JP2023544142A - AIMP2-DX2および必要に応じてmiR-142の標的配列ならびにその組成物を使用した加齢黄斑疾患を処置する方法 - Google Patents
AIMP2-DX2および必要に応じてmiR-142の標的配列ならびにその組成物を使用した加齢黄斑疾患を処置する方法 Download PDFInfo
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加齢黄斑疾患(AMD)の処置を必要とする対象にAIMP2-DX2および必要に応じてmiR-142の標的配列を含むベクターを投与することを含む、加齢黄斑疾患を処置する方法が、本明細書に開示されている。このベクターは、AIMP2-DX2に作動可能に連結されたプロモーターをさらに含み得る。miR-142の標的配列は、AIMP2-DX2遺伝子に対して3’側であり得る。いくつかの実施形態では、AMDはウェットAMDである。いくつかの実施形態では、AMDはドライAMDである。
Description
関連出願への相互参照
本出願は、2020年9月30日に出願された米国出願第63/085,922号の出願日の利益を主張する。この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
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本出願は、2020年9月30日に出願された米国出願第63/085,922号の出願日の利益を主張する。この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
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発明の分野
発明の分野
神経系疾患の処置を必要とする対象にAIMP2-DX2および必要に応じてmiR-142の標的配列を含むベクターを投与することを含む、加齢黄斑疾患を処置する方法が、本明細書に開示されている。
発明の背景技術
加齢黄斑疾患(AMD)は、欧州、米国およびオーストラリアにおける視力喪失の主な原因である。80歳を超える集団のほぼ3分の2は、ドルーゼンおよびCNV(中心窩下脈絡膜新生血管)の存在を特徴とする、ウェットつまり滲出型に起因するAMDの徴候を有する。AMDは、網膜中心部の損傷を特徴とする慢性の進行性疾患である。脈絡毛細管、網膜色素上皮(RPE)、およびブルッフ膜(加齢に典型的)の変化がAMDの発病機序の根底にある;しかしながら、病理学的プロセスにおける典型的な加齢性変化の伝達を開始させる機構は知られていない。光受容体の死滅および不可逆的な視力の喪失は、RPEおよび脈絡膜の病理学的変化の結果となる。最近の研究は、アポトーシスだけでなく、自己貪食および壊死シグナル伝達カスケードも網膜細胞の細胞死に関与することを実証した(Telegina 2017)。
加齢黄斑疾患(AMD)は、欧州、米国およびオーストラリアにおける視力喪失の主な原因である。80歳を超える集団のほぼ3分の2は、ドルーゼンおよびCNV(中心窩下脈絡膜新生血管)の存在を特徴とする、ウェットつまり滲出型に起因するAMDの徴候を有する。AMDは、網膜中心部の損傷を特徴とする慢性の進行性疾患である。脈絡毛細管、網膜色素上皮(RPE)、およびブルッフ膜(加齢に典型的)の変化がAMDの発病機序の根底にある;しかしながら、病理学的プロセスにおける典型的な加齢性変化の伝達を開始させる機構は知られていない。光受容体の死滅および不可逆的な視力の喪失は、RPEおよび脈絡膜の病理学的変化の結果となる。最近の研究は、アポトーシスだけでなく、自己貪食および壊死シグナル伝達カスケードも網膜細胞の細胞死に関与することを実証した(Telegina 2017)。
疾患の「ドライ」および「ウェット」型は分類される。約90%の症例がAMDの「ドライ」萎縮型である;今日、その処置方法はない。AMDの「ドライ」型では、ドルーゼンが黄斑領域で診断され、色素の再分布が起こり、色素上皮および脈絡毛細管層の欠陥が現れ、RPE細胞萎縮のバックグラウンドに対して光受容体の死滅が起こる。「ウェット」(滲出)型は、AMD患者の約10%で発症し、網膜色素上皮下または神経上皮下のブルッフ膜の欠損を通して新たに生成される血管が内部に伸びることを特徴とする。新たに生成される血管の透過性の増加は、網膜浮腫、滲出、ならびに硝子体および網膜での出血をもたらす(これが最終的に視力喪失の理由になる)。
現在、レーザー誘発性ブルッフ膜光凝固モデルが、最も広く受け入れられており、最も頻繁に使用される実験的マウスCNVモデルである。本明細書に記載のモデルは、脈絡膜から網膜下腔への新しい血管の成長につながるブルッフ膜のレーザー衝撃破裂からなり、ヒトAMDの滲出型の主な特徴を模倣し、トランスジェニックマウスの大きなパネルを使用によりCNVの分子機構を探索する機会を提供する。このモデルは、全身または局所(眼内)投与による新薬の有効性を試験するのに適していることが証明されており、例えば血管内皮増殖因子受容体(VEGFR)トラップまたはアネコルターブアセテートを用いて、AMD患者における薬物効果の予測値を示した(Telegina 2017)。
網膜の血管内皮増殖因子(VEGF)をブロックすることによって間接的な抗血管新生を提供する3つの主な薬物がある。ラニビズマブ(Lucentis、Genentech Inc.、South San Francisco CA;Novartisにより世界的に商品化)は、新生血管AMDの処置に対して2006年に食品医薬品局(FDA)によって承認された(Hernandez-Zimbron 2018)。それは、高親和性でVEGF-Aを標的とし結合する組換えヒト化免疫グロブリン(Ig)G1カッパアイソタイプモノクローナル抗原結合断片(Fab)である。アフリベルセプト(Regeneron、Tarrytown、NY;Bayer AGにより世界的に商品化)は2011年にFDAによって承認された。それは、ヒトVEGF受容体1および2の2つの重要な結合ドメインとヒトIgG1の結晶可能断片(Fc)領域とを組み合わせた融合タンパク質である。最後に、ベバシズマブ(Genentech Inc.、South San Francisco、CA;Rocheにより世界的に商品化)は、すべてのVEGFアイソフォームに結合しブロックする完全長ヒト化抗体である。
酸化ストレスはアポトーシスを引き起こす可能性があり、これはマクロファージを活性化および動員し、炎症を誘発し得る。アポトーシスは、CNVモデルにおける脈絡膜炎症、したがって血管新生のトリガーの1つであり得る(Du 2013)。
AIMP2-DX2は、多因子アポトーシス遺伝子であるAIMP2の代替的な拮抗的スプライシングバリアントである。AIMP2-DX2は、AIMP2の機能を妨げることによって細胞アポトーシスを抑制することが公知である。AIMP2の競合的阻害剤として作用するAIMP2-DX2は、TRAF2のユビキチン化/分解の阻害によりTNF-α媒介性アポトーシスを抑制する。さらに、既に肺癌誘導因子としてAIMP2-DX2が確認されていることが報告されており、既存の研究では、癌細胞に広く現れるAIMP2-DX2がAIMP2の癌抑制機能を妨害することによって癌を誘導することが確認された。さらに、正常細胞におけるAIMP2-DX2の現れは、細胞の癌化を進行させるのに対して、AIMP2-DX2の現れの抑制は、癌の成長を抑制し、それによって処置効果を発揮することを発見した。
AIMP2-DX2は、神経系疾患の処置に有用であり得ることも明らかにされている(KR10-2015-0140723(2017)およびUS2019/0298858(2019年)。
AIMP2-DX2は、神経系疾患の処置に有用であり得ることも明らかにされている(KR10-2015-0140723(2017)およびUS2019/0298858(2019年)。
Telegina, D. V., O. S. Kozhevnikova, and N. G. Kolosova. "Molecular mechanisms of cell death in retina during development of age-related macular degeneration." Advances in Gerontology 7.1 (2017): 17-24.
Hernaendez-Zimbroen, Luis Fernando, et al. "Age-related macular degeneration: new paradigms for treatment and management of AMD." Oxidative medicine and cellular longevity 2018 (2018).
Du, Hongjun, et al. "JNK inhibition reduces apoptosis and neovascularization in a murine model of age-related macular degeneration." Proceedings of the National Academy of Sciences 110.6 (2013): 2377-2382.
