JP2024061712A - 葉酸受容体1に特異的なキメラ抗原受容体 - Google Patents
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Abstract
【課題】葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を提供する。【解決手段】CARを発現するように遺伝子操作された細胞の養子細胞移入であって、当該CARは、FolR1に特異的であり(「FolR1-CAR」)、FolR1を発現するがん性細胞の認識および結合をもたらす。遺伝子改変されたCAR発現細胞は、その特定の機能、例えば標的細胞の殺滅、サイトカインの分泌、および/または増殖を果たす。さらに、N末端からC末端へと、特定のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)、特定のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む抗原結合性ドメインが、他のバリアントと比較して優れた殺滅特性を示すことが見出された。【選択図】なし
Description
本発明は、特に、腫瘍抗原葉酸受容体1(FolR1)に特異的なキメラ抗原受容体を使用することによりがんを治療するための養子免疫療法の分野に関する。
がんは、悪性細胞の無秩序な増殖を伴う広範な疾患群である。がんでは、細胞が制御不能に分裂および増殖し、悪性腫瘍を形成し、身体の近隣部分に浸潤する。がんは、リンパ系または血流を介して身体のより離れた部分にも広がる可能性がある。ヒトに影響を及ぼすことが知られている200種類を上まわる異なるがんが存在する。多数のがんタイプには、良好な治療選択肢がある。しかしながら、依然としてアンメット・メディカル・ニーズが存在するがんもある。特に、卵巣がん、肺がん、胃がん、乳がん、腎臓がん、および膵臓がんは、治療選択肢が限られている悪性腫瘍である8。卵巣がんは、卵巣に起源を有する腫瘍群であると定義される。卵巣がんは女性で4番目に多いがんであり、女性の婦人科がん関連死亡の主な原因である。ほとんどの臨床症例は上皮性卵巣がんであり、上皮性卵巣がんは、診断された患者のおよそ90%を占める。上皮性卵巣がんには、漿液性、類内膜、粘液性、および明細胞の4つの主要な組織学的サブタイプがある。患者のおよそ70%は漿液性組織学的特徴を示し、臨床治験では、患者のサブタイプが予後に重要であることが実証されている。他のあまり一般的ではないタイプの卵巣腫瘍としては、原発性腹膜腫瘍、卵管腫瘍、および悪性胚細胞腫瘍が挙げられる9。
卵巣がん患者の5年全生存率は、およそ49.1%である。ほとんどのがんと同様に、5年生存率は、がんであると診断された病期に応じて異なる可能性がある。がんが限局性病期(ステージI~II)で早期に発見された場合、5年生存率は92.6%である。身体の異なる部分に広がった卵巣がんは、局所卵巣がん(ステージIII)としても知られており、5年生存率は74.8%である。転移性(ステージIV)卵巣がんでは、5年生存率は30.3%へとさらに低下する。ほとんどの患者は診断時に進行性疾患を呈し、初期治療に対する応答が高いにも関わらず、大多数は、最終的には再発して不治の病を患うことになる9。
FolR1は膜タンパク質であり、葉酸に高い親和性で結合し、受容体媒介性エンドサイトーシスによりこのビタミンの細胞取込みを媒介する10。葉酸は、細胞代謝ならびにDNA合成および修復の基本成分であり、急速に分裂するがん細胞では、DNA合成を維持するために葉酸要求量が増加する。上皮由来の特定の悪性腫瘍では、FolR1レベルが正常細胞と比較して高く、腫瘍の病期および悪性度と正相関し、腫瘍の病因および進行におけるその役割が問われている。FolR1は、血清からの葉酸の取込みをモジュレートすることにより、または調節シグナルを生成することにより、腫瘍に増殖優位性を付与することができることが示唆されている11。
キメラ抗原受容体(CAR)は、がんの養子細胞免疫療法のための有望な手法を提供する。一般的に、CARは、スペーサーおよび膜貫通領域を介してT細胞シグナル伝達に関与する細胞質ドメインにカップリングされた、腫瘍関連抗原(TAA)に特異的な抗体の単鎖可変断片(scFv)を含む。最も一般的なリンパ球活性化部分としては、T細胞共刺激(例えば、CD28、CD137、OX40、ICOS、およびCD27)ドメインとT細胞トリガー(例えば、CD3ζ)部分との組合せが挙げられる。CAR媒介性養子免疫療法は、CAR発現細胞が、標的腫瘍細胞のTAAを、HLA非依存的に直接認識することを可能にする。
手術および化学療法の併用が依然として標準治療である。しかしながら、患者の大部分は再発し、最終的には化学療法に対する耐性を生じさせることになる。したがって、卵巣がんには満たされていない医療ニーズが根強く存在し、CAR発現細胞を使用した免疫療法などの代替的治療手法が緊急に必要とされている。特にトリプルネガティブ乳がん、胃がん、肺がん、腎臓がん、および膵臓がんでは、腫瘍関連FolR1の発現が高いことが特定されており、腫瘍関連FolR1は、CAR T細胞療法の有望な標的である。当技術分野では、FolR1を発現するがんの治療に使用するための、FolR1に特異的な改良型または代替的CARが必要とされている。
細胞表面抗原FolR1は、トリプルネガティブ乳がん、胃がん、肺がん、腎臓がん、膵臓がん、または卵巣がんなどのがん細胞上に発現され、標的免疫療法に使用することができる。本発明者らは、FolR1に特異的なキメラ抗原受容体を発現するように遺伝子操作された免疫細胞が、FolR1を発現する細胞をin vivoおよびin vitroで殺滅することができることを見出した。したがって、本発明は、キメラ抗原受容体を発現するように遺伝子操作された細胞の養子細胞移入であって、当該CARは、FolR1に特異的であり(「FolR1-CAR」)、FolR1を発現するがん性細胞の認識および結合をもたらす、養子細胞移入に関する。そのため、遺伝子改変された細胞、つまりCAR発現細胞は、その特定の機能、例えば標的細胞の殺滅、サイトカインの分泌、および/または増殖を果たす。さらに、本発明者らは、驚くべきことに、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)、配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む抗原結合性ドメインが、抗FolR1-CARの他のバリアントと比較して優れた殺滅特性を示すことを見出した(実施例2および図17kを参照)。
抗原FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された免疫細胞により直接的に標的とされるFolR1発現がん性細胞は、そうした細胞が増殖できなくなるようなおよび/または殺滅が促進されるような影響を受けることを見出した。それに加えて、驚くべきことに、抗原結合性ドメインをコードする特定の配列、ならびに抗体の重鎖可変領域(VH)および抗体の軽鎖可変領域(VL)の配向性が、抗FolR1-CARの他のバリアントと比較してより効果的であることを見出した(実施例2)。
第1の態様では、本発明は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを提供する。細胞内シグナル伝達ドメインは、共刺激シグナル伝達ドメインおよび/または一次刺激ドメインを含んでいてもよい。
前記細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫受容体チロシンベース活性化モチーフ(ITAM)を含む少なくとも1つの一次シグナル伝達ドメインおよび/または少なくとも1つの共刺激シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。前記CARの当該一次細胞質シグナル伝達ドメインは、CD3ゼータであってもよい。
抗原結合性ドメインは、例えば、単一ドメイン抗体、全長重鎖、Fab断片、単鎖Fv(scFv)断片、VHH断片、二価単鎖抗体、またはダイアボディを含んでいてもよく、これらの各々は、標的抗原FolR1に特異的であってもよい。
前記CARの前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含んでいてもよい。本発明の一実施形態では、抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2を含むVHおよび配列番号4を含むVLを含んでいてもよい。
前記CARの前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含むscFvであってもよい。本発明の一実施形態では、抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2を含むVHおよび配列番号4を含むVLを含むscFvであってもよい。
本発明の一実施形態では、前記CARの抗原結合性ドメインは、配列番号103のアミノ酸配列を含んでいてもよい。
前記CARは、スペーサーとしてヒンジドメインを含んでもよく、ヒンジドメインは、例えば、CD8アルファ(配列番号34)またはIGG4(配列番号36)のヒンジの配列を含んでもよい。好ましい実施形態では、CARは、CD8アルファのヒンジドメインを含んでもよく、CD8アルファのヒンジドメインは、配列番号34を含んでもよい。
本発明の別の実施形態では、前記CARは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含むscFvなどの抗原結合性ドメイン、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、前記CARは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含むscFvなどの前記抗原結合性ドメイン、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の好ましい実施形態では、前記CARは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、前記CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)およびCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、前記CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
