JP2023551071A - S-エクオールを用いた分子マーカーの調節 - Google Patents

S-エクオールを用いた分子マーカーの調節 Download PDF

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Abstract

本発明は、分子マーカーを調節する、したがって、S-エクオール又はS-エクオールを含む医薬組成物を薬学的有効量用いて乳がん(例えばトリプルネガティブ乳がん)及び黒色腫を処置又は予防するための方法及び組成物を提供する。S-エクオールは、単独で、又は1つ以上の細胞傷害性若しくは免疫療法の化合物若しくは分子と組み合わせて投与され得る。【選択図】図24A

Description

[政府支援についての記載]
本発明は、米国国立衛生研究所により認められた助成番号CA205965、CA206529、CA212674、CA231325のもと米国政府支援により、及びテキサス州がん予防研究所により認められた助成番号DP150055のもとテキサス州がん研究助成契約により実現した。この研究はまた、国防総省及びCPRIT博士課程終了後研修助成制度(RP170345)により認められたW81XWH-17-1-0007助成により支援を受けた。米国政府及びテキサス州政府は、本発明における一定の権利を有する。
[関連出願の相互参照]
本願は、2020年11月24日に出願の米国仮出願第63/117,888号の優先権を主張する。この仮出願、並びに、2018年6月15日に出願の米国仮出願第62/685,392号、及び2018年9月10日に出願の米国仮出願第62/782,981号、及び両方とも2019年4月15日に出願の米国出願第16/384,417号及び第16/384,428号は、参照によってそれらの全体がすべての目的で本明細書に援用される。
[本発明の分野]
本発明は、分子マーカーを調節する、したがって、S-エクオール又はS-エクオールを含む医薬組成物を薬学的有効量用いて乳がん(例えばトリプルネガティブ乳がん)及び黒色腫を処置又は予防するための方法及び組成物に関する。該方法は、T細胞受容体(TCR)活性化を促進し得、ERβスイッチを刺激し得、免疫療法を増強し得る。好ましい実施形態において、本方法は、S-エクオールと、免疫療法などの他の抗がん処置とを使用する組合せ療法に関する。
[関連技術の説明]
本発明の方法及び組成物は、種々のタイプのがん、特にエストロゲン受容体β(ERβ)の標的応答性のものに適する。乳がんの処置に適すること(2018年6月15日に出願の米国仮出願第62/685,392号明細書)に加え、本発明の方法及び組成物は黒色腫の処置に適する(2018年9月10日に出願の米国仮出願第62/728,981号明細書参照)。
乳がんは、不均一性が高く、複数のサブタイプからなる。トリプルネガティブ乳がん(TNBC)は、エストロゲン受容体α(ERα)、プロゲステロン受容体(PR)及びヒト上皮増殖因子受容体2型(HER2)の発現がない、乳がんのサブタイプである(Cleator他(2007)、Kang他(2008)、Chia及びTutt(2007)、Diaz他(2007)、Gonzalez-Angulo(2007)、Reis-Filho及びTutt(2008)、Irvin及びCarey(2008))TNBCはすべての乳がんのおよそ15%を占めるが、TNBCの患者の死亡率は、他のサブタイプの乳がんの患者に比べて不相応な程高い。TNBCは、さらに急速な増悪が起こりやすいが(Gerson他(2008)、Dent他(2007)、Haffty他(2006)、Kaplan及びMalmgren(2008))、「トリプルネガティブ」という特徴が、TNBC患者に、標準的なホルモン療法及びHER2標的療法の利益を得られなくしている(Baum他(2002)、Davies他(2013)、Goss他(2005)、Santen他(2009)、Shou他(2004)、Smith他(2005))。TNBCに対して治療の展望がいくらかあるにもかかわらず、化学療法は、TNBC患者にとって依然として唯一の標準的な処置である。現在の化学療法に抵抗性を示す患者は、実質的な臨床的利益がなく、不必要な毒性を被ってしまう。したがって、TNBCにとってさらに安全で有効な処置を開発することが、急務である。
悪性黒色腫には、メラノサイトと呼ばれる色素細胞の制御されない増殖からもたらされる深刻な皮膚がんの可能性がある。黒色腫は、皮膚におけるUV誘発による変化の結果とすることができ、その発症は種々の遺伝子突然変異の結果増加することがある。細胞分裂を調節するc-Kit遺伝子、BRAF遺伝子、CDKN2A遺伝子、p53腫瘍サプレッサー遺伝子の負の調節因子であるMDm2遺伝子、網膜芽細胞腫RB1遺伝子、及びMC1R(メラノコルチンー1受容体)遺伝子において生じる突然変異は、黒色腫を発症するリスクを増加させることがある。黒色腫の処置は、外科的処置、化学療法、及び/又は免疫療法の使用を含み得る(Gupta他、2016、Clark他、2016、Steinberg他、2017)。
近年、がん免疫療法において、大きな臨床上の飛躍的前進があり(Mellman他(2011)、Kaufman他(2013)、Brower(2015)、Topalian他(2015))、これには、免疫抑制用免疫チェックポイント分子CTLA-4(細胞傷害性Tリンパ球関連タンパク質4又はCD152[表面抗原分類152])、PD-1(プログラム細胞死タンパク質1)及びPD-L1(プログラム死リガンド1、Hodi他(2010)、Wolchok他(2013)、Topalian他(2014))を阻害することが含まれる。PD-1は、T細胞が体内の他の細胞を攻撃することを妨げるように「オフスイッチ」として機能する、T細胞に対するチェックポイントタンパク質である。PD-1は、腫瘍細胞に、PD-L1とともに相互作用する。PD-L1は、PD-1と相互作用すると、T細胞が腫瘍細胞を攻撃するのを妨げてしまう。PD-1阻害薬は、現在、黒色腫及び他のがんを処置することに使用されている。
チェックポイント阻害を用いたがん免疫療法の考察が、Ribas及びWolchok(2018)(本明細書の参考文献リストを参照)にあるように公開されており、その全体が、参照により、特に、免疫療法で標的とされる経路と、そのチェックポイント阻害に使用する抗体とを検討する目的で、本明細書に援用される。その上、患者の「ミュータノーム(mutanome)」、すなわち、自家T細胞が異物と認識し得るがん特有のネオエピトープを生成する体細胞突然変異のセットに基づいて、がんワクチンの標的を合理的に選択する方法が、Sahin及びTureci(2018)に論じられている(本明細書の参考文献リストを参照)。この公開もまた、その全体が、参照により本明細書に援用され、免疫系の細胞(例えば、CD4Tヘルパー細胞及びCD8T細胞傷害性細胞)を活性化して腫瘍細胞を攻撃させ得るような腫瘍抗原を個別に標的にすることを論じたものである。図1及び図2を参照のこと。このようなタイプのがん免疫療法の双方を、本発明に係るS-エクオールの使用と組み合わせることができる。
CD4T細胞は、健康な免疫系を機能させる際主要な役割を果たす。それらは、抗体を作るようにB細胞を支援し、微生物を死滅させるマクロファージの能力を活性化させ、他の免疫細胞を身体の感染領域又は炎症領域に動員する。このような活性は、種々のサイトカイン及びケモカインの産生によって統制される。未関与のCD4T細胞が、支配的な炎症性又は抗炎症性環境に基づいて、Th1細胞又はTh2細胞に分化することができ、このように活性化したTh1細胞及びTh2細胞が、特定のサイトカインの産生パターン及び機能を有することが、先頃から分かってきている。一般に、Th1細胞は、細胞内の病原体の根絶と関連付けられる一方で、Th2細胞は、細胞外の病原体及び寄生体に対する応答に深く関わるものである。制御が利かなくなったTh1の応答は、自己免疫に関与し、異常なTh2の応答は、アレルギー及び喘息の発症と関連付けられる。しかしながら、このモデルでは、Th1のシグナリング及び/又はサイトカインにおける欠損によって、関節リウマチ及び多発性硬化症などの自己免疫疾患がなお発症し得るという知見の説明がつかなかった。さらに最近(2006)、CD4T細胞の第3のサブセットであり、炎症性バイアスを有している、Th17細胞が同定された。動物モデルを用いたその後の研究及びヒトの研究が、Th17細胞について、このような細胞によるIL-17の分泌が媒介する、細胞外の細菌及び真菌に対する免疫系の防御と自己免疫疾患の発症とにおいて、主要な役割を果たしていることを示した。病原体を取り込み処理することにより活性化される、樹状細胞などの抗原提示細胞からのIL-23の分泌は、次に、Th17細胞を活性化する。(Bitesized Immunologyより:https://www.immunology.org/pubilc-information/bitesized-immunology/cells/th17-cells)図2を参照のこと。
CD8(細胞傷害性)T細胞は、CD4ヘルパーT細胞と同様に、胸腺において生成され、T細胞受容体を発現する。しかしながら、CD4分子ではなく、細胞傷害性T細胞の方が、二量体の共受容体、CD8を発現し、このCD8は、通常1つのCD8α鎖と1つのCD8β鎖とからなる。CD8T細胞は、すべての有核細胞に認められるMHCクラスI分子により提示されるペプチドを認識する。CD8ヘテロ二量体は、T細胞/抗原提示細胞の相互作用中にMHCクラスIの保存部分(α3領域)に結合している(図1を参照)。CD8T細胞(細胞傷害性Tリンパ球又はCTLと呼ばれることが多い)は、ウイルス及び細菌を含む細胞内の病原体に対する免疫防御及び腫瘍の監視のために非常に重要である。CD8T細胞は、その抗原を認識し活性化するとき、感染又は悪性細胞を死滅させる主要な仕組みを3つ有する。第1が、主にTNF-α及びIFN-γである、サイトカインの分泌であって、これらは、抗腫瘍性と抗微生物作用を有する。第2の主要な機能は、細胞傷害性顆粒の産生と放出である。この顆粒はまた、ナチュラルキラー(NK)細胞に認められるものであって、パーフォリン及びグランザイムの2つのタンパク質ファミリーを含む。パーフォリンは、補体の膜侵襲複合体と同様に、標的細胞の膜に孔を形成する。この孔によって、細胞傷害性顆粒に含まれるグランザイムも、感染又は悪性細胞の中に入ることができる。グランザイムは、細胞内のタンパク質を切断するセリンプロテアーゼであり、ウイルス性のタンパク質の産生を停止させ、最終的に標的細胞のアポトーシスをもたらすことになる。細胞傷害性顆粒は、健康な周りの組織への非特異的な周囲の損傷(non-specific bystander damage)を避けられるように、免疫シナプスに沿ってアライメントする、標的細胞の方向にのみ放出される(図1を参照)。CD8T細胞は、その顆粒を放出し、感染細胞を死滅させ、そして、新しい標的へと移動し繰り返し死滅させることができ、これは、シリアルキリング(serial killing)と呼ばれることがある。CD8T細胞による感染細胞の破壊という第3の主要な機能は、Fas/FasLの相互作用によるものである。活性化したCD8T細胞が、細胞表面にFasLを発現し、FasLが、標的細胞の表面の受容体、Fasに結合する。この結合によって、標的細胞の表面のFas分子が、三量体を形成し、三量体が、シグナリング分子を引き合わせる。このシグナリング分子によって、カスパーゼのカスケードが活性化され、これによってまた、標的細胞がアポトーシスに至る。CD8T細胞は両方の分子を発現可能であるので、Fas/FasLの相互作用は、兄弟殺しと呼ばれる、CD8T細胞が相互に死滅させ合って、免疫応答の最後の収縮段階の間に、免疫エフェクター細胞が排除される仕組みである。ウイルス、細胞内細菌、腫瘍に対する免疫防御における重要な役割の上に、CD8T細胞はまた、免疫病理、すなわち、免疫が媒介する損傷につながる過剰な免疫応答を助長する可能性もある。(Bitesized Immunologyより: https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/cells/cd8-t-cells)
NK細胞について、PK136モノクローナル抗体は、C57BL及びNZBを含むNK1.1マウスの系統のナチュラルキラー細胞及びT細胞のサブセットにより発現される抗原、マウスNK1.1と反応する。BALB/c、SJL、AKR、CBA、C3H及びAなどの、一般に使用されるいくつかの研究用マウスの系統は、NK1.1抗原を発現しない。このような系統におけるNK細胞の検出のため、モノクローナル抗体DXS14-5971を用いる。PK136及びDXSでC57BL/6脾臓細胞を同時に染色すると、大多数の細胞による両方のマーカーの同時発現、並びに少ないDXS+PK136-及びDXS-PK136+細胞集団の存在を示す。
また、CD45(リンパ球共通抗原)とそれに関連する分子とが、T細胞の活性化に重要であることも示されている。CD45は、すべての白血球に発現する受容体型プロテインチロシンホスファターゼであり、このような細胞の機能において非常に重要な役割を果たす。T細胞において、CD45の細胞外ドメインが、いくつかの異なるアイソフォームで発現され、発現される特定のアイソフォームは、細胞の特定の分集団、その成熟状態、それ以前に抗原にさらされたことがあるか否かによって決まる。CD45の発現は、TCRによるT細胞の活性化に必須であること、及び各種のCD45アイソフォームが、T細胞の活性化を支援する各種の能力を発揮することが、確認されている。CD45の細胞内領域のチロシンホスファターゼの活性は、TCRからのシグナル伝達を支援するため非常に重要であることが示されているが、CD45の各種のアイソフォームに対するリガンドの性質は、不明瞭のままである。さらに、潜在的リガンドがCD45の機能を調節することができる精密な仕組みは、不明である。興味深いことに、T細胞において、CD45は、多数の、膜結合性かつ細胞内の分子と関連し、これには、TCR-CD3複合体及びCD4/CD8の構成成分が含まれることが、示されている。その上、CD45は、srcファミリーのR56lck及びp59fynと、SykファミリーのZAP-70とを含むいくつかの細胞内プロテインチロシンキナーゼ、及び29~34kDaの多数のタンパク質と関連することが報告されている。このようなCD45関連分子は、CD45チロシンホスファターゼの活性及び機能を調節する際に重要な役割を果たし得る。しかしながら、CD45関連分子(例えばCD45-AP及びLPAP)のいくつかの役割は、近年、さらに良く理解されるようになってきているものの、その他のものの役割は、なおよく分かっていない。本明細書の参考文献リストのAltin及びSloan(1997)を参照のこと。
しかしながら、これらの非常に有望な免疫療法は、がん患者の一部に対してのみ有効であって、通常根治的ではない。特に、トリプルネガティブ乳がん(TNBC)患者における抗PD-1抗体臨床試験は、患者の10~20%の範囲に客観的応答があり、さらに患者の20%が、もしそうでなければ急速に進行するであろう病気がある程度安定した、という控えめな有効性しか示していない(Nanda他(2016)、Emens他(2015)、Dirix他(2015)、Rugo他(2015)、Dawood及びRugo(2016))。よって、TNBC、黒色腫、及び他のがんの処置ための免疫療法に対する個々の応答が向上するように、よりよい治療法を特定する臨床上の差し迫った必要性がある。
