JP2024508906A - 極めて強力なm-cenk細胞及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、本出願人らの同時係属中の2021年3月3日に出願された米国仮特許出願第63/156,269号、及び2021年6月30日に出願された同第63/217,097号に対する優先権を主張するものであり、これらの各々は、参照により全体として本明細書に援用される。
本発明の分野は、特に細胞傷害性及び拡大特性が向上した記憶様サイトカイン増強NK細胞(M-CENK)に関するとおりの、細胞ベースの治療薬及びその関連する方法である。
背景の説明には、本発明の理解に有用となり得る情報が含まれる。これは、本明細書に提供される情報のいずれかが先行技術である、若しくはここに特許請求される発明と関連性があること、又は具体的若しくは暗黙的に参照されるいずれかの刊行物が先行技術であることの承認ではない。
本明細書における全ての刊行物及び特許出願は、個別の刊行物又は特許出願各々が参照によって援用されることが具体的且つ個別的に示されたものとするのと同様に参照によって援用される。援用される文献中の用語の定義又は使用が本明細書に提供される当該用語の定義と矛盾する、又はそれに反する場合、本明細書に提供される当該用語の定義を適用し、文献中の当該用語の定義は適用しない。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、一群の自然免疫細胞を構成し、多くの場合に、グラニュライシン及びパーフォリンを標的に向かって放出することによって抗体依存性細胞毒性を呈する細胞傷害性リンパ球として特徴付けられる。ほとんどのNK細胞が、様々な活性化型及び抑制型受容体の集合に加えて、特異的細胞表面マーカープロファイル(例えば、CD3-、CD56+、CD16+、CD57+、CD8+)を有する。最近では、NK細胞は、ある種の癌治療の重要な構成要素となっているが、全血中のNK細胞の比率が比較的低いため、多量のNK細胞(及び特に自己NK細胞)の生成が、重大な障害となっている。
治療的に意味のある量のNK及びNK様細胞を入手するため、様々な前駆細胞からNK細胞を生成することができる。例えば、様々な幹細胞因子(SCF)、FLT3リガンド、インターロイキン(IL)-2、IL-7及びIL-15が、様々なインビトロ手法において、臍帯血由来のサイトカイン誘導キラー(CIK)細胞を誘導し、拡大することが報告されている(Anticancer Research 30:3493-3500(2010))。同様に、米国特許出願公開第2018/0044636号明細書に報告されるとおり、CD34+造血細胞をIL-12及び他の薬剤に曝露することができる。なおも他の手法では、国際公開第2011/068896号パンフレットに記載されるとおり、ヒト血管芽細胞が2つの異なるサイトカインカクテルに順次曝露され、国際公開第2012/128622号パンフレットに教示されるとおり、異なるサイトカインカクテルが後胚期造血幹細胞と共に使用された。これらの方法の少なくとも一部はNK細胞のn倍の大きい拡大を提供するが、かかる拡大のための方法及び試薬は、時間及び財源の両方が要求される。なおも更には、公知の方法の多くはフィーダー細胞層上でのNK細胞培養が必要であるが、これは技術的及び規制上の観点から多く問題となることに留意しなければならない。
より簡便な方法では、急性骨髄性白血病(AML)細胞をTpoRアゴニストに曝露してもよく、そのようにしてAML細胞がNK細胞を形成するよう誘導することができる。しかしながら、かかる手法は、治療用細胞を調製するための供給源としては実行可能性が低いものと思われる。代替的方法もまた、国際公開第2011/103882号パンフレットに開示されるとおり、様々なインターロイキン、幹細胞因子、及びFLT3リガンドの存在下で末梢血細胞を培養することに頼るものとなっている。更に別の方法では、米国特許出願公開第2013/0295671号明細書が、既存のNK細胞をサイトカインに加えて抗CD16及び抗CD3抗体で刺激する方法を教示している。手順としてはより簡便であるものの、かかる方法は、なおも細胞の入念な操作が必要であり、及び特別な試薬が必要となるため、大幅なコスト増となる。
なおも更なる公知の方法では、米国特許第10,125,351号明細書が、臍帯血又は末梢血を細胞の供給源として使用して、それを密度勾配分離に供することにより有核細胞を単離し、次にはそれを、インターフェロン、インターロイキン、CD3抗体及びヒトアルブミンを含有する培地で培養することについて記載している。最も有利には、かかる方法はバイオリアクターでの灌流培養に適しており、そのため作業上の諸問題が大幅に削減される。残念ながら、NK細胞の収率はなおも比較的低い。
具体的な作製方法にかかわらず、培養されたNK細胞は、典型的には、癌免疫療法に特に望ましい記憶様の性質を呈しないことになる。記憶様NK細胞を作製しようとする少なくとも一部の試みでは、選択されたNK細胞がIL-12、IL-15、及びIL-18に曝露されており、そのようにして曝露されたNK細胞は記憶様表現型を呈し、CD94、NKG2A、NKG2C、及びCD69の発現並びにCD57及びKIRの欠損と相関した(Blood(2012)Vol.120,No.24;4751-4760を参照)。同様に、国際公開第2018/089476号パンフレット及び米国特許第10,300,089号明細書に記載されるとおり、記憶様NK細胞は、様々な刺激性サイトカインを使用してNK細胞を予め活性化し、続いてその予め活性化した細胞をPM21粒子、EX21エキソソーム、又はFC21フィーダー細胞と接触させることによっても調製された。記憶様NK細胞を生成する更に別の手法では、国際公開第2018/165208号パンフレットに記載されるとおり、単離したてのNK細胞がIL-18/IL-12-TxM融合タンパク質複合体に曝露された。かかる方法では、典型的には少なくとも一部が記憶様の性質を有するNK細胞が作製されたが、選択の標的細胞に対するかかる活性化NK細胞の細胞傷害性は、恐らくは特定の活性化型受容体の発現及び/又は特定の抑制型受容体の発現が欠損している又は低いことに起因して、なおも最適以下であった。
更に別の公知の手法では、実験室で患者血液を使用してサイトカイン誘導記憶様NK細胞(CIML NK)を作製することができる。しかしながら、かかる方法は、作製することができるCIML NK細胞の数が比較的限られているため、典型的にはその利用が限られている。ひいては、全治療レジメンに充てるのに十分な用量を作製するためには、患者から複数の試料を複数回採取しなければならない。国際公開第2021/006876号パンフレットに記載されるとおりのCIML NK細胞を生成するなおも別の手法では、臍帯血又は全血由来の単核球を抗CD16抗体及びN-803で活性化させて、次にサイトカイン混合物を用いて拡大する。概念上は簡便であるものの、それにも関わらず、CD3+細胞が存在すること、及び少なくとも一部の標的細胞に対する細胞傷害性が最適以下であることを含め、様々な難題が残る。
或いは、NK細胞をアフェレーシス産物からビーズを使用して単離することができ、次にはそのようにして単離した細胞が、CIML表現型を生じるように直接誘導される。かかる手法によれば、NK細胞製剤中のCD3+細胞を低減することが可能になるものの、この手法ではまた、細胞の拡大能力も限られる。その上、かかる細胞を凍結し、後に解凍して治療上有効な細胞製剤に戻すことが可能かどうかは、不明である。最後に、かかる単離され、誘導されたNK細胞は、潜在的な細胞傷害能が比較的低くなる傾向がある。
このように、当該技術分野においては標的化した抗ウイルス療法及びワクチンの様々なシステム及び方法が公知であるにしても、その全て又はほぼ全てが幾つかの欠点を抱えている。数ある難題の中でも特に、多くのCIML NK細胞調製物が限られた数の細胞しか調製できず、従って治療上有効とならないこともある。その上、特に複数の特徴的に異なるサイトカインで記憶表現型が誘導される場合、サイトカイン混合物の費用及び活性の一貫性のなさが妨げとなって、予測可能な活性を持つ治療製剤を再現性をもって作製できないこともある。従って、改良されたNK細胞ベースの治療のための組成物及び方法、特に記憶様サイトカイン増強NK細胞ベースの組成物及び方法が引き続き必要とされている。
本発明の主題は、M-CENK細胞並びにその生成及び拡大の様々な組成物及び方法、並びにそれについての様々な使用に関する。注目すべきことに、本明細書に提示されるとおりのM-CENK細胞は優れた細胞傷害性を有するため、迅速な相当量の拡大が可能であったとともに、凍結保存後も治療活性を示した。最も有利には、本M-CENK細胞は単核球由来のサイトカイン増強NK細胞から単純且つ有効な方法で望ましい分量で調製することができ、M-CENK表現型の誘導が、単一のタンパク質複合体、好ましくはIL-12/IL-15/IL-18活性を有するTxMで実現する。
本発明の主題の一態様において、本発明者らは、記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を生成する方法であって、複数の単核球を入手するステップ、及び複数の単核球をコルチコステロイド及び任意選択でサイトカインと接触させる別のステップを含む方法を企図する。なおも別のステップでは、複数の単核球がコルチコステロイド及び任意選択のサイトカインの存在下でインキュベートされてNK細胞中の単核球が濃縮され、次に濃縮されたNK細胞が、M-CENK細胞を生成するようにTxM融合タンパク質で誘導され、ここでTxM融合タンパク質は、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む。
一部の実施形態において、複数の単核球は、インキュベートするステップの前に凍結保存される。かかる実施形態において、凍結保存された単核球は好ましくは、コルチコステロイド及び任意選択のサイトカインを含有する培地で解凍され、洗浄される。更に、インキュベートするステップは、14~21日の間にわたって、及び/又はNK細胞が全生細胞の少なくとも65%に濃縮されるまで実施されることが企図される。加えて、濃縮されたNK細胞は、1~25μg/mLの濃度のTxMで、典型的には12~16時間の間にわたって誘導されることが企図される。
本発明の主題を限定するものではないが、概して、コルチコステロイドがヒドロコルチゾンであること、及び任意選択のサイトカインがN-803であることが好ましい。その上、インキュベートするステップに任意選択のサイトカインが含まれることもまた好ましい。企図される方法には、典型的には、M-CENK細胞を回収し、回収したM-CENK細胞を注入用に製剤化するステップが含まれることになる。望ましい場合には、回収したM-CENK細胞は、注入前に凍結保存される。本発明の主題の更なる態様において、インキュベートするステップは自動バイオリアクターで実施される。
結果的に、本発明者らはまた、記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を作製する方法であって、複数の単核球由来のサイトカイン増強NK細胞(CENK)を入手するステップ、及び濃縮されたNK細胞を、M-CENK細胞が生成されるようにTxM融合タンパク質で誘導する更なるステップを含む方法も企図し、ここでTxM融合タンパク質は、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む。
別の見方をすれば、本発明者らはまた、本明細書に提示されるとおりの方法によって作製される記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞も企図する。最も典型的には、細胞は、一部の実施形態では凍結保存培地であるか、又はそれを含む薬学的に許容可能な担体を含む医薬組成物中に含まれることになる。更に、概して、薬学的に許容可能な担体が注入用に製剤化され、及び/又は0.5~1.5×107細胞/mLの細胞密度を有し得ることが企図される。
更に別の実施形態において、本発明者らは、癌を有する個体を治療する方法であって、本明細書に提示される細胞及び組成物を投与するステップを含む方法を企図する。従って、癌の治療における使用のための組成物もまた企図される。一実施形態において、本明細書に提示されるM-ceNK細胞は、癌幹細胞及び間葉細胞を死滅させるために使用することができ、及びそのために患者に投与され得る。
本発明の主題の様々な目的、特徴、態様及び利点が、同様の符号が同様の構成要素を表している添付の図面中の図に加えて、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から更に明らかになるであろう。
本発明者らは、望ましい分量にまで拡大させることのできる、且つ機能的特性を損なうことなく凍結保存及び解凍することのできる、優れた細胞傷害性のM-CENK細胞を生成できることを発見した。注目すべきことに、CIML NK細胞を作製するプロトコルとは対照的に、本方法は、抗CD16抗体を使用して単核球混合物中のNK細胞を活性化させる必要がない。対照的に、本明細書に提示される方法は、好ましくはN-803(又はIL-15)及びヒトAB血清と組み合わせて、ヒドロコルチゾンを使用する。その上、予想外にも、凍結保存したアフェレーシス材料から濃縮及び拡大を行えること、及びこのM-CENK細胞はまた、細胞傷害性の損失なしに凍結保存及び解凍もできることが観察された。
従って、本発明者らは、M-CENK(記憶様サイトカイン増強NK細胞)及びその生成方法、並びにかかる細胞を含む細胞ベースの治療薬、特に注入用の凍結保存したM-CENK懸濁液を企図する。別の見方をすれば、成長培地にヒドロコルチゾン(及び典型的にはN-803又はIL-15様活性を持つ他のサイトカイン若しくはサイトカイン類似体)を含めて、そのようにしてアフェレーシス産物から高品質のNK細胞を作製することにより、(解凍した)患者アフェレーシス材料からのNK細胞の選択的濃縮及び拡大を実現できるということが理解されなければならない。そのようにして入手された細胞を次に活性化させて、記憶表現型を作製する。結果的に、ドナーからの採血を繰り返さなくても、凍結保存した材料から複数用量の高品質M-CENK細胞を調製できるということが理解されなければならない。実際、本明細書に提示される工程で作製されるM-CENK細胞は、既製品用の特注の培地に凍結保存することができ、凍結保存用に開発された凍結融解手順により、以下に更に詳細に示すとおり、細胞特性及び生存能力が確実に維持される。
例えば、企図される方法の一ステップでは、凍結保存したアフェレーシス材料中間体を以下のとおり作製する:患者からの白血球アフェレーシス産物(MNC、アフェレーシス)を処理し、M-CENK製剤の製造を可能にするためアフェレーシス材料中間体(AMI)として凍結保存する。凍結製剤培地は、解凍後のアフェレーシス産物の高い生存能力が確保されるように製剤化する。最も好ましくは、凍結製剤培地は、PlasmaLyte A、5%アルブミン(ヒト)USP、及びDMSOを含む。調製したばかりの培地を0.2μm、PESフィルタユニットを使用してろ過滅菌する。凍結製剤培地をMNCアフェレーシス産物と1:1比(体積基準)で混合し、そのようにしてAMIを生成する。製剤化した産物を別個のクライオバッグに充填する。各アフェレーシス産物から10~20袋のバッグを作ることができる。続いて充填した細胞バッグをコントロールレートフリーザー(例えば、CryoMedフリーザー)を使用して-85℃以下に凍結保存する。
次にサイトカイン増強NK細胞の濃縮及び拡大を以下のとおり行うことができる。凍結保存したアフェレーシス材料中間体(AMI)を37℃の水浴で解凍し、拡大に使用する。解凍した細胞を、例えば、Sepax C-Pro装置又は卓上遠心機を使用して洗浄し、50~100ng/mL N-803及び0.2~2.0μMヒドロコルチゾン及びヒトAB血清を含有するNK-MACS培地からなる成長培地に再懸濁する。ある戦略を開発しており、そこでは成長培地を加えることにより、NK細胞の20日間の濃縮及び拡大に成功した。例えば、図1は、例示的CD56+CD3-細胞濃縮を二変数ドットプロットに描く。このプロットを見ると容易に分かるとおり、アフェレーシス材料をN-803及びヒドロコルチゾンで活性化したところ、CD56+CD3-CENK細胞の有意な濃縮が得られた。図2は、異なる日数で解凍したときにも、同じアフェレーシス産物ロットから実質的に同一のCENK濃縮動態を実現できることを示す(ここでは:15日後を380日後と比べている)。
