JP2023549098A - 固形腫瘍を標的とする多重操作されたiPSC及び免疫エフェクター細胞 - Google Patents

固形腫瘍を標的とする多重操作されたiPSC及び免疫エフェクター細胞 Download PDF

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Abstract

ゲノム操作されたiPSCの指向性分化から得られる機能的に増強された誘導エフェクター細胞を取得するための方法及び組成物が提供される。本明細書で提供されるiPSC誘導細胞は、改善又は増強された治療効果をもたらす安定した機能的なゲノム編集を有している。機能的に増強された誘導エフェクター細胞を単独で、又は併用療法において抗体若しくはチェックポイント阻害剤と共に含む、治療組成物及びその使用も提供される。

Description

(関連出願)
本出願は、2020年11月4日に出願された米国特許仮出願第63/109,842号、及び2021年8月2日に出願された同第63/228,490号の優先権を主張し、それらのそれぞれの開示は参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
本開示は、既製の免疫細胞製品の分野に広く関する。より詳細には、本開示は、in vivoで治療に適切な特性を送達することができる多機能エフェクター細胞を開発するための戦略に関する。本開示の下で開発された細胞製品は、患者由来の細胞療法の重大な制限に対処する。
(電子的に提出された配列表への言及)
本出願は、本出願と共に提出された、2021年11月4日に作成された、37,739バイトのサイズである、184143-633601_SequenceListing_ST25.txtと題する、ASCIIテキスト形式の配列表のコンピュータ可読形式(Computer Readable Form、CRF)を参照により組み込む。
養子細胞療法の分野は現在、患者由来及びドナー由来の細胞を使用することに焦点が当てられているため、癌免疫療法の一貫した製造を達成することと、恩恵を受ける可能性のある全ての患者に療法を提供することとが特に困難なものとなっている。養子移入したリンパ球の有効性及び持続性を改善して、患者の良好な転帰を促進する必要性もある。T細胞及びナチュラルキラー(natural killer、NK)細胞などのリンパ球は、自然免疫及び適応免疫に重要な役割を果たす強力な抗腫瘍エフェクターである。しかしながら、養子細胞療法のためにこれらの免疫細胞を使用することは、依然として困難であり、改善に対する満たされていない要求が存在する。したがって、養子免疫療法においてT細胞及びNK細胞、又は他の免疫エフェクター細胞の可能性を最大限に活用するための重要な機会がある。
応答率、細胞の疲弊、移植細胞の損失(生存率及び/又は持続性)、標的の喪失又は系統転換による腫瘍エスケープ、腫瘍の標的化の精度、標的外毒性、腫瘍外効果、固形腫瘍に対する有効性、すなわち腫瘍微小環境及び関連する免疫抑制、動員、輸送、及び浸潤など、様々な問題に対処する機能的に改善されたエフェクター細胞が必要である。
本発明の目的は、単一細胞誘導iPSC(induced pluripotent stem cell、誘導多能性幹細胞)クローン株から分化した誘導非多能性細胞を生成する方法及び組成物を提供することであり、このiPSCは、そのゲノムに1つ又はいくつかの遺伝子改変を含む。当該1つ又はいくつかの遺伝子改変には、DNA挿入、欠失、及び置換が含まれ、これらの改変は、分化、増殖、継代及び/又は移植の後、その後の誘導細胞において保持され、機能し続ける。
本出願のiPSC誘導非多能性細胞には、CD34細胞、造血内皮細胞、HSC(hematopoietic stem and progenitor cell、造血幹細胞及び前駆細胞)、造血多能性前駆細胞、T細胞前駆体、NK細胞前駆体、T細胞、NKT細胞、NK細胞、B細胞、並びに初代NK細胞、T細胞、及び/又はNKT細胞には存在しない1つ以上の機能的特徴を有する免疫エフェクター細胞が含まれるが、これらに限定されない。本出願のiPSC誘導非多能性細胞は、同一の遺伝子改変を含むiPSCからの分化を通じて、それらのゲノムに1つ又はいくつかの遺伝子改変を含む。遺伝子操作された誘導細胞を取得するための操作されたクローンiPSC分化戦略では、分化におけるiPSCの発生の可能性が、iPSCの操作されたモダリティによって悪影響を受けないこと、及び操作されたモダリティが誘導細胞で意図したとおりに機能することも必要である。更に、この戦略は、末梢血から取得されたT細胞又はNK細胞などの初代リンパ球を操作する際の現在の障壁、すなわち、そのような細胞はしばしば、再現性と均一性を欠き、高い細胞死と低い細胞増殖を伴う不十分な細胞の持続性を呈する細胞をもたらし、そのような細胞を操作することが困難であることに起因する障壁を克服する。更に、この戦略は、最初は不均質である初代細胞源を使用して別の方法で得られる不均質のエフェクター細胞集団の生成を回避する。
本発明のいくつかの態様は、リプログラミングプロセスに続いて、同時に、及びその前に、それぞれ、ゲノム操作の戦略を反映する(I)、(II)、又は(III)を含む方法を使用して得られたゲノム操作されたiPSCを提供する。
(I):以下の(i)及び(ii)の一方又は両方を任意の順序で実施してiPSCを遺伝子操作する。(i)iPSCに1つ以上のコンストラクトを導入して、選択された部位での標的化組み込みを可能にし、(ii)(a)選択された部位を認識することができる1つ以上のエンドヌクレアーゼを使用して、選択された部位(複数可)における1つ以上の二本鎖切断(複数可)をiPSCに導入し、(b)ステップ(I)(ii)(a)のiPSCを培養して、内因性DNA修復が、選択された部位(複数可)に標的化インデルを同時に又は順次に生成することを可能にし、それによって、部分又は完全分化細胞に分化することができるゲノム操作されたiPSCを得る。
(II):非多能性細胞を遺伝子操作及びリプログラミングして、(i)非多能性細胞を1つ以上のリプログラミング因子と、並びに任意選択で、TGFβ受容体/ALK阻害剤、MEK阻害剤、GSK3阻害剤、及び/又はROCK阻害剤を含む小分子組成物と接触させて、非多能性細胞のリプログラミングを開始すること、及び(ii)ステップ(II)(i)以下の(a)及び(b)の一方又は両方を任意の順序でリプログラミング非多能性細胞に導入することを含む、ゲノム操作されたiPSCを得る。(a)選択された部位(複数可)での標的化組み込みを可能にする1つ以上のコンストラクト(複数可)、(b)選択された部位を認識することができる少なくとも1つのエンドヌクレアーゼを使用する、選択された部位での1つ以上の二本鎖切断(複数可)。次いで、ステップ(II)(ii)(b)の細胞を培養して、内因性DNA修復が、選択された部位(複数可)に標的化インデルを生成することを可能にする。したがって、得られたゲノム操作されたiPSCは、少なくとも1つの機能的な標的化ゲノム編集を含み、当該ゲノム操作されたiPSCは、部分又は完全分化細胞に分化することができる。
(III):リプログラミングして、以下の(i)及び(ii)を含むゲノム操作されたiPSCを得るために、非多能性細胞を遺伝子操作する。(i)以下の(a)及び(b)の一方又は両方を任意の順序で非多能性細胞に導入する。(a)選択された部位(複数可)での標的化組み込みを可能にする1つ以上のコンストラクト(複数可)、(b)選択された部位を認識することができる少なくとも1つのエンドヌクレアーゼを使用する、選択された部位での1つ以上の二本鎖切断(複数可)。ステップ(III)(i)(b)の細胞を培養して、内因性DNA修復が、選択された部位に標的化インデルを生成することを可能にする。(ii)ステップ(III)(i)の細胞と、1つ以上のリプログラミング因子、並びに任意選択でTGFβ受容体/ALK阻害剤、MEK阻害剤、GSK3阻害剤及び/又はROCK阻害剤を含む小分子組成物を接触させて、選択された部位での標的化編集を含むゲノム操作されたiPSCを得、それによって、少なくとも1つの機能的な標的化ゲノム編集を含むゲノム操作されたiPSCを得、当該ゲノム操作されたiPSCは、部分分化細胞又は完全分化細胞に分化することができる。
上述の方法の一実施形態では、1つ以上の選択された部位での少なくとも1つの標的化ゲノム編集は、安全スイッチタンパク質、標的化モダリティ、受容体、シグナル伝達分子、転写因子、薬学的に活性なタンパク質及びペプチド、薬物標的候補、又はゲノム操作されたiPSC若しくはそれからの誘導細胞の生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性及び/若しくは生存率を促進するタンパク質をコードする1つ以上の外因性ポリヌクレオチドの挿入を含む。いくつかの実施形態では、挿入のための外因性ポリヌクレオチドは、(1)CMV、EF1α、PGK、CAG、UBC、又は他の構成的、誘導性、時間特異的、組織特異的、若しくは細胞型特異的プロモーターを含む1つ以上の外因性プロモーター、又は(2)AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、ベータ-2ミクログロブリン、CD38、GAPDH、TCR若しくはRUNX1、又はゲノムセーフハーバーの基準を満たす他の遺伝子座を含む選択された部位に含まれる1つ以上の内因性プロモーターに作動可能に連結されている。いくつかの実施形態では、上述の方法を使用して生成されたゲノム操作されたiPSCは、カスパーゼ、チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、改変EGFR、又はB細胞CD20を含むタンパク質をコードする1つ以上の異なる外因性ポリヌクレオチドを含み、ゲノム操作されたiPSCが2つ以上の自殺遺伝子を含む場合、自殺遺伝子は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、ベータ-2ミクログロブリン、CD38、GAPDH、TCR、又はRUNX1を含む異なるセーフハーバー遺伝子座に組み込まれている。一実施形態では、外因性ポリヌクレオチドは、IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21及び/若しくはそれらのそれぞれの受容体の部分的又は完全長ペプチドをコードする。いくつかの実施形態では、外因性ポリヌクレオチドによってコードされるIL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21、及び/又はそれらのそれぞれの受容体の部分的又は完全なペプチドは、融合タンパク質の形態である。
いくつかの他の実施形態では、本明細書で提供される方法を使用して生成されたゲノム操作されたiPSCは、標的化モダリティ、受容体、シグナル伝達分子、転写因子、薬物標的候補、免疫応答調節及び改変、又はiPSC若しくはそれらからの誘導細胞の生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、及び/若しくは生存率を抑制するタンパク質に関連する1つ以上の内因性遺伝子におけるインデルを含む。いくつかの実施形態では、破壊のための内因性遺伝子は、CD38、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、PD1、LAG3、TIM3、RFXANK、CIITA、RFX5、RFXAP、RAG1及び染色体6p21領域の任意の遺伝子のうちの少なくとも1つを含む。
更にいくつかの他の実施形態では、本明細書で提供される方法を使用して生成されるゲノム操作されたiPSCは、AAVS1遺伝子座に外因性ポリヌクレオチドをコードするカスパーゼ、及びH11遺伝子座に外因性ポリヌクレオチドをコードするチミジンキナーゼを含む。
更にいくつかの他の実施形態では、アプローチ(I)、(II)及び/又は(III)は、ゲノム操作されたiPSCを、MEK阻害剤、GSK3阻害剤、及びROCK阻害剤を含む小分子組成物と接触させて、ゲノム操作されたiPSCの多能性を維持することを更に含む。一実施形態では、少なくとも1つの標的化ゲノム編集を含む取得されたゲノム操作されたiPSCは、機能的であり、分化能があり、同一の機能のゲノム編集を含む非多能性細胞に分化することができる。
したがって、一態様において、本発明は、細胞又はその集団を提供し、細胞は、真核細胞、動物細胞、ヒト細胞、免疫細胞、誘導多能性細胞(iPSC)、クローンiPSC又はそれらから分化した誘導細胞であり、細胞は、(i)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、及び(ii)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチドであって、tgTCRα鎖及びtgTCRβ鎖は、第1の腫瘍抗原を認識する外因性TCR複合体(TCRexo)を形成する、ポリヌクレオチドと、任意選択で(iii)キメラ抗原受容体(chimeric antigen receptor、CAR)又は少なくとも第2の腫瘍抗原を標的とするエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含む1つ以上の追加の外因性ポリヌクレオチドと、を含む。いくつかの実施形態では、(i)tgTCRα鎖をコードするポリヌクレオチド及びtgTCRβ鎖をコードするポリヌクレオチドは、バイシストロニックなコンストラクトに含まれ、任意選択で(a)コンストラクトは、TCRα若しくはTCRβの定常領域(TRAC若しくはTRBC)に挿入され、(b)コンストラクトの挿入は、挿入部位での内因性TCRα若しくは内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは(c)コンストラクトの発現は、TCRの内因性プロモーター若しくは外因性プロモーターによって駆動されるか、又は(ii)CAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドは、TRAC若しくはTRBCに挿入され、任意選択で(a)CAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドの挿入は、挿入部位における内因性TCRα若しくは内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは(b)CAR若しくはエンゲージャーの発現は、TCRの内因性プロモーター若しくは外因性プロモーターによって駆動されるか、又は(iii)tgTCRα鎖及びtgTCRβ鎖、CAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチド、若しくは1つ以上の追加のポリヌクレオチドは、1つ以上のセーフハーバー遺伝子座若しくは選択された遺伝子座に挿入される。特定の実施形態では、コンストラクト及びCAR又はエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドはそれぞれ、TCRα又はTCRβの定常領域(TRAC又はTRBC)に挿入されるが、同じ定常領域には挿入されず、それによって、内因性TCRα及び内因性TCRβの両方の発現を破壊し、内因性TCRをノックアウトし、(a)トランスジェニックTCRα及び内因性TCRβ、又は(b)トランスジェニックTCRβ及び内因性TCRαを含む不対合TCRを回避する。いくつかの実施形態では、コンストラクト及びCAR又はエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドはそれぞれ、セーフハーバー遺伝子座又は選択された遺伝子座を含む遺伝子座に組み込まれる。いくつかの実施形態では、(i)セーフハーバー遺伝子座は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH又はRUNX1のうちの少なくとも1つを含み、(ii)選択された遺伝子座は、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCR、NKG2A、NKG2D、CD38、CD25、CD69、CD71、CD44、CD58、CD54、CD56、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3若しくはTIGITのうちの1つであり、かつ/又は(iii)外因性ポリヌクレオチドの組み込みは、遺伝子座における遺伝子の発現をノックアウトする。
いくつかの実施形態では、iPSCは、クローンiPSC、単一細胞解離iPSC、iPSC細胞株細胞、若しくはiPSCマスター細胞バンク(master cell bank、MCB)細胞であるか、又は誘導細胞は、誘導CD34細胞、誘導造血幹細胞及び前駆細胞、誘導多能性造血前駆細胞、誘導T細胞前駆細胞、誘導NK細胞前駆細胞、誘導T系統細胞、誘導NKT系統細胞、誘導NK系統細胞、誘導B系統細胞、若しくは対応する初代T細胞、NK細胞、NKT細胞、及び/若しくはB細胞に存在しない1つ以上の機能的特徴を有する誘導エフェクター細胞を含み得る。いくつかの実施形態では、誘導エフェクター細胞は、造血細胞であり、その対応する初代細胞と比較してより長いテロメアを含む。いくつかの実施形態では、細胞は、表1に列挙された遺伝子型のうちの1つを含むか、又は細胞は、(i)(1)TRAC遺伝子座におけるCD19-CAR、(2)TRACノックアウト、及び(3)MR1-TCR若しくはNYESO1-TCR、並びに任意選択で(4)TRBCノックアウトあり若しくはなし;(ii)(1)TRAC遺伝子座におけるBCMA-CAR及びhnCD16挿入、(2)TRACノックアウト、及び(3)MR1-TCR若しくはNYESO1-TCR、並びに任意選択で(4)TRBCノックアウトあり若しくはなし;若しくは(iii)(1)TRAC遺伝子座におけるMICA/B B-CAR挿入、(2)TRACノックアウト、(3)CD38遺伝子座におけるhnCD16挿入、(4)CD38ノックアウト、及び(5)MR1-TCR若しくはNYESO1-TCR、並びに任意選択で(6)TRBCノックアウトあり若しくはなし;を含む。いくつかの実施形態では、細胞は、同じ遺伝子編集(複数可)を有さない末梢血、臍帯血、又は任意の他のドナー組織から得られたその対応する初代細胞と比較して、(i)増加した細胞傷害性、(ii)改善された持続性及び/又は生存率、(iii)バイスタンダー免疫細胞を腫瘍部位に遊走、及び/又は活性化若しくは動員する増強された能力、(iv)改善された腫瘍浸透、(v)腫瘍免疫抑制を低下させる増強された能力、(vi)腫瘍抗原エスケープの救済の改善された能力、(vii)制御されたアポトーシス、(viii)増強又は獲得されたADCC、及び(ix)兄弟殺しを回避する能力のうちの1つ以上を含む治療特性を有する。
いくつかの実施形態では、第1の腫瘍抗原及び第2の腫瘍抗原はそれぞれ、(i)MR1、NYESO1、MICA/B、EpCAM、EGFR、B7H3、Muc1、Muc16、CD19、BCMA、CD20、CD22、CD38、CD123、HER2、CD52、GD2、MSLN、VEGF-R2、PSMA及びPDL1;又は(ii)ADGRE2、B7H3、炭酸脱水酵素IX(CAIX)、CCR1、CCR4、癌胎児性抗原(CEA)、CD3、CD5、CD7、CD8、CD10、CD20、CD22、CD30、CD33、CD34、CD38、CD41、CD44、CD44V6、CD49f、CD56、CD70、CD74、CD99、CD123、CD133、CD138、CDS、CLEC12A、サイトメガロウイルス(CMV)感染細胞の抗原、上皮糖タンパク質-2(EGP-2)、上皮糖タンパク質-40(EGP-40)、上皮細胞接着分子(EpCAM)、EGFRvIII、受容体チロシンタンパク質キナーゼerb-B2,3,4、EGFIR、EGFR-VIII、ERBB葉酸結合タンパク質(FBP)、胎児のアセチルコリン受容体(AChR)、葉酸受容体-α、ガングリオシドG2(GD2)、ガングリオシドG3(GD3)、ヒト上皮増殖因子受容体2(HER2)、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)、ICAM-1、インテグリンB7、インターロイキン-13受容体サブユニットアルファ-2(IL-13Rα2)、κ-軽鎖、キナーゼ挿入ドメイン受容体(KDR)、ルイスA(CA19.9)、ルイスY(LeY)、L1細胞接着分子(L1-CAM)、LILRB2、黒色腫抗原ファミリーA1(MAGE-A1)、MICA/B、MR1、ムチン1(Muc-1)、ムチン16(Muc-16)、メソセリン(MSLN)、NKCSI、NKG2Dリガンド、c-Met、NYESO1、腫瘍胎児性抗原(h5T4)、PDL1、PRAME、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、PRAME前立腺特異的膜抗原(PSMA)、腫瘍関連糖タンパク質72(TAG-72)、TIM-3、TRBC1、TRBC2、血管内皮増殖因子R2(VEGF-R2)、ウィルムス腫瘍タンパク質(WT-1)及び病原体抗原;のうちの少なくとも1つを含み、第1の腫瘍抗原及び第2の腫瘍抗原は同じか又は異なっている。
いくつかの実施形態では、第1の腫瘍抗原は、MR1、NYESO1及びMICA/Bのうちの少なくとも1つを含むか、又は(i)tgTCRαは、配列番号7に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変アルファ(Vα)断片、及び配列番号8に対して少なくとも約85%の同一性を有する配列を含むTCRα定常断片を含み、かつ/若しくは(ii)tgTCRβは、配列番号9に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変アルファ(Vβ)断片、及び配列番号10に対して少なくとも約85%の同一性を有する配列を含むTCRβ定常断片を含む。
いくつかの実施形態では、CARは、(i)T細胞特異性又はNK細胞特異性、(ii)二重特異性抗原結合CAR、(iii)切り替え可能なCAR、(iv)二量体化されたCAR、(v)スプリットCAR、(vi)多重鎖CAR、(vii)誘導可能なCAR、(viii)不活性化CAR、(ix)任意選択で別個のコンストラクト内で又はバイシストロニックなコンストラクト内で、細胞表面発現の外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分若しくは完全ペプチドと共発現されたもの、(x)任意選択で別個のコンストラクト内で又はバイシストロニックなコンストラクト内で、チェックポイント阻害剤と共発現されたものである。
細胞がエンゲージャーをコードする1つ以上の外来性ポリヌクレオチドを含む実施形態では、エンゲージャーは、(i)細胞又はバイスタンダー免疫エフェクター細胞のCD3、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D若しくはそれらの任意の機能的バリアントの細胞外部分を認識する第1の結合ドメイン、及び(ii)外因性TCRによって標的化される第1の腫瘍抗原とは異なる第2の腫瘍抗原を標的化する第2の結合ドメインを含み得、エンゲージャーの第2の結合ドメインは、B7H3、CD10、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD52、CD79a、CD79b、CD123、CD138、CD179b、CEA、CLEC12A、CS-1、DLL3、EGFR、EGFRvIII、EpCAM、FLT-3、FOLR1、FOLR3、GD2、gpA33、HER2、HM1.24、LGR5、MSLN、MCSP、MICA/B、Muc1、Muc16、PDL1、PSMA、PAMA、P-カドヘリン、ROR1又はVEGF-R2のうちのいずれか1つに特異的である。
いくつかの実施形態では、細胞は、(i)CD38ノックアウト、(ii)HLA-I欠損及び/若しくはHLA-II欠損、(iii)導入されたHLA-G若しくは非切断性HLA-G、若しくはCD58及びCD54の一方若しくは両方のノックアウト、(iv)外因性CD16若しくはそのバリアント、(v)キメラ融合受容体(CFR)、(vi)細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体、(vii)表1に列挙される遺伝子型のうちの少なくとも1つ、(viii)B2M、CIITA、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCR、NKG2A、NKG2D、CD25、CD69、CD44、CD56、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、及びTIGITのうちの少なくとも1つの欠失若しくは破壊、又は(ix)HLA-E、4-1BBL、CD3、CD4、CD8、CD16、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、Fc受容体、抗体若しくはその機能的バリアント若しくは断片、チェックポイント阻害剤、及びアゴニストとカップリングするための表面トリガー受容体のうちの少なくとも1つの導入若しくは上方制御のうちの1つ以上を更に含み得る。細胞が外因性CD16又はそのバリアントを含む実施形態では、外因性CD16又はそのバリアントは、(a)高親和性非切断性CD16(hnCD16)、(b)CD16の外部ドメインドメインのF176V及びS197P、(c)CD64に由来する完全又は部分外部ドメイン、(d)非天然(又は非CD16)の膜貫通ドメイン、(e)非天然(又は非CD16)の細胞内ドメイン、(f)非天然(又は非CD16)のシグナル伝達ドメイン、(g)非天然の刺激ドメイン、並びに(h)CD16に由来せず、同じ若しくは異なるポリペプチドに由来する膜貫通、シグナル伝達及び刺激ドメインのうちの少なくとも1つを含み得る。
細胞がCFRを含む実施形態では、CFRは、内部ドメインに作動可能に接続された膜貫通ドメインに融合した外部ドメインを含み得、外部ドメイン、膜貫通ドメイン、及び内部ドメインは、小胞体(endoplasmic reticulum、ER)保持シグナル又はエンドサイトーシスシグナルを含まない。いくつかの実施形態では、(i)CFRの外部ドメインは、CD3ε、CD3γ、CD3δ、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D、任意の機能的バリアント、及びこれらの組み合わせ若しくはキメラのうちの少なくとも1つを含むシグナル伝達タンパク質の細胞外部分の完全長若しくは部分長を含むか、(ii)CFRの外部ドメインは、選択されたアゴニストに結合するとシグナル伝達を開始するか、又は(iii)CFRの内部ドメインは、CD3ζ、2B4、DAP10、DAP12、DNAM1、CD137(4-1BB)、IL21、IL7、IL12、IL15、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、若しくはNKG2Dポリペプチドの少なくとも完全長若しくは一部を含む細胞傷害性ドメインを含み、任意選択で内部ドメインは、(a)CD2、CD27、CD28、CD40L、4-1BB、OX40、ICOS、PD-1、LAG-3、2B4、BTLA、DAP10、DAP12、CTLA-4、若しくはNKG2Dポリペプチド若しくはこれらの任意の組み合わせの完全長若しくは一部を含む共刺激ドメイン;(b)CD28、4-1BB、CD27、CD40L、ICOS、CD2若しくはこれらの組み合わせの完全長若しくは一部を含む共刺激ドメイン;(c)IL7R、IL15R、IL18R、IL12R、IL23R、若しくはこれらの組み合わせを含むサイトカイン受容体の内部ドメインの完全長若しくは一部を含む持続性シグナル伝達ドメイン;及び/又は(d)受容体チロシンキナーゼ(receptor tyrosine kinase、RTK)、腫瘍壊死因子受容体(tumor necrosis factor receptor、TNFR)、EGFR、若しくはFAS受容体の完全若しくは部分的な細胞内部分;のうちの1つ以上を更に含む。いくつかの実施形態では、選択されたアゴニストは、(i)抗体若しくはその機能的バリアント若しくは断片、又は(ii)エンゲージャーであり、選択されたアゴニストは、細胞に含まれるポリヌクレオチドによってコードされ得るか、若しくは細胞若しくはその集団を含む培地に含まれる。
細胞が細胞表面発現外因性サイトカイン及び/又はその受容体の部分ペプチド又は完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体を含む実施形態では、細胞表面発現外因性サイトカイン又はその受容体は、(a)IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21及びそのそれぞれの受容体(複数可)のうちの少なくとも1つを含み得るか、若しくは(b)(i)自己切断ペプチドを用いることによるIL15及びIL15Rαの共発現、(ii)IL15とIL15Rαとの融合タンパク質、(iii)IL15Rαの細胞内ドメインが切断された若しくは排除されたIL15/IL15Rα融合タンパク質、(iv)IL15とIL15Rαの膜結合Sushiドメインとの融合タンパク質、(v)IL15とIL15Rβとの融合タンパク質、(vi)IL15と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、共通受容体γCが天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、並びに(vii)IL15Rβのホモ二量体のうちの少なくとも1つを含み得、(b)(i)~(vii)のうちのいずれか1つは、別個のコンストラクト内で若しくはバイシストロニックなコンストラクト内で、CARと共発現され得るか、又は(c)(i)IL7とIL7Rαとの融合タンパク質、(ii)IL7と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、共通受容体γCが天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、並びに(iii)IL7Rβのホモ二量体のうちの少なくとも1つを含み得、(c)(i)~(iii)のうちのいずれか1つは、別個のコンストラクト内で若しくはバイシストロニックなコンストラクト内で、CARと共発現され得、任意選択で(d)一過性に発現され得る。
細胞がチェックポイント阻害剤を含む実施形態では、チェックポイント阻害剤は、PD-1、PDL-1、TIM-3、TIGIT、LAG-3、CTLA-4、2B4、4-1BB、4-1BBL、A2AR、BATE、BTLA、CD39、CD47、CD73、CD94、CD96、CD160、CD200、CD200R、CD274、CEACAM1、CSF-1R、Foxpl、GARP、HVEM、IDO、EDO、TDO、LAIR-1、MICA/B、NR4A2、MAFB、OCT-2、Rara(レチノイン酸受容体(retinoic acid receptor)アルファ)、TLR3、VISTA、NKG2A/HLA-E及び抑制性KIRを含む1つ以上のチェックポイント分子に対するアンタゴニストであり得る。
別の態様では、本発明は、本明細書に開示される細胞又はその集団を含む組成物を提供する。組成物のいくつかの実施形態では、細胞又はその集団は、iPSC誘導エフェクター細胞を含み、組成物は、1つ以上の治療剤を更に含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の治療剤は、ペプチド、サイトカイン、チェックポイント阻害剤、抗体若しくはその機能的バリアント若しくは断片、エンゲージャー、マイトジェン、増殖因子、低分子RNA、dsRNA(二本鎖(double stranded)RNA)、単核血球、フィーダー細胞、フィーダー細胞成分若しくはその補充因子、1つ以上の目的のポリ核酸を含むベクター、化学療法剤若しくは放射性部分、又は免疫調節薬(immunomodulatory drug、IMiD)を含む。組成物がチェックポイント阻害剤を含む実施形態では、チェックポイント阻害剤は、(i)PD-1、PDL-1、TIM-3、TIGIT、LAG-3、CTLA-4、2B4、4-1BB、4-1BBL、A2AR、BATE、BTLA、CD39、CD47、CD73、CD94、CD96、CD160、CD200、CD200R、CD274、CEACAM1、CSF-1R、Foxpl、GARP、HVEM、IDO、EDO、TDO、LAIR-1、MICA/B、NR4A2、MAFB、OCT-2、Rara(レチノイン酸受容体アルファ)、TLR3、VISTA、NKG2A/HLA-E、若しくは抑制性KIRを含む1つ以上のアンタゴニストチェックポイント分子、又は(ii)アテゾリズマブ、アベルマブ、デュルバルマブ、イピリムマブ、IPH4102、IPH43、IPH33、リリムマブ、モナリズマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、及びそれらの誘導体若しくは機能的同等物のうちの1つ以上を含み得る。組成物のいくつかの実施形態では、1つ以上の治療剤は、ベネトクラクス、アザシチジン、及びポマリドマイドのうちの1つ以上を含む。
1つ以上の治療剤が抗体又はその機能的バリアント若しくは断片である組成物の実施形態では、抗体又はその機能的バリアント若しくは断片は、(a)抗CD20、抗CD22、抗HER2、抗CD52、抗EGFR、抗CD123、抗GD2、抗PDL1、及び/若しくは抗CD38抗体、(b)リツキシマブ、ベルツズマブ、オファツムマブ、ウブリツキシマブ、オカラツズマブ、オビヌツズマブ、イブリツモマブ、オクレリズマブ、イノツズマブ、モキセツモマブ、エプラツズマブ、トラスツズマブ、ペルツズマブ、アレムツズマブ、セツキシマブ、ジヌツキシマブ、アベルマブ、ダラツムマブ、イサツキシマブ、MOR202、7G3、CSL362、エロツズマブ、及びこれらのヒト化若しくはFc改変されたバリアント若しくは断片、並びにこれらの機能的同等物及びバイオシミラーのうちの1つ以上、又は(c)ダラツムマブを含み得、誘導エフェクター細胞は、CD38ノックアウトを含み、任意選択でCD16又はそのバリアントを発現する。1つ以上の治療剤がエンゲージャーである組成物の実施形態では、エンゲージャーは、(i)二重特異性T細胞エンゲージャー(bi-specific T cell engager、BiTE)、(ii)二重特異性キラー細胞エンゲージャー(bi-specific killer cell engager、BiKE)、若しくは(iii)三重特異性キラー細胞エンゲージャー(tri-specific killer cell engager、TriKE)を含み得るか、又はエンゲージャーは、(a)細胞又はバイスタンダー免疫エフェクター細胞のCD3、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D、若しくはその任意の機能的バリアントの細胞外部分を認識する第1の結合ドメイン、及び(b)B7H3、CD10、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD52、CD79a、CD79b、CD123、CD138、CD179b、CEA、CLEC12A、CS-1、DLL3、EGFR、EGFRvIII、EpCAM、FLT-3、FOLR1、FOLR3、GD2、gpA33、HER2、HM1.24、LGR5、MSLN、MCSP、MICA/B、Muc1、Muc16、PDL1、PSMA、PAMA、P-カドヘリン、ROR1、若しくはVEGF-R2のいずれか1つを含む抗原に特異的な第2の結合ドメインを含み得る。
更に別の態様では、本発明は、本明細書で提供される組成物を養子細胞療法に適した対象に当該組成物を導入することによる治療的使用を提供し、対象は、自己免疫障害、血液悪性腫瘍、固形腫瘍、癌、又はウイルス感染を有する。
更に別の態様では、本発明は、本明細書で提供されるクローンiPSCを含むマスター細胞バンク(master cell bank、MCB)を提供する。
更に別の態様では、本発明は、本明細書に記載される誘導エフェクター細胞を製造する方法を提供し、本方法は、遺伝子操作されたiPSCを分化させることを含み、iPSCは、(a)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、(b)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチド、及び任意選択で(c)キメラ抗原受容体(CAR)又は第2の腫瘍抗原を標的とするエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含み、任意選択でiPSCは、(i)CD38ノックアウト、(ii)HLA-I欠損及び/若しくはHLA-II欠損、(iii)導入されたHLA-G若しくは非切断性HLA-G、若しくはCD58及びCD54の一方若しくは両方のノックアウト、(iv)外因性CD16若しくはそのバリアント、(v)キメラ融合受容体(CFR)、(vi)細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体、(vii)表1に列挙される遺伝子型のうちの少なくとも1つ、(viii)B2M、CIITA、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCR、NKG2A、NKG2D、CD25、CD69、CD44、CD56、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、及びTIGITのうちの少なくとも1つの欠失若しくは破壊、又は(ix)HLA-E、4-1BBL、CD3、CD4、CD8、CD16、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、Fc受容体、抗体若しくはその機能的バリアント若しくは断片、チェックポイント阻害剤、及びアゴニストとカップリングするための表面トリガー受容体のうちの少なくとも1つの導入若しくは上方制御のうちの1つ以上を更に含む。いくつかの実施形態では、方法は、クローンiPSCをゲノム操作して、(a)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、(b)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチド、及び任意選択で(c)キメラ抗原受容体(CAR)又は第2の腫瘍抗原を標的とするエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドをノックインすることを更に含み、任意選択で更にクローンiPSCをゲノム操作して、(i)CD38をノックアウトすること、(ii)B2M及び/若しくはCIITAをノックアウトすること、(iii)CD58及びCD54の一方若しくは両方をノックアウトすること、並びに/又は(iv)HLA-G若しくは非切断性HLA-G、外因性CD16若しくはそのバリアント、CFR並びに/又は細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分ペプチド若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体を導入すること、を更に含む。いくつかの実施形態では、ゲノム操作は、標的化編集を含む。特定の実施形態では、標的化編集は、欠失、挿入、又はインデルを含み、標的化編集は、CRISPR、ZFN、TALEN、ホーミングヌクレアーゼ、相同組換え、又はこれらの方法の任意の他の機能的バリエーションによって行われる。
更に別の態様では、本発明は、腫瘍細胞表面抗原MR1に特異的なキメラ抗原受容体(chimeric antigen receptor、CAR)を提供し、MR1-CARは、(i)少なくとも1つの抗原認識ドメインを含む外部ドメインであって、抗原認識ドメインは、(a)配列番号7に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変アルファ(Vα)断片(MR1Vα)及び配列番号8に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変ベータ(Vβ)断片(MR1Vβ)、又は(b)配列番号15に対して少なくとも約85%の同一性を有するMR1 TCRαの細胞外ドメイン及び配列番号16に対して少なくとも約85%の同一性を有するMR1 TCRβの細胞外ドメインを含む、少なくとも1つの抗原認識ドメインを含む外部ドメイン、(ii)膜貫通ドメイン、並びに(iii)少なくとも第1のシグナル伝達ドメインを含む内部ドメインであって、第1のシグナル伝達ドメインは、T細胞及び/又はNK細胞の活性化又は機能に特異的なシグナル伝達タンパク質の細胞質ドメインに由来する、内部ドメインを含み、腫瘍細胞表面抗原MR1は、非多型である。いくつかの実施形態では、シグナル伝達タンパク質は、2B4(ナチュラルキラー細胞受容体2B4)、4-1BB(腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー9)、CD16(IgG Fc領域受容体III-A)、CD2(T細胞表面抗原CD2)、CD28(T細胞特異的表面糖タンパク質CD28)、CD28H(膜貫通及び免疫グロブリンドメイン含有タンパク質2)、CD3ζ(T細胞表面糖タンパク質CD3ゼータ鎖)、CD3ζ1XX(CD3ζバリアント)、DAP10(造血細胞シグナル伝達物質)、DAP12(TYROタンパク質チロシンキナーゼ結合タンパク質)、DNAM1(CD226抗原)、FcERIγ(高親和性免疫グロブリンイプシロン受容体サブユニットガンマ)、IL21R(インターロイキン-21受容体)、IL-2Rβ/IL-15RB(インターロイキン-2受容体サブユニットベータ)、IL-2Rγ(サイトカイン受容体共通サブユニットガンマ)、IL-7R(インターロイキン-7受容体サブユニットアルファ)、KIR2DS2(キラー細胞免疫グロブリン様受容体2DS2)、NKG2D(NKG2-D II型内在性膜タンパク質)、NKp30(天然細胞傷害トリガー受容体3)、NKp44(天然細胞傷害トリガー受容体2)、NKp46(天然細胞傷害トリガー受容体1)、CS1(SLAMファミリーメンバー7)、及びCD8(T細胞表面糖タンパク質CD8アルファ鎖)のうちのいずれか1つを含む。
CARのいくつかの実施形態では、内部ドメインは、第2のシグナル伝達ドメイン、及び任意選択で第3のシグナル伝達ドメインを更に含み、第1のシグナル伝達ドメイン、第2のシグナル伝達ドメイン、及び第3のシグナル伝達ドメインは異なる。いくつかの実施形態では、第2のシグナル伝達ドメイン又は第3のシグナル伝達ドメインは、2B4、4-1BB、CD16、CD2、CD28、CD28H、CD3ζ、DAP10、DAP12、DNAM1、FcERIγ IL21R、IL-2Rβ(IL-15Rβ)、IL-2Rγ、IL-7R、KIR2DS2、NKG2D、NKp30、NKp44、NKp46、CD3ζ1XX、CS1、若しくはCD8の細胞質ドメイン又はその一部を含む。いくつかの態様では、膜貫通ドメインは、CD2、CD3δ、CD3ε、CD3γ、CD3ζ、CD4、CD8、CD8a、CD8b、CD16、CD27、CD28、CD28H、CD40、CD84、CD166、4-1BB、OX40、ICOS、ICAM-1、CTLA4、PD1、LAG3、2B4、BTLA、DNAM1、DAP10、DAP12、FcERIγ、IL7、IL12、IL15、KIR2DL4、KIR2DS1、KIR2DS2、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、NKG2D、CS1、若しくはT細胞受容体ポリペプチドの膜貫通領域のアミノ酸配列又はその一部を含む。いくつかの態様では、外部ドメインは、(i)シグナルペプチド及び/又は(ii)スペーサー/ヒンジ/リンカーを更に含む。いくつかの実施形態では、CARは、細胞表面発現外因性サイトカイン若しくはその受容体の部分又は完全長ペプチドを共発現するバイシストロニックなコンストラクトに含まれ、外因性サイトカイン又はその受容体は、(a)IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21、及びそのそれぞれの受容体(複数可)のうちの少なくとも1つを含むか、又は(b)(i)自己切断ペプチドを用いることによるIL15及びIL15Rαの共発現、(ii)IL15とIL15Rαとの融合タンパク質、(iii)IL15Rαの細胞内ドメインが切断された若しくは排除されたIL15/IL15Rα融合タンパク質、(iv)IL15とIL15Rαの膜結合Sushiドメインとの融合タンパク質、(v)IL15とIL15Rβとの融合タンパク質、(vi)IL15と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、共通受容体γCが天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、並びに(vii)IL15Rβのホモ二量体、のうちの少なくとも1つを含み、(b)(i)~(vii)のうちのいずれか1つは、任意選択で別個のコンストラクト内で若しくはバイシストロニックなコンストラクト内で、CARと共発現されるか、又は(c)(i)IL7とIL7Rαとの融合タンパク質、(ii)IL7と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、共通受容体γCが天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、並びに(iii)IL7Rβのホモ二量体、のうちの少なくとも1つを含む。特定の実施形態では、MR1-CARは、結腸直腸癌、肺癌、腎臓癌、前立腺癌、膀胱癌、子宮頸癌、黒色腫、骨癌、乳癌、卵巣癌、又は血液癌のうちの1つ以上に特異的である。
更に別の態様では、本発明は、細胞又はその集団を提供し、細胞は、真核細胞、動物細胞、ヒト細胞、免疫細胞、人工多能性細胞(iPSC)、クローンiPSC、又はそれらから分化した誘導細胞であり、細胞は、少なくとも本明細書に記載のキメラ抗原受容体(CAR)をコードするポリヌクレオチドを含む。細胞又はその集団の様々な実施形態では、細胞は、(i)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチドと、(ii)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチドであって、tgTCRα鎖及びtgTCRβ鎖は、MR1以外の第1の腫瘍抗原を認識する外因性TCR複合体(TCRexo)を形成する、ポリヌクレオチドと、任意選択で(iii)少なくとも第2の腫瘍抗原を標的とするエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含む1つ以上の追加の外因性ポリヌクレオチドと、を更に含む。様々な実施形態では、(i)tgTCRα鎖をコードするポリヌクレオチド及びtgTCRβ鎖をコードするポリヌクレオチドは、バイシストロニックなコンストラクトに含まれ、任意選択で(a)コンストラクトは、TCRα若しくはTCRβの定常領域(TRAC若しくはTRBC)に挿入され、(b)コンストラクトの挿入は、挿入部位での内因性TCRα若しくは内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは(c)コンストラクトの発現は、TCRの内因性プロモーター若しくは外因性プロモーターによって駆動されるか、又は(ii)CAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドは、TRAC若しくはTRBCに挿入され、任意選択で(a)CAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドの挿入は、挿入部位における内因性TCRα若しくは内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは(b)CAR若しくはエンゲージャーの発現は、TCRの内因性プロモーター若しくは外因性プロモーターによって駆動されるか、又は(iii)tgTCRα鎖及びtgTCRβ鎖、CAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチド、若しくは1つ以上の追加のポリヌクレオチドは、1つ以上のセーフハーバー遺伝子座若しくは選択された遺伝子座に挿入される。特定の実施形態では、(I)コンストラクト及びCAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドはそれぞれ、TCRα若しくはTCRβの定常領域(TRAC若しくはTRBC)に挿入されるが、同じ定常領域には挿入されず、それによって、内因性TCRα及び内因性TCRβの両方の発現を破壊し、内因性TCRをノックアウトし、(a)トランスジェニックTCRα及び内因性TCRβ、若しくは(b)トランスジェニックTCRβ及び内因性TCRαを含む不対合TCRを回避するか、又は(II)コンストラクト及びCAR若しくはエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドはそれぞれ、セーフハーバー遺伝子座若しくは選択された遺伝子座を含む遺伝子座に組み込まれる。
更に別の態様では、本発明は、本明細書に記載される細胞又はその集団を含む組成物を提供する。いくつかの実施形態では、細胞又はその集団は、iPSC誘導エフェクター細胞を含み、組成物は、1つ以上の治療剤を更に含む。したがって、本発明の諸実施形態は、本明細書に記載の組成物を養子細胞療法に適した対象に導入することによる本明細書に記載の組成物の治療的使用を提供し、対象は、自己免疫障害、血液悪性腫瘍、固形腫瘍、癌、又はウイルス感染を有する。いくつかの実施形態では、対象は、結腸直腸癌、肺癌、腎臓癌、前立腺癌、膀胱癌、子宮頸癌、胃癌、黒色腫、骨癌、乳癌、卵巣癌、又は血液癌を有する。
更に別の態様では、本発明は、CAR-T細胞の機能を増強する方法を提供し、CAR-T細胞は、キメラ抗原受容体(CAR)を介した第1の腫瘍抗原の特異性を有し、方法は、CAR-T細胞に、(i)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、及び(ii)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチドであって、tgTCRα鎖及びtgTCRβ鎖は、第2の腫瘍抗原特異性を有する外因性TCR複合体(TCRexo)を形成する、ポリヌクレオチドを導入することを含み、CAR-T細胞のCAR誘導性腫瘍殺傷効力は、TCRexoの発現によって増強される。本方法の様々な実施形態では、(i)内因性TCRα及び内因性TCRβの両方の発現を破壊することによる内因性TCRノックアウト、又は(ii)CARは、TCRα又はTCRβの定常領域(TRAC又はTRBC)に挿入され、それによって、VAR-T細胞の内因性TCRα若しくはTCRβの発現を破壊する。本方法の様々な実施形態では、本方法は、TCRexoによって認識される第2の腫瘍抗原を用いてTCRexoを活性化することを更に含み、第1の腫瘍抗原特異性及び第2の腫瘍抗原特異性は異なる。本方法の様々な実施形態では、CAR-Tへのポリヌクレオチドの導入の停止は、遺伝子操作されたiPSCをT細胞に分化させることであって、iPSCは、(a)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、(b)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチド、及び(c)第1の腫瘍抗原特異性を有するCARをコードするポリヌクレオチドを含む、分化させることと、それによって、TCRexoの発現を有するCAR-T細胞を得ることと、を更に含む。本発明の様々な実施形態では、本方法は、クローンiPSCをゲノム操作して、(a)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、(b)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチド、及び(c)第1の腫瘍抗原特異性を有するCARをコードするポリヌクレオチドをノックインし、それによって、T細胞分化のための操作されたiPSCを得ることを更に含む。
本明細書で提供される組成物及び方法の様々な目的及び利点は、例示及び例として本発明の特定の実施形態が示される添付の図面と併せて以下の説明から明らかになるであろう。
