回収するステップ
を含む方法に関する。
定義
方法、組成物、使用、および本発明の他の態様に関連する様々な用語が、明細書および特許請求の範囲の全体を通して使用される。このような用語は、別段の指示がない限り、本発明が関連する技術分野におけるそれらの通常の意味を有する。他の具体的に定義された用語は、本明細書において提供される定義と合致する様式で解釈されるものとする。本明細書において記載されるものに類似のまたは同等の任意の方法および材料を、本発明を試験するための実施において使用することができるが、好ましい材料および方法が、本明細書において記載されている。
方法、組成物、使用、および本発明の他の態様に関連する様々な用語が、明細書および特許請求の範囲の全体を通して使用される。このような用語は、別段の指示がない限り、本発明が関連する技術分野におけるそれらの通常の意味を有する。他の具体的に定義された用語は、本明細書において提供される定義と合致する様式で解釈されるものとする。本明細書において記載されるものに類似のまたは同等の任意の方法および材料を、本発明を試験するための実施において使用することができるが、好ましい材料および方法が、本明細書において記載されている。
本発明の方法において使用される従来の技術を実行する方法は、当業者に明らかであろう。分子生物学、生化学、計算化学、細胞培養、組換えDNA、バイオインフォマティクス、ゲノミクス、シーケンシング、および関連する分野における従来の技術の慣例は、当業者に周知であり、例えば以下の参考文献において論じられている:Sambrook et al. Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y., 1989、Ausubel et al.. Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York, 1987 and periodic updates、およびthe series Methods in Enzymology, Academic Press, San Diego.。
「a」、「an」、および「the」:これらの単数形の用語には、内容が別段のことを明らかに示していない限り、複数形の言及が含まれる。したがって、例えば、「細胞(a cell)」への言及には、2つ以上の細胞の組合せ、及びそれに類するものが含まれる。
本明細書で使用される場合、用語「約」は、小さな変動を記載および説明するために使用される。例えば、この用語は、±10%以下、例えば、±5%以下、±4%以下、±3%以下、±2%以下、±1%以下、±0.5%以下、±0.1%以下、または±0.05%以下を指し得る。さらに、量、比率、および他の数値は、時として、範囲の形式で本明細書において提示される。このような範囲の形式は利便性および簡潔さのために使用されることが理解され、また、範囲の限界として明確に特定された数値を含むだけではなく、その範囲内に包含される全ての個々の数値または部分範囲も各数値および部分範囲が明確に特定されているかのように含むように柔軟に理解されるべきである。例えば、約1~約200の範囲の比率は、明確に言及された限界である約1および約200を含むだけではなく、約2、約3、および約4などの個々の比率、ならびに約10~約50、約20~約100、およびその他などの部分範囲も含むと理解されるべきである。
「および/または」:用語「および/または」は、言及されたケースの1つまたは複数が単独で、または、言及されたケースのうちの少なくとも1つ、言及されたケースの最大で全てと組み合わせて生じ得る状況を指す。
「含む」:この用語は、包括的かつオープンエンドであり、排他的ではないと解釈される。具体的には、この用語およびその変形は、具体的な特徴、ステップ、または成分が含まれることを意味する。これらの用語は、他の特徴、ステップ、または成分の存在を排除すると解釈されるものではない。
用語「相同性」、「配列同一性」、およびそれに類するものは、本明細書において区別せずに使用される。配列同一性は、本明細書において、配列の比較によって決定される、2つ以上のアミノ酸(ポリペプチドまたはタンパク質)配列または2つ以上の核酸(ポリヌクレオチド)配列の間の関係として定義される。当技術分野において、「同一性」もまた、場合に応じて、一続きのこのような配列の間のマッチによって決定される、アミノ酸配列または核酸配列間の配列関連性の程度を意味する。2つのアミノ酸配列の間の「類似性」は、1つのポリペプチドのアミノ酸配列およびその保存された置換アミノ酸を第2のポリペプチドの配列と比較することによって決定される。「同一性」および「類似性」は、公知の方法によって容易に計算することができる。
「配列同一性」および「配列類似性」は、2つの配列の長さに応じてグローバルまたはローカルアラインメントアルゴリズムを使用して、2つのペプチド配列または2つのヌクレオチド配列のアラインメントによって決定することができる。長さが類似している配列は、配列を長さ全体にわたって最適にアラインするグローバルアラインメントアルゴリズム(例えば、ニードルマン・ブンシュ)を使用して好ましくはアラインされ、一方、長さが実質的に異なる配列は、ローカルアラインメントアルゴリズム(例えば、スミス・ウォーターマン)を使用して好ましくはアラインされる。配列はこうして、これらが(デフォルトパラメータを使用して例えばGAPプログラムまたはBESTFITプログラムによって最適にアラインされた場合に)少なくともある特定の最小のパーセンテージの配列同一性(以下に定義する通りの)を有する場合、「実質的に同一」または「本質的に類似」と言うことができる。GAPは、2つの配列をそれらの全長(完全長)にわたってアラインし、マッチの数を最大にし、ギャップの数を最小にするために、ニードルマンおよびブンシュのグローバルアラインメントアルゴリズムを使用する。グローバルアラインメントは、2つの配列が類似の長さを有している場合に配列同一性を決定するために適切に使用される。一般に、GAPのデフォルトパラメータが使用され、ギャップ生成ペナルティ=50(ヌクレオチド)/8(タンパク質)であり、ギャップ伸長ペナルティ=3(ヌクレオチド)/2(タンパク質)である。ヌクレオチドでは、使用されるデフォルトのスコアリングマトリクスはnwsgapdnaであり、タンパク質では、デフォルトのスコアリングマトリクスはBlosum62である(Henikoff & Henikoff, 1992, PNAS 89, 915-919)。配列のアラインメントおよび配列同一性パーセンテージについてのスコアは、Accelrys Inc.、9685 Scranton Road、San Diego、CA 92121~3752 USAから入手可能なGCG Wisconsinパッケージ、バージョン10.3などのコンピュータプログラムを使用して、または、上記のGAPと同一のパラメータを使用して、もしくはデフォルト設定(「ニードル」および「ウォーター」の両方で、ならびにタンパク質アラインメントおよびDNAアラインメントの両方で、デフォルトのギャップ開始ペナルティは10.0であり、デフォルトのギャップ伸長ペナルティは0.5である;デフォルトのスコアリングマトリクスは、タンパク質ではBlosum62であり、DNAではDNAFullである)を使用して、EmbossWIN、バージョン2.10.0のプログラム「ニードル」(グローバルなニードルマン・ブンシュアルゴリズムを使用する)もしくは「ウォーター」(ローカルなスミス・ウォーターマンアルゴリズムを使用する)などのオープンソースソフトウェアを使用して、決定することができる。配列が、実質的に異なる全長を有する場合、スミス・ウォーターマンアルゴリズムを使用するものなどのローカルアラインメントが好ましい。
あるいは、類似性または同一性のパーセンテージは、例えばFASTA、BLASTなどのアルゴリズムを使用して公共データベースをサーチすることによって決定することができる。したがって、本発明の核酸配列およびタンパク質配列は、公共データベースのサーチを行って他のファミリーメンバーまたは関連する配列を例えば同定するための「クエリー配列」としてさらに使用することができる。このようなサーチは、Altschul, et al. (1990) J. Mol. Biol. 215:403-10のBLASTnプログラムおよびBLASTxプログラム(バージョン2.0)を使用して行うことができる。BLASTヌクレオチドサーチは、本発明の核酸分子に相同なヌクレオチド配列を得るために、NBLASTプログラムで、score=100、wordlength=12で行うことができる。BLASTタンパク質サーチは、本発明のタンパク質分子に相同なアミノ酸配列を得るために、BLASTxプログラムで、score=50、wordlength=3で行うことができる。比較の目的でギャップアラインメントを得るために、Gapped BLASTを、Altschul et al., (1997) Nucleic Acids Res. 25(17): 3389-3402において記載されているように利用することができる。BLASTプログラムおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、それぞれのプログラム(例えば、BLASTxおよびBLASTn)のデフォルトパラメータを使用することができる。http://www.ncbi.nlm.nih.gov/のアメリカ国立生物工学情報センターのホームページを参照されたい。
必要に応じて、アミノ酸の類似性の程度の決定において、当業者はまた、当業者には自明であるように、いわゆる「保存的な」アミノ酸置換を考慮に入れてもよい。保存的なアミノ酸置換は、類似の側鎖を有する残基の互換性を指す。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、およびイソロイシンであり、脂肪族ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸の群は、セリンおよびスレオニンであり、アミド含有側鎖を有するアミノ酸の群は、アスパラギンおよびグルタミンであり、芳香族側鎖を有するアミノ酸の群は、フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファンであり、塩基性側鎖を有するアミノ酸の群は、リシン、アルギニン、およびヒスチジンであり、そして、硫黄含有側鎖を有するアミノ酸の群は、システインおよびメチオニンである。好ましい保存的なアミノ酸置換の群は、バリン-ロイシン-イソロイシン、フェニルアラニン-チロシン、リシン-アルギニン、アラニン-バリン、アスパラギン酸-グルタミン酸、およびアスパラギン-グルタミンである。本明細書において開示されているアミノ酸配列の置換バリアントは、開示されている配列内の少なくとも1つの残基が除去されており、異なる残基がその代わりに挿入されているものである。好ましくは、アミノ酸の変化は保存的である。天然に存在するアミノ酸のそれぞれについての好ましい保存的な置換は、以下の通りである:Alaからser、argからlys、asnからglnまたはhis、aspからglu、cysからserまたはala、glnからasn、gluからasp、glyからpro、hisからasnまたはgln、ileからleuまたはval、leuからileまたはval、lysからarg、gln、またはglu、metからleuまたはile、pheからmet、leu、またはtyr、serからthr、thrからser、trpからtyr、tyrからtrpまたはphe、およびvalからileまたはleu。
本明細書で使用される場合、用語「選択的にハイブリダイズすること」、「選択的にハイブリダイズする」、および類似の用語は、ヌクレオチド配列が互いに少なくとも66%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、さらに好ましくは少なくとも85%、またさらに好ましくは少なくとも90%、好ましくは少なくとも95%、さらに好ましくは少なくとも98%、またはさらに好ましくは少なくとも99%相同な、典型的には互いにハイブリダイズしたままである、ハイブリダイゼーションおよび洗浄の条件を記載することを目的としている。つまり、このようなハイブリダイズしている配列は、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、さらに好ましくは少なくとも85%、またさらに好ましくは少なくとも90%、さらに好ましくは少なくとも95%、さらに好ましくは少なくとも98%、またはさらに好ましくは少なくとも99%の配列同一性を有し得る。
このようなハイブリダイゼーション条件の好ましい非限定的な例は、約45℃での6×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)におけるハイブリダイゼーション、その後の、約50℃、好ましくは約55℃、好ましくは約60℃、またさらに好ましくは約65℃での、1×SSC、0.1%SDSにおける1回または複数回の洗浄である。
高度にストリンジェントな条件には、例えば、5×SSC/5×デンハルト溶液/1.0%SDSにおける約68℃でのハイブリダイゼーション、および室温での0.2×SSC/0.1%SDSにおける洗浄が含まれる。あるいは、洗浄は42℃で行ってもよい。
当業者には、どの条件をストリンジェントなおよび高度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件に適用するべきかが分かる。このような条件に関するさらなるガイダンスは、例えば、Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, N.Y.、およびAusubel et al. (eds.), Sambrook and Russell (2001) "Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York 1995, Current Protocols in Molecular Biology, (John Wiley & Sons, N.Y.)において、当技術分野において容易に入手可能である。
当然のことながら、ポリA配列(mRNAの3’末端ポリ(A)トラクトなど)に、または相補的なT(もしくはU)残基鎖にのみハイブリダイズするポリヌクレオチドは、ポリ(A)鎖を有する任意の核酸分子またはこれらの相補体(例えば、実際にはあらゆる二本鎖cDNAクローン)にハイブリダイズするため、本発明の核酸の一部分に特異的にハイブリダイズさせるために使用される本発明のポリヌクレオチドには含まれない。
「核酸構築物」または「核酸ベクター」は、本明細書において、組換えDNA技術の使用の結果得られる人為的な核酸分子を意味すると理解される。用語「核酸構築物」にはしたがって、天然に存在する核酸分子は含まれないが、核酸構築物は、天然に存在する核酸分子(の一部分)を含み得る。用語「発現ベクター」または「発現構築物」は、ヌクレオチド配列であって、このような配列と適合する宿主細胞または宿主生物において遺伝子の発現をもたらし得るヌクレオチド配列を指す。これらの発現ベクターには、典型的には、少なくとも適切な転写調節配列、および必要に応じて3’転写終結シグナルが含まれる。発現エンハンサーエレメントなどの、発現をもたらすために必要なまたは有用なさらなる因子もまた存在し得る。発現ベクターは適切な宿主細胞に導入され、宿主細胞のin vitro細胞培養物においてコード配列の発現をもたらし得る。発現ベクターは、本発明の宿主細胞または宿主生物における複製に適している。
本明細書で使用される場合、用語「プロモーター」または「転写調節配列」は、1つまたは複数のコード配列の転写を制御するために機能し、また、転写方向に関してコード配列の転写開始部位の上流に位置し、DNA依存性のRNAポリメラーゼの結合部位と、転写開始部位と、限定はしないが転写因子結合部位、リプレッサー、およびアクチベータータンパク質結合部位を含むあらゆる他のDNA配列と、また、プロモーターからの転写の量を調節するように直接的にまたは間接的に作用することが当業者に知られているあらゆる他のヌクレオチド配列との存在によって構造的に同定される核酸断片を指す。「構成的」プロモーターは、ほとんどの生理学的および発生的条件下で、ほとんどの細胞、好ましくは細菌細胞において活性なプロモーターである。「誘導性」プロモーターは、例えば化学的誘導因子の適用によって生理学的にまたは発生的に調節されるプロモーターである。
用語「選択マーカー」は、当業者によく知られた用語であり、発現すると選択マーカーを有する1つまたは複数の細胞を選択するために使用され得る任意の遺伝子実体を説明するために、本明細書において使用される。用語「レポーター」はマーカーと区別せずに使用され得るが、緑色蛍光タンパク質(GFP)などの可視的マーカーを指すために主に使用される。選択マーカーは、優性または劣性または双方向性であり得る。
本明細書で使用される場合、用語「作動可能に連結した」は、機能的関係でのポリヌクレオチドエレメントの結合を指す。核酸は、別の核酸配列と機能的関係に置かれている場合、「作動可能に連結している」。例えば、転写調節配列は、コード配列の転写に影響する場合、コード配列に作動可能に連結している。作動可能に連結したとは、連結しているDNA配列が典型的には連続しており、2つのタンパク質コード領域を繋ぐことが必要な場合には、連続しておりかつリーディングフレーム内にあることを意味する。
用語「ペプチド」は、本明細書で使用される場合、アミノ酸残基鎖として定義され、規定された配列を通常は有するが、具体的な作用態様、サイズ、3次元構造、または由来源への言及はない。本明細書で使用される場合、ペプチドという用語は、用語「ポリペプチド」および「タンパク質」と置き換え可能である。本発明の文脈において、用語「ペプチド」は、修飾されたまたは未修飾のペプチド結合によって連結している少なくとも2つのアミノ酸を含む任意のペプチドまたはタンパク質であると定義される。用語「ペプチド」は、オリゴペプチドもしくはオリゴマーなどの短鎖分子を、またはタンパク質などの長鎖分子を指す。
タンパク質/ペプチドは、線状、分枝鎖状、または環状であり得る。ペプチドには、Dアミノ酸、Lアミノ酸、またはこれらの組合せが含まれ得る。本発明に従ったペプチドは、修飾されたアミノ酸を含み得る。したがって、本発明のペプチドは、転写後修飾などの天然のプロセスによって、または化学的プロセスによって修飾されていてもよい。これらの修飾の一部の例は、アセチル化、アシル化、ADPリボシル化、アミド化、フラビンとの共有結合、ヘムとの共有結合、ヌクレオチドまたはヌクレオチド誘導体との共有結合、修飾されたまたは未修飾の糖質部分への共有結合、脂質または脂質誘導体との結合、ホスファチジルイノシトールとの共有結合、架橋、環化、ジスルフィド結合の形成、脱メチル化、システイン分子の形成、ピログルタミン酸の形成、ホルミル化、ガンマ-カルボキシル化、ヒドロキシル化、ヨウ素化、メチル化、酸化、リン酸化、ラセミ化などである。したがって、ペプチドの免疫原性を排除する効果を有さないペプチドのあらゆる修飾が、本発明の範囲に含まれる。
用語「遺伝子」は、適切な調節領域(例えばプロモーター)に作動可能に連結した、細胞内でRNA分子(例えばmRNA)に転写される領域(転写領域)を含む、DNA断片を意味する。遺伝子は通常、いくつかの作動可能に連結した断片、例えば、プロモーター、5’リーダー配列、コード領域、およびポリアデニル化部位を含む3’非翻訳配列(3’末端)を含む。「遺伝子の発現」は、適切な調節領域、特にプロモーターに作動可能に連結したDNA領域が、生物学的に活性なRNA、すなわち、生物学的に活性なタンパク質またはペプチドに翻訳され得るRNAに転写される、プロセスを指す。用語「相同な」は、所与の(組換え)核酸またはポリペプチド分子と所与の宿主生物または宿主細胞との間の関係を指すために使用される場合、本来は、核酸またはポリペプチド分子が、同一種の、好ましくは同一の変種または株の宿主細胞または宿主生物によって産生されることを意味すると理解される。宿主細胞に相同であれば、ポリペプチドをコードする核酸配列は、典型的には(必ずしもそうではないが)、その天然の環境以外の(異種の)プロモーター配列に作動可能に連結し、該当する場合には、その天然の環境以外の(異種の)分泌シグナル配列および/またはターミネーター配列に作動可能に連結する。調節配列、シグナル配列、ターミネーター配列などもまた、宿主細胞に相同であり得ることが理解される。