前記CARは、CD8アルファ(配列番号38)またはCD28(配列番号107)に由来する膜貫通ドメインの配列を含む膜貫通ドメインを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、前記CARは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、CD8アルファの前記ヒンジ、ならびにCD8アルファの前記膜貫通ドメインを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、前記CARは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジ、ならびに配列番号38を含むCD8アルファの前記膜貫通ドメインを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、前記CARは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジ、ならびにCD8アルファの前記膜貫通ドメインを含んでいてもよい。
本発明の別の好ましい実施形態では、前記CARは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジ、ならびに配列番号38を含むCD8アルファの前記膜貫通ドメインを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、前記CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、CD8アルファの前記ヒンジ、およびCD8アルファの前記膜貫通ドメインを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、前記CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジ、および配列番号38を含むCD8アルファの前記膜貫通ドメインを含んでいてもよい。
前記CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、例えば、CD3ゼータ(配列番号42)ならびに/またはCD28(配列番号109)、CD137(41BB;配列番号40)、およびOX40(配列番号111)の1つもしくは複数の細胞内シグナル伝達ドメインの配列を含んでいてもよい。好ましい実施形態では、CARは、CD8アルファの膜貫通ドメイン、CD3ゼータの細胞内一次(刺激)シグナル伝達ドメイン、およびCD137(41BB)の細胞内共刺激シグナル伝達ドメインを含む。
本発明の一実施形態では、前記CARは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、前記CARは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジ、ならびにCD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の別の好ましい実施形態では、前記CARは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジ、ならびに配列番号38を含むCD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、前記CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、前記CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジ、ならびに配列番号38を含むCD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
前記CARは、配列番号105のアミノ酸配列を含んでいてもよい。
別の態様では、本発明は、本明細書に開示される本発明のFolR1-CARをコードする単離された核酸配列を提供する。
本発明の一実施形態では、核酸は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARをコードしていてもよく、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、核酸は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARをコードしていてもよく、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、核酸は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARをコードしていてもよく、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、核酸は、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)およびCD8アルファの前記ヒンジを含むCARをコードしていてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、核酸は、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含むCARをコードしていてもよい。
本発明のさらに別の好ましい実施形態では、核酸は、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARをコードしていてもよい。
本明細書に開示のCARをコードする核酸配列は、ウイルスベクターなどのベクターに含まれていてもよい。ベクターは、DNAベクター、RNAベクター、プラスミドベクター、コスミドベクター、ヘルペスウイルスベクター、麻疹ウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、もしくはレトロウイルスベクター、またはそれらの組合せであってもよい。
本発明の一部の実施形態では、ベクターはプロモーターをさらに含み、プロモーターは、誘導性プロモーター、組織特異的プロモーター、構成的プロモーター、自殺プロモーター、またはそれらの任意の組合せである。
本発明の別の実施形態では、CARをコードするベクターをさらに改変して、CAR T細胞の発現を制御するためのまたは自殺スイッチによりCAR-T細胞を排除するための1つまたは複数の作動性エレメントを含めることができる。自殺スイッチとしては、例えば、アポトーシス誘導性シグナル伝達カスケード、または細胞死を誘導する薬物を挙げることができる。好ましい実施形態では、CARを発現するベクターをさらに改変して、チミジンキナーゼ(TK)またはシトシンデアミナーゼ(CD)などの酵素を発現させることができる。
別の態様では、本発明は、本明細書に開示のFolR1に特異的な前記CARを発現する遺伝子操作された細胞を提供する。
本発明の一実施形態では、遺伝子操作された細胞は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現することができ、前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、遺伝子操作された細胞は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現することができ、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、遺伝子操作された細胞は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現することができ、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の好ましい実施形態では、遺伝子操作された細胞は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現することができ、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、遺伝子操作された細胞は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現することができ、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103およびCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、遺伝子操作された細胞は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現することができ、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、遺伝子操作された細胞は、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含むCARを発現することができ、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、ならびにCD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、前記細胞は免疫細胞であってもよい。本発明の好ましい実施形態では、前記細胞は、T細胞、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)、またはNK細胞であってもよい。本発明のより好ましい実施形態では、前記細胞はT細胞である。
一態様では、本発明は、免疫療法で使用するための、前記FolR1 CARを発現する遺伝子操作された細胞を提供する。免疫療法は、がんに罹患している対象のがんを治療するためであってもよく、前記がんのがん性細胞はFolR1を発現する。免疫療法は、がんに罹患している対象のがんを治療するためであってもよく、前記がんのがん性細胞の少なくとも部分集団はFolR1を発現する。
本発明の一実施形態では、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞は、免疫療法に使用するためのものであってもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞は、免疫療法に使用するためのものであってもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞は、免疫療法に使用するためのものであってもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞は、免疫療法に使用するためのものであってもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞は、免疫療法に使用するためのものであってもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、およびCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞は、免疫療法に使用するためのものであってもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明のより好ましい実施形態では、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞は、免疫療法に使用するためのものであってもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、ならびにCD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