iPSC誘導エフェクター細胞におけるMR1-TCRの異所性発現を示す図である。 iPSC誘導エフェクター細胞におけるMR1-TCRの異所性発現を示す図である。図1Aは、T細胞(TiPSC)又は線維芽細胞(FiPSC)からリプログラミングされたiPSCへのMR1-TCRコンストラクトの形質導入、及びその後のT系統エフェクター細胞(それぞれTiP-iT又はFiP-iT)へのその分化を示す。図1BはiPSC誘導エフェクター細胞におけるMR1-TCRの異所性発現を示す。TiPSCにおける内因性TCRβの存在が、TRAC破壊による内因性TCRノックアウトを有する誘導T系統エフェクター細胞(TiP-iT)におけるTCR不対合をもたらし得ることを示す。 TCRαβの発現がCD3分子の表面発現を安定化させ得ることを示す図である。 MR1 TCR発現エフェクター細胞がA549腫瘍細胞を特異的に殺傷させることができ、これはMR1遮断抗体によって阻害され得ることを示す図である。 Aは、FiPSC誘導MR1-TCRiT細胞が、MR1依存性サイトカイン放出及び脱顆粒応答を示すことを示す図である。Bは、TipsSC誘導MR1-TCRiT細胞が、MR1依存性サイトカイン放出及び脱顆粒応答を示すことを示す図である。 インプット集団内でMR1-TCRを発現するFiP-iT細胞の純度を示し、抗体によって遮断されたMR1媒介性TCRシグナル伝達がBiTEの添加によって回復され得ることを示す図である。 MR1 TCRFiP-iTがA549細胞でMR1依存的に細胞傷害性を示すことを示し、及び抗体によって遮断されたMR1媒介性TCRシグナル伝達がBiTEの添加によって回復され得ることを示す図である。 MR1遮断抗体が、腫瘍細胞のMR1-TCR媒介性殺傷を防止することができること(上)、及びBiTEの添加が、抗体の存在下であっても、MR1-TCR再構成細胞のCD3結合を介した腫瘍細胞の標的化を可能にすることを示す図である。 MR1遮断抗体の存在下、BiTEがMR1-TCRFiP-iT細胞における細胞活性化及び応答を回復させたことを示す図である。 MR1遮断抗体の存在下、BiTEがMR1-TCRFiP-iT細胞における細胞活性化及び応答を回復させたことを示す図である。 TCRによるMR1認識が遮断された場合、BiTEがMR1-TCRTiP-iT細胞における細胞活性化及び応答を回復させたことを示す図である。 TCRによるMR1認識が遮断された場合、BiTEがMR1-TCRTiP-iT細胞における細胞活性化及び応答を回復させたことを示す図である。 MR1-TCRFiP-iTがNalm6細胞でMR1依存的に細胞傷害性を示したこと、並びに抗体によって遮断されたMR1媒介性TCRシグナル伝達及び細胞傷害性がBiTEの添加によって回復され得ることを示す図である。 MR1-TCRFiP-iTがNalm6細胞でMR1依存的に細胞傷害性を示したこと、並びに抗体によって遮断されたMR1媒介性TCRシグナル伝達及び細胞傷害性がBiTEの添加によって回復され得ることを示す図である。 膜貫通(TM)ドメイン及び細胞質シグナル伝達ドメインが変化し得る例示的なMR1-CAR設計を示す図である。 TRBCノックアウトが不対合問題を低減し、TCR機能を回復させることを示す図である。 TRBCノックアウトが不対合問題を低減し、TCR機能を回復させることを示す図である。 TRBCノックアウトが不対合問題を低減し、TCR機能を回復させることを示す図である。 TRBCノックアウトが不対合問題を低減し、TCR機能を回復させることを示す図である。 TRBCノックアウトが不対合問題を低減し、TCR機能を回復させることを示す図である。図11Dでは、%TNFαのx軸は、左から右に、0.0、0.5、1.0、1.5、及び2.0である。 TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を示す図である。 TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を示す図である。 TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を示す図である。 TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を示す図である。 CAR、TCR、及びCD16共発現を有するTiP-iT細胞のin vitro細胞毒性を示す図である(三峰性)。 CAR、TCR、及びCD16共発現を有するTiP-iT細胞のin vitro細胞毒性を示す図である(三峰性)。 三峰性TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を支持する更なるデータを示す図であり、三峰性細胞のin vitro細胞傷害性を実証する。 三峰性TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を支持する更なるデータを示す図であり、三峰性細胞のin vitro細胞傷害性を実証する。 三峰性TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を支持する更なるデータを示す図であり、三峰性細胞のin vitro細胞傷害性を実証する。 三峰性TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を支持する更なるデータを示す図であり、三峰性細胞のin vitro細胞傷害性を実証する。 三峰性TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を支持する更なるデータを示す図であり、三峰性細胞のin vitro細胞傷害性を実証する。 三峰性TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を支持する更なるデータを示す図であり、三峰性細胞のin vitro細胞傷害性を実証する。 三峰性TiP-iT細胞上でのCARとTCRの共発現との間の相乗的関係を支持する更なるデータを示す図であり、三峰性細胞のin vitro細胞傷害性を実証する。 iTエフェクターにおいて発現された外因性TCRが、TCR抗原特異的腫瘍殺傷を誘発することができることを示す図である。 TCRの外因性発現が、iTエフェクターにおけるCAR誘導性腫瘍殺傷効力を増強することを示す図である。 CAR及びTCR腫瘍抗原の両方の存在下、CAR/TCR iTエフェクターが、CAR iTと比較して増強された腫瘍殺傷効力を示すことを示す図である。 TCR及びCARの両方の活性化が、CAR活性化単独と比較してより速い腫瘍殺傷をもたらすことを示す図である。 CAR iT細胞における外因性TCR発現が、細胞増殖におけるより高いiTエフェクター数と相関することを示す図である。 0日目の混合腫瘍細胞株がそれぞれ、CD16に結合するIgG抗体によって媒介されるCAR、TCR、又はADCCの活性化を誘発することを示す図である。 Nalm6マウスモデルを用いた三峰性iT細胞のin vivo検証のスキームである。 BCMA-mCherryシグナル及びNYESO1-GFPシグナルについての骨髄由来のex vivo CD10細胞のFACS分析を示す図である。 示された全ての群における示された腫瘍株についての各骨髄試料における絶対腫瘍数を示す図である。 CAR/TCR iT細胞が、7日目及び10日目に骨髄中の腫瘍の大部分を排除したが、肺及び脳領域では排除しなかったことを示す図である。 インプットのCAR標的化Nalm6(BCMA)とTCR標的化Nalm6(BCMA)との間の比を示す代表的なFACSプロット、並びにエフェクターなし群、BCMA CAR単独群、BCMA-CARNYESO1-TCR群及びBCMA-CARMR1-TCR群からの22日目の骨髄細胞懸濁液の分析を示す図である。 示されるような個々の群についてのBCMAMR1ko及びNYESO1MR1wt Nalm6の絶対標的数を提示する図である。 BLI分析を用いてCAR/TCR iT細胞で処置したマウスにおける腫瘍増殖阻害(TGI)の改善の確認を提供する図である。 曲線下面積(AUC)分析を用いてCAR/TCR iT細胞で処置したマウスにおける腫瘍増殖阻害(TGI)の改善の確認を提供する図である。 22日目の骨髄からの各示された群のex vivo iT細胞上にチェックポイント阻害受容体、LAG3、TIM3、PD1が存在しないことを示す代表的なFACSプロットである。 22日目の骨髄からの各示された群のex vivo iT細胞のサイトカイン産生及び脱顆粒能力を示す図である。
iPSC(誘導多能性幹細胞)のゲノム改変には、ポリヌクレオチドの挿入、欠失及び置換が含まれる。ゲノム操作されたiPSCでの外因性遺伝子発現は、元のゲノム操作されたiPSCの長期のクローン増殖後、細胞分化後、及びゲノム操作されたiPSC誘導細胞からの脱分化細胞型において、遺伝子サイレンシング、又は低下した遺伝子発現などの問題にしばしば遭遇する。一方、T細胞又はNK細胞などの初代免疫細胞を直接操作することは困難であり、養子細胞療法のための操作された免疫細胞の調製及び送達に障害をもたらす。様々な実施形態では、本発明は、自殺遺伝子及び他の機能的モダリティを含む1つ以上の外因性遺伝子を安定的に組み込むための効率的で信頼できる標的化アプローチを提供し、これは生着、輸送、ホーミング、遊走、細胞傷害性、生存能力、維持、増殖、寿命、自己複製、持続性、及び/又は生存率に関する改善された治療特性を、これらに限定されないが、HSC(造血幹細胞及び前駆細胞)、T細胞前駆細胞、NK細胞前駆細胞、T系統細胞、NKT系統細胞、NK系統、並びに初代NK細胞、T細胞、及び/又はNKT細胞には存在しない1つ以上の機能的特徴を有する免疫エフェクター細胞を含むiPSC誘導細胞にもたらす。
定義
本明細書で特に定義されない限り、本出願に関連して使用される科学用語及び技術用語は、当業者によって一般に理解される意味を有するものとする。更に、文脈で特に必要とされない限り、単数形の用語は複数形を含み、複数形の用語は単数形を含むものとする。
本発明は、本明細書に記載される特定の方法論、プロトコル、及び試薬などに限定されず、したがって変化し得ることが理解されるべきである。本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明するためのみのものであり、特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を限定することを意図しない。
本明細書で使用する場合、冠詞「a」、「an」、及び「the」は、本明細書において、冠詞の文法的な対象の、1又は1を超えるもの(すなわち、少なくとも1)を指すために本明細書において使用される。例として、「要素(an element)」は、1つの要素又は1つを超える要素を意味する。
代替(例えば、「又は」)の使用は、代替の一方、両方、又はそれらの任意の組み合わせのいずれかを意味すると理解されるべきである。
「及び/又は」という用語は、代替の一方又は両方のいずれかを意味すると理解されるべきである。
本明細書で使用する場合、「約」又は「およそ」という用語は、参照の量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さと比較して、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、又は1%もの量で変動する、量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さを指す。一実施形態では、「約」又は「およそ」という用語は、参照の量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さの、およそ、±15%、±10%、±9%、±8%、±7%、±6%、±5%、±4%、±3%、±2%、若しくは±1%の、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さの範囲を指す。
本明細書で使用する場合、「実質的に」又は「本質的に」という用語は、参照の量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さと比較して、約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%、又はそれ以上である量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さを指す。一実施形態では、「実質的に同じ」又は「本質的に同じ」という用語は、参照の量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さとほぼ同一である、参照の量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重量、又は長さの範囲を指す。
本明細書で使用する場合、「実質的に含まない」及び「本質的に含まない」という用語は互換可能に使用され、細胞集団又は培養培地などの組成物を記載するために使用する場合、例えば、特定の物質又はその供給源の、95%を含まない、96%を含まない、97%を含まない、98%を含まない、99%を含まないなど、又は従来の手段で測定して検出できないなどのように、特定の物質又はその供給源を含まない組成物を指す。組成物中の特定の成分又は物質を「含まない」又は「本質的に含まない」という用語はまた、そのような成分又は物質が(1)任意の濃度で組成物に含まれない、又は(2)機能的に不活性な低い濃度で組成物に含まれることも意味する。同様の意味が、「存在しない」という用語に適用され得、組成物の特定の物質又はその供給源が存在しないことを指す。
本明細書全体を通して、文脈がそうでないことを必要としない限り、「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、及び「含むこと(comprising)」は、述べられたステップ、若しくは要素、又はステップ若しくは要素の群を含むことを意味するが、任意の他のステップ、若しくは要素、又はステップ若しくは要素の群を排除することを意味しないことが理解されるだろう。特定の実施形態では、「含む(include)」、「有する」、「含む(contain)」、及び「含む(comprise)」という用語は、同義的に使用される。
「~からなる(consisting of)」とは、「~からなる」という語句に続く全てのものを含み、かつそれに限定されることを意味する。したがって、「~からなる」という語句は、列挙された要素が必要又は必須であり、かつ他の要素が存在し得ないことを示す。
「~から本質的になる(consisting essentially of)」とは、語句の後に列挙された任意の要素を含むことを意味し、列挙された要素の開示で指定された活性又は動作を妨害しないか、又はそれらに寄与しない他の要素に限定される。したがって、「~から本質的になる」という語句は、列挙された要素が必要又は必須であることを示すが、他の要素は必要に応じたものではなく、列挙された要素の活性又は動作に影響するか否かに応じて存在し得るか、又は存在し得ないことを示す。
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「実施形態」、「特定の実施形態」、「関連する実施形態」、「特定の実施形態」、「追加の実施形態」、若しくは「更なる実施形態」又はそれらの組み合わせへの言及は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる様々な場所での前述の語句の出現は、必ずしも全てが同一の実施形態を参照しているとは限らない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。
「ex vivo」という用語は、一般に、好ましくは自然条件の変化を最小限に抑えて、生体外の人工環境内の生体組織内又は生体組織上で行われる実験又は測定など、生体外で行われる活動を指す。特定の実施形態では、「ex vivo」手順は、生体から採取され、通常無菌条件下で、典型的には数時間又は約24時間まで、しかしながら状況に応じて最大48時間若しくは72時間又はそれ以上を含む、実験装置で培養される生細胞又は組織を含む。特定の実施形態では、そのような組織又は細胞は、収集及び凍結され得、そしてex vivo処理のために後に解凍され得る。生細胞又は組織を使用して数日より長く続く組織培養実験又は手順は、典型的には「in vitro」であると考えられるが、特定の実施形態では、この用語はex vivoと互換可能に使用できる。
「in vivo」という用語は、一般に、生体内部で起こる活動を指す。
本明細書で使用する場合、「リプログラミング」又は「脱分化」又は「細胞能力の増加」又は「発生能力の増加」という用語は、細胞の能力を増加させるか、又は細胞をより分化していない状態に脱分化する方法を指す。例えば、細胞能力が増加した細胞は、リプログラミングされていない状態の同じ細胞と比較して、より多くの発生可塑性を有する(すなわち、より多くの細胞型に分化することができる)。言い換えると、リプログラミングされた細胞は、リプログラミングされていない状態の同じ細胞よりも分化が進んでいない状態の細胞である。
本明細書で使用する場合、「分化」という用語は、特殊化していない(「未コミット」)又はあまり特殊化していない細胞が、例えば、血液細胞又は筋細胞などの特殊化細胞の特徴を獲得するプロセスを指す。分化した又は分化誘導された細胞は、細胞の系統内でより特殊化された(「コミットされた」)位置を呈する細胞である。「コミットされた」という用語は、分化のプロセスに適用されるとき、通常の状況下で特定の細胞型又は細胞型のサブセットに分化し続ける位置まで分化経路を進み、通常の状況下では、異なる細胞型に分化したり、分化度の低い細胞型に戻ったりすることのできない細胞を指す。本明細書で使用する場合、「多能性」という用語は、生体又は体細胞の全ての系統を形成する細胞(すなわち、胚そのもの)の能力を指す。例えば、胚性幹細胞は、3つの胚葉、外胚葉、中胚葉、及び内胚葉のそれぞれから細胞を形成できる多能性幹細胞の一種である。多能性は、完全な生物を生じさせることができない不完全な又は部分的な多能性細胞(例えば、エピブラスト幹細胞又はEpiSC)から、完全な生物を生じさせることができるより原始的でより多能性の細胞(例えば、胚性幹細胞)までの範囲に及ぶ一連の発生能である。
本明細書で使用する場合、「誘導多能性幹細胞」又はiPSCという用語は、リプログラミング因子及び/又は低分子化学物質による駆動法を用いて、3つの全ての胚葉若しくは真皮層:中胚葉、内胚葉、及び外胚葉の組織に分化できる細胞に誘導又は変更された、すなわちリプログラミングされた、分化した成人細胞、新生児細胞、又は胎児細胞からin vitroで産生された幹細胞を指す。産生されたiPSCは、天然に存在する細胞を指していない。
本明細書で使用する場合、「胚性幹細胞」という用語は、胚盤胞の内部細胞塊の天然に存在する多能性幹細胞を指す。胚性幹細胞は多能性であり、発生時に3つの一次胚葉、すなわち、外胚葉、内胚葉、及び中胚葉の全ての誘導体を発生させる。それらは、胚体外膜又は胎盤に寄与しない、すなわち、全能性ではない。
本明細書で使用する場合、「多能性幹細胞」という用語は、1つ以上の胚葉(外胚葉、中胚葉、及び内胚葉)の細胞に分化するが、3つ全てには分化しない発生能を有する細胞を指す。したがって、多能性細胞はまた、「部分的に分化した細胞」と呼ぶこともできる。多能性細胞は当該技術分野で周知であり、多能性細胞の例には、例えば造血幹細胞及び神経幹細胞などの成体幹細胞が含まれる。「多能性」は、細胞が所与の系統での多くの型の細胞を形成し得るが、他の系統の細胞は形成しないことを示す。例えば、多能性造血細胞は多くの異なる型の血液細胞(赤、白、血小板など)を形成できるが、ニューロンを形成することはできない。したがって、「多分化能」という用語は、全能性及び多能性よりも低い発生能の程度を有する細胞の状態を指す。
多能性は、細胞の多能性特徴を評価することにより、部分的に決定することができる。多能性の特徴としては、(i)多能性幹細胞形態、(ii)無制限自己再生の潜在能力、(iii)SSEA1(マウスのみ)、SSEA3/4、SSEA5、TRA1-60/81、TRA1-85、TRA2-54、GCTM-2、TG343、TG30、CD9、CD29、CD133/プロミニン、CD140a、CD56、CD73、CD90、CD105、OCT4、NANOG、SOX2、CD30及び/又はCD50を含むが、これらに限定されない、多能性幹細胞マーカーの発現、(iv)3つ全ての体細胞系統(外胚葉、中胚葉及び内胚葉)に分化する能力、(v)3つの体細胞系統からなる奇形腫形成、並びに(vi)3つの体細胞系統からの細胞からなる胚様体の形成が挙げられるが、これらに限定されない。
これまでに2つのタイプの多能性が説明されており、後期胚盤胞の胚盤葉上層幹細胞(EpiSC)に類似した「プライミング」又は「準安定」状態の多能性と、多能性初期/着床前の胚盤胞の内部細胞塊に類似した「ナイーブ」又は「基底」状態である。両方の多能性状態が上記のような特徴を示す一方で、ナイーブ状態又は基底状態は、(i)雌性細胞におけるX染色体の前不活性化又は再活性化、(ii)単一細胞培養中のクローン性及び生存率の改善、(iii)DNAメチル化の全体的な減少、(iv)発生調節遺伝子プロモーター上のH3K27me3抑制クロマチンマーク沈着の低減、並びに(v)プライミング状態多能性細胞と比較しての分化マーカーの発現低下を更に示す。外因性多能性遺伝子が体細胞に導入され、発現され、その後、得られる多能性細胞からサイレンシングされるか又は排除されるかのいずれかである細胞リプログラミングの標準的な方法論は、一般に、多能性の準備状態の特徴を有するようである。標準的な多能性細胞培養条件下で、そのような細胞は、外因性導入遺伝子発現が維持されない限り、準備状態に留まり、基底状態の特徴が観察される。
本明細書で使用する場合、「多能性幹細胞形態」という用語は、胚性幹細胞の古典的な形態学的特徴を指す。正常な胚性幹細胞の形態は、高い核対細胞質比を有し、核小体が顕著に存在し、典型的な細胞間間隔がある、形状が丸くて小さいことを特徴とする。
本明細書で使用する場合、「対象」という用語は、任意の動物、好ましくはヒト患者、家畜、又は他の飼育動物を指す。
「多能性因子」又は「リプログラミング因子」は、単独で又は他の薬剤と組み合わせて、細胞の発生能を増加させることができる薬剤を指す。多能性因子には、細胞の発生能を増加させることができるポリヌクレオチド、ポリペプチド、及び小分子が含まれるが、これらに限定されない。例示的な多能性因子には、例えば、転写因子及び小分子リプログラミング剤が含まれる。
「培養」又は「細胞培養」は、in vitro環境における細胞の維持、増殖及び/又は分化を指す。「細胞培養培地」、「培養培地」(各場合で単数は「培地(medium)」)、「補充成分」及び「培地補充成分」は、細胞培養を培養する栄養組成物を指す。
「培養する」又は「維持する(maintain)」とは、例えば滅菌プラスチック(又はコーティングされたプラスチック)細胞培養皿又はフラスコ内で、組織又は体外の細胞を維持(sustaining)、増殖(propagating)(増殖(growing))、及び/又は分化させることを指す。「培養」又は「維持すること」は、細胞の増殖及び/又は維持に役立つ栄養素、ホルモン、及び/又は他の因子の供給源として培地を利用することができる。
本明細書で使用する場合、「中胚葉」という用語は、初期胚発生中に出現し、循環系の血液細胞、筋肉、心臓、真皮、骨格、他の支持組織と結合組織を含む様々な特殊化された細胞型を生じさせる、3つの胚葉のうちの1つを指す。
本明細書で使用する場合、「決定的な造血内皮」(HE)又は「多能性幹細胞由来の決定的な造血内皮」(iHE)という用語は、内皮造血転換と呼ばれるプロセスにおいて造血幹細胞及び前駆細胞を生じさせる内皮細胞のサブセットを指す。胚における造血細胞の発生は、側板中胚葉から血管芽細胞を経て決定的な造血内皮細胞及び造血前駆体へと順次進行する。
「造血幹細胞及び前駆細胞」、「造血幹細胞」、「造血前駆細胞」、又は「造血前駆体細胞」という用語は、造血系統にコミットしているが、更なる造血分化が可能であり、多能性造血幹細胞(血球)、骨髄前駆体、巨核球前駆体、赤血球前駆体、及びリンパ球前駆体を含む細胞を指す。造血幹細胞及び前駆細胞(HSC)は、骨髄系(単球及びマクロファージ、好中球、好塩基球、好酸球、赤血球、巨核球/血小板、樹状細胞)、及びリンパ系(T細胞、B細胞、NK細胞)を含む全ての血液細胞型を生じる多能性幹細胞である。本明細書で使用する場合、「二次造血幹細胞」という用語は、T系統細胞、NK系統細胞、及びB系統細胞を含む成熟骨髄性とリンパ性細胞型の両方を生じさせることができるCD34造血細胞を指す。造血細胞はまた、原始赤血球、巨核球、及びマクロファージを生じさせる原始造血細胞の様々なサブセットを含む。
本明細書で使用する場合、「Tリンパ球」及び「T細胞」という用語は互換可能に使用され、胸腺での成熟を完了し、体内の特定の外来抗原の同定、並びにMHCクラスI拘束性での他の免疫細胞の活性化及び不活性化を含む免疫系における様々な役割を有する主要なタイプの白血球を指す。T細胞は、任意のT細胞、例えば、培養T細胞、例えば、初代T細胞、又は培養T細胞株、例えば、Jurkat、SupT1などからのT細胞、又は哺乳動物から取得されたT細胞であり得る。T細胞はCD3細胞であり得る。T細胞は、CD4/CD8二重陽性T細胞、CD4ヘルパーT細胞(例えば、Th1及びTh2細胞)、CD8T細胞(例えば、細胞傷害性T細胞)、末梢血単核細胞(PBMC)、末梢血白血球(PBL)、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)、メモリーT細胞、ナイーブT細胞、制御性T細胞、ガンマデルタT細胞(γδT細胞)、などを含むが、これらに限定されない、任意のタイプのT細胞であることができ、任意の発生段階のものであることができる。追加のタイプのヘルパーT細胞には、Th3(Treg)、Th17、Th9、又はTfh細胞などの細胞が含まれる。追加のタイプのメモリーT細胞には、セントラルメモリーT細胞(Tcm細胞)、エフェクターメモリーT細胞(Tem細胞及びTEMRA細胞)などの細胞が含まれる。T細胞は、T細胞受容体(TCR)又はキメラ抗原受容体(CAR)を発現するように改変されたT細胞などの遺伝子操作されたT細胞を指すこともできる。T細胞又はT細胞様エフェクター細胞は、幹細胞又は前駆細胞から分化させることもできる。T細胞様誘導エフェクター細胞は、いくつかの点でT細胞系統を有し得るが、同時に、初代T細胞には存在しない1つ以上の機能的特徴を有する。
「CD4T細胞」は、それらの表面でCD4を発現し、細胞性免疫応答に関連するT細胞のサブセットを指す。それらは刺激後の分泌プロファイルによって特徴付けられ、IFN-ガンマ、TNF-アルファ、IL2、IL4、及びIL10などのサイトカインの分泌が含まれ得る。「CD4」分子は、もともとTリンパ球の分化抗原として定義された55kDの糖タンパク質であるが、単球/マクロファージを含む他の細胞にも見出される。CD4抗原は、免疫グロブリンスーパー遺伝子ファミリーのメンバーであり、MHC(major histocompatibility complex、主要組織適合性複合体)クラスII拘束性免疫応答の関連認識要素として関与している。Tリンパ球では、ヘルパー/インデューサのサブセットを定義する。
「CD8T細胞」は、それらの表面上でCD8を発現し、MHCクラスI拘束性であり、細胞傷害性T細胞として機能するT細胞のサブセットを指す。「CD8」分子は、胸腺細胞と細胞傷害性及びサプレッサーTリンパ球に見られる分化抗原である。CD8抗原は免疫グロブリンスーパー遺伝子ファミリーのメンバーであり、主要組織適合性複合体クラスI拘束性相互作用の関連認識要素である。
本明細書で使用する場合、「NK細胞」又は「ナチュラルキラー細胞」という用語は、CD56又はCD16の発現及びT細胞受容体(CD3)の不在によって定義される末梢血リンパ球のサブセットを指す。本明細書で使用する場合、「適応NK細胞」及び「メモリーNK細胞」という用語は互換可能であり、表現型的にCD3及びCD56であり、NKG2C及びCD57のうちの少なくとも1つ、並びに任意選択でCD16を発現するが、PLZF、SYK、FceRγ、及びEAT-2のうちの1つ以上の発現を欠く、NK細胞のサブセットを指す。いくつかの実施形態では、CD56NK細胞の単離された亜集団は、CD16、NKG2C、CD57、NKG2D、NCRリガンド、NKp30、NKp40、NKp46、活性化及び抑制性KIR、NKG2A、並びに/又はDNAM-1の発現を含む。CD56は、弱陽性(dim)又は強陽性(bright)発現であり得る。NK細胞、又はNK細胞様エフェクター細胞は、幹細胞又は前駆細胞から分化され得る。NK細胞様誘導エフェクター細胞は、いくつかの点でNK細胞系統を有し得るが、同時に、初代NK細胞には存在しない1つ以上の機能的特徴を有する。
本明細書で使用する場合、「NKT細胞」又は「ナチュラルキラーT細胞」という用語は、T細胞受容体(TCR)を発現するCD1d拘束性T細胞を指す。従来の主要組織適合性(MHC)分子によって提示されるペプチド抗原を検出する従来のT細胞とは異なり、NKT細胞は、非古典的MHC分子であるCD1dによって提示される脂質抗原を認識する。2つのタイプのNKT細胞が認識される。インバリアント又はI型NKT細胞は、非常に限られたTCRレパートリー-限定された範囲のβ鎖(ヒトではVβ11)に関連する正規のα鎖(ヒトではVα24-Jα18)を発現する。非古典的又は非インバリアントのタイプII NKT細胞と呼ばれるNKT細胞の第2の集団は、より不均一なTCRαβの使用を提示する。I型NKT細胞は、免疫療法に適していると考えられている。適応又はインバリアント(I型)NKT細胞は、TCR Va24-Ja18、Vb11、CD1d、CD3、CD4、CD8、aGalCer、CD161、及びCD56のマーカーのうちの少なくとも1つ以上の発現によって識別できる。
「エフェクター細胞」という用語は、一般に、刺激及び/若しくは活性化に応答して特定の活性を実行する免疫系における特定の細胞、又は活性化の際に特定の機能をもたらす神経系における細胞に適用される。本明細書で使用する場合、「エフェクター細胞」という用語は、「分化した免疫細胞」と互換可能であり、これは、刺激及び/若しくは活性化に応答して特定の活性を実行するように編集され、かつ/又は改変される細胞を指す。エフェクター細胞の非限定的な例としては、T細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、マクロファージ、及び好中球が挙げられる。
本明細書で使用する場合、「単離された」などの用語は、元の環境から分離された細胞、又は細胞の集団を指し、すなわち、単離された細胞の環境は、「単離されていない」参照細胞が存在する環境に見出される少なくとも1つの成分を実質的に含まない。この用語は、例えば、組織又は生検試料から単離された、その天然環境で見出されるようないくつか又は全ての成分から取り出された細胞を含む。この用語はまた、細胞が非天然環境、例えば、細胞培養物又は細胞懸濁液から単離された環境で見出されるため、少なくとも1つ、いくつか、又は全ての成分から取り出された細胞を含む。したがって、単離された細胞は、天然で見出される場合、又は非天然の環境で増殖、保管、若しくは存続する場合、他の物質、細胞若しくは細胞集団を含む少なくとも1つの成分から部分的又は完全に分離される。単離された細胞の具体例には、部分的に純粋な細胞組成物、実質的に純粋な細胞組成物、及び天然に存在しない培地で培養された細胞が含まれる。単離された細胞は、所望の細胞若しくはその集団を、環境中の他の物質若しくは細胞から分離することによって、又は環境から1つ以上の他の細胞集団若しくは亜集団を取り除くことによって得ることができる。
本明細書中で使用する場合、「精製する」などの用語は、純度を増加することをいう。例えば、純度は少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、又は100%に増加させることができる。
本明細書で使用する場合、「コードすること」という用語は、ヌクレオチド(すなわち、rRNA、tRNA、及びmRNA)の定義された配列又はアミノ酸の定義された配列及びそれらから生じる生物学的特性を有する生物学的プロセスにおける他のポリマー及び巨大分子の合成のためのテンプレートとして機能する、遺伝子、cDNA、又はmRNAなどのポリヌクレオチド中のヌクレオチドの特定の配列の固有の特性を指す。したがって、その遺伝子に対応するmRNAの転写及び翻訳が細胞又は他の生物学的システムでタンパク質を産生する場合、その遺伝子は、タンパク質をコードする。ヌクレオチド配列がmRNA配列と同一であり、通常は配列表に記載されているコード鎖と、遺伝子又はcDNAの転写のテンプレートとして使用される非コード鎖との両方を、その遺伝子若しくはcDNAのタンパク質又は他の産物をコードしているということができる。
「コンストラクト」は、in vitro又はin vivoのいずれかで宿主細胞に送達されるポリヌクレオチドを含む高分子又は分子の複合体を指す。本明細書で使用する場合、「ベクター」は、外来遺伝物質の標的細胞への送達又は移入を誘導することができ、標的細胞で複製かつ/又は発現することができる任意の核酸コンストラクトを指す。本明細書で使用する場合、「ベクター」という用語は、送達されるコンストラクトを含む。ベクターは、線状分子又は環状分子であり得る。ベクターは、組み込まれることも組み込まれないこともできる。ベクターの主なタイプには、プラスミド、エピソームベクター、ウイルスベクター、コスミド、及び人工染色体が含まれるが、これらに限定されない。ウイルスベクターには、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、センダイウイルスベクターなどが含まれるが、これらに限定されない。
「組み込み」とは、コンストラクトの1つ以上のヌクレオチドが細胞ゲノムに安定して挿入される、すなわち、細胞の染色体DNA内の核酸配列に共有結合されることを意味する。「標的化組み込み」とは、コンストラクトのヌクレオチド(複数可)が、予め選択された部位又は「組み込み部位」で細胞の染色体又はミトコンドリアDNAに挿入されることを意味する。本明細書で使用する場合、「組み込み」という用語は、組み込み部位での内因性配列若しくはヌクレオチドの欠失を伴うか若しくは伴わない、コンストラクトの1つ以上の外因性配列又はヌクレオチドの挿入を含むプロセスを更に指す。挿入部位に欠失がある場合、「組み込み」は、内因性配列又は1つ以上の挿入されたヌクレオチドで欠失されたヌクレオチドの置換を更に含み得る。
本明細書で使用する場合、「外因性」という用語は、参照分子若しくは参照活性が宿主細胞に導入されるか、又は宿主細胞に対して非天然であることを意味することを意図している。分子は、例えば、コード核酸を宿主の遺伝物質に導入することにより、例えば、宿主の染色体に組み込むことにより、又は非染色体の遺伝物質、例えば、プラスミドとして導入することができる。したがって、コード核酸の発現に関して使用される用語は、コード核酸を発現可能な形態で細胞に導入することを指す。「内因性」という用語は、宿主細胞に存在する参照分子又は活性を指す。同様に、この用語は、コード核酸の発現に関して使用する場合、細胞内に含まれ、外因的に導入されていないコード核酸の発現を指す。
本明細書で使用する場合、「目的の遺伝子」又は「目的のポリヌクレオチド配列」は、適切な調節配列の制御下に置かれると、RNAに転写され、場合によってはin vivoでポリペプチドに翻訳されるDNA配列である。目的の遺伝子又はポリヌクレオチドは、原核生物配列、真核生物のmRNAからのcDNA、真核生物(例えば、哺乳動物)のDNAからのゲノムDNA配列、及び合成DNA配列を含み得るが、これらに限定されない。例えば、目的の遺伝子は、miRNA、shRNA、天然ポリペプチド(すなわち、天然に見出されるポリペプチド)又はその断片、バリアントポリペプチド(すなわち、天然ポリペプチドとの100%未満の配列同一性を有する天然ポリペプチドの変異体)又はその断片、操作されたポリペプチド又はペプチド断片、治療用ペプチド又はポリペプチド、造影用マーカー、選択マーカーなどをコードし得る。
本明細書で使用する場合、「ポリヌクレオチド」という用語は、デオキシリボヌクレオチド若しくはリボヌクレオチド、又はそれらの類似体のいずれかである、任意の長さのポリマー形態のヌクレオチドを指す。ポリヌクレオチドの配列は、4種類のヌクレオチド塩基:アデニン(A)、シトシン(C)、グアニン(G)、チミン(T)からなり、ポリヌクレオチドがRNAである場合、チミンの代わりにウラシル(U)である。ポリヌクレオチドには、遺伝子又は遺伝子断片(例えば、プローブ、プライマー、EST、又はSAGEタグ)、エクソン、イントロン、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスファーRNA、リボソームRNA、リボザイム、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分岐鎖ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離DNA、任意の配列の単離RNA、核酸プローブ及びプライマーが含まれ得る。ポリヌクレオチドはまた、二本鎖分子と一本鎖分子の両方を指す。
本明細書で使用する場合、「ペプチド」、「ポリペプチド」、及び「タンパク質」という用語は互換可能に使用され、ペプチド結合によって共有結合されたアミノ酸残基を有する分子を指す。ポリペプチドは、少なくとも2つのアミノ酸を含まなければならず、ポリペプチドのアミノ酸の最大数に制限はない。本明細書で使用する場合、これらの用語は、例えば、当該技術分野では一般にペプチド、オリゴペプチド及びオリゴマーとも呼ばれる短い鎖と、一般に当該技術分野でポリペプチド又はタンパク質と呼ばれる長い鎖の両方を指す。「ポリペプチド」には、例えば、とりわけ、生物学的に活性な断片、実質的に相同なポリペプチド、オリゴペプチド、ホモ二量体、ヘテロ二量体、ポリペプチドのバリアント、改変ポリペプチド、誘導体、類似体、融合タンパク質が含まれる。ポリペプチドは、天然ポリペプチド、組換えポリペプチド、合成ポリペプチド、又はこれらの組み合わせを含む。
本明細書で使用する場合、「サブユニット」という用語は、本明細書で使用する場合、タンパク質複合体の各別個のポリペプチド鎖を指し、各別個のポリペプチド鎖は、それ自体で安定な折り畳み構造を形成することができる。多くのタンパク質分子は1つ以上のサブユニットからなり、アミノ酸配列は、各サブユニットについて同一であるか、又は類似しているか、又は完全に異なるかのいずれかであり得る。例えば、CD3複合体は、CD3α、CD3ε、CD3δ、CD3γ、及びCD3ζサブユニットからなり、これらはCD3ε/CD3γ、CD3ε/CD3δ、及びCD3ζ/CD3ζ二量体を形成する。単一のサブユニット内で、ポリペプチド鎖の連続部分は、「ドメイン」と呼ばれるコンパクトで局所的な半独立したユニットに折り畳まれることが多い。多くのタンパク質ドメインは、ドメインの共通機能に寄与する、サブドメインとも呼ばれる独立した「構造サブユニット」を更に含み得る。したがって、本明細書で使用する場合、「サブドメイン」という用語は、より大きなドメインの内部のタンパク質ドメイン、例えば、細胞表面受容体の外部ドメイン内の結合ドメインを指すか、又は細胞表面受容体の内部ドメインの刺激ドメイン若しくはシグナル伝達ドメインを指す。
「作動可能に連結した」又は「作動可能なように連結された」は、「作動可能に接続した」又は「作動可能なように接続した」と互換可能であり、一方の機能が他方によって影響を受けるように、単一の核酸断片上の核酸配列(又は複数のドメインを有するポリペプチド中のアミノ酸)の会合を指す。例えば、プロモーターは、そのコード配列又は機能的RNAの発現に影響を与えることができる場合、コード配列又は機能的RNAと作動可能に連結している(すなわち、コード配列又は機能的RNAがプロモーターの転写制御下にある)。コード配列は、センス又はアンチセンス方向で調節配列に作動可能に連結することができる。更なる例として、受容体結合ドメインは、リガンドへの受容体の結合が当該結合に応答するシグナルを変換するように、細胞内シグナル伝達ドメインに作動可能に接続され得る。
本明細書で使用する場合、「融合タンパク質」又は「キメラタンパク質」は、別個のタンパク質をコードする配列をコードする2つ以上の部分的又は完全なポリヌクレオチドを連結するための遺伝子操作を介して作製されるタンパク質であり、これらの連結されたポリヌクレオチドの発現は、元のタンパク質若しくはその断片のそれぞれから誘導される機能的特性を有する単一のペプチド又は複数のポリペプチドを生じる。融合タンパク質における異なる供給源の2つの隣接するポリペプチドの間に、リンカー(又はスペーサー)ペプチドを付加することができる。本明細書に記載のキメラ融合受容体(chimeric fusion receptor、CFR)は、融合タンパク質又はキメラタンパク質である。
本明細書で使用する場合、「遺伝的インプリント」という用語は、ソース細胞又はiPSCの優先的な治療属性に寄与し、ソース細胞誘導iPSC及び/又はiPSC誘導造血系統細胞で保持可能な遺伝的又はエピジェネティックな情報を指す。本明細書で使用する場合、「ソース細胞」は、リプログラミングを通じてiPSCを生成するために使用され得る非多能性細胞であり、ソース細胞誘導iPSCは、任意の造血系統細胞を含む特定の細胞型に更に分化し得る。ソース細胞誘導iPSC、及びそこから分化した細胞は、文脈に応じて、「誘導(derived)」細胞又は「誘導(derivative)」細胞と総称し得る。例えば、本出願全体で使用される誘導エフェクター細胞、又は誘導NK系統細胞若しくは誘導T系統細胞は、末梢血、臍帯血、又は他のドナー組織などの天然(natural)/天然(native)供給源から取得されたそれらのその対応する初代物と比較して、iPSCから分化した細胞である。本明細書で使用する場合、優先的な治療属性を付与する遺伝的インプリント(複数可)は、ドナー、疾患、若しくは治療応答に特異的である選択されたソース細胞をリプログラミングすることにより、又はゲノム編集を使用してiPSCに遺伝子組換えモダリティを導入することにより、iPSCに組み込まれる。特異的に選択されたドナー、疾患、又は治療状況から取得されたソース細胞の態様では、優先的な治療属性に寄与する遺伝的インプリントには、根本的な分子事象が同定されているかどうかに関係なく、選択されたソース細胞のiPSC誘導細胞に渡される、保持可能な表現型、すなわち優先的な治療属性を表す、状況特異的な遺伝的又はエピジェネティックな改変を含み得る。ドナー、疾患、若しくは治療応答に特異的であるソース細胞は、iPSC及び誘導造血系統細胞において保持可能な遺伝的インプリントを含んでもよく、この遺伝的インプリントには、例えば、ウイルス特異的T細胞又はインバリアントナチュラルキラーT(iNKT)細胞からの、予め配置された単一特異的TCR、追跡可能で望ましい遺伝子多型、例えば、選択されたドナーにおける高親和性CD16受容体をコードする点変異のホモ接合、及び所定のHLA要件、すなわち、増加した集団でハプロタイプを示す選択されたHLA適合ドナー細胞が含まれるが、これらに限定されない。本明細書で使用する場合、優先的な治療属性には、誘導細胞の、改善された生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、免疫応答の調節と改変、生存率、及び細胞傷害性が含まれる。優先的な治療属性はまた、抗原標的化受容体発現、HLA提示又はその欠如、腫瘍微小環境に対する耐性、バイスタンダー免疫細胞及び免疫修飾の誘導、腫瘍外効果の低減を伴う改善されたオンターゲット特異性、化学療法などの治療に対する耐性により示され得る。優先的な治療属性を付与する遺伝的インプリント(複数可)が組み込まれているiPSCを分化させることから、1つ以上の治療属性を有する誘導細胞が得られる場合、そのような誘導細胞はまた「合成細胞」とも呼ばれる。一般に、合成細胞は、その最も近い対応する初代細胞と比較した場合、合成細胞が、操作された多能性細胞から分化されるか、又は末梢血、臍帯血若しくは他のドナー組織などの天然(natural)/天然(native)供給源からの初代細胞を操作することによって得られるかにかかわらず、1つ以上の非天然細胞機能を有する。
本明細書で使用する場合、「増強された治療特性」という用語は、同じ一般的な細胞型の典型的な免疫細胞と比較して増強された細胞の治療特性を指す。例えば、「増強された治療特性」を有するNK細胞は、典型的な未改変及び/又は天然に存在するNK細胞と比較して、増強され、改善され、かつ/又は増加された治療特性を有する。免疫細胞の治療特性には、細胞の生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、免疫応答の調節と改変、生存率、及び細胞傷害性が含まれ得るが、これらに限定されない。免疫細胞の治療特性はまた、抗原標的化受容体発現、HLA提示又はその欠如、腫瘍微小環境に対する耐性、バイスタンダー免疫細胞及び免疫修飾の誘導、腫瘍外効果の低減を伴う改善されたオンターゲット特異性、化学療法などの治療に対する耐性により示される。
本明細書で使用する場合、「エンゲージャー」という用語は、免疫細胞(例えば、T細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、マクロファージ、又は好中球)と腫瘍細胞との間の連結を形成することができ、免疫細胞を活性化することができる分子、例えば、融合ポリペプチドを指す。エンゲージャーの例には、二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE)、二重特異性キラー細胞エンゲージャー(BiKE)、三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)、又は多重特異性キラー細胞エンゲージャー、及び複数の免疫細胞型と適合し得るユニバーサルエンゲージャーが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用する場合、「表面トリガー受容体」という用語は、免疫応答、例えば細胞傷害性応答を誘発又は開始することができる受容体を指す。表面トリガー受容体を操作することができ、エフェクター細胞、例えば、T細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、マクロファージ、又は好中球で発現させることができる。いくつかの実施形態では、表面トリガー受容体は、エフェクター細胞の天然受容体及び細胞型とは無関係に、エフェクター細胞と特異的な標的細胞(例えば、腫瘍細胞)との間の二重特異性抗体又は多重特異性抗体の結合を促進する。このアプローチを使用すると、ユニバーサル表面トリガー受容体を含むiPSCを生成し、そのようなiPSCをユニバーサル表面トリガー受容体を発現する様々なエフェクター細胞型の集団に分化させることができる。「ユニバーサル」とは、表面トリガー受容体が細胞型に関係なく任意のエフェクター細胞で発現し、かつ活性化できることを意味し、ユニバーサル受容体を発現する全てのエフェクター細胞は、エンゲージャーの腫瘍結合特異性に関係なく、表面トリガー受容体によって認識できるエンゲージャーに結合又は連結できる。いくつかの実施形態では、同じ腫瘍標的化特異性を有するエンゲージャーを使用して、ユニバーサル表面トリガー受容体と結合する。いくつかの実施形態では、異なる腫瘍標的化特異性を有するエンゲージャーを使用して、ユニバーサル表面トリガー受容体と結合する。したがって、1つ以上のエフェクター細胞型を使用して、1つの特異的な型の腫瘍細胞を殺傷する場合もあれば、2つ以上の型の腫瘍を殺傷する場合もある。表面トリガー受容体は一般に、エフェクター細胞の活性化のための共刺激ドメインと、エンゲージャーのエピトープ結合領域に特異的なエピトープと、を含む。二重特異性エンゲージャーは、一方の端が表面トリガー受容体のエピトープに特異的であり、もう一方の端が腫瘍抗原に特異的である。
本明細書で使用する場合、「安全スイッチタンパク質」という用語は、細胞療法の潜在的な毒性又は他の有害作用を防止するように設計された操作されたタンパク質を指す。いくつかの例では、安全スイッチタンパク質の発現は条件付きで制御され、安全スイッチタンパク質をコードする遺伝子をゲノムに永久的に組み込んだ移植された操作された細胞の安全性の懸念に対処する。この条件付き調節は変動する可能性があり、小分子を介した翻訳後活性化及び組織特異的及び/又は一過性の転写調節による制御が含まれる可能性がある。安全スイッチは、アポトーシスの誘導、タンパク質合成の阻害、DNA複製、増殖停止、転写及び転写後の遺伝子調節並びに/又は抗体媒介性枯渇を媒介する可能性がある。いくつかの例では、安全スイッチタンパク質は、外因性分子、例えば、プロドラッグによって活性化され、活性化されると、治療用細胞のアポトーシス及び/又は細胞死を誘発する。安全スイッチタンパク質の例には、カスパーゼ9(又はカスパーゼ3若しくは7)、チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、B細胞CD20、改変EGFR、及びこれらの任意の組み合わせなどの自殺遺伝子が挙げられるが、これらに限定されない。この戦略では、有害事象の発生時に投与されるプロドラッグが自殺遺伝子産物によって活性化され、形質導入された細胞を殺傷する。
本明細書で使用する場合、「薬学的に活性なタンパク質又はペプチド」という用語は、生物に対して生物学的及び/若しくは薬学的効果を達成することができるタンパク質又はペプチドを指す。薬学的に活性なタンパク質は、疾患に対する治癒的又は緩和的特性を有し、疾患の重症度を改善、軽減(relieve)、緩和、逆転又は軽減(lessen)するために投与することができる。薬学的に活性なタンパク質はまた、予防特性を有し、疾患の発症を予防するために、又はそれが出現した場合にそのような疾患又は病的状態の重症度を軽減するために使用される。薬学的に活性なタンパク質としては、タンパク質又はペプチド全体、タンパク質又はペプチドの薬学的に活性な断片又はバリアント、タンパク質又はペプチドの薬学的に活性な類似体、及びタンパク質又はペプチドの断片の類似体が挙げられる。「薬学的に活性なタンパク質」という用語はまた、協調的又は相乗的に作用して治療効果をもたらす複数のタンパク質又はペプチドを指す。薬学的に活性なタンパク質又はペプチドの例には、受容体、結合タンパク質、転写及び翻訳因子、腫瘍増殖抑制タンパク質、抗体又はその断片、増殖因子、及び/又はサイトカインが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用されるとき、「シグナル伝達分子」という用語は、細胞シグナル伝達を改変、関与、阻害、活性化、低減、又は増大させる任意の分子を指す。「シグナル伝達」とは、細胞内で最終的に生化学的事象を引き起こす経路に沿ったタンパク質複合体の動員による化学改変の形での分子シグナルの伝達を指す。シグナル伝達経路は当該技術分野で周知であり、Gタンパク質共役受容体シグナル伝達、チロシンキナーゼ受容体シグナル伝達、インテグリンシグナル伝達、トールゲートシグナル伝達、リガンド依存性イオンチャネルシグナル伝達、ERK/MAPKシグナル伝達経路、Wntシグナル伝達経路、cAMP依存経路、及びIP3/DAGシグナル伝達経路が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用する場合、「標的化モダリティ」という用語は、細胞に遺伝的に組み込まれて、i)固有のキメラ抗原受容体(CAR)又はT細胞受容体(TCR)に関連するときの抗原特異性、ii)モノクローナル抗体又は二重特異性エンゲージャーに関連するときのエンゲージャー特異性、iii)形質転換細胞の標的化、iv)癌幹細胞の標的化、及びv)特異的な抗原又は表面分子の非存在下での他の標的化戦略を含むがこれらに限定されない、抗原及び/又はエピトープの特異性を促進する分子、例えば、ポリペプチドを指す。
本明細書で使用する場合、「特異的」又は「特異性」という用語は、非特異的又は非選択的な結合とは対照的に、標的分子に選択的に結合する分子、例えば、受容体又はエンゲージャーの能力を指すために使用できる。
本明細書で使用する場合、「養子細胞療法」という用語は、輸注の前にex vivoで増殖している、遺伝子改変された若しくは改変されていない、T若しくはB細胞として同定される、自家性又は同種異系のリンパ球の輸注に関連する細胞ベースの免疫療法を指す。
本明細書で使用する場合、「治療上十分な量」は、その意味の範囲内で、それが参照する特定の治療及び/若しくは医薬組成物の非毒性であるが十分かつ/又は有効な量を含み、所望の治療効果を提供することを指す。必要とされる正確な量は、患者の全体的な健康状態、患者の年齢、並びに状態のステージ及び重症度などの要因に応じて、対象ごとに異なる。特定の実施形態では、「治療上十分な量」は、治療されている対象の疾患又は状態に関連する少なくとも1つの症状を寛解、軽減、かつ/若しくは改善するのに十分かつ/又は有効である。
多能性幹細胞の分化には、培養液中の刺激剤及び細胞の物理的状態の変化など、培養系の変化が必要とされる。最も一般的な戦略は、系統特異的な分化を開始するための共通かつ重要な中間体として胚様体(EB)の形成を利用する。「胚様体」とは、胚の発生を模倣することが示されている三次元のクラスターであり、三次元領域内で多数の系統を発生させる。典型的には数時間から数日である分化プロセスを通じて、単純なEB(例えば、分化を誘発された凝集多能性幹細胞)は成熟を続け、嚢胞性EBにまで成長し、典型的には数日から数週間であるこのとき、それらは、更に分化を続けるように処理される。EB形成は、細胞の三次元多層クラスターにおいて多能性幹細胞を互いに近接させることによって開始される。典型的には、これは、多能性細胞を液滴中で沈降させること、細胞を「U」底ウェルプレート中に沈降させることを含むいくつかの方法のうちの1つによって、又は機械的撹拌によって達成される。多能性培養維持培地で維持された凝集体は適切なEBを形成しないため、EBの成長を促進するために、多能性幹細胞の凝集体には更に分化の手掛かりが必要である。そのため、多能性幹細胞の凝集体は、選択した系統へのキュー誘発を提供する分化培地に移す必要がある。多能性幹細胞のEBベースの培養は、典型的には、EB細胞クラスター内の中程度の増殖の分化した細胞集団(すなわち、外胚葉、中胚葉、及び内胚葉の胚葉)を生成する。EBは、細胞分化を促進することが証明されているが、環境からの分化のキューに対する三次元構造の細胞の露出に一貫性がないため、様々な分化状態の異種細胞を生じさせる。更に、EBは作成と維持が面倒である。更に、EB形成による細胞分化には適度な細胞増殖が伴い、分化効率の低下にもつながる。
対照的に、「凝集体形成」は、「EB形成」とは異なり、多能性幹細胞誘導細胞の集団を増殖させるために使用することができる。例えば、凝集体に基づく多能性幹細胞の増殖の間、培養培地は、増殖及び多能性を維持するように選択される。細胞増殖は一般に、より大きな凝集体を形成する凝集体のサイズを増加させ、これらの凝集体は、日常的に機械的又は酵素的に小さな凝集体に解離して、培養内の細胞増殖を維持し、細胞数を増やすことができる。EB培養とは異なり、維持培養で凝集体内で培養された細胞は、多能性のマーカーを維持する。多能性幹細胞凝集体は、分化を誘導するために更なる分化のキューを必要とする。
本明細書で使用する場合、「単層分化」は、細胞の三次元多層クラスターにわたる分化、すなわち「EB形成」とは異なる分化方法を指す用語である。単層分化は、本明細書に開示される他の利点の中でも特に、EB形成が分化を開始する必要性を回避する。単層培養はEB形成などの胚発生を模倣しないため、特定の系統への分化は、EBの3つ全ての胚葉分化と比較して最小限とみなされる。
本明細書で使用する場合、「解離した細胞」又は「単一の解離した細胞」は、他の細胞から若しくは表面(例えば、培養プレート表面)から実質的に分離又は精製された細胞をいう。例えば、細胞は、機械的若しくは酵素的方法によって動物又は組織から解離され得る。代替的に、in vitroで凝集する細胞は、例えば、クラスターの懸濁液、単一の細胞又は単一の細胞とクラスターの混合物への解離によって、互いに酵素的又は機械的に解離され得る。更に別の代替的な実施形態では、付着細胞は培養プレート又は他の表面から解離され得る。したがって、解離には、細胞外マトリックス(ECM)及び基質(培養面など)との細胞相互作用を破壊すること、又は細胞間のECMを破壊することが含まれる。
本明細書で使用する場合、「マスター細胞バンク」又は「MCB」は、1つ以上の治療属性を含むように操作され、特徴付けられ、試験され、適格化され、かつ拡大され、並びに製造設定での指向性分化により、細胞ベースの治療薬の製造のための出発細胞材料として確実に機能することが示されているiPSCのクローン集団であるクローンマスター操作iPSC株を指す。様々な実施形態では、MCBは、製造プロセス中にiPS細胞株が継代され、解凍され若しくは取り扱われる合計回数を低減かつ/若しくは排除することによって、遺伝的変異並びに/若しくは潜在的な汚染を防止するために、複数の容器中で維持、貯蔵、並びに/又は凍結保存される。
本明細書で使用する場合、「フィーダー細胞」又は「フィーダー」は、フィーダー細胞が第2の細胞型を支持するために刺激、増殖因子及び栄養素を提供するので、第2の型の細胞と共培養され、第2の型の細胞が成長、増殖、又は分化できる環境を提供する、1つの型の細胞を表す用語である。フィーダー細胞は、それらが支持している細胞とは異なる種に由来してもよい。例えば、幹細胞を含む特定の型のヒト細胞は、マウス胚性線維芽細胞又は不死化マウス胚性線維芽細胞の初代培養によって支持することができる。別の例では、末梢血由来細胞又は形質転換白血病細胞は、ナチュラルキラー細胞の増殖及び成熟を支持する。フィーダー細胞は、他の細胞と共培養されるときに、それらが支持している細胞よりも増殖するのを防ぐために、照射又はマイトマイシンなどの拮抗有糸分裂剤での処理によって、典型的には不活性化され得る。フィーダー細胞は、内皮細胞、間質細胞(例えば、上皮細胞又は線維芽細胞)、及び白血病細胞を含み得る。前述を限定することなく、1つの特定のフィーダー細胞型は、ヒト皮膚線維芽細胞などのヒトフィーダーであり得る。別のフィーダー細胞型は、マウス胚性線維芽細胞(mouse embryonic fibroblast、MEF)であり得る。一般に、様々なフィーダー細胞を一部使用して、多能性を維持し、特定の系統に分化を指示し、増殖能力を高め、エフェクター細胞などの特殊化した細胞型への成熟を促進することができる。
本明細書で使用する場合、「フィーダーフリー」(FF)環境とは、フィーダー若しくは間質細胞を本質的に含まない、かつ/若しくはフィーダー細胞の培養によって前処理されていない、培養条件、細胞培養又は培養培地などの環境を指す。「前処理された」培地は、フィーダー細胞が培地内で一定期間、例えば、少なくとも1日間培養された後に回収された培地を指し、したがって、培地中で培養されたフィーダー細胞によって分泌される増殖因子及びサイトカインを含む、多くのメディエーター物質を含有する。いくつかの実施形態では、フィーダーフリー環境は、フィーダー細胞又は間質細胞の両方を含まず、フィーダー細胞の培養によって前処理もされていない。
