JP2024515720A - 筋ジストロフィーを治療するための製品及び方法 - Google Patents
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
DMD遺伝子におけるエクソン6、7、8、又は9のうちのいずれかに変異を有する患者における筋ジストロフィーを治療又は予防するための製品及び方法が提供される。アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどの遺伝子療法ベクター、並びにこれらのベクターを使用して、DMD遺伝子の転写物及びジストロフィンタンパク質の機能的形態の発現を調節又は回復する際にDMDアンチセンス配列を含む核酸を送達する方法が提供される。製品及び方法は、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又はベッカー型筋ジストロフィーなどの筋ジストロフィーを治療、改善、及び/又は予防するために使用される。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2021年4月23日に出願された、米国仮特許出願第63/178,648号の優先利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2021年4月23日に出願された、米国仮特許出願第63/178,648号の優先利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、筋ジストロフィーの治療及び/又は予防のための遺伝子療法の分野に関する。より具体的には、本開示は、DMDエクソン6、7、8、及び/又は9での変異から生じる患者における筋ジストロフィーを治療又は予防するための製品及び方法を提供する。本開示は、アンチセンス媒介性エクソンスキッピングのためのヌクレオチド配列を含む核酸を提供し、フレーム破壊性エクソンをスキップし、リーディングフレームを回復することによって機能性ジストロフィンタンパク質の発現を可能にする。核酸を含む、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどの遺伝子療法ベクター、並びにジストロフィン遺伝子及びタンパク質を発現するためにこれらのベクターを使用する方法が提供される。本製品及び方法は、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又はベッカー型筋ジストロフィーなどの筋ジストロフィーの治療及び/又は予防のために使用される。
配列表の参照による組み込み
本出願は、開示の別個の部分として、コンピュータ可読形式の配列表(ファイル名:56493_SeqListing.txt、20,439バイト、2022年4月22日に作成されたASCIIテキストファイル)を含み、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、開示の別個の部分として、コンピュータ可読形式の配列表(ファイル名:56493_SeqListing.txt、20,439バイト、2022年4月22日に作成されたASCIIテキストファイル)を含み、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
筋ジストロフィー(MD)は、主に随意筋に影響を与える遺伝性変性疾患群である。このグループは、動作を制御する骨格筋の進行性の衰弱及び変性を特徴とする。MDのいくつかの形態は乳児期又は小児期に発症するが、他の形態は中年以降まで現れない場合がある。障害は、筋力低下の分布及び程度(MDのいくつかの形態は心筋にも影響を及ぼす)、発病年齢、進行速度、並びに遺伝形式の点で異なる。
MDは、個人、家族、及びコミュニティに深刻な影響を与える、特定可能な治療のない疾患群である。コストは計り知れない。個人は、自尊心の喪失に関連する感情的な緊張及び低減した生活の質に苦しむ。手足の機能の喪失に起因する極度の身体的困難は、日常生活の動作において苦難をもたらす。家族関係は、経済的損失及び対人関係への課題によって苦しむ。影響を受けた兄弟は身動きがとれないと感じ、配偶者間の争いは、特に、筋ジストロフィーの責任が親パートナーの一方の足元に置かれ得る場合、しばしば離婚につながる。治療法を見つけるための探求の負荷は、多くの場合、人生のあらゆる側面を損ない、試す、生涯にわたる非常に集中した努力となる。家族を超えて、コミュニティは、特殊教育、特殊輸送、並びに再発性気道感染症及び心合併症を治療するための再入院のコストにおける筋ジストロフィー人口のハンディキャップに対応する追加施設の必要性による経済的負荷を負う。経済的責任は、州及び連邦政府機関によって共有され、納税者コミュニティに責任が拡大される。
MDの1つの形態は、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)である。X連鎖変性筋障害であるDMDは、約1:5200の男性出生に影響を及ぼす最も一般的な重度の小児筋ジストロフィーである(非特許文献1)。全身的な筋力低下の症状は、最初に3~5歳で現れ、13歳までに歩行の不能に進行し、典型的には、心筋症又は呼吸不全による死亡が人生の30代までに発生する(非特許文献2、3)。ジストロフィンは、筋線維の側筋膜下領域に局在する大きな(427kDa)多機能タンパク質であり、筋肉収縮によって引き起こされる機械的損傷から肉腫を保護する上で重要な役割を果たし(非特許文献4)、DMD遺伝子によってコードされるが(非特許文献5)、DMDは、そのオープンリーディングフレームを破壊する変異によって引き起こされる。
MDの別の形態は、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)である。BMDは、オープンリーディングフレーム(ORF)を維持する変異から生じる部分的に機能的なジストロフィンタンパク質の存在から生じる、軽度の対立遺伝子障害である(非特許文献6、7)。BMDは、DMDと同様に、体の筋肉を徐々に弱く、小さくする遺伝性疾患である。BMDは、臀部、骨盤、大腿部、及び肩、並びに心臓の筋肉に影響を及ぼすが、DMDほど深刻な問題を引き起こさないことが知られている。様々な部分的に機能するタンパク質をもたらす多様なフレーム内変異のために、BMDは、例えば、10代後半から成人後期までの歩行の不能を伴う、広範な表現型スペクトルを有する。
DMDへの有望な治療アプローチは、DMDの機能的バージョンの置き換え、又はDNA又はプレmRNAレベルでのその修復に基づいている。いずれのアプローチも、部分的に機能するBMD様ジストロフィンの発現につながる、オープンリーディングフレームの回復を目的としている。修飾アデノ随伴ウイルス(AAV)を用いた遺伝子置換試験が報告されているが(非特許文献8~10)、AAVの導入遺伝子のパッケージングのキャパシティは約5kbに制限される。DMD cDNAは11.4kbであるため、現在のウイルスベクターでは、いくつかの内部欠失を有するが、インフレームである、マイクロジストロフィンcDNAのうちの1つを利用する(非特許文献11)。代替的なアプローチとして、プレmRNA内の重要なエクソン定義エレメントに結合するアンチセンス配列を送達することによってmRNAリーディングフレームを復元し、スプライソソームによる特定のエクソンの認識を阻害し、成熟RNAからの標的エクソンの除外をもたらす、というものがある。かかるアンチセンス配列は、アンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)、又はエクソン51のスキッピングを生じさせ得る変異に起因するDMDの治療用にFDAによって承認された最初のかかる治療剤であるエテプリセンなどのホスホロジアミデートモルホリノオリゴマー(PMO)からなることができる(非特許文献12~14)。
DMD遺伝子の特定に続く多くの研究ラインにもかかわらず、治療選択肢は限定される。したがって、DMD遺伝子の1つ以上の変異の治療を含む、DMD及びBMDなどのMDの治療に対するニーズが、当該技術分野に依然として存在する。
Mendell et al.,Ann Neurol 71,304-313(2012)
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Alfano et al.,Medicine(Baltimore)98,e15858(2019)
本開示は、DMD遺伝子のエクソン6、7、8、及び/又は9の1つ以上の変異を有する患者における疾患を予防する、疾患の進行若しくは重症度を遅延する、かつ/又は疾患を治療するための製品及び方法を提供する。より具体的には、本開示は、DMD遺伝子のエクソン6、7、8、及び/又は9のスキッピングを誘導するU7snRNAアプローチを使用する製品及び方法を提供する。
より具体的には、本開示は、DMDエクソン6、7、8、及び/又は9での変異から生じる患者における筋ジストロフィーを治療又は予防するための製品及び方法を提供する。本開示は、アンチセンス媒介性エクソンスキッピングのためのヌクレオチド配列を含む核酸を提供し、フレーム破壊性エクソンをスキップし、リーディングフレームを回復することによって機能性ジストロフィンタンパク質の発現を可能にする。核酸を含む、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターなどの遺伝子療法ベクター、及びこれらのベクターを使用してジストロフィン遺伝子及びタンパク質を発現する方法が提供される。本製品及び方法は、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又はベッカー型筋ジストロフィーなどの筋ジストロフィーの治療及び/又は予防のために使用される。
本開示は、アンチセンス媒介性エクソンスキッピングをもたらし、DMDエクソン6、7、8、及び/又は9の変異に起因する患者における筋ジストロフィーを治療、改善、又は予防するために、ヒトDMD遺伝子のエクソン6、7、及び8のうちの1つ以上を標的とするように設計された、ヌクレオチド配列又はヌクレオチド配列の組み合わせを含む核酸を提供する。
本開示は、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む核酸を提供する:
(a)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、及び
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
(a)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、及び
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
いくつかの態様では、核酸は、少なくとも2つのヌクレオチド配列の組み合わせを含み、組み合わせは、
(i)ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、
(ii)ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列、並びに
(iii)ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列、を含む。
(i)ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、
(ii)ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列、並びに
(iii)ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列、を含む。
いくつかの態様では、核酸は、少なくとも3つのヌクレオチド配列の組み合わせを含み、組み合わせは、ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列を含む。
いくつかの態様では、核酸は、
(a)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、及び
(d)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む。
(a)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、及び
(d)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む。
本開示は、本明細書に記載の核酸のうちのいずれかを含む随伴型組換えアデノウイルス(rAAV)を提供する。いくつかの態様では、rAAVは、rAAV1、rAAV2、rAAV3、rAAV4、rAAV5、rAAV6、rAAV7、rAAV8、rAAV9、rAAV10、rAAV11、rAAV12、rAAV13、rAAV-anc80、rAAVrh.74、rAAVrh.8、rAAVrh.10、又はrAAV-B1である。いくつかの態様では、rAAVは、rAAV9である。いくつかの態様では、rAAVは、自己相補的である。
本開示は、本明細書に記載の核酸のうちのいずれか1つ以上と、担体、希釈剤、賦形剤、及び/又はアジュバントとを含む組成物を提供する。
本開示は、本明細書に記載の任意のベクターと、担体、希釈剤、賦形剤、及び/又はアジュバントとを含む組成物を提供する。いくつかの態様では、ベクターは、AAV又はrAAVである。
本開示は、本明細書に記載の任意のベクターと、担体、希釈剤、賦形剤、及び/又はアジュバントとを含む組成物を提供する。いくつかの態様では、ベクターは、AAV又はrAAVである。
本開示は、筋ジストロフィーの治療、予防、又は改善を必要とする対象においてそれを行う方法を提供し、方法は、対象に、有効量の
(a)本明細書に記載の核酸のうちのいずれか1つ以上、
(b)本明細書に記載の任意のベクター、又は
(c)本明細書に記載の核酸若しくはベクターを含む任意の組成物、を投与するステップを含む。
(a)本明細書に記載の核酸のうちのいずれか1つ以上、
(b)本明細書に記載の任意のベクター、又は
(c)本明細書に記載の核酸若しくはベクターを含む任意の組成物、を投与するステップを含む。
いくつかの態様では、ベクターは、AAV又はrAAVである。いくつかの態様では、rAAVは、rAAV1、rAAV2、rAAV3、rAAV4、rAAV5、rAAV6、rAAV7、rAAV8、rAAV9、rAAV10、rAAV11、rAAV12、rAAV13、rAAV-anc80、rAAVrh.74、rAAVrh.8、rAAVrh.10、又はrAAV-B1である。いくつかの態様では、rAAVは、rAAV9である。いくつかの態様では、rAAVは、自己相補的である。いくつかの態様では、投与することは、全身経路を介する。いくつかの態様では、全身経路は、注射、注入又は移植によるものである。いくつかの態様では、筋ジストロフィーは、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又はベッカー型筋ジストロフィーである。
方法のいくつかの態様では、対象の細胞における機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルは、核酸、rAAV、又は組成物を投与する前の機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルと比較して、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に増加する。
方法のいくつかの態様では、細胞における機能性ジストロフィンの発現は、核酸、rAAV、又は組成物を投与する前及び後に生検した筋肉におけるウェスタンブロット、免疫蛍光、又は免疫組織化学でジストロフィンタンパク質レベルを測定することによって検出される。
方法のいくつかの態様では、血清クレアチニンキナーゼのレベルは、核酸、rAAV、又は組成物を投与する前の血清クレアチニンキナーゼのレベルと比較して、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に低下する。
方法のいくつかの態様では、治療は、対象における改善した筋力、改善した筋機能、改善した可動性、改善したスタミナ、又はそれらの2つ以上の組み合わせをもたらす。
方法のいくつかの態様では、6分間歩行試験、立ち上がり時間試験、上り4歩(ascend 4 steps)試験、上り下り4歩(ascend and descend 4 steps)試験、ノーススター歩行評価(North Star Ambulatory Assessment)(NSAA)、努力肺活量(FVC)試験、10メートル計時試験、100メートル計時試験、ハンドヘルドダイナモメトリー(hand held dynamometry)(HHD)試験、計時アップアンドゴー(Up and Go)試験、粗大動作サブテスト換算(Gross Motor Subtest Scaled)(Bayley-III)スコア、最大等尺性随意収縮試験(MVICT)、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって測定されたとき、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に、対象における筋ジストロフィーの進行が遅延するか、又は対象における筋機能が改善される。
