JP2024514933A - Mhcクラスi及びii発現の下方調節のための人工マイクロrna埋込shrnaを発現するcar nkt - Google Patents
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Abstract
本開示は、1つ以上の内因性主要組織適合性複合体(MHC)遺伝子の発現をノックダウンするように操作されたナチュラルキラーT細胞に関連する方法及び組成物を提供する。本開示はまた、インビトロ及びインビボの両方で同種異系免疫細胞による拒絶反応に抵抗する操作されたCAR NKT細胞を提供する。【選択図】図1
Description
連邦政府支援の研究又は開発に関する声明
本発明は、米国国立衛生研究所(the National Institutes of Health)により授与された助成金番号5 P50 CA126752に基づく政府支援を受けて行われた。政府は、本発明において、特定の権利を有する。
本発明は、米国国立衛生研究所(the National Institutes of Health)により授与された助成金番号5 P50 CA126752に基づく政府支援を受けて行われた。政府は、本発明において、特定の権利を有する。
関連出願に対する相互参照及び配列表の組み込み
本出願は、2021年4月23日に出願された米国仮出願第63/179,104号(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)の利益を主張する。(MS-Windows(登録商標)で測定して)7,255バイトであり、2022年4月22日に作成された「P35062US00_SL.TXT」という名称のファイルに含まれる配列表は、本明細書とともに電子的に提出され、参照によりその全体が組み込まれる。
本出願は、2021年4月23日に出願された米国仮出願第63/179,104号(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)の利益を主張する。(MS-Windows(登録商標)で測定して)7,255バイトであり、2022年4月22日に作成された「P35062US00_SL.TXT」という名称のファイルに含まれる配列表は、本明細書とともに電子的に提出され、参照によりその全体が組み込まれる。
本開示は、少なくとも細胞生物学、分子生物学、免疫学、及び医学の分野に関する。
I型NKT細胞(NKT)は、不変TCRα鎖Vα24-Jαl8を発現し、単型HLAクラス-I様分子CD1d(遺伝子ID912)によって提示される自己又は微生物由来の糖脂質に反応する先天性リンパ球の進化的に保存されたサブセットである(Porcelli et al.Analysis of T cell antigen receptor(TCR)expression by human peripheral blood CD4-8-alpha/beta T cells demonstrates preferential use of several V beta genes and an invariant TCR alpha chain.J.Exp.Med.1993;178(1):1-16);Lantz and Bendelac,“An invariant T cell receptor alpha chain is used by a unique subset of major histocompatibility complex class I-specific CD4+and CD4-8-T cells in mice and humans,”J.Exp.Med.1994;180(3):1097-1106;Bendelac A,Lantz O,Quimby ME,Yewdell JW,Bennink JR,Brutkiewicz RR.CD1 recognition by mouse NK1+T lymphocytes.Science 1995;268(5212):863-865.;Kim EY,Lynch L,Brennan PJ,Cohen NR,Brenner MB.The transcriptional programs of iNKT cells.Semin.Immunol.2015;27(l):26-32)。
グローバル転写プロファイリング研究は、NKTが、T細胞及びNK細胞と特性を共有するが、リンパ球の別個の集団であることを実証する(Cohen et al.,2013)。マウス及びヒトの両方において、NKTは、CD4+CD8+(二重陽性、DP)胸腺細胞(CD8、遺伝子ID925)の段階で従来のT細胞から分岐する。胸腺上皮細胞によって陽性選択される従来のT細胞とは異なり、NKTは、CD1d発現DP胸腺細胞によって選択される(Gapin L,Matsuda JL,Surh CD,Kronenberg M.NKT cells derive from double-positive thymocytes that are positively selected by CDld.Nat.lmmunol.2001;2(10):971-978)。陽性選択直後の前骨髄球性白血病ジンクフィンガー転写因子(PLZF)の発現は、NKTの胸腺内拡張及びエフェクター/メモリー様分化を可能にする(Savage AK,et al.The transcription factor PLZF directs the effector program of the NKT cell lineage.Immunity.2008;29(3):391-403)。
NKT細胞は、多数の抗腫瘍特性を有し、その数は、いくつかの種類のがんにおける良好な転帰と相関することが報告されている。Heczey A.et al.及びTian G.et al.は、NKT細胞が末梢血から単離され、CARを形質導入され、養子細胞療法用途のために臨床規模に拡張され得ることを実証した。いくつかの研究により、ドナー由来のNKTがGvHDを媒介せず、GvHDを抑制する可能性さえあることが示された。したがって、同種異系の健常ドナー由来CAR-NKT細胞を使用して、T細胞とは異なり、追加の遺伝子操作を必要としないGvHDのリスクなしにがん患者を治療することができる。
しかしながら、全ての正常な有核細胞は、HLAクラスIを発現し、したがって、HLA不一致のドナーからの養子移入された治療細胞は、宿主免疫系によって除去される。T及びNKT細胞はまた、活性化されたときにHLAクラスIIを一過的に発現することができ、HLAクラスIIミスマッチは、宿主CD4 T細胞によるドナー細胞除去を誘発する。そのような拒絶反応を遅らせる一般的なアプローチは、宿主免疫系の回復前に、エフェクター細胞が抗腫瘍活性を媒介するための治療窓を可能にするために、免疫抑制性宿主コンディショニングを使用することである。しかしながら、そのようなアプローチは患者にとって有毒であり、治療用エフェクター細胞の持続性が不十分であるために完全な腫瘍制御が不可能となる場合がある。
したがって、臨床規模に急速に拡張することができ、移植片対宿主病(GvHD)を誘発せず、患者によって忍容される市販のCARベースの細胞免疫療法が必要とされている。単型CD1dによる制限により、NKT細胞は、GvHDを産生しない。
同種異系宿主の免疫系によるCAR-NKT細胞の拒絶反応を制限するために、本開示は、NKT細胞におけるHLAクラスI及びクラスIIのノックダウンをそれぞれ達成するために、β2-ミクログロブリン(B2M)及び不変鎖(Ii)(別名CD74)又はクラスIIトランスアクチベーター(CIITA)に対するshRNA配列を組み込む構築物を提供する。特に、本開示は、CAR構築物に組み込まれた人工マイクロRNA(amiR)足場内に埋め込まれたshRNA配列を含む構築物を提供する。
ここでは、最適化されたCAR-amiR構築物が、形質導入されたNKT細胞におけるHLAクラスI及びIIの有効なノックダウンを媒介することが示されている。これらの構築物を発現するNKT細胞は、リンパ腫NSGマウスモデルにおいて強力なインビボ抗腫瘍活性を実証し、インビトロ及びインビボの両方で同種異系免疫細胞による拒絶反応に抵抗する。
本開示は、腫瘍抗原を認識するキメラ抗原受容体(CAR)をコードするDNA配列と、MHCクラスI又はMHCクラスII遺伝子を標的とする小ヘアピンRNA(shRNA)配列をコードするDNA配列と、を含む、内因性主要組織適合性複合体(MHC)遺伝子の発現を抑制するための組換え構築物であって、shRNA配列が、人工マイクロRNA(amiR)足場に埋め込まれている、組換え構築物を提供し、含む。
一態様において、本明細書に開示される組換え構築物は、サイトカインをコードするDNA配列を更に含む。いくつかの態様において、サイトカインは、インターロイキン-15(IL-15)、IL-7、IL-12、IL-18、IL-21、IL-27、IL-33、又はそれらの組み合わせである。一態様において、サイトカインは、IL-15である。一態様において、IL-15は、ヒトIL-15である。一態様において、IL-15をコードするDNA配列は、コドン最適化されている。別の態様において、IL15は、IL-2シグナルペプチドを含む。
いくつかの態様において、amiRは、amiR155である。他の態様において、amiRは、amiR30である。
いくつかの態様において、MHCクラスI遺伝子は、β2-ミクログロブリン(B2M)である。
いくつかの態様において、MHCクラスII遺伝子は、不変鎖(Ii)又はクラスIIトランスアクチベーター(CIITA)をコードする。
いくつかの態様において、本明細書に開示される組換え構築物は、第1のamiR足場に埋め込まれた第1のshRNA配列と、第2のamiR足場に埋め込まれた第2のshRNA配列と、を含む。いくつかの態様において、第1のshRNA配列は、MHCクラスI遺伝子を標的とし、第2のshRNA配列は、MHCクラスI遺伝子を標的とする。一態様において、第1のamiR足場及び第2のamiR足場は、同じamiR配列に由来する。他の態様において、第1のamiR足場及び第2のamiR足場は、異なるamiR配列に由来する。
本開示はまた、同種異系宿主の免疫系による操作されたナチュラルキラーT(NKT)細胞の拒絶反応を制限するための方法であって、NKT細胞に、本明細書に開示される組換え構築物を形質導入することを含み、NKT細胞における内因性MHC遺伝子の発現が、shRNAによって抑制される、方法を提供し、含む。
いくつかの態様において、内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後2日で少なくとも10%減少する。
いくつかの態様において、内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後7日で少なくとも10%減少する。
いくつかの態様において、内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後14日で少なくとも10%減少する。
いくつかの態様において、NKT細胞は、CD1d制限性NKT細胞である。
本開示は更に、本明細書に開示される組換え構築物を形質導入されたか、又は本明細書に開示される方法によって産生された、操作されたNKT細胞であって、NKT細胞における内因性MHC遺伝子の発現が、組換え構築物を形質導入されていない対照NKT細胞と比較して著しく抑制される、操作されたNKT細胞を提供し、含む。
いくつかの態様において、操作されたNKT細胞は、同種異系T細胞又はPBMCによる拒絶反応に対する耐性が改善されている。
いくつかの態様において、操作されたNKT細胞は、同種異系ナチュラルキラー細胞による破壊に対する耐性が改善されている。
本開示は、以下の添付の図面を参照して開示されている。
対応する参照符号は、いくつかの図全体にわたって対応する部分を示す。本明細書に示される実施例は、本開示の[1つ又はいくつかの]実施形態を例示するが、いかなる様式でも本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
本出願は、遺伝子改変ナチュラルキラーT細胞(NKT細胞)に関する方法及び組成物を対象とする。NKT細胞は、T細胞及びNK細胞の両方のいくつかの特徴を共有するが、従来のT細胞及びNK細胞のいずれとも異なる別個の細胞型である。NKT細胞は、従来のT細胞及びNK細胞とは相違した発達を有し、独自の転写調節因子セットによって駆動される異なる機能を有する。Kronenberg M,Gapin L.The unconventional lifestyle of NKT cells.Nat.Rev.Immunol.2002;2(8):557-568;Godfrey,JCI,2004,Cohen NR,et al.Shared and distinct transcriptional programs underlie the hybrid nature of iNKT cells.Natdmmunol.2013;14(l):90-99)を参照されたい。Godfrey et al.は、NKT細胞系統に関連する独自のプログラミングを反映して、転写因子、シグナル伝達因子、細胞表面分子、サイトカイン、及び選択的にNKT細胞発達に影響を与える他の因子を同定している。(Godfrey et al.,“Raising the NKT cell family,”Nat.Immunol.,11(3):197-206(2010)(“Godfrey et al.”)は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。Engel and Kronenberg,“Transcriptional control of the development and function of Vα4i NKT cells,”Current Topics in Microbiology and Immunology,Volume 381,2014も参照されたい)。胸腺におけるNKT細胞分化に影響を及ぼす多くの転写因子及びシグナル伝達分子は、そこで発達する他の従来のT細胞集団には影響を及ぼさない。本開示を通して使用される場合、「T細胞」という用語は、NKT細胞と区別可能な従来のT細胞に限定される。これらの違いにより、非NKT細胞を予測不可能にする遺伝子発現の操作された利得及び損失等の刺激及び遺伝子変化に対する応答が異なる。
NKT細胞は、全ゲノム転写解析に基づいて区別可能であり、従来の細胞系統及びNK細胞系統から等しく離れている。Cohen et al.(前掲)を参照されたい。Tリンパ球としても知られる従来のT細胞は、病原体と戦い、かつ免疫応答を調節する機能を有する重要な細胞型である。これらの細胞の2つのホールマークは、細胞分化中に再配列して多種多様な受容体を形成するDNAのセグメントによってコードされる抗原受容体の発現である。いくつかの細胞は、例えば、この一般的なT細胞の定義に該当する:サブタイプTH1、TH2、TH3、TH17、TFHを含むTヘルパー細胞(CD4+細胞)、細胞傷害性T細胞(主にCD8+細胞、CTLとも呼ばれる)、メモリーT細胞(セントラルメモリーT細胞、エフェクターメモリーT細胞、及びレジデントメモリーT細胞を含む)、調節T細胞、及び粘膜関連不変T細胞。T細胞の細胞表面マーカーとしては、T細胞受容体及びCD3が挙げられる。一般に、T細胞はCD56を発現しない(すなわち、CD56陰性である)。
NK細胞及びNKT細胞は、CD56+である。ヒトでは、NK細胞は、通常、細胞表面マーカーCD56、CD161、CD11b、NKp46、NKp44、CD158、及びIL-12Rを発現する。NK細胞は、完全に異なる構造を有する受容体の限られたレパートリーを発現し、そのうちのいくつかはNKT細胞上にも見出される。ほとんどのNK受容体は、ヒトとげっ歯類を比較すると、高度に保存されていない。NK細胞は、活性化又は阻害され得るキラー細胞免疫グロブリン様受容体(KIR)のファミリーのメンバー、並びにNKG2D及びCD94NKG2A/C等のタンパク質のレクチン(炭水化物結合)ファミリーのメンバーである受容体を発現する。KIRは、NKT細胞上では発現されない。NK細胞は、ヒトのKIR又はマウスのLy49、天然の細胞傷害性受容体(NCR)、NKG2D及びCD94:NKG2ヘテロ二量体等の多数の細胞表面受容体によって活性化される。加えて、IL-12、IL-15、IL-18、IL-2及びCCLS等のサイトカイン及びケモカインは、NK細胞活性化において重要な役割を果たす。
NKT細胞は、概して、CD3+CD56+細胞として識別され、T細胞受容体を発現することができる。NKT細胞は、T細胞受容体及びT細胞のようなCD3鎖を発現するが、NK細胞のようなCD56及びCD161のようなマーカーも有する。とは言え、NKT細胞が異なる細胞系統であることは、専門家によって一般的に受け入れられている。すなわち、NKT細胞は他のT細胞とは非常に異なり、それらの挙動及び特性は、他のT細胞の分析から予測することができず、それらはNK細胞でもない。NKT細胞は、従来のT細胞及びNK細胞とは完全に異なる細胞である。NKT細胞系統の独自の特性のため、T細胞、NK細胞、及びB細胞等のリンパ球の他の集団で行われた観察は、NKT細胞活性化の機能的結果を予測しない場合がある。
NKT細胞は、細胞表面マーカーの発現に基づいて、CD4 T細胞、CD8 T細胞、調節T細胞、γδT細胞、B細胞、NK細胞、単球及び樹状細胞を含む他の細胞型から同定することができる。Park et al.,“OMIP-069:Forty-Color Full Spectrum Flow Cytometry Panel for Deep Immunophenotyping of Major Cell Subsets in Human Peripheral Blood,”Cytometry Part A 97A:1044-1051(2020)、Hertoghs et al.,OMIP-064:A 27-Color Flow Cytometry Panel to Detect and Characterize Human NK Cells and Other Innate Lymphoid Cell Subsets,MAIT Cells,and γδ T Cells,Cytometry Part A 97A:1019-1023(2020)、Sahir et al.,Development of a 43 color panel for the characterization of conventional and unconventional T-cell subsets,B cells,NK cells,monocytes,dendritic cells,and innate lymphoid cells using spectral flow cytometry,Cytometry 2020:1-7を参照されたい。
NKT細胞は、I型及びII型の2つの主な種類に分かれている。I型NKT細胞又は不変NKT細胞(「iNKT」)として知られるNKT細胞の最も顕著な形態は、不変T細胞受容体α鎖(Vα4iマウス又はVα24iヒト)を有する。I型NKT(iNKT)細胞は、αGalCer類似体を充填したCD1dベースの四量体の結合によって容易に検出することができる。抗原受容体の形態は、比較的少数のベータ鎖のうちの1つと対合した不変のアルファ鎖による限定的なレパートリーである。阻害又は治療的使用。この不変受容体によって認識される抗原は、例えば、細菌細胞内に見出される糖脂質である。不変受容体は、海洋スポンジに由来する糖脂質であるアルファ-ガラトシルセラミド(a-GalCer)を認識する。この化合物は、微生物糖脂質に類似しており、現在、一般に、スポンジに関連する微生物共生体に由来すると想定されている。NKT細胞は、分子CD1dに提示される抗原を必要とする。
II型NKT細胞もまた、CD1dからの抗原提示を必要とするが、より多様であるが依然として限定されたTCRレパートリーを有する。II型NKT細胞は、低レベルの転写因子PLZFを発現する。I型NKT細胞は、α-GalCerのみを認識するが、II型NKT細胞は、スルファチド、リソ-スルファチド、リソ-PC及びリソ-GL1を認識する。II型NKT細胞は、ヒトにおいてより一般的であるが、マウスにおいてそれほど一般的ではない。Dhodpkar and Kumar,“Type II NKT Cells and Their Emerging Role in Health and Disease,”J Immunol.198(3):1015-1021(2017)を参照されたい。
2つの経路は、NKT細胞活性化について知られている。NKT細胞は、CD1d分子上に提示される抗原を介して、T細胞受容体を介して刺激に応答する。これは、TCRシグナルを生成するためのCD4又はCD8共受容体の関与に依存せず、これらの細胞の応答は、共刺激シグナルへの依存性がいくらか低くなる。更に、NKT細胞の活性化のメカニズムは、IL-12及びIL-18等の先天性炎症刺激を介して、T細胞受容体と会合する抗原の不在下に存在する。一度活性化されたT細胞が、末梢血中に見出される。同様に、NK細胞も、末梢血中に見出される。対照的に、NKT細胞の大部分は組織中に見出され、例えば、CCR2及びCCR6を含む2段階プロセスを介して媒介されるように、末梢血から腫瘍部位に遊走する。この遊走に関与するメカニズムは、NKT細胞に特異的であり、他のリンパ球に適用される一般的なメカニズムではない。