用語「異種」および「外因性」は、核酸(DNAもしくはRNA)またはタンパク質に関して使用される場合、それを有する生物、細胞、ゲノム、DNA配列、またはRNA配列の一部として天然には生じない核酸またはタンパク質を、あるいは、それが天然で見られるものとは異なる細胞でまたはゲノムもしくはDNA配列もしくはRNA配列内の1つもしくは複数の位置で見られる核酸またはタンパク質を指す。異種および外因性の核酸またはタンパク質は、それが導入される細胞に対して内因性ではないが、例えば、別の細胞から得られているか、または合成的にもしくは組換えによって産生されている。一般に、しかし必ずしもそうではないが、このような核酸は、DNAが転写または発現される細胞によって通常は産生されないタンパク質、すなわち外因性タンパク質をコードする。同様に、外因性RNAは、外因性RNAが存在する細胞では通常は発現されないタンパク質をコードし得る。異種/外因性の核酸およびタンパク質はまた、外来の核酸またはタンパク質とも呼ぶことができる。それが発現される細胞に対して外来であると当業者が認識するあらゆる核酸またはタンパク質が、本明細書において、異種または外因性の核酸またはタンパク質という用語に包含される。異種および外因性という用語はまた、核酸配列またはアミノ酸配列の非天然の組合せ、すなわち、組み合わされた配列のうちの少なくとも2つが互いに外来である組合せにも適用される。
用語「免疫応答」は、本明細書で使用される場合、その表面に抗原および/または抗原性エピトープを有しているおよび/または発現もしくは提示している特定の抗原性実体に対する、ならびに/あるいは当該実体の分解および/または阻害を促進する、抗体および/または細胞(Tリンパ球など)の産生を指す。表現「効果的な免疫防御応答」、「免疫防御」、および類似の用語は、本発明の目的では、ワクチン接種した対象における、病原体による感染からまたはがんから防御するための、病原体、病原体に感染した細胞、またはがん細胞の1つまたは複数の抗原性エピトープに対して向けられている免疫応答を意味する。本発明の目的では、病原体による感染に対する防御またはがんに対する防御には、感染またはがんの完全な予防だけではなく、ワクチン接種した対象における、例えばワクチン接種していない感染した対象と比較した、病原体による感染またはがんの程度または速度の何らかの検出可能な低減、あるいは、病原体による感染またはがんの結果生じる疾患または何らかの症候もしくは状態の重症度の何らかの検出可能な低減も含まれる。がんのケースにおける効果的な免疫防御応答には、がん細胞を排除すること、これによってがんのサイズを低減させること、またはさらにはがんをなくすことも含まれる。これを達成するためのワクチン接種はまた、治療的ワクチン接種とも呼ばれる。あるいは、効果的な免疫防御応答は、これまでに病原体に感染したことがない対象、および/またはワクチン接種の時点では病原体に感染していないもしくはがんにまだ罹患していない対象において誘導され得、このようなワクチン接種は、予防的ワクチン接種と呼ぶことができる。
本発明に従うと、用語「抗原」の本明細書における一般的な使用は、抗体に特異的に結合するあらゆる分子を指す。この用語はまた、MHC分子が結合し得、T細胞受容体に提示され得る、あらゆる分子または分子断片を指す。抗原は、例えば、糖質部分および/もしくは脂質部分などの非タンパク質基を場合によって含むタンパク質性分子、すなわちポリアミノ酸配列であり得るか、または、抗原は、例えば、糖質などの非タンパク質性の分子であり得る。抗原は、例えば、特定の対象において抗原特異的な免疫応答(液性および/または細胞性免疫応答)を引き起こすことができる、天然に存在しているもしくは合成由来のタンパク質(ペプチド、部分タンパク質、完全長タンパク質)の任意の部分、細胞組成物(細胞全体、細胞溶解物、もしくは破壊された細胞)、生物(生物全体、溶解物、もしくは破壊された細胞)、または糖質もしくは他の分子、またはこれらの一部分であり得、前記免疫応答は、好ましくは、アッセイまたは方法を介して測定可能である。
用語「抗原」は、本明細書において、適応免疫応答の受容体の標的として機能する構造物質として理解される。抗原はしたがって、TCR(T細胞受容体)またはBCR(B細胞受容体)または分泌された形態のBCR、すなわち抗体の標的として機能する。抗原はしたがって、タンパク質、ペプチド、糖質、または、通常は例えば細胞もしくはビリオンなどのより大きな構造の一部である他のハプテンであり得る。抗原は、体内に(「自己」)または外部環境に(「非自己」)由来し得る。免疫系は通常、胸腺内でのT細胞の負の選択に起因して、正常な状態の下では「自己」抗原に対して非反応性であり、外界からの「非自己」侵入者、または例えば疾患状態の下で体内に存在する修飾された/有害な物質のみを同定および攻撃すると考えられる。細胞性免疫応答の標的である抗原構造は、組織適合分子を介して、プロセシングされた抗原性ペプチドの形態で抗原提示細胞(APC)によって適応免疫系のT細胞に提示される。提示される抗原および組織適合分子のタイプに応じて、いくつかのタイプのT細胞が活性化され得る。T細胞受容体(TCR)の認識のためには、抗原は細胞内で小さなペプチド断片にプロセシングされ、主要組織適合複合体(MHC)によってT細胞受容体に提示される。
用語「免疫原」は、抗原の少なくとも1つのエピトープを含むかまたはコードし、その結果、適切なアジュバントと好ましくは共に対象に投与されると、エピトープおよびエピトープを含む抗原に対して特異的な液性および/または細胞性免疫応答を対象において引き起こす実体を説明するために、本明細書において使用される。免疫原は、抗原に対して同一であり得るか、または抗原の一部分、例えば抗原のエピトープを含む部分を少なくとも含む。したがって、特定の抗原に対して対象にワクチン接種するとは、一実施形態では、抗原の少なくとも1つのエピトープを含む免疫原の投与の結果、免疫応答が抗原またはその免疫原性部分に対して引き起こされることを意味する。ワクチン接種は、抗原(または抗原の由来源)へのその後の曝露が抗原(または由来源)に対する免疫応答を引き起こし、これが対象における疾患または状態を低減させるまたは予防する、防御効果または治療効果を好ましくはもたらす。ワクチン接種の概念は、当技術分野において周知である。本発明の予防用または治療用組成物の投与によって引き起こされる免疫応答は、免疫状態のいずれかの側面(例えば、細胞応答、液性応答、サイトカイン産生)における、ワクチン投与の不存在下と比較した、あらゆる検出可能な変化であり得る。
「エピトープ」は、本明細書において、対象において免疫応答を引き起こすために十分な、所与の抗原内の単一の免疫原性部位として定義される。当業者には、T細胞エピトープのサイズおよび組成がB細胞エピトープと異なること、ならびにクラスI MHC経路を介して提示されるT細胞エピトープがクラスII MHC経路を介して提示されるエピトープと異なることが認識されよう。エピトープは、免疫応答のタイプに応じて、線状配列または立体構造のエピトープ(保存された結合領域)であり得る。抗原は、単一のエピトープほどに小さくても、またはそれより大きくてもよく、また、複数のエピトープを含んでいてもよい。このように、抗原のサイズは、約5~12アミノ酸(例えばペプチド)ほどに小さくてよく、また、多量体タンパク質、タンパク質複合体、ビリオン、粒子、細胞全体、微生物全体、またはこれらの一部分(例えば、細胞全体の溶解物もしくは微生物の抽出物)を含む、完全長のタンパク質ほどに大きくてもよい。
アジュバントは、本明細書において、対象内の抗原に対する免疫応答を生じさせるためにヒト対象または動物対象に抗原と組み合わせて投与されると、好ましくはアジュバント自体に対する特異的免疫応答は必ずしも生じさせることなく、免疫系を刺激し、これによって抗原に対する免疫応答を引き起こす、増強する、または促進する実体であると理解される。好ましいアジュバントは、同一の条件下であるがアジュバントが不存在の場合に抗原に対して生じる免疫応答と比較して少なくとも1.5倍、2倍、2.5倍、5倍、10倍、または20倍、所与の抗原に対する免疫応答を増強する。動物対象またはヒト対象の群においてアジュバントによって生じた所与の抗原に対する免疫応答の、対応する対照群に対する増強の統計上の平均を決定するための試験は、当技術分野において利用可能である。アジュバントは、好ましくは、少なくとも2つの異なる抗原に対する免疫応答を増強することができる。
OMV(「ブレブ」とも呼ばれる)は、グラム陰性細菌の外膜からつまみ取られる、直径が20~250nm(時として10~500nm)の範囲の、通常は球状の二層の膜構造である。OMV膜は、様々な位置で膜タンパク質と混合した状態で、内側にリン脂質(PL)を、そして外側にリポ多糖(LPS)およびPLを含有し、OMV膜がつまみ取られた元である細菌の外膜の構造を大きく反映している。OMVの内腔は、ペリプラズムまたは細胞質に由来する様々な化合物、例えばタンパク質、RNA/DNA、およびペプチドグリカン(PG)を含有し得るが、細菌細胞とは異なり、OMVは自己複製する能力は有していない。本発明の文脈では、3つのタイプのOMVが、それらの産生方法に応じて区別可能である。sOMVは、既に形成されたOMVから無傷細胞を分離することによって培養上清から精製および濃縮される、自然発生的なまたは天然のOMVである。界面活性剤OMVであるdOMVは、デオキシコレートなどの界面活性剤を用いて細胞から抽出され、界面活性剤はまた、反応原性LPSの含有量も低減させる。界面活性剤での抽出の後、dOMVが細胞および細胞デブリから分離され、さらに精製および濃縮される。最後に、ネイティブなnOMVという用語は、これらを野生型の自然に生じるOMVおよび界面活性剤で抽出されたdOMVから明らかに区別できるようにするために、濃縮された死細胞から非界面活性剤細胞破壊技術を用いて生成された、または、他の(非破壊性の)界面活性剤を使用しない方法(例えば、EDTAなどのキレート剤を使用する)を用いて細胞から抽出されたOMVについて、本明細書において使用される。
本明細書における、公共配列データベースでアクセス可能なヌクレオチド配列またはアミノ酸配列へのあらゆる言及は、この明細書の出願日に利用可能な配列登録のバージョンを指す。
詳細な説明
本発明者らは、公知の抗原、および、例えば新たに出現した病原体からの、新たに同定された抗原を、確立されたおよび免疫原性のOMVプラットフォーム上で端的に提示するための方法を開発した。OMVはあらかじめ備蓄することができ、例えばバイオインフォマティクスを介して同定された新たな標的抗原を、本発明の方法を使用して産生し、付着させ、こうして、迅速な応答プラットフォームを提供することができる。
本発明者らは、公知の抗原、および、例えば新たに出現した病原体からの、新たに同定された抗原を、確立されたおよび免疫原性のOMVプラットフォーム上で端的に提示するための方法を開発した。OMVはあらかじめ備蓄することができ、例えばバイオインフォマティクスを介して同定された新たな標的抗原を、本発明の方法を使用して産生し、付着させ、こうして、迅速な応答プラットフォームを提供することができる。
この技術を使用することで、OMVプラットフォームを、例えばエピデミックのケースで迅速に配備することができる。本発明のプラットフォームの強みは、OMVおよび抗原という2つの構成要素からなる戦略である。抗原およびOMVは別々に産生され、抗原およびOMVをただ混合するだけで、抗原は非共有結合によってOMVに付着する。この目的のために、抗原は、OMVへの付着を容易にするための「タグ」または「アンカー」として抗微生物ペプチド(AMP)を有する。本発明の典型的な実施形態を図1に示す。
第1の態様では、本発明はしたがって、外膜小胞(OMV)、抗微生物ペプチド(AMP)、および抗原の複合体に関する。好ましくは、AMPは非共有結合によってOMVと複合体形成しており、抗原はAMPにコンジュゲートしている。本発明の複合体において、AMPは、OMVの膜と相互作用している。好ましくは、AMPは、OMVの脂質層に挿入されている。AMPにコンジュゲートした抗原は、OMVの表面に少なくとも部分的に曝露されたままである。本明細書において、AMPはこうしてアンカー部分として機能する、すなわち、OMVの表面に抗原を固定することが理解される。
抗微生物ペプチド(AMP)
好ましくは、AMPは脊椎動物のAMPである。AMPは、脊椎動物の自然免疫系の一部であり、細菌、エンベロープを有するウイルス、および真菌に対して広範な抗微生物活性スペクトルを有することが知られている(Kosciuczuk et al, Mol Biol Rep (2012) 39:10957-10970)。AMPは、病原体の負に荷電した膜に入り込むかまたはこれに「穴をあける」ことができる。この目的のために、本発明において使用するためのAMPは、好ましくは、アルギニン、リシン、または酸性の環境ではヒスチジンによって例えば提供されるいくつかの正に荷電した残基を有しており、好ましくは、大部分(例えば>50%)が疎水性の残基である。
好ましくは、AMPは脊椎動物のAMPである。AMPは、脊椎動物の自然免疫系の一部であり、細菌、エンベロープを有するウイルス、および真菌に対して広範な抗微生物活性スペクトルを有することが知られている(Kosciuczuk et al, Mol Biol Rep (2012) 39:10957-10970)。AMPは、病原体の負に荷電した膜に入り込むかまたはこれに「穴をあける」ことができる。この目的のために、本発明において使用するためのAMPは、好ましくは、アルギニン、リシン、または酸性の環境ではヒスチジンによって例えば提供されるいくつかの正に荷電した残基を有しており、好ましくは、大部分(例えば>50%)が疎水性の残基である。
AMPは、自由溶液中では構造化されていなくてもよく、OMVの膜に区分されると、最終立体構造にフォールディングする。これは、例えばヘリックス状分子の一方の側に沿ってアラインした親水性アミノ酸残基と、前記分子の反対側に沿ってアラインした疎水性アミノ酸残基とを有し得る。抗微生物ペプチドが両親媒性であることによって、抗微生物ペプチドが膜脂質二重層に区分されることが可能となる。本発明において使用するためのAMPは、好ましくは、両親媒特性を有する陽イオン性のペプチドであり、OMVの膜に入り込むことができる。好ましくは、AMPはOMV膜内に留まり、すなわち、OMV膜を部分的にまたは完全に通過することはない。AMPは、好ましくは、形成されたOMVを破壊することはないか、または著しく破壊することはない。
好ましくは、本発明において使用するためのAMPは、哺乳動物のAMPである。好ましくは、AMPは、カテリシジン、アルファ-ディフェンシン、ベータ-ディフェンシン、およびregIIIペプチドのうちの少なくとも1つの、活性形態である。好ましくは、AMPは、カテリシジンの活性形態である。本明細書において、用語「カテリシジン」、「アルファ-ディフェンシン」、「ベータ-ディフェンシン」、および「regIIIペプチド」などのタンパク質名がヒトペプチドに限定されず、他の脊椎動物の、好ましくは他の哺乳動物のオルソログペプチドも含むことが理解される。非限定的な例として、用語「カテリシジン」は、ヒトカテリシジンLL-37、およびマウスにおけるオルソログの「カテリシジン関連」ペプチドmCRAMPを含意する。
AMPは不活性な形態で産生され得、これは切断で活性化される。例えば、哺乳動物のカテリシジンは、シグナルペプチド、カテリンドメイン、および抗微生物ドメインという3つのドメインから構成される。シグナルペプチドは、顆粒への細胞内標的化に必要であり、シグナルペプチダーゼによって切断除去される。保存されたカテリンドメインは、機能があまり分かっていないが、顆粒の保存の際に抗微生物ドメインに付着したままである。カテリンドメインと抗微生物ドメインとの間の切断によって、生物学的に活性な抗微生物ペプチドが放出される。本明細書において、AMPという用語は、活性形態、すなわち生物学的に活性な抗微生物ペプチドを指すことが理解される。
本発明において使用するためのAMPは、天然に存在するペプチド、組換えペプチド、または化学合成ペプチドであり得る。組換えのまたは合成のAMPは、天然に存在するAMPに同一であり得る。あるいは、本発明において使用するための組換え(または合成)AMPは、その天然に存在する対応物のアミノ酸配列と比較して1つまたは複数のアミノ酸の変更を含み得る。アミノ酸の変更は、好ましくは、1つまたは複数のアミノ酸残基の欠失、付加、または置換のうちの少なくとも1つである。
本発明のAMPは、その天然に存在する対応物と比較して、好ましくは天然に存在するカテリシジンと比較して、1つまたは複数のアミノ酸残基の欠失を含み得る。AMPは、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または10個のアミノ酸残基の欠失を含み得る。好ましくは、1つまたは複数のアミノ酸の欠失を含むAMPは、非共有結合によってOMVに結合する(またはOMVと複合体形成する)能力を維持している。好ましくは、非共有結合によってOMVに結合する前記能力は、その天然に存在する対応物のOMVに結合する能力に等しいかまたは好ましくはそれよりも高い。
あるいは、またはさらに、AMPは、その天然に存在する対応物と比較して、好ましくは天然に存在するカテリシジンと比較して、1つまたは複数のアミノ酸残基の付加を含み得る。AMPは、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または10個のアミノ酸残基の付加を含み得る。好ましくは、1つまたは複数のアミノ酸の付加を含むAMPは、非共有結合によってOMVに結合する(またはOMVと複合体形成する)能力を維持している。好ましくは、非共有結合によってOMVに結合する前記能力は、その天然に存在する対応物のOMVに結合する能力に等しいかまたは好ましくはそれよりも高い。
あるいは、またはさらに、AMPは、その天然に存在する対応物と比較して、好ましくは天然に存在するカテリシジンと比較して、1つまたは複数のアミノ酸残基の置換を含み得る。AMPは、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、10個、15個、または20個のアミノ酸残基の置換を含み得る。好ましくは、AMPは、1つまたは複数の保存的なアミノ酸置換、好ましくは、本明細書において定義される1つまたは複数の保存的なアミノ酸置換を含む。好ましくは、組換えAMPは、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、10個、15個、または20個の保存的なアミノ酸置換を含む。好ましくは、1つまたは複数のアミノ酸の置換を含むAMPは、非共有結合によってOMVに結合する(またはOMVと複合体形成する)能力を維持している。好ましくは、非共有結合によってOMVに結合する前記能力は、その天然に存在する対応物のOMVに結合する能力に等しいかまたは好ましくはそれよりも高い。
AMPの、OMVに結合する(またはOMVと複合体形成する)能力は、当技術分野において公知の任意の従来の方法を使用して決定することができる。限定はしないが実施例1で詳述される定量的ドットブロットなどの典型的な方法が、以下の実施例の節で提供されている。AMPの、OMVに結合する能力は、例えば、PRNペプチドまたはあらゆる他の検出可能な部分をAMPにカップリングし、その後、例えばドットブロット上でAMPをOMVと結び付けることによって、決定することができる。PRNペプチドまたはあらゆる他の検出可能な部分はその後、定量的様式で、例えば定量的な抗PRN抗体検出方法を使用して、検出することができる。