方法のいくつかの態様では、6分間歩行試験、立ち上がり時間試験、上り4歩(ascend 4 steps)試験、上り下り4歩(ascend and descend 4 steps)試験、ノーススター歩行評価(North Star Ambulatory Assessment)(NSAA)、努力肺活量(FVC)試験、10メートル計時試験、100メートル計時試験、ハンドヘルドダイナモメトリー(hand held dynamometry)(HHD)試験、計時アップアンドゴー(Up and Go)試験、粗大動作サブテスト換算(Gross Motor Subtest Scaled)(Bayley-III)スコア、最大等尺性随意収縮試験(MVICT)、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって測定されたとき、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に、対象における筋ジストロフィーの進行が遅延するか、又は対象における筋機能が改善される。
いくつかの態様では、本開示の治療方法は、第2の療法又は併用療法を投与することを更に含む。いくつかの態様では、方法は、グルココルチコイドを投与することを更に含む。
本開示はまた、
(a)本明細書に記載の核酸のうちのいずれか1つ以上、
(b)本明細書に記載の任意のベクター、又は
(c)本明細書に記載の核酸若しくはベクターを含む任意の組成物、の使用を、
筋ジストロフィーの治療のための医薬品の調製のため、又は筋ジストロフィーの治療を必要とするヒト対象における筋ジストロフィーを治療するために提供する。
(a)本明細書に記載の核酸のうちのいずれか1つ以上、
(b)本明細書に記載の任意のベクター、又は
(c)本明細書に記載の核酸若しくはベクターを含む任意の組成物、の使用を、
筋ジストロフィーの治療のための医薬品の調製のため、又は筋ジストロフィーの治療を必要とするヒト対象における筋ジストロフィーを治療するために提供する。
いくつかの態様では、ベクターは、AAV又はrAAVである。いくつかの態様では、rAAVは、rAAV1、rAAV2、rAAV3、rAAV4、rAAV5、rAAV6、rAAV7、rAAV8、rAAV9、rAAV10、rAAV11、rAAV12、rAAV13、rAAV-anc80、rAAVrh.74、rAAVrh.8、rAAVrh.10、又はrAAV-B1である。いくつかの態様では、rAAVは、rAAV9である。いくつかの態様では、rAAVは、自己相補的である。いくつかの態様では、医薬品は、全身経路を介した使用のために設計される。いくつかの態様では、全身経路は、注射、注入又は移植によるものである。いくつかの態様では、筋ジストロフィーは、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又はベッカー型筋ジストロフィーである。
使用のいくつかの態様では、対象の細胞における機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルは、核酸、rAAV、又は組成物を投与する前の機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルと比較して、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に増加する。
使用のいくつかの態様では、細胞における機能性ジストロフィンの発現レベルは、核酸、rAAV、又は組成物の投与前及び投与後に生検した筋肉におけるウェスタンブロット、免疫蛍光、又は免疫組織化学でジストロフィンタンパク質レベルを測定することによって検出される。
使用のいくつかの態様では、血清クレアチニンキナーゼのレベルは、核酸、rAAV、又は組成物を投与する前の血清クレアチニンキナーゼのレベルと比較して、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に低下する。
使用のいくつかの態様では、治療は、対象における改善した筋力、改善した筋機能、改善した可動性、改善したスタミナ、又はそれらの2つ以上の組み合わせをもたらす。
使用のいくつかの態様では、6分間歩行試験、立ち上がり時間試験、上り4歩試験、上り下り4歩試験、ノーススター歩行評価(NSAA)、努力肺活量(FVC)試験、10メートル計時試験、100メートル計時試験、ハンドヘルドダイナモメトリー(HHD)試験、計時アップアンドゴー計時試験、粗大動作サブテスト換算(Bayley-III)スコア、最大等尺性随意収縮試験(MVICT)、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって測定されたとき、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に、対象における筋ジストロフィーの進行が遅延するか、又は対象における筋機能が改善される。
使用のいくつかの態様では、6分間歩行試験、立ち上がり時間試験、上り4歩試験、上り下り4歩試験、ノーススター歩行評価(NSAA)、努力肺活量(FVC)試験、10メートル計時試験、100メートル計時試験、ハンドヘルドダイナモメトリー(HHD)試験、計時アップアンドゴー計時試験、粗大動作サブテスト換算(Bayley-III)スコア、最大等尺性随意収縮試験(MVICT)、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって測定されたとき、核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に、対象における筋ジストロフィーの進行が遅延するか、又は対象における筋機能が改善される。
いくつかの態様では、本開示の使用は、第2の療法又は併用療法を更に含む。いくつかの態様では、使用は、グルココルチコイドを投与することを更に含む。
本開示の他の特徴及び利点は、以下の図面及び詳細な説明の説明から明らかになる。しかしながら、図面、詳細な説明及び実施例は、開示される主題の態様を例示するものの、本開示の趣旨及び範囲内にある様々な変更及び修正がこの図面、詳細な説明及び実施例から当業者にとり明らかとなるため、単なる例示としてのみ与えられることを理解されたい。
本開示の他の特徴及び利点は、以下の図面及び詳細な説明の説明から明らかになる。しかしながら、図面、詳細な説明及び実施例は、開示される主題の態様を例示するものの、本開示の趣旨及び範囲内にある様々な変更及び修正がこの図面、詳細な説明及び実施例から当業者にとり明らかとなるため、単なる例示としてのみ与えられることを理解されたい。
本明細書に記載の製品及び方法は、DMD遺伝子の1つ以上の変異を有する患者における、疾患を予防するため、疾患の進行を遅延させるため、及び/又は筋ジストロフィーを治療するために使用される。より具体的には、本開示は、DMD遺伝子のエクソン6、7、8、及び/又は9のスキッピングを誘導するU7snRNAアプローチを使用する製品及び方法を提供する。
いくつかの態様では、本明細書に記載の製品及び方法は、アクチン結合ドメイン1(ABD1)の第2の部分を欠くジストロフィンの発現を誘導し、ジストロフィンをコードするDMD遺伝子のエクソン6、7、8、及び/又は9に変異を有する患者を治療する。かかる製品及び方法は、より短いジストロフィンタンパク質アイソフォームの発現を強いる。
Garcia及び共同研究者らは、エクソン6及び8の両方を同時にスキッピングすることを可能にするベクターの使用を調査した(US2012/0077860(Garcia)、Bish et al.,Mol.Ther.20(3):580-9,2012、Vulin et al.,Mol.Ther.20(11):2120-33,2012、Barbash et al.,Gene Therapy 20:274-82,2013、及びLe Guiner et al.,Mol.Ther.22(11):1923-35;2014)。かかるベクターは、GRMDイヌモデルにおけるより短いジストロフィン(おそらくデルタCH2タンパク質)の発現を可能にし、骨格筋及び心臓の改善をもたらす。
本開示は、ジストロフィンをコードするDMD遺伝子のエクソン6、7、8、及び/又は9に変異を有する患者を治療するために、ヒトDMD遺伝子におけるエクソン6、7、及び8の各々を標的とするように設計された新規アンチセンス配列を提供する。いくつかの態様では、本開示は、少なくとも2つのアンチセンス配列を含む核酸を含み、各アンチセンス配列は、U7プロモーターが先行する。いくつかの態様では、本開示は、少なくとも3つのアンチセンス配列を含む核酸を含み、各アンチセンス配列は、U7プロモーターが先行する。いくつかの態様では、本開示は、少なくとも3つのアンチセンス配列を含み、各アンチセンス配列は、U7プロモーターが先行し、各アンチセンス配列は、異なるエクソン、例えば、1つの標的化エクソン6、1つの標的化エクソン7、及び1つの標的化エクソン8を標的とする。いくつかの態様では、本開示は、少なくとも2つ又は少なくとも3つ以上のアンチセンス配列を含む構築物の複数コピーを含む。いくつかの態様では、本開示は、かかる構築物の複数のコピーを含むベクターを含み、各構築物は、少なくとも2つ又は少なくとも3つのアンチセンス配列を含む。いくつかの態様では、本開示は、MDの治療、改善、若しくは予防、又はMDの治療での使用のための薬剤の製造における、これらの核酸(及びかかる核酸を含むベクター及び組成物)の方法及び使用を含む。
本開示は、修飾U7小核RNA(U7snRNA)に埋め込まれたアンチセンス標的化配列(以下の表1に示される)及び/又はアンチセンス標的化配列の組み合わせを提供する(Gorman et al.,Proc Natl Acad Sci USA 95,4929-4934(1998))。いくつかの態様では、各アンチセンス配列は、U7プロモーター配列が先行する。これは、アンチセンス配列を分解から保護し、スプライシングが発生する核内に蓄積することを可能にする小核リボソームタンパク質複合体(snRNP)の一部となる(Suter et al.,Hum Mol Genet 8,2415-2423(1999))。いくつかの態様では、下流アンチセンス配列の連続転写を可能にする内部プロモーターを含有するU7snRNAは、広範囲の組織送達のためにAAVに封入される。このアプローチは、インビトロ並びにDMDのマウス及びイヌモデルにおいて有用であることが示されている(Wein et al.,Nature Medicine 20,992-1000(2014)、Goyenvalle et al.,Hum Mol Genet 21,2559-2571(2012)、Barbash et al.,Gene Ther 20,274-282(2013)、Bish et al.,Mol Ther 20,580-589(2012)、Vulin et al.,Mol Ther 20,2120-2133(2012))。したがって、いくつかの態様では、本開示は、DMD遺伝子の変異に起因する疾患又は障害の予防、治療、又は改善のためのかかるU7snRNAを提供する。いくつかの態様では、DMD遺伝子は、ヒトDMD遺伝子である。
U7は、2つの方向:フォワード及びリバースにクローニングすることができる。U7がフォワード方向にあるとき、フォワードアンチセンス配列が使用される。U7がリバース方向にあるとき、リバースアンチセンス配列が使用される。配列中の小文字は、イントロン領域の塩基を表す。配列中の大文字は、エクソン領域の塩基を表す。
本開示は、DMD遺伝子のアンチセンス、U7、及び標的配列を提供する(以下の表2に示される)。
本開示は、アンチセンス標的化配列(以下の表3に示される)の組み合わせを含む核酸を提供する。いくつかの態様では、配列は、修飾U7小核RNA(U7snRNA)に埋め込まれる。以下の表3に示されるかかる構築物は、限定的ではなく、核酸は、配列番号1~20のうちのいずれかに示されるアンチセンス配列、若しくはそれらのバリアント、又は配列番号21~25のうちのいずれかに示されるヌクレオチド配列のうちのいずれかを標的とするアンチセンス配列の他の可能な組み合わせを含む。
したがって、本開示は、表1~3に示される配列のうちのいずれかを含む核酸を提供する。より具体的には、本開示は、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%又は80%の同一性を含むヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%又は80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、又は配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列を含む、核酸を提供する。
いくつかの態様では、本開示は、以下の少なくとも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、又は少なくとも10以上のヌクレオチド配列の組み合わせを含む核酸を提供する:(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%又は80%の同一性を含むヌクレオチド配列、(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%又は80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、又は(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
いくつかの態様では、本開示は、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも約70%、75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸を含む。
いくつかの態様では、本開示は、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも約70%、75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の同一性を有するヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を含む核酸を含む。
いくつかの態様では、本開示は、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列を含む。いくつかの態様では、本開示は、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を含む。いくつかの態様では、本開示は、配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列を含む核酸を含む。
したがって、本開示は、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、並びに配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列を含む、核酸を提供する。
いくつかの態様では、核酸は、少なくとも2つのヌクレオチド配列の組み合わせを含み、組み合わせは、ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列及びヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列と、ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列と、ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列とを含む。いくつかの態様では、核酸は、少なくとも3つのヌクレオチド配列の組み合わせを含み、組み合わせは、ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、及びヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列を含む。いくつかの更なる態様では、核酸は、ヒトDMD遺伝子をエクソン6、7、及び/又は8で標的とする少なくとも4つのヌクレオチド配列、少なくとも5つのヌクレオチド配列、少なくとも6つのヌクレオチド配列、少なくとも7つのヌクレオチド配列、少なくとも8つのヌクレオチド配列、少なくとも9つのヌクレオチド配列、又は少なくとも10以上のヌクレオチド配列の組み合わせを含む。
いくつかの態様では、かかるヌクレオチド配列は、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含む配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%又は80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、及び配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列のうちの1つ以上の任意に組み合わせを含む。
いくつかの態様では、ヌクレオチド配列のかかる組み合わせは、配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%又は80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列を含む。
いくつかの態様では、本開示は、U7プロモーターの制御下にあるかかる核酸を含む。いくつかの態様では、本開示は、U7小核RNA(snRNA)中のかかる核酸の送達を含む。いくつかの態様では、U7プロモーターは、配列番号30又は34に示される配列と少なくとも70%、80%、又は90%の同一性を含むヌクレオチド配列を含む。