iNKT細胞は、他のT細胞型と容易に区別可能である。表1を参照されたい。拡張されたT細胞(CD4 T細胞のサブセット)のごく一部のみが、T細胞受容体(TCR)を介してのいずれかの活性化時に腫瘍保護性Th2サイトカイン(IL-4、IL-5、IL-13、IL-10)を産生することができる。T細胞の大部分(全てのCD8+ T細胞を含む)及び全てのNK細胞は、抗腫瘍Th1サイトカイン(すなわち、IFN-ガンマ、GM-CSF、TNF-アルファ)のみを産生する。対照的に、NKT細胞は、Th1とTh2サイトカインを同時に産生する」。T細胞受容体(TCR)活性化後に産生されるTh1及びTh2サイトカインのバランスに応じて、NKT細胞は、免疫応答を活性化又は抑制することができる。したがって、NKT細胞は、免疫活性化及び免疫抑制の興味深い逆説的な二重機能を有する。対照的に、他の免疫細胞は、通常、1つの一次機能、例えば、病原体と戦う機能を有し、一方、細胞の他のサブセットは、免疫応答の調節に専念する。
NKT細胞も胸腺で発達するが、I型NKT細胞の陽性選択はCD1d陽性胸腺細胞によって媒介される。NKT細胞はまた、樹状細胞による陰性選択にもさらされる。胸腺におけるT細胞及びNKT細胞の発達及び成熟をまとめた、図2のGodfrey et al.を参照されたい。
別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有する。以下の参考文献は、本発明で使用される用語の多くの一般的な定義を当業者に提供する。Singleton et al.,Dictionary of Microbiology and Molecular Biology(2nd ed.1994)、The Cam bridge Dictionary of Science and Technology(Walker ed.,1988)、The Glossary of Genetics,5th Ed.,R.Rieger et al.(編集),Springer Verlag(1991)、及びHale & Marham,The Harper Collins Dictionary of Biology(1991)。本明細書で使用される場合、以下の用語は、特に明記しない限り、以下にそれらに帰属する意味を有する。
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、+/-10%を指す。
「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(having)」、及びそれらの同根語は、「含むが、これらに限定されない」を意味する。
「からなる(consisting of)」という用語は、「を含み、これに限定する」ことを意味する。
「から本質的になる(consisting essentially of)」という用語は、組成物、方法、又は構造が、追加の成分、工程、及び/又は部品が、特許請求される組成物、方法、又は構造の基本的かつ新規な特徴を実質的に変化させない場合にのみ、追加の成分、工程、及び/又は部品を含み得ることを意味する。
本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈から別途明確に示されない限り、複数の参照を含む。例えば、「1つの細胞」又は「少なくとも1つの細胞」という用語は、それらの混合物を含む、複数の細胞を含み得る。
「含む(comprises)」、「含む(comprising)」という用語は、米国特許法においてそれらに起因する広範な意味を有することが意図され、「含む(includes)」、「含む(including)」などを意味し得る。
「増加」は、少なくとも5%正に変化することを意味する。変化は、5%、10%、25%、30%、50%、75%、又は100%であってもよい。
「減少する」又は「減少する」は、少なくとも5%負に変化することを意味する。変化は、5%、10%、25%、30%、50%、75%、又は100%であってもよい。
「変調する」は、正又は負の変化を意味する。例示的な変調には、1%、2%、5%、10%、25%、50%、75%、又は100%の変化が含まれる。
本出願を通じて、本開示の様々な実施形態は、範囲フォーマットで提示され得る。範囲形式での説明は、単に便宜及び簡潔のためであり、本開示の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈されるべきでないことを理解されたい。したがって、範囲の記載は、全ての可能な部分範囲並びにその範囲内の個々の値を具体的に開示しているとみなされるべきである。例えば、1~6などの範囲の記載は、1~3、1~4、1~5、2~4、2~6、3~6などの部分範囲、並びにその範囲内の個々の数字、例えば、1、2、3、4、5、及び6などを具体的に開示しているとみなされるべきである。これは、範囲の幅に関係なく適用される。
本明細書で数値範囲が示される場合は常に、表示範囲内の任意の引用数字(分数又は整数)を含むことを意味している。第1の表示数及び第2の表示数の「間の範囲にある/範囲」及び第1の表示数「~」第2の表示数の「範囲にある/範囲」という語句は、本明細書では互換的に使用され、第1及び第2の表示数並びにそれらの間の全ての分数及び整数の数字を含むことを意味する。
本明細書で使用される場合、「遺伝子操作されたナチュラルキラーT(NKT)細胞」又は「操作されたNKT細胞」は、非天然プロモーターの下流に外因性タンパク質又は内因性タンパク質をコードする少なくとも1つの組換え核酸を含むNKT細胞である。態様において、遺伝子操作されたNKT細胞は、キメラ抗原受容体をコードする組換え核酸を含む。
「内因性」とは、細胞又は組織において通常発現される核酸分子又はポリペプチドを意味する。
「外因性」とは、細胞内に内因的に存在しないか、又は過剰発現したときに得られる機能的効果を達成するのに十分なレベルでは存在しない核酸分子又はポリペプチドを意味する。したがって、「外因性」という用語は、外来性、異種性、並びに過剰発現核酸分子及びポリペプチド等の細胞内で発現される任意の組換え核酸分子又はポリペプチドを包含するであろう。
本明細書で使用される場合、「人工マイクロRNA(amiRNA)」という用語は、天然に存在するmiRNAと同様に遺伝子サイレンシングを促進するために開発された分子である。amiRNAは、一般に、pre-miRNAステムループ内の成熟miRNA配列を、目的の遺伝子を標的とする配列に置き換えることによって構築される。これらの分子は、これらの選択肢と同じ効率を示し、細胞傷害性が低いため、shRNA及びsiRNAに基づくサイレンシングアプローチに代わる優れた選択肢を提供する。本明細書で使用される場合、人工マイクロRNA足場」に「埋め込まれた」という用語は、pre-miRNAステムループ内の成熟miRNA配列を、目的の遺伝子を標的とする配列に置き換えるプロセスを指す。いくつかの態様において、本開示で使用されるamiRは、amiR155である。Lagos-Quintana et al.,“Identification of tissue-specific microRNAs from mouse.”Curr Biol.2002 Apr 30;12(9):735-9。別の態様において、本開示で使用されるamiRは、amiR30である。Fellmann et al.,“An optimized microRNA backbone for effective single-copy RNAi.”Cell Rep.2013 Dec 26;5(6):1704-13。更なる態様において、本開示で使用されるamiRは、当該技術分野で既知の人工マイクロRNA足場である。
「短ヘアピンRNA」、「小ヘアピンRNA」、又は「shRNA」は、RNA干渉(RNAi)を介して標的遺伝子発現をサイレンシングするために使用することができるタイトなヘアピンターンを有する人工RNA分子である。それらは、典型的には、19~29塩基対(bp)のステム、少なくとも4個のヌクレオチド(nt)のループ、及び3’末端のジヌクレオチドオーバーハングからなる。いくつかの態様において、本開示における「shRNA」という用語は、小ヘアピンRNAの「ステム」部分のセンス鎖又はアンチセンス鎖を指し得る。他の態様において、「shRNA」という用語は、センス鎖、アンチセンス鎖、及びその間のループを含み得る。
本明細書で使用される場合、目的の遺伝子を「標的にする」小ヘアピンRNA(shRNA)は、目的の遺伝子と本質的に同一であるか、又は本質的に相補的である少なくとも19個の連続したヌクレオチドの配列を含むshRNAを指す。本開示で機能するshRNAの態様は、100%である必要はないが、遺伝子サイレンシング機構による切断を可能にするために細胞内の生理学的条件下で、標的遺伝子から転写されたRNAにハイブリダイゼーションして二本鎖を形成することを可能にするのに少なくとも十分である配列相補性を有する。したがって、態様において、セグメントは、標的遺伝子又は標的遺伝子から転写されたメッセンジャーRNAのいずれかにおける19個以上の連続したヌクレオチドの配列と本質的に同一であるか、又は本質的に相補的であるように設計される。「本質的に同一」とは、標的遺伝子又は標的遺伝子から転写されたRNAのいずれかにおける19個以上の連続したヌクレオチドの配列と比較して、100%の配列同一性、又は少なくとも約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、若しくは99%の配列同一性を有することを意味し、「本質的に相補的」とは、標的遺伝子又は標的遺伝子から転写されたRNAのいずれかにおける19個以上の連続したヌクレオチドの配列と比較して、100%の配列相補性、又は少なくとも約80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、若しくは99%の配列相補性を有することを意味する。本開示のいくつかの態様において、shRNAは、所与の標的遺伝子の1つの対立遺伝子に対して100%の配列同一性又は相補性を有する配列を含むように設計され、他の態様において、shRNAは、所与の標的遺伝子の複数の対立遺伝子に対して100%の配列同一性又は相補性を有する配列を含むように設計される。
配列同一性は、典型的には、当該技術分野で広く利用可能な配列分析ソフトウェアを使用して測定される。そのようなソフトウェアは、様々な置換、欠失、及び/又は他の修飾に対して相同性の程度を割り当てることによって、同一又は類似の配列を一致させる。保存的置換としては、典型的には、以下の群内の置換が含まれる:グリシン、アラニン;バリン、イソロイシン、ロイシン;アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン;セリン、トレオニン;リジン、アルギニン;及びフェニルアラニン、チロシン。同一性の程度を決定するための例示的なアプローチでは、BLASTプログラムが使用されてもよく、e-3~e-100の確率スコアは、密接に関連する配列を示している。
主要組織適合性複合体(MHC)クラスI及びクラスIIタンパク質は、免疫系の適応性分岐において重要な役割を果たす。タンパク質の両方のクラスは、T細胞による認識のために細胞表面上にペプチドを提示するタスクを共有する。免疫原性ペプチド-MHCクラスI(pMHCI)複合体は、有核細胞上に提示され、細胞傷害性CD8+T細胞によって認識される。一方、抗原提示細胞(例えば、樹状細胞(DC)、マクロファージ、又はB細胞)によるpMHCIIの提示は、CD4+T細胞を活性化し、エフェクター細胞の協調及び調節につながることができる。全ての場合において、それは、所与のpMHC複合体と相互作用するクロノタイプT細胞受容体であり、潜在的に、持続した細胞:細胞接触形成及びT細胞活性化につながる。Wieczorek et al.,“Major Histocompatibility Complex(MHC)Class I and Class II Proteins:Conformational Plasticity in Antigen Presentation.”Frontiers in Immunology,2017,Mar 17;8:292。
主要組織適合性複合体クラスI及びクラスIIは、全体的に類似した倍数を共有する。結合プラットフォームは、MHCクラスIの場合には単一の重いα鎖(HC)に由来し、MHCクラスIIの場合には2本の鎖(α鎖及びβ鎖)に由来する2つのドメインで構成される。2つのドメインは、塩基としてわずかに湾曲したβシートと、その間にペプチド鎖を収容するのに十分な距離にある2つのαヘリックスを上部に形成するように進化した。2つの膜近位免疫グロブリン(Ig)ドメインは、ペプチド結合単位を支持する。1つのIgドメインは、MHCクラスIIの各鎖に存在し、一方、MHCクラスIの第2のIg型ドメインは、不変軽鎖ベータ-2ミクログロブリン(B2M)とHCとの非共有結合的会合によって提供される。膜貫通ヘリックスは、MHCクラスIのHC及びMHCクラスIIの両方の鎖を膜内に固定する。Id.クラスIIトランスアクチベーター(CIITA)は、MHCクラスI及びII遺伝子のγ-インターフェロン活性化転写を調節する転写コアクチベーターである。
ヒト白血球抗原(HLA)系又は複合体は、ヒトにおけるMHC遺伝子複合体によってコードされる関連タンパク質群である。これらの細胞表面タンパク質は、免疫系の調節に関与する。
本明細書で使用される場合、「方法」という用語は、化学、薬理学、生物学、生化学、及び医学分野の実践者によって既知の様式、手段、技術、及び手順から既知であるか、又はそれらから容易に開発される様式、手段、技術、及び手順を含むが、これらに限定されない、所与のタスクを達成するための様式、手段、技術、及び手順を指す。
本明細書で使用される場合、「治療」という用語は、治療される個体又は細胞の疾患経過を変更しようとする試みにおける臨床介入を指し、予防のために、又は臨床病理学の経過中のいずれかで実施することができる。治療の治療効果としては、限定されないが、疾患の発生若しくは再発を予防すること、症状の緩和、疾患の任意の直接的若しくは間接的な病理学的結果の軽減、転移を予防すること、疾患進行の速度を低減すること、疾患状態の改善若しくは緩和、並びに寛解又は改善された予後が挙げられる。疾患又は障害の進行を予防することによって、治療は、罹患したか、若しくは診断した対象、又は障害を有する疑いがある対象において、障害に起因する悪化を予防することができるだけではなく、治療は、障害のリスクがある対象、若しくは障害を有する疑いがある対象において、障害の発症又は障害の症状を予防することができる。
本明細書で使用される場合、「細胞」、「細胞株」、及び「細胞培養物」という用語は、交換可能に使用され得る。これらの用語の全てはまた、任意の及び全ての後の世代であるそれらの子孫を含む。全ての子孫は、故意又は不注意の突然変異のために同一ではない場合があることを理解されたい。本明細書に開示される細胞は、自己細胞、同系細胞、同種異系細胞、及び場合によっては異種異系細胞であってもよい。
「単離された細胞」という用語は、細胞に天然に伴う分子及び/又は細胞成分から分離される細胞を意味する。
本明細書で使用される「キメラ抗原受容体」又は「CAR」という用語は、免疫エフェクター細胞上で発現され、抗原を特異的に結合するように操作される人工T細胞受容体を指す。態様において、CARは、及びエクトドメイン、膜貫通ドメイン、及びエンドドメインを含む。特定の態様において、CARは、エクトドメイン及び膜貫通ドメインをエンドドメインなしで含むことができるが、本出願のより多くのCARは、エンドドメインを含み、細胞内シグナル伝達を提供する。
「受容体」とは、1つ以上のリガンドを選択的に結合する細胞膜上に存在するポリペプチド又はその部分を意味する。
本明細書で使用される場合、「抗原認識ドメイン」は、一般に、特定のがん抗原に特異的な一本鎖可変断片(scFv)を含む。いくつかの態様において、同じ細胞内に2つ以上のCARが存在する場合、第2のCARは、別の特定の抗原に特異的なscFvを含んでもよい。
本明細書で使用される場合、「一本鎖可変断片」又は「scFv」という用語は、VH:VLヘテロ二量体を形成するように共有結合される免疫グロブリンの重鎖(VH)及び軽鎖(VL)の可変領域の融合タンパク質である。重鎖(VH)及び軽鎖(VL)は、直接的に接続されるか、又はペプチドをコードするリンカー(例えば、10、15、20、25個のアミノ酸)によって接続されるかのいずれかであり、VHのN末端をVLのC末端に接続するか、又はVHのC末端をVLのN末端に接続する。リンカーは通常、可撓性のためにグリシンが豊富であり、溶解性のためにセリン又はトレオニンが豊富である。定常領域の除去及びリンカーの導入にもかかわらず、scFvタンパク質は、元の免疫グロブリンの特異性を保持する。一本鎖Fvポリペプチド抗体は、Huston,et al.(Proc.Nat.Acad.Sci.USA,85:5879-5883,1988)によって記載されるように、VH及びVLをコードする配列を含む核酸から発現することができる。また、米国特許第5,091,513号、同第5,132,405号、及び同第4,956,778号、並びに米国特許公開第2005/0196754号及び同第2005/0196754号を参照されたい。
本明細書で使用される場合、「膜貫通ドメイン」は、タンパク質が発現されるときに、少なくとも1回、二重層を横断する、主に非極性アミノ酸残基の領域である。一般に、膜貫通ドメインは、18~21個のアミノ酸残基によってコードされ、アルファヘリカル配置を採用する。本明細書で使用される場合、膜貫通ドメインは、当該技術分野で既知の任意の種類のものであってもよい。態様において、膜貫通ドメインは、場合によってはCD28であるが、である。他の供給源としては、CD3-C、CD4、又はCD8が挙げられる。エクトドメインの例示的な組み合わせを、PCT/US2022/015525の図27bに示す。他の好適な膜貫通領域は、CD16、NKp44、NKp46、及びNKG2dから得ることができる。
本明細書で使用される場合、「エンドドメイン」という用語は、細胞内でのシグナル伝達を提供するCARの細胞内ドメインを指す。一般に、エンドドメインは、刺激ドメイン及び任意に共刺激ドメインの2つの部分に更に分割することができる。共刺激ドメインは、PCT/US2022/015525の図27aにおいて刺激ドメインのアミノ末端に配置されることが示されているが、本明細書はまた、アミノ末端刺激ドメインを提供し、続いて、共刺激ドメイン(存在する場合)を提供する。最も一般的に使用されるエンドドメインコンポーネントは、3つのITAMを含有し、抗原が結合した後に活性化シグナルをNKT細胞に伝達するCD3-ゼータである。他の好適な刺激ドメインは、2B4(CD244)、TNF受容体スーパーファミリーメンバー9(遺伝子ID3604、例えば、4-1BB又はCD137)、インターロイキン21(IL-21、遺伝子ID59067)、造血細胞シグナルトランスデューサー(HCST、遺伝子ID10870、例えば、DAP10)、及び膜貫通免疫シグナル伝達アダプター(TYROBP、遺伝子ID7305、DAP12)から得ることができる。
本明細書で使用される場合、「エクトドメイン」という用語は、CARの細胞外部分を指し、シグナルペプチド、抗原認識ドメイン、及び抗原認識ドメインを膜貫通ドメインに連結するスペーサー又はヒンジ領域を包含する。発現すると、シグナルペプチドは除去され得る。
本明細書で使用される「腫瘍抗原」という用語は、正常又は非腫瘍性細胞と比較して、腫瘍細胞上に独自に又は差異的に発現する抗原(例えば、ポリペプチド、糖タンパク質、又は糖脂質)を指す。本発明に関して、腫瘍抗原は、抗原認識受容体(例えば、CD19、Muc-1)によって認識されることができるか、又は受容体リガンド結合(例えば、CD47、PD-L1/L2、87.112)を介して免疫応答を抑制することができる腫瘍によって発現される任意のポリペプチドを含む。
「組織抗原」とは、腫瘍細胞と比較して、正常又は非腫瘍性細胞又は組織上で独自に又は差異的に発現される抗原(例えば、ポリペプチド又は糖タンパク質又は糖脂質)を意味する。
「対象」、「個体」、及び「患者」という用語は、本明細書において互換的に使用され、限定されないが、マウス、ラット、及びモルモット等のげっ歯類を含む実験動物等の非ヒト霊長類を含む哺乳動物、好ましくはヒト及び他の霊長類を含む任意の脊椎動物対象を指す。この用語は、特定の年齢を示すものではない。したがって、成人及び新生児の両方を対象とすることが意図されている。
「有効量」とは、治療効果を有するのに十分な量を意味する。一実施形態において、「有効量」は、新生物の継続的な増殖、成長、又は転移(例えば、浸潤又は遊走)を阻止、改善、又は阻害するのに十分な量である。