本発明において使用するためのAMPのサイズは、好ましくは約10~100アミノ酸残基、約12~80アミノ酸残基、約12~50アミノ酸、約12~18アミノ酸残基、約39~80アミノ酸残基、約20~40アミノ酸残基、または約23~35アミノ酸残基である。
AMPは、アミノ酸配列同一性があまり保存されていないことが当技術分野において知られている。その代わり、AMPは、アミノ酸の特性および/または細菌膜に入り込む際に形成される構造に基づいて主にグループ分けされる。加えて、AMPは、広範な構造を有することが当技術分野において知られている。したがって、当業者には、本発明が何らかの具体的なAMP配列または構造に限定されないことが理解される。好ましくは、本発明において使用するためのAMPは、0~+7の正味電荷および30~70%の間の疎水性パーセンテージを有する。
AMPは、両親媒性のαヘリックスにフォールディングする線状ペプチド、またはベータヘアピン構造を有する低分子であり得、また、1つ、2つ、またはそれを超えるジスルフィド結合によって安定化されていてよい。あるいは、またはさらに、AMPは、伸長したポリプロリンタイプの構造を形成する反復プロリンモチーフを含み得る。本発明において使用するための好ましいAMPは、両親媒性のヘリックス構造を有する。好ましくは、本発明において使用するためのAMPは、両親媒性の陽イオン性のαヘリックスペプチドを含む。
好ましくは、本発明において使用するためのAMPは、天然に存在するタンパク質であり得るかまたはそれに由来し得、ここで、不活性な形態のタンパク質はカテリンドメインを含む。好ましくは、カテリンドメインは、AMP活性化を生じさせるために切断除去される。
本発明において使用するためのAMPは、カテリシジン、好ましくはヒトカテリシジン、またはそのオルソログであり得る。ヒトカテリシジンLL-37は、多くの異なるタイプの微生物に対する直接的な毒性効果、および局所的な免疫調節効果の両方を含む、広範な抗微生物活性を有するペプチドである(Xhindoli et al BBA 1858 (2016) 546-566)。これは、その多くの異なる活性を、小さな両親媒性のヘリックス構造で行う。これは、上皮細胞および免疫細胞によって前駆プレプロ形態として形成される。その抗菌効果は、グラム陰性細菌の外膜を含む膜との直接的な相互作用の結果生じる。この相互作用の第1のステップは、主要な外膜リピドAであるLPSのリピドA/内部中心領域への結合である。例えばネイティブなOMVはそのLPSを保持しているため、本発明者らは、LL-37が、多様な抗原に付着し得、これによってこれら抗原をOMVと会合させる、適切なタグを形成し得ることを発見した。
LL-37はヒト抗原であるため、免疫刺激性OMVとの組合せは、抗自己免疫応答を生じさせる可能性がある。したがって、好ましくは、AMPは、非ヒトカテリシジンである。非ヒトカテリシジンはヒトカテリシジンに由来し得、例えば、1つまたは複数のアミノ酸の変更を含むヒトカテリシジンであり得る。非ヒトカテリシジンはこうして、変更型のヒトカテリシジンを含み得る。非ヒトカテリシジンは、好ましくは、マウス、ウシ、バッファロー、ウマ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、シカ、ニワトリ、魚類、アカゲザル、ラット、モルモット、またはヘビに由来するカテリシジンである。好ましくは、カテリシジンは、マウスまたはラットのカテリシジンであり、好ましくはマウスカテリシジンである。必要に応じて、マウスカテリシジンは、1つまたは複数のアミノ酸の変更を含む。
本発明において使用するためのカテリシジンは、参照により本明細書に組み込まれるKosciuczukら(上記の)の表1において特定されているタンパク質、または上記のKosciuczukらの表1において特定されているカテリシジンであり得、1つまたは複数のアミノ酸の変更を有する。
本発明において使用するためのAMPは、mCRAMP(CRAMP-1/2)、LL-37、FALL-39、RL-37、rCRAMP、CAP-18、CAP-11、PR-39、プロフェニン、PMAP-23、PMAP-36、PMAP-37、BMAP-27、BMAP-28、BMAP-34、Bac5、Bac7、カテリシジン-AL、フォウリシジン(fowlicidin)1、フォウリシジン2、フォウリシジン3、カテリシジンベータ-1、Saha-CATH5、CATH1、およびCATH2からなる群から選択されるタンパク質であり得る。好ましくは、AMPはmCRAMPであり、場合によって、1つまたは複数のアミノ酸の変更を含む。
天然に存在するAMPの配列は非常に多様である。したがって、本発明は、特定の配列を有する任意のAMPには限定されない。本発明において使用するためのAMPは、上記のKosciuczukらの図1において開示されている配列を有するカテリシジン、好ましくは上記のKosciuczukらの図1において開示されている成熟ペプチド配列であり得る。一実施形態では、AMPの配列は、配列番号1(mCRAMP)に対して少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有し得る。mCRAMPは、好ましくは、
GLLRKGGEKIGEKLKKIGQKIKNFFQKLVPQPEQ(配列番号1)
の配列を有する。
GLLRKGGEKIGEKLKKIGQKIKNFFQKLVPQPEQ(配列番号1)
の配列を有する。
一実施形態では、AMPの配列は、配列番号13(LL-37)に対して少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有し得る。LL-37は、好ましくは、
LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES(配列番号13)
の配列を有する。
LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES(配列番号13)
の配列を有する。
AMPは、好ましくは、OMVの膜に入り込むことができ、非共有結合によって、AMPにコンジュゲートしている抗原をOMVに付着させることができる。
AMP-抗原のコンジュゲーション
好ましい実施形態では、AMPは抗原に、好ましくは本明細書において記載される抗原にコンジュゲートしている。AMPへの抗原のコンジュゲーションによって、AMPがOMVの膜に入り込んだ際のOMVへの抗原のカップリングまたは「固定」を可能にするコンジュゲートが生じる。
好ましい実施形態では、AMPは抗原に、好ましくは本明細書において記載される抗原にコンジュゲートしている。AMPへの抗原のコンジュゲーションによって、AMPがOMVの膜に入り込んだ際のOMVへの抗原のカップリングまたは「固定」を可能にするコンジュゲートが生じる。
抗原は、当技術分野において公知の任意の従来の手段を使用してAMPにコンジュゲートさせることができる。コンジュゲーションには、共有結合および非共有結合が含まれる。好ましくは、抗原はAMPに共有結合している。
抗原は、AMPがOMV膜に挿入されるとOMVの表面で曝露されたままであるAMPの一部分にコンジュゲートさせることができる。好ましくは、抗原は、AMPのOMVに結合する能力に干渉しない様式でAMPにコンジュゲートしている。好ましくは、したがって、抗原は、AMPの親水性残基に、さらに好ましくは、AMPが(例えばOMVの)膜に入り込んだ際に曝露される溶媒である親水性残基に、コンジュゲートしている。抗原は、AMPの1つまたは複数の陽イオン性アミノ酸残基にコンジュゲートまたは接近していてよい。あるいは、またはさらに、抗原は、AMPのC末端またはN末端にコンジュゲートしている。好ましくは、抗原は、AMPペプチドのN末端にコンジュゲートしている。一実施形態では、2つ以上の抗原分子が、AMP上の前述の部位の組合せにコンジュゲートしている。これらの2つ以上の抗原分子は、同一のまたは異なる抗原分子であり得る。
抗原は、任意の従来の化学的コンジュゲーションプロセスを使用してAMPにコンジュゲートさせることができ、これによって、好ましくは共有結合である結合は、OMVに入り込むおよび抗原をOMVに固定するAMPの能力を(顕著には)低減させない。この目的のために、AMPおよび抗原はまず別々に産生され、その後、AMPを抗原に好ましくは共有結合によってカップリングする。このような共有結合によるカップリングは、当業者に公知の任意の従来の手段を使用して行うことができる。この方法は、AMPおよび抗原が単一のポリペプチドとして発現され得ないケースで、例えば、抗原がオリゴ糖または多糖であるケースで、および/または抗原が限定はしないが環化などの化学的修飾を必要とするケースで、好ましい場合がある。
好ましい化学的コンジュゲーション方法は、アミド結合の形成(例えば、活性なエステルおよび遊離アミンを使用する)、選択的なN末端のライゲーション、ネイティブな化学的ライゲーション、および生体直交型のライゲーションである。生体直交型のライゲーション方法の例は、マイケル付加(例えば、マレイミドおよびチオールを使用し、チオールはトラウト試薬を介して場合によって導入され得る)、ディールス・アルダー環化付加、ヒュスゲン環化付加、テトラジンまたはアジドまたはトランスシクロオクテンまたは歪みシクロオクチンまたはオキソノルボルナジエンを使用する環化付加である。このような方法は広く知られており(例えば、Bioconjugate Chem. 2015, 26, 2, 176-192、ならびにdoi.org/10.1016/j.cbpa.2013.07.031およびdoi.org/10.1016/j.chembiol.2014.09.002を参照)、所要の試薬は市販されていることが多く、さらには、使用説明書を含むキットの形態であることもある。
抗原はAMPに直接コンジュゲートし得るか、またはリンカー、好ましくは本明細書において以下で定義されるリンカーによって離されていてもよい。単一の融合タンパク質として発現しない場合は、リンカーは、それに特化したアミノ酸配列、単一のアミノ酸、またはahxなどの別の部分であり得る。3文字コードahxは6-アミノヘキサン酸を表し、これはアミノカプロン酸としても知られており、アミノカプロン酸はAcpと省略される。Ahxは、2つのさらなる部分を繋げるリンカー部分であると考えられる。ahxに加えて、限定はしないが、ベータアラニン(ベータ-アミノプロピオン酸、bAlaとしても知られている)、4-アミノ酪酸(ピペリジン酸、4Abuとしても知られている)、3-アミノイソ酪酸(bAib)、または当技術分野において公知の他の結合部分などの、他のリンカーも使用することができる。リンカーのさらなる例は、ポリ(エチレングリコール)(PEG)またはオリゴ(エチレングリコール)などのエチレングリコールに基づく。PEGベースのリンカーは、水または他の関連する溶媒中でのそれらの良好な溶解度およびそれらの扱いやすさから、好ましい。PEGリンカーは、ペプチドの腎臓クリアランスを改善するために使用されることが多い(Lang et al., Bioconjug. Chem. 2011 22(12): 2415-2422. doi: 10.1021/bc200197h)。リンカーは、2つのさらなる部分を互いに接続してそれらの空間的近位性を確実にするまたはそれらのそれぞれの空間的位置を制限する、その機能によって規定されることが多い。リンカーは機械的結合を提供する。当業者には、適切なリンカーを選択することが可能であろう。例えば、ペプチドへのN末端コンジュゲーションでは、遊離カルボン酸部分を有するアルキル鎖またはPEGが適している。このようなケースでは、PEGの他の末端は、例えば、保護されたアミン、または別の直交反応性部分であり得る。適切なPEG末端の非限定的な例は、アミン、カルボン酸、チオール、アルコール、アルデヒド、アジド、アルキン、またはこれらの部分のいずれかの保護された形である。
あるいは、AMPおよび抗原は、単一のポリペプチドまたは「融合タンパク質」として産生され得、場合によって、AMPと抗原との間にリンカーが存在する。したがって、好ましくは、抗原は、抗原およびAMPを単一のポリペプチド鎖に含む融合タンパク質中においてAMPに共有結合している。好ましくは、融合タンパク質のN末端融合パートナーは抗原であり、融合タンパク質のC末端融合パートナーはAMPである。好ましくは、融合タンパク質は、AMPおよび抗原および本明細書において後に定義される必要に応じたリンカーの外側にアミノ酸残基を含まない。
本発明はしたがって、融合タンパク質を含むOMVであって、第1に、好ましくはN末端の融合パートナーが抗原であり、第2に、好ましくはC末端の融合パートナーが、抗原をOMVに固定させることができるAMPである、OMVにも関する。好ましくは、OMVおよび融合タンパク質は、場合によって異なる(微)生物において、別々に産生される。第1および第2の融合パートナーは、リンカーによって離されていてよい。
抗原は、リンカー(またはスペーサー)、好ましくは可動性リンカーによってAMPに結合し得る。当技術分野において公知の任意の従来のリンカーを、AMPを抗原にカップリングするために使用することができる。好ましくは、リンカーは、AMPがOMV膜に入り込む能力に干渉しないか、または実質的に干渉しない。さらに、またはあるいは、リンカーは、抗原が免疫応答を引き起こす能力に干渉しないか、または実質的に干渉しない。
リンカーは、堅固なリンカーまたは可動性のリンカーであり得る。リンカーは、好ましくは可動性リンカーである。リンカーがまず、AMPにコンジュゲート、好ましくは共有結合され得、その後、抗原がリンカーにコンジュゲート、好ましくは共有結合される。あるいは、リンカーがまず抗原にコンジュゲート、好ましくは共有結合され得、その後、AMPがリンカーにコンジュゲート、好ましくは共有結合される。あるいは、リンカーの一部分がAMPにコンジュゲート、好ましくは共有結合され得、リンカーの別の部分が抗原にコンジュゲート、好ましくは共有結合され得、その後、リンカーの両部分が共にコンジュゲート、好ましくは共有結合される。あるいは、リンカーは、融合タンパク質の一部分として産生され得る。
好ましくは、リンカーはペプチドリンカーである。リンカーは、グリシンに富んだ可動性リンカーであり得る。好ましくは、リンカーの長さは、2~50の間、3~40の間、4~30の間、または5~20の間のアミノ酸残基である。リンカーは、参照によって本明細書に組み込まれるChichiliら(Protein Sci. 2013 Feb; 22(2): 153-167)の表1に特定されているリンカーであり得る。
リンカーは、Gly-Ser配列を有し得る。当業者には、リンカーをAMPおよび抗原に応じて選択する方法が公知である。リンカーは、例えば、GGGSGGGSGGGS(配列番号12)、(GGGGS)n(配列番号10)、(GGS)n、(GS)n、および(G)nの形態の非常に可動性のリンカーから、(EAAAK)n(配列番号11)、(SPKKKRKVEAS)n(配列番号2)、もしくは(SGSETPGTSESATPES)n(配列番号3)、もしくは(KSGSETPGTSESATPES)n(配列番号4)、またはこれらの任意のバリアントの形態の、より堅固なリンカーまでであり得、式中、nは、好ましくは、1~10の間、すなわち、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10である。
場合によって、抗原とAMPとの間に、限定はしないが1つまたは複数のタグおよび/またはプロテアーゼ切断部位などの、さらなるアミノ酸残基が位置している。必要に応じて、hisタグおよび/またはTwin strepタグが、抗原とAMPとの間に存在している。あるいは、またはさらに、抗原とAMPとの間に位置するHRV 3C認識部位などのプロテアーゼ切断部位が存在する。
別の実施形態では、抗原とAMPとの間、タグおよび/またはプロテアーゼ切断部位は位置しない。
抗原
本発明は、任意の特異的な抗原に限定されない。本発明において使用するための抗原は、AMPへのコンジュゲーションおよびその後のOMVの表面上での提示に好ましくは適している。抗原は、糖類またはペプチドのうちの少なくとも1つであり得る。糖類は、例えばオリゴ糖または多糖であり得る。同様に、ペプチドは、例えば、タンパク質などのオリゴペプチドまたは長鎖分子であり得る。好ましくは、抗原はペプチドである。
本発明は、任意の特異的な抗原に限定されない。本発明において使用するための抗原は、AMPへのコンジュゲーションおよびその後のOMVの表面上での提示に好ましくは適している。抗原は、糖類またはペプチドのうちの少なくとも1つであり得る。糖類は、例えばオリゴ糖または多糖であり得る。同様に、ペプチドは、例えば、タンパク質などのオリゴペプチドまたは長鎖分子であり得る。好ましくは、抗原はペプチドである。
抗原性ペプチドは、天然に存在するタンパク質またはその断片、好ましくはその抗原性断片であり得る。抗原性ペプチドは、1つまたは複数の修飾を含み得る。非限定的な例として、抗原性ペプチドは、N末端またはC末端のシステインを含み得る。
抗原は、エピトープデータベースiedb.org(Vita et al, Nucleic Acids Res. 2015; 43(Database issue): D405-D412 and periodic updates)から得られる1つもしくは複数のエピトープを含み得るか、またはあらゆる他の抗原、例えば新たに発見された抗原であり得る。好ましくは、抗原は、感染性疾患または腫瘍に関連する抗原の1つまたは複数のエピトープを含む。例えば、AMPに融合した抗原は、ウイルス、細菌、真菌、および原生動物などの病原体および感染性物質の抗原に由来する1つまたは複数のエピトープを含み得る。
抗原のエピトープが由来する元であり得る、感染または腫瘍の原因となる病原性ウイルスの一部の例としては、肝炎(A、B、またはC)、ヘルペスウイルス(例えば、VZV、HSV-I、HAV-6、HSV-II、およびCMV、エプスタイン・バーウイルス)、アデノウイルス、SV40ウイルス(中皮腫の原因となる)、インフルエンザウイルス、フラビウイルス、エボラウイルス、エコーウイルス、ライノウイルス、コクサッキーウイルス、コロナウイルス、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、おたふく風邪ウイルス、ロタウイルス、麻疹ウイルス、風疹ウイルス、パルボウイルス、ワクシニアウイルス、HTLVウイルス、デングウイルス、軟属腫ウイルス、ポリオウイルス、狂犬病ウイルス、JCウイルス、アルボウイルス脳炎ウイルス、ならびにヒト免疫不全ウイルス(HIVウイルス、例えば、I型およびII型)、ヒトパピローマウイルス(HPV)が含まれ得る。好ましくは、本発明において使用するための抗原は、コロナウイルスまたはエンテロウイルスの1つまたは複数のエピトープを含む。好ましくは、本発明において使用するための抗原は、コロナウイルスの1つまたは複数のエピトープを含む。コロナウイルスは、アルファコロナウイルス属またはベータコロナウイルス属のウイルス、好ましくはベータコロナウイルス属のウイルスであり得る。亜属は、好ましくはサルベコウイルスまたはメルベコウイルスである。好ましくは、本発明において使用するための抗原は、COVID-19(SARS-CoV-2)、SARS-CoV、MERS-CoV、HCoV-OC43およびHCoV-HKU1、HCoV-229E、およびHCoV-NL63からなる群から選択されるコロナウイルスの1つまたは複数のエピトープを含む。本発明において使用するための抗原は、エンテロウイルスの1つまたは複数のエピトープを含み得る。エンテロウイルスは、ポリオウイルス、コクサッキーウイルス、エコーウイルス、およびライノウイルスのうちの好ましくは少なくとも1つである。好ましくは、エンテロウイルスはエンテロウイルス71(EV71)であり、好ましくは、エピトープはエンテロウイルスVP1またはVP2のものである。
