JP2024515626A - 血液脳関門を横断し低減された液性応答を惹起する合理的ポリプロイドaavビリオン - Google Patents

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Abstract

本発明は、血液脳関門(BBB)を横断する合理的ポリプロイドアデノ随伴ウイルス(AAV)ビリオンの実質的に均一な集団であって、合理的ポリプロイドが、BBBを横断する任意のAAV血清型からのVP3ウイルス構造タンパク質を含む、集団に関する。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドは、対象への全身またはくも膜下腔内投与時にBBBを横断する。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンは、VP3タンパク質に加えて、少なくとも1つのVP1および/またはVP2ウイルス構造タンパク質を含む。一部の実施形態では、VP3カプシドタンパク質は、非ヒト霊長類からのものであり、一部の実施形態では、VP3カプシドタンパク質は、AAVアカゲザル血清型である。

Description

相互参照出願
本発明は、2021年4月16日に出願した米国特許仮出願第63/175,954号および2021年4月27日に出願した米国特許仮出願第63/180,414号の利益を合衆国法典第35巻第119条(e)項に基づいて主張するものであり、前記仮出願各々の内容は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
配列表
本願は、ASCII形式で電子的に提出した配列表を含み、この配列表は、その全体がこれにより参照により本明細書に組み込まれる。2021年4月26日に作成した前記ASCIIコピーは、046192-098020PL02_SL.txtという名であり、サイズ139,904バイトである。
発明の分野
本発明は、所望の特性を有する合理的ポリプロイドアデノ随伴ウイルス(AAV)粒子、ビリオンおよびウイルスカプシドの一群の産生のための方法、ビリオン、そのようなビリオンの実質的に均一な集団、実質的に均一な集団を産生するための方法、ならびにそれらの使用に関する。より具体的には、本発明は、血液脳関門(BBB)を横断する任意のAAV血清型からのVP3構造タンパク質を含むポリプロイドAAVビリオン粒子であって、ポリプロイドAAVビリオンが、全身またはくも膜下腔内投与時にBBBを横断するおよび/またはBBBの細胞に形質導入する、ポリプロイドAAVビリオン粒子に関する。
発明の背景
中枢神経系(CNS)疾患は、血液脳関門(BBB)がCNSへの多くの治療薬物の通過をほぼ完全に制限するため、最も処置が困難な疾患の一部である。アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターは、様々な中枢神経系(CNS)疾患の処置に幅広く使用されている。血液脳関門(BBB)の存在に起因して、AAVに基づくCNS疾患の処置の初期の試みは、主として頭蓋内注射によって行われた。例えば、中枢神経系(CNS;すなわち、脳および脊髄)の障害の処置において、AAVに基づく治療薬の送達は複雑であり、直接投与は、一般に、侵襲的外科手術を要し、全身投与した場合、血液脳関門が、AAVに基づく治療薬のCNSへの到達を妨げる。さらに、標的CNS組織への十分な形質導入を生じさせるために高用量のAAVに基づく治療薬が必要であり、したがって、必要とされる高容量を考えると副作用のリスク上昇および/または生産の難しさにつながる。末梢神経系(PNS;すなわち、脳および脊髄の外部の神経組織)は、治療介入のためにより利用しやすいと考えられ得るが、一部のPNS組織、例えば、後根神経節は、依然として標的とすることが難しい。AAV血清型AAV9は、BBBを横断して星状膠細胞に形質導入するその能力について幅広く研究されているが、その効率は、限られている。例えば、AAV9の全身性注射は、複数のCNS疾患についての臨床試験で評価されている。しかし、CNS疾患を処置するための全身性AAV注射の開発は、AAVのBBB横断効率、AAVにより送達される遺伝子の発現によって引き起こされる末梢毒性、および血液におけるAAVに対する免疫バリアなどの、多くの課題をいまだに伴う。
これまでに、12のAAV血清型および100より多くのバリアント、ならびにアカゲザル(AAVrh)およびチンパンジーをはじめとする動物および非ヒト霊長類AAV血清型が同定されている。異なる血清型カプシドは、組織または培養細胞において異なる感染力を有し、この感染力は、細胞表面の一次受容体および共受容体またはそれ自体の細胞内輸送経路に依存する。AAVベクターの適用は、安全だと証明されており、治療効果が示されているが、血清型間には、異なる形質導入および生体内分布プロファイルをはじめとする差があった。
一部の臨床試験では、前臨床マウス研究では高度な導入遺伝子発現を示すがヒト臨床試験では同様の遺伝子発現を欠いている、マウス、非ヒト霊長類およびヒトの間での導入遺伝子発現の明確に異なる種特異的な差についての報告があり、これには、治療不全につながる、AAVにより形質導入された肝細胞を根絶する潜在的なカプシド特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL)応答が含まれていた。したがって、これらの臨床試験からの結果は、ベクターカプシド負荷量を増加させずにAAV形質導入を増強するための有効な手法を探究する必要性を強調している。加えて、大多数の人々は、AAVに自然に曝露されている。結果として、人口の大部分は、血液および他の体液中に、AAVのある特定の血清型に対する中和抗体(Nab)が生じている。
アデノ随伴ウイルスに対する免疫応答の全範囲は、自然免疫応答、細胞障害性T細胞(CTL)応答および液性応答を含むと評価されている。既存の抗AAV免疫、特に、AAV血清型に対する中和抗体(NAb)は、AAVベクター媒介遺伝子送達の臨床応用の大きな課題として浮上してきた。いくつかの研究によって、一般に使用されるAAV血清型(例えば、AAV血清型1~9)に対する既存のNAbの保有率が論じられている。いくつかの研究によって、幼児期のAAVへの自然曝露による抗体の導入は、遺伝子治療ベクターとしてのAAVのその後の使用を損ない得ること、および/またはAAVベクターにより導入される強力な液性応答は、同じAAVベクターの反復投薬についての潜在的要件を損ない得ることが示されている(Hurlbut et al., Mol Ther, 2010, 18(11):1983;Manno et al., Nat Med, 2006, 12(3):342;およびWang et al., Blood, 2006, 107(5):1810;Calcedo et al., Front Immunol, 2013, 4, 341;これらの各々の内容は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる)。
したがって、AAVベクターに対する液性応答は、有効な遺伝子移入への/に対する有意な障壁となっており、その結果、AAVベクターは、標的細胞に侵入する前にクリアランスされることになる。AAVカプシドに対する抗体は、このウイルスの天然の宿主であるヒトに高度に見られ、カプシドタンパク質配列の相同性の程度によって広範な血清型と交差反応する。NAbは、in vivoでAAV媒介形質導入を効率的に遮断することができるので、ウイルスカプシドに対する液性免疫を克服するための戦略は、遺伝子移入成功を達成するために非常に重要である。
Hurlbut et al., Mol Ther, 2010, 18(11):1983 Manno et al., Nat Med, 2006, 12(3):342 Wang et al., Blood, 2006, 107(5):1810 Calcedo et al., Front Immunol, 2013, 4, 341
したがって、BBBを効率的に横断するAAVベクターであって、遺伝子治療薬物開発において非常に有益となる異なる形質導入効率および低減された免疫応答をはじめとする望ましい特徴の複合セットを有するAAVベクターをあつらえる必要がある。
発明の概要
本明細書における技術は、血液脳関門(BBB)を横断するおよび/または抗原性が低下された、合理的ポリプロイドまたはハプロイドAAVベクター、ビリオンまたはそれらの医薬組成物の実質的に均一な集団に関する。CNSへの遺伝子治療ベクターおよびウイルスベクターによる治療用遺伝子の送達が血液脳関門であることは周知である。血液脳関門は、血流中のある特定の化学物質および分子が横断して中枢神経系の細胞外液に入るのを防止する、内皮細胞の半透過性の境界である。本明細書では、本発明者らは、全身およびくも膜下腔内送達後にCNSおよびPNSへのベクター形質導入効率を上昇させるために1つより多くの血清型からの構造VPタンパク質を含むようにAAVビリオンを合理的に設計した。本発明の実施形態は、血液脳を効率的に横断することが公知のAAV血清型からのVP3ウイルス構造タンパク質が血液脳横断表現型の原因となるという驚くべき発見に基づく。それ故、合理的ポリプロイドを、血液脳関門を横断するように設計することができ、親血清型に対する免疫応答を回避し、例えば、その結果、中和抗体から逃れ、合理的ポリプロイドを作出する親血清型に対する液性応答をあまり惹起しないように設計することができる。
以前の報告は、合理的ポリプロイドなどの、2つまたはそれより多くのAAV血清型からのカプシドで構成されているAAVベクターの設計が、トロピズム、形質導入または抗原性などの性質の変更のために個々の血清型を利用することができることを示す。これらのポリプロイドウイルスの一部には、トロピズムおよび形質導入効率を変化させる能力、ならびに中和抗体(Nab)による中和を逃避する能力がある。
本発明者らは、ビリオンの合理的設計および産生を可能にする方法論を以前に発見しており、ビリオンは、カプシドタンパク質VP1、VP2およびVP3が、全て同じ血清型ではなく、少なくとも2つの異なる血清型に由来するということを指すために合理的ポリプロイドビリオンと呼ばれることもある。時には、カプシドタンパク質VP1、VP2およびVP3が少なくとも2つの異なる血清型からのものであるビリオンを指すために用語ハプロイドが使用され、カプシドタンパク質VP1、VP2およびVP3が3つの異なる血清型からのものであるビリオンを一般に指すために用語トリプロイドが使用される。特に、そのような合理的ポリプロイド、例えば合理的ハプロイドビリオン、およびそれらの産生方法は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第10,550,405号において開示されている。
本明細書での技術は、血液脳関門(BBB)を横断する任意のAAV血清型からのVP3構造タンパク質を含む合理的ポリプロイドアデノ随伴ウイルス(AAV)粒子、ビリオンおよびウイルスカプシドの均一な集団であって、ポリプロイドAAVビリオンが、全身またはくも膜下腔内投与時に、BBBを横断する、および/または脳循環によって脳への送達を可能にするように血液成分に形質導入する、均一な集団に一般に関する。一部の実施形態では、VP3カプシドタンパク質は、AAVアカゲザル(rhAAV)血清型などの非ヒト霊長類からのものである。合理的ポリプロイドAAVビリオンは、VP3タンパク質とは異なる血清型からの少なくとも1つのVP1および/またはVP2ウイルス構造タンパク質も含み得る。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンは、AAV8からのVP1カプシドタンパク質と、BBBを横断する任意のAAV血清型からの少なくとも1つのVP3カプシドタンパク質とを含む。一部の実施形態では、ウイルス構造タンパク質(例えば、VP1、VP2またはVP3のいずれか1つまたは複数)を、例えば、化学的に改変されたヌクレオチド、混合された血清型などに変化させることにより、改変することができる。
例えば、BBBを効率的に横断する任意のAAV血清型からのVP3構造タンパク質の、使用は、全身またはくも膜下腔内投与後にベクターの生体内分布および形質導入効率を変化させ、特に、AAVベクターのBBBを横断する能力およびCNSまたは末梢神経系(PNS)における1つまたは複数の組織に形質導入する能力の増大を示す。一部の実施形態では、本明細書で開示されるAAVポリプロイドビリオンは、生体内分布の変更、ならびに脳循環による脳(またはCNSもしくはPNS)へのAAV形質導入細胞の送達を可能にする、脳血管(BBV)および/または血液成分、例えば血液中の細胞、に形質導入するAAVベクターの能力の増大を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rh10、rh74、rh39、およびrh43からなる群から選択される任意の血清型からのVP3ウイルス構造タンパク質を含む。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、任意の非霊長類AAV血清型、例えばアカゲザルAAV血清型、からのVP3ウイルス構造タンパク質を含む。
一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、BBBを効率的に横断する血清型、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rh10、rh74、rh39、およびrh43などからの、VP1もしくはVP2構造タンパク質、またはVP1とVP2両方の構造タンパク質を含む。他の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、BBBを横断しない血清型からの、VP1もしくはVP2、またはVP1とVP2両方の構造タンパク質を含む。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、任意の非霊長類AAV血清型、例えば、rhesus血清型の少なくとも1つが異なるならば、アカゲザルAAV血清型(rhAAV、またはAAV rh)からの、VP1もしくはVP2、またはVP1とVP2両方の構造タンパク質を含む。あるいは、一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、非霊長類AAV血清型からのものではないVP1もしくはVP2、またはVP1とVPの両方を含む。本発明の合理的ポリプロイド集団のVP3が選択され得るAAV血清型の非限定的な例は、2018年12月19日に出願されたPCT/US2018/066551(WO2019126356A1)、または2014年9月12日に出願されたPCT/US2014/055490(WO2015038958)、またはMolecular Therapy: Methods & Clinical Development Vol. 20 March 2021に記載されており、これらの参考文献の各々は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。本発明の合理的ポリプロイド集団のVP3が選択され得るAAVアカゲザル血清型の非限定的な例は、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるGao et al., Journal of Virology, June 2004, pg 6381-6388に記載されているような、AAVrh10、AAV rh74、AAV rh39、AAV rh43、AAV rh38、AAV rh40、AAV rh2、AAV rh25、AAV rh57、AAV rh50、AAV rh49、AAV rh58、AAV rh61、AAV rh52、AAV rh53、AAV rh51、AAV rh64、AAV rh8、AAV rh1、AAV rh62、AAV rh48、AAV rh54、AAV rh55、AAV rh35、AAV rh37、AAV rh36、AAV rh13、AAV rh32、AAV rh33、AAV rh34である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、AAV8ベクターと比べて脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への増強された結合を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、AAV8、AAV9、PHP.BまたはPHP.eBと比べて脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への増強された結合を示す。一部の実施形態では、集団は、AAV8と比べて、少なくとも2倍増強された結合、少なくとも3倍増強された結合、少なくとも4倍増強された結合、少なくとも5倍増強された結合、少なくとも6倍増強された結合、少なくとも7倍増強された結合、少なくとも8倍増強された結合、少なくとも9倍増強された結合、少なくとも10倍またはそれより大きく増強された結合を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、AAV9、PHP.BまたはPHP.eBと比較してBMVECへの同等の結合を示す。一部の実施形態では、ハプロイドAAVビリオンの集団は、血液脳関門を効率的に横断しないAAV、例えば、AAV 8またはAAV 2またはAAV 5と比べて、脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への浸透の増進を示す。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、血液脳関門を効率的に横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、小脳および脊髄のうちの1つまたは複数への増強された形質導入を示す。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、髄質神経叢、頸神経叢、胸神経叢、腰神経叢および脈絡叢からなる群から選択されるCNS領域の1つまたは複数においてAAV2、AAV8またはAAV5のいずれか1つと比べて増強された形質導入を示す。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、CNSの細胞または組織に形質導入する。CNSの細胞は、これらに限定されないが、ニューロン(例えば、興奮性ニューロン、抑制性ニューロン、運動ニューロン、感覚ニューロン、自律神経ニューロン、交感神経ニューロン、副交感神経ニューロン、プルキンエニューロン、ベッツニューロンなど)、グリア細胞(例えば、ミクログリア、星状膠細胞、乏突起膠細胞)、および/または脳の支持細胞、例えば免疫細胞(例えば、T細胞)であり得る。CNSの組織は、これらに限定されないが、皮質(例えば、前頭皮質、頭頂皮質、後頭皮質、側頭皮質)、視床、視床下部、線条体、被殻、尾状核、海馬、嗅内皮質、基底核、または深部小脳核であり得る。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、PNSの細胞または組織に形質導入する。PNSの細胞または組織は、これに限定されないが、後根神経節(DRG)であり得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、CNSにおける生体内分布を有し、一部の実施形態では、CNSにおける生体内分布は、CNSにおけるAAV9の生体内分布と同じ(すなわち、同等)であるか、またはそれより大きい(すなわち、増加される)。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、少なくとも0.05vg/細胞、0.1vg/細胞、少なくとも0.2vg/細胞、少なくとも0.4vg/細胞、少なくとも0.6vg/細胞、少なくとも0.8vg/細胞、少なくとも1vg/細胞、少なくとも5vg/細胞、少なくとも10vg/細胞、少なくとも20vg/細胞、少なくとも25vg/細胞、または好ましくはそれより大きいvg/細胞値を有する。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、親AAV VP1またはAAV VP2血清型により惹起される液性応答と比較して少ないまたは低い液性免疫応答を惹起する-つまり、例えば、合理的ポリプロイドベクターが、AAV8血清型からのVP1および/またはVP2と、BBBを横断する血清型からのVP3とを含む場合、合理的ポリプロイドベクターにより惹起される液性応答は、AAV8親ビリオンと比較して少ない。液性応答の低減は、親AAV VP1またはAAV VP2血清型と比較して少なくとも10%、20%、30%、40%、または40%より高度であり得る。一実施形態では、液性応答は、親AAV VP3血清型により惹起される液性応答と比較して低減される。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、親AAV VP3血清型により惹起される液性応答と比較して少ないまたは低い液性免疫応答を惹起する-つまり、例えば、合理的ポリプロイドベクターが、AAV8血清型からのVP1および/またはVP2と、例えばAAVrh10またはAAVrh74などのAAVrh血清型をはじめとする、BBBを横断する血清型からのVP3とを含む場合、合理的ポリプロイドベクターにより惹起される液性応答は、AAVrh10またはAAVrh74親ビリオンと比較して少ない。一部の実施形態では、液性応答の低減は、親AAV VP3血清型と比較して少なくとも10%、20%、30%、40%、または40%より高度であり得る。実施形態のある特定の態様では、VP3は、非ヒトパルボウイルス血清型、例えば、本明細書でおよび実施例で開示のAAVrh10またはAAVrh74などのAAVrhから選択される。一部の実施形態では、親血清型に対する液性免疫応答と比較して低減された液性免疫応答に起因して、それは反復投薬を可能にし、例えば、本明細書で開示の合理的ポリプロイドベクターを、複数回、例えば、初回用量、続いて1または複数の後続の用量(例えば、ブースター)を投与することができる。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、VP1またはVP2またはVP3ウイルス構造タンパク質の親血清型に対する中和抗体から逃れる-つまり、例えば、合理的ポリプロイドベクターが、AAV8血清型からのVP1および/またはVP2と、BBBを横断する血清型からの、例えばAAV9血清型からの、VP3とを含む場合、合理的ポリプロイドベクターは、親AAV8および/またはAAV9血清型に対する中和抗体から逃れる。一部の実施形態では、親血清型に対する抗AAV中和抗体からの合理的ポリプロイドベクターの中和の量は、30%未満、または20%未満、または10%未満、またはさらには10%未満である。単に説明のために、一部の実施形態では、親血清型に対する抗AAV抗体が、親AAV血清型を50%中和する場合、親血清型に対する抗AAV抗体は、合理的ポリプロイドを40%、または30%、または20%、または10%、または10%未満、中和または不活性化する。
一部の実施形態では、本明細書で開示されるものは、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、VP1およびVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではなく、反復投薬が、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の第1の投与、およびVP1構造ウイルスタンパク質またはVP2構造ウイルスタンパク質の親AAV血清型の第2の投与を含む、集団に関する。
合理的ポリプロイドビリオンが低減された液性免疫応答を有することに起因して、本発明の中で説明されるような合理的ポリプロイドビリオンは、親AAV血清型での反復投薬を可能にし、例えば、反復投薬は、合理的ポリプロイドビリオンでの第1の投与と、合理的ポリプロイドビリオンのVP1またはVP2の構造タンパク質を提供するために使用された親AAV血清型の第2の投与とを含む。単に説明のために、AAV8-8-rh10の合理的ポリプロイドベクターは、第1の用量として投与され、第2の用量は、AAV8-8-8血清型であり得る。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドビリオンは、反復投薬を可能にし、反復投薬は、合理的ポリプロイドビリオンの第1の投与と、親AAV血清型VP3ウイルス構造タンパク質の第2の投与とを含み、VP3は、AAVアカゲザル血清型からのものである。単に説明のために、AAV8-8-rh10の合理的ポリプロイドベクターは、第1の用量として投与され、第2の用量は、AAVrh10-rh10-rh10血清型であり得る。
一部の実施形態では、ウイルスカプシドタンパク質のうちの少なくとも1つは、改変ウイルスカプシドタンパク質である。一部の実施形態では、ウイルスカプシドタンパク質のうちの少なくとも1つは、キメラウイルスカプシドタンパク質である。ウイルスカプシドタンパク質は、1個または複数個のアミノ酸の置換、挿入または欠失により改変され得る。一部の実施形態では、VPカプシドウイルスタンパク質のうちの少なくとも1つは、キメラのものではない。一部の実施形態では、VP1は、キメラVP1タンパク質である。一部の実施形態では、VP1およびVP2は、キメラのものであり、VP3のみが、非キメラのものである。例えば、任意の他の非AAV8ベクター、例えばrh10、rh74など、からのVP3のみと対にされた、キメラAAV2/8(AAV2のN末端およびAAV8のC末端)からのVP1/VP2で構成されている、ウイルス粒子のみ。別の実施形態では、VP3のみがキメラのものであり、VP1およびVP2は、非キメラのものである。別の実施形態では、ウイルスタンパク質のうちの少なくとも1つは、完全に異なる血清型からのものである。別の例では、キメラのものは存在しない。
一実施形態では、AAVゲノム(2つのAAV ITR間に位置する異種遺伝子を含む)をカプシド内封入している本明細書に記載されるAAV合理的ポリプロイドビリオンは、ウイルス構造タンパク質のうちの2つ、VP1およびVP3、のみで形成され得る。一実施形態では、そのようなAAV合理的ポリプロイドビリオンは、高次構造的に正しく、すなわち、T=1の正二十面体対称性を有する。一実施形態では、本明細書に記載されるAAVハプロイドビリオンは、感染性である。ITRは、任意の血清型、例えばAAV8もしくはAAV2からのITRであることもあり、または遺伝子治療のために単離されたAAVの12の血清型のいずれか、他の種、変異型の血清型、そのような遺伝子のシャフリングされた血清型、例えば、AAV1、AAV2、VP1.5、AAV4 VP2、AAV4 VP3、Rh10 VP3、Rh74 VP3、Rh74 VP2もしくは所望される、例えば表1で開示されるような、任意の他のAAV血清型からのITRであることもある。
一部の実施形態では、本明細書で開示されるAAV合理的ポリプロイドビリオンの実質的に純粋な集団は、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも1010個のビリオン、少なくとも1011個のビリオン、少なくとも1012個のビリオン、少なくとも1015個のビリオン、少なくとも1017個のビリオンである。一実施形態では、集団は、少なくとも100個のウイルス粒子である。一実施形態では、本明細書で開示されるAAV合理的ポリプロイドビリオンの集団は、10~1012個のビリオンである。
一実施形態では、集団は、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/mlであるか、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/mlであるか、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、ml当たり少なくとも1×1010vg、ml当たり少なくとも1×1011vg、ml当たり少なくとも1×1012vgである。一実施形態では、集団は、約1×10vg/ml~約1×1013vg/mlの範囲である。
脳もしくは脊髄の疾患もしくは障害またはニューロンもしくは神経変性疾患を処置するための方法に有用な本明細書で開示のポリプロイドAAVベクターの一部の実施形態では、治療効果を発揮するための例示的な用量は、少なくとも約1.0E12~4.0E12vg/kg、または約1.2E12~3.0E12vg/kg、または約1.2E12~2.5E12vg/kg、または約2.5E12~4.0E12vg/kgの力価である。
実質的に均一な集団は、本明細書に記載される所望のAAV合理的ポリプロイドのみの少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも93%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、または少なくとも99.9%である。一実施形態では、集団は、完全に均一である。したがって、本明細書に記載される技術の一部の態様は、実質的に均一なハプロイドまたは合理的ポリプロイドAAVビリオンを産生するための系であって、表1から選択される1つのAAV血清型のみからのVP1、ならびに必要に応じて、表1から選択される1つのAAV血清型のみからのVP2、およびBBBを効率的に横断する任意のAAV血清型、例えばAAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rh10、rh74、rh39およびrh43、からのVP3をコードする核酸を含むベクターを含む系に関する。一部の実施形態では、VP3タンパク質は、本明細書で開示の非ヒト霊長類、例えば、チンパンジーまたはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、例えば、AAVrh.10、AAVrh.74、AAVrh.73、AAVrh.75、AAVrh.76、rAAVrh.39、rAAVrh.43からのものである。一部の実施形態では、例示的な系は、(i)第1のAAV血清型のみからのVP1およびVP2をコードするが第1のAAV血清型からのVP3を発現しない核酸に動作可能に連結されたプロモーターであって、第1のAAV血清型が表1に収載される任意の血清型から選択される、プロモーターと、(ii)本明細書で開示のBBBを効率的に横断する任意のAAV血清型、例えばAAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rh10、rh74、rh39およびrh43、からのVP3タンパク質をコードする核酸に動作可能に連結されたプロモーターとを含む。
本明細書で提供される一態様は、血液脳関門を横断する際の使用に好適な合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、合理的ポリプロイドAAVビリオンが、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、任意のAAV血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、血液脳関門を効率的に横断し、VP1またはVP2の少なくとも一方の血清型とは異なるAAV血清型からのものである、集団であり;全身またはくも膜下腔内投与時に、血液脳関門(BBB)を横断する、ならびに/またはBBBの内皮細胞におよび/もしくはBBBを横断する血液成分に形質導入する、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を提供する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、集団は、血液脳関門を横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、血液脳関門(BBB)を越える形質導入活性の増強を示す。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、VP3ウイルス構造タンパク質は、AAVアカゲザル血清型である。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、VP3ウイルス構造タンパク質は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、AAVrh10、AAVrh74、AAVrh.39、およびAAVrh43からなる群から選択される、血液脳関門を効率的に横断する血清型からのものである。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、集団は、血液脳関門を効率的に横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、小脳および脊髄のうちの1つまたは複数への増強された形質導入を示す。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、前記合理的ポリプロイドAAVは、髄質神経叢、頸神経叢、胸神経叢、腰神経叢および脈絡叢からなる群から選択されるCNS領域の1つまたは複数においてAAV2と比べて増強された形質導入を示す。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、前記合理的ポリプロイドAAVは、AAV8と比べて脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への増強された結合を示す。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、集団は、CNSにおける生体内分布を有する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、CNS生体内分布は、少なくとも0.05vg/細胞、0.1Vvg/細胞、少なくとも0.2vg/細胞、少なくとも0.4vg/細胞、少なくとも0.6vg/細胞、少なくとも0.8vg/細胞、少なくとも1vg/細胞、少なくとも5vg/細胞、少なくとも10vg/細胞、少なくとも20vg/細胞、少なくとも25vg/細胞であり、または好ましくはそれより多い。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、血液脳関門を横断するAAV血清型から選択される、VP1またはVP2のどちらか。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、血液脳関門を横断しないAAV血清型から選択される、VP1またはVP2のどちらか。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAVアカゲザル血清型から選択されない、VP1またはVP2。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAVアカゲザル血清型から選択される、VP1またはVP2のどちらか。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、集団は、親AAV VP1またはAAV VP2血清型により惹起される液性応答と比較して少ない液性免疫応答を惹起する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、集団は、AAV VP1、VP2またはVP3ウイルス構造タンパク質の親血清型に対する中和抗体から逃れる。
本明細書で提供される一態様は、血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するための方法であって、本明細書に記載される合理的ポリプロイドAAVビリオンのいずれかについての集団を投与するステップを含む方法を提供する。
本明細書で提供される一態様は、第1および第2の投与を含む反復投薬(repeat doing)のための方法であって、反復投薬が、本明細書に記載される合理的ポリプロイドAAVビリオンのいずれかの第1の投与、およびVP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型の第2の投与を含み、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、VP1またはVP2が、Rhesus AAV血清型からのものでない、方法を提供する。
本明細書で提供される一態様は、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、VP1およびVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではなく、反復投薬が、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の第1の投与、およびVP1構造ウイルスタンパク質またはVP2構造ウイルスタンパク質の親AAV血清型の第2の投与を含む、集団を提供する。
本明細書で提供される一態様は、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、(a)AAV8ウイルス血清型から選択されるAAVウイルス構造タンパク質のVP1およびVP2と、(b)AAVアカゲザル血清型、AAV rh10またはAAVrh74、から選択されるVP3とを含み、
親AAV8血清型により惹起されるものよりも低減された液性応答を惹起する、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を提供する。
本明細書で提供される一態様は、第1および第2の投与を含む反復投薬のための方法であって、第1の投与が、本明細書に記載される合理的ポリプロイドAAVビリオンのいずれかについての集団であり、第2の投与が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型のものであり、第1の投与が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、VP1またはVP2が、Rhesus AAV血清型からのものでない、方法を提供する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、集団は、AAV VP1、VP2またはVP3ウイルス構造タンパク質の親血清型に対する中和抗体から逃れる。
本明細書で提供される一態様は、血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するための方法であって、本明細書に記載される合理的ポリプロイドAAVビリオンのいずれかについての集団を投与するステップを含む方法を提供する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、VP3タンパク質は、AAVrh10またはAAVrh74血清型からの変異VP3タンパク質である。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異AAVrh74 VP3タンパク質は、配列番号2のアミノ酸配列、もしくは配列番号2に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を有し、または変異AAVrh74 VP3は、配列番号2の以下の改変:N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのうちの少なくとも1つを含む。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異AAVrh10 VP3タンパク質は、配列番号5のAAVrh10_VP3核酸と比較してQ214N、S462NおよびD517E変異のうちの少なくとも1つまたは複数を含む配列番号5の核酸によりコードされるか、またはQ214N、S462NおよびD517Eから選択される少なくとも1つの変異を含む配列番号5に対して少なくとも85%の配列同一性の核酸配列を含む配列番号5の核酸によりコードされる。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、VP3タンパク質は、配列番号2もしくは3のアミノ酸配列、または配列番号2もしくは配列番号2に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を含むAAVrh74 VP3タンパク質であり、あるいは配列番号2のN263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのアミノ酸改変のうちの少なくとも1つを含む。
本明細書で提供される一態様は、本明細書に記載されるビリオンのいずれかについての実質的に均一な集団であって、少なくとも10個のビリオンである集団を提供する。
本明細書で提供される一態様は、5’から3’の方向に、(a)第1のプロモーターに動作可能に連結されたAAVrh10 VP3カプシドタンパク質をコードする第1の核酸、(b)第1のポリA配列、(c)repタンパク質をコードする第2の核酸、(d)AAV8 VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質をコードする第3の核酸であって、AAV8 VP3ウイルス構造タンパク質を発現することができない、第3の核酸、ならびに(e)第2のポリA配列を含む核酸を提供する。
本明細書で提供される一態様は、5’から3’の方向に、(a)第1のプロモーターに動作可能に連結されたAAVrh74 VP3カプシドタンパク質をコードする第1の核酸、(b)第1のポリA配列、(c)repタンパク質をコードする第2の核酸、(d)AAV8 VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質をコードする第3の核酸であって、第AAV8 VP3ウイルス構造タンパク質を発現することができない、第3の核酸、ならびに(e)第2のポリA配列を含む核酸を提供する。
本明細書で提供される一態様は、(a)本明細書に記載されるAAVビリオンのいずれか、および(b)少なくとも1つの末端反復配列と異種遺伝子とを含む核酸を含む、ウイルスベクターであって、核酸がAAVカプシドに封入されている、ウイルスベクターを提供する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、集団は、キメラまたは改変ウイルス構造タンパク質を含み、改変ウイルス構造タンパク質は、1個または複数個のアミノ酸の挿入、欠失または置換を含む。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、実質的に均一な集団は、親AAV血清型を含むビリオンの実質的に均一な集団と比較して、in vivoで血清中のVP1またはVP2構造タンパク質の親AAV血清型に対する有意に少ない抗AAV IgG抗体を産生する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、親AAV血清型は、AAV8である。
本明細書で提供される一態様は、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP3ウイルス構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型に対する中和抗体から逃れ、VP1およびVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではなく、反復投薬が、VP3構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型の集団の第1の投与、および合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の第2の投与を含み、合理的ポリプロイドビリオンのVP3構造タンパク質が、AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質VP3である、集団を提供する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質VP3は、変異AAV rh10 VP3ウイルス構造タンパク質からのものであるか、または変異AAV rh74 VP3ウイルス構造タンパク質からのものである。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異ウイルス構造タンパク質VP3は、N263、G264、T265、S26T、G268、T270、T274、E533からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異を含み、この場合のアミノ酸位置の全てが、AAV rh10またはAAVrh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異は、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533Kからなる群から選択される。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異ウイルス構造タンパク質VP3は、R727およびN737からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異をさらに含み、この場合のアミノ酸位置の全てが、AAVrh10のネイティブVP1配列番号付けに対応する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異は、R727HおよびN737Pからなる群から選択される。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異ウイルス構造タンパク質VP3は、R726およびN736からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異をさらに含み、この場合のアミノ酸位置の全てが、AAV rh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異は、R726HおよびN736Pからなる群から選択される。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、変異ウイルス構造タンパク質VP3は、581におけるWに対応するアミノ酸における、Wが2個の後続のV残基(VV)に置き換えられる変異をさらに含み、この場合のアミノ酸位置の全てが、AAV rh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質は、表1から選択される任意のAAV血清型である。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質は、AAV8である。
追加の実施形態では、本発明は、(a)本明細書で開示の合理的ポリプロイドAAVベクターと(b)少なくとも1つの末端反復配列を含む核酸とを含む、AAV合理的ポリプロイドウイルスベクターであって、核酸が、AAV合理的ポリプロイドウイルスによりカプシド内封入されている、AAV合理的ポリプロイドウイルスベクターを提供する。AAV合理的ポリプロイドウイルスベクターは、AAVハプロイド粒子であり得、本明細書で開示のAAV合理的ポリプロイドウイルスベクタータンパク質、カプシド、ウイルスベクターおよび/またはAAVハプロイド粒子は、薬学的に許容される担体をさらに含む組成物中に存在し得る。
さらなる実施形態では、本発明は、核酸を細胞に投与する方法であって、細胞を本発明のAAVハプロイドウイルスベクターおよび/または本発明の組成物と接触させるステップを含む方法を提供する。
核酸を対象に送達する方法であって、本発明のAAVハプロイドウイルスベクターおよび/または組成物を対象に投与するステップを含む方法も、本明細書で提供される。
加えて、障害または疾患の有益な処置における医薬の使用のための本発明のAAV8ハプロイドカプシドタンパク質、カプシド、ウイルスベクター、AAV粒子および/または組成物が、本明細書で提供される。
さらなる態様では、本発明は、反復投薬(すなわち、初回用量、および1、または2、または3、または4、または5、または5より多くの後続の用量またはブースター)を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型(rhAAV)から選択され、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP3ウイルス構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型に対する中和抗体から逃れ、VP1およびVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではなく、反復投薬が、VP3構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型の集団の第1の投与、および合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の第2の投与を含み、合理的ポリプロイドビリオンのVP3構造タンパク質が、AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質である、集団を提供する。一部の実施形態では、VP3構造タンパク質は、rhAAVからの改変VP3タンパク質、例えば、rh10またはrh74からの改変VP3タンパク質である。一部の実施形態では、改変VP3タンパク質は、本明細書で開示のrh10-LP2 VP3タンパク質である。一部の実施形態では、改変VP3タンパク質は、本明細書で開示のrh74-LP2 VP3タンパク質である。
一部の実施形態では、反復投薬が、合理的ポリプロイドAAVビリオンの第1の投与、およびアカゲザル血清型の親AAV VP3ウイルス構造タンパク質の第2の投与を含み、合理的ポリプロイドビリオンのVP3構造タンパク質が、AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質VP3である、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方とAAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み、VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択される、集団であり、VP3ウイルス構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型に対する中和抗体から逃れ、VP1およびVP2の少なくとも一方が、Rhesus AAV血清型からのものではない、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。一部の実施形態では、VP1構造タンパク質とVP2構造タンパク質の両方が、Rhesus AAV血清型からのものではない。
親AAVアカゲザル血清型に対する中和Abから逃れることができる、アカゲザル改変VP3タンパク質(例えば、本明細書で開示の改変:N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R727H、N737Pのうちのいずれか1つもしくは複数を含むrh10-VP3タンパク質、またはN263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのうちのいずれか1つもしくは複数を含むrh74-VP3タンパク質)を含む合理的ポリプロイド。一部の実施形態では、集団は、親AAV VP1血清型またはAAV VP2血清型に対する中和Abから逃避することができ、VP1またはVP2は、アカゲザル血清型からのものではない。
本発明のこれらのおよび他の態様は、下記に示される本発明の説明の中でより詳細に取り上げられる。
本特許出願は、カラーで作成された少なくとも1つの図面を含む。カラー図面を伴う本願公報のコピーは、請求し、必要料金を支払うと、特許商標庁によって提供されるであろう。添付の図面は、本発明の態様を説明する。
例として与えられるが、記載される特定の実施形態に本発明を限定するように意図されたものではない、以下の詳細な説明は、参照により本明細書に組み込まれる添付の図面と組み合わせることで理解され得る。本発明の様々な好ましい特徴および実施形態が、非限定的な例として、添付の図面に関連して、これから説明される。
図1A~1Bは、本明細書で開示のAAV8ハプロイドの生成のためのオールインワン構築物の概略図を示す。図1Aは、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ベクターの生成のための構築物であって、(i)AAVrh10血清型またはAAVrh74血清型からのVP3タンパク質をコードする核酸、続いてポリA配列に動作可能に連結されているプロモーター、(ii)Rep 2遺伝子(例えば、プロモーターp5、p15およびp40を含む)をコードする核酸配列、ならびに(iii)AAV8血清型からのVP1およびVP2をコードする核酸を含み、VP3カプシドタンパク質発現のためのスタート開始コドンが不活性化されている、構築物の概略図を示す。この構築物は、in vitroでのハプロイドAAV8ウイルスの生成に使用され得る。図1Bは、AAV8-8-rh74ハプロイドベクターの生成のための例示的なプラスミドマップを示す。 同上。
図2は、AAV8-8-rh10(左側)およびAAV8-8-rh74(右側)ハプロイドウイルス(VPサブユニットは異なる形で結合し得るので、1つの集団からの4つのランダムカプシド)の構造モデルを示し、赤色は、AAV8 VP1またはVP2カプシドタンパク質によるビリオンの表面であり、緑色は、AAVrh10血清型からのVP3カプシドタンパク質の描写を示し、青色は、AAVrh74血清型からのVP3カプシドタンパク質からの表面描写を示す。
図3は、AAVrh10血清型(左側)またはAAVrh74血清型(右側)からのVP3カプシドタンパク質の三次タンパク質構造の刺激およびモデリングを示す。
図4:親血清型、AAV88rh.10およびAAV88rh.74ハプロイド、AAVrh.10残基をAAVrh.74における対応する残基に置き換える変異体、ならびに親AAVrh.10 VP3の代わりにこれらの変異体を使用することの結果として生じるハプロイドについての界面解析。Y軸は、VP3サブユニットと、直接接触している全ての隣接サブユニットとの間の計算相互作用エネルギーを示す。各複合体を相互作用エネルギーの計算の前に最小化し、このプロセスを複合体ごとに30回反復した。相互作用エネルギーの平均値をウィルコクソンのペアワイズ検定により比較した。箱ひげ図の上部の異なる表示文字は、群間の統計的有意差を表す。
図5は、VP3 AAV8カプシドタンパク質の翻訳を防止するための、2つのアミノ酸置換M203VおよびM211Vに至るための2つのATG開始コドンのGTGへの改変を示す、AAV8血清型からのVP1およびVP2を含むAAV8ハプロイドの生成のための構築物の概略図を示す。図5は、出現順に配列番号28~40をそれぞれ開示する。
図6は、AAV8と比較して、またはAAV8-8-VP3KOの場合の、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドからのVP1、VP2およびVP3タンパク質の発現を示すウェスタンブロットからの結果を示す。上のパネルは、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの産生のための構築物についての図1に示されている概略図であり、下のパネルは、AAV8ベクター、またはAAV8-8-rh10もしくはAAV8-8-rh74ハプロイドに感染させたPro10細胞のウェスタンブロット解析、ならびにAAV8血清型からのVP1およびVP2とAAVrh74(レーン1)またはAAVrh10(レーン2)またはAAV8(レーン4)からのVP3とを検出するために使用した抗CAP抗体を示す。レーン3は、VP3カプシドタンパク質発現の非存在を示し、これは、VP3 AAV8カプシドタンパク質の翻訳および発現を防止するアミノ酸置換M203VおよびM211Vに至るように2つのATG開始コドンがGTGに変えられている核酸を含む構築物から、VP3が発現されないことを示す。
図7は、AAV8ベクター(AAV8-8-8[WT])またはAAV8-VP3KO(AAV8-8-VP3KO)と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドのゲノム保護アッセイの結果を示す。
図8は、AAV8-8-rh10生産性がAAV8およびAAVrh10対照に匹敵したことを示す、qPCRおよびELISAによって決定されたAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの比生産性についての表である。AAV8-8-rh74は、AAV8-8-rh10および対照と比較して低い生産性レベルであった。統計学的に有意でない平均値の比較。
図9A~9Bは、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの親和性クロマトグラフィー結果およびAEXクロマトグラフィーを示す。図9Aは、産生中のより低いパッケージング効率を示唆する、AAV8-8-rh74ハプロイドのより低いSEC 260/280値(矢印を参照されたい)を示す、親和性クロマトグラフィー結果を示す。図9Bは、親和性クロマトグラフィーの後に、空のカプシドをフルカプシドから分離するためにイオジキサノール密度勾配超遠心分離(DGUC)プロセスステップを行い、イオジキサノールプールを希釈し、AEXカラムに負荷する、AEXクロマトグラフィーを示す。1.3により近い(約75%またはそれより高い)SEC 260/280値は、フルカプシドAAV8-8-rh74値のエンリッチメント成功(矢印)が、より低いエンリッチメントを示す1.1であることを示唆する。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
図10A~10Dは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドからのqPCRおよびELISAにより決定された産物回収率についての結果を示す。図10Aは、AAV8対照からの産物回収率を示し、図10Bは、AAVrh10対照からの産物回収率を示す。AAV8およびAAVrh10についての現行の生成プロセスの回収率は、qPCRアッセイに基づいて8~12%であり、AAV8およびAAVrh10対照の回収率は、互いに匹敵する。図10Cは、全回収率がAAV8およびAAVrh10対照(それぞれ、図10Aおよび10B)に匹敵することを示す、ルシフェラーゼ遺伝子を含むAAV8-8-rh10ベクターからの産物回収率を示す。図10Dは、5%の未満の全回収率を示す、ルシフェラーゼ遺伝子を含むAAV8-8-rh74ベクターからの産物の回収率を示し、初期生産性が低いほど低い回収率に至るが、DSP単位操作は、親和性クロマトグラフィーで出発して、より低い回収率(約5~12%)を報告する。 同上。 同上。 同上。
図11A~11Cは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの電気泳動図解析を示す。図11Aは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドのVP1、VP2およびVP3の比を示す。図11Bは、AAV8対照の電気泳動図解析(3つの個々の調製物のオーバーレイ)を示す。図11Cは、AAV8-8-rh10ハプロイド(下側)およびAAV8-8-rh74ハプロイド(上側)の電気泳動図解析を示す。 同上。 同上。
図12A~12Bは、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの代表的な電気泳動図解析を示す。図12Aは、AAV8参照材料、およびAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ビリオンの各々を示す、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの2つの代表的な電気泳動図のグラフを示す。図12Bは、異なる血清型が3つのカプシドタンパク質の異なる相対比を有する、AAV5およびAAV9血清型の代表的な電気泳動図のグラフを示す。 同上。 同上。
図13A~13Bは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してPro10細胞におけるAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの形質導入効率の結果を示す。図13Aは、各AAV8ハプロイドベクターの形質導入有効性を決定するためのプロトコールの概略図を示し、ベクターの生成のためのプラスミドが、Pro10産生細胞系に形質導入するために使用される。図13Bは、2つの実験の100K MOIでの形質導入の効率の結果(左側および中央のグラフ)、ならびにAAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの複合メタ解析の結果(右側のグラフ)を示し、これらの結果は、Pro10細胞に形質導入するハプロイドベクターの能力に多少の差があることを示した:AAV8-8-Rh74ハプロイドは、AAV8対照と同様にPro10細胞に形質導入した。統計は、ANOVA+チューキー検定により行った。 同上。
図14A~14Bは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドによるAAV8中和抗体からの逃避を示す。図14Aは、2つの実験からの結果(左側および中央のグラフ)および複合メタ解析からの結果(右側のグラフ)を示し、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドが、AAV8およびAAVrh10対照と比較して中和Ab AAV8 1/100から効率的に逃避することができ、したがって、対照と比較して低いルシフェラーゼ阻害%を示すことを示唆している。図14Bは、2つの実験からの結果(左側および中央のグラフ)および複合メタ解析からの結果(右側のグラフ)を示し、AAV8およびAAVrh10対照と比較して中和Ab AAV8 1/200から効率的に逃避する上でのAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの高い効率を、対照と比較して低いルシフェラーゼ阻害%により示唆される通り、示す。 同上。
図15(実験1、実験2および複合メタ解析)は、AAV8中和Ab(AAV8を接種したマウスからの血清)の存在下でAAV8媒介ルシフェラーゼ発現は用量依存的に影響を受けたが、AAV8-8-rh74媒介ルシフェラーゼ発現はAAV8中和抗体の存在下でも非存在下でも(黒色の棒)影響を受けなかったことを示す。統計は、ANOVA+チューキー検定により行った。
図16(実験1、実験2および複合メタ解析)は、AAV8中和Abを含むAAV8接種マウスからの血清の存在下で、AAV8-8-rh10媒介ルシフェラーゼ発現がAAV8対照(図15に示されている通り)とほぼ同様に影響を受けたことを示す。図16の下方のパネルにより示唆されるように、AAV8中和Ab(AAV8血清)は、AAVrh10に対する交差反応を示した。統計は、ANOVA+チューキー検定により行った。
図17A~17Bは、ヒト線維芽細胞系GM16095細胞においてAAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの形質導入効率の結果を示す。図17Aは、各AAV8ハプロイドベクターの形質導入有効性を決定するためのプロトコールの概略図を示し、ベクターの生成のためのプラスミドが、神経細胞系GM16095に形質導入するために使用される。図17Bは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの100K MOIでの形質導入の効率についての結果を示し、これらの結果は、GM16095細胞に形質導入するハプロイドベクターの能力に多少の差があることを示した:AAV8-8-Rh74ハプロイドは、AAV8またはAAVrh10対照より有意に効率よくGM16095細胞に形質導入したが、AAVrh10は、このGM16095細胞系においてAAV8より効率が高かった。統計は、ANOVA+チューキー検定により行った。 同上。
図18A~18Bは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh74ハプロイドによるGM16095細胞におけるAAV8中和抗体(Nab)からの逃避を示す。図18Aは、AAV8を接種したマウスの血清におけるNAbが、AAV8でのGM16095細胞への形質導入を用量依存的に阻害したことを示す。AAV8-8-Rh74ハプロイドベクターは、抗AAV8 NAbから効率的に逃避し、NAbの存在下と非存在下でルシフェラーゼ導入遺伝子発現に差は見られなかった。AAV8-8-Rh10ハプロイドでの形質導入は、AAV8対照と比べて同程度、NAbによって阻害された。抗AAV8 NAbの交差反応性がAAVRh10して検出された。図18Bは、1/100または1/200でAAV8を接種したマウスの血清におけるNAbが、AAV8およびAAV8-8-rh10でのGM16095細胞への形質導入を阻害したが、AAV8-8-rh74でのGM16095細胞への形質導入を1/100濃度でも1/200濃度でも阻害しなかったことを示し、これは、AAV8-8-Rh74ハプロイドベクターは抗AAV8 NAbから逃避することができたが、AAV8-8-Rh10ハプロイドでの形質導入はAAV8対照と比べて同程度、NAbによって阻害されたことを実証する。抗AAV8 NAbの交差反応性がAAVRh10に対して検出された。 同上。