いくつかの態様では、本開示は、DMD発現に影響を与える、U-RNAとも一般に称される小核リボ核酸(snRNA)を提供する。snRNAは、真核生物細胞内の細胞核のスプライシング斑点及びカジャール体内に見出される小RNA分子のクラスである。小核RNAは一連の特定のタンパク質に関連しており、複合体は小核リボ核タンパク質(snRNP、しばしば「snurps」と発音される)と称される。各snRNP粒子は、snRNA成分といくつかのsnRNP特異的タンパク質(核タンパク質のファミリーであるSmタンパク質を含む)で構成されている。snRNAは、それらの関連タンパク質とともに、pre-mRNA基質上の特定の配列に結合するリボ核タンパク質複合体(snRNP)を形成する。これらは、RNAポリメラーゼII又はRNAポリメラーゼIIIのいずれかによって転写される。snRNAは、共通の配列特徴及びRNA結合LSmタンパク質などの関連するタンパク質因子の両方に基づいて、しばしば2つのクラスに分類される。SmクラスのsnRNAとして知られる第1のクラスは、U1、U2、U4、U4atac、U5、U7、U11、及びU12で構成されている。SmクラスのsnRNAは、RNAポリメラーゼIIによって転写される。LsmクラスのsnRNAとして知られる第2のクラスは、U6及びU6atacで構成されている。LsmクラスのsnRNAは、RNAポリメラーゼIIIによって転写され、SmクラスのsnRNAとは対照的に、核から決して離れることはない。
いくつかの態様では、本開示は、DMD遺伝子発現を妨げるU7snRNA分子を提供する。U7snRNAは、通常、ヒストンプレmRNA3’末端プロセシングに関与するが、いくつかの態様では、スプライシング調節のための汎用ツールに、又は細胞内で連続的に発現されるアンチセンスRNAとして、変換される[Goyenvalle et al.,Science 306[5702):1796-9(2004)]。更に、遺伝子治療ベクターに埋め込まれると、これらの小RNAは、単回注射後に標的細胞内で恒久的に発現することができる[Levy et al.,Eur.J.Hum.Genet.18(9):969-70(2010)、Wein et al.,Hum.Mutat.31(2):136-42,(2010)、Wein et al.,Nat.Med.20(9):992-1000(2014)]。AAVアプローチを使用した神経筋障害におけるU7snRNAシステムの可能性は、インビボ(AAV.U7)で調査されている[Levy et al.,Eur.J.Hum.Genet.18(9):969-70(2010)、Wein et al.,Hum.Mutat.31(2):136-42(2010)、Wein et al.,Nat.Med.20(9):992-1000(2014)]。デュシェンヌ型筋ジストロフィーのマウスモデルの欠陥RNAを標的とするこのAAV9.U7の単回注射は、心臓及び横隔膜を含む全ての筋肉における疾患の長期的な矯正をもたらす。心臓を標的化する能力は、DM1患者が心臓の異常を示すため、重要である。
いくつかの態様では、DMD阻害性核酸を含むU7snRNA遺伝子をコードするDNAは、ベクター中で送達される。しかしながら、いくつかの他の態様では、かかるDNAは、AAV又は他のベクター中で送達されない。したがって、本開示は、本明細書に記載のアンチセンス構築物をコードするDNAを送達する他の手段を含む。いくつかの態様では、かかる送達には、リポソーム、ナノ粒子、又は化学的トランスフェクションを介した送達が含まれるが、これらに限定されない。化学的トランスフェクションは、リン酸カルシウム、脂質、又はタンパク質複合体によってDNAを導入する。
したがって、本開示のアンチセンス配列は、いくつかの態様では、snRNAによって運ばれ、いくつかの態様では、アデノ随伴ウイルス(AAV)又は組換えAAV(rAAV)などのウイルスベクターを使用して送達される。このアプローチの利点は、アンチセンス配列が、小核リボ核タンパク質(snRNP)複合体内に埋め込まれており、それによって、それを分解から保護し、スプライシングが生じる核内への蓄積を引き起こすことである。更に、遺伝子療法ベクターに埋め込まれると、これらの小RNAは、単回注入後に標的細胞内で恒久的に発現することができる。AAVは、いかなる既知の疾患も引き起こすことなく自然にヒトに感染する小さなウイルスである。そのウイルスは、非常に軽度の免疫応答を誘導し、分裂細胞及び静止細胞の両方に感染することができる。遺伝子治療に使用される改変型は、宿主細胞のゲノムに組み込まれることなく、エピソーム状態で持続する。したがって、AAVベクターは、優れた安全性プロファイルを有し、それらを遺伝子療法にとって非常に魅力的にしている。
本開示は、いくつかの態様では、AAVを利用して阻害性U7snRNAを送達して、DMDアンチセンス配列を送達するが、これは、前mRNA内の重要なエクソン定義エレメントに結合し、スプライソソームによる特異的エクソンの認識を阻害し、成熟RNAから標的エクソンを除外し、ジストロフィンの発現をもたらす。U7snRNAは、通常、ヒストンプレmRNA3’末端プロセシングに関与するが、いくつかの態様では、スプライシング調節のための汎用ツールに、又は細胞内で連続的に発現されるアンチセンスRNAとして、変換される[Goyenvalle et al.,Science 306[5702):1796-9(2004)]。更に、遺伝子治療ベクターに埋め込まれると、これらの小RNAは、単回注射後に標的細胞内で恒久的に発現することができる[Levy et al.,Eur.J.Hum.Genet.18(9):969-70(2010)、Wein et al.,Hum.Mutat.31(2):136-42,(2010)、Wein et al.,Nat.Med.20(9):992-1000(2014)]。AAVアプローチを使用した神経筋障害におけるU7snRNAシステムの可能性は、インビボ(AAV.U7)で調査されている[Levy et al.,Eur.J.Hum.Genet.18(9):969-70(2010)、Wein et al.,Hum.Mutat.31(2):136-42(2010)、Wein et al.,Nat.Med.20(9):992-1000(2014)]。デュシェンヌ型筋ジストロフィーのマウスモデルの欠陥RNAを標的とするこのAAV9.U7の単回注射は、心臓及び横隔膜を含む全ての筋肉における疾患の長期的な矯正をもたらす。心臓を標的化する能力は、DM1患者が心臓の異常を示すため、非常に重要である。
したがって、本開示は、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列又は少なくとも2つのヌクレオチド配列の組み合わせなどのDMDアンチセンス配列の送達のためのU7snRNAを含むAAVベクターの産生及び投与を含む:
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、並びに
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、並びに
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
本開示はまた、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列又は少なくとも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、若しくは少なくとも10以上のヌクレオチド配列の組み合わせなどのDMDアンチセンス配列の送達のためのU7snRNAを含むAAVベクターの産生及び投与を含む:
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、並びに
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、並びに
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
いくつかの態様では、本開示は、単一ベクターに組み合わされた本明細書に記載の様々なアンチセンス配列の1つ以上のコピーを提供する。いくつかの態様では、本開示は、本明細書に記載の様々なアンチセンス配列の1つ以上のコピー、又は単一ベクターに組み合わされた様々なアンチセンス配列の2つ以上、3つ以上、4つ以上、5つ以上、6つ以上、7つ以上、8つ以上、9つ以上、及び10以上の組み合わせを提供する。したがって、本開示は、本開示の核酸又は本開示の核酸の組み合わせを含むベクターを含む。かかるベクターとして、例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)、アデノウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、ウマ随伴ウイルス、アルファウイルス、ポックスウイルス、ヘルペスウイルス、単純ヘルペスウイルス、ポリオウイルス、シンドビスウイルス、ワクシニアウイルス、又は合成ウイルス、例えば、キメラウイルス、モザイクウイルス、又は偽型ウイルス、及び/又は本明細書に開示される1つ以上の核酸を送達するための外来タンパク質、合成ポリマー、ナノ粒子、又は小分子を含むウイルスなどのウイルスベクターが挙げられる。いくつかの態様では、ベクターは、AAVである。したがって、本開示のいくつかの態様では、U7snRNAは、AAVなどのウイルスベクターを介して送達される。
いくつかの態様では、AAVは、rep遺伝子及びcap遺伝子を欠く。いくつかの態様では、AAVは、組換えAAV(rAAV)である。いくつかの態様では、rAAVは、一本鎖AAV(ssAAV)又は自己相補的AAV(scAAV)である。
いくつかの態様では、ウイルスベクターは、AAV1(すなわち、AAV1逆位末端反復(ITR)及びAAV1カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV2(すなわち、AAV2 ITR及びAAV2カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV3(すなわち、AAV3 ITR及びAAV3カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV4(すなわち、AAV4 ITR及びAAV4カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV5(すなわち、AAV5 ITR及びAAV5カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV6(すなわち、AAV6 ITR及びAAV6カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV7(すなわち、AAV7 ITR及びAAV7カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV8(すなわち、AAV8 ITR及びAAV8カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV9(すなわち、AAV9 ITR及びAAV9カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAVrh74(すなわち、AAVrh74 ITR及びAAVrh74カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAVrh.8(すなわち、AAVrh.8 ITR及びAAVrh.8カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAVrh.10(すなわち、AAVrh.10 ITR及びAAVrh.10カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV11(すなわち、AAV11 ITR及びAAV11カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV12(すなわち、AAV12 ITR及びAAV12カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV13(すなわち、AAV13 ITR及びAAV13カプシドタンパク質を含有するAAV)、AAV-anc80、AAVrh.74、AAVrh.8、AAVrh.10、又はAAV-B1などのアデノ随伴ウイルス(AAV)である。
AAVは、複製欠損パルボウイルスであり、その一本鎖DNAゲノムは、145ヌクレオチドの逆位末端反復(ITR)を含み長さが約4.7kbである。例えば、本明細書で上記したように、AAVの複数の血清型が存在する。AAV血清型のゲノムのヌクレオチド配列は既知である。例えば、AAV-1の完全なゲノムは、GenBank受入番号NC_002077に提供されており、AAV-2の完全なゲノムは、GenBank受入番号NC_001401及びSrivastava et al.,J.Virol.,45:555-564{1983)に提供されており、AAV-3の完全なゲノムはGenBank受入番号NC_1829に提供されており、AAV-4の完全なゲノムはGenBank受入番号NC_001829に提供されており、AAV-5ゲノムはGenBank受入番号AF085716に提供されており、AAV-6の完全なゲノムはGenBank受入番号NC_001862に提供されており、AAV-7及びAAV-8ゲノムの少なくとも一部はGenBank受入番号AX753246及びAX753249にそれぞれ提供されており(AAV-8に関する米国特許第7,282,199号及び同第7,790,449号も参照されたい)、AAV-9ゲノムはGao et al,J.Virol.,78:6381-6388(2004)で提供され、AAV-10ゲノムは、Mol.Ther.,13(1):67-76(2006)で提供され、AAV-11ゲノムは、Virology,330(2):375-383(2004)に概説されている。ウイルスDNA複製(rep)、カプシド形成/パッケージング、及び宿主細胞染色体組み込みを指示するCis作用配列は、AAV ITR内に含有される。3つのAAVプロモーター(それらの相対マップ位置に対してp5、p19、及びp40と名付けられる)は、rep及びcap遺伝子をコードする2つのAAV内部オープンリーディングフレームの発現を推進する。単一のAAVイントロンの差異的スプライシング(ヌクレオチド2107及び2227における)と相まって、2つのrepプロモーター(p5及びp19)により、rep遺伝子から4つのrepタンパク質(rep78、rep68、rep52、及びrep40)が産生される。repタンパク質は、最終的にウイルスゲノムの複製に関与する複数の酵素特性を有する。cap遺伝子は、p40プロモーターから発現され、3つのカプシドタンパク質VP1、VP2、及びVP3をコードする。選択的スプライシング及び非コンセンサス翻訳開始部位は、3つの関連カプシドタンパク質の産生に関与する。単一コンセンサスポリアデニル化部位は、AAVゲノムのマップ位置95に位置する。AAVのライフサイクル及び遺伝学は、Muzyczka,Current Topics in Microbiology and Immunology,158:97-129(1992)に概説されている。
AAVは、例えば、遺伝子治療において、外来DNAを細胞に送達するためのベクターとしてそれを魅力的にする固有の特徴を有する。培養中の細胞のAAV感染は非細胞変性であり、ヒト及び他の動物の自然感染はサイレント及び無症候性である。更に、AAVは、多くの哺乳動物細胞に感染し、インビボで多くの異なる組織を標的とする可能性を可能にする。更に、AAVは、緩徐に分裂する細胞及び非分裂細胞を形質導入し、転写的に活性な核エピソーム(染色体外要素)として本質的にそれらの細胞の寿命にわたって存続し得る。AAVプロウイルスゲノムは、プラスミドにおいてクローニングされたDNAとして感染性であり、組換えゲノムの構築を実現可能にする。更に、AAV複製及びゲノムカプシド形成及び組み込みを指示するシグナルが、AAVゲノムのITR内に含有されるために、内部の約4.3kbのゲノム(複製及び構造カプシドタンパク質をコードする、rep-cap)の一部又は全てが、外来DNAで置き換えられてもよい。いくつかの態様では、repタンパク質及びcapタンパク質は、トランスで提供される。AAVの別の重要な特徴は、それが極めて安定かつ頑健なウイルスであることである。これは、アデノウイルスを不活性化するために使用される条件(56°~65℃で数時間)に容易に耐え、AAVの低温保存の重要性を低くする。AAVは、凍結乾燥され得る。最後に、AAV感染細胞は、重感染に対して耐性がない。
いくつかの態様では、本開示のDNAプラスミドは、本開示のrAAVゲノムを含む。DNAプラスミドは、rAAVゲノムの感染性ウイルス粒子への組み立てのために、AAVのヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス、E1欠失アデノウイルス、又はヘルペスウイルス)の感染に許容される細胞に移行される。パッケージングされるAAVゲノム、rep及びcap遺伝子、並びにヘルパーウイルス機能が細胞に提供される、rAAV粒子を産生する技術は、当該技術分野において標準的である。rAAVの産生は、以下の成分、rAAVゲノム、rAAVゲノムから分離した(すなわち、その中に存在しない)AAVrep及びcap遺伝子、並びにヘルパーウイルス機能が、単一細胞(本明細書でパッケージング細胞と表される)内に存在することを必要とする。AAVrep遺伝子は、組換えウイルスが由来し得る任意のAAV血清型に由来してもよく、rAAVゲノムITRとは異なるAAV血清型に由来してもよく、AAV血清型AAV-1、AAV-2、AAV-3、AAV-4、AAV-5、AAV-6、AAV-7、AAV-8、AAV-9、AAV-10、AAV-11、AAV-12、AAV-13、AAV-anc80、AAVrh.74、AAVrh.8及びAAVrh.10が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの態様では、rAAVゲノム内のAAV DNAは、組換えウイルスが由来し得る任意のAAV血清型に由来し、AAV血清型AAV-1、AAV-2、AAV-3、AAV-4、AAV-5、AAV-6、AAV-7、AAV-8、AAV-9、AAV-10、AAV-11、AAV-12、AAV-13、AAV-anc80、AAVrh.74、AAVrh.8、AAVrh.10及びAAV-B1が挙げられるが、これらに限定されない。他のタイプのrAAVバリアント、例えば、カプシド変異を有するrAAVも本開示に含まれる。例えば、Marsic et al.,Molecular Therapy 22(11):1900-1909(2014)に概説されている。上に示される、様々なAAV血清型のゲノムのヌクレオチド配列は、当該技術分野において既知である。同族成分の使用が、特に企図される。偽型rAAVの産生は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO01/83692に開示される。