抗原のエピトープが由来し得る元である、感染の原因となる病原性細菌の一部の例としては、ボルデテラ属(Bordetella)、ナイセリア属(Neisseria)、アシネトバクター属(Acinetobacter)、ボレリア属(Borrelia)、リステリア属(Listeria)、大腸菌属(Escherichia)、クラミジア属(Chlamydia)、コクシエラ属(Coxiella)、リケッチア菌(Rickettsial bacteria)、マイコバクテリア(Mycobacteria)、ブドウ球菌(Staphylococci)、レンサ球菌(Streptococci)、肺炎球菌(Pneumonococci)、髄膜炎菌(Meningococci)、淋菌(Gonococci)、クレブシエラ属(Klebsiella)、プロテウス属(Proteus)、セラチア属(Serratia)、シュードモナス属(Pseudomonas)、レジオネラ属(Legionella)、ジフテリア(Diphtheria)、サルモネラ属(Salmonella)、バシラス綱(Bacilli)、コレラ、破傷風、ボツリヌス症、炭疽、ペスト、レプトスピラ症、百日咳、およびライム病の原因となる細菌が含まれる。好ましいボルデテラ属(Bordetella)抗原は、パータクチンタンパク質またはその抗原性断片であり得、パータクチンタンパク質は、好ましくは、配列番号18に対して少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有する。
抗原のエピトープが由来し得る元である、感染の原因となる病原性真菌の一部の例としては、カンジダ属(Candida)(例えば、カンジダ・アルビカンス(albicans)、カンジダ・クルセイ(krusei)、カンジダ・グラブラータ(glabrata)、カンジダ・トロピカリス(tropicalis))、クリプトコッカス・ネオフォルマンス(Cryptococcus neoformans)、コウジカビ属(Aspergillus)(例えば、アスペルギルス・フミガーツス(fumigatus)、アスペルギルス・ニガー(niger))、ケカビ目(Mucorales)の属の真菌(ケカビ属(Mucor)、ユミケカビ属(Absidia)、クモノスカビ属(Rhizopus))、スポロトリックス・シェンキイ(Sporothrix schenkii)、ブラストマイセス・デルマチチジス(Blastomyces dermatitidis)、パラコクシジオイデス・ブラジリエンシス(Paracoccidioides brasiliensis)、コクシジオイデス・イミチス(Coccidioides immitis)、およびヒストプラズマ・カプスラーツム(Histoplasma capsulatum)が含まれる。
抗原のエピトープが由来し得る元である、感染の原因となる病原性寄生体の一部の例としては、赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)、大腸バランチジウム(Balantidium coli)、ネグレリア属(Naegleria)、フォーラー(Fowleri)、アカントアメーバ属の種(Acanthamoeba sp.)、ランブル鞭毛虫(Giardia lambia)、クリプトスポリジウム属の種(Cryptosporidium sp.)、ニューモシスチス・カリニ(Pneumocystis carinii)、三日熱マラリア原虫(Plasmodium vivax)、ネズミバベシア(Babesia microti)、ブルーストリパノソーマ(Trypanosoma brucei)、クルーズトリパノソーマ(Trypanosoma cruzi)、ドノバンリーシュマニア(Leishmania donovani)、トキソプラズマ・ゴンディ(Toxoplasma gondii)、および熱帯熱マラリア原虫(Plasmodium falciparis)が含まれる。
さらに、またはあるいは、本発明において使用するための抗原は、例えばMAGE、BAGE、RAGE、GAGE、SSX-2、NY-ESO-1、CT抗原、CEA、PSA、p53、XAGE、およびPRAMEを含む、広範な腫瘍抗原の1つまたは複数のエピトープだけではなく、ヒトパピローマウイルス(HPV)、カポジ肉腫ヘルペスウイルス(KSHV)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)によって誘導されるリンパ腫を含む、ウイルスによって誘導される悪性腫瘍も含まれ得る。本発明において使用するためのエピトープが誘導され得る元である腫瘍抗原の他の例は、様々な遍在的に発現した、がんに関連することが分かっている自己抗原であり得、これら自己抗原としては、例えば、p53、MDM-2、HDM2、およびp53経路において役割を有する他のタンパク質、サバイビング(surviving)、テロメラーゼ、シトクロムP450アイソフォーム1B1、Her-2/neu、およびCD19などの分子、ならびに全てのいわゆるハウスホールド(house hold)タンパク質が含まれる。本発明に従って処置または予防され得るがんは、以下のリストの中から選択される:肺がん、結腸がん、食道がん、卵巣がん、膵臓がん、皮膚がん、胃がん、頭頚部がん、膀胱がん、肉腫、前立腺がん、肝細胞がん、脳腫瘍、副腎がん、乳がん、子宮内膜がん、中皮腫、腎臓がん、甲状腺がん、血液のがん、カルチノイド、黒色腫、副甲状腺がん、子宮頚がん、神経芽細胞腫、ウィルムス腫瘍、精巣がん、下垂体がん、および褐色細胞腫。
AMPにコンジュゲートした抗原は、1つまたは複数の、表面に曝露された、感染性物質または腫瘍のタンパク質抗原のエピトープを含み得るかまたはこれからなり得る。AMPにコンジュゲートした抗原は、例えば、細胞外のおよび/または表面に曝露された、感染性物質または腫瘍のタンパク質抗原のドメインを含み得るかまたはこれからなり得る。
好ましくは、AMPにカップリングされた抗原は、表面に曝露されたウイルスのタンパク質またはリポタンパク質の表面に曝露されたドメインの1つまたは複数のエピトープを含むかまたはこれからなる。好ましくは、1つまたは複数のエピトープは、コロナウイルスまたはエンテロウイルス、好ましくはCOVID-19またはEV71の、表面に曝露されたウイルスタンパク質またはリポタンパク質の表面に曝露されたドメインのものであり、例えば、限定はしないが、COVID-19の表面の糖タンパク質もしくは「スパイク」またはEV71ウイルスのタンパク質VP1もしくはVP2である。
抗原は、ウイルススパイクタンパク質の1つまたは複数のエピトープを含み得る。抗原は、ウイルススパイクタンパク質、またはその抗原性断片であり得る。好ましいスパイクタンパク質またはその抗原性断片は、コロナウイルス、好ましくは、COVID-19(SARS-CoV-2)、SARS-CoV、MERS-CoV、HCoV-OC43およびHCoV-HKU1、HCoV-229E、ならびにHCoV-NL63からなる群から選択されるコロナウイルスから得られる。好ましいスパイクタンパク質またはその抗原性断片は、COVID-19から得られるかまたはそれに由来する。
本発明の複合体における抗原として使用され得るスパイクタンパク質、好ましくは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質は、融合前または融合後の立体構造であり得る。好ましくは、スパイクタンパク質は、融合前の立体構造である。本発明の複合体における抗原として使用されるスパイクタンパク質は、ネイティブなタンパク質、または修飾された、例えばその安定性が増大するように修飾されたタンパク質であり得る。本発明の複合体における抗原として使用されるスパイクタンパク質は、SARS-CoV-2株のいずれかから得られるかまたはそれに由来するネイティブなまたは修飾されたスパイクタンパク質であり得、好ましくは、スパイクタンパク質は、SARS-CoV-2株Wuhan-Hu-1、GenBank MN908947から得られるかまたはそれに由来するネイティブなまたは修飾されたスパイクタンパク質である。
好ましくは、スパイクタンパク質は、1つまたは複数のアミノ酸置換を有する、修飾されたタンパク質である。好ましくは、スパイクタンパク質は、1つまたは複数のプロリン置換を有する、修飾されたタンパク質である。好ましくは、スパイクタンパク質は、融合前の立体構造の修飾されたタンパク質であり、2つ、3つ、4つ、5つ、または6つのプロリン置換を含む。好ましくは、本発明の複合体における抗原は、Hsiehら(Science. 2020 Sep 18;369(6510):1501-1505)において開示されているスパイクタンパク質の1つまたは複数のエピトープを含む。好ましくは、本発明の複合体における抗原は、Hsiehら(上記の)において開示されているスパイクタンパク質を含むかまたはこれからなる。
好ましくは、本発明の複合体における抗原は、配列番号41と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有する、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質である。好ましくは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質は、配列番号46とも少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有する配列によってコードされている。スパイクタンパク質は、1つまたは複数の置換を含み得る。好ましくは、スパイクタンパク質は、F816、A891、A898、およびA941からなる群から選択される位置での置換を含み得る。好ましくは、スパイクタンパク質は、F816P、A891P、A898P、およびA941Pからなる群から選択される置換を含む。好ましくは、スパイクタンパク質は、置換F816P、A891P、A898P、およびA941Pを含む。
好ましくは、本発明の複合体における抗原は、配列番号44と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有する、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質である。好ましくは、本発明の複合体における抗原は、配列番号49と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列によってコードされている、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質である。
スパイクタンパク質は、本明細書において定義されるAMPに好ましくはコンジュゲートしており、好ましくは、AMPは、本明細書において定義されるカテリシジンである。スパイクタンパク質は、本明細書において定義されるmCRAMPに好ましくはコンジュゲートしている。好ましくは、スパイクタンパク質は、リンカー、好ましくはリンカーGGGSGGGSGGGS(配列番号12)を使用して、mCRAMPにコンジュゲートしている。
さらに、またはあるいは、スパイクタンパク質のアミノ酸配列の前または後ろに、タグ配列および/またはプロテアーゼ切断部位があってよい。スパイクタンパク質は、HRV 3Cプロテアーゼ認識部位、Hisタグ、およびTwin strepタグのうちの少なくとも1つにコンジュゲートしていてよい。1つまたは複数のタグおよびプロテアーゼ認識部位にコンジュゲートしたスパイクタンパク質は、配列番号43と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有し得る。1つまたは複数のタグおよびプロテアーゼ認識部位にコンジュゲートしたスパイクタンパク質は、配列番号48と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有する配列によって好ましくはコードされている。
(場合によってリンカーおよび)AMPにコンジュゲートしているタンパク質の配列は、好ましくは、配列番号44と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有する。
本発明の好ましいコンジュゲートは、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質とmCRAMPとの間のコンジュゲーションである。好ましくは、コンジュゲートは、スパイクタンパク質とmCRAMPとの間にリンカーを含む。必要に応じて、コンジュゲートは、HisタグおよびTwin strepタグなどの1つまたは複数のタグをさらに含む。さらに、またはあるいは、コンジュゲートは、1つまたは複数のHRV 3C認識部位などの1つまたは複数のプロテアーゼ切断部位を含む。本発明の好ましいコンジュゲートは、配列番号42と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有する。本発明の好ましいコンジュゲートは、配列番号47と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列によってコードされている。
好ましくは、本発明のコンジュゲートは、タグおよび/またはプロテアーゼ認識部位を含まない。コンジュゲートは、本明細書において定義される抗原、リンカー、およびAMPを含み得るかまたはそれからなり得る。好ましくは、リンカーはGGGSGGGSGGGS(配列番号12)である。好ましくは、スパイクタンパク質は配列番号44を有する。好ましくは、AMPは、配列番号1を有するmCRAMPである。本発明の好ましいコンジュゲートは、配列番号45と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有する。本発明の好ましいコンジュゲートは、配列番号50と少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列によってコードされている。
EV71 VP1タンパク質は、配列番号14(EV71 VP1)と少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有し得る。VP1またはVP2の好ましい、好ましくは抗原性の断片は、配列番号15、16、および17のうちの少なくとも1つに対して少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有する。
AMPにカップリングされた抗原は、表面に曝露された細菌のタンパク質またはリポタンパク質の表面に曝露されたドメインの1つまたは複数のエピトープを含み得るかまたはこれからなり得る。好ましくは、表面に曝露された、ボルデテラ属(Bordetella)、ナイセリア属(Neisseria)、アシネトバクター属(Acinetobacter)、ボレリア属(Borrelia)、コクシエラ属(Coxiella)、および上記の他の病原性細菌属のいずれかからなる属から選択される細菌のタンパク質またはリポタンパク質の、表面に曝露されたドメイン。
AMP-抗原の産生
抗原およびAMPは、別々に産生し、産生の後にコンジュゲートすることができる。抗原および/またはAMPは、無細胞系を使用して産生することができる。このような無細胞系は、in vitroでのペプチド合成、例えば限定はしないが、液相ペプチド合成(LPPS)または固相ペプチド合成(SPPS)であり得る。あるいは、またはさらに、AMPおよび/または抗原は、前記抗原または前記AMPを天然に含む細胞、組織、または体液から精製することができる。あるいは、またはさらに、抗原および/またはAMPは、抗原および/またはAMPを発現または過剰発現するように修飾された組換え細胞内で産生することができる。AMPは、好ましくは、本明細書において上記で定義されるAMPである。好ましくは、AMPは、配列番号1に対して少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有する配列を有する。
抗原およびAMPは、別々に産生し、産生の後にコンジュゲートすることができる。抗原および/またはAMPは、無細胞系を使用して産生することができる。このような無細胞系は、in vitroでのペプチド合成、例えば限定はしないが、液相ペプチド合成(LPPS)または固相ペプチド合成(SPPS)であり得る。あるいは、またはさらに、AMPおよび/または抗原は、前記抗原または前記AMPを天然に含む細胞、組織、または体液から精製することができる。あるいは、またはさらに、抗原および/またはAMPは、抗原および/またはAMPを発現または過剰発現するように修飾された組換え細胞内で産生することができる。AMPは、好ましくは、本明細書において上記で定義されるAMPである。好ましくは、AMPは、配列番号1に対して少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有する配列を有する。
あるいは、AMPおよび抗原は、単一のポリペプチドとして、すなわち、第1の融合パートナーおよび第2の融合パートナーを含む融合タンパク質であって、第1の融合パートナーがAMPであり、第2の融合パートナーが抗原である融合パートナーとして、産生することができる。必要に応じて、融合パートナーは、リンカーによって離されている。本明細書において、用語「第1の」および「第2の」は融合タンパク質内でのそれぞれの融合パートナーがN末端またはC末端に位置していることを特に特定しているわけではないことが理解される。用語「第1の」および「第2の」は単に、融合タンパク質が少なくとも2つの融合パートナー、すなわちAMPおよび抗原を含むことを示すためのものである。好ましくは、融合タンパク質は、N末端からC末端の方向で、AMP、必要に応じたリンカー、および抗原を含む。あるいは、融合タンパク質は、N末端からC末端の方向で、抗原、必要に応じたリンカー、およびAMPを含む。融合タンパク質のAMPは、好ましくは、本明細書において上記で定義されるAMPである。好ましくは、融合タンパク質は、配列番号1に対して少なくとも約35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%の配列同一性を有する配列を有するAMPを含む。
融合タンパク質は、無細胞系を使用して産生することができる。このような無細胞系は、in vitroでのペプチド合成、例えば限定はしないが、液相ペプチド合成(LPPS)または固相ペプチド合成(SPPS)であり得る。あるいは、またはさらに、融合タンパク質は、組換え細胞内で産生することができる。本明細書において記載されるAMP、抗原、または融合タンパク質のうちの少なくとも1つを発現する組換え細胞または「宿主細胞」は、任意の適切な宿主細胞であり得る。本明細書において、AMPを発現する細胞が、抗原を発現する細胞とは異なる細胞であり得る、すなわち、抗原を発現する細胞とは異なる生物または異なる細胞型に由来し得ることが理解される。宿主細胞は、本明細書において定義されるAMP、抗原、または融合タンパク質をコードする核酸構築物で形質転換、トランスフェクト、形質導入などをされていてよい。したがって、用語「宿主細胞」は、前記核酸構築物での形質転換、トランスフェクション、形質導入、などを受けやすいあらゆる細胞型を意味する。
あるいは、またはさらに、宿主細胞のゲノムは、内因的にコードされるAMPまたは抗原を発現または過剰発現するように修飾されていてよい。あるいは、またはさらに、宿主細胞のゲノムは、限定はしないがCRISR-Cas技術などの部位特異的編集技術を例えば使用して、内因的にコードされるAMPまたは抗原の突然変異型を発現または過剰発現するように修飾されていてよい。用語「宿主細胞」は、複製の際に生じる突然変異に起因して親細胞とは同一ではない、親細胞のあらゆる子孫をさらに包含する。
