JP2024020345A - 改変アデノウイルス - Google Patents

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Abstract

【課題】血清型Ad5の改変腫瘍溶解性アデノウイルス、同アデノウイルスを含む医薬組成物および同アデノウイルスを使用してがんを治療する方法を提供する。【解決手段】改変アデノウイルスは、凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げるヘキソン超可変領域7の少なくとも1つの点突然変異(HVR7突然変異);コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げるファイバーノブ領域ABループの少なくとも1つの点突然変異(KO1突然変異);およびανβ3/ανβ5インテグリンとのウイルス結合を妨げるペントンインテグリン結合モチーフArg-Gly-Asp(RGD)の少なくとも1つの点突然変異を含む。【選択図】図7-1

Description

本発明は、血清型Ad5の改変腫瘍溶解性アデノウイルス;同アデノウイルスを含む医
薬組成物;および同アデノウイルスを使用してがんを治療する方法に関し、ここで、前記
改変アデノウイルスは、凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げるヘキソン超可
変領域7の少なくとも1つの点突然変異(HVR7突然変異);コクサッキーウイルス・
アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げるファイバーノブ領域ABルー
プの少なくとも1つの点突然変異(KO1突然変異);およびαVβ3/αVβ5インテ
グリンとのウイルス結合を妨げるペントンインテグリン結合モチーフArg-Gly-A
sp(RGD)の少なくとも1つの点突然変異を含む。
がんウイルス療法は、進行期黒色腫の最初の腫瘍溶解性免疫療法としての1型単純ヘル
ペスベースのタリモジーン・ラハーパレプベック(T-VEC)による新興分野である。
腫瘍溶解性アデノウイルスは、感染性疾患に対する種々のワクチンアプローチでしばしば
使用される高度免疫原性ウイルスである。重要なことに、これらは免疫応答を刺激すると
同時に増強する並はずれた能力を有する。さらに、腫瘍内の腫瘍溶解性アデノウイルスの
存在およびそれが引き起こす免疫原性細胞死は、IFNgのようなTH1型免疫モジュレ
ーターの発現を引き起こすことによって、臨床的に関連する抗腫瘍免疫が発生するより感
受性のある状態に向けて敵の腫瘍微小環境を形作る可能性がある。しかしながら、腫瘍溶
解性アデノウイルスの免疫原性は両刃の剣である;抗ウイルス免疫はしばしばあまりに圧
倒的であるので、腫瘍によって発現される自己抗原に対して引き起こされるはるかに弱い
免疫応答を無効にする。
アデノウイルス5(Ad5)は、遺伝子操作が可能であり大きな導入遺伝子を許容でき
るため、がんおよび遺伝子治療の多数の臨床試験(clinicaltrials.go
v、2016)で展開されている一般的なベクターである。しかしながら、この血清型は
、その広範な臨床使用を妨げるいくつかの次善の特徴を有する。Ad5は一般的な呼吸器
ウイルスであり、一定の集団では血清有病率が100%に近く、中和抗体(nAb)が全
身送達された治療用ベクターを急速に不活性化する。他の次善の特徴には、ウイルスヘキ
ソンタンパク質とヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)の架橋を介した脾臓および
肝臓への広範なオフターゲット隔離、ヒト凝固第10因子(FX)によって媒介される向
性指示相互作用が含まれる。インビトロでは、Ad5は、ウイルスファイバータンパク質
と分極上皮細胞上の密着結合内で遍在的に発現されるが、進行性がんで下方制御されるコ
クサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)との間の相互作用を介して宿主細
胞に侵入する。その後、Ad5は、ウイルスペントンベースタンパク質によって媒介され
るクラスリン媒介エンドサイトーシスによって、αvβ3/5インテグリンを介して宿主
細胞に内部移行する。
免疫療法および患者自身の免疫系の刺激によりがんを標的化および攻撃することが人気
を得てきているため、がん治療における腫瘍溶解性ウイルスの役割の認識は過去10年間
で劇的に変化した。世紀の初めには、腫瘍溶解性ウイルスは、腫瘍溶解を介して腫瘍細胞
を溶解するそれらの固有の能力を通してのみ作用する、がん治療の活性薬剤として認識さ
れた。近年、がんワクチンとしてのそれらの使用が関心を集めており、免疫系を活性化す
るために腫瘍溶解時にがん細胞から腫瘍抗原を放出するそれらの能力が、がんに対する究
極の免疫療法を設計する上で重要な特徴として認識されている。
したがって、ウイルスベクターが臨床設定でますます魅力的になっているが、一般的な
血清型-Ad5-の臨床的有効性は、乏しい腫瘍特異性、広範なオフターゲット送達、お
よび自然免疫による不活化によって妨げられ、革新的な操作戦略を必要としている。
本明細書では、上記の欠点を克服するように設計された改変アデノウイルスベクターを
開示する。
本発明の第1の態様によると、
a)凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げる、ヘキソン超可変領域7のI4
21G、T423N、E424S、E450QまたはL426Y点突然変異(HVR7突
然変異)のうちの少なくとも1つ;
b)コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げ
る、ファイバーノブ領域ABループのS408EまたはP409A点突然変異(KO1突
然変異)のうちの少なくとも1つ;および
c)αβ/αβインテグリンとのウイルス結合を妨げる、ペントンインテグリ
ン結合モチーフArg-Gly-Asp(RGD)のD342EまたはD342A点突然
変異のうちの少なくとも1つ
を含む改変Ad5血清型アデノウイルスが提供される。
本発明による改変Ad5血清型アデノウイルスは、オフターゲット組織に感染するその
能力がひどく損なわれ、実際、肝臓および脾臓に感染することが防止/阻害され、また体
の細胞に広範囲に感染する能力も折り合っているので、有利である。したがって、改変ア
デノウイルスは、感染することができる組織の点で折り合っている。
アデノウイルスは、二本鎖DNAゲノムを含有する正二十面体ヌクレオカプシドを有す
る、中型サイズ(90~100nm)のノンエンベロープ(外側の脂質二重層を有さない
)ウイルスである。ヒトでは、7つの種(ヒトアデノウイルスA~G)に分類される57
の一般に認められたヒトアデノウイルス血清型(Ad-1~57)がある:A-12、1
8、31;B-3、7、11、14、16、21、34、35、50、55;C-1、2
、5、6、57;D-8、9、10、13、15、17、19、20、22、23、24
、25、26、27、28、29、30、32、33、36、37、38、39、42、
43、44、45、46、47、48、49、51、53、54、56;E-4;F-4
0、41;およびG-52。したがって、本明細書におけるAd5への言及は、アデノウ
イルスのCサブクラスに属するアデノウイルス血清型5を指す。
当業者に知られているように、アデノウイルスビリオンは、ウイルスDNA-タンパク
質コア複合体を取り囲むノンエンベロープ正二十面体形カプシドからなる。ヘキソンが最
も豊富な構造タンパク質であり、カプシド1個当たり240コピーの三量体分子を有する
。12コピーのヘキソン三量体が、カプシドの20個の三角形切子面の各々を形成する。
ペントンベースとファイバータンパク質の複合体がカプシドの頂点をシールし、そして、
ウイルスの付着(ファイバー)および内部移行(ペントンベース)を促進する。
ヘキソンタンパク質は、9つの超可変領域(HVR)を除いて、さまざまなアデノウイ
ルス血清型間で高度に保存されている。これらのHVRはヘキソンタンパク質の露出面を
形成する2つの異なるループに存在し、HVR1~6はDE1ループ内にあり、HVR7
~9はFG1ループ内に位置する。
したがって、本明細書におけるHVR7の少なくとも1つの突然変異への言及は、超可
変領域7の突然変異を指す。具体的には、前記の少なくとも1つのHVR7突然変異は、
凝固第X因子との相互作用を妨げ、それによって改変アデノウイルスの肝臓へのオフター
ゲット隔離を制限し、そして、標的がん細胞への標的化を改善する。
好ましい実施形態では、前記少なくとも1つのHVR7突然変異は、I421G、T4
23N、E424S、E450QまたはL426Yを含む群のうちの1以上から選択され
るFX相互作用を妨げる少なくとも1つのアミノ置換突然変異を含む。最も好ましくは、
前記少なくとも1つのHVR7突然変異は、追加的または代替的に、I421G、T42
3N、E424SおよびL426Y点突然変異のうちの少なくとも1つを含む。
当業者に知られているように、アデノウイルスベクターは、ベクターの広範な分布をも
たらす天然の向性を有する。Ad5のようなグループCアデノウイルスの細胞への侵入は
、ウイルスファイバータンパク質とコクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CA