「異種核酸分子又はポリペプチド」という用語は、細胞、又は細胞から得られた試料中に通常は存在しない、核酸分子(例えば、acDNA、DNA、若しくはRNA分子)、又はポリペプチドを意味する。この核酸は、別の生物由来であってもよく、又は例えば、細胞若しくは試料において通常は発現しないmRNA分子であってもよい。
「免疫応答性細胞」とは、免疫応答又は前駆体、又はその子孫で機能する細胞を意味する。
「単離された」、「精製された」、又は「生物学的に純粋な」という用語は、その天然状態で見られるように通常それに伴う成分から様々な程度に遊離している材料を指す。「分離する」は、元の供給源又は周囲からの分離の程度を示す。「精製する」は、単離よりも高い分離の程度を示す。「精製された」又は「生物学的に純粋な」タンパク質は、任意の不純物がタンパク質の生物学的特性に実質的に影響を及ぼさないか、又は他の有害な結果を引き起こさない程十分に他の材料を含まない。すなわち、本発明の核酸又はペプチドは、組換えDNA技法によって産生されたときに細胞物質、ウイルス物質、若しくは培養培地を実質的に含まないか、又は化学合成されたときに化学前駆体若しくは他の化学物質を実質的に含まない場合に精製されている。純度及び均一性は、典型的には、分析化学技術、例えば、ポリアクリルアミドゲル電気泳動又は高速液体クロマトグラフィーを使用して判定される。「精製された」という用語は、核酸又はタンパク質が電気泳動ゲルにおいて本質的に1つのバンドを生じることを示すことができる。修飾、例えば、リン酸化又はグリコシル化に供され得るタンパク質について、異なる修飾は、別々に精製され得る異なる単離されたタンパク質を生じ得る。
「薬剤を得る(obtaining the agent)」におけるような用語「得る(obtaining)」は、薬剤(又は指示された物質又は材料)を購入する、合成する、又はそれ以外の方法で取得することを含むことが意図されている。
「新生物」という用語は、細胞若しくは組織の病的な増殖、及びその後の他の組織若しくは器官への遊走又は浸潤を特徴とする疾患を意味する。新生物の成長は、典型的には、制御不能であり、かつ進行性であり、正常細胞の増殖を誘発しないか、又はその休止を引き起こす条件下で起こる。新生物は、限定されないが、膀胱、骨、脳、乳房、軟骨、グリア、食道、卵管、胆嚢、心臓、腸、腎臓、肝臓、肺、リンパ節、神経組織、卵巣、膵臓、前立腺、骨格筋、皮膚、脊髄、脾臓、胃、精巣、胸腺、甲状腺、気管、尿路、尿管、尿道、子宮、及び膣、又はそれらの組織若しくは細胞型からなる群から選択される器官を含む、様々な細胞型、組織、又は器官に罹患し得る。新生物としては、がん、例えば、肉腫、がん腫、又は形質細胞腫(形質細胞の悪性腫瘍)などが挙げられる。本発明を使用することができる例示的な新生物としては、これらに限定されないが、白血病(例えば、急性白血病、急性リンパ球性白血病、急性骨髄性白血病、急性骨髄芽球性白血病、急性前骨髄球性白血病、急性骨髄単球性白血病、急性単球性白血病、急性赤血球白血病、慢性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ球性白血病)、真性多血症、リンパ腫(ホジキン病、非ホジキン病)、ワルデンストレームマクログロブリン血症、重鎖疾患、並びに肉腫及びがん腫等の固形腫瘍(例えば、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、卵巣がん、前立腺がん、扁平上皮がん、基底細胞がん、腺がん、汗腺がん、皮脂腺がん、乳頭がん、乳頭腺がん、嚢胞腺がん、髄様がん、気管支原性がん、腎細胞がん、肝臓腫、ナイル管がん(nile duct carcinoma)、絨毛がん、セミノーマ、胚細胞がん、ウィルム腫瘍、子宮頚がん、子宮がん、精巣がん、肺がん、小細胞肺がん、膀胱がん、上皮がん、神経膠腫、星細胞腫、髄芽腫、頭蓋咽頭腫、上衣腫、松果体腫、血管芽腫、聴神経腫、乏突起神経膠腫、神経鞘腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、及び網膜芽細胞腫)が挙げられる。
「作動可能に連結された」とは、本明細書で使用される場合、生体分子に関連する生物学的機能、活性、及び/又は構造が少なくとも保持されるように、2つ以上の生体分子の連結を意味する。ポリペプチドに関して、この用語は、2つ以上のポリペプチドの連結が、各ポリペプチド成分のそれぞれの個々の活性の少なくとも一部を保持する融合ポリペプチドをもたらすことを意味する。2つ以上のポリペプチドは、直接又はリンカーを介して連結され得る。核酸に関して、この用語は、適切な分子(例えば、転写アクチベータータンパク質)が第2のポリヌクレオチドに結合するときに、第1のポリヌクレオチドが、第1のポリヌクレオチドの転写を指示する第2のポリヌクレオチドに隣接して配置されることを意味する。
「プロモーター」とは、転写の開始及び速度が制御される核酸配列の領域である制御配列を意味する。それは、RNAポリメラーゼ及び他の転写因子等の調節タンパク質及び分子が結合して核酸配列の特異的転写を開始し得る遺伝子エレメントを含み得る。
「参照」又は「対照」は、比較の標準を意味する。例えば、CAR及び追加のタンパク質を発現する細胞の免疫応答は、CAR単独を発現する対応する非操作細胞の免疫応答と比較され得る。
「類似体」という用語は、参照ポリペプチド又は核酸分子の機能を有する構造的に関連するポリペプチド又は核酸分子を意味する。
「疾患」は、細胞、組織、又は器官の正常な機能を損傷又は妨害する任意の状態又は障害を意味する。疾患の例としては、細胞の新生物又は病原体感染が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「操作する(engineering)」という用語は、1つ以上の外因性核酸配列を導入するための細胞の遺伝子組換えを指す。好ましくは、操作することにより、タンパク質を発現するように転写及び翻訳される外因性核酸配列が導入された。外因性核酸配列を導入することは、形質転換、トランスフェクション、及び形質導入を含む当該技術分野で既知の方法を使用して実行することができる。
本開示は、腫瘍抗原を認識するキメラ抗原受容体(CAR)をコードするDNA配列と、MHCクラスI又はMHCクラスII遺伝子を標的とする小ヘアピンRNA(shRNA)配列をコードするDNA配列と、を含む、内因性主要組織適合性複合体(MHC)遺伝子の発現を抑制するための組換え構築物であって、shRNA配列が、人工マイクロRNA(amiR)足場に埋め込まれている、組換え構築物を提供し、含む。
一態様において、本明細書に開示される組換え構築物は、サイトカインをコードするDNA配列を更に含む。いくつかの態様において、サイトカインは、インターロイキン-15(IL-15)、IL-7、IL-12、IL-18、IL-21、IL-27、IL-33、又はそれらの組み合わせである。一態様において、サイトカインは、IL-15である。一態様において、IL-15は、ヒトIL-15である。一態様において、IL-15をコードするDNA配列は、コドン最適化されている。別の態様において、IL15は、IL-2シグナルペプチドを含む。一態様において、IL15Raと併せてIL15をコードするDNA配列。別の態様において、IL15Ra Sushiドメインと併せてIL15をコードするDNA配列。いくつかの態様において、IL-15をコードするDNA配列は、CARをコードするDNA配列の上流にある。他の態様において、IL-15をコードするDNA配列は、CARをコードするDNA配列の下流にある。
いくつかの態様において、本開示で使用されるamiRは、amiR155である。別の態様において、本開示で使用されるamiRは、amiR30である。更なる態様において、本開示で使用されるamiRは、当該技術分野で既知の人工マイクロRNA足場である。
いくつかの態様において、MHCクラスI及びクラスII遺伝子は、ヒト白血球抗原(HLA)クラスI及びクラスII遺伝子である。
いくつかの態様において、MHCクラスI遺伝子は、β2-ミクログロブリン(B2M)である。
いくつかの態様において、MHCクラスII遺伝子は、不変鎖(Ii)又はクラスIIトランスアクチベーター(CIITA)をコードする。
いくつかの態様において、本明細書に開示される組換え構築物は、第1のamiR足場に埋め込まれた第1のshRNA配列と、第2のamiR足場に埋め込まれた第2のshRNA配列と、を含む。いくつかの態様において、第1のshRNA配列は、MHCクラスI遺伝子を標的とし、第2のshRNA配列は、MHCクラスI遺伝子を標的とする。一態様において、第1のamiR足場及び第2のamiR足場は、同じamiR配列に由来する。他の態様において、第1のamiR足場及び第2のamiR足場は、異なるamiR配列に由来する。
いくつかの態様において、本明細書に開示される組換え構築物は、異なる種類の免疫細胞における発現に好適である。特定の他の実施形態において、本明細書に記載の腫瘍抗原特異的CARは、異なる種類の免疫細胞において発現される。免疫細胞の例としては、限定されないが、T細胞、NK細胞、樹状細胞、NKT細胞、ΜΑΓΓ細胞、γδ-Τ細胞、又はそれらの混合物が挙げられる。T細胞は、CD4+T細胞、CD8+T細胞、若しくはTreg細胞、Th1 T細胞、Th2 T細胞、Th17 T細胞、非特異的T細胞、又は前述のもののうちのいずれかの組み合わせを含むT細胞の集団であってもよい。免疫細胞は、CARをコードするポリヌクレオチドを保有し得、ポリヌクレオチドは、自殺遺伝子を更に含み得る。
本開示はまた、同種異系宿主の免疫系による操作されたナチュラルキラーT(NKT)細胞の拒絶反応を制限するための方法であって、NKT細胞に、本明細書に開示される組換え構築物を形質導入することを含み、NKT細胞における内因性MHC遺伝子の発現が、shRNAによって抑制される、方法を提供し、含む。
いくつかの態様において、本開示はまた、同種異系宿主の免疫系による操作された免疫細胞の拒絶反応を制限するための方法であって、免疫細胞に、本明細書に開示される組換え構築物を形質導入することを含み、免疫細胞における内因性MHC遺伝子の発現が、shRNAによって抑制される、方法を提供し、含む。
いくつかの態様において、同種異系宿主の免疫系は、限定されないが、T細胞、NK細胞、樹状細胞、NKT細胞、ΜΑΓΓ細胞、γδ-Τ細胞、又はそれらの混合物を含む免疫細胞を含む。T細胞は、CD4+T細胞、CD8+T細胞、若しくはTreg細胞、Th1 T細胞、Th2 T細胞、Th17 T細胞、非特異的T細胞、又は前述の細胞のうちのいずれかの組み合わせを含むT細胞の集団であってもよい。
いくつかの態様において、操作された免疫細胞における内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後2日で、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%、又は少なくとも95%減少する。いくつかの態様において、操作された免疫細胞における内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後2日で、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10~45%、10%~50%、10%~55%、10%~60%、10%~65%、10%~70%、10%~75%、10%~80%、10%~85%、10%~90%、10%~95%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、15%~55%、15%~60%、15%~65%、15%~70%、15%~75%、15%~80%、15%~85%、15%~90%、15%~95%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、20%~55%、20%~60%、20%~65%、20%~70%、20%~75%、20%~80%、20%~85%、20%~90%、20%~95%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、25%~55%、25%~60%、25%~65%、25%~70%、25%~75%、25%~80%、25%~85%、25%~90%、25%~95%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、30%~55%、30%~60%、30%~65%、30%~70%、30%~75%、30%~80%、30%~85%、30%~90%、30%~95%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、35%~55%、35%~60%、35%~65%、35%~70%、35%~75%、35%~80%、35%~85%、35%~90%、35%~95%、40%~45%、40%~50%、40%~55%、40%~60%、40%~65%、40%~70%、40%~75%、40%~80%、40%~85%、40%~90%、40%~95%、45%~50%、45%~55%、45%~60%、45%~65%、45%~70%、45%~75%、45%~80%、45%~85%、45%~90%、45%~95%、50%~55%、50%~60%、50%~65%、50%~70%、50%~75%、50%~80%、50%~85%、50%~90%、50%~95%、55%~60%、55%~65%、55%~70%、55%~75%、55%~80%、55%~85%、55%~90%、55%~95%、60%~65%、60%~70%、60%~75%、60%~80%、60%~85%、60%~90%、60%~95%、65%~70%、65%~75%、65%~80%、65%~85%、65%~90%、65%~95%、70%~75%、70%~80%、70%~85%、70%~90%、70%~95%、75%~80%、75%~85%、75%~90%、75%~95%、80%~85%、80%~90%、80%~95%、85%~90%、85%~95%、又は90%~95%減少する。
いくつかの態様において、操作された免疫細胞における内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後7日で、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%、又は少なくとも95%減少する。いくつかの態様において、操作された免疫細胞における内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後7日で、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10~45%、10%~50%、10%~55%、10%~60%、10%~65%、10%~70%、10%~75%、10%~80%、10%~85%、10%~90%、10%~95%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、15%~55%、15%~60%、15%~65%、15%~70%、15%~75%、15%~80%、15%~85%、15%~90%、15%~95%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、20%~55%、20%~60%、20%~65%、20%~70%、20%~75%、20%~80%、20%~85%、20%~90%、20%~95%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、25%~55%、25%~60%、25%~65%、25%~70%、25%~75%、25%~80%、25%~85%、25%~90%、25%~95%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、30%~55%、30%~60%、30%~65%、30%~70%、30%~75%、30%~80%、30%~85%、30%~90%、30%~95%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、35%~55%、35%~60%、35%~65%、35%~70%、35%~75%、35%~80%、35%~85%、35%~90%、35%~95%、40%~45%、40%~50%、40%~55%、40%~60%、40%~65%、40%~70%、40%~75%、40%~80%、40%~85%、40%~90%、40%~95%、45%~50%、45%~55%、45%~60%、45%~65%、45%~70%、45%~75%、45%~80%、45%~85%、45%~90%、45%~95%、50%~55%、50%~60%、50%~65%、50%~70%、50%~75%、50%~80%、50%~85%、50%~90%、50%~95%、55%~60%、55%~65%、55%~70%、55%~75%、55%~80%、55%~85%、55%~90%、55%~95%、60%~65%、60%~70%、60%~75%、60%~80%、60%~85%、60%~90%、60%~95%、65%~70%、65%~75%、65%~80%、65%~85%、65%~90%、65%~95%、70%~75%、70%~80%、70%~85%、70%~90%、70%~95%、75%~80%、75%~85%、75%~90%、75%~95%、80%~85%、80%~90%、80%~95%、85%~90%、85%~95%、又は90%~95%減少する。
いくつかの態様において、内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後14日で、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%、又は少なくとも95%減少する。いくつかの態様において、操作された免疫細胞における内因性MHC遺伝子の発現レベルは、形質導入後14日で10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10~45%、10%~50%、10%~55%、10%~60%、10%~65%、10%~70%、10%~75%、10%~80%、10%~85%、10%~90%、10%~95%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、15%~55%、15%~60%、15%~65%、15%~70%、15%~75%、15%~80%、15%~85%、15%~90%、15%~95%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、20%~55%、20%~60%、20%~65%、20%~70%、20%~75%、20%~80%、20%~85%、20%~90%、20%~95%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、25%~55%、25%~60%、25%~65%、25%~70%、25%~75%、25%~80%、25%~85%、25%~90%、25%~95%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、30%~55%、30%~60%、30%~65%、30%~70%、30%~75%、30%~80%、30%~85%、30%~90%、30%~95%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、35%~55%、35%~60%、35%~65%、35%~70%、35%~75%、35%~80%、35%~85%、35%~90%、35%~95%、40%~45%、40%~50%、40%~55%、40%~60%、40%~65%、40%~70%、40%~75%、40%~80%、40%~85%、40%~90%、40%~95%、45%~50%、45%~55%、45%~60%、45%~65%、45%~70%、45%~75%、45%~80%、45%~85%、45%~90%、45%~95%、50%~55%、50%~60%、50%~65%、50%~70%、50%~75%、50%~80%、50%~85%、50%~90%、50%~95%、55%~60%、55%~65%、55%~70%、55%~75%、55%~80%、55%~85%、55%~90%、55%~95%、60%~65%、60%~70%、60%~75%、60%~80%、60%~85%、60%~90%、60%~95%、65%~70%、65%~75%、65%~80%、65%~85%、65%~90%、65%~95%、70%~75%、70%~80%、70%~85%、70%~90%、70%~95%、75%~80%、75%~85%、75%~90%、75%~95%、80%~85%、80%~90%、80%~95%、85%~90%、85%~95%、又は90%~95%減少する。
いくつかの態様において、NKT細胞は、CD1d制限性NKT細胞である。
本開示は更に、本明細書に開示される組換え構築物を形質導入されたか、又は本明細書に開示される方法によって産生された、操作されたNKT細胞であって、NKT細胞における内因性MHC遺伝子の発現が、組換え構築物を形質導入されていない対照NKT細胞と比較して著しく抑制される、操作されたNKT細胞を提供し、含む。