図19A~19Bは、AAV8ハプロイドベクターによるin vitroでのPro10細胞への形質導入の効率、およびAAV8-8-rh74ハプロイドのPro10細胞における中和抗体(Nab)からの逃避を、AAV8およびAAVrh10対照と比較して示す。図19Aは、100K MOI(左側)で、ならびに1/100(中央)および1/200濃度でのAAV8血清の存在下で、AAV8またはAAVrh10と比較したPro10細胞へのAAV8-8-rh74形質導入のより高い効率を示す。図19Bは、AAV8を接種したマウスの血清におけるNAbが、AAV8でのPro10細胞への形質導入を用量依存的に阻害したことを示す。AAV8-8-Rh74ハプロイドベクターは、抗AAV8 NAbから逃避することができ、NAbの存在下と非存在下でAAV8-8-rh74媒介ルシフェラーゼ導入遺伝子発現に差は見られなかった。AAV8-8-Rh10ハプロイドでの形質導入は、AAV8対照と比べて同程度、NAbによって阻害された。抗AAV8 NAbの交差反応性がAAVRh10に対して検出された。 同上。
図20は、in vivoでマウスにおいてAAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの形質導入の生体内分布を解析するためのプロトコールを示す概略図である。実験を4群のマウスを用いて行い、各群は、群内に5匹を有し、各群内の4匹のマウスに実験ベクターを注射し(実験マウス)、1匹を無処置で放置した(対照マウス)。マウスに、5×1010vg/マウスの対照AAV8(対照マウス)、あるいはAAVrh10またはハプロイドAAV8-8-rh10もしくはAAV8-8-rh74(実験マウス)を静脈内注射した。
図21A~21Dは、ルシフェラーゼ実験により決定されたin vivoでのAAV8ハプロイドからの形質導入の生体内分布を示す。図21Aは、AAV8(群1)およびAAVrh10(群4)対照と比較してAAV8-8-rh10(群2)またはAAV8-8-rh74(群3)ハプロイドの注射後7日目(dpi)での30秒露光後のルシフェラーゼ発現の腹側生体内分布を示し、全身性の生体内分布も、脳および脊髄におけるならびに血液脳関門を横断するAAV8-8-Rh74の有意な分布も示す、AAV8-8-Rh74ベクターの異なる生体内分布を示す。図21Bは、AAV8(群1)およびAAVrh10(群4)対照と比較してAAV8-8-rh10(群2)またはAAV8-8-rh74(群3)ハプロイドの注射後7日目(7dpi)での1分露光後のルシフェラーゼ発現の腹側生体内分布を示し、AAV8-8-Rh74の有意により高度な分布を示し、21Aに示されている結果を確証する。図21Cは、AAV8(群1)およびAAVrh10(群4)対照と比較してAAV8-8-rh10(群2)またはAAV8-8-rh74(群3)ハプロイドの注射後7日目(7dpi)における自動露光後のルシフェラーゼ発現の腹側生体内分布を示し、これは、4群全てにおける基礎生体内分布レベルを示し、ひいては他の群と比較してAAV8-8-rh74の生体内分布の有意な向上をさらに裏付ける。図21Dは、7日後のルシフェラーゼ発現の背側対腹側像の全光束(p/s)のグラフ表現である。統計は、ANOVA+チューキー検定(マウスn=4/群)により行った。同様の結果が注射後14日および21日目に得られ、AAV8-8-rh74は、in vivoで他の群と比較して全身性の生体内分布の向上を、例えばCNSおよび他の組織において、一貫して示す。統計は、ANOVA+チューキー検定(マウスn=4/群)により行った。同様の結果が注射後14日および21日目に得られ、AAV8-8-rh74は、他の群と比較して全身性の生体内分布の向上を、例えばCNSおよび他の組織において、一貫して示す。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
図22は、AAVrh74からのVP3カプシドタンパク質(下側の配列)と比較したAAVrh10からのVP3カプシドタンパク質(上側の配列)のアミノ酸配列アラインメントであって、これらの配列が4領域においてのみ異なることを示すアラインメントを示す。
図23A~23Cは、AAVrh.10(緑色)をAAVrh.74(青緑色)に対して示す。両方の血清型からのVP3ドメインは、5つの位置においてのみ異なる:Q417N(赤色)、VV581W(青色)、S665N(赤紫色)およびD720E(橙色)[VP1カプシドタンパク質のアミノ酸配列からの命名法/番号付けを使用]。図23Aは、目的の残基を記載の通り着色した、AAVrh.74からのVP3カプシドタンパク質に対するAAVrh.10からのVP3カプシドタンパク質の重ね合わせ三次構造を示し、その一方で図23Bは、AAVrh10カプシドの表面、図23Cは、AAVrh74カプシドの表面を、前述の色の規定に従って示す。図23Bおよび23Cは、417を除いて全ての位置が溶媒(およびNAb)に接触可能であることを明らかに示す。AAVrh.10におけるQ417とAAVrh.74におけるN417の両方は埋もれている(表面に赤色パッチがない)ため、それらは、NAbによる認識のいかなる差の原因にもならない可能性が高い。581および/または665および/または720位は、AcNによるAAVrh.10のAAVrh74とは異なる認識の原因となり得、このことは、それらを含有するハプロイドに広げられる。
図24は、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイド間のプロテアーゼ切断プロファイルに由来する。49のプロテアーゼからの19のプロテアーゼにおける切断の変量の数値を解析した。これらから、以下の群が強調され得る:(i)カテプシンK(予測セットにおける唯一のリソソーム酵素)。AAVrh.74は、追加の切断部位を有する。(ii)マトリックスメタロペプチダーゼ-1、-2、-3および-9。AAVrh.74は、-1および-3については1部位を失い、MMP-2および-9については1部位を得る。カテプシンKと同様に、カプシドがそれらの正常な生体内分布および感染プロセスにおいてこれらの酵素と接触し得る可能性が高い。(iii)グランザイム、エラスターゼ、カテプシンGおよびカスパーゼ:これらの酵素は、ウイルスに対する免疫応答に関連する可能性がある。(iv)ペプシンおよびキモトリプシンは、消化酵素である。
図25A~25Dは、AAV8およびAAVrh10対照と比較してAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの液性免疫応答を示す。図25Aは、抗AAV8 IgGレベル(1/1000の血清希釈度)を示し、図25Bは、抗AAV8 IgGレベル(1/5000の血清希釈度)を示し、これらは、AAV8を注射したマウスと比較して両方のハプロイドベクターを接種したマウスの血清において有意に低下した抗AAV8 IgGレベルが検出されたことを示す。AAV8に対する交差反応性は、試験した血清希釈度でAAVrh10を接種したマウスからの血清では見られなかった。図25Cは、抗AAVrh10 IgGレベル(1/1000の血清希釈度)を示し、図25Dは、抗AAVrh10 IgGレベル(1/5000の血清希釈度)を示し、AAVrh10の免疫原性がAAV8より有意に低かったこと、および試験した血清希釈度でAAVrh10を接種したマウスと実験群の残部との間に抗AAVrh10 IgGレベルの有意差が認められなかったことを示す。統計は、ANOVA+チューキー検定(マウスn=4/群)により行った。
図26A~26Bは、Nabの存在下での、例えば、AAV8を接種したマウス(群1)、AAV8-8-rh10を接種したマウス(群2)、AAV8-8-rh74を接種したマウス(群3)、AAVrh10を接種したマウス(群4)、および無処置対照(群5)からの血清の存在下での、AAV8、AAVrh10、ハプロイドAAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74に対する液性免疫応答、ならびにAAV8媒介GM16095細胞形質導入を示す。図26Aは、AAV8血清によるGM16095細胞へのAAV8媒介形質導入の用量依存的な中和を示すが、AAV8媒介形質導入は、AAV8-8-rh10ハプロイドを接種したマウス(群2)、またはAAV8-8-rh74ハプロイドを接種したマウス(群3)、またはAAVrh10を接種したマウス(群4)、または無処置対照(群5)からの血清(1/100、または1/200、または1/400の希釈度)の存在下では中和されなかった。図26Bは、AAV8-8-rh10ハプロイドからでもAAV8-8-rh74ハプロイドからでもAAVrh10からでもなく、AAV8のみからのルシフェラーゼ発現の阻害を示す、1/100の希釈度(左側)または1/200の希釈度(右側)でのAAV8血清による中和のグラフを示し、これらの濃度でのAAV8血清が、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドによるトランスフェクション効率も形質導入効率も中和しないことを明らかにする。 同上。
図27A~27Bは、Nab、例えば、AAV8を接種したマウス(群1)、AAV8-8-rh10を接種したマウス(群2)、AAV8-8-rh74を接種したマウス(群3)、AAVrh10を接種したマウス(群4)、および無処置対照(群5)からの血清の存在下での、AAV8、AAVrh10、ハプロイドAAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74に対する液性免疫応答、AAVrh10媒介GM16095細胞形質導入を示す。図27Aは、AAVrh10でのGM16095細胞形質導入の中和が、試験したいずれの希釈度(1/100、1/200および1/400)のAAVrh10を接種したマウス(群4)からの血清でも検出されなかったことを示す。図27Bは、AAV8、AAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74からのルシフェラーゼ発現の阻害を示す、1/100の希釈度(左側)または1/200の希釈度(右側)でのAAVrh10による中和のグラフであって、AAVrh10血清に対するそれらの交差反応性を示唆するグラフを示し;AAV8、AAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74からのルシフェラーゼ発現の阻害を示す、1/100の希釈度(左側)または1/200の希釈度(右側)でのAAVrh10血清による中和のグラフであって、AAVrh10血清に対するそれらの交差反応性を示唆するグラフを示す。 同上。
図28は、AAV8-8-rh74ハプロイドの生成のための構築物(上側の構築物)またはAAV8-8-rh10ハプロイドの生成のための構築物(下側の構築物)の概略図を示す。AAVrh74からのVP3カプシドタンパク質(下側の配列)と比較してAAVrh10からのVP3カプシドタンパク質(上側の配列)のアミノ酸配列アラインメントも示し、これらの配列が4つの領域;AAVrh10からのVP3カプシドタンパク質のアミノ酸配列(図22にも示されている)からの命名法/番号付けを使用する場合、Q214N、VV378W、S462N、D517E、においてのみ異なることを示す。AAVrh10のVP1カプシドタンパク質によると対応するアミノ酸位置は、Q417N、V581(del)V582W、S665NおよびD720Eである。 同上。
図29A~29Cは、アミノ酸改変を含むAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの生産収率を示す。図29Aは、AAV8-8-rh74(未改変)からの収率と比較してAAV8-8-rh74(W581VV)(AAV8-8-rh74vvとも呼ばれる)の収率の4倍より大きい増加を示し、この収率は、AAV8-8-rh10の収率と同様である。図29Aでは、AAVrh74vvは、AAV8-8-rh74 581-W582V(本願を通してW581VVと交換可能に使用される)として表されている。rh74 VP3タンパク質のN417QおよびN664SおよびE719Dの改変は、収率を改善しなかった(AAV8-8-rh74(N417Q)、AAV8-8-rh74(N664S)、AAV8-8-rh74(E719D)を参照されたい)。3つの独立した形質導入実験からの結果が示されている。図29Bは、AAV8-8-rh10(V581del)およびAAV8-8-rh10(V582W)は未改変AAV8-8-rh10と比較して収率を有意に低下させたが、AAV8-8-rh10(S665N)およびAAV8-8-rh10(D720E)は未改変AAV8-8-rh10と比較して収率に有意な影響を与えなかったことを示す。まとめると、図29Aおよび図29Bは、正変異および復帰変異により、Rh10からのVP3カプシドタンパク質のアミノ酸581および582位がウイルス産生に重要であることを裏付ける。図29Cは、DNaseおよびプロテイナーゼK処理後にITR-qPCR解析を使用して、Q417N、S665NおよびD720Eがウイルス産生にあまり影響を与えなかったが、V581delおよびV582Wが未改変AAV8-8-rh10と比較してウイルス産生を低減させたことをさらに裏付け;DNaseおよびプロテイナーゼK処理後にITR-qPCR解析を使用して、Q417N、S665NおよびD720Eがウイルス産生にあまり影響を与えなかったが、V581delおよびV582Wが未改変AAV8-8-rh10と比較してウイルス産生を低減させたことをさらに裏付ける。 同上。
図30A~30Cは、AAV8-8-rh74ベクターを静脈内投与したマウスからの脳および脊髄組織におけるルシフェラーゼ導入遺伝子の遺伝子発現を示し、これは、AAV8-8-rh74ベクターが血液脳関門(BBB)を横断することを裏付ける。図30Aは、2.5×1012vg/kgのAAVベクターのi.v.投与の28日後に組織を収集し、ルシフェラーゼ転写物をRT-PCRにより評価することを示す、脳、脊髄および小腸におけるハプロイドAAV8-8-Rh74またはAAV8-8-Rh10ベクターの生体内分布を評価するためのプロトコールを示す。図30Bは、2.5×1012vg/kgのAAVRh10、AAV8、AAV8-8-Rh74またはAAV8-8-Rh10(n=4)のいずれかのi.v.投与の28日後のマウスの脳組織におけるルシフェラーゼのRT-PCRの結果を示す。図30Cは、2.5×1012vg/kgのAAVRh10、AAV8、AAV8-8-Rh74またはAAV8-8-Rh10(n=4)のいずれかのi.v.投与の28日後のマウスの脊髄組織におけるルシフェラーゼのRT-PCRの結果を示す。 同上。 同上。
図31は、AAV8-8-rh74ベクターが、AAVRh10、AAV8、およびAAV8-8-Rh10と比較して有意なトロピズムを有し、小腸に効率的に形質導入することを実証する、AAVRh10、AAV8、AAV8-8-Rh74またはAAV8-8-Rh10(n=4)の静脈内投与の28日後のマウスの小腸におけるルシフェラーゼ導入遺伝子の遺伝子発現を決定するためのRT-PCRの結果を示す。
図32は、表9、10、11および12を示す。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
発明の詳細な説明
本発明は、次に、本発明の代表的な実施形態が示されている添付の図面を参照して説明される。しかし、本発明は異なる形態で実施することができ、本明細書で示される実施形態に限定されると見なすべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底した完全なものになるように、また本発明の範囲を当業者に十分に知らせるために、提供される。
別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての専門および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者により一般に理解されているのと同じ意味を有する。本明細書での本発明の説明において使用される用語法は、特定の実施形態を説明することを目的にしたものに過ぎず、本発明を限定することを意図したものでない。本明細書で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、受託番号および他の参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の説明および添付の特許請求の範囲におけるAAVカプシドウイルス構造タンパク質中の全てのアミノ酸位置の指定は、VP1カプシドサブユニット番号付け(ネイティブAAV8 VP1カプシドタンパク質:GenBank受託番号AF513852.1、タンパク質ID:AAN03856.1)に関するものである。本明細書に記載される改変が、AAV cap遺伝子に挿入された場合、カプシドサブユニットを構成する構造ウイルスタンパク質VP1、VP2および/またはVP3の改変につながり得ることは、当業者には理解されるであろう。あるいは、カプシドサブユニットを独立して発現させて、カプシドサブユニットうちの1つだけまたは2つ(VP1、VP2、VP1+VP2)の改変を達成することができる。
特に、以前の研究で、本発明者らは、複数の血清型からのVPを使用することによるポリプロイド(例えば、ハプロイド)AAVベクターが、異なる生体内分布、特定の組織、例えば肝臓でのより高度な形質導入を生じさせる結果となることを実証した。
本明細書での技術は、血液脳関門(BBB)を横断する任意のAAV血清型からのVP3構造タンパク質を含む合理的ポリプロイドアデノ随伴ウイルス(AAV)粒子、ビリオンおよびウイルスカプシドの均一な集団であって、ポリプロイドAAVビリオンが、全身またはくも膜下腔内投与時に、BBBを横断する、ならびに/またはBBBの細胞にもしくは脳血管(BBV)内皮細胞(BBV-EC)におよび/もしくはBBBを横断する血液成分に形質導入する、均一な集団に一般に関する。一部の実施形態では、VP3カプシドタンパク質は、非ヒト霊長類からのものであり、一部の実施形態では、VP3カプシドタンパク質は、AAVアカゲザル血清型である。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンは、VP3タンパク質に加えて、少なくとも1つのVP1および/またはVP2ウイルス構造タンパク質を含む。特定の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンは、AAV8からのVP1カプシドタンパク質と、BBBを横断する任意のAAV血清型からの少なくとも1つのVP3カプシドタンパク質とを含む。
一部の実施形態では、BBBを横断することができる、ならびに/またはBBBの細胞にもしくは脳血管(BBV)内皮細胞(BBV-EC)におよび/もしくはBBBを横断する血液成分に形質導入することができる、本明細書で開示される合理的ポリプロイドアデノ随伴ウイルス(AAV)粒子の均一な集団は、AAV8-8-rh10、AAV8-8-rh74、AAV8-8-rh74vv、AAV8-8-rh10LP2、AAV8-8-rh74LP2、AAV8-8-rh74vvLP2のうちのいずれかから選択され得る。一部の実施形態では、BBBを横断する、ならびに/またはBBBの細胞にもしくはBBV-ECにもしくはBBBを横断する細胞に形質導入する、そのようなAAVハプロイドビリオンは、AAV8 VP1およびVP2構造タンパク質(例えば、配列番号7および8)を含むこともあり、または配列番号7もしくは8の改変タンパク質と、rh10 VP3(配列番号1)、rh74 VP3(配列番号3)、rh74vv VP3(配列番号2)、rh10-LP2 VP3タンパク質(配列番号14)、rh74-LP2 VP3タンパク質(配列番号17)、およびrh74vv-LP2 VP3タンパク質(配列番号15)のうちのいずれかから選択されるVP3タンパク質、もしくは配列番号1、2、3、14、15および18のいずれかに対して少なくとも85%配列同一性であるアミノ酸配列を有するVP3タンパク質とを含むこともある。
本明細書に記載される技術は、BBBを効率的に横断する任意のAAV血清型からの、本明細書では「カプシドタンパク質」とも呼ばれる、VP3構造タンパク質の使用が、全身またはくも膜下腔内投与後にベクターの生体内分布および形質導入効率を変化させ、特に、一部の実施形態では、AAVベクターのBBBを横断する能力およびCNSまたは末梢神経系(PNS)における1つまたは複数の組織に形質導入する能力の増大を示すという発見に、一部は基づく。一部の実施形態では、それは、BBB内皮細胞(BBB EC)へのおよび/もしくはBBBの成分への形質導入の増加、または脳血管(BBV)の内皮細胞への形質導入の増加、またはBBBを横断する血液成分への形質導入の増加を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rh10、rh74、rh39、およびrh43からなる群から選択される任意の血清型からのVP3ウイルス構造タンパク質を含む。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、任意の非霊長類AAV血清型、例えばアカゲザルAAV血清型、からのVP3ウイルス構造タンパク質を含む。
単に説明のために、実施例によって、全身またはくも膜下腔内投与時にBBBを横断する能力の増大を有する例示的なポリプロイド、例えばハプロイドベクターが実証される。単に例示を目的として、そのようなハプロイドベクターは、BBBを効率的に横断する任意のAAV血清型からのVP3と、AAV8血清型からのVP1および/またはVP2とを含む。AAV VP1および/またはVP2構造タンパク質は、表1から選択される任意のAAV血清型からのVP1またはVP2であり得る。したがって、例示的なハプロイドベクターが本明細書に記載され、AAV8血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1と、BBBを横断する任意のAAV血清型からのおよび/または非ヒト霊長類からのものであり、AAV8血清型ではない、少なくとも1つのカプシドタンパク質VP3とを含む。
好ましくは、合理的ポリプロイドビリオンのそのような集団は、実質的に均一である。一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドビリオンは、VP2カプシドタンパク質を含み得、前記VP2カプシドタンパク質は、任意の血清型からのものであるか、もしくはそのキメラVP2タンパク質であり、またはVP2カプシドタンパク質は、VP3が由来する血清型と同じである任意の血清型からのものであり、または代替的に、VP2カプシドタンパク質は、VP3が由来する血清型とは異なる血清型からのものである。
一部の実施形態では、AAV8血清型からのVP1と、少なくとも1つのVP3カプシドタンパク質とを含有する、本明細書で開示される合理的ポリプロイドビリオンであって、VP3が、AAV8からのものではなく、BBBを横断する任意の血清型から選択される、および/または非ヒト霊長類AAV血清型である、合理的ポリプロイドビリオンが、産生される。
I. 定義
以下の用語が、本明細書の説明および添付の特許請求の範囲において使用される:
単数形「a(1つの)」、「an(1つの)」および「the(その)」は、文脈による別段の明確な指示がない限り、複数形も含むように意図されている。
さらに、用語「約」は、測定可能な値、例えば、ポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の長さの量、用量、時間、温度などへの言及の際に本明細書で使用される場合、指定量の±20%、±10%、±5%、±1%、±0.5%、またはさらには±0.1%の変動量を包含するように意図されている。
また、本明細書で使用される場合、「および/または」は、付随する記載事項の1つまたは複数についての任意のおよび全ての可能な組合せはもちろん、選択的に(「または」と)解釈されるときには組合せの欠如も指し、それらを包含する。
本明細書で使用される場合、移行句「から本質的になる」は、請求項の範囲を、特許請求の範囲で述べられている指定材料またはステップ、ならびに請求項に記載の発明の、「基本および新規特徴に実質的に影響を与えないもの」を包含するように解釈すべきであることを意味する。In re Herz, 537 F.2d 549, 551-52, 190 USPQ 461,463 (CCPA 1976)(強調は原文通り)を参照されたい。MPEP § 2111.03も参照されたい。したがって、用語「から本質的になる」は、本発明の特許請求の範囲で使用される場合、「含む」と同等であると解釈されるように意図されたものではない。文脈による別段の指示がない限り、本明細書に記載される本発明の様々な特徴が任意の組合せで使用され得ることが、特に意図されている。
さらに、本発明は、本発明の一部の実施形態では、本明細書で示される任意の特徴または特徴の組合せが除外または削除され得ることも企図している。
さらに説明すると、例えば、本明細書が、特定のアミノ酸がA、G、I、Lおよび/またはVから選択され得ることを示す場合、この言い回しは、アミノ酸が、これらのアミノ酸の任意のサブセット、例えば、A、G、IまたはL;A、G、IまたはV;AまたはG;Lのみなどから、それぞれのそのような部分的組合せが本明細書に明示的に示されている場合と同様に、選択され得ることも示す。さらに、そのような言い回しは、指定アミノ酸の1つまたは複数が(例えば、否定的但し書きにより)権利放棄され得ることも示す。例えば、特定の実施形態では、アミノ酸は、各々のそのような可能な権利放棄が本明細書に明示的に示されている場合と同様に、AでもGでもIでもない;Aではない;GでもVでもない、など。
本明細書で使用される場合、用語「低減する(reduce)」、「低減する(reduces)」、「低減」および同様の用語は、少なくとも約25%、35%、50%、75%、80%、85%、90%、95%、97%の、またはそれより大きい減少を意味する。本明細書で使用される場合、用語「増強する(enhance)」、「増強する(enhances)」、「増強」および同様の用語は、少なくとも約25%、50%、75%、100%、150%、200%、300%、400%、500%の、またはそれより大きい増大を示す。血液脳関門を越える本発明の合理的ポリプロイドビリオンの形質導入能力の増強は、血液脳関門を横断する能力を欠いているAAVビリオンと比べてである。血液脳関門を越える合理的ポリプロイドビリオンの形質導入能力の増強は、血液脳関門を横断する能力を欠いているAAVビリオンのものと比較して、少なくとも25%、50%、60%、70%、80%、90%もしくは95%、もしくは100%大きいか、または少なくとも1.2倍、もしくは少なくとも1.5倍、もしくは少なくとも2倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍であり、もしくはそれより大きい。血液脳関門を横断する能力を欠いているAAV血清型の非限定的な例としては、AAV2、AAV5、AAV8が挙げられる。一実施形態では、集団は、血液脳関門を効率的に横断しないAAV血清型、例えばAAV8、AAV2またはAAV5、と比べて脳血液関門(BBB)を越える形質導入活性の増強を示す。一実施形態では、集団は、AAV8と比べて、血液脳関門(BBB)を越える形質導入活性の増強を示す。一実施形態では、集団は、AAV2と比べて、血液脳関門(BBB)を越える形質導入活性の増強を示す。別の実施形態では、集団は、AAV5と比べて、血液脳関門(BBB)を越える形質導入活性の増強を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、AAV8と比べて、脳および脊髄における生体内分布の向上を有する。用語「パルボウイルス」は、本明細書で使用される場合、自己複製パルボウイルスおよびディペンドウイルスを含む、パルボウイルス科を包含する。自律的なパルボウイルスには、Parvovirus、Erythrovirus、Densovirus、IteravirusおよびContravirus属のメンバーが含まれる。例示的な自律的なパルボウイルスとしては、マウス微小ウイルス、ウシパルボウイルス、イヌパルボウイルス、ニワトリパルボウイルス、ネコ汎白血球減少症ウイルス、ネコパルボウイルス、ガチョウパルボウイルス、H1パルボウイルス、バリケンパルボウイルス、B19ウイルス、および現在公知のまたは後に発見される任意の他の自律的なパルボウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。他の自律的なパルボウイルスは、当業者に公知である。例えば、BERNARD N. FIELDS et al., VIROLOGY, volume 2, chapter 69 (4th ed., Lippincott-Raven Publishers)を参照されたい。
本明細書で使用される場合、用語「アデノ随伴ウイルス」(AAV)は、これらに限定されないが、AAV 1型、AAV 2型、AAV 3型(3Aおよび3B型を含む)、AAV 4型、AAV 5型、AAV 6型、AAV 7型、AAV 8型、AAV 9型、AAV 10型、AAV 11型、トリAAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、ヒツジAAV、および現在公知のまたは後に発見される任意の他のAAVを含む。例えば、BERNARD N. FIELDS et al., VIROLOGY, volume 2, chapter 69 (4th ed., Lippincott-Raven Publishers)を参照されたい。いくつかの比較的新しいAAV血清型およびクレードが同定されている(例えば、Gao et al., (2004) 1 Virology 78:6381-6388;Moris et al., (2004) Virology 33-375-383;および表3を参照されたい)。
AAVおよび自律的パルボウイルスの様々な血清型のゲノム配列、ならびにネイティブ末端リピート(TR)、Repタンパク質、およびカプシドサブユニットの配列は、当技術分野において公知である。そのような配列は、文献において、またはGenBankなどの公開データベースにおいて見つけることができる。例えば、GenBank受託番号NC_002077、NC_001401、NC_001729、NC_001863、NC_001829、NC_001862、NC_000883、NC_001701、NC_001510、NC_006152、NC_006261、AF063497、U89790、AF043303、AF028705、AF028704、J02275、J01901、J02275、X01457、AF288061、AH009962、AY028226、AY028223、NC_001358、NC 001540、AF513851、AF513852、AY530579を参照されたく、これらの開示は、パルボウイルスおよびAAVの核酸およびアミノ酸配列の教示について参照により本明細書に組み込まれる。例えば、Srivistava et al., (1983) J. Virology 45:555;Chiarini et al., (1998) J. Virology 71:6823;Chiarini et al., (1999) J. Virology 73:1309;Bantel-Schaal et al., (1999) J. Virology 73:939;Xiao et al., (1999) J. Virology 73:3994;Muramatsu et al., (1996) Virology 221:208;Shade et al., (1986) J. Virol. 58:921;Gao et al., (2002) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 99:11854;Moris et al., (2004) Virology 33-:375-383;国際特許公開WO00/28061、同WO99/61601、同WO98/11244;および米国特許第6,156,303号も参照されたく、これらの参考文献の開示は、パルボウイルスおよびAAVの核酸およびアミノ酸配列の教示について参照により本明細書に組み込まれる。表1も参照されたい。
自律的なパルボウイルスおよびAAVのカプシド構造は、より詳細に、BERNARD N. FIELDS et al., VIROLOGY, volume 2, chapters 69 & 70 (4th ed., Lippincott-Raven Publishers)に記載されている。AAV2(Xie et al., (2002) Proc. Nat. Acad. Sci. 99:10405-10)、AAV4(Padron et al., (2005) J. Virol. 79: 5047-58)、AAV5(Walters et al., (2004) J. Virol. 78: 3361-71)およびCPV(Xie et al., (1996) J. Mol. Biol. 6:497-520およびTsao et al., (1991) Science 251: 1456-64)の結晶構造の説明も参照されたい。
用語「トロピズム」は、本明細書で使用される場合、ある特定の細胞または組織へのウイルスの優先的侵入を指し、必要に応じて、この侵入に続いて、細胞においてウイルスゲノムにより運ばれた配列の発現(例えば、転写、および必要に応じて翻訳)、例えば、組換えウイルスの場合は目的の異種核酸の発現が生じる。
本明細書で使用される場合、「全身性トロピズム」および「全身性形質導入」(および同義語)は、本発明のウイルスカプシドまたはウイルスベクターが、全身(例えば、脳、肺、骨格筋、心臓、肝臓、腎臓および/または膵臓)の組織に対するトロピズムを示すことおよび/または組織に形質導入することを示す。本発明の実施形態では、中枢神経系(例えば、脳、神経細胞など)への全身性形質導入が観察される。
本明細書で使用される場合、「選択的トロピズム」または「特異的トロピズム」は、ある特定の標的細胞および/またはある特定の組織への、ウイルスベクターの送達および/または特異的形質導入を意味する。
別段の指示がない限り、「効率的形質導入」または「効率的トロピズム」または同様の用語は、好適な対照を参照することにより決定され得る(例えば、対照の形質導入またはトロピズムそれぞれの少なくとも約50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、100%、125%、150%、175%、200%、250%、300%、350%、400%、500%、またはそれより高い%)。一部の実施形態では、AAVビリオンが「血液脳関門を効率的に横断する」ことができるかどうかを決定するための参照として役立つ対照は、脳血液関門を横断する能力を欠いているAAVビリオンである。特定の実施形態では、本明細書に記載される合理的ポリプロイドウイルスベクターは、神経細胞および非神経細胞を含む、CNSもしくは末梢神経系(PNS)に効率的に形質導入するか、または前記CNSもしくはPNSに対する効率的トロピズムを有する。好適な対照は、所望のトロピズムおよび/または形質導入プロファイルをはじめとする様々な因子に依存することになる。当業者は、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターが、同じ条件下でAAV2よりも良好に血液脳関門を効率的に横断することができるかどうかを、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるMolecular Therapy vol. 19 no. 8 aug. 2011に記載されているように、CNS領域、例えば脳領域を越える形質導入のモニタリングにより決定することができる。モニタリングは、当業者に公知の任意の方法により行うことができ、動物モデルの、脳および脊髄組織のRT-PCR解析、脳および脊髄組織のウェスタンブロット、または脳および脊髄組織の免疫組織化学的検査、ならびに動物モデルにおけるルシフェラーゼを発現する合理的ポリプロイドの生物発光のin vivo解析を含む。血液脳関門を効率的に横断する血清型は、脳血液関門を横断し、CNS領域、例えば脳領域、に形質導入する上でAAV6よりも良好であることが好ましい。一実施形態では、集団は、AAV5よりも良好に、血液脳関門を横断し、CNS領域に形質導入することができる。一部の実施形態では、集団は、血液脳関門を効率的に横断する能力を欠いている非ハプロイドAAV粒子であるAAV8と比べて、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、小脳および脊髄のうちの1つまたは複数への増強された形質導入を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイド集団は、静脈内注射、またはくも膜下腔内注射、または脳内の血管内注射により、対象に投与される。CNSまたは脳領域に形質導入する本明細書で開示される合理的ポリプロイドビリオンの増強された形質導入能力は、同じ条件下で、AAV2またはAAV5ビリオンのものと比較して、少なくとも20%大きい、もしくは30%大きい、もしくは40%大きい、もしくは50%大きい、60%大きい、70%大きい、80%大きい、90%大きい、もしくは95%大きい、もしくは100%大きいか、または少なくとも1.2倍、もしくは少なくとも1.5倍、もしくは少なくとも2倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍であり、もしくはそれより大きい。
同様に、ウイルスが、標的組織に、「効率的に形質導入しない」かどうか、もしくは標的組織に対して、「効率的トロピズムを有さない」かどうか、または類似の表現の通りであるかどうかを、好適な対照を参照することにより決定することができる。特定の実施形態では、ウイルスベクターは、肝臓、腎臓、生殖腺および/または胚細胞に効率的に形質導入しない(すなわち、それらに対して効率的トロピズムを有さない)。特定の実施形態では、組織(例えば、肝臓)への形質導入(例えば、望ましくない形質導入)は、所望の標的組織(例えば、骨格筋、横隔膜筋、心筋、および/または中枢神経系の細胞)への形質導入レベルの20%もしくはそれ未満、10%もしくはそれ未満、5%もしくはそれ未満、1%もしくはそれ未満、0.1%もしくはそれ未満である。
本発明の一部の実施形態では、本発明のカプシドを含むAAV粒子は、ある特定の組織/細胞への効率的な形質導入、およびある特定の組織/細胞への形質導入、望ましくない形質導入、の非常に低いレベル(例えば、低減された形質導入)という、複数の表現型を実証することができる。
本明細書で使用される場合、用語「ポリペプチド」は、別段の指示がない限り、ペプチドとタンパク質の両方を包含する。
「ポリヌクレオチド」は、ヌクレオチド塩基の配列であり、RNA、DNA、またはDNA-RNAハイブリッド配列(天然に存在するヌクレオチドと天然に存在しないヌクレオチドの両方を含む)であり得るが、代表的な実施形態では、一本鎖DNA配列または二本鎖DNA配列のどちらかである。
本明細書で使用される場合、「単離された」ポリヌクレオチド(例えば、「単離されたDNA」または「単離されたRNA」)は、そのポリヌクレオチドと会合した状態で一般に見いだされる、天然に存在する生物またはウイルスの他の成分、例えば、細胞もしくはウイルス構造成分または他のポリペプチドもしくは核酸、の少なくとも一部から少なくとも部分的に分離されたポリヌクレオチドを意味する。代表的な実施形態では、「単離された」ヌクレオチドは、出発材料と比較して少なくとも約10倍、100倍、1000倍、10,000倍またはそれより高度にエンリッチされている。
同様に、「単離された」ポリペプチドは、ポリペプチドと会合した状態で一般に見いだされる、天然に存在する生物またはウイルスの他の成分、例えば、細胞もしくはウイルス構造成分または他のポリペプチドもしくは核酸、の少なくとも一部から少なくとも部分的に分離されているポリペプチドを意味する。代表的な実施形態では、「単離された」ポリペプチドは、出発材料と比較して少なくとも約10倍、100倍、1000倍、10,000倍またはそれより高度にエンリッチされている。
「単離された細胞」は、それがその天然の状態で通常は会合している他の成分から分離されている細胞を指す。例えば、単離された細胞は、培養培地中の細胞、および/または本発明の薬学的に許容される担体中の細胞であり得る。したがって、単離された細胞を対象に送達および/または導入することができる。一部の実施形態では、単離された細胞は、対象から除去され、ex vivoで本明細書に記載の通りにマニピュレートされ、その後、対象に戻される、細胞であり得る。
ビリオンの集団は、本明細書に記載される方法のいずれかにより生成され得る。一実施形態では、集団は、少なくとも10個のビリオンである。一実施形態では、集団は、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも10個のビリオン、少なくとも1010個のビリオン、少なくとも1011個のビリオン、少なくとも1012個のビリオン、少なくとも1013個のビリオン、少なくとも1014個のビリオン、少なくとも1015個のビリオン、少なくとも1016個のビリオン、または少なくとも1017個のビリオンである。ビリオンの集団は、不均一であることもあり、または均一(例えば、実質的に均一もしくは完全に均一)であることもある。
「実質的に均一な集団」は、この用語が本明細書で使用される場合、集団内に夾雑物ビリオン(同一でないもの)がほとんど~全くない、ほぼ同一であるビリオンの集団を指す。実質的に均一な集団は、同一のビリオン(例えば、所望のビリオン)の少なくとも90%であり、同一のビリオンの少なくとも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%、少なくとも99.5%、少なくとも99.9%であることもある。
完全に均一であるビリオンの集団は、同一のビリオンのみを含有する。
本明細書で使用される場合、ウイルスベクターまたはウイルス粒子またはウイルス粒子の集団を「単離する」または「精製する」(または文法的等価表現)とは、ウイルスベクターまたはウイルス粒子またはウイルス粒子の集団が、出発材料中の他の成分の少なくとも一部から少なくとも部分的に分離されていることを意味する。代表的な実施形態では、「単離された」または「精製された」ウイルスベクターまたはウイルス粒子またはウイルス粒子の集団は、出発材料と比較して少なくとも約10倍、100倍、1000倍、10,000倍またはそれより高度にエンリッチされている。
「治療用ポリペプチド」は、細胞もしくは対象におけるタンパク質の非存在もしくは欠損の結果として生じる症状を緩和、低減、予防、遅延および/もしくは安定化することができるポリペプチドであり、ならびに/または別様に対象に恩恵、例えば、抗がん効果、もしくは移植片の生存性の向上、もしくは免疫応答の誘導、をもたらすポリペプチドである。
用語「処置する」、「処置すること」、または「の処置」(およびこれらの文法的変化形)とは、対象の状態の重症度を低下させる、少なくとも部分的に改善もしくは安定化すること、および/または少なくとも1つの臨床症状の何らかの緩和、軽減、減少もしくは安定化を達成すること、および/または疾患もしくは障害の進行の遅延があることを意味する。
用語「予防する」、「予防すること」、および「予防」(およびこれらの文法的変化形)は、本発明の方法の非存在下で起こるものと比べて、対象における疾患、障害および/もしくは臨床症状の発症の予防および/もしくは遅延、ならびに/または疾患、障害および/もしくは臨床症状の発症の重症度の低下を指す。予防は、完全な予防、例えば、疾患、障害および/または臨床症状の全くの非存在、であることがある。予防は、対象における疾患、障害、および/もしくは臨床症状の出現、ならびに/または発症の重症度が、本発明の非存在下で起こるものに実質的に満たないような、部分的な予防であることもある。
「処置有効」量は、本明細書で使用される場合、対象に何らかの改善または恩恵をもたらすのに十分である量である。別の言い方をすれば、「処置有効」量は、対象における少なくとも1つの臨床症状の何らかの緩和、軽減、減少または安定化をもたらすことになる量である。何らかの恩恵が対象に提供されるのであれば、治療効果が完全である必要も、治癒的である必要もないことが、当業者には理解されるであろう。
「予防有効」量は、本明細書で使用される場合、本発明の方法の非存在下で起こるものと比べて、対象における疾患、障害、および/もしくは臨床症状の発症を予防するおよび/もしくは遅延させるのに、ならびに/または対象における疾患、障害、および/もしくは臨床症状の発症の重症度を低下および/もしくは遅延させるのに、十分である量である。何らかの予防的恩恵が対象に提供されるのであれば、予防レベルが完全である必要がないことが、当業者には理解されるであろう。
用語「異種ヌクレオチド配列」および「異種核酸分子」は、本明細書では交換可能に使用され、ウイルスに天然に存在しない核酸配列を指す。一般に、異種核酸分子または異種ヌクレオチド配列は、目的の(例えば、細胞および/または対象への送達のための)ポリペプチドおよび/または非翻訳RNAをコードするオープンリーディングフレームを含む。
本明細書で使用される場合、用語「ウイルスベクター」、「ベクター」、または「遺伝子送達ベクター」は、核酸送達ビヒクルとして機能し、ビリオン内にパッケージングされたベクターゲノム(例えば、ウイルスDNA[vDNA])を含む、ウイルス(例えば、AAV)粒子を指す。あるいは、一部の文脈では、用語「ベクター」は、単独でのベクターゲノム/vDNAを指すために使用され得る。
「rAAVベクターゲノム」または「rAAVゲノム」は、1つまたは複数の異種核酸配列を含むAAVゲノム(すなわち、vDNA)である。rAAVベクターは、一般に、ウイルスを生成するためにシスでの末端リピート(TR)のみを必要とする。全ての他のウイルス配列は、重要でなく、トランスで供給されることもある(Muzyczka, (1992) Curr. Topics Microbiol. Immunol. 158:97)。典型的には、rAAVベクターゲノムは、ベクターによって効率的にパッケージングされ得る導入遺伝子のサイズを最大にするために1つまたは複数のTR配列のみを保持することになる。構造および非構造タンパク質コード配列は、トランスで(例えば、プラスミドなどのベクターから、または配列をパッケージング細胞に安定的に組み込むことにより)提供されることもある。本発明の実施形態では、rAAVベクターゲノムは、少なくとも1つのTR配列(例えば、AAV TR配列)を含み、必要に応じて、2つのTR(例えば、2つのAAV TR)を含み、これら2つのTRは、典型的には、ベクターゲノムの5’および3’末端にあり、異種核酸に隣接しているであろうが、異種核酸と連続している必要はない。TRは、互いに同じであることもあり、または異なることもある。
用語「末端リピート」または「TR」は、ヘアピン構造を形成し、逆方向末端リピートとして機能する(すなわち、所望の機能、例えば、複製、ウイルスパッケージング、組込み、および/またはプロウイルスレスキューなど、を媒介する)、任意のウイルス末端反復または合成配列を含む。TRは、AAV TRであることもあり、または非AAV TRであることもある。例えば、非AAV TR配列、例えば、他のパルボウイルス(例えば、イヌパルボウイルス(CPV)、マウスパルボウイルス(MVM)、ヒトパルボウイルスB-19)のもの、または任意の他の好適なウイルス配列(例えば、SV40複製起点としての機能を果たすSV40ヘアピン)を、TRとして使用することができ、それを、短縮化、置換、欠失、挿入および/または付加によってさらに改変することができる。さらに、TRは、部分的にまたは完全に合成のもの、例えば、Samulskiらの米国特許第5,478,745号に記載されているような「二重D配列」であることもある。
「AAV末端リピート」または「AAV TR」は、血清型1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、もしくは12、または現在公知のもしくは後に発見される任意の他のAAVを含むがこれらに限定されない、任意のAAVからのものであり得る(例えば、表1を参照されたい)。AAV末端リピートは、その末端リピートが、所望の機能、例えば、複製、ウイルスパッケージング、組込み、および/またはプロウイルスレスキューなど、を媒介するのであれば、ネイティブ末端反復配列を有する必要はない(例えば、ネイティブAAV TR配列が、挿入、欠失、短縮および/またはミスセンス変異によって変更されていてもよい)。AAVタンパク質VP1、VP2およびVP3は、互いに相互作用して正十二面体対称性のAAVカプシドを形成する、カプシドタンパク質である。VP1.5は、米国特許出願公開第2014/0037585号に記載されているAAVカプシドタンパク質である。本発明において、一部の実施形態では、AAV ITRは、145bpである。一部の実施形態では、AAV ITRは、145bpより小さい。一部の実施形態では、AAV ITRは、130bpである。
本発明のウイルスベクターは、さらに、国際特許公開WO00/28004およびChao et al., (2000) Molecular Therapy 2:619に記載されているような「標的化」ウイルスベクター(例えば、方向付けられたトロピズムを有する)および/または「ハイブリッド」パルボウイルス(すなわち、ウイルスTRおよびウイルスカプシドが異なるパルボウイルスからのものである)であり得る。
本発明のウイルスベクターは、さらに、国際特許公開WO01/92551(この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているような二重鎖パルボウイルス粒子であり得る。したがって、一部の実施形態では、二本鎖(二重鎖)ゲノムが、本発明のウイルスカプシドにパッケージングされ得る。
さらに、ウイルスカプシドまたはゲノムエレメントは、挿入、欠失および/または置換をはじめとする他の改変を含有し得る。
「キメラ」ウイルス構造タンパク質は、本明細書で使用される場合、野生型と比べてカプシドタンパク質のアミノ酸配列内の1個または複数個(例えば、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個など)のアミノ酸残基の置換、ならびに野生型と比べてアミノ酸配列内の1個または複数個(例えば、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個など)のアミノ酸残基の挿入および/または欠失によって改変されている、AAVウイルス構造タンパク質(カプシド)を意味する。一部の実施形態では、1つのAAV血清型からの完全なまたは部分的なドメイン、機能的領域、エピトープなどが、任意の組合せで、異なるAAV血清型の対応する野生型ドメイン、機能的領域、エピトープなどに置き換わって、本発明のキメラカプシドタンパク質を産生し得る。他の実施形態では、置換は、全て同じ血清型からのものである。他の実施形態では、置換は、全てAAVからのまたは合成のものである。当技術分野において周知のプロトコールに従ってキメラカプシドタンパク質の産生を行うことができ、多数のキメラカプシドタンパク質が本明細書ばかりでなく文献にも記載されており、それらは本発明のカプシドに含めることができる。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドは、少なくとも1つのキメラウイルス構造タンパク質を含む。この態様では、ウイルス構造タンパク質は、1つのAAV血清型のN末端および別のAAV血清型のC末端により生成される。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドは、キメラウイルス構造タンパク質を含まない。
「改変」ウイルス構造タンパク質は、非カプシドタンパク質もしくは改変を含む、または化学的に改変されたウイルス構造タンパク質、例えば、天然に存在しないもしくは合成アミノ酸の付加、または天然に存在しないアミノ酸でのアミノ酸の置換、ならびにAAVカプシドタンパク質の1個もしくは複数個の既存のアミノ酸への化学的改変である構造カプシドタンパク質であり得る。カプシドタンパク質への表面改変は、米国特許第10,294,281号、同第9,409,953号、および米国特許出願公開第2018/0105559号において開示されており、この参考特許文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。一部の実施形態では、表面改変は、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるWO2020028751、特にWO2020028751の表2、において開示されているような、CNSを標的とする標的化タンパク質を含み得る。ある特定の実施形態では、合理的操作および/または変異方法は、改変に、および/または標的組織(例えば、CNSまたはPNS)への増強された形質導入を示す標的化ペプチドに、使用される。本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターの1つまたは複数のカプシドタンパク質の使用および改変のための標的化ペプチドは、当技術分野において公知の任意の方法により、例えば、Deverman et al., (Nature Biotechnology 34(2):204-209 (2016))にならびに国際特許出願公開番号WO2015038958および同W02017100671に記載されているようなCREATEシステムを使用して、同定および/または設計することができ、これらの参考文献は、それらの全体が本明細書に組み込まれる。
代替実施形態では、ビリオン粒子を構築することができ、この場合、AAVカプシドタンパク質、VP1、VP2およびVP3、からなる群から選択される少なくとも1つのウイルスタンパク質は、AAVゲノムをカプシド内封入することができるビリオン粒子を形成するために必要とされる他のウイルスタンパク質のうちの少なくとも1つとは異なる。存在するウイルスタンパク質(VP1、VP2、および/またはVP3)各々について、タンパク質は、同じタイプ(例えば、全てAAV2 VP1)である。1つの例では、ウイルスタンパク質のうちの少なくとも1つは、キメラウイルスタンパク質であり、他の2つのウイルスタンパク質の少なくとも一方は、キメラのものではない。一実施形態では、VP1およびVP2は、キメラのものであり、VP3のみが、非キメラのものである。例えば、AAV2からのVP3のみと対にされた、キメラAAV2/8(AAV2のN末端およびAAV8のC末端)からのVP1/VP2;またはAAV2のVP3のみと対にされたキメラVP1/VP2 28m-2P3(VP3スタートコドンの変異を伴わない、AAV8からのN末端およびAAV2からのC末端)のみ、で構成されているウイルス粒子のみ。別の実施形態では、VP3のみがキメラのものであり、VP1およびVP2は、非キメラのものである。別の実施形態では、ウイルスタンパク質のうちの少なくとも1つは、完全に異なる血清型からのものである。例えば、AAV3のみからのVP3と対にされたキメラVP1/VP2 28m-2P3のみ。別の例では、キメラのものは存在しない。
本明細書で使用される場合、用語「アミノ酸」は、任意の天然に存在するアミノ酸、その改変形態、および合成アミノ酸を包含する。天然に存在する左旋性(L-)アミノ酸は、表10で示される。
あるいは、アミノ酸は、改変アミノ酸残基であり得(非限定的な例は、表12で示される)、および/または翻訳後改変(例えば、アセチル化、アミド化、ホルミル化、ヒドロキシ化、メチル化、リン酸化または硫酸化)により改変されているアミノ酸であり得る。
さらに、天然に存在しないアミノ酸は、Wang et al., Annu Rev Biophys Biomol Struct. 35:225-49 (2006)により記載されているような「非天然」アミノ酸であり得る。これらの非天然アミノ酸は、目的の分子をAAVカプシドタンパク質に化学的に連結させるために有利に使用され得る。
本明細書で使用される場合、用語「相同組換え」は、ヌクレオチド配列がDNAの2つの類似のまたは同一の分子間で交換される遺伝子組換えの一種を意味する。相同組換えは、DNA配列の新しい組合せも生じさせる。DNAのこれらの新しい組合せは、遺伝的多様性を意味する。相同組換えは、ウイルスの異なる株および種間で遺伝物質を交換するための遺伝子水平伝播にも使用される。
宿主へのウイルスの感染は、宿主の免疫防御システムを刺激して、感染した宿主をウイルスから守ることができる。宿主が異物の攻撃から自らを防御するために活性化する免疫応答の1つは液性免疫応答であり、この応答によって抗体媒介免疫が生じる。
本明細書で使用される場合、用語「液性免疫」は、分泌抗体、補体タンパク質およびある特定の抗菌ペプチドなどの、細胞外液に見られる高分子により媒介される(細胞性免疫とは対照的に)、抗体媒介ベータ細胞免疫系を指す。特に、それは、宿主の抗体媒介免疫応答を指す。
本明細書で使用される場合、「抗原性の」または「抗原性」は、「免疫原性」と交換可能に使用され、特異的免疫応答を誘導する物質、例えば合理的ポリプロイドビリオン、の能力を指す。それは、物質が免疫応答を刺激することができる程度、例えば、抗体にまたはT細胞受容体にまたはB細胞に結合することができる物質の能力も指す。
本明細書で使用される場合、用語「中和抗体」は、「Nab」と交換可能に使用され、ウイルス機能にとって極めて重要なエピトープに特異的に結合し、ウイルスの感染力に干渉する、例えば、宿主細胞へのAAVビリオン侵入を遮断する抗体を指す。この定義に包含される中和抗体(NAb)は、抗原または感染性因子が生物学的に発揮するあらゆる効果を阻害または中和することにより、それらの抗原または感染性因子から細胞を防御する抗体を指す。一般に、抗体は、抗原に結合し、この抗原が標的とした(フラグを立てた)白血球にシグナルを伝達する。フラグを立てられた抗原は、プロセシングされ、その結果として破壊されるが、中和抗体は、抗原自体の生物学的効果を中和する。NAbは、ウイルスの複数の血清型に作用する広域中和抗体(bNAb)であることもあり、または1つの血清型を特異的に認識する特異的NAbであることもある。
ウイルスの、特に、AAVカプシドおよびAAV血清型の「中和」は、本明細書では、ウイルス血清型への中和化合物(例えば、抗体)の結合、および/または細胞表面の結合、およびAAVとの相互作用の防止による、in vitroまたはin vivoでのウイルス感染力の抑止と定義される。本発明に関して、この定義は、(宿主)細胞表面のウイルスの受容体に結合する中和抗体による感染の遮断を含まない。
一部の例では、中和能は、レポーター遺伝子産物(例えば、ルシフェラーゼ、GFP)の活性を測定することにより決定される。特異的AAV血清型に対する抗体の中和能は、少なくとも50%、例えば、少なくとも55%、60%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または少なくとも99%であり得る。
本明細書で使用される場合、「血液脳関門」または「BBB」は、循環血中の溶質が非選択的に横断して、ニューロンが存在する中枢神経系の細胞外液に入ることを防止する、内皮細胞の高選択的な半透過性の境界を指す。血液脳関門は、毛細血管壁の内皮細胞、毛細血管を鞘で覆う星状膠細胞足突起、および毛細血管基底膜に埋め込まれた周皮細胞により形成される。この系は、受動拡散により一部の分子の通過を可能にし、神経機能にとって極めて重要である様々な栄養素、イオン、有機アニオンならびに高分子、例えばグルコース、水およびアミノ酸、の選択的な能動輸送も可能にする。
本明細書で使用される場合、「脳血管」または「BBV」は、脳循環の一部であり、BBB機能を有する、脳内の血管および毛細血管を指す。
本明細書で使用される場合、句「BBBの細胞」は、BBBの一部であるかまたはその成分である任意の細胞を指し、BBBの毛細血管壁の内皮細胞、毛細血管を鞘で覆う星状膠細胞足突起、および毛細血管基底膜に埋め込まれた周皮細胞を含む。
本明細書で使用される場合、句「BBBの内皮細胞」は、本明細書では「BBB EC」または「BBB内皮細胞」と交換可能に使用され、BBBの毛細血管壁の内皮細胞を指す。
本明細書で使用される場合、句「BBBを横断する細胞」は、インタクトなBBB、すなわち、漏出性でなく損なわれてもいないBBB、を横断することができる任意の細胞を指す。BBBを横断することができる細胞としては、血管周囲周皮細胞、マクロファージ、T細胞および単球が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、本明細書で使用される場合の「血液成分」は、血液中の細胞を指し、血小板(platelet)(血小板(thrombocyte))、赤血球(red blood cell)(rbc)(赤血球(erythrocyte))、白血球を指し、白血球には、リンパ球、単球、好酸球、好塩基球および好中球が含まれる。
本明細書で使用される場合、用語「遺伝子編集」、「ゲノム編集」または「ゲノム操作」は、操作されたヌクレアーゼ、または「分子バサミ」を使用して、生体のゲノムにおいてDNAが挿入される、欠失される、または置き換えられる、遺伝子操作の一種を意味する。これらのヌクレアーゼは、ゲノム内の所望の位置において部位特異的二本鎖切断(DSB)を生じさせる。
本明細書で使用される場合、用語「遺伝子送達」は、外来DNAが遺伝子治療の適用のために宿主細胞に移入されるプロセスを意味する。
本明細書で使用される場合、「CRISPR」は、クラスターを形成し規則正しい間隔を持つパリンドロームリピート(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)を表し、これは、CRISPR-Cas9ゲノム編集技術の基礎をなす細菌の防御システムの顕著な特徴である。
本明細書で使用される場合、用語「ジンクフィンガー」は、折り畳み構造を安定化するための、1つまたは複数の亜鉛イオンの配位を特徴とする、低分子タンパク質構造モチーフを意味する。
II. 合理的ハプロイドまたはポリプロイドAAVベクター全般
本明細書で使用される場合の合理的ポリプロイド、例えば、合理的ハプロイドは、少なくとも2つの異なるAAV血清型に由来するウイルス構造タンパク質VP1、VP2またはVP3から形成されるビリオンであって、VP1、VP2またはVP3の各々が、1つの親AAV血清型のみからのものである、ビリオンを指す。非合理的ハプロイドは、キメラまたはモザイクハプロイドを指し得る。一実施形態では、親血清型のウイルス構造タンパク質は、改変ウイルス構造タンパク質であり得、またはキメラのものであり得る。一実施形態では、親血清型は、キメラ血清型ではない。一部の実施形態では、改変親AAV血清型は、1個または複数個のアミノ酸の挿入、欠失または置換を含む。本発明の合理的ポリプロイドビリオン、例えば、合理的ハプロイドは、モザイクビリオンではない。
一部の実施形態では、本明細書で開示のAAVハイブリッド粒子は、異なるin vitroおよびin vivo応用に好適である様々な望ましい表現型を提示するように設計された、合成AAVハイブリッドウイルスベクターであり得る。したがって、一実施形態では、本発明は、AAVハイブリッド粒子またはビリオンを提供する。一実施形態では、本発明は、AAVハイブリッド粒子またはビリオンの実質的に純粋な集団を提供する。
本発明は、異なるin vitro、in vivoおよび臨床応用に好適である様々な望ましい表現型を提示する数々の合成ウイルスベクターを提供する。
特に、本発明は、BBBを効率的に横断する任意のAAV血清型のみからの少なくともVP3カプシドタンパク質を、異なる血清型のみからのVP1および/またはVP2カプシドタンパク質(例えば、表1から選択されるAAV血清型からのVP1および/またはVP2カプシドタンパク質)と組み合わせることによって、個々のカプシド各々に複数の望ましい表現型を有する改善されたAAVビリオンを生じさせることが可能になるという、予想外の発見に基づき、望ましい表現型には、これらに限定されないが、全身性送達の増加およびトロピズムの増大、ならびに異なる抗原性プロファイル、例えば、投与後にin vivoで中和抗体(Nab)から逃れる能力などが含まれる。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、BBBを横断する合理的ポリプロイドの能力に起因してCNSおよび/またはPNSにおける生体内分布を有する。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、脳血管(BBV)および/または血液成分に形質導入する能力に起因してCNSおよび/またはPNSにおける生体内分布を有する。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、脳循環によって脳へのAAV形質導入細胞の送達を可能にする、脳血管(BBV)および/または血液成分、例えば血液中の細胞、への形質導入により、CNSおよび/またはPNSにおける生体内分布を有する。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、血管周囲周皮細胞およびマクロファージをはじめとする内皮細胞を横断する細胞、ならびに他の免疫細胞、例えばT細胞および血中単球、に形質導入することができる。つまり、一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVベクターは、間接的な経路によって脳における生体内分布を有する-本明細書で開示されるAAVポリプロイドベクターは、脳に侵入する細胞に形質導入することによって、および/または脳内の内皮細胞を含む脳血管(BBV)に形質導入することにより、間接的に脳に到達することができる。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、脳血管または他の臓器と接触している神経細胞および/または非神経細胞により、例えば、自律または末梢神経線維経由での末梢臓器からCNSへの逆行性輸送によって、取り込まれ得る。一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドは、AAV8のものと比較して脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への増強された結合を示す。一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドは、AAV2のものと比較して脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への増強された結合を示す。BMVECへの結合は、その全体が参照により本明細書に組み込まれるMolecular Therapy, Methods & Clinical development, vol 20, March 2021に記載されている。一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドは、内皮関門、例えば血液脳関門、を越えて拡散またはトランスサイトーシスまたは往復することができ、AAV2のものと比較して血液脳関門の完全性に影響を与えない。逆に、AAV2は、エンドサイトーシスを受け、したがって、内皮関門を越えてほとんど拡散せずにBMVECに形質導入する。本発明の合理的ポリプロイドは、BMVECのトランスサイトーシスに関与し、CNS領域、例えば、脳実質細胞に形質導入する。初代BMVECは、J Neurochem 2017 January 140(2), 216-230;およびJ Neurochem 2017, 140, 192-194に記載されているように、有効な内皮関門を作出し、AAV血清型をトランスサイトーシス、エンドサイトーシスおよび形質導入について試験するためのヒトBBBに関するモデルとして役立っており、これらの参考文献の両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
