JP2024514424A - Muskとbmp受容体との間の結合相互作用の特性評価 - Google Patents
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Abstract
神経発生または筋再生を増加させ、神経変性または筋再生に関連する疾患、障害または病態を予防または治療するための方法および組成物が本明細書に提供される。
Description
本開示は、中枢神経系の神経変性障害を治療するための神経系の障害のための薬物、例えば、向知性薬、認知力改善薬、アルツハイマー病または他の形態の認知症を治療するための薬物に一般に関する。本開示は、MuSKとBMPまたはBMP受容体Iとの間の特定の相互作用の調節に関する。
連邦政府による資金提供を受けた研究開発に関する記載
本発明は、国立衛生研究所によって授与された助成金番号R21 NS112743の下で政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明に対して一定の権利を有する。
本発明は、国立衛生研究所によって授与された助成金番号R21 NS112743の下で政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明に対して一定の権利を有する。
骨形成タンパク質(BMP)は、人体のあらゆる部分で重要な機能を有することがよく知られている。Wang et al.(2014)。BMPシグナル伝達は、神経幹細胞および筋幹細胞の活性化、神経可塑性、骨成長、サルコペニア、ならびに腫瘍形成を含む様々な細胞事象を調節する。一部のBMP機能には、骨および軟骨の形成、血管発生、恒常性、癌の形質転換、ならびに腸上皮形成が含まれる。BMPシグナルが組織特異的にどのように調節されるかという疑問が依然として存在する。シグナル伝達には、約20種類のBMPが利用可能である。これらの20個のBMPは、同じ3つの1型BMP受容体を介してシグナル伝達すると考えられている。Yadin,Knaus,&Muller(2016)。これらのシグナルおよび機能が組織特異的にどのように調節されるかは、依然として特性評価されていない。
BMPシグナル伝達は多くの状況で使用され、標的化の特異性を困難にするため、BMPシグナル伝達は治療的に利用することが困難であった。BMP2は、骨成長の治療促進剤として、Genetics Instituteによって開発された。例えば、Burkus et al.,J.Spinal Disord.Tech.,15,337(2002)を参照されたい。BMP2の使用は、腫瘍進行の刺激などの望ましくない副作用のために制限された。例えば、James et al.,Tissue Eng.Part B,Rev.22,284(2016)を参照されたい。
MuSKは受容体チロシンキナーゼである。MuSKの外部ドメインは、3つのIg様ドメインと、CRD/Frizzledドメインとを含むのに対して、細胞内ドメインは、チロシンキナーゼドメインを含有する。Hubbard&Gnanasambandan(2013)を参照されたい。MuSKは、骨格筋および他の哺乳動物組織内に発現される。Garcia-Osta et al.(2006)。MuSKは、神経筋接合部の形成に極めて重要な役割を果たす。MuSKがマウスに存在しない場合、これらのマウスは神経筋接合部を形成することができない。それらは出生時に死亡する。Hubbard&Gnanasambandan(2013)を参照されたい。
MuSKは、BMP共受容体であり、BMP Ig3ドメインでBMPに結合する。BMPシグナル伝達の重要なサブセットは、「MuSK-BMP経路」によって媒介される。Yilmaz et al.(2016);Fish&Fallon(2020)を参照されたい。MuSKは、BMPに結合するだけでなく、1型BMP受容体(BMPR1AおよびBMPR1B)にも結合する。MuSKは組織および細胞のサブセットにのみ発現されるため、MuSK-BMP経路は、一般的なBMPシグナル伝達よりも本質的にはるかに選択的である。MuSKは、BMPならびにI型BMP受容体BMPR1a、BMR1bおよびAcvr1b(それぞれALK 3、6および4としても知られている)に結合する。ALKは未分化リンパ腫キナーゼである。高親和性BMP4結合に必要なMuSK Ig3ドメインを操作すると、成体海馬神経発生および筋再生が促進される。国際公開第2020/214987号を参照されたい。
しかし、生物医学分野では、あらゆるMuSK相互作用および結合パートナーのさらに良好な理解が依然として必要とされている。BMP経路を標的とする(例えば、調節する)薬物の開発の成功は、MuSK相互作用および結合パートナー、ならびに生物学的事象にそれらが果たす役割の理解の向上によって促進されるであろう。
Wang et al.(2014)
Yadin,Knaus,&Muller(2016)
Burkus et al.,J.Spinal Disord.Tech.,15,337(2002)
James et al.,Tissue Eng.Part B,Rev.22,284(2016)
Hubbard&Gnanasambandan(2013)
Garcia-Osta et al.(2006)
Yilmaz et al.(2016)
Fish&Fallon(2020)
[発明が解決しようとする課題]
本発明は、骨形成タンパク質(BMP)経路の選択的操作のための組成物および方法を提供する。本発明は、BMP受容体(ALK)が筋特異的キナーゼ(MuSK)のIg2ドメインに結合するという観察結果に基づく。本明細書は、BMP受容体とBMP共受容体である筋特異的キナーゼ(MuSK)との間の相互作用を同定し、特性評価する。
本発明は、骨形成タンパク質(BMP)経路の選択的操作のための組成物および方法を提供する。本発明は、BMP受容体(ALK)が筋特異的キナーゼ(MuSK)のIg2ドメインに結合するという観察結果に基づく。本明細書は、BMP受容体とBMP共受容体である筋特異的キナーゼ(MuSK)との間の相互作用を同定し、特性評価する。
一態様では、本発明は、BMP受容体(ALK)がMuSKのIg2ドメインに結合するという観察結果に対するいくつかの要素を提供する。
本発明者らは、MuSKに結合するBMP受容体を同定した。本発明者らは、BMPR1に結合するのに必要なMuSKドメインをマッピングした。MuSK-BMPR1結合は、BMPシグナル伝達のための重要な調節機構であり得る。
本発明者らは、BMP受容体(ALK)への結合に必要なMuSKドメインをマッピングした。本発明者らは、MuSK外部ドメインおよび単離されたドメインの様々なHisタグ付き欠失構築物を設計し、生成した。本発明者らは、固相結合アッセイを使用して、異なるMuSK構築物へのBMPR1AおよびBMPR1bの結合を定量し、各構築物の結合曲線を作成した。
BMPR1aはALK3としても知られており、BMPR1bはALK6としても知られている。BMPR1aおよびBMPR1bは、MuSKに結合するBMP受容体であるが、結合ドメインはこれまで分かっていなかった。本発明者らは、MuSK-BMPR1結合に必要な単一ドメイン(Ig2)を同定した。このドメインは、BMPR1に結合するために必要かつ十分である。したがって、このMuSK Ig2ドメインは、BMP受容体に結合するために必要かつ十分である。本発明者らは、MuSKの欠失構築物を設計し、発現させた。次いで、ELISA様固相結合アッセイを使用して、これらの欠失構築物とALK6との間の結合をアッセイした。ΔIg2 MuSKは、結合をほとんどまたは全く示さなかった。この結果は、ALK6へのMuSK結合に対するIg2ドメインの必要性を示す。
本発明者らは、そのような結合がヒト細胞のどこで起こるかを突き止めた。本発明者らは、様々なpH条件下でのBMP受容体へのMuSKの結合をアッセイした。本発明者らは、様々なpH条件下でBMP受容体へのMuSKの結合をアッセイすることによって、BMPR1へのMuSK結合がpH依存性であることを示した。MuSK-BMPR1相互作用のこの特性評価は、アルツハイマー病のためのMuSK-BMP経路を標的とする治療開発プログラムを支援するのに有用である。
本発明者らは、MuSKのこれまでに認識されていないスプライシング変異体を同定した。本発明者らはまた、2つの「小さな」30bpエクソン(5aおよび5b)の選択的スプライシングが、BMP受容体結合のレベル、および異なるBMP受容体に対するMuSKの選択性の両方を調節し得ることを示した。これらの小さなエクソンによってコードされる、Ig2領域のタンパク質は、MuSKに結合する。小さなエクソンを操作することにより、BMPシグナル伝達の治療的調節の選択性を高めることができる。
[課題を解]
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSK Ig2ドメインの調節に基づいて、アルツハイマー病、筋特異的キナーゼ重症筋無力症(MuSK-MG)および他の神経障害を治療する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSK Ig2ドメインの調節に基づいて、アルツハイマー病、筋特異的キナーゼ重症筋無力症(MuSK-MG)および他の神経障害を治療する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、筋障害(例えば、心筋梗塞、心筋症)、または筋消耗を特徴とする遺伝性疾患を治療する方法を提供する。いくつかの実施形態では、治療される対象は、特発性肺線維症(IPF)、急性呼吸促迫症候群(ARDS)、肺炎、もしくはCOVID19などのコロナウイルス感染を含むウイルス感染を含む特定の感染を含む、肺損傷に関連する疾患もしくは障害のリスクがあり得るか、またはそれに罹患している可能性がある。
本発明の技術によって治療され得る例示的な筋障害には、限定するものではないが、ベッカー型筋ジストロフィー、先天性筋ジストロフィー、遠位型筋ジストロフィー、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、エメリー・ドレフュス型筋ジストロフィー、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー、肢帯型筋ジストロフィー、筋緊張性筋ジストロフィーおよび眼咽頭型筋ジストロフィーが含まれる。
いくつかの実施形態では、筋成長の増強は、筋萎縮または筋消耗に関連する疾患または障害の治療に使用される。筋萎縮または筋消耗は、神経筋障害などの記載される様々な疾患および病態、または長期の不活動、床上安静、入院、加齢、栄養不良、癌悪液質、慢性炎症性疾患などによって直接的もしくは間接的に引き起こされる様々な疾患および病態で観察され得る。慢性炎症性疾患の例には、関節リウマチ、慢性心不全および慢性閉塞性肺疾患(COPD)が挙げられる。
いくつかの実施形態では、本発明の方法はまた、対象が手術、外傷または長期の固定(例えば、床上安静またはギプス固定から)後に筋再生および筋成長の増強を必要とする場合に使用され得る。筋幹細胞活性は年齢とともに低下することから、本発明の方法はまた、他の点では健康な患者のサルコペニアを予防することができるかまたは逆転させることができ、生活の質および自立性の顕著な改善をもたらし得る。
いくつかの実施形態では、本開示は、5aおよび5b MuSKエクソンの選択的スプライシングの調節に基づいて、アルツハイマー病、MuSK-MGおよび他の神経障害または筋障害を治療する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSK Ig2ドメインへの自己抗体の結合に基づく、MuSK-MGの診断を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSKエクソン5aおよび5bへの自己抗体の結合に基づく、MuSK-MGの診断を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSK Ig2ドメインの調節に基づいて、サルコペニア、悪液質および他の筋障害を治療する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSKエクソン5aおよび5bの調節に基づいて、サルコペニア、悪液質および他の筋障害を治療する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、神経変性、認知障害または筋障害の1つ以上の特徴に罹患している対象を治療する方法であって、(a)機能的Ig2ドメインを欠くMuSKポリペプチドのレベルもしくは活性を増加させる工程、または(b)BMP受容体(ALK)-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させる工程であって、MuSKが、機能的Ig2ドメインを含む工程を含む方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、神経発生、筋再生および筋成長を増加させる方法であって、(a)機能的Ig2ドメインを欠くMuSKポリペプチドのレベルもしくは活性を増加させる工程、または(b)BMP-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させる工程であって、MuSKが、機能的Ig2ドメインを含む工程を含む方法を提供する。
いくつかの実施形態では、方法は、MuSK Ig2調節物質剤(modulator agent)を含むかまたは送達する医薬組成物を投与する工程をさらに含む。
いくつかの実施形態では、方法は、MuSK転写物の改変されたスプライシングを増加させる医薬組成物を投与することをさらに含み、改変は、MuSK Ig2ドメイン内の1つ以上のエクソンをスキップすることを含み、スキップされたエクソンは、MuSK Ig2ドメインのエクソン5aであるか、またはスキップされたエクソンは、MuSK Ig2ドメインのエクソン5bであるか、またはスキップされたエクソンは、MuSK Ig2ドメインのエクソン5aおよび5bである。MuSK 5aおよび5bエクソンは、治療用抗体およびアンチセンスオリゴヌクレオチドの両方による調節に適している。別の実施形態では、調節は、エクソンスキッピングを誘導するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドの投与によるものである。
いくつかの実施形態では、本開示は、エクソン5aおよび5bの一方または両方のスキップが増加するように、MuSK一次転写物の集団を含む系を、そのような一次転写物に結合するオリゴヌクレオチドと接触させることによって、MuSKエクソンスキッピングを誘導する方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSK Ig2調節物質剤を特性評価する方法であって、(a)MuSK-Ig2-BMP受容体(ALK)複合体形成を減少させる能力を評価する工程、(b)一次MuSK転写物のスプライシングパターンを改変する能力を評価する工程、(c)転写物の発現を阻害する能力を評価する工程、(d)Ig2ドメインをコードする配列を欠くMuSK転写物の発現を増加させる能力を評価する工程、(e)機能的Ig2を欠くMuSKポリペプチドのレベルを増加させる能力を評価する工程、および(f)集団内の細胞の特性に影響を及ぼす能力を評価する工程のうちの1つ以上を含む方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、そのゲノム内にMuSKをコードする配列を含む遺伝子改変マウスを提供し、MuSKをコードする配列は、エクソン5aからエクソン5b(5’から3’の順序で)までの領域内のヌクレオチドを含まず、遺伝子改変マウスは、全長MuSK転写物を発現することができず、全長MuSKタンパク質を産生することもできない。
説明のために、本発明のいくつかの実施形態を以下に記載される図面に示す。図面内の同様の符号は、全体を通して同様の要素を示す。本発明は、示された正確な配置、寸法および機器に限定されない。
産業上の利用可能性
20超のBMPは、7つのBMP受容体のみを介してシグナル伝達する。BMPの機能は明確である。では、BMPとBMP受容体との同じ組合せから、どうしてこれほど多くの異なる機能が導き出され得るのであろうか。このような疑問は、BMPシグナル伝達経路のあらゆる共受容体および調節因子を同定することを研究者にとって興味深いものにする。
20超のBMPは、7つのBMP受容体のみを介してシグナル伝達する。BMPの機能は明確である。では、BMPとBMP受容体との同じ組合せから、どうしてこれほど多くの異なる機能が導き出され得るのであろうか。このような疑問は、BMPシグナル伝達経路のあらゆる共受容体および調節因子を同定することを研究者にとって興味深いものにする。
MuSK。MuSKは、3つのIgおよび1つのCRD/Fzドメインならびに細胞内チロシンドメイン(TK;図1)から細胞外に構成される受容体チロシンキナーゼである。MuSKの最もよく理解されている機能は、Ig1ドメインへのアグリン-LRP4の結合がMuSK TK活性およびシナプス分化を誘発する神経筋接合部(NMJ)にある(Kim et al.,2008;Zhang et al.,2008a)。
MuSK-BMP経路。脳は、生涯を通じてニューロンおよびグリア細胞を生成する神経幹細胞(NSC)を有する。Moreno-Jimenez et al.(2019);Steiner et al.(2019)。BMPは、少なくとも2つの重要なNSC決定点、すなわち、(1)増殖する幹細胞が細胞周期を出て、新鮮な幹細胞を供給することができる予備プールを補充するために戻る静止状態、および(2)成熟子孫への分化を調節する。Mira et al.(2010)。本開示は、NSC内のBMP経路を操作することが、成体脳内で神経発生を調節するための魅力的な標的であることを企図する。
MuSKはまた、BMPならびにその受容体ALK3、4および6に結合し、BMPシグナル伝達をアップレギュレートし、筋原性細胞内で転写応答の組成を形作るBMP共受容体である。Yilmaz et al.,Sci.Signal.,9,ra87(2016)を参照されたい。このBMPシグナル伝達経路は、MuSK TK活性を調節することも、必要とすることも、アグリン-LRP4によって活性化されることもない。MuSK Ig3ドメインは、高親和性BMP結合に必要であるが、アグリン-LRP4 TK活性化にとっては重要ではない。Ig3ドメインは、脳内を含め、内因的に選択的にスプライシングされる。Garcia-Osta et al.(2006);Hesser et al.(1999)。BMPシグナル伝達は、神経幹細胞(NSC)の静止状態を誘導し、新生ニューロンの統合を阻害することができる。本発明者らは、MuSK-BMPシグナル伝達を減少させることによってBMP駆動を抑制すると、神経発生が増加し得ることを見出した。
Yilmaz et al.,Sci.Signal.,9,ra87(2016)は、MuSKの「Ig3」ドメインがBMPの高親和性結合に必要であることを開示している。内因的に発現されるMuSKの主な種は全長である。このIg3ドメインは、内因的に選択的にスプライシングされ、Δg3MuSKと呼ばれるアイソフォームを生成することができる。このスプライシングは、MuSKプレmRNAからのエクソン6および7の協調的除去を伴う。MuSK選択的スプライシングの調節は、アルツハイマー病では神経発生を増加させるための戦略である。国際公開第2020/214987号(ブラウン大学)を参照されたい。MuSKは、筋肉内で発現され、筋再生中にアップレギュレートされる。データは、MuSKが筋形成時にBMPシグナル伝達に関与することを示唆している。MuSKは、BMP2、BMP4およびBMP7ならびにI型BMP受容体ALK3およびALK6に結合するBMP共受容体として作用することができる。例えば、参照により本明細書に組み込まれるYilmaz et al.,Sci.Signal.,9,ra87(2016)を参照されたい。MuSKのIg3ドメインは、BMPへの高親和性結合に必要である。MuSKは、SMAD1/5/8のBMP4依存的リン酸化によって測定されるようにBMPシグナル伝達をアップレギュレートする。MuSK-BMPシグナル伝達は、筋芽細胞および筋管内でBMP誘導性トランスクリプトームの大きさおよび組成を形作り、この役割はMuSKチロシンキナーゼ活性とは無関係である。MuSKは、不死化した筋原性細胞内で、BMPシグナル伝達を増強し、筋原性因子、例えば、筋原性因子5(Myf5)を調節するBMP共受容体である。
活性化されたサテライト細胞はMuSKタンパク質を発現し、MuSK-BMPシグナル伝達の破壊は、インビボで筋肉を再生する際にサテライト細胞増殖を変化させる。含まれるデータは、サテライト細胞および筋再生におけるMuSK-BMP経路の役割に関する情報を提供する。これらのデータは、MuSK-BMP経路が重要な役割を果たすことを示唆しており、本開示は、少なくともMuSK発現はBMP系の発現よりもはるかに制限されているため、MuSK-BMP経路を標的とすることはBMPワイドな活性を標的とすることよりも選択的であるという洞察を提供する。提供されるデータはまた、MuSK-BMP経路を標的とすることは筋成長を増強することを教示している。いくつかの実施形態では、筋成長は、例えば、損傷を受けていない組織内で起こる。
MuSK外部ドメインは細胞の表面に露出しているため、細胞外で作用する治療用抗体または他の作用物質による調節に適している。
MuSK Ig2ドメインおよび2つの小さなエクソンは、アルツハイマー病、脳卒中、PTSDおよび治療抵抗性うつ病などの障害を治療するためのMuSK-BMP経路を調節するための標的として浮上している。
MuSK Ig2ドメインはまた、MuSK依存性重症筋無力症を媒介する自己抗体の標的であり得る。重症筋無力症(MG)は、骨格筋の衰弱を特徴とする慢性自己免疫性神経筋疾患である。Jayam Trouth et al.(2012)。臨床研究では、重症筋無力症患者がMuSKに対する抗体を時折有し得ることが示されている。Guptill,Sanders,&Evoli A(2011)。これらの抗MuSK抗体は、アセチルコリン受容体に対する抗体が存在しない多くの患者に存在する。Guptill,Sanders,&Evoli A(2011)。MuSK依存性重症筋無力症(MuSK-MG)は、アグリン-LRP4シグナル伝達を阻害する、MuSK Ig1ドメインに対する自己抗体によって引き起こされ得る。本開示は、これらの患者に存在する自己抗体が、MuSK Ig2ドメインに対するものであり、MuSK-BMPシグナル伝達を阻害し得、したがって、これらの患者に観察される筋萎縮の原因となり得ることを教示する。本開示によって提供される所見は、診断および治療の両方に対して潜在的価値を有する。例えば、そのような自己抗体とMuSK Ig2との間の相互作用を破壊することは、有効な治療戦略であり得る。またはおよびMuSK Ig2に結合する自己抗体の検出は、重症筋無力症の診断に有用であり得る。
定義
便宜上、本明細書、実施例、および添付の特許請求の範囲で使用されるいくつかの用語および語句の意味を以下に列挙する。特に指示しない限り、または文脈から黙示されない限り、これらの用語および語句は以下の意味を有するものとする。これらの定義は、特定の実施形態を説明するのに役立つが、特許請求される発明を限定することを意図するものではない。別途定義しない限り、あらゆ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が通常理解するものと同一の意味を有する。本明細書で提供される定義の意味と生物医学分野における用語の使用との間に明らかな不一致が生じた場合、本明細書で提供される用語の意味が優先するものとする。
便宜上、本明細書、実施例、および添付の特許請求の範囲で使用されるいくつかの用語および語句の意味を以下に列挙する。特に指示しない限り、または文脈から黙示されない限り、これらの用語および語句は以下の意味を有するものとする。これらの定義は、特定の実施形態を説明するのに役立つが、特許請求される発明を限定することを意図するものではない。別途定義しない限り、あらゆ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が通常理解するものと同一の意味を有する。本明細書で提供される定義の意味と生物医学分野における用語の使用との間に明らかな不一致が生じた場合、本明細書で提供される用語の意味が優先するものとする。
約とは、値を参照して使用される場合、参照される値に関連して類似する値を指す。一般に、生物医学分野の当業者であれば、その文脈において約によって包含される分散度を理解する。
投与とは、組成物であるか、または組成物に含まれるか、またはそうでなければ組成物によって送達される作用物質、例えば、アゴナイジング剤(agonizing agent)の送達を達成するための、対象または系への医薬組成物の投与を指す。生物医学分野の当業者であれば、対象、例えば、ヒトへの投与に使用され得る様々な経路を知っている。投与は、眼、経口、頬側、真皮への局所、皮内、皮間(interdermal)、経皮などのうちの1つ以上であり得るかまたはそれを含み得る皮膚、経腸、動脈内、皮内、胃内、髄内、筋肉内、鼻腔内、腹腔内、髄腔内、静脈内、脳室内、特定の器官内、例えば、肝臓内、粘膜内、経鼻、経口、直腸内、皮下、舌下、局所、例えば、気管内滴下による気管、膣、硝子体などであり得る。作用物質、例えば、アゴナイジング剤は、中枢神経系(CNS)に送達され、例えば、脳室内投与を介して送達される。投与は、単回用量のみを伴い得る。投与は、定数の用量の適用を伴い得る。投与は、間欠的な投与、例えば、時間的または周期的に区切られた複数の用量、例えば、共通の期間の投与によって区切られた個々の用量を伴い得る。投与は、連続投与、例えば、少なくとも選択された期間にわたる灌流を伴い得る。
作用物質とは、ポリペプチド、核酸、糖、脂質、小分子、金属またはそれらの組合せもしくは複合体を含む任意の化学クラスの化合物または実体を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。生物医学分野の当業者であれば、作用物質という用語が、細胞もしくは生物、もしくはその画分、抽出物もしくは成分であるか、またはそれを含む実体を指すことを知っている。該用語は、天然に見出されるか、または天然から得られるため、天然産物を指し得る。該用語は、人の手の作用によって設計、操作もしくは生成されるか、または天然では見られないという点で、人工の1つ以上の実体を指し得る。作用物質は、単離された形態または純粋な形態で使用され得る。作用物質は、粗形態で使用され得る。潜在的な作用物質は、その中の活性剤を同定または特性評価するためにスクリーニングされ得る収集物またはライブラリーとして提供され得る。作用物質という用語は、高分子であるかまたは高分子を含む化合物または実体を指し得る。該用語は、1つ以上の高分子部分を含む化合物または実体を指し得る。作用物質という用語は、高分子ではないか、または任意の高分子もしくは1つ以上の特定の高分子部分を実質的に含まない化合物または実体を指し得る。該用語は、任意の高分子部分を欠くかまたは実質的に含まない化合物または実体を指し得る。
アゴニストとは、その存在、レベル、程度、種類または形態が別の作用物質、すなわち、アゴナイズされた作用物質(agonized agent)または標的剤の活性レベルの増加と相関する作用物質(すなわち、アゴナイジング剤)、状態または事象を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。アゴニストは、小分子、ポリペプチド、核酸、炭水化物、脂質、金属、もしくは活性化活性を示す任意の他の実体を含む任意の化学クラスの作用物質であり得るか、またはそれを含み得る。アゴニストは、直接的であり得る(この場合、アゴニストは、その標的に直接影響を及ぼす)。アゴニストは、間接的であり得る(この場合、アゴニストは、その標的に結合すること以外によって、例えば、標的の調節因子と相互作用することによって、標的のレベルまたは活性が変化するように、その影響を及ぼす。アゴニストは、標的のレベル、形態または活性が変化するように、標的、例えば、タンパク質または核酸に結合するタンパク質、例えば、抗体または核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドである結合剤である。変化したレベル、形態または活性は、標的核酸配列から発現される変化したタンパク質の増加したレベルである。生物医学分野の当業者であれば、アゴナイジング剤が結合標的に結合することができ、結合標的を潜在的にアゴナイズする(agonize)ことができ、その結合がさらなるアゴナイズされた標的のレベルまたは活性の増加を引き起こすことを知っている。核酸標的に結合するアゴナイジング剤は、その標的のレベルまたは活性を変化させることができる。アゴナイジング剤は、例えば、その修飾、スプライシング、5’キャップ形成もしくは3’末端形成、輸送または翻訳などを増加させることによって、その核酸標的の活性をアゴナイズすることができ、その結果、所望の産物、例えば、mRNAのレベルが増加するか、またはそのような核酸標的によってコードされるポリペプチドなどの下流標的をアゴナイズすることができる。アゴナイジング剤は、一次転写物に結合し、そのスプライシングパターンを変化させて、特定のスプライシングされた形態、例えば、成熟mRNAのレベルもしくは活性を増加させ、それにより、産物、例えば、そのような特定のスプライシングされた形態であるか、もしくはそのような特定のスプライシングされた形態によってコードされるポリペプチドのレベルの増加が達成され得るオリゴヌクレオチドであり得るか、またはそれを含み得る。
アゴニスト療法とは、所望の治療効果を達成するために目的の特定の標的をアゴナイズするアゴニストの投与を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。アゴニスト療法は、単回用量のアゴニストを投与することを伴う。アゴニスト療法は、数回の用量のアゴニストを投与することを伴う。アゴニスト療法は、治療効果を達成することが知られているかまたは予測される投与レジメンに従ってアゴニストを投与することを伴うが、これは、そのような結果が、指定された程度の統計的信頼性まで、例えば、関連する集団への投与によって確立されたためである。アゴニスト療法は、本明細書に記載のアゴナイジング剤の送達を伴う。アゴナイジング剤は、標的のレベル、形態もしくは活性が変化するように、標的、例えば、タンパク質もしくは核酸に結合するタンパク質、例えば、抗体もしくは核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドである結合剤であり得るか、またはそれを含み得る。アゴナイジング剤は結合標的に結合することができ、結合標的を潜在的にアゴナイズすることができ、その結合は、さらなるアゴナイズされた標的のレベルまたは活性の増加を引き起こす。核酸標的に結合するアゴナイジング剤は、その標的のレベルまたは活性を変化させることができる。アゴナイジング剤は、例えば、その修飾、スプライシング、5’キャップ形成もしくは3’末端形成、輸送または翻訳などを増加させることによって、その核酸標的の活性をアゴナイズすることができ、その結果、所望の産物、例えば、mRNAのレベルがもたらされるか、またはそのような核酸標的によってコードされるポリペプチドなどの下流標的をアゴナイズすることができる。アゴナイジング剤は、一次転写物に結合し、そのスプライシングパターンを変化させて、特定のスプライシングされた形態、例えば、成熟mRNAのレベルもしくは活性をもたらし、それにより、産物、例えば、そのような特定のスプライシングされた形態であるか、もしくはそのような特定のスプライシングされた形態によってコードされるポリペプチドのレベルの増加が達成され得るオリゴヌクレオチドであり得るか、またはそれを含み得る。
アンタゴニストとは、その存在、レベル、程度、種類または形態が別の作用物質(すなわち、阻害された作用物質、または標的)のレベルまたは活性の低下と相関する作用物質(すなわち、拮抗剤)、状態または事象を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。アンタゴニストは、小分子、ポリペプチド、核酸、炭水化物、脂質、金属、もしくは関連する阻害活性を示す任意の他の実体を含む任意の化学クラスの作用物質であり得るか、またはそれを含み得る。アンタゴニストは、直接的であり得る(この場合、アンタゴニストは、その標的に直接影響を及ぼす。アンタゴニストは、間接的であり得る(この場合、アンタゴニストは、その標的に結合すること以外によって、例えば、標的の調節因子と相互作用することによって、標的のレベルまたは活性が変化するように、その影響を及ぼす。アンタゴニストは、標的のレベル、形態または活性が変化するように、標的、例えば、タンパク質または核酸に結合するタンパク質、例えば、抗体または核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドである結合剤である。変化したレベル、形態または活性は、標的核酸配列から発現される変化したタンパク質の低下したレベルである。生物医学分野の当業者であれば、拮抗剤が結合標的に結合することができ、潜在的に拮抗することができ、その結合がさらなる拮抗された標的のレベルまたは活性の低下を引き起こすことを知っている。核酸標的に結合する拮抗剤は、その標的のレベルまたは活性を変化させることができる。拮抗剤は、例えば、その修飾、スプライシング、5’キャップ形成もしくは3’末端形成、輸送または翻訳などを減少させることによって、その核酸標的の活性に拮抗することができ、その結果、望ましくない産物、例えば、mRNAのレベルが抑制されるか、またはそのような核酸標的によってコードされるポリペプチドなどの下流標的に拮抗することができる。拮抗剤は、一次転写物に結合し、そのスプライシングパターンを変化させて、特定のスプライシングされた形態、例えば、成熟mRNAのレベルもしくは活性を抑制し、それにより、産物、例えば、そのような特定のスプライシングされた形態であるか、もしくはそのような特定のスプライシングされた形態によってコードされるポリペプチドのレベルの低下が達成され得るオリゴヌクレオチドであり得るか、またはそれを含み得る。
抗体剤とは、特定の抗原に特異的に結合する、例えば、目的のタンパク質、例えば、MuSKタンパク質のエピトープであり得るかまたはそれを含み得る作用物質を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。該用語は、特異的結合を付与するのに十分な免疫グロブリン構造要素を含む任意のポリペプチドまたはポリペプチド複合体を包含する。例示的な抗体剤には、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体が含まれる。抗体剤は、マウス抗体、ウサギ抗体、霊長類抗体またはヒト抗体に特徴的な1つ以上の定常領域配列を含むことができる。抗体剤は、生物医学分野で知られているように、ヒト化された、霊長類化された(primatized)、キメラであるなどの1つ以上の配列要素を含むことができる。抗体剤という用語は、代替的な提示では、抗体の構造的特徴および機能的特徴を利用するための生物医学分野で公知のまたは生物医学分野によって開発された構築物または形式のうちの1つ以上を指し得る。本発明の下で使用される抗体剤は、限定するものではないが、インタクトなIgA抗体、IgG抗体、IgE抗体またはIgM抗体;二重特異性抗体または多重特異性抗体、例えば、Zybodies(登録商標)など;抗体断片、例えば、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)2断片、Fd’断片、Fd断片および単離されたCDRまたはそのセット;一本鎖Fv;ポリペプチド-Fc融合物;単一ドメイン抗体、例えば、IgNARなどのサメ単一ドメイン抗体またはその断片;ラクダ抗体;マスクされた抗体、例えば、Probodies(登録商標);Small Modular ImmunoPharmaceuticals(SMIPs(商標));一本鎖またはタンデムダイアボディ(TandAb(登録商標));VHH;Anticalins(登録商標);Nanobodies(登録商標)ミニボディ;BiTE(登録商標);アンキリンリピートタンパク質またはDARPINs(登録商標);Avimers(登録商標);DARTs;TCR様抗体;、Adnectins(登録商標);Affilins(登録商標);Trans-bodies(登録商標);Affibodies(登録商標);TrimerX(登録商標);MicroProteins;Fynomers(登録商標)、Centyrins(登録商標);ならびにKALBITOR(登録商標)から選択される形式である。抗体は、共有結合修飾、例えば、天然に産生された場合に有するであろう、グリカンの結合を欠き得る。抗体は、共有結合修飾、例えば、グリカン、ペイロード、例えば、検出可能部分、治療用部分、触媒部分など、または他のペンダント基、例えば、ポリエチレングリコールなどの結合を含有することができる。抗体剤は、そのアミノ酸配列が相補性決定領域(CDR)として生物医学分野の当業者によって認識される1つ以上の構造要素を含むポリペプチドであり得るか、またはそれを含み得る。抗体剤は、そのアミノ酸配列が参照抗体に見られるものと実質的に同一の少なくとも1つのCDR、例えば、少なくとも1つの重鎖CDRもしくは少なくとも1つの軽鎖CDRを含むポリペプチドであり得るか、またはそれを含み得る。含まれるCDRは、参照CDRと比較して配列が同一であるか、または1~5個のアミノ酸置換を含有するため、参照CDRと実質的に同一であり得る。含まれるCDRは、参照CDRと少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または少なくとも100%の配列同一性を示すため、参照CDRと実質的に同一であり得る。含まれるCDRは、参照CDRと少なくとも96%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または少なくとも100%の配列同一性を示すため、参照CDRと実質的に同一であり得る。含まれるCDRは、含まれるCDR内の少なくとも1つのアミノ酸が、参照CDRと比較して欠失されているか、付加されているか、または置換されているが、含まれるCDRが、参照CDRのアミノ酸配列と他の点では同一であるアミノ酸配列を有するという点で、参照CDRと実質的に同一であり得る。含まれるCDRは、含まれるCDR内の1~5個のアミノ酸が、参照CDRと比較して欠失されているか、付加されているか、または置換されているが、含まれるCDRが、参照CDRと他の点では同一であるアミノ酸配列を有するという点で、参照CDRと実質的に同一であり得る。含まれるCDRは、含まれるCDR内の少なくとも1つのアミノ酸が、参照CDRと比較して置換されているが、含まれるCDRが、参照CDRのアミノ酸配列と他の点では同一であるアミノ酸配列を有するという点で、参照CDRと実質的に同一であり得る。含まれるCDRは、含まれるCDR内の1~5個のアミノ酸が、参照CDRと比較して欠失されているか、付加されているか、または置換されているが、含まれるCDRが、参照CDRと他の点では同一であるアミノ酸配列を有するという点で、参照CDRと実質的に同一であり得る。抗体剤は、そのアミノ酸配列が免疫グロブリン可変ドメインとして生物医学分野の当業者によって認識される構造要素を含むポリペプチドであるか、またはそれを含む。抗体剤は、免疫グロブリン結合ドメインと相同またはほぼ相同な結合ドメインを有するポリペプチドタンパク質である。