FolR1を発現するがん性細胞の前記部分集団は、前記がんに罹患している対象のすべてのがん性細胞のうち、FolR1を発現する少なくとも1つの細胞を含んでいてもよい。優先的には、FolR1を発現するがん性細胞の前記部分集団は、前記がんに罹患している対象のすべてのがん性細胞の少なくとも1%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、または少なくとも50%を含んでいてもよい。
一態様では、本発明は、本明細書に開示のFolR1-CARを発現する細胞を含む細胞の集団を提供する。
本発明の一実施形態では、細胞の集団は、FolR1-CARを発現する細胞を含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、細胞の集団は、FolR1-CARを発現する細胞を含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、細胞の集団は、FolR1-CARを発現する細胞を含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明のより好ましい実施形態では、細胞の集団は、FolR1-CARを発現する細胞を含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、細胞の集団は、FolR1-CARを発現する細胞を含んでいてもよく、CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、およびCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、細胞の集団は、FolR1-CARを発現する細胞を含んでいてもよく、CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明のより好ましい実施形態では、細胞の集団は、FolR1-CARを発現する細胞を含んでいてもよく、CARは、配列番号103を含む前記抗原結合性ドメイン(scFvなど)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
遺伝子操作された細胞の前記集団または単離された集団は、前記免疫療法で使用する前に、治療有効量の細胞へと増殖させる。前記がんは、トリプルネガティブ乳がん、胃がん、肺がん、腎臓がん、膵臓がん、または卵巣がんからなる群から選択することができる。前記がんは卵巣がんであってもよい。前記細胞は、免疫細胞または免疫細胞サブセット、優先的にはT細胞、腫瘍浸潤リンパ球(TIL)、またはNK細胞、より優先的にはT細胞であってもよい。
一態様では、本発明は、がんを治療するための方法であって、それを必要とする対象に、本明細書に開示のFolR1-CARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含む方法を提供する。がんの治療は、がんに罹患している対象においてであってもよく、前記がんのがん性細胞の少なくとも部分集団はFolR1を発現する。
本発明の一実施形態では、対象のがんを治療するための方法は、それを必要とする対象に、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、対象のがんを治療するための方法は、それを必要とする対象に、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、対象のがんを治療するための方法は、それを必要とする対象に、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい。
本発明のより好ましい実施形態では、対象のがんを治療するための方法は、それを必要とする対象に、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、対象のがんを治療するための方法は、それを必要とする対象に、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、およびCD8アルファの前記ヒンジを含む。
本発明の好ましい実施形態では、対象のがんを治療するための方法は、それを必要とする対象に、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含む。
本発明のより好ましい実施形態では、対象のがんを治療するための方法は、それを必要とする対象に、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子操作された細胞を投与することを含んでいてもよく、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含む。
前記がんは、トリプルネガティブ乳がん、胃がん、肺がん、腎臓がん、膵臓がん、および卵巣がんからなる群から選択することができる。前記細胞は、免疫細胞もしくは免疫細胞サブセット、優先的には、T細胞もしくはT細胞サブセット、またはNK細胞もしくはNK細胞サブセットであってもよい。
一態様では、本発明は、本明細書に開示の抗原FoLR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞および任意選択の薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。
本発明の一実施形態では、医薬組成物は、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞であって、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい、遺伝子改変細胞、ならびに任意選択の薬学的に許容される担体を含んでいてもよい。
本発明の別の実施形態では、医薬組成物は、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞であって、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびにCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい、遺伝子改変細胞、ならびに任意選択の薬学的に許容される担体を含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、医薬組成物は、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞であって、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、ならびに配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい、遺伝子改変細胞、ならびに任意選択の薬学的に許容される担体を含んでいてもよい。
本発明のより好ましい実施形態では、医薬組成物は、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞であって、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい、遺伝子改変細胞、ならびに任意選択の薬学的に許容される担体を含んでいてもよい。
本発明の一実施形態では、医薬組成物は、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞であって、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、およびCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい、遺伝子改変細胞、ならびに任意選択の薬学的に許容される担体を含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施形態では、医薬組成物は、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞であって、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、および配列番号34を含むCD8アルファの前記ヒンジを含んでいてもよい、遺伝子改変細胞、ならびに任意選択の薬学的に許容される担体を含んでいてもよい。
本発明の別の好ましい実施形態では、医薬組成物は、FolR1に特異的なCARを発現する遺伝子改変細胞であって、CARは、葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン(scFvなど)、スペーサー、膜貫通ドメイン、および細胞内シグナル伝達ドメインを含み、前記抗原結合性ドメインは、配列番号103、CD8アルファの前記ヒンジ、CD8アルファの前記膜貫通ドメイン、ならびにCD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい、遺伝子改変細胞、ならびに任意選択の薬学的に許容される担体を含んでいてもよい。
薬学的に許容される担体、希釈剤、または賦形剤は、中性緩衝食塩水およびリン酸緩衝食塩水などの緩衝液;グルコース、マンノース、スクロースまたはデキストラン、マンニトールなどの炭水化物;タンパク質;ポリペプチドまたはグリシンなどのアミノ酸;抗酸化剤;EDTAまたはグルタチオンなどのキレート剤;アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);ならびに保存剤を含んでいてもよい。
前記医薬組成物は、がんに罹患している対象のがんを治療するために使用することができ、前記がんの前記がん性細胞はFolR1を発現する。前記がんは、トリプルネガティブ乳がん、胃がん、肺がん、腎臓がん、膵臓がん、および卵巣がんの群から選択することができる。好ましい実施形態では、前記がんは卵巣がんである。前記細胞は、免疫細胞もしくは免疫細胞サブセット、優先的には、T細胞もしくはT細胞サブセット、またはNK細胞もしくはNK細胞サブセットであってもよい。