このようなハプロイドまたはポリプロイドビリオンは、カプシドタンパク質VP1、VP2およびVP3が少なくとも2つの異なる血清型に由来することを指すために、トリプロイドビリオンと呼ばれることもある。そのようなAAVハプロイドビリオンを産生するための例示的な方法は、本明細書に記載される。VP1またはVP2 AAV血清型からのVP3の望ましくないオープンリーディングフレームの翻訳を防止することにより、これらの方法は、生成ビリオンの均一な集団の産生をもたらす。
組換えAAVハプロイドビリオンの(例えば、実質的にまたは完全に)均一な集団を生成できることによって、望ましくない/夾雑ビリオンの特性(例えば、形質導入特異性または抗原性)のキャリーオーバーが劇的に低減または消失される。
一実施形態では、AAVゲノム(2つのAAV ITR間に位置する異種遺伝子を含む)をカプシド内封入する本明細書に記載されるAAVハプロイドビリオンは、ウイルス構造タンパク質のうちの2つ、VP1およびVP3、のみで形成され得る。一実施形態では、そのようなAAVハプロイドビリオンは、高次構造的に正しく、すなわち、T=1の正二十面体対称性を有する。一実施形態では、本明細書に記載されるAAVハプロイドビリオンは、感染性である。一実施形態では、本明細書に記載されるAAVハプロイドビリオンは、ネイティブAAV血清型と比較して異なる生体内分布を有し、例えば、本明細書に記載されるAAVハプロイドビリオンは、ネイティブAAV血清型と比較して全身性形質導入を有する。一実施形態では、本明細書に記載されるAAVハプロイドビリオンは、ネイティブAAV血清型と比較して低減された抗原性プロファイルを有し、例えば、本明細書に記載されるAAVハプロイドビリオンは、ネイティブAAV血清型と比較して、液性免疫応答を誘導する能力の低下、または中和抗体(Nab)から逃避する能力の増大を有する。
AAVビリオンは、T=1の正二十面体対称性を有し、3つの構造ウイルスタンパク質、VP1、VP2およびVP3、で構成されている。1:1:8~10(それぞれ、VP1:VP2:VP3)の比での3つのウイルスタンパク質の60コピーがビリオンを形成する(Rayaprolu, V., et al., J. Virol. 87(24): 13150-13160 (2013))。
一実施形態では、2つのAAV ITR間に位置する異種遺伝子を含むAAVゲノムをカプシド内封入するAAVビリオンは、ウイルス構造タンパク質のうちの2つ、VP1およびVP3、のみで形成され得る。一実施形態では、このビリオンは、高次構造的に正しく、すなわち、T=1の正二十面体対称性を有する。一実施形態では、ビリオンは、感染性である。感染性ビリオンは、VP1/VP3またはVP1/VP2/VP3を含む。典型的には、VP2/VP3のみまたはVP3のみを含むビリオンは、感染性ではない。
一部の実施形態では、本明細書における技術は、1つまたは1つより多くの第1のAAV血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1と、1つまたは1つより多くの第2のAAV血清型からのものであるカプシドタンパク質VP2とを含むAAVカプシドであって、前記第1のAAV血清型の少なくとも1つが、いずれの組合せにおいても、前記第2のAAV血清型の少なくとも1つと異なり、VP1、VP2またはVP3のうちの少なくとも1つが、アカゲザルAAV(AAVrh)血清型からのものである、AAVカプシドも提供する。一部の実施形態では、いかなるキメラウイルス構造タンパク質もビリオン中に存在しない。
一部の実施形態では、本明細書で開示のAAVハプロイド粒子は、カプシドタンパク質VP3を含むカプシドタンパク質であって、前記カプシドタンパク質VP3が、1つまたは1つより多くの第3のAAV血清型からのものであり、前記第3のAAV血清型が、BBBを横断するAAV血清型であり、前記1つまたは1つより多くの第3のAAV血清型の少なくとも1つが、いずれの組合せにおいても、前記第1のAAV血清型および/または前記第2の血清型とは異なり、第1または第2のAAV血清型が、両方ではないが、アカゲザルAAV(AAVrh)血清型である、カプシドタンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載されるAAVカプシドは、カプシドタンパク質VP1.5を含み得る。
本発明は、アデノ随伴ウイルス(AAV)カプシドを含むAAV粒子であって、カプシドが、1つまたは1つより多くの第1のAAV血清型(例えば、表1から選択される血清型)からのものであるカプシドタンパク質VP1と、1つまたは1つより多くの第2のAAV血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1.5とを含み、前記第1のAAV血清型の少なくとも1つが、いずれの組合せにおいても、前記第2のAAV血清型の少なくとも1つと異なり、第1のAAV血清型または第2のAAV血清型が、両方ではないが、アカゲザルAAV(AAVrh血清型)からのものである、AAV粒子をさらに提供する。
一部の実施形態では、カプシドは、カプシドタンパク質VP3を含み、前記カプシドタンパク質VP3は、BBBを横断するAAV血清型である1つまたは1つより多くの第3のAAV血清型からのものであり、前記1つまたは1つより多くの第3のAAV血清型の少なくとも1つは、いずれの組合せにおいても、前記第1のAAV血清型および/または前記第2のAAV血清型とは異なり、第1のAAV血清型、第2のAAV血清型または第3のAAV血清型の少なくとも1つは、BBBを横断するAAV血清型、または一部の実施形態では、非ヒトAAV血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのものであり、他の血清型は、表1から選択される任意のAAV血清型から選択される。一部の実施形態では、本明細書に記載されるAAVカプシドは、カプシドタンパク質VP1.5を含み得る。
一部の例では、VP3タンパク質は、BBBを横断するように化学的に改変されていることがあり、または代替的に、一部の実施形態では、BBBを横断するその能力を増大させるための標的ペプチドを含むことがある。本発明は、1つまたは1つより多くの第1のAAV血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1と、1つまたは1つより多くの第2のAAV血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1.5とを含むアデノ随伴ウイルス(AAV)カプシドであって、前記第1のAAV血清型の少なくとも1つが、いずれの組合せにおいても、前記第2のAAV血清型の少なくとも1つと異なり、第1のAAV血清型または第2のAAV血清型が、両方ではないが、アカゲザルAAV(AAVrh)血清型からのものであり、他の血清型が、表1から選択される任意のAAV血清型から選択される、AAVカプシドをさらに提供する。
一部の実施形態では、本発明のAAVカプシドは、カプシドタンパク質VP3を含み、前記カプシドタンパク質VP3は、BBBを横断するAAV血清型である1つまたは1つより多くの第3のAAV血清型からのものであり、前記1つまたは1つより多くの第3のAAV血清型の少なくとも1つは、いずれの組合せにおいても、前記第1のAAV血清型および/または前記第2のAAV血清型とは異なり、第1のAAV血清型または第2のAAV血清型または第3のAAV血清型のうちの少なくとも1つは、BBBを横断するAAV血清型、および一部の実施形態では、非霊長類AAV、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)、血清型からのものであり、他の血清型は、表1から選択される任意のAAV血清型から選択され得る。一部の実施形態では、本明細書に記載されるAAVカプシドタンパク質は、カプシドタンパク質VP2を含み得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドビリオンは、異なるin vitroおよびin vivo応用に好適である様々な望ましい表現型を提示するように設計された、合成の合理的ポリプロイドAAVウイルスベクターであり得る。したがって、一実施形態では、本発明は、合理的ポリプロイドAAVウイルスベクターまたはビリオンを提供する。一実施形態では、本発明は、合理的ポリプロイドAAVウイルスベクターまたはビリオンの実質的に純粋な集団を提供する。
宿主へのウイルスの感染は、宿主の免疫防御システムを刺激して、感染した宿主をウイルスから守ることができる。宿主が異物の攻撃から自らを防御するために活性化する免疫応答の1つが液性免疫応答であり、この応答によって抗体媒介免疫が生じる。一実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドビリオンは、親血清型と比較して低減された液性応答を惹起し、親血清型と比較して抗AAV中和抗体によってあまりもたらされない。
単に説明を目的として、中和抗体は、非中和抗体とは異なる。抗体に基づく免疫は、中和抗体と非中和抗体からなり、非中和抗体は、免疫応答中に生成される抗体プールのより大きな部分を構成するが、ほんの一部だけは、ときには他の免疫細胞とのおよび/または補体系との相互作用によって、機能性であり、感染細胞のクリアランスに関与する。その一方で、中和抗体は、ウイルス機能にとって極めて重要なエピトープに特異的に結合し、ウイルスの感染力に干渉する、例えば、宿主細胞へのウイルス侵入を遮断する。中和抗体(NAb)は、いくつかの機序によって、標的細胞に結合し、標的細胞へのAAV形質導入を阻害する。AAV中和抗体は、AAV介在遺伝子治療の有効性に対するそれらの有意に有害な効果のため、多くの研究の焦点になっている。最近の研究は、AAV結合抗体もAAVベクターの分布および安全性に影響を与え得ることを示している(Klasse et al., J Gen Virol, 2002, 83(Pt 9):2091;およびWang et al., Hum Gene Ther, 2011, 22(11):1389;これらの参考文献の各々の内容はそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる)。
AAV遺伝子送達におけるAAVカプシドおよびAAV血清型に対する既存の中和抗体の検出は、これらの先立つ抗体によって仮定される課題を克服する方法に関する適切な手法の開発に不可欠である。中和抗体のより低い力価または非存在が患者または患者群において検出される、異なる/代替AAVカプシドおよびAAV血清型の使用により、この課題は克服され得る。
III. BBBを横断する合理的AAVポリプロイドベクター
本発明は、異なるin vitroおよびin vivo応用に好適である様々な望ましい表現型を提示する、数々の合成の合理的ポリプロイドAAVウイルスベクターを提供する。特に、本発明は、BBBを効率的に横断する少なくとも1つのVP3構造タンパク質、例えばカプシドタンパク質を、個々のカプシドにおいて、任意の異なるAAV血清型からの少なくとも1つのVP1カプシドタンパク質および/またはVP2カプシドタンパク質と組み合わせることによって、複数の望ましい表現型、例えば、これらに限定されないが、CNSおよび/またはPNSに対するトロピズムの増大、血液脳関門(BBB)を横断するおよび/または脳循環による脳への合理的AAVカプシドの送達を可能にする、脳血管(BBV)もしくは血液成分に形質導入する能力、低減された液性応答の惹起、投与後にin vivoで中和抗体(Nab)から逃れる能力から選択される少なくとも1つの特性を、個々のカプシド各々に有する、改善されたAAVカプシドを生じさせることが可能になるという、予想外の発見に基づく。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンにより示される1つの望ましい特性は、それを再投薬ベクターとして選択することを可能にする能力である。そのようなハプロイドまたはポリプロイドビリオンは、カプシドタンパク質VP1、VP2およびVP3が少なくとも2つの異なる血清型に由来することを指す。そのような合理的ポリプロイドAAVビリオンを産生するための例示的な方法は、本明細書に記載される。VP1および/またはVP2タンパク質のAAV血清型からのVP3の望ましくないオープンリーディングフレームの翻訳を防止することにより、これらの方法は、生成ビリオンの均一な集団の産生をもたらす。
組換え合理的ポリプロイドAAVビリオンの(例えば、実質的にまたは完全に)均一な集団を生成できることによって、望ましくない/夾雑ビリオンの特性(例えば、形質導入特異性または抗原性)のキャリーオーバーが劇的に低減または消失される。
一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、血液脳関門に横断する能力を欠いている非ハプロイドAAV粒子、例えば、AAV2またはAAV5またはAAV8と比べて、対象の脳血管(BBV)の内皮細胞、星状膠細胞、乏突起膠細胞、CC1+乏突起膠細胞、ニューロンのサブタイプ(脳全体にわたるNeuN+細胞、中脳チロシンヒドロキシラーゼ(TH)+ドーパミン作動性ニューロン、カルビンジン+小脳プルキンエ細胞を含む)、介在ニューロン集団およびCD31+内皮細胞のうちの1つまたは複数への増強された形質導入を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、血液脳関門を横断する能力を有する非ハプロイドAAV粒子と比べて、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、小脳および脊髄のうちの1つまたは複数への同等のまたは増強された形質導入を示す。実施形態の一部の態様では、血液脳関門に横断する能力を有する非合理的ポリロイドAAV粒子と比べて、対象の星状膠細胞、乏突起膠細胞、CC1+乏突起膠細胞、ニューロンのサブタイプ(脳全体にわたるNeuN+細胞、中脳チロシンヒドロキシラーゼ(TH)+ドーパミン作動性ニューロン、カルビンジン+小脳プルキンエ細胞を含む)、介在ニューロン集団およびCD31+内皮細胞のうちの1つまたは複数への、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の同等のまたは増強された形質導入。
相対形質導入効率を決定するための方法は、www.moleculartherapy.org vol. 19 no. 8, 1440-1448, 2011に記載されており、この非特許文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。一部の実施形態では、本明細書で開示されるハプロイドAAVビリオンの集団は、AAV2またはAAV5と比べてCNS全体にわたって増強された形質導入を示す。一部の実施形態では、ハプロイドAAVビリオンの集団は、AAV2またはAAV5ビリオンと比べて線条体において増強された形質導入、例えば、同様の条件下でAAV2またはAAV5ビリオンのものと比較して線条体における少なくとも20%、もしくは30%、もしくは40%、もしくは50%、60%、70%、80%、90%もしくは95%、または100%良好な形質導入、あるいは少なくとも1.2倍、または少なくとも1.5倍、または少なくとも2倍、少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも50倍、またはそれより大きい、増強された形質導入を示す。
一実施形態では、本発明は、アデノ随伴ウイルス(AAV)ハプロイドまたはポリプロイドカプシドであって、任意の血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1と、BBBを横断する任意のAAV血清型からのおよび/または非ヒト霊長類からのものであり、かつVP1(または、存在する場合には、VP2)AAV血清型の血清型と同じ血清型ではない、少なくとも1つのカプシドタンパク質VP3とを含む、カプシドを提供する。好ましくは、合理的ポリプロイドビリオンのそのような集団は、実質的に均一である。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドビリオンは、VP2カプシドタンパク質を含み得、前記VP2カプシドタンパク質は、表1で開示される任意のAAV血清型からのものであるか、もしくはそのキメラVP2タンパク質であり、またはVP2カプシドタンパク質は、VP3が由来する血清型と同じである任意の血清型からのものであり、または代替的に、VP2カプシドタンパク質は、VP3が由来する血清型とは異なる血清型からのものである。本明細書で開示される合理的ポリプロイド、例えばハプロイドビリオンの、VP1-VP2-VP3の例示的な配置は、X-Y-Z、X-X-Z、Z-X-Z、X-Z-Zとして表されることがあり、ここで、X、YおよびZは、各々、1つのAAV血清型のみから選択され、異なる血清型であり、XおよびZは、表1で開示される任意の血清型から選択され得、Zは、BBBを横断する任意の血清型からのものである。つまり、いずれの合理的ハプロイドベクターにおいても、VP3は、1つのZ血清型のみからのものであり、VP1は、1つのX血清型のみからのものである、などである。一部の実施形態では、XおよびYは、BBBを横断する任意の血清型、および/または非ヒト霊長類AAV血清型から選択され得るが、そのような例では、それらは、Zの血清型とは異なる血清型からのものである。一部の実施形態では、Zは、任意の非霊長類AAV血清型からの、例えば、アカゲザル血清型からのものである。一部の実施形態では、Zは、任意の血清型AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rh10、rh74、rh39、およびrh43から選択され得る。
一実施形態では、AAVゲノム(2つのAAV ITR間に位置する異種遺伝子を含む)をカプシド内封入する本明細書に記載される合理的ハプロイドビリオンは、ウイルス構造タンパク質のうちの2つ、VP1およびVP3、のみで形成され得る。一実施形態では、そのような合理的ハプロイドビリオンは、高次構造的に正しく、すなわち、T=1の正二十面体対称性を有する。一実施形態では、本明細書に記載される合理的ハプロイドAAVビリオンは、感染性である。
AAVビリオンは、T=1の正二十面体対称性を有し、3つの構造ウイルスタンパク質、VP1、VP2およびVP3、で構成されている。1:1:8~10(それぞれ、VP1:VP2:VP3)の比での3つのウイルスタンパク質の60コピーがビリオンを形成する(Rayaprolu, V., et al., J. Virol. 87(24): 13150-13160 (2013))。
一実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンは、他のVPとは異なる血清型からのウイルス構造タンパク質、VP1、VP2およびVP3、のうちの少なくとも1つを有する、単離されたビリオンであり、各VPは、1つの血清型のみからのものである。単に説明のために、VP1がAAV2のみからのものである場合、VP2は、AAV4のみからのものであり、VP3は、AAV2でもAAV4でもないBBBを横断する血清型からのものである。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、AAV8と比べて、脳および脊髄における生体内分布の向上を有する。一部の実施形態では、CNS生体内分布は、少なくとも0.1VG/細胞、少なくとも0.2vg/細胞、少なくとも0.4vg/細胞、少なくとも0.6vg/細胞、少なくとも0.8vg/細胞、少なくとも1vg/細胞、少なくとも2vg/細胞、少なくとも3vg/細胞、少なくとも4vg/細胞、少なくとも5vg/細胞、少なくとも6vg/細胞、少なくとも7vg/細胞、少なくとも8vg/細胞、少なくとも9vg/細胞、少なくとも10vg/細胞、少なくとも10~15vg/細胞の間、少なくとも15~20vg/細胞の間、少なくとも20~30vg/細胞の間、少なくとも30~40vg/細胞の間、少なくとも40~50vg/細胞の間、少なくとも50VG/細胞、少なくとも50~60vg/細胞の間、少なくとも60~70vg/細胞の間、少なくとも70~80vg/細胞の間、少なくとも80~90vg/細胞の間、少なくとも90~100vg/細胞の間、少なくとも100vg/細胞であるか、またはそれより多い。
CNS生体内分布は、脳の領域および脊髄の領域における生体内分布に相当する。非限定的な例示的なCNS生体内分布領域としては、嗅球、線条体、海馬、皮質、視床、視床下部、小脳、髄質、頸神経叢、胸神経叢、腰神経叢、脈絡叢、手綱核、アンモン角、歯状回、尾状核被殻、扁桃体が挙げられる。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、グリア細胞よりニューロンにおいて増強された形質導入を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドビリオンの集団は、星状膠細胞において増強された形質導入を示す。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、CNS以外の組織における有意な形質導入を示す。実施形態のいくつかの態様では、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、肺、腎臓において形質導入を示し、肝臓、心臓、骨格筋、腸および脾臓において超生理的レベルを有する。
一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、脳血管(BBV)の内皮細胞への有意な形質導入を示す。一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、BBBの内皮細胞、BBBの内皮細胞を包囲する(「グリア境界膜」としても公知の)星状膠細胞足と呼ばれる星状膠細胞の細胞表面突起、のうちのいずれか1つまたは複数を含む、BBBの一部である細胞への有意な形質導入を示す。一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団は、活性化T細胞、血中単球、マクロファージを含むがこれらに限定されない、BBBを横断することができる血液成分への有意な形質導入を示す。
一実施形態では、2つのAAV ITR間に異種遺伝子を含むAAVゲノムをカプシド内封入する合理的ポリプロイドAAVビリオンは、ウイルス構造タンパク質のうちの2つ、VP1およびVP3、のみで形成され得、VP3は、BBBを効率的に横断する血清型からのものである。一実施形態では、このビリオンは、高次構造的に正しく、すなわち、T=1の正二十面体対称性を有する。一実施形態では、ビリオンは、感染性である。
感染性ビリオンは、VP1/VP3またはVP1/VP2/VP3を含む。典型的には、VP2/VP3のみまたはVP3のみを含むビリオンは、感染性ではない。
一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVビリオンのこれらの集団を生成するために使用されるウイルス構造タンパク質VP2は、遺伝子治療のために単離されたAAVの12の血清型のいずれか、他の種、変異型の血清型、そのような遺伝子のシャフリングされた血清型、例えば、AAV1、AAV2、AAV VP1.5、AAV4 VP2、AAV4 VP3、AAV Rh10 VP3、AAV Rh74 VP3、AAV Rh74 VP2または所望される、例えば表1で開示されるような、任意の他のAAV血清型からのものであり得る。
本明細書で開示されるように、VP3構造カプシドタンパク質は、BBBを効率的に横断する任意のAAV血清型から選択される。BBBを横断するそのようなAAV血清型は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rh10、rh74、rh39およびrh43のいずれかから選択される。本明細書で開示される方法および組成物における使用のための、VP1、VP2およびVP3タンパク質を含む例示的な合理的ポリプロイドベクターには、これらに限定されないが、AAV-X-Y-1、AAV-X-X-1、AAV-X-Y-6、AAV-X-X-6、AAV-X-Y-6.2、AAV-X-X-6.2、AAV-X-Y-7、AAV-X-X-7、AAV-X-Y-9、AAV-X-X-9、AAV-X-Y-rh10、AAV-X-X-rh10、AAV-X-Y-rh74、AAV-X-X-rh74、AAV-X-Y-rh39、AAV-X-X-rh39、AAV-X-Y-43、AAV-X-X-43が含まれ、ここで、XおよびZは、各々、1つのAAV血清型のみから選択され、異なる血清型であり、表1で開示される任意の血清型から選択される。一部の実施形態では、Xおよび/またはYは、BBBを横断する任意の血清型からのものであり得、または代替的に、任意の非ヒト霊長類AAV血清型からのものであり得、これが存在する場合、Xおよび/またはYの血清型は、VP3のものからの血清型とは異なる。合理的ポリプロイドがVP1、VP2およびVP3タンパク質を含む、一部の実施形態では、VP1タンパク質血清型の血清型は、BBBを横断するVP3タンパク質の血清型と同じであり、VP2タンパク質の血清型は、異なる血清型からのものである。合理的ポリプロイドがVP1、VP2およびVP3タンパク質を含む一部の実施形態では、VP2タンパク質血清型の血清型は、BBBを横断するVP3タンパク質の血清型と同じであり、VP1タンパク質の血清型は、異なる血清型からのものである。
一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、VP1およびVP3タンパク質のみ、またはVP2およびVP3タンパク質のみを含み得、本明細書で開示される方法および組成物における使用のためのそのような例示的な合理的ポリプロイドベクターには、これらに限定されないが、AAV-X-1、AAV-X-6、AAV-X-6.2、AAV-X-7、AAV-X-9、AAV-X-rh10、AAV-X-rh74、AAV-X-rh39、AAV-X-43が含まれ、ここで、Xは、VP1またはVP2のどちらかであり、表1で開示される任意の血清型から選択される1つの血清型のみから選択される。一部の実施形態では、Xは、BBBを横断する任意の血清型からのものであり得、または代替的に、任意の非ヒト霊長類AAV血清型からのものであり得、これが存在する場合、Xの血清型は、VP3のAAV血清型とは異なる。
一部の実施形態では、VP3は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、AAVrh10、AAVrh74、AAVrh39およびAAVrh43、またはネイティブアミノ酸配列に対して少なくとも85%のアミノ酸配列同一性を有するバリアントを含むがこれらに限定されない、BBBを横断する任意のAAV血清型から選択され得る。BBBを横断するAAV血清型は、Zhang et al., Mol. Therapy, 19(8); 2011; 1440-1448、Nonnenmacher et al., Mol Ther: Methods and Clinical development; 2021, 336、およびGao et al., J. Virol, 2004; 6381-6388において開示されており、これらの参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的AAVポリプロイドベクターは、VP1、VP2またはVP3タンパク質を含み、VP1、VP2またはVP3は、各々、異なる血清型からのものであり、血清型XまたはYは、表1から選択される任意のAAV血清型であり、血清型Zは、BBBを横断する任意の血清型のみからの、および/または、代替的に、および血清型Xでも血清型YでもないBBBを横断する非ヒト霊長類AAVまたは任意の血清型またはキメラもしくは天然に存在しない血清型からの、ものである。
一部の実施形態では、AAV合理的ポリプロイドは、3つの血清型、例えば、X、YおよびZを含み、VP1、VP2およびVP3は、1つの血清型のみからのものであり、それらの各々が異なる血清型であり、XおよびYは、表1から選択される任意の血清型から選択され得、VP3(血清型Z)は、aからのものである/BBBを横断する任意のAAV血清型である。そのような組合せが表2に示される。
表2: 3つの異なる血清型:X、YおよびZ(ここで、血清型Zは、BBBを横断する任意のAAV血清型から選択される)を含む、合理的AAVポリプロイドの異なるカプシドタンパク質の組合せの表。
一部の実施形態では、AAV合理的ハプロイドベクターは、2つの血清型のみを含み、血清型の1つは、BBBを横断する任意のAAV血清型(血清型Zと呼ばれる)であり、および血清型の1つ(血清型X)は、表1から選択される任意の血清型からのものである。一部の実施形態では、血清型Aの例示的な血清型には、これらに限定されないが、AAV8、AAV9、AAV3、AAV3bが含まれる。一部の実施形態では、血清型Zの例示的血清型は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、AAVrh10、AAVrh74、AAVrh39のうちのいずれかから選択される、BBBを横断するAAV血清型である。一部の実施形態では、血清型Zの血清型は、アカゲザル血清型AAVrh.10、AAVrh.74、AAVrh.73、AAVrh.75、AAVrh.76、rAAVrh39、rAAVrh.43を含む、任意の非霊長類AAV血清型からも選択され得る。
IV. BBBを横断する例示的なAAV8ハプロイドベクター
一実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、アデノ随伴ウイルス8(AAV8)ハプロイドまたはポリプロイドカプシドであり、カプシドは、AAV8血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1と、BBBを横断する任意のAAV血清型からのおよび/または非ヒト霊長類からのものであり、かつAAV8血清型ではない、少なくとも1つのカプシドタンパク質VP3とを含む。好ましくは、AAV8ハプロイドビリオンのそのような集団は、実質的に均一である。一部の実施形態では、本発明のAAV8ハプロイドカプシドは、VP2カプシドタンパク質を含み得、前記VP2カプシドタンパク質は、AAV8血清型からのものであるか、もしくはそのキメラVP2タンパク質であり、またはVP2カプシドタンパク質は、VP3が由来する血清型と同じである任意の血清型からのものであり、または代替的に、VP2カプシドタンパク質は、VP3が由来する血清型とは異なる血清型からのものである。本発明のAAV8ハプロイドカプシドにおけるVP1-VP2-VP3の例示的な配置は、AAV8-8-Y、AAV8-X-Y、AAV8-Y-Yとして表されることがあり、ここで、Xは、任意の血清型(AAV8を除く)からのVP2カプシドタンパク質であり、Yは、任意の血清型(AAV8を除く)からのVP3タンパク質であり、XおよびYは、異なる血清型からのものであり、XおよびYは、BBBを横断する任意の血清型および/または非ヒト霊長類AAV血清型から選択され得る。
一部の実施形態では、AAV8血清型からのVP1と、少なくとも1つのVP3カプシドタンパク質とを含有する、本明細書で開示されるAAV8ハプロイドまたはポリプロイドビリオンであって、VP3が、AAV8からのものではなく、BBBを横断する任意の血清型から選択される、および/または非ヒト霊長類AAV血清型である、AAV8ハプロイドまたはポリプロイドビリオンが、産生される。例えば、VP1および必要に応じてVP2が、AAV8血清型からのものであり、VP3が、AAV8からのものではなく、BBBを横断する任意のAAV血清型から選択される、および/または非ヒト霊長類AAV血清型である、AAV8ハプロイドまたはポリプロイドビリオンが、産生される。
一実施形態では、AAV8ビリオンは、AAV8血清型からのVP1と、AAV8とは異なる血清型からのウイルス構造タンパク質、VP2および/またはVP3、の一方とを少なくとも有する、単離されたビリオンであって、VP2および/またはVP3のどちらかが、ネイティブAAVベクターがBBBを横断する任意のAAV血清型からのものである、単離されたビリオンである。例えば、本明細書に記載されるAA8ハプロイドビリオンは、AAV8からのVP1と、AAV9、AAV7(受託番号AF513852、これはAAV7の全ゲノムである)、rAAVrh74、rAAVrh.39、rAAVrh.43またはそのバリアントからのVP2またはVP3またはVP2とVP3の両方と、を含み得る。
一実施形態では、AAV8ビリオンは、AAV8血清型からのVP1と、AAV8とは異なる血清型からのウイルス構造タンパク質、VP2および/またはVP3、の一方とを少なくとも有する、単離されたビリオンであって、VP2および/またはVP3のどちらかが任意の非ヒト霊長類AAV血清型からのものである、単離されたビリオンである。例えば、VP1は、AAV8のみからのものであり、VP2および/またはVP3は、アカゲザルからのものである。例えば、本明細書に記載されるAA8ハプロイドビリオンは、AAV8からのVP1と、rAAVrh.10、rAAVrh.74、rAAVrh.39もしくはrAAVrh.43またはそのバリアントからのVP2またはVP3またはVP2とVP3の両方と、を含み得る。本願を通して、本明細書に記載されるビリオンは、AAV(VP1)-VP2-VP3として、または代替的に「AAVnnn」として表されることがある。例えば、単に説明のために、AAV8からのVP1、AAV8からのVP2、およびAAVrh.10からのVP3を有するビリオンは、AAV8-8-rh10またはAAV88rh10として表されることがあり得る。したがって、この命名法を使用すると、本明細書における例示的なAAV8ハプロイドビリオンには、これらに限定されないが、AAV8-8-rh10、AAV8-8-rh74、AAV8-8-rh39、AAV8-8-rh43、またはそのバリアントが含まれ、ここで、VP1およびVP2カプシドタンパク質は、AAV8からのものであり、VP3は、示されている通りの血清型からのものである。他の例示的なAAV8ハプロイドベクターには、これらに限定されないが、AAV8-X-rh10、AAV8-X-rh74、AAV8-X-rh39、AAV8-X-rh43、またはそのバリアントが含まれ、ここで、Xは、AAV8を除く任意の血清型からのVP2である。一部の実施形態では、Xは、AAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh.39もしくはrAAVrh.43、またはそのバリアントを含むがこれらに限定されない、任意のアカゲザルAAV血清型からのVP2カプシドタンパク質である。
本明細書における一部の実施形態では、VP1カプシドタンパク質がAAV8からのものであり、VP2またはVP3ウイルスタンパク質の少なくとも一方がAAV8からのものでない、ビリオン粒子が構築され得る。一部の実施形態では、VP1およびVP2は、AAV8血清型からのものであり得る。本明細書で開示される全ての実施形態では、VP3は、AAV8からのものではない。一部の実施形態では、VP2およびVP3は、同じ血清型、例えば、AAV8-rh10-rh10からのものである。一部の実施形態では、VP2およびVP3は、異なる血清型、例えば、AAV8-8-rh10、またはAAV8-rh74-rh10からのものである。本明細書で開示される全ての実施形態の各態様では、少なくとも、AAV8からのVP1および別の血清型からのVP3カプシドタンパク質が、AAVゲノムをカプシド内封入することができるビリオン粒子を形成するために必要とされる。各ビリオン粒子について、カプシドタンパク質(VP1、VP2、および/またはVP3)は同じタイプである(例えば、全てのビリオンがAAV8 VP1を含む)。一部の実施形態では、ウイルスカプシドタンパク質のうちの少なくとも1つは、キメラウイルスタンパク質であり、他の2つのウイルスタンパク質の少なくとも一方は、キメラのものではない。一部の実施形態では、VP1は、キメラAAV8 VP1タンパク質である。一部の実施形態では、VP1およびVP2は、キメラのものであり、VP3のみが、非キメラのものである。例えば、任意の他の非AAV8ベクター、例えばrh10、rh74など、からのVP3のみと対にされた、キメラAAV2/8(AAV2のN末端およびAAV8のC末端)からのVP1/VP2で構成されている、ウイルス粒子のみ。別の実施形態では、VP3のみがキメラのものであり、VP1およびVP2は、非キメラのものである。別の実施形態では、ウイルスタンパク質のうちの少なくとも1つは、完全に異なる血清型からのものである。別の例では、キメラのものは存在しない。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドビリオンは、AAV8ハプロイドビリオンであり、AAV88rh10、AAV88rh74、AAV88rh74vv、AAV88rh10LP2、AAV88rh74LP2、AAV88rh74vvLP2のいずれかから選択され得、これらの各々は、本明細書で提供される実施例セクションで説明される。一部の実施形態では、これらのAAV8ハプロイドビリオンは、AAV8-8-rh10、AAV8-8-rh74、AAV8-8-rh74vv、AAV8-8-rh10LP2、AAV8-8-rh74LP2、AAV8-8-rh74vvLP2として表されることがある。単に説明として、これらのAAVハプロイドビリオンは、AAV8 VP1およびVP2構造タンパク質(例えば、配列番号7および8)を含むか、または配列番号7もしくは8の改変タンパク質と、rh10 VP3(配列番号1)、rh74 VP3(配列番号3)、rh74vv VP3(配列番号2)、rh10-LP2 VP3タンパク質(配列番号14)、rh74-LP2 VP3タンパク質(配列番号17)、およびrh74vv-LP2 VP3タンパク質(配列番号15)のうちのいずれかから選択されるVP3タンパク質、もしくは配列番号1、2、3、14、15および18のいずれかに対して少なくとも85%配列同一性であるアミノ酸配列を有するVP3タンパク質とを含む。一部の実施形態では、改変AAV8 VP1またはVP2タンパク質は、本明細書で開示の標的化ペプチドまたはBBB浸透ペプチドを含むがこれらに限定されない、ペプチドの挿入を、VP1および/またはVP2タンパク質中の適切な部位に含む。一部の実施形態では、リンカー、例えば、ペプチドリンカーは、標的化ペプチドに隣接し得る(すなわち、標的化ペプチドの各末端がペプチドリンカーを構成し得る)か、または標的ペプチドの一方の末端に位置するペプチドリンカーがある。一部の実施形態では、AAV8 VP1および/またはVP2構造タンパク質は、Gilkes Site-specific modifications to AAV8 capsid yields enhanced brain transduction in the neonatal MPS IIIB mouse. Gene Ther (2020)において開示されているように、二重変異体(Y444+733F)または三重変異体(Y444+733F T494V)として改変されており、この非特許文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれ;この非特許文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
一部の実施形態では、AAV8からのVP1カプシドタンパク質と、AAV8とは異なる血清型からのものであるVP3カプシドタンパク質とを含有するビリオンのみが、産生される。例えば、VP1およびVP2は、AAV8血清型からのものであり、VP3は、代替血清型のみからのものである。他の実施形態では、VP1は、AAV8血清型からのものであり、VP2およびVP3は、別の血清型のみからのものであり、VP2およびVP3カプシドタンパク質は、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型である、血清型からのものである。別の実施形態では、VP1がAAV8血清型からのものであり、VP2が第2の血清型からのものであり、VP3がさらに別の血清型からのものである、粒子のみが産生され、本明細書ではポリプロイドAAV8ビリオンと呼ばれる。
これは、例えば、スプライスドナー部位、スプライスアクセプター部位、スタートコドンおよびこれらの組合せを変化させる部位特異的欠失および/または付加によって、行われ得る。
これは、ポリプロイドビリオン-例えばハプロイド粒子-の実質的に均一な集団である集団を産生するための方法を可能にする。
一部の実施形態では、例示的なAAV8ハプロイドベクターは、以下から選択される:
a. AAV8-8-rhY(ここで、Yは、アカゲザルをはじめとする非ヒト霊長類AAV血清型からのVP3である);
b. AAV8-8-rh10;
c. AAV8-X-rh10、ここで、xは、Rh10を除く任意の血清型である;
d. AAV8-X-rh10、ここで、xは、AAV8を除く任意の血清型である;
e. AAV8-8-rh74;
f. AAV8-8-rh74vv、ここで、rh74 VP3カプシドタンパク質は、W581VV改変を含む;
g. AAV8-X-rh74またはrh74vv、ここで、xは、Rh74を除く任意の血清型である;
h. AAV8-X-rh74/rh74vv、ここで、xは、AAV8を除く任意の血清型である;
i. AAV8-8-Y、ここで、Yは、BBBを横断する任意の血清型からのVP3カプシドタンパク質である(例えば、BBBを横断する例示的なVP3カプシドタンパク質は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7(受託番号AF513852、これはAAV7の全ゲノムである)、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43から選択され得る);
j. AAV8-X-Y、ここで、Xは、AAV8を除く任意の血清型であり、Yは、BBBを横断する任意の血清型からのVP3であり、Yは、AAV8からのものではない;
k. AAV8-X-Y、ここで、Xは、BBBを横断する任意の血清型であり、Yは、BBBを横断する任意の血清型からのVP3であり、XおよびYは、それぞれ、AAV8血清型からのVP2カプシドタンパク質でもVP3カプシドタンパク質でもなく、BBBを横断する血清型は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7(受託番号AF513852、これはAAV7の全ゲノムである)、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43から選択され得る;
l. AAV8-X-X、ここで、Xは、BBBを横断する任意の血清型であり、Xは、それぞれ、AAV8血清型からのVP2カプシドタンパク質でも、VP3カプシドタンパク質でもなく、BBBを横断する血清型は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7(受託番号AF513852、これはAAV7の全ゲノムである)、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43から選択され得る;
m. AAV8-X-Y、ここで、Xは、AAV8を除く任意の血清型であり、Yは、BBBを横断する任意の血清型からのVP3であり、Yは、AAV8からのものではない。
一部の実施形態での、BBBを横断する例示的なAAVハプロイドベクターが、表4で開示される。
表4: VP3が、BBBを横断する血清型(例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、AAVrh10、AAVrh74、AAVrh39から選択される)からのものであり、VP1および/またはVP2が、VP3の血清型のものとは異なる血清型からのものであり、また、BBBを横断する血清型からのものであり得るか、またはAAV8もしくはXから選択され得、Xが、AAV8ではない血清型であり、表1からの任意の血清型から選択され得る、例示的な合理的ポリプロイドまたはポリプロイドベクター。
(i)AAV8-8-rh10ハプロイドベクター
一部の実施形態では、例示的なAAVハプロイドベクターは、VP1およびVP2がAAV8血清型のみからのものであり、VP3がアカゲザルAAV10(AAVrh10)血清型のみからのものである、AAV8-8-rh10である。一部の実施形態では、VP3カプシドタンパク質は、AAVrh10血清型からのキメラVP3タンパク質である。一部の実施形態では、AAV8-8-rh10ハプロイドベクターは、配列番号1のアミノ酸配列、または配列番号1に対して少なくとも85%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%の配列同一性のアミノ酸配列を有する、VP3カプシドタンパク質を含み、配列番号1は、AAVrh10からのコドン最適化VP3カプシドタンパク質のアミノ酸である。一部の実施形態では、VP3は、配列番号1のQ214N、S462NおよびD517Eから選択される少なくとも1つ、または少なくとも2つ、または少なくとも3つの改変を含む、改変VP3タンパク質である。AAVrh10血清型からのVP3のアミノ酸を含む配列番号1は、配列番号5の核酸配列、または配列番号5に対して少なくとも95%もしくは少なくとも98%の核酸配列同一性のバリアントの核酸配列によりコードされる。
一部の実施形態では、例示的なAAV8ハプロイドベクターは、VP1およびVP2が、配列番号6の核酸配列によりコードされる、AAV8-8-rh10であって、前記核酸配列が、AAV8血清型からのVP3タンパク質が発現されないようにM203VおよびM211V、M204および/またはM212M204および/またはM212を含む、AAV8-8-rh10である。一部の実施形態では、核酸バリアントは、VP2のスタートコドン(トレオニン(TまたはThr))を破壊するまたは作動不能にするために配列番号6の412~414位におけるACGの少なくとも1塩基の改変を含み、したがって、配列番号6のこの核酸は、AAV8血清型のVP1のみをコードし、AAV8血清型からのVP2とVP3のどちらもコードしない。そのような実施形態では、AAV8ハプロイドベクターは、異なる血清型、例えばAAVrh血清型、からのVP2タンパク質を含み得るか、または代替的に、VP2には本明細書で論じられるようなAAV8ハプロタイプが非存在であり得、したがって、AAV8血清型からのVP3タンパク質は発現されない。一部の実施形態では、核酸バリアントは、VP2のスタートコドン(トレオニン(TまたはThr))を破壊するまたは作動不能にするために配列番号6の412~414位におけるACGの少なくとも1塩基の改変を含み、したがって、配列番号6のこの核酸は、AAV8血清型のVP1のみをコードし、AAV8血清型からのVP2とVP3のどちらもコードしない。そのような実施形態では、AAV8ハプロイドベクターは、異なる血清型、例えばAAVrh血清型、からのVP2タンパク質を含み得るか、または代替的に、VP2には本明細書で論じられるようなAAV8ハプロタイプが非存在であり得る。
本明細書における実施例で示されるように、合理的ポリプロイドAAV8-8-rh10は、親AAV8と比較して少ない液性応答を生じさせ(図25A)、これによって、このAAV8-8-rh10ハプロイドが、親AAV8ベクターと比較して異なる、減少した抗原性プロファイルを有することが実証された。図8Bおよび10Cによって、AAV8-8-rh10からの生産収率および比生産性が、AAV8またはAAVrh10対照に匹敵することも実証された。
一部の実施形態では、AAV8-8-rh10ハプロイドは、配列番号13の構築物を含む、配列番号12のプラスミドを使用して産生された。
(ii)AAV8-8-rh74ハプロイドベクター
一部の実施形態では、例示的なAAVハプロイドベクターは、VP1およびVP2がAAV8血清型のみからのものであり、VP3がアカゲザルAAV74(AAVrh74)血清型のみからのものである、AAV8-8-rh74である。一部の実施形態では、VP3カプシドタンパク質は、AAVrh74血清型からのキメラVP3タンパク質である。一部の実施形態では、AAV8-8-rh74ハプロイドベクターは、配列番号3のアミノ酸配列、または配列番号3に対して少なくとも85%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%の配列同一性のアミノ酸配列を有する、VP3カプシドタンパク質を含み、配列番号3は、AAVrh74からの野生型VP3カプシドタンパク質のアミノ酸である。
一部の実施形態では、rh74 VP3は、少なくとも1つまたは複数のアミノ酸改変を含む、改変VP3タンパク質である。特定の実施形態では、AAVrh74 VP3カプシドタンパク質は、配列番号3のアミノ酸581位(AAVrh74からのVP1カプシドタンパク質のアミノ酸配列からの命名法/番号付けを使用する)においてトリプトファン(WまたはTrp)で2つの連続するバリン(Vまたはval)アミノ酸が置換されているW581VV改変を含む改変VP3タンパク質である。したがって、一部の実施形態では、AAVハプロイドベクターは、配列番号2のアミノ酸配列、または配列番号2に対して少なくとも85%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%の配列同一性のアミノ酸配列を有する、VP3カプシドタンパク質を含む、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターであって、配列番号2が、W581VV改変を含むrh74vv-VP3カプシドタンパク質のアミノ酸である、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターである。
rh74vv-VP3カプシドタンパク質のアミノ酸を含む配列番号2は、配列番号4の核酸配列によりコードされる。
一部の実施形態では、AAVハプロイドベクターは、配列番号2のアミノ酸配列、または配列番号2に対して少なくとも85%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%の配列同一性のアミノ酸配列を有する、VP3カプシドタンパク質を含む、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターであって、配列番号2が、W581VV改変を含むrh74vv-VP3カプシドタンパク質のアミノ酸であり、rh74vv-VP3カプシドタンパク質が、配列番号4を含む核酸配列、または配列番号4に対して少なくとも85%、もしくは少なくとも87%、もしくは少なくとも88%、もしくは少なくとも89%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%配列同一性の核酸配列によりコードされる、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターである。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターにおけるAAVrh74 VP3タンパク質は、配列番号2のアミノ酸配列、もしくは配列番号2に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を有し、または変異AAVrh74 VP3は、配列番号2の以下の改変:N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのうちの少なくとも1つを含む。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターにおけるAAVrh10 VP3タンパク質は、配列番号5のAAVrh10_VP3核酸と比較してQ214N、S462NおよびD517E変異のうちの少なくとも1つまたは複数を含む配列番号5の核酸によりコードされるか、またはQ214N、S462NおよびD517Eから選択される少なくとも1つの変異を含む配列番号5に対して少なくとも85%の配列同一性の核酸配列を含む配列番号5の核酸によりコードされる。
本明細書におけるいずれかの態様の一実施形態では、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターにおけるAAVrh74 VP3タンパク質は、配列番号2もしくは3のアミノ酸配列、または配列番号2もしくは2に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を含むか、または配列番号2のN263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのアミノ酸改変のうちの少なくとも1つを含む。
重要なこととして、本明細書において実施例でおよび図30B~30Cで開示されるように、ハプロイドAAV8-8-rh74ベクターは、親AAV血清型で免疫されたマウスと比較して、改善された脳および脊髄形質導入能力ならびにBBB横断能力を有する。
重要なこととして、本明細書において実施例で開示されるように、ハプロイドAAV8-8-rh74ベクターは、親血清型で免疫された血清からの中和抗体からの改善された逃避能力を有する。重要なこととして、AAV8-8-rh74は、全身投与後にマウスの全身に形質導入する上で親AAV8またはAAVrh10より驚くほど効率が高く、ハプロイドAAV8-8-rh10より効率が高い(図21A~21Dを参照されたい)。さらに、AAV8-8-rh74は、AAV8、AAVrh10とは対照的に血液脳関門を横断する能力を示し、したがって、その親AAV8と比較して予想外の結果、およびAAV8ハプロイドにより示されるのとは異なる表現型を示した。さらに、ハプロイドベクターAAV8-8-rh74は、AAV8対照と同様にPro10細胞に形質導入し、重要なこととして、GM16095細胞には親ベクターAAV8より有意に効率よく形質導入した。さらに、AAV8-8-rh74ハプロイドは、抗AAV8中和抗体から逃避すること(図18A~18B、図19を参照されたい)および親AAV8と比較して少ない液性応答を生じさせること(図25A)が判明し、したがって、このAAV8-8-rh74ハプロイドは、親AAV8ベクターと比較して異なる、減少した抗原性プロファイルを有することが実証された。
一部の実施形態では、AAV8-8-rh74ハプロイドは、配列番号11の構築物を含む、配列番号10のプラスミドを使用して産生された。
V. AAVハプロイドまたはポリプロイドカプシドのバリアント
一部の実施形態では、本明細書に包含されるAAVハプロイドまたはポリプロイドビリオンは、典型的な3つのウイルス構造タンパク質、VP1、VP2およびVP3、より多くのウイルス構造タンパク質によって形成され得る(例えば、Wang, Q. et al., "Syngeneic AAV Pseudo-particles Potentiate Gene Transduction of AAV Vectors," Molecular Therapy: Methods and Clinical Development, Vol. 4, 149-158 (2017)を参照されたい)。そのようなAAVハプロイドまたはポリプロイドウイルスカプシドも本発明に含まれる。例えば、AAVゲノムをカプシド内封入するAAVハプロイドまたはポリプロイドビリオンを形成するために十分なウイルスカプシド構造タンパク質を有する単離されたAAVビリオンであって、VP1が、表1に収載される任意のAAV血清型からのものであり、VP3が、BBBを横断する任意の血清型からのものである、単離されたAAVビリオン。さらなる実施形態では、単離されたAAVハプロイドまたはポリプロイドビリオンは、AAVカプシドタンパク質、VP1、VP1.5およびVP3、からなる群からの少なくとも2つのウイルス構造タンパク質を有し、これら2つのウイルスタンパク質は、AAVゲノムをカプシド内封入するAAVハプロイドまたはポリプロイドを形成するのに十分なものであり、VP1またはVP1.5は、表1に収載されている任意のAAV血清型からのものであり、VP3は、BBBを横断する任意の血清型からのものである。例えば、VP1.5は、表1に収載されている任意のAAV血清型からのものであり、VP3は、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43を含むがこれらに限定されないBBBを横断するAAV血清型のいずれか1つまたは複数からのものであり得る。
一部の実施形態では、本発明のカプシドは、カプシドタンパク質VP1.5を含み、前記カプシドタンパク質VP1.5は、VP1と同じ血清型からのものでも、VP3カプシドタンパク質と同じ血清型からのものでもない。一部の実施形態では、本明細書に記載されるAAVハプロイドまたはポリプロイドカプシドタンパク質は、本明細書に記載のカプシドタンパク質VP2を含み得る。
一部の実施形態では、本発明のカプシドは、カプシドタンパク質VP2を含み、前記カプシドタンパク質VP2は、AAV8血清型もしくは表1に収載されている任意の血清型、またはカプシドのVP3タンパク質と同じ血清型、またはVP3に使用されるようなものとは異なる血清型のうちのいずれかから選択される。一部の実施形態では、本明細書に記載される合理的ポリプロイドAAVベクターは、カプシドタンパク質VP1.5を含み得る。VP1.5は、米国特許出願公開第2014/0037585号に記載されており、VP1.5のアミノ酸配列は、本明細書で提供される。
したがって、ある特定の実施形態では、ウイルス構造タンパク質のうちの少なくとも1つ、例えば、VP1、VP2またはVP3は、キメラウイルス構造タンパク質であり得、すなわち、1つより多くのタンパク質からのセグメントを含有し得る。一実施形態では、キメラウイルス構造タンパク質は、全て、同じ血清型からのものである。別の実施形態では、キメラウイルス構造タンパク質は、1つより多くの血清型からの成分で構成されているが、これらの血清型は、少なくとも1つの他の血清型と異なる。一実施形態では、ウイルス構造タンパク質は、キメラのものではない。一実施形態では、キメラAAV構造タンパク質は、イヌパルボウイルスからの構造アミノ酸を含まない。一実施形態では、キメラAAV構造タンパク質は、b19パルボウイルスからの構造アミノ酸を含まない。一実施形態では、キメラAAV構造タンパク質は、イヌパルボウイルスからの構造アミノ酸も、b19パルボウイルスからの構造アミノ酸も、含まない。一実施形態では、キメラAAV構造タンパク質は、AAVからの構造アミノ酸のみを含む。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVベクターは、キメラVP1タンパク質を含まない。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドAAVベクターは、キメラVP1タンパク質、例えば、AAV8血清型からのキメラVP1タンパク質を含む。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVビリオンは、典型的な3つのウイルス構造タンパク質、VP1、VP2およびVP3、より多くのウイルス構造タンパク質によって形成され得る(例えば、Wang, Q. et al., "Syngeneic AAV Pseudo-particles Potentiate Gene Transduction of AAV Vectors," Molecular Therapy: Methods and Clinical Development, Vol. 4, 149-158 (2017)を参照されたい)。そのようなウイルスカプシドも本発明に含まれる。例えば、AAVゲノムをカプシド内封入するAAVビリオンを形成するのに十分なウイルスカプシド構造タンパク質を有する単離されたAAVビリオンであって、ウイルスカプシド構造タンパク質のうちの少なくとも1つが、他のウイルスカプシド構造タンパク質とは異なり、各ウイルスカプシド構造タンパク質が、同じタイプのもののみである、単離されたAAVビリオン。さらなる実施形態では、単離されたAAVビリオンは、AAVカプシドタンパク質、VP1、VP2、VP1.5およびVP3、からなる群から選択される少なくとも2つのウイルス構造タンパク質を有し、2つのウイルスタンパク質は、AAVゲノムをカプシド内封入するAAVビリオンを形成するのに十分なものであり、存在するウイルス構造タンパク質のうちの少なくとも1つは、他のウイルス構造タンパク質とは異なる血清型からのものであり、VP1は、1つの血清型のみからのものであり、VP2は、1つの血清型のみからのものであり、VP3は、BBBを効率的に横断する1つの血清型のみからのものである。一実施形態では、合理的ポリプロイドは、VP 1.5を含む。単に例示を目的として、VP1.5は、AAV血清型8からのものであり得、VP3は、BBBを横断するAAV血清型、および/または代替的にAAVrh血清型からのものであり得る。
一部の実施形態では、1つの血清型(例えば、表1に収載されている血清型)からのVP1カプシドタンパク質と、VP1のものとは異なる血清型からのVP3カプシドタンパク質とを含有し、AAV血清型がBBBを効率的横断する、ビリオンのみが、産生される。例えば、VP1およびVP2は、表1に収載されている任意の血清型、例えばAAV8血清型、からのものであり、VP3は、BBBを横断する代替血清型のみからのものである。他の実施形態では、VP1は、1つの血清型(例えば、AAV8血清型)のみからのものであり、VP2およびVP3は、別の血清型のみからのものであり、VP2およびVP3カプシドタンパク質は、BBBを横断する血清型からのものである。別の実施形態では、VP1が、表1に収載されている血清型(例えば、AAV8血清型)からのものであり、VP2が第2の血清型のみからのものであり、VP3のみが、BBBを横断するさらに別の血清型からのものである、粒子のみが産生され、本明細書ではポリプロイドAAV8ビリオンと呼ばれる。
これは、例えば、スプライスドナー部位、スプライスアクセプター部位、スタートコドンおよびこれらの組合せを変化させる部位特異的欠失および/または付加によって、行われ得る。
これは、ポリプロイドビリオン-例えばハプロイド粒子-の実質的に均一な集団である集団を産生するための方法を可能にする。
一部の実施形態では、本明細書における技術は、1つまたは1つより多くの第1のAAV血清型からのものであるカプシドタンパク質VP1と、1つまたは1つより多くの第2のAAV血清型からのものであるカプシドタンパク質VP2とを含む、AAVカプシドであって、前記第1のAAV血清型の少なくとも1つが、いずれの組合せにおいても、前記第2のAAV血清型の少なくとも1つと異なり、VP1、VP2またはVP3のうちの少なくとも1つが、BBBを横断する血清型からのものであるか、または代替的に、非霊長類AAV血清型、例えば、アカゲザルAAV(AAVrh)血清型からのものである、AAVカプシドも提供する。一部の実施形態では、いかなるキメラウイルス構造タンパク質もビリオン中に存在しない。
VI. VP1およびVP3カプシドタンパク質への改変
本発明は、本発明のカプシドタンパク質、カプシド、ウイルスベクター、AAV粒子組成物および/または医薬製剤と薬学的に許容される担体とを含む、医薬製剤であり得る組成物をさらに提供する。
一部の非限定的な例では、本発明は、3回回転軸ループ4(Opie et al., J. Viral. 77: 6995-7006 (2003))におけるアミノ酸配列の改変を含むAAVカプシドタンパク質(VP1、VP1.5、VP2および/またはVP3)、ならびに改変AAVカプシドタンパク質を含むウイルスカプシドおよびウイルスベクターを提供する。BBBを横断するAAV血清型からの少なくとも1つのVP構造タンパク質、例えば、BBBを横断する血清型からのVP3を含む、本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはポリプロイドAAVベクターは、全身またはくも膜下腔内送達後に親AAVベクターと比較して異なる形質導入プロファイルを有し、驚くべきことに、くも膜下腔内もしくは全身送達後にBBBを横断する能力の増大、ならびに/またはBBBの内皮細胞におよび/もしくはBBBを横断する血液細胞に形質導入する能力の増大を有する。例えば、本明細書において実施例で開示されるAAV8-8-rh74ハプロイドAAVベクターは、全身投与後に全身性形質導入の有意な増加を示し、したがって、それによって各標的組織、例えば、骨格筋、心筋などへの形質導入が増加されることになる。
ある実施形態では、改変AAVカプシドは、定方向進化によって細胞型特異的ベクターを生じさせるようにDNAシャフリングによって作出されるVP1、VP2および/またはVP3で構成され得る。AAVに関するDNAシャフリングは、一般に、Li, W. et al., Mol. Ther. 16(7): 1252-12260 (2008)に記載されており、この参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。ある実施形態では、DNAシャフリングは、2つもしくはそれより多くの異なるAAV血清型、AAVキメラまたは他のAAVからのカプシド遺伝子DNA配列を使用してVP1、VP2および/またはVP3を作出するために使用され得る。ある実施形態では、ハプロイドAAVは、DNAシャフリングにより作出されたVP1、DNAシャフリングにより作出されたVP2、および/またはDNAシャフリングにより作出されたVP3で構成され得る。一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドビリオンのVP1タンパク質は、改変されており、VP3は、改変タンパク質ではない。一部の実施形態では、合理的ポリプロイドビリオンは、改変VP3タンパク質を含み、VP1は、改変されていない。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドビリオンは、改変VP1タンパク質および改変VP3タンパク質を含む。