いくつかの態様では、本開示の組換えAAVゲノムは、ポリヌクレオチド配列に隣接する1つ以上のAAV ITR、例えば、プレmRNAのキーエクソン定義エレメントに結合し、スプライソソームによる特定のエクソンの認識を阻害し、成熟RNAからのDMDの標的エクソンの排除をもたらす1つ以上のアンチセンス配列を含む。したがって、いくつかの態様では、本開示のrAAVゲノムは、例えば、1つ以上のDMDアンチセンス配列をコードするポリヌクレオチドに隣接する1つ以上のAAV ITRを含む。Ambion Inc.(Austin,TX)、Darmacon Inc.(Lafayette,CO)、InvivoGen(San Diego,CA)、及びMolecular Research Laboratories,LLC(Herndon,VA)などの業者は、カスタムで阻害RNA分子を製造する。加えて、市販のキットとして、SILENCER(商標)siRNA構築キット(Ambion Inc.、Austin,TX)又はpsiRNAシステム(InvivoGen、San Diego,CA)などを利用してカスタムでsiRNA分子を製造することが可能である。
したがって、いくつかの態様では、DMD阻害性核酸を含むU7 snRNA遺伝子は、rAAVベクターにクローニングされる。したがって、本開示の態様は、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列又は少なくとも2つのヌクレオチド配列の組み合わせを含む核酸を含むrAAVゲノムを含む:
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、並びに
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、並びに
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
いくつかの態様では、rAAVゲノムは、以下からなる群から選択される少なくとも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、又は少なくとも10以上のヌクレオチド配列の組み合わせを含む核酸を含む:
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、又は
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
(a)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20及び26~29のうちのいずれか1つに示される配列を含むヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、又は
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列。
いくつかの態様では、ウイルスベクターは、偽型AAVであり、1つのAAV血清型からのITRと、異なるAAV血清型からのカプシドタンパク質とを含む。いくつかの態様では、偽型AAVは、AAV2/9(すなわち、AAV2 ITR及びAAV9カプシドタンパク質を含むAAV)である。いくつかの態様では、偽型AAVは、AAV2/8(すなわち、AAV2 ITR及びAAV8カプシドタンパク質を含むAAV)である。いくつかの態様では、偽型AAVは、AAV2/1(すなわち、AAV2 ITR及びAAV1カプシドタンパク質を含むAAV)である。
いくつかの態様では、AAVは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV-anc80、AAVrh74、AAVrh.8、又はAAVrh.10、AAV10、AAV11、AAV12、AAV13、又はAAV-B1からの1つ以上のカプシドタンパク質のキメラを含むカプシドタンパク質などの組換えカプシドタンパク質を含む。他のタイプのrAAVバリアント、例えば、カプシド変異を有するrAAVも本開示に含まれる。例えば、Marsic et al.,Molecular Therapy,22(11):1900-1909(2014)に概説されている。本明細書において上に示されるこれらの様々なAAV血清型のゲノムのヌクレオチド配列は、当該技術分野において既知である。
いくつかの態様では、本明細書に記載のrAAVゲノムを含むDNAプラスミドが提供される。DNAプラスミドは、rAAVゲノムの感染性ウイルス粒子への組み立てのために、AAVのヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス、E1欠失アデノウイルス、又はヘルペスウイルス)の感染に許容される細胞に移行される。パッケージングされるAAVゲノム、rep及びcap遺伝子、並びにヘルパーウイルス機能が細胞に提供される、rAAV粒子を産生する技術は、当該技術分野において標準的である。rAAVの産生は、以下の成分、rAAVゲノム、rAAVゲノムから分離した(すなわち、その中に存在しない)AAVrep及びcap遺伝子、並びにヘルパーウイルス機能が、単一細胞(本明細書でパッケージング細胞と表される)内に存在することを必要とする。AAVrep遺伝子は、組換えウイルスが由来し得る任意のAAV血清型に由来してもよく、rAAVゲノムITRとは異なるAAV血清型に由来してもよく、AAV血清型AAV-1、AAV-2、AAV-3、AAV-4、AAV-5、AAV-6、AAV-7、AAV-8、AAV-9、AAV-10、AAV-11、AAV-12、AAV-13、AAV-B1及びAAVrh74が挙げられるが、これらに限定されない。偽型rAAVの産生は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO01/83692に開示される。
いくつかの態様では、パッケージング細胞が提供される。パッケージング細胞を生成する方法は、AAV粒子の産生に必要な全てのコンポーネントを安定して発現する細胞株を作製することである。レトロウイルスベクターは、レトロウイルスgag、pol、及びenv遺伝子の除去によって作製される。これらは治療的遺伝子に置き換えられる。ベクター粒子を生成するためには、パッケージング細胞が不可欠である。パッケージング細胞株は、カプシド産生及びベクターのビリオン成熟に必要な全てのウイルスタンパク質を提供する。したがって、パッケージング細胞株は、それらがgag、pol及びenv遺伝子を含有するよう作製される。所望の遺伝子をレトロウイルスDNAベクターに挿入し、適切なパッケージング細胞株を維持した後、レトロウイルスベクターを調製することは今や単純な事項である。
例えば、AAVrep及びcap遺伝子を欠くrAAVゲノム、rAAVゲノムから分離したAAVrep及びcap遺伝子、及びネオマイシン耐性遺伝子などの選択可能なマーカーを含むプラスミド(又は複数のプラスミド)が、細胞のゲノムに組み込まれる。AAVゲノムは、GCテーリング(Samulski et al.,1982,Proc.Natl.Acad.S6.USA,79:2077-2081)、制限エンドヌクレアーゼ切断部位を含有する合成リンカーの付加(Laughlin et al.,1983,Gene,23:65-73)、又は直接平滑末端ライゲーション(Senapathy & Carter,1984,J.Biol.Chem.,259:4661-4666)などの手順により細菌プラスミドに導入されている。次いで、パッケージング細胞株を、アデノウイルスなどのヘルパーウイルスに感染させる。この方法の利点は、細胞が選択可能であり、rAAVの大規模産生に好適であることである。好適な方法の他の例は、rAAVゲノム及び/又はrep遺伝子及びcap遺伝子をパッケージング細胞に導入するためのプラスミドではなく、アデノウイルス又はバキュロウイルスを用いる。
したがって、いくつかの態様では、感染性rAAVを産生するパッケージング細胞が更に提供される。パッケージング細胞は、HeLa細胞、293細胞、及びPerC.6細胞(同種293株)などの安定に形質転換されたがん細胞であり得る。別の態様では、パッケージング細胞は、形質転換されたがん細胞ではない細胞、例えば、低継代293細胞(アデノウイルスのE1で形質転換されたヒト胎児腎細胞)、MRC-5細胞(ヒト胎児線維芽細胞)、WI-38細胞(ヒト胎児線維芽細胞)、Vero細胞(サル腎細胞)、及びFRhL-2細胞(アカゲザル胎児肺細胞)である。
いくつかの態様では、パッケージング細胞を生成する方法は、AAV粒子の産生に必要な全てのコンポーネントを安定して発現する細胞株を作製することである。例えば、AAVrep及びcap遺伝子を欠くrAAVゲノム、rAAVゲノムから分離したAAVrep及びcap遺伝子、及びネオマイシン耐性遺伝子などの選択可能なマーカーを含むプラスミド(又は複数のプラスミド)が、細胞のゲノムに組み込まれる。AAVゲノムは、GCテーリング(Samulski et al.,1982,Proc.Natl.Acad.S6.USA,79:2077-2081)、制限エンドヌクレアーゼ切断部位を含有する合成リンカーの付加(Laughlin et al.,1983,Gene,23:65-73)、又は直接平滑末端ライゲーション(Senapathy et al.,1984,J.Biol.Chem.,259:4661-4666)などの手順により細菌プラスミドに導入されている。次いで、パッケージング細胞株を、アデノウイルスなどのヘルパーウイルスに感染させる。この方法の利点は、細胞が選択可能であり、rAAVの大規模産生に好適であることである。好適な方法の他の例は、rAAVゲノム及び/又はrep遺伝子及びcap遺伝子をパッケージング細胞に導入するためのプラスミドではなく、アデノウイルス又はバキュロウイルスを用いる。
rAAV産生の一般的原理は、例えば、Carter,1992,Current Opinions in Biotechnology,1533-539、及びMuzyczka,1992,Curr.Topics in Microbiol.and Immunol.158:97-129)に概説されている。様々なアプローチは、Ratschin et al.,Mol.Cell.Biol.4:2072(1984)、Hermonat et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6466(1984)、Tratschin et al.,Mo1.Cell.Biol.5:3251(1985)、McLaughlin et al.,J.Virol.,62:1963(1988)、及びLebkowski et al.,1988 Mol.Cell.Biol.,7:349(1988).Samulski et al.,J.Virol.,63:3822-3828(1989)、米国特許第5,173,414号、WO95/13365、並びに対応する米国特許第5,658.776号、WO95/13392、WO96/17947、PCT/US98/18600、WO97/09441(PCT/US96/14423)、WO97/08298(PCT/US96/13872)、WO97/21825(PCT/US96/20777)、WO97/06243(PCT/FR96/01064)、WO99/11764、Perrin et al.,Vaccine,13:1244-1250(1995)、Paul et al.,Human Gene Therapy,4:609-615(1993)、Clark et al.,Gene Therapy,3:1124-1132(1996)、米国特許第5,786,211号、米国特許第5,871,982号、米国特許第6,258,595号、及びMcCarty,Mol.Ther.,16(10):1648-1656(2008)に概説されている。前述の文書は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれ、rAAV産生に関する文書の部分を特に強調する。様々なタイプのrAAVの製造及び使用が具体的に企図され、例示される。したがって、組換えAAV(すなわち、感染性カプセル化rAAV粒子)が本明細書に提供される。いくつかの態様では、rAAVのゲノムは、AAVrep遺伝子及びcap遺伝子を欠き、すなわち、rAAVのゲノムのITR間にAAVrep又はcapDNAが存在しない。いくつかの態様では、AAVは、組換え直鎖AAV(rAAV)、一本鎖AAV(ssAAV)、又は組換え自己相補的AAV(scAAV)である。
したがって、本開示は、感染性rAAVを産生するパッケージング細胞を提供する。一態様では、パッケージング細胞は、HeLa細胞、293細胞、及びPerC.6細胞(同種293株)などの安定に形質転換されたがん細胞である。別の態様では、パッケージング細胞は、形質転換されたがん細胞ではない細胞、例えば、低継代293細胞(アデノウイルスのE1で形質転換されたヒト胎児腎細胞)、MRC-5細胞(ヒト胎児線維芽細胞)、WI-38細胞(ヒト胎児線維芽細胞)、Vero細胞(サル腎細胞)、及びFRhL-2細胞(アカゲザル胎児肺細胞)である。
rAAVは、いくつかの態様では、当該技術分野で標準的な方法によって、例えば、カラムクロマトグラフィー又は塩化セシウム勾配によって精製され得る。ヘルパーウイルスからrAAVベクターを精製する方法は、当該技術分野で既知であり、例えば、Clark et al.,Hum.Gene Ther.,10(6):1031-1039(1999)、Schenpp and Clark,Methods Mol.Med.,69 427-443(2002)、米国特許第6,566,118号及びWO98/09657に開示されている。
いくつかの態様では、本開示は、本明細書に記載の核酸又はウイルスベクターなどのベクターを含む組成物を提供する。したがって、本明細書に記載の送達ビヒクル(rAAVなど)を含む組成物が提供される。様々な態様では、かかる組成物はまた、薬学的に許容される担体を含む。様々な態様では、かかる組成物はまた、他の成分、例えば、希釈剤、賦形剤、及び/又はアジュバントを含む。許容される担体、希釈剤、賦形剤、及びアジュバントは、レシピエントに非毒性であり、好ましくは、用いられる投薬量及び濃度では不活性であり、リン酸塩、クエン酸塩、若しくは他の有機酸塩などの緩衝剤;アスコルビン酸などの抗酸化剤;低分子量ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、若しくは免疫グロブリンなどのタンパク質;ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン、若しくはリシンなどのアミノ酸;グルコース、マンノース、若しくはデキストリンを含む、単糖、二糖、及び他の炭水化物;EDTAなどのキレート剤;マンニトール若しくはソルビトールなどの糖アルコール;ナトリウムなどの塩形成対イオン;並びに/又はTween、プルロニック、若しくはポリエチレングリコール(PEG)などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。
滅菌されている注射可能な溶液は、必要な量のrAAVを適切な溶媒に、必要に応じて上に列挙した他の様々な成分とともに組み込み、その後濾過滅菌することによって調製される。一般的に、分散液は滅菌した活性成分を、基礎的な分散媒及び上に列挙されるものからの必要とされる他の成分を含む滅菌ビヒクルへと混合することによって調製される。滅菌されている注射可能な溶液の調製のための滅菌粉末の場合、調製の好ましい方法は、真空乾燥及び凍結乾燥技術であり、それは、活性成分プラス予め滅菌濾過したそれらの溶液からの任意の追加の所望の成分の粉末をもたらす。
本開示の方法で投与されるrAAVの力価は、例えば、特定のrAAV、投与モード、治療目標、標的化された個体、及び細胞型に応じて異なり、当該技術分野における標準の方法によって決定され得る。rAAVの力価は、mL当たり約1×106、約1×107、約1×108、約1×109、約1×1010、約1×1011、約1×1012、約1×1013、約1×1014、約1×1015、約1×1016、又はそれ以上のDNase耐性粒子(DRP)[又はウイルスゲノム(vg)]の範囲であり得る。