別の実施形態では、本発明は、本明細書に開示のFolR1-CARを発現する遺伝子改変細胞、および薬学的に許容される担体、および前記がんの併用療法用の化学療法剤を含む医薬組成物を提供する。
本明細書に開示の本発明の第1の態様に関して本明細書で規定されるすべての定義、特徴、および実施形態は、本明細書に開示の本発明の他の態様の状況においても必要な変更を加えて適用される。
定義
別様に定義されていない限り、本明細書で使用される技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
別様に定義されていない限り、本明細書で使用される技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
本明細書で使用される場合、「含むこと(comprising)」または「含む(comprises)」という用語は、組成物、方法、ならびにそうした方法および組成物に不可欠であるそれらのそれぞれの成分に関して使用されるが、不可欠であるか否かに関わりなく特定されていない要素を含むことがさらに許容される。
葉酸受容体1、FolR1、FOLR、FOLR1、およびFR1という用語は、同義的に使用することができる。これには、葉酸受容体アルファ、FRalpha、FRα、葉酸結合タンパク質、またはFBPなど、他の技術水準の同義語も含まれることが理解される。
一般に、CARは、抗原結合性ドメインを含む細胞外ドメイン(細胞外部分)、膜貫通ドメイン、および細胞質シグナル伝達ドメイン(細胞内シグナル伝達ドメイン)を含んでいてもよい。抗原結合性ドメインは、スペーサー(ヒンジドメイン)により膜貫通ドメインに連結されている。また、細胞外ドメインは、シグナルペプチドを含んでもよい。
「シグナルペプチド」は、細胞内での、例えばある特定の細胞小器官(小胞体など)へのおよび/または細胞表面へのタンパク質の輸送および局在化を指図するペプチド配列を指す。
一般に、「抗原結合性ドメイン」は、抗原に、例えば腫瘍関連抗原(TAA)または腫瘍特異的抗原(TSA)に特異的に結合するCARの領域を指す。本発明のCARは、1つまたは複数の抗原結合性ドメインを含んでいてもよい(例えば、タンデムCAR)。一般に、CARの標的指向性領域は、細胞外に局在化している。抗原結合性ドメインは、抗体、単一ドメイン抗体、またはそれらの抗原結合性断片を含んでいてもよい。抗原結合性ドメインは、例えば、Fab断片、単鎖Fv(scFv)断片、VHH断片、二価単鎖抗体、またはダイアボディを含んでいてもよい。アフィボディなど、所与の抗原に特異的に結合する任意の分子、または天然に存在する受容体に由来するリガンド結合性ドメインを、抗原結合性ドメインとして使用することができる。多くの場合、抗原結合性ドメインはscFvである。通常、scFvでは、免疫グロブリン重鎖および軽鎖の可変領域が可撓性リンカーにより融合されてscFvを形成する。このようなリンカーは、例えば、「(G4/S)3-リンカー」または「whitlowリンカー」であってもよい。
ある場合には、抗原結合性ドメインは、CARが使用されることになるものと同じ種に由来することが有益である。例えば、ヒトにおいて治療的に使用することが計画されている場合、CARの抗原結合性ドメインは、ヒト抗体もしくはヒト化抗体またはその抗原結合性断片を含むことが有益であり得る。ヒト抗体もしくはヒト化抗体またはそれらの抗原結合性断片は、当技術分野で周知の様々な方法により製作することができる。
「スペーサー」または「ヒンジ」は、本明細書で使用される場合、CARの抗原結合性ドメインと膜貫通ドメインとの間に存在する親水性領域を指す。CARは、細胞外スペーサードメインを含んでいてもよいが、そのようなスペーサーを省略することも可能である。本発明のCARは、そのようなスペーサーを含む。スペーサーは、例えば、抗体のFc断片もしくはそれらの断片、抗体のヒンジ領域もしくはそれらの断片、抗体のCH2領域もしくはCH3領域、アクセサリータンパク質、人工スペーサー配列、またはそれらの組合せを含んでいてもよい。スペーサーの顕著な例は、CD8アルファヒンジまたはIgG4ヒンジである。
CARの膜貫通ドメインは、そのようなドメインの任意の所望の天然供給源または合成供給源に由来してもよい。供給源が天然である場合、ドメインは、任意の膜結合タンパク質または膜貫通タンパク質に由来してもよい。膜貫通ドメインは、例えば、CD8アルファまたはCD28に由来してもよい。主要シグナル伝達および抗原認識モジュール(ドメイン)が2つ(またはそれよりもさらに多く)のポリペプチドに存在する場合、CARは、2つ(またはそれよりもさらに多く)の膜貫通ドメインを有してもよい。主要シグナル伝達および抗原認識モジュールを分割することは、例えば、CARの各ポリペプチドにおける小分子依存性ヘテロ二量体化ドメインにより、CAR細胞発現に対する、小分子依存性で滴定可能の可逆的な制御を可能にする(例えば、国際公開第2014127261号A1パンフレット)。
CARの細胞質シグナル伝達ドメイン(細胞内シグナル伝達ドメインまたは活性化エンドドメイン)は、対応するCARが活性化CARである場合(通常、本明細書に記載のCARは、活性化CARを指す)、CARが発現される免疫細胞の正常なエフェクター機能の少なくとも1つの活性化に関与する。「エフェクター機能」は、細胞の特化機能を意味し、例えば、T細胞では、エフェクター機能は、サイトカインの分泌を含む、細胞溶解活性またはヘルパー活性であってもよい。細胞内シグナル伝達ドメインは、エフェクター機能シグナルを伝達し、CARを発現する細胞に特化機能を実施するように指図するタンパク質の部分を指す。細胞内シグナル伝達ドメインは、免疫細胞エフェクター機能を開始または阻止するシグナルの伝達に十分な、所定のタンパク質の細胞内シグナル伝達ドメインの任意の完全な、突然変異した、または短縮された部分を含んでいてもよい。
CARに使用するための細胞内シグナル伝達ドメインの顕著な例としては、抗原受容体係合後にシグナル伝達を開始するT細胞受容体(TCR)および共受容体の細胞質シグナル伝達配列が挙げられる。
一般に、T細胞活性化は、2つの異なるクラスの細胞質シグナル伝達配列、第1には、TCRを介して抗原依存性一次活性化を開始させるもの(一次細胞質シグナル伝達配列、一次細胞質シグナル伝達ドメイン)、第2には、抗原非依存的に作用して二次または共刺激シグナルをもたらすもの(二次細胞質シグナル伝達配列、共刺激シグナル伝達ドメイン)により媒介され得る。したがって、CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、1つもしくは複数の一次細胞質シグナル伝達ドメインおよび/または1つもしくは複数の二次細胞質シグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
刺激性様式で作用する一次細胞質シグナル伝達ドメインは、ITAM(免疫受容体チロシンベース活性化モチーフ)を含んでいてもよい。CARに使用されることが多いITAM含有一次細胞質シグナル伝達ドメインの例は、TCRゼータ(CD3ゼータ)、FcRガンマ、FcRベータ、CD3ガンマ、CD3デルタ、CD3イプシロン、CD5、CD22、CD79a、CD79b、およびCD66dに由来するものである。最も顕著なのは、CD3ゼータに由来する配列である。
CARの細胞質ドメインは、CD3ゼータシグナル伝達ドメインを、単独でまたは任意の他の所望の細胞質ドメインと組み合わせて含むように設計することができる。CARの細胞質ドメインは、CD3ゼータ鎖部分および共刺激シグナル伝達領域(ドメイン)を含んでいてもよい。共刺激シグナル伝達領域は、共刺激分子の細胞内ドメインを含むCARの部分を指す。共刺激分子は、抗原に対するリンパ球の効率的な応答に必要な、抗原受容体またはそれらのリガンド以外の細胞表面分子である。共刺激分子の例は、CD27、CD28、4-1BB(CD137)、OX40、CD30、CD40、PD-1、ICOS、リンパ球機能関連抗原-1(LFA-1)、CD2、CD7、LIGHT、NKG2C、B7-H3である。
CARの細胞質シグナル伝達部分内の細胞質シグナル伝達配列は、リンカーを用いてまたは用いずに、無作為にまたは指定の順序で互いに連結されていてもよい。好ましくは長さが2~10アミノ酸である短いオリゴまたはポリペプチドリンカーが連結を形成することができる。顕著なリンカーは、グリシン-セリンダブレットである。
一例として、細胞質ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよびCD28のシグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。別の例では、細胞質ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメインおよびCD137のシグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。さらなる例では、細胞質ドメインは、CD3ゼータのシグナル伝達ドメイン、CD28のシグナル伝達ドメイン、およびCD137のシグナル伝達ドメインを含んでいてもよい。
上述のように、CARの細胞外部分または膜貫通ドメインまたは細胞質ドメインはいずれも、CARの主要シグナル伝達および抗原認識モジュールを分割するために、ヘテロ二量体化ドメインを含んでもよい。
一部の実施形態では、エンドドメインは、一次細胞質シグナル伝達ドメインまたは共刺激領域を含むことができるが、両方を含むことはできない。こうした実施形態では、CARを含む免疫エフェクター細胞は、欠落ドメインを含む別のCARもその対応する抗原に結合する場合にのみ活性化される。
CARは、「SUPRA」(スプリット、ユニバーサル、およびプログラマブル)CARであって、細胞内共刺激ドメインおよび細胞外ロイシンジッパーが「zipCAR」ドメインにより連結されていてもよい、CARであってもよい(国際公開第2017/091546号パンフレット)。このジッパーは、例えばscFv領域に融合された相補的ジッパーで標的化して、SUPRA CAR T細胞に腫瘍特異性を付与することができる。この手法は、種々の腫瘍に対するユニバーサルCAR T細胞を生成するのに特に有用であると考えられ、アダプター分子は、腫瘍特異性を考慮して設計することができ、選択圧力および抗原回避の状況で重要である養子移入後の特異性変更のための選択肢を提供するだろう。