抗体とは、抗原に結合することができる免疫グロブリンドメインを含有する、例えば、目的のタンパク質、例えば、MuSKタンパク質のエピトープであり得るかまたはそれを含み得る免疫グロブリンまたはその誘導体を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。抗体は、任意の種、例えば、ヒト、齧歯類、ウサギ、ヤギ、ニワトリなどのものであり得る。抗体は、ヒトクラス:IgG、IgM、IgA、IgDおよびIgE、またはIgG1、IgG2などのそのサブクラスのいずれかを含む、任意の免疫グロブリンクラスのメンバーであり得る。抗体は、Fab’、F(ab’)2、scFv(一本鎖可変)、もしくは抗原結合部位を保持する他の断片などの断片、または組換え生産された断片を含む、組換え生産されたscFv断片であり得る。例えば、Allen(2002)およびその中の参考文献を参照されたい。抗体は、一価、二価または多価であり得る。抗体は、齧歯類起源の可変ドメインがヒト起源の定常ドメインに融合され、したがって、齧歯類抗体の特異性を保持するキメラ抗体またはヒト化抗体であり得る。ヒト起源のドメインは、最初にヒトにおいて合成されるという意味で、ヒトに直接由来する必要はない。代わりに、ヒトドメインは、そのゲノムがヒト免疫グロブリン遺伝子を組み込んでいる齧歯類において生成され得る。例えば、Vaughan et al.(1998)を参照されたい。抗体は、部分的または完全にヒト化され得る。抗体は、ポリクローナルまたはモノクローナルであり得るが、本発明では、モノクローナル抗体が一般に好ましい。実質的に任意の目的の分子に特異的に結合する抗体を産生する方法は、生物医学分野で公知である。モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体は、抗体を産生する動物の血液もしくは腹水から、例えば、分子もしくはその抗原性断片への自然曝露、もしくは分子もしくはその抗原性断片による免疫化の後に精製され得るか、細胞培養もしくはトランスジェニック生物に対する組換え技術を使用して産生され得るか、または化学合成によって作製され得る。抗体は、例えば、標的抗原に結合することによってアンタゴニストとして作用し、抗原のレベルまたは活性を低下させることができる。抗体は、例えば、標的抗原に結合することによってアゴニストとして作用し、抗原のレベルの増加または活性の増加をもたらすことができる。
アンチセンスとは、そのヌクレオチド配列が、コード鎖核酸に見られる配列の一部または全部に相補的である核酸を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。典型的には、コード鎖核酸は、その配列が、ポリペプチドの一部または全部をコードするオープンリーディングフレーム、または残基の他のストレッチの一部または全部を含むものである。アンチセンスという用語は、コード鎖に(すなわち、そのようなコード鎖内の標的配列に特異的に結合するオリゴヌクレオチドを特に指し得る。コード鎖は、コード配列および非コード配列の両方を含むことができ、例えば、一例を挙げると、イントロン配列およびエクソン配列の両方を含む一次転写物などの転写物であり得る。生物医学分野の当業者であれば、本開示を読むと、その配列の一部または全部がその標的鎖の非コード部分に相補的である場合、オリゴヌクレオチドをアンチセンスオリゴヌクレオチドと考えることができるか、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドと呼ぶことができることを知っている。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的センス鎖内のコード配列に結合する。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的コード鎖内の非コード配列に結合する。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、標的コード鎖内のコード配列および非コード配列の両方に結合する。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、コード鎖、例えば、転写物内のその標的配列に結合すると、転写後プロセシング、例えば、そのようなコード鎖の修飾、スプライシング、5’キャップ形成もしくは3’末端形成、5’キャップ形成もしくは3’末端形成、輸送または翻訳のうちの1つ以上を変化させることを特徴とする。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、その標的コード鎖のスプライシングを変化させることができ、アンチセンスコード鎖複合体は、例えば、RNアーゼHによって分解されるか、または分解され得る。
およそ(Approximately)または約(about)は、数字に言及して使用される場合、いずれかの方向で5%、10%、15%または20%の範囲内に入る数字を含む(特に指示しない限り、または文脈から明らかでない限り、その数字よりも大きいまたは小さい。
結合剤とは、本明細書に記載される目的の標的に結合する任意の実体を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。目的の結合剤は、特定の相互作用の状況では、その標的を他の潜在的な結合パートナーと区別するため、その標的と特異的に結合することができる。結合剤は、任意の化学クラスの実体、例えば、高分子、非高分子、小分子、ポリペプチド、炭水化物、脂質、核酸などであり得るか、またはそれを含み得る。結合剤は、単一の化学的実体である。結合剤は、非共有結合相互作用による条件下で互いに会合した2つ以上の別個の化学的実体の複合体である。生物医学分野の当業者であれば、結合剤が、一般的結合部分、例えば、ビオチン/アビジン/ストレプトアビジンまたはクラス特異的抗体のうちの1つと、特異的結合部分、例えば、一般的結合部分のパートナーに結合した特定の分子標的を有する抗体またはアプタマーとを含み得ることを知っている。そのような手法は、異なる特異的結合部分と同じ一般的結合部分パートナーとの結合を介したいくつかの結合剤のモジュール式組立体を可能にすることができる。結合剤は、例えば、抗体もしくは抗体断片を含むポリペプチドであるか、またはそれを含む。結合剤は、小分子であるか、または小分子を含む。結合剤は、核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドであるか、またはそれを含む。結合剤はアプタマーである。結合剤は高分子である。結合剤は高分子ではない。結合剤は、高分子部分を欠くため、非高分子性である。結合剤は、炭水化物であるか、または炭水化物を含む。結合剤は、レクチンであるか、またはレクチンを含む。結合剤は、ペプチド模倣物であるか、またはペプチド模倣物を含む。結合剤は、スキャフォールドタンパク質であるか、またはスキャフォールドタンパク質を含む。結合剤は、ミメオトープ(mimeotope)であるか、またはミメオトープを含む。結合剤は、ステープルペプチドであり得るか、またはステープルペプチドを含み得る。結合剤は、DNAもしくはRNAなどの核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドであり得るか、またはそれを含み得る。
BMP受容体は、生物医学分野の当業者に知られている。BMP受容体(BMPR)は、10~12個のシステイン残基を有する短い細胞外ドメインと、単一の膜貫通ドメインと、細胞内セリン/トレオニンキナーゼドメインとから構成されるセリン/トレオニンキナーゼ受容体である。Bragdon et al.(2011)BMP受容体は、2つのタイプ、すなわち、BMP受容体1型(BMPR1)およびBMP受容体2型(BMPR2)を有する。Sanchez-Duffhues et al.(2020)を参照されたい。BMP受容体の数は限られている。研究者らは、5つのBMP I型受容体(BRI)、すなわち、ALK1(Acvrl1)、ALK2(ActRI)、ALK3(BRIa)、ALK4(ActRIb)およびALK6(BRIb)と、3つのII型受容体、すなわち、BRII、ActRIIaおよびActRIIbとを同定した。Bragdon et al.(2011)を参照されたい。BMPは、BMP受容体1型と2型との組合せに結合する。BMPは、カノニカルなシグナル伝達経路と非カノニカルなシグナル伝達経路とを有する。カノニカルな経路では、BMPは、BMP受容体と相互作用して、I型およびII型の2つの二量体から構成されるヘテロ四量体複合体を形成することによってシグナル伝達を開始する。Wang et al.(2014)を参照されたい)。この複合体が形成された後、II型受容体は、GSドメイン内のI型受容体をリン酸化する。I型受容体がリン酸化された後、I型受容体は、R-SMADとして知られる下流のSMAD分子をリン酸化することができる。BMPシグナル伝達に関連付けられたR-SMADは、Smad1、Smad5およびSmad8である。Wang et al.(2014)。次いで、これらのSmadはSmad4に結合し、複合体全体が核内に転位置する。Wang et al.(2014)。Smad複合体は、遺伝子調節を活性化または不活性化することができる転写因子として作用するWang et al.(2014)。図1は、BMP結合のプロセスを示す。
骨形成タンパク質(BMP)は、人体を含む、哺乳動物の体内の必須分子として、生物医学分野の当業者に知られている。BMPは、タンパク質の形質転換増殖因子β(TGF-β)スーパーファミリーに属する一群のシグナル伝達分子である。Bragdon et al.(2011)を参照されたい。20を超えるBMPが発見され、これにより、BMPSが形質転換増殖因子β(TGF-β)スーパーファミリーのタンパク質となった。Bragdon et al.(2011)を参照されたい。BMPは、骨発生を補助する分子として最初に同定されたが、BMPは、身体の多くの発生機能に何らかの役割を果たすことが後に示された。Wang et al.(2014)を参照されたい。
特徴的な配列要素とは、高分子、例えば、その高分子の特徴的な部分であるポリペプチドまたは核酸に見られる配列要素を指すために、生物医学分野の当業者によって使用される。特徴的な配列要素の存在は、高分子の特定の活性または特性の存在またはレベルと相関する。特徴的な配列要素の有無により、特定の高分子はそのような高分子の特定のファミリーもしくは群のメンバーとして、またはそのような高分子の特定のファミリーもしくは群のメンバーではないとして定義される。特徴的な配列要素は、少なくとも2つのモノマー、例えば、アミノ酸またはヌクレオチドを典型的に含む。特徴的な配列要素は、隣接して結合したモノマーを含む。特徴的な配列要素は、その長さが、配列要素を共有する高分子にわたって変化し得る1つ以上のスペーサー領域によって離隔された連続モノマーの少なくとも第1および第2のストレッチを含む。
相補的とは、特定の塩基、ヌクレオシド、ヌクレオチドまたは核酸間の正確な対形成能を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。アデニン(A)とウリジン(U)とは相補的であり、アデニン(A)とチミジン(T)とは相補的であり、グアニン(G)とシトシン(C)とは相補的であり、生物医学分野ではワトソン・クリック塩基対形成と呼ばれる。鎖が逆並列配向でアライメントされる場合、第1の核酸配列の特定の位置のヌクレオチドが第2の核酸配列の反対側に位置するヌクレオチドに相補的であれば、ヌクレオチド(nt)は相補的な塩基対を形成し、核酸はその位置で相補的である。第2の核酸に対する第1の核酸の相補性パーセントは、評価ウィンドウにわたって最大相補性についてそれらを逆並列配向でアライメントし、ウィンドウ内で相補的な塩基対を形成する両鎖のntの総数を決定し、ウィンドウ内のヌクレオチドの総数で割り、100を乗じることによって評価され得る。AAAAAAAAとTTTGTTATとは、16ヌクレオチドのうち12ヌクレオチドが相補的な塩基対にあるため、75%相補的である。特定の相補性%を達成するために必要な相補的なntの数を計算する場合、分数を最も近い整数に丸める。非相補的なヌクレオチドによって占められる位置はミスマッチを構成し、すなわち、その位置は非相補的な塩基対によって占められる。評価ウィンドウは、二重部分または対象部分について本明細書に記載される長さを有し得る。相補的な配列は、同じ長さであれば両ヌクレオチド配列の全長にわたって、または異なる長さであれば短い方の配列の全長にわたって、第1のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドと第2のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドとの塩基対形成を含む。そのような配列は、互いに関して完全に相補的である(100%の相補性を有する)。評価ウィンドウにわたって少なくとも70%相補的である核酸は、そのウィンドウにわたって実質的に相補的であると考えられる。相補的な核酸は、評価ウィンドウにわたって少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%相補的であり得る。本明細書に記載される第2の配列に関して第1の配列が実質的に相補的と呼ばれる場合、2つの配列は完全に相補的であり得るか、またはそれらはハイブリダイゼーション時に1つ以上の不一致塩基、例えば、ハイブリダイゼーション時に最大約5%、最大約10%、最大約15%、最大約20%もしくは最大約25%の不一致塩基、例えば、最大30塩基対の二重鎖に対するハイブリダイゼーション時に1、2、3、4、5もしくは6個の不一致塩基を含み得るが、それらの意図する用途に最も関連する条件下でハイブリダイズする能力を保持する。2つのオリゴヌクレオチドがハイブリダイゼーション時に1つ以上の一本鎖オーバーハングを形成する場合、そのようなオーバーハングは、相補性パーセントの決定に関してミスマッチ、または不対のヌクレオチドと見なされない。21ヌクレオチド長の一方のオリゴヌクレオチドと23ヌクレオチド長の他方のオリゴヌクレオチドとを含むdsRNAの二本鎖であって、長い方のオリゴヌクレオチドが、短い方のオリゴヌクレオチドに完全に相補的な、21ヌクレオチドの配列と、2ヌクレオチドオーバーハングとを含む二本鎖は、完全に相補的であると呼ばれ得る。相補的な配列は、ハイブリダイズする能力に関する要件が満たされる限り、1つ以上の非ワトソン・クリック塩基対、または非天然ヌクレオチドおよび他の修飾ヌクレオチドから形成された塩基対を含み得る。そのような非ワトソン・クリック塩基対には、G:U Wobble塩基対形成またはHoogsteen塩基対形成が含まれる。生物医学分野の当業者であれば、グアニン、シトシン、アデニンおよびウラシルが、wobbleルールに従って、そのような塩基を有するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドの塩基対形成特性を実質的に変化させることなく、他の塩基によって置換され得ることを知っている。例えば、Murphy&Ramakrishnan(2004)を参照されたい。イノシンをその塩基として含むヌクレオチドは、アデニン、シトシンまたはウラシルを含有するヌクレオチドと塩基対形成することができる。ウラシル、グアニンまたはアデニンを含有するヌクレオチドは、本明細書に記載の阻害性RNAのヌクレオチド配列では、例えば、イノシンを含有するヌクレオチドによって置換され得る。相補的、完全に相補的、および実質的に相補的という用語は、任意の2つの核酸間の塩基マッチング、例えば、二本鎖核酸またはその一部のセンス鎖とアンチセンス鎖との間の塩基マッチングに関して使用され得る。生物医学分野の当業者であれば、ハイブリダイズという用語が、2つの核酸配列間の相互作用を指し、2つの核酸配列は、同じ核酸分子の一部であり得るか、または相補的部分を含むもしくは相補的部分からなる異なる核酸分子の一部であり得るかもしくはそれを含み得るため、目的の特定の条件下で安定な二重鎖構造、すなわち、分子内二重鎖または分子間二重鎖が形成されることを知っている。
併用療法とは、対象が2つ以上の治療レジメン、例えば、2つ以上の治療剤に同時に曝露される状況を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。2つ以上のレジメンは、同時に投与され得る。そのようなレジメンは連続的に投与され得、例えば、第1のレジメンの全用量が、第2のレジメンの任意の用量の投与前に投与される。そのような作用物質は、重複した投与レジメンで投与される。併用療法の投与は、他の作用物質またはモダリティを併用で投与されている対象への1つ以上の作用物質またはモダリティの投与を伴い得る。明確にするために、併用療法は、個々の作用物質が単一の組成物で一緒に、または必然的に同時に投与されることを必要としないが、2つ以上の作用物質またはその活性部分は、組合せ組成物で一緒に、または組合せ化合物であっても一緒に、例えば、単一の化学的複合体または共有結合性実体の一部として投与され得る。
同等とは、観察された差または類似性に基づいて結論が合理的に引き出され得ることを生物医学分野の当業者が知るように、互いに同一ではない可能性があるが、それらの間の比較を可能にするのに十分に類似している2つ以上の作用物質、実体、状況、条件のセットなどを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。条件、状況、個体または集団の同等のセットは、複数の実質的に同一の特徴と、1つまたは少数の変化する特徴とを特徴とする。生物医学分野の当業者であれば、2つ以上のそのような作用物質、実体、状況、条件のセットなどが同等であると考えられるために、任意の所与の状況ではどのような同一性が必要であるかを状況に応じて知っている。生物医学分野の当業者であれば、状況、個体または集団のセットが、状況、個体もしくは集団の異なるセットの下で、または状況、個体もしくは集団の異なるセットで観察される得られた結果または現象の差が、変化したそれらの特徴の変化によって引き起こされるか、または変化したそれらの特徴の変化を示すという合理的な結論を保証するのに十分な数および種類の実質的に同一の特徴を特徴とする場合、状況、個体または集団のセットが互いに同等であることを知っている。
「含む(comprises)」および「含む(comprising)」は、非排他的な方法で要素、構成要素または工程を指し、参照された要素、構成要素または工程が存在し得るか、使用され得るか、または他の要素、構成要素もしくは工程と組み合わせられ得ることを示す。a、anおよびtheという単数形の用語は、文脈上別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。同様に、またはという包括的な用語は、文脈上別段の指示がない限り、およびという用語を包含すべきである。e.g.という略語は、非限定的な例を意味し、例えば(for example)という用語と同義である。
ドメインとは、実体の部分または一部を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。ドメインは、ドメインがその親実体の残部から物理的に分離されている場合に、特定の構造的特徴または機能的特徴を実質的にまたは完全に保持するように、実体の特定の構造的特徴または機能的特徴に関連付けられる。ドメインは、その(親)実体から分離され、異なる(レシピエント)実体と結合した場合に、親実体ではそれを特徴付けた1つ以上の構造的特徴もしくは機能的特徴をレシピエント実体に実質的に保持もしくは付与する実体の一部であり得るか、またはそれを含み得る。ドメインは、分子、例えば、小分子、炭水化物、脂質、核酸またはポリペプチドの部分または一部である。ドメインは、ポリペプチドの部分、例えば、MuSKタンパク質のIg2ドメインである。ドメインは、特定の構造要素、例えば、特定のアミノ酸配列もしくは配列モチーフ、アルファ-ヘリックス特性、ベータ-シート特性、コイルドコイル特性、ランダムコイル特性など、または特定の機能的特徴、例えば、結合活性、酵素活性、折り畳み活性、シグナル伝達活性などを特徴とし得る。
投与レジメンとは、対象に個別に投与され、期間によって典型的に区切られる一連の単位用量(典型的には複数)を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。所与の治療剤は、1つ以上の用量を伴い得る推奨される投与レジメンを有する。投与レジメンは、それぞれが他の用量から時間的に区切られた複数の用量を含む。個々の用量は、同じ長さの期間によって互いから区切られる。投与レジメンは、複数の用量と、個々の用量を区切る少なくとも2つの異なる期間とを含む。投与レジメン内の全用量は、同じ単位用量量である。投与レジメン内の異なる用量は、異なる量である。投与レジメンは、第1の用量量の第1の用量、続いて、第1の用量量とは異なる第2の用量量の1つ以上の追加用量を含む。投与レジメンは、第1の用量量の第1の用量、続いて、第1の用量量と同じ第2の用量量の1つ以上の追加用量を含む。投与レジメンは、関連する集団にわたって投与された場合、所望のまたは有益な結果と相関し、すなわち、治療的投与レジメンである。
操作された(engineered)とは、人の手によって操作された(manipulated)態様を指す。抗体、抗体試薬、その抗原結合部分、CARまたは二重特異性抗体は、抗体、抗体試薬、その抗原結合部分、CARまたは二重特異性抗体の配列が、自然界に存在する抗体の配列とは異なるように人の手によって操作された(manipulated)場合に操作された(engineered)と考えられる。生物医学分野では、操作された(engineered)ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの子孫およびコピーは、実際の操作(manipulation)が以前の実体に対して行われたとしても、典型的には依然として操作された(engineered)と呼ばれる。
核酸配列の発現とは、これらの事象、すなわち、(1)例えば、転写による、DNA配列からのRNA鋳型の産生、(2)例えば、スプライシング、編集、5’キャップ形成もしくは3’末端形成によるRNA転写物のプロセシング、(3)例えば、核から細胞質へのRNA転写物の輸送、または(4)ポリペプチドもしくはタンパク質へのRNAの翻訳、もしくは(4)ポリペプチドもしくはタンパク質の翻訳後修飾のうちの1つ以上を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。
材料または実体の断片とは、全体の別個の部分を含むが、全体に見られる1つ以上の部分を欠く構造を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。断片は、このような別個の部分からなる。断片は、全体に見られる特徴的な構造要素もしくは部分からなるか、またはそれを含む。高分子断片は、高分子全体に見られるモノマー単位、すなわち、残基を含むか、またはそれからなる。高分子断片は、高分子全体に見られるモノマー単位、すなわち、残基の少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約25%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%もしくはそれ以上を含むか、またはそれからなる。材料全体または実体全体は、断片の親と呼ばれ得る。
遺伝子とは、産物、例えば、RNA産物またはポリペプチド産物をコードする、染色体内のDNA配列を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。遺伝子は、コード配列(すなわち、特定の産物をコードする配列を含む。遺伝子は、非コード配列を含む。遺伝子は、コード配列、すなわち、エクソン配列および非コード配列、すなわち、イントロン配列の両方を含み得る。遺伝子は、遺伝子発現、例えば、細胞型特異的発現、誘導性発現などの1つ以上の態様を制御し得るかまたはそれらに影響を及ぼし得る1つ以上の調節エレメントを含み得る。
遺伝子産物または発現産物とは、遺伝子から転写されたRNA(プレプロセシングまたはポストプロセシング、または遺伝子から転写されたRNAによってコードされたポリペプチド(前修飾または後修飾)を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。遺伝子産物は、RNA転写物の特定のプロセシングされた形態、例えば、特定の編集された形態、特定のスプライス形態、特定のキャップされた形態などであり得るか、またはそれを含み得る。
相同性とは、高分子分子間、例えば、核酸分子間、例えば、DNA分子間もしくはRNA分子間またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。高分子分子は、それらの配列が少なくとも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%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも99%同一である場合、互いに相同であると考えられる。高分子分子は、それらの配列が少なくとも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%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも99%類似している場合、互いに相同であると考えられる。
同一性とは、高分子分子間、例えば、核酸分子間、例えば、DNA分子間もしくはRNA分子間またはポリペプチド分子間の全体的な関連性を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。高分子分子は、それらの配列が少なくとも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%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも99%同一である場合、互いに実質的に同一であると考えられる。2つの核酸配列またはポリペプチド配列の同一性パーセントの計算は、最適な比較目的のために2つの配列をアライメントすることによって行うことができ、例えば、最適なアライメントのために第1および第2の配列の一方または両方にギャップを導入することができ、比較のために非同一配列を無視することができる。比較のためにアライメントされた配列の長さは、参照配列の長さの少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%または実質的に100%であり得る。次いで、対応する位置のヌクレオチドを比較する。第1の配列内の位置が、第2の配列内の対応する位置と同じ残基、例えば、ヌクレオチドまたはアミノ酸によって占められている場合、分子はその位置で同一である。2つの配列間の同一性パーセントは、ギャップの数および各ギャップの長さを考慮して、配列によって共有される同一位置の数の関数であり、これは、2つの配列の最適なアライメントのために導入される必要がある。2つの配列間の配列の比較および同一性パーセントの決定は、数学的アルゴリズムを用いて達成することができる。2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれたMeyersおよびMillerのアルゴリズム(1989)を使用して決定することができる。核酸配列の比較は、PAM120重量残基表、12のギャップ長ペナルティ、および4のギャップペナルティを使用するALIGNプログラムを用いて行うことができる。2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、NWSgapdna.CMP matrixを使用するGCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムを使用して決定することができる。
改善、増加、阻害、低減またはその文法的等価物とは、ベースラインまたは他の参照測定と比較した値を示すことを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。適切な参照測定は、例えば、特定の作用物質もしくは治療の前もしくは後に存在しない他の点では同等の条件下で、もしくは適切な参照作用物質、例えば、陽性対照作用物質もしくは陰性対照作用物質の存在下で、特定の系、例えば、単一の個体、単一の細胞、もしくは細胞集団に対する測定であり得るか、またはそれを含み得る。適切な参照測定は、作用物質もしくは治療の存在下で、特定の様式で応答することが知られているかもしくは予測される同等の系に対する測定であり得るか、またはそれを含み得る。生物医学分野の当業者であれば、改善、増加、低減などが統計的に有意な変化を典型的に指すことを知っている。生物医学分野の当業者であれば、どの程度の変化が関連し得るかを状況から知っている。変化は、倍率変化、すなわち、変化した値が1.1、1.2、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50倍またはそれ以上、例えば、500、1000倍(関連する基準に対して、1の間および1よりも上のあらゆる整数および小数点、例えば、1.5、1.6、1.7、1.8倍などの差を含むであるような変化であり得る。変化はパーセンテージ変化であり得る。したがって、変化した値は、関連する基準に対して、間のあらゆる整数および小数点を含む、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%または100%の増加または減少である。
ヌクレオチド間結合(internucleotidic linkage)とは、オリゴヌクレオチドのヌクレオチド単位間のリン含有結合を指すために生物医学分野の当業者によって使用され、糖間結合(inter-sugar linkage)およびリン原子架橋と交換可能である。ヌクレオチド間結合は、天然に存在するDNA分子およびRNA分子に見られるようなホスホジエステル結合である。ヌクレオチド間結合は、修飾されたヌクレオチド間結合であり、ホスホジエステル結合の各酸素原子は、有機部分または無機部分によって独立して置換されていてもよい。そのような有機部分または無機部分は、限定するものではないが、=S、=Se、=NR’、-SR’、-SeR’、-N(R’)2、B(R’)3、-S-、-Se-、および-N(R’)-から選択され、各R’は、独立して定義および記載される。ヌクレオチド間結合は、ホスホトリエステル結合、ホスホロチオエートジエステル結合または修飾ホスホロチオエートトリエステル結合である。生物医学分野の当業者であれば、ヌクレオチド間結合が、結合内の酸部分または塩基部分の存在に起因して、所与のpHでアニオンまたはカチオンとして存在し得ることを知っている。ヌクレオチド間結合はキラル結合であり得る。
結合したとは、2つ以上の部分に関して使用される場合、結合が形成される条件下、および新しい分子構造が使用される条件下、例えば、生理学的条件下で部分が会合したままであるように、十分に安定な分子構造を形成するために部分が互いに物理的に会合または接続されていることを意味するために、生物医学分野の当業者によって使用される。結合は共有結合であり得る。結合は非共有結合性であり得る。部分は、直接的または間接的に結合し得る。2つの部分が直接結合している場合、それらは互いに共有結合しているか、または2つの部分間の分子間力がそれらの会合を維持するように十分に近接している。2つの部分が間接的に結合している場合、それらは、2つの部分間の会合を維持する第3の部分に共有結合または非共有結合のいずれかでそれぞれ結合している。2つの部分がリンカーまたは結合部分(linking moiety)もしくは結合部分(linking portion)によって結合されていると呼ばれる場合、2つの結合部分間の結合は間接的であり、典型的には、結合部分の各々がリンカーに共有結合している。リンカーは、合理的な期間内に、(条件に応じて保護され得る)部分の安定性と一致する条件下で、合理的な収率をもたらすのに十分な量で、結合される2つの部分と反応する任意の好適な部分であり得る。
長期投与とは、治療剤または治療薬を少なくとも12週間の期間にわたって投与することを意味する。これは、治療剤または治療薬が少なくとも12週間にわたって(over a period of at least 12 weeks)または少なくとも週間の期間にわたって(for a period of at least 12 weeks)有効であるように投与されることを含み、例えば、持続放出組成物または長時間作用型治療剤もしくは長時間作用型治療薬が使用される場合、投与自体が12週間にわたって行われることを必ずしも意味しない。したがって、対象は、少なくとも12週間の期間にわたって治療される。多くの場合、長期投与は、少なくとも4ヶ月、少なくとも5ヶ月、少なくとも6ヶ月、少なくとも7ヶ月、少なくとも8ヶ月、少なくとも9ヶ月もしくはそれ以上、または少なくとも1年、少なくとも2年、少なくとも3年、少なくとも5年、少なくとも7年もしくは少なくとも10年もしくはそれ以上にわたる。
調節物質剤とは、その存在、レベル、程度、種類または形態が別の作用物質、すなわち、調節された作用物質または標的剤のレベルまたは活性の増加、低下または他の変化と相関する作用物質、状態または事象を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。調節物質剤は、小分子、ポリペプチド、核酸、炭水化物、脂質、金属、もしくは関連する活性化活性を示す任意の他の実体を含む任意の化学クラスの作用物質であり得るか、またはそれを含み得る。調節物質剤は、直接的であり得る(この場合、調節物質剤は、その標的に直接影響を及ぼす)。調節物質剤は、間接的であり得る(この場合、調節物質剤は、その標的に結合すること以外によって、例えば、標的の調節因子と相互作用することによって、標的のレベルまたは活性が変化するように、その影響を及ぼす。調節物質は、標的のレベル、形態または活性が変化するように、標的、例えば、タンパク質または核酸に結合するタンパク質、例えば、抗体または核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドである結合剤である。レベル、形態または活性の変化とは、標的核酸配列から発現される変化したmRNA、タンパク質のレベルの増加または低下である。生物医学分野の当業者であれば、調節物質剤が結合標的に結合することができ、結合標的を潜在的に調節することができ、その結合がさらなる調節された標的のレベルまたは活性の増加または低下を引き起こすことを知っている。核酸標的に結合する調節物質剤は、その標的のレベルまたは活性を変化させることができる。調節物質剤は、例えば、その修飾、スプライシング、5’キャップ形成もしくは3’末端形成、輸送または翻訳などを変化させることによって、その核酸標的の活性を調節することができ、その結果、所望の産物、例えば、mRNAのレベルが増加もしくは低下するか、またはそのような核酸標的によってコードされるポリペプチドなどの下流標的を調節することができる。調節物質剤は、一次転写物に結合し、そのスプライシングパターンを変化させて、特定のスプライシングされた形態、例えば、成熟mRNAのレベルもしくは活性を増加もしくは低下させるか、もしくは変化させ、それにより、産物、例えば、そのような特定のスプライシングされた形態であるか、もしくはそのような特定のスプライシングされた形態によってコードされるポリペプチドのレベルの増加もしくは低下が達成され得るオリゴヌクレオチドであり得るか、またはそれを含み得る。
調節物質療法とは、所望の治療効果を達成するために目的の特定の標的を調節する調節物質剤の投与を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。調節物質療法は、単回用量の調節物質を投与することを伴う。調節物質療法は、複数回用量の調節物質を投与することを伴う。調節物質療法は、治療効果を達成することが知られているかまたは予測される投与レジメンに従って調節物質を投与することを伴うが、これは、そのような結果が、指定された程度の統計的信頼性まで、例えば、関連する集団への投与によって確立されたためである。調節物質療法は、本明細書に記載の調節物質剤の送達を伴う。調節物質剤は、標的のレベル、形態もしくは活性が変化するように、標的、例えば、タンパク質もしくは核酸に結合するタンパク質、例えば、抗体もしくは核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチドである結合剤であり得るか、またはそれを含み得る。調節物質剤は結合標的に結合することができ、結合標的を潜在的に調節することができ、その結合は、さらなる調節物質標的のレベルまたは活性の増加または低下を引き起こす。核酸標的に結合する調節物質剤は、その標的のレベルまたは活性を変化させることができる。調節物質剤は、例えば、その修飾、スプライシング、5’キャップ形成もしくは3’末端形成、輸送または翻訳などを増加または低下させることによって、その核酸標的の活性を調節することができ、その結果、何らかのレベルの所望の産物、例えば、mRNAが生成されるか、またはそのような核酸標的によってコードされるポリペプチドなどの下流標的を調節することができる。調節物質剤は、一次転写物に結合し、そのスプライシングパターンを変化させて、特定のスプライシングされた形態、例えば、成熟mRNAのレベルもしくは活性をもたらし、それにより、産物、例えば、そのような特定のスプライシングされた形態であるか、もしくはそのような特定のスプライシングされた形態によってコードされるポリペプチドのレベルの増加もしくは低下が達成され得るオリゴヌクレオチドであり得るか、またはそれを含み得る。
