JP2023544167A - メッセンジャーrnaの精製のための方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、一部には、より低い重力で作動する濾過遠心分離機を使用したmRNAの大規模精製のための方法、システムおよびプロセスに関する。本発明は、精製されたmRNAの組成物およびその使用にも関する。【選択図】図1
Description
関連出願
本出願は、2020年10月1日に提出の米国特許仮出願第63/086,095号の優先権を主張し、前記特許文献の開示はこれにより参照によって組み入れる。
本出願は、2020年10月1日に提出の米国特許仮出願第63/086,095号の優先権を主張し、前記特許文献の開示はこれにより参照によって組み入れる。
メッセンジャーRNA(mRNA)治療薬は有望な新しい治療薬であり;例えば、mRNA補充治療薬は従来のタンパク質補充療法の代替物になることができる。mRNA補充治療薬では、特定のタンパク質配列をコードする無傷のmRNAが標的細胞に送達され、細胞の天然の翻訳機械により無傷のタンパク質に翻訳される。そのような治療薬のためのmRNAは、一般的に、プラスミドDNAのような鋳型からmRNAを転写するRNAポリメラーゼのような酵素を用いるin vitro転写システムを使用して、5’キャップの付加および3’ポリアデニル化と共に合成される、または続いて5’キャップの付加および3’ポリアデニル化がおこる。そのような反応の結果は、完全長mRNAおよび種々の望ましくない夾雑物、例えば、タンパク質、塩、バッファー、および非RNA核酸を含む組成物であり、これらの夾雑物は典型的には取り除かれて、mRNA補充治療薬中で使用可能である汚れていない均質なmRNAを提供する。
伝統的に、mRNAは、Qiagen RNeasy(登録商標)キットのような市販のシリカベースのカラム系により、または有機混合液(フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール)中へのタンパク質抽出およびそれに続くエタノール沈殿によりin vitro転写反応から精製される。これらの方法は、提供できる汚れていない均質なmRNAは最大でも5~10mgなので規模が制限され;したがって、mRNAの臨床使用および商業使用の要求に十分ではない。接線流濾過(TFF)のような最近の新しい方法は、in vitro転写反応から沈殿したmRNAを精製するように改変されており;このために精製の規模が大幅に増加した。mRNAの大規模精製に適した追加の方法は、mRNA治療薬の臨床展開および商業発展のために有用になることができる。例えば、別の方法は濾過遠心分離を使用する。しかし、これらの方法の多くは、臨床製剤に適した洗浄効率を達成するためには精製方法において大量の洗浄バッファーを必要とする。これら大量の洗浄バッファーは、エタノールを含むことが多く、安全規則に照らしてバッチサイズを制限し、そのために施設に貯蔵することができる引火性溶剤の量が制限される。したがって、こうした既知の方法は、既存の施設を再設計せずにより小規模のバッチサイズでしか用いることができない場合が多い。
したがって、先行技術方法の不都合を避け、治療用途にふさわしいレベルの純度および完全性を有する汚れがなく均質なmRNA組成物を生産する費用効果が高い方法およびスケーラブルな方法の必要性が存在する。
本発明は、とりわけ、メッセンジャーRNA(mRNA)を精製する非常に効率的で費用効果がよい方法を提供する。本方法は、不純物を含むRNA調製物を沈殿させ、濾過遠心分離機を使用してそれを精製することを含む。本発明は、一部には、沈殿したmRNAを含む懸濁液を濾過遠心分離機に投入し、保持された沈殿したmRNAを洗浄することが、以前使用されたものより低い遠心分離速度で実行することができるという意外な発見に基づく。特に、mRNAを効果的に洗浄して精製することができることをなお確実にしながら、投入工程をより低い遠心分離速度で実行することができる。濾過遠心分離機に投入するためにより高い遠心分離速度が当技術分野で使用されるので、これは直観に反している。懸濁液中の沈殿したmRNAがフィルターによって効果的に保持され、生じたケークが除去されることを回避することを確実にするために、より高い速度が必要であると考えられていた。驚くべきことに、本発明者らは、投入および洗浄工程の両方でのより低い遠心分離速度の使用が、精製プロセスの間に必要とされる揮発性有機溶媒(例えば、エタノール)の量を低減することを見出した。実際、本発明の一部の態様では、沈殿したmRNAの投入および洗浄のためにより低い速度を使用しながら、揮発性有機溶媒(例えば、エタノール)の使用を完全に回避することができる。これらの観察と一致して、本発明の方法は投入および洗浄工程の両方のために同じより低い遠心分離速度を使用することができ、精製プロセスを合理化および自動化し、その両方は以前の方法と比較してスケーラビリティの増加に役立つ。したがって、本発明は、mRNAを精製する有効で、信頼できてより安全な方法を提供し、それは既存の製造施設を使用した大規模製造プロセスのために適合させることができ、臨床グレードの完全性および純度を有する、非常に高い収量のmRNAを提供する。
一態様では、本発明は、メッセンジャーRNA(mRNA)を精製するための方法であって、a)1つまたはそれ以上のタンパク質および/またはmRNAの製造に由来する短い不全型の転写夾雑物を含む溶液からmRNAを沈殿させて、沈殿したmRNAを含む懸濁液を提供する工程と;b)沈殿したmRNAを保持するフィルターを含む濾過遠心分離機に沈殿したmRNAを含む懸濁液を投入する工程と;c)洗浄バッファーを濾過遠心分離機に加えることによって保持された沈殿したmRNAを洗浄する工程と;d)保持された沈殿したmRNAをフィルターから回収する工程とを含み、濾過遠心分離機は投入工程(b)および洗浄工程(c)の間1300g未満の重力(g)を発揮する遠心分離速度で運転される、方法を提供する。
一部の実施形態では、遠心分離速度は約150gから約1300gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約300gから約1300gの間、例えば約400gから約1100gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約500gから約900gの間、例えば約550gから約850gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約550gから約750gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約650gから約750gの間の重力(g)を発揮する。特定の実施形態では、遠心分離速度は約700gから約900gの間、例えば約750gから850gの間(例えば約800g)の重力(g)を発揮する。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は投入工程(b)および洗浄工程(c)の間同じ遠心分離速度で運転される。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAをフィルターから回収することは、(i)保持された沈殿したmRNAを可溶化する工程と;(ii)可溶化されたmRNAを収集する工程とを含む。
一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤、例えばアルコール、両親媒性ポリマー、バッファー、塩および/または界面活性剤の1つまたはそれ以上を加えることを含む。一部の実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤は:塩、およびアルコールまたは両親媒性ポリマーである。一部の実施形態では、アルコールはエタノールである。一部の実施形態では、塩はカオトロピック塩である。一部の実施形態では、塩は2~4M、例えば2.5~3Mの最終濃度である。特定の実施形態では、塩は約2.7Mの最終濃度である。グアニジニウムチオシアネート(GSCN)は、本発明の方法のために特に好適であるカオトロピック塩である。一部の実施形態では、両親媒性ポリマーは、プルロニック、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)またはその組合せから選択される。
一部の実施形態では、PEGの分子量は約200~約40,000g/molである。一部の実施形態では、PEGの分子量は約200~600g/mol、約2000~10000g/molまたは約4000~8000g/molである。特定の実施形態では、PEGの分子量は約6000g/mol(例えばPEG-6000)である。
一部の実施形態では、PEGは約10%~約100%重量/容量の最終濃度である。一部の実施形態では、PEGは約50%重量/容量の最終濃度である。一部の実施形態では、PEGは25%重量/容量未満の最終濃度である。一部の実施形態では、PEGは約5%~20%重量/容量の最終濃度である。特定の実施形態では、PEGは約10%~15%重量/容量の最終濃度である。
一部の実施形態では、両親媒性ポリマーはMTEGである。一部の実施形態では、MTEGは約10%~約100%重量/容量の濃度の最終濃度である。一部の実施形態では、MTEGは約15%~約45%重量/容量、例えば約20%~約40%重量/容量の最終濃度である。一部の実施形態では、MTEGは約20%、約25%、約30%または約35%重量/容量の最終濃度である。特定の実施形態では、MTEGは約25%重量/容量の最終濃度である。
一部の実施形態では、懸濁液は沈殿したmRNA、塩およびMTEGを含む。一部の実施形態では、懸濁液中の塩はグアニジニウムチオシアネート(GSCN)である。一部の実施形態では、懸濁液はアルコール、例えばエタノールを含まない。
一部の実施形態では、本発明の方法の工程(a)は、少なくとも1つの濾過助剤を、沈殿したmRNAを含む懸濁液に加えることをさらに含む。一部の実施形態では、沈殿したmRNAおよび少なくとも1つの濾過助剤は約1:2;約1:5;約1:10または約1:15の質量比である。特定の実施形態では、沈殿したmRNAおよび少なくとも1つの濾過助剤は約1:10の質量比である。一部の実施形態では、濾過助剤は分散剤である。一部の実施形態では、分散剤は灰、粘土、珪藻土、ガラスビーズ、プラスチックビーズ、ポリマー、ポリマービーズ(例えば、ポリプロピレンビーズ、ポリスチレンビーズ)、塩(例えば、セルロース塩)、砂および糖の1つまたはそれ以上である。特定の実施形態では、ポリマーは天然に存在するポリマー、例えばセルロース(例えば、粉末セルロース繊維)である。
一部の実施形態では、懸濁液は、少なくとも100mg、1g、10g、100g、250g、500g、1kg、10kg、100kg、1メートルトンまたは10メートルトンのmRNA、またはその間の任意の量を含む。一部の実施形態では、懸濁液は1kgより多くのmRNAを含む。
一部の実施形態では、フィルターは多孔性基質を含む。一部の実施形態では、多孔性基質はフィルター布、フィルター紙、スクリーンおよびワイヤメッシュである。一部の実施形態では、フィルターは微量濾過膜または限外濾過膜である。一部の実施形態では、フィルターは約0.5ミクロンもしくはそれ以上、約0.75ミクロンもしくはそれ以上、約1ミクロンもしくはそれ以上、約2ミクロンもしくはそれ以上、約3ミクロンもしくはそれ以上、約4ミクロンもしくはそれ以上、または約5ミクロンもしくはそれ以上の平均孔径を有する。一部の実施形態では、フィルターは約0.01ミクロン~約200ミクロン、約1ミクロン~約2000ミクロン、約0.2ミクロン~約5ミクロン、または約1ミクロン~約3ミクロン、例えば約1ミクロンの平均孔径を有する。特定の実施形態では、フィルター布は約1ミクロンの平均孔径を有するポリプロピレン布である。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約8Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき2L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間、例えばmRNA 1gにつき約0.5Lである。特定の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5Lまたはそれ以下である。
一部の実施形態では、洗浄バッファーは約1リットル/分~約60リットル/分の速度で、例えば約5リットル/分~約45リットル/分の速度で濾過遠心分離機に投入される。一部の実施形態では、洗浄バッファーの総容量は、例えば、約30cm~約170cmのローターサイズ(すなわち、バスケット直径)を有する濾過遠心分離機を使用して、約0.5時間から約4時間の間に濾過遠心分離機に投入される。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは約0.5時間から約4時間の間に、例えば約90分未満に、約50%から約100%の間の純度まで洗浄される。特定の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは90分未満に少なくとも95%の純度まで洗浄される。一部の実施形態では、洗浄バッファーは、濾過遠心分離機のフィルターの表面積(すなわち、m2)に依存する速度(例えば約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2、例えば約15リットル/分/m2)で濾過遠心分離機に投入される。
一部の実施形態では、洗浄バッファーはアルコール、両親媒性ポリマー、バッファー、塩および/または界面活性剤の1つまたはそれ以上を含む。一部の実施形態では、洗浄バッファーはアルコールまたは両親媒性ポリマーを含む。
一部の実施形態では、洗浄バッファーはエタノールを含む。一部の実施形態では、エタノールは約80%重量/容量の濃度である。
一部の実施形態では、洗浄バッファーは、プルロニック、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)またはその組合せから選択される両親媒性ポリマーを含む。
一部の実施形態では、両親媒性ポリマーはPEGである。一部の実施形態では、PEGは約10%~約100%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約50%~約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。特定の実施形態では、PEGは約90%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGの分子量は約100~約1,000g/molである。一部の実施形態では、PEGの分子量は約200~600g/molである。一部の実施形態では、PEGの分子量は約400g/mol(例えばPEG-400)である。
一部の実施形態では、両親媒性ポリマーはMTEGである。一部の実施形態では、MTEGは約75%、約80%、約85%、約90%または約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、MTEGは約90%重量/容量の濃度または約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。特定の実施形態では、MTEGは約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。
一部の実施形態では、洗浄バッファーはアルコール、例えばエタノールを含まない。
一部の実施形態では、保持されたmRNAを回収することは濾過遠心分離機が運転中である間に生じる。一部の実施形態では、保持されたmRNAを回収することは、保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから除去する刃を通して生じる。一部の実施形態では、保持されたmRNAを回収することは濾過遠心分離機が運転中でない間に生じる。
一部の実施形態では、本発明による精製方法はアルコール、例えばエタノールを含まない。
一部の実施形態では、保持されたmRNAを可溶化することは水性媒体にmRNAを溶解することを含む。一部の実施形態では、水性媒体は水、バッファー(例えば、Tris-EDTA(TE)バッファーまたはクエン酸ナトリウムバッファー)、糖溶液(例えば、スクロースまたはトレハロース溶液)またはその組合せを含む。一部の実施形態では、水性媒体は注射用水である。一部の実施形態では、水性媒体はTEバッファーである。一部の実施形態では、水性媒体は10%トレハロース溶液である。一部の実施形態では、可溶化することは濾過遠心分離機内で生じる。一部の実施形態では、可溶化することは濾過遠心分離機の外側で生じる。
一部の実施形態では、可溶化されたmRNAを収集することは、可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離する1つまたはそれ以上の工程を含む。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離する1つまたはそれ以上の工程は、可溶化されたmRNAおよび濾過助剤を含む溶液をフィルターに適用することを含み、濾過助剤はフィルターによって保持され、精製されたmRNAの溶液をもたらす。特定の実施形態では、可溶化されたmRNAおよび濾過助剤を含む懸濁液は遠心分離によって濾過遠心分離機のフィルターに適用される。一部の実施形態では、遠心分離は3100g未満、例えば約1000gから約3000gの間の重力(g)である。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は連続遠心分離機であり、および/または濾過遠心分離機は垂直もしくは水平に配向されるか、または遠心分離機は反転水平遠心分離機である。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は試料供給ポートおよび/または試料排出ポートを含む。
一部の実施形態では、mRNA懸濁液は約1リットル/分~約60リットル/分の速度で、例えば約5リットル/分~約45リットル/分の速度で濾過遠心分離機に投入される。一部の実施形態では、全mRNA懸濁液は、例えば、約30cm~約170cmのローターサイズ(すなわち、バスケット直径)を有する濾過遠心分離機を使用して、約0.5時間から約8時間の間に濾過遠心分離機に投入される。
一部の実施形態では、mRNAを製造することはmRNAのin vitro転写(IVT)合成を含む。一部の実施形態では、mRNAを製造することはmRNAの3’-テーリングの別個の工程を含む。一部の実施形態では、mRNAの3’-テーリングの別個の工程はmRNAの5’キャッピングをさらに含む。一部の実施形態では、mRNAのIVT合成はmRNAの5’-キャッピングおよび場合により3’-テーリングを含む。
特定の実施形態では、本発明の方法の工程(a)~(d)は、mRNAのIVT合成の後に実行される。一部の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき8L未満、例えばmRNA 1gにつき6L未満またはmRNA 1gにつき5L未満である。一部の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約4Lの間である。一部の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間である。
一部の実施形態では、本発明の工程(a)~(d)はmRNAのIVT合成の後に、そしてmRNAの3’-テーリングの別個の工程の後に再び実行される。一部の実施形態では、mRNAのIVT合成の後および/または3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき8L未満、例えばmRNA 1gにつき6L未満またはmRNA 1gにつき5L未満である。一部の実施形態では、mRNAのIVT合成の後および/または3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約4Lの間である。一部の実施形態では、mRNAのIVT合成の後および/または3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間、例えばmRNA 1gにつき約1Lである。特定の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5Lである。特定の実施形態では、mRNAの3’-テーリングおよび/またはキャッピングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5Lである。具体的な実施形態では、mRNAのIVT合成の後のならびに3’-テーリングおよび/または5’-キャッピングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約1Lである。
一部の実施形態では、mRNAは長さが約1kb、1.5kb、2kb、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、5kb、6kb、7kb、8kb、9kb、10kb、11kb、12kb、13kb、14kb、15kbまたは20kbであるかまたはそれ以上である。
一部の実施形態では、mRNAは1つまたはそれ以上のヌクレオチド修飾を含む。一部の実施形態では、1つまたはそれ以上のヌクレオチド修飾は修飾された糖、修飾された塩基および/または修飾された糖リン酸骨格を含む。
一部の実施形態では、mRNAはヌクレオチド修飾を含まない。
一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収は、単一のバッチにつき少なくとも10g、20g、50g、100g、250g、500g、1kg、5kg、10kg、50kgまたは100kgである。一実施形態では、精製されたmRNAの回収は、単一のバッチにつき少なくとも250gである。別の実施形態では、精製されたmRNAの回収は、単一のバッチにつき少なくとも500gである。特定の実施形態では、精製されたmRNAの回収は、単一のバッチにつき少なくとも1kgである。一部の実施形態では、全精製mRNAは、少なくとも約80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または約100%の収率をもたらす量で回収される。一部の実施形態では、全精製mRNAは、約80%~約100%の収率をもたらす量で回収される。一部の実施形態では、全精製mRNAは、約90%~約99%の収率をもたらす量で回収される。特定の実施形態では、全精製mRNAは、少なくとも約90%の収率をもたらす量で回収される。
一部の実施形態では、精製されたmRNAの純度は約60%から約100%の間である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの純度は約80%から99%の間である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの純度は約90%から約99%の間である。
一部の実施形態では、精製されたmRNAは少なくとも約80%、85%、90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の完全性を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約95%またはそれ以上の完全性を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約98%またはそれ以上の完全性を有する。特定の実施形態では、精製されたmRNAは約99%またはそれ以上の完全性を有する。
一部の実施形態では、精製されたmRNAはさらなる精製なしで臨床グレードの純度を有する。一部の実施形態では、臨床グレードの純度は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)精製、リガンドもしくは結合をベースとした精製、接線流濾過(TFF)精製および/またはイオン交換クロマトグラフィーから選択されるさらなる精製なしで達成される。
一部の実施形態では、精製されたmRNAは、キャピラリー電気泳動によって決定されるように、5%もしくはそれ以下、4%もしくはそれ以下、3%もしくはそれ以下、2%もしくはそれ以下、1%もしくはそれ以下のタンパク質夾雑物を含むか、またはタンパク質夾雑物を実質的に含まない。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって決定される、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満の塩夾雑物を含むか、または塩夾雑物を実質的に含まない。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって決定される、5%もしくはそれ以下、4%もしくはそれ以下、3%もしくはそれ以下、2%もしくはそれ以下、1%もしくはそれ以下の短い不全型の転写夾雑物を含むか、または短い不全型の転写夾雑物を実質的に含まない。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、キャピラリー電気泳動によって決定されるように、95%もしくはそれ以上、96%もしくはそれ以上、97%もしくはそれ以上、98%もしくはそれ以上、または99%もしくはそれ以上の完全性を有する。
一部の実施形態では、1つまたはそれ以上のタンパク質および/または短い不全型の転写夾雑物は、IVT mRNA合成で使用される酵素試薬を含む。特定の実施形態では、酵素試薬はポリメラーゼ酵素(例えば、T7 RNAポリメラーゼまたはSP6 RNAポリメラーゼ)、DNアーゼI、ピロホスファターゼおよびキャッピング酵素を含む。
一部の実施形態では、本発明の方法は、長い不全型のRNA種、二本鎖RNA(dsRNA)、残留プラスミドDNA残留溶媒および/または残留塩も除去する。一部の実施形態では、短い不全型の転写夾雑物は15未満の塩基を含む。一部の実施形態では、短い不全型の転写夾雑物は約8~12塩基を含む。一部の実施形態では、本発明の方法は、RNアーゼ阻害剤も除去する。
別の態様では、本発明は、本発明の方法のいずれか1つによって得られる精製されたmRNAを提供する。
別の態様では、本発明は、本発明の方法のいずれか1つによって得られる精製されたmRNAを含む組成物を提供する。一部の実施形態では、組成物は少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤をさらに含む。
別の態様では、本発明は、疾患または障害を処置するための方法であって、それを必要とする対象に、本発明の方法のいずれか1つによって得られる精製されたmRNAまたは精製されたmRNAを含む組成物を投与することを含む方法を提供する。
別の態様では、本発明は、療法で使用するための、本発明の方法のいずれか1つによって得られる精製されたmRNAまたは精製されたmRNAを含む組成物を提供する。
別の態様では、本発明は、mRNAを精製するための方法であって:I)1つまたはそれ以上のタンパク質および/またはmRNAの製造に由来する短い不全型の転写夾雑物を含む沈殿したmRNAを含む懸濁液を第1の容器で提供する工程と;II)第2の容器で洗浄バッファーを提供する工程と;III)フィルターを含む濾過遠心分離機に第1の容器の内容物を移す工程であって、移すことは、沈殿したmRNAが前記濾過遠心分離機のフィルターの上で保持されるように、濾過遠心分離機が第1の遠心分離速度で運転中である間に、濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(例えば約15リットル/分/m2)の速度で生じる、工程と;IV)濾過遠心分離機に第2の容器の内容物を移す工程であって、移すことは、濾過遠心分離機が第1の遠心分離速度でそのまま運転中である間に、濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(例えば約15リットル/分/m2)の速度で起こり、それによって前記濾過遠心分離機のフィルターの上で保持される沈殿したmRNAを洗浄バッファーで洗浄する、工程と;V)洗浄された沈殿したmRNAを前記濾過遠心分離機のフィルターから回収する工程とを含む方法を提供する。
一部の実施形態では、第1の遠心分離速度は1300g未満の重力(g)を発揮する。
本発明の方法の一部の実施形態では、工程(III)および(IV)において移すことはポンピングによる。一部の実施形態では、工程(III)および(IV)におけるポンピングは第1および第2の容器に作動可能に連結される単一のポンプによる。
本発明の方法の一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の弁が第1の容器および第2の容器から移すことを制御する。
本発明の方法の一部の実施形態では、第1の容器の内容物および第2の容器の内容物は試料供給ポートを通して濾過遠心分離機に移される。
本発明の方法の一部の実施形態では、工程(V)の後に濾過遠心分離機のフィルターは1%の10N NaOHを含む注射用水ですすがれる。
本発明の方法の一部の実施形態では、沈殿したmRNAを含む懸濁液は濾過助剤を含む。
本発明の方法の一部の実施形態では、本方法は、以下をさらに含む:i)工程(V)で回収された濾過助剤を含む洗浄された沈殿したmRNAを可溶化すること;ii)工程(i)からの可溶化されたmRNAを、濾過助剤を保持するためのフィルターを含む濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(例えば約15リットル/分/m2)の速度で濾過遠心分離機または前記濾過遠心分離機に移すこと;およびiii)可溶化された精製されたmRNAを遠心分離によって濾過遠心分離機から収集すること。
本発明の方法の一部の実施形態では、移すことは濾過遠心分離機の試料供給ポートを通して行われる。
本発明の方法の一部の実施形態では、工程(iii)は濾過遠心分離機の試料排出ポートを通して可溶化された精製されたmRNAを収集することを含む。
さらなる態様では、本発明は、mRNAを精製するためのシステムであって:a)沈殿したmRNAを受けるための第1の容器;b)洗浄バッファーを受けるための第2の容器;c)洗浄された沈殿したmRNAおよび/または沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第3の容器;d)以下を含む濾過遠心分離機:
i)沈殿したmRNAおよび/または濾過助剤を保持し、可溶化したmRNAを通過させるように配置され、寸法を合わせたフィルター;
ii)試料供給ポート;および
iii)試料排出ポート;
e)濾過遠心分離機の試料排出ポートに連結される、精製されたmRNAを受けるための第4の容器;f)濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(例えば約15リットル/分/m2)の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成されるポンプであって、第1の容器、第2の容器および第3の容器はポンプのインプットに作動可能に連結され、濾過遠心分離機の試料供給ポートはポンプのアウトプットに連結される、ポンプ;ならびにg)第1、第2および第3の容器からの同時の流れを妨げるように構成される1つまたはそれ以上の弁を含むシステムを提供する。
i)沈殿したmRNAおよび/または濾過助剤を保持し、可溶化したmRNAを通過させるように配置され、寸法を合わせたフィルター;
ii)試料供給ポート;および
iii)試料排出ポート;
e)濾過遠心分離機の試料排出ポートに連結される、精製されたmRNAを受けるための第4の容器;f)濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(例えば約15リットル/分/m2)の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成されるポンプであって、第1の容器、第2の容器および第3の容器はポンプのインプットに作動可能に連結され、濾過遠心分離機の試料供給ポートはポンプのアウトプットに連結される、ポンプ;ならびにg)第1、第2および第3の容器からの同時の流れを妨げるように構成される1つまたはそれ以上の弁を含むシステムを提供する。
本発明のシステムの一部の実施形態では、システムは、本発明の方法のいずれかを実行するようにシステムを制御する手段を含むデータ処理装置をさらに含む。一部の実施形態では、データ処理装置は、(a)命令を含むコンピュータプログラムまたは(b)命令を含むコンピュータ可読記憶媒体である。
さらなる態様では、本発明は、無菌のRNアーゼ不含容器に、10~1000gのmRNA、両親媒性ポリマーおよび濾過助剤を約1:1:10の相対濃度で含む組成物も提供する。
本発明の組成物の一部の実施形態では、両親媒性ポリマーは約2000~10000g/mol;4000~8000g/molまたは約6000g/molの分子量を有するPEG(例えばPEG-6000)を含む。一部の実施形態では、両親媒性ポリマーはMTEGを含む。一部の実施形態では、濾過助剤はセルロースをベースとしている。
本発明の様々な態様は、以下のセクションで詳細に記載される。セクションの使用は、本発明を限定するものでない。各セクションは、本発明の任意の態様に適用することができる。本出願では、「または」の使用は別途指示されない限り「および/または」を意味する。
以下の図は説明のみを目的とし、限定するためではない。
定義
本発明がより容易に理解されるように、ある特定の用語を先ず下に定義する。以下の用語および他の用語の追加の定義は、明細書全体を通じて表明される。
本発明がより容易に理解されるように、ある特定の用語を先ず下に定義する。以下の用語および他の用語の追加の定義は、明細書全体を通じて表明される。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「1つ(a)」、「1つ(an)」および「その(the)」は、文脈が別段はっきりと指示しなければ、複数の参照対照を含む。
具体的に述べられているまたは文脈から明白であるということがなければ、本明細書で使用される場合、用語「または」はすべてを含んでいると理解され、「または」と「および」の両方を包含する。
本明細書で使用される用語「例えば」および「すなわち」は、限定を意図せず、例としてのみ使用され、本明細書にはっきりと列挙されている項目のみに言及していると解釈されるべきではない。
用語「またはそれ以上」、「少なくとも」、「より多い」、および同類のもの、例えば、「少なくとも1つ」は、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149もしくは150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000または述べられた値よりも多い、を含むがこれらに限定されないと理解される。中間のいずれかのより大きな数または分数も含まれる。
逆に、用語「以下」はそれぞれ、述べられた値よりも少ない値を含む。例えば、「100ヌクレオチド以下」は、100、99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、89、88、87、86、85、84、83、82、81、80、79、78、77、76、75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58、57、56、55、54、53、52、51、50、49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、および0ヌクレオチドを含む。中間のいずれかのより小さい数または分数も含まれる。
用語「複数」、「少なくとも2つ」、「2つまたはそれ以上」、「少なくとも2番目」、および同類のものは、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149もしくは150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000またはそれ以上を含むがこれらに限定されないと理解される。中間のいずれかのより大きな数または分数も含まれる。
おおよそまたは約:本明細書で使用される場合、用語「おおよそ」または「約」は、目的の1つまたはそれ以上の値に提供される場合、述べられた参照値に類似する値を指す。ある特定の実施形態では、用語「おおよそ」または「約」は、述べられた値の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、0.01%、または0.001%以内であることを指す。文脈から別段はっきりしなければ、本明細書に提供されるすべての数値は用語「おおよそ」または「約」が修飾している。
バッチ:本明細書で使用される場合、用語「バッチ」とは、1度に精製される、例えば、同一サイクルの製造中に単一の製造指図表に従って精製されるmRNAの量または含量のことである。バッチは、単一精製運転で精製されるmRNAの量のことでもよい。
生物学的に活性な:本明細書で使用される場合、語句「生物学的に活性な」とは、生体系において、特に、生物において活性を有する任意の作用物質の特徴のことである。例えば、生物に投与されると、その生物に生物学的効果を及ぼす作用物質は、生物学的に活性であると見なされる。
dsRNA:本明細書で使用される場合、用語「dsRNA」とは、in vitro転写(IVT)反応中の相補的RNA配列の生成のことである。相補的RNA配列は、例えば、新生RNA鎖中の相補的配列にハイブリダイズすることができる短い不全型の転写物、RNA依存性DNA非依存性RNA転写用のプライマーとして作用する短い不全型の転写物、および考えられるRNAポリメラーゼ鋳型逆転を含む多種多様な理由で生成することができる。
重力(g):本明細書で使用される場合、用語「重力(g)」とは、遠心分離機中の試料に加えられる加速度の度合いのことである。本明細書では、遠心分離機により生み出される重力(g)は、フィルター上に保持される沈殿したmRNAおよび濾過遠心分離機のバスケットまたはドラムを通過するその他の物質上に発揮される。濾過遠心分離機により生み出される重力(g)は、遠心分離機のサイズに依拠する。遠心分離機のバスケットの動きは円形なので、加速力は、半径と角運動速度の二乗の積として計算される。歴史的に「相対遠心力」(RCF)として知られている、g力は円形運動内の試料に加わる加速度の測定値であり、重力の単位で測定される。本明細書では、重力(g)およびRCFは互換的に使用することができ、バスケットの毎分回転数(RPM)と混同するべきではない。重力(g)またはRCFは、バスケットの半径によるRPMに関係しており、引力に関連する。RPMとRCFの区別は重要である。なぜならば、異なる直径を有し同一の回転速度(RPM)で動く2つのバスケットは異なる加速度を生じる(有する直径が大きなバスケットほど同一の回転速度でより大きな重力(g)を達成する)からである。
異なるサイズの遠心バスケットに基づく重力(g)またはRCFとRPMの間の変換は当業者にはルーチンだと考えられる。重力(g)は、以下の式:
g=(n)2×1.118×10-5×r
g=重力(g)(RCF)
r=回転半径(cm)
n=毎分回転数(RPM)
を使用して濾過遠心分離機のバスケットの半径とRPMから決定することができる。
RPMは、以下の式:
n=ν[g/(r×1.118)]×1×105
g=重力(g)(RCF)
r=回転半径(cm)
n=毎分回転数(RPM)
を使用して濾過遠心分離機のバスケットの半径と重力(g)から決定することができる。
上記に従って、特定の濾過遠心分離機は、重力(g)へのRPMの異なる変換を有し、逆の場合も同じである。本明細書では、30cmのバスケット直径を有する遠心分離機(例えば、Heinkel H300P)では、3450RPMの速度で約1996gの重力(g)を発揮しうる。したがって、重力(g)へのRPMの変換は、約0.578の係数であり、重力(g)からRPMへの変換は、約1.73の係数である。本明細書では、50cmのバスケット直径を有する遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 503)では、約2600RPMの速度で約1890gの重力(g)を発揮しうる。したがって、重力(g)へのRPMの変換は、約0.723の係数であり、重力(g)からRPMへの変換は、約1.38の係数である。