宿主細胞の選択は、AMP、抗原、および/または融合タンパク質のタイプに応じ得る。宿主細胞は、AMP、抗原、および/または融合タンパク質の組換え産生において有用なあらゆる細胞、例えば、原核細胞または真核細胞であり得る。
原核宿主細胞は、あらゆるグラム陽性細菌またはグラム陰性細菌であり得る。グラム陽性細菌としては、限定はしないが、バチルス属(Bacillus)、クロストリジウム属(Clostridium)、エンテロコッカス属(Enterococcus)、ゲオバチルス属(Geobacillus)、ラクトバチルス属(Lactobacillus)、ラクトコッカス属(Lactococcus)、オセアノバチルス属(Oceanobacillus)、スタフィロコッカス属(Staphylococcus)、ストレプトコッカス属(Streptococcus)、およびストレプトマイセス属(Streptomyces)が含まれる。グラム陰性細菌としては、限定はしないが、ナイセリア属(Neisseria)、ボルデテラ属(Bordetella)、大腸菌(E. coli)、シュードモナス属(Pseudomona)、カンピロバクター属(Campylobacter)、フラボバクテリウム属(Flavobacterium)、フソバクテリウム属(Fusobacterium)、ヘリコバクター属(Helicobacter)、イリオバクター属(Ilyobacter)、サルモネラ属(Salmonella)、およびウレアプラズマ属(Ureaplasma)が含まれる。好ましいグラム陰性細菌は、ナイセリア属(Neisseria)、ボルデテラ属(Bordetella)、または大腸菌(E. coli)である。好ましいナイセリア属(Neisseria)は、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)、またはナイセリア・ラクタミカ(Neisseria lactamica)のうちの少なくとも1つである。好ましいボルデテラ属(Bordetella)は、ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、ボルデテラ・パラパーツシス(Bordetella parapertussis)、および気管支敗血症菌(Bordetella bronchiseptica)のうちの少なくとも1つである。好ましい原核宿主細胞は、大腸菌(E. coli)である。
好ましい真核宿主細胞は、動物細胞、好ましくは脊椎動物細胞、好ましくは哺乳動物細胞、好ましくはヒト細胞である。好ましくは、細胞は、細胞系、好ましくは不死化細胞系に由来する細胞である。
宿主細胞は、抗原、AMP、および融合タンパク質のうちの少なくとも1つをコードする核酸構築物で形質転換、トランスフェクト、形質導入などをされていてよい。好ましくは、核酸構築物は、AMP、抗原、および融合タンパク質のうちの少なくとも1つの発現を制御する1つまたは複数の調節エレメントを含む。好ましくは、調節エレメントは、少なくとも1つのプロモーター配列を含む。当業者には、選択された宿主細胞における発現に適した任意のプロモーター配列が使用され得ることが理解される。好ましくは、プロモーターは、構成的に活性なプロモーターまたは誘導性プロモーターのうちの少なくとも1つである。宿主細胞が、AMPおよび融合タンパク質のうちの少なくとも1つの発現に使用される細菌宿主細胞であるケースでは、プロモーターは、限定はしないが化学誘導性プロモーターなどの誘導性プロモーターである。
産生されたAMP、抗原、および/または融合タンパク質は、限定はしないが1つまたは複数の透析ステップ、濾過ステップ、または精製ステップなどの任意の従来の手段を使用して精製することができる。
OMV
AMPにコンジュゲートした抗原は、任意の好適なOMVと複合体を形成することができる。OMVは、グラム陰性細菌によって自然に産生される外膜(OM)の球状の出芽である。
AMPにコンジュゲートした抗原は、任意の好適なOMVと複合体を形成することができる。OMVは、グラム陰性細菌によって自然に産生される外膜(OM)の球状の出芽である。
ワクチンにおいて使用するためのOMV(「ブレブ」としても公知)は、デオキシコール酸塩などの界面活性剤がLPSを除去して小胞放出を増加させるために使用される界面活性剤抽出法(dOMV精製プロセス)によって伝統的に調製される。髄膜炎菌(N. meningitidis)などの大半のグラム陰性細菌のLPSは高度に毒性であるが、小胞構造を維持するために、およびアジュバント活性のために、残留量(およそ1%)がOMVにおいて必要とされる。AMPとOMVとの間の相互作用において推定される最初のステップは、AMPとLPSのリピドA/内部コア領域との結合である。したがって、OMVはそのLPSの少なくとも一部を維持することが好ましい。したがって、本明細書において定義される複合体におけるOMVは、好ましくは界面活性剤で抽出されたOMVではない。しかしながら、界面活性剤で抽出されたOMVではないOMVを調製するためのプロセスは、いかなる界面活性剤の使用も除外しないということが理解される。低濃度の界面活性剤の使用および/または弱い(mild)界面活性剤の使用は、AMPが抗原を抽出OMVに依然として固定可能である限り、例えば、自然に生じるOMVまたは上清OMVと複合体形成するAMPコンジュゲート抗原の量と比較して少なくとも約50、60、70、80、90、95または99%のAMPコンジュゲート抗原が抽出OMVと複合体形成する限り、除外されない。
好ましくは、抗原およびAMPと複合体を形成するOMVは、自然に生じるOMVまたはネイティブなOMVである。OMVは、好ましくはネイティブなOMVである。ネイティブなOMVの産生は当技術分野で周知であり、例えばSaunders et al. (1999, Infect Immun, 67, 113-119)、van de Waterbeemd et al. (2012, Vaccine, 30: 3683-3690)、および国際公開第2013006055号パンフレットに記載されている。sOMVを調製するための方法は、例えば、van de Waterbeemd et al. (2013, PLoS ONE, 8(1): e54314. doi:10.1371/journal.pone.0054314)およびLee et al. (2007, Proteomics, 7: 3143-3153)に記載されており、これらの全ては参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載されるOMVのLPSは、少なくとも部分的に毒性除去されたLPSを含み得る。例えば、LPSは、自己免疫応答を引き起こすと考えられる、ならびに/または樹状細胞への結合およびアジュバント活性を増加させると考えられる、生じ得るエピトープを除去するために、改変オリゴ糖構造を有し得る。さらにまたは代替的に、LPSは、例えば1つまたは複数のアシル鎖が野生型リピドA部分と比較して短縮されているかまたは存在しない、改変リピドA部分を有し得る。
本発明の複合体におけるOMVは好ましくは、(i)好ましくは内毒素および反応原性がより少ないバリアントを得るためにリポ多糖(LPS)生合成経路を変更する遺伝子改変、(ii)外膜アンカータンパク質を除去することによってOMV産生を増加させる遺伝子改変、ならびに(iii)望ましくない種類の免疫応答を惹起し得る免疫調節成分を除去する遺伝子改変からなる群から選択される遺伝子改変を有するグラム陰性細菌から得ることができる。さらにまたは代替的に、グラム陰性細菌は、(iv)正常に分泌される抗原の外膜保持を引き起こす遺伝子改変、および(v)宿主OMV産生株以外の病原体由来の異種抗原の発現を導入する遺伝子改変のうちの少なくとも1つを含み得る。
好ましくは、OMVはグラム陰性細菌から得ることができ、グラム陰性細菌は、低減した(内)毒性を有するLPSを細菌に産生させる1つまたは複数の遺伝的突然変異を含む。好ましくは、LPSはそのアジュバント活性の少なくとも一部を保持する。好ましくは、改変は、lpxL1、lpxL2、lpxA、lpxDおよびlpxK遺伝子またはこれらのホモログのうちの少なくとも1つの発現を低減させるまたはなくす。好ましくは、改変は、内因性lpxL1、lpxL2、lpxA、lpxDおよびlpxK遺伝子またはこれらのホモログのうちの少なくとも1つの発現を低減させるまたはなくす。
好ましくは、グラム陰性細菌は、lpxL1遺伝子またはこのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変を有し、lpxL1遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号5のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。
さらにまたは代替的に、OMVはグラム陰性細菌から得ることができ、グラム陰性細菌は、低減した(内)毒性を有するLPSを細菌に産生させる1つまたは複数の遺伝的突然変異を含み、好ましくは、改変は、lpxP、lpxA、lpxD、lpxE、lpxFおよびpagL遺伝子、またはこれらのホモログのうちの少なくとも1つの発現を増大させる。好ましくは、改変は、異種lpxP、lpxA、lpxD、lpxE、lpxFおよびPagL遺伝子のうちの少なくとも1つの発現を増大させる。
好ましくは、グラム陰性細菌は、lpxP遺伝子またはこのホモログの発現を導入または増大させる遺伝子改変を有し、lpxP遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号6のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。
好ましくは、グラム陰性細菌は、lpxA遺伝子またはこのホモログの発現を導入または増大させる遺伝子改変を有し、lpxA遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号7のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。
好ましくは、グラム陰性細菌は、lpxD遺伝子またはこのホモログの発現を導入または増大させる遺伝子改変を有し、lpxD遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号8のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。
必要に応じて、改変グラム陰性細菌は、内因性lpxP、lpxA、lpxD、lpxE、lpxFおよびpagL遺伝子のうちの少なくとも1つの発現を低減させるまたはなくすように改変されている。
本発明の複合体のOMVが取得可能であるグラム陰性細菌は、小胞形成を増加させ、それによってOMV収率を増加させるために、外膜とペプチドグリカンとの間のアンカータンパク質をコードする遺伝子の発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変を含んでもよい。
この目的に好適な遺伝子改変は、例えば、グラム陰性細菌に一般的に見出されるOmpAホモログ、例えばナイセリア属(Neisseria)におけるRmpMタンパク質の発現を低減させるまたはなくす(Steeghs et al., 2002 Cell Microbiol, 4:599-611;van de Waterbeemd et al., 2010 Vaccine, 28:4810 - 4816)。したがって、好ましくは、遺伝子改変は、ompA遺伝子またはこのホモログ、より好ましくはrmpM遺伝子またはこのホモログの発現を低減させるまたはなくす。好ましくは、グラム陰性細菌は、rmpM遺伝子またはこのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変を有し、rmpM遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号9のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。RmpM発現をなくすことは、好ましくはOMV放出を増加させる。
ある実施形態では、本明細書において定義される複合体のOMVの産生のためのグラム陰性細菌は、外膜におけるPrn93(93kDaのパータクチン)の保持をもたらす突然変異を含む。
本発明の複合体のOMVを産生するためのグラム陰性細菌宿主細胞は、cps、ctrA、ctrB、ctrC、ctrD、exbB、exbD、frpB、galE、htrB、msbB、lpbB、lpxK、lpxL1、nmb0033、opA、opC、rmpM、phoP、pilC、pmrE、pmrF、porA、porB、siaA、siaB、siaC、siaD、synA、synB、sync、tbpAおよびtbpB、またはこれらのホモログ、好ましくはcpsおよびporBまたはこれらのホモログからなる群から選択される遺伝子の発現を低減させるまたはなくす1つまたは複数の遺伝子改変をさらに有し得る。これらの突然変異の多くは国際公開第02/09746号パンフレットにおいて概観される。
発現の低減は好ましくは、遺伝子改変を含まない、その他の点では同一の細菌宿主細胞と比較した発現の低減である。好ましくは、本明細書において定義される遺伝子改変は、発現を少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%または100%低減させる。100%の低減は、本明細書において、発現の消失として理解される。
グラム陰性細菌は、cps座位に位置する遺伝子、例えば、参照により本明細書に組み込まれるHarrison et al (Emerg Infect Dis. 2013 Apr; 19(4): 566-573)の表2および3に明記されている遺伝子の発現を好ましくは低減させるまたはなくす遺伝子改変をcps座位に含み得る。好ましくは、cps座位における遺伝子改変は、少なくともsiaD発現の低減または消失をもたらす。
好ましくは、本発明の複合体のOMVを産生するためのグラム陰性細菌宿主細胞は、lpxL1、porA、porB、rmpM、およびsiaDからなる群から選択される遺伝子の発現を低減させるまたはなくす1つまたは複数の遺伝子改変を有し得る。好ましくは、本発明の複合体のOMVを産生するためのグラム陰性細菌宿主細胞は、lpxL1、porA、rmpMおよびsiaDからなる群から選択される遺伝子の発現を低減させるまたはなくす1つまたは複数の遺伝子改変を有する。
好ましくは、グラム陰性細菌は、siaD遺伝子またはこのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変を有し、siaD遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号38のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。siaD発現の低減、好ましくは、欠失は、好ましくは莢膜多糖の除去をもたらし、細菌の侵襲性を低下する。
好ましくは、グラム陰性細菌は、porA遺伝子またはこのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変を有し、porA遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号39のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。
好ましくは、グラム陰性細菌は、porB遺伝子またはこのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変を有し、porB遺伝子またはこのホモログは好ましくは、配列番号40のアミノ酸配列と少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質をコードする。
さらにまたは代替的に、OMVの産生のためのグラム陰性細菌は、百日咳毒素(Ptx)の毒性を低減させるまたはなくす突然変異を含み得る。
本明細書において定義される複合体の一部を形成するOMVを産生するためのグラム陰性細菌は好ましくは、ナイセリア属(Neisseria)、ボルデテラ属(Bordetella)、大腸菌属(Escherichia)およびサルモネラ属(Salmonella)からなる群から選択される属に属する。好ましいナイセリア属(Neisseria)は、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、淋菌(Neisseria gonorrhoeae)またはナイセリア・ラクタミカ(Neisseria lactamica)のうちの少なくとも1つである。好ましいボルデテラ属(Bordetella)は、ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、ボルデテラ・パラパーツシス(Bordetella parapertussis)および気管支敗血症菌(Bordetella bronchiseptica)のうちの少なくとも1つである。好ましくは、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、大腸菌(Escherichia coli)およびサルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)からなる群から選択される種に属する細菌宿主細胞である。好ましい髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)血清型は、血清型A、B、C、W135、X、およびY、好ましくは血清型Bである。好ましい髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)株はH44/76である。
OMV産生のための好ましいグラム陰性細菌細胞は、本明細書で実施例の節において明記されるナイセリア属(Neisseria)またはボルデテラ属(Bordetella)の細胞である。
好ましくは、OMV産生細胞は、porB、rmpMおよびlpxL1遺伝子のうちの少なくとも1つに突然変異を有する髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)である。好ましくは、OMV産生細胞は、porA、rmpMおよびlpxL1遺伝子のうちの少なくとも1つに突然変異を有する髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)である。好ましくは、OMV産生細胞は、porB、rmpM、lpxL1およびcps遺伝子のうちの少なくとも1つに突然変異を有する髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)である。好ましくは、OMV産生細胞は、porA、rmpM、lpxL1およびcps遺伝子のうちの少なくとも1つに突然変異を有する髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)である。好ましくは、OMV産生細胞は、porA、rmpM、lpxL1およびsiaD遺伝子のうちの少なくとも1つに突然変異を有する髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)である。好ましくは、OMV産生細胞は、porB、rmpM、LpxL1およびsiaD遺伝子のうちの少なくとも1つに突然変異を有する髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)である。