PD-1及びそのリガンドのPD-L1は、T細胞の免疫を抑制する免疫チェックポイント分子である(Lin他(2010)、Curiel他(2003)、Brahmer他(2012)、Pardoll及びDrake(2012)、Pardoll(2012))。PD-L1は、腫瘍細胞及び、Tregを含む一部の免疫細胞において過剰発現する(Lin他(2010)、Curiel他(2003)、Pardoll(2012)、Topalian他2012))。抗PD-1(αPD-1)及び抗PD-L1抗体(αPD-L1)を用いた免疫療法で、種々のがんの処置が良好な結果を示すことが証明されている(Brahmer(2012)、Pardoll及びDrake(2012)、Pardoll(2012))。TNBCに対する初期の臨床試験は、PD-1及びPD-L1が、介入に有効な標的であり、処置の毒性が低いことを示している。前処置歴が多く、化学療法耐性となり、PD-L1を発現する転移性TNBCの女性27名の第I相臨床研究において、応答率は、αPD-1抗体であるペムブロリズマブに対して18.4%だった(Nanda他2016)。αPD-L1抗体であるアテゾリズマブの同様の臨床研究は、21の評価可能な、PD-L1を発現するTNBC腫瘍において19%という応答率をもたらした(Emens他(2015)、Dawood及びRugo(2016))。別のグループが、PD-L1発現に対して選択されていない168のTNBC腫瘍において、別のαPD-L1抗体であるアベルマブへの応答率が8.6%という報告をし(Dirix他2015)、PD-L1腫瘍発現のレベルは、腫瘍応答に影響を与えることにおいて重要となり得ることを示している。ある程度の疾患の安定化が、このような高悪性のサブタイプの乳がんにおいて、この3つの臨床試験で患者の約20%に見受けられた。深刻な毒性はほとんどなく、免疫調節に関連していた。このような臨床データは、PD-1/PD-L1軸が、おそらくは有効性を高めるための組合せの手法で、治療標的となり得ることを示している。
乳がん細胞におけるエストロゲンの様々な生理学的作用を媒介するエストロゲン受容体には、2つの別個のタイプがある。第1の受容体は、エストロゲン依存性の乳腺腫瘍の増殖を支えるERα受容体である。第2は、前臨床モデルにおいて乳腺腫瘍細胞の増殖を著しく抑えるように、逆に作用するとみられるERβ受容体である(Clarke他(2003)、Deroo及びKorach(2006)、Deroo及びBuensuceso(2010)、Honma他(2008)、Katzenellenbogen及びKatzenellenbogen(2000)、McDonnell及びNorris(2002)、Murphy及びWatson(2006)、Shaaban他(2008)。よって、ERβは、乳がんにおける腫瘍サプレッサーとみなすことができる。ERβは、TNBCがんの約40%に発現し、ERβを標的とする治療上の可能性は、TNBCにおいてはまだ調べられていない。前臨床モデルから臨床研究へ移行することを可能にする進歩が、最近2つあった。第1の進歩は、新たに発見された、ERβの抗腫瘍活性を取り集める仕組みであり(Harris(2007)、Hartman他(2009)、Heldring他(2007)、Thomas及びGustafsson(2011))、第2は、ヒトにおいて臨床上の安全性、薬力学及び耐性上の試験がすでに行なわれているERβアゴニスト(S-エクオール)の経口製剤の開発である(Jackson他(2011a&b)、Setchell他(2005)、Setchell(2002)、Schwen他(2012)。
エストロゲン受容体(ERβ、核又は細胞質)は、TNBCのおよそ半数(Marotti他(2010)、Reese他(2014))、及び黒色腫(Marzagalli他、2016)に存在すると報告されている。その腫瘍内因性の活性に加え、宿主細胞のERβはまた、黒色腫腫瘍抑制に関連付けられている(Cho他、(2010))。ERβの腫瘍外因性の抗腫瘍活性により、Cho他は、ERβ-KOレシピエント動物に移植した同系マウス黒色腫細胞が、WTレシピエントのものより力強く増殖することを示した。この研究において、執筆者等は、その同系のマウス宿主における3つの異なる皮膚がん細胞株の増殖が、エストロゲン受容体の活性に感応性であることを示した。ゆえに、SSUV照射による皮膚がん誘導モデルとして使用したこれらの移植研究は、ERβによるシグナリングが部分的に免疫学的に媒介される皮膚がん増殖を抑制する内在性防護の仕組みであるということを強く示唆している。選択的ERモジュレーター(SERM)を組織特異的にエストロゲン作用誘発可能な物質として認識することで、ERリガンド治療から恩恵を受け得る、潜在的集団を増やしている。(Smith及びO’Malley、2018)
よって、ERβ特異的修飾及び/又はリガンド結合によるERβ抗腫瘍活性を取り集めることは、TNBC及び黒色腫治療のよい機会となる。しかしながら、ERβを標的とする治療の可能性は、部分的には、抗腫瘍活性を利用する方法についての知識が不十分であることから、広範囲には活用されてきていない。ERαではなく、ERβにおけるリン酸化チロシン残基(Y36)が、TNBC細胞におけるERβの抗腫瘍活性を調節するのに重要であることが、最近確認された(Yuan他(2014)、Yuan他(2016))。
このリン酸化チロシン残基(pY36)が、フェニルアラニン基(Y36F)を追加することにより意図的に突然変異させられると、ERβ標的遺伝子の活性化が、TNBC細胞株(MDA-MB-231)において弱まった。Y36Fの突然変異はまた、ERβが生体内外において腫瘍細胞の増殖を抑制する能力を消し去った。したがって、この前臨床研究は、ERβの抗腫瘍活性におけるpY36の重要性を強く支持するものである(Yuan他、2014)。
pY36の状態が乳がん患者の生存率と相関するという証拠もある。米国国立がん研究所(NCI)からの予後組織マイクロアレイ(TMA)を用いて研究が行われており、これは、臨床経過観察記録を伴った、大規模コホートの乳腺腫瘍サンプルからなる。全726の読み取り可能なIHCサンプルを用いると、pY36-陰性腫瘍を有する患者は、pY36-陽性腫瘍を有する患者に比べて、無病生存率及び全生存率が統計学的に有意に短くなることが分かった。興味深いことに、生存率との関連性は、ステージII及びIIIの疾患においてのみ見受けられ、このことは、pY36活性が、局所的な進行性から転移性の乳がんへの疾患進行に作用し得るという興味深い可能性を提起する。まとめると、pY36の強度は、すべてのERβよりも強い、患者の予後との相関を有するとみられ、これまで真価を認められていないこのリン酸化チロシンスイッチの臨床上の重要性を明確に示している。図3を参照のこと。
ERβアゴニストであるS-エクオールは、ラットの海馬のニューロンにおける呼吸及び最大解糖系フラックス、並びに卵巣切除されたマウスの脳におけるチトクロム酸化酵素(COX)活性及びCOX1タンパク質レベルを増加させることがこれまでに示され、ヒト対象において、健康への影響及び安全性を評価する研究がなされてきた(Yao他(2013)、Jenks他(2002)、Jackson他(2011a&b)、Usui他(2013))。
S-エクオールは、化学的に(すなわち、化学合成で)、又は大豆及びアカツメクサ見受けられるイソフラボンであるダイゼインの腸内細菌による代謝を介した生体内分解(生合成)によって、産生可能である。S-エクオールの構造を以下に示す。
Figure 2023551071000002
エクオールは、キラル中心を有し、よって、2つのエナンチオマーの形態で存在し得る。S-エクオール、R-エクオール、ラセミ体エクオール(racemic equol)、及びエクオールの非ラセミ体混合物(まとめて「エクオール」とする);エクオールの組成物;エクオールの無水結晶多形形態;エクオールの調製プロセス、並びにエクオールを用いた方法が、米国特許第8,716,497号明細書(2012年9月10日出願)、米国特許第8,048,913号明細書(2009年9月14日出願)、米国特許第7,960,432号明細書(2008年7月3日出願)、米国特許第7,396,855号(2003年7月24日出願)、米国特許第8,263,790号明細書(2011年6月1日出願)、米国特許第7,960,573号明細書(2009年5月4日出願)、米国特許第7,528,267号明細書(2005年8月1日出願)、米国特許第8,668,914号明細書(2009年7月31日出願)、米国特許第8,580,846号(2006年8月18日出願)、米国特許第8,450,364号明細書(2012年4月9日出願)、及び米国特許第8,153,684号明細書(2009年10月2日出願)、米国特許第9,408,824号明細書(2014年3月5日出願)、及び米国特許第9,914,718号明細書(2015年10月14日出願)に記載されており、それぞれは、その全体が参照により本明細書に援用される。
イソフラボン及びそれに由来する生成物を含む製剤が、疾患を処置するために過去に使用されてきた。例えば、エクオール、ゲニステイン及びダイゼインの混合物、又はエクオール、ゲニステイン、ダイゼイン及びIBSO03569の混合物は、神経変性及びアルツハイマー病を処置又は予防する可能性を示している。Zhao他(2009)、米国特許第8,552,057号明細書、Yao他(2013)(まとめて「Brinton他」とする)を参照のこと。また、S-エクオールが、単独で、アルツハイマー病を処置するためのものとして、記載されている。米国特許出願公開第2018/0028491号明細書として公開された米国特許出願第15/659,114号及び国際公開第2018/022604号を参照されたく、当該文献は、その全体が参照によって援用される。
しかしながら、当該技術において、過去に処置が困難であった他の病状の処置のためにS-エクオールを利用する方法が依然として必要とされている。特に、当該技術において、黒色腫の処置にS-エクオールを利用する方法が必要とされている。
以下の簡単な概要は、本発明のすべての特徴及び態様を含むことを意図せず、本発明がこの概要に記載されるすべての特徴及び態様を含む必要があるということを示唆するものではない。
本発明者らは、S-エクオール、好ましくは単離された純粋なS-エクオールが、黒色腫患者に利益をもたらすことを見出した。特に、本発明者らは、免疫療法と組み合わせたS-エクオールが特に乳がん及び黒色腫の処置に有効であることを見出した。
したがって、本発明の目的は、以下を提供することである。
1.S-エクオールを含む製剤を、その必要がある対象に薬学的有効量投与することを含む、がんを処置する又は予防するための方法。
2.製剤は10~200mgのS-エクオールを含む、項1に記載の方法。
3.製剤は50~150mgのS-エクオールを含む、項1に記載の方法。
4.製剤は約50mgのS-エクオールを含む、項1に記載の方法。
5.製剤は約150mgのS-エクオールを含む、項1に記載の方法。
6.製剤は、経口、静脈内、腹腔内又は皮下投与される、項1に記載の方法。
7.対象はヒトである、項1に記載の方法。
8.S-エクオールは、1つ以上の他のがん処置と組み合わせて投与される、項1に記載の方法。
9.S-エクオールは、免疫療法剤と組み合わせて投与される、項8に記載の方法。
10.免疫療法剤は抗体である、項9に記載の方法。
11.抗体は、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)を対象とする、項10に記載の方法。
12.抗体は、プログラム死リガンド1(PDL-1)を対象とする、項11に記載の方法。
13.抗体はペムブロリズマブである、項11に記載の方法。
14.抗体はアテゾリズマブである、項12に記載の方法。
15.抗体はアベルマブである、項12に記載の方法。
16.製剤は、ゲニステイン、ダイゼイン、及び/又はIBSO03569を実質的に含まない、項1に記載の方法。
17.ゲニステイン、ダイゼイン、及び/又はIBSO03569は、S-エクオールとともに投与されない、項1に記載の方法。
18.製剤は、R-エクオールを実質的に含まない、項1に記載の方法。
19.S-エクオールは化学的に製造される、項1に記載の方法。
20.製剤は1日あたり1回投与される、項1に記載の方法。
21.製剤は1日あたり2回投与される、項1に記載の方法。
22.製剤は1日あたり3回投与される、項1に記載の方法。
23.製剤は1日あたり4回投与される、項1に記載の方法。
24.がんは乳がんである、項1に記載の方法。
25.乳がんはトリプルネガティブ乳がんである、項24に記載の方法。
26.がんは黒色腫である、項1に記載の方法。
27.10~200mgのS-エクオールを含む、がんを処置するための組成物。
28.組成物は50~150mgのS-エクオールを含む、項27に記載の組成物。
29.組成物は約50mgのS-エクオールを含む、項28に記載の組成物。
30.組成物は約150mgのS-エクオールを含む、項28に記載の組成物。
31.組成物は、経口、静脈内、腹腔内、又は皮下に投与するように製剤化される、項27に記載の組成物。
32.1つ以上の他のがん処置をさらに含む、項27に記載の組成物。
33.1つ以上の他のがん処置は免疫療法剤である、項32に記載の組成物。
34.免疫療法剤は抗体である、項33に記載の組成物。
35.抗体は、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)を対象とする、項34に記載の組成物。
36.抗体は、プログラム死リガンド1(PDL-1)を対象とする、項34に記載の組成物。
37.抗体はペムブロリズマブである、項35に記載の組成物。
38.抗体はアテゾリズマブである、項36に記載の組成物。
39.抗体はアベルマブである、項36に記載の組成物。
40.組成物は、ゲニステイン、ダイゼイン、及び/又はIBSO03569を実質的に含まない、項1に記載の方法。
41.ゲニステイン、ダイゼイン、及び/又はIBSO03569は、S-エクオールとともに投与されない、項27に記載の組成物。
42.組成物はR-エクオールを実質的に含まない、項27に記載の組成物。
43.S-エクオールは化学的に製造される、項27に記載の組成物。
44.項27~43のいずれか1項に記載の組成物を薬学的有効量投与することを含む、T細胞受容体活性化の活性化のための方法。
45.T細胞受容体活性化はERβリン酸化チロシンスイッチを刺激する、項44に記載の方法。
46.T細胞受容体活性化は免疫療法を増強する、項44に記載の方法。
47.免疫療法は抗PD-1免疫チェックポイント阻害(ICB)である、項46に記載の方法。
また、本発明は、本明細書における方法のために記載されるようなS-エクオールを含む組成物に関する。
本発明の上述及び他の目的、特徴及び利点は、同様の参照符号が各種の図面において同じ部分を指す添付の図面に示されるように、以下の本発明の好ましい実施形態のより具体的な記載から明らかになるだろう。
本出願願書は、少なくとも1つの色付き図面を含む。色付き図面を含むこの出願のいずれの特許又は特許出願公開公報の写しも、申請及び必要手数料支払いの上、特許庁から提供される。