本開示はまた、本明細書に開示される組換え構築物を形質導入されたか、又は本明細書に開示される方法によって産生された、操作された免疫細胞であって、免疫細胞における内因性MHC遺伝子の発現が、組換え構築物を形質導入されていない対照免疫細胞と比較して著しく抑制される、操作された免疫細胞を提供し、含む。免疫細胞の例としては、限定されないが、T細胞、NK細胞、樹状細胞、NKT細胞、ΜΑΓΓ細胞、γδ-Τ細胞、又はそれらの混合物が挙げられる。T細胞は、CD4+T細胞、CD8+T細胞、若しくはTreg細胞、Th1 T細胞、Th2 T細胞、Th17 T細胞、非特異的T細胞、又は前述のもののうちのいずれかの組み合わせを含むT細胞の集団であってもよい。
いくつかの態様において、操作されたNKT細胞は、同種異系T細胞又はPBMCによる拒絶反応に対する耐性が改善されている。
いくつかの態様において、操作されたNKT細胞は、同種異系ナチュラルキラー細胞による破壊に対する耐性が改善されている。
本明細書に提供されるように、態様において、遺伝子操作されたNKT細胞は、I型NKT細胞である。ある態様において、I型NKT細胞は、CD62L陽性(CD62L+)NKT細胞である。一般に、本開示のNKT細胞は、ヒト末梢血から単離され、遺伝子操作されたNKT細胞を産生する遺伝子構築物を導入する前に、20日未満の培養を受けている。
態様において、本開示の遺伝子操作されたNKT細胞は、細胞マーカーCD4、CD28、4-1BB、CD45RO(遺伝子ID5788)、OX40、CCR7、及びそれらの組み合わせの発現を更に特徴とする。これらのマーカーの発現は、抗腫瘍応答を媒介することができる腫瘍部位へのNKT細胞の輸送(trafficking)と密接に関連している。更なる態様において、遺伝子操作されたNKT細胞は、限定されないが、S1PR1、IL-7Ra、IL21R等のNKT細胞の生存及び記憶のマーカーを発現する。態様において、本開示の遺伝子操作されたNKT細胞は、低レベルの消耗マーカーTIM-3、LAG3、及びPD-1を発現する。
本開示は、がん抗原を認識する抗体認識ドメインを含むCARタンパク質を提供し、含む。態様において、CARは、がん抗原の抗体認識ドメイン、スペーサー又はヒンジ領域、膜貫通ドメイン、及びエンドドメインを含む。ある態様において、抗体認識ドメインは、一本鎖可変断片(scFv)である。特定の態様において、抗体認識ドメインは、例えば、目的の抗原を発現するがん細胞の細胞表面上のがん抗原を対象とする。態様において、エンドドメインは、T細胞受容体z鎖に由来するもの等の刺激ドメインを含む。他の態様において、本明細書の刺激ドメインには、限定されないが、CD27、CD28、4-IBB、及びOX40等の共刺激分子由来のエンドドメイン、又はIL7及びIL15等のサイトカイン受容体のシグナル伝達成分が含まれる。態様において、共刺激分子は、抗原会合後にCARによって産生されるNKT細胞の活性化、増殖、及び細胞傷害性を増強するために使用される。特定の態様において、共刺激分子は、CD28、OX40、又は4-1BBである。
本開示によって含まれ、提供されるのは、がん抗原、例えば、黒色腫関連抗原(MAGE)、黒色腫優先発現抗原(PRAME)、CD19、CD20、CD22、K-軽鎖、CD30、CD33、CD123、CD38、CD138、RORl、ErbB2、ErbB3/4、EGFr vIII、がん胎児性抗原、EGP2、EGP40、HER2、メソセリン、TAG72、PSMA、NKG2Dリガンド、B7-H6、IL-13受容体a2、MUC1、MUC16、CA9、GD2、GD3、HMW-MAA、CD171、Lewis Y、G250/CAIX、HLA-AI MAGE Al、HLA-A2 NY-ESO-1、PSC1、葉酸受容体-a、CD44v6、CD44v7/8、8H9、NCAM、VEGF受容体、5T4、胎児AchR、又はCD44v6である。ある態様において、がん抗原は、CD19、GD2、及びグリピカン-3(GPC3)からなる群から選択される。別の態様において、がん抗原は、CD19である。ある態様において、がん抗原は、GD2である。更に別の態様において、がん抗原は、GPC3である。
また、本開示によって含まれ、提供されるのは、MAGE、PRAME、CD19、CD20、CD22、K-軽鎖、CD30、CD33、CD123、CD38、CD138、RORl、ErbB2、ErbB3/4、EGFr vIII、がん胎児性抗原、EGP2、EGP40、HER2、メソセリン、TAG72、PSMA、NKG2Dリガンド、B7-H6、IL-13受容体a2、MUC1、MUC16、CA9、GD2、GD3、HMW-MAA、CD171、Lewis Y、G250/CAIX、HLA-AI MAGE Al、HLA-A2 NY-ESO-1、PSC1、葉酸受容体-a、CD44v6、CD44v7/8、8H9、NCAM、VEGF受容体、5T4、胎児AchR、又はCD44v6からなる群から選択されるがん抗原を認識する2つ以上のCAR分子を含む遺伝子操作されたNKT細胞である。
特定の態様において、抗原認識ドメインは、一本鎖可変断片(scFv)を含む。特定の態様において、抗原認識ドメインは、キャンセル細胞(cancel cell)の細胞表面上のがん抗原を認識する。がん抗原の非限定的な例としては、黒色腫関連抗原(MAGE)、黒色腫優先発現抗原(PRAME)、CD19、CD20、CD22、K-軽鎖、CD30、CD33、CD123、CD38、CD138、RORl、ErbB2、ErbB3/4、EGFr vIII、がん胎児性抗原、EGP2、EGP40、HER2、メソセリン、TAG72、PSMA、NKG2Dリガンド、B7-H6、IL-13受容体a2、MUC1、MUC16、CA9、GD2、GD3、HMW-MAA、CD171、Lewis Y、G250/CAIX、HLA-AI MAGE Al、HLA-A2 NY-ESO-1、PSC1、葉酸受容体-a、CD44v6、CD44v7/8、8H9、NCAM、VEGF受容体、5T4、胎児AchR、NKG2Dリガンド、又はCD44v6のうちのいずれか1つが挙げられる。いくつかの場合には、抗原認識ドメインは、CD19、CD22、CD30、GD2、GPC3、CSPG4、HER2、CEA、又はメソセリンを認識する。1つの特定の態様において、抗原認識ドメインは、CD19特異的抗体FMC-63由来の一本鎖可変断片(scFv)を含む。別の特定の態様において、抗原認識ドメインは、GD2特異的抗体14G2a由来の一本鎖可変断片(scFv)を含む。別の特定の態様において、抗原認識ドメインは、GPC3特異的抗体GC33又はYP7由来の一本鎖可変断片(scFv)を含む。
一態様において、本開示による発現構築物におけるエンドドメイン配列は、抗原認識ドメインと標的抗原との会合後のNKT細胞増殖及びエフェクター機能のための刺激シグナルを生成するために、T細胞受容体ζ鎖に由来するもの等の細胞質シグナル伝達ドメインを含む。エンドドメイン配列の非限定的な例としては、CD27、CD28、4-IBB、及びOX40等の共刺激分子由来のエンドドメイン、又はIL7及びIL15等のサイトカイン受容体のシグナル伝達成分が挙げられる。特定の態様において、共刺激分子は、抗原会合後にNKT細胞の活性化、増殖、及び細胞傷害性を増強するために使用される。特定の態様において、共刺激分子は、CD28、OX40、及び4-1BBである。一態様において、本開示によるCARのエンドドメインは、抗原認識及び受容体のクラスター後の細胞内でのシグナル伝達のために利用される。一態様において、エンドドメインは、3つのITAMを含有し、抗原が結合した後に活性化シグナルをNKT細胞に伝達するCD3-ゼータを含む。特定の態様において、追加の共刺激シグナル伝達、例えば、CD3-ゼータが、CD28、4-IBB、及び/又はOX40と組み合わせて利用される。特定の態様において、エンドドメイン配列は、CD3-ゼータ鎖にフレーム内で融合した4-1BBのシグナル配列を含む。
膜貫通ドメインは、いかなる種類のものであってもよい。一態様において、膜貫通ドメインは、CD28の膜貫通ドメインを含む。別の態様において、膜貫通ドメインは、CD8の膜貫通ドメインを含む。
1つの特定の態様において、CAR.CD19、CAR.GD2、及びCAR.GPC3構築物は、前述のように作製され(Heczey et al.,2014、Pule et al.,A chimeric T cell antigen receptor that augments cytokine release and supports clonal expansion of primary human T cells.Mol.Ther.2005;12(5):933-941)、CD19特異的抗体FMC-63若しくはGD2特異的抗体14G2a若しくはGPC3特異的抗体GC33、又はYP7に由来するscFvを含み、IgGlヒンジ領域に由来する短いスペーサーを介してCD8aに由来する膜貫通ドメインに接続され、その後に、ζ鎖と融合した4-1BBのシグナル伝達エンドドメイン配列が続く。
本開示による発現構築物は、1つ以上のDNA分子又は構築物として細胞に導入することができ、構築物(複数可)を含む宿主細胞の選択を可能にする少なくとも1つのマーカーが存在し得る。構築物は、従来の方法で調製することができ、遺伝子及び調節領域は、適宜単離されてもよく、ライゲーションされてもよく、適切なクローニング宿主でクローニングされてもよく、制限若しくは配列決定、又は他の好都合な手段によって分析されてもよい。一旦完成し、適切な配列を有することが実証された構築物は、次いで、任意の好都合な手段によってCTLに導入されてもよい。構築物は、感染又は細胞への形質導入のために、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、又は単純ヘルペスウイルス(HSV)、又はレトロウイルスベクターを含む他のもののような非複製性の欠陥ウイルスゲノムに組み込まれ、パッケージ化されてもよい。構築物は、所望であれば、トランスフェクションのためのウイルス配列を含み得る。あるいは、構築物は、融合、エレクトロポレーション、微粒子銃(biolistics)、トランスフェクション、リポフェクション等によって導入され得る。宿主細胞は、構築物の導入前に培養物中で成長及び拡張させ、続いて、構築物の導入及び構築物の組み込みのための適切な処置を行ってもよい。次いで、細胞を拡張させ、構築物中に存在するマーカーによってスクリーニングする。成功裏に使用され得る様々なマーカーとしては、hprt、ネオマイシン耐性、チミジンキナーゼ、ハイグロマイシン耐性等が挙げられる。
特定の態様において、B2M、CIITA、又はその両方の下方調節を有する細胞を含む、本開示に包含される細胞を生成する方法が存在する。そのような細胞はまた、1つ以上の種類の操作された受容体を発現し得る。
いくつかの態様において、細胞を産生する方法は、操作される細胞を得る工程を含むが、他の場合において、得る工程は、本方法に含まれない。ドナー細胞は、例えば、がんを有しない対象を含む健常対象から得られ得る。細胞は、B2M及び/又はCIITAを下方調節するために組換え操作の前に拡張されても、拡張されなくてもよい。いくつかの方法では、細胞は、例えば、そのような選択が細胞の増強された拡張を可能にする、マーカーを発現するか、又はマーカーの発現を欠くように選択され得る。例えば、細胞を産生する方法の一部は、CD62Lの発現、CD4の発現、及び/又はPD1の低減された発現若しくは非存在の発現を選択するための工程を含み得る。
特定の実施形態において、本開示の細胞は、B2M及び/又はCIITAを下方調節する薬剤以外の実体を発現するように操作され、実体は、操作された受容体、サイトカイン、又は別の遺伝子産物であり得る。特定の実施形態において、実体は、キメラ抗原受容体(CAR)である。ある場合には、細胞がB2M及び/又はCIITAを下方調節するようにする工程は、細胞が他の実体を発現することができるようにする同時工程であるが、代替的な場合には、これらは異なる工程である。特定の実施形態において、細胞が同時にB2M及び/又はCIITAを下方調節し、CARを発現するように操作される場合、B2M及び/又はCIITAを下方調節する薬剤及びCARが同じベクター上で発現されるからである。しかしながら、他の場合では、B2M及び/又はCIITA並びにCARを下方調節する薬剤は、異なるベクターから発現される。
本開示の方法は、ドナー細胞又はその拡張された子孫に導入されるベクターを生成する工程を含んでも、含まなくてもよい。組換えベクターの産生は当該技術分野で周知であり、ウイルスベクター又は非ウイルスベクターを含む様々なベクターを利用してもよい。単一のベクターが、B2M及び/又はCIITAを下方調節する薬剤と、CAR等の操作された受容体の両方を包含する場合、当業者は、ベクターの設計が細胞のサイズ制約(例えば)を考慮に入れることを認識する。
操作される細胞がT細胞である場合、当該技術分野での通常の方法を使用するなどして、細胞の内因性T細胞受容体を下方調節又はノックアウトしてもよい。
本開示の態様は、対象におけるがん又は前がん状態等の医学的状態の治療に使用するために、本開示に包含される1つ以上の細胞を含む。細胞は、神経芽細胞腫、乳がん、子宮頚がん、卵巣がん、子宮内膜がん、黒色腫、膀胱がん、肺がん、膵臓がん、結腸がん、前立腺がん、リンパ系統の造血腫瘍、白血病、急性リンパ球性白血病、慢性リンパ球性白血病、B細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、多発性骨髄腫、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、骨髄性白血病、急性骨髄性白血病(AML)、慢性骨髄性白血病、甲状腺がん、甲状腺濾胞がん、間葉起源腫瘍、線維肉腫、横紋筋肉腫、黒色腫、ぶどう膜黒色腫、奇形がん腫、神経芽細胞腫、神経膠腫、膠芽腫、皮膚の良性腫瘍、腎がん、未分化大細胞リンパ腫、食道扁平細胞がん、肝細胞がん(HCC)、濾胞樹状細胞がん(follicular dendritic cell carcinoma)、腸がん、筋浸潤がん、精嚢腫瘍、表皮がん、脾臓がん、膀胱がん、頭頚部がん、胃がん、肝がん、骨がん、脳がん、網膜がん、胆道がん、小腸がん、唾液腺がん、子宮がん、精巣がん、結合組織がん、前立腺肥大、骨髄異形成、ワルデンストレームマクログロビン血症、鼻咽頭、神経内分泌がん骨髄異形成症候群、中皮腫、血管肉腫、カポジ肉腫、カルチノイド、食道胃、卵管がん、腹膜がん、漿液性乳頭状ミュラー管がん(papillary serous mullerian cancer)、悪性腹水、消化管間質腫瘍(GIST)、又はリー・フラウメニ症候群及びフォンヒッペル-リンダウ症候群(VHL)から選択される遺伝性がん症候群を含む、あらゆる種類のがんに使用してもよい。特定の実施形態において、前がん状態は、骨髄異形成症候群(MDS)である。
本開示の特定の態様において、本開示に包含される細胞により疾患を治療する方法が存在する。疾患は任意の種類のものであってもよいが、特定の実施形態では、疾患はがんである。細胞は、神経芽細胞腫、乳がん、子宮頚がん、卵巣がん、子宮内膜がん、黒色腫、膀胱がん、肺がん、膵臓がん、結腸がん、前立腺がん、リンパ系統の造血腫瘍、白血病、急性リンパ球性白血病、慢性リンパ球性白血病、B細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、多発性骨髄腫、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、骨髄性白血病、急性骨髄性白血病(AML)、慢性骨髄性白血病、甲状腺がん、甲状腺濾胞がん、骨髄異形成症候群(MDS)、間葉起源腫瘍、線維肉腫、横紋筋肉腫、黒色腫、ぶどう膜黒色腫、奇形がん腫、神経芽細胞腫、神経膠腫、膠芽腫、皮膚の良性腫瘍、腎がん、未分化大細胞リンパ腫、食道扁平細胞がん、肝細胞がん、濾胞樹状細胞がん、腸がん、筋浸潤がん、精嚢腫瘍、表皮がん、脾臓がん、膀胱がん、頭頚部がん、胃がん、肝がん、骨がん、脳がん、網膜がん、胆道がん、小腸がん、唾液腺がん、子宮がん、精巣がん、結合組織がん、前立腺肥大、骨髄異形成、ワルデンストレームマクログロビン血症、鼻咽頭、神経内分泌がん骨髄異形成症候群、中皮腫、血管肉腫、カポジ肉腫、カルチノイド、食道胃、卵管がん、腹膜がん、漿液性乳頭状ミュラー管がん、悪性腹水、消化管間質腫瘍(GIST)、又はリー・フラウメニ症候群及びフォンヒッペル-リンダウ症候群(VHL)から選択される遺伝性がん症候群を含む、あらゆる種類のがんが治療され得る。特定の実施形態において、疾患は、骨髄異形成症候群(MDS)である。
B2M、CIITA、又はその両方の低減された発現を有する、有効量の本開示の細胞を、細胞による療法を必要とする対象に提供する。量は、疾患の少なくとも1つの症状が改善される限り、任意の量であってもよい。特定の実施形態では、細胞は、少なくとも約lxlO6~約lxlO9個の細胞、更により望ましくは、約lxlO7~約lxlO9個の細胞の範囲で提供されるが、それよりも上(例えば、lxlO9個の細胞よりも多い)又はそれよりも下(例えば、lxlO7個よりも少ない)のいずれかの任意の好適な量を利用することができる。特定の実施形態では、1以上の用量の細胞が対象に提供され、後続の用量は、分、時、日、週、月、又は年単位で分けてもよい。ある場合には、細胞の別個の送達は、異なる量の細胞を有する。例えば、細胞の初回用量は、1以上の後続の用量よりも多くても少なくてもよい。
治療される個体は、成人、青年、小児、乳児、又は動物であり得る。個体は、ヒト、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ等を含む哺乳動物であり得る。
個体は、任意の性別、人種、遺伝的背景等を有し得る。この個体は、がんの既往歴及び/又は家族歴を有していても、有していなくてもよい。B2M及び/又はCIITAの発現の下方調節のために操作される細胞は、ファミリーメンバーから得られても、得られなくてもよい。個体ががんを有する場合、がんは任意の段階又はグレードであり得、がんは原発性、転移性、再発性、感受性、難治性などであり得る。
個体は、任意の性別、人種、遺伝的背景等を有し得る。この個体は、がんの既往歴及び/又は家族歴を有していても、有していなくてもよい。B2M及び/又はCIITAの発現の下方調節のために操作される細胞は、ファミリーメンバーから得られても、得られなくてもよい。個体ががんを有する場合、がんは任意の段階又はグレードであり得、がんは原発性、転移性、再発性、感受性、難治性などであり得る。
いくつかの態様において、本開示の免疫療法に加えて、手術、放射線療法、ホルモン療法、別の非同一性免疫療法、化学療法、又はそれらの組み合わせ等の1つ以上の療法が対象に提供され得る。
いくつかの態様において、細胞は、例えば、がんの既往歴及び/又は家族歴を有する対象を含む対象におけるがんの予防のために用いられる。
細胞は、例えば、注射を含む任意の好適な方法で対象に送達され得る。特に、細胞は、注入又は注射により対象に投与されることが想定される。好適な組成物の投与は、異なる方法、例えば、静脈内、皮下、腹腔内、筋肉内、局所、非経口、経皮、管腔内、動脈内、髄腔内、又は皮内投与によって行うことができる。細胞は、がんへの直接注射によって提供されてもよい。細胞の投与は、全身的であっても局所的であってもよい。
細胞は、がんに関連する低酸素環境を標的としていても、していなくてもよい。そのような場合、細胞内の発現構築物からの発現をもたらす任意の調節エレメントは、低酸素環境で有効であり得る。
いくつかの態様において、個体におけるがん又は前がん疾患等の医学的状態の治療に使用するための、本明細書に記載の同種異系NKTを含む組成物が提供される。そのような組成物は、HLAが一致するか否かにかかわらず、任意の個人に投与することができる既製品である。このような組成物は、即時の利用可能性、安全性、及び治療可能性に関して、患者に大きな利点を有する。本明細書に記載の細胞に加えて、当該組成物は、限定されないが、懸濁剤、抗酸化剤、緩衝液、抑菌剤、及び溶質を含んでもよい。
本明細書に記載される細胞組成物のうちのいずれか及び/又は細胞組成物を生成及び/又は使用するための試薬が、キットに含まれ得る。非限定的な例では、細胞又は細胞を操作するための試薬が、キットに含まれ得る。特定の実施形態では、B2M及び/又はCIITAの発現が低減された細胞、又はB2M及び/又はCIITAの発現が低減されたNKT細胞を含む細胞集団が、キットに含まれ得る。そのようなキットは、細胞を操作するための1つ以上の試薬を有していても、有していなくてもよい。そのような試薬としては、例えば、小分子、タンパク質、核酸、抗体、緩衝液、プライマー、ヌクレオチド、塩、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられる。shRNA又はCRISPRガイドRNA等のB2M及び/又はCIITAの発現を直接的又は間接的に低減することが可能な核酸(DNA若しくはRNA)又は他の薬剤が、キットに含まれ得る。1つ以上のサイトカインをコードする核酸、又はサイトカイン自体が、キットに含まれ得る。サイトカイン又はアゴニストモノクローナル抗体を含む抗体等のタンパク質が、キットに含まれ得る。抗体を含む基質、又は裸の基質自体が、キットに含まれ得る。抗原提示細胞活性を含む細胞又はそれらを生成する試薬が、キットに含まれ得る。操作された受容体、例えば、キメラ抗原受容体又はキメラサイトカイン受容体又は操作されたT細胞受容体をコードするヌクレオチド(それらを生成するための1つ以上の試薬を含む)が、キットに含まれ得る。