発明の概要
加齢黄斑疾患(AMD)の処置を必要とする対象において加齢黄斑疾患を処置する方法であって、薬学的有効量の、エクソン2欠失AIMP2バリアント(AIMP2-DX2)遺伝子を含む組換えベクターを対象に投与することを含む、方法が本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、AMDはウェットAMDである。いくつかの実施形態では、AMDはドライAMDである。
加齢黄斑疾患(AMD)の処置を必要とする対象において加齢黄斑疾患を処置する方法であって、薬学的有効量の、エクソン2欠失AIMP2バリアント(AIMP2-DX2)遺伝子を含む組換えベクターを対象に投与することを含む、方法が本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、AMDはウェットAMDである。いくつかの実施形態では、AMDはドライAMDである。
組換えベクターは、miR-142標的配列をさらに含み得る。
ベクターは、AIMP2-DX2に作動可能に連結されたプロモーターをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、プロモーターは、レトロウイルス(LTR)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、MTプロモーター、EF-1αプロモーター、UB6プロモーター、ニワトリβ-アクチンプロモーター、CAGプロモーター、RPE65プロモーターまたはオプシンプロモーターである。
miR-142標的配列は、AIMP2-DX2遺伝子に対して3’側であり得る。
いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号2、13、14、15、16、17、18、19、または20に対して少なくとも90%同一であるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む。
いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号2、13、14、15、16、17、18、19、または20のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む。
いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号10または11に対して少なくとも90%同一であるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むエクソンを有しない。
いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号10または11のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むエクソンを有しない。
miR-142標的配列は、ACACTAを含むヌクレオチド配列を含み得る。いくつかの実施形態では、miR-142標的配列は、ACACTAおよび配列番号5のうちの1~17個の追加の連続したヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、miR-142標的配列は、配列番号5(TCCATAAAGTAGGAAACACTACA)のヌクレオチド配列に対して少なくとも50%同一なヌクレオチド配列を含む。いくつかの実施形態では、miR-142標的配列は、配列番号5のヌクレオチド配列を含み得る。
いくつかの実施形態では、miR-142標的配列はACTTTAを含む。いくつかの実施形態では、miR-142標的配列は、ACTTTAおよび配列番号7のうちの1~15個の追加の連続したヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、miR-142標的配列は、配列番号7(AGTAGTGCTTTCTACTTTATG)のヌクレオチド配列に対して少なくとも50%同一なヌクレオチド配列を含む。いくつかの実施形態では、miR-142標的配列は、配列番号7のヌクレオチド配列を含む。
miR-142標的配列は、本明細書に開示されているベクターにおいて2~10回繰り返され得る。
ベクターはウイルスベクターであり得る。ウイルスベクターは、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、レンチウイルス、レトロウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、マウス白血病ウイルス(MLV)、トリ肉腫/白血病(ASLV)、脾臓壊死ウイルス(SNV)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、マウス乳腺腫瘍ウイルス(MMTV)、単純ヘルペスウイルス、またはワクシニアウイルスのベクターであり得る。
いくつかの実施形態では、組換えベクターは、対象に対して、局所的に、硝子体内注射によって、結膜下注射によって、または対象の網膜下腔に投与される。
本明細書に開示されている方法は、追加の治療剤を対象に投与することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、追加の治療剤は、ラニビズマブ、アフリベルセプト、またはベバシズマブである。
図面の簡単な説明
図面の簡単な説明
発明の詳細な説明
AIMP2-DX2は、多因子アポトーシス遺伝子であるAIMP2(アミノアシルtRNAシンターゼ複合体相互作用多機能タンパク質2)の代替的な拮抗的スプライシングバリアントである。AIMP2-DX2は、AIMP2の機能を妨げることによって細胞アポトーシスを抑制することが公知である。
AIMP2-DX2は、多因子アポトーシス遺伝子であるAIMP2(アミノアシルtRNAシンターゼ複合体相互作用多機能タンパク質2)の代替的な拮抗的スプライシングバリアントである。AIMP2-DX2は、AIMP2の機能を妨げることによって細胞アポトーシスを抑制することが公知である。
AIMP2の競合的阻害剤として作用するAIMP2-DX2は、TRAF2のユビキチン化/分解の阻害によりTNF-α媒介性アポトーシスを抑制する。
また、AIMP2-DX2が神経系疾患を処置できることも明らかになっている(US2019/0298858 A1)。
AIMP2-DX2をアデノ随伴ウイルスに挿入し、結果生じたものを網膜下腔に導入すると、脈絡膜新生血管を効果的に阻害することも明らかにされている。
加齢黄斑疾患(AMD)の処置を必要とする対象において加齢黄斑疾患を処置する方法であって、薬学的有効量の、エクソン2欠失AIMP2バリアント(AIMP2-DX2)遺伝子を含む組換えベクターを対象に投与することを含む、方法が本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、AMDはウェットAMDである。いくつかの実施形態では、AMDはドライAMDである。
AMDに罹患している対象の眼または眼の周辺領域における血管漏出を減少させる、脈絡膜新生血管領域を減少させる、脈絡膜新生血管形成を減少させる、またはVEGF発現を減少させる方法であって、薬学的有効量の、エクソン2欠失AIMP2バリアント(AIMP2-DX2)遺伝子を含む組換えベクターを対象に投与することを含む、方法が本明細書に開示されている。
本明細書に開示されている組換えベクターは、miR-142標的配列をさらに含み得る。ベクターは、AIMP2-DX2に作動可能に連結されたプロモーターをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、プロモーターは、レトロウイルス(LTR)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、MTプロモーター、EF-1αプロモーター、UB6プロモーター、ニワトリβ-アクチンプロモーター、CAGプロモーター、RPE65プロモーター、シナプシンプロモーター、MeCP2プロモーター、CaMKIIプロモーター、Hb9プロモーター、またはオプシンプロモーターである。
本明細書に開示されている方法において、いくつかの実施形態では、組換えベクターは、エクソン2欠失AIMP2バリアント(AIMP2-DX2)遺伝子およびmiR-142標的配列を含む。miR-142標的配列は、AIMP2-DX2遺伝子に対して3’側であり得る。本明細書に記載のベクターは、神経系細胞でAIMP2-DX2を発現することができるが、白血球およびリンパ系細胞などの造血細胞では発現できない。
AIMP2-DX2ポリペプチド(配列番号2)は、AIMP2(例えば、配列番号12のaa配列;例えば、配列番号3のnt配列)のスプライスバリアントであり、AIMP2の第2のエクソン(配列番号10;配列番号4のnt配列)が省かれている。いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列を有し、AIMP2-DX2ポリペプチドは、配列番号2に記載のアミノ酸配列を有する。AIMP2-DX2ポリペプチドのバリアントまたはアイソフォームも公知であり、当業者によって決定することができる(例えば、配列番号13~19を参照)。例えば、図6A~図6Cは、AIMP2(配列番号2)およびバリアント、配列番号13~19、ならびにAIMP2またはAIMP2-DX2のコンセンサスまたはコア配列(配列番号20)の比較を示す。
いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号2、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20に対して少なくとも90%同一、少なくとも93%同一、少なくとも95%同一、少なくとも96%同一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一、またはその中の同一性%の任意の範囲にあるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含み得る。AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号2、13、14、15、16、17、18、19、または20のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含み得る。
AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド配列に対して少なくとも90%同一、少なくとも93%同一、少なくとも95%同一、少なくとも96%同一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一、またはその中の同一性%の任意の範囲にあるヌクレオチド配列を含み得る。AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号1のヌクレオチド配列を含み得る。
いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号10または11に対して少なくとも70%、少なくとも75%、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96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の同一性を有するアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むエクソンを有しない。いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号10または11のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むエクソンを有しない。いくつかの実施形態では、AIMP2-DX2遺伝子は、配列番号4に対して少なくとも70%、少なくとも75%、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96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の同一性を有するヌクレオチド配列を含むエクソンを有しない。