図1は、CD8細胞の活動の概略図を示す。 図2は、CD4細胞の活動の概略図を示す。 図3A-Bは、乳がんにおけるpY36と疾患予後との関係を示す図である。図3Aは、pY36-ERβのIHC強度と相関する、ステージII~IIIのサンプルにおける無病生存率及び全生存率のカプラン・マイヤー推定値を示す。図3Bは、(A)及び全ERβのIHC強度と相関する、ステージII~IIIのサンプルにおける無病生存率及び全生存率のカプラン・マイヤー推定値を示す。 図4は、組合せ療法の模式図を示す。マウスに、(1)ビヒクル+ラットIgG2a、(2)S-エクオール+ラットIgG2a、(3)ビヒクル+抗PD-1抗体、又は(4)S-エクオール+抗PD-1抗体の1つを投与した。抗PD-1抗体を投与したマウスには、腹腔内に3日毎250μgを与え、S-エクオールを投与したマウスには、経口強制投与により1日あたり50mg/kgを与えた。B16黒色腫による腫瘍負荷の7日後に、処置を開始した。 図5A-Dは、免疫細胞におけるERβシグナリングの役割を示す図である。図5Aはキメラ試験の模式図を示す。図5Bは、キメラ化マウス(WT>WT:n=10、KI>WT:n=4)における腫瘍増殖を示す。p=0.0003。図5Cは、腫瘍からの全CD8T細胞を示す。図5Dは、インターフェロンガンマ(IFN-γ)を発現する、腫瘍からのCD8T細胞を示す。 図6は、12日にわたってB16黒色腫腫瘍細胞株を負荷したマウスにおける抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールの効果を示す。マウスには、腹腔内に3日毎250μgで抗PD-1抗体を投与し、経口強制投与により1日あたり50mg/kgでS-エクオールを投与した。図6は、個々に、S-エクオール及び抗PD-1抗体が、腫瘍体積を、対照群と比較して減少させるが、抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールは、負荷後12日にわたって腫瘍体積をS-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して減少させることを示す。 図7は、19日にわたってB16黒色腫腫瘍細胞株を負荷したマウスにおける抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールの効果を示す。マウスには、腹腔内に3日毎250μgで抗PD-1抗体を投与し、経口強制投与により1日あたり50mg/kgでS-エクオールを投与した。図7は、個々に、S-エクオール及び抗PD-1抗体が、腫瘍体積を、対照群と比較して減少させるが、抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールは、負荷後19日にわたって腫瘍体積をS-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して減少させることを示す。 図8A-Bは、B16黒色腫腫瘍細胞株を負荷したマウスの腫瘍重量における抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールの効果を示す。図8Aは、個々に、S-エクオール及び抗PD-1抗体が、腫瘍重量を、対照群と比較して減少させるが、抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールは、腫瘍重量を、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して減少させることを示す。図8Bは、各処置におけるマウスの全体重を示す。 図9A-Bは、16日にわたってB16黒色腫腫瘍細胞株を負荷したマウスにおける抗PD-1抗体及びLY500307と組み合わせたS-エクオールの効果を示す。マウスには、腹腔内に3日毎250μgで抗PD-1抗体を投与し、経口強制投与により1日あたり50mg/kgでS-エクオールを投与した。図9Aは、個々に、S-エクオール及び抗PD-1抗体が、腫瘍体積を、対照群と比較して減少させるが、抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールは、負荷後12日にわたって腫瘍体積をS-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して減少させることを示す。図9Bは、選択的ERβアゴニスト(SERBA-1、エルテベレル)であるLY500307の結果を示す。 図10は、S-エクオールを用いたヒト臨床試験の一般的プロトコルを示す。 図11A-Bは、腫瘍増殖におけるERβシグナリングの宿主における作用を示す。図11Aは、WT、KO及びKI動物の組織におけるマウスERβのイムノブロットを示す。ポンソーSでタンパク質ローディングに対して染色している。図1Bは、WT及びKI雌マウス(n=8)に、同系マウスの乳房腫瘍細胞を同所性注入したこと(M-Wntl、1x10)を示す。*p<0.05。 図12は、AT3乳房腫瘍細胞株を負荷したマウスにおける抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールの効果を示す。マウスには、3日毎200μgで抗PD-1抗体を投与し、1日あたり50mg/kgでS-エクオールを投与した。図12は、個々に、S-エクオール及び抗PD-1抗体が、腫瘍体積を、対照群と比較して減少させるが、抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールは、負荷後35日にわたって腫瘍体積をS-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して減少させることを示す。また、図12は、個々に、S-エクオール及び抗PD-1抗体が、腫瘍重量を、対照群と比較して減少させるが、抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールは、腫瘍重量を、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して減少させることを示す。また、図12は、ビヒクル+IgG2a、S-エクオール+IgG2a、ビヒクル+抗PD-1抗体、及びS-エクオール+抗PD-1抗体で処置したマウスの腫瘍を示し、個々に、S-エクオール及び抗PD-1抗体が、腫瘍の大きさを、対照群と比較して減少させるが、抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールは、腫瘍の大きさを、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して減少させることを示す。 図13は、腫瘍浸潤リンパ球の解析を示す。図13(左上)は、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独で処置したマウスと比較して、S-エクオールと抗PD-1抗体とを併用して処置したマウスにおいて、CD45CD3細胞のパーセンテージが増加したことを示す。また、図13(右上)は、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独で処置したマウスと比較して、S-エクオールと抗PD-1抗体とを併用して処置したマウスにおいて、CD4細胞が減少したことを示す。図13(左下)は、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独で処置したマウスと比較して、S-エクオールと抗PD-1抗体とを併用して処置したマウスにおいて、CD8細胞が増加したことを示す。図13(右下)は、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独で処置したマウスと比較して、S-エクオールと抗PD-1抗体とを併用して処置したマウスにおいて、NK1.1細胞が増加したことを示す。 図14は、E0771乳房腫瘍細胞株を負荷したマウスにおける抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールの効果を示す。マウスには、3日毎200μgで抗PD-1抗体を投与し、1日あたり50mg/kgでS-エクオールを投与した。図14は、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して、S-エクオールと抗PD-1抗体との併用では、腫瘍体積が負荷後28日にわたって減少することを示す。 図15は、E0771乳房腫瘍細胞株を負荷したマウスにおける抗PD-1抗体と組み合わせたS-エクオールの効果を示す。図15(上)は、ビヒクル+IgG2a、S-エクオール+IgG2a、ビヒクル+抗PD-1抗体、及びS-エクオール+抗PD-1抗体で処置したマウスの腫瘍を示す。図15(下)は、S-エクオール又は抗PD-1抗体単独と比較して、S-エクオールと抗PD-1抗体とのを併用では、腫瘍重量が減少することを示す。 図16は、S-エクオールが、pY36を刺激し、in vivoにおける腫瘍増殖を抑制することを示す。図16は、S-エクオールがMDA-MB-231の異種移植による腫瘍の増殖を抑制することを示す。 図17は、パイロット臨床研究の結果を示す(以下の実施例12)。 図18は、S-エクオールを用いたヒト臨床試験の概略を示す。 図19A-Bは、乳がんにおけるpY36と疾患予後との関係を示す図である。図19Aは、pY36-ERβのIHC強度と相関する、ステージII~IIIのサンプルにおける無病生存率及び全生存率のカプラン・マイヤー推定値を示す。図19Bは、(A)及び全ERβのIHC強度と相関する、ステージII~IIIのサンプルにおける無病生存率及び全生存率のカプラン・マイヤー推定値を示す。 図20は、S-エクオールが、異種移植マウスモデルにおいてTNBC細胞の増殖を減少させることを示す。図20(上)は、対照群とS-エクオールで処置したマウス群の腫瘍におけるKi-67陽性を示す。図20(下)は、Ki-67免疫組織化学的検査(IHC;×40)の画像を示す。 図21A-Cは、EMT6乳房腫瘍を用いたS-エクオール及び/又はα-PD-1による処置を示す。マウスに、3×10のEMT6細胞を注入した。α-PD-1を、3日毎200μg/mouseで腹腔内投与し、S-エクオールを、強制投与により50mg/kg/dayで投与した。図21Aは、ビヒクルとα-IgG2aとの併用(青色の線(〇))、S-エクオールとα-IgG2aとの併用(赤色の線(△))、ビヒクルとα-PD-1との併用(紫色の線(□))及びS-エクオールとα-PD-1との併用(緑色の線(▽))における腫瘍負荷後28日間にわたる腫瘍体積を示す。図21Bは、ビヒクルとα-IgG2aとの併用(青色の点(〇))、S-エクオールとα-IgG2aとの併用(赤色の点(△))、ビヒクルとα-PD-1との併用(紫色の点(□))及びS-エクオールとα-PD-1との併用(緑色の点(▽))における腫瘍負荷後のEMT6腫瘍重量を示す。図21Cは、ビヒクルとα-IgG2aとの併用(上の行)、S-エクオールとα-IgG2aとの併用(上から2番目の行))、ビヒクルとα-PD-1との併用(上から3番目の行)及びS-エクオールとα-PD-1との併用(下の行))における腫瘍負荷後の腫瘍の大きさを示す。 図22A-Hは、処置後のEMT6腫瘍細胞におけるマーカーの発現を示す。図22AはCD45の発現を示す。図22BはCD8の発現を示す。図22CはCD4の発現を示す。図22DはNK1.1の発現を示す。図22Cは、CD3発現パーセントとしてのCD107aの発現を示す。図22Fは、CD8発現パーセントとしてのCD107aの発現を示す。図22Gは、CD4発現パーセントとしてのCD107aの発現を示す。図22Hは、NK1.1発現パーセントとしてのCD107aの発現を示す。 図23A-Gは、リン酸化チロシンスイッチが宿主のERβの腫瘍増殖抑制に重要であることを示す。(23A)図23Aは、WT及びKIマウスのWT及びKIアレルの代表的な遺伝子型決定結果である。(23B)図23Bは、マウスの骨髄及び脾臓におけるERβタンパク質レベル(ポンソーSをローディング対象群として示す)を示す。(23C)図23CはWT/KIマウスにおけるM-Wnt乳房腫瘍増殖を示し、(23D)図23DはWT/KIマウスにおけるB16黒色腫増殖を示す。図23E~図23Gは、フローサイトメトリーのB16黒色腫浸潤(23E)CD3+、(23F)CD4+及び(23G)CD8+細胞パーセンテージを示す。 図24A-Kは、CD8+T細胞におけるERβシグナリングが腫瘍抑制をもたらすことを示す。図24Aは、WT>WTマウス又はWT>KIマウスを作製するために用いた骨髄養子移入手法の概略図である。5週齢のCD45.1+B6.SJLに照射し、これまでに記載されているようにCD45.2+WT又はKIの骨髄で再構築した(Wang、2011)。WT>WT及びKI>WTの雄(図24B)と雌(図24C)のキメラマウスにおけるB16黒色腫増殖を示す。図24Dは、図24Bと同様に負荷したマウスの全肺溶解物から、表示した遺伝子のqPCRを示す。図24Eは、(図24B)と同様に、B16黒色腫浸潤(図24E)CD8+、(図24F)CD8+IFNγ+細胞含有量のフローサイトメトリーを示す。フローサイトメトリーを用いて、図24Bと同様に、TDLNにおけるCD8+CXCR3+細胞の(図24G)割合及び(図24H)MFIを解析した。図24Iは、脾臓、並びにマウスの肺及び卵巣の組織溶解物の精製ナチュラルキラー(NK)細胞、CD4+、CD8+T細胞、樹状細胞(DC)におけるERβタンパク質レベル(GAPDHをローディング対照群として示す)を示す。(図24J)図24Jは、WT又はKIマウスからCD8+T細胞を養子移入した後のRag1-/-マウスにおけるB16黒色腫増殖を示す。図24Kは、B16黒色腫-488浸潤細胞集団における全CD45+のうちのCD8+のパーセンテージの関係を示している。 図25A-Cは、ERβシグナリングがCD8+T細胞活性化を促進することを示す。図25Aは、表示した時間における抗CD3/CD28処理あり/なしのマウス初代CD8T細胞におけるpY36(上)及び全ERβ(下)のIP-ウェスタンブロットを示す。図25Bは、抗CD3/CD28で刺激した、又は抗CD3/CD28なしで刺激した、WT又はKIマウスから精製したCD8T細胞によるサイトカイン産生のELISA測定を示す。図25Cは、WT又はKIマウスのCD8+T細胞を、抗CD3/CD28抗体によって、表示した時間刺激し、表示したリン酸化タンパク質(p-)及び全タンパク質をイムノブロッティングによって解析したことを示す。β-チューブリンはローディング対象群として用いた。図25Dは、表示した時間において抗CD3/CD28で処理したEL4細胞における内在性ERβ、p-Lck、及びp-ZAP-70のco-IPを示す。 図26A-Gは、ERβアゴニストであるS-エクオールがCD8+ T細胞の活性化と抗腫瘍免疫療法を促進することを示す。図26Aは、S-エクオールで4時間前処理し、その後、表示した時間において抗CD3/CD28処理をしたマウス初代CD8T細胞におけるpY36(上)及び全ERβ(下)のIP-ウェスタンブロットを示す。図26B及び図26Cは、4群の処置をした野生型C57BL/6J雄マウスにおけるB16黒色腫増殖及び腫瘍重量を示す。ビヒクル+α-IgG、S-エクオール+α-IgG、ビヒクル+α-PD-1、S-エクオール+α-PD-1。図26Dは、4群の処置をした野生型BALB/c雌マウスにおけるEMT-6乳房腫瘍増殖及び(図26E)腫瘍重量を示す。ビヒクル+α-IgG、S-エクオール+α-IgG、ビヒクル+α-PD-1、S-エクオール+α-PD-1。低ERβヒト黒色腫TIL(腫瘍浸潤リンパ球)に対する高ERβにおけるGSEA解析を示す。(図26F)NFAT経路と(図26G)TNFαシグナリングのエンリッチメントを評価した。 図27A-Cは、ERβY55Fノックインマウスの作製を示す。図27Aは相同組換え手法を示す。図27Bは、Esr2天然遺伝子座におけるゲノム変化が確認されたことを示す。図27CはKIマウスの写真を示す。 図28A-Cは、リン酸化チロシンスイッチが宿主のERβの腫瘍増殖抑制に重要であることを示す。図28Aは、腫瘍負荷後の数日における雄マウスの結腸腫瘍体積を示す。図28Bは、腫瘍負荷後の数日における雌マウスの黒色腫腫瘍体積を示す。図27CはKIマウスにおける肺転移を示す。 図29A-Gは、WT及びKIマウスにおける腫瘍及びTDLNの免疫表現型解析を示す。図29Aは、全細胞のうちのCD3%を示す。図29Bは、全細胞のうちのCD4%を示す。図29Cは、全細胞のうちのCD8%を示す。図29Eは、生細胞のうちのCD45%を示す。図29Fは、全T細胞のうちのCD4%を示す。図29Gは、全T細胞のうちのCD8%を示す。 図30は、ERβシグナリングは、未処置又は担腫瘍マウスにおいてMDSCの存在量に影響を与えない。 図31A-Cは、WT又はKI骨髄で再構築したキメラマウスにおける腫瘍増殖を示す。図31Aは、担腫瘍マウスのMDSCの存在量にERβの影響はないことを示すFACSプロットである。図31Bは、負荷後の生存日数パーセントを示すグラフである。図31Cは、マウスの腫瘍を示す。 図32A-Fは、キメラマウスの腫瘍の免疫表現型検査を示す。図32Aは、野生型マウスに対するKIマウスにおけるCD45のうちのCD4細胞%を示す。図32Bは、野生型マウスに対するKIマウスにおけるMHCII(CD11cのMFI)を示す。図32Cは、野生型マウスに対するKIマウスにおけるCD44CD62L(CD8%)を示す。図32Dは、野生型マウスに対するKIマウスにおけるTNFα(CD8のMFI)を示す。図32Eは、野生型マウスに対するKIマウスにおけるパーフォリン(CD8のMFI)を示す。図32Fは、野生型マウスに対するKIマウスにおけるPD1Lag3(CD8%)を示す。 図33A-Dは、ERβ選択的アゴニストであるS-エクオールが抗PD-1免疫療法を増強することを示す。図33Aは、E0771における負荷後の数日の腫瘍体積(mm)を示す。図33Bは、種々の組合せ療法における腫瘍重量(g)を示す。図33Cは、AT3における負荷後の数日の腫瘍体積(mm)を示す。図33Dは、種々の組合せ療法における腫瘍重量(g)を示す。 図34A-Gは、ERβと抗腫瘍免疫シグネチャー遺伝子発現との相関を示す。図34AはESR2対CD4の相関を示す。図34BはESR2対CD8Aの相関を示す。図34CはESR2対GZMBの相関を示す。図34Dは浸潤レベルに対するマーカーの発現を示す。図34Eはマーカーの発現を示す。