R)の相互作用を通したウイルスの細胞への高親和性結合を伴うと考えられている。した
がって、抗がん療法の目的のために、アデノウイルスベクターを特定の組織または細胞型
に標的化することは、特異性を改善するためにベクターの正常な向性の改変を必要とする
アデノウイルス感染は、ウイルス表面上の特殊なタンパク質、すなわちアデノウイルス
ファイバータンパク質、特に、カルボキシ末端ノブドメインと呼ばれるアデノウイルスフ
ァイバータンパク質の球状カルボキシ末端ドメインによる宿主細胞受容体の認識で始まる
。したがって、本明細書におけるアデノウイルスファイバータンパク質のノブへの言及は
、アデノウイルスファイバータンパク質の球状カルボキシ末端ドメインへの言及である。
したがって、少なくとも1つのKO1突然変異への言及は、ファイバーノブ領域ABル
ープの少なくとも1つの突然変異を指す。具体的には、前記の少なくとも1つのKO1突
然変異は、CARへのウイルス結合を妨げる。好ましい実施形態では、前記の少なくとも
1つのKO1突然変異は、S408EまたはP409Aを含む群のうちの1以上から選択
されるCAR結合を妨げる少なくとも1つの点突然変異を含む。最も好ましくは、前記点
突然変異は、S408EおよびP409A点突然変異を含む。
アデノウイルスペントンベースは5つのArg-Gly-Asp配列を含み、インテグ
リンアルファvベータ3およびアルファvベータ5(αβ/αβ)に結合して、
ウイルス内部移行を可能にすることによってウイルス感染を促進する。この相互作用を妨
げることにより、脾臓へのオフサイト標的化が減少し、それによって腫瘍特異的標的化が
促進され、さらに、抗がん療法の状況で使用した場合に、そうでなければ有害な免疫宿主
応答をもたらす炎症性サイトカインの放出が弱められることが分かった。
したがって、少なくとも1つのRGD突然変異への言及は、αβ/αβインテ
グリンとのウイルス結合を妨げる、ペントンインテグリン結合モチーフArg-Gly-
Aspの少なくとも少なくとも1つの突然変異(RGD突然変異)を指す。好ましい実施
形態では、前記少なくとも1つのRGD突然変異は、それぞれRGEまたはRGAをもた
らすD342EまたはD342Aを含む群のうちの1以上から選択される少なくとも1つ
の点突然変異を含む。最も好ましくは、前記点突然変異が、RGEをもたらすD342E
である。
なおさらに好ましい実施形態では、前記アデノウイルスは、腫瘍細胞、特に特定の型の
腫瘍細胞を選択的に標的化する少なくとも1つのがん標的化改変を含むようにさらに改変
されている。当業者によって理解されるように、アデノウイルスの天然の向性を改変する
ための本明細書に記載される突然変異の組み込み、およびまた少なくとも1つの標的化改
変/配列の導入を通して、前記改変ウイルスは改善した腫瘍特異性および減少したオフサ
イト標的化を有し、それによって不要な副作用が減少する。がん標的化改変/配列の例は
、当業者に知られており、例えば、それだけに限らないが、アミノペプチダーゼNに結合
するNGR(含有)ペプチド、特にアデノウイルスファイバータンパク質のHIループに
NGRを有するアデノウイルス(Ad);汎がんマーカーEphA2に結合するYSA(
含有)ペプチド、特にEphA2陽性がん細胞の強力な形質導入をもたらすが、EphA
2陰性がん細胞の形質導入はもたらさないキメラファイバーにYSAを有するアデノウイ
ルス;成長因子抗体、特にこれらの標的化部分の化学結合、例えばbFGF、EGFR、
例えばアビジン/ビオチン結合を使用したアデノウイルスに対する抗体(例えば、セツキ
シマブ、ハーセプチン、アバスチンなど);およびいったんウイルスの外側に付着すると
(典型的には、化学的に結合、例えばヒアルロニダーゼを介した結合)、細胞外膜を分解
し、ウイルスが腫瘍微小環境にさらに効率的に浸透できるようにするマトリックス分解酵
素がある。
好ましい実施形態では、前記がん標的化改変は、A20ペプチド配列NAVPNLRG
DLQVLAQKVART(配列番号1)などのαvβ6インテグリン結合ペプチド(配
列結合および相同性技術のような従来の技術を使用して同定される)の、それぞれウイル
スへのまたはウイルスによる、理想的にはウイルスファイバーノブHIループへのまたは
ここでの挿入または発現を含む(この改変ウイルスは以下でAd5.3D.A20と呼ば
れる)。A20は元々、口蹄疫ウイルス(FMDV)カプシドタンパク質VP1に由来し
、αvβ6インテグリンに対して高い親和性を有する。αvβ6インテグリンは、卵巣が
んの3分の1および種々の他の上皮がんで発現され、健康な成人組織では検出できない。
したがって、当業者に理解されるように、改変ウイルスにおけるこの配列の発現および組
み込みを通して、改変ウイルスが、それだけに限らないが、卵巣がん、膵臓がん、食道が
ん、肺がん、子宮頸がん、頭頸部がん、口腔がん、喉頭がん、皮膚がん、乳がん、腎臓が
んおよび結腸直腸がんのようなαvβ6インテグリン過剰発現がんを選択的に標的化する
ことができる。
当業者であれば、列挙される突然変異のホモログ、オルソログまたは機能的誘導体もま
た、本発明の状況において用途を見出すことを理解するだろう。よって、例えば、1以上
の付加、欠失、置換などを含む突然変異は、本発明に包含される。加えて、あるアミノ酸
を類似の「型」の別のアミノ酸で置き換えることが可能となり得る。例えば、ある疎水性
アミノ酸を別の疎水性アミノ酸で置き換えることは、CLUSTALプログラムなどのプ
ログラムを使用してアミノ酸配列を比較することによって達成することができる。このプ
ログラムは、アミノ酸配列を比較し、必要に応じていずれかの配列にスペースを挿入する
ことによって、最適なアライメントを見出す。最適なアライメントのために、アミノ酸の
同一性または類似性(同一性とは、アミノ酸型の保存を意味する)を計算することが可能
である。BLASTxなどのプログラムは、最長の類似の配列をアラインメントし、値を
フィットに割り当てる。したがって、それぞれが異なるスコアを有するいくつかの類似性
の領域が見出される比較を得ることが可能である。本発明では、両方の型の分析が意図さ
れる。
なおさらに好ましい実施形態では、前記改変アデノウイルスベクター(Ad5.3D.
A20)は、
a)凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げる、ヘキソン超可変領域7のI4
21G、T423N、E424S、E450QまたはL426Y点突然変異(HVR7突
然変異)のうちの少なくとも1つ;
b)コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げ
る、ファイバーノブ領域ABループのS408EまたはP409A点突然変異(KO1突
然変異)のうちの少なくとも1つ;
c)αβ/αβインテグリンとのウイルス結合を妨げる、ペントンインテグリ
ン結合モチーフArg-Gly-Asp(RGD)のD342EまたはD342A点突然
変異のうちの少なくとも1つ;および
d)ウイルスファイバーノブHIループ中にA20ペプチド配列NAVPNLRGDL
QVLAQKVART(配列番号1)の挿入または発現
を含む。
より好ましくは、前記改変アデノウイルスベクター(Ad5.3D.A20)は、
a)凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げる、ヘキソン超可変領域7のI4
21G、T423N、E424SおよびL426Y点突然変異(HVR7突然変異);
b)コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げ
る、ファイバーノブ領域ABループのS408EおよびP409A点突然変異(KO1突
然変異);
c)αVβ3/αVβ5インテグリンとのウイルス結合を妨げる、(RGE突然変異を
もたらす)ペントンインテグリン結合モチーフArg-Gly-AspのD342E点突
然変異;および
d)ウイルスファイバーノブHIループ中にA20ペプチド配列NAVPNLRGDL
QVLAQKVART(配列番号1)の挿入または発現
を含む。
本発明の上記ウイルスベクターにおいて、本発明者らは、主要なカプシドタンパク質:
ヘキソン、ファイバーおよびペントンを突然変異させることにより、Ad5の天然の向性
をうまく切除した。凝固第10因子(FX)、コクサッキーウイルス・アデノウイルス受
容体(CAR)、およびαvβ3/5インテグリンとの結合をそれぞれ担うアミノ酸残基
の置換突然変異を含む、ヘキソン超可変領域7(HVR7突然変異)、ファイバーノブA
Bループ(KO1突然変異)およびペントンインテグリン結合モチーフArg-Gly-
Aspの改変(RGD突然変異)により、トリプル脱標的化(de-targeted)
Ad5系ベクター骨格を作製した(Ad5.3D)。
Ad5.3Dベクターは相同組換え技術を使用して作製し、損なわれたアデノウイルス
を救済するように設計された相補的細胞株を使用して高ウイルス力価で提供した。3つの
向性切除突然変異の組み合わせにより、インビトロでのαvβ3/5インテグリン、CA
RおよびFXを介した細胞侵入が完全に遮断された。さらに、原理の証明として、本発明
者らは、異種αvβ6インテグリン結合ペプチド(A20、NAVPNLRGDLQVL
AQKVART;配列番号1)のウイルスファイバーノブのHIループ内への遺伝子組み