iPSC及びそれから分化したiPSC誘導の非多能性細胞のゲノム編集又は改変、又は非多能性細胞及びそれからリプログラミングされた非多能性細胞誘導iPSCのゲノム編集又は改変との関連で使用される「機能的」とは、(1)遺伝子レベルでの-成功したノックイン、ノックアウト、ノックダウン遺伝子発現、トランスジェニック又は制御された遺伝子発現、例えば所望の細胞発生段階での誘導性若しくは一時的発現であって、直接ゲノム編集若しくは改変を通じて、若しくは最初にゲノム操作された出発細胞からの分化若しくはリプログラミングを介した「継代」を通じて達成される発現、又は(2)細胞レベルでの-(i)直接ゲノム編集を通じて当該細胞において得られる遺伝子発現改変;(ii)最初にゲノム操作された出発細胞からの分化若しくはリプログラミングを介した「継代」を通じて当該細胞において維持される遺伝子発現改変;(iii)当該細胞のより初期の発生段階においてのみ出現するか、若しくは分化若しくはリプログラミングを介して当該細胞を生じる出発細胞においてのみ出現する遺伝子発現改変の結果としての、当該細胞における下流遺伝子調節;若しくは(iv)iPSC、前駆細胞又は脱分化した細胞起源で行われたゲノム編集若しくは改変から最初に誘導される成熟細胞産物内に示される、増強された若しくは新たに達成された細胞機能若しくは特性;を介した、成功した細胞機能/特徴の除去、付加、若しくは改変を指す。
HLAクラスI欠損若しくはHLAクラスII欠損、又はその両方を含む「HLA欠損」とは、HLAクラスIタンパク質ヘテロ二量体及び/若しくはHLAクラスIIヘテロ二量体を含む完全なMHC複合体の表面発現のレベルが不足している、又はもはや維持されていない、又は低減している細胞を指し、減少又は低減したレベルが、他の細胞又は合成方法によって自然に検出可能なレベルよりも低くなっている。
本明細書で使用する場合、「改変されたHLA欠損iPSC」は、改善された分化能、抗原標的化、抗原提示、抗体認識、持続性、免疫回避、抑制に対する耐性、増殖、共刺激、サイトカイン刺激、サイトカイン産生(オートクリン又はパラクリン)、走化性、及び細胞傷害性、例えば、非古典的HLAクラスIタンパク質(例えば、HLA-E及びHLA-G)、キメラ抗原受容体(CAR)、T細胞受容体(TCR)、CD16 Fc受容体、BCL11b、NOTCH、RUNX1、IL15、4-1BB、DAP10、DAP12、CD24、CD3ζ、4-1BBL、CD47、CD113、及びPDL1に関連するがこれらに限定されないタンパク質を発現する遺伝子を導入することによって更に改変されるHLA欠損iPSCを指す。「改変されたHLA欠損」の細胞には、iPSC以外の細胞も含まれる。
「リガンド」という用語は、標的分子と複合体を形成し、標的上の部位に結合することによってシグナルを生成する物質を指す。リガンドは、標的に特異的に結合することができる天然物又は人工物質であり得る。リガンドは、タンパク質、ペプチド、抗体、抗体複合体、コンジュゲート、核酸、脂質、多糖、単糖、小分子、ナノ粒子、イオン、神経伝達物質、又は標的に特異的に結合することができる任意の他の分子実体の形態であり得る。リガンドが結合する標的は、タンパク質、核酸、抗原、受容体、タンパク質複合体、又は細胞であり得る。標的に結合してその機能を変化させ、シグナル伝達応答を引き起こすリガンドは、「アゴニスト性」又は「アゴニスト」と呼ばれる。標的に結合し、シグナル伝達応答を遮断又は低減するリガンドは、「アンタゴニスト性」又は「アンタゴニスト」である。
「抗体」という用語は、目的の特定の標的に特異的に結合する少なくとも1つの結合部位を含有する抗体及び抗体断片を包含し、標的は、抗原、又は特定の抗体と相互作用することができる受容体であり得る。「抗体」という用語は、免疫グロブリン分子又はその抗原結合部分若しくは受容体結合部分を含むが、これらに限定されない。例えば、NK細胞は、抗体又は抗体のFc領域のそのFc-ガンマ受容体(FcγR)への結合によって活性化され得、それによって、ADCC(antibody-dependent cellular cytotoxicity、抗体依存的細胞傷害)媒介性エフェクター細胞活性化を誘発する。抗体が結合する抗原若しくは受容体の特定の断片若しくは部分、又は一般に標的は、エピトープ又は抗原決定基として知られている。抗体という用語はまた、天然抗体及びそのバリアント、天然抗体及びそのバリアントの断片、ペプチボディ及びそのバリアント、並びに一本鎖抗体及びその断片を含む、抗体又はその特定の断片若しくは部分の構造及び/又は機能を模倣する抗体模倣体を含むが、これらに限定されない。抗体は、マウス抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、ラクダIgG、単一可変新抗原受容体(variable new antigen receptor、VNAR)、サメ重鎖抗体(Ig-NAR)、キメラ抗体、組換え抗体、単一ドメイン抗体(dAb)、抗イディオタイプ抗体、二重特異性抗体、多重特異性抗体若しくは多量体抗体、又はこれらの抗体断片であってもよい。抗イディオタイプ抗体は、別の抗体のイディオトープへの結合に特異的であり、イディオトープは、抗体の抗原決定基である。二重特異性抗体は、BiTE(二重特異性T細胞エンゲージャー)又はBiKE(二重特異性キラー細胞エンゲージャー)であってもよく、多重特異性抗体は、TriKE(三重特異性キラー細胞エンゲージャー)であってもよい。抗体断片の非限定的な例には、Fab、Fab’、F(ab’)2、F(ab’)3、Fv、Fabc、pFc、Fd、一本鎖可変断片(scFv)、タンデムscFv(scFv)2、一本鎖Fab(scFab)、ジスルフィド安定化Fv(dsFv)、ミニボディ、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、単一ドメイン抗原結合断片(sdAb)、ラクダ重鎖IgG及びNanobody(登録商標)断片、組換え重鎖のみ抗体(VHH)、並びに抗体の結合特異性を維持する他の抗体断片が挙げられる。
「Fc受容体」はFcRと略され、認識される抗体の種類に基づいて分類される。例えば、最も一般的なクラスの抗体IgGに結合するものはFc-ガンマ受容体(FcγR)と呼ばれ、IgAに結合するものはFc-アルファ受容体(FcαR)と呼ばれ、IgEに結合するものはFc-イプシロン受容体(FcεR)と呼ばれる。FcRのクラスは、それらを発現する細胞(マクロファージ、顆粒球、ナチュラルキラー細胞、T細胞及びB細胞)と各受容体のシグナル伝達特性によっても区別される。Fc-ガンマ受容体(FcγR)には、FcγRI(CD64)、FcγRIIA(CD32)、FcγRIIB(CD32)、FcγRIIIA(CD16a)、及びFcγRIIIB(CD16b)など、分子構造が異なるために抗体親和性が異なるいくつかのメンバーが含まれる。
「キメラ受容体」は、少なくとも2つの異なるタンパク質に由来するアミノ酸配列の2つ以上の部分を含むように作製された、操作された人工の又はハイブリッドの受容体タンパク質分子を記載するために使用される一般用語である。キメラ受容体タンパク質は、シグナル伝達を開始し、受容体へのアゴニストリガンドの結合時に下流機能を実行する能力を細胞に与えるように操作されている。例示的な「キメラ受容体」としては、キメラ抗原受容体(CAR)、キメラ融合受容体(CFR)、キメラFc受容体(CFcR)、2つ以上の受容体の融合体、及び腫瘍関連抗原(TAA)に対する特異性を有する組換えTCR(rTCR又は外因性TCR)が挙げられるが、これらに限定されない。
「CFcR」と略される「キメラFc受容体」は、天然の膜貫通ドメイン及び/若しくは細胞内シグナル伝達ドメインが改変されたか、又は非天然の膜貫通ドメイン及び/若しくは細胞内シグナル伝達ドメインで置き換えられた操作されたFc受容体を記載するために使用される用語である。キメラFc受容体のいくつかの実施形態では、膜貫通及びシグナル伝達ドメインの一方又は両方が非天然であることに加えて、1つ以上の刺激ドメインを操作されたFc受容体の細胞内部分に導入して、受容体の誘発による細胞活性化、増殖、及び機能を増強することができる。標的抗原への抗原結合ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)とは異なり、キメラFc受容体は、Fc断片、若しくは抗体のFc領域、若しくはエンゲージャー若しくは結合分子に含まれるFc領域に結合し、標的細胞を近傍に近づけるか、又は近づけなくとも、分子に結合して細胞機能を活性化する。例えば、Fcγ受容体は、細胞外ドメインでのIgGの結合に応答し、それによりCFcRを生成する細胞内領域において選択された膜貫通ドメイン、刺激ドメイン、及び/又はシグナル伝達ドメインを含むように操作され得る。一例では、CFcRは、その膜貫通ドメイン及び/又は細胞内ドメインを置き換えることにより、Fcγ受容体であるCD16を操作することによって産生される。CD16ベースのCFcRの結合親和性を更に改善させるために、CD64の細胞外ドメイン又はCD16の高親和性バリアント(例えば、F176V)を組み込むことができる。高親和性CD16細胞外ドメインが含まれるCFcRのいくつかの実施形態では、197位にセリンを含むタンパク質分解性切断部位が排除されているか、又は受容体の細胞外ドメインが非切断性であるように置き換えられて、すなわち、シェディングされないようになり、これにより、hnCD16ベースのCFcRが取得される。
FcγR受容体であるCD16には、Fc受容体FcγRIIIa(CD16a)とFcγRIIIb(CD16b)の2つのアイソフォームがあることが確認されている。CD16aは、標的細胞に付着した単量体IgGに結合してNK細胞を活性化し、抗体依存性細胞傷害(ADCC)を促進する、NK細胞によって発現される膜貫通タンパク質である。本明細書で使用する場合、「高親和性CD16」、「非切断性CD16」、又は「高親和性非切断性CD16」(hnCD16と略される)は、CD16の天然又は非天然バリアントを指す。野生型CD16は親和性が低く、NK細胞が活性化されると、白血球上の様々な細胞表面分子の細胞表面密度を調節するタンパク質分解切断プロセスである外部ドメインシェディングに供される。F176V及びF158Vは、高い親和性を有する例示的なCD16多型バリアントである。膜近位領域(189位~212位)における切断部位(195位~198位)が変更又は排除されたCD16バリアントは、シェディングしない。切断部位及び膜近位領域は、国際公開第2015/148926号に詳細に記載されており、その完全な開示は参照により本明細書に組み込まれる。CD16のS197Pバリアントは、CD16の非切断性バージョンである。F158VとS197Pの両方を含むCD16バリアントは親和性が高く、非切断性である。別の例示的な高親和性非切断性CD16(hnCD16)バリアントは、CD64外部ドメインの3つのエクソンの1つ以上に由来する外部ドメインを含む操作されたCD16である。
「TCR」と略される「T細胞受容体」は、一般に、T細胞の表面上に見出されるタンパク質複合体を指し、主要組織適合性複合体(MHC)分子に結合した抗原ペプチドの断片の認識に関与する。TCRの抗原ペプチドへの結合は、TCR-CD3細胞内活性化、多数のシグナル伝達分子の動員、並びにシグナル伝達経路の分岐及び統合を開始し、遺伝子発現並びにT細胞増殖及び機能獲得に重要な転写因子の動員をもたらす。典型的なTCRは、2つの高度に可変なタンパク質鎖(α及びβ)を含み、各鎖は、細胞膜に近接する定常領域及びペプチド/MHCに結合する可変領域(すなわち、結合ドメイン)を含む。本明細書で提供されるように、特定される場合、TCRはまた、腫瘍関連抗原(TAA)に対する特異性を有し、トランスジェニックTCRα鎖及びトランスジェニックTCRβ鎖を含む組換えTCR(rTCR又は外因性TCR)を含む。
I.増強された特性を持つ養子細胞療法に有用な細胞及び組成物
本明細書で提供されるのは、iPSCから分化した誘導細胞の治療特性を増強しながら、iPSCの分化能並びにiPSC及びその誘導細胞の細胞発生生物学に影響を与えることなくクローンiPSCの調節回路を体系的に操作する戦略である。iPSC誘導細胞は機能的に改善されており、選択的モダリティの組み合わせがゲノム操作を通じてiPSCレベルで細胞に導入された後の養子細胞療法に適している。以前は、提供された1つ以上の遺伝子編集を含む改変されたiPSCが改変された活性及び/又は特性を保持しながら依然として細胞発生に入る能力、及び/又は成熟して機能的分化細胞を生成する能力を有するかどうかは不明であった。iPSCからの指向性細胞分化中の予期しない失敗は、発生段階の特定の遺伝子発現又はその欠如、HLA複合体提示の要件、導入された表面発現モダリティのタンパク質シェディング、及び細胞の表現型及び/又は機能の変化を可能にする分化プロトコルの再構成の必要性を含むがこれらに限定されない態様に起因する。本出願は、本明細書で提供される1つ以上の選択されたゲノム改変がiPSC分化能に悪影響を及ぼさないこと、並びに操作されたiPSCから誘導される機能エフェクター細胞が、iPSC分化後にエフェクター細胞に保持される、個々の又は組み合わせたゲノム改変に起因する増強かつ/又は獲得した治療特性を有することを示す。更に、iPSC及びiPSC誘導エフェクター細胞との関連で記載され得る全てのゲノム改変及びこれらの組み合わせは、培養されているか増殖されているかにかかわらず、T細胞、NK細胞、又は免疫調節細胞などの初代免疫細胞を含む初代起源細胞に適用可能であり、その改変は、養子細胞療法に有用な操作された免疫細胞をもたらす。
1.腫瘍関連抗原に特異的な外因性TCR
アルファ-ベータT細胞受容体(TCRαβ)は、免疫応答に必須の抗原特異的受容体であり、αβTリンパ球の細胞表面に存在する。ペプチド-主要組織適合性複合体(peptide-major histocompatibility complex、pMHC)へのTCRαβの結合は、TCR-CD3細胞内活性化、多数のシグナル伝達分子の動員、並びにシグナル伝達経路の分岐及び統合を開始し、遺伝子発現並びにT細胞増殖及び機能獲得に重要な転写因子の動員をもたらす。T細胞の直接編集によって、又は改変された誘導T系統細胞を得るための供給源としてのゲノムiPSC編集及び分化によってのいずれかで、TCRアルファ又はTCRベータの定常領域(TRAC又はTRBC)を破壊することは、TCRneg T細胞を産生するためのアプローチの1つである。本明細書で使用する場合、「TCR陰性」又は「TCRneg」という用語は、任意のTCR鎖の定常領域を編集することによるTCR遺伝子発現破壊に起因するか、又はゲノム中のTCR遺伝子座の存在にもかかわらずTCR遺伝子発現が天然に存在しないことに起因する、内因性TCR発現の欠如を指す。TCRneg T細胞は、同種異系養子療法において使用される場合、HLAマッチングを必要とせず、低減されたアロ反応性を有し、GvHD(Graft versus Host Disease、移植片対宿主病)を予防することができる。
しかしながら、T細胞からリプログラミングされたiPSC(TiPSC)の場合、TRACのみ又はTRBCのみを破壊することは、内因性TCR鎖を挿入された外因性TCR鎖と対合させることによって、残りの内因性TCR鎖(TRAC又はTRBCのいずれか)の発現から生じる不対合TCR複合体の形成をもたらし得ることが本明細書において発見されている。例えば、TRACノックアウトのみを有する細胞へのトランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)及びトランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)の形質導入は、形質導入されたエフェクター細胞における外因性TCRα鎖と内因性TCRβ鎖との間の不対合をもたらし得、これは、非機能的不対合TCRをもたらす。
TCR破壊はまた、細胞内での内因性CD3サブユニット遺伝子発現にもかかわらず、T細胞表面からのCD3シグナル伝達複合体の排除をもたらす。細胞表面CD3の欠如は、細胞表面CD3認識及び結合を必要とする技術(CD3ベースの抗体及びエンゲージャー技術、CD3/CD28 T細胞活性化ビーズ技術及びCD3-CAR刺激技術が挙げられるが、これらに限定されない)との不適合性に起因して、細胞の増殖及び/又は生存能力を変化させ得、細胞の機能的潜在能力を低下させ得る。更に、TCRneg iPSCが指向性T細胞分化のために使用される場合、T細胞発生生物学及びT細胞機能成熟に対する望ましくない影響も存在し得る。しかしながら、TCR陰性である細胞におけるCD3の過剰発現は、CD3複合体及び/又はCD3シグナル伝達の細胞表面提示を回復しないようである。TCR遺伝子の存在にもかかわらず、CD3及び/又はTCRを発現しない細胞、例えば、NK細胞又はNK前駆細胞に関して、獲得されたCD3表面発現は、これらの細胞と自然に適合しなかったであろうCD3ベースの抗体、エンゲージャー及びCAR技術を介して、NK系統細胞における特異的シグナル伝達及び細胞機能を可能にする。
本明細書で提供されるように、様々な実施形態では、内因性TCRα及び内因性TCRβの両方は、ゲノム編集ツールを使用して細胞においてノックアウトされ(TCRα-/-及びTCRβ-/-又はTCRαneg及びTCRβneg)、TCRneg細胞をもたらす。いくつかの他の実施形態では、内因性TCRαのみがノックアウトされ、これもまたTCRneg細胞をもたらす。TCRノックアウトと同時に又はそれに続いて、TCRαの定義された可変領域及び完全又は部分的定常領域(tgTCRα)を含むTCRαをコードする第1のポリヌクレオチド、並びにTCRβの定義された可変領域及び完全又は部分的定常領域(tgTCRβ)を含むTCRβをコードする第2のポリヌクレオチドが、TCRnegに導入される。定義されたTCRα又はTCRβの可変領域は、その配列が同定されているか又は同定され得るような、抗原に対する任意の所与の特異性のものであり得る。定義されたTCRα可変領域又はTCRβ可変領域はまた、選択された腫瘍関連抗原(TAA)を標的とするように特異的に選択することもできる。腫瘍関連抗原は、細胞表面上の主要組織適合性複合体(MHC)中のペプチドとして提示され、エフェクターT細胞上のT細胞受容体(TCR)と相互作用し、抗腫瘍応答を刺激する。
いくつかの代替的な実施形態では、tgTCRα鎖及びtgTCRβ鎖は、腫瘍関連抗原(TAA)を認識する抗原認識領域を含む外因性TCR複合体(TCRexo)を形成する。特定の実施形態では、外因性TCRα及び外因性TCRβに含まれる当該抗原認識領域は、マウス抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、ラクダIg、単一可変新規抗原受容体(VNAR)、サメ重鎖のみ抗体(Ig NAR)、キメラ抗体、組換え抗体、又はこれらの抗体断片を含む供給源から誘導される。抗体断片の非限定的な例には、Fab、Fab’、F(ab’)2、F(ab’)3、Fv、一本鎖抗原結合断片(scFv)、(scFv)、ジスルフィド安定化Fv(dsFv)、ミニボディ、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、単一ドメイン抗原結合断片(sdAb、ナノボディ)、組換え重鎖のみ抗体(VHH)、及び抗体全体の結合特異性を維持する他の抗体断片が挙げられる。
いくつかの実施形態では、TCRα及びTCRβをコードする第1のポリヌクレオチド並びに第2のポリヌクレオチドの一方又は両方は、それぞれTCRα及びTCRβの内因性プロモーターによって駆動される。いくつかの他の実施形態では、第1のポリヌクレオチド及び第2のポリヌクレオチドの一方又は両方は、外因性プロモーターによって駆動される。いくつかの実施形態では、第2のポリヌクレオチドは、TCRβの内因性プロモーターによって駆動されるが、いくつかの他の実施形態では、第2のポリヌクレオチドは、外因性プロモーターによって駆動される。いくつかの実施形態では、外因性プロモーターは、構成的、誘導性、時間特異的、組織特異的、又は細胞型特異的プロモーターを含む。いくつかの実施形態では、外因性プロモーターは、CMV、EF1α、PGK、CAG、又はUBCのうちの1つを含む。一実施形態では、外因性プロモーターは、少なくともCAGを含む。
いくつかの実施形態では、TCRα定常領域及び所与の定義された可変領域の完全長又は部分長をコードするポリヌクレオチドは、例示的な配列である配列番号1と比較した場合、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を少なくとも含む。いくつかの実施形態では、TCRβ定常領域の完全長又は部分長及び所与の定義された可変領域をコードするポリヌクレオチドは、例示的な配列である配列番号2又は配列番号3と比較した場合、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を少なくとも含む。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも80%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも90%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも95%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、100%である。TCRα又はTCRβの定常領域の完全長をコードするポリヌクレオチドのいくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは更に、C’末端にポリAテールを含む。TCRα又はTCRβの定常領域の部分長をコードするポリヌクレオチドのいくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドの組み込みは、内因性定常領域内の部位であり、組み込み部位の下流のTCRα又はTCRβの定常領域の残りの内因性配列とインフレームであり、その結果、完全長トランスジェニック/キメラTRAC又はTRBCは、その配列の一部が外因性/トランスジェニックであり、別の部分が内因性であるように形成される。例示的なN末端シグナルペプチドとしては、MALPVTALLLPLALLLHA(配列番号4、CD8asp)若しくはMDFQVQIFSFLLISASVIMSR(配列番号5、IgKsp)、又は当該技術分野で公知の任意のシグナルペプチド配列若しくはその機能的バリアントが挙げられる。例示的なリンカーペプチドとしては、DYKDDDDK(配列番号6、FLAG)、又は当該技術分野で公知の任意のリンカーペプチド配列若しくはその機能的バリアントが挙げられる。
配列番号1:
IQNPDPAVYQLRDSKSSDKSVCLFTDFDSQTNVSQSKDSDVYITDKTVLDMRSMDFKSNSAVAWSNKSDFACANAFNNSIIPEDTFFPSPESSCDVKLVEKSFETDTNLNFQNLSVIGFRILLLKVAGFNLLMTLRLWSS
(TRAC)
配列番号2:
DLNKVFPPEVAVFEPSEAEISHTQKATLVCLATGFFPDHVELSWWVNGKEVHSGVSTDPQPLKEQPALNDSRYCLSSRLRNHFRCRVSATFWQNPQVQFYGLSENDEWTQDRAKPVTQIVSAEAWGRADCGFTSVSYQQGVLSATILYEILLGKATLYAVLVSALVLMAMVKRKDF
(TRBC1)
配列番号3
DLKNVFPPKVAVFEPSEAEISHTQKATLVCLATGFYPDHVELSWWVNGKEVHSGVSTDPQPLKEQPALNDSRYCLSSRLRVSATFWQNPRNHFRCQVQFYGLSENDEWTQDRAKPVTQIVSAEAWGRADCGFTSESYQQGVLSATILYEILLGKATLYAVLVSALVLMAMVKRKDSRG
(TRBC2)
本明細書で議論されるように、定常領域及び定義された可変領域を有するトランスジェニックTCRα(tgTCRα)は、任意選択で、定常領域及び定義された可変領域を有するトランスジェニックTCRβ(tgTCRβ)と共に、CD3ζ鎖を含む内因性CD3サブユニットと会合することによって、外因性TCR複合体(TCRexo)を形成し得る。このようなTCRexo複合体は、tgTCRα及びtgTCRβの選択された可変領域の特異性に起因して、定義された(若しくは選択された、若しくは標的化された)ペプチド-MHC結合を有するか、又はペプチド-MHC結合を有さない。いくつかの実施形態では、tgTCRα鎖及びtgTCRβ鎖は、TCRα又はTCRβの定常領域(TRAC又はTRBC)に挿入され、それによって、挿入部位での内因性TCRα又は内因性TCRβの発現を破壊する。いくつかの他の実施形態では、組換えTCRが発現されるように、TCRの外因性可変部分がTCR遺伝子座に挿入され、組換えTCRは、TCRの内因性定常領域に作動可能に連結された外因性可変部分を含む。
本出願において、MR1-TCRは、増強された機能性を有する操作された免疫エフェクター細胞を提供する際の概念実証目的のために提供される。主要組織適合遺伝子複合体クラス関連タンパク質1(MR1)は、患者間で最小限の変動性で広く発現され、普遍的な癌免疫療法であるという独特の見通しを可能にする非古典的MHCクラスIタンパク質である。したがって、一例では、細胞内で形成されるTCRexoは、MR1に特異的である。TCRexoがMR1Vα1に特異的である実施形態では、tgTCRαは、例示的配列である配列番号7(MR1Vα)と比較して少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を含む可変アルファ(Vα)断片と、例示的配列である配列番号8と比較して少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を含むTCRα定常断片と、を含む。MR1に特異的なTCRexoのいくつかの実施形態では、tgTCRβは、例示的な配列である配列番号9と比較して少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を含む可変ベータ(Vβ)断片と、例示的な配列である配列番号10と比較して少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を含むTCRβ定常断片と、を含む。本明細書の別の態様は、遺伝子操作されたiPSC、その誘導体細胞又はその集団を提供し、細胞は、可変アルファ(Vα)断片及びTCRα定常断片、並びに/又は可変ベータ(Vβ)断片及びTCRβ定常断片を含む少なくともtgTCRαをコードする外因性ポリヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、外因性TCR鎖ポリヌクレオチドの組み込みは、細胞の内因性定常領域内の部位であり、それによって、内因性TCR鎖及び内因性TCR複合体の発現を破壊する。
配列番号7
(下線は可変領域)
配列番号8
IQNDPAVYQLRDKSSDKSVCLFTDFDSQTNVSQSKDSDVYITDKCVLDMRSMDFKSNSAVAWSNKSDFACANAFNNSIIPEDTFFPSPESSCDVKLVEKSFETDTNLNFQNLSVIGFRILLLKVAGFNLLMTLRLWSS
配列番号9
(下線は可変領域)
配列番号10
(下線は可変領域)
別の例示的な抗原特異的TCRとして、MICA/B認識を組み込み、組換え/外因性TCRを生成する。MICA及びMICBは、ヒト主要組織適合遺伝子複合体クラスI鎖関連遺伝子(MIC)の発現ファミリーメンバーである。MICファミリーのメンバーは、高度に多型である(100を超えるヒト対立遺伝子)が、構造的に保存されたモチーフを有する。腫瘍関連抗原としてのMICA/Bは、GI上皮、内皮細胞及び線維芽細胞において主に発現され、その発現は細胞/遺伝毒性ストレスによって誘導され、上皮癌及び黒色腫癌において高い発現を有する。一方、腫瘍細胞上のMICA/Bのシェディングは、NK細胞サブセット及びT細胞サブセット上で発現されるNKG2Dによって認識されない可溶性MICA/Bの増加をもたらし、腫瘍回避/エスケープを可能にし、免疫監視を阻害する可能性がある。したがって、別の例では、細胞において形成されるTCRexoは、腫瘍抗原MICA及びMICBを標的とする。いくつかの実施形態では、抗原認識領域は、MICA及びMICBの保存されたα3ドメインに特異的に結合するscFvである。一実施形態では、scFvは、配列番号11に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表される重鎖の可変領域、及び配列番号12に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表される軽鎖の可変領域を含む。MICA/B scFvの一実施形態では、scFvは、配列番号13に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表され、リンカー及び/又はシグナルペプチドは例示的であり、置換可能である。MICA/B scFvの別の実施形態では、scFvは、配列番号14に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表され、リンカー及び/又はシグナルペプチドは例示的であり、それらの長さ及び配列は変動し得る。本明細書の別の態様は、遺伝子操作されたiPSC及びその誘導細胞を提供し、細胞は、少なくともMICA/B scFvをコードする外因性ポリヌクレオチドを含む。
配列番号11
QIQLVQSGPELKKPGETVKVSCKASGYMFTNYAMNWVKQAPEKGLKWMGWINTHTGDPTYADDFKGRIAFSLETSASTAYLQINNLKNEDTATYFCVRTYGNYAMDYWGQGTSVTVSS
(118AA.MICA/B scFv重鎖(HC))
配列番号12
DIQMTQTTSSLSASLGDRVTISCSASQDISNYLNWYQQKPDGTVKLLIYDTSILHLGVPSRFSGSGSGTDYSLTISNLEPEDIATYYCQQYSKFPRTFGGGTTLEIK
(107AA.MICA/B scFv軽鎖(LC))
配列番号13(HC-リンカー-LC)
(シグナルペプチド-他のシグナルペプチドも可能である、リンカー-他のリンカーも可能である)
配列番号14(LC-リンカー-HC)
(シグナルペプチド-他のシグナルペプチドも可能である、リンカー-他のリンカーも可能である)
更に提供されるように、tgTCRα及びtgTCRβをコードするポリヌクレオチドを含む単細胞又はその集団は、本明細書に記載される1つ以上の追加の操作されたモダリティを更に含み得る。表1に列挙される少なくとも1つの表現型を有する単一細胞ソーティング及び増殖されたクローン操作iPSCを含むマスター細胞バンクが本明細書において更に提供され、この細胞バンクは、追加のiPSC操作のためのプラットフォーム及び既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源を提供する。
2.キメラ抗原受容体(CAR)発現
遺伝子操作されたiPSC及びその誘導エフェクター細胞に適用可能なものは、当該技術分野で公知の任意のCARの設計であり得る。CARは、抗原認識領域を含む外部ドメイン、膜貫通ドメイン、及び内部ドメインを一般に含む融合タンパク質である。いくつかの実施形態では、外部ドメインは、シグナルペプチド若しくはリーダー配列及び/又はスペーサーを更に含むことができる。いくつかの実施形態では、内部ドメインは、CARを発現するエフェクター細胞を活性化するシグナル伝達ペプチドを更に含むことができる。いくつかの態様では、内部ドメインは、シグナル伝達ドメインを含み得、シグナル伝達ドメインは、T細胞及び/又はNK細胞の活性化又は機能に特異的なシグナル伝達タンパク質の細胞質ドメインに由来する。いくつかの実施形態では、抗原認識ドメインは、抗原に特異的に結合することができる。いくつかの実施形態では、抗原認識ドメインは、疾患又は病原体に関連する抗原に特異的に結合することができる。いくつかの実施形態では、疾患関連抗原は、腫瘍抗原であり、腫瘍は、液性腫瘍又は固形腫瘍であってよい。いくつかの実施形態では、CARは、CARを発現するT系統細胞又はNK系統細胞のいずれかを活性化するのに適している。いくつかの実施形態では、CARは、NK特異的シグナル伝達成分を含むNK細胞特異的である。特定の実施形態では、T細胞は、CAR発現iPSCから誘導され、誘導T系統細胞は、Tヘルパー細胞、細胞傷害性T細胞、メモリーT細胞、制御性T細胞、ナチュラルキラーT細胞、αβ T細胞、γδ T細胞、又はこれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態では、NK細胞は、CAR発現iPSCから誘導される。
特定の実施形態では、当該抗原認識領域/ドメインは、マウス抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、ラクダIg、単一可変新規抗原受容体(VNAR)、サメ重鎖のみ抗体(Ig NAR)、キメラ抗体、組換え抗体、又はこれらの抗体断片を含む。抗体断片の非限定的な例には、Fab、Fab’、F(ab’)2、F(ab’)3、Fv、一本鎖抗原結合断片(scFv)、(scFv)、ジスルフィド安定化Fv(dsFv)、ミニボディ、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、単一ドメイン抗原結合断片(sdAb、ナノボディ)、組換え重鎖のみ抗体(VHH)、及び抗体全体の結合特異性を維持する他の抗体断片が挙げられる。いくつかの実施形態では、CARの抗原認識領域は、腫瘍関連抗原(TAA)を標的とするT細胞受容体(TCR)の結合ドメインに由来する。
CARによって標的化され得る抗原の非限定的な例には、ADGRE2、B7H3、炭酸脱水酵素IX(CAIX)、CCR1、CCR4、癌胎児性抗原(CEA)、CD3、CD5、CD7、CD8、CD10、CD20、CD22、CD30、CD33、CD34、CD38、CD41、CD44、CD44V6、CD49f、CD56、CD70、CD74、CD99、CD123、CD133、CD138、CDS、CLEC12A、サイトメガロウイルス(CMV)感染細胞の抗原、上皮糖タンパク質-2(EGP-2)、上皮糖タンパク質-40(EGP-40)、上皮細胞接着分子(EpCAM)、EGFRvIII、受容体チロシンタンパク質キナーゼerb-B2,3,4、EGFIR、EGFR-VIII、ERBB葉酸結合タンパク質(FBP)、胎児のアセチルコリン受容体(AChR)、葉酸受容体-a、ガングリオシドG2(GD2)、ガングリオシドG3(GD3)、ヒト上皮増殖因子受容体2(HER2)、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)、ICAM-1、インテグリンB7、インターロイキン-13受容体サブユニットアルファ-2(IL-13Rα2)、κ-軽鎖、キナーゼ挿入ドメイン受容体(KDR)、ルイスA(CA19.9)、ルイスY(LeY)、L1細胞接着分子(L1-CAM)、LILRB2、黒色腫抗原ファミリーA1(MAGE-A1)、MICA/B、MR1、ムチン1(Muc-1)、ムチン16(Muc-16)、メソテリン(MSLN)、NKCSI、NKG2Dリガンド、c-Met、NYESO1、腫瘍胎児性抗原(h5T4)、PDL1、PRAME、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、PRAME前立腺特異的膜抗原(PSMA)、腫瘍関連糖タンパク質72(TAG-72)、TIM-3、TRBC1、TRBC2、血管内皮増殖因子R2(VEGF-R2)、ウィルムス腫瘍タンパク質(WT-1)、及び当該技術分野で公知の様々な病原体抗原が挙げられる。病原体の非限定的な例には、疾患を引き起こす可能性のある、ウイルス、細菌、真菌、寄生虫、及び原生動物が挙げられる。更にいくつかの他の実施形態では、外因性TCR複合体を含むCAR-T細胞は、MR1、NYESO1、MICA/B、EpCAM、EGFR、B7H3、Muc1、Muc16、CD19、BCMA、CD20、CD22、CD38、CD123、HER2、CD52、GD2、MSLN、VEGF-R2、PSMA、及びPDL1のうちの1つに特異的なCARを更に含む。
本発明のいくつかの態様は、腫瘍関連抗原についてT細胞受容体に由来するCAR結合ドメインを提供する。様々な実施形態では、CARは、MR1タンパク質によって提示される腫瘍細胞表面抗原に特異的である(MR1-CAR)。いくつかの実施形態では、MR1-CARの外部ドメインの抗原認識ドメインは、可変アルファ(Vα)断片及び可変ベータ(Vβ)断片を含む。いくつかの実施形態では、可変アルファ(Vα)断片は、例示的配列である配列番号7(MR1Vα)と比較した場合、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を少なくとも含む。いくつかの実施形態では、可変ベータ(Vβ)断片は、例示的配列である配列番号9(MR1Vβ)と比較した場合、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を少なくとも含む。
いくつかの実施形態では、MR1-CARの外部ドメインの抗原認識ドメインは、MR1 TCRαの細胞外ドメイン及びMR1 TCRβの細胞外ドメインを含む。いくつかの実施形態では、MR1 TCRαの細胞外ドメインは、例示的な配列である配列番号15と比較した場合、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を少なくとも含む。いくつかの実施形態では、MR1 TCRβの細胞外ドメインは、例示的な配列である配列番号16と比較した場合、少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%、100%、又はその間の任意のパーセンテージの同一性を有する配列を少なくとも含む。
配列番号15
配列番号16
(下線は可変領域)
本明細書の別の態様は、遺伝子操作されたiPSC及びその誘導細胞を提供し、細胞は、少なくともMR1-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、少なくともMR1-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含むiPSC誘導エフェクター細胞は、T細胞である。いくつかの実施形態では、少なくともMR1-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含むiPSC誘導エフェクター細胞は、NK細胞である。いくつかの他の実施形態では、少なくともMR1-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含むiPSC誘導エフェクター細胞は、NKT細胞である。
別の例では、本明細書は、腫瘍抗原MICA及びMICBを標的とする抗原認識領域を含むCARを提供する。MICA/B標的化CARのいくつかの実施形態では、抗原認識領域は、MICA及びMICBの保存されたα3ドメインに特異的に結合するscFvである。一実施形態では、scFvは、配列番号11に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表される重鎖の可変領域、及び配列番号12に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表される軽鎖の可変領域を含む。MICA/B scFvの一実施形態では、scFvは、配列番号13に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表され、リンカー及び/又はシグナルペプチドは例示的であり、置換可能である。MICA/B scFvの別の実施形態では、scFvは、配列番号14に対して少なくとも約99%、約98%、約96%、約95%、約90%、約85%、又は少なくとも約80%同一であるアミノ酸配列によって表され、リンカー及び/又はシグナルペプチドは例示的であり、それらの長さ及び配列は変動し得る。本明細書の別の態様は、遺伝子操作されたiPSC及びその誘導細胞を提供し、細胞は、少なくともMICA/B-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、少なくともMICA/B-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含むiPSC誘導エフェクター細胞は、T細胞である。いくつかの実施形態では、少なくともMICA/B-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含むiPSC誘導エフェクター細胞は、NK細胞である。いくつかの他の実施形態では、少なくともMICA/B-CARをコードする外因性ポリヌクレオチドを含むiPSC誘導エフェクター細胞は、NKT細胞である。
いくつかの態様では、CARの膜貫通ドメインは、CD2、CD3δ、CD3ε、CD3γ、CD3ζ、CD4、CD8、CD8a、CD8b、CD16、CD27、CD28、CD28H、CD40、CD84、CD166、4-1BB、OX40、ICOS、ICAM-1、CTLA4、PD1、LAG3、2B4、BTLA、DNAM1、DAP10、DAP12、FcERIγ、IL7、IL12、IL15、KIR2DL4、KIR2DS1、KIR2DS2、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、NKG2D、CS1、若しくはT細胞受容体ポリペプチドの天然若しくは改変膜貫通領域の完全長又は少なくとも一部を含む。
いくつかの実施形態では、内部ドメイン(又は細胞内ドメイン)のシグナル伝達ペプチドは、2B4(ナチュラルキラー細胞受容体2B4)、4-1BB(腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー9)、CD16(IgG Fc領域受容体III-A)、CD2(T細胞表面抗原CD2)、CD28(T細胞特異的表面糖タンパク質CD28)、CD28H(膜貫通及び免疫グロブリンドメイン含有タンパク質2)、CD3ζ(T細胞表面糖タンパク質CD3ゼータ鎖)、CD3ζ1XX(CD3ζバリアント)、DAP10(造血細胞シグナル伝達物質)、DAP12(TYROタンパク質チロシンキナーゼ結合タンパク質)、DNAM1(CD226抗原)、FcERIγ(高親和性免疫グロブリンイプシロン受容体サブユニットガンマ)、IL21R(インターロイキン-21受容体)、IL-2Rβ/IL-15RB(インターロイキン-2受容体サブユニットベータ)、IL-2Rγ(サイトカイン受容体共通サブユニットガンマ)、IL-7R(インターロイキン-7受容体サブユニットアルファ)、KIR2DS2(キラー細胞免疫グロブリン様受容体2DS2)、NKG2D(NKG2-D II型内在性膜タンパク質)、NKp30(天然細胞傷害トリガー受容体3)、NKp44(天然細胞傷害トリガー受容体2)、NKp46(天然細胞傷害トリガー受容体1)、CS1(SLAMファミリーメンバー7)、及びCD8(T細胞表面糖タンパク質CD8アルファ鎖)のポリペプチドの完全長又は少なくとも一部を含む。
いくつかの実施形態では、CARの内部ドメインは、第2のシグナル伝達ドメイン、及び任意選択で第3のシグナル伝達ドメインを更に含み、第1のシグナル伝達ドメイン、第2のシグナル伝達ドメイン、及び第3のシグナル伝達ドメインのそれぞれは異なる。特定の実施形態では、第2のシグナル伝達ドメイン又は第3のシグナル伝達ドメインは、2B4、4-1BB、CD16、CD2、CD28、CD28H、CD3ζ、DAP10、DAP12、DNAM1、FcERIγ IL21R、IL-2Rβ(IL-15Rβ)、IL-2Rγ、IL-7R、KIR2DS2、NKG2D、NKp30、NKp44、NKp46、CD3ζ1XX、CS1、若しくはCD8の細胞質ドメイン又はその一部を含む。
特定の実施形態では、内部ドメインは、少なくとも1つの共刺激シグナル伝達領域を更に含む。当該共刺激シグナル伝達領域は、CD27、CD28、4-1BB、OX40、ICOS、PD-1、LAG-3、2B4、BTLA、DAP10、DAP12、CTLA-4若しくはNKG2D、又はこれらの任意の組み合わせのポリペプチドの完全長又は少なくとも一部を含むことができる。
一実施形態では、本明細書で提供される細胞に適用可能なCARは、CD28から誘導される共刺激ドメイン、及び配列番号17に対して少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、又は約99%の同一性を有するアミノ酸配列によって表されるCD3ζの天然又は改変ITAM1を含むシグナル伝達ドメインを含む。更なる実施形態では、CD28から誘導される共刺激ドメイン及びCD3ζの天然又は改変ITAM1を含むCARはまた、CD28から誘導されるヒンジドメイン及び膜貫通ドメインを含み、scFvは、ヒンジを介して膜貫通ドメインに接続され得、CARは、配列番号18に対してと少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、又は約99%同一のアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも80%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも90%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも95%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、100%である。
配列番号17
RSKRSRLLHSDYMNMTPRRPGPTRKHYQPYAPPRDFAAYRSRVKFSRSADAPAYQQGQNQ
LYNELNLGRREEYDVLDKRRGRDPEMGGKPRRKNPQEGLFNELQKDKMAEAFSEIGMKGE
RRRGKGHDGLFQGLSTATKDTFDALHMQALPPR
(153a.a.CD28共刺激+CD3ζITAM)
配列番号18
(219a.a.CD28ヒンジ+CD28 TM+CD28共刺激+CD3ζITAM)
別の実施形態では、本明細書で提供される細胞に適用可能なCARは、NKG2Dから誘導される膜貫通ドメイン、2B4から誘導される共刺激ドメイン、及び配列番号19に対して少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、又は約99%同一のアミノ酸配列によって表される天然又は改変CD3ζを含むシグナル伝達ドメインを含む。NKG2Dから誘導される膜貫通ドメイン、2B4から誘導される共刺激ドメイン及び天然又は改変CD3ζを含むシグナル伝達ドメインを含む当該CARは、CD8ヒンジを更に含み得、そのような構造のアミノ酸配列は、配列番号20に対して少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、又は約99%同一のものである。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも80%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも90%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、少なくとも95%である。いくつかの実施形態では、配列同一性は、100%である。
配列番号19
(263a.a.NKG2D TM+2B4+CD3ζ)
配列番号20
(308a.a.CD8ヒンジ+NKG2D TM+2B4+CD3ζ)
非限定的なCAR戦略には、一対の細胞内ドメインの二量体化によるヘテロ二量体条件付き活性化CAR(例えば、米国特許第9,587,020号を参照);スプリットCAR(CARを生成するための抗原結合、ヒンジ及び内部ドメインの相同組換え(例えば、米国特許第2017/0183407号を参照));抗原結合ドメイン及びシグナル伝達ドメインにそれぞれ接続された2つの膜貫通ドメイン間の非共有結合を可能にする多重鎖CAR(例えば、米国特許公開第2014/0134142号を参照);二重特異性抗原結合ドメインを有するCAR(例えば、米国特許第9,447,194号を参照)、又は同じ若しくは異なる抗原若しくはエピトープを認識する一対の抗原結合ドメインを有するCAR(例えば、米国特許第8,409,577号を参照)、又はタンデムCAR(例えば、Hegde et al.,J Clin Invest.2016;126(8):3036-3052を参照);誘導性CAR(例えば、米国特許公開第2016/0046700号、同第2016/0058857号、及び同第2017/0166877号を参照);切り替え可能なCAR(例えば、米国特許公開第2014/0219975号を参照);及び当該技術分野で公知の任意の他の設計が更に含まれる。
更なる実施形態では、CAR及びTCRexoを含むiPSC及びその誘導T細胞は、TCR定常領域に挿入されたCARを有し、TCRノックアウトをもたらし、CAR発現を内因性TCRプロモーターの制御下に置く。いくつかの他の実施形態では、TCR定常領域に挿入されたCARは、MR1、NYESO1、MICA/B、EpCAM、EGFR、B7H3、Muc1、Muc16、CD19、BCMA、CD20、CD22、CD38、CD123、HER2、CD52、GD2、MSLN、VEGF-R2、PSMA及びPDL1のうちの少なくとも1つを含む腫瘍抗原に特異的である。追加のCAR挿入部位には、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、及びTIGITが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、TCRexo及びCAR、並びに任意選択でCFR若しくはエンゲージャーを含むiPSC又はその誘導体は、CD16(F176V及び/又はS197P)に天然な又はCD64から誘導される外部ドメイン、並びに天然又は非天然の膜貫通、刺激及びシグナル伝達ドメインを有する外因性CD16を更に含む。別の実施形態では、iPSC及びその誘導NK細胞は、TCRexo及びCARを含み、CARは、NKG2A遺伝子座又はNKG2D遺伝子座に挿入され、NKG2A又はNKG2Dノックアウトをもたらし、それにより、CAR発現を内因性NKG2A又はNKG2Dプロモーターの制御下に置く。
したがって、本明細書で提供される機能的モダリティを含む遺伝子操作された免疫細胞に加えて、本発明の態様は、ゲノム操作されたiPSCを分化させることから得られる誘導細胞を提供し、iPSC及び誘導細胞の両方は、本明細書で論じられるように、追加の改変モダリティと共に1つ以上のCARを含む。本出願で更に提供されるのは、少なくともCAR及びTCRexoを有する単一細胞ソーティング及び増殖されたクローン操作iPSCを含むマスター細胞バンクであり、この細胞バンクは、追加のiPSC操作のためのプラットフォーム及び既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源を提供する。
3.CD16ノックイン
CD16は、2つのアイソフォーム、Fc受容体FcγRIIIa(CD16a;NM_000569.6)及びFcγRIIIb(CD16b;NM_000570.4)として同定されている。CD16aは、標的細胞に付着した単量体IgGに結合してNK細胞を活性化し、抗体依存性細胞傷害(ADCC)を促進する、NK細胞によって発現される膜貫通タンパク質である。CD16bは、ヒト好中球によって排他的に発現する。本明細書で使用する場合、「高親和性CD16」、「非切断性CD16」、又は「高親和性非切断性CD16」(hnCD16と略される)は、様々なCD16バリアントを指す。野生型CD16は、親和性が低く、NK細胞が活性化されると、白血球上の様々な細胞表面分子の細胞表面密度を調節するタンパク質分解切断プロセスである外部ドメインシェディングを含む下方制御に供される。F176V(いくつかの刊行物ではF158Vとも呼ばれる)は、高親和性を有する例示的なCD16多型アレル/バリアントであり、一方、S197Pバリアントは、CD16の遺伝子操作された非切断性バージョンの一例である。F176VとS197Pの両方を含む操作されたCD16バリアントは、高い親和性を有し、非切断性であり、これは、国際公開第2015/148926号により詳細に記載されており、その完全な開示は、参照により本明細書に組み込まれる。更に、CD16の外部ドメインがCD64の外部ドメインの少なくとも一部で本質的に置き換えられたキメラCD16受容体は、ADCCを実行できるCD16受容体の望ましい高親和性と切断不可能な機能も実現できる。いくつかの実施形態では、キメラCD16の置換外部ドメインは、CD64(UniPRotKB_P12314又はそのアイソフォーム又は多型バリアント)のEC1、EC2、及びEC3エクソンのうちの1つ以上を含む。
したがって、細胞に導入される外因性CD16の様々な実施形態は、機能的CD16バリアント及びそのキメラ受容体を含む。いくつかの実施形態では、機能的CD16バリアントは、高親和性非切断性CD16受容体(hnCD16)である。いくつかの実施形態では、hnCD16は、F176VとS197Pの両方を含み、いくつかの実施形態では、F176Vを含み、切断領域が排除されている。いくつかの他の実施形態では、hnCD16は、CD64外部ドメインの少なくとも一部を含む。
したがって、本明細書で企図されかつ記載されるように、他の編集の中にiPSCに導入された外因性CD16又はそのバリアントを含むように遺伝子操作されたクローンiPSCが本明細書において提供される。いくつかの実施形態では、外因性CD16は、高親和性非切断性CD16受容体(hnCD16)である。いくつかの実施形態では、外因性CD16は、CD64外部ドメインの少なくとも一部を含む。いくつかの実施形態では、外因性CD16は、CD16から誘導されない膜貫通ドメイン、刺激性ドメイン及び/又はシグナル伝達ドメインを含むCD16ベースのキメラFc受容体(CFcR)の形態である。
いくつかの実施形態では、外因性CD16若しくはそのバリアントを含む初代起源又は誘導エフェクター細胞は、NK系統細胞である。いくつかの実施形態では、外因性CD16若しくはそのバリアントを含む初代起源又は誘導エフェクター細胞は、T系統細胞である。いくつかの実施形態では、外因性CD16は、hnCD16を含む。いくつかの実施形態では、hnCD16は、CD64の完全長又は部分長の細胞外ドメインを含む。iPSC若しくはその誘導細胞に含まれる外因性CD16又はその機能的バリアントは、結合時に下流シグナル伝達を誘発するリガンドへの結合において高い親和性を有する。外因性CD16又は機能的バリアントに結合するリガンドは、ADCC抗体又はその断片だけでなく、当該外因性CD16のCD16若しくはCD64の細胞外結合ドメインを認識する二重特異性、三重特異性、若しくは多重特異性のエンゲージャー又はバインダーも含む。このように、本出願の態様のうちの少なくとも1つは、本開示で更に詳述する状態、疾患、又は感染症の治療における治療的使用に十分な量で、エフェクター細胞上で発現する外因性CD16を介して1つ以上の予め選択されたADCC抗体が予めロードされた、誘導エフェクター細胞又はその細胞集団を提供し、当該外因性CD16は、CD64の、又はF176V及びS197Pを有するCD16の細胞外結合ドメインを含む。