いくつかの態様では、投与されるrAAVの用量は、約1.0×1010vg/kg~約1.0×1016vg/kgである。いくつかの態様では、1.0×1010vg/kgはまた、1.0E10vg/kgと指定され、これは単に、科学的表記を示す代替方法である。同様に、1011はE11と同等である。いくつかの態様では、投与されるrAAVの用量は、約1.0×1011vg/kg~約1.0×1015vg/kgである。いくつかの態様では、rAAVの用量は、約1.0×1010vg/kg、約2.0×1010vg/kg、約3.0×1010vg/kg、約4.0×1010vg/kg、約5.0×1010vg/kg、約6.0×1010vg/kg、約7.0×1010vg/kg、約8.0×1010vg/kg、約9.0×1010約1.0×1011vg/kg、約2.0×1011vg/kg、約3.0×1011vg/kg、約4.0×1011vg/kg、約5.0×1011vg/kg、約6.0×1011vg/kg、約7.0×1011vg/kg、約8.0×1011vg/kg、約9.0×1011vg/kg、約1.0×1012vg/kg、約2.0×1012vg/kg、約3.0×1012vg/kg、約4.0×1012vg/kg、約5.0×1012vg/kg、約6.0×1012vg/kg、約7.0×1012vg/kg、約8.0×1012vg/kg、約9.0×1012vg/kg、約1.0×1013vg/kg、約2.0×1013vg/kg、約3.0×1013vg/kg、約4.0×1013vg/kg、約5.0×1013vg/kg、約6.0×1013vg/kg、約7.0×1013vg/kg、約8.0×1013vg/kg、約9.0×1013vg/kg、約1.0×1014vg/kg、約2.0×1014vg/kg、約3.0×1014vg/kg、約4.0×1014vg/kg、約5.0×1014vg/kg、約6.0×1014vg/kg、約7.0×1014vg/kg、約8.0×1014vg/kg、約9.0×1014vg/kg、約1.0×1015vg/kg、約2.0×1015vg/kg、約3.0×1015vg/kg、約4.0×1015vg/kg、約5.0×1015vg/kg、約6.0×1015vg/kg、約7.0×1015vg/kg、約8.0×1015vg/kg、約9.0×1015vg/kg、又は約1.0×1016vg/kgである。
いくつかの態様では、用量は、約1.0×1011vg/kg~約1.0×1015vg/kgである。いくつかの態様では、用量は、約1.0×1011vg/kg~約5.0×1014vg/kgである。いくつかの態様では、用量は、約1.0×1011vg/kg~約1.0×1014vg/kgである。いくつかの態様では、用量は、約1.0×1011vg/kg~約5.0×1013vg/kgである。いくつかの態様では、用量は、約1.0×1011vg/kg~約1.0×1013vg/kgである。いくつかの態様では、用量は、約1.0×1011vg/kg~約5.0×1012vg/kgである。いくつかの態様では、用量は、約1.0×1011vg/kg~約1.0×1012vg/kgである。いくつかの態様では、初回用量の後に第2のより大きい用量が続く。いくつかの態様では、初回用量の後に第2の同じ用量が続く。いくつかの態様では、初回用量の後に、1回以上のより少ない用量が続く。いくつかの態様では、初回用量の後に、同じ用量又はそれ以上の用量の複数の用量が続く。
インビボ又はインビトロで、送達ビヒクル(rAAVなど)を用いて標的細胞を形質導入する方法が企図される。本開示のrAAVを用いた細胞の形質導入は、DMD遺伝子のプレmRNAにおけるキーとなるエクソン定義エレメントに結合するアンチセンス配列の持続的な発現をもたらし、スプライソソームによる特定のエクソンの認識を阻害し、成熟DMD RNAから標的エクソンを除去する。したがって、本開示は、スプライソソームによる特定のエクソンの認識を阻害し、成熟RNAから対象に標的エクソンを除外する、プレmRNAのキーとなるエクソン定義エレメントに結合するアンチセンス配列を発現するrAAV及びrAAVを投与/送達する方法を提供する。いくつかの態様では、対象は、哺乳動物である。いくつかの態様では、哺乳動物は、ヒトである。これらの方法は、本明細書に記載の1つ以上のrAAVで細胞及び組織(筋肉などの組織を含むがこれらに限定されない)を形質導入することを含む。形質導入は、細胞特異的な制御エレメントを含む遺伝子カセットを用いて実施することができる。「形質導入」という用語は、例として、標的細胞によるジストロフィンタンパク質の機能的形態の発現をもたらす本明細書に記載の複製欠損rAAVを介して、インビボ又はインビトロのいずれかでアンチセンス配列を含むu7snRNAの標的細胞への投与/送達を指すために使用される。
インビボ方法は、有効用量又は有効複数用量の、送達ビヒクル(rAAVなど)を含む組成物を、それを必要とする対象(ヒト対象を含む)に投与するステップを含む。したがって、本明細書に記載のrAAVの有効用量(又は本質的に同時に投与される用量、又は間隔を置いて投与される用量)の投与を必要とする対象にそれを行う方法が提供される。用量(複数可)が障害/症状の発症前に投与される場合、投与は予防的である。用量(複数可)が障害/症状の発症後に投与される場合、投与は治療的である。有効用量とは、治療される障害/症状に関連する少なくとも1つの症状を緩和(排除若しくは低減)する、障害/症状の状態の進行を遅延若しくは予防する、障害/症状の状態の進行を遅延若しくは予防する、疾病の程度を軽減する、障害/症状の寛解(部分又は完全)をもたらす、及び/又は生存を延長する用量のことである。
いくつかの態様では、本開示の組成物及び方法は、筋ジストロフィー(MD)などの疾患を治療、改善、又は予防する際に使用される。様々な態様では、かかるMDは、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)である。X連鎖変性筋障害であるDMDは、約1:5200の男性出生に影響を及ぼす最も一般的な重度の小児筋ジストロフィーである(Mendell et al.,Ann Neurol 71,304-313(2012))。全身的な筋力低下の症状は、最初に3~5歳で現れ、13歳までに歩行の不能に進行し、典型的には、心筋症又は呼吸不全による死亡が人生の30代までに発生する(Passamano et al.,Acta Myol 31,121-125(2012)、Duchenne,The Pathology of Paralysis with Muscular Degeneration(Paralysie Myosclerotique),or Paralysis with Apparent Hypertrophy.Br Med J 2,541-542(1867))。ジストロフィンは、筋線維の側筋膜下領域に局在する大きな(427kDa)多機能タンパク質であり、筋肉収縮によって引き起こされる機械的損傷から肉腫を保護する上で重要な役割を果たし(Petrof et al.,Proc Natl Acad Sci USA 90,3710-3714(1993))、DMD遺伝子によってコードされるが(Juan-Mateu et al.,PLoS One 10,e0135189(2015))、DMDは、そのオープンリーディングフレームを破壊する変異によって引き起こされる。他の様々な態様では、かかるMDは、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)である。部分的に機能的なジストロフィンタンパク質の存在は、オープンリーディングフレーム(ORF)を維持する変異とともに生じ、より軽度の対立遺伝子障害BMDをもたらす(Wein et al.,Nature Medicine 20,992-1000(2014);Monaco,Trends Biochem Sci 14,412-415(1989))。BMDは、DMDと同様に、体の筋肉を徐々に弱く、小さくする遺伝性疾患である。BMDは、臀部、骨盤、大腿部、及び肩、並びに心臓の筋肉に影響を及ぼすが、DMDほど深刻な問題を引き起こさないことが知られている。様々な部分的に機能するタンパク質をもたらす多様なフレーム内変異のために、BMDは、例えば、10代後半から成人後期までの歩行の不能を伴う、広範な表現型スペクトルを有する。
病理学的DMD又はBMD変異を有することが知られている家族において、本開示の方法は、様々な態様では、疾患を予防する方法であり、それらは疾患の発症前に実施される。他の様々な態様では、本開示の方法は、診断後に実施され、したがって、疾患の治療又は改善方法である。
分子的、生化学的、組織学的、及び機能的転帰尺度は、方法の治療的有効性を実証する。転帰尺度は、例えば、Dyck and Thomas,Peripheral Neuropathy,Elsevier Saunders,Philadelphia,PA,4thEdition,Volume 1(2005)のチャプター32、35、及び43、並びにBurgess et al.,Methods Mol.Biol.,602:347-393(2010)に概説されている。転帰尺度としては、成熟RNAからの標的エクソンの排除、影響を受ける組織における変異体DMD mRNA又はタンパク質の減少又は除去、並びにジストロフィンの機能的形態の発現のうちの1つ以上が挙げられるが、これらに限定されない。細胞内の機能性ジストロフィンの発現は、rAAVの投与前及び投与後に生検した筋肉中のウェスタンブロット、免疫蛍光、又は免疫組織化学を含むがこれらに限定されない、当該技術分野で既知の方法によってジストロフィンタンパク質レベルを測定して、改善を判定することによって検出される。
いくつかの態様では、対象の細胞における機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルは、rAAVの投与前の機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルと比較してrAAVの投与後に増加する。いくつかの態様では、ジストロフィンの機能的形態の発現は、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、少なくとも約100%、又は少なくとも約100%超増加する。様々な態様では、改善した筋力、改善した筋機能、及び/又は改善した可動性及びスタミナは、少なくとも約2%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約98%、少なくとも約99%、少なくとも約100%、又は少なくとも約100%超の改善を示す。
他の転帰尺度としては、治療前後の対象の血清クレアチニンキナーゼ(CK)のレベルを測定することが挙げられる。CKレベルの上昇は、筋肉損傷の顕著な特徴である。デュシェンヌ型患者では、CKレベルは正常範囲(出生以来の正常レベルの10~100倍)を超えて顕著に増加する。血液サンプル中のCKレベルが上昇している場合、通常は筋肉が筋ジストロフィー又は炎症などの異常なプロセスによって崩壊していることを意味する。したがって、本開示の方法による治療のための陽性の治療的転帰は、rAAVの投与前の血清クレアチニンキナーゼのレベルと比較して、rAAVの投与後の血清クレアチニンキナーゼのレベルが低下することである。
他の転帰尺度は、治療後の対象において、改善した筋力、改善した筋機能、改善した可動性、改善したスタミナ、又はそれらの2つ以上の組み合わせがあるか否かを判定することを含む。かかる転帰尺度は、対象の筋ジストロフィーの進行を判定する上で重要であり、当該技術分野で既知の様々な試験によって測定される。これらの試験のいくつかとして、6分間歩行試験、立ち上がり時間試験、上り4歩試験、上り下り4歩試験、ノーススター歩行評価(NSAA)試験、10メートル計時試験、100メートル計時試験、ハンドヘルドダイナモメトリー(HHD)試験、計時アップアンドゴー試験、粗大動作サブテスト換算(Bayley-III)スコア、最大等尺性随意収縮試験(MVICT)、又はそれらの2つ以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
併用療法も本開示によって企図される。本明細書で使用する組み合わせは、同時治療又は連続治療を含む。本明細書に記載の方法と標準的な医療的処置及びサポーティブケアとの組み合わせ、並びにグルココルチコイドなどの治療法との組み合わせが具体的に企図される。全てのタイプのグルココルチコイドは、本明細書に開示される併用療法での使用のために含まれる。かかるグルココルチコイドとしては、プレドニゾン、プレドニゾロン、デキサメタゾン、デフラザコート、ベクロメタゾン、ベタメタゾン、ブデソニド、コルチゾン、ヒドロコルチゾン、メチルプレドニゾロン、及びトリアムシノロンが挙げられるが、これらに限定されない。
有効用量の本開示の核酸、ウイルスベクター、又は組成物の投与は、筋肉内、非経口、血管内、静脈内、経口、口腔、鼻腔、肺、頭蓋内、脳室内、髄腔内、骨内、直腸又は膣を含むが、これらに限定されない、当該技術分野における標準的な経路により行い得る。いくつかの態様では、有効用量は、全身的な投与経路、すなわち、全身投与によって送達される。全身投与は、体全体が影響を受けるように循環器系に投与する経路である。かかる全身投与は、様々な態様では、経腸投与(胃腸管を介した薬物の吸収)を介して、又は非経口投与(一般に、注射、注入、又は移植)を介して行われる。様々な態様では、有効用量は、経路の組み合わせによって送達される。例えば、様々な態様では、有効用量は、静脈内及び/又は筋肉内、又は静脈内及び脳室内などで送達される。いくつかの態様では、有効用量は、順に、又は連続して送達される。いくつかの態様では、有効用量は、同時に送達される。様々な態様では、本開示のrAAVのAAVコンポーネント(特に、AAV ITR及びカプシドタンパク質)の投与経路及び血清型は、治療される疾患又は障害の状態又は状態、対象の状態、状態、又は年齢、並びに核酸又はタンパク質を発現する標的細胞/組織を考慮して、当業者によって選択及び/又はマッチングされる。
特に、本開示の送達ビヒクル(rAAVなど)の実際の投与は、送達ビヒクル(rAAVなど)を動物の標的組織に輸送するであろう任意の物理的方法を使用することによって達成され得る。投与には、筋肉、血流、及び/又は神経系若しくは肝臓に直接注射することが含まれるが、これらに限定されない。単純にリン酸塩緩衝生理食塩水にrAAVを再懸濁させることは、筋肉組織発現に有用なビヒクルを提供するために十分であることが実証されており、担体又はrAAVと共投与することができる他の成分に既知の制限はない(しかしながら、DNAを分解する組成物は、rAAVを伴う通常の方法では回避されるべきである)。rAAVのカプシドタンパク質は、rAAVが神経などの目的の特定の標的組織に標的化されるように修飾され得る。例えば、本開示が参照により本明細書に組み込まれるWO02/053703を参照されたい。薬学的組成物は、注射可能な製剤として、又は経皮輸送によって筋肉に送達される局所製剤として調製され得る。筋肉内注射及び経皮輸送の両方のための多数の製剤が先行して開発されており、本開示を実施する際に使用され得る。送達ビヒクル(rAAVなど)は、投与及び取り扱いを容易にするために、任意の薬学的に許容される担体とともに使用することができる。
送達ビヒクル(rAAVなど)の分散液は、グリセロール、液体ポリエチレングリコール、及びそれらの混合物中で、並びに油中で調製することができる。通常の保存状態及び使用下においては、これらの製剤は、微生物の増殖を防止するために保存剤を含む。これに関連して、用いられる滅菌水性媒体は、全て当該技術分野における標準的な技法によって容易に入手可能である。
注射可能な使用に好適な薬学的形態は、滅菌水溶液又は分散液、及び滅菌注射可能溶液又は分散液の即時調製用の滅菌粉末を含む。全ての場合において、この形態は、滅菌でなければならず、容易なシリンジ注射可能性(syringeability)である程度に流動的でなければならない。製造及び貯蔵の条件下で安定していなければならず、細菌及び真菌などの微生物の汚染作用に対して保護されなければならない。担体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコール、ソルビトールなど)、それらの好適な混合物、及び植物油を含む、溶媒又は分散媒体とすることができる。適切な流動性は、レシチンなどのコーティングの使用によって、分散液の場合には、必要な粒子サイズの維持によって、及び界面活性剤の使用によって維持することができる。微生物の作用の防止は、様々な抗菌剤及び抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサールなどによってもたらされ得る。多くの場合、等張剤、例えば、糖又は塩化ナトリウムを含むことが好ましいであろう。注射可能な組成物の持続吸収は、吸収を遅延させる薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンの使用によってもたらされ得る。
滅菌されている注射可能な溶液は、必要な量のrAAVを適切な溶媒に、必要に応じて上に列挙した他の様々な成分とともに組み込み、その後濾過滅菌することによって調製される。一般的に、分散液は滅菌した活性成分を、基礎的な分散媒及び上に列挙されるものからの必要とされる他の成分を含む滅菌ビヒクルへと混合することによって調製される。滅菌されている注射可能な溶液の調製のための滅菌粉末の場合、調製の好ましい方法は、真空乾燥及び凍結乾燥技術であり、それは、活性成分プラス予め滅菌濾過したそれらの溶液からの任意の追加の所望の成分の粉末をもたらす。
本開示はまた、本開示の核酸、ベクター、又は組成物を含む、又は本開示のプロセスに従って製造されるキットを提供する。本開示の文脈において、「キット」という用語は、2つ以上のコンポーネントを意味し、そのうちの1つが本開示の核酸、ベクター、又は組成物に対応し、他方が容器、レシピ、説明書などに対応する。したがって、キットは、様々な態様で、特定の目標を達成するのに十分な一連の製品であり、単一のユニットとして販売され得る。
キットは、核酸、ベクター、又は本開示の組成物を含有する任意の適切な形状、サイズ、及び材料の1つ以上のレシピエント(バイアル、アンプル、容器、注射器、ボトル、バッグなど)を、投与のための適切な投与量で含み得る(上記参照)。キットは、更に、使用のための指示又は説明書(例えば、リーフレット又は取扱説明書の形態)、核酸、ベクター若しくは組成物を投与するための手段(例えば、注射器、ポンプ、注入器など)、核酸、ベクター若しくは組成物を再構成するための手段、及び/又は核酸、ベクター若しくは組成物を希釈するための手段を含み得る。
