JP2024515936A - Cas酵素を用いたマルチプレックス編集 - Google Patents
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- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
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- C12N15/907—Stable introduction of foreign DNA into chromosome using homologous recombination in mammalian cells
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/113—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing
- C12N15/1138—Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing against receptors or cell surface proteins
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2310/00—Structure or type of the nucleic acid
- C12N2310/10—Type of nucleic acid
- C12N2310/20—Type of nucleic acid involving clustered regularly interspaced short palindromic repeats [CRISPRs]
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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- C12N2750/00011—Details
- C12N2750/14011—Parvoviridae
- C12N2750/14111—Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
- C12N2750/14141—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
- C12N2750/14143—Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
Abstract
本明細書では、Cas酵素を使用したマルチプレックス編集、又はCas酵素を使用したT細胞若しくは関連細胞の編集のための方法、組成物、及びシステムが記載される。【選択図】図1
Description
相互参照
本出願は、2021年3月19日に出願された「MULTIPLEX EDITING WITH CAS ENZYMES」と題する、米国仮特許出願第63/163,510号、2021年5月10日に出願された「MULTIPLEX EDITING WITH CAS ENZYMES」と題する、米国仮特許出願第63/186,506号、及び2021年9月8日に出願された「MULTIPLEX EDITING WITH CAS ENZYMES」と題する、米国仮特許出願第63/241,916号の利益を主張し、これらの各々は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2021年3月19日に出願された「MULTIPLEX EDITING WITH CAS ENZYMES」と題する、米国仮特許出願第63/163,510号、2021年5月10日に出願された「MULTIPLEX EDITING WITH CAS ENZYMES」と題する、米国仮特許出願第63/186,506号、及び2021年9月8日に出願された「MULTIPLEX EDITING WITH CAS ENZYMES」と題する、米国仮特許出願第63/241,916号の利益を主張し、これらの各々は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
配列表
本出願は、ASCII形式で電子的に提出された配列表を含有し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。2022年3月17日に作成された当該ASCIIコピーは、55921-719-601-SL.txtと名付けられ、70,612バイトのサイズである。
本出願は、ASCII形式で電子的に提出された配列表を含有し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。2022年3月17日に作成された当該ASCIIコピーは、55921-719-601-SL.txtと名付けられ、70,612バイトのサイズである。
Cas酵素は、それらの関連するクラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)ガイドリボ核酸(RNA)と共に、原核生物の免疫システムの広範(細菌の約45%、古細菌の約84%)な成分であるようであり、CRISPR-RNAガイド核酸切断による感染性ウイルス及びプラスミドなどの非自己核酸からこうした微生物を保護するのに役立つ。CRISPR RNAエレメントをコードするデオキシリボ核酸(DNA)エレメントは、構造及び長さが比較的保存され得るが、それらのCRISPR関連(Cas)タンパク質は、高度に多様であり、非常に様々な核酸相互作用ドメインを含有する。CRISPR DNAエレメントは、早くも1987年に観察されているが、CRISPR/Cas複合体のプログラム可能なエンドヌクレアーゼ切断能力は、比較的最近でしか認識されておらず、多様なDNA操作及び遺伝子編集用途における組換えCRISPR/Casシステムの使用につながっている。
一部の態様では、本開示は、細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法を提供し、方法は、当該細胞に、(a)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼと、(ii)第1の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第1のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、第1の操作されたガイドRNAと、を含む、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体、(b)クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼと、(ii)第2の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第2のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、第2の操作されたガイドRNAと、を含む、クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させることを含む。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、Cas9エンドヌクレアーゼではない。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、Cas12aエンドヌクレアーゼである。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、配列番号1若しくは4のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼは、配列番号7又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、又は9のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する当該第1の遺伝子座、及び/又は少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する当該第2の遺伝子座のゲノム配列を編集する。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、200pmol以下、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で導入される。一部の実施形態では、当該細胞内のオフターゲット部位は、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、0.2%未満の頻度で破壊される。一部の実施形態では、当該細胞内のオフターゲット部位は、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、0.01%未満の頻度で破壊される。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットは、T細胞受容体(TCR)遺伝子座を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号10~15のうちのいずれか1つ、その相補体、又はその逆相補体に対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットは、アルブミン(ALB)遺伝子座を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号17~19のうちのいずれか1つ、その相補体、又はその逆相補体に対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットは、核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号16、20、21、若しくは22のうちのいずれか1つ、その相補体、又はその逆相補体に対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットの第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットの第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む。一部の実施形態では、編集は、インデルの挿入、未成熟終止コドン、ミスセンスコドン、フレームシフト変異、アデニン脱アミノ化、シトシン脱アミノ化、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
一部の態様では、本開示は、グルココルチコイド抵抗性の操作されたT細胞を作製する方法を提供し、方法は、T細胞又はその前駆体に、(a)T細胞受容体(TCR)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼをコードするDNAと、(ii)第1の操作されたガイドRNAであって、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び当該TCR遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第1のスペーサー配列を含む、第1の操作されたガイドRNAと、を含む、TCR遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体、並びに(b)T細胞受容体核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと、(ii)第2の操作されたガイドRNAであって、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び当該NR3C1遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第2のスペーサー配列を含む、第2の操作されたガイドRNAと、を含む、T細胞受容体NR3C1遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体を導入することを含む。一部の実施形態では、当該TCR遺伝子座の当該少なくとも一部は、当該T細胞遺伝子座内にある。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(b)異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、当該TCR遺伝子座内の、当該標的配列の第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び当該第2の標的配列の第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、クラス2、タイプII、又はクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該異種の操作されたT細胞受容体は、CAR分子である。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、T細胞受容体アルファ定常(TRAC)遺伝子座又はT細胞受容体ベータ定常(TRBC)遺伝子座である。一部の実施形態では、当該相同アームは、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部に近位の当該TCR遺伝子座内に、イントロン領域又はエクソン領域を含む。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、TRACの第1又は第3のエクソンである。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、当該TCR遺伝子座及び当該NR3C1遺伝子座のゲノム配列を破壊する。一部の実施形態では、当該効率は、当該TCR遺伝子座及びNR3C1遺伝子座から発現されたタンパク質に対するフローサイトメトリーによって決定される。一部の実施形態では、当該NR3C1遺伝子座の当該少なくとも一部は、エクソン2又はエクソン3である。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、CAR分子に対して陽性、かつNR3C1に対して陰性の細胞を産生する。一部の実施形態では、方法は、(a)~(c)を当該T細胞又はその前駆体に同時に導入することを更に含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、配列番号1、4、若しくは7のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、若しくは9のうちのいずれか1つ、その相補体、又はその逆相補体に対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で存在する。一部の実施形態では、当該T細胞又はその当該前駆体は、T細胞、造血幹細胞(HSC)、又は末梢血単核細胞(PBMC)を含む。一部の実施形態では、当該第2のスペーサー配列は、配列番号16、20、21、若しくは22のうちのいずれか1つ、その相補体、又はその逆相補体に対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1又は当該第2のスペーサー配列は、少なくとも約19~24個のヌクレオチド、少なくとも約19個のヌクレオチド、少なくとも約20個のヌクレオチド、少なくとも約22個のヌクレオチド、又は少なくとも約24個のヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、当該ドナーDNA配列は、ウイルスベクター中で送達される。一部の実施形態では、当該ウイルスベクターは、AAVベクター又はAAV-6ベクターである。