他の定義をしない限り、本明細書に使用されるすべての技術的及び科学的用語は、本発明の属する技術分野における当業者が通常理解するものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似する又は同等の任意の方法及び材料を本発明の実施又は試験において使用可能であるが、好ましい方法及び材料を記載している。一般的に、細胞及び分子生物学並びに分子化学に関して使用される専門語及びそれらの技術は、周知のものであり、本技術分野において通常使用されるものである。特に規定されない特定の実験方法が、一般に、当該技術において周知の、また、本明細書を通して引用及び述べている種々の全体的な参考文献及びさらに個別の参考文献に記載の従来の方法によって、実施されている。明確にするため、下記の用語を以下において定義する。
「実質的に純粋な」は、純度を低下させる任意のタンパク質が、約90%の純度、好ましくは95%の純度、さらに好ましくは98%の純度であることを意味する。
「実質的に含まない」は、純度を低下させる任意のタンパク質が、約10%未満、好ましくは5%未満、より好ましくは2%未満であることを意味する。
「およそ」又は「約」は、測定対象物が、+/-10%以内、好ましくは+/-5%以内、より好ましくは+/-2%以内であることを意味する。
「TNBC腫瘍」は、IHCにより、ER-アルファ及びPRについて癌細胞が5%未満又は5%核染色されたものかつHER-2について0、1+又は2+のいずれかで染色されたものと定義される。蛍光インサイツハイブリダイゼーション法(FISH)のみをHER-2に対して実施する場合、HER-2は、2.0未満又は2.0である必要がある。ER-ベータ又はpY36全体の明らかな核染色を示す(細胞質の染色に拘わらず)腫瘍細胞は、陽性とスコアリングされることになる。
本発明は、S-エクオールを用いた乳がん又は黒色腫の予防及び/又は処置に関する。
S-エクオールの投与量及び投与計画は、S-エクオールが、黒色腫発症のリスクがある患者に予防的に投与されるか、又は黒色腫とすでに診断されている患者の処置として投与されるかにより異なってくる。黒色腫発症のリスクがある人は、黒色腫の家族歴がある人及び/又はCDKN2A遺伝子、MDm2遺伝子、RB1遺伝子、若しくはMC1R遺伝子に1つ以上の突然変異を有する可能性のある人であり得る。黒色腫とすでに診断されている患者において、投与量及び投与計画はまた、がんのステージ(ステージI、ステージII、ステージIII、ステージIV又はステージV)、関与するリンパ節の数、腫瘍の大きさ、並びに他の治療法をともに実施することの利用可能性及び/又は判定によって変化し得る。投与量及び投与計画はまた、限定はしないがHsp90、RGS1、オステオポンチン、HER3、ING4、ING3、NCOA3、MCM4、MCM6、Ki67、及びpY36を含む、腫瘍細胞上又は中に存在する種々の分子マーカーにより変化し得る。腫瘍の高悪性及び/又は再発の可能性について予後診断となるマーカー診断テストは、投与計画を決定する要因として使用することができる。(Gogas他(2009)、これは、参照によりその全体がすべての目的のため援用される。)
S-エクオールは、1日あたり1回以上1服用量あたり1~400mg、より好ましくは10~320mg、より好ましくは50~150mgを投与可能である。非限定的例は、2mg、5mg、10mg、15mg、20mg、40mg、50mg、80mg、100mg、150mg、160mg、200mg、250mg、300mg、320mg等の服用量又はおよそ若しくは約そのような服用量を含む。その服用量を、1日あたり1回、2回、3回又は4回、好ましくは1日あたり2回(B.I.D.)投与することができる。投与計画は、無期限に、すなわち、マーカーが検査され服用量に対する応答性が判定される間隔における時間、継続させることができる。このような間隔の例は、2週間、4週間、2か月、4か月、6か月等の間隔又は約若しくはおよそこのような間隔である。上限は、投与計画に関して、必要ない。
投与されるS-エクオールは、好ましくは経口投与用に製剤化されるが、他の投与経路も考えられ、それには、経直腸、点眼、経口腔(例えば、舌下)、非経口(例えば、皮下、筋肉内、皮内及び静脈内)並びに経皮投与が含まれる。
本発明に係る組成物又は製剤は、1つ以上の薬学的に許容される又は産業標準の充填剤を含むことができる。充填剤は、組成物で処置される対象に有害であってはならない。充填剤は、固体若しくは液体、又は両方であり得る。充填剤は、単位服用量として、例えば錠剤として、活性S-エクオールとともに製剤化可能であり、S-エクオールを約10重量%~80重量%含み得るのが一般的である。組成物は、周知の製剤技術の任意のものにより、例えば、医薬分野で周知であるように任意選択的に賦形剤、希釈剤(例えば、水)及び助剤を含む成分を混合することにより、調製可能である。
経口投与に適切な組成物は、それぞれが所定量の抽出物を含有する、カプセル剤、カシェ剤、トローチ剤若しくは錠剤など、散剤若しくは顆粒剤など、水性若しくは非水性液体中の液剤若しくは懸濁剤など、又は水中油若しくは油中水型乳剤などの、個別の単位で提供可能である。このような組成物は、活性S-エクオールと、1つ以上の適切な担体(上述のように1つ以上の副成分(accessory ingredients)を含有し得る)とを関連付けるステップを含む、任意の適切な製剤方法により、調製可能である。一般に、本発明の組成物は、S-エクオールを、液体若しくは微粉固体の担体と又はその両方と、均一にかつ密に混合させ、次に、必要な場合は、結果として得られる混合物を成形することにより調製される。例えば、錠剤は、任意選択的に1つ以上の副成分とともに、抽出物を含有する粉末又は顆粒を含ませるか又は成形することにより、調製可能である。圧縮錠剤は、任意選択的に結合剤、潤滑剤、不活性希釈剤及び/又は界面活性剤/分散剤と混合した粉末又は顆粒の形態の抽出物を、適切な機械で圧縮することにより、調製可能である。成形錠剤は、不活性液体結合剤で湿らせた粉末化複合物を、適切な機械で成形することにより作製可能である。
砂糖など、例えば、ラクトース、ショ糖、マンニトール若しくはソルビトール、セルロース製剤、及び/又はリン酸カルシウム、例えば、リン酸三カルシウム若しくはリン酸水素カルシウムといった適切な充填剤と、さらに、例えば、トウモロコシ、コムギ、コメ、若しくはバレイショデンプンを用いたデンプンのり、ゼラチン、トラガント、メチルセルロース(methylceullose)及び/又はポリビニルピロリドンなどの結合剤と、必要に応じて、上述のデンプン、さらに、カルボキシメチルデンプン、架橋ポリビニル型ピロリドン、カンテン又はアルギン酸若しくは、アルギン酸ナトリウムなどのその塩などの崩壊剤と、である。賦形剤は、滑沢剤及び潤滑剤、例えば、ケイ酸、タルク、ステアリン酸マグネシウム若しくはステアリン酸カルシウムなどのステアリン酸若しくはその塩、及び/又はポリエチレングリコールであり得る。糖衣錠には、適切で任意選択的に腸溶性のコーティングが施され、なかでも、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール及び/若しくは二酸化チタンを含み得る濃縮糖液、又は適切な有機溶媒若しくは溶媒混合物中のコーティング液、又は、腸溶性コーティング製剤のための、微結晶セルロース、酢酸フタル酸セルロース若しくはヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレートなどの適切なセルロース製剤の溶液が、用いられている。色素又は顔料を、錠剤又は糖衣錠コーティングに、例えば、識別目的で又は有効成分の各種服用量を示すために、添加することができる。
他の経口投与可能な医薬組成物は、例えば、ゼラチンからなる乾燥充填カプセル剤であり、また、ゼラチンと、グリセロール又はソルビトールなどの可塑剤とからなる軟質密封カプセル(soft,sealed capsule)である。乾燥充填カプセル剤は、例えば、ラクトースなどの充填剤、デンプンなどの結合剤、及び/又はタルク若しくはステアリン酸マグネシウムなどのグリカント(glicant)、及び適切な場合安定剤との混合物中に、顆粒の形態で抽出物を含み得る。軟質カプセルにおいて、抽出物は、好ましくは、脂肪油、パラフィン油又は液体ポリエチレングリコールなどの適切な液体に溶解又は懸濁されており、そこに、安定剤も添加することができる。
本発明の一態様によれば、S-エクオールを含む組成物は、米国特許第7,960,432号明細書(2008年7月3日出願)、米国特許第7,396,855号明細書(2003年7月24日出願)及び米国特許第9,408,824号明細書(2014年3月5日出願)に記載のものを含み、それぞれの開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
本発明の別の態様によれば、S-エクオールは、米国特許第8,716,497号明細書(2012年9月10日出願)、米国特許第8,263,790号明細書(2011年6月1日出願)、米国特許第7,960,573号明細書(2009年5月4日出願)、米国特許第7,528,267号明細書(2005年8月1日出願)及び米国特許第9,914,718号明細書(2014年10月14日出願)に記載のプロセスにより、化学的に(すなわち、化学合成により)調製可能であり、それぞれの開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。例えば、S-エクオールは、エナンチオ選択的に、キラル配位子を有するイリジウム触媒を用いて調製可能である。S-エクオールをエナンチオ選択的に調製するこのような方法は、参照により援用される。
本発明の別の態様によれば、S-エクオールは、米国特許第9,914,718号明細書(出願番号14/883,617、2015年10月14日出願)に記載のS-エクオールの無水結晶多形形態など、S-エクオールを単一の無水結晶多形形態とすることができ、その開示は、S-エクオールの無水結晶多形形態を特徴づけるのに用いられる化学的及び物理的特性を含め、その全体が参照により援用される。例えば、米国特許出願公開第2016/0102070号明細書に記載のS-エクオールの無水結晶多形形態は、以下の特徴的なX線粉体回折パターン波数(cm-1):3433、3023、3003、2908、2844、1889、1614、1594、1517、1508、1469、1454、1438、1400、1361、1323、1295、1276、1261、1234、1213、1176、1156、1116、1064、1020、935、897、865、840、825、810、769、734、631、616、547、517、480及び461を有する。S-エクオールの無水結晶多形形態の特徴は、参照により援用される。
S-エクオールは、1つ以上の追加のがん処置と組み合わせて投与することができ、追加のがん処置には、外科的処置、細胞傷害性化学療法、放射線、免疫療法、がんワクチン、細胞経路阻害剤(タンパク質又はペプチド、核酸ベースの[DNAオリゴヌクレオチドを含むアンチセンスオリゴヌクレオチド、アンチセンスsiRNA、shRNA]及び/又はホルモン(アジュバント内分泌)療法が含まれる。黒色腫の処置に適切な細胞傷害性化学療法の例は、これらに限定されないが、イミキモドクリーム剤(ジクララ)、ダカルバジン(DTIC)、及びテモゾロミド(Temodar)を含む。免疫療法の例は、これらに限定されないが、ニボルマブ(Opdivo(登録商標))、ペムブロリズマブ(Keytruda(登録商標))、ニボルマブ(Opdivo(登録商標))、及びイピリムマブ(Yervoy(登録商標))、イマチニブ(グリベック(Glevac))、ニロチニブ(Tasigna(登録商標))、又はインターフェロン及びインターロイキン-2(IL-2)を含む。他の選択肢は、T-VECワクチン(Imlygic(登録商標))、又はカルメット・ゲラン桿菌(BCG)ワクチンの注射を含む。
乳がんの処置に適切な細胞傷害性化学療法の例は、これらに限定されないが、ドキソルビシン(アドリアマイシン)及びエピルビシン(エレンス)等のアントラサイクリン、パクリタキセル(Taxol(登録商標))及びドセタキセル(Taxotere(登録商標))等のタキサン、5-フルオロウラシル(5-FU)、カペシタビン、シクロホスファミド(シトキサン)、並びにカルボプラチン(Paraplatin(登録商標))を含む。アジュバント内分泌療法の例は、タモキシフェン、並びにアナストロゾール(アリミデックス(登録商標))、エキセメスタン(Aromasin(登録商標))及びレトロゾール(Femara(登録商標))等のアロマターゼ阻害剤を含む。免疫療法の例は、これらに限定されないが、ペムブロリズマブ(Keytruda(登録商標)、MK-3475)、ニボルマブ(Opdivo(登録商標))、デュルバルマブ(MEDI4736)、トレメリムマブ、アテゾリズマブ(MPDL3280A)、アベルマブ、トラスツズマブ、PDR001及びMGD009を含む。既知の細胞経路阻害剤の例は、ラパチニブ等のチロシンキナーゼ阻害剤である。
免疫療法モノクローナル抗体又は他のがん治療剤の適切な投与量は、効能に基づいて決定され、その決定は、十分、当該技術分野の技術の範囲内である。投薬は、mg、mg/kg又はmg/mであってよい。Sachs他(2016)を参照のこと。当該文献は、参照によりその全体が、治療用抗体、低分子及び投与量の例を含めて、すべての目的のため本明細書に援用される。S-エクオール及び/又は追加の治療用組成物は、服用量、毒性及び効能によって、1日あたり1回、2回、3回又はそれ以上投与することができる。投薬は、数日間、数週間又は数か月にわたって行うことができ、連続して又は断続的に行うことができる。免疫治療剤の典型的な投与量は、50~500mg/dayであり、より好ましくは100~400mg/dayであり、より好ましくは150~250mg/dayである。特定の実施形態では、服用量を、150mg/day若しくは150mgを1日あたり2回、又は250mg/day若しくは250mgを1日につき2回とすることができる。他の実施形態では、投与量は、患者の体重に基づいて、例えば、0.5~10mg/kg、より好ましくは約1、2又は5mg/kgとすることができる。投与量はまた、mg/mとして、例えば、50~500mg/m、より好ましくは100~300mg/m、例えば、約100、150、200、250又は300mg/mとすることができる。