一実施形態では、そのようなキットは、密封されたボトルなどの容器又は容器にパッケージングされた希釈剤中の核酸又はベクターを含み、ラベルが容器に貼られているか、又は核酸又はベクターの使用を説明するパッケージに含まれる。一実施形態では、希釈剤は、容器内のヘッドスペースの量(例えば、液体製剤と容器の上部との間の空気の量)が非常に少なくなるように、容器内にある。好ましくは、ヘッドスペースの量は無視できる(すなわち、ほとんどない)。
いくつかの態様では、製剤は、安定剤を含む。「安定剤」という用語は、加熱又は凍結中に生じるものなどの有害な条件から製剤を保護する、及び/又は安定状態で製剤の安定性又は保存期間を延長する物質又は賦形剤を指す。安定剤の例としては、限定されないが、スクロース、ラクトース、及びマンノースなどの糖、マンニトールなどの糖アルコール、グリシン又はグルタミン酸などのアミノ酸、並びにヒト血清アルブミン又はゼラチンなどのタンパク質が挙げられる。
いくつかの態様では、製剤は、抗微生物防腐剤を含む。「抗菌保存剤」という用語は、組成物に加えられて、使用されるバイアル又は容器の反復穿刺時に導入され得る微生物の増殖を阻害する任意の物質を指す。抗微生物防腐剤の例としては、限定されないが、チメロサール、2-フェノキシエタノール、塩化ベンゼトニウム、及びフェノールなどの物質が挙げられる。
いくつかの態様では、キットは、キット中に提供される試薬の使用を説明するラベル及び/又は説明書を含む。キットはまた、本明細書に記載の方法で使用される組成物のうちの1つ以上を送達するためのカテーテル、シリンジ、又は他の送達デバイスを任意選択で含む。
本開示はまた、投与単位の単回用量又は複数回用量のキットを提供する。いくつかの態様では、本開示は、シングルチャンバー型及びマルチチャンバー型の充填済み注射器を含むキットを提供する。
この文書全体は、統一された開示として関連することが意図されており、特徴の組み合わせがこの文書と同じ文章、又は段落、又はセクションで一緒に見られない場合でも、本明細書に記載される特徴の全ての組み合わせが企図されることを理解されたい。本開示はまた、例えば、上で具体的に言及される変形よりもいくらか範囲が狭い本開示の全ての実施形態を含む。属として記載される本開示の態様に関して、全ての個々の種は、本開示の別個の態様とみなされる。「a」又は「an」とともに記載又は特許請求される本開示の態様に関して、これらの用語は、文脈がより限定された意味を明確に必要としない限り、「1つ以上」を意味することを理解されたい。本開示の態様が特徴を「含む」と記載される場合、実施形態もまた、特徴「からなる」又は「本質的になる」と企図される。
別段の指示がない限り、一連の要素に先行する「少なくとも」という用語は、一連の要素の全てを指すと理解されるべきである。当業者は、本明細書に記載の本開示の特定の態様に対する多くの均等物を認識するか、又は単なる日常的な実験を使用して確認することができる。かかる均等物は、本開示によって包含されることが意図される。
本明細書で使用される「及び/又は」という用語は、「及び」、「又は」及び「当該用語によって接続された要素の全て又は任意の他の組み合わせ」の意味を含む。
本明細書で使用される「約」又は「およそ」という用語は、所与の値又は範囲の20%以内、好ましくは10%以内、及びより好ましくは5%以内を意味する。しかしながら、本発明は、具体的な数も含み、例えば、約10は10を含む。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書に別段の指示がない限り、範囲内及び各エンドポイントに該当する各別個の値を個別に参照するための簡略標記方法として機能することを単に意図しており、各別個の値及びエンドポイントは、本明細書で個別に列挙されたかのように本明細書に組み込まれる。
本明細書で使用される「約」又は「およそ」という用語は、所与の値又は範囲の20%以内、好ましくは10%以内、及びより好ましくは5%以内を意味する。しかしながら、本発明は、具体的な数も含み、例えば、約10は10を含む。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書に別段の指示がない限り、範囲内及び各エンドポイントに該当する各別個の値を個別に参照するための簡略標記方法として機能することを単に意図しており、各別個の値及びエンドポイントは、本明細書で個別に列挙されたかのように本明細書に組み込まれる。
本明細書及びその後の特許請求の範囲全体を通して、文脈が別段必要としない限り、単語「含む(comprise)」及び「含む(comprises)」及び「含む(comprising)」などの変形例は、記載された整数若しくはステップ、又は整数若しくはステップの群を含むことを意味するが、任意の他の整数若しくはステップ、又は整数若しくはステップの群を除外することを意味しないと理解されたい。本明細書で使用される場合、「含む(comprising)」という用語は、「含む(containing)」又は「含む(including)」という用語で置換され得るか、又は本明細書で「有する(having)」という用語とともに用いられる。
本明細書で使用される場合、「~からなる」は、特許請求の範囲の要素において特定されていない任意の要素、ステップ、又は成分を除外する。本明細書で使用される場合、「~から本質的になる」は、特許請求の範囲の基本的特性及び新規特性に実質的に影響を与えない材料又はステップを除外しない。
本明細書の各例では、「含む」、「本質的にからなる」、及び「からなる」の用語のうちのいずれかは、他の2つの用語のいずれかで置き換えられ得る。
本開示は、本明細書に記載される特定の方法論、プロトコル、材料、試薬、及び物質などに限定されず、そのように変化し得ることが理解されるべきである。本明細書で使用される専門用語は、特定の態様を説明することのみを目的とし、特許請求の範囲によってのみ定義される本開示の主題の範囲を限定することを意図するものではない。
本開示は、本明細書に記載される特定の方法論、プロトコル、材料、試薬、及び物質などに限定されず、そのように変化し得ることが理解されるべきである。本明細書で使用される専門用語は、特定の態様を説明することのみを目的とし、特許請求の範囲によってのみ定義される本開示の主題の範囲を限定することを意図するものではない。
本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の好適な順序で行われる。本明細書に提供されるいずれか及び全ての例、又は例示的な言語(例えば、「など」)の使用は、単に本発明をよりよく明らかにすることを意図しており、別段特許請求の範囲にない限り、本発明の範囲に限定を述べるものではない。本明細書における文言は、本発明の実施に不可欠ないずれかの特許請求の範囲にない要素を示すものと解釈されるべきではない。
上記又は下記に関わらず、本明細書の本文全体で引用されている全ての刊行物及び特許(全ての特許、特許出願、科学刊行物、製造業者の仕様、説明書などを含む)は、その全体が本明細書に参照により組み込まれる。参照により組み込まれた材料が本明細書と矛盾するか、又は矛盾する範囲では、本明細書が、そのような材料に優先する。
本開示及びその利点のより良い理解は、例示のみを目的として提供される以下の実施例から得られる。実施例は、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
態様及び本開示の態様は、以下の実施例によって例示される。
実施例1
材料及び方法
構築物
表2及び3に示されるような、プロモーター、アンチセンス、smOPT、ループ、及び3’UTR配列を含むU7snRNA遺伝子構築物をコードするDNAを、AAVベクターにクローニングした。全てのプラスミド構築物について配列を検証した。
実施例1
材料及び方法
構築物
表2及び3に示されるような、プロモーター、アンチセンス、smOPT、ループ、及び3’UTR配列を含むU7snRNA遺伝子構築物をコードするDNAを、AAVベクターにクローニングした。全てのプラスミド構築物について配列を検証した。
U7snRNA AAVベクターの設計及び製造
ベクターは、The Research Institute at Nationwide Children’s HospitalのViral Vector Coreで作製された。血清型1及び9組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV1、rAAV9)ベクターを、ヒトの胚芽腎臓293細胞において、アデノウイルスフリーの三重プラスミドDNAトランスフェクション(CaPO4沈殿)方法を使用した改良クロスパッケージングアプローチによって作製した(Rabinowitz et al.,J.Virol.2002;76:791-801)。
ベクターは、The Research Institute at Nationwide Children’s HospitalのViral Vector Coreで作製された。血清型1及び9組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV1、rAAV9)ベクターを、ヒトの胚芽腎臓293細胞において、アデノウイルスフリーの三重プラスミドDNAトランスフェクション(CaPO4沈殿)方法を使用した改良クロスパッケージングアプローチによって作製した(Rabinowitz et al.,J.Virol.2002;76:791-801)。
不死化及び条件的に誘導可能な線維MyoD細胞株
哺乳動物線維芽細胞におけるMyoD遺伝子の発現は、細胞の筋原性系統への分化転換をもたらす。かかる細胞は、更に筋管に分化することができ、それらは、DMD遺伝子を含む、筋肉遺伝子を発現する。テトラサイクリン誘導性プロモーターの制御下でMyoDを条件的に発現する不死化細胞株を作製した。これは、レンチウイルスtet誘導性MyoDの一次線維芽細胞株の安定したトランスフェクションによって達成され、ヒトテロメラーゼ遺伝子(TER)を含む。得られた安定した株は、ドキシサイクリンによる処理によってMyoD発現を開始することが可能である。かかる細胞株は、エクソン6、7、及び8内に変異を有するDMD患者から作製した。
哺乳動物線維芽細胞におけるMyoD遺伝子の発現は、細胞の筋原性系統への分化転換をもたらす。かかる細胞は、更に筋管に分化することができ、それらは、DMD遺伝子を含む、筋肉遺伝子を発現する。テトラサイクリン誘導性プロモーターの制御下でMyoDを条件的に発現する不死化細胞株を作製した。これは、レンチウイルスtet誘導性MyoDの一次線維芽細胞株の安定したトランスフェクションによって達成され、ヒトテロメラーゼ遺伝子(TER)を含む。得られた安定した株は、ドキシサイクリンによる処理によってMyoD発現を開始することが可能である。かかる細胞株は、エクソン6、7、及び8内に変異を有するDMD患者から作製した。
ドキシサイクリンの制御下で筋肉系統細胞に分化転換することができたWT不死化ヒト線維芽細胞は、テロメラーゼ発現ベクター及びtet誘導性MyoD発現ベクターの両方を用いた形質導入によって産生された[Chaouch,S.,et al.Human gene therapy 20,784-790(2009)]。次いで、変換したヒト線維筋芽細胞(FM)を、エクソン6、7、及び8に対するアンチセンス配列を組み込んだ異なるU7構築物を担持するscAAV1ベクターで形質導入した。
hdmd7(delCH2)マウスモデル
hdmd遺伝子座内のhDMDエクソン7にナンセンス変異を有するマウスを、CRISPR/Casゲノム編集ツールを使用して開発した。変異を示す概略図を図4Aに示す。その中で、数字は各エクソン及びイントロンの長さを示す(各エクソン(赤色で示される)の番号はアミノ酸に対応している)。エクソン5~10及び5~9からのPCRアンプリコンは、129bp(すなわち、エクソン9の長さ)で異なる。
hdmd遺伝子座内のhDMDエクソン7にナンセンス変異を有するマウスを、CRISPR/Casゲノム編集ツールを使用して開発した。変異を示す概略図を図4Aに示す。その中で、数字は各エクソン及びイントロンの長さを示す(各エクソン(赤色で示される)の番号はアミノ酸に対応している)。エクソン5~10及び5~9からのPCRアンプリコンは、129bp(すなわち、エクソン9の長さ)で異なる。
このhdmd7(delCH2)マウスモデルは、ジストロフィンの不存在をタンパク質レベルで示し、中心核形成及び筋力低下を示す(図5A~C)。エクソン6、7、及び8のマルチエクソンスキッピングは、このhDMDm7マウスのリーディングフレームを回復するように設計された。ゴールデンリトリバーイヌモデル(GRDM)で証明されているように(Leguiner et al.,2014 Nov;22(11):1923-35、Vulin et al.,Mol Ther.2012 Nov;20(11):2120-33))、エクソン6~8のスキッピングは、切断されたが高い機能性ジストロフィンの発現をもたらした。これらの試験におけるイヌは、エクソン6~8を欠く転写物を発現することができ、歩行又は走行することができた(Leguiner et al.,2014(上記)、Vulin et al.,2012(上記)。
雄C57BL/6ES細胞を、CRISPR/Cas9ツール及び鋳型でトランスフェクトして、エクソン7にナンセンス変異を導入した(図4A~Bを参照)。挿入は、PCRによって確認した。1つの優れたクローンが見出され、増幅させ、数十のアルビノBL/6胚盤胞に注射した。注射した胚盤胞をレシピエントマウスに移植した。キメラ雄からのジストロフィン遺伝子をPCRによって、次いでRT-PCRによって確認した。コロニーを拡大させ、ヘテロ接合体として維持した。図4Cは、4週齢及び3ヶ月齢のヘミ接合型hDMDm7マウスの両方からの筋肉においてジストロフィン発現の存在しないこと示す。
実験動物の使用及び動物実験
本試験の動物を含む全ての実験手順は、Nationwide Children’s Hospital’s Institutional Animal Care and Use Committeeの研究機関によってレビューされ、承認された。
本試験の動物を含む全ての実験手順は、Nationwide Children’s Hospital’s Institutional Animal Care and Use Committeeの研究機関によってレビューされ、承認された。
筋肉内及び尾静脈注射
いくつかの態様では、筋肉内注射が使用された。筋肉内注射試験のために、マウスは、ベクターDNA用量を4.11E11ベクターゲノム(vg)で用いて脛骨前筋(TA)に注射し、1ヶ月後に屠殺した。屠殺時、TA、腓腹筋、上腕三頭筋、横隔膜、及び心臓を取り出し、液体窒素冷却イソペンタン中で凍結させた。
いくつかの態様では、筋肉内注射が使用された。筋肉内注射試験のために、マウスは、ベクターDNA用量を4.11E11ベクターゲノム(vg)で用いて脛骨前筋(TA)に注射し、1ヶ月後に屠殺した。屠殺時、TA、腓腹筋、上腕三頭筋、横隔膜、及び心臓を取り出し、液体窒素冷却イソペンタン中で凍結させた。
いくつかの態様では、注射は尾静脈装置を使用して行われる。尾部を、電球を介して温めて静脈を拡大させる。目に見えるようになると、AAVベクター又は対照(生理食塩水又はリン酸緩衝化生理食塩水(PBS))を、33G気密ハミルトンシリンジを使用して、合計300μlの生理食塩水若しくはPBSで、又は生理食塩水若しくはPBSのみを注射した。注射後、滅菌コットンパッドを注射部位に配置し、出血が止まるまで圧力をかけて保持した。
筋肉の調製
マウスの切除では、標準的な技法を使用した。筋肉を回収し、凍結切片調製のために急速凍結又はマウントし、免疫蛍光及びH&E染色のために10μMで切断した。全ての処置群の右側の脛骨前筋(ta)、腓腹筋(gastroc)、大腿四頭筋(quad)及び上腕三頭筋を解析した。組織病理学試験のための組織/器官を回収し、10%中性緩衝ホルマリン(10%NBF)中で固定した。
マウスの切除では、標準的な技法を使用した。筋肉を回収し、凍結切片調製のために急速凍結又はマウントし、免疫蛍光及びH&E染色のために10μMで切断した。全ての処置群の右側の脛骨前筋(ta)、腓腹筋(gastroc)、大腿四頭筋(quad)及び上腕三頭筋を解析した。組織病理学試験のための組織/器官を回収し、10%中性緩衝ホルマリン(10%NBF)中で固定した。
エクソンスキッピング解析
組織試料から全RNAを単離し、逆転写(RT)、続いてPCRによって解析した。全RNAを、製造業者のプロトコル(Life Technologies,15596018)に従って、Trizolを使用して凍結筋肉切片(15×40μM切片)から単離した。各試料について、1μgの全RNAを使用して、製造業者のプロトコル(Thermo Scientific,Ferk1672)に従ってランダム六量体プライマーを使用してRT-PCRによってcDNAを生成し、次いで、各RT反応について1μgのRNA及びランダム六量体とオリゴ(dT)との混合物を使用して、35サイクルのシングルPCRに使用した。次いで、mRNAを、分析した領域に特異的なプライマーを介して増幅させた。2×マスターミックス(Thermo Scientific、K0172)及び鋳型として150ngのRT産物を用いて、PCR増幅を行った。電気泳動後、PCR産物を2%アガロースゲルで電気泳動によって分離し、Gel Logic 200イメージングシステム(Kodak)を使用してイメージングした。
組織試料から全RNAを単離し、逆転写(RT)、続いてPCRによって解析した。全RNAを、製造業者のプロトコル(Life Technologies,15596018)に従って、Trizolを使用して凍結筋肉切片(15×40μM切片)から単離した。各試料について、1μgの全RNAを使用して、製造業者のプロトコル(Thermo Scientific,Ferk1672)に従ってランダム六量体プライマーを使用してRT-PCRによってcDNAを生成し、次いで、各RT反応について1μgのRNA及びランダム六量体とオリゴ(dT)との混合物を使用して、35サイクルのシングルPCRに使用した。次いで、mRNAを、分析した領域に特異的なプライマーを介して増幅させた。2×マスターミックス(Thermo Scientific、K0172)及び鋳型として150ngのRT産物を用いて、PCR増幅を行った。電気泳動後、PCR産物を2%アガロースゲルで電気泳動によって分離し、Gel Logic 200イメージングシステム(Kodak)を使用してイメージングした。