特定の態様において、キットは、本開示の細胞療法と、がん療法等の特定の医学的状態のための別の療法と、を含む。ある場合には、キットは、細胞療法の実施形態に加えて、例えば、化学療法、ホルモン療法、及び/又は免疫療法等の第2のがん療法も含む。キットは、対象の特定のがんに合わせて調整されてもよく、対象のそれぞれの第2のがん療法を含む。
キットは、本開示の好適に等分された組成物を含み得る。キットの成分は、水性媒体又は凍結乾燥形態のいずれかで包装され得る。キットの容器手段は、概して、少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、ボトル、シリンジ、又は他の容器手段を含み、その中に成分を配置することができ、好ましくは、好適に等分することができる。キット内に2つ以上の成分がある場合、キットはまた、追加の成分が別々に配置され得る第2、第3、又は他の追加の容器を一般的に含んでもよい。しかしながら、成分の様々な組み合わせが、バイアルに含まれてもよい。本開示のキットはまた、典型的には、商業的販売のために密閉された状態で組成物及び任意の他の試薬容器を収容するための手段を含む。そのような容器には、所望のバイアルが保持される射出成形又はブロー成形されたプラスチック容器が含まれ得る。
実施例1:材料及び方法
NKT細胞の単離、拡張、及びインビボ注射。
アフェレーシスによりPBMCを単離する。Buffy Coats(Gulf Coast Regional Blood Center)を得た。試料を等体積のPBSで希釈する。15mlのFicoll-Paqueを50mlの遠心分離チューブに入れ、界面を妨害することなく、35mlの末梢血/PBSをFicoll-Paque上に慎重に重ねる。チューブをブレーキなしで室温で800×gで30分間遠心分離する。上部PBS層を慎重に吸引し、約10mlのPBSを残す。PBMCを、血清学的ピペットを使用して、PBS/Ficoll-Paqueで慎重に回収する。回収したPBMCを、室温で5分間、800×gで遠心分離することによって、50mlのPBSで3回洗浄する。PBMCを50mlのMACS緩衝液に再懸濁し、トリパンブルーを使用してカウントする。iNKTの単離に進む。
NKT細胞の単離、拡張、及びインビボ注射。
アフェレーシスによりPBMCを単離する。Buffy Coats(Gulf Coast Regional Blood Center)を得た。試料を等体積のPBSで希釈する。15mlのFicoll-Paqueを50mlの遠心分離チューブに入れ、界面を妨害することなく、35mlの末梢血/PBSをFicoll-Paque上に慎重に重ねる。チューブをブレーキなしで室温で800×gで30分間遠心分離する。上部PBS層を慎重に吸引し、約10mlのPBSを残す。PBMCを、血清学的ピペットを使用して、PBS/Ficoll-Paqueで慎重に回収する。回収したPBMCを、室温で5分間、800×gで遠心分離することによって、50mlのPBSで3回洗浄する。PBMCを50mlのMACS緩衝液に再懸濁し、トリパンブルーを使用してカウントする。iNKTの単離に進む。
MiltenyiマイクロビーズでNKT細胞を単離する。最初に、細胞番号を前の工程から決定する。細胞懸濁液を300×gで10分間遠心分離する。上清を完全に吸引する。細胞ペレットを、合計10個の細胞当たり400μLのMACS緩衝液中に再懸濁させる。抗iNKT MicroBeads(Miltenyi Biotec)を合計10個の細胞当たり100μL添加する。細胞とMicroBeadsをよく混合し、冷蔵庫(2~8℃)で15分間インキュベートする。細胞を、細胞10個当たり1~2mLのMACS緩衝液を添加することによって洗浄し、300×gで10分間遠心分離する。上清を完全に吸引する。最大10個の細胞を500μLのMACS緩衝液中に再懸濁させる。カラムを、好適なMACSセパレータの磁場に配置する。カラムを、適切な量のMACS緩衝液ですすぐことによって調製する。LS:3mL。細胞懸濁液をカラム上に塗布する。未標識細胞を含むフロースルーを収集する。カラムを、適切な量のMACS緩衝液で洗浄する。LS:3×3mLを通過する未標識細胞を収集する。次に、カラムをセパレータから取り出し、好適な収集チューブ上に配置する。適切な量のMACS緩衝液を、カラム上にピペットする。磁気的に標識された細胞を、プランジャーをカラムにしっかりと押し込むことによって直ちに洗い流す。LS:5mL。
形質導入を含むNKT一次刺激。NKT細胞を400gで5分間室温で遠心分離し、1mlの完全RPMI培地に再懸濁し、24ウェルプレートの1つのウェルに配置する。細胞をカウントし、この工程での純度染色のために少量のアリコートを採取する。PBMCをカウントする。照射器をレベル5に設定し、適切な量のPBMCを2.5Gy照射し、10分40秒間照射する。照射後、PBMCを洗浄し、5×106個の細胞/mLで再懸濁させる。1mlのPBMC(500万細胞)を24ウェルプレート中のNKT細胞に添加する。100ng/ml(2μL)のαGalCer(ストック:100μg/mL)、200IU/mL(2μL)のIL-2(ストック:200IU/μL)、及び10ng/mLのIL-21を添加する。細胞を37℃、5%のCO2で10日間インキュベートし、200IU/mLのIL-2及び10ng/mLのIL-21を1日おきに供給する。必要に応じて、培地を交換し、かつ/又はウェルを分割する。一次拡張の8日目に、以下のようにNKT細胞の形質導入を実行する。形質導入後、NKT数が10×106個の細胞を超えたら、細胞を6ウェルG-Rexプレートに移し、合計10~12日間拡張を続ける。一次拡張の最後に、NKT細胞を凍結するか、又は二次刺激に進むことができる。
NKT細胞の形質導入。レトロネクチンコーティングプレートを調製する:i)。形質導入に必要なウェルの数を決定する;ii)。各ウェルについてPBS中に7ug/mlのレトロネクチン懸濁液を作製し、非組織培養コーディングプレートの各ウェルに1mlのレトロネクチン懸濁液を添加する;iii)プレートの縁部をパラフィルムで密封し、4℃で一晩インキュベートする。又は、当日使用する場合は、レトロネクチンコーティングプレートを37℃で4時間インキュベートする。次いで、レトロネクチンコーティングプレートを4℃から取り出し、フード内で約10分間温める。同時に、レトロウイルス上清を解凍する。レトロネクチン懸濁液を吸引し、廃棄する。1mlのレトロウイルス上清を各ウェルに添加する。プレートを4600Gで1時間、30℃で遠心分離する。NKT細胞を収集し、0.25×106個の細胞/mlの濃度で調製する。200IU/mlのIL-2及び10ng/mlのIL-21をNKT懸濁液に添加する。レトロウイルス上清を吸引する。NKT懸濁液を各ウェルにメッキし、ウェル当たり0.5x106個のNKTの最終濃度を得る。プレートを400gで10分間回転させる。次いで、プレートを、37℃、5%のCO2で48時間インキュベートする。一次拡張の9日目に、NKT細胞を、新鮮な培地を含む24ウェル組織培養プレートに移す。ウェルは、一般に、約1×106個の細胞/mlの濃度を維持するために一緒にプールされる。
NKT二次拡張。一次刺激/形質導入の終了後、又は一次拡張した凍結NKT細胞を使用して、NKT細胞を2×106個の細胞/mlで再懸濁する。二次刺激のためにPBMCを使用する場合、凍結したアリコートを解凍し、レベル5で10分40秒間照射する。人工APC(B-8-2)を使用する場合、細胞を1×106個の細胞/mlで再懸濁し、レベル5で27分間照射する。照射された細胞を洗浄し、24ウェルプレート中で1:5のNKT:PBMC又は2:1のNKT:aAPC比でNKT細胞と共培養する。100ng/ml(2μL)のαGalCer(ストック:100μg/mL)、200IU/mL(2μL)のIL-2(ストック:200IU/μL)、及び10ng/mLのIL-21を添加する。細胞を37℃、5%のCO2で10日間インキュベートし、200IU/mLのIL-2及び10ng/mLのIL-21を1日おきに供給する。必要に応じて、培地を交換し、かつ/又はウェルを分割する。NKT数が10×106個の細胞を超えたら、細胞をG-Rex10に移し、合計10~12日間拡張を続ける。
CAR.CD19形質導入効率及びNKT細胞純度を評価する。各個々の抗体について、FACSチューブ当たり0.5~1×106個のNKT細胞を使用して単色補償対照をセットアップし、最終体積50ulで染色する。細胞を4℃で20分間インキュベートし、2mlの1×PBSで一度洗浄し、400×gで5分間回転させ、300ulの1×PBSに再懸濁させる。未染色の対照については、0.5~1×106個のNKT細胞を追加のFACSチューブに取っておく。実験試料について、0.5~1×106個のNKT細胞を培養物からFACSチューブに移す。非形質導入細胞を陰性対照として用いる。細胞を2mlの1×PBSで洗浄する。5ulのAlexa647抗CAR.CD19抗体を添加し、細胞を4℃オフライトで20分間インキュベートする。次に、細胞を徹底的に洗浄する。
0日目:ホタルルシフェラーゼ/GFP+CD19+Daudi細胞を用いてリンパ腫異種移植片を確立する。NOD/SCID/IL2γnull(NSG)マウスを、Small Animal Core Facility of Texas Children’s Hospitalで維持し、動物研究プロトコル番号AN-5194を参照する、Baylor College of MedicineのInstitutional Biosafety Committee及びInstitutional Animal Care and Use Committee(IACUC)によって承認されたプロトコルに従って処置する。0日目に、NSGマウスに、2×105個のホタルルシフェラーゼ/GFP+Daudi細胞を尾静脈を介して注射して、疾患を確立する。PBSで細胞を洗浄する。300ulのPBSを追加し、試料をLSRII又はiQueにかける。まず、FSC対SSCプロットで生リンパ球をゲートする。CAR+ゲートをセットアップするために非形質導入NKT細胞を使用して、CAR/CD19+陽性細胞を直接ゲートする。
3日目:CAR.CD19形質導入NKTを注射する。Daudi異種移植片を注射した3日後、Daudi腫瘍を担持するNSGマウスに、尾静脈を介して5×106個のCAR.CD19 NKT細胞を注射し、続いて2週間にわたって1日おきにIL-2(2000U/マウス)を腹腔内注射する。腫瘍のサイズ/分布を、以下のように生物発光イメージングを使用して毎週モニタリングする。イメージングの直前に、各マウスに、腹腔内注射により30mg/mLで100μLのルシフェリンを注射する。Texas Children’s HospitalのSmall Animal Imaging Facilityにおいて、5分後、マウスを、IVIS(登録商標)Lumina II定量的蛍光及び生物発光イメージングシステムを用いて生物発光チャネル下でイメージングする。次に、Living Image(登録商標)ソフトウェアを使用して生物発光カウントを解析する。
インビトロ細胞傷害性アッセイ
ルシフェラーゼ陽性のDaudi又はRaji細胞の培養物を、RPMI-1640/GlutaMAX/10%(v/v)FBS中で確立する。実験を開始する前にルシフェラーゼ発現を確認し、細胞傷害性アッセイで使用するために標的細胞の数を決定する(標準曲線を、最高濃度で200,000個の細胞で設定し、次いで1:2の連続希釈を実行し、ルシフェラーゼ発現について評価する。アッセイに使用する標的細胞の数が、標準曲線の線形範囲内にあることを確実にする。)。Daudi細胞の懸濁液を、RPMI/20%(v/v)FBS培地中で0.2×106個の細胞/mL(又は標準曲線に基づいて計算された細胞数)で調製する。黒色透明底部96ウェルプレートの適切なウェルに、100μL(20,000細胞)をプレーティングする。少なくとも3つのウェルは標的細胞のみでセットアップし、3つのウェルは培地のみの対照用にセットアップする。ウェルは、エフェクター細胞が処理されている間、完全に加湿された雰囲気中、空気中5%のCO2中、37℃に置かれる。エフェクター細胞を回収し、カウントする。細胞を、10:1、5:1、2.5:1、及び1.25:1のエフェクター:標的比について適切な濃度に希釈し、形質導入速度が全てのCAR形質導入NKT細胞にわたって正規化されることを確実にする。エフェクター細胞を各濃度の標的に3回ずつ添加する。細胞を、完全に加湿された雰囲気中、空気中5%のCO2中、37℃で6時間培養する。Tecan Spark 10Mプレートリーダーを37℃に温めるようにセットアップし、生物発光シグナルを読み取り、取得テンプレートをセットアップする。ウェルの基部との接触を避けながら、各プレートの全てのウェルから100μLの培地を慎重に取り除く。使用直前に、必要量の1.5mg/mlルシフェリンワーキングストックを調製する。100ulのルシフェリンを各プレートの全てのウェルに添加する。プレートを、完全に加湿された雰囲気中、空気中5%のCO2中、37℃で5分間インキュベートする。プレートをインキュベーターから取り出し、次に蓋を取り外し、Tecan Spark 10Mプレートリーダーを使用して生物発光を読み取る。データ分析の場合:データを取得し、以下のように死滅/溶解パーセンテージを計算する:
(総ルシフェラーゼ)-(x) ×100%
(総ルシフェラーゼ)-(自発ルシフェラーゼ)
ルシフェラーゼ陽性のDaudi又はRaji細胞の培養物を、RPMI-1640/GlutaMAX/10%(v/v)FBS中で確立する。実験を開始する前にルシフェラーゼ発現を確認し、細胞傷害性アッセイで使用するために標的細胞の数を決定する(標準曲線を、最高濃度で200,000個の細胞で設定し、次いで1:2の連続希釈を実行し、ルシフェラーゼ発現について評価する。アッセイに使用する標的細胞の数が、標準曲線の線形範囲内にあることを確実にする。)。Daudi細胞の懸濁液を、RPMI/20%(v/v)FBS培地中で0.2×106個の細胞/mL(又は標準曲線に基づいて計算された細胞数)で調製する。黒色透明底部96ウェルプレートの適切なウェルに、100μL(20,000細胞)をプレーティングする。少なくとも3つのウェルは標的細胞のみでセットアップし、3つのウェルは培地のみの対照用にセットアップする。ウェルは、エフェクター細胞が処理されている間、完全に加湿された雰囲気中、空気中5%のCO2中、37℃に置かれる。エフェクター細胞を回収し、カウントする。細胞を、10:1、5:1、2.5:1、及び1.25:1のエフェクター:標的比について適切な濃度に希釈し、形質導入速度が全てのCAR形質導入NKT細胞にわたって正規化されることを確実にする。エフェクター細胞を各濃度の標的に3回ずつ添加する。細胞を、完全に加湿された雰囲気中、空気中5%のCO2中、37℃で6時間培養する。Tecan Spark 10Mプレートリーダーを37℃に温めるようにセットアップし、生物発光シグナルを読み取り、取得テンプレートをセットアップする。ウェルの基部との接触を避けながら、各プレートの全てのウェルから100μLの培地を慎重に取り除く。使用直前に、必要量の1.5mg/mlルシフェリンワーキングストックを調製する。100ulのルシフェリンを各プレートの全てのウェルに添加する。プレートを、完全に加湿された雰囲気中、空気中5%のCO2中、37℃で5分間インキュベートする。プレートをインキュベーターから取り出し、次に蓋を取り外し、Tecan Spark 10Mプレートリーダーを使用して生物発光を読み取る。データ分析の場合:データを取得し、以下のように死滅/溶解パーセンテージを計算する:
(総ルシフェラーゼ)-(x) ×100%
(総ルシフェラーゼ)-(自発ルシフェラーゼ)
レトロウイルス構築物及びレトロウイルスの産生。
CAR.CD19、CAR.GD2、及びCAR.GPC3構築物は、前述のように作製され(Heczey et al.,2014、Pule et al.,2005)、CD8aに由来する膜貫通ドメインにIgGlヒンジ領域に由来する短いスペーサーを介して接続されたCD19特異的抗体FMC-63又はGD2特異的抗体14G2a由来のscFvを含み、その後にz鎖と融合した4-1BBのシグナルエンドドメイン配列が続く。
CAR.CD19、CAR.GD2、及びCAR.GPC3構築物は、前述のように作製され(Heczey et al.,2014、Pule et al.,2005)、CD8aに由来する膜貫通ドメインにIgGlヒンジ領域に由来する短いスペーサーを介して接続されたCD19特異的抗体FMC-63又はGD2特異的抗体14G2a由来のscFvを含み、その後にz鎖と融合した4-1BBのシグナルエンドドメイン配列が続く。
CAR19.IL2SP-Opti15.amiR構築物のクローニング及び配列情報
プライマー配列は、Sigma-Aldrich製であり、NCBI製の「Primer BLAST」ツールを使用して設計される。テンプレートは、CAR19.15ベクターである。以下の表2は、合成されたクローニングプライマー及びDNA断片を示す。表3は、配列決定プライマーである。
プライマー配列は、Sigma-Aldrich製であり、NCBI製の「Primer BLAST」ツールを使用して設計される。テンプレートは、CAR19.15ベクターである。以下の表2は、合成されたクローニングプライマー及びDNA断片を示す。表3は、配列決定プライマーである。
増殖及びアポトーシスアッセイ
NKTをCellTrace Violet(CTV;Thermo Fisher、Waltham,MA)で標識し、αGalCerパルスB-8-2細胞で刺激する。細胞増殖を、フローサイトメトリーを使用してCTV希釈を測定することによって、6日目に調べる。NKT刺激後3日目に、それぞれアネキシン-V及び7-AAD(BD Biosciences、Franklin Lakes,NJ)を染色し、続いてフローサイトメトリーによって、早期及び後期のアポトーシスを測定する。
NKTをCellTrace Violet(CTV;Thermo Fisher、Waltham,MA)で標識し、αGalCerパルスB-8-2細胞で刺激する。細胞増殖を、フローサイトメトリーを使用してCTV希釈を測定することによって、6日目に調べる。NKT刺激後3日目に、それぞれアネキシン-V及び7-AAD(BD Biosciences、Franklin Lakes,NJ)を染色し、続いてフローサイトメトリーによって、早期及び後期のアポトーシスを測定する。
多重サイトカイン定量アッセイCD19-CAR-NKTを、Daudiリンパ腫細胞によって、1:1の比で24時間刺激する。上清を収集し、製造業者のプロトコルに従ってLuminex(登録商標)分析のためにMILLIPLEX MAP Human Cytokine/Chemokine Immunoassayパネル(Millipore)を使用して分析する。
フローサイトメトリー。
以下のmAbを使用して、免疫表現型決定を実行する:HLA-C EMR8-5、CD 1d CDld42、CD86 2331、4-1BBL C65-485、OX40L ik-1、CD3 OKT、Va24-Jal8 6B11、CD4 SK3、CD62L DREG-56、CD134 ACT35、CD137 4B4-1、PD-1 EH12.1、GATA3 L50-823(BD Biosciences)、LAG-3 Polyclonal、TEVI-3 344823(R&D System)、及びウサギ抗LEFl EP2030Y mAb(ABCAM)。BD又はR&D推奨の蛍光色素及びアイソタイプマッチングAbを陰性対照として使用する。抗Id(クローン136.20.1)CD19-CAR特異的mAb(Torikai H,et al.Toward eliminating HLA class I expression to generate universal cells from allogeneic donors.fi/oo<i.2013;122(8):1341-1349)及びヤギ抗マウスIgG(BD Biosciences)を使用して、NKT上のCAR.CD19の発現を決定する。
以下のmAbを使用して、免疫表現型決定を実行する:HLA-C EMR8-5、CD 1d CDld42、CD86 2331、4-1BBL C65-485、OX40L ik-1、CD3 OKT、Va24-Jal8 6B11、CD4 SK3、CD62L DREG-56、CD134 ACT35、CD137 4B4-1、PD-1 EH12.1、GATA3 L50-823(BD Biosciences)、LAG-3 Polyclonal、TEVI-3 344823(R&D System)、及びウサギ抗LEFl EP2030Y mAb(ABCAM)。BD又はR&D推奨の蛍光色素及びアイソタイプマッチングAbを陰性対照として使用する。抗Id(クローン136.20.1)CD19-CAR特異的mAb(Torikai H,et al.Toward eliminating HLA class I expression to generate universal cells from allogeneic donors.fi/oo<i.2013;122(8):1341-1349)及びヤギ抗マウスIgG(BD Biosciences)を使用して、NKT上のCAR.CD19の発現を決定する。