投与量は、前述の範囲の任意の範囲の約下限か若しくは下限より多くすることができ、又は上述の範囲の任意の範囲の約上限か若しくは上限より少なくすることができる。
S-エクオール+/-の他のがん治療に対する応答性は、画像診断技術、細胞増殖アッセイ及び腫瘍の直接検査により、1つ以上の細胞マーカーを解析することによって評価することができる。細胞マーカーの解析は、免疫組織化学的若しくは免疫細胞化学的技術を用いて、又はハイブリダイゼーション法及びポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)などの核酸検出により、行うことができる。有糸分裂及び腫瘍増殖を評価するための好ましいバイオマーカーは、Ki67(Beelen他(2012)、Urruticoechea他(2005))である。
以下の実施例は本発明を理解しやすくするために提供するものであって、その真の範囲は添付の特許請求の範囲に示される。示される方法において、本発明の趣旨を逸脱することなく変形を行うことができるということが理解される。
本発明のプロセスは、以下の実施例に関連してさらによく理解されるであろうが、実施例は、例証に過ぎず、本発明の範囲を限定することは意図していない。開示の実施形態への種々の変更及び改変は、当業者に明らかであろう。また、このような変更及び改変は、限定はしないが、本発明のプロセス、配合物及び/又は方法に関するものを含み、本発明の趣旨及び添付の特許請求の範囲から逸脱せずに行うことができる。
実施例1
新たに特定されたリン酸化チロシンスイッチが、ERβの腫瘍外因性機能を調節するか否かを判定するために、マウス内在性ERβの対応のチロシン残基をフェニルアラニン(Y-F)に突然変異させた全身ノックイン(KI)マウスモデル(C57BL/6)を作製した。これまでに報告されているERβノックアウト(KO)マウス(Krege他(1998))と一致するが、このようなリン酸化による突然変異KIマウスは、明らかな発育異常はなく、WT同腹仔と全く区別不可能であった(非公開データ)。KO及びKIマウスにおけるERβ発現の調査は、Y-F突然変異タンパク質が、骨髄及び脾臓を含めて複数の組織においてWTのERβと比較可能なレベルで発現することを示した(図4A)。種々の起源の同系マウスの腫瘍細胞を、基底様(basal-like)乳がん特性を有するMMTV-Wnt乳房腫瘍細胞株を含めて(Pfefferle他(2013))、WT及びKIレシピエントマウスに移植した。全例で、腫瘍細胞は、ERβ KIレシピエントマウスにおいて、同系のWT対応動物においてよりも、さらに力強く増殖した(図4B、データは図示せず)。このようなデータは、明らかに、リン酸化チロシンスイッチが、複数の腫瘍タイプにおけるERβの腫瘍外因性抗腫瘍活性にとって重要であることを示している。
実施例2
以下の実験は、抗腫瘍免疫の役割と、がん免疫療法における最近の臨床上の進歩とに基づいた腫瘍抑制における宿主のERβシグナリングをさらに詳述しようとした(Topalian他(2015)、Chen及びFlies(2013)、Sharma及びAllison(2015))。骨髄移植を必要とするマウスキメラの実験を行った。図5Aに図示したように、まず、WTレシピエントマウスに照射(10Gy)して内在性骨髄細胞を死滅させ、続いて、同系のKI又はWTドナーから骨髄を移植した。KI>WT及びWT>WTマウスにおいてキメラ化がうまくいくことを確認した後、骨髄を移植してから8週で腫瘍細胞を注入した。腫瘍増殖が、WT>WT対照群に対して、(KI免疫細胞を伴う)KI>WTキメラの方が有意に多かった(図5B)。このことは、KI免疫細胞による腫瘍増殖調節が不十分であったことを示唆している。よって、このようなデータは、腫瘍外因性ERβが、免疫応答に対して抗腫瘍活性することの重要性と関連している。
実施例3
次に、腫瘍浸潤免疫細胞集団を解析した。腫瘍浸潤CD4及びCD8T細胞の総数は、WT>WTマウスと比較してKI>WTマウスでは減少し(図5C、データは図示せず)、さらに、KIマウスにおける抗腫瘍免疫が損なわれるという見解を支持するものである。さらに、IFNγ-産生CD8(抗腫瘍)細胞の出現率が、WT>WTマウスからの腫瘍と比較してKI>WTマウスからの腫瘍では有意に減少し(図5D)、CD8T細胞の細胞傷害の効力が、機能的ERβのシグナリングの欠如で損なわれたことを示唆している。本明細書には図示していない付加的な予備データは、抗腫瘍T細胞を刺激するものである、樹状細胞の活性化もまた、MHC-II発現の減少から明らかであるように、KI>WTキメラマウスにおいて損なわれたことを、示している。さらに、エフェクターT細胞は、活性化が低下し(CD44/CD62Lの減少)、KI>WTキメラにおいて他のエフェクター機能が減少してしまっている[例えば、腫瘍壊死因子アルファ(TNF)α、インターロイキン(IL)-2及びパーフォリンの減少、データは図示せず]。このようなデータは、抗腫瘍CD8T細胞エフェクターの活性が、ERβに応じて増強され、腫瘍内免疫細胞の蓄積が改善されることを強く示唆している。したがって、ERβ抗腫瘍活性を、S-エクオールなどの臨床的に安全なERβアゴニストで取り集めることによって、既存の抗がん免疫療法の有効性が向上し、黒色腫の処置の有効性が高くなる。
実施例4
腫瘍増殖における、PD-1阻害薬と、S-エクオールと、2つの治療剤の組合せとの効果を判定するため、黒色腫細胞株B16に試験を行った。この実験デザインは、(1)対照群、(2)αPD-1、(3)S-エクオール、及び(4)αPD-1+S-エクオールの4群(図4)を含み、マウスに5×10細胞を皮下注入することにより行った。抗体はα-PD-1を3日毎に腹腔内注入により250μg/mice投与し、S-エクオールを経口強制投与により50mg/kg/dayで投与した。処置は、腫瘍負荷後7日から開始した。腫瘍増殖トラジェクトリーを、反復測定線形混合モデルを用いて、処置したマウスにおいて比較した。主要評価項目は、腫瘍の大きさの対数であり、検定統計量は、処置×時間の交互作用である。腫瘍を約10回測定した。研究において使用したレシピエントマウスの数(一群あたりn=6)は、上記研究に基づいたものだった。この実験による結果(図6~9)は、S-エクオールが抗がん免疫療法を増強することができることを、実証するものである。
実施例5
それぞれの群における腫瘍の大きさ及び重量の測定に加えて、免疫表現型検査を実施して、単一の療法と組合せ療法との抗腫瘍効果により多くの機構的洞察(mechanistic insight)を得た。腫瘍、脾臓及び排出リンパ節を採取し秤量した。抗凝固化血液を心臓穿刺により採血した。腫瘍を、免疫組織化学的検査のためパラフィン包埋し、ルミネックスによるmRNA及びタンパク質解析のため急速凍結した。フローサイトメトリー(表現型/機能のため)、及びVi-Cell(登録商標)(定量化のため)を用いて、腫瘍浸潤物、腫瘍排出リンパ節及び脾臓からの免疫細胞を解析した。解析には、CD3全T細胞並びにCD4及びCD8T細胞のサブセット、エフェクター機能(例えば、IFN-γ、TNF-α、IL-2、パーフォリン、CD107a)、活性化(例えば、CD69、CD44、CD62L)及び疲弊(例えば、PD-1、Tim3、Lag3)が含まれる。また、抗原提示細胞(CD11bCD1c単球/マクロファージ、CD11bCD11c+樹状細胞)、NKl.lNKp46NK細胞、調節性T細胞(Treg、CD3CD4CD25hiFoxp3)、及び骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC、CD11bGr-1hi)も解析する。CD8T細胞受容体の多様性を、市販のキット(Adaptive Biotechnologies社)で評価した。局所的な細胞増殖も、Ki67及びBrdUの染色で試験した。
実施例6
前臨床の動物モデルにおけるさらなる研究が、S-エクオールを用いて黒色腫を処置することについての見解を支持する。免疫低下マウスの実験において、ヒト黒色腫転移及び固形腫瘍形成の研究に有用なことが知られるマウス腫瘍細胞株であるB16を使用して、対照群と比較してS-エクオール処置により腫瘍の増殖を抑制する。正常なBLマウスに0.5×10のB16細胞を注入する。腫瘍量が(接種の約1週間後)50~80mmに達するとき、マウスに、毎日(1日あたり20又は60mg/kgの)S-エクオールを又はビヒクル対照群としてPBSを皮下注入する。腫瘍形成に続いて、ノギス測定を、2つの直交する軸線、長さ(L)と幅(W)とに沿って行い、体積(V)を、式V=[L×(W)]/2で推定する。マウスから採取した腫瘍を、10%の中性緩衝ホルマリン中で固定し、脱水し、パラフィンで包埋し、3μm厚さの切片にした。ビヒクル対照群及びS-エクオールで処置したマウスからの代表的な腫瘍切片に、Ki-67発現に対する試験をして細胞増殖を評価し、ERβのpY36に対する試験をした。実験における統計的有意性を、両側スチューデントt検定により評価した。すべてのアッセイにおいて、p<0.05が、統計学的に有意であるとみなされる。
実施例7
パイロットバイオマーカー臨床研究を、黒色腫と確認されている対象20名に実施して、腫瘍細胞増殖の指標であるKi67について、ERβアゴニストS-エクオールの効果を判定する。腫瘍細胞増殖を、Ki-67の免疫組織学的染色を行うことにより測定する染色する。Ki-67は、遺伝子MKI67遺伝子によりコードされており、核膜の分解の後に続いて細胞質に分散される個々の有糸分裂染色体を維持することを求められている。腫瘍のKi-67陽性細胞の画分を測定することが、がん患者の予後を評価するための信頼できるパラメーターとして知られている。TNBCを有する対象は、Ki67が非常に高レベルであることが分かっている。
研究に登録した患者は、病歴、身体、検査所見、放射線画像診断及び診断用生検を受けた。Ki67(増殖マーカー)、全ERβ、pY36-ERβ(リン酸化ERβ)、B7H1(PDL-1としても知られる)及びMIA及びS100Bの免疫組織化学的検査(IHC)を、処置に先立ちコア針生検組織サンプルを用いて行った。患者に、予定されている腫瘍手術前に又は一次全身療法の開始前に、S-エクオール50mgを1日に2回およそ2週間(10~21日)経口投与する。腫瘍サンプルを、外科的処置又は2週間の再生検により得る。Ki67、全ERβ、リン酸化ERβ(pY36)及びMIA及びS100Bの処置後IHC評価を得る。Ki67減少をS-エクオールでの処置前及び処置後において比較する。S-エクオールは、測定可能な減少をKi67に生じさせ、この腫瘍タイプにおける有効性を示す。また、c-DNAマイクロアレイプラットフォームを用いて、S-エクオールによる活性化の結果として得られるERβの下流の転写標的を発見している。
研究対象となる患者は、新たに診断されるとともにこれまでに処置されていない黒色腫を有する。この疾患のすべてのステージが対象となる。患者は、ステージ分類手技又は中心ライン留置など、進行疾患について標準的な術前評価又は処置前の精密検査を受けている間に、S-エクオールを服用する。一次手術を実施する場合、標準的な診断評価後の組織残渣が、2週間のバイオマーカー評価のために使用される。患者に、2週間のS-エクオール処置の終わりに一次手術がなかった場合、生検の第2セットが、標準的な任意の全身療法の開始前に行われる。図10を参照のこと。
コア生検を行うための標準的手技を、登録前に黒色腫を判定するために用いる。可能な場合はいつでも、IHC解析に使用される腫瘍組織を、診断用コア生検と同時に取得する。組織サンプルは、すべてと、pY36のERβと、Ki67とを染色するために送られ、解析される。Illumina社製の全ゲノムDASL(登録商標)HTプラットフォームは、極めて低量のRNA(50pg)の入力で遺伝子発現をプロファイリングするために設計されたものであるが、S-エクオールへの曝露前後に得た対のFFPE組織を調べるために用いられる。
統計解析を行い、ERβ発現黒色腫が、Ki67の測定可能な程度の低下により明示されるように、S-エクオールに応答することが示されている。一次解析で、Ki67発現の幾何平均の変化を、ベースラインから2週間まで予測する。これは、ログ変換データにおける前後の差分について1標本t検定を用いて実行され、95%の信頼区間であると大まかに言える。すべての計算を、SAS v9.2+(ノースカロライナ州ケーリー)又はR v2.15+(オーストリア国ウィーン)で実行する。
実施例8
フォローアップ臨床研究では、新たに黒色腫と診断された患者を登録し、患者に、S-エクオールの服用量を1日に2回150mgに増量したことを除いて、処置及び評価を、実施例7において説明したように行う。S-エクオールを用いた処置は、10~21日間である。Ki67を、実施例7において記載したように解析する。
実施例9
腫瘍増殖における、PD-1阻害薬と、S-エクオールと、2つの治療剤の組合せとの効果を判定するため、以下の3つのマウス乳房腫瘍株、(1)E0771(B6バックグラウンド)、(2)AT-3(B6バックグラウンド)及び(3)4T1(BalbCバックグラウンド)に対して、試験した。この実験デザインは、(一例としてAT-3を用いた)4群、(1)対照群、(2)αPD-1、(3)S-エクオール、及び(4)αPD-1+S-エクオール(図3)を含み、マウスの2×10の細胞を、4番目の乳腺脂肪パッドに皮下注入することにより行った。抗体はα-PD-1を3日毎に腹腔内注入により200μg/mice投与し、S-エクオールを経口強制投与により50mg/kg/dayで投与した。処置は、腫瘍負荷後7日から開始した。腫瘍増殖トラジェクトリーを、反復測定線形混合モデルを用いて、処置したマウスにおいて比較した。主要評価項目は、腫瘍の大きさの対数であり、検定統計量は、処置×時間の交互作用である。腫瘍を約10回測定した。研究において使用したレシピエントマウスの数(一群あたりn=8)は、上記研究に基づいたものだった。この実験による結果(図12~15)は、S-エクオールが抗がん免疫療法を増強することができることを、実証するものである。
実施例10
それぞれの群における腫瘍の大きさ及び重量の測定に加えて、免疫表現型検査を実施して、単一の療法と組合せ療法との抗腫瘍効果により多くの機構的洞察(mechanistic insight)を得た。腫瘍、脾臓及び排出リンパ節を採取し秤量した。抗凝固化血液を心臓穿刺により採血した。腫瘍を、免疫組織化学的検査のためパラフィン包埋し、ルミネックスによるmRNA及びタンパク質解析のため急速凍結した。フローサイトメトリー(表現型/機能のため)、及びVi-Cell(登録商標)(定量化のため)を用いて、腫瘍浸潤物、腫瘍排出リンパ節及び脾臓からの免疫細胞を解析した。解析には、CD3全T細胞並びにCD4及びCD8T細胞のサブセット、エフェクター機能(例えば、IFN-γ、TNF-α、IL-2、パーフォリン、CD107a)、活性化(例えば、CD69、CD44、CD62L)及び疲弊(例えば、PD-1、Tim3、Lag3)が含まれる。また、抗原提示細胞(CD11bCD1c単球/マクロファージ、CD11bCD11c+樹状細胞)、NKl.lNKp46NK細胞、調節性T細胞(Treg、CD3CD4CD25hiFoxp3)、及び骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC、CD11bGr-1hi)も解析した。CD8T細胞受容体の多様性を、市販のキット(Adaptive Biotechnologies社)で評価した。局所的な細胞増殖も、Ki67及びBrdUの染色で試験した。