込みにより、特定のがん腫瘍細胞、すなわちαvβ6を優先的に標的化し、これに感染す
るための追加の標的化配列の組み込みによって、アデノウイルスをさらに改変した(Ad
5.3D.A20)。β6を過剰発現するように設計された296-β6細胞を使用して
、Ad5.3D.A20アデノウイルスを増殖した。
αvβ6インテグリンは、卵巣がんの3分の1および種々の他の上皮がんで発現され、
健康な成人組織では検出できない。Ad5.3D.A20は、高度中和腹水の存在下にお
いてさえ、αvβ6+卵巣がん細胞株および初代臨床腹水由来EOCエキソビボ培養物を
効率的に形質導入した。非腫瘍保有マウスでの全身送達後のAd5.3D.A20のイン
ビボ生体内分布プロファイルは、Ad5と比較して著しく変化し、全てのオフターゲット
臓器でルシフェラーゼ発現が減少し、肝臓でウイルスゲノム負荷が7log減少した。さ
らに、腹腔内送達後の腫瘍溶解性Ad5.3D.A20(OAd5.3D.A20)の抗
腫瘍有効性を、腹腔内SKOV3(-β6)EOC異種移植片を保有する免疫不全マウス
で評価した。OAd5.3D.A20による腫瘍溶解性処置は、Ad5処置と比較して全
生存率を改善した。
したがって、Ad5.3D改変アデノウイルスは、さらなるがん特異的標的化突然変異
の組み込みを通して、がん治療およびアデノウイルス療法のための刺激的な標的化プラッ
トフォームを提供するウイルスベクターである。
なおさらに好ましい実施形態では、前記アデノウイルスは、限定されないが、治療薬剤
のような分子または薬剤をコードする少なくとも1つの導入遺伝子を含むようにさらに改
変されている。したがって、この実施形態は、標的化がん細胞に対して治療作用を発揮す
るための、細胞内での薬剤の送達に関する。薬剤の例には、免疫応答を直接刺激する薬剤
、例えば、GM-CSF、IL-12;免疫系を間接的に刺激する薬剤、例えばCTLA
-4、PD-L1、PD1またはLag3のようなコリプレッサーを阻害する免疫チェッ
クポイント阻害剤をコードする抗体(または抗体のフラグメント);二重特異性T細胞結
合(BiTE)抗体構築物;二重特異性ナチュラルキラー細胞結合(BiKE)抗体構築
物;例えばCD19をコードする、腫瘍を細胞ベースの免疫療法に感作する薬剤;抗CD
25抗体をコードする、腫瘍微小環境内の制御性T細胞を枯渇させる薬剤;例えばナトリ
ウム/ヨウ素共輸送体(NIS)またはソマトスタチン受容体2型(SSTR2)をコー
ドすることによって、腫瘍を放射線療法に対してまたは画像化のために感作する薬剤が含
まれ得る。あるいは、導入遺伝子は、例えば、導入遺伝子Reduced Expres
sion in Immortalized Cells(REIC/DKK3)をコー
ドし、または非毒性プロドラッグから毒性薬物への変換を介してがん細胞を感作する酵素
、例えばシトシンデアミナーゼ、ニトロレダクターゼ、チミジンキナーゼをコードするこ
とによって、腫瘍細胞に対して直接毒性である治療剤をコードすることができる。当技術
分野で知られておりがんの治療に有用な他の導入遺伝子を、本発明の実施に使用すること
ができる。
なおさらに好ましい実施形態では、前記アデノウイルスは、ウイルス複製をpRB欠損
細胞に制限するために、24塩基対の欠失dl922~947(Δ24突然変異)をE1
A遺伝子に含めるようにさらに改変されている。
さらにより好ましくは、前記アデノウイルスは、腫瘍溶解能を高めるために、E3/1
9Kの小胞体(ER)保持ドメイン内の445位に単一のアデニン塩基付加(T1突然変
異)を含むようにさらに改変されている。
本発明の第2の態様によると、医薬として使用するための、本明細書に定義される改変
アデノウイルスが提供される。
本発明の第3の態様によると、がんの治療に使用するための、本明細書に定義される改
変アデノウイルスが提供される。
本発明の第4の態様によると、がんを治療するための医薬の製造において使用するため
の、本明細書に定義される改変アデノウイルスが提供される。
最も好ましくは、本明細書で言及されるがんが、以下のがんのうちのいずれか1以上を含む:上咽頭がん、滑膜がん、肝細胞がん、腎がん、結合組織のがん、黒色腫、肺がん、腸がん、結腸がん、直腸がん、結腸直腸がん、脳がん、咽喉がん(throat cancer)、口腔がん(oral cancer)、肝臓がん、骨がん、膵臓がん、絨毛癌、ガストリノーマ、褐色細胞腫、プロラクチノーマ、T細胞白血病/リンパ腫、神経腫、フォンヒッペル・リンダウ病、ゾリンジャー・エリソン症候群、副腎がん、肛門がん、胆管がん、膀胱がん、尿管がん、脳がん、乏突起神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫、脊髄腫瘍、骨がん、骨軟骨腫、軟骨肉腫、ユーイング肉腫、原発不明がん、カルチノイド、消化管カルチノイド、線維肉腫、乳がん、パジェット病、子宮頸がん、結腸直腸がん、直腸がん、食道がん、胆嚢がん、頭部がん、眼がん、頸部がん、腎臓がん、ウィルムス腫瘍、肝臓がん、カポジ肉腫、前立腺がん、肺がん、精巣がん、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、口腔がん(oral cancer)、皮膚がん、中皮腫、多発性骨髄腫、卵巣がん、内分泌膵臓がん、グルカゴノーマ、膵臓がん、副甲状腺がん、陰茎がん、下垂体がん、軟部肉腫、網膜芽細胞腫、小腸がん、胃がん、胸腺がん、甲状腺がん、絨毛がん、胞状奇胎、子宮がん、子宮内膜がん、膣がん、外陰がん、聴神経腫、菌状息肉腫、インスリノーマ、カルチノイド症候群、ソマトスタチノーマ、歯肉がん、心臓がん、口唇がん、髄膜がん、口腔がん(mouth cancer)、神経がん、口蓋がん、耳下腺がん、腹膜がん、咽頭がん(pharynx cancer)、胸膜がん、唾液腺がん、舌がんおよび扁桃がん。
医薬に使用するための化合物は、一般に、医薬または獣医用組成物で提供され、したが
って、本発明のさらに第5の態様によると、本明細書に定義されるアデノウイルス、およ
び薬学的に許容される担体、アジュバント、希釈剤または賦形剤を含む医薬組成物が提供
される。
適切な医薬賦形剤は、当業者に周知である。医薬組成物は、任意の適切な経路、例えば
、経口、頬側、経鼻または気管支(吸入)、経皮または非経口による投与用に製剤化する
ことができ、薬学の分野で周知の任意の方法によって調製することができる。
組成物は、上に定義されるアデノウイルスを担体と会合させることによって調製するこ
とができる。一般に、製剤は、アデノウイルスを液体担体または微粉固体担体またはその
両方と均一かつ密接に会合させ、次いで、必要に応じて製品を成形することによって調製
される。本発明は、医薬組成物を調製する方法であって、上に定義されるアデノウイルス
を、薬学的または獣医学的に許容される担体またはビヒクルと組み合わせるまたは会合さ
せるステップを含む方法に及ぶ。
本発明のなおさらなる態様によると、がんを治療する方法であって、有効量の本明細書
に定義される改変アデノウイルスまたは医薬組成物を、それを必要とする患者に投与する
ステップを含む方法が提供される。
本明細書における「有効量」のアデノウイルスまたは同アデノウイルスを含む組成物へ
の言及は、がん細胞死のような所望の生物学的効果を達成するのに十分な量である。有効
投与量は、レシピエントの年齢、性別、健康状態および体重、もしあれば併用治療の種類
、治療の頻度、ならびに所望の効果の性質に依存することが理解される。典型的には、有
効量は治療を投与する者によって決定される。
以下の特許請求の範囲および前記の本発明の説明では、明示的な言語または必要な含意
のために文脈が他に必要とする場合を除いて、「含む(comprises)」という単
語、または「含む(comprises)」もしくは「含んでいる(comprisin
g)」のような変形は、包括的意味で、すなわち、述べられた特徴の存在を指定するが、
本発明の種々の実施形態におけるさらなる特徴の存在も追加も排除しないために使用され
る。
本明細書に引用される、あらゆる特許または特許出願を含む全ての参考文献は、参照に
より本明細書に組み込まれる。参考文献が先行技術を構成することは認められない。さら
に、先行技術のいずれかが当技術分野における一般的知識の一部を構成することは認めら
れない。
本発明の各態様の好ましい特徴は、他の態様のいずれかと関連して説明される通りであ
り得る。
本発明の他の特徴は、以下の実施例から明らかになるだろう。一般的に言えば、本発明
は、本明細書(添付の特許請求の範囲および図面を含む)に開示される特徴の任意の新規
なもの、または任意の新規な組み合わせに及ぶ。したがって、本発明の特定の態様、実施
形態または実施例と併せて説明される特徴、整数、特性、化合物または化学部分は、矛盾
しない限り、本明細書に記載される他の任意の態様、実施形態または実施例に適用できる
と理解されるべきである。
さらに、特に明記しない限り、本明細書に開示される特徴は、同じまたは類似の目的を
果たす代替の特徴によって置き換えることができる。
本明細書の説明および特許請求の範囲を通して、文脈上別段の要求がない限り、単数形
は複数形を包含する。特に、不定冠詞が使用される場合、明細書は、文脈上別段の要求が
ない限り、複数性ならびに単数性を企図するものとして理解されるべきである。
ここで、本発明の実施形態を、以下を参照して、単なる例として説明する。