次にM-CENK細胞の生成を以下のとおり実施した:拡大20日目までに培養物が少なくとも1×106細胞/mLの密度で少なくとも85%のCD56陽性細胞に達したところで、培養物に一定濃度のN-803(100~300ng/mL)、IL-12(1~100ng/mL)及びIL-18(5~250ng/mL)を加える。細胞をサイトカインのカクテルで14~16時間刺激し、それによってCD56陽性細胞の記憶様表現型が誘導される。M-CENK誘導段階の完了後、Sepax C-Pro装置を使用して細胞を洗浄する。最も典型的には、洗浄及び再懸濁溶液として5%アルブミン(ヒト)溶液を使用する。凍結保存用に、5%アルブミン(ヒト)USP:CryoStor 10(CS10)(1:1)を含有する培地中にM-CENK細胞を製剤化する。M-CENKが癌細胞標的を死滅させる能力は、そのIFN-γ産生の増加を通じて増強されている。加えて、これらの細胞は、表現型的にCD56+、CD25+、DNAM-1+、及びNKP30+、NKG2D+、NKG2A+、及びCD3-である。
図3は、本発明の主題により作製されたM-CENK細胞の表現型タイピングの例示的結果を提供し、NKマーカーには、DNAM-1、CD25、NKG2A、TIGIT、NKp30、CD16、及びNKG2Dが含まれた。更に、そのようにして作製された細胞はまた、図4のデータを見ると分かるとおり、高い生存率/生存能も有した。同様に、図6に描かれるとおり、凍結及び解凍はIFN-γ分泌に何ら有害な効果を及ぼさなかった。
細胞傷害性に関して、本発明者らは、このM-CENK細胞が、好ましいエフェクター対標的比では、種々の標的細胞に対して、更にはNK細胞による死滅に抵抗性を示すことが公知のMS-1細胞に対してさえも(図5参照)、優れた細胞傷害活性を有したことを観察した。図7~9は、幅広い種類の癌細胞に対するM-CENK細胞の細胞傷害性の更なる例を描く。従って、改良されたNK細胞ベースの治療製剤(M-CENK(商標)、注入用の懸濁液、凍結保存されている)は、長期にわたる低温保存後であっても容易に調製及び使用できることが理解されなければならない。
当然ながら、アフェレーシス材料の凍結には、数多くの代替的な方法又は製剤を使用することができ、又はアフェレーシス材料は凍結されないか、若しくは濃縮及び拡大ステップの前に新鮮な材料を予め凍結してあった材料と組み合わせてもよいことが理解されなければならない。同様に、NK細胞はまた、初めに全血、臍帯血、又はアフェレーシス材料から精製して、次に拡大に供してもよいことが企図される。そのようにして拡大した細胞は、次に記憶表現型にするため活性化させることができる。同様に、濃縮及び拡大ステップにはヒドロコルチゾンが概して好ましいが、数多くのヒドロコルチゾン類似体及び他のコルチコステロイド類(例えば、コルチゾール、コルチコステロン、コルチゾン、アルドステロン等)もまた本明細書における使用に好適と見なされることが理解されなければならない。
加えて、M-CENK細胞は種々の凍結製剤培地を使用して凍結することができ、あらゆる公知の凍結製剤培地が本明細書における使用に適切と見なされることに留意しなければならない。また、凍結処理に関して、濃縮し、拡大したNK細胞が凍結され、及び解凍時、記憶表現型生成のための活性化に供され得ることも注記される。
製造工程
例示的製造工程の概要:本製造工程は、自己白血球アフェレーシス産物(MNC、アフェレーシス)を受領することから始まり、受注対応型の製剤の製造を可能にするため、これをアフェレーシス材料中間体(AMI)として処理し、及び凍結保存する。解凍後、AMIをSepax C-Proを使用した培地交換用に処理することにより、初めにPlasmalyte Aで凍結製剤培地を除去し、10%ヒトAB血清、N-803及びヒドロコルチゾンを含有するNK-GMに溶出し、CENKへの拡大及び濃縮のためNANT 001バイオリアクターに播種する。所望の数及び純度のCENK細胞が生成されたとき、N-803、IL-12及びIL-18サイトカイン含有のサイトカインカクテルで細胞を処理することにより、サイトカイン誘導記憶様(CIML)-NK細胞をM-CENKとして生成する。誘導後、細胞を回収し、高濃度化し、及びSepax C Proを使用して5%アルブミン(ヒト)で洗浄し、5%アルブミン(ヒト)に溶出し、次に100mL容量中の合計約0.25~0.75×109M-CENK細胞/バッグについて所望のVCD(0.25~0.75×107細胞/mL)となるようにCryoStor 10(CS10)と1:1比で混合し、凍結保存する。
例示的製造工程の概要:本製造工程は、自己白血球アフェレーシス産物(MNC、アフェレーシス)を受領することから始まり、受注対応型の製剤の製造を可能にするため、これをアフェレーシス材料中間体(AMI)として処理し、及び凍結保存する。解凍後、AMIをSepax C-Proを使用した培地交換用に処理することにより、初めにPlasmalyte Aで凍結製剤培地を除去し、10%ヒトAB血清、N-803及びヒドロコルチゾンを含有するNK-GMに溶出し、CENKへの拡大及び濃縮のためNANT 001バイオリアクターに播種する。所望の数及び純度のCENK細胞が生成されたとき、N-803、IL-12及びIL-18サイトカイン含有のサイトカインカクテルで細胞を処理することにより、サイトカイン誘導記憶様(CIML)-NK細胞をM-CENKとして生成する。誘導後、細胞を回収し、高濃度化し、及びSepax C Proを使用して5%アルブミン(ヒト)で洗浄し、5%アルブミン(ヒト)に溶出し、次に100mL容量中の合計約0.25~0.75×109M-CENK細胞/バッグについて所望のVCD(0.25~0.75×107細胞/mL)となるようにCryoStor 10(CS10)と1:1比で混合し、凍結保存する。
末梢血単核球を入手するためのアフェレーシス:製造施設にて新鮮なアフェレーシス材料の受領後、自己M-CENK細胞の製造が始まる。一連の保管書類の作成完了後、アフェレーシス輸送用パックから試料を無菌的に取り出し、細胞生存能力、全有核細胞(TNC)計数値及び表現型特性の決定を可能にする。
アフェレーシス材料中間体(AMI)の凍結保存:製造時のアフェレーシス材料の受領から患者特異的単核球(MNC)、アフェレーシス材料中間体(AMI)の解凍までの間に凍結保存及び処理ステップが関わった。AMIの凍結保存工程は、新鮮MNC、アフェレーシス産物の全有核細胞(TNC)カウント及びパーセント生存率を決定することから開始する。
凍結製剤培地は調製したてであり、0.2μm、PESフィルタユニットを使用してろ過滅菌し、使用時まで氷上に保存する。凍結製剤培地は、PlasmaLyte A及び5%アルブミン(ヒト)USPの混合物、及びDMSOを使用して調製する。アフェレーシス材料を三角フラスコに移し替え、所望の細胞密度に調整する。凍結製剤培地をMNC、アフェレーシス産物と1:1比で混合し、細胞を製剤化してアフェレーシス材料中間体(AMI)を生成する。製剤化した産物を所望の細胞数(2~10×108細胞)が実現するように別個のクライオバッグに充填する。各アフェレーシス材料から幾つか(10~20個)のバッグが作られる。続いて充填した細胞バッグをコントロールレートフリーザー(CryoMedフリーザー)を使用して-85℃以下に凍結保存し、次に長期保存用の気相液体窒素(-120℃以下)フリーザーに移し替える。
NK成長培地の組成:M-CENKの製造に使用される基本培地は、指定されたNK成長培地(NK-GM)である。培地は各研究の開始時に調製し、次に0.2μm、PESフィルタユニットを使用して滅菌ろ過し、使用時まで氷上に保存する。
この工程全体を通じて、工程の特定のステップで種々の培地サプリメントを無菌的に添加する。(1)NANT 001バイオリアクターへの接種時点では、解凍したアフェレーシス材料中間体(AMI)は、50~100ng/mL N-803(0.8nM)及び0.2~2.0μMヒドロコルチゾンを含有するNK-GMに懸濁する。(2)続く培地添加ステップの間、バイオリアクターに、50~100ng/mL N-803を含有するNK-GMを添加する。(3)記憶表現型の刺激は、サイトカインカクテル[N-803(100~300ng/mL)、IL-12(1~100ng/mL)及びIL-18(5~250ng/mL)]を含有するNK-GMの添加によって実現する。毎回、培地添加ステップの前に、所望量のNK-GMを一定濃度のサイトカイン/サプリメント(N-803+ヒドロコルチゾン又はN-803単独又はN-803+IL-12+IL-18)と混合し、次に0.2μm、PESフィルタユニットを使用してろ過滅菌する。細胞の拡大/刺激のため、調製した培地をNANT 001に無菌的に移し替える。
NANT 001プラットフォームを使用したCENK拡大:M-CENKの製造工程の概要を以下に例示する。NANT 001バイオリアクタープラットフォームシステム(ImmunityBio,Inc.)は、製造工程の回収、濃縮、拡大、及びM-CENK誘導段階全てにわたって自動での手順及びリアルタイムモニタリングを行うよう指図する予めプログラムされたプロトコルを実行する自給式バイオリアクターである。プログラム可能な工程パラメータとしては、pHモニタリング、細胞の画像化、温度、及び揺動パラメータが挙げられる。NANT001バイオリアクターは、サーモスタット槽、タッチスクリーンユーザインタフェース、バーコードリーダー、pH推定ユニット、一体型画像化システム、及びガス流量制御を含む。構成要素は、安全且つGMPに準拠した細胞処理のための装填が容易な単回使用のクローズドシステム設計であり、最大4Lの廃棄物用バッグ、無菌接続切断部品、回収用ボトル、各々最大100mLの補助バッグ×2、無菌接続部品、細胞培養フラスコ、636cm2、最大3Lの培地バッグ、及び最大3Lの緩衝液バッグを備えている。本明細書での使用に好適な例示的システムについては、例えば、米国特許第10,801,005号明細書及び米国特許出願公開第2017/0037357号明細書(参照によって本明細書に援用される)に記載されている。
Sepax C-Proを使用したMNC、アフェレーシス-凍結保存材料の解凍、培地交換及びNANT 001接種:初めに、CultureWashソフトウェアプログラムを利用してSepax C-Pro装置を始動させる。単回使用使い捨てキットを据え付けた後、1Lの洗浄溶液(PlasmaLyte A)及び100mLの再懸濁溶液(50~100ng/mL N-803及び0.2~2.0μMヒドロコルチゾンを含有するNK-GM)をバッチ記録のとおりに装置に取り付ける。凍結保存したアフェレーシス材料中間体(AMI)を低温保存から取出し、目視し得る損傷の痕がないかクライオバッグを調べ、直ちに37℃の水浴に入れて急速解凍する。
解凍後、解凍されたクライオバッグ材料をSepax C-Pro装置に接続する前に、試料を無菌的に取り出して細胞生存能力及びTNCカウントを決定する。続いてMNCアフェレーシス-凍結保存材料をSepax C-Pro装置を使用して洗浄溶液(PlasmaLyte A)で2回洗浄し、50~100ng/mL N-803及び0.2~2.0μMヒドロコルチゾンを含有するNK-GMが入った細胞回収バッグに3.5×106細胞/mL以上で再懸濁する。次にSepax C-Pro装置から細胞回収バッグを取り出す。試料を採取して細胞生存能力及び細胞数を確認し、必要であれば細胞を所望の接種細胞密度(1.0~5.0×106細胞/mL)に調整した後、NK細胞濃縮及び拡大段階を開始するため、同じ濃度のN-803(74ng/mL)及びヒドロコルチゾン(1μM)を含有する100mLの予め温めたNK-GMが入ったNANT 001バイオリアクターに50mLの接種材料を移し替える。NANT 001バイオリアクター内の初期細胞培養物容積は150mLであり、細胞密度範囲は0.5~1.5×106細胞/mLである。同じ患者から2つ以上のNANT 001バイオリアクター接種が計画されている場合、複数のAMIバッグを解凍する。
NANT 001バイオリアクターを使用した細胞回収、濃縮及び拡大:NANT 001バイオリアクターユニットに1.20~1.80×108個の解凍したAMI細胞を接種した後、培養を毎日、顕微鏡法を用いてモニタし、細胞回収、濃縮及び拡大工程の全段階を通じて特定の段階で試料採取する。工程間モニタリング(IPM)を実施して、細胞生存能力、細胞数及び表現型結果(CD56陽性細胞パーセントの割合)を決定する。この検査を用いることにより、続いてN-803を含有する(ヒドロコルチゾン不含の)新鮮な成長培地を添加する必要があるかが制御される。拡大20日目、バイオリアクター内のCD56陽性細胞の割合が85%以上に達し、総細胞数が1×106細胞/mLを超えたところで、培養物をM-CENK製造工程のサイトカイン刺激段階に移行させる。サイトカイン刺激段階の前に、バイオバーデン検査用の試料を採取する。
工程間モニタリング(IPM):毎回培地及びN-803を添加する間、混濁の兆候又は目に見える汚染がないか、培養物を目視で調べる。指定された日にバッチ記録のとおりに生細胞密度、細胞生存能力及び細胞表現型分析を実施してNK濃縮プロファイルを入手し、生産バイオリアクターが所望のVCD規格の範囲内にあることを確実にする。
サイトカインカクテル(ヒトIL-12、IL-18及びN-803)によるCENKの刺激:NANT 001バイオリアクター培養物が拡大20日目までに1×106細胞/mL以上の密度で85%以上のCD56陽性細胞に達したところで、新鮮なNK-GM中の培養物に最大で約650mLの最終的な総培養容積として一定濃度のN-803(100~300ng/mL)、IL-12(1~100ng/mL)及びIL-18(5~250ng/mL)を添加する。細胞をサイトカインのカクテルで14~16時間刺激すると、それによってNANT 001バイオリアクター内に含まれる記憶様表現型のCD56陽性細胞(M-CENK)が誘導される。次に、バイオリアクター内でのこのサイトカインカクテルによる刺激段階は、NANT 001自動搬出機能を用いた培養物のバルク細胞回収によって終了する。培養物の回収前にマイコプラズマ検査用の試料を採取する。
NANT 001バイオリアクター:細胞培養物の回収及びSepax濃度、及び洗浄:M-CENK誘導段階の完了後、NANT 001を手動で進めて自動化された自動搬出回収プロトコルを実施する。自動搬出回収は、NANT 001バイオリアクターと収集バッグとの間の直接の無菌溶着を利用したクローズドシステムを使用して行われる。M-CENKの搬出後、NANT 001バイオリアクターをNK-GMでフラッシュして、残留するあらゆる細胞を取り込む。
自動搬出回収段階の完了後、M-CENK細胞が入った中間体回収バッグを秤量し、次に下流処理及び原薬製剤化のためSepax C-Pro装置に直接溶着する。GEからのSepax C-Proは、単回使用の使い捨て技術を利用するものであり、BCH中間バッグに直接無菌溶着することが可能である。Sepax C-Proは、単回使用の使い捨てキット並びに指定された洗浄及び再懸濁液プログラムを使用して、初めに細胞濃縮ステップを実施し、続いて5%アルブミン(ヒト)溶液を使用した2室容量緩衝液交換/洗浄ステップを実施する。最後に、細胞を濃縮し、取り付けた300mL細胞収集バッグ内の50mLの近似容積の5%ヒトアルブミン溶液に0.1~2.5×107細胞/mLの予想細胞密度で溶出させる。次に装置からM-CENKが入った収集バッグ/ベッセルを取り出し、QC試料をアリコートに分けて、細胞生存能力、細胞密度及びエンドトキシンを決定する。播種用の接種材料として同じ患者のMNCが複数のNANT 001バイオリアクターに入っていた場合、M-CENKはプールすることができる。
M-CENK薬物製剤の製剤化:同じ患者のAMIを接種した複数のNANT 001バイオリアクターから生成されたM-CENK調製物は、この段階でプールし、容量補正を行って0.5~1.5×107細胞/mLのVCDを実現する。続いて5%ヒトアルブミン中のM-CENKを氷上のフラスコ内で等容積(1:1)のCryoStor(登録商標)CS10と混合して製剤化された薬物製剤を調製する。製剤化した細胞を氷上のCellFreeze(登録商標)注入バッグ(CF-750)に移し替え、複数の薬物製剤バッグ及び小さいQCバッグを調製する。続いて充填済みの注入バッグをコントロールレートフリーザーを使用して-85℃以下に凍結する。次に凍結した薬物製剤を長期保存用に気相のLN2フリーザーに移し替える(-120℃以下)。解凍時にQCバッグでQC及び無菌性検査を実施する。NANT 001バイオリアクターを使用したM-CENK細胞の拡大及び回収の工程フローを以下に示す。
NANT 001バイオリアクターを使用したM-CENK-DS製造工程の概要を図31に示す。図32は、M-CENK生産フロー工程の例を示す。この工程によって生産されたM-CENKロットの効力を図33に示す。