NKT細胞表現型分析
NKT細胞表現型は、CD3(UCHT1)、Vα24-Jα18(6B11)、CD4(RPA-T4)、グランザイムB(GB11)、CD62L(DREG-56;BD Biosciences、San Jose,CA)、Vβ11(C21;Beckman Coulter、Brea,CA)、及びIL-21R(17A12;BioLegend、San Diego,CA及びBD Biosciences)のモノクローナル抗体(mAb)を用いて評価する。形質導入されたNKTによるCD19-CAR発現は、B.Jena博士(MD Anderson Cancer Center、Houston,TX)からの贈呈品である抗Id mAb(クローン136.20.1)(25)を使用して検出する。細胞内染色は、Bcl2(N46-467;BD Biosciences)及びBIM(Y36;Abcam、Cambridge,MA)用のmAbを有する固定/透過化溶液キット(BD Biosciences)を使用して実行し、続いて二次ヤギ抗ウサギIgG-AF488 mAb(Abcam)で染色する。Phosflow染色は、Stat3用のmAb(pY705;Clone 4;BD Biosciences)を含むCytofix緩衝液(BD Biosciences)及びPerm緩衝液III(BD Biosciences)を用いて実行する。Stat3リン酸化の検出は、IL-21による処置の15分後に実行する。BD Biosciences又はR&D Systemsによって推奨される蛍光色素及びアイソタイプマッチング抗体を陰性対照として使用する。
NKT細胞表現型は、CD3(UCHT1)、Vα24-Jα18(6B11)、CD4(RPA-T4)、グランザイムB(GB11)、CD62L(DREG-56;BD Biosciences、San Jose,CA)、Vβ11(C21;Beckman Coulter、Brea,CA)、及びIL-21R(17A12;BioLegend、San Diego,CA及びBD Biosciences)のモノクローナル抗体(mAb)を用いて評価する。形質導入されたNKTによるCD19-CAR発現は、B.Jena博士(MD Anderson Cancer Center、Houston,TX)からの贈呈品である抗Id mAb(クローン136.20.1)(25)を使用して検出する。細胞内染色は、Bcl2(N46-467;BD Biosciences)及びBIM(Y36;Abcam、Cambridge,MA)用のmAbを有する固定/透過化溶液キット(BD Biosciences)を使用して実行し、続いて二次ヤギ抗ウサギIgG-AF488 mAb(Abcam)で染色する。Phosflow染色は、Stat3用のmAb(pY705;Clone 4;BD Biosciences)を含むCytofix緩衝液(BD Biosciences)及びPerm緩衝液III(BD Biosciences)を用いて実行する。Stat3リン酸化の検出は、IL-21による処置の15分後に実行する。BD Biosciences又はR&D Systemsによって推奨される蛍光色素及びアイソタイプマッチング抗体を陰性対照として使用する。
BD FACSDivaソフトウェアバージョン6.0及びFlowJo 10.1(Tree Star、Ashland,OR)を使用して、LSR-II5-レーザーフローサイトメーター(BD Biosciences)上で解析を実行する。
遺伝子発現解析
Direct-zol(商標)RNA MiniPrep Kit(Zymo Research、Irvine,CA)を使用して、総RNAを収集する。遺伝子発現解析は、BCMゲノム及びRNA Profiling CoreによるnCounter Analysis Systemを用いてImmunology Panelバージョン2(NanoString、Seattle,WA)を使用して実行する。データを、nSolver 3.0ソフトウェア(NanoString)を使用して解析する。2つの培養条件におけるCD62L+及びCD62L-サブセット間の遺伝子発現レベルの差は、Linear Models for Microarray Data(Limma)分析パッケージ(26)の対合調整t統計量(paired moderated t-statistic)を使用して評価する。
Direct-zol(商標)RNA MiniPrep Kit(Zymo Research、Irvine,CA)を使用して、総RNAを収集する。遺伝子発現解析は、BCMゲノム及びRNA Profiling CoreによるnCounter Analysis Systemを用いてImmunology Panelバージョン2(NanoString、Seattle,WA)を使用して実行する。データを、nSolver 3.0ソフトウェア(NanoString)を使用して解析する。2つの培養条件におけるCD62L+及びCD62L-サブセット間の遺伝子発現レベルの差は、Linear Models for Microarray Data(Limma)分析パッケージ(26)の対合調整t統計量(paired moderated t-statistic)を使用して評価する。
インビボ実験
NSGマウスをJackson Laboratoryから入手し、BCM動物ケア施設で維持する。マウスに2×105個のルシフェラーゼ形質導入Daudiリンパ腫細胞を静脈(IV)注射して、腫瘍成長を開始する。3日目に、マウスに、4×10×106個のCD19-CAR-NKTをIV注射し、続いて、IL-2(1,000U/マウス)のみ、又はIL-2(1,000U/マウス)とIL-21(50ng/マウス)との組み合わせを2週間、隔日で腹腔内(IP)注射する。腫瘍成長は、生物発光イメージング(Texas Children’s HospitalのSmall Animal Imaging core facility)によって週に1回評価する。
NSGマウスをJackson Laboratoryから入手し、BCM動物ケア施設で維持する。マウスに2×105個のルシフェラーゼ形質導入Daudiリンパ腫細胞を静脈(IV)注射して、腫瘍成長を開始する。3日目に、マウスに、4×10×106個のCD19-CAR-NKTをIV注射し、続いて、IL-2(1,000U/マウス)のみ、又はIL-2(1,000U/マウス)とIL-21(50ng/マウス)との組み合わせを2週間、隔日で腹腔内(IP)注射する。腫瘍成長は、生物発光イメージング(Texas Children’s HospitalのSmall Animal Imaging core facility)によって週に1回評価する。
統計
Shapiro-Wilk検定を使用して、連続変数の正規性を評価する。P値が0.05未満の場合、正規性は否定される。非正規分布データの場合、マン・ホイットニーU検定を使用して、2つの群間の連続変数の差異を評価する。連続変数の違いを評価するために、両側対合スチューデントt検定を使用して2つの群を比較し、一方向ANOVAと検定後ボンフェローニ補正を使用して3つ以上の群を比較し、双方向ANOVAとSidakの事後検定を使用して2対2の設定で比較する。生存を、ログランク(マンテル-コックス)検定を用いたカプラン-マイヤー法を使用して分析して、2つの群を比較する。統計は、GraphPad Prism 7(GraphPad Software、San Diego,CA)を使用して計算される。P値が0.05未満であった場合、差は有意であるとみなされる。
Shapiro-Wilk検定を使用して、連続変数の正規性を評価する。P値が0.05未満の場合、正規性は否定される。非正規分布データの場合、マン・ホイットニーU検定を使用して、2つの群間の連続変数の差異を評価する。連続変数の違いを評価するために、両側対合スチューデントt検定を使用して2つの群を比較し、一方向ANOVAと検定後ボンフェローニ補正を使用して3つ以上の群を比較し、双方向ANOVAとSidakの事後検定を使用して2対2の設定で比較する。生存を、ログランク(マンテル-コックス)検定を用いたカプラン-マイヤー法を使用して分析して、2つの群を比較する。統計は、GraphPad Prism 7(GraphPad Software、San Diego,CA)を使用して計算される。P値が0.05未満であった場合、差は有意であるとみなされる。
実施例2:NKTにおけるHLAクラスI/IIノックダウン及びCAR19との共発現のためのAMIR対POL IIIプロモーター駆動SHRNA
同種異系宿主の免疫系によるNKT細胞の拒絶反応を制限するために、β2-ミクログロブリン(B2M)及び不変鎖(Ii)(別名CD74)又はクラスIIトランスアクチベーター(CIITA)に対するU6プロモーター駆動shRNA配列を組み込む組換え構築物を、それぞれ、NKT細胞において、HLAクラスI及びクラスIIのノックダウンを達成するように設計する。U6プロモーターの代わりに、7SK及びH1ポリメラーゼIIIプロモーターを含む構築物も設計及び評価する。
同種異系宿主の免疫系によるNKT細胞の拒絶反応を制限するために、β2-ミクログロブリン(B2M)及び不変鎖(Ii)(別名CD74)又はクラスIIトランスアクチベーター(CIITA)に対するU6プロモーター駆動shRNA配列を組み込む組換え構築物を、それぞれ、NKT細胞において、HLAクラスI及びクラスIIのノックダウンを達成するように設計する。U6プロモーターの代わりに、7SK及びH1ポリメラーゼIIIプロモーターを含む構築物も設計及び評価する。
一方、実験は、CAR19内からのB2M-shRNA配列の発現を支持するためにamiR足場(例えば、amiR155及びamiR30)を使用することの実現可能性を評価するために実施する。CAR19構築物が、図1に示されている。目的は、このアプローチが、CAR発現への影響及び形質導入NKTにおけるHLAクラスI及び/又はIIの発現を効果的に抑制する能力の点で、ポリメラーゼIIIプロモーター駆動shRNAの使用とどのように比較するかを評価することである。
図2では、U6、H1、又は7SKプロモーターによって駆動されたか、又はmiR155足場に埋め込まれたスクランブル(scr.)又はB2M特異的shRNAを含むCAR19構築物がNKT細胞に形質導入される。CAR発現を形質導入の2日後に評価した。図2は、代表的なドナー由来のNKT細胞において、CAR19構築物の3’末端にプロモーター駆動shRNA又はmiR駆動shRNAのいずれかを組み込むと、shRNA特異性にかかわらず、同様にCAR発現レベルが低下したことを示す。
図3では、示されるように、H1、7SK、又はU6プロモーターによって駆動されたか、又はamiR155に埋め込まれたスクランブル(scr.)又はB2M特異的shRNAを含むCAR19構築物がNKT細胞に形質導入される。CAR及びHLA-A、B、Cの発現を、形質導入の2日後に評価する。図3は、CAR19内からのamiR155によって支持されるB2M shRNA発現が、評価された3つのポリメラーゼIII駆動プロモーターと比較して、最大レベルのHLA-A、B、Cノックダウンをもたらすことを示す。
図4では、示されるように、U6プロモーターによって駆動されたか、又はamiR155に埋め込まれたスクランブル(scr.)又はB2M特異的shRNAを含むCAR19構築物がNKT細胞に形質導入される。CAR及びHLA-A、B、Cの発現を、形質導入の14日後に評価する。図4は、amiR155-B2M shRNA構築物が、HLA-A、B、C発現の効果的な長期(形質導入後14日)抑制を媒介し、U6-B2M shRNA構築物よりも高い程度のノックダウンを示していることを示す。
図5では、示されるように、amiR30に埋め込まれたスクランブル(scr.)又はB2M特異的shRNAを含むCAR19構築物がNKT細胞に形質導入される。CAR及びHLA-A、B、Cの発現を、形質導入の7日後に評価する。図5は、amiR30-B2M shRNA構築物が、形質導入の7日後に評価したHLA-A、B、C発現の効果的な抑制を媒介し、amiR155-B2M shRNA構築物と同程度のノックダウンを実証することを示す。
まとめると、これらの実験により、CAR19構築物の3’末端にプロモーター駆動shRNA又はmiR駆動shRNAのいずれかを組み込むと、shRNA特異性にかかわらず、CAR発現のレベルが同様に低下することが実証される。CAR19内からのamiR155によって支持されるB2M shRNA発現は、U6、H1、及び7SKポリメラーゼIII駆動プロモーターと比較して、最大レベルのHLA-A、B、Cノックダウンをもたらす。amiR155-B2M shRNA構築物は、U6-B2M shRNA構築物と比較して、HLA-A、B、Cの発現のより効果的かつ安定した抑制を媒介する。amiR30-B2M shRNA構築物が、形質導入の7日後に評価したHLA-A、B、C発現の効果的な抑制を媒介し、amiR155-B2M shRNA構築物と同程度のノックダウンを実証する。
実施例3:B2M、CIITA、及びCD74についてのAMIR-SHRNA標的配列のスクリーニング
この実施例では、B2M、CIITA、及びCD74を標的とする異なるshRNA候補配列を、以下に詳述するようにスクリーニングする。shRNA配列は、Sigmaを通じて入手可能な検証済みshRNAセットから選択されるか(以下のリストの1)、又はInvitrogen RNAiツールを使用して設計されるか(以下のリストの2)のいずれかである。このスクリーニングアプローチにより、CAR19内のamiR155と併せて、形質導入されたNKT細胞におけるHLA-A、B、C(B2M shRNAについて)及びHLA-DR、DP、DQ(CIITA及びCD74 shRNAについて)の最も効率的なノックダウンを媒介する、それぞれの場合のshRNA配列の選択が可能になる。
この実施例では、B2M、CIITA、及びCD74を標的とする異なるshRNA候補配列を、以下に詳述するようにスクリーニングする。shRNA配列は、Sigmaを通じて入手可能な検証済みshRNAセットから選択されるか(以下のリストの1)、又はInvitrogen RNAiツールを使用して設計されるか(以下のリストの2)のいずれかである。このスクリーニングアプローチにより、CAR19内のamiR155と併せて、形質導入されたNKT細胞におけるHLA-A、B、C(B2M shRNAについて)及びHLA-DR、DP、DQ(CIITA及びCD74 shRNAについて)の最も効率的なノックダウンを媒介する、それぞれの場合のshRNA配列の選択が可能になる。
表4は、shRNA候補の配列を提供する。
図6では、NKT細胞に、amiR155に埋め込まれたB2M特異的shRNA(5つの異なる候補配列及びANCHOR生成物に使用される以前に評価されたshRNA配列)を含むCAR19構築物が形質導入される。CAR及びHLA-A、B、Cの発現を、形質導入の12日後に評価する。結果は、B2Mを標的とするために使用される特異的shRNA配列に応じて、HLA-A、B、Cノックダウンレベルの変動を示す。
図7では、amiR155に埋め込まれたCIITA特異的shRNA(10個の異なる候補配列)を含むCAR19構築物がNKT細胞に形質導入される。CAR及びHLA-DR、DP、DQの発現は、形質導入の12日後に評価する。結果は、CIITAを標的とするために使用される特異的shRNA配列に応じて、HLA-DR、DP、DQノックダウンレベルの変動を示す。
図8では、amiR155に埋め込まれたCD74特異的shRNA(10個の異なる候補配列)を含むCAR19構築物がNKT細胞に形質導入される。CAR及びHLA-DR、DP、DQの発現は、形質導入の12日後に評価する。結果は、CD74を標的とするために使用される特異的shRNA配列に応じて、HLA-DR、DP、DQノックダウンレベルの変動を示す。
表5は、図6~8において評価したshRNA候補に関するHLAクラスI又はIIノックダウン効率の定量をまとめたものである。
図9では、示されるように、B2Mを標的とする単一のamiR埋込shRNA(ANCHORからのshRNA配列を使用して)又はCIITA(候補配列#6を使用して)を含むCAR19.15構築物がNKT細胞に形質導入される。ノックダウン効率を、形質導入の4日後に評価する。N=4のドナー(BL#62、80、81、83)。以下の表6は、図9に対応するデータを提示する。
まとめると、これらの実験は、B2M、CIITA、及びCD74のための最良のshRNA候補が選択されたことを実証する。HLAクラスIIのノックダウンの場合、CIITAは、shRNA標的化のためにCD74よりも選択される。
実施例4:CAR19-amiR構築物を発現するNKTによるIL15産生の改善
CAR19構築物からのIL15の効率的な共発現は、形質導入されたNKTの生存及び抗腫瘍活性を促進するのに重要である。IL15 ELISAを実行し、結果は、U6駆動B2M shRNA又はmiR155埋込B2M shRNAのいずれかを含むCAR19.15を発現するNKTが、元のCAR19.15を発現するNKTと比較して、IL15レベルを著しく低下させることを示す(図10のパネルA)。IL15レベルのこの低下は、これらの構築物を発現するNKTからの低レベルのCAR発現にも対応する(図10のパネルB)。以下の表7は、図10のパネルAに対応するデータを示す。
CAR19構築物からのIL15の効率的な共発現は、形質導入されたNKTの生存及び抗腫瘍活性を促進するのに重要である。IL15 ELISAを実行し、結果は、U6駆動B2M shRNA又はmiR155埋込B2M shRNAのいずれかを含むCAR19.15を発現するNKTが、元のCAR19.15を発現するNKTと比較して、IL15レベルを著しく低下させることを示す(図10のパネルA)。IL15レベルのこの低下は、これらの構築物を発現するNKTからの低レベルのCAR発現にも対応する(図10のパネルB)。以下の表7は、図10のパネルAに対応するデータを示す。
この問題に対処するために、3つの構築物のセット(図11)を、IL15発現(コドン最適化されたIL15)又は生物学的効力/活性(IL15Ra又はIL15Ra Sushiドメインと併せて発現するIL15)を改善することを目的とした修飾で設計する。NKT細胞に新しい構築物を形質導入し、IL15産生への影響について評価する。
図12は、amiR155駆動B2M shRNAを含むCAR19構築物からのコドン最適化(opti)IL15の発現が、CD19+腫瘍細胞との共培養後のIL15の分泌を促進することを示す。以下の表8は、図12のパネルAに対応するデータを提示する。以下の表9は、図12のパネルBに対応するデータを提示する。
図13は、CAR19.15からのIL15-IL15Raの共発現が、IL15Raへの結合を介した形質導入NKTによるIL15の表面発現を促進することを示す。データは、3人のドナーからのものである。
まとめると、これらの実験により、U6又はamiR155駆動B2M shRNAを含むCAR19.15構築物を発現するNKTにおけるIL15分泌及びCAR発現が、元のCAR19.15と比較して低いことが実証される。amiR155駆動B2M shRNAを含むCAR19構築物からのコドン最適化(opti)IL15の発現は、NKTにおけるIL15の分泌を促進する。しかしながら、効果は、試験した3人のドナーにおいて様々であった。CAR19.15からのIL15-IL15Raの共発現は、IL15Raへの結合を介した形質導入NKTによるIL15の表面発現を促進する。この結合は、IL2R-ベータ及び共通のガンマ鎖を発現する隣接/標的細胞へのIL15の効果的なトランスプレゼンテーションを促進し得る。
実施例5:二重ノックダウン構築物の評価:CAR19及び最適化されたIL15と共発現したamiR埋込shRNA配列
同種異系患者におけるCAR19 NKTの拒絶反応を最小限に抑えるために、構築物を、amiR埋込shRNA配列を用いてB2M(クラスI)及びCIITA(クラスII)を標的とするHLAクラスI及びIIを同時にノックダウンするように設計する。最良の性能のB2M及びCIITA特異的shRNAを、二重ノックダウン構築物に含まれるように単一のノックダウンスクリーニングで選択及び評価する。B2M shRNA標的配列は、ANCHOR生成物で使用されるものと同じであり、amiR30内に埋め込まれ、CIITA shRNA候補#6は、amiR155内に埋め込まれている。コドン最適化されたIL15はまた、以前の実験からの所見に基づいて、この構築物を形質導入されたNKT細胞によるIL15分泌を最大化するために組み込まれる。