作製したベクター。(A)Ad5およびトリプル脱標的化avβ6インテグリン再標的化ベクター、Ad5.3D.A20のウイルス力価および予想される向性を示す図である。(B)腫瘍溶解性Ad5.3D.A20のベクターマップを示す図である。(C)アデノウイルス血清型5(Ad5)ファイバーノブおよびHIループ(緑色)におけるA20ペプチド(NAVPNLRGDLQVLAQKVART;配列番号1)挿入を有する改変Ad5.3D.A20ファイバーノブの比較予測3Dモデリングを示す図である。CAR、コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体;FX、凝固第10因子;HVR7、ヘキソン超可変領域7のFX結合突然変異;KO1、ファイバーノブABループのCAR結合突然変異;Luc、ルシフェラーゼ導入遺伝子;vp、ウイルス粒子。 天然受容体向性の切除。(A)コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)への複製欠損Ad5およびAd5.3D.A20ベクターの結合を示す図である。Ad5と比較したAd5.3D.A20からのウイルス導入遺伝子発現の比をバーの上に示す。(B)凝固第10因子への複製欠損Ad5およびHVR7突然変異Ad5バリアントの結合を示す図である(抗凝固薬X-bpを含む(+)または含まない(-)ヒトFXの存在下、37℃で3時間、細胞を感染させることによって、ルシフェラーゼアッセイでFX0を評価した)。HVR7、FX結合突然変異。統計的有意性:ns、p?0.05;**、p<0.01。 αvβ6インテグリン標的化のインビトロ評価。(A)αvβ6+BT-20乳がん細胞における複製欠損野生型(Ad5)およびトリプル脱標的化、インテグリン再標的化(Ad5.3D.A20)ベクターの形質導入効率を示す図である。(B)患者004のαvβ6+原発性上皮性卵巣がん(EOC)細胞における複製欠損野生型(Ad5)ベクターおよびトリプル脱標的化、インテグリン再標的化(Ad5.3D.A20)ベクターの形質導入効率を示す図である。(C)感染したavβ6-low/CAR+SKOV3およびavβ6-high/CAR+SKOV3-β6細胞(avβ6のレトロウイルス発現を伴う自社製SKOV3細胞)における腫瘍溶解性ベクター(T1/Δ24)によるルシフェラーゼ発現を示す図である。(D)αvβ6インテグリン媒介細胞侵入の競合阻害を示す図である。最高の10%αvβ6発現SKOV3-β6細胞をFACSで選別し、継代培養し、感染させた。IgG、正常なマウスIgG対照;10D5、抗αvβ6機能遮断抗体。ウイルス導入遺伝子発現の比をバーの上に示す。統計的有意性ns、p>0.05;*、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001;****、p<0.0001。 エキソビボでのベクター形質導入に対する悪性卵巣腹水の効果。(A)ELISAによる20の臨床卵巣腹水(OAS)試料および健康な男性ボランティアからの対照血清(黒色実線)における抗Ad5抗体の定量化を示す図である。水平線は、対照血清における抗Ad5 abの50%結合および100%結合を示す。(B)ウエスタンブロットによる腹水および血清中の抗Ad5抗体の抗原特異性を示す図である。(C)BT-20細胞における卵巣がん患者004からの腹水のさまざまな希釈の非存在下および存在下での複製欠損(Ad5)ベクターおよびAd5.3D.A20ベクターのベクター形質導入効率を示す図である。(D)患者004からの上皮性卵巣がん細胞の初代エキソビボ培養物における卵巣がん患者004からの腹水のさまざまな希釈の非存在下および存在下での複製欠損(Ad5)ベクターおよびAd5.3D.A20ベクターのベクター形質導入効率を示す図である。細胞を、上昇する濃度の腹水と共にプレインキュベートし、感染させた。 全身送達後72時間での複製欠損ベクターの生体内分布。(A)生体内分布試験スケジュールを示す図である。(B)静脈内注射3日後の、複製欠損(Ad5)ウイルスおよびトリプル脱標的化Ad5.3D.A20ウイルスの生体内分布のインビボ画像化を示す図である。(C)全身におけるパネルBからの総発光シグナルの定量化を示す図である。(D)肝臓、335におけるパネルBからの総発光シグナルの定量化を示す図である。(E)脾臓におけるパネルBからの総発光シグナルの定量化を示す図である。(F)肺におけるパネルBからの総発光シグナルの定量化を示す図である。(G)卵巣におけるパネルBからの総発光シグナルの定量化を示す図である。(H)心臓におけるパネルBからの総発光シグナルの定量化を示す図である。i.p.、腹腔内;IVIS、インビボ画像化システム;p.i.、感染後;vp、ウイルス粒子。エラーバーは平均の標準誤差を表す;n=5/群;ns、p>0.05;*、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001;****、p<0.0001。 全身送達後のオフターゲット臓器におけるウイルスゲノムコピー数。(A)全身ベクター送達後のヘキソン遺伝子についてのqPCRによる、図5で切除された組織:肝臓からのアデノウイルスゲノムコピー数を示す図である。(B)全身ベクター送達後のヘキソン遺伝子についてのqPCRによる、図5で切除された組織:脾臓からのアデノウイルスゲノムコピー数を示す図である。(C)全身ベクター送達後のヘキソン遺伝子についてのqPCRによる、図5で切除された組織:肺からのアデノウイルスゲノムコピー数を示す図である。(D)全身ベクター送達後のヘキソン遺伝子についてのqPCRによる、図5で切除された組織:卵巣からのアデノウイルスゲノムコピー数を示す図である。(E)全身ベクター送達後のヘキソン遺伝子についてのqPCRによる、図5で切除された組織:心臓からのアデノウイルスゲノムコピー数を示す図である。データを正規化し、GraphPad Prismでの一元配置ANOVAおよびSidakの多重比較事後検定によって分析した。エラーバーは平均の標準誤差を表す;n=5/群;*、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001;p<0.0001;ns、統計的有意差なし。グラフの下の数値は、Ad5群と比較したAd5.3D.A20群の減少倍率を示す。 腫瘍溶解性有効性試験:卵巣がん異種移植片モデルにおける腫瘍溶解性ベクターの腹腔内送達。(A)試験スケジュールを示す図である。ヒト卵巣がん細胞の腹腔内異種移植片(SKOV3およびSKOV3-6)を免疫不全マウス(n=5/群)に移植し、次いで、14日目、16日目および18日目に、3回用量の静脈内腫瘍溶解性Ad5またはトリプル脱標的化、インテグリン再標的化Ad5.3D.A20で処置した。(B)最初の処置の48時間後(16日目)に349で測定された発光ヒートマップ画像を示す図である。(C)最初の処置の48時間後(16日目)に349で測定された全身発光の定量化を示す図である。(D)最初の処置の7日後(21日目)に349で測定された発光ヒートマップ画像を示す図である。(E)最初の処置の7日後(21日目)に349で測定された全身発光の定量化を示す図である。(F)101日間の最終試験エンドポイントまで、カプラン・マイヤー生存曲線として示される上記のようにSKOV3(αvβ6-low/CAR+)細胞を接種し、次いで、ウイルスで処置した動物の全生存率を示す図である。(G)101日間の最終試験エンドポイントまで、カプラン・マイヤー生存曲線として示される、上記のようにSKOV3-β6(αvβ6-high/CAR+)細胞を接種し、次いで、ウイルスで処置した動物の全生存率を示す図である。i.p.、腹腔内;IVIS、インビボ画像化システム;vp、ウイルス粒子*、p<0.05;**、p<0.01;***、p<0.001。IVIS、インビボ画像化システム。 生体内分布試験:エキソビボでの発光強度のヒートマップ画像。(A)PBS(対照)を静脈内接種された動物から死後直ちに収集された肝臓、脾臓、肺、卵巣および心臓を示す図である。(B)Ad5.Lucベクターを静脈内接種された動物から死後直ちに収集された肝臓、脾臓、肺、卵巣および心臓を示す図である。(C)Ad5.3D.A20ベクターを静脈内接種された動物から死後直ちに収集された肝臓、脾臓、肺、卵巣および心臓を示す図である。臓器をD-ルシフェリンに浸し、IVISイメージャーで画像化した。組織の色は、ルシフェラーゼ導入遺伝子によって放出される相対的発光強度を示す;スケールを正規化して、バックグラウンド発光を除外した。(D)Ad5.Lucと比較した総発光(光子/秒)の減少倍率を示す図である。Ad5.Luc群の平均発光強度を、Ad5.3D.A20群の各臓器の平均発光で割った。PBS対照群の平均値を全ての値から差し引いた。 生体分布試験:ホルマリン固定、パラフィン包埋肝臓切片の免疫組織化学。(A)細胞構造の可視化のためのヘマトキシリン-エオシン染色、ならびにウサギIgGアイソタイプ対照抗体(1μg/mL)、一次ウサギ抗CAR抗体(1:100)および一次ウサギ抗ITGB6(αvβ6)抗体(1:10)を使用したマウス肝臓染色を示す図である。(B)一次ウサギ抗Ad5抗体(1μg/mL)を使用した、Ad5ベクターまたはAd5.3D.A20ベクターに感染した動物のAd5感染肝細胞の染色を示す図である。DABを基質として使用し、切片をヘマトキシリンで対比染色し、カバーガラスに取り付け、光学顕微鏡で観察した。 