改変VP1タンパク質の例としては、VP1タンパク質におけるペプチドの挿入が挙げられるが、これらに限定されない。そのようなペプチドには、これらに限定されないが、本明細書で開示のCNSまたはPNSの細胞を標的とするペプチドなどの標的化ペプチドであるペプチドが含まれる。一部の実施形態では、標的化ペプチドは、BBBに浸透するペプチド、例えば、米国特許第8,748,567号または同第9,757,470号において開示されているようなRVG-9Rペプチドまたはそのバリアントであり、これらの参考特許文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。一部の実施形態では、ペプチドは、アミノ酸残基450~480の間、ポリプロイドビリオンのネイティブAAV8 VP1カプシドタンパク質および/もしくはAAV8 VP2カプシドタンパク質のアミノ酸残基575~600(AAV8 VP1番号付けに基づく番号付け)または別のAAVからのカプシドタンパク質の対応する位置、から選択される任意の位置に挿入され得る、またはその位置に/で置換され得る。
別の実施形態では、VP1、VP2および/またはVP3をコードする核酸は、DNAシャフリングによって作出され得る。一実施形態では、DNAシャフリングにより作出される第1の核酸は、VP1をコードすることになる。この同じ実施形態では、DNAシャフリングにより作出される第2の核酸は、VP2およびVP3をコードすることになる。別の実施形態では、DNAシャフリングにより作出される第1の核酸は、VP1をコードすることになる。この同じ実施形態では、DNAシャフリングにより作出される第2の核酸は、VP2をコードすることになり、第3の核酸は、VP3をコードすることになる。さらなる実施形態では、DNAシャフリングにより作出される第1の核酸は、VP1およびVP2をコードすることになり、DNAシャフリングにより作出される第2の核酸は、VP3をコードすることになる。追加の実施形態では、DNAシャフリングにより作出される第1の核酸は、VP1およびVP3をコードすることになり、DNAシャフリングにより作出される第2の核酸は、VP2をコードすることになる。
本発明の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、CNSおよび/または末梢神経系(PNS)における1つまたは複数の組織への形質導入の増加を示す。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、血液脳関門を効率的に横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、全身またはくも膜下腔内投与後にin vivoで対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、小脳および脊髄のうちの1つまたは複数への増強された形質導入を示す。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはポリプロイドベクターは、脳および/または脊髄において親AAVベクターと比較して少なくとも約50%、60%、70%、80%、90%もしくは95%、または2倍、5倍、10倍、50倍、100倍、1000倍の、もしくは1000倍より高い形質導入レベルを有する。
特定の実施形態では、本発明の改変AAVカプシドタンパク質は、3回回転軸ループ4(ネイティブAAV8 VP1カプシドタンパク質のアミノ酸575~600位の間[575位および600位を含む]、または別のAAVからのカプシドタンパク質の対応する領域)のアミノ酸配列の1つまたは複数の改変を含む。本明細書で使用される場合、アミノ酸配列の「改変」は、置換、挿入および/または欠失を含み、これらの各々に1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、またはそれより多くのアミノ酸が関与し得る。特定の実施形態では、改変は、置換である。例えば、特定の実施形態では、1つのAAVからの3回回転軸ループ4からの1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、またはそれより多くのアミノ酸が、アミノ酸残基450~480の間、ポリプロイドビリオンのネイティブAAV8 VP1カプシドタンパク質および/もしくはAAV8 VP2カプシドタンパク質のアミノ酸残基575~600(AAV8 VP1番号付けに基づく番号付け)または別のAAVからのカプシドタンパク質の対応する位置、から選択される任意の位置に置換され得る。一部の実施形態では、1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、またはそれより多くのアミノ酸は、アミノ酸残基450~480の間、合理的ポリプロイドビリオンのネイティブAAV8 VP1および/またはAAV8 VP2ウイルス構造タンパク質のアミノ酸残基575~600、から選択される任意の位置に挿入され得る。一部の実施形態では、挿入は、標的化ペプチド、またはBBBに浸透するペプチドを含むがこれらに限定されない、ペプチドである。一部の実施形態では、挿入は、米国特許第8,748,567号または同第9,757,470号において開示されているようなRVG-9Rペプチドであり、これらの参考特許文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかし、本発明の改変ウイルスカプシドは、1つのAAVカプシドからのアミノ酸が別のAAVカプシドに置換されているAAVカプシドに限定されず、置換および/または挿入アミノ酸は、いずれの供給源からのものであってもよく、さらに、天然に存在することもあり、または部分的にもしくは完全に合成のものであることもある。
本明細書に記載の、いくつかのAAVからのカプシドタンパク質の核酸およびアミノ酸配列は、当技術分野において公知である。したがって、ネイティブAAV8カプシドタンパク質のアミノ酸575~600位(575位および600位を含む)またはアミノ酸585~590位(585位および590位を含む)に「対応する」アミノ酸は、任意の他のAAVについて(例えば、配列アラインメントを使用することにより)容易に決定することができる。
一部の実施形態では、本発明は、本発明の改変カプシドタンパク質が、現在公知のまたは後に発見される任意のAAVのカプシドタンパク質を改変することにより産生され得ることを企図している。さらに、改変されることになるAAVカプシドタンパク質は、天然に存在するAAVカプシドタンパク質(例えば、AAV8、AAVrh10、AAVrh74、AAV3aもしくは3b、AAV9カプシドタンパク質、または表1に示されているAAVのいずれかのもの)であり得るが、そのように限定されない。AAVカプシドタンパク質に対する様々なマニピュレーションが当技術分野において公知であり、本発明が、天然に存在するAAVカプシドタンパク質の改変に限定されないことは、当業者には理解されるであろう。例えば、改変されることになるカプシドタンパク質は、天然に存在するAAVと比較して既に変更されていることがある(例えば、天然に存在するAAVカプシドタンパク質、例えば、AAV8、AAVrh10、AAVrh74、AAV3aもしくは3b、AAV9、または現在公知のもしくは後に発見される任意の他のAAVから誘導される)。そのようなAAVカプシドタンパク質も、本発明の範囲内である。
例えば、一部の実施形態では、改変されることになるAAVカプシドタンパク質は、ネイティブAAV8カプシドタンパク質配列のアミノ酸264の直ぐ後にアミノ酸挿入を含むことがあり(例えば、PCT公開WO2006/066066を参照されたい)および/またはPCT公開WO2009/108274に記載されているような変更されたHIループを有するAAVであることがあり、および/または精製を容易にするためにポリHis配列を含有するように改変されているAAVであることがある。別の説明に役立つ例として、AAVカプシドタンパク質は、挿入または置換としてその中に組み込まれた配列を標的とするペプチドを有することがある。さらに、AAVカプシドタンパク質は、カプシドタンパク質に置換および/または挿入された別のAAVからの大きいドメインを含むことがある。
したがって、特定の実施形態では、AAVカプシドタンパク質、例えば、改変されることになるVP3タンパク質は、天然に存在するAAVから誘導され得るが、カプシドタンパク質に挿入および/もしくは置換されるならびに/または1つもしくは複数のアミノ酸の欠失により変更された1つまたは複数の外来配列(例えば、ネイティブウイルスにとって外来性である)をさらに含むことがある。
一部の実施形態では、合理的ポリプロイドビリオンは、AAVアカゲザル改変または変異VP3構造タンパク質を含み、VP1およびVP2は、AAVアカゲザル血清型ではない。実施形態のある特定の態様では、変異VP3カプシドタンパク質は、変異AAVrh10VP3または変異AAVrh74 VP3ウイルス構造タンパク質である。実施形態のある特定の態様では、AAVアカゲザル変異VP3は、N263、G264、T265、S266、G268、T270、T274、E533、R727およびN737からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における少なくとも1つの変異を含み、この場合の全てのアミノ酸位置は、ネイティブVP3に対応する。一部の実施形態では、AAVアカゲザル変異VP3ウイルス構造タンパク質は、AAVrh10のネイティブVP1配列番号付けのアミノ酸位置N263、G264、T265、S266、G268、T270、T274、E533、R727およびN737に対応するアミノ酸位置における少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ、少なくとも9つ、または全ての変異を含む。一部の実施形態では、AAVアカゲザルrh10変異VP3は、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R727HおよびN737Pからなる群から選択される変異を含む。例示的な実施形態では、AAVアカゲザルrh10変異VP3は、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R727HおよびN737P(AAVrh10LP2、またはrh10LP2)を含む。一部の実施形態では、改変AAVrh10 VP3構造タンパク質は、配列番号14(rh10-LP2 VP3)のアミノ酸、または配列番号14に対して少なくとも85%、90%、95%もしくは98%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸を含む。一部の実施形態では、改変AAVrh10 VP3構造タンパク質は、配列番号14(rh10-LP2 VP3)のアミノ酸、または配列番号14に対して少なくとも85%、90%、95%もしくは98%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸を含む。
実施形態の一部の態様では、AAVアカゲザル変異VP3は、N263、G264、T265、S266、G268、T270、T274、E533、R726およびN736からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異を含み、この場合の全てのアミノ酸位置は、AAV rh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する。一部の実施形態では、AAVアカゲザル変異VP3ウイルス構造タンパク質は、AAVrh74のネイティブVP1配列番号付けのアミノ酸位置N263、G264、T265、S266、G268、T270、T274、E533、R726およびN736に対応するアミノ酸位置における少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、少なくとも7つ、少なくとも8つ、少なくとも9つ、または全ての変異を含む。
一部の実施形態では、AAVアカゲザルrh74変異VP3は、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726HおよびN736Pからなる群から選択される変異を含む。例示的な実施形態では、AAVアカゲザルrh74変異VP3は、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726HおよびN736P(AAVrh74LP2、またはrh74LP2)を含む。本明細書では、番号付けは、rh74 VP1番号付けに基づく。一部の実施形態では、改変AAVrh74 VP3構造タンパク質は、配列番号15(rh74vv-LP2 VP3)のアミノ酸、または配列番号15に対して少なくとも85%、90%、95%もしくは98%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸を含む。実施形態の一部の態様では、変異は、ループ1(VRI)に、またはVR-IVに、またはVP3ウイルス構造タンパク質の最も端にあるC末端ドメインに位置する。実施形態の一部の態様では、変異は、これらの領域のうちの少なくとも2つに位置する。
実施形態のさらに別の態様では、変異AAVrh74VP3ウイルス構造タンパク質は、581位のWまたはトリプトファンが2個の後続のバリン(VV)残基に置き換えられている変異をさらに含む。W581VV、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726HおよびN736Pで構成されるrh74VP3変異は、同義的にAAVrh74VVLP2(またはrh74VVLP2)として表される。一部の実施形態では、本発明の合理的ポリプロイドビリオンのウイルス構造タンパク質VP3は、rh74VVLP2を含む。本発明者らは、rh10VP3LP2、rh74VP3LP2、およびrh74VVP3LP2を含むポリプロイドビリオンを合理的に設計し、それらの抗原性、例えば、中和抗体から逃れること、および/または液性免疫応答を含む、それらの特性を試験した。一部の実施形態では、本明細書で開示の方法および組成物における使用のための合理的AAVポリプロイドビリオンは、AAV8-8-rh10、AAV 8-8-rh74、AAV8-8-rh74vv、AAV 8-8-rh10LP2、AAV 8-8-rh74LP2、AAV 8-8-rh74LP2 vvのいずれかから選択され、交換可能に、ハプロイドAAV8-8-rh10、AAV 8-8-rh74、AAV8-8-rh74vv、AAV 8-8-rh10LP2、AAV 8-8-rh74LP2、AAV 8-8-rh74LP2 vvビリオンと呼ばれる。
本発明の全ての態様では、VP1、VP2、VP3ウイルス構造タンパク質は、VP1、VP2、VP3カプシドタンパク質と交換可能に使用される。別の言い方をすれば、用語「ウイルスカプシドタンパク質」および「ウイルス構造タンパク質」は、本明細書では交換可能に使用され、VP1、VP2、VP3ウイルス構造タンパク質(または構造ウイルスタンパク質)を指す。
したがって、本明細書で特異的AAVカプシドタンパク質(例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV8、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh4のいずれかから選択されるVP3タンパク質、または表1で示されるAAVのいずれかからのVP1もしくはVP2カプシドタンパク質、など)に言及する場合、それは、ネイティブカプシドタンパク質はもちろん、本発明の改変以外の変更があるカプシドタンパク質も包含するように意図されている。そのような変更には、置換、挿入および/または欠失が含まれる。特定の実施形態では、カプシドタンパク質は、ネイティブAAVカプシドタンパク質配列と比較して(本発明の挿入以外に)それに挿入された1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個もしくは20個、20個未満、30個未満、40個未満、50個未満、60個未満、または70個未満のアミノ酸を含む。本発明の実施形態では、カプシドタンパク質は、ネイティブAAVカプシドタンパク質配列と比較して(本発明によるアミノ酸置換以外に)1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19もしくは20、20未満、30未満、40未満、50未満、60未満、または70未満のアミノ酸置換を含む。本発明の実施形態では、カプシドタンパク質は、ネイティブAAVカプシドタンパク質配列と比較して(本発明のアミノ酸欠失以外に)1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個もしくは20個、20個より多く、30個より多く、40個より多く、50個より多く、60個より多く、または70個より多くのアミノ酸の欠失を含む。
本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターのVP1およびVP2についての例示的血清型としてAAV血清型8を使用すると、M1がVP1スタートコドンであり、T138がVP2スタートコドンであり、M203およびM211がVP3スタートコドンである。概してM1およびT138の置換による、スタートコドンの欠失は、VP1およびVP2の発現を作動不能にさせるが、VP3スタートコドンの同様の欠失は、それに足るものではない。これは、ウイルスカプシドORFが、様々な強度を有する非常に多くのATGコドンを開始コドンとして含有するためである。したがって、VP3を発現しない構築物を設計する場合、代替VP3種が産生されないことを確実にするように注意しなければならない。M204およびM212のどちらかの消失が必要であるVP3に関して、またはVP3ではなくVP2が所望される場合には、M204およびM212を欠失させることが、概して最良の手法である(Warrington, K. H. Jr., et al., J. of Virol. 78(12): 6595-6609 (June 2004))。これは、変異、例えば置換、または当技術分野において公知の他の手段により、行われ得る。他の血清型における対応するスタートコドンを容易に決定することができ、追加のATG配列、例えば、VP3における追加のATG配列が、代替開始コドンとして役立ち得るかどうかも、容易に決定することができる。
したがって、例えば、用語「AAV8カプシドタンパク質」には、ネイティブAAV8カプシドタンパク質配列(ネイティブAAV8 VP1カプシドタンパク質:GenBank受託番号AF513852.1、タンパク質ID:AAN03856.1を参照されたい)を有するAAVカプシドタンパク質はもちろん、ネイティブAAV8カプシドタンパク質配列に置換、挿入および/または欠失(上記の段落で説明されたような)を含むものも含まれる。
特定の実施形態では、AAVカプシドタンパク質は、ネイティブAAVカプシドタンパク質配列を有するか、またはネイティブAAVカプシドタンパク質配列と少なくとも約70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%もしくは99%類似しているもしくは同一であるアミノ酸配列を有する。例えば、特定の実施形態では、「AAV8」カプシドタンパク質は、ネイティブAAV8カプシドタンパク質配列はもちろん、ネイティブAAV8カプシドタンパク質配列と少なくとも約75%、80%<85%、90%、95%、97%、98%または99%類似しているもしくは同一である配列も包含する。
2つまたはそれより多くのアミノ酸配列間の配列類似性または同一性を決定する方法は、当技術分野において公知である。配列類似性または同一性は、Smith & Waterman, Adv. Appl. Math. 2,482 (1981)の局所配列同一性アルゴリズムを含むがこれに限定されない当技術分野において公知の標準的な技法を使用して、Needleman & Wunsch, J. Mol. Biol. 48,443 (1970)の配列同一性アラインメントアルゴリズムにより、Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 2444 (1988)の類似性検索方法により、これらのアルゴリズムのコンピュータによるインプリメンテーション(Wisconsin Genetics Software Package、Genetics Computer Group、575 Science Drive、Madison、Wis.におけるGAP、BESTFIT、FASTAおよびTFASTA)、Devereux et al., Nucl. Acid Res. 12, 387-395 (1984)により記載されたBest Fit配列プログラムにより、または検査により、決定することができる。
別の好適なアルゴリズムは、Altschul et al., J. Mol. Biol. 215, 403-410, (1990)およびKarlin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 5873-5787 (1993)に記載されている、BLASTアルゴリズムである。特に有用なBLASTプログラムは、Altschul et al., Methods in Enzymology, 266, 460-480 (1996)から得られたWU-BLAST-2プログラムである;blast.wustl/edu/blast/README.html。WU-BLAST-2は、必要に応じてデフォルト値に設定される、いくつかの検索パラメーターを使用する。パラメーターは、動的値であり、プログラム自体によって、特定の配列の組成、および目的の配列が検索される特定のデータベースの構成に依存して確立されるが、値を、感度を高めるように調整することができる。
さらに、追加の有用なアルゴリズムは、Altschul et al., (1997) Nucleic Acids Res. 25, 3389-3402により報告されているようなギャップ付きBLASTである。
本発明は、本発明の改変AAVカプシドタンパク質を含む、それから本質的になる、またはそれからなる、ウイルスカプシドも提供する。特定の実施形態では、ウイルスカプシドは、パルボウイルスカプシドであり、パルボウイルスカプシドは、さらに、自律的パルボウイルスカプシドまたはディペンドウイルスカプシドであり得る。必要に応じて、ウイルスカプシドは、AAVカプシドである。特定の実施形態では、AAVカプシドは、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43のいずれかから選択されるVP3タンパク質と、表1に示されている、もしくは別様に公知の、もしくは後に発見される、任意の他のAAVからのVP1および/もしくはVP2とを含み、ならびに/または前述のもののいずれかから1つもしくは複数の挿入、置換および/もしくは欠失により誘導される。
本発明の実施形態では、単離されたAAVビリオン、またはAAVビリオンの実質的に均一な集団は、1つの血清型のVP1、VP2およびVP3を発現する1つの核酸ヘルパープラスミドと、別の血清型のVP1、VP2およびVP3を発現する別の核酸ヘルパープラスミドとの混合物の発現の産物ではなく、そのような発現は、「クロスドレッシング」と呼ばれる。
本発明の実施形態では、単離されたAAVビリオンは、モザイクカプシドを含まず、AAVビリオンの実質的に均一な集団は、モザイクカプシドの実質的に均一な集団を含まない。
VI. CNS障害および疾患を処置するための合理的ポリプロイドAAVベクター
一部の実施形態では、合理的ポリプロイドベクターは、所望の標的組織上に存在する細胞表面分子と相互作用するようにウイルスカプシドを方向付ける標的化配列(標的ペプチドとも呼ばれる)を含む(例えば、ウイルスカプシド内に置換または挿入された)カプシドを含み得る(例えば、国際特許公開番号WO00/28004およびHauck et al., (2003) J. Virology 77:2768-2774;Shi et al., Human Gene Therapy 17:353-361 (2006)[AAVカプシドサブユニットの520および/または584位におけるインテグリン受容体結合モチーフRGDの挿入を記載している];および米国特許第7,314,912号[AAV2カプシドサブユニットのアミノ酸447、534、573および587位の後にRGDモチーフを含有するP1ペプチドの挿入を記載している]を参照されたい)。挿入を許容するAAVカプシドサブユニット内の他の位置は、当技術分野において公知である(例えば、Grifman et al., Molecular Therapy 3:964-975 (2001)により記載されている449および588位)。
例えば、本発明のウイルスカプシドの一部は、目的のほとんどの標的組織(例えば、肝臓、骨格筋、心臓、横隔膜筋、腎臓、脳、胃、腸、皮膚、内皮細胞、および/または肺)への比較的非効率的なトロピズムを有する。有利には、標的化配列をこれらの低形質導入ベクターに組み込んで、それによって所望のトロピズム、および必要に応じて特定の組織に対する選択的トロピズムをウイルスカプシドに付与することができる。標的化配列を含むAAVカプシドタンパク質、カプシドおよびベクターは、例えば、国際特許公開WO00/28004に記載されている。別の可能性として、Wang et al., Annu Rev Biophys Biomol Struct. 35:225-49 (2006)により記載されているような1つまたは複数の天然に存在しないアミノ酸を、低形質導入ベクターを所望の標的組織に向け直す手段として、AAVカプシドサブユニットの直交部位に組み込むことができる。有利には、これらの非天然アミノ酸を使用してAAVカプシドタンパク質に目的の分子を化学的に連結させることができ、それらには、グリカン(マンノース-樹状細胞標的化);特定のがん細胞型への標的送達のためのRGD、ボンベシンもしくは神経ペプチド;特定の細胞表面受容体、例えば、増殖因子受容体、インテグリンなど、に標的化されたファージディスプレイから選択されるRNAアプタマーまたはペプチドが含まれるが、これらに限定されない。アミノ酸を化学的に改変する方法は、当技術分野において公知である(例えば、Greg T. Hermanson, Bioconjugate Techniques, 1st edition, Academic Press, 1996を参照されたい)。
代表的な実施形態では、標的化配列は、特定の細胞型に感染を方向付けるウイルスカプシド配列(例えば、自律的なパルボウイルスカプシド配列、AAVカプシド配列、または任意の他のウイルスカプシド配列)であり得る。
B19は、グロボシドをその受容体として使用して初代赤血球前駆細胞に感染する(Brown et al., (1993) Science 262:114)。B19の構造は、8Åの分解能まで決定されている(Agbandje-McKenna et al., (1994) Virology 203:106)。グロボシドに結合するB19カプシドの領域は、βバレル構造EとFの間のループアウト領域(Chipman et al., (1996) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 93:7502)である、アミノ酸399~406の間にマッピングされている(Chapman et al., (1993) Virology 194:419)。したがって、B19カプシドのグロボシド受容体結合ドメインをAAVカプシドタンパク質内に置換して、それを含むウイルスカプシドまたはウイルスベクターを、赤血球系細胞に標的化することができる。
代表的な実施形態では、外来性標的化配列は、改変AAVカプシドタンパク質を含むウイルスカプシドまたはウイルスベクターのトロピズムを変更するペプチドをコードする任意のアミノ酸配列であり得る。特定の実施形態では、標的化ペプチドまたはタンパク質は、天然に存在することもあり、または代替的に、完全にもしくは部分的に合成のものであることもある。例示的な標的化配列としては、細胞表面受容体および糖タンパク質に結合するリガンドおよび他のペプチド、例えば、RGDペプチド配列、ブラジキニン、ホルモン、ペプチド増殖因子(例えば、上皮増殖因子、神経増殖因子、線維芽細胞増殖因子、血小板由来の増殖因子、インスリン様増殖因子IおよびIIなど)、サイトカイン、メラニン細胞刺激ホルモン(例えば、α、βまたはγ)、神経ペプチドおよびエンドルフィンなど、ならびにそれらの同族受容体に細胞を標的化する能力を保持するそれらの断片が挙げられる。他の説明に役立つペプチドおよびタンパク質としては、サブスタンスP、ケラチノサイト増殖因子、神経ペプチドY、ガストリン放出ペプチド、インターロイキン2、ニワトリ卵白リゾチーム、エリスロポエチン、ゴナドリベリン、コルチコスタチン、β-エンドルフィン、ロイシンエンケファリン、リモルフィン、α-ネオ-エンケファリン、アンジオテンシン、ニューマジン、血管作動性腸管ペプチド、ニューロテンシン、モチリン、および上記のこれらの断片が挙げられる。さらに、さらなる代替案として、毒素(例えば、破傷風毒素またはヘビ毒、例えばα-ブンガロトキシンなど)からの結合ドメインが標的配列としてカプシドタンパク質内に置換され得る。さらにさらなる代表的な実施形態では、AAVカプシドタンパク質は、Cleves(Current Biology 7:R318 (1997))により記載されているような「非古典的」インポート/エクスポートシグナルペプチド(例えば、線維芽細胞増殖因子-1および-2、インターロイキン1、HIV-1 Tatタンパク質、ヘルペスウイルスVP22タンパク質など)のAAVカプシドタンパク質内への置換によって改変され得る。特定の細胞による取込みを指令するペプチドモチーフも包含され、例えば、FVFLPペプチドモチーフ(配列番号26)は、肝臓細胞による取込みを誘発する。
ファージディスプレイ技法はもちろん、当技術分野において公知の他の技法も、目的の任意の細胞型を認識するペプチドを同定するために使用され得る。
標的化配列は、受容体(例えば、タンパク質、炭水化物、糖タンパク質またはプロテオグリカン)を含む、細胞表面結合部位を標的とする任意のペプチドをコードし得る。細胞表面結合部位の例としては、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、および他のグリコサミノグリカン;ムチン、糖タンパク質およびガングリオシド上に見られるシアル酸部分;MHC I糖タンパク質;マンノース、N-アセチル-ガラクトサミン、N-アセチルグルコサミン、フコース、ガラクトースなどをはじめとする、膜糖タンパク質上に見られる炭水化物成分が挙げられるが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、ヘパラン硫酸(HS)またはヘパリン結合ドメインは、ウイルスカプシド内に(例えば、そうしなければHSまたはヘパリンに結合しないAAV内に)置換される。HS/ヘパリン結合が、アルギニンおよび/またはリシンを多く含む「塩基性パッチ」により媒介されることは、当技術分野において公知である。例示的な実施形態では、「B」が塩基性残基であり、Xが中性および/または疎水性である、モチーフBXXBに続く配列。非限定的な例として、BXXBは、RGNR(配列番号27)である。特定の実施形態では、BXXBで、ネイティブAAV2カプシドタンパク質におけるアミノ酸262から265位まで、または別のAAVのカプシドタンパク質における対応する位置が置換される。
さらに、さらなる代替案として、標的化配列は、細胞への侵入を目的とする別の分子への化学的カップリングに使用され得る(例えば、それらのR基によって化学的にカップリングされ得るアルギニンおよび/またはリシン残基を含み得る)ペプチドであり得る。
別の選択肢として、本発明のAAVカプシドタンパク質またはウイルスカプシドは、WO2006/066066に記載されているような変異を含み得る。例えば、カプシドタンパク質は、ネイティブAAV2カプシドタンパク質のアミノ酸263、705、708および/もしくは716位における選択的アミノ酸置換、または別のAAVからのカプシドタンパク質における対応する変化を含み得る。加えて、または代替的に、代表的な実施形態では、カプシドタンパク質、ウイルスカプシドまたはベクターは、AAV2カプシドタンパク質のアミノ酸264位の直ぐ後に選択的アミノ酸挿入を含むか、または他のAAVからのカプシドタンパク質における対応する変化を含む。「アミノ酸X位の直ぐ後に」とは、挿入が、示されているアミノ酸位置の直後にあることが意図されている(例えば、「アミノ酸264位の後に」は、265位における点挿入、または例えば265~268位などの、より大きい挿入を示す)。本発明の上述の実施形態を使用して、異種核酸を本明細書に記載の細胞または対象に送達することができる。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターを使用して、CNSおよび/または末梢神経系における神経または非神経細胞をはじめとする細胞に、異種核酸を送達することができる。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターは、CNS組織もしくは細胞におけるおよび/またはPNS組織もしくは細胞における遺伝子の異常な遺伝子発現に関連する医学的状態または疾患の処置に有用である。CNS細胞は、例えば、ニューロン、星状膠細胞、傍突起膠細胞、上衣細胞またはミクログリア細胞であり得る。CNS組織は、例えば、CNSの頸髄、胸(throratic)髄および腰髄、ならびに髄質および脈絡叢を含む、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、中脳、プルキンエ組織、小脳および脊髄よりも多くのものであり得る。
例えば、本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターを使用して、脳のがんおよび脳がん(例えば、神経膠芽腫)、神経変性疾患をはじめとする、脳疾患を処置することができ、神経変性疾患には、これらに限定されないが、アルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、筋萎縮性(amytrophic)側索硬化症(ALS)、ドーパミントランスポーター欠損症候群(単一遺伝子、DAT1/SLC6A3、の機能喪失型変異によって引き起こされる小児パーキンソニズムの一種)が含まれる。本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターを使用して処置されることに有用なCNSの他の医学的状態または疾患には、例えば、神経学的疾患および/または障害が含まれる。そのような神経変性疾患および/または障害としては、例えば、ドーパミントランスポーター欠損症候群、注意欠陥/多動性障害(ADHD)、双極性障害、癲癇、多発性硬化症、タウオパチー、クラッベ病、副腎白質ジストロフィー、運動ニューロン疾患、脳性麻痺、バッテン病、ゴーシェ病、テイ・サックス病、レット症候群、サンドホフ病、シャルコー・マリー・トゥース病、アンジェルマン症候群、カナバン病、遅発型小児性神経セロイドリポフスチン沈着症、ムコ多糖症IIIA、ムコ多糖症IIIB、異染性白質ジストロフィー、遺伝性リソソーム蓄積症、例えばニーマン・ピック病C1型、および/または神経セロイドリポフスチン症、例えばバッテン病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核症候群、および脳がん(星状細胞腫および神経膠芽腫を含む)が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の一部の好ましい実施形態では、遺伝子は、治療用発現産物、好ましくは、必要に応じてCNSでの、異常な遺伝子発現に関連する疾患または状態の処置における使用に好適な治療用ポリペプチド、をコードする。
一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターを使用して、CNS疾患の処置に有用な治療用発現産物を発現させることができる。用語「CNS疾患」は、原理上は、当業者により理解されている。この用語は、CNSへの、特にCNS細胞への、活性化合物の投与により処置可能および/または予防可能な疾患に関する。一部の実施形態では、CNS疾患は、神経変性疾患および/または障害である。
非限定的な例として、CNS疾患は、以下のものから選択され得る:透明中隔欠損症、酸性リパーゼ病、酸性マルターゼ欠損症、後天性てんかん性失語症、急性散在性脳脊髄炎、注意欠如多動症(ADHD)、アディー瞳孔、アディー症候群、副腎白質ジストロフィー、脳梁欠損症、失認、アイカルディ症候群、アイカルディ・グティエール症候群障害、AIDS-神経学的合併症、アレキサンダー病、アルパース病、交代性片麻痺、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、無脳症、動脈瘤、アンジェルマン症候群、血管腫症、無酸素症、抗リン脂質症候群、失語症、失行症、くも膜嚢胞、くも膜炎、アーノルド・キアリ奇形、動静脈奇形、アスペルガー症候群、運動失調、毛細血管拡張症性運動失調症、運動失調および小脳または小脳脊髄変性症、心房細動および脳卒中、注意欠如多動症、自閉症スペクトラム障害、自律神経障害、背部痛、バース症候群、バッテン病、ベッカー型ミオトニー、ベーチェット病(Behcet's Disease)、ベル麻痺、良性本態性眼瞼痙攣、良性限局性筋萎縮症、良性頭蓋内圧亢進症、ベルナール・ロス症候群、ビンスワンガー病、眼瞼痙攣、ブロッホ・サルツバーガー症候群、分娩時腕神経叢損傷、腕神経叢損傷、ブラッドベリー・エッグルストン症候群、脳および脊椎腫瘍、脳動脈瘤(Brain Aneurysm)、脳損傷、ブラウン・セカール症候群、球脊髄性筋萎縮症、皮質下梗塞と白質脳症を伴う常染色体優性脳動脈症(CADASIL)、カナバン病、手根管症候群、カウザルギー、カベルノーマ、海綿状血管腫、海綿状血管奇形、中心性頸髄症候群、中心性脊髄症候群、中枢性疼痛症候群、橋中心髄鞘崩壊症、頭蓋障害、セラミダーゼ欠損症、小脳変性症、小脳形成不全、脳動脈瘤(Cerebral aneurysms)、脳動脈硬化症、大脳萎縮、脳性脚気、脳海綿状血管奇形、脳性巨人症、低酸素性脳症、脳性麻痺、脳・眼・顔・骨格症候群(COFS)、シャルコー・マリー・トゥース病、キアリ奇形、コレステロールエステル蓄積症、舞踏病、有棘赤血球舞踏病、慢性炎症性脱髄性多発神経炎(CIDP)、慢性起立性調節障害、慢性疼痛、コケイン症候群II型、コフィン・ローリー症候群、脳梁欠損症、昏睡、複合性局所疼痛症候群、先天性顔面両側麻痺、先天性筋無力症、先天性ミオパチー、先天性血管海綿状奇形、大脳皮質基底核変性症、頭部動脈炎、頭蓋骨癒合症、クリー脳炎、クロイツフェルト・ヤコブ病、累積外傷性障害、クッシング症候群、巨細胞封入体症、サイトメガロウイルス感染症、ダンシングアイ-ダンシングフィート症候群、ダンディー・ウォーカー症候群、ドーソン病、ドモルシア症候群、デジュリン・クルンプケ麻痺、認知症、認知症-多発脳梗塞性、認知症-意味性、認知症-皮質下、レビー小体型認知症、歯状小脳性運動失調症、歯状赤核萎縮症、皮膚筋炎、発達性失行、デビック症候群、糖尿病性ニューロパチー、びまん性硬化症、ドラベ症候群、自律神経障害、書字障害、失読症、嚥下障害(dysphagia)、統合運動障害、ミオクローヌス性小脳性共同運動障害、進行性小脳性共同運動障害、ジストニア、早期乳児てんかん性脳症、エンプティセラ症候群、脳炎、嗜眠性脳炎、脳ヘルニア、脳症、脳症(家族性乳児性)、脳三叉神経領域血管腫症、癲癇、癲癇性片麻痺、エルブ麻痺、エルブ・デュセンヌおよびデジェリーヌ・クルンプケ麻痺、本態性振戦、橋外髄鞘崩壊症、ファブリー病、ファール症候群、失神、家族性自律神経失調症、家族性血管腫、家族性特発性基底核石灰化症、家族性周期性麻痺、家族性痙性麻痺、ファーバー病、熱性痙攣、線維筋性異形成、フィッシャー症候群、ぐにゃぐにゃ乳児症候群、下垂足、フリードライヒ運動失調症、前頭側頭型認知症、ゴーシェ病、全身性ガングリオシドーシス、ゲルストマン症候群、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー病、巨大軸索ニューロパチー、巨細胞動脈炎、巨細胞封入体病、グロボイド細胞白質ジストロフィー、舌咽神経痛、糖原病、ギラン・バレー症候群、ハラーフォルデン・シュパッツ病、頭部損傷、頭痛、持続性片側頭痛、片側顔面痙攣、交代性片麻痺、遺伝性ニューロパチー、遺伝性痙性対麻痺、多発神経炎型遺伝性失調症、帯状疱疹(Herpes Zoster)、耳帯状疱疹、平山症候群、ホームズ・アディー症候群、全前脳胞症、HTLV-1関連脊髄症、ヒューズ症候群、ハンチントン病、水頭無脳症、水頭症、正常圧水頭症、水脊髄症、副腎皮質機能亢進症、過眠、筋緊張亢進、筋緊張低下、低酸素症、免疫介在性脳脊髄炎、封入体筋炎、色素失調症、乳児筋緊張低下、乳児神経軸索ジストロフィー、乳児フィタン酸蓄積症、乳児レフサム病、乳児痙攣、炎症性筋疾患、後頭孔脳脱出症、腸性脂肪異栄養症、頭蓋内嚢胞、頭蓋内圧亢進症、アイザックス症候群、ジュベール症候群、カーンズ・セイヤー症候群、ケネディー病、キンスボーン症候群、クライン・レビン症候群、クリッペル・フェイル症候群、クリッペル・トレノネー症候群(KTS)、クリューバー・ビューシー症候群(Kliiver-Bucy Syndrome)、コルサコフ健忘症候群、クラッベ病、クーゲルベルグ・ウェランダー病、クールー病、ランバート・イートン筋無力症候群、ランドウ・クレフナー症候群、外側大腿皮神経絞扼、外側髄症候群、学習障害、リー病、レノックス・ガストー症候群、レッシュ・ナイハン症候群、白質ジストロフィー、レバイン・クリッチュリー症候群、レビー小体認知症、脂質蓄積症、類脂質タンパク症、滑脳症、閉じ込め症候群、ルー・ゲーリック病、ループス-神経学的後遺症、ライム病-神経学的合併症、マチャド・ジョセフ病、巨大脳症、巨脳症、メルカーソン・ローゼンタール症候群、髄膜炎、髄膜炎および脳炎、メンケス病、異常感覚性大腿神経痛、異染性白質ジストロフィー、小頭症、片頭痛、ミラー・フィッシャー症候群、軽度の脳卒中、ミトコンドリアミオパチー、メビウス症候群、一側性筋萎縮症、運動ニューロン疾患、もやもや病、ムコリピドーシス、ムコ多糖症、多発脳梗塞性認知症、多巣性運動ニューロパチー、多発性硬化症、多系統萎縮症、起立性低血圧を伴う多系統萎縮症、筋ジストロフィー、筋ジストロフィー-先天性、重力筋無力症、びまん性骨髄破壊性硬化症、乳児期ミオクロニー脳症、ミオクローヌス、ミオパチー、ミオパチー-先天性、ミオパチー-甲状腺中毒性、筋強直症、先天性筋強直症、ナルコレプシー、神経有棘赤血球症、脳内鉄沈着を伴う神経変性症、神経線維腫症、神経弛緩薬性悪性症候群、AIDSの神経学的合併症、ライム病の神経学的合併症、サイトメガロウイルス感染症の神経学的帰結、ポンペ病の神経症状、ループスの神経学的後遺症、視神経脊髄炎、神経性筋強直症、神経セロイドリポフスチン症、神経細胞移動障害、ニューロパチー-遺伝性、神経サルコイドーシス、神経梅毒、神経毒性、海綿状母斑、ニーマン・ピック病、オサリバン・マクラウド症候群、後頭部神経痛、大田原症候群、オリーブ橋小脳萎縮症、オプソクローヌス・ミオクローヌス、起立性低血圧、過用症候群、疼痛-慢性、パントテン酸キナーゼ関連神経変性症、腫瘍随伴症候群、異常知覚、パーキンソン病、発作性舞踏アテトーゼ、発作性片側頭痛、パリー・ロンベルグ、ペリツェウス・メルツバッハー病、ペナ・ショッカーII症候群、神経根嚢胞、周期性麻痺、末梢性ニューロパチー、脳室周囲白質軟化症、遷延性植物状態、広汎性発達障害、フィタン酸蓄積症、ピック病、圧迫神経、梨状筋症候群、下垂体腫瘍、多発性筋炎、ポンペ病、孔脳症、ポリオ後症候群、帯状疱疹後神経痛、感染後脳脊髄炎、体位性低血圧症、体位性起立性頻脈症候群、体位性頻脈症候群、原発性歯状核萎縮症、原発性側索硬化症、原発性進行性失語症、プリオン病、進行性顔面片側萎縮症、進行性歩行運動失調、進行性多巣性白質脳症、進行性硬化性ポリオジストロフィー、進行性核上性麻痺、相貌失認、偽Torch症候群、偽トキソプラズマ症候群、偽脳腫瘍、心因性運動、ラムゼイ・ハント症候群I、ラムゼイ・ハント症候群II、ラスムッセン脳炎、反射性交感神経ジストロフィー症候群、レフサム病、レフサム病-乳児、反復動作障害、反復性のストレス障害、下肢静止不能症候群、レトロウイルス関連脊髄症、レット症候群、ライ症候群、リウマチ性脳炎、ライリー・デイ症候群、仙骨神経根嚢腫、聖ヴィトゥス舞踏病、唾液腺疾患、サンドホフ病、シルダー病、裂脳症、ザイテルベルガー病、発作性障害、意味性認知症、中隔視神経形成異常症、乳児重症ミオクロニー癲癇(SMEI)、乳幼児揺さぶられ症候群、帯状疱疹(Shingles)、シャイ・ドレーガー症候群、シェーグレン症候群、睡眠時無呼吸症、睡眠病、ソトス症候群、痙縮、二分脊椎、脊髄梗塞、脊髄損傷、脊髄腫瘍、脊髄性筋萎縮症、脊髄小脳萎縮症、脊髄小脳変性症、スティール・リチャードソン・オルゼウスキー症候群、全身硬直症候群、線条体黒質変性症、脳卒中、スタージ・ウェーバー症候群、亜急性硬化性全脳炎、皮質下動脈硬化性脳症、短期間、片側、神経痛様(SUNCT)頭痛、嚥下障害(Swallowing Disorder)、シデナム舞踏病、失神、梅毒性脊髄硬化症、脊髄水空洞症、脊髄空洞症、全身性エリテマトーデス、脊髄ろう、遅発性ジスキネジア、タルロブ嚢胞、テイ・サックス病、側頭動脈炎、脊髄係留症候群、トムゼン筋強直、胸郭出口症候群、甲状腺中毒性ミオパチー、疼痛性チック、トッド麻痺、トゥレット症候群、一過性虚血性発作、伝達性海綿状脳症、横断性脊髄炎、外傷性脳損傷、振戦、三叉神経痛、熱帯性痙性不全対麻痺、トロイヤー症候群、結節性硬化症、血管勃起腫瘍、中枢および末梢神経系の血管炎症候群、フォンエコノモ病、フォンヒッペル・リンダウ病(VHL)、フォンレックリングハウゼン病、ワレンベルク症候群、ウェルドニッヒ・ホフマン病、ウェルニッケ・コルサフ症候群、ウエスト症候群、むち打ち症、ウィップル病、ウィリアムズ症候群、ウィルソン病、ウォルマン病、X連鎖性球脊髄性筋萎縮症。
一部の実施形態では、CNS疾患は、ドーパミントランスポーター欠損症候群、注意欠陥/多動性障害(ADHD)、双極性障害、癲癇、多発性硬化症、タウオパチー、アルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、クラッベ病、副腎白質ジストロフィー、運動ニューロン疾患、脳性麻痺、バッテン病、ゴーシェ病、テイ・サックス病、レット症候群、サンドホフ病、シャルコー・マリー・トゥース病、アンジェルマン症候群、カナバン病、遅発型小児性神経セロイドリポフスチン沈着症、ムコ多糖症IIIA、ムコ多糖症IIIB、異染性白質ジストロフィー、遺伝性リソソーム蓄積症、例えばニーマン・ピック病C1型、および/または神経セロイドリポフスチン症、例えばバッテン病、進行性核上性麻痺、大脳皮質基底核症候群、および脳がん(星状細胞腫および神経膠芽腫を含む)からなるリストから選択される。
一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターは、メチルマロン酸血症(MMA)、アルファ1アンチトリプシン欠乏症(AATD)、常染色体優性多発性嚢胞腎(ADPKD)のいずれかから選択される疾患の処置に有用な治療用発現産物を発現させるために使用され得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターは、筋ジストロフィー(筋強直性ジストロフィー(DM1およびDM2)、肢帯型MD、デュセンヌ型MD、ベッカー型MD、先天性MD、顔面肩甲上腕型MD、エミリー・ドレイフス型MD、遠位型MD、眼咽頭型MD、VI型コラーゲン関連MDを含む)のいずれかから選択される疾患の処置に有用な治療用発現産物を発現させるために使用され得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターは、消化管起源の疾患、または消化管障害、例えば、炎症性腸疾患(IBD、潰瘍性大腸炎およびクローン病を含む)、過敏性腸症候群(IBS)、セリアック病、遺伝性ヘモクロマトーシス、リンチ症候群、家族性腺腫性ポリープ、若年性ポリポーシス症候群、ポイツ・ジェガース症候群、好酸球性消化管疾患(例えば、好酸球性胃腸炎(EGE))、微絨毛封入体病、巨大膀胱短小結腸腸管蠕動不全症、ミトコンドリア神経胃腸脳症症候群、腸管リンパ管拡張症、自己免疫性消化管運動障害、熱帯性スプルー、ウィップル病、ラクトース不耐症、および遺伝性アミロイドーシスから選択される、任意の消化管障害または小腸の障害、の処置に有用な治療用発現産物を発現させるために使用され得る。
ある特定の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、疾患の発症を防止するために対象に予防的に投与される。別の実施形態では、本開示のAAV粒子は、疾患またはその症状を処置する(それらの影響を和らげる)ために投与される。さらに別の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、疾患を治癒(消失)させるために投与される。別の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、疾患の進行を防止または緩徐化するために投与される。さらに別の実施形態では、本開示のAAV粒子は、疾患の有害な影響を好転させるために使用される。疾患ステータスおよび/または進行は、当技術分野において公知の標準的な方法により決定またはモニターされ得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、神経学的疾患および/または障害の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、タウオパチーの処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、アルツハイマー病の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、フリードライヒ運動失調症、またはフラタキシンタンパク質の喪失もしくは部分的喪失から生じる任意の疾患の、処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、パーキンソン病の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、筋萎縮性側索硬化症の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、ハンチントン病の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、慢性または神経障害性疼痛の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、中枢神経系(CNS)に関連する疾患の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドAAVベクターは、末梢神経系(PNS)に関連する疾患の処置、予防、緩和または改善のための医療分野において有用である。
ある特定の実施形態では、本開示のAAV粒子は、本明細書に記載される疾患または症状の少なくとも1つを有する対象に投与される。
本明細書で使用される場合、中枢または末梢神経系およびその成分(例えば、ニューロン)に関連するいずれの疾患も、「神経学的疾患」と見なされ得る。
以下のものを含むがこれらに限定されない、任意の神経学的疾患が、本開示のAAV粒子またはその医薬組成物で処置され得る:透明中隔欠損症、酸性リパーゼ病、酸性マルターゼ欠損症、後天性てんかん性失語症、急性散在性脳脊髄炎、注意欠如多動症(ADHD)、アディー瞳孔、アディー症候群、副腎白質ジストロフィー、脳梁欠損症、失認、アイカルディ症候群、アイカルディ・グティエール症候群障害、AIDS-神経学的合併症、アレキサンダー病、アルパース病、交代性片麻痺、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、無脳症、動脈瘤、アンジェルマン症候群、血管腫症、無酸素症、抗リン脂質症候群、失語症、失行症、くも膜嚢胞、くも膜炎、アーノルド・キアリ奇形、動静脈奇形、アスペルガー症候群、運動失調、毛細血管拡張症性運動失調症、運動失調および小脳または小脳脊髄変性症、心房細動および脳卒中、注意欠如多動症、自閉症スペクトラム障害、自律神経障害、背部痛、バース症候群、バッテン病、ベッカー型ミオトニー、ベーチェット病、ベル麻痺、良性本態性眼瞼痙攣、良性限局性筋萎縮症、良性頭蓋内圧亢進症、ベルナール・ロス症候群、ビンスワンガー病、眼瞼痙攣、ブロッホ・サルツバーガー症候群、分娩時腕神経叢損傷、腕神経叢損傷、ブラッドベリー・エッグルストン症候群、脳および脊椎腫瘍、脳動脈瘤(Brain Aneurysm)、脳損傷、ブラウン・セカール症候群、球麻痺、球脊髄性筋萎縮症、皮質下梗塞と白質脳症を伴う常染色体優性脳動脈症(CADASIL)、カナバン病、手根管症候群、カウザルギー、カベルノーマ、海綿状血管腫、海綿状血管奇形、中心性頸髄症候群、中心性脊髄症候群、中枢性疼痛症候群、橋中心髄鞘崩壊症、頭蓋障害、セラミダーゼ欠損症、小脳変性症、小脳形成不全、脳動脈瘤(Cerebral aneurysms)、脳動脈硬化症、大脳萎縮、脳性脚気、脳海綿状血管奇形、脳性巨人症、低酸素性脳症、脳性麻痺、脳・眼・顔・骨格症候群(COFS)、シャルコー・マリー・トゥース病、キアリ奇形、コレステロールエステル蓄積症、舞踏病、有棘赤血球舞踏病、慢性炎症性脱髄性多発神経炎(CIDP)、慢性起立性調節障害、慢性疼痛、コケイン症候群II型、コフィン・ローリー症候群、脳梁欠損症、昏睡、複合性局所疼痛症候群、同心円硬化症(バロ硬化症)、先天性顔面両側麻痺、先天性筋無力症、先天性ミオパチー、先天性血管海綿状奇形、大脳皮質基底核変性症、頭部動脈炎、頭蓋骨癒合症、クリー脳炎、クロイツフェルト・ヤコブ病、慢性進行性外眼筋麻痺、累積外傷性障害、クッシング症候群、巨細胞封入体症、サイトメガロウイルス感染症、ダンシングアイ-ダンシングフィート症候群、ダンディー・ウォーカー症候群、ドーソン病、ドモルシア症候群、デジュリン・クルンプケ麻痺、認知症、認知症-多発脳梗塞性、認知症-意味性、認知症-皮質下、レビー小体型認知症、脱髄疾患、歯状小脳性運動失調症、歯状赤核萎縮症、皮膚筋炎、発達性失行、デビック症候群、糖尿病性ニューロパチー、びまん性硬化症、遠位型遺伝性運動ニューロン障害、ドラベ症候群、自律神経障害、書字障害、失読症、嚥下障害(dysphagia)、統合運動障害、ミオクローヌス性小脳性共同運動障害、進行性小脳性共同運動障害、ジストニア、早期乳児てんかん性脳症、エンプティセラ症候群、脳炎、嗜眠性脳炎、脳ヘルニア、脳脊髄炎、脳症、脳症(家族性乳児性)、脳三叉神経領域血管腫症、癲癇、癲癇性片麻痺、発作性運動失調症、エルブ麻痺、エルブ・デュセンヌおよびデジェリーヌ・クルンプケ麻痺、本態性振戦、橋外髄鞘崩壊症、ファーバー病、ファブリー病、ファール症候群、失神、家族性自律神経失調症、家族性血管腫、家族性特発性基底核石灰化症、家族性周期性麻痺、家族性痙性麻痺、ファーバー病、熱性痙攣、線維筋性異形成、フィッシャー症候群、ぐにゃぐにゃ乳児症候群、下垂足、フリードライヒ運動失調症、前頭側頭型認知症、ゴーシェ病、全身性ガングリオシドーシス(GM1、GM2)、ゲルストマン症候群、ゲルストマン・ストロイスラー・シャインカー病、巨大軸索ニューロパチー、巨細胞動脈炎、巨細胞封入体病、グロボイド細胞白質ジストロフィー、舌咽神経痛、糖原病、ギラン・バレー症候群、ハラーフォルデン・シュパッツ病、頭部損傷、頭痛、持続性片側頭痛、片側顔面痙攣、交代性片麻痺、遺伝性ニューロパチー、遺伝性痙性対麻痺、多発神経炎型遺伝性失調症、帯状疱疹(Herpes Zoster)、耳帯状疱疹、平山症候群、ホームズ・アディー症候群、全前脳胞症、HTLV-1関連脊髄症、ヒューズ症候群、ハンチントン病、ハーラー症候群、水頭無脳症、水頭症、正常圧水頭症、水脊髄症、副腎皮質機能亢進症、過眠、筋緊張亢進、筋緊張低下、低酸素症、免疫介在性脳脊髄炎、封入体筋炎、色素失調症、乳児筋緊張低下、乳児神経軸索ジストロフィー、乳児フィタン酸蓄積症、乳児レフサム病、乳児痙攣、炎症性筋疾患、後頭孔脳脱出症、腸性脂肪異栄養症、頭蓋内嚢胞、頭蓋内圧亢進症、アイザックス症候群、ジュベール症候群、カーンズ・セイヤー症候群、ケネディー病、キンスボーン症候群、クライン・レビン症候群、クリッペル・フェイル症候群、クリッペル・トレノネー症候群(KTS)、クリューバー・ビューシー症候群、コルサコフ健忘症候群、クラッベ病、クーゲルベルグ・ウェランダー病、クールー病、ランバート・イートン筋無力症候群、ランドウ・クレフナー症候群、外側大腿皮神経絞扼、外側髄症候群、学習障害、リー病、レノックス・ガストー症候群、レッシュ・ナイハン症候群、白質ジストロフィー、レバイン・クリッチュリー症候群、レビー小体認知症、リヒトハイム病、脂質蓄積症、類脂質タンパク症、滑脳症、閉じ込め症候群、ルー・ゲーリック病、ループス-神経学的後遺症、ライム病-神経学的合併症、リソソーム蓄積障害、マチャド・ジョセフ病、巨大脳症、巨脳症、メルカーソン・ローゼンタール症候群、髄膜炎、髄膜炎および脳炎、メンケス病、異常感覚性大腿神経痛、異染性白質ジストロフィー、小頭症、片頭痛、ミラー・フィッシャー症候群、軽度の脳卒中、ミトコンドリアミオパチー、ミトコンドリアDNA枯渇症候群、メビウス症候群、一側性筋萎縮症、モルヴァン症候群、運動ニューロン疾患、もやもや病、ムコリピドーシス、ムコ多糖症、多発脳梗塞性認知症、多巣性運動ニューロパチー、多発性硬化症、多系統萎縮症、起立性低血圧を伴う多系統萎縮症、筋ジストロフィー、筋ジストロフィー-先天性、重力筋無力症、びまん性骨髄破壊性硬化症、脊髄炎、乳児期ミオクロニー脳症、ミオクローヌス、ミオクローヌス癲癇、ミオパチー、ミオパチー-先天性、ミオパチー-甲状腺中毒性、筋強直症、先天性筋強直症、ナルコレプシー、NARP(ニューロパチー、運動失調および網膜色素変性)、神経有棘赤血球症、脳内鉄沈着を伴う神経変性症、神経変性疾患、神経線維腫症、神経弛緩薬性悪性症候群、AIDSの神経学的合併症、ライム病の神経学的合併症、サイトメガロウイルス感染症の神経学的帰結、ポンペ病の神経症状、ループスの神経学的後遺症、視神経脊髄炎、神経性筋強直症、神経セロイドリポフスチン症、神経細胞移動障害、神経障害性疼痛、ニューロパチー-遺伝性、ニューロパチー、神経サルコイドーシス、神経梅毒、神経毒性、海綿状母斑、ニーマン・ピック病、オサリバン・マクラウド症候群、後頭部神経痛、大田原症候群、オリーブ橋小脳萎縮症、オプソクローヌス・ミオクローヌス、起立性低血圧、過用症候群、疼痛-慢性、パントテン酸キナーゼ関連神経変性症、腫瘍随伴症候群、異常知覚、パーキンソン病、発作性舞踏アテトーゼ、発作性片側頭痛、パリー・ロンベルグ、ペリツェウス・メルツバッハー病、ペナ・ショッカーII症候群、神経根嚢胞、腓骨筋萎縮症、周期性麻痺、末梢性ニューロパチー、脳室周囲白質軟化症、遷延性植物状態、広汎性発達障害、フィタン酸蓄積症、ピック病、圧迫神経、梨状筋症候群、下垂体腫瘍、多発性筋炎、ポンペ病、孔脳症、ポリオ後症候群、帯状疱疹後神経痛、感染後脳脊髄炎、体位性低血圧症、体位性起立性頻脈症候群、体位性頻脈症候群、原発性歯状核萎縮症、原発性側索硬化症、原発性進行性失語症、プリオン病、進行性球麻痺、進行性顔面片側萎縮症、進行性歩行運動失調、進行性多巣性白質脳症、進行性筋萎縮症、進行性硬化性ポリオジストロフィー、進行性核上性麻痺、相貌失認、仮性球麻痺、偽Torch症候群、偽トキソプラズマ症候群、偽脳腫瘍、心因性運動、ラムゼイ・ハント症候群I、ラムゼイ・ハント症候群II、ラスムッセン脳炎、反射性交感神経ジストロフィー症候群、レフサム病、レフサム病-乳児、反復動作障害、反復性のストレス障害、下肢静止不能症候群、レトロウイルス関連脊髄症、レット症候群、ライ症候群、リウマチ性脳炎、ライリー・デイ症候群、仙骨神経根嚢腫、聖ヴィトゥス舞踏病、唾液腺疾患、サンドホフ病、シルダー病、裂脳症、ザイテルベルガー病、発作性障害、意味性認知症、中隔視神経形成異常症、乳児重症ミオクロニー癲癇(SMEI)、乳幼児揺さぶられ症候群、帯状疱疹(Shingles)、シャイ・ドレーガー症候群、シェーグレン症候群、睡眠時無呼吸症、睡眠病、ソトス症候群、痙縮、二分脊椎、脊髄梗塞、脊髄損傷、脊髄腫瘍、脊髄性筋萎縮症、脊髄小脳失調症、脊髄小脳萎縮症、脊髄小脳変性症、孤発性運動失調症、スティール・リチャードソン・オルゼウスキー症候群、全身硬直症候群、線条体黒質変性症、脳卒中、スタージ・ウェーバー症候群、亜急性硬化性全脳炎、皮質下動脈硬化性脳症、短期間、片側、神経痛様(SUNCT)頭痛、嚥下障害(Swallowing Disorder)、シデナム舞踏病、失神、梅毒性脊髄硬化症、脊髄水空洞症、脊髄空洞症、全身性エリテマトーデス、脊髄ろう、遅発性ジスキネジア、タルロブ嚢胞、テイ・サックス病、側頭動脈炎、脊髄係留症候群、トムゼン筋強直、胸郭出口症候群、甲状腺中毒性ミオパチー、疼痛性チック、トッド麻痺、トゥレット症候群、一過性虚血性発作、伝達性海綿状脳症、横断性脊髄炎、外傷性脳損傷、振戦、三叉神経痛、熱帯性痙性不全対麻痺、トロイヤー症候群、結節性硬化症、血管勃起腫瘍、中枢および末梢神経系の血管炎症候群、ビタミンB12欠乏症、フォンエコノモ病、フォンヒッペル・リンダウ病(VHL)、フォンレックリングハウゼン病、ワレンベルク症候群、ウェルドニッヒ・ホフマン病、ウェルニッケ・コルサフ症候群、ウエスト症候群、むち打ち症、ウィップル病、ウィリアムズ症候群、ウィルソン病、ウォルマン病、X連鎖性球脊髄性筋萎縮症。
一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターによりコードされる治療用遺伝子または発現産物は、NPC1、EAAT2、NPY、CYP46A1、GLB1、APOE(例えば、ApoE2、ApoE3またはApoE4)、HEX、CLN1、CLN2、CLN3、CLN4、CLN5、CLN6、SUMF1、DCTN1、PRPH、SOD1、NEFH、GBA、IDUA、NAGLU、GUSB、ARSA、MANB、AADC、GDNF、SOD1、NTN、ASP、MAPT、APOE、HTT、MECP2、PTCHD1、GJB1、UBE3A、HEXA、MOGからなる群から選択され得る。
加えて、または代替的に、発現産物は、抗体、抗体断片、または抗体様足場タンパク質であり得る。一部の実施形態では、例示的なポリペプチド発現産物は、神経保護性ポリペプチドおよび抗血管新生性ポリペプチドを含む。一態様では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、ポリペプチドペイロードをコードするウイルスゲノムを含む。ポリペプチドは、これらに限定されないが、抗体、芳香族L-アミノ酸デカルボキシラーゼ(AADC)、生存運動ニューロン1(SMN1)、フラタキシン(FXN)、ApoE2、GBA1、GRN、ASP A、CLN2、GLB1、SGSH、NAGLU、IDS、NPC1、またはGANであり得る。
追加の好適なポリペプチドには、これらに限定されないが、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、線維芽細胞増殖因子2(FGF-2)、ニュールツリン(nurturin)、毛様体神経栄養因子(CNTF)、神経成長因子(NGF;例えば、神経成長因子-ベータ)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン-3(NT-3)、ニューロトロフィン-4(NT-4)、ニューロトロフィン-6(NT-6)、上皮増殖因子(EGF)、色素上皮由来因子(PEDF)、Wntポリペプチド、可溶性Fit-1、アンジオスタチン、エンドスタチン、VEGF、抗VEGF抗体、可溶性VEGFR、第VIII因子(FVIII)、第IX因子(FIX)、およびヘッジホッグファミリーのメンバー(ソニックヘッジホッグ、インディアンヘッジホッグ、およびデザートヘッジホッグなど)が含まれる。
一部の実施形態では、有用な治療用発現産物は、ホルモンならびに増殖および分化因子を含み、これらには、限定ではないが、インスリン;グルカゴン;成長ホルモン(GH);副甲状腺ホルモン(PTH);成長ホルモン放出因子(GRF);卵胞刺激ホルモン(FSH);黄体形成ホルモン(LH);ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG);血管内皮増殖因子(VEGF);アンジオポエチン;アンジオスタチン;顆粒球コロニー刺激因子(GCSF);エリスロポエチン(EPO);結合組織増殖因子(CTGF);塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF);酸性線維芽細胞増殖因子(aFGF);上皮増殖因子(EGF);血小板由来増殖因子(PDGF);インスリン増殖因子IおよびII(IGF-IおよびIGF-II);TGFaをはじめとするトランスフォーミング増殖因子アルファスーパーファミリーのいずれか1つ;アクチビン;インヒビン;または骨形成因子(BMP)BMP1~15のいずれか;増殖因子のヘレグリン(heregluin)/ニューレグリン/ARIA/neu分化因子(NDF)ファミリーのいずれか1つ;神経成長因子(NGF);脳由来神経栄養因子(BDNF);ニューロトロフィンNT-3およびNT-4/5;絨毛体神経栄養因子(CNTF);グリア細胞系由来神経栄養因子(GDNF);ニュールツリン;アグリン;セマフォリン/コラプシンファミリーのいずれか1つ;ネトリン-1およびネトリン-2;肝細胞増殖因子(HGF);エフリン;ノギン;ソニックヘッジホッグ;ならびにチロシンヒドロキシラーゼが含まれる。