サンガー配列決定
点変異及びエクソンスキッピング産物の存在を確証するために、増幅PCRを産生させ、2%アガロースゲルでランした。バンドは、標準プロトコルに従って、ZymogenゲルDNA回収キット(D4001/D4002,Zymogen)を使用して抽出した。次いで、DNAをサンガー配列決定のためにOhio State University Comprehensive Cancer Center Shared Resources Genomics Shared Resourcesに送り、そこで配列決定が実行された。
点変異及びエクソンスキッピング産物の存在を確証するために、増幅PCRを産生させ、2%アガロースゲルでランした。バンドは、標準プロトコルに従って、ZymogenゲルDNA回収キット(D4001/D4002,Zymogen)を使用して抽出した。次いで、DNAをサンガー配列決定のためにOhio State University Comprehensive Cancer Center Shared Resources Genomics Shared Resourcesに送り、そこで配列決定が実行された。
イムノブロット解析
25切片(40μM)、並びにベース緩衝液、ホスファターゼ阻害剤(PhosStop,Roche,4906845001)及びプロテアーゼ阻害剤(Halt Protease Inhibitor Cocktail,Fisher,78430)を含有する100μLの溶解緩衝液からタンパク質抽出を開始した。スチールビーズを組織に添加し、これをTissuelyserII(Qiagen)を使用して30/秒の速度で2分間ホモジナイズした。次いで、溶解物を氷上でインキュベートし、スピンダウンし、上清を除去し、イムノブロットするまで-80℃で保管し、細胞破片を廃棄した。イムノブロットのために、50~150μgの筋肉組織タンパク質を、3~8%のトリス酢酸ゲル(Life Technologies,EA0378BOX)上にローディング色素(1×laemmli)とともにロードした。ゲルを80Vで30分間泳動させ、次いで120Vで4時間泳動させた。タンパク質を、50Vで、トランスファー緩衝液(Invitrogen、NP00061)中、4℃でニトロセルロース膜(Fisher、09-301-108)に一晩トランスファーさせた。次いで、膜を、ラットモノクローナル抗ジストロフィン一次抗体(1:200、Abcam、ab15277)及びマウスモノクローナルβ-アクチニン一次抗体(1:5000、Fisher、MA122863)、続いて、IRDyeα-ウサギ680及びαマウス800(Licor、926-68071及び926-32210)二次抗体を用いて曝露させた。膜をOdyssey CLx上でスキャンし、Image Studio 14を使用してイメージングした。
25切片(40μM)、並びにベース緩衝液、ホスファターゼ阻害剤(PhosStop,Roche,4906845001)及びプロテアーゼ阻害剤(Halt Protease Inhibitor Cocktail,Fisher,78430)を含有する100μLの溶解緩衝液からタンパク質抽出を開始した。スチールビーズを組織に添加し、これをTissuelyserII(Qiagen)を使用して30/秒の速度で2分間ホモジナイズした。次いで、溶解物を氷上でインキュベートし、スピンダウンし、上清を除去し、イムノブロットするまで-80℃で保管し、細胞破片を廃棄した。イムノブロットのために、50~150μgの筋肉組織タンパク質を、3~8%のトリス酢酸ゲル(Life Technologies,EA0378BOX)上にローディング色素(1×laemmli)とともにロードした。ゲルを80Vで30分間泳動させ、次いで120Vで4時間泳動させた。タンパク質を、50Vで、トランスファー緩衝液(Invitrogen、NP00061)中、4℃でニトロセルロース膜(Fisher、09-301-108)に一晩トランスファーさせた。次いで、膜を、ラットモノクローナル抗ジストロフィン一次抗体(1:200、Abcam、ab15277)及びマウスモノクローナルβ-アクチニン一次抗体(1:5000、Fisher、MA122863)、続いて、IRDyeα-ウサギ680及びαマウス800(Licor、926-68071及び926-32210)二次抗体を用いて曝露させた。膜をOdyssey CLx上でスキャンし、Image Studio 14を使用してイメージングした。
力の生成及び伸張性収縮からの保護
生理学的試験を、3ヶ月齢及び6ヶ月齢マウスのTA筋肉で行った。力試験手順は、Hakimの手順の修正版を使用して行った(Hakim et al.,J Appl.Physiol.(1985)2011;110:1656-1663、Wein et al.,Nat.Med.2014;20:992-1000)。マウスの初期麻酔は、それらの重量(すなわち、マウスの重量)の5倍の25mg/mLのケタミン、及びそれらの重量の2倍の2.5mg/mLのキシラジンを含有するカクテルを腹腔内注射することによって実施した。皮膚筋膜及び結合組織を、脛骨前筋(TA)周辺から除去した。術中、TA筋肉は常に0.9%の生理食塩水で湿らせていた。結び目を4-0縫合で遠位TA腱に結び付け、腱を切断した。次いで、余分な縫合糸を再び結び付け、腱を力トランスデューサに取り付けるためのループを残した。次いで、マウスを、実験期間中、37℃で維持されたプラットフォーム上に配置した。足の四肢は、膝キャップにピンを通し、足をテーピングしてプラットフォームに固定した。次に、TA腱に取り付けられた縫合糸のループを、205Bデュアルモードサーボモータトランスデューサ(Aurora Scientific、Aurora、ON,Canada)に取り付けた。最後に、2つの電気プローブを、刺激のために坐骨神経の近くの二頭筋大腿筋に配置した。
生理学的試験を、3ヶ月齢及び6ヶ月齢マウスのTA筋肉で行った。力試験手順は、Hakimの手順の修正版を使用して行った(Hakim et al.,J Appl.Physiol.(1985)2011;110:1656-1663、Wein et al.,Nat.Med.2014;20:992-1000)。マウスの初期麻酔は、それらの重量(すなわち、マウスの重量)の5倍の25mg/mLのケタミン、及びそれらの重量の2倍の2.5mg/mLのキシラジンを含有するカクテルを腹腔内注射することによって実施した。皮膚筋膜及び結合組織を、脛骨前筋(TA)周辺から除去した。術中、TA筋肉は常に0.9%の生理食塩水で湿らせていた。結び目を4-0縫合で遠位TA腱に結び付け、腱を切断した。次いで、余分な縫合糸を再び結び付け、腱を力トランスデューサに取り付けるためのループを残した。次いで、マウスを、実験期間中、37℃で維持されたプラットフォーム上に配置した。足の四肢は、膝キャップにピンを通し、足をテーピングしてプラットフォームに固定した。次に、TA腱に取り付けられた縫合糸のループを、205Bデュアルモードサーボモータトランスデューサ(Aurora Scientific、Aurora、ON,Canada)に取り付けた。最後に、2つの電気プローブを、刺激のために坐骨神経の近くの二頭筋大腿筋に配置した。
静止力を10分間の平衡期間にわたって3~4gの間に設定した。次に、TA筋を最適な長さ(Lo、mm)で刺激し、活性強縮性筋力を記録して、LabViewベースのDMCプログラム(Aurora Scientific)を使用して絶対力測定を行った。次に、筋肉を10段階のパッシブ・ストレッチ・プロトコルを介して動作させ、その間に刺激を適用して、反復した伸長性収縮後の力低下を決定した。各ステップで、TA筋肉は受動的にLoの10%緊張した。プロトコルが完了すると、マウスに致死量のケタミン/キシラジンを投与し、TA筋肉を除去して体重を測定した。質量(g)/(筋肉密度×線維長の比×Lo)として断面積を測定し、その際、筋肉密度が1.06mg/mm3であり、TAにおける線維長の比が0.6であった(Burkholder et al.,J Morphol 1994;221:177-190)。筋重量とLoを使用した断面積を絶対力測定に適用して、比筋力測定値を得た。統計的有意性は、GraphPad Prism(Windows用のバージョン6.03,GraphPad Software、San Diego California USA)における非パラメトリックデータを仮定したKruskal-Wallace検定を使用して評価した。全てのデータについて、各測定値の平均偏差及び標準偏差を決定し、その後±1標準偏差を超える測定値を外れ値として除外した。10番目の伸長性収縮の記録を使用して外れ値を決定した。
統計分析
統計解析は、GraphPad Prism(GraphPad)を使用して実施した。サンプルサイズが十分であった場合、又はShapiro-Wilk検定を使用して、D’agostino-Pearsonを使用してデータ正規性を試験した。データがガウス分布を有する場合、一方向ANOVA検定を使用した。そうでない場合は、Kruskal-Wallisアッセイを実施した。この方法は、伸長性収縮誘発性損傷(ECC)を除く全ての実験に適用され、ここでは、双方向ANOVA分析、続いてボンフェローニ事後試験を実施した。
統計解析は、GraphPad Prism(GraphPad)を使用して実施した。サンプルサイズが十分であった場合、又はShapiro-Wilk検定を使用して、D’agostino-Pearsonを使用してデータ正規性を試験した。データがガウス分布を有する場合、一方向ANOVA検定を使用した。そうでない場合は、Kruskal-Wallisアッセイを実施した。この方法は、伸長性収縮誘発性損傷(ECC)を除く全ての実験に適用され、ここでは、双方向ANOVA分析、続いてボンフェローニ事後試験を実施した。
実施例2
アンチセンス配列及びベクター
エクソン6、7、及び8のウイルス媒介性スキッピングを実行するための製品及び方法を開発した。製品及び方法は、Goyenvalle et al.,Science,306(5702):1796-1799(2004)又はGoyenvalle et al.,Mol.Ther.,20(6):179601799(2004)で報告されているU7snRNAシステムと比べて変更した。U7snRNAは、エクソン6、7、及び8でのスプライシングに干渉するように、いくつかの標的アンチセンス配列を含むように変更した。具体的には、エクソン6、7、及び8を標的とするアンチセンス配列を、図1A~Fに示され、以下の表4に示されるように設計した。
アンチセンス配列及びベクター
エクソン6、7、及び8のウイルス媒介性スキッピングを実行するための製品及び方法を開発した。製品及び方法は、Goyenvalle et al.,Science,306(5702):1796-1799(2004)又はGoyenvalle et al.,Mol.Ther.,20(6):179601799(2004)で報告されているU7snRNAシステムと比べて変更した。U7snRNAは、エクソン6、7、及び8でのスプライシングに干渉するように、いくつかの標的アンチセンス配列を含むように変更した。具体的には、エクソン6、7、及び8を標的とするアンチセンス配列を、図1A~Fに示され、以下の表4に示されるように設計した。
エクソン6、7、及び8を標的とするアンチセンス配列を含むU7snRNA構築物を作製した。各U7snRNA構築物は、標的配列のうちの1つを含んだ。次いで、U7snRNA構築物のうちの1つ以上を含むゲノムを有する自己相補的(sc)AAVベクターを作製した。
組換えscAAVは、HEK293細胞において、アデノウイルスフリーの三重プラスミドDNAトランスフェクション(CaPO4沈殿)方法によって所望のベクターゲノムを含むプラスミドを使用した改良クロスパッケージングアプローチによって作製した[Rabinowitz et al.,J.Virol.,76:791-801(2002)]。ベクターは、既に報告されているものと同様の方式で、AAVヘルパープラスミド及びアデノウイルスヘルパープラスミドで共トランスフェクトすることによって生成した[Wang et al.,Gene.Ther.,10:1528-1534(2003)]。アデノウイルスヘルパープラスミド(pAdhelper)は、高力価rAAV生成に必要なアデノウイルス5型E2A、E4ORF6、及びVA I/II RNA遺伝子を発現する。
ベクターは、連続イオジキサノール勾配精製及び既に報告されている直線NaCl塩勾配を使用したアニオン交換カラムクロマトグラフィーによって、澄明化した293細胞溶解液から精製した[Clark et al.,Hum.Gene Ther,10:1031-1039(1999)]。ベクターゲノム(vg)力価は、既に報告されているようにPrism 7500 Taqman検出器システム(PE Applied Biosystems)を利用して、特異的プライマー/プローブセットを用いたQPCRベースの検出を使用して測定した(Clark et al.,(上記))。ベクターストック力価は、1~10×1012vg/mLの範囲だった。
実施例3
WT細胞株及びhDMDマウスモデルにおけるU7snRNA媒介性スキッピングの有効性
最初のエクソンスキッピング分析は、WT不死化ヒト線維筋芽細胞を形質導入する自己相補的組換えAAV(scrAAV)ベクターを使用してRT-PCRによって実行した。ドキシサイクリンの制御下で筋肉系統細胞に分化転換することができるWT不死化ヒト線維芽細胞が、テロメラーゼ発現ベクター及びtet誘導性MyoD発現ベクターの両方を用いた形質導入によって産生された[Chaouch,S.,et al.Human gene therapy 20,784-790(2009)]。次いで、変換したヒト線維筋芽細胞(FM)を、エクソン6、7、及び8に対するアンチセンス配列を組み込んだ異なるU7構築物を担持するscrAAVベクターで形質導入した。
WT細胞株及びhDMDマウスモデルにおけるU7snRNA媒介性スキッピングの有効性
最初のエクソンスキッピング分析は、WT不死化ヒト線維筋芽細胞を形質導入する自己相補的組換えAAV(scrAAV)ベクターを使用してRT-PCRによって実行した。ドキシサイクリンの制御下で筋肉系統細胞に分化転換することができるWT不死化ヒト線維芽細胞が、テロメラーゼ発現ベクター及びtet誘導性MyoD発現ベクターの両方を用いた形質導入によって産生された[Chaouch,S.,et al.Human gene therapy 20,784-790(2009)]。次いで、変換したヒト線維筋芽細胞(FM)を、エクソン6、7、及び8に対するアンチセンス配列を組み込んだ異なるU7構築物を担持するscrAAVベクターで形質導入した。
RT-PCRの結果は、3つの異なるアンチセンス配列を有するsc rAAV-U7構築物について図2Aに示される(例えば、ESE8_2、ESE7、SD6(「136」として示される組み合わせ)又はESE8、SD7、及びSD6(「256」として示される組み合わせ)。U7 ese8_2 ese7 sd6構築物は、フォワード又はリバース方向のいずれかで、ベクターゲノムに含まれた(図3A~D)。各U7構築物は、配列に3つのエクソン6、7、及び8標的化U7snRNAポリヌクレオチド構築物:U7 ESE8_2/ESE8構築物、U7 ESE7/SD7構築物、及びU7 SD6構築物を含む、エクソン6、7、又は8に対して指向されるアンチセンス(図3A~Dに示されるようにプラスミドマップに示される)を有した。U7_U7 ESE8_2/ESE8、SD7/ESE7、SD6フォワード又はリバースSCrAAV(本明細書の他の箇所ではU7_U7 ESE8_2 SD7 SD6フォワード又はリバースSC rAAVと略される)は、エクソン6、7、及び8スキッピングのより高いパーセンテージを達成した。
その後の実験で、エクソンスキッピング効率を、本明細書で上記のhdmd7マウスモデルにおいてインビボで分析した。エクソン6、7、及び8の各々を標的とするアンチセンス配列を含む最も効率的なAAV-U7ベクターであるrAAV1.U7_U7 ESE8_2 SD7 SD6フォワード又はリバースを、hDMDm7マウスにおける最初の筋肉内注射のために選択した。
結果を図6A~Cに示す。図6Aは、エクソン7、8、及び9(緑色の枠(図6Aの上の枠))又はエクソン6、7、8、及び9(赤色の枠(図6Aの下の枠))のエクソンスキッピングのRT-PCR結果を示す。レーン1~2は、エクソン5、6、7、8、9、及び10、又はエクソン5、6、7、8、及び10のいずれかを有する転写物を伴うWThDMDマウスにおける自然増幅を示す。レーン3~4は、同じ転写物を伴うhDMDm7マウスにおける自然増幅を示す。レーン5~10は、U7 ESE8_2SD7 SD6フォワードを用いた処置後のスキッピングの結果を示す。エクソン5、6、及び10(緑色の枠(図6Aの上の枠))、エクソン5及び10(赤色の枠(図6Aの下の枠))が存在し、スキッピングの効率を確証している。図6Bは、両方の転写物において、エクソン7、8、及び9(緑色の枠(図6Aの上の枠))及びエクソン6、7、8、及び9(赤色の枠(図6Aの下の枠))のスキッピングを確証するサンガー配列決定を示す。図6Bで配列決定された転写物は、エクソン7、8、及び9を欠いており、図6Cで配列決定された転写物は、エクソン6、7、8、及び9を欠いている。これらの結果は、アンチセンス配列を含むベクターが、エクソン6、7、8、及び9のエクソンスキッピングを媒介することができたことを確証した。これらの結果は、エクソン6が除外されたが、エクソン9がエクソンスキッピング後に転写物の1つに存在した図2Aから得られたインビトロデータとわずかに異なる。エクソン6を含むが、エクソン7、8、及び/又は9を欠損している転写物は、リーディングフレームを回復させないが、エクソン5、9及び10を含む転写物、並びにエクソン5及び10を含む転写物は、両方ともDMDのリーディングフレームを回復させる。