パイロット試験:NOD/SCIDマウスにおける腫瘍の局在化および取り込み率を示す図である。1×10個のSKOV3-β6細胞/動物を0日目にi.p.移植し、7、14、21および48/49日目(最終エンドポイント)の各時点で2匹のマウスを屠殺した。おおよその腫瘍サイズを測定し、腹水の体積を定量化した。 腫瘍溶解性有効性試験:エンドポイント腫瘍の特徴付け。(A)qPCRによるSKOV3およびSKOV3-β6コホートからのOAd5およびOAd5.3D.A20の死後腫瘍におけるウイルスゲノムコピー数(40ngのDNA当たり)を示す図である。(B)qPCRによるSKOV3およびSKOV3-β6コホートからのOAd5およびOAd5.3D.A20の死後腫瘍におけるαvβ6インテグリン(ITGB6)遺伝子発現を示す図である。αvβ6発現のレベルを、内因性対照としてヒトACTB(β-アクチン)を使用することにより、SKOV3コホートにおける陰性対照PBS群からのマウス番号1と比較して示す。 膵臓がん細胞株におけるAd5.3D.A20およびAd5発現ルシフェラーゼの形質導入活性。(A)ASPC-1膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(B)BxPc膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(C)CFPAC膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(D)PANC10-05膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(E)SW1990膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(F)PANC0403膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(G)SUIT-2膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(H)MiPaCa2膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(I)PT45膵臓がん細胞株で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。細胞を5,000vp/細胞のウイルス発現ルシフェラーゼで感染させ、感染後48時間で導入遺伝子発現を定量化し、総細胞タンパク質について補正した。 食道がん細胞株におけるAd5.3D.A20およびAd5発現ルシフェラーゼの形質導入活性を示す図である。αvβ6およびhCARの発現レベルを、Kyse-30食道がん細胞で決定した。細胞を5,000vp/細胞のウイルス発現ルシフェラーゼで感染させ、感染後48時間で導入遺伝子発現を定量化し、総細胞タンパク質について補正した。 乳がん細胞株におけるAd5.3D.A20およびAd5発現ルシフェラーゼの形質導入活性。(A)BT-20乳がん細胞で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(B)BT-474乳がん細胞で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(C)MDA-MB-361乳がん細胞で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(D)MDA-MB-231乳がん細胞で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。細胞を5,000vp/細胞のウイルス発現ルシフェラーゼで感染させ、感染後48時間で導入遺伝子発現を定量化し、総細胞タンパク質について補正した。 肺がん細胞株におけるAd5.3D.A20およびAd5発現ルシフェラーゼの形質導入活性。(A)A427肺がん細胞で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(B)A549肺がん細胞で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。(C)NCI-H460肺がん細胞で決定したαvβ6およびhCARの発現レベルを示す図である。細胞を5,000vp/細胞のウイルス発現ルシフェラーゼで感染させ、感染後48時間で、導入遺伝子発現を定量化し、総細胞タンパク質について補正した。 膵臓がん細胞株および乳がん細胞株における複製欠損および腫瘍溶解性(O)Ad5.3D.A20ならびにAd5の腫瘍溶解活性を示す図である。膵臓がん細胞株Suit 2(αvβ6high/hCARhigh)、MiCaPa2(αvβ6 ow/hCARhigh)、PANC0403(αvβ6vvhigh/hCARhig )およびPT45(αvβ6neg/hCARhigh)ならびに乳がん細胞株BT-20(αvβ6high/hCARneg)およびMDA-MB-231(αvβ6ne /hCARhigh)を、20,000個細胞/ウェルの密度で96ウェルプレートに蒔いた。細胞を5,000vp/細胞で感染させ、標準的なMTS細胞生存率アッセイを使用して24時間毎に細胞生存率を定量化した。予想通り、複製欠損ベクターは細胞生存率に対する有害効果を示さなかったが、OAd5.3D.A20およびOAd5の細胞殺傷(腫瘍溶解)活性は細胞αvβ6およびhCARの有/無に直接関連していた。
材料および方法
アデノウイルスベクター、細胞株および臨床腹水
全ての作製したベクターはルシフェラーゼ(Luc)を発現し、細菌人工染色体(BA
C)で捕捉された野生型Ad5ゲノムに基づいていた。以前に記載されたように(Uus
i-Kerttulaら、2016)、全ての遺伝子改変は、AdZ相同組換え法(St
antonら、2008)によってBACに導入された。ウイルスを、T-Rex 29
3またはHEK293-β6細胞(A20改変ウイルス)で産生させた。複製欠損ベクタ
ーは、E1/E3遺伝子欠失を有する一方、腫瘍溶解性ベクターは、ウイルス複製をpR
B欠損細胞に制限するための(Sherr,1996)、E1A遺伝子における24塩基
対の欠失dl922-947(Δ24)(Fueyoら、2000)、および、腫瘍溶解
性の増強のための(Grosら、2008)、E3/19Kの小胞体(ER)保持ドメイ
ン内の445位のT1突然変異である、単一アデニン塩基付加を有する。FMDVからの
異種A20ペプチド配列(NAVPNLRGDLQVLAQKVART;配列番号1)を
、ファイバーノブHIループに遺伝的に挿入した。高力価ウイルスを、本質的に以前に記
載されたように(Uusi-Kerttulaら、2015,Uusi-Kerttul
aら、2016)、T-REx-293細胞またはHEK293-β6細胞で産生させた
SKOV3-β6細胞株は自作した。β6遺伝子挿入を有するピューロマイシン選択的
pBABE-β6プラスミド(番号13596;Addgene)を、Effecten
eを使用して293Phoenixパッケージング細胞株にトランスフェクトした。48
時間後、レトロウイルスを採取し、濾過し、SKOV3細胞を感染させるために使用した
;αvβ6インテグリン発現細胞を、5μg/mLピューロマイシンの存在下で選択した
。腹水からの初代EOC細胞の収集および培養の許可は、生体材料についてのウェールズ
がんバンク申請を通して付与された(参照WCB 14/004)。全ての患者が収集前
に書面によるインフォームドコンセントを与えた。腹水臨床試料は、カーディフのVel
indre Cancer Centreで進行性卵巣がんの治療を受けている患者から
収集し、匿名化した。以前に記載されたように(Uusi-Kerttulaら、201
5、Uusi-Kerttulaら、2016)、細胞を処理し、継代培養した。
インビトロアッセイ
細胞表面受容体発現を、抗αvβ6クローン10D5および抗CAR抗体クローンRm
cB、引き続いて二次F(ab’)2ヤギα-マウスIgG(H+L)IgG Alex
aFluor647を使用して、以前に説明されたように(Uusi-Kerttula
ら、2016)、フローサイトメトリーによって評価した。卵巣腹水および血清中の抗A
d5抗体の存在を、本質的に以前に報告されたELISA法(Stallwoodら、2
000)に従って決定した。抗体の抗原特異性をウエスタンブロットによって評価した。
インビトロでの細胞形質導入効率を、マルチモードプレートリーダーで、本質的に以前
に記載されたように(Uusi-Kerttulaら、2015、Uusi-Kertt
ulaら、2016)、ルシフェラーゼレポーター遺伝子アッセイで評価し、相対光単位
(RLU)を、各ウェルの総タンパク質濃度(RLU/mg)に正規化した。形質導入効
率に対するFXの効果を評価するために、形質導入培地に10μg/mLのヒトFXを補
充した。細胞受容体のベクター向性を、抗αvβ6抗体(10μg/mL;クローン10
D5、Millipore)または通常の抗マウス対照IgG(10μg/mL;San
ta Cruz)を使用して、以前に記載されたように(Uusi-Kerttulaら
、2016)、競合阻害アッセイで評価した。中和アッセイは、無細胞OASの2倍連続
希釈(1:40~1:2.5、最終濃度2.5~40%に対応)でのプレインキュベーシ