加えて、または代替的に、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターによりコードされる治療用遺伝子または発現産物は、疾患対立遺伝子に方向付けられた遺伝子編集系(例えば、CRISPR-Cas9系、TALEN、ZFNなど)であり得る。加えて、または代替的に、発現産物は、1つまたは複数の調節性ポリヌクレオチド、例えば、治療剤としてのRNAまたはDNA分子であり得る。例えば、調節性ポリヌクレオチドは、miRNAまたはsiRNAであり得る。標的遺伝子は、任意の神経学的疾患、例えば、これらに限定されないが本明細書に収載されるもの、に関連する遺伝子のいずれかであり得る。例えば、siRNA二重鎖またはコードされたdsRNAは、CNS細胞における標的遺伝子発現を低減またはサイレンシングすることができ、それによって、神経学的疾患の症状が改善される。1つの非限定的な例では、標的遺伝子は、ハンチンチン(HTT)である。別の非限定的な例では、標的遺伝子は、微小管関連タンパク質タウ(MAPT)である。一部の実施形態では、有用な発現産物は、免疫系を調節するタンパク質を含み、これらには、限定ではなく、サイトカインおよびリンホカイン、例えば、トロンボポエチン(TPO)、インターロイキン(IL)IL-1からIL-25まで(IL-2、IL-4、IL-12およびIL-18を含む)、単球走化性タンパク質、白血病阻害因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、Fasリガンド、腫瘍壊死因子アルファおよびベータ、インターフェロン(アルファ、ベータおよびガンマ)、幹細胞因子、flk-2/flt3リガンドが含まれる。免疫系により産生される遺伝子産物も、本発明において有用である。これらには、限定ではなく、免疫グロブリンIgG、IgM、IgA、IgDおよびIgE、キメラ免疫グロブリン、ヒト化抗体、一本鎖抗体、T細胞受容体、キメラT細胞受容体、一本鎖T細胞受容体、クラスIおよびクラスII MHC分子、ならびに操作された免疫グロブリンおよびMHC分子が含まれる。有用な遺伝子産物には、補体調節タンパク質、例えば、補体調節タンパク質、膜補因子タンパク質(MCP)、崩壊促進因子(DAF)、CR1、CF2およびCD59も含まれる。
一部の実施形態では、有用な発現産物は、ホルモン、増殖因子、サイトカイン、リンホカイン、調節タンパク質および免疫系タンパク質についての受容体のいずれか1つを含む。有用な異種核酸配列は、低密度リポタンパク質(LDL)受容体、高密度リポタンパク質(HDL)受容体、超低密度リポタンパク質(VLDL)受容体、およびスカベンジャー受容体をはじめとする、コレステロール調節および/または脂質モジュレーションのための受容体も含む。本発明は、グルココルチコイド受容体およびエストロゲン受容体をはじめとするステロイドホルモン受容体スーパーファミリーのメンバー、ビタミンD受容体ならびに他の核受容体などの、遺伝子産物の使用も包含する。加えて、有用な遺伝子産物は、転写因子、例えば、jun、fos、max、mad、血清応答因子(SRF)、AP-1、AP-2、myb、MyoDおよびミオゲニン、ETSボックス含有タンパク質、TFE3、E2F、ATF1、ATF2、ATF3、ATF4、ZF5、NFAT、CREB、HNF-4、C/EBP、SP1、CCAATボックス含有タンパク質、インターフェロン調節因子(IRF-1)、ウィルムス腫瘍タンパク質、ETS結合タンパク質、STAT、GATAボックス結合タンパク質、例えばGATA-3、ならびにウイングドヘリックスタンパク質のフォークヘッドファミリーを含む。
一部の実施形態では、有用な発現産物は、挿入、欠失またはアミノ酸置換を含有する天然に存在しないアミノ酸配列を有するキメラまたはハイブリッドポリペプチドなどの、天然に存在しないポリペプチドを含む。さらなる好適な発現産物は、マイクロRNA(miRNA)、干渉RNA、アンチセンスRNA、リボザイム、およびアプタマーを含む。
代替実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターは、異種核酸をin vivoで対象における細胞に送達するために使用され得る。一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドまたはハプロイドベクターは、本明細書に記載されるように次の疾患のうちのいずれか1つまたは複数を処置するために使用され得る:リソソーム蓄積障害、例えば、ムコ多糖症障害(例えば、スライ症候群[β-グルクロニダーゼ]、ハーラー症候群[α-L-イズロニダーゼ]、シャイエ症候群[α-L-イズロニダーゼ]、ハーラー・シャイエ症候群[α-L-イズロニダーゼ]、ハンター症候群[イズロン酸スルファターゼ]、サンフィリッポ症候群A[ヘパランスルファミダーゼ]、B[N-アセチルグルコサミニダーゼ]、C[アセチル-CoA;α-グルコサミニドアセチルトランスフェラーゼ]、D[N-アセチルグルコサミン6-スルファターゼ]、モルキオ症候群A[ガラクトース-6-硫酸スルファターゼ]、B[β-ガラクトシダーゼ]、マロトー・ラミー症候群[N-アセチルガラクトサミン-4-スルファターゼ]など)、ファブリー病(α-ガラクトシダーゼ)、ゴーシェ病(グルコセレブロシダーゼ)、または糖原貯蔵障害(例えば、ポンペ病;リソソーム酸性α-グルコシダーゼ)。
一部のAAVカプシドタンパク質について、対応するアミノ酸位置が、ウイルスに部分的にもしくは完全に存在するか、または代替的に、完全に非存在であるかに依存して、対応する改変が挿入および/または置換となることは、当業者には理解されるであろう。同様に、AAV2以外のAAVを改変する場合、特定のアミノ酸位置は、AAV2内のその位置とは異なり得る(例えば、表3を参照されたい)。本明細書中の他の箇所で論じられるように、対応するアミノ酸位置は、当業者には、周知の技法を使用して容易に明らかになる。
代表的な実施形態では、カプシドタンパク質における挿入および/または置換および/または欠失は、(i)その領域内の親水性ループ構造を維持するアミノ酸;(ii)ループ構造の配置を変更するアミノ酸;(iii)荷電アミノ酸;および/あるいは(iv)リン酸化もしくは硫酸化され得る、または別様に、AAV2カプシドタンパク質における264の後の翻訳後改変(例えば、グリコシル化)による変化もしくは別のAAVのカプシドタンパク質における対応する変化を受けるアミノ酸の、挿入、置換および/または再配置につながる。挿入/置換に好適なアミノ酸としては、アスパラギン酸、グルタミン酸、バリン、ロイシン、リシン、アルギニン、トレオニン、セリン、チロシン、グリシン、アラニン、プロリン、アスパラギン、フェニルアラニン、チロシンまたはグルタミンが挙げられる。特定の実施形態では、トレオニンが、カプシドサブユニットに挿入または置換される。いくつかの他のAAVにおける対応する位置の非限定的な例が表3(位置2)で示される。特定の実施形態では、アミノ酸挿入または置換は、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸またはフェニルアラニンである(この位置にトレオニン、グルタミン酸またはフェニルアラニンを有するAAVを除く)。
さらなる実施形態では、改変カプシドタンパク質またはカプシドは、WO2009/108274に記載されているような変異を含み得る。
別の可能性として、AAVカプシドタンパク質は、Zhongら(Virology 381: 194-202 (2008); Proc. Nat. Acad. Sci. 105: 7827-32 (2008))により記載されたような変異を含み得る。例えば、AAVカプシドタンパク質は、アミノ酸730位にYF変異を含み得る。
上記の改変を互いに組み合わせて、および/または現在公知のもしくは後に発見される任意の他の改変と組み合わせて、本発明のカプシドタンパク質またはカプシドに組み込むことができる。
本発明は、本発明の改変カプシドタンパク質およびカプシドを含むウイルスベクターも包含する。特定の実施形態では、ウイルスベクターは、パルボウイルスベクター(例えば、パルボウイルスカプシドおよび/またはベクターゲノムを含む)、例えば、AAVベクター(例えば、AAVカプシドおよび/またはベクターゲノムを含む)である。代表的な実施形態では、ウイルスベクターは、本発明の改変カプシドタンパク質サブユニットとベクターゲノムとを含む改変AAVカプシドを含む。
例えば、代表的な実施形態では、ウイルスベクターは、(a)本発明の改変カプシドタンパク質を含む改変ウイルスカプシド(例えば、改変AAVカプシド)、および(b)末端反復配列(例えば、AAV TR)を含む核酸を含み、末端反復配列を含む核酸は、改変ウイルスカプシドによってカプシド内封入されている。核酸は、必要に応じて、2つの末端リピート(例えば、2つのAAV TR)を含み得る。
代表的な実施形態では、ウイルスベクターは、目的のポリペプチドまたは機能的RNAをコードする異種核酸を含む、組換えウイルスベクターである。組換えウイルスベクターは、より詳細に下で説明される。
一部の実施形態では、本明細書で開示される合理的ポリプロイド(例えば、合理的ハプロイド)AAVベクターは、(i)全身またはくも膜下腔内投与後に非ポリプロイド親AAVベクターと比較してBBBを横断する能力の増大;(ii)CNSもしくはPNSもしくは両方における生体内分布の増加、および/または非ハプロイド親AAVベクターによる形質導入レベルと比較して脳組織(例えば、ニューロンおよび非ニューロン細胞)に形質導入する能力の増大;(iii)動物対象において非合理的ポリプロイド親AAVベクターによる形質導入レベルによって観察されるレベルと比較してウイルスベクターによる増強された全身性形質導入を示す;(iv)非合理的ポリプロイド親AAVベクターにより惹起される免疫応答のレベルと比較して液性免疫応答の減少;(v)同じ中和抗体への非ポリプロイド親AAVベクターの中和のレベルと比較して親AAVベクターに対する中和抗体による中和の減少、を有する。
さらに、本発明の一部の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドAAVベクターは、CNSの頸髄、胸髄および腰髄ならびに髄質および脈絡叢を含む、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、中脳、プルキンエ組織、小脳および脊髄を含むがこれらに限定されない、CNSおよび/またはPNS標的組織への効率的形質導入を実証する。
一部の実施形態では、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、AAV8ウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV rh10血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh10ビリオンの集団が、親AAV8血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、反復投薬が、合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh10ビリオンの集団の第1の投与、および親AAV血清型8ビリオンの第2の投与を含む、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。説明のために、本明細書で開示の液性応答は、対象または動物、例えばマウスに、合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh10ビリオン、またはAAV8ビリオンのどちらかが注射された後、抗AAV8抗体(例えば、IgG)の血清レベルにより測定される。したがって、低減された液性応答は、同様の条件下で対象または動物にAAV8ビリオンが投与されたときに産生される抗AAV 8 IgGと比較して、対象または動物に合理的ポリプロイド(例えば、合理的ハプロイド)AAV 8-8-rh10ビリオンが投与されたときに少ないAAV8 IgGの産生に向かう。合理的ポリプロイド(例えば、合理的ハプロイド)AAV 8-8-rh10で産生される、より少ない抗AAV8 IgGは、それを、第2の投与が必要とされる遺伝子治療レジメンとしての使用に、より好適なものにする。AAV遺伝子治療レジメンのこの特定の例については、第1の投与としての合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh10と、AAV8ベクターで後続のまたは第2の投与を使用するのが好適である。
一部の実施形態では、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、AAV8ウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV rh74血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh74ビリオンの集団が、親AAV8血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、反復投薬が、合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh74ビリオンの集団の第1の投与、および親AAV血清型8ビリオンの第2の投与を含む、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。説明のために、本明細書で開示の液性応答は、対象または動物、例えばマウスに、合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh74ビリオン、またはAAV8ビリオンのどちらかが注射された後、抗AAV8抗体(例えば、IgG)の血清レベルにより測定される。
したがって、低減された液性応答は、同様の条件下で対象または動物にAAV8ビリオンが投与されたときに産生される抗AAV 8 IgGと比較して、対象または動物に合理的ポリプロイド(例えば、合理的ハプロイド)AAV 8-8-rh74ビリオンが投与されたときに少ないAAV8 IgGの産生に向かう。合理的ポリプロイド(例えば、合理的ハプロイド)AAV 8-8-rh74で産生される、より少ない抗AAV8 IgGは、それを、第2の投与が必要とされる遺伝子治療レジメンとしての使用に、より好適なものにする。AAV遺伝子治療レジメンのこの特定の例については、第1の投与としての合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh74と、AAV8ベクターでの後続のまたは第2の投与、または逆に、第1の投与としてのAAV8ベクターと、合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh74で後続のまたは第2の投与、を使用するのが好適である。
本明細書では、AAVベクターおよびAAVビリオンは、交換可能に使用される。
一部の実施形態では、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、AAV8ウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV rh10血清型またはAAV rh74血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh10ビリオンまたはAAV 8-8-rh74ビリオンの集団が、親AAV8血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、反復投薬が、親AAV血清型8ビリオンの第1の投与、および合理的ポリプロイドAAV 8-8-rh10またはAAV 8-8-rh74ビリオンの集団の第2の投与を含む、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。説明のために、この特定の例では、AAV 8-8-rh10またはAAV 8-8-rh74は、低減された液性応答を惹起し、例えば、AAV8ビリオンにより産生されるものと比較して少ない抗AAV8 IgGを産生する。親AAV血清型、例えばAAV8、での第1の投与および合理的ポリプロイド(例えば、AAV 8-8-rh10またはAAV 8-8-rh74)での第2の投与によるこのAAV遺伝子治療レジメンは、合理的ポリプロイド(例えば、AAV 8-8-rh10またはAAV 8-8-rh74)の第2の投与で効率的な形質導入を達成するのに好適である。図26に示されているように、AAV8による第1の投与は、AAV 8媒介形質導入を中和または阻害することができる抗AAV8 IgGを血清中で産生するが、AAV 8-8-rh10またはAAV 8-8-rh74媒介形質導入は、抗AAV 8 IgGを含有する血清の存在下で阻害されず、この結果として、第1の投与がAAV 8でのものである場合の第2の投与としてのAAV 8-8-rh10またはAAV 8-8-rh74の好適な使用が裏付けられる。
一部の実施形態では、反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、VP1およびVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではなく、反復投薬が、VP1構造ウイルスタンパク質またはVP2構造ウイルスタンパク質の親AAV血清型の第1の投与、および合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の第2の投与を含む、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
一部の実施形態では、第1および第2の投与を含む反復投薬のための方法であって、反復投薬が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型の第1の投与、および合理的ポリプロイドAAVビリオンの第2の投与を含み、合理的ポリプロイドビリオンのVP3ウイルス構造タンパク質が、血液脳関門を効率的横断する、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方の血清型とは異なるAAV血清型からのものであり、合理的ポリプロイドビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、VP1またはVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではない、方法。
本発明の改変カプシドタンパク質、ウイルスカプシド、ウイルスベクターおよびAAV粒子が、それらがそれらのネイティブな状態で存在するまたは見いだされる場合のカプシドタンパク質、カプシド、ウイルスベクターおよびAAV粒子を除外することは、当業者には理解されるであろう。
VII. ウイルスベクターを産生する方法
本明細書で開示されるAAV合理的ベクターは、当技術分野において周知の任意の手段により産生され得る。例示的な例としてAAVハプロイドビリオンを使用する、単なる説明に役立つ例として、方法は、(a)AAVハプロイド粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供する1つもしくは複数のプラスミドを宿主細胞にトランスフェクトするステップ;(b)AAVハプロイド粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供するために1つもしくは複数の核酸構築物をパッケージング細胞系もしくはプロデューサー細胞系に導入するステップ;(c)AAVハプロイド粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供する1つもしくは複数の組換えバキュロウイルスベクターを宿主細胞に導入するステップ;ならびに/または(d)AAVハプロイド粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供する、1つもしくは複数のミニサークルを宿主細胞に導入する、または閉じた線状のDNA(clDNA)もしくはバーベル型DNAを使用するステップを含む。
本明細書で開示されるものは、本明細書で開示の合理的ポリプロイドまたはハプロイドAAVベクターをAAV粒子として産生する方法をさらに提供する。したがって、本発明は、本発明の合理的ポリプロイドAAVベクターを含むAAVハプロイドビリオン粒子を作製する方法であって、(a)AAVハプロイドベクター粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供する1つもしくは複数のプラスミドを宿主細胞にトランスフェクトするステップ;(b)AAV粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供するために1つもしくは複数の核酸構築物をパッケージング細胞系またはプロデューサー細胞系に導入するステップ;(c)AAV粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供する1つもしくは複数の組換えバキュロウイルスベクターを宿主細胞に導入するステップ;ならびに/または(d)AAV粒子を組み立てるために必要な全ての機能および遺伝子を一緒に提供する1つもしくは複数の組換えヘルペスウイルスベクターを宿主細胞に導入するステップを含む。AAVハプロイドビリオンの形成のための条件は、Adヘルパープラスミド、または他のヘルパーウイルス、例えばHSV、の存在下での細胞へのトランスフェクションを非限定的な例として含む、細胞(例えば、哺乳動物または昆虫細胞)におけるAAVベクターの産生のための標準的な条件である。
本発明のウイルスベクターを作製する様々な方法の非限定的な例は、Clement and Grieger ("Manufacturing of recombinant adeno-associated viral vectors for clinical trials" Mol. Ther. Methods Clin Dev. 3:16002 (2016))に、およびGrieger et al. ("Production of recombinant adeno-associated virus vectors using suspension HEK293 cells and continuous harvest of vector from the culture media for GMP FIX and FLT1 clinical vector" Mol Ther 24(2):287-297 (2016))に記載されており、これらの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
1つの代表的な実施形態では、この技術は、ウイルスベクターを産生する方法であって、(a)少なくとも1つのTR配列(例えば、AAV TR配列)を含む核酸鋳型と(b)核酸鋳型の複製およびAAVカプシドへのカプシド内封入に十分なAAV配列(例えば、本発明のAAVカプシドをコードする、AAV rep配列およびAAV cap配列)とを細胞に提供するステップを含む方法も提供する。必要に応じて、核酸鋳型は、少なくとも1つの異種核酸配列をさらに含む。特定の実施形態では、核酸鋳型は、2つのAAV ITR配列を含み、これらの配列は、異種核酸配列(存在する場合)の5’および3’側に位置するが、その異種核酸配列と直接連続している必要はない。
核酸鋳型ならびにAAV repおよびcap配列は、AAVカプシド内にパッケージングされた核酸鋳型を含むウイルスベクターが細胞内で産生されるような条件下で提供される。方法は、細胞からウイルスベクターを収集するステップをさらに含み得る。ウイルスベクターは、培地から、および/または細胞を溶解することにより、収集され得る。
一実施形態では、および本明細書において実施例で開示されるように、核酸鋳型は、カプシド(Cap)配列が、1つの血清型のみからの核酸配列(第1の核酸配列)から3つ全てのウイルス構造タンパク質、VP1、VP2およびVP3、を発現することができないように変更される。この変更は、例えば、ウイルス構造タンパク質のうちの少なくとも1つについてのスタートコドンを消失させることによるものであり得る。鋳型は、第1の核酸配列により発現され得ないウイルス構造タンパク質をコードしそれを発現することができる異なる血清型からの少なくとも1つの追加の核酸配列(第2の核酸配列)も含有することになり、第2の核酸配列は、第1の核酸配列により発現され得るウイルス構造タンパク質を発現することができない。一実施形態では、第1の核酸配列は、ウイルス構造タンパク質のうちの2つを発現することができるが、第2の核酸配列は、残りのウイルス配列しか発現することができない。例えば、第1の核酸配列は、1つの血清型からのVP1およびVP2を発現することができるがVP3を発現することができず、第2の核酸配列は、代替血清型からのVP3を発現することができるが、VP1もVP2も発現することができない。鋳型は、3つのウイルス構造タンパク質のいずれの他のウイルス構造タンパク質も発現することができない。一実施形態では、第1の核酸配列は、3つのウイルス構造タンパク質のうちの1つを発現することのみができ、第2の核酸配列は、他の2つのウイルス配列のみを発現することができるが、第1のものを発現できない。
別の実施形態では、第3の血清型からの第3の核酸配列が存在する。この実施形態では、3つの核酸配列の各々は、3つのカプシドウイルス構造タンパク質、VP1、VP2およびVP3、のうちの1つを発現することのみができ、各々は、これらの配列の別のものにより発現されるウイルス構造タンパク質を発現せず、したがって、集合的に、VP1、VP2およびVP3を含有するカプシドが産生され、カプシド内のウイルス構造タンパク質の各々は、全て、同じ血清型のみからのものであり、この実施形態では、VP1、VP2およびVP3は、全て、異なる血清型からのものである。
発現を防止するための変更は、当技術分野において公知の任意の手段により得る。例えば、スタートコドン、スプライスアクセプター、スプライスドナー、およびこれらの組合せを消失させる手段などである。欠失および付加はもちろん、リーディングフレームを変化させるための部位特異的変化も、使用することができる。核酸配列を合成によって産生することもできる。これらのヘルパー鋳型は、典型的にはITRを含有しない。
細胞は、AAVウイルス複製可能である細胞であり得る。当技術分野において公知の任意の好適な細胞を利用することができる。特定の実施形態では、細胞は、哺乳動物細胞である。別の選択肢として、細胞は、複製欠損型ヘルパーウイルスから欠失した機能を提供するトランス補足パッケージング細胞系、例えば、293細胞または他のE1aトランス補足細胞であり得る。
AAV複製およびカプシド配列は、当技術分野において公知の任意の方法により提供することができる。現行のプロトコールは、概して、単一のプラスミド上にAAV rep/cap遺伝子を発現する。AAV複製およびパッケージング配列を一緒に提供する必要はないが、そうするのが適便であり得る。AAV repおよび/またはcap配列は、任意のウイルスまたは非ウイルスベクターにより提供することができる。例えば、rep/cap配列は、ハイブリッドアデノウイルスまたはヘルペスウイルスベクター(例えば、欠失アデノウイルスベクターのE1aまたはE3領域に挿入された)により提供することができる。EBVベクターを利用して、AAV capおよびrep遺伝子を発現させることもできる。この方法の1つの利点は、EBVベクターが、エピソーム性であるが、一連の細胞分裂を通して高コピー数を維持することになる(すなわち、「EBVに基づく核内エピソーム」と名付けられた染色体外エレメントとして細胞に安定的に組み込まれる。Margolski, (1992) Curr. Top. Microbiol. Immun. 158:67を参照されたい)ことである。
さらなる代替案として、rep/cap配列を細胞に安定的に組み込むことができる。典型的に、AAV rep/cap配列は、これらの配列のレスキューおよび/またはパッケージングを防止するために末端リピート(TR)と隣接しないことになる。
当技術分野において公知の任意の方法を使用して、核酸鋳型を細胞に提供することができる。例えば、鋳型を非ウイルス(例えば、プラスミド)またはウイルスベクターにより供給することができる。特定の実施形態では、核酸鋳型は、ヘルペスウイルスまたはアデノウイルスベクターにより供給される(例えば、欠失アデノウイルスのE1aまたはE3領域に挿入される)。別の実例として、Palombo et al., (1998) J. Virology 72:5025には、AAV TRと隣接しているレポーター遺伝子を保有するバキュロウイルスベクターが記載されている。rep/cap遺伝子に関して上で説明されたようなEBVベクターを利用して鋳型を送達することもできる。
別の代表的な実施形態では、核酸鋳型は、rAAVウイルスの複製により提供される。さらに他の実施形態では、核酸鋳型を含むAAVプロウイルスが細胞の染色体に安定的に組み込まれる。
ウイルス力価を向上させるために、増殖性AAV感染を促進するヘルパーウイルス機能(例えば、アデノウイルスまたはヘルペスウイルス)を細胞に提供することができる。AAV複製に必要なヘルパーウイルス配列は、当技術分野において公知である。典型的に、これらの配列は、ヘルパーアデノウイルスまたはヘルペスウイルスベクターにより提供されることになる。あるいは、アデノウイルスまたはヘルペスウイルス配列は、例えば、Ferrari et al., (1997) Nature Med. 3:1295、ならびに米国特許第6,040,183号および同第6,093,570号により記載されているような効率的AAV産生を促進するヘルパー遺伝子の全てを保有する非感染性アデノウイルスミニプラスミドのような、別の非ウイルスまたはウイルスベクターにより、提供することができる。
さらに、ヘルパーウイルス機能は、ヘルパー配列が染色体に埋め込まれているまたは安定な細胞外エレメントとして維持されているパッケージング細胞により、提供することができる。一般に、ヘルパーウイルス配列は、AAVビリオンにパッケージングされることがなく、例えば、TRと隣接していない。
単一のヘルパー構築物でAAV複製およびカプシド配列ならびにヘルパーウイルス配列(例えば、アデノウイルス配列)を提供することが有利であることが、当業者には理解されるであろう。このヘルパー構築物は、非ウイルス構築物であることもあり、またはウイルス構築物であることもある。1つの非限定的な実例として、ヘルパー構築物は、AAV rep/cap遺伝子を含む、ハイブリッドアデノウイルスまたはハイブリッドヘルペスウイルスであり得る。
1つの特定の実施形態では、AAV rep/cap配列およびアデノウイルスヘルパー配列は、単一のアデノウイルスヘルパーベクターにより供給される。このベクターは、核酸鋳型をさらに含むことができる。AAV rep/cap配列および/またはrAAV鋳型は、アデノウイルスの欠失領域(例えば、E1aまたはE3領域)に挿入することができる。
さらなる実施形態では、AAV rep/cap配列およびアデノウイルスヘルパー配列は、単一のアデノウイルスヘルパーベクターにより供給される。この実施例によると、rAAV鋳型は、プラスミド鋳型として提供することができる。
別の説明に役立つ実施形態では、AAV rep/cap配列およびアデノウイルスヘルパー配列は、単一のアデノウイルスヘルパーベクターにより提供され、rAAV鋳型は、細胞にプロウイルスとして組み込まれる。あるいは、rAAV鋳型は、細胞内に染色体外エレメントとして(例えば、EBVに基づく核内エピソームとして)維持されるEBVベクターにより提供される。
さらなる例示的な実施形態では、AAV rep/cap配列およびアデノウイルスヘルパー配列は、単一のアデノウイルスヘルパーにより提供される。rAAV鋳型は、別の複製ウイルスベクターとして提供することができる。例えば、rAAV鋳型は、rAAV粒子または第2の組換えアデノウイルス粒子により提供することができる。
上述の方法によると、ハイブリッドアデノウイルスベクターは、典型的に、アデノウイルス複製およびパッケージングに十分なアデノウイルス5’および3’シス配列(すなわち、アデノウイルス末端リピートおよびPAC配列)を含む。AAV rep/cap配列、および存在する場合にはrAAV鋳型は、アデノウイルス骨格に埋め込まれており、5’および3’シス配列と隣接しており、したがって、これらの配列は、アデノウイルスカプシドにパッケージングされ得る。上記のように、アデノウイルスヘルパー配列およびAAV rep/cap配列は、一般に、TRと隣接しておらず、したがって、これらの配列は、AAVビリオンにパッケージングされない。Zhang et al., ((2001) Gene Ther. 18:704-12)には、アデノウイルスとAAV repおよびcap遺伝子とを両方とも含むキメラヘルパーが記載されている。
ヘルペスウイルスをAAVパッケージング方法においてヘルパーウイルスとして使用することもできる。AAV Repタンパク質をコードするハイブリッドヘルペスウイルスは、有利なことに、スケーラブルなAAVベクター産生スキームを容易にすることができる。AAV-2 repおよびcap遺伝子を発現するハイブリッド単純ヘルペスウイルスI型(HSV-1)が記載されている(Conway et al., (1999) Gene Therapy 6:986およびWO00/17377)。
さらなる代替案として、本発明のAAVハプロイドベクターを、例えば、Urabe et al., (2002) Human Gene Therapy 13:1935-43により記載されているように、rep/cap遺伝子およびrAAV鋳型を送達するためにバキュロウイルスベクターを使用して、昆虫細胞において産生することもできる。
夾雑ヘルパーウイルスのないAAVハプロイドベクターストックは、当技術分野において公知の任意の方法により得ることができる。例えば、AAVとヘルパーウイルスは、サイズに基づいて容易に区別することができる。AAVハプロイドベクターは、ヘパリン基質に対する親和性に基づいてヘルパーウイルスから分離することもできる(Zolotukhin et al. (1999) Gene Therapy 6:973)。いずれの夾雑ヘルパーウイルスも複製可能でないように、欠失複製欠損型ヘルパーウイルスを使用することができる。さらなる代替案として、アデノウイルス早期遺伝子発現しかAAVウイルスのパッケージングの媒介には必要とされないので、後期遺伝子発現を欠いているアデノウイルスヘルパーを利用することができる。後期遺伝子発現が欠如しているアデノウイルス変異体は、当技術分野において公知である(例えば、ts100Kおよびts149アデノウイルス変異体)。
一部の実施形態では、本明細書で開示のrAVVハプロイドベクターを生成するための方法は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第9,441,206号に記載されているような方法に従って、rAAV産生細胞系を使用することができる。特に、AAVハプロイドベクターまたはrAAVビリオンは、(a)AAVハプロイドベクター発現系をrAAV産生細胞系に提供するステップ、(b)AAVハプロイド粒子が産生される条件下で細胞を培養するステップ、および(c)必要に応じて、AAVハプロイドベクター粒子を単離するステップを含む方法を使用して産生される。XX680、AAV rep/capヘルパーおよびTRプラスミドのプラスミドの比を変えて、rAAVベクター産生に最適なプラスミドの比を決定することで、プラスミドのトリプルトランスフェクションの比およびトランスフェクションカクテルの体積を最適化することができる。
一部の例では、細胞は、AAV8ハプロイド粒子が産生される条件下、懸濁状態で培養される。別の実施形態では、細胞は、動物由来成分不含条件で培養される。動物由来成分不含培地は、rAAVプロデューサー細胞系に適合するいずれの動物由来成分不含培地(例えば、無血清培地)であってもよい。例としては、SFM4Transfx-293(Hyclone)、Ex-Cell 293(JRH Biosciences)、LC-SFM(Invitrogen)、およびPro10細胞、またはPro293-S(Lonza)が挙げられるが、これらに限定されない。AAV粒子の複製およびパッケージングに十分な条件は、例えば、本明細書に記載されるrAAVゲノムの複製およびAAVカプシドへのカプシド内封入に十分なAAV配列(例えば、AAV rep配列およびAAV cap配列)ならびにアデノウイルスおよび/またはヘルペスウイルスからのヘルパー配列の存在であり得る。
プラスミド骨格からの細菌DNA配列は、組換えAAVベクターの製造中にうっかりAAV8ハプロイドカプシドにパッケージングされ、その結果、TLR9とのその相互作用によって自然免疫系の活性化に至ることがある(Akira, 2006;Chadeuf, 2005;Wright, 2014)。したがって、一部の実施形態では、組換えAAVハプロイド調製物中のプラスミド骨格配列を消失させるために様々な技術、例えば、限られたスケーラビリティーを有するミニサークル(Schnodt, 2016)が使用され得る。プラスミド骨格中の細菌DNA配列を回避するための別の方法は、組換えAAVベクターの特異的製造のための、ドギーボーンDNA(dbDNA(商標))を含むがこれらに限定されない様々なDNA複製技術を含む、末端が閉じた線状の二重鎖DNAの使用である。dbDNA(商標)などの、末端が閉じた線状の二重鎖DNAの使用は、細菌骨格を消失させ、ワクチンおよびレンチウイルスを生産するために使用されており(Walters et al, 2014;Scott et al, 2015;Karda et al, 2019)、DNAワクチン開発者によりTLR9応答を誘発できないことが示された。
したがって、代替実施形態では、例えばAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの産生により例示される、本明細書で開示の合理的のポリプロイドまたはハプロイドAAVベクターの生成は、米国特許出願公開第2018/0037943号およびKarbowniczek et al., Bioinsights, 2017において開示されているような、バーベル型DNAを含むがこれに限定されない、末端が閉じた線状の二重鎖DNAを使用して行うことができ、前記参考文献の両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。手短に言えば、末端が閉じた線状の二重鎖DNA技術を使用するAAV産生のためのプラスミドは、ITRを含み、プロモーターおよび目的の遺伝子が、56bpパリンドロームプロテロメラーゼ認識配列と隣接している。プラスミドが変性され、Phi29 DNAポリメラーゼ、および適切なプライマーの存在下で、Phi29は、ローリングサークル増幅(RCA)を開始し、その結果、元の構築物の二本鎖コンカテマーリピート(cancatameric repeats)が作出される。プロテロメラーゼが添加されると、パリンドロームプロテロメラーゼ認識配列の結合が起こり、切断-結合反応が起こって、単量体の二本鎖(ds)の線状の共有結合で閉じたDNA構築物が生じる結果となる。一般的な制限酵素の添加によって、望ましくないDNAプラスミド骨格配列、およびエキソヌクレアーゼ活性による消化が除去され、その結果、dbDNAが生じ、それをサイズ分画して、ITRとプロモーターと目的の遺伝子とをコードするdbDNA配列を単離することができる。dbDNA(商標)技術などの末端が閉じた線状の二重鎖DNAを使用するrAAVベクターの生成のための例示的なプラスミドは、以下の5’から3’への方向で、5’-プロテロメラーゼRS、5’ITR、LSPプロモーター、hGAA、3’UTR、hGHポリ(A)、3’ITR、3’-プロテロメラーゼRS(センス鎖)を含み、センス鎖は、鎖状(ds)の線状の共有結合で閉じたDNA構築物については相補アンチセンス鎖に連結されている。本明細書で開示の方法および組成物における使用のためのAAVベクターを製造するための出発材料としての、末端が閉じた線状の二重鎖DNA、例えばドギーボーンDNA(dbDNA(商標))、の使用によって、AAVベクターを含有するプラスミドを増殖させるために使用される細菌骨格がなくなり、その産物は、Toll様受容体9(TLR9)応答を誘発することができない。
AAV粒子を作製するさらなる方法は当技術分野において周知であり、例えば、米国特許第6204059号、同第5756283号、同第6258595号、同第6261551号、同第6270996号、同第6281010号、同第6365394号、同第6475769号、同第6482634号、同第6485966号、同第6943019号、同第6953690号、同第7022519号、同第7238526号、同第7291498および同第7491508号、同第5064764号、同第6194191号、同第6566118号、同第8137948号;または国際公開番号WO1996039530、同W01998010088、同WO1999014354、同WO1999015685、同WO1999047691、同W02000055342、同W02000075353および同W02001023597;Methods In Molecular Biology, ed. Richard, Humana Press, NJ (1995);O'Reilly et ah, Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manual, Oxford Univ. Press (1994);Samulski et al.,,/. Vir.63:3822-8 (1989);Kajigaya et al., Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 88: 4646-50 (1991);Ruffing et al., J. Vir. 66:6922-30 (1992);Kimbauer et al., Vir., 219:37-44 (1996);Zhao et al., Vir.272: 382-93 (2000)に記載されており、これらの参考文献の各々の内容は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。ある特定の実施形態では、AAV粒子は、国際特許公開W02015191508に記載されている方法を使用して作製され、この参考特許文献の内容は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ウイルス複製細胞は、原核(例えば、細菌)細胞と、昆虫細胞、酵母細胞および哺乳動物細胞をはじめとする真核細胞とを含む、任意の生物学的生命体から選択され得る。組換えAAVウイルス粒子の産生に一般的に使用されるウイルス複製細胞には、これらに限定されないが、HEK293細胞、COS細胞、HeLa細胞、KB細胞、ならびに米国特許第6156303号、同第5387484号、同第5741683号、同第5691176号および同第5688676号、米国特許出願公開第2002/0081721号、および国際特許出願番号WO2000047757、同WO2000024916および同WO1996017947に記載されているような他の哺乳動物細胞系が含まれ、これらの参考特許文献の各々の内容は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。ウイルス複製細胞は、他の哺乳動物細胞、例えば、哺乳動物に由来するA549、WEH1、3T3、10T1/2、BHK、MDCK、COS 1、COS 7、BSC 1、BSC 40、BMT 10、VERO、W138、Saos、C2C12、L細胞、HT1080、HepG2ならびに初代線維芽細胞、肝細胞および筋芽細胞を含み得る。ウイルス複製細胞は、ヒト、サル、マウス、ラット、ウサギおよびハムスターを含むがこれらに限定されない哺乳動物種に由来する細胞を含み得る。ウイルス複製細胞は、線維芽細胞、肝細胞、腫瘍細胞、細胞系形質転換細胞などを含むがこれらに限定されない細胞型に由来する細胞を含み得る。
VIII. 組換えAAVポリプロイドウイルスベクター
本発明は、細胞に核酸分子を投与する方法であって、細胞を本発明のrAVVハプロイドウイルスベクターおよび/または組成物または医薬製剤と接触させるステップを含む方法を提供する。
本発明は、核酸を対象に送達する方法であって、本発明のAAVハプロイドウイルスベクター、AAV粒子および/または組成物もしくは医薬製剤を対象に投与するステップを含む方法を、さらに提供する。
特定の実施形態では、対象はヒトであり、一部の実施形態では、対象は、遺伝子治療プロトコールにより処置され得る障害を有するか、またはその障害のリスクがある。そのような障害の非限定的な例としては、癲癇、うつ病、ハンチントン病、パーキンソン病またはアルツハイマー病、ADHD、ASD、自己免疫疾患、嚢胞性線維症、サラセミア、ハーラー症候群、スライ症候群、シャイエ症候群、ハーラー・シェイエ症候群、ハンター症候群、サンフィリッポ症候群A、B、C、D、モルキオ症候群、マロトー・ラミー症候群、クラッベ病、フェニルケトン尿症、バッテン病、脊髄性大脳性運動失調症を含むがこれらに限定されない、神経学的障害;LDL受容体欠損症;高アンモニア血症;貧血;関節炎;黄斑変性を含む、網膜変性障害;アデノシンデアミナーゼ欠損症;代謝障害;および腫瘍形成性のがんを含む、がんが、挙げられる。
本発明の方法の一部の実施形態では、本発明のrAVVハプロイドベクターおよび/または組成物もしくは医薬製剤を、骨格筋、心筋および/または横隔膜筋に投与することができる。
本明細書に記載される方法では、本発明のrAVVハプロイドベクターおよび/または組成物もしくは医薬製剤を、本発明の対象に全身経路によって(例えば、静脈内に、動脈内に、腹腔内に、など)投与/送達することができる。一部の実施形態では、ウイルスベクターおよび/または組成物を、対象に、脳室内、大槽内、実質内、頭蓋内および/またはくも膜下腔内経路によって投与することができる。特定の実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイドもしくはハプロイドAAVベクターおよび/または本発明の医薬製剤は、くも膜下腔内または静脈内投与される。
本明細書で開示のrAVVハプロイドベクターは、in vitro、ex vivoおよびin vivoでの細胞への核酸分子の送達に有用である。特に、rAVVハプロイドベクターは、有利なことに、哺乳動物細胞をはじめとする動物細胞に核酸分子を送達または移入するために利用することができる。
目的の任意の異種核酸配列を、本発明のrAVVハプロイドベクターで送達することができる。目的の核酸分子は、治療用ポリペプチド(例えば、医学的もしくは獣医学的使用のための)および/または免疫学的ポリペプチド(例えば、ワクチンのための)をはじめとするポリペプチドをコードする核酸分子を含む。
治療用ポリペプチドには、これらに限定されないが、以下のものが含まれる:嚢胞性線維症膜貫通調節タンパク質(CFTR)、ジストロフィン(ミニジストロフィンおよびマイクロジストロフィンを含む;例えば、Vincent et al., (1993) Nature Genetics 5:130;米国特許出願公開第2003/017131号;国際特許公開番号WO/2008/088895、Wang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:13714-13719 (2000);およびGregorevic et al., Mol. Ther. 16:657-64 (2008)を参照されたい)、ミオスタチンプロペプチド、フォリスタチン、アクチビンII型可溶性受容体、IGF-1、抗炎症性ポリペプチド、例えばIカッパB優性変異体、サルコスパン、ユートロフィン(Tinsley et al., (1996) Nature 384:349)、ミニユートロフィン、凝固因子(例えば、第VIII因子、第IX因子、第X因子など)、エリスロポエチン、アンジオスタチン、エンドスタチン、カタラーゼ、チロシンヒドロキシラーゼ、スーパーオキシドジムスターゼ、レプチン、LDL受容体、リポタンパク質リパーゼ、オルニチントランスカルバミラーゼ、β-グロビン、α-グロビン、スペクトリン、α-アンチトリプシン、アデノシンデアミナーゼ、ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ、グルコセレブロシダーゼ、スフィンゴミエリナーゼ、リソソームヘキソサミニダーゼA、分岐鎖ケト酸デヒドロゲナーゼ、RP65タンパク質、サイトカイン(例えば、α-インターフェロン、β-インターフェロン、インターフェロン-γ、インターロイキン-2、インターロイキン-4、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、リンホトキシンなど)、ペプチド増殖因子、神経栄養因子およびホルモン(例えば、ソマトトロロピン、インスリン、インスリン様増殖因子1および2、血小板由来増殖因子、上皮増殖因子、線維芽細胞増殖因子、神経成長因子、神経栄養因子-3および-4、脳由来神経栄養因子、骨形態形成タンパク質[RANKLおよびVEGFを含む]、グリア細胞由来増殖因子、トランスフォーミング増殖因子-αおよび-βなど)、リソソーム酸性α-グルコシダーゼ、α-ガラクトシダーゼA、受容体(例えば、腫瘍壊死因子-α可溶性受容体)、S100A1、パルブアルブミン、アデニリルシクラーゼ6型、カルシウム処理をモジュレートする分子(例えば、SERCA2A、PP1のインヒビター1およびその断片[例えば、WO2006/029319およびWO2007/100465])、Gタンパク質共役受容体キナーゼ2型ノックダウンを生じさせる分子、例えば、短縮された構成的に活性なbARKct、抗炎症因子、例えばIRAP、抗ミオスタチンタンパク質、アスパルトアシラーゼ、モノクローナル抗体(一本鎖モノクローナル抗体を含み、例示的なMabは、Herceptin(登録商標)Mabである)、ニューロペプチドおよびその断片(例えば、ガラニン、ニューロペプチドY(例えば、米国特許第7,071,172号を参照されたい))、血管新生阻害剤、例えば、バソヒビンおよび他のVEGF阻害剤(例えば、バソヒビン2[WO JP2006/073052を参照されたい])。他の説明に役立つ異種核酸配列は、自殺遺伝子産物(例えば、チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、ジフテリア毒素、および腫瘍壊死因子)、がん治療の際に使用される薬物に対する耐性を付与するタンパク質、腫瘍抑制遺伝子産物(例えば、p53、Rb、Wt-1)、TRAIL、FAS-リガンド、およびそれを必要とする対象において治療効果がある任意の他のポリペプチドを、コードする。AAVベクターを使用して、モノクローナル抗体および抗体断片、例えば、ミオスタチンに対する抗体または抗体断片(例えば、Fang et al., Nature Biotechnology 23:584-590 (2005)を参照されたい)を送達することもできる。
ポリペプチドをコードする異種核酸配列は、レポーターポリペプチド(例えば、酵素)をコードするものを含む。レポーターポリペプチドは、当技術分野において公知であり、これらに限定されないが、緑色蛍光タンパク質(GFP)、ルシフェラーゼ、β-ガラクトシダーゼ、アルカリホスファターゼ、ルシフェラーゼ、およびクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子を含む。
必要に応じて、異種核酸分子は、分泌ポリペプチド(例えば、そのネイティブな状態で分泌ポリペプチドであるポリペプチド、または分泌されるように、例えば当技術分野において公知であるような分泌シグナル配列との作動可能な会合によって、操作されたポリペプチド)をコードする。
あるいは、本発明の特定の実施形態では、異種核酸分子は、アンチセンス核酸分子、リボザイム(例えば、米国特許第5,877,022号に記載されているような)、スプライソソーム媒介トランススプライシングを生じさせるRNA(例えば、Puttaraju et al., (1999) Nature Biotech. 17:246;米国特許第6,013,487号、同第6,083,702号を参照されたい)、遺伝子サイレンシングを媒介するsiRNA、shRNAまたはmiRNAをはじめとする干渉RNA(RNAi)(Sharp et al., (2000) Science 287:2431 を参照されたい)、および他の非翻訳RNA、例えば、「ガイド」RNA(Gorman et al., (1998) Proc. Nat. Acad. Sci. USA 95:4929;Yuanらの米国特許第5,869,248号)などをコードし得る。
一態様では、合理的ポリプロイドベクターは、RNAi剤ペイロードをコードするウイルスゲノムを含み、例えば、RNAi剤は、これらに限定されないが、dsRNA、siRNA、shRNA、pre-miRNA、pri-miRNA、miRNA、stRNA、lncRNA、piRNA、またはsnoRNAであり得る。RNAi剤は、発現されると、細胞における目的の遺伝子の発現を阻害または抑制し、目的の遺伝子は、これらに限定されないが、SOD1、MAPT、APOE、HTT、C90RF72、TDP-43、APP、BACE、SNCA、ATXN1、ATXN2、ATXN3、ATXN7、SCN1A-SCN5A、またはSCN8A-SCN11Aであり得る。
一態様では、本明細書で開示される合理的ポリプロイドベクターは、ポリペプチドペイロードをコードするウイルスゲノムを含む。ポリペプチドは、これらに限定されないが、抗体、芳香族L-アミノ酸デカルボキシラーゼ(AADC)、生存運動ニューロン1(SMN1)、フラタキシン(FXN)、APOE(APOE2、APOE3もしくはAPOE4)、GBA1、GRN、ASP A、CLN2、GLB1、SGSH、NAGLU、IDS、NPC1、またはGANであり得る。
例示的な非翻訳RNAとしては、多剤耐性(MDR)遺伝子産物に対するRNAi(例えば、腫瘍を処置および/もしくは予防するための、ならびに/または化学療法による損傷を予防するために心臓に投与するためのもの);ミオスタチンに対するRNAi(例えば、デュセンヌ型筋ジストロフィーのためのもの);VEGFに対するRNAi(例えば、腫瘍を治療および/または予防するためのもの);ホスホランバンに対するRNAi(例えば、心血管疾患を処置するためのもの;例えば、Andino et al., J. Gene Med. 10:132-142 (2008)およびLi et al., Acta Pharmacol Sin. 26:51-55 (2005)を参照されたい);ホスホランバン阻害またはドミナントネガティブ分子、例えばホスホランバンS16E(例えば、心血管疾患を処置するためのもの;例えば、Hoshijima et al. Nat. Med. 8:864-871 (2002)を参照されたい)、アデノシンキナーゼに対するRNAi(例えば、癲癇のためのもの)、ならびに病原性生物およびウイルス(例えば、Bおよび/またはC型肝炎ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、CMV、単純ヘルペスウイルス、ヒトパピローマウイルスなど)に対するRNAiが挙げられる。
さらに、選択的スプライシングを指令する核酸配列を送達することができる。例を挙げて説明すると、ジストロフィンの第51番エクソンの5’および/または3’スプライス部位と相補的なアンチセンス配列(または他の阻害配列)を、このエクソンのスキッピングを誘導するためのU1またはU7核内低分子(sn)RNAプロモーターとともに送達することができる。例えば、アンチセンス/阻害配列の5’側に位置するU1またはU7 snRNAプロモーターを含むDNA配列を本発明の改変カプシドにパッケージングし、送達することができる。
ウイルスベクターは、宿主細胞染色体上の遺伝子座と相同性を共有しそれと組み換わる、異種核酸分子も含み得る。この手法を利用して、例えば、宿主細胞における遺伝子欠損を修正することができる。
本発明は、例えばワクチン接種用の、免疫原性ポリペプチド、ペプチドおよび/またはエピトープを発現するrAVVハプロイドベクターも提供する。核酸分子は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、インフルエンザウイルス、HIVまたはSIV gagタンパク質、腫瘍抗原、がん抗原、細菌抗原、ウイルス抗原などからの免疫原を含むがこれらに限定されない、当技術分野において公知の、目的の任意の免疫原をコードし得る。
ワクチンベクターとしてのパルボウイルスの使用は、当技術分野において公知である(例えば、Miyamura et al., (1994) Proc. Nat. Acad. Sci USA 91:8507;Youngらの米国特許第5,916,563号;Mazzaraらの米国特許第5,905,040号;米国特許第5,882,652号;およびSamulskiらの米国特許第5,863,541号を参照されたい)。抗原は、パルボウイルスカプシド内に提示され得る。あるいは、免疫原または抗原は、組換えベクターゲノムに導入された異種核酸分子から発現され得る。本明細書に記載の、および/または当技術分野において公知であるような、目的の任意の免疫原または抗原を、本発明のウイルスベクターによって提供することができる。
本明細書で開示のワクチンとして使用するためのrAAVハプロイドベクターによる送達のための免疫原性ポリペプチドは、微生物、細菌、原生動物、寄生虫、真菌および/もしくはウイルス感染症、ならびに微生物性、細菌性、原生動物性、寄生虫性、真菌性および/もしくはウイルス性疾患を含むがこれらに限定されない、感染症および/もしくは疾患に対する免疫応答を惹起するのに好適な、ならびに/または感染症および/もしくは疾患から対象を守るのに好適な、任意のポリペプチド、ペプチドおよび/またはエピトープであり得る。例えば、免疫原性ポリペプチドは、オルソミクソウイルス免疫原(例えば、インフルエンザウイルス免疫原、例えば、インフルエンザウイルス血球凝集素(HA)表面タンパク質もしくはインフルエンザウイルス核タンパク質、またはウマインフルエンザウイルス免疫原)、またはレンチウイルス免疫原(例えば、ウマ伝染性貧血ウイルス免疫原、サル免疫不全ウイルス(SIV)免疫原、またはヒト免疫不全ウイルス(HIV)免疫原、例えば、HIVもしくはSIVエンベロープGP160タンパク質、HIVもしくはSWマトリックス/カプシドタンパク質、ならびにHIVもしくはSIV gag、polおよびenv遺伝子産物)であり得る。免疫原性ポリペプチドはまた、アレナウイルス免疫原(例えば、ラッサ熱ウイルス免疫原、例えば、ラッサ熱ウイルスヌクレオカプシドタンパク質およびラッサ熱ウイルスエンベロープ糖タンパク質)、ポックスウイルス免疫原(例えば、ワクシニアウイルス免疫原、例えば、ワクシニアL1またはL8遺伝子産物)、フラビウイルス免疫原(例えば、黄熱病ウイルス免疫原または日本脳炎ウイルス免疫原)、フィロウイルス免疫原(例えば、エボラウイルス免疫原、またはマールブルグウイルス免疫原、例えばNPおよびGP遺伝子産物)、ブニヤウイルス免疫原(例えば、RVFV、CCHFおよび/またはSFSウイルス免疫原)、またはコロナウイルス免疫原(例えば、感染性ヒトコロナウイルス免疫原、例えばヒトコロナウイルスエンベロープ糖タンパク質、またはブタ伝染性胃腸炎ウイルス免疫原、またはトリ伝染性気管支炎ウイルス免疫原)であり得る。免疫原性ポリペプチドは、さらに、ポリオ免疫原、ヘルペス免疫原(例えば、CMV、EBV、HSV免疫原)、流行性耳下腺炎免疫原、麻疹免疫原、風疹免疫原、ジフテリア毒素もしくは他のジフテリア免疫原、百日咳抗原、肝炎(例えば、A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎など)免疫原、および/または当技術分野において現在公知のもしくは後に免疫原として同定される任意の他のワクチン免疫原であり得る。
あるいは、免疫原性ポリペプチドは、任意の腫瘍またはがん細胞抗原であり得る。必要に応じて、腫瘍またはがん抗原は、がん細胞の表面に発現される。例示的ながんおよび腫瘍細胞抗原は、S. A. Rosenberg (Immunity 10:281 (1991))に記載されている。他の説明に役立つがんおよび腫瘍抗原には、これらに限定されないが、以下のものが含まれる:BRCA1遺伝子産物、BRCA2遺伝子産物、gp100、チロシナーゼ、GAGE-1/2、BAGE、RAGE、LAGE、NY-ESO-1、CDK-4、β-カテニン、MUM-1、カスパーゼ-8、KIAA0205、HPVE、SART-1、PRAME、p15、黒色腫腫瘍抗原(Kawakami et al., (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:3515;Kawakami et al., (1994) J. Exp. Med., 180:347;Kawakami et al., (1994) Cancer Res. 54:3124)、MART-1、gp100 MAGE-1、MAGE-2、MAGE-3、CEA、TRP-1、TRP-2、P-15、チロシナーゼ(Brichard et al., (1993) J. Exp. Med. 178:489);HER-2/neu遺伝子産物(米国特許第4,968,603号)、CA 125、LK26、FB5(エンドシアリン)、TAG 72、AFP、CA19-9、NSE、DU-PAN-2、CA50、SPan-1、CA72-4、HCG、STN(シアリルTn抗原)、c-erbB-2タンパク質、PSA、L-CanAg、エストロゲン受容体、乳脂肪グロブリン、p53腫瘍抑制タンパク質(Levine, (1993) Ann. Rev. Biochem. 62:623);ムチン抗原(国際特許公開番号WO90/05142);テロメラーゼ;核マトリックスタンパク質;前立腺性酸性ホスファターゼ;パピローマウイルス抗原;ならびに/または以下のがんに関連することが現在公知のもしくは後に発見される抗原:黒色腫、腺癌、胸腺腫、リンパ腫(例えば、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫)、肉腫、肺がん、肝臓がん、結腸がん、白血病、子宮がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、子宮頸がん、膀胱がん、腎臓がん、膵臓がん、脳がん、および現在公知のもしくは後に同定される任意の他のがんもしくは悪性状態(例えば、Rosenberg, (1996) Ann. Rev. Med. 47:481-91を参照されたい)。
さらなる代替案として、異種核酸分子は、望ましくは細胞においてin vitro、ex vivo、またはin vivoで産生される、任意のポリペプチド、ペプチドおよび/またはエピトープをコードし得る。例えば、AAVハプロイドベクターを、培養細胞およびそれらから単離された発現遺伝子産物に、導入することができる。
目的の異種核酸分子を適切な制御配列と作動可能に会合させることができることが、当業者には理解されるであろう。例えば、異種核酸分子を、発現制御エレメント、例えば、転写/翻訳制御シグナル、複製起点、ポリアデニル化シグナル、内部リボソーム侵入部位(IRES)、プロモーター、および/またはエンハンサーなどと作動可能に会合させることができる。
さらに、目的の異種核酸分子の調節された発現を、転写後レベルで、例えば、特異的部位におけるスプライシング活性を選択的に遮断するオリゴヌクレオチド、小分子および/または他の化合物(例えば、参照により本明細書に組み込まれるWO2006/119137に記載されているような)の存在または非存在により、異なるイントロンの選択的スプライシングを調節することにより達成することができる。
様々なプロモーター/エンハンサーエレメントを所望されるレベルおよび組織特異的発現に依存して使用することができることが、当業者には理解されるであろう。プロモーター/エンハンサーは、所望される発現のパターンに依存して、構成的であることもあり、または誘導性であることもある。プロモーター/エンハンサーは、ネイティブのものであることもあり、または外来のものであることもあり、天然配列であることもあり、または合成配列であることもある。外来のものとは、転写開始領域が、その転写開始領域が導入される野生型宿主に見られないことが、意図されている。
特定の実施形態では、プロモーター/エンハンサーエレメントは、処置されることになる標的細胞または対象にネイティブのものであり得る。代表的な実施形態では、プロモーター/エンハンサーエレメントは、異種核酸配列にネイティブのものであり得る。一部の実施形態では、プロモーター配列または調節配列は、CNS特異的プロモーターである。一部の実施形態では、CNS特異的プロモーターは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる英国特許出願GB 2007539.6において開示されている。プロモーター/エンハンサーエレメントは、一般に、それがCNSまたはPNSにおける神経および非神経細胞をはじめとする目的の標的細胞、例えばCNS組織、において機能するように、選択される。さらに、特定の実施形態では、プロモーター/エンハンサーエレメントは、哺乳動物プロモーター/エンハンサーエレメントである。プロモーター/エンハンサーエレメントは、構成的であることもあり、または誘導性であることもある。
誘導性発現制御エレメントは、異種核酸配列の発現に対する調節をもたらすことが望ましい用途において概して有利である。遺伝子送達のための誘導性プロモーター/エンハンサーエレメントは、組織特異的または優先的プロモーター/エンハンサーエレメントであり得、筋肉特異的または優先的(心筋、骨格筋および/または平滑筋特異的または優先的、を含む)、神経組織特異的または優先的(脳特異的または優先的、を含む)、眼特異的または優先的(網膜特異的または角膜特異的、を含む)、肝臓特異的または優先的、骨髄特異的または優先的、膵臓特異的または優先的、脾臓特異的または優先的、および肺特異的または優先的プロモーター/エンハンサーエレメントを含み得る。他の誘導性プロモーター/エンハンサーエレメントには、ホルモン誘導性および金属誘導性エレメントが含まれる。例示的な誘導性プロモーター/エンハンサーエレメントとしては、Tet on/offエレメント、RU486誘導性プロモーター、エクジソン誘導性プロモーター、ラパマイシン誘導性プロモーター、およびメタロチオネインプロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。
異種核酸配列が標的細胞に転写され次いでそこで翻訳される実施形態では、一般に、特異的開始シグナルが、挿入されたタンパク質コード配列の効率的翻訳のために含まれる。ATG開始コドンおよび隣接配列を含み得るこれらの外来性翻訳制御配列は、天然のものおよび合成のもの両方の、様々な起源のものであり得る。