miR-142標的配列(miR-142T)は、ACACTAを含むヌクレオチド配列を含み得る。miR-142標的配列は、ACACTAおよび配列番号5のうちの1~17個の追加の連続したヌクレオチドを含むヌクレオチド配列を含み得る。例えば、miR-142標的配列は、配列番号5に示されるように、ACACTAと、ACACTAの5’側または3’側に連続する1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、または17個の追加のヌクレオチドとの合計とを含むヌクレオチド配列を含み得る。
miR-142標的配列は、配列番号5のヌクレオチド配列(TCCATAAAGTAGGAAACACTACA;miR-142-3pT)に対して少なくとも50%同一、少なくとも60%同一、少なくとも70%同一、少なくとも80%同一、少なくとも90%同一、少なくとも90%同一、少なくとも93%同一、少なくとも95%同一、少なくとも96%同一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一、または100%同一なヌクレオチド配列を含み得る。miR-142標的配列は、配列番号5のヌクレオチド配列を含み得る。
miR-142標的配列は、ACTTTAを含むヌクレオチド配列を含み得る。miR-142標的配列は、ACTTTAおよび配列番号7のうちの1~15個の追加の連続したヌクレオチドを含むヌクレオチド配列を含み得る。例えば、miR-142標的配列は、配列番号7に示されるように、ACTTTAと、ACTTTAの5’側または3’側に連続する1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、または15個の追加のヌクレオチドの合計とを含むヌクレオチド配列を含み得る。
miR-142標的配列は、配列番号7のヌクレオチド配列(AGTAGTGCTTTCTACTTTATG;miR-142-5pT)に対して少なくとも50%同一、少なくとも60%同一、少なくとも70%同一、少なくとも80%同一、少なくとも90%同一、少なくとも90%同一、少なくとも93%同一、少なくとも95%同一、少なくとも96%同一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一、または100%同一なヌクレオチド配列を含み得る。miR-142標的配列は、配列番号7のヌクレオチド配列を含み得る。
例示的なmiR142-3pTの変異配列:
CcgctgcagtgtgacagtgccagccaatgtgcagaggtggatgaggtcttgtgaaaacctggctccttttaacacggccctcaagctccttaagtgaccagaagcttgctagctccataaagtaggaCCACTGCAatcactccataaagtaggaCCACTGCAagatatctccataaagtaggaCCACTGCAatcactccataaagtaggaCCACTGCAaaagcttgtagggatccgcc(配列番号:25)である。
CcgctgcagtgtgacagtgccagccaatgtgcagaggtggatgaggtcttgtgaaaacctggctccttttaacacggccctcaagctccttaagtgaccagaagcttgctagctccataaagtaggaCCACTGCAatcactccataaagtaggaCCACTGCAagatatctccataaagtaggaCCACTGCAatcactccataaagtaggaCCACTGCAaaagcttgtagggatccgcc(配列番号:25)である。
変異配列は、以下のように置換されているmiR142 3pTのコア配列の1つまたはそれを超える領域、例えば4つの領域を指す:(5’-AACACTAC-3’→5’-CCACTGCA-3’)。ベクターでトランスフェクトされたHEK293細胞におけるDX2の発現の阻害が、miR142-3p x1繰返し(100pmol)miR142-3p標的配列により観察され、miR142-3p標的配列におけるコア結合配列の数が増大するにつれて、DX2の発現に対するmiR142-3p阻害も増大した。Tseq x3コア配列含有ベクターは有意な阻害を示したが、変異型の3x配列については阻害が観察されなかった。
マイクロRNA(miRNA)は、遺伝子発現を制御するように機能する非コードRNA分子である。miRNAは、mRNA分子内の相補的配列、すなわちmiRNA標的配列との塩基対形成により機能する。miRNAは、タンパク質コード遺伝子の標的メッセンジャーRNA(mRNA)転写物に結合し、それらの翻訳を負に制御するか、またはmRNA分解を引き起こし得る。現在、2000を超えるヒトmiRNAが同定されており、miRbaseデータベースが公に利用可能である。多くのmiRNAは、組織特異的な様式で発現し、組織特異的な機能および分化を維持することにおいて重要な役割を有する。
miRNAは、遺伝子の転写後段階で作用し、哺乳動物の場合、遺伝子発現の約60%がmiRNAによって制御されることが公知である。miRNAは、生体内の多様なプロセスにおいて重要な役割を果たし、癌、心障害および神経関連障害との相関を有することが開示されている。例えば、miR-142には、miR-142-3pおよびmiR-142-5pが存在し、そのいずれ標的配列も使用することができる。したがって、「miR-142」または「miRNA-142」は、例えば、miR-142-3pおよび/またはmiR-142-5pを指し、miR-142標的配列、例えば、miR-142-3pTまたはmiR-142-5pTに結合することができる。
miR-142標的配列は、AIMP2-DX2遺伝子に対して5’側または3’側であり得る。
例えば、「miR-142-3p」は、その遺伝子の転座がアグレッシブB細胞白血病において起こる領域に存在することができ、造血組織(骨髄、脾臓、胸腺など)において発現することが公知である。さらに、miR-142-3pは、胎児マウスの肝臓(マウスの造血組織)における発現が確認され、造血系の分化に関与していることが公知である。
いくつかの実施形態では、miR-142-3pおよび/またはmiR-142-5p標的配列は、少なくとも2~10回、少なくとも2~8回、少なくとも2~6回、少なくとも4回、またはその任意の範囲もしくは回数繰り返される。
一例として、例えば、配列番号23のヌクレオチド配列を有するmiR-142-3pは、対応する標的配列、例えば、配列番号5のヌクレオチド配列を有するがこれに限定されないmiR-142-3p標的配列(miR-142-3pT)を有し得る。例えば、配列番号24のヌクレオチド配列を有するmiR-142-5pは、対応する標的配列、例えば、配列番号7のヌクレオチド配列を有するがこれに限定されないmiR-142-5p標的配列(miR-142-5pT)を有し得る。
いくつかの実施形態では、miR-142-3pは、配列番号23のヌクレオチド配列を有し得、miR-142-5pは、配列番号24のヌクレオチド配列を有し得る。
miR-142-3p標的配列および/またはmiR-142-5p標的配列(それぞれmiR-142-3pTおよび/またはmiR-142-5pT)をAIMP2-DX2の末端に挿入し、CD45由来細胞、特にリンパ系および白血球におけるAIMP2-DX2発現の抑制を制御することによって、AIMP2-DX2バリアントの過剰発現の副作用を制御することができる組換えベクターが、本明細書に開示されている。したがって、AIMP2-DX2バリアントの発現は、注射された神経系細胞および組織のみに制限され得るが、注射された組織領域の主要な集団である非神経系造血細胞では制限され得ない。miR142-3pは、造血細胞においてのみ発現する。
miR-142-3pおよび/またはmiR-142-5p標的配列を含む組換えベクターが、本明細書に開示されている。エクソン2欠失AIMP2バリアント(AIMP2-DX2)遺伝子ならびにmiR-142-3pおよび/またはmiR-142-5p標的配列を含む組換えベクターが、本明細書に開示されている。
「組換えベクター」という用語は、適切な宿主細胞において標的タンパク質またはRNAとして発現され得るベクター、および挿入された遺伝子が適切に発現されることを可能にするために必須な作動可能に連結された制御因子を含む遺伝子構築物を指す。
「作動可能に連結された」という用語は、核酸発現の制御配列と、標的タンパク質およびRNAをコードして一般的な機能を発揮する核酸配列との間の機能的連結を指す。例えば、それは、プロモーターをコードする核酸配列および核酸配列の作動性のために連結されたタンパク質またはRNAの発現に影響を及ぼし得る。組換えベクターとの作動可能な連結は、当該技術領域で周知であり、領域特異的なDNA切断および連結のために当該技術領域で一般的に公知な酵素を使用する遺伝子組換え技術を使用することによって製造することができる。
組換えベクターは、本明細書に開示されているように、AIMP2-DX2に作動可能に連結されたプロモーターをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、プロモーターは、レトロウイルス(LTR)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、MTプロモーター、EF-1αプロモーター、UB6プロモーター、ニワトリβ-アクチンプロモーター、CAGプロモーター、RPE65プロモーター、シナプシンプロモーター、MeCP2プロモーター、CaMKIIプロモーター、Hb9プロモーター、またはオプシンプロモーターである。
組換えベクターは、外因性プロモーターおよびプロモーターに作動可能に連結された外因性遺伝子をさらに含み得る。
本明細書で使用される「外因性遺伝子」は、生物学的に適切な活性化を有するタンパク質またはポリペプチド、および免疫原もしくは抗原タンパク質もしくはポリペプチド、または処置活性化タンパク質もしくはポリペプチドなどの標的産物の暗号化配列を含み得る。
ポリペプチドは、宿主細胞における内因性タンパク質の発現の欠損または欠如を補い得る。遺伝子配列は、DNA、cDNA、合成DNA、RNAまたはその組み合わせを含む多様な供給元から誘導され得る。遺伝子配列は、天然イントロンを含むかまたは含まないゲノムDNAを含み得る。さらに、ゲノムDNAは、プロモーター配列またはポリアデニル化配列と共に取得され得る。ゲノムDNAまたはcDNAは、様々な方法で取得され得る。ゲノムDNAは、当該領域で公に知られた方法により、適切な細胞から抽出および精製され得る。あるいは、mRNAを使用して、逆転写または細胞から分離することによる他の方法によってcDNAを産生することができる。あるいは、ポリヌクレオチド配列は、RNA配列に相補的な配列、例えばアンチセンスRNA配列を含み得、アンチセンスRNAを個体に投与して、個体の細胞における相補的ポリヌクレオチドの発現を抑制することができる。
例えば、外因性遺伝子は、エクソン2を喪失したAIMP-2スプライシングバリアントであり、miR-142-3p標的配列は、外因性遺伝子の3’UTRに連結され得る。AIMP2タンパク質(312aaバージョン:AAC50391.1またはGI:1215669;320aaバージョン:AAH13630.1、GI:15489023、BC0 13630.1)の配列は、文献(312aaバージョン:Nicolaides,N.C.,Kinzler,K.W.およびVogelstein,B.Analysis of the 5’region of PMS2 reveals heterogeneous transcripts and a novel overlapping gene,Genomics 29(2),329-334(1995)/320aaバージョン:Generation and initial analysis of more 15,000 full-length human and mouse cDNA sequences,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.99(26),16899-16903(2002))に記載されている。
「AIMP2スプライシングバリアント」という用語は、エクソン1~4のうちのエクソン2の部分的または全体的な喪失に起因して生成されるバリアントを指す。したがって、バリアントは、AIMP2タンパク質およびヘテロ二量体を形成することによるAIMP2の正常な機能の妨害を意味する。注射されたAIMP2-DX2遺伝子は、注射された組織以外の組織ではほとんど発現されない。しかしながら、さらなる安全対策として、miR142標的配列を挿入して、注射された組織領域における非神経系細胞の主要な集団である造血細胞においてAIMP2-DX2が発現される可能性を完全にブロックすることが可能である。
組換えベクターは、配列番号1および5を含み得る。