ョンステップを含んでいた。
インビボ試験
全ての動物実験は、米国、ロチェスターのMayo Clinicで実施した。結果の
一貫性を保つため、全ての動物は7週齢とし、性別を一致させた;飼育のしやすさから雌
マウスを選択した。全ての動物の取り扱いおよび注射は、現地の規制に従って、経験豊富
な獣医技術者のJill M.Thompson夫人によって実施された。
ルシフェラーゼ追跡についての白色毛皮の実行可能性により、野生型B6アルビノマウ
ス(B6N-Tyrc-Brd/BrdCrCrl)(n=5/群)で、複製欠損ベクタ
ーの生体内分布試験を実施した。ウイルスを1×1011 vpで側方尾静脈に注射した
。全てのマウスを、COの吸入により、感染後72時間のIVIS画像化後に屠殺し、
分析のために臓器を摘出した。有効性試験を免疫不全NOD/SCIDマウス(n=5/
群)で実施した。処置スケジュールを、最初にパイロット試験(n=8)で最適化した。
1×10個のSKOV3-β6細胞を0日目にi.p.移植し、そして、7、14、2
1および48/49日目(最終エンドポイント)に2匹のマウスを屠殺した。各時点での
腫瘍におけるCARおよびαvβ6の発現を、フローサイトメトリーによって評価した。
腫瘍溶解性有効性試験では、NOD/SCIDマウスに、0日目に1×10個のSKO
V3細胞またはSKOV3-β6細胞をi.p.異種移植した。次いで、マウス(n=5
/群)を、14、16および18日目に、1×1010 vpのOAd(PBS、OAd
5およびOAd5.3D.A20)のi.p.注射で処置した。主要エンドポイントは全
生存率(%)とした。Xenogen IVIS 200イメージャー(PerkinE
lmer)でルシフェラーゼ導入遺伝子によって放出される発光シグナルを定量化するこ
とによって、ベクターの取り込みを監視した。主要なオフターゲット臓器およびエンドポ
イント腫瘍におけるウイルスゲノムコピー数を、qPCRによって定量化した。エンドポ
イント腫瘍におけるαvβ6遺伝子発現のレベルを、qPCRによって定量化した。
細胞生存率アッセイの簡潔なプロトコル
細胞生存率アッセイでは、製造元の推奨プロトコルに従って、CellTiter 9
6 AQueous One Solution細胞増殖アッセイ(Promega)を
使用した。20,000個または30,000個の細胞を96ウェルプレートの各ウェル
に播種し、一晩インキュベートした。細胞を、無血清培地中、細胞1個当たり5,000
個のウイルス粒子(vp/細胞)で3時間感染させた。感染後24、48、72、96お
よび144時間に、1ウェル当たり20μlのCellTiter 96 AQueou
s One Solution試薬を添加することによって、生細胞を決定した。加湿し
た5%CO2雰囲気で2時間インキュベートした後、490nmで吸光度を測定した。未
処置細胞に対して生細胞の%を計算した。結果は平均、n=3であり、エラーバーは標準
偏差を表す。
統計分析
全ての数値および統計分析を、GraphPad Prismバージョン6.03で行
った。インビトロおよびエキソビボアッセイを、両側の対応のないt検定または一元配置
ANOVAとDunnettの多重比較事後検定によって分析した。インビボデータを正
規化し、一元配置ANOVAとSidakの多重比較事後検定によって分析した。腫瘍溶
解性処置後の全生存率(%)を、カプラン・マイヤー生存曲線として示す;生存率をゲー
ハン・ブレスロウ・ウィルコクソン検定によって分析した。全ての試験:ns、p>0,
05;*、p<0.05;**、p<0.01;***p<0.001;****p<0
.0001。
結果
3つの脱標的化突然変異およびベクターをαvβ6インテグリン発現細胞に再標的化す
るA20ペプチド挿入を有する新規なAd5.3D.A20ベクターの高ウイルス力価の
複製欠損および腫瘍溶解性バリアントを、作製および産生した(図1)。複数の遺伝子操
作は、力価に有意な影響を与えなかった。SWISS147 MODELプラットフォー
ムでの予測モデリングは、免疫優勢HIループ内のA20ペプチドの突出を示した(図1
C)。
複製欠損ベクターの形質導入効率を、可変量のCARおよびαvβ6インテグリンを発
現する細胞株で評価した。Ad5.3D.A20の脱標的化突然変異は、CHO-CAR
細胞(CAR+)におけるCARを介した侵入を完全に廃止したが、Ad5はこれらの細
胞を効率的に形質導入した(図2A)。HVR7突然変異により、FXを介したベクター
形質導入が廃止された(図2B)。予想通り、FXは、FXを含まない培養条件と比較し
て、これらの細胞へのAd5の形質導入を有意に増加させた(図2B;右パネル)。逆に
、培養培地へのヒトFXの添加は、CHO-K1細胞におけるFX結合切除Ad5.HV
R7対照ベクターの形質導入効率に効果がなかった(図2B;左パネル)。さらに、Ad
5について見られる形質導入増強は、培地中で、3:1モル過剰のFXに結合してこれを
不活性化するGlaドメイン相互作用タンパク質である抗凝固薬X-bpの添加によって
逆転した(図2B、右パネル)。対照的に、FX枯渇は、Ad5.HVR7ベクターの形
質導入に影響を及ぼさなかった(図2B、左パネル)。
αvβ6インテグリンは、トリプル脱標的化、インテグリン再標的化Ad5.3D.A
20の主要な侵入受容体として確認された(図3)。Ad5.3D.A20は、Ad5と
比較して、αvβ6+/CAR-BT-20乳がん細胞を、305倍高い効率で形質導入
し(図3A;p=0.0270)、初代EOC004細胞(αvβ6+/CAR-)を6
9倍増加した効率で形質導入した(図3B;p=0.0090)。加えて、Ad5.3D
.A20ベクターの腫瘍溶解性バリアントは、低レベルのαvβ6を発現するSKOV3
細胞(αvβ6-low/CAR+、図3C;p<0.0001)と比較して、約5倍増
加した効率でSKOV3-β6細胞(αvβ6-high/CAR+)を形質導入し、腫
瘍溶解性改変がA20ペプチド:αvβ6相互作用を損なわなかったことが確認された。
抗αvβ6抗体(10D5)を使用した競合アッセイは、Ad5.3D.A20ベクター
による形質導入を有意に阻害し(169 図3D;p=0.0010)、αvβ6の選択
性が確認された。
20人の患者からの臨床卵巣腹水(OAS)試料を、ELISAによって抗Ad5抗体
の存在についてスクリーニングした。悪性卵巣腹水における抗Ad5 abの力価を、健
康な成人男性ボランティアの血清抗Ad5抗体力価に対して精査した(図4A)。同等の
割合の患者が、対照血清よりも低い抗体力価および高い抗体力価を有することが分かった
(図4A、黒色点線)。患者001の腹水(OAS001)を、対照血清と抗体力価が類
似しているため、その後の中和アッセイに選択した。OAS001および対照血清の抗体
は、ファイバータンパク質に特異的であるように見えたが、最も豊富なカプシドタンパク
質ヘキソンは、変性ウイルス粒子を使用したウエスタンブロットで、非常に低レベルでの
み認識された(図4B)。Ad5.3D.A20の形質導入効率に対するOAS001の
中和効果を、αvβ6+/CAR-EOC004初代細胞で評価した。Ad5.3D.A
20は、2.5、5および10%のOAS濃度で、Ad5と比較して優れた形質導入効率
(最大902倍高い)を示したが、Ad5はこれらの細胞を検出可能なレベルで形質導入
しなかった(図4C)。
非腫瘍保有マウスに静脈内接種して、インビボでのベクターの向性、特にベクター生体
内分布に対する3つの脱標的化突然変異の効果を評価した(図5A)。Ad5は肝臓およ
び脾臓の領域に強い局在化を示したが、Ad5.3D.A20ベクターによる発光は72
時間で検出できなかった(図5B)。Ad5を接種された動物は、PBS(p<0.00
01)またはAd5.3D.A20(p<0.0001)で処置された対照動物よりも全
身発光が有意に高かった(図5C)。肝臓、脾臓、肺、卵巣および心臓を摘出し、エキソ
ビボ発光について定量化した(発光ヒートマップについては、図8A~図8C参照)。A
d5負荷動物の肝臓は、PBS対照またはAd5.3D.A20群よりも有意に強く発光
した(共にp<0.0001)(図5D)。同様に、Ad5.3D.A20は、Ad5と
比較して、脾臓、肺、卵巣および心臓における導入遺伝子発現を有意に減少させた(図5
E~図5H;全てでp<0.0001)。各臓器における発光強度の変化倍率については
、図8Dを参照されたい。
Ad5.3D.A20の改変により複数の正常な組織におけるウイルスの隔離が196
減少したことの確認を、qPCRによるオフターゲット臓器のウイルス負荷の定量化を介
して確認した。Ad5.3D.A20のゲノムコピー数は、Ad5と比較して肝臓で10
00万倍低かった(図6A;p<0.0001)。同様に、Ad5.3D.A20ゲノム
コピー数は、Ad5と比較して脾臓で700倍超低かった(図6B;p<0.0001)
。加えて、Ad5.3D.A20ベクターは、Ad5と比較して全ての臓器でオフターゲ
ットプロファイルの改善を示し、ウイルス負荷が肺、心臓および卵巣でそれぞれ10
10、10低かった(図6C~図6E)。肝臓の脱標的化成功がAd5の遺伝子改変
によるものであることは、αvβ6は検出できなかった一方で、CARの高い発現レベル
を示した肝臓切片の免疫組織化学的染色によって裏付けられている(図9A)。Ad5.