部分とは、特定の構造または活性を有する定義された化学基または実体を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。
MuSKは、3つのIgおよび1つのCRD/Fzドメインならびに細胞内チロシンドメイン(TK)から細胞外に構成される受容体チロシンキナーゼとして生物医学分野の当業者に知られている。MuSKの最もよく理解されている機能は、Ig1ドメインへのアグリン-LRP4の結合がMuSK TK活性およびシナプス分化を誘発する神経筋接合部(NMJ)にある(Kim et al.,2008;Zhang et al.,2008a)。MuSKはまた、BMPならびにその受容体ALK3および6に結合し、BMPシグナル伝達をアップレギュレートし、筋原性細胞内で転写応答の組成を形作るBMP共受容体である。Yilmaz et al.(2016)を参照されたい。このBMPシグナル伝達経路は、MuSK TK活性を調節することも、必要とすることも、アグリン-LRP4によって活性化されることもない。MuSK Ig3ドメインは、高親和性BMP結合に必要であるが、アグリン-LRP4 TK活性化にとっては重要ではない。Ig3ドメインは、脳内を含め、内因的に選択的にスプライシングされる。Garcia-Osta et al.,2006;Hesser et al.,1999を参照されたい。BMPシグナル伝達はNSCの静止状態を誘導し、新生ニューロンの統合を阻害することができるため、MuSK-BMPシグナル伝達を減少させることによってBMP駆動を抑制することにより、神経発生を増加させることができる。
MuSK-BMP経路は、生物医学分野の当業者に知られている。脳は、生涯を通じてニューロンおよびグリア細胞を生成する神経幹細胞(NSC)を有する。Moreno-Jimenez et al.(2019);Steiner et al.(2019)。BMPは、少なくとも2つの重要な神経幹細胞決定点、すなわち、(1)増殖する幹細胞が細胞周期を出て、新鮮な幹細胞を供給することができる予備プールを補充するために戻る静止状態、および(2)成熟子孫への分化を調節する。Mira et al.(2010)を参照されたい。神経幹細胞内のBMP経路を操作することは、成体脳内で神経発生を調節するための魅力的な標的である。
ナノ粒子とは、1000ナノメートル(nm)未満の直径を有する粒子を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。ナノ粒子は、米国科学財団によって定義されるように、300nm未満の直径を有する。ナノ粒子は、米国国立衛生研究所によって定義されるように、100nm未満の直径を有する。ナノ粒子は、例えば、管腔を画定するために空間または区画を取り囲み、密閉する両親媒性実体から典型的に構成されるミセル膜によってバルク溶液から分離された密閉区画を含むため、ミセルである。ミセル膜は、少なくとも1つの高分子、例えば、生体適合性高分子または生分解性高分子を含む。
核酸とは、その最も広い意味で、オリゴヌクレオチド鎖に組み込まれるかまたは組み込まれ得る任意の化合物または物質を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。核酸は、ホスホジエステル結合を介してオリゴヌクレオチド鎖に組み込まれるかまたは組み込まれ得る化合物または物質である。核酸とは、個々の核酸残基、例えば、ヌクレオチドまたはヌクレオシドを指し得る。核酸とは、個々の核酸残基を含むオリゴヌクレオチド鎖を指し得る。核酸は、RNAであるか、またはRNAを含む。核酸は、DNAであるか、またはDNAを含む。核酸は、1つ以上の天然の核酸残基であるか、1つ以上の天然の核酸残基を含むか、または1つ以上の天然の核酸残基からなる。核酸は、1つ以上の核酸類似体であるか、1つ以上の核酸類似体を含むか、または1つ以上の核酸類似体からなる。核酸類似体は、ホスホジエステル骨格を利用しないため、核酸とは異なる。核酸は、生物医学分野で公知であり、骨格にホスホジエステル結合の代わりにペプチド結合を有し、本発明の範囲内であると考えられる1つ以上のペプチド核酸であるか、それを含むか、またはそれからなる。核酸は、ホスホジエステル結合ではなく、1つ以上のホスホロチオエート結合または5’-N-ホスホラミダイト結合を有することができる。核酸は、1つ以上の天然ヌクレオシド、例えば、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチジン、ウリジン、デオキシアデノシン、デオキシチミジン、デオキシグアノシンおよびデオキシシチジンであるか、それを含むか、またはそれからなる。核酸は、1つ以上のヌクレオシド類似体、例えば、2-アミノアデノシン、2-チオチミジン、イノシン、ピロロ-ピリミジン、3メチルアデノシン、5-メチルシチジン、C5プロピニル-シチジン、C5プロピニル-ウリジン、2アミノアデノシン、C5-ブロモウリジン、C5-フルオロウリジン、C5-ヨードウリジン、C5-プロピニル-ウリジン、C5プロピニル-シチジン、C5-メチルシチジン、2-アミノアデノシン、7-デアザアデノシン、7デアザグアノシン、8-オキソアデノシン、8-オキソグアノシン、(6)-メチルグアニン、2-チオシチジン、メチル化塩基、介在塩基(intercalated base)およびそれらの組合せであるか、それを含むか、またはそれからなる。核酸は、天然核酸内のそれと比較して、1つ以上の修飾糖、例えば、2’-フルオロリボース、リボース、2’デオキシリボース、アラビノースおよびヘキソースを含む。核酸は、RNAまたはタンパク質などの機能的遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を有する。核酸は、1つ以上のイントロンを含む。核酸は、天然源からの単離、(インビボまたはインビトロでの)相補的鋳型に基づく重合による酵素的合成、組換え細胞または組換え系での再生、および化学合成のうちの1つ以上によって調製される。核酸は、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9、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、少なくとも50、少なくとも55、少なくとも60、少なくとも65、少なくとも70、少なくとも75、少なくとも80、少なくとも85、少なくとも90、少なくとも95、少なくとも100、少なくとも1 10、少なくとも120、少なくとも130、少なくとも140、少なくとも150、少なくとも160、少なくとも170、少なくとも180、少なくとも190、少なくとも20、少なくとも225、少なくとも250、少なくとも275、少なくとも300、少なくとも325、少なくとも350、少なくとも375、少なくとも400、少なくとも425、少なくとも450、少なくとも475、少なくとも500、少なくとも600、少なくとも700、少なくとも800、少なくとも900、少なくとも1000、少なくとも1500、少なくとも2000、少なくとも2500、少なくとも3000、少なくとも3500、少なくとも4000、少なくとも4500、少なくとも5000またはそれ以上の残基長である。核酸は、部分的または全体的に一本鎖である。核酸は、部分的または全体的に二本鎖である。核酸は、ポリペプチドをコードする少なくとも1つの要素を含むヌクレオチド配列を有することができるか、またはポリペプチドをコードする配列の相補体である。核酸は、酵素活性を有する。
プロドラッグとは、生物に投与された際に体内で代謝されて、目的の活性な、例えば、治療剤または診断剤を送達する実体を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。典型的には、そのような代謝は、活性剤が形成されるように少なくとも1つのプロドラッグ部分の除去を伴う。生物医学分野の当業者には様々な形態のプロドラッグが知られている。本明細書に記載される他の化合物と同様に、プロドラッグは、様々な形態、例えば、結晶形態、塩形態などのいずれかで提供され得る。プロドラッグは、その薬学的に許容される塩として提供される。
作動可能に連結されているとは、記載された成分が意図された様式で機能することを可能にする関係にある並置を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。機能要素に作動可能に連結された制御要素は、制御要素と適合する条件下で機能要素の発現または活性が達成されるように関連付けられる。作動可能に連結された制御要素、例えば、プロモーター、エンハンサーなどは、目的のコード要素と連続している、例えば、共有結合している。制御要素は、目的のコード機能要素とともにトランスまたはシスで作用する。
または、は、文脈が該用語の選言的意味を明確に示さない限り、該用語の包括的意味を有するものとする
患者とは、提供される組成物、例えば、ASOなどのアゴナイジング剤が、例えば、実験目的、診断目的、予防目的、美容目的もしくは治療目的で投与されるかまたは投与され得る任意の生物を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。典型的な患者には、動物、例えば、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類またはヒトなどの哺乳動物が含まれる。患者はヒトである。患者は、1つ以上の障害もしくは病態に罹患しているか、またはそれらに罹患しやすい。患者は、障害または病態の1つ以上の症状を示す。患者は、1つ以上の障害または病態と診断された。障害または病態は、アルツハイマー病(AD)、または神経変性を特徴とする他の疾患である。患者は、疾患、障害もしくは病態を診断もしくは治療するために特定の治療を受けているか、または受けたことがある。
患者とは、提供される組成物、例えば、ASOなどのアゴナイジング剤が、例えば、実験目的、診断目的、予防目的、美容目的もしくは治療目的で投与されるかまたは投与され得る任意の生物を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。典型的な患者には、動物、例えば、マウス、ラット、ウサギ、非ヒト霊長類またはヒトなどの哺乳動物が含まれる。患者はヒトである。患者は、1つ以上の障害もしくは病態に罹患しているか、またはそれらに罹患しやすい。患者は、障害または病態の1つ以上の症状を示す。患者は、1つ以上の障害または病態と診断された。障害または病態は、アルツハイマー病(AD)、または神経変性を特徴とする他の疾患である。患者は、疾患、障害もしくは病態を診断もしくは治療するために特定の治療を受けているか、または受けたことがある。
医薬組成物とは、1つ以上の薬学的に許容される担体とともに製剤化された活性剤、例えば、アゴナイジング剤を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。活性剤は、関連する集団に投与された場合に所定の治療効果を達成する統計学的に有意な確率を示す治療レジメンでの投与に適切な単位用量量で存在する。医薬組成物は、経口投与に適合したもの、水薬、水性または非水性の溶液または懸濁液、錠剤、例えば、頬側、舌下および全身吸収を標的とするもの、ボーラス、粉末、顆粒、舌に塗布するためのペーストを含む固体形態または液体形態で投与するために特別に製剤化され得る。例えば、滅菌溶液もしくは滅菌懸濁液としての皮下、筋肉内、静脈内、腹腔内、髄腔内、静脈内、脳室内もしくは硬膜外注射、もしくは持続放出製剤;皮膚、肺もしくは口腔に適用されるクリーム、軟膏もしくは制御放出パッチもしくはスプレーとしての局所適用;例えば、ペッサリー、クリームもしくはフォームとして膣内もしくは直腸内に;舌下に;眼に;経皮的に;または経鼻的に、肺、および他の粘膜表面に、による非経口投与。
薬学的に許容されるとは、妥当な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、刺激、アレルギー反応または他の問題もしくは合併症を伴わずヒトおよび動物の組織との接触に適しており、合理的な利益/リスク比に見合った化合物、材料、組成物または剤形を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。
薬学的に許容される担体とは、1つの器官、または身体の一部から別の器官、または身体の一部への化合物の運搬または輸送に関与する、液体または固体の充填剤、希釈剤、賦形剤または溶媒カプセル化材料などの薬学的に許容される材料、組成物またはビヒクルを意味するために生物医学分野の当業者によって使用される。各担体は、製剤の他の成分と適合性であり、患者に有害ではないという意味で許容されなければならない。薬学的に許容される担体には、糖、例えば、ラクトース、グルコースおよびスクロース;デンプン、例えば、トウモロコシデンプンおよびジャガイモデンプン;セルロースおよびその誘導体、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよび酢酸セルロース;トラガカント粉末;麦芽;ゼラチン;タルク;賦形剤、例えば、カカオバターおよび坐剤ワックス;油、例えば、落花生油、綿実油、ベニバナ油、ゴマ油、オリーブ油、コーン油および大豆油;グリコール、例えば、プロピレングリコール;ポリオール、例えば、グリセリン、ソルビトール、マンニトールおよびポリエチレングリコール;エステル、例えば、オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチル;寒天;緩衝剤、例えば、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウム;アルギン酸;パイロジェンフリー水;等張食塩水;リンガー液;エチルアルコール;pH緩衝液;ポリエステル、ポリカーボネートまたはポリ無水物;ならびに医薬製剤に使用される他の非毒性適合性物質が含まれる。
薬学的に許容される塩とは、薬学的状況で使用するのに適したそのような化合物の塩、すなわち、妥当な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、刺激、アレルギー反応などを伴わずヒトおよび下等動物の組織との接触に適しており、合理的な利益/リスク比に見合った塩を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。薬学的に許容される塩は、生物医学分野で周知である。Berge et al.(1977)は、薬学的に許容される塩を詳細に記載している。薬学的に許容される塩には、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸および過塩素酸などの無機酸と、もしくは酢酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸もしくはマロン酸などの有機酸と、または生物医学分野で使用される他の方法、例えば、イオン交換を使用することによって形成される、アミノ基の塩である非毒性の酸付加塩が含まれる。薬学的に許容される塩には、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、樟脳酸塩、樟脳スルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、グルコン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヨウ化水素酸塩、2-ヒドロキシ-エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、2-ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩(pectinate)、過硫酸塩、3-フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩などが含まれる。提供される化合物は、1つ以上の酸性基、例えば、オリゴヌクレオチドを含み、薬学的に許容される塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニウム、例えば、N(R)3のアンモニウム塩であり、式中、各Rは、独立して定義され、本開示の塩に記載される。代表的なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩には、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどが含まれる。薬学的に許容される塩はナトリウム塩である。薬学的に許容される塩はカリウム塩である。薬学的に許容される塩は、カルシウム塩である。薬学的に許容される塩には、適切な場合、非毒性アンモニウム、第四級アンモニウム、ならびにハロゲン化物、水酸化物、カルボキシレート、スルフェート、ホスフェート、ニトレート、1~6個の炭素原子を有するアルキル、スルホネートおよびアリールスルホネートなどの対イオンを使用して形成されるアミンカチオンが含まれる。提供される化合物は、複数の酸基を含む。オリゴヌクレオチドは、例えば、天然のホスフェート結合、または修飾されたヌクレオチド間結合では、2つ以上の酸性基を含むことができる。そのような化合物の薬学的に許容される塩または一般に塩は、同じであっても異なっていてもよい2つ以上のカチオンを含む。薬学的に許容される塩(または一般に塩)では、例えば、酸性基内に約11以下、約10以下、約9以下、約8以下、約7以下、約6以下、約5以下、約4以下、約3以下または約2以下;約7以下;約6以下;約5以下;約4以下;約3以下のpKaを有する水溶液では、あらゆるイオン化可能な水素がカチオンによって置換されている。各ヌクレオチド間結合、例えば、ホスフェート基は、その塩形態で、例えば、ナトリウム塩の場合、-O-P(O)(ONa)-O-)で独立して存在する。薬学的に許容される塩は、オリゴヌクレオチドのナトリウム塩である。薬学的に許容される塩は、オリゴヌクレオチドのナトリウム塩であり、ここで、各酸性ホスフェート基および修飾ホスフェート基は、塩形態(いずれもナトリウム塩)として存在する。
本明細書でタンパク質という用語と区別なく使用されるポリペプチドとは、少なくとも3つのアミノ酸残基の高分子を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。ポリペプチドは、1つ以上またはあらゆる天然アミノ酸を含む。ポリペプチドは、1つ以上またはあらゆる非天然アミノ酸を含む。ポリペプチドは、1つ以上またはあらゆるD-アミノ酸を含む。ポリペプチドは、1つ以上またはあらゆるL-アミノ酸を含む。ポリペプチドは、ポリペプチドのN末端、ポリペプチドのC末端またはそれらの任意の組合せに、例えば、1つ以上のアミノ酸側鎖を修飾するかまたは1つ以上のアミノ酸側鎖に結合した1つ以上のペンダント基または他の修飾を含む。ポリペプチドは、アセチル化、アミド化、アミノエチル化、ビオチン化、カルバミル化、カルボニル化、シトルリン化、脱アミド化、脱イミノ化、エリミニル化(eliminylation)、グリコシル化、脂質化(lipidation)、メチル化、ペグ化、リン酸化、SUMO化またはそれらの組合せなどの1つ以上の修飾を含む。ポリペプチドは、1つ以上の分子内ジスルフィド結合または分子間ジスルフィド結合に関与することができる。ポリペプチドは、環状であり得るか、または環状部分を含み得る。ポリペプチドは、環状でないか、または環状部分を含まない。ポリペプチドは直鎖である。ポリペプチドは、ステープルポリペプチドを含むことができる。ポリペプチドは、例えば、抗体では、1つ以上の他のポリペプチドとの非共有結合または共有結合による非共有結合複合体形成に関与する。ポリペプチドは、天然に存在するアミノ酸配列を有する。ポリペプチドは、天然には存在しないアミノ酸配列を有する。ポリペプチドは、人の手の作用によって設計または産生されるため、操作されたアミノ酸配列を有する。ポリペプチドという用語は、参照ポリペプチド、活性または構造の名称に付加され得、関連する活性または構造を共有するポリペプチドを指し得、したがって、同じクラスまたはポリペプチドのファミリーのメンバーと考えられ得る。そのような各クラスについて、本明細書は、そのアミノ酸配列もしくは機能が公知であるクラス内の例示的なポリペプチドを提供するか、または生物医学分野の当業者であれば、そのアミノ酸配列もしくは機能が公知であるクラス内の例示的なポリペプチドを知っている。そのような例示的なポリペプチドは、ポリペプチドのクラスまたはファミリーに関する参照ポリペプチドである。ポリペプチドのクラスまたはファミリーのメンバーは、クラスの参照ポリペプチドまたはクラス内のあらゆるポリペプチドと、場合により同等のレベルで、または指定された範囲内で、顕著な配列相同性もしくは配列同一性を示すか、共通の配列モチーフ、例えば、特徴的な配列要素を共有するか、または共通の活性を共有する。メンバーポリペプチドは、少なくとも約30~40%である、参照ポリペプチドとの全体的な配列相同性または配列同一性を示し、多くの場合、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%もしくはそれ以上を超えるか、または少なくとも1つの領域、例えば、多くの場合、90%もしくはさらには95%、96%、97%、98%もしくは99%を超える高い配列同一性を示す特徴的な配列要素を含むことができる保存された領域を含む。そのような保存された領域は、少なくとも3~4つ、多くの場合、最大20またはそれ以上のアミノ酸を通常包含する。保存された領域は、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9、少なくとも10、少なくとも11、少なくとも12、少なくとも13、少なくとも14、少なくとも15またはそれ以上の連続したアミノ酸の少なくとも1つのストレッチを包含する。有用なポリペプチドは、親ポリペプチドの断片を含むことができる。有用なポリペプチドは、複数の断片を含むことができ、その各々は、目的のポリペプチドに見られるものとは異なる、互いに対する空間配置で同じ親ポリペプチドに見られ、例えば、親では直接結合されている断片は、目的のポリペプチドでは空間的に分離されていてもよいか、もしくは逆もまた同様であり得るか、または断片は、親とは異なる順序で目的のポリペプチドに存在していてもよく、したがって、目的のポリペプチドはその親ポリペプチドの誘導体である。
疾患、障害または病態の発生に関連して使用される場合、予防する(prevent)または予防(prevention)とは、疾患、障害もしくは病態を発症するリスクを低下させること、または疾患、障害もしくは病態の1つ以上の特徴もしくは症状の発症を遅延させることを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。疾患、障害または病態の発症が所定の期間にわたって遅延した場合、予防は完全であると考えることができる。
組換えとは、組換え手段によって設計、操作、調製、発現、作成、製造または単離されたポリペプチド、例えば、宿主細胞にトランスフェクトされた組換え発現ベクターを使用して発現されたポリペプチド;組換えコンビナトリアルヒトポリペプチドライブラリーから単離されたポリペプチド;トランスジェニックであるか、もしくはポリペプチドもしくはその1つ以上の成分、部分、要素もしくはドメインをコードするもしくはその発現を導く単数もしくは複数の遺伝子もしくは遺伝子成分を発現するように他の方法で操作された動物、例えば、マウス、ウサギ、ヒツジ、魚などから単離されたポリペプチド;または選択された核酸配列要素を互いにスプライシングもしくはライゲーションすること、選択された配列要素を化学的に合成すること、もしくはポリペプチドもしくはその1つ以上の成分、部分、要素もしくはドメインの発現をコードするかもしくは導く核酸を他の方法で生成することを伴う任意の他の手段によって調製、発現、作成もしくは単離されたポリペプチドを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。そのような選択された配列要素のうちの1つ以上は、天然に見出される。そのような選択された配列要素のうちの1つ以上は、インシリコで設計される。1つ以上のそのような選択された配列要素は、例えば、公知の配列要素のインビボまたはインビトロでの変異誘発から、例えば、目的の起源生物、例えば、ヒト、マウスなどの生殖系列における天然または合成の供給物から生じる。
小分子とは、低分子量の有機化合物または無機化合物を意味するために生物医学分野の当業者によって使用される。小分子は、約5キロダルトン(kDa)未満のサイズである。小分子は、約4kDa未満、3kDa未満、約2kDa未満または約1kDa未満である。小分子は、約800ダルトン(Da)未満、約600Da未満、約500Da未満、約400Da未満、約300Da未満、約200Da未満または約100Da未満である。小分子は、約2000g/mol未満、約1500g/mol未満、約1000g/mol未満、約800g/mol未満または約500g/mol未満である。小分子は高分子ではない。小分子は、高分子部分を含まない。小分子は、タンパク質もしくはポリペプチドではないか、またはタンパク質もしくはポリペプチドを含まず、例えば、オリゴペプチドまたはペプチドではない。小分子は、ポリヌクレオチドではないか、またはポリヌクレオチドを含まず、例えば、オリゴヌクレオチドではない。小分子は、多糖ではないか、または多糖を含まない。小分子は、糖タンパク質、プロテオグリカン、糖脂質などではない。小分子は脂質ではない。小分子は、調節剤であり、例えば、阻害剤または活性化剤である。小分子は生物学的に活性である。小分子は、検出可能であり、例えば、少なくとも1つの検出可能部分を含む。小分子は治療剤である。生物医学分野の当業者であれば、本明細書に記載される小分子化合物が、結晶形態、塩形態、保護形態、プロドラッグ形態、エステル形態、異性体形態、例えば、光学異性体または構造異性体、同位体形態などの様々な形態のいずれかで提供または使用され得ることを知っている。生物医学分野の当業者であれば、いくつかの小分子化合物が、1つ以上の立体異性体形態で存在し得る構造を有することを知っている。そのような小分子は、個々のエナンチオマー、ジアステレオマーもしくは幾何異性体の形態で本開示の下で使用され得るか、または立体異性体の混合物の形態であり得る。そのような小分子は、ラセミ混合物形態で本開示の下で使用され得る。生物医学分野の当業者であれば、いくつかの小分子化合物が、1つ以上の互変異性形態で存在し得る構造を有することを知っている。そのような小分子は、本開示の下で、個々の互変異性体の形態で、または互変異性形態間で相互変換する形態で使用され得る。生物医学分野の当業者であれば、いくつかの小分子化合物が、同位体置換を可能にする構造を有することを知っている。そのような小分子は、1つ以上の同位体的に修飾された形態またはそれらの混合物で本開示に従って使用され得る。特定の小分子化合物への言及は、その化合物の特定の形態に関連し得る。特定の小分子化合物は、化合物に応じて、塩形態、例えば、酸付加塩形態または塩基付加塩形態で提供または使用され得る。塩形態は、薬学的に許容される塩形態であり得る。小分子化合物が存在するかまたは天然に見出される場合、その化合物は、それが存在するかまたは天然に見出される形態とは異なる形態で本明細書の下で提供または使用され得る。生物医学分野の当業者であれば、場合により、目的の参照調製物、例えば、生物源または環境源などの目的の供給源からの一次試料中に存在する化合物または形態の化合物量の別の形態を含む、調製物の別の成分に関する絶対量または相対量とは異なる、化合物の絶対量もしくは相対量またはその特定の形態の絶対量もしくは相対量を含有する特定の小分子化合物を調製することは、参照調製物または参照供給源に存在する化合物とは異なることを知っている。小分子化合物の単一の立体異性体の調製は、化合物のラセミ混合物とは異なる形態の化合物と考えることができる。小分子化合物の特定の塩は、化合物の別の塩形態とは異なる形態と考えることができる。二重結合の一方の配座異性体((Z)または(E))を含有する化合物の形態のみを含有する調製物は、二重結合の他方の配座異性体((E)または(Z))を含有する化合物の形態とは異なる形態の化合物と考えることができる。1つ以上の原子が参照調製物中に存在するものとは異なる同位体である調製物は、異なる形態などと考えることができる。
特異的結合とは、結合が生じる環境に存在し得る結合パートナーを識別する能力を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。他の潜在的な標的が存在する場合に1つの特定の標的と相互作用する結合剤は、標的、例えば、それが相互作用する目的の標的タンパク質/遺伝子上の標的アミノ酸配列または標的核酸配列に特異的に結合すると言われる。特異的結合は、結合剤とそのパートナーとの間の会合を検出または決定することによって評価される。特異的結合は、結合剤-パートナー複合体の解離を検出または決定することによって評価される。特異的結合は、そのパートナーと別の実体との間で代替的な相互作用を競合する結合剤の能力を検出または決定することによって評価される。特異的結合は、様々な濃度にわたってそのような検出または決定を行うことによって評価される。
特異性とは、特定のリガンドがその結合パートナーを他の潜在的な結合パートナーと区別する能力の尺度を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。
対象とは、生物、典型的には哺乳動物、例えば、出生前のヒト形態も含むヒトを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。対象は、関連する疾患、障害または病態、例えば、アルツハイマー病(AD)、または神経変性を特徴とする他の疾患に罹患している。対象は、疾患、障害または病態に罹患しやすい。対象は、疾患、障害または病態の1つ以上の症状または特徴を示す。対象は、疾患、障害または病態の症状または特徴を示す必要はない。対象は、疾患、障害もしくは病態に対する易罹患性、または疾患、障害もしくは病態のリスクに特徴的な1つ以上の特徴を有する人であり得る。対象は患者であり得る。
実質的にとは、目的の特徴または特性の全体的またはほぼ全体的な規模または程度を示す定性的状態を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。生物学分野の当業者であれば、生物学的現象および化学的現象が、完了するか、または完全まで進むか、または絶対的な結果を達成もしくは回避することはほとんどないことを知っている。したがって、実質的にという用語は、本明細書では、多くの生物学的現象および化学的現象に固有の完全性の潜在的な欠如を捕捉するために使用される。
実質的な同一性とは、アミノ酸配列または核酸配列間の比較を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。2つの配列は、対応する位置に同一の残基を含有する場合、生物医学では実質的に同一であると一般に考えられる。当技術分野で周知のように、アミノ酸配列または核酸配列は、ヌクレオチド配列についてはBLASTN、ならびにアミノ酸配列についてはBLASTP、gapped BLASTおよびPSI-BLASTなどの市販のコンピュータプログラムで利用可能なものを含む様々なアルゴリズムのいずれかを使用して比較され得る。例示的なそのようなプログラムは、Altschul et al.,Basic local alignment search tool,J.Mol.Biol.,215(3):403-410,1990;Altschul et al.,Methods in Enzymology;Altschul et al.,Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997;Baxevanis et al.,Bioinformatics:A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins,Wiley,1998;およびMisener,et al.(eds.),Bioinformatics Methods and Protocols(Methods in Molecular Biology,Vol.132),Humana Press,1999に記載されている。同一の配列を同定することに加えて、これらのプログラムは、同一性を示す。対応する残基の少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%またはそれ以上が残基の関連するストレッチにわたって同一である場合、2つの配列は実質的に同一であると考えられる。関連するストレッチは完全な配列である。関連するストレッチは、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、少なくとも50、少なくとも55、少なくとも60、少なくとも65、少なくとも70、少なくとも75、少なくとも80、少なくとも85、少なくとも90、少なくとも95、少なくとも100、少なくとも125、少なくとも150、少なくとも175、少なくとも200、少なくとも225、少なくとも250、少なくとも275、少なくとも300、少なくとも325、少なくとも350、少なくとも375、少なくとも400、少なくとも425、少なくとも450、少なくとも475、少なくとも500またはそれ以上の残基である。
に罹患しているとは、疾患、障害または病態、例えば、アルツハイマー病(AD)、または神経変性を特徴とする他の疾患を有する個体が、疾患、障害もしくは病態の1つ以上の症状と診断されたかまたはそれを示すことを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。
に罹患しやすいとは、疾患、障害または病態、例えば、アルツハイマー病(AD)、または神経変性を特徴とする他の疾患に罹患しやすい個体が、一般の人々よりもその疾患、障害または病態を発症するリスクが高い個体であるであることを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。疾患、障害または病態に罹患しやすい個体は、その疾患、障害または病態と診断されていない可能性がある。疾患、障害または病態に罹患しやすい個体は、その疾患、障害または病態の症状を示し得る。疾患、障害または病態に罹患しやすい個体は、その疾患、障害または病態の症状を示さない可能性がある。疾患、障害または病態に罹患しやすい個体は、その疾患、障害または病態を発症するであろう。疾患、障害または病態に罹患しやすい個体は、その疾患、障害または病態を発症しないであろう。
症状が低減されるとは、特定の疾患、障害または病態、例えば、アルツハイマー病(AD)、または神経変性を特徴とする他の疾患の1つ以上の症状の大きさ、例えば、強度、重症度など、または頻度が低減される場合を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。明確にするために、特定の症状の発症の遅延は、その症状の頻度を低減する1つの形態と考えられる。
標的遺伝子とは、例えば、スプライス活性を改変することによって、例えば、エクソンスキッピングを誘導することによって発現が調節される遺伝子を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。標的部分または標的領域という用語は、標的遺伝子のヌクレオチド配列の連続部分を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。標的部分または標的領域は、標的遺伝子配列内の1つ以上のエクソンである。標的部分は、約8~36ヌクレオチド長、例えば、約10~20または約15~30ヌクレオチド長であり得る。標的部分の長さは、前述の範囲内の特定の値または部分範囲を有することができる。標的部分は、約15~29、約15~28、約15 27、約15~26、約15~25、約15~24、約15~23、約15~22、約15~21、約15~20、約15~19、約15~18、約15~17、約18~30、約18~29、約18 28、約18~27、約18~26、約18~25、約18~24、約18~23、約18~22、約18~21、約18~20、約19~30、約19~29、約19~28、約19~27、約19 26、約19~25、約19~24、約19~23、約19~22、約19~21、約19~20、約20~30、約20~29、約20~28、約20~27、約20~26、約20~25、約20 24、約20~23、約20~22、約20~21、約21~30、約21~29、約21~28、約21~27、約21~26、約21~25、約21~24、約21~23または約21~22ヌクレオチド長であり得る。
治療剤とは、対象に投与された場合に治療効果を有するかまたは所望の生物学的効果もしくは薬理学的効果を誘発する任意の作用物質を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。治療剤は、疾患、障害もしくは病態の1つ以上の症状もしくは特徴、例えば、アルツハイマー病(AD)もしくは神経変性を特徴とする他の疾患の1つ以上の症状もしくは特徴を緩和し得るか、改善し得るか、軽減し得るか、阻害し得るか、予防し得るか、その発症を遅延させ得るか、その重症度を低下させ得るか、またはその発生率を低下させ得る任意の物質である。
治療有効量とは、治療的投与レジメンの一部として投与された場合に所望の生物学的応答を誘発する物質、例えば、治療剤、組成物または製剤の量を意味するために生物医学分野の当業者によって使用される。物質の治療有効量は、疾患、障害もしくは病態に罹患しているかまたは罹患しやすい対象に投与された場合に、その疾患、障害もしくは病態を治療するか、診断するか、予防するか、またはその発症を遅延させるのに十分な量である。当業者であれば、物質の有効量が、所望の生物学的エンドポイント、送達される物質、標的細胞または標的組織などのような要因に応じて変化し得ることを知っている。疾患、障害または病態を治療するための製剤中の化合物の有効量は、その疾患、障害もしくは病態の1つ以上の症状もしくは特徴、例えば、アルツハイマー病(AD)、もしくは神経変性を特徴とする別の疾患の1つ以上の症状もしくは特徴を緩和するか、改善するか、軽減するか、阻害するか、予防するか、その発症を遅延させるか、その重症度を低下させるか、またはその発生率を低下させる量である。治療有効量は、単回用量で投与される。治療有効量を送達するためには、数回の単位用量が必要である。