いくつかの他の実施形態では、外因性CD16は、CD16又はそのバリアントベースのCFcRを含む。キメラFc受容体(CFcR)は、天然CD16膜貫通ドメイン及び/又は細胞内ドメインを改変又は置換することによって、非天然膜貫通ドメイン、非天然刺激ドメイン及び/又は非天然シグナル伝達ドメインを含むように産生される。本明細書で使用される「非天然」という用語は、膜貫通ドメイン、刺激ドメイン又はシグナル伝達ドメインが、細胞外ドメインを提供する受容体以外の異なる受容体から誘導されることを意味する。本明細書での例示では、CD16又はそのバリアントベースのCFcRは、CD16から誘導される膜貫通ドメイン、刺激ドメイン又はシグナル伝達ドメインを有さない。いくつかの実施形態では、外因性CD16ベースのCFcRは、CD3δ、CD3ε、CD3γ、CD3ζ、CD4、CD8、CD8a、CD8b、CD27、CD28、CD40、CD84、CD166、4-1BB、OX40、ICOS、ICAM-1、CTLA-4、PD-1、LAG-3、2B4、BTLA、CD16、IL7、IL12、IL15、KIR2DL4、KIR2DS1、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、NKG2D、又はT細胞受容体ポリペプチドから誘導される非天然の膜貫通ドメインを含む。いくつかの実施形態では、外因性CD16ベースのCFcRは、CD27、CD28、4-1BB、OX40、ICOS、PD-1、LAG-3、2B4、BTLA、DAP10、DAP12、CTLA-4、又はNKG2Dポリペプチドから誘導される非天然の刺激/阻害ドメインを含む。いくつかの実施形態では、外因性CD16ベースのCFcRは、CD3ζ、2B4、DAP10、DAP12、DNAM1、CD137(4-1BB)、IL21、IL7、IL12、IL15、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、又はNKG2Dポリペプチドから誘導される非天然のシグナル伝達ドメインを含む。CD16ベースのCFcRの一実施形態では、提供されるキメラFc受容体は、IL7、IL12、IL15、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、又はNKG2Dポリペプチドのうちの1つから誘導される膜貫通ドメイン及びシグナル伝達ドメインの両方を含む。CD16ベースのキメラFc受容体の1つの特定の一実施形態は、NKG2Dの膜貫通ドメイン、2B4の刺激ドメイン、及びCD3ζのシグナル伝達ドメインを含み、CFcRの細胞外ドメインは、CD64又はCD16の細胞外ドメインの完全長又は部分配列から誘導され、CD16の細胞外ドメインは、F176V及びS197Pを含む。CD16ベースのキメラFc受容体の別の例示的な実施形態は、CD3ζの膜貫通ドメイン及びシグナル伝達ドメインを含み、CFcRの細胞外ドメインは、CD64又はCD16の細胞外ドメインの完全長又は部分配列から誘導され、CD16の細胞外ドメインは、F176V及びS197Pを含む。
上述のようなCD16ベースのキメラFc受容体の様々な実施形態は、抗体若しくはその断片のFc領域に、又は二重特異性、三重特異性、若しくは多重特異性のエンゲージャー若しくはバインダーに、高い親和性で結合することができる。結合すると、キメラ受容体の刺激ドメイン及び/又はシグナル伝達ドメインは、エフェクター細胞の活性化及びサイトカイン分泌、並びに抗体が、又は腫瘍抗原結合成分及びFc領域を有する当該二重特異性、三重特異性、若しくは多重特異性のエンゲージャー若しくはバインダーが標的とする腫瘍細胞の殺傷を可能にする。理論に束縛されることなく、CD16ベースのキメラFc受容体の、非天然の膜貫通ドメイン、刺激ドメイン及び/若しくはシグナル伝達ドメインを通じて、又は外部ドメインへのエンゲージャーの結合を通じて、CFcRはエフェクター細胞の殺傷能力に寄与し得、エフェクター細胞の増殖及び/又は増殖の可能性を増加させる。抗体とエンゲージャーは、抗原を発現している腫瘍細胞とCFcRを発現しているエフェクター細胞を近接させることができ、これも増強された腫瘍細胞の殺傷に寄与する。二重特異性、三重特異性、多重特異性エンゲージャー又はバインダーのための例示的な腫瘍抗原には、B7H3、CD10、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD79a、CD79b、CD123、CD138、CD179b、CEA、CLEC12A、CS-1、DLL3、EGFR、EGFRvIII、EPCAM、FLT-3、FOLR1、FOLR3、GD2、gpA33、HER2、HM1.24、LGR5、MSLN、MCSP、MICA/B、PSMA、PAMA、P-カドヘリン、及びROR1が挙げられるが、これらに限定されない。腫瘍細胞を攻撃する際にCD16ベースのCFcRを発現するエフェクター細胞を結合させるのに適したいくつかの非限定的な例示的な二重特異性、三重特異性、多重特異性のエンゲージャー又はバインダーには、CD16(又はCD64)-CD30、CD16(又はCD64)-BCMA、CD16(又はCD64)-IL15-EPCAM、及びCD16(又はCD64)-IL15-CD33が含まれる。
NK細胞活性化に続いて細胞表面から切断される初代NK細胞によって発現される内因性CD16とは異なり、誘導NK細胞の種々の非切断性バージョンのCD16は、CD16のシェディングを回避し、一定の発現を維持する。誘導NK細胞では、非切断性CD16は、改善した細胞機能の指標であるTNFα及びCD107aの発現を増加させる。非切断性CD16はまた、抗体依存性細胞傷害(ADCC)、及び二重特異的、三重特異的、又は多重特異的エンゲージャーの結合も増強する。ADCCは、抗体でコーティングされた標的細胞へのCD16の結合を介したNK細胞媒介性溶解のメカニズムである。誘導NK細胞に導入されたhnCD16の追加の高親和性特性により、細胞療法を必要とする対象に細胞を投与する前に、hnCD16を介したADCC抗体のNK細胞へのin vitroローディングも可能になる。本明細書に提示されるように、hnCD16は、いくつかの実施形態ではF176V及びS197Pを含み得るか、又はCD64から誘導される完全長若しくは部分長な外部ドメインを含み得るか、又は非天然の膜貫通ドメイン、刺激ドメイン及びシグナル伝達ドメインのうちの少なくとも1つを更に含み得る。開示されるように、本出願はまた、本明細書で更に詳しく説明するように、状態、疾患、又は感染症の治療における治療的使用に十分な量の1つ以上の予め選択されたADCC抗体が予めロードされた、誘導NK細胞又はその細胞集団を提供する。
初代NK細胞とは異なり、初代供給源(すなわち、末梢血、臍帯血、又は他のドナー組織などの天然/天然源)由来の成熟T細胞はCD16を発現しない。発現した外因性非切断性CD16を含むiPSCが、T細胞の発生生物学を損なうことなく、外因性CD16を発現するだけでなく、獲得したADCCメカニズムを通じて機能を実行できる機能的な誘導T系統細胞に分化できることは予想外であった。誘導T系統細胞で獲得したこのADCCは、二重標的化、及び/又はCAR-T細胞療法でよく発生する、低下若しくは消失したCAR-T標的抗原の発現、若しくはCARによる認識を回避する変異抗原の発現を伴って腫瘍が再発する、抗原エスケープを救済するためのアプローチとして更に使用できる。当該誘導T系統細胞が、外因性CD16(機能的バリアント及びCD16ベースのCFcRを含む)発現を介して獲得したADCCを含み、抗体が、CARが標的とする腫瘍抗原とは異なる腫瘍抗原を標的とする場合、抗体を使用してCAR-T抗原エスケープを救済し、CAR-T治療でよく見られる標的腫瘍の再発又は再発を軽減又は防止できる。二重標的化を達成しながら抗原エスケープを低減及び/又は防止するこのような戦略は、1つ以上のCARを発現するNK細胞にも同様に適用できる。
したがって、本発明の実施形態は、本明細書で提供されるTCRexo及び任意選択でCARに加えて外因性CD16又はそのバリアントを含む、誘導T系統細胞を含む、遺伝子操作された免疫細胞及び誘導細胞を提供する。いくつかの実施形態では、誘導T系統細胞に含まれる外因性CD16は、F176V及びS197Pを含むCD16外部ドメインを含むhnCD16である。いくつかの他の実施形態では、誘導T系統細胞に含まれるhnCD16は、CD64から誘導される完全長若しくは部分長の外部ドメインを含むか、又は非天然膜貫通ドメイン、刺激ドメイン及びシグナル伝達ドメインのうちの少なくとも1つを更に含み得る。本明細書で説明されているように、そのような誘導T系統細胞は、抗体の治療効果を高めるためにADCCによって媒介されたモノクローナル抗体で腫瘍を標的とする獲得されたメカニズムを有する。開示されるように、本出願はまた、以下で更に詳しく説明するように、状態、疾患、又は感染症の治療における治療的使用に十分な量の1つ以上の予め選択されたADCC抗体が予めロードされた、誘導T系統細胞又はその集団を含む遺伝子操作された免疫細胞及び誘導細胞を提供する。
本出願において更に提供されるのは、これらに限定されないがTCRexo、CAR及び外因性CD16又はそのバリアントを含む、本明細書において提供されるような少なくとも1つの表現型を有する、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローンの操作されたiPSCを含むマスター細胞バンクであり、この細胞バンクは、更なるiPSC操作のためのプラットフォームと、組成が明確かつ均一であり、費用効果の高い様式でかなりの規模で大量生産することができる、誘導NK細胞及びT細胞を含むがこれに限定されない、既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源と、を提供する。
4.エンゲージャー
いくつかの実施形態では、TCRexo並びに任意選択でCAR及び/若しくは外因性CD16又はそのバリアントを含むiPSC並びにその誘導エフェクター細胞は、TCRexo及び/又はCARとは異なる腫瘍標的化特異性を有するエンゲージャー(すなわち、第2の腫瘍抗原)の導入された発現を更に含み得る。エンゲージャーは、異なる抗体若しくはその断片の2つ以上の単鎖可変断片(scFv)又は他の機能的バリアントを含む融合タンパク質であり、エフェクター細胞表面分子又は表面トリガー受容体に結合する少なくとも1つのscFv、及び標的細胞特異的表面分子を介して標的細胞に結合する少なくとも別のscFvを有する。エンゲージャーの例には、二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE)、二重特異性キラー細胞エンゲージャー(BiKE)、三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)、多重特異性キラー細胞エンゲージャー、又は複数の免疫細胞型と適合し得るユニバーサルエンゲージャーが挙げられるが、これらに限定されない。このような二重特異性又は多重特異性エンゲージャーは、エフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、マクロファージ、及び/又は好中球)を腫瘍細胞に誘導し、免疫エフェクター細胞を活性化することができ、CAR-T細胞療法の利益を最大化する大きな可能性を示している。いくつかの実施形態では、操作されたiPSC誘導のエフェクター細胞によって発現されるエンゲージャーは、エンゲージャーによって認識され、かつ結合される表面分子を含むバイスタンダー免疫細胞に結合する。いくつかの実施形態では、CARを含む操作されたiPSC誘導エフェクター細胞によって発現されるエンゲージャーは、誘導エフェクター細胞に結合し、CAR抗原とは異なる腫瘍抗原に結合する際に誘導エフェクター細胞を活性化する。いくつかの実施形態では、CARを含む操作されたiPSC誘導エフェクター細胞によって発現されるエンゲージャーは、エフェクター細胞の内因性表面分子を介して誘導エフェクター細胞に結合する。いくつかの実施形態では、CARを含む操作されたiPSC誘導のエフェクター細胞によって発現されるエンゲージャーは、エフェクター細胞の外因性表面トリガー受容体を介して誘導エフェクター細胞に結合する。いくつかの実施形態では、エンゲージャーを発現するエフェクター細胞の外因性表面トリガー受容体は、本明細書において更に提供されるようなCFR(キメラ融合受容体)を含む。
いくつかの実施形態では、表面トリガー受容体は、エフェクター細胞の天然受容体及び細胞型とは無関係に、エフェクター細胞と特異的な標的細胞、例えば、腫瘍細胞との間の二重特異性抗体又は多重特異性抗体の結合を促進する。いくつかの他の実施形態では、本明細書で提供される方法及び組成物を使用して、すなわちiPSCを操作し、任意選択でソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローン操作されたiPSCを含むマスター細胞バンクを作成し、次いでT細胞、NK細胞又はソースiPSCと同一の遺伝子型を含む他のエフェクター細胞へのiPSCの分化を指示し、1つ以上の外因性表面トリガー受容体をエフェクター細胞に導入することができる。
このアプローチを使用すると、ユニバーサル表面トリガー受容体を含むiPSCを生成し、次いで、そのようなiPSCをユニバーサル表面トリガー受容体を発現する様々なエフェクター細胞型の集団に分化させることもできる。いくつかの実施形態では、同じ腫瘍標的化特異性を有するエンゲージャーを使用して、異なるユニバーサル表面トリガー受容体と結合する。いくつかの実施形態では、異なる腫瘍標的化特異性を有するエンゲージャーを使用して、同じユニバーサル表面トリガー受容体と結合する。したがって、1つ以上のエフェクター細胞型を使用して、1つの特異的な型の腫瘍細胞を殺傷する場合もあれば、2つ以上の型の腫瘍を殺傷する場合もある。表面トリガー受容体は一般に、エフェクター細胞の活性化のための共刺激ドメインと、エンゲージャーのエピトープに特異的な抗エピトープと、を含むか、又はその逆であり、表面トリガー受容体は、エンゲージャーの抗エピトープを認識可能若しくは特異的なエピトープを含む。例えば、二重特異性エンゲージャーは、一方の端が表面トリガー受容体の抗エピトープに特異的であり、もう一方の端が腫瘍抗原に特異的である。
二重特異性若しくは多重特異性エンゲージャー認識、又はカップリング、又は結合に使用できる例示的なエフェクター細胞表面分子又は表面トリガー受容体には、CD3、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D、又は本明細書に開示されるその任意の機能的バリアント若しくはキメラFc受容体形態が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、エンゲージャー認識のためにエフェクター細胞の表面に発現するCD16は、本明細書に記載されるようにCD16(F176V及び任意選択でS197Pを含む)又はCD64細胞外ドメイン、及び天然又は非天然の膜貫通ドメイン、刺激ドメイン及び/又はシグナル伝達ドメインを含むhnCD16である。いくつかの実施形態では、エンゲージャー認識のためにエフェクター細胞の表面に発現するCD16は、CD16ベースのキメラFc受容体(CFcR)である。いくつかの実施形態では、CD16ベースのCFcRは、NKG2Dの膜貫通ドメイン、2B4の刺激ドメイン、及びCD3ζのシグナル伝達ドメインを含み、CD16の細胞外ドメインは、CD64又はCD16の細胞外ドメインの全長又は部分配列から誘導され、任意選択でCD16の細胞外ドメインは、F176V及び任意選択でS197Pを含む。
二重特異性又は多重特異性エンゲージャー認識のための例示的な腫瘍細胞表面分子には、B7H3、CD10、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD79a、CD79b、CD123、CD138、CD179b、CEA、CLEC12A、CS-1、DLL3、EGFR、EGFRvIII、EpCAM、FLT-3、FOLR1、FOLR3、GD2、gpA33、HER2、HM1.24、LGR5、MSLN、MCSP、MICA/B、PSMA、PAMA、P-カドヘリン、及びROR1が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、二重特異性エンゲージャーは、CD3及びCD19に特異的な二重特異性抗体(CD3×CD19又はCD3-CD19)であり、別の実施形態では、二重特異性抗体は、CD3-CD33である。別の実施形態では、二重特異性抗体は、CD3-EpCAMである。エフェクター細胞上のCD16に結合するために、二重特異性抗体は、CD16-CD30又はCD64-CD30を含む。別の実施形態では、二重特異性抗体は、CD16-BCMA又はCD64-BCMAを含む。更に別の実施形態では、二重特異性抗体は更に、エフェクター細胞と腫瘍細胞抗原結合ドメインとの間にリンカーを含み、例えば、改変IL15は、エフェクター細胞増殖/自律性を促進するエフェクターNK細胞のリンカー(いくつかの刊行物では、TriKE、又は三重特異性キラーエンゲージャーと呼ばれる)として使用され得る。一実施形態では、TriKEは、CD16-IL15-EpCAM又はCD64-IL15-EpCAMである。別の実施形態では、TriKEは、CD16-IL15-B7H3、又はCD64-IL15-B7H3である。別の実施形態では、TriKEは、CD16-IL15-CD33又はCD64-IL15-CD33である。更に別の実施形態では、TriKEは、NKG2C-IL15-CD33である。TriKEにおけるIL15はまた、IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL18、及びIL21を含むが、これらに限定されない、他のサイトカインに由来し得る。
いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、ADGRE2、B7H3、炭酸脱水酵素IX(CAIX)、CCR1、CCR4、癌胎児性抗原(CEA)、CD3、CD5、CD7、CD8、CD10、CD19、CD20、CD22、CD30、CD33、CD34、CD38、CD41、CD44、CD44V6、CD49f、CD52、CD56、CD70、CD74、CD99、CD123、CD133、CD138、CD269(BCMA)、CDS、CLEC12A、サイトメガロウイルス(CMV)感染細胞の抗原(例えば、細胞表面抗原)、上皮糖タンパク質-2(EGP-2)、上皮糖タンパク質-40(EGP-40)、上皮細胞接着分子(EpCAM)、EGFRvIII、受容体チロシンタンパク質キナーゼerb-B2,3,4、EGFIR、EGFR-VIII、ERBB葉酸結合タンパク質(FBP)、胎児のアセチルコリン受容体(AChR)、葉酸受容体-α、ガングリオシドG2(GD2)、ガングリオシドG3(GD3)、ヒト上皮増殖因子受容体2(HER2)、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)、ICAM-1、インテグリンB7、インターロイキン-13受容体サブユニットアルファ-2(IL-13Rα2)、κ-軽鎖、キナーゼ挿入ドメイン受容体(KDR)、ルイスA(CA19.9)、ルイスY(LeY)、L1細胞接着分子(L1-CAM)、LILRB2、黒色腫抗原ファミリーA1(MAGE-A1)、MICA/B、MR1、ムチン1(Muc-1)、ムチン16(Muc-16)、メソセリン(MSLN)、NKCSI、NKG2Dリガンド、c-Met、癌-精巣抗原NYESO1、癌胎児性抗原(h5T4)、PDL1、PRAME、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、PRAME前立腺特異的膜抗原(PSMA)、腫瘍関連糖タンパク質72(TAG-72)、TIM-3、TRBCI、TRBC2、血管内皮増殖因子R2(VEGF-R2)、ウィルムス腫瘍タンパク質(WT-1)、及び様々な病原体抗原のうちのいずれか1つに特異的である第1の結合ドメインを含む。
いくつかの実施形態では、二重特異性又は多重特異性のエンゲージャーのための表面トリガー受容体は、ときには細胞型に応じて、エフェクター細胞に対して内因性であり得る。他のいくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法及び組成物を使用して、すなわち、表1に列挙された遺伝子型を含むiPSCを更に操作し、ソースiPSCと同一の遺伝子型と表面トリガー受容体を含むエフェクター細胞へのiPSCの分化を指示し、1つ以上の外因性表面トリガー受容体をエフェクター細胞に導入することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるようなエンゲージャーを発現するゲノム操作されたエフェクター細胞の代替として、エンゲージャーは、状態、疾患、又は適応症(上記のような)に関連する1つ以上の抗原を標的とする併用療法組成物においてエフェクター細胞と共に治療剤として使用され得る。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE)である。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、二重特異性キラー細胞エンゲージャー(BiKE)である。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)である。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、多重特異性キラー細胞エンゲージャーである。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、複数の免疫細胞型と適合するユニバーサルエンゲージャーである。いくつかの実施形態では、併用療法又はそのために使用される組成物中のエンゲージャーは、組成物のレシピエントにおける腫瘍殺傷のためにバイスタンダー免疫細胞を活性化する。いくつかの実施形態では、併用療法又はそのために使用される組成物中のエンゲージャーは、併用療法組成物中に含まれるエフェクター細胞を活性化する。液性腫瘍又は固形腫瘍の治療に有用な併用療法組成物のいくつかの実施形態では、組成物は、本明細書で提供されるCARを少なくとも含むiPSC誘導エフェクター細胞を含む。いくつかの実施形態では、組成物のiPSC誘導エフェクター細胞は、表1に列挙された遺伝子型を含む造血系統細胞を含む。いくつかの実施形態では、組成物のiPSC誘導エフェクター細胞は、表1に列挙された遺伝子型を含むNK系統細胞を含む。いくつかの実施形態では、組成物のiPSC誘導エフェクター細胞は、表1に列挙された遺伝子型を含むT系統細胞を含む。
したがって、本明細書で提供される機能的モダリティを含む遺伝子操作された免疫細胞に加えて、本発明の諸実施形態は、本明細書で提供されるTCRexoと、任意選択でCARと、任意選択で外因性CD16若しくはそのバリアント、TCRexo、又はエンゲージャーのうちの1つ以上と、を含むiPSC誘導エフェクター細胞を提供する。本出願において更に提供されるのは、エンゲージャーを含むがこれに限定されない、本明細書において提供されるような少なくとも1つの表現型を有する、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローンの操作されたiPSCを含むマスター細胞バンクであり、この細胞バンクは、更なるiPSC操作のためのプラットフォームと、組成が明確かつ均一であり、費用効果の高い様式でかなりの規模で大量生産することができる、誘導NK細胞及びT細胞を含むがこれに限定されない、既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源と、を提供する。
5.細胞表面CFR(キメラ融合受容体)
CFRの実装は、エフェクター細胞が、CFRを発現するエフェクター細胞の治療特性を増強するために選択されたアゴニストとのCFR結合を介して適切なシグナル伝達カスケードを開始することを可能にする。このような増強されたエフェクター細胞治療特性としては、活性化及び細胞傷害性の増加;二重標的化能力の獲得;持続性の延長;輸送及び腫瘍浸透の改善;バイスタンダー免疫細胞を腫瘍部位にプライミング、活性化又は動員する能力の増強;免疫抑制に抵抗する能力の増強;腫瘍抗原エスケープをレスキューする能力の改善;並びに/又は細胞シグナル伝達フィードバック、代謝及びアポトーシスの制御;が挙げられるが、これらに限定されない。
したがって、様々な態様では、TCRexoと、任意選択でCAR、外因性CD16又はそのバリアント及びエンゲージャーのうちの1つ以上と、を含むiPSC及び誘導細胞は、内部ドメインに作動可能に接続された膜貫通ドメインに融合された外部ドメインを一般に含むCFRを更に含み得、CFRは、外部ドメイン、膜貫通ドメイン若しくは内部ドメインのいずれにおいてもER(小胞体)保持シグナル又はエンドサイトーシスシグナルを有さない。CFRの外部ドメインは、エンゲージャーに結合する際、シグナル伝達を開始するためのものであり、膜貫通ドメインは、CFRの膜固定のためのものであり、内部ドメインは、エフェクター細胞治療特性(腫瘍殺傷、持続性、移動性、分化、TME中和、及び/又は制御されたアポトーシスが挙げられるが、これらに限定されない)を増強するために選択されるシグナル伝達経路を調節する(すなわち、活性化又は不活性化する)少なくとも1つのシグナル伝達ドメインを含む。CFRからのER保持シグナルの排除は、発現された場合のCFRの細胞表面提示を可能にし、一方、CFRからのエンドサイトーシスシグナルの排除は、CFR内在化及び表面下方制御を減少させる。ER保持シグナルもエンドサイトーシスシグナルも有さないドメイン成分を選択するか、又は分子工学ツールを用いてCFRの選択された成分からER保持シグナル若しくはエンドサイトーシスシグナルを排除することが重要である。加えて、本明細書で提供されるCFRのドメインは、モジュール式であり、これは、CFRの所与の内部ドメインについて、CFRの外部ドメインが、当該CFRと共に使用される選択されたアゴニスト、例えば、抗体、BiTE、TRiKE、又は任意の他のタイプのエンゲージャーの結合特異性に応じて切り替え可能であること、所与の外部ドメイン及び特異性マッチングアゴニストについて、内部ドメインが、活性化される所望のシグナル伝達経路に応じて切り替え可能であることを意味する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるCFRの外部ドメインは、細胞-細胞シグナル伝達又は相互作用に関与するタンパク質の細胞外部分の完全長又は部分長を含む。いくつかの実施形態では、CFRの外部ドメインは、CD3ε、CD3γ、CD3δ、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D、若しくはそれらの任意の機能的バリアント若しくはこれらの組み合わせ及びキメラの細胞外部分の完全長又は部分長を含む。いくつかの実施形態では、CFRの外部ドメインは、少なくともアゴニスト、例えば、CFRの外部ドメインに含まれるエピトープに特異的な結合ドメインを含む抗体又はエンゲージャー(例えば、BiTE、BiKE又はTriKE)によって認識される。いくつかの実施形態では、CFR発現細胞と共にアゴニストとして使用される抗体又はエンゲージャーは、CFRの少なくとも1つの細胞外エピトープに結合し、CFRは、CD3ε、CD3γ、CD3δ、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D、若しくはそれらの任意の機能的バリアント若しくはこれらの組み合わせた/キメラ形態の細胞外部分の完全長又は部分長を含む。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、B7H3、CD10、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD79a、CD79b、CD123、CD138、CD179b、CEA、CLEC12A、CS-1、DLL3、EGFR、EGFRvIII、EpCAM、FLT-3、FOLR1、FOLR3、GD2、gpA33、HER2、HM1.24、LGR5、MSLN、MCSP、MICA/B、PSMA、PAMA、P-カドヘリン、又はROR1を含む少なくとも1つの腫瘍抗原を認識する。特定の実施形態では、ER保持シグナル及びエンドサイトーシスシグナルの両方が存在しないか、又は遺伝子操作法を使用してCFR外部ドメインから排除若しくは排除される。
いくつかの実施形態では、CFRの外部ドメインは、CD3ベースのアゴニストを利用するために、CD3ε、CD3γ、CD3δ又はそれらの任意の機能的バリアント若しくは組み合わせ/キメラ形態の細胞外部分の完全長又は部分長を含む。抗体又はエンゲージャーを含むがこれらに限定されない非限定的な例示的CD3ベースのアゴニストは、CD3×CD19、CD3×CD20、CD3×CD33、CD3×EpCAM、CD3×B7H3、ブリナツモマブ、カツマキソマブ、エルツマキソマブ、RO6958688、AFM11、MT110/AMG110、MT111/AMG211/MEDI-565、AMG330、MT112/BAY2010112、MOR209/ES414、MGD006/S80880、MGD007、及び/又はFBTA05を含む。いくつかの実施形態では、CFRの外部ドメインは、NKG2Cベースのアゴニストを利用するために、NKG2C若しくはその任意の機能的バリアントの細胞外部分の完全長又は部分長を含む。抗体又はエンゲージャーを含むがこれらに限定されない非限定的な例示的NKG2Cベースのアゴニストは、NKG2C-IL15-CD33、NKG2C-IL15-CD19、及び/又はNKG2C-IL15-CD20を含む。いくつかの他の実施形態では、CFRの外部ドメインは、CD28ベースのアゴニストを利用するために、CD28若しくはその任意の機能的バリアントの細胞外部分の完全長又は部分長を含む。抗体又はエンゲージャーを含むがこれらに限定されない非限定的な例示的CD28ベースのアゴニストは、15E8、CD28.2、CD28.6、YTH913.12、37.51、9D7(TGN1412)、5.11A1、ANC28.1/5D10、及び/又は37407のうちの少なくとも1つを含む。
いくつかの実施形態では、CFRの外部ドメインは、CD16又はCD64ベースのアゴニストを利用するために、CD16、CD64、若しくはそれらの任意の機能的バリアント若しくは組み合わせ/キメラ形態の細胞外部分の完全長又は部分長を含む。抗体又はエンゲージャーを含むがこれらに限定されない非限定的な例示的CD16又はCD64ベースのアゴニストは、IgG抗体、又はCD16若しくはCD64ベースのエンゲージャーを含む。IgG抗体のFc部分がCD16又はCD64ベースのCFRに結合する場合、それは、CFRの内部ドメインに含まれるシグナル伝達ドメインによって付与される他の増強された治療特性と共に、CFR発現細胞における抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)を活性化する。これらに限定されないが抗体又はエンゲージャーを含む、非限定的な例示的CD16又はCD64ベースのアゴニストは、CD16×CD30、CD64×CD30、CD16×BCMA、CD64×BCMA、CD16-IL-B7H3、CD64-IL-B7H3、CD16-IL-EpCAM又はCD64-IL-EpCAM、CD16-IL-CD33又はCD64-IL-CD33のうちの少なくとも1つを含み、TriKEに含まれる「IL」は、IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21、又はそれらの任意の機能的バリアント若しくは組み合わせ/キメラ形態を含む少なくとも1つのサイトカインの全て又は一部を含む。
一般に、膜貫通ドメインは、生体膜(例えば、細胞又は細胞小胞の膜)のリン脂質二重層などの膜において熱力学的に安定である三次元タンパク質構造である。したがって、いくつかの実施形態では、本発明のCFRの膜貫通ドメインは、単一のαヘリックス、いくつかの膜貫通αヘリックスの安定した複合体、膜貫通βバレル、グラミシジンAのβヘリックス、又はこれらの任意の組み合わせを含む。様々な実施形態では、CFRの膜貫通ドメインは、膜内にある「膜貫通タンパク質」若しくは「膜タンパク質」の全て又は一部を含む。本明細書で使用する場合、「膜貫通タンパク質」又は「膜タンパク質」は、膜に、かつ/又は膜内に位置するタンパク質である。本発明のCFRに含まれる膜貫通ドメインを提供するのに適した膜貫通タンパク質の例としては、受容体、リガンド、免疫グロブリン、グリコホリン、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、CFRに含まれる膜貫通ドメインは、2B4、4-1BB、BTLA、CD2、CD3δ、CD3ε、CD3γ、CD3ζ、CD4、CD8、CD8a、CD8b、CD16、CD27、CD28、CD28H、CD40、CD84、CD166、CS1、CTLA-4、DNAM1、DAP10、DAP12、FcERIγ、ICOS、ICAM-1、IL7、IL12、IL15、KIR2DL4、KIR2DS1、KIR2DS2、LAG3、PD1、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、NKG2D、OX40、T細胞受容体ポリペプチド(TCRα及び/又はTCRβなど)、ニコチン性アセチルコリン受容体、GABA受容体、又はこれらの任意の組合せの膜貫通ドメインの全部又は一部を含む。
いくつかの実施形態では、膜貫通ドメインは、IgG、IgA、IgM、IgE、IgD、又はこれらの任意の組み合わせの膜貫通ドメインの全部又は一部を含む。いくつかの実施形態では、膜貫通ドメインは、グリコホリンA、グリコホリンD又はこれらの任意の組み合わせの膜貫通ドメインの全部又は一部を含む。CFR膜貫通ドメインの特定の実施形態では、ER保持シグナル及びエンドサイトーシスシグナルの両方が存在しないか、又は遺伝子操作を使用して排除される。様々な実施形態では、ER保持シグナル及びエンドサイトーシスシグナルの両方が存在しないか、又は遺伝子操作法を使用してCFR膜貫通ドメインから排除若しくは排除される。いくつかの実施形態では、膜貫通ドメインは、CD28、CD8、又はCD4の膜貫通ドメインの全部又は一部を含む。
いくつかの実施形態では、CFRの内部ドメインは、選択された細胞内シグナル伝達経路を活性化する少なくとも1つのシグナル伝達ドメインを含む。CFR内部ドメインの様々な実施形態では、ER保持シグナル及びエンドサイトーシスシグナルの両方が存在しないか、又は遺伝子操作法を使用してそこから排除若しくは排除される。いくつかの実施形態では、内部ドメインは、少なくとも1つの細胞傷害性ドメインを含む。いくつかの他の実施形態では、内部ドメインは、任意選択で、細胞傷害性ドメインに加えて、共刺激ドメイン、持続性シグナル伝達ドメイン、死誘導シグナル伝達ドメイン、腫瘍細胞制御シグナル伝達ドメイン、又はこれらの任意の組み合わせのうちの1つ以上を含み得る。いくつかの実施形態では、内部ドメイン(又は細胞内ドメイン)のシグナル伝達ペプチドは、2B4、CD2、CD3ζ、CD3ζ1XX、CD8、CD28、CD28H、CD137(4-1BB)、CS1、DAP10、DAP12、DNAM1、FcERIγ、IL2Rγ、IL7R、IL21R、IL2Rβ(IL15Rβ)、IL21、IL7、IL12、IL15、IL21、KIR2DS2、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、若しくはNKG2Dのポリペプチドの完全長又は少なくとも一部を含む。いくつかの実施形態では、CFRの傷害性ドメインは、CD3ζ、2B4、DAP10、DAP12、DNAM1、CD137(4-1BB)、IL21、IL7、IL12、IL15、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、若しくはNKG2Dのポリペプチドの完全長又は少なくとも一部を含む。一実施形態では、CFRの傷害性ドメインは、CD3ζの少なくとも1つのITAM(免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ)に対して、少なくとも約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98%、又は約99%の同一性を有するアミノ酸配列を含む。一実施形態では、CFRの細胞傷害性ドメインは、改変CD3ζを含む。
いくつかの実施形態では、CFRは、細胞傷害性シグナル伝達ドメインに加えて共刺激ドメインを含む内部ドメインを含む。CFRでの使用に適した共刺激ドメインは、CD2、CD27、CD28、CD40L、4-1BB、OX40、ICOS、PD-1、LAG-3、2B4、BTLA、DAP10、DAP12、CTLA-4、若しくはNKG2D若しくはこれらの任意の組み合わせのポリペプチドの完全長又は少なくとも一部を含むことができる。いくつかの実施形態では、CFRの共刺激ドメインは、CD28、4-1BB、CD27、CD40L、ICOS、CD2、若しくはこれらの組み合わせのポリペプチドの完全長又は少なくとも一部を含む。いくつかの実施形態では、CFRは、CD28の共刺激ドメイン及びCD3ζ(「28ζ」とも称される)の細胞傷害性ドメインを含む内部ドメインを含む。
いくつかの実施形態では、CFRは、細胞傷害性シグナル伝達ドメイン及び/又は共刺激ドメインに加えて、持続性シグナル伝達ドメインを含む内部ドメインを含む。CFRでの使用に適した持続性シグナル伝達ドメインとしては、IL7R、IL15R、IL18R、IL12R、IL23R、又はこれらの組み合わせなどのサイトカイン受容体の内部ドメインの全部又は一部が挙げられるが、これらに限定されない。更なる実施形態では、CFRの内部ドメインは、腫瘍細胞制御を提供するためのEGFRなどの受容体チロシンキナーゼ(RTK)、又は制御された細胞死能力を提供するためのFASなどの腫瘍壊死因子受容体(TNFR)の完全な又は部分的な細胞内部分を含み得る。
様々な実施形態では、例示的CFRは、CD3サブユニットCD3ε、CD3δ、若しくはCD3γ、又はCD28;CD28、CD8、又はCD4の膜貫通ドメイン;並びにCD3ε、CD3γ、CD3δ、又はCD28の内部ドメインのうちの少なくとも1つの細胞外部分を含み、外部ドメイン、膜貫通ドメイン及び/若しくは内部ドメインにおけるER保持モチーフ並びに/又はエンドサイトーシスモチーフが排除されている。様々な実施形態では、本明細書で提供されるCFRは、CFR外部ドメインのN末端にシグナルペプチドを更に含む。
いくつかの例示的な実施形態では、CFRは、1つのCD3サブユニットの外部ドメインを含み、いくつかの他の実施形態では、CFRは、CD3δ又はCD3γの外部ドメインと連結されたCD3εの外部ドメインを含む単鎖ヘテロ二量体外部ドメインを含む。単鎖ヘテロ二量体外部ドメインにおけるリンカーのタイプ及び長さは、変動し得る。
本明細書に記載される様々なコンストラクト中の細胞表面発現CFR(CD3ベースのCFRを含み、いくつかの文脈においてcs-CD3とも称される)は、選択された結合特異性を有する分子と結合するための細胞表面トリガー受容体として機能することができ、この分子には、抗体、エンゲージャー、及び/又はCARが含まれる。エフェクター細胞の細胞表面発現CFRはまた、エフェクター細胞によって発現されるエンゲージャーと共に機能し得る。TCRexo、並びに任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、エンゲージャー、及び/又は本発明の1つ以上のCFRのうちの1つ以上をコードするポリヌクレオチドを含む細胞は、ヒト細胞及び非ヒト細胞、多能性細胞若しくは非多能性細胞、免疫細胞若しくは免疫調節細胞、APC(抗原提示細胞)若しくはフィーダー細胞、初代供給源(例えば、PMBC)由来の細胞、又は培養若しくは操作された細胞(例えば、細胞株、細胞、及び/又はiPSCから分化した誘導細胞)由来の細胞を含む、任意のタイプの細胞であり得る。いくつかの実施形態では、TCRexo、並びに任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、エンゲージャー、及び/又は1つ以上のCFRのうちの1つ以上をコードするポリヌクレオチドを含む細胞は、初代若しくは誘導CD34細胞、造血幹細胞及び前駆細胞、造血多能性前駆細胞、T細胞前駆細胞、NK細胞前駆細胞、T系統細胞、NKT系統細胞、NK系統細胞、又はB系統細胞を含む。いくつかの実施形態では、TCRexo、並びに任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、エンゲージャー、及び/又は1つ以上のCFRのうちの1つ以上をコードするポリヌクレオチドを含む誘導細胞は、TCRexo、並びに任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、エンゲージャー、及び/又は1つ以上のCFRのうちの1つ以上をコードするポリヌクレオチドを含むiPSCを分化させることから得られるエフェクター細胞である。いくつかの実施形態では、TCRexo、並びに任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、エンゲージャー、及び/又は1つ以上のCFRのうちの1つ以上をコードするポリヌクレオチドを含む誘導エフェクター細胞は、iPSCから誘導エフェクター細胞を生成した後に、CAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、エンゲージャー、及び/又は1つ以上のCFRのうちの1つ以上を組み込むように誘導エフェクター細胞を操作することから得られる。
更に提供されるように、TCRexo、並びに任意選択でCAR、任意選択でエンゲージャー、及び/若しくは1つ以上のCFRをコードするポリヌクレオチドを含む細胞又はその集団は、本明細書に記載される、かつ/又は表1に示される1つ以上の更なる操作されたモダリティを更に含み得る。本出願において更に提供されるのは、本明細書において提供されるような少なくとも1つの表現型を有する、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローンの操作されたiPSCを含むマスター細胞バンクであり、この細胞バンクは、更なるiPSC操作のためのプラットフォームと、組成が明確かつ均一であり、費用効果の高い様式でかなりの規模で大量生産することができる、既製の操作された均質なエフェクター細胞を製造するための再生可能な供給源と、を提供する。
6.外因的に導入されたサイトカイン及び/又はサイトカインシグナル伝達
臨床的に適切なサイトカインの全身的高用量投与を回避することにより、そのような行為による用量制限毒性のリスクが減少し、サイトカイン媒介性細胞自律性が確立される。可溶性サイトカインを追加投与する必要なしにリンパ球自律性を達成するために、IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21、及び/又はそれらの対応する受容体のうちの1つ以上の部分長又は完全長ペプチドを含むシグナル伝達複合体が細胞に導入され、可溶性サイトカインを投与せずにリンパ球自律性を達成するために、サイトカイン自体の発現を伴って又は伴わずに、サイトカインのシグナル伝達を可能にしてもよく、それによってサイトカインの毒性のリスクを低減して、細胞の増殖(growth)、増殖(proliferation)、増殖(expansion)、及び/若しくはエフェクター機能を維持又は改善する。いくつかの実施形態では、サイトカインシグナル伝達のための導入されたサイトカイン及び/又はそのそれぞれの天然若しくは改変された受容体(シグナル伝達複合体)は、細胞表面上で発現する。いくつかの実施形態では、サイトカインシグナル伝達は構成的に活性化される。いくつかの実施形態では、サイトカインシグナル伝達の活性化は誘導可能である。いくつかの実施形態では、サイトカインシグナル伝達の活性化は、一過性及び/又は一時的である。
IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18及びIL21を含むが、これらに限定されない、サイトカインのシグナル伝達のためのタンパク質複合体を細胞に導入するための様々なコンストラクト設計が、本明細書において提供される。シグナル伝達複合体がIL15に対するものである実施形態では、膜貫通(TM)ドメインは、IL15受容体に対してネイティブであり得るか、又は任意の他の膜結合タンパク質の膜貫通ドメインで改変若しくは置換され得る。いくつかの実施形態では、IL15及びIL15Rαは、IL15のトランス提示を模倣する自己切断ペプチドを使用して、IL15のシス提示を排除することなく共発現される。他の実施形態では、IL15Rαは、リンカーを介してC末端でIL15に融合されており、IL15のシス提示を排除することなくトランス提示を模倣し、IL15が膜結合されるのを確保する。他の実施形態では、切断された細胞内ドメインを持つIL15Rαは、リンカーを介してC末端でIL15に融合され、IL15のトランス提示を模倣し、IL15の膜結合を維持し、加えて、シス提示及び/又はその細胞内ドメインを介した正常IL15Rによって媒介される他の潜在的なシグナル伝達経路を排除する。更に他の実施形態では、IL15Rαの細胞質ドメインは、IL15を持つエフェクター細胞の自律的特徴に悪影響を与えることなく省略することができる。他の実施形態では、IL15Rα全体が本質的に削除されるが、一端でIL15と融合し、他端で膜貫通ドメインと融合し(mb-Sushi)、任意選択でSuchiドメインと膜貫通ドメインとの間にリンカーがあるSushiドメインは例外である。融合したIL15/mb-Sushiは、膜結合タンパク質の膜貫通ドメインを介して細胞表面に発現する。したがって、IL15の望ましいトランス提示のみが保持されている場合、シス提示を含む、IL15Rαを介した不要なシグナル伝達が排除される。
他の実施形態では、天然又は改変されたIL15Rβは、リンカーを介してC末端でIL15に融合され、構成的シグナル伝達を可能にし、IL15膜結合及びトランス提示を維持する。他の実施形態では、天然又は改変された共通受容体γCは、サイトカインの構成的シグナル伝達及び膜結合トランス提示のために、リンカーを介してC末端でIL15に融合される。共通受容体γCはまた、共通ガンマ鎖又はCD132とも呼ばれ、IL2受容体サブユニットガンマ又はIL2RGとしても知られている。γCは、IL2、IL4、IL7、IL9、IL15及びIL21受容体を含むが、これらに限定されない、多くのインターロイキン受容体の受容体複合体に共通するサイトカイン受容体サブユニットである。他の実施形態では、IL15の不存在下でホモ二量体を形成する操作されたIL15Rβは、サイトカインの構成的シグナル伝達を生成するのに有用である。
シグナル伝達複合体がIL7に対するものである実施形態では、様々な設計のいずれかの膜貫通(TM)ドメインは、IL15受容体に対してネイティブであり得るか、又は任意の他の膜結合タンパク質の膜貫通ドメインで改変若しくは置換され得る。いくつかの実施形態では、天然(又は野生型)又は改変されたIL7Rは、リンカーを介してC末端でIL7に融合され得、構成的シグナル伝達を可能にし、膜結合及び膜結合IL7を維持する。
一実施形態では、上記のような天然又は改変された共通受容体γCは、構成的及び膜結合サイトカインシグナル伝達複合体のためのリンカーを介してC末端でIL7に融合される。別の実施形態では、IL7の不存在下でホモ二量体を形成する操作されたIL7Rは、サイトカインの構成的シグナル伝達を生成するのに同様に有用である。
したがって、様々な実施形態では、サイトカインIL15若しくはIL7及び/又はこれらの受容体は、上記のコンストラクト設計のうちの1つ以上を使用してiPSCに導入されてもよく、iPSC分化時にその誘導細胞に導入されてもよい。人工多能性細胞(iPSC)に加えて、本明細書に開示される少なくとも1つの操作されたモダリティを含むクローンiPSC、クローンiPS細胞株又はiPSC誘導細胞が提供される。更に提供されるのは、本項目に記載の細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分ペプチド又は完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体を少なくとも有する、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローン操作iPSCを含むマスター細胞バンクであり、この細胞バンクは、更なるiPSC操作のためのプラットフォームと、組成が明確かつ均一であり、費用効果の高い様式でかなりの規模で大量生産することができる、既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源と、を提供する。
CARと外因性サイトカイン及び/又はサイトカイン受容体シグナル伝達(シグナル伝達複合体、又は「IL」)の両方を含むiPSC及びそれからの誘導細胞では、CARとILは別々のコンストラクトで発現され得るか、CARとILの両方を含むバイシストロニックなコンストラクトで共発現され得る。いくつかの更なる実施形態では、シグナル伝達複合体は、自己切断2Aコード配列を介してCAR発現コンストラクトの5’末端又は3’末端のいずれかに連結され得る。したがって、ILシグナル伝達複合体(例えば、IL7シグナル伝達複合体)及びCARは、単一のオープンリーディングフレーム(ORF)内にあり得る。一実施形態では、シグナル伝達複合体は、CAR-2A-IL又はIL-2A-CARコンストラクトに含まれる。CAR-2A-IL又はIL-2A-CARが発現される場合、自己切断2Aペプチドは、発現されたCAR及びILが解離することを可能にし、次いで、解離したILは、膜貫通ドメインが細胞膜に固定された状態で細胞表面に提示され得る。CAR-2A-IL又はIL-2A-CARのバイシストロニックな設計により、タイミングと数量の両方で、例えば、単一のORFの発現のための誘導可能なプロモーター又は時間的若しくは空間的特異性を持つプロモーターを組み込むために選択され得る同一の制御メカニズムの下で、CARとILシグナル伝達複合体の協調された発現を可能にする。自己切断ペプチドは、口蹄疫ウイルス(FMDV)、ウマ鼻炎Aウイルス(ERAV)、Thosea asignaウイルス(TaV)、及びブタテシオウイルス-1(PTV-1)(Donnelly,ML,et al,J.Gen.Virol,82,1027-101(2001);Ryan,MD,et al.,J.Gen.Virol.,72,2727-2732(2001))などのアフトウイルス属、並びにタイロウイルス(例えば、タイラーマウス脳脊髄炎ウイルス)及び脳心筋炎ウイルスなどのカルジオウイルス属を含む、ピコルナウイルス科のメンバーで見出される。FMDV、ERAV、PTV-I、及びTaVから誘導される2Aペプチドは、それぞれ「F2A」、「E2A」、「P2A」、及び「T2A」と呼ばれることもある。
本明細書に開示されるバイシストロニックなCAR-2A-IL又はIL-2A-CARの実施形態はまた、本明細書で提供される他の任意のサイトカイン又はサイトカインシグナル伝達複合体、例えばIL2、IL4、IL6、IL9、IL10、IL11、IL12、IL18、及びIL21の発現も企図される。いくつかの実施形態では、バイシストロニックなCAR-2A-IL又はIL-2A-CARは、IL2、IL4、IL7、IL9、IL15及びIL21のうちの1つ以上の発現のためのものである。
TCRexo及び任意選択でCARの両方、任意選択でエンゲージャー、並びに細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはそのサイトカイン受容体の部分ペプチド又は完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体を含むiPSC及びそれからの誘導細胞において、iPSC及び誘導細胞は、CFR、外因性CD16又はそのバリアント、CD38陰性、HLA-I及び/若しくはHLA-II欠損、並びに/又はHLA-Gのうちの1つ以上を更に含み得る。
いくつかの実施形態では、表1の遺伝子型のうちのいずれか1つを含むiPSC及びその誘導エフェクター細胞は、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、PD1、LAG3、TIM3、RFXANK、RFX5、RFXAP、RAG1、及び染色体6p21領域内の任意の遺伝子のうちの少なくとも1つの欠失若しくは破壊;又はHLA-E、4-1BBL、CD4、CD8、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、TCR、Fc受容体、抗体、及び二重特異的若しくは多重特異的若しくはユニバーサルエンゲージャーと結合するための表面トリガー受容体のうちの少なくとも1つの導入若しくは上方制御を更に含んでもよい。
7.HLA-I及びHLA-IIの欠損
同種拒絶の問題を回避するために、複数のHLAクラスI及びクラスIIタンパク質は、同種異系レシピエントの組織適合性のために一致している必要がある。本明細書で提供されるのは、HLAクラスI及びHLAクラスIIタンパク質の両方の発現が排除又は実質的に減少したiPSC細胞株及びそれから分化したその誘導細胞である。HLAクラスI欠損は、HLAクラスI遺伝子座(染色体6p21)の任意の領域の機能的欠失、又はベータ2ミクログロブリン(B2M)遺伝子、TAP1遺伝子、TAP2遺伝子、及びタパシンを含むが、これらに限定されない、HLAクラスI関連遺伝子の欠失若しくは破壊によって達成できる。例えば、B2M遺伝子は、全てのHLAクラスIヘテロ二量体の細胞表面発現に不可欠な共通のサブユニットをコードする。B2M陰性細胞は、HLA-I欠損である。HLAクラスII欠損は、RFXANK、CIITA、RFX5、及びRFXAPを含むがこれらに限定されないHLAクラスII関連遺伝子の機能的欠失又は破壊によって達成できる。CIITAは、転写コアクチベーターであり、クラスIIタンパク質の発現に必要な転写因子RFX5の活性化を通じて機能する。CIITA陰性細胞は、HLA-II欠損である。本明細書で提供されるのは、HLA-IとHLA-II両方の欠損を持つ、例えばB2MとCIITA両方の発現がないiPSC株及びその誘導細胞であり、取得された誘導エフェクター細胞は、MHC(主要組織適合性複合体)マッチングの必要性を排除して宿主の(同種異系)T細胞による認識と殺傷を回避することによって、同種異系細胞治療を可能にする。
一部の細胞型では、HLAクラスI発現の欠如がNK細胞による溶解を引き起こす。この「自己喪失」応答を克服するために、HLA-Gを任意選択でノックインして、操作されたiPSCから誘導されるHLA-I欠損エフェクター細胞のNK細胞の認識と殺傷を回避できる。一実施形態では、HLA-I欠損iPSC及びその誘導細胞は、HLA-Gノックインを更に含む。いくつかの実施形態では、提供されるHLA-I欠損iPSC及びその誘導細胞は、CD58ノックアウト及びCD54ノックアウトの一方又は両方を更に含む。CD58(又はLFA-3)及びCD54(又はICAM-1)は、シグナル依存性細胞相互作用を開始し、免疫細胞を含む、細胞の遊走を促進する接着タンパク質である。CD58ノックアウトは、CD54ノックアウトよりも同種異系NK細胞活性化の低減において高い効率を有するが、一方、CD58及びCD54の両方の二重ノックアウトは、NK細胞活性化の最も増強された低減を有することが示された。いくつかの観察では、CD58及びCD54二重ノックアウトは、「自己喪失」効果を克服することにおいて、HLA-I欠損細胞に対するHLA-G過剰発現よりも更に効果的である。