3D.A20での遺伝子改変の脱標的化効果の確認は、マウスの肝臓切片が、Ad5群で
はAdカプシドタンパク質について陽性染色を示したが、Ad5.3D.A20ベクター
で負荷されたマウスの肝臓では示さなかったことの観察によって提供される(図9B)。
インビボがんモデルでαvβ6再標的化の有効性を評価するために、αvβ6-hig
h/CAR-SKOV3-β6ヒト卵巣がん異種移植片を免疫不全NOD/SCIDマウ
スで確立した。動物は、SKOV3-β6細胞の腹腔内移植後14日以内に細胞注射部位
および腹腔内のさまざまな部位で大きな固形腫瘍を発症し、49日目までに、腫瘍は大量
の腹水を蓄積して腹腔全体に広がった。腫瘍は高いαvβ6発現を保持していた(フロー
サイトメトリーについては、図10参照)。これらの観察に基づいて、αvβ6-low
/CAR-SKOV3およびαvβ6-high/CAR-SKOV3-β6の移植後1
4、16、および18日目に、3回静脈内投与のAd5およびAd5.3D.A20の腫
瘍溶解性バリアントを送達することによって、ウイルス療法有効性試験を実施した。
最初のウイルス療法処置投与(16日目)の48時間後のIVIS画像化は、腫瘍溶解
性Ad5ベクターで処置された動物の腹部領域全体に広範囲の発光を示し、SKOV3と
SKOV3-β6異種移植モデルの両方で、肝臓/脾臓領域で最高の強度であった(図7
B)。この分布は維持されたが、5日後の21日目に、強度は低下した(図7D)。対照
的に、Ad5.3D.A20 223ベクターは非常に選択的な局在化を示し、非腫瘍組
織の脱標的化成功と一致して、Ad5と比較して全体的発光が有意に減少した。SKOV
3モデルとSKOV3-β6モデルの両方で、全身発光の定量により、Ad5.3D.A
20ベクターの取り込みが16日目(図7C;それぞれp<0.05および<0.01)
と21日目(図7E;p<0.0001)の両方でAd5よりも有意に低いことが示され
た。
抗腫瘍活性は、SKOV3異種移植片モデルにおいて腫瘍溶解性Ad5と腫瘍溶解性A
d5.3D.A20の両方について見られた(図7F)。Ad5.3D.A20の増強し
た腫瘍選択的効果と一致して、Ad5.3D.A20で処置された5匹のマウスは全て1
01日間の最終時点でまだ生きていたが、Ad5で処置された動物は最大70日間しか生
存しなかった。
膵臓(図12)、食道(図13)、乳房(図14)および肺(図15)起源の一連のが
ん細胞株で、追加の形質導入アッセイを実施した。全ての細胞型を、最初にαvβ6およ
びhCAR発現について分析した(各図のヒストグラム)。7/9膵臓細胞株(ASPC
-1、BxPc、CFPAC、PANC 10.05、SW1990、PANC 040
3およびSuit2)が、αvβ6をさまざまなレベルで発現し、Ad5.3D.A20
で効率的に形質導入することができた(図12A~図12G)。逆に、予測されるように
、MiPaCa2(図12H)およびPT45(図12I)細胞は、αvβ6を非常に低
く発現したまたは全く発現せず、Ad5.3D.A20媒介形質導入に対してあまり許容
的でなかった。食道細胞株Kyse-30は高レベルのαvβ6を発現し、Ad5.3D
.A20媒介形質導入に非常に許容的であった(図13)。試験した乳がん細胞株では、
試験した4つの細胞株のうち3つ(BT-20、BT-474およびMDA-MB361
)がさまざまな程度でαvβ6を発現し、Ad5.3D.A20による形質導入に許容的
であった(図14A~図14C)が、逆に、MDA-MB-231細胞では、αvβ6の
発現の欠如により、細胞がAd5.3D.A20に対して非感染性になった(図14D)
。試験した3つの肺がん細胞株全てで(A427、A549およびNCI-H460、図
15A~図15C)、αvβ6が存在せず、細胞はAd5.3D.A20媒介形質導入に
対して屈折性であった。
Ad5.3D.A20の腫瘍溶解性バージョンの細胞殺傷活性を評価するために、αv
β6high(Suit2、Panc0403)およびαvβ6low(MiPaCa2
)またはαvβ6neg(PT45)膵臓がん細胞株で、細胞生存率アッセイを実施した
(図16)。細胞を、5,000vp/細胞の、複製欠損Ad5もしくはAd5.3D.
A20、または、腫瘍溶解性(O)Ad5もしくはAd5.3D.A20のいずれかで感
染させた。予想通り、複製欠損ベクターは細胞生存率に対する有意な効果を媒介しなかっ
たが、一方、腫瘍溶解性ベクターの細胞殺傷活性はαvβ6発現とよく相関することが示
された。同様に、αvβ6high/hCARnegトリプルネガティブ乳がん細胞株B
T-20では、高レベルのαvβ6の存在とhCARの欠如が組み合わさって、OAd5
.3D.A20のみが細胞殺傷を効率的に媒介することができた。逆に、αvβ6neg
/hCARhigh乳がん細胞株MDA-MB-231では、hCARの存在およびαv
β6の非存在により、OAd5のみが細胞を効率的に殺傷することができた。
考察
全ての既知の向性が切除され、過剰発現した予後診断がんマーカーであるαvβ6イン
テグリンに再標的化された、新規な腫瘍選択的腫瘍溶解性アデノウイルスベクター、Ad
5.3D.A20について記載する。インテグリンαvβ6は、侵攻性形質転換がんで発
現するため、治療的がん用途の有望な標的である。
本試験では、Ad5.3D.A20ベクターの複製欠損型が、天然のウイルス取り込み
経路を介して細胞によるウイルス取り込みを脱標的化し(図2)、代わりにインビトロお
よびエキソビボでαvβ6+細胞を選択的に再標的化することに成功した(図3)。アデ
ノウイルスベクターの全身送達で発生する有効性を制限する相互作用は、理論的にはi.
p.投与を介したベクターの腔内投与によって迂回することができるが、実際には野生型
Ad5が腹水中の抗Ad5 nAbによって隔離されるので、このアプローチは課題を呈
する。したがって、高い既存のレベルの抗Ad5 nAbを含むOASの存在下で、Ad
5.3D.A20の形質導入効率を評価した(図4A)。Ad5とは異なり、Ad5.3
D.A20は、比較的高いOAS濃度でさえも、αvβ6+細胞を形質導入する能力を保
持していた(図4C)。
非改変カプシドを有するAd5ベクターの臨床的有効性はまた、特に肝臓におけるオフ
ターゲット組織隔離によっても有意に制限される。Ad5.3D.A20がインビボでA
d5ベクターの生体内分布を変化させることに成功したことを実証する。腫瘍のないマウ
スでは、複製欠損Ad5.3D.A20は、親Ad5と比較して改善した生体内分布を示
し、肝臓、脾臓および肺のウイルス導入遺伝子発現が有意に減少し(図5)、Ad5と比
較して全てのオフターゲット臓器274でウイルスゲノムコピー数が減少している(図6
)。
脱標的化/再標的化Ad5.3D.A20ベクターの腫瘍溶解型の有効性を試験するた
めに、免疫不全マウスでヒト卵巣がんの同所性i.p.異種移植片モデルを確立した。腹
腔内投与後の腫瘍溶解性Ad5.3D.A20のウイルスコード導入遺伝子発現のより局
所的化した生体内分布は、オフターゲット隔離および/または腫瘍選択的ウイルス取り込
みの減少と一致していた(図7B~図7E)。これは、SKOV3異種移植片モデルで、
Ad5と比較して優れたAd5.3D.A20で処置された動物の生存率によって裏付け
られた(図7F)。
Ad5.3DまたはAd5.3D.A20の投与は、それぞれ、進行性化学療法抵抗性
がんまたはαvβ6+がん、特に排他的ではないが卵巣がん、膵臓がん、食道がんおよび
乳がんの有望な治療選択肢を提供する。このベクターは、最終的に高精度のウイルス療法
用途のために改変することができる重要なプラットフォームを提供する。
参考文献
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好ましい実施形態では、前記がん標的化改変は、A20ペプチド配列NAVPNLRGDLQVLAQKVART(配列番号1)などのαvβ6インテグリン結合ペプチド(配列結合および相同性技術のような従来の技術を使用して同定される)の、それぞれウイルスへのまたはウイルスによる、理想的にはウイルスファイバーノブHIループへのまたはここでの挿入または発現を含む(この改変ウイルスは以下でAd5.3D.A20と呼ばれる)。A20は元々、口蹄疫ウイルス(FMDV)カプシドタンパク質VP1に由来し、αvβ6インテグリンに対して高い親和性を有する。αvβ6インテグリンは、卵巣がんの3分の1および種々の他の上皮がんで発現され、健康な成人組織では検出できない。したがって、当業者に理解されるように、改変ウイルスにおけるこの配列の発現および組み込みを通して、改変ウイルスが、それだけに限らないが、卵巣がん(ovarian cancer)、膵臓がん(pancreatic cancer)、食道がん(oesophageal cancer)、肺がん(lung cancer)、子宮頸がん(cervical cancer)、頭頸部がん(head and neck cancer)、口腔がん(oral cancer)、喉頭がん(cancer of the larynx)、皮膚がん(skin cancer)、乳がん(breast cancer)、腎臓がん(kidney cancer)および結腸直腸がん(colorectal cancer)のようなαvβ6インテグリン過剰発現がんを選択的に標的化することができる。