治療するとは、治療を提供すること、すなわち、対象の任意の医学的管理または外科的管理を提供することを指すために生物医学分野の当業者によって使用される。治療は、疾患、障害もしくは病態の進行を逆転させるか、緩和するか、阻害するか、疾患、障害もしくは病態を予防するか、もしくは疾患、障害もしくは病態の可能性を低下させるために、または疾患、障害もしくは病態の1つ以上の症状もしくは徴候の進行を逆転させるか、緩和するか、阻害するか、もしくは予防するか、もしくは疾患、障害もしくは病態の1つ以上の症状もしくは徴候を予防するか、もしくは疾患、障害もしくは病態の1つ以上の症状もしくは徴候の可能性を低下させるために提供され得る。治療することは、例えば、病態を逆転させるか、緩和するか、病態の重症度を低下させるか、もしくは病態の進行を阻害するか、もしくは予防するため、または病態の1つ以上の症状もしくは徴候を逆転させるか、緩和するか、病態の1つ以上の症状もしくは徴候の重症度を低下させるか、もしくは病態の1つ以上の症状もしくは徴候を阻害するために、アルツハイマー病(AD)、または神経変性を特徴とする別の他の疾患を示す1つ以上の症状または徴候の発症後に作用物質を対象に投与することを含むことができる。本開示の組成物は、アルツハイマー病(AD)、もしくは神経変性を特徴とする別の他の疾患を発症しているか、または一般集団のメンバーと比較してそのような障害を発症するリスクが高い対象に投与され得る。本開示の組成物は、予防的に、すなわち、病態の何らかの症状または徴候の発現前に投与され得る。対象は、典型的には、病態を発症するリスクがある。
生体分子、例えば、核酸、例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)、タンパク質または小分子に関連して使用される変異体とは、参照分子との顕著な構造的同一性を示すが、例えば、参照実体と比較して1つ以上の化学部分の存在もしくは非存在下またはレベルで参照分子と構造的に異なる分子を指す。変異体はまた、その参照分子と機能的に異なる。特定の分子が参照分子の変異体であると適切に考えられるかどうかは、参照分子との構造的同一性のその程度に基づく。任意の生物学的参照分子または化学的参照分子は、特徴的な構造要素を有する。変異体は、1つ以上のそのような特徴的な構造要素を共有するが、少なくとも1つの態様では参照分子と異なる別個の分子である。ほんの数例を挙げると、ポリペプチドは、線形空間もしくは三次元空間では互いに対して指定された位置を有するか、または特定の構造モチーフもしくは生物学的機能に寄与する複数のアミノ酸から構成される特徴的な配列要素を有することができる。核酸は、線形空間または三次元空間では互いに対して指定された位置を有する複数のヌクレオチド残基から構成される特徴的な配列要素を有することができる。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、アミノ酸配列もしくはヌクレオチド配列の1つ以上の差、またはポリペプチドもしくは核酸の共有結合成分である、例えば、ポリペプチド骨格もしくは核酸骨格に結合している化学部分、例えば、炭水化物、脂質、ホスフェート基の1つ以上の差のために、参照ポリペプチドまたは参照核酸と異なり得る。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照ポリペプチドまたは参照核酸との全体的な配列同一性を少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%または少なくとも99%示す。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、少なくとも1つの特徴的な配列要素を参照ポリペプチドまたは参照核酸と共有しない。参照ポリペプチドまたは参照核酸は、1つ以上の生物学的活性を有する。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照ポリペプチドまたは参照核酸の生物学的活性のうちの1つ以上を共有する。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照ポリペプチドまたは参照核酸の生物学的活性のうちの1つ以上を欠く。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照ポリペプチドまたは参照核酸と比較して、低下したレベルの1つ以上の生物学的活性を示す。目的のポリペプチドまたは核酸は、それが参照のものと同一のアミノ酸配列またはヌクレオチド配列を有するが、特定の位置にいくつかの配列変化を有する場合、参照ポリペプチドまたは参照核酸の変異体と考えられる。典型的には、参照と比較して、変異体内の残基の約20%未満、約15%未満、約10%未満、約9%未満、約8%未満、約7%未満、約6%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満または約2%未満が置換、挿入または欠失される。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照と比較して、約10個、約9個、約8個、約7個、約6個、約5個、約4個、約3個、約2個または約1個の置換残基を含む。多くの場合、変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照と比較して、少数、例えば、約5個未満、約4個未満、約3個未満、約2個未満または約1個未満の置換、挿入または欠失された機能的残基(すなわち、特定の生物学的活性に関与する残基を含む。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照と比較して、約5以下、約4以下、約3以下、約2以下または約1以下の付加または欠失を含み、付加または欠失を含まない。変異体ポリペプチドまたは変異体核酸は、参照と比較して、約25未満、約20未満、約19未満、約18未満、約17未満、約16未満、約15未満、約14未満、約13未満、約10未満、約9未満、約8未満、約7未満、約6未満、一般に約5未満、約4未満、約3未満または約2未満の付加または欠失を含む。参照ポリペプチドまたは参照核酸は、天然に見出される。参照ポリペプチドまたは参照核酸は、ヒトポリペプチドまたはヒト核酸である。
ベクターとは、それが結合された別の核酸を輸送することができる核酸分子を指すために生物医学分野の当業者によって使用される。ベクターの1つのタイプはプラスミドであり、プラスミドとは、追加のDNAセグメントをライゲーションすることができる環状二本鎖DNAループを指す。別のタイプのベクターは、追加のDNAセグメントをウイルスゲノムにライゲーションすることができるウイルスベクターである。いくつかのベクター、例えば、細菌複製起点を有する細菌ベクター、およびエピソーム哺乳動物ベクターは、それらが導入される宿主細胞内で自律的に複製する。他のベクター、例えば、非エピソーム哺乳動物ベクターは、宿主細胞への導入時に宿主細胞のゲノムに組み込まれ得、宿主ゲノムとともに複製される。特定のベクターは、それらが作動可能に連結されている遺伝子の発現を導くことができる。そのようなベクターは、発現ベクターとして生物医学分野で公知である。組換えDNA、オリゴヌクレオチド合成、ならびに組織培養および形質転換、例えば、エレクトロポレーション、リポフェクションには、標準的な技術を使用することができる。酵素反応および精製技術は、製造業者の仕様に従って、または生物医学分野で一般的に達成されるように行われ得る。前述の技術および手順は、生物医学分野で周知の従来の方法に従って、本明細書を通して引用および説明された様々な一般的およびさらに具体的な参考文献に記載されているように一般に行われ得る。例えば、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2012)を参照されたい。
本明細書で別段定義されない限り、本出願とともに使用される科学用語および技術用語は、生物医学分野の当業者によって一般に理解される意味を有するものとする。本発明は、本明細書に記載される特定の方法、プロトコルおよび試薬などに限定されず、したがって、変化し得る。
本明細書に記載される開示は、ヒトをクローニングするためのプロセス、ヒトの生殖系列の遺伝的同一性を改変するためのプロセス、ヒト胚を工業的目的もしくは商業的目的のために使用すること、またはヒトもしくは動物に対して実質的な医学的利益を何らもたらさずに苦しませる可能性がある、動物の遺伝的同一性を改変するためのプロセス、さらにはそのようなプロセスから生じる動物にも関係しない。
MuSK Ig2調節物質剤。
いくつかの実施形態では、本開示は、MuSK Ig2ドメインによって媒介される生物学的事象を調節するための技術を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、本開示は、本明細書に記載されるように、MuSK Ig2ドメインと結合パートナー(例えば、BMP受容体または自己抗体)との間の1つ以上の結合相互作用を破壊するための、またはそうでなければ妨げるための技術を提供する。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、例えば、そのようなドメインが変異しているか、除去されているか、またはそうでなければ不活性化されているため(例えば、遮断、改変などによって)、有効なIg2ドメインを欠く1つ以上のMuSKポリペプチド(例えば、ΔIg2-MuSK)のレベルまたは活性を増加させる。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、機能的Ig2ドメインをMuSKから遮断するか、不活性化するか、変異させるか、もしくは除去するか、またはそのような遮断、不活性化、変異もしくは除去を達成するか、支援するか、もしくはそれに寄与する。したがって、いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、ΔIg2-MuSKアゴナイジング剤と考えられ得る。
いくつかの実施形態では、本開示は、例えば、そのような作用物質自体を提供すること、またはそれらを同定、特性評価、製造もしくは使用するための方法もしくは試薬、もしくはそれらを含むもしくは送達する組成物を提供することを含む、MuSK Ig2調節物質剤に関する技術を提供する。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSKポリペプチドと(例えば、全長MuSKと、またはΔIg2-MuSKと)直接相互作用し得る。いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSKポリペプチドと直接相互作用しなくてもよく、むしろ他の何らかの相互作用を介して(例えば、MuSKの前駆体または調節因子または下流生成物により)、ΔIg2-MuSKのレベルまたは活性に影響を及ぼす。
原則として、MuSK Ig2調節物質剤は、任意の化学クラスのもの(例えば、小分子、ポリペプチド[例えば、抗体]、核酸など)であり得る。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK Ig2ドメインタンパク質発現、MuSK Ig2ドメイン遺伝子発現、またはBMPRのうちの1つ以上を介したBMPシグナル伝達のMuSK Ig2活性化をダウンレギュレートする作用物質である。いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、本開示は、そのようなMuSK Ig2調節物質剤がそれによって神経発生を誘導し得るか、または筋萎縮を減少させ得るか、もしくは筋成長(例えば、筋形成)を刺激し得ることを提案する。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK ΔIg2の発現を増加させるアゴナイジング剤である。
本明細書でさらに詳細に記載されるいくつかの特定の実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、小分子であり得るか、または小分子を含み得る。
本明細書でさらに詳細に記載されるいくつかの特定の実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSKポリペプチドに結合する抗体(例えば、MuSK Ig2を遮断する抗体、または機能的Ig2を含む1つ以上のMuSKポリペプチド形態を捕捉する抗体)であり得るか、またはそれを含み得る。代替的または追加的に、いくつかの特定の実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK Ig2と抗体(例えば、自己抗体)との間の相互作用を破壊する(例えば、妨げる、競合するなど)作用物質であり得るか、またはそれを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK Ig2ドメインであり得るか、またはMuSK Ig2ドメインを含み得るが、1つ以上の他のMuSKエレメントを欠いている(例えば、いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK Ig2ドメインもしくはその自己抗体結合部分であるかまたはそれを含む可溶性ペプチドであり得るか、またはそれを含み得る。
本明細書でさらに詳細に記載されるいくつかの特定の実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、核酸剤であり得るか、または核酸剤を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、機能的Ig2ドメインを欠くMuSK形態(例えば、ΔIg2-MuSK)をコードする核酸(例えば、遺伝子治療ベクター、またはmRNAなどのRNA治療薬)であり得るか、またはそれを含み得る。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、核酸MuSK Ig2調節物質剤は、オリゴヌクレオチド、例えば、MuSK Ig2標的エクソンスキッピングオリゴヌクレオチド、MuSK Ig2標的CRISPR/Cas9 gRNA(例えば、Ig2を改変または除去する)、MuSK Ig2標的siRNA(例えば、MuSK Ig2をコードする転写物からのMuSK Ig2の産生/発現を阻害する)、もしくはMuSK Ig2標的shRNAであり得るか、またはそれを含み得る。
小分子。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、小分子化合物であり得るか、または小分子化合物を含み得る。
いくつかの実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤は、MuSKスプライシングを標的とする治療剤を標的とする。例えば、いくつかの実施形態では、そのような小分子化合物は、ΔI2-MuSKをコードするメッセージを生成するスプライシング事象を増強するか、または他のMuSKスプライス変異体をコードするメッセージを生成するスプライシング事象を阻害する。いくつかの実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤は、BMPシグナル伝達経路を変化させる。いくつかの実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤は、BMP受容体を標的とすることによってBMPシグナル伝達経路を変化させ、これにより、神経発生がさらに誘導されるか、または筋萎縮が減少し得るかもしくは筋成長(例えば、筋形成)が刺激され得る。
いくつかの実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤は、I型BMP受容体、ALK3(ALKは未分化リンパ腫キナーゼである)およびALK6ならびにI型アクチビン受容体ALK4のうちの1つ以上を標的とする。いくつかの実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤はALK阻害剤である。いくつかの実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤は、クリゾチニブ、セリチニブ、アレクチニブ、ブリグチニブ、ロルラチニブからなる群より選択されるALK阻害剤である。
いくつかの実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK/BMP複合体のレベルまたは活性が低下するように、MuSK Ig2ドメインまたはBMPを標的とする。いくつかのそのような実施形態では、小分子MuSK Ig2調節物質剤は、そのような複合体の形成を阻害するか、またはそのような複合体を破壊する。いくつかの実施形態では、そのようなMuSK Ig2調節物質剤は、MuSK Ig2への結合についてBMP受容体と競合するか、またはBMP受容体への結合についてMuSK Ig2と競合する。
抗体剤。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は抗体剤である。
いくつかの実施形態では、そのような抗体剤は、MuSKポリペプチドに特異的に結合する。いくつかの実施形態では、MuSKを標的とする抗体剤は、MuSKポリペプチドのIg2ドメインに特異的に結合する。
いくつかの実施形態では、MuSKタンパク質のIg2ドメインを標的とする抗体は、MuSKのIg1ドメインまたはIg3ドメインと比較してIg2ドメインに特異的に結合し得る。
いくつかの実施形態では、抗体MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK/BMP受容体複合体のレベルまたは活性が低下するように、MuSK Ig2ドメインまたはBMP受容体を標的とする。いくつかのそのような実施形態では、抗体MuSK Ig2調節物質剤は、そのような複合体の形成を阻害するか、またはそのような複合体を破壊する。いくつかの実施形態では、そのような抗体MuSK Ig2調節物質剤は、MuSK Ig2への結合についてBMP受容体と競合するか、またはBMP受容体への結合についてMuSK Ig2と競合する。
いくつかの実施形態では、抗MUSK抗体剤は、細胞(例えば、神経性細胞型を有する細胞)によって内在化される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される抗体またはその抗原結合断片は、免疫グロブリン、重鎖抗体、軽鎖抗体、もしくは抗体様特性を有する他のタンパク質骨格、ならびにFab断片、Fab’断片、F(ab’)2断片、Fv断片、ジスルフィド結合Fv断片、scFv断片、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、ミニボディ、マキシボディ(maxibody)、tandab、BiTe、およびそれらの任意の組合せを含む、当技術分野で公知の他の免疫学的結合部分であり得るか、またはそれを含み得る。いくつかの実施形態では、抗MUSK抗体またはその抗原結合断片は、例えば、MuSKのIg2ドメインを標的とする。いくつかの実施形態では、そのような抗体またはその抗原結合断片は、MuSK Ig2ドメインへのBMP受容体の結合を阻害または実質的に防止し得る。
抗体は、4つのポリペプチド鎖、例えば、2つの重(H)鎖および2つの軽(L)鎖の免疫グロブリン分子であり得る。重鎖は、重鎖可変ドメインおよび重鎖定常ドメインを含むことができる。重鎖定常ドメインは、CH1領域、ヒンジ領域、CH2領域、CH3領域および時にはCH4領域を含むことができる。軽鎖は、軽鎖可変ドメインおよび軽鎖定常ドメインを含むことができる。軽鎖定常ドメインはCLを含むことができる。重鎖の重鎖可変ドメインと軽鎖の軽鎖可変ドメインとは、フレームワーク領域(FR)と呼ばれるさらに保存された領域が散在する、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる可変領域に典型的にさらに細分され得る。そのような重鎖可変ドメインおよび軽鎖可変ドメインは、以下の順序、すなわち、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4(これらのうちの1つ以上は本明細書に記載されるように操作され得る)でアミノ末端からカルボキシル末端に配置された3つのCDRと4つのフレームワーク領域とをそれぞれ含むことができる。
いくつかの実施形態では、抗体剤(例えば、抗MUSK抗体)は、本明細書に記載の様々な重鎖および軽鎖を含むことができる。いくつかの実施形態では、抗体は、2つの重鎖および軽鎖を含むことができる。様々な実施形態では、本開示は、本明細書に開示される少なくとも1つの重鎖もしくは軽鎖、本明細書に開示される少なくとも1つの重鎖フレームワークドメインもしくは軽鎖フレームワークドメイン、本明細書に開示される少なくとも1つの重鎖CDRドメインもしくは軽鎖CDRドメイン、または本明細書に開示される任意の重鎖定常ドメインもしくは軽鎖定常ドメインを含む抗体を包含する。
いくつかの実施形態では、抗体剤は、モノクローナル抗体であるか、またはモノクローナル抗体を含む。典型的には、モノクローナル抗体は、実質的に均質な抗体の集団から得られ、すなわち、その集団を含む個々の抗体は、少量存在する可能性のある天然の変異を除いて実質的に同一である。したがって、本明細書で使用されるモノクローナルという修飾語句は、個別の抗体の混合物ではないという抗体の特徴を示す。いくつかの実施形態では、特定のエピトープに対するモノクローナル抗体は、単一の細胞株(例えば、B細胞株)に由来する。
いくつかの実施形態では、抗体剤(例えば、抗MuSK抗体)は、ポリクローナル抗体であり得るか、またはポリクローナル抗体を含み得る。モノクローナル抗体とは対照的に、ポリクローナル抗体は、異種抗体の集団を典型的に表し、すなわち、特定の集団内の抗体は、構造的変動、例えば、特定の抗原(例えば、MuSKのIg2ドメイン、またはIg2ドメイン内の領域)に対する異なるエピトープに対する親和性を含む。ポリクローナル抗体を産生するいくつかの方法が当技術分野で公知であり、それには、動物への関連する抗原の複数回の皮下注射または腹腔内注射の使用が含まれ、場合により、1つ以上のアジュバントの同時投与が含まれる。
オリゴヌクレオチド。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のMuSK Ig2調節物質剤は、オリゴヌクレオチドであるか、またはオリゴヌクレオチドを含む。
合成オリゴヌクレオチドは、多種多様な用途に有用な分子ツールを提供する。例えば、オリゴヌクレオチドは、治療用途、診断用途、研究用途および新しいナノ材料用途に有用である。天然に存在する核酸(例えば、非修飾DNAまたは非修飾RNA)の使用は、例えば、エンドヌクレアーゼおよびエキソヌクレアーゼに対する感受性によって制限される。これらの欠点を回避するために、様々な合成対応物が開発された。これらには、これらの分子を分解されにくくし、オリゴヌクレオチドの他の特性を改善する化学修飾、例えば、塩基修飾、糖修飾、骨格修飾などを含有する合成オリゴヌクレオチドが含まれる。化学修飾はまた、例えば、毒性の増加などの特定の望ましくない作用をもたらし得る。
本開示は、オリゴヌクレオチドの構造要素、例えば、塩基配列、化学修飾(例えば、糖、塩基またはヌクレオチド間結合およびそのパターンの修飾)または立体化学(例えば、骨格キラル中心(キラルなヌクレオチド間結合)またはそのパターンの立体化学)が、特性、例えば、安定性、スプライシングを変化させる能力などに大きな影響を及ぼし得るという認識を包含する。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチド特性は、化学修飾(塩基、糖またはヌクレオチド間結合の修飾)または立体化学(骨格キラル中心のパターン)を最適化することによって調整され得る。
いくつかの実施形態では、本開示は、制御された構造要素、例えば、制御された化学修飾を有するオリゴヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチド組成物が、限定するものではないが、本明細書に記載されるものを含む予想外の特性を提供することを実証する。いくつかの実施形態では、化学修飾(例えば、塩基修飾、糖修飾、ヌクレオチド間結合修飾など)を有するオリゴヌクレオチドを含む提供される組成物は、特性の改善、例えば、スプライシングを変化させる能力の改善、またはタンパク質結合プロファイルの改善、または送達の改善などを有する。特に、いくつかの実施形態では、本開示は、転写物のスプライシングを変化させるための組成物および方法を提供する。いくつかの実施形態では、本開示は、転写物のスプライシングを改善するための組成物および方法を提供する。いくつかの実施形態では、提供される組成物および方法による変化した転写物スプライシングには、所望の生物学的機能もしくは改善された生物学的機能を有する産物の産生、または例えば、望ましくない生物学的機能が抑制もしくは除去され得るようにスプライシング産物を改変することによる望ましくない産物のノックダウンが含まれる。
いくつかの実施形態では、スプライシング産物はmRNAである。いくつかの実施形態では、変化は、1つ以上のエクソンをスキップすることを含む。いくつかの実施形態では、転写物のスプライシングは、エクソンスキッピングが、エクソンスキッピングの非存在と比較して改善された有益な活性を有するmRNAおよびタンパク質のレベルを増加させるという点で改善される。
いくつかの実施形態では、転写物のスプライシングは、エクソンスキッピングが、エクソンスキッピングの非存在と比較して望ましくない活性を有するmRNAおよびタンパク質のレベルを低下させるという点で改善される。いくつかの実施形態では、標的は、1つ以上のエクソンをスキップすることによって未成熟終止コドンまたはフレームシフト変異を引き起こすエクソンスキッピングによってノックダウンされる。
いくつかの実施形態では、本開示のオリゴヌクレオチドは、1つ以上の天然核酸塩基、または天然核酸塩基に由来する1つ以上の修飾核酸塩基を含む。例には、限定するものではないが、アシル保護基によって保護されたそれぞれのアミノ基を有するウラシル、チミン、アデニン、シトシンおよびグアニン、2-フルオロウラシル、2-フルオロシトシン、5-ブロモウラシル、5-ヨードウラシル、2,6-ジアミノプリン、アザシトシン、ピリミジン類似体、例えば、シュードイソシトシンおよびシュードウラシル、ならびに他の修飾核酸塩基、例えば、8-置換プリン、キサンチンまたはヒポキサンチン(後者の2つは天然分解産物である)が挙げられる。
修飾核酸塩基には、フェニル環などの1つ以上のアリール環が付加された、拡大サイズの核酸塩基も含まれる。
いくつかの実施形態では、修飾核酸塩基は、置換されていてもよい、以下の構造のいずれか1つである:
いくつかの実施形態では、修飾核酸塩基は非置換である。いくつかの実施形態では、修飾核酸塩基は置換されている。いくつかの実施形態では、修飾核酸塩基は、例えば、蛍光部分、ビオチン部分もしくはアビジン部分、または他のタンパク質もしくはペプチドに接続されたヘテロ原子、アルキル基または結合部分を含有するように置換されている。いくつかの実施形態では、修飾核酸塩基は、最も古典的な意味では核酸塩基ではないが、核酸塩基と同様に機能するユニバーサル塩基である。そのようなユニバーサル塩基の1つの代表的な例は、3-ニトロピロールである。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるオリゴヌクレオチドは、修飾核酸塩基、または修飾糖に共有結合した核酸塩基を組み込んだヌクレオシドを含む。修飾核酸塩基を組み込んだヌクレオシドのいくつかの例には、4-アセチルシチジン;5-(カルボキシヒドロキシルメチル)ウリジン;2’-O-メチルシチジン;5-カルボキシメチルアミノメチル-2-チオウリジン;5-カルボキシメチルアミノメチルウリジン;ジヒドロウリジン;2’-O-メチルシュードウリジン;β,D-ガラクトシルケオシン(beta,D-galactosylqueosine);2’-O-メチルグアノシン;N6-イソペンテニルアデノシン;1-メチルアデノシン;1-メチルシュードウリジン;1-メチルグアノシン;l-メチルイノシン;2,2-ジメチルグアノシン;2-メチルアデノシン;2-メチルグアノシン;N7-メチルグアノシン;3-メチル-シチジン;5-メチルシチジン;5-ヒドロキシメチルシチジン;5-メチルシトシン、5-ホルミルシトシン;5-カルボキシルシトシン;N6-メチルアデノシン;7-メチルグアノシン;5-メチルアミノエチルウリジン;5-メトキシアミノメチル-2-チオウリジン;β,D-マンノシルケオシン(beta,D-mannosylqueosine);5-メトキシカルボニルメチルウリジン;5-メトキシウリジン;2-メチルチオ-N6-イソペンテニルアデノシン;N-((9-β,D-リボフラノシル-2-メチルチオプリン-6-イル)カルバモイル)トレオニン;N-((9-β,D-リボフラノシルプリン-6-イル)-N-メチルカルバモイル)トレオニン;ウリジン-5-オキシ酢酸メチルエステル;ウリジン-5-オキシ酢酸(v);シュードウリジン;ケオシン(queosine);2-チオシチジン;5-メチル-2-チオウリジン;2-チオウリジン;4-チオウリジン;5-メチルウリジン;2’-O-メチル-5-メチルウリジン;および2’-O-メチルウリジンが挙げられる。
いくつかの実施形態では、ヌクレオシドは、6’位に(R)-キラリティーまたは(S)-キラリティーのいずれかを有し、米国特許第7,399,845号明細書に記載されている類似体を含む6’修飾二環式ヌクレオシド類似体を含む。他の実施形態では、ヌクレオシドは、5’位に(R)-キラリティーまたは(S)-キラリティーのいずれかを有し、米国特許公開第20070287831号明細書に記載されている類似体を含む5’修飾二環式ヌクレオシド類似体を含む。いくつかの実施形態では、核酸塩基または修飾核酸塩基は、5-ブロモウラシル、5-ヨードウラシル、または2,6-ジアミノプリンである。いくつかの実施形態では、核酸塩基または修飾核酸塩基は、蛍光部分による置換によって修飾されている。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴヌクレオチドは、ヌクレオチド内のホスフェート基または結合リンが糖または修飾糖の様々な位置に結合している1つ以上の修飾ヌクレオチドを含む。非限定的な例として、ホスフェート基または結合リンは、糖または修飾糖の2’、3’、4’または5’ヒドロキシル部分に結合することができる。この文脈では、本明細書に記載される修飾核酸塩基を組み込んだヌクレオチドも企図される。
他の修飾糖もオリゴヌクレオチド分子内に組み込むことができる。いくつかの実施形態では、修飾糖は、-F;-CF3、-CN、-N3、-NO、-NO2、-OR’、-SR’、もしくは-N(R’)2(式中、各R’は、独立して、上に定義され、本明細書に記載される通りである);-O-(C1~C10アルキル)、-S-(C1~C10アルキル)、-NH-(C1~C10アルキル)、もしくは-N(C1~C10アルキル)2;-O-(C2~C10アルケニル)、-S-(C2~C10アルケニル)、-NH-(C2~C10アルケニル)、もしくは-N(C2~C10アルケニル)2;-O-(C2~C10アルキニル)、-S-(C2~C10アルキニル)、-NH-(C2~C10アルキニル)、もしくは-N(C2~C10アルキニル)2;または-O--(C1~C10アルキレン)-O--(C1~C10アルキル)、-O-(C1~C10アルキレン)-NH-(C1~C10アルキル)、もしくは-O-(C1~C10アルキレン)-NH(C1~C10アルキル)2、-NH-(C1~C10アルキレン)-O-(C1~C10アルキル)、もしくは-N(C1~C10アルキル)-(C1~C10アルキレン)-O-(C1~C10アルキル)(式中、アルキル、アルキレン、アルケニルおよびアルキニルは、置換されていても非置換であってもよい)のうちの1つを含む1つ以上の置換基を2’位に含有する。置換基の例には、限定するものではないが、-O(CH2)nOCH3、および-O(CH2)nNH2(式中、nは1~約10である)、MOE、DMAOE、DMAEOEが挙げられる。
いくつかの実施形態では、リボースの2’-OHは、-H、-F;-CF3、-CN、-N3、-NO、-NO2、-OR’、-SR’、もしくは-N(R’)2(式中、各R’は、独立して、上に定義され、本明細書に記載される通りである);-O-(C1~C10アルキル)、-S-(C1~C10アルキル)、-NH-(C1~C10アルキル)、もしくは-N(C1~C10アルキル)2;-O-(C2~C10アルケニル)、-S-(C2~C10アルケニル)、-NH-(C2~C10アルケニル)、もしくは-N(C2~C10アルケニル)2;-O-(C2~C10アルキニル)、-S-(C2~C10アルキニル)、-NH-(C2~C10アルキニル)、もしくは-N(C2~C10アルキニル)2;または-O--(C1~C10アルキレン)-O--(C1~C10アルキル)、-O-(C1~C10アルキレン)-NH-(C1~C10アルキル)、もしくは-O-(C1~C10アルキレン)-NH(C1~C10アルキル)2、-NH-(C1~C10アルキレン)-O-(C1~C10アルキル)、もしくは-N(C1~C10アルキル)-(C1~C10アルキレン)-O-(C1~C10アルキル)(式中、アルキル、アルキレン、アルケニルおよびアルキニルは、置換されていても非置換であってもよい)のうちの1つを含む置換基によって置換されている。いくつかの実施形態では、2’-OHは、-H(デオキシリボース)によって置換されている。いくつかの実施形態では、2’-OHは、-Fによって置換されている。いくつかの実施形態では、2’-OHは、-OR’によって置換されている。いくつかの実施形態では、2’-OHは、-OMeによって置換されている。いくつかの実施形態では、2’-OHは、-OCH2CH2OMe(MOE)によって置換されている。
修飾糖には、ロックド核酸(LNA)も含まれる。いくつかの実施形態では、ロックド核酸は、以下に示す構造を有する。以下の構造のロックド核酸が示され、ここで、Baは、本明細書に記載の核酸塩基または修飾核酸塩基を表し、R2sは-OCH2C4’-である。
いくつかの実施形態では、本発明は、式Iの構造を独立して有する1つ以上の修飾されたヌクレオチド間結合を含むオリゴヌクレオチドを提供する:
式中、
P*は、不斉リン原子であり、RpまたはSpのいずれかであり、
Wは、O、SまたはSeであり、
X、YおよびZの各々は、独立して、-O-、-S-、-N(-L-R1)-、またはLであり、
Lは、共有結合、または置換されていてもよい直鎖もしくは分岐C1~C10アルキレンであり、ここで、Lの1つ以上のメチレン単位は、置換されていてもよいC1~C6アルキレン、C1~C6アルケニレン、
P*は、不斉リン原子であり、RpまたはSpのいずれかであり、
Wは、O、SまたはSeであり、
X、YおよびZの各々は、独立して、-O-、-S-、-N(-L-R1)-、またはLであり、
Lは、共有結合、または置換されていてもよい直鎖もしくは分岐C1~C10アルキレンであり、ここで、Lの1つ以上のメチレン単位は、置換されていてもよいC1~C6アルキレン、C1~C6アルケニレン、
、-C(R’)2-、-Cy-、-O-、-S-、-S-S-、-N(R’)-、-C(O)-、-C(S)-、-C(NR’)-、-C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)-、-N(R’)C(O)O-、-OC(O)N(R’)-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2N(R’)-、-N(R’)S(O)2-、-SC(O)-、-C(O)S-、-OC(O)-、または-C(O)O-によって任意にかつ独立して置換されており、
R1は、ハロゲン、R、または置換されていてもよいC1~C50脂肪族であり、ここで、1つ以上のメチレン単位は、置換されていてもよいC1~C6アルキレン、C1~C6アルケニレン、
R1は、ハロゲン、R、または置換されていてもよいC1~C50脂肪族であり、ここで、1つ以上のメチレン単位は、置換されていてもよいC1~C6アルキレン、C1~C6アルケニレン、
、-C(R’)2-、-Cy-、-O-、-S-、-S-S-、-N(R’)-、-C(O)-、-C(S)-、-C(NR’)-、-C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)-、-N(R’)C(O)O-、-OC(O)N(R’)-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2N(R’)-、-N(R’)S(O)2-、-SC(O)-、-C(O)S-、-OC(O)-、または-C(O)O-によって任意にかつ独立して置換されており、
各R’は、独立して、-R、-C(O)R、-CO2R、もしくは-SO2Rであるか、または
同じ窒素上の2つのR’は、それらの介在原子と一緒になって、置換されていてもよい複素環もしくはヘテロアリール環を形成するか、または
同じ炭素上の2つのR’は、それらの介在原子と一緒になって、置換されていてもよいアリール環、炭素環、複素環もしくはヘテロアリール環を形成し、
-Cy-は、フェニレン、カルボシクリレン、アリーレン、ヘテロアリーレンまたはヘテロシクリレンから選択される置換されていてもよい二価の環であり、
各Rは、独立して、水素、またはC1~C6脂肪族、フェニル、カルボシクリル、アリール、ヘテロアリールもしくはヘテロシクリルから選択される置換されていてもよい基であり、
各
各R’は、独立して、-R、-C(O)R、-CO2R、もしくは-SO2Rであるか、または
同じ窒素上の2つのR’は、それらの介在原子と一緒になって、置換されていてもよい複素環もしくはヘテロアリール環を形成するか、または
同じ炭素上の2つのR’は、それらの介在原子と一緒になって、置換されていてもよいアリール環、炭素環、複素環もしくはヘテロアリール環を形成し、
-Cy-は、フェニレン、カルボシクリレン、アリーレン、ヘテロアリーレンまたはヘテロシクリレンから選択される置換されていてもよい二価の環であり、