CARは、例えば自殺スイッチによりCAR発現免疫細胞を排除するための1つまたは複数の作動性エレメントを含むように、CARをコードする核酸のレベルでさらに改変されていてもよい。自殺スイッチとしては、例えば、アポトーシス誘導性シグナル伝達カスケード、または細胞死を誘導する薬物を挙げることができる。一実施形態では、CARを発現およびコードする核酸をさらに改変して、チミジンキナーゼ(TK)またはシトシンデアミナーゼ(CD)などの酵素を発現させることができる。また、CARは、免疫細胞におけるCARの制御された発現を可能にする遺伝子発現系の一部であってもよい。そのような遺伝子発現系は、誘導性遺伝子発現系であってもよく、誘導剤が、前記誘導性遺伝子発現系で形質導入されている細胞に投与されると、遺伝子発現系が誘導され、前記形質導入された細胞の表面で前記CARが発現される。
本発明のCARを、本明細書に記載の上記で言及されているドメインの任意の部分または一部を任意の順序および/または組合せで含むように設計して、機能的CAR、つまり本明細書に開示のCARを発現する免疫エフェクター細胞の免疫エフェクター応答を媒介したCARをもたらすことができる。
「遺伝子操作された」という用語は、本明細書で使用される場合、核酸、例えば生物のゲノム内の核酸の1つまたは複数の人為的に設計された変更を指すことができる。「遺伝子操作された細胞」または「遺伝子改変細胞」は、遺伝子が追加、欠失、および/または変更された細胞を指すことができる。特に、この用語は、細胞、優先的にはT細胞を、当技術分野で周知の組換え法により操作して、天然状態のこうした細胞では発現されないペプチドまたはタンパク質を安定的にまたは一過性に発現させることができるという事実を指す。例えば、T細胞、優先的にはヒトT細胞は、それらの細胞表面にキメラ抗原受容体などの人工構築物を発現するように遺伝子操作されている。
CARを発現する遺伝子操作された細胞は、当技術分野で周知の方法、例えば、メガヌクレアーゼ、TALEN、CrisprCas、ジンクフィンガーヌクレアーゼ、shRNA、および/またはmiRNAを使用する遺伝子工学によりさらに改変されていてもよい。前記細胞は、細胞で通常発現される特定の遺伝子、例えば、T細胞受容体(TCR)、MHC、PD-1、CTLA-4、BTLA、TIGIT、Tim-3、CD244、LAIR、Lag-3、CD160、HVEMのような共阻害分子の発現を低減または欠如させるように改変されてもよい。
前記細胞は、治療対照、サイトカインおよび/もしくは断片、サイトカイン受容体および/もしくは断片、サイトカイン受容体融合タンパク質、共刺激受容体、またはアーマーリング分子(armoring molecule)などの追加の導入遺伝子を発現するように改変されていてもよい。
「抗体」という用語は、本明細書で使用される場合、これらに限定されないが、モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体(全長抗体を含む)、単一ドメイン抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、抗体断片、つまり抗体の抗原結合性断片、抗原を特異的に認識する(つまり結合する)イムノアドヘシンおよび抗体-イムノアドヘシンキメラを含む、種々の形態の抗体構造を網羅する最も幅広い意味で使用される。「抗原結合性断片」は、全長抗体の部分、好ましくはその可変ドメイン、または少なくともその抗原結合部位(「抗体の抗原結合性断片」)を含む。抗原結合性断片の例としては、Fab(抗原結合性断片)、scFv(単鎖可変断片)、VHH断片、ダイアボディ、dsFv、Fab’、ダイアボディ、単鎖抗体分子、および抗体断片から形成される多重特異性抗体が挙げられる。
抗体、その断片の、またはCARの抗原結合性ドメインに関して「~に対して特異性を有する」、「~に特異的に結合する」、または「~に特異的」という用語は、特定の抗原を認識しそれに結合するが、試料中の他の分子を実質的に認識もせずそれらに結合もしない抗原結合性ドメインを指す。抗原に特異的に結合する抗原結合性ドメインは、別の種に由来するその抗原にも結合する可能性がある。この種間反応性は、その抗原結合性ドメインが特異的であるという定義に反するものではない。抗原に特異的に結合する抗原結合性ドメインは、その抗原の異なる対立遺伝子型(対立遺伝子バリアント、スプライスバリアント、アイソフォームなど)にも結合する可能性がある。この交差反応性は、その抗原結合性ドメインが特異的であるという定義に反するものではない。
「免疫細胞」または「免疫エフェクター細胞」という用語は、同義的に使用することができ、免疫系の一部であってもよく、T細胞、アルファ-ベータT細胞、NK細胞、NKT細胞、B細胞、自然リンパ球(ILC)、サイトカイン誘導性キラー(CIK)細胞、リンホカイン活性化キラー(LAK)細胞、ガンマ-デルタT細胞、単球、またはマクロファージなどの特定のエフェクター機能を発揮する細胞を指す。優先的には、こうした免疫細胞はヒト免疫細胞である。好ましい免疫細胞は、T細胞、アルファ-ベータT細胞、NK細胞、NKT細胞、ILC、CIK細胞、LAK細胞、マクロファージ、またはガンマ-デルタT細胞などの、細胞傷害性エフェクター機能を有する細胞である。最も好ましい免疫エフェクター細胞は、T細胞およびNK細胞である。「エフェクター機能」は、細胞の特化機能を意味し、例えば、T細胞では、エフェクター機能は、サイトカインの分泌を含む、細胞溶解活性またはヘルパー活性であってもよい。
本明細書で使用される場合、「抗原」という用語は、1つまたは複数の抗体に結合するか、またはそれらの産生を誘発する物質を含むことが意図されており、これらに限定されないが、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、オリゴペプチド、脂質、デキストランなどの炭水化物、ハプテン、およびそれらの組合せ、例えば、グリコシル化タンパク質または糖脂質を含んでいてもよい。「抗原」という用語は、本明細書で使用される場合、標的細胞の表面に発現され得、これらに限定されないが、抗体もしくはTCRを含む適応免疫系、またはこれらに限定されないが、内因性もしくはトランスジェニックTCR、CAR、scFvもしくはそれらの多量体、Fab断片もしくはそれらの多量体、抗体もしくはそれらの多量体、単鎖抗体もしくはそれらの多量体、または構造に対する高親和性結合をなすことができる他の任意の分子を含む遺伝子操作された細胞により認識され得る分子実体を指す。
「エピトープ」という用語は、抗体またはそれらの抗原結合性断片(抗原結合性ドメイン)により認識および特異的に結合し得る抗原、例えば可溶性抗原の一部を意味する。
腫瘍関連抗原(TAA)は、本明細書で使用される場合、腫瘍細胞により産生される抗原性物質を指す。腫瘍関連抗原は、診断検査で腫瘍/がん細胞を特定する際に有用な腫瘍マーカーまたはがんマーカーであり、がん治療に使用するための潜在的な候補である。優先的には、TAAは、本明細書に開示の抗原結合性受容体により認識され得るように、腫瘍/がん細胞の細胞表面に発現され得る。
「標的細胞」という用語は、本明細書で使用される場合、本明細書で開示のCARの抗原結合性ドメインにより、または本明細書で開示のタグ付きポリペプチドのタグの抗原結合性ドメインにより認識される(それに結合する)はずである抗原をその細胞表面に発現する細胞を指す。
前記標的細胞は、例えば、がん性細胞、または自己免疫疾患に関連する細胞、または感染性疾患に関連する細胞であってもよい。
免疫療法は、「免疫応答を誘導、増強、または抑制することによる疾患の治療」であると定義される医学用語である。免疫応答を誘発または増幅するように設計された免疫療法は、活性化免疫療法として分類され、免疫応答を低減または抑制する免疫療法は、抑制性免疫療法として分類される。活性化免疫療法としてのがん免疫療法は、免疫系を刺激して腫瘍を拒絶および破壊させることを試みる。養子細胞移入では、細胞ベースの、優先的にはT細胞ベースまたはNK細胞ベースの細胞傷害性応答を使用して、がん細胞を攻撃する。患者のがんに対して天然のまたは遺伝的に操作された反応性を有するT細胞を、in vitroで生成し、次いでがん患者に移入して戻す。この場合、免疫療法は「CAR免疫療法」と呼ばれるか、またはT細胞のみを使用する場合は「CAR T細胞療法」もしくは「CAR T細胞免疫療法」と呼ばれる。
「治療」という用語は、本明細書で使用される場合、疾患の少なくとも1つの兆候または症状の頻度または重症度を低減することを意味する。
「治療有効量」または「治療有効集団」という用語は、対象に治療上の利益をもたらす細胞集団の量を意味する。
本明細書で使用される場合、「対象」という用語は動物を指す。優先的には、対象は、マウス、ラット、ウシ、ブタ、ヤギ、ニワトリ、イヌ、サル、またはヒトなどの哺乳動物である。より好ましくは、個体はヒトである。対象は、がんなどの疾患に罹患している対象であってもよい。
「発現」という用語は、本明細書で使用される場合、細胞内でそのプロモーターにより駆動される、特定のヌクレオチド配列の転写および/または翻訳であると定義される。
「単離された」という用語は、本明細書では、ポリペプチド、核酸、または宿主細胞が、自然界で生じる環境とは異なる物理的環境に存在することを示すために使用される。例えば、単離されたポリペプチドは、例えば粗抽出物中などの、それが天然に存在する複雑な細胞環境から実質的に単離されていてもよい(例えば、濃縮または精製されていてもよい)。
「がん」という用語は、医学的には、悪性新生物として知られている。がんは、無秩序な細胞増殖を伴う広範な疾患群であり、あらゆる種類の白血病を含む。がんでは、細胞(がん性細胞)が制御不能に分裂および増殖し、悪性腫瘍を形成し、身体の近隣部分に浸潤する。がんは、リンパ系または血流を介して身体のより離れた部分にも広がる可能性がある。ヒトに影響を及ぼすことが知られている200種類を上まわる異なるがんが存在する。
以下の実施例は、本発明をより詳細に説明することを目的とするが、本発明をそうした実施例に限定するものではない。
実施例1:組み合わせるとFOLR1発現がん細胞とFOLR1非発現細胞との区別を可能にする蛍光部分および抗原認識部分を含むコンジュゲートの特定
CAR T細胞療法の標的分子を特定するために、本発明者らは、以下のステップを使用した。高悪性度漿液性卵巣癌(OvCa)切除片を解離させ、単一細胞懸濁物をフローサイトメトリーで分析した(図1A)。偏りのない表面マーカースクリーニングライブラリーを使用することにより、高悪性度卵巣癌患者の大部分でFOLR1が発現されていることを明らかになった(図1B)。続いて、この明確な標的をサイクリック免疫蛍光顕微鏡法(cyclic immunofluorescence microscopy)で検証した。新たに凍結した高悪性度漿液性卵巣癌切除片を切片化し、アセトンで固定した。個々の生物学的試料の完全自動サイクリック蛍光イメージング(cyclic fluorescence imaging)を可能にする新規ハイコンテントイメージングプラットフォームを使用してスクリーニングを実施した。蛍光部分にコンジュゲートされた幾つかの抗原認識部分によるOvCa標本の連続染色により、多数の抗原の発現が明らかになった。ヒト上皮組織および癌腫の周知のマーカーであるEPCAMとFOLR1との共発現を、分析したすべての患者で検証した(図2)。データ分析およびさらなる共染色により、FOLR1レベルの上昇を示す上皮細胞の90%よりも多くにおいて、FOLR1およびEPCAMの発現が相関することが確認された(図3)。