本明細書で提供されるように、いくつかの実施形態では、HLA-I及びHLA-II欠損iPSC並びにその誘導細胞は、HLA-Gをコードする外因性ポリヌクレオチドを有する。いくつかの実施形態では、HLA-I及びHLA-II欠損iPSC並びにその誘導細胞は、CD58陰性である。いくつかの他の実施形態では、HLA-I及びHLA-II欠損iPSC並びにその誘導細胞は、CD54陰性である。更にいくつかの他の実施形態では、HLA-I及びHLA-II欠損iPSC並びにその誘導細胞は、CD58陰性かつCD54陰性である。
更に、TCRexoと、任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、1つ以上のCFR、エンゲージャー、並びに/又は細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはそのサイトカイン受容体の部分ペプチド若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体のうちの1つ以上と、を含む、遺伝子操作された免疫細胞、iPSC並びにそれらの誘導細胞のいくつかの実施形態では、細胞は、HLA-I及びHLA-II欠損であり、HLA-Gをコードする外因性ポリヌクレオチドを有する。TCRexoと、任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、1つ以上のCFR、エンゲージャー、並びに/又は細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはそのサイトカイン受容体の部分ペプチド若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体のうちの1つ以上と、を含む、遺伝子操作された免疫細胞、iPSC並びにそれらの誘導細胞のいくつかの実施形態では、細胞は、HLA-I及びHLA-II欠損であり、CD58陰性である。TCRexoと、任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、1つ以上のCFR、エンゲージャー、並びに/又は細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはそのサイトカイン受容体の部分ペプチド若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体のうちの1つ以上と、を含む、遺伝子操作された免疫細胞、iPSC並びにそれらの誘導細胞のいくつかの実施形態では、細胞は、HLA-I及びHLA-II欠損であり、CD54陰性である。TCRexoと、任意選択でCAR、外因性CD16若しくはそのバリアント、1つ以上のCFR、エンゲージャー、並びに/又は細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはそのサイトカイン受容体の部分ペプチド若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体のうちの1つ以上と、を含む、遺伝子操作された免疫細胞、iPSC並びにそれらの誘導細胞の更にいくつかの他の実施形態では、細胞は、HLA-I及びHLA-II欠損であり、CD58陰性及びCD54陰性の両方である。
本出願において更に提供されるのは、HLA-I及び/又はHLA-II欠損を含むがこれに限定されない、本明細書において提供されるような少なくとも1つの表現型を有する、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローンの操作されたiPSCを含むマスター細胞バンクであり、この細胞バンクは、更なるiPSC操作のためのプラットフォームと、組成が明確かつ均一であり、費用効果の高い様式でかなりの規模で大量生産することができる、誘導NK及びT細胞を含むがこれに限定されない、既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源と、を提供する。
8.CD38ノックアウト
細胞表面分子CD38は、多発性骨髄腫及びCD20陰性B細胞性悪性腫瘍を含む、リンパ系と骨髄系の両方から誘導される多発性血液系悪性腫瘍で高度に上方制御されており、これにより癌細胞を枯渇させる抗体治療の魅力的な標的となっている。抗体を介した癌細胞の枯渇は、通常、直接的な細胞アポトーシスの誘導とADCC(抗体依存性細胞傷害)などの免疫エフェクターメカニズムの活性化との組み合わせに起因する。ADCCに加えて、治療用抗体と連携した免疫エフェクターメカニズムには、抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)及び/又は補体依存性細胞傷害性(CDC)も含まれ得る。
CD38はまた、悪性細胞で高度に発現する以外に、形質細胞並びにNK細胞、活性化T細胞及びB細胞にも発現する。造血中、CD38は、CD34幹細胞、並びにリンパ系、赤血球系、及び骨髄系の系統にコミットした前駆細胞、並びに形質細胞期まで続く成熟の最終段階で発現する。II型膜貫通型糖タンパク質であるCD38は、受容体及びヌクレオチド代謝産物の産生に関与する多機能酵素の両方として細胞機能を果たす。酵素として、CD38は、NADからADP-リボースへの合成と、反応の加水分解とを触媒し、これによって、カルシウム依存性である、細胞接着のプロセスに重要である、小胞体とリソソームからのカルシウムの放出を刺激する二次メッセンジャーCADPRとNAADPを生成する。CD38は、受容体としてCD31を認識し、活性化されたNK細胞のサイトカイン放出と細胞傷害性を調節する。CD38は、脂質ラフトの細胞表面タンパク質と会合し、細胞質のCa2+フラックスを調節し、リンパ系及び骨髄系細胞のシグナル伝達を媒介することも報告されている。
悪性腫瘍の治療では、CD38抗原結合受容体で形質導入されたT細胞を全身的に使用すると、CD34造血前駆細胞、単球、NK細胞、T細胞及びB細胞のCD38画分が溶解し、レシピエントの免疫エフェクター細胞機能が損なわれるため、治療応答が不完全になり、効力が低下又は排除される。更に、CD38特異的抗体であるダラツムマブで治療された多発性骨髄腫患者では、骨髄と末梢血の両方でNK細胞の減少が観察されたが、T細胞やB細胞などの他の免疫細胞型は、CD38の発現にもかかわらず影響を受けなかった(Casneuf et al.,Blood Advances.2017;1(23):2105-2114)。理論に束縛されるものではないが、本出願は、CD38特異的抗体及び/又はCD38抗原結合ドメインが誘導する兄弟殺しを通じたエフェクター細胞の枯渇又は減少を克服することにより、CD38標的化癌治療の潜在能力を最大限に活用する戦略を提供する。更に、CD38は、T細胞やB細胞などの活性化リンパ球で上方制御されるため、同種異系エフェクター細胞のレシピエントでダラツムマブなどのCD38特異的抗体を使用してこれらのレシピエントリンパ球の活性化を抑制することにより、これらのエフェクター細胞に対する同種拒絶反応を減少させる、かつ/又は防ぎ、それによってエフェクター細胞の生存率と持続性を増加させる。
このように、本出願はまた、レシピエントT細胞及びB細胞の活性化に対するCD38特異的抗体、分泌型CD38特異的エンゲージャー又はCD38 CAR(キメラ抗原受容体)を使用する(すなわち、多くの場合、養子細胞移植の前の、活性化したT細胞及びB細胞のリンパ球の枯渇化)ことによる同種拒絶反応の低減又は防止を通じてエフェクター細胞の持続性及び/又は生存率を増強する戦略を提供する。具体的には、本明細書において提供される戦略は、CD38ノックアウトを含むiPSC株、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローンCD38陰性iPSCを含むマスター細胞バンクを作製することと、操作されたiPSC株の指向性分化を通じてCD38陰性(CD38neg)誘導エフェクター細胞を得ることと、を含み、誘導エフェクター細胞は、CD38標的化治療部分がエフェクター細胞と共に用いられる場合、他の利点の中でもとりわけ、兄弟殺し及び同種拒絶反応から保護される。加えて、抗CD38モノクローナル抗体療法は、患者の造血幹細胞区画に悪影響を及ぼすことなく、患者の活性化免疫系を著しく枯渇させる。CD38陰性誘導細胞は、CD38抗体媒介性枯渇に抵抗する能力を有し、毒性コンディショニング剤を使用せずに抗CD38抗体又はCD38-CARと組み合わせて有効に投与することができ、したがって化学療法に基づくリンパ球枯渇を低減する、かつ/又は置換することができる。
本明細書で提供される一実施形態では、iPSC株におけるCD38ノックアウトは、二対立遺伝子ノックアウトである。本明細書に開示されるように、提供されるCD38陰性iPSC株は、少なくともTCRexoと、任意選択でCARと、任意選択でCFR、外因性CD16又はそのバリアントのうちの1つ以上とを更に含み、本明細書に記載され、表1に示されるような1つ以上の追加の操作されたモダリティを更に含んでもよく、当該iPSCは、これらに限定されないが、決定的な造血内皮(HE)能を有する中胚葉細胞、決定的なHE、CD34造血細胞、造血幹細胞及び前駆細胞、造血多能性前駆細胞(MPP)、T細胞前駆細胞、NK細胞前駆細胞、共通骨髄前駆細胞、共通リンパ前駆細胞、赤血球、骨髄細胞、好中球前駆細胞、T細胞、NKT細胞、NK細胞、B細胞、好中球、樹状細胞、マクロファージ、並びに初代NK細胞、T細胞、及び/又はNKT細胞に存在しない1つ以上の機能的特徴を有する誘導免疫エフェクター細胞を含む、免疫エフェクター細胞を含むが、これらに限定されない機能的誘導造血細胞を産生するように指向性分化することができる。いくつかの実施形態では、抗CD38抗体を使用してADCCを誘導するか、又は抗CD38 CARを標的化細胞殺傷に使用する場合、CD38negiPSC及び/又は誘導エフェクター細胞は抗CD38抗体、抗CD38 CAR又はレシピエント活性化T若しくはB細胞によって排除されず、これにより、そのような治療部分の存在下で、かつ/若しくは曝露後のiPSC及びそのエフェクター細胞の持続性並びに/又は生存率を増加させる。いくつかの実施形態では、エフェクター細胞は、そのような治療部分の存在下で、かつ/若しくは曝露後のin vivoでの持続性並びに/又は生存率を増加させる。
9.本明細書で提供される遺伝子操作されたiPSC株及びiPSC誘導細胞
上記を踏まえて、本出願は、iPSC、iPS細胞株細胞、又はそれらの集団、及びiPSCを分化させることから得られる誘導エフェクター細胞を提供し、各細胞は、少なくともTCRexoをコードするポリヌクレオチド及び任意選択でCARを含み、細胞は、真核細胞、動物細胞、ヒト細胞、人工多能性細胞(iPSC)、iPSC誘導エフェクター細胞、免疫細胞、又はフィーダー細胞である。更に提供されるのは、本明細書に記載するような表現型を有する、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローンの操作されたiPSCを含むマスター細胞バンクであり、この細胞バンクは、組成が明確かつ均一であり、費用効果の高い様式でかなりの規模で大量生産することができる、既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源を提供する。いくつかの実施形態では、iPSC誘導細胞は、これらに限定されないが、決定的な造血内皮(HE)の可能性を有する中胚葉細胞、決定的なHE、CD34造血細胞、造血幹細胞及び前駆細胞、造血多能性前駆体(MPP)、T細胞前駆体、NK細胞前駆体、骨髄細胞、好中球前駆体を含み、並びに/又はT細胞、NKT細胞、NK細胞、B細胞、好中球、樹状細胞、及びマクロファージと特徴を共有する造血細胞である。いくつかの実施形態では、iPSC誘導造血細胞は、少なくともTCRexo及び任意選択でCARを発現する免疫エフェクター細胞を含む。本明細書で更に提供されるのは、iPSC、iPS細胞株細胞、又はそれらのクローン集団、及びiPSCを分化させることから得られる誘導機能的細胞であり、各細胞は、TCRexo及び任意選択でCAR、並びに任意選択でCFR;外因性CD16若しくはそのバリアント;サイトカイン及び/若しくはその受容体若しくはそのバリアントを含むサイトカインシグナル伝達複合体;HLA-I欠損及び/若しくはHLA-II欠損;HLA-G若しくは非切断性HLA-Gの導入、又はCD58及びCD54の一方若しくは両方のノックアウト;並びにCD38ノックアウトのうちの1つ以上をコードするポリヌクレオチドを含み、iPSCは、機能的誘導造血細胞を産生するように指向性分化することができる。いくつかの実施形態では、機能的誘導造血細胞は、免疫エフェクター細胞である。いくつかの実施形態では、機能的誘導免疫エフェクター細胞は、NK細胞及び/又はT細胞と特徴を共有する。いくつかの実施形態では、NK細胞及び/又はT細胞と特徴を共有する機能的誘導免疫エフェクター細胞は、NK細胞又はT細胞ではない。
iPSC、iPS細胞株細胞、又はそれらのクローン集団、及びiPSCを分化させることから得られる誘導機能的細胞のいくつかの実施形態では、各細胞は、TCRexo及び任意選択でCARをコードするポリヌクレオチドを少なくとも含み、細胞は、内因性TCRnegである。本明細書で使用する場合、「TCRneg」は、TCR陰性、TCR-/-、「TCR null」、又はTCRノックアウトとも称され、それは、自然に(例えば、NK細胞又はiPSC誘導NK細胞)、iPSC細胞(例えば、iPSC、T細胞からリプログラミングされたiPSC(TiPSC))若しくは内因性TCR若しくはその1つ以上のサブユニットをノックアウトするためのT細胞の遺伝子発現調節若しくはゲノム編集によって、又はTCRノックアウトを有するiPSCから分化したTCR陰性誘導細胞を得ることによって、内因性TCR発現を有さない細胞を含む。したがって、本明細書に開示される細胞においてノックアウトされるTCRは、内因性TCR複合体である。細胞中のTCRα又はTCRβのいずれかの定常領域の発現を破壊することは、細胞の内因性TCR複合体をノックアウトする多くの方法の1つである。TCRneg細胞は、TCRneg細胞における全てのCD3サブユニットの発現にもかかわらず、CD3複合体を細胞表面に提示することができず、これは、細胞表面CD3認識、結合及び/又はシグナル伝達を必要とする細胞機能に悪影響を及ぼす。したがって、CFRをコードするポリヌクレオチドを含むTCRneg細胞のいくつかの実施形態では、CFRは、CD3系である。いくつかの実施形態では、TCRexo及び任意選択でCARをコードするポリヌクレオチドを含むTCRneg細胞はまた、発現時に細胞表面CD3複合体、又はその1つ以上のサブユニット若しくはサブドメイン(cs-CD3)も含む。
いくつかの実施形態では、TCRexo、任意選択でCAR、及び任意選択でエンゲージャーを含む細胞は、TCRの定常領域に挿入されたCARも含む。いくつかの実施形態では、TCRexo、任意選択でCAR、及び任意選択でエンゲージャーを含む細胞は、TCRnegであり、TCRの定常領域に挿入されたCARを含み、CARの発現は、内因性TCRプロモーターによって駆動される。いくつかの実施形態では、TCRexo、任意選択でCAR、及び任意選択でエンゲージャーを含む細胞は、IL2、IL4、IL7、IL9、IL15、IL21、又はこれらの任意の組み合わせの外因性サイトカインシグナル伝達も含む。いくつかの実施形態では、外因性サイトカインシグナル伝達は、細胞膜に結合している。いくつかの実施形態では、外因性サイトカインシグナル伝達は、サイトカイン及び/若しくはそのそれぞれの受容体若しくはその変異した若しくは切断されたバリアントの導入された部分的又は完全なペプチドを含む。いくつかの実施形態では、サイトカインシグナル伝達は構成的に活性化される。いくつかの実施形態では、サイトカインシグナル伝達の活性化は誘導可能である。いくつかの実施形態では、サイトカインシグナル伝達の活性化は、一過性及び/又は一時的である。いくつかの実施形態では、細胞表面サイトカインシグナル伝達の一過性/一時的発現は、レトロウイルス、センダイウイルス、アデノウイルス、エピソーム、ミニサークル、又はmRNAを含むRNAを介する。いくつかの実施形態では、外因性細胞表面サイトカインシグナル伝達は、IL2シグナル伝達を可能にする。いくつかの実施形態では、外因性細胞表面サイトカインシグナル伝達は、IL4シグナル伝達を可能にする。いくつかの実施形態では、外因性細胞表面サイトカインシグナル伝達は、IL7シグナル伝達を可能にする。いくつかの実施形態では、外因性細胞表面サイトカインシグナル伝達は、IL9シグナル伝達を可能にする。いくつかの実施形態では、外因性細胞表面サイトカインシグナル伝達は、IL15シグナル伝達を可能にする。いくつかの実施形態では、外因性細胞表面サイトカインシグナル伝達は、IL21シグナル伝達を可能にする。いくつかの実施形態では、CAR及び任意選択でエンゲージャーを含む細胞は、外因性CD16又はその機能的バリアント若しくはキメラ受容体を更に含む。いくつかの実施形態では、外因性CD16は、F176V及びS197Pを含む外部ドメインを含む。いくつかの実施形態では、外因性CD16は、CD64の外部ドメインの完全長又は部分長を含む。いくつかの他の実施形態では、外因性CD16は、キメラFc受容体を含む。外因性CD16は、ADCCによる細胞殺傷を可能にし、それによって、例えば、CARを発現するエフェクター細胞に二重標的メカニズムを提供する。
いくつかの実施形態では、TCRexo、任意選択でCAR、及び任意選択でエンゲージャーを含む細胞は、CD38ノックアウトを更に含む。細胞表面分子CD38は、多発性骨髄腫及びCD20陰性B細胞性悪性腫瘍を含む、リンパ系と骨髄系の両方から誘導される多発性血液系悪性腫瘍で高度に上方制御されており、これにより癌細胞を枯渇させる抗体治療の魅力的な標的となっている。CD38はまた、悪性細胞で高度に発現する以外に、形質細胞並びにNK細胞、活性化T細胞及びB細胞にも発現する。いくつかの実施形態では、CD38-/-であるエフェクター細胞は、CD38誘導性兄弟殺しを回避することができる。いくつかの実施形態では、抗CD38抗体、CD38結合CAR、又は抗CD38 scFVを含むCD3エンゲージャーを使用して、ADCC及び/又は腫瘍細胞標的化を誘導する場合、CD38-/-iPSC及び/又はその誘導エフェクター細胞は、エフェクター細胞の排除、すなわちCD38発現エフェクター細胞の減少又は枯渇を引き起こさずに、CD38発現(腫瘍)細胞を標的化することができ、それによってiPSCとそのエフェクター細胞の持続性及び/又は生存率を増加させる。
TCRexoをコードするポリヌクレオチド、任意選択でCAR、及び任意選択でエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含む細胞のいくつかの実施形態では、細胞は、HLA-I及び/又はHLA-II欠損(例えば、B2Mノックアウト及び/又はCIITAノックアウト)、並びに任意選択でHLA-G又はHLA-Eをコードするポリヌクレオチドを更に含む。TCRexoをコードするポリヌクレオチド、任意選択でCAR、及び任意選択でエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含む細胞のいくつかの実施形態では、細胞は、HLA-I及び/又はHLA-II欠損(例えば、B2Mノックアウト及び/又はCIITAノックアウト)、並びに任意選択でCD58及びCD54ノックアウトの一方又は両方を更に含む。
上記を考慮して、本明細書で提供されるのは、TCRexoをコードするポリヌクレオチド、任意選択でCAR、及び任意選択でエンゲージャーをコードするポリヌクレオチド、更に任意選択で、TCRneg、外因性CD16若しくはそのバリアント、CFR、細胞表面発現外因性ILを含むシグナル伝達複合体、CD38ノックアウト及びB2M/CIITAノックアウトのうちの1つ、2つ、3つ、若しくはそれ以上、又は全てを含むiPSCであり、B2Mがノックアウトされる場合、HLA-G、あるいはCD58ノックアウト及びCD54ノックアウトの一方又は両方をコードするポリヌクレオチドが任意選択で導入され、iPSCは、機能的誘導造血細胞を産生するように指向性分化することができる。
したがって、本出願は、表1の以下の遺伝子型のいずれか1つを含む、iPSC及びその機能的誘導造血細胞を提供する。また本明細書に提供されるのは、iPSCの分化能及び誘導エフェクター細胞の機能に悪影響を及ぼすことなく、表1の以下の遺伝子型のいずれか1つを含む、すなわち、TCRexoと、任意選択でCARと、エンゲージャー(表1の「Eg」)及びCFRの一方又は両方と、任意選択で、外因性CD16又はそのバリアント、細胞表面発現外因性ILを含むシグナル伝達複合体、CD38ノックアウト、並びにHLA-I及び/又はHLA-II欠損のうちの1つ以上と、を有する、ソーティングされた単一細胞及び増殖されたクローンの操作されたiPSCを含むマスター細胞バンクである。当該細胞バンクは、更なるiPSC操作のためのプラットフォームと、既製の操作された均質な細胞療法産物を製造するための再生可能な供給源と、を提供する。外因性ポリヌクレオチドのいずれか1つの挿入部位に応じて、操作されたエフェクター細胞は、内因性TCR発現で陰性であり得る。更に、操作されたエフェクター細胞がNK細胞系統のものである場合、細胞もTCR陰性である。
表1に提供される「IL」は、どの特定のサイトカイン/受容体又は組み合わせ発現が選択されるかに応じて、IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18及びIL21のうちの1つを表し、IL7が選択される場合、ILは、IL7Rα及びIL7Rβを含むIL7を表す。同様に、IL15が選択される場合、ILは、IL15Rα及びIL15Rβを含むIL15を表す。いくつかの実施形態では、細胞表面発現外因性サイトカイン及び/又はその受容体は、自己切断ペプチドを使用することによるIL15とIL15Rαの共発現、IL15とIL15Rαとの融合タンパク質、IL15Rαの細胞内ドメインが切断又は排除されたIL15/IL15Rα融合タンパク質、IL15とIL15Rβとの融合タンパク質、IL15と共通受容体γCとの融合タンパク質(共通受容体γCは天然型又は改変型である)、及びIL15Rβのホモ二量体のうちの少なくとも1つを含む。
いくつかの実施形態では、細胞表面発現外因性サイトカイン及び/又はその受容体は、自己切断ペプチドを使用することによるIL7とIL7Rαの共発現、IL7とIL7Rαとの融合タンパク質、IL7Rαの細胞内ドメインが切断又は排除されたIL7/IL7Rα融合タンパク質、IL7とIL7Rβとの融合タンパク質、IL7と共通受容体γCとの融合タンパク質(共通受容体γCは天然型又は改変型である)、及びIL7Rβのホモ二量体のうちの少なくとも1つを含む。
更に、iPSCとその機能的誘導造血細胞がCARとILの両方を含む遺伝子型を有する場合、CARとILは、任意選択で2A配列を含むバイシストロニックな発現カセットに含まれ得る。対照的に、いくつかの他の実施形態では、CAR及びILは、iPSC及びその機能的誘導造血細胞に含まれる別々の発現カセット中にある。
10.免疫療法のための抗体
いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるゲノム操作されたエフェクター細胞に加えて、状態、疾患、若しくは適応症に関連する抗原を標的とする抗体又はその抗体断片を含む追加の治療剤を、ゲノム操作されたエフェクター細胞で発現されるのと比較して、これらのエフェクター細胞との併用療法にて使用することができる。いくつかの実施形態では、抗体は、モノクローナル抗体である。いくつかの実施形態では、抗体は、ヒト化抗体、ヒト化モノクローナル抗体、又はキメラ抗体である。いくつかの実施形態では、抗体又は抗体断片は、ウイルス抗原に特異的に結合する。他の実施形態では、抗体又は抗体断片は、腫瘍抗原に特異的に結合する。いくつかの実施形態では、腫瘍又はウイルス特異的抗原は、投与されたiPSC誘導エフェクター細胞を活性化して、それらの殺傷能力を増強する。いくつかの実施形態では、投与されたiPSC誘導エフェクター細胞に対する追加の治療剤として、組み合わせ治療に適した抗体には、抗CD20(リツキシマブ、ベルツズマブ、オファツムマブ、ウブリツキシマブ、オカラツズマブ、オビヌツズマブ、イブリツモマブ、オクレリズマブ)、抗CD22(イノツズマブ、モキセツモマブ、エプラツズマブ)、抗HER2(トラスツズマブ、ペルツズマブ)、抗CD52(アレムツズマブ)、抗EGFR(セツキシマブ)、抗GD2(ジヌツキシマブ)、抗PDL1(アベルマブ)、抗CD38(ダラツムマブ、イサツキシマブ、MOR202)、抗CD123(7G3、CSL362)、抗SLAMF7(エロツズマブ)、並びにそれらのヒト化又はFc改変されたバリアント若しくは断片、又はそれらの機能的同等物及びバイオシミラーが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、投与されたiPSC誘導エフェクター細胞に対する追加の治療剤としての併用治療に適した抗体には、標的細胞上の2つ以上の抗原若しくはエピトープを標的とするか、若しくは標的細胞を標的としながらエフェクター細胞(例えば、T細胞、NK細胞、又はマクロファージ細胞)を標的細胞に向けて動員する、二重特異性抗体又は多重特異性抗体が更に挙げられる。このような二重特異性又は多重特異性抗体は、バイスタンダー免疫細胞(例えば、治療のレシピエントにおけるT細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、マクロファージ、及び/又は好中球)であろうと治療用組成物中の操作されたエフェクター細胞であろうと、エフェクター細胞を腫瘍細胞に指向させ、腫瘍抗原の結合時に免疫エフェクター細胞を活性化することができるエンゲージャーとして機能し、抗体治療の利益を最大化する大きな可能性を示している。エンゲージャーは、少なくとも1つの腫瘍抗原に特異的であり、免疫エフェクター細胞の少なくとも1つの表面トリガー受容体に特異的であり、これは、腫瘍抗原エスケープ及び腫瘍不均一性に対処するための、本明細書に開示される操作された細胞のための多重標的化アプローチを提供し得る。エンゲージャーの例には、二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE)、二重特異性キラー細胞エンゲージャー(BiKE)、三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)、若しくは多重特異性キラー細胞エンゲージャー、又は複数の免疫細胞型と適合し得るユニバーサルエンゲージャーが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、iPSC誘導エフェクター細胞は、表1に列挙された遺伝子型を含む造血系統細胞を含む。いくつかの実施形態では、iPSC誘導エフェクター細胞は、表1に列挙された遺伝子型を含む。液性腫瘍又は固形腫瘍の治療に有用な組み合わせのいくつかの実施形態では、組み合わせは、本明細書で提供される、少なくともTCRexo、任意選択でCAR、及び任意選択でCFRを含むiPSC誘導エフェクター細胞を含む。液性腫瘍又は固形腫瘍の治療に有用な組み合わせのいくつかの他の実施形態では、組み合わせは、予め選択されたモノクローナル抗体と、少なくともTCRexo、任意選択でCAR、並びに任意選択でCFR及び外因性CD16又はそのバリアントのうちの1つ以上を含むiPSC誘導エフェクター細胞と、を含む。液性腫瘍又は固形腫瘍の治療に有用な組み合わせのいくつかの実施形態では、組み合わせは、モノクローナル抗体と;少なくともTCRexo、任意選択でCAR、並びに任意選択でTCRneg;外因性CD16若しくはそのバリアント;CFR;サイトカイン及び/又はその受容体若しくはそのバリアントを含む追加のサイトカインシグナル伝達複合体;並びにCD38ノックアウトのうちの1つ以上を含むiPSC誘導エフェクター細胞と、を含む。様々な実施形態では、外因性CD16は、hnCD16である。理論によって束縛されるものではないが、hnCD16は、モノクローナル抗体の増強されたADCCを提供するが、CARは、特異的腫瘍抗原を標的化するだけでなく、異なる腫瘍抗原を標的化するモノクローナル抗体と組み合わせた二重標的化戦略を使用して腫瘍抗原エスケープも防止する。
いくつかの更なる実施形態では、ダラツムマブとの組み合わせに含まれるiPSC誘導NK細胞は、TCRexoと、任意選択でCARと、任意選択で外因性CD16、IL7又はIL15のうちの1つ以上と、を含み、CARは、B7H3、MICA/B、CD19、BCMA、CD20、CD22、CD123、HER2、CD52、EGFR、GD2、MSLN、VEGF-R2、PSMA及びPDL1のうちの少なくとも1つを標的とし、IL7又はIL15シグナル伝達複合体は、CARと共発現されるか、又は別個に発現される。
11.チェックポイント阻害剤
チェックポイントは、阻害されていない場合に免疫応答を抑制又は下方制御できる細胞分子、しばしば細胞表面分子である。腫瘍が特定の免疫チェックポイント経路を、特に腫瘍抗原に特異的なT細胞に対する免疫抵抗性の主要なメカニズムとして選択していることが明らかになっている。チェックポイント阻害剤(CI)は、チェックポイント遺伝子の発現又は遺伝子産物を減少させたり、チェックポイント分子の活性を低下させたりして、阻害性チェックポイントを遮断し、免疫系機能を回復させることができるアンタゴニストである。PD1/PDL1又はCTLA4を標的化するチェックポイント阻害剤の開発により、腫瘍学の展望が変わり、これらの薬剤は複数の適応症で長期の寛解をもたらした。しかしながら、多くの腫瘍サブタイプはチェックポイント遮断療法に耐性があり、再発は依然として重大な懸念事項である。したがって、本出願の一態様は、CIとの併用療法で本明細書で提供されるようにゲノム操作された機能的iPSC誘導細胞を含めることにより、CI耐性を克服するための治療アプローチを提供する。併用療法の一実施形態では、iPSC誘導細胞は、NK細胞である。併用療法の別の実施形態では、iPSC誘導細胞は、T細胞である。直接的な抗腫瘍能力を示すことに加えて、本明細書で提供される誘導NK細胞は、PDL1-PD1媒介阻害に抵抗し、T細胞遊走を増強し、T細胞を腫瘍微小環境に動員し、腫瘍部位でのT細胞活性化を増強する能力を有することが示されている。したがって、機能的に強力なゲノム操作された誘導NK細胞によって促進されるT細胞の腫瘍浸潤は、NK細胞がチェックポイント阻害剤を含むT細胞標的免疫療法と相乗作用して、局所免疫抑制を緩和し、腫瘍量を低減することができることを示している。
一実施形態では、チェックポイント阻害剤併用療法のためのiPSC誘導エフェクター細胞は、CARと、任意選択でエンゲージャー発現、外因性CD16発現、CFR発現、HLA-I及び/若しくはHLA-II欠損、CD38ノックアウト、並びに外因性細胞表面サイトカイン及び/若しくは受容体発現のうちの1つ、2つ、3つ、4つ、5つ又はそれ以上と、を含み、B2Mがノックアウトされている場合、HLA-Gをコードするポリヌクレオチド、又はCD58及びCD54の一方若しくは両方のノックアウトが任意選択で含まれる。いくつかの実施形態では、誘導NK細胞は、表1に列挙された遺伝子型のうちのいずれか1つを含む。いくつかの態様では、上記の誘導エフェクター細胞は、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、PD1、LAG3、TIM3、RFXANK、RFX5、RFXAP、RAG1、及び染色体6p21領域内の任意の遺伝子のうちの少なくとも1つの欠失若しくは破壊;又はHLA-E、4-1BBL、CD3、CD4、CD8、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、CAR、Fc受容体、及び二重特異的若しくは多重特異的又はユニバーサルエンゲージャーと結合するための表面トリガー受容体のうちの少なくとも1つの導入若しくは上方制御を更に含む。
様々な実施形態では、誘導エフェクター細胞は、TCRexo発現、CAR発現、エンゲージャー発現、外因性CD16発現、HLA-I及び/又はHLA-II欠損、CD38ノックアウト、並びに外因性細胞表面サイトカイン発現のうちの1つ、2つ、3つ、4つ、5つ又はそれ以上を含むiPSCクローン株を分化させることから得られ、B2Mがノックアウトされている場合、HLA-Gをコードするポリヌクレオチド、又はCD58及びCD54の一方若しくは両方のノックアウトが任意選択で導入される。いくつかの態様では、上記のiPSCクローン株は、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、PD1、LAG3、TIM3、RFXANK、RFX5、RFXAP、RAG1、及び染色体6p21領域内の任意の遺伝子のうちの少なくとも1つの欠失若しくは破壊;又はHLA-E、4-1BBL、CD3、CD4、CD8、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、CAR、Fc受容体、及び二重特異的若しくは多重特異的若しくはユニバーサルエンゲージャーと結合するための表面トリガー受容体のうちの少なくとも1つの導入若しくは上方制御を更に含む。
本明細書で提供される誘導NK系統細胞又はT系統細胞との併用療法に適したチェックポイント阻害剤には、PD-1(Pdcdl、CD279)、PDL-1(CD274)、TIM-3(Havcr2)、TIGIT(WUCAM及びVstm3)、LAG-3(Lag3、CD223)、CTLA-4(Ctla4、CD152)、2B4(CD244)、4-1BB(CD137)、4-1BBL(CD137L)、A2AR、BATE、BTLA、CD39(Entpdl)、CD47、CD73(NT5E)、CD94、CD96、CD160、CD200、CD200R、CD274、CEACAM1、CSF-1R、Foxpl、GARP、HVEM、IDO、EDO、TDO、LAIR-1、MICA/B、NR4A2、MAFB、OCT-2(Pou2f2)、レチノイン酸受容体アルファ(Rara)、TLR3、VISTA、NKG2A/HLA-E、及び抑制性KIR(例えば、2DL1、2DL2、2DL3、3DL1、及び3DL2)のアンタゴニストが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、上述のチェックポイント分子のいずれかを阻害するアンタゴニストは抗体である。いくつかの実施形態では、チェックポイント阻害抗体は、マウス抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、ラクダIg、単一可変新規抗原受容体(VNAR)、サメ重鎖のみ抗体(Ig NAR)、キメラ抗体、組換え抗体、又はこれらの抗体断片であり得る。抗体断片の非限定的な例には、Fab、Fab’、F(ab’)2、F(ab’)3、Fv、一本鎖抗原結合断片(scFv)、(scFv)2、ジスルフィド安定化Fv(dsFv)、ミニボディ、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、単一ドメイン抗原結合断片(sdAb、ナノボディ)、組換え重鎖のみ抗体(VHH)、及び抗体全体の結合特異性を維持する他の抗体断片が含まれ、それらは、抗体全体よりも、製造するのに費用対効果が高く、より簡単に使用でき、又は感度が高くあり得る。いくつかの実施形態では、1つ、又は2つ、又は3つ、又はそれ以上のチェックポイント阻害剤は、アテゾリズマブ(抗PDL1 mAb)、アベルマブ(抗PDL1 mAb)、デュルバルマブ(抗PDL1 mAb)、トレメリムマブ(抗CTLA4 mAb)、イピリムマブ(抗CTLA4 mAb)、IPH4102(抗KIR)、IPH43(抗MICA)、IPH33(抗TLR3)、リリムマブ(抗KIR)、モナリズマブ(抗NKG2A)、ニボルマブ(抗-PD1 mAb)、ペンブロリズマブ(抗PD1 mAb)、及びそれらの誘導体、機能的同等物、又はそれらのバイオシミラーの少なくとも1つを含む。
いくつかの実施形態では、多くのmiRNAが免疫チェックポイントの発現を制御する調節因子として見出されるため、上述のチェックポイント分子のいずれかを阻害するアンタゴニストは、マイクロRNAベースである(Dragomir et al.,Cancer Biol Med.2018,15(2):103-115)。いくつかの実施形態では、チェックポイント拮抗miRNAは、miR-28、miR-15/16、miR-138、miR-342、miR-20b、miR-21、miR-130b、miR-34a、miR-197、miR-200c、miR-200、miR-17-5p、miR-570、miR-424、miR-155、miR-574-3p、miR-513、及びmiR-29cを含むが、これらに限定されない。
提供されるiPSC誘導エフェクター細胞との併用療法のいくつかの実施形態は、少なくとも1つのチェックポイント分子を標的化する少なくとも1つのチェックポイント阻害剤を含み、iPSC誘導細胞は、表1に列挙された遺伝子型を有する。提供される誘導エフェクター細胞との併用療法のいくつかの他の実施形態は、2つ、3つ、又はそれ以上のチェックポイント分子が標的とされるように、2つ、3つ又はそれ以上のチェックポイント阻害剤を含む。少なくとも1つのチェックポイント阻害剤及び表1に列挙された遺伝子型を有するiPSC誘導細胞を含む併用療法のいくつかの実施形態では、当該チェックポイント阻害剤は、抗体、又はヒト化若しくはFc改変バリアント若しくは断片、又はそれらの機能的同等物若しくはバイオシミラーであり、当該チェックポイント阻害剤は、当該抗体、又はその断片若しくはバリアントをコードする外因性ポリヌクレオチド配列を発現することにより、iPSC誘導細胞により産生される。いくつかの実施形態では、抗体をコードする外因性ポリヌクレオチド配列、又はチェックポイントを阻害するその断片若しくはバリアントは、別個のコンストラクト又はCARと抗体若しくはその断片をコードする配列の両方を含むバイシストロニックなコンストラクトのいずれかでCARと共発現される。いくつかの更なる実施形態では、抗体又はその断片をコードする配列は、例えば、CAR-2A-CI若しくはCI-2A-CARのように例示される自己切断2Aコード配列を介してCAR発現コンストラクトの5’末端又は3’末端のいずれかに連結され得る。したがって、チェックポイント阻害剤とCARのコード配列は、単一のオープンリーディングフレーム(ORF)にあってもよい。チェックポイント阻害剤が送達され、腫瘍微小環境(TME)に浸潤することができる誘導エフェクター細胞によってペイロードとして発現及び分泌されると、それは、TMEに結合すると阻害性チェックポイント分子を打ち消し、CARなどのモダリティを活性化するか、又は受容体を活性化することによって、エフェクター細胞を活性化する。いくつかの実施形態では、CARと共発現するチェックポイント阻害剤は、チェックポイント分子、PD-1、PDL-1、TIM-3、TIGIT、LAG-3、CTLA-4、2B4、4-1BB、4-1BBL、A2AR、BATE、BTLA、CD39(Entpdl)、CD47、CD73(NT5E)、CD94、CD96、CD160、CD200、CD200R、CD274、CEACAM1、CSF-1R、Foxpl、GARP、HVEM、IDO、EDO、TDO、LAIR-1、MICA/B、NR4A2、MAFB、OCT-2(Pou2f2)、レチノイン酸受容体アルファ(Rara)、TLR3、VISTA、NKG2A/HLA-E、又は抑制性KIRのうちの少なくとも1つを阻害する。いくつかの実施形態では、表1に列挙される遺伝子型を有する誘導細胞においてCARと共発現するチェックポイント阻害剤は、アテゾリズマブ、アベルマブ、デュルバルマブ、トレメリムマブ、イピリムマブ、IPH4102、IPH43、IPH33、リリムマブ、モナリズマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、及びそれらのヒト化、又はFc改変バリアント、断片、及びそれらの機能的同等物又はバイオシミラーを含む群から選択される。いくつかの実施形態では、CARと共発現するチェックポイント阻害剤は、アテゾリズマブ、又はそのヒト化、又はFc改変バリアント、断片又はそれらの機能的同等物又はバイオシミラーである。他のいくつかの実施形態では、CARと共発現するチェックポイント阻害剤は、ニボルマブ、又はそのヒト化、又はFc改変バリアント、断片又はそれらの機能的同等物又はバイオシミラーである。他のいくつかの実施形態では、CARと共発現するチェックポイント阻害剤は、ペンブロリズマブ、又はそのヒト化、又はFc改変バリアント、断片又はそれらの機能的同等物又はバイオシミラーである。
本明細書で提供されるiPSC誘導細胞及びチェックポイント分子を阻害する少なくとも1つの抗体を含む併用療法のいくつかの他の実施形態では、当該抗体は、iPSC誘導細胞によって、又はiPSC誘導細胞内で産生されず、表1に列挙されている遺伝子型を持つiPSC誘導細胞の投与の前、それと同時、又はその後に更に投与される。いくつかの実施形態では、提供される誘導NK細胞又は誘導T細胞との併用療法における1つ、2つ、3つ、又はそれ以上のチェックポイント阻害剤の投与は、同時又は逐次的である。表1に列挙された遺伝子型を有するiPSC誘導NK細胞又はiPSC誘導T細胞を含む併用治療の一実施形態では、治療に含まれるチェックポイント阻害剤は、アテゾリズマブ、アベルマブ、デュルバルマブ、トレメリムマブ、イピリムマブ、IPH4102、IPH43、IPH33、リリムマブ、モナリズマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、並びにそれらのヒト化、又はFc改変バリアント、断片、及びこれらの機能的同等物若しくはバイオシミラーのうちの1つ以上である。表1に列挙された遺伝子型を有するiPSC誘導NK細胞又はiPSC誘導T細胞を含む併用治療のいくつかの実施形態では、治療に含まれるチェックポイント阻害剤は、アテゾリズマブ、又はそのヒト化若しくはFc改変バリアント、断片及びその機能的同等物若しくはバイオシミラーである。表1に列挙された遺伝子型を有するiPSC誘導NK細胞又はiPSC誘導T細胞を含む併用治療のいくつかの実施形態では、治療に含まれるチェックポイント阻害剤は、ニボルマブ、又はそのヒト化若しくはFc改変バリアント、断片及びその機能的同等物若しくはバイオシミラーである。表1に列挙された遺伝子型を有する誘導NK細胞又は誘導T細胞を含む併用治療のいくつかの実施形態では、治療に含まれるチェックポイント阻害剤は、ペンブロリズマブ、又はそのヒト化若しくはFc改変バリアント、断片及びその機能的同等物若しくはバイオシミラーである。
II.iPSCの選択された遺伝子座における標的化ゲノム編集の方法
本明細書で互換可能に使用されるゲノム編集(genome editing)、又はゲノム編集(genomic editing)、又は遺伝子編集は、標的細胞のゲノムにDNAが挿入、欠失、及び/又は置換される一種の遺伝子工学のことを指す。標的化ゲノム編集(「標的化ゲノム編集」又は「標的化遺伝子編集」と互換可能である)は、ゲノム内の事前に選択された部位での挿入、欠失、及び/又は置換を可能にする。標的化編集中に挿入部位で内因性配列が欠失すると、影響を受けた配列を含む内因性遺伝子は、配列欠失によりノックアウト又はノックダウンされる可能性がある。したがって、標的化編集を使用して、内因性遺伝子発現を正確に破壊することもできる。本明細書で同様に使用される用語「標的化組み込み」は、挿入部位での内因性配列の欠失を伴うか又は伴わない、1つ以上の外因性配列の挿入を含むプロセスを指す。対照的に、ランダムに組み込まれた遺伝子は位置効果とサイレンシングの影響を受けやすく、その発現は信頼できず、予測できない。例えば、セントロメア領域及びサブテロメア領域は、特に導入遺伝子サイレンシングを起こしやすい。相互に新しく組み込まれた遺伝子は、周囲の内因性遺伝子とクロマチンに影響を与え、細胞の挙動を変えたり、細胞の形質転換を促進したりする可能性がある。したがって、セーフハーバー遺伝子座やゲノムセーフハーバー(GSH)などの事前に選択された遺伝子座に外来性DNAを挿入することは、安全性、効率、コピー数制御、及び信頼性の高い遺伝子応答制御にとって重要である。
標的化編集は、ヌクレアーゼに依存しないアプローチ、又はヌクレアーゼに依存するアプローチのいずれかによって実現できる。ヌクレアーゼに依存しない標的化編集アプローチでは、相同組換えは、宿主細胞の酵素メカニズムを介して、挿入される外因性ポリヌクレオチドに隣接する相同配列によって導かれる。
代替的に、特異的なレアカットエンドヌクレアーゼによる二本鎖切断(DSB)の特異的な導入により、より高い頻度で標的化編集を実現できる。このようなヌクレアーゼ依存の標的化編集は、DSBに応答して発生する非相同末端結合(NHEJ)を含むDNA修復メカニズムを利用する。外因性の遺伝物質を含むドナーベクターがない場合、NHEJは少数の内因性ヌクレオチドのランダムな挿入又は欠失(インデル)をしばしば引き起こす。対照的に、一対のホモロジーアームと隣接する外因性遺伝物質を含むドナーベクターが存在する場合、相同組換えによる相同指向性修復(HDR)中に外因性遺伝物質がゲノムに導入され得、「標的化組み込み」がもたらされる。いくつかの状況では、標的化組み込み部位は、選択された遺伝子のコード領域内にあることが意図され、したがって、標的化組み込みは、遺伝子発現を破壊し、1つの単一編集ステップにおいて同時ノックイン及びノックアウト(KI/KO)をもたらし得る。
目的の遺伝子座(GOI)における選択位置に1つ以上の導入遺伝子を挿入して、同時に遺伝子をノックアウトすることを達成することができる。同時ノックイン及びノックアウト(KI/KO)に適した遺伝子座には、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα又はβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、及びTIGITが挙げられるが、これらに限定されない。位置選択的挿入のためのそれぞれの部位特異的標的化ホモロジーアームにより、導入遺伝子(複数可)が、部位の内因性プロモーター下又はコンストラクトに含まれる外因性プロモーター下のいずれかで発現されることが可能になる。2つ以上の導入遺伝子が、選択された位置(例えば、CD38遺伝子座)に挿入される場合、リンカー配列、例えば2Aリンカー又はIRESは、任意の2つの導入遺伝子の間に配置される。2Aリンカーは、FMDV、ERAV、PTV-I、又はTaVから誘導される自己切断ペプチド(それぞれ「F2A」、「E2A」、「P2A」、及び「T2A」と呼ばれる)をコードし、単一の翻訳から別々のタンパク質を産生できるようにする。いくつかの実施形態では、導入遺伝子及び/又は外因性プロモーターサイレンシングのリスクを低減するために、コンストラクトにインスレーターが含まれる。外因性プロモーターは、CAG、又はCMV、EF1α、PGK、及びUBCを含むがこれらに限定されない他の構成的、誘導性、時間特異的、組織特異的若しくは細胞型特異的プロモーターであり得る。
特異的な標的化DSBを導入できる利用可能なエンドヌクレアーゼには、ジンクフィンガーヌクレアーゼ(ZFN)、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、RNA誘導CRISPR(クラスター化等間隔短鎖回分リピート)システムが含まれるが、これらに限定されない。更に、phiC31及びBxb1インテグラーゼを利用するDICE(デュアルインテグラーゼカセット交換)システムも、標的化組み込みのための有望なツールである。
ZFNは、ジンクフィンガーDNA結合ドメインに融合したヌクレアーゼを含む標的化ヌクレアーゼである。「ジンクフィンガーDNA結合ドメイン」又は「ZFBD」とは、1つ以上のジンクフィンガーを介して配列特異的な方法でDNAに結合するポリペプチドドメインを意味する。ジンクフィンガーは、亜鉛イオンの配位により構造が安定化されるジンクフィンガー結合ドメイン内の約30アミノ酸のドメインである。ジンクフィンガーの例には、Cジンクフィンガー、CHジンクフィンガー、及びCジンクフィンガーが挙げられるが、これらに限定されない。「設計された」ジンクフィンガードメインは、天然に存在しないドメインであり、その設計/構成は主に合理的な基準、例えば、既存のZFP設計と結合データの情報を格納するデータベースの情報を処理するための置換ルールとコンピュータ化アルゴリズムの適用に起因する。例えば、米国特許第6,140,081号、同第6,453,242号、及び同第6,534,261号を参照されたい。また、国際公開第98/53058号、同第98/53059号、同第98/53060号、同第02/016536号、及び同第03/016496号も参照されたい。「選択された」ジンクフィンガードメインは、その生産が主にファージディスプレイ、相互作用トラップ、又はハイブリッド選択などの経験的プロセスから生じる天然では見られないドメインである。ZFNは、米国特許第7,888,121号及び同第7,972,854号で詳細に説明されており、それらの完全な開示は参照により本明細書に組み込まれる。当該技術分野で最も認識されているZFNの例は、FokIヌクレアーゼとジンクフィンガーDNA結合ドメインとの融合である。
TALENは、TALエフェクターDNA結合ドメインに融合したヌクレアーゼを含む標的化ヌクレアーゼである。「転写活性化因子様エフェクターDNA結合ドメイン」、「TALエフェクターDNA結合ドメイン」、又は「TALE DNA結合ドメイン」とは、TALエフェクタータンパク質のDNAへの結合に関与するTALエフェクタータンパク質のポリペプチドドメインを意味する。TALエフェクタータンパク質は、感染時にXanthomonas属の植物病原体によって分泌される。これらのタンパク質は植物細胞の核に入り、それらのDNA結合ドメインを介してエフェクター特異的なDNA配列に結合し、トランス活性化ドメインを介してこれらの配列で遺伝子転写を活性化する。TALエフェクターDNA結合ドメインの特異性は、反復可変残基(RVD)と呼ばれる選択された反復位置に多型を含む不完全な34アミノ酸リピートのエフェクター可変数に依存する。TALENについては、米国特許公開第2011/0145940号に詳細に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。当該技術分野で最も認識されているTALENの例は、TALエフェクターDNA結合ドメインへのFokIヌクレアーゼの融合ポリペプチドである。
本発明の方法で使用される標的化ヌクレアーゼの別の例は、標的化Spo11ヌクレアーゼ、目的のDNA配列に特異性を有するDNA結合ドメイン、例えば、ジンクフィンガーDNA結合ドメイン、TALエフェクターDNA結合ドメインなどに融合したヌクレアーゼ活性を有するSpo11ポリペプチドを含むポリペプチドである。
本発明に適した標的化ヌクレアーゼの更なる例には、個別に又は組み合わせて使用されるかどうかにかかわらず、Bxb1、phiC31、R4、PhiBT1、及びWβ/SPBc/TP901-1が挙げられるが、これらに限定されない。
標的化ヌクレアーゼの他の非限定的な例には、天然に存在するヌクレアーゼ及び組換えヌクレアーゼ、cas、cpf、cse、csy、csn、csd、cst、csh、csa、csm、及びcmrを含むファミリーからのCRISPR関連のヌクレアーゼ、制限エンドヌクレアーゼ、メガヌクレアーゼ、ホーミングエンドヌクレアーゼなどが挙げられる。
例示的な例として、CRISPR/Cas9は、2つの主要な成分:(1)Cas9エンドヌクレアーゼと、(2)crRNA-tracrRNA複合体とを必要とする。共発現すると、その2つの成分が複合体を形成し、PAM及びPAM近位のシーディング領域(seeding region)を含む標的DNA配列に動員される。crRNAとtracrRNAを組み合わせてキメラガイドRNA(gRNA)を形成し、選択した配列を標的とするようにCas9を導くことができる。次いで、これら2つの成分は、トランスフェクション又は形質導入を介して哺乳動物細胞に送達できる。CRISPR/Cpf系を使用する場合、それは、選択された配列を標的化するようにCpfエンドヌクレアーゼをガイドするために、(1)Cpfエンドヌクレアーゼ(Cpf1、MAD7、及び当該技術分野において既知の更に多くのもの)及び(2)gNA(これは、多くの場合、tracrRNAを必要としない)を必要とする。
DICEを介した挿入は、例えば、phiC31とBxb1などのリコンビナーゼの対を使用して、各酵素自体の小さなattB及びattP認識部位に厳しく制限されている外因性DNAの一方向の組み込みを提供する。これらの標的化att部位は哺乳動物のゲノムには天然に存在しないため、最初に所望の組み込み部位のゲノムに導入する必要がある。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許公開第2015/0140665号を参照されたい。
本発明の一態様は、標的化ゲノム組み込みのための1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを提供する。一実施形態では、コンストラクトは、所望の組み込み部位に特異的な一対の相同アームを更に含み、標的化組み込みの方法は、コンストラクトを細胞に導入して、細胞宿主酵素メカニズムによる部位特異的相同組換えを可能にすることを含む。別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、所望の組み込み部位に特異的なDNA結合ドメインを含むZFN発現カセットを細胞に導入してZFNを介した挿入を可能にすることと、を含む。更に別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、所望の組み込み部位に特異的なDNA結合ドメインを含むTALEN発現カセットを細胞に導入してTALENを介した挿入を可能にすることと、を含む。別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、Cas9発現カセット及び所望の組み込み部位に特異的なガイド配列を含むgRNAを細胞に導入してCas9を介した挿入を可能にすることと、を含む。更に別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、一対のDICEリコンビナーゼの1つ以上のatt部位を含むコンストラクトを細胞内の所望の組み込み部位に導入することと、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、DICEリコンビナーゼ用の発現カセットを導入し、DICEを介した標的化組み込みを可能にすることと、を含む。
標的化組み込みのための有望な部位には、ヒトのゲノムの遺伝子内又は遺伝子外領域であり、理論的には、宿主細胞又は生物に悪影響を与えることなく、新たに組み込まれたDNAの予測可能な発現に対応できる、セーフハーバー遺伝子座、又はゲノムセーフハーバー(GSH)が含まれるが、これらに限定されない。有用なセーフハーバーは、ベクターにコードされたタンパク質又は非コードRNAの望ましいレベルを生成するために十分な導入遺伝子発現を可能にする必要がある。セーフハーバーはまた、細胞を悪性形質転換しやすくしたり、細胞機能を変化させたりするものであってはならない。組み込み部位が、潜在的なセーフハーバー遺伝子座であるためには、理想的には、以下を含むがこれらに限定されない基準を満たす必要がある:配列アノテーションによって判断されるような、調節エレメント又は遺伝子の破壊が存在しないこと、遺伝子密集領域内の遺伝子間領域、又は反対方向に転写された2つの遺伝子の間の収束位置であること、ベクターにコードされた転写活性化因子と、隣接する遺伝子、特に癌関連遺伝子及びマイクロRNA遺伝子のプロモーターとの間の長距離相互作用の可能性を最小限にする距離を保つこと、並びに遍在的な転写活性を示す、広範な空間的及び時間的発現配列タグ(EST)発現パターンによって反映されるような、明らかに遍在的な転写活性を有すること。この後者の特徴は幹細胞で特に重要であり、幹細胞では、分化中にクロマチンのリモデリングが通常、いくつかの遺伝子座のサイレンシングと他の遺伝子座の潜在的な活性化をもたらす。外因性挿入に適した領域内では、挿入のために選択された正確な遺伝子座は、反復要素と保存された配列を欠き、ホモロジーアームの増幅用のプライマーを簡単に設計できるはずである。