各Rは、独立して、水素、またはC1~C6脂肪族、フェニル、カルボシクリル、アリール、ヘテロアリールもしくはヘテロシクリルから選択される置換されていてもよい基であり、
各
は、ヌクレオシドへの接続を独立して表す。
いくつかの実施形態では、式Iの構造を有するヌクレオチド間結合は、以下である。
とりわけ、本開示は、本開示に記載されるように、様々な核酸塩基およびそのパターン、糖およびそのパターン、ヌクレオチド間結合およびそのパターン、または追加の化学部分およびそのパターンを含み得る様々な設計のオリゴヌクレオチドを提供する。いくつかの実施形態では、提供されるオリゴヌクレオチドは、MuSK Ig2ドメインタンパク質発現、MuSK Ig2ドメイン遺伝子発現、またはBMP受容体を介したBMPシグナル伝達レベルのMuSK Ig2活性化をダウンレギュレートし、それによって、成体海馬神経発生(AHN)を増加させ、ADにおける認知を改善するか、または筋再生および筋成長を達成する(例えば、誘導する、増強するなど)ことができる。いくつかの実施形態では、提供されるオリゴヌクレオチドは、対象または患者の細胞内のMuSK Ig2ドメイン、またはその産物のうちの1つ以上の発現、レベルまたは活性の低下を導くことができる。いくつかの実施形態では、細胞は、MuSK Ig2ドメインによってコードされるタンパク質を正常に発現または産生する。いくつかの実施形態では、提供されるオリゴヌクレオチドは、MuSK Ig2ドメイン遺伝子またはMuSK Ig2ドメイン遺伝子産物の発現、レベルまたは活性の低下を導くことができ、本明細書に開示されるオリゴヌクレオチドの塩基配列からなるか、それを含むか、またはその一部(例えば、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれ以上の連続した塩基の範囲)を含む塩基配列を有し、ここで、各Tは、Uによって独立して置換され得、逆もまた同様であり得、オリゴヌクレオチドは、塩基、糖またはヌクレオチド間結合の少なくとも1つの天然に存在しない修飾を含む。
本明細書に記載されるように、高度に豊富な全長MuSKは、BMP受容体(ALK)結合Ig2ドメインを有し、BMPシグナル伝達を増強し、したがって、神経発生および筋再生/成長(例えば、筋形成)を抑制する。対照的に、ΔIg2-MuSKは、BMP受容体(ALK)を介したBMPシグナル伝達が低下し、AHNを促進し、認知を改善する。いくつかの実施形態では、本開示は、MuSKをAHN拘束性全長MuSKからAHN許容性ΔIg2-MuSKスプライス形態に切り替えるエクソンスキッピングASOを提供する。
いくつかの実施形態では、1つ以上のスキップされたエクソンは、エクソン5aおよび5bまたはMuSK遺伝子から選択される。いくつかの実施形態では、MuSKのエクソン5aはスキップされる。いくつかの実施形態では、MuSKのエクソン5bはスキップされる。いくつかの実施形態では、MuSKのエクソン5aおよび5bの両方がスキップされる。
様々な実施形態では、活性化合物は、MuSK遺伝子内の1つ以上のエクソンのスキップを導くオリゴヌクレオチドである。様々な実施形態では、活性化合物は、MuSK遺伝子内の複数のエクソンのスキップを導くオリゴヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、活性化合物は、MuSK遺伝子内のエクソン5a、エクソン5bまたはその両方のスキップを導くオリゴヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、活性化合物は、MuSK遺伝子内のエクソン5aのスキップを導くオリゴヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、活性化合物は、MuSK遺伝子内のエクソン5bのスキップを導くオリゴヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、活性化合物は、MuSK遺伝子内のエクソン5aおよび5bのスキップを導くオリゴヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、複数のオリゴヌクレオチドが一緒に使用され得る。いくつかのそのような実施形態では、2つ以上の異なるエクソンスキッピングオリゴヌクレオチド(例えば、エクソン5aのスキップを導く少なくとも1つ、およびエクソン5bのスキップを導く1つ)が組み合わせて使用され得る。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、少なくとも1つのエクソンスキッピングオリゴヌクレオチドが、例えば、機能的Ig2ドメインまたはその一部を含むMuSK転写物を標的とし得る少なくとも1つの分解オリゴヌクレオチド(例えば、RNアーゼH分解のための転写物を標的とする)と組み合わせて使用され得る。
いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、塩形態で提供または利用される。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、それらの塩形態として存在する負に荷電したヌクレオチド間結合(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合、天然のホスフェート結合など)を含む塩として提供される。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、薬学的に許容される塩として提供される。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、金属塩として提供される。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、ナトリウム塩として提供される。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、金属塩、例えば、ナトリウム塩として提供され、ここで、それぞれ負に荷電したヌクレオチド間結合は、独立して、塩形態(例えば、ナトリウム塩では、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合については-O-P(O)(SNa)-O-、天然のホスフェート結合については-O-P(O)(ONa)-O-など)である。
モデル系
とりわけ、本開示は、本明細書に記載されるように有用なモデル系を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、1つ以上のMuSK MRアゴナイジング剤をスクリーニング、検証、特性評価、評価または同定するために使用され得る提供されるモデル系。
とりわけ、本開示は、本明細書に記載されるように有用なモデル系を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、1つ以上のMuSK MRアゴナイジング剤をスクリーニング、検証、特性評価、評価または同定するために使用され得る提供されるモデル系。
いくつかの実施形態では、本明細書に提供されるモデル系は、人工的に操作された細胞株であるか、またはそれを含む。いくつかの実施形態では、操作された細胞株は、不死化MuSK-/-筋原性細胞株である。
いくつかの実施形態では、本明細書に提供されるモデル系は、本明細書に記載の操作されたマウスであるか、またはそれを含む。いくつかの実施形態では、提供されるマウスは、ΔIg2-MuSKマウスであるか、またはΔIg2-MuSKマウスを含む。
いくつかの実施形態では、提供されるモデル系(例えば、細胞株またはマウス)は、例えば、小分子剤、抗体剤、オリゴヌクレオチド剤など、およびそれらの組合せを含む、本明細書に記載の作用物質をスクリーニング、検証、特性評価、評価または同定するために使用される。いくつかの実施形態では、そのような作用物質の活性は、適切な参照(例えば、陽性対照または陰性対照)と比較される。いくつかの実施形態では、適切な参照は、任意の作用物質の非存在、もしくはモデル系における公知の活性もしくは性能の作用物質の存在であり得るか、またはそれを含み得る。いくつかの実施形態では、適切な参照は履歴参照であり得る。いくつかの実施形態では、適切な参照は、現時点の参照または同時の参照であり得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に提供されるモデル系MuSKとBMP受容体との共結晶構造。いくつかの実施形態では、共結晶構造は、コンピュータベースのシミュレーションを通じて小分子MuSK MRアゴナイジング剤の設計を導くために使用され得る。いくつかの実施形態では、共結晶構造は、小分子MuSK MRアゴナイジング剤のハイスループットスクリーニングを導くために使用され得る。いくつかの実施形態では、小分子MuSK MRアゴナイジング剤は、MuSKを標的とする。いくつかの実施形態では、小分子MuSK MRアゴナイジング剤は、I型BMP受容体、ALK3(ALKは未分化リンパ腫キナーゼである)およびALK6、ならびにI型アクチビン受容体ALK4、例えば、ALK阻害剤(例えば、クリゾチニブ、セリチニブ、アレクチニブ、ブリグチニブ、ロルラチニブ)のうちの1つ以上を標的とする。
MuSK Ig2調節物質剤の特性評価。
MuSK Ig2調節物質剤は、1つ以上のそれらの物理的/化学的特性または生物学的活性について同定、評価または特性評価され得る。生物医学分野の当業者であれば、そのような同定、評価または特性評価に使用され得る特定のアッセイを含む様々な手法を知っている。
小分子MuSK Ig2調節物質剤は、例えば、MuSK Ig2またはBMP受容体に直接結合することによって、MuSK Ig2とBMP受容体との間の相互作用を妨げ得る。そのような作用物質は、例えば、MuSK Ig2もしくはBMP受容体に対するそれらの標的に対するそれらの親和性、特異性、もしくはそれらとの相互作用の1つ以上の動力学的特徴もしくは熱力学的特徴を評価する直接結合アッセイによって、または例えば、MuSK Ig2およびBMP受容体の過度に予め形成された複合体を破壊する、もしくは複合体形成を減少させるそれらの能力を評価する競合結合アッセイによって特性評価され得る。そのような結合アッセイは、望ましくは、いくつかの濃度で行われる。そのような結合アッセイはまた、全長MuSKを用いて、またはMuSK Ig2であるかもしくはMuSK Ig2を含む何らかの他のポリペプチドもしくは作用物質を用いて行われ得る。
MuSK Ig2調節物質剤、例えば、MuSKのIg2ドメインに結合する抗体または小分子は、MuSKを発現する細胞と接触すると、Ig2ドメインの結合についてBMP受容体と競合する。そのような抗体剤は、特定の細胞型、例えば、神経性細胞型で発現されるMuSKのエピトープに特異的に結合する。そのような抗体剤は、例えば、解離定数によって測定される場合)、MuSKタンパク質、例えば、MuSKタンパク質のIg2ドメインに対する結合親和性が、少なくとも約10-4M、少なくとも約10-5M、少なくとも約10-6M、少なくとも約10-7M、少なくとも約10-8M、少なくとも約10-9Mまたはそれ以下であり得る。生物医学分野の当業者であれば、例えば、解離定数によって測定される場合)、結合親和性が、2つの分子間の水素結合、静電相互作用、疎水性およびファンデルワールス力などの非共有結合性分子間相互作用による影響を受け得ることを知っている。リガンドとその標的分子との間の結合親和性は、他の分子による影響を受け得る。生物医学分野の当業者であれば、例えば、限定するものではないが、ELISA、ゲルシフトアッセイ、プルダウンアッセイ、平衡透析、分析的超遠心分離、表面プラズモン共鳴(SPR)、バイオレイヤー干渉法、グレーティング結合干渉法および分光法アッセイを含む、本開示の下で結合親和性または解離定数を測定するための様々な技術に精通しているであろう。
競合アッセイは、MuSKのIg2ドメインへの結合について本明細書に記載の抗MuSK抗体剤と競合する抗体を同定することができる。そのような競合抗体は、本明細書に記載の抗MuSK抗体によって結合される、MuSKのIg2ドメイン内の同じエピトープに結合する。例示的なエピトープマッピング方法は公知である。例えば、Morris,Epitope mapping protocols,Methods in Molecular Biology,66(1996)を参照されたい。
生物学的活性を有するその抗MuSK抗体剤を同定するためのアッセイが提供され得る。MuSKに対する中和活性を有するその抗MuSK抗体剤を同定するためのアッセイが提供され得る。インビボまたはインビトロでそのような生物学的活性を有する抗体剤も提供され得る。本開示の抗体は、そのような生物学的活性についてアッセイされ得る。
抗MuSK抗体剤の生物学的活性とは、例えば、Ig2ドメイン内などの特定のMuSKエピトープに対する結合親和性、BMPへのMuSK結合の中和または阻害、インビボでのMuSK活性、例えば、IC50の中和または阻害、薬物動態、および例えば、MUSKタンパク質の非ヒトホモログもしくは非ヒトオルソログとの、または他のタンパク質もしくは組織との交差反応性を指し得る。生物医学分野で認識されている抗原結合剤の他の生物学的特性または生物学的特徴には、例えば、結合活性、選択性、溶解性、フォールディング、免疫毒性、発現および製剤が含まれ得る。これらの特性または特徴は、限定するものではないが、ELISA、競合ELISA、表面プラズモン共鳴分析(BIACORE(商標))、または速度論的排除アッセイ(KINEXA(商標))、インビトロまたはインビボ中和アッセイ、受容体リガンド結合アッセイ、サイトカインまたは増殖因子の産生または分泌アッセイ、ならびにシグナル伝達および免疫組織化学アッセイを含む標準的な技術を使用して観察、測定または評価され得る。
本明細書に記載のMuSK Ig2調節物質剤は、例えば、MuSK Ig2調節物質剤、例えば、アゴナイジングオリゴヌクレオチドが、MuSKを発現する細胞と接触すると、MuSK ΔIg2 mRNAまたはMuSK ΔIg2 タンパク質のレベルまたは活性を増加させることを特徴とする。
MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドは、細胞内のMuSKプレmRNAのスプライシング活性を変化させる能力を特徴とする。例えば、細胞をMuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドによってトランスフェクトすることができ、一定期間のインキュベーション後に、例えば、エクソン5aおよび5bがスキップされた場合のMuSK RNA転写物のプロセシングされた形態の代替的な形態の発現をRT-PCRによって測定することができる。例えば、培養細胞におけるMuSKエクソンスキッピングの効率10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または95%を超える。
MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドは、MuSK ΔIg2 mRNAを増加させることができる。MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドは、MuSKプレmRNAのスプライシングを変化させることができる。MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドは、エクソン5aまたはエクソン5bのスキップまたは包含を促進することができる。
MuSK ΔIg2の発現の調節は、細胞;組織;または動物の器官を含有し得る、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドを用いて治療された対象の体液に対して測定され得る。体液、例えば、痰、血清またはCSF、組織、例えば、生検または器官などの分析用試料を得る方法、および分析を可能にするための試料の調製方法は、生物医学分野の当業者に周知である。対象に対する治療の効果は、本出願に記載の1つ以上の組成物と接触させた動物から採取された1つ以上の生体液、組織または器官内の標的遺伝子発現に関連するバイオマーカーを測定することによって評価され得る。
MuSK ΔIg2 mRNAの増加とは、MuSK ΔIg2mRNAの細胞内レベルが、参照レベル、例えば、対照(例えば、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドを投与されていない対象)におけるMuSK ΔIg2mRNAのレベルよりも高いことを意味する。細胞内MuSK ΔIg2 mRNAの増加は、産生されたMuSK ΔIg2タンパク質またはMuSK ΔIg2 mRNAのレベルの増加として測定され得る。MuSK ΔIg2 mRNAの増加は、例えば、本明細書に記載の方法によって、またはアッセイ技術、例えば、対象、もしくは対象から得られた試料に対して、RNA溶液ハイブリダイゼーション、ヌクレアーゼ保護、ノーザンハイブリダイゼーション、逆転写、マイクロアレイによる遺伝子発現モニタリング、抗体結合、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)、核酸配列決定、ウェスタンブロッティング、ラジオイムノアッセイ(RIA)、他のイムノアッセイ、蛍光活性化細胞分析(FACS)、もしくはMuSK ΔIg2 mRNAもしくはMuSK ΔIg2タンパク質を検出することができる任意の他の技術もしくは技術の組合せによって決定され得る。
MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチド治療を受けている対象から得られた試料中のMuSK ΔIg2 mRNAのレベルと、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドを用いて治療されていない対象のMuSK ΔIg2 mRNAのレベルとを比較することによって、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチド治療がMuSK ΔIg2 mRNAを増加させる程度を決定することができる。MuSK ΔIg2 mRNAの参照レベルは、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチド治療を受ける前に同じ対象から得られる。MuSK ΔIg2 mRNAの参照レベルは、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチド治療を受けていない対象の集団によって決定される範囲である。全長MuSK mRNAのレベルは、MuSK ΔIg2 mRNAのレベルと比較される。例えば、参照比の1倍、1.5~5倍、5~10倍、10~50倍、50~100倍、約1.1倍、約1.2倍、約1.5倍、約2倍、約3倍、約4倍、約5倍、約6倍、約7倍、約8倍、約9倍、約10倍、約15倍、約20倍、約30倍、約40倍、約50倍、約60倍、約70倍、約80倍、約90倍、約100倍を超える、MuSK ΔIg2 mRNAと、全長MuSK mRNA、例えば、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチド治療を受けている対象におけるエクソン5aおよび5bを有しないMuSK mRNAとの比。
MuSK ΔIg2 mRNAの増加したレベルは、例えば、参照値の1倍、1.5~5倍、5~10倍、10~50倍、50~100倍、約1.1倍、約1.2倍、約1.5倍、約2倍、約3倍、約4倍、約5倍、約6倍、約7倍、約8倍、約9倍、約10倍、約15倍、約20倍、約30倍、約40倍、約50倍、約60倍、約70倍、約80倍、約90倍、約100倍を超える。
対象におけるMuSK ΔIg2 mRNAの増加は、参照レベルと比較したMuSK ΔIg2タンパク質の増加によって示され得る。MuSK ΔIg2タンパク質の参照レベルは、治療前に、例えば、アルツハイマー病、もしくは神経変性を特徴とする疾患を有するかまたは有するリスクがある対象から得られたMuSK ΔIg2タンパク質レベルである。体液、器官または組織を本明細書に記載の1つ以上の組成物の有効量と接触させる方法も企図される。体液、器官または組織を、MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドを含む1つ以上の組成物と接触させて、体液、器官または組織の細胞内のMuSK ΔIg2の発現、およびMuSK発現の調節をもたらすことができる。有効量は、対象に投与されるかまたは細胞に接触させられるMuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチドの機能的MuSK ΔIg2タンパク質発現に対する効果をモニタリングすることによって決定され得る。
MuSK Ig2調節物質剤は、例えば、神経幹細胞または神経前駆細胞(NPC)を含む細胞の集団に投与されると、活性化状態の細胞の数、例えば、活性な増殖を増加させる。集団内の細胞は、それらが活性化状態にあるかどうかについて、例えば、EdU+サイクリング細胞(cycling cell)を総細胞数と比較するEdUアッセイを含む、生物医学分野で公知の方法によって評価され得る。MuSK Ig2調節物質剤は、神経幹細胞を含む細胞の集団に投与されると、集団内の静止状態の神経幹細胞の数を減少させるか、または活性化神経幹細胞の数を増加させる。
MuSK Ig2調節物質剤は、神経幹細胞または神経前駆細胞を含む細胞の集団に投与されると、初期ニューロン、例えば、Dexに関連する遺伝子を発現する細胞の数を増加させるか、または成熟ニューロン、例えば、Map2、星状膠細胞、例えば、GFAPおよびS100b、もしくは乏突起膠細胞、例えば、CNPアーゼおよびO4に関連する遺伝子を発現する細胞の数を減少させる。MuSK Ig2調節物質剤は、神経幹細胞または神経前駆細胞を含む細胞の集団に投与されると、細胞の集団内の初期ニューロン、例えば、Dexに関連する遺伝子の発現のレベルを増加させるか、または成熟ニューロン、例えば、Map2、星状膠細胞、例えば、GFAPおよびS100b、もしくは乏突起膠細胞、例えば、CNPアーゼおよびO4に関連する遺伝子の発現のレベルを低下させる。
細胞の集団は、例えば、胚性幹細胞または多能性幹細胞などの幹細胞から、神経幹細胞であるように誘導された神経幹細胞を含む。
細胞の集団は、健康な対象から得られる。細胞の集団は、神経変性または筋障害を特徴とする疾患に罹患している対象から得られる。
MuSK Ig2調節物質剤は、対象由来の細胞の集団と接触させると、対象の神経発生または筋再生もしくは筋成長を増加させる。MuSK Ig2調節物質剤は、例えば、対象への注射によって、インビボで細胞の集団と接触させられる。MuSK Ig2調節物質剤は、対象から細胞の集団を得ることによってエクスビボで細胞の集団と接触させられ、処理された細胞が対象に再導入されると、神経発生または筋再生もしくは筋成長が増加する。
MuSK Ig2調節物質剤は、対象に投与されると、神経発生を増加させるか、認知を改善するか、または筋再生もしくは筋成長を達成する。これらの生物学的効果を評価する方法の例は、本明細書に詳述されている。
アゴナイジング抗体の産生
抗体および抗原結合断片は、生物医学分野で公知の任意の技術によって調製または精製され得、これにより、安定な抗体または抗体断片のその後の形成が可能になる。
抗体および抗原結合断片は、生物医学分野で公知の任意の技術によって調製または精製され得、これにより、安定な抗体または抗体断片のその後の形成が可能になる。
本開示の抗MuSK抗体剤をコードする核酸は、従来の手順によって容易に単離および配列決定され得る。
本開示の発現抗体は、宿主細胞から単離された後、均一に精製され得る。本開示の抗体の単離または精製は、タンパク質を単離および精製するための従来の方法によって行われ得る。例えば、理論に拘束されることを望むものではないが、本開示のMuSK抗体剤は、限定するものではないが、タンパク質を含む周知の方法によって組換え細胞培養物から回収および精製され得る。精製、プロテインG精製、硫酸アンモニウム沈殿またはエタノール沈殿、酸抽出、アニオン交換クロマトグラフィーまたはカチオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィー。高速液体クロマトグラフィー(HPLC)も精製に使用することができる。本開示の抗体は、濾過、超濾過、塩析、透析などをさらに組み合わせることによって単離または精製され得る。
本開示の精製抗MuSK剤は、ELISA、ELISPOT、フローサイトメトリー、免疫細胞学、BIACORE(商標)分析、SAPIDYNE KINEXA(商標)速度論的排除アッセイ、SDS-PAGEおよびウェスタンブロットによって、またはHPLC分析によって、および本明細書に開示されるいくつかの他の機能的アッセイによって特性評価され得る。
アゴナイジングオリゴヌクレオチドの産生
アゴナイジング剤、例えば、本明細書に記載のアゴナイジングオリゴヌクレオチドは、生物医学分野で公知の標準的な方法によって、例えば、自動合成機の使用によって合成され得る。化学合成、例えば、ホスホラミダイト法を使用した固相合成)後、アゴナイジングオリゴヌクレオチド分子を脱保護し、ds分子にアニーリングし、例えば、ゲル電気泳動またはHPLCによって精製することができる。アゴナイジングオリゴヌクレオチドの調製のためのプロトコルは、生物医学分野で公知である。
アゴナイジング剤、例えば、本明細書に記載のアゴナイジングオリゴヌクレオチドは、生物医学分野で公知の標準的な方法によって、例えば、自動合成機の使用によって合成され得る。化学合成、例えば、ホスホラミダイト法を使用した固相合成)後、アゴナイジングオリゴヌクレオチド分子を脱保護し、ds分子にアニーリングし、例えば、ゲル電気泳動またはHPLCによって精製することができる。アゴナイジングオリゴヌクレオチドの調製のためのプロトコルは、生物医学分野で公知である。
細胞内に導入された発現構築物からのRNAの転写によって、アゴナイジングオリゴヌクレオチドを細胞内で形成することもできる。例えば、Yu et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,99,6047-6052(2002)を参照されたい。アゴナイジングオリゴヌクレオチド分子のインビボ産生のための発現構築物は、例えば、プロモーターエレメントおよび転写終結シグナルを含む、アンチセンスコード配列の適切な転写に必要なエレメントに作動可能に連結された1つ以上のアンチセンスコード配列を含み得る。そのような発現構築物に好ましいプロモーターには、ポリメラーゼIII HI-RNAプロモーター(例えば、Brummelkamp et al.,Science 2002;296:550-553を参照)およびU6ポリメラーゼ-IIIプロモーター(例えば、Sui et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2002;Paul et al.,Nature Biotechnol.,20,505-508(2002);およびYu et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,99,6047-6052を参照)(2002)が含まれる。アゴナイジングオリゴヌクレオチド発現構築物は、発現構築物のクローニングを容易にする1つ以上のベクター配列をさらに含むことができる。使用され得る標準的なベクターには、例えば、pSilencer 2.0-U6ベクター(Ambion Inc.,Austin,TX,USA)が含まれる。
医薬組成物。
本開示は、本明細書に記載のアゴナイジング剤を含むかまたは送達する医薬組成物を提供する。本開示はまた、本明細書に記載のアゴナイジング剤に曝露された細胞集団であるかまたはそれを含む医薬組成物を提供する。
例えば、提供される医薬組成物は、投与されると、MuSKポリペプチド、例えば、MuSK ΔIg2ポリペプチド、もしくはBMPとの相互作用のために機能するIg2ドメインを欠く、Ig2が破壊された別のMuSK変異体ポリペプチドのレベルもしくは活性の増加を達成する抗体剤もしくは核酸剤などのMuSK Ig2調節物質剤を含むことができるか、または送達することができる。提供される医薬組成物は、神経性細胞の数もしくは活性が集団内で増加するように、MuSK Ig2調節物質剤に曝露された細胞の集団を含むことができるか、または送達することができる。
医薬組成物は、1つ以上の薬学的に許容される賦形剤と組み合わせた活性剤、例えば、本明細書に記載のアゴナイジング剤、もしくはその前駆体であり得るか、またはそれを含み得る。生物医学分野の当業者であれば、特定の医薬組成物の成分が医薬組成物の投与経路による影響を受け得ることを知っている。
本開示の組成物は、全身投与および局所(topical)投与または局所(localized)投与を含む様々な投与様式のために製剤化され得る。技術および製剤は、Remington,The Science and Practice of Pharmacy(20th ed.2000)に一般に見出され得る。
本発明の組成物は、いくつかの経口剤形、非経口剤形および局所剤形で調製および投与され得る。本発明の組成物は、注射によって、例えば、静脈内、筋肉内、皮内、皮下、十二指腸内または腹腔内に投与され得る。本明細書に記載の組成物は、吸入によって、例えば、鼻腔内に投与され得る。本発明の組成物は、経皮投与され得る。本発明の組成物を投与するために、いくつかの投与経路、例えば、筋肉内、経口、経皮を使用することができる。
本明細書に記載の医薬組成物は、静脈内注射、髄腔内投与、経口投与、頬側投与、吸入、経鼻投与、局所投与、眼投与または耳投与から選択される経路による送達のために製剤化され得る。医薬組成物は、髄腔内投与による送達のために製剤化され得る。医薬組成物は、静脈内投与による送達のために製剤化され得る。医薬組成物は、経口投与による送達のために製剤化され得る。
オリゴヌクレオチドおよび組成物は、中枢神経系に送達され得る。オリゴヌクレオチドおよび組成物は、脳脊髄液に送達される。ある特定の実施形態では、オリゴヌクレオチドおよび組成物は、脳実質に投与される。オリゴヌクレオチドおよび組成物は、髄腔内投与または脳室内投与によって動物/対象に送達され得る。本明細書に記載されるオリゴヌクレオチドおよび組成物の中枢神経系内への広範囲な分布は、実質内投与、髄腔内投与または脳室内投与によって達成され得る。
非経口投与は、注射、例えば、シリンジ、ポンプなどによるものであり得る。注射はボーラス注射であり得る。注射は、線条体、尾状体、皮質、海馬および小脳などの組織に直接投与され得る。
ボーラス注射などによって医薬品を特異的に局在化させる方法は、有効濃度中央値(EC50)を20、25、30、35、40、45または50分の1に低下させることができる。本明細書にさらに記載されるアンチセンス化合物中の医薬品。標的組織は脳組織であり得る。標的組織は海馬組織であり得る。EC50の低下は、それを必要とする患者に対して薬理学的結果を達成するために必要な用量を減少させるため、望ましい可能性がある。
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、注射または注入によって、1ヶ月に1回、2ヶ月に1回、90日に1回、3ヶ月に1回、6ヶ月に1回、年に2回、または年に1回送達され得る。
これらの医薬組成物はまた、薬学的に使用され得る調製物への活性化合物の加工を容易にする賦形剤および助剤を含む好適な薬学的に許容される担体を含有することができる。経口投与のために製剤化される調製物は、錠剤、糖衣錠、カプセルまたは溶液であり得る。
経口使用のための医薬調製物は、活性化合物を固体賦形剤と組み合わせ、得られた混合物を場合により粉砕し、所望であれば好適な助剤を加えた後に顆粒の混合物を加工して錠剤または糖衣錠コアを得ることによって得られ得る。好適な賦形剤は、充填剤、例えば、ラクトース、スクロース、マンニトールもしくはソルビトールを含む糖;セルロース調製物、例えば、トウモロコシデンプン、コムギデンプン、コメデンプン、バレイショデンプン、ゼラチン、トラガカントゴム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル-セルロース、カルボキシメチル-セルロースナトリウム(CMC)またはポリビニルピロリドン(PVP:ポビドン)である。架橋ポリビニルピロリドン、寒天、またはアルギン酸もしくはその塩、例えば、アルギン酸ナトリウムなどの崩壊剤を加えることができる。
糖衣錠コアには、好適なコーティングが施される。アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポールゲル、ポリエチレングリコール(PEG)、または二酸化チタン、ラッカー溶液、および好適な有機溶媒または溶媒混合物を場合により含有することができる濃縮糖溶液を使用することができる。識別のために、または活性化合物用量の様々な組合せを特徴付けるために、染料または顔料を錠剤または糖衣錠コーティングに加えることができる。
経口的に使用され得る医薬調製物には、ゼラチン製の押込み式カプセル、およびゼラチン製の軟質密閉カプセル、ならびにグリセロールまたはソルビトールなどの可塑剤が含まれる。押込み式カプセルは、ラクトースなどの充填剤、デンプンなどの結合剤、またはタルクもしくはステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤、および場合により安定剤と混合して活性成分を含有することができる。軟質カプセルでは、活性化合物は、脂肪油、流動パラフィンまたは液体ポリエチレングリコール(PEG)などの好適な液体に溶解または懸濁され得る。安定剤を加えることができる。
医薬組成物は、錠剤、丸剤、カプセル、液体、吸入剤、点鼻薬溶液、坐剤、懸濁液、ゲル、コロイド、分散液、懸濁液、溶液、エマルジョン、軟膏、ローション、点眼剤または点耳剤であり得る。
治療される特定の病態に応じて、本開示の医薬組成物は、液体剤形または固体剤形に製剤化され得、全身投与または局所投与され得る。医薬組成物は、例えば、生物医学分野の当業者に知られているように、時間調節されたまたは持続的な低放出形態で送達され得る。製剤化および投与のための技術は、Remington,The Science and Practice of Pharmacy(20th ed.2000)に見出され得る。好適な経路には、経口投与、吸入スプレーによる頬側投与、舌下投与、直腸投与、経皮投与、経膣投与、経粘膜投与、経鼻投与もしくは腸投与;筋肉内注射、皮下注射、髄内注射、および髄腔内注射、直接脳室内注射、静脈内注射、関節内注射、胸骨内注射、滑膜内注射、肝臓内注射、病巣内注射、頭蓋内注射、腹腔内注射、鼻腔内注射もしくは眼内注射、または他の送達様式を含む非経口送達が含まれ得る。
注射では、本開示の医薬組成物は、水溶液、例えば、ハンクス液、リンガー液または生理食塩水緩衝液などの生理学的に適合性の緩衝液中で製剤化および希釈され得る。そのような経粘膜投与では、浸透されるバリアに適切な浸透剤が製剤に使用される。そのような浸透剤は、生物医学分野で周知である。
本開示の実施のために開示される本明細書の組成物を全身投与に適した投与量に製剤化するための薬学的に許容される不活性担体の使用は、本開示の範囲内である。担体の適切な選択、および好適な製造実施により、溶液として製剤化された本開示の組成物は、静脈内注射などによって非経口的に投与され得る。
本明細書に記載の組成物は、生物医学分野で利用可能な薬学的に許容される担体を使用して、経口投与に適した投与量に製剤化され得る。そのような担体は、対象、例えば、治療される患者による経口摂取のための錠剤、丸剤、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液などとして本開示の化合物を製剤化することを可能にする。
経鼻送達または吸入送達では、1つ以上の可溶化物質、希釈物質または分散物質、例えば、生理食塩水、保存剤、例えば、ベンジルアルコール、吸収促進剤およびフルオロカーボンを使用することができる。
提供される組成物は、活性剤の前駆体を含むことができるか、または送達することができ、前駆体は、投与されると活性治療剤になるかまたは活性治療剤を放出する。例えば、前駆体は、小分子アゴナイジング剤のプロドラッグ、もしくはタンパク質アゴナイジング剤をコードする核酸などであり得るか、またはそれを含み得る。
提供される医薬組成物は、薬学的に許容される塩形態で、例えば、ナトリウム塩、アンモニウム塩などとして提供され得る、治療有効量、例えば、確立されたプロトコルに従って投与された場合に有効な量)の提供されるオリゴヌクレオチドを含むことができるか、または送達することができる。そのような提供される医薬組成物は、関連するオリゴヌクレオチドと、薬学的に許容される希釈剤、薬学的に許容される賦形剤および薬学的に許容される担体から選択される少なくとも1つの薬学的に許容される不活性成分とを含む。提供されるオリゴヌクレオチドの塩形態は、例えば、オリゴヌクレオチド内の負に荷電した酸性基、例えば、ホスフェート、ホスホロチオエートなどの数まで、2つ以上のカチオンを含む。
薬学的に許容される塩は、生物医学分野の当業者に一般に周知であり、例えば、限定するものではないが、酢酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、ベシル酸塩、安息香酸塩、重炭酸塩、重酒石酸塩、臭化物、エデト酸カルシウム、カルンシレート(carnsylate)、炭酸塩、クエン酸塩、エデト酸塩、エジシル酸塩、エストレート、エシレート、フマル酸塩、グルセプト酸塩、グルコン酸塩、グルタミン酸塩、グリコリルアルサニレート(glycollylarsanilate)、ヘキシルレゾルシン酸塩、ヒドラバミン、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヒドロキシナフトエ酸塩、ヨウ化物、イセチオン酸塩、乳酸塩、ラクトビオン酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マンデル酸塩、メシル酸塩、ムチン酸塩、ナプシル酸塩、硝酸塩、パモ酸塩(エンボン酸塩)、パントテン酸塩、リン酸塩/二リン酸塩、ポリガラクツロ酸塩、サリチル酸塩、ステアリン酸塩、塩基性酢酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、タンニン酸塩、酒石酸塩またはテオクル酸塩を含むことができる。他の薬学的に許容される塩は、例えば、Remington,The Science and Practice of Pharmacy(20th ed.2000)に見出され得る。好ましい薬学的に許容される塩には、例えば、酢酸塩、安息香酸塩、臭化物、炭酸塩、クエン酸塩、グルコン酸塩、臭化水素酸塩、塩酸塩、マレイン酸塩、メシル酸塩、ナプシル酸塩、パモ酸塩(エンボン酸塩)、リン酸塩、サリチル酸塩、コハク酸塩、硫酸塩または酒石酸塩が含まれる。