本発明によるAAVハプロイドベクターは、分裂細胞および非分裂細胞を含む広範な細胞に異種核酸分子を送達する手段を提供する。AAVハプロイドベクターを利用して、例えば、ポリペプチドをin vitroで産生するためにまたはex vivoもしくはin vivo遺伝子治療のために、目的の核酸分子をin vitroで細胞に送達することができる。ウイルスベクターは、例えば、免疫原性もしくは治療用ポリペプチドまたは機能的RNAを発現させるために、それを必要とする対象に核酸を送達する方法においてさらに有用であり得る。このようにして、ポリペプチドまたは機能的RNAを対象においてin vivoで産生することができる。対象はポリペプチドが欠損しているため、対象はポリペプチドを必要としていることがある。
さらに、方法は、対象におけるポリペプチドまたは機能的RNAの産生が何らかの有益な効果をもたらし得るため、実行され得る。
ウイルスベクターを使用して、目的のポリペプチドまたは機能的RNAを培養細胞においてまたは対象において(例えば、ポリペプチドを産生するためのバイオリアクターとして対象を使用して、もしくは例えばスクリーニング方法に関連して、対象に対する機能的RNAの効果を観察するために対象を使用して)産生することもできる。
一般に、本発明のウイルスベクターを利用して、ポリペプチドまたは機能的RNAをコードする異種核酸分子を送達して、治療用ポリペプチドまたは機能的RNAを送達することが有益である任意の障害状態または病状を処置および/または予防することができる。説明に役立つ病状には、これらに限定されないが、以下のものが含まれる:嚢胞性線維症(嚢胞性線維症膜貫通調節タンパク質)および肺の他の疾患、血友病A(第VIII因子)、血友病B(第IX因子)、サラセミア(β-グロビン)、貧血(エリスロポエチン)および他の血液障害、アルツハイマー病(GDF;ネプリライシン)、多発性硬化症(β-インターフェロン)、パーキンソン病(グリア細胞系由来神経栄養因子[GDNF])、ハンチントン病(リピートを除去するためのRNAi)、筋萎縮性側索硬化症、癲癇(ガラニン、神経栄養因子)、および他の神経学的障害、がん(エンドスタチン;アンジオスタチン;TRAIL;FAS-リガンド;インターフェロンをはじめとするサイトカイン;VEGFに対するRNAiをはじめとするRNAi;または多剤耐性遺伝子産物、mir-26a[例えば、肝細胞癌のための])、糖尿病(インスリン);デュセンヌ型(ジストロフィン、ミニジストロフィン、インスリン様増殖因子I、サルコグリカン[例えば、α、β、γ]、ミオスタチンに対するRNAi、ミオスタチンプロペプチド、フォリスタチン、アクチビンII型可溶性受容体、抗炎症性ポリペプチド、例えばIκBドミナント変異体、サルコスパン、ユートロフィン、ミニユートロフィン、エクソンスキッピングを誘導するためのジストロフィン遺伝子におけるスプライスジャンクションに対してアンチセンスのものまたはRNAi[例えば、WO2003/095647を参照されたい]、エクソンスキッピングを誘導するためのU7 snRNAに対してアンチセンスのもの[例えば、WO2006/021724を参照されたい]、およびミオスタチンまたはミオスタチンプロペプチドに対する抗体または抗体断片)およびベッカー型を含む、筋ジストロフィー;ゴーシェ病(グルコセレブロシダーゼ)、ハーラー病(α-L-イズロニダーゼ)、アデノシンデアミナーゼ欠損症(アデノシンデアミナーゼ)、糖原病(例えば、ファブリー病[α-ガラクトシダーゼ]およびポンペ病[リソソーム酸性α-グルコシダーゼ])および他の代謝障害、先天性肺気腫(α1-アンチトリプシン)、レッシュ・ナイハン症候群(ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ)、ニーマン・ピック病(スフィンゴミエリナーゼ)、テイ・サックス病(リソソームヘキソサミニダーゼA)、メープルシロップ尿症(分岐鎖ケト酸性デヒドロゲナーゼ)、網膜変性疾患(ならびに眼および網膜の他の疾患;例えば、黄斑変性のためのPDGF、および/または網膜障害、例えばI型糖尿病における網膜障害、を処置/予防するための、バソヒビン、もしくはVEGFの他の阻害剤、もしくは他の血管新生阻害剤)、固形臓器の疾患、例えば、脳の疾患(パーキンソン病[GDNF]、星状細胞腫[エンドスタチン、アンジオスタチン、および/またはVEGFに対するRNAi]、神経膠芽種[エンドスタチン、アンジオスタチン、および/またはVEGFに対するRNAi])、肝臓の疾患、腎臓の疾患、うっ血性心不全または末梢動脈疾患(PAD)をはじめとする心臓の疾患(例えば、プロテインホスファターゼ阻害剤I(I-1)およびその断片(例えば、I1C)、serca2a、ホスホランバン遺伝子を調節するジンクフィンガータンパク質、Barkct、β2-アドレナリン受容体、β2-アドレナリン受容体キナーゼ(BARK)、ホスホイノシチド-3キナーゼ(PI3キナーゼ)、S100A1S100A1、パルブアルブミン、アデニリルシクラーゼ6型、Gタンパク質共役受容体キナーゼ2型ノックダウンを生じさせる分子、例えば短縮された構成的に活性なbARKct;カルサルシン、ホスホランバンに対するRNAi;ホスホランバン阻害またはドミナントネガティブ分子、例えばホスホランバンS16Eなどにより、送達される)、関節炎(インスリン様増殖因子)、関節障害(インスリン様増殖因子1および/または2)、内膜過形成(例えば、enos、inosを送達することによる)、心臓移植の生存率向上(スーパーオキシドジスムターゼ)、AIDS(可溶性CD4)、筋消耗(インスリン様増殖因子I)、腎臓欠損症(エリスロポエチン)、貧血(エリスロポエチン)、関節炎(抗炎症性因子、例えば、IRAPおよびTNFα可溶性受容体)、肝炎(α-インターフェロン)、LDL受容体欠損症(LDL受容体)、高アンモニア血症(オルニチントランスカルバミラーゼ)、クラッベ病(ガラクトセレブロシダーゼ)、バッテン病;SCA1、SCA2およびSCA3を含む脊髄性大脳性運動失調症;フェニルケトン尿症(フェニルアラニンヒドロキシラーゼ)、自己免疫疾患など。さらに、臓器移植に続き本発明を使用して(例えば、免疫抑制剤または阻害核酸を投与してサイトカイン産生を遮断することにより)移植の成功率を上昇させることおよび/または臓器移植もしくは補助療法の負の副作用を低減させることができる。別の例として、骨形態形成タンパク質(BNP2、7など、RANKLおよび/またはVEGFを含む)を、例えば、がん患者において骨折または外科的除去後に、骨同種移植片と共に投与することができる。
本発明を使用して、人工多能性幹細胞(iPS)を産生することもできる。例えば、本発明のAVVハプロイドベクターを使用して、非多能性細胞、例えば、成人線維芽細胞、皮膚細胞、肝臓細胞、腎細胞、脂肪細胞、心臓細胞、神経細胞、上皮細胞、内皮細胞などに、幹細胞関連核酸を送達することができる。幹細胞に関連する因子をコードする核酸は、当技術分野において公知である。幹細胞および多能性に関連するそのような因子の非限定的な例としては、Oct-3/4、SOXファミリー(例えば、SOX1、SOX2、SOX3および/またはSOX15)、Klfファミリー(例えば、Klf1、Klf2、Klf4および/またはKlf5)、Mycファミリー(例えば、C-myc、L-mycおよび/またはN-myc)、NANOGおよび/またはLIN28が挙げられる。
本発明を実行して、代謝障害、例えば、糖尿病(例えば、インスリン)、血友病(例えば、第IX因子または第VIII因子)、リソソーム蓄積障害、例えば、ムコ多糖症障害(例えば、スライ症候群[β-グルクロニダーゼ]、ハーラー症候群[α-L-イズロニダーゼ]、シャイエ症候群[α-L-イズロニダーゼ]、ハーラー・シャイエ症候群[α-L-イズロニダーゼ]、ハンター症候群[イズロン酸スルファターゼ]、サンフィリッポ症候群A[ヘパランスルファミダーゼ]、B[N-アセチルグルコサミニダーゼ]、C[アセチル-CoA;α-グルコサミニドアセチルトランスフェラーゼ]、D[N-アセチルグルコサミン6-スルファターゼ]、モルキオ症候群A[ガラクトース-6-硫酸スルファターゼ]、B[β-ガラクトシダーゼ]、マロトー・ラミー症候群[N-アセチルガラクトサミン-4-スルファターゼ]など)、ファブリー病(α-ガラクトシダーゼ)、ゴーシェ病(グルコセレブロシダーゼ)、または糖原貯蔵障害(例えば、ポンペ病;リソソーム酸性α-グルコシダーゼ)を処置および/または予防することもできる。
遺伝子移入は、病状に対する治療を理解するためにおよび施すために使用される可能性がかなりある。欠損遺伝子が既知でありクローニングされているいくつかの遺伝性疾患が存在する。一般に、上記の病状は次の2つのクラスに分類される:一般に劣性様式で遺伝する欠損状態、通常は酵素の欠損状態;および調節タンパク質または構造タンパク質が関与し得、典型的には優性様式で遺伝する、バランスを欠いている状態。欠損状態の疾患については、遺伝子移入を、補充療法のために罹患組織に正常な遺伝子を入れるためにはもちろん、アンチセンス変異を使用して疾患の動物モデルを作出するためにも、使用することができる。バランスを欠いている病状については、遺伝子移入を、モデル系において病状を生じさせるために使用することができ、次いで、そのモデル系を、その病状に対抗するための試みに使用することができる。したがって、本発明によるAAVハプロイドベクターは、遺伝疾患の処置および/または予防を可能にする。
本発明によるAVVハプロイドベクターを利用して、機能的RNAをin vitroまたはin vivoで細胞に提供することもできる。細胞における機能的RNAの発現は、例えば、細胞による特定の標的タンパク質の発現を低下させ得る。したがって、機能的RNAを投与して、それを必要とする対象において特定のタンパク質の発現を減少させることができる。機能的RNAを細胞にin vitroで投与して、例えば、細胞もしくは組織培養系を最適化するために、またはスクリーニング方法において、遺伝子発現および/または細胞生理機能を調節することもできる。
加えて、本発明によるAAVハプロイドベクターは、目的の核酸を細胞培養系においてまたは代替的にトランスジェニック動物モデルにおいて一過性にまたは安定的に発現させる、診断およびスクリーニング方法において使用される。
本発明のAVVハプロイドベクターは、当業者には明らかであるように、遺伝子標的化、クリアランス、転写、翻訳などを評価するためのプロトコールにおける使用を含むがこれらに限定されない、様々な非治療的目的で使用することもできる。AAVハプロイドベクターは、安全性(伝播、毒性、免疫原性など)を評価する目的で使用することもできる。そのようなデータは、例えば、臨床的有効性の評価の前に、規制当局の承認プロセスの一部として米国食品医薬品局(United States Food and Drug Administration)によって考慮される。
さらなる態様として、本発明のAVVハプロイドベクターを使用して、対象において免疫応答を生じさせることができる。この実施形態によると、免疫原性ポリペプチドをコードする異種核酸配列を含むAAVハプロイドベクターを対象に投与することができ、免疫原性ポリペプチドに対する能動免疫応答が対象によって開始される。免疫原性ポリペプチドは、本明細書における上記の通りである。一部の実施形態では、防御免疫応答が惹起される。
あるいは、AVVハプロイドベクターをex vivoで細胞に投与することができ、変更された細胞が対象に投与される。異種核酸を含むAVVハプロイドベクターが細胞に導入され、その細胞が対象に投与され、免疫原をコードする異種核酸が、対象において発現され、免疫原に対する免疫応答を誘導し得る。特定の実施形態では、細胞は、抗原提示細胞(例えば、樹状細胞)である。
「能動免疫応答」または「能動免疫」は、「免疫原との遭遇後の宿主組織および細胞の関与」を特徴とする。それは、「抗体の合成もしくは細胞媒介反応性の発生またはこれら両方につながる、リンパ細網組織における免疫担当細胞の分化および増殖」に関わる。Herbert B. Herscowitz, Immunophysiology: Cell Function and Cellular Interactions in Antibody Formation, in IMMUNOLOGY: BASIC PROCESSES 117 (Joseph A. Bellanti ed., 1985)。別の言い方をすれば、能動免疫応答は、感染によるまたはワクチン接種による免疫原への曝露後に宿主によって開始される。能動免疫は、「能動免疫された宿主から非免疫宿主への既成物質(抗体、トランスファー因子、胸腺移植片、インターロイキン-2)の移入」を介して獲得される受動免疫と対比され得る。同書。
「防御」免疫応答または「防御」免疫は、本明細書で使用される場合、免疫応答が疾患を予防するまたはその発生率を低下させる上で対象に何らかの恩恵をもたらすことを示す。あるいは、防御免疫応答または防御免疫は、疾患、特にがんまたは腫瘍、の処置および/または予防(例えば、がんもしくは腫瘍の形成を予防することによる、がんもしくは腫瘍の退縮を引き起こすことによる、および/または転移を予防することによる、および/または転移性小結節の成長を予防することによる)に有用であり得る。防御効果は、処置の恩恵がその一切の不利益を上回るのであれば、完全なものであってもよく、または部分的なものであってもよい。
特定の実施形態では、異種核酸分子を含むAAVハプロイドベクターまたは細胞は、下で説明されるような免疫原的に有効な量で投与することができる。
本発明のAAVハプロイドベクターは、1つまたは複数のがん細胞抗原(もしくは免疫学的に同様の分子)を発現するまたはがん細胞に対する免疫応答を生じさせる任意の他の免疫原を発現するAAVハプロイドベクターの投与により、がん免疫療法のために投与することもできる。説明すると、例えば、がんを有する患者を処置するために、および/または対象においてがんの発生を予防するために、がん細胞抗原をコードする異種核酸を含むAAVハプロイドベクターを投与することにより、対象においてがん細胞抗原に対する免疫応答を生じさせることができる。AAVハプロイドベクターは、本明細書に記載されるように、in vivoでまたはex vivo法を使用することにより、対象に投与することができる。あるいは、がん抗原は、ウイルスカプシドの一部として発現されることがあり、または別様にウイルスカプシドと会合していることがある(例えば、上記のように)。
別の代替案として、当技術分野において公知の任意の他の治療用核酸(例えば、RNAi)またはポリペプチド(例えば、サイトカイン)を、がんを処置および/または予防するために投与することができる。
本明細書で使用される場合、用語「がん」は、腫瘍形成性がんを包含する。
同様に、用語「がん性組織」は、腫瘍を包含する。「がん細胞抗原」は、腫瘍抗原を包含する。
用語「がん」は、当技術分野におけるその理解されている意味、例えば、身体の遠位部位に広がる(すなわち、転移する)能力を有する組織の無制御増殖という意味を有する。例示的ながんとしては、黒色腫、腺癌、胸腺腫、リンパ腫(例えば、非ホジキンリンパ腫、ホジキンリンパ腫)、肉腫、肺がん、肝臓がん、結腸がん、白血病、子宮がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、子宮頚がん、膀胱がん、腎臓がん、膵臓がん、脳がんならびに現在公知のまたは後に同定される任意の他のがんまたは悪性状態が挙げられるが、これらに限定されない。代表的な実施形態では、本発明は、腫瘍形成性のがんを処置および/または予防する方法を提供する。
用語「腫瘍」もまた、当技術分野において、例えば、多細胞生物体内の未分化細胞の異常な塊として、理解されている。腫瘍は、悪性であることもあり、または良性であることもある。代表的な実施形態では、本明細書で開示される方法は、悪性腫瘍を予防および処置するために使用される。
用語「がんを処置すること」、「がんの処置」および同義語は、がんの重症度を低下もしくは少なくとも部分的に消失させること、ならびに/または疾患の進行を緩徐化および/もしくは制御すること、ならびに/または疾患を安定させることを意図する。特定の実施形態では、これらの用語は、がんの転移を予防するもしくは低減させるもしくは少なくとも部分的に消失させること、ならびに/または転移性小結節の成長を予防するもしくは低減させるもしくは少なくとも部分的に消失させることを示す。
用語「がんの予防」または「がんを予防すること」および同義語は、方法が、がんの発生率および/またはその発症の重症度を少なくとも部分的に消失または低下および/または遅延させることが意図されている。別の言い方をすれば、対象におけるがんの発症を可能性もしくは確率に関して低下させることができ、および/または遅延させることができる。
特定の実施形態では、細胞を、がんを有する対象から除去し、本発明によるがん細胞抗原を発現するAAVハプロイドベクターと接触させることができる。次いで、改変された細胞が対象に投与され、それによって、がん細胞抗原に対する免疫応答が惹起される。有利には、この方法は、in vivoで十分な免疫応答を開始できない(すなわち、十分な量の促進抗体を産生することができない)免疫不全対象に関して利用することができる。
免疫応答は、免疫調節性サイトカイン(例えば、α-インターフェロン、β-インターフェロン、γ-インターフェロン、ω-インターフェロン、rτ-インターフェロン、インターロイキン-1α、インターロイキン-1β、インターロイキン-2、インターロイキン-3、インターロイキン-4、インターロイキン-5、インターロイキン-6、インターロイキン-7、インターロイキン-8、インターロイキン-9、インターロイキン-10、インターロイキン-11、インターロイキン-12、インターロイキン-13、インターロイキン-14、インターロイキン-18、B細胞増殖因子、CD40リガンド、腫瘍壊死因子-α、腫瘍壊死因子-β、単球走化性タンパク質-1、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、およびリンホカイン)により増強することができることが、当技術分野において公知である。したがって、免疫調節性サイトカイン(好ましくは、CTL誘導性サイトカイン)が、AAVハプロイドベクターとともに対象に投与され得る。
サイトカインは、当技術分野で公知の方法により投与することができる。外因性サイトカインを対象に投与することができ、または代替的に、サイトカインをコードする核酸を、好適なベクターを使用して対象に送達し、サイトカインをin vivoで生じさせることができる。
XI. 対象、医薬製剤、および投与方式
本明細書で開示の投与方法における使用のための本明細書で開示のAAVハプロイドウイルスベクターおよび/または合理的ポリプロイドAAVベクターは、医薬組成物の場合、薬学的に許容される賦形剤、すなわち、1つまたは複数の薬学的に許容される担体物質および/または添加剤、例えば、緩衝剤、担体、賦形剤、安定剤などを用いて製剤化され得る。医薬組成物は、キットの形態で提供されることもある。本明細書で開示の投与方法における使用のための本明細書で開示のAAVハプロイドウイルスベクターおよび/または合理的ポリプロイドAAVベクターを含む医薬組成物、およびその使用は、当技術分野において公知である。
したがって、本発明のさらなる態様は、本明細書で開示の投与方法における使用のための本明細書で開示のAAVハプロイドベクターを含む医薬組成物を提供する。本開示による医薬組成物中の活性成分(例えば、本明細書で開示されるAAVハプロイドウイルスベクターおよび/または合理的ポリプロイドAAVベクターaa)、薬学的に許容される賦形剤および/または任意の追加の成分の相対量は、処置される対象の正体、サイズおよび/または状態に依存して、さらに、組成物が投与されることになる経路に依存して、変わり得る。例えば、組成物は、0.1パーセント~99パーセント(w/w)の間の活性成分を含み得る。例として、組成物は、0.1パーセント~100パーセントの間、例えば、.5~50パーセントの間、1~30パーセントの間、5~80パーセントの間、少なくとも80パーセント(w/w)の活性成分を含み得る。
医薬組成物を、1つまたは複数の賦形剤または希釈剤を使用して(1)安定性を増大させるように、(2)細胞トランスフェクションもしくは形質導入を増加させるように、(3)ペイロードの持続放出もしくは遅延放出を可能にするように、(4)生体内分布を変更する(例えば、ウイルス粒子を特定の組織もしくは細胞型に標的化する)ように、(5)コードされたタンパク質の翻訳を増加させるように、(6)コードされたタンパク質の放出プロファイルを変更するように、および/または(7)本発明のペイロードの調節可能な発現を可能にするように、製剤化することができる。一部の実施形態では、薬学的に許容される塩賦形剤は、少なくとも95パーセント、少なくとも96パーセント、少なくとも97パーセント、少なくとも98パーセント、少なくとも99パーセントまたは100パーセント純粋であり得る。一部の実施形態では、賦形剤は、ヒトへの使用および獣医学的使用が認可されている。一部の実施形態では、賦形剤は、米国食品医薬品局により認可されていることがある。一部の実施形態では、賦形剤は、医薬品グレードのものであり得る。一部の実施形態では、賦形剤は、米国薬局方(USP)、欧州薬局方(EP)、英国薬局方、および/または国際薬局方の基準を満たし得る。賦形剤は、本明細書で使用される場合、所望される特定の剤形に適しているような、任意のおよび全ての溶媒、分散媒、希釈剤、または他の液体ビヒクル、分散または懸濁助剤、界面活性剤、等張剤、増粘または乳化剤、保存薬などを含むが、これらに限定されない。医薬組成物を製剤化するための様々な賦形剤、および組成物を調製するための技法は、当技術分野において公知である(その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 21 st Edition, A. R. Gennaro, Lippincott, Williams and Wilkins, Baltimore, MD, 2006を参照されたい)。従来の賦形剤媒体の使用は、本開示の範囲内で企図され得るが、ただし、任意の従来の賦形剤媒体が、例えば、何らかの望ましくない生物学的効果を生じさせることまたは別様に医薬組成物の他のいずれかの化合物と有害な形で相互作用することから、物質またはその誘導体と配合不可であり得る場合を除く。
本明細書で開示の投与方法における使用のための本明細書で開示のAAVハプロイドウイルスベクターおよび/または合理的ポリプロイドAAVベクターは、1つまたは複数の他の治療剤、予防剤、研究用薬剤または診断剤と組み合わせて使用することができる。「と組み合わせて」には、薬剤を同じ時に投与しなければならない、および/または送達のために一緒に製剤化しなければならないことを含意する意図はないが、これらの送達方法は本発明の範囲内である。組成物は、1つもしくは複数の他の所望の治療薬もしくは医療手順と並行して、その前に、またはその後に、投与することができる。一部の実施形態では、1つの処置(例えば、遺伝子治療ベクター)の送達は、第2の処置(例えば、1つまたは複数の治療薬)の送達を開始するときにまだ行われていることがあり、したがって、投与期間にオーバーラップがある。これは、本明細書では「同時」または「並行送達」と呼ばれることもある。他の実施形態では、1つの処置の送達は、他の処置の送達が始まる前に終わる。どちらの場合の一部の実施形態でも、併用投与のため、処置は、より有効である。例えば、第2の処置がより有効であり、例えば、同等の効果が、より少ない第2の処置で見られるか、または第2の処置によって、症状が、第2の処置が第1の処置の非存在下で投与された場合に見られる症状より大幅に低減されるか、または類似の状況が、第1の処置に伴って見られる。一部の実施形態では、送達は、症状の低減、または障害に関連する他のパラメーターの低減が、他の処置の非存在下で送達される1つの処置に伴って観察されるものより大きくなるような送達である。2つの処置の効果は、部分的に相加効果であることもあり、完全な相加効果であることもあり、または相加効果より大きいこともある。送達は、送達される第1の処置の効果が、第2の処置が送達されたときにまだ検出可能であるような送達であることもある。本明細書に記載される組成物と少なくとも1つの追加の治療とは、同じ組成物または別々の組成物で同時にまたは連続的に投与することができる。連続投与の場合、本明細書に記載される遺伝子治療ベクターを最初に投与することができ、1つもしくは複数の治療薬を2番目に投与することができ、または投与の順序を逆にすることができる。遺伝子治療ベクターおよび1つまたは複数の治療薬は、活動性障害の期間中に、または寛解期もしくは疾患の活動性がより低い期間中に投与することができる。遺伝子治療ベクターは、別の処置の前に、その処置と並行して、処置後に、または障害の寛解中に投与することができる。
組み合わせて投与される場合、本明細書で開示の投与方法における使用のための本明細書で開示のAAVハプロイドウイルスベクターおよび/もしくは合理的ポリプロイドAAVベクター、ならびに1つもしくは複数の治療薬(例えば、第2もしくは第3の治療薬)、または全ては、個々に使用される、例えば単剤療法として使用される、各々についての量もしくは投薬量より多い、それより少ない、またはそれと同じである量または用量で、投与することができる。ある特定の実施形態では、本明細書で開示の投与方法における使用のための本明細書で開示のAAVハプロイドベクター、および1つもしくは複数の治療薬(例えば、第2もしくは第3の薬剤)、または全てについての投与される量または投薬量は、個々に使用される各々についての量または投薬量より(例えば、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%)少ない。他の実施形態では、所望の効果(例えば、心血管疾患または心臓疾患の処置)を生じさせる結果となる、本明細書で開示の投与方法における使用のための本明細書で開示のAAVハプロイドベクター、および1つもしくは複数の治療薬(例えば、第2もしくは第3の薬剤)、または全てについての量または投薬量は、同じ治療効果を達成するために個々に必要とされる各々についての量または投薬量より(例えば、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%)少ない。
一部の実施形態では、本明細書で開示のAAVハプロイドベクターの投与方法は、本明細書で開示されるrAVVベクターを単独で、または追加の薬剤、例えば本明細書で開示の免疫モジュレーター、と組み合わせて、送達することができる。
本発明によるAAVハプロイドベクター、AAV粒子およびカプシドは、獣医学的応用と医学的応用の両方に使用される。好適な対象には、トリと哺乳動物の両方が含まれる。用語「トリ」は、本明細書で使用される場合、これらに限定されないが、ニワトリ、アヒル、ガチョウ、ウズラ、シチメンチョウ、キジ、オウム、インコなどを含む。用語「哺乳動物」は、本明細書で使用される場合、これらに限定されないが、ヒト、非ヒト霊長類、ウシ亜科動物、ヒツジ、ヤギ亜科の動物、ウマ科動物、ネコ科動物、イヌ科動物、ウサギ目動物などを含む。
ヒト対象は、新生児、乳児、若年、成人および老人対象を含む。
代表的な実施形態では、対象は、本発明の方法「を必要とする」。
特定の実施形態では、本発明は、薬学的に許容される担体中の本発明のAAVハプロイドウイルスベクターおよび/または合理的ポリプロイドAAVベクターおよび/またはAAVハプロイド粒子と、必要に応じて、他の薬剤、医薬品、安定化剤、緩衝剤、担体、アジュバント、希釈剤などとを含む、医薬組成物を提供する。注射の場合は、担体は、典型的には液体である。他の投与方法の場合は、担体は、固体または液体のどちらかであり得る。吸入投与の場合は、担体は、呼吸用のものであり、必要に応じて、固体または液体粒状形態であり得る。対象への投与の場合は、または他の薬学的使用の場合は、担体は、無菌および/または生理学的に適合性のものとなる。
「薬学的に許容される」とは、毒性でも別様に望ましくないものでもない材料を意味し、すなわち、材料は、望ましくない生物学的効果を一切引き起こすことなく、対象に投与することができる。
本発明の一態様は、核酸分子をin vitroで細胞に移入する方法である。AAVハプロイドベクターを、特定の標的細胞に好適な標準的な形質導入法に従って適切な感染多重度で細胞に導入することができる。投与するAAVハプロイドベクターの力価は、標的細胞型および数、ならびに特定のAAVハプロイドベクターに依存して変わり得るものであり、当業者は過度の実験なしにその力価を決定することができる。代表的な実施形態では、少なくとも約10感染単位、必要に応じて、少なくとも約10感染単位が、細胞に導入される。
AAVハプロイドベクターが導入される細胞は、神経細胞(末梢神経系および中枢神経系の細胞、特に、脳細胞、例えば、ニューロンおよび乏突起膠細胞を含む)、肺細胞、眼の細胞(網膜細胞、網膜色素上皮および角膜細胞を含む)、上皮細胞(例えば、腸および呼吸器上皮細胞)、筋細胞(例えば、骨格筋細胞、心筋細胞、平滑筋細胞および/または横隔膜筋細胞)、樹状細胞、膵臓細胞(島細胞を含む)、肝細胞、心筋細胞、骨細胞(例えば、骨髄幹細胞)、造血幹細胞、脾臓細胞、ケラチノサイト、線維芽細胞、内皮細胞、前立腺細胞、胚細胞などを含むがこれらに限定されない、任意の型のものであり得る。代表的な実施形態では、細胞は、任意の前駆細胞であり得る。さらなる可能性として、細胞は、幹細胞(例えば、神経幹細胞、肝臓幹細胞)であり得る。なおさらなる代替案として、細胞は、がんまたは腫瘍細胞であり得る。さらに、細胞は、上で示されたような任意の種起源のものであり得る。
AAVハプロイドベクターは、改変細胞を対象に投与することを目的として、in vitroで細胞に導入することができる。特定の実施形態では、細胞は、対象から除去されたものであり、AAVハプロイドベクターがそれらの細胞に導入され、次いで、それらの細胞が対象に投与されて戻される。ex vivoでのマニピュレーションのために対象から細胞を除去し、その後対象に導入して戻す方法は、当技術分野において公知である(例えば、米国特許第5,399,346号を参照されたい)。あるいは、組換えAAVハプロイドベクターを、ドナー対象からの細胞に、培養細胞に、または任意の他の適切な供給源からの細胞に導入することができ、これらの細胞が、それを必要とする対象(すなわち、「レシピエント」対象)に投与される。
ex vivo核酸送達に好適な細胞は、上記の通りである。対象に投与する細胞の投薬量は、対象の年齢、状態および種、細胞の型、細胞により発現される核酸、投与方式などによって変わることになる。典型的には、1用量当たり薬学的に許容される担体中、少なくとも約10~約10細胞または少なくとも約10~約10細胞が投与される。特定の実施形態では、AAVハプロイドベクターで形質導入された細胞は、医薬担体と組み合わせて、処置有効量または予防有効量で対象に投与される。
一部の実施形態では、AAVハプロイドベクターが細胞に導入され、その細胞が、送達されたポリペプチド(例えば、導入遺伝子として発現されたまたはカプシド内の)に対する免疫原性応答を惹起するために対象に投与され得る。典型的には、薬学的に許容される担体と組み合わせて、免疫原的に有効な量のポリペプチドを発現する細胞の量が、投与される。「免疫原的に有効な量」は、発現されるポリペプチドの量であって、医薬製剤が投与される対象においてそのポリペプチドに対する能動免疫応答を引き起こすのに十分な量である。特定の実施形態では、投薬量は、防御免疫応答(上で定義されている通りの)を生じさせるのに十分なものである。
もたらされる防御の程度は、免疫原性ポリペプチドの投与の恩恵がその一切の不利益を上回るのであれば、完全なものである必要も永続的なものである必要もない。
本発明のさらなる態様は、AAVハプロイドベクターおよび/またはハプロイドウイルスカプシドを対象に投与する方法である。それを必要とするヒト対象または動物への本発明によるAAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドの投与は、当技術分野において公知の任意の手段により得る。必要に応じて、AAVハプロイドベクターおよび/またはハプロイドカプシドは、薬学的に許容される担体中の処置有効量または予防有効用量で送達される。
本発明のAAVハプロイドベクターおよび/またはハプロイドカプシドは、さらに、免疫原性応答を惹起するために(例えば、ワクチンとして)投与することができる。典型的には、本発明の免疫原性組成物は、薬学的に許容される担体と組み合わせてAAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドの免疫原的に有効な量を含む。必要に応じて、投薬量は、防御免疫応答(上で定義されている通りの)を生じさせるのに十分なものである。もたらされる防御の程度は、免疫原性ポリペプチドの投与の恩恵がその一切の不利益を上回るのであれば、完全なものである必要も永続的なものである必要もない。対象および免疫原は、上記の通りである。
対象に投与されることになるAAV合理的ポリプロイド、例えばハプロイドベクターおよび/またはカプシド、の投薬量は、投与方式、処置および/または予防されることになる疾患または状態、個々の対象の状態、特定のAAVハプロイドベクターまたはハプロイドカプシド、および送達されることになる核酸などに依存し、常套的に決定され得る。治療効果を達成するための例示的な用量は、少なくとも約10、10、10、10、10、1010、1011、1012、1013、1014、1015形質導入単位、必要に応じて、約10~約1013形質導入単位の力価である。
一実施形態では、集団は、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/mlであるか、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/mlであるか、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、少なくとも1×10ウイルスゲノム(vg)/ml、ml当たり少なくとも1×1010vg、ml当たり少なくとも1×1011vg、ml当たり少なくとも1×1012vgである。一実施形態では、集団は、約1×10vg/ml~約1×1013vg/mlの範囲である。
一部の実施形態では、1用量当たり薬学的に許容される担体中、少なくとも約1.6×1012~約4.0×1012vg/kgが、投与されることになる。さらなる実施形態では、対象に投与されることになる本明細書で開示のハプロイドAAVベクターの投薬量は、投与方式、処置および/または予防されることになる疾患の重症度およびタイプ、個々の対象の状態、年齢および性別、ポリプロイドAAVベクター中に存在する特定のVP3構造タンパク質ならびにVP1および/またはVP2構造タンパク質、送達される導入遺伝子、ならびに導入遺伝子発現を制御するプロモーターなどに依存し、常套的に決定され得る。治療効果を達成するための例示的な用量は、少なくとも約1.5×1011vg/kg、または少なくとも約1.5×1012vg/kg、または少なくとも約4.0×1012vg/kgの力価である。本明細書で開示の治療効果を達成するための用量は、導入遺伝子をコードする核酸に動作可能に連結された脳およびニューロンプロモーターをはじめとする特定のプロモーターの強度、ならびに任意のシグナル配列の存在、および細胞から分泌されたときにシグナル配列を切断するその細胞の能力によっても決定され得ることが、包含される。
一部の実施形態では、本明細書で開示されるポリプロイドAAVベクターは、VP1またはAAV VP2構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較してそれほど液性免疫応答を惹起しないので、ポリプロイドAAVベクターの用量は、1.6×1012vg/kgより高いか、または約4.0×1012vg/kgより高い。
一部の実施形態では、本明細書で開示のポリプロイドAAVベクターの治療効果を達成するための例示的な用量は、1.0Evg/kg~5.0E11vg/kgの範囲内である。一部の実施形態では、対象に投与される用量は、少なくとも約1.0Evg/kg、少なくとも約1.0E10vg/kg、少なくとも約1.0E11vg/kg、少なくとも約1.0E12vg/kg、約1.1E12vg/kg、約1.2E12vg/kg、約1.3E12vg/kg、約1.4E12vg/kg、約1.5E12vg/kg、約1.6E12vg/kg、約1.7E12vg/kg、約1.8E12vg/kg、約1.9E12vg/kg、約2.0E12vg/kg、約3.0E12vg/kg、約4.0E12vg/kg、約5.0E12vg/kg、約6.0E12vg/kg、約7.0E12vg/kg、約8.0E12vg/kg、約9.0E12vg/kg、約1.0E13vg/kg、約1.2E13vg/kg、約1.2E13vg/kg、約1.2E13vg/kg、約1.3E13vg/kg、約1.4E13vg/kg、約1.5E13vg/kg、約1.6E13vg/kg、約1.7E13vg/kg、約1.8E13vg/kg、約1.9E13vg/kg、約2.0E13vg/kg、約3.0E13vg/kg、約4.0E13vg/kg、約5.0E13vg/kgである。
一部の実施形態では、本明細書で開示の方法に従って治療効果を達成するための例示的な用量は、1.2E12~4.0E12vg/kgの間、例えば、少なくとも約1.0E12vg/kg、約1.1E12vg/kg、約1.2E12vg/kg、約1.3E12vg/kg、約1.4E12vg/kg、約1.5E12vg/kg、約1.6E12vg/kg、約1.7E12vg/kg、約1.8E12vg/kg、約1.9E12vg/kg、約2.0E12vg/kg、約2.1E12vg/kg、約2.2E12vg/kg、約2.3E12vg/kg、約2.4E12vg/kg、約2.5E12vg/kg、約2.6E12vg/kg、約2.7E12vg/kg、約2.8E12vg/kg、約2.9E12vg/kg、約3.0E12vg/kg、約3.1E12vg/kg、約3.2E12vg/kg、約3.3E12vg/kg、約3.4E12vg/kg、約3.5E12vg/kg、約3.6E12vg/kg、約3.7E12vg/kg、約3.8E12vg/kg、約3.9E12vg/kg、約4.0E12vg/kgの力価である。
一部の実施形態、脳もしくは脊髄の疾患もしくは障害またはニューロンもしくは神経変性疾患を処置するための方法に有用な本明細書で開示のポリプロイドAAVベクター、では、治療効果を発揮するための例示的な用量は、少なくとも約1.0E12~4.0E12vg/kg、または約1.2E12~3.0E12vg/kg、または約1.2E12~2.5E12vg/kg、または約2.5E12~4.0E12vg/kgの力価である。
特定の実施形態では、1回より多い投与(例えば、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回など、またはそれより多くの投与)が、様々な間隔、例えば、毎時、毎日、毎週、毎月、毎年など、の一定期間にわたって所望の遺伝子発現レベルを達成するために利用され得る。投薬は、単回投薬または累積(連続投薬)であり得、当業者によって容易に決定され得る。例えば、疾患または障害の処置は、本明細書で開示される医薬組成物AAVハプロイドの有効用量の1回の投与を含み得る。あるいは、疾患または障害の処置は、例えば、1日1回、1日2回、1日3回、数日に1回、または週1回などの、様々な期間にわたって行われるAAVハプロイドベクターの有効用量の複数回の投与を含み得る。投与のタイミングは、個体の症状の重症度などの因子に依存して、個体によって異なり得る。例えば、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの有効用量は、6ヵ月に1回、無期限に、または個体がもはや治療を必要としなくなるまで、個体に投与され得る。個体の状態を、処置の過程全体を通してモニターすることができること、および投与される本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの有効量を、それに基づいて調整することができることが、当業者には分かるであろう。
ある実施形態では、AAVハプロイドベクターの投与の期間は、1日間、2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、7日間、8日間、9日間、10日間、11日間、12日間、13日間、14日間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、9週間、10週間、11週間、12週間、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ月、7ヵ月、8ヵ月、9ヵ月、10ヵ月、11ヵ月、12ヵ月であるか、またはそれより長い。さらなる実施形態では、投与が中止される期間は、1日間、2日間、3日間、4日間、5日間、6日間、7日間、8日間、9日間、10日間、11日間、12日間、13日間、14日間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、9週間、10週間、11週間、12週間、4ヵ月、5ヵ月、6ヵ月、7ヵ月、8ヵ月、9ヵ月、10ヵ月、11ヵ月、12ヵ月であるか、またはそれより長い。
例示的な投与様式としては、経口、直腸、経粘膜、鼻腔内、吸入(例えば、エアロゾルによる)、頬側(例えば、舌下)、膣、くも膜下腔内、眼内、経皮、子宮内(または卵内)、非経口(例えば、静脈内、皮下、皮内、筋内[骨格筋、横隔膜筋および/または心筋への投与を含む]、皮内、胸膜内、脳内および関節内)、局所的(例えば、皮膚表面と、気道表面を含む、粘膜表面との両方への、および経皮投与)、リンパ内など、ならびに直接的な組織または臓器への注射(例えば、肝臓、骨格筋、心筋、横隔膜筋または脳への)が挙げられる。投与は、腫瘍(例えば、腫瘍またはリンパ節の中または付近)への投与であることもある。任意の所与の症例における最も好適な経路は、処置および/または予防される状態の性質および重症度に、ならびに使用されることになる特定のベクターの性質に依存することになる。
注射剤を、従来の形態で、溶液もしくは懸濁液のどちらかとして、注射前に液体に溶解もしくは懸濁するのに好適な固体形態、またはエマルジョンとして、調製することができる。あるいは、本発明のAAVハプロイドベクターおよび/またはウイルスカプシドを、全身様式ではなく局所様式で、例えば、デポー製剤または徐放性製剤で、投与することができる。さらに、AAVハプロイドベクターおよび/またはウイルスカプシドを、外科的に移植可能なマトリックスに付着させて送達することができる(例えば、米国特許出願公開第2004/0013645号に記載されているように)。本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターおよび/またはウイルスカプシドは、対象が吸入する、AAVハプロイドベクターおよび/またはウイルスカプシドで構成された呼吸用粒子のエアロゾル懸濁液を必要に応じて投与することにより、任意の適切な手段により対象の肺に投与することができる。呼吸用粒子は、液体であることもあり、または固体であることもある。AAVハプロイドベクターおよび/またはウイルスカプシドを含む液体粒子のエアロゾルを、当業者に公知であるような圧力駆動式エアロゾルネブライザーまたは超音波ネブライザーなどの任意の適切な手段により、生成することができる。例えば、米国特許第4,501,729号を参照されたい。AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを含む固体粒子のエアロゾルも同様に、製薬技術分野で公知の技法により任意の固体粒状医薬エアロゾル発生器を用いて生成することができる。
AAVハプロイドベクターおよびウイルスカプシドをCNS(例えば、脳、眼)の組織に投与することができ、有利なことに、AAVハプロイドベクターまたはカプシドについて本発明の非存在下で観察されることになるものより広い分布をもたらすことができる。
特定の実施形態では、本発明の送達ベクターを投与して、遺伝障害、神経変性障害、精神障害および腫瘍をはじめとするCNSの疾患を処置することができる。説明に役立つCNS疾患としては、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、カナバン病、リー病、レフサム病、トゥレット症候群、原発性側索硬化症、筋萎縮性側索硬化症、進行性筋萎縮症、ピック病、筋ジストロフィー、多発性硬化症、重症筋無力症、ビンスワンガー病、脊髄または頭部損傷に起因する外傷、テイ・サックス病、レッシュ・ナイハン病、癲癇、脳梗塞;次のものを含む精神障害:気分障害(例えば、うつ病、双極性感情障害、持続性感情障害、二次性気分障害)、統合失調症、薬物依存症(例えば、アルコール依存症および他の物質の依存症)、神経症(例えば、不安、強迫障害、身体表現性障害、解離性障害、悲嘆、産後うつ病)、精神病(例えば、幻覚および妄想)、認知症、パラノイア、注意欠陥障害、精神性的障害、睡眠障害、疼痛性障害、摂食障害もしくは体重障害(例えば、肥満症、悪液質、神経性食欲不振症、および過食症(bulemia));ならびにCNSのがんおよび腫瘍(例えば、下垂体腫瘍)が挙げられるが、これらに限定されない。
CNSの障害には、網膜、後方路および視神経に関与する眼科障害(例えば、網膜色素変性症、糖尿病性網膜症および他の網膜変性疾患、ブドウ膜炎、加齢性黄斑変性症、緑内障)が含まれる。
全てではないがほとんどの眼科疾患および障害は、(1)血管新生、(2)炎症および(3)変性という3つのタイプの兆候のうちの1つまたは複数を伴う。本発明の送達ベクターを利用して、抗血管新生因子、抗炎症因子、細胞変性を遅延させる因子、細胞温存を促進する因子、または細胞成長を促進する因子、および前述のものの組合せを送達することができる。
例えば、糖尿病性網膜症は、血管新生を特徴とする。糖尿病性網膜症を、眼内(例えば、硝子体領域内)または眼窩周囲(例えば、テノン嚢下領域内)のどちらかに1つまたは複数の抗血管新生因子を送達することにより処置することができる。1つまたは複数の神経栄養因子を、眼内(例えば、硝子体内)または眼窩周囲のいずれかに共送達することもできる。
ブドウ膜炎は、炎症を伴う。1つまたは複数の抗炎症因子を、本発明の送達ベクターの眼内(例えば、硝子体または前房)投与により、投与することができる。
比較して、網膜色素変性症は、網膜変性を特徴とする。代表的な実施形態では、網膜色素変性症を、1つまたは複数の神経栄養因子をコードする送達ベクターの眼内(例えば、硝子体投与)により処置することができる。
加齢性黄斑変性症は、血管新生と網膜変性の両方を伴う。この障害は、1つもしくは複数の神経栄養因子をコードする本発明の送達ベクターを眼内に(例えば、硝子体)に、および/または1つもしくは複数の抗血管新生因子をコードする本発明の送達ベクターを眼内にもしくは眼窩周囲に(例えば、テノン嚢下領域内に)投与することにより、処置することができる。
緑内障は、眼圧の上昇および網膜神経節細胞の喪失を特徴とする。緑内障の処置は、本発明の送達ベクターを使用する、興奮毒性損傷から細胞を保護する1つまたは複数の神経保護剤の投与を含む。そのような薬剤には、眼内に、必要に応じて硝子体内に、送達されるN-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)アンタゴニスト、サイトカインおよび神経栄養因子が含まれる。
他の実施形態では、本発明を使用して、発作を処置することができ、例えば、発作の発症を低減させることができ、発作の発生率または重症度を低下させることができる。発作の治療的処置の有効性を行動学的手段(例えば、眼もしくは口の震え、チック(ticks))および/または電気記録手段(ほとんどの発作は、特徴的な電気記録の異常を有する)により評価することができる。したがって、本発明を使用して、経時的な複数の発作を特徴とする癲癇を処置することもできる。
1つの代表的な実施形態では、ソマトスタチン(またはその活性断片)が、下垂体腫瘍を治療するために本発明の送達ベクターを使用して脳に投与される。この実施形態によると、ソマトスタチン(またはその活性断片)をコードする送達ベクターは、微量注入により下垂体に投与される。同様に、このような処置を使用して先端巨大症(下垂体からの異常な成長ホルモン分泌)を処置することができる。ソマトスタチンの核酸配列(例えば、GenBank受託番号J00306)およびアミノ酸配列(例えば、GenBank受託番号P01166;プロセシングされた活性ペプチドであるソマトスタチン-28およびソマトスタチン-14を含有する)は、当技術分野において公知である。
特定の実施形態では、ベクターは、米国特許第7,071,172号に記載されているような分泌シグナルを含み得る。
本発明の代表的な実施形態では、AAVハプロイドベクターおよび/またはウイルスカプシドは、CNSに(例えば、脳に、または眼に)投与される。AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを、脊髄、脳幹(延髄、脳橋)、中脳(視床下部、視床、視床上部、下垂体、黒質、松果体)、小脳、終脳(線条体、次のものを含む大脳:後頭葉皮質、側頭葉皮質、頭頂葉皮質および前頭葉皮質、基底核、海馬ならびに扁桃門部(portaamygdala))、辺縁系、新皮質、線条体、大脳および下丘に導入することができる。AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを、眼の種々の領域、例えば、網膜、角膜および/または視神経に投与することもできる。
AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを、送達ベクターのより分散した投与のために、脳脊髄液に(例えば、腰椎穿刺によって)送達することができる。
AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを、さらに、血液脳関門が乱された状況(例えば、脳腫瘍または脳梗塞)でCNSに血管内投与することができる。
AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを、くも膜下腔内、眼内、脳内、脳室内、静脈内(例えば、マンニトールなどの糖の存在下)、鼻腔内、耳内、眼内(例えば、硝子体内、網膜下、前房)および眼窩周囲(例えば、テノン嚢下領域)送達、ならびに運動ニューロンへの逆行性送達を伴う筋肉内送達を含むがこれらに限定されない、当技術分野において公知の任意の経路により、CNSの所望の領域に投与することができる。
特定の実施形態では、AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドは、液体製剤でCNS内の所望の領域または区画への直接注射(例えば、定位注射)により投与される。他の実施形態では、AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを、所望の領域への局所的適用により、またはエアロゾル製剤の鼻腔内投与により提供することができる。眼への投与は、液滴の局所的適用により得る。さらなる代替案として、AAVハプロイドベクターおよび/またはカプシドを、固体の持続放出性製剤として投与することができる(例えば、米国特許第7,201,898号を参照されたい)。
さらに追加の実施形態では、AAVハプロイドベクターを逆行性輸送に使用して、運動ニューロンに関わる疾患および障害(例えば、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄性筋萎縮症(SMA)など)を処置および/または予防することができる。例えば、AAVハプロイドベクターを筋肉組織に送達することができ、AAVハプロイドベクターは、そこからニューロンに移動することができる。
本明細書の態様は、一部は、疾患または障害を患っている個体を処置することを開示する。本明細書で使用される場合、用語「処置すること」は、個体において疾患もしくは障害の臨床症状を低減もしくは消失させること、または個体において疾患もしくは障害の臨床症状の発症を遅延もしくは予防することを指す。例えば、用語「処置すること」は、疾患または障害を特徴とする状態の症状を、例えば、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%、または少なくとも100%、低減させることを意味し得る。特定の疾患または障害に関連する実際の症状は周知であり、当業者は、それらの症状を、疾患もしくは障害の位置、疾患もしくは障害の原因、疾患もしくは障害の重症度、および/または疾患もしくは障害に罹患している組織もしくは臓器を含むがこれらに限定されない因子を考慮することにより決定することができる。当業者は、特定のタイプの疾患または障害に関連する適切な症状または兆候を知っているであろうし、個体が本明細書で開示の処置の候補であるかどうかを判定する方法を知っているであろう。
この実施形態の態様では、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの治療有効量は、疾患または障害に関連する症状を、例えば、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%、または少なくとも100%、低減させる。この実施形態の他の態様では、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの治療有効量は、疾患または障害に関連する症状を、例えば、最大で10%、最大で15%、最大で20%、最大で25%、最大で30%、最大で35%、最大で40%、最大で45%、最大で50%、最大で55%、最大で60%、最大で65%、最大で70%、最大で75%、最大で80%、最大で85%、最大で90%、最大で95%、または最大で100%、低減させる。この実施形態のさらに他の態様では、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの治療有効量は、疾患または障害に関連する症状を、例えば、約10%~約100%、約10%~約90%、約10%~約80%、約10%~約70%、約10%~約60%、約10%~約50%、約10%~約40%、約20%~約100%、約20%~約90%、約20%~約80%、約20%~約20%、約20%~約60%、約20%~約50%、約20%~約40%、約30%~約100%、約30%~約90%、約30%~約80%、約30%~約70%、約30%~約60%、または約30%~約50%、低減させる。
一実施形態では、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターは、患者に投与されるAAVハプロイドベクターにコードされているタンパク質のレベルおよび/または量を、例えば、同じ処置を受けていない患者と比較して少なくとも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%、または少なくとも95%、増加させることができる。この実施形態の他の態様では、AAVハプロイドベクターは、疾患または障害を患っている個体において疾患または障害の重症度を、例えば、同じ処置を受けていない患者と比較して約10%~約100%、約20%~約100%、約30%~約100%、約40%~約100%、約50%~約100%、約60%~約100%、約70%~約100%、約80%~約100%、約10%~約90%、約20%~約90%、約30%~約90%、約40%~約90%、約50%~約90%、約60%~約90%、約70%~約90%、約10%~約80%、約20%~約80%、約30%~約80%、約40%~約80%、約50%~約80%、または約60%~約80%、約10%~約70%、約20%~約70%、約30%~約70%、約40%~約70%、または約50%~約70%、低下させることができる。
この実施形態の態様では、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの治療有効量は、個体におけるAAVハプロイドベクター内にコードされているタンパク質の量を、例えば、同じ処置を受けていない個体と比較して少なくとも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%、または少なくとも100%、増加させる。この実施形態の他の態様では、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの治療有効量は、個体において、例えば、最大で10%、最大で15%、最大で20%、最大で25%、最大で30%、最大で35%、最大で40%、最大で45%、最大で50%、最大で55%、最大で60%、最大で65%、最大で70%、最大で75%、最大で80%、最大で85%、最大で90%、最大で95%、または最大で100%、疾患もしくは障害の重症度を低下させる、または疾患もしくは障害の重症度を維持する。この実施形態のさらに他の態様では、本明細書で開示されるAAVハプロイドベクターの治療有効量は、個体における疾患または障害の重症度を、例えば、約10%~約100%、約10%~約90%、約10%~約80%、約10%~約70%、約10%~約60%、約10%~約50%、約10%~約40%、約20%~約100%、約20%~約90%、約20%~約80%、約20%~約20%、約20%~約60%、約20%~約50%、約20%~約40%、約30%~約100%、約30%~約90%、約30%~約80%、約30%~約70%、約30%~約60%、または約30%~約50%、低下させる、または維持する。
AAVハプロイドベクターは、個体または患者に投与される。個体または患者は、典型的には人間であるが、動物であることもあり、動物には、これらに限定されないが、飼い慣らされているか否かを問わず、イヌ、ネコ、鳥、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、爬虫類および他の動物が含まれる。
ある実施形態では、本発明のAAVハプロイドベクターを使用して、中枢神経系、網膜、心臓、肺、骨格筋および肝臓を含むがこれらに限定されない特定の組織を標的とするAAVを作出することができる。これらの標的化されたAAVハプロイドベクターを使用して、組織特異的である疾患を処置することができ、または特定の正常な組織において内因的に産生されるタンパク質、例えば、第IX因子(FIX)、第VIII因子、第FVIII因子、および当技術分野において公知の他のタンパク質の産生することができる。
X. 免疫モジュレーション
本明細書で開示の方法および組成物のいずれかの実施形態では、本明細書で開示のrAAVベクターまたはrAAVゲノムを投与される対象には、免疫抑制剤も投与される。AAVの投与を受けている患者の免疫応答の免疫抑制をもたらすための様々な方法が公知である。当技術分野において公知の方法は、プロテアソーム阻害剤などの免疫抑制剤を患者に投与するステップを含む。当技術分野において公知の、例えば米国特許第9,169,492号および米国特許出願第15/796,137号において開示されているような、1つのそのようなプロテアソーム阻害剤は、ボルテゾミブであり、前記参考特許文献は両方とも、参照により本明細書に組み込まれる。別の実施形態では、免疫抑制剤は、免疫応答を、例えば抗体産生細胞の消失または抑制によって、抑制することができるポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、scfvまたは他の抗体由来分子を含む抗体であり得る。さらなる実施形態では、免疫抑制エレメントは、低分子ヘアピン型RNA(shRNA)であり得る。そのような実施形態では、shRNAのコード領域は、rAAVカセットに含まれており、一般に、ポリAテールの下流側、3’側、に位置する。shRNAは、免疫賦活剤、例えば、サイトカイン、増殖因子(トランスフォーミング増殖因子β1およびβ2、TNF、ならびに公知である他のもの)の発現を低減または消失させるために標的化され得る。
一部の実施形態では、本明細書に記載のAAVハプロイドベクターおよびAAVゲノムを使用する方法および組成物は、さらに、免疫モジュレーターを投与することを含む。一部の実施形態では、免疫モジュレーターは、AAVハプロイドベクター投与と同時に、rAAVハプロイドベクター投与の前に、またはrAAVハプロイドベクター投与の後に、投与され得る。
一部の実施形態では、免疫モジュレーターは、免疫グロブリン分解酵素、例えば、IdeS、IdeZ、IdeS/Z、Endo S、またはそれらの機能的バリアントである。米国特許第7,666,582号、米国特許第8,133,483号、米国特許出願公開第20180037962号、米国特許出願公開第20180023070号、米国特許出願公開第20170209550号、米国特許第8,889,128号、WO2010/057626、米国特許第9,707,279号、米国特許第8,323,908号、米国特許出願公開第20190345533号、米国特許出願公開第20190262434号、およびWO2020/016318(これらの各々は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているような免疫グロブリン分解酵素およびそれらの使用についての参考文献の非限定的な例。
一部の実施形態では、免疫モジュレーターは、プロテアソーム阻害剤である。ある特定の態様では、プロテアソーム阻害剤は、ボルテゾミブである。実施形態の一部の態様では、免疫モジュレーターは、ボルテゾミブおよび抗CD20抗体、リツキシマブ、を含む。実施形態の他の態様では、免疫モジュレーターは、ボルテゾミブ、リツキシマブ、メトトレキサート、および静注用ガンマグロブリンを含む。米国特許第10,028,993号、米国特許第9,592,247号、および米国特許第8,809,282号(これらの各々は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているような、プロテアソーム阻害剤ならびにリツキシマブ、メトトレキサートおよび静注用ガンマグロブリンとプロテアソーム阻害剤の組合せを開示している、参考文献の非限定的な例。
代替実施形態では、免疫モジュレーターは、NF-kB経路の阻害剤である。実施形態のある特定の態様では、免疫モジュレーターは、ラパマイシンまたは機能的バリアントである。米国特許第10,071,114号、米国特許出願公開第20160067228号、米国特許出願公開第20160074531号、米国特許出願公開第20160074532号、米国特許出願公開第20190076458号、米国特許第10,046,064号に記載されているラパマイシンおよびその使用を開示している参考文献の非限定的な例は、それらの全体が本明細書に組み込まれる。実施形態の他の態様では、免疫モジュレーターは、免疫抑制薬を含む合成ナノ担体である。米国特許出願公開第20150320728号、米国特許出願公開第20180193482号、米国特許出願公開第20190142974号、米国特許出願公開第20150328333号、米国特許出願公開第20160243253号、米国特許第10,039,822号、米国特許出願公開第20190076522号、米国特許出願公開第20160022650号、米国特許第10,441,651号、米国特許第10,420,835号、米国特許出願公開第20150320870号、米国特許出願公開第2014035636号、米国特許第10,434,088号、米国特許第10,335,395号、米国特許出願公開第20200069659号、米国特許第10,357,483号、米国特許出願公開第20140335186号、米国特許第10,668,053号、米国特許第10,357,482号、米国特許出願公開第20160128986号、米国特許出願公開第20160128987号、米国特許出願公開第20200038462号、米国特許出願公開第20200038463号(これらの各々は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているような、免疫抑制薬、合成ナノ担体とカップリングされた免疫抑制薬、ラパマイシンを含む合成ナノ担体、および/または寛容原性合成ナノ担体、それらの用量、投与および使用についての参考文献の非限定的な例。
一部の実施形態では、免疫モジュレーターは、米国特許出願公開第20200038463号、米国特許第9,006,254号において開示されているような、ラパマイシンを含む合成ナノ担体(ImmTOR(商標)ナノ粒子)(Kishimoto, et al., 2016, Nat Nanotechnol, 11(10): 890-899;Maldonado, et al., 2015, PNAS, 112(2): E156-165)であり、これらの参考文献の各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。一部の実施形態では、免疫モジュレーターは、操作された細胞、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれるWO2017192786において開示されているようなSQZ技術を使用して改変された免疫細胞である。
一部の実施形態では、免疫モジュレーターは、ポリICLC、1018 ISS、アルミニウム塩、Amplivax、AS15、BCG、CP-870,893、CpG7909、CyaA、dSLIM、GM-CSF、IC30、IC31、イミキモド、ImuFact IMP321、IS Patch、ISS、ISCOMATRIX、Juvlmmune、LipoVac、MF59、モノホスホリルリピドA、Montanide IMS 1312、Montanide ISA 206、Montanide ISA 50V、Montanide ISA-51、OK-432、OM-174、OM-197-MP-EC、ONTAK、PEPTEL、ベクター系、PLGAマイクロ粒子、レシキモド、SRL172、ビロソームおよび他のウイルス様粒子、YF-17D、VEGFトラップ、R848、ベータ-グルカン、Pam3Cys、およびAquilaのQS21スティミュロンからなる群から選択される。別のさらなる実施形態では、免疫調節物質またはアジュバントは、ポリICLCである。
一部の実施形態では、免疫モジュレーターは、細胞における自然免疫応答を阻害する小分子、例えば、クロロキン(TLRシグナル伝達阻害剤)および2-アミノプリン(PKR阻害剤)であり、本明細書で開示の少なくとも1つのrAAVを含む組成物と組み合わせて投与することもできる。市販のTLRシグナル伝達阻害剤の一部の非限定的な例としては、BX795、クロロキン、CLI-095、OxPAPC、ポリミキシンBおよびラパマイシン(全て、INVIVOGEN(商標)から購入可能)が挙げられる。加えて、パターン認識受容体(PRR)(これらは自然免疫シグナル伝達に関与する)の阻害剤、例えば、2-アミノプリン、BX795、クロロキンおよびH-89も、本明細書で開示のin vivoタンパク質発現のために本明細書で開示の少なくとも1つのrAAVベクターを含む組成物および方法において使用することができる。