実施例11
前臨床の動物モデルにおけるさらなる研究が、S-エクオールを用いてTNBC乳がんを処置することについての見解を支持する。免疫不全マウスの異種移植実験では、ヒトTNBC乳がん細胞株であるMDA-MB-231を用いたが、腫瘍増殖は、S-エクオール処置で対照群と比較して60%抑制された。5×10MDA-MB-231細胞を、6週齢の雌の胸腺欠損ヌードマウスの乳腺脂肪パッドに同所注入した(Harlan)。腫瘍量が(接種の約1週間後)50~80mmに達したとき、マウスに、毎日(1日あたり20又は60mg/kgの)S-エクオールを又はビヒクル対照群としてPBSを皮下注入した。腫瘍形成に続いて、ノギス測定を、2つの直交する軸線、長さ(L)と幅(W)とに沿って行い、体積(V)を、式V=[L×(W)]/2で推定した。マウスから採取した異種移植腫瘍を、10%の中性緩衝ホルマリン中で固定し、脱水し、パラフィンで包埋し、3μm厚さの切片にした。ビヒクル対照群及びS-エクオールで処置したマウスからの代表的な腫瘍切片に、Ki-67発現に対する試験をして細胞増殖を評価し、ERβのpY36に対する試験をした。実験における統計的有意性を、両側スチューデントt検定により評価した。すべてのアッセイにおいて、p<0.05が、統計学的に有意であるとみなされた。これらの実験の結果を図16及び図20に示す。以下のリストに挙げたYuan他、2016を参照のこと。当該文献は、参照によりすべての目的のため本明細書に援用される。
実施例12
パイロットバイオマーカー臨床研究を、TNBCと確認されている対象20名に実施して、腫瘍細胞増殖の指標であるKi67について、ERβアゴニストS-エクオールの効果を判定した。腫瘍細胞増殖を、Ki-67の免疫組織学的染色を行うことにより測定した。プロトコルの概要について図18を参照のこと。Ki-67は、遺伝子MKI67遺伝子によりコードされており、核膜の分解の後に続いて細胞質に分散される個々の有糸分裂染色体を維持することを求められている。腫瘍のKi-67陽性細胞の画分を測定することが、がん患者の予後を評価するための信頼できるパラメーターとして知られている。TNBCを有する対象は、Ki67が非常に高レベルであることが分かっている。
研究に登録した患者は、病歴、身体、検査所見、放射線画像診断及び診断用生検を受けた。Ki67(増殖マーカー)、全ERβ、pY36-ERβ(リン酸化ERβ)、B7H1(PDL-1としても知られる)及びBRCA1(乳がん、早期発症)、の免疫組織化学的検査(IHC)を、処置に先立ちコア針生検組織サンプルを用いて行った。患者に、予定されている腫瘍手術前に又は一次全身療法の開始前に、S-エクオール50mgを1日に2回およそ2週間(10~21日)経口投与した。腫瘍サンプルを、外科的処置又は2週間の再コア針生検により得た。Ki67、全ERβ、リン酸化ERβ(pY36)及びBRCA1の処置後IHC評価を得た。Ki67の減少は、ヒト乳がんの試験において短期及び長期両方のホルモン療法の有効性を検証済みの代替マーカーであり、S-エクオールを用いた処置の前と後との比較を行った。S-エクオールは、測定可能な減少をKi67に生じさせ、この腫瘍タイプにおける有効性を示した。また、c-DNAマイクロアレイプラットフォームを用いて、S-エクオールによる活性化の結果として得られるERβの下流の転写標的を発見した。
本研究に適格な女性は、これまで未処置で、任意の大きさの無処置の原発性乳腺腫瘍を伴うトリプルネガティブ乳がんと、新たに診断された。この疾患のすべてのステージが対象となった。ステージ分類手技又は中心ライン留置など、進行疾患について標準的な術前評価又は処置前の精密検査を受けている間に、S-エクオールを服用してもらった。一次手術を実施した場合、標準的な診断評価後の組織残渣が、2週間のバイオマーカー評価のために使用された。患者に、2週間のS-エクオール処置の終わりに一次手術がなかった場合、標準的な任意の全身療法の開始前に、14ゲージコア針生検の第2セットを得た。図10を参照のこと。
Bard社製14ゲージ針を用いたコア生検を取得するための標準的手技を、登録前にTNBCを判定するために用いた。可能な場合はいつでも、IHC解析に使用される腫瘍組織を、診断用コア生検と同時に取得した。組織サンプルは、全ERβと、pY36のERβと、Ki67とを染色するために送られ、解析された。ERα、PR及びHER-2の試験を、検証済みの方法を用いて実施した。TNBC腫瘍は、IHCにより、ERα及びPRについて癌細胞が5%未満核染色されたものかつHER-2について0、1又は2+のいずれかの染色がされたものと定義した。Illumina社製の全ゲノムDASL(登録商標)HTプラットフォームは、極めて低量のRNA(50pg)の入力で遺伝子発現をプロファイリングするために設計されたものであるが、S-エクオールへの曝露前後に得た対のFFPE組織を調べるために用いられた。
統計解析を行い、ERβ発現TNBCが、Ki67の測定可能な程度の低下により明示されるように、S-エクオールに応答することを示した。一次解析で、Ki67発現の幾何平均の変化を、ベースラインから2週間まで予測した。これは、ログ変換データにおける前後の差分について1標本t検定を用いて実行され、95%の信頼区間であると大まかに言えた。IMPACT試験によれば、2週間後のKi67発現の幾何平均における変化は、アナストロゾール群、タモキシフェン群及び組合せ群それぞれについて、-76、-59.5及び-63.9%であり、標準偏差は、ログスケールでおよそ1.0だった。このことは、Ki67発現における減少に対する検定について、効果量が1.0~1.5、検定力>90%であるとともに、両側α=0.05、標本サイズが、自然増加及び脱落の可能性における変動を考慮して少なくとも45名の患者であることを示している。すべての計算を、SAS v9.2+(ノースカロライナ州ケーリー)又はR v2.15+(オーストリア国ウィーン)で実行した。20名の患者を登録し研究を完了した。17名の患者が、評価可能な処置前後のサンプルを有していた。これらの17名の評価可能な患者のうち、Ki-67が、4名の患者で30%を超える減少をし、1名の患者で20%を超える減少をし、7名の患者で0~20%の減少をした(5名の患者は、Ki-67の減少なし)。図17が参照される。
実施例13
フォローアップ臨床研究では、新たにTNBCと診断された25名の患者を登録し、患者に、S-エクオールの服用量を1日に2回150mgに増量したことを除いて、処置及び評価を、実施例12において説明したように行う。S-エクオールを用いた処置は、10~21日間である。Ki67を、実施例12において記載したように解析する。
実施例14
背景:腫瘍細胞における、2つのエストロゲン受容体サブタイプであるERa及びERβの重複していない機能を、広範囲に研究した。しかしながら、宿主細胞におけるそれらの対応物はあまり調べられていない。ERα及びERβ活性がどのようにサブタイプ特異的に調節されているのかについては、さらによく知られていない。腫瘍ERβがin vitro及びin vivoにおいて乳がん細胞増殖を阻害するために重要である、ヒトERβのリン酸化チロシン残基(pY36)がこれまでに同定された。宿主のERβの調節におけるこのERβのリン酸化チロシンスイッチの役割は、これまで不明なままであった。
方法:マウス胚性幹細胞においてマウス内在性ERβの対応するチロシン残基(Y55F)を突然変異させるため、従来の遺伝子編集を用いた。作製したホモ接合突然変異Esr2Y55F/Y55Fマウス系統及びその野生型(WT)対応物を、それらが腫瘍増殖を支援する能力について種々の移植腫瘍モデルにおいて比較した。さらに、フローサイトメトリーに基づく免疫表現型検査を行って、WT及び突然変異の宿主の抗腫瘍免疫を評価した。骨髄及び精製CD8+T細胞の養子移入を実施して、ERβ依存性抗腫瘍機能を持つ宿主細胞タイプを特定した。さらに、細胞シグナリングアッセイを行って、WT及び突然変異のマウスのCD8+T細胞におけるT細胞受容体(TCR)惹起シグナリングカスケードを比較した。最後に、ERβ選択的アゴニストであるS-エクオールを、免疫チェックポイント阻害(ICB)に基づく抗がん免疫療法を増強するその有効性について評価した。
結果:担腫瘍宿主においてERβ特異的リン酸化チロシンスイッチを無効にすることによって、腫瘍増殖を悪化させる。さらに、CD8+エフェクターT細胞における細胞自律性ERβ機能を定義した。機構的に、TCR活性化はERβリン酸化を誘発し、その結果として、下流のTCRシグナリングカスケードを増強する。臨床的に安全なERβ選択的アゴニストであるS-エクオールは、TCR活性化を促進し、ERβリン酸化スイッチを刺激し、抗PD-1のICB免疫療法を増強する。
結論:このマウスの遺伝学的研究は、CD8+T細胞におけるERβ依存性抗腫瘍免疫の調節におけるERβのリン酸化チロシンスイッチの役割を明らかに実証している。これらの知見は、これまで真価を認められていなかったERβの免疫増強機能を刺激することによる新しい組合せ療法の開発に情報を与えるものである。
略語:ERはエストロゲン受容体、TILは腫瘍浸潤リンパ球、PD-1はプログラム細胞死タンパク質1、CD8は表面抗原分類8、TCRはT細胞受容体、ICBは免疫チェックポイント阻害である。
別の遺伝子(ESR1及びESR2)によってコードされているERα及びERβは、エストロゲンの様々な生理学的作用を媒介する(Katzenellenbogen 2000、McDonnell 2002、Heldring 2007、Deroo 2006、Thomas 2011)。配列相同性及び同様の転写活性があるにもかかわらず、これらの2つのERサブタイプは、がんにおいて、別個の、さらに逆の生物学的機能を発揮する(Katzenellenbogen 2000、Deroo 2006、Thomas 2011)。ERαは、エストロゲン依存性乳腺腫瘍増殖を支援するその役割が最もよく知られている一方、ERβは、乳がん、前立腺がん、結腸直腸がん、及び卵巣がん、黒色腫、及び神経膠腫を含む複数のタイプのがんにおける抗腫瘍活性を有する(Fan 2010、Sareddy 2012、Mak 2006、Nanni 2009、Nakajima 2011、Leung 2011)。ERα及びERβの腫瘍関連機能における研究は、主に、腫瘍細胞の増殖及び浸潤を含む、がん細胞の挙動の調節におけるそれらの腫瘍内因性活性に焦点を置いていた。しかしながら、新たに浮上した証拠によって、それらがまた、がん発症及び進行中に宿主細胞において重要な役割を果たしていることが示唆されている(Fan 2010、Sareddy 2012、Mak 2006、Nanni 2009、Nakajima 2011、Leung 2011)。例えば、腫瘍外因性のERαは、卵巣がん進行時の骨髄系由来サプレッサー細胞(MDSC)の免疫抑制活性増強に関連付けられている(Svoronos 2016)。ERβの腫瘍外因性の抗腫瘍活性により、ERβ-KOレシピエント動物に移植した同系マウス黒色腫細胞が、WTレシピエントマウスのものより力強く増殖した(Cho 2010)。さらに最近の研究では、ERβが抗腫瘍免疫の促進に関連付けられている(Huang 2020、Zhao 2018)。しかしながら、ERβの腫瘍外因性活性がどのようにERサブタイプ特異的に調節されるかは依然として不明である。
ERα及びERβの選択性生物学的作用は、部分的に、タンパク質構造及び転写活性におけるそれらの内因性の差分からもたらされる。2つのERサブタイプは、極めて相同の中心DNA結合ドメイン(DBD)、及び活性化機能ドメイン2(AF2)におけるカルボキシル末端リガンド結合ドメイン(LBD)を共に有しているが、活性化機能1(AF1)ドメインにおけるさらに多様なアミノ末端配列が、サブタイプ特異的活性に関連づけられている(Smith 2004、Madak-Erdogan 2013)。それによって、先の研究では、その腫瘍内因性抗腫瘍活性を調節する、ヒトERβのAF1におけるサブタイプ特異的リン酸化チロシン残基(Y36)が同定された。
標準的な機序では、ERα及びERβの両方が、エストロゲン応答エレメント(ERE)に直接結合すること、又は他の部位特異的転写因子によってそれらの同族の標的遺伝子座に結合することで転写を活性化する。転写活性化における核内機能(「ゲノム作用」)に加えて、膜結合性ERαは、成長ホルモンなどの細胞外の要因に細胞の曝露をしてから数分内に細胞質における急速なシグナリング事象を誘発する(Bjornstrom 2005)。後者のERαの機能は、「非ゲノム作用」と呼ばれ、その標準的な転写活性とは別個であって無関係である。同様の非ゲノム機構がERβによって使用されてその抗腫瘍活性を発揮するかどうかは現在のところ知られていない。
本研究において、マウスERβにおけるヒトY36相当のリン酸チロシン残基をフェニルアラニン(F55F)に突然変異させた、遺伝子学的に操作されたマウスモデルを作製した。種々のタイプの腫瘍が、WT対象群に対してERβ突然変異宿主において有意に速く増殖した。骨髄及び精製免疫細胞の養子移入によって、これらの研究は、CD8+免疫細胞におけるERβシグナリングが宿主ERβの抗腫瘍機能を持つことを示している。この研究は、さらに、ERβのチロシンリン酸化がTCR活性化の際に刺激され、その結果として、おそらくERβの非ゲノム作用を介して、エフェクターT細胞活性化に必要とされる下流のシグナリングカスケードを増強することを示している。最後に、抗腫瘍免疫においてERβシグナリングを取り集めることの橋渡し的利用を、ERβ選択的アゴニストのS-エクオールと抗PD-1のICB免疫療法とを組み合わせることによって探索した。
(方法)
動物
すべての動物実験は、テキサス大学ヘルスサンアントニオ校及びジョージワシントン大学の動物実験委員会(IACUC)によって承認を受けた。すべてのマウスに、水を適宜与え、通常の飼料を与えた。Rag1-/-131、BALB/C、及びCD45.1の類遺伝子マウスを、Jackson Laboratory社から購入した。ERβのチロシンからフェニルアラニンへ(Y55F)の突然変異を持つマウスのESクローンを相同組換えによって得た。この突然変異を含む標的ベクターをエレクトロポレーションによってC57BL/6のES細胞に導入した。遺伝子導入した細胞にネオマイシン選択を行い、生存クローンからのDNAサンプルをサザンブロット法によって解析して、正しい相同組換え体を同定した。ERβのY55F突然変異マウスを突然変異ES細胞クローンから作製し、その後、Flpo-Creマウスと交配して、in vivoにおいてneoマーカーを取り除いた。純粋なC57BL/6バックグラウンドである同腹仔のWT及びホモ接合(Esr2 Y55F/Y55F140)突然変異ノックイン(KI)マウスを、ヘテロ接合Esr2+/Y55F 141マウスとの交雑によって作製した。6~8週齢の同腹仔を実験に用いた。アメリカ実験動物学会ガイドラインに従って特定の病原体除去設備においてマウスを飼育した。別のケージの同腹仔動物を無作為に実験群に割り当て、これらは、すべての群の細菌叢に等しく曝露されること確実にするために、共に飼育されるか、又は他の群の寝床に計画的に曝露された。
細胞株及び培養条件