生物医学分野の当業者に知られているように、オリゴヌクレオチドは、例えば、医薬用途のためのいくつかの塩として製剤化され得る。塩は、金属カチオン塩またはアンモニウム塩である。塩は、オリゴヌクレオチドの金属カチオン塩である。塩は、オリゴヌクレオチドのアンモニウム塩である。代表的なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩には、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどが含まれる。塩は、オリゴヌクレオチドのナトリウム塩である。薬学的に許容される塩には、適切な場合、非毒性アンモニウム、第四級アンモニウム、および提供されるオリゴヌクレオチド内に存在し得る水酸化物、カルボキシレート、スルフェート、ホスフェート、ニトレート、スルホネート、ホスホロチオエートなどの対イオンによって形成されるアミンカチオンが含まれる。生物医学分野の当業者に認識されるように、オリゴヌクレオチドの塩は、オリゴヌクレオチド内に複数のアニオンが存在し得ることから、複数のカチオン、例えば、ナトリウムイオンを含有し得る。
提供されるオリゴヌクレオチドおよびその組成物は、広い投与量範囲にわたって有効であり得る。例えば、成人の治療では、約0.01~約1000mg、約0.5~約100mg、約1~約50mg/日、および約5~約100mg/日の投与量が、使用され得る投与量の例である。正確な投与量は、投与経路、化合物が投与される形態、治療される対象、治療される対象の体重、ならびに主治医の選好および経験に依存する。
本開示は、例えば、他の治療剤または医療手技との併用療法のための技術、例えば、組成物、方法などを提供する。提供されるオリゴヌクレオチドまたは組成物は、1つ以上の他の治療剤とともに使用され得る。提供される組成物は、提供されるオリゴヌクレオチドと、1つ以上の他の治療剤とを含む。1つ以上の他の治療剤は、組成物中の提供されるオリゴヌクレオチドと比較した場合、1つ以上の異なる標的、または標的に対する1つ以上の異なる機構を有することができる。治療剤はオリゴヌクレオチドである。治療剤は小分子薬物である。治療剤はタンパク質である。治療剤は抗体である。いくつかの治療剤を本開示に従って使用することができる。提供されるオリゴヌクレオチドまたはその組成物は、1つ以上の他の治療剤もしくは医療手技の前、それと同時に、またはその後に投与される。提供されるオリゴヌクレオチドまたはその組成物は、1つ以上の他の治療剤または医療手技と同時に投与される。提供されるオリゴヌクレオチドまたはその組成物は、1つ以上の他の治療剤または医療手技の前に投与される。提供されるオリゴヌクレオチドまたはその組成物は、1つ以上の他の治療剤または医療手技の後に投与される。提供される組成物は、1つ以上の他の治療剤を含む。
医薬組成物の生成。
本開示の組成物から医薬組成物を調製するために、薬学的に許容される担体は、固体または液体のいずれかであり得る。固体形態の調製物には、粉末、錠剤、丸剤、カプセル、カシェ剤、坐剤および分散性顆粒が含まれる。固体担体は、希釈剤、香味剤、結合剤、保存剤、錠剤崩壊剤またはカプセル化材料としても作用することができる1つ以上の物質であり得る。
粉末では、担体は、微粉化された活性成分との混合物中の微粉化された固体である。錠剤では、活性成分は、必要な結合特性を有する担体と好適な割合で混合され、所望の形状およびサイズに圧縮される。
粉末および錠剤は、5%~70%の治療剤を含有することができる。好適な担体は、炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、糖、ラクトース、ペクチン、デキストリン、デンプン、ゼラチン、トラガカント、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、低融点ワックス、カカオバターなどである。調製という用語は、他の担体を含むまたは含まない活性成分が担体によって取り囲まれており、したがって、それと会合しているカプセルを提供する担体としてのカプセル化材料を含む活性治療剤の製剤を含む。同様に、カシェ剤およびロゼンジが含まれる。錠剤、粉末、カプセル、丸剤、カシェ剤およびロゼンジは、経口投与に適した固体剤形として使用され得る。
坐剤を調製するために、低融点ワックス、例えば、脂肪酸グリセリドまたはカカオバターの混合物を最初に溶融し、活性成分を撹拌することによって均質に分散させる。次いで、溶融した均質な混合物を好都合な大きさの型に注ぎ、冷却し、固化させる。
液体形態の調製物には、溶液、懸濁液およびエマルジョン、例えば、水、または水/プロピレングリコール溶液が含まれる。非経口注射のために、液体調製物をポリエチレングリコール水溶液中の溶液中で製剤化することができる。
非経口適用が必要とされるかまたは所望される場合、本発明の組成物のための特に好適な混合物は、油性溶液または水溶液中の注射可能な滅菌溶液、ならびに坐剤を含む懸濁液、エマルジョンまたはインプラントである。特に、非経口投与用の担体には、デキストロース水溶液、生理食塩水、純水、エタノール、グリセロール、プロピレングリコール、落花生油、ゴマ油、ポリオキシエチレンブロック高分子などが含まれる。アンプルは、好都合な単位投与量である。本発明の組成物はまた、リポソームに組み込まれ得るか、または経皮ポンプもしくはパッチを介して投与され得る。本発明に使用するのに適した医薬混合物には、例えば、Pharmaceutical Sciences 23rd ed.(Elsevier,2020)に記載されているものが含まれる。
経口使用に適した水溶液は、活性成分を水に溶解し、所望であれば好適な着色剤、香料、安定剤および増粘剤を加えることによって調製され得る。経口使用に適した水性懸濁液は、天然ゴムまたは合成ゴム、樹脂、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウムおよび他の周知の懸濁化剤などの粘性材料を用いて、微粉化された活性成分を水に分散させることによって作製され得る。
使用直前に経口投与用の液体形態の調製物に変換されることを意図した固体形態の調製物も含まれる。そのような液体形態には、溶液、懸濁液およびエマルジョンが含まれる。これらの調製物は、活性成分の他に、着色剤、香料、安定剤、緩衝剤、人工甘味料および天然甘味料、分散剤、増粘剤、可溶化剤などを含有することができる。
医薬調製物は、単位剤形であり得る。そのような形態では、調製物は、適切な量の活性成分を含有する単位用量に細分される。単位剤形は、包装された調製物であり得、包装物は、個別の量の調製物、例えば、包装された錠剤、カプセル、およびバイアルまたはアンプル内の粉末を含有する。単位剤形は、カプセル、錠剤、カシェ剤もしくはロゼンジ自体であり得るか、または適切な数の包装形態のこれらのいずれかであり得る。
単位用量調製物中の活性成分の量は、特定の用途、および活性成分の効力に従って変化し得るか、または調整され得る。組成物は、所望であれば、他の適合性治療剤も含有することができる。
投与
当業者であれば、いくつかの実施形態では、対象、特にヒトに投与される投与量が、例えば、使用される特定の治療薬または製剤、投与方法、投与レジメン、治療される特定の対象の1つ以上の特徴などに応じて変化し得ることを理解するであろう。いくつかの実施形態では、当分野の臨床医は、特定の医学的状態を治療または予防するために、ヒトまたは他の対象に投与される治療薬の治療有効量を決定する。治療的に有効であるために必要とされる治療薬の正確な量は、当業者の範囲内である、多くの対象特異的な考慮事項に加えて、多数の要因、例えば、治療薬の比活性、および投与経路に依存する。
当業者であれば、いくつかの実施形態では、対象、特にヒトに投与される投与量が、例えば、使用される特定の治療薬または製剤、投与方法、投与レジメン、治療される特定の対象の1つ以上の特徴などに応じて変化し得ることを理解するであろう。いくつかの実施形態では、当分野の臨床医は、特定の医学的状態を治療または予防するために、ヒトまたは他の対象に投与される治療薬の治療有効量を決定する。治療的に有効であるために必要とされる治療薬の正確な量は、当業者の範囲内である、多くの対象特異的な考慮事項に加えて、多数の要因、例えば、治療薬の比活性、および投与経路に依存する。
いくつかの実施形態では、投与は、眼、経口、頬側、皮膚(例えば、真皮への局所、皮内、皮間、経皮などのうちの1つ以上であり得るかまたはそれを含み得る)、経腸、動脈内、皮内、胃内、髄内、筋肉内、鼻腔内、腹腔内、髄腔内、静脈内、脳室内、特定の器官内(例えば、肝臓内)、粘膜内、経鼻、経口、直腸内、皮下、舌下、局所、気管(例えば、気管内滴下による)、膣、硝子体などであり得る。
当業者であれば、本開示を読むと、いくつかの実施形態では、筋肉へのMuSK Ig2調節物質剤の送達を達成することが望ましい場合があることを理解するであろう。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、CNS(例えば、脳、例えば、海馬または脳室下領域)または肺へのMuSK Ig2調節物質剤の送達を達成することが望ましい場合がある。
いくつかの実施形態では、作用物質(例えば、アゴナイジング剤)は、全身送達、または筋肉への局所送達(例えば、筋肉内注射を介して)を介して送達される。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、核酸ペイロードの形態でMuSK Ig2調節物質剤を効果的に送達するためにウイルスベクターを使用して投与される。いくつかの実施形態では、ウイルスベクターは、特定の細胞型(例えば、筋芽細胞、筋細胞、筋管、サテライト細胞および筋線維)を標的とする。様々な筋細胞型を標的とするために、AAV1ベクター、AAV6ベクターおよびAAV9ベクターが使用された(例えば、Arnett et al.,Mol Ther Methods Clin Dev.1.pii:14038,2014、およびRiaz et al.,Skeletal Muscle 5(37)2015を参照されたい)。
当業者であれば、本開示を読むと、いくつかの実施形態では、CNSへのMuSK Ig2調節物質剤の送達、およびいくつかの実施形態では脳へのMuSK Ig2調節物質剤の送達を達成することが望ましい場合があることを理解するであろう。当業者であれば、本開示を読むと、いくつかの実施形態では、筋肉へのMuSK Ig2調節物質剤の送達を達成することが望ましい場合があることを理解するであろう。
いくつかの実施形態では、全身投与は、CNS(例えば、脳、例えば、海馬または脳室下帯)または筋肉への送達を達成する。いくつかの実施形態では、作用物質(例えば、アゴナイジング剤)は、脳室内投与によって中枢神経系(CNS)または筋肉に送達される。
さらに、特定のウイルスベクターは、ニューロンを選択的に標的とし、遺伝子的なペイロードを脳に効果的に送達することが知られている。例えば、海馬内の神経性細胞に核酸ペイロード(例えば、遺伝子治療、コードされたRNAなど)を効果的に送達するために、AAV2/1ベクターが確立された。例えば、Hammond et al.,PLoS One,12,e0188830(2017);Guggenhuber et al.,PLoS One,5,e15707,(2010);Lawlor et al.,Mol.Neurodeg.2:11(2007)を参照されたい。同様に、脳室下帯細胞内の特定の細胞を標的とし、核酸ペイロードを効果的に送達するために、特定のAAVベクター(例えば、AAV2/1ベクターまたはAAV4ベクター)が確立された。例えば、Liu et al.,Gene Therap.12,1503(2005);Bockstael et al.,Hum.Gene Therap.23,216(2012)を参照されたい。
神経変性に関連する疾患、障害もしくは病態に罹患しているかまたは罹患しやすい対象では、CNS、例えば脳(例えば、海馬または脳室下領域)への送達を達成する投与が望ましい場合がある。
いくつかの実施形態では、効果的な送達は、本明細書に記載の組成物の全身投与によって達成され得る。代替的または追加的に、いくつかの実施形態では、効果的な送達は、CNS、脳または筋肉への局所投与によって、例えば、髄腔内送達または腔内(例えば、脳室内)送達によって、達成され得る。
CNS、脳または筋肉への局所投与のための技術が開発され、例えば、様々なタンパク質治療薬(例えば、Calias et al.,Pharmacol.&Therap.144:122,2014を参照)、小分子(例えば、Dodou Pharm289:501,2012を参照)、細胞組成物(例えば、Eftekharzadeh et al.,Iran J Basic Med Sci 18:520,2015を参照)、および核酸治療薬(例えば、Otsuka et al.,J.Neurotrauma 28:1063,2011を参照;オナセムノゲンアベパルボベク-xioi[商標名Zolgensma(商標)の下に販売されている]およびヌシネルセン[商標名Spinraza(商標)の下に販売されている]の処方情報も参照)に有効であることが実証された。
当業者であれば、髄腔内送達が、細胞、タンパク質および核酸の治療薬を含む、海馬への送達を達成するのに特に効果的であり得ることを認識するであろう。
全身投与技術(例えば、経口、非経口、粘膜などを含む)は、多種多様な作用物質について十分に確立されている。CNS送達、筋肉送達または脳送達を達成する全身投与は、いくつかの実施形態では、血液脳関門(BBB)を通過する能力に依存し得る。
特定の活性剤または送達系は、BBBを通過することが知られている。近年の技術は、その点に関して特に困難であると従来考えられていたオリゴヌクレオチドなどの作用物質のCNS送達または脳送達さえも達成することが示された。一例を挙げると、参照により本明細書に組み込まれるMin et al.,Angew Chem.Int.Ed.Engl.,(2020)は、BBBを越えてオリゴヌクレオチドを輸送するグルコース被覆高分子ナノ担体を記載している。
オリゴヌクレオチド治療薬へのある特定の化学物質の組込みは、BBBを越えるそれらの移動を容易にすることができる。例えば、参照により本明細書に組み込まれる)Khorkova et al.,Nature Biotech 35:249,2017は、2’-修飾ホスホロチオエートオリゴヌクレオチド...が、それらの長い半減期を考慮すると、CNS障害に特に適応可能であり得、脳内の効果が単回注射後6ヶ月まで持続することを記載している。別のタイプの糖部分修飾、ロックド核酸(LNA)では、2’酸素と4’炭素とを接続する架橋が導入される。この修飾は、LNA-DNAハイブリッドおよびLNA-RNAハイブリッドの溶融温度を実質的に上昇させ、ひいては、バイオアベイラビリティーの増大と、製造コストの低減とを伴うさらに短いODNベースの化合物の作成を可能にする。立体構造的に制約されたオリゴヌクレオチド類似体である、近年提案されたトリシクロ-DNAは、糖のC(5’)とC(3’)との間に3個の追加のC原子を有する(図2)。この修飾は、安定性、疎水性およびRNA親和性を増加させ、組織取込みおよびBBB透過性を改善する。
特発性肺線維症(IPF)、急性呼吸促迫症候群(ARDS)、肺炎、およびウイルス感染による肺合併症などの疾患もしくは障害に罹患しているかまたは罹患しやすい対象では、肺への送達を達成する投与が望ましい場合がある。
オリゴヌクレオチド
いくつかの実施形態では、標的部位への送達を増強するためにASOが開発される。当技術分野で記載されているように、オリゴロード(oligo load)は、標的部位へのさらに安全な送達を増強するために、脂質粒子、リポソーム、ナノ粒子、およびさらに近年では糖N-アセチルガラクトサミンなどの担体またはリガンドに共有結合される。Verma,Ann.Indian Acad.Neurol.2018 21(1):3-8を参照されたい。
いくつかの実施形態では、標的部位への送達を増強するためにASOが開発される。当技術分野で記載されているように、オリゴロード(oligo load)は、標的部位へのさらに安全な送達を増強するために、脂質粒子、リポソーム、ナノ粒子、およびさらに近年では糖N-アセチルガラクトサミンなどの担体またはリガンドに共有結合される。Verma,Ann.Indian Acad.Neurol.2018 21(1):3-8を参照されたい。
標的部位、例えば、筋肉へのASOの細胞送達の効率を改善するために、特定の技術が開発された。例えば、アミノグリコシド(AG)は、インビトロおよびインビボの両方でアンチセンスホスホロジアミデートモルホリノオリゴマー(PMO)の送達を改善することが示されている。Wang,et al.,Mol.Ther.Nucleic Acids,2019;16:663-674を参照されたい。共有結合を介して、または非共有結合性ナノ粒子複合体の形成を介してオリゴヌクレオチドに直接結合することができる短い細胞透過性ペプチド(CPP)は、細胞取込みを促進することができる。McClorey et al.;Biomedicines,6(2),51(2018)を参照されたい。また、ASO脂肪酸コンジュゲートは、筋肉内のアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)の機能的取込みを増強することが報告されている。Prakash et al.;Nucleic Acids Research,47,2019,6029-6044を参照されたい。
当業者であれば、第三世代ホスホロジアミデートモルホリノASOである、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)の承認された治療法であるエテプリルセン(ExonDys 51)に精通しているであろう。
商標名Exondys 51(商標)の下に販売されているエテプリルセン(Sarepta Therapeutics)は、エクソン51をプレmRNAにスプライシングし、適したフレームシフト変異を有する患者の13%にリーディングフレームを回復させる(Crudele et al.Human Molecular Genetics,Volume 28,Issue R1,pp.R102-R107,2019を参照)。
エテプリルセンは、35~60分間にわたって静脈内注入によって投与される。特に、その推奨投与量は、毎週30mg/kg体重である。単回投与バイアルでは、医薬組成物は、100mg/2mLまたは500mg/mL(50mg/mL)溶液として製剤化される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴヌクレオチド治療薬は、静脈内投与され得る。いくつかのそのような実施形態では、そのようなオリゴヌクレオチド治療薬は、エテプリルセン[商標名Exondys 51(商標)の下に販売されている]に使用されるレジメンと合理的に同等のレジメンに従って投与され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるさらに低用量のアゴナイジングオリゴヌクレオチドは、12mgである。いくつかの実施形態では、1用量当たり合計5mg~60mgのアゴナイジングオリゴヌクレオチドが、対象に投与される。いくつかの実施形態では、1用量当たり合計12mg~48mgのアゴナイジングオリゴヌクレオチドが、対象に投与される。いくつかの態様では、1用量当たり合計12mg~36mgのアゴナイジングオリゴヌクレオチドが、対象に投与される。いくつかの態様では、1用量当たり合計12mgのアゴナイジングオリゴヌクレオチドが、対象に投与される。
当業者であれば、生存運動ニューロン-2(survival motor neuron-2)(SMN2)特異的遺伝子転写物を標的とし、小児患者および成人患者の脊髄性筋萎縮症(SMA)の治療に適応されるアンチセンスオリゴヌクレオチド治療薬であるヌシネルセン[商標名Spinraza(商標)の下に販売されている]に精通しているであろう。Spinrazaは、髄腔内投与される。特に、その推奨投与量は、4つの負荷用量を伴うレジメンに従って、1投与当たり単回投与バイアルでは12mg/5mL(2.4mg/mL)である。4つの負荷用量のうちの最初の3つは14日間隔で投与され、4つの負荷用量の4番目は3回目の投与の30日後に投与され、その後、4ヶ月ごとに1回維持用量が投与される。血小板算定、凝固臨床検査および定量的スポット尿タンパク質検査をベースライン時および各投与の前に行うことが推奨される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴヌクレオチド治療薬は、髄腔内投与され得る。いくつかのそのような実施形態では、そのようなオリゴヌクレオチド治療薬は、ヌシネルセン[商標名Spinraza(商標)の下に販売されている]に使用されるレジメンと合理的に同等のレジメンに従って投与され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のオリゴヌクレオチド治療薬は、髄腔内投与され得る。いくつかのそのような実施形態では、そのようなオリゴヌクレオチド治療薬は、ヌシネルセン[商標名Spinraza(商標)の下に販売されている]に使用されるレジメンと合理的に同等のレジメンに従って投与され得る。
細胞療法
本明細書に記載されるMuSK Ig2調節物質剤が筋再生(例えば、SC、MPCもしくは筋芽細胞であるか、またはそれらを含む細胞集団に由来する)を促進する能力に照らして、当業者であれば、本開示を読むと、とりわけ、本開示が細胞集団内に存在するニューロン、SC、MPCまたは筋芽細胞のレベルを増強するための技術を提供することを理解するであろう。すなわち、元の細胞集団を本明細書に記載されるMuSK Ig2調節物質剤と接触させることにより、元の集団内のレベルと比較して神経発生または筋再生もしくは筋成長のレベルが増加した、結果として得られる集団を生成することができる。本明細書に記載されるそのようなMuSK Ig2調節物質剤の投与は、そのような増加を達成することができる。
本明細書に記載されるMuSK Ig2調節物質剤が筋再生(例えば、SC、MPCもしくは筋芽細胞であるか、またはそれらを含む細胞集団に由来する)を促進する能力に照らして、当業者であれば、本開示を読むと、とりわけ、本開示が細胞集団内に存在するニューロン、SC、MPCまたは筋芽細胞のレベルを増強するための技術を提供することを理解するであろう。すなわち、元の細胞集団を本明細書に記載されるMuSK Ig2調節物質剤と接触させることにより、元の集団内のレベルと比較して神経発生または筋再生もしくは筋成長のレベルが増加した、結果として得られる集団を生成することができる。本明細書に記載されるそのようなMuSK Ig2調節物質剤の投与は、そのような増加を達成することができる。
いくつかの実施形態では、元の細胞集団は、ニューロン、SC、MPCもしくは筋芽細胞であり得るか、またはそれを含み得る。いくつかの実施形態では、元の細胞集団は、胚性幹細胞もしくは多能性幹細胞であるか、またはそれを含む。いくつかの実施形態では、胚性幹細胞または多能性幹細胞は、神経細胞もしくは筋原性前駆細胞であるか、または例えば、当技術分野で公知の技術(例えば、Miyagoe-Suzuki et al..,Stem Cells Int.7824614 2017)を使用して神経細胞もしくは筋原性前駆細胞に分化した。
いくつかの実施形態では、上記のように、そのような投与は、関連する元の細胞集団にインビボで曝露される(すなわち、接触する)ように、MuSK Ig2調節物質剤を(例えば、ヒト、特に成人、例えば、そのようなヒトの筋組織に)送達する。
いくつかの実施形態では、本開示による投与は、MuSK Ig2調節物質剤を、例えば、神経幹細胞(NCS)、SC、MPCもしくは筋芽細胞であり得るかまたはそれを含み得る細胞の集団(例えば、細胞の元の集団)とエクスビボで接触させる。例えば、いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤は、対象由来の細胞の集団にエクスビボ(例えば、インビトロ)で投与される。いくつかの実施形態では、対象から得られた細胞の集団。
いくつかの実施形態では、エクスビボで特に使用されるMuSK Ig2調節物質剤は、小分子、および抗体、もしくは核酸剤、もしくはそれらの組合せであり得るか、またはそれを含み得る。いくつかの特定のそのような実施形態では、核酸(例えば、1つ以上の遺伝子治療[例えば、核酸ベクターまたは転写物]、オリゴヌクレオチドまたはgRNA)であるかまたはそれを含む1つ以上の作用物質は、細胞へのエクスビボ投与またはインビトロ投与に特に有用であり得る。細胞集団のCRISPR/Cas改変は確立された成長しつつある分野であり、当業者であれば、例えば、MuSK Ig2ドメイン配列を改変または破壊するための本開示によるそのような戦略の適用性を理解するであろう。代替的または追加的に、機能的Ig2ドメインを欠くMuSK形態をコードする核酸(またはその発現産物が機能的Ig2ドメインを欠くMuSK形態をコードする核酸)は、エクスビボまたはインビトロで細胞に導入され得る。さらに代替的または追加的に、機能的Ig2を欠く形態を促進するようにMuSK転写物のエクソンスキッピングを導く、または機能的Ig2を含む形態の直接分解を導く(または翻訳を遮断する)オリゴヌクレオチドが利用され得る。
いくつかの実施形態では、細胞の集団は、MuSK Ig2調節物質剤と接触させられ、同時にまたは続いて刺激または拡大増殖される。代替的または追加的に、細胞の集団は、初期ニューロン、例えば、Dex、または成熟ニューロン、例えば、Map2、星状膠細胞、例えば、GFAPおよびS100b、または乏突起膠細胞、例えば、CNPアーゼおよびO4を有する特徴を示す細胞について濃縮または選択される。
いくつかの実施形態では、細胞の元の集団をMuSK Ig2調節物質剤とエクスビボで接触させることによって達成される、細胞の得られた集団は、次いで、対象に投与される。いくつかの実施形態では、細胞の得られた集団は、筋障害、神経筋機能不全、神経変性障害、心臓障害(例えば、心筋梗塞、心筋症)、もしくは筋消耗を特徴とする遺伝性疾患などの疾患もしくは障害に罹患しているかまたは罹患しやすい対象に投与される。いくつかの実施形態では、細胞の得られた集団は、細胞の元の集団が得られた対象に投与される。いくつかの実施形態では、細胞の得られた集団は、細胞の元の集団が得られた対象とは異なる対象に投与される。いくつかのそのような実施形態では、元の集団は健康な対象から得られ、得られた集団は、筋障害、神経筋機能不全、神経変性障害、心臓障害(例えば、心筋梗塞、心筋症)、もしくは筋消耗を特徴とする遺伝性疾患などの疾患もしくは障害に罹患しているかまたは罹患しやすい対象に投与される。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質剤と接触させた細胞の集団を投与することにより、対象の筋障害、神経筋機能不全、神経変性障害、心臓障害(例えば、心筋梗塞、心筋症)、または筋消耗を特徴とする遺伝性疾患などの疾患または障害が効果的に治療される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の刺激または拡大増殖されたNSC、SC、MPCまたは筋芽細胞の集団は、細胞治療薬に製剤化され得る。いくつかの実施形態では、細胞治療薬は、薬学的に許容される担体、希釈剤または賦形剤を含む。本明細書に記載の薬学的に許容される担体、例えば、ビヒクル、アジュバント、賦形剤および希釈剤は、周知であり、当業者にとって容易に入手可能である。好ましくは、薬学的に許容される担体は、活性剤、例えば、細胞治療薬に対して化学的に不活性であり、使用条件下で有害な副作用または毒性を誘発しない。
いくつかの実施形態では、細胞治療薬は、任意の好適な経路、例えば、静脈内投与経路、腫瘍内投与経路、動脈内投与経路、筋肉内投与経路、腹腔内投与経路、髄腔内投与経路、硬膜外投与経路または皮下投与経路などによる投与のために製剤化され得る。好ましくは、細胞治療薬は、非経口投与経路のために製剤化される。いくつかの実施形態では、細胞治療薬は、注入によって対象に投与される。
いくつかの実施形態では、非経口投与に適した細胞治療薬は、例えば、組成物を意図するレシピエントの血液と等張にする、抗酸化剤、緩衝液、静菌薬および溶質を含有することができる水性または非水性の等張性滅菌注射液であり得る。水性または非水性の滅菌懸濁液は、1つ以上の懸濁化剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤および保存剤を含有することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の単一の治療用細胞は、拡大増殖し、治療上の利益を提供することができる。いくつかの実施形態では、102個以上、例えば、103個以上、104個以上、105個以上または108個以上の治療用細胞が細胞治療薬として投与される。代替的または追加的に、本明細書に記載される、1012個以下、例えば、1011個以下、109個以下、107個以下または105個以下の治療用細胞が細胞治療薬として対象に投与される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される、102~105個、104~107個、103~109個、または105~1010個の治療用細胞が細胞治療薬として投与される。
本明細書に記載される細胞治療薬の用量は、必要に応じて、1回で、または好適な期間にわたって投与される一連の分割用量(subdose)で、例えば、連日、週2回、週1回、隔週、月2回、隔月、年2回もしくは年1回のベースで対象に投与され得る。有効量の細胞治療薬を含む投与量単位は、1日1回用量で投与されてもよいか、または総1日投与量は、必要に応じて、1日に投与される2、3、4もしくはそれ以上の分割用量で投与されてもよい。いくつかの実施形態では、細胞治療薬は、別の療法と組み合わせて投与される。
併用療法
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるMuSK Ig2調節物質療法は、別の療法と組み合わせて、すなわち、対象が両療法に同時に曝露されるように投与される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるMuSK Ig2調節物質療法は、別の療法と組み合わせて、すなわち、対象が両療法に同時に曝露されるように投与される。
本明細書に記載されるMuSK Ig2調節物質療法の投与量、および組み合わせて投与される別の療法の投与量、ならびに投与スケジュールは、限定するものではないが、治療される疾患(例えば、筋障害、神経筋機能不全、神経変性障害、心臓障害、または筋消耗を特徴とする遺伝性疾患)、対象の全般的な健康状態、および投与する医師の裁量を含む様々なパラメータに依存し得る。
MuSK Ig2調節物質療法は、それを必要とする対象に、他の療法の投与の前に(例えば、5分、15分、30分、45分、1時間、2時間、4時間、6時間、12時間、24時間、48時間、72時間、96時間、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、8週間または12週間前)、それと同時に、またはそれに続いて(例えば、5分、15分、30分、45分、1時間、2時間、4時間、6時間、12時間、24時間、48時間、72時間、96時間、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、8週間または12週間後)投与され得る。様々な実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法と他の療法とは、1分間隔、10分間隔、30分間隔、1時間未満間隔、1時間間隔、1時間~2時間間隔、2時間~3時間間隔、3時間~4時間間隔、4時間~5時間間隔、5時間~6時間間隔、6時間~7時間間隔、7時間~8時間間隔、8時間~9時間間隔、9時間~10時間間隔、10時間~11時間間隔、11時間~12時間間隔、24時間以下または48時間以下間隔で投与される。一実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法と他の療法とは、3時間以内に投与される。別の実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法と他の療法とは、1分~24時間間隔で投与される。
MuSK Ig2調節物質療法と他の療法との相乗的な組合せは、これらの作用物質の一方もしくは両方のさらに低い投与量の使用、または筋障害、神経筋機能不全、神経変性障害、心臓障害、もしくは筋消耗を特徴とする遺伝性疾患に罹患している対象への療法のさらに低い頻度の投与を可能にし得る。相乗効果は、これらの作用物質の効果の改善、またはいずれかの作用物質単独の使用に関連する有害副作用もしくは望ましくない副作用の減少をもたらし得る。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法は、関連する疾患、障害または病態(例えば、筋障害、神経筋機能不全、神経変性障害、心臓障害、または筋消耗を特徴とする遺伝性疾患)に対する標準治療処置と組み合わせて投与される。
DMDの療法には、デフラザコート(Emflaza;PTC Therapeutics)エテプリルセン(Exondys 51;Sarepta Therapeutics)、アタルレン(Translarna;PTC Therapeutics)、およびプレドニゾンなどの糖質コルチコイドが含まれる。いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法は、DMDのための1つ以上の療法と組み合わせて投与される。
ALSの承認された療法には、Radicava、Rilutek、TiglutikおよびNuedextaが含まれる。いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法は、ALSのための1つ以上の療法と組み合わせて投与される。
心筋症の承認された療法には、限定するものではないが、アンジオテンシンII変換酵素(ACE)阻害剤、アンジオテンシンII受容体遮断薬(ARB)およびスピロノラクトンが含まれる。いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法は、心筋症のための1つ以上の療法と組み合わせて投与される。
いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法は、関連する疾患、障害もしくは病態の症状もしくは特徴を緩和する1つ以上の療法、またはそのための療法と組み合わせて投与される。いくつかの実施形態では、MuSK Ig2調節物質療法は、症状または特徴を緩和する1つ以上の他の療法と組み合わせて投与され、その結果、上記他の療法に関連する副作用が緩和される。いくつかの実施形態では、療法に関連する副作用は、筋痙攣および筋攣縮、便秘、疲労、過剰な唾液および痰、疼痛、うつ、睡眠問題、ならびに笑うまたは叫ぶという制御されない激発のうちの1つ以上を特徴とする。
筋障害、神経筋機能不全、神経変性障害、心臓障害、もしくは筋消耗を特徴とする遺伝性疾患の治療もしくは予防に有用であることが知られている、または使用されている、使用される、もしくは現在使用されている任意の療法は、本明細書に記載の本発明によるMuSK Ig2調節物質療法と組み合わせて使用され得る。
プラスミドおよびタンパク質産生。
全長MuSKと1つ以上のMuSKドメイン(例えば、Ig1、Ig2またはIg3)の欠失を含む構築物とを含む、本開示のMuSK構築物を調製するために、上記構築物の包装、および宿主細胞内の上記構築物の発現のためにプラスミドを使用することができる。
例示的な実施形態では、Hisタグ付き全長外部ドメインMuSK組換えタンパク質を生成するために、6×HisタグpCEP-Pu哺乳動物発現ベクタープラスミドにクローニングされた全長外部ドメインMuSKが、以前の研究で使用されている。Yilmaz et al.(2016)。ΔIg1、ΔIg2、ΔIg1/2、Δ5a/5b、Ig1/2 MuSK外部ドメイン欠失構築物が、NheI 5’およびNotI 3’制限酵素認識部位を用いて合成され、pUC57細菌発現ベクター(Genewiz)にクローニングされた。MuSK外部ドメイン欠失構築物が、pCEP-Pu哺乳動物発現ベクターにクローニングされ、配列確認のためにSanger配列決定された。全長外部ドメインMuSK pCEP-Puプラスミドから、PCRクローニングによって、単離されたIg1ドメイン、およびIg2の単離されたドメインが生成された。
Ig1のPCRプライマー:フォワードGATCTTCTTTCTCCTTTGCCTGGC(配列番号1);リバースTAAGCAGCGGCCGCCATCTTCACTTGCAGGGCACC(配列番号2)、およびIg2のPCRプライマー:フォワードCCTCAGCTAGCACCTAAAATAACTCGTCCTCCC(配列番号3);リバースAATTAGCGGCCGCCTTCACCAGTTTGGAGTAAGC(配列番号4)。
単離されたIg1 PCRおよびIg2 PCRが、pCEP-Pu発現ベクターにクローニングされ、確認のためにSanger配列決定された。MuSK外部ドメインヒスタグ付きタンパク質の産生では、ヒト胎児由来腎臓293(HEK 293)PEAKrapid細胞(ATCC CRL-2828)が、Promega FugeneHD(登録商標)を使用してMuSK外部ドメインプラスミドによってトランスフェクトされ、ピューロマイシン処理によって選択された。外部ドメインMuSK-his組換えタンパク質が培地に分泌され、馴化培地が2週間にわたって2~3日ごとに収集された。馴化培地から、ニッケルアフィニティークロマトグラフィーを使用して、MuSK-his組換えタンパク質が精製された。精製されたタンパク質の純度が、SDS-PAGEによって評価され、計算された0.1%の吸光係数によりELISAおよびNanoDropを使用して定量された。
MuSK PCRおよび配列決定。
インビボで発現されるMuSKエクソンを増幅するために、野生型ヒラメマウス筋由来のRNAが単離され、逆転写された。
エクソン5~8の領域を増幅するプライマーが設計された:
フォワード:ACTGGTGAAGCTGGAAGTGG(配列番号7)
リバース:GCCTTGGCTGTCTTTCTGTG(配列番号8)