一部の実施形態では、AAVハプロイドベクターは、NLRX1などの自然免疫の負の制御因子もコードし得る。したがって、一部の実施形態では、AAVハプロイドベクターは、必要に応じて、NLRX1、NS1、NS3/4AまたはA46Rの1つもしくは複数または任意の組合せもコードし得る。加えて、一部の実施形態では、本明細書で開示の少なくとも1つのAAVハプロイドベクターを含む組成物は、組織または対象により生成される自然免疫応答を回避するために、自然免疫系の阻害剤をコードする合成の改変RNAも含み得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示の投与方法における使用のための免疫モジュレーターは、免疫抑制剤である。本明細書で使用される場合、用語「免疫抑制薬または免疫抑制剤」は、正常な免疫機能を阻害するまたはそれに干渉する医薬品を含むように意図されている。本明細書で開示される方法で好適な免疫抑制剤の例としては、T細胞/B細胞共刺激経路を阻害する薬剤、例えば、米国特許出願公開第2002/0182211号において開示されているような、CTLA4およびB7経路経由でのT細胞とB細胞のカップリングに干渉する薬剤が挙げられる。一実施形態では、免疫抑制剤は、シクロスポリンAである。他の例としては、ミコフェノール酸モフェチル(myophenylate mofetil)、ラパマイシン、および抗胸腺細胞グロブリンが挙げられる。一実施形態では、免疫抑制薬は、本明細書で開示の少なくとも1つのrAAVベクターを含む組成物で投与され、または別々の組成物で、本明細書で開示の投与方法に従って少なくとも1つのAAVハプロイドベクターを含む組成物の投与と同時に、もしくはその前に、もしくはその後に、投与され得る。免疫抑制薬は、投与経路に適合する製剤で投与され、所望の治療効果を達成するのに十分な用量で対象に投与される。一部の実施形態では、免疫抑制薬は、本明細書で開示のrAAVベクターに対する耐性を誘導するのに十分な時間、一過性に投与される。
本明細書で開示の方法および組成物のいずれかの実施形態では、本明細書で開示のAAVハプロイドベクターまたはrAAVゲノムを投与される対象には、免疫抑制剤も投与される。AAVの投与を受けている患者の免疫応答の免疫抑制をもたらすための様々な方法が公知である。当技術分野において公知の方法は、プロテアソーム阻害剤などの免疫抑制剤を患者に投与するステップを含む。当技術分野において公知の、例えば米国特許第9,169,492号および米国特許出願第15/796,137号において開示されているような、1つのそのようなプロテアソーム阻害剤は、ボルテゾミブであり、前記参考特許文献は両方とも、参照により本明細書に組み込まれる。一部の実施形態では、免疫抑制剤は、免疫応答を、例えば抗体産生細胞の消失または抑制によって、抑制することができる、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、scfvまたは他の抗体由来分子をはじめとする、抗体であり得る。さらなる実施形態では、免疫抑制エレメントは、低分子ヘアピン型RNA(shRNA)であり得る。そのような実施形態では、shRNAのコード領域は、rAAVカセットに含まれており、一般に、ポリAテールの下流側、3’側、に位置する。shRNAは、免疫賦活剤、例えば、サイトカイン、増殖因子(トランスフォーミング増殖因子β1およびβ2、TNF、ならびに公知である他のもの)の発現を低減または消失させるために標的化され得る。
このような免疫調節剤の使用によって、何ヵ月にもおよび/または何年にもわたって複数回の投薬(例えば、複数回の投与)を容易に使用できるようになる。これは、下で論じられるような複数の薬剤、例えば、複数の遺伝子をコードするAAVハプロイドベクター、の使用、または対象への複数回の投与を可能にする。
一部の実施形態では、本願は、以下の項のいずれかで定義され得る。
1. 血液脳関門を横断する際の使用に好適な合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、合理的ポリプロイドAAVビリオンが、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方とAAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;
VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方が、各々、任意のAAV血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、血液脳関門を効率的に横断する、VP1またはVP2の少なくとも一方の血清型とは異なるAAV血清型からのものであり;
合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、全身またはくも膜下腔内投与時に、血液脳関門(BBB)を横断することができる、ならびに/またはBBBの内皮細胞におよび/もしくはBBBを横断する血液成分に形質導入することができる、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
2. 血液脳関門を横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、血液脳関門(BBB)を越える形質導入活性の増強を示す、第1項の集団。
3. VP3ウイルス構造タンパク質が、AAVアカゲザル血清型である、第1~2項のいずれかの集団。
4. VP3ウイルス構造タンパク質が、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、AAVrh10、AAVrh74、AAVrh39、およびAAVrh43からなる群から選択される、血液脳関門を効率的に横断する血清型からのものである、第1~3項のいずれかの集団。
5. 血液脳関門を効率的に横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、小脳および脊髄のうちの1つまたは複数への増強された形質導入を示す、第1~4項のいずれかの集団。
6. 髄質神経叢、頸神経叢、胸神経叢、腰神経叢および脈絡叢からなる群から選択されるCNS領域の1つまたは複数においてAAV2と比べて増強された形質導入を示す、第1~5項のいずれかの集団。
7. AAV8と比べて脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への増強された結合を示す、第1~6項のいずれかの集団。
8. CNSにおける生体内分布を有する、第1~7項のいずれかの集団。
9. 少なくとも0.05vg/細胞、0.1vg/細胞、少なくとも0.2vg/細胞、少なくとも0.4vg/細胞、少なくとも0.6vg/細胞、少なくとも0.8vg/細胞、少なくとも1vg/細胞、少なくとも5vg/細胞、少なくとも10vg/細胞、少なくとも20vg/細胞、少なくとも25vg/細胞のまたは好ましくはそれより多いCNS生体内分布を有する、第1~8項のいずれかの集団。
10. VP1またはVP2の少なくとも一方が、血液脳関門を横断するAAV血清型から選択される、第1~9項のいずれかの集団。
11. VP1またはVP2の少なくとも一方が、血液脳関門を横断しないAAV血清型から選択される、第1~9項のいずれかの集団。
12. VP1またはVP2のその少なくとも一方が、AAVアカゲザル血清型から選択されない、第1~11項のいずれかの集団。
13. VP1またはVP2の少なくとも一方が、AAVアカゲザル血清型から選択される、第1~11項のいずれかの集団。
14. 対象に投与されたとき、VP1またはVP2構造タンパク質のサブタイプの親AAVベクターにより惹起される液性応答と比較して低い液性免疫応答を惹起する、第1~13項のいずれかの集団。
15. AAV VP1、VP2またはVP3ウイルス構造タンパク質の親血清型に対する中和抗体から逃れる、第1~14項のいずれかの集団。
16. 対象の血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するための方法であって、第1~15項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を対象に投与するステップを含む方法。
17. 対象へのAAVの反復投薬のための方法であって、第1から16項のいずれかからの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を対象に投与することにより行われる第1の投与、およびVP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方の親AAV血清型を対象に投与することにより行われる第2の投与を含み、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を対象において惹起し、VP1またはVP2の少なくとも一方が、Rhesus AAV血清型ではない、方法。
18. 反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、合理的AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含むポリプロイドAAVビリオンを含み;VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し;VP1またはVP2の少なくとも一方が、Rhesus AAV血清型からのものではなく、反復投薬が、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の第1の投与、およびVP1構造ウイルスタンパク質またはVP2構造ウイルスタンパク質の親AAV血清型の第2の投与を含む、集団。
19. 合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、(a)AAV8ウイルス血清型から選択されるVP1およびVP2 AAVウイルス構造タンパク質と、(b)AAVアカゲザル血清型AAV rh10またはAAVrh74から選択されるVP3とを含み、対象に投与されたとき、親AAV8血清型により惹起される対応する液性応答と比べて低減された液性応答を惹起する、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
20. 対象への第1および第2のAAV投与を含む反復投薬のための方法であって、第1~16または18~19項のいずれかからの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を対象に投与することにより行われる第1の投与、およびVP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型を投与することにより行われる第2の投与を含み、第1の投与が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される対応する液性応答と比較して低減された液性応答を対象において惹起し、VP1またはVP2が、Rhesus AAV血清型ではない、方法。
21. AAV VP1、VP2またはVP3ウイルス構造タンパク質の親血清型に対する中和抗体から逃れる、第18~20項のいずれかの集団。
22. 対象の血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するための方法であって、第18~21項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を対象に投与するステップを含む方法。
23. VP3タンパク質が、AAVrh10またはAAVrh74血清型からの変異VP3タンパク質である、前項のいずれかの集団。
24. 変異AAVrh74 VP3タンパク質が、配列番号2のアミノ酸配列、もしくは配列番号2に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を有し、または変異AAVrh74 VP3が、配列番号2の以下の改変:N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのうちの少なくとも1つを含む、第23項の集団。
25. 変異AAVrh10 VP3タンパク質が、配列番号5のAAVrh10_VP3核酸と比較してQ214N、S462NおよびD517E変異のうちの少なくとも1つまたは複数を含む配列番号5の核酸によりコードされる、またはQ214N、S462NおよびD517Eから選択される少なくとも1つの変異を含む配列番号5に対して少なくとも85%の配列同一性を有する核酸配列を含む配列番号5の核酸によりコードされる、第24項の集団。
26. VP3タンパク質が、配列番号2もしくは3のアミノ酸配列、または配列番号2もしくは3に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を含むAAVrh74 VP3タンパク質であり、あるいは配列番号2のN263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのアミノ酸改変のうちの少なくとも1つを含む、第25項の集団。
27. 少なくとも10個のビリオンである、第1~26項のいずれかのビリオンの実質的に均一な集団。
28. 5’から3’の方向に、a. 第1のプロモーターに動作可能に連結されたAAVrh10 VP3カプシドタンパク質をコードする第1の核酸;b. 第1のポリA配列;c. repタンパク質をコードする第2の核酸;d. AAV8 VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質をコードする第3の核酸であって、第3の核酸配列がAAV8 VP3ウイルス構造タンパク質を発現することができない、第3の核酸;ならびにe. 第2のポリA配列を含む核酸。
29. 5’から3’の方向に、a. 第1のプロモーターに動作可能に連結されたAAVrh74 VP3カプシドタンパク質をコードする第1の核酸;b. 第1のポリA配列;c. repタンパク質をコードする第2の核酸;d. AAV8 VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質をコードする第3の核酸であって、第3の核酸配列がAAV8 VP3ウイルス構造タンパク質を発現することができない、第3の核酸;およびe. 第2のポリA配列を含む核酸。
30. a. 前項のいずれかの集団からのAAVビリオン;およびb. 少なくとも1つの末端反復配列と異種遺伝子とを含む核酸を含み、核酸がAAVビリオンに封入されている、ウイルスベクター。
31. キメラまたは改変ウイルス構造タンパク質を含み、改変ウイルス構造タンパク質が、1個または複数個のアミノ酸の挿入、欠失または置換を含む、前項のいずれかの集団。
32. 親AAV血清型を含むビリオンの実質的に均一な集団と比較して、in vivoで血清中のVP1またはVP2構造タンパク質の親AAV血清型に対する有意に少ない抗AAV IgG抗体を惹起する、第27項の実質的に均一な集団。
33. 親AAV血清型がAAV8である、第32項の実質的に均一な集団。
34. 反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、
AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;
VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、Rhesus AAV血清型を除く任意のAAVウイルス血清型からのものであり、VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;
合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP3ウイルス構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型に対する中和抗体から逃れ、反復投薬が、VP3構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型の第1の投与、および合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の第2の投与を含み、合理的ポリプロイドビリオンのVP3構造タンパク質が、AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質VP3である、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
35. AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質VP3が、変異AAV rh10 VP3ウイルス構造タンパク質からのものであるか、または変異AAV rh74 VP3ウイルス構造タンパク質からのものである、第34項の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
36. 変異ウイルス構造タンパク質VP3が、N263、G264、T265、S266T、G268、T270、T274、およびE533からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異を含み、アミノ酸位置の全てが、AAV rh10またはAAVrh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する、第34~35項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
37. 変異が、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、およびE533Kからなる群から選択される、第36項の集団。
38. 変異ウイルス構造タンパク質VP3が、R727およびN737からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異をさらに含み、アミノ酸位置の全てが、AAVrh10のネイティブVP1配列番号付けに対応する、第34~37項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
39. 変異が、R727HおよびN737Pからなる群から選択される、第38項の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
40. 変異ウイルス構造タンパク質VP3が、R726およびN736からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異をさらに含み、アミノ酸位置の全てが、AAV rh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する、第34~37項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
41. 変異が、R726HおよびN736Pからなる群から選択される、第40項の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
42. 変異ウイルス構造タンパク質VP3が、581におけるWに対応するアミノ酸における変異をさらに含み、Wが2個の後続のV残基(VV)に置き換えられ、アミノ酸位置の全てが、AAV rh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する、第41項の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
43. AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質が、表1から選択される任意のAAV血清型である、第34~42項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
44. AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質が、AAV8である、第34~43項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
45. 血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するために使用するための医薬の製造における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、医薬が、第1~15、または18~19、21、23~27、31~44項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
46. 合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、AAV8ウイルス血清型から選択されるVP1およびVP2 AAVウイルス構造タンパク質、ならびにAAVアカゲザル血清型AAV rh10またはAAVrh74から選択されるVP3ウイルス構造タンパク質を含む、第45項の使用。
47. 合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、AAV8ウイルス血清型から選択されるVP1およびVP2 AAVウイルス構造タンパク質、ならびにAAVアカゲザル血清型AAVrh74から選択されるVP3構造タンパク質を含む、第45項の使用。
48. 医薬が、脳疾患、または脳障害、または神経変性疾患、または神経学的疾患の処置に有用である、第45項の使用。
49. 医薬が、中枢神経系(CNS)または末梢神経系(PNS)の疾患の処置に有用である、第45項の使用。
50. 医薬が、脳がんまたは脳のがんを有する対象の処置に有用である、第45項の使用。
51. 医薬が、アルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)およびドーパミントランスポーター欠損症候群から選択される疾患または障害を有する対象の処置に有用である、第45項の使用。
52. 血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するために使用するための合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む医薬の製造における核酸の使用であって、核酸が第28または29項のいずれかを含む、使用。
53. 第1の医薬の第1の投与および第2の医薬の第2の投与の反復投薬のための方法における使用のための第1の医薬および第2の医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、反復投薬が、第1~15または18~19項のいずれかからの合理的ポリプロイドAAVビリオンを含む第1の医薬の第1の投与と、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方の親AAV血清型を含む第2の医薬の第2の投与とを含み、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、VP1またはVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではない、使用。
54. AAV VP1、VP2またはVP3の親血清型に対する中和抗体から逃れるための医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、医薬が、第1~15、または18~19、21、23~27、および31~44項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
55. 小腸への導入遺伝子の送達のための医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、医薬が、第1~15、または18~19、21、23~27、および31~44項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
56. 消化管疾患または障害の処置のための医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、医薬が、第1~15、または18~19、21、23~27、および31~44項のいずれかの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
例えば、限定することなく、本出願人らは、現在のもしくは将来補正された場合の、本願の任意の請求項、またはそれから導出される任意の特許から、下記の主題のいずれか1つまたは複数を権利放棄する権利を留保する:
改変ウイルスカプシドを、例えば米国特許第5,863,541号に記載されているような、「カプシドビヒクル」として使用することができる。改変ウイルスカプシドによりパッケージングされ細胞に移入され得る分子は、異種DNA、RNA、ポリペプチド、小有機分子、金属、またはこれらの組合せを含む。
材料および方法
細胞系。
Pro10細胞、HEK293細胞、Huh7細胞およびC2C12細胞を、37℃で、5%COで、10%ウシ胎孔血清および10%ペニシリン-ストレプトマイシンを含有するダルベッコ変性イーグル培地中で維持した。
組換えハプロイドAAV8ウイルス産生。
組換えAAVをトリプルプラスミドトランスフェクション系により産生した。HEK293細胞の15cm皿に、9μgのAAV導入遺伝子プラスミドpTR/CBA-Luc、12μgのAAVヘルパープラスミド、および15μgのAdヘルパープラスミドXX680をトランスフェクトした。AAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74ハプロイドビリオンを生成するために、AAV8-8-rh10産生のためのrh10 VP3核酸、またはAAV8-8-rh74ハプロイド産生のためのrh74 VP3核酸、どちらかを含む、図1に示されているプラスミドを、コトランスフェクトした。トランスフェクションの60時間後に、HEK293細胞を収集し、溶解した。上清をCsCl勾配超遠心分離に供した。ウイルス力価を定量的PCRにより決定した。
一部の実施形態では、rAAV産生細胞系を使用して、rAAVゲノムをハプロイドAAVカプシドにパッケージングしてハプロイドrAAVベクターを生成した。もっぱらrAAVベクター構築物の原理証明のために使用したカプシドは、AAV8ハプロイドカプシドであった。
rAAV産生細胞系におけるrAAVの作製:臨床グレードのベクターを作製するために規模拡大することができる、懸濁rAAVプロデューサー細胞系でのトリプルトランスフェクション技法を使用して、rAAVを作製した。あるいは、異なるプラスミド、例えば、1)pXX680-adヘルパーならびに2)pXR3そのRepおよびCap 3)ならびに導入遺伝子プラスミド(ITR-導入遺伝子-ITR)を使用することができる。
rAAV産生細胞系を使用してrAVVポリプロイド、例えば合理的ポリプロイドベクター、を生成する方法は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第9,441,206号に記載されているような方法を使用して行うことができる。具体的には、rAAVベクターまたはrAAVビリオンを、(a)AAV発現系をrAAV産生細胞系に提供するステップ、(b)AAV粒子が産生される条件下で細胞を培養するステップ、および(c)必要に応じて、AAV粒子を単離するステップを含む方法を使用して産生する。XX680、AAV rep/capヘルパーおよびTRプラスミドのプラスミドの比を変えてrAAVベクター産生に最適なプラスミドの比を決定することで、プラスミドのトリプルトランスフェクションの比率およびトランスフェクションカクテルの体積を最適化することができる。
一部の例では、細胞を、AAV8ハプロイド粒子が産生される条件下、浮遊状態で培養する。別の実施形態では、細胞を動物由来成分不含条件で培養する。動物由来成分不含培地は、rAAVプロデューサー細胞系に適合するいずれの動物由来成分不含培地(例えば、無血清培地)であってもよい。例としては、SFM4Transfx-293(Hyclone)、Ex-Cell 293(JRH Biosciences)、LC-SFM(Invitrogen)、およびPro10細胞、またはPro293-S(Lonza)が挙げられるが、これらに限定されない。AAV粒子の複製およびパッケージングに十分な条件は、例えば、本明細書に記載するrAAVゲノムの複製およびAAVカプシドへのカプシド内封入に十分なAAV配列(例えば、AAV rep配列およびAAV cap配列)ならびにアデノウイルスおよび/またはヘルペスウイルスからのヘルパー配列の存在であり得る。
プラスミド骨格からの細菌DNA配列は、組換えAAVベクターの製造中にAAV8ハプロイドカプシドにパッケージングされ、その結果、TLR9とのその相互作用によって自然免疫系の活性化に至ることがある(Akira, 2006;Chadeuf, 2005;Wright, 2014)。
一部の実施形態では、様々な技術、例えば、限られたスケーラビリティーを有するミニサークル(Schnodt, 2016)を使用して、組換えAAVハプロイド調製物中のプラスミド骨格配列を消失させることができる。プラスミド骨格中の細菌DNA配列を回避するための別の方法は、組換えAAVベクターの特異的製造のための、ドギーボーンDNA(dbDNA(商標))を含むがこれらに限定されない様々なDNA複製技術を含む、末端が閉じた線状の二重鎖DNAの使用である。dbDNA(商標)などの末端が閉じた線状の二重鎖DNAの使用は、細菌骨格を消失させ、ワクチンおよびレンチウイルスを生産するために使用されており(Walters et al, 2014;Scott et al, 2015;Karda et al, 2019)、DNAワクチン開発者によりTLR9応答を誘発できないことが示された。
したがって、代替実施形態では、例えば、本明細書で開示の方法および組成物における使用のための、本明細書で開示するrAAV合理的ポリプロイドベクター、例えば、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh10ハプロイドの生成は、米国特許出願公開第2018/0037943号およびKarbowniczek et al., Bioinsights, 2017において開示されているような、Doggybone技術(dbDNA(商標))を含むがこれに限定されない、末端が閉じた線状の二重鎖DNAを使用して行うことができ、前記参考文献の両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。手短に言えば、末端が閉じた線状の二重鎖DNA技術を使用するAAV産生のためのプラスミドは、ITRを含み、プロモーターおよび目的の遺伝子が、56bpパリンドロームプロテロメラーゼ認識配列と隣接している。実施形態の一部の態様では、ITRは、145bpまたはそれ未満である。実施形態のある特定の態様では、ITRは、130bpである。プラスミドを変性させ、Phi29 DNAポリメラーゼ、および適切なプライマーの存在下で、Phi29がローリングサークル増幅(RCA)を開始し、その結果、元の構築物の二本鎖コンカテマーリピートが作出される。プロテロメラーゼを添加すると、パリンドロームプロテロメラーゼ認識配列の結合が起こり、切断-結合反応が起こって、単量体の二本鎖(ds)線状の共有結合で閉じたDNA構築物が生じる結果となる。共通の制限酵素の付加によって、望ましくないDNAプラスミド骨格配列、およびエキソヌクレアーゼ活性による消化が除去され、その結果、バーベル型DNAが得られ、これをサイズ分画して、ITRとプロモーターと目的の遺伝子とをコードするバーベル型のDNA配列を単離することができる。バーベル型DNAをはじめとする末端が閉じた線状の二重鎖DNAを使用するrAAVベクターの生成のための例示的なプラスミドは、以下の5’から3’への方向で、5’-プロテロメラーゼRS、5’ITR、LSPプロモーター、hGAA、3’UTR、hGHポリ(A)、3’ITR、3’-プロテロメラーゼRS(センス鎖)を含み、このセンス鎖は、鎖状(ds)の線状の共有結合で閉じたDNA構築物の場合は相補アンチセンス鎖に連結されている。本明細書で開示の方法および組成物における使用のためのAAVベクターを製造するための出発材料としての、末端が閉じた線状の二重鎖DNA、例えばバーベル型DNA、の使用により、AAVベクターを含有するプラスミドを増殖させるために使用される細菌骨格が排除され、その産物は、Toll様受容体9(TLR9)応答を誘発することができない。
ウェスタンおよび免疫ブロット。
ウイルス力価に従って、同量のビリオンを各レーンに負荷し、続いて、NuPage 4-10%ポリアクリルアミドBis-Trisゲル(Invitrogen、Carlsbad、Calif.)での電気泳動を行い、次いで、iBlot(登録商標)2 Dry Blotting System(Invitrogen、Carlsbad、Calif.)によってPVDF膜に転写した。膜をAAVカプシドタンパク質に特異的な抗Cap抗体とともにインキュベートした。
ネイティブ免疫ブロットアッセイを、以前に記載されたように行った。手短に述べると、精製カプシドを、真空ドット・ブロッターを使用することにより、Hybond-ECL膜(Amersham、Piscataway、N.J.)に転写した。膜を、1時間、10%ミルク含有PBSでブロックし、次いでモノクローナル抗体ADK8とともにインキュベートした。膜をペルオキシダーゼ共役ヤギ抗マウス抗体とともに1時間インキュベートした。タンパク質をAmersham Imager 600(GE Healthcare Biosciences、Pittsburgh、Pa.)により可視化した。
in vitro形質導入アッセイ。
Huh7、C2C12細胞およびGM16095細胞に平底24ウェルプレートにおいて組換えウイルスにより1×10vg/細胞で形質導入した。48時間後、細胞を回収し、ルシフェラーゼアッセイシステム(Promega、Madison、Wis.)により評価した。
動物研究。
この研究で実施した動物実験は、C57BL/6マウスを用いて行った。NIHガイドラインに従って、UNC Institutional Animal Care and Use Committee(IACUC)により承認された通りにマウスを維持した。6または7週齢雌C57BL/6マウスに、尾静脈経由で5×1010vg/マウスまたは2.5×1012vg/マウスどちらかの合理的ポリプロイドベクターAAV8-Luc(親対照)、AAV8-8-rh10-Luc、AAV8-8-rh74-LucおよびAAVrh10-Luc(親対照)ウイルス(n=4)を、静脈内(iv)注射した。1匹の追加の食塩水注射マウスを、各群(n=7)において陰性対照として使用した。ベクターを製剤用緩衝液(FB;10mMリン酸塩、2.7mM KCl、350mM NaCl、5%ソルビトール、0.001%プルロニック(登録商標)F68、pH7.4)で希釈した。ビヒクル(FB)を施した1匹の追加のマウスを、各群に陰性対照として含めた。
in vivo期の取扱い:動物の全身の状態、体位、交流する能力、および刺激に対する応答を観察した。あらゆる異常を記録した。研究中はマウスの体重を毎週モニターした(データ未記載)。ルシフェラーゼ測定前に、キシラジン(xylacine)(Rompun(登録商標)20mg/mL、Bayer Animal Health GmbH)と混合したケタミン(Ketamidor(登録商標)100mg/mL、Richter Pharma AG)の、ケタミン75mg/kgおよびキシラジン15mg/kgの用量での、腹腔内注射で、動物を麻酔した。
注射の1週間後、D-ルシフェリン基質(Nanolight Pinetop、Ariz.)のi.p.注射後にXenogen IVIS Lumina(Caliper Lifesciences、Waltham、Mass.)を使用してルシフェラーゼ発現をイメージングした。Living Image(PerkinElmer、Waltham、Mass.)を使用して、生物発光画像を解析した。示されている時点でマウスをイメージングした。
次に、マウスの脳、脊髄および小腸におけるAAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74ハプロイドウイルスの形質導入効率を評価した。AAV8およびAAVrh10ウイルスも、対照として注射した。C57BL/6マウスの用量を3×1010vgの組換えウイルスとともに尾静脈経由で注射し、AAV注射後3日目にイメージングを行った。
導入遺伝子発現
導入遺伝子発現を決定するために、Maxwell(登録商標)16 LEV simplyRNA Cells/Tissue Kit(Promega)を製造業者の使用説明書に従って用いて、組織から全RNAを抽出した。次いで、RNAをDNase Iで処理し、M-MLVレトロトランスクリプターゼ酵素およびランダムプライマーを使用してcDNAに逆転写した。手順をC1000 Touch ThermalCycler(BioRad)で行った。
CFX Connect Real-time SystemにおいてTaqMan Fast Advanced Master Mixを使用する逆転写(RT)-qPCRにより、定量解析を行った。cDNAを、ルシフェラーゼ(Mr03987587_mr)またはマウスgapdhハウスキーピング遺伝子(Mm99999915_g1;両方ともAskbioにより選択され、Thermo Fisher Scientificから購入した)の検出のための特異的アッセイを使用するリアルタイムqPCRにより定量化し、ルシフェラーゼデータの正規化のための参照遺伝子として使用した。2-ΔCt法を使用して、相対定量化を行った。
統計解析。
データを平均±SDとして表した。スチューデントt検定を使用して、全ての統計解析を行った。P値<0.05を、統計的有意差と見なした。
(実施例1)
合理的設計方法論を使用するハプロイドAAV8ビリオンの生成 - 合理的ポリプロイド方法論の応用によるAAV8ベクターからのVP1/VP2と1つのアカゲザルAAV(AAVrh)血清型のみからのVP3とを有するAAV8ハプロイドビリオンを組み立てることによるハプロイドAAV8ベクターからのAAV形質導入の増強
実施例1は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8をVP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すが、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、任意の血清型、例えば、AAV2もしくは本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を置き換えることまたは置換することができることが、本明細書では包含される。
本明細書において、本発明者らは、CNS(および/またはPNS)における形質導入の増強を、AAV8ベクターカプシドからのVP1/VP2と、BBBを横断する代替のもの、例えばrhAAV10もしくはrhAAV74、からのVP3、またはrhAAV10もしくはrhAAV74からの改変VP3タンパク質とを有するハプロイドベクターから達成することができることを、実証する。
異なるAAV血清型からのVP1、VP2およびVP3の生成は、これらの異なるタンパク質を産生するための2つの異なる戦略を提供する。興味深いことに、VPタンパク質は、VP1、VP2およびVP3の配列がオーバーラップしている単一のCAPヌクレオチド配列から翻訳される。
Cap遺伝子は、3つのタンパク質-VP1、VP2およびVP3-をコードする。VP1遺伝子は、VP1、VP2およびVP3タンパク質を含有し、VP2は、VP2およびVP3タンパク質を含有する。したがって、Cap遺伝子は、3つのセグメント、VP1の開始-VP2の開始-VP3の開始-3つ全てのVPタンパク質の終了、を有する。
合理的ハプロイドの実施形態では、Cap遺伝子の調達は、2つの異なるAAV血清型(血清型XまたはY(例えば、表1から選択される任意の血清型、例えばAAV8、について)および血清型Z(AAVrhを含むがこれに限定されない、BBBを横断するAAV血清型について)と名付けた)に端を発するものであり得、3つのCapタンパク質の6つの可能な組合せがある。1つのケースでは、血清型AAV8(またはキメラもしくは他の天然に存在しないAAV8)として同定されたVP1は、AAV8のみからのものであり、血清型Yとして同定されたVP2/VP3は、血清型Yのみからのものであり、VP1の血清型(またはキメラもしくは他の天然に存在しないAAV)とは異なる血清型である。1つのケースでは、VP1とVP2の両方がAAV8のみからのものであり、VP3は、血清型Zのみからのものであり、血清型Zは、BBBを横断するAAV血清型であり、および/または非ヒト霊長類AAV血清型である。AAV8のVP1および血清型ZのVP2/VP3を作出する方法、またはAAV8血清型からのVP1/VP2および血清型ZからのVP3を作出する方法を、本明細書で示す実施例において開示する。1つのケースでは、VP1およびVP3は、第1の血清型のみからのものであり、VP2は、第2の血清型のみからのものである。
表5: 血清型Zが、BBBを横断する任意のAAV血清型であり、または代替的に、アカゲザルAAV血清型(AAVrh)をはじめとする非ヒト霊長類からのものであり、血清型Xが、AAV8でも血清型Zでもない第3のAAV血清型であり、血清型Xが、アカゲザルAAV血清型(AAVrh)である任意のAAV血清型であり得るか、AAV8でも血清型Zでもない、任意の血清型またはキメラもしくは天然に存在しない血清型であり得る、AAV8ハプロイドまたはAAV8ポリプロイドベクターの例示的な組合せ。
一部の実施形態では、AAV8ハプロイドがAAV8からのVP1、VP2またはVP3の少なくとも1つを含む場合には、VP1はAAV8ではなく、次の組合せを表6に示す:
表6: VP1がAAV8でなく、AAV8からのVP1、VP2またはVP3のうちの少なくとも1つを含み、血清型Zが、BBBを横断するまたは代替的に任意のアカゲザルAAV血清型(AAVrh)からのものであり、AAV8ではない、任意の血清型からのものである、例示的なAAV8ハプロイドベクター。
一部の実施形態では、3つのCapタンパク質の6つの可能な組合せがある、3つの異なるAAV遺伝子(AAV8、XおよびZと名付けた)からのCap遺伝子の調達。このケースでは、VP2およびVP3の血清型とは異なるAAV8(またはAAV8のキメラもしくは他の天然に存在しないAAV)から同定されるVP1;VP1およびVP3の血清型とは異なる血清型からのものであり、第2の血清型からのものである、血清型Xとして同定されるVP2;ならびにVP1の血清型およびVP2の血清型とは異なる血清型であり、第3の血清型からのものである、血清型Zとして同定されるVP3の血清型。第1の血清型のVP1、第2の血清型のVP2、および第3の血清型のVP3を作出するための方法を、本明細書で示す実施例において開示する。
表7: AAV8からの少なくとも1つのVPタンパク質を含み、VP1、VP2またはVP3が、各々、異なる血清型からのものであり、血清型Zが、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型であり、AAV8ではない、任意のAAV血清型であり、血清型Xが、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型である、任意のAAV血清型であり得るか、またはAAV8でも血清型Yでもない任意の血清型またはキメラもしくは天然に存在しない血清型であり得る、例示的なAAV8ハプロイドベクター。
ある実施形態では、VP1が、AAV8であり、VP2およびVP3が、第2の血清型Zとして同定された場合、一実施形態では、これは、VP1がAAV8のみからのものであること、ならびにVP2およびVP3が、血清型Zのみからのものであり、血清型Zが、BBBを横断する任意の血清型からのものであることを意味することになると解される。別の実施形態では、VP1がAAV8として同定され、VP2が第2の血清型Xとして同定され、VP3が第3の血清型Zとして同定された場合、一実施形態では、これは、VP1がAAV8のみからのものであること、VP2が血清型Xのみからのものであること、およびVP3が血清型Zのみからのものであることを意味することになると解される。より詳細に下の実施例で説明するように、一実施形態では、2つの異なる血清型を使用してハプロイドベクターを作出するために、AAV8からのVP1のみを発現するAAV8(またはキメラもしくは天然に存在しないAAV)からのVP1のヌクレオチド配列と、第2の血清型のみからのVP2および/もしくはVP3のヌクレオチド配列、または代替的に、第2の血清型のみからのVP2のヌクレオチド配列および第3の血清型のみからのVP3の第2のヌクレオチド配列とを、含めることができよう。一実施形態では、VP1/VP2は、AAV8血清型のみからのものであり、VP3は、第2の血清型、例えば、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型であり、AAV8ではない血清型、のみからのものである。
3つの異なるCap遺伝子のケースでは、3つのAAV血清型からの特定のVPタンパク質のヌクレオチド配列の完全コピーを用いて、ヘルパープラスミドを生成することができる。個々のCap遺伝子は、その特定のAAV血清型(AAV8、XおよびZと名付けた)に関連するVPタンパク質を生成することになる。これらのヌクレオチド配列を、非機能的または不活性化開始部位で、本明細書における実施例3~4において本明細書で開示するように、好ましいVPタンパク質のみの発現を可能にするように改変することができる。
表8: VPタンパク質のヌクレオチド配列を有する単一の構築物。
ある実施形態では、VP1がAAV8として同定され、VP2が第2の血清型Xとして同定され、VP3が第3の血清型Zとして同定された場合、一実施形態では、これは、VP1がAAV8のみからのものであること、VP2が血清型Xのみからのものであること、およびVP3が血清型Zのみからのものであることを意味することになると解される。より詳細に下の実施例で説明するように、そのようなハプロイドベクターを作出することは、AAV8からのVP1のみを発現し、AAV8からのVP2もVP3も発現しない、AAV8からのVP1のヌクレオチド配列と、血清型XのVP2を発現し、血清型XのVP3を発現しない、第2のヌクレオチド配列と、血清型ZのVP3を発現する第3のヌクレオチド配列とを含むことになる。
ある特定の実施形態では、ハプロイドビリオンは、VP1およびVP3カプシドタンパク質のみを含む。一部の実施形態では、ハプロイドは、AAV8からのVP1と、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型であるおよびAAV8ではない、任意の血清型からのVP3とを含む。ある特定の実施形態では、ハプロイドビリオンは、VP1、VP2およびVP3カプシドタンパク質を含む。一部の実施形態では、ハプロイドは、AAV8からのVP1と、BBBを横断するおよび/またはAAV8ではない非ヒト霊長類AAV血清型である、任意の血清型からのVP2および/またはVP3とを含む。
ハプロイドAAV8ビリオンを形成するためのVP1とVP3の様々な組合せについての、またはハプロイドAAV8ビリオンを形成するためのVP1/VP2/VP3の様々な血清型の組合せについての、これらの実施形態の各々において、カプシドタンパク質を発現するヌクレオチド配列が1つまたは複数のベクター、例えばプラスミド、から発現され得ることに、留意されたい。一実施形態では、VP1またはVP2またはVP3を発現する核酸配列をコドン最適化し、その結果、ヌクレオチド配列間の組換えが、特に1つのベクター、例えばプラスミドなど、からの発現時に、有意に低減される。
(実施例2)
合理的ポリプロイド、例えば、AAV8からのVP1/VP2とBBBを横断する血清型および/または非ヒト霊長類AAV血清型からのVP3とを有する合理的ポリプロイドベクターは、AAV形質増入を増強する。
実施例2は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質が、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示されるが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8は、VP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すものであり、当業者は、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を容易に置き換えることまたは置換することができる。
個々の合理的ポリプロイド、例えばハプロイドAAV8ベクター中のどのAAVサブユニットが、AAV8より高度な形質導入の一因となるのかを明らかにするために、異なる構築物を次のように作製した:AAV8 VP1/VP2のみを発現するAAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74、ならびにAAVrh10またはAAVrh74のみからのVP3。これらのプラスミドを使用してハプロイドAAV8ベクターを産生した。例示的な構築物を図1および図28に示す。
尾静脈注射による静脈内投与によるマウス1匹当たり5×1010vgのこれらのハプロイドAAV8ベクターの注射後、生体内分布を、毎週、IVISイメージングにより評価した。ハプロイドAAV8-8-rh74ベクターは、AAV8またはAAVrh10より高度な全身性形質導入を誘導し(図21A~21Dを参照されたい)、したがって、AAV8、AAVrh10と比較してBBBを横断する予想外の能力を示した。
(実施例3)
AAV8および第2の血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)からのAAV8-8-Z合理的ポリプロイドカプシドの作出およびスタートコドンの変異
実施例3は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8は、VP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すものであり、当業者は、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を容易に置き換えることまたは置換することができる。
この例では、合理的ポリプロイドAAV8ビリオン、例えば、ハプロイドAAV8ビリオンを、図1および図28に示されているように2つの異なる血清型のカプシドから組み立てた。この例は、例示的なAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドビリオンの産生を論じる。しかし、当業者は、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型である、任意のAAV血清型からのVP3を、容易に使用することができるであろう。加えて、AAV8 VP2タンパク質を、VP3カプシドタンパク質に使用したものと同じ血清型であることもありまたは異なる血清型であることもある、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型である、任意のAAV血清型の代わりに容易に用いることができよう。
この実験は、ヘルパープラスミドが2つの異なる血清型からのVP1、VP2およびVP3カプシドタンパク質を含むように、AAV8血清型のみからのVP1、VP2およびVP3のヌクレオチド配列をヘルパープラスミドにライゲーションし、第2のAAV血清型(例えば、BBBを横断する、および/または非ヒト霊長類AAV血清型からのものである、AAV血清型)のみからのVP3を、同じまたは異なるヘルパープラスミドにライゲーションする。VP1、VP2およびVP3カプシドタンパク質をコードする第1および第2の血清型ヌクレオチド配列のヘルパープラスミドへのライゲーション前またはライゲーション後のどちらかに、カプシドヌクレオチド配列を、AAV8血清型のみからのVP1およびVP2と第2の血清型のみからのVP3とを備えるように変更する。この例では、AAV8のVP3の2つのACG開始部位を、これらのスタートコドンがAAV8血清型からのVP3カプシドタンパク質のヌクレオチド配列から転写されたRNAの翻訳を開始することができないように、変異させる。具体的には、AAV8ヌクレオチド配列について、2つのATG開始コドンを、アミノ酸置換M203VおよびM211Vに至るようにGTGに変化させ、それによってVP3 AAV8カプシドタンパク質の翻訳および発現を防止する。同様に、一部の実施形態では、ヘルパープラスミドは、他の血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のVP3遺伝子のみを含む。代替実施形態では、第2の血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列において、VP1およびVP2のATG開始部位を、これらのコドンが、VP1およびVP2をコードするRNAの翻訳を開始することができるが、両方のVP3について翻訳を開始することができないように、変異させることができる。したがって、この例では、AAV8血清型のみからの、VP3ではない、VP1およびVP2と、第2の血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のみからの、VP1およびVP2ではない、VP3とを含む、ハプロイドAAV8ビリオンを作出する。
スタートコドンの変異によってハプロイドAAV8ビリオンを作出するこの合理的方法論の技法の応用する中で、VP1およびVP2が、図1および図6に示されているプラスミドから転写されたRNAから翻訳されるように、AAV8のVP3のスタートコドンを、図5に強調して示されているように変異させた。結果として、スタートコドンの変異は、VP1、VP2およびVP3のうちの1つまたは複数の発現をノックダウンする方法を提供する。したがって、この例では、AAV8血清型のみからの、VP3ではない、VP1およびVP2と、第2のAAV血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のみからの、VP1でもVP2でもない、VP3とを含む、ハプロイドAAV8ビリオンを作出する。代表的なハプロイドAAV8ベクターは、例えば、AAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74であり得る。
2つの異なる血清型(AAV8およびAAVrh10またはAAVrh74)からのおよびスプライスアクセプター部位の変異によるAAV8-Y-Zハプロイドカプシドの作出
この例では、ポリプロイドAAVビリオンを2つの異なる血清型のカプシドから組み立てる。ヘルパープラスミドが2つの異なる血清型からのVP1、VP2およびVP3カプシドタンパク質を含むように、AAV8血清型からのVP1、VP2およびVP3のヌクレオチド配列をヘルパープラスミドのみにライゲーションし、第2のAAV血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のみからのVP1、VP2およびVP3を同じまたは異なるヘルパープラスミドにライゲーションする。VP1、VP2およびVP3カプシドタンパク質をコードする第1および第2の血清型ヌクレオチド配列のヘルパープラスミドへのライゲーション前またはライゲーション後のどちらかに、カプシドヌクレオチド配列を、AAV8血清型のみからのVP1と第2のAAV血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のみからのVP2およびVP3とを備えるように変更する。この例では、第1の血清型のヌクレオチド配列を、図1に示されているようにA2スプライスアクセプター部位を変異させることにより変更した。この例では、A2スプライスアクセプター部位を変異させることにより、AAV8からのVP2およびVP3カプシドタンパク質は産生されない。同様に、A1スプライスアクセプター部位を変異させることにより、第2のAAV血清型からのVP1カプシドタンパク質は産生されないが、VP2およびVP3カプシドタンパク質は産生される。したがって、この例では、AAV8血清型のみからの、VP2でもVP3でもない、VP1と、第2のAAV血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のみからの、VP1ではない、VP2およびVP3とを含む、ハプロイドAAV8ビリオンを作出する。代表的なハプロイドAAV8ベクターは、例えば、AAV8-rh10-rh10およびAAV8-rh74-rh74であり得る。
3つの異なる血清型(AAV8;XおよびYにより表される血清型)からのならびにスタートコドンおよびスプライスアクセプター部位の変異によるAAV8-X-Yポリプロイドカプシドの作出
この例では、ポリプロイドAAVビリオンを3つの異なる血清型のカプシドから組み立てる。AAV8血清型のみからのVP1、VP2およびVP3と、第2のAAV血清型(「X」AAV血清型と呼ばれる)のみからのVP1、VP2およびVP3と、第3のAAV血清型(「Z」AAV血清型と呼ばれる;例えば、本明細書でAAVrh10またはAAVrh10により例示される、BBBを横断する血清型)のみからのVP1、VP2およびVP3とのヌクレオチド配列を、ヘルパープラスミドにライゲーションし、その結果、ヘルパープラスミドが、3つの異なる血清型からのVP1、VP2およびVP3カプシドタンパク質の核酸配列を含むように、ヘルパープラスミドを構築する。3つの異なる血清型の各々からのVP1、VP2およびVP3カプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列のヘルパープラスミドへのライゲーション前またはライゲーション後のどちらかに、カプシドヌクレオチド配列を、AAV8血清型のみからのVP1、X AAV血清型のみからのVP2、およびZ血清型のみ(例えば、BBB血清型、AAVrh10またはAAVrh74)からのVP3を備えるように変更する。この例では、AAV8血清型のVP1ヌクレオチド配列を、VP2およびVP3カプシドタンパク質のスタートコドンを変異させることにより変更した。この例では、VP2のACGスタートコドンおよびVP3の2つのATGスタートコドンを、これらのコドンが第1の血清型からのVP2およびVP3カプシドタンパク質のヌクレオチド配列から転写されたRNAの翻訳を開始することができないように、変異させる。同様に、第2のX血清型のVP1およびVP3ヌクレオチド配列を、VP1およびVP3カプシドタンパク質のスタートコドンを変異させることにより変更した。この例では、VP1のATG開始部位およびVP3の2つまたは3つのATGスタートコドンを、これらのコドンがX血清型VP1およびVP3カプシドタンパク質のヌクレオチド配列から転写されたRNAの翻訳を開始することができないように、変異させる。さらに、第3のZ血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)のVP1およびVP2ヌクレオチド配列を、VP1およびVP2カプシドタンパク質のスタートコドンを変異させることにより変更した。この例では、VP1のATGスタートコドンおよびVP2のACGスタートコドンを、これらのコドンが血清型Z(例えば、BBBを横断する血清型、例えば、例示的な血清型AAVrh10またはAAVrh74)からのVP1およびVP2カプシドタンパク質のヌクレオチド配列から転写されたRNAの翻訳を開始することができないように、変異させる。あるいは、ヘルパープラスミドは、第3のZ血清型(例えば、AAVrh10またはAAVrh74)からのVP3をコードする核酸のみを含む。したがって、この例では、AAV8血清型のみからの、VP2でもVP3でもない、VP1と、第2のZ血清型のみからの、VP1でもVP2でもない、VP2と、第3のZ血清型のみ(AAVrh10またはAAVrh74)からのVP1でもVP2でもない、VP3とを含む、ポリプロイドAAVビリオンを作出する。この方法論により産生される代表的なハプロイドAAV8ベクターは、例えば、Xが、任意のAAV血清型、しかし特に、BBBを横断するおよび/または非ヒト霊長類AAV血清型であるAAV血清型、からのVP2タンパク質である、AAV8-X-rh10およびAAV8-X-rh74である。
AAV8合理的ポリプロイド、例えば、2つのプラスミドを使用する2つの異なる血清型からのAAV8ハプロイドカプシドの作出
この例では、AAV8からのVP1/VP2とAAVRh10またはAAVrh74からのVP3とを含むハプロイドAAV8ビリオンを、2つのプラスミドを使用して作出する。Ad初期遺伝子およびRep(例えば、AAV2からの)とともにプラスミド骨格を含むヘルパープラスミドを作出する。このヘルパープラスミドには、AAV8のみからのカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列、およびAAVrh10またはAAVrh74のみからのカプシドタンパク質をコードする別のヌクレオチド配列がライゲーションされている。AAV8のカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列に関して、このヌクレオチド配列は、VP3の翻訳を防止するように変異されたVP3のスタートコドン、および/またはスプライシングを防止するように変異されているA2スプライスアクセプター部位、いずれかを有している。AAVrh10またはAAVrh74のカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列に関して、このヌクレオチド配列は、翻訳を防止するように変異されたVP1およびVP2のスタートコドン、および/またはスプライシングを防止するように変異されているA1スプライスアクセプター部位、いずれかを有しており、またはVP3カプシドタンパク質をコードする核酸配列の一部分のみを含む。2つのITRを有する導入遺伝子をコードするプラスミドとともにヘルパープラスミドを、ATCC番号PTA 13274を有するHEK293細胞系にトランスフェクトする(米国特許第9,441,206号を参照されたい)。ウイルスは上清から精製し、特徴付ける。
3つのプラスミドを使用する2つの異なる血清型からのハプロイドカプシドの作出
この例では、AAV8からのVP1/VP2とAAVrh10またはAAVth74からのVP3とを含むハプロイドAAV8ビリオンを、3つのプラスミドを使用して作出する。Ad初期遺伝子を含む第1のプラスミドを作出する。Rep(例えば、AAV2)とともにプラスミド骨格を含む第2のヘルパープラスミドを作出する。この第2のヘルパープラスミドには、AAV8のみからのカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列、およびAAVrh10またはAAVrh74のみからのカプシドタンパク質をコードする別のヌクレオチド配列がライゲーションされている。AAV8のカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列に関して、このヌクレオチド配列は、翻訳を防止するように変異されたVP3のスタートコドン、および/またはスプライシングを防止するように変異されているA2スプライスアクセプター部位、いずれかを有している。AAVrh10またはAAVrh74のカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列に関して、このヌクレオチド配列は、翻訳を防止するように変異されたVP1およびVP2のスタートコドン、および/もしくはスプライシングを防止するように変異されているA1スプライスアクセプター部位、いずれかを有しており、またはヌクレオチド配列は、AAVrh10もしくはAAVrh74のVP3カプシドタンパク質だけをコードする。2つのITRを有する導入遺伝子をコードするプラスミドとともにヘルパープラスミドを、ATCC番号PTA 13274を有するHEK293細胞系にトランスフェクトする(米国特許第9,441,206号を参照されたい)。
AAV8ハプロイド、例えば、本明細書で例示的なハプロイドAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74が論じられる、本明細書で開示のAAV-8-X-YまたはAAV8-Y-Y、を生成するための他の方法であって、VP1、VP2もしくはVP3のうちのいずれか1つもしくは複数のATGスタートコドンの変異誘発を伴う1、2、3もしくは4つのプラスミドを使用する、またはDNAシャフリングを使用する方法を、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第10,550,405号において開示されているように使用することができる。
(実施例4)
AAV8-8-Rh10およびAAV8-8-rh74合理的ポリプロイドの産生、精製および解析
実施例4は、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8をVP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すが、当業者は、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を容易に置き換えることまたは置換することができる。