HEK293T、MC38の結腸腺癌細胞、B16F10の黒色腫、149及びEMT-6の乳房腫瘍細胞をATCCから購入した。E0771の乳房腫瘍細胞をCH3 Biosystems社(カタログ:940001)から購入した。M-Wntの乳房腫瘍細胞は、ノースキャロライナ大学のSteven Hursting博士からの寄贈であった。AT-3の乳房腫瘍細胞は、ロズウェルパーク総合がんセンターのScott Abrams博士の研究室によって作製された。ID8agg-Lucは、Tyler Curiel博士の研究室によって作製された。すべての細胞株はマイコプラズマを含まず、10%の熱失活ウシ胎仔血清(FBS)、1%のL-グルタミン、100μg/mlのペニシリン、及び100μg/mlのストレプトマイシン(P/S、Thermo Fisher Scientific、カタログ#15140122)を添加した、高グルコースDMEM(Thermo Fisher Scientific、カタログ#11965)において培養された。
in vivoにおける腫瘍負荷、処置、及び評価
腫瘍研究において、8~10週齢のマウスを用いた。M-Wnt(5×105細胞)、E0771(5×105細胞)、AT-3(2×105細胞)、及びEMT-6(5×105細胞)の腫瘍細胞を4番目の乳腺パッドに皮下移植した。B16F10(0.5×106細胞)及びMC38(5×106細胞)の腫瘍細胞を背部の側腹部に皮下移植した。表示した日数でノギスを用いて腫瘍体積を測定した(0.5×長さ×幅2)。抗IgG2a(BioXcell社、カタログ#BE0146)及び抗PD-1(BioXcell社、カタログ#BE0089)抗体を、腫瘍負荷後の7日目から開始して、表示したような期間、3日毎100μg/mouseの服用量で腹腔内(i.p.)注入によって投与した。S-エクオール(Ausio Pharmaceuticals社製)を、腫瘍負荷の日から開始して、毎日50mg/kgで経口強制投与によって投与し、腫瘍増殖実験全体にわたって継続した。
骨髄キメラ
WTのC57BL/6(CD45.1)レシピエント雄又は雌に(移植した172群あたり10匹のマウス)に、9.5Gyの全身照射(TBI)で照射した。ドナーWT(CD45.2)又はKI(CD45.2)のC57BL/6マウスから貯蔵しておいた脛骨及び大腿の骨髄細胞を、RBC溶解バッファーで溶解した。WT又はKIマウスからの骨髄細胞を、照射したレシピエントWT(CD45.1)マウスの後眼窩に注入した(各レシピエントマウスあたり1×107細胞)。動物を、照射前の1日及び照射後の2週間、トリメトプリムスルファメトキサゾール(Hi-Tech Pharmacal社)抗生剤水で維持し、キメラマウスの腫瘍移植を、再構築後の少なくとも8週で行った。実験終了時に、すべての動物の造血再構築を脾細胞のフローサイトメトリーによって検証した。
CD8+T細胞の養子移入
6~8週齢のWT及びKIの雄マウスから全脾臓細胞懸濁液を調製した。EasySep(登録商標)マウスCD8a正選択キットII(Stemcell Technologies社、カタログ#18953)を用いて、CD8+T細胞を脾細胞から単離した。濃縮されたナイーブCD8+T細胞をRag1-/-187レシピエントに静脈内注射によって養子移入した(2×106細胞)。翌日、B16F10(0.5×106細胞)の黒色腫細胞を背部の側腹部に皮下移植した。
フローサイトメトリー
細胞を、LSRII及びFACSAriaハードウェアを用いて、これまでに記載されたように(Clark、2016)染色及び選別し、FACSDiva(BD Bioscience社)及びFlowJoソフトウェア(FlowJo,LLC社)によって解析した。CD8+T細胞の単離及びin vitroにおける活性化。CD8+T細胞を無菌条件下で脾臓から単離した。個々の脾臓をホモジナイズして脾細胞を放出させた。5mlのRPMI1640培地中の細胞懸濁液を遠心分離し(300g、室温で5分間)、上清をデカントし、細胞ペレットを残量(約100μl)に再懸濁した。赤血球を900μlの滅菌水中に短時間溶解し(1~2秒)、その後100μlの10×PBSを加えて等浸透圧に戻し、5mlの無血清RPMI1640培地を加えた。個々の脾臓からの単細胞懸濁液を貯蔵し、70μm及び40μmの細胞濾過器(Fisher社)で濾過し、計数した。磁気細胞ソーティング(MagniSortマウスCD8T細胞濃縮キット、Invitrogen社)を用いて、負の選択によって、製造者の指示に従って、CD8+T細胞を単離した。単離した2×106個のCD8+T細胞を、PBS中の10μg/mlの抗CD3(クローン145-2C11、BioXCell社)及び1μg/mlの抗CD28(クローン37.51、BioXCell社)で4℃において一晩前処理して、細胞をプレーティングする前にPBSで2回洗浄した、24ウェルプレート(Nunc、Thermo Fisher Scientific社)にプレーティングした。
定量RT-PCR
RNeasy(Qiagen)を用いて、ホモジナイズした全肺組織から全RNAを単離した。ImPromII逆転写システム(Promega社)及びランダムプライマーを用いて、cDNAを1μgの全RNAを用いて合成した。定量PCR(qPCR)は、7900HTリアルタイムPCRシステム(Applied Biosystems)を用いて、SYBRGreen(Thermo Scientific社)を伴って転写物特異的プライマーにより増幅し、製造者の指示に従って行われた。プライマー配列はこれまでに記載された(Clark、2016)。
イムノブロッティング
単離したマウスの脾臓及び骨髄をRIPA溶解及び218抽出バッファー中に溶解した。PierceのBCAタンパク質アッセイキット(Pierce、カタログ#23225)を用いて、タンパク質量を測定した。一次抗体は、ERβマウスmAb(Thermo Fisher社、カタログ#MA5-24807)、Zap70(CST社、#3165)、p-Zap70(Tyr319)/Syk(Tyr352)(CST社、#2717)、LAT(CST社、#45533)、p-LAT(Tyr220)(CST社、#20172)、Lck(CST社、#2752)、p-Lck(Tyr505)(CST社、#2751)、α-チューブリン(CST社、#3873)に対するものであった。対応する二次抗体を使用した。ECL、SuperSignal(登録商標)West Pico PLUS化学発光基質(Thermo Fisher社、カタログ#34580)を用いてタンパク質を検出した。
TCGAデータ解析
ESR2発現と患者の生存率との関連を評価するために、患者の生命状態を、各腫瘍におけるT細胞浸潤に対するESR2発現レベルとし、細胞傷害性Tリンパ球の浸潤を評価するためにCD4、CD8α、GZMBの総発現量(100万あたりのlog2カウント)を用い、相関をESR2発現に対して計算した。ESR2発現レベルと乳がん患者の生存率との相関は、CD8+T細胞浸潤レベルによって算出される。TCGA乳がん研究のすべての患者を、ESR2の発現レベルに従って分けた(すべての患者の平均発現値より高い又は低い)。腫瘍がCD8[(CD8A+CD8B)/2]の発現が多い(>1 SD)又は少ない(<1 SD)患者について、ESR2発現レベルと生存率との相関を示している(Pan、2018、Jiang、2018)。ヒト黒色腫腫瘍浸潤リンパ球(TIL)解析のために、単細胞RNA-seqデータセットを公開データベース(GSE72056)からダウンロードした。活性化CD8+TIL(CD8a>=5及びCD44>=2)を遺伝子セットエンリッチメント解析(GSEA)(www.gseamsigdb.org/のGSEA_4.1.0)に使用した。低ESR2TILに対する高ESR2TILにおいてTNFαシグナリング及びNFAT経路のエンリッチメントを評価した。
統計解析
データは平均値±標準誤差として示す。Microsoft(登録商標)エクセル(Microsoft社)又はGraphPadのPrism7ソフトウェア(GraphPad Prism Software Inc社)を用いて統計解析を行った。2つの群間の比較には、対応のないスチューデントt検定を用いた。多重比較には、一元配置分散分析又は二元配置分散分析に続いてボンフェローニのポストホック検定を用いた。腫瘍増殖曲線の解析には、反復測定二元配置分散分析(混合モデル)に続いてボンフェローニのポストホック検定を用いた。p<0.05の値を有意とみなした。
(結果)
宿主のERβシグナリングは腫瘍増殖を阻害する
ERβのリン酸化チロシンスイッチの腫瘍外因性機能を調べるために、従来の相同組換えに基づく遺伝子編集手法を用いて、ヒトERβのY36に対応するマウス内在性ERβのチロシン残基Y55をフェニルアラニン(Y55F、図27A)に突然変異させた。PCR及びシークエンシングにより、Esr2天然遺伝子座における正しいゲノム変化が確認された(図23A、図27B)。全身ホモ接合突然変異マウス系統(Esr2Y55F/Y55F259)を、純粋なC57BL/6バックグラウンドにおいて作製し、以後ノックイン(KI)マウスと呼ぶ。これまでに報告されているERβノックアウト(KO)マウスと一致して、KIマウスは、明らかな発育異常はなく、WT同腹仔と全く区別不可能であった(図27C)。WT、KO及びKIマウスにおけるERβ発現の調査は、Y55F突然変異タンパク質が骨髄及び脾臓を含めて複数の組織においてWTのERβと比較可能なレベルで発現することを示した(図23B)。したがって、KIマウスに関連するいずれの表現型も、ERβの発現抑制によるものではなさそうである。
宿主のERβシグナリングが腫瘍増殖に与える影響を測定するため、乳房腫瘍(M-Wnt-1、図23C)、結腸直腸腫瘍(MC38、図28A)、及び黒色腫(B16F10、図23D、図28B)を含む種々の同系マウス腫瘍細胞をWT及びKIマウスに移植した。試験したすべての腫瘍モデルにおいて、同系の腫瘍がWT対応動物においてよりもKIレシピエントマウスにおいて力強く増殖し、この傾向は雌コホート及び雄コホートの両方において観察された(図23D、図28B)。さらに、担黒色腫KIマウスもまた、WT対象群よりも明らかな肺転移を示した(図28C)。KIマウスにおいて腫瘍増殖がより高悪性であることと一致して、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)の免疫表現型検査から、CD3+免疫細胞、CD4+ヘルパーT細胞、及びCD8+エフェクターT細胞の全存在量が、WT対照群よりもKI宿主の腫瘍において実質的に少なかったことが示されている(図23E~図23G、図29)。これまでに報告されたERαのMDSC13に対する役割とは対照的に、ERβは担腫瘍宿主におけるMDSC(CD11b+Gr-1hi)の存在量には影響を与えるとは認められない(図30)。まとめると、これらのデータは、宿主のERβリン酸化チロシンスイッチは、おそらく抗腫瘍免疫を取り集めることによって、原発性及び転移性腫瘍の増殖を抑制するために重要であることを示す。
CD8+T細胞におけるERβシグナリングが宿主の腫瘍抑制活性をもたらす
次の研究では、腫瘍抑制における宿主のERβシグナリングの細胞源を詳述しようとした。KI宿主の腫瘍においてTIL存在量が有意に減少したことを考えて、骨髄移植に関与するマウスキメラ実験を行った(図24A)。まず、雄のWTレシピエントマウスに照射(10Gy)して内在性骨髄細胞を死滅させ、続いて、同系の雄WT又はKIドナーから骨髄を移植した。WT>WT及びKI>WTマウスにおいてキメラ化がうまくいくことを確認した後(図31A)、骨髄を移植してから8週でB16F10黒色腫細胞を注入した。腫瘍増殖は、雄及び雌のWT>WT対照群に対して雄及び雌のKI>WTキメラ(KI免疫細胞あり)において有意に速く(図24B~図24C)、KI由来の免疫細胞は腫瘍増殖の抑止が不十分であることを示唆した。親KIレシピエントマウスからの知見と一致して(図28D)、黒色腫関連肺転移は、雄のWT>WT対照群に対して雄のKI>WTマウスにおいてより多かった(図24D)。別個の実験において、卵巣腫瘍細胞を雌のキメラ宿主に腹膜注入し、WT>WT対照群(39日、p=0.0143)よりもKI>WTマウス(30日)の生存率中央値が、有意に短いことを観察した(図31B~図31C)。この研究は、ERβシグナリングが雄及び雌の両方のマウスの骨髄由来宿主細胞においてその抗腫瘍活性を調節していることを強く示唆している。
推論の実験において、雄のB16F10担腫瘍キメラマウスからのTIL及び腫瘍排出リンパ節(TDLN)を解析した。KIマウスにおける抗腫瘍免疫応答が損なわれるという見解を裏付けて、腫瘍浸潤CD4+及びCD8+T細胞の総数は、WT>WTマウスと比較してKI>WTマウスでは減少した(図24E、図32)。IFNg-産生CD8+細胞のパーセンテージが、WT>WTマウスからの腫瘍と比較してKI>WTマウスからの腫瘍では有意に減少し(図24F)、CD8+T細胞の細胞傷害の効力が、機能的ERβのシグナリングの欠如で損なわれたことを示唆している。CD8+T細胞におけるCXCR3のパーセンテージ及び平均蛍光強度(MFI)は、KI>WTマウスのTDLNにおいて減少した(図24G~図24H)。さらに、抗腫瘍T細胞を刺激するものである、樹状細胞の活性化もまた、MHC-II発現の減少から明らかであるように、KI>WTキメラマウスにおいて損なわれた(図32)。さらに、エフェクターT細胞は、活性化が低下し(CD44/CD62L)、KI>WTキメラにおいてさらなるエフェクター機能が減少してしまっている(例えば、腫瘍壊死因子アルファ(TNF)α、インターロイキン(IL)-2及びパーフォリン、図32)。また、T細胞のPD-1及びLag3も担腫瘍KIマウスにおいて減少した(図32)。これらのマーカーは、抗腫瘍機能が低下した「疲弊した」T細胞を特徴づけると考えられていたが、最近の研究は、これらがまた活性化した抗腫瘍T細胞も同定できることを示している。これらのデータは、共に、抗腫瘍CD8+T細胞エフェクターの活性が、ERβに応じて増強され、腫瘍免疫細胞の輸送が改善され、これは、ERβ促進抗腫瘍活性のための免疫機構としての樹状細胞活性及び/又はCD4+T細胞の増加からもたらされ得ることを強く示唆している。
公開されている研究では、ERβ依存性抗腫瘍免疫強化をもたらす特定の免疫細胞タイプを同定するために、ERβのmRNAはCD8+T細胞及び樹状細胞を含む種々の免疫細胞タイプにおいて発現されるが、CD4+T細胞においてほとんど検出できないことが示されている。精製したマウス初代免疫細胞のイムノブロッティングは、ERβタンパク質レベルが、検査した他の免疫細胞よりもCD8+T細胞において高いことを示す(図2I)。CD8+T細胞におけるERβシグナリングの細胞自律性抗腫瘍効果を評価するために、CD8+T細胞を、WTマウス及びKIマウスから精製し、免疫不全のRag-/-324レシピエントマウスにそれらを養子移入した。その後の腫瘍研究から、養子移入されたWTのCD8+T細胞が、シャム又はKIのCD8+T細胞のいずれかと比較して、腫瘍増殖を有意に阻害したことを示す(図25J)。TILの存在量を検査すると、KIのCD8+T細胞の数はWT対象群より実質的に少なかった(図25K)。これらのデータは、共に、CD8+T細胞におけるERβシグナリングが抗腫瘍免疫の刺激において細胞自律的な役割を果たしている有力な証拠となる。
CD8+T細胞におけるERβの非ゲノム作用がT細胞活性化を増強する
ERβシグナリングがCD8+エフェクターT細胞の機能を促進する根本的な機構解明するために、初代CD8+T細胞を、マウスの脾細胞から精製し、in vitroにおいて抗CD3/CD28でそれらを活性化した。WTのERβのY55リン酸化が、T細胞の活性化後に実質的に増加した(図25A)。重要な点として、抗CD3/CD28処理によって、ERβリン酸化チロシンスイッチが消失したKIのCD8+T細胞は、WTの対応物よりも、IFNg及びTNFaを含む細胞傷害性サイトカインを有意に少なく生成し、CD8+T細胞機能におけるERβシグナリングの細胞自律的な役割をさらに実証している(図25B)。