CAR T細胞療法の標的分子を特定するために、本発明者らは、以下のステップを使用した。高悪性度漿液性卵巣癌(OvCa)切除片を解離させ、単一細胞懸濁物をフローサイトメトリーで分析した(図1A)。偏りのない表面マーカースクリーニングライブラリーを使用することにより、高悪性度卵巣癌患者の大部分でFOLR1が発現されていることを明らかになった(図1B)。続いて、この明確な標的をサイクリック免疫蛍光顕微鏡法(cyclic immunofluorescence microscopy)で検証した。新たに凍結した高悪性度漿液性卵巣癌切除片を切片化し、アセトンで固定した。個々の生物学的試料の完全自動サイクリック蛍光イメージング(cyclic fluorescence imaging)を可能にする新規ハイコンテントイメージングプラットフォームを使用してスクリーニングを実施した。蛍光部分にコンジュゲートされた幾つかの抗原認識部分によるOvCa標本の連続染色により、多数の抗原の発現が明らかになった。ヒト上皮組織および癌腫の周知のマーカーであるEPCAMとFOLR1との共発現を、分析したすべての患者で検証した(図2)。データ分析およびさらなる共染色により、FOLR1レベルの上昇を示す上皮細胞の90%よりも多くにおいて、FOLR1およびEPCAMの発現が相関することが確認された(図3)。
CAR T細胞療法のオンターゲットオフ腫瘍毒性(on-target off-tumor toxicity)、つまりCAR T細胞が、生理的条件下でCAR標的を発現する非腫瘍細胞に結合してそれらを溶解することが、幾つかのCAR T細胞産物で報告されている1。したがって、健常組織でのFOLR1発現を分析した(図4A、4B、4C)。健常組織での発現は、少なくとも部分的に区別可能であることが見出され、FOLR1発現OvCaを健常細胞と区別するための細胞の選択的標識化を得る可能性が開かれた(図5)。健常組織は、FOLR1を発現しないか、発現レベルが低い。この知見は、最近の研究を裏付けた2。
したがって、FOLR1の標的化は、OvCaのCAR T細胞治療の可能性を開くものである。FOLR1は、OvCa細胞の大部分で発現されるが、健常組織では発現が制限されるか、または発現されないか、または発現の程度がより少ない。したがって、FOLR1の検出により活性化されるが、マーカーの非存在下では活性化されないCAR T細胞を使用すると、健常細胞には影響を及ぼさずに、FOLR1発現OvCa細胞の効率的な殺滅をもたらすことができるはずである。
実施例2:FOLR1発現がん細胞とFOLR1非発現細胞とを区別するFOLR1特異的CAR T細胞の設計および生成。
最良のCARアーキテクチャを特定するために、本発明者らは、2つの既存のモノクローナル抗体MORAb-0033(配列番号1~4、配列番号9~20)およびM9346A4(配列番号5~8、配列番号21~32)にそれぞれ由来する幾つかのCAR構築物を設計した。合計で8つの異なるCAR構築物を、様々なVh-V1配向性および異なるヒンジ(ヒトCD8アルファヒンジ 配列番号33~34、またはヒトIgG4ヒンジ 配列番号35~36)を用いて生成した。構築物はすべて、ヒトCD8アルファ膜貫通ドメイン(配列番号37~38)、ヒト41BB共刺激ドメイン(配列番号39~40)、およびヒトCD3ゼータドメイン(配列番号41~42)を含む。Vh(配列番号45、46、49、50)およびVl(配列番号47、48、51、52)は、(G4S)3リンカー(配列番号43~44)を介して連結した。
最良のCARアーキテクチャを特定するために、本発明者らは、2つの既存のモノクローナル抗体MORAb-0033(配列番号1~4、配列番号9~20)およびM9346A4(配列番号5~8、配列番号21~32)にそれぞれ由来する幾つかのCAR構築物を設計した。合計で8つの異なるCAR構築物を、様々なVh-V1配向性および異なるヒンジ(ヒトCD8アルファヒンジ 配列番号33~34、またはヒトIgG4ヒンジ 配列番号35~36)を用いて生成した。構築物はすべて、ヒトCD8アルファ膜貫通ドメイン(配列番号37~38)、ヒト41BB共刺激ドメイン(配列番号39~40)、およびヒトCD3ゼータドメイン(配列番号41~42)を含む。Vh(配列番号45、46、49、50)およびVl(配列番号47、48、51、52)は、(G4S)3リンカー(配列番号43~44)を介して連結した。
こうした構築物(表1)をレンチウイルス移入プラスミドにクローニングし、対応するプラスミド混合物によるHEK293T細胞のトランスフェクションによりレンチウイルス粒子を産生した。続いて、レンチウイルス粒子を細胞培養上清から回収した。
様々なレンチウイルス粒子の機能力価を決定するために、SUP-T1または活性化初代ヒトT細胞を、様々な量のレンチウイルスベクターで形質導入し、2人の独立ドナーに対するフローサイトメトリーで、共発現LNGFRマーカーを検出することにより、またはビオチン化FOLR1-Fcタンパク質を使用してFOLR1特異的CARを検出するCAR自体の検出により形質導入効率を決定した(図6A、6B、6C、6D)。
構築物はすべて、適用した検出方法、つまり2人の独立ドナーに対する直接および間接CAR標識によるフローサイトメトリーとは無関係に、対応する細胞型で発現された(図6E、6F)。直接CAR検出と間接CAR検出との間の発現レベルは、各ドナーで同等だった(図6G)。
実施例3:FOLR1発現がん細胞とFOLR1非発現細胞との区別を可能にするFOLR1特異的CAR T細胞の使用。
最も効率的で特異的なCAR構築物を特定するために、幾つかのin vitroアッセイを実施した。CAR設計の違い、つまりscFv配向性またはヒンジバリアントが、CAR特異性に影響を及ぼすか否かを検討するために、8つの構築物を、異なるヒトおよびマウスFOLRバリアントを発現する細胞と共に共培養した。FOLR1は、高度な同一性を有するFOLRファミリーの一部であるため(図7)、本発明者らは、異なるCAR構築物の特異的反応性、つまりヒトまたはマウスFOLRバリアントを発現する対応する標的細胞株のCAR T細胞媒介性殺滅の評価を試みた。そうした標的細胞株は、それぞれ、ヒトFOLR1(配列番号75、76)、ヒトFOLR2(配列番号77、78)、ヒトFOLR3(配列番号79、80)、ヒトFOLR3(配列番号79、80)、ヒトFOLR4(配列番号81、82)、マウスFOLR1(配列番号83、84)、マウスFOLR2(配列番号85、86)、またはマウスFOLR4(配列番号87、88)によるジャーカット細胞のレンチウイルス形質導入により生成した。バリアントの発現は、抗3×HAタグ抗体を使用したフローサイトメトリーで確認した(図8)。
最も効率的で特異的なCAR構築物を特定するために、幾つかのin vitroアッセイを実施した。CAR設計の違い、つまりscFv配向性またはヒンジバリアントが、CAR特異性に影響を及ぼすか否かを検討するために、8つの構築物を、異なるヒトおよびマウスFOLRバリアントを発現する細胞と共に共培養した。FOLR1は、高度な同一性を有するFOLRファミリーの一部であるため(図7)、本発明者らは、異なるCAR構築物の特異的反応性、つまりヒトまたはマウスFOLRバリアントを発現する対応する標的細胞株のCAR T細胞媒介性殺滅の評価を試みた。そうした標的細胞株は、それぞれ、ヒトFOLR1(配列番号75、76)、ヒトFOLR2(配列番号77、78)、ヒトFOLR3(配列番号79、80)、ヒトFOLR3(配列番号79、80)、ヒトFOLR4(配列番号81、82)、マウスFOLR1(配列番号83、84)、マウスFOLR2(配列番号85、86)、またはマウスFOLR4(配列番号87、88)によるジャーカット細胞のレンチウイルス形質導入により生成した。バリアントの発現は、抗3×HAタグ抗体を使用したフローサイトメトリーで確認した(図8)。
共培養実験用のCAR T細胞を以下のように生成した。PBMCを、密度勾配遠心分離による全血またはバフィーコートから導き出し、T細胞を、MACS(登録商標)技術を使用してネガティブ単離した。その後、精製したヒトT細胞をTexMACS(商標)培地で培養し、T細胞TransAct(商標)試薬で活性化した。その後、T細胞を、CARコードレンチウイルス粒子で形質導入し、補充されたTexMACS(商標)培地で12日間培養した。
共培養実験は、TexMACS(商標)培地中でエフェクター対標的比2:1にて48時間実施した。実験の終了時に、CAR T細胞を、CAR T細胞機能性の指標としての活性化マーカーCD137、CD25、CD69の発現についてフローサイトメトリーで分析した(図9)。試験したCAR構築物(図9A~9I)はいずれも、ヒトFOLR1以外のいかなるFOLRバリアントに対しても反応性を示さなかった。
第2のステップでは、様々なCAR候補を、GFPおよびルシフェラーゼを発現するヒト卵巣がん細胞株OV-90と共に共培養した。OV-90細胞は、それぞれFOLR1有能またはFOLR1欠損のいずれかだった。OV-90細胞における特異的FOLR1ノックアウトは、CAS9のリボヌクレオ粒子およびFOLR1に対するガイドRNA(配列番号89)のエレクトロポレーションにより実施した。FOLR1ノックアウトは、ゲノムDNAの配列決定(配列番号90、91)(図10A)により、qPCR(プライマーS配列番号92~101)(図10B)および免疫蛍光(図10C)により確認した。OV-90wt細胞およびOV-90 FOLR1 KO細胞ならびにさらなる卵巣がん細胞株、つまりOVCAR-3、SKOV-3、およびCaov-3でのFOLR1発現を、フローサイトメトリーでさらに分析した(図11A)。FOLR1発現は、分析した様々な細胞株にわたって異なり、OV-90 FOLR1 KO細胞ではFOLR1発現は検出可能ではなかった(図11B、11C、11D)。続いて、本発明者らは、様々な抗FOLR1クローンを使用して細胞株でのFOLR1発現を確認した(図11E、11F、11G、11H、11I、11J)。
加えて、FOLR1指向性CAR T細胞の様々な共培養実験を、TexMACS(商標)培地中で、GFPを発現する卵巣がん細胞株を用いて、エフェクター対標的比2:1にて48時間実施した。卵巣がん細胞株のGFP発現を、IncuCyteシステムを使用して経時的に測定した。CAR T細胞媒介性標的細胞殺滅を、GFPシグナルの減少により経時的に測定する。