さらなる態様では、本発明は、本明細書において定義される複合体と薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物に関する。組成物は好ましくは、当技術分野で従来から公知の薬学的に許容可能な担体、媒体または送達ビヒクルを含む(例えば"Handbook of Pharmaceutical Excipients", Rowe et al eds. 7th edition, 2012, www.pharmpress.comを参照のこと)。薬学的に許容可能な安定化剤、浸透圧剤、緩衝剤、分散剤などもまた、医薬組成物に組み込まれ得る。好ましい形態は所期の投与様式および治療用途に依存する。薬学的担体は、有効成分、すなわち本発明の複合体を患者に送達するのに好適な任意の適合性かつ非毒性の物質であり得る。非経口送達のための薬学的に許容可能な担体は、必要に応じて20%アルブミンを補充した滅菌緩衝0.9%NaClまたは5%グルコースによって例示される。あるいは、AMP-抗原コンジュゲートを含むOMVは、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)に懸濁されてもよい。非経口投与のための調製物は滅菌されていなければならない。本発明のOMV複合体の非経口投与経路は、公知の方法と一致しており、例えば、静脈内、腹腔内、筋肉内、鼻腔内、動脈内または病巣内経路による注射または注入である。
OMV複合体は好ましくは鼻腔内投与される。この実施形態では、OMV複合体を含む医薬組成物は好ましくは鼻腔内投与に好適である。経鼻または鼻腔内投与は、本明細書において、製剤が好ましくは鼻を介して吹き込まれる投与経路として理解される。本発明のOMV複合体を含む組成物は、少なくとも一方の鼻孔、好ましくは両方の鼻孔に噴霧または滴下され得る。組成物は、本明細書で以下に定義される点鼻器を使用して投与され得る。
複合体または医薬組成物は、注入またはボーラス注射によって連続的に投与され得る。筋肉内注射のための典型的な医薬組成物は、例えば、有効投薬量の本発明のOMV複合体を含む1~10mlのリン酸緩衝食塩水を含有するように作製され得る。非経口投与可能な組成物を調製するための方法は、当技術分野で周知であり、例えば、"Remington: The Science and Practice of Pharmacy" (Ed. Allen, L. V. 22nd edition, 2012, www.pharmpress.com)を含む様々な情報源に、より詳細に記載されている。医薬組成物は、好ましくはワクチン、好ましくは無細胞ワクチンである。
組成物は、例えば免疫応答をさらにブーストするための1つまたは複数の追加のアジュバントを含み得る。アジュバントは、有機または無機アジュバントであり得る。好ましい無機アジュバントはアルミニウム塩、例えば、これらに限定されないが、リン酸アルミニウムおよび水酸化アルミニウムである。好ましい有機アジュバントは、改変LPS、好ましくは改変ナイセリア(Neisserial)もしくはボルデテラ(Bordetella)LPS、改変LOS、スクアレン、QS21、またはモノホスホリルリピドA(MPL)であり得る。アジュバントは、ミョウバン、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、水酸化リン酸カルシウム、パラフィン油、スクアレン、界面活性剤(例えばQuil A)、(植物)サポニン、サイトカイン(例えばIL-1、IL-2、またはIL-12)、完全フロイントアジュバントおよび不完全フロイントアジュバントからなる群から選択され得る。特定のアジュバントの使用、組成物中の物質の相対および絶対量、ならびに投与の用量レジメンは、当業者によって公知または決定可能であり、処置される特定の対象の特定の病原体感染または持続状態などの状況に適合させることができる。用量レジメンは、単回用量を含み得るが、複数回用量、例えばブースター用量を含んでもよく、好ましくは経口、鼻腔内または非経口、好ましくは鼻腔内または筋肉内投与され得る。ワクチン接種を目的とした様々な用量レジメンは、当技術分野で公知であり、当業者によって好適に適合させることができる。
ある態様では、本発明は、医薬として使用するための本明細書において定義される複合体または本明細書において定義される医薬組成物に関する。したがって、換言すれば、本発明は、本発明の複合体および医薬組成物のうちの少なくとも1つの医薬としての使用に関する。本発明はさらに、本明細書において定義されるOMV複合体および医薬組成物のうちの少なくとも1つを使用する処置の方法に関する。
別の態様では、本発明は、本明細書において上で定義された抗原に関連する疾患、好ましくは感染性疾患、または腫瘍の防止または処置のための、本発明の複合体または前記複合体を含む医薬組成物に関する。したがって、この態様では、本発明は、治療または予防有効量の本発明の複合体(を含む医薬組成物)の、予防または療法を必要とする対象への投与による、疾患、好ましくは感染性疾患、もしくは腫瘍に対するワクチン接種、またはそれらの予防もしくは治療のためのワクチン接種のための方法に関する。本発明はまた、医薬、好ましくは、疾患、好ましくは感染性疾患、もしくは腫瘍に対するワクチン接種、またはそれらの予防もしくは治療のためのワクチン接種のための医薬としての複合体または医薬組成物の使用に関する。さらなる態様では、本発明は、抗原に対する対象における免疫応答の誘導または刺激を含む処置において使用するための、本明細書において定義される複合体または本明細書において定義される医薬組成物に関する。好ましくは、処置は、本発明の複合体に存在する抗原に関連する感染性疾患または腫瘍を防止または処置するためのものであり、抗原は好ましくは、本明細書において上で定義された抗原である。
ある態様では、本発明は、免疫療法において使用するための本明細書において定義される複合体に関する。好ましくは、免疫療法は、がん、または例えばアルツハイマー病もしくはパーキンソン病を含む神経変性疾患の免疫療法である。
ある態様では、本発明の複合体は、細菌またはウイルス感染などの感染の拡大を防止および/または抑制することにおいて使用するためのものである。本発明の複合体は、ワクチン、例えば、これに限定されないが、SARS-CoV-2に対するワクチンとして使用され得る。
さらなる態様では、本発明は、本明細書において定義される抗原にコンジュゲートした本明細書において定義されるAMPに関する。好ましくは、AMPは、必要に応じてリンカーを使用して、抗原に共有結合している。リンカーは、本明細書において定義されるリンカーであり得る。抗原にコンジュゲートしたAMPは、好ましくは単一ポリペプチドである。したがって、本発明はまた、第1の融合パートナーがAMP、好ましくは本明細書において定義されるAMPであり、第2の融合パートナーが好ましくは抗原、好ましくは本明細書において定義される抗原である、融合タンパク質に関する。
本発明はさらに、本明細書において定義されるAMPを発現する組換え宿主細胞に関する。同じ宿主細胞は、抗原、好ましくは本明細書において定義される抗原をさらに発現し得る。宿主細胞は、本明細書において上で定義された宿主細胞であり得る。AMPおよび抗原は、本明細書において定義される単一融合タンパク質の一部であり得る。
本発明はさらに、AMPをコードする核酸と抗原をコードする核酸との組合せに関する。核酸の前記組合せは、単一核酸構築物の一部であり得る。核酸は、AMPおよび抗原の発現を制御する1つまたは複数の調節エレメントをさらに含み得る。AMPおよび抗原は、本明細書において定義される単一融合タンパク質の一部であり得る。本明細書において定義される宿主細胞中でのタンパク質の発現のための発現構築物を構築するための手段および方法は、一般に当技術分野で周知である。
本発明はまた、本明細書において定義される複合体を産生するための方法に関する。好ましくは、方法は、i)本明細書において定義されるグラム陰性細菌の集団をOMVの産生に有利な条件下で培養するステップ、ii)i)で産生されたOMVを回収するステップ、iii)ii)で回収されたOMVを、本明細書において定義される抗原にコンジュゲートしたAMPと、AMPとOMVとの間の非共有結合複合体の形成に有利な条件下で接触させるステップ、およびvi)必要に応じて、複合体を回収するステップを含む。OMVの産生および精製/抽出は、当技術分野で公知の任意の好適な方法を使用して実施することができる。同様に、AMP/抗原/融合タンパク質の産生および精製/抽出も、当技術分野で公知の任意の好適な方法を使用して実施することができる。本発明の複合体のOMVを産生するための方法は、さらに好ましくは、本明細書において上で定義および記載された、界面活性剤を使用しない方法である。
ある態様では、本発明はOMVとAMPとの組合せに関し、ここで、AMPは抗原にコンジュゲートしている。
さらなる態様では、本発明は、1つのバイアルがOMV、好ましくは本明細書において定義されるOMVと、好ましくは本明細書において上で定義された抗原にコンジュゲートしたAMPとを含むキットオブパーツに関する。キットは、例えば薬学的緩衝液を有する第2のバイアルを備えてもよい。代替的にまたはさらに、キットオブパーツは、OMV、好ましくは本明細書において定義されるOMVを含む1つのバイアルと、好ましくは本明細書において上で定義された抗原にコンジュゲートしたAMPを含む第2のバイアルとを備えてもよい。代替的にまたはさらに、キットオブパーツは、OMV、好ましくは本明細書において定義されるOMVを含む1つのバイアルと、AMP、好ましくは本明細書において定義されるAMPを含む1つのバイアルと、抗原、好ましくは本明細書において定義される抗原を含む1つのバイアルとを備えてもよい。
好ましくは、キット内のバイアルの容量は、100mL、50mL、20mL、10mL、5mL、4mL、3mL、2mLまたは1mLを超えない。
試薬は、凍結乾燥形態、または適切な緩衝液において存在し得る。キットはまた、緩衝液、ピペット、マイクロタイタープレート、注射針および/または書面の使用説明書などの本発明を実行するために必要な任意の他の構成要素を含有し得る。本発明のキットのそのような他の構成要素は当業者に公知である。
本明細書で明記される医学的状態の処置における組成物の使用には、対応する医学的処置のための医薬の製造のための、およびそのような医学的状態に罹患している対象を、有効量の組成物を対象に投与することによって処置する方法のための、組成物の使用も含まれることがさらに理解される。
さらなる態様では、本発明は、本発明の組成物を含む容器を構成する点鼻用ボトルに関する。点鼻用ボトルは、当技術分野に記載されている任意の点鼻用ボトルであり得る。典型的には、点鼻用ボトルは、ピペット(両端が開口している)、圧縮球、液体を含有するための容器、およびボトルキャップを備え得る。ピペットの一方の端部は、好ましくは容器中に配置され、圧縮球は、好ましくはピペットの他方の端部に取り付けられる。ピペットの自由端が本発明の組成物を含む容器中に保持され、圧縮球が圧縮されると、球の内部の空気が容器内に排出される。その後、圧縮球にかかる圧力が解放されると、球の弾性により、球は初期の体積に戻り、球内に真空を生み出し、ピペットに本発明の組成物を充填させる。球を新たに圧縮することで、好ましくは、ピペットから液滴の組成物を放出することができる。ピペットは、通例ボトルキャップに付属しており、通例キャップの中央部に密封関係で取り付けられている。ピペットを備えるボトルキャップは容器に螺合することができ、それによって液体の溢流を防止可能な気密液体容器を実現することができる。
さらに別の態様では、本発明は、本発明の組成物を含むボトルまたは同等の入れ物を構成する経鼻スプレーを提供する。経鼻スプレーは、先行技術に記載されている任意の経鼻スプレーであり得る。典型的には、経鼻スプレーは、本発明の組成物を含有するボトルを構成する。ボトルはさらに好ましくは、組成物を鼻孔に投薬するための部分を備える。その場合、溶液は、一実施形態では、任意の好適な手段によって、例えばポンプによって、ボトルの変形によってまたは好適な噴霧剤を使用することによって鼻孔に噴出させることができる。
本文書およびその特許請求の範囲において、「含む(comprise)」という動詞およびその活用形は、非限定的な意味で使用され、その単語に続く項目は含まれるが、具体的に言及されていない項目が除外されるわけではないことを意味する。
本明細書に引用される全ての特許および参考文献は、その全体がこれにより参照により本明細書に組み込まれる。
以下の例は、例示的な目的としてのみ提供され、本発明の範囲を限定することを意図するものでは決してない。
[実施例1]
ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)由来の病原因子であるパータクチン(PRN)を、ヒト抗微生物ペプチドであるLL-37(配列番号22)、またはmCRAMPと呼ばれるそのマウスバリアント(配列番号20)にカップリングした。カップリングしたペプチドは、PRNをOMVに、それらの単純な混合後に結合させると予期される。対照タンパク質として、PRN単独(配列番号19)、およびOMVに結合するはずのないmCRAMPのスクランブル型(配列番号21)に連結したPRNを使用した。全てのタンパク質は、Hisタグと共に提供され、組換えタンパク質として産生される。使用されるOMVは髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)由来のものである(ΔPorB ΔRmpM ΔlpxL1 Δcps)。
ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)由来の病原因子であるパータクチン(PRN)を、ヒト抗微生物ペプチドであるLL-37(配列番号22)、またはmCRAMPと呼ばれるそのマウスバリアント(配列番号20)にカップリングした。カップリングしたペプチドは、PRNをOMVに、それらの単純な混合後に結合させると予期される。対照タンパク質として、PRN単独(配列番号19)、およびOMVに結合するはずのないmCRAMPのスクランブル型(配列番号21)に連結したPRNを使用した。全てのタンパク質は、Hisタグと共に提供され、組換えタンパク質として産生される。使用されるOMVは髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)由来のものである(ΔPorB ΔRmpM ΔlpxL1 Δcps)。
材料および方法
ドットブロットストック
p69 0.35mg/ml
P69 mCRAMP 0.54mg/ml
p69 スクランブルmCRAMP 1.19mg/ml
OMV(MenB) 1.23mg/ml
ドットブロットストック
p69 0.35mg/ml
P69 mCRAMP 0.54mg/ml
p69 スクランブルmCRAMP 1.19mg/ml
OMV(MenB) 1.23mg/ml
ドットブロット
2つの1.5μlのドットをニトロセルロースの切断片に載せた。PRN、PRN-LL37、PRN-mCRAMPまたはPRN-スクランブルmCRAMPの1つのドット、およびOMVの1つのドット。その後、ニトロセルロース片を1mlのWst緩衝液(0.1Mトリス、1.54M NaCl、5%Tween-80、pH=7.4)で5分間、3回洗浄した。次に、ニトロセルロース片を第1のドットと同じタンパク質5μlと共にインキュベートした。染色手順は、Wst緩衝液での洗浄、抗his AbとのWst緩衝液中でのインキュベーション、Wst緩衝液での洗浄、抗マウスIgG-APとのwst-0.5%中でのインキュベーション、Wst緩衝液での洗浄、MiliQでの洗浄、APミックスとのインキュベーション、およびMiliQでの再洗浄からなった。結合タンパク質の量を、CLIQSソフトウェアを使用して、必要に応じてBio-Radドットブロット装置と組み合わせて決定した。OMV結合タンパク質の量を決定するために、染色されたドットの強度を、標準手順を使用して、対照タンパク質およびOMVの希釈系列と比較した。
2つの1.5μlのドットをニトロセルロースの切断片に載せた。PRN、PRN-LL37、PRN-mCRAMPまたはPRN-スクランブルmCRAMPの1つのドット、およびOMVの1つのドット。その後、ニトロセルロース片を1mlのWst緩衝液(0.1Mトリス、1.54M NaCl、5%Tween-80、pH=7.4)で5分間、3回洗浄した。次に、ニトロセルロース片を第1のドットと同じタンパク質5μlと共にインキュベートした。染色手順は、Wst緩衝液での洗浄、抗his AbとのWst緩衝液中でのインキュベーション、Wst緩衝液での洗浄、抗マウスIgG-APとのwst-0.5%中でのインキュベーション、Wst緩衝液での洗浄、MiliQでの洗浄、APミックスとのインキュベーション、およびMiliQでの再洗浄からなった。結合タンパク質の量を、CLIQSソフトウェアを使用して、必要に応じてBio-Radドットブロット装置と組み合わせて決定した。OMV結合タンパク質の量を決定するために、染色されたドットの強度を、標準手順を使用して、対照タンパク質およびOMVの希釈系列と比較した。
結果
ドットブロットを使用して、他のmCRAMP/LL-37融合タンパク質の結合を実証した。図2AおよびBは、LL-37またはmCRAMPに連結したPRNはOMVに結合するが、PRNのみまたはスクランブルmCRAMPに連結したPRNはOMVに結合しないことを示す。図2Cは、ドットブロットに存在するOMVの量と結合したPRN-mCRAMPの量との間の強力な相関を示す。
ドットブロットを使用して、他のmCRAMP/LL-37融合タンパク質の結合を実証した。図2AおよびBは、LL-37またはmCRAMPに連結したPRNはOMVに結合するが、PRNのみまたはスクランブルmCRAMPに連結したPRNはOMVに結合しないことを示す。図2Cは、ドットブロットに存在するOMVの量と結合したPRN-mCRAMPの量との間の強力な相関を示す。
[実施例2]
本発明者らは、OMVに結合したエンテロウイルス-71に由来する抗原に応答する(中和)抗体の誘導を評価した。抗原を、C末端タグLL-37またはヒト抗微生物ペプチドLL-37のマウスオルソログ(mCRAMP)と共に産生した。これらのタンパク質またはペプチドを精製OMVと個々に組み合わせて、OMV-抗原複合体を形成した。
本発明者らは、OMVに結合したエンテロウイルス-71に由来する抗原に応答する(中和)抗体の誘導を評価した。抗原を、C末端タグLL-37またはヒト抗微生物ペプチドLL-37のマウスオルソログ(mCRAMP)と共に産生した。これらのタンパク質またはペプチドを精製OMVと個々に組み合わせて、OMV-抗原複合体を形成した。
材料および方法
外膜小胞(Nonamen)
天然髄膜炎菌OMVワクチンは、過去にDutch Vaccine Institute(NVI)/Institute for translational vaccinology(Intravacc)によって開発されており、高度なブレブ形成(rmpM突然変異)、LPSの毒性除去(lpxL1突然変異)、莢膜の喪失(座位全体の欠失)およびPorBの喪失(遺伝子欠失)、ならびに株1つ当たり3つの異なるporA遺伝子の発現のために操作された3つの髄膜炎菌株由来のOMVからなる。本実験では、1つの株由来のOMV(PorA亜型14、1および3を発現する)を担体として使用した。
外膜小胞(Nonamen)
天然髄膜炎菌OMVワクチンは、過去にDutch Vaccine Institute(NVI)/Institute for translational vaccinology(Intravacc)によって開発されており、高度なブレブ形成(rmpM突然変異)、LPSの毒性除去(lpxL1突然変異)、莢膜の喪失(座位全体の欠失)およびPorBの喪失(遺伝子欠失)、ならびに株1つ当たり3つの異なるporA遺伝子の発現のために操作された3つの髄膜炎菌株由来のOMVからなる。本実験では、1つの株由来のOMV(PorA亜型14、1および3を発現する)を担体として使用した。
抗原標的
EV71ウイルスを第1の候補として評価した。EV71のウイルスタンパク質(VP1およびVP2)の直鎖エピトープは、文献に十分に記載されている。EV71は、手足口病(HFMD)の主な原因であり、アジアでは大きな問題である。EV71粒子は、4つのウイルスカプシドタンパク質VP1~VP4によって保護されている単一のRNA分子から構成され、これらのうちVP1は多くの中和エピトープを含有し、主要な免疫原性カプシドタンパク質として振る舞うため、EV71-VP1がワクチン開発の理想的な標的となる。
EV71ウイルスを第1の候補として評価した。EV71のウイルスタンパク質(VP1およびVP2)の直鎖エピトープは、文献に十分に記載されている。EV71は、手足口病(HFMD)の主な原因であり、アジアでは大きな問題である。EV71粒子は、4つのウイルスカプシドタンパク質VP1~VP4によって保護されている単一のRNA分子から構成され、これらのうちVP1は多くの中和エピトープを含有し、主要な免疫原性カプシドタンパク質として振る舞うため、EV71-VP1がワクチン開発の理想的な標的となる。
EV71ウイルスタンパク質1
この研究では、EV71-C4の完全VP1タンパク質(NCBI受託番号JN256062)をOMVにカップリングさせて、OMVをウイルスワクチン開発のためのプラットフォームとして使用することに関する実現可能性を調査した。VP1をN末端において、精製のための6×HISタグに連結し(配列番号23)、ヒトの抗微生物ペプチド(LL-37)またはマウスの抗微生物ペプチド(mCRAMP)をC末端に結合した。組換えタンパク質の配列をそれぞれ配列番号24(VP1-mCRAMP)および配列番号25(VP1-LL37)に示す。完全タンパク質は、C末端に連結したLL-37またはmCRAMPを介してOMVと会合すると考えられる。タンパク質の発現を293細胞(哺乳動物での発現)および大腸菌(E. Coli)において評価した。
この研究では、EV71-C4の完全VP1タンパク質(NCBI受託番号JN256062)をOMVにカップリングさせて、OMVをウイルスワクチン開発のためのプラットフォームとして使用することに関する実現可能性を調査した。VP1をN末端において、精製のための6×HISタグに連結し(配列番号23)、ヒトの抗微生物ペプチド(LL-37)またはマウスの抗微生物ペプチド(mCRAMP)をC末端に結合した。組換えタンパク質の配列をそれぞれ配列番号24(VP1-mCRAMP)および配列番号25(VP1-LL37)に示す。完全タンパク質は、C末端に連結したLL-37またはmCRAMPを介してOMVと会合すると考えられる。タンパク質の発現を293細胞(哺乳動物での発現)および大腸菌(E. Coli)において評価した。
HIS-VP1-LL-37タンパク質は293-6E細胞によって首尾良く産生される。約50kDaの推定分子量が、還元条件下のウェスタンブロット解析によって細胞培養上清および細胞デブリにおいて検出された(データは示していない)。LL-37の発現レベルは約0.1~0.5mg/Lであった。HIS-VP1-LL37タンパク質のより高い収率が大腸菌(E. Coli)における発現によって達成された。タンパク質は、変性とそれに続くNiカラムを使用した1ステップでの精製との後に封入体から得た。概ね0.14~0.20mg/mlの70~85%純粋タンパク質が1リットルスケールから回収された。
ペプチド
複数の論文において、マウスにおける免疫化後に抗体を誘導する、EV71のVP1およびVP2由来の直鎖ペプチドエピトープ(1~3、5)が記載されている。選ばれたこれらのペプチドを認識する抗体は、in vitroでもウイルスを中和することができる。EV71のいくつかの遺伝子型が公知であるため、本発明者らは選択を行った。この目的に関し、C4およびB4遺伝子型は、過去10年で生じたアウトブレイクにおいて最も蔓延している。直鎖エピトープのC4遺伝子型とB4遺伝子型との間のペプチド配列における相違を、この研究で用いたペプチドと共に表1に示す。
複数の論文において、マウスにおける免疫化後に抗体を誘導する、EV71のVP1およびVP2由来の直鎖ペプチドエピトープ(1~3、5)が記載されている。選ばれたこれらのペプチドを認識する抗体は、in vitroでもウイルスを中和することができる。EV71のいくつかの遺伝子型が公知であるため、本発明者らは選択を行った。この目的に関し、C4およびB4遺伝子型は、過去10年で生じたアウトブレイクにおいて最も蔓延している。直鎖エピトープのC4遺伝子型とB4遺伝子型との間のペプチド配列における相違を、この研究で用いたペプチドと共に表1に示す。
これらのペプチドの、末端システイン、GSリンカー、Hisタグ、mCRAMPおよび/またはLL37と組み合わせた種々の形態を開発した。全てのペプチド(表1)は、in vitro合成(Pepscan、Lelystad、The Netherlands)を使用して合成した。
ペプチドを、LL37(またはmCRAMP)配列を介してOMVに会合させた。ペプチドおよびVP1タンパク質の、2回の免疫化後に中和抗体を誘導する能力(OMVとの組合せまたはOMVの非存在下)をマウスにおいて評価した。
マウスモデル
AC57BL/6マウスを、クリック-OMVワクチンのパネルで免疫化した。各群について、10匹のマウスに、構築したワクチンのそれぞれを用いて2回ワクチン接種し、陽性対照群を不活化EV71ウイルスで免疫化した。ワクチン(陽性対照を除く)をPBS中で混合し、一晩37℃に保った。翌日(約18時間)、全てのマウスを免疫化した。この免疫化を4週間後に繰り返した。2回目の免疫化の2週間後に、マウスを屠殺し、血清を全てのマウスから採取した。ワクチン接種スキームおよび実験設定については表2を参照のこと。
AC57BL/6マウスを、クリック-OMVワクチンのパネルで免疫化した。各群について、10匹のマウスに、構築したワクチンのそれぞれを用いて2回ワクチン接種し、陽性対照群を不活化EV71ウイルスで免疫化した。ワクチン(陽性対照を除く)をPBS中で混合し、一晩37℃に保った。翌日(約18時間)、全てのマウスを免疫化した。この免疫化を4週間後に繰り返した。2回目の免疫化の2週間後に、マウスを屠殺し、血清を全てのマウスから採取した。ワクチン接種スキームおよび実験設定については表2を参照のこと。
結果
EV71 VP1タンパク質に対する抗体のレベル
免疫化したマウスが抗原に対する抗体を産生したか否かを決定するために、初期ELISAを、ワクチンに存在するEV71 VP1タンパク質およびOMVに対して、プールされた血清において実施した。OMVに対する高いIgG価は、OMVで免疫化した群においてのみ検出された(データは示していない)。EV71 VP1タンパク質に対する抗体もまた検出することができた(データは示していない)。EV71 VP1タンパク質コーティングを用いるELISAを、個々のマウス血清を用いて繰り返した(図3)。EV71 VP1タンパク質に対する総IgG応答は、陰性群(PBSおよびOMV)がEV71に対するIgG抗体を産生しなかったことを示した。陽性群(不活化EV71)はIgG抗体を明確に誘導した。mCRAMPの存在によってタンパク質をOMVに連結させることは、連結していないタンパク質-OMV混合物と比較して、VP1特異的抗体産生の増加を示した。この増加は、マウスを、タンパク質に連結した、より少ない量のOMVで免疫化した場合、低減した。
EV71 VP1タンパク質に対する抗体のレベル
免疫化したマウスが抗原に対する抗体を産生したか否かを決定するために、初期ELISAを、ワクチンに存在するEV71 VP1タンパク質およびOMVに対して、プールされた血清において実施した。OMVに対する高いIgG価は、OMVで免疫化した群においてのみ検出された(データは示していない)。EV71 VP1タンパク質に対する抗体もまた検出することができた(データは示していない)。EV71 VP1タンパク質コーティングを用いるELISAを、個々のマウス血清を用いて繰り返した(図3)。EV71 VP1タンパク質に対する総IgG応答は、陰性群(PBSおよびOMV)がEV71に対するIgG抗体を産生しなかったことを示した。陽性群(不活化EV71)はIgG抗体を明確に誘導した。mCRAMPの存在によってタンパク質をOMVに連結させることは、連結していないタンパク質-OMV混合物と比較して、VP1特異的抗体産生の増加を示した。この増加は、マウスを、タンパク質に連結した、より少ない量のOMVで免疫化した場合、低減した。
VP1に対する特異的IgGサブクラスであるIgG1およびIgG2Aのレベルを、誘発された免疫応答の種類に対するさらなる洞察のためにELISAにおいて決定した。典型的には、IgG2A対IgG1比の変化は、よりTh1様の応答への変化を表す。大半の群において、サブクラスの抗体価の変化は、mCRAMPによってOMVに連結させたVP1タンパク質で免疫化したマウスを除いて存在しなかった。これらの群では、IgG2A:IgG1比の増加が観察された(図4A+B)。
EV71ウイルス(C4遺伝子型)に対する抗体のレベル
ELISAプレートを完全EV71ウイルスでコーティングしてELISAを行って、血清中のウイルス特異的抗体の量を決定した。図5に示す結果から、ウイルスに対する抗体が産生され、同じ全体的パターンの抗体応答が見出されたことが確認される。最も高い力価はVP1 mCRAMPタンパク質-OMVワクチンによって誘導された。したがって、マウスにおけるEV71ウイルスに対する抗体応答の増大は、タンパク質またはペプチドクリック-OMVワクチンによって誘導することができる。
ELISAプレートを完全EV71ウイルスでコーティングしてELISAを行って、血清中のウイルス特異的抗体の量を決定した。図5に示す結果から、ウイルスに対する抗体が産生され、同じ全体的パターンの抗体応答が見出されたことが確認される。最も高い力価はVP1 mCRAMPタンパク質-OMVワクチンによって誘導された。したがって、マウスにおけるEV71ウイルスに対する抗体応答の増大は、タンパク質またはペプチドクリック-OMVワクチンによって誘導することができる。
結論
- OMVに結合したペプチドまたはタンパク質は、マウスにおいて抗体応答を増大させる。
- mCRAMPを介してOMVに結合したVP1(EV71)タンパク質は、Th1応答への偏向を誘導する。
- OMVに結合したペプチドまたはタンパク質は、マウスにおいて抗体応答を増大させる。
- mCRAMPを介してOMVに結合したVP1(EV71)タンパク質は、Th1応答への偏向を誘導する。
したがって、この動物研究は、EV71抗原をOMVプラットフォームにカップリングさせることがEV71抗原およびウイルスに対する抗体応答を増大させることを実証する。抗微生物ペプチドmCRAMPを介して連結したVP1タンパク質は、結合していないVP1-OMVワクチンと比較して、VP1タンパク質および生ウイルスに対する抗体の産生を増加させた。
[実施例3]
本発明者らは、リンカーペプチドを介してPrnをOMVに結合させることによってPrnの免疫原性が増強され得るか否かを調査した。マウスを、抗原単独、OMVと混合した抗原、またはOMVにカップリングさせた抗原で2回免疫化した。その後、血清中の抗原に対する抗体レベルを測定した。髄膜炎菌(N. meningitidis)OMVにカップリングさせたPrnにおいて、2つの異なるカップリングペプチド、すなわちマウスmCRAMPおよびヒトLL-37ペプチドを使用した。
本発明者らは、リンカーペプチドを介してPrnをOMVに結合させることによってPrnの免疫原性が増強され得るか否かを調査した。マウスを、抗原単独、OMVと混合した抗原、またはOMVにカップリングさせた抗原で2回免疫化した。その後、血清中の抗原に対する抗体レベルを測定した。髄膜炎菌(N. meningitidis)OMVにカップリングさせたPrnにおいて、2つの異なるカップリングペプチド、すなわちマウスmCRAMPおよびヒトLL-37ペプチドを使用した。
材料および方法
研究物質の投与
ワクチンをs.c.注射によりマウスの鼠径部に投与した(総容量200μL)。ワクチン接種は2回とも針およびシリンジを使用して右手側に行った。
研究物質の投与
ワクチンをs.c.注射によりマウスの鼠径部に投与した(総容量200μL)。ワクチン接種は2回とも針およびシリンジを使用して右手側に行った。
血液試料採取
42日目に、血液を、安楽死の間に網膜動脈を介して個々に標識したチューブに採取した。血液試料を少なくとも30分間(ただし24時間以下)室温で放置し、その後、チューブのサイズに応じて、室温でエッペンドルフ遠心機において3500rpmで、または室温でSL 40R遠心機において15分間3000rpmで遠心分離した。血清を個々に標識したチューブに移し、解析まで-20℃未満で保存した。
42日目に、血液を、安楽死の間に網膜動脈を介して個々に標識したチューブに採取した。血液試料を少なくとも30分間(ただし24時間以下)室温で放置し、その後、チューブのサイズに応じて、室温でエッペンドルフ遠心機において3500rpmで、または室温でSL 40R遠心機において15分間3000rpmで遠心分離した。血清を個々に標識したチューブに移し、解析まで-20℃未満で保存した。
抗Prn抗体価の解析
抗Prn抗体の血清レベルを、マルチプレックスフローサイトメトリーイムノアッセイを使用して測定した。
抗Prn抗体の血清レベルを、マルチプレックスフローサイトメトリーイムノアッセイを使用して測定した。
結果の統計解析
群間の統計的有意性の検定を抗Prn抗体価について実施した。群間で生じ得る差を検出するために、クラスカル・ウォリス検定およびダンの検定を使用して実験群をプラセボ処置群と比較して、平均間の有意差を決定した。抗原と混合したOMVで処置した群と、抗原にカップリングしたOMVで処置した群との間で生じ得る差を検出するために、マン・ホイットニーのU検定を使用し、結果として得られたp値を、多重検定のためにベンジャミニ・ホッホバーグ(Benjamini-Hochberg)法を使用して補正した。FACSデータについては統計解析を実施しなかった。全ての結果は、p<0.05の場合に有意とみなした。
群間の統計的有意性の検定を抗Prn抗体価について実施した。群間で生じ得る差を検出するために、クラスカル・ウォリス検定およびダンの検定を使用して実験群をプラセボ処置群と比較して、平均間の有意差を決定した。抗原と混合したOMVで処置した群と、抗原にカップリングしたOMVで処置した群との間で生じ得る差を検出するために、マン・ホイットニーのU検定を使用し、結果として得られたp値を、多重検定のためにベンジャミニ・ホッホバーグ(Benjamini-Hochberg)法を使用して補正した。FACSデータについては統計解析を実施しなかった。全ての結果は、p<0.05の場合に有意とみなした。
結果
血清中の抗Prn価
OMVを伴わないPrnタンパク質の投与は、抗Prn IgGの誘導を引き起こさなかった(図6)。Prnタンパク質を、OMVと混合するかまたはmCRAMPを介してOMVとカップリングして投与した場合、抗Prn IgGレベルは有意に上昇し、これは、カップリング方法が抗原の免疫原性に影響を及ぼさないことを示した。
血清中の抗Prn価
OMVを伴わないPrnタンパク質の投与は、抗Prn IgGの誘導を引き起こさなかった(図6)。Prnタンパク質を、OMVと混合するかまたはmCRAMPを介してOMVとカップリングして投与した場合、抗Prn IgGレベルは有意に上昇し、これは、カップリング方法が抗原の免疫原性に影響を及ぼさないことを示した。
結論
マウスを、単独か、OMVと混合したか、またはOMVにカップリングしたボルデテラ・パーツシス(B. pertussis)抗原で免疫化した。OMVとのPrnタンパク質の投与はすでに抗Prn IgGの産生を誘導した。mCRAMPを介したPrnとOMVとのカップリングは、OMVと混合したPrnと比較して、抗Prn抗体レベルのさらなる上昇をもたらさなかった。これは、髄膜炎菌(N. meningitidis)OMVのPrnへの付加それ自体がすでにPrnの免疫原性を増加させることを示す。これはまた、カップリング方法が抗原の免疫原性に負に干渉しないことも示す。
マウスを、単独か、OMVと混合したか、またはOMVにカップリングしたボルデテラ・パーツシス(B. pertussis)抗原で免疫化した。OMVとのPrnタンパク質の投与はすでに抗Prn IgGの産生を誘導した。mCRAMPを介したPrnとOMVとのカップリングは、OMVと混合したPrnと比較して、抗Prn抗体レベルのさらなる上昇をもたらさなかった。これは、髄膜炎菌(N. meningitidis)OMVのPrnへの付加それ自体がすでにPrnの免疫原性を増加させることを示す。これはまた、カップリング方法が抗原の免疫原性に負に干渉しないことも示す。
[実施例4]
抗原として、Hsieh et al (2020)による論文のHexaProスパイクタンパク質に基づく、6つのプロリン置換を有する融合前状態のSARS-CoV-2スパイクタンパク質を使用した。mCRAMP配列をC末端に付加した。mCRAMP配列は、一緒に混合した後のスパイクタンパク質とOMVとの自発的会合を可能にする。このSARS-CoV-2ワクチンコンセプトの免疫原性を、鼻腔内経路、さらに比較のために筋肉内経路を介した投与後のマウスモデルにおいて試験した。マウスモデルは、これらのOMVワクチンの免疫原性に対する良好な読出しを実現する。防御を測定するために、シリアンハムスターモデルを使用した。シリアンハムスターを含む、SARS-CoV-2感染を研究するための種々の動物モデルがこれまでに試験されている。SARS-CoV-2モデル開発研究の結果を使用して、本研究における攻撃感染プロトコールを、攻撃経路、用量、および攻撃後の追跡に関して規定し、新規SARS-CoV-2ワクチン候補の有効性を確立するためにシリアンハムスターモデルの選択を規定した。この場合も、鼻腔内経路と筋肉内経路の両方を比較した。
抗原として、Hsieh et al (2020)による論文のHexaProスパイクタンパク質に基づく、6つのプロリン置換を有する融合前状態のSARS-CoV-2スパイクタンパク質を使用した。mCRAMP配列をC末端に付加した。mCRAMP配列は、一緒に混合した後のスパイクタンパク質とOMVとの自発的会合を可能にする。このSARS-CoV-2ワクチンコンセプトの免疫原性を、鼻腔内経路、さらに比較のために筋肉内経路を介した投与後のマウスモデルにおいて試験した。マウスモデルは、これらのOMVワクチンの免疫原性に対する良好な読出しを実現する。防御を測定するために、シリアンハムスターモデルを使用した。シリアンハムスターを含む、SARS-CoV-2感染を研究するための種々の動物モデルがこれまでに試験されている。SARS-CoV-2モデル開発研究の結果を使用して、本研究における攻撃感染プロトコールを、攻撃経路、用量、および攻撃後の追跡に関して規定し、新規SARS-CoV-2ワクチン候補の有効性を確立するためにシリアンハムスターモデルの選択を規定した。この場合も、鼻腔内経路と筋肉内経路の両方を比較した。
方法(マウス研究)
免疫化
BALB/cマウスを、鼻腔内(i.n.)または筋肉内(i.m.)経路を介して0および21日目に免疫化した。0、21および35日目に、血液を、SARS-CoV-2特異的中和抗体の誘導の評価のために採取した。群はそれぞれ10匹のマウスからなった。
免疫化
BALB/cマウスを、鼻腔内(i.n.)または筋肉内(i.m.)経路を介して0および21日目に免疫化した。0、21および35日目に、血液を、SARS-CoV-2特異的中和抗体の誘導の評価のために採取した。群はそれぞれ10匹のマウスからなった。
以下の群を含めた:
1.トリススクロース i.n.
2.OMV i.n.
3.スパイク i.n.
4.スパイクmCRAMP i.n.
5.OMV+スパイク i.n.
6.OMV+スパイクmCRAMP i.n.
7.トリススクロース i.m.
8.スパイク i.m.
9.スパイクmCRAMP i.m.
10.OMV+スパイク i.m.
11.OMV+スパイクmCRAMP i.m.
1.トリススクロース i.n.
2.OMV i.n.
3.スパイク i.n.
4.スパイクmCRAMP i.n.
5.OMV+スパイク i.n.
6.OMV+スパイクmCRAMP i.n.
7.トリススクロース i.m.
8.スパイク i.m.
9.スパイクmCRAMP i.m.
10.OMV+スパイク i.m.
11.OMV+スパイクmCRAMP i.m.
鼻腔内免疫化の場合、20μlの接種源を、ピペットを使用して両方の鼻孔に分割した。筋肉内免疫化の場合、50μlの接種源を外側大腿に注射した。
使用したOMV用量は免疫化1回当たり15μgのタンパク質であった。使用したスパイクおよびスパイクmCRAMP用量もまた免疫化1回当たり15μgのタンパク質であった。
OMVを、van de Waterbeemd et al (2013)によって記載されているようにEDTA抽出によって単離した。スパイクタンパク質をExpiCHO-S細胞において発現させ、Twin-Strepカラムを用いて精製した。
血清学的解析
ウイルス中和(VN)アッセイを、研究中に採取した試料に対して以下の通り実施した。手短に述べると、試料を30分間56度で熱失活した。その後、試料の連続2倍希釈液を、感染培地中、1:5の希釈率で出発して96ウェルプレートにおいて3連で作製した。次いで、試料希釈液を固定量のウイルス(200TCID50/ウェルまたは4000TCID50/ml)と共に1時間37度でインキュベートし、アッセイにおける血清の1:10の出発希釈率を得た。次に、ウイルス-抗体混合物をVero E6細胞培養単層を有するプレートに移し、この後に5~6日の37度でのインキュベーション期間が続いた。その後、プレートを、生存マーカー(vitality marker)WST8を使用してスコア化した。
ウイルス中和(VN)アッセイを、研究中に採取した試料に対して以下の通り実施した。手短に述べると、試料を30分間56度で熱失活した。その後、試料の連続2倍希釈液を、感染培地中、1:5の希釈率で出発して96ウェルプレートにおいて3連で作製した。次いで、試料希釈液を固定量のウイルス(200TCID50/ウェルまたは4000TCID50/ml)と共に1時間37度でインキュベートし、アッセイにおける血清の1:10の出発希釈率を得た。次に、ウイルス-抗体混合物をVero E6細胞培養単層を有するプレートに移し、この後に5~6日の37度でのインキュベーション期間が続いた。その後、プレートを、生存マーカー(vitality marker)WST8を使用してスコア化した。
結果(マウス研究)
ウイルス中和価は、スパイクタンパク質またはスパイクmCRAMPタンパク質のいずれかと組み合わせたOMVを投与された群においてのみ検出され、後者の群は、最も高い力価と最も多い数のレスポンダーとを示した。力価は、スパイクまたはスパイクmCRAMP単独を投与された群では検出されなかった。全体的な結果は、i.n.およびi.m.経路の免疫化後で類似した(図7)。
ウイルス中和価は、スパイクタンパク質またはスパイクmCRAMPタンパク質のいずれかと組み合わせたOMVを投与された群においてのみ検出され、後者の群は、最も高い力価と最も多い数のレスポンダーとを示した。力価は、スパイクまたはスパイクmCRAMP単独を投与された群では検出されなかった。全体的な結果は、i.n.およびi.m.経路の免疫化後で類似した(図7)。
方法(ハムスター研究)
免疫化
シリアンハムスターを、鼻腔内(i.n.)または筋肉内(i.m.)経路を介して0および21日目に免疫化した。研究中、動物の体重を測定し、血液を、SARS-CoV-2特異的中和抗体の誘導の評価のために採取した。2回目の免疫化の3週間後(42日目)に全ての動物を、BetaCoV/Munich/BavPat1/2020株の、10^4.0TCID50のSARS-CoV-2で鼻腔内攻撃した。
免疫化
シリアンハムスターを、鼻腔内(i.n.)または筋肉内(i.m.)経路を介して0および21日目に免疫化した。研究中、動物の体重を測定し、血液を、SARS-CoV-2特異的中和抗体の誘導の評価のために採取した。2回目の免疫化の3週間後(42日目)に全ての動物を、BetaCoV/Munich/BavPat1/2020株の、10^4.0TCID50のSARS-CoV-2で鼻腔内攻撃した。
以下の群を含めた:
1.トリススクロース i.n.
2.OMV i.n.
3.スパイク i.n.
4.スパイクmCRAMP i.n.
5.OMV+スパイク i.n.
6.OMV+スパイクmCRAMP i.n.
7.トリススクロース i.m.
8.OMV i.m.
9.スパイク i.m.
10.スパイクmCRAMP i.m.
11.OMV+スパイク i.m.
12.OMV+スパイクmCRAMP i.m.
1.トリススクロース i.n.
2.OMV i.n.
3.スパイク i.n.
4.スパイクmCRAMP i.n.
5.OMV+スパイク i.n.
6.OMV+スパイクmCRAMP i.n.
7.トリススクロース i.m.
8.OMV i.m.
9.スパイク i.m.
10.スパイクmCRAMP i.m.
11.OMV+スパイク i.m.
12.OMV+スパイクmCRAMP i.m.
攻撃後4日目に、群1つ当たり半数の動物をイソフルラン麻酔下での放血により屠殺し、剖検を実施し、残りの半数の動物は、攻撃後7日目にそれに続いた。
病理学
剖検時に肉眼所見を実施した。全ての肺葉を検査し、冒された肺組織のパーセンテージを背側から推定し、肉眼所見診断を記載し、左肺葉を10%ホルマリンで膨らませ、保存した。気管および鼻甲介を肉眼で評価し、ウイルス学および組織病理学のために試料採取した。相対肺重量を算出した。選択した組織の組織病理学的解析を全ての動物に対して実施した。10%ホルマリンでの固定後、左肺および左鼻甲介の切片ならびに消化管組織の切片をパラフィンに包埋し、組織片を組織学的検査のために染色した。組織病理学的評価には、うっ血、肺気腫、異物の存在、出血、細気管支肺胞の過形成および炎症、ならびに浮腫などの態様が含まれた。4連の10倍段階希釈液を使用して、Vero E6細胞のコンフルエント層におけるウイルス力価を決定した。この目的のために、試料(咽頭スワブおよび組織ホモジネート)の段階希釈液を作製し、Vero E6単層上において1時間37度でインキュベートした。単層を洗浄し、5または6日間37度でインキュベートし、生存マーカーWST8を使用してCPEについてスコア化した。咽頭スワブおよびホモジナイズ組織試料を使用して、ウイルスRNAをPCRによって検出した。上でマウス血清について記載したように、ウイルス中和価を決定した。
剖検時に肉眼所見を実施した。全ての肺葉を検査し、冒された肺組織のパーセンテージを背側から推定し、肉眼所見診断を記載し、左肺葉を10%ホルマリンで膨らませ、保存した。気管および鼻甲介を肉眼で評価し、ウイルス学および組織病理学のために試料採取した。相対肺重量を算出した。選択した組織の組織病理学的解析を全ての動物に対して実施した。10%ホルマリンでの固定後、左肺および左鼻甲介の切片ならびに消化管組織の切片をパラフィンに包埋し、組織片を組織学的検査のために染色した。組織病理学的評価には、うっ血、肺気腫、異物の存在、出血、細気管支肺胞の過形成および炎症、ならびに浮腫などの態様が含まれた。4連の10倍段階希釈液を使用して、Vero E6細胞のコンフルエント層におけるウイルス力価を決定した。この目的のために、試料(咽頭スワブおよび組織ホモジネート)の段階希釈液を作製し、Vero E6単層上において1時間37度でインキュベートした。単層を洗浄し、5または6日間37度でインキュベートし、生存マーカーWST8を使用してCPEについてスコア化した。咽頭スワブおよびホモジナイズ組織試料を使用して、ウイルスRNAをPCRによって検出した。上でマウス血清について記載したように、ウイルス中和価を決定した。
結果(ハムスター研究)
ウイルス中和価は主に、スパイクタンパク質またはスパイクmCRAMPタンパク質のいずれかと組み合わせたOMVを投与された群において検出された。OMV+スパイクmCRAMPを投与された群は、OMV+スパイクよりも高い力価を示した。力価は、OMVまたはスパイク単独を投与された群では検出されず、OMV群を伴わないスパイクmCRAMP群の一部のマウスにおいて低力価が検出されたのみであった。SARS-CoV-2での攻撃後、肺病変は、OMV+スパイクおよびOMV+スパイクmCRAMP群ではほとんど検出されなかった。全体的な結果は、i.n.およびi.m.経路の免疫化後で類似した(図8および9)。
ウイルス中和価は主に、スパイクタンパク質またはスパイクmCRAMPタンパク質のいずれかと組み合わせたOMVを投与された群において検出された。OMV+スパイクmCRAMPを投与された群は、OMV+スパイクよりも高い力価を示した。力価は、OMVまたはスパイク単独を投与された群では検出されず、OMV群を伴わないスパイクmCRAMP群の一部のマウスにおいて低力価が検出されたのみであった。SARS-CoV-2での攻撃後、肺病変は、OMV+スパイクおよびOMV+スパイクmCRAMP群ではほとんど検出されなかった。全体的な結果は、i.n.およびi.m.経路の免疫化後で類似した(図8および9)。
結論
マウスモデルとハムスターモデルの両方において、ウイルス中和抗体は、スパイクタンパク質がOMVと組み合わされる場合に誘導される。ハムスターモデルでは、OMVと組み合わせたスパイクタンパク質を用いてワクチン接種を行った場合、肺病変は攻撃後ほとんど見出されない。C末端mCRAMPタグの付加は両方のモデルにおいて防御応答を増大させる。全体として、これらのデータは、(i)ナイセリア(Neisseria)OMVがCovid-19スパイクタンパク質に効果的なアジュバント/送達系であること、および(ii)mCRAMPタグによるOMV会合の増加が防御応答を向上させることを示す。
マウスモデルとハムスターモデルの両方において、ウイルス中和抗体は、スパイクタンパク質がOMVと組み合わされる場合に誘導される。ハムスターモデルでは、OMVと組み合わせたスパイクタンパク質を用いてワクチン接種を行った場合、肺病変は攻撃後ほとんど見出されない。C末端mCRAMPタグの付加は両方のモデルにおいて防御応答を増大させる。全体として、これらのデータは、(i)ナイセリア(Neisseria)OMVがCovid-19スパイクタンパク質に効果的なアジュバント/送達系であること、および(ii)mCRAMPタグによるOMV会合の増加が防御応答を向上させることを示す。
参考文献
Claims (16)
- 外膜小胞(OMV)、脊椎動物の抗微生物ペプチド(AMP)、および抗原の複合体であって、前記AMPが非共有結合によって前記OMVと複合体形成しており、かつ、前記抗原が前記AMPにコンジュゲートしている、前記複合体。
- 前記抗原が、前記抗原および前記AMPを単一のポリペプチド鎖に含む融合タンパク質中において前記AMPに共有結合している、請求項1に記載の複合体。
- 前記AMPが、カテリシジン、好ましくは非ヒトカテリシジン、さらに好ましくはmCRAMPである、請求項1または2に記載の複合体。
- 前記抗原が、感染性疾患および/または腫瘍に関連する抗原である、請求項1~3のいずれか一項に記載の複合体。
- 前記OMVが、界面活性剤で抽出されたOMVではなく、好ましくは、前記OMVが、自然に生じるOMVまたはネイティブなOMVであり、好ましくはネイティブなOMVである、請求項1~4のいずれか一項に記載の複合体。
- 前記OMVが、少なくとも部分的に毒性除去されたLPSを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の複合体。
- 前記OMVがグラム陰性細菌から得ることができ、かつ、前記グラム陰性細菌が、
a)毒性が低減したLPSを前記細菌に産生させる遺伝子改変であって、好ましくは、lpxL1、lpxL2、lpxA、lpxD、およびlpxK遺伝子、もしくはこれらのホモログのうちの少なくとも1つの発現を低減させるもしくはまたはなくす、ならびに/または、lpxP、lpxE、lpxF、およびpagL遺伝子のうちの少なくとも1つの発現を増大させる遺伝子改変、ならびに
b)小胞の形成を増大させる遺伝子改変であって、好ましくは、ompA遺伝子またはこれらのホモログ、さらに好ましくはrmpM遺伝子またはこれらのホモログの発現を低減させるまたはなくす遺伝子改変
のうちの少なくとも1つを好ましくは含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の複合体。 - 前記グラム陰性細菌が、ナイセリア属(Neisseria)、ボルデテラ属(Bordetella)、大腸菌属(Escherichia)、およびサルモネラ属(Salmonella)からなる群から選択される属に属し、好ましくは、前記細菌が、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、ボルデテラ・パーツシス(Bordetella pertussis)、大腸菌(Escherichia coli)、およびサルモネラ・エンテリカ(Salmonella enterica)からなる群から選択される属に属する、請求項7に記載の複合体。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の複合体および薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物。
- 医薬として使用するための、請求項1~8のいずれか一項に記載の複合体または請求項9に記載の医薬組成物。
- 抗原に対する対象における免疫応答の誘導または刺激を含む処置において使用するための、請求項1~8のいずれか一項に記載に記載の複合体または請求項9に記載の医薬組成物。
- 鼻腔内にまたは筋肉内に投与される、請求項10または11に記載の使用のための複合体。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載のAMPにコンジュゲートした抗原であって、好ましくは、前記AMPにコンジュゲートした前記抗原が、請求項2~4のいずれか一項に記載の融合タンパク質である、前記抗原。
- 請求項2~4のいずれか一項に記載の融合タンパク質をコードする核酸。
- 請求項2~4のいずれか一項に記載の融合タンパク質を発現する宿主細胞であって、好ましくは請求項14に記載の核酸を含む、前記宿主細胞。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の複合体を産生するための方法であって、
i)請求項7または8に記載のグラム陰性細菌の集団をOMVの産生に有利な条件下で培養するステップ、
ii)i)で産生された前記OMVを回収するステップ、
iii)ii)で回収された前記OMVを、請求項1~4のいずれか一項に記載の抗原にコンジュゲートしたAMPと、前記AMPと前記OMVとの間の非共有結合複合体の形成に有利な条件下で接触させるステップ、および
vi)必要に応じて、前記複合体を回収するステップ
を含む、前記方法。
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