g=(n)2×1.118×10-5×r
g=重力(g)(RCF)
r=回転半径(cm)
n=毎分回転数(RPM)
を使用して濾過遠心分離機のバスケットの半径とRPMから決定することができる。
RPMは、以下の式:
n=ν[g/(r×1.118)]×1×105
g=重力(g)(RCF)
r=回転半径(cm)
n=毎分回転数(RPM)
を使用して濾過遠心分離機のバスケットの半径と重力(g)から決定することができる。
上記に従って、特定の濾過遠心分離機は、重力(g)へのRPMの異なる変換を有し、逆の場合も同じである。本明細書では、30cmのバスケット直径を有する遠心分離機(例えば、Heinkel H300P)では、3450RPMの速度で約1996gの重力(g)を発揮しうる。したがって、重力(g)へのRPMの変換は、約0.578の係数であり、重力(g)からRPMへの変換は、約1.73の係数である。本明細書では、50cmのバスケット直径を有する遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 503)では、約2600RPMの速度で約1890gの重力(g)を発揮しうる。したがって、重力(g)へのRPMの変換は、約0.723の係数であり、重力(g)からRPMへの変換は、約1.38の係数である。
不純物:本明細書で使用される場合、用語「不純物」とは、限られた量の液体、気体、または固体内部で、ターゲット材料または化合物の化学組成とは異なる物質のことである。不純物は「夾雑物」とも呼ばれる。
in Vitro:本明細書で使用される場合、用語「in vitro」とは、多細胞生物内部ではなく、人工的環境で、例えば、試験管または反応容器中で、細胞培養中に、等で生じるイベントのことである。
in Vivo:本明細書で使用される場合、用語「in vivo」とは、ヒトおよび非ヒト動物のような多細胞生物内で生じるイベントのことである。細胞ベースの系という文脈では、この用語は、生細胞内で生じるイベントを指すのに使用してもよい(例えば、in vitro系とは対照的に)。
単離された:本明細書で使用される場合、用語「単離された」とは、(1)最初に生成されたときに(天然においてであれおよび/もしくは実験的状況においてであれ)物質および/または実体が会合していた成分の少なくとも一部から分離されている、ならびに/または(2)人の手により生成された、調製された、および/もしくは製造された物質および/または実体のことである。単離された物質および/または実体は、最初に会合していたその他の成分の約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約99%よりも多くから分離される。一部の実施形態では、単離された作用物質は、約80%、約85%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約99%よりも多く純粋である。本明細書で使用される場合、物質は、実質的に他の成分がなければ「純粋」である。本明細書で使用される場合、単離された物質および/または実体のパーセント純度の計算は賦形剤(例えば、バッファー、溶媒、水、等)を含むべきではない。
メッセンジャーRNA(mRNA):本明細書で使用される場合、用語「メッセンジャーRNA(mRNA)」とは少なくとも1つのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドのことである。本明細書で使用されるmRNAは、修飾RNAと非修飾RNAの両方を包含する。mRNAは、1つまたはそれ以上のコードおよび非コード領域を含有してもよい。
mRNA完全性:本明細書で使用される場合、用語「mRNA完全性」は一般的にはmRNAの質のことである。一部の実施形態では、mRNA完全性とは、精製方法後に分解していないmRNAのパーセンテージのことである。
核酸:本明細書で使用される場合、用語「核酸」はその最も広い意味で、ポリヌクレオチド鎖中に組み込まれるまたは組み込むことができる任意の化合物および/または物質のことである。一部の実施形態では、核酸は、リン酸ジエステル結合を介してポリヌクレオチド鎖中に組み込まれるまたは組み込むことができる化合物および/または物質である。一部の実施形態では、「核酸」とは個々の核酸残基(例えば、ヌクレオチドおよび/またはヌクレオシド)のことである。一部の実施形態では、「核酸」とは、個々の核酸残基を含むポリヌクレオチド鎖のことである。一部の実施形態では、「核酸」は、RNAならびに一本鎖および/または二本鎖DNAおよび/またはcDNAを包含する。さらに、用語「核酸」、「DNA」、「RNA」、および/または類似する用語は、核酸類似物、すなわち、リン酸ジエステル骨格以外のものを有する類似物を含む。例えば、いわゆる「ペプチド核酸」は、当技術分野で公知であり骨格にリン酸ジエステル結合の代わりにペプチド結合を有するが、本発明の範囲内であると見なされる。用語「アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列」は、互いの縮重版であるおよび/または同じアミノ酸配列をコードするすべてのヌクレオチド配列を含む。タンパク質および/またはRNAをコードするヌクレオチド配列はイントロンを含んでいてもよい。核酸は、天然源から精製される、組換え発現系を使用して生成され、場合により、精製され、化学的に合成される、等である。必要に応じて、例えば、化学的に合成された分子の場合、核酸は、化学的に修飾された塩基または糖、骨格修飾、等を有する類似物のようなヌクレオシド類似物を含むことができる。核酸配列は、別段指示されなければ、5’から3’方向に提示される。一部の実施形態では、核酸は、天然のヌクレオシド(例えば、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシン、およびデオキシシチジン);ヌクレオシド類似物(例えば、2-アミノアデノシン、2-チオチミジン、イノシン、ピロロ-ピリミジン、3-メチルアデノシン、5-メチルシチジン、C-5プロピニル-シチジン、C-5プロピニル-ウリジン、2-アミノアデノシン、C5-ブロモウリジン、C5-フルオロウリジン、C5-ヨードウリジン、C5-プロピニル-ウリジン、C5-プロピニル-シチジン、C5-メチルシチジン、2-アミノアデノシン、7-デアザアデノシン、7-デアザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシン、O(6)-メチルグアニン、および2-チオシチジン);化学的に修飾された塩基;生物学的に修飾された塩基(例えば、メチル化塩基);インターカレート塩基;修飾糖(例えば、2’-フルオロリボース、リボース、2’-デオキシリボース、アラビノース、およびヘキソース);および/または修飾リン酸基(例えば、ホスホロチオエートおよび5’-N-ホスホラミダイト連鎖)であるまたはこれを含む。一部の実施形態では、本発明は「非修飾核酸」を具体的に対象とし、この核酸は送達を促進するまたは達成するために化学的に修飾されていない核酸(例えば、ヌクレオチドおよび/またはヌクレオシドを含む、ポリヌクレオチドおよび残基)を意味する。
沈殿:本明細書で使用される場合、用語「沈殿」(またはその任意の文法的等価物)とは、溶液中での固体の形成のことである。mRNAに関連して使用される場合、用語「沈殿」とは液体中の不溶または固体型のmRNAの形成のことである。
早期不全RNA配列:本明細書で使用される用語「早期不全RNA配列」、「短い不全型のRNA種」、「ショートマー」、および「長い不全型のRNA種」とは、mRNA合成反応(例えば、in vitro合成反応)の不完全な産物のことである。多種多様な理由で、RNAポリメラーゼはDNA鋳型の転写を必ずしも完了させず;例えば、RNA合成は早まって終結する。RNA合成の早期終結の考えうる原因は、DNA鋳型の質、鋳型に存在する特定のポリメラーゼに対するポリメラーゼ終結配列、劣化したバッファー、温度、リボヌクレオチドの欠乏、およびmRNA二次構造を含む。早期不全RNA配列は、所望の転写産物の意図された長さよりも少ない任意の長さの場合がある。例えば、早期不全mRNA配列は、1000塩基未満、500塩基未満、100塩基未満、50塩基未満、40塩基未満、30塩基未満、20塩基未満、15塩基未満、10塩基未満またはそれよりも少ない場合がある。
実質的に:本明細書で使用される場合、用語「実質的に」とは、目的の特徴または特性の全またはほぼ全範囲または程度を示す質的状態のことである。当業者であれば、生物学的および化学的現象が完了まで行くおよび/もしくは完全まで進むもしくは絶対的結果を達成することはまずめったにないまたは絶対的結果を回避することを理解している。したがって、用語「実質的に」は、多くの生物学的および化学的現象に固有の完全性の潜在的欠如を表現するのに本明細書では使用される。
実質的にない:本明細書で使用される場合、用語「実質的にない」とは、除去される物質(例えば、早期不全RNA配列)で存在している量が比較的少ないまたは全くない状態のことである。例えば、「早期不全RNA配列が実質的にない」は、早期不全RNA配列が、おおよそ5%、4%、3%、2%、1.0%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%またはそれよりも少ない(w/w)不純物未満のレベルで存在していることを意味する。あるいは、「早期不全RNA配列が実質的にない」は、早期不全RNA配列が約100ng、90ng、80ng、70ng、60ng、50ng、40ng、30ng、20ng、10ng、1ng、500pg、100pg、50pg、10pg、またはそれよりも少ない未満のレベルで存在していることを意味する。
別段定義されなければ、本明細書で使用されるすべての専門用語および科学用語は、本出願が属する技術分野の当業者が一般的に理解しているのと同じ、ならびに本出願が属する技術分野で一般的に使用されているのと同じ意味を有し;そのような技術は参照によってその全体を組み入れる。対立がある場合には、定義を含めて本明細書が支配する。
発明の詳細な説明
本発明は、とりわけ、遠心分離による濾過を使用してmRNAを精製するための改良された方法を提供する。さらに、本発明は、本発明の方法により生成される組成物、ならびに本発明の方法を実行するための方法およびシステムを提供する。
本発明は、とりわけ、遠心分離による濾過を使用してmRNAを精製するための改良された方法を提供する。さらに、本発明は、本発明の方法により生成される組成物、ならびに本発明の方法を実行するための方法およびシステムを提供する。
製造要求を満たすためには、mRNA精製のための方法は、現在利用可能な業界基準mRNA精製法と比べた場合、等価なまたはより良好な産物を提供しつつ、あらゆる臨床および商業上の要求を満たすのに適した大規模製造能力を保証するために頑強でスケーラブルである必要がある。本発明者らは、遠心分離濾過が、現在利用可能な方法と比べて、in vitro合成方法から得られる沈殿したmRNAの投入と洗浄の両方のためにより低い遠心分離速度を使用することにより、必要とする洗浄バッファーの量を減らしつつ、酵素および短い不全型のRNA種のような方法関連夾雑物からin vitro合成mRNAの95%よりも大きな回収率を達成できることを実証した。さらに、本発明者らは、同じ方法パラメータを使用すれば、in vitro合成mRNAを沈殿させ洗浄するための方法が有機溶媒(例えば、エタノール)を用いようと両親媒性ポリマー(例えば、MTEG)を用いようとmRNAを精製できることを示している。有機溶媒の必要性を減らすまたは回避することは、非常に好都合である。例えば、揮発性および/または引火性洗浄バッファーの量の増加に関連する安全規制は、既存の施設での有機溶媒ベースの方法のスカラビリティーを制限する。本発明の方法を使用して、本発明者らは、4分の1量の洗浄バッファー(1L/g精製mRNA対先行技術方法での4L/g精製mRNA)を使用すれば、第1の反応でmRNAを別に合成し、次に第2の反応でmRNAにキャッピングおよびテーリングすることにより製造されるmRNAを精製できることを実証する。洗浄バッファーの量を減らせば、精製はより効率よくなり、費用も少なくなって、環境への影響は減少する。
in vitro合成方法から得られる沈殿したmRNAを投入し洗浄するための減少した遠心分離速度は、1300g未満の重力(g)を発揮する。例えば、本発明者らは、1300g未満の重力(g)を発揮する遠心分離速度により、より容易で完全にはがれ、より容易に再可溶化される精製されたmRNAのより詰まっていない濾過ケークが得られ、精製の効率および速度をさらに増すことを見出した。さらに、投入工程中に使用する速度がより低いと、方法は、投入と洗浄工程の両方で同じより低い遠心分離速度を使用することができ、より単純な方法を提供し、自動操作および増大したスカラビリティーにふさわしくなる。
遠心分離
当技術分野では固体-液体分離に遠心分離が使用されてきた。遠心分離機は重力を増して相を分離する(例えば、液体から固体を)。濾過遠心分離機は、織布のような媒体を利用して、液相は通過させつつ固相を保持する。濾過遠心分離はmRNA精製のためにも使用されてきた。
当技術分野では固体-液体分離に遠心分離が使用されてきた。遠心分離機は重力を増して相を分離する(例えば、液体から固体を)。濾過遠心分離機は、織布のような媒体を利用して、液相は通過させつつ固相を保持する。濾過遠心分離はmRNA精製のためにも使用されてきた。
例えば、WO2018/157141は、多孔性基質を通る遠心分離を使用してmRNAの懸濁液から夾雑物を除去する。mRNA精製のこれらの方法は、投入工程での高遠心分離速度の使用を推奨する。実際、WO2018/157141は、約1700gから2100gの間の重力(g)を発揮する遠心分離速度を使用する。これらのより高い速度は、沈殿したmRNAの懸濁液が濾過遠心分離機のフィルターに効果的に保持されることを保証するのに重要であり、保持された沈殿したmRNAのケークが精製方法中に取り外されるのを回避すると考えられた。
上で概説されたように、本発明者らは、高い速度は投入工程では必要ではないことを実証した。実際、より低い遠心分離速度を使用して投入工程で加える重力(g)を減らすと、保持された沈殿したmRNAの詰まりがより少ないケークが得られる。下で概説するように、詰まりがより少ないケークであれば、特に、使用する洗浄バッファーの量をより少なくして、濾過遠心分離機のフィルターからのケークの完全な取り外しを可能にし、mRNAの効率的な精製が可能になる。
濾過遠心分離機
濾過遠心分離機は、遠心力という原理に基づいて機能し、この遠心力は、通常はバスケットまたはドラムと呼ばれる装置が固定軸で高速で回転されると生み出される。濾過遠心分離機は、フィルターまたはスクリーン(例えば、ワイヤメッシュ)の中を液体を通すことにより固体-液体混合物から固体(例えば、沈殿したmRNA)と液体(例えば、mRNAの合成で使用されるバッファー)を分離することができる。そのような遠心分離機は、流体流動を可能にするよう穴を開けられている取り外しできるバスケットまたは固定されたドラムを含んでもよい。穴を開けられたバスケットまたはドラムは、フィルター布またはフィルター紙のような多孔性基質を受け入れるように適合していてもよい。典型的には、多孔性基質は取り外し可能である。一般的に使用されている濾過遠心分離機では、懸濁液は遠心分離機の内側から外側に流れ、それによって多孔性基質(例えば、取り外し可能な多孔性基質)を通過し、次に、バスケットまたは穴を開けられたドラムを通過する。このようにして、遠心分離機の内側に添加された固体-液体混合物中の固体物質は保持され、液体は懸濁液から除去される。
濾過遠心分離機は、遠心力という原理に基づいて機能し、この遠心力は、通常はバスケットまたはドラムと呼ばれる装置が固定軸で高速で回転されると生み出される。濾過遠心分離機は、フィルターまたはスクリーン(例えば、ワイヤメッシュ)の中を液体を通すことにより固体-液体混合物から固体(例えば、沈殿したmRNA)と液体(例えば、mRNAの合成で使用されるバッファー)を分離することができる。そのような遠心分離機は、流体流動を可能にするよう穴を開けられている取り外しできるバスケットまたは固定されたドラムを含んでもよい。穴を開けられたバスケットまたはドラムは、フィルター布またはフィルター紙のような多孔性基質を受け入れるように適合していてもよい。典型的には、多孔性基質は取り外し可能である。一般的に使用されている濾過遠心分離機では、懸濁液は遠心分離機の内側から外側に流れ、それによって多孔性基質(例えば、取り外し可能な多孔性基質)を通過し、次に、バスケットまたは穴を開けられたドラムを通過する。このようにして、遠心分離機の内側に添加された固体-液体混合物中の固体物質は保持され、液体は懸濁液から除去される。
本発明の方法で使用するのに適した遠心分離機は当技術分野では周知である。例えば、Scott、K.and Hughes、R.、「Industrial Membrane Separation Technology」.Springer Science&Business Media、1996年;Tarleton、S.and Wakeman、R.、「Filtration:Equipment Selection、Modelling and Process Simulation」、Elsevier、1999年;Tarleton、S.and Wakeman、R.、「Solid/Liquid Separation:Scale-up of Industrial Equipment」.Elsevier、2005年; Wakeman、R. and Tarleton、S.、「Solid/Liquid Separation:Principles of Industrial Filtration」.Elsevier、2005年;Tarleton、S.and Wakeman、R.、「Solid/liquid separation:equipment selection and process design」.Elsevier、2006年;and Sutherland、K.and Chase、G.、「Filters and Filtration Handbook」.Elsevier、2011年を参照のこと。前記文献はそれぞれ参照によってその全体を本明細書に組み入れる。US1292758A;US1478660A;US3269028A;US3411631A;US3419148A;US3438500A;US3483991A;US3491888A;US3623613A;US3684099A;US3774769A;US3980563A;US4193874A;US4193874A;US4193874A;US4269711A;US4381236A;US4944874A;US5004540A;US5091084A;US5092995A;US5244567A;US5277804A;US5286378A;US5306423A;US5378364A;US5380434A;US5397471A;US5421997A;US5433849A;US5468389A;US5472602A;US5713826A;US6736968B2;US6736968B2;US6736968B2;US7168571B2;US7425264B2;US8021289B2;US8257587B2;US9126233B2;US9297581B2;US20040108281A1;US20040108281A1;US20050245381A1;US20060021931A1;US20060175245A1;US20080149558A1;US20100120598A1;US20100216623A1;US20120285868A1;US20140360039A1;AU2007350788A1;AU2007350788B2;EP1372862A1;EP3040127A1;EP845296A1;WO2004033105A1;WO2008122067A1;WO2014043541A1;WO2016025862A1;WO2016112426A1;WO2016112427A1;およびWO2016112428A1も参照のこと。前記特許文献はそれぞれ参照によってその全体を本明細書に組み入れる。
適切な遠心分離機タイプの非限定的例は、バッチ濾過遠心分離機、反転濾過遠心分離機、プッシャー遠心分離機、ピーラー遠心分離機(例えば、水平ピーラー遠心分離機、垂直ピーラー遠心分離機、およびサイホンピーラー遠心分離機)、振り子遠心分離機、スクリーン/スクロール遠心分離機、およびスライディング排出遠心分離機を含む。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は連続遠心分離機である。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は垂直に配向している。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は水平に配向している。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、反転水平遠心分離機である。本発明の方法で使用するのに適した濾過遠心分離機の例は、図1および2に示されている。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、約30cm~約170cmのバスケット直径を有する。特定の実施形態では、濾過遠心分離機は、100cmまたはそれ以上、例えば、約170cmまでのバスケット直径を有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、約15cm~約80cmのバスケット深さを有する。特定の実施形態では、濾過遠心分離機は、60cmまたはそれ以上、例えば、約80cmまでのバスケット深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、約30cm:15cm~約170cm:80cmのバスケット直径:深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、30cmのバスケット直径および15cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、50cmのバスケット直径および25cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、63cmのバスケット直径および31.5cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、81cmのバスケット直径および35cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、105cmのバスケット直径および61cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、115cmのバスケット直径および61cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、132cmのバスケット直径および72cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、166cmのバスケット直径および76cmの深さを有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、約20リットル~約725リットルの有用な容量を有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、約30kg~約900kgの最大荷重を有する。特定の実施形態では、濾過遠心分離機は、250kgを超える、例えば、900kgまでの最大荷重を有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、約0.5m2~約4m2の最大濾過表面積を有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、1000RPM~約3500RPMの最大速度(RPM)を有する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、約900g~約2000gの最大重力(g)を及ぼすことができる。
濾過遠心分離機の構成
図3は、本発明のならびに本発明の方法およびプロセスにおいて使用するためのシステムの構成を示す。システムは:沈殿したmRNAを受けるための第1の容器(4);洗浄バッファーを受けるための第2の容器(2);洗浄された沈殿したmRNAおよび/または沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第3の容器(3);フィルター、試料供給ポート(18)および試料排出ポート(22)を含む濾過遠心分離機(20);精製されたmRNAを受けるための第4の容器(34)および夾雑物を受けるための第5の容器(30);システムの中を通して流れを導くように構成されるポンプ(14);ならびにシステム中の異なる容器からのまたは異なる容器への同時の流れをブロックするように構成される1つまたはそれ以上の弁(10、12および26)を含む。第1の、第2のおよび第3の容器は、ポンプ(14)のインプットに作動可能に連結(5、6および8)されており、濾過遠心分離機の試料供給ポート(18)はポンプ(14)のアウトプットに作動可能に連結(16)されている。第4および第5の容器は、濾過遠心分離機の試料排出ポート(22)に作動可能に連結(28および34)されている。さらに、遠心分離機は試料排出チャネル(21)を含み、このチャネルを通じて沈殿したmRNA組成物は濾過遠心分離機から回収する(21)ことができる。図3に表示されるシステムは、フィルターから沈殿したmRNAの組成物を取り外すことによる保持され洗浄された沈殿したmRNAの回収またはフィルター上に保持された沈殿したmRNAの可溶化およびそれに続くその収集による保持され洗浄された沈殿したmRNAの回収を含む本発明の方法において使用することができる。本発明の特定の実施形態では、第3(3)および第4の容器(34)は任意選択の構成要素(すなわち、沈殿したmRNAは、可溶化工程を必要とせずに、試料排出チャネル(21)を経て回収する(24)ことができる)である。別の特定の実施形態では、第3(3)および第4の容器(34)は、沈殿したmRNAの可溶化および精製されたmRNAの回収(すなわち、第4の容器(34)中への)を含む実施形態のために使用される。
図3は、本発明のならびに本発明の方法およびプロセスにおいて使用するためのシステムの構成を示す。システムは:沈殿したmRNAを受けるための第1の容器(4);洗浄バッファーを受けるための第2の容器(2);洗浄された沈殿したmRNAおよび/または沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第3の容器(3);フィルター、試料供給ポート(18)および試料排出ポート(22)を含む濾過遠心分離機(20);精製されたmRNAを受けるための第4の容器(34)および夾雑物を受けるための第5の容器(30);システムの中を通して流れを導くように構成されるポンプ(14);ならびにシステム中の異なる容器からのまたは異なる容器への同時の流れをブロックするように構成される1つまたはそれ以上の弁(10、12および26)を含む。第1の、第2のおよび第3の容器は、ポンプ(14)のインプットに作動可能に連結(5、6および8)されており、濾過遠心分離機の試料供給ポート(18)はポンプ(14)のアウトプットに作動可能に連結(16)されている。第4および第5の容器は、濾過遠心分離機の試料排出ポート(22)に作動可能に連結(28および34)されている。さらに、遠心分離機は試料排出チャネル(21)を含み、このチャネルを通じて沈殿したmRNA組成物は濾過遠心分離機から回収する(21)ことができる。図3に表示されるシステムは、フィルターから沈殿したmRNAの組成物を取り外すことによる保持され洗浄された沈殿したmRNAの回収またはフィルター上に保持された沈殿したmRNAの可溶化およびそれに続くその収集による保持され洗浄された沈殿したmRNAの回収を含む本発明の方法において使用することができる。本発明の特定の実施形態では、第3(3)および第4の容器(34)は任意選択の構成要素(すなわち、沈殿したmRNAは、可溶化工程を必要とせずに、試料排出チャネル(21)を経て回収する(24)ことができる)である。別の特定の実施形態では、第3(3)および第4の容器(34)は、沈殿したmRNAの可溶化および精製されたmRNAの回収(すなわち、第4の容器(34)中への)を含む実施形態のために使用される。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は試料供給ポートを含む。一部の実施形態では、試料供給ポートは、1つまたはそれ以上の容器から物質(例えば、沈殿したmRNAの懸濁液、洗浄バッファーおよび/または可溶化バッファー)を受ける。一部の実施形態では、試料供給ポートは、1つまたはそれ以上の容器に作動可能に連結されている。一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の容器から濾過遠心分離機の試料供給ポートへの物質の輸送はポンピングによる。一部の実施形態では、ポンピングは、1つまたはそれ以上の容器および試料供給ポートに作動可能に連結されている単一のポンプによる。一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の容器から試料供給ポートへの物質の輸送は、1つまたはそれ以上の弁により制御されている。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は試料排出ポートを含む。一部の実施形態では、試料排出ポートは濾過遠心分離機からの精製されたmRNAの回収を可能にする。一部の実施形態では、試料排出ポートは、濾過された精製mRNAを回収するための1つまたはそれ以上の容器に作動可能に連結されている。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、濾過された精製mRNAを回収するための1つまたはそれ以上の容器中に回収される。一部の実施形態では、試料排出ポートは、精製方法中に夾雑物を回収するための1つまたはそれ以上の容器、例えば、廃棄物ドラムに作動可能に連結されている。一部の実施形態では、濾過遠心分離機からフィルター排出口を経た1つまたはそれ以上の容器への精製されたmRNAおよび/または夾雑物の輸送はポンピングによる。一部の実施形態では、ポンピングは、精製されたmRNAおよび/または夾雑物を回収するための試料排出ポートおよび1つまたはそれ以上の容器に作動可能に連結されている単一のポンプによる。一部の実施形態では、濾過遠心分離機からフィルター排出口を経た1つまたはそれ以上の容器への精製されたmRNAおよび/または夾雑物の輸送は、1つまたはそれ以上の弁により制御されている。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、濾過遠心分離機のプラウまたは刃を配置すると、遠心分離機のバスケットまたはドラムから沈殿したmRNAを受けるように構成される試料排出チャネルを含む。
濾過遠心分離機を運転する
濾過遠心分離機に投入するおよびアンロードする
一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の容器および濾過遠心分離機の試料供給ポートに作動可能に連結されているポンプは、沈殿したmRNAの懸濁液、洗浄バッファーおよび/または可溶化バッファーを供給するための1つまたはそれ以上の容器から試料供給ポートに濾過遠心分離機のフィルターの表面積の関数として決定された速度で物質を輸送するように構成されている。一部の実施形態では、ポンプは、試料排出ポートから精製されたmRNAおよび/または夾雑物を回収するための1つまたはそれ以上の容器に約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に関して)の速度で物質を輸送するように構成されている。一部の実施形態では、ポンプは、試料排出ポートから精製されたmRNAおよび/または夾雑物を回収するための1つまたはそれ以上の容器に約10リットル/分/m2~約20リットル/分/m2の速度で物質を輸送するように構成されている。一部の実施形態では、輸送速度は、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24または25リットル/分/m2である。特定の実施形態では、輸送速度は、約15リットル/分/m2またはそれ以下である。
濾過遠心分離機に投入するおよびアンロードする
一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の容器および濾過遠心分離機の試料供給ポートに作動可能に連結されているポンプは、沈殿したmRNAの懸濁液、洗浄バッファーおよび/または可溶化バッファーを供給するための1つまたはそれ以上の容器から試料供給ポートに濾過遠心分離機のフィルターの表面積の関数として決定された速度で物質を輸送するように構成されている。一部の実施形態では、ポンプは、試料排出ポートから精製されたmRNAおよび/または夾雑物を回収するための1つまたはそれ以上の容器に約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に関して)の速度で物質を輸送するように構成されている。一部の実施形態では、ポンプは、試料排出ポートから精製されたmRNAおよび/または夾雑物を回収するための1つまたはそれ以上の容器に約10リットル/分/m2~約20リットル/分/m2の速度で物質を輸送するように構成されている。一部の実施形態では、輸送速度は、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24または25リットル/分/m2である。特定の実施形態では、輸送速度は、約15リットル/分/m2またはそれ以下である。
一部の実施形態では、懸濁液、洗浄バッファーおよび/または可溶化バッファーの総容量は、約0.5時間から約8時間の間、例えば、約2時間から約6時間の間で濾過遠心分離機中に投入される。一部の実施形態では、総容量は、約8時間未満、約7時間未満、約6時間未満、約5時間未満、約4時間未満、約3時間未満、約2時間未満、約1時間未満、または約0.5時間未満で濾過遠心分離機中に投入される。一部の実施形態では、懸濁液、洗浄バッファーおよび/または可溶化バッファーの総容量を濾過遠心分離機中に投入するのにかかる時間は、前記濾過遠心分離機のローターサイズ(すなわち、バスケット直径)に依存する場合があり、例えば、沈殿したmRNA 1000gの懸濁液の総容量を約50cmのローターサイズを有する濾過遠心分離機中に投入するには約3時間かかる場合がある(表D参照)。一部の実施形態では、洗浄バッファーの総容量は、例えば、約30cm~約170cmのローターサイズ(すなわち、バスケット直径)を有する濾過遠心分離機を使用することにより、約0.5時間から約4時間の間で濾過遠心分離機中に投入される。一部の実施形態では、洗浄バッファーの総容量は、約4時間未満、約3時間未満、約2時間未満、約1時間未満、または約0.5時間未満で濾過遠心分離機中に投入される。例えば、本発明者らは、約50cmのローターサイズを有する濾過遠心分離機を使用して、mRNAの1000gのバッチでは500リットルの洗浄バッファーを使用して約80分で(すなわち、6L/分または15L/分/m2の洗浄バッファー投入速度で)不純物除去を達成した(表D参照)。
一部の実施形態では、懸濁液の総容量はバッチでまたは連続して濾過遠心分離機中に投入される。
一部の実施形態では、精製されたmRNAおよび/または夾雑物の総容量は、約1分から約90分の間で濾過遠心分離機から回収される。一部の実施形態では、総容量は、約90分未満、約80分未満、約70分未満、約60分未満、約50分未満、約30分未満、約20分未満、約10分未満、約5分未満、約4分未満、約3分未満、約2分未満、または約1分未満で濾過遠心分離機から回収される。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、濾過遠心分離機のフィルター上に保持された沈殿したmRNAを取り外すように構成される刃ピーラーまたはプラウを含む。一部の実施形態では、刃は、濾過遠心分離機が運転中である間に配置される。
遠心分離速度
本発明者らは、遠心分離濾過を使用してmRNAを精製する方法が、発揮する重力(g)を減らした遠心分離速度が使用される場合に、より高い洗浄効率および精製されたmRNAの収率の増加を達成することを見出した。これは、速度が大きいほどより良好な濾過が予想されたことを考慮すると、反直感的である。実際、上で概説されたように、WO2018/157141は、mRNA精製のために遠心分離を用いて、濾過を改善し濾過遠心分離機のフィルターとのケークの接触を保持するために、1500gよりも多い、例えば、およそ1750~2250gの重力(g)を達成する遠心分離速度を使用して沈殿した試料に最大力を加える。本発明者らは、より低い重力(g)を加える遠心分離速度を使用すれば、洗浄効率が大幅に増加した(すなわち、沈殿したmRNAから夾雑物を取り除くのにより少ない量の洗浄バッファーで済む)等価なまたは改善された精製を達成することを本明細書で実証している。
本発明者らは、遠心分離濾過を使用してmRNAを精製する方法が、発揮する重力(g)を減らした遠心分離速度が使用される場合に、より高い洗浄効率および精製されたmRNAの収率の増加を達成することを見出した。これは、速度が大きいほどより良好な濾過が予想されたことを考慮すると、反直感的である。実際、上で概説されたように、WO2018/157141は、mRNA精製のために遠心分離を用いて、濾過を改善し濾過遠心分離機のフィルターとのケークの接触を保持するために、1500gよりも多い、例えば、およそ1750~2250gの重力(g)を達成する遠心分離速度を使用して沈殿した試料に最大力を加える。本発明者らは、より低い重力(g)を加える遠心分離速度を使用すれば、洗浄効率が大幅に増加した(すなわち、沈殿したmRNAから夾雑物を取り除くのにより少ない量の洗浄バッファーで済む)等価なまたは改善された精製を達成することを本明細書で実証している。
理論に縛られるものではないが、本発明者らは、低下させた速度(すなわち、沈殿したmRNA上に加えられる重力(g)が減少する)が、沈殿したmRNAの遠心分離により生み出されるケークの密度を減少させるので、ケークの詰め込みの減少に照らしてケークを洗浄する方法がより効率的になると考える。その結果、本発明の方法は、臨床グレードのmRNA精製を達成するために以前の方法と比べて必要な洗浄バッファーは少なくなる。したがって、本発明の方法では、洗浄バッファー中に揮発性有機溶媒(例えば、アルコール)を含むプロトコルで沈殿したmRNAを洗浄するために必要な揮発性有機溶媒(例えば、アルコール)の量が減少する。本発明の方法では、以前の方法と比べて洗浄バッファーの75%の減少が可能になり、したがって、精製された臨床グレードのmRNAの商業生産に適したより大型のバッチサイズのための本発明の方法の著しいアップスケーリングが可能になる。
さらに、特に洗浄バッファー量を減少させるという要件に照らして、本発明の方法の速度は以前の方法と比べて増加され、商業規模でのより効率的な生産が可能になる。さらに、上で概説したように、遠心分離速度を減らすと、より密ではないケーク産物をもたらし、このケークは凝集が少ないより均質な密度を有する。この密度の減少により、濾過遠心分離機のフィルターからケークを回収できる有効性が改善され、ケークが残存ヒールを形成する場合に引き起こすことがある遠心分離機の刃によるフィルターの潜在的損傷が回避される。さらに、ケークの密度が減少したことは、ケークの懸濁有効性も増加させて、可溶化により達成できる精製されるmRNAの量が改善される。
それゆえに、本発明の方法に従って、沈殿したmRNAは濾過遠心分離機のフィルター上に保持され、バッファーおよび1つまたはそれ以上の夾雑物はフィルターを通過するように、フィルターケークを圧縮することを回避し重力(g)を発揮する遠心分離速度が選択される。本発明の方法の投入および洗浄工程のために特定の重力(g)を発揮するのに適した遠心分離速度が選択される。一部の実施形態では、遠心分離速度は、本発明の方法の収集工程のために特定の重力(g)を発揮するのにも適している。