IL-12/IL-18/N-803誘導M-CENK
生存率及び生細胞密度:M-CENK細胞の構造的完全性を反映する一つの尺度は、パーセント生存率である。生存率は、工程及び最終製剤出荷時の測定における常法として用いられ、製剤品質の指標となる。以下の実験は、製剤特性及び品質を確かめる例示的検査について記載する。
生存率及び生細胞密度:M-CENK細胞の構造的完全性を反映する一つの尺度は、パーセント生存率である。生存率は、工程及び最終製剤出荷時の測定における常法として用いられ、製剤品質の指標となる。以下の実験は、製剤特性及び品質を確かめる例示的検査について記載する。
CD56発現:神経細胞接着分子(NCAM1)、別名CD56は、免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーである。NK細胞は、CD56が発現し、CD3がないことによって特徴付けられる。PB-NK由来のM-CENK細胞はCD56発現を保持している。
IFN-γ発現:NK細胞は、自然免疫系における細胞溶解性のサイトカイン産生エフェクター細胞である。NK細胞は、腫瘍活性に干渉するIFN-ガンマ(IFN-γ)の主要な供給源である。フローサイトメトリーベースの細胞内サイトカイン染色アッセイを用いてIFN-γ産生を分析した。図10を見ると分かるとおり、M-CENK細胞には、NANT 001工程によって生成された多量のIFN-γが検出され、発現は高度に均一であった(CD56+細胞の99.6%がIFN-γ染色陽性であり、MFIは、非染色試料の122(青色)に対して15759(赤色)を示した。
表現型分析:(A)DNAM-1:接着分子として機能して活性化型受容体と相乗作用し、NK細胞媒介性細胞傷害性を惹起する細胞表面糖タンパク質である。DNAM-1+ve NK細胞は、IL-12及びIL-18による刺激後、そのDNAM-1-ve対応物と比べてIFNγをより高度に産生する。DNAM-1は、以下に記載する表現型タイピングアッセイで観察されるとおり、M-CENK細胞で上方制御される。(B)TIGIT:NK細胞の細胞傷害活性に負の影響を及ぼし得るチェックポイント受容体である。M-CENK生成では、TIGIT発現の有意な変化は見られなかった。TIGIT発現は、以下に記載する表現型タイピングアッセイで分析した。(C)CD25:ナチュラルキラー細胞はIL-2Rα鎖(p55)を発現し、これは高親和性IL-2Rの形成についてはCD25と同定される。M-CENK細胞ではCD25が上方制御される。(D)CD16:選択のCD56+末梢血NK細胞に存在する。抗体で被覆された細胞の認識時に、これがNK細胞に強力なシグナルを送り、それによって標的が直接的な殺傷及びサイトカイン産生を通じて排除される。
GSH細胞の生存能:M-CENK細胞の健常性状態を反映する一つの尺度は、細胞に利用可能な細胞内還元力又はパーセント生存能である。細胞内還元型チオール(グルタチオン;GSH)の発現は、特異的色素(VitaBright-48(商標)、VB48)による細胞株の染色よって分析することができ、この色素は、チオールと反応して、アクリジンオレンジ(AO)及びヨウ化プロピジウム(PI)との組み合わせでそれぞれ有核細胞及び死細胞を染色する蛍光生成物を形成するものである。続いて、染色した試料をNucleoCounter(登録商標)NC3000(商標)イメージングサイトメーターによって分析する。図11の例示的結果を見ると分かるとおり、NANT 001バイオリアクターで拡大した異なる培養バッチからのM-CENK細胞が、高い生存能を有する健常な細胞の特徴(GSH+ve、PI-ve)を示し、互いに同等であった。
アネキシンV細胞健常性:M-CENK細胞の健常性を反映する別の尺度は、培養物中にアポトーシス細胞、プレアポトーシス細胞及び壊死細胞が存在することである。アネキシンVアッセイでは、初期アポトーシスの指標である細胞膜外層へのホスファチジルセリンの移行を検出することが可能である。初期アポトーシス細胞の定量化は、細胞をアネキシンV-AF488コンジュゲートと、加えてHoechst 33342及びPIで染色してそれぞれ有核細胞及び死細胞を染色することにより実現できる。続いて、染色した試料をNucleoCounter(登録商標)NC3000(商標)イメージングサイトメーターによって分析する。NANT 001バイオリアクターで拡大した異なる培養バッチからのM-CENK細胞が、健常な細胞の特徴(アネキシン陰性PI陰性)を示し、互いに同等であった。例示的結果を図12に示す。
MS-1細胞に対するM-CENK細胞傷害性:M-CENK細胞の活性の測定に用いられる重要な機能アッセイは、NK細胞の細胞傷害性全般に対して比較的抵抗性の高い細胞株であるMS-1標的細胞株に対する細胞傷害性を評価することである。拡大版特性評価の例として、以下の図13のグラフは、幅広いエフェクター対標的(E:T)細胞比にわたってグラフに描いたM-CENK細胞(赤色)の細胞傷害性の結果を示す。対照CENK細胞(青色)もまたNANT 001バイオリアクターで拡大したが、M-CENK生成は誘導されなかった。
K562細胞に対するM-CENK細胞の細胞傷害性:K562細胞株に対するM-CENK細胞の天然の細胞傷害性に関する検査は、M-CENK細胞の拡大版特性評価の一部である。図14のグラフは、NANT 001バイオリアクターで拡大したが、サイトカインカクテルで刺激しなかった対照CENK細胞(青色)と比べたK562細胞に対するM-CENK細胞(赤色)の天然の細胞傷害性を比較した結果を提示する。
TxM誘導M-CENK細胞
以下の研究で使用するTxMはImmunityBio,Inc.から入手したもので、図15Aに示されるとおりのN-803、IL-12及びIL-18を含む融合タンパク質であり、図15Bは、TxMに使用される配列を描く。IL-18をN-803のIL-15部分に融合し、及びIL-18のIL-12単鎖ヘテロ二量体をN-803のIL-15受容体α部分に融合したこのスーパーカインを、サイトカインN-803の代わりとして、NK記憶表現型を誘導するその能力の点で判定した。
以下の研究で使用するTxMはImmunityBio,Inc.から入手したもので、図15Aに示されるとおりのN-803、IL-12及びIL-18を含む融合タンパク質であり、図15Bは、TxMに使用される配列を描く。IL-18をN-803のIL-15部分に融合し、及びIL-18のIL-12単鎖ヘテロ二量体をN-803のIL-15受容体α部分に融合したこのスーパーカインを、サイトカインN-803の代わりとして、NK記憶表現型を誘導するその能力の点で判定した。
単核球からのCENKの作製について上記のとおり記載したが、しかしながら、本工程では、サイトカインカクテル(ヒトIL-12、IL-18及びN-803)によるCENKの誘導/刺激を、直前で説明したとおりのTxMによる誘導/刺激に置き換えた。これに関連して、本明細書で使用したTxMは、1:1:1の等モル比のIL-15類似体(N-803)とIL-18とIL12(単鎖)を有したことに留意しなければならない。注目すべきことに、TxMの構成要素のモル比はサイトカインカクテルのモル比と実質的に異なっている。
その上、TxMは、3つ全てのサイトカイン機能がごく近接して会合していたため、同時発生的な活性化をもたらすが、一方、サイトカインカクテル(ヒトIL-12、IL-18及びN-803)によるCENKの誘導/刺激は空間的及び時間的に別々の活性化イベントを許容するであろうことに留意しなければならない。意外にも、TxMは、サイトカインカクテルの使用と比較したとき、向上したとまでは言えないにしても、実質的に同一のM-CENKの形成を可能にした。加えて、TxMは単一のタンパク質複合体として提供され、CENK細胞への添加は1回限りでよいため(3回の添加とは対照的に)、汚染のリスクが大幅に減少する。その上、TxMは単一のタンパク質複合体として提供されるため、個々のサイトカイン調製物の効力の一貫性のなさ(例えば、ロット間変動)を完全に回避することができる。
TxM誘導細胞との比較のため、N-803濃縮後のNK細胞(CENK、サイトカイン増強NK細胞)を、一定濃度のN-803(175ng/mL)、IL-12(10ng/mL)及びIL-18(50ng/mL)を含有するサイトカインカクテルと共に、又はTxM(9.8μg/mL)単独と共にインキュベートした。細胞を14~16時間刺激し、それによって以下に更に詳細に示すとおりの記憶様表現型のCD56陽性細胞(M-CENK)が誘導された。
回収後、両処理実験からのM-CENK細胞を様々なアッセイで記憶細胞特性に関して判定した。サイトカインプライミングは、概してNK細胞の増殖及び機能に必要である。しかしながら、サイトカインはまた、NK細胞の用量依存性の死滅にもつながり得る。従って、N-803で拡大したNK細胞の生存率をTxM刺激の前後に判定した。以下の表を見ると分かるとおり、TxM誘導M-CENK細胞は高い生存率を示し、それはCENK細胞と同等であった(90%超)。
M-CENK細胞は、主要なIFN-ガンマ産生細胞である。TxM誘導M-CENK細胞にIFN-ガンマ産生能力が発生したかどうかを判定するため、フローサイトメトリーベースの染色方法を用いた。図16を見ると分かるとおり、M-CENK細胞には、CENK細胞と比較したとき、大幅に多い数のIFN-ガンマ発現細胞が観察された。ここで、このグラフは、TxM誘導M-CENK細胞が炎症誘発性サイトカインとしてのIFN-ガンマの有効な産生者であることを実証する例示的結果を描いている。
細胞傷害性に関して、TxM誘導M-CENKS細胞が様々な細胞株に対して有意な細胞傷害性を有することを確立するため、様々な実験を実施した。
ある一組の実験では、TxM誘導M-CENK細胞の細胞傷害性をMS-1細胞に対して試験した。MS-1は、NK細胞の細胞傷害性全般に抵抗性を持つ皮膚癌細胞である。MS-1細胞株に対するM-CENK細胞の細胞傷害性を細胞傷害性アッセイで幅広いエフェクター対標的(E:T)細胞比にわたって測定した。注目すべきことに、M-CENKはMS-1細胞の有意な溶解を誘導したが、CENK細胞は誘導しなかったことから、生成された製剤が抵抗性腫瘍細胞に対する強力な細胞傷害活性を獲得したことが示唆される。詳細には、図17は、TxM誘導M-CENK細胞が、グラフから容易に見て取れるとおり、NK抵抗性MS-1細胞の強力なキラーであることを実証している。
次に、両方の処理によるM-CENK細胞を細胞傷害性アッセイで比較した。ここでは、いずれの処理から作製した細胞も、MS-1に対して強力な同等の細胞傷害性を誘導したことから、TxMがサイトカインカクテルの代わりとして働き得ることが示唆される。図18は、NK抵抗性MS-1細胞を死滅させるためのTxM誘導と比べたサイトカインカクテル誘導M-CENK細胞の例示的比較結果を描く。
TxM誘導M-CENK細胞がNK細胞の天然の細胞傷害活性を保持しているかどうかを判定するため、カルセインベースの細胞傷害性アッセイでM-CENK細胞をK562標的細胞と混合した。エフェクター細胞と標的細胞とを様々な比で一緒に混合した。いずれの処理から作製したM-CENKも、K562に対して強力な同等の細胞傷害性を誘導したことから、TxMを使用した活性化工程においてNK細胞の天然の細胞傷害性が保持されたことが示唆される。図19は、TxM誘導と比べたサイトカインカクテル誘導M-CENK細胞がK562細胞を死滅させる能力の典型的な比較結果を示す。
更なる実験では、両方の処理(TxM誘導及びサイトカインカクテル誘導)からのM-CENK細胞について、IFN-ガンマを産生するその潜在的能力を比較した。著しいことに、いずれの処理から生成されたM-CENKも、フローサイトメトリーベースのアッセイで観察されるとおり、強力なIFN-ガンマを誘導した。詳細には、図20は、TxM誘導及びサイトカインカクテル誘導M-CENK細胞におけるIFN-ガンマ産生の例示的比較結果を描く。
NK細胞の活性化型受容体がNK細胞の抗腫瘍応答の惹起において鍵となる役割を果たすことは周知である。従って本発明者らは、TxM処理が1つ以上のNK特異的受容体の発現に影響を与え得るかどうかを調べた。注目すべきことに、いずれの処理から生成された細胞においても、図21の例示的結果に示されるとおり、NKG2D、NKp30、NKp44、NKG2A、及びNKG2Cの発現は同等であることが確認された。ここで、グラフは、TxM誘導及びサイトカインカクテル(IL-12+IL-18+N-803)誘導M-CENK細胞上のNK特異的マーカーの典型的な比較結果を示している。
TxM処理したCENK細胞が実際にM-CENK表現型に分化するであろうことを確立するため、本発明者らは、処理した細胞を記憶型に関連する特異的マーカーの存在に関してアッセイした。より具体的には、CENKからM-CENKへの分化には、概して、DNAM-1(DNAXアクセサリー分子-1)、CD25、及びCD16を含めた特異的受容体発現の変化が付随する。そのため、これらの受容体の発現状態の変化をフローサイトメトリーベースのアッセイを用いて検出した。ここでもやはり、いずれの処理からのM-CENK細胞も、これらの受容体の同等の発現を示した。図22は、TxM誘導及びサイトカインカクテル誘導M-CENK細胞の記憶細胞表現型の例示的比較結果を示す。
上記を踏まえると、これらの実験結果は、明確に、及び予想外にも、CENK細胞におけるNK記憶表現型(M-CENK)の誘導について、TxM融合タンパク質がIL-12/IL-18/N-803カクテルの代わりとして働き得ることを実証している。これらのサイトカインはまた、多くの場合に細胞傷害性を増加させるが、高濃度ではアポトーシスを引き起こすであろう他のNK細胞活性化サイトカイン(例えば、IL-21)の代わりとしても働き得る。
M-ceNK細胞は細胞傷害効果の増強をもたらす
本発明者らまた、N-803(又は本明細書に提示されるとおりのIL15受容体足場を有するTxM)を含有するサイトカインカクテルで様々なNK細胞を処理した場合に、かかる細胞が種々の癌細胞に対して、及びEMT(内皮間葉転換)を起こした癌細胞に対してまでも、優れた細胞傷害性を有したことも発見した。注目すべきことに、このように処理した細胞は、CD56bright、CD16lowの表現型を呈し、未処理細胞と比べてNKp44高発現、及びTIGIT低発現を示した。図23~図30は、かかる向上した細胞傷害性についての例示的結果を提供する。その上、上記の知見を踏まえると、同じような方法でT細胞多様性を実現し得ることもまた企図される。
本発明者らまた、N-803(又は本明細書に提示されるとおりのIL15受容体足場を有するTxM)を含有するサイトカインカクテルで様々なNK細胞を処理した場合に、かかる細胞が種々の癌細胞に対して、及びEMT(内皮間葉転換)を起こした癌細胞に対してまでも、優れた細胞傷害性を有したことも発見した。注目すべきことに、このように処理した細胞は、CD56bright、CD16lowの表現型を呈し、未処理細胞と比べてNKp44高発現、及びTIGIT低発現を示した。図23~図30は、かかる向上した細胞傷害性についての例示的結果を提供する。その上、上記の知見を踏まえると、同じような方法でT細胞多様性を実現し得ることもまた企図される。
NK細胞溶解アッセイには、ceNK、M-ceNK、健常ドナーNK細胞(2ドナー)、及びN-803で予め処理した健常ドナーNK細胞(2ドナー)などのNK細胞エフェクターが含まれた。腫瘍細胞には、SCLC-H69及びH841、卵巣癌-OVCAR3及びSK-OV-3、乳癌-MDA-MB-231、NSCLC-H441が含まれた。NK細胞と腫瘍細胞とを6時間の間にわたって共培養し、Celigoシステムで細胞数を収集した。20:1、10:1、及び5:1のE:T比を評価した。結果は、それぞれ図23~図25に示す。図23は、NK細胞による小細胞肺癌の溶解を例示する。これらの結果は、ceNK及びM-ceNK細胞が上皮及び間葉表現型のSCLC腫瘍を溶解させるのに極めて有効であることを示している。図24は、NK細胞による卵巣癌の溶解を例示する。これらの結果は、ceNK及びM-ceNK細胞が卵巣癌細胞株において上皮標的に対してはN803で予め処理したNK細胞と同様の溶解をもたらすが、間葉標的細胞のより高い溶解活性をもたらすことを示している。図25は、NK細胞による乳癌及びNSCLCの溶解を例示する。ceNK及びM-ceNK細胞は、MDA-MB-231 TNBC腫瘍細胞の溶解に有効であり、H441 NSCLC細胞の最も有効なNK溶解をもたらす。これらの結果は、本明細書に開示されるM-ceNK細胞を癌幹細胞及び間葉系幹細胞の治療として使用し得ることを示している。