DreamTaq Green PCRマスターミックス(ThermoFisher)を使用してPCRが行われ、DNAのゲル抽出のためのPCRバンドを十分に分離し、分離されたDNAバンドの交差汚染を防止するために、産物がアガロースゲル電気泳動に供された。各バンドのDNA配列を同定するために、抽出されたDNAがSanger配列決定された。
フォワード:ACTGGTGAAGCTGGAAGTGG(配列番号7)
リバース:GCCTTGGCTGTCTTTCTGTG(配列番号8)
DreamTaq Green PCRマスターミックス(ThermoFisher)を使用してPCRが行われ、DNAのゲル抽出のためのPCRバンドを十分に分離し、分離されたDNAバンドの交差汚染を防止するために、産物がアガロースゲル電気泳動に供された。各バンドのDNA配列を同定するために、抽出されたDNAがSanger配列決定された。
RNA配列決定およびバイオインフォマティクス。
RNA非鎖ライブラリー調製および配列決定のためのRNeasy Fibrous Tissueミニキット(Qiagen)を使用して、野生型およびΔIg3-MuSKマウスヒラメ筋由来のRNAが抽出された(Genewiz)。試料当たり約5000万リードの深さで試料が配列決定された。リードは、Trimmomaticを使用してアダプター配列の品質について評価され、トリミングされ、次いで、GSNAPを用いて参照ゲノムとアライメントされる。リードカウント行列は、htseq-countを使用して生成される。Andrews,FastQC(2018);Bolger,Lohse,&Usadel(2014);Wu&Nacu(2010);Anders,Pyl,&Huber(2015)を参照されたい。リードカウント行列は、探索的データ分析、示差的遺伝子発現および経路GO分析のための統合されたDifferential Expression and Pathway(iDEP)分析ツールにアップロードされる。Ge,Son,&Yao(2018)。リードカウント行列は、LeafCutterを実行して既知および未知の選択的スプライシング事象を同定および測定するために使用される。Li et al.(2018)を参照されたい。
配列表
MuSK Ig1のPCRプライマー:フォワード
GATCTTCTTTCTCCTTTGCCTGGC(配列番号1)
MuSK Ig1のPCRプライマー:リバース
TAAGCAGCGGCCGCCATCTTCACTTGCAGGGCACC(配列番号2)
MuSK Ig2のPCRプライマー:フォワード
CCTCAGCTAGCACCTAAAATAACTCGTCCTCCC(配列番号3)
MuSK Ig2のPCRプライマー:リバース
AATTAGCGGCCGCCTTCACCAGTTTGGAGTAAGC(配列番号4)
MuSKヒトIg3ドメイン:
ARILRAPESHNVTFGSFVTLHCTATGIPVPTITWIENGNAVSSGSIQESVKDRVIDSRLQLFITKPGLYTCIATNKHGEKFSTAKAAATIS(配列番号5)
MuSKマウスIg3ドメイン
ARILRAPESHNVTFGSFVTLRCTAIGIPVPTISWIENGNAVSSGSIQESVKDRVIDSRLQLFITKPGLYTCIATNKHGEKFSTAKAAATVS(配列番号6)
MuSK cDNAを増幅するために使用されるプライマー:フォワード。
MuSK Ig1のPCRプライマー:フォワード
GATCTTCTTTCTCCTTTGCCTGGC(配列番号1)
MuSK Ig1のPCRプライマー:リバース
TAAGCAGCGGCCGCCATCTTCACTTGCAGGGCACC(配列番号2)
MuSK Ig2のPCRプライマー:フォワード
CCTCAGCTAGCACCTAAAATAACTCGTCCTCCC(配列番号3)
MuSK Ig2のPCRプライマー:リバース
AATTAGCGGCCGCCTTCACCAGTTTGGAGTAAGC(配列番号4)
MuSKヒトIg3ドメイン:
ARILRAPESHNVTFGSFVTLHCTATGIPVPTITWIENGNAVSSGSIQESVKDRVIDSRLQLFITKPGLYTCIATNKHGEKFSTAKAAATIS(配列番号5)
MuSKマウスIg3ドメイン
ARILRAPESHNVTFGSFVTLRCTAIGIPVPTISWIENGNAVSSGSIQESVKDRVIDSRLQLFITKPGLYTCIATNKHGEKFSTAKAAATVS(配列番号6)
MuSK cDNAを増幅するために使用されるプライマー:フォワード。
ACTGGTGAAGCTGGAAGTGG(配列番号7)
MuSK cDNAを増幅するために使用されるプライマー:リバース。
MuSK cDNAを増幅するために使用されるプライマー:リバース。
GCCTTGGCTGTCTTTCTGTG(配列番号8)
以下の実施例は、本発明を例示するために提供され、本発明の範囲を限定するものではない。
以下の実施例は、本発明を例示するために提供され、本発明の範囲を限定するものではない。
実施例1
この実施例は、BMPおよびその受容体との様々なMuSKドメインの結合特性を試験および特性評価するために生成された、全長(FL)、Ig1欠失を有するMuSK(ΔIg1)、Ig2欠失を有するMuSK(ΔIg2)、ならびにIg1およびIg2の両方の欠失を有するMuSK(ΔIg1Ig2)を含む構築物を提供する。
この実施例は、BMPおよびその受容体との様々なMuSKドメインの結合特性を試験および特性評価するために生成された、全長(FL)、Ig1欠失を有するMuSK(ΔIg1)、Ig2欠失を有するMuSK(ΔIg2)、ならびにIg1およびIg2の両方の欠失を有するMuSK(ΔIg1Ig2)を含む構築物を提供する。
材料および方法
抗体および材料。ALK2、ALK3、ALK4、ALK5およびALK6をR&D Systems(Minneapolis,MN,USA)から入手した。ヤギ抗ヒトIgG Fc二次抗体、HRP(カタログ番号A18817)をThermoFisher Scientific(Waltham,MA,USA)から入手した。Hisタグ付きMuSK外部ドメインを含有する発現ベクターは、Dr.Markus Rueggから寄贈された。基質3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)(カタログ番号T0440-100ML)をSigma-Aldrich(St.Louis,MO,USA)から入手した。
抗体および材料。ALK2、ALK3、ALK4、ALK5およびALK6をR&D Systems(Minneapolis,MN,USA)から入手した。ヤギ抗ヒトIgG Fc二次抗体、HRP(カタログ番号A18817)をThermoFisher Scientific(Waltham,MA,USA)から入手した。Hisタグ付きMuSK外部ドメインを含有する発現ベクターは、Dr.Markus Rueggから寄贈された。基質3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)(カタログ番号T0440-100ML)をSigma-Aldrich(St.Louis,MO,USA)から入手した。
タンパク質構築物の産生。第1の工程は、MuSKタンパク質の欠失構築物を生成することであった。MuSKがBMP受容体に結合するドメインをマッピングするために、本発明者らは、特定のドメインを欠く、MuSKの欠失構築物を生成した。本発明者らは、これらの欠失構築物を使用して、BMP受容体に結合するMuSKのドメインを決定した。
MuSKの全長をGENEWIZ(South Plainfield,NJ,USA)に送付したところ、該企業は、その配列を含有するプラスミドを製造し、それを本発明者らに返送した。GENEWIZは、pUC57プラスミド内のMuSK配列を本発明者らに提供する。pUC57プラスミドは、クローニングベクターに一般的に使用されるプラスミドである。
Subcloning Efficiency(商標)DH5α Competent Cellsを使用して、GENEWIZから取得したDNAを形質転換した。次いで、細菌を寒天プレート上に広げた。翌日、コロニーを採取し、ブロスを入れたチューブに加えた。このプロセスを通して、アンピシリンを選択の形態として使用している。寒天プレートから採取したコロニーをLB培地中に一晩静置した。
翌日、QIAGEN(Venlo,Netherlands)製のQIAprep Spin Miniprep Kitを使用してminiprepを行った。>8000rpm(6800×g)で3分間、室温(15~25℃)で遠心分離することによって、1~5mlの細菌一晩培養物をペレット化する。ペレット化した細菌細胞を250μLの緩衝液P1に再懸濁し、微量遠心管に移す。250μLの緩衝液P2を加え、溶液が透明になるまでチューブを4~6回反転させることによって完全に混合する。溶解反応を5分を超えて進行させない。LyseBlue試薬を使用する場合、溶液は青色になる。350μLの緩衝液N3を加え、チューブを4~6回反転させることによって直ちに完全に混合する。LyseBlue試薬を使用する場合、溶液は無色になる。卓上微量遠心機で13,000rpm(約17,900×g)で10分間遠心分離する。デカントまたはピペッティングによって、工程5から得られた上清をQIAprepスピンカラムに適用する。30~60秒間遠心分離し、フロースルーを廃棄するか、またはマニホールドに真空を適用して溶液をQIAprepスピンカラムを通して引き出し、真空源をオフにする。推奨:0.5mlの緩衝液PBを加えることによってQIAprepスピンカラムを洗浄する。30~60秒間遠心分離し、フロースルーを廃棄するか、またはマニホールドに真空を適用して溶液をQIAprepスピンカラムを通して引き出し、真空源をオフにする。(この工程は、endA+株、または高いヌクレアーゼ活性もしくは炭水化物含有量を有する他の細菌株を使用する場合にのみ必要とされる。)0.75mlの緩衝液PEを加えることによってQIAprepスピンカラムを洗浄する。30~60秒間遠心分離し、フロースルーを廃棄するか、またはマニホールドに真空を適用して溶液をQIAprepスピンカラムを通して引き出し、真空源をオフにする。QIAprepスピンカラムを収集チューブに移す。1分間遠心分離して、残留洗浄緩衝液を除去する。QIAprepカラムを清浄な1.5ml微量遠心管に入れる。DNAを溶出するために、50μLの緩衝液EB(10mM Tris・Cl、pH8.5)または水をQIAprepスピンカラムの中心に加え、1分間放置し、1分間遠心分離する。詳細については、QIAprep Miniprep Handbook、(2006年12月)を参照されたい。
次いで、ThermoFisher Scientific製のNanoDrop 2000/2000cを使用して、このminiprepから得られたこのDNAの濃度を測定した。
これまでに得られたDNAは、pUC57ベクター内にMuSK挿入物を有する。次の工程は、MuSK挿入物をpCEP4哺乳動物発現ベクターに移動させることであった。アンピシリンは原核生物選択形態である。真核生物選択のためにピューロマイシンを使用する。OriPは、細胞がプラスミドを取り込むことを可能にする。EBNA-1は、ウイルスDNA複製の活性化を可能にする。BM40は、細胞がタンパク質を培地に分泌することを可能にする分泌ペプチドである。
pCEP4発現ベクターへのMuSK挿入物のサブクローニングを完了するために、制限酵素により、MuSK挿入物をpUC57ベクターから切断した。制限酵素を加えた後、DNAをアガロースゲル上で泳動させて、ベクターの残りからMuSK挿入物を分離した。ゲルからMuSK、挿入物を抽出するために、本発明者らは、QIAquick抽出キットを使用した。ゲルからMuSK、挿入物を抽出するために、本発明者らは、QIAquick(登録商標)Gel Extraction Kit(カタログ番号28704、28706、28506および28115)を使用した。清浄な鋭利なメスを用いて、アガロースゲルからDNA断片を切り出す。ゲル切片を無色チューブ内で秤量する。3つの体積の緩衝液QGを1つの体積のゲル(100mgゲル約100μL)に加える。スピンカラム1本当たりのゲルの最大量は400mgである。>2%アガロースゲルの場合、6体積の緩衝液QGを加える。50℃で10分間(またはゲル切片が完全に溶解するまで)インキュベートする。ゲルの溶解を助けるために、チューブを2~3分ごとにボルテックスする。ゲル切片が完全に溶解した後、混合物の色が黄色である(溶解アガロースを含まない緩衝液QGと同様に)ことを確認する。混合物の色がオレンジ色または紫色である場合、10μLの3M酢酸ナトリウム、pH5.0を加え、混合する。混合物は黄色に変わる。1ゲル体積のイソプロパノールを試料に加え、混合する。QIAquickスピンカラムを用意された2ml収集チューブ、または真空マニホールドに入れる。DNAを結合させるために、試料をQIAquickカラムに適用し、1分間遠心分離するか、または全試料がカラムを通過するまでマニホールドに真空を適用する。フロースルーを廃棄し、QIAquickカラムを同じチューブに戻す。>800μLの試料体積では、ローディングし、回転させ/再び真空を適用する。続いて、DNAを配列決定、インビトロ転写またはマイクロインジェクションに使用する場合、500μLの緩衝液QGをQIAquickカラムに加え、1分間遠心分離するか、または真空を適用する。フロースルーを廃棄し、QIAquickカラムを同じチューブに戻す。洗浄するために、750μLの緩衝液PEをQIAquickカラムに加え、1分間遠心分離するか、または真空を適用する。フロースルーを廃棄し、QIAquickカラムを同じチューブに戻す。注記:DNAを塩の影響を受けやすい用途(例えば、配列決定、平滑末端ライゲーション)に使用する場合、緩衝液PEを加えた2~5分後にカラムを放置する。用意された2ml収集チューブ内のQIAquickカラムを1分間遠心分離して、残留洗浄緩衝液を除去する。QIAquickカラムを清浄な1.5ml微量遠心管に入れる。DNAを溶出するために、50μLの緩衝液EB(10mM Tris・Cl、pH8.5)または水をQIAquickメンブレンの中心に加え、カラムを1分間遠心分離する。DNA濃度を増加させるために、30μLの緩衝液EBをQIAquickメンブレンの中心に加え、カラムを1分間放置し、次いで、1分間遠心分離する。緩衝液EBをQIAquickメンブレンに加えた後、インキュベーション時間を最大4分まで増加させると、精製DNAの収率を増加させることができる。精製DNAをゲル上で分析する場合、5体積の精製DNAに1体積のLoading Dyeを加える。ゲルをローディングする前に、上下にピペッティングすることによって溶液を混合する。
DNAをゲルから抽出した後、ライゲーション酵素を使用して、MuSK挿入物をpCEP4ベクターにライゲーションする。サブクローニング後、DH5α Competent Cellsを使用してベクターを形質転換した。細胞をLB寒天プレート上に画線接種する。次いで、この新たに形成されたベクターに対して同じプロセスを繰り返す。miniprepも同様に行い、再びDNA濃度を測定する。生成された全MuSK欠失構築物は、GENEWIZによって組織外で配列決定された。
トランスフェクションおよび培地回収。HEK293細胞をT75フラスコに70%コンフルエンシーで播種した。24時間後、FuGENE(登録商標)HDを使用してDNAを増殖培地にトランスフェクトした。FuGENE(登録商標)HDは、Promega(Madison,WI,USA)から入手した。トランスフェクションの24時間後、増殖培地を高用量抗生物質選択培地に交換した。これらの培地交換の48時間後、上清を回収し、細胞を低用量抗生物質選択培地に入れた。
培地を回収するために、滅菌コニカルチューブ内で培地を遠心して細胞をペレット化した。次いで、上清を新しい滅菌チューブに移した。上清を液体窒素を用いて凍結し、次いで、タンパク質を精製する時間になるまで-80℃で保存した。
タンパク質精製。精製に使用した試薬は、Nalgene Rapid-Flow filter Unit 0.45um SFCA滅菌フィルター(Fisher、カタログ番号156-0045)、Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter Devices(Fisher、カタログ番号UFC901024)、Amicon Pro Affinity Concentration Kit-Ni-NTA(Fisher、カタログ番号ACK5010NT)およびGibco Distilled Water(Invitrogen、カタログ番号15230162)であった。
回収した培地をロッカー上、4℃で一晩解凍した。次に、Nalgene Rapid-Flow filter Unit 0.45um SFCA滅菌フィルターを使用して増殖培地を濾過した。次いで、Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter Devicesを使用して、増殖培地を濃縮した。次いで、濃縮された回収した培地を滅菌チューブに移し、それらを精製する時間になるまで氷上で保存した。
ニッケルカラムアフィニティー精製を使用して、MuSKタンパク質を精製した。使用前に、透析を行って緩衝液を交換し、精製されたタンパク質からイミダゾールを除去した。最終保存緩衝液は、リン酸緩衝生理食塩水、pH7.4である。
Hisタグ付き組換えタンパク質のAmicon(登録商標)Pro Affinity Concentration Kit-Ni-NTA(カタログ番号ACR5000NT、ACK5003NT、ACK5010NT、ACK5030NT、ACK5050NT、ACK5100NT)金属キレート化アフィニティー精製のためのプロトコルは、EMD Milliporeによって提供されたものであった。
ビーズ調製。均一な懸濁を確実にするために、Ni-NTA樹脂を装置に加える前に十分にボルテックスする。収集チューブキャップを取り外し、交換装置キャップを開く。200μLの樹脂スラリーを交換装置の基部に加える。交換キャップを閉じる。装置ごとに500μLまでの充填樹脂(1000μLのスラリー体積)を加えてもよい。樹脂転写のために大孔径チップ(カタログ番号02-707-134、Fisher Scientific)を使用することが推奨される。保存緩衝液を除去するために、揺動バケットローター内で1000g×1分間で遠心分離する。500μLの1X結合緩衝液を加える。1000g×1分で遠心分離する。
タンパク質結合。500μLの試料を交換装置に加える。最大9mLの試料を加えることができる。ローディングされる体積は、標的タンパク質の発現レベルと、樹脂の結合容量とによって決定される。穏やかに撹拌しながら室温で60分間インキュベートする。低い設定のプレートシェーカーを用いた上方撹拌が推奨される。特に少ない体積による、または長時間にわたるエンドオーバーエンド混合は、フィーダーチューブの側面にかなりのビーズ損失を引き起こす可能性がある。揺動バケットローター内、1000g×1分で装置を遠心分離する。50mL収集チューブからの試料フロースルーの回収は任意である。最大のタンパク質捕捉を確実にするために、遠心分離の前に全樹脂を溶液に収集する。1.5mLの洗浄緩衝液を加える。1000g×1分で遠心分離する。50mL収集チューブからの洗浄画分の回収は任意である。交換装置の容量が大きいため、試料純度を高めるために洗浄の体積を増加させることができる。複数の洗浄工程は必要とされない。
試料溶出。溶出緩衝液を加え、清浄な50ml収集チューブに直接遠心分離(1000g×2分間)することによって、試料を濃縮せずに溶出することができる。AU-0.5装置の限られた体積処理能力を考慮すると、>1.5mlの溶出体積が必要な場合、このプロトコルが推奨される。
固相結合アッセイ。MuSKとALKとの間の結合をアッセイするために、本発明者らは、ELISA様固相結合アッセイを使用した。固相結合アッセイに使用したプレートは、Sigma製の96ウェルプレート(カタログ番号M9410-1CS)からのものであった。プロセスの第1の工程は、MuSK構築物を96ウェルプレートに固定することであった。50ulのMuSKを16ug/mlの濃度で96ウェルプレートに三連で加えた。プレートを覆い、4℃で一晩インキュベートした。翌日、(所望のpHの)PBSを使用してプレートを洗浄した。次いで、ウェルをBlock(1%BSA)中に1時間静置した。ブロッキング後、PBST(0.05%Tween 20およびPBS溶液)を使用して全洗浄工程を行った。
Blockを加えた後、ALKの系列希釈液を加えた。全アッセイについて、加えたALK濃度は、3.125、6.25、12.5、25、50および100nMであった。ALK、ヤギ抗ヒトIgG Fc二次抗体の存在を検出するために、HRPを1:250の濃度として使用した。次いで、TMBを加えてHRPの存在を検出した。反応時間を記録し、反応が十分に高いシグナルを生成した際に、硫酸を使用して反応をクエンチした。
これらのウェルから生成されたシグナルを定量するために、プレートリーダーを使用して450nmでシグナルを測定した。次いで、吸光度をバックグラウンド減算し、Prism8ソフトウェアを使用して曲線上にプロットした。各データ点は、3回の反復の平均を表した。
SDS-PAGEおよびPNGase F。SDS-PAGEは、電気泳動によってタンパク質を分離する方法である。Kaulich et al.(2020)。SDS(ドデシル硫酸ナトリウムは、ポリアクリルアミドゲルを使用して試料を分離する前にタンパク質を変性させるために使用される。Kaulich et al.(2020)。SDSは、電気泳動を使用してゲルを泳動させる際に重要な負電荷を試料に提供する。SDS-PAGEにより、試料の純度が確認される。試料をPNGase Fを用いて処理して、試料のグリコシル化を評価した。PNGase Fは、N結合型オリゴ糖を遊離する酵素である。
生成したMuSK構築物の純度を評価するために、構築物をSDS-PAGEゲル上で泳動させた。1ugのタンパク質をゲルの各ウェルに加えた。BioRad(Hercules,CA)製のMini-PROTEAN(登録商標)TGX(商標)Precast Gelをこれらのゲルアッセイに使用した。ゲルを染色するために、AcquaStain Protein Gel Stain(Bulldog-Bio,Portsmouth,NH,USA)を使用して、ゲルを一晩染色した。
タンパク質構築物が適切にグリコシル化されたことを示すために、PNGase Fをタンパク質とインキュベートし、その後、PNGase Fを用いて処理しなかった構築物とともにゲル上で並べて泳動させた。PNGase Fを用いて試料を処理するために使用したプロトコルは、New England Biolabs Ipswich,MA,USA)によって提供されたものである。典型的な反応条件は以下の通りである:
変性反応条件:1~20μgの糖タンパク質と、1μLの糖タンパク質変性緩衝液(10X)と、HO(必要な場合)とを合わせて、10μLの総反応体積を作製する。糖タンパク質を100℃で10分間にわたる加熱反応によって変性させる。変性糖タンパク質を氷上で冷却し、10秒間遠心分離する。2μLのGlycoBuffer 2(10X)と、2μLの10%NP-40と、6μLのH Oとを加えることによって総反応体積を20μLにする。PNGase FはSDSによって阻害されるため、NP-40を変性条件下で反応混合物に加える。NP-40を変性プロトコルに含めることができないと、酵素活性が喪失する。1μLのPNGase Fを加え、穏やかに混合する。反応物を37℃で1時間インキュベートする。任意の方法によって分析する。注記:脱グリコシル化の程度を評価する最も簡単な方法は、SDS-PAGEゲル上の移動度シフトによるものである。
変性反応条件:1~20μgの糖タンパク質と、1μLの糖タンパク質変性緩衝液(10X)と、HO(必要な場合)とを合わせて、10μLの総反応体積を作製する。糖タンパク質を100℃で10分間にわたる加熱反応によって変性させる。変性糖タンパク質を氷上で冷却し、10秒間遠心分離する。2μLのGlycoBuffer 2(10X)と、2μLの10%NP-40と、6μLのH Oとを加えることによって総反応体積を20μLにする。PNGase FはSDSによって阻害されるため、NP-40を変性条件下で反応混合物に加える。NP-40を変性プロトコルに含めることができないと、酵素活性が喪失する。1μLのPNGase Fを加え、穏やかに混合する。反応物を37℃で1時間インキュベートする。任意の方法によって分析する。注記:脱グリコシル化の程度を評価する最も簡単な方法は、SDS-PAGEゲル上の移動度シフトによるものである。
非変性反応条件:天然糖タンパク質を脱グリコシル化する場合、糖タンパク質のアリコートを変性プロトコルに供して、完全に脱グリコシル化されたタンパク質の陽性対照を提供することが推奨される。次いで、非変性反応を変性反応と比較して、反応完了の程度を決定することができる。1~20μgの糖タンパク質、2μLのGlycoBuffer 2(10×)と、H O(必要な場合)とを合わせて、20μLの総反応体積を作製する。2~5μLのPNGase Fを加え、穏やかに混合する。反応物を37℃で4~24時間インキュベートする。
天然糖タンパク質を脱グリコシル化するためには、さらに長いインキュベーション時間とさらに多くの酵素とが必要とされ得る。任意の方法によって分析する。脱グリコシル化の程度を評価する最も簡単な方法は、SDS-PAGEゲル上の移動度シフトによるものである。
結果
MuSK構築物のSDS-PAGE。
MuSK構築物のSDS-PAGE。
図4から、各構築物について構築物が生成されたことが確認される。全長構築物は、いくつかのグリコシル化部位を有するため、スメアを示した。全長構築物は75kDaマーカー付近の質量を有したが、PNGase Fを用いて処理した全長は、未処理のものよりもわずかに低い分子量を有した。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿ったバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。図4のΔIg1構築物は、いくつかのグリコシル化部位を有するため、スメアを示した。ΔIg1構築物はFLよりもほぼ軽い質量を有したが、PNGase Fを用いて処理したΔIg1は、未処理のものよりもわずかに低い分子量を有した。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿ったバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。
図4のΔIg2構築物は、いくつかのグリコシル化部位を有するため、スメアを示した。ΔIg2構築物は、ΔIg1の質量と同様であるが、FLの質量よりも軽い質量を有した。PNGase Fを用いて処理したΔIg2は、未処理のものよりもわずかに低い分子量を有した。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿ったバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。図4のΔIg1-Ig2構築物は、いくつかのグリコシル化部位を有するため、スメアを示した。ΔIg1構築物はFLよりもほぼ軽い質量を有したが、PNGase Fを用いて処理したΔIg1は、未処理のものよりもわずかに低い分子量を有した。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿ったバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。
図5では、Ig1、Ig2、Ig1-Ig2およびΔCRD/Fzの結果を示し、予測された構築物が生成されたことが確認される。Ig1バンドは、約15kDaを形成した。PNGase Fを用いて処理したIg1バンドは、未処理のものと同じマーカーに現れ、これにより、Ig1ドメインがグリコシル化部位を有しないことが示された。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿ったバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。図5では、Ig2バンドは、15kDaをわずかに超える質量を有する。PNGase Fを用いて処理したIg2バンドは、未処理のものと同じマーカーに現れ、これにより、Ig2ドメインがグリコシル化部位を有しないことが示された。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿ったバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。
図5では、Ig1-Ig2バンドは、約30kDaの分子量を有するように思われる。Ig1-Ig2バンドはスメアを示さず、質量はPNGase Fを用いた処理後に影響を受けない。結果は、Ig1ドメインおよびIg2ドメインが、グリコシル化されず、グリコシル化部位を有しないことを示した。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿った単独のバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。図5では、70kDaマーク付近にΔCRD/Fzの不鮮明なバンドが現れている。図5では、ΔCRD/Fzがグリコシル化であるため、バンドがスメアとして現れている。これは、PNGase Fを用いて処理した試料の質量が未処理のものよりも小さいという事実によってさらに確認される。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿った単独のバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。
図6は、CRD/Fz構築物、Δ5a5a’構築物およびL83R構築物の結果を示す。図6のCRD/Fzバンドは不鮮明であり、これはいくらかのグリコシル化を示す。PNGase F酵素は、処理した試料中のCRD/Fzバンドと重複する。5a5a’は、選択的にスプライシングされたエクソンである。バンドのサイズは、この試料と全長試料との間に大きな差がないことを示している。処理した試料のサイズが小さいほど、試料がグリコシル化部位を有することを示す。図6の不鮮明なバンドを参照されたい。図6はまた、L83R構築物を示す。MuSK L83Rは、83位のロイシンがMuSK二量体化に必要であることが示されたため、重要である。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)。目的は、ロイシンをアルギニンに変異させることによって、MuSKが二量体化するのを防ぐことであった。図6は、SDS-PAGEゲル上で泳動されたMuSK L83Rを示す。MuSKはグリコシル化されているため、バンドは不鮮明である。処理したレーン内の30kDaマーカーに沿った唯一のバンドは、処理に使用したPNGase F酵素を示す。
実施例2
Ig2ドメインは、MuSK-BMP受容体結合のために必要かつ十分である
本発明者らは、ELISA様固相結合アッセイとMuSK欠失構築物とを使用して、BMP受容体(ALK)に結合する、MuSKのドメインをマッピングした。Yilmaz et al.(2016)は、MuSKがALK6に結合することを以前に示したが、どのMuSKドメインがALK6に結合するかを決定しなかった。
Ig2ドメインは、MuSK-BMP受容体結合のために必要かつ十分である
本発明者らは、ELISA様固相結合アッセイとMuSK欠失構築物とを使用して、BMP受容体(ALK)に結合する、MuSKのドメインをマッピングした。Yilmaz et al.(2016)は、MuSKがALK6に結合することを以前に示したが、どのMuSKドメインがALK6に結合するかを決定しなかった。
図7は、MuSKを固定し、ALK6とインキュベートした固相結合アッセイからのデータを示す。ALK濃度をx軸に示し、吸光度をy軸に示す。吸光度が高いほど、結合は良好である。図7は、Ig2ドメインが欠損している場合、MuSKの全長外部ドメイン(FL ECD)と比較して、MuSKはほとんどまたは全く結合を示さないことを示す。100nMのALK6濃度では、FL ECDは吸光度1を有し、ΔIg2 MuSK構築物は吸光度0.15を有した。Ig2ドメインの存在下では、MuSKは6.6倍増加した。この増加は顕著である。図7は、Ig2ドメインがALK6へのMuSK結合に必要であることを示す。ΔIg2曲線に関する結合に対して高い親和性がないことを示すことから、曲線の形状に留意することが重要である。
次の工程は、結合に必要なIg2ドメインを用いて、MuSK外部ドメインのIg1-Ig2Ig1Ig2領域への結合を単離することであった。図8は、Ig1-Ig2構築物およびΔIg1-Ig2構築物からの結合アッセイデータを示す。図8は、Ig1-Ig2構築物がALK6に対する高親和性結合を有することを示す。Ig1-Ig2曲線は、100nMの濃度で吸光度3に達する。一方、ΔIg1-Ig2構築物では、MuSKはほとんどまたは全く結合を示さない。これは、Ig1-Ig2曲線と比較するとさらに明らかである。Ig1-Ig2曲線の最大半値は6.25nM濃度にあり、これは、Ig1-Ig2構築物が高親和性結合を有することを示す。図13 Ig1ドメインおよびIg2ドメインの両方が、MuSKをALK6に結合させるために必要であること。
Ig2ドメインがALK6に結合するのに十分であることを示すために、本発明者らは、図9では、単離されたIg2ドメインおよびIg1ドメインを使用した。図9は、Ig2曲線が1.8の吸光度曲線と、6.25nMの最大半値濃度とを有することを示す。このアッセイでは全長MuSKは飽和せず、約0.5nMの最大半値を有したのみであった。単離されたIg1ドメイン曲線は、結合をほとんどまたは全く示さなかった。これらの結果は、Ig2ドメインが高親和性特性を有する結合曲線を示したことから、Ig2ドメインが結合に十分であることを示している。図8および図9は、Ig2ドメインが、ALK6へのMuSKの結合に必要かつ十分であることを示す。結合アッセイに関する最大半値および飽和レベルを提供する表1もまた参照されたい。全長データは、Yilmaz et al.(2016)から得た。100nMで測定した飽和パーセンテージ。
実施例3
Ig1ドメインはMuSK結合に必要ではない。
Ig1ドメインはMuSK結合に必要ではない。
Ig1ドメインは、MuSKがアグリン-LRP4に結合するドメインとして重要である。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)。また、結晶構造は、MuSKがIg1ドメインを介して二量体化することを示す。したがって、BMPへのMuSK結合相互作用にIg1ドメインが果たし得る役割を実証することが重要であった。MuSK ΔIg1構築物を固相結合アッセイに固定した。図10は、MuSKがALK6に強力にかつ高い親和性で結合することを示す。ΔIg1曲線は、12.5nMの濃度での最大半値を示す。同じ図10のΔIg2曲線と比較すると、この結果は、Ig1ドメインがALK6へのMuSK結合に不要であることを示す。図10は、ALK6へのMuSK結合がIg2ドメイン位置で起こることを示す。固相結合アッセイは、異なる構築物間の定量的結合差を提供しないが、MuSK ΔIg1構築物は、アッセイされたいずれの構築物と比較しても最も高い吸光度を有した。いくつかのアッセイにわたって、100nM ALK6の吸光度は常に3を超えていた。ΔIg1は、常に高親和性曲線を生成し、図10に見られる。
実施例4
MuSK-ALK結合はpH依存性である
BMP共受容体は、pH依存的にBMPおよびBMP受容体に結合することが示された。Yadin,Knaus,&Muller(2016)。MuSKはBMP共受容体である。本発明者らは、MuSKがBMP受容体に結合することを本明細書に示した。本発明者らは、MuSKがpH依存的にBMP受容体に結合するかどうかをさらに調査した。
MuSK-ALK結合はpH依存性である
BMP共受容体は、pH依存的にBMPおよびBMP受容体に結合することが示された。Yadin,Knaus,&Muller(2016)。MuSKはBMP共受容体である。本発明者らは、MuSKがBMP受容体に結合することを本明細書に示した。本発明者らは、MuSKがpH依存的にBMP受容体に結合するかどうかをさらに調査した。
構造に関する概説論文は、BMP受容体およびBMPが、それらの結合パートナーにpH依存的に結合することができることを示している。Yadin,Knaus,&Muller(2016)を参照されたい。反発性ガイダンス分子(RGM)は、弱酸性のpHでBMPに良好に結合するタンパク質である。Healey et al.(2015)を参照されたい。RGMは、pH7.4と比較してpH5.5でBMP2に良好に結合する。Healey et al.(2015)。
BMP受容体へのMuSK結合に対するpHの影響をアッセイするために、Ig1-Ig2のみの構築物を使用した。図11に示すように、Ig1ドメインおよびIg2ドメインのみが存在する、Ig1-Ig2のみの構築物MuSK外部ドメイン。図11は、精製のためにHisタグ付けされたこのIg1-Ig2ドメインの概略図を示す。固相結合アッセイを使用して、本発明者らは、pHがALK6へのMuSK結合に影響を及ぼすかどうかをアッセイした(図12)。図12は、MuSKが弱酸性条件下でALK6に顕著に結合することを示す。pH6では、最大半値は6.25nMであったが、pH7.4では、最大半値は25nMであった。吸光度の差は顕著であり、pH6.0の試料は吸光度3に達したが、pH7.4の試料は吸光度0.75に辛うじて達した。この差は、MuSKが弱酸性条件でALK6に結合することを選好することを示している。図12はまた、pH6.0で、MuSKが高親和性曲線を示しており、曲線の最初の部分が急速に上昇し、次いで、曲線の残りが吸光度3付近でプラトーになっていることを示す。この高親和性曲線は、pH6でのMuSKとALK6との間の相互作用が、この条件ではpH7.0と比較して非常に好ましいことを示している。
図13は、Ig1ドメインを欠失させた場合、MuSKはpH依存性を示さないことを示す。図13は、ΔIg1 MuSKが、pHが6.0であっても7.4であっても、ALK6に対して高い親和性で結合することを示す。これは、Ig1ドメインが、MuSKがpH6およびpH7でALK6に別様に結合する理由であることを示唆している。図13では、両曲線が、ほぼ4の最大吸光度に達している。両曲線の最大半値は約6.5nMである。図は、吸光度の曲線の最初の部分が急速に上昇する高親和性曲線を示している。