同種異系患者におけるCAR19 NKTの拒絶反応を最小限に抑えるために、構築物を、amiR埋込shRNA配列を用いてB2M(クラスI)及びCIITA(クラスII)を標的とするHLAクラスI及びIIを同時にノックダウンするように設計する。最良の性能のB2M及びCIITA特異的shRNAを、二重ノックダウン構築物に含まれるように単一のノックダウンスクリーニングで選択及び評価する。B2M shRNA標的配列は、ANCHOR生成物で使用されるものと同じであり、amiR30内に埋め込まれ、CIITA shRNA候補#6は、amiR155内に埋め込まれている。コドン最適化されたIL15はまた、以前の実験からの所見に基づいて、この構築物を形質導入されたNKT細胞によるIL15分泌を最大化するために組み込まれる。
この二重ノックダウン構築物(図14)によって媒介されるHLAクラスI及びIIノックダウンの有効性を形質導入NKT細胞で評価する。IL15 ELISAもまた、追加のamiR-shRNAの存在がIL15の発現又は分泌に影響を及ぼすか否かを決定するために実行される。更に、この構築物を発現するNKT細胞の抗腫瘍活性も、関連するインビトロ及びインビボモデルで評価される。
図15は、CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物が、形質導入10日後の3人のドナー由来のNKTにおける有効なHLAクラスI及びIIノックダウンを媒介することを示す。NKT細胞に、図14に示すCAR19構築物を形質導入する。CAR、HLA-A、B、C、及びHLA-DR、DP、DQの発現を、形質導入の10日後に評価する。3人のドナー(BL#81、82、83)に関するノックダウンパーセンテージ結果を図15のパネルBにまとめる。以下の表10は、図15Bに対応するデータを示す。
図16は、CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物が、形質導入19日後の4人の健常ドナー由来のNKTにおける有効なHLAクラスI及びIIノックダウンを媒介することを示す。
図17は、CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞において、元のCAR19.15構築物と比較して、L15分泌が低いままであることを示す。NKT細胞は、示される構築物を形質導入されているか、又は形質導入されておらず、かつ単独で培養されるか、又はCD19+Rajiリンパ腫細胞と48時間共培養される。培養上清は、IL15分泌を検出するために、BioLegend ELISA MAX(商標) Deluxe Set Human IL-15キット(BioLegend#435104)を使用して処理する。N=3のドナー(BL#81、82、83)。以下の表11は、図17に対応するデータを提示する。
図18は、CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物を形質導入されたNKT細胞が、CAR19及びCAR19.IL15 NKT細胞と比較して、同様のレベルのCD19陽性標的細胞に対するインビトロ細胞傷害性を示すことを示す。示された構築物をNKT細胞に形質導入し、指定されたエフェクター対標的比で高レベルのホタルルシフェラーゼを発現するように操作されたCD19+Rajiリンパ腫細胞とNKT細胞を6時間共培養する。ルシフェリンは、生物発光の検出のためのアッセイの終了時に添加する。以下の表12は、図18に対応するデータを提示する。
図19は、CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物を形質導入されたNKT細胞が、インビボでCD19+腫瘍を制御し、CAR19.15NKTと比較してNSGマウスの生存を促進することを示す。NSGマウスに、0日目に2×105個のホタルルシフェラーゼ陽性のDaudiリンパ腫細胞を静脈注射し、続いて3日目に示される構築物を形質導入されたか、又は構築物を形質導入されていない(非形質導入、NT)5×106個のNKTを静脈注射する。イメージングの直前に、各マウスは、腹腔内注射により30mg/mLで100μLのルシフェリンを受け取り、生物発光チャネル下でイメージングされる。生物発光カウントは、600~30,000である。パネルBは、パネルAに示されるマウスのカプラン-マイヤー生存曲線である。以下の表13は、図19Bに対応するデータを提示する。
まとめると、これらの実験により、CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物が、NKTにおける有効なHLAクラスI及びIIノックダウンを媒介することが実証される。CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物を形質導入されたNKTは、CAR19及びCAR19.IL15 NKTと比較して、同様のレベルのCD19陽性標的細胞に対するインビトロ細胞傷害性を示す。CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物を形質導入されたNKTは、インビボでCD19+腫瘍を制御し、CAR19.15 NKTと比較してNSGマウスの生存を促進する。CAR19.opti-IL15二重ノックダウン構築物を発現するNKTにおけるIL15分泌は、元のCAR19.15と比較して低いままである。
実施例6:二重ノックダウン構築物を発現するNKTからのIL15分泌を促進するために、IL15シグナルペプチドをIL2シグナルペプチドに置き換える
二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞によるIL15の分泌を増強するために、IL15シグナルペプチドを、融合タンパク質の分泌を媒介するために一般的に使用されるIL2シグナルペプチドと置き換える(図20)。修飾された構築物を発現するNKTによるIL15分泌を、元の構築物と比較する。NSGマウスにおける抗腫瘍活性実験もまた、インビボ機能に対する任意の影響を評価するために実行される。
二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞によるIL15の分泌を増強するために、IL15シグナルペプチドを、融合タンパク質の分泌を媒介するために一般的に使用されるIL2シグナルペプチドと置き換える(図20)。修飾された構築物を発現するNKTによるIL15分泌を、元の構築物と比較する。NSGマウスにおける抗腫瘍活性実験もまた、インビボ機能に対する任意の影響を評価するために実行される。
図21は、IL2シグナルペプチドが、二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞によるIL15分泌を促進することを示す。NKT細胞は、示される構築物を形質導入されているか、又は形質導入されておらず、かつ単独で培養されるか、又はCD19+Rajiリンパ腫細胞と48時間共培養される。培養上清は、IL15分泌を検出するために、BioLegend ELISA MAX(商標) Deluxe Set Human IL-15キット(BioLegend#435104)を使用して処理する。表14は、図21に対応するデータを提示する。
図22は、二重amiRノックダウンを伴うIL2SP-opti IL15 CAR19構築物を発現するNKTのインビボ評価を示す。NSGマウスに、0日目に2×105個のホタルルシフェラーゼ陽性のDaudiリンパ腫細胞を静脈注射し、続いて4日目に示される構築物を形質導入されたか、又は構築物を形質導入されていない(非形質導入、NT)1×106個又は5×106個のNKTを静脈注射する。イメージングの直前に、各マウスは、腹腔内注射により30mg/mLで100μLのルシフェリンを受け取り、生物発光チャネル下でイメージングされる。生物発光カウントは、600~30,000である。
図23は、IL2SPが、二重ノックダウン構築物を発現するCAR NKTで処置したマウスの生存期間を延長することなく、NSGマウスにおける腫瘍進行を遅らせるように見えることを示す。NSGマウスに、0日目に2×105個のホタルルシフェラーゼ陽性のDaudiリンパ腫細胞を静脈注射し、続いて3日目に示される構築物を形質導入されたか、又は構築物を形質導入されていない(非形質導入、NT)5×106個のNKTを静脈注射する。イメージングの直前に、各マウスは、腹腔内注射により30mg/mLで100μLのルシフェリンを受け取り、生物発光チャネル下でイメージングされる。生物発光カウントは、2000~30,000である。パネルBは、パネルAに示されるマウスのカプラン-マイヤー生存曲線である。以下の表15は、図23Bに対応するデータを提示する。
まとめると、これらの実験により、IL2シグナルペプチドが二重ノックダウン構築物を発現するNKTによるIL15分泌を促進することが示される。IL2SPは、二重ノックダウン構築物を発現するCAR NKTで処置したマウスにおける腫瘍進行を遅らせ得る。
実施例7:混合リンパ球反応(MLR)を介した二重ノックダウン構築物を発現するNKTの同種異系性の評価
HLAクラスI及びIIの発現をノックダウンする究極の目的は、形質導入されたNKTの同種異系性を低減し、それによって、同種異系患者内のこれらの細胞に関する拒絶反応を防止又は遅延させ、治療時間枠を増加させることである。
HLAクラスI及びIIの発現をノックダウンする究極の目的は、形質導入されたNKTの同種異系性を低減し、それによって、同種異系患者内のこれらの細胞に関する拒絶反応を防止又は遅延させ、治療時間枠を増加させることである。
amiR構築物によって媒介されるHLAノックダウンがNKT同種異系性にどのように影響するかを決定するために、いくつかの混合リンパ球反応(MLR)を、CAR19.IL2SP-opti15二重ノックダウン(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-B2M-amiR-CIITA)NKTをHLA不一致のNK細胞、T細胞、又はPBMCと共培養することによって実行する。共培養中の複数の時点で、NKT細胞数、CAR発現、及びHLA発現を評価して、NKTが同種異系免疫細胞の存在下で持続することができるか否かを決定する。並行して、B2M及びCIITA shRNA配列の代わりにスクランブルshRNA配列を有するCAR19.IL2SP-opti15 NKT(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-SCR-amiR-SCR)、並びにB2M及びCIITAがノックアウトされたNKT(CRISPR/Cas9を介して特異的ガイドRNAによって媒介される)を使用して、同じ共培養を実行する。
加えて、同種異系T細胞及びPBMC拒絶反応を含む、いくつかのインビボMLR拒絶反応アッセイを実行する。これらの実験では、HLA不一致レシピエントT細胞又はPBMCをNSGマウス(PBMCの場合はMHCヌル)に注射し、4日後にB2M/CIITA shRNA又はスクランブル配列shRNAを含むamiR二重ノックダウン構築物を発現するドナーNKT細胞を注入する。T細胞拒絶反応モデルはまた、CD19+Daudiリンパ腫腫瘍を有するマウスの文脈において評価される。
図24に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、同種異系NK細胞の存在下で持続するが、二重ノックアウトは、インビトロMLRにおいてNKTをNK細胞死滅に対して脆弱なままとする。受容体NK細胞(HLA-A2+)を、NK細胞単離キット(Miltenyi Biotech)を使用して単離し、ドナーNKT(HLA-A2-)と1:1の比で3日間共培養する。NKTに、1)B2M及びCIITAの代わりに2つのスクランブルshRNA配列を含むCAR19.15(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-SCR-amiR-SCR、スクランブル)、2)amiR埋込B2M及びCIITA shRNA配列を含むCAR19.15(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-B2M-amiR-CIITA、ノックダウン)、3)B2M/CIITA二重ノックアウトを有するNKTを形質導入する。NKTは、HLA I-細胞上でゲートされたCAR及びHLA発現について、フローサイトメトリーによって毎日評価する。以下の表16は、図24に対応するデータを提示する。
図25に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、インビトロMLRにおいてスクランブルshRNA対照構築物を担持するNKTと比較して、同種異系T細胞による拒絶反応に抵抗する。ナイーブ汎T細胞(pan T cell)単離キットを使用して、汎T細胞をレシピエントPBMCから単離し、ヒト(Miltenyi BiotechのレシピエントT細胞(HLA-A2+)をドナーNKT(HLA-A2-)と2:1(T:NKT)の比で7日間共培養する。NKTに、1)CAR19.15スクランブルshRNA対照、2)二重ノックダウンを有するCAR19.15、3)B2M/CIITA二重ノックアウトを有するNKTを形質導入する。NKTを、2~3日ごとにフローサイトメトリーによって評価する。以下の表17及び18は、図25に対応するデータを提示する。
図26に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、インビトロMLRにおいてスクランブルshRNA対照構築物を担持するNKTと比較して、同種異系PBMCによる拒絶反応に抵抗する。レシピエントのPBMC(HLA-A2+)をドナーNKT(HLA-A2-)と10:1(PBMC:NKT)の比で7日間共培養する。NKTに、1)スクランブルshRNA対照を有するCAR19.15、又は2)二重ノックダウンを有するCAR19.15を形質導入する。NKT細胞を、2~3日ごとにフローサイトメトリーによって評価する。以下の表19及び20は、図26に対応するデータを提示する。
図27に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、同種異系NK細胞による死滅に抵抗するが、二重ノックアウトは、インビトロMLRにおけるNK細胞死滅に対してNKTを脆弱なままとする。レシピエントNK細胞(HLA-A2+)を、NK細胞単離キット(Miltenyi Biotech)を使用して単離し、単離後、2:1(NK:NKT)の比で2日間ドナーNKT(HLA-A2-)と共培養する。NKTに、1)スクランブルshRNA配列(Scr)を有するCAR19.IL2SP-opti15、2)二重ノックダウン(KD)を有するCAR19.IL2SP-opti15、3)二重ノックアウト(KO)を有するCAR19.IL2SP-opti15を形質導入する。A)共培養の0日目及び2日目のドナーNKT細胞の総頻度を示す代表的なフロープロット。共培養の0日目及び2日目のB)ドナーNKT細胞及びC)レシピエントNK細胞の絶対細胞カウント。全てのデータは平均値±標準偏差を示し、3つの独自のドナー-レシピエントペアを使用する。P値は、多重比較のためのSidak補正を伴う双方向ANOVAを使用して決定し、有意ではない(P>0.05)値は示さない。P値は、両側対合スチューデントt検定を使用して決定する。以下の表21は、図27Aに対応するデータを提示する。以下の表22は、図27Bに対応するデータを提示する。
図28に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、インビトロMLRにおいてスクランブルshRNA対照構築物を担持するNKTと比較して、同種異系T細胞による拒絶反応に抵抗する。ナイーブ汎T細胞単離キット、ヒト(Miltenyi Biotech)を使用して、汎T細胞をレシピエントPBMC(HLA-A2+)から単離する。次いで、精製したT細胞をOKT3/αCD28で24時間刺激し、インビトロで5~10日間増殖させ、2日間ドナーNKT(HLA-A2-)と2:1(T:NKT)の比で共培養する。NKTに、1)スクランブルshRNA配列(Scr)を有するCAR19.IL2SP-opti15、2)二重ノックダウン(KD)を有するCAR19.IL2SP-opti15、3)二重ノックアウト(KO)を有するCAR19.IL2SP-opti15を形質導入する。A)共培養の0日目及び2日目のドナーNKT細胞の総頻度を示す代表的なフロープロット。共培養の2日目のB)ドナーNKT細胞及びC)レシピエントT細胞の絶対細胞カウント。全てのデータは平均値±標準偏差を示し、5つの独自のドナー-レシピエントペアを使用する。P値は、多重比較のためのSidak補正を伴う双方向ANOVAを使用して決定し、有意ではない(P>0.05)値は示さない。以下の表23は、図28Aに対応するデータを提示する。以下の表24は、図28Bに対応するデータを提示する。
図29に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、インビトロMLRにおいてスクランブルshRNA対照構築物を担持するNKTと比較して、同種異系PBMCによる拒絶反応に抵抗する。レシピエントの全PBMC(HLA-A2+)をドナーNKT(HLA-A2-)と10:1(PBMC:NKT)の比で9日間共培養する。NKTに、1)スクランブルshRNA配列(Scr)を有するCAR19.IL2SP-opti15、2)二重ノックダウン(KD)を有するCAR19.IL2SP-opti15、3)二重ノックアウト(KO)を有するCAR19.IL2SP-opti15を形質導入する。A)共培養の0日目及び9日目のドナーNKT細胞の総頻度を示す代表的なフロープロット。共培養の0日目、3日目、6日目、及び9日目のB)ドナーNKT細胞及びC)レシピエント細胞の絶対細胞カウント。全てのデータは平均値±標準偏差を示し、3つの独自のドナー-レシピエントペアを使用する。P値は、多重比較のためのSidak補正を伴う双方向ANOVAを使用して決定し、有意ではない(P>0.05)値は示さない。P値は、両側対合スチューデントt検定を使用して決定する。以下の表25は、図29Aに対応するデータを提示する。以下の表26は、図29Bに対応するデータを提示する。
図30に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、インビボT細胞媒介性拒絶反応モデルにおけるスクランブル対照NKTと比較して、同種異系T細胞の存在下でインビボで持続する。A)NSGマウスは、-1日目に1.2Gyで照射され、翌日にHLA-A2-レシピエントから7×106個のインビトロ拡張ヒトT細胞(初回OKT3/αCD28刺激後5~10日目)を受け取った。4日後、マウスは、2×106個の対照構築物(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-SCR-amiR-SCR)又はノックダウン構築物(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-b2m-amiR-ciita)を形質導入されたNKTをHLA-A2+ドナーから静脈内に受け取った。RTC=レシピエントT細胞。B)6日目及び28日目の末梢血中のドナーHLA-A2+Scr対照又は二重KD NKT細胞の頻度を示す代表的なフロープロット。指定された時点でのC)ドナーHL-A2+NKT細胞及びD)レシピエントHLA-A2-T細胞の頻度。データは、群当たり7~8匹のマウスの平均±SDを示す。以下の表27は、図30のパネルCに対応するデータを提示する。以下の表28は、図30のパネルDに対応するデータを提示する。
図31に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、インビボPBMC媒介性拒絶反応モデルにおけるスクランブル対照NKTと比較して、同種異系PBMCの存在下でインビボで持続する。A)NSG(MHCKO)マウスには、-1日目に1.2Gyで再照射し、次いで、0日目にHLA-A2-レシピエントから静脈内に5×106個の新たに単離されたPBMCを受け取った。4日後、HLA-A2+ドナーからの5×106個のスクランブル対照又は二重ノックダウン形質導入NKTを静脈内投与する。B)6日目及び20日目の末梢血中のドナーHLA-A2+Scr対照又は二重KD NKT細胞の頻度を示す代表的なフロープロット。指定された時点でのC)ドナーHL-A2+NKT細胞及びD)レシピエントHLA-A2-T細胞の頻度。データは、群当たり7~8匹のマウスの平均±SDを示す。以下の表29は、図31のパネルCに対応するデータを提示する。以下の表30は、図31のパネルDに対応するデータを提示する。