フローサイトメトリーで評価されるNK受容体の概要については、Chan.C et al,Cell Death & Differen.,2016(これは参照により全体として本明細書に援用される)を参照し得る。NK細胞のCD56/CD16プロファイル-健常ドナーNK細胞のCD56/CD16プロファイルはImmunityBio NK細胞と大きく異なり、図26に示されるとおり、後者は高度にCD56+である。ceNK及びM-ceNK細胞は、図27~図28に示されるとおり、活性化型受容体NKp30、NKp44、及びNKG2Dをより高度に発現する。図29は、NK細胞内タンパク質発現を例示する。ceNK及びM-ceNK細胞は、N-803で活性化させたNKと同程度のパーフォリン及びグランザイムを発現する。M-ceNKではIFN-γが著しく高い。図30は、NK抑制型受容体発現を例示する。ceNK及びM-ceNK細胞は、抑制型受容体TIM3、KLRG1、及びTIGITの発現レベルが著しく低い。
図34は、M-CENK表面表現型を例示する。そこに示されるとおり、CD56、CD25、NKp46、NKp44、NKp30、NKG2D、NKG2A、DNAM-1、及びTIGITに関して陽性発現が見られた。M-CENKが各種の癌細胞に及ぼす効果を図35に示し、これは、M-CENKが強力な癌細胞キラーであることを例示している。
LN2下でのアフェレーシス材料中間体安定性及び凍結保存したM-CENK細胞製剤の安定性を、それぞれ図36~図37に示す。M-CENKの健常ドナーからの生産と患者からの生産とを比較すると(図38)、健常ドナー及び患者の両方からM-CENKを入手し得ることが示される。図39は、臨床試験QUILT-3.076(局所進行又は転移性固形腫瘍を有する対象における自己M-CENKの研究)の第1相プロトコルを示す。
融合タンパク質足場18/12/TxMはIL-12、IL-15、及びIL-18受容体を活性化してヒト記憶様ナチュラルキラー細胞を誘導する
一実施形態において、Fehniger及び共同研究者らが、IL-18及びIL-12に融合したIL-15スーパーアゴニスト骨格(N-803)を含有する新規の三重サイトカイン融合分子18/12/TxMの創製について記載している。この三量体分子は、特異的でユニークなIL-12、IL-15、及びIL-18活性を保持していたとともに、インビトロ及びインビボで強力なヒト記憶様ナチュラルキラー細胞を生成した。Cubitt CC,et al,「A novel fusion protein scaffold 18/12/TxM activates the IL-12,IL-15,and IL-18 receptors to induce human memory-like natural killer cells」,Molecular Therapy:Oncolytics(2022)(これは全体として参照により援用される)を参照されたい。
一実施形態において、Fehniger及び共同研究者らが、IL-18及びIL-12に融合したIL-15スーパーアゴニスト骨格(N-803)を含有する新規の三重サイトカイン融合分子18/12/TxMの創製について記載している。この三量体分子は、特異的でユニークなIL-12、IL-15、及びIL-18活性を保持していたとともに、インビトロ及びインビボで強力なヒト記憶様ナチュラルキラー細胞を生成した。Cubitt CC,et al,「A novel fusion protein scaffold 18/12/TxM activates the IL-12,IL-15,and IL-18 receptors to induce human memory-like natural killer cells」,Molecular Therapy:Oncolytics(2022)(これは全体として参照により援用される)を参照されたい。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、様々な悪性腫瘍に対する細胞免疫療法として浮上しつつある細胞傷害性の自然リンパ球系細胞である。NK細胞は、特に、その生存、増殖、及び細胞傷害機能に関してインターロイキン-15(IL-15)に依存する。NK細胞は、IL-12、IL-15、及びIL-18による短時間の活性化後に、エフェクター機能が増強された記憶様細胞に分化する。N-803は、IgG1のFc領域に融合したIL-15RαのsushiドメインにIL-15突然変異体(IL-15N72D)が結合したものを含む、その結果、IL-15の生理的トランスプレゼンテーションを生じるIL-15スーパーアゴニストである。ここで、本発明者らは、IL-15N72Dドメインを介してIL-18に融合した、且つIL-15Rαのsushiドメインによってヘテロマー単鎖IL-12 p70に連結したN-803足場を使用する新規三重サイトカイン融合分子、18/12/TxMのエンジニアリングについて記載する。この分子は、個別のサイトカイン受容体を通じたその結合及びシグナル伝達による三重特異性サイトカイン活性を呈する。個別のサイトカインによる活性化と比較すると、18/12/TxMは、転写レベル及びタンパク質レベルの両方での同様のNK細胞短期活性化及び記憶様分化、並びに同一のインビトロ及びインビボ抗腫瘍活性を誘導する。従って、N-803は、養子細胞療法用のNK細胞を活性化させるように複数の受容体特異性を備えたサイトカイン免疫療法の創製のための機能性足場として修飾することができる。
ナチュラルキラー(NK)細胞は、循環血液リンパ球の約5~20%を占める細胞傷害性自然リンパ球系細胞であり、ウイルス感染細胞及び悪性形質転換細胞の排除に重要である。NK細胞機能は、細胞表面に発現する生殖細胞系列にコードされる活性化型受容体、共刺激受容体、及び抑制型受容体の平衡による厳密な調節を受ける。NK細胞は、これらの受容体を通じて、NK細胞上の抑制型受容体に結合する主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスIなどの自己識別分子の喪失によるか(「自己喪失」の検出)、又は抑制シグナルに打ち勝つことのできるNK細胞上の活性化型受容体が認識するリガンドを上方制御することにより、細胞を認識し、自然発生的に死滅させることが可能である。ヒトNK細胞は、CD56の表面発現及びCD3が存在しないことによって同定され、相対的CD56発現に基づいて特徴的に異なるCD56bright及びCD56dimサブセットに分類することができ、ここでCD56dimNK細胞は、典型的にはFcγRIII(CD16)を発現し、一方、CD56brightNK細胞は低発現であるか、又は発現がない。
NK細胞は幾つものサイトカイン受容体を構成的に発現し、特に、発生、恒常性、及び機能に関してIL-15に依存する。IL-15シグナル伝達は、CD56brightNK細胞の生存、増殖、及びプライミング(高用量で)を促進すること、及びCD56dimサブセットの細胞傷害性を増強することが示されている。IL-15受容体型の受容体サブユニットは3つある:IL-15Rα(CD25)、IL-15Rβ(CD122)、及びIL-15R(CD132)。IL-15受容体のシグナル伝達成分はプライベートでなく、そのβサブユニットはIL-2と共有され、そのγサブユニット(共通のγ鎖)はIL-2、IL-4、IL-7、IL-9、及びIL-21と共有されている。生理学的には、IL-15はその効果をトランスプレゼンテーションを通じて媒介し、これは、IL-15Rβγcを担持するNK細胞にIL-15を提示するアクセサリー細胞(樹状細胞及び単球/マクロファージなど)の表面上に高親和性IL-15Rαを発現させるものである。IL-15によって媒介される効果に加えて、サイトカインIL-12及びIL-18もまた、NK細胞の生存及び機能にとって重要である。IL-12がNK細胞に及ぼす一次効果はSTAT4媒介性シグナル伝達を介して起こり、インターフェロン-γ(IFN-γ)及び腫瘍壊死因子(TNF)産生が含まれる。IL-18は、MAPK及びNF-kB活性化につながるシグナルを伝達するものであり、IL-12及びIL-15と相乗的に機能する一方で、NK細胞をIFN-γ産生に向けてプライミングもすると記載されている。実際、パラダイムシフト研究では、IL-12、IL-15、及びIL-18による活性化の組み合わせにより、サイトカイン、腫瘍による、又は活性化型受容体を介した再刺激後に、増殖の増強、高親和性IL-2受容体αβγ(IL-2Rαβγ)の発現及びIFN-γ産生の増加によって定義される記憶様NK細胞が誘導されることが実証されている。これらのサイトカイン誘導記憶様(ML)NK細胞は、有望なNK細胞療法に相当し、再発性/難治性AML患者のファースト・イン・ヒューマン臨床試験で期待の持てる結果を見せている。
N-803は、IgG1のFc領域に融合したIL-15RαのN末端構造(sushi)ドメインにIL-15突然変異体(IL-15N72D)が結合したものを含むIL-15スーパーアゴニストである。この結果、IL-15と比較して、アクセサリー細胞非依存性のIL-15トランスプレゼンテーション、長期にわたるインビボ薬物動態、インビボでの生物学的活性の増加、及びエフェクター機能の増加が生じる。IL-12、IL-15、及びIL-18の刺激の組み合わせによって誘導される強力な機能的効果を所与として、本発明者らは、単一分子の構築物が3つ全てのサイトカイン経路を通じてシグナルを送ることができれば、研究適用及び臨床適用の両方のための記憶様NK細胞の生成に有益となるであろうと仮定した。そのため、本発明者らは、N-803を足場として用いて、IL-18をIL-15N72Dドメインに連結し、及びヘテロマー単鎖IL-12 p70を、ヒトIgG1のFcドメインに既に連結されているIL-15Rαのsushiドメインに連結して、融合タンパク質18/12/TxMを構築した。この非共有結合的に会合したヘテロ二量体、ホモ二量体、三重サイトカイン融合タンパク質は、インビトロ及びインビボで、特異的且つユニークなIL-18、IL-12、及びIL-15活性を保持していた。
N-803構造は安定しているため、IL-15ベースのシグナルは維持しつつ、「骨格」を追加成分で装飾するという生化学的戦略が与えられる。ここで、本発明者らは、この新規18/12/TxM融合タンパク質が記憶様NK細胞を生成する能力について、個別の組換えヒトIL-12、IL-15、及びIL-18の組み合わせと比較して調べた。これには、各サイトカイン受容体シグナル伝達の個別の活性、短期エフェクター機能、及び記憶様NK細胞の生成能力のインビトロ試験が含まれた。
融合体18/12/TxMスーパーカインは、全ての標的サイトカイン受容体を介したシグナル伝達を誘導する
本発明者らは初めに、組換えサイトカインを個別に使用することに代えるため、ヒトIL-18、IL-12、及びIL-15からなる融合タンパク質を構築しようとした。この目的で、N-803(IL-15スーパーアゴニスト、旧称ALT-803)をIL-15N72Dドメインを介してIL-18に連結し、ヒトIgG1のFcドメインにつながっているIL-15Rαのsushiドメインによってヘテロマー単鎖IL-12 p70に連結した(図40A)。この三重サイトカイン融合タンパク質(以下、18/12/TxMと称する)が、全ての標的サイトカイン受容体を介したシグナル伝達を誘導する能力を評価した。単離及び精製したばかりのNK細胞を18/12/TxM(38.8nM)又は組換えヒト(rh)IL-12(10ng/mL)とIL-18(50ng/mL)とIL-15(50ng/mL)との最適な組み合わせ(IL12/15/18)で刺激し、それが主要なシグナル伝達中間体のリン酸化を誘導する能力に関して様々な時点で評価した。18/12TxMは、STAT5、AKT、及びERKのリン酸化を通じてIL-15シグナル伝達を誘導し、効率はCD56bright及びCD56dimの両方のNK細胞サブセットでIL12/15/18刺激と同様であった(図40B)。濃度が高くなると、18/12/TxM(77.6nM)はCD56dim細胞にやや高いリン酸化(p)ERKを誘導し、CD56brightNK細胞にやや低いpAKTを誘導した(図47A)。IL-12シグナル伝達によるSTAT4のリン酸化は、低いTxM用量(38.8nM)でCD56brightNK細胞において中程度ではあるが統計的に有意な差を示し(p=0.005)、高いTxM濃度(77.6nM)では、又はCD56dimNK細胞においては、差は観察されなかった(図40C、図47B)。IL-18シグナル伝達を介したp65のリン酸化も同様に18/12/TxM及びIL-12/15/18によって誘導された(図40D、図47C)。次に、18/12/TxMが個別のサイトカインバイオアッセイを活性化する能力を評価した。IL-15活性を解明するため、マウス造血細胞株、IL-2/15依存性32D-IL2/15Rβ(32Dβ)細胞の増殖を評価した。漸増濃度の18/12/TxM又はN-803を32Dβ細胞に加え、37℃で3日間インキュベートし、PrestoBlue細胞生死判別試薬を使用して増殖を測定した。18/12/TxMが細胞増殖を促進する能力は、N-803と比較すると低下したが(EC50がN-803について0.03nMであるのに対し1.7nM)、これはIL-18をIL-15N72Dドメインに連結したことに起因する可能性がある(図40E)。18/12/TxMのIL-12活性を決定するため、STAT4誘導可能分泌型胚性アルカリホスファターゼ(SEAP)遺伝子を発現するIL-12レポーターHEK-blue(HEK12)細胞の活性化を評価した。漸増濃度の18/12/TxM又は組換えIL-12をHEK12細胞に37℃で20~22時間加えた。QUANTI-Blue(Invivogen)を使用してSEAPの活性を測定し、吸光度とタンパク質濃度との間の関係に基づきIL-12生物活性の50%有効濃度(EC50)を決定し、及び組換えIL-12の生物活性を陽性対照として使用した。18/12/TxMのEC50は、rhIL-12について99.1pM及び86.1pMであったが、これは、組換えIL-12と同様の生物活性であることを実証している(図40F)。最後に、IL-18について、NF-κB/AP-1誘導可能SEAP遺伝子を発現するIL-18レポーターHEK-Blue(HEK18)細胞を漸増濃度の18/12/TxMと共に播いた。37℃で20~22時間インキュベートした後、上記に記載されるとおりSEAPの活性を測定した。18/12/TxMのEC50は7.1pMであって、組換えIL-18(0.54pMのEC50)と比較して約13分の1に低下したが、これは、IL-18をIL15N72Dに連結したことに起因した可能性がある(図40G)。まとめると、これらのデータは、適切な濃度の18/12/TxMがIL-12、IL-15、及びIL-18受容体を介してシグナルを刺激することを裏付けている。