ヌクレオチドまたはアミノ酸配列に対する「配列相同性の%」、「同一性%」または「同一%」という用語は、例えば、2つの最適に配置された配列を比較ドメインと比較することによって確認することができ、比較ドメイン内のヌクレオチド配列のいくつかは、2つの配列(付加または欠失を含まない)の最適な配置で参照配列と比較して付加または欠失(すなわち、ギャップ)を含み得る。
本明細書に開示されているタンパク質は、その天然型アミノ酸配列を有するものだけでなく、バリアントのアミノ酸配列を有するものも含む。
タンパク質のバリアントは、天然アミノ酸配列と1個以上のアミノ酸残基との欠失、挿入、非保存的もしくは保存的置換またはそれらの組み合わせに起因する異なる配列を有するタンパク質を意味する。全体として分子の活性化を改変しないタンパク質およびペプチドにおけるアミノ酸交換は、当該領域で知られている(H.Neurath,R.L.Hill、The Proteins、Academic Press、New York、1979)。
タンパク質またはそのバリアントは、天然抽出、合成(Merrifield、J.Amer.Chem.Soc.85:2149-2156、1963)またはDNA配列に基づく遺伝子組換え(Sambrookら、Molecular Cloning、Cold Spring Harbour Laboratory Press、New York、USA、2nd Ed.、1989)によって製造され得る。
アミノ酸変異は、親水性、疎水性、電荷およびサイズなどのアミノ酸側鎖置換基の相対的類似性に基づいて起こり得る。アミノ酸側鎖置換基のサイズ、形状および種類の分析によれば、アルギニン、リジンおよびヒスチジンは正電荷を有する残基;アラニン、グリシンおよびセリンは同様のサイズを有する;フェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシンは類似の形状を有することが理解され得る。したがって、このような考察に基づいて、アルギニン、リジンおよびヒスチジン;アラニン、グリシンおよびセリン;ならびにフェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシンは、生物学的に機能的等価物とみなすことができる。
1つまたはそれを超える変異の導入では、アミノ酸の疎水性指標が考慮され得る。疎水性指標は、疎水性度および電荷に従って各アミノ酸に割り当てられる:イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン(+2.5);メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(-0.4);トレオニン(-0.7);セリン(-0.8);トリプトファン(-0.9);チロシン(-1.3);プロリン(-1.6);ヒスチジン(-3.2);グルタミン酸(-3.5);グルタミン(-3.5);アスパラギン酸(-3.5);アスパラギン(-3.5);リジン(-3.9);およびアルギニン(-4.5)。
タンパク質の相互作用的な生物学的機能を割り当てる際に、疎水性アミノ酸指標は非常に重要である。類似の疎水性指標を有するアミノ酸で置換が行われる場合にのみ、類似の生物学的活性化を有することが可能である。疎水性指標を参照して変異を導入する事例では、疎水性指標の差が±2以内、±1以内、または±0.5以内であるアミノ酸間の置換。
一方、同様の親水性値を有するアミノ酸間の置換は、同等の生物学的活性化を有するタンパク質を誘導できることも周知である。米国特許第4,554,101号に示されるように、以下の親水性値が各アミノ酸残基に割り当てられる:アルギニン(+3.0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリシン(0);トレオニン(-0.4);プロリン(-0.5±1);アラニン(-0.5);ヒスチジン(-0.5);システイン(-1.0);メチオニン(-1.3);バリン(-1.5);ロイシン(-1.8);イソロイシン(-1.8);チロシン(-2.3);フェニルアラニン(-2.5);トリプトファン(-3.4)。
親水性値を参照して1つまたはそれを超える変異を導入する事例では、親水性値の差が±2以内、±1以内、または±0.5以内であるがこれらに限定されないアミノ酸間で置換を行うことができる。
分子の活性化を全体的に改変しないタンパク質のアミノ酸交換は、当該領域で知られている(H.Neurath,R.L.Hill、The Proteins、Academic Press、New York、1979)。最も一般的に起こる交換は、Ala/Ser、Val/Ile、Asp/Glu、Thr/Ser、Ala/Gly、Ala/Thr、Ser/Asn、Ala/Val、Ser/Gly、Thy/Phe、Ala/Pro、Lys/Arg、Asp/Asn、Leu/Ile、Leu/Val、Ala/GluおよびAsp/Glyを含むアミノ酸残基間のものである。ベクター系は、当該業界で発表されている多様な方法によって構築され得る。具体的な方法は、Sambrookら(2001)、Molecular Cloning、A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Pressに記載されている。
本明細書に開示されているベクターは、クローニングまたは発現のための典型的なベクターとして構築され得る。さらに、ベクターは、宿主として原核または真核細胞を用いて構築され得る。ベクターが発現ベクターであり、原核細胞が宿主として使用される場合、転写を実行するための強力なプロモーター(例えば、tacプロモーター、lacプロモーター、lacUV5プロモーター、1ppプロモーター、pL Xプロモーター、pRXプロモーター、rac5プロモーター、ampプロモーター、recAプロモーター、SP6プロモーター、trpプロモーターおよびT7プロモーターなど)、デコード開始のためのリボソーム結合部位および転写/デコード終結配列を含むことが一般的である。宿主細胞として大腸菌(E.coli)(例えば、HB101、BL21、DH5aなど)を使用する場合、大腸菌(E.coli)のトリプトファン生合成経路のプロモーターおよびオペレーター部位(Yanofsky,C.(1984)、J.Bacteriol.、158:1018-1024)、ファージXのレフト指向性プロモーター(pLXプロモーター、Herskowitz,I.およびHagen,D.(1980)、Ann.Rev.Genet.14:399-445)をコントロール部位として使用することができる。
一方、使用され得るベクターは、ウイルスベクター、線状DNA、またはプラスミドDNAなどの1種以上であり得る。
「ウイルスベクター」は、遺伝子または遺伝物質を所望の細胞、組織および/または器官に送達することができるウイルスベクターを指す。
ウイルスベクターは、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、レンチウイルス、レトロウイルス、HIV(ヒト免疫不全ウイルス)、MLV(マウス白血病ウイルス)、ASLV(トリ肉腫/白血病)、SNV(脾臓壊死ウイルス)、RSV(ラウス肉腫ウイルス)、MMTV(マウス乳腺腫瘍ウイルス)、および単純ヘルペスウイルスで構成される群から選択される1種以上を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ウイルスベクターは、アデノ随伴ウイルス(AAV)、アデノウイルス、レンチウイルス、レトロウイルス、ワクシニアウイルス、または単純ヘルペスウイルスベクターであり得る。
レトロウイルスは、宿主細胞のゲノムに対する組込み機能を有し、人体に対して無害であるが、組込み時に正常細胞の機能を抑制すること、多様な細胞に感染する能力、容易な増殖、およそ1~7kbの外部遺伝子を収容すること、および複製欠損ウイルスを生成することを含む特徴を有し得る。しかしながら、レトロウイルスはまた、有糸分裂後の細胞への感染の困難さ、インビボ条件下での遺伝子送達、およびインビトロ条件下で体細胞を増殖させる必要性を含む欠点を有し得る。さらに、レトロウイルスは、癌原遺伝子に組み込まれ得、それによって細胞壊死の可能性を呈するので、自然変異のリスクを有する。
一方、アデノウイルスは、中程度のサイズの細胞の核内であっても複製すること、臨床的に無毒であること、外部遺伝子を挿入されたとしても安定であること、遺伝子の再編成や喪失がないこと、真核生物の形質転換、および宿主細胞の染色体に組み込まれても安定に高レベルで発現することを含む、クローニングベクターとして様々な利点を有する。アデノウイルスの良好な宿主細胞は、ヒトにおける造血、リンパ系および骨髄腫の原因である細胞である。しかしながら、線状DNAであり、ウイルスの感染率が低いことに伴い、感染したウイルスをリカバーすることは容易ではないため、増殖は困難である。さらに、送達された遺伝子の発現は1~2週間の間に最も大規模であり、発現は一部の細胞においてのみ3~4週間にわたって持続される。別の課題は、高い免疫抗原性を有することである。
アデノ随伴ウイルス(AAV)は、前述の問題を補完することができ、遺伝子治療剤として多くの利点を有するため、近年好まれている。これは、アデノサテライトウイルスとも呼ばれる。アデノ随伴ウイルス粒子の直径は20nmであり、人体に対してほとんど害がないことが公知である。したがって、欧州での遺伝子治療剤としての販売が承認された。
AAVは、複製のために補助ウイルスを必要とする一本鎖でのプロウイルスであり、AAVゲノムは、感染した細胞の19番染色体の特定の領域に挿入され得る4,680bpを有する。導入遺伝子は、各々145bpの2つの逆位末端反復(ITR)配列セクションおよびシグナル配列セクションによって接続された血漿DNAに挿入される。AAV repおよびcapセクションを発現する他のプラスミドDNAと共にトランスフェクションが実行され、アデノウイルスは補助ウイルスとして添加される。AAVは、遺伝子を送達する広範囲の宿主細胞、反復投与時の免疫学的副作用がほとんどない、および遺伝子発現期間が長いという利点を有する。さらに、AAVゲノムが宿主細胞の染色体に組み込まれたとしても、宿主の遺伝子発現を改変または再編成せずに安全である。
アデノ随伴ウイルスは、合計4つの血清型を有することが公知である。標的遺伝子の送達に使用され得る多くのアデノ随伴ウイルスの血清型の中で、最も広く研究されているベクターはアデノ随伴ウイルス血清型2であり、現在、嚢胞性線維症、血友病およびカナバン病の臨床遺伝子の送達に使用されている。さらに、近年、癌遺伝子治療の領域において、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)の将来性が高まっている(Du 2013)。いくつかの実施形態では、アデノ随伴ウイルス血清型2を使用することができる。適切なウイルスベクターを選択して適用することは可能であるが、これに限定されない。
さらに、ベクターが発現ベクターであり、宿主として真核細胞を使用する場合、哺乳動物細胞のゲノム由来のプロモーター(例:メタロチオネインプロモーター)または哺乳動物ウイルス由来のプロモーター(例:ポストアデノウイルスプロモーター、ワクチンウイルス7.5Kプロモーター、SV40プロモーター、サイトメガロウイルスプロモーターおよびHSV TKプロモーター)が使用され得る。具体的には、レトロウイルスのLTR、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、MTプロモーター、EF-1αプロモーター、UB6プロモーター、ニワトリβ-アクチンプロモーター、CAGプロモーター、RPE65プロモーターおよびオプシンプロモーターで構成される群から選択されるプロモーターで構成される群から選択される1種以上を含み得るが、これらに限定されない。さらに、それは一般に、転写終結配列としてポリアデニル化配列を有する。
本明細書に開示されているベクターは、タンパク質の精製をより容易にするために必要に応じて他の配列と融合され得る。例えば、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(Pharmacia、USA)、マルトース結合タンパク質(NEB、USA)、FLAG(IBI、USA)、6xHis(ヘキサヒスチジン;Quiagen、USA)などの融合した配列を使用することができるが、これらに限定されない。さらに、発現ベクターは、例えば、アンピシリン、ゲンタマイシン、カルベニシリン、クロラムフェニコール、ストレプトマイシン、カナマイシン、ジェネテシン、ネオマイシンおよびテトラサイクリンを含む選択マーカーとして当該業界で一般的に使用される抗生物質に対する耐性遺伝子を含み得る。