まず、OV-90細胞(FOLR1発現を有するかまたは有しない)を、共培養実験の標的細胞として使用し、OV-90細胞のGFP発現を経時的に測定した(OV-90wt細胞:図12A、12B;OV-90 FOLR1 KO細胞:図12C、12D)。効率的な標的細胞溶解は、GFPシグナルの減少を引き起こすが、非効率的なまたは現時点での標的細胞溶解は、GFPシグナルを経時的に増加させる。ここで、MB-CART-FOLR1候補B、D、F、およびH(scFvのVl-Vh配向性を有する候補)は、MB-CART-FOLR1候補A、C、E、およびG(scFvのVh-Vl配向性を有する候補)よりも効率が低い傾向があった。加えて、MB-CART-FOLR1候補FおよびHは、OV-90 FOLR1 KO細胞を抗原非依存的に制御する傾向がある。実験の終了時に、CAR T細胞をフローサイトメトリーで分析して、活性化マーカー発現(図12E、12F、12G)、疲弊マーカー発現(図12H、12I)、およびT細胞の表現型(OV-90wt細胞:図12J;OV-90 FOLR1 KO細胞:図12K)を評価した。活性化マーカーCD25、CD69、およびCD137は、抗原依存的に誘導された(図12E~12G)。さらに、MB-CART-FOLR1候補A、B、F、およびHは、より低いレベルの疲弊マーカーTIM-3、PD1、およびLAG3を発現する(図12H、12I)。CAR T細胞をOV-90細胞とin vitroで共培養した後、より多くのTem、およびTcmまたはTscm様のより少数の低分化サブタイプが抗原依存的に存在した(OV-90wt細胞:図12J;OV-90 FOLR1 KO細胞:図12K)。24時間後に、MACSplex(商標)アッセイを使用して共培養培地を分析してヒトサイトカインの存在を調べた。試験したCAR構築物は異なる挙動を示した。MB-CART-FOLR1構築物は、サイトカインGM-CSF、IFN-ガンマ、IL-2、およびTNF-アルファを抗原依存的に分泌した(図12L、図12M)。最後に、FOLR1指向性CAR T細胞は、抗原が存在した場合、有意により多くのグランザイムBを発現した(図12N)。
FOLR1特異的CAR T細胞と、異なるレベルのFOLR1を発現する代替ヒト卵巣がん細胞株(Caov-3、OVCAR-3)とのさらなる共培養実験(図11)も、in vitroで効率的な殺滅を示した。MB-CARTFOLR1候補は、高レベルのFOLR1を発現するCaov-3細胞を効率的に溶解した(図13A)。しかしながら、MB-CARTFOLR1候補A~Dは、FOLR1の発現がより低い卵巣がん細胞に対してより良好に応答した(OVCAR-3、図13B)。つまり、がん細胞は、FOLR1発現レベルがより低い場合でもCAR T細胞により溶解された。この知見は、対応するFOLR1特異的CAR T細胞上の活性化マーカーの増加によりさらに確認された(図13C)。
最後に、FOLR1特異的CAR T細胞と異種移植片から単離されたOV-90wt細胞との共培養実験でも、CAR T細胞は、in vitroで効率的な殺滅をもたらした(図14)。これは、OV-90細胞のin vivo継代が、CAR候補の効率的なin vitro殺滅能力に著しい影響を及ぼさないことを示している。ここで、MB-CART-FOLR1候補A~Dは、異種移植片由来のOV-90腫瘍細胞を効率的に殺滅した(図14A)。MB-CART-FOLR1候補E~Hも、異種移植片由来のOV-90腫瘍細胞を殺滅した。しかしながら、MB-CART-FOLR1 Fは、他の候補よりも効率が低かった(図14B)。
加えて、より負荷の高いin vitroアッセイにおいて連続殺滅実験を実施した。つまり、共培養のそれぞれ96時間後(標的細胞20,000個)および192時間後(標的細胞50,000個)に新たな標的細胞を追加することにより、CAR T細胞を再負荷した。これは、OV-90 FOLR1有能細胞(図15A)またはOV-90 FOLR1欠損細胞(図15B)のいずれかを使用して行った。ここでは、本発明者らは、MB-CART-FOLR1候補AおよびEの機能性を評価した。MB-CART-FOLR1 Aは、MB-CART-FOLR1 Eよりも効率的な殺滅をもたらし、より多く増殖した。興味深いことに、候補MB-CART-FOLR1 Eは、OV-90 FOLR1欠損細胞の増殖を阻害する傾向があった(図15B)。MB-CART-FOLR1候補AおよびEは、OV-90 FOLR1 KO細胞との共培養の場合には増殖しなかったが(図15C)、MB-CART-FOLR1候補Eは、MB-CART-FOLR1候補Aとは対照的に、FOLR1発現OV-90細胞との共培養では増殖しなかった(図15C)。
抗FOLR1 CAR T細胞の機能性をin vivoで評価するために、自動細胞処理システムCliniMACS Prodigy(登録商標)でCAR T細胞を生成した。第1の手法では、4つのCAR構築物(in vitroで最も優れた性能を示したMB-CART-FOLR1候補A、C、E、およびG、つまりVh-Vl配向候補)を、2つの用量(1×106個および1×107個のCAR T細胞)でNSGマウスにそれぞれ静脈内注射して、こうしたCAR T細胞産物の耐容性を、週1回の採血を含む21日間の期間にわたって分析した(図16A)。様々なCAR構築物の注射前に、対応する細胞産物を、細胞組成(図16B)、生存率(図16C)、ヒトCD4およびCD8 T細胞の頻度(図16D)、ならびに形質導入効率(図16E)について分析した。CAR T細胞産物はすべて、97%よりも多くのT細胞(主にCD4 T細胞)で構成され、生存率は95%と高かった。形質導入効率はおよそ60%だった。
CAR候補はすべて、1×106個のCAR T細胞用量では耐容性が良好だった(図16F)。しかしながら、より高用量の1×107個のCAR T細胞では、試験した構築物の1つ(MB-CART-FOLR1-C)は、一時的な体重減少を誘導した(図16G)。これは、抗原非依存性CAR T細胞活性化を示している可能性があった。この仮説と一致して、CAR発現細胞およびヒトCD45発現細胞の一時的な増加が15日目に検出された(図16H、16I)。特に、ヒトCD8 T細胞が増殖した(図16J)。21日後、骨髄および脾臓を、異なる群から収集し、ヒト白血球の存在についてフローサイトメトリーで分析した。ヒト白血球は、高用量のCAR T細胞注射では骨髄および脾臓で検出することができたが、低用量では検出することができなかった(図16K)。同様に、高CAR T細胞用量では、骨髄および脾臓にてヒトCD4およびCD8 T細胞がより頻繁に検出された(図16L)。その結果、高CAR T細胞用量では、CAR T細胞も、骨髄および脾臓でより頻繁に検出された(図16M)。
マウス血液試料中のヒトサイトカイン分泌の分析を、21日間にわたって週1回測定した。低用量のCAR T細胞で処置した実験群は、UTD対照と有意な差を示さなかった(図16N)。
より高用量のCAR T細胞で処置した第2の実験群内では、MB-CART-FOLR1-Cを注射した群においてヒトIFNガンマが8日目に上昇した(図16O)。これは、一時的な体重減少およびT細胞増殖を示す群である。21日後、MB-CART FOLR1 CおよびEを受け取った群では、UTD対照群と比較して血漿中のヒトIFNガンマのレベルが上昇した。マウスサイトカインは両群とも、21日間中、非常に低いレベルでしか分泌されなかった(図16P)。しかしながら、一時的な体重減少およびT細胞増殖を示した群である、MB-CART-FOLR1-Cを注射した群では、8日目にマウスGM-CSFが増加した。
第2の手法では、NSGマウスにOV-90細胞を皮下注射した。腫瘍確立後、同じ4つのCAR構築物(MB-CART-FOLR1 A、C、E、およびG)を単一用量(合計T細胞1×107個)で静脈内注射して、こうしたCAR T細胞産物の抗腫瘍有効性を、週1回の採血を含む21日間の期間にわたって評価した(図17A)。様々なCAR構築物の注射前に、対応する細胞産物を、細胞組成(図17B)、生存率(図17C)、ヒトCD4およびCD8 T細胞の頻度(図17D)、形質導入効率(図17E)、ならびにベクターコピー数(図17F)について分析した。CAR T細胞産物はすべて、96%よりも多くのT細胞で構成され、生存率は97%と高かった。形質導入効率はおよそ55%であり、ベクターコピー数は3を下まわっていた。
動物実験と並行して、様々なCAR T細胞産物を、それぞれFOLR1有能OV-90細胞およびFOLR1欠損OV-90細胞を用いたin vitro共培養実験でも試験して、注射したCAR T細胞産物のCAR T細胞機能性を確認した(図17G)。ここで、候補MB-CART FOLR1 Gは、エフェクター対標的比2:1にて、OV-90 FOLR1 KO細胞を抗原非依存的に溶解した。
さらに、試験した構築物の1つ(MB-CART-FOLR1-C)は、1×107個のCAR T細胞を投与した耐容性研究群(図16H)と同等の一時的な体重減少を誘導した(図17H)。
CAR構築物はすべて、腫瘍量を効率的に低減させた(図17I、17J、17K)。特に、候補MB-CART-FOLR1 Aは、21日目にT細胞集団におけるヒトCD4およびCD8比の変化を示すヒトCD45およびCAR発現細胞の増殖(図17L、17N、17O)を伴う優れた抗腫瘍有効性を示した(図17M)。
研究の終了時に、ヒトおよびマウス白血球(図17P)、ヒトCD4およびCD8 T細胞(図17Q)、ならびにCAR T細胞(図17R)が、脾臓、骨髄、肺、および異種移植片腫瘍において検出可能だった。興味深いことに、MB-CART-FOLR1 Aは、腫瘍組織におけるヒトCD45およびCD8 T細胞の存在の増加を示した。異なる臓器のT細胞は、主にTEM表現型だったが(CD4 T細胞:図17S;CD8 T細胞:図17T)、TCM表現型は、末梢血においてより頻繁に提示された(CD4 T細胞:図17S;CD8 T細胞:図17T)。CAR T細胞注入後21日間のサイトカイン分泌の分析により、MB-CART FOLR1 A群では、IFNガンマの分泌は中程度で安定していたことが明らかになった(図17U)。そのため、本発明者らは、候補MB-CART FOLR1 Aが、迅速な腫瘍根絶、顕著な増殖、CAR発現、および短期持続性を示したと結論付けた。
さらに、候補MB-CART-FOLR1 Aは、骨髄および脾臓への顕著な帰巣、および腫瘍浸潤を示した。
実施例4:FOLR1発現がん細胞とFOLR1非発現細胞との区別を可能にする代替レンチウイルスベクターベースのFOLR1特異的CAR T細胞の使用。