本発明者らは初めに、組換えサイトカインを個別に使用することに代えるため、ヒトIL-18、IL-12、及びIL-15からなる融合タンパク質を構築しようとした。この目的で、N-803(IL-15スーパーアゴニスト、旧称ALT-803)をIL-15N72Dドメインを介してIL-18に連結し、ヒトIgG1のFcドメインにつながっているIL-15Rαのsushiドメインによってヘテロマー単鎖IL-12 p70に連結した(図40A)。この三重サイトカイン融合タンパク質(以下、18/12/TxMと称する)が、全ての標的サイトカイン受容体を介したシグナル伝達を誘導する能力を評価した。単離及び精製したばかりのNK細胞を18/12/TxM(38.8nM)又は組換えヒト(rh)IL-12(10ng/mL)とIL-18(50ng/mL)とIL-15(50ng/mL)との最適な組み合わせ(IL12/15/18)で刺激し、それが主要なシグナル伝達中間体のリン酸化を誘導する能力に関して様々な時点で評価した。18/12TxMは、STAT5、AKT、及びERKのリン酸化を通じてIL-15シグナル伝達を誘導し、効率はCD56bright及びCD56dimの両方のNK細胞サブセットでIL12/15/18刺激と同様であった(図40B)。濃度が高くなると、18/12/TxM(77.6nM)はCD56dim細胞にやや高いリン酸化(p)ERKを誘導し、CD56brightNK細胞にやや低いpAKTを誘導した(図47A)。IL-12シグナル伝達によるSTAT4のリン酸化は、低いTxM用量(38.8nM)でCD56brightNK細胞において中程度ではあるが統計的に有意な差を示し(p=0.005)、高いTxM濃度(77.6nM)では、又はCD56dimNK細胞においては、差は観察されなかった(図40C、図47B)。IL-18シグナル伝達を介したp65のリン酸化も同様に18/12/TxM及びIL-12/15/18によって誘導された(図40D、図47C)。次に、18/12/TxMが個別のサイトカインバイオアッセイを活性化する能力を評価した。IL-15活性を解明するため、マウス造血細胞株、IL-2/15依存性32D-IL2/15Rβ(32Dβ)細胞の増殖を評価した。漸増濃度の18/12/TxM又はN-803を32Dβ細胞に加え、37℃で3日間インキュベートし、PrestoBlue細胞生死判別試薬を使用して増殖を測定した。18/12/TxMが細胞増殖を促進する能力は、N-803と比較すると低下したが(EC50がN-803について0.03nMであるのに対し1.7nM)、これはIL-18をIL-15N72Dドメインに連結したことに起因する可能性がある(図40E)。18/12/TxMのIL-12活性を決定するため、STAT4誘導可能分泌型胚性アルカリホスファターゼ(SEAP)遺伝子を発現するIL-12レポーターHEK-blue(HEK12)細胞の活性化を評価した。漸増濃度の18/12/TxM又は組換えIL-12をHEK12細胞に37℃で20~22時間加えた。QUANTI-Blue(Invivogen)を使用してSEAPの活性を測定し、吸光度とタンパク質濃度との間の関係に基づきIL-12生物活性の50%有効濃度(EC50)を決定し、及び組換えIL-12の生物活性を陽性対照として使用した。18/12/TxMのEC50は、rhIL-12について99.1pM及び86.1pMであったが、これは、組換えIL-12と同様の生物活性であることを実証している(図40F)。最後に、IL-18について、NF-κB/AP-1誘導可能SEAP遺伝子を発現するIL-18レポーターHEK-Blue(HEK18)細胞を漸増濃度の18/12/TxMと共に播いた。37℃で20~22時間インキュベートした後、上記に記載されるとおりSEAPの活性を測定した。18/12/TxMのEC50は7.1pMであって、組換えIL-18(0.54pMのEC50)と比較して約13分の1に低下したが、これは、IL-18をIL15N72Dに連結したことに起因した可能性がある(図40G)。まとめると、これらのデータは、適切な濃度の18/12/TxMがIL-12、IL-15、及びIL-18受容体を介してシグナルを刺激することを裏付けている。
18/12/TxMスーパーカインによる短期活性化によってNK細胞活性化が起こる
ヒトNK細胞をIL-12、IL-15、及びIL-18で短期活性化すると、IL-2受容体α(IL-2Rα、CD25)の発現の増加及びIFN-γ産生の増強につながる。18/12/TxM活性化に最適な濃度を判定するため、精製したヒトNK細胞を漸増濃度の18/12/TxM又はIL12/15/18で16時間活性化させた。活性化表現型の誘導は、フローサイトメトリーにより決定されるとおりの、対照の静止NK細胞と比較したときの細胞表面CD25発現及び細胞内IFN-γの増加として評価した(図41A)。CD25を最大限誘導するのに最適な濃度に達したのは38.8nM 18/12/TxMであり、このときEC50は2.095nMであった(図41B)。38.8nMの18/12/TxM又はIL12/15/18による精製ヒトNK細胞の短期活性化は、対照NK細胞と比べて同様のCD25誘導を実証した(図41C、図41D)。同様に、38.8nMでIFN-γの誘導はほぼ最大に達し、このときEC50は2.64nMであった(図41E)。短期活性化は、18/12/TxMによる細胞内IFN-γの誘導がIL12/15/18と比較して同様であることを実証したが、但し、両方とも、低用量IL-15(1ng/mL)対照より有意に高かった(図41F、図41G)。まとめると、これらのデータは、18/12/TxM融合タンパク質が、rhIL-12、IL-15、及びIL-18の組み合わせと比較してほぼ同一のIL-12、15、及び18受容体を介した短期活性化を生じさせ、その結果、IFN-γ及びCD25発現が生じることを示している。
ヒトNK細胞をIL-12、IL-15、及びIL-18で短期活性化すると、IL-2受容体α(IL-2Rα、CD25)の発現の増加及びIFN-γ産生の増強につながる。18/12/TxM活性化に最適な濃度を判定するため、精製したヒトNK細胞を漸増濃度の18/12/TxM又はIL12/15/18で16時間活性化させた。活性化表現型の誘導は、フローサイトメトリーにより決定されるとおりの、対照の静止NK細胞と比較したときの細胞表面CD25発現及び細胞内IFN-γの増加として評価した(図41A)。CD25を最大限誘導するのに最適な濃度に達したのは38.8nM 18/12/TxMであり、このときEC50は2.095nMであった(図41B)。38.8nMの18/12/TxM又はIL12/15/18による精製ヒトNK細胞の短期活性化は、対照NK細胞と比べて同様のCD25誘導を実証した(図41C、図41D)。同様に、38.8nMでIFN-γの誘導はほぼ最大に達し、このときEC50は2.64nMであった(図41E)。短期活性化は、18/12/TxMによる細胞内IFN-γの誘導がIL12/15/18と比較して同様であることを実証したが、但し、両方とも、低用量IL-15(1ng/mL)対照より有意に高かった(図41F、図41G)。まとめると、これらのデータは、18/12/TxM融合タンパク質が、rhIL-12、IL-15、及びIL-18の組み合わせと比較してほぼ同一のIL-12、15、及び18受容体を介した短期活性化を生じさせ、その結果、IFN-γ及びCD25発現が生じることを示している。
18/12/TxMスーパーカインで活性化するとNK細胞増殖が刺激される
先行研究では、IL-12、IL-15、及びIL-18で活性化すると、NK細胞のロバストな増殖及び拡大を含む記憶様表現型につながることが実証されている。18/12/TxMが増殖を誘導する能力について取り組むため、精製したヒトNK細胞をカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル(CFSE)で標識し、18/12/TxM(38.8nM)、IL12/15/18、又は低用量IL-15(LD IL15)で16時間活性化させた。活性化後、NK細胞(CD56dim及びCD56brightの両方のサブセットを含む)を洗浄し、LD IL15中に6日間静置した。先行のデータと一致して、IL-12/15/18又は18/12/TxMで活性化すると、低用量IL-15で活性化したものと比較して、ロバストな増殖が誘導された(図42A、図42B)。興味深いことに、この一組の実験では18/12/TxMによる活性化の結果、IL12/15/18と比較して増殖の増強が生じ、3世代を超えて拡大するNK細胞の比率が増加した(図42B)。この18/12/TxMによる細胞周期の増加は、活性化条件間での生存率の違いが原因ではなかった(図48)。この増殖の増強は、IL-15Rα及びIgG1-Fc成分からのシグナル伝達の増強に起因してIL-15単独よりも増殖を誘導する程度が大きいN-803足場が原因であるか、又は別の可能性として、IL-12、IL-15、及びIL-18受容体を介したシグナルの同時発生に関係していることもあり得る。
先行研究では、IL-12、IL-15、及びIL-18で活性化すると、NK細胞のロバストな増殖及び拡大を含む記憶様表現型につながることが実証されている。18/12/TxMが増殖を誘導する能力について取り組むため、精製したヒトNK細胞をカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル(CFSE)で標識し、18/12/TxM(38.8nM)、IL12/15/18、又は低用量IL-15(LD IL15)で16時間活性化させた。活性化後、NK細胞(CD56dim及びCD56brightの両方のサブセットを含む)を洗浄し、LD IL15中に6日間静置した。先行のデータと一致して、IL-12/15/18又は18/12/TxMで活性化すると、低用量IL-15で活性化したものと比較して、ロバストな増殖が誘導された(図42A、図42B)。興味深いことに、この一組の実験では18/12/TxMによる活性化の結果、IL12/15/18と比較して増殖の増強が生じ、3世代を超えて拡大するNK細胞の比率が増加した(図42B)。この18/12/TxMによる細胞周期の増加は、活性化条件間での生存率の違いが原因ではなかった(図48)。この増殖の増強は、IL-15Rα及びIgG1-Fc成分からのシグナル伝達の増強に起因してIL-15単独よりも増殖を誘導する程度が大きいN-803足場が原因であるか、又は別の可能性として、IL-12、IL-15、及びIL-18受容体を介したシグナルの同時発生に関係していることもあり得る。
多次元表現型の変化は、IL12/15/18誘導及び18/12/TxM誘導記憶様NK細胞の間で同様である
記憶様NK細胞は、IL12/15/18による活性化直後及び分化6日後の両方で多数の細胞表面及び細胞内マーカーの劇的な変化を起こす。NK細胞の系統、成熟、及び機能的能力に関するマーカーを含むカスタムのマスサイトメトリーパネルを以前開発しており(図51)、ML NK細胞多次元表現型を同定した。多次元表現型を比較するため、活性化前(ベースライン)、IL-12/15/18又は18/12/TxMと共に16時間インキュベートした後(D1)、活性化から6日間のML分化の時間を与えた後(D6)のヒトNK細胞のプロファイルをマスサイトメトリーを用いて決定した。マーカーの発現中央値を使用したtSNE分析により、ベースライン、活性化後1日目、及び6日目のNK細胞集団が特徴的に異なることが明らかになった。注目すべきことに、IL12/15/18又は18/12/TxMのいずれで活性化したときも、同じ特定のクラスタリングNK細胞サブセットが同定された(図43A)。更に、CD25、CD69、及びCD137の増加並びにCD56及びCD16の低下など、急性NK細胞活性化の十分に定義付けられたマーカーについて一晩活性化した後の発現中央値の変化を比較すると、IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞の間で同一であった(図43B、図49)。分化型記憶様NK細胞の先行研究によれば、IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞は両方とも、6日目にNKG2A、CD69、Ki67、CD25、CD137、グランザイムB、パーフォリン、並びに活性化型受容体NKp44、NKG2D、及びCD94の同様の上方制御を実証した。これらはまた、既報告のとおり、CD56、CD16、CD57、NKp30、及びNKp80の同様の下方制御も実証した(図43C)。本発明者らは、マスサイトメトリーを用いて、三量体スーパーカイン18/12/TxMが記憶様NK細胞表現型を誘導可能であり、それは個別の組換えサイトカインを組み合わせた誘導と同一であったと決定することができた。これらのデータは、18/12/TxM活性化がIL-12、IL-15、及びIL-18活性化と同様のNK細胞の短期及び長期変化を生じさせることを指示している。
記憶様NK細胞は、IL12/15/18による活性化直後及び分化6日後の両方で多数の細胞表面及び細胞内マーカーの劇的な変化を起こす。NK細胞の系統、成熟、及び機能的能力に関するマーカーを含むカスタムのマスサイトメトリーパネルを以前開発しており(図51)、ML NK細胞多次元表現型を同定した。多次元表現型を比較するため、活性化前(ベースライン)、IL-12/15/18又は18/12/TxMと共に16時間インキュベートした後(D1)、活性化から6日間のML分化の時間を与えた後(D6)のヒトNK細胞のプロファイルをマスサイトメトリーを用いて決定した。マーカーの発現中央値を使用したtSNE分析により、ベースライン、活性化後1日目、及び6日目のNK細胞集団が特徴的に異なることが明らかになった。注目すべきことに、IL12/15/18又は18/12/TxMのいずれで活性化したときも、同じ特定のクラスタリングNK細胞サブセットが同定された(図43A)。更に、CD25、CD69、及びCD137の増加並びにCD56及びCD16の低下など、急性NK細胞活性化の十分に定義付けられたマーカーについて一晩活性化した後の発現中央値の変化を比較すると、IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞の間で同一であった(図43B、図49)。分化型記憶様NK細胞の先行研究によれば、IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞は両方とも、6日目にNKG2A、CD69、Ki67、CD25、CD137、グランザイムB、パーフォリン、並びに活性化型受容体NKp44、NKG2D、及びCD94の同様の上方制御を実証した。これらはまた、既報告のとおり、CD56、CD16、CD57、NKp30、及びNKp80の同様の下方制御も実証した(図43C)。本発明者らは、マスサイトメトリーを用いて、三量体スーパーカイン18/12/TxMが記憶様NK細胞表現型を誘導可能であり、それは個別の組換えサイトカインを組み合わせた誘導と同一であったと決定することができた。これらのデータは、18/12/TxM活性化がIL-12、IL-15、及びIL-18活性化と同様のNK細胞の短期及び長期変化を生じさせることを指示している。
18/12/TxMはインビトロで機能性の記憶様NK細胞を誘導する
先行研究では、エキソビボで精製NK細胞を飽和量のIL12/15/18で一晩刺激した後にML NK細胞を誘導できることが示されている。こうした細胞は、1)増殖の増強、2)IL-2Rαの発現、3)IFN-γ産生の増加、並びに4)パーフォリン及びグランザイムによって媒介される細胞傷害性の増大などのML特性を呈する。18/12/TxMによるML NK細胞の生成を実証するため、初代ヒトNK細胞を18/12/TxM(38.8nM)、IL12/15/18又はLD IL15で16時間活性化させて、洗浄し、及び低用量IL-15で6日間支持して記憶様分化を可能にしておいた(図44A)。サイトカイン(IL-12[10ng/ml]及びIL-15[50ng/mL])又は白血病標的(K562細胞、5:1のエフェクター:標的比)で6時間再刺激した後に、ML NK細胞の生成に関する機能読取り値としてIFN-γの産生を評価した(図44B)。18/12/TxMによる活性化では、K562刺激後に誘導されたIFN-γ発現の程度はIL-12/15/18よりもやや大きかった(図44C)。IL-12+IL-15刺激後のIFN-γの発現は、18/12/TxMと比較すると、IL12/15/18活性化NK細胞でやや高かったが、両条件で、LD対照と比べるとロバストに誘導された(図44C)。K562刺激後のCD107a(脱顆粒の代用マーカー)の誘導は、LD、IL12/15/18、及び18/12/TxMの間で同様であったが、これは、脱顆粒が記憶様分化による影響を受けないという以前の報告と一致している(図50A~図50C)。興味深いことに、18/12/TxMで活性化すると、刺激がなくてもTNFの発現が高くなったことから、18/12/TxMがこのサイトカインのより高いベースライン発現を誘導するものであることが示唆される(図50D~図50F)。サイトカイン分泌に加えて、18/12/TxMが腫瘍死滅を促進する能力をK562標的細胞を使用した標準的な4時間細胞傷害性アッセイで評価した。IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞の間で標的細胞の特異的死滅は同一であり、判定した全てのE:T比でLD NK細胞よりも高かった(図44D)。これらのデータは、18/12/TxM分子が、IFN-γ及び細胞傷害性の増強を含めた記憶様機能の誘導能をIL12/15/18と同程度に有することを指示している。