さらに、miR-142-3pおよび/またはmiR-142-5pなどのmiR-142それぞれの標的配列(miR-142-3pTおよび/またはmiR-142-5pT)を含む組換えベクターを含む遺伝子キャリアが本明細書に開示されている。
「遺伝子導入」という用語は、一般に転写および発現のための細胞への遺伝物質の送達を含む。その方法は、タンパク質発現および処置目的に対して理想的である。DNAトランスフェクションおよびウイルス形質導入などの多様な送達方法が発表されている。それは、送達される遺伝子の高い送達効率および高レベルの発現、ならびに必要に応じて自然環境に優しいことまたはシュードタイピングによって特定の受容体および/または細胞型を標的化する可能性に起因するウイルス媒介性遺伝子導入を意味する。
遺伝子キャリアは、組換えベクターに形質転換された形質転換体であり得、形質転換には、核酸を有機体、細胞、組織または器官に導入するすべての方法が含まれ、当該領域で発表されているように、宿主細胞に従って適切な標準技術を選択し実行することが可能である。そのような方法には、エレクトロポレーション、プロトプラズムの融合、リン酸カルシウム(CaP04)沈殿、塩化カルシウム(CaCl2)沈殿、シリコーンカーバイド繊維の使用との混合、アグリバクテリア媒介形質転換、PEG、硫酸デキストランおよびリポフェクタミンなどが含まれるが、これらに限定されない。
遺伝子キャリアは、ニューロンにおける外因性遺伝子の発現を目的とする。したがって、それはCD45由来細胞における外因性遺伝子の発現を抑制し、脳組織における外因性遺伝子の発現を増加させ得る。CD45の大部分は、造血細胞に位置する膜貫通タンパク質チロシンホスファターゼである。細胞は、細胞表面に位置する分子に従って定義され得、CD45は、すべての白血球群およびBリンパ球の細胞マーカーである。遺伝子キャリアは、CD45由来細胞、特にリンパ系および白血球の範囲の細胞では発現されない。
遺伝子キャリアは、薬理学的に使用され得るキャリア、賦形剤または希釈剤をさらに含み得る。
さらに、組換えベクターを対応する実体に導入する段階を含む、外因性遺伝子をニューロンに送達および発現する方法が、本明細書に開示されている。
方法は、脳の組織における外因性遺伝子の発現を増加させ、他の組織における外因性遺伝子の発現を制御し得る。
さらに、1)プロモーター;2)作動を可能にするようにプロモーターと連結された標的タンパク質をコードするヌクレオチド配列;および3)ヌクレオチド配列の3’UTRに挿入されたmiR-142-3pを標的とするヌクレオチド配列を含む発現カセットを含むベクターが、本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、ベクターは、1)プロモーター;2)作動を可能にするようにプロモーターと連結された標的タンパク質をコードするヌクレオチド配列;および3)ヌクレオチド配列の3’UTRに挿入されたmiR-142-5pを標的とするヌクレオチド配列を含む発現カセットを含み得る。
「発現カセット」という用語は、標的タンパク質をコードする遺伝子ならびにプロモーターおよびシグナルペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むので、シグナルペプチドの下流に作動可能に連結された標的タンパク質の産生および分泌のための発現を実行することができる単位カセットを指す。分泌発現カセットは、分泌系と混合して使用され得る。標的タンパク質の効率的な産生を補助し得る多様な因子が、そのような発現カセットの内外に含まれ得る。
さらに、エクソン2を喪失したAIMP-2スプライシングバリアントをコードするヌクレオチド配列、およびヌクレオチド配列の3’UTRに連結されたmiR-142-3pを標的とするヌクレオチド配列を含む、AMDのための予防用または治療用製剤が、本明細書中に開示されている。
したがって、本明細書に開示されているベクターのいずれかを投与することを含む、それを必要とする対象のAMDを処置する方法も本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、AMDはウェットAMDである。いくつかの実施形態では、AMDはドライAMDである。
本明細書に開示されているベクターは、限定されないが、アポトーシスの阻害、ジスキネジアの改良、および/または酸化ストレスの阻害をもたらし、したがってAMDを予防または処置することができる。
「処置」という用語は、AMDの完全な処置だけでなく、本明細書に開示されている薬理学的薬剤の適用の結果としてのAMDの全体的な症候の部分的な処置、改善および/または低減も含む。
「予防」という用語は、本明細書に開示されている薬理学的薬剤を変性脳障害の実体に適用することによって、認知障害、行動障害および脳神経の破壊などの症候または現象を抑制またはブロックすることにより、AMDの全体的な症候の発生を事前に予防することを意味する。
活性成分以外のアジュバントは、本明細書に開示されている薬理学的薬剤に追加して含めることができる。アジュバントは、当該技術領域において公知のものである限り制限なく使用することができるが、例えばフロイントの完全および不完全アジュバントをさらに含むことにより、免疫力を高めることができる。
本明細書に開示されている薬理学的薬剤は、活性成分を薬理学的に許容される担体と混合した様式で製造され得る。ここで、薬理学的に許容される担体には、薬理学の領域で一般的に使用される担体、賦形剤および希釈剤が含まれる。本明細書に開示されている薬理学的薬剤に使用され得る薬理学的に許容される担体には、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、エリスリトール、マリトール、スターチ、アカシアゴム、アルギネート、ゼラチン、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、セルロース、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン、水、メチルヒドロキシベンゾエート、プロピルヒドロキシベンゾエート、タルク、ステアリン酸マグネシウムおよび鉱油が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書に開示されている薬理学的薬剤は、それぞれの一般的な製造方法に従って、散剤、顆粒剤、丸剤、カプセル剤、懸濁剤、乳剤、シロップ剤、およびエアゾール剤などの経口投与用、ならびに外用、坐薬、または消毒注射液剤などを含む種々な様式で製造されることによって使用され得る。
製剤に製造される場合、一般的に使用される充填剤、増量剤、結合剤、保湿剤、崩壊剤および界面活性剤などの、希釈剤または賦形剤を製造に使用することができる。経口投与用の固形製剤には、丸剤、錠剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤が含まれ、これらの固形製剤は、スターチ、炭酸カルシウム、スクロース、ラクトース、およびゼラチンなどの1種以上の賦形剤を活性成分と混合することにより製造され得る。さらに、単純な賦形剤に加えて、ステアリン酸マグネシウムおよびタルクなどの潤滑剤も使用され得る。経口投与用の液体製剤には、一般的に使用されている希釈剤である水および流動パラフィン以外に、保湿剤、甘味剤、香味・保存剤などの各種賦形剤を含む懸濁液剤、内服用液剤、油剤、およびシロップ剤などが含まれる。非経口投与用の製剤には、滅菌水溶液、非水溶媒、懸濁剤、油剤、凍結乾燥剤および坐剤が含まれる。非水溶媒および懸濁溶液として、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールおよびオリーブ油などの植物油、エチレートなどの注射用エステルが使用され得る。坐剤用の薬剤には、ウイテプゾール(witepsol)、ツイーン(tween(登録商標))61、カカオ油、ラウリン油およびグリセロゼラチンなどが含まれる。
本明細書に開示されている薬理学的薬剤は、多様なチャネルを介して実体に投与され得る。経口投与、ならびに静脈内、筋肉、皮下および腹腔内注射などのすべての投与様式が使用され得る。
いくつかの実施形態では、組換えベクターは、対象に対して、局所的に、硝子体内注射によって、結膜下注射によって、または対象の網膜下腔に投与される。
本明細書に開示されている方法は、追加の治療剤を対象に投与することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、追加の治療剤は、ラニビズマブ、アフリベルセプト、および/またはベバシズマブである。
本明細書に開示されている治療剤の投与の望ましい用量は、製剤の生産方法、投与様式、患者の年齢、体重および性別、疾患の症候の程度、食事、投与期間、投与経路、排出速度および反応感受性などを含む様々な要因に応じて異なる。それにもかかわらず、それは対応する製造業者によって適切に選択され得る。
しかしながら、処置効果について、熟練した医師は、標的化した処置のための有効用量を決定し、処方することができる。例えば、処置薬剤には、静脈内、皮下および筋肉注射、ならびにマイクロニードルを使用した脳室または脊髄への方向注射が含まれる。複数回の注射および反復投与が可能であり、例えば、有効用量は、ベクターの場合は0.05~15mg/kg、組換えウイルスの場合は5×1011~3.3×1014ウイルス粒子(2.5×1012~1.5×1016IU)/kg、細胞では5×102~5×107細胞/kgである。望ましくは、用量は、ベクターの場合は0.1~10mg/kg、組換えウイルスの場合は5×1012~3.3×1013粒子(2.5×1013から1.5×1015IU)/kg、細胞の場合は5×103~5×106細胞/kgであり、週に2~3回の投与レートである。用量は厳密には制限されない。むしろ、患者の症状および神経性障害の現れの程度に従って修正され得る。他の皮下脂肪および筋肉注射ならびに患部への直接投与のための有効用量は、9×1010~3.3×1014の組換えウイルス粒子であり、10cm間隔で週に2~3回のレートである。用量は厳密には制限されない。むしろ、患者の症状および神経性障害の現れの程度に従って修正され得る。より具体的には、本明細書に開示される薬理学的薬剤は、1×1010~1×1012vg(ウイルスゲノム)/mLの組換えアデノ随伴ウイルスを含み得、一般に、2週間にわたって2日に1回、1×1012vgを注射することが賢明である。それは、1日1回投与され得るか、または1日を通して数回の投与のために用量を分割することによって投与され得る。いくつかの実施形態では、ベクターは、0.1×108vg~500×108vg、1×108vg~100×108vg、1×108vg~10×108vg、例えば5×108vg、またはそれに由来する任意の範囲の用量で投与され得る。IV注射の場合、例えば、IV注射用の体重に基づいて、vgをヒト用の用量に変換することができる。局所組織注射の場合、例えば、標的細胞数および有効MOI(感染多重度)に基づいて、vgをヒト用の用量に変換することもできる。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されているベクターは、例えば網膜下注射、硝子体内注射、または脈絡膜下注射によって対象に注射され得る。注射は液体の形態であり得る。他の実施形態では、本明細書に開示されているベクターは、点眼剤または軟膏の形態で対象に投与され得る。
薬理学的製剤は、経口および非経口投与可能な多様な様式で生産され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に開示されているベクターは、脳または脊髄に投与され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に開示されているベクターは、定位注射によって脳に投与され得る。
経口投与薬剤には、丸剤、錠剤、硬質および軟質カプセル、液剤、懸濁液剤、油剤、シロップ剤および顆粒剤などが含まれる。これらの薬剤は、活性成分に加えて、希釈剤(例:ラクトース、デキストロース、スクロース、マンニトール、ソルビトール、セルロースおよび/またはグリシン)および流動促進剤(glydents)(例:シリカ、タルクならびにステアリン酸およびそのマグネシウムもしくはカルシウム塩、ならびに/またはポリエチレングリコール)を含み得る。さらに、丸剤は、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、スターチペースト、ゼラチン、トラガカンチン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムおよび/またはポリビニルピロリジンなどの結合剤を含有し得、状況に応じて、スターチ、寒天、アルギン酸もしくはそのナトリウム塩または同様の混合物などの崩壊剤および/あるいは吸収剤、着色剤、香味剤および甘味料を含有し得る。薬剤は、一般的な混合、造粒またはコーティング法によって製造され得る。