一部の態様では、本開示は、(a)TCR遺伝子座内の配列番号10~15のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内の異種配列を含む、グルココルチコイド抵抗性T細胞又はその前駆体の集団を提供する。一部の実施形態では、T細胞又はその前駆体は、(b)インデルを含むNR3C1遺伝子座を更に含む。一部の実施形態では、当該異種配列は、インデルである。一部の実施形態では、当該異種配列は、異種T細胞受容体又はCAR分子をコードするヌクレオチド配列を含むオープンリーディングフレームを含む。一部の実施形態では、当該NR3C1遺伝子座は、配列番号16、20、21、又は22のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内のインデルを含む。一部の実施形態では、当該細胞の0.2%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する。一部の実施形態では、当該細胞の0.01%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する。一部の実施形態では、当該細胞の集団は、染色体転座を実質的に含まない。
一部の態様では、本開示は、細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法を提供し、方法は、当該細胞に、(a)第1のCasエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第1のCasエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び第1の標的配列にハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含む、第1のCasエンドヌクレアーゼ複合体、(b)第2のCasエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第2のCasエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び第2の標的配列にハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含む、第2のCasエンドヌクレアーゼ複合体を接触させることを含む。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(c)第1の導入遺伝子をコードするオープンリーディングフレーム、当該第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む5’相同アーム、及び当該第1の標的配列の3’側に位置するDNA配列を含む3’相同アームを含む、第1のドナーDNA配列、並びに(d)第2の導入遺伝子をコードするオープンリーディングフレーム、当該第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む5’相同アーム、及び当該第2の標的配列の3’側に位置するDNA配列を含む3’相同アームを含む、第2のドナーDNA配列を導入することを更に含む。一部の実施形態では、当該第1の導入遺伝子及び当該第2の導入遺伝子は、異なっている。一部の実施形態では、当該第1の標的配列又は当該第2の標的配列は、T細胞受容体遺伝子座、TRAC、TRBC、NR3C1、若しくはAAVS1遺伝子座、又はそれらの任意の組み合わせ内の標的配列である。一部の実施形態では、当該第1又は第2の導入遺伝子は、GRのアルファ、ベータ、アルファ-D3、若しくはベータ-D3アイソフォーム、CAR分子、短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)配列、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)、GFPコード配列、又はそれらの任意の組み合わせである。一部の実施形態では、当該第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該5’相同アーム、又は当該第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該5’相同アームは、配列番号42若しくは23、又はそれに対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該3’相同アーム、又は当該第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該3’相同アームは、配列番号43若しくは24、又はそれに対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1又は当該第2のクラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、配列番号1若しくは4のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、若しくは9のうちのいずれか1つ、その相補体、又はその逆相補体に対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の標的配列にハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は当該第2の標的配列にハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号16、20、21、22、若しくは41のうちのいずれか1つ、又はその相補体、その相補体、又はその逆相補体に対して少なくとも80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、当該第1又は当該第2のエンドヌクレアーゼは、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ、若しくはクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
一部の態様では、本開示は、配列番号63~65のうちのいずれか1つの配列、又はそれに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有する配列を含む、単離された核酸を提供する。
一部の態様では、本開示は、本明細書に記載される核酸配列のうちのいずれか、その相補体、又はその逆相補体を含む単離された核酸を提供する。一部の実施形態では、単離された核酸は、ガイドRNAである。
一部の態様では、本開示は、本明細書に記載される核酸のうちのいずれかを含む細胞を提供する。一部の実施形態では、当該細胞は、T細胞又はその前駆体である。一部の実施形態では、当該T細胞又はその前駆体は、T細胞、造血幹細胞(HSC)、又は末梢血単核細胞(PBMC)を含む。
一部の実施形態では、本開示は、本明細書に記載される核酸のうちのいずれかを含むベクターを提供する。一部の実施形態では、当該ベクターは、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである。一部の実施形態では、当該AAVベクターは、AAV-6血清型ベクターである。
一部の態様では、本開示は、配列番号23、24、42、又は43のうちのいずれか1つに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する配列を含む、ベクターを提供する。一部の実施形態では、ベクターは、配列番号23、24、42、又は43のうちのいずれか1つに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する当該配列が隣接した導入遺伝子を更に含む。一部の実施形態では、当該導入遺伝子は、GRのアルファ、ベータ、アルファ-D3、若しくはベータ-D3アイソフォーム、CAR分子、短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)配列、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)、GFPコード配列、又はそれらの任意の組み合わせを含む。一部の実施形態では、ベクターは、配列番号63のtEGFRコード配列、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを更に含む。一部の実施形態では、ベクターは、配列番号64のtLNGFRコード配列、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを含む。一部の実施形態では、ベクターは、配列番号63のMNDプロモーター、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを更に含む。一部の実施形態では、ベクターは、配列番号64のMSCVプロモーター、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを更に含む。
一部の態様では、本開示は、細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法を提供し、方法は、当該細胞に、(a)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第1のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含むか、又はそれらをコードするポリヌクレオチドを含む、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させるか、又は導入することを含む。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(b)(i)クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第2のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含むクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させるか、又は導入することを含む。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、Cas9エンドヌクレアーゼではない。一部の実施形態では、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、Cas12aエンドヌクレアーゼである。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、配列番号1若しくは4のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼは、配列番号7又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、若しくは9のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する当該第1の遺伝子座、及び/又は少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する当該第2の遺伝子座のゲノム配列を編集する。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、200pmol以下、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で導入される。一部の実施形態では、当該細胞内のオフターゲット部位は、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、0.2%未満の頻度で破壊される。一部の実施形態では、当該細胞内のオフターゲット部位は、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断によって決定される場合、0.01%未満の頻度で破壊される。一部の実施形態では、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析は、HTGTSアッセイ(ハイスループット、ゲノムワイドな転座シーケンシング;例えば、Chiarle et al.Cell.2011 Sep 30;147(1):107-19.doi:10.1016/j.cell.2011.07.049(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)、LAM-HTGTSアッセイ(線形増幅媒介ハイスループットゲノムワイドシーケンシング;例えば、Hu et al.Nat Protoc.2016.11(5):853-71.doi:10.1038/nprot.2016.043(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)、又はDigenome-Seqアッセイ(インビトロCas-消化全ゲノムシーケンシング;例えば、Kim et al.Nat Methods.2015.12(3):237-43.doi:10.1038/nmeth.3284(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットは、T細胞受容体(TCR)遺伝子座を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号10~15のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットは、核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号16、20、21、若しくは22のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットの第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットの第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む。一部の実施形態では、編集は、インデルの挿入、未成熟終止コドン、ミスセンスコドン、フレームシフト変異、アデニン脱アミノ化、シトシン脱アミノ化、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