図9は、左脛骨前筋(LTA)及び右脛骨前筋(RTA)への3匹のhDMDm7マウスの筋肉内注射後のエクソンスキッピングの有効性を示す。マウスに、エクソン6、7、及び8をスキップするように設計されたscAAV1.nESE8_SD7_SD6(TT745-3)を注射した。結果は、処置した筋肉から抽出されたRNAで行われたRT-PCRからのものである。バンド配列は、サンガー配列決定によって確証された。エクソン5、6、10及びエクソン5、10を有する転写物は、インフレームであり、したがって、治療的である。結論として、scAAV1.nESE8_SD7_SD6(TT745-3)は、エクソン7、8、及び9をスキップし、エクソン6を部分的にスキップすることができる。エクソン6、7、8、及び9を省略又は欠く転写物は、それがdmdのリーディングフレームを回復するため、治療的である。
生理学的実験を行って、マウスへの注射の3ヶ月後にTA筋力を測定した。図10A~Bは、AAV.U7snRNA(構築物TT744-3)の筋肉内注射を7週齢で両方のTA筋肉に受けているhDMDm7マウスからの結果を示す。図10Aは、それぞれ(左から右に)、健康な対照マウス(hDMD-生理食塩水)、delCH2/hDMDm7処置マウス(delCH2-TT744-3)、及びdelCH2/hDMDm7未処置マウス(delCH2-生理食塩水)における比筋力の測定からの結果を示す。図10Bは、同じマウス群からの連続した伸張性収縮から、力の測定からの結果を示す。TT745-3は、脛骨前筋の比筋力を改善することができ、脛骨前筋の伸張力に対する抵抗を改善することができ、このベクターの治療的利益を支持した。
マウス筋肉におけるジストロフィン発現を処置後に調べた。図11は、3ヶ月齢のhDMDm7(画像ではDelCH2として参照される)マウスの処置されたもの(AAV.U7snRNA(構築物TT744-3)、「DelCH2+TT744-3-2001-LTA-20x」と表示された右端パネルを参照)及び未処置(生理食塩水、「DelCH2+Sal-2306-LTA-20x」と表示された中央パネルを参照)の代表的な画像を示す。健康な対照マウス(hDMD1044)を、比較のために左端パネルに示す。ジストロフィンは、免疫蛍光染色によって赤色で染色される。画像は、LTAの20×倍率である。これらの結果は、TT744-3構築物による処置が、注射の3ヶ月後に脛骨前筋にジストロフィン発現を導入したことを示す。
処置後のマウスにおけるジストロフィン発現の定量も実行した。12A~Bは、マウスLTA及びRTAの治療的注射における生理食塩水の20×拡大画像から、ジストロフィンの免疫蛍光染色の定量を示す。図12Aは、未処置マウス(DelCH2)と比較して、処置したマウスで50%多いジストロフィンを有する線維について自動線維定量を示す。WTと比較して、処置したマウスは、50%高いジストロフィン強度を有する約15本のジストロフィン陽性線維を有する。図12Bは、ジストロフィン強度の自動定量を示す。処置したマウスの強度は、未治療のマウスが全体で約480であるのに対して全体で約550であり、この構築物が処置後により多くのジストロフィン発現を可能にするという事実を裏付ける。まとめると、これらの結果は、TT744-3構築物による処置が、注射の3ヶ月後に脛骨前筋にジストロフィン発現を導入したことを示す。
生理食塩水(左バー)又は構築物TT744-3(右バー)を筋肉内に注射したhDMDm7/DelCH2マウスからの転写物のパーセンテージの定量も実行した(図13)。処置は、25%のスキッピング(6~9に対応する青色、治療的転写物)及び75%のスキッピングされていない転写物(休止に対応するオレンジ色、スキップされていない転写物)を示した。まとめると、このデータは、ジストロフィン発現を可能にするdmdのリーディングフレームを回復させる、エクソン6、7、8、及び9のスキッピングを媒介するTT744-3の有効性を示す。
ジストロフィン発現を、注射の5ヶ月後に測定した。図14は、ジストロフィンに対して免疫蛍光によって染色された3匹のマウスからの総LTA画像(10×)を示す。hDMD LTAジストロフィン(左端パネル)は、5ヶ月齢マウスでジストロフィン染色を示し、陽性対照として機能する。注射(DelCH2+生理食塩水、中央パネル)の5ヶ月後のジストロフィンに対するLTAの染色は、ジストロフィン発現をほとんど示さない。注射(DelCH2+TT744-3、右パネル)の5ヶ月後のジストロフィンに対するLTAの染色は、約40%のジストロフィン陽性線維を示す。これらの結果は、TT744-3による処置が、その治療可能性を支持する40%の線維においてジストロフィン発現を回復させることを示す。
実施例4
ヒト患者の治療後のジストロフィンの発現
上記のように、DMD遺伝子のエクソン6、7、及び8を標的とするアンチセンス配列を含む3つのU7snRNAを含む治療的エクソンスキッピングウイルスベクターを作製した。マウスにおける用量探索試験に続いて、非ヒト霊長類における無毒性を実証した後、最初のヒト臨床を開始した。上記で考察されるように、標的化エクソンがスキッピングされる場合、ジストロフィンの機能的形態が、この療法によって発現される。
ヒト患者の治療後のジストロフィンの発現
上記のように、DMD遺伝子のエクソン6、7、及び8を標的とするアンチセンス配列を含む3つのU7snRNAを含む治療的エクソンスキッピングウイルスベクターを作製した。マウスにおける用量探索試験に続いて、非ヒト霊長類における無毒性を実証した後、最初のヒト臨床を開始した。上記で考察されるように、標的化エクソンがスキッピングされる場合、ジストロフィンの機能的形態が、この療法によって発現される。
本開示を、特定の態様の観点から説明したが、当業者であればその変形及び修飾をし得ることが理解される。したがって、本開示における限定事項は、特許請求の範囲にのみ記載されている理解すべきである。
本出願で参照される全ての文書は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
Claims (32)
- 核酸であって、
(a)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも80%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される前記配列と少なくとも80%の同一性を含む前記ヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される前記配列を含むヌクレオチド配列、
(d)配列番号1~20のうちのいずれか1つに示される前記配列を含む前記ヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、及び
(e)配列番号21~25のうちのいずれか1つに示される配列に結合するヌクレオチド配列、からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む、核酸。 - 少なくとも2つのヌクレオチド配列の組み合わせを含み、前記組み合わせが、
(i)ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、及び前記ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、
(ii)前記ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、及び前記ヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列、並びに
(iii)前記ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、及び前記ヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列を含む、請求項1に記載の核酸。 - 少なくとも3つのヌクレオチド配列の組み合わせを含み、前記組み合わせが、前記ヒトDMD遺伝子をエクソン6で標的とするヌクレオチド配列、前記ヒトDMD遺伝子をエクソン7で標的とするヌクレオチド配列、及び前記ヒトDMD遺伝子をエクソン8で標的とするヌクレオチド配列を含む、請求項1又は2に記載の核酸。
- (a)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される配列と少なくとも70%の同一性を含むヌクレオチド配列、
(b)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される前記配列と少なくとも70%の同一性を含む前記ヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、
(c)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される前記配列を含むヌクレオチド配列、及び
(d)配列番号26~29のうちのいずれか1つに示される前記配列を含む前記ヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列、からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の核酸。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の核酸を含む、随伴型組換えアデノウイルス(rAAV)。
- 前記rAAVが、rAAV1、rAAV2、rAAV3、rAAV4、rAAV5、rAAV6、rAAV7、rAAV8、rAAV9、rAAV10、rAAV11、rAAV12、rAAV13、rAAV-anc80、rAAVrh.74、rAAVrh.8、rAAVrh.10、又はrAAV-B1である、請求項5に記載のrAAV。
- 前記rAAVが、rAAV9である、請求項5又は6に記載のrAAV。
- 前記rAAVが、自己相補的である、請求項5~7のいずれか一項に記載のrAAV。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の核酸と、担体、希釈剤、賦形剤、及び/又はアジュバントとを含む、組成物。
- 請求項5~8のいずれか一項に記載のrAAVと、担体、希釈剤、賦形剤、及び/又はアジュバントとを含む、組成物。
- 筋ジストロフィーの治療、予防、又は改善を必要とする対象においてそれを行う方法であって、前記対象に、有効量の
(a)請求項1~4のいずれか一項に記載の核酸、
(b)請求項5~8のいずれか一項に記載のrAAV、又は
(c)請求項9若しくは10に記載の組成物、を投与するステップを含む、方法。 - 前記投与が、全身経路を介する、請求項11に記載の方法。
- 前記全身経路が、注射、注入、又は埋め込みによるものである、請求項12に記載の方法。
- 前記筋ジストロフィーが、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又はベッカー型筋ジストロフィーである、請求項10~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象の細胞における機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルが、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与する前の機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現の前記レベルと比較して、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に増加する、請求項10~14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細胞における機能性ジストロフィンの発現が、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与する前及び後に生検した筋肉においてウェスタンブロット、免疫蛍光、又は免疫組織化学でジストロフィンタンパク質レベルを測定することによって検出される、請求項15に記載の方法。
- 血清クレアチニンキナーゼのレベルが、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与する前の血清クレアチニンキナーゼの前記レベルと比較して、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に低下する、請求項10~15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象における、改善した筋力、改善した筋機能、改善した可動性、改善したスタミナ、又はそれらの2つ以上の組み合わせをもたらす、請求項10~15のいずれか一項に記載の方法。
- 6分間歩行試験、立ち上がり時間試験、上り4歩(ascend 4 steps)試験、上り下り4歩(ascend and descend 4 steps)試験、ノーススター歩行評価(North Star Ambulatory Assessment)(NSAA)、努力肺活量(FVC)試験、10メートル計時試験、100メートル計時試験、ハンドヘルドダイナモメトリー(hand held dynamometry)(HHD)試験、計時アップアンドゴー(Up and Go)試験、粗大動作サブテスト換算(Gross Motor Subtest Scaled)(Bayley-III)スコア、最大等尺性随意収縮試験(MVICT)、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって測定されたとき、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に、前記対象における筋ジストロフィーの進行が遅延するか、又は前記対象における筋機能が改善される、請求項10~15のいずれか一項に記載の方法。
- 第2の療法又は併用療法を投与することを更に含む、請求項10~15のいずれか一項に記載の方法。
- グルココルチコイドを投与することを更に含む、請求項20に記載の方法。
- 筋ジストロフィーの治療のための医薬品の調製のため、又は筋ジストロフィーの治療を必要とするヒト対象において筋ジストロフィーを治療するための、
(a)請求項1~4のいずれか一項に記載の核酸、
(b)請求項5~8のいずれか一項に記載のrAAV、又は
(c)請求項9若しくは10に記載の組成物、
の使用。 - 治療することが、全身経路を介する、請求項22に記載の使用。
- 前記全身経路が、注射、注入、又は埋め込みによるものである、請求項23に記載の使用。
- 前記筋ジストロフィーが、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又はベッカー型筋ジストロフィーである、請求項22~24のいずれか一項に記載の使用。
- 前記対象の細胞における機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現のレベルが、前記核酸、rAAV、又は組成物の使用前の機能性ジストロフィン遺伝子発現又はタンパク質発現の前記レベルと比較して、前記核酸、rAAV、又は組成物の使用後に増加する、請求項22~25のいずれか一項に記載の使用。
- 前記細胞における機能性ジストロフィンの発現が、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与する前及び後に生検した筋肉においてウェスタンブロット、免疫蛍光、又は免疫組織化学で前記ジストロフィンタンパク質レベルを測定することによって検出される、請求項26に記載の使用。
- 血清クレアチニンキナーゼのレベルが、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与する前の血清クレアチニンキナーゼの前記レベルと比較して、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に低下する、請求項22~25のいずれか一項に記載の使用。
- 前記対象における、改善した筋力、改善した筋機能、改善した可動性、改善したスタミナ、又はそれらの2つ以上の組み合わせをもたらす、請求項22~25のいずれか一項に記載の使用。
- 6分間歩行試験、立ち上がり時間試験、上り4歩試験、上り下り4歩試験、ノーススター歩行評価(NSAA)、努力肺活量(FVC)試験、10メートル計時試験、100メートル計時試験、ハンドヘルドダイナモメトリー(HHD)試験、計時アップアンドゴー試験、粗大動作サブテスト換算(Bayley-III)スコア、最大等尺性随意収縮試験(MVICT)、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって測定されたとき、前記核酸、rAAV、又は組成物を投与した後に、前記対象における筋ジストロフィーの進行が遅延するか、又は前記対象における筋機能が改善される、請求項22~25のいずれか一項に記載の使用。
- 第2の療法又は併用療法の使用を更に含む、請求項22~25のいずれか一項に記載の使用。
- グルココルチコイドの使用を含む、請求項21に記載の使用。
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