ざらに、注射剤は、非経口投与される製剤の代表的な形態である。そのような注射剤用の溶媒には、水、リンガー液、等張性生理食塩水および懸濁液が含まれる。注射剤の滅菌固定油を溶媒または懸濁媒体として使用することができ、モノ-およびジ-グリセリドを含む任意の非刺激性固定油をそのような目的のために使用することができる。さらに、注射剤は、オレイン酸などの脂肪酸を使用することができる。
以下の実行例を使用して、本発明をより詳細に説明する。しかしながら、以下の実行例は、発明の内容を特定する目的のためだけであって、本発明の適用をその例に限定するものではない。
実施例
実施例1.組換えベクターの作製
CD45の大部分は、造血細胞の膜貫通タンパク質チロシンホスファターゼであり、細胞表面の分子に従って細胞を定義するために使用され得る。CD45は、すべての白血球群およびBリンパ球のマーカーである。CD45由来細胞、特にリンパ系および白血球細胞において発現されず、ニューロンにおいてのみ特異的に発現される組換えベクターが作製されている。組換えベクターは、アミノアシルtRNAシンテターゼ複合体相互作用多機能性タンパク質2(AIMP2)のエクソン2が欠失したスプライシングバリアント、およびAIMP2スプライシングバリアントの発現を制御することができるmiRNAを含む。
実施例1.組換えベクターの作製
CD45の大部分は、造血細胞の膜貫通タンパク質チロシンホスファターゼであり、細胞表面の分子に従って細胞を定義するために使用され得る。CD45は、すべての白血球群およびBリンパ球のマーカーである。CD45由来細胞、特にリンパ系および白血球細胞において発現されず、ニューロンにおいてのみ特異的に発現される組換えベクターが作製されている。組換えベクターは、アミノアシルtRNAシンテターゼ複合体相互作用多機能性タンパク質2(AIMP2)のエクソン2が欠失したスプライシングバリアント、およびAIMP2スプライシングバリアントの発現を制御することができるmiRNAを含む。
注射された神経系組織においてAIMP2スプライシングバリアントの特異的発現を誘導するために、組換えベクターを分布の安全対策として作製した。また、これは、注射された組織領域における非神経系細胞の主要な集団である造血細胞においてAIMP2-DX2が発現される可能性を完全にブロックするために行われた。
実施例1.1.AIMP2バリアントの作製
実施例1.1.AIMP2バリアントの作製
AIMP2は、アミノアシル-tRNAシンテターゼ(ARS)の形成に関与するタンパク質の1つであり、多因子アポトーシスタンパク質として作用する。AIMP2のエクソン2が欠失したバリアントを発現するプラスミドを構築するために、AIMP2スプライシングバリアントのcDNAをpcDNA3.1-mycにクローニングした。H322 cDNAに結合したEcoR1およびXho1リンカーを有するプライマーを使用してAIMP2スプライシングバリアントを増幅した後、EcoRlおよびXho1を使用してpcDNA3.1-mycにサブクローニングを実行した。
配列番号1のヌクレオチド配列および配列番号2のアミノ酸配列を有するAIMP2バリアントを使用した。
実施例1.2.miRNAの選別およびその標的配列の選択
実施例1.2.miRNAの選別およびその標的配列の選択
上記のように、分布の安全対策として、注射された神経系細胞におけるAIMP2バリアントの発現を限定し、注射された組織領域における非神経系細胞の主要な集団である造血細胞においてAIMP2-DX2が発現される可能性を完全にブロックするために、組換えベクターを上記のように作製した。
この目的のために、白血球およびリンパ系関連細胞を生成する造血細胞においてのみ特異的に発現されるmiR-142-3pを標的として選択した。miR-142-3pのみを標的とする配列を作製するために、マウスB細胞のマイクロアレイデータおよびmiR-142-3pが標的とする遺伝子のコンピュータプログラミング(mirSVRスコア)を使用した。miR-142-3pは、配列番号で示されるヌクレオチド配列である。配列番号5であるmiR-142-3p標的配列はmiR-142-3pに結合する。
miR-142-3p標的配列には、Nhe1およびHind III、Bmt1部位配列(ccagaagcttgctagc;配列番号21)およびHind H部位配列(aagcttgtag;配列番号22)が含まれる。miR-142-3pTは、それらを接続するリンカー(tcacおよびgatatc)を用いて4回繰り返された配列番号5のヌクレオチド配列を含み得る(図4;配列番号6)。
実施例1-3.組換えベクターの作製
実施例1-3.組換えベクターの作製
組換えベクターを作製するために、miR-142-3p標的配列(配列番号5)をAIMP2バリアント(配列番号1)の3’UTRに挿入した。AIMP-2バリアントおよびmiR-142-3p標的配列の接続は、塩基配列番号6で示され、具体的には、Nhe IおよびHind III部位を使用して切断および挿入された。組換えベクターを図1に示す。
実施例2.インビトロでの組換えベクターの神経細胞特異的発現の確認
実施例2.インビトロでの組換えベクターの神経細胞特異的発現の確認
miR142-3pは造血細胞においてのみ特異的に発現するため、組換えベクターのmiR142-3p標的配列の発現によるAIMP2バリアントのノックダウンにより、特定の細胞におけるAIMP2バリアントの発現の程度を確認した。
具体的には、組換えベクターの処置を行わない群(SHAM)、空/対照ベクターで処理された群(NCベクター)、単一AIMP2バリアントベクターで処理された群(pscAAV_DX2)および組換えベクターで処置された群(pscAAV-DX2-miR142-3pT)があった。すべてのベクターの濃度はug/ulの単位であり、各群を2.5ul(2.5ug)で処置した。各処置群において、AIMP2バリアントのノックダウンを確認しながら、THP-1細胞株(ヒト単球性白血病細胞)およびSH-SY5Y細胞株(神経芽細胞腫)に対して処置を行った。qPCRは、下記表1のプライマーを使用して実行した(15秒間の変性、60℃の温度下で30秒間の40サイクルにわたるアニーリングおよび伸長)。
表1
表1
その結果、SHAMおよびNCベクター群ではAIMP2バリアントが発現しないことが確認された。さらに、単一AIMP2バリアントベクターで処理された群(pscAAV-DX2)のTHP-1細胞株およびSH-SY5Y細胞株の両方で発現が確認され、それによって神経細胞特異的発現が誘導されないことが確認された。一方、組換えベクターで処置された群では、SH-SY5Y細胞株においてのみAIMP2バリアントが特異的に発現することが確認された(図2)。
実施例3.材料および方法
実施例3.1.qRT-PCR
実施例3.材料および方法
実施例3.1.qRT-PCR
全RNAを、TRIzol(Invitrogen、Waltham、MA、USA)を製造業者のプロトコルに従って使用して、脊髄から単離した。抽出されたRNAを分光光度計(ASP-2680、ACTgene、USA)によって定量化のために、定量した。cDNAを作製するために、逆転写を、SuperScript III First-Strand(Invitrogen)を使用して、製造業者のプロトコルにより行った。得られたcDNAを、SYBRグリーンPCRマスターミックス(ThermoFisher Scientific、USA)を使用したリアルタイムPCRに使用した。2-ΔΔCt統計解析には二連での結果の発現データを使用し、正規化にはGADPH発現を使用した。
実施例3-2.miR142-3p阻害実験
実施例3-2.miR142-3p阻害実験
DX2の発現に対するmiR-142-3p阻害は、x1 miR-142-3p標的配列から観察することができた。HEK293細胞を、リポフェクタミン2000(Invitrogen、US)を使用して、x1、x2、およびx3繰返しmiR-142-3p標的配列ベクター、加えて100pmolのmiR-142-3pで一過性にトランスフェクトし、次いで、48時間インキュベートした。DX2 mRNAの量をPCRによって分析した。DX2の発現に対するmiR142-3p阻害は、Tseq x1繰返しmiR142-3p標的配列から観察された(図4B)。
実施例4
実施例4.1.コア結合配列の阻害効果のために作成した3種類のベクター
実施例4
実施例4.1.コア結合配列の阻害効果のために作成した3種類のベクター
Tseq x1は1つのコア結合配列を含み、Tseq x2は2つのコア結合配列を含み、Tseq x3は3つのコア結合配列を含む(図4A)。
DX2の発現に対するmiR142-3p(100pmol)阻害は、x1繰返しmiR142-3p標的配列から観察され始めた。HEK293細胞を、リポフェクタミン2000(invitrogen、US)を使用して、x1、x2、およびx3繰返しmiR-142-3p Tseqベクター、加えて100pmolのmiR-142-3pで一過性にトランスフェクトし、次いで、48時間インキュベートした。DX2 mRNA量をPCRによって分析した。miR142-3p標的配列におけるコア結合配列の数が増加すると、DX2の発現に対するmiR142-3p阻害も増大した。Tseq x3コア配列を含むベクターは有意な阻害を示した(図4B)。
実施例4-2.コア配列変異.
実施例4-2.コア配列変異.
マウスB細胞マイクロアレイデータおよびmiR-142-3p標的遺伝子のmirSVRスコアを使用して、コア配列を予測した。コア配列の4つの領域を以下のように置換した:(5’-AACACTAC-3’→5’-CCACTGCA-3’)(オリジナル配列については図3、模式図については図4Aを参照)。
実施例4.3.コア結合配列は、重要なDX2阻害である。
実施例4.3.コア結合配列は、重要なDX2阻害である。
4つのコア配列を置換した(図4A)。HEK293細胞を、リポフェクタミン2000(Invitrogen、US)を使用して、DX2-miR-142-3p Tseq x3繰返しベクター(Tseq3x)またはコア配列変異型ベクター(mut)、および100pmolのmiR-142-3pで一過性にトランスフェクトし、次いで、48時間インキュベートした。DX2 mRNAの発現をPCRによって分析した。DX2の有意な阻害を示したTseq x3繰返しベクター(図4B)およびDX2構築物を対照として使用した。100pmolのmiR142-3p処置は、Tseq x3ベクターを有意に阻害したが、DX2およびmut配列は阻害されなかった(図5)。
実施例5.ウェットAMDマウスモデル
材料および方法
5-1.動物実験
動物を、特定の病原体のない条件下および一定の環境条件下(21℃~23℃の温度、50~60%の湿度および12時間の明/暗サイクル)で個々のケージに収容した。各群のマウスの左眼(Ocular sinister)(OS、左眼)はAAV-GFPで処置し、右眼(Ocular Dexter)(OD、右眼)はAAV-DX2で処置した(注射:5×108vg)。網膜下注射の1週間および10週間後、レーザー光凝固装置を使用し、眼底のRPE層はレーザーを誘導して、それぞれ3週間、3ヶ月のウェットAMDモデルを作成する。レーザー処置の2週間、2ヶ月後、マウスの眼球を単離する。
5-1-1.網膜下注射は、以下のプロトコルを使用して行った。
齧歯動物を麻酔する。イソフルラン吸入を通じた100mg/mlのケタミンおよび10mg/mlのキシラジン(20μl/10g体重)の腹腔内注射の使用。その足の一方を挟むことによって、動物が深く麻酔されていることを確実にする。フリンチする場合は、さらに数分待って、網膜下注射を開始する前に再度試みる。注射される眼が天井に向くように、齧歯動物をその姿勢で置く。解剖用顕微鏡下で、皮膚を穏やかに引き伸ばして、眼がソケットからわずかに上に飛び出すようにし(一時的な突出)、頭を耳のすぐ上の2本の指で保持し、顎によってよりアクセス可能になり、皮膚を瞼に平行に穏やかに引き伸ばして、眼がソケットからわずかに上に飛び出すようにする。38G滅菌マイクロチップ針(INCYTO、KR)、リンバスの直下に、針で水晶体に触れるのを避けるような角度で穴を開ける。頭部の把持を維持しながら、使い捨ての鋭利な針を眼から引き抜く。予め装填されたブラント針付きシリンジをマイクロマニピュレータに取り付けるか、またはそれを手で保持した後、ブラント針付きシリンジの先端を穴を通して挿入し、再度水晶体に触れないように注意し、抵抗を感じるまで非常に穏やかに眼に押し込む。すべての動きを最小限に保ち、慎重にウイルスを網膜下腔にゆっくり注射する。AAV2-GFPをOS(左)に注射した。AAV2-DX2をOD(右)に注射した。シリンジをゆっくりと引き抜く。保湿用点眼液をさして、眼の潤いを保つ。再び腹ばい姿勢になるまで動物をモニターし続ける。