一部の態様では、本開示は、グルココルチコイド抵抗性の操作されたT細胞を作製する方法を提供し、方法は、T細胞又はその前駆体に、(a)T細胞受容体(TCR)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼをコードするDNAと、(ii)第1の操作されたガイドRNAであって、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び当該TCR遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第1のスペーサー配列を含む、第1の操作されたガイドRNAと、を含むか、又はそれらをコードするポリヌクレオチドを含む、TCR遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体、並びに(b)T細胞受容体核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと、(ii)第2の操作されたガイドRNAであって、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び当該NR3C1遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第2のスペーサー配列を含む、第2の操作されたガイドRNAと、を含むか、又はそれらをコードするポリヌクレオチドを含む、T細胞受容体NR3C1遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体を導入することを含む。一部の実施形態では、当該TCR遺伝子座の当該少なくとも一部は、当該T細胞遺伝子座内にある。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(b)異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、当該TCR遺伝子座内の、当該標的配列の第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び当該第2の標的配列の第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、クラス2、タイプII、又はクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該異種の操作されたT細胞受容体は、CAR分子である。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、T細胞受容体アルファ定常(TRAC)遺伝子座又はT細胞受容体ベータ定常(TRBC)遺伝子座である。一部の実施形態では、当該相同アームは、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部に近位の当該TCR遺伝子座内に、イントロン領域又はエクソン領域を含む。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、TRACの第1又は第3のエクソンである。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、当該TCR遺伝子座及び当該NR3C1遺伝子座のゲノム配列を破壊する。一部の実施形態では、当該効率は、当該TCR遺伝子座及びNR3C1遺伝子座から発現されたタンパク質に対するフローサイトメトリーによって決定される。一部の実施形態では、当該NR3C1遺伝子座の当該少なくとも一部は、エクソン2又はエクソン3である。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、CAR分子に対して陽性、かつNR3C1に対して陰性の細胞を産生する。一部の実施形態では、方法は、(a)~(c)を当該T細胞又はその前駆体に同時に導入することを含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、配列番号1、4、又は7のうちのいずれか1つに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、若しくは9のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で存在する。一部の実施形態では、当該T細胞又はその当該前駆体は、T細胞、造血幹細胞(HSC)、又は末梢血単核細胞(PBMC)を含む。一部の実施形態では、当該第2のスペーサー配列は、配列番号16、20、21、若しくは22のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1又は当該第2のスペーサー配列は、少なくとも約19~24個のヌクレオチド、少なくとも約19個のヌクレオチド、少なくとも約20個のヌクレオチド、少なくとも約22個のヌクレオチド、又は少なくとも約24個のヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、当該ドナーDNA配列は、ウイルスベクター中で送達される。一部の実施形態では、当該ウイルスベクターは、AAVベクター又はAAV-6ベクターである。
一部の態様では、本開示は、(a)TCR遺伝子座内の配列番号10~15のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、若しくは10ヌクレオチド内の異種配列、又は配列番号42のハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、若しくは10ヌクレオチド内の異種配列を含む、T細胞の集団を提供する。一部の実施形態では、T細胞の集団は、(b)インデルを含むNR3C1遺伝子座を更に含む。一部の実施形態では、当該NR3C1遺伝子座中の当該インデルは、当該T細胞にグルココルチコイド抵抗性を付与する。当該異種配列のハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内の異種配列は、インデルである。一部の実施形態では、当該異種配列は、異種T細胞受容体又はCAR分子をコードするヌクレオチド配列を含むオープンリーディングフレームを含む。一部の実施形態では、当該NR3C1遺伝子座は、配列番号16、20、21、又は22のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内のインデルを含む。一部の実施形態では、0.2%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する。一部の実施形態では、0.01%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する。一部の実施形態では、当該細胞の集団は、染色体転座を実質的に含まない。
一部の態様では、本開示は、細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法を提供し、方法は、当該細胞に、(a)第1のCasエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第1のCasエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び第1の標的配列にハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含むか、又はそれらをコードするポリヌクレオチドを含む、第1のCasエンドヌクレアーゼ複合体、(b)第2のCasエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第2のCasエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び第2の標的配列にハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含む、第2のCasエンドヌクレアーゼ複合体を接触させることを含む。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(c)第1の導入遺伝子をコードするオープンリーディングフレーム、当該第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む5’相同アーム、及び当該第1の標的配列の3’側に位置するDNA配列を含む3’相同アームを含む、第1のドナーDNA配列、並びに(d)第2の導入遺伝子をコードするオープンリーディングフレーム、当該第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む5’相同アーム、及び当該第2の標的配列の3’側に位置するDNA配列を含む3’相同アームを含む、第2のドナーDNA配列を導入することを更に含む。一部の実施形態では、当該第2の導入遺伝子は、異なっている。一部の実施形態では、当該第1の標的配列又は当該第2の標的配列は、T細胞受容体遺伝子座、TRAC、TRBC、NR3C1、若しくはAAVS1遺伝子座、又はそれらの任意の組み合わせ内の標的配列である。一部の実施形態では、当該第1又は第2の導入遺伝子は、GRのアルファ、ベータ、アルファ-D3、又はベータ-D3アイソフォーム、CAR分子、又はそれらの任意の組み合わせである。一部の実施形態では、当該第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該5’相同アーム、又は当該第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該5’相同アームは、配列番号42又は23を含む。一部の実施形態では、当該第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該3’相同アーム、又は当該第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む当該3’相同アームは、配列番号43又は24を含む。一部の実施形態では、当該第1又は当該第2のクラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、配列番号1若しくは4のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、若しくは9のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の標的配列にハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は当該第2の標的配列にハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号16、20、21、22、若しくは41のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、当該第1又は当該第2のエンドヌクレアーゼは、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ、若しくはクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
本開示の更なる態様及び利点は、以下の詳細な説明から、当業者に容易に明らかになり、ここで、本開示の例示的な実施形態のみが示され、記載される。理解されるように、本開示は、他の異なる実施形態をすることができ、そのいくつかの詳細は、全て本開示から逸脱することなく、様々な明白な点において改変することができる。したがって、図面及び説明は、本質的に例示とみなされるべきであり、制限としみなされるべきではない。
参照による組み込み
本明細書において言及される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、それぞれ個々の刊行物、特許、又は特許出願が、参照により組み込まれるべきことが具体的かつ個別に示されているのと同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書において言及される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、それぞれ個々の刊行物、特許、又は特許出願が、参照により組み込まれるべきことが具体的かつ個別に示されているのと同じ程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の新規の特徴は、添付の特許請求の範囲に特記して記載される。本発明の特徴及び利点のより良好な理解は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明、及び添付の図面を参照することによって得られるだろう。
本発明の様々な実施形態は本明細書に示され、記載されるが、このような実施形態が、例示の目的でのみ提供されることは、当業者には明らかであろう。多数の変形、変更、及び置換は、本発明から逸脱することなく、当業者にとって生じ得る。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する様々な代替が用いられ得ることは、理解されるべきである。
本明細書に開示されるいくつかの方法の実践は、別段の示唆がない限り、免疫学、生化学、化学、分子生物学、微生物学、細胞生物学、ゲノミクス、及び組換えDNAの技術を用いる。例えば、Sambrook and Green,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,4th Edition(2012)、the series Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubel,et al.eds.)、the series Methods In Enzymology(Academic Press,Inc.),PCR 2:A Practical Approach (M.J.MacPherson,B.D.Hames and G.R.Taylor eds.(1995)),Harlow and Lane,eds.(1988)Antibodies,A Laboratory Manual,and Culture of Animal Cells:A Manual of Basic Technique and Specialized Applications,6th Edition(R.I.Freshney,ed.(2010))(参照により本明細書に完全に組み込まれる)を参照のこと。
本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈が別途明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。更に、用語「含むこと」、「含む」、「有すること」、「有する」、「有する」、又はそのバリアントが、詳細な説明及び/又は特許請求の範囲のいずれかで使用される限りにおいて、かかる用語は、用語「含むこと」と類似した様式で包含的であることが意図される。
用語「約」又は「およそ」は、当業者によって決定される特定の値についての許容可能な誤差範囲内を意味し、これは、値がどのように測定又は決定されるか、すなわち、測定システムの限界に部分的に依存する。例えば、「約」は、当該技術分野の慣行によると、1つ以上の標準偏差内を意味し得る。あるいは、「約」は、所与の値の最大20%、最大15%、最大10%、最大5%、又は最大1%の範囲を意味し得る。
本明細書で使用される場合、「細胞」は概して生物学的細胞を指す。細胞は、生きている生物の基本的な構造、機能、及び/又は生物学的単位であり得る。細胞は、1つ以上の細胞を有する任意の生物を起源とし得る。いくつかの非限定的な例としては、原核細胞、真核生物の細胞、細菌細胞、古細菌細胞、単一細胞の真核生物の細胞、原虫細胞、植物由来の細胞(例えば、植物作物、果実、野菜、穀物、大豆、トウモロコシ、トウモロコシ、小麦、種子、トマト、米、キャッサバ、サトウキビ、カボチャ、乾草、ジャガイモ、綿、大麻、タバコ、開花している植物、針葉樹、ジムノスパーム、シダ、ヒカゲノカズラ、ツノゴケ、コケ植物、コケ由来の細胞)、藻類の細胞(例えば、ボトリオコッカス・ブラウニイ(Botryococcus braunii)、クラミドモナス・ラインハートティ(Chlamydomonas reinhardtii)、ナンノクロロプシス・ガジタナ(Nannochloropsis gaditana)、クロレラ・ピレノイドサ(Chlorella pyrenoidosa)、サルガッスム・パテンスC.アガード(Sargassum patens C.Agardh)など)、海藻(例えば、ケルプ)、真菌細胞(例えば、酵母細胞、キノコ由来の細胞)、動物細胞、脊椎動物(例えば、フルーツフライ、クニダリアン、エキノデルム、線虫など)由来の細胞、脊椎動物(例えば、魚、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類)由来の細胞、哺乳類(例えば、ブタ、ウシ、ヤギ、ヒツジ、げっ歯類、ラット、マウス、非ヒト霊長類、ヒトなど)由来の細胞などが挙げられる。細胞は、天然の生物に由来するものではない場合もある(例えば、細胞は、合成的に作製されてもよく、時には人工細胞と呼ばれることがある)。