先行研究では、エキソビボで精製NK細胞を飽和量のIL12/15/18で一晩刺激した後にML NK細胞を誘導できることが示されている。こうした細胞は、1)増殖の増強、2)IL-2Rαの発現、3)IFN-γ産生の増加、並びに4)パーフォリン及びグランザイムによって媒介される細胞傷害性の増大などのML特性を呈する。18/12/TxMによるML NK細胞の生成を実証するため、初代ヒトNK細胞を18/12/TxM(38.8nM)、IL12/15/18又はLD IL15で16時間活性化させて、洗浄し、及び低用量IL-15で6日間支持して記憶様分化を可能にしておいた(図44A)。サイトカイン(IL-12[10ng/ml]及びIL-15[50ng/mL])又は白血病標的(K562細胞、5:1のエフェクター:標的比)で6時間再刺激した後に、ML NK細胞の生成に関する機能読取り値としてIFN-γの産生を評価した(図44B)。18/12/TxMによる活性化では、K562刺激後に誘導されたIFN-γ発現の程度はIL-12/15/18よりもやや大きかった(図44C)。IL-12+IL-15刺激後のIFN-γの発現は、18/12/TxMと比較すると、IL12/15/18活性化NK細胞でやや高かったが、両条件で、LD対照と比べるとロバストに誘導された(図44C)。K562刺激後のCD107a(脱顆粒の代用マーカー)の誘導は、LD、IL12/15/18、及び18/12/TxMの間で同様であったが、これは、脱顆粒が記憶様分化による影響を受けないという以前の報告と一致している(図50A~図50C)。興味深いことに、18/12/TxMで活性化すると、刺激がなくてもTNFの発現が高くなったことから、18/12/TxMがこのサイトカインのより高いベースライン発現を誘導するものであることが示唆される(図50D~図50F)。サイトカイン分泌に加えて、18/12/TxMが腫瘍死滅を促進する能力をK562標的細胞を使用した標準的な4時間細胞傷害性アッセイで評価した。IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞の間で標的細胞の特異的死滅は同一であり、判定した全てのE:T比でLD NK細胞よりも高かった(図44D)。これらのデータは、18/12/TxM分子が、IFN-γ及び細胞傷害性の増強を含めた記憶様機能の誘導能をIL12/15/18と同程度に有することを指示している。
18/12/TxM活性化はIL-12、IL-15、及びIL-18と同様の分子プログラムを誘導する
18/12/TxM及びIL12/15/18によって誘導される表現型及び機能の類似性を補足するため、本発明者らはバルクRNAシーケンシングを実施した。3例の異なるドナーからの精製したNK細胞を単離し、18/12/TxM、IL12/15/18、又はIL-15のいずれかで活性化する前(ベースライン)、一晩活性化した後(D1)、及び活性化後IL-15で支持して6日(D6)でRNAを単離した。転写物カウントの分析により、LD IL-15と対比したとき、IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞の間で活性化後D1の遺伝子発現プロファイルが同様であることが明らかになった。IL12/15/18又は18/12/TxM刺激後D1で発現に有意な差(p<0.05)があった遺伝子を分析すると、圧倒的多数(5,812個の遺伝子)の変化はいずれの処理後にも共有されており、808個のユニークな遺伝子がTxM条件で発現し、及び332個のユニークな遺伝子がIL12/15/18処理後に発現したことが実証された(図45A)。実際、18/12/TxM又はIL12/15/18で活性化したNK細胞に発現した遺伝子を直接比較すると、活性化翌日のそれらの発現プロファイルはほぼ同一であった(r2=0.9679)(図45B)。D1の表現型観察と一致して、18/12/TxM及びIL12/15/18による短時間の活性化は両方とも、IL2Rα(CD25)、IFN-γ、グランザイムB、LTA、TNFSF4(OX40L)、NIFK、CCL3及びCSF2(GM-CSF)の発現の劇的な増加につながった(図45C、図45D)。活性化後に分化をLD IL-15によって支持して6日目、LD IL-15及び18/12/TxM又はIL12/15/18活性化NK細胞の間で遺伝子の発現に統計的に有意な差はなかった。圧倒的多数の遺伝子発現変化は最小限であったが(logFC<0.5又は>-0.5)、6日目に18/12/TxM及びIL12/15/18活性化NK細胞に誘導された遺伝子のうちLDと比較して傾向に差のあったもの(logFC>1又は<-1)を直接比較すると、これらの2つの処理群間で変化は同様であることが明らかになった(図45E)。活性化翌日の分子活性化プロファイルは劇的であるにもかかわらず、6日目までに、LD IL-15及びIL12/15/18活性化NK細胞の間で発現に差のある統計的に有意な遺伝子はなかった。これは本発明者らの研究室で行われた先行研究と一致しており、記憶様分化を起こしたNK細胞が6日目に不均一であること、及びIL-15によって誘導される転写プロファイルが圧倒的になるためユニークな転写プロファイルが隠れてしまう可能性があることに起因するものと思われる。発現に差のある一部の遺伝子については、CXCR6、CCR1、及びグランザイムKの発現の増加を含め、6日目にLD IL-15及び18/12/TxM又はIL12/15/18処理NK細胞の間で傾向に差があった。18/12/TxM又はIL12/15/18によって誘導された遺伝子発現の変化の直接比較では、統計的に有意な差は見られなかったことから、それらが6日目までに同様の転写プロファイルを誘導するものであることが示唆される(図45F)。従って、濃縮したNK細胞に対してバルクRNAシーケンシング手法を用いると、18/12/TxM及びIL12/15/18は24時間後にほぼ同一の転写変化を誘導し、両方とも対照NK細胞とは異なっていた。しかしながら、この分析手法は、いずれの初期活性化で誘導された6日目ML NK細胞間の有意な差も同定しない。機能の増強を伴うML NK細胞のサブセットに基づき、本発明者らは、6日目の細胞のうち僅かな割合のみが、ユニークな転写シグネチャを持つ機能性のML NK細胞に相当するものと予想する。このセッティングでは、サブセットベースのトランスクリプトーム変化を同定するには、シングルセルRNAseq手法が必要となり得る。
18/12/TxM及びIL12/15/18によって誘導される表現型及び機能の類似性を補足するため、本発明者らはバルクRNAシーケンシングを実施した。3例の異なるドナーからの精製したNK細胞を単離し、18/12/TxM、IL12/15/18、又はIL-15のいずれかで活性化する前(ベースライン)、一晩活性化した後(D1)、及び活性化後IL-15で支持して6日(D6)でRNAを単離した。転写物カウントの分析により、LD IL-15と対比したとき、IL12/15/18活性化及び18/12/TxM活性化NK細胞の間で活性化後D1の遺伝子発現プロファイルが同様であることが明らかになった。IL12/15/18又は18/12/TxM刺激後D1で発現に有意な差(p<0.05)があった遺伝子を分析すると、圧倒的多数(5,812個の遺伝子)の変化はいずれの処理後にも共有されており、808個のユニークな遺伝子がTxM条件で発現し、及び332個のユニークな遺伝子がIL12/15/18処理後に発現したことが実証された(図45A)。実際、18/12/TxM又はIL12/15/18で活性化したNK細胞に発現した遺伝子を直接比較すると、活性化翌日のそれらの発現プロファイルはほぼ同一であった(r2=0.9679)(図45B)。D1の表現型観察と一致して、18/12/TxM及びIL12/15/18による短時間の活性化は両方とも、IL2Rα(CD25)、IFN-γ、グランザイムB、LTA、TNFSF4(OX40L)、NIFK、CCL3及びCSF2(GM-CSF)の発現の劇的な増加につながった(図45C、図45D)。活性化後に分化をLD IL-15によって支持して6日目、LD IL-15及び18/12/TxM又はIL12/15/18活性化NK細胞の間で遺伝子の発現に統計的に有意な差はなかった。圧倒的多数の遺伝子発現変化は最小限であったが(logFC<0.5又は>-0.5)、6日目に18/12/TxM及びIL12/15/18活性化NK細胞に誘導された遺伝子のうちLDと比較して傾向に差のあったもの(logFC>1又は<-1)を直接比較すると、これらの2つの処理群間で変化は同様であることが明らかになった(図45E)。活性化翌日の分子活性化プロファイルは劇的であるにもかかわらず、6日目までに、LD IL-15及びIL12/15/18活性化NK細胞の間で発現に差のある統計的に有意な遺伝子はなかった。これは本発明者らの研究室で行われた先行研究と一致しており、記憶様分化を起こしたNK細胞が6日目に不均一であること、及びIL-15によって誘導される転写プロファイルが圧倒的になるためユニークな転写プロファイルが隠れてしまう可能性があることに起因するものと思われる。発現に差のある一部の遺伝子については、CXCR6、CCR1、及びグランザイムKの発現の増加を含め、6日目にLD IL-15及び18/12/TxM又はIL12/15/18処理NK細胞の間で傾向に差があった。18/12/TxM又はIL12/15/18によって誘導された遺伝子発現の変化の直接比較では、統計的に有意な差は見られなかったことから、それらが6日目までに同様の転写プロファイルを誘導するものであることが示唆される(図45F)。従って、濃縮したNK細胞に対してバルクRNAシーケンシング手法を用いると、18/12/TxM及びIL12/15/18は24時間後にほぼ同一の転写変化を誘導し、両方とも対照NK細胞とは異なっていた。しかしながら、この分析手法は、いずれの初期活性化で誘導された6日目ML NK細胞間の有意な差も同定しない。機能の増強を伴うML NK細胞のサブセットに基づき、本発明者らは、6日目の細胞のうち僅かな割合のみが、ユニークな転写シグネチャを持つ機能性のML NK細胞に相当するものと予想する。このセッティングでは、サブセットベースのトランスクリプトーム変化を同定するには、シングルセルRNAseq手法が必要となり得る。
18/12/TxMはインビボで記憶様NK細胞抗腫瘍活性を誘導する
インビトロで18/12/TxMによって誘導される分子及び表現型の変化がまた、インビボ機能の増強に置き換わることを確認するため、本発明者らは、白血病を生着させたNOD-SCID-IL2Rg-/-(NSG)マウスで抗腫瘍活性を比較した。簡潔に言えば、NSGマウスにルシフェラーゼを発現するK562腫瘍細胞(0.5×106細胞/マウス)を生着させて、4日後に、18/12/TxM、IL-2/15/18、又はLD IL-15で予め活性化させておいたNK細胞(3~5×106細胞/マウス)を注射した(図46A)。3日目、11日目、及び17日目に、全身生物発光イメージング(BLI)を用いて腫瘍成長を評価した(図46B)。IL12/15/18又は18/12/TxMのいずれかで誘導したML NK細胞は、17日目に腫瘍制御の増強を実証した(図46C)。これらのデータは、NK細胞を18/12/TxMで活性化させると、インビボで腫瘍標的の制御の増強を発揮するIL12/15/18によって誘導されるものと同様のML NK細胞表現型を誘導できることを実証している。
インビトロで18/12/TxMによって誘導される分子及び表現型の変化がまた、インビボ機能の増強に置き換わることを確認するため、本発明者らは、白血病を生着させたNOD-SCID-IL2Rg-/-(NSG)マウスで抗腫瘍活性を比較した。簡潔に言えば、NSGマウスにルシフェラーゼを発現するK562腫瘍細胞(0.5×106細胞/マウス)を生着させて、4日後に、18/12/TxM、IL-2/15/18、又はLD IL-15で予め活性化させておいたNK細胞(3~5×106細胞/マウス)を注射した(図46A)。3日目、11日目、及び17日目に、全身生物発光イメージング(BLI)を用いて腫瘍成長を評価した(図46B)。IL12/15/18又は18/12/TxMのいずれかで誘導したML NK細胞は、17日目に腫瘍制御の増強を実証した(図46C)。これらのデータは、NK細胞を18/12/TxMで活性化させると、インビボで腫瘍標的の制御の増強を発揮するIL12/15/18によって誘導されるものと同様のML NK細胞表現型を誘導できることを実証している。
N-803を足場として使用して、IL-18をIL-15N72Dドメインに連結し、及びヘテロマー単鎖IL-12 p70を、ヒトIgG1のFcドメインに既に連結されているIL-15Rαのsushiドメインに連結して、新規融合タンパク質18/12/TxMを構築した。この非共有結合的に会合したヘテロ二量体ホモ二量体三重サイトカイン融合タンパク質は、活性化、増殖、及びコグネイト受容体を通じたシグナル伝達によって測定したとき、インビトロで特異的且つユニークなIL-18、IL-12、及びIL-15活性を保持していた。更に、18/12/TxMは、適切な濃度で使用したとき初代NK細胞に対してエキソビボで一晩刺激した後及び6日間のインビトロでの記憶様NK細胞への分化後に、並びにインビボでNSGマウスにおいて、個別のサイトカインの組み合わせと等価な機能を呈した。18/12/TxMがこの記憶様表現型を誘導する能力は、マスサイトメトリー表現型タイピング及びバルクRNAシーケンシングを含めた高次元方法を用いてタンパク質レベル及び転写レベルで確認された。これらの表現型の変化は、インビトロでは等価な細胞傷害性エフェクター機能に置き換わり、インビボでは同様の腫瘍制御に置き換わった。従って、18/12/TxMは、記憶様NK細胞を生成する際のIL-12、IL-15及びIL-18の代替となる。
興味深いことに、18/12/TxMで活性化すると、個別のサイトカインを組み合わせるよりも精製NK細胞の増殖レベルが高くなった。この知見は、同じ又は異なる細胞上のIL-12、IL-15、及びIL-18受容体が逐次的に活性化するのでなく、むしろ同じ細胞上にあるこれらの受容体が同時に会合する結果としての特徴的に異なる生物学的帰結があり得ることを示唆している。別の可能性は、足場上へのサイトカインの空間的連結により、三量体分子からの結合の結果としてのサイトカイン受容体及びシグナル伝達分子の膜クラスター形成が増強されるというものである。また、18/12/TxMのFc部分が、FcγRIII受容体(CD16)との会合後の下流シグナル伝達イベントを介してNK細胞を活性化させるものであるという可能性もあり得る。しかしながら、CD56dim(CD16+)及びCD56bright(CD16-)NK細胞の両方で増殖の増加が起こったという観察を所与とすれば、Fc-FcR相互作用によってCD16+NK細胞による近くのNK細胞に対する18/12/TxMの容易なトランスプレゼンテーションが可能になるという可能性もまたあり得る。このような寄与の可能性について明らかにするには、18/12/TxMのFcRヌル変異体を使用した更なる調査が必要になるであろう。
6日目のLD IL15活性化及びIL12/15/18活性化NK細胞の間では、遺伝子発現の差は最小であることが観察された。これは、完全な記憶様分化を起こすことが可能なNK細胞はごく一部であるという以前の観察と一致しており、そのため、バルクRNAシーケンシング方法で及びインビトロでの広範なIL-15支持培養後にその遺伝子シグネチャを同定することは困難である。記憶様に分化したNK細胞のユニークな転写変化を特徴付けるためには、シングルセルRNAシーケンシングなど、より深さのあるシーケンシング方法を用いた更なる研究が不可欠であろう。また、記憶様分化が主に後成的な変化によって編成される可能性もあり、これはATAC-seqなどの方法で明らかにすることができる。
IL-15は、NK細胞(及びCD8+ T細胞)活性化を刺激する能力があるため、臨床免疫療法の組み合わせに理想的な候補として使用されている。しかしながら、IL-15による生理的活性化には、標的細胞を活性化させる前にIL-15Rα鎖に結合する必要があり、これが遊離IL-15の研究及び臨床的役割を制限している。N-803は、IL-15スーパーアゴニスト(生物学的活性を増強するN72D突然変異)に結合した2つのIL-15RαサブユニットにヒトIgG1 Fcが融合しているものからなり、遊離IL-15と比較してより高い生物学的活性及びより長い血清半減期をもたらす。先行研究では、NK細胞をIL12/15/18で予め活性化するとML NK細胞分化が起こることが実証されており、これは養子同種異系NK細胞療法を増強するのに有望な手法に相当する。しかしながら、これらの個別のサイトカインを研究及び臨床目的で単独又は組み合わせで使用すると、生産上の課題及びロットのばらつきに見舞われ得る。加えて、このスーパーカインは、活性化したNK細胞が腫瘍細胞を死滅させるように仕向けるため、種々のNK細胞活性化型サイトカイン(IL-2、IL-21)又は腫瘍ターゲティング分子(例えば、CD20、EGFR、HER2又はCD34)を取り換えるのに有望なプラットフォームを提示する。実際、N-803は、CD20ターゲティング抗体成分と融合した機能性足場として使用されており、個別の成分単独よりも優れた抗腫瘍活性を実証している。他の研究では、N-803を腫瘍ターゲティング抗体又はチェックポイント阻害抗体のいずれかと組み合わせて使用したときに抗腫瘍活性の増強が実証されており、これは更なる融合タンパク質の開発に向けた有望な道筋に相当する。