本発明者らは、AAV8およびAAVrh10ビリオンの収率および生産と比較して、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの収率を、そのバリアント、例えば、AAV8-8-rh74vv、AAV 8-8-rh10LP2、AAV 8-8-rh74LP2、AAV 8-8-rh74vvLP2の収率も含めて、評価した。図6は、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドからの、ウェスタンブロットにより検出されたVP1、VP2およびVP3タンパク質の発現を示す。産生は、qPCRおよびELISAにより判定して細胞の比生産性により評価し、AAV8-8-rh10生産性がAAV8およびAAVrh10対照に匹敵するが、AAV8-8-rh74が、AAV8-8-rh10および対照と比較して低い生産性レベルであることを実証した。統計学的に有意でない平均値の比較(図8を参照されたい)。親和性クロマトグラフィーおよびアニオン交換クロマトグラフィー(AEX)結果も示した(図9A~9Bを参照されたい)。
AAV8-8-rh10の産生および精製は、AAV8およびAAVrh10対照と同様であり、匹敵する回収率プロファイルであった(図10C)。AAV8-8-rh74産生および精製は、上流の産生ではAAV8およびAAVrh10対照と比較してわずかに低く、下流の単位操作では回収率不良であった(図10Dを参照されたい)。AAV8およびAAVrh10対照は、予想通りに機能した(図10A~10B)。AAV 8-8-rh74LP2は、AAV 8-8-rh10 LP2(6.11E+12vg/ml)より有意に低い生産収率または産生力価(5.02E+09vg/ml)を有した。
CE-SDS法からの結果を、AAV8最終ベクター材料を使用して展開した(図11Bを参照されたい)。6:2:1の比は、何百もの調製/解析を通じてベクターと非常に一致していた。しかし、これらの比は、他の血清型についてはわずかに変化した(AAV9は、9:1:1により近い)(図12Bを参照されたい)。これらの比を合否基準として使用するが、これらの比は、AAV8ハプロイド血清型に限定される。興味深いことに、本発明者らは、これらのAAV8-8-rh74およびAAV8-8-rh10試料におけるVP3タンパク質が小さい前方ピーク(VP3bとしてコールアウトされる)と重なるように移動しているが、VP2およびVP1がAAV8標準と完璧にアラインすることを発見した(図12Aを参照されたい)。
(実施例5)
rh74 VP3最適化 - AAV8-8-rh74vvの産生
実施例5は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8をVP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すが、当業者は、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を容易に置き換えることまたは置換することができる。
前の実施例1~4は、AAV8-8-rh74が、親AAV8と比較してまたはAAV8-8-rh10ハプロイドと比較して低い生産収率を有することを実証したので、本発明者らは、AAVrh74のVP3カプシドタンパク質の配列とAAVrh10のVP3カプシドタンパク質の配列を比較した。図22に示されているように、AAVrh10のVP3タンパク質(配列番号1)とAAVrh74のVP3タンパク質(配列番号3)にはアミノ酸4個の差がある。具体的には、参照配列として配列番号1(AAVrh10 VP3)を使用すると、配列番号1(AAVrh10-VP3)を、AAVrh74のVP3カプシドタンパク質(すなわち、AAVrh74-VP3)についてのアミノ酸配列である配列番号3に変化させるために、次のアミノ酸変化が存在する:Q417N、VV581W、S665NおよびD720E(図23A~23Cおよび図28を参照されたい)。
AAV8-8-rh74ハプロイドベクターは、AAV 8-8-rh10より有意に低い生産収率を有したので、本発明者らは、各変異を個々に評価した。具体的には、本発明者らは、個々のrh74からrh10への(rh74>rh10)アミノ酸改変を行い、AAV8-8-rh74ベクターを、配列番号3のN417Q改変、W581VV改変、N664SまたはE719D改変(AAVrh74からのVP1カプシドタンパク質のアミノ酸配列からの命名法/番号付けを使用する)から選択される1つの改変を含むように変化させ、未改変AAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74ハプロイドカプシドに対する生産倍率を比較した(図29Aを参照されたい)。図29Aに示されているように、VP3 AAVrh74カプシドタンパク質のアミノ酸を、-W581VV変異を有するように変化させることによって、生産収率が、未改変AAV8-8-rh10収率のものと同様に、有意に4倍上昇した。つまり、配列番号3の581位におけるWのVVへの置換は生産収率を有意に上昇させるが、他の変異にはAAV8-8-rh74ハプロイドカプシドの生産収率の上昇に対する有意な効果がなかった。このことを確認するために、本発明者らは、VP3 AAVrh74のアミノ酸の相違をAAVrh10のVP3カプシド(配列番号1)に導入する-具体的には、Q417N、V581del、V582W、S665NおよびD720E置換をAAVrh10のVP3カプシドタンパク質(配列番号1)に導入する、AAVrh10のVP3カプシドタンパク質(配列番号1)における対応するアミノ酸置換(すなわち、VP3rh10>VP3rh74のための個々の改変)を行った。図29Bに示されているように、V581delおよびV582W改変のみが、AAV8-8-rh10ベクターの生産収率を有意に低下させた。このことを、DNaseおよびプロテイナーゼK処理後のqPCR解析によって確認する(図29Cを参照されたい)。一部の代替実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh10 VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh10VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、Q214N、S462N、D517E、V378del、V379W(番号付けは、AAVrh10VP3番号付けに基づく)からなる群から選択される。さらに別の代替実施形態では、合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh10 VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh10VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、Q214N、S462N、D517E、V378del、V379W(番号付けは、AAVrh10VP3番号付けに基づく)の全てから本質的になっている。一部の実施形態では、合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh10 VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh10VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、Q417N、S665N、D720E、V581del、V582W(番号付けは、AAVrh10VP1番号付けに基づく)からなる群から選択される。一部の実施形態では、合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh10 VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh10VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、Q417N、S665N、D720E、V581del、V582W(番号付けは、AAVrh10VP1番号付けに基づく)の全てから本質的になっている。
あるいは、本発明者らは、個々のrh74からrh10への(rh74>rh10)アミノ酸改変を行い、AAV8-8-rh74ベクターを、配列番号3のN214Q改変、378-W379V(もしくは378del-W379VV)改変、N461SまたはE516D改変から選択される1つの改変を(特定のアミノ酸を、VP3 AAVrh10カプシドタンパク質と同様のものに変化させるために)含むように変化させ、未改変AAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74ハプロイドカプシドに対する生産倍率を比較した(図29Aを参照されたい)。つまり、配列番号3の378位におけるWのVVへの置換は生産収率を有意に上昇させるが、他の変異にはAAV8-8-rh74ハプロイドカプシドの生産収率の上昇に対する有意な効果がなかった。このことを確認するために、本発明者らは、VP3 AAVrh74のアミノ酸の相違をAAVrh10のVP3カプシドタンパク質(配列番号1)に導入する-具体的には、Q214N、V378del、V379W、S462NおよびD517E置換をAAVrh10のVP3カプシドタンパク質(配列番号1)に導入する、AAVrh10のVP3カプシドタンパク質(配列番号1)における対応するアミノ酸置換(すなわち、VP3rh10>VP3rh74のための個々の改変)を行った。ここでの番号付けは、AAVrh10 VP3番号付けに基づく。V378delおよびV379W改変のみが、AAV8-8-rh10ベクターの生産収率を有意に低下させた。このことを、DNaseおよびプロテイナーゼK処理後にqPCR解析により確認する(図29Cを参照されたい)。一部の代替実施形態では、本明細書で開示の合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh74 VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh74VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、N214Q、N461S、E516D、W378VV(番号付けは、AAVrh74VP3番号付けに基づく)からなる群から選択される。さらに別の代替実施形態では、合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh74 VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh74VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、N214Q、N461S、E516D、W378VV(番号付けは、AAVrh74VP3番号付けに基づく)の全てから本質的になっている。一部の実施形態では、合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh74 VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh74VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、N417Q、N664S、E719D、W581VV(番号付けは、AAVrh74VP1番号付けに基づく)からなる群から選択される。一部の実施形態では、合理的ポリプロイド集団は、変異AAVrh74VP3タンパク質を含み、この変異AAVrh74VP3は、VP3変異を含み、このVP3変異は、N417Q、N664S、E719D、W581VV(番号付けは、AAVrh74VP1番号付けに基づく)の全てから本質的になっている。それに基づいて、本発明者らは、配列番号3(AAVrh74のVP3カプシドタンパク質)のアミノ酸581位におけるアミノ酸WのVVへの単純な改変が、生産収率を有意に上昇させ、さらに、増大した全身バイオアベイラビリティ、ならびに低減された液性応答および/もしくは抗原性、ならびに/またはin vivoでAAV8中和抗体から逃れる能力を維持することを発見した。したがって、一部の実施形態では、AAV8ハプロイドは、VP3タンパク質が、配列番号2に対応するVP3-AAVrh74カプシドタンパク質(W581がVVに置き換えられている)を含む、AAV8-8-rh74vvハプロイドである。一部の実施形態では、AAV8ハプロイドは、VP3タンパク質が、配列番号2に対応するVP3-AAVrh74カプシドタンパク質(AAV rh74のVP3が、W581がVVに置き換えられている変異、および次の変異の全てを含む:N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736P(番号付けは、AAV rh74 VP1番号付けに基づく))を含むAAV 8-8-rh74 vv LP2ハプロイドである。一部の実施形態では、AAV8ハプロイドは、VP3タンパク質が、配列番号5に対応するVP3-AAVrh10カプシドタンパク質(rh10のVP3が、変異N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R727H、N737Pを含み、番号付けがAAV rh10 VP1番号付けに基づく)を含む、AAV 8-8-rh10 LP2ハプロイドである。AAV8-8-rh74 vv LP2の生産収率は、表9に示すように、AAV 8-8-rh74 LP2より改善され、AAV 8-8-rh10LP2またはAAV8-8-rh10のものに匹敵する。
表9: AAV 8-8-rh10LP2およびAAV 8-8-rh74LP2およびAAV 8-8-rh74vv合理的ポリプロイドベクターの生産収率。
したがって、一部の実施形態では、本明細書で開示されるAAVハプロイドは、少なくとも1つまたは複数のアミノ酸改変を含む改変VP3タンパク質であるrh74 VP3カプシドタンパク質を含み、例えば、AAVrh74 VP3カプシドタンパク質は、配列番号3のアミノ酸581位におけるトリプトファン(WまたはTrp)で2個のバリン(Vまたはval)アミノ酸が置換されている、W581VV改変を含む改変VP3タンパク質である。したがって、一部の実施形態では、AAVハプロイドベクターは、配列番号2のアミノ酸配列、または配列番号2に対して少なくとも85%、もしくは少なくとも90%、もしくは少なくとも95%、もしくは少なくとも98%の配列同一性のアミノ酸配列を有する、VP3カプシドタンパク質を含むAAV8-8-rh74vvハプロイドベクターであって、配列番号2が、W581VV改変を含むrh74vv-VP3カプシドタンパク質のアミノ酸である、AAV8-8-rh74vvハプロイドベクターである。
rh74vv-VP3カプシドタンパク質のアミノ酸を含む配列番号2は、配列番号4の核酸配列によりコードされる。
(実施例6)
in vitroでのAAV8ハプロイドウイルスの特徴付け。
実施例6は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8をVP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すが、当業者は、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を容易に置き換えることまたは置換することができる。
AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの形質導入効率をPro10細胞で評価し、それによって、Pro10細胞に形質導入するハプロイドベクターの能力に差があることが明らかになった:AAV8-8-rh74ハプロイドは、AAV8対照と同様にPro10細胞に形質導入したが、AAVrh10およびAAV8-8-Rh10ベクターは、この細胞系においてAAV8より効率が低く、AAV8-8-Rh10ハプロイドは、AAV8およびAAVRh10のどちらよりも有意に効率が低かった(図13Bを参照されたい)。加えて、GM16095細胞に形質導入するAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの効率(図17B)を評価し、この効率によって、AAV8-8-rh74ハプロイドが、AAV8またはAAVrh10対照よりも有意に効率よくGM16095細胞に形質導入するが、AAVrh10は、このGM16095細胞系においてAAV8より効率が高く、AAV8-8-Rh10ハプロイドは、AAV8およびAAVRh10のどちらよりも有意に効率が低いことが実証された。
(実施例7)
in vivoでのAAV8ハプロイドウイルスの特徴付けは、AAV8ハプロイドウイルスによるCNS形質導入の増加を示す。
実施例7は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8をVP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すが、当業者は、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を容易に置き換えることまたは置換することができる。
上記の通り、ハプロイドウイルスAAV8-8-rh74ハプロイドの形質導入効率は、Pro10細胞またはGM16095細胞系において、AAV親血清型のものより高い。次に、in vitroでのAAV8-8-rh74の高度な形質導入がin vivoでマウスに翻訳されるかどうかを研究した。AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドおよび親ベクター(AAV8およびAAVrh10)を、C57BL/6マウスに(尾静脈注射によって)静脈内注射した。各ウイルスについて合計5×1010vgのベクターをマウスごとに投与した。AAV8と比較して、AAV8-8-Rh74の有意な分布をin vivoで決定し、それはAAV8またはAAVrh10より大きかった(図21A~21D)。
さらに、AAV 8-8-rh10、AAV 8-8-rh74、またはAAV8ゲノムコピー数(qPCRにより測定される)をマウスの脳において測定し、この場合、全てのビリオンを全身投与し、結果は、8-8-rh10と8-8-rh74の両方が有意な脳への形質導入を示すが、脳におけるAAV 8の形質導入が最少であることを示す。
十分に定義されたシステムにおいてBBB hCEMC/D3内皮細胞を使用するin vitro内皮細胞透過性解析では、内皮細胞透過性の有意な増大が、AAV8の内皮細胞透過性と比較してAAV 8-8-th10でまたはAAV 8-8-rh74で観察される。これらの観察は、AAV 8-8-rh10またはAAV 8-8-rh74の合理的ポリプロイド(例えば、合理的ハプロイド)集団がAAV8のBBBを横断する能力より増大されたBBB横断能力を有することを示す。さらに、CNSへのベクターの形質導入効率を評価するために、いくつかの脳領域、脊髄および網膜のGFP免疫組織化学的検査(IHC)および/またはネイティブeGFP蛍光法を行う。AAV 8-8-rh74またはAAV 8-8-rh10は、成人CNS全体への高い効率での形質導入を示す。
別の例では、合理的ポリプロイドAAV 2-2-9を国際特許出願PCT/US2018/022725および米国特許第10,550,405号に記載されているような方法論に従って生成し、これらの参考特許文献の両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。合理的ポリプロイドAAV 2-2-9では、VP1およびVP2は、血液脳関門を横断することができないAAV2血清型からのものであり、VP3は、血液脳関門を効率的に横断することができるAAV9血清型からのものである。結果として得られる合理的ポリプロイドAAV 2-2-9ビリオンは、結果により示される通り血液脳関門を横断することができる。CNS領域において、例えば脳領域において、AAV2のルシフェラーゼ形質導入と比較してAAV 2-2-9で増強されたルシフェラーゼ形質導入(イメージング解析により測定される)が、両方のビリオンを全身投与した場合に観察される。さらに、脳におけるAAV 2-2-9ゲノムコピー数は、AAV2のものより有意に多く、このことにより、両方のビリオンを全身投与したときにAAV 2-2-9は脳においてAAV2の形質導入より有意に高度な形質導入を示すことが確認される。十分に定義されたシステムにおいてBBB hCEMC/D3内皮細胞を使用するin vitro内皮細胞透過性解析では、内皮細胞透過性の有意な増大が、AAV2のものと比較してAAV 2-2-9で観察される。これらの観察は、AAV 2-2-9の合理的ポリプロイド(例えば、合理的ハプロイド)集団がAAV2のBBBを横断する能力より増大されたBBB横断能力を有することを示す。さらに、CNSへのベクターの形質導入効率を評価するために、いくつかの脳領域、脊髄および網膜のGFP免疫組織化学的検査(IHC)および/またはネイティブeGFP蛍光法を行う。AAV 2-2-9は、成人CNS全体への高い効率での形質導入を示す。
注目すべきことに、AAV8-8-Rh74の有意な分布が、背側および腹側像(図21D;図21A~21Cが腹側像)により評価した分布によって実証されるように、CNS領域、例えば、脳および脊髄において同定された。
本明細書で開示される合理的ハプロイドAAVベクターのin vivo生体内分布をさらに評価するために、マウス(n=4/群)に尾静脈経由で2.5E12vg/kgの用量を注射した(図30A)。導入遺伝子発現を、ベクター注射後D28に様々な臓器における転写レベルによって評価した(図30A)。RNA抽出後、導入遺伝子発現レベルをRT-qPCRにより評価した。
図30Bは、AAV8で処置したマウスが脳内にほとんど転写物を有さないことを示し、これは、AAV8がBBBを横断しないことを示す。その一方で、AAV8-8-Rh74は、脳内で検出される多くの転写物をもたらした。投与が静脈内投与であったため、データは、AAV8 VP3をAAVRh74 VP3に置き換えることによって、BBBを横断し、脳を標的とし、本明細書で開示の脳の疾患もしくは障害または中枢神経系(CNS)障害または神経学的疾患の処置に有用である、ハプロイドベクターが得られることを実証する。Rh74もまたBBBを横断する(データ未記載)。同様の結果が、脊髄で検出され、図30Cは、AAV8が脊髄を標的としないことを示す。しかし、AAV8-8-Rh74は、脊髄を標的とする。したがって、図30Cは、AAV8 VP3をAAVRh74 VP3に置き換えることが、脊髄に対するトロピズムを有するハプロイドベクターを生じさせる結果となり、脊髄の疾患もしくは障害または末梢神経系(PNS)障害の処置に有用であることを示す。加えて、図31は、AAV8が小腸を標的としないが、AAV8-8-Rh74が小腸を標的とすることを示す。したがって、図31は、AAV8 VP3をAAVRh74 VP3に置き換えることが、小腸に対するトロピズムを有するハプロイドベクターを生じさせる結果となり、消化管障害または小腸の障害の処置に有用であることを示す。
脳(図30B)、脊髄(図30C)および小腸(図31)において、AAV8もしくはAAVRh10親ベクターまたは食塩水対照と比較して新規ベクターAAV8-8-Rh74で有意性が達成された。AAV8-8-Rh74は、AAV8-8-Rh10より有効にBBBを横断することができ、AAV8-8-Rh10および親ベクターAAV8またはAAVRh10と比較して小腸に形質導入する上でより有効であった。
これらの結果は、AAV8-8-rh74ハプロイドウイルスが、静脈内(または全身)投与時にBBBを横断することができることを実証し、さらに、合理的設計から生じたポリプロイドまたはハプロイドビリオンが、AAV8からのVP1/VP2とAAVrh10またはAAVrh74のどちらかからのVP3とを含む1つの構築物であったことをさらに支持する。
(実施例8)
中和抗体から逃避するハプロイドウイルスAAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74の能力。
実施例8は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、およびBBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からのVP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8をVP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示すが、当業者は、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を容易に置き換えることまたは置換することができる。
血液疾患および盲障害を有する患者においてアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを使用する臨床試験で治療効果を達成した。しかし、AAVカプシド特異的細胞傷害性T細胞(CTL)および中和抗体(Nab)という2つの懸念が、AAVベクター応用の拡大を制限する。低用量のAAVベクターでのAAV形質導入の増強は、カプシド抗原負荷量を減少させる可能性があり、導入遺伝子発現を損なうことなくAAV形質導入標的細胞のカプシドCTL媒介クリアランスを除去することが期待される。現在、12の血清型および100より多くのバリアントまたは変異体が、それらの異なる組織トロピズムおよび形質導入効率に起因して、遺伝子送達用に詳しく調査されている。AAV血清型間のカプシドには適合性があること、およびある血清型の特定のアミノ酸の別のAAVカプシドへの組込みはAAV形質導入を増強することが、実証されている。異なる血清型からの有効なAAV形質導入のための異なる機序を活用することにより、AAVカプシドサブユニットが異なる血清型に由来するモザイクウイルスを使用してin vitroおよびin vivoで増強されたAAV形質導入を達成することができる。AAVベクターとモノクローナル中和抗体の相互作用に関する最近の構造研究は、Nabが1つのビリオン表面のいくつかの異なるサブユニット上の残基に結合することを実証しており、これは、AAVビリオンのサブユニット組み立てを変化させることで、AAV Nab結合部位を除去することができ、ひいてはNab活性から逃避することができることを示唆する。本発明者らは、モザイクAAVベクターがNab活性から逃れることができることを実証した。これらの結果は、AAVカプシドサブユニットの置換には、AAV形質導入を増強する可能性および中和抗体から逃れる能力を増強する可能性があることを示す。
本明細書において、本発明者らは、これらのAAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74vvハプロイドウイルスが、in vitroおよびin vivoでの形質導入効率を向上させること、ならびにさらに、親ベクター免疫化血清からの中和を逃避することを実証する。個々のハプロイドウイルスビリオン各々は、異なるAAV血清型カプシドからの60のサブユニットで構成されている。1つの血清型からの一部のカプシドサブユニットを異なる血清型からの他のカプシドサブユニットに挿入することで、ビリオン表面構造を変化させることができる。大部分のAAVモノクローナル抗体が1つの単一ビリオンの異なるサブユニット上の残基を認識することは、周知である。
Nabから逃避するAAV8-8-rh74ハプロイドの能力。
アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターは、血友病を有する患者および失明している患者における臨床試験での使用に成功している。AAV形質導入を増強し、中和抗体活性から逃避するために有効な戦略の詳しい調査は、それでもやはり不可欠である。以前の研究は、AAV血清型からのカプシドの適合性、および1つのビリオンの異なるカプシドサブユニット上に位置するAAV Nabの認識部位を示した。この研究では、本発明者らは、AAV8-8-rh10およびAAV8-8-rh74ハプロイドカプシドのNab逃避活性、続いて、形質導入を評価した(例えば、図14A~図16および18A~18B、19A~19Bを参照されたい)。これらのハプロイドベクターのトロピズムが、合理的ポリプロイドベクターにおいて変化され得るかどうかを判定するために、ハプロイドウイルスの形質導入の有効性を、ヒトPro10細胞およびGM16095細胞系への形質導入により解析した(図13A~13Bおよび17A~17B)。
したがって、本発明者らは、AAV免疫化マウスからの血清に対するハプロイドAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドウイルスの免疫学的プロファイルを解析した。Nab力価を使用して、ベクター形質導入を阻害する血清の能力を評価した。親ウイルスで処置したマウスから注射後4週間目に血清を収集した。
図18A~18Bは、AAV8-8-Rh74ハプロイドベクターは抗AAV8 NAbから逃避することができたがAAV8-8-rh10ハプロイドベクターはできなかったこと、およびNabの存在下と非存在下でルシフェラーゼ導入遺伝子発現に差が見られなかったことを実証する。加えて、in vitroでPro10細胞へのトランスフェクションから、1/100および1/200濃度での抗血清AAV8(aAAV8)の存在下で評価し、AAV8-8-Rh74ハプロイドベクターは、抗AAV8 NAbから逃避することができたが、AAV8-8-rh10ハプロイドベクターはできなかったこと、およびNabの存在下と非存在下でルシフェラーゼ導入遺伝子発現に差が見られなかったことを実証した(図19A~19B)。
興味深いことには、AAV8免疫化マウスの血清が、AAV8カプシドの組込み量にかかわらず、AAV8およびAAVrh10ウイルスに対して同様の中和活性を有した。
静脈内注射後、ハプロイドウイルスの全てが、親AAVベクターより高度な形質導入(AAV8またはAAVrh10の2~9倍)を誘導し、ハプロイドベクターAAV8-8rh74がこれらのうち最高であった(図21A~21D)。注目すべきことに、ハプロイドベクターAAV8-8-rh74の全身性形質導入は、AAV8の全身性形質導入の4倍を超えていた。加えて、ハプロイドウイルスAAV8-8rh74は、AAV8中和を逃避することができ、AAV8との非常に低いNab交差反応性を有した。中和抗体解析は、AAV8-8rh74ハプロイドベクターが、親血清型で免疫されたマウス血清からの中和抗体活性から逃避することができることを実証した。これらの結果は、アカゲザルAAV血清型(AAVrh)を含むAAV8ハプロイドウイルスが、形質導入を増強する利点およびNab認識から逃れる利点を親血清型から獲得する可能性があり得ることを示す。この戦略は、中和抗体陽性である患者での将来の臨床試験において詳しく調査したいと思う。
NAbから逃避するAAV8-8-rh10LP2およびAAV8-8-rh74LP2の能力
AAV8-8-rh10LP2およびAAV8-8-rh74LP2またはAAV8-8-rh74vvLP2は、AAV rh10またはAAV rh74血清型の中和抗体認識から効率的に逃避することができると予想される。CNSにおける導入遺伝子発現につながる、ルシフェラーゼ導入遺伝子を含むAAVrh10またはAAVrh74を、マウスに静脈内注射する。次いで、マウスに、ルシフェラーゼ導入遺伝子を各々が含む、AAV 8-8-rh10 LP2、AAV 8-8-rh74 LP2、AAV 8-8-rh74vvLP2、AAVrh10、またはAAVrh74のいずれかを注射する。この反復投与では、AAV8-8-rh10LP2、AAV 8-8-rh74 LP2、またはAAV 8-8-rh74vvLP2のみが、CNSにおける形質導入およびルシフェラーゼ発現の成功に至り、これは、AAV8-8-rh10LP2、AAV 8-8-rh74LP2、またはAAV 8-8-rh74vvLP2のみが、rh10またはrh74 AAV血清型に対する中和抗体を逃避することができ、他の群はできないことを支持する。
低減された液性免疫を有するAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74ハプロイドの能力
AAV8ハプロイド、例えばAAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74、の抗原性または能力を、図25に示されているように、ハプロイドベクターを接種したときのマウスにおけるIgGレベルを測定することにより評価した。図25Aは、抗AAV8 IgGレベル(1/1000の血清希釈度)を示し、図25Bは、抗AAV8 IgGレベル(1/5000の血清希釈度)を示し、これらは、例えば、AAV8を注射したマウスと比較して両方のハプロイドベクターを接種したマウスの血清において検出される低下した抗AAV8 IgGレベルにより示される通り、有意に低減された液性応答を示す。AAV8に対する交差反応性は、試験した血清希釈度でAAVrh10を接種したマウスからの血清では見られなかった。図25Cは、抗AAVrh10 IgGレベル(1/1000の血清希釈度)を示し、図25Dは、抗AAVrh10 IgGレベル(1/5000の血清希釈度)を示し、AAVrh10の免疫原性がAAV8より有意に低かったこと、および試験した血清希釈度でAAVrh10を接種したマウスと実験群の残部との間に抗AAVrh10 IgGレベルの有意差が認められなかったことを示す。
結果は、Rh血清型(例えば、AAV8-8-rh10またはAAV8-8-rh74)からのVP3を有するこれらのAAV8ハプロイドベクターを、それらがより低い液性応答を示すので、in vivoでまたは臨床応用に使用することができることを実証する。
(実施例9)
疾患の処置
例えばパーキンソン病、アルツハイマー病、ALSを含む、例えば中枢神経系、心臓、肺、骨格筋および肝臓の、疾患の処置についての以下の実施例9の各々において、そこに記載するAAV8ハプロイドカプシドビリオンであって、指定のAAV血清型を使用して生成され、実施例1の合理的ポリプロイド法を使用して、VP1およびVP2がAAV8からのものであり、VP3のみが、BBBを横断する任意の血清型、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43、または他のアカゲザルAAV(AAVrh)血清型からのものである、ハプロイドカプシドを生成するように生成されるAAV8ハプロイドカプシドビリオン。理論により限定されることを望まないが、実施例9は、任意の順序での、それぞれ、AAV8、BBBを横断する任意の血清型、例えばアカゲザルAAV(AAVrh)血清型、からの、VP1およびVP3カプシドタンパク質、ならびに必要に応じて、AAV8からのVP2カプシドタンパク質、またはアカゲザルAAV(AAVrh)血清型を含むがこれに限定されない、BBBを横断する任意の血清型からのVP2カプシドタンパク質の、例示的な組合せを開示する、説明に役立つ例である。AAVrh10およびAAVrh74カプシドタンパク質を、BBBを横断する(およびAAVrh血清型でもある)例示的な血清型として示すが、これらを、BBBを横断する任意の他の血清型(これらに限定されないが、例えば、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、rAAVrh10、rAAVrh74、rAAVrh39、rAAVrh43または他のAAVrh血清型を含む)からのVP3タンパク質で容易に置き換えることまたは置換することができる。同様に、AAV8がVP1および/またはVP2タンパク質についての例示的血清型として示されているが、AAV8からのVP1および/またはVP2タンパク質で、本明細書において表1で開示する任意の他の血清型を置き換えることまたは置換することができることを想定している。
ハプロイドベクターAAV8-8Rh10またはAAV8-8-rh74の全身性形質導入
次に、実施例1からのハプロイドAAVを、マウス1匹当たり5×1010vgのAAV/lucの用量で静脈内注射した。注射後3週間目に、図21Aに見られるように30秒分の期間、図21Bに見られるように1分露出、または図21Cに示されているように自動露出の、イメージングを行った。図21Dは、IV注射後の4匹のマウスからのデータを、親AAV8またはAAVrh10からのそれと比較した形質導入によって計算した形質導入の増加倍数とともに提供する。
ハプロイドベクターの肝臓形質導入
この実験では、ハプロイドAAV8-8Rh10またはAAV8-8-rh74ベクターを、粒子3×1010の用量で、後眼窩静脈経由で、C57BL6マウスに注射した。イメージングを1週間後に行った。肝臓形質導入を、平均5匹のマウスを代表するデータおよび標準偏差に基づいて定量した。
キメラカプシドタンパク質およびAAVハプロイドウイルスベクター形質導入
上で説明したように、1つだけまたは2つのウイルスVPタンパク質が発現されることになる、カプシドORFの開始コードの変異体を用いて、AAVヘルパープラスミドの一連の構築物を作製する。VP1/2タンパク質が2つの異なる血清型(AAV8およびAAV9)に由来するキメラAAVヘルパー構築物も作製する。これらの構築物は、一群のハプロイドウイルスベクターを生じさせることになり得、マウスにおけるそれらの形質導入の有効性を評価することができる。AAV8のみおよびAAVrh10のみのベクターと比較して増強された形質導入が、血清型8からのVP1/VP2とAAVrh10またはrh74からのVP3とを有するハプロイドベクターから達成されることが判明した。AAV8からのN末端およびAAV9からのC末端を有するキメラVP1/VP2カプシド、ならびにAAVrh10またはrh74からのVP3から作製した、AAVベクターが、よりいっそう高度な形質導入を誘導するかどうかを、さらに評価する。これは、AAV形質導入およびさらにAAVハプロイドベクターを増強する単純で有効な方法があることを実証する。
締めくくりに、本明細書の態様を特定の実施形態に言及することによって強調するが、当業者には、これらの開示される実施形態が、本明細書で開示される主題の原理の説明に役立つものに過ぎないことが容易に分かるであろうことを、理解されたい。それ故、開示される主題は、本明細書に記載される特定の方法論、プロトコールおよび/または試薬などにいかなる点においても限定されないことを、理解されたい。したがって、本明細書の趣旨から逸脱することなく本明細書における教示に従って、開示される主題に様々な修飾もしくは変化を加えることができ、または開示される主題の代替構造を作製することができる。最後に、本明細書で使用される用語法は、特定の実施形態を記載することを目的にしたものに過ぎず、特許請求の範囲によってもっぱら定義される本発明を限定することを意図したものでない。したがって、本発明は、示されているおよび記載されている正にその通りのものに限定されない。
本発明のある特定の実施形態が、本発明を行うための本発明者らが知っている最良の方法を含めて、本明細書に記載されている。当然のことながら、当業者には、上述の説明を読むことで、記載されているこれらの実施形態の変形形態が明らかになるであろう。本発明者は、当業者が必要に応じてそのような変形形態を利用することを予期しており、本発明者らは、本発明が本明細書に具体的に記載されるのとは別の方法で実施されることを視野に入れている。したがって、本発明は、本明細書に添付の特許請求の範囲において述べられる主題のあらゆる修飾形態および均等物を、準拠法により許可される場合、包含する。さらに、本明細書中で別段の指示がない限り、または文脈上別段の明らかな矛盾がない限り、上記実施形態のあらゆる可能な変形形態での任意の組合せを包含する。
本発明の代替実施形態、要素またはステップの群別化を限定と解釈すべきでない。各群の構成員は、個々に言及され、請求項に記載されることもあり、または本明細書で開示される他の群の構成員との任意の組合せで言及され、請求項に記載されることもある。群の1つまたはそれより多くの構成員が、適便性および/または特許性の理由で、群に組入れられることもあり、群から削除されることもあると予想される。何らかのそのような組入れまたは削除が行われた場合、本明細書は、添付の特許請求の範囲において使用される全てのマーカッシュ群の文章化した記述を満たすように修飾された群を含有すると考えられる。
別段の指示がない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用される特徴、事項、量、パラメーター、特性、期間などを表す全ての数は、いかなる場合も、用語「約」によって修飾されていると解されたい。本明細書で使用される場合、用語「約」は、それにより修飾される特徴、事項、量、パラメーター、特性または期間が、述べられている特徴、事項、量、パラメーター、特性または期間の値よりプラスまたはマイナス10パーセント上および下の範囲を包含することを意味する。したがって、そうでない旨の指示がない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲で示される数値パラメーターは、変動し得る近似値である。最低でも、および請求項の範囲への均等論の適用を制限する試みとしてではなく、少なくとも、報告有効桁数に照らして、および通常の丸め技法を適用することにより、各数値表示を解釈されたい。本発明の広い範囲を示す数値範囲および値は、近似値であるものの、特定の例で示す数値範囲および値は、できる限り正確に報告する。しかし、いずれの数値範囲または値も、それらのそれぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じるある程度の誤差を本質的に含む。本明細書における値の数値範囲の記述は、範囲内に入る別々の数値範囲各々に個々に言及するための省略表現法としての役割を果たすことを目的としたものに過ぎない。本明細書中で別段の指示がない限り、数値範囲の個々の値各々は、それが本明細書で個々に述べられているかのごとく本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載される全ての方法は、本明細書中で別段の指示がない限り、または文脈上別段の明らかな矛盾がない限り、任意の好適な順序で行うことができる。本明細書で提供される任意のおよび全ての例、または例示的な言葉(例えば、「~などの」)の使用は、本発明の理解をより容易にすることを意図したものに過ぎず、別様に請求項に記載された本発明の範囲に対して制限を課さない。本発明の実施に不可欠な何らかの請求項不記載要素を示すと解釈すべき言葉は、本明細書中に存在しない。
本明細書で開示される特定の実施形態は、からなるという言葉、またはから本質的になるという言葉を使用してさらに限定されることがある。出願されるときであろうと、補正ごとに加えられるときであろうと、特許請求の範囲において使用される場合、移行句「からなる」は、特許請求の範囲で指定されていない任意の要素、ステップまたは成分を除外する。接続句「から本質的になる」は、請求項の範囲を、指定材料またはステップ、ならびに基本および新規特徴に実質的に影響を与えないものに限定する。そのように請求項に記載される本発明の実施形態は、本質的にまたは明示的に、本明細書に記載され、可能にされる。
本明細書で参照および特定される全ての特許、特許公報、および他の刊行物は、例えば、本発明に関連して使用され得るそのような刊行物に記載されている組成物および方法論を、記載および開示することを目的として、それらの全体が参照により本明細書に個々におよび明示的に組み込まれる。これらの刊行物は、本願の出願日より前のそれらの開示についてもっぱら提供される。このことに関して、先行発明を理由にまたは何らかの他の理由でそのような開示に時間的に先行する権利が本発明者らにないことを認めるものと解釈すべきものは何もない。日付についての記載またはこれらの文献の内容についての表示は全て、本出願人らが入手可能な情報に基づいており、これらの文献の日付または内容の正確さについてのいかなる自認にもならない。
表1: AAV血清型および例示的な公開されている対応するカプシド配列

Claims (56)

  1. 血液脳関門を横断する際の使用に好適な合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、前記合理的ポリプロイドAAVビリオンが、AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方とAAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;
    VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の前記少なくとも一方が、各々、任意のAAV血清型からのものであり、前記VP3ウイルス構造タンパク質が、前記血液脳関門を効率的に横断する、VP1またはVP2の少なくとも一方の前記血清型とは異なる、AAV血清型からのものであり;
    合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団が、全身またはくも膜下腔内投与時に、前記血液脳関門(BBB)を横断することができる、ならびに/または前記BBBの内皮細胞におよび/もしくは前記BBBを横断する血液成分に形質導入することができる、
    合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  2. 前記血液脳関門を横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、前記集団が、前記血液脳関門(BBB)を越える、増強された形質導入活性を示す、請求項1に記載の集団。
  3. 前記VP3ウイルス構造タンパク質が、AAVアカゲザル血清型である、請求項1から2のいずれかに記載の集団。
  4. 前記VP3ウイルス構造タンパク質が、AAV1、AAV6、AAV6.2、AAV7、AAV9、AAVrh10、AAVrh74、AAVrh39、およびAAVrh43からなる群から選択される、前記血液脳関門を効率的に横断する血清型からのものである、請求項1から3のいずれかに記載の集団。
  5. 前記血液脳関門を効率的に横断する能力を欠いている非合理的ポリプロイドAAV粒子と比べて、前記集団が、対象の皮質、線条体、視床、髄質、海馬、小脳および脊髄のうちの1つまたは複数への増強された形質導入を示す、請求項1から4のいずれかに記載の集団。
  6. 前記集団が、髄質神経叢、頸神経叢、胸神経叢、腰神経叢および脈絡叢からなる群から選択されるCNS領域の1つまたは複数においてAAV2と比べて増強された形質導入を示す、請求項1から5のいずれかに記載の集団。
  7. 前記集団が、AAV8と比べて脳微小血管内皮細胞(BMVEC)への増給された結合を示す、請求項1から6のいずれかに記載の集団。
  8. 前記集団が、前記CNSにおける生体内分布を有する、請求項1から7のいずれかに記載の集団。
  9. 前記集団が、少なくとも0.05vg/細胞、0.1vg/細胞、少なくとも0.2vg/細胞、少なくとも0.4vg/細胞、少なくとも0.6vg/細胞、少なくとも0.8vg/細胞、少なくとも1vg/細胞、少なくとも5vg/細胞、少なくとも10vg/細胞、少なくとも20vg/細胞、少なくとも25vg/細胞のまたは好ましくはそれより多いCNS生体内分布を有する、請求項1から8のいずれかに記載の集団。
  10. VP1またはVP2の前記少なくとも一方が、血液脳関門を横断するAAV血清型から選択される、請求項1から9のいずれかに記載の集団。
  11. VP1またはVP2の前記少なくとも一方が、血液脳関門を横断しないAAV血清型から選択される、請求項1から9のいずれかに記載の集団。
  12. VP1またはVP2のその少なくとも一方が、AAVアカゲザル血清型から選択されない、請求項1から11のいずれかに記載の集団。
  13. VP1またはVP2の前記少なくとも一方が、AAVアカゲザル血清型から選択される、請求項1から11のいずれかに記載の集団。
  14. 対象に投与されたとき、前記集団が、前記VP1またはVP2構造タンパク質のサブタイプの親AAVベクターにより惹起される液性応答と比較して低い液性免疫応答を惹起する、請求項1から13のいずれかに記載の集団。
  15. 前記集団が、AAV VP1、VP2またはVP3ウイルス構造タンパク質の親血清型に対する中和抗体から逃れる、請求項1から14のいずれかに記載の集団。
  16. 対象の血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するための方法であって、請求項1から15のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を前記対象に投与するステップを含む方法。
  17. 対象へのAAVの反復投薬のための方法であって、請求項1から16のいずれかからの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を前記対象に投与することにより行われる第1の投与、およびVP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方の親AAV血清型を前記対象に投与することにより行われる第2の投与を含み、
    合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団が、前記VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の前記親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を前記対象において惹起し、
    前記VP1またはVP2の前記少なくとも一方が、Rhesus AAV血清型ではない、
    方法。
  18. 反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、
    AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含む合理的ポリプロイドAAVビリオンを含み;
    VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の前記少なくとも一方が、各々、任意のAAVウイルス血清型からのものであり、前記VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;
    合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団が、前記VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し;
    VP1またはVP2の前記少なくとも一方が、Rhesus AAV血清型からのものではなく、
    前記反復投薬が、合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団の第1の投与、およびVP1構造ウイルスタンパク質またはVP2構造ウイルスタンパク質の親AAV血清型の第2の投与を含む、
    集団。
  19. 合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、
    a. AAV8ウイルス血清型から選択されるVP1およびVP2 AAVウイルス構造タンパク質と、
    b. AAVアカゲザル血清型AAV rh10またはAAVrh74から選択されるVP3と
    を含み、
    対象に投与されたとき、親AAV8血清型により惹起される対応する液性応答と比べて低減された液性応答を惹起する、合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  20. 対象への第1および第2のAAV投与を含む反復投薬のための方法であって、
    請求項1から16または18から19のいずれかからの合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を前記対象に投与することにより行われる第1の投与、および
    VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の親AAV血清型を投与することにより行われる第2の投与
    を含み、
    前記第1の投与が、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の前記親AAV血清型により惹起される対応する液性応答と比較して低減された液性応答を前記対象において惹起し、
    VP1またはVP2が、Rhesus AAV血清型ではない、
    方法。
  21. AAV VP1、VP2またはVP3ウイルス構造タンパク質の親血清型に対する中和抗体から逃れる、請求項18から20のいずれかに記載の集団。
  22. 対象の血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するための方法であって、請求項18から21のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を前記対象に投与するステップを含む方法。
  23. 前記VP3タンパク質が、AAVrh10またはAAVrh74血清型からの変異VP3タンパク質である、前記請求項のいずれかに記載の集団。
  24. 変異AAVrh74 VP3タンパク質が、配列番号2のアミノ酸配列、もしくは配列番号2に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を有し、または前記変異AAVrh74 VP3が、配列番号2の以下の改変:N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのうちの少なくとも1つを含む、請求項23に記載の集団。
  25. 変異AAVrh10 VP3タンパク質が、配列番号5のAAVrh10_VP3核酸と比較してQ214N、S462NおよびD517E変異のうちの少なくとも1つまたは複数を含む配列番号5の核酸によりコードされる、またはQ214N、S462NおよびD517Eから選択される少なくとも1つの変異を含む配列番号5に対して少なくとも85%の配列同一性を有する核酸配列を含む配列番号5の核酸によりコードされる、請求項24に記載の集団。
  26. 前記VP3タンパク質が、配列番号2もしくは3のアミノ酸配列、または配列番号2もしくは配列番号3に対して少なくとも85%の配列同一性を有するタンパク質のアミノ酸配列を含むAAVrh74 VP3タンパク質であり、あるいは配列番号2のN263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、E533K、R726H、N736Pのアミノ酸改変のうちの少なくとも1つを含む、請求項25に記載の集団。
  27. 少なくとも10個のビリオンである、請求項1から26のいずれかに記載のビリオンの実質的に均一な集団。
  28. 5’から3’の方向に、
    a. 第1のプロモーターに動作可能に連結されたAAVrh10 VP3カプシドタンパク質をコードする第1の核酸;
    b. 第1のポリA配列;
    c. repタンパク質をコードする第2の核酸;
    d. AAV8 VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質をコードする第3の核酸であって、第3の核酸配列がAAV8 VP3ウイルス構造タンパク質を発現することができない、第3の核酸;ならびに
    e. 第2のポリA配列
    を含む核酸。
  29. 5’から3’の方向に、
    a. 第1のプロモーターに動作可能に連結されたAAVrh74 VP3カプシドタンパク質をコードする第1の核酸;
    b. 第1のポリA配列;
    c. repタンパク質をコードする第2の核酸;
    d. AAV8 VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質をコードする第3の核酸であって、第3の核酸配列がAAV8 VP3ウイルス構造タンパク質を発現することができない、第3の核酸;および
    e. 第2のポリA配列
    を含む核酸。
  30. a. 前記請求項のいずれかに記載の集団からのAAVビリオン;および
    b. 少なくとも1つの末端反復配列と異種遺伝子とを含む核酸
    を含み、
    前記核酸が、前記AAVビリオンに封入されている、
    ウイルスベクター。
  31. キメラまたは改変ウイルス構造タンパク質を含み、前記改変ウイルス構造タンパク質が、1個または複数個のアミノ酸の挿入、欠失または置換を含む、前記請求項のいずれかに記載の集団。
  32. 親AAV血清型を含むビリオンの実質的に均一な集団と比較して、in vivoで血清中のVP1またはVP2構造タンパク質の親AAV血清型に対する有意に少ない抗AAV IgG抗体を惹起する、請求項27に記載の実質的に均一な集団。
  33. 前記親AAV血清型がAAV8である、請求項32に記載の実質的に均一な集団。
  34. 反復投薬を可能にする合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団であって、
    AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方と、AAV VP3ウイルス構造タンパク質とを含み;
    前記VP1およびVP2ウイルス構造タンパク質が、各々、Rhesus AAV血清型を除く任意のAAVウイルス血清型からのものであり、前記VP3ウイルス構造タンパク質が、アカゲザルAAV血清型から選択され;
    合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団が、前記VP3ウイルス構造タンパク質の親AAVアカゲザル血清型に対する中和抗体から逃れ、
    前記反復投薬が、前記VP3構造タンパク質の前記親AAVアカゲザル血清型の第1の投与、および合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団の第2の投与を含み、
    前記合理的ポリプロイドビリオンの前記VP3構造タンパク質が、AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質VP3である、
    合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  35. 前記AAVアカゲザル変異ウイルス構造タンパク質VP3が、変異AAV rh10 VP3ウイルス構造タンパク質からのものであるか、または変異AAV rh74 VP3ウイルス構造タンパク質からのものである、請求項34に記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  36. 前記変異ウイルス構造タンパク質VP3が、N263、G264、T265、S266T、G268、T270、T274、およびE533からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異を含み、前記アミノ酸位置の全てが、AAV rh10またはAAVrh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する、請求項34から35のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  37. 前記変異が、N263S、G264A、T265S、S266T、G268A、T270del、T274H、およびE533Kからなる群から選択される、請求項36に記載の集団。
  38. 前記変異ウイルス構造タンパク質VP3が、R727およびN737からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異をさらに含み、前記アミノ酸位置の全てが、AAVrh10のネイティブVP1配列番号付けに対応する、請求項34から37のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  39. 前記変異が、R727HおよびN737Pからなる群から選択される、請求項38に記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  40. 前記変異ウイルス構造タンパク質VP3が、R726およびN736からなる群から選択されるアミノ酸に対応するアミノ酸における変異をさらに含み、前記アミノ酸位置の全てが、AAV rh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する、請求項34から37のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  41. 前記変異が、R726HおよびN736Pからなる群から選択される、請求項40に記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  42. 前記変異ウイルス構造タンパク質VP3が、581におけるWに対応するアミノ酸における変異をさらに含み、前記Wが2個の後続のV残基(VV)に置き換えられ、アミノ酸位置の全てが、AAV rh74のネイティブVP1配列番号付けに対応する、請求項41に記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  43. 前記AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質が、表1から選択される任意のAAV血清型である、請求項34から42のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  44. 前記AAV VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質が、AAV8である、請求項34から43のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団。
  45. 血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するために使用するための医薬の製造における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、前記医薬が、請求項1から15、または18から19、21、23から27、31から44のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
  46. 合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団が、AAV8ウイルス血清型から選択されるVP1およびVP2 AAVウイルス構造タンパク質、ならびにAAVアカゲザル血清型AAV rh10またはAAVrh74から選択されるVP3ウイルス構造タンパク質を含む、請求項45に記載の使用。
  47. 合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団が、AAV8ウイルス血清型から選択されるVP1およびVP2 AAVウイルス構造タンパク質、ならびにAAVアカゲザル血清型AAVrh74から選択されるVP3構造タンパク質を含む、請求項45に記載の使用。
  48. 前記医薬が、脳疾患、または脳障害、または神経変性疾患、または神経学的疾患の処置に有用である、請求項45に記載の使用。
  49. 前記医薬が、中枢神経系(CNS)または末梢神経系(PNS)の疾患の処置に有用である、請求項45に記載の使用。
  50. 前記医薬が、脳がんまたは脳のがんを有する対象の処置に有用である、請求項45に記載の使用。
  51. 前記医薬が、アルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)およびドーパミントランスポーター欠損症候群から選択される疾患または障害を有する対象の処置に有用である、請求項45に記載の使用。
  52. 血液脳関門を越えて導入遺伝子を送達するために使用するための合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む医薬の製造における核酸の使用であって、前記核酸が請求項28または29に記載のいずれかを含む、使用。
  53. 第1の医薬の第1の投与および第2の医薬の第2の投与の反復投薬のための方法における使用のための前記第1の医薬および前記第2の医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、前記反復投薬が、請求項1から15または18から19のいずれかからの合理的ポリプロイドAAVビリオンを含む前記第1の医薬の前記第1の投与と、VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の少なくとも一方の親AAV血清型を含む前記第2の医薬の前記第2の投与とを含み、
    合理的ポリプロイドAAVビリオンの前記集団が、前記VP1またはVP2ウイルス構造タンパク質の前記少なくとも一方の前記親AAV血清型により惹起される液性応答と比較して低減された液性応答を惹起し、前記VP1またはVP2が、Rhesus AAV血清型からのものではない、使用。
  54. AAV VP1、VP2またはVP3の親血清型に対する中和抗体から逃れるための医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、前記医薬が、請求項1から15、または18から19、21、23から27、および31から44のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
  55. 小腸への導入遺伝子の送達のための医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、前記医薬が、請求項1から15、または18から19、21、23から27、および31から44のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
  56. 消化管疾患または障害の処置のための医薬の調製における合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団の使用であって、前記医薬が、請求項1から15、または18から19、21、23から27、および31から44のいずれかに記載の合理的ポリプロイドAAVビリオンの集団を含む、使用。
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