本明細書で使用される場合、用語「ヌクレオチド」は、概して、塩基-糖-リン酸の組み合わせを指す。ヌクレオチドは、合成ヌクレオチドを含んでもよい。ヌクレオチドは、核酸配列(例えば、デオキシリボ核酸(DNA)及びリボ核酸(RNA))の単量体単位であってもよい。ヌクレオチドという用語は、リボヌクレオシド三リン酸アデノシン三リン酸(ATP)、ウリジン三リン酸(UTP)、シトシン三リン酸(CTP)、グアノシン三リン酸(GTP)及びデオキシリボヌクレオシド三リン酸、例えば、dATP、dCTP、dITP、dUTP、dGTP、dTTP、又はその誘導体を含み得る。かかる誘導体としては、例えば、[αS]dATP、7-デアザ-dGTP及び7-デアザ-dATP、並びにそれらを含有する核酸分子にヌクレアーゼ耐性を付与するヌクレオチド誘導体を挙げることができる。本明細書で使用される場合、ヌクレオチドという用語は、ジデオキシリボヌクレオシド三リン酸(ddNTP)及びその誘導体を指す場合がある。ジデオキシリボヌクレオシド三リン酸の例としては、ddATP、ddCTP、ddGTP、ddITP、及びddTTPが挙げられるが、これらに限定されない。ヌクレオチドは、光学的に検出可能な部分(例えば、フルオロフォア)を含む部分を使用するなど、非標識又は検出可能に標識されてもよい。標識はまた、量子ドットを用いて行われてもよい。検出可能な標識としては、例えば、放射性同位元素、蛍光標識、化学発光標識、生物発光標識、及び酵素標識を挙げることができる。ヌクレオチドの蛍光標識は、フルオレセイン、5-カルボキシフルオレセイン(FAM)、2′7′-ジメトキシ-4′5-ジクロロ-6-カルボキシフルオレセイン(JOE)、ローダミン、6-カルボキシローダミン(R6G)、N,N,N′,N′-テトラメチル-6-カルボキシローダミン(TAMRA)、6-カルボキシ-X-ローダミン(ROX)、4-(4′ジメチルアミノフェニルアゾ)安息香酸(DABCYL)、カスケードブルー、オレゴングリーン、テキサスレット、シアニン及び5-(2′-アミノエチル)アミノナフタレン-1-スルホン酸(EDANS)を含むが、これらに限定されない。蛍光標識されたヌクレオチドの具体的な例としては、Perkin Elmer、Foster City、Califから入手可能な[R6G]dUTP、[TAMRA]dUTP、[R110]dCTP、[R6G]dCTP、[TAMRA]dCTP、[JOE]ddATP、[R6G]ddATP、[FAM]ddCTP、[R110]ddCTP、[TAMRA]ddGTP、[ROX]ddTTP、[dR6G]ddATP、[dR110]ddCTP、[dTAMRA]ddGTP、及び[dROX]ddTTP;Amersham、Arlington Heights、Il.から入手可能なフルオロ結合デオキシヌクレオチド、フルオロ結合Cy3-dCTP、フルオロ結合Cy5-dCTP、フルオロ結合フルオロX-dCTP、フルオロ結合Cy3-dUTP、及びフルオロ結合Cy5-dUTP;Boehringer Mannheim、Indianapolis、Ind.から入手可能なフルオレセイン-15-dATP、フルオレセイン-12-dUTP、テトラメチル-ローダミン-6-dUTP、IR770-9-dATP、フルオレセイン-12-ddUTP、フルオレセイン-12-UTP、及びフルオレセイン-15-2′-dATP;並びにMolecular Probes、Eugene、Oregから入手可能な染色体標識ヌクレオチド、BODIPY-FL-14-UTP、BODIPY-FL-4-UTP、BODIPY-TMR-14-UTP、BODIPY-TMR-14-dUTP、BODIPY-TR-14-UTP、BODIPY-TR-14-dUTP、カスケードブルー-7-UTP、カスケードブルー-7-dUTP、フルオレセイン-12-UTP、フルオレセイン-12-dUTP、オレゴングリーン488-5-dUTP、ローダミングリーン-5-UTP、ローダミングリーン-5-dUTP、テトラメチルローダミン-6-UTP、テトラメチルローダミン-6-dUTP、テキサスレッド-5-UTP、テキサスレッド-5-dUTP、及びテキサスレッド-12-dUTPを挙げることができる。ヌクレオチドはまた、化学修飾によって標識又は印付けられてもよい。化学修飾された単一ヌクレオチドは、ビオチン-dNTPであり得る。ビオチン化dNTPのいくつかの非限定的な例としては、ビオチン-dATP(例えば、ビオ-N6-ddATP、ビオチン-14-dATP)、ビオチン-dCTP(例えば、ビオチン-11-dCTP、ビオチン-14-dCTP)、及びビオチン-dUTP(例えば、ビオチン-11-dUTP、ビオチン-16-dUTP、ビオチン-20-dUTP)が挙げられる。ヌクレオチドは、ヌクレオチドアナログを含んでもよい。一部の実施形態では、ヌクレオチドアナログは、ヌクレオチドのある特定の化学特性を変化させるが、ヌクレオチドアナログがその意図された機能(例えば、RNA又はDNA中の他のヌクレオチドへのハイブリダイゼーション)を行う能力を保持するように、任意の位置で修飾される天然ヌクレオチドの構造を含んでもよい。誘導体化され得るヌクレオチドの位置の例としては、5位、例えば、5-(2-アミノ)プロピルウリジン、5-ブロモウリジン、5-プロピンウリジン、5-プロペニルウリジンなど;6位、例えば、6-(2-アミノ)プロピルウリジン;アデノシン及び/又はグアノシンについては8位、例えば、8-ブロモグアノシン、8-クロログアノシン、8-フルオログアノシンなどが挙げられる。ヌクレオチドアナログはまた、デアザヌクレオチド、例えば、7-デアザ-アデノシン:O-及びN-修飾(例えば、アルキル化、例えば、N6-メチルアデノシン、又は別の方法で適切に修飾された)ヌクレオチド、並びにHerdewijn,Antisense Nucleic Acid Drug Dev.,2000 Aug.10(4):297-310に記載されるものなどの他の複素環修飾されたヌクレオチドアナログを含む。ヌクレオチドアナログはまた、ヌクレオチドの糖部分に対する修飾を含んでもよい。例えば、2’OH基は、H、OR、R、F、Cl、Br、I、SH、SR、NH2、NHR、NR2、COOR、又はORから選択される基によって置き換えられてもよく、式中、Rは、置換又は非置換のC1-C6アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールなどである。他の可能な修飾としては、米国特許第5,858,988号及び同第6,291,438号に記載されるものが挙げられる。誘導体化され得るヌクレオチドの位置の例としては、5位、例えば、5-(2-アミノ)プロピルウリジン、5-ブロモウリジン、5-プロピンウリジン、5-プロペニルウリジンなど;6位、例えば、6-(2-アミノ)プロピルウリジン;アデノシン及び/又はグアノシンについては8位、例えば、8-ブロモグアノシン、8-クロログアノシン、8-フルオログアノシンなどが挙げられる。ヌクレオチドアナログはまた、デアザヌクレオチド、例えば、7-デアザ-アデノシン:O-及びN-修飾(例えば、アルキル化、例えば、N6-メチルアデノシン、又は別の方法で適切に修飾された)ヌクレオチド、並びにHerdewijn,Antisense Nucleic Acid Drug Dev.,2000 Aug.10(4):297-310に記載されるものなどの他の複素環修飾されたヌクレオチドアナログを含む。ヌクレオチドアナログはまた、ヌクレオチドの糖部分に対する修飾を含んでもよい。例えば、2’OH基は、H、OR、R、F、Cl、Br、I、SH、SR、NH2、NHR、NR2、COOR、又はORから選択される基によって置き換えられてもよく、式中、Rは、置換又は非置換のC1-C6アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールなどである。他の可能な修飾としては、米国特許第5,858,988号及び同第6,291,438号に記載されるものが挙げられる。
用語「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、及び「核酸」は、概して、デオキシリボヌクレオチド若しくはリボヌクレオチド、又はそのアナログのいずれかを、一本鎖、二本鎖、又は多本鎖の形態で、任意の長さのヌクレオチドのポリマー形態を指すように互換的に使用される。ポリヌクレオチドは、細胞にとって外因性又は内因性であってもよい。ポリヌクレオチドは、無細胞環境に存在してもよい。ポリヌクレオチドは、遺伝子又はその断片であってもよい。ポリヌクレオチドは、DNAであってもよい。ポリヌクレオチドは、RNAであってもよい。ポリヌクレオチドは、任意の三次元構造を有してもよく、任意の機能を発揮してもよい。ポリヌクレオチドは、1つ以上のアナログ(例えば、改変された骨格、糖、又は核酸塩基)を含んでもよい。存在する場合、ヌクレオチド構造に対する修飾は、ポリマーのアセンブリの前又は後に付与されてもよい。アナログのいくつかの非限定的な例としては、5-ブロモウラシル、ペプチド核酸、異種核酸、モルホリノ、ロックド核酸、グリコール核酸、トレオース核酸、ジデオキシヌクレオチド、コーディセピン、7-デアザ-GTP、フルオロフォア(例えば、糖に結合したローダミン又はフルオレセイン)、チオール含有ヌクレオチド、ビオチン結合ヌクレオチド、蛍光塩基アナログ、CpGアイランド、メチル-7-グアノシン、メチル化ヌクレオチド、イノシン、チオウリジン、シュードウリジン、ジヒドロウリジン、クエオシン、及びワイオシンが挙げられる。ポリヌクレオチドの非限定的な例としては、遺伝子又は遺伝子断片のコード又は非コード領域、結合解析から定義した遺伝子座(遺伝子座)、エクソン、イントロン、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスファーRNA(tRNA)、リボソームRNA(rRNA)、短い干渉RNA(siRNA)、短いヘアピンRNA(shRNA)、マイクロ-RNA(miRNA)、リボザイム、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分岐ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離されたDNA、任意の配列の単離されたRNA、細胞を含まないDNA(cfDNA)及び細胞を含まないRNA(cfRNA)を含む細胞を含まないポリヌクレオチド、核酸プローブ、並びにプライマーが挙げられる。ヌクレオチドの配列は、非ヌクレオチド成分によって中断され得る。ポリヌクレオチドは、自然界に見られるヌクレオチド及びヌクレオチドアナログ(例えば、合成ヌクレオチドアナログ)の混合物を含んでもよい。
用語「トランスフェクション」又は「トランスフェクトされた」は、概して、非ウイルス又はウイルスベースの方法による細胞内への核酸の導入を指す。核酸分子は、完全なタンパク質又はその機能的部分をコードする遺伝子配列であってもよい。例えば、Sambrook et al.,1989,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,18.1-18.88(参照により本明細書に完全に組み込まれる)を参照のこと。
用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、及び「タンパク質」は、本明細書において互換的に使用され、概して、ペプチド結合によって結合された少なくとも2つのアミノ酸残基のポリマーを指す。この用語は、ポリマーの特定の長さを意味しておらず、ペプチドが組換え技術、化学若しくは酵素合成を使用して産生されるか、又は天然に存在するかを暗示又は区別することを意図するものではない。この用語は、天然に存在するアミノ酸ポリマー並びに少なくとも1つの修飾アミノ酸を含むアミノ酸ポリマーに適用する。場合によっては、ポリマーは、非アミノ酸によって中断されてもよい。用語は、全長タンパク質、及び2次及び/又は3次構造を有するか又は有さないタンパク質(例えば、ドメイン)を含む、任意の長さのアミノ酸鎖を含む。用語はまた、例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質形成、アセチル化、リン酸化、酸化、及び標識成分とのコンジュゲーションなどの任意の他の操作によって修飾されたアミノ酸ポリマーを包含する。本明細書で使用される場合、「アミノ酸」及び「複数のアミノ酸」という用語は、概して、修飾アミノ酸及びアミノ酸アナログを含むが、これに限定されない天然及び非天然アミノ酸を指す。修飾アミノ酸は、天然アミノ酸及び非天然アミノ酸を含んでもよく、これは、アミノ酸上に天然に存在しない基又は化学的部分を含むように化学的に修飾されている。アミノ酸アナログは、アミノ酸誘導体を指す場合がある。用語「アミノ酸」は、D-アミノ酸とL-アミノ酸の両方を含む。
本明細書で使用される場合、「非天然」は、概して、天然の核酸又はタンパク質に存在しない核酸又はポリペプチド配列を指すことができる。非天然は、親和性タグを指してもよい。非天然は、融合物を指してもよい。非天然は、変異、挿入、及び/又は欠失を含む、天然に存在する核酸又はポリペプチド配列を指してもよい。非天然配列は、非天然配列が融合される核酸配列及び/又はポリペプチド配列によっても呈され得る活性(例えば、酵素活性、メチルトランスフェラーゼ活性、アセチルトランスフェラーゼ活性、キナーゼ活性、ユビキチン化活性など)を示し得、かつ/又はコードし得る。非天然核酸又はポリペプチド配列を、遺伝子操作によって天然に生じる核酸及び/又はポリペプチド配列(若しくはそのバリアント)に連結して、キメラ核酸又はポリペプチドをコードするキメラ核酸及び/又はポリペプチド配列を生成してもよい。
本明細書で使用される場合、用語「プロモーター」は、概して、遺伝子の転写又は発現を制御し、RNA転写が開始されるヌクレオチドのヌクレオチド又はヌクレオチドの領域に隣接するか、又は重複して位置し得る調節DNA領域を指す。プロモーターは、しばしば転写因子と呼ばれるタンパク質因子に結合する特定のDNA配列を含有してもよく、これは、RNAポリメラーゼのDNAへの結合を促進し、これにより、遺伝子転写をもたらす。「コアプロモーター」とも呼ばれる「基礎プロモーター」は、概して、作動可能に連結されたポリヌクレオチドの転写発現を促進するための全ての塩基性要素を含有するプロモーターを指してもよい。真核生物の基礎プロモーターは、必ずしもではないが典型的には、TATA-ボックス及び/又はCAATボックスを含む。
本明細書で使用される場合、用語「発現」は、概して、核酸配列若しくはポリヌクレオチドがDNA鋳型から(例えば、mRNA若しくは他のRNA転写物に)転写されるプロセス、及び/又は転写mRNAが続いてペプチド、ポリペプチド、若しくはタンパク質に翻訳されるプロセスを指す。転写物及びコードされたポリペプチドは、「遺伝子産物」と総称され得る。ポリヌクレオチドがゲノムDNAに由来する場合、発現は、真核生物の細胞におけるmRNAのスプライシングを含む。
本明細書で使用される場合、「作動可能に連結された」、「作動可能な連結」、「作動可能に連結された」、又はその文法的な均等物は、概して、遺伝子エレメント、例えば、プロモーター、エンハンサー、ポリアデニル化配列などの並列化を指し、ここで、エレメントは、それらが予期される様式で作動することを可能にする関係にある。例えば、プロモーター配列及び/又はエンハンサー配列を含み得る、調節エレメントは、調節エレメントが、コード配列の転写を開始するのを助ける場合、コード領域に作動可能に連結される。この機能的関係が維持される限り、制御エレメントとコード領域との間に介在する残基があってもよい。