実施例5
MuSK外部ドメインの完全な構造は未だ存在しないが、MuSK Ig1-Ig2単独の結晶構造が利用可能である。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)を参照されたい。この構造は、Ig1ドメインとIg2ドメインとが互いに相互作用することを示す。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)。Ig1ドメインとIg2ドメインとの間には3つの接触点がありStiegler,Burden,&Hubbard(2006)、そのうちの2つはファンデルワールス接触であり、そのうちの1つはアスパラギンとバリンとの間の水素結合である。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)。これらのIg2欠失構築物は、タンパク質の中央のドメインを除去する。図7におけるALK6へのMuSK結合の欠如は、Ig2ドメインの必要性、またはタンパク質全体がミスフォールドしたことに起因し得ることが理解される。
MuSK外部ドメインの完全な構造は未だ存在しないが、MuSK Ig1-Ig2単独の結晶構造が利用可能である。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)を参照されたい。この構造は、Ig1ドメインとIg2ドメインとが互いに相互作用することを示す。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)。Ig1ドメインとIg2ドメインとの間には3つの接触点がありStiegler,Burden,&Hubbard(2006)、そのうちの2つはファンデルワールス接触であり、そのうちの1つはアスパラギンとバリンとの間の水素結合である。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)。これらのIg2欠失構築物は、タンパク質の中央のドメインを除去する。図7におけるALK6へのMuSK結合の欠如は、Ig2ドメインの必要性、またはタンパク質全体がミスフォールドしたことに起因し得ることが理解される。
Ig2ドメインがMuSKとALK6との間の相互作用にどのように重要であるかを決定するために、本発明者らは、単離されたIg2ドメインを設計し、発現させた。図9は、単離されたIg2ドメインがBMP受容体に結合していることを示す。図7および図9からのこの結果は、Ig2ドメインが、BMP受容体へのMuSK結合に必要かつ十分であることを示す。Ig1ドメインは、MuSKのカノニカルな結合パートナーであるアグリン-LRP4への結合に何らかの役割を果たす。Herbst&Burden(2000)を参照されたい。Ig3ドメインはBMPに結合する。Yilmaz et al.(2016)を参照されたい。したがって、Ig2ドメインは、BMP受容体に結合する。
BMPおよびBMP受容体は、pH依存的に結合する結合パートナーを有することが知られている。Healey et al.(2015)を参照されたい。MuSKおよびBMP受容体がpH依存的に結合することを示すために、本発明者らは、弱酸性のpHで結合アッセイを使用した。以前のアッセイはpH7.4で行われていたが、pH依存性をアッセイするために、本発明者らは、pH6.0で結合親和性をアッセイした。図12は、Ig1-Ig2構築物が、pH6.0では、pH7.4と比較してさらに低いpHではるかに良好に、さらに高い親和性で結合することを示す。ΔIg1構築物をアッセイした場合、2つの異なるpHで結合親和性または吸光度に差はなかった。図13を参照されたい。これらの結果は、MuSKがpH依存的にBMP受容体に結合することを示す。これらの結果はまた、Ig1の欠失がこの相互作用に対するpH感受性を排除したことから、Ig1ドメインがこのpH依存性に必要であることを示す。
タンパク質相互作用にpH依存性がある場合、このpH依存性を引き起こしている原因残基は通常ヒスチジンである。Cui et al.(2020)を参照されたい。したがって、MuSKがBMP受容体に結合するpH依存性結合の発見時に、MuSK配列に存在するヒスチジン残基が存在するかどうかを確認することが重要であった。MuSK Ig2ドメイン内にヒスチジン残基が見出された。さらに、本発明者らは、結晶構造から、ヒスチジンが露出しており、外側を向いていることを見ることができる。このヒスチジン残基は、2つの異なるpHの下でMuSKがどのように別様に応答するかを制御する点で何らかの役割を果たしている可能性がある。
この実施例では、アラニンへのヒスチジン残基を変異させ、変異した構築物の結合をアッセイして、これらの構築物におけるpH感受性の欠如、または一緒に結合することの欠如を決定する。
ALK6へのMuSKの結合は、弱酸性のpHで有利である。MuSKは、Ig1ドメインが欠失している場合にALK6に最もよく結合する(図10)。MuSKがIg1ドメインを欠くALK6に強力にかつ高い親和性で結合する理由を、いくつかの理由によって説明することができる。MuSKがIg2ドメインを介してALK6に結合することを考慮すると、Ig1ドメインの欠失は、BMP受容体が結合する際に受ける立体障害を排除している可能性がある。Ig1ドメインは、Ig2ドメインにある結合界面をわずかに遮断している可能性があり、したがって、ΔIg1構築物は、他の構築物よりも顕著に良好に結合する。Ig1ドメインは、Ig1-Ig2ドメインの結晶構造に示されるように、MuSK二量体化に必要である。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)を参照されたい。図19を参照されたい。
実施例6
BMPシグナル伝達に関連してMuSKがBMP受容体にどのように結合するかに関するワーキングモデル。
BMPシグナル伝達に関連してMuSKがBMP受容体にどのように結合するかに関するワーキングモデル。
細胞の表面では、pHは7.4であり、BMPはBMP受容体に結合し、MuSKはIg1ドメインを使用して二量体化する。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006);Yadin,Knaus,&Muller(2016);およびLardner(2001)を参照されたい。図14の第1のパネルは、二量体としてのMuSKと、BMPにカノニカルに結合するBMP受容体とを示す。次いで、図14の次のパネルに示される、細胞内の事象が、クラスリン媒介エンドサイトーシスを誘発する。細胞がクラスリン媒介エンドサイトーシスを開始するためには、PIP2およびアダプタータンパク質の蓄積が必要である。Kaksonen&Roux(2018)。クラスリン媒介エンドサイトーシスは、エンドソームの形成をもたらす。エンドソームは、細胞の細胞外環境と比較して弱酸性のpHを有することが知られている。Geisow&Evans(1984)BMP受容体1型は、これらの条件でのMuSKの結合を促進する。図14では、pHが低くなれば、BMPがBMP受容体からも解離し、BMP受容体に結合するはずであるが、実験データは未だこれを示していない。BMP受容体は、エンドソームに存在することが知られている。Hartung et al.(2006)。MuSK-BMP経路およびMuSK-BMP受容体経路は、SMADタンパク質のリン酸化をもたらす可能性がある。したがって、エンドソームおよびMuSK-BMP経路は、細胞の増強されたSMAD経路を作り出す。
本開示は、Ig2ドメインがALK6に結合することを示す。MuSKがBMP受容体に結合する、Ig2ドメインの残基を特定するために、NMRが計画されている。pH依存性は、Ig2ドメイン内のヒスチジンが相互作用に重要であることを示す。Ig2ドメインは約15kDaである。本発明者らは、大腸菌(E.Coli)内で該タンパク質を発現させ、NMRを使用して、Ig2ドメインがALK6に結合する際に撹乱される残基が何であるかをさらに詳細に同定することを計画している。MuSK ECDがIg1ドメインが欠失している際に最もよく結合することを考慮し、さらに、Ig1がIg2ドメインとの3つの接触点を有することを考慮すると、撹乱された残基はそれらの接触点である可能性がある。Stiegler,Burden,&Hubbard(2006)を参照されたい。
MuSKは、主にエンドソーム内でBMP受容体に結合する可能性が高い。本発明者らは、細胞内のクラスリン媒介エンドサイトーシスを破壊し、SMAD経路が結果として変化しているかどうかを観察することを計画している。本発明者らは、制吐薬/抗精神病薬プロクロルペラジンを使用しているが、これは、制吐薬/抗精神病薬プロクロルペラジンが膜タンパク質のインビボエンドサイトーシスを阻害することが示されたためである。Chew et al.(2020)を参照されたい。エンドサイトーシスの阻害はSMAD経路と細胞のリン酸化とに影響を及ぼすため、MuSKおよびBMP受容体はエンドサイトーシスを介してシグナル伝達する。
MuSKの二量体化または単量体化がBMP受容体への結合に果たす役割。図10に示すように、MuSKは、Ig1ドメインが欠失した際に、最良のBMP受容体に結合する。MuSKがIg1ドメインを介して二量体化することも結晶構造から明らかである。MuSKは、BMP受容体への結合を調節するために二量体化および単量体化する可能性が高い。本発明者らは、サイズ排除クロマトグラフィーを使用して、Ig1試料がモノマーであるかどうか、および他の試料が二量体であるかどうかを評価することを計画している。MuSKがpH6.0で二量体であるかどうかをアッセイするために、サイズ排除クロマトグラフィーを使用することができる。MuSKは、pH7.4で二量体化することができ、pH6.0でモノマーであるため、MuSKはそのpHで良好に結合する。
実施例7
RNA分析
本発明者らは、この実施例のために、5ヶ月齢のPax7CreERT2;TdTomatoFl/Flマウスを使用した。Pawlikowski et al.(2015)を参照されたい。50μLの1.2%BaCl2の注射を使用して、マウスの腹横(TA)筋を損傷させた。損傷の4日後、横腹筋を採取し、次いで、90分間にわたって4000U/mLコラゲナーゼIIを使用して消化し、細かく刻み、続いて、一連の細胞濾過を行った。次いで、TdTomato発現、ならびにインテグリンα-7に対する抗体を陽性細胞選択マーカーとして、およびCD45、CD31およびLy-6aA/Eに対する抗体を陰性細胞選択マーカーとして使用して、FACS選別によってサテライト細胞(SC)を細胞懸濁液から単離した。Qiagen RNeasyミニキットを使用して、サテライト細胞からRNAを単離した。AzuraQuant cDNA合成キットを使用して、cDNAを生成した。以下のPCRプライマーを使用して、MuSK cDNAを増幅した:フォワード:ACTGGTGAAGCTGGAAGTGG(配列番号7)およびリバース:GCCTTGGCTGTCTTTCTGTG(配列番号8)。TBE中3%アガロース、0.004%EtBrゲル上でPCR産物を泳動させた。
RNA分析
本発明者らは、この実施例のために、5ヶ月齢のPax7CreERT2;TdTomatoFl/Flマウスを使用した。Pawlikowski et al.(2015)を参照されたい。50μLの1.2%BaCl2の注射を使用して、マウスの腹横(TA)筋を損傷させた。損傷の4日後、横腹筋を採取し、次いで、90分間にわたって4000U/mLコラゲナーゼIIを使用して消化し、細かく刻み、続いて、一連の細胞濾過を行った。次いで、TdTomato発現、ならびにインテグリンα-7に対する抗体を陽性細胞選択マーカーとして、およびCD45、CD31およびLy-6aA/Eに対する抗体を陰性細胞選択マーカーとして使用して、FACS選別によってサテライト細胞(SC)を細胞懸濁液から単離した。Qiagen RNeasyミニキットを使用して、サテライト細胞からRNAを単離した。AzuraQuant cDNA合成キットを使用して、cDNAを生成した。以下のPCRプライマーを使用して、MuSK cDNAを増幅した:フォワード:ACTGGTGAAGCTGGAAGTGG(配列番号7)およびリバース:GCCTTGGCTGTCTTTCTGTG(配列番号8)。TBE中3%アガロース、0.004%EtBrゲル上でPCR産物を泳動させた。
結果を図15に示す。選択的にスプライシングされたエクソン5aおよび5bを含有する、MuSKのアミノ酸配列を図16に提供する。図17は、マウスヒラメ筋由来のエクソン5aおよび5bの選択的スプライシングパターンを示す。
実施例8
MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチド
エクソンスキッピングASOの設計および合成。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、本明細書に記載されるMuSK MRアゴナイジングオリゴヌクレオチドは、限定するものではないが、以下の一般的な指針に従って設計される(Aartsma-Rus et al.,Humana Press,2012,117-129を参照):
・エンドヌクレアーゼまたはエキソヌクレアーゼに対する耐性のために改変されたRNAまたはDNA(例えば、2’MoE、2’OMe、PMO、ホスホロチオエート);
・標的配列に対する設計;
・典型的には、15~25ヌクレオチド、さらに最適には17~20ヌクレオチド;
・典型的には、48℃を超える溶融温度で最も効果的;
・典型的には、立体障害/二量体化、標的にアクセスする利用可能性を防ぐために、40%~60%のGC含有量で最も効果的;
・典型的には、最も効果的な標的化オープン/アクセス可能なプレmRNA構造;
・典型的には、最も効果的な標的化スプライス調節部位またはエクソン定義部位(例えば、イントロンスプライスエンハンサー、イントロンスプライスサイレンサー(例えば、SMN2エクソン7のISSに対して標的化されたSpinraza、エクソンスプライスエンハンサー、エクソンスプライスサイレンサー);
・典型的には、2個以下のグアニン(G)ヌクレオチドまたはシトシン(C)ヌクレオチドを直接連続して含有する配列組成(例えば、CCCまたはGGG)で最も効果的。
MuSK Ig2調節物質オリゴヌクレオチド
エクソンスキッピングASOの設計および合成。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、本明細書に記載されるMuSK MRアゴナイジングオリゴヌクレオチドは、限定するものではないが、以下の一般的な指針に従って設計される(Aartsma-Rus et al.,Humana Press,2012,117-129を参照):
・エンドヌクレアーゼまたはエキソヌクレアーゼに対する耐性のために改変されたRNAまたはDNA(例えば、2’MoE、2’OMe、PMO、ホスホロチオエート);
・標的配列に対する設計;
・典型的には、15~25ヌクレオチド、さらに最適には17~20ヌクレオチド;
・典型的には、48℃を超える溶融温度で最も効果的;
・典型的には、立体障害/二量体化、標的にアクセスする利用可能性を防ぐために、40%~60%のGC含有量で最も効果的;
・典型的には、最も効果的な標的化オープン/アクセス可能なプレmRNA構造;
・典型的には、最も効果的な標的化スプライス調節部位またはエクソン定義部位(例えば、イントロンスプライスエンハンサー、イントロンスプライスサイレンサー(例えば、SMN2エクソン7のISSに対して標的化されたSpinraza、エクソンスプライスエンハンサー、エクソンスプライスサイレンサー);
・典型的には、2個以下のグアニン(G)ヌクレオチドまたはシトシン(C)ヌクレオチドを直接連続して含有する配列組成(例えば、CCCまたはGGG)で最も効果的。
ASO化学。本発明者らは、糖骨格にホスホロチオエート結合も含む2’-O-2-メトキシエチル(2’MOE)ASOを開発する。そのようなASOの設計および試験のための方法は、齧歯類および非ヒト霊長類を対象とした製造、薬物動態、生体内分布および毒性学を含めて、十分に確立されている(Bennett and Swayze,2010;Chiriboga et al.,2016;Hua et al.,2015;Mercuri et al.,2018;Rigo et al.,2014)。リボースの2’位に付加されたMOE基は、1残基当たり約2℃だけTmを増加させるため、結合親和性を高めるほか、ヌクレアーゼ耐性も改善する。ホスホロチオエート修飾は、さらなるヌクレアーゼ耐性を付与するほか、血漿タンパク質に対する親和性も増加させ、組織に効率的に分布し、製剤を必要とする細胞に取り込まれるASOをもたらす。この化学はオフパテントであり、商業的利点を提供する。
ASO設計。ASOは、商業施設によって合成され、Bolden Therapeutics,Inc.によってスクリーニングのためにブラウン大学のFallon and Webbラボに提供される。ASOを設計するための戦略は、重複するASO(1~2bpシフト/オリゴ)を有する5’および3’スプライス部位の両方に隣接するエクソン配列およびイントロン配列を走査することを含む。ASOの最適な長さは約17量体であり、これにより、標的特異性と薬物曝露との間の良好なバランスがもたらされる。ASOは、潜在的なオフターゲット効果、ならびに組成バイアス(GC含有量)、および望ましくない二量体形成の傾向についてインシリコで事前にスクリーニングされる。
ASOは、MuSKの両エクソン5aおよび5bのスキップを誘導するように設計される。
最適なエクソンスキッピングASOのスクリーニングおよび選択。
本発明者らは、以下の異なるMuSKスプライス形態を特異的に定量するために、RT-qPCR TaqManアッセイを設計する:1)全長(FL)MuSK;2)ΔIg2-MuSKをコードする所望の生成物であるΔエクソン5a-5b;ならびに3)潜在的な「不完全な」スキッピングのアイソフォームΔエクソン5aおよびΔエクソン5b。本発明者らは、従来のRT-PCRを並行して行って、予期しない生成物を検出する。約0.1~10nMの範囲にわたるいくつかの濃度の候補ASOを細胞にトランスフェクトする。処理の1日後、RNAを抽出し、スプライシングをRT-qPCRによって測定して、エクソンスキッピング効率を評価する。本発明者らの目標は、エクソン5aおよび5bの≧80%の座標スプライシング(coordinate splicing)を誘導する少なくとも1つのASOを単離することである。
培養細胞内でMuSK-BMP受容体シグナル伝達を阻害する能力について、選択されたASOを試験する。
本発明者らは、MuSKのΔIg2ドメインがMuSK-BMP受容体結合に必要であることを観察した。ただし、インビボでのスキップは100%未満の効率である可能性があるため(Rigo et al.,2014)、達成されたスキップのレベルと生理学的影響との間の関係を確立することが重要である。したがって、この目的では、本発明者らは、ASO処理細胞内のMuSK-BMP受容体(ALK)依存性シグナル伝達のレベルを測定する。
本発明者らは、MuSK-BMP受容体依存性転写物のレベルを測定するために、qRT-PCRを使用する。対照ASOのいずれかのエクソンスキッピングによって処理した細胞をALKにより2時間刺激する。次いで、転写物のレベルを測定し、BMPに対する応答をエクソンスキッピングの程度と相関させる。
データ。本開示は、いくつかの実施形態では、エクソン5aおよび5bをスキップする効率が、単一のASOでは不十分であり得ることを認識する。いくつかの実施形態では、単独で、またはエクソン5a特異的ASOとともに使用するために、エクソン5bに対する1つ以上のASOを調製することが望ましい場合がある。
当業者であれば、本開示を読むと、いくつかの実施形態では、試験を再現すること(例えば、少なくとも3回)、または適切な統計的方法を用いてデータを分析すること(例えば、多重比較(例えば、ボンフェローニ)のための適切な補正を伴うt検定によって)が望ましい場合があることを理解するであろう。
本明細書に記載の研究は、神経筋の疾患および障害のためのASO媒介療法の効率的な開発のための技術を提供し、筋再生を増強する。
参考文献一覧
生物医学分野の当業者であれば、本発明を作製および使用する際の指針として、これらの特許、特許出願および科学的参考文献を使用することができる。
生物医学分野の当業者であれば、本発明を作製および使用する際の指針として、これらの特許、特許出願および科学的参考文献を使用することができる。
特許文献。
米国特許第9,574,015号明細書(Burden et al.)。この特許は、MuSKポリペプチドの一部を投与することによって、すなわち、筋特異的受容体キナーゼ(MuSK)第1免疫グロブリン様ドメイン1(Ig1)を投与することによって、神経筋障害に罹患している対象を治療する方法、すなわち、筋特異的受容体キナーゼ重症筋無力症(MuSK-MG)に罹患している対象の運動機能を改善する方法を開示する。Burdenは、神経発生を増加させる方法であって、機能的lg3ドメインを欠くMuSKポリペプチドのレベルもしくは活性を増加させる工程もしくは特定の工程、またはBMP-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させる工程もしくは特定の工程であって、MuSKが、機能的lg3ドメインを含む工程もしくは特定の工程を含む方法を開示していない。
国際公開第2012/109075号(Plexxikon Inc.)。この特許公報は、キナーゼとキナーゼを選択的に調節する化合物とを使用してMuSKの活性を調節する工程、およびキナーゼ活性の調節による治療(段落[0003])、例えば、アルツハイマー病の神経変性疾患に適している、神経変性または認知障害の特徴を有する疾患適応症のための使用(段落[0001])を開示している。化合物には、式I(開示されている)、およびあらゆる下位一般式、特許請求の範囲に記載の化合物、ならびにタンパク質キナーゼの調節物質である、本明細書に記載の化合物が含まれる。記載される化合物によるキナーゼ活性の調節による治療に適した疾患適応症。この特許公報は、機能的lg3ドメインを欠くMuSKポリペプチドのレベルもしくは活性を増加させること、またはBMP-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させることであって、MuSKが、機能的lg3ドメインを含むことを開示していない。この特許公報は、神経発生を増加させる、もしくは機能的lg3ドメインを欠くMuSKポリペプチドのレベルもしくは活性を増加させる、またはBMP-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させる方法であって、MuSKが、機能的lg3ドメインを含む方法にこれを使用することを開示していない。
国際公開第2020/214987号(ブラウン大学)神経発生、は、神経発生を増加させ、神経変性に関連する疾患、障害または病態を予防または治療するための方法および組成物を開示している。
非特許文献。
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Yilmaz et al.,MuSK is a BMP co-receptor that shapes BMP responses and calcium signaling in muscle cells.Science Signaling,Vol.9,Issue 444,pp.RA87,pg 1-2(September 6,2016).MuSKはBMP共受容体である。MuSKは、Ig3ドメインでBMP4に結合する。MuSKの「Ig3」ドメインは、BMPの高親和性結合に必要である。内因的に発現されるMuSKの主な種は全長である。このIg3ドメインは、内因的に選択的にスプライシングされ、Δg3MuSKと呼ばれるアイソフォームを生成することができる。このスプライシングは、MuSKプレmRNAからのエクソン6および7の協調的除去を伴う。Yilmaz et al.(2016)は、全長MuSKまたはΔIg3 MuSK外部ドメインFc融合物を固定した。次いで、これらのタンパク質構築物をBMP4とインキュベートした。Yilmaz et al.(2016)は、MuSKがBMPに結合することを示しただけでなく、MuSKがBMP受容体に結合することも示した。固定されたMuSKは、異なる濃度のALK4、ALK6、ALK3、ALK2、BMPRI、ActRIIBおよびTROYと再度インキュベートされた。MuSKは、ALK4およびALK6に最もよく結合する。Yilmaz et al.(2016).MuSK is a BMP co-receptor that shapes BMP responses and calcium signaling in muscle cells.Sci.Signal.9,ra87.Yilmazは、機能的lg3ドメインを欠くMuSKポリペプチド、またはBMP-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させることを開示しており、ここで、MuSKは機能的lg3ドメインを含む(2頁、2段目、1段落目)。MuSK-BMP4結合に果たすこのドメインの潜在的な役割をアッセイするために、本発明者らは、Ig3ドメイン(それぞれFLおよびDlg3)を含有するかまたは欠くFe融合外部ドメインタンパク質をコードする構築物を生成し、様々な濃度にわたって可溶性BMP4へのそれらの結合をアッセイした。ドメインを欠くMuSKは変異体である。該構築物は、Ig3ドメインを欠くMuSKを産生し、Ig3ドメインを欠くMuSKは、野生型と比較した場合、このポリペプチドのレベルおよび活性を増加させる)。Yilmaz et al.(2016)は、神経変性または認知障害の1つ以上の特徴に罹患している対象を治療する方法にこれを使用することを開示していない。
Yun et al.,Re-evaluating the link between neuropsychiatric disorders and dysregulated adult neurogenesis.Nature Medicine,22(11),p.1239(2016).
Zhang et al.,A role for adult TLX-positive neural stem cells in learning and behaviour.Nature,451,1004-1007(2008b).
Zhang et al.,LRP4 serves as a coreceptor of agrin.Neuron,60,285-297(2008a).
Textbooks and technical references
Current Protocols in Immunology(CPI)(2003).John E.Coligan,ADA M Kruisbeek,David H Margulies,Ethan M Shevach,Warren Strobe,(eds.)John Wiley and Sons,Inc.(ISBN 0471142735,9780471142737).
Current Protocols in Molecular Biology(CPMB),(2014).Frederick M.Ausubel(ed.),John Wiley and Sons(ISBN 047150338X,9780471503385).
Current Protocols in Protein Science(CPPS),(2005).John E.Coligan(ed.),John Wiley and Sons,Inc.
Immunology(2006).Werner Luttmann,published by Elsevier.
Janeway’s Immunobiology,(2014).Kenneth Murphy,Allan Mowat,Casey Weaver(eds.),Taylor&Francis Limited,(ISBN 0815345305,9780815345305).
Laboratory Methods in Enzymology:DNA,(2013).Jon Lorsch(ed.)Elsevier(ISBN 0124199542).
Lewin’s Genes XI,(2014).published by Jones&Bartlett Publishers(ISBN-1449659055).
Molecular Biology and Biotechnology:a Comprehensive Desk Reference,(1995).Robert A.Meyers(ed.),published by VCH Publishers,Inc.(ISBN 1-56081-569-8).
Molecular Cloning:A Laboratory Manual,4th ed.,Michael Richard Green and Joseph Sambrook,(2012).Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,USA(ISBN 1936113414).
The Encyclopedia of Molecular Cell Biology and Molecular Medicine,Robert S.Porter et al.(eds.),published by Blackwell Science Ltd.,1999-2012(ISBN 9783527600908).
The Merck Manual of Diagnosis and Therapy,19th edition(Merck Sharp&Dohme Corp.,2018).
Pharmaceutical Sciences 23rd edition(Elsevier,2020).
[実施形態のリスト]
MuskとBmp受容体との間の結合相互作用を特性評価する具体的な組成物および方法を記載した。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義されるべきである。生物医学分野の当業者であれば、本開示の文脈および趣旨と一致する最も広い可能な方法ですべての請求項の用語を解釈するであろう。本明細書の詳細な説明は例示であり、限定的または網羅的ではない。本発明は、本明細書に記載の特定の方法、プロトコルおよび試薬に限定されず、実際には変化し得る。明細書または特許請求の範囲が、順序付けられた工程または機能を記載する場合、代替の実施形態は、それらの機能を異なる順序でまたは実質的に同時に実行し得る。生物医学分野の当業者が認識するように、本明細書に記載された本発明の概念から逸脱することなく、既に記載されたもの以外の他の同等物および改変が可能である。
Zhang et al.,A role for adult TLX-positive neural stem cells in learning and behaviour.Nature,451,1004-1007(2008b).
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Current Protocols in Immunology(CPI)(2003).John E.Coligan,ADA M Kruisbeek,David H Margulies,Ethan M Shevach,Warren Strobe,(eds.)John Wiley and Sons,Inc.(ISBN 0471142735,9780471142737).
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The Merck Manual of Diagnosis and Therapy,19th edition(Merck Sharp&Dohme Corp.,2018).
Pharmaceutical Sciences 23rd edition(Elsevier,2020).
[実施形態のリスト]
MuskとBmp受容体との間の結合相互作用を特性評価する具体的な組成物および方法を記載した。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義されるべきである。生物医学分野の当業者であれば、本開示の文脈および趣旨と一致する最も広い可能な方法ですべての請求項の用語を解釈するであろう。本明細書の詳細な説明は例示であり、限定的または網羅的ではない。本発明は、本明細書に記載の特定の方法、プロトコルおよび試薬に限定されず、実際には変化し得る。明細書または特許請求の範囲が、順序付けられた工程または機能を記載する場合、代替の実施形態は、それらの機能を異なる順序でまたは実質的に同時に実行し得る。生物医学分野の当業者が認識するように、本明細書に記載された本発明の概念から逸脱することなく、既に記載されたもの以外の他の同等物および改変が可能である。
本明細書を通して引用されたすべての特許および刊行物は、本明細書に記載された技術とともに使用される材料および方法を開示および説明するために参照により組み込まれる。特許および刊行物は、本明細書の出願日前の開示のためにのみ提供される。特許および刊行物の開示および公開日に関するすべての記述は、本発明者らの情報および確信からのものである。本発明者らは、これらの文献の内容または日付の正確性について何ら認めるものではない。本明細書で提供された日付と実際の公開日との間に不一致がある場合、実際の公開日が優先される。本発明者らは、先行発明または別の理由のためにそのような開示に先行し得る。以前の特許または刊行物の科学的教示または技術的教示と本明細書との間に不一致がある場合、本明細書およびこれらの特許請求の範囲の教示が優先される。
本明細書が値の範囲を提供する場合、その範囲の上限と下限との間の各介在値は、文脈上別段の指示がない限り、値の範囲内にある。
Claims (13)
- MuSK Ig2ドメインの調節に基づいて、アルツハイマー病、MuSK-MGおよび他の神経障害を治療する方法。
- 5aおよび5b MuSKエクソンの選択的スプライシングの調節に基づいて、アルツハイマー病、MuSK-MGおよび他の神経障害を治療する方法。
- MuSK Ig2ドメインへの自己抗体の結合に基づく、MuSK-MGの診断
- MuSKエクソン5aおよび5bへの自己抗体の結合に基づく、MuSK-MGの診断。
- MuSK Ig2ドメインの調節に基づいて、サルコペニア、悪液質および他の筋障害を治療する方法。
- MuSKエクソン5aおよび5bの調節に基づいて、サルコペニア、悪液質および他の筋障害を治療する方法。
- 神経変性または認知障害の1つ以上の特徴に罹患している対象を治療する方法であって、
(a)機能的Ig2ドメインを欠くMuSKポリペプチドのレベルもしくは活性を増加させる工程、または
(b)BMP受容体(ALK)-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させる工程であって、前記MuSKが、機能的Ig2ドメインを含む工程、
を含む、方法。 - 神経発生を増加させる方法であって、
(a)機能的Ig2ドメインを欠くMuSKポリペプチドのレベルもしくは活性を増加させる工程、または
(b)BMP-MuSKポリペプチド複合体のレベルもしくは活性を低下させる工程であって、前記MuSKが、機能的Ig2ドメインを含む工程、
を含む、方法。 - MuSK Ig2調節物質剤を含むかまたは送達する医薬組成物を投与する工程をさらに含む、請求項7または8に記載の方法。
- MuSK転写物の改変されたスプライシングを増加させる医薬組成物を投与する工程をさらに含み、前記改変が、MuSK Ig2ドメイン内の1つ以上のエクソンをスキップすることを含み、
スキップされたエクソンが、MuSK Ig2ドメインのエクソン5aであるか、
スキップされたエクソンが、MuSK Ig2ドメインのエクソン5bであるか、または
スキップされたエクソンが、MuSK Ig2ドメインのエクソン5aおよび5bである、請求項7または8に記載の方法。 - エクソン5aおよび5bの一方または両方のスキップが増加するように、MuSK一次転写物の集団を含む系を、そのような一次転写物に結合するオリゴヌクレオチドと接触させることによって、MuSKエクソンスキッピングを誘導する方法。
- MuSK Ig2調節物質剤を特性評価する方法であって、
(a)MuSKのIg2ドメインに結合する能力を評価する工程、
(b)MuSK-Ig2-BMP受容体(ALK)複合体形成を減少させる能力を評価する工程、
(c)一次MuSK転写物のスプライシングパターンを改変する能力を評価する工程、
(d)転写物の発現を阻害する能力を評価する工程、
(e)Ig2ドメインをコードする配列を欠くMuSK転写物の発現を増加させる能力を評価する工程、
(f)機能的Ig2を欠くMuSKポリペプチドのレベルを増加させる能力を評価する工程、および
(g)集団内の細胞の特性に影響を及ぼす能力を評価する工程、
のうちの1つ以上を含む、方法。 - そのゲノム内にMuSKをコードする配列を含む遺伝子改変マウスであって、MuSKをコードする前記配列が、エクソン5aからエクソン5b(5’から3’の順序で)までのヌクレオチドの範囲を含まず、
全長MuSK転写物を発現することができず、全長MuSKタンパク質を産生することもできない、遺伝子改変マウス。
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US9574015B2 (en) * | 2013-09-13 | 2017-02-21 | New York University | Methods for treating muscle specific receptor kinase (MuSK) myasthenia gravis with the Ig1 domain of MuSK |
JP2017520237A (ja) * | 2014-04-22 | 2017-07-27 | キュー−ステート バイオサイエンシーズ, インコーポレイテッドQ−State Biosciences, Inc. | ニューロン障害のための診断方法 |
EP3955742A4 (en) * | 2019-04-18 | 2023-05-24 | Brown University | NEUROGENESIS |
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