ヒトゲノム編集、又は具体的には標的化組み込みに適した部位には、アデノ随伴ウイルス部位1(AAVS1)、ケモカイン(CCモチーフ)受容体5(CCR5)遺伝子座、及びマウスROSA26遺伝子座のヒトのオルソログが含まれるが、これらに限定されない。更に、マウスH11遺伝子座のヒトオルソログはまた、本明細書に開示される標的化組み込みの組成物及び方法を使用して挿入するための適切な部位であり得る。更に、コラーゲンとHTRP遺伝子座は、標的化組み込みのためのセーフハーバーとしても使用できる。しかしながら、選択した各部位の検証は、特定の組み込み事象のために特に幹細胞で必要であることが示されており、プロモーターの選択、外因性遺伝子の配列と配置及びコンストラクトの設計を含む挿入戦略の最適化がしばしば必要である。
標的化されたインデルのために、編集部位はしばしばその発現及び/又は機能が破壊されることが意図されている内因性遺伝子に含まれている。一実施形態では、標的化されたインデルを含む内因性遺伝子は、免疫応答の調節及び改変に関連する。他のいくつかの実施形態では、標的化インデルを含む内因性遺伝子は、標的化モダリティ、受容体、シグナル伝達分子、転写因子、薬物標的候補、免疫応答調節及び改変、あるいは幹細胞及び/又は前駆細胞、並びにそれらから誘導される細胞の生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、及び/又は生存率を抑制するタンパク質に関連する。
したがって、本発明の別の態様は、ゲノムセーフハーバーを含む選択された遺伝子座、又は本明細書で提供されるような、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、TRAC、若しくはCD38遺伝子座などの継続的又は一時的な遺伝子発現について安全かつ十分に調節されていることがわかっている若しくは証明された事前に選択された遺伝子座における標的化組み込みの方法を提供する。一実施形態では、標的化組み込みの方法のためのゲノムセーフハーバーは、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、ベータ-2ミクログロブリン、CD38、GAPDH、TCR若しくはRUNX1、又はゲノムセーフハーバーの基準を満たす他の遺伝子座を含む、1つ以上の望ましい組み込み部位を含む。いくつかの実施形態では、標的化組み込みは、組み込みの結果としての遺伝子のノックダウン又はノックアウトが望まれる、1つ以上の遺伝子座にあり、そのような遺伝子座には、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα又はβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、及びTIGITが挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、所望の組み込み部位に特異的なホモロジーアームの対及び1つ以上の外因性配列を含むコンストラクトを導入して、細胞宿主酵素メカニズムによる部位特異的相同組換えを可能にすることと、を含み、所望の組み込み部位は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα若しくはβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、又はTIGITを含む。
別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、所望の組み込み部位に特異的なDNA結合ドメインを含むZFN発現カセットを細胞に導入して、ZFN媒介挿入を可能にすることと、を含み、所望の組み込み部位は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα若しくはβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、又はTIGITを含む。更に別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、所望の組み込み部位に特異的なDNA結合ドメインを含むTALEN発現カセットを細胞に導入して、TALEN媒介挿入を可能にすることと、を含み、所望の組み込み部位は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα若しくはβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、又はTIGITを含む。別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、所望の組み込み部位に特異的なCas9発現カセット、及びガイド配列を含むgRNAを細胞に導入して、Cas9媒介挿入を可能にすることと、を含み、所望の組み込み部位は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα若しくはβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、又はTIGITを含む。更に別の実施形態では、細胞における標的化組み込みの方法は、DICEレコンビナーゼの対の1つ以上のatt部位を含むコンストラクトを細胞における所望の組み込み部位に導入することと、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入することと、DICEレコンビナーゼの発現カセットを導入して、DICE媒介標的化組み込みを可能にすることと、を含み、所望の組み込み部位は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα若しくはβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、又はTIGITを含む。
更に、本明細書で提供されるように、セーフハーバーでの標的化組み込みのための上述の方法は、目的のポリヌクレオチド、例えば、安全スイッチタンパク質、標的化モダリティ、受容体、シグナル伝達分子、転写因子、薬学的に活性なタンパク質及びペプチド、薬物標的候補、並びに幹細胞及び/又は前駆細胞の生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性並びに/又は生存率を促進するタンパク質をコードするポリヌクレオチドを挿入するために使用される。いくつかの他の実施形態では、1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトは、1つ以上のマーカー遺伝子を更に含む。一実施形態では、本発明のコンストラクト中の外因性ポリヌクレオチドは、安全スイッチタンパク質をコードする自殺遺伝子である。誘導された細胞死のための好適な自殺遺伝子系としては、カスパーゼ9(又はカスパーゼ3若しくは7)及びAP1903;チミジンキナーゼ(TK)及びガンシクロビル(GCV);シトシンデアミナーゼ(CD)及び5-フルオロシトシン(5-FC)が挙げられるが、これらに限定されない。更に、一部の自殺遺伝子系は細胞型に特異的であり、例えば、B細胞分子CD20によるTリンパ球の遺伝子改変は、mAbリツキシマブの投与時にそれらを排除することができる。更に、セツキシマブによって認識されるエピトープを含む改変されたEGFRは、細胞がセツキシマブに曝露されたときに遺伝子操作された細胞を枯渇させるために使用することができる。したがって、本発明の一態様は、カスパーゼ9(カスパーゼ3又は7)、チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、改変EGFR、及びB細胞CD20から選択される安全スイッチタンパク質をコードする1つ以上の自殺遺伝子の標的化組み込みの方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本明細書の方法によって組み込まれた1つ以上の外因性ポリヌクレオチドは、標的化組み込みのためのコンストラクトに含まれる作動可能に連結された外因性プロモーターによって駆動される。プロモーターは誘導性又は構成的であり得、また時間特異的、組織特異的又は細胞型特異的であり得る。本発明の方法に適した構成的プロモーターには、サイトメガロウイルス(CMV)、伸長因子1α(EF1α)、ホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)、ハイブリッドCMVエンハンサー/ニワトリβ-アクチン(CAG)、及びユビキチンC(UBC)プロモーターが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、外因性プロモーターは、CAGである。
本明細書に提供される方法によって組み込まれた外因性ポリヌクレオチドは、組み込み部位において、宿主ゲノム中の内因性プロモーターによって駆動され得る。一実施形態では、本発明の方法は、細胞のゲノムにおけるAAVS1遺伝子座における1つ以上の外因性ポリヌクレオチドの標的化組み込みのために使用される。一実施形態では、少なくとも1つの組み込まれたポリヌクレオチドは、内因性AAVS1プロモーターによって駆動される。別の実施形態では、本発明の方法は、細胞のゲノムにおけるROSA26遺伝子座での標的化組み込みのために使用される。一実施形態では、少なくとも1つの組み込まれたポリヌクレオチドは、内因性ROSA26プロモーターによって駆動される。更に別の実施形態では、本発明の方法は、細胞のゲノムにおけるH11遺伝子座での標的化組み込みのために使用される。一実施形態では、少なくとも1つの組み込まれたポリヌクレオチドは、内因性H11プロモーターによって駆動される。別の実施形態では、本発明の方法は、細胞のゲノムにおけるコラーゲン遺伝子座での標的化組み込みのために使用される。一実施形態では、少なくとも1つの組み込まれたポリヌクレオチドは、内因性コラーゲンプロモーターによって駆動される。更に別の実施形態では、本発明の方法は、細胞のゲノムにおけるHTRP遺伝子座での標的化組み込みのために使用される。一実施形態では、少なくとも1つの組み込まれたポリヌクレオチドは、内因性HTRPプロモーターによって駆動される。理論的には、所望の位置での正しい挿入のみが、内因性プロモーターによって駆動される外因性遺伝子の遺伝子発現を可能にするであろう。
いくつかの実施形態では、標的化組み込みの方法のためのコンストラクトに含まれる1つ以上の外因性ポリヌクレオチドは、1つのプロモーターによって駆動される。いくつかの実施形態では、コンストラクトは、同じプロモーターによって駆動される2つの隣接するポリヌクレオチド間に1つ以上のリンカー配列を含み、部分間の物理的分離を高め、酵素メカニズムへのアクセスを最大にする。リンカー配列のリンカーペプチドは、関連する機能に応じて、部分(外因性ポリヌクレオチド、及び/又はそこからコードされるタンパク質又はペプチド)間の物理的分離をより柔軟又はより堅くするように選択されたアミノ酸からなり得る。リンカー配列は、プロテアーゼにより切断可能であり得るか、又は化学的に切断可能であり、別個の部分を生じ得る。リンカーにおける酵素的切断部位の例には、エンテロキナーゼ、第Xa因子、トリプシン、コラゲナーゼ、及びトロンビンなどのタンパク質分解酵素による切断のための部位が含まれる。いくつかの実施形態では、プロテアーゼは、宿主によって天然に産生されるものであるか、又は外因的に導入される。代替的に、リンカー中の切断部位は、選択された化学物質又は状態、例えば、臭化シアン、ヒドロキシルアミン、又は低pHへの曝露時に切断され得る部位であり得る。任意のリンカー配列は、切断部位の提供以外の目的を果たし得る。リンカー配列は、部分が適切に機能するために、別の隣接部分に対する部分の効果的な配置を可能にするべきである。リンカーはまた、部分間のいずれかの立体障害を防ぐのに十分な長さの単純なアミノ酸配列であってもよい。更に、リンカー配列は、例えば、リン酸化部位、ビオチン化部位、硫酸化部位、γ-カルボキシル化部位などを含むがこれらに限定されない翻訳後改変を提供することができる。いくつかの実施形態では、リンカー配列は、生物学的に活性なペプチドを単一の望ましくない立体配座に保持しないように柔軟である。リンカーは、柔軟性を提供するために、グリシン、アラニン、及びセリンなどの小さな側鎖を有するアミノ酸から主になっていてもよい。いくつかの実施形態では、リンカー配列の約80又は90パーセント以上が、グリシン、アラニン、又はセリン残基、特にグリシン及びセリン残基を含む。いくつかの実施形態では、G4Sリンカーペプチドは、融合タンパク質の末端プロセシング及びエンドヌクレアーゼドメインを分離する。他の実施形態では、2Aリンカー配列は、2つの別個のタンパク質が単一の翻訳から産生されることを可能にする。好適なリンカー配列は、経験的に容易に同定することができる。更に、リンカー配列の好適なサイズ及び配列はまた、従来のコンピュータモデリング技術によって決定され得る。一実施形態では、リンカー配列は、自己切断ペプチドをコードする。一実施形態では、自己切断ペプチドは2Aである。いくつかの他の実施形態では、リンカー配列は、配列内リボソーム進入部位(IRES)を提供する。いくつかの実施形態では、任意の2つの連続するリンカー配列は異なる。
標的化組み込みのための外因性ポリヌクレオチドを含むコンストラクトを細胞に導入する方法は、それ自体既知の細胞への遺伝子移入の方法を使用して達成することができる。一実施形態では、コンストラクトは、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、又はセンダイウイルスベクターなどのウイルスベクターの骨格を含む。いくつかの実施形態では、プラスミドベクターは、外因性ポリヌクレオチドを標的細胞(例えば、pA1-11、pXTl、pRc/CMV、pRc/RSV、pcDNAI/Neo)などに送達する、かつ/又は発現するために使用される。いくつかの他の実施形態では、エピソームベクターは、外因性ポリヌクレオチドを標的細胞に送達するために使用される。いくつかの実施形態では、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)を遺伝子操作に使用して、相同組換えを介して挿入、欠失、又は置換を導入することができる。レンチウイルスとは異なり、rAAVは、宿主ゲノムに組み込まれない。更に、エピソームrAAVベクターは、従来の標的化プラスミドのトランスフェクションと比較して、相同指向性遺伝子標的化をはるかに高い割合で仲介する。いくつかの実施形態では、AAV6又はAAV2ベクターを使用して、iPSCのゲノム中の標的部位に挿入、欠失、又は置換を導入する。いくつかの実施形態では、本明細書の方法及び組成物を使用して取得されたゲノム改変されたiPSC及びそれらの誘導細胞は、表1に列挙された少なくとも1つの遺伝子型を含む。
III.ゲノム操作されたiPSCを取得して維持する方法
一態様では、本発明は、1つ以上の所望の部位での1つ以上の標的化編集を含むゲノム操作されたiPSCを取得して維持する方法を提供し、標的化編集は、増殖されたゲノム操作されたiPSC又はiPSC誘導非多能性細胞において、それぞれの選択した編集部位(複数可)で無傷で機能的であり続ける。標的化編集は、iPSCとそこから誘導した細胞のゲノムに、挿入、欠失、及び/又は置換を導入、すなわち、選択した部位での標的化組み込み及び/又はインデルを導入する。患者由来の末梢血由来一次エフェクター細胞の直接操作と比較して、本明細書で提供されるiPSCの編集及び分化を通じてゲノム操作されたiPSC誘導エフェクター細胞を得ることの多くの利点としては、操作されたエフェクター細胞の供給源が無制限であること;特に複数の操作されたモダリティが関与する場合、エフェクター細胞の反復操作の必要がないこと;得られたエフェクター細胞は、伸長したテロメアを有し、消耗が少ないために若返っていること;エフェクター細胞集団は、編集部位、コピー数、並びに対立遺伝子変異、ランダム変異及び発現斑入りの欠如に関して均質であり、これは主に、本明細書において提供される操作されたiPSCにおけるクローン選択が可能であることに起因することを含むが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、1つ以上の選択された部位に1つ以上の標的化編集を含むゲノム操作されたiPSCは、運命維持培地(FMM)として表2に示される細胞培養培地で長期間単一細胞として維持、継代、及び増殖され、iPSCは、選択された部位(複数可)で標的化編集と機能改変(複数可)を保持する。培地の成分は、表2に示される最適範囲内の量で培地中に存在し得る。FMM中で培養されたiPSCは、それらの未分化プロファイル、及び基底プロファイル又はナイーブプロファイル;培養洗浄又は選択を必要としないゲノム安定性を維持し続け、並びに胚様体又は単層(胚様体を形成しない)を介したin vitro分化;及びテラトーマ形成によるin vivo分化で3つの体細胞系列全てを容易に生じさせることが示されている。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2015/134652号を参照されたい。
いくつかの実施形態では、1つ以上の標的化組み込み及び/又はインデルを含むゲノム操作されたiPSCは、MEK阻害剤、GSK3阻害剤及びROCK阻害剤を含む培地中で維持され、継代され、増殖され、TGFβ受容体/ALK5阻害剤を含まないか、又は本質的に含まず、iPSCは、選択された部位において無傷で機能的な標的化編集を保持する。
本発明の別の態様は、iPSCの標的化編集を通じて、又は最初に標的化編集によりゲノム操作非多能性細胞を生成し、次に選択/分離されたゲノム操作非多能性細胞をリプログラミングして非多能性細胞と同じ標的化編集を含むiPSCを取得することを通じて、ゲノム操作されたiPSCを生成する方法を提供する。本発明の更なる態様は、標的化組み込み及び/又は標的化インデルを細胞に導入することによって同時にリプログラミングを受けているゲノム操作非多能性細胞を提供し、接触した非多能性細胞はリプログラミングに十分な条件下にあり、リプログラミングの条件は、非多能性細胞を1つ以上のリプログラミング因子及び小分子と接触させることを含む。同時のゲノム操作及びリプログラミングのための方法の様々な実施形態では、非多能性細胞を1つ以上のリプログラミング因子及び任意に小分子と接触させることによりリプログラミングを開始する前に、又は本質的に同時に、非標的多能性細胞に標的化組み込み及び/又は標的化インデルを導入することができる。
いくつかの実施形態では、非多能性細胞を同時にゲノム操作及びリプログラミングするために、標的化組み込み及び/又はインデルはまた、非多能性細胞を1つ以上のリプログラミング因子及び小分子と接触させることによりリプログラミングの複数日のプロセスが開始された後に非多能性細胞に導入され得、リプログラミング細胞がSSEA4、Tra181及びCD30を含むがこれらに限定されない1つ以上の内因性多能性遺伝子の安定した発現を示す前に、コンストラクトを担持するベクターが導入される。
いくつかの実施形態では、リプログラミングは、非多能性細胞を少なくとも1つのリプログラミング因子、及び任意選択でTGFβ受容体/ALK阻害剤、MEK阻害剤、GSK3阻害剤、及びROCK阻害剤の組み合わせ(FRM;表2)と接触させることにより開始される。いくつかの実施形態では、上述の任意の方法によるゲノム操作されたiPSCは、MEK阻害剤、GSK3阻害剤、及びROCK阻害剤の組み合わせを含む混合物(FMM;表2)を使用して更に維持され、かつ増殖される。
ゲノム操作されたiPSCを生成する方法のいくつかの実施形態では、方法は、iPSCに1つ以上の標的化組み込み及び/又はインデルを導入してiPSCをゲノム操作し、表1に列挙された少なくとも1つの遺伝子型を有するゲノム操作されたiPSCを取得することを含む。代替的に、ゲノム操作されたiPSCを生成する方法は、(a)1つ以上の標的化編集を非多能性細胞に導入して、選択した部位で標的化組み込み及び/又はインデルを含むゲノム操作された非多能性細胞を取得することと、(b)ゲノム操作された非多能性細胞を1つ以上のリプログラミング因子、並びに任意選択でTGFβ受容体/ALK阻害剤、MEK阻害剤、GSK3阻害剤及び/又はROCK阻害剤を含む小分子組成物と接触させて、選択された部位で標的化組み込み及び/又はインデルを含むゲノム操作されたiPSCを取得することと、を含む。あるいは、ゲノム操作されたiPSCを作製する方法は、(a)非多能性細胞を、1つ以上のリプログラミング因子、並びに任意選択で、TGFβ受容体/ALK阻害剤、MEK阻害剤、GSK3阻害剤及び/又はROCK阻害剤を含む小分子組成物と接触させて、非多能性細胞のリプログラミングを開始することと、(b)ゲノム操作のためにリプログラミング非多能性細胞に1つ以上の標的化組み込み及び/又はインデルを導入することと、(c)選択された部位に標的組み込み及び/又はインデルを含むゲノム操作されたiPSCを得ることと、を含む。上記の方法のいずれかは、クローンiPSCを得るために、ゲノム操作されたiPSCの単一細胞ソーティングを更に含み得る。このゲノム操作されたiPSCのクローン増殖を通じて、本明細書の表1で提供されるような少なくとも1つの表現型を有する単一細胞ソーティング及び増殖されたクローン操作iPSCを含むようにマスター細胞バンクが生成される。マスター細胞バンクは、続いて凍結保存され、更なるiPSC操作のためのプラットフォーム、及び既製の操作された均質な細胞療法製品を製造するための再生可能な供給源を提供し、これらの製品は、組成が明確かつ均一であり、費用効果の高い様式でかなりの規模で大量生産することができる。
リプログラミング因子は、国際公開第2015/134652号及び同第2017/066634号に開示されているような、OCT4、SOX2、NANOG、KLF4、LIN28、C-MYC、ECAT1、UTF1、ESRRB、SV40LT、HESRG、CDH1、TDGF1、DPPA4、DNMT3B、ZIC3、L1TD1及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択され、それらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。1つ以上のリプログラミング因子は、ポリペプチドの形態であり得る。リプログラミング因子はまた、ポリヌクレオチドの形態であり得、したがって、レトロウイルス、センダイウイルス、アデノウイルス、エピソーム、プラスミド、及びミニサークルなどのベクターによって非多能性細胞に導入される。特定の実施形態では、少なくとも1つのリプログラミング因子をコードする1つ以上のポリヌクレオチドは、レンチウイルスベクターによって導入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のポリヌクレオチドはエピソームベクターによって導入される。他の種々の実施形態では、1つ以上のポリヌクレオチドは、センダイウイルスベクターによって導入される。いくつかの実施形態では、1つ以上のポリヌクレオチドは、プラスミドの組み合わせによって導入される。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2019/075057号を参照されたい。
いくつかの実施形態では、非多能性細胞は、同一の又は異なる選択された部位での標的化組み込みのための複数のベクターによって、異なる外因性ポリヌクレオチド及び/又は異なるプロモーターを含む複数のコンストラクトでトランスフェクトされる。これらの外因性ポリヌクレオチドは、自殺遺伝子、又は標的化モダリティ、受容体、シグナル伝達分子、転写因子、薬学的に活性なタンパク質及びペプチド、薬物標的候補、又はiPSC若しくはそれからの誘導細胞の生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、及び/又は生存率を促進するタンパク質をコードする遺伝子を含み得る。いくつかの実施形態では、外因性ポリヌクレオチドは、siRNA、shRNA、miRNA、及びアンチセンス核酸を含むがこれらに限定されないRNAをコードする。これらの外因性ポリヌクレオチドは、構成的プロモーター、誘導性プロモーター、時間特異的プロモーター、及び組織特異的又は細胞型特異的プロモーターからなる群から選択される1つ以上のプロモーターによって駆動され得る。したがって、ポリヌクレオチドは、プロモーターを活性化する条件下で、例えば、誘導剤の存在下で、又は特定の分化した細胞型で発現可能である。いくつかの実施形態では、ポリヌクレオチドは、iPSC及び/又はiPSCから分化した細胞で発現される。一実施形態では、1つ以上の自殺遺伝子は、構成的プロモーターにより駆動され、例えば、CAGにより駆動されるキャパーゼ-9である。異なる外因性ポリヌクレオチド及び/又は異なるプロモーターを含むこれらのコンストラクトは、同時又は連続的に非多能性細胞にトランスフェクトすることができる。複数のコンストラクトの標的化組み込みに供される非多能性細胞は、1つ以上のリプログラミング因子に同時に接触させて、ゲノム操作と同時にリプログラミングを開始でき、これにより、同じ細胞のプールに複数の標的化組み込みを含むゲノム操作されたiPSCを取得できる。このように、この堅牢な方法により、同時のリプログラミングと操作戦略により、選択された1つ以上の標的部位に組み込まれた複数のモダリティを持つクローンゲノム操作されたiPSCを誘導できる。いくつかの実施形態では、本明細書で提供される方法及び組成物を使用して取得されたゲノム改変されたiPSC及びそれらの誘導細胞は、表1に列挙された少なくとも1つの遺伝子型を含む。
IV.ゲノム操作されたiPSCを分化させることにより遺伝子操作されたエフェクター細胞を取得する方法
本発明の更なる態様は、奇形腫形成によるゲノム操作されたiPSCのin vivo分化の方法を提供し、ゲノム操作されたiPSCからin vivoで誘導された分化細胞は、所望の部位(複数可)で標的化組み込み及び/又はインデルを含む無傷で機能的な標的化編集を保持する。いくつかの実施形態では、奇形腫を介してゲノム操作されたiPSCからin vivoで誘導された分化細胞は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、ベータ-2ミクログロブリン、CD38、GAPDH、TCR、若しくはRUNX1、又はゲノムセーフハーバーの基準を満たす他の遺伝子座を含む、1つ以上の望ましい部位に組み込まれた1つ以上の誘導性自殺遺伝子を含む。いくつかの他の実施形態では、奇形腫を介してゲノム操作されたiPSCからin vivoで誘導された分化細胞は、標的化モダリティをコードするポリヌクレオチド、又は幹細胞及び/若しくは前駆細胞の輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、及び/若しくは生存率を促進するタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の誘導性自殺遺伝子を含む奇形腫を介してゲノム操作されたiPSCからin vivoで誘導された分化細胞は、免疫応答の調節及び媒介に関連する内因性遺伝子の1つ以上のインデルを更に含む。いくつかの実施形態では、インデルは、1つ以上の内因性チェックポイント遺伝子に含まれる。いくつかの実施形態では、インデルは、1つ以上の内因性T細胞受容体遺伝子に含まれる。いくつかの実施形態では、インデルは、1つ以上の内因性MHCクラスIサプレッサー遺伝子に含まれる。いくつかの実施形態では、インデルは、主要組織適合性複合体に関連する1つ以上の内因性遺伝子に含まれる。いくつかの実施形態では、インデルは、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα又はβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、又はTIGITが挙げられるが、これらに限定されない、1つ以上の内因性遺伝子に含まれる。一実施形態では、選択された部位(複数可)に1つ以上の外因性ポリヌクレオチドを含むゲノム操作されたiPSCは、B2M(ベータ-2-ミクログロブリン)をコードする遺伝子における標的化編集を更に含む。
特定の実施形態では、本明細書で提供される1つ以上の遺伝子改変を含むゲノム操作されたiPSCは、造血細胞系統又は他の特定の細胞型をin vitroで誘導するために使用され、誘導された非多能性細胞は、選択された部位(複数可)で標的化編集を含む機能的遺伝子改変を保持する。いくつかの実施形態では、造血細胞系統又は他の特定の細胞型をin vitroで誘導するために使用されるゲノム操作されたiPSCは、凍結保存され、それらの使用直前に解凍される、マスター細胞バンク細胞である。一実施形態では、ゲノム操作されたiPSC誘導細胞は、決定的な造血内皮(HE)の可能性を有する中胚葉細胞、決定的なHE、CD34造血細胞、造血幹細胞及び前駆細胞、造血多能性前駆体(MPP)、T細胞前駆体、NK細胞前駆体、骨髄細胞、好中球前駆体、T細胞、NKT細胞、NK細胞、B細胞、好中球、樹状細胞、及びマクロファージを含むがこれらに限定されず、ゲノム操作されたiPSCから誘導するこれらの細胞は、所望の部位(複数可)で標的化編集を含む機能的な遺伝子改変を保持する。
iPSC誘導造血細胞系統を得るための適用可能な分化方法及び組成物としては、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2017/078807号を参照されたい。提供されているように、造血細胞系統を生成するための方法と組成物は、無血清、フィーダーを含まない、及び/又は間質を含まない条件下で、スケーラブルで単層のEB形成を必要としない培養プラットフォームにおいて、iPSCを含む、多能性幹細胞から誘導される決定的な造血内皮(HE)を介する。提供された方法に従って分化できる細胞は、多能性幹細胞から、特定の最終分化細胞及び分化転換細胞にコミットした前駆細胞、及び多能性中間体を経由せずに造血運命に直接移行した種々の系統の細胞にまで及ぶ。同様に、幹細胞を分化させることによって産生される細胞は、多能性幹細胞又は前駆細胞から、最終分化細胞まで、及び全ての介在する造血細胞系統にまで及ぶ。
単層培養において造血系統の細胞を多能性幹細胞から分化及び増殖させる方法は、多能性幹細胞をBMP経路活性化因子、及び任意選択でbFGFと接触させることを含む。提供されるように、多能性幹細胞誘導中胚葉細胞が得られ、多能性幹細胞から胚様体を形成することなく増殖される。次いで、中胚葉細胞をBMP経路活性化因子、bFGF、及びWNT経路活性化因子との接触に供して、多能性幹細胞から胚様体を形成することなく、決定的な造血内皮(HE)の可能性を有する増殖中胚葉細胞を取得する。その後のbFGFとの接触、及び任意選択でROCK阻害剤、及び/又はWNT経路活性化因子との接触により、決定的なHEの可能性を有する中胚葉細胞は、同様に分化中に増殖される、決定的なHE細胞に分化する。
本明細書で提供される造血系統の細胞を得るための方法はEB媒介の多能性幹細胞分化より優れているが、これは、EB形成が適度な増殖から最小限の細胞増殖をもたらし、均一な増殖を必要とする多くの用途で重要な単層培養、及び集団内の細胞の均一な分化を可能にせず、骨が折れ、効率が低くなるためである。
提供されている単層分化プラットフォームは、造血幹細胞及びT細胞、B細胞、NKT細胞、及びNK細胞などの分化した子孫の誘導をもたらす決定的な造血内皮への分化を促進する。単層分化戦略は、増強された分化効率と大規模な増殖を組み合わせ、種々の治療用途のための多能性幹細胞誘導造血細胞の治療上適切な数の送達を可能にする。更に、本明細書で提供される方法を使用した単層培養は、in vitro分化、ex vivo改変、及びin vivo長期造血自己複製、再構成及び生着の全範囲を可能にする機能的造血系統細胞をもたらす。提供されているように、iPSC誘導造血系統細胞には、決定的な造血内皮、造血多能性前駆細胞、造血幹細胞及び前駆細胞、T細胞前駆体、NK細胞前駆体、T細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、マクロファージ、並びに好中球が挙げられるがこれらに限定されない。
いくつかの実施形態では、本発明は、決定的な造血系統の細胞への多能性幹細胞の分化を指示するための方法と提供し、方法は、(i)多能性幹細胞を、BMP活性化因子、及び任意選択でbFGFを含む組成物と接触させて、多能性幹細胞からの中胚葉細胞の分化及び増殖を開始させることと、(ii)中胚葉細胞を、BMP活性化因子、bFGF及びGSK3阻害剤を含む組成物と接触させて、中胚葉細胞からの決定的なHEの可能性を有する中胚葉細胞の分化及び増殖を開始させることであって、組成物は、任意選択でTGFβ受容体/ALK阻害剤を含まない、開始させることと、(iii)決定的なHEの可能性を有する中胚葉細胞を、ROCK阻害剤と、bFGF、VEGF、SCF、IGF、EPO、IL6、及びIL11からなる群から選択される1つ以上の増殖因子並びにサイトカインと、任意選択でWnt経路活性化因子と、を含む組成物と接触させて、決定的な造血内皮の可能性を有する多能性幹細胞誘導中胚葉細胞からの決定的な造血内皮の分化及び増殖を開始させることであって、組成物は、任意選択でTGFβ受容体/ALK阻害剤を含まない、開始させることと、を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、多能性幹細胞を、MEK阻害剤、GSK3阻害剤、及びROCK阻害剤を含み、TGFβ受容体/ALK阻害剤を含まない組成物と接触させ、多能性幹細胞を播種及び増殖させることを更に含む。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞は、iPSC、又はナイーブiPSC、又は1つ以上の遺伝的インプリントを含むiPSCであり、iPSCに含まれる1つ以上の遺伝的インプリントは、そこから分化した造血細胞に保持される。多能性幹細胞の造血系統の細胞への分化を指示するための方法のいくつかの実施形態では、多能性幹細胞の造血系統の細胞への分化は、胚様体の生成がなく、単層培養形態である。
上述の方法のいくつかの実施形態では、取得された多能性幹細胞誘導の決定的な造血内皮細胞は、CD34である。いくつかの実施形態では、取得された決定的な造血内皮細胞は、CD34CD43である。いくつかの実施形態では、決定的な造血内皮細胞は、CD34CD43CXCR4CD73である。いくつかの実施形態では、決定的な造血内皮細胞は、CD34CXCR4CD73である。いくつかの実施形態では、決定的な造血内皮細胞は、CD34CD43CD93である。いくつかの実施形態では、決定的な造血内皮細胞は、CD34CD93である。
上述の方法のいくつかの実施形態では、方法は、(i)多能性幹細胞誘導の決定的な造血内皮を、ROCK阻害剤と、VEGF、bFGF、SCF、Flt3L、TPO、及びIL7からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインと、任意選択でBMP活性化因子と、を含む組成物と接触させて、プレT細胞前駆体への決定的な造血内皮の分化を開始させることと、任意選択で、(ii)プレT細胞前駆体を、SCF、Flt3L、及びIL7からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインを含むが、VEGF、bFGF、TPO、BMP活性化因子及びROCK阻害剤のうちの1つ以上を含まない組成物と接触させて、T細胞前駆体又はT細胞へのプレT細胞前駆体の分化を開始させることと、を更に含む。この方法のいくつかの実施形態では、多能性幹細胞誘導T細胞前駆体は、CD34CD45CD7である。この方法のいくつかの実施形態では、多能性幹細胞誘導T細胞前駆体は、CD45CD7である。
多能性幹細胞の造血系統の細胞への分化を指示するための上述の方法の更にいくつかの実施形態では、方法は、(i)多能性幹細胞誘導の決定的な造血内皮を、ROCK阻害剤と、VEGF、bFGF、SCF、Flt3L、TPO、IL3、IL7、及びIL15からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインと、任意選択でBMP活性化因子と、を含む組成物と接触させて、決定的な造血内皮のプレNK細胞前駆体への分化を開始させることと、任意選択で(ii)多能性幹細胞誘導のプレNK細胞前駆体を、SCF、Flt3L、IL3、IL7、及びIL15からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインを含み、VEGF、bFGF、TPO、BMP活性化因子、及びROCK阻害剤の1つ以上を含まない組成物と接触させ、プレNK細胞前駆体からNK細胞前駆体又はNK細胞への分化を開始させることと、を更に含む。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞誘導NK前駆体は、CD3CD45CD56CD7である。いくつかの実施形態では、多能性幹細胞誘導NK細胞は、CD3CD45CD56であり、任意選択で、NKp46、CD57及びCD16であることによって更に規定される。
したがって、上記の分化方法を使用すると、以下のiPSC誘導造血細胞の1つ以上の集団を取得し得る。すなわち、(i)iMPP-A、iTC-A2、iTC-B2、iNK-A2、及びiNK-B2から選択される1つ以上の培養培地を使用する、CD34 HE細胞(iCD34)、(ii)iMPP-A、iTC-A2、iTC-B2、iNK-A2、及びiNK-B2から選択される1つ以上の培養培地を使用する、決定的な造血内皮(iHE)、(ii)iMPP-A、iTC-A2、iTC-B2、iNK-A2、及びiNK-B2から選択される1つ以上の培養培地を使用する、決定的なHSC、(iv)iMPP-Aを使用する、多能性前駆細胞(iMPP)、(v)iTC-A2、及びiTC-B2から選択される1つ以上の培養培地を使用する、T細胞前駆体(ipro-T)、(vi)iTC-B2を使用する、T細胞(iTC)、(vii)iNK-A2、及びiNK-B2から選択される1つ以上の培養培地を使用する、NK細胞前駆体(ipro-NK)、並びに/又は(viii)NK細胞(iNK)、及びiNK-B2。いくつかの実施形態では、培地は以下である:
a.iCD34-Cは、ROCK阻害剤と、bFGF、VEGF、SCF、IL6、IL11、IGF、及びEPOからなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインと、任意選択で、Wnt経路活性化因子とを含み、TGFβ受容体/ALK阻害剤を含まない。
b.iMPP-Aは、BMP活性化因子と、ROCK阻害剤と、TPO、IL3、GMCSF、EPO、bFGF、VEGF、SCF、IL6、Flt3L、及びIL11からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインとを含む。
c.iTC-A2は、ROCK阻害剤と、VEGF、bFGF、SCF、Flt3L、TPO、及びIL7からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインと、任意選択でBMP活性化因子と、を含む。
d.iTC-B2は、SCF、Flt3L、及びIL7からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインを含む。
e.iNK-A2は、ROCK阻害剤と、SCF、Flt3L、TPO、IL3、IL7、及びIL15からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインと、任意選択でBMP活性化因子と、を含む。
f.iNK-B2は、SCF、Flt3L、IL7、及びIL15からなる群から選択される1つ以上の増殖因子及びサイトカインを含む。
いくつかの実施形態では、上記の方法から得られるゲノム操作iPSC誘導細胞は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、RUNX1、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCRα若しくはβ定常領域、NKG2A、NKG2D、CD25、CD38、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、若しくはTIGIT、又はゲノムセーフハーバーの基準を満たす他の遺伝子座を含む、1つ以上の所望の組み込み部位で組み込まれる1つ以上の誘導性自殺遺伝子を含む。いくつかの他の実施形態では、ゲノム操作されたiPSC誘導細胞は、安全スイッチタンパク質、標的化モダリティ、受容体、シグナル伝達分子、転写因子、薬学的に活性なタンパク質及びペプチド、薬物標的候補、又は幹細胞及び/若しくは前駆細胞の輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、及び/若しくは生存率を促進するタンパク質をコードするポリヌクレオチドを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上の自殺遺伝子を含むゲノム操作されたiPSC誘導細胞は、チェックポイント遺伝子、内因性T細胞受容体遺伝子、及びMHCクラスIサプレッサー遺伝子を含むがこれに限定されない、免疫応答調節及び媒介に関連する1つ以上の内在性遺伝子に含まれる1つ以上のインデルを更に含む。一実施形態では、1つ以上の自殺遺伝子を含むゲノム操作されたiPSC誘導細胞は、B2M遺伝子にインデルを含み、B2Mがノックアウトされている。
更に、第1の運命のゲノム操作造血細胞から第2の運命のゲノム操作造血細胞を取得するための適用可能な脱分化方法及び組成物は、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれている国際公開第2011/159726号に示されているものを含む。その中で提供される方法及び組成物は、リプログラミング中に内因性Nanog遺伝子の発現を制限することによって、開始非多能性細胞を非多能性中間細胞に部分的にリプログラミングすることを可能にし、非多能性中間細胞を、中間細胞を所望の細胞型に分化させるための条件に供する。いくつかの実施形態では、本明細書の方法及び組成物を使用して取得されたゲノム改変されたiPSC及びそれらの誘導細胞は、表1に列挙された少なくとも1つの遺伝子型を含む。
V.遺伝子操作されたiPSCから分化した機能的モダリティを持つ誘導免疫細胞の治療的使用
本発明は、いくつかの実施形態では、本明細に開示される方法及び組成物を使用してゲノム操作されたiPSCから分化された機能的に増強された誘導免疫細胞の単離された集団又は亜集団を含む組成物を提供する。いくつかの実施形態では、本組成物のiPSCは、iPSC誘導免疫細胞に保持可能な開示される1つ以上の標的化遺伝子編集を含み、遺伝子操作されたiPSC及びそれらからの誘導細胞は、細胞ベースの養子療法に適している。一実施形態では、本組成物の遺伝子操作されたエフェクター細胞の単離された集団又は亜集団は、iPSC誘導CD34細胞を含む。一実施形態では、本組成物の遺伝子操作されたエフェクター細胞の単離された集団又は亜集団は、iPSC誘導HSC細胞を含む。一実施形態では、本組成物の遺伝子操作されたエフェクター細胞の単離された集団又は亜集団は、iPSC誘導プロT細胞又はT細胞を含む。一実施形態では、本組成物の遺伝子操作されたエフェクター細胞の単離された集団又は亜集団は、iPSC誘導プロNK細胞又はNK細胞を含む。一実施形態では、本組成物の遺伝子操作されたエフェクター細胞の単離された集団又は亜集団は、iPSC誘導免疫調節細胞又は骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)を含む。いくつかの実施形態では、本組成物のiPSC誘導遺伝子操作されたエフェクター細胞は、改善された治療の可能性のために、ex vivoで更に改変される。本組成物の一実施形態では、iPSCから誘導される遺伝子操作された免疫細胞の単離された集団又は亜集団は、ナイーブT細胞、幹細胞メモリーT細胞及び/若しくはセントラルメモリーT細胞の数又は比率の増加を含む。本組成物の一実施形態では、iPSCから誘導される遺伝子操作された免疫細胞の単離された集団又は亜集団は、I型NKT細胞の数又は比率の増加を含む。本組成物の別の実施形態では、iPSCから誘導される遺伝子操作された免疫細胞の単離された集団又は亜集団は、適応NK細胞の数又は比率の増加を含む。本組成物のいくつかの実施形態では、iPSCから誘導される遺伝子操作されたCD34細胞、HSC細胞、T細胞、NK細胞、若しくは骨髄由来サプレッサー細胞の単離された集団又は亜集団は、同種異系である。本組成物の他のいくつかの実施形態では、iPSCから誘導される遺伝子操作されたCD34細胞、HSC細胞、T細胞、NK細胞、又はMDSCの単離された集団又は亜集団は、自家性である。
本組成物のいくつかの実施形態では、分化のためのiPSCは、エフェクター細胞において望ましい治療属性を伝えるために選択された遺伝子インプリントを含み、分化中の細胞発生生物学が破壊されず、当該iPSC誘導分化造血細胞において遺伝子インプリントが保持され、機能的であることを条件とする。
本組成物のいくつかの実施形態では、多能性幹細胞の遺伝的インプリントは、(i)非多能性細胞をiPSCにリプログラミングする間若しくはその後に、多能性細胞のゲノムにおけるゲノム挿入、欠失若しくは置換を通じて得られる1つ以上の遺伝子組換えモダリティ、又は(ii)ドナー、疾患、若しくは治療応答に特異的である、供給源特異的免疫細胞の1つ以上の保持可能な治療属性を含み、多能性細胞は、供給源特異的免疫細胞からリプログラミングされ、iPSCは、供給源治療属性を保持し、供給源治療属性はまた、iPSC誘導造血系統細胞にも含まれている。
本組成物のいくつかの実施形態では、遺伝子組換えモダリティは、安全スイッチタンパク質、標的化モダリティ、受容体、シグナル伝達分子、転写因子、薬学的に活性なタンパク質及びペプチド、薬物標的候補;又はiPSC若しくはそれからの誘導細胞の生着、輸送、ホーミング、生存能力、自己複製、持続性、免疫応答調節及び改変、並びに/若しくは生存率を促進するタンパク質、のうちの1つ以上を含む。本組成物のいくつかの実施形態では、遺伝子改変されたiPSC及びそれからの誘導細胞は、表1に列挙された遺伝子型を含む。本組成物の他のいくつかの実施形態では、表1に列挙された遺伝子型を含む遺伝子改変iPSC及びそれからの誘導細胞は、(1)TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、PD1、LAG3、TIM3、RFXANK、CIITA、RFX5、又はRFXAP、RAG1及び染色体6p21領域の任意の遺伝子の1つ以上の欠失又は破壊、並びに(2)HLA-E、4-1BBL、CD3、CD4、CD8、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、CAR、Fc受容体、若しくは二重特異性若しくは多重特異性若しくはユニバーサルエンゲージャーとのカップリングのための表面トリガー受容体の導入又は上方制御を含む追加の遺伝子改変モダリティを更に含む。
本組成物の更にいくつかの他の実施形態では、造血系統細胞は、以下のうちの少なくとも2つの組み合わせに関する供給源特異的免疫細胞の治療属性を含む:(i)1つ以上の抗原標的化受容体の発現、(ii)改変されたHLA、(iii)腫瘍微小環境に対する耐性、(iv)バイスタンダー免疫細胞及び免疫修飾の動員、(iv)低減された腫瘍外効果を伴う改善されたオンターゲット特異性、並びに(v)改善されたホーミング、持続性、細胞傷害性、又は抗原エスケープ救済。
本組成物のいくつかの実施形態では、表1に列挙される遺伝子型を含むiPSC誘導造血細胞は、IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、若しくはIL21を含む少なくとも1つのサイトカイン及び/若しくはその受容体、又はこれらの任意の改変タンパク質を発現し、少なくともCARを発現する。本組成物のいくつかの実施形態では、サイトカイン(複数可)及びCAR(複数可)の操作された発現は、NK細胞特異的である。本組成物のいくつかの他の実施形態では、サイトカイン(複数可)及びCAR(複数可)の操作された発現は、T細胞特異的である。一実施形態では、CARは、CD38結合ドメインを含む。本組成物のいくつかの実施形態では、iPSC誘導造血エフェクター細胞は、抗原特異的である。本組成物のいくつかの実施形態では、抗原特異的誘導エフェクター細胞は、液性腫瘍を標的とする。本組成物のいくつかの実施形態では、抗原特異的誘導エフェクター細胞は、固形腫瘍を標的とする。本組成物のいくつかの実施形態では、抗原特異的iPSC誘導造血エフェクター細胞は、腫瘍抗原エスケープを救済することができる。
いくつかの実施形態に従って、本発明の免疫細胞及び/又は組成物を養子細胞療法に適した対象に導入することにより、種々の疾患を改善することができる。いくつかの実施形態では、本明細書で提供されるiPSC誘導造血細胞又は組成物は、同種異系養子細胞療法のためのものである。更に、本発明は、いくつかの実施形態では、養子細胞療法に適した対象にエフェクター細胞又は治療用組成物を導入することによる、上記エフェクター細胞及び/又は治療用組成物及び/又は併用療法の治療的使用を提供し、ここで対象は、自己免疫障害、血液悪性腫瘍、固形腫瘍、又はHIV、RSV、EBV、CMV、アデノウイルス、若しくはBKポリオーマウイルスに関連する感染を有する。血液悪性腫瘍の例には、急性及び慢性白血病(急性骨髄性白血病(AML)、急性リンパ性白血病(ALL)、慢性骨髄性白血病(CML)、リンパ腫、非ホジキンリンパ腫(NHL)、ホジキン病、多発性骨髄腫、及び骨髄異形成症候群が挙げられるが、これらに限定されない。固形癌の例には、脳、前立腺、乳房、肺、結腸、子宮、皮膚、肝臓、骨、膵臓、卵巣、精巣、膀胱、腎臓、頭、首、胃、子宮頸、直腸、喉頭、及び食道の癌が挙げられるが、これらに限定されない。種々の自己免疫疾患の例には、円形脱毛症、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性肝炎、皮膚筋炎、糖尿病(1型)、若年性特発性関節炎のいくつかの形態、糸球体腎炎、グレーブス病、ギランバレー症候群、特発性血小板減少性紫斑病、重症筋無力症、いくつかの形態の心筋炎、多発性硬化症、類天疱瘡/類天疱瘡、悪性貧血、結節性多発動脈炎、多発性筋炎、原発性胆汁性肝硬変、乾癬、リウマチ様関節炎、強皮症/全身性硬化症、シェーグレン症候群、全身性エリテマトーデス、甲状腺炎のいくつかの形態、ブドウ膜炎のいくつかの形態、白斑、多発血管炎を伴う肉芽腫症(ウェゲナー病)が挙げられるが、これらに限定されない。ウイルス感染症の例には、HIV(ヒト免疫不全ウイルス)、HSV(単純ヘルペスウイルス)、KSHV(カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス)、RSV(呼吸器合胞体ウイルス)、EBV(エプスタイン-バーウイルス)、CMV(サイトメガロウイルス)、VZV(水痘帯状疱疹ウイルス)、アデノウイルス、レンチウイルス、BKポリオーマウイルス関連疾患が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に開示されている実施形態のiPSC誘導造血系統細胞又は本明細書で提供される組成物を使用する治療は、症状の提示に基づいて又は再燃防止のために行うことができる。「治療すること」、「治療」などの用語は、本明細書では、概して、所望の薬理学的及び/又は生理学的効果を取得することを意味するために使用される。効果は、疾患を完全に若しくは部分的に予防することに関して予防的であり得、かつ/又は疾患及び/若しくは疾患に起因する有害作用の部分的若しくは完全な治癒に関して治療的であり得る。本明細書で使用する場合、「治療」は、対象における疾患のあらゆる介入を網羅し、以下を含む:疾患にかかりやすいが、まだそれを有していると診断されていない対象において疾患が生じることを予防すること、疾患を阻害すること、すなわちその発症を阻止すること、又は疾患を緩和する、すなわち疾患を後退させること。治療剤(複数可)及び/又は組成物は、疾患又は傷害の発症前、発症中又は発症後に投与することができる。治療が患者の望ましくない臨床症状を安定化又は軽減させる進行中の疾患の治療もまた、特に重要である。特定の実施形態では、治療を必要とする対象は、細胞療法により少なくとも1つの関連する症状を抑制、寛解及び/若しくは改善することができる疾患、状態並びに/又は傷害を有する。特定の実施形態は、細胞療法を必要とする対象が、骨髄若しくは幹細胞移植の候補、化学療法又は放射線療法を受けた対象、過剰増殖性障害又は癌、例えば造血系の過剰増殖性障害若しくは癌を有するか又は有するリスクがある対象、腫瘍、例えば固形腫瘍を有するか又は発症するリスクがある対象、ウイルス感染若しくはウイルス感染に関連する疾患を有するか又は有するリスクがある対象を含むが、これらに限定されないことを企図する。
本明細書に開示された実施形態のiPSC誘導造血系統細胞を含む治療に対する応答性を評価するとき、応答は、臨床的利益率、死亡までの生存率、病理学的完全奏功、病理学的応答の半定量的測定、臨床的完全寛解、臨床的部分寛解、臨床的安定疾患、無再発生存、無転移生存、無病生存、循環腫瘍細胞減少、循環マーカー応答、及びRECIST(固形腫瘍における応答評価基準)基準、のうちの少なくとも1つによって測定できる。
本明細書で開示されるiPSC誘導造血系統細胞を含む治療用組成物は、他の治療の前、その間、及び/又はその後に対象に投与することができる。したがって、併用療法の方法は、1つ以上の追加の治療剤の使用前、使用中、及び/又は使用後のiPSC誘導免疫細胞の投与又は調製を含み得る。上述のように、1つ以上の追加の治療剤は、ペプチド、サイトカイン、チェックポイント阻害剤、エンゲージャー、マイトジェン、増殖因子、低分子RNA、dsRNA(二本鎖RNA)、単核血球、フィーダー細胞、フィーダー細胞成分又はその補充因子、1つ以上の目的のポリ核酸を含むベクター、抗体、化学療法剤若しくは放射性部分、又は免疫調節薬(IMiD)を含む。iPSC誘導免疫細胞の投与は、追加の治療剤の投与から、時間、日、又は週単位によって時間的に分離することができる。追加的、又は代替的に、投与は、抗腫瘍剤、手術などの非薬物療法などであるがこれらに限定されない他の生物活性剤又はモダリティと組み合わせることができる。
併用細胞療法のいくつかの実施形態では、治療的組み合わせは、本明細書で提供されるiPSC誘導造血系細胞と、エンゲージャーである追加の治療剤とを含み、エンゲージャーは、(上記のような)状態、疾患、又は適応症に関連する抗原を標的とする。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、操作されたiPSC誘導造血系細胞のCARとは異なる腫瘍標的化特異性を有する。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE)である。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、二重特異性キラー細胞エンゲージャー(BiKE)である。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)である。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、多重特異性キラー細胞エンゲージャーである。いくつかの実施形態では、エンゲージャーは、複数の免疫細胞型と適合するユニバーサルエンゲージャーである。