本明細書で使用される場合、「ベクター」は、概して、ポリヌクレオチドを含むか、又はポリヌクレオチドと会合し、ポリヌクレオチドの細胞への送達を媒介するために使用され得る高分子又は高分子の会合を指す。ベクターの例としては、プラスミド、ウイルスベクター、リポソーム、及び他の遺伝子送達ビヒクルが挙げられる。ベクターは、概して、標的中の遺伝子の発現を促進するために遺伝子に作動可能に連結された、遺伝子エレメント、例えば、制御エレメントを含む。
本明細書で使用される場合、「発現カセット」及び「核酸カセット」は、又は発現のために作動可能に連結される核酸配列又はエレメントの組み合わせを指すために概して互換的に使用される。場合によっては、発現カセットは、発現のために作動可能に連結されている制御エレメントと遺伝子又は複数の遺伝子との組み合わせを指す。
本明細書で使用される場合、「操作された」対象は、概して、対象がヒトの介入によって修飾されたことを示す。非限定的な実施例によれば、核酸は、その配列を、天然では生じない配列に改変することによって修飾されてもよく、核酸は、ライゲーションされた産物が、オリジナルの核酸に存在しない機能を有するように、天然では関連しない核酸にライゲーションすることによって修飾されてもよく、操作された核酸は、天然では存在しない配列を用いてインビトロで合成されてもよく、タンパク質は、天然では存在しない配列にそのアミノ酸配列を変更することによって修飾されてもよく、操作されたタンパク質は、新しい機能又は特性を獲得してもよい。「操作された」システムは、少なくとも1つの操作された構成要素を含む。
本明細書で使用される場合、「合成」及び「人工」は一般に、天然に存在するヒトタンパク質と低い配列同一性(例えば、50%未満の配列同一性、25%未満の配列同一性、10%未満の配列同一性、5%未満の配列同一性、1%未満の配列同一性)を有するタンパク質又はそのドメインを指すために互換的に使用され得る。例えば、VPRドメイン及びVP64ドメインは、合成トランス活性化ドメインである。
本明細書で使用される場合、用語「Cas12a」は概して、クラス2、タイプV-A Casエンドヌクレアーゼであり、(a)CRISPRアレイからの転写後にヌクレアーゼ自体によって処理される比較的小さいガイドRNA(約42~44ヌクレオチド)を使用し、かつ(b)互い違いの切断部位を残すようにDNAを切断する、Casエンドヌクレアーゼのファミリーを指す。この酵素ファミリーの更なる特徴は、例えば、Zetsche B,Heidenreich M,Mohanraju P,et al.Nat Biotechnol 2017;35:31-34、及びZetsche B,Gootenberg JS,Abudayyeh OO,et al.Cell 2015;163:759-771に見られ得、これらは、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書で使用される場合、「ガイド核酸」又はそのバリアントは、概して、別の核酸にハイブリダイズし得る核酸を指すことができる。ガイド核酸は、RNAであってもよい。ガイド核酸は、DNAであってもよい。ガイド核酸は、部位特異的に核酸の配列に結合するようにプログラムされてもよい。標的化されるべき核酸、又は標的核酸は、ヌクレオチドを含んでもよい。ガイド核酸は、ヌクレオチドを含んでもよい。標的核酸の一部は、ガイド核酸の一部に対して相補的であってもよい。ガイド核酸に相補的であり、ガイド核酸とハイブリダイズする二本鎖標的ポリヌクレオチドの鎖を、相補鎖と呼ぶことができる。相補鎖に相補的であり、それゆえ、ガイド核酸に相補的ではない二本鎖標的ポリヌクレオチドの鎖は、非相補鎖と呼ばれてもよい。ガイド核酸は、ポリヌクレオチド鎖を含んでもよく、また「単一ガイド核酸」と呼ばれ得る。ガイド核酸は、2つのポリヌクレオチド鎖を含んでもよく、また「ダブルガイド核酸」と呼ばれ得る。そうでない場合、用語「ガイド核酸」は、単一ガイド核酸とダブルガイド核酸の両方を指す、包括的であってもよい。ガイド核酸は、「核酸標的化セグメント」又は「核酸標的化配列」又は「スペーサー配列」と称され得るセグメントを含み得る。核酸標的化セグメントは、「タンパク質結合セグメント」又は「タンパク質結合配列」又は「Casタンパク質結合セグメント」と称され得るサブセグメントを含んでもよい。ガイド核酸は、sgRNAを含み得る。ガイド核酸は、crRNAを含み得る。
2つ以上の核酸又はポリペプチド配列の文脈における用語「配列同一性」又は「パーセント同一性」は、概して、配列比較アルゴリズムを使用して測定された場合、局所比較ウィンドウ又はグローバル比較ウィンドウにわたって最大対応のために比較及び整列されたとき、同一であるか、又は特定のパーセンテージの、同一であるアミノ酸残基又はヌクレオチドを有する、2つ(例えば、ペアワイズアラインメントで)又はそれ以上(例えば、複数の配列アラインメントにおける)の配列を指す。ポリペプチド配列に好適な配列比較アルゴリズムとしては、例えば、3のワード長(W)、10の期待値(E)のパラメーター、及び11の存在、1の延長でギャップコストを設定しているBLOSUM62スコアリングマトリックスを使用し、かつ30残基より長いポリペプチド配列についての条件付き組成スコアマトリックス調整を使用したBLASTP;2のワード長(W)、1000000の期待値(E)のパラメーター、及びオープンギャップに対して9及び30残基より短い配列についての拡張ギャップに対して1でのPAM30スコアリング設定ギャップコストを使用したBLASTP(https://blast.ncbi.nlm.nih.govで入手可能なBLASTにおいてBLASTPについてのデフォルトのパラメーターが存在する);2の一致、-1のミスマッチ、及び-1のギャップのSmith-Waterman相同性検索アルゴリズムパラメーターを用いたCLUSTALW;デフォルトパラメーターを用いたMUSCLE;2のリツリー及び1000の最大反復のパラメーターを用いたMAFFT;デフォルトパラメーターを用いたNovafold;デフォルトパラメーターを用いたHMMER hmmalignが挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「キメラ抗原受容体」、「CAR」、又は「CAR分子」は概して、少なくとも細胞外抗原結合ドメイン、膜貫通ドメイン、及び本明細書に定義される刺激分子に由来する機能的シグナル伝達ドメインを含む、細胞質シグナル伝達ドメイン(本明細書では、「細胞内シグナル伝達ドメイン」とも称される)を含む、組換えポリペプチド構築物を指す。一部の実施形態では、刺激分子は、T細胞受容体複合体又はNKG2Dのシグナル伝達ドメインに関連したゼータ鎖である。一部の実施形態では、細胞内シグナル伝達ドメインは、以下に定義される少なくとも1つの共刺激分子に由来する1つ以上の機能的シグナル伝達ドメインを更に含む。一部の実施形態では、共刺激分子は、4-1BB(すなわち、CD137)、CD27、及び/又はCD28から選択される。一部の実施形態では、CARは、細胞外抗原認識ドメイン、膜貫通ドメイン、及び刺激分子に由来する機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞質シグナル伝達ドメインを含む、キメラ融合タンパク質を含む。一部の実施形態では、CARは、細胞外抗原認識ドメイン、膜貫通ドメイン、並びに共刺激分子に由来する機能的シグナル伝達ドメイン、及び刺激分子に由来する機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞質シグナル伝達ドメインを含む、キメラ融合タンパク質を含む。一部の実施形態では、CARは、細胞外抗原認識ドメイン、膜貫通ドメイン、並びに1つ以上の共刺激分子に由来する2つの機能的シグナル伝達ドメイン、及び刺激分子に由来する機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含む、キメラ融合タンパク質を含む。一部の実施形態では、CARは、細胞外抗原認識ドメイン、膜貫通ドメイン、並びに1つ以上の共刺激分子に由来する少なくとも2つの機能的シグナル伝達ドメイン、及び刺激分子に由来する機能的シグナル伝達ドメインを含む細胞内シグナル伝達ドメインを含む、キメラ融合タンパク質を含む。一部の実施形態では、CARは、CAR融合タンパク質のアミノ末端(N末端)に任意のリーダー配列を含む。一部の実施形態では、CARは、細胞外抗原認識ドメインのN末端にリーダー配列を更に含み、リーダー配列は、細胞プロセシング及びCARの細胞膜への局在化の最中、抗原認識ドメイン、例えばscFv)から任意選択的に切断される。
用語「シグナル伝達ドメイン」は概して、細胞内の情報を伝達することによって作用して、第2のメッセンジャーを生成することによって、又はかかるメッセンジャーに応答することによってエフェクターとして機能することによって、定義されたシグナル伝達経路を介して細胞活性を調節する、タンパク質の機能的部分を指す。
本明細書で使用される場合、用語「抗体」は概して、例えば、非共有結合的に、可逆的に、及び特定の様式で抗原と特異的に結合する免疫グロブリン分子に由来するタンパク質又はポリペプチド配列を指す。抗体は、ポリクローナル又はモノクローナル、複数鎖又は一本鎖、又はインタクトな免疫グロブリンであってもよく、天然源又は組換え源に由来してもよい。抗体は、免疫グロブリン分子の四量体であってもよい。例えば、天然に存在するIgG抗体は、ジスルフィド結合によって相互接続された少なくとも2つの重鎖(H)及び2つの軽鎖(L)を含む四量体である。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書ではVHと略される)及び重鎖定常領域で構成される。重鎖定常領域は、CH1、CH2、及びCH3の3つのドメインで構成される。各軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書ではVLと略される)及び軽鎖定常領域で構成される。軽鎖定常領域は、1つのドメイン、CLで構成される。VH領域及びVL領域は、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる、より保存された領域が散在する、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる、超変動性の領域に更に細分され得る。各VH及びVLは、以下の順序でアミノ末端からカルボキシ末端に配列された3つのCDR及び4つのFRで構成される:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、及びFR4。重鎖及び軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含有する。抗体の定常領域は、免疫システムの様々な細胞(例えば、エフェクター細胞)及び古典的補体システムの第1の構成要素(C1q)を含む、宿主組織又は因子への免疫グロブリンの結合を媒介し得る。用語「抗体」は、モノクローナル抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、ラクダ抗体、及びキメラ抗体を含むが、これらに限定されない。抗体は、任意のアイソタイプ/クラス(例えば、IgG、IgE、IgM、IgD、IgA、及びIgY)、又はサブクラス(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、及びIgA2)のものであってもよい。
用語「抗体断片」は、インタクトな抗体又はその組換えバリアントの少なくとも一部分を指し、抗原結合ドメイン、例えば、抗体断片の認識及び抗原などの標的への特異的結合を付与するのに十分である、インタクトな抗体の抗原決定可変領域を指す。抗体断片の例としては、Fab、Fab’、F(ab’)2、及びFv断片、一本鎖又は「scFv」抗体断片、線状抗体、sdAb(VL又はVHのいずれか)などの単一ドメイン抗体、ラクダVHHドメイン、及び抗体断片から形成される多重特異性抗体が挙げられるが、これらに限定されない。用語「scFv」は、軽鎖の可変領域を含む少なくとも1つの抗体断片、及び重鎖の可変領域を含む少なくとも1つの抗体断片を含む、融合タンパク質を指し、軽鎖及び重鎖の可変領域は、短い可動性ポリペプチドリンカーを介して連続的に連結され、単鎖ポリペプチドとして発現することができ、scFvは、それが由来するインタクトな抗体の特異性を保持する。本明細書で使用される場合、指定されない限り、scFvは、VL及びVH可変領域を、例えば、ポリペプチドのN末端及びC末端に関して、いずれかの順序で有してもよく、scFvは、VL-リンカー-VHを含んでもよいか、又はVH-リンカー-VLを含んでもよい。
抗体又はその抗体断片を含むCAR組成物の部分は、様々な形態で存在し得、そこで、抗原結合ドメインは、例えば、単一ドメイン抗体断片(sdAb)、一本鎖抗体(scFv)、及びヒト化抗体を含む、連続ポリペプチド鎖の一部として発現される(Harlow et al.,1999,In:Using Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,NY、Harlow et al.,1989,In:Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor,N.Y.、Houston et al.,1988,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5879-5883、Bird et al.,1988,Science 242:423-426)。一部の実施形態では、本発明のCAR組成物の抗原結合ドメインは、抗体断片を含む。一部の実施形態では、CARは、scFvを含む抗体断片を含む。
1つ以上の保存的アミノ酸置換を有する本明細書に記載される酵素のうちのいずれかのバリアントが、本開示に含まれる。こうした保存的置換は、ポリペプチドの三次元構造又は機能を破壊することなく、ポリペプチドのアミノ酸配列においてなされ得る。保存的置換は、アミノ酸を、互いに同様の疎水性、極性、及びR鎖長で置換することによって達成することができる。加えて、又は代わりに、異なる種由来の相同なタンパク質のアラインされた配列を比較することによって、保存的置換は、コードされたタンパク質の基本的な機能を変化させることなく、種間で変異したアミノ酸残基(例えば、非保存残基)を見つけることによって特定され得る。このような保存的置換されたバリアントは、本明細書に記載されるエンドヌクレアーゼタンパク質配列のうちのいずれか1つに対して少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なくとも約99%の同一性を有するバリアントを含んでもよい。一部の実施形態では、このような保存的に置換されたバリアントは、機能的バリアントである。こうした機能的バリアントは、エンドヌクレアーゼの1つ以上の重要な活性部位残基又はガイドRNA結合残基の活性が破壊されないように、置換を有する配列を包含することができる。一部の実施形態では、本明細書に記載されるタンパク質のうちのいずれかの機能的バリアントは、Casエンドヌクレアーゼの特徴である保存された残基又は機能的残基のうちの少なくとも1つの置換を欠く。一部の実施形態では、本明細書に記載されるタンパク質のうちのいずれかの機能的バリアントは、Casエンドヌクレアーゼの特徴である保存された残基又は機能的残基の全ての置換を欠く。
また、本開示には、酵素の活性を減少させる又は排除するための1つ以上の触媒残基の置換を有する、本明細書に記載される酵素のうちのいずれかのバリアント(例えば、活性低下バリアント)も含まれる。一部の実施形態では、本明細書に記載されるタンパク質としての活性低下バリアントは、少なくとも1つ、少なくとも2つ、又は3つ全てのRuvC触媒残基の破壊的置換を含む。