補完的な手法では、LNGFRレポーターを欠如する代替レンチウイルスベクターを用いてCAR T細胞を生成した。候補MB-CART-FOLR1 A(配列番号53、54)およびMB-CART-FOLR1 E(配列番号61、62)を、それらのin vitro性能により、この修飾ベクターを用いて評価した。まず、CAR T細胞を、レンチウイルスベクターを用いた形質導入により初代ヒトT細胞から、自動細胞処理システムCliniMACS Prodigy(登録商標)で生成し、形質導入効率、つまりCAR発現を、ビオチン化FOLR1-Fcタンパク質を使用したCARの検出(図18)およびFOLR1特異的CARを検出するための抗ビオチン二次染色によりフローサイトメトリーで決定した。候補MB-CART-FOLR1 Aおよび MB-CART-FOLR1 Eは両方とも、同等の高いレベルで発現された。
補完的な手法では、LNGFRレポーターを欠如する代替レンチウイルスベクターを用いてCAR T細胞を生成した。候補MB-CART-FOLR1 A(配列番号53、54)およびMB-CART-FOLR1 E(配列番号61、62)を、それらのin vitro性能により、この修飾ベクターを用いて評価した。まず、CAR T細胞を、レンチウイルスベクターを用いた形質導入により初代ヒトT細胞から、自動細胞処理システムCliniMACS Prodigy(登録商標)で生成し、形質導入効率、つまりCAR発現を、ビオチン化FOLR1-Fcタンパク質を使用したCARの検出(図18)およびFOLR1特異的CARを検出するための抗ビオチン二次染色によりフローサイトメトリーで決定した。候補MB-CART-FOLR1 Aおよび MB-CART-FOLR1 Eは両方とも、同等の高いレベルで発現された。
第2のステップでは、こうした最適化および自動化製造されたCAR T細胞を、種々の卵巣がん細胞株と共に、エフェクター対標的比2:1で48時間共培養した(図19)。殺滅動力学を実施例3と同様に評価した。候補MB-CART-FOLR1 AおよびMB-CART-FOLR1 Eは両方とも、卵巣がん細胞OV-90wt、OVCAR3、およびCaov-3を効率的に溶解したが、OV-90 FOLR1 KOは、共培養中のCAR T細胞の存在とは無関係に増殖した(図19A)。しかしながら、候補MB-CART-FOLR1 Aは、候補MB-CART-FOLR1 Eと比較して、SKOV-3細胞の溶解がより効率的だった(図19A)。実験の終了時に、CAR T細胞をフローサイトメトリーで分析して、活性化マーカー発現(図19B)および疲弊マーカー発現(図19C)を評価した。活性化マーカーおよび疲弊マーカーは、両FOLR1 CAR候補とも、抗原依存的に同様の発現レベルへと上方制御された。しかしながら、MB-CART FOLR1 Eは、候補Aと比較してSKOV-3との共培養においてより低い活性化マーカーおよびPD1レベルを示し(図19B、19C)、この細胞株で観察された細胞溶解動力学の低減との相関性を示した(図19A)。
24時間後に、MACSplex(商標)アッセイを使用して共培養培地を分析し、ヒトサイトカインの存在を調べた。MB-CART FOLR 1構築物は両方とも、サイトカインGM-CSF、IFN-ガンマ、IL-2、およびTNF-アルファを抗原依存的に分泌したが、MB-CART FOLR1 Eは、GM-CSFおよびTNF-アルファの分泌がより少ない傾向があった(図19D)。
最後に、FOLR1指向性CAR T細胞候補は両方とも、同様のレベルのグランザイムBを抗原依存的に発現した(図19E)。
まとめると、代替レンチウイルスベクター中の候補MB-CART FOLR1 AおよびEは両方とも、in vitroで機能的および特異的である。MB-CART FOLR1 Aは、以前のin vitroおよびin vivo実験(実施例3を参照)ならびに代替レンチウイルスベクターおよび自動細胞処理システムCliniMACS Prodigy(登録商標)によるCAR製造に基づくこの一連のin vitroアッセイにおいて、より良好な性能を示したため、MB-CART FOLR1候補Aのみをさらに特徴付けた。
抗FOLR1 CAR T細胞の機能性をin vivoで評価するために、NSGマウスに、OV-90wt細胞またはOV-90 FOLR1 KO細胞をそれぞれ皮下注射した。腫瘍確立後、CAR構築物MB-CART-FOLR1 Aを、単一用量(合計T細胞1×107個)で静脈内注射して、週1回の採血を含む21日間の期間にわたって、このCAR T細胞産物の有効性を分析した(図20A)。様々なCAR構築物の注射前に、対応する細胞産物を、細胞組成(図20B)、生存率(図20C)、ヒトCD4およびCD8 T細胞組成(図20D)、形質導入有効性(図20E)、ならびにベクターコピー数(図20F)について分析した。CAR T細胞産物は、96%よりも多くのT細胞で構成され、生存率は99%と高かった。形質導入効率はおよそ80%であり、ベクターコピー数は2.1だった。
研究の過程を通じて、マウスはすべての条件にわたって安定した体重を維持した(OV-90wt:図20G、OV-90 FOLR1 KO:図20H)。MB-CART FOLR1 Aは、OV-90wt腫瘍量を効率的に低減させたが(図20I、20J、20L)、OV-90 FOLR1 KO腫瘍では腫瘍排除は観察されなかった(図20I、20K、20L)。
候補MB-CART-FOLR1 Aは、ヒトCD45発現細胞およびCAR発現細胞の増殖(図20M、20O、20P)ならびにヒトCD8 T細胞の増加(図20N)を伴う抗腫瘍有効性(図20I、20L)を抗原依存的に示した。
研究の終了時に、骨髄、脾臓、肺、および残りの腫瘍組織を収集し、解離させて単一細胞懸濁物にした。続いて、ヒトおよびマウス免疫細胞(図20Q)、ヒトCD4およびCD8 T細胞(図20R)、およびCAR T細胞(図20S)が、脾臓、骨髄、および異種移植片腫瘍において、フローサイトメトリーで検出された。
ヒトCD45細胞は、脾臓、肺、および腫瘍に抗原依存的に濃縮されていた(図20Q)。ヒトCD8細胞も、骨髄、肺、および腫瘍組織に抗原依存的に濃縮されていたが(図20R)、ヒトCD4細胞は、分析した組織では濃縮に差異はなかった。
残りの腫瘍組織の分析により、MB-CART FOLR1 Aでの処置後のOV-90wt担持マウスにおいてFOLR1発現細胞の頻度が大幅に低減したことが明らかになった(図20T左パネル)。加えて、腫瘍組織の細胞組成は、MB-CART FOLR1処置後に変化する(図20T右パネル)。腫瘍は、GFP発現OV-90がん細胞で主に構成されている。しかしながら、MB-CART FOLR1 Aによる処置は、細胞組成を、主に非がん細胞、つまり非GFP発現細胞ベースの組成に変化させる。FOLR1発現細胞およびGFP発現細胞の頻度の低減は、効率的な腫瘍根絶および腫瘍組織組成の変化を示す。
CD4 CAR T細胞は、骨髄、腫瘍、および脾臓ではTEM表現型で、血液および肺ではTCM表現型で主に構成されていたのに対して、対応する対照である、OV-90 FOLR1 KOを有するMB-FOLR1 CART A細胞または両腫瘍タイプを有する未形質導入T細胞は、腫瘍および肺ではTnaive表現型で、脾臓および骨髄ではTEMで、血液ではより分散した表現型組成で主に構成されていた(図20U)。
CD8 CAR T細胞は、骨髄、腫瘍、および脾臓ではTEM表現型で、血液および肺ではより分散した表現型組成で主に構成されていたのに対して、対応する対照である、OV-90 FOLR1 KOを有するMB-FOLR1 CART A細胞または両腫瘍タイプを有する未形質導入T細胞は、血液、肺、腫瘍、骨髄、および脾臓ではより分散した表現型組成で主に構成されていた(図20V)。
CAR T細胞注入後21日間にわたるサイトカイン分泌の分析により、OV-90wt異種移植片を担持するMB-CART FOLR1 A処置群において7日目にIFN-ガンマおよびIL-9レベルが上昇したことが明らかになった(図20W)。
まとめると、候補MB-CART-FOLR1 Aは、迅速な腫瘍根絶、CAR T細胞増殖、および短期持続性を誘導した。さらに、候補MB-CART FOLR1 Aは、顕著な腫瘍浸潤およびサイトカイン放出を示した。
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5. Thomas Paul Wallace, Gight, Methlick; William Joseph Harris, Carnoustie; Francis Joseph Carr, Balmedie, all of United Kingdom; Wolfgang J. Rettig, Pilar; Garin-Chesa, both of Biberach, Germany; Lloyd J. Old, New York, N.Y. Recombinant human anti-lk26 antibodies. Pub. Date: 01.09.2005. Appl. No.: 08/760,840. Pub. No.: USOO5952484A.
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11. Kelemen, 2006, Int. J. Cancer
Claims (13)
- a.葉酸受容体1(FolR1)に特異的な抗原結合性ドメイン
b.スペーサー
c.膜貫通ドメイン、および
d.細胞内シグナル伝達ドメイン
を含むキメラ抗原受容体(CAR)。 - 前記抗原結合性ドメインは、配列番号2のアミノ酸配列を含む抗体の重鎖可変領域(VH)、および配列番号4のアミノ酸配列を含む抗体の軽鎖可変領域(VL)を含む、請求項1に記載のCAR。
- 前記抗原結合性ドメインは、N末端からC末端へと、配列番号2を含むVHおよび配列番号4を含むVLを含む、請求項2に記載のCAR。
- 前記抗原結合性ドメインは、配列番号103のアミノ酸配列を含む、請求項3に記載のCAR。
- 前記スペーサーは、CD8アルファのヒンジドメインを含む、請求項1~4のいずれかに記載のCAR。
- 前記膜貫通ドメインは、CD8アルファの膜貫通ドメインを含み、前記細胞内シグナル伝達ドメインは、CD137の共刺激ドメインおよびCD3ゼータの刺激ドメインを含む、請求項1~5のいずれかに記載のCAR。
- 配列番号105のアミノ酸配列を含む、請求項6に記載のCAR。
- 請求項1~7のいずれかに記載のCARを発現する遺伝子操作された細胞。
- 前記細胞は免疫細胞である、請求項8に記載の遺伝子操作された細胞。
- 免疫療法に使用するための、請求項8または9に記載の遺伝子操作された細胞。
- がんの治療に使用するためのものであり、前記がんのがん性細胞はFolR1を発現する、請求項8~10のいずれかに記載の遺伝子操作された細胞。
- 請求項8~9のいずれかに記載のCARを発現する遺伝子操作された細胞を含む医薬組成物。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載のCARをコードする核酸配列。
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