本開示においては、3つの特徴的に異なるサイトカインをヒトIgG1Fc結合を介して融合すると、インビトロ及びインビボで、個別のサイトカインを組み合わせたのと等価な活性が誘導されたことが実証される。これらの研究では、注入前にインビトロで18/12/TxMを使用してNK細胞を予め活性化したが、Fc骨格が更なる生体内半減期を付与し、これは他のコンテクストでのそのインビボ使用の裏付けとなる可能性がある。加えて、3つの特徴的に異なるサイトカイン標的に連結したN-803タンパク質足場の使用は、NK細胞を養子細胞療法用に拡大し、及び刺激する新規方法に相当する。
材料及び方法
組換えタンパク質:hIL18/IL12/TxMタンパク質、ロット番号305-86(1)及びN-803タンパク質、ロット番号01062016は、Altor BioScience、Miramar、FLで製造され、精製された。これらの研究では、エンドトキシン不含の組換えヒト(rh)IL-12(Biolegend)、IL-15(Miltenyi)、IL-18(Invivogen)及びIL-2(R&D Systems、Minneapolis、MN)を使用した。
組換えタンパク質:hIL18/IL12/TxMタンパク質、ロット番号305-86(1)及びN-803タンパク質、ロット番号01062016は、Altor BioScience、Miramar、FLで製造され、精製された。これらの研究では、エンドトキシン不含の組換えヒト(rh)IL-12(Biolegend)、IL-15(Miltenyi)、IL-18(Invivogen)及びIL-2(R&D Systems、Minneapolis、MN)を使用した。
フローサイトメトリー抗体:以下のBeckman Coulter抗体を使用した:CD3(クローンUCHT1、CD45(クローンA96416)、CD56(クローンN901)、NKG2A(クローンZ199.1)、NKp46(クローンBAB281)。以下のBD抗体を使用した:CD16(クローン3G8)、IFN-γ(クローンB27)、CD107a(クローンH4A3)、CD57(NK-1) CD69(FN50)、CD137(クローン4-1BB)、パーフォリン(クローンdG9)、Ki67(クローンB56)、ERK1/2(pT202、pY204)、AKT(pS473)、STAT4(38/p-Stat4)、STAT5(47/Stat5、pY694)、p38(pT290/pY182)、p65(pS529)。以下のBiolegend抗体を使用した:NKG2D(クローン1D11)、NKp30(クローンP30-15)。NKp44(クローンP44-8)、IgG1対照(クローンMG1-45)。以下のeBioscience抗体を使用した:グランザイムB(GB12)、TNF(クローンMab11)。
細胞株:K562細胞(ATCC、CCL-243)は、2008年にATCCから入手し、生存したまま凍結保存し、これらの研究に使用するため解凍し、及び記載されるとおりの連続培養の時点で2ヵ月を超えないように維持した。本発明者らの研究に先立ち、K562細胞について、2014年及び2015年に、NK細胞感受性標的としての細胞成長形態(リンパ芽球)、成長特性、及び機能性(functionally)を確認することにより真正を証明した。細胞は、L-グルタミン、HEPES、NEAA、ピルビン酸ナトリウム、及びPen/Strep/グルタミン10%FBS含有を補足したRPMI1640(Hyclone/GE Healthcare、Logan、UT)で培養した。
Invivogen(San Diego、CA)からのHEK-BlueIL-18細胞(インターロイキン-18センサー細胞)及びHEK-Blue IL-12細胞(インターロイキン-12センサー細胞)は、IMDM、10%FBS(HyClone/GE Healthcare、Logan、UT);1×ペニシリン-ストレプトマイシン-グルタミン(Thermo Fisher Scientific、Dallas、TX);100ug/mlノルモシン(normacin)、及び1×HEK-Blueセレクション(InvivoGen、San Diego、CA)からなる完全HEK-Blue培地(I10培地)で培養した。32D-IL2/15Rβ(32Dβ)細胞はAltor BioScience(Miramar、FL)で構築され、IMDM-10培地+25ng/ml rhIL-2を含有する完全32Dβ培地で培養し、37℃及び5%CO2で1.5×104~2×106細胞/mlの細胞密度に維持した。
NK細胞の精製及び細胞培養:ヒト血小板アフェレーシスドナーPBMCをフィコール遠心法により入手した。RosetteSep(StemCell Technologies、≧95%CD56+CD3-)を使用してNK細胞を精製し、選択の実験に使用した。細胞を3~5×106細胞/mLで播き、38.8nM 18/12/TxM(9.5ug/mL)、rhIL-12(10ng/mL)+rhIL-18(50ng/mL)+rhIL-15(50ng/mL)又は対照条件(rhIL-15、1ng/mL)で予め16時間活性化させた。細胞を3回洗浄してサイトカインを除去し、rhIL-15(1ng/mL)を補足したRPMI 1640培地+10%ヒトAB血清(Sigma-Aldrich、St.Louis、MO)を含有するHAB10完全培地で、2~3日毎に培地の50%を新鮮なrhIL-15と交換しながら6日間培養して生存を支持した。
IL-18及びIL12活性の評価:HEK-Blue IL-18及びHEK-Blue IL-12細胞を完全HEK-Blue培地に37℃及び5%CO2で維持した。製造者の細胞取扱い上の推奨に従い、2代継代した後、この成長培地にHEK-Blue Selectionを加えた。成長培地は週2回新しくし、70~80%コンフルエンシーに達したとき細胞を継代した。IL-18又はIL12の活性を測定するため、それぞれのセンサー細胞をPBS中に解離し、完全HEK-Blueアッセイ培地に280,000細胞/mlで再懸濁した。サイトカイン対照及びhIL18/IL12/TxMの20マイクロリットルの片対数段階希釈液(以下に記載する濃度範囲)を平底96ウェルプレートに加え、続いて最終的な細胞数が200uL中に約50,000細胞となるように180uLの細胞を加えた。このプレートを37℃及び5%CO2で約20時間インキュベートした。IL-18又はIL-12の活性を評価するため、結果として得られた分泌型アルカリホスファターゼをQUANTI-Blue検出試薬(Invivogen、San Diego、CA)を使用して定量化した。QUANTI-Blue試薬は製造者の指示に従い調製した。QUANTI-Blueを室温に温めた後、96ウェル平底プレート内の20uLの培養上清に180uLを加え、37℃及び5%CO2で18時間インキュベートした。次に吸光度を650nmで測定して、分泌型アルカリホスファターゼによるQUANTI-Blueの還元に基づき細胞活性化を決定した。GraphPad Prism 7で非線形回帰可変傾き曲線当てはめを用いて作成した用量反応曲線から、18/12/TxMのIL-18又はIL-12生物活性のEC50を決定した。
濃度範囲:IL-18活性の検出のため、IL-18について10ng/ml(556pM)~0.05pg/ml(0.0028pM)及び18/12/TxMについて3350ng/ml(13673pM)~0.0167ng/ml(0.0683pM)の範囲の片対数段階希釈を実施した。これは、IL-18サイトカインについて56pM~0.00028pM及び18/12/TxMについて1367pM~0.00683pMの最終的なpM濃度に対応する。IL-12活性の検出のため、IL-12について1000ng/ml(17483pM)~5pg/ml(0.0875pM)及び18/12/TxMについて85.7ug/ml(349,796pM)~0.428ng/ml(1.748pM)の範囲の片対数段階希釈を実施した。これは、IL-12サイトカインについて1748.3~0.00875pM及び18/12/TxM分子について34,979.6~0.1748pMの最終的なpM濃度に対応する。
IL-15活性の評価:IL-15活性を測定するため、アッセイプレートを以下のとおり調製した:96ウェル平底プレートの各ウェルに100uLのIMDM-10培地を加えた。次に100uLの4倍濃度のN-803(225ng/ml;約2400pM)又はIL18/IL12/TxM(18,000ng/ml;約73468pM)を1列目に加えた。各ウェルに100uLを残しながら薬物を10列目まで2倍段階希釈した。細胞をIMDM-10培地で3回洗浄し、IMDM-10培地に密度1×105細胞/mlで再懸濁し、及びアッセイプレートの1~11列目に総アッセイ容積が200uLとなるように100uLの細胞を加えた。12列目に100uLのIMDM-10を加えた。アッセイプレートを37℃及び5%CO2に約72時間置いた。IL-15の活性を評価するため、約72時間後に20uLの10×PrestoBlue細胞生死判別試薬をアッセイプレートに直接加えたとともに、プレートを37℃及び5%CO2に更に約4時間置く。正規化のため570nm及び600nMで吸光度を測定した。11列目(薬物のない細胞)を陰性対照として使用して、GraphPad Prism 7で非線形回帰可変傾き曲線当てはめを用いて作成した用量反応曲線から、hIL18/IL12/TxMのIL-15生物活性のEC50を決定した。
リン酸化アッセイ:単離したばかりのヒトNK細胞をサイトカイン不含のHAB10培地で37℃で30分間インキュベートした。ウェルに個別のサイトカイン(IL-12、IL-15、又はIL-18)を指示される濃度で様々な時間間隔にわたって(STAT4については2時間刺激、Akt及びERKについては1時間刺激、及びNF-κB-P65、STAT5、及びP38検出については15分間刺激)加えた。インキュベーション後、細胞を4%パラホルムアルデヒド(PFA)で固定し、室温で10分間インキュベートした。次に細胞をペレット化し、冷100%メタノールに再懸濁し、4℃で30分間インキュベートした。細胞をFACs緩衝液(PBS、0.5%BSA、2mMEDTA)で3回洗浄した。洗浄後、細胞を表面抗体マスターミックス(CD3、CD16、CD56、CD45)並びに適切なホスホフロー抗体に懸濁し、4℃で一晩染色した。翌朝、細胞を2回洗浄し、BeckmanCoulter Galliosフローサイトメーターで試料を取得し、FlowJo Version 9.3.2(TreeStar)ソフトウェアを使用して分析した。
機能アッセイによるサイトカイン産生の評価:記憶様NK細胞分化を起こさせるための6日間の静置期間後に、対照及び記憶様NK細胞を回収した。次に標準的な機能アッセイで細胞を再刺激した。簡潔に言えば、細胞をK562白血病標的と共に、特に注記しない限り5:1のエフェクター対標的(E:T)比で、CD107aの存在下6時間インキュベートした。1時間刺激した後、ブレフェルジンA及びモネンシン(GolgiStop/GolgiPlug、BD)を加え、5時間後にCD45、CD3、CD56、CD25に関して細胞を染色した。細胞を固定し(Cytofix/Cytoperm、BD)、透過処理し(Perm/Wash、BD)し、その後細胞内IFN-γ及びTNFを染色した。Gallios 3フローサイトメーターで細胞を取得し、FlowJo Version 9.3.2(TreeStar)ソフトウェアを使用して分析した。
特異的死滅の評価:活性化後6日目又は7日目、対照又はML-NK細胞を1ng/mL IL-15に再懸濁し、標準的な4時間51クロム遊離アッセイにおいてK562標的により様々なE:T比でチャレンジした。51Cr遊離は、Wallac Microbeta Tri-luxシンチレーションカウンターで検出した。パーセント特異的溶解率を以下により計算した:[(cpmexp-cpmspontaneous)/cpmmax-cpmspontaneous)]×100。
フローサイトメトリー分析:先述のとおり細胞染色を実施し、Galliosフローサイトメーター(Beckman Coulter、Indianapolis、IN)でデータを取得し、Kaluza Version 1.2(Beckman Coulter)又はFlowJo Version 9.3.2(TreeStar)ソフトウェアを使用して分析した。統計的分析は、GraphPad Version 7.0ソフトウェアを使用して行った。
RNAシーケンシング:100万個の精製NK細胞を、Direct-zol RNA MicroPrepキット(Zymo Research)を使用したRNA単離時まで、Trizol中に-80℃で凍結した。Illumina HiSeq 2500シーケンサーを使用して次世代RNAシーケンシングを実施した。RNASeqリードをSTARバージョン2.0.4bのEnsemblリリース76トップレベルアセンブリにアラインメントした。Subread:featureCountバージョン1.4.5により、ユニークにアラインメントされた多義性のないリードの数から遺伝子カウントを導き出した。シーケンシングデータの分析は、ブラウザベースの遺伝子発現解析ソフトウェアであるPhantasusを使用して実施した。LIMMAパッケージを使用して発現差異解析を実施することにより条件間の差について分析し、結果は、偽陽性率補正後のp値が0.05以下である遺伝子のみをフィルタリングした。
マスサイトメトリー:マスサイトメトリーデータは全て、CyTOF2マスサイトメーター(Fluidigm)で収集し、Cytobankを使用して分析した。マスサイトメトリーデータは既述の方法を用いて分析し、試料染色及びデータ収集は既述のとおり実施した。
NSG異種移植モデル及びBLI画像化:0日目、K562ルシフェラーゼ発現腫瘍細胞(1×106)を8~12週齢の雄及び雌NOD-SCID-IL2Rγ-/-(NSG)マウス(The Jackson Laboratory、Bar Harbor、ME)に尾静脈から静脈内(i.v.)注射した。全てのマウスについて、腫瘍注射の2日前に2.5cGyを照射した。3日目、BLIを実施して白血病細胞の生着を確認した。4日目、5×106個の対照(1ng/mL IL-15中のNK細胞)又はIL-12/15/18(10ng/mL IL-12、50ng/mL IL-15、50ng/mL IL-18)、若しくは18/12/TxM(38nM)で活性化したNK細胞をマウスに後眼窩から投与した(2つの独立した実験からの各群合計9~10匹のマウス)。マウスをrhIL-2(各マウス50,000IU)で1日おきに(every other data)治療し、腫瘍量(BLI)を毎週モニタした。
インビボBLI画像化をIVIS 50(1~60秒露光、bin8、FOV12cm、オープンフィルタ)(Xenogen、Alameda、CA)で実施した。このために、マウスにD-ルシフェリン(PBS中150mg/kg、Gold Biotechnology、St.Louis、MO)を腹腔内注射し、イソフルラン(isoflourane)(O2中2%気化)で麻酔下に置いて画像化した。Living Image 2.6ソフトウェアプログラムを使用してマウス全体にわたる目的の固定領域から総光子束(光子/秒)を測定した。
一部の実施形態において、本発明の特定の実施形態を記載し、及び特許請求するために使用される成分の分量、濃度などの特性、反応条件などを表す数は、一部の例では、用語「約」によって修飾されているものと理解されるべきである。それに応じて、一部の実施形態では、明細書の記載及び添付の特許請求の範囲に示される数値パラメータは、詳細な実施形態によって達成しようとする所望の特性に応じてばらつきがあり得る近似値である。本明細書における値の範囲の記載は、単にその範囲に含まれる各別々の値に個別に言及する簡略な方法として役立てることを意図しているに過ぎない。本明細書に特に指示されない限り、各個別の値は、それが本明細書に個別に記載されたものとして本明細書に援用される。
本明細書で使用されるとき、医薬組成物又は薬物を「投与すること」という用語は、医薬組成物又は薬物の直接投与及び間接的な投与の両方を指し、ここで医薬組成物又は薬物の直接投与は、典型的には医療専門家(例えば、医師、看護師等)によって実施され、及びここで間接的な投与には、医薬組成物又は薬物を医療専門家が直接投与(例えば、注射、注入、経口送達、局所送達等による)できるように提供する又は利用可能にするステップが含まれる。更に、病態、疾患の発症に対する感受性、又は意図した治療に対する反応を「予後判定すること」又は「予測すること」という用語は、対象の病態の進行速度、好転、及び/又は持続期間を含め、その病態、感受性及び/又は反応を予測する行為又はその予測(但し、その治療又は診断ではない)を包含することが意味されることに留意しなければならない。