機能的に類似したアミノ酸をもたらす保存的置換表は、様々な参考文献から入手可能である(例えば、Creighton,Proteins:Structures and Molecular Properties(W H Freeman & Co.;2nd edition(December 1993)を参照のこと))。以下の8つの群はそれぞれ、互いに保存的置換であるアミノ酸を含有する:
1)アラニン(A)、グリシン(G)、
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、
4)アルギニン(R)、リシン(K)、
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V)、
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)、
7)セリン(S)、スレオニン(T)、及び
8)システイン(C)、メチオニン(M)。
1)アラニン(A)、グリシン(G)、
2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、
3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、
4)アルギニン(R)、リシン(K)、
5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V)、
6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)、
7)セリン(S)、スレオニン(T)、及び
8)システイン(C)、メチオニン(M)。
概要
固有の機能性及び構造を有する新しいCas酵素の発見は、デオキシリボ核酸(DNA)編集テクノロジーを更に破壊し、速度、特異性、機能性、及び使いやすさを改善する可能性を付与する可能性がある。微生物におけるクラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)システムの予測される保有率及び微生物種の純多様性と比較して、比較的少数の機能的に特徴付けられたCRISPR/Cas酵素が、文献に存在する。これは、一部、実験室条件下では、膨大な数の微生物種が容易には培養されないためである。多数の微生物種を含有する天然の環境ニッチからのメタゲノムシークエンシングは、文書化された新しいCRISPR/Casシステムの数を劇的に増加させ、新しいオリゴヌクレオチド編集機能の発見を早める可能性を付与する可能性がある。このようなアプローチの実りのある最近の例は、天然微生物群集のメタゲノム解析からのCasX/CasY CRISPRシステムの2016年の発見によって示される。
固有の機能性及び構造を有する新しいCas酵素の発見は、デオキシリボ核酸(DNA)編集テクノロジーを更に破壊し、速度、特異性、機能性、及び使いやすさを改善する可能性を付与する可能性がある。微生物におけるクラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)システムの予測される保有率及び微生物種の純多様性と比較して、比較的少数の機能的に特徴付けられたCRISPR/Cas酵素が、文献に存在する。これは、一部、実験室条件下では、膨大な数の微生物種が容易には培養されないためである。多数の微生物種を含有する天然の環境ニッチからのメタゲノムシークエンシングは、文書化された新しいCRISPR/Casシステムの数を劇的に増加させ、新しいオリゴヌクレオチド編集機能の発見を早める可能性を付与する可能性がある。このようなアプローチの実りのある最近の例は、天然微生物群集のメタゲノム解析からのCasX/CasY CRISPRシステムの2016年の発見によって示される。
CRISPR/Casシステムは、微生物における適応免疫システムとして機能すると記載されているRNA指向ヌクレアーゼ複合体である。それらの自然な状況では、CRISPR/Casシステムは、CRISPR(クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート)オペロン又は遺伝子座において生じ、これは概して、2つの部分:(i)RNAベースの標的化エレメントをコードする、同等に短いスペーサー配列によって分けられた短い反復配列(30~40bp)のアレイ;及び(ii)アクセサリータンパク質/酵素と並んだRNAベースの標的化エレメントによって指示されるヌクレアーゼポリペプチドをコードするCasをコードするORFを含む。特定の標的核酸配列の効率的なヌクレアーゼ標的化は、概して、(i)標的(標的シード)の最初の6~8個の核酸とcrRNAガイドとの間の相補的なハイブリダイゼーション;及び(ii)標的シードの画定された近傍内のプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)配列の存在の両方を必要とする(PAMは、通常、宿主ゲノム内に一般的に表されない配列である)。システムの正確な機能及び構成に応じて、CRISPR-Casシステムは、共有された機能的特徴及び進化的類似性に基づき、2つのクラス、5つのタイプ、及び16のサブタイプに一般的に構成されている(図1を参照されたい)。
クラスI CRISPR-Casシステムは、大型の複数サブユニットエフェクター複合体を有し、タイプI、III、及びIVを含む。クラスII CRISPR-Casシステムは、概して、単一ポリペプチド複数ドメインヌクレアーゼエフェクターを有し、タイプII、V及びVIを含む。
タイプII CRISPR-Casシステムは、構成要素の点で最も単純なものとみなされる。タイプII CRISPR-Casシステムでは、CRISPRアレイを成熟crRNAにプロセシングすることは、特別なエンドヌクレアーゼサブユニットの存在を必要としないが、むしろ、アレイリピート配列に相補的な領域を有する小さなトランスコードcrRNA(tracrRNA)であり、tracrRNAは、その対応するエフェクターヌクレアーゼ(例えば、Cas9)及びリピート配列の両方と相互作用して、前駆dsRNA構造を形成し、tracrRNAとcrRNAの両方を負荷した成熟エフェクター酵素を生成するために、内因性RNAse IIIによって切断される。Cas IIヌクレアーゼは、DNAヌクレアーゼとして特定される。タイプ2エフェクターは、概して、RuvC様ヌクレアーゼドメインのフォールドに挿入された無関係なHNHヌクレアーゼドメインを有するRNase Hフォールドに適合するRuvC様エンドヌクレアーゼドメインを含む構造を呈する。RuvC様ドメインは、標的(例えば、crRNA相補的)DNA鎖の切断に関与し、一方、HNHドメインは、置換DNA鎖の切断に関与する。
タイプV CRISPR-Casシステムは、RuvC様ドメインを含む、タイプIIエフェクターの構造と類似したヌクレアーゼエフェクター(例えば、Cas12)構造によって特徴付けられる。タイプIIと同様に、ほとんどの(全てではない)タイプV CRISPRシステムは、tracrRNAを使用して、プレcrRNAを成熟crRNAに処理するが、プレcrRNAを複数のcrRNAに切断するためのRNAse IIIを必要とするタイプIIシステムとは異なり、タイプVシステムは、エフェクターヌクレアーゼ自体を使用してプレcrRNAを切断することができる。タイプII CRISPR-Casシステムと同様に、タイプV CRISPR-Casシステムの場合もやはり、DNAヌクレアーゼとして特定される。タイプII CRISPR-Casシステムとは異なり、一部のタイプV酵素(例えば、Cas12a)は、二本鎖標的配列の第1のcrRNA指向切断によって活性化される、強固な一本鎖非特異的デオキシリボヌクレアーゼ活性を有するようである。
CRISPR-Casシステムは、近年、その標的性及び使いやすさから、遺伝子編集技術として浮上している。最も一般的に使用されるシステムは、クラス2タイプII SpCas9及びクラス2タイプV-A Cas12a(以前はCpf1)である。具体的に、タイプV-Aシステムは、細胞におけるその報告された特異性が、他のヌクレアーゼよりも高く、オフターゲット効果がより少ないか又は全くないため、より広く使用されるようになってきている。V-Aシステムはまた、ガイドRNAが小さく、(SpCas9についての約100ntと比較して42~44ヌクレオチド)、CRISPRアレイからの転写後にヌクレアーゼ自体によって処理され、複数の遺伝子編集を伴う多重化アプリケーションを簡素化するという点で有利である。更に、V-Aシステムは、互い違いの切断部位を有し、これは、マイクロホモロジー依存的標的組み込み(MITI)などの指向型修復経路を容易にし得る。
最も一般的に使用されるタイプV-A酵素は、選択された標的部位の隣に5’プロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)を必要とする:Lachnospiraceae細菌ND2006 LbCas12a及びAcidaminococcus種AsCas12aに対して5’-TTTV-3’;及びFrancisella novicida FnCas12aに対して5’-TTV-3’。オルソログの最近の調査は、例えばYTV、YYN、又はTTNなどの哺乳動物細胞培養においても活性である、制限のより少ないPAM配列を有するタンパク質を明らかにした。しかしながら、これらの酵素は、V-Aの生物多様性及び標的性を完全に包含するものではなく、全ての可能な活性及びPAM配列要件を表すものではない可能性がある。ここで、タイプV-Aヌクレアーゼについて、多数のメタゲノムから数千のゲノム断片を引き出した。文書化されたV-A酵素の多様性は拡大されている可能性があり、新規システムは、高度に標的化可能で、コンパクト、かつ正確な遺伝子編集剤へと開発されている可能性がある。
例示的な実施形態
一部の態様では、本開示は、細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法を提供し、方法は、当該細胞に、(a)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第1のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含む、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させるか、又は導入することを含む。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(b)(i)クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第2のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含むクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させるか、又は導入することを含む。一部の実施形態では、Casエンドヌクレアーゼは、リボ核タンパク質(RNP)粒子の形態で接触する(例えば、脂質ベース又はエレクトロポレーション/ヌクレオフェクションベースのトランスフェクションの場合)。一部の実施形態では、Casエンドヌクレアーゼは、当該エンドヌクレアーゼ又は関連ガイドRNAをコードする配列の形態で導入される(例えば、ベクター、又はインビトロ転写されたmRNAの場合)。一部の実施形態では、編集は、インデルの挿入、未成熟終止コドン、ミスセンスコドン、フレームシフト変異、アデニン脱アミノ化、シトシン脱アミノ化、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
一部の態様では、本開示は、細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法を提供し、方法は、当該細胞に、(a)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第1のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含む、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させるか、又は導入することを含む。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(b)(i)クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼと、(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び1つ以上の標的遺伝子座の第2のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含むクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させるか、又は導入することを含む。一部の実施形態では、Casエンドヌクレアーゼは、リボ核タンパク質(RNP)粒子の形態で接触する(例えば、脂質ベース又はエレクトロポレーション/ヌクレオフェクションベースのトランスフェクションの場合)。一部の実施形態では、Casエンドヌクレアーゼは、当該エンドヌクレアーゼ又は関連ガイドRNAをコードする配列の形態で導入される(例えば、ベクター、又はインビトロ転写されたmRNAの場合)。一部の実施形態では、編集は、インデルの挿入、未成熟終止コドン、ミスセンスコドン、フレームシフト変異、アデニン脱アミノ化、シトシン脱アミノ化、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
Casエンドヌクレアーゼは、特定のCasエンドヌクレアーゼであり得るか、特定のパラメーターの下で導入され得るか、又は特定の目標測定基準を達成する様式で導入され得る。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、Cas9エンドヌクレアーゼではない。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、Cas12aエンドヌクレアーゼである。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼは、配列番号1若しくは4のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼは、配列番号7又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、又は9のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する当該第1の遺伝子座、及び/又は少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する当該第2の遺伝子座のゲノム配列を編集する。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、200pmol以下、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で導入される。一部の実施形態では、オフターゲット部位は、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、0.2%未満の頻度で破壊される。一部の実施形態では、オフターゲット部位は、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、0.01%未満の頻度で破壊される。一部の実施形態では、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析は、HTGTSアッセイ(ハイスループット、ゲノムワイドな転座シーケンシング;例えば、Chiarle et al.Cell.2011 Sep 30;147(1):107-19.doi:10.1016/j.cell.2011.07.049(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)、LAM-HTGTSアッセイ(線形増幅媒介ハイスループットゲノムワイドシーケンシング;例えば、Hu et al.Nat Protoc.2016.11(5):853-71.doi:10.1038/nprot.2016.043(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)、又はDigenome-Seqアッセイ(インビトロCas-消化全ゲノムシーケンシング;例えば、Kim et al.Nat Methods.2015.12(3):237-43.doi:10.1038/nmeth.3284(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)を含む。