TCRシグナリングの開始及び伝播は、Lck、Zap70、及びLATを含むいくつかの近位シグナリング分子のリン酸化、並びにAkt及びp38などのさらなる下流シグナリング分子の活性化に関与している(Courtney、2018)。これらの翻訳後事象は、転写レベルでの遺伝子活性化とは無関係であり、TCRが抗原リガンドに結合した後、数分以内に起こる。in vitroにおける抗CD3/CD28処理後、TCR刺激によるこれらのシグナリング分子のリン酸化は、TCR活性化後5分程と早く容易に検出できた(図25C)。これとは全く対照的に、ERβリン酸化チロシンスイッチを無効にすることで、KIのCD8+T細胞においてTCR誘発シグナリングカスケードが著しく抑制された(図25C)。TCR活性化の初期段階の時間枠が短い(すなわち、数時間ではなく数分)ことを考えると、ERβが抗CD3/CD28処理後に転写活性化によってこの急速なプロセスを促進する可能性は低いと推論した。さらに、in vitroの活性化前のWT及びKIの初代CD8+T細胞のRNA-seqは、いずれの有意なERβ依存性のベースラインのトランスクリプトーム変化も示さなかった(データは示さず)。したがって、ERβシグナリングがCD8+T細胞のTCRシグナリングカスケードの急速な活性化を促進することは、その標準的な転写活性とは無関係である可能性が高い。
ERβアゴニストであるS-エクオールによるERβシグナリングの活性化はaPD-L1免疫療法を増強する
公開されている研究は、ERβ選択的アゴニストであるS-エクオールが、乳がん細胞においてヒトERβのY36でのリン酸化を促進することを示している(Yuan、2016)。S-エクオールは、さらに、抗CD3/CD28刺激マウスEF4リンパ腫細胞において、TCR活性化ERβチロシンリン酸化を増強した(図26A)。このin vitroにおける知見を考慮して、いくつかの同系マウス腫瘍モデルにおいて、aPD-1の抗腫瘍効力の増強におけるS-エクオールの効果の可能性を評価しようとした。この実験デザインは、(1)IgG対照群、(2)aPD-1、(3)S-エクオール、及び(4)aPD-1+S-エクオールの4群を含むものであった。B16黒色腫及びE0771乳房腫瘍モデルにおいて、腫瘍はαPD-1又はS-エクオール単独療法に応答したが、組合せ処置に対する応答は単独処置よりも有意に明らかであった(図26B~図26C、図33A~図33B)。さらに2つの乳房腫瘍モデル(AT-3及びEMT6)において、組合せ処置のみが腫瘍を明らかに縮小させた(図26D、図26E、図33C~図33D)。腫瘍増殖の評価と一致して、aPD-1とS-エクオールとの組合せにより、対象群及び単独処置群に対して、腫瘍浸潤CD8+T細胞が実質的に増加した(図26F~図26G)。総じて、これらのデータは、S-エクオールが種々の同系の腫瘍を抗PD-1のICB免疫療法に感作させる能力を示している。
ERβと抗腫瘍免疫との臨床上の相関を探索するために、生物情報学ツール(TIMER)を用いて、ヒト腫瘍サンプルにおける腫瘍-免疫の相関を評価した(Wherry 2015)。いくつかの固形がんタイプは、ERβのmRNAレベルと、CD4、CD8A、及びGZMBを含む抗腫瘍免疫に関連する遺伝子との間に有意な正の相関を示す(図S9A~図S9C)。特筆すべきは、ERβとCD8A及びGZMBとの最も強い相関が乳がんにおいて観察されたことである(図S9B~図S9C)。免疫マーカー相関を、特に乳がんにおけるESR1及びESR2 377について比較するとき、ESR1は、ESR2とは異なって、これらの抗腫瘍免疫マーカーと負の関係を示すことが際立ち、ERα及びERβが腫瘍免疫微小環境において逆の役割を果たしているという見解を支持している。さらに、公開されている乳がん関連の患者生存率データセットの解析から、ESR2のより高い発現レベルが患者の生存期間がより長いことと相関しているが、その相関は腫瘍浸潤CD8+T細胞が比較的多く存在する腫瘍においてのみ有意であることが示されている。これらの臨床上の相関は、共に、宿主CD8+T細胞において強い抗腫瘍免疫応答を取り集めることにおけるERβシグナリングの卓越した役割を示している。
(検討)
ERβシグナリングの病態生理学的意義は重要であるが、歴史的にあまり調べられていない研究上の論題である。その抗がん治療上の可能性に対する認識が高まっているにもかかわらず、これまで、ERβシグナリングを正確かつ相乗的に動員する合理的な努力を弱める、がんの発症及び進行におけるERβシグナリングの決定的な役割についての有力な遺伝学的証拠があった。抗腫瘍免疫におけるERβ特異的かつ腫瘍外因性のERβリン酸化チロシンスイッチの発見は、がん処置におけるERβ活性を評価して取り集めるための、これまで認識されていなかった手法を提供するものである。特に、抗腫瘍免疫におけるERβシグナリングの関与は、ICB免疫療法の有効性を最大限に高めて、さらなるがん患者の生存利益を高めることができ得る組合せ療法の展望を広げるものである。さらに、新たに作製されたERβのKIマウスモデルは、正常な生理学的状態及び疾患状態、腫瘍外因性の状況に対する腫瘍内因性の状況におけるリン酸化ERβ依存性ERβ機能をさらに解明するための強力なツールを提供する。
これまでに公開された研究では、c-Abl及びEYA2がそれぞれ、乳がん細胞におけるERβのリン酸化チロシンの状態を直接及び正反対に調節するキナーゼ及びホスファターゼであることが同定された(Pierdominici 2010)。これらの分子がCD8+T細胞のERβリン酸化チロシンスイッチを直接調節しているかどうかは、依然として確認されていない。しかしながら、c-AblがTCR活性化の媒介に関連付けられていることは注目に値する(Zipfel、2004)。さらに、固形腫瘍に対するBCR-Ablの薬理学的阻害剤の臨床試験では、混在した結果が得られているが、これは腫瘍細胞及び宿主免疫細胞におけるc-Ablの複雑な作用によるものであり得る。CD8+T細胞におけるERβリン酸化チロシンは、他のチロシンキナーゼによって調節され得る。哺乳動物発現ライブラリーを、これまでに、すべての既知のヒトチロシンキナーゼについてスクリーニングした。c-Ablに加え、Zap70もまた、ヒトERβのY36残基でのリン酸化の候補キナーゼとして同定した。したがって、Zap70及びERβは、Zap70がERβをリン酸化する正の調節ループを形成し得、その結果として、TCR媒介免疫活性化において、Zap70と他のシグナリング分子との会合を促進することが考えられる。
全長のERβ(ERβ1)に加え、ヒトESR2遺伝子は、別個でさらには逆の生物学的活性を有するいくつかのスプライシング変異体(ERβ2~5)も生成する。しかしながら、マウスEsr2の対応する変異体の性質及び機能は、依然として不明である。すべての既知のヒト変異体は同じN末端配列を共有しており、したがってリン酸化チロシンスイッチを共有しているので、マウスKIマウスモデルにおける同様の推定される変異体は、全長ERβタンパク質と同様に影響を受け得る。ヒト及びマウスの免疫細胞において、全長及び可能性のあるスプライシング変異体におけるリン酸化チロシンスイッチの影響を区別するためには、今後の研究を要する。
抗がん免疫療法の大きな飛躍的前進にもかかわらず、これは一部の患者にのみ有効であり、通常根治的ではない(Katzenellenbogen 2000、McDonnell 2002、Heldring 2007、Deroo 2006)。したがって、新しい独立した免疫療法及び/又は既存の抗がん免疫療法を向上可能な薬剤の開発が不可欠である。複数の臨床試験により、いくつかの合成及び天然のERβ選択的アゴニストのヒトに対する安全性が示されている。特に、腸内細菌の作用による大豆副産物であるS-エクオールは、閉経期症状、前立腺肥大症、及びより最近ではトリプルネガティブ乳がんの処置のために、複数の第I相及び第II相臨床試験において使用された。単独又はaPD-1との組合せのいずれでも、本研究において観察されたS-エクオールの抗腫瘍効果は、ICB免疫療法に対する腫瘍抵抗性を克服するという別のERβアゴニストLY500307の最近の報告と一致している(Huang、2020)。これらの前臨床の知見を今後の抗がん臨床試験に移すことで、現在の免疫療法から利益を得ることができる患者集団を大幅に拡大する新しい組合せ療法につながる。
実施例15
TNBC乳がんは、他の乳がんサブタイプと比較して処置結果が劣っており、標的療法も欠いている。S-エクオールは新しい経口エストロゲン受容体(ER)ベータアゴニストであり、前臨床データにおいてTNBC細胞増殖の抑制を示している。診断用コア針生検でTNBCが確認された39人の登録患者に、ネオアジュバント治療試験を行った。10~21日間、コホートA(20人の患者)に1日50mgの服用量を1日あたり2回投与し、コホートB(19人の患者)に150mgのより高い服用量を1日あたり2回投与した(図35)。36人の患者に対して、対の生検が評価可能であった。主要評価項目は、処置前から処置後のKi-67の変化であり、二次評価項目は相関性バイオマーカーとして含んだ。処置前の平均Ki-67は68%、処置後は59%であった。Ki-67の平均減少率は8%であった(P=0.00206、95%CI-13.46~-3.26)。Ki-67のベースラインから少なくとも20%の減少が、患者の28%に観察された。ERベータのIHC発現はS-エクオールへの曝露により減少し、中央値の減少が45%であった(範囲は-65.00~-19.50)(図36)。サイクリンD1染色もS-エクオール曝露により減少し、中央値の減少が12.5であった(範囲は-27.5~0.0)(図37)。処置前及び処置後の対の腫瘍サンプルでは、CD3又はCD8の染色に有意な変化はなかった。
S-エクオールは、忍容性が高い、新しい経口用ERベータアゴニストであり、Ki-7の減少によって測定されるようなTNBCを有する患者における増殖を抑制する。IHCによるERベータの発現及びサイクリンD1の染色は、両方ともS-エクオールへの曝露によって減少した。腫瘍サンプルにおけるCD3及びCD8の発現は、S-エクオールへの曝露によって有意に変化しなかった。
(参考文献)
本明細書において参照される特許文献及び科学文献は当業者が入手可能な知見を提示するものである。本明細書に引用したすべての米国特許及び公開又は非公開の米国特許出願は、参照により援用される。本明細書に引用したすべての公開外国特許及び特許出願は、参照により本明細書に援用される。本明細書に引用した他のすべての公開参考文献、文書、原稿及び科学文献は、参照により本明細書に援用される。
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Claims (47)

  1. S-エクオールを含む製剤を、その必要がある対象に薬学的有効量投与することを含む、がんを処置する又は予防するための方法。
  2. 前記製剤は、10~200mgのS-エクオールを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記製剤は、50~150mgのS-エクオールを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記製剤は、約50mgのS-エクオールを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記製剤は、約150mgのS-エクオールを含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記製剤は、経口、静脈内、腹腔内又は皮下投与される、請求項1に記載の方法。
  7. 前記対象はヒトである、請求項1に記載の方法。
  8. 前記S-エクオールは、1つ以上の他のがん処置と組み合わせて投与される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記S-エクオールは、免疫療法剤と組み合わせて投与される、請求項8に記載の方法。
  10. 前記免疫療法剤は、抗体である、請求項9に記載の方法。
  11. 前記抗体は、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)を対象とする、請求項10に記載の方法。
  12. 前記抗体は、プログラム死リガンド1(PDL-1)を対象とする、請求項11に記載の方法。
  13. 前記抗体は、ペムブロリズマブである、請求項11に記載の方法。
  14. 前記抗体は、アテゾリズマブである、請求項12に記載の方法。
  15. 前記抗体は、アベルマブである、請求項12に記載の方法。
  16. 前記製剤は、ゲニステイン、ダイゼイン及び/又はIBSO03569を実質的に含まない、請求項1に記載の方法。
  17. ゲニステイン、ダイゼイン及び/又はIBSO03569は、S-エクオールとともに投与されない、請求項1に記載の方法。
  18. 前記製剤は、R-エクオールを実質的に含まない、請求項1に記載の方法。
  19. 前記S-エクオールは、化学的に製造される、請求項1に記載の方法。
  20. 前記製剤は、1日あたり1回投与される、請求項1に記載の方法。
  21. 前記製剤は、1日あたり2回投与される、請求項1に記載の方法。
  22. 前記製剤は、1日あたり3回投与される、請求項1に記載の方法。
  23. 前記製剤は、1日あたり4回投与される、請求項1に記載の方法。
  24. 前記がんは乳がんである、請求項1に記載の方法。
  25. 乳がんはトリプルネガティブ乳がんである、請求項24に記載の方法。
  26. 前記がんは黒色腫である、請求項1に記載の方法。
  27. 10~200mgのS-エクオールを含む、がんを処置するための組成物。
  28. 前記組成物は50~150mgのS-エクオールを含む、請求項27に記載の組成物。
  29. 前記組成物は約50mgのS-エクオールを含む、請求項28に記載の組成物。
  30. 前記組成物は約150mgのS-エクオールを含む、請求項28に記載の組成物。
  31. 前記組成物は、経口、静脈内、腹腔内、又は皮下に投与するように製剤化される、請求項27に記載の組成物。
  32. 1つ以上の他のがん処置をさらに含む、請求項27に記載の組成物。
  33. 前記1つ以上の他のがん処置は免疫療法剤である、請求項32に記載の組成物。
  34. 前記免疫療法剤は、抗体である、請求項33に記載の組成物。
  35. 前記抗体は、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)を対象とする、請求項34に記載の組成物。
  36. 前記抗体は、プログラム死リガンド1(PDL-1)を対象とする、請求項34に記載の組成物。
  37. 前記抗体は、ペムブロリズマブである、請求項35に記載の組成物。
  38. 前記抗体は、アテゾリズマブである、請求項36に記載の組成物。
  39. 前記抗体は、アベルマブである、請求項36に記載の組成物。
  40. 前記組成物は、ゲニステイン、ダイゼイン及び/又はIBSO03569を実質的に含まない、請求項1に記載の方法。
  41. ゲニステイン、ダイゼイン及び/又はIBSO03569は、S-エクオールとともに投与されない、請求項27に記載の組成物。
  42. 前記組成物は、R-エクオールを実質的に含まない、請求項27に記載の組成物。
  43. 前記S-エクオールは、化学的に製造される、請求項27に記載の組成物。
  44. 請求項27~43のいずれか1項に記載の組成物を薬学的有効量投与することを含む、T細胞受容体の活性化のための方法。
  45. 前記T細胞受容体の活性化はERβリン酸化チロシンスイッチを刺激する、請求項44に記載の方法。
  46. 前記T細胞受容体の活性化は免疫療法を増強する、請求項44に記載の方法。
  47. 前記免疫療法は、抗PD-1免疫チェックポイント阻害(ICB)である、請求項46に記載の方法。
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