5-1-2.以下のプロトコルを使用して、マウスレーザー誘発性CNVモデルを得た。
マウスへの誘発性レーザーの前に、レーザーおよび細隙灯を容易にアクセスできる場所に配置する。レーザーをオンにし、所定のパラメータに設定する。齧歯動物を麻酔する。イソフルラン吸入を通じた100mg/mlのケタミンおよび10mg/mlのキシラジン(20μl/10g体重)の腹腔内注射の使用。マウスを横にし、局所麻酔のために1滴(約30μl)のテトラカイン塩酸塩を各眼に入れる。溶液が効果を発揮するまで2分間待つ。
瞳孔拡張のために1滴の局所トロピカミドで前のステップを繰り返す。あるいは、拡張のためにフェニレフリン塩酸塩(2.5%)を使用する。適切な時間が経過した後、速やかにマウスをマウスステージ上に載せ、ステージを細隙灯のチンレスト上に載置する。細隙灯を最も弱い光の明るさで点灯し、瞳孔拡張の程度をチェックする。瞳孔が十分に拡張していない場合(約2.5~3mm)、マウスを動物加温器に戻し、待つ。あるいは、別の1滴のトロピカミドを投与する。眼が十分に拡張したら、レーザー手順に進む。
視神経の視覚化のために理想的な配置となるように、マウスステージ上のマウスの場所を調整する。マウスをそのホルダ上に向け、マウスが細隙灯ビームに対して垂直になるように水平に寝かせ、頭部を一方の側にし、尾部を他方の側にする。
マウスをわずかに回転させ、頭部がレーザーオペレーターにより近づくように約170°の角度にする。
マウスを理想的に配置した後、25mm×25mmのガラス製カバースリップ上に1滴の人工涙液を置く。1滴の人工涙液をマウスの反対側の眼に置く-これにより、眼が確実に潤い、白内障形成の遅延に役立つ。
親指および人差し指の間でカバースリップの角を保持する;ガラスが両方の指の先端の間で圧迫されるような位置。支持および手の安定化のために、残りの3本の指を動物の体に優しく巻き付ける。ガラス製カバースリップをマウスの眼に容易に置くことができるように手を配置する。安定した配置が得られたら、ガラス製カバースリップをマウスの眼の上に慎重に(人工涙の液滴は依然として付着した状態で)押す。レーザービームの散乱または反射を防止するために、カバースリップがレーザービームに対して可能な限り垂直に配置されていることを確認する。カバースリップは、角膜を平らにするためのコンタクトレンズとして作用する。網膜が視覚化され得るまで、細隙灯を通してフリーハンドで見てフォーカスを切り替える。網膜は、視覚化された位置に応じて淡黄色/赤色を有し、明確な赤色の血管が可視化され得る。視神経を視覚化するまで、マウスの頭部および/またはカバースリップをゆっくりと慎重に操作する。視神経は黄色になり、そこから複数の血管が放射状に広がる。オペレーターが視神経の視覚化を確認したら、レーザー集束ビームをオンにする。レーザービームがオンになったら、レーザー集束ビームを所望の位置(視神経から約1ディスク直径)に移動させる。レーザービームを眼底のRPEに集束させる。最も鋭く最も鮮明なレーザービームを有することによって、適切な集束が達成される。照準ビームが楕円形または焦点が合っていないように見える場合、細隙灯のフォーカスを切り替えるか、ガラス製カバースリップを再配置する。照準ビームがRPEに集束すると、レーザーのフットトリガを使用してレーザー投光を開始する。レーザー投光直後の気泡の出現に注意する。レーザーショットの輪郭は明確であり、決してかすんではならない。すべての所望のCNV位置について前の3つのステップを繰り返す(通常、視神経の周りの3、6、9、および12時のクロックポジションで)。
各レーザーショット投光の位置および結果、ならびに眼に対する各投光ショットの結果(成功、かすみ、出血など)をノートブックに記録する。使用しないときは、レーザーを確実にスタンバイモードにする。必要に応じて、安定化のために反対の手および新しいカバースリップを使用して、マウスの他の眼に対して前のすべてのステップを繰り返す。すべての所望のレーザーショットが投光された後、レーザーおよび細隙灯をオフにする。
カバースリップを捨て、麻酔からのリカバリーのためにマウスを加温器に置く。負傷がないかどうかを肉眼で(acroscopically)検査し、1滴の人工涙液を入れて眼の潤いを保ち、将来の白内障の発症を潜在的に予防する。マウスが麻酔からリカバーしたら、ケージに戻す。
5-1-3.フルオレセイン血管造影法
角膜および水晶体の除去後、眼を4%パラホルムアルデヒド(Electron Microscopy Sciences、Hatfield、PA)で2時間固定した。RPE/脈絡膜/強膜の後眼杯を切開し、硝子体を除去した。後眼杯を(AlexaFluor647またはFITC)コンジュゲートされたイソレクチンB4(1:200、Invitrogen、Carlsbad、CA)と共に4℃で一晩インキュベートして、浸潤している脈絡膜血管を標識した。
5-1-4.血管新生因子の発現
細胞を回収し、1%Triton(登録商標) X-100を含有するPBSで溶解した。等量のタンパク質をSDS-PAGEゲルのウェルにロードし、ニトロセルロース膜フィルタに100Vで2時間転写した。膜を、1%BSAを含有するPBST(Tween(登録商標)20を含むリン酸緩衝生理食塩水)を用いて室温で1時間ブロックし、抗VEGFおよび抗βアクチン抗体を用いて室温で1時間プローブした。膜をPBSTで3回洗浄し、続いて二次抗体と共に室温で1時間インキュベーションした。PBSTで3回洗浄した後、免疫反応性バンドを検出した。データを、Image Jソフトウェアを使用して定量化した。
実施例5-2.結果
実施例5-2.結果
scAAV2-DX2で処置されたマウスは、レーザー誘発性脈絡膜新生血管を減弱させる。
レーザー誘発性脈絡膜新生血管(CNV)は、ウェットAMDに対して広く使用される動物モデルである。このモデルでは、レーザーを使用してブルッフ膜を乱し、下にある脈絡膜血管が色素上皮の下の空間に侵入し成長することを可能にする。5週齢の雄性C57BL/6マウス(n=12)にscAAV2-GFP(対照)またはscAAV2-DX2の網膜下注射を行った(0日目)。注射の21日後、レーザー光凝固によってCNVを生成した(21日目)。レーザー処置の14日後、フルオレセイン血管造影およびICG血管造影を行った(35日目)。翌日、マウスを屠殺し、脈絡膜フラットマウントを作製し、(FITC)コンジュゲートされたイソレクチンB4で染色した(図7)(36日目)。新しい血管形成によって引き起こされる血管漏出が、フルオレセイン血管造影によってレーザー誘発性光凝固部位で明確に観察された。ICG血管造影を使用して脈絡膜の血管造影図を取得する。フラットマウントを使用して、明確に画定されたイソレクチン陽性CNVの存在および面積を評価した。DX2の注射は、フルオレセイン血管造影において、GFP注射対照と比較して血管漏出の減少を示した(図7)。同様に、DX2を注射されたマウスは、ICG血管造影において、GFPを注射されたマウスと比較してCNV面積の減少を示した(図7)。また、イソレクチン-B4で染色された脈絡膜フラットマウントは、DX2を注射されたマウスにおけるCNV形成領域の有意な減少を実証している(図7)。
CNV面積に対する漏れ面積の比は、フルオレセイン血管造影(FA)を使用して総過蛍光面積を測定し、ICGAを使用してCNV面積を測定することによって推定した(図8)。イソレクチンB4染色を使用したブルッフ膜の平均CNV面積はまた、GFP対照と比較して、DX2を注射されたマウスで有意に小さかった(n=12)(図8)。この結果に基づけば、CNVマウスモデルにおいてDX2は予防効果を有した。
炎症細胞、特に(マクロファージ)は、ブルッフ膜破壊、RPE萎縮、およびCNVの領域を含むAMD病変の近く/内で組織学的に実証されている。CNV病変における(マクロファージ)は、VEGFなどの血管新生促進因子およびTNFなどの炎症促進性サイトカインを分泌することが示されている。図8では、DX2を注射されたマウスの炎症細胞の数は、GFP対照CNV細胞と比較して有意に少ない。
過剰量の血管内皮増殖因子(VEGF)は、黄斑下の異常な血管の成長および漏出を引き起こし、中心視の不可逆的な喪失をもたらす。この文脈において、ウェットAMDの処置のためにVEGFを標的とする抗血管新生療法の開発に向けた多くの努力がなされてきた。これらの薬物は、AMDの進行を遅らせ、場合によっては血管新生を抑制することによって視力を改善することが示されている。ここで、本発明者らは、レーザー誘発性脈絡膜新生血管マウスに事前にDX2を処置し、VEGFの発現に関してGFPで処置されたマウスと比較した(n=6)(図9)。興味深いことに、DX2で処置されたマウスは、GFPで処置されたマウスと比較してより少ない発現を示した。このデータはまた、CNVモデルマウスに対するDX2の予防効果を示した。
実施例6.ドライAMDマウスモデル
実施例6.ドライAMDマウスモデル
材料および方法
6-1.動物実験
ドライAMDマウスモデル実験の場合、Mdm1-/-(CRISPR/Cas9 KO)マウスは、ドライAMDおよび遺伝性網膜変性の両方に対して、進行性光受容体およびRPE変性を示す。動物を、特定の病原体のない条件下および一定の環境条件下(21℃~23℃の温度、50~60%の湿度および12時間の明/暗サイクル)で個々のケージに収容した。3週齢の網膜下腔へのAAV2-DX2および陰性対照(AAV2-GFP)の注射。網膜の組織学的測定および機能的リカバリーを3月齢で行った。
6-2.ドライAMDおよび網膜変性に対するDX2の治療効果
3週齢のMdm1-/-マウスに、38G滅菌マイクロチップ針(INCYTO、KR)を使用し、網膜創傷を最小限に抑えるために経強膜注射によって、4μlの体積のAAV2-DX2/AAV2-GFPを網膜下腔に注射した。AAV2-GFP/DX2を同じ動物に注射した。AAV2-GFPをOS(左)に注射した。AAV2-DX2をOD(右)に注射した。
6-2-3.電気生理学的機能評価
3月齢のマウスを使用した。最終測定のために、野生型(n=11)、mdm1-/-(n=6)、mdm1-/-(AAV2+GFP)(n=6)およびmdm1-/-(AAV2+DX2)(n=7)を評価した。
光受容体の機能評価のための網膜電図には、OcuScience(登録商標)HMsERGを使用した。マウスにアベルチン(1%)で麻酔をかけ、麻酔を3%イソフルラン吸入で維持し、生理学的条件を維持するために温熱パッドに置いた。1滴の2%ヒプロメロース液滴を、角膜との接触を維持し、それを湿らせたままにするために、銀包埋糸電極を伴う齧歯動物接触レンズ上に置いた。暗さおよび眼の均一な照明のために、マウスを直径76mmのGanzfeldドームに置いた。測定は、ISCEV-Extended全視野ERG標準プロトコル下で行った。データをERGVIEWを使用して分析し、3000mcd.s/m2、0.10Hzのフラッシュ強度で分析するために、組み合わせた標準Rod&Cone応答値を選択した。光受容体細胞の機能についてa波分析を行った。双極および水平細胞の機能についてb波分析を行った。a波およびb波の振幅およびレイテンシー値を分析した。
6-2-4.組織学的測定
ERG後、すべてのマウスを安楽死させ、眼球を採取した。眼球を4%PFAで4℃にて一晩固定した。眼球を30%スクロースで脱水し、組織凍結切片のためにOCT化合物で包埋した。すべての網膜凍結切片試料を、厚さ10μm切片を含む視神経から得た。
網膜の凍結切片を分析した。H&Eを層厚分析のために使用した。層厚分析は、Leica LASプログラムを用いて行った。免疫蛍光を、RPE65およびオプシンの発現、ならびに増殖評価(Ki67)のために使用した。免疫蛍光ROIセットおよび重複係数測定値をImage Jで測定した。
6-2-5.統計解析
スチューデントのt検定を一次分析のために使用した。P値をmdm1-/-(AAV2+DX2)と比較した。リカバリー評価のために、P値を野生型と比較した。全データについて、ルービン(Levene)の分散の均一性検定、ANOVA検定、および事後(ダネット(Dunnett)(T3)、テューキー(Tukey)HSD)評価を、IBM SPSS統計23を用いて行った。
6-2-6.結果
図10は、網膜の断面組織学(H&E染色)を示す。
図11A~図11Eは、組織学的網膜厚の組織学的測定を示す。図11Aは網膜の厚さを示す。図11Bは、RPE(網膜色素上皮)の厚さを示す。図11Cは、ONL(光受容体の外顆粒層)の厚さを示す。図11Dは、外節の厚さを示す。図11Eは、OPL外網状層)の厚さを示す。すべての試料は、厚さ10μmの視神経を含む切片から得た。網膜へのDX2遺伝子のトランスフェクションは、神経網膜の総厚のリカバリーをもたらした(図11A)。DX2のトランスフェクションは、より厚いRPE層(図11B)および光受容体の外節層(図11C)を示し、DX2の発現がRPE変性および光受容体の繊毛分解を防止することを示唆した。DX2のトランスフェクションはまた、より厚い光受容体の外顆粒層(図11D)および外網状層(図11E)を示し、DX2の発現が光受容体変性を低減させることを示した。
図12は、RPE(網膜色素上皮)の完全性および増殖を示す。DX2遺伝子のトランスフェクションは、RPEの増殖を活性化することによってRPEの完全性のリカバリーをもたらした。
図13は、PR(光受容体)のリカバリーを示す。DX2遺伝子のトランスフェクションは、PRの増殖を活性化することによってPR集団のリカバリーをもたらした。
図14A~図14Bは、RPEおよびPRの細胞増殖を示す。Ki67の発現を測定して、RPEおよび光受容体層の増殖を分析した。RPE(図14A)および光受容体の外節層(図14B)の増殖は、AAV2-DX2でトランスフェクトされた試料において有意に高かった。
図15A~図15Dは、網膜の機能的リカバリーを示す。AAV2-DX2のトランスフェクションは、ドライAMDモデル(mdm1-/-)または陰性対照(mdm1-/-+AAV-GFP)と比較して、a波の振幅の増加(図15A)およびレイテンシーの減少(図15B)を示し、DX2の発現が光受容体の電気生理学的機能および視力の損傷を軽減することを示した。AAV2-DX2でトランスフェクトされた試料は、ドライAMDモデル(mdm1-/-)と比較して、b波の振幅の変化を示さなかった(図15C)が、レイテンシーを減少させた(図15D)。これは、DX2がRPEおよび光受容体のみに影響を及ぼし、双極細胞(光受容体後のニューロン)には影響を及ぼさないことを示唆している。
AAV2-DX2をトランスフェクトした試料の網膜電図は、正常ERGグラフフォーマットの再獲得の増加を示した(図15Aおよび図15B)。AAV2-DX2でトランスフェクトされた試料は、ドライAMDモデル(mdm1-/-)より、a波の振幅のわずかな増加(図15C)およびレイテンシーの減少(図15D)を示し、DX2の発現が光受容体の電気生理学的機能の損傷を軽減することを示した。AAV2-DX2でトランスフェクトされた試料は、b波の振幅を変化させなかった(図15E)が、ドライAMDモデル(mdm1-/-)よりもレイテンシーを減少させた(図15F)ことを示した。
参考文献
KR10-1067816(2011).
Telegina, D. V., O. S. Kozhevnikova, and N. G. Kolosova. "Molecular mechanisms of cell death in retina during development of age-related macular degeneration." Advances in Gerontology 7.1 (2017): 17-24.
Hernaendez-Zimbroen, Luis Fernando, et al. "Age-related macular degeneration: new paradigms for treatment and management of AMD." Oxidative medicine and cellular longevity 2018 (2018).
Du, Hongjun, et al. "JNK inhibition reduces apoptosis and neovascularization in a murine model of age-related macular degeneration." Proceedings of the National Academy of Sciences 110.6 (2013): 2377-2382.
Brown et al., Endogenous microRNA regulation suppresses transgene expression in hematopoietic lineages and enables stable gene transfer, Nature Med. 12:585-591 (2006).
Brown et al., Endogenous microRNA can broadly exploited to regulate transggene expression acording to tissue, lineage and diffferentiation state, Nature Biotech. 25:12457-1467 (2007).
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具体的な実施形態の前述の説明は、本発明の一般的な性質を十分に明らかにし得るので、他の者は、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、当該分野の技術の知識を適用することによって、様々な適用のために容易に改変および/または適合させることができる。したがって、そのような適合および改変は、本明細書に提示されている教示およびガイダンスに基づき、開示されている実施形態の均等物の意味および範囲内にあることが意図される。本明細書の表現または用語は、本明細書の用語または表現が教示およびガイダンスに照らして当業者によって解釈されるように、限定ではなく説明を目的とするものであることを理解されたい。
本発明の広がりおよび範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。
本明細書に記載の様々な態様、実施形態、およびオプションのすべては、ありとあらゆる変形形態で組み合わされ得る。
本明細書で言及されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、あたかも各個々の刊行物、特許、または特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (25)
- 加齢黄斑疾患(AMD)の処置を必要とする対象において前記加齢黄斑疾患を処置する方法であって、薬学的有効量の、エクソン2欠失AIMP2バリアント(AIMP2-DX2)遺伝子を含む組換えベクターを前記対象に投与することを含む、方法。
- 前記AMDがウェットAMDである、請求項1に記載の方法。
- 前記AMDがドライAMDである、請求項1に記載の方法。
- 前記ベクターがmiR-142標的配列をさらに含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ベクターが、前記AIMP2-DX2に作動可能に連結されたプロモーターをさらに含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロモーターが、レトロウイルス(LTR)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、MTプロモーター、EF-1αプロモーター、UB6プロモーター、ニワトリβ-アクチンプロモーター、CAGプロモーター、RPE65プロモーター、シナプシンプロモーター、MeCP2プロモーター、CaMKIIプロモーター、Hb9プロモーター、またはオプシンプロモーターである、請求項5に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が、前記AIMP2-DX2遺伝子に対して3’側である、請求項4~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記AIMP2-DX2遺伝子が、配列番号2、13、14、15、16、17、18、19、または20に対して少なくとも90%同一であるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記AIMP2-DX2遺伝子が、配列番号2、13、14、15、16、17、18、19、または20のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記AIMP2-DX2遺伝子が、配列番号10または11に対して少なくとも90%同一であるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むエクソンを有しない、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記AIMP2-DX2遺伝子が、配列番号10または11のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含むエクソンを有しない、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列がACACTAを含む、請求項4~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が、ACACTAおよび配列番号5のうちの1~17個の追加の連続したヌクレオチドを含む、請求項4~11に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が、配列番号5(TCCATAAAGTAGGAAACACTACA)のヌクレオチド配列に対して少なくとも50%同一なヌクレオチド配列を含む、請求項4~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が配列番号5のヌクレオチド配列を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列がACTTTAを含む、請求項4~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が、ACTTTAおよび配列番号7のうちの1~15個の追加の連続したヌクレオチドを含む、請求項4~11に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が、配列番号7(AGTAGTGCTTTCTACTTTATG)のヌクレオチド配列に対して少なくとも50%同一なヌクレオチド配列を含む、請求項4~11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が配列番号7のヌクレオチド配列を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記miR-142標的配列が2~10回繰り返される、請求項4~19のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ベクターがウイルスベクターである、請求項1~20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ウイルスベクターが、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、レンチウイルス、レトロウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、マウス白血病ウイルス(MLV)、トリ肉腫/白血病(ASLV)、脾臓壊死ウイルス(SNV)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、マウス乳腺腫瘍ウイルス(MMTV)、ワクシニアウイルス、または単純ヘルペスウイルスのベクターである、請求項21に記載の方法。
- 前記組換えベクターが、前記対象に対して、局所的に、硝子体内注射によって、結膜下注射によって、または前記対象の網膜下腔に投与される、請求項1~22のいずれか1項に記載の方法。
- 追加の治療剤を前記対象に投与することをさらに含む、請求項1~23のいずれか1項に記載の方法。
- 前記追加の治療剤が、ラニビズマブ、アフリベルセプト、またはベバシズマブである、請求項24に記載の方法。
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