標的化遺伝子座は、任意の遺伝子座を含むことができる。標的化された遺伝子座は、T細胞受容体(TCR)遺伝子座(TRAC及びTRBCなどのT細胞の保存された複数のサブタイプである、TCR遺伝子座の定常領域を含む)、グルココルチコイド受容体遺伝子座(別名、GR遺伝子座)、他の核ホルモン受容体をコードする遺伝子座(例えば、エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体、若しくはアンドロゲン受容体遺伝子座)、又は特定のがん遺伝子若しくは腫瘍抑制因子をコードする遺伝子座など、特定の治療的に興味深い遺伝子座であり得る。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットは、T細胞受容体(TCR)遺伝子座を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号10~15のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットは、核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を含む。一部の実施形態では、1つ以上の標的遺伝子座の当該第1のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の当該第2のセットにハイブリダイズするように構成された当該スペーサー配列は、配列番号16、20、21、又は22のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する。
本明細書で使用される編集方法のうちのいずれかを、ドナー核酸分子と併せて使用して、例えば、Cas酵素又はCas複合体によって標的化される部位のうちの1つでの相同組換えによって、導入遺伝子を導入することができる。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、内在性遺伝子のトランスジェニック型をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、内在性遺伝子の遺伝子座内の、当該標的配列の第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び当該第2の標的配列の第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む。場合によっては、導入遺伝子は、CAR-T分子であってもよい。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、TCR遺伝子座内の、当該標的配列の第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び当該第2の標的配列の第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む。
一部の態様では、本開示は、グルココルチコイド抵抗性の操作されたT細胞を作製する方法を提供し、方法は、T細胞又はその前駆体に、(a)T細胞受容体(TCR)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ、又は当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼをコードするDNAと、(ii)第1の操作されたガイドRNAであって、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び当該TCR遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第1のスペーサー配列を含む、第1の操作されたガイドRNAと、を含む、TCR遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体を導入することを含む。一部の実施形態では、方法は、当該T細胞又はその当該前駆体に、(b)T細胞受容体核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、(i)第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと、(ii)第2の操作されたガイドRNAであって、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び当該NR3C1遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第2のスペーサー配列を含む、第2の操作されたガイドRNAと、を含む、T細胞受容体NR3C1遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体を導入することを更に含む。一部の実施形態では、当該TCR遺伝子座の当該少なくとも一部は、当該T細胞遺伝子座内にある。一部の実施形態では、方法は、当該細胞に、(b)異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、TCR遺伝子座内の、当該標的配列の第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び当該第2の標的配列の第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む。
タイプII又はタイプVエンドヌクレアーゼは、特定のCasエンドヌクレアーゼを含み得る。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、クラス2、タイプII、又はクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、当該クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、配列番号1、4、又は7のうちのいずれか1つに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1の操作されたガイドRNA又は当該第2の操作されたガイドRNAは、配列番号3、6、又は9のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は当該第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼは、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で存在する。
本明細書で使用される編集方法のうちのいずれかを、ドナー核酸分子と併せて使用して、例えば、Cas酵素又はCas複合体によって標的化される部位のうちの1つでの相同組換えによって、導入遺伝子を導入することができる。一部の実施形態では、当該異種の操作されたT細胞受容体は、CAR分子である。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、T細胞受容体アルファ定常(TRAC)遺伝子座又はT細胞受容体ベータ定常(TRBC)遺伝子座である。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、TRAV遺伝子座又はTRAJ遺伝子座である。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、TRBV遺伝子座又はTRBJ遺伝子座である。一部の実施形態では、当該相同アームは、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部に近位のTCR遺伝子座内に、イントロン領域又はエクソン領域を含む。一部の実施形態では、当該T細胞受容体遺伝子座の当該少なくとも一部は、TRACの第1又は第3のエクソンである。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、当該TCR遺伝子座及び当該NR3C1遺伝子座のゲノム配列を破壊する。一部の実施形態では、当該効率は、当該TCR遺伝子座又はNR3C1遺伝子座から発現されたタンパク質に対するフローサイトメトリーによって決定される。一部の実施形態では、当該NR3C1遺伝子座の当該少なくとも一部は、エクソン2又はエクソン3である。一部の実施形態では、当該方法は、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、CAR分子に対して陽性、かつNR3C1に対して陰性の細胞を産生する。いくつかの実施形態では、方法は、(a)~(c)を当該T細胞又はその前駆体に同時に導入することを含む。一部の実施形態では、当該T細胞又はその当該前駆体は、T細胞、造血幹細胞(HSC)、又は末梢血単核細胞(PBMC)を含む。一部の実施形態では、当該第2のスペーサー配列は、配列番号16、20、21、又は22のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む。一部の実施形態では、当該第1又は当該第2のスペーサー配列は、少なくとも約19~24個のヌクレオチド、少なくとも約19個のヌクレオチド、少なくとも約20個のヌクレオチド、少なくとも約22個のヌクレオチド、又は少なくとも約24個のヌクレオチドを含む。
本明細書に記載される方法と併せて使用されるドナー配列は、その方法において様々な形態で提供され得る。一部の実施形態では、ドナー配列は、核酸分子(例えば、一本鎖DNA又は二本鎖DNA、又はRNA)の形態で提供される。一部の実施形態では、ドナー配列は、ベクター(例えば、プラスミド、YACmid、BACmid、ファージミド、又はウイルスベクター)中で提供される。ウイルスベクターの場合、ウイルスベクターは、特定の血清型を有するAAVウイルスを含むことができる。一部の実施形態では、当該ドナーDNA配列は、ウイルスベクター中で送達される。一部の実施形態では、当該ウイルスベクターは、AAVベクター又はAAV-6ベクターである。
一部の態様では、本開示は、(a)TCR遺伝子座内の配列番号10~15のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内の異種配列を含む、グルココルチコイド抵抗性CAR-T細胞の集団を提供する。一部の実施形態では、集団は、(b)インデルを含むNR3C1遺伝子座を更に含む。一部の実施形態では、当該異種配列は、インデルである。一部の実施形態では、当該異種配列は、異種T細胞受容体又はCAR分子をコードするヌクレオチド配列を含むオープンリーディングフレームを含む。一部の実施形態では、当該NR3C1遺伝子座は、配列番号16、20、21、又は22のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内のインデルを含む。一部の実施形態では、当該集団の細胞の0.2%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する。一部の実施形態では、当該集団の細胞の0.01%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する。一部の実施形態では、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析は、HTGTSアッセイ(ハイスループット、ゲノムワイドな転座シーケンシング;例えば、Chiarle et al.Cell.2011 Sep 30;147(1):107-19.doi:10.1016/j.cell.2011.07.049(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)、LAM-HTGTSアッセイ(線形増幅媒介ハイスループットゲノムワイドシーケンシング;例えば、Hu et al.Nat Protoc.2016.11(5):853-71.doi:10.1038/nprot.2016.043(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)、又はDigenome-Seqアッセイ(インビトロCas-消化全ゲノムシーケンシング;例えば、Kim et al.Nat Methods.2015.12(3):237-43.doi:10.1038/nmeth.3284(参照により全ての目的のために本明細書に明示的に組み込まれる)を参照のこと)を含む。一部の実施形態では、当該細胞の集団は、染色体転座を実質的に含まない。
一部の態様では、本開示は、本明細書に記載される方法のうちのいずれかによって産生される細胞を提供する。
一部の態様では、本開示は、以下の表1に提供されるタンパク質配列又はヌクレオチド配列を提供する。
場合によっては、本明細書に記載されるエンドヌクレアーゼのうちのいずれかは、1つ以上の核局在化配列(NLS)を有するバリアントを含んでもよい。NLSは、エンドヌクレアーゼのN末端又はC末端の近位にあってもよい。NLSは、配列番号25~40のうちのいずれか1つ、又は配列番号25~40のうちのいずれか1つに対して少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、又は少なくとも約99%の同一性を有するバリアントに対してN末端又はC末端に付加されてもよい。場合によっては、NLSは、配列番号25~40のうちのいずれか1つに対して実質的に同一な配列を含んでもよい。
場合によっては、本明細書に記載されるエンドヌクレアーゼ方法のうちのいずれかは、細胞に、一本鎖又は二本鎖のDNA修復鋳型を導入することを更に含むことができる。場合によっては、操作されたヌクレアーゼシステムは、一本鎖DNA修復鋳型を更に含む。場合によっては、操作されたヌクレアーゼシステムは、二本鎖DNA修復鋳型を更に含む。場合によっては、一本鎖又は二本鎖のDNA修復鋳型は、5’から3’の方向に、当該標的デオキシリボ核酸に対して5’の、少なくとも20個のヌクレオチドの配列を含む第1の相同アーム、少なくとも10個のヌクレオチドの合成DNA配列、及び当該標的配列に対して3’の、少なくとも20個のヌクレオチドの配列を含む第2の相同アームを含んでもよい。