本明細書に記載される方法は全て、本明細書に特に指示されない限り、又は文脈上特に明らかに矛盾しない限り、任意の好適な順番で実施することができる。本明細書の特定の実施形態に関連して提供されるありとあらゆる例、又は例示的文言(例えば、「など」)の使用は、単に本発明をより良く説明することを意図しているに過ぎず、本来特許請求される本発明の範囲に限定を課すものではない。本明細書におけるいかなる文言も、本発明の実施に不可欠な何らかの特許請求されない要素を指示していると解釈されてはならない。
本明細書の記載において、及び以下の特許請求の範囲全体を通じて使用されるとき、「ある(a)」、「ある(an)」、及び「その(the)」の意味には、文脈上特に明確に指示されない限り、複数形の指示対象が含まれる。また、本明細書の記載において使用されるとき、「~内に(in)」の意味には、文脈上特に明確に指示されない限り、「~内に(in)」及び「~上に(on)」が含まれる。また、本明細書で使用されるとき、及び文脈上特に指示されない限り、用語「~にカップリングされた」には、直接的なカップリング(ここでは互いにカップリングされる2つの要素が互いに接触している)及び間接的なカップリング(ここでは2つの要素の間に少なくとも1つの追加の要素が位置している)の両方が含まれることが意図される。従って、用語「~にカップリングされた」及び「~とカップリングされた」は、同義語として使用される。
当業者には、既に記載したものに加えて、本明細書における発明概念から逸脱することなく更に多くの変形例が可能であることは明らかなはずである。従って、本発明の主題は添付の特許請求の範囲にある場合を除いては、限定されるべきでない。その上、本明細書及び特許請求の範囲の両方を解釈するにおいて、用語は全て、文脈と整合的な、可能な限りで最も広義となる方法で解釈されなければならない。詳細には、用語「~を含む(comprises)」及び「~を含んでいる(comprising)」は、非排他的な方法で要素、構成成分、又はステップに言及していると解釈されなければならず、これはつまり、言及されている要素、構成成分、又はステップが、明示的に言及されていない他の要素、構成成分、又はステップと共に存在してもよく、又は利用されてもよく、又は組み合わされてもよいことを指し示している。本明細書又は特許請求の範囲がA、B、C....及びNからなる群から選択される何かのうちの少なくとも1つに言及する場合、その文は、その群からの1つの要素のみを必要としていて、A+N、又はB+N等ではないと解釈されなければならない。
当業者には、既に記載したものに加えて、本明細書における発明概念から逸脱することなく更に多くの変形例が可能であることは明らかなはずである。従って、本発明の主題は添付の特許請求の範囲にある場合を除いては、限定されるべきでない。その上、本明細書及び特許請求の範囲の両方を解釈するにおいて、用語は全て、文脈と整合的な、可能な限りで最も広義となる方法で解釈されなければならない。詳細には、用語「~を含む(comprises)」及び「~を含んでいる(comprising)」は、非排他的な方法で要素、構成成分、又はステップに言及していると解釈されなければならず、これはつまり、言及されている要素、構成成分、又はステップが、明示的に言及されていない他の要素、構成成分、又はステップと共に存在してもよく、又は利用されてもよく、又は組み合わされてもよいことを指し示している。本明細書又は特許請求の範囲がA、B、C....及びNからなる群から選択される何かのうちの少なくとも1つに言及する場合、その文は、その群からの1つの要素のみを必要としていて、A+N、又はB+N等ではないと解釈されなければならない。
本発明は、例えば以下の実施形態を包含する:
[1]記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を生成する方法であって、
複数の単核球を入手すること、及び前記複数の単核球をコルチコステロイド及び任意選択でサイトカイン又はサイトカイン類似体と接触させること;
前記複数の単核球を前記コルチコステロイド及び前記任意選択のサイトカイン又はサイトカイン類似体の存在下でインキュベートすることであって、それによりNK細胞中の前記単核球を濃縮すること;及び
前記濃縮されたNK細胞をTxM融合タンパク質で誘導して前記M-CENK細胞を生成すること
を含み、
前記TxM融合タンパク質が、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む、方法。
[2]前記複数の単核球が、前記インキュベートするステップの前に凍結保存される、[1]に記載の方法。
[3]前記凍結保存された単核球が、前記コルチコステロイド及び前記任意選択のサイトカインを含有する培地中で解凍され、洗浄され、及び再懸濁される、[2]に記載の方法。
[4]前記インキュベートするステップが14~21日の間にわたって実施される、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
[5]前記インキュベートするステップが、前記NK細胞が全生細胞の少なくとも65%に濃縮されるまで実施される、[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6]前記濃縮されたNK細胞が1~25μg/mLのTxM濃度で誘導される、[1]~[5]のいずれかに記載の方法。
[7]前記濃縮されたNK細胞が、12~16時間の間にわたって誘導される、[1]~[6]のいずれかに記載の方法。
[8]前記コルチコステロイドがヒドロコルチゾンであり、及び前記任意選択のサイトカインがN-803である、[1]~[7]のいずれかに記載の方法。
[9]前記インキュベートするステップに前記任意選択のサイトカインが含まれる、[1]~[8]のいずれかに記載の方法。
[10]前記M-CENK細胞を回収し、前記回収したM-CENK細胞を注入用に製剤化するステップを更に含む、[1]~[9]のいずれかに記載の方法。
[11]前記回収したM-CENK細胞が注入前に凍結保存される、[10]に記載の方法。
[12]記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を作製する方法であって、
複数の単核球由来のサイトカイン増強NK細胞(CENK)を入手すること;及び
前記濃縮されたNK細胞を、前記M-CENK細胞が生成されるようにTxM融合タンパク質で誘導すること
を含み、
前記TxM融合タンパク質が、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む、方法。
[13][1]~[12]のいずれかに記載の方法によって作製される記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞。
[14][12]に記載のM-CENK細胞と組み合わせて薬学的に許容可能な担体を含む組成物。
[15]前記薬学的に許容可能な担体が凍結保存培地を含む、[14]に記載の組成物。
[16]前記薬学的に許容可能な担体が注入用に製剤化される、[14]又は[15]に記載の組成物。
[17]0.5~1.5×10 7 細胞/mLの細胞密度を有する[14]~[16]のいずれかに記載の組成物。
[18]凍結保存組成物である、[14]~[17]のいずれかに記載の組成物。
[19]癌を有する個体を治療する方法であって、[14]~[17]のいずれかに記載の組成物を輸注によって投与するステップを含む方法。
[20][14]~[17]のいずれかに記載の組成物が、癌幹細胞及び間葉細胞を死滅させることによって前記個体の癌を治療する、[19]に記載の方法。
[21]癌の治療における使用のための[14]~[17]のいずれかに記載の組成物。
[22][14]~[17]のいずれかに記載の組成物が、癌幹細胞及び間葉細胞を死滅させることによって個体の癌を治療する、[21]に記載の方法。
本発明は、例えば以下の実施形態を包含する:
[1]記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を生成する方法であって、
複数の単核球を入手すること、及び前記複数の単核球をコルチコステロイド及び任意選択でサイトカイン又はサイトカイン類似体と接触させること;
前記複数の単核球を前記コルチコステロイド及び前記任意選択のサイトカイン又はサイトカイン類似体の存在下でインキュベートすることであって、それによりNK細胞中の前記単核球を濃縮すること;及び
前記濃縮されたNK細胞をTxM融合タンパク質で誘導して前記M-CENK細胞を生成すること
を含み、
前記TxM融合タンパク質が、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む、方法。
[2]前記複数の単核球が、前記インキュベートするステップの前に凍結保存される、[1]に記載の方法。
[3]前記凍結保存された単核球が、前記コルチコステロイド及び前記任意選択のサイトカインを含有する培地中で解凍され、洗浄され、及び再懸濁される、[2]に記載の方法。
[4]前記インキュベートするステップが14~21日の間にわたって実施される、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
[5]前記インキュベートするステップが、前記NK細胞が全生細胞の少なくとも65%に濃縮されるまで実施される、[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6]前記濃縮されたNK細胞が1~25μg/mLのTxM濃度で誘導される、[1]~[5]のいずれかに記載の方法。
[7]前記濃縮されたNK細胞が、12~16時間の間にわたって誘導される、[1]~[6]のいずれかに記載の方法。
[8]前記コルチコステロイドがヒドロコルチゾンであり、及び前記任意選択のサイトカインがN-803である、[1]~[7]のいずれかに記載の方法。
[9]前記インキュベートするステップに前記任意選択のサイトカインが含まれる、[1]~[8]のいずれかに記載の方法。
[10]前記M-CENK細胞を回収し、前記回収したM-CENK細胞を注入用に製剤化するステップを更に含む、[1]~[9]のいずれかに記載の方法。
[11]前記回収したM-CENK細胞が注入前に凍結保存される、[10]に記載の方法。
[12]記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を作製する方法であって、
複数の単核球由来のサイトカイン増強NK細胞(CENK)を入手すること;及び
前記濃縮されたNK細胞を、前記M-CENK細胞が生成されるようにTxM融合タンパク質で誘導すること
を含み、
前記TxM融合タンパク質が、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む、方法。
[13][1]~[12]のいずれかに記載の方法によって作製される記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞。
[14][12]に記載のM-CENK細胞と組み合わせて薬学的に許容可能な担体を含む組成物。
[15]前記薬学的に許容可能な担体が凍結保存培地を含む、[14]に記載の組成物。
[16]前記薬学的に許容可能な担体が注入用に製剤化される、[14]又は[15]に記載の組成物。
[17]0.5~1.5×10 7 細胞/mLの細胞密度を有する[14]~[16]のいずれかに記載の組成物。
[18]凍結保存組成物である、[14]~[17]のいずれかに記載の組成物。
[19]癌を有する個体を治療する方法であって、[14]~[17]のいずれかに記載の組成物を輸注によって投与するステップを含む方法。
[20][14]~[17]のいずれかに記載の組成物が、癌幹細胞及び間葉細胞を死滅させることによって前記個体の癌を治療する、[19]に記載の方法。
[21]癌の治療における使用のための[14]~[17]のいずれかに記載の組成物。
[22][14]~[17]のいずれかに記載の組成物が、癌幹細胞及び間葉細胞を死滅させることによって個体の癌を治療する、[21]に記載の方法。
Claims (22)
- 記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を生成する方法であって、
複数の単核球を入手すること、及び前記複数の単核球をコルチコステロイド及び任意選択でサイトカイン又はサイトカイン類似体と接触させること;
前記複数の単核球を前記コルチコステロイド及び前記任意選択のサイトカイン又はサイトカイン類似体の存在下でインキュベートすることであって、それによりNK細胞中の前記単核球を濃縮すること;及び
前記濃縮されたNK細胞をTxM融合タンパク質で誘導して前記M-CENK細胞を生成すること
を含み、
前記TxM融合タンパク質が、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む、方法。 - 前記複数の単核球が、前記インキュベートするステップの前に凍結保存される、請求項1に記載の方法。
- 前記凍結保存された単核球が、前記コルチコステロイド及び前記任意選択のサイトカインを含有する培地中で解凍され、洗浄され、及び再懸濁される、請求項2に記載の方法。
- 前記インキュベートするステップが14~21日の間にわたって実施される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記インキュベートするステップが、前記NK細胞が全生細胞の少なくとも65%に濃縮されるまで実施される、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記濃縮されたNK細胞が1~25μg/mLのTxM濃度で誘導される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記濃縮されたNK細胞が、12~16時間の間にわたって誘導される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記コルチコステロイドがヒドロコルチゾンであり、及び前記任意選択のサイトカインがN-803である、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記インキュベートするステップに前記任意選択のサイトカインが含まれる、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記M-CENK細胞を回収し、前記回収したM-CENK細胞を注入用に製剤化するステップを更に含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記回収したM-CENK細胞が注入前に凍結保存される、請求項10に記載の方法。
- 記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞を作製する方法であって、
複数の単核球由来のサイトカイン増強NK細胞(CENK)を入手すること;及び
前記濃縮されたNK細胞を、前記M-CENK細胞が生成されるようにTxM融合タンパク質で誘導すること
を含み、
前記TxM融合タンパク質が、IL-12活性を有するタンパク質部分、IL-15活性を有するタンパク質部分、及びIL-18活性を有するタンパク質部分を含む、方法。 - 請求項1~12のいずれか一項に記載の方法によって作製される記憶様サイトカイン増強ナチュラルキラー(M-CENK)細胞。
- 請求項12に記載のM-CENK細胞と組み合わせて薬学的に許容可能な担体を含む組成物。
- 前記薬学的に許容可能な担体が凍結保存培地を含む、請求項14に記載の組成物。
- 前記薬学的に許容可能な担体が注入用に製剤化される、請求項14又は15に記載の組成物。
- 0.5~1.5×107細胞/mLの細胞密度を有する請求項14~16のいずれか一項に記載の組成物。
- 凍結保存組成物である、請求項14~17のいずれか一項に記載の組成物。
- 癌を有する個体を治療する方法であって、請求項14~17のいずれか一項に記載の組成物を輸注によって投与するステップを含む方法。
- 請求項14~17のいずれか一項に記載の組成物が、癌幹細胞及び間葉細胞を死滅させることによって前記個体の癌を治療する、請求項19に記載の方法。
- 癌の治療における使用のための請求項14~17のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項14~17のいずれか一項に記載の組成物が、癌幹細胞及び間葉細胞を死滅させることによって個体の癌を治療する、請求項21に記載の方法。
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