図32に示すように、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、B細胞リンパ腫異種移植片を有するインビボT細胞媒介性拒絶反応モデルにおけるスクランブル対照NKTと比較して、同種異系T細胞の存在下でインビボで持続し、かつ強力な抗腫瘍活性を媒介する。NSGマウスは、1.2Gyで照射し、翌日にHLA-A2レシピエントから静脈内に7×106個のインビトロ拡張ヒトT細胞(初回OKT3/αCD28刺激後8~10日目)を受け取った。1日後、2×105個のホタルルシフェラーゼ陽性のDaudi細胞を静脈注射し、次いで、3日後に、5×106個のスクランブル対照又はノックダウン形質導入NKTをHLA-A2+ドナーから生成する。RTC=レシピエントT細胞。B)6日目及び28日目の末梢血中のドナーHLA-A2+スクランブル対照又は二重KD NKT細胞の頻度を示す代表的なフロープロット。腫瘍注射後の末梢血中のC)HLA-A2+ドナーCAR NKT細胞及びD)HLA-A2-RTCの頻度。E)特定の時点でIVISイメージングを用いて測定したリンパ腫の進行。F)各実験群におけるマウスの生存を示すカプラン-マイヤー曲線。P値は、両側ログランク検定を使用して決定される。以下の表31は、図32AのパネルCに対応するデータを提示する。以下の表32は、図32AのパネルDに対応するデータを提示する。表33は、図32BのパネルFに対応するデータを提示する。
まとめると、これらの実験により、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-B2M-amiR-CIITA)を発現するNKTは同種異系NK細胞による死滅に抵抗するが、B2MノックアウトはNKTをNK細胞死滅に対して脆弱なままとすることが実証される。B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、スクランブルshRNA対照構築物(CAR19.IL2SP-opti15.amiR-scr-amiR-scr)を担持するNKTと比較して、同種異系T細胞による拒絶反応に抵抗する。二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、T細胞及びPBMC媒介性インビボ拒絶反応モデルの両方において、スクランブルshRNA対照NKTよりも著しく良好に持続する。二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、Daudi細胞異種移植片を有するインビボT細胞媒介性拒絶反応モデルにおいて強力な抗腫瘍活性を保持する。
実施例8:NKTにおけるHLAクラスI/IIノックダウン及びCAR.GPC3との共発現のためのamiR対Pol IIIプロモーター駆動shRNA
実験は、CAR.GPC3内からのB2M-shRNA配列の発現を支持するためにamiR足場(例えば、amiR155及びamiR30)を使用することの実現可能性を評価するために実施する。いくつかの代表的なCAR.GPC3構築物は、例えば、図33に記載される。目的は、このアプローチが、CAR発現への影響及び形質導入NKTにおけるHLAクラスI及び/又はIIの発現を効果的に抑制する能力の点で、ポリメラーゼIIIプロモーター駆動shRNAの使用とどのように比較するかを評価することである。
実験は、CAR.GPC3内からのB2M-shRNA配列の発現を支持するためにamiR足場(例えば、amiR155及びamiR30)を使用することの実現可能性を評価するために実施する。いくつかの代表的なCAR.GPC3構築物は、例えば、図33に記載される。目的は、このアプローチが、CAR発現への影響及び形質導入NKTにおけるHLAクラスI及び/又はIIの発現を効果的に抑制する能力の点で、ポリメラーゼIIIプロモーター駆動shRNAの使用とどのように比較するかを評価することである。
これらの実験により、CAR.GPC3構築物の3’末端にプロモーター駆動shRNA又はmiR駆動shRNAのいずれかを組み込むと、shRNA特異性にかかわらず、CAR発現のレベルが同様に低下することが実証されることが予想される。CAR.GPC3内からのamiR155によって支持されるB2M shRNA発現は、U6、H1、及び7SKポリメラーゼIII駆動プロモーターと比較して、最大レベルのHLA-A、B、Cノックダウンをもたらす。amiR155-B2M shRNA構築物は、U6-B2M shRNA構築物と比較して、HLA-A、B、Cの発現のより効果的かつ安定した抑制を媒介する。amiR30-B2M shRNA構築物が、形質導入の7日後に評価したHLA-A、B、C発現の効果的な抑制を媒介し、amiR155-B2M shRNA構築物と同程度のノックダウンを実証する。
実施例9:二重ノックダウン構築物の評価:CAR.GPC3及び最適化されたIL15と共発現したamiR埋込shRNA配列
同種異系患者におけるCAR.GPC3 NKT細胞の拒絶反応を最小限に抑えるために、構築物を、amiR埋込shRNA配列を用いてB2M(クラスI)及びCIITA(クラスII)を標的とするHLAクラスI及びIIを同時にノックダウンするように設計する。最良の性能のB2M及びCIITA特異的shRNAを、二重ノックダウン構築物に含まれるように単一のノックダウンスクリーニングで選択及び評価する。B2M shRNA標的配列は、ANCHOR生成物で使用されるものと同じであり、amiR30内に埋め込まれ、CIITA shRNA候補#6は、amiR155内に埋め込まれている。コドン最適化されたIL15はまた、以前の実験からの所見に基づいて、この構築物を形質導入されたNKT細胞によるIL15分泌を最大化するために組み込まれる。
同種異系患者におけるCAR.GPC3 NKT細胞の拒絶反応を最小限に抑えるために、構築物を、amiR埋込shRNA配列を用いてB2M(クラスI)及びCIITA(クラスII)を標的とするHLAクラスI及びIIを同時にノックダウンするように設計する。最良の性能のB2M及びCIITA特異的shRNAを、二重ノックダウン構築物に含まれるように単一のノックダウンスクリーニングで選択及び評価する。B2M shRNA標的配列は、ANCHOR生成物で使用されるものと同じであり、amiR30内に埋め込まれ、CIITA shRNA候補#6は、amiR155内に埋め込まれている。コドン最適化されたIL15はまた、以前の実験からの所見に基づいて、この構築物を形質導入されたNKT細胞によるIL15分泌を最大化するために組み込まれる。
この二重ノックダウン構築物によって媒介されるHLAクラスI及びIIノックダウンの有効性を形質導入NKT細胞で評価する。IL15 ELISAもまた、追加のamiR-shRNAの存在がIL15の発現又は分泌に影響を及ぼすか否かを決定するために実行される。更に、この構築物を発現するNKT細胞の抗腫瘍活性も、関連するインビトロ及びインビボモデルで評価される。
これらの実験により、CAR.GPC3.opti-IL15二重ノックダウン構築物が、NKT細胞における有効なHLAクラスI及びIIノックダウンを媒介することが実証されることが予想される。CAR.GPC3.opti-IL15二重ノックダウン構築物を形質導入されたNKT細胞は、CAR.GPC3及びCAR.GPC3.IL15 NKTと比較して、同様のレベルのGPC3陽性標的細胞に対するインビトロ細胞傷害性を示す。CAR.GPC3.opti-IL15二重ノックダウン構築物を形質導入されたNKTは、インビボでGPC3+腫瘍を制御し、CAR.GPC3.15 NKTと比較してNSGマウスの生存を促進する。CAR.GPC3.opti-IL15二重ノックダウン構築物を発現するNKTにおけるIL15分泌は、元のCAR.GPC3.15と比較して低いままである。
実施例10:混合リンパ球反応(MLR)を介した二重ノックダウン構築物を発現するCAR.GPC3 NKTの同種異系性の評価
amiR構築物によって媒介されるHLAノックダウンがNKT同種異系性にどのように影響するかを決定するために、いくつかの混合リンパ球反応(MLR)を、CAR.GPC3.IL2SP-opti15二重ノックダウン(CAR.GPC3.IL2SP-opti15.amiR-B2M-amiR-CIITA)NKTをHLA不一致のNK細胞、T細胞、又はPBMCと共培養することによって実行する。共培養中の複数の時点で、NKT細胞数、CAR発現、及びHLA発現を評価して、NKTが同種異系免疫細胞の存在下で持続することができるか否かを決定する。並行して、B2M及びCIITA shRNA配列の代わりにスクランブルshRNA配列を有するCAR.GPC3.IL2SP-opti15 NKT(CAR.GPC3.IL2SP-opti15.amiR-SCR-amiR-SCR)、並びにB2M及びCIITAがノックアウトされたNKT(CRISPR/Cas9を介して特異的ガイドRNAによって媒介される)を使用して、同じ共培養を実行する。
amiR構築物によって媒介されるHLAノックダウンがNKT同種異系性にどのように影響するかを決定するために、いくつかの混合リンパ球反応(MLR)を、CAR.GPC3.IL2SP-opti15二重ノックダウン(CAR.GPC3.IL2SP-opti15.amiR-B2M-amiR-CIITA)NKTをHLA不一致のNK細胞、T細胞、又はPBMCと共培養することによって実行する。共培養中の複数の時点で、NKT細胞数、CAR発現、及びHLA発現を評価して、NKTが同種異系免疫細胞の存在下で持続することができるか否かを決定する。並行して、B2M及びCIITA shRNA配列の代わりにスクランブルshRNA配列を有するCAR.GPC3.IL2SP-opti15 NKT(CAR.GPC3.IL2SP-opti15.amiR-SCR-amiR-SCR)、並びにB2M及びCIITAがノックアウトされたNKT(CRISPR/Cas9を介して特異的ガイドRNAによって媒介される)を使用して、同じ共培養を実行する。
加えて、同種異系T細胞及びPBMC拒絶反応を含む、いくつかのインビボMLR拒絶反応アッセイを実行する。これらの実験では、HLA不一致レシピエントT細胞又はPBMCをNSGマウス(PBMCの場合はMHCヌル)に注射し、4日後にB2M/CIITA shRNA又はスクランブル配列shRNAを含むamiR二重ノックダウン構築物を発現するドナーNKT細胞を注入する。T細胞拒絶反応モデルはまた、GPC3+Daudiリンパ腫腫瘍を有するマウスの文脈において評価される。
これらの実験により、B2M/CIITA二重ノックダウン構築物(CAR.GPC3.IL2SP-opti15.amiR-B2M-amiR-CIITA)を発現するNKTは同種異系NK細胞による死滅に抵抗するが、B2MノックアウトはNKTをNK細胞死滅に対して脆弱なままとすることが実証されることが予想される。B2M/CIITA二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、スクランブルshRNA対照構築物(CAR.GPC3.IL2SP-opti15.amiR-scr-amiR-scr)を担持するNKTと比較して、同種異系T細胞による拒絶反応に抵抗する。二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、T細胞及びPBMC媒介性インビボ拒絶反応モデルの両方において、スクランブルshRNA対照NKTよりも著しく良好に持続する。二重ノックダウン構築物を発現するNKTは、Daudi細胞異種移植片を有するインビボT細胞媒介性拒絶反応モデルにおいて強力な抗腫瘍活性を保持する。
実施例11:CAR.GPC3.opti-IL15二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞の評価
CAR.GPC3.opti-IL15二重ノックダウン構築物の例を図33に示す。構築物は、GC33由来のGPC3特異的scFv又はヒト化YP7由来のscFvのいずれかをコードする配列を含む。図34は、ヒト化GPC3 scFv(YP7)又はマウスGPC3 scFv(GC33)のいずれかを発現するCAR.GPC3 NKT細胞において、同様のレベルのHLAクラスI又はクラスII遺伝子ノックダウンが観察されることを示す。
CAR.GPC3.opti-IL15二重ノックダウン構築物の例を図33に示す。構築物は、GC33由来のGPC3特異的scFv又はヒト化YP7由来のscFvのいずれかをコードする配列を含む。図34は、ヒト化GPC3 scFv(YP7)又はマウスGPC3 scFv(GC33)のいずれかを発現するCAR.GPC3 NKT細胞において、同様のレベルのHLAクラスI又はクラスII遺伝子ノックダウンが観察されることを示す。
CAR.GPC3 NKT細胞によるIL-15産生は、ベースラインで(非刺激)又はGPC3陽性Huh-7、HepG2、又はA549細胞による刺激後に測定される。図35は、1つの実験において、マウスGPC3 scFv(GC33)二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞は、ヒト化GPC3 scFv(YP7)二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞よりも多くIL-15を分泌することを示す。以下の表34は、図35に対応するデータを提示する。図36は、別の実験において、GC33二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞が、xCelligenceアッセイによって測定して、YP7二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞よりも高い細胞傷害性レベルを示すことを示す。図37に示すように、HCC異種移植片モデルにおいて、ヒト化scFv YP7二重ノックダウン構築物又はGC33二重ノックダウン構築物を発現するNKT細胞を評価するために、実験を実施する。以下の表35は、図37に対応するデータを提示する。
実施例12:CARの上流にIL-15を配置することにより、トランスジェニックIL-15遺伝子発現が増強される
図38は、B2M及びCIITAを標的とするamiR構築物を発現するCAR.GPC3 NKT細胞が、より低いレベルのこれらの標的遺伝子を発現するが、IL15を含むCAR.GPC3 NKT細胞は、より高いレベルの天然IL15を発現することを示す。以下の表36は、図38に対応するデータを提示する。
図38は、B2M及びCIITAを標的とするamiR構築物を発現するCAR.GPC3 NKT細胞が、より低いレベルのこれらの標的遺伝子を発現するが、IL15を含むCAR.GPC3 NKT細胞は、より高いレベルの天然IL15を発現することを示す。以下の表36は、図38に対応するデータを提示する。
トランスジェニックIL-15遺伝子発現レベルに対する、CAR.GPC3の上流にIL-15を配置する効果を試験するために、代替構築物を調製する。図39は、CAR.GPC3の上流にIL-15コード配列を配置することにより、トランスジェニックIL-15遺伝子の発現レベルが増強されることを示す。以下の表37は、図39に対応するデータを提示する。
実施例13:CAR.GPC3 NKT細胞における全般的遺伝子発現に対するB2M及びCIITAノックダウンの効果の評価
ヒト化YP7又はマウスGPC3発現CAR.GPC3 NKT細胞に対する、amiRによるHLAクラスI及びクラスIIの二重ノックダウンの効果を調べるために、全般的な差次的遺伝子発現を分析する。以下の表38は、4人のドナーにおいて分析された上方調節又は下方調節された遺伝子の数をまとめたものである。
ヒト化YP7又はマウスGPC3発現CAR.GPC3 NKT細胞に対する、amiRによるHLAクラスI及びクラスIIの二重ノックダウンの効果を調べるために、全般的な差次的遺伝子発現を分析する。以下の表38は、4人のドナーにおいて分析された上方調節又は下方調節された遺伝子の数をまとめたものである。
図40は、15G28BBz発現NKT細胞と比較して、G.28BBz.15.miR発現NKT細胞において下方調節されるHLA特異的遺伝子を示すヒートマップを提示する。以下の表39は、負に調節された遺伝子をまとめたものである。表40は、図40に対応するデータを提示する。
図41は、15G28BBz発現NKT細胞と比較して、YP7.28BBz.15.miR発現NKT細胞において下方調節されるHLA特異的及び免疫エフェクター遺伝子を示すヒートマップを提示する。以下の表41は、負に調節された遺伝子をまとめたものである。以下の表42は、正に調節された遺伝子をまとめたものである。表43は、図41に対応するデータを示す。
図42は、マウスG.28BBz.15.miR発現NKT細胞と比較して、ヒト化YP7.28BBz.15.miR発現NKT細胞において重要な経路が濃縮されていないことを示すヒートマップである。表44は、図42に対応するデータを提示する。
まとめると、これらのデータは、B2M/CIITA特異的amiR-shRNAを含むCARを発現するNKT細胞と比較して、15G28BBz NKT細胞におけるHLA特異的遺伝子発現のレベルがより低いことを示す。
Claims (24)
- 腫瘍抗原を認識するキメラ抗原受容体(CAR)をコードするDNA配列と、MHCクラスI又はMHCクラスII遺伝子を標的とする小ヘアピンRNA(shRNA)配列をコードするDNA配列と、を含む、内因性主要組織適合性複合体(MHC)遺伝子の発現を抑制するための組換え構築物であって、前記shRNA配列が、人工マイクロRNA(amiR)足場に埋め込まれている、組換え構築物。
- 前記腫瘍抗原が、CD19、GD2、又はGPC3である、請求項1に記載の組換え構築物。
- サイトカインをコードするDNA配列を更に含む、請求項1又は2に記載の組換え構築物。
- 前記サイトカインが、インターロイキン-15(IL-15)、IL-7、IL-12、IL-18、IL-21、IL-27、IL-33、又はそれらの組み合わせである、請求項3に記載の組換え構築物。
- 前記サイトカインが、IL-15である、請求項4に記載の組換え構築物。
- IL-15をコードする前記DNA配列が、コドン最適化されている、請求項5に記載の組換え構築物。
- 前記IL-15が、IL-2シグナルペプチドを含む、請求項5又は6に記載の組換え構築物。
- 前記amiRが、amiR155又はamiR30である、請求項1~7のいずれか一項に記載の組換え構築物。
- 前記shRNA配列が、少なくとも21ヌクレオチド長であり、前記MHC遺伝子配列の少なくとも21個の連続したヌクレオチドと同一又は相補的なヌクレオチド配列を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の組換え構築物。
- 前記MHCクラスI遺伝子が、β2-ミクログロブリン(B2M)をコードする、請求項1~9のいずれか一項に記載の組換え構築物。
- 前記MHCクラスII遺伝子が、不変鎖(Ii)又はクラスIIトランスアクチベーター(CIITA)をコードする、請求項1~10のいずれか一項に記載の組換え構築物。
- 前記構築物が、第1のamiR足場に埋め込まれた第1のshRNA配列と、第2のamiR足場に埋め込まれた第2のshRNA配列と、を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の組換え構築物。
- 前記第1のshRNA配列が、MHCクラスI遺伝子を標的とし、前記第2のshRNA配列が、MHCクラスI遺伝子を標的とする、請求項12に記載の組換え構築物。
- 前記第1のamiR足場及び前記第2のamiR足場が、同じamiR配列に由来する、請求項12に記載の組換え構築物。
- 前記第1のamiR足場及び前記第2のamiR足場が、異なるamiR配列に由来する、請求項12に記載の組換え構築物。
- 同種異系宿主の免疫系による操作されたナチュラルキラーT(NKT)細胞の拒絶反応を制限するための方法であって、NKT細胞に、請求項1~15のいずれか一項に記載の組換え構築物を形質導入することを含み、前記NKT細胞における前記内因性MHC遺伝子の前記発現が、前記shRNAによって抑制される、方法。
- 前記内因性MHC遺伝子の発現レベルが、形質導入後2日で少なくとも10%減少する、請求項16に記載の方法。
- 前記内因性MHC遺伝子の発現レベルが、形質導入後7日で少なくとも10%減少する、請求項16に記載の方法。
- 前記内因性MHC遺伝子の発現レベルが、形質導入後14日で少なくとも10%減少する、請求項16に記載の方法。
- 前記NKT細胞が、CD1d制限的NKT細胞である、請求項16~19のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1~15のいずれか一項に記載の組換え構築物を形質導入された、操作されたNKT細胞であって、前記NKT細胞における前記内因性MHC遺伝子の前記発現が、前記組換え構築物を形質導入されていない対照NKT細胞と比較して著しく抑制される、操作されたNKT細胞。
- 前記操作されたNKT細胞が、同種異系T細胞又はPBMCによる拒絶反応に対する改善された耐性を有する、請求項21に記載の操作されたNKT細胞。
- 前記操作されたNKT細胞が、同種異系ナチュラルキラー細胞による破壊に対する改善された耐性を有する、請求項21に記載の操作されたNKT細胞。
- 前記操作されたNKT細胞が、インビボで抗腫瘍活性を示す、請求項21に記載の操作されたNKT細胞。
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