場合によっては、第1の相同アームは、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、少なくとも90、少なくとも100、少なくとも110、少なくとも120、少なくとも130、少なくとも140、少なくとも150、少なくとも175、少なくとも200、少なくとも250、少なくとも300、少なくとも400、少なくとも500、少なくとも750、又は少なくとも1000個のヌクレオチドの配列を含む。場合によっては、第2の相同アームは、少なくとも40、少なくとも50、少なくとも60、少なくとも70、少なくとも80、少なくとも90、少なくとも100、少なくとも110、少なくとも120、少なくとも130、少なくとも140、少なくとも150、少なくとも175、少なくとも200、少なくとも250、少なくとも300、少なくとも400、少なくとも500、少なくとも750、又は少なくとも1000個のヌクレオチドの配列を含む。
場合によっては、第1及び第2の相同アームは、原核生物のゲノム配列に対して相同である。場合によっては、第1及び第2の相同アームは、細菌のゲノム配列に対して相同である。場合によっては、第1及び第2の相同アームは、真菌のゲノム配列に対して相同である。場合によっては、第1及び第2の相同アームは、真核生物のゲノム配列に対して相同である。
場合によっては、本明細書に記載されるエンドヌクレアーゼ方法のうちのいずれかは、細胞にDNA修復鋳型を導入することを更に含むことができる。DNA修復鋳型は、二本鎖DNAセグメントを含んでもよい。二本鎖DNAセグメントには、1つの一本鎖DNAセグメントが隣接していてもよい。二本鎖DNAセグメントには、2つの一本鎖DNAセグメントが隣接していてもよい。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、二本鎖DNAセグメントの5’末端にコンジュゲートされる。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、二本鎖DNAセグメントの3’末端にコンジュゲートされる。
場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、1~15ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、4~10ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、4ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、5ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、6ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、7ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、8ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、9ヌクレオチド塩基の長さを有する。場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、10ヌクレオチド塩基の長さを有する。
場合によっては、一本鎖DNAセグメントは、スペーサー配列内の配列に相補的なヌクレオチド配列を有する。場合によっては、二本鎖DNA配列は、バーコード、オープンリーディングフレーム、エンハンサー、プロモーター、タンパク質コード配列、miRNAコード配列、RNAコード配列、又は導入遺伝子を含む。
場合によっては、本明細書に記載される配列同一性は、BLASTP、CLUSTALW、MUSCLE、若しくはMAFFTアルゴリズム、又はSmith-Waterman相同性検索アルゴリズムパラメーターを用いたCLUSTALWアルゴリズムによって決定され得る。配列同一性は、3のワード長(W)、10の期待値(E)のパラメーター、及び11の存在、1の延長でギャップコストを設定しているBLOSUM62スコアリングマトリックスを使用し、条件付き組成スコアマトリックス調整を使用した、当該BLASTP相同性検索アルゴリズムによって決定され得る。
本開示のシステム又は方法は、例えば、核酸分子に結合する(例えば、配列特異的結合)、核酸編集(例えば、遺伝子編集)などの様々な用途に使用され得る。このようなシステム又は方法は、例えば、対象において疾患を引き起こす可能性のある遺伝的に受け継がれた突然変異に対処する(例えば、除去又は置換する)ため、細胞におけるその機能を確認するために遺伝子を不活性化するため、疾患を引き起こす遺伝子エレメントを検出する診断ツールとして(例えば、逆転写されたウイルスRNA若しくは疾患を引き起こす突然変異をコードする増幅されたDNA配列の切断を介して)、特定のヌクレオチド配列(例えば、細菌内の抗生物質耐性をコードする配列)を標的化するためのプローブと組み合わせた不活性化した酵素として、ウイルスゲノムを標的化することによってウイルスを不活性化するか、若しくは宿主細胞に感染できないようにするため、価値ある低分子、高分子、若しくは二次代謝産物を生じるように生物を操作するための遺伝子を加えるか、若しくは代謝経路を修正するため、進化的選択のための遺伝子駆動エレメントを確立するため、バイオセンサーとして外来低分子及びヌクレオチドによる細胞の摂動を検出するため使用され得る。
実施例1-TCAR遺伝子座での編集
本明細書に記載されるヌクレアーゼを使用して、CAR-T細胞(及び異種T細胞受容体を担持する他のT細胞様細胞)を産生するためのワークフローを開発した(図1)。したがって、T細胞受容体遺伝子座(例えば、TRAC遺伝子座)を標的化するためのヌクレアーゼ複合体を開発した。スペーサー配列(配列番号10~15)を、クラス2タイプIIエンドヌクレアーゼMG3-6(配列番号1)、又はSpCas9、又はクラス2、タイプVのエンドヌクレアーゼMG29-1(配列番号7)と組み合わせてTRAC遺伝子を標的化するために開発し、各酵素の対応するsgRNAに導入した(表1を参照のこと)。各TRAC標的化sgRNAを含有するRNP複合体を集合させ、(Stemcell Technologies Human T cell Isolation Kit #17951)を使用した負の選択によるPBMCからの精製、及びCD2/3/28ビーズ(Miltenyi T cell Activation/Expansion Kit #130-091-441)による活性化の後、4日間培養したヒトT細胞にヌクレオフェクトした(プログラムEO-115及びP3緩衝液を使用して、Lonza 4-D Nucleofectorを用いて、200,000個のT細胞)。TRAC遺伝子におけるインデル形成に対する次世代シーケンシング(NGS)(図2左)によって、かつ偽トランスフェクトされたT細胞と共にTCR発現に対するフローサイトメトリー(図2右)によって、細胞を解析した。NGS及びフローサイトメトリーの両方による解析は、インデル形成又はトランスフェクトされたT細胞におけるT細胞受容体発現の破壊の誘導について、MG3-6及びMG29-1がSpCas9と同等又はより良好であったことを示した。
本明細書に記載されるヌクレアーゼを使用して、CAR-T細胞(及び異種T細胞受容体を担持する他のT細胞様細胞)を産生するためのワークフローを開発した(図1)。したがって、T細胞受容体遺伝子座(例えば、TRAC遺伝子座)を標的化するためのヌクレアーゼ複合体を開発した。スペーサー配列(配列番号10~15)を、クラス2タイプIIエンドヌクレアーゼMG3-6(配列番号1)、又はSpCas9、又はクラス2、タイプVのエンドヌクレアーゼMG29-1(配列番号7)と組み合わせてTRAC遺伝子を標的化するために開発し、各酵素の対応するsgRNAに導入した(表1を参照のこと)。各TRAC標的化sgRNAを含有するRNP複合体を集合させ、(Stemcell Technologies Human T cell Isolation Kit #17951)を使用した負の選択によるPBMCからの精製、及びCD2/3/28ビーズ(Miltenyi T cell Activation/Expansion Kit #130-091-441)による活性化の後、4日間培養したヒトT細胞にヌクレオフェクトした(プログラムEO-115及びP3緩衝液を使用して、Lonza 4-D Nucleofectorを用いて、200,000個のT細胞)。TRAC遺伝子におけるインデル形成に対する次世代シーケンシング(NGS)(図2左)によって、かつ偽トランスフェクトされたT細胞と共にTCR発現に対するフローサイトメトリー(図2右)によって、細胞を解析した。NGS及びフローサイトメトリーの両方による解析は、インデル形成又はトランスフェクトされたT細胞におけるT細胞受容体発現の破壊の誘導について、MG3-6及びMG29-1がSpCas9と同等又はより良好であったことを示した。
次に、TRAC遺伝子座へのCAR-T分子の標的組み込みを促進するための、上記のRNP複合体を使用した編集能力を試験した。TRAC遺伝子を標的化する5’及び3’相同アーム(例えば、配列番号23~24)が隣接したCAR-T分子を含む、ヌクレオチド配列を含むAAV-6ベクターを開発した。上記のMG29-1 RNPを使用したTRAC標的化を実施したが、次いで、トランスフェクション後にAAV-6ベクターの100,000個のベクターゲノム(vg)をT細胞に添加した。細胞を、TCR受容体について、及びCAR抗原結合ドメインの発現について、フローサイトメトリーを使用して解析した(図3)。フローサイトメトリーは、AAV-エンドヌクレアーゼの組み合わせで処置されたT細胞の約60%が、CAR抗原結合ドメインを発現したことを示した。AAV-6/CAR-T組み込み構築物と、TRACを標的化するMG3-6及びMG3-8 RNPを組み合わせた実験で、同様の結果を得た。
実施例2-TCR様細胞におけるマルチプレックス編集
TRAC遺伝子座の修飾(例えば、CAR-T組み込み)と組み合わせて、他の遺伝子を修飾することが有利であり得る。したがって、本明細書に記載されるヌクレアーゼ複合体が、TRAC及び追加の遺伝子座を標的化する能力を決定した。1つのかかる遺伝子座は、NR3C1(別名、GR、又はグルココルチコイド受容体)遺伝子座であり、これは、グルココルチコイド薬剤に対する非応答性をCAR-T細胞に付与するように破壊するのに有利であり得る(例えば、グルココルチコイドで同時に治療されているがん患者の場合、又はグルココルチコイド維持を必要とする自己免疫障害を有するがん患者の場合)。3つのMG29-1適合性標的化配列(標的B-D;配列番号20、21、22)を、NR3C1遺伝子を標的化するように設計し、MG29-1ガイドRNAに組み入れた。これらのガイドRNAを有するMG29-1を含むRNP複合体を集合させた。上記のMG29-1/NR3C1 gRNA RNP複合体及びMG3-6/TRAC RNPの様々な組み合わせを用いたヌクレオフェクションによって、T細胞を処理した(図4)。ヌクレオフェクション後にNGSを使用して細胞を解析して、各遺伝子座におけるインデル形成を評価した。結果は、異なるガイドRNAが、NR3C1を標的化する異なる効率を有した一方で(「MG29-1 GR-13」、「MG29-1 GR-28」、「MG29-1 GR-29」を参照のこと)、TRACを標的化するMG3-6複合体及びNR3C1を標的化するMG29-1複合体の組み合わせが、両方の遺伝子におけるインデル形成を効率的に誘導することができたことを示した(図4の右端の3つの条件を参照のこと)。
TRAC遺伝子座の修飾(例えば、CAR-T組み込み)と組み合わせて、他の遺伝子を修飾することが有利であり得る。したがって、本明細書に記載されるヌクレアーゼ複合体が、TRAC及び追加の遺伝子座を標的化する能力を決定した。1つのかかる遺伝子座は、NR3C1(別名、GR、又はグルココルチコイド受容体)遺伝子座であり、これは、グルココルチコイド薬剤に対する非応答性をCAR-T細胞に付与するように破壊するのに有利であり得る(例えば、グルココルチコイドで同時に治療されているがん患者の場合、又はグルココルチコイド維持を必要とする自己免疫障害を有するがん患者の場合)。3つのMG29-1適合性標的化配列(標的B-D;配列番号20、21、22)を、NR3C1遺伝子を標的化するように設計し、MG29-1ガイドRNAに組み入れた。これらのガイドRNAを有するMG29-1を含むRNP複合体を集合させた。上記のMG29-1/NR3C1 gRNA RNP複合体及びMG3-6/TRAC RNPの様々な組み合わせを用いたヌクレオフェクションによって、T細胞を処理した(図4)。ヌクレオフェクション後にNGSを使用して細胞を解析して、各遺伝子座におけるインデル形成を評価した。結果は、異なるガイドRNAが、NR3C1を標的化する異なる効率を有した一方で(「MG29-1 GR-13」、「MG29-1 GR-28」、「MG29-1 GR-29」を参照のこと)、TRACを標的化するMG3-6複合体及びNR3C1を標的化するMG29-1複合体の組み合わせが、両方の遺伝子におけるインデル形成を効率的に誘導することができたことを示した(図4の右端の3つの条件を参照のこと)。
本明細書に記載されるヌクレアーゼ複合体を使用して2つの異なる遺伝子座を標的化する能力を確立した後、3つの遺伝子座(例えば、TRAC、遺伝子座B-29/配列番号16、遺伝子座C-87/配列番号17、遺伝子座C-74/配列番号18、又は遺伝子座C-83/配列番号19から選択される)を標的化する能力を、遺伝子座の各々に対応するRNPを単独で、及び3つを組み合わせて、上記のように、T細胞にヌクレオフェクトし、NGSによってインデル形成を評価することによって評価した(図5を参照のこと)。この実験の結果は、異なる遺伝子座を標的化する3つの異なるRNPを組み合わせた条件でさえ、3つ全ての遺伝子座におけるインデルが、かなりの量で産生されたことを示した。
実施例3-多重遺伝子置換を伴うマルチプレックス編集
複数の遺伝子座を編集し、導入遺伝子を少なくとも1つの遺伝子座に組み込む能力を確立した後、2つ以上の遺伝子座を同時に編集し、両方の遺伝子座における遺伝子を同時に組み込む能力を、T細胞内の2つの異なる遺伝子座を編集し、2つの異なる遺伝子座を標的化する2つの異なるドナーDNA鋳型を提供することによって試験した。上記のAAVS1(セーフハーバー)遺伝子座及びTRAC遺伝子座を標的部位として選択した。実施例1及び2にあるように調製された初代T細胞(2×105)を、(a)SpCas9(12pmol)、及びAAVS1遺伝子座を標的化する適合性sgRNA(60pmol、配列番号41はスペーサー配列を示す)、並びに(b)MG3-6(52pmol)、及び適合性TRAC3-6 6 sgRNA(60pmol、配列番号10)の組み合わせでヌクレオフェクトした。ヌクレオフェクション後、細胞を、2つの異なるAAV-6ベクター:(a)AAVS1遺伝子座を標的化する5’及び3’相同アーム(配列番号42及び43)が隣接した、GRの4つの異なるアイソフォーム(GR-アルファ、GR-ベータ、GR-アルファD3、及びGR-ベータD3)の各々を含む導入遺伝子を担持するもの、並びに(b)TRAC遺伝子座を標的化する5’及び3’相同アーム(配列番号23~24)が隣接した、CARを担持するものと、各々50,000の多重感染度(MOI)でインキュベートした。4日間のインキュベーション後、T細胞を、(a)AAVS1遺伝子座でのGR導入遺伝子の存在に対するPCR(PCRの設計及び結果については図6を参照のこと)、又は(b)TRAC遺伝子座でのCARの組み込みを評価するための、CAR抗原結合ドメイン及びT細胞受容体に対するフローサイトメトリーによって解析した(図7)。PCR及びフローサイトメトリー実験からのデータは、両方の導入遺伝子(GR及びCAR)が、性能の大幅な喪失なしに同時に挿入され得ることを示し、二重AAVS1/TCR標的化条件下でのGR導入遺伝子に対するPCR(中央の4つのレーン、図6B)は、AAVS1標的化単独(最後の4つのレーン、図7B又は中央の4つのレーン、図7C)と類似した組み込み結果を示したが、TCRに対するフローサイトメトリー(図7A、7B、7C、7D)は、AAVS1が同時に標的化された場合でