JP2023528462A - ナノボディ(vhh)コンジュゲートおよびそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
本願明細書においては、VHHコンジュゲートを含む組成物および疾患を処置する際のそれらの使用が提供される。
Description
関連出願
本願は、2020年6月2日出願の「NANOBODY (VHH) CONJUGATES AND USES THERE OF」と題するU.S.仮出願シリアルNo.63/033,710および2021年2月26日出願の「NANOBODY (VHH) CONJUGATES AND USES THERE OF」と題するU.S.仮出願シリアルNo.63/154,455の35U.S.C.§119(e)による利益を主張する。これらのそれぞれの内容全体は参照によって本願に組み込まれる。
本願は、2020年6月2日出願の「NANOBODY (VHH) CONJUGATES AND USES THERE OF」と題するU.S.仮出願シリアルNo.63/033,710および2021年2月26日出願の「NANOBODY (VHH) CONJUGATES AND USES THERE OF」と題するU.S.仮出願シリアルNo.63/154,455の35U.S.C.§119(e)による利益を主張する。これらのそれぞれの内容全体は参照によって本願に組み込まれる。
連邦出資の研究
本発明は、国立衛生研究所によって授与されたP01DK011794による政府の援助によってなされた。政府は本発明にある種の権利を有する。
本発明は、国立衛生研究所によって授与されたP01DK011794による政府の援助によってなされた。政府は本発明にある種の権利を有する。
ヒト集団のおよそ10%は、軽度から命を脅かすまでの症状によって付随される自己免疫状態を患う。自己免疫疾患のための現行の処置は一般的な免疫抑制を包含し、これはあらゆる種類の抗原に対する応答を鈍らせる。これは感染およびことによるとさらには悪性物の増大したリスクに患者を曝す。
本開示は、いくつかの側面において、抗原および/または薬剤(例えば、抗炎症薬剤または炎症促進薬剤)にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体断片(ナノボディ/VHH)を含む1つ以上のコンジュゲートを含む組成物を提供し、VHHは抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、抗原および薬剤(例えば、抗炎症薬剤または炎症促進薬剤)は同じVHHにコンジュゲート化される。いくつかの態様において、抗原および薬剤(例えば、抗炎症薬剤または炎症促進薬剤)は2つのVHHにコンジュゲート化される。
本願に記載されるコンジュゲートは抗原提示細胞(APC)に関与し、これは非炎症性状態においては寛容に至り得るが、炎症性状態におけるAPCの関与は外来抗原に対する強い免疫応答を誘起し得る。驚くべきことに、本願においては、本開示の組成物は、抗原が自己抗原でありかつ薬剤が抗炎症薬剤であるときには、VHH-抗原が単独で投与されるときと比較して、免疫寛容を誘導することおよび対象の自己免疫疾患の症状を軽減することにおいて有意に有効であるということが見出された。類似に、本開示の組成物は、抗原が病原体からであるときにかつ薬剤が炎症促進薬剤であるときに、VHH-抗原が単独で投与されるときと比較して、抗原および/または病原体に対する免疫応答を誘導することにおいて有意に有効である。
本開示のいくつかの側面は:
(i)VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲート;または
(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲート、
を含む組成物を提供する。いくつかの態様において、APC上の表面蛋白質はMHCII、CD11c、DEC205、DC-SIGN、CLEC9a、CD103、CX3CR1、CD1a、およびF4/80からなる群から選択される。いくつかの態様において、標的化部分は、ペプチド断片、一本鎖断片可変部(scFv)、ダイアボディ、Fab、または類似のフォーマットを包含するがこれらに限定されない天然のまたは合成のポリペプチドによって置き換えられ得る。
(i)VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲート;または
(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲート、
を含む組成物を提供する。いくつかの態様において、APC上の表面蛋白質はMHCII、CD11c、DEC205、DC-SIGN、CLEC9a、CD103、CX3CR1、CD1a、およびF4/80からなる群から選択される。いくつかの態様において、標的化部分は、ペプチド断片、一本鎖断片可変部(scFv)、ダイアボディ、Fab、または類似のフォーマットを包含するがこれらに限定されない天然のまたは合成のポリペプチドによって置き換えられ得る。
いくつかの態様において、組成物は、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する。いくつかの態様において、VHHは配列番号1のアミノ酸配列を含む。さらなる態様において、抗原または抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHは、所定のコンジュゲートをコードするDNAまたはRNA分子のフォーマットを有し得る。
いくつかの態様において、MHCIIに結合するVHHはさらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETG(配列番号29)を含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETGG(配列番号43)を含む。いくつかの態様において、抗炎症薬剤または抗原はソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化される。いくつかの態様において、抗炎症薬剤はさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む。さらなる態様において、コンジュゲートは、遺伝子融合、他のライゲーション酵素(例えば、ブテラーゼ、OaAEP1、サブチリガーゼなど)、または化学的方法(例えば、2-ピリジンカルボアルデヒド(2-PCA)を用いるN末端修飾など)の手段によって産生される。
いくつかの態様において、組成物は、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方はCD11cに結合する。いくつかの態様において、VHHは配列番号2のアミノ酸配列を含む。さらなる態様において、抗原または抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHは、所定の付加体をコードするDNAまたはRNA分子のフォーマットを有し得る。
いくつかの態様において、CD11cに結合するVHHはさらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETG(配列番号29)を含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETGG(配列番号43)を含む。いくつかの態様において、抗炎症薬剤または抗原はソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化される。いくつかの態様において、抗炎症薬剤はさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む。さらなる態様において、コンジュゲートは、遺伝子融合、他のライゲーション酵素(例えば、ブテラーゼ、OaAEP1、サブチリガーゼなど)、または化学的方法(例えば、2-ピリジンカルボアルデヒド(2-PCA)を用いるN末端修飾など)の手段によって産生される。
いくつかの態様において、組成物は、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHはAPC上の異なる表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、第1のVHHはMHCIIに結合し、第2のVHHはCD11cに結合する。いくつかの態様において、第1のVHHはDEC205に結合し、第2のVHHはMHCIIに結合する。
いくつかの態様において、抗炎症薬剤はステロイド性抗炎症薬剤であり:デキサメタゾン、プレドニゾン、プレドニゾロン、トリアムシノロン、メチルプレドニゾロン、およびベタメタゾンからなる群から選択される。いくつかの態様において、抗炎症薬剤は非ステロイド性抗炎症薬剤であり:アスピリン、セレコキシブ、ジクロフェナク、イブプロフェン、ケトプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピロキシカム、シクロスポリンA、およびカルシトリオールからなる群から選択される。いくつかの態様において、抗炎症薬剤は抗炎症性サイトカインであり、IL-10、IL-35、IL-4、IL-11、IL-13、およびTGFβからなる群から選択される。
いくつかの態様において、抗原はポリペプチド、多糖、炭水化物、脂質、核酸、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの態様において、抗原は自己抗原である。いくつかの態様において、自己抗原はミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質、ミエリンプロテオリピド蛋白質、シトルリン化フィブリノーゲン、インスリン、クロモグラニンA、グルタミン酸デカルボキシラーゼ65キロダルトンアイソフォーム(GAD65)、デスモグレイン1(DSG1)、デスモグレイン3(DSG3)、アセチルコリン受容体(AChR)、筋特異的チロシンキナーゼ(MuSK)、リボ核蛋白質から選択される。いくつかの態様において、抗原は、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質を含む。いくつかの態様において、抗原は第IX因子、第VIII因子、インスリン、およびAAV由来蛋白質から選択される。
本開示の他の側面は、それを必要とする対象に本願に記載される組成物を投与することを含む方法を提供する。いくつかの態様において、投与される組成物は、(i)VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲート;または(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートを含む。いくつかの態様において、方法は、抗原に対する免疫寛容を誘導するためである。いくつかの態様において、方法は、自己免疫疾患を処置するためである。いくつかの態様において、自己免疫疾患は自己免疫性脳脊髄炎、多発性硬化症、I型糖尿病、尋常性天疱瘡、重症筋無力症、ループス、セリアック病、および炎症性腸疾患(IBD)からなる群から選択される。いくつかの態様において、投与は静脈内である。いくつかの態様において、対象はヒトである。
本開示の他の側面は:
(i)VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲート;または
(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲート、
を含む組成物を提供する。いくつかの態様において、APC上の表面蛋白質はMHCII、CD11c、DEC205、DC-SIGN、CLEC9a、CD103、CX3CR1、CD1a、およびF4/80からなる群から選択される。いくつかの態様において、標的化部分は、ペプチド断片、一本鎖断片可変部(scFv)、ダイアボディ、Fab、または類似のフォーマットを包含するがこれらに限定されない天然のまたは合成のポリペプチドによって置き換えられ得る。
(i)VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲート;または
(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲート、
を含む組成物を提供する。いくつかの態様において、APC上の表面蛋白質はMHCII、CD11c、DEC205、DC-SIGN、CLEC9a、CD103、CX3CR1、CD1a、およびF4/80からなる群から選択される。いくつかの態様において、標的化部分は、ペプチド断片、一本鎖断片可変部(scFv)、ダイアボディ、Fab、または類似のフォーマットを包含するがこれらに限定されない天然のまたは合成のポリペプチドによって置き換えられ得る。
いくつかの態様において、組成物は、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する。いくつかの態様において、VHHは配列番号1のアミノ酸配列を含む。さらなる態様において、抗原または炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHは、所定のコンジュゲートをコードするDNAまたはRNA分子のフォーマットを有し得る。
いくつかの態様において、MHCIIに結合するVHHはさらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETG(配列番号29)を含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETGG(配列番号43)を含む。いくつかの態様において、炎症促進薬剤または抗原はソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化される。いくつかの態様において、炎症促進薬剤はさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む。さらなる態様において、コンジュゲートは、遺伝子融合、他のライゲーション酵素(例えば、ブテラーゼ、OaAEP1、サブチリガーゼなど)、または化学的方法(例えば、2-ピリジンカルボアルデヒド(2-PCA)を用いるN末端修飾など)の手段によって産生される。
いくつかの態様において、組成物は、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する。いくつかの態様において、VHHは配列番号2のアミノ酸配列を含む。さらなる態様において、抗原または炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHは、所定のコンジュゲートをコードするDNAまたはRNA分子のフォーマットを有し得る。
いくつかの態様において、CD11cに結合するVHHは、さらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETG(配列番号29)を含む。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はアミノ酸配列LPETGG(配列番号43)を含む。いくつかの態様において、炎症促進薬剤または抗原はソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化される。いくつかの態様において、炎症促進薬剤はさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む。さらなる態様において、コンジュゲートは、遺伝子融合、他のライゲーション酵素(例えば、ブテラーゼ、OaAEP1、サブチリガーゼなど)、または化学的方法(例えば、2-ピリジンカルボアルデヒド(2-PCA)を用いるN末端修飾など)の手段によって産生される。
いくつかの態様において、組成物は、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHはAPV上の異なる表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、第1のVHHはMHCIIに結合し、第2のVHHはCD11cに結合する。いくつかの態様において、第1のVHHはDEC205に結合し、第2のVHHはMHCIIに結合する。
いくつかの態様において、炎症促進薬剤は:TLR9アゴニスト、LPS、HMGB1蛋白質、IL2、IL12、およびCD40Lからなる群から選択される。
いくつかの態様において、抗原はポリペプチド、多糖、炭水化物、脂質、核酸、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの態様において、抗原は微生物病原体からである。いくつかの態様において、微生物病原体はマイコバクテリア、細菌、真菌、ウイルス、寄生虫、またはプリオンである。いくつかの態様において、抗原はSARS-CoV-2スパイク蛋白質を含む。
いくつかの態様において、抗原は腫瘍抗原である。
いくつかの態様において、組成物はワクチン組成物である。
本開示の他の側面は、それを必要とする対象に本願に記載される組成物を投与することを含む方法を提供する。いくつかの態様において、組成物は、(i)VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲート;または(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートを含む。いくつかの態様において、方法は、抗原に対する免疫応答を誘導するためである。いくつかの態様において、抗原は微生物病原体からであり、方法は、病原体によって引き起こされる感染を処置するためである。いくつかの態様において、方法は治療的または予防的である。いくつかの態様において、抗原は腫瘍抗原であり、方法は癌を処置するためである。
いくつかの態様において、投与は静脈内である。いくつかの態様において、対象はヒトである。
上の概要は、限定しない様式で、本願において開示されるテクノロジーの態様、利点、特徴、および使用のいくつかを例解することを意味される。本願において開示されるテクノロジーの他の態様、利点、特徴、および使用は、詳細な記載、図面、例、および請求項から明らかになるであろう。
付随する図面は一定縮尺で描画されることを意図されていない。図面において、種々の図において例解されている各同一のまたは同一に近いコンポーネントは、同類の数字によって表される。明瞭性の目的のために、あらゆるコンポーネントがあらゆる図面において標識されるわけではなくあり得る。図面において:
VHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズは、EAEからの持続的な保護を提供する。(図1A)GGGを持つ抗原ペプチドによるナノボディC末端ソルターゼ標識の模式図。(図1B)精製されたVHHMHCIIおよびVHHMHCII-抗原付加体のLC-MS。(図1C~E)VHH-ペプチドの予防的処置を3(図1C)、2(図1D)、および1ドーズ(単数または複数)(図1E)で指示されている通り受けたマウスの平均疾患スコア。疾患スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。**p<0.01、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。(図1F)1ドーズのVHH-抗原を受けたマウスのエンドポイントにおいて収集された脊髄のTh1およびTh17CD4+リンパ球のフローサイトメトリー。FoxP3+CD4+制御性T細胞の度数もまた指示されている。データは平均+/-SEMとして示されている。n.s.有意でない;*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。VHH-抗原付加体のシングルドーズを受けたマウスからの脊髄切片の代表的な(図1G)H&Eおよび(図1H)ルクソールファストブルー染色。スケールバー100μm。(図1I)VHH-ペプチドの予防的処置をEAEの誘導に先行して60、30、および7日に受けたマウスの平均疾患スコア。(図1J)MOG/CFA/PTXおよびMOG/IFA/PTXによる複数の負荷に付されたVHHMHCII-MOG35-55レシピエントの平均臨床スコア。*p<0.05、**p<0.01、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。
脾臓CD11c+樹状細胞は抗原提示を増強することによってVHHMHCII-MOG35-55寛容誘導の原因である。(図2A)インビボのVHHMHCIIの生体内分布。VHHMHCII-Alexa647がMHCII-GFPマウスに静脈内注射された。注射の1.5時間後に、脾臓、全血、および鼠径部リンパ節(iLN)が収集され、フローサイトメトリーによって分析された。(図2B)VHHMHCII-OVA323-339によってまたはVHHMHCII-MOG35-55によって処置されたマウスからの脾細胞および末梢血単核細胞(PBMC)を受けたマウスの平均臨床スコア。(図2C)EAEの誘導に先行して、指示されている細胞サブセットの枯渇化後に、VHHMHCII-OVA323-339またはVHHMHCII-MOG35-55による予防的処置を受けたマウスの平均臨床スコア。(図2D)指示されているVHH-抗原を受けたマウスの平均疾患スコア。(図2E)精製されたVHHMHCII-MOG17-78のLC-MS。(図2F)VHH-ペプチドの予防的処置を受けたマウスの平均疾患スコア。***p<0.001、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。
VHHMHCII-MOG35-55はMOG35-55特異的なCD4T細胞上の共抑制性受容体を上方制御する。(図3A)コンジェニックにマーキングされたCD45.1マウスが、VHH-抗原の輸液に1日先行して、CellTrace Violet標識されたCD45.2の2D2のCD4T細胞を受けた。脾臓、血液、および鼠径部リンパ節(iLN)の2D2のCD4T細胞数が、フローサイトメトリーによって決定された。(図3B)Violet Trace希釈は2D2のT細胞の増殖を指示している。(図3C)別個の実験において、輸液後の第3日に、脾臓が収集され、CD45.2+CD4+TCRa3.2+TCRb11+細胞がそれらが経過した分裂数に従ってソーティングされ、それから、RNAseqによるトランスクリプトーム分析のために処理された。RNA-seqデータの火山プロットが、3つの分裂(div3)後のVHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの2D2のCD4T細胞を、VHHMHCII-OVA323-339を受けたマウスから回収された2D2のCD4T細胞と比較している。(図3D)2D2のCD4+T細胞上の共抑制性受容体の発現を示すヒートマップ。(図3E)CellTrace Violet希釈は第3日における2D2のT細胞の増殖を反映する。VHHMHCII-MOG35-55投与は2D2のCD4T細胞における表現型マーカーの独特のパターンに至る。代表的なフロー画像が示されている。各マーカーの平均蛍光強度(MFI)は平均+/-SEMとしてプロットされている。*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。(図3F)指示されている遺伝的背景の、VHHMHCII-OVA323-339またはVHHMHCII-MOG35-55による予防的処置を受けたマウスの平均疾患スコア;***p<0.001、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。(図3G)CD45.2の2D2のCD4T細胞を受けたCD45.1マウスが、第10日に、CFA中の乳化されたMOG35-55によるVHH-抗原の輸液を負荷された。脾臓、血液、およびiLNが5日後に収集された。VHHMHCII-OVA323-339を注射されたマウスの2D2のT細胞とは違って、VHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの2D2のT細胞は応答することはなかった。データは平均+/-SEMとして示されている;***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
VHHMHCII-抗原によって媒介される寛容は抗原特異的である。(図4A)T1D進行をモニタリングするためのVHH-抗原または生理食塩水によって処置された個々のマウスの血中グルコースレベル。グルコースレベルが>260mg/dLであるときに、マウスは高血糖と考えられる。(図4B)VHH-抗原のシングルドーズを受けたマウスからの膵臓切片の代表的なH&E染色。スケールバー100μm。(図4C)関節リウマチの進行を評価するためのVHH-抗原によって処置されたBalb/cマウスの平均の足蹠の厚さ。(図4D)VHH-抗原のシングルドーズを受けたマウスからの関節切片の代表的なトルイジンブルー染色。スケールバー100μm。(図4E)マウス(CD45.1+CD8+OTIのT細胞)が、VHHMHCII-ORF8604-612またはVHHMHCII-OVA257-264(OTIペプチド)の注射に1日先行して、アロタイプ的にマーキングされたCD45.2+CD8+OTIのT細胞を受けた。マウスが第10日にCFA中の乳化されたOTIペプチドを負荷された。脾臓、iLN、および血液が5日後に収集され、フローサイトメトリーによって分析された。(図4F)脾細胞が、OTIペプチドを足された完全RPMIによって3日に渡って培養された。上清が収集されて、ELISAによってIFNγの産生を測定した。OB1ペプチド(図4G)およびOVA蛋白質(図4H)に対する抗体が、生理食塩水、VHHMHCII-OB1、または等モル量の遊離OVAの3つの立て続けの注射を受けたC57BL/6Jレシピエントから収集された血清において、ELISAによって測定された。データは平均+/-SEMとして示されている。n.s.有意でない;*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
VHHMHCII-抗原付加体の治療有効性。(図5A)動物が1の疾患スコア(尾の下垂)に達したときに、VHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズによって処置されたマウスの平均疾患スコア。マウスの~40%(7/16)が死に(†)、サイトカインストームに帰せられた。(図5B)GGG-DEXの構造および精製されたVHHMHCII-DEXのLC-MS。(図5C)VHHMHCII-DEXの同時投与ありまたはなしでVHH-抗原によって処置されたEAEマウスにおけるTNFαおよびIL-6の血清中レベル。(図5D~F)マウスが1(図5D)、2(図5E)、または3(図5F)の疾患スコアに達した日にVHH-ペプチド+/-VHHMHCII-DEXのドーズによって処置されたマウスコホートの、平均のおよび個々の疾患スコア。***p<0.001、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。
抗ヒトMHCIIVHH(VHHhMHCII)-抗原付加体の有効性。(図6A)精製されたVHHhMHCII構築物のLC-MS。VHHhMHCIIはDRB3*01を例外として全てのヒトHLA-DR産物を認識する。(図6B)マウスEAEモデルにおけるVHHhMHCII有効性。(図6C)VHHhMHCII-シトルリン化フィブリノーゲン(CitFib)付加体。CitFibは、シトルリン化R84を有するフィブリノーゲンアルファ鎖アミノ酸79-91を有するシトルリン化フィブリノーゲンペプチドである。
VHHMHCIIによって媒介される寛容は、主としてCD11c+APCによって提供される。(図7Aおよび図7B)VHHMHCII-Alexa647付加体によって標的化された血液、脾臓、およびiLNのAPCサブセットのフローサイトメトリー分析。(図7C)VHHMHCII-MOG35-55またはVHHMHCII-OVA323-339を受けたマウスからの脾細胞を受けたマウスの平均臨床スコア。(図7D)種々のそれらの免疫細胞サブセットが枯渇化させられているVHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの平均臨床スコア。(図7E)VHHMHCII-MOG35-55または他のVHH-MOG35-55を受けたマウスの平均臨床スコア。
精製されたVHHMHCIIおよびVHH-抗原構築物のLC-MS。VHHMHCIIおよびVHH-抗原構築物が精製され、液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS)によって分析されて、純度およびアイデンティティを検証した。
脊髄CD4+リンパ球浸潤は疾患状態と相関する。VHH-ペプチドの予防的処置を3(図9A)、2(図9C)、および1ドーズ(単数または複数)(図9E)で指示されている通り受けたそれぞれの個々の臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。VHH-抗原の3(図9B)および2(図9D)ドーズを受けたマウスのエンドポイントにおける脊髄のTh1およびTh17浸潤CD4+リンパ球のフローサイトメトリー分析。FoxP3+CD4+制御性T細胞の度数もまた指示されている。データは平均+/-SEMとして示されている。n.s.有意でない;*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
VHHMHCII-MOG35-55による予防的処置は、縮減されたCD4+リンパ球浸潤を付与する。(図10A)EAE誘導に先行して-60、-30、および-7日にVHH-ペプチドの予防的処置を受けたそれぞれの個々の臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。(図10B)指示されている時点においてVHH-抗原の1ドーズを受けたマウスの、エンドポイントにおける脊髄のTh1およびTh17浸潤CD4+リンパ球のフローサイトメトリー分析。FoxP3+CD4+制御性T細胞の度数もまた指示されている。データは平均+/-SEMとして示されている。n.s.有意でない;*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
VHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズによる処置は、爾後の負荷による疾患の徴候を防止する。(図11A)VHH-抗原の1ドーズ、次に複数のEAE負荷に対する暴露を受けたマウスの、エンドポイントにおける脊髄の浸潤CD4+リンパ球のフローサイトメトリー分析。データは平均+/-SEMとして示されている。(図11B)これらのマウスからの脊髄切片の代表的なH&Eおよびルクソールファストブルー染色。スケールバー100μm。
VHHフルオロフォアのインビトロキャラクタリゼーション。(図12A)未修飾およびソルタグ付けによって作出されたAlexa647を持つ修飾VHH、すなわちVHHMHCII-Alexa647およびVHH対照-Alexa647のクマシーおよび蛍光ウエスタンブロット。(図12B)MHCII-GFPマウスからの脾細胞のフローサイトメトリー分析は、VHHMHCII結合およびMHCII発現の正の相関を指示している。
VHHMHCIIのインビボ生体内分布。VHHMHCII-Alexa647がMHCII-GFPマウスに静脈内注射された。注射の1.5時間後に、脾臓が除去され、フローサイトメトリーによって分析された。脾臓GFP+Alexa647+APCの亜集団がさらに解剖された。cDC(古典的DC);pDC(形質細胞様DC)。
VHHMHCII-MOG35-55の静脈内投与のみが、EAEからの有意な保護を提供する。送達モードが、EAEにおけるVHHMHCII-MOG35-55によって媒介される保護に影響するかどうかの決定。静脈内、腹腔内、または皮下注射されたVHH-ペプチドの予防的処置を受けたマウスの平均臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。***p<0.01、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。
VHHMHCII-MOG35-55処置された脾細胞はEAEからの最も有効な保護を付与する。(図15A)VHHMHCII-OVA323-339によってまたはVHHMHCII-MOG35-55によって処置されたマウスからの脾細胞および末梢血単核細胞(PBMC)を受けたマウスの個々の臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。***p<0.001、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。(図15A)の実験セットアップからの移入された脾細胞(図15B)およびPBMC(図15C)の組成。
選択された細胞サブセットの枯渇化は、VHHMHCIIによって媒介される抗原特異的な寛容を支持する細胞型を指示する。(図16A)指示されている細胞サブセットの枯渇化によって、VHHMHCII-OVA323-339を受けたかまたはVHHMHCII-MOG35-55の予防的処置によるマウスの個々の臨床スコア。CD8+T細胞を枯渇化させるために、VHH-抗原投与に2週先行して始まってかつEAE観察期に渡って、マウスは週2回の400μgを腹腔内(i.p.)注射された。VHH-抗原投与に2週先行して始まってかつEAE観察期に渡って、マクロファージが隔日の300μgの抗CSF1Rのi.p.注射によって枯渇化させられた。最後に、DCを枯渇化させるために、100ngのDTXのシングルドーズがVHH-抗原投与に2日先行してCD11c-DTRマウスに投与された(i.p.)。(図16B)VHH-抗原投与に1日先行して、CD8+T細胞、マクロファージ、およびDCの枯渇化のフローサイトメトリー確認。
主として樹状細胞を認識するVHH付加体は、EAEからの中程度のレベルの保護を提供する。指定されたVHH-抗原を受けたマウスの個々の臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。***p<0.001、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。
VHHMHCII-MOG35-55は、樹状細胞に非依存的なBatf3-/-マウスにおけるEAEからの保護を付与する。指定されたVHH-抗原を受けた野生型C57BL6/JまたはBatf3-/-マウス(CD8a+DCを欠くマウス)の平均臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。***p<0.001、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。
VHHMHCII-MOG35-55による処置後のCD4+細胞のイメージング。Rag1-/-マウスにおける養子移入された2D2のCD4T細胞の非侵襲的な陽電子放出断層撮影(PET)-CTイメージング。簡潔には、2D2のCD4T細胞がRag1-/-マウスに養子移入され、1日後に、VHH-抗原が投与された。第3および10日に、89Zr標識されたPEG化抗CD4scFVが注射されて、レシピエントマウスの全身における2D2のCD4T細胞のインビボ分布を追跡した。
VHHMHCII-MOG35-55による処置後の2D2のCD4T細胞集団のRNAseq分析。(図20A)CellTrace Violet標識された2D2のCD4T細胞が、VHHMHCII-OVA323-339またはVHHMHCII-MOG35-55の輸液に1日先行して、コンジェニックにマーキングされたCD45.1マウスに養子移入された。輸液後の第3日に、脾臓が収集され、CD45.2+CD4+TCRa3.2+TCRb11+細胞が指示されている通りソーティングされ、RNAseqによるバルクトランスクリプトーム分析のために処理された。(図20B)FACSソーティングされた集団による陰影付きのRNA-seqデータの主成分プロット。(図20C)CD4+T細胞のいくつかの転写特徴を示すヒートマップ。VHHMHCII-OVA323-339を受けたマウスに由来する2D2のCD4Tと比較して、3つの分裂(div3)後のVHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの2D2のCD4T細胞において上方制御(図20D)および下方制御されている(図20E)上位500遺伝子の遺伝子オントロジー分析。
VHHMHCII-MOG35-55による処置後の2D2のCD4T細胞における表現型マーカーの発現。アジュバントとしてのポリI:C/抗CD40の存在下におけるVHHMHCII-MOG35-55、VHHMHCII-OVA323-339、または等モルのMOG35-55ペプチドの輸液に1日先行して、CellTrace Violet標識された2D2のCD4T細胞が、コンジェニックにマーキングされたCD45.1マウスに養子移入された。輸液後の第3日に、脾臓が収集され、フローサイトメトリーによって分析された。CellTrace Violet希釈は、第3日における2D2のT細胞の増殖を指示している。VHHMHCII-MOG35-55投与は2D2のCD4T細胞における表現型マーカーの独特のパターンに至る。代表的なフロー画像が示され、各マーカーの平均蛍光強度(MFI)が平均+/-SEMとしてプロットされている。*p<0.05、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
制御性T細胞は、VHHMHCII-MOG35-55による処置によって付与されるEAEからの保護に要求される。(図22A)制御性T細胞(Treg)の枯渇化ありまたはなしでVHH-ペプチドの予防的処置を受けたマウスの平均臨床スコア。治療に先行して第-9、-8、-1日に1μgのDTXの3ドーズをi.p.、その後はエンドポイントまで毎週1μgでi.p.注射することによって、TregがFoxP3-DTRマウスにおいて枯渇化させられた。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。***p<0.001、反復測定二元配置分散分析(ANOVA)。(図22B)VHH-抗原投与に1日先行して、FoxP3+Treg細胞の枯渇化のフローサイトメトリー確認。(図22C)2D2のCD4T細胞が、VHH-抗原の輸液に1日先行して、コンジェニックにマーキングされたCD45.1マウスに養子移入された。マウスは、第3日に、CFA中の乳化されたMOG35-55をさらに負荷された。脾臓およびiLNが7日後に収集された。VHHMHCII-MOG35-55を輸液されたマウスの2D2のT細胞は、VHHMHCII-OVA323-339を受けたマウスの2D2のT細胞ほど有効に増殖することはなかった。データは平均+/-SEMとして示されている。*p<0.05、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。(図22D)2D2のT細胞には、FoxP3+細胞の増大があった。データは平均+/-SEMとして示されている。**p<0.01、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
VHHMHCII-p31による処置は1型糖尿病(T1D)を防止し得る。(図23A)活性化BDC2.5脾細胞の養子移入後の第1日における予防的なT1D処置の模式図。図3Cのデータの総体的な正常血糖のパーセンテージ。p<0.001、ログランク検定。(図23B)BDC2.5脾細胞の養子移入の14日後の、指定された器官における浸潤BDC2.5CD4+T細胞のフローサイトメトリー分析。データは平均+/-SEMとして示されている。n.s.有意でない;*p<0.05、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。(図23C)活性化BDC2.5脾細胞の養子移入後の第5日における半治療的なT1D処置の模式図。血中グルコースレベルが測定されて、T1D進行をモニタリングした。グルコースレベルが>250mg/dLであるときに、マウスは糖尿病と考えられた。
インスリンのN末端グリシンは直ちにソルターゼ求核剤としての用をなす。ソルターゼ求核剤として作用し得るインスリンのN末端グリシン残基を指示する模式図と、産生されたVHHMHCII-インスリン付加体のFC-MS分析。
VHHMHCII-OVA323-339による処置はRA重症度を縮減し得る。(図25A)RA進行を評価するためのVHH-抗原によって処置されたマウスの個々の足蹠の厚さ。(図25B)熱凝集オボアルブミン(HAO)負荷後の第3日におけるマウス足蹠の代表的な画像。(図25C)エンドポイント(HAO負荷後の第7日)において収穫された膝窩リンパ節由来脾細胞のTh1応答。データは平均+/-SEMとして示されている。*p<0.05、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。(図25A)に記載されているマウスからの抗オボアルブミン(図25D)および抗OVA323-339(図25E)抗体応答。データは平均+/-SEMとして示されている。*p<0.05、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
EAEの当初の症状と同時的なVHHMHCII-MOG35-55を投与されたマウスは、不均一なアウトカムを呈する。マウスが1の臨床スコアに達した日に受けたVHHMHCII-MOG35-55のドーズによって処置されたマウスの個々の臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。マウスの~40%(7/16)が死んで見出され(†)、サイトカインストームに帰せられた。
GGGを持つデキサメタゾン(DEX)の合成。模式図はVHHMHCII-デキサメタゾン付加体が産生されるステップを指示している。
VHHMHCII-DEXによる同時処置はCD4+T細胞の脊髄浸潤を縮減する。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。各マウスのエンドポイントにおける脊髄のTh1およびTh17浸潤CD4+リンパ球のフローサイトメトリー分析。FoxP3+CD4+制御性T細胞の度数もまた指示されている。データは平均+/-SEMとして示されている。*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、ホルム-シダック調整による対応のないt検定。
遊離デキサメタゾンによる同時処置は、VHHMHCII-DEXよりも実質的に高いドーズを要求する。マウスが1の臨床スコアに達した日における、0.5μgのDEX(図29A)または100μgのDEX(図29B)の存在下において受けたVHHMHCII-MOG35-55のドーズによって処置されたマウスの個々の臨床スコア。臨床スコア:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。マウスの50%(2/4)は、それらが0.5μgのDEXのみを受けたときに死んで見出され(†)、サイトカインストームに帰せられた。
ソルタグ付けによるコンジュゲート化プロセスの模式図。模式図はマレイミドおよび銅不使用のクリックケミストリーソルタグ付けアプローチのためのステップを指示する。
VHHMHCII-スパイクRBD免疫化は、シュードタイプ化VSV-SARS-CoV-2を中和する高力価の耐久的な抗スパイクRBD抗体を誘導する。(図31A)VHHMHCII-スパイクRBDの設計。(図31B)産生されたVHHMHCII、スパイクRBD、およびVHHMHCII-スパイクRBD融合産物のクマシーゲル。(図31C)免疫化スキーム:C57BL/6Jマウスが腹腔内にワクチン接種され、指示されている通り血清を採血された:免疫前血清は免疫化に3日先行して収集される。血液が免疫化の第1のドーズから第32日および第150日に収集される。(図31D)免疫化されたマウスの血清の液性応答が抗スパイクRBDIgGについてのELISAによって評価された(n=4/群)。(図31E)IgM、IgA、IgG1、IgG2b。(図31F)SARS-CoV-2スパイク糖蛋白質によってシュードタイプ化されたVSVの中和データ。
VHHMHCII-スパイクRBD融合体のシングルドーズによるマウスの免疫化は、スパイクRBDに対する強いT細胞応答を速やかに誘起する。(図32A)免疫化スキーム:C57BL/6Jマウスが腹腔内にワクチン接種され、脾臓がT細胞アッセイのために収穫された。(図32B)ELISPOT分析のために作出されたスパイクRBDアミノ酸配列およびペプチドの模式図。(図32C)アジュバントのみ、スパイクRBD+アジュバント、またはVHHMHCII-スパイクRBD+アジュバントをワクチン接種されたマウスにおけるスパイクRBD特異的T細胞のELISPOT分析。スパイクRBDは15merペプチド、10アミノ酸オーバーラップに切り詰められ、ペプチド1~53として指示されている。(図32D)指示されているペプチドと培養された後の第3日における脾細胞のサイトカイン分泌。(図32E)6時間のペプチド混合物(ペプチド42+47+48+49)ありまたはなしのインキュベーション後の脾細胞のフローサイトメトリー分析。
VHHMHCII-スパイクRBDワクチン接種の2ドーズは、SARS-CoV-2の複数のバリアントに対する遷延的な中和抗体力価を作出するために十分である。(図33A)免疫化されたマウスの血清の液性応答の動態が、抗スパイクRBDIgGについてのELISAによって評価された(n=4/群)。(図33B)IgM、IgA、IgG1、IgG2b。(図33C)K417T、E484K、N501Y変異を有するスパイクRBD蛋白質に対する免疫化されたマウスの抗体力価。(図33D)SARS-CoV-2スパイク糖蛋白質Wuhan+D418Gおよび他のバリアントによってシュードタイプ化されたVSVの中和データ。
VHHMHCII-スパイクRBD付加体は、送達モード、保存条件、凍結乾燥、および加齢していくマウスの最適でない免疫にかかわらず、強い抗体応答を誘起する。(図34A)免疫化の時系列。(図34B)異なる送達モードを用いて免疫化されたマウスの血清中の抗スパイクRBDIgG、IgM、IgA、IgG1、IgG2b。(図34C)異なる製剤保存条件を用いて免疫化されたマウスの血清中の抗スパイクRBDIgG、IgM、IgA、IgG1、IgG2b。(図34D)加齢マウスにおける抗体産生の有効性。抗体力価がELISAによって評価された(n=4/群)。
詳細な記載
本開示は、いくつかの側面において、VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原、例えば自己抗原または治療に用いられる外因性酵素)および/または抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体断片(ナノボディ/VHH)を含む1つ以上のコンジュゲート(例および図においては「付加体」ともまた言われる)を含む組成物、抗原に対する免疫寛容を誘導するためにかかる組成物を用いる方法、ならびに自己免疫疾患を処置するためにかかる組成物を用いる方法を提供する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHは抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHは抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する。
本開示は、いくつかの側面において、VHHが抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原、例えば自己抗原または治療に用いられる外因性酵素)および/または抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体断片(ナノボディ/VHH)を含む1つ以上のコンジュゲート(例および図においては「付加体」ともまた言われる)を含む組成物、抗原に対する免疫寛容を誘導するためにかかる組成物を用いる方法、ならびに自己免疫疾患を処置するためにかかる組成物を用いる方法を提供する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHは抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHは抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する。
本開示の他の側面は、VHHがAPC上の表面蛋白質に結合する、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原、例えば病原体からの抗原または腫瘍抗原)および/または炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含む1つ以上のコンジュゲートを含む組成物、抗原に対する免疫応答を誘導するためにかかる組成物を用いる方法、ならびに感染(例えば病原体による)および癌を処置するためにかかる組成物を用いる方法を提供する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原、例えば病原体からの抗原または腫瘍抗原)および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHは抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原、例えば病原体からの抗原または腫瘍抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHは抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する。
VHHおよびコンジュゲート
本開示のコンジュゲートはシングルドメイン抗体(ナノボディまたはVHHともまた言われる)を含む。本願において用いられる「シングルドメイン抗体断片」、「ナノボディ」、または「VHH」は、単一の単量体可変抗体ドメインからなる抗体断片を言う。ラクダは重鎖のみの抗体を産生するということが公知である(例えば、参照によって本願に組み込まれるHamers-Casterman et al., 1992に記載される通り)。これらの重鎖のみの抗体のシングルドメイン可変断片はVHHまたはナノボディと呼称される。VHHは抗体によって共有される免疫グロブリンフォールドを保持し、3つの超可変ループ、CDR1、CDR2、およびCDR3を用いてそれらの標的に結合する。多くのVHHは、従来のフルサイズ抗体に類似の親和性によってそれらの標的に結合するが、それらよりも優れた他の特性を所有する。よって、VHHは生物学研究および治療薬への使用にとって魅力的なツールである。VHHは通常はサイズが10から15kDaの間であり、E.coliのサイトゾルおよびペリプラズムの両方において高い収量で組み換え発現され得る。VHHは哺乳類サイトゾルにおいてそれらの標的に結合し得る。VHH断片(例えば、ナノボディ(登録商標))は、ラクダ重鎖抗体に由来する組み換えの抗原特異的なシングルドメインの可変断片である。それらは小さいが、VHH断片は完全な抗体の完全な抗原結合能力を保持する。VHHはサイズが小さく、高度に可溶性、安定であり、従来の抗体と比較してアクセス可能なエピトープの多大なセットを有する。再フォーマットが要求されないので、それらは、本願に記載されるキメラ受容体の細胞外標的結合部分として用いることもまた容易である。
本開示のコンジュゲートはシングルドメイン抗体(ナノボディまたはVHHともまた言われる)を含む。本願において用いられる「シングルドメイン抗体断片」、「ナノボディ」、または「VHH」は、単一の単量体可変抗体ドメインからなる抗体断片を言う。ラクダは重鎖のみの抗体を産生するということが公知である(例えば、参照によって本願に組み込まれるHamers-Casterman et al., 1992に記載される通り)。これらの重鎖のみの抗体のシングルドメイン可変断片はVHHまたはナノボディと呼称される。VHHは抗体によって共有される免疫グロブリンフォールドを保持し、3つの超可変ループ、CDR1、CDR2、およびCDR3を用いてそれらの標的に結合する。多くのVHHは、従来のフルサイズ抗体に類似の親和性によってそれらの標的に結合するが、それらよりも優れた他の特性を所有する。よって、VHHは生物学研究および治療薬への使用にとって魅力的なツールである。VHHは通常はサイズが10から15kDaの間であり、E.coliのサイトゾルおよびペリプラズムの両方において高い収量で組み換え発現され得る。VHHは哺乳類サイトゾルにおいてそれらの標的に結合し得る。VHH断片(例えば、ナノボディ(登録商標))は、ラクダ重鎖抗体に由来する組み換えの抗原特異的なシングルドメインの可変断片である。それらは小さいが、VHH断片は完全な抗体の完全な抗原結合能力を保持する。VHHはサイズが小さく、高度に可溶性、安定であり、従来の抗体と比較してアクセス可能なエピトープの多大なセットを有する。再フォーマットが要求されないので、それらは、本願に記載されるキメラ受容体の細胞外標的結合部分として用いることもまた容易である。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲートに用いられるVHHは、抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する。「抗原提示細胞(APC)」は、抗原提示として公知のプロセスの、それらの表面上の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)と複合体化した抗原を呈する細胞を言う。T細胞はそれらのT細胞受容体(TCR)を用いてこれらの複合体を認識し得る。ほとんど全ての細胞型は何らかのやり方で抗原を提示し得る。それらは種々の組織型に見出される。本願において用いられる用語「抗原提示細胞」は、限定なしにマクロファージ、B細胞、および樹状細胞を包含するプロフェッショナル抗原提示細胞を言う。細胞傷害性およびヘルパーT細胞の両方の機能はAPCに依存的であるので、抗原提示細胞は有効な適応免疫応答に重要な役割を演ずる。抗原提示は、適応免疫の特異性を可能にし、細胞内および細胞外病原体の両方に対する免疫応答に寄与し得る。それは腫瘍に対する防御にもまた関わる。いくつかの癌治療には、悪性細胞を標的化するために適応免疫系をプライミングするための人工APCの創出が関わる。加えて、例えば参照によって本願に組み込まれるBest et al., Front Immunol. 2015; 6: 360に記載される通り、APCはT細胞に自己抗原を提示することによって免疫寛容にもまた役割を演ずる。
MHCファミリーの蛋白質に加えて、APCおよびT細胞の両方の表面上の他の特殊化したシグナル伝達分子もまた抗原提示に要求される。いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲートは、APCの表面上の蛋白質に結合するVHHを含み、それゆえにAPCに関与する。本願に記載されるコンジュゲート上のVHHによって標的化され得るAPC上の表面蛋白質の限定しない例は、限定なしに:主要組織適合遺伝子複合体II(MHCII)、インテグリンアルファX(CD11c)、リンパ球抗原75(DEC205。CD205ともまた言われる)、樹状細胞特異的なICAM-3グラビング非インテグリン1(DC-SIGN)、C型レクチンドメイン含有9A(CLEC9a)、インテグリンアルファE(CD103)、C-X3-Cモチーフケモカイン受容体1(CX3CR1)、分化抗原群1a(CD1a)、およびEGF様モジュール含有ムチン様ホルモン受容体様1(F4/80。EMR1ともまた言われる)を包含する。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHはAPC上の1つの表面蛋白質に結合する(例えば、限定なしに、MHCII、CD11c、DEC205、DC-SIGN、CLEC9a、CD103、CX3CR1、CD1a、またはF4/80)。いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHは、二重特異性または多重特異性である。いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHはAPC上の1つ以上の(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはより多くの)表面蛋白質に結合する。APC上の表面蛋白質に結合するいずれかの公知のVHHが本開示に従って用いられ得る。
いくつかの態様において、VHHはMHCIIに結合する。MHCIIに結合するVHHは、例えば、参照によって本願に組み込まれるUS特許No.US9751945に記載されている。MHCIIに結合するVHHの例のアミノ酸配列が表1に提供されている。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHは、配列番号1のアミノ酸配列と少なくとも80%(例えば、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%)同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHは、配列番号1のアミノ酸配列と80%、85%、90%、95%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHは配列番号1のアミノ酸配列を含む。
いくつかの態様において、VHHはCD11cに結合する。CD11cに結合するVHHは、例えば、参照によって本願に組み込まれるBannas et al., Front Immunol. 2017; 8: 1603に記載されている。CD11cに結合するVHHの例のアミノ酸配列が表1に提供されている。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHは、配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも80%(例えば、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%)同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHは、配列番号2のアミノ酸配列と80%、85%、90%、95%、または99%同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHは配列番号2のアミノ酸配列を含む。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲート上のVHHのいずれか1つは、追加の配列、例えばソルターゼ認識配列を含む(例えば、参照によって本願に組み込まれるUS特許No.US9751945に記載される通り)。グラム陽性細菌から「ソルターゼ」として同定された酵素は、蛋白質を切断し、インタクトな細胞壁上のプロテオグリカン部分へと移行させる。スタフィロコッカス・アウレウスから単離されたソルターゼにはソルターゼA(SrtA)およびソルターゼB(SrtB)がある。
いくつかの態様において、ソルターゼの認識配列はさらに1つ以上の追加のアミノ酸を例えばNまたはC末端に含む。例えば、天然に生起するソルターゼ基質上の5アミノ酸認識配列のすぐN末端またはC末端に見出されるアミノ酸のアイデンティティを有する1つ以上のアミノ酸(例えば、最高で5アミノ酸)が組み込まれ得る。かかる追加のアミノ酸は、認識モチーフの認識を改善する文脈を提供し得る。
ソルターゼは、グラム陽性細菌ゲノムからの61個のソルターゼの配列アラインメントおよび系統学分析に基づいて、A、B、C、およびDと指定される4つのクラスに分類されている(Dramsi S, Trieu-Cuot P, Bierne H, Sorting sortases: a nomenclature proposal for the various sortases of Gram-positive bacteria. Res Microbiol. 156(3):289-97, 2005。これらのクラスは、ソルターゼがComfortおよびClubbによってもまた分類されている次のサブファミリーに対応する(Comfort D, Clubb R T. A comparative genome analysis identifies distinct sorting pathways in gram-positive bacteria. Infect Immun., 72(5):2710-22, 2004):クラスA(サブファミリー1)、クラスB(サブファミリー2)、クラスC(サブファミリー3)、クラスD(サブファミリー4および5)。上述の参照は数々のソルターゼおよび認識モチーフを開示している。Pallen, M. J.; Lam, A. C.; Antonio, M.; Dunbar, K. TRENDS in Microbiology, 2001, 9(3), 97-101をもまた見よ。当業者は、その配列および/または他の特徴、例えばDrami, et al.、上記に記載されているものに基づいて、ソルターゼを直ちに正しいクラスに割り付ける能力があるであろう。用語「ソルターゼA」は、本願においては、いずれかの特定の細菌種の通常はSrtAと名指しされるクラスAソルターゼ、例えばS.アウレウスからのSrtAを言うために用いられる。同様に、「ソルターゼB」は、本願においては、いずれかの特定の細菌種の通常はSrtBと名指しされるクラスBソルターゼ、例えばS.アウレウスからのSrtBを言うために用いられる。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲートを産生するために用いられるソルターゼはソルターゼA(SrtA)である。SrtAはモチーフLPXTG(配列番号25)を認識し、普通の認識モチーフは例えばLPKTG(配列番号26)、LPATG(配列番号27)、LPNTG(配列番号28)である。いくつかの態様においては、LPETG(配列番号29)が用いられる。しかしながら、このコンセンサス外に帰属するモチーフもまた認識され得る。例えば、いくつかの態様において、モチーフは、位置4に「T」よりもむしろ「A」、例えばLPXAG(配列番号30)、例えばLPNAG(配列番号31)を含む。いくつかの態様において、モチーフは、位置5に「G」よりもむしろ「A」、例えばLPXTA(配列番号32)、例えばLPNTA(配列番号33)を含む。いくつかの態様において、モチーフは、位置2に「P」よりもむしろ「G」、例えばLGXTG(配列番号34)、例えばLGATG(配列番号35)を含む。いくつかの態様において、モチーフは、位置1に「L」よりもむしろ「I」、例えばIPXTG(配列番号36)、例えばIPNTG(配列番号37)またはIPETG(配列番号38)を含む。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲートを産生するために用いられるソルターゼは、ソルターゼB(SrtB)、例えばS.アウレウス、B.アンスラシス、またはL.モノサイトゲネスのソルターゼBである。Bクラスのソルターゼ(SrtB)によって認識されるモチーフは、多くの場合には、コンセンサス配列NPXTX(配列番号39)、例えばNP[Q/K]-[T/s]-[N/G/s]、例えばNPQTN(配列番号40)またはNPKTG(配列番号41)に帰属する。例えば、S.アウレウスまたはB.アンスラシスのソルターゼBは、それぞれの細菌においてIsdCのNPQTN(配列番号40)またはNPKTG(配列番号41)モチーフを切断する(例えばMarraffini, L. and Schneewind, O., Journal of Bacteriology, 189(17), p. 6425-6436, 2007を見よ)。クラスBソルターゼの推定上の基質に見出される他の認識モチーフは、NSKTA(配列番号44)、NPQTG(配列番号45)、NAKTN(配列番号46)、およびNPQSS(配列番号47)である。例えば、L.モノサイトゲネスからのSrtBは、位置2のPを欠くおよび/または位置3のQもしくはKを欠くある種のモチーフ、例えばNAKTN(配列番号46)およびNPQSS(配列番号47)を認識する(Mariscotti J F, Garcia-Del Portillo F, Pucciarelli M G. The listeria monocytogenes sortase-B recognizes varied amino acids at position two of the sorting motif. J Biol Chem. 2009 Jan. 7. [Epub ahead of print])。
いくつかの態様において、本願に記載されるコンジュゲートを産生するために用いられるソルターゼはクラスCソルターゼである。クラスCソルターゼはLPXTG(配列番号25)を認識モチーフとして利用し得る。
いくつかの態様において、ソルターゼはクラスDソルターゼである。このクラスのソルターゼは、コンセンサス配列NA-[E/A/S/H]-TGを有するモチーフを認識することが予測される(Comfort D、上記)。クラスDソルターゼは例えばストレプトマイセスspp.、コリネバクテリウムspp.、トロフェリマ・ウィッペリ、サーモビフィダ・フスカ、およびビフィドバクテリウム・ロンガムにおいて見出されている。LPXTA(配列番号32)またはLAXTG(配列番号48)が、例えばそれぞれサブファミリー4および5のクラスDソルターゼの認識配列としての用をなし得る(サブファミリー4およびサブファミリー5酵素はそれぞれモチーフLPXTA(配列番号32)およびLAXTG(配列番号48)をプロセシングする)。例えば、クラスDソルターゼであるB.アンスラシスソルターゼCは、B.アンスラシスBasIおよびBasHのLPNTA(配列番号33)モチーフを特異的に切断することが示されている(Marrafini、上記)。
いくつかの態様においては、天然に生起するソルターゼのバリアントが用いられ得る。かかるバリアントは例えば指向性進化、部位特異的修飾などのプロセスによって産生され得る。例えば、出発の野生型酵素と比較してLPETG(配列番号29)カップリング活性の最高で140倍の増大を有するS.アウレウスソルターゼAのバリアントが同定されている(Chen, I., et al., PNAS 108(28): 11399-11404, 2011)。いくつかの態様において、ソルターゼバリアントは野生型S.アウレウスSrtAに対して相対的に次の置換のいずれか1つ以上を含む:P94SまたはP94R、D160N、D165A、K190E、およびK196T変異。例示的な野生型S.アウレウスSrtA配列(遺伝子ID:1125243、NCBIのRefSeqのAcc.No.NP_375640)が下に示されている:
(配列番号3)
例えば参照によって本願に組み込まれるUS9751945に記載されている通り、ソルターゼタグ付けは、反応性の化学部分(例えば、クリックケミストリーハンドル)をVHH上にインストールするために用いられ得る。クリックケミストリーハンドルは、VHHを他の薬剤(例えば、抗原、抗炎症薬剤、および/または炎症促進薬剤)にコンジュゲート化するために用いられ得る。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はVHHのN末端にある。いくつかの態様において、ソルターゼ認識配列はVHHのC末端にある。
いくつかの態様において、反応性の化学部分は、ソルターゼによって媒介されるタグ付け(「ソルタグ付け」と言われる)によってVHH上にインストールされる。クリックケミストリーハンドルは、クリックケミストリー反応に参加し得る反応性の基を提供する化学部分である。クリックケミストリー反応およびクリックケミストリー反応のための好適な化学基は当業者に周知であり、末端アルキン、アジド、歪みアルキン、ジエン、ジエノフィル、アルコキシアミン、カルボニル、ホスフィン、ヒドラジド、チオール、およびアルケンを包含するが、これらに限定されない。例えば、いくつかの態様においては、アジドおよびアルキンがクリックケミストリー反応に用いられる。本願に記載される蛋白質コンジュゲート化の方法への使用に好適な追加のクリックケミストリーハンドルは当業者に周知であり、かかるクリックケミストリーハンドルは、次に記載されているクリックケミストリー反応パートナー、基、およびハンドルを包含するが、これらに限定されない。[1] H. C. Kolb, M. G. Finn, K. B. Sharpless, Angew. Chem. 2001, 113, 2056-2075; Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004-2021. [2] a) C. J. Hawker, K. L. Wooley, Science 2005, 309, 1200-1205; b) D. Fournier, R. Hoogenboom, U. S. Schubert, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 1369-1380; c) W. H. Binder, R. Sachsenhofer, Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 15-54; d) H. C. Kolb. K. B. Sharpless, Drug Discovery Today 2003, 8, 1128-1137; e) V. D. Bock, H. Hiemstra, J. H. van Maarseveen, Eur. J. Org. Chem. 2006, 51-68. [3] a) V. O. Rodionov, V. V. Fokin, M. G. Finn, Angew. 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他のタグもまたソルタグ付けによってVHHに追加され得る。好適なタグの例は、限定なしに、アミノ酸、ペプチド、蛋白質、核酸、ポリヌクレオチド、糖、炭水化物、ポリマー、脂質、脂肪酸、および低分子を包含する。他の好適なタグは当業者には明らかであろう。本発明はこの側面において限定されない。いくつかの態様において、タグは、ポリペプチドを精製、発現、可溶化、および/または検出するために有用な配列を含む。いくつかの態様において、タグは複数の機能を果たし得る。タグは多くの場合には比較的小さく、例えば数アミノ酸から最高で約100アミノ酸の長さの範囲である。いくつかの態様において、タグは、100アミノ酸の長さよりも多く、例えば最高で約500アミノ酸の長さ、またはより多くである。いくつかの態様において、少数の例を名指しすると、タグはHis6、HA、TAP、Myc、Flag、またはGSTタグを含む。いくつかの態様において、タグは可溶性増強タグを含む(例えば、SUMOタグ、NUSAタグ、SNUTタグ、Strepタグ、またはバクテリオファージT7のOcr蛋白質の単量体変異体)。例えばEsposito D and Chatterjee D K. Curr Opin Biotechnol.; 17(4):353-8 (2006)を見よ。いくつかの態様において、タグは、それが例えばプロテアーゼによって除去され得るようにして切断可能である。いくつかの態様において、これは、例えばタグの機能性部分に隣接または連結したプロテアーゼ切断部位をタグ上に包含することによって達成される。例示的なプロテアーゼは、例えばトロンビン、TEVプロテアーゼ、第Xa因子、PreScissionプロテアーゼなどを包含する。いくつかの態様においては、「自己切断性」タグが用いられる。例えばPCT/US05/05763を見よ。
本願に記載されるコンジュゲートは、第2の分子にコンジュゲート化されたVHHを含む。いくつかの態様において、VHHはソルターゼ認識モチーフを含み、クリックケミストリーによって第2の分子にコンジュゲート化される。いくつかの態様において、本開示のコンジュゲートは、1つの分子にコンジュゲート化されたVHHを含む。いくつかの態様において、VHHにコンジュゲート化された1つの分子は抗原である。いくつかの態様において、VHHにコンジュゲート化された1つの分子は抗炎症薬剤または炎症促進薬剤である。いくつかの態様において、本開示のコンジュゲートは、2つの分子にコンジュゲート化されたVHHを含む。いくつかの態様において、本開示のコンジュゲートは、それに対する免疫応答が必要とされる抗原(例えば、病原体からの抗原または腫瘍抗原)および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含む。いくつかの態様において、本開示のコンジュゲートは、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原(例えば、自己抗原または治療に用いられる外因性の酵素)および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含む。2つの分子をVHHにコンジュゲート化するための方法の例が図30A~30Cに示されている。
いくつかの態様において、抗炎症薬剤または炎症促進薬剤はリンカーを介してVHHのソルターゼ認識モチーフにコンジュゲート化される。いくつかの態様において、リンカーは非加水分解性のリンカーである(すなわち、非切断可能)。非加水分解性のリンカーの限定しない例は、N-スクシンイミジル-4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート(SMCC)、マレイミドメチルシクロヘキサン-1-カルボキシレート(MCC)、マレイミドカプロイル(MC)、およびそれらの誘導体を包含する。いくつかの態様において、リンカーは加水分解性のリンカーである(すなわち、切断可能な)。加水分解性のリンカーの限定しない例は、ヒドラゾン、ヒドラジド、ジスルフィド、4-(4’-アセチルフェノキシ)ブタン酸(AcBut)、N-スクシンイミジル-4-(2-ピリジルジチオ)ペンタノエート(SPP)およびN-スクシンイミジル-4-(2-ピリジルジチオ)ブチレート(SPDB)、バリン-シトルリン(VC)、バリン-アラニン(VA)、フェニルアラニン-リジン(FK)、ならびにそれらの誘導体を包含する。加水分解性のリンカーは、焼身自殺性のリンカー(すなわち自己切断性の)、例えばpH感受性リンカー(例えば、ヒドラゾン)であり得る。例えば、pH感受性リンカーが用いられて、生理的環境の酸度のシフトによって、例えばVHHが所望の目的地(例えば、APCまたはその細胞内区画)に送達されるときに、VHHにコンジュゲート化された抗炎症薬剤または炎症促進薬剤を放出し得る。いくつかの態様において、リンカーは図27に示される通り自己加水分解性のヒドラゾンリンカーである。本願に記載される方法への使用に好適な追加のリンカーは、当業者に周知であり、Jain, N., Smith, S. W., Ghone, S., & Tomczuk, B. Pharm Res, 2015, 32(11), 3526-3540および Lu, J., Jiang, F., Lu, A., & Zhang, G. Int J Mol Sci, 2016, 17(4), 561に記載されているものを包含するが、これらに限定されない。これらの両方は参照によって本願に組み込まれる。
いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)および抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、自己抗原および抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される自己抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、自己抗原はミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)またはその断片である(例えば、MOG蛋白質のアミノ酸35-55。いくつかの態様において、自己抗原はシトルリン化フィブリノーゲンである。いくつかの態様において、自己抗原はインスリンである。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質(例えば酵素、例えば第IX因子もしくは第VIII因子、またはアデノ随伴ウイルス(AAV)由来蛋白質)および抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。
いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、自己抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される自己抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、自己抗原はミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)またはその断片である(例えば、MOG蛋白質のアミノ酸35-55。いくつかの態様において、自己抗原はシトルリン化フィブリノーゲンである。いくつかの態様において、自己抗原はインスリンである。いくつかの態様において、組成物は、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質(例えば酵素、例えば第IX因子もしくは第VIII因子またはアデノ随伴ウイルス(AAV)由来蛋白質)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと、抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。
いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)および抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、自己抗原および抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される自己抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、自己抗原はミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)またはその断片である(例えば、MOG蛋白質のアミノ酸35-55。いくつかの態様において、自己抗原はシトルリン化フィブリノーゲンである。いくつかの態様において、自己抗原はインスリンである。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質(例えば酵素、例えば第IX因子もしくは第VIII因子、またはアデノ随伴ウイルス(AAV)由来蛋白質)および抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。
いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと、抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、自己抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと、抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される自己抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、自己抗原はミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)またはその断片である(例えば、MOG蛋白質のアミノ酸35-55。いくつかの態様において、自己抗原はシトルリン化フィブリノーゲンである。いくつかの態様において、自己抗原はインスリンである。いくつかの態様において、組成物は、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質(例えば、酵素、例えば第IX因子もしくは第VIII因子、またはアデノ随伴ウイルス(AAV)由来蛋白質)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと、抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。
いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHはAPC上の異なる表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはMHCIIに結合し(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)、第2のVHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはDEC205に結合し、第2のVHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、自己抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはMHCIIに結合し(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)、第2のVHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される自己抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、自己抗原はミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)またはその断片である(例えば、MOG蛋白質のアミノ酸35-55。いくつかの態様において、自己抗原はシトルリン化フィブリノーゲンである。いくつかの態様において、自己抗原はインスリンである。いくつかの態様において、組成物は、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質(例えば酵素、例えば第IX因子もしくは第VIII因子、またはアデノ随伴ウイルス(AAV)由来蛋白質)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤(例えば、デキサメタゾン)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはDEC205に結合し、第2のVHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。
いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原)および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、病原体からの抗原(例えばSARS-CoV-2蛋白質、例えばスパイク蛋白質)および炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される病原体からの抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、腫瘍抗原および炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される腫瘍抗原のいずれか1つが用いられ得る。
いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、病原体からの抗原(例えばSARS-CoV-2蛋白質、例えばスパイク蛋白質)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される病原体からの抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、組成物は、腫瘍抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される腫瘍抗原のいずれか1つが用いられ得る。
いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原)および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、病原体からの抗原(例えばSARS-CoV-2蛋白質、例えばスパイク蛋白質)および炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される病原体からの抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、腫瘍抗原および炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。
いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと、炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、病原体からの抗原(例えばSARS-CoV-2蛋白質、例えばスパイク蛋白質)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される病原体からの抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、組成物は、腫瘍抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される腫瘍抗原のいずれか1つが用いられ得る。
いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと、炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHはAPC上の異なる表面蛋白質に結合する。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはMHCIIに結合し(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)、第2のVHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、抗原(例えば、それに対する免疫応答が必要とされる抗原)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはDEC205に結合し、第2のVHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。いくつかの態様において、組成物は、病原体からの抗原(例えば、SARS-CoV-2蛋白質、例えばスパイク蛋白質)にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはMHCIIに結合し(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)、第2のVHHはCD11cに結合する(例えば、配列番号2のアミノ酸配列を有するVHH)。本願に記載される病原体からの抗原のいずれか1つが用いられ得る。いくつかの態様において、組成物は、腫瘍抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤(例えば、IL2)にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHはDEC205に結合し、第2のVHHはMHCIIに結合する(例えば、配列番号1のアミノ酸配列を有するVHH)。
抗原
本願において用いられる「抗原」は、対象において免疫応答を誘導する分子を言う。目当ての抗原は、例えばポリペプチド、多糖、炭水化物、脂質、核酸、またはそれらの組み合わせであり得るか、またはそれを含み得る。抗原は天然に生起するかまたは合成であり得る。
本願において用いられる「抗原」は、対象において免疫応答を誘導する分子を言う。目当ての抗原は、例えばポリペプチド、多糖、炭水化物、脂質、核酸、またはそれらの組み合わせであり得るか、またはそれを含み得る。抗原は天然に生起するかまたは合成であり得る。
いくつかの態様において、抗原は、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原である。いくつかの態様において、かかる抗原は、自己抗原(self-antigen)(「自己抗原(autoantigen)」ともまた言われる)、または自己免疫疾患を引き起こす自己免疫応答を開始もしくは増強する能力を有する薬剤である。それゆえに、かかる自己抗原に対する免疫寛容を誘導することが望まれる。いくつかの態様において、本願に記載される組成物は、自己抗原に対する免疫寛容(例えば、抗原特異的な免疫寛容)を誘導するために用いられる。免疫寛容(例えば、抗原特異的な免疫寛容)の誘導は抗原に対する抗原特異的な免疫応答を縮減し、これはいくつかの態様において自己免疫疾患の重症度を軽減する。
いくつかの態様において、本開示に従って用いられる自己抗原は:ミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)、ミエリンプロテオリピド蛋白質、シトルリン化フィブリノーゲン、インスリン、クロモグラニンA、GAD65、デスモグレイン1(DSG1)およびデスモグレイン3(DSG3)、アセチルコリン受容体(AChR)、筋特異的チロシンキナーゼ(MuSK)、およびリボ核蛋白質からなる群から選択される。
いくつかの態様において、自己抗原はミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)またはその抗原性断片を含む。ミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)は、中枢神経系(CNS)ミエリン鞘の膜に埋め込まれた表面蛋白質である。MOGを標的化する抗体は、CNSの後天性の炎症性脱髄性障害などの自己免疫疾患を患う患者の血清中に一貫して見出されている(例えば、参照によって本願に組み込まれるNessier et al., EBioMedicine. 2019 Oct; 48: 18-19に記載される通り)。MOG抗体に関連する自己免疫疾患は、限定なしに、急性散在性脳脊髄炎(ADEM)、視神経炎(ON)、横断性脊髄炎、および脳幹脳炎を包含する。いくつかの態様において、本願に記載される組成物の自己抗原は全長MOGである。いくつかの態様において、本願に記載される組成物の自己抗原はMOG断片を含む(例えば、MOGのアミノ酸35-55、MEVGWYRSPFSRVVHLYRNGK(配列番号49))。
いくつかの態様において、自己抗原はフィブリノーゲンまたはその抗原性断片を含む。フィブリノーゲン(血液凝固因子I)は血栓形成における主要なプレーヤーである;それはトロンビンによって切断されてフィブリンを形成し、これは凝血塊の最も豊富なコンポーネントである。フィブリノーゲンは血液凝固および心血管疾患(CVD)に重要な役割を演ずる。加えて、フィブリノーゲンは、自己免疫および炎症性疾患、例えば関節リウマチ、血管炎、炎症性腸疾患、多発性硬化症、慢性閉塞性肺疾患、腎臓障害、および移植後線維化において、ならびに癌のいくつかの型において、炎症促進性の因子である(例えば、参照によって本願に組み込まれるArbustini et al., Circulation. 2013;128:1276-1280に記載される通り)。いくつかの態様において、自己抗原はシトルリン化フィブリノーゲンである。いくつかの態様において、本願に記載される組成物の自己抗原はフィブリノーゲン断片(シトルリン化フィブリノーゲンのアミノ酸79-91、QDFTNCitINKLKNS(配列番号50))を含む。抗シトルリン化蛋白質抗体(ACPA)は関節リウマチを有する患者の血清中に特異的にかつ高頻度で検出される(例えば、Takizawa et al., Ann Rheum Dis. 2006 Aug; 65(8): 1013-1020に記載される通り)。
いくつかの態様において、自己抗原はミエリンプロテオリピド蛋白質またはその抗原性断片を含む。例えば参照によって本願に組み込まれるTuohy et al., Neurochem Res. 1994 Aug;19(8):935-44に記載される通り、ミエリンプロテオリピド蛋白質は自己免疫性脱髄性疾患に関わることが示されている。
いくつかの態様において、自己抗原はインスリンまたはその抗原性断片を含む。いくつかの態様において、自己抗原はインスリンアルファ鎖GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(配列番号51))を含む。いくつかの態様において、自己抗原はインスリンベータ鎖FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(配列番号52))を含む。インスリンは、インスリン自己免疫症候群およびB型インスリン抵抗症を包含する稀な自己免疫疾患に関わる(例えば、参照によって本願に組み込まれるCensi et al., Ann Transl Med. 2018 Sep; 6(17): 335に記載される通り)。
いくつかの態様において、自己抗原はクロモグラニンAまたはその抗原性断片を含む。クロモグラニンAは自己免疫性胃炎に関連する(例えば、参照によって本願に組み込まれるPeracchi et al., European Journal of Endocrinology (2005) 152 443-448に記載される通り)。
いくつかの態様において、自己抗原はグルタミン酸デカルボキシラーゼ65キロダルトンアイソフォーム(GAD65)またはその抗原性断片を含み、これは中枢神経系の自己免疫疾患、神経自己免疫疾患、1型糖尿病、自己免疫性甲状腺疾患、および悪性貧血に関連することが公知である(例えば、参照によって本願に組み込まれるMcKeon et al., Muscle Nerve. 2017 Jul;56(l):15-27に記載される通り)。
いくつかの態様において、自己抗原はデスモグレイン1(DSG1)および/またはデスモグレイン3(DSG3)またはその抗原性断片を含む。例えば参照によって本願に組み込まれるAmagai et al., Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2010;86(5):524-37に記載される通り、DSG1およびDSG3は皮膚自己免疫疾患に関わる。
いくつかの態様において、自己抗原はアセチルコリン受容体(AChR)またはその抗原性断片を含む。アセチルコリン受容体に対する抗体によって媒介される自己免疫応答は、例えば参照によって本願に組み込まれるLindstrom et al., J Neurobiol. 2002 Dec;53(4):656-65に記載される通り、重症筋無力症を引き起こす。
いくつかの態様において、自己抗原は筋特異的チロシンキナーゼ(MuSK)またはその抗原性断片を含む。MuSKは、例えば参照によって本願に組み込まれるVincent et al., Curr Opin Neurol. 2005 Oct;18(5):519-25に記載される通り、神経筋接合部自己免疫疾患に関わることが示されている。
いくつかの態様において、自己抗原はリボ核蛋白質またはその抗原性断片を含む。リボ核蛋白質は、例えば参照によって本願に組み込まれるWhittingham et al., Aust N Z J Med. 1983 Dec;13(6):565-70;およびNewkirk et al., Arthritis Research & Therapy volume 3, Article number: 253 (2001)に記載される通り、全身性エリテマトーデス(SLE)および混合性結合組織病(MCTD)などの自己免疫疾患に関わる。
かかる自己免疫抗原および関連する自己免疫疾患の他の限定しない例は:インスリン依存型糖尿病(I型糖尿病)を処置するための膵ベータ細胞抗原、インスリン、およびGAD;関節リウマチを処置することへの使用のためのコラーゲン11型、ヒト軟骨gp39(HCgp39)、およびgp130-RAPS;多発性硬化症を処置するためのミエリン塩基性蛋白質(MBP)、プロテオリピド蛋白質(PLP);強皮症を処置するためのフィブリラリンおよび核小体低分子蛋白質(snoRNP);グレーブス病を処置することへの使用のための甲状腺刺激因子受容体(TSH-R);全身性エリテマトーデスを処置することへの使用のための核抗原、ヒストン、糖蛋白質gp70およびリボソーム蛋白質;原発性胆汁性肝硬変を処置することへの使用のためのピルビン酸デヒドロゲナーゼ・デヒドロリポアミドアセチルトランスフェラーゼ(PCD-E2);円形脱毛症を処置することへの使用のための毛包抗原;ならびに潰瘍性大腸炎を処置することへの使用のためのヒトトロポミオシンアイソフォーム5(hTM5)を包含する。これらの例は限定することを意味されない。当業者は目当ての自己免疫疾患に関連する自己免疫抗原を同定する能力がある。
いくつかの態様において、抗原は、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質、例えば、限定なしに、第IX因子、第VIII因子、インスリン、およびAAV由来蛋白質を含む。これらの例は限定することを意味されない。当業者は、蛋白質補充治療または遺伝子治療に用いられる目当ての蛋白質を同定する能力がある。これらの蛋白質に対する免疫寛容を誘導することは、免疫系による蛋白質の破壊を縮減し、より長い持続的な治療効果に至る。
いくつかの態様において、本開示に従って用いられる抗原は、それに対する免疫応答が必要とされる抗原である。例えば、いくつかの態様において、かかる抗原は、病原体、感染細胞、もしくは新生物細胞(例えば、癌細胞)によって天然に産生され、および/またはそれによって遺伝子にコードされるポリペプチドもしくはペプチドを含む。いくつかの態様において、抗原はウイルス、細菌、真菌、または寄生虫によって産生されるかまたは遺伝子にコードされ、これはいくつかの態様において病原性因子である。いくつかの態様において、病原体はそのライフサイクルの少なくとも一部において細胞内にある。いくつかの態様において、病原体は細胞外にある。特定のソースを起源とする抗原は、いくつかの態様において、いずれかの適当な手段を用いて(例えば、組み換え的に、合成的になど)、例えば、抗原を用いて例えばそれに対する抗体を同定するか、作出するか、試験するか、または用いる目的で、かかるソースから単離または産生され得るということは了解されるであろう)。抗原は、例えば、別の分子または実体(例えば、アジュバント)に対するコンジュゲート化、化学的または物理的変性などによって修飾され得る。いくつかの態様において、抗原はエンベロープ蛋白質、カプシド蛋白質、分泌蛋白質、構造蛋白質、細胞壁蛋白質もしくは多糖、外殻蛋白質もしくは多糖、または酵素である。いくつかの態様において、抗原は、毒素、例えば細菌毒素である。
いくつかの態様において、抗原はウイルス抗原である。例示的なウイルスは、例えば、SARS-CoV-2、レトロウイルス科(例えばレンチウイルス、例えばヒト免疫不全ウイルス、例えばHIV-I);カリシウイルス科(例えば、胃腸炎を引き起こす株);トガウイルス科(例えば馬脳炎ウイルス、風疹ウイルス);フラビウイルス科(例えばデングウイルス、脳炎ウイルス、黄熱ウイルス、C型肝炎ウイルス);コロナウイルス科(例えばコロナウイルス);ラブドウイルス科(例えば水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス);フィロウイルス科(例えばエボラウイルス);パラミクソウイルス科(例えばパラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、呼吸器合胞体ウイルス);オルソミクソウイルス科(例えばインフルエンザウイルス);ブニヤウイルス科(例えばハンタンウイルス、ブンガウイルス、フレボウイルス、およびナイロウイルス);アレナウイルス科(出血熱ウイルス);レオウイルス科(例えばレオウイルス、オルビウイルス、およびロタウイルス);ビルナウイルス科;ヘパドナウイルス科(B型肝炎ウイルス);パルボウイルス科(パルボウイルス);パポバウイルス科(パピローマウイルス、ポリオーマウイルス);アデノウイルス科、ヘルペスウイルス科(単純ヘルペスウイルス(HSV)1および2、水痘帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、EBV、KSV);ポックスウイルス科(天然痘ウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス);およびピコルナウイルス科(例えばポリオウイルス、A型肝炎ウイルス;エンテロウイルス、ヒトコクサッキーウイルス、リノウイルス、エコーウイルス)を包含する。いくつかの態様において、抗原は、ベータコロナウイルス蛋白質、例えばスパイク蛋白質(例えば、全長または受容体結合ドメイン(RBD))、エンベロープ蛋白質、膜蛋白質、またはヌクレオカプシド蛋白質を含む。いくつかの態様において、抗原は、SARS-CoV(例えば、SARS-CoV-1またはSARS-CoV-2)蛋白質、例えばスパイク蛋白質(例えば、全長または受容体結合ドメイン(RBD))、エンベロープ蛋白質、膜蛋白質、またはヌクレオカプシド蛋白質を含む。本開示に従って抗原として用いられ得るベータコロナウイルス蛋白質の例が表2に提供されている。
いくつかの態様において、抗原は細菌抗原である。例示的な細菌は、例えばヘリコバクター・ピロリ、ボレリア・ブルグドルフェリ、レジオネラ・ニューモフィラ、マイコバクテリア(例えば、M.ツベルクローシス、M.アビウム、M.イントラセルラーレ、M.カンサシ、M.ゴルドネ)、スタフィロコッカス・アウレウス、ナイセリア・ゴノレア、ナイセリア・メニンギティディス、リステリア・モノサイトゲネス、ストレプトコッカス・ピオゲネス(A群ストレプトコッカス)、ストレプトコッカス・アガラクチエ(B群ストレプトコッカス)、ストレプトコッカス(ビリダンス群)、ストレプトコッカス・フェカリス、ストレプトコッカス・ボビス、ストレプトコッカス(嫌気性sp.)、ストレプトコッカス・ニューモニエ、カンピロバクターsp.、エンテロコッカスsp.、クラミジアsp.、ヘモフィルス・インフルエンザ、バチルス・アンスラシア、コリネバクテリウム・ジフテリアエ、エリジペロスリックス・ルシオパチエ、クロストリジウム・パーフリンジェンス、クロストリジウム・テタニ、エンテロバクター・アエロゲネス、クレブシエラ・ニューモニエ、パスツレラ・ムルトシダ、バクテロイデスsp.、フソバクテリウム・ヌクレアタム、ストレプトバチルス・モニリホルミス、トレポネーマ・パリダム、トレポネーマ・ペルテヌ、レプトスピラ、アクチノミセス・イスラエリ、およびフランシセラ・ツラレンシスを包含する。
いくつかの態様において、抗原は真菌抗原である。例示的な真菌は、例えばアスペルギルス、例えばアスペルギルス・フラバス、アスペルギルス・フミガタス、アスペルギルス・ニガー、ブラストミセス、例えばブラストミセス・デルマチチジス、カンジダ、例えばカンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラータ、カンジダ・ギリエルモンディイ、カンジダ・クルセイ、カンジダ・パラプシローシス、カンジダ・トロピカリス、コクシジオイデス、例えばコクシジオイデス・イミチス、クリプトコッカス、例えばクリプトコッカス・ネオフォルマンス、エピデルモフィトン、フサリウム、ヒストプラズマ、例えばヒストプラズマ・カプスラタム、マラセチア、例えばマラセチア・フルフル、ミクロスポルム、ムコール、パラコクシジオイデス、例えばパラコクシジオイデス・ブラジリエンシ、ペニシリウム、例えばペニシリウム・マルネッフェイ、ピキア、例えばピキア・アノマラ、ピキア・ギリエルモンディイ、ニューモシスチス、例えばニューモシスチス・カリニ、シュードアレシェリア、例えばシュードアレシェリア・ボイジイ、リゾプス、例えばリゾプス・オリゼー、ロドトルラ、例えばロドトルラ・ルブラ、スケドスポリウム、例えばスケドスポリウム・アピオスペルムム、シゾフィラム、例えばシゾフィラム・コムーネ、スポロトリックス、例えばスポロトリックス・シェンキイ、トリコフィトン、例えばトリコフィトン・メンタグロフィテス、トリコフィトン・ルブルム、トリコフィトン・ベルコーサム、トリコフィトン・ビオラセウム、トリコスポロン、例えばトリコスポロン・アサヒ、トリコスポロン・クタネウム、トリコスポロン・インキン、およびトリコスポロン・ムコイデスを包含する。
いくつかの態様において、抗原は寄生虫からである。例示的な寄生虫は、例えば、プラスモジウム属の寄生虫(例えばプラスモジウム・ファルシパルム、P.ビバックス、P.オバール、およびP.マラリアエ)、トリパノソーマ、トキソプラズマ(例えば、トキソプラズマ・ゴンディ)、リーシュマニア(例えばリーシュマニア・メジャー)、シストソーマ、またはクリプトスポリジウムを包含する。いくつかの態様において、寄生虫は原生動物である。いくつかの態様において、寄生虫はアピコンプレクサ門に属する。いくつかの態様において、寄生虫はそのライフサイクルの少なくとも一部において細胞外に在る。例は線虫、トレマトード(吸虫)、および条虫を包含する。いくつかの態様においては、アスカリスまたはトリクリスからの抗原が企図される。種々の態様において、抗原は寄生虫のいずれかのコンポーネントを起源とし得る。いくつかの態様において、抗原は、寄生虫のそれらのライフサイクルのいずれかのステージ、例えば、哺乳類または鳥類生物などの感染した生物において生起するいずれかのステージの寄生虫に由来し得る。いくつかの態様において、抗原は、寄生虫の卵または寄生虫によって分泌される物質に由来する。
いくつかの態様において、抗原は腫瘍抗原である。一般的に、腫瘍抗原は、腫瘍細胞(例えば、腫瘍原性細胞、またはいくつかの態様においては腫瘍間質細胞、例えば腫瘍関連細胞、例えば癌関連線維芽細胞)によって産生されるいずれかの抗原性物質であり得る。いくつかの態様において、腫瘍抗原は、非腫瘍細胞と比較して腫瘍細胞によって差異的に発現される分子(またはその部分)である。腫瘍抗原は、例えば、正常では非常に小さい数量で産生され、腫瘍細胞によってより大きい数量で発現される蛋白質、正常では発生のある種のステージにおいて産生される蛋白質、その構造(例えば、配列または翻訳後修飾(単数または複数))が腫瘍細胞においては変異を原因として改変される蛋白質、または(正常な条件においては)免疫系から隔離される正常な蛋白質を包含し得る。腫瘍抗原は、例えば腫瘍細胞を同定または検出することに(例えば、診断の目的で、および/または腫瘍の処置を受けた対象をモニタリングする目的で、例えば再発について検査するために)および/または種々の薬剤(例えば、治療薬剤)を腫瘍細胞へと標的化する目的で有用であり得る。例えば、いくつかの態様においては、キメラ抗体が提供され、クリックケミストリーによって治療薬剤、例えば細胞傷害薬剤にコンジュゲート化されたかつ腫瘍抗原に結合する抗体断片の抗体を含む。いくつかの態様において、腫瘍抗原は、変異した遺伝子、例えば癌遺伝子もしくは変異した腫瘍抑制遺伝子の発現産物、過剰発現もしくは異状に発現した細胞蛋白質、発癌性ウイルス(例えば、HBV;HCV;ヘルペスウイルスファミリーメンバー、例えばEBV、KSV;パピローマウイルスなど)によってコードされる抗原、または癌胎児抗原である。癌胎児抗原は正常では胚発生の早いステージにおいて産生され、免疫系が完全に発達した時間までに大体または完全に消失する。例は、アルファフェトプロテイン(AFP。例えば胚細胞腫瘍および肝細胞癌に見出される)および癌胎児性抗原(CEA。例えば腸の癌および時たま肺または乳癌に見出される)である。チロシナーゼは、正常では非常に低い数量で産生されるが、その産生がある種の腫瘍細胞(例えば、メラノーマ細胞)において多大に増大している蛋白質の例である。他の例示的な腫瘍抗原は、例えばCA-125(例えば卵巣癌に見出される);MUC-1(例えば乳癌に見出される);上皮腫瘍抗原(例えば乳癌に見出される);メラノーマ関連抗原(MAGE;例えば悪性メラノーマに見出される);前立腺酸性ホスファターゼ(PAP。前立腺癌に見出される)を包含する。いくつかの態様において、腫瘍抗原は少なくとも部分的に腫瘍細胞の細胞表面に暴露される。いくつかの態様において、腫瘍抗原は、異常に修飾されたポリペプチドまたは脂質、例えば異状に修飾された細胞表面糖脂質または糖蛋白質を含む。腫瘍抗原は、特定の型の腫瘍のサブセットによっておよび/または腫瘍の細胞のサブセットによって発現され得るということは了解されるであろう。
いくつかの態様において、腫瘍抗原は:MAGEファミリーメンバー、NY-ESO-1、チロシナーゼ、Melan-A/MART-1、前立腺癌抗原、Her-2/neu、サバイビン、テロメラーゼ、WT1、CEA、gp100、Pme117、マンマグロビン-A、NY-BR-1、ERBB2、OA1、PAP、RAB38/NY-MEL-1、TRP-1/gp75、TRP-2、CD33、BAGE-1、D393-CD20n、サイクリン-A1、GAGE-1、GAGE-2、GAGE-8、GnTVf、HERV-K-MEL、KK-LC-1、KM-HN-1、LAGE-1、LY6K、MAGE-A1、MAGE-A2、MAGE-A3、MAGE-A4、MAGE-A6、MAGE-A9、MAGE-A10、MAGE-A12、MAGE-C1、MAGE-C2、ムチンK、NA88-A、SAGE、sp17、SSX-2、SSX-4、サバイビンg、TAG-1、TAG-3、TRAG-3、XAGE-1b、BCR-AB1、アジポフィリン、AIM-2、ALDH1A1、BCLX(L)、BING-4、CALCA、CD45、CD274、CPSF、サイクリンD1、DKK1、ENAH、EpCAM、EphA3、EZH2、FGF5、グリピカン-3、G250、HER-2、HLA-DOB、ヘプシン、IDO1、IGF2B3、IL12Rアルファ2、腸カルボキシルエステラーゼ、アルファ-フェトプロテイン、カリクレイン4、KIF20A、レングシン、M-CSF、M-CSP、mdm-2、Meloe、ミッドカイン、MMP-2、MMP-7、MUC1、MUC5AC、p53、PAX5、PBF、PRAME、PSMA、RAGE-1、RGS5、RhoC、RNF43、RU2AS、secerine1、SOX10、STEAP1、テロメラーゼ、TPBG、メソテリン、Ax1、およびVEGFからなる群から選択される。
いくつかの態様において、抗原は、丸ごとの細胞、丸ごとの寄生虫、丸ごとのウイルス、丸ごとの細菌、または1つ以上の抗原を含む丸ごとのナノ粒子、エキソソーム、もしくはマイクロ粒子である。1つの例では、VHHは、ベータ膵島細胞にコンジュゲート化され、器官または組織補充療法の過程においてベータ膵島細胞寛容を誘導するために非炎症性状態において送達され得る。尚も別の例では、VHHは、寄生虫にコンジュゲート化され、一度に複数の寄生虫抗原に対する強い免疫応答を誘導するために炎症性状態において送達され得る。
抗炎症薬剤および炎症促進薬剤
本願において示される通り、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原(例えば、自己抗原)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートは、非炎症性状態の対象に投与されるときに、自己抗原に対する抗原特異的な免疫寛容を誘導することにおいてより有効である。いくつかの態様において、非炎症性状態は、VHHと抗原とを含む同じコンジュゲートに抗炎症薬剤を取り付けることによって提供される。いくつかの態様において、非炎症性状態は、自己抗原にコンジュゲート化されたVHHに加えて、抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを同時投与することによって提供される。
本願において示される通り、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原(例えば、自己抗原)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートは、非炎症性状態の対象に投与されるときに、自己抗原に対する抗原特異的な免疫寛容を誘導することにおいてより有効である。いくつかの態様において、非炎症性状態は、VHHと抗原とを含む同じコンジュゲートに抗炎症薬剤を取り付けることによって提供される。いくつかの態様において、非炎症性状態は、自己抗原にコンジュゲート化されたVHHに加えて、抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを同時投与することによって提供される。
「抗炎症薬剤」は体の炎症を縮減する物質を言う。抗炎症薬剤は、炎症を引き起こす体のある種の物質をブロックする。当分野において公知のいずれかの抗炎症薬剤が本開示に従って用いられ得る。いくつかの態様において、抗炎症薬剤はステロイド性抗炎症薬剤である。いくつかの態様において、ステロイド性抗炎症薬剤は:デキサメタゾン、プレドニゾン、プレドニゾロン、トリアムシノロン、メチルプレドニゾロン、およびベタメタゾンからなる群から選択される。いくつかの態様において、抗炎症薬剤は非ステロイド性抗炎症薬剤である。いくつかの態様において、非ステロイド性抗炎症薬剤は:アスピリン、セレコキシブ、ジクロフェナク、イブプロフェン、ケトプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピロキシカム、シクロスポリンA、およびカルシトリオールからなる群から選択される。いくつかの態様において、本開示に従って用いられる抗炎症薬剤はデキサメタゾンである。
いくつかの態様において、抗炎症薬剤は抗炎症性サイトカインである。「抗炎症性サイトカイン」は、IL-1、腫瘍壊死因子(TNF)、および他の主要な炎症促進性のサイトカインの合成を阻害ならびに炎症性応答を縮減するサイトカインを言う。いくつかの態様において、抗炎症性サイトカインはIL-10、IL-35、IL-4、IL-11、IL-13、およびTGFβからなる群から選択される。
本開示は、他の側面において、それに対する免疫応答が必要とされる抗原(例えば、病原体からの抗原または腫瘍抗原)にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートが、炎症性状態の対象に投与されるときに、抗原に対する抗原特異的な免疫応答を誘導することにおいてより有効であるということを提供する。いくつかの態様において、炎症性状態は、VHHと抗原とを含む同じコンジュゲートに炎症促進薬剤を取り付けることによって提供される。いくつかの態様において、非炎症性状態は、抗原にコンジュゲート化されたVHHに加えて、炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを同時投与することによって提供される。いくつかの態様において、炎症促進薬剤は:TLR9アゴニスト(例えば、CpG-ODN)、LPS、HMGB1蛋白質、IL2、IL12、およびCD40Lからなる群から選択される。いくつかの態様において、炎症促進薬剤はIL2である。
処置の方法
本開示のいくつかの側面は、それを必要とする対象に:(i)VHHがAPC上の表面蛋白質(例えば、MHCIIまたはCD11c)に結合する、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原(例えば、自己抗原)および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲート、または(ii)第1のVHHおよび第2のVHHがAPC上の1つ以上の(例えば、同じかまたは異なる)表面蛋白質に結合する、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原(例えば、自己抗原)にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲートおよび抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートを投与することを含む方法を提供する。いくつかの態様において、2つのVHHが投与されるときに、それらは同じ組成物としてまたは異なる組成物として(例えば、順次に)投与される。いくつかの態様において、方法は抗原に対する免疫寛容を誘導するためである。いくつかの態様において、方法は自己免疫疾患を処置するためである。
本開示のいくつかの側面は、それを必要とする対象に:(i)VHHがAPC上の表面蛋白質(例えば、MHCIIまたはCD11c)に結合する、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原(例えば、自己抗原)および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲート、または(ii)第1のVHHおよび第2のVHHがAPC上の1つ以上の(例えば、同じかまたは異なる)表面蛋白質に結合する、それに対する免疫寛容が必要とされる抗原(例えば、自己抗原)にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲートおよび抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートを投与することを含む方法を提供する。いくつかの態様において、2つのVHHが投与されるときに、それらは同じ組成物としてまたは異なる組成物として(例えば、順次に)投与される。いくつかの態様において、方法は抗原に対する免疫寛容を誘導するためである。いくつかの態様において、方法は自己免疫疾患を処置するためである。
「自己免疫疾患」は、それ自身の組織を攻撃および損傷する免疫系の異常に過剰活性を引き起こす障害である。自己免疫疾患の限定しない例は:関節リウマチ(RA)、全身性エリテマトーデス(SLE)、重症筋無力症(MG)、グレーブス病、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)、ギランバレー症候群、自己免疫性心筋炎、膜性糸球体腎炎、I型またはII型糖尿病、若年発症糖尿病、多発性硬化症、レイノー症候群、自己免疫性甲状腺炎、胃炎、セリアック病、白斑、肝炎、原発性胆汁性肝硬変、炎症性腸疾患、脊椎関節症、実験的自己免疫性脳脊髄炎、免疫性好中球減少症、およびサイトカインによって媒介される遅延型過敏反応に関連する免疫応答、結核に典型的に見出されるTリンパ球、サルコイドーシス、および多発筋炎、多発動脈炎、皮膚血管炎、天疱瘡(例えば、尋常性天疱瘡、落葉状天疱瘡、または腫瘍随伴性天疱瘡)、類天疱瘡、グッドパスチャー症候群、川崎病、全身性強皮症、抗リン脂質症候群、およびシェーグレン症候群を包含する。いくつかの態様において、自己免疫疾患は:多発性硬化症、II型糖尿病、尋常性天疱瘡、重症筋無力症、ループス、セリアック病、および炎症性腸疾患(IBD)からなる群から選択される。いくつかの態様において、自己免疫疾患は:自己免疫性脳脊髄炎、急性散在性脳脊髄炎(ADEM)、視神経炎(ON)、横断性脊髄炎、および脳幹脳炎、関節リウマチ、血管炎、炎症性腸疾患、多発性硬化症、慢性閉塞性肺疾患、腎臓障害、移植後線維化、および癌のいくつかの型において、自己免疫性脱髄性疾患、インスリン自己免疫症候群、B型インスリン抵抗症、自己免疫胃炎、中枢神経系の自己免疫疾患、神経自己免疫疾患、1型糖尿病、自己免疫甲状腺疾患、悪性貧血、皮膚自己免疫疾患、重症筋無力症、神経筋接合部自己免疫疾患からなる群から選択される。異なる自己抗原が、異なる自己免疫疾患を処置するためにコンジュゲートに用いられ得る。当業者は、用いるべき適当な自己抗原を同定する能力がある。
本開示の他の側面は、それを必要とする対象に:(i)VHHがAPC上の表面蛋白質(例えば、MHCIIまたはCD11c)に結合する、それに対する免疫応答が必要とされる抗原(例えば、病原体からの抗原または腫瘍抗原)および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲート、または(ii)第1のVHHおよび第2のVHHがAPC上の1つ以上の(例えば同じかまたは異なる)表面蛋白質に結合する、それに対する免疫応答が必要とされる抗原(例えば、病原体からの抗原または腫瘍抗原)にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲートおよび炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートを投与することを含む方法を提供する。いくつかの態様において、2つのVHHが投与されるときに、それらは同じ組成物としてまたは異なる組成物として(例えば、順次に)投与される。いくつかの態様において、方法は、抗原に対する免疫応答を誘導するためである。いくつかの態様において、方法は、病原体(例えば微生物病原体、例えば本願に記載されるもの)によって引き起こされる感染を処置するためである。いくつかの態様において、方法は癌を処置するためである。
癌は原発または転移癌であり得る。癌は、成人および小児急性リンパ芽球性白血病、急性骨髄性白血病、副腎皮質癌、AIDSに関係する癌、肛門癌、虫垂の癌、星細胞腫、基底細胞癌、胆管癌、膀胱癌、骨癌、胆道癌、骨肉腫、線維性組織球腫、脳の癌、脳幹グリオーマ、小脳星細胞腫、悪性グリオーマ、膠芽腫、上衣腫、髄芽腫、テント上原始神経外胚葉腫瘍、視床下部グリオーマ、乳癌、男性乳癌、気管支腺腫、バーキットリンパ腫、カルチノイド腫瘍、未知の起源の癌腫、中枢神経系リンパ腫、小脳星細胞腫、悪性グリオーマ、子宮頸癌、小児癌、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病、急性リンパ性および骨髄性白血病、慢性骨髄増殖性障害、大腸癌、皮膚T細胞リンパ腫、子宮内膜癌、上衣腫、食道癌、ユーイングファミリー腫瘍、頭蓋外胚細胞腫瘍、性腺外胚細胞腫瘍、肝外胆管癌、眼内メラノーマ、網膜芽細胞腫、胆嚢癌、胃癌、消化管間質腫瘍、頭蓋外胚細胞腫瘍、性腺外胚細胞腫瘍、卵巣胚細胞腫瘍、妊娠性絨毛性腫瘍、グリオーマ、有毛細胞白血病、頭頸部癌、肝細胞癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、下咽頭癌、視神経視床下部グリオーマ、眼内メラノーマ、膵島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓癌、腎細胞癌、喉頭癌、口唇口腔癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、原発中枢神経系リンパ腫、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、悪性線維性組織球腫、髄芽腫、メラノーマ、メルケル細胞癌、悪性中皮腫、頸部扁平上皮癌、多発性内分泌腫瘍症、多発性骨髄腫、菌状息肉症、骨髄異形成症候群、骨髄増殖性障害、慢性骨髄増殖性障害、鼻腔・副鼻腔癌、上咽頭癌、神経芽腫、中咽頭癌、卵巣癌、膵臓癌、副甲状腺癌、陰茎癌、咽頭癌、褐色細胞腫、松果体芽腫およびテント上原始神経外胚葉腫瘍、下垂体癌、形質細胞新生物、胸膜肺芽腫、前立腺癌、直腸癌、横紋筋肉腫、唾液腺癌、軟部組織肉腫、子宮肉腫、セザリー症候群、非メラノーマ皮膚癌、小腸癌、扁平上皮癌、頸部扁平上皮癌、テント上原始神経外胚葉腫瘍、精巣癌、喉の癌、胸腺腫および胸腺癌、甲状腺癌、移行上皮癌、絨毛性腫瘍、尿道癌、子宮癌、子宮肉腫、膣癌、外陰癌、絨毛癌、造血器新生物、成人T細胞白血病、リンパ腫、リンパ球性リンパ腫、間質腫瘍および胚細胞腫瘍、またはウイルムス腫瘍を包含するが、これらに限定されない。いくつかの態様において、癌は、肺癌、乳癌、前立腺癌、大腸癌、胃癌、肝臓癌、膵臓癌、脳・中枢神経系癌、皮膚癌、卵巣癌、白血病、子宮内膜癌、骨、軟骨、および軟部組織肉腫、リンパ腫、神経芽腫、腎芽腫、網膜芽細胞腫、または性腺胚細胞腫瘍である。
その最も幅広い意味において、用語「処置」または「処置する」は治療的および予防的処置の両方を言う。処置を必要とする対象が疾患(例えば、自己免疫疾患、感染、または癌)を有する場合には、「状態を処置する」は、疾患に関連する1つ以上の症状もしくは疾患の重症度を改善、縮減、もしくは消去すること、または疾患のいずれかのさらなる進行を防止することを言う。処置を必要とする対象が、疾患(例えば、感染または癌)を有するリスクがあるものである場合は、対象を処置することは、対象が感染、癌を有するリスクを縮減すること、または対象が感染もしくは癌を発生することを防止することを言う。
対象はヒトまたは脊椎動物または哺乳動物を意味し、齧歯類、例えばラットまたはマウス、犬、猫、馬、牛、豚、羊、山羊、七面鳥、鶏、および霊長類、例えば猿を包含するが、これらに限定されない。本開示の方法はそれを必要とする対象を処置することにとって有用である。
いくつかの態様において、本願に記載される組成物は医薬組成物である。薬学的に、本開示に従って用いられ得る組成物は、対象に直接的に投与され得るか、またはそれを必要とする対象に治療上有効量で投与され得る。用語「治療上有効量」は、所望の生物効果を実現するために必要または十分な量を言う。例えば、本開示に関連する組成物の治療上有効量は、標的の疾患(例えば、自己免疫疾患、感染、または癌)の1つ以上の症状を改善するために十分な量であり得る。本願において提供される教示と組み合わせられ、種々の活性化合物から選ぶこととポテンシー、相対的なバイオアベイラビリティ、患者の体重、有害な副作用の重症度、および好ましい投与モードなどの因子を秤に掛けることとによって、実質的な毒性を引き起こさずに尚も特定の対象を処置するために全く有効である有効な予防的または治療的処置レジメンが計画され得る。いずれかの特定の適用のための有効量は、処置されようとする疾患もしくは状態、投与されようとする特定の薬学的に組成物、対象のサイズ、または疾患もしくは状態の重症度などの因子に依存して変わり得る。当業者は、過度の実験作業を要することなしに本開示に関連する特定の治療化合物の有効量を経験的に決定し得る。
送達のための本願に記載される組成物の対象のドーズは、典型的には、投与当たり約0.1μgから10mgの範囲であり、これは、適用に依存して、毎日、毎週、または毎月、およびそれらの間のいずれかの他の量の時間で与えられ得る。いくつかの態様においては、シングルドーズが集中的な強化または再強化期間の間に投与される。これらの目的のためのドーズは、投与当たり約10μgから5mg、最も典型的には約100μgから1mgの範囲であり得、2~4つの投与が例えば数日もしくは数週、またはより多く離れた間隔であり得る。しかしながら、いくつかの態様において、これらの目的のための非経口的なドーズは、上に記載されている典型的なドーズよりも5から10,000倍高い範囲で用いられ得る。
いくつかの態様において、本開示組成物は、約1および10mg/kg哺乳動物の体重の間の用量で投与される。他の態様において、本開示の組成物は、約0.001および1mg/kg哺乳動物の体重の間の用量で投与される。尚も他の態様では、本開示の組成物は、約10~100ng/kg、100~500ng/kg、500ng/kg~1mg/kg、または1~5mg/kg哺乳動物の体重の間の用量、またはその中のいずれかの個々の用量で投与される。
本開示の組成物は薬学的に許容される溶液として投与され、これらは、慣例的には、薬学的に許容される濃度の塩、緩衝剤、保存料、適合性の担体、および任意に他の治療薬成分を含有し得る。
治療への使用では、本開示に関連する有効量の組成物は、所望の表面に治療薬剤または化合物を送達するいずれかのモード、例えば粘膜、癌への注射、全身などによって対象に投与され得る。本開示の医薬組成物を投与することは、当業者に公知のいずれかの手段によって達成され得る。好適な投与経路は、経口、非経口、静脈内、筋肉内、経鼻、舌下、経気管、吸入、眼内、膣、直腸、および脳室内を包含するが、これらに限定されない。いくつかの態様において、組成物は静脈内投与される(例えば、注射または輸液による)。
本開示の医薬組成物は、それらを全身送達することが望ましいときには、注射による、例えばボーラス注射または連続輸液による非経口投与のために製剤され得る。注射のための製剤は、ユニット剤形で、例えば追加される保存料を有するアンプルまたはマルチドーズ容器として提示され得る。組成物は、油系のまたは水系の基剤中の懸濁液、溶液、またはエマルションなどの形態を取り得、製剤用の薬剤、例えば懸濁、安定化、および/または分散剤を含有し得る。
非経口投与のための医薬製剤は、水溶性の形態の活性化合物の水系の溶液を包含する。加えて、活性化合物の懸濁液が、適当な油系の注射懸濁液として調製され得る。好適な親油性溶媒または基剤は、脂肪油、例えば胡麻油、または合成脂肪酸エステル、例えばオレイン酸エチルもしくはトリグリセリド、またはリポソームを包含する。水系の注射懸濁液は、懸濁液の粘度を増大させる物質、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトール、またはデキストランを含有し得る。任意に、懸濁液は、高度に濃縮された溶液の調製を可能にするために、好適な安定化剤または化合物の可溶性を増大させる薬剤をもまた含有し得る。
先に記載された製剤に加えて、組成物はデポ調製物としてもまた製剤され得る。かかる持効性製剤は、好適なポリマー系のもしくは疎水性の材料(例えば、許容される油中のエマルションとして)またはイオン交換樹脂によって、あるいは難溶解性の誘導体として、例えば難溶解性塩として製剤され得る。
組成物は好適な固体またはゲル相担体または賦形剤をもまた含み得る。かかる担体または賦形剤の例は、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、種々の糖、澱粉、セルロース誘導体、ゼラチン、およびポリマー、例えばポリエチレングリコールを包含するが、これらに限定されない。
好適な液体または固体医薬調製物形態は、例えば、吸入のための水系もしくは生理食塩水溶液であるか、マイクロカプセル化されるか、コクリエート化されるか、金微粒子上にコーティングされるか、リポソーム中に含有されるか、ネブライザー化されるか、エアロゾルであるか、皮膚への埋植のためのペレットであるか、または皮膚にスクラッチされるべき鋭利な物体上に乾燥される。医薬組成物は、顆粒、粉末、錠剤、コーティング錠、(マイクロ)カプセル、坐剤、シロップ、エマルション、懸濁液、クリーム、ドロップ、または活性化合物の長引く放出を有する調製物をもまた包含し、それらの調製においては、賦形剤ならびに添加剤および/または助剤、例えば崩壊剤、結合剤、コーティング剤、膨張剤、潤滑剤、香料、甘味料、または可溶化剤が上に記載されている通り慣用される。医薬組成物は種々の薬物送達システムへの使用にとって好適である。薬物送達のための方法の簡潔な総説はLanger, Science 249:1527-1533, 1990を見よ。これは参照によって本願に組み込まれる。
本開示の組成物および任意に他の治療薬は、そのままで(ニートで)または薬学的に許容される塩の形態で投与され得る。医療に用いられるときには、塩は薬学的に許容されるべきであるが、薬学的に許容されない塩がその薬学的に許容される塩を調製するために便利に用いられ得る。かかる塩は次の酸から調製されるものを包含するが、これらに限定されない:塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、マレイン酸、酢酸、サリチル酸、p-トルエンスルホン酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ギ酸、マロン酸、コハク酸、ナフタレン-2-スルホン酸、およびベンゼンスルホン酸。また、かかる塩は、アルカリ金属またはアルカリ土類塩、例えばカルボン酸基のナトリウム、カリウム、またはカルシウム塩として調製され得る。
好適な緩衝剤は:酢酸および塩(1~2%w/v);クエン酸および塩(1~3%w/v);ホウ酸および塩(0.5~2.5%w/v);ならびにリン酸および塩(0.8~2%w/v)を包含する。好適な保存料は塩化ベンザルコニウム(0.003~0.03%w/v);クロロブタノール(0.3~0.9%w/v);パラベン(0.01~0.25%w/v)およびチメロサール(0.004~0.02%w/v)を包含する。
本開示の医薬組成物は、任意に薬学的に許容される担体中に包含される本開示の有効量の治療化合物を含有する。用語の薬学的に許容される担体は、ヒトまたは他の脊椎動物への投与にとって好適である1つ以上の適合性の固体または液体フィラー、希釈剤、またはカプセル化物質を意味する。用語の担体は、それと活性成分が組み合わせられて適用を容易化する天然のまたは合成の有機または無機成分を指す。医薬組成物のコンポーネントは、所望の薬学的効率を実質的に損なうであろう相互作用がないような様式で、本開示の化合物とおよび互いと混ぜ合わせられることもまたできる。
本開示の医薬組成物は、疾患(例えば、自己免疫疾患、感染、または癌)を処置するための他の治療薬と共に送達され得る。
例1.自己免疫疾患から保護するためにMHCクラスIIを標的化するシングルドメイン抗体のモジュール性を操作する。
自己免疫は適応免疫系のコンポーネントによる自己抗原の認識からもたらされる。これは、悪い自己抗原を提示するクラスIIのMHC産物の特定のアレルバリアントとのほとんどの自己免疫疾患のリンクを説明する。自己免疫疾患を処置するためには、抗原特異的な寛容の誘導が高度に望ましいゴールであろう。病理にかかわらず、抗原提示細胞(APC)は疾患の誘導に必須であり、逆に、APCはそれらが非炎症性状態において抗原に遭遇する場合には寛容原性であり得る。本願においては、全てのAPC上に存在するクラスIIのMHC産物を認識するナノボディが記載され、これは自己免疫疾患の前臨床モデルの実験的自己免疫性脳炎(EAE)においてミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)断片などの自己抗原に酵素的にコンジュゲート化され得る。非炎症性状態におけるこれらの付加体の投与はEAEからの長く持続的な保護を提供する。類似の付加体は、急速なI型糖尿病のマウスモデルにおける高血糖および関節リウマチを防止した。自己抗原をナノボディにコンジュゲート化したのみならず、デキサメタゾン誘導体をもまた切断可能なヒドラゾンリンカーによって取り付けた。切断可能なデキサメタゾン誘導体によって修飾されたその同じナノボディとのMOGペプチドを持つクラスIIのMHC特異的なナノボディの同時投与は、既に有症状である動物において疾患の進行を停止させた。これらがクラスIIのMHC陽性細胞であるはずだという事実を除いては、治療有効性の原因である正確な標的細胞集団は同定されないままであるが、これらの知見の実際的な有用性がある。種々の炎症性状態におけるかかる抗体-薬物コンジュゲートの適用は見込みある処置オプションと考えられるべきである。
自己免疫は適応免疫系のコンポーネントによる自己抗原の認識からもたらされる。これは、悪い自己抗原を提示するクラスIIのMHC産物の特定のアレルバリアントとのほとんどの自己免疫疾患のリンクを説明する。自己免疫疾患を処置するためには、抗原特異的な寛容の誘導が高度に望ましいゴールであろう。病理にかかわらず、抗原提示細胞(APC)は疾患の誘導に必須であり、逆に、APCはそれらが非炎症性状態において抗原に遭遇する場合には寛容原性であり得る。本願においては、全てのAPC上に存在するクラスIIのMHC産物を認識するナノボディが記載され、これは自己免疫疾患の前臨床モデルの実験的自己免疫性脳炎(EAE)においてミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)断片などの自己抗原に酵素的にコンジュゲート化され得る。非炎症性状態におけるこれらの付加体の投与はEAEからの長く持続的な保護を提供する。類似の付加体は、急速なI型糖尿病のマウスモデルにおける高血糖および関節リウマチを防止した。自己抗原をナノボディにコンジュゲート化したのみならず、デキサメタゾン誘導体をもまた切断可能なヒドラゾンリンカーによって取り付けた。切断可能なデキサメタゾン誘導体によって修飾されたその同じナノボディとのMOGペプチドを持つクラスIIのMHC特異的なナノボディの同時投与は、既に有症状である動物において疾患の進行を停止させた。これらがクラスIIのMHC陽性細胞であるはずだという事実を除いては、治療有効性の原因である正確な標的細胞集団は同定されないままであるが、これらの知見の実際的な有用性がある。種々の炎症性状態におけるかかる抗体-薬物コンジュゲートの適用は見込みある処置オプションと考えられるべきである。
序論
ヒト集団のおよそ10%は、軽度から命を脅かすまでの症状によって付随される自己免疫状態を患う。選ばれたケースにおいてのみ、いかに疾患が開始されるのかの確かな説明がある。チェックポイントのブロックを用いる癌の免疫療法は、悪性物の選ばれたセットについては高度に成功するが、免疫ホメオスタシスのブレーキを放すことによって自己免疫を誘発するリスクを伴う。それは、チェックポイントのブロックが適用されるまでは抑止されている害がある自己反応性の細胞の存在を暴く実験的な引き金の明瞭な例である。
ヒト集団のおよそ10%は、軽度から命を脅かすまでの症状によって付随される自己免疫状態を患う。選ばれたケースにおいてのみ、いかに疾患が開始されるのかの確かな説明がある。チェックポイントのブロックを用いる癌の免疫療法は、悪性物の選ばれたセットについては高度に成功するが、免疫ホメオスタシスのブレーキを放すことによって自己免疫を誘発するリスクを伴う。それは、チェックポイントのブロックが適用されるまでは抑止されている害がある自己反応性の細胞の存在を暴く実験的な引き金の明瞭な例である。
自己免疫疾患のための現行の処置は一般的な免疫抑制を包含し、これはあらゆる種類の抗原に対する応答を鈍らせる。これは感染およびことによるとさらには悪性物の増大したリスクに患者を曝す。自己免疫疾患は多くの場合に器官特異的であるので、免疫コンポーネントは、引き金、標的、または2つの何らかの組み合わせとしてどちらかで抗原特異的な要素を包含する。これは、おそらくは、病理が適当な刺激条件における定められた抗原の投与によって誘起され得る自己免疫の種々の前臨床モデルによって最も良く例解される。ある種のヒト自己免疫疾患では、自己免疫応答の過程において病理を誘導し、認識される抗原が公知である。例は、1型糖尿病のケースにおける膵島抗原、多発性硬化症におけるミエリン鞘のコンポーネント、および関節炎のケースにおけるシトルリン化抗原を包含する。
ペプチドをローディングしたMHC産物から組成されたナノ粒子が、クラスIおよびクラスIIのMHCの両方に制約された寛容の形態を誘起するために用いられている。さらなる際立った例は、自己抗原によって修飾された赤血球が重度の抗原不応答の状態を誘導する能力である。この形質は、他の細胞型と比較しての例外的なターンオーバー速度と、炎症性応答を引き起こすことなしに赤血球レムナントを消去する必要とに帰せられている。化学修飾されたアポトーシス末梢血リンパ球の輸注もまた自己免疫応答を減退させ得るので、細胞レムナントの寛容原性の消去の現象は赤血球に限定されない。
本願においては、クラスIIのMHC分子を認識するアルパカ由来シングルドメイン抗体断片(ナノボディ/VHH)の開発およびキャラクタリゼーションが報告される。これらのナノボディは、抗原提示細胞(APC)を包含する全てのクラスIIのMHC陽性細胞を標的化する。従来の免疫グロブリンのサイズの10分の1で、ナノボディの小さいサイズは、循環からの優秀な組織浸透および急速なクリアランスを保証する。これは、VHHを抗原ペプチドまたは低分子薬物などの目当てのペイロードの標的化された送達のための理想的な基剤にする。さらにその上、S.アウレウス由来トランスペプチダーゼのソルターゼAを用いる操作戦略を確立した。それはそれらのC末端におけるこれらのVHHの部位特異的修飾を可能化した。ソルターゼによって修飾されたクラスIIのMHC特異的なナノボディは陽電子放出断層撮影のためのイメージング剤として用いられた。これの結果は、優秀な標的化特性と対になった短い循環中半減期と整合した。これらの方法は、同様に、感染性のおよび自己免疫性の疾患に関わる広い範囲の抗原のインストールを許した。非炎症性状態における抗原提示細胞の関与は寛容に至り得るが、例えばアジュバントの存在下における炎症性状態における投与は外来抗原に対する強い保護的な応答を誘起し得るという幅広いコンセンサスがある。抗原の価数、凝集状態、およびドーズは、振り子を寛容原から免疫原へと振らせ得る追加のパラメータである。異なる解剖学的部位におけるAPCの多様なセットの分布およびそのダイナミクスは、インビボの該当する寛容原性のAPCの同定にとっての難題を提起する。この研究の目的は、寛容誘導の原因である特定のAPC(サブ)セットを突き止めることよりは、むしろ、免疫抑制性の低分子デキサメタゾンの標的化された送達を包含する異なる状況においてクラスIIのMHC陽性細胞集団を標的化するためにVHHを用いることの有効性を実証することであった。自己ペプチドをローディングされた精製された樹状細胞の臨床使用は記録事項であるが、純粋に蛋白質性の調製物が同じ趣旨で投与され得る場合には、細胞に基づく治療を回避することには実際的な利点があるであろう。実に、知見は、デキサメタゾンにコンジュゲート化された同じVHHとの組み合わせでのクラスIIのMHCVHH-ペプチド付加体の組み合わせが、疾患の明白な徴候を有する動物においてEAEの進行を阻止することに著しく有効であるということを指示した。
方法
VHHの発現およびエンドトキシン除去
対応するVHHをコードするプラスミドを含有するWK6のE.coliを、log期中央まで37℃でテリフィックブロスプラスアンピシリンによって成長させ、1mMのIPTGによって30℃で一晩誘導した。細菌を4℃での15分の5,000×gの遠心によって収穫し、それから、リットルの培養当たり25mLの1×TES緩衝液(200mMのTris、pH8、0.65mMのEDTA、0.5Mスクロース)に再懸濁し、撹拌をしながら4℃で1時間に渡ってインキュベーションした。それから、再懸濁された細胞を、0.25×TES緩衝液中の1:4希釈による浸透圧ショックおよび4℃での一晩のインキュベーションに付した。ペリプラズム画分を4℃での30分の5,000×gの遠心によって単離し、それから、50mMのTris、pH8、150mMのNaCl、および10mMイミダゾール中においてNi-NTA(Qiagen)にローディングした。蛋白質を50mMのTris、pH8、150mMのNaCl、500mMイミダゾール、および10%グリセロールによって溶出し、それから、50mMのTris、pH8、150mMのNaCl、10%グリセロール中においてSuperdex7510/300カラムにローディングした。ピーク画分を回収し、Ni-NTAに再結合させて、LPSを枯渇化させた(<2IU/mg)。結合したVHHを40カラム体積のPBS+0.1%TritonX-114によって洗浄し、500mMイミダゾールを有する2.5カラム体積のエンドトキシンフリーPBS(Teknova)によって溶出した。イミダゾールを、LPSフリーPBSによって溶出するPD10カラム(GE Healthcare)によって除去した。組み換えVHH純度はSDS/PAGEおよびLC-MSによって評価した。
VHHの発現およびエンドトキシン除去
対応するVHHをコードするプラスミドを含有するWK6のE.coliを、log期中央まで37℃でテリフィックブロスプラスアンピシリンによって成長させ、1mMのIPTGによって30℃で一晩誘導した。細菌を4℃での15分の5,000×gの遠心によって収穫し、それから、リットルの培養当たり25mLの1×TES緩衝液(200mMのTris、pH8、0.65mMのEDTA、0.5Mスクロース)に再懸濁し、撹拌をしながら4℃で1時間に渡ってインキュベーションした。それから、再懸濁された細胞を、0.25×TES緩衝液中の1:4希釈による浸透圧ショックおよび4℃での一晩のインキュベーションに付した。ペリプラズム画分を4℃での30分の5,000×gの遠心によって単離し、それから、50mMのTris、pH8、150mMのNaCl、および10mMイミダゾール中においてNi-NTA(Qiagen)にローディングした。蛋白質を50mMのTris、pH8、150mMのNaCl、500mMイミダゾール、および10%グリセロールによって溶出し、それから、50mMのTris、pH8、150mMのNaCl、10%グリセロール中においてSuperdex7510/300カラムにローディングした。ピーク画分を回収し、Ni-NTAに再結合させて、LPSを枯渇化させた(<2IU/mg)。結合したVHHを40カラム体積のPBS+0.1%TritonX-114によって洗浄し、500mMイミダゾールを有する2.5カラム体積のエンドトキシンフリーPBS(Teknova)によって溶出した。イミダゾールを、LPSフリーPBSによって溶出するPD10カラム(GE Healthcare)によって除去した。組み換えVHH純度はSDS/PAGEおよびLC-MSによって評価した。
GGG-抗原、GGG-Cy5、およびGGG-DEXの化学合成
ペプチドは標準的な固相ペプチド合成(SPPS)プロトコールに従って2-クロロトリチル樹脂(ChemImpex)上で合成するか、またはGenScriptに注文した。GGG-Cy5では、GGGC(配列番号61)(7.0mg、24μmol)をDMSO(Sigma Aldrich)(400μL)に溶解し、シアニン5マレイミド(Lumiprobe)(5.0mg、7.8μmol)に追加した。もたらされた混合物は、LC-MS分析が残りの出発材料なしを示すまで室温で穏やかに撹拌した。それから、ライゲーションされた産物をRP-HPLCによって精製し、凍結乾燥した。GGG-Cy5:C47H62N8O8S2[M+H]+の計算されたLC-MSは898.44であり、実測898.56であった。もたらされた粉末は4℃で保存した。
ペプチドは標準的な固相ペプチド合成(SPPS)プロトコールに従って2-クロロトリチル樹脂(ChemImpex)上で合成するか、またはGenScriptに注文した。GGG-Cy5では、GGGC(配列番号61)(7.0mg、24μmol)をDMSO(Sigma Aldrich)(400μL)に溶解し、シアニン5マレイミド(Lumiprobe)(5.0mg、7.8μmol)に追加した。もたらされた混合物は、LC-MS分析が残りの出発材料なしを示すまで室温で穏やかに撹拌した。それから、ライゲーションされた産物をRP-HPLCによって精製し、凍結乾燥した。GGG-Cy5:C47H62N8O8S2[M+H]+の計算されたLC-MSは898.44であり、実測898.56であった。もたらされた粉末は4℃で保存した。
GGG-デキサメタゾン(DEX)では、第1の反応において、デキサメタゾン(Sigma Aldrich)(25mg、64μmol)およびN-β-マレイミドプロピオン酸ヒドラジド(ThermoFisher)(40mg、135μmol)を3.0mLの乾燥MeOH(Sigma Aldrich)に溶解し、1滴のTFAを溶液に追加した。もたらされた混合物を室温で一晩撹拌した。それから、MeOHを蒸発させ、沈殿をDMSO(1.0mL)に溶解し、RP-HPLCによって精製し、凍結乾燥した。DEX-マレイミド:C29H37FN3O7[M+H]+の計算されたLC-MSは558.26であり、実測558.32であった。もたらされた粉末は-20℃で保存した。第2の反応において、DEX-マレイミド(20mg、36μmol)およびGGGC(配列番号61)(21mg、72μmol)をDMSO中の5%の0.1MのNaHCO3(1.0mL)に溶解した。もたらされた混合物を反応の完了まで室温で撹拌した。ひとたび出発材料がなくなると、反応をRP-HPLCによって直接的に精製し、凍結乾燥した。GGG-DEX:C38H53FN7O12S[M+H]+の計算されたLC-MSは850.35であり、実測850.21であった。もたらされたペプチドは-20℃で保存し、ソルターゼライゲーション前に適切な濃度で予めPBSに再溶解した。
GGGを持つ部分によるVHHまたはGFPのC末端ソルタグ付け(LPETGG(配列番号43)を用いる
ソルタグ付け反応を、Tris-HCl(50mM、pH7.5)、CaCl2(10mM)、NaCl(150mM)、トリグリシン含有プローブ(500μM)、GGG含有プローブ(100μM)、および5M-ソルターゼA(5μM)を含有する1mL混合物中で実施した。1.5時間の撹拌しながらの4℃におけるインキュベーション後に、未反応のVHHおよび5M-SrtAをNi-NTAアガロースビーズへの吸着によって除去した。未結合の画分を濃縮し、過剰な求核剤はアミコン3,000kDaMWCO濾過ユニット(Millipore)によった。反応産物を純度についてLC-MSによって分析し、-80℃で保存した。
ソルタグ付け反応を、Tris-HCl(50mM、pH7.5)、CaCl2(10mM)、NaCl(150mM)、トリグリシン含有プローブ(500μM)、GGG含有プローブ(100μM)、および5M-ソルターゼA(5μM)を含有する1mL混合物中で実施した。1.5時間の撹拌しながらの4℃におけるインキュベーション後に、未反応のVHHおよび5M-SrtAをNi-NTAアガロースビーズへの吸着によって除去した。未結合の画分を濃縮し、過剰な求核剤はアミコン3,000kDaMWCO濾過ユニット(Millipore)によった。反応産物を純度についてLC-MSによって分析し、-80℃で保存した。
マウス
全ての動物はボストン小児病院(BCH)の動物施設で受け入れ、BCH動物実験委員会によって承認されたプロトコールに従って維持した。C57BL/6J(CD45.2+)、B6.SJL-Ptprc(CD45.1+)、NOD/SCID、BALB/c、B6/2D2、NOD/BDC2.5、Balbc/DO11.10、CD11c-DTR、μMT-/-、Batf3-/-、LAG3-/-、およびFoxP3-DTRマウスはJackson Laboratoryから購入したかまたは自前で育てたかどちらかであった。MHCII-GFPおよびPD1-/-マウスは自前で育てた。OTIのRag2-/-およびHLA-DR4-IE-トランスジェニックC57BL/6IAbヌルマウスはTaconicから購入した。
全ての動物はボストン小児病院(BCH)の動物施設で受け入れ、BCH動物実験委員会によって承認されたプロトコールに従って維持した。C57BL/6J(CD45.2+)、B6.SJL-Ptprc(CD45.1+)、NOD/SCID、BALB/c、B6/2D2、NOD/BDC2.5、Balbc/DO11.10、CD11c-DTR、μMT-/-、Batf3-/-、LAG3-/-、およびFoxP3-DTRマウスはJackson Laboratoryから購入したかまたは自前で育てたかどちらかであった。MHCII-GFPおよびPD1-/-マウスは自前で育てた。OTIのRag2-/-およびHLA-DR4-IE-トランスジェニックC57BL/6IAbヌルマウスはTaconicから購入した。
フローサイトメトリー分析
細胞を脾臓、リンパ節、または他の器官から収穫し、1mLシリンジプランジャーの後ろを用いて40ミクロンセルストレイナーを通してRPMI1640に分散した。細胞混合物を低張液リシス(NH4Cl)に付して赤血球を除去し、FACS緩衝液(PBS中の2mMのEDTAおよび1%FBS)によって2回洗浄し、対応する蛍光色素コンジュゲート化抗体を含有するFACS緩衝液に再懸濁した。全ての染色は、1:100希釈でFcブロックによって30分に渡って4℃において暗所で実施した。サンプルはさらなる分析前にFACS緩衝液によって2回洗浄した。全てのフローデータはFACS Fortessaフローサイトメータ(BD Biosciences)によって取り込み、FlowJoソフトウェア(Tree Star)を用いて分析した。
細胞を脾臓、リンパ節、または他の器官から収穫し、1mLシリンジプランジャーの後ろを用いて40ミクロンセルストレイナーを通してRPMI1640に分散した。細胞混合物を低張液リシス(NH4Cl)に付して赤血球を除去し、FACS緩衝液(PBS中の2mMのEDTAおよび1%FBS)によって2回洗浄し、対応する蛍光色素コンジュゲート化抗体を含有するFACS緩衝液に再懸濁した。全ての染色は、1:100希釈でFcブロックによって30分に渡って4℃において暗所で実施した。サンプルはさらなる分析前にFACS緩衝液によって2回洗浄した。全てのフローデータはFACS Fortessaフローサイトメータ(BD Biosciences)によって取り込み、FlowJoソフトウェア(Tree Star)を用いて分析した。
この研究に用いられた抗体は表3に列記されている。
C57BL/6Jマウスの実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)モデル
雌C57BL/6マウス(10~12週齢)またはC57BL/6J遺伝的背景を有する他のマウス系統を、Hookeキット:CFA中のMOG35-55のエマルションおよびPBS中のPTXによって、製造者の説明書に従って免疫化した(Hooke laboratories)。マウスは、免疫化後の第7日に開始して、個々のマウスの実験処置について盲検化された研究者によって、毎日スコア付けされた。マウスをランダムに異なる実験処置に割り付け、ケージ間のばらつきを消去するために一緒に同居させた。図の凡例に指示されている通り、全ての処置は少なくとも3匹のマウスでかつ少なくとも2つの独立した実験によって実施した。全ての動物を分析に包含した。臨床スコアは次の通り定められる:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。ウェットフードおよび水への容易なアクセスを疾患進行中の実験マウスに提供した。別様に指示されない限り、予防的処置では、20μgのソルタグ付きVHH-抗原をEAEの誘導に7日先行して静脈内投与した。治療的処置では、20μgのVHHMHCII-OVA323-339、VHHMHCII-MOG35-55、または20μgのVHHMHCII-MOG35-55を混合した20μgのVHHMHCII-DEXを、EAEの日に投与した。このときに、マウスは、指示されている通り1、2、および3の臨床スコアとして定められる症状を見せた。EAE誘導後の第30日に、またはマウスが4の臨床スコアに達したときに、マウスを窒息によって屠殺し、それから、PBS中の5mMのEDTAを灌流した。脊髄を単離し、10%(wt/vol)ホルマリン溶液(Sigma)によって固定し、パラフィン包埋し、20μmで切片化し、H&Eまたはルクソールファストブルーによって染色した(ハーバード大学医学部齧歯類組織学コア施設)。染色された切片を4×および10×倍率でイメージングした。脊髄に浸潤する免疫細胞の単離は、脊髄をホモジナイズすること、次に38%パーコール(Sigma)勾配分離によって実施した(100%パーコールは1.123g/mLである)。単離された細胞を48ウェルプレートにプレーティングし、50ng/mLのPMA(Sigma)および500ng/mLイオノマイシン(Sigma)によって2時間に渡って37℃において完全RPMI培地中で処置し、次に10μg/mLモネンシン(Sigma)の追加をし、もう2時間に渡ってインキュベーションした。それから、細胞を、製造者のプロトコールに従ってFoxp3/転写因子染色緩衝液セット(ThermoFisher Scientific、00-5523-00)を用いて、表面染色し、固定し、透過処理した。細胞内およびFoxp3染色を製造者のプロトコールに従って行ない、それから、細胞サンプルをフローサイトメトリーに用いた。
雌C57BL/6マウス(10~12週齢)またはC57BL/6J遺伝的背景を有する他のマウス系統を、Hookeキット:CFA中のMOG35-55のエマルションおよびPBS中のPTXによって、製造者の説明書に従って免疫化した(Hooke laboratories)。マウスは、免疫化後の第7日に開始して、個々のマウスの実験処置について盲検化された研究者によって、毎日スコア付けされた。マウスをランダムに異なる実験処置に割り付け、ケージ間のばらつきを消去するために一緒に同居させた。図の凡例に指示されている通り、全ての処置は少なくとも3匹のマウスでかつ少なくとも2つの独立した実験によって実施した。全ての動物を分析に包含した。臨床スコアは次の通り定められる:1、尾の下垂;2、部分的な後肢麻痺;3、完全な後肢麻痺;4、完全な後および部分的な前足麻痺;ならびに5、瀕死。ウェットフードおよび水への容易なアクセスを疾患進行中の実験マウスに提供した。別様に指示されない限り、予防的処置では、20μgのソルタグ付きVHH-抗原をEAEの誘導に7日先行して静脈内投与した。治療的処置では、20μgのVHHMHCII-OVA323-339、VHHMHCII-MOG35-55、または20μgのVHHMHCII-MOG35-55を混合した20μgのVHHMHCII-DEXを、EAEの日に投与した。このときに、マウスは、指示されている通り1、2、および3の臨床スコアとして定められる症状を見せた。EAE誘導後の第30日に、またはマウスが4の臨床スコアに達したときに、マウスを窒息によって屠殺し、それから、PBS中の5mMのEDTAを灌流した。脊髄を単離し、10%(wt/vol)ホルマリン溶液(Sigma)によって固定し、パラフィン包埋し、20μmで切片化し、H&Eまたはルクソールファストブルーによって染色した(ハーバード大学医学部齧歯類組織学コア施設)。染色された切片を4×および10×倍率でイメージングした。脊髄に浸潤する免疫細胞の単離は、脊髄をホモジナイズすること、次に38%パーコール(Sigma)勾配分離によって実施した(100%パーコールは1.123g/mLである)。単離された細胞を48ウェルプレートにプレーティングし、50ng/mLのPMA(Sigma)および500ng/mLイオノマイシン(Sigma)によって2時間に渡って37℃において完全RPMI培地中で処置し、次に10μg/mLモネンシン(Sigma)の追加をし、もう2時間に渡ってインキュベーションした。それから、細胞を、製造者のプロトコールに従ってFoxp3/転写因子染色緩衝液セット(ThermoFisher Scientific、00-5523-00)を用いて、表面染色し、固定し、透過処理した。細胞内およびFoxp3染色を製造者のプロトコールに従って行ない、それから、細胞サンプルをフローサイトメトリーに用いた。
サイトカインストーム分析のために、これらのEAEマウスが3の臨床スコアに達した最初の日に、血液サンプルを、20μgのVHHMHCII-MOG35-55、VHHMHCII-OVA323-339、または20μgのVHHMHCII-MOG35-55+20μgのVHHMHCII-DEXによる治療的処置の5時間後に取った。血液をEDTA含有チューブに収集し、血漿を繰り返しの遠心によって単離した(500g、5min、4℃)。腫瘍壊死因子アルファ(TNF-α)およびインターロイキン6(IL-6)のさらなる分析まで、血漿を-80℃で保存した。TNF-α(ThermoFisher、88-7324-22)およびIL-6(ThermoFisher、88-7064-22)ELISAを製造者のプロトコールに従って実施した。
細胞サブセット枯渇化
VHH-抗原による予防的処置に2週先行して始め、かつEAE観察期に渡って、400μgの抗CD8α枯渇化抗体(クローン2.43、BioXCell)を週2回腹腔内投与することによって、CD8T細胞を枯渇化させた。マクロファージサブセットは、予防的処置に2週先行から実験セットアップの終わりまで隔日で300μgの抗CSF1R(クローンAFS98、BioXCell)を注射することによって取り除かれた。DCを枯渇化させるためには、100ngのDTX(Sigma)をVHH-抗原投与に2日先行してCD11c-DTRマウスに腹腔内投与した。Tregを枯渇化させるためには、FoxP3-DTRマウスに、VHH-抗原による予防的処置に先行して第-9、-8、および-1日に1μgのDTX(Sigma)の3ドーズを、かつその後は観察期の終わりまで毎週、腹腔内注射した。細胞枯渇化をPBMCまたは脾細胞のフローサイトメトリーによって確認した。
VHH-抗原による予防的処置に2週先行して始め、かつEAE観察期に渡って、400μgの抗CD8α枯渇化抗体(クローン2.43、BioXCell)を週2回腹腔内投与することによって、CD8T細胞を枯渇化させた。マクロファージサブセットは、予防的処置に2週先行から実験セットアップの終わりまで隔日で300μgの抗CSF1R(クローンAFS98、BioXCell)を注射することによって取り除かれた。DCを枯渇化させるためには、100ngのDTX(Sigma)をVHH-抗原投与に2日先行してCD11c-DTRマウスに腹腔内投与した。Tregを枯渇化させるためには、FoxP3-DTRマウスに、VHH-抗原による予防的処置に先行して第-9、-8、および-1日に1μgのDTX(Sigma)の3ドーズを、かつその後は観察期の終わりまで毎週、腹腔内注射した。細胞枯渇化をPBMCまたは脾細胞のフローサイトメトリーによって確認した。
2D2のCD4T細胞養子移入および負荷
2D2マウスからの脾臓およびiLN由来CD4T細胞を、磁気ビーズ(Miltenyi Biotec、130-104-453)を用いるネガティブセレクションによって濃縮し、Violet CellTrace(ThermoFisher Scientific、C34571)によって製造者のプロトコールに従って標識した。500,000のこれらの2D2のCD4+T細胞をCD45.1+マウスに移入した。20μgのVHHMHCII-OVA323-339、20μgのVHHMHCII-MOG35-55、等モルのMOG35-55ペプチド、または100μgのMOG35-55ペプチドの輸注を、アジュバントとしての25μgの抗CD40(SouthernBiotech)および50μgのポリI:C(Sigma)と混合して、養子移入後の日に実施した。第3、5、および10日に、マウスを屠殺し、脾臓、iLN、および血液を収集し、フローサイトメトリーによって分析した。いくつかの2D2のT細胞養子移入されたマウスには、第3または10日にもまたCFA中の100μgのMOG35-55を皮下に負荷した。マウスを、それぞれの実験セットアップにおいて指示される通り7または5日後に屠殺した。脾臓、iLN、および血液を収穫し、フローサイトメトリーによって分析した。
2D2マウスからの脾臓およびiLN由来CD4T細胞を、磁気ビーズ(Miltenyi Biotec、130-104-453)を用いるネガティブセレクションによって濃縮し、Violet CellTrace(ThermoFisher Scientific、C34571)によって製造者のプロトコールに従って標識した。500,000のこれらの2D2のCD4+T細胞をCD45.1+マウスに移入した。20μgのVHHMHCII-OVA323-339、20μgのVHHMHCII-MOG35-55、等モルのMOG35-55ペプチド、または100μgのMOG35-55ペプチドの輸注を、アジュバントとしての25μgの抗CD40(SouthernBiotech)および50μgのポリI:C(Sigma)と混合して、養子移入後の日に実施した。第3、5、および10日に、マウスを屠殺し、脾臓、iLN、および血液を収集し、フローサイトメトリーによって分析した。いくつかの2D2のT細胞養子移入されたマウスには、第3または10日にもまたCFA中の100μgのMOG35-55を皮下に負荷した。マウスを、それぞれの実験セットアップにおいて指示される通り7または5日後に屠殺した。脾臓、iLN、および血液を収穫し、フローサイトメトリーによって分析した。
2D2のCD4T細胞のRNA-seq
細胞をソーティングし、β-メルカプトエタノールを足したRLTリシス緩衝液(Qiagen)中でリシスした。RNAをRNeasyマイクロキット(Qiagen)を用いて製造者のプロトコールに従って単離した。20ngのRNAを改変されたSMART-seq2プロトコールのインプットとして用いた。もたらされたライブラリーはBioanalyzer 2100システム(Agilent)にかけられた高感度DNAチップを用いて確認し、次に、Nextera XTキット(Illumina)およびカスタムインデックスプライマーを用いて製造者のプロトコールに従ってライブラリー調製をした。最終的なライブラリーを、Qubit dsDNA HSアッセイキット(Invitrogen)およびBioanalyzer 2100システム(Agilent)にかけられた高感度DNAチップを用いて定量した。全てのライブラリーはNextseq High Output CartridgeキットおよびNextseq 500シーケンサー(Illumina)を用いてシーケンシングした。シーケンシングされたライブラリーはbcl2fastqプログラムを用いてデマルチプレックスし、もたらされたFastqデータをTrimmomaticによってトリミングおよびクロップした。マウスmm10参照ゲノムに対するアラインメントおよび遺伝子発現カウントはKallistoを用いて実施した。主成分分析(PCA)をRで実施した。我々のRNA-seqデータからの差異的な遺伝子発現および個々の座位における差異的なクロマチンアクセス可能性について試験するためには、DEseq2法を用いた。火山プロットおよびヒートマップはPython3.6によってNumPy1.12.1およびMatplotlib2.2.2を用いて作出した。機能分析では、Gorilla(遺伝子オントロジー濃縮分析・視覚化ツール)を用いて、上位500の最も差異的に発現された遺伝子の上方制御および下方制御されたサブセットにおいて濃縮された遺伝子オントロジー(GO)用語を見出した。
細胞をソーティングし、β-メルカプトエタノールを足したRLTリシス緩衝液(Qiagen)中でリシスした。RNAをRNeasyマイクロキット(Qiagen)を用いて製造者のプロトコールに従って単離した。20ngのRNAを改変されたSMART-seq2プロトコールのインプットとして用いた。もたらされたライブラリーはBioanalyzer 2100システム(Agilent)にかけられた高感度DNAチップを用いて確認し、次に、Nextera XTキット(Illumina)およびカスタムインデックスプライマーを用いて製造者のプロトコールに従ってライブラリー調製をした。最終的なライブラリーを、Qubit dsDNA HSアッセイキット(Invitrogen)およびBioanalyzer 2100システム(Agilent)にかけられた高感度DNAチップを用いて定量した。全てのライブラリーはNextseq High Output CartridgeキットおよびNextseq 500シーケンサー(Illumina)を用いてシーケンシングした。シーケンシングされたライブラリーはbcl2fastqプログラムを用いてデマルチプレックスし、もたらされたFastqデータをTrimmomaticによってトリミングおよびクロップした。マウスmm10参照ゲノムに対するアラインメントおよび遺伝子発現カウントはKallistoを用いて実施した。主成分分析(PCA)をRで実施した。我々のRNA-seqデータからの差異的な遺伝子発現および個々の座位における差異的なクロマチンアクセス可能性について試験するためには、DEseq2法を用いた。火山プロットおよびヒートマップはPython3.6によってNumPy1.12.1およびMatplotlib2.2.2を用いて作出した。機能分析では、Gorilla(遺伝子オントロジー濃縮分析・視覚化ツール)を用いて、上位500の最も差異的に発現された遺伝子の上方制御および下方制御されたサブセットにおいて濃縮された遺伝子オントロジー(GO)用語を見出した。
NOD/SCIDマウスにおける1型糖尿病(T1D)モデル
脾臓および鼠径部リンパ節を7~9周齢BDC2.5マウスから収穫した。細胞を、0.5μMのp31ペプチド(BDC2.5ミモトープ、GenScript)を足した完全RPMI(2mMのglutaMAX、10mMのHEPES、非必須アミノ酸、1mMのピルビン酸ナトリウム、55μMのβ-メルカプトエタノール、10%熱非動化FBSを足したRPMI)に再懸濁し、組織培養皿に100万細胞/mLでプレーティングした。4日後に、細胞を収穫し、2回洗浄し、PBSに再懸濁した。500万細胞を9~12周齢雌NOD.SCIDマウスに後眼窩注射によって養子移入した。生理食塩水、20μgのVHHMHCII-p31、またはVHHMHCII-MOG35-55を指示されている通り1日または5日後にマウスに輸液した。血中グルコース測定を2週に渡って隔日でかつ最高で1~2ヶ月に渡って毎週実施した。対応するAviva Plus検査ストリップ(Accu-Check)にActive測定器(Accu-Chek)(範囲20~600mg/dL)を用いることによって測定される通り、それらの血中グルコースレベルが爾後の2週に渡って260mg/dLを超えたときには、マウスは糖尿病と考えられた。
脾臓および鼠径部リンパ節を7~9周齢BDC2.5マウスから収穫した。細胞を、0.5μMのp31ペプチド(BDC2.5ミモトープ、GenScript)を足した完全RPMI(2mMのglutaMAX、10mMのHEPES、非必須アミノ酸、1mMのピルビン酸ナトリウム、55μMのβ-メルカプトエタノール、10%熱非動化FBSを足したRPMI)に再懸濁し、組織培養皿に100万細胞/mLでプレーティングした。4日後に、細胞を収穫し、2回洗浄し、PBSに再懸濁した。500万細胞を9~12周齢雌NOD.SCIDマウスに後眼窩注射によって養子移入した。生理食塩水、20μgのVHHMHCII-p31、またはVHHMHCII-MOG35-55を指示されている通り1日または5日後にマウスに輸液した。血中グルコース測定を2週に渡って隔日でかつ最高で1~2ヶ月に渡って毎週実施した。対応するAviva Plus検査ストリップ(Accu-Check)にActive測定器(Accu-Chek)(範囲20~600mg/dL)を用いることによって測定される通り、それらの血中グルコースレベルが爾後の2週に渡って260mg/dLを超えたときには、マウスは糖尿病と考えられた。
マウスは、2ヶ月エンドポイントにおいてまたは血中グルコースレベルが爾後の2週に渡って600mg/dLを超えたときに窒息によって屠殺した。膵臓を、さらなる免疫組織化学分析、すなわちH&E染色のために固定した(ハーバード大学医学部齧歯類組織学コア施設)。マウスの別個のコホートにおいて、脾臓、鼠径部/膵臓リンパ節、および膵臓を養子移入後の第14日にフローサイトメトリー分析のために収穫した。
BALB/cマウスにおける関節リウマチ(RA)モデル
脾臓およびリンパ節をDO11.10マウスから収集した。これらのマウスからのCD4+T細胞を、磁気ビーズ(Miltenyi Biotec、130-104-453)を用いるネガティブセレクションによって濃縮した。APCはDO11.10脾細胞を2000radで照射することによって得た。これらのナイーブCD4T細胞からTh1表現型への分化は、それらを次の通り培養することによって誘導した:200,000個のCD4+T細胞および200万のAPCを、0.3μMのOVA323-339(GenScript)、5ng/mLのIL12(PeproTech)、および10μg/mLの抗IL4mAb(R&D Systems)を含有する完全RPMIによって3日に渡って共培養した。それから、細胞を収穫、洗浄、およびカウントした。トータルで200万のTh1のDO11.10T細胞をBALB/cレシピエントに静脈内注射した。T細胞移入の1日後に、レシピエントをCFA(Sigma-Aldrich)中の100μgのOVAによって皮下に免疫化した。第11日に、熱凝集OVA(HOA)をマウスの左足蹠に注射し、足蹠の厚さを第18日まで毎日測定した。それから、マウスを屠殺し、それらの足蹠を除去し、10%(wt/vol)ホルマリン溶液(Sigma)で固定し、パラフィン包埋し、20μmで切片化し、トルイジンブルーによって染色した(ハーバード大学医学部齧歯類組織学コア施設)。染色された切片を4×および10×倍率でイメージングした。膝窩リンパ節をもまた収集し、細胞をIFN-γ産生のために3日に渡って完全RPMI中の1mg/mLのOVAによってインビトロで再刺激した。IFNγはマウスIFN-γELISAセット(BD Biosciences、555138)を用いて製造者のプロトコールに従って測定した。血清をもまたD18エンドポイントにおいてELISAアッセイのために収集して、抗OVAおよび抗OVA323-339抗体応答を測定した。96ウェルプレートを10μg/mLのOVAまたはGFP-OVA323-339(GGG-OVA323-339によってGFP-LPETGG(配列番号43)をソルタグ付けすることによって作出)蛋白質によってPBS中において4℃で一晩コーティングし、ブロッキング緩衝液(PBS中の0.05%Tween20+2%BSA)中で血清サンプルの追加前にインキュベーションした。試験された血清とのインキュベーションは室温で3時間であった。プレートをPBSによって4回洗浄し、山羊抗マウスIgG-HRP(SouthernBiotech)と1:10,000でブロッキング緩衝液中において1時間に渡ってインキュベーションし、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)液体基質試薬(Sigma)によって現像した。反応を1MのHClによって止め、吸光度を450nmで読んだ。
脾臓およびリンパ節をDO11.10マウスから収集した。これらのマウスからのCD4+T細胞を、磁気ビーズ(Miltenyi Biotec、130-104-453)を用いるネガティブセレクションによって濃縮した。APCはDO11.10脾細胞を2000radで照射することによって得た。これらのナイーブCD4T細胞からTh1表現型への分化は、それらを次の通り培養することによって誘導した:200,000個のCD4+T細胞および200万のAPCを、0.3μMのOVA323-339(GenScript)、5ng/mLのIL12(PeproTech)、および10μg/mLの抗IL4mAb(R&D Systems)を含有する完全RPMIによって3日に渡って共培養した。それから、細胞を収穫、洗浄、およびカウントした。トータルで200万のTh1のDO11.10T細胞をBALB/cレシピエントに静脈内注射した。T細胞移入の1日後に、レシピエントをCFA(Sigma-Aldrich)中の100μgのOVAによって皮下に免疫化した。第11日に、熱凝集OVA(HOA)をマウスの左足蹠に注射し、足蹠の厚さを第18日まで毎日測定した。それから、マウスを屠殺し、それらの足蹠を除去し、10%(wt/vol)ホルマリン溶液(Sigma)で固定し、パラフィン包埋し、20μmで切片化し、トルイジンブルーによって染色した(ハーバード大学医学部齧歯類組織学コア施設)。染色された切片を4×および10×倍率でイメージングした。膝窩リンパ節をもまた収集し、細胞をIFN-γ産生のために3日に渡って完全RPMI中の1mg/mLのOVAによってインビトロで再刺激した。IFNγはマウスIFN-γELISAセット(BD Biosciences、555138)を用いて製造者のプロトコールに従って測定した。血清をもまたD18エンドポイントにおいてELISAアッセイのために収集して、抗OVAおよび抗OVA323-339抗体応答を測定した。96ウェルプレートを10μg/mLのOVAまたはGFP-OVA323-339(GGG-OVA323-339によってGFP-LPETGG(配列番号43)をソルタグ付けすることによって作出)蛋白質によってPBS中において4℃で一晩コーティングし、ブロッキング緩衝液(PBS中の0.05%Tween20+2%BSA)中で血清サンプルの追加前にインキュベーションした。試験された血清とのインキュベーションは室温で3時間であった。プレートをPBSによって4回洗浄し、山羊抗マウスIgG-HRP(SouthernBiotech)と1:10,000でブロッキング緩衝液中において1時間に渡ってインキュベーションし、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)液体基質試薬(Sigma)によって現像した。反応を1MのHClによって止め、吸光度を450nmで読んだ。
OTIのCD8T細胞養子移入および負荷
脾臓およびリンパ節をOTIのRag2-/-マウスから収集した。OTIのRag2-/-からのCD8+T細胞を磁気ビーズ(Miltenyi Biotec、130-095-236)を用いるネガティブセレクションによって濃縮し、Violet CellTraceによって製造者のプロトコールに従って標識した。500,000個のCD8+T細胞をCD45.1+マウスに静脈内移入した。20μgのVHHMHCII-OTIまたはVHHMHCII-ORF8の輸注を養子移入後の日に実施した。マウスに第10日にCFA(Sigma)中の25μgのOTIペプチドを負荷し、それから、分析のために5日後に屠殺した。脾臓、iLN、および血液を収穫し、脾細胞をフローサイトメトリーによって分析した。
脾臓およびリンパ節をOTIのRag2-/-マウスから収集した。OTIのRag2-/-からのCD8+T細胞を磁気ビーズ(Miltenyi Biotec、130-095-236)を用いるネガティブセレクションによって濃縮し、Violet CellTraceによって製造者のプロトコールに従って標識した。500,000個のCD8+T細胞をCD45.1+マウスに静脈内移入した。20μgのVHHMHCII-OTIまたはVHHMHCII-ORF8の輸注を養子移入後の日に実施した。マウスに第10日にCFA(Sigma)中の25μgのOTIペプチドを負荷し、それから、分析のために5日後に屠殺した。脾臓、iLN、および血液を収穫し、脾細胞をフローサイトメトリーによって分析した。
200万の脾細胞を96ウェル丸底プレートにプレーティングし、細胞刺激混合物(eBioscience)およびブレフェルジンA(eBioscience)によって3日に渡って37℃で1mg/mLのOVAペプチドを足した完全RPMI[RPMI1640、10%(vol/vol)熱非動化FBS、50μMのβ-メルカプトエタノール、100U/mLのPen/Strep、1×ギブコMEM非必須アミノ酸溶液(Life Technologies)、1mMのピルビン酸ナトリウム、1mMのHEPES]中において処置した。上清を収集し、ELISAに利用して、インターフェロンガンマ(IFNγ)産生を測定した。IFNγはマウスIFN-γELISAセット(BD Biosciences、555138)を用いて製造者のプロトコールに従って測定した。
VHHMHCII-OB1の繰り返しの輸注
OB1はOVAに由来する17merのB細胞エピトープである。C57BL6/Jレシピエントマウスに20μgのVHHMHCII-OB1、等モル量のOVA蛋白質、またはPBSを第0日に静脈内注射した。爾後のブーストを第7日および第14日に実施した。血清サンプルを免疫化前におよび最後のブーストの7日後に収集した。OVA特異的なおよびOB1ペプチド特異的なELISAのためには、96ウェルプレートを10μg/mLのOVAまたはGFP-OB1蛋白質によってPBS中において4℃で一晩コーティングし、ブロッキング緩衝液(PBS中の0.05%Tween20+2%BSA)中で血清サンプルの追加前の追加前にインキュベーションした。試験された血清とのインキュベーションは室温で3時間であった。プレートをPBSによって4回洗浄し、山羊抗マウスIgG-HRP(SouthernBiotech)と1:10,000でブロッキング緩衝液中において1時間に渡ってインキュベーションし、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)液体基質試薬(Sigma)によって現像した。反応を1MのHClによって止め、吸光度を450nmで読んだ。
OB1はOVAに由来する17merのB細胞エピトープである。C57BL6/Jレシピエントマウスに20μgのVHHMHCII-OB1、等モル量のOVA蛋白質、またはPBSを第0日に静脈内注射した。爾後のブーストを第7日および第14日に実施した。血清サンプルを免疫化前におよび最後のブーストの7日後に収集した。OVA特異的なおよびOB1ペプチド特異的なELISAのためには、96ウェルプレートを10μg/mLのOVAまたはGFP-OB1蛋白質によってPBS中において4℃で一晩コーティングし、ブロッキング緩衝液(PBS中の0.05%Tween20+2%BSA)中で血清サンプルの追加前の追加前にインキュベーションした。試験された血清とのインキュベーションは室温で3時間であった。プレートをPBSによって4回洗浄し、山羊抗マウスIgG-HRP(SouthernBiotech)と1:10,000でブロッキング緩衝液中において1時間に渡ってインキュベーションし、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)液体基質試薬(Sigma)によって現像した。反応を1MのHClによって止め、吸光度を450nmで読んだ。
HLA-DR4-IE-トランスジェニックC57BL/6IAbヌルマウスにおけるEAEモデル
DR4-IEマウスを、CFA中の乳化された400μgのヒトPLP175-192(hPLP175-192)によって皮下に免疫化した。マウスは第0および3日に300ngの百日咳毒素をもまた静脈内に受けた。第7日に、マウスに、不完全フロイントアジュバント(IFA)中の乳化された400μgのhPLP175-192によって皮下に第2のブーストを与えた。マウスを秤量し、免疫化後の第7日に開始して毎日スコア付けした。臨床スコアシステムはC56BL/6JマウスのEAEモデルと類似に実施した。マウスが3の臨床スコアに達した第1日に、無関係のペプチド対照を持つ20μgの抗ヒトMHCIIVHH(VHHhMHCII)または20μgのVHHhMHCII-hPLP175-192どちらかを、20μgのVHHhMHCII-DEXと混合して静脈内投与した。脊髄のフローサイトメトリーは上の通り記載された。
DR4-IEマウスを、CFA中の乳化された400μgのヒトPLP175-192(hPLP175-192)によって皮下に免疫化した。マウスは第0および3日に300ngの百日咳毒素をもまた静脈内に受けた。第7日に、マウスに、不完全フロイントアジュバント(IFA)中の乳化された400μgのhPLP175-192によって皮下に第2のブーストを与えた。マウスを秤量し、免疫化後の第7日に開始して毎日スコア付けした。臨床スコアシステムはC56BL/6JマウスのEAEモデルと類似に実施した。マウスが3の臨床スコアに達した第1日に、無関係のペプチド対照を持つ20μgの抗ヒトMHCIIVHH(VHHhMHCII)または20μgのVHHhMHCII-hPLP175-192どちらかを、20μgのVHHhMHCII-DEXと混合して静脈内投与した。脊髄のフローサイトメトリーは上の通り記載された。
統計的方法
全てのデータは少なくとも2つの独立した実験を表した。全ての統計分析はPrism6を用いて行なった。用いられた統計的方法は各図の対応する凡例に指示されている。統計的に有意な違いは星印によって次の通り指示される:*p<0.05;**p<0.01;***p<0.001。
全てのデータは少なくとも2つの独立した実験を表した。全ての統計分析はPrism6を用いて行なった。用いられた統計的方法は各図の対応する凡例に指示されている。統計的に有意な違いは星印によって次の通り指示される:*p<0.05;**p<0.01;***p<0.001。
結果
VHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズは実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の誘導からの耐久的な保護を提供する。
本願においては、I-AbおよびI-Adを包含する広い範囲のマウスクラスIIのMHC分子を認識するアルパカ由来シングルドメイン抗体(すなわち、VHHMHCII)の作出およびキャラクタリゼーションが記載された。このVHHは、ソルターゼ認識モチーフLPETGG(配列番号43)を持つように操作されて、少なくとも1つの好適に暴露されたグリシン残基(単数または複数)によって修飾された抗原ペプチドおよび低分子に対するその部位特異的なライゲーションを許した(図1A)。このやり方でVHHにコンジュゲート化された抗原ペプチドが表4に列記されている。精製されたVHH-ペプチド付加体をLC-MSによってキャラクタリゼーションして(図1Bおよび図8)、アイデンティティ、均一性、および純度を検証した。
VHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズは実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の誘導からの耐久的な保護を提供する。
本願においては、I-AbおよびI-Adを包含する広い範囲のマウスクラスIIのMHC分子を認識するアルパカ由来シングルドメイン抗体(すなわち、VHHMHCII)の作出およびキャラクタリゼーションが記載された。このVHHは、ソルターゼ認識モチーフLPETGG(配列番号43)を持つように操作されて、少なくとも1つの好適に暴露されたグリシン残基(単数または複数)によって修飾された抗原ペプチドおよび低分子に対するその部位特異的なライゲーションを許した(図1A)。このやり方でVHHにコンジュゲート化された抗原ペプチドが表4に列記されている。精製されたVHH-ペプチド付加体をLC-MSによってキャラクタリゼーションして(図1Bおよび図8)、アイデンティティ、均一性、および純度を検証した。
炎症性状態における、すなわち完全フロイントアジュバント(CFA)および百日咳毒素(PTX)の存在下におけるMOG35-55によるC57BL/6マウスの免疫化は、10~14日以内に、多発性硬化症様状態の実験的自己免疫性脳炎(EAE)を誘起する。非炎症性状態においてMHCII+APCに送達されるMOG35-55の先行投与は、EAEの誘導に干渉することが予測された。症状の発症および重症度に干渉し得るVHH-ペプチド付加体の可能なドーズを決定するために、20μgのVHHMHCII-MOG35-55付加体の3ドーズを疾患の誘導に7日先行して静脈内(i.v.)投与した。この処置はEAEの誘導を完全に抑制したが、無関係のペプチドにコンジュゲート化された同一の量のVHHMHCII(VHHMHCII-OVA323-339)または無関係の特異的性のVHH(VHHGFP)に連結されたMOG35-55ペプチドを受けたマウスはEAEまで進行した(図1C)。20μgのVHHMHCII-MOG35-55の単回注射であっても完全な保護を達成した(図1Dおよび1E)。よって、このドーズを全ての爾後の実験に用いた。免疫化後の第15~18日の有疾患マウスのおよびEAE誘導後の第30日の保護されたマウスの脊髄から回収されたCD4+リンパ球浸潤物のフローサイトメトリーは、観察された疾患スコアと整合した:有疾患マウスは、IL17およびIFNγ産生CD4+T細胞の顕著な流入およびいくらかのFoxp3+CD4+制御性T細胞を示した(図1Fおよび9A~9E)。EAEの誘導に先行してVHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスからの脊髄切片のH&Eおよびルクソールファストブルー染色は、EAEまで進行した動物からのサンプルとは違って、ミエリン化の保全およびより少ない免疫細胞浸潤を示した(図1Gおよび1H)。結果は、EAEの誘導に先行して投与されるVHHMHCII-MOG35-55付加体の単回の20μgドーズは疾患の発症を防止するために十分であるということを指示した。
VHHMHCII-MOG35-55によって誘導される保護の耐久性を探究するために、VHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズを、MOG35-55/CFA/PTXカクテルによるEAEの誘導に1または2ヶ月先行して投与した。EAEの完全な抑制ではなくとも、遅延した発症が観察された(図1I、10A、および10B)。<0.5時間であると見積もられる遊離VHHMHCII-MOG35-55の短い循環中半減期にもかかわらず、VHHMHCII-MOG35-55は延長された保護を付与する。EAEに対する抵抗性の程度を探究するために、保護されたマウスに、最初のEAE負荷の37日後に、PTXの存在下におけるMOG35-55/CFAの第2の投与を再負荷した。この第2の高度に炎症性の負荷にもかかわらず、マウスは、ひとたび保護されると、EAEを発生する徴候を示さなかった(図1J、11A、および11B)。それゆえに、VHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズによって呼び起こされる寛容は、その投与の数週後であっても、持続的な保護を提供する。
脾臓CD11c+DCは抗原特異的な寛容の誘導に関連するAPCである
寛容のVHHMHCIIによって媒介される誘導の可能なメカニズムを探求するために、VHHMHCII-Alexa647(図12Aおよび12B)を作出し、MHCII-GFPマウスに注射して(i.v.)、VHHMHCII-Alexa647の生体内分布をフォローした。これらのマウスは、I-Ab-GFP融合体をコードする標的化された遺伝子置き換えを持つ。それは内在性のI-Ab座位を置き換え、全てのクラスIIのMHC+細胞がGFPを発現するということを保証する。注射の1.5時間後に、VHHMHCII-Alexa647は脾臓および循環中MHCII-GFP+細胞集団によって捕捉される(図2Aおよび13)。蛍光VHHMHCII付加体は、形質細胞様DCではなく、脾臓CD8a+DC、CD4-古典的DC(cDC)、およびCD4+cDCを包含するB細胞およびDCサブセットによって捕捉された(図13)。
寛容のVHHMHCIIによって媒介される誘導の可能なメカニズムを探求するために、VHHMHCII-Alexa647(図12Aおよび12B)を作出し、MHCII-GFPマウスに注射して(i.v.)、VHHMHCII-Alexa647の生体内分布をフォローした。これらのマウスは、I-Ab-GFP融合体をコードする標的化された遺伝子置き換えを持つ。それは内在性のI-Ab座位を置き換え、全てのクラスIIのMHC+細胞がGFPを発現するということを保証する。注射の1.5時間後に、VHHMHCII-Alexa647は脾臓および循環中MHCII-GFP+細胞集団によって捕捉される(図2Aおよび13)。蛍光VHHMHCII付加体は、形質細胞様DCではなく、脾臓CD8a+DC、CD4-古典的DC(cDC)、およびCD4+cDCを包含するB細胞およびDCサブセットによって捕捉された(図13)。
VHHMHCII-MOG35-55の皮下または腹腔内ではなく静脈内注射はEAEの誘導から保護した(図14)。これは寛容誘導の部位としての脾臓または血流の役割を仄めかした。よって、20μgのVHHMHCII-MOG35-55(図2Bおよび15A~15C)をマウスに注射し(i.v.)、1週後に、脾細胞および全血をドナー細胞のソースとして収穫した。それから、ナイーブマウスは、VHHMHCII-MOG35-55処置された動物からの2000万の未分画の脾細胞または末梢血単核細胞(PBMC)を受けた。細胞移入の1日後に、CFA中のMOG35-55+PTXを投与してEAEを誘導した(図2Bおよび15A~15C)。VHHMHCII-MOG35-55によって処置されたマウスからの脾細胞を受けたマウスにおける平均臨床EAEスコアの有意な縮減があった(図2Bおよび15A~15C)。マクロファージおよびCD8T細胞を、対応する枯渇化抗体:それぞれ抗CFS1R抗体および抗CD8α抗体を投与することによってインビボで消去した(図2C、16A、および16B)。DCを枯渇化させるために、ジフテリア毒素(DTX)をCD11c-DTR(ジフテリア毒素受容体)マウスに投与した(図2C、16A、および16B)。B細胞の可能な関わりを検査するために、VHHMHCII-MOG35-55をB細胞を欠くμMtマウスに投与した。CD11C+DCの消去のみが、VHHMHCII-MOG35-55によって提供される保護の措置を縮減した(図2C、16A、および16B)。おそらく骨髄系細胞の異なるがオーバーラップするサブセットを標的化する2つのVHH-MOG35-55付加体を創出した。これらの付加体は、CD11b(ほとんどはマクロファージ上に存在する)を指向するVHHおよびCD11c(ほとんどは樹状細胞上に存在する)を認識するVHHを包含した(図8)。VHHCD11c-MOG35-55組み合わせのみがEAEの誘導からの中程度のレベルの保護を提供し(図2Dおよび17)、CD11c+細胞の消去からの結果と整合した。VHHMHCII-MOG35-55によって処置されたBatf3-/-マウスはEAEの誘導に対して抵抗性のままであった。よって、この状況では、CD8α+DCは寛容原性のAPCのセットに自明には寄与しない(図18)。
最小限のエピトープだけよりも多くのVHHMHCIIによる送達が同様に寛容を誘導し得るかどうかを決定するために、VHHMHCII-MOG17-78を作出し、負荷に7日先行してマウスを処置するために用いた。VHHMHCII-MOG17-78は同様にEAEの誘導から保護した(図2Eおよび2F)。
VHHMHCII-MOG35-55の投与は、MOG35-55特異的なCD4+T細胞の増殖の激発、次に消耗を誘起する。
定められた抗原特異性のT細胞に対するVHHMHCII-MOG35-55付加体のインパクトを検討するために、2D2TCRトランスジェニックマウスを、I-Ab-MOG35-55複合体を認識するモノクローナルCD4+T細胞のソースとして用いた。コンジェニックにマーキングされたViolet CellTrace標識された2D2のCD45.2+CD4+T細胞をCD45.1レシピエントに移入し、次に、1日後にVHHMHCII-ペプチド付加体の注射(i.v.)をした。脾臓、鼠径部リンパ節(iLN)、および血液における2D2細胞数を10日に渡って追跡した。脾臓、iLN、および血液から回収された2D2細胞の絶対数、ならびに非侵襲的な陽電子放出断層撮影(PET)イメージングを用いる全身イメージングによってCD4+細胞について決定される通り、VHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスでは、2D2のCD4+T細胞は、拡大の当初の激発、次に注射の5日後の縮小を経過した(図3Aおよび19)。この消失は数細胞分裂後に生起した。なぜなら、回収された2D2のCD4T細胞の全ては抗原を経験しており、Violet CellTrace希釈によって表される通り分裂していたからである(図3B)。投与されたVHHMHCII-MOG35-55付加体のものと等モルの量のMOG35-55の送達は、2D2のT細胞のせいぜい~5%の分裂に至った。それゆえに、VHHMHCIIによって媒介される抗原送達はその提示を明瞭に増強する(図3B)。
定められた抗原特異性のT細胞に対するVHHMHCII-MOG35-55付加体のインパクトを検討するために、2D2TCRトランスジェニックマウスを、I-Ab-MOG35-55複合体を認識するモノクローナルCD4+T細胞のソースとして用いた。コンジェニックにマーキングされたViolet CellTrace標識された2D2のCD45.2+CD4+T細胞をCD45.1レシピエントに移入し、次に、1日後にVHHMHCII-ペプチド付加体の注射(i.v.)をした。脾臓、鼠径部リンパ節(iLN)、および血液における2D2細胞数を10日に渡って追跡した。脾臓、iLN、および血液から回収された2D2細胞の絶対数、ならびに非侵襲的な陽電子放出断層撮影(PET)イメージングを用いる全身イメージングによってCD4+細胞について決定される通り、VHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスでは、2D2のCD4+T細胞は、拡大の当初の激発、次に注射の5日後の縮小を経過した(図3Aおよび19)。この消失は数細胞分裂後に生起した。なぜなら、回収された2D2のCD4T細胞の全ては抗原を経験しており、Violet CellTrace希釈によって表される通り分裂していたからである(図3B)。投与されたVHHMHCII-MOG35-55付加体のものと等モルの量のMOG35-55の送達は、2D2のT細胞のせいぜい~5%の分裂に至った。それゆえに、VHHMHCIIによって媒介される抗原送達はその提示を明瞭に増強する(図3B)。
MOG特異的な2D2のCD4T細胞はVHHMHCII-MOG35-55の投与によって共抑制性受容体を上方制御する。
これらの結果を裏付けるために、VHHMHCII-MOG35-55レシピエントの2D2のT細胞のトランスクリプトームを調べた。異なる分裂ステージにおける2D2のCD4T細胞をソーティングし(図3B)、RNAseq分析を行なった。VHHMHCII-MOG35-55の注射は共抑制性受容体転写物および負の制御転写因子を上方制御する。LAG3転写物は規模および有意性の両方が突出している(図3C、3D、および20A~20E)。蛋白質レベルでは、これらの2D2のT細胞は、Tim3、Fas/CD95、またはLAPではなくPD1およびLAG3などのアポトーシスおよび疲弊マーカーのより高いレベルをもまた示した(図3Eおよび21)。注射後の第3日に、VHHMHCII-MOG35-55レシピエントの2D2のCD4T細胞は、おそらくは珍しく、CD44+のままでありながら、CD62Fを下方制御することはなかった(図21)。LAG3-/-マウスをVHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズによって処置し、それからEAEの誘導を負荷したときには、有意な遅延を有してだが保護は失われたが、PD1-/-マウスは依然としてVHHMHCII-MOG35-55によって寛容化された(図3F)。2D2TCRトランスジェニックマウスにおけるLAG3の欠失は自発的なEAEに至る。活性化したエフェクターT細胞およびTregの両方はLAG3を発現するので、制御性T細胞の増大がVHHMHCII-MOG35-55によって課される寛容に寄与するかどうかを評価した。
これらの結果を裏付けるために、VHHMHCII-MOG35-55レシピエントの2D2のT細胞のトランスクリプトームを調べた。異なる分裂ステージにおける2D2のCD4T細胞をソーティングし(図3B)、RNAseq分析を行なった。VHHMHCII-MOG35-55の注射は共抑制性受容体転写物および負の制御転写因子を上方制御する。LAG3転写物は規模および有意性の両方が突出している(図3C、3D、および20A~20E)。蛋白質レベルでは、これらの2D2のT細胞は、Tim3、Fas/CD95、またはLAPではなくPD1およびLAG3などのアポトーシスおよび疲弊マーカーのより高いレベルをもまた示した(図3Eおよび21)。注射後の第3日に、VHHMHCII-MOG35-55レシピエントの2D2のCD4T細胞は、おそらくは珍しく、CD44+のままでありながら、CD62Fを下方制御することはなかった(図21)。LAG3-/-マウスをVHHMHCII-MOG35-55のシングルドーズによって処置し、それからEAEの誘導を負荷したときには、有意な遅延を有してだが保護は失われたが、PD1-/-マウスは依然としてVHHMHCII-MOG35-55によって寛容化された(図3F)。2D2TCRトランスジェニックマウスにおけるLAG3の欠失は自発的なEAEに至る。活性化したエフェクターT細胞およびTregの両方はLAG3を発現するので、制御性T細胞の増大がVHHMHCII-MOG35-55によって課される寛容に寄与するかどうかを評価した。
VHHMHCII-MOG35-55の投与はMOG35-55特異的な制御性CD4T細胞を誘導する。
VHHMHCII-MOG35-55によって媒介される寛容における制御性T細胞の役割を暴くために、TregをFoxp3-DTRマウスにおいてDTXの投与によって消去した(図22A~22D)。処置されたマウスはTregを失い、もはやEAEから保護されず、VHHMHCII-MOG35-55によって課される寛容へのその寄与を実証した(図22A~22D)。VHHMHCII-MOG35-55の投与はFoxP3+MOG35-55特異的なTreg数を増大させる(図22A~22D)。Treg数の増大に加えて、疲弊マーカーの発現もまたVHHMHCII-MOG35-55の投与によって増大した。最後に、2D2のT細胞を受けたマウスにMOG35-55/CFAを第10日に負荷した。VHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの2D2のT細胞は応答することはなかったが、VHHMHCII-OVA323-339を注射されたマウスの2D2のT細胞はロバストに増殖した(図3G)。これは、VHHMHCII-MOG35-55による寛容誘導の抗原特異性を明白にしている。
VHHMHCII-MOG35-55によって媒介される寛容における制御性T細胞の役割を暴くために、TregをFoxp3-DTRマウスにおいてDTXの投与によって消去した(図22A~22D)。処置されたマウスはTregを失い、もはやEAEから保護されず、VHHMHCII-MOG35-55によって課される寛容へのその寄与を実証した(図22A~22D)。VHHMHCII-MOG35-55の投与はFoxP3+MOG35-55特異的なTreg数を増大させる(図22A~22D)。Treg数の増大に加えて、疲弊マーカーの発現もまたVHHMHCII-MOG35-55の投与によって増大した。最後に、2D2のT細胞を受けたマウスにMOG35-55/CFAを第10日に負荷した。VHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの2D2のT細胞は応答することはなかったが、VHHMHCII-OVA323-339を注射されたマウスの2D2のT細胞はロバストに増殖した(図3G)。これは、VHHMHCII-MOG35-55による寛容誘導の抗原特異性を明白にしている。
VHHMHCII-抗原付加体は自己免疫の他のモデルにおいてもまた抗原特異的な様式で作用する。
次に、VHH-抗原付加体が他の自己免疫性状態に干渉する能力を試験した。1型糖尿病(T1D)では、β細胞の自己反応性T細胞によって媒介される破壊を模倣する積極的なBDC2.5のT細胞養子移入モデルを用いた。BDC2.5のT細胞受容体を持つトランスジェニックCD4T細胞は膵β細胞を認識し、ミモトープp31によってエクスビボで活性化され得る。NOD/SCIDマウスにおいて、かかる活性化したBDC2.5のT細胞は移入後の8日以内に高血糖を引き起こす。p31をVHHMHCIIにコンジュゲート化した(図8)。活性化BDC2.5脾細胞を受けたNOD/SCIDマウスを、1日後に、生理食塩水、20μgのVHHMHCII-MOG35-55、または20μgのVHHMHCII-P31どちらかによって処置した(図4A)。生理食塩水またはp31どちらかによって処置されたマウスは移入後の第8日までに高血糖になった(図4Aおよび23A~23C)。VHHMHCII-p31によって処置されたマウスのみが実験の実施期間に渡って正常血糖を維持した(図4Aおよび23A~23C)。VHHMHCII-p31処置されたマウスは、より少数のBDC2.5のCD4T細胞をそれらの膵臓および二次リンパ器官に有した(図23A~23C)。保護されたマウスの膵島はインタクトなままであった(図4B)。VHHMHCII-p31が活性化したBDC2.5のT細胞の移入後の第5日にマウスに投与されたときであっても、軽度の保護効果があった(図22C)。丸ごとのインスリン蛋白質をもまたVHHMHCIIに取り付けた(図24)。
次に、VHH-抗原付加体が他の自己免疫性状態に干渉する能力を試験した。1型糖尿病(T1D)では、β細胞の自己反応性T細胞によって媒介される破壊を模倣する積極的なBDC2.5のT細胞養子移入モデルを用いた。BDC2.5のT細胞受容体を持つトランスジェニックCD4T細胞は膵β細胞を認識し、ミモトープp31によってエクスビボで活性化され得る。NOD/SCIDマウスにおいて、かかる活性化したBDC2.5のT細胞は移入後の8日以内に高血糖を引き起こす。p31をVHHMHCIIにコンジュゲート化した(図8)。活性化BDC2.5脾細胞を受けたNOD/SCIDマウスを、1日後に、生理食塩水、20μgのVHHMHCII-MOG35-55、または20μgのVHHMHCII-P31どちらかによって処置した(図4A)。生理食塩水またはp31どちらかによって処置されたマウスは移入後の第8日までに高血糖になった(図4Aおよび23A~23C)。VHHMHCII-p31によって処置されたマウスのみが実験の実施期間に渡って正常血糖を維持した(図4Aおよび23A~23C)。VHHMHCII-p31処置されたマウスは、より少数のBDC2.5のCD4T細胞をそれらの膵臓および二次リンパ器官に有した(図23A~23C)。保護されたマウスの膵島はインタクトなままであった(図4B)。VHHMHCII-p31が活性化したBDC2.5のT細胞の移入後の第5日にマウスに投与されたときであっても、軽度の保護効果があった(図22C)。丸ごとのインスリン蛋白質をもまたVHHMHCIIに取り付けた(図24)。
関節炎は、BALB/cレシピエントにおいて、OVA323-339を認識するエクスビボで活性化されたTh1のDO11.10のT細胞の静脈内移入、次に、1日後にOVA/CFAエマルションの足蹠注射および熱凝集オボアルブミン(HAO)による10日後の負荷によって誘導され得る(図4C)。それから、マウスを、足蹠の厚さを測定することによって、およびHAOの負荷後の第7日における組織学的評価によって、関節炎の発生についてモニタリングした。VHHMHCII-OVA323-339の先行投与はオボアルブミンに対する暴露による関節炎症を縮減したが、VHHMHCII-MOG35-55は効果を有さなかった(図4Cおよび25A~25E)。VHHMHCII-OVA323-339によって処置されたマウスは軟骨破壊のより少数の徴候をもまた示した(図4D)。VHHMHCII-OVA323-339によって処置されたマウスの膝窩リンパ節から得られた免疫細胞は、OVAによってエクスビボで刺激されたときにIFNγを産生することはなかった(図25A~25E)。おそらくは意外なことではなく、VHHMHCII-OVA323-339によって処置されたマウスからの血清は、より低いレベルの抗OVAおよび抗OVA323-339IgG1抗体をもまた有した(図25A~25E)。
組み合わせられたこれらの結果は、VHHMHCII-抗原付加体が活性化した自己反応性のCD4T細胞によって被らせられる害を縮減する能力を確認している。基礎にあるメカニズム(単数または複数)はマウスMHCハプロタイプ間で保存されているはずである。
VHHMHCII-抗原付加体はCD8によって媒介されるTおよびB細胞応答をもまた抑制する。
CD8T細胞応答がVHHMHCII-抗原付加体の投与によって影響されるかどうかを決定するために、OVA由来CD8T細胞エピトープSIINFEKL(H-2Kbによって制約されたOTIペプチド)をVHHMHCIIに取り付けた(図8)。マウスは、コンジェニックにマーキングされたOTIのT細胞、次にVHHMHCII-OTIまたはVHHMHCII-ORF8の注射(アジュバントありまたはなし)を1日後に受けた(図4E)。MCMVに由来するORF8エピトープはH-2bマウスにおいてCD8T細胞によって認識され、対照としての用をなした。移入後の第10日におけるOVA/CFAによるレシピエントの再負荷は、いずれかの残りのOTIのT細胞を活性化することはなかった(図4F)。B細胞応答がVHHMHCII-抗原付加体の投与によって類似に影響されるかどうかを探求するために、VHHMHCIIをB細胞特異的なOVA由来エピトープ(OB1)によって修飾した(図8)。C57BL/6JレシピエントへのVHHMHCII-OBIの3つの立て続けの注射は、インタクトなOVA蛋白質またはOB1ペプチドどちらかに対するIgG抗体応答を誘起することはなかったが(図4Gおよび4H)、等モル量の遊離OVA蛋白質を受けたマウスはかかる抗体を直ちに産生した。
CD8T細胞応答がVHHMHCII-抗原付加体の投与によって影響されるかどうかを決定するために、OVA由来CD8T細胞エピトープSIINFEKL(H-2Kbによって制約されたOTIペプチド)をVHHMHCIIに取り付けた(図8)。マウスは、コンジェニックにマーキングされたOTIのT細胞、次にVHHMHCII-OTIまたはVHHMHCII-ORF8の注射(アジュバントありまたはなし)を1日後に受けた(図4E)。MCMVに由来するORF8エピトープはH-2bマウスにおいてCD8T細胞によって認識され、対照としての用をなした。移入後の第10日におけるOVA/CFAによるレシピエントの再負荷は、いずれかの残りのOTIのT細胞を活性化することはなかった(図4F)。B細胞応答がVHHMHCII-抗原付加体の投与によって類似に影響されるかどうかを探求するために、VHHMHCIIをB細胞特異的なOVA由来エピトープ(OB1)によって修飾した(図8)。C57BL/6JレシピエントへのVHHMHCII-OBIの3つの立て続けの注射は、インタクトなOVA蛋白質またはOB1ペプチドどちらかに対するIgG抗体応答を誘起することはなかったが(図4Gおよび4H)、等モル量の遊離OVA蛋白質を受けたマウスはかかる抗体を直ちに産生した。
VHHMHCII-MOG35-55およびVHHMHCII-デキサメタゾンの同時送達は治療有効性を増大させる。
それから、EAEについて既に有症状のマウスへのVHHMHCII-MOG35-55投与のインパクトを探求した。1の臨床スコア(尾の下垂)を発生したマウスへのVHHMHCII-MOG35-55の注射は、16匹のうち9匹のマウスにおいてEAEの進行を停止した(図5Aおよび26)。16匹のうち残りの7匹のマウスの総体的な状態は、見たところではEAEとは無関係に、VHHMHCII-MOG35-55の注射後に急速に悪化した(例えば震え;縮減された運動量)。事実、VHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの~40%は、注射に先行したマウスの臨床スコアとの相関なしに、輸液後の日に死んだ。IL-6およびTNFαの上昇したレベルによって指示される通り、既に炎症した環境への抗原の標的化された送達によって誘起されるサイトカインストームが原因であった(図5C)。
それから、EAEについて既に有症状のマウスへのVHHMHCII-MOG35-55投与のインパクトを探求した。1の臨床スコア(尾の下垂)を発生したマウスへのVHHMHCII-MOG35-55の注射は、16匹のうち9匹のマウスにおいてEAEの進行を停止した(図5Aおよび26)。16匹のうち残りの7匹のマウスの総体的な状態は、見たところではEAEとは無関係に、VHHMHCII-MOG35-55の注射後に急速に悪化した(例えば震え;縮減された運動量)。事実、VHHMHCII-MOG35-55を受けたマウスの~40%は、注射に先行したマウスの臨床スコアとの相関なしに、輸液後の日に死んだ。IL-6およびTNFαの上昇したレベルによって指示される通り、既に炎症した環境への抗原の標的化された送達によって誘起されるサイトカインストームが原因であった(図5C)。
呼び起こされるT細胞応答のポリクローナル的性質およびむしろ表面的な臨床スコア付けシステムは、有疾患コホートの非均一性を含意する。これは、なぜVHHMHCII-MOG35-55を受けた全ての動物が類似に応答したわけではないのかを説明し得る。それから、免疫抑制薬物を同時送達してサイトカインストームを避けることが可能であり得るかどうかを試験した。自己加水分解性のヒドラゾンリンカーを介してVHHMHCIIに取り付けられた免疫抑制性のコルチコステロイドのデキサメタゾンを、クラスIIのMHC+細胞に送達した(VHHMHCII-DEX;図5Bおよび27)。20μgのVHHMHCII-MOG35-55および20μgのVHHMHCII-DEXの組み合わせドーズを受けたマウスは、生残し、自明な副作用なしに、より低い臨床的なEAE臨床スコアに復帰した(図5D)。臨床スコアの改善は脊髄における浸潤CD4T細胞の縮減に映し出された(図28)。観察された利益は、VHHMHCII-DEX付加体の形態でのせいぜい0.5μgのDEXの同等物を要求した。他方で、遊離DEXは、i.p.で100μgという200倍高いドーズで投与されたときにのみ保護を提供した(図29Aおよび29B)。治療範囲は2または3のEAEスコアまで進行した動物まで及び、これらの全ては、再び副作用なしに、疾患進行の阻止によって、VHHMHCII-MOG35-55およびVHHMHCII-DEXの同時投与に応答した。罹患マウスはさらには疾患スコアの有意な改善を示した(図5E、5F、および28)。驚くべきことに、VHHMHCII-DEXの皮下または腹腔内ではなく静脈内送達のみが予防的保護を提供し得るので、投与経路は重要である(図14)。
自己免疫疾患のヒト化マウスモデルにおける抗ヒトMHCIIVHH(VHHhMHCII)-抗原付加体
広い範囲のヒトクラスIIのMHC分子を認識するVHH(VHHhMHCII)を開発した。このVHHはソルターゼに即時使用可能なフォーマットで調製し、ヒト起源のいくつかの自己抗原によって修飾した(図6A~6C)。
広い範囲のヒトクラスIIのMHC分子を認識するVHH(VHHhMHCII)を開発した。このVHHはソルターゼに即時使用可能なフォーマットで調製し、ヒト起源のいくつかの自己抗原によって修飾した(図6A~6C)。
ヒトMOG97-108ペプチド(TCFFRDHSYQEE(配列番号53))、hPLP175-192ペプチド(YIYFNTWTTCQSIAFPSK(配列番号42))、およびDEXをVHHhMHCIIに取り付けた(図6B)。同時送達されるこれらの付加体の有効性を、ネズミMHC-IIを欠くが代わりにヒトHLA-DR4のペプチド結合ドメインおよびマウスIEの膜近位ドメイン(DR4-IE)から組成されたトランスジェニックハイブリッドMHC-II分子を発現するHLA-DR4-IE-トランスジェニックC57BL/6IAbヌルマウスにおいて試験した。VHHhMHCII-MOG97-108は投与の20日後にマウスのEAE臨床スコアを縮減した(n=1、図6B)。VHHhMHCII-OVA323-339を負の対照として用いた(n=2、図6B)。
RA患者における自己抗体の高頻度の標的は、修飾アルギニン残基のシトルリンを持つフィブリノーゲンなどの翻訳後修飾された抗原である。ゆえに、VHHhMHCIIをシトルリン化Fibα79-91によって修飾した(QDFTNCitINKLKNS(配列番号50)、図6C)。それは化学的酵素的アプローチのフレキシビリティーを例解した。これは、遺伝学的方法とは違って、部位特異的な様式での非天然のまたは翻訳後修飾されたアミノ酸の組み込みを直ちに許す。
VHHMHCIIによって媒介される寛容誘導のメカニズムを探究するために、VHHMHCII-Alexa647を構築して、VHHMHCII付加体の生体内分布をフォローした。20μgのVHHMHCII-Alexa647をクラスIIのMHC-GFPマウスに静脈内投与した。注射後の1.5時間に、VHHMHCII-Alexa647の大多数はインビボで脾臓MHCII-GFP+細胞集団によって捕捉された(図7A)。VHHMHCII付加体は、脾臓CD8α+DC、CD4陰性の古典的DC、およびCD4+古典的DCを包含するDCの複数のサブセットに送達された(図7B)。
EAEモデルにおいて、VHHMHCII-MOG35-55の皮下または腹腔内ではなく静脈内注射はEAEの誘導からの保護を付与した(図14)。それから、20mgのVHHMHCII-MOG35-55をマウスに注射し(i.v.)、1週後に、それらの脾細胞を収穫し、トータルで2000万の脾細胞をレシピエントマウスのコホートに移入した。移入の1日後に、EAEを誘導した(図7C)。平均臨床EAEスコアの有意な縮減があり、未分画の脾細胞であってもVHHMHCII-MOG35-55によって媒介される寛容を誘導するということを実証した(図7C)。枯渇化実験を行なって、脾臓APCサブセットを標的化した。B細胞、マクロファージ、および樹状細胞を、それぞれ対応する枯渇化薬剤の抗CD20抗体、抗CFS1R抗体、およびジフテリア毒素(DTX)をCD11c-DTR(ジフテリア毒素受容体)マウスに投与することによって枯渇化させた(図7D)。おそらくAPCの異なるがオーバーラップするサブセットをAPC標的化する3つの異なるVHHを同定した:CD11b(ほとんどはマクロファージ上に存在する)、CD11c(ほとんどは樹状細胞上に存在する)、およびIgk(B細胞)。これらのVHHをソルターゼに即時使用可能なフォーマットで発現し、ソルターゼを用いてGGG-MOG35-55によって部位特異的に標識した(図8)。VHHCD11c-MOG35-55のみがEAEの誘導からの中程度のレベルの保護を提供した。これは寛容原性のAPCとしてのCD11c+細胞の役割を示唆した(図7E)。
考察
抗原特異的な寛容の誘導は、自己免疫疾患の処置における野心的なゴールである。これは、診断における病理および既存の自己免疫の存在を考える場合にはクリアすべき特に高いバーである。標的細胞の自己免疫破壊は症状が生じる前にはもう既にその途上である。よって、治療は、既存の自己免疫のみならず、当初の傷害を越えたエピトープスプレッディングの可能性にもまた対処しなければならない。有素因集団が一義的に同定され得、それから、無用な副作用を誘起するリスクがそこそこ小さい場合でない限り、予防的処置のいずれかの型は限定された価値であろう。
抗原特異的な寛容の誘導は、自己免疫疾患の処置における野心的なゴールである。これは、診断における病理および既存の自己免疫の存在を考える場合にはクリアすべき特に高いバーである。標的細胞の自己免疫破壊は症状が生じる前にはもう既にその途上である。よって、治療は、既存の自己免疫のみならず、当初の傷害を越えたエピトープスプレッディングの可能性にもまた対処しなければならない。有素因集団が一義的に同定され得、それから、無用な副作用を誘起するリスクがそこそこ小さい場合でない限り、予防的処置のいずれかの型は限定された価値であろう。
炎症を抑えることに加えて、大規模な免疫抑制は、感染性疾患の増大したリスクが付き物である自己免疫の処置の防壁である。抗生物質処置はこの欠点を少なくとも部分的に和らげ得るが、望ましくない免疫反応を鈍らせるためのより標的化されたアプローチの探索は優先事項のままである。ほとんどの自己免疫疾患はT細胞によって媒介される;T細胞活性化にはプロフェッショナル抗原提示細胞が関わる。抗原提示細胞(APC)が炎症性の環境において抗原を取り込む場合には、共刺激分子の上方制御およびサイトカインの適切なミックスの産生がT細胞活性化に寄与する。寛容原性の樹状細胞はかかる共刺激シグナルを欠如し、帰結として、非炎症性状態における抗原提示は不応答または寛容の状態を促進する。この概念は寛容原性の樹状細胞の探求を駆動した。樹状細胞は独特の機能的能力を有するサブセットに細分され得る。例えば、抗原クロスプレゼンテーションに関与する能力は、ほとんどDC1サブセットに帰せられる特性である。抗原取り込みに関わる表面受容体の同定は、クロスプレゼンテーション経路への抗原の侵入に特に該当するとしてDEC205、DC-SIGN、およびClec9aを同定している。主として抗腫瘍応答などの望ましい免疫の強い誘導因子として追求されているが、無用な応答を縮減する手段として制御性T細胞を誘導するそれらの能力は劣らず重要と考えられる。
樹状細胞に対するこのむしろ狭いフォーカスは、自己抗原にコンジュゲート化された抗クラスIIのMHC抗体の創出によって、全ての抗原提示細胞上に発現されるクラスIIのMHC産物へと抗原が標的化された以前の仕事に影を投げている。結局は、CD4T細胞区画にとっての戦闘号令であるのはクラスIIのMHCペプチド複合体である。この理由から、自己抗原を非炎症性状態においてクラスIIのMHC陽性細胞に送達した。種々のAPCサブセットを区別しないが、それでもやはり有効である戦略である。理想的には、製造および適用の両方の観点から、介入は抗原特異的かつ可能な限り単純であるべきである。
このデータは、クラスIIのMHC産物を認識するMOG35-55修飾されたVHHが、マウスをEAEの誘導から保護し得るということを確立している。10マイクログラムの付加体の単回注射は、ナノボディ-ペプチド付加体の投与後に少なくとも2ヶ月に渡って続く保護を授けた。既にEAEの症状を示す動物(スコア1、2、または3)における同じVHHMHCII-MOG35-55付加体の投与は、進行を停止させ、さらには部分的に症状の重症度を後退させた。EAE症状を有する動物を処置したときには、あるサブセットのみが応答し、残りは、サイトカインストームに帰せられ得る急速な増悪、次に死を示した。有症状の動物では、炎症性の環境が既に存在し、APCへのVHHMHCII-MOG35-55付加体の送達は火に油を注いだのみであった。この急性応答を克服するために、VHHMHCII-デキサメタゾン付加体を同時送達した。これは、死なしに、生残を劇的に改善した。
アジュバントとしての抗CD40およびポリdIdCの存在下におけるナノボディ-ペプチド付加体の投与は、それらに対する抗体応答を強く向上させた。慢性の炎症性応答がある状況における投与は、VHHMHCII-デキサメタゾン付加体のケースのように、適当な対抗措置が利用可能である場合にのみ可能であろう。
ナノボディの薬物動態特性は、それらを抗体-薬物コンジュゲート(ADC)の構築にとって魅力的にする。ナノボディはフルサイズの抗体よりもずっと短い循環中半減期を有し、それゆえに、毒性である化合物への全身暴露を最小化する。それらの標的化特性は優秀であり、ひとたび部位にあると、焼身自殺性のリンカーがペイロードを圧倒的に意図される部位において放出するであろうということを保証する。フルサイズの免疫グロブリンに基づくADCは、最高で数週の期間に渡って継続して循環し、それを介して薬物が取り付けられているリンカーの加水分解によって血流中に直接的にペイロードを放出する。それゆえに、VHHMHCII-デキサメタゾン付加体は、非侵襲的イメージング、短い循環中半減期、および修飾の容易さによって検証される通り、所望の優秀な標的化の特性を有する。VHHMHCIIによって認識される細胞標的は、全てのクラスIIのMHC陽性細胞を包含する。寛容の誘導およびサイトカインストームを誘発することの原因であるAPCは別物である場合であっても、クラスIIのMHCに基づく標的化アプローチは自明に両方をカバーするであろう。ナノボディ-薬物付加体は未だそれらのフルサイズのカウンターパートの幅広い範囲の適用を見出していないが、これらのデータは、それが軽視されるべきでない機会であるということを示している。
抗クラスIIナノボディが取り付けられたペイロードに対する寛容を誘導する著しい能力の基礎にあるメカニズムについては、ノックアウトマウスでまたは細胞のある種のセットの枯渇化によって見られる応答に基づいて、多くの可能性が排除され得る。APCの単一の型が、非炎症性状態において標的化される場合には寛容原性であり、抗原が炎症環境において遭遇される場合には強い応答を誘発し得るかどうかは、依然として未知である。
例2.有効なワクチンとしてのVHHMHCII-抗原融合蛋白質。
MHCクラスII抗原に結合するシングルドメイン抗体断片(ナノボディまたはVHH)(VHHMHCII)が単離され、ナノモーラーの親和性によってキャラクタリゼーションされた。このワクチンプラットフォームをSARS-CoV-2のために適応させるために、VHHMHCIIおよびSARS-CoV-2受容体結合ドメインの間の融合体からなる組み換え蛋白質を作出した(VHHMHCII-スパイクRBD)(図31A~31B)。
MHCクラスII抗原に結合するシングルドメイン抗体断片(ナノボディまたはVHH)(VHHMHCII)が単離され、ナノモーラーの親和性によってキャラクタリゼーションされた。このワクチンプラットフォームをSARS-CoV-2のために適応させるために、VHHMHCIIおよびSARS-CoV-2受容体結合ドメインの間の融合体からなる組み換え蛋白質を作出した(VHHMHCII-スパイクRBD)(図31A~31B)。
VHHMHCII-スパイクRBDの免疫原性を確認するために、C57BL/6Jマウスを、20ugのアジュバントありの(ポリdIdCおよび抗CD40モノクローナル抗体)スパイクRBD、アジュバントありのVHHMHCII-スパイクRBD、またはアジュバント単独によって腹腔内にプライミングし、爾後に、指示されている通りプライミング後において同種ワクチンによってブーストした(図31C)。血清を第32および150日に全ての動物から収集し、IgG力価を組み換えSARS-CoV-2スパイクRBDに対してELISAによって決定した(図31D)。VHHMHCII-スパイクRBD融合体による免疫化は、様々な免疫応答を呈したスパイクRBDと比較して、高い力価の抗原特異的なIgGを一貫して産生する。意外なことではなく、循環IgGの力価は第32日のサンプル後には落ちるが、第150日であっても、スパイクRBDに対する直ちに検出可能な力価が、VHHMHCII-スパイクRBDまたはスパイクRBDを受けた全てのマウスで遷延する。第150日であっても、VHHMHCII-スパイクRBD融合体を受けたマウスの抗体力価は、依然としてスパイクRBDのみのコホートのものを上回る。予測可能に、アジュバントのみを受けたマウスから得られた血清または免疫前血清は、有意な抗スパイクRBD抗体産生を示さなかった。免疫グロブリンサブクラス分析はクラススイッチングの証拠を明らかにした。なぜなら、高いレベルのIgA、IgG1、およびIgG2bが当初のドーズの32日後に検出されたからである(図31E)。VHHMHCII-スパイクRBD融合体によって呼び起こされるより強いIgA応答が特に目立ち、これは気道感染について重要な粘膜保護を提供するであろう。オプソニン化された細胞の補体によって媒介されるリシスに該当するずっと強いIgG1応答もまた明らかである。
次に、血清学的応答の機能的相関性を、SARS-CoV-2スパイク糖蛋白質によってシュードタイプ化された水疱性口内炎ウイルス(VSV)に対するもたらされる血清の中和能力をアッセイすることによって評価した。VHHMHCII-スパイクRBD融合体によって免疫化されたマウスから得られた血清は、スパイクRBDのみによって免疫化されたマウスからのものを上回った(図31F)。後者はかなりのマウス間の変動を示すが、VHHMHCII-スパイクRBDを受けたマウスからの応答は、より強くかつ個々のマウス間でより一貫していることの両方であり、抗原提示細胞(APC)の直接的な標的化の重要性を強調している。これは検出された液性免疫応答のレベルと一致している。
ロバストなCD8+T細胞応答はウイルス感染細胞のクリアランスにとって重要である。よって、マウスを、それぞれアジュバントの存在下においてVHHMHCII-スパイクRBDまたはスパイクRBDどちらかのシングルドーズによって免疫化した(図32A)。1週後に、脾細胞を収穫し、ELISpotアッセイを実施して、特異的なT細胞応答のサロゲート測定としてインビトロでIFNγ産生を誘起することができるペプチドを同定した。オーバーラップする15merペプチドを用い、強い応答を誘起する5つのペプチド(42、47、48、49、および50)を同定した(図32B~32D)。スパイクRBDによって免疫化されたマウスは、ペプチドのいくつかのみを、VHHMHCII-スパイクRBDによって免疫化されたものよりもずっと弱いシグナルで認識し、より少数の数のIFNγを分泌する細胞を指示する。これらの結果は少なくとも2つの刺激性領域をもまた指示している。興味深いことに、ペプチド47~50は、循環SARS-CoV-2バリアントの公知の変異の外のスパイクRBD領域に帰属する。選択されたスパイクRBDペプチド(42、47、48、49、および50)と脾細胞を共培養することによるIFNγ、IF6、IF2、およびTNFαに対するサイトカイン分泌アッセイは、VHHMHCII-スパイクRBDによって誘起される優れたT細胞応答ををさらに裏付けている(図32E)。
IFNγのソースとしてのCD4+およびCD8+T細胞を見分けるために、フローサイトメトリーアッセイ、次に細胞内サイトカイン染色を実施した。炎症性サイトカインのほとんどは、ペプチド42、47、48、および49の混合物との脾細胞のインキュベーションに基づいて、CD8+T細胞応答から生じることが観察された(図32E)。よって、VHHMHCII-抗原付加体はクロスプレゼンテーションを増強し、スパイクRBDに対する有効なCD8+T細胞応答を誘導し得る。
その上、強いCD8+T細胞応答が単に単回の免疫化によって観察され、免疫化後の7日以内に生じる。これは、VHHMHCII-スパイクRBDがSARS-CoV-2感染に対する保護的な免疫を提供することができるということを強く示唆している。なぜなら、免疫化されたコホートは、より遅い液性応答が現れることを待ちながら、比較的早くT細胞応答を実証するからである。一緒になって、これらのデータは、クラスIIのMHCを介してAPCを直接的に標的化することの優越性を指示している。
SARS-CoV-2(COVID-19)パンデミックのスケールでは、3ドーズ以上による免疫化は実際的ではないことが蓋然的であるが、尚も、強いCD8+T細胞応答がシングルドーズによる免疫化によって可能であり得る。よって、動物がVHHMHCII-スパイクRBDの2つの逐次的なドーズを受ける実験を実施した(図33A)。血清中免疫グロブリンを免疫化後に第7、14、および21日に追跡した(図33A)。VHHMHCII-スパイクRBDコホートのトータルIgGは第2のドーズ後の第7日にピークレベルに達し、これらのレベルは第21日まで遷延した。VHHMHCII-スパイクRBD調製物のシングルドーズおよびアジュバントを受けた動物は、全ての時点においてVHHMHCII-スパイクRBDのダブルドーズよりも低い有効性を実証した(図33A)。アイソタイプスイッチングも検証した(図33B)。それから、免疫化された動物からの血清を、K417T、E484K、N501Y変異を持つスパイクRBDの認識について試験した。第14日に得られた血清はこのバリアントスパイクRBDを効率的に認識した(図33C)。よって、これらの動物からの血清を、スパイクバリアントの多様なセットを持つシュードタイプ化VSVの中和について試験した。VHHMHCII-スパイクRBDの2ドーズによって免疫化されたマウスからの血清は、試験された全てのバリアントを有効に中和した(図33D)。
図31~33に記載されている実験は全てワクチン調製物の腹腔内送達に依拠している。ヒトへの使用では、筋肉内送達が好ましい。針不使用のアプローチ、例えば鼻腔内送達は注射の高度に望ましい代替であろう。よって、2週のインターバルで2ドーズで投与されるときに、異なる送達経路が異なるレベルの抗体産生に至るであろうかどうかを検討した(図34A)。VHHMHCII-スパイクRBD調製物を腹腔内(i.p)、筋肉内(i.m)、または鼻腔内(i.n)送達した。i.p.およびi.m.送達はIgA応答を誘起したが、鼻腔内送達はそうすることはなかった(図34B)。しかしながら、血清中IgG産生はワクチン送達の経路には非依存的であるように見えた。全ての3つの送達経路は類似のレベルのトータルの抗スパイクRBDIgGを産した(図34B)。
それから、VHHMHCII-スパイクRBDワクチン調製物が室温保存および凍結乾燥に耐え、ポテンシーの損失なしに室温において最終的な「乾燥」産物を産し得るかどうかを探究した。試験された全ての保存方法は、先に観察された他のIgアイソタイプに加えて、同等のレベルのトータルIgGを産生した(図34C)。
別の鍵の考慮事項は、VHHMHCII-スパイクRBDワクチンが全ての年齢クラスについて、特に加齢した個体について良く働くであろうかどうかである。よって、VHHMHCII-スパイクRBDワクチンを加齢マウスにおいて試験し(72週齢。56~69歳のヒトの年齢と同等)、それはスパイクRBDに対するロバストなトータルの抗体応答を実証した(図34D)。
本願において、例えば背景、概要、詳細な記載、例、および/または参照の項において言及される全ての刊行物、特許、特許出願、公開、およびデータベースエントリー(例えば、配列データベースエントリー)は、各個々の刊行物、特許、特許出願、公開、およびデータベースエントリーが具体的にかつ個々に参照によって本願に組み込まれた場合のように、それらの全体が参照によってここに組み込まれる。不一致のケースでは、本願におけるいずれかの定義を包含する本願が優先されるであろう。
同等物および範囲
当業者は、本願に記載される態様の多くの同等物を認識するか、またはせいぜい慣例的な実験作業を用いて確かめる能力があるであろう。本開示の範囲は、上の記載に限定されることを意図されず、むしろ添付の請求項において提出される通りである。
当業者は、本願に記載される態様の多くの同等物を認識するか、またはせいぜい慣例的な実験作業を用いて確かめる能力があるであろう。本開示の範囲は、上の記載に限定されることを意図されず、むしろ添付の請求項において提出される通りである。
それと反対に指示されないかまたは文脈から別様に明らかでない限り、「a」、「an」、および「the」などの冠詞は1つまたは1つよりも多くを意味し得る。それと反対に指示されないかまたは文脈から別様に明らかでない限り、ある群の2つ以上のメンバーの間に「または」を包含する請求項または記載は、群のメンバーの1つ、1つよりも多く、または全てが存在する場合には満たされていると考えられる。2つ以上の群のメンバー間に「または」を包含する群の開示は、群のメンバーの厳密に1つが存在する態様、群のメンバーの1つよりも多くが存在する態様、および群のメンバーの全てが存在する態様を提供する。簡潔の目的のために、それらの態様は本願において個々には書き出されなかったが、これらの態様のそれぞれは本願において提供され、具体的に請求またはディスクレームされ得るということは理解されるであろう。
本開示は、請求項の1つ以上からのまたは明細書の1つ以上の該当する部分からの1つ以上の限定、要素、クローズ、または記述用語が別の請求項に導入される全ての変形、組み合わせ、および順列を包摂するということは理解されるべきである。例えば、別の請求項に従属するある請求項は、同じ元の請求項に従属するいずれかの他の請求項に見出される限定の1つ以上を包含するように改変され得る。さらにその上、請求項が組成物を記載するところでは、別様に指示されない限りまたは矛盾もしくは非一貫性が生じるであろうということが当業者に明らかでない限り、本願において開示される作るもしくは用いる方法のいずれかに従って、または当分野において公知の何らかの方法に従って、組成物を作るまたは用いる方法が包含されるということは理解されるべきである。
要素がリストとして例えばマーカッシュ群フォーマットで提示されるところでは、要素のあらゆる可能な下位群もまた開示されるということと、いずれかの要素または要素の下位群が群から除去され得るということとが理解されるべきである。用語「含む」は開放的であることを意図され、追加の要素またはステップの包含を許可するということもまた指摘される。一般的に、態様、産物、または方法が特定の要素、特徴、またはステップを含むと言われるところでは、かかる要素、特徴、またはステップからなるかまたは本質的になる態様、産物、または方法も提供されるということは理解されるべきである。簡潔の目的のために、それらの態様は本願において個々には書き出されなかったが、これらの態様のそれぞれは本願において提供され、具体的に請求またはディスクレームされ得るということは理解されるであろう。
範囲が与えられているところでは、エンドポイントが包含される。さらにその上、別様に指示されないかまたは文脈および/もしくは当業者の理解から別様に明らかでない限り、範囲として表現される値は、文脈が明瞭に別様に述べていない限り、いくつかの態様において、申し立てられている範囲内のいずれかの具体的な値を、範囲の下限の単位の十分の一までとり得るということは理解されるべきである。簡潔の目的のために、各範囲内の値は本願において個々には書き出されていないが、これらの値のそれぞれが本願において提供され、具体的に請求またはディスクレームされ得るということは理解されるであろう。別様に指示されないかまたは文脈および/もしくは当業者の理解から別様に明らかでない限り、範囲として表現される値は所与の範囲内のいずれかの部分範囲をとり得、部分範囲のエンドポイントは範囲の下限の単位の十分の一と同じ正確度で表現されるということもまた理解されるべきである。
ウェブサイトが提供されるところでは、URLアドレスはそれぞれのウェブアドレスのピリオドを括弧内にした非ブラウザ実行可能なコードとして提供される。実際のウェブアドレスは括弧を含有しない。
加えて、本開示のいずれかの特定の態様は請求項のいずれか1つ以上から明示的に排除され得るということは理解されるべきである。範囲が与えられているところでは、範囲内のいずれかの値は請求項のいずれか1つ以上から明示的に排除され得る。本開示の組成物および/または方法のいずれかの態様、要素、特徴、適用、または側面は、いずれかの1つ以上の請求項から排除され得る。簡潔の目的のために、1つ以上の要素、特徴、目的、または側面が排除される態様の全てが本願において明示的に提出されるわけではない。
Claims (66)
- (i)シングルドメイン抗体(VHH)が抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲート;または
(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲート、
を含む組成物。 - APC上の表面蛋白質が、MHCII、CD11c、DEC205、DC-SIGN、CLEC9a、CD103、CX3CR1、CD1a、およびF4/80からなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
- 組成物が、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲートを含み、VHHがMHCIIに結合する、請求項2に記載の組成物。
- 組成物が、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する、請求項2に記載の組成物。
- VHHが配列番号1のアミノ酸配列を含む、請求項3または請求項4に記載の組成物。
- VHHがさらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
- ソルターゼ認識配列がLPETG(配列番号29)を含み、任意に、ソルターゼ認識配列がLPETGG(配列番号43)を含む、請求項6に記載の組成物。
- 抗炎症薬剤または抗原がソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化されている、請求項6または請求項7に記載の組成物。
- 抗炎症薬剤がさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の組成物。
- 組成物が、抗原および抗炎症薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲートを含み、VHHがCD11cに結合する、請求項2に記載の組成物。
- 組成物が、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する、請求項2に記載の組成物。
- VHHが配列番号2のアミノ酸配列を含む、請求項10または請求項11に記載の組成物。
- VHHがさらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む、請求項10~12のいずれか1項に記載の組成物。
- ソルターゼ認識配列がLPETG(配列番号29)を含み、任意に、ソルターゼ認識配列がLPETGG(配列番号43)を含む、請求項13に記載の組成物。
- 抗炎症薬剤または抗原がソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化されている、請求項13または請求項14に記載の組成物。
- 抗炎症薬剤がさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む、請求項10~15のいずれか1項に記載の組成物。
- 組成物が、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと抗炎症薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHがAPC上の異なる表面蛋白質に結合する、請求項2に記載の組成物。
- 第1のVHHがMHCIIに結合し、第2のVHHがCD11cに結合する、請求項17に記載の組成物。
- 第1のVHHがDEC205に結合し、第2のVHHがMHCIIに結合する、請求項17に記載の組成物。
- 抗炎症薬剤がステロイド性抗炎症薬剤であり:デキサメタゾン、プレドニゾン、プレドニゾロン、トリアムシノロン、メチルプレドニゾロン、およびベタメタゾンからなる群から選択される、請求項1~19のいずれか1項に記載の組成物。
- 抗炎症薬剤が非ステロイド性抗炎症薬剤であり:アスピリン、セレコキシブ、ジクロフェナク、イブプロフェン、ケトプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピロキシカム、シクロスポリンA、およびカルシトリオールからなる群から選択される、請求項1~19のいずれか1項に記載の組成物。
- 抗炎症薬剤が抗炎症性サイトカインであり、IL-10、IL-35、IL-4、IL-11、IL-13、およびTGFβからなる群から選択される、請求項1~19のいずれか1項に記載の組成物。
- 抗原がポリペプチド、多糖、炭水化物、脂質、核酸、またはそれらの組み合わせを含む、請求項1~22のいずれか1項に記載の組成物。
- 抗原が自己抗原である、請求項1~23のいずれか1項に記載の組成物。
- 自己抗原がミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質、ミエリンプロテオリピド蛋白質、シトルリン化フィブリノーゲン、インスリン、クロモグラニンA、グルタミン酸デカルボキシラーゼ65キロダルトンアイソフォーム(GAD65)、デスモグレイン1(DSG1)、デスモグレイン3(DSG3)、アセチルコリン受容体(AChR)、筋特異的チロシンキナーゼ(MuSK)、リボ核蛋白質から選択される、請求項24に記載の組成物。
- 抗原が、蛋白質補充療法または遺伝子治療に用いられる蛋白質を含む、請求項23に記載の組成物。
- 抗原が第IX因子、第VIII因子、インスリン、およびAAV由来蛋白質から選択される、請求項26に記載の組成物。
- それを必要とする対象に請求項1~27のいずれか1項に記載の組成物を投与することを含む方法。
- それを必要とする対象に請求項1~27のいずれか1項に記載の組成物を投与することを含む、抗原に対する免疫寛容を誘導する方法。
- それを必要とする対象に請求項1~25のいずれか1項に記載の組成物を投与することを含む、自己免疫疾患を処置する方法。
- 自己免疫疾患が自己免疫性脳脊髄炎、多発性硬化症、I型糖尿病、尋常性天疱瘡、重症筋無力症、ループス、セリアック病、および炎症性腸疾患(IBD)からなる群から選択される、請求項30に記載の方法。
- 投与が静脈内である、請求項28~31のいずれか1項に記載の方法。
- 対象がヒトである、請求項28~32のいずれか1項に記載の方法。
- (i)シングルドメイン抗体(VHH)が抗原提示細胞(APC)上の表面蛋白質に結合する、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたVHHを含むコンジュゲート;または
(ii)第1のVHHおよび第2のVHHが抗原提示細胞(APC)上の1つ以上の表面蛋白質に結合する、抗原にコンジュゲート化されたVHHを含む第1のコンジュゲート、および炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲート、
を含む組成物。 - APC上の表面蛋白質がMHCII、CD11c、DEC205、DC-SIGN、CLEC9a、CD103、CX3CR1、CD1a、およびF4/80からなる群から選択される、請求項34に記載の組成物。
- 組成物が、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲートを含み、VHHがMHCIIに結合する、請求項35に記載の組成物。
- 組成物が、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がMHCIIに結合する、請求項35に記載の組成物。
- VHHが配列番号1のアミノ酸配列を含む、請求項36または請求項37に記載の組成物。
- VHHがさらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む、請求項34~38のいずれか1項に記載の組成物。
- ソルターゼ認識配列がLPETG(配列番号29)を含み、任意に、ソルターゼ認識配列がLPETGG(配列番号43)を含む、請求項39に記載の組成物。
- 炎症促進薬剤または抗原がソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化されている、請求項39または請求項40に記載の組成物。
- 炎症促進薬剤がさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む、請求項34~41のいずれか1項に記載の組成物。
- 組成物が、抗原および炎症促進薬剤にコンジュゲート化されたシングルドメイン抗体(VHH)を含むコンジュゲートを含み、VHHがCD11cに結合する、請求項35に記載の組成物。
- 組成物が、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHの両方がCD11cに結合する、請求項35に記載の組成物。
- VHHが配列番号2のアミノ酸配列を含む、請求項43または請求項44に記載の組成物。
- VHHがさらにソルターゼ認識配列をN末端またはC末端に含む、請求項43~45のいずれか1項に記載の組成物。
- ソルターゼ認識配列がLPETG(配列番号29)を含み、任意に、ソルターゼ認識配列がLPETGG(配列番号43)を含む、請求項46に記載の組成物。
- 炎症促進薬剤または抗原がソルターゼ認識配列を介してVHHにコンジュゲート化されている、請求項46または請求項47に記載の組成物。
- 炎症促進薬剤がさらに加水分解性のまたは非加水分解性のリンカーを含む、請求項43~48のいずれか1項に記載の組成物。
- 組成物が、抗原にコンジュゲート化された第1のVHHを含む第1のコンジュゲートと炎症促進薬剤にコンジュゲート化された第2のVHHを含む第2のコンジュゲートとを含み、第1のVHHおよび第2のVHHがAPC上の異なる表面蛋白質に結合する、請求項35に記載の組成物。
- 第1のVHHがMHCIIに結合し、第2のVHHがCD11cに結合する、請求項50に記載の組成物。
- 第1のVHHがDEC205に結合し、第2のVHHがMHCIIに結合する、請求項50に記載の組成物。
- 炎症促進薬剤が:TLR9アゴニスト、LPS、HMGB1蛋白質、IL2、IL12、およびCD40Lからなる群から選択される、請求項34~52のいずれか1項に記載の組成物。
- 抗原が、ポリペプチド、多糖、炭水化物、脂質、核酸、またはそれらの組み合わせを含む、請求項34~53のいずれか1項に記載の組成物。
- 抗原が微生物病原体からである、請求項34~54のいずれか1項に記載の組成物。
- 微生物病原体がマイコバクテリア、細菌、真菌、ウイルス、寄生虫、またはプリオンである、請求項55に記載の組成物。
- 抗原がSARS-CoV-2スパイク蛋白質を含む、請求項34~56のいずれか1項に記載の組成物。
- 抗原が腫瘍抗原である、請求項34~54のいずれか1項に記載の組成物。
- 組成物がワクチン組成物である、請求項34~58のいずれか1項に記載の組成物。
- それを必要とする対象に請求項34~59のいずれか1項に記載の組成物を投与することを含む、方法。
- それを必要とする対象に請求項34~59のいずれか1項に記載の組成物を投与することを含む、抗原に対する免疫応答を誘導する方法。
- 病原体によって引き起こされる感染を処置する方法であって、方法が、それを必要とする対象に請求項34~59のいずれか1項に記載の組成物を投与することを含み、抗原が微生物病原体からである、方法。
- 方法が治療的または予防的である、請求項62に記載の方法。
- 癌を処置する方法であって、方法が、それを必要とする対象に請求項34~59のいずれか1項に記載の組成物を投与することを含み、抗原が腫瘍抗原である、方法。
- 投与が静脈内である、請求項60~64のいずれか1項に記載の方法。
- 対象がヒトである、請求項60~65のいずれか1項に記載の方法。
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