併用細胞療法のいくつかの実施形態では、治療的組み合わせは、本明細書で提供されるiPSC誘導造血系統細胞及び抗体又はその断片である追加の治療剤を含む。いくつかの実施形態では、抗体は、モノクローナル抗体である。いくつかの実施形態では、抗体は、ヒト化抗体、ヒト化モノクローナル抗体、又はキメラ抗体であってよい。いくつかの実施形態では、抗体又は抗体断片は、ウイルス抗原に特異的に結合する。他の実施形態では、抗体又は抗体断片は、腫瘍抗原に特異的に結合する。いくつかの実施形態では、腫瘍又はウイルス特異的抗原は、投与されたiPSC由来造血系統細胞を活性化して、それらの殺傷能力を増強する。いくつかの実施形態では、iPSC誘導造血系統細胞と共に投与する追加の治療剤として併用治療に適した抗体には、抗CD20(例えば、リツキシマブ、ベルツズマブ、オファツムマブ、ウブリツキシマブ、オカラツズマブ、オビヌツズマブ、イブリツモマブ、オクレリズマブ)、抗CD22(イノツズマブ、モキセツモマブ、エプラツズマブ)、抗HER2(例えば、トラスツズマブ、ペルツズマブ)、抗CD52(例えば、アレムツズマブ)、抗EGFR(例えば、セツキシマブ)、抗GD2(例えば、ジヌツキシマブ)、抗PDL1(例えば、アベルマブ)、抗CD38(例えば、ダラツムマブ、イサツキシマブ、MOR202)、抗CD123(例えば、7G3、CSL362)、抗SLAMF7(エロツズマブ)、及びそれらのヒト化又はFc改変バリアント若しくは断片、又はそれらの機能的同等物若しくはバイオシミラーが挙げられるが、これらに限定されない。本発明は、いくつかの実施形態では、表1に列挙され、本明細書で提供される遺伝子型を有するiPSC誘導造血系細胞を含むエフェクター細胞と、上記の抗体又は抗体断片である追加の治療剤と、を含む治療用組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、追加の治療剤は、1つ以上のチェックポイント阻害剤を含む。チェックポイントは、阻害されていない場合に免疫応答を抑制又は下方制御できる細胞分子、しばしば細胞表面分子として称される。チェックポイント阻害剤は、チェックポイントの遺伝子発現又は遺伝子産物を減少させるか、又はチェックポイント分子の活性を低下させることができるアンタゴニストである。誘導エフェクター細胞との併用療法に適したチェックポイント阻害剤は、上に提供されている。
提供される誘導エフェクター細胞を含む併用療法のいくつかの実施形態は、チェックポイント分子を標的化する少なくとも1つの阻害剤を更に含む。提供される誘導エフェクター細胞との併用療法のいくつかの他の実施形態は、2つ、3つ、又はそれ以上のチェックポイント分子が標的とされるように、2つ、3つ、又はそれ以上の阻害剤を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の併用療法のためのエフェクター細胞は、提供されるような誘導NK系統細胞である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の併用療法のためのエフェクター細胞は、誘導T系統細胞である。いくつかの実施形態では、併用療法のための誘導NK細胞又はT細胞は、本明細書で提供されるように機能的に増強されている。いくつかの実施形態では、2つ、3つ、又はそれ以上のチェックポイント阻害剤は、誘導エフェクター細胞の投与と同時、前、又は後に併用療法で投与することができる。いくつかの実施形態では、2つ以上のチェックポイント阻害剤は、同時に、又は一度に1つ(逐次的に)投与される。本発明は、いくつかの実施形態では、表1に列挙される遺伝子型を有するiPSC誘導エフェクター細胞を含むエフェクター細胞と、上記のような1つ以上のチェックポイント阻害剤と、を含む治療用組成物を提供する。
いくつかの実施形態では、上述のチェックポイント分子のいずれかを阻害するアンタゴニストは抗体である。いくつかの実施形態では、チェックポイント阻害抗体は、マウス抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、ラクダIg、単一可変新規抗原受容体(VNAR)、サメ重鎖のみ抗体(Ig NAR)、キメラ抗体、組換え抗体、又はこれらの抗体断片であり得る。抗体断片の非限定的な例には、Fab、Fab’、F(ab’)2、F(ab’)3、Fv、一本鎖抗原結合断片(scFv)、(scFv)2、ジスルフィド安定化Fv(dsFv)、ミニボディ、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、単一ドメイン抗原結合断片(sdAb)、ラクダ重鎖IgG及びNanobody(登録商標)断片、組換え重鎖のみ抗体(VHH)、並びに抗体全体の結合特異性を維持する他の抗体断片が挙げられ、それらは、抗体全体よりも、製造するのに費用対効果が高く、より簡単に使用でき、又は感度が高くあり得る。いくつかの実施形態では、1つ又は2つ又は3つ又はそれ以上のチェックポイント阻害剤は、アテゾリズマブ、アベルマブ、デュルバルマブ、イピリムマブ、IPH4102、IPH43、IPH33、リリムマブ、モナリズマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、及びそれらの誘導体又は機能的同等物のうちの少なくとも1つを含む。
誘導エフェクター細胞及び1つ以上のチェックポイント阻害剤を含む併用療法は、皮膚T細胞リンパ腫、非ホジキンリンパ腫(NHL)、菌状息肉症、パジェット様細網症、セザリー症候群、肉芽腫性皮膚弛緩症、リンパ腫様丘疹症、慢性苔癬状粃糠疹、急性痘瘡状苔癬状粃糠疹、CD30皮膚T細胞リンパ腫、二次皮膚CD30大細胞リンパ腫、非菌状息肉症CD30皮膚大T細胞リンパ腫、多形性T細胞リンパ腫、レネルトリンパ腫、皮下T細胞リンパ腫、血管中心性リンパ腫、芽細胞性NK細胞リンパ腫、B細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫(HL)、頭頸部腫瘍;扁平上皮細胞癌、横紋筋肉腫、Lewis肺癌(LLC)、非小細胞肺癌、食道扁平上皮癌、食道腺癌、腎細胞癌(RCC)、結腸直腸癌(CRC)、急性骨髄白血病(AML)、乳癌、胃癌、前立腺小細胞神経内分泌癌(SCNC)、肝臓癌、膠芽腫、肝臓癌、口腔扁平上皮癌、膵臓癌、甲状腺癌、肝内胆管細胞癌、肝細胞癌、骨癌、転移、及び上咽頭癌を含むがこれらに限定されない、液性癌及び固形癌の治療に適用できる。
本明細書で提供されるような誘導エフェクター細胞以外のいくつかの実施形態では、治療的使用のための組み合わせは、化学療法剤又は放射性部分を含む1つ以上の追加の治療剤を含む。化学療法剤とは、細胞傷害性抗腫瘍剤、すなわち、腫瘍細胞を優先的に殺傷するか、又は急速に増殖する細胞の細胞周期を破壊するか、又は幹癌細胞を根絶することが見出され、腫瘍性細胞の増殖を防止又は低減するために治療的に使用される化学剤を指す。化学療法剤はまた、抗腫瘍性又は細胞傷害性の薬物又は薬剤と呼ばれることもあり、当該技術分野で周知である。
いくつかの実施形態では、化学療法剤は、アントラサイクリン、アルキル化剤、スルホン酸アルキル、アジリジン、エチレンイミン、メチルメラミン、ナイトロジェンマスタード、ニトロソウレア、抗生物質、代謝拮抗剤、葉酸類似体、プリン類似体、ピリミジン類似体、酵素、ポドフィロトキシン、白金含有薬剤、インターフェロン、及びインターロイキンを含む。例示的な化学療法剤には、アルキル化剤(シクロホスファミド、メクロレタミン、メファリン、クロラムブシル、ヘアメチルメラミン、チオテパ、ブスルファン、カルムスチン、ロムスチン、セムスチン)、代謝拮抗剤(メトトレキサート、フルオロウラシル、フロクスウリジン、シタラビン、6-メルカプトプリン、チオグアニン、ペントスタチン)、ビンカアルカロイド(ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン)、エピポドフィロトキシン(エトポシド、エトポシドオルトキノン、及びテニポシド)、抗生物質(ダウノルビシン、ドキソルビシン、ミトキサントロン、ビスアントレン、アクチノマイシンD、プリカマイシン、ピューロマイシン、及びグラミシジンD)、パクリタキセル、コルヒチン、サイトカラシンB、エメチン、メイタンシン、並びにアムサクリンが挙げられるが、これらに限定されない。追加の薬剤には、アミングルテチミド、シスプラチン、カルボプラチン、マイトマイシン、アルトレタミン、シクロホスファミド、ロムスチン(CCNU)、カルムスチン(BCNU)、イリノテカン(CPT-11)、アレムツザマブ、アルトレタミン、アナストロゾール、L-アスパラギナーゼ、アザシチジン、ベバシズマブ、ベキサロテン、ブレオマイシン、ボルテゾミブ、ブスルファン、カルステロン、カペシタビン、セレコキシブ、セツキシマブ、クラドリビン、クロフラビン、シタラビン、ダカルバジン、デニロイキンジフチトクス、ジエチルスチルベストロール、ドセタキセル、ドロモスタノロン、エピルビシン、エルロチニブ、エストラムスチン、エトポシド、エチニルエストラジオール、エキセメスタン、フロクスウリジン、5-フルオロウラシル、フルダラビン、フルタミド、フルベストラント、ゲフィチニブ、ゲムシタビン、ゴセレリン、ヒドロキシウレア、イブリツモマブ、イダルビシン、イフォスファミド、イマチニブ、インターフェロンアルファ(2a、2b)、イリノテカン、レトロゾール、ロイコボリン、ロイプロリド、レバミゾール、メクロレタミン、メゲストロール、メルファリン、メルカプトプリン、メトトレキサート、メトキサレン、マイトマイシンC、ミトタン、ミトキサントロン、ナンドロロン、ノフェツモマブ、オキサリプラチン、パクリタキセル、パミドロネート、ペメトレキセド、ペガデマーゼ、ペガスパルガーゼ、ペントスタチン、ピポブロマン、プリカマイシン、ポリフェプロサン、ポルフィマー、プロカルバジン、キナクリン、リツキシマブ、サルグラモスチム、ストレプトゾシン、タモキシフェン、テモゾロマイド、テニポシド、テストラクトン、チオグアニン、チオテパ、トペテカン、トレミフェン、トシツモマブ、トラスツズマブ、トレチノイン、ウラシルマスタード、バルルビシン、ビノレルビン、及びゾレドロネートが挙げられる。他の好適な薬剤は、化学療法剤又は放射線療法剤として承認され、当該技術分野で知られているものを含む、ヒトへの使用が承認されているものである。そのような薬剤は、多くの標準的な医師や腫瘍学者の参考文献(例えば、Goodman&Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics,Ninth Edition,McGraw-Hill,N.Y.,1995)又はNational Cancer Instituteウェブサイト(fda.gov/cder/cancer/druglistfrarne.htm)のいずれかを参照でき、どちらも随時更新される。
サリドマイド、レナリドマイド、及びポマリドマイドなどの免疫調節薬(IMiD)は、NK細胞とT細胞の両方を刺激する。本明細書で提供されるように、IMiDは、癌治療のためにiPSC誘導治療用免疫細胞と共に使用され得る。
治療組成物に含まれるiPSC誘導造血系統細胞の単離された集団以外に、対象/患者への投与に適した組成物は、1つ以上の薬学的に許容される担体(添加物)及び/若しくは希釈剤(例えば、薬学的に許容される媒体、例えば細胞培養培地)、又は他の薬学的に許容される成分を更に含むことができる。薬学的に許容される担体及び/又は希釈剤は、部分的には、投与される特定の組成物によって、並びに治療用組成物を投与するために使用される特定の方法によって決定される。したがって、本発明の治療用組成物の多種多様な適切な製剤が存在する(例えば、その開示が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Remington’s Pharmaceutical Sciences,17th ed.1985を参照されたい)。
一実施形態では、治療用組成物は、本明細書に開示される方法及び組成物によって作製されたiPSC誘導T細胞を含む。一実施形態では、治療用組成物は、本明細書に開示される方法及び組成物によって作製されたiPSC誘導NK細胞を含む。一実施形態では、治療用組成物は、本明細書に開示される方法及び組成物によって作製されたiPSC誘導CD34HE細胞を含む。一実施形態では、治療用組成物は、本明細書に開示される方法及び組成物によって作製されたiPSC誘導HSCを含む。一実施形態では、治療用組成物は、本明細書に開示される方法及び組成物によって作製されたiPSC誘導MDSCを含む。本明細書に開示されるiPSC誘導造血系統細胞の集団を含む治療用組成物は、静脈内、腹腔内、経腸、若しくは気管投与方法によって個別に、又は他の適切な化合物と組み合わせて投与して、所望の治療目標に影響を与えることができる。
これらの薬学的に許容される担体及び/又は希釈剤は、治療用組成物のpHを約3~約10に維持するのに十分な量で存在することができる。このように、緩衝液は、全組成物の重量対重量ベースで約5%もの多さであり得る。限定されないが、塩化ナトリウム及び塩化カリウムなどの電解質もまた、治療用組成物に含まれ得る。一態様では、治療用組成物のpHは、約4~約10の範囲である。あるいは、治療用組成物のpHは、約5~約9、約6~約9、又は約6.5~約8の範囲である。別の実施形態では、治療用組成物は、当該pH範囲のうちの1つのpHを有する緩衝液を含む。別の実施形態では、治療用組成物は、約7のpHを有する。あるいは、治療用組成物は、約6.8~約7.4の範囲のpHを有する。更に別の実施形態では、治療用組成物は、約7.4のpHを有する。
本発明はまた、部分的に、本発明の特定の組成物及び/又は培養物における薬学的に許容される細胞培養培地の使用を提供する。そのような組成物は、ヒト対象への投与に適している。一般的に言えば、本発明の実施形態によるiPSC誘導免疫細胞の維持、増殖、及び/又は健康を支持する任意の培地は、医薬細胞培養培地としての使用に適している。特定の実施形態では、薬学的に許容される細胞培養培地は、無血清及び/又はフィーダーを含まない培地である。様々な実施形態では、無血清培地は、動物成分を含まず、任意選択で無タンパク質であり得る。任意選択で、培地は、生物薬学的に許容される組換えタンパク質を含み得る。「動物成分を含まない培地」とは、成分が非動物源に由来する培地を指す。組換えタンパク質は、動物を含まない培地で天然の動物タンパク質に取って代わり、栄養素は、合成、植物、又は微生物の供給源から取得される。対照的に、「無タンパク質培地」とは、実質的にタンパク質を含まないと定義される。当業者は、上述の培地の例は例示であり、本発明での使用に適した培地の配合を決して限定するものではなく、当業者に既知であり利用可能な多くの適切な培地があることを理解するであろう。
単離されたiPSC誘導造血系統細胞は、少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%、若しくは99%のT細胞、NK細胞、NKT細胞、プロT細胞、プロNK細胞、CD34HE細胞、HSC、B細胞、骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)、調節性マクロファージ、調節性樹状細胞、又は間葉系間質細胞を有することができる。いくつかの実施形態では、単離されたiPSC誘導造血系統細胞は、約95%~約100%のT細胞、NK細胞、プロT細胞、プロNK細胞、CD34HE細胞、又は骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)を有する。いくつかの実施形態では、本発明は、細胞治療を必要とする対象を治療するための、約95%のT細胞、NK細胞、プロT細胞、プロNK細胞、CD34HE細胞、又は骨髄由来サプレッサー細胞(MDSC)の単離された集団を有する組成物などの、精製T細胞又はNK細胞を有する治療用組成物を提供する。
様々な実施形態では、併用細胞療法又はそのために使用される組成物は、CD3エンゲージャーである治療用タンパク質又はペプチドと、表1に列挙されている遺伝子型を含むゲノム操作されたiPSCから誘導されるNK細胞の集団とを含み、誘導NK細胞は、第1の腫瘍抗原を認識する外因性TCR複合体(TCRexo)を含む。併用細胞療法又はそのために使用される組成物の一実施形態では、誘導NK細胞は、少なくとも第2の腫瘍抗原を標的とするキメラ抗原受容体(CAR)又はエンゲージャー、並びに任意選択で外因性CD16若しくはそのバリアント及び/又は1つ以上の外因性サイトカインを更に含む。特定の実施形態では、CARは、CD19、BCMA、MICA/B、MR1、CD38、CD20、CD22、又はCD123を標的とする。別の実施形態では、併用細胞療法又はそのために使用される組成物は、CD3エンゲージャーである治療用タンパク質又はペプチドと、表1に列挙されている遺伝子型を含むゲノム操作されたiPSCから誘導されるT細胞の集団とを含み、誘導T細胞は、第1の腫瘍抗原を認識する外因性TCR複合体(TCRexo)を含む。更に別の実施形態では、誘導T細胞は、少なくとも第2の腫瘍抗原を標的とするキメラ抗原受容体(CAR)又はエンゲージャー、並びに任意選択で外因性CD16若しくはそのバリアント及び/又は1つ以上の外因性サイトカインを更に含む。特定の実施形態では、CARは、CD19、BCMA、MICA/B、MR1、CD38、CD20、CD22、又はCD123を標的とする。いくつかの実施形態では、併用細胞療法は、ブリナツモマブ、カツマキソマブ、エルツマキソマブ、RO6958688、AFM11、MT110/AMG110、MT111/AMG211/MEDI-565、AMG330、MT112/BAY2010112、MOR209/ES414、MGD006/S80880、MGD007、及び/又はFBTA05のうちの1つと、表1に列挙される遺伝子型を含むゲノム操作されたiPSCから誘導されるNK細胞又はT細胞の集団と、を含む。更にいくつかの他の実施形態では、併用細胞療法又はそのために使用される組成物は、ブリナツモマブ、カツマキソマブ、及びエルツマキソマブのうちの1つと、表1に列挙される遺伝子型を含むゲノム操作されたiPSCから誘導されるNK細胞又はT細胞の集団と、を含む。更にいくつかの追加の実施形態では、併用細胞療法又はそのために使用される組成物は、ブリナツモマブ、カツマキソマブ、及びエルツマキソマブのうちの1つと、表1に列挙される遺伝子型を含むゲノム操作されたiPSCから誘導されるNK細胞又はT細胞の集団と、を含み、誘導エフェクター細胞は、TCRexo、任意選択でCAR、並びに任意選択でエンゲージャー、CFR、外因性CD16若しくはそのバリアント、CD38ノックアウト、及び/又は1つ以上の外因性サイトカインのうちの1つ以上を含む。
当業者であれば理解するように、本明細書に提供される方法及び組成物に基づくiPSCから誘導される自己と同種異系の造血系統細胞の両方は、上述のような細胞療法で使用することができる。自家移植の場合、誘導造血系統細胞の単離された集団は、患者と完全又は部分的にHLA一致する。別の実施形態では、誘導造血系統細胞は、対象とHLAが一致せず、誘導造血系統細胞は、HLA-I及び/若しくはHLA-IIの欠損を有するNK細胞又はT細胞である。
いくつかの実施形態では、治療組成物中の誘導造血系統細胞の数は、1用量あたり、少なくとも0.1×10細胞、少なくとも1×10細胞、少なくとも5×10細胞、少なくとも1×10細胞、少なくとも5×10細胞、少なくとも1×10細胞、少なくとも5×10細胞、少なくとも1×10細胞、少なくとも5×10細胞、少なくとも1×10細胞、又は少なくとも5×10細胞である。いくつかの実施形態では、治療用組成物中の誘導造血系統細胞の数は、1用量あたり、約0.1×10細胞~約1×10細胞、1用量あたり、約0.5×10細胞~約1×10細胞、1用量あたり、約0.5×10細胞~約1×10細胞、1用量あたり、約0.5×10細胞~約1×10細胞、1用量あたり、約1×10細胞~約5×10細胞、1用量あたり、約0.5×10細胞~約8×10細胞、1用量あたり、約3×10細胞~約3×1010細胞、又はその間の任意の範囲である。一般に、60kgの患者の場合、1×10細胞/用量は、1.67×10細胞/kgに変換される。
一実施形態では、治療組成物中の誘導造血系統細胞の数は、血液の部分的又は単一の臍帯中の免疫細胞の数であるか、又は少なくとも0.1×10細胞/kg体重、少なくとも0.5×10細胞/kg体重、少なくとも1×10細胞/kg体重、少なくとも5×10細胞/kg体重、少なくとも10×10細胞/kg体重、少なくとも0.75×10細胞/体kg体重、少なくとも1.25×10細胞/kg体重、少なくとも1.5×10細胞/kg体重、少なくとも1.75×10細胞/kg体重、少なくとも2×10細胞/kg体重、少なくとも2.5×10細胞/kg体重、少なくとも3×10細胞/kg体重、少なくとも4×10細胞/kg体重、少なくとも5×10細胞/kg体重、少なくとも10×10細胞/kg体重、少なくとも15×10細胞/kg体重、少なくとも20×10細胞/kg体重、少なくとも25×10細胞/kg体重、少なくとも30×10細胞/kg体重、1×10細胞/kg体重、5×10細胞/kg体重、若しくは1×10細胞/kg体重である。
一実施形態では、ある用量の誘導造血系統細胞が対象に送達される。例示的な一実施形態では、対象に提供される細胞の有効量は、少なくとも2×10細胞/kg、少なくとも3×10細胞/kg、少なくとも4×10細胞/kg、少なくとも5×10細胞/kg、少なくとも6×10細胞/kg、少なくとも7×10細胞/kg、少なくとも8×10細胞/kg、少なくとも9×10細胞/kg、若しくは少なくとも10×10細胞/kg、又はそれ以上の細胞/kgであり、介在する全ての細胞用量を含む。
別の例示的な実施形態では、対象に提供される細胞の有効量は、約2×10細胞/kg、約3×10細胞/kg、約4×10細胞/kg、約5×10細胞/kg、約6×10細胞/kg、約7×10細胞/kg、約8×10細胞/kg、約9×10細胞/kg、若しくは約10×10細胞/kg、又はそれ以上の細胞/kgであり、介在する全ての細胞用量を含む。
別の例示的な実施形態では、対象に提供される細胞の有効量は、約2×10細胞/kg~約10×10細胞/kg、約3×10細胞/kg~約10×10細胞/kg、約4×10細胞/kg~約10×10細胞/kg、約5×10細胞/kg~約10×10細胞/kg、2×10細胞/kg~約6×10細胞/kg、2×10細胞/kg~約7×10細胞/kg、2×10細胞/kg~約8×10細胞/kg、3×10細胞/kg~約6×10細胞/kg、3×10細胞/kg~約7×10細胞/kg、3×10細胞/kg~約8×10細胞/kg、4×10細胞/kg~約6×10細胞/kg、4×10細胞/kg~約7×10細胞/kg、4×10細胞/kg~約8×10細胞/kg、5×10細胞/kg~約6×10細胞/kg、5×10細胞/kg~約7×10細胞/kg、5×10細胞/kg~約8×10細胞/kg、又は6×10細胞/kg~約8×10細胞/kgであり、介在する全ての細胞用量を含む。
いくつかの実施形態では、誘導造血系統細胞の治療的使用は、単回投与治療である。いくつかの実施形態では、誘導造血系統細胞の治療的使用は、複数回投与治療である。いくつかの実施形態では、複数回投与治療は、毎日、3日ごと、7日ごと、10日ごと、15日ごと、20日ごと、25日ごと、30日ごと、35日ごと、40日ごと、45日ごと、50日ごとの1回の投与、又はその間の任意の日数の任意の回数の投与である。いくつかの実施形態では、複数回投与治療は、3回、又は4回、又は5回の週1回投与を含む。3回、又は4回、又は5回の週1回投与を含む複数回投与治療のいくつかの実施形態では、治療は、追加の単回投与又は複数回投与が必要かどうかを決定するための観察期間を更に含む。
本発明の誘導造血系統細胞の集団を含む組成物は、無菌であり得、ヒト患者への投与に適しており、そしてすぐに投与され得る(すなわち、更なる処理なしに投与され得る)。すぐに投与される細胞ベースの組成物は、組成物が、対象への移植又は投与の前に、いずれかの更なる処理又は操作を必要としないことを意味する。他の実施形態では、本発明は、1つ以上の薬剤の投与前に増殖及び/又は調整される、誘導造血系統細胞の単離された集団を提供する。組換えTCR又はCARを発現するように遺伝子的に操作された誘導造血系統細胞については、細胞は、例えば、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,352,694号に記載されている方法を使用して活性化及び増殖させることができる。
特定の実施形態では、誘導造血系統細胞に対する一次刺激シグナル及び共刺激シグナルは、異なるプロトコルによって提供することができる。例えば、各シグナルを提供する薬剤は、溶液中にあるか、又は表面に結合することができる。表面に結合される場合、薬剤は、同じ表面に(すなわち、「シス」形成で)又は別個の表面に(すなわち、「トランス」形成で)結合され得る。あるいは、一方の薬剤を表面に結合させ、他方の薬剤を溶液中に存在させることができる。一実施形態では、共刺激シグナルを提供する薬剤は、細胞表面に結合することができ、一次活性化シグナルを提供する薬剤は、溶液中にあるか、又は表面に結合される。特定の実施形態では、両方の薬剤が溶液中にあり得る。別の実施形態では、薬剤は、可溶性形態であってもよく、次いで、本発明の実施形態でのTリンパ球の活性化及び増殖での使用に企図される人工抗原提示細胞(aAPC)についての米国特許公開第2004/0101519号及び同第2006/0034810号に開示されているようなFc受容体若しくは抗体又は他の結合剤を発現する細胞などの表面に架橋させることができる。
投与量、頻度、及びプロトコルのいくらかの変動は、治療される対象の状態に応じて必然的に発生する。投与の責任者は、いずれにしても、個々の対象に対しての適切な用量、頻度及びプロトコルを決定する。
以下の実施例は、例示のために提供されるものであり、限定のためのものではない。
実施例1-材料及び方法
様々なプロモーターの制御下で自殺系を効果的に選択し、異なるセーフハーバー遺伝子座組み込み戦略と組み合わせて試験するために、単一細胞の継代と高スループットの96ウェルプレートベースのフローサイトメトリーソーティングを可能にする、出願人独自のhiPSCプラットフォームを使用し、単一又は複数の遺伝子調整によるクローンhiPSCの誘導を可能にした。
小分子培養におけるhiPSCの維持:hiPSCは、培養のコンフルエンシーが75%~90%に達すると、単一細胞として日常的に継代された。単細胞解離の場合、iPSCをPBS(Mediatech)で1回洗浄し、Accutase(Millipore)で37℃において3~5分間処理した後、ピペッティングして単細胞解離を確実にした。次いで、単細胞懸濁液を従来の培地と等量で混合し、225×gで4分間遠心分離し、FMMに再懸濁し、マトリゲルでコーティングした表面に播種した。継代は通常1:6~1:8で、37℃で2~4時間マトリゲルで前もってコーティングされた組織培養プレートに移し、2~3日ごとにFMMを供給した。細胞培養は、37℃、5%COに設定された加湿インキュベーターで維持された。
ZFNによるヒトiPSC操作、目的のモダリティの標的化編集のためのCRISPR:ROSA26標的化挿入を例として使用して、ZFNを介したゲノム編集では、200万個のiPSCが、AAVS1標的化挿入のために、2.5μgのZFN-L(FTV893)、2.5μgのZFN-R(FTV894)及び5μgのドナーコンストラクトの混合物でトランスフェクトされた。CRISPRを介したゲノム編集では、200万個のiPSCが、ROSA26標的化挿入のために、5μgのROSA26-gRNA/Cas9(FTV922)及び5μgのドナーコンストラクトの混合物でトランスフェクトされた。トランスフェクションは、パラメータ1500V、10ms、3パルスを使用するNeonトランスフェクションシステム(Life Technologies)を使用して行われた。トランスフェクション後の2日目又は3日目に、プラスミドに人工プロモーター-ドライバーGFP及び/又はRFP発現カセットが含まれている場合、フローサイトメトリーを使用してトランスフェクション効率を測定した。トランスフェクション後4日目に、ピューロマイシンを最初の7日間0.1μg/mLの濃度で、7日後に0.2μg/mLの濃度で培地に添加して、標的細胞を選択した。ピューロマイシンの選択中、細胞は10日目に新鮮なマトリゲルコーティングされたウェルに継代された。ピューロマイシン選択の16日目以降に、生存細胞をGFPiPS細胞のパーセンテージについてフローサイトメトリーで分析した。
ゲノム編集されたiPSCの一括ソーティング及びクローンソーティング:ZFN又はCRISPR-Cas9を使用したゲノム標的化編集を含むiPSCは、ピューロマイシン選択の20日後にGFPSSEA4TRA181iPSCの一括ソーティング及びクローンソーティングされた。単一細胞解離標的化iPSCプールを、最適な性能のために新規に作製した、ハンクス平衡塩溶液(MediaTech)、4%ウシ胎児血清(Invitrogen)、1×ペニシリン/ストレプトマイシン(Mediatech)、及び10mMのHepes(Mediatech)を含む冷却染色緩衝液に再懸濁した。SSEA4-PE、TRA181-Alexa Fluor-647(BD Biosciences)などのコンジュゲート一次抗体を細胞溶液に加え、氷上で15分間インキュベートした。全ての抗体は、100万細胞あたり100μLの染色緩衝液中に7μLで使用した。溶液を染色緩衝液で1回洗浄し、225gで4分間スピンダウンし、10μMチアゾビブを含む染色緩衝液に再懸濁し、フローサイトメトリーでのソーティングのために氷上で維持した。フローサイトメトリーによるソーティングは、FACS Aria II(BD Biosciences)で行った。一括ソーティングでは、GFPSSEA4TRA181細胞にゲーティングし、7mLのFMMで満たされた15mLの標準チューブにソーティングした。クローンソーティングでは、100μMノズルを使用して、1ウェルあたり3イベントの濃度で、ソーティングされた細胞を96ウェルプレートに直接排出した。各ウェルには、5μg/mLフィブロネクチンと1×ペニシリン/ストレプトマイシン(Mediatech)が補充された200μLのFMMが予め充填されており、予め5×マトリゲルで一晩コーティングされていた。5×マトリゲルプレコーティングには、1アリコートのマトリゲルを5mLのDMEM/F12に追加し、4℃で一晩インキュベートして適切に再懸濁させ、最後にウェルあたり50μLで96ウェルプレートに加え、37℃で一晩インキュベートする。5×マトリゲルは、各ウェルに培地を加える直前に吸引される。ソーティングが完了したら、96ウェルプレートを225gで1~2分間遠心分離してからインキュベーションした。プレートを7日間静置した。7日目に、150μLの培地を各ウェルから除去し、100μLのFMMと交換した。ウェルは、ソーティング後10日目に追加の100μLのFMMを再供給した。コロニー形成は早くも2日目に検出され、ほとんどのコロニーはソーティング後7~10日の間に増殖した。最初の継代では、ウェルをPBSで洗浄し、30μLのアキュターゼで37℃において約10分間解離させた。長期間のアキュターゼ処理の必要性は、長期間培養で遊ばなかったコロニーのコンパクトさを反映している。細胞が解離しているのが認められた後、200μLのFMMを各ウェルに加え、数回ピペッティングしてコロニーを破壊する。解離したコロニーを、予め5×マトリゲルでコーティングした96ウェルプレートの別のウェルに移し、インキュベーション前に225gで2分間遠心分離する。この1対1の継代は、増殖前の初期のコロニーを広げるために行われる。その後の継代は、3~5分間のアキュターゼ処理と、予めFMMの1×マトリゲルでコーティングされた大きなウェルへの75~90%のコンフルエンシーでの1:4~1:8の増殖で日常的に行われた。各クローン細胞株をGFP蛍光レベル及びTRA1-81発現レベルについて分析した。100%に近いGFP及びTRA1-81のクローン株を、更なるPCRスクリーニング及び分析のために選択し、マスター細胞バンクとして凍結保存した。フローサイトメトリー分析は、Guava EasyCyte 8 HT(Millipore)で実行され、Flowjo(FlowJo,LLC)を使用して分析された。
実施例2-TiPSC及びFiPSCにおけるMR1-TCRの発現
非多型MHCクラスI関連タンパク質であるMR1は、患者間で最小の変動性で癌細胞の細胞表面で広く発現され、普遍的な癌免疫療法標的であるという独特の見通しを可能にする。図1Aに示されるように、MR1クローンT細胞受容体(TCR)コンストラクトを、TRAC遺伝子座にCARを含有するT細胞からリプログラミングされたiPSC(TIPSC)(CAR/TCRTIPSC)、又は線維芽細胞からリプログラミングされたiPSC(FiPSC)に形質導入した。TRAC遺伝子座にCARを含有するT細胞(TiPSC)は、本出願において随時「TRAC-CAR TiPSC」とも称される。TCRα鎖又はTCRβ鎖発現のいずれかを破壊することによってエフェクターT系統細胞において内因性TCR複合体をノックアウトすることの利点には、養子細胞療法におけるGvHDの回避が含まれる。iT細胞に分化すると、MR1-TCR/CAR/TCRT系統エフェクター細胞(TiP-iT)は、CAR及びMR1-TCRを発現する。内因性TCRβ鎖は、TiP-iTにおいて依然として発現され、MR1-TCRコンストラクトによって提供される外因性TCRα鎖と不対合TCRを形成することができ、これは、その抗原特異的腫瘍標的化に利用可能なMR1-TCRの量に影響を及ぼすことも発見されている。
TiP-iTとは異なり、FiPSC誘導T系統細胞(FiP-iT)は、TCRα及びTCRβの予め再構成されたV(D)Jセグメントを有さず、これは、理論に束縛されるものではないが、FiPSC誘導iT細胞が成熟し、内因性TCRを発現するのにはるかに長い時間がかかる理由であり得る。遅延された内因性TCR発現は、TiP-iTと比較してFiP-iTに関してTCRの不一致の問題がないという観察をもたらす。
TiP-iT細胞におけるTCR不対合の程度を評価するために、表面染色を実施し、BD LSRFortessa(商標)フローサイトメーターによって分析した。D35分化由来のMR1-TCR形質導入FiPSC及びTIPSC細胞を、分析のために、TCRvβ11(MR1-TCRβ鎖マーカー)、TCRαβ、CD3及びCD45で染色した。図1Bの右上四半分の下パネルは、TCR染色では陽性であるが、TCRvβ11では低い(TCRvβ11TCRαβ)、TipsTC-iT(CD3陽性)における不対合TCR複合体の一部を示し、この部分におけるTCR複合体の不対合性、及びTipsTCにおける内因性TCRβがTiP-iTにおけるTCR不対合をもたらすことを示している。
更に、FiPSC又はTRAC-CAR TipsC T系統分化プロセスの20日目又は35日目頃に、Thy1.1の存在について、及び誘導細胞の表面上に存在するCD3について、細胞を染色した。図2に示すように、TCRαβを発現しているはずのThy1.1陽性細胞は、細胞表面上に内因性CD3分子を保持することができる。しかし、MR1-TCR形質導入の非存在下では、FiPSCsは、TCRα鎖又はTCRβ鎖のいずれも発現しないのに対し、TRAC-CAR TiPSCは、CD3細胞表面提示に必要なTCR複合体を形成するTCRα鎖を発現しないため、CD3表面発現は観察されない。したがって、MR1-TCRは、示されるように、TCRαノックアウトを有するT細胞及びFiPSC誘導T系統細胞を含む、内因性TCR発現が陰性であるエフェクター細胞におけるCD3分子の表面発現を安定化させることができる。
実施例3-MR1-TCRを発現するエフェクター細胞の機能的特徴付け
標的化殺傷能力を有する活性化エフェクター細胞の指標であるMR1依存性サイトカイン放出及び脱顆粒(CR/D)応答を評価するために、D42分化由来のMR1-TCR形質導入FiP-iT及びTiP-iT細胞を、MR1分子と共に腫瘍関連代謝産物を提示することが知られているA549肺癌細胞の50:50混合物と共培養した。細胞を、10μg/mLのMR1遮断抗体の非存在下(A549)又は存在下(A549+Ab)で共培養した。プレートを加湿されたインキュベーター内で約37℃及び約5%COで5時間インキュベートした。その後、BD LSRFortessa(商標)フローサイトメーターによって分析された生/死染色、表面染色及び細胞内染色を、図3に示すように、MR1遮断抗体がMR1依存性CR/D細胞応答を防止するかどうかを試験した。
MR1-TCR依存性応答を、TCRvβ11陽性及び陰性集団を比較することによって分析し、A549を添加していないエフェクター細胞を無刺激対照(unstim)として使用した。図4A及び図4Bに示されるように、代表的なFACSプロットは、MR1-TCR細胞(黒色)及びMR1-TCR細胞(灰色)のゲーティングを示し、棒グラフは、FiPSCから誘導される(図4A)又はTiPSCから誘導される(図4B)、MR1-TCR+/-細胞におけるIFNγ、TNFα、CD107ab及びグランザイムBのサイトカイン産生を要約する。IFNγ、TNFα、CD107abのサイトカイン産生は、MR1-TCR依存性であり、グランザイムBの産生はMR1-TCRによって増強されることが示されている。
エフェクター細胞の細胞毒性は、10μg/mLのMR1ブロッキング抗体の非存在下(MR1-TCRFiP-iT)又は存在下(MR1-TCRFiP-iT+MR1 Ab)、D42分化からの磁気濃縮MR1-TCR発現FiP-iT(エフェクター)と約3:1のエフェクター対ターゲット(E:T)でA549(標的)を共培養して評価した。エフェクター細胞なしで腫瘍のみを含有するウェルを対照として含めた。A549-NLR数を、エフェクター細胞の添加後72時間、IncuCyte(商標)によって監視した。A549数のパーセンテージを腫瘍単独に対して正規化し、0時間から72時間までプロットした。図5Aに示すように、代表的なFACSプロットは、インプット集団内のMR1-TCRを発現するFiP-iT細胞を表す、Thy1.1TCRvβ11細胞の純度を示す。図5Bは、A549肺癌細胞に対するMR1-TCRエフェクター細胞のin vitro 72時間MR1-TCR依存性殺傷能力を示す。
実施例4-MR1-TCRを発現するエフェクター細胞は、BiTE標的化に適合する
MR1-TCRを発現するエフェクター細胞がBiTE標的化に適合するかどうかを試験するために、内因性TCRをノックアウトしたTiP-iTと内因性TCRを持たないFiP-iTの両方において、MR1-TCRがCD3細胞表面提示(cs-CD3;図6のMR1-TCR複合体のCD3ε、δ、γサブユニット参照)を可能にするという考え方により、概念実証評価のためにCD3ベースのBiTEを使用し、その結果、cs-CD3は、CD3ベースのBiTEが標的殺傷のためにエフェクター細胞と結合するのに必要である。CR/Dは、D42分化由来のMR1-TCR形質導入FiPSC細胞を、10μg/mLのMR1遮断抗体の非存在下(Nalm6)又は存在下(Nalm6+Ab)で、Nalm6細胞の50:50混合物と共培養することによって評価した。BiTE実験のために、抗CD19xCD3 BiTE(Invivogen,San Diego,CA)をNalm6+Ab群で試験し、MR1抗原(Nalm6+Ab+CD19x3)の非存在下でCD19特異的TCRシグナル伝達を誘発した。Nalm6を添加していないエフェクター細胞を無刺激対照(unstim)として使用した。プレートを加湿されたインキュベーター内で約37℃及び約5%COで5時間インキュベートした。その後、生/死染色、表面染色及び細胞内染色、及びBD LSRFortessa(商標)フローサイトメーターによる分析を行った。MR1-TCR依存性応答を、TCRvβ11陽性集団と陰性集団とを比較することによって分析した。図7Aに示されるように、代表的なFACSプロットは、MR1-TCR細胞及びMR1-TCR細胞についてのゲーティングを実証し、一方、図7Bの棒グラフは、無刺激(unstim)、Nalm6のみ、MR1遮断抗体を有するNalm(Nalm6+Ab)、及びBiTEの存在下でMR1遮断抗体を有するNalm6(Nalm6+Ab+CD19x3)などの条件に応答した、MR1-TCR細胞(黒色)及びMR1-TCR細胞(灰色)によるIFNγ、TNFα、CD107ab及びグランザイムBのサイトカイン産生を要約する。示されるように、MR1遮断抗体がMR1-TCR媒介性細胞応答を提示した場合、エフェクター細胞のcs-CD3の結合によるBiTEは、サイトカイン放出及びグランザイムBの産生を含むがこれらに限定されないBiTE特異的細胞殺傷応答をもたらす。
10μg/mLのMR1遮断抗体の非存在下(Nalm6)又は存在下(Nalm6+Ab)で、D42分化由来のMR1-TCR形質導入TiPSC細胞をNalm6細胞の50:50混合物と共培養することによっても、CR/Dを評価した。図8Bの棒グラフは、無刺激(unstim)、Nalm6、MR1遮断抗体を有するNalm(Nalm6+Ab)、及びCD19xCD3 BiTEの存在下でMR1遮断抗体を有するNalm6(Nalm6+Ab+CD19x3)に応答した、MR1-TCR細胞(黒色)及びMR1-TCR細胞(灰色)(図8Aにおいてゲーティングされている)についてのIFNγ、TNFα、CD107ab及びグランザイムBのサイトカイン産生を要約する。灰色の棒は、CD19-CAR誘発応答に起因するMR1-TCR形質導入TiPSCについての基礎CR/Dレベルを示す。灰色の棒(MR1-TCRTiPSC)と比較して黒色の棒(MR1-TCRTiPSC)によって示される増加したCR/Dレベルは、CAR刺激の存在下でのMR1-TCR媒介性応答を定義する。
更に、BiTEの添加がMR1依存性様式で細胞傷害性を回復させることを実証するために、D42分化由来の磁気的に濃縮されたMR1-TCR発現FiPSC誘導エフェクター細胞を、10μg/mLのMR1ブロッキング抗体の非存在下(MR1-TCRFiP-iT)又は存在下(MR1-TCRFiP-iT+MR1 Ab)でNalm6-NLR(標的)とE:T比で共培養をした。MR1遮断抗体の存在下でMR1-TCRFiP-iTを用いてCD19x3 BiTEを試験し、MR1抗原の非存在下でCD19特異的TCRシグナル伝達を誘発した(MR1-TCRFiP-iT+MR1 Ab+19x3)。腫瘍のみを含有するウェルを対照(腫瘍のみ)として含めた。Nalm6-NLR数を、エフェクターの添加後72時間、IncuCyteによって監視した。Nalm6数のパーセンテージを腫瘍単独に対して正規化し、0時間から72時間までプロットした。図9Aに示されるように、代表的なFACSプロットは、インプット集団内のThy1.1TCRvβ11細胞(MR1-TCRFiP-iT)の純度を示す。図9Bのグラフは、MR1遮断抗体及びBiTE CD19xCD3の非存在下/存在下でのNalm6に対するMR1-TCRFiP-iT細胞のin vitro 72時間殺傷能力を示す。CD19認識によるBiTE標的化殺傷は、MR1遮断抗体の存在下でMR1-TCR指向性細胞傷害性の喪失をレスキューし、MR1媒介性TCRシグナル伝達を回復させた。
したがって、BiTEの添加は、外因性TCR又はCARによって標的化される抗原が遮断される場合であっても、CD3を含むがこれに限定されない表面トリガータンパク質を介してエフェクター細胞に結合することによって腫瘍細胞の標的化を可能にし、それによって、集合的に2つ以上の標的化特異性を有するBiTE、TCR及びCARの間の任意の組み合わせを利用することによって腫瘍抗原エスケープを克服するエフェクター細胞の能力についての概念実証を提供する。
実施例5-TiPSCにおける更なるTRBCノックアウトは、不対合を補正し、外因性TCR機能を改善する
表面染色を実施し、TCR不対合を評価した。D35分化由来のMR1-TCR形質導入FiPSC及びTiPSC(TCRαkoTCRβwt)を最初にTCRvβ11で染色し、次いでTCRαβ、CD3、及びCD45で染色し、LSRFortessa(商標)によって分析した。図11Aに示すように、代表的なFACSプロットは、FiPSC及びTiPSCから誘導される表面CD3細胞のTCRvβ11並びにTCRαβ発現を実証し、このことは、不対合の問題がTRACノックアウトのみを有するTipsCには存在するが、FiPSCには存在しないことを示している。TRAC及びTRBCノックアウトの両方を有するD35 TiPSCを、TCRvβ11及びTCRαβ、Thy1.1及びCD45で染色し、LSRFortessa(商標)によって分析した。図11Bに提示されるように、代表的なFACSプロットは、TCRvβ11及びTCRαβ発現を実証し、不対合が、TCRα及びTCRβの両方をノックアウトすることによって、例えば、TipsC細胞においてTRAC及びTRBCを破壊することによって低減されることを示す。ソーティングされたTCRvβ11.1+/-集団の配列決定分析は、TCRvβ11.1細胞における効率的なTRBC KOを確認したが、TRBCは、TCRvβ11.1集団において依然としてインタクトである(図11C)。
更に、TCR複合体不対合の程度は、サイトカイン分泌及び腫瘍溶解などのTCR機能と負に相関することが示された。サイトカイン放出及び脱顆粒を、約10μg/mLのMR1遮断抗体の非存在下(A549)又は存在下(A549+Ab)で、示されたiT細胞をA549細胞と1:1の比で共培養することによって評価した。プレートを一晩インキュベートした後、生/死染色、表面染色、細胞内染色、及びBD LSRFortessa(商標)フローサイトメーターによる分析を行った。A549を添加していないエフェクター細胞を無刺激対照(unstim)として使用した。示されたiT細胞についてのCD107ab、TNFα、IFNγ及びグランザイムBについてのサイトカイン産生を図11Dに示す。
示されたiT細胞をA549細胞と1:1の比で共培養することによって、TCR媒介性細胞傷害性を評価した。腫瘍単独及びMR1-TCRを有さないiT細胞を対照として含めた(腫瘍単独及びTRACkoTRBCwt/koTCRなし)。A549細胞を、エフェクター細胞の添加後72時間、xCELLigence(商標)によって監視した。細胞溶解を腫瘍単独に対して正規化し、0時間から72時間までプロットした。図11Eは、TRBC KOあり又はなしでのA549細胞に対するMR1-TCR形質導入iT細胞のin vitro殺傷能力を示す。示されるように、腫瘍細胞殺傷を含むTCR機能の障害は、外因性TCRを発現する細胞においてTCRβを更にノックアウトすることによって修正された。NYESO1-TCRを同じアッセイを使用して試験し、同様の相関が観察された。
実施例6-iPSCの段階的操作と改変誘導エフェクター細胞の検証
キメラ抗原受容体(CAR)の強力な標的化療法を二次抗原及び三次抗原の普遍的標的化と組み合わせるために、例示的なMR1クローンT細胞受容体(MR1-TCR)及び高親和性非切断性CD16 Fc受容体(hnCD16)を、白血病及びリンパ腫に対するiPSC誘導CAR19 T細胞(CAR19-iT細胞)又はiPSC誘導CAR-BCMA T細胞(CAR-BCMA iT細胞)において、並びに固形腫瘍に対するCAR-MICA/B T細胞において発現させた。上記で実証されたように、MR1-TCRは、MR1タンパク質によって提示される腫瘍関連抗原の高度に特異的な認識を可能にする。非多型性MHCクラスI関連タンパク質MR1は、患者間で最小限の変動性で広く発現され、同族MR1-TCRを使用することによって普遍的な癌免疫療法であるという独特の見通しを可能にする。hnCD16 Fc受容体は、臨床的に検証された腫瘍抗原を標的とする広範囲の利用可能な治療用モノクローナル抗体を利用して、抗体依存性細胞傷害(ADCC)を改善することが示されている。
予備的評価は、T細胞において過剰発現されたMR1-TCRが、複数の血液及び固形腫瘍細胞株の認識の増強を可能にすることを実証した。注目すべきことに、顕著な標的特異的殺傷が、MR1遮断抗体によって特異的に阻害された指向性細胞傷害性を有するA549肺癌細胞において見られた(総生存細胞において75%超の減少)。次に、MR1-TCR係合及びhnCD16媒介性ADCCを介した腫瘍細胞の殺傷を測定する共培養アッセイにおいて、操作されたCAR19-iT細胞に対してin vitro機能試験を行った。具体的には、hnCD16を発現するCAR19-iT細胞は、リツキシマブ存在下でCD20Raji細胞又はハーセプチン存在下でHER2SKOV3細胞を溶解するように効率的に誘導されることができ、様々なモノクローナル抗体と組み合わせた1つの標的モダリティで血液悪性腫瘍及び固形腫瘍の両方を標的化する可能性を実証する。更に、MR1-TCR又はhnCD16のいずれかを発現するCAR19-iT細胞は、共培養アッセイにおいてCD19 KOリンパ腫細胞の増殖を制御する能力を示し、抗原エスケープを標的化する複数の方法を誘発する固有の能力を更に強調した。要約すると、本明細書に提示される進歩は、MR1-TCR及びhnCD16モダリティの両方が、長期応答を提供することができ、かつ単剤治療剤が患者に臨床的利益を提供できない追加の腫瘍抗原の標的化のための広範な適用可能性を可能にする既製の治療剤として、CAR-iT細胞と相乗作用することを実証する。
更に、MR1-TCRは、内因性TCRβをノックアウトするためにTRAC-CAR TiPSC中のTRBCに挿入され、それによって、MR1-TCRα及び内因性TCRβからなる不対合TCR複合体を低減又は排除し、標的化殺傷のために外因性MR1-TCRのレベルを最大化する。得られた誘導T系統エフェクター細胞を同じアッセイを使用して試験し、MR1依存性様式でのそれらの改善された細胞傷害性を確認し、MR1遮断抗体の存在下でのそれらの遮断されたMR1媒介性TCRシグナル伝達もまた、CD3ベースのBiTEの添加によって回復させることができる。
同じiT細胞において発現されるトリ抗腫瘍抗原モダリティの適合性を評価するために、i)CAR(CD19、MICA/B、又はBCMA)、ii)CD16(hnCD16)及びiii)TCR(MR1又はNYESO1)の組み合わせを概念実証について試験した。第1に、編集は首尾よく発現され、試験した全ての組み合わせは機能的iT細胞に分化した。図12Aに示されるように、代表的なFACSプロットは、TCRαβ及びCAR19発現について生CD45シングレットにゲーティングされ、TCR null CAR19-iT対照と比較して、CAR及びTCRの両方が同じiTにおいて首尾よく発現されることを実証する。図12Bは、毎日のin vitro再刺激及びサンプリングアッセイのスケジュールを示す。9日間の連続殺傷アッセイのためにMR1-TCRを有するCARを使用して、iT細胞及び標的を1対1の比で設定し、標的を0日目から9日目まで培養物に添加した。サンプリングを毎日行い、FACS計数ビーズを介して正確な腫瘍数を得た。CARのみによって媒介される迅速な腫瘍増殖阻害(TGI)が観察されたが(図12C)、TCRのみによって媒介される腫瘍細胞殺傷はCARに遅れた。全ての条件(CAR、TCR、又はCAR+TCR)は、5日後にほぼ完全なTGIを示した。注目すべきことに、CAR及びTCRを共発現させると、TGIの開始及びその完了の両方ははるかに速い速度で起こり、細胞の殺傷効果は長く持続する。
同じiT細胞上でのCAR及びTCRの発現は、CD25上方制御によって更に実証されるように、腫瘍制御及びT細胞活性化に対して独立してかつ相乗的に機能することができることが示された。図12Dに示されるように、CAR及びTCRの同時誘発は、最も高い持続可能なレベルで最も迅速なCD25上方制御を明らかにし、これは、同じエフェクター細胞において発現されるCARとTCRとの間の適合性及び相乗効果を示す。MICA/B-CAR及びhnCD16を発現するiT細胞を使用して、CARの存在下でのCD3ζシグナル伝達による細胞増殖、CD16媒介性抗原特異的殺傷、及びサイトカイン放出を含む細胞機能を確認し、CARとhnCD16との間の適合性を示した。
図13Aに示されるように、CAR(CAR-BCMA)、TCR(TCR-MR1)及びCD16(hnCD16)は、CAR19-iT細胞対照(neg ctrl)と比較して、同じiT(三峰性iT)細胞において首尾よく発現される。CAR、TCR及びCD16(三峰性iT細胞)間の相加的殺傷及び相乗効果を実証するために、上記と同じ連続殺傷アッセイを行った。図13Bに示すように、全ての群について、0日目から9日目までの、0日目に対する腫瘍数を、FACS計数ビーズによって得た。治療用抗体を介したhnCD16の誘発は、TCRと同様のTGIパターンを明らかにし、遅延発症であるが持続性のTGIを伴う。治療用抗体の存在下でのCAR特異的殺傷、TCR特異的殺傷及びCD16媒介性ADCC機能の同時誘発は、試験した全ての群の中で、迅速で、深くかつ耐久性のあるTGIを実証した。
CAR及びCD16と組み合わせた異なる腫瘍抗原特異性を有するTCRの適用可能性を試験するために、i)CAR(BCMA)、ii)CD16(hnCD16)及びiii)NYESO1-TCRの組み合わせを含むようにiPSC並びにエフェクター細胞を作製し、様々な対照細胞を同様に作製した。図14Aに示すように、代表的なFACSプロットは、D35でのBCMA-CARNYESO1-TCR iT細胞のCD7、CD5、CD4、CD8b、表面CD3及びTCRαβ発現を実証し、D42での同じiTにおけるCAR及びTCRの両方の発現の成功の確認を図14Bに示す。図14Cは、in vitro再刺激及びサンプリングアッセイのスケジュールを示す。この9日間の連続殺傷アッセイでは、BCMA-CAR及びNYESO1-TCRの両方を発現するiT細胞と標的を1:2のE:T比で設定し、0日目から8日目まで標的を培養物に添加した。サンプリングを毎日行い、FACS計数ビーズを介して正確な腫瘍数を得た。MR1-TCR及びCARの組み合わせで行われた観察と同様に、CARのみによって媒介される迅速な腫瘍増殖阻害(TGI)が観察されたが(図14D)、TCRのみによって媒介される腫瘍細胞殺傷はCARに遅れ、それによって、同じiT上のCAR及びTCRが、抗原特異的様式で独立してかつ相乗的の両方で機能し得ることが確認された。全ての条件(CAR、TCR、又はCAR+TCR)は、3日後にほぼ完全なTGIを示した。加えて、CARTCR iTは、毎日添加された標的(500,000~100,000数)の効率的かつ長期の殺傷を実証した(図14E)。上記のように、CAR及びTCRの同時誘発は、エフェクターサイズ及び粒度の増加に加えて、最も高い持続可能なレベルでの最も迅速なCD25上方制御を明らかにし、エフェクター細胞の適合性及び活性化を示した(図14F及び図14G)。まとめると、同じエフェクター細胞において発現された場合のCARとTCRとの間の適合性及び相乗効果は、三峰性iT細胞が、腫瘍細胞制御及びクリアランスにおいて増強された細胞機能を伝達する改善された細胞プラットフォームであることを証明した。
実施例7-外因性TCRの発現は、TCRリガンドによる活性化がなくてもCAR誘導性腫瘍殺傷効力を増強する
三峰性iT細胞における外因性NY-ESO-1 TCR発現も有効性に影響を及ぼすかどうかを評価し、NY-ESO-1 TCR CAR iTエフェクターの抗原特異的腫瘍殺傷効力を評価するために、TRBC2ノックアウト並びにTRACにおけるBCMA-CAR及びhnCD16の両アレル挿入を有するiPSCを、エフェクター細胞誘導のための供給源として生成した(TCRneg/CAR/hnCD16 iPSC)。iT分化の間(約D10)、分化中のiPS細胞にNYSEO1-TCRを更に形質導入し、凍結保存、培養及び更なる評価のために、分化プロセスの終了時(約D42)にTCRneg/CAR/hnCD16/NYSEO1-TCRを有するエフェクターT細胞を得た。