一部の実施形態では、遠心分離速度は1300g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は1200g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は1100g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は1000g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は900g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は800g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は700g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は600g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は500g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は400g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は300g未満の重力(g)を発揮する。特定の実施形態では、遠心分離速度は750g未満、例えば、730g未満、例えば、約725gの重力(g)を発揮する。特定の実施形態では、遠心分離速度は600g未満、例えば、585g未満、例えば、約575gの重力(g)を発揮する。
一部の実施形態では、遠心分離速度は約150gから約1300gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約250gから約900gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約300gから約1300gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約350gから約1250gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約350gから約1050gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約400gから約1100gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約400gから約600gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約450gから約1050gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約500gから約1000gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約500gから約900gの間の重力(g)を発揮する。特定の実施形態では、遠心分離速度は約700gから約900gの間、例えば、約750gから約850gの間(例えば、約800g)の重力(g)を発揮する。このg力は、異なるサイズの遠心分離機の範囲でふさわしいことが見出されている。
一部の実施形態では、遠心分離速度は約500gから約750gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約550gから約850gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、遠心分離速度は約550gから約750gの間の重力(g)を発揮する。特定の実施形態では、遠心分離速度は約550gから約650gの間、例えば、約570gから580gの間、例えば、約575gの重力(g)を発揮する。特定の実施形態では、遠心分離速度は約650gから約750gの間、例えば、約720gから約730gの間、例えば、約725gの重力(g)を発揮する。
上に概説されるように、g力は、バスケット直径および毎分回転数(RPM)に基づいて計算することができる。バスケット直径50cmの遠心分離機上1000RPMの速度での遠心分離は、約725gの重力を発揮する。バスケット直径30cmの遠心分離機上1000RPMの速度での遠心分離は、約575gの重力を発揮する。特定の実施形態では、濾過遠心分離機のバスケット直径に関わりなく、約700gから約900gの間、例えば、約750gから約850gの間(例えば、約800g)の重力(g)を発揮する遠心分離速度は、不純物の除去を達成するのに特に適していることが見出された。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、本発明の方法全体を通じて同じ遠心分離速度で運転される。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、本発明の方法の投入および洗浄工程の間、同じ遠心分離速度で運転される。本発明の方法全体を通じて同じ遠心分離速度を維持すれば、本発明の精製方法の容易さおよび再現性が増加する。
一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、1500RPM未満の遠心分離速度で運転される。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、1250RPM未満の遠心分離速度で運転される。特定の実施形態では、濾過遠心分離機は、1000RPM未満の遠心分離速度で運転される。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、投入と洗浄工程の両方について同じ遠心分離速度で運転される。
本発明の方法により必要とされるのと同じ重力を発揮すると、濾過遠心分離機および/またはその重力(g)を達成するのに前記濾過遠心分離機上で必要とされるRPMに関わらず、本発明の方法の同じ利点を示す。したがって、本発明の方法は、濾過遠心分離機が沈殿したmRNA上に適切な重力(g)を発揮することができる限り、当技術分野で公知のいかなる濾過遠心分離機上でも使用できる。実際、より大きな商業用の遠心分離機は最大速度、したがって、遠心分離機が発揮することができる最大重力(g)を有する。例えば、Rousselet Robatel EHBL 1323は、550kgの投入容量を有し、1130gの最大重力(g)を発揮することができる。本明細書で開示される本発明者らの所見に照らせば、本発明の方法は、より大きな規模でmRNAの効果的な精製を可能にするより大きな商業用遠心分離機に適用することができる。
多孔性基質
典型的な実施形態では、本発明の方法において使用するための濾過遠心分離機は多孔性基質(例えば、フィルターまたは膜)を含む。多孔性基質は、可溶化RNA(例えば、短い不全型のRNA種)を通過させつつ、沈殿したmRNAを保持する。一部の実施形態では、多孔性基質は濾過遠心分離機から取り外すことができる。本明細書で使用される場合、用語「膜」または「フィルター」とは、物質の任意の多孔層またはシートのことである。本出願では、用語「膜」は「フィルター」と互換的に使用される。
典型的な実施形態では、本発明の方法において使用するための濾過遠心分離機は多孔性基質(例えば、フィルターまたは膜)を含む。多孔性基質は、可溶化RNA(例えば、短い不全型のRNA種)を通過させつつ、沈殿したmRNAを保持する。一部の実施形態では、多孔性基質は濾過遠心分離機から取り外すことができる。本明細書で使用される場合、用語「膜」または「フィルター」とは、物質の任意の多孔層またはシートのことである。本出願では、用語「膜」は「フィルター」と互換的に使用される。
本明細書に記載される方法のいずれかにおいて使用されるフィルターは、多種多様なフィルター孔径および種類を特徴としうる。例えば、遠心分離機フィルターは、約0.01ミクロン~約200ミクロン、約1ミクロン~約2000ミクロン、約0.2ミクロン~約5ミクロン、または約1ミクロン~約3ミクロンの平均孔径を有することができる。一部の実施形態では、平均孔径は、約0.5ミクロンもしくはそれ以上、約0.75ミクロンもしくはそれ以上、約1ミクロンもしくはそれ以上、約2ミクロンもしくはそれ以上、約3ミクロンもしくはそれ以上、約4ミクロンもしくはそれ以上、または約5ミクロンもしくはそれ以上である。
一部の実施形態では、フィルターは、不純物(可溶性不純物および/または不溶性で孔径よりも小さいサイズを有する不純物を含む)を浸透物として通過させつつ、沈殿したmRNAを捕獲するまたは保持するのに適した孔径を有する。一部の実施形態では、フィルターは、可溶化mRNAを通過させつつ、不純物(孔径よりも大きなサイズを有する不溶性不純物、例えば、濾過助剤を含む)を捕獲するのに適した孔径を有する。一部の実施形態では、フィルターは、約0.10μm、0.20μm、0.22μm、0.24μm、0.26μm、0.28μm、0.30μm、0.40μm、0.5μm、または1.0μmの平均孔径またはこれよりも大きなサイズを有する。一部の実施形態では、フィルターは、約0.5μm~約2.0μmの平均孔径を有する。特定の実施形態では、フィルターは約1μmの平均孔径を有する。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAを保持するのに適した孔径は、沈殿したmRNAの公称分画分子量(NMWL)により決定してもよく、この分子量は分画分子量(MWCO)とも呼ばれる。典型的には、沈殿したmRNAのNMWLまたはMWCO未満の孔径を有するフィルターが使用される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAのNMWLまたはMWCOの2分の1~6分の1(例えば、1/2、1/3、1/4、1/5、または1/6)の孔径を有するフィルターが使用される。一部の実施形態では、本発明にふさわしいフィルターは、約100キロダルトン(kDa)、300kDa、500kDa、1,000kDa、1,500kDa、2,000kDa、2,500kDa、3,000kDa、3,500kDa、4,000kDa、4,500kDa、5,000kDa、5,500kDa、6,000kDa、6,500kDa、7,000kDa、7,500kDa、8,000kDa、8,500kDa、9,000kDa、9,500kDa、または10,000kDaのまたはこれよりも大きな孔径を有していてもよい。一部の実施形態では、フィルターは、mRNAのNMWLおよびMWCOよりも大きな、しかし、沈殿したmRNAのNMWLおよびMWCO未満の孔径を有する。
本発明において使用するためのフィルターはいかなる材料で作製してもよい。例示的フィルター材料は、ポリエーテルスルホン(mPES)(修飾されていない)、ポリエーテルスルホン(mPES)中空糸膜、フッ化ポリビニリデン(PVDF)、酢酸セルロース、ニトロセルロース、MCE(混合セルロースエステル)、超高分子量ポリエチレン(UPE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ナイロン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、およびその組合せを含むがこれらに限定されない。例えば、熱可塑性ポリマー、特に部分的に結晶性で非極性熱可塑性ポリマー(例えば、ポリプロピレンなどのポリオレフィン)から作製される織物は、本発明で使用するのに特に適していることが見出されている。そのような織物は、約0.5μm~約2.0μmの平均孔径(例えば、約1.0μmの平均孔径)を用いて作製することができる。
本発明において使用するのに適切なフィルターは、種々の表面積を有していてよい。一部の実施形態では、フィルターは、mRNAの大規模生産を促進するのに十分大きな表面積を有する。例えば、フィルターは、約2,000cm2、2,500cm2、3,000cm2、3,500cm2、4,000cm2、4,500cm2、5,000cm2、7,500cm2、10,000cm2、5m2、10m2、12m2、15m2、20m2、24m2、25m2、30m2、または50m2のまたはこれよりも大きい表面積を有していてもよい。
本明細書の方法は、それでもmRNAを保持しつつ、フィルターを塞ぐことなく多種多様なフィルター孔径を適応させることができる。
方法工程
本発明の方法は、沈殿したmRNAを含む懸濁液を産するためのin vitro合成されたmRNAの沈殿、濾過遠心分離機中への懸濁液の投入、および濾過遠心分離機での沈殿したmRNAの洗浄を含む一連の工程を通じたin vitro合成されたmRNAの精製に関する。次に、洗浄された沈殿したmRNAは保存液(例えば、凍結乾燥に適した溶液)中にまたは薬学的に許容できる液体(例えば、注射用水)中に可溶化することができる。
本発明の方法は、沈殿したmRNAを含む懸濁液を産するためのin vitro合成されたmRNAの沈殿、濾過遠心分離機中への懸濁液の投入、および濾過遠心分離機での沈殿したmRNAの洗浄を含む一連の工程を通じたin vitro合成されたmRNAの精製に関する。次に、洗浄された沈殿したmRNAは保存液(例えば、凍結乾燥に適した溶液)中にまたは薬学的に許容できる液体(例えば、注射用水)中に可溶化することができる。
図4は、追加の任意工程(破線により表示される)を含む、本発明の例示的方法の工程を概説するフローチャートを提供する。一部の実施形態では、本発明の方法は、図4に提供される工程を含む。一部の実施形態では、本発明の方法は、図4に提供される任意の工程をさらに含む。
さらに、図5は、本発明の例示的システム上で実行される本発明の例示的方法の工程の概要を述べる系統図を提供する。図5のシステムおよび方法は、沈殿したmRNAが濾過遠心分離機のフィルターから沈殿したmRNAの組成物として回収され、それに続いて濾過遠心分離機を使用して収集される前に可溶化されて精製されたmRNAを提供する実施形態のみについて構成される。システムは、沈殿したmRNAの懸濁液(40)を受けるための第1の容器(2);洗浄された沈殿したmRNAを可溶化するためのまたは沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第2の容器(3);夾雑物(38)を収集するための第3の容器(例えば、廃棄物ドラム)(30);精製されたmRNA(60)を受けるための第4の容器(34);多孔性基質(例えば、フィルター)を有するバスケットまたはドラム(36)、試料供給ポート(18)、インプットノズル(44)、試料排出ポート(22)、試料排出チャネル(21)、保持された沈殿したmRNAをフィルターから取り外すためのプラウまたは刃(48)およびすすぎ液を分配するための1つまたはそれ以上のスプリンクラー(54)を含む濾過遠心分離機(20)を含む。図5に表示される方法は、示される以下の工程[1]から[16]までを通して含み:[1]濾過遠心分離機が提供される;[2]濾過助剤と組み合わせた沈殿したmRNAの懸濁液(40)が第1の容器(2)に供給される;[3]沈殿したmRNAの懸濁液(40)は、濾過助剤と組み合わせた沈殿したmRNAが濾過遠心分離機のフィルター上に保持され(42)、夾雑物(可溶性またはフィルターポアよりも小さなサイズ)(38)がフィルターを通過して廃棄物ドラム(30)中に入るように、試料供給ポート(18)を経て、第1の容器(2)から第1の遠心分離速度(例えば、1300g未満の重力(g)を加える遠心分離速度)で運転中の濾過遠心分離機中に移される;[4]遠心分離機は、沈殿したmRNAの懸濁液の実質的にすべての水性部分が収集されるまで作動し続ける;[5]洗浄バッファー(46)(場合によりさらなる容器から)は、濾過助剤と組み合わせた沈殿し保持されたmRNAが洗浄バッファーにより洗浄されるように、インプットノズル(44)を経て、第2の遠心分離速度で運転中の濾過遠心分離機中に移される;[6]および[7]濾過遠心分離機は、洗浄バッファーが、濾過助剤と組み合わせた保持された沈殿したmRNA(42)および一緒に夾雑物(例えば、塩夾雑物)を保有する濾過遠心分離機のフィルターの中を通過して、廃棄物ドラム(30)中に入るように作動し続ける;[8]および[9]場合により、遠心分離機は、濾過助剤と組み合わせた保持され洗浄された沈殿したmRNAが乾燥されるように、第1の、第2のまたは第3の遠心分離速度で作動し続ける;[10]~[12]プラウまたは刃(48)は、洗浄された沈殿したmRNAが、試料排出チャネル(21)を経て濾過助剤と組み合わせた沈殿したmRNAの組成物(50)として収集されるように、配置され、第3の遠心分離速度で作動する濾過遠心分離機のフィルターから濾過助剤と組み合わせた保持され洗浄された沈殿したmRNAを取り外す(この工程は、遠心分離機が運転中でなくても、手動で実施することもできる(示されてはいない));[13]および[14]場合により、濾過遠心分離機のフィルターおよびバスケットは、スプリンクラー(54)を経て濾過遠心分離機中に移されるすすぎバッファー(例えば、NaOHを含む水)ですすがれ(52)(これは定置洗浄(CIP)システムとして知られる)廃棄物ドラム(30)中に収集することができる;[15]濾過助剤と組み合わせた沈殿したmRNAの組成物(50)は可溶化バッファーに可溶化されて濾過助剤と組み合わせた可溶化mRNAの水溶液(56)を供給し、これは可溶化mRNAを受けるための容器(3)中に移される(可溶化の工程はこの容器(3)の内部でも生じ得る);[16]濾過助剤と組み合わせたmRNAの水溶液は、濾過助剤が濾過遠心分離機のフィルターにより保持され水性mRNA溶液がフィルターを通過して精製されたmRNAの溶液(60)を受けるためのさらなる容器(34)中に入るように、試料供給ポート(18)を経て、容器(3)から第4の遠心分離速度で運転中の濾過遠心分離機中に移される。一部の実施形態では、遠心分離機は、方法の工程のすべてについて同じ遠心分離速度で運転される。一部の実施形態では、第1と第2、および場合により第3の遠心分離速度は同じである。例示的遠心分離速度は下に詳細に提供される。特に、方法の工程[2]~[7]は、1300g未満の重力(g)を発揮する遠心分離速度で生じる。
一部の実施形態では、本発明の方法は、in vitro合成mRNAを調製する1つまたはそれ以上の工程を含む。他の実施形態では、in vitro合成を通してmRNAを製造することは、その精製と物理的におよび一時的に別である。より一般的に、本発明の精製方法は、mRNAを合成する統合方法である、すなわち、本発明によるin vitro合成方法は、本発明によって実行される1つまたはそれ以上の精製工程を含むことができる。
一部の実施形態では、本発明の方法は、精製後にmRNAを可溶化する1つまたはそれ以上の工程を含む。他の実施形態では、精製されたmRNAは異なる時間で保存され、可溶化される。例えば、可溶化前のそのより小さい容量のために、精製された沈殿したmRNAを出荷することが有利であり得る。
mRNA合成
in vitro転写(IVT)は、プロモーターを含む線状もしくは環状のDNA鋳型、リボヌクレオチド三リン酸のプール、DTTおよびマグネシウムイオンを含むことができるバッファー系、ならびに適当なRNAポリメラーゼ(例えば、T3、T7またはSP6 RNAポリメラーゼ)、DNアーゼI、ピロホスファターゼおよび/またはRNアーゼ阻害剤で一般的に実行される。正確な条件は、具体的な適用によって異なる。したがって、一部の実施形態では、mRNAを製造することは、(i)好適なプロモーターを含むDNA鋳型および(ii)RNAポリメラーゼを混合することによってin vitro転写(IVT)を実行して、完全長mRNAを含む不純調製物を生成し、それを次に本明細書に開示される精製方法にかける工程を含む。最終生成物においてこれらのIVTの存在は望ましくなく、したがって不純物と呼ぶことができ、これらの不純物の1つまたはそれ以上を含有する調製物は不純調製物と呼ぶことができる。
in vitro転写(IVT)は、プロモーターを含む線状もしくは環状のDNA鋳型、リボヌクレオチド三リン酸のプール、DTTおよびマグネシウムイオンを含むことができるバッファー系、ならびに適当なRNAポリメラーゼ(例えば、T3、T7またはSP6 RNAポリメラーゼ)、DNアーゼI、ピロホスファターゼおよび/またはRNアーゼ阻害剤で一般的に実行される。正確な条件は、具体的な適用によって異なる。したがって、一部の実施形態では、mRNAを製造することは、(i)好適なプロモーターを含むDNA鋳型および(ii)RNAポリメラーゼを混合することによってin vitro転写(IVT)を実行して、完全長mRNAを含む不純調製物を生成し、それを次に本明細書に開示される精製方法にかける工程を含む。最終生成物においてこれらのIVTの存在は望ましくなく、したがって不純物と呼ぶことができ、これらの不純物の1つまたはそれ以上を含有する調製物は不純調製物と呼ぶことができる。
特定の実施形態では、IVT反応は2ステップ法を含み、第1のステップはmRNAのin vitro転写および続く本発明による精製工程を含み、第2のステップは、in vitro転写mRNAのキャッピングおよびテーリングならびに続く本発明による第2の精製工程を含む。一部の実施形態では、IVT反応は、キャッピングおよびテーリングされたmRNAのin vitro転写をもたらす1ステップ法である。例えば、一部の実施形態では、in vitro転写は、その後精製されるキャッピングおよびテーリングされたmRNAの生成をもたらす。これは、例えばpolyT領域および/またはCleanCap(登録商標)を含むプラスミドを使用して達成される(すなわち水性バッファー中のナトリウム塩の形の50mM m7G(5’)ppp(5’)(2’OMeG)pG)。
一部の実施形態では、DNA鋳型は線状のDNA鋳型である。一部の実施形態では、DNA鋳型は環状のDNA鋳型である。一部の実施形態では、ポリメラーゼはSP6ポリメラーゼである。一部の実施形態では、混合することはリボヌクレオチド三リン酸のプールを混合することをさらに含む。一部の実施形態では、混合することは、RNアーゼ阻害剤、例えばRNアーゼI阻害剤、RNアーゼA、RNアーゼBおよびRNアーゼCをさらに含む。
一部の実施形態では、転写されるDNA鋳型は、より効率的な転写および/または翻訳を促進するように最適化することができる。例えば、DNA鋳型は、シス調節エレメント(例えば、TATAボックス、終止シグナルおよびタンパク質結合部位)、人工組換え部位、カイ部位、CpGジヌクレオチド含有量、負のCpG島、GC含有量、ポリメラーゼずれ部位および/または転写関連の他のエレメントに関して最適化することができ;DNA鋳型は潜在性スプライス部位、mRNA二次構造、mRNAの安定した自由エネルギー、反復配列、mRNA不安定性モチーフおよび/またはmRNAプロセシングおよび安定性に関する他のエレメントに関して最適化することができ;DNA鋳型は、コドン利用バイアス、コドン適応性、内部カイ部位、リボソーム結合部位(例えば、IRES)、未熟ポリA部位、Shine-Dalgarno(SD)配列および/または翻訳に関連する他のエレメントに関して最適化することができ;および/または、DNA鋳型は、コドン文脈、コドン-アンチコドン相互作用、翻訳休止部位および/またはタンパク質フォールディングに関連する他のエレメントに関して最適化することができる。当技術分野で公知である最適化方法、例えば、ThermoFisherによるGeneOptimizerおよびOptimumGene(商標)を本発明で使用することができ、それはUS20110081708に記載され、その内容を完全に参照によって本明細書に組み入れる。
一部の実施形態では、DNA鋳型は、5’および/または3’非翻訳領域を含む。一部の実施形態では、5’非翻訳領域は、mRNAの安定性または翻訳に影響を及ぼす1つまたはそれ以上のエレメント、例えば鉄応答エレメントを含む。一部の実施形態では、5’非翻訳領域は、長さが約50から500ヌクレオチドの間であってよい。
一部の実施形態では、3’非翻訳領域は、ポリアデニル化シグナル、細胞中のmRNAの位置安定性に影響を及ぼすタンパク質のための結合部位、またはmiRNAのための1つまたはそれ以上の結合部位の1つまたはそれ以上を含む。一部の実施形態では、3’非翻訳領域は、長さが50から500ヌクレオチドの間またはそれ以上であってよい。
例示的な3’および/または5’UTR配列は、センスmRNA分子の安定性を増加させるために、安定したmRNA分子(例えば、グロビン、アクチン、GAPDH、チューブリン、ヒストンおよびクエン酸回路酵素)に由来することができる。例えば、ヌクレアーゼ抵抗性を向上させるため、および/またはポリヌクレオチドの半減期を向上させるために、5’UTR配列はCMV極初期1(IE1)遺伝子の部分配列またはその断片を含むことができる。ヒト成長ホルモン(hGH)をコードする配列またはその断片の3’末端への組入れ、またはポリヌクレオチドをさらに安定させるポリヌクレオチド(例えば、mRNA)の非翻訳領域の組入れも開示される。一般的に、これらの特徴は、そのような特徴のない同じポリヌクレオチドと比較してポリヌクレオチドの安定性および/または薬物動態学的特性(例えば、半減期)を向上させ、例としては、in vivoヌクレアーゼ消化へのそのようなポリヌクレオチドの抵抗性を向上させる特徴が含まれる。
一部の実施形態では、in vitro合成mRNAのキャッピングは、別々の反応で実行される。そのような反応では、5’キャップは一般的に以下の通りに加えられる:先ず、RNA末端ホスファターゼは5’ヌクレオチドから末端リン酸基の1つを除去し、2つの末端リン酸基を残す;グアノシン三リン酸(GTP)がグアニリル転移酵素を通して末端リン酸基に次に加えられ、5’5’5’三リン酸連結を生成する;グアニンの7窒素がメチルトランスフェラーゼによって次にメチル化される。キャップ構造の例には、限定されずに、tom7G(5’)ppp(5’)(2’OMeG)、m7G(5’)ppp(5’)(2’OMeA)、m7(3’OMeG)(5’)ppp(5’)(2’OMeG)、m7(3’OMeG)(5’)ppp(5’)(2’OMeA)、m7G(5’)ppp(5’(A,G(5’)ppp(5’)AおよびG(5’)ppp(5’)Gが含まれる。具体的な実施形態では、キャップ構造はm7G(5’)ppp(5’)(2’OMeG)である。追加のキャップ構造は、参照によって本明細書に組み入れる、2017年2月27日に出願された米国特許出願公開第2016/0032356号および米国特許仮出願第62/464,327号に記載される。
一部の実施形態では、mRNAを製造することは、完全長mRNA分子の大規模生産のための方法を含む。一部の実施形態では、mRNAを製造することは、長さが500ヌクレオチドより大きい完全長mRNA分子を富化させた組成物を生成するための方法を含む。一部の実施形態では、精製されたmRNA分子の少なくとも81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.01%、99.05%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%は完全長mRNA分子である。
一部の実施形態では、組成物またはバッチは、少なくとも200mg、300mg、400mg、500mg、600mg、700mg、800mg、900mg、1g、5g、10g、25g、50g、75g、100g、250g、500g、750g、1kg、5kg、10kg、50kg、100kg、1000kgまたはそれ以上のmRNAを含む。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの懸濁液は、少なくとも100mg、1g、10g、100g、250g、500g、1kg、10kg、100kg、1メートルトンまたは10メートルトンのmRNA、またはその間の任意の量を含む。一実施形態では、沈殿したmRNAの懸濁液は、少なくとも250gのmRNAを含む。別の実施形態では、沈殿したmRNAの懸濁液は、少なくとも500gのmRNAを含む。特定の実施形態では、沈殿したmRNAの懸濁液は、1kgより多くのmRNAを含む。
一部の実施形態では、mRNA分子は長さが600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、10,000またはそれ以上のヌクレオチドであり;その間の任意の長さを有するmRNAも本発明に含まれる。
mRNAの沈殿
本発明の方法により、in vitro合成mRNAは沈殿して沈殿したmRNAを含む懸濁液を提供し、そのためそれは濾過遠心分離機によって夾雑物から分離することができる。懸濁液は、様々な夾雑物、例えばプラスミドDNAおよび酵素を含むことができる。
本発明の方法により、in vitro合成mRNAは沈殿して沈殿したmRNAを含む懸濁液を提供し、そのためそれは濾過遠心分離機によって夾雑物から分離することができる。懸濁液は、様々な夾雑物、例えばプラスミドDNAおよび酵素を含むことができる。
mRNAを沈殿させるために好適なあらゆる方法を、本発明を実施するために使用することができる。
mRNAを沈殿させるための薬剤
一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤、例えばアルコール、両親媒性ポリマー、バッファー、塩および/または界面活性剤の1つまたはそれ以上を加えることを含む。特定の実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤は、(i)塩(例えば、カオトロピック塩)および(ii)アルコールまたは両親媒性ポリマーである。
一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤、例えばアルコール、両親媒性ポリマー、バッファー、塩および/または界面活性剤の1つまたはそれ以上を加えることを含む。特定の実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤は、(i)塩(例えば、カオトロピック塩)および(ii)アルコールまたは両親媒性ポリマーである。
一部の実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤は塩である。高濃度の塩は、タンパク質および核酸の両方を水性溶液から沈殿させることが知られている。一部の実施形態では、複数の塩が使用される。一部の実施形態では、高濃度の塩は、両端値を含めて1Mから10Mの間であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は、両端値を含めて2Mから9Mの間であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は、両端値を含めて2Mから8Mの間であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は、両端値を含めて2Mから5Mの間であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は1Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は2Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は3Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は4Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は5Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は6Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は7Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、高濃度の塩は8Mより高い濃度であってよい。一部の実施形態では、単一の塩が使用される。一部の実施形態では、塩は2~4M、例えば2.5~3Mの最終濃度である。特定の実施形態では、塩は約2.7Mの最終濃度である。
一部の実施形態では、塩はカルシウム塩、鉄塩、マグネシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩またはその組合せであってよい。一部の実施形態ではmRNAの沈殿を促進する薬剤としての使用に好適な例示的な具体的な塩には、限定されずに、塩化カリウム(KCl)、塩化ナトリウム(NaCl)、塩化リチウム(LiCl)、塩化カルシウム(CaCl2)、臭化カリウム(KBr)、臭化ナトリウム(NaBr)、臭化リチウム(LiBr)が含まれる。一部の実施形態では、不純調製物は、変性剤塩化カリウム(KCl)にさらされる。一部の実施形態では、KClは、生じるKCl濃度が約1Mまたはそれ以上であるように加えられる。一部の実施形態では、KClは、生じるKCl濃度が約2Mもしくはそれ以上、3Mもしくはそれ以上、4Mもしくはそれ以上、または5Mもしくはそれ以上であるように加えられる。
一部の実施形態では、塩はカオトロピック塩である。カオトロピック剤は、水素結合およびファンデルワールス力などの非共有力に干渉することによって、タンパク質および核酸などの高分子の構造を破壊する物質である。一部の実施形態では、カオトロピック塩は2~4M、例えば2.5~3Mの最終濃度である。特定の実施形態では、カオトロピック塩は約2.7Mの最終濃度である。
一部の実施形態では、塩(例えば、チオシアン酸グアニジン(GSCN)などのカオトロピック塩)は、混入タンパク質を変性および可溶化するためにmRNA含有懸濁液に加えられる。したがって、一実施形態では、GSCNが懸濁液中の塩である。これの後に、mRNAを選択的に沈殿させるために両親媒性ポリマーまたはアルコールの付加が続く。mRNAの沈殿の後、生じる沈殿したmRNAは濾過遠心分離機に投入されてフィルターで保持され、それは洗浄されて混入物、例えば、短い不全型のRNA種、長い不全型のRNA種、dsRNA、プラスミドDNA、残留in vitro転写酵素、残留塩および残留溶媒のない沈殿物をもたらす。沈殿したmRNAの可溶化バッファー、例えば水による以降の溶解は、精製されたmRNA組成物をもたらす。
したがって、一部の実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つの薬剤は、カオトロピック塩、例えばチオシアン酸グアニジン(例えば、約1~5Mのチオシアン酸グアニジンを含む溶液)を含む。例えば、溶液は、約1M、1.5M、2.0M、2.5M、3.0M、3.5M、4.0M、4.5M、または約5Mのカオトロピック塩、例えばGSCNを含む。好適なGSCNバッファーの例には、例えば、4Mのチオシアン酸グアニジン、25mMのクエン酸ナトリウムpH6.5、0.5%のN-ラウロイルサルコシンナトリウム塩を含む水性溶液が含まれる。GSCNバッファーのさらなる例は、10mMのジチオスレイトール(DTT)バッファー中に5MのGSCNを含む水性溶液である。一部の実施形態では、GSCNは2~4Mの最終濃度である。一部の実施形態では、GSCN(例えば5M GSCN-10mM DTTバッファー)は2.5~3Mの最終濃度である。特定の実施形態では、GSCNは約2.7Mの最終濃度である。
一部の実施形態では、mRNAの沈殿を促進するために2つの薬剤が使用され、1つの薬剤はチオシアン酸グアニジン(例えば、GSCNバッファーなどのチオシアン酸グアニジンの水性溶液)を含み、第2の薬剤は、アルコールなどの揮発性の有機溶媒(例えば、エタノール)または両親媒性ポリマー(例えば、ポリエチレングリコール(PEG))を含む。実施形態では、2つの薬剤は、逐次的にまたは同時に使用される。実施形態では、本方法はチオシアン酸グアニジン、および(i)アルコール(例えば、無水エタノールまたは水性エタノールなどのアルコールの水性溶液)または(ii)両親媒性ポリマー(例えば、約4000~約8000g/molの分子量を有し、一般的に水性溶液に約10%~約20%(重量/容量)の最終濃度のPEG)を含む溶液(例えば、GSCNバッファー)の使用を含む。一般的な実施形態では、溶液は濾過助剤(例えばセルロースをベースとした濾過助剤、例えば、Solka-Floc)をさらに含む。濾過助剤は、沈殿したmRNAと約10:1の質量比で最終溶液中に存在することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させるときに濾過助剤は使用されない。一部の実施形態では、濾過助剤は、沈殿したmRNAを含む水性懸濁液に加えられる。
一部の実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤には、アルコール(例えば、無水エタノールなどのエタノール)などの揮発性の有機溶媒が含まれる。一部の実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤は、アルコールの水性溶液(例えば、水性エタノール)である。実施形態では、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤は、無水エタノールである。
一部の実施形態では、最終懸濁液は、アルコールなどの揮発性の有機溶媒を含む。好適なアルコールには、エタノール、イソプロピルアルコールおよびベンジルアルコールが含まれる。一般的に、最終懸濁液は、アルコール(例えば、エタノール)を約50%、60%、70%、80%または90%重量/容量の濃度で含む。一部の実施形態では、最終懸濁液は、アルコール(例えば、エタノール)を約50%未満、40%、30%、20%または10%重量/容量の濃度で含む。特定の実施形態では、最終懸濁液は、アルコール(例えば、エタノール)を約50%重量/容量の濃度で含む。
一部の実施形態では、懸濁液は、非常に可燃性であり、したがって施設に保管することができる量に対する安全性の規制がかけられる揮発性の有機溶媒を含まず、特にアルコールを含まない。具体的な実施形態では、洗浄バッファーは、エタノールなどのアルコールの代わりに両親媒性ポリマーを含む。本発明の無アルコール(特に、無エタノール)方法のための好適な両親媒性ポリマーは、当技術分野で公知である。一部の実施形態では、本明細書の方法で使用される両親媒性ポリマーには、プルロニック、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、またはその組合せが含まれる。一部の実施形態では、両親媒性ポリマーは、以下の1つまたはそれ以上から選択される:PEGトリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、PEG 200、PEG 300、PEG 400、PEG 600、PEG 1,000、PEG 1,500、PEG 2,000、PEG 3,000、PEG 3,350、PEG 4,000、PEG 6,000、PEG 8,000、PEG 10,000、PEG 20,000、PEG 35,000およびPEG 40,000またはその組合せ。一部の実施形態では、両親媒性ポリマーは2種類またはそれ以上の分子量のPEGポリマーの混合物を含む。例えば、一部の実施形態では、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、11または、12の分子量PEGポリマーは、両親媒性ポリマーを含む。したがって、一部の実施形態では、PEG溶液は1つまたはそれ以上のPEGポリマーの混合物を含む。一部の実施形態では、PEGポリマーの混合物は、異なる分子量を有するポリマーを含む。
一部の実施形態では、懸濁液中のmRNAを沈殿させることは、1つまたはそれ以上の両親媒性ポリマーを含む。一部の実施形態では、懸濁液中のmRNAを沈殿させることは、PEGポリマーを含む。様々な種類のPEGポリマーが当技術分野で認識され、その幾つかは異なる幾何構成を有する。本明細書の方法のために好適なPEGポリマーには、例えば、線状、分枝状、Y形またはマルチアームの構成を有するPEGポリマーが含まれる。一部の実施形態では、PEGは、異なる幾何構成の1つまたはそれ以上のPEGを含む懸濁液中にある。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにPEG-6000を使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにPEG-400を使用して達成することができる。特定の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、約4000~約8000g/mol、例えば約6000g/molの分子量を有するPEG(例えばPEG-6000)を、一般的に約10%~約20%(重量/容量)の最終濃度で使用して達成することができる。
一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにトリエチレングリコール(TEG)を使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにトリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)を使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにtert-ブチル-TEG-O-プロピオネートを使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにTEG-ジメタクリレートを使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにTEG-ジメチルエーテルを使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにTEG-ジビニルエーテルを使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにTEG-モノブチルエーテルを使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにTEG-メチルエーテルメタクリレートを使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにTEG-モノデシルエーテルを使用して達成することができる。一部の実施形態では、mRNAを沈殿させることは、mRNAを沈殿させるためにTEG-ジベンゾエートを使用して達成することができる。mRNAを沈殿させるために、これらのPEGまたはTEGをベースとした試薬のいずれか1つをグアニジニウムチオシアネートと組み合わせて使用することができる。これらの試薬の各々の構造は、下の表Aに示す。
一部の実施形態では、懸濁液中のmRNAを沈殿させることはPEGポリマーを含み、PEGポリマーはPEG修飾脂質を含む。一部の実施形態では、PEG修飾脂質は、1,2-ジミリストイル-sn-グリセリン、メトキシポリエチレングリコール(DMG-PEG-2K)である。一部の実施形態では、PEG修飾脂質は、DOPA-PEGコンジュゲートである。一部の実施形態では、PEG修飾脂質は、ポロキサマー-PEGコンジュゲートである。一部の実施形態では、PEG修飾脂質はDOTAPを含む。一部の実施形態では、PEG修飾脂質はコレステロールを含む。
一部の実施形態では、mRNAは、両親媒性ポリマーを含む懸濁液中で沈殿させる。一部の実施形態では、mRNAは、前記のPEG試薬のいずれかを含む懸濁液中で沈殿させる。一部の実施形態では、PEGは約10%~約100%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。例えば、一部の実施形態では、PEGは約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%重量/容量の濃度、およびその間の任意の値で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約5%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約6%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約7%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約8%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約9%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約10%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約12%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約15%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約18%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約20%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約25%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約30%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約35%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約40%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約45%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約50%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約55%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約60%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約65%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約70%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約75%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約80%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約85%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約90%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約95%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは約100%重量/容量の濃度で懸濁液中に存在する。
一部の実施形態では、懸濁液中のmRNAを沈殿させることは、PEGと全mRNA懸濁液容量との約0.1~約5.0の容量:容量比を含む。例えば、一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.25、1.5、1.75、2.0、2.25、2.5、2.75、3.0、3.25、3.5、3.75、4.0、4.25、4.5、4.75、5.0の容量:容量比で存在する。したがって、一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.1の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.2の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.3の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.4の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.5の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.6の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.7の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.8の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約0.9の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約1.0の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約1.25の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約1.5の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約1.75の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約2.0の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約2.25の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約2.5の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約2.75の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約3.0の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約3.25の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約3.5の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約3.75の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約4.0の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約4.25の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約4.50の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約4.75の容量:容量比で存在する。一部の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約5.0の容量:容量比で存在する。特定の実施形態では、PEGはmRNA懸濁液中に約1.0、約1.5または約2.0の容量:容量比で存在する。
一部の実施形態では、mRNA沈殿のための反応容量は、GSCNおよびPEGを含む。特定の実施形態では、mRNA沈殿のための反応容量は、約4000~約8000g/mol、例えば約6000g/molの分子量を有するGSCNおよびPEG(例えばPEG-6000)を含む。GSCNは、一般的に2Mから4Mの間の最終濃度である。PEGは、一般的に約10%~約20%(重量/容量)の最終濃度である。
一部の実施形態では、mRNAは、約2から4Mの間の最終濃度のGSCN;約4000~約8000g/mol、例えば約6000g/molの分子量を有する、約5%から約20%の間(重量/容量)の最終濃度のPEG(例えばPEG-6000);および、沈殿したmRNAと約2:1、約5:1、約10:1または約15:1の質量比の濾過助剤(例えばセルロースをベースとした濾過助剤)を含む懸濁液中で沈殿させる。一部の実施形態では、mRNAは、約2.5~3Mの最終濃度のGSCN;約6000g/molの分子量を有する、約10%から約15%の間(重量/容量)の最終濃度のPEG(例えばPEG-6000);および、沈殿したmRNAと約10:1の質量比の濾過助剤(例えばセルロースをベースとした濾過助剤)を含む懸濁液中で沈殿させる。特定の実施形態では、mRNAは、約2.7Mの最終濃度のGSCN;約6000g/molの分子量を有する、約12%(重量/容量)の最終濃度のPEG(例えばPEG-6000);および、沈殿したmRNAと約10:1の質量比の濾過助剤(例えばセルロースをベースとした濾過助剤、例えば、Solka-Floc)を含む懸濁液中で沈殿させる。例で示すように、mRNA、塩およびPEGのこれらの濃度を含む懸濁液は、本発明の方法でmRNAの非常に有効な精製を達成する。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAの懸濁液を提供するために、PEGの代わりにMTEGを使用することができる。特定の実施形態では、MTEGは約15%~約45%重量/容量の最終濃度でこの目的のために使用される。一部の実施形態では、懸濁液は約20%~約40%重量/容量の最終濃度のMTEGを含む。一部の実施形態では、懸濁液は約20%重量/容量の最終濃度のMTEGを含む。一部の実施形態では、懸濁液は約25%重量/容量の最終濃度のMTEGを含む。一部の実施形態では、懸濁液は約30%重量/容量の最終濃度のMTEGを含む。一部の実施形態では、懸濁液は約35%重量/容量の最終濃度のMTEGを含む。一部の実施形態では、懸濁液は35%重量/容量未満の最終濃度のMTEGを含む。MTEGによって誘導された沈殿で使用された残りの条件は、PEGによって誘導された沈殿で使用されたものと同じである。本発明の方法でmRNAの効率的な回収のために、沈殿したmRNAと約10:1の質量比の濾過助剤(例えばセルロースをベースとした濾過助剤)に加えてmRNA、GSCNおよびMTEGを含む懸濁液が特に好適であり、MTEGは約25%の最終濃度である。
例えば、GSCNは4~8M溶液(例えば10mMのDTTバッファー中の)として提供することができ、それは、沈殿したmRNAの懸濁液を調製するために、mRNA(一般的に1mg/mlの濃度)およびMTEG(≧97.0%の純度で入手可能)と次に組み合わされる。一部の実施形態では、懸濁液は沈殿したmRNA、カオトロピック塩、例えばGSCNおよびMTEGを、1:2~3:1~2の容量比で含む。一部の実施形態では、懸濁液は沈殿したmRNA、カオトロピック塩、例えばGSCNおよびMTEGを、1:2~2.5:1~2の容量比で含む。一部の実施形態では、懸濁液は沈殿したmRNA、カオトロピック塩、例えばGSCNおよびMTEGを、1:2.3:1~2の容量比で含む。特定の実施形態では、懸濁液は沈殿したmRNA、GSCNおよびMTEGを、1:2.3:2の比で含む。特定の実施形態では、懸濁液は沈殿したmRNA、GSCNおよびMTEGを、1:2.3:1.7の容量比で含む。特定の実施形態では、懸濁液は沈殿したmRNA、GSCNおよびMTEGを、1:2.3:1の比で含む。例で示すように、mRNA、GSCNおよびMTEGを1:2.3:1、1:2.3:1.7および1:2.3:2の容量比で含む懸濁液が、約95%の最終濃度のMTEG洗浄溶液と組み合わせた本発明の方法で精製されたmRNAを達成するために特に好適である-工程のこの組合せは、mRNAの効率的な精製および回収を確実にする。
一部の実施形態では、mRNAの沈殿を促進するために2つの薬剤が使用され、1つの薬剤はチオシアン酸グアニジン(例えば、GSCNバッファーなどのチオシアン酸グアニジンの水性溶液)を含み、第2の薬剤は両親媒性ポリマー(例えば、PEGおよび/またはMTEG)を含む。一部の実施形態では、2つの薬剤は逐次的にまたは同時に使用される。一部の実施形態では、本方法は、チオシアン酸グアニジン(例えば、GSCNバッファー)および両親媒性ポリマー(例えば、PEGおよび/またはMTEG)を含む溶液の使用を含む。
一部の実施形態では、沈殿工程は、カオトロピック塩(例えば、チオシアン酸グアニジン)および/または両親媒性ポリマー(例えば、PEGおよび/またはMTEG)および/またはアルコール溶媒(例えば、無水エタノールまたは水性エタノール溶液などのアルコールの水性溶液)の使用を含む。したがって、一部の実施形態では、沈殿工程はカオトロピック塩および両親媒性ポリマー、例えばGSCNおよびPEGおよび/またはMTEGの使用をそれぞれ含む。
一部の実施形態では、mRNAを沈殿させるための懸濁液は、沈殿したmRNA、塩およびMTEGを含む。一部の実施形態では、懸濁液はアルコール、例えばエタノールを含まない。
濾過助剤(分散剤を含む)
一部の実施形態では、濾過助剤は、本明細書に記載される方法(例えば、遠心分離中)において使用される。濾過助剤は、濾過遠心分離機を用いて沈殿したmRNAを精製するときに使用することができる。濾過助剤は、沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルター上に保持するのを助け、濾過遠心分離機のフィルターの表面から保持されたmRNAの除去を容易にすることができる。
一部の実施形態では、濾過助剤は、本明細書に記載される方法(例えば、遠心分離中)において使用される。濾過助剤は、濾過遠心分離機を用いて沈殿したmRNAを精製するときに使用することができる。濾過助剤は、沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルター上に保持するのを助け、濾過遠心分離機のフィルターの表面から保持されたmRNAの除去を容易にすることができる。
一部の実施形態では、濾過助剤は分散剤である。一部の実施形態では、沈殿したmRNA組成物は、少なくとも1つの分散剤、例えば、灰、粘土、珪藻土、ガラスビーズ、プラスチックビーズ、ポリマー、ポリマービーズ(例えば、ポリプロピレンビーズ、ポリスチレンビーズ)、塩(例えば、セルロース塩)、砂および糖の1つまたはそれ以上を含む。一部の実施形態では、ポリマーは天然に存在するポリマー、例えば、セルロース(例えば、粉末セルロース繊維)である。
一部の実施形態では、本発明の方法での使用に適した濾過助剤はセルロースをベースとしている。実施形態では、セルロース濾過助剤は、粉末セルロース繊維(例えば、Solka-Floc(登録商標)またはSigmacell Cellulose 20)である。実施形態では、セルロース濾過助剤は、Solka-Floc(登録商標)100NFまたはSigmacell Cellulose Type 20などの粉末セルロース繊維である。一部の実施形態では、セルロースをベースとしている濾過助剤は、約20μmの粒子サイズを有する。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAおよび濾過助剤(例えば、Solka Flocなどの粉末セルロース繊維)は、1:2;1:5;1:10または1:15の質量比である。特定の実施形態において、沈殿したmRNAおよび濾過助剤(例えば、Solka Flocのような粉末セルロース繊維)は、1:10の質量比である。
一部の実施形態では、mRNAの沈殿は、濾過助剤の不存在下で実行される。一部の実施形態では、沈殿したmRNA組成物は、濾過助剤を含まない。
一部の実施形態では、mRNAの沈殿は、少なくとも1つの濾過助剤の存在下で実行される。
一部の実施形態では、濾過助剤は、mRNAの沈殿後に得られるスラリーに添加される。
一部の実施形態では、精製方法は、保持された沈殿したmRNAから濾過助剤を分離するための1つまたはそれ以上の工程をさらに含むことができる。本方法は、水性媒体、例えば、水を用いてケークから沈殿および精製されたmRNAを可溶化し、可溶化されたmRNAを回収する工程を含み、一方、濾過助剤をフィルター上に保持し、例えば、濾過遠心分離機を用いる工程をさらに含むことができる。
保持された沈殿したmRNAの洗浄
洗浄バッファーの組成
mRNAを精製する方法は、沈殿工程に必要な塩を除去し、沈殿したmRNAの懸濁液中のあらゆる夾雑物を除去するために、保持された沈殿したmRNAを洗浄する工程を含む。保持された沈殿したmRNAを洗浄する工程は、保持された沈殿したmRNAを洗浄バッファーで洗浄する工程を伴う。用語「洗浄バッファー」および「洗浄溶液」は、本明細書中で互換的に使用することができる。
洗浄バッファーの組成
mRNAを精製する方法は、沈殿工程に必要な塩を除去し、沈殿したmRNAの懸濁液中のあらゆる夾雑物を除去するために、保持された沈殿したmRNAを洗浄する工程を含む。保持された沈殿したmRNAを洗浄する工程は、保持された沈殿したmRNAを洗浄バッファーで洗浄する工程を伴う。用語「洗浄バッファー」および「洗浄溶液」は、本明細書中で互換的に使用することができる。
一部の実施形態では、洗浄バッファーは、アルコール、両親媒性ポリマー、バッファー、塩、および/または界面活性剤の1つまたはそれ以上を含む。一部の実施形態では、洗浄バッファーは、アルコールまたは両親媒性ポリマーを含む。
一部の実施形態では、洗浄バッファーは、揮発性有機溶媒、例えば、アルコールを含む。適切なアルコールには、エタノール、イソプロピルアルコール、およびベンジルアルコールが含まれる。典型的には、洗浄バッファーは、アルコール(例えば、エタノール)を少なくとも約50%、60%、70%、80%または90%重量/容量の濃度で含む。一部の実施形態では、洗浄バッファーは、アルコール(例えば、エタノール)を約50%、60%、70%、80%または90%重量/容量の濃度で含む。特定の実施形態では、洗浄バッファーは、アルコールを約80%重量/容量の濃度で含む。特定の実施形態では、洗浄バッファー中のアルコールはエタノールである。
一部の実施形態では、洗浄バッファーは、揮発性有機溶媒を含まない、特にアルコールを含まないものであり、非常に引火性が高く、したがって、施設内で貯蔵することができる容量に対して安全上の制限をもたらす。特定の実施形態では、洗浄バッファーは、エタノールなどのアルコールの代わりに両親媒性ポリマーを含む。本発明のアルコール不含(特に、エタノール不含)方法に適した両親媒性ポリマーは、プルロニクス、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)、またはそれらの組合せから選択される。ポリエチレングリコール(PEG)(例えば、低分子量、特に約200~600g/molを有するPEG)および特にトリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)は、本発明のアルコール不含(特に、エタノール不含)実施形態を行うのに特に適している。
一部の実施形態では、両親媒性ポリマーは、ポリエチレングリコール(PEG)である。したがって、一部の実施形態では、PEG溶液(「PEG洗浄溶液」)は、保持されたmRNAを洗浄するために使用される。PEG洗浄溶液は、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、PEG200、PEG300、PEG400、PEG600、PEG1,000、PEG1,500、PEG2,000、PEG3,000、PEG3,350、PEG4,000、PEG6,000、PEG8,000、PEG10,000、PEG20,000、PEG35,000、およびPEG40,000、またはそれらの組合せを含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、トリエチレングリコールを含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、テトラエチレングリコールを含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG200を含む。一部の実施形態では、PEG溶液は、PEG300を含む。一部の実施形態では、洗浄PEG洗浄溶液は、PEG400を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG600を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG1,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG1,500を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG2,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG3,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG3,350を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG4,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG6,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG8,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG10,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG20,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG35,000を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、PEG40,000を含む。
一部の実施形態では、洗浄溶液中のPEGの分子量は、約100~約1000g/molである。一部の実施形態では、洗浄溶液中のPEGの分子量は、約200~約6000g/molである。一部の実施形態では、洗浄溶液中のPEGの分子量は、約100g/mol;200g/mol(例えば、PEG200);300g/mol(例えば、PEG300);400g/mol(例えば、PEG400);500g/mol;600g/mol(例えば、PEG600)または1000g/mol(例えば、PEG1000)である。特定の実施形態では、洗浄溶液中のPEGの分子量は、約400g/mol(例えば、PEG400)である。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、90センチストロークまたはそれ以下の粘度を有するPEGを含む1つまたはそれ以上の洗浄を含む。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、80センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、70センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、60センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、50センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、40センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、30センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、20センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを洗浄するために使用されるPEGは、10センチストロークまたはそれ以下の粘度を有する。液体溶液の粘度は、当該技術分野において周知である方法を用いて、例えば、粘度計を用いて、室温(例えば、約18から25℃の間)で測定することができる。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、トリエチレングリコール(TEG)を用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)を用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、tert-ブチル-TEG-O-プロピオネートを用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、TEG-ジメタクリレートを用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、TEG-ジメチルエーテルを用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、TEG-ジビニルエーテルを用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、TEG-モノブチルを用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、TEG-メチルエーテルメタクリレートを用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、TEG-モノデシルエーテルを用いて達成することができる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの洗浄は、TEG-ジベンゾエートを用いて達成することができる。これらの試薬の各々の構造を上記の表Aに示す。
一部の実施形態では、PEG洗浄溶液中のPEGは、PEG修飾脂質を含む。一部の実施形態では、PEG洗浄溶液中のPEGは、PEG修飾脂質1,2-ジミリストイル-sn-グリセリン、メトキシポリエチレングリコール(DMG-PEG-2K)である。一部の実施形態では、PEG修飾脂質はDOPA-PEGコンジュゲートである。一部の実施形態では、PEG修飾脂質はポロキサマー-PEGコンジュゲートである。一部の実施形態では、PEG修飾脂質はDOTAPを含む。一部の実施形態では、PEG修飾脂質はコレステロールを含む。
一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、2種またはそれ以上の分子量のPEGポリマーの混合物を含む。例えば、一部の実施形態では、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、または12個の分子量のPEGポリマーは、PEG洗浄溶液を含む。したがって、一部の実施形態では、PEG洗浄溶液は、1つまたはそれ以上のPEGポリマーの混合物を含む。一部の実施形態では、PEGポリマーの混合物は、異なる分子量を有するポリマーを含む。
PEG洗浄溶液において使用されるPEGは、様々な幾何学的構成を有することができる。例えば、適切なPEGポリマーには、直鎖状、分枝状、Y字状、または複数アーム構成の形態を有するPEGポリマーが含まれる。一部の実施形態では、PEGは、異なる幾何学的構成の1つまたはそれ以上のPEGを含む懸濁液中にある。
一部の実施形態では、洗浄溶液中のPEGは、約10%~約100%重量/容量の濃度で存在する。一部の実施形態では、洗浄溶液中のPEGは、約50%~約95%重量/容量の濃度で存在する。例えば、一部の実施形態では、PEGは、約10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%重量/容量の濃度、およびその間の任意の値で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約10%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約15%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約20%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約25%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約30%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約35%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約40%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約45%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約50%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約55%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約60%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約65%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約70%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約75%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約80%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約85%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約90%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、PEGは、約100%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。特定の実施形態では、PEGは、約90%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。
一部の実施形態では、洗浄バッファーは、約80から100%の間の濃度でPEG-400を含む。したがって、一部の実施形態では、洗浄バッファーは、約80%の濃度でPEG-400を含む。一部の実施形態では、洗浄バッファーは、約85%の濃度でPEG-400を含む。一部の実施形態では、洗浄バッファーは、約90%の濃度でPEG-400を含む。一部の実施形態では、洗浄バッファーは、約95%の濃度でPEG-400を含む。一部の実施形態では、洗浄バッファーは、約100%の濃度でPEG-400を含む。
一部の実施形態では、PEGは、約90%~約100%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。特定の実施形態では、PEG(例えば、PEG-400)は、約90%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。実施例に示されるように、約95%の約400g/molの分子量(例えば、PEG-400)を有するPEGの最終濃度は、本発明の方法において、高収率であり、高純度のmRNA試料をもたらした。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、両親媒性ポリマーを含む溶液中で洗浄される。一部の実施形態では、両親媒性ポリマーはMTEGである。一部の実施形態では、MTEGは、約75%から約95%の間の重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、MTEGは、約75%、約80%、約85%、約90%または約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。一部の実施形態では、MTEGは、約90%~約100%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。特定の実施形態では、MTEGは、約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する。実施例に示すように、約95%重量/容量のMTEGの最終濃度は、本発明の方法においてmRNAの高効率的な回収を達成した。
一部の実施形態では、例えば、PEGまたはMTEGを含む洗浄溶液は、非水性成分、例えば、エタノール、イソプロピルアルコールまたはベンジルアルコールを含む。一部の実施形態では、捕捉されたmRNAを洗浄するために使用される洗浄溶液は水性である。したがって、一部の実施形態では、洗浄溶液は、非水性成分、特にアルコール、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、またはベンジルアルコールなどの揮発性有機溶媒を含まない。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、または10回を超えて洗浄することができる。したがって、一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で1回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で2回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で3回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で4回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で5回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で6回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で7回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で8回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で9回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で10回洗浄される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、溶液、例えば、PEGまたはMTEGを含む溶液で10回を超えて洗浄される。
一部の実施形態では、洗浄工程は、両親媒性ポリマー(例えば、ポリエチレングリコールまたはMTEG)を含む溶液を使用する複数のすすぎサイクルを含む。一部の実施形態では、洗浄工程は、1つまたはそれ以上の別個の両親媒性ポリマーを含む溶液を使用する複数のすすぎを含む。一部の実施形態では、洗浄工程は、約10%~約100%の両親媒性ポリマーを含む溶液を使用して、複数のすすぎサイクルによって行うことができる。ある特定の実施形態では、複数のすすぎサイクルは、2サイクル、3サイクル、4サイクル、5サイクル、6サイクル、7サイクル、8サイクル、9サイクル、10サイクルまたは10を超えるサイクルを含む。
洗浄バッファーの容量
上で概説したように、本発明の方法は、従来技術の方法と比較して、減少した容量の洗浄バッファーを使用してmRNAを効率的であり、臨床グレードで精製することができる。したがって、本発明の方法の利点は、方法が、より少ない洗浄バッファーを使用して、より大きな商業的スケールでmRNAを精製するためのより多くのコストと時間効率の良い方法を可能にすることである。実施例において実証されるように、本発明の方法は、沈殿したmRNAに対してより低い力を発揮する減少した遠心分離速度を使用して、従来技術と比較して同等または改良されたmRNA純度を達成するために、より少ない容量の洗浄バッファーを必要とする。
上で概説したように、本発明の方法は、従来技術の方法と比較して、減少した容量の洗浄バッファーを使用してmRNAを効率的であり、臨床グレードで精製することができる。したがって、本発明の方法の利点は、方法が、より少ない洗浄バッファーを使用して、より大きな商業的スケールでmRNAを精製するためのより多くのコストと時間効率の良い方法を可能にすることである。実施例において実証されるように、本発明の方法は、沈殿したmRNAに対してより低い力を発揮する減少した遠心分離速度を使用して、従来技術と比較して同等または改良されたmRNA純度を達成するために、より少ない容量の洗浄バッファーを必要とする。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約8Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約7Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約6Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約5Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約4Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約3Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約2.5Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約2Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1Lの間である。特定の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、約0.5L/gまたはそれ以下である。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき8L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき7L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき6L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき5L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき4L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき3L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき2L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき1.5L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき1L未満である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき0.5L未満である。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約1.5、1または0.5Lである。特定の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5Lまたはそれ以下である。
一部の実施形態では、mRNAを製造することは、mRNAのin vitro転写(IVT)合成を含む。一部の実施形態では、mRNAを製造することは、mRNAの3’-テーリングの別個の工程をさらに含む。一部の実施形態では、mRNAの3’-テーリングの別個の工程は、mRNAの5’-キャッピングを含む。一部の実施形態では、mRNAのIVT合成は、mRNAの5’-キャッピングおよび/または3’-テーリングを含む。一部の実施形態では、本発明の方法の工程(a)~(d)は、mRNAのIVT合成の後に実行される。一部の実施形態では、本発明の方法の工程(a)~(d)は、mRNAのIVT合成の後に、そしてmRNAの3’テーリングの別個の工程の後に再び実行される。一部の実施形態では、本発明の方法の工程(a)~(d)は、mRNAのIVT合成の後に、そしてmRNAの5’-キャッピングの別個の工程の後に再び実行される。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA製造方法の各工程の後(例えば、mRNAのIVT合成、5’-キャッピングおよび/または3’-テーリングの後)に異なる。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA製造方法の異なる工程(例えば、mRNAのIVT合成、5’-キャッピングおよび/または3’-テーリングの後)の各々と同じである。
洗浄バッファーの容量は、本発明の精製方法の単一の運転で精製されるべきmRNAの総量に依存することができ、すなわち、工程(a)~(d)の各々は、1回だけ実行される。一部の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき8L未満、例えば、mRNA 1gにつき6L未満、またはmRNA 1gにつき5L未満である。一部の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約4Lの間である。特定の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間であり、例えば、mRNA 1gにつき約0.5Lである。
一部の実施形態では、本発明の精製方法の1回を超える運転が実行される。例えば、ある特定の実施形態では、工程(a)~(d)は、IVT合成反応から得られたmRNAについて1回目に実行される。本方法を1回目に実行した後に得られた精製されたmRNAは、次に、キャッピング反応に供され、得られたキャップされたmRNAは、2回目の工程(a)~(d)を実行することによって精製される。特定の実施形態では、テーリング反応は、キャッピング反応が実行されると同時に実行される。あるいは、本方法を1回目に実行した後に得られた精製されたmRNAは、次に、テーリング反応に供され、その結果テーリングされたmRNAは、2回目の工程(a)~(d)を実行することによって精製される。特定の実施形態では、キャッピング反応は、テーリング反応が実行されると同時に実行される。
したがって、一部の実施形態では、IVT合成の後および/またはmRNAの3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき8L未満、例えば、mRNA 1gにつき6L未満、またはmRNA 1gにつき5L未満である。一部の実施形態では、IVT合成の後および/またはmRNAの3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約4Lの間である。特定の実施形態では、IVT合成の後および/またはmRNAの3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約0.5L/gからmRNA 1gにつき約1.5Lの間であり、例えば、mRNA 1gにつき約1Lである。特定の実施形態では、IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5Lである。特定の実施形態では、mRNAの3’-テーリングおよび/またはキャッピングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量は、mRNA 1gにつき約0.5Lである。特定の実施形態では、mRNAのIVT合成の後のならびに3’-テーリングおよび/または5’-キャッピングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約1Lである。
洗浄された保持された沈殿したmRNAを回収すること
したがって、本発明のmRNAを精製する方法は、保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから回収する工程を含む。保持された沈殿したmRNAの回収は、保持された沈殿したmRNAを洗浄バッファーを用いて洗浄した後に生じる。上で概説したように、沈殿したmRNAに減少された重力(g)を発揮する遠心分離速度の使用は、先行技術の方法と比較して、沈殿したmRNAのケークがよりコンパクト(すなわち、密度が低い)であることを保証する。これは、保持されたmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから収集しようとする場合に問題を引き起こし得る残留ヒール形成の可能性を減少させる。濾過助剤の使用は、その可能性をさらに減少させることができるが、本発明の改良を利用するためにその使用は必要ではない。したがって、本発明の方法は、フィルターを損傷することなく、複雑な技術を必要とせずに、精製方法の全収率を減少させるフィルター上の残留mRNA量を最小限にしながら、最大に保持されたmRNAをフィルターから容易に除去し得ることを確実にする。加えて、フィルターへの損傷を回避することにより、高価な交換が回避され、また、フィルターは、その後の精製方法において再利用することができることを確実にする。
したがって、本発明のmRNAを精製する方法は、保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから回収する工程を含む。保持された沈殿したmRNAの回収は、保持された沈殿したmRNAを洗浄バッファーを用いて洗浄した後に生じる。上で概説したように、沈殿したmRNAに減少された重力(g)を発揮する遠心分離速度の使用は、先行技術の方法と比較して、沈殿したmRNAのケークがよりコンパクト(すなわち、密度が低い)であることを保証する。これは、保持されたmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから収集しようとする場合に問題を引き起こし得る残留ヒール形成の可能性を減少させる。濾過助剤の使用は、その可能性をさらに減少させることができるが、本発明の改良を利用するためにその使用は必要ではない。したがって、本発明の方法は、フィルターを損傷することなく、複雑な技術を必要とせずに、精製方法の全収率を減少させるフィルター上の残留mRNA量を最小限にしながら、最大に保持されたmRNAをフィルターから容易に除去し得ることを確実にする。加えて、フィルターへの損傷を回避することにより、高価な交換が回避され、また、フィルターは、その後の精製方法において再利用することができることを確実にする。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAの回収は、濾過遠心分離機のフィルターから、場合により濾過助剤と組み合わせて、濾過遠心分離機のフィルターから保持された沈殿したmRNAを取り外し、場合により濾過助剤と組み合わせて、沈殿したmRNAの組成物を提供することによって行われる。沈殿したmRNAのこの組成物は、場合により濾過助剤と組み合わせて、(i)貯蔵および/もしくは輸送されるか、または(ii)水性形態のmRNAを得るために、場合により濾過助剤と組み合わせて可溶化することができる。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAの回収は、濾過遠心分離機のフィルターから、場合により濾過助剤と組み合わせて、濾過遠心分離機のフィルターによって保持された沈殿したmRNAを可溶化し、場合により濾過助剤と組み合わせて、水性形態のmRNAを提供することを含む。一部の実施形態では、mRNAの水溶液は、場合により濾過助剤と組み合わせて、遠心分離によって収集され、精製されたmRNAを提供し、場合により濾過助剤を濾過遠心分離機のフィルター上に保持することができる。
沈殿したmRNAの組成物を回収すること
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから回収することは、保持された沈殿したmRNAを、場合により濾過助剤と組み合わせて、濾過遠心分離機のフィルターから取り外すことによって生じる。上で概説したように、沈殿したmRNAのより密度の低いケークは、場合により濾過助剤と組み合わせて、濾過遠心分離機のフィルターからより容易に取り外され、フィルターを損傷することなく、沈殿したmRNAの最大収率の回収を確実にする。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから回収することは、保持された沈殿したmRNAを、場合により濾過助剤と組み合わせて、濾過遠心分離機のフィルターから取り外すことによって生じる。上で概説したように、沈殿したmRNAのより密度の低いケークは、場合により濾過助剤と組み合わせて、濾過遠心分離機のフィルターからより容易に取り外され、フィルターを損傷することなく、沈殿したmRNAの最大収率の回収を確実にする。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから回収する工程に先立って、保持された沈殿したmRNAを、場合により濾過助剤を用いて乾燥する工程を行う。一部の実施形態では、乾燥は、濾過遠心分離機における遠心分離を介する。一部の実施形態では、精製されたmRNA組成物を乾燥するための遠心分離は、約30gから約350gの間の重力(g)を発揮する遠心分離速度であり得る。一部の実施形態では、精製されたmRNA組成物を乾燥するための遠心分離は、約100gから約150gの間の重力(g)を発揮する遠心分離速度であり得る。
本発明の方法は、さらなる手動(自動化されていない)工程を必要とせずに、保持された沈殿したmRNAの最大量を回収するために、濾過遠心分離機内で刃(またはプラウ)を使用することを可能にする。したがって、一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを回収することは、濾過遠心分離機が運転中である間に生じる。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを回収することは、濾過遠心分離機のフィルターから保持された沈殿したmRNAを除去する刃(プラウ)を介して生じる。一部の実施形態では、刃は、濾過遠心分離機のフィルターから、保持された沈殿したmRNAの実質的に全てを除去する。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは、濾過遠心分離機の試料排出チャネルを介して収集される。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAを回収することは、濾過遠心分離機が運転中でない間に生じる。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは、例えば、別個の刃またはプラウを用いて、濾過遠心分離機のフィルターから手動で回収される。一部の実施形態では、フィルターが濾過遠心分離機から除去された後、保持された沈殿したmRNAは濾過遠心分離機のフィルターから回収される。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは、遠心分離機ドアの開放時に、濾過遠心分離機のバスケットまたはドラムから直接回収される。
一部の実施形態では、回収された沈殿したmRNAは、濾過助剤と組み合わされる。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAの回収後、濾過遠心分離機をすすぐ。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAの回収後、濾過遠心分離機のフィルターを再利用する。
したがって、本発明の方法は、場合により濾過助剤と組み合わせて、大量の、回収された沈殿したmRNAを提供する。沈殿したmRNAのこのような組成物は容易に輸送され、固体形態で大量のmRNAに貯蔵され、より大量の水溶液中で同量のmRNAのより困難な輸送を回避する。したがって、本発明の方法は、夾雑物(濾過助剤を除く)、塩および溶媒/両親媒性ポリマーを実質的に含まない、容易に輸送および貯蔵することができる、沈殿したmRNAの組成物を提供する。適切な時点で、組成物中のmRNAを可溶化して、以下に詳細に概説するように、mRNAを濾過助剤から分離して、精製されたmRNAを提供するために本発明のさらなる方法を使用できるようにすることができる。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAの回収は、精製された沈殿したmRNAの組成物を提供する。一部の実施形態では、精製された沈殿したmRNAの組成物は、輸送および長期貯蔵に適した形態である。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAの回収は、濾過助剤と組み合わせた沈殿したmRNAの組成物を提供する。一部の実施形態では、濾過助剤と組み合わせた沈殿したmRNAの組成物は、輸送および長期貯蔵に適した形態である。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAの組成物は、本発明の任意の方法によって収集された沈殿したmRNAを含む。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの組成物は、本発明の任意の方法によって調製された精製されたmRNA沈殿物を含む。
したがって、本発明は、無菌のRNアーゼ不含容器内に、mRNA、両親媒性ポリマーおよび濾過助剤を約1:1:10の相対濃度で含む組成物を提供する。一部の実施形態では、組成物は、10g、50g、100g、200g、300g、400g、500g、600g、700g、800g、900g、1kg、5kg、10kg、50kg、100kg、1メートルトン、10メートルトンまたはそれ以上のmRNAを含む。一部の実施形態では、両親媒性ポリマーは、約2000~10000g/mol;4000~8000g/molまたは約6000g/mol(例えば、PEG-6000)の分子量を有するPEGを含む。他の実施形態では、両親媒性ポリマーはMTEGを含む。特定の実施形態では、濾過助剤はセルロースをベースとしている。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAの組成物は、場合により濾過助剤を含むが、mRNAの可溶化のために容器に移される。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの組成物の可溶化は、精製されたmRNAの水溶液を提供する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAの組成物の可溶化は、濾過助剤と組み合わせてmRNAの水溶液を提供する。一部の実施形態では、水溶液中のmRNAは、濾過助剤から、例えば、濾過遠心分離機における遠心分離を介して分離されて、濾過助剤を濾過遠心分離機のフィルター上に保持することによって、精製されたmRNAを提供する。
洗浄された保持された沈殿したmRNAを可溶化形態で回収すること
上で概説したように、一部の実施形態では、洗浄され、保持された沈殿したmRNAは、場合により濾過助剤と組み合わせて、mRNAを可溶化することによって濾過遠心分離機のフィルターから回収されて、場合により濾過助剤と組み合わせて、mRNAの水溶液を提供する。したがって、一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、濾過遠心分離機内で可溶化され、濾過遠心分離機のフィルターから保持された沈殿したmRNAを回収する。上で概説したように、沈殿したmRNAに軽減された重力(g)を発揮する遠心分離速度の使用は、沈殿したmRNAのケークがよりコンパクトであり(すなわち、密度が低い)、保持された沈殿したmRNAをより容易に可溶化し、回収されたmRNAの収率を最大にすることを確実にする。
上で概説したように、一部の実施形態では、洗浄され、保持された沈殿したmRNAは、場合により濾過助剤と組み合わせて、mRNAを可溶化することによって濾過遠心分離機のフィルターから回収されて、場合により濾過助剤と組み合わせて、mRNAの水溶液を提供する。したがって、一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、濾過遠心分離機内で可溶化され、濾過遠心分離機のフィルターから保持された沈殿したmRNAを回収する。上で概説したように、沈殿したmRNAに軽減された重力(g)を発揮する遠心分離速度の使用は、沈殿したmRNAのケークがよりコンパクトであり(すなわち、密度が低い)、保持された沈殿したmRNAをより容易に可溶化し、回収されたmRNAの収率を最大にすることを確実にする。
沈殿したmRNAを可溶化するための例示的な水性媒体は、以下に提供される。
一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAをフィルターから回収することは、(i)保持された沈殿したmRNAを可溶化する工程と、(ii)可溶化されたmRNAを収集する工程とを含む。
一部の実施形態では、可溶化された形態の保持された沈殿したmRNAの回収は、精製されたmRNAの水溶液を提供する。一部の実施形態では、本発明の方法は、精製されたmRNAをmRNAの水溶液から、例えば、濾過遠心分離機における遠心分離を介して収集するさらなる工程を含む。一部の実施形態では、可溶化形態の保持された沈殿したmRNAの回収は、濾過助剤と組み合わせてmRNAの水溶液を提供する。一部の実施形態では、本発明の方法は、濾過助剤と組み合わせて、mRNAの水溶液から精製されたmRNAを収集するさらなる工程、例えば、濾過助剤を濾過遠心分離機のフィルター上に保持することによって、濾過遠心分離機における遠心分離を介して収集する工程を含む。したがって、一部の実施形態では、可溶化された形態の保持された沈殿したmRNAを回収する工程は、可溶化されたmRNAを収集する工程、例えば、濾過遠心分離機における遠心分離を使用する工程を含む。精製されたmRNAを収集するための例示的な方法は、以下に詳細に概説される。
一部の実施形態では、可溶化形態の保持された沈殿したmRNAの回収は、濾過遠心分離機のフィルターからいずれもの残留の洗浄された保持された沈殿したmRNAを回収し、したがって、追加の工程を必要とせずに、方法において回収されたmRNAの収率を最大にする。一部の実施形態では、可溶化形態の保持された沈殿したmRNAの回収は、濾過遠心分離機のフィルターを再利用することを可能にする。
沈殿したmRNAを可溶化すること、および精製されたmRNAを収集すること
典型的には、精製されたmRNAは、沈殿したmRNAを水溶液に可溶化し、可溶化された精製されたmRNAを収集することによって(例えば、遠心分離機が運転中に濾過遠心分離機のフィルターを通して溶出することによって)収集することができる。上で概説したように、本発明の方法は、精製されたmRNAの回収率を有意に増加させる(最大100%)ことができるため、有利である。沈殿したmRNAにおいて発揮される重力を減少させるために、より低い遠心分離速度を使用すると、より密度の低いケークが得られる。この沈殿したmRNAは、濃くないケーク内では、水溶液中でより容易に可溶化することができるが、これは、水溶液がケークをより容易かつ広範囲に浸透し、したがって、保持されたmRNAのより大きなパーセンテージを溶解することができるためである。したがって、本発明の方法は、精製されたmRNAの収率を増加させることを可能にする改良された可溶化効果を達成する。
典型的には、精製されたmRNAは、沈殿したmRNAを水溶液に可溶化し、可溶化された精製されたmRNAを収集することによって(例えば、遠心分離機が運転中に濾過遠心分離機のフィルターを通して溶出することによって)収集することができる。上で概説したように、本発明の方法は、精製されたmRNAの回収率を有意に増加させる(最大100%)ことができるため、有利である。沈殿したmRNAにおいて発揮される重力を減少させるために、より低い遠心分離速度を使用すると、より密度の低いケークが得られる。この沈殿したmRNAは、濃くないケーク内では、水溶液中でより容易に可溶化することができるが、これは、水溶液がケークをより容易かつ広範囲に浸透し、したがって、保持されたmRNAのより大きなパーセンテージを溶解することができるためである。したがって、本発明の方法は、精製されたmRNAの収率を増加させることを可能にする改良された可溶化効果を達成する。
沈殿したmRNAを可溶化すること
一部の実施形態では、沈殿したmRNAを可溶化することは、mRNAを水性媒体に溶解することを含む。一部の実施形態では、水性媒体は水を含む。一部の実施形態では、水は、RNアーゼ不含水(例えば、注射用水)である。一部の実施形態では、水性媒体はバッファーを含む。一部の実施形態では、バッファーは、TrisEDTA(TE)バッファーまたはクエン酸ナトリウムバッファーである。一部の実施形態では、水性媒体は、糖溶液を含む。一部の実施形態では、糖溶液は、スクロースまたはトレハロース溶液である。一部の実施形態では、水溶液は、水と、(i)バッファーまたは(ii)糖溶液との組合せを含む。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAを可溶化することは、mRNAを水性媒体に溶解することを含む。一部の実施形態では、水性媒体は水を含む。一部の実施形態では、水は、RNアーゼ不含水(例えば、注射用水)である。一部の実施形態では、水性媒体はバッファーを含む。一部の実施形態では、バッファーは、TrisEDTA(TE)バッファーまたはクエン酸ナトリウムバッファーである。一部の実施形態では、水性媒体は、糖溶液を含む。一部の実施形態では、糖溶液は、スクロースまたはトレハロース溶液である。一部の実施形態では、水溶液は、水と、(i)バッファーまたは(ii)糖溶液との組合せを含む。
一部の実施形態では、水性媒体は注射用水である。特定の実施形態では、水性媒体はTEバッファーである。他の特定の実施形態では、水性媒体は10%トレハロース溶液である。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体は、それが精製されたmRNAのカプセル化に適合するために選択され、例えば、10mMクエン酸ナトリウムである。
一部の実施形態では、沈殿したmRNAを可溶化することは、濾過遠心分離機内で生じる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを可溶化することは、洗浄された保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから回収する。一部の実施形態では、沈殿したmRNAを可溶化することは、濾過遠心分離機の外側で生じ、例えば、濾過遠心分離機のフィルターから回収された沈殿したmRNAの組成物の可溶化である。一部の実施形態では、可溶化工程は、沈殿したmRNAの組成物を濾過遠心分離機のフィルターから回収する工程の後、濾過遠心分離機のフィルター上に保持された残留mRNAを可溶化する工程を含むことができる。このようにして、最大量の保持されたmRNAを回収することができる。
精製されたmRNAを収集すること
一部の実施形態では、可溶化されたmRNAは、水溶液から収集され、任意の夾雑物、例えば、濾過助剤を実質的に含まない精製されたmRNAを提供する。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAの収集は、可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離する1つまたはそれ以上の工程を含む。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離するための1つまたはそれ以上の工程は、可溶化されたmRNAおよび濾過助剤を含む溶液を多孔質基質(例えば、フィルター)に適用することを含み、濾過助剤は多孔質基質(例えば、フィルター)によって保持され、精製されたmRNAの溶液をもたらす。
一部の実施形態では、可溶化されたmRNAは、水溶液から収集され、任意の夾雑物、例えば、濾過助剤を実質的に含まない精製されたmRNAを提供する。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAの収集は、可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離する1つまたはそれ以上の工程を含む。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離するための1つまたはそれ以上の工程は、可溶化されたmRNAおよび濾過助剤を含む溶液を多孔質基質(例えば、フィルター)に適用することを含み、濾過助剤は多孔質基質(例えば、フィルター)によって保持され、精製されたmRNAの溶液をもたらす。
一部の実施形態では、フィルターは、可溶化されたmRNAを通過させる一方で、不純物(孔径よりも大きいサイズを有する不溶性不純物、例えば、濾過助剤および/またはPEGもしくはMTEG沈殿物を含む)を捕捉するのに適した孔径を有する。一部の実施形態では、フィルターは、可溶化されたmRNAを通過させる一方で、濾過助剤(例えば、約20μmまたはそれ以上の粒子サイズを有するセルロースをベースとしている濾過助剤)を捕捉するのに適した孔径を有する。一部の実施形態では、フィルターは、可溶化されたmRNAを通過させる一方で、PEGまたはMTEG沈殿物を捕捉するのに適した孔径を有する。例示的なフィルター孔径は上記に提供される。
一部の実施形態では、可溶化されたmRNAおよび濾過助剤を含む溶液は、遠心分離により濾過遠心分離機の多孔質基質(例えば、フィルター)に加えられる。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAはフィルターを通過し、一方、濾過助剤はフィルターによって保持され、夾雑物を実質的に含まない精製されたmRNAを提供する。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAはフィルターを通過し、濾過遠心分離機の1つまたはそれ以上の試料排出ポートを介して収集される。一部の実施形態では、精製されたmRNAを収集する工程において使用されるフィルターは、沈殿したmRNAを保持し、洗浄しおよび回収する工程で使用されるフィルターと同じフィルターである。一部の実施形態では、精製されたmRNAを収集する工程において使用されるフィルターは、沈殿したmRNAを保持し、洗浄しおよび回収する工程で使用されるものと比較して、新規なフィルターである。一部の実施形態では、フィルターは、本発明の方法の関連する工程に必要な孔径に従って選択され、例えば、沈殿したmRNAを捕捉するため、または可溶化されたmRNAを通過させるために適切な孔径を有する。したがって、本発明の方法は、沈殿したmRNAを保持し、洗浄しおよび回収する工程のための第1のフィルターと、精製されたmRNAを収集する工程のための第2のフィルターとを必要とすることができる。
一部の実施形態では、収集工程中の遠心分離速度は、3100g未満の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、収集工程中の遠心分離速度は、約1000gから約3000gの間の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、収集工程中の遠心分離速度は、沈殿したmRNAを保持する工程および/または保持された沈殿したmRNAを洗浄する工程において使用されるものと同等の重力(g)を発揮する。一部の実施形態では、濾過遠心分離機は、本発明の精製方法の投入工程(b)および洗浄工程(c)中に使用された収集工程の間に、同じ遠心分離速度で運転される。
一部の実施形態では、可溶化されたmRNAは、医薬組成物に適した形態、例えば、臨床グレードの純度を有する形態で収集される。
精製方法における任意の工程
本明細書に記載される方法は、当業者によって容易に修飾することができる。さらなる例示的な工程を含む例示的な修飾が本明細書に記載される。
本明細書に記載される方法は、当業者によって容易に修飾することができる。さらなる例示的な工程を含む例示的な修飾が本明細書に記載される。
一部の実施形態では、本発明の方法は、精製されたmRNA溶液をさらに精製する工程(例えば、透析、透析濾過、および/または限外濾過)をさらに含む。一部の実施形態では、精製されたmRNA溶液を100kDa分画分子量(MWCO)膜を用いて1mMクエン酸ナトリウムで透析する。
一部の実施形態では、本発明の方法は、合成の間またはその後に行われる。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製工程は、mRNA合成の各工程の後、場合により、透析、透析濾過、および/または限外濾過などの他の精製工程とともに、例えば、接線流濾過(TFF)を用いて、実行することができる。例えば、mRNAは、初期合成後(例えば、テールを有するかまたは有さない)ショートマーを除去するために、さらなる精製(例えば、透析、透析濾過、および/または限外濾過)を受けることができ、次に、本明細書に記載されるように沈殿および精製に供され、続いて、キャップおよび/またはテールの添加後、沈殿および精製によって再度精製することができる。実施形態では、さらなる精製は接線流濾過(TFF)の使用を含む。
一部の実施形態では、本発明の方法は、精製されたmRNAをリポソーム中にカプセル化するさらなる工程を含むことができる。一部の実施形態では、この工程は、精製されたmRNAのさらなる濃縮および/または精製を必要とし得る。一部の実施形態では、精製されたmRNAをリポソーム中にカプセル化するさらなる工程は、精製されたmRNAをカプセル化に適合する水性媒体中に可溶化することができるため、本発明の方法の可溶化および収集工程の直後に実行することができる。
本発明の方法で使用するためのシステムおよび方法
本発明はまた、mRNAを精製するためのシステムを提供し、システムは:a)沈殿したmRNAを受けるための第1の容器;b)洗浄バッファーを受けるための第2の容器;c)洗浄された沈殿したmRNAおよび/または沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第3の容器;d)以下を含む濾過遠心分離機:
i)沈殿したmRNAおよび/または濾過助剤を保持し、可溶化されたmRNAを通過させるように配置され、寸法を合わせたフィルター;
ii)試料供給ポート;および
iii)試料排出ポート;
e)濾過遠心分離機の試料排出ポートに連結される、精製されたmRNAを受けるための第4の容器;f)約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成されるポンプであって;第1の容器、第2の容器および第3の容器はポンプのインプットに作動可能に連結され、濾過遠心分離機の試料供給ポートはポンプのアウトプットに連結される、ポンプ;ならびにg)第1、第2および第3の容器からの同時の流れを妨げるように構成される1つまたはそれ以上の弁を含む。
本発明はまた、mRNAを精製するためのシステムを提供し、システムは:a)沈殿したmRNAを受けるための第1の容器;b)洗浄バッファーを受けるための第2の容器;c)洗浄された沈殿したmRNAおよび/または沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第3の容器;d)以下を含む濾過遠心分離機:
i)沈殿したmRNAおよび/または濾過助剤を保持し、可溶化されたmRNAを通過させるように配置され、寸法を合わせたフィルター;
ii)試料供給ポート;および
iii)試料排出ポート;
e)濾過遠心分離機の試料排出ポートに連結される、精製されたmRNAを受けるための第4の容器;f)約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成されるポンプであって;第1の容器、第2の容器および第3の容器はポンプのインプットに作動可能に連結され、濾過遠心分離機の試料供給ポートはポンプのアウトプットに連結される、ポンプ;ならびにg)第1、第2および第3の容器からの同時の流れを妨げるように構成される1つまたはそれ以上の弁を含む。
一部の実施形態では、第3および第4の容器は、システムの任意の構成要素であり、例えば、保持された沈殿したmRNAの組成物を回収するためのシステムである(図3の(24)を参照されたい)。したがって、本発明はまた、mRNAを精製するためのシステムを提供し、システムは:a)沈殿したmRNAを受けるための第1の容器;b)洗浄バッファーを受けるための第2の容器;c)以下を含む濾過遠心分離機:
i)沈殿したmRNAおよび/または濾過助剤を保持し、可溶化されたmRNAを通過させるように配置され、寸法を合わせたフィルター;
ii)試料供給ポート;および
iii)試料排出ポート;
d)約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成されるポンプであって;第1の容器および第2の容器はポンプのインプットに作動可能に連結され、濾過遠心分離機の試料供給ポートはポンプのアウトプットに連結される、ポンプ;ならびにe)第1および第2の容器からの同時の流れを妨げるように構成される1つまたはそれ以上の弁を含む。
i)沈殿したmRNAおよび/または濾過助剤を保持し、可溶化されたmRNAを通過させるように配置され、寸法を合わせたフィルター;
ii)試料供給ポート;および
iii)試料排出ポート;
d)約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成されるポンプであって;第1の容器および第2の容器はポンプのインプットに作動可能に連結され、濾過遠心分離機の試料供給ポートはポンプのアウトプットに連結される、ポンプ;ならびにe)第1および第2の容器からの同時の流れを妨げるように構成される1つまたはそれ以上の弁を含む。
一部の実施形態では、ポンプは、濾過遠心分離機のフィルターの表面積(m2)の関数として決定される速度で、システムの中を通して流れを導くように構成される。一部の実施形態では、ポンプは、約10リットル/分/m2~約20リットル/分/m2の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成される。一部の実施形態では、ポンプは、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24または25リットル/分/m2の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成される。特定の実施形態では、ポンプは、約15リットル/分/m2またはそれ以下の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成される。
本発明のシステムの一部の実施形態では、システムは、本発明の方法のいずれかを行うためにシステムを制御する手段を含むデータ処理装置をさらに含む。一部の実施形態では、データ処理装置は、(a)命令を含むコンピュータプログラム、または(b)命令を含むコンピュータ可読記憶媒体である。
このシステムは、次の方法を用いて運転することができる:沈殿したmRNAを含む懸濁液を第1の容器に提供する。沈殿したmRNAは、上記のように沈殿工程によって調製することができる。沈殿したmRNAは、(例えば、上記される1つまたはそれ以上の合成工程を用いることによって)それを製造することからの1つまたはそれ以上のタンパク質および/または短い不全型の転写夾雑物を含む。例えば、mRNAは、in vitro合成を介して製造される。あるいは、in vitro合成されたmRNA調製物を、キャッピングおよび/またはテーリングされたmRNAを製造するために、上記されるキャッピングおよび/またはテーリング工程に供することができる。沈殿したmRNAを精製するために、洗浄バッファーを第2の容器に提供する。第1の容器の内容物は、図3~5に概略的に示されるように、フィルターを含む濾過遠心分離機に移される。この移動は、沈殿したmRNAが濾過遠心分離機のフィルター上に保持されるように、濾過遠心分離機が第1の遠心分離速度で運転中である間に約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で生じ得る。第2の容器の内容物を濾過遠心分離機に移し、それによって、前記濾過遠心分離機のフィルター上に保持された沈殿したmRNAを洗浄する。この移動は、濾過遠心分離機が第1の遠心分離速度でそのまま運転中である間に約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で生じ、それによって、沈殿したmRNAを洗浄バッファーで洗浄する。洗浄工程が完了すると、洗浄された沈殿したmRNAは、濾過遠心分離機のフィルターから回収され、例えば、濾過遠心分離機の試料排出チャネルを介して沈殿したmRNAの組成物を提供することができる(図3の(24)を参照されたい)。移動は、ポンピングによって行うことができる。一部の実施形態では、ポンピングは、第1および第2の容器に作動可能に連結される単一のポンプによって実行される。
一部の実施形態では、ポンプは、沈殿したmRNAおよび/または洗浄バッファーを含む懸濁液を濾過遠心分離機に約10リットル/分/m2~約20リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で提供するために、1つまたはそれ以上の容器から物質を移すように構成される。一部の実施形態では、移動速度は、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24または25リットル/分/m2である。特定の実施形態では、移動速度は、約15リットル/分/m2またはそれ以下である。
一部の実施形態では、懸濁液および/または洗浄バッファーの全容量は、約0.5時間から約8時間の間、例えば、約2時間から約6時間の間に濾過遠心分離機に投入される。一部の実施形態では、全容量は、約8時間未満、約7時間未満、約6時間未満、約5時間未満、約4時間未満、約3時間未満、約2時間未満、約1時間未満、または約0.5時間未満で濾過遠心機に投入される。一部の実施形態では、懸濁液、洗浄バッファーおよび/または可溶化バッファーの全容量を濾過遠心分離機に投入するのに要する時間は、上記濾過遠心分離機のローターサイズ(すなわちバスケット直径)に依存することができ、例えば、約50cmのローターサイズを有する濾過遠心分離機に沈殿した1000gのmRNA懸濁液の全容量を投入するのに約3時間を要することがある(表Dを参照されたい)。一部の実施形態では、洗浄バッファーの全容量は、約0.5時間から約4時間の間に、例えば、約30cmから約170cmのローターサイズ(すなわちバスケット直径)を有する濾過遠心分離機を使用することによって、濾過遠心分離機に投入される。一部の実施形態では、洗浄バッファーの全容量は、約4時間未満、約3時間未満、約2時間未満、約1時間未満、または約0.5時間未満で濾過遠心分離機に投入される。例えば、本発明者らは、約50cmのローターサイズを有する濾過遠心分離機を用いて、約80分間に500リットルの洗浄バッファーを用いて(すなわち、6L/分または15L/分/m2の洗浄バッファー投入速度で)、1000gのmRNAのバッチについて不純物除去を達成した(表Dを参照されたい)。
一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の弁が、第1の容器および第2の容器からの移動を制御する。一部の実施形態では、第1の容器の内容物および第2の容器の内容物は、試料供給ポートを介して濾過遠心分離機に移される。一部の実施形態では、濾過遠心分離機のフィルターは、洗浄された沈殿したmRNAが濾過遠心分離機のフィルターから覆われた後、1%の10N NaOHを含む注射用水ですすがれる。
一部の実施形態では、洗浄された沈殿したmRNAをフィルターから回収することは、保持された沈殿したmRNAを可溶化し、可溶化されたmRNAを収集する工程を含む。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは濾過助剤を含む。したがって、一部の実施形態では、本方法は:i)濾過助剤を含む洗浄された沈殿したmRNA、例えば、洗浄工程後に濾過遠心分離機から回収された沈殿したmRNAの組成物を、例えば、洗浄された沈殿したmRNAおよび/または沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第3の容器において可溶化する工程;ii)工程(i)から可溶化されたmRNAを、約0.1リットル/分~約5リットル/分の速度で遠心分離機に移す工程であって、濾過遠心分離機が、濾過助剤を保持するフィルターを含む工程;およびiii)遠心分離により、濾過遠心分離機から可溶化された精製されたmRNAを、例えば、精製されたmRNAを受けるための第4の容器に収集する工程をさらに含む。工程(ii)における濾過遠心分離機は、沈殿したmRNAを洗浄するために使用された同じ濾過遠心分離機、または異なる濾過遠心分離機であり得る。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAは、試料供給ポートを介して濾過遠心分離機に移される。
一部の実施形態では、工程(ii)における移すことはポンピングによる。一部の実施形態では、ポンプは、約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で、可溶化されたmRNAを濾過遠心分離機に移すように構成される。一部の実施形態では、移動速度は、約10リットル/分/m2~約20リットル/分/m2である。一部の実施形態では、移動速度は、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24または25リットル/分/m2である。特定の実施形態では、移動速度は、約15リットル/分/m2またはそれ以下である。一部の実施形態では、可溶化されたmRNAの全容量は、約1分から約90分の間に濾過遠心分離機に投入される。一部の実施形態では、全容量は、約90分未満、約80分未満、約70分未満、約60分未満、約50分未満、約30分未満、約20分未満、約10分未満、約5分未満、約4分未満、約3分未満、約2分未満または約1分未満で濾過遠心分離機に投入される。
一部の実施形態では、工程(iii)において収集された可溶化された精製されたmRNAは、ポンピングによりさらなる容器に移される。一部の実施形態では、ポンピングは、可溶化された精製されたmRNAを含有する容器、および/または可溶化された精製されたmRNAを収集する容器に作動可能に連結される単一のポンプによる。一部の実施形態では、可溶化された精製されたmRNAを移すことは、濾過遠心分離機の試料排出ポートを介して行われる。一部の実施形態では、ポンプは、濾過遠心分離機から収集された可溶化された精製されたmRNAを、約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で、例えば、約15リットル/分/m2またはそれ以下で、可溶化された精製されたmRNAを収集するための容器に移すように構成される。一部の実施形態では、精製されたmRNAの全容量は、約1分から約90分の間に濾過遠心分離機から回収される。一部の実施形態では、全容量は、約90分未満、約80分未満、約70分未満、約60分未満、約50分未満、約30分未満、約20分未満、約10分未満、約5分未満、約4分未満、約3分未満、約2分未満または約1分未満で濾過遠心分離機から回収される。
一部の実施形態では、本方法の工程(ii)において使用されるフィルターは、沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルター上に保持するために使用されるものと同じフィルターである。一部の実施形態では、フィルターは、その後の精製ラウンドのために再利用することができる。したがって、本発明の方法はフィルターの交換を必要としないため、本発明の方法は、mRNAの大規模精製を効率的に達成する効率的な方法を提供するのに特に適している。これは、本方法の工程(ii)において使用されるフィルター(すなわち、可溶化されたmRNAを通過させながら濾過助剤を捕捉するため)は、濾過遠心分離機のフィルター上の濾過助剤と組み合わせて沈殿したmRNAを保持するために使用されるものと同じフィルターであるためである。
一部の実施形態では、本発明の方法は、沈殿したmRNAの懸濁液が場合により濾過助剤を含まないため、フィルターの交換を必要としない。したがって、沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから回収する工程は、沈殿したmRNAを可溶化する際に精製されたmRNAを提供する。したがって、本発明の方法は、mRNAを精製する、より簡単な方法を提供する。さらに、本発明の方法は、フィルターを交換する必要なく、mRNA精製のサイクルを繰り返すことを可能にし、したがって、大規模なmRNAを精製するコストおよび負担を減少させる。
本発明の方法を用いて使用するための例示的なシステムおよび方法は、図3~5に概説される。
本明細書に記載される方法に適切な核酸
mRNAの長さ
種々の実施形態によれば、本発明は、種々の長さのin vitro合成されたmRNAを精製するために使用される。一部の実施形態では、本発明は、長さが約1kb、1.5kb、2kb、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、5kb、6kb、7kb、8kb、9kb、10kb、11kb、12kb、13kb、14kb、15kb、または20kbまたはそれ以上であるin vitro合成されたmRNAを精製するために使用することができる。一部の実施形態では、本発明は、長さが約1~20kb、約1~15kb、約1~10kb、約5~20kb、約5~15kb、約5~12kb、約5~10kb、約8~20kb、または約8~15kbの範囲であるin vitro合成されたmRNAを精製するために使用することができる。例えば、典型的なmRNAは、長さが約1kb~約5kbであり得る。より典型的には、mRNAは、約1kb~約3kbの長さを有する。しかしながら、一部の実施形態では、本発明の組成物中のmRNAは、はるかに長い(約20kbより大きい)。
mRNAの長さ
種々の実施形態によれば、本発明は、種々の長さのin vitro合成されたmRNAを精製するために使用される。一部の実施形態では、本発明は、長さが約1kb、1.5kb、2kb、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、5kb、6kb、7kb、8kb、9kb、10kb、11kb、12kb、13kb、14kb、15kb、または20kbまたはそれ以上であるin vitro合成されたmRNAを精製するために使用することができる。一部の実施形態では、本発明は、長さが約1~20kb、約1~15kb、約1~10kb、約5~20kb、約5~15kb、約5~12kb、約5~10kb、約8~20kb、または約8~15kbの範囲であるin vitro合成されたmRNAを精製するために使用することができる。例えば、典型的なmRNAは、長さが約1kb~約5kbであり得る。より典型的には、mRNAは、約1kb~約3kbの長さを有する。しかしながら、一部の実施形態では、本発明の組成物中のmRNAは、はるかに長い(約20kbより大きい)。
mRNA修飾
一部の実施形態では、本発明は、安定性を一般的に増強する1つまたはそれ以上の修飾を含有するmRNAを精製するために使用される。一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の修飾は、修飾されたヌクレオチド、修飾された糖リン酸骨格、5’および/または3’非翻訳領域から選択される。一部の実施形態では、本発明は未修飾のin vitro合成mRNAを精製するために使用される。一部の実施形態では、mRNAはヌクレオチド修飾を含まない。
一部の実施形態では、本発明は、安定性を一般的に増強する1つまたはそれ以上の修飾を含有するmRNAを精製するために使用される。一部の実施形態では、1つまたはそれ以上の修飾は、修飾されたヌクレオチド、修飾された糖リン酸骨格、5’および/または3’非翻訳領域から選択される。一部の実施形態では、本発明は未修飾のin vitro合成mRNAを精製するために使用される。一部の実施形態では、mRNAはヌクレオチド修飾を含まない。
一般的に、mRNAは、安定性を増強するように修飾される。mRNAの修飾には、例えば、RNAのヌクレオチドの修飾を含めることができる。したがって、本発明による修飾されたmRNAは、例えば、骨格修飾、糖修飾または塩基修飾を含むことができる。一部の実施形態では、mRNAをコードする抗体(例えば、mRNAをコードする重鎖および軽鎖)は、プリン(アデニン(A)、グアニン(G))またはピリミジン(チミン(T)、シトシン(C)、ウラシル(U))、ならびに修飾されたヌクレオチドとして、プリンおよびピリミジンの類似体または誘導体、例えば1-メチル-アデニン、2-メチル-アデニン、2-メチルチオ-N-6-イソペンテニル-アデニン、N6-メチル-アデニン、N6-イソペンテニル-アデニン、2-チオ-シトシン、3-メチル-シトシン、4-アセチル-シトシン、5-メチル-シトシン、2,6-ジアミノプリン、1-メチル-グアニン、2-メチル-グアニン、2,2-ジメチル-グアニン、7-メチル-グアニン、イノシン、1-メチル-イノシン、プソイドウラシル(5-ウラシル)、ジヒドロ-ウラシル、2-チオ-ウラシル、4-チオ-ウラシル、5-カルボキシメチルアミノメチル-2-チオ-ウラシル、5-(カルボキシヒドロキシメチル)-ウラシル、5-フルオロ-ウラシル、5-ブロモ-ウラシル、5-カルボキシメチルアミノメチル-ウラシル、5-メチル-2-チオ-ウラシル、5-メチル-ウラシル、N-ウラシル-5-オキシ酢酸メチルエステル、5-メチルアミノメチル-ウラシル、5-メトキシアミノメチル-2-チオ-ウラシル、5’-メトキシカルボニルメチル-ウラシル、5-メトキシ-ウラシル、ウラシル-5-オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル-5-オキシ酢酸(v)、1-メチル-プソイドウラシル、ケオシン、ベータ-D-マンノシル-ケオシン、ワイブトキソシン、およびホスホロアミデート、ホスホロチオエート、ペプチドヌクレオチド、メチルホスホネート、7-デアザグアノシン、5-メチルシトシンおよびイノシンを限定されずに含む、天然に存在するヌクレオチドおよび/またはヌクレオチド類似体(修飾されたヌクレオチド)から合成することができる。そのような類似体の調製は、例えば米国特許第4,373,071号、米国特許第4,401,796号、米国特許第4,415,732号、米国特許第4,458,066号、米国特許第4,500,707号、米国特許第4,668,777号、米国特許第4,973,679号、米国特許第5,047,524号、米国特許第5,132,418号、米国特許第5,153,319号、米国特許第5,262,530号および5,700,642号から当業者に公知であり、その開示は参照により完全にここに含まれる。
一般的に、mRNAの合成は、N末端(5’)末端の「キャップ」およびC末端(3’)末端の「テール」の付加を含む。ほとんどの真核生物の細胞で見出されるヌクレアーゼへの抵抗性を提供することにおいて、キャップの存在は重要である。「テール」の存在は、mRNAをエキソヌクレアーゼ分解から保護する役目をする。
したがって、一部の実施形態では、本明細書に記載される方法を使用して精製されるmRNAは5’キャップ構造を含む。5’キャップは一般的に以下の通りに加えられる:先ず、RNA末端ホスファターゼは5’ヌクレオチドから末端リン酸基の1つを除去し、2つの末端リン酸基を残す;グアノシン三リン酸(GTP)がグアニリル転移酵素を通して末端リン酸基に次に加えられ、5’5’5三リン酸連結を生成する;グアニンの7窒素がメチルトランスフェラーゼによって次にメチル化される。キャップ構造の例には、限定されずに、m7G(5’)ppp(5’(A,G(5’)ppp(5’)AおよびG(5’)ppp(5’)Gが含まれる。
in vitro転写反応から提供されるmRNAは一部の実施形態では望ましい可能性があるが、細菌、真菌、植物および/または動物から生成される野生型mRNAを含むmRNAの他の供給源も本発明の方法を使用して精製することができる。
一部の実施形態では、本明細書に記載される方法での精製のためのmRNAは、5’および/または3’非翻訳領域を含む。一部の実施形態では、5’非翻訳領域は、mRNAの安定性または翻訳に影響を及ぼす1つまたはそれ以上のエレメント、例えば鉄応答エレメントを含む。一部の実施形態では、5’非翻訳領域は、長さが約50から500ヌクレオチドの間であってよい。
一部の実施形態では、3’非翻訳領域は、ポリアデニル化シグナル、細胞中のmRNAの位置安定性に影響を及ぼすタンパク質のための結合部位、またはmiRNAのための1つまたはそれ以上の結合部位の1つまたはそれ以上を含む。一部の実施形態では、3’非翻訳領域は、長さが50から500ヌクレオチドの間またはそれ以上であってよい。
本発明は、任意のタンパク質をコードするmRNAを精製するために使用することができる。
回収されるmRNA
規模および回収される量
本発明により提供される特定の利点は、mRNA、特にin vitro合成mRNAを大規模または商業規模で精製する能力である。例えば、一部の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき約100ミリグラム、1グラム、10グラム、50グラム、100グラム、200グラム、300グラム、400グラム、500グラム、600グラム、700グラム、800グラム、900グラム、1kg、5kg、10kg、50kg、100kg、1メートルトン、10メートルトンまたはそれ以上の規模、またはそれ以上で精製される。特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは約500gの規模またはそれ以上で精製される。例で実証されるように、本発明の方法は、少なくとも約500gのin vitro合成mRNAのバッチの精製を可能にするために規模調整が可能である。特に、本方法は低減された洗浄バッファーの量を必要とし、このように溶媒洗浄を必要とするプロトコルのためにより少ない溶媒を必要とし、さらに、以前の方法と比較してより大きなバッチのmRNAのより効率的で経済的な精製を可能にする。
規模および回収される量
本発明により提供される特定の利点は、mRNA、特にin vitro合成mRNAを大規模または商業規模で精製する能力である。例えば、一部の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき約100ミリグラム、1グラム、10グラム、50グラム、100グラム、200グラム、300グラム、400グラム、500グラム、600グラム、700グラム、800グラム、900グラム、1kg、5kg、10kg、50kg、100kg、1メートルトン、10メートルトンまたはそれ以上の規模、またはそれ以上で精製される。特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは約500gの規模またはそれ以上で精製される。例で実証されるように、本発明の方法は、少なくとも約500gのin vitro合成mRNAのバッチの精製を可能にするために規模調整が可能である。特に、本方法は低減された洗浄バッファーの量を必要とし、このように溶媒洗浄を必要とするプロトコルのためにより少ない溶媒を必要とし、さらに、以前の方法と比較してより大きなバッチのmRNAのより効率的で経済的な精製を可能にする。
一部の実施形態では、精製されたmRNAの規模は、濾過遠心分離機のバスケットのサイズに依存する。例えば、30cmのバスケット直径および15cmの深さを有する濾過遠心分離機は、場合により濾過助剤を含む、沈殿したmRNAの約4kgの最大投入量を受け入れることができる。一部の実施形態では、50cmのバスケット直径および25cmの深さを有する濾過遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 503)は、場合により濾過助剤を含む、沈殿したmRNAの約30kgの最大投入量を受け入れることができる。一部の実施形態では、63cmのバスケット直径および31.5cmの深さを有する濾過遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 633)は、場合により濾過助剤を含む、沈殿したmRNAの約50kgの最大投入量を受け入れることができる。一部の実施形態では、81cmのバスケット直径および35cmの深さを有する濾過遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 813)は、場合により濾過助剤を含む、沈殿したmRNAの約120kgの最大投入量を受け入れることができる。一部の実施形態では、105cmのバスケット直径および61cmの深さを有する濾過遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 1053)は、場合により濾過助剤を含む、沈殿したmRNAの約275kgの最大投入量を受け入れることができる。一部の実施形態では、115cmのバスケット直径および61cmの深さを有する濾過遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 1153)は、場合により濾過助剤を含む、沈殿したmRNAの約410kgの最大投入量を受け入れることができる。一部の実施形態では、132cmのバスケット直径および72cmの深さを有する濾過遠心分離機(例えば、Rousselet Robatel EHBL 1323)は、場合により濾過助剤を含む、沈殿したmRNAの約550kgの最大投入量を受け入れることができる。
特定の一実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき10gの規模で精製される。特定の一実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき20gの規模で精製される。特定の一実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき25gの規模で精製される。特定の一実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき50gの規模で精製される。別の特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき100gの規模で精製される。さらに別の特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき1kgの規模で精製される。さらに別の特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき10kgの規模で精製される。さらに別の特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき100kgの規模で精製される。さらに別の特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき1,000kgの規模で精製される。さらに別の特定の実施形態では、in vitro合成mRNAは、1バッチにつき10,000kgの規模で精製される。
一部の実施形態では、mRNAは、1バッチにつき1グラム、5グラム、10グラム、15グラム、20グラム、25グラム、30グラム、35グラム、40グラム、45グラム、50グラム、75グラム、100グラム、150グラム、200グラム、250グラム、300グラム、350グラム、400グラム、450グラム、500グラム、550グラム、600グラム、650グラム、700グラム、750グラム、800グラム、850グラム、900グラム、950グラム、1kg、2.5kg、5kg、7.5kg、10kg、25kg、50kg、75kg、100kgまたはそれ以上の規模またはそれ以上で精製される。
一部の実施形態では、精製されたmRNAを含む溶液は、少なくとも1グラム、10グラム、100グラム、1キログラム、10キログラム、100キログラム、1メートルトン、10メートルトンまたはそれ以上のmRNA、またはその間の任意の量を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載される方法は、少なくとも約250mgのmRNAのmRNA量を精製するために使用される。一実施形態では、本明細書に記載される方法は、少なくとも約250mgのmRNA、約500mgのmRNA、約750mgのmRNA、約1000mgのmRNA、約1500mgのmRNA、約2000mgのmRNAまたは約2500mgのmRNAのmRNA量を精製するために使用される。実施形態では、本明細書に記載される方法は、少なくとも約250mgのmRNAから約500gのmRNAのmRNA量を精製するために使用される。実施形態では、本明細書に記載される方法は、少なくとも約500mgのmRNAから約250gのmRNA、約500mgのmRNAから約100gのmRNA、約500mgのmRNAから約50gのmRNA、約500mgのmRNAから約25gのmRNA、約500mgのmRNAから約10gのmRNA、または約500mgのmRNAから約5gのmRNAのmRNA量を精製するために使用される。実施形態では、本明細書に記載される方法は、少なくとも約100mgのmRNAから約10gのmRNA、約100mgのmRNAから約5gのmRNA、または約100mgのmRNAから約1gのmRNAのmRNA量を精製するために使用される。
一部の実施形態では、本明細書に記載される方法は、精製されたmRNAの少なくとも約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、約97%、約98%、約99%または約100%である回収量(または、「収率」)を提供する。したがって、一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約40%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約45%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約50%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約55%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約60%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約65%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約70%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約75%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約80%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約85%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約90%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約91%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約92%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約93%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約94%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約95%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約96%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約97%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約98%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約99%である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約100%である。
一部の実施形態では、全精製mRNAは、約80%~約100%の収率をもたらす量で回収される。一部の実施形態では、全精製mRNAは、約90%~約99%の収率をもたらす量で回収される。一部の実施形態では、全精製mRNAは、少なくとも約90%の収率をもたらす量で回収される。特定の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約80%を超えるかまたは約90%を超え、例えば約90%から100%の間である。特定の実施形態では、精製されたmRNAの回収量は約95%を超える。
精製されたmRNAの特徴付け
本明細書で提供されるmRNA精製方法は、短い不全型のRNA種、長い不全型のRNA種、二本鎖RNA(dsRNA)、残留プラスミドDNA、残留in vitro転写酵素、残留溶媒および/または残留塩を含む夾雑物を実質的に含まない、精製されたmRNA組成物をもたらす。例で実証され、上で概説されるように、本発明の方法は、以前の方法と比較して低減された量の洗浄バッファーを使用した精製されたmRNAの著しい回収、およびより速くより直接的な精製プロトコルを達成する。
本明細書で提供されるmRNA精製方法は、短い不全型のRNA種、長い不全型のRNA種、二本鎖RNA(dsRNA)、残留プラスミドDNA、残留in vitro転写酵素、残留溶媒および/または残留塩を含む夾雑物を実質的に含まない、精製されたmRNA組成物をもたらす。例で実証され、上で概説されるように、本発明の方法は、以前の方法と比較して低減された量の洗浄バッファーを使用した精製されたmRNAの著しい回収、およびより速くより直接的な精製プロトコルを達成する。
一部の実施形態では、精製されたmRNAは約60%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約65%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約70%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約75%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約80%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約85%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約90%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約91%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約92%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約93%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約94%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約95%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約96%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約97%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約98%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約99%の純度を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約100%の純度を有する。特定の実施形態では、精製されたmRNAは99%より高い、例えば99.9%の純度を有する。
一部の実施形態では、精製されたmRNAの純度は約60%から約100%の間である。一部の実施形態では、精製されたmRNAの純度は約80%から99%の間である。特定の実施形態では、精製されたmRNAの純度は約90%から約99%の間である。
上で概説されるように、本発明の方法は、臨床グレードの純度を有する大量の精製されたmRNAを得るためのより速くてより直接的な手順を提供する。特に、本方法は、精製されたmRNAのかなりの純度および高い収率を達成するために、低減された洗浄バッファーの量を必要とする。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは、約0.5時間から約4時間の間に約50%から約100%の間の純度まで洗浄される。一部の実施形態では、特定の量の洗浄バッファーを使用した、保持された沈殿したmRNAからの不純物除去を達成するためにかかる時間は、前記濾過遠心分離機のローターサイズ(すなわち、バスケット直径)に、したがって沈殿したmRNAのバッチサイズおよび必要とされた洗浄バッファーの量に依存することができる(表Dを参照する)。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは、約4時間未満、約3時間未満、約2時間未満、約1時間未満、または約0.5時間未満に、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%または約100%の純度まで洗浄される。一部の実施形態では、保持された沈殿したmRNAは、約90分未満に約95%を超えた(例えば99%)純度まで洗浄される。例えば、本発明者らは約50cmのローターサイズを有する濾過遠心分離機を使用して、500リットルの洗浄バッファーを使用して約80分で(すなわち、6L/分または15L/分/m2の洗浄バッファー投入速度で)1000gのmRNAのバッチの不純物除去を達成した(表Dを参照する)。したがって、本発明の方法は、商業的および治療的使用のために大きなバッチを受け入れるためにmRNAの精製規模を調整するために特に好適である。
一部の実施形態では、本発明の方法を使用して精製されたmRNAは、1つまたはそれ以上の夾雑物、例えば1つまたはそれ以上のタンパク質および/または短い不全型の転写夾雑物を実質的に含まない。一部の実施形態では、1つまたはそれ以上のタンパク質および/または短い不全型の転写夾雑物は、IVT mRNA合成で使用される酵素試薬を含む。一部の実施形態では、酵素試薬はポリメラーゼ酵素(例えば、T7 RNAポリメラーゼまたはSP6 RNAポリメラーゼ)、DNアーゼI、ピロホスファターゼおよびキャッピング酵素を含む。一部の実施形態では、本方法は、長い不全型のRNA種、二本鎖RNA(dsRNA)、残留プラスミドDNA残留溶媒および/または残留塩をさらに除去する。一部の実施形態では、短い不全型の転写夾雑物は15未満の塩基を含む。一部の実施形態では、短い不全型の転写夾雑物は約8~12塩基を含む。一部の実施形態では、本方法はRNアーゼ阻害剤も除去する。一部の実施形態では、精製されたmRNAはさらなる精製なしで臨床グレードの純度を有する。
一部の実施形態では、本明細書に開示される方法によって生成されるmRNAは、10%未満、9%未満、8%未満、7%未満、6%未満、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満、0.5%未満、および/または0.1%未満の完全長mRNA以外の不純物を有する。不純物には、IVT夾雑物、例えば、タンパク質、酵素、DNA鋳型、遊離ヌクレオチド、残留溶媒、残留塩、二本鎖RNA(dsRNA)、早期不全RNA配列(「ショートマー」または「短い不全型のRNA種」)および/または長い不全型のRNA種が含まれる。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、プロセス酵素を実質的に含まない。
一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約1pg/mg未満、約2pg/mg未満、約3pg/mg未満、約4pg/mg未満、約5pg/mg未満、約6pg/mg未満、約7pg/mg未満、約8pg/mg未満、約9pg/mg未満、約10pg/mg未満、約11pg/mg未満または約12pg/mg未満である。したがって、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約1pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約2pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約3pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約4pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約5pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約6pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約7pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約8pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約9pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約10pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約11pg/mg未満である。一部の実施形態では、本明細書に記載される精製方法を使用して精製されたmRNA中の残留プラスミドDNAは、約12pg/mg未満である。
一部の実施形態では、本発明は、高い程度の早期不全RNA配列(「ショートマー」としても知られる)を除去または排除する。一部の実施形態では、本発明による方法は、約90%、95%、96%、97%、98%、99%より多くの、または実質的に全ての早期不全RNA配列を除去する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、早期不全RNA配列を実質的に含まない。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、約5%未満(例えば、約4%、3%、2%または1%未満)の早期不全RNA配列を含有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、約1%未満(例えば、約0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%または0.1%未満)の早期不全RNA配列を含有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、例えば高速液体クロマトグラフィー(HPLC)(例えば、肩または別個のピーク)、臭化エチジウム、クーマシー染色、キャピラリー電気泳動またはグリオキサールゲル電気泳動(例えば、別個の下部バンドの存在)によって決定されるような、検出不能な早期不全RNA配列を含有する。本明細書で使用されるように、用語「ショートマー」、「短い不全型のRNA種」、「早期不全RNA配列」、または「長い不全型のRNA種」は、完全長未満である任意の転写物を指す。一部の実施形態では、「ショートマー」、「短い不全型のRNA種」または「早期不全RNA配列」は、長さが100未満のヌクレオチド、長さが90未満、80未満、70未満、60未満、50未満、40未満、30未満、20未満または10未満のヌクレオチドである。一部の実施形態では、5’-キャップおよび/または3’-ポリAテールを加えた後に、ショートマーは検出または定量化される。一部の実施形態では、早期不全RNA転写物は、15未満の塩基(例えば、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4または3未満の塩基)を含む。一部の実施形態では、早期不全RNA転写物は、約8~15、8~14、8~13、8~12、8~11または8~10の塩基を含有する。
一部の実施形態では、本発明による方法は、T7 RNAポリメラーゼ、DNアーゼI、ピロホスファターゼおよび/またはRNアーゼ阻害剤を限定されずに含む、in vitro合成で使用される酵素試薬を高い程度で除去または排除する。一部の実施形態では、本発明は、T7 RNAポリメラーゼを除去するのに特に有効である。一部の実施形態では、本発明による方法は、約90%、95%、96%、97%、98%、99%より多くの、または実質的に全てのin vitro合成で使用される酵素試薬を除去する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、in vitro合成で使用される酵素試薬を実質的に含まない。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、約5%未満(例えば、約4%、3%、2%または1%未満)のin vitro合成で使用される酵素試薬を含有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、約1%未満(例えば、約0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%または0.1%未満)のin vitro合成で使用される酵素試薬を含有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、例えば銀染色、ゲル電気泳動、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、超高速液体クロマトグラフィー(UPLC)および/またはキャピラリー電気泳動、臭化エチジウムおよび/またはクーマシー染色によって決定されるような、検出不能なin vitro合成で使用される酵素試薬を含有する。
様々な実施形態では、本明細書に記載される方法を使用して精製されたmRNAは、高度の完全性を維持する。本明細書で使用されるように、用語「mRNA完全性」は、精製後のmRNAの品質を一般的に指す。mRNA完全性は、当技術分野で周知である方法を使用して、例えばRNAアガロースゲル電気泳動によって決定することができる。一部の実施形態では、mRNA完全性は、RNAアガロースゲル電気泳動のバンディングパターンによって決定することができる。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、RNAアガロースゲル電気泳動の参照バンドと比較して、ほとんどまたは全くバンディングを示さない。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、約80%、約85%または約90%より大きい完全性を有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、約95%より大きい(例えば、約96%、97%、98%、99%またはそれ以上より大きい)完全性を有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、98%より大きい完全性を有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、99%より大きい完全性を有する。一部の実施形態では、本発明により精製されたmRNAは、概ね100%の完全性を有する。一部の実施形態では、本明細書に記載される方法は、完全長mRNA分子のより低いパーセンテージを有する組成物と比較して増加した活性、例えば、少なくとも2倍、3倍、4倍、5倍またはそれ以上の翻訳されたポリペプチドを有する組成物を提供する。一部の実施形態では、パーセンテージ完全性は、HPLCクロマトグラムの完全長mRNAに関連する主生成物ピークの曲線下%面積を決定することによって調査することができる。
一部の実施形態では、精製されたmRNAは、少なくとも約80%、85%、90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の完全性を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約95%またはそれ以上の完全性を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約98%またはそれ以上の完全性を有する。特定の実施形態では、精製されたmRNAは約99%またはそれ以上の完全性を有する。
一部の実施形態では、本発明の方法は、精製されたmRNAを特徴付けるさらなる工程を含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAを特徴付けるさらなる工程は、精製されたmRNAの以下の特徴の1つまたはそれ以上を調査することを含む:外観、同一性、量、濃度、不純物の存在、微生物学的調査、pHレベルおよび活性。一部の実施形態では、許容される外観には、可視的微粒子を事実上含まない透明無色の溶液が含まれる。一部の実施形態では、mRNAの同一性は、シークエンシング方法によって調査される。一部の実施形態では、濃度は紫外分光測光などの好適な方法によって調査される。一部の実施形態では、好適な濃度は名目上約90%から110%の間(0.9~1.1mg/mL)である。
一部の実施形態では、精製されたmRNAを特徴付けるさらなる工程は、mRNA完全性の調査、残留プラスミドDNAの調査および残留溶媒の調査を含む。一部の実施形態では、mRNA完全性を調査するためのさらなる工程は、アガロースゲル電気泳動を含む。バンディングパターンおよび見かけのヌクレオチド長が分析参照標準と一貫しているかどうかを決定するためにゲルを分析する。一部の実施形態では、陽性対照は、mRNAの%純度を決定するためのアガロースゲル電気泳動からの銀染色のコンパレーターとして使用される。一部の実施形態では、さらなる工程は、例えばキャピラリーゲル電気泳動(CGE)を使用した精製されたmRNAの調査を含む、RNA完全性の調査を含む。一部の実施形態では、CGEによって決定されるような精製されたmRNAの許容される純度とは、精製されたmRNA組成物が約55%より多くの長い不全型/分解された種を有しないということである。一部の実施形態では、さらなる工程は、当技術分野の方法によって、例えばqPCRを用いて残留プラスミドDNAを調査することを含む。一部の実施形態では、10pg/mg未満(例えば、10pg/mg未満、9pg/mg未満、8pg/mg未満、7pg/mg未満、6pg/mg未満、5pg/mg未満、4pg/mg未満、3pg/mg未満、2pg/mg未満または1pg/mg未満)が、残留プラスミドDNAの許容レベルである。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは10,000ppm、9,000ppm、8,000ppm、7,000ppm、6,000ppm、5,000ppm、4,000ppm、3,000ppm、2,000ppm、1,000ppmより高くない。したがって、一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは10,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは9,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは8,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは7,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは6,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは5,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは4,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは3,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは2,000ppm以下である。一部の実施形態では、許容される残留溶媒レベルは1,000ppm以下である。
一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNAに対して、例えば細菌エンドトキシンの調査を含む、微生物学的試験を実行することを含む。一部の実施形態では、細菌エンドトキシンは、<0.5EU/mL、<0.4EU/mL、<0.3EU/mL、<0.2EU/mLまたは<0.1EU/mLである。したがって、一部の実施形態では、精製されたmRNA中の細菌エンドトキシンは、<0.5EU/mLである。一部の実施形態では、精製されたmRNA中の細菌エンドトキシンは、<0.4EU/mLである。一部の実施形態では、精製されたmRNA中の細菌エンドトキシンは、<0.3EU/mLである。一部の実施形態では、精製されたmRNA中の細菌エンドトキシンは、<0.2EU/mLである。一部の実施形態では、精製されたmRNA中の細菌エンドトキシンは、<0.1EU/mLである。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、1CFU/10mL、1CFU/25mL、1CFU/50mL、1CFU/75mLより多く、または1CFU/100mLより多くを有しない。したがって、一部の実施形態では、精製されたmRNAは1CFU/10mL以下を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは1CFU/25mL以下を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは1CFU/50mL以下を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは1CFU/75mL以下を有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは1CFU/100mLを有する。
一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNAのpHを調査することを含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAの許容されるpHは5から8の間である。したがって、一部の実施形態では、精製されたmRNAは約5のpHを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約6のpHを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約7のpHを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは約8のpHを有する。
一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNAの翻訳忠実度を調査することを含む。翻訳忠実度は様々な方法によって調査することができ、例えば、トランスフェクションおよびウエスタンブロット分析を含むことができる。精製されたmRNAの許容される特徴には、参照標準と類似した分子量で移動するウエスタンブロットのバンディングパターンが含まれる。
一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNAをコンダクタンスについて調査することを含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAの許容される特徴には、参照標準の約50%から150%の間のコンダクタンスが含まれる。
一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNAをCapパーセンテージおよびポリAテール長について調査することを含む。一部の実施形態では、許容されるCapパーセンテージは、Cap1、%面積:NLT90を含む。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は、約100~1500ヌクレオチド(例えば、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950および1000、1100、1200、1300、1400または1500ヌクレオチド)である。したがって、一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約100ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約200ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約250ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約300ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約350ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約400ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約450ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約500ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約550ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約600ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約650ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約700ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約750ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約800ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約850ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約900ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約950ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約1000ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約1100ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約1200ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約1300ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約1400ヌクレオチドである。一部の実施形態では、許容されるポリAテール長は約1500ヌクレオチドである。
一部の実施形態では、さらなる工程は、例えば超高速液体クロマトグラフィー(UPLC)および/または質量分析(MS)を使用して、精製されたmRNAを任意の残留PEGについて調査することを含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、精製されたmRNA 1mgにつき10ng未満のPEGからmRNA 1mgにつき1000ngの間のPEGを有する。したがって、一部の実施形態では、精製されたmRNAは、精製されたmRNA 1mgにつき約10ng未満のPEGを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、精製されたmRNA 1mgにつき約100ng未満のPEGを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、精製されたmRNA 1mgにつき約250ng未満のPEGを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、精製されたmRNA 1mgにつき約500ng未満のPEGを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、精製されたmRNA 1mgにつき約750ng未満のPEGを有する。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、精製されたmRNA 1mgにつき約1000ng未満のPEGを有する。
mRNA純度を検出および定量化する様々な方法が、当技術分野で公知である。例えば、そのような方法には、ブロッティング、キャピラリー電気泳動、クロマトグラフィー、蛍光、ゲル電気泳動、HPLC、銀染色、分光法、紫外線(UV)またはUPLCまたはその組合せが含まれる。一部の実施形態では、mRNAはグリオキサール色素によって先ず変性させてからゲル電気泳動(「グリオキサールゲル電気泳動」)にかける。一部の実施形態では、本発明の方法は、キャッピングまたはテーリングの前に合成されたmRNAを特徴付けるさらなる工程を含む。一部の実施形態では、本発明の方法は、キャッピングおよびテーリングの後に合成されたmRNAを特徴付けるさらなる工程を含む。
一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNA中のタンパク質夾雑物の%をキャピラリー電気泳動によって決定することを含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、キャピラリー電気泳動によって決定されるように、5%もしくはそれ以下、4%もしくはそれ以下、3%もしくはそれ以下、2%もしくはそれ以下、1%もしくはそれ以下のタンパク質夾雑物を含むか、またはタンパク質夾雑物を実質的に含まない。一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNA中の塩夾雑物の%を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって決定することを含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、HPLCによって決定される、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満の塩夾雑物を含むか、または塩夾雑物を実質的に含まない。一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNA中の短い不全型の転写夾雑物の%をHPLCによって決定することを含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAは、HPLCによって決定される、5%もしくはそれ以下、4%もしくはそれ以下、3%もしくはそれ以下、2%もしくはそれ以下、1%もしくはそれ以下の短い不全型の転写夾雑物を含むか、または短い不全型の転写夾雑物を実質的に含まない。一部の実施形態では、さらなる工程は、精製されたmRNAの%完全性をキャピラリー電気泳動によって決定することを含む。一部の実施形態では、精製されたmRNAはキャピラリー電気泳動によって決定されるように、95%もしくはそれ以上、96%もしくはそれ以上、97%もしくはそれ以上、98%もしくはそれ以上、または99%もしくはそれ以上の完全性を有する。
特定の実施形態では、臨床グレードの純度は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)精製、リガンドもしくは結合をベースとした精製、接線流濾過(TFF)精製および/またはイオン交換クロマトグラフィーから選択されるさらなる精製なしで達成される。
医薬組成物および処置方法
医薬組成物
本発明は、長さが500ヌクレオチドよりも大きく目的のペプチドまたはポリペプチドをコードする完全長mRNA分子で濃縮された組成物を作製するための方法を提供する。
医薬組成物
本発明は、長さが500ヌクレオチドよりも大きく目的のペプチドまたはポリペプチドをコードする完全長mRNA分子で濃縮された組成物を作製するための方法を提供する。
本発明は、本発明のいずれかの方法により調製される精製されたmRNAを提供する。本発明は、本発明のいずれかの方法により調製される精製されたmRNAを含む溶液も提供する。
本発明は、本発明のいずれかの方法により作製される組成物も提供する。一部の実施形態では、組成物は、本発明のいずれかの方法により得られる精製されたmRNAを含む。一部の実施形態では、本発明の組成物は、水性型の精製されたmRNAである。一部の実施形態では、本発明の組成物は、沈殿したmRNAを可溶化し収集することにより得られる。一部の実施形態では、本発明の組成物は、可溶化されたmRNAを濾過助剤から分離し(例えば、濾過遠心分離機を使用して)、精製されたmRNAを収集することにより得られる。一部の実施形態では、沈殿したmRNAは、医薬組成物中への組込みに適合する水性媒体に可溶化される。
したがって、一部の実施形態では、組成物は、少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤をさらに含む(例えば、本発明の精製されたmRNA組成物および少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物)。
本発明は、対象、例えば、ヒト対象もしくはヒト対象の細胞への送達もしくはその処置において、または処置されヒト対象に送達される細胞において使用するための目的のペプチドまたはポリペプチドをコードする完全長mRNA分子で濃縮された治療組成物を作製するための方法も提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、対象の肺または肺細胞への送達またはその処置において使用するためのペプチドまたはポリペプチドをコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子(CFTR)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ATP結合カセットサブファミリーAメンバー3タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ダイニン軸糸中間鎖1タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ダイニン軸糸重鎖5(DNAH5)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、アルファ-1-アンチトリプシンタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、フォークヘッドボックスP3(FOXP3)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、1つまたはそれ以上の肺サーファクタントタンパク質、例えば、1つまたはそれ以上の肺サーファクタントAタンパク質、肺サーファクタントBタンパク質、肺サーファクタントCタンパク質、および肺サーファクタントDタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、対象の肝臓または肝臓細胞への送達またはその処置において使用するためのペプチドまたはポリペプチドをコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。そのようなペプチドおよびポリペプチドは、尿素サイクル異常症に関連する、リソソーム蓄積症に、糖原貯蔵障害に関連する、アミノ酸代謝障害に関連する、脂質代謝もしくは線維性障害に関連する、メチルマロン酸血症に関連する、または濃縮された完全長mRNAでの肝臓もしくは肝臓細胞への送達もしくはその処置が治療効果をもたらす他の任意の代謝障害に関連するペプチドおよびポリペプチドを含むことができる。
ある特定の実施形態では、本発明は、尿素サイクル異常症に関連するタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、アルギノコハク酸シンテターゼ1タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、カルバモイルリン酸シンテターゼIタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、アルギノコハク酸リアーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、アルギナーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、リソソーム蓄積症に関連するタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、アルファガラクトシダーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、グルコセレブロシダーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、イズロン酸-2-スルファターゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、イズロニダーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、N-アセチル-アルファ-D-グルコサミニダーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ヘパランN-スルファターゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ガラクトサミン-6スルファターゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ベータ-ガラクトシダーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、リソソームリパーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、アリルスルファターゼB(N-アセチルガラクトサミン-4-スルファターゼ)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、転写因子EB(TFEB)をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、糖原貯蔵障害に関連するタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、酸アルファ-グルコシダーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、グルコース-6-ホスファターゼ(G6PC)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、肝グリコーゲンホスホリラーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、筋肉ホスホグリセリン酸ムターゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、グリコーゲン脱分岐酵素をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、アミノ酸代謝に関連するタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ酵素をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、グルタリル-CoAデヒドロゲナーゼ酵素をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、プロピオニル-CoAカルボキシラーゼ酵素をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、オキサレートアラニン-グリオキシレートアミノトランスフェラーゼ酵素をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、脂質代謝または線維性障害に関連するタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、mTOR阻害剤をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ATPアーゼリン脂質輸送8B1(ATP8B1)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、I-カッパBアルファ、インターフェロン関連発生調節因子1(IFRD1)、およびサーチュイン1(SIRT1)のうちの1つまたはそれ以上のような、1つまたはそれ以上のNF-カッパB阻害剤をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、PPAR-ガンマタンパク質または活性バリアントをコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、メチルマロン酸血症に関連するタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。例えば、ある特定の実施形態では、本発明は、メチルマロニルCoAムターゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、メチルマロニルCoAエピメラーゼタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、肝臓への送達またはその処置が治療効果をもたらすことができる完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ウィルソン病タンパク質としても知られるATP7Bタンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ポルフォビリノーゲンデアミナーゼ酵素をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、第VIII因子、第IX因子、第VII因子、および第X因子のような1つまたはそれ以上の凝固酵素をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ヒトヘモクロマトーシス(HFE)タンパク質をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、対象または対象の細胞用のワクチンの送達またはワクチンを用いたその処置において使用するためのペプチドまたはポリペプチドをコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。例えば、ある特定の実施形態では、本発明は、細菌またはウイルスのような感染病原体由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ボレリア・ブルグドルフェリ(ライム病の原因である細菌)由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、インフルエンザウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、呼吸器多核体ウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、狂犬病ウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、サイトメガロウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ロタウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、SARS-CoV-2ウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、A型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス、またはC型肝炎ウイルスのような肝炎ウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ヒトパピローマウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、単純ヘルペスウイルス1型または単純ヘルペスウイルス2型のような単純ヘルペスウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ヒト免疫不全ウイルス1型またはヒト免疫不全ウイルス2型のようなヒト免疫不全ウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ヒトメタニューモウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ヒトパラインフルエンザウイルス1型、ヒトパラインフルエンザウイルス2型、またはヒトパラインフルエンザウイルス3型のようなヒトパラインフルエンザウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、マラリアウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、ジカウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、チクングニアウイルス由来の抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
ある特定の実施形態では、本発明は、対象のがんに関連するまたは対象のがん細胞から同定された抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、対象自身のがん細胞から決定される抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための、すなわち、個人化されたがんワクチンを提供するための方法を提供する。ある特定の実施形態では、本発明は、変異KRAS遺伝子から発現される抗原をコードする完全長mRNAで濃縮された治療組成物を作製するための方法を提供する。
医学的使用および処置方法
本発明は、本発明の精製されたmRNAまたは医薬組成物をそれを必要とする対象に投与する工程を含む疾患または障害を処置するための方法も提供する。本発明は、本発明の医薬組成物をそれを必要とする対象に投与する工程を含む疾患または障害を処置するための方法をさらに提供する。
本発明は、本発明の精製されたmRNAまたは医薬組成物をそれを必要とする対象に投与する工程を含む疾患または障害を処置するための方法も提供する。本発明は、本発明の医薬組成物をそれを必要とする対象に投与する工程を含む疾患または障害を処置するための方法をさらに提供する。
本発明は、療法で使用するための本発明の精製されたmRNAも提供する。本発明は、療法で使用するための本発明の医薬組成物も提供する。
mRNAの合成
IVT反応条件
以下の実施例では、別段記載されなければ、mRNAは、T7ポリメラーゼまたはSP6ポリメラーゼを使用してin vitro転写(IVT)により合成した。手短に言えば、SP6ポリメラーゼIVT反応では、転写された1グラムのmRNAごとに、RNAポリメラーゼ特異的プロモーター、SP6 RNAポリメラーゼ、RNアーゼ阻害剤、ピロホスファターゼ、5mMのNTP、10mMのDTTおよび反応バッファー(10×-250mMのTris-HCl、pH7.5、20mMのスペルミジン、50mMのNaCl)と共に20mgの直線化二本鎖DNAプラスミドを含有する反応物をRNアーゼ不含水で調製し、次に37℃で60分間インキュベートした。その後、反応は、DNアーゼIおよびDNアーゼIバッファー(10×-100mMのTris-HCl、5mMのMgCl2および25mMのCaCl2、pH7.6)の添加によりクエンチして、精製に備えて二本鎖DNA鋳型の消化を促進した。最終反応量は204mLであった。
IVT反応条件
以下の実施例では、別段記載されなければ、mRNAは、T7ポリメラーゼまたはSP6ポリメラーゼを使用してin vitro転写(IVT)により合成した。手短に言えば、SP6ポリメラーゼIVT反応では、転写された1グラムのmRNAごとに、RNAポリメラーゼ特異的プロモーター、SP6 RNAポリメラーゼ、RNアーゼ阻害剤、ピロホスファターゼ、5mMのNTP、10mMのDTTおよび反応バッファー(10×-250mMのTris-HCl、pH7.5、20mMのスペルミジン、50mMのNaCl)と共に20mgの直線化二本鎖DNAプラスミドを含有する反応物をRNアーゼ不含水で調製し、次に37℃で60分間インキュベートした。その後、反応は、DNアーゼIおよびDNアーゼIバッファー(10×-100mMのTris-HCl、5mMのMgCl2および25mMのCaCl2、pH7.6)の添加によりクエンチして、精製に備えて二本鎖DNA鋳型の消化を促進した。最終反応量は204mLであった。
5’キャップ
別段記載されなければ、IVT転写mRNAは、IVT反応の一部としてキャップ構造を含むことにより、またはそれに続く酵素的工程において、その5’末端でキャップした。IVT反応の一部としてのキャッピングでは、キャップ類似物を、新生RNA鎖の第1の「塩基」として組み込むことができる。キャップ類似物は、キャップ0、キャップ1、キャップ2、m6Am、または非天然のキャップでもよい。代わりに、未キャップの精製されたin vitro転写(IVT)mRNAは、例えば、グアニレートトランスフェラーゼを使用して5’N7-メチルグアニレートキャップ0構造を付加することによりおよびFechter、P.;Brownlee、G.G.「Recognition of mRNA cap structures by viral and cellular proteins」J.Gen.Virology 2005年、86、1239~1249頁に記載される通りに、2’O-メチルトランスフェラーゼを使用してキャップ1構造を生じるペナルチメートヌクレオチドの2’O位でのメチル基の付加により、IVTに続いて酵素的に修飾してキャップを含めることができる。
別段記載されなければ、IVT転写mRNAは、IVT反応の一部としてキャップ構造を含むことにより、またはそれに続く酵素的工程において、その5’末端でキャップした。IVT反応の一部としてのキャッピングでは、キャップ類似物を、新生RNA鎖の第1の「塩基」として組み込むことができる。キャップ類似物は、キャップ0、キャップ1、キャップ2、m6Am、または非天然のキャップでもよい。代わりに、未キャップの精製されたin vitro転写(IVT)mRNAは、例えば、グアニレートトランスフェラーゼを使用して5’N7-メチルグアニレートキャップ0構造を付加することによりおよびFechter、P.;Brownlee、G.G.「Recognition of mRNA cap structures by viral and cellular proteins」J.Gen.Virology 2005年、86、1239~1249頁に記載される通りに、2’O-メチルトランスフェラーゼを使用してキャップ1構造を生じるペナルチメートヌクレオチドの2’O位でのメチル基の付加により、IVTに続いて酵素的に修飾してキャップを含めることができる。
3’テール
別段記載されなければ、IVT転写mRNAは、IVT反応の一部としてmRNAにテーリングする直線化プラスミドにテール鋳型を含むことにより、またはそれに続く酵素的工程において、その3’末端でテーリングした。IVT反応の一部としてのテーリングでは、ポリTまたは類似するテーリング機能のpDNA鋳型中への組込みは、ポリAテールまたは類似の適切なテールがIVT方法の一部としてmRNA上に形成されるように実施される。代わりに、ポリAテールは、IVT反応に続いて、例えば、ポリAポリメラーゼを使用して、IVT産生mRNAの3’末端に酵素的に付加することができる。
別段記載されなければ、IVT転写mRNAは、IVT反応の一部としてmRNAにテーリングする直線化プラスミドにテール鋳型を含むことにより、またはそれに続く酵素的工程において、その3’末端でテーリングした。IVT反応の一部としてのテーリングでは、ポリTまたは類似するテーリング機能のpDNA鋳型中への組込みは、ポリAテールまたは類似の適切なテールがIVT方法の一部としてmRNA上に形成されるように実施される。代わりに、ポリAテールは、IVT反応に続いて、例えば、ポリAポリメラーゼを使用して、IVT産生mRNAの3’末端に酵素的に付加することができる。
精製されたmRNAの分析
RNA完全性分析(断片アナライザー-キャピラリー電気泳動)
RNA完全性およびテール長は、CE断片アナライザーおよび市販のRNA検出キットを使用して評価した。完全性についてのピークプロファイルの分析およびテール長についてのサイズシフトを、生データならびに正規化されたデータセットで実施した。
RNA完全性分析(断片アナライザー-キャピラリー電気泳動)
RNA完全性およびテール長は、CE断片アナライザーおよび市販のRNA検出キットを使用して評価した。完全性についてのピークプロファイルの分析およびテール長についてのサイズシフトを、生データならびに正規化されたデータセットで実施した。
mRNAキャップ種分析(HPLC/MS)
最終精製mRNA産物中に存在するキャップ種は、米国特許第9,970,047号に記載されるクロマトグラフィー法を使用して定量化した。この方法は、全mRNAのパーセントとして未キャップmRNAを正確に定量化することができる。この方法は、キャップG、キャップ0およびキャップ1量のような特定のキャップ構造の量を定量化することもでき、これらのキャップ構造は全mRNAのパーセンテージとして報告することができる。
最終精製mRNA産物中に存在するキャップ種は、米国特許第9,970,047号に記載されるクロマトグラフィー法を使用して定量化した。この方法は、全mRNAのパーセントとして未キャップmRNAを正確に定量化することができる。この方法は、キャップG、キャップ0およびキャップ1量のような特定のキャップ構造の量を定量化することもでき、これらのキャップ構造は全mRNAのパーセンテージとして報告することができる。
dsRNA検出(J2ドットブロット)
個々のmRNA試料中の二本鎖RNA(dsRNA)の存在は、Karikoら、Nucleic Acids Research、2011年.39、No.21により以前記載されたJ2抗dsRNAドットブロットを使用して測定された。手短に言えば、200ngのRNAまたは25ngのdsRNA対照を、スーパー荷電Nytran上にブロットした。ブロットは乾燥させ、5%の脱脂粉乳でブロッキングし、次に、ブロット当たり1μgのJ2抗体でプロービングした。ブロットを洗浄し、再び洗浄する前に、HRPコンジュゲートロバ抗マウスでプロービングした。ブロットはECLプラスウェスタンブロット検出試薬で検出し、画像をフィルム上に捕らえた。精製されたmRNAを含む試料は、いかなるdsDNAも欠く対照と比べた場合、それぞれのブロットが目に見えるほどのより黒い着色を全く示さない場合はdsRNAが実質的にないと見なされた。
個々のmRNA試料中の二本鎖RNA(dsRNA)の存在は、Karikoら、Nucleic Acids Research、2011年.39、No.21により以前記載されたJ2抗dsRNAドットブロットを使用して測定された。手短に言えば、200ngのRNAまたは25ngのdsRNA対照を、スーパー荷電Nytran上にブロットした。ブロットは乾燥させ、5%の脱脂粉乳でブロッキングし、次に、ブロット当たり1μgのJ2抗体でプロービングした。ブロットを洗浄し、再び洗浄する前に、HRPコンジュゲートロバ抗マウスでプロービングした。ブロットはECLプラスウェスタンブロット検出試薬で検出し、画像をフィルム上に捕らえた。精製されたmRNAを含む試料は、いかなるdsDNAも欠く対照と比べた場合、それぞれのブロットが目に見えるほどのより黒い着色を全く示さない場合はdsRNAが実質的にないと見なされた。
減少させた遠心分離速度を使用する遠心分離によるmRNAの精製
本実施例は、濾過遠心分離機を使用する沈殿したmRNAの精製が、精製されたmRNAの非常に高い回収率を達成できることを実証する。特に、本実施例は、沈殿したmRNAの投入および洗浄が同一の低速度で実施される場合、同一の高遠心分離速度で投入および洗浄を実施する方法と比べて、驚くべきことに必要な洗浄バッファーが少なくて済むことを実証する。
本実施例は、濾過遠心分離機を使用する沈殿したmRNAの精製が、精製されたmRNAの非常に高い回収率を達成できることを実証する。特に、本実施例は、沈殿したmRNAの投入および洗浄が同一の低速度で実施される場合、同一の高遠心分離速度で投入および洗浄を実施する方法と比べて、驚くべきことに必要な洗浄バッファーが少なくて済むことを実証する。
mRNAは、上の実施例1に記載されるIVT反応ならびにキャッピングおよびテーリング(C/T)反応に従って、SP6ポリメラーゼを使用して合成した。mRNAの異なるバッチサイズがこの実験に使用された。最大のバッチサイズ(500グラム)は、複数のIVT合成反応由来のmRNAをプールすることにより達成した。
本実施例では、mRNAは、カオトロピック塩チオシアン酸グアニジン(GSCN(5MのGSCN-10mMのDTTバッファー))およびアルコールエタノール(EtOH)をmRNA:GSCN:100%のEtOHの比1:2.3:1.7での組合せを使用して沈殿させた。沈殿したmRNA懸濁液は濾過助剤(Solka-Floc)と、mRNA:濾過助剤比1:10で混合させ、次に、試料供給ポートを通してmRNAのバッチのサイズに応じて、H300PまたはEHBL503の濾過遠心分離機上に懸濁液として投入した。次に、mRNA懸濁液は、遠心分離により濾過遠心分離機のフィルター上に保持され、精製されたmRNAが溶出され定量化される前に、特定容量の80%のEtOHを用いた洗浄に供された。手順条件および%回収率は下の表Bに提供されている。
表Bのデータは、投入と洗浄の両方の工程での同一の低速度の使用は、低容量の洗浄バッファーを使用しつつ、精製されたmRNAの高い%回収率を達成することを実証する。表に提供される洗浄バッファーの容量は、精製方法において(すなわち、(i)IVT合成工程ならびに(ii)5’-キャッピングおよび3’-テーリング工程後にmRNAを精製するために)使用される洗浄バッファーの総容量を表す。したがって、mRNAの最大試験バッチを精製するため、1サイクルの精製方法を使用するそれぞれの製造工程後にmRNAを精製するのにmRNA 1gにつき0.5Lだけの洗浄容量が必要である。mRNA 1gにつき少なくとも4Lの洗浄バッファーの総容量を必要とする深層濾過と比べて、本発明の方法が必要とするのは4分の1(すなわち、75%減少)の洗浄バッファー容量である。精製されたmRNAの品質は、低速遠心分離がより大きな量の沈殿したmRNAに適用される場合でも一貫しており、純度を失わずにキログラム量のmRNAの精製のために方法をスケールアップできることが示唆される。
より低速度の遠心分離はより大きなバッチサイズでも精製されたmRNAの完全性および純度を維持する
本実施例は、より低速度の遠心分離を使用して大規模バッチのmRNAを二度精製する(IVTとキャッピングおよびテーリング(C/T)反応の両方の後で)場合でもmRNAの完全性および純度を維持できることを実証する。
本実施例は、より低速度の遠心分離を使用して大規模バッチのmRNAを二度精製する(IVTとキャッピングおよびテーリング(C/T)反応の両方の後で)場合でもmRNAの完全性および純度を維持できることを実証する。
実施例2に記載される通りに250gバッチのOTC mRNAを合成して精製し、濾過遠心分離機上での精製はIVTとC/T反応の両方の後で実施した。精製方法では、EHBL503濾過遠心分離機を表Bに提供される250gバッチについての条件に従って運転した。精製されたOTC mRNAの完全性は、CEスミア分析を使用して評価され、mRNA純度は、残留プロセス酵素を検出する銀染色分析を使用して評価した。
際立ったことに、これらのより低い遠心分離速度を使用して得られる精製されたmRNAの完全性は、IVT工程後は約94%であり、キャッピングおよびテーリング工程後は約91%であった(テール長は172ヌクレオチド)。さらに、精製されたOTC mRNAの銀染色分析は、IVT工程からもキャッピングおよびテーリング(C/T)工程からも夾雑物を示さなかった。
したがって、精製プロトコルでより低い遠心分離速度を使用すれば、より大きなバッチサイズを用いてもmRNA完全性および純度は維持される。それゆえに、本発明の方法は、より低い遠心分離速度を使用すれば、臨床使用に適した精製されたmRNAの純度および完全性を維持しつつ、より大量のmRNAを収容するようスケールを変更することができる。
より低速度の遠心分離はエタノールなしの精製プロトコルに適用可能である
本実施例は、濾過遠心分離機で沈殿したmRNAを投入し洗浄するために同一の低遠心分離速度を使用する利点(すなわち、少ない洗浄バッファー使用でのmRNAの良好な回収率)は、エタノールのような揮発性有機溶媒を避ける精製手順において達成できることを実証する。
本実施例は、濾過遠心分離機で沈殿したmRNAを投入し洗浄するために同一の低遠心分離速度を使用する利点(すなわち、少ない洗浄バッファー使用でのmRNAの良好な回収率)は、エタノールのような揮発性有機溶媒を避ける精製手順において達成できることを実証する。
CFTR mRNAは、実施例1に記載される通りに、IVT合成により合成し、5’キャップおよび3’ポリAテールを付加した。mRNAは、GSCNおよび両親媒性ポリマーを使用して沈殿させた。両親媒性ポリマー(PEGまたはMTEG)を100%エタノールの代わりに使用した。沈殿反応でのmRNA、GSCN(5MのGSCN-10mMのDTTバッファー)とPEGまたはMTEG(100%重量/容量)の容量比は、1:2.3:1であった。セルロース濾過助剤は、1:10のmRNA:濾過助剤質量比で添加した。懸濁液は、着床式インペラー付きの60L Lee容器中60Hzで混合させた。懸濁液は濾過遠心分離機(H300P)中に投入し、下の表Cにまとめられる容量および遠心分離速度で95%PEGまたはMTEGを用いて洗浄した。最終mRNA収量は、280nmで吸光度を測定するNanoDrop2000分光光度計で定量化した。RNAの%回収率は表Cに示されている。さらに、精製されたmRNAの完全性はCEスミア分析を使用して評価し、mRNA純度は、残留プロセス酵素を検出する銀染色分析を使用して評価した。
沈殿ポリマーおよび洗浄バッファー成分としてのPEGまたはMTEGの使用により、実施例3でのエタノールベースの精製方法で観察された回収パーセンテージに匹敵するmRNAの回収パーセンテージが得られた。投入および洗浄中の低遠心分離速度を使用して、本実施例で試験された精製方法は、実施例3で観察された結果に匹敵する、低容量の洗浄バッファーを必要とした。
表に提供される洗浄バッファーの容量は、精製方法において(すなわち、(i)IVT合成工程ならびに(ii)5’-キャッピングおよび3’-テーリング工程後にmRNAを精製するために)使用される洗浄バッファーの総容量を表す。したがって、沈殿したmRNA 1gにつき1Lの洗浄バッファーの容量がそれぞれの精製サイクルについて使用された。MTEGを用いた精製プロトコルでの減少した遠心分離速度の使用により、mRNA完全性および純度が維持された。mRNAの完全性は約82%であり、達成されたmRNAの純度は約99.9%であった。
それゆえに、濾過遠心分離機を使用する精製方法でより低い遠心分離速度を使用すれば、臨床使用に適した完全性および純度を有するmRNAの効率的な精製が保証され、この結果は、使用されるのが揮発性有機溶媒なのか両親媒性ポリマーなのかとは無関係に、観察される。
濾過遠心分離機サイズに基づくスケーリング投入時間および洗浄時間
下の表Dは、サイズ(すなわち、ローターサイズまたはバスケット直径)に応じて分類された特定の濾過遠心分離機上での沈殿したmRNAの特定のバッチサイズの予想される投入時間および洗浄時間の概要を述べる。値は、一定のシステム流速約15L/分/m2、沈殿したmRNA 1gにつき約0.5Lの洗浄容量、および沈殿バッファーの容量に対する沈殿したmRNAの質量の1:1比に基づいて計算される。値は、システム流速のようなパラメータの変更を説明するように調整できる。例えば、流速は、沈殿したmRNAを含有する懸濁液の投入と濾過遠心分離機のフィルター上に保持された沈殿したmRNAの洗浄の間で変動しうる。
下の表Dは、サイズ(すなわち、ローターサイズまたはバスケット直径)に応じて分類された特定の濾過遠心分離機上での沈殿したmRNAの特定のバッチサイズの予想される投入時間および洗浄時間の概要を述べる。値は、一定のシステム流速約15L/分/m2、沈殿したmRNA 1gにつき約0.5Lの洗浄容量、および沈殿バッファーの容量に対する沈殿したmRNAの質量の1:1比に基づいて計算される。値は、システム流速のようなパラメータの変更を説明するように調整できる。例えば、流速は、沈殿したmRNAを含有する懸濁液の投入と濾過遠心分離機のフィルター上に保持された沈殿したmRNAの洗浄の間で変動しうる。
等価物と範囲
当業者であれば、本明細書に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの等価物を認識する、またはルーチンな実験だけを使用してこれを確かめることができる。本発明の範囲は、上記の記載に限定されることを意図されておらず、むしろ、以下の特許請求の範囲で言明される通りである。
当業者であれば、本明細書に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの等価物を認識する、またはルーチンな実験だけを使用してこれを確かめることができる。本発明の範囲は、上記の記載に限定されることを意図されておらず、むしろ、以下の特許請求の範囲で言明される通りである。
Claims (151)
- メッセンジャーRNA(mRNA)を精製するための方法であって:
I.1つまたはそれ以上のタンパク質および/またはmRNAの製造に由来する短い不全型の転写夾雑物を含む溶液からmRNAを沈殿させて、沈殿したmRNAを含む懸濁液を提供する工程と;
II.沈殿したmRNAを保持するフィルターを含む濾過遠心分離機に沈殿したmRNAを含む懸濁液を投入する工程と;
III.洗浄バッファーを濾過遠心分離機に加えることによって保持された沈殿したmRNAを洗浄する工程と;
IV.保持された沈殿したmRNAをフィルターから回収する工程と
を含み;
濾過遠心分離機は投入工程(b)および洗浄工程(c)の間1300g未満の重力(g)を発揮する遠心分離速度で運転される、方法。 - 遠心分離速度は約300gから約1300gの間、例えば約400gから約1100gの間の重力(g)を発揮する、請求項1に記載の方法。
- 遠心分離速度は約500gから約900gの間、例えば約700gから約900gの間、例えば約750gから850gの間(例えば約800g)の重力(g)を発揮する、請求項2に記載の方法。
- 遠心分離速度は約550gから約750gの間、例えば約650gから約750gの間の重力(g)を発揮する、請求項2に記載の方法。
- 濾過遠心分離機は投入工程(b)および洗浄工程(c)の間同じ遠心分離速度で運転される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 保持された沈殿したmRNAをフィルターから回収することは:
i.保持された沈殿したmRNAを可溶化する工程と;
ii.可溶化されたmRNAを収集する工程と
を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。 - mRNAを沈殿させることは、mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤、例えばアルコール、両親媒性ポリマー、バッファー、塩および/または界面活性剤の1つまたはそれ以上を加えることを含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- mRNAの沈殿を促進する1つまたはそれ以上の薬剤は:
i.塩、および
ii.アルコールまたは両親媒性ポリマー
である、請求項7に記載の方法。 - アルコールはエタノールである、請求項7または8に記載の方法。
- 塩はカオトロピック塩である、請求項7~9のいずれか1項に記載の方法。
- 塩は2~4M、例えば2.5~3Mの最終濃度である、請求項10に記載の方法。
- 塩は約2.7Mの最終濃度である、請求項11に記載の方法。
- カオトロピック塩はグアニジニウムチオシアネート(GSCN)である、請求項10~12のいずれか1項に記載の方法。
- 両親媒性ポリマーは、プルロニック、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)またはその組合せから選択される、請求項7、8または10~13のいずれか1項に記載の方法。
- PEGの分子量は約200~約40,000g/molである、請求項14に記載の方法。
- PEGの分子量は約200~600g/mol、約2000~10000g/molまたは約4000~8000g/molである、請求項15に記載の方法。
- PEGの分子量は約6000g/mol(例えば、PEG-6000)である、請求項16に記載の方法。
- PEGは約10%~約100%重量/容量の最終濃度である、請求項14~17のいずれか1項に記載の方法。
- PEGは約50%重量/容量の最終濃度である、請求項18に記載の方法。
- PEGは25%重量/容量未満の最終濃度である、請求項19に記載の方法。
- PEGは約5%~20%重量/容量の最終濃度である、請求項20に記載の方法。
- PEGは約10%~15%重量/容量の最終濃度である、請求項21に記載の方法。
- 両親媒性ポリマーはMTEGである、請求項7、8または10~14のいずれか1項に記載の方法。
- MTEGは約10%~約100%重量/容量の濃度の最終濃度である、請求項23に記載の方法。
- MTEGは約15%~約45%重量/容量、例えば約20%~約40%重量/容量の最終濃度である、請求項24に記載の方法。
- MTEGは約20%、約25%、約30%または約35%重量/容量の最終濃度である、請求項25に記載の方法。
- MTEGは約25%重量/容量の最終濃度である、請求項26に記載の方法。
- 懸濁液は沈殿したmRNA、塩およびMTEGを含む、請求項1~27のいずれか1項に記載の方法。
- 塩はグアニジニウムチオシアネート(GSCN)である、請求項26に記載の方法。
- 懸濁液はアルコール、例えばエタノールを含まない、請求項1~8および10~29のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(a)は少なくとも1つの濾過助剤を、沈殿したmRNAを含む懸濁液に加えることをさらに含む、請求項1~30のいずれか1項に記載の方法。
- 沈殿したmRNAおよび少なくとも1つの濾過助剤は約1:2;約1:5;約1:10または約1:15の質量比である、請求項31に記載の方法。
- 沈殿したmRNAおよび少なくとも1つの濾過助剤は約1:10の質量比である、請求項32に記載の方法。
- 濾過助剤は分散剤である、請求項31~33のいずれか1項に記載の方法。
- 分散剤は灰、粘土、珪藻土、ガラスビーズ、プラスチックビーズ、ポリマー、ポリマービーズ(例えば、ポリプロピレンビーズ、ポリスチレンビーズ)、塩(例えば、セルロース塩)、砂および糖の1つまたはそれ以上である、請求項34に記載の方法。
- ポリマーは天然に存在するポリマー、例えばセルロース(例えば、粉末セルロース繊維)である、請求項35に記載の方法。
- 懸濁液は、少なくとも100mg、1g、10g、100g、250g、500g、1kg、10kg、100kg、1メートルトンまたは10メートルトンのmRNA、またはその間の任意の量を含む、請求項1~36のいずれか1項に記載の方法。
- 懸濁液は1kgより多くのmRNAを含む、請求項37に記載の方法。
- フィルターは多孔性基質を含む、請求項1~38のいずれか1項に記載の方法。
- 多孔性基質はフィルター布、フィルター紙、スクリーンおよびワイヤメッシュである、請求項39に記載の方法。
- フィルターは微量濾過膜または限外濾過膜である、請求項1~40のいずれか1項に記載の方法。
- フィルターは約0.5ミクロンもしくはそれ以上、約0.75ミクロンもしくはそれ以上、約1ミクロンもしくはそれ以上、約2ミクロンもしくはそれ以上、約3ミクロンもしくはそれ以上、約4ミクロンもしくはそれ以上、または約5ミクロンもしくはそれ以上の平均孔径を有する、請求項1~41のいずれか1項に記載の方法。
- フィルターは約0.01ミクロン~約200ミクロン、約1ミクロン~約2000ミクロン、約0.2ミクロン~約5ミクロン、または約1ミクロン~約3ミクロン、例えば約1ミクロンの平均孔径を有する、請求項42に記載の方法。
- フィルター布は約1ミクロンの平均孔径を有するポリプロピレン布である、請求項40、42および43のいずれか1項に記載の方法。
- 保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約8Lの間である、請求項1~44のいずれか1項に記載の方法。
- 保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき2L未満である、請求項45に記載の方法。
- 保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間である、請求項1~46のいずれか1項に記載の方法。
- 保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき約0.5Lである、請求項1~47のいずれか1項に記載の方法。
- 洗浄バッファーは約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で、例えば約10リットル/分/m2~約20リットル/分/m2の速度で、例えば約15リットル/分/m2の速度で濾過遠心分離機に投入される、請求項45~48のいずれか1項に記載の方法。
- 洗浄バッファーの総容量は約0.5時間から約4時間の間に、例えば約90分未満に濾過遠心分離機に投入される、請求項49に記載の方法。
- 保持された沈殿したmRNAは約0.5時間から約4時間の間に約50%から約100%の間の純度まで洗浄される、請求項50に記載の方法。
- 保持された沈殿したmRNAは約90分未満に少なくとも95%、例えば約99%の純度まで洗浄される、請求項51に記載の方法。
- 洗浄バッファーはアルコール、両親媒性ポリマー、バッファー、塩および/または界面活性剤の1つまたはそれ以上を含む、請求項1~52のいずれか1項に記載の方法。
- 洗浄バッファーはアルコールまたは両親媒性ポリマーを含む、請求項53に記載の方法。
- 洗浄バッファーはエタノールを含み、場合によりエタノールは約80%重量/容量の濃度である、請求項53または54に記載の方法。
- 洗浄バッファーはプルロニック、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(MTEG)またはその組合せから選択される両親媒性ポリマーを含む、請求項53または54に記載の方法。
- 両親媒性ポリマーはPEGである、請求項56に記載の方法。
- PEGは約10%~約100%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する、請求項57に記載の方法。
- PEGは約50%~約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する、請求項58に記載の方法。
- PEGは約90%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する、請求項59に記載の方法。
- PEGの分子量は約100~約1,000g/molである、請求項57~60のいずれか1項に記載の方法。
- PEGの分子量は約200~600g/molである、請求項61に記載の方法。
- PEGの分子量は約400g/mol(例えばPEG-400)である、請求項62に記載の方法。
- 両親媒性ポリマーはMTEGである、請求項56に記載の方法。
- MTEGは約75%、約80%、約85%、約90%または約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する、請求項64に記載の方法。
- MTEGは約90%重量/容量の濃度または約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する、請求項65に記載の方法。
- MTEGは約95%重量/容量の濃度で洗浄溶液中に存在する、請求項66に記載の方法。
- 洗浄バッファーはアルコール、例えばエタノールを含まない、請求項53、54および56~67のいずれか1項に記載の方法。
- 保持されたmRNAを回収することは、濾過遠心分離機が運転中である間に生じる、請求項1~68のいずれか1項に記載の方法。
- 保持されたmRNAを回収することは、保持された沈殿したmRNAを濾過遠心分離機のフィルターから除去する刃を通して生じる、請求項69に記載の方法。
- 保持されたmRNAを回収することは、濾過遠心分離機が運転中でない間に生じる、請求項1~70のいずれか1項に記載の方法。
- アルコール、例えばエタノールを含まない、請求項1~6、10~29、31~52および56~71のいずれか1項に記載の方法。
- 保持されたmRNAを可溶化することは水性媒体にmRNAを溶解することを含む、請求項3~72のいずれか1項に記載の方法。
- 水性媒体は水、バッファー(例えば、Tris-EDTA(TE)バッファーまたはクエン酸ナトリウムバッファー)、糖溶液(例えば、スクロースまたはトレハロース溶液)またはその組合せを含む、請求項73に記載の方法。
- 水性媒体は注射用水である、請求項74に記載の方法。
- 水性媒体はTEバッファーである、請求項74に記載の方法。
- 水性媒体は10%トレハロース溶液である、請求項74に記載の方法。
- 可溶化することは濾過遠心分離機内で生じる、請求項73~77のいずれか1項に記載の方法。
- 可溶化することは濾過遠心分離機の外側で生じる、請求項73~77のいずれか1項に記載の方法。
- 可溶化されたmRNAを収集することは、可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離する1つまたはそれ以上の工程を含む、請求項31~79のいずれか1項に記載の方法。
- 可溶化されたmRNAから濾過助剤を分離する1つまたはそれ以上の工程は、可溶化されたmRNAおよび濾過助剤を含む溶液をフィルターに適用することを含み、濾過助剤はフィルターによって保持され、精製されたmRNAの溶液をもたらす、請求項80に記載の方法。
- 可溶化されたmRNAおよび濾過助剤を含む溶液は遠心分離によって濾過遠心分離機のフィルターに適用される、請求項81に記載の方法。
- 遠心分離速度は3100g未満、例えば約1000gから約3000gの間の重力(g)を発揮する、請求項82に記載の方法。
- 濾過遠心分離機は連続遠心分離機であり、および/または濾過遠心分離機は垂直もしくは水平に配向されるか、または遠心分離機は反転水平遠心分離機である、請求項1~83のいずれか1項に記載の方法。
- 濾過遠心分離機は試料供給ポートおよび/または試料排出ポートを含む、請求項1~84のいずれか1項に記載の方法。
- mRNA懸濁液は約1リットル/分~約60リットル/分の速度で、例えば約5リットル/分~約45リットル/分の速度で濾過遠心分離機に投入される、請求項1~85のいずれか1項に記載の方法。
- 全mRNA懸濁液は約0.5時間から約8時間の間に、例えば約2時間から約6時間の間に濾過遠心分離機に投入される、請求項86に記載の方法。
- mRNAを製造することはmRNAのin vitro転写(IVT)合成を含む、請求項1~87のいずれか1項に記載の方法。
- mRNAを製造することはmRNAの3’-テーリングの別個の工程を含む、請求項88に記載の方法。
- mRNAの3’-テーリングの別個の工程はmRNAの5’キャッピングをさらに含む、請求項89に記載の方法。
- mRNAのIVT合成はmRNAの5’-キャッピングおよび場合により3’-テーリングを含む、請求項88に記載の方法。
- 工程(a)~(d)はmRNAのIVT合成の後に実行される、請求項88~91のいずれか1項に記載の方法。
- IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき8L未満、例えばmRNA 1gにつき6L未満またはmRNA 1gにつき5L未満である、請求項92に記載の方法。
- IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約4Lの間である、請求項93に記載の方法。
- IVT合成の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの容量はmRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間である、請求項94に記載の方法。
- 工程(a)~(d)はmRNAのIVT合成の後に、そしてmRNAの3’-テーリングの別個の工程の後に再び実行される、請求項87~91のいずれか1項に記載の方法。
- mRNAのIVT合成の後および/または3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき8L未満、例えばmRNA 1gにつき6L未満またはmRNA 1gにつき5L未満である、請求項96に記載の方法。
- mRNAのIVT合成の後および/または3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約4Lの間である、請求項97に記載の方法。
- mRNAのIVT合成の後および/または3’-テーリングの別個の工程の後の保持された沈殿したmRNAを洗浄するための洗浄バッファーの全容量は、mRNA 1gにつき約0.5LからmRNA 1gにつき約1.5Lの間、例えばmRNA 1gにつき約1Lである、請求項98に記載の方法。
- mRNAは、長さが約1kb、1.5kb、2kb、2.5kb、3kb、3.5kb、4kb、4.5kb、5kb、6kb、7kb、8kb、9kb、10kb、11kb、12kb、13kb、14kb、15kbまたは20kbであるかまたはそれ以上である、請求項1~99のいずれか1項に記載の方法。
- mRNAは1つまたはそれ以上のヌクレオチド修飾を含む、請求項1~100のいずれか1項に記載の方法。
- 1つまたはそれ以上のヌクレオチド修飾は修飾された糖、修飾された塩基および/または修飾された糖リン酸骨格を含む、請求項101に記載の方法。
- mRNAはヌクレオチド修飾を含まない、請求項1~100のいずれか1項に記載の方法。
- 精製されたmRNAの回収は単一のバッチにつき少なくとも10g、20g、50g、100g、250g、500g、1kg、5kg、10kg、50kgまたは100kgである、請求項1~103のいずれか1項に記載の方法。
- 全精製mRNAは少なくとも約80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%または約100%の収率をもたらす量で回収される、請求項1~104のいずれか1項に記載の方法。
- 全精製mRNAは約80%~約100%の収率をもたらす量で回収される、請求項105に記載の方法。
- 全精製mRNAは約90%~約99%の収率をもたらす量で回収される、請求項106に記載の方法。
- 全精製mRNAは少なくとも約90%の収率をもたらす量で回収される、請求項107に記載の方法。
- 精製されたmRNAの純度は約60%から約100%の間である、請求項1~108のいずれか1項に記載の方法。
- 精製されたmRNAの純度は約80%から99%の間である、請求項109に記載の方法。
- 精製されたmRNAの純度は約90%から約99%の間である、請求項110に記載の方法。
- 精製されたmRNAは少なくとも約80%、85%、90%、92%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の完全性を有する、請求項1~111のいずれか1項に記載の方法。
- 精製されたmRNAは約95%またはそれ以上の完全性を有する、請求項112に記載の方法。
- 精製されたmRNAは約98%またはそれ以上の完全性を有する、請求項113に記載の方法。
- 精製されたmRNAは約99%またはそれ以上の完全性を有する、請求項114に記載の方法。
- 精製されたmRNAはさらなる精製なしで臨床グレードの純度を有する、請求項1~115のいずれか1項に記載の方法。
- 精製されたmRNAは、キャピラリー電気泳動によって決定されるように、5%もしくはそれ以下、4%もしくはそれ以下、3%もしくはそれ以下、2%もしくはそれ以下、1%もしくはそれ以下のタンパク質夾雑物を含むか、またはタンパク質夾雑物を実質的に含まない、請求項116に記載の方法。
- 精製されたmRNAは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって決定される、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満の塩夾雑物を含むか、または塩夾雑物を実質的に含まない、請求項116または117に記載の方法。
- 精製されたmRNAは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって決定される、5%もしくはそれ以下、4%もしくはそれ以下、3%もしくはそれ以下、2%もしくはそれ以下、1%もしくはそれ以下の短い不全型の転写夾雑物を含むか、または短い不全型の転写夾雑物を実質的に含まない、請求項116~118のいずれか1項に記載の方法。
- 精製されたmRNAは、キャピラリー電気泳動によって決定されるように、95%もしくはそれ以上、96%もしくはそれ以上、97%もしくはそれ以上、98%もしくはそれ以上、または99%もしくはそれ以上の完全性を有する、請求項1~119のいずれか1項に記載の方法。
- 臨床グレードの純度は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)精製、リガンドもしくは結合をベースとした精製、接線流濾過(TFF)精製および/またはイオン交換クロマトグラフィーから選択されるさらなる精製なしで達成される、請求項116~120のいずれか1項に記載の方法。
- 1つまたはそれ以上のタンパク質および/または短い不全型の転写夾雑物は、IVT mRNA合成で使用される酵素試薬を含む、請求項1~121のいずれか1項に記載の方法。
- 酵素試薬はポリメラーゼ酵素(例えば、T7 RNAポリメラーゼまたはSP6 RNAポリメラーゼ)、DNアーゼI、ピロホスファターゼおよびキャッピング酵素を含む、請求項122に記載の方法。
- 長い不全型のRNA種、二本鎖RNA(dsRNA)、残留プラスミドDNA残留溶媒および/または残留塩も除去する、請求項1~123のいずれか1項に記載の方法。
- 短い不全型の転写夾雑物は15未満の塩基を含む、請求項1~124のいずれか1項に記載の方法。
- 短い不全型の転写夾雑物は約8~12塩基を含む、請求項1~125のいずれか1項に記載の方法。
- RNアーゼ阻害剤も除去する、請求項1~126のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1~127のいずれか1項に記載の方法によって得られる精製されたmRNA。
- 請求項128に記載の精製されたmRNAを含む組成物。
- 少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤をさらに含む、請求項129に記載の組成物。
- 疾患または障害を処置するための方法であって、それを必要とする対象に請求項128に記載の精製されたmRNAまたは請求項129もしくは130に記載の組成物を投与することを含む方法。
- 療法で使用するための、請求項128に記載の精製されたmRNAまたは請求項129もしくは130に記載の組成物。
- mRNAを精製するための方法であって:
I.1つまたはそれ以上のタンパク質および/またはmRNAの製造に由来する短い不全型の転写夾雑物を含む沈殿したmRNAを含む懸濁液を第1の容器で提供する工程と;
II.第2の容器で洗浄バッファーを提供する工程と;
III.フィルターを含む濾過遠心分離機に第1の容器の内容物を移す工程であって、移すことは、沈殿したmRNAが前記濾過遠心分離機のフィルターの上で保持されるように、濾過遠心分離機が第1の遠心分離速度で運転中である間に約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で生じる、工程と;
IV.濾過遠心分離機に第2の容器の内容物を移す工程であって、移すことは、濾過遠心分離機が第1の遠心分離速度でそのまま運転中である間に約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して)の速度で生じ、それによって前記濾過遠心分離機のフィルターの上で保持される沈殿したmRNAを洗浄バッファーで洗浄する、工程と;
V.洗浄された沈殿したmRNAを前記濾過遠心分離機のフィルターから回収する工程と
を含む方法。 - 工程(III)および(IV)において移すことはポンピングによる、請求項133に記載の方法。
- 工程(III)および(IV)におけるポンピングは第1および第2の容器に作動可能に連結される単一のポンプによる、請求項134に記載の方法。
- 1つまたはそれ以上の弁が第1の容器および第2の容器から移すことを制御する、請求項135に記載の方法。
- 第1の容器の内容物および第2の容器の内容物は試料供給ポートを通して濾過遠心分離機に移される、請求項133~136のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(V)の後に濾過遠心分離機のフィルターは1%の10N NaOHを含む注射用水ですすがれる、請求項133に記載の方法。
- 沈殿したmRNAを含む懸濁液は濾過助剤を含む、請求項133~138のいずれか1項に記載の方法。
- i.工程(V)で回収された濾過助剤を含む洗浄された沈殿したmRNAを可溶化することと;
ii.工程(i)からの可溶化されたmRNAを、濾過助剤を保持するためのフィルターを含む濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(例えば約15リットル/分/m2)の速度で、濾過遠心分離機または前記濾過遠心分離機に移すことと;
iii.可溶化された精製されたmRNAを遠心分離によって濾過遠心分離機から収集することと
をさらに含む、請求項139に記載の方法。 - 移すことは濾過遠心分離機の試料供給ポートを通して行われる、請求項140に記載の方法。
- 工程(iii)は濾過遠心分離機の試料排出ポートを通して可溶化された精製されたmRNAを収集することを含む、請求項140または141に記載の方法。
- mRNAを精製するためのシステムであって:
I.沈殿したmRNAを受けるための第1の容器;
II.洗浄バッファーを受けるための第2の容器;
III.洗浄された沈殿したmRNAおよび/または沈殿したmRNAを可溶化するための水性媒体を受けるための第3の容器;
IV.以下を含む濾過遠心分離機:
i.沈殿したmRNAおよび/または濾過助剤を保持し、可溶化したmRNAを通過させるように配置され、寸法を合わせたフィルター;
ii.試料供給ポート;および
iii.試料排出ポート;
V.濾過遠心分離機の試料排出ポートに連結される、精製されたmRNAを受けるための第4の容器;
VI.濾過遠心分離機のフィルターの表面積に対して約5リットル/分/m2~約25リットル/分/m2(例えば約15リットル/分/m2)の速度でシステムの中を通して流れを導くように構成されるポンプであって;第1の容器、第2の容器および第3の容器はポンプのインプットに作動可能に連結され、濾過遠心分離機の試料供給ポートはポンプのアウトプットに連結される、ポンプ;ならびに
VII.第1、第2および第3の容器からの同時の流れを妨げるように構成される1つまたはそれ以上の弁
を含むシステム。 - 第1の遠心分離速度は1300g未満の重力(g)を発揮する、請求項143に記載のシステム。
- 請求項137に記載の方法を実行するようにシステムを制御する手段を含むデータ処理装置をさらに含む、請求項144に記載のシステム。
- データ処理装置は(a)命令を含むコンピュータプログラムまたは(b)命令を含むコンピュータ可読記憶媒体である、請求項145に記載のシステム。
- 無菌のRNアーゼ不含容器にmRNA、両親媒性ポリマーおよび濾過助剤を約1:1:10の相対濃度で含む組成物。
- 10g、50g、100g、200g、300g、400g、500g、600g、700g、800g、900g、1kg、5kg、10kg、50kg、100kg、1メートルトン、10メートルトンまたはそれ以上のmRNAを含む、請求項147に記載の組成物。
- 両親媒性ポリマーは約2000~10000g/mol;4000~8000g/molまたは約6000g/molの分子量を有するPEG(例えばPEG-6000)を含む、請求項147または148に記載の組成物。
- 両親媒性ポリマーはMTEGを含む、請求項147または148に記載の組成物。
- 濾過助剤はセルロースをベースとしている、請求項147~150のいずれか1項に記載の組成物。
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