Claims (21)

  1. a)凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げる、ヘキソン超可変領域7のI4
    21G、T423N、E424S、E450QまたはL426Y点突然変異(HVR7突
    然変異)のうちの少なくとも1つ;
    b)コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げ
    る、ファイバーノブ領域ABループのS408EまたはP409A点突然変異(KO1突
    然変異)のうちの少なくとも1つ;および
    c)αβ/αβインテグリンとのウイルス結合を妨げる、ペントンインテグリ
    ン結合モチーフArg-Gly-Asp(RGD)のD342EまたはD342A点突然
    変異のうちの少なくとも1つ
    を含む改変Ad5血清型アデノウイルス。
  2. 前記HVR7突然変異が、以下の点突然変異:I421G、T423N、E424Sお
    よびL426Yのうちの少なくとも1つを含むまたはからなる、請求項1に記載の改変ア
    デノウイルス。
  3. 前記KO1突然変異が、S408EおよびP409A点突然変異を含むまたはからなる
    、請求項1または2に記載の改変アデノウイルス。
  4. 前記RGD突然変異が、D342Eであり、RGEをもたらす、請求項1から3のいず
    れか一項に記載の改変アデノウイルス。
  5. 前記アデノウイルスが、腫瘍細胞を選択的に標的化する少なくとも1つのがん標的化改
    変または配列を含むようにさらに改変されている、請求項1から4のいずれか一項に記載
    の改変アデノウイルス。
  6. 前記アデノウイルスが、アミノペプチダーゼNに結合する少なくとも1つのNGR(含
    有)ペプチドモチーフを含み、ここで、前記NGRが、アデノウイルスファイバータンパ
    ク質のHIループ中にあるか;または汎がんマーカーEphA2に結合する少なくとも1
    つのYSA(含有)ペプチドモチーフにあり、ここで、前記YSAが、キメラファイバー
    中にあるか、または少なくとも1つのがん標的化抗体、または少なくとも1つの成長因子
    抗体、または少なくとも1つのマトリックス分解酵素中にある、請求項5に記載の改変ア
    デノウイルス。
  7. 前記がん標的化改変が、αvβ6インテグリン結合ペプチドまたはA20ペプチド配列
    NAVPNLRGDLQVLAQKVART(配列番号1)のウイルスへのまたはウイル
    スによる挿入または発現を含む、請求項5に記載の改変アデノウイルス。
  8. 前記A20ペプチド配列が、ウイルスファイバーノブHIループに挿入される、または
    前記ウイルスファイバーノブHIループで発現される、請求項7に記載の改変アデノウイ
    ルス。
  9. 前記アデノウイルス(Ad5.3D.A20)が、
    a)凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げる、ヘキソン超可変領域7のI42
    1G、T423N、E424S、E450QまたはL426Y点突然変異(HVR7突然
    変異)のうちの少なくとも1つ;
    b)コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げ
    る、ファイバーノブ領域ABループのS408EまたはP409A点突然変異(KO1突
    然変異)のうちの少なくとも1つ;
    c)αβ/αβインテグリンとのウイルス結合を妨げる、ペントンインテグリ
    ン結合モチーフArg-Gly-Asp(RGD)のD342EまたはD342A点突然
    変異のうちの少なくとも1つ;および
    d)ウイルスファイバーノブHIループ中にA20ペプチド配列NAVPNLRGDL
    QVLAQKVART(配列番号1)の挿入または発現
    を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の改変アデノウイルス。
  10. 改変アデノウイルス(Ad5.3D.A20)が、
    a)凝固第10因子(FX)とのウイルス結合を妨げる、ヘキソン超可変領域7のI4
    21G、T423N、E424SおよびL426Y点突然変異(HVR7突然変異);
    b)コクサッキーウイルス・アデノウイルス受容体(CAR)とのウイルス結合を妨げ
    る、ファイバーノブ領域ABループのS408EおよびP409A点突然変異(KO1突
    然変異);
    c)αVβ3/αVβ5インテグリンとのウイルス結合を妨げる、RGE突然変異をも
    たらすペントンインテグリン結合モチーフArg-Gly-Asp(RGD)のD342
    E点突然変異;および
    d)ウイルスファイバーノブHIループ中にA20ペプチド配列NAVPNLRGDL
    QVLAQKVART(配列番号1)の挿入または発現
    を含む、請求項8に記載の改変アデノウイルス。
  11. アデノウイルスが、治療用分子または薬剤をコードする少なくとも1つの導入遺伝子を
    含むようにさらに改変されている、請求項1から10のいずれか一項に記載の改変アデノ
    ウイルス。
  12. 前記アデノウイルスが、ウイルス複製をpRB欠損細胞に制限するために、24塩基対
    の欠失dl922~947(Δ24突然変異)をE1A遺伝子に含めるようにさらに改変
    されている、請求項1から11のいずれか一項に記載の改変アデノウイルス。
  13. 前記アデノウイルスが、腫瘍溶解能を高めるために、E3/19Kの小胞体(ER)保
    持ドメイン内の445位に単一のアデニン塩基付加(T1突然変異)を含むようにさらに
    改変されている、請求項1から12のいずれか一項に記載の改変アデノウイルス。
  14. 医薬として使用するための、請求項1から13のいずれか一項に記載の改変アデノウイ
    ルス。
  15. がんの治療に使用するための、請求項1から14のいずれか一項に記載の改変アデノウ
    イルス。
  16. がんを治療するための医薬の製造に使用するための、請求項1から14のいずれか一項
    に記載の改変アデノウイルス。
  17. 前記がんが、上咽頭がん、滑膜がん、肝細胞がん、腎がん、結合組織のがん、黒色腫、肺がん、腸がん、結腸がん、直腸がん、結腸直腸がん、脳がん、咽喉がん(throat cancer)、口腔がん(oral cancer)、肝臓がん、骨がん、膵臓がん、絨毛癌、ガストリノーマ、褐色細胞腫、プロラクチノーマ、T細胞白血病/リンパ腫、神経腫、フォンヒッペル・リンダウ病、ゾリンジャー・エリソン症候群、副腎がん、肛門がん、胆管がん、膀胱がん、尿管がん、脳がん、乏突起神経膠腫、神経芽細胞腫、髄膜腫、脊髄腫瘍、骨がん、骨軟骨腫、軟骨肉腫、ユーイング肉腫、原発不明がん、カルチノイド、消化管カルチノイド、線維肉腫、乳がん、パジェット病、子宮頸がん、結腸直腸がん、直腸がん、食道がん、胆嚢がん、頭部がん、眼がん、頸部がん、腎臓がん、ウィルムス腫瘍、肝臓がん、カポジ肉腫、前立腺がん、肺がん、精巣がん、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、口腔がん(oral cancer)、皮膚がん、中皮腫、多発性骨髄腫、卵巣がん、内分泌膵臓がん、グルカゴノーマ、膵臓がん、副甲状腺がん、陰茎がん、下垂体がん、軟部肉腫、網膜芽細胞腫、小腸がん、胃がん、胸腺がん、甲状腺がん、絨毛がん、胞状奇胎、子宮がん、子宮内膜がん、膣がん、外陰がん、聴神経腫、菌状息肉腫、インスリノーマ、カルチノイド症候群、ソマトスタチノーマ、歯肉がん、心臓がん、口唇がん、髄膜がん、口腔がん(mouth cancer)、神経がん、口蓋がん、耳下腺がん、腹膜がん、咽頭がん(pharynx cancer)、胸膜がん、唾液腺がん、舌がんおよび扁桃がんを含む群から選択される、請求項15または16に記載の改変アデノウイルス。
  18. 前記がんが、卵巣がん、膵臓がん、食道がん、肺がん、子宮頸がん、頭頸部がん、口腔
    がん、喉頭がん、皮膚がん、乳がん、腎臓がんおよび結腸直腸がんを含む群から選択され
    る、請求項17に記載の改変アデノウイルス。
  19. 請求項1から13のいずれか一項に記載の改変アデノウイルス、および、薬学的に許容
    される担体、アジュバント、希釈剤または賦形剤を含む医薬組成物。
  20. 医薬組成物を調製する方法であって、請求項1から13のいずれか一項に記載の改変ア
    デノウイルスを、薬学的または獣医学的に許容される担体またはビヒクルと併せるまたは
    会合させることを含む方法。
  21. がんを治療する方法であって、有効量の請求項1から13のいずれか一項に記載の改変
    アデノウイルスまたは請求項19に記載の医薬組成物を、それを必要とする患者に投与す
    ることを含む方法。
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