CR/D応答アッセイは、刺激なし、TCR活性化のみ、CAR活性化のみ、又はTCR及びCAR活性化の両方のいずれかのアッセイにおいてエフェクター細胞を提供するために、(i)エフェクター細胞(外因性TCR発現を伴う又は伴わないCAR発現)、(ii)腫瘍標的(CAR抗原を伴う又は伴わない)、及び(iii)エフェクター細胞の外因性TCRに特異的なTCRリガンドの存在又は非存在の異なる組み合わせを使用するように設計された。このような設計を用いて、エフェクター細胞を、TCR抗原特異的腫瘍殺傷効力、CAR誘導性腫瘍殺傷効力について別個に及び組み合わせて試験した。全てのアッセイにおけるE:T比は、約1:3であり、エフェクター細胞、腫瘍標的及び刺激の組み合わせは、図15~図18のそれぞれに示されるとおりである。
TCRのみがCAR/TCRエフェクター細胞において活性化され、iTエフェクター細胞において発現された外因性TCRがTCR抗原特異性腫瘍を殺傷を誘発することができることが図15に示される。興味深いことに、図16においてTCRリガンドの非存在下でのBCMA-CAR iT細胞及びTCR発現BCMA-CAR iT細胞によるNalm6(BCMA)腫瘍細胞殺傷を比較することによって実証されるように、外因性TCRの単なる発現は、適合するTCRリガンドの欠如のために活性化されなくても、CAR-iTエフェクター細胞におけるCAR誘導性腫瘍殺傷効力を増強する。CAR腫瘍抗原及びTCR腫瘍抗原の両方の存在下で、それぞれの腫瘍抗原特異性を有するCAR及びTCRの両方を発現するエフェクター細胞は、CARのみを発現するエフェクター細胞と比較して、増強された腫瘍殺傷効力を示す(図17)。この包括的かつ簡潔に設計されたアッセイ及びデータ分析からの別の観察は、TCR及びCARの両方の活性化が、CAR活性化単独と比較して、より速いかつ/又は迅速な腫瘍殺傷をもたらすことである(図18)。
加えて、外因性TCR発現CARエフェクター細胞は、全ての刺激条件(すなわち、刺激なし、CAR刺激のみ、TCR刺激のみ、又はCAR及びTCR刺激の両方)下で、TCR発現なしのCARエフェクター細胞と比較してより高い増殖倍率を示し、CAR活性化なしでTCRシグナル伝達のみによって刺激された細胞において最も高いiT細胞増殖を示した(図19)。また、図19に示されるように、CAR活性化単独では、おそらくCAR誘導性細胞枯渇に起因して、iT細胞増殖が最低である。実際、TCR活性化に加えてCAR活性化を用いると、iT細胞の増殖倍率は、TCR活性化単独下のものと比較して低下する。理論によって束縛されるものではないが、CAR-iT細胞における外因性TCR発現及び/又は活性化は、腫瘍抗原刺激時のより良好な持続性及び細胞適合性と関連し得る。
実施例8-三峰性iT細胞のin vivo検証
三峰性iT細胞の機能をin vivo評価するために、ルシフェラーゼを発現するNalm6(Nalm6-luc)、B細胞白血病のマウス異種移植モデルを使用した。この特定の試験における三峰性iT細胞は、BCMA-CAR、NYESO-TCR、及びCD16を発現する。各個別の編集は、IgG抗体によって活性化されるhnCD16媒介性ADCCを用いて、その適合する刺激剤によって首尾よく誘発された。
CAR、TCR及びCD16媒介性ADCCを組み合わせることの効果を評価するために、CAR、TCR、又は抗CD38抗体標的化のための細胞表面BCMA、NYESO1又はCD38をそれぞれ発現するNalm6-luc腫瘍細胞株を作製し、混合して異種腫瘍細胞集団を得た。このアッセイセットでは、使用した抗CD38抗体は、ダラツムマブであった。CAR、TCR及びCD16の相加効果を評価するために、Nalm6-luc株を作製し、CAR、TCR、又はADCCのいずれかに対する所望の抗原を特異的に発現させた。異なる細胞株を1:1:1の比で混合し、合計1×10個の異種腫瘍細胞を提供し、これを0日目にマウスに注射した(図20A)。図20Bに示されるように、2×10個の示されたiT細胞(BCMA-CAR、NYESO1-TCR、CD16、及びCD38 null)を3日目に注射した。1.5mg/kgのダラツムマブ(Dara)(IV、静脈内)、並びにIL2(100KU)及びIL15(150ng)サイトカインサポート(IP、腹腔内)を週2回(BIW)投与した。生物発光イメージング(BLI)を週に2回記録した。
示されたiT細胞によって標的化された結果としての異種集団における腫瘍細胞排除を、BCMA-mCherry及びNYESO1-GFPシグナルについての骨髄(BM)由来のex vivo CD10細胞のFACS分析によって評価した。示されるように、処理なし又はDara単独では、3つの株全ての細胞の存在がFACSによって検出され、一方、BCMA-CARを有するiT細胞の標的化下では、混合集団中のBCMA発現腫瘍細胞が排除され、TCRの標的化下では、NYESO1発現細胞が排除され、異種腫瘍細胞集団が、エフェクター細胞におけるCAR、TCR及びADCC標的化特異性の組み合わせによって協調して標的化される場合、腫瘍細胞は最小のエスケープを有した(図21A)。更に、全ての群について示された腫瘍株についての各骨髄試料における絶対腫瘍数を図21Bに示す。
週2回記録した生物発光画像(BLI)は図22に含まれ、CAR+TCR iTが7日目及び10日目までに骨髄中の腫瘍の大部分を排除したが、肺及び脳領域中の腫瘍は排除されなかったか、又は制御下になかったことを示す。
図23Aにおける代表的なFACSプロットは、インプットのCAR標的化Nalm6(BCMA)とTCR標的化Nalm6(BCMA)との間の比を示し、並びにエフェクターなし、BCMA CAR単独、BCMA-CARNYESO1-TCR及びBCMA-CARMR1-TCR群からの22日目の骨髄細胞懸濁液の分析を示す。BCMAMR1ko及びNYESO1MR1wtNalm6について、示された群及び個々の群の各骨髄試料における絶対腫瘍数を図23Bにプロットする。骨髄におけるこれらの腫瘍数は、様々なCAR及びTCR抗原の組み合わせについてのCAR及びTCR共発現iT細胞の抗原特異的in vivo有効性を確認した。
BLI(図24A)及び曲線下面積(AUC)データ(図24B)により、CARTCRiT細胞で処置したマウスにおいて著しく良好なTGIが確認され、TCR標的化特異性はNYESO1又はMR1であった。更に、FACS分析は、示された群からのex vivo iT細胞上にチェックポイント阻害受容体、LAG3、TIM3、PD1が存在しないことを実証し、これは、iT細胞が22日目までに枯渇しなかったことを示す(図25)。更に、CD45iT細胞を、22日目に骨髄の単一細胞懸濁液から磁気ビーズを用いて濃縮した。濃縮された細胞を2つのウェルに分割し、一方は無刺激対照用であり、他方はNYESO1ペプチドの存在下でBCMAを発現するNalm6 MR1wtで刺激した。GolgiStop(商標)、Golgiblock(商標)並びにCD107a抗体及びCD107b抗体を全ての試料に添加した。4時間後、試料を表面タンパク質、生/死について染色し、細胞内染色について固定/perm処理した。図26に示すように、22日目の骨髄からのex vivo iT細胞のサイトカイン産生及び脱顆粒能力は、エフェクター細胞が依然として機能的であることを確認した。
したがって、本明細書に提示されるデータは、in vitro及びin vivo腫瘍モデルの両方による腫瘍不均一性から生じる腫瘍エスケープの緩和におけるCAR、TCR及びCD16媒介性ADCCの間の適合性及び増強された機能性を実証し、不均質で治療が困難な固形腫瘍に対処する際の既製の細胞免疫療法の戦略を提供する。
実施例9-抗原特異的TCRの代替としてのCAR設計
CARが組換えTCR(又は外因性TCR)と同じ腫瘍関連抗原を標的化するように設計され得るかどうかを評価するために、MR1-TCRを概念実証のために使用する。MR1の場合、トランスジェニックTCRα鎖及びトランスジェニックTCRβ鎖は、CD3ベースのエンゲージャーに有用な細胞表面CD3を再構成することに加えて、MR1特異的TCRシグナル伝達及び細胞傷害性を媒介する外因性TCR複合体を形成する。図10に示されるように、CAR設計の1つの群において、CARの外部ドメインは、任意の順序で連結された、トランスジェニックTCRα鎖(Vα)の可変アルファ断片及びトランスジェニックTCRβ鎖(Vβ)の可変ベータ断片からなる。図10に示されるCAR設計の別の群は、CARの結合領域が、トランスジェニックTCRα鎖の可変領域及び部分定常領域並びにトランスジェニックTCRβ鎖の可変領域及び部分定常領域からなるように、トランスジェニックTCRα鎖(TCRαECD)及びトランスジェニックTCRβ鎖(TCRβ ECD)の細胞外ドメインを利用する。
MR1-TCRに関連して、MR1 Vα(MR1の可変アルファ(Vα)断片)は、配列番号21に対して少なくとも90%の同一性を有する配列によって表され、MR1 Vβ(MR1の可変アルファ(Vβ)断片)は、配列番号22と少なくとも90%の同一性を有する配列によって表され、MR1 TCRαECDは、配列番号23に対して少なくとも90%の同一性を有する配列によって表され、MR1 TCRβECDは、配列番号24に対して少なくとも90%の同一性を有する配列によって表される。
配列番号21
(下線を付したシグナルペプチドは、長さ及び配列が柔軟である。以下も同じ)。
配列番号22
配列番号23
配列番号24
試験目的のために、CARの膜貫通ドメイン及び細胞質ドメインは、CD28及びCD3ζ1XXを組み込んだ。細胞特異的表面発現プロファイルを調べるために、設計されたCARをそれぞれ初代NK細胞及び初代T細胞において発現させる。図10の各CARコンストラクトは、C末端にThy1.1マーカーを更に含有し、これは、2Aペプチド(図示せず)によってコンストラクトから分離されている。形質導入後約10日目に、形質導入された細胞をFACSによってCAR発現及びThy1.1発現についてアッセイする。形質導入に成功した細胞をThy1.1発現に基づいてソーティングする一方で、CARの抗原結合領域に特異的な抗体を用いてCAR染色を実施した。
CAR候補によって媒介される抗原特異的殺傷を示すために、MR1-CAR NK細胞又はT細胞を、陰性対照としてMR1-CARを有さない細胞を使用して、MR1を発現するか、又はMR1 null若しくは低MR1である腫瘍細胞と共培養する。次いで、特異的な殺傷能力を示す各MR1-CARをiPSCに形質導入する。全てのMR1-CAR iPSC株を、CAR発現、核型異常、及びゲノム安定性について試験する。iPSCにおける発現の有無にかかわらず、各MR1-CAR-iPSC株を、本明細書に記載の方法に従って、T細胞分化及びNK細胞分化の両方のために継続する。10日目及び20日目の中間細胞、並びに分化中の他の時点での細胞を、マーカー発現プロファイル及び細胞増殖について特徴付ける。重要な時点及び分化プロセスの終わりにおける細胞増殖も評価する。
MR1-CARを発現する誘導エフェクター細胞の機能プロファイルを決定するために、エフェクター細胞及びMR1発現腫瘍細胞株細胞(標的細胞)を共培養する。同じ共培養条件内で、MR1-CARエフェクター細胞活性化を、サイトカインIFNγ及びTNFαの産生、表面CD107aの評価による脱顆粒、並びにカスパーゼベースのフローアッセイを用いた標的細胞株の直接殺傷によって調べる。MR1陰性標的と共培養した場合に活性の差が観察されなかった場合と比較して、MR1陽性標的細胞に応答した、サイトカイン及び脱顆粒のレベルの増加並びにMR1-CARエフェクター細胞対非改変エフェクター細胞による直接殺傷の増加は、MR1細胞表面抗原の存在下でのMR1-CARエフェクター細胞活性化及び細胞傷害性を示す。
ヒトMR1発現癌細胞株を標的として使用して、MR1-CARのin vivo機能を評価する。in vivo評価のために、マウスT細胞又はヒトT細胞を免疫不全NSGマウスに移植する。腫瘍進行の遅延、腫瘍退縮の誘導、及び/又は生存の延長は、MR1-CAR発現初代又は誘導エフェクター細胞を使用した腫瘍型のいずれかを有するNSGマウスの処置において評価される。
当業者は、本明細書に記載の方法、組成物、及び製品が例示的な実施形態の代表であり、本発明の範囲に対する限定として意図されていないことを容易に理解するであろう。本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本明細書に開示された本開示に対して様々な置換及び修正を行うことができることは、当業者には容易に明らかであろう。
本明細書で言及される全ての特許及び刊行物は、本開示が関係する当業者の技術水準を示している。全ての特許及び刊行物は、個々の刊行物が参照により組み込まれるものとして具体的かつ個別に示されたかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に例示的に記載された本開示は、本明細書に具体的に開示されていない任意の1つ又は複数の要素、限定又は複数の限定がなくても実施することができる。したがって、例えば、本明細書の各例において、「含む」、「から本質的になる」、及び「からなる」という用語はいずれも、他の2つの用語のいずれかに置き換えることができる。使用されている用語及び表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、そのような用語及び表現の使用において、示され説明された特徴又はその一部のいずれかの同等物を除外する意図はないが、特許請求される本開示の範囲内で様々な修正が可能であると認識される。したがって、本開示は、好ましい実施形態及び必要に応じた特徴によって具体的に開示されているが、本明細書で開示される概念の修正及び変形は、当業者によってしばしば想到され得、そのような修正及び変形は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内である。

Claims (52)

  1. 細胞又はその集団であって、前記細胞は、真核細胞、動物細胞、ヒト細胞、免疫細胞、人工多能性細胞(iPSC)、クローンiPSC又はそれらから分化した誘導細胞であり、前記細胞は、
    (i)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチドと、
    (ii)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチドであって、前記tgTCRα鎖及び前記tgTCRβ鎖は、第1の腫瘍抗原を認識する外因性TCR複合体(TCRexo)を形成する、ポリヌクレオチドと、任意選択で、
    (iii)少なくとも第2の腫瘍抗原を標的とするキメラ抗原受容体(CAR)又はエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含む、1つ以上の追加の外因性ポリヌクレオチドと、を含む、細胞又はその集団。
  2. (i)前記tgTCRα鎖をコードする前記ポリヌクレオチド及び前記tgTCRβ鎖をコードする前記ポリヌクレオチドは、バイシストロニックなコンストラクトに含まれ、任意選択で、
    (a)前記コンストラクトは、TCRα又はTCRβの定常領域(TRAC又はTRBC)に挿入され、
    (b)前記コンストラクトの挿入は、前記挿入部位における内因性TCRα又は内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは
    (c)前記コンストラクトの発現は、TCRの内因性プロモーター又は外因性プロモーターによって駆動されるか、又は
    (ii)前記CAR又は前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドは、TRAC又はTRBCに挿入され、任意選択で、
    (a)前記CAR又は前記エンゲージャーをコードするポリヌクレオチドの挿入は、前記挿入部位における前記内因性TCRα又は前記内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは
    (b)前記CAR又は前記エンゲージャーの発現は、TCRの内因性プロモーター又は外因性プロモーターによって駆動されるか、又は
    (iii)前記tgTCRα鎖及び前記tgTCRβ鎖、前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチド、若しくは前記1つ以上の追加のポリヌクレオチドは、1つ以上のセーフハーバー遺伝子座若しくは選択された遺伝子座に挿入される、請求項1に記載の細胞又はその集団。
  3. (I)前記コンストラクト及び前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドはそれぞれ、TCRα又はTCRβの定常領域(TRAC又はTRBC)に挿入されるが、同じ定常領域には挿入されず、それによって、内因性TCRα及び内因性TCRβの両方の発現を破壊し、前記内因性TCRをノックアウトし、
    (a)前記トランスジェニックTCRα及び前記内因性TCRβ、若しくは、
    (b)前記トランスジェニックTCRβ及び前記内在性TCRαを含む不対合TCRを回避するか、
    又は(II)前記コンストラクト及び前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドはそれぞれ、セーフハーバー遺伝子座若しくは選択された遺伝子座を含む遺伝子座に組み込まれる、請求項2に記載の細胞又はその集団。
  4. (i)前記セーフハーバー遺伝子座は、AAVS1、CCR5、ROSA26、コラーゲン、HTRP、H11、GAPDH、又はRUNX1のうちの少なくとも1つを含み、
    (ii)前記選択された遺伝子座は、B2M、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、CIITA、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCR、NKG2A、NKG2D、CD38、CD25、CD69、CD44、CD58、CD54、CD56、CD69、CD71、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、若しくはTIGITのうちの1つであり、かつ/又は、
    (iii)前記外因性ポリヌクレオチドの前記組み込みは、前記遺伝子座における前記遺伝子の発現をノックアウトする、請求項3に記載の細胞又はその集団。
  5. 前記第1の腫瘍抗原及び前記第2の腫瘍抗原はそれぞれ、
    (i)MR1、NYESO1、MICA/B、EpCAM、EGFR、B7H3、Muc1、Muc16、CD19、BCMA、CD20、CD22、CD38、CD123、HER2、CD52、GD2、MSLN、VEGF-R2、PSMA及びPDL1、又は
    (ii)ADGRE2、B7H3、炭酸脱水酵素IX(CAIX)、CCR1、CCR4、癌胎児性抗原(CEA)、CD3、CD5、CD7、CD8、CD10、CD20、CD22、CD30、CD33、CD34、CD38、CD41、CD44、CD44V6、CD49f、CD56、CD70、CD74、CD99、CD123、CD133、CD138、CDS、CLEC12A、サイトメガロウイルス(CMV)感染細胞の抗原、上皮糖タンパク質-2(EGP-2)、上皮糖タンパク質-40(EGP-40)、上皮細胞接着分子(EpCAM)、EGFRvIII、受容体チロシンタンパク質キナーゼerb-B2,3,4、EGFIR、EGFR-VIII、ERBB葉酸結合タンパク質(FBP)、胎児のアセチルコリン受容体(AChR)、葉酸受容体-α、ガングリオシドG2(GD2)、ガングリオシドG3(GD3)、ヒト上皮増殖因子受容体2(HER2)、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)、ICAM-1、インテグリンB7、インターロイキン-13受容体サブユニットアルファ-2(IL-13Rα2)、κ-軽鎖、キナーゼ挿入ドメイン受容体(KDR)、ルイスA(CA19.9)、ルイスY(LeY)、L1細胞接着分子(L1-CAM)、LILRB2、黒色腫抗原ファミリーA1(MAGE-A1)、MICA/B、MR1、ムチン1(Muc-1)、ムチン16(Muc-16)、メソセリン(MSLN)、NKCSI、NKG2Dリガンド、c-Met、NYESO1、腫瘍胎児性抗原(h5T4)、PDL1、PRAME、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、PRAME前立腺特異的膜抗原(PSMA)、腫瘍関連糖タンパク質72(TAG-72)、TIM-3、TRBC1、TRBC2、血管内皮増殖因子R2(VEGF-R2)、ウィルムス腫瘍タンパク質(WT-1)、及び病原体抗原のうちの少なくとも1つを含み、
    前記第1の腫瘍抗原及び前記第2の腫瘍抗原は、同じか又は異なっている、請求項1に記載の細胞又はその集団。
  6. 前記第1の腫瘍抗原は、MR1、NYESO1、及びMICA/Bのうちの少なくとも1つを含むか、又は
    (i)前記tgTCRαは、配列番号7に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変アルファ(Vα)断片と、配列番号8に対して少なくとも約85%の同一性を有する配列を含むTCRα定常断片と、を含み、かつ/若しくは
    (ii)前記tgTCRβは、配列番号9に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変アルファ(Vβ)断片と、配列番号10に対して少なくとも約85%の同一性を有する配列を含むTCRβ定常断片と、を含む、請求項1に記載の細胞又はその集団。
  7. 前記CARは、
    (i)T細胞特異的若しくはNK細胞特異的なもの、
    (ii)二重特異性抗原結合CAR、
    (iii)切り替え可能なCAR、
    (iv)二量体化されたCAR、
    (v)スプリットCAR、
    (vi)多重鎖CAR、
    (vii)誘導可能なCAR、
    (viii)不活性化CAR、
    (ix)任意選択で別個のコンストラクト内で、又はバイシストロニックなコンストラクト内で、細胞表面発現の外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分長又は完全長ペプチドと共発現されたもの、
    (x)任意選択で別個のコンストラクト内で、又はバイシストロニックなコンストラクト内で、チェックポイント阻害剤と共発現されたものである、請求項1に記載のその集団の細胞。
  8. 前記エンゲージャーは、
    (i)前記細胞又はバイスタンダー免疫エフェクター細胞のCD3、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D、若しくはそれらの任意の機能的バリアントの細胞外部分を認識する第1の結合ドメインと、
    (ii)前記外因性TCRによって標的化される前記第1の腫瘍抗原とは異なる前記第2の腫瘍抗原を標的化する第2の結合ドメインであって、前記エンゲージャーの前記第2の結合ドメインは、B7H3、CD10、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD52、CD79a、CD79b、CD123、CD138、CD179b、CEA、CLEC12A、CS-1、DLL3、EGFR、EGFRvIII、EpCAM、FLT-3、FOLR1、FOLR3、GD2、gpA33、HER2、HM1.24、LGR5、MSLN、MCSP、MICA/B、Muc1、Muc16、PDL1、PSMA、PAMA、P-カドヘリン、ROR1、又はVEGF-R2のうちのいずれか1つに特異的である、第2の結合ドメインと、を含む、請求項1に記載の細胞又はその集団。
  9. 前記細胞は、
    (i)CD38ノックアウト、
    (ii)HLA-I欠損及び/若しくはHLA-II欠損、
    (iii)導入されたHLA-G若しくは非切断性HLA-G、若しくはCD58及びCD54の一方若しくは両方のノックアウト、
    (iv)CD16若しくはそのバリアント、
    (v)キメラ融合受容体(CFR)、
    (vi)細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体、
    (vii)表1に列挙される遺伝子型のうちの少なくとも1つ、
    (viii)B2M、CIITA、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCR、NKG2A、NKG2D、CD25、CD69、CD44、CD56、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、及びTIGITのうちの少なくとも1つの欠失若しくは破壊、又は
    (ix)HLA-E、4-1BBL、CD3、CD4、CD8、CD16、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、Fc受容体、抗体若しくはその機能的バリアント若しくは断片、チェックポイント阻害剤、及びアゴニストとカップリングするための表面トリガー受容体のうちの少なくとも1つの導入若しくは上方制御のうちの1つ以上を更に含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の細胞又はその集団。
  10. 前記CD16又はそのバリアントは、
    (a)高親和性非切断性CD16(hnCD16)、
    (b)CD16の外部ドメインドメインのF176V及びS197P、
    (c)CD64に由来する完全又は部分外部ドメイン、
    (d)非天然(又は非CD16)の膜貫通ドメイン、
    (e)非天然(又は非CD16)の細胞内ドメイン、
    (f)非天然(又は非CD16)のシグナル伝達ドメイン、
    (g)非天然の刺激ドメイン、並びに
    (h)CD16に由来せず、同じ又は異なるポリペプチドに由来する膜貫通、シグナル伝達及び刺激ドメインのうちの少なくとも1つを含む、請求項9に記載の細胞又はその集団。
  11. 前記CFRは、内部ドメインに作動可能に接続された膜貫通ドメインに融合した外部ドメインを含み、前記外部ドメイン、前記膜貫通ドメイン及び前記内部ドメインは、小胞体(ER)保持シグナル又はエンドサイトーシスシグナルを含まない、請求項9に記載の細胞又はその集団。
  12. (i)前記CFRの前記外部ドメインは、CD3ε、CD3γ、CD3δ、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D、任意の機能的バリアント、及びこれらの組み合わせ若しくはキメラのうちの少なくとも1つを含むシグナル伝達タンパク質の細胞外部分の完全長若しくは部分長を含むか、
    (ii)前記CFRの前記外部ドメインは、選択されたアゴニストに結合するとシグナル伝達を開始するか、又は
    (iii)前記CFRの前記内部ドメインは、CD3ζ、2B4、DAP10、DAP12、DNAM1、CD137(4-1BB)、IL21、IL7、IL12、IL15、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、若しくはNKG2Dポリペプチドの少なくとも完全長若しくは一部を含む細胞傷害性ドメインを含み、任意選択で前記内部ドメインは、
    (a)CD2、CD27、CD28、CD40L、4-1BB、OX40、ICOS、PD-1、LAG-3、2B4、BTLA、DAP10、DAP12、CTLA-4、若しくはNKG2Dポリペプチド、若しくはこれらの任意の組み合わせの完全長若しくは一部を含む共刺激ドメイン、
    (b)CD28、4-1BB、CD27、CD40L、ICOS、CD2、若しくはこれらの組み合わせの完全長若しくは一部を含む共刺激ドメイン、
    (c)IL7R、IL15R、IL18R、IL12R、IL23R、若しくはこれらの組み合わせを含むサイトカイン受容体の内部ドメインの完全長若しくは一部分を含む持続シグナル伝達ドメイン、及び/又は
    (d)受容体チロシンキナーゼ(RTK)、腫瘍壊死因子受容体(TNFR)、EGFR若しくはFAS受容体の完全な若しくは部分的な細胞内部分のうちの1つ以上を更に含む、請求項11に記載の細胞又はその集団。
  13. 前記選択されたアゴニストは、(i)抗体、若しくはその機能的バリアント若しくは断片、又は(ii)エンゲージャーであり、
    前記選択されたアゴニストは、前記細胞に含まれるポリヌクレオチドによってコードされるか、若しくは前記細胞若しくはその集団を含む培地に含まれる、請求項12に記載の細胞又はその集団。
  14. 前記細胞表面発現外因性サイトカイン又はその受容体は、
    (a)IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21、及びそのそれぞれの受容体(複数可)のうちの少なくとも1つを含むか、又は
    (b)
    (i)自己切断ペプチドを用いることによるIL15及びIL15Rαの共発現、
    (ii)IL15とIL15Rαとの融合タンパク質、
    (iii)IL15Rαの細胞内ドメインが切断された若しくは排除されたIL15/IL15Rα融合タンパク質、
    (iv)IL15とIL15Rαの膜結合Sushiドメインとの融合タンパク質、
    (v)IL15とIL15Rβとの融合タンパク質、
    (vi)IL15と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、前記共通受容体γCは、天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、並びに
    (vii)IL15Rβのホモ二量体、のうちの少なくとも1つを含み、
    (b)(i)~(vii)のうちのいずれか1つは、別個のコンストラクトで若しくはバイシストロニックなコンストラクトで、CARと共発現され得、又は
    (c)
    (i)IL7とIL7Rαとの融合タンパク質、
    (ii)IL7と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、前記共通受容体γCは、天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、及び
    (iii)IL7Rβのホモ二量体のうちの少なくとも1つを含み、(c)(i)~(vii)のうちのいずれか1つは、別個のコンストラクトで若しくはバイシストロニックなコンストラクトで、CARと共発現され得、
    任意選択で、
    (d)一過性に発現される、請求項9に記載の細胞又はその集団。
  15. 前記チェックポイント阻害剤は、PD-1、PDL-1、TIM-3、TIGIT、LAG-3、CTLA-4、2B4、4-1BB、4-1BBL、A2AR、BATE、BTLA、CD39、CD47、CD73、CD94、CD96、CD160、CD200、CD200R、CD274、CEACAM1、CSF-1R、Foxpl、GARP、HVEM、IDO、EDO、TDO、LAIR-1、MICA/B、NR4A2、MAFB、OCT-2、Rara(レチノイン酸受容体アルファ)、TLR3、VISTA、NKG2A/HLA-E、及び抑制性KIRを含む1つ以上のチェックポイント分子に対するアンタゴニストである、請求項9に記載の細胞又はその集団。
  16. 前記細胞は、同じ遺伝子編集(複数可)を有さない末梢血、臍帯血又は任意の他のドナー組織から得られたその対応する初代細胞と比較して、
    (i)増加された細胞傷害性、
    (ii)改善された持続性及び/又は生存率、
    (iii)バイスタンダー免疫細胞を腫瘍部位に遊走、及び/又は活性化若しくは動員する増強された能力、
    (iv)改善された腫瘍浸透、
    (v)腫瘍免疫抑制を低下させる増強された能力、
    (vi)腫瘍抗原エスケープの救済の改善された能力、
    (vii)制御されたアポトーシス、
    (viii)増強又は獲得したADCC、並びに
    (ix)兄弟殺しを回避する能力、
    のうちの1つ以上を含む治療特性を有する、請求項1~15のいずれか一項に記載の細胞又はその集団。
  17. 前記誘導細胞は、誘導CD34細胞、誘導造血幹細胞及び前駆細胞、誘導多能性造血前駆細胞、誘導T細胞前駆細胞、誘導NK細胞前駆細胞、誘導T系統細胞、誘導NKT系統細胞、誘導NK系統細胞、誘導B系統細胞、若しくは対応する初代T細胞、NK細胞、NKT細胞、及び/若しくはB細胞に存在しない1つ以上の機能的特徴を有する誘導エフェクター細胞を含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の細胞又はその集団。
  18. 前記誘導エフェクター細胞は造血細胞であり、その対応する初代細胞と比較してより長いテロメアを含む、請求項17に記載の細胞又はその集団。
  19. 前記細胞は表1に列挙される遺伝子型のうちの1つを含むか、又は前記細胞は、
    (i)(1)TRAC遺伝子座におけるCD19-CAR、(2)TRACノックアウト、及び(3)MR1-TCR若しくはNYESO1-TCR、並びに任意選択で(4)TRBCノックアウト;
    (ii)(1)TRAC遺伝子座におけるBCMA-CAR及びhnCD16挿入、(2)TRACノックアウト、及び(3)MR1-TCR若しくはNYESO1-TCR、並びに任意選択で(4)TRBCノックアウト;若しくは
    (iii)(1)TRAC遺伝子座におけるMICA/B-CAR挿入、(2)TRACノックアウト、(3)CD38遺伝子座におけるhnCD16挿入、(4)CD38ノックアウト、及び(5)MR1-TCR若しくはNYESO1-TCR、並びに任意選択で(6)TRBCノックアウト;を含む、請求項1~18のいずれか一項に記載の細胞又はその集団。
  20. 請求項1~19のいずれか一項に記載の細胞又はその集団を含む組成物。
  21. 前記細胞又はその集団は、前記iPSC誘導エフェクター細胞を含み、前記組成物は、1つ以上の治療剤を更に含む、請求項20に記載の組成物。
  22. 前記1つ以上の治療剤は、ペプチド、サイトカイン、チェックポイント阻害剤、抗体若しくはその機能的バリアント若しくは断片、エンゲージャー、マイトジェン、増殖因子、低分子RNA、dsRNA(二本鎖RNA)、単核血球、フィーダー細胞、フィーダー細胞成分若しくはその補充因子、1つ以上の目的のポリ核酸を含むベクター、化学療法剤若しくは放射性部分、又は免疫調節薬(IMiD)を含む、請求項21に記載の組成物。
  23. (a)前記チェックポイント阻害剤は、
    (i)PD-1、PDL-1、TIM-3、TIGIT、LAG-3、CTLA-4、2B4、4-1BB、4-1BBL、A2AR、BATE、BTLA、CD39、CD47、CD73、CD94、CD96、CD160、CD200、CD200R、CD274、CEACAM1、CSF-1R、Foxpl、GARP、HVEM、IDO、EDO、TDO、LAIR-1、MICA/B、NR4A2、MAFB、OCT-2、Rara(レチノイン酸受容体アルファ)、TLR3、VISTA、NKG2A/HLA-E、若しくは抑制性KIRを含む1つ以上のアンタゴニストチェックポイント分子、
    (ii)アテゾリズマブ、アベルマブ、デュルバルマブ、イピリムマブ、IPH4102、IPH43、IPH33、リリムマブ、モナリズマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、及びそれらの誘導体若しくは機能的同等物のうちの1つ以上、若しくは
    (iii)アテゾリズマブ、ニボルマブ、及びペンブロリズマブのうちの少なくとも1つを含むか、又は
    (b)前記1つ以上の治療薬は、ベネトクラクス、アザシチジン、及びポマリドマイドのうちの1つ以上を含む、請求項22に記載の組成物。
  24. 前記抗体、又はその機能的バリアント若しくは断片は、
    (a)抗CD20、抗CD22、抗HER2、抗CD52、抗EGFR、抗CD123、抗GD2、抗PDL1、及び/若しくは抗CD38抗体、
    (b)リツキシマブ、ベルツズマブ、オファツムマブ、ウブリツキシマブ、オカラツズマブ、オビヌツズマブ、イブリツモマブ、オクレリズマブ、イノツズマブ、モキセツモマブ、エプラツズマブ、トラスツズマブ、ペルツズマブ、アレムツズマブ、セツキシマブ、ジヌツキシマブ、アベルマブ、ダラツムマブ、イサツキシマブ、MOR202、7G3、CSL362、エロツズマブ、及びこれらのヒト化若しくはFc改変されたバリアント若しくは断片、並びにこれらの機能的同等物及びバイオシミラーのうちの1つ以上、又は
    (c)ダラツムマブを含み、前記誘導エフェクター細胞は、CD38ノックアウトを含み、任意選択でCD16若しくはそのバリアントを発現する、請求項22に記載の組成物。
  25. 前記エンゲージャーは、
    (i)二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE)、
    (ii)二重特異性キラー細胞エンゲージャー(BiKE)、若しくは
    (iii)三重特異性キラー細胞エンゲージャー(TriKE)を含むか、又は
    前記エンゲージャーは、
    (a)前記細胞又はバイスタンダー免疫エフェクター細胞のCD3、CD28、CD5、CD16、CD64、CD32、CD33、CD89、NKG2C、NKG2D若しくはそれらの任意の機能的バリアントの細胞外部分を認識する第1の結合ドメインと、
    (b)B7H3、CD10、CD19、CD20、CD22、CD24、CD30、CD33、CD34、CD38、CD44、CD52、CD79a、CD79b、CD123、CD138、CD179b、CEA、CLEC12A、CS-1、DLL3、EGFR、EGFRvIII、EpCAM、FLT-3、FOLR1、FOLR3、GD2、gpA33、HER2、HM1.24、LGR5、MSLN、MCSP、MICA/B、Muc1、Muc16、PDL1、PSMA、PAMA、P-カドヘリン、ROP1、若しくはVEGF-R2のうちのいずれか1つを含む抗原に特異的な第2の結合ドメインと、を含む、請求項22に記載の組成物。
  26. 請求項20~25のいずれか一項に記載の治療用組成物を養子細胞療法に適した対象に導入することによる前記組成物の治療的使用であって、前記対象は、自己免疫障害、血液悪性腫瘍、固形腫瘍、癌、又はウイルス感染を有する、治療的使用。
  27. 請求項1~19のいずれか一項に記載のクローンiPSCを含むマスター細胞バンク(MCB)。
  28. 請求項1~19のいずれか一項に記載の誘導エフェクター細胞を製造する方法であって、前記方法は、
    遺伝子操作されたiPSCをT細胞に分化させることを含み、前記iPSCは、(a)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、(b)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチド、及び任意選択で(c)キメラ抗原受容体(CAR)又は第2の腫瘍抗原を標的とするエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含み、任意選択で前記iPSCは、
    (i)CD38ノックアウト、
    (ii)HLA-I欠損及び/若しくはHLA-II欠損、
    (iii)導入されたHLA-G若しくは非切断性HLA-G、若しくはCD58及びCD54の一方若しくは両方のノックアウト、
    (iv)CD16若しくはそのバリアント、
    (v)キメラ融合受容体(CFR)、
    (vi)細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体、
    (vii)表1に列挙される遺伝子型のうちの少なくとも1つ、
    (viii)B2M、CIITA、TAP1、TAP2、タパシン、NLRC5、RFXANK、RFX5、RFXAP、TCR、NKG2A、NKG2D、CD25、CD69、CD44、CD56、CIS、CBL-B、SOCS2、PD1、CTLA4、LAG3、TIM3、及びTIGITのうちの少なくとも1つの欠失若しくは破壊、又は
    (ix)HLA-E、4-1BBL、CD3、CD4、CD8、CD16、CD47、CD113、CD131、CD137、CD80、PDL1、A2AR、Fc受容体、抗体若しくはその機能的バリアント若しくは断片、チェックポイント阻害剤、及びアゴニストとカップリングするための表面トリガー受容体のうちの少なくとも1つの導入若しくは上方制御のうちの1つ以上を更に含む、方法。
  29. クローンiPSCをゲノム操作して、(a)前記トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードする前記ポリヌクレオチド、(b)前記トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードする前記ポリヌクレオチド、及び任意選択で(c)前記キメラ抗原受容体(CAR)又は前記第2の腫瘍抗原を標的とする前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドをノックインすることを更に含み、任意選択で前記クローンiPSCをゲノム操作して、
    (i)CD38をノックアウトすること、
    (ii)B2M及び/若しくはCIITAをノックアウトすること、
    (iii)CD58及びCD54の一方若しくは両方をノックアウトすること、並びに/又は
    (iv)HLA-G若しくは非切断性HLA-G、前記CD16若しくはそのバリアント、前記CFR並びに/又は細胞表面発現外因性サイトカイン及び/若しくはその受容体の部分ペプチド若しくは完全ペプチドを含むシグナル伝達複合体を導入することを更に含む、請求項28に記載の方法。
  30. 前記ゲノム操作することは、標的化編集を含む、請求項29に記載の方法。
  31. 前記標的化編集は、欠失、挿入、又はインデルを含み、前記標的化編集は、CRISPR、ZFN、TALEN、ホーミングヌクレアーゼ、相同組換え、又はこれらの方法の任意の他の機能的バリエーションによって行われる、請求項30に記載の方法。
  32. 腫瘍細胞表面抗原MR1に特異的なキメラ抗原受容体(CAR)であって、前記MR1-CARは、
    (i)少なくとも1つの抗原認識ドメインを含む外部ドメインであって、前記抗原認識ドメインは、
    (a)配列番号7(MR1Vα)に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変アルファ(Vα)断片及び配列番号8(MR1Vβ)に対して少なくとも約85%の同一性を有する可変ベータ(Vβ)断片、又は
    (b)配列番号15に対して少なくとも約85%の同一性を有するMR1 TCRαの細胞外ドメイン及び配列番号16に対して少なくとも約85%の同一性を有するMR1 TCRβの細胞外ドメインを含む、外部ドメインと、
    (ii)膜貫通ドメインと、
    (iii)少なくとも第1のシグナル伝達ドメインを含む内部ドメインであって、前記第1のシグナル伝達ドメインは、T細胞及び/若しくはNK細胞の活性化又は機能に特異的なシグナル伝達タンパク質の細胞質ドメインに由来する、内部ドメインと、を含み、
    前記腫瘍細胞表面抗原MR1は、非多型である、キメラ抗原受容体。
  33. 前記シグナル伝達タンパク質は、2B4(ナチュラルキラー細胞受容体2B4)、4-1BB(腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー9)、CD16(IgG Fc領域受容体III-A)、CD2(T細胞表面抗原CD2)、CD28(T細胞特異的表面糖タンパク質CD28)、CD28H(膜貫通及び免疫グロブリンドメイン含有タンパク質2)、CD3ζ(T細胞表面糖タンパク質CD3ゼータ鎖)、CD3ζ1XX(CD3ζバリアント)、DAP10(造血細胞シグナル伝達物質)、DAP12(TYROタンパク質チロシンキナーゼ結合タンパク質)、DNAM1(CD226抗原)、FcERIγ(高親和性免疫グロブリンイプシロン受容体サブユニットガンマ)、IL21R(インターロイキン-21受容体)、IL-2Rβ/IL-15RB(インターロイキン-2受容体サブユニットベータ)、IL-2Rγ(サイトカイン受容体共通サブユニットガンマ)、IL-7R(インターロイキン-7受容体サブユニットアルファ)、KIR2DS2(キラー細胞免疫グロブリン様受容体2DS2)、NKG2D(NKG2-D II型内在性膜タンパク質)、NKp30(天然細胞傷害トリガー受容体3)、NKp44(天然細胞傷害トリガー受容体2)、NKp46(天然細胞傷害トリガー受容体1)、CS1(SLAMファミリーメンバー7)、及びCD8(T細胞表面糖タンパク質CD8アルファ鎖)のうちのいずれか1つを含む、請求項32に記載のキメラ抗原受容体。
  34. 前記内部ドメインは、第2のシグナル伝達ドメイン、及び任意選択で第3のシグナル伝達ドメインを更に含み、前記第1のシグナル伝達ドメイン、前記第2のシグナル伝達ドメイン、及び前記第3のシグナル伝達ドメインは異なる、請求項32に記載のキメラ抗原受容体。
  35. 前記第2のシグナル伝達ドメイン又は前記第3のシグナル伝達ドメインは、2B4、4-1BB、CD16、CD2、CD28、CD28H、CD3ζ、DAP10、DAP12、DNAM1、FcERIγ IL21R、IL-2Rβ(IL-15Rβ)、IL-2Rγ、IL-7R、KIR2DS2、NKG2D、NKp30、NKp44、NKp46、CD3ζ1XX、CS1、若しくはCD8の細胞質ドメイン又はその一部を含む、請求項34に記載のキメラ抗原受容体。
  36. 前記膜貫通ドメインは、CD2、CD3D、CD3E、CD3G、CD3ζ、CD4、CD8、CD8a、CD8b、CD16、CD27、CD28、CD28H、CD40、CD84、CD166、4-1BB、OX40、ICOS、ICAM-1、CTLA4、PD1、LAG3、2B4、BTLA、DNAM1、DAP10、DAP12、FcERIγ、IL7、IL12、IL15、KIR2DL4、KIR2DS1、KIR2DS2、NKp30、NKp44、NKp46、NKG2C、NKG2D、CS1、若しくはT細胞受容体ポリペプチドの膜貫通領域のアミノ酸配列又はその一部を含む、請求項32に記載のキメラ抗原受容体。
  37. 前記外部ドメインは、
    (i)シグナルペプチド、及び/又は、
    (ii)スペーサー/ヒンジ/リンカーを更に含む、請求項32に記載のキメラ抗原受容体。
  38. 前記CARは、細胞表面発現外因性サイトカイン若しくはその受容体の部分又は完全長ペプチドを同時発現するバイシストロニックなコンストラクトに含まれ、前記外因性サイトカイン又はその受容体は、
    (a)IL2、IL4、IL6、IL7、IL9、IL10、IL11、IL12、IL15、IL18、IL21、及びそのそれぞれの受容体(複数可)のうちの少なくとも1つを含むか、又は
    (b)
    (i)自己切断ペプチドを用いることによるIL15及びIL15Rαの共発現、
    (ii)IL15とIL15Rαとの融合タンパク質、
    (iii)IL15Rαの細胞内ドメインが切断された若しくは排除されたIL15/IL15Rα融合タンパク質、
    (iv)IL15とIL15Rαの膜結合Sushiドメインとの融合タンパク質、
    (v)IL15とIL15Rβとの融合タンパク質、
    (vi)IL15と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、前記共通受容体γCは、天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、並びに
    (vii)IL15Rβのホモ二量体、のうちの少なくとも1つを含み、
    (b)(i)~(vii)のうちのいずれか1つは、別個のコンストラクトで若しくはバイシストロニックなコンストラクトで、CARと共発現され得、又は
    (c)
    (i)IL7とIL7Rαとの融合タンパク質、
    (ii)IL7と共通受容体γCとの融合タンパク質であって、前記共通受容体γCは、天然であるか若しくは改変されている、融合タンパク質、及び
    (iii)IL7Rβのホモ二量体、のうちの少なくとも1つを含む、請求項32に記載のキメラ抗原受容体。
  39. 前記MR1-CARは、結腸直腸癌、肺癌、腎臓癌、前立腺癌、膀胱癌、子宮頸癌、黒色腫、骨癌、乳癌、卵巣癌、又は血液癌のうちの1つ以上に特異的である、請求項32に記載のキメラ抗原受容体。
  40. 細胞又はその集団であって、前記細胞は、真核細胞、動物細胞、ヒト細胞、免疫細胞、人工多能性細胞(iPSC)、クローンiPSC又はそれらから分化した誘導細胞であり、前記細胞は、少なくとも請求項32~39のいずれか一項に記載のキメラ抗原受容体(CAR)をコードするポリヌクレオチドを含む、細胞又はその集団。
  41. 前記細胞は、
    (i)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチドと、
    (ii)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチドであって、前記tgTCRα鎖及び前記tgTCRβ鎖は、MR1以外の第1の腫瘍抗原を認識する外因性TCR複合体(TCRexo)を形成する、ポリヌクレオチドと、任意選択で、
    (iii)少なくとも第2の腫瘍抗原を標的とするエンゲージャーをコードするポリヌクレオチドを含む、1つ以上の追加の外因性ポリヌクレオチドと、を更に含む、請求項40に記載の細胞又はその集団。
  42. (i)前記tgTCRα鎖をコードする前記ポリヌクレオチド及び前記tgTCRβ鎖をコードする前記ポリヌクレオチドは、バイシストロニックなコンストラクトに含まれ、任意選択で、
    (a)前記コンストラクトは、TCRα若しくはTCRβの定常領域(TRAC若しくはTRBC)に挿入され、
    (b)前記コンストラクトの挿入は、前記挿入部位における内因性TCRα若しくは内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは
    (c)前記コンストラクトの発現は、TCRの内因性プロモーター又は外因性プロモーターによって駆動されるか、又は
    (ii)前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドは、TRAC若しくはTRBCに挿入され、任意選択で、
    (a)前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドの挿入は、前記挿入部位における前記内因性TCRα若しくは前記内因性TCRβの発現を破壊し、かつ/若しくは
    (b)前記CAR若しくは前記エンゲージャーの発現は、TCRの内因性プロモーター若しくは外因性プロモーターによって駆動されるか、又は
    (iii)前記tgTCRα鎖及び前記tgTCRβ鎖、前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチド、若しくは前記1つ以上の追加のポリヌクレオチドは、1つ以上のセーフハーバー遺伝子座若しくは選択された遺伝子座に挿入される、請求項41に記載の細胞又はその集団。
  43. (I)前記コンストラクト及び前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドはそれぞれ、TCRα又はTCRβの定常領域(TRAC又はTRBC)に挿入されるが、同じ定常領域には挿入されず、それによって、内因性TCRα及び内因性TCRβの両方の発現を破壊し、前記内因性TCRをノックアウトし、
    (a)前記トランスジェニックTCRα及び前記内因性TCRβ、若しくは、
    (b)前記トランスジェニックTCRβ及び前記内在性TCRαを含む不対合TCRを回避するか、
    又は(II)前記コンストラクト及び前記CAR若しくは前記エンゲージャーをコードする前記ポリヌクレオチドはそれぞれ、セーフハーバー遺伝子座若しくは選択された遺伝子座を含む遺伝子座に組み込まれる、請求項42に記載の細胞又はその集団。
  44. 請求項40~43のいずれか一項に記載の細胞又はその集団を含む組成物。
  45. 前記細胞又はその集団は、前記iPSC誘導エフェクター細胞を含み、前記組成物は、1つ以上の治療剤を更に含む、請求項44に記載の組成物。
  46. 請求項44又は45に記載の治療用組成物を養子細胞療法に適した対象に導入することによる前記組成物の治療的使用であって、前記対象は、自己免疫障害、血液悪性腫瘍、固形腫瘍、癌、又はウイルス感染を有する、治療的使用。
  47. 前記対象は、結腸直腸癌、肺癌、腎臓癌、前立腺癌、膀胱癌、子宮頸癌、胃癌、黒色腫、骨癌、乳癌、卵巣癌、又は血液癌を有する、請求項46に記載の組成物の治療的使用。
  48. CAR-T細胞の機能を増強する方法であって、前記CAR-T細胞は、CARを介した第1の腫瘍抗原特異性を有し、前記方法は、前記CAR-T細胞に、
    (i)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチドと、
    (ii)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチドであって、前記tgTCRα鎖及び前記tgTCRβ鎖は、第2の腫瘍抗原特異性を有する外因性TCR複合体(TCRexo)を形成する、ポリヌクレオチドと、を導入することを含み、
    前記CAR-T細胞のCAR誘導性腫瘍殺傷効力は、TCRexoの発現によって増強される、方法。
  49. 前記CAR-T細胞は、
    (i)内因性TCRα及び内因性TCRβの両方の発現を破壊することによる内因性TCRノックアウトを含むか、又は
    (ii)前記CARは、TCRα又はTCRβの定常領域(TRAC又はTRBC)に挿入され、
    それにより、前記CAR-T細胞の内因性TCRα又は内因性TCRβの発現を破壊する、請求項48に記載の方法。
  50. 前記方法は、TCRexoによって認識される前記第2の腫瘍抗原を用いてTCRexoを活性化することを更に含み、前記第1の腫瘍抗原特異性及び前記第2の腫瘍抗原特異性は異なる、請求項48又は49に記載の方法。
  51. 前記CAR-T細胞にポリヌクレオチドを導入するステップは、
    遺伝子操作されたiPSCをT細胞に分化させることであって、前記iPSCは、(a)トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードするポリヌクレオチド、(b)トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードするポリヌクレオチド、及び(c)第1の腫瘍抗原特異性を有するCARをコードするポリヌクレオチドを含む、分化させることと、それによって、前記TCRexoの発現を有する前記CAR-T細胞を得ることと、を更に含む、請求項48に記載の方法。
  52. クローンiPSCをゲノム操作して、(a)前記トランスジェニックTCRα鎖(tgTCRα)をコードする前記ポリヌクレオチド、(b)前記トランスジェニックTCRβ鎖(tgTCRβ)をコードする前記ポリヌクレオチド、及び(c)第1の腫瘍抗原特異性を有するCARをコードする前記ポリヌクレオチドをノックインし、それによって、T細胞分化のための操作されたiPSCを得ることを更に含む、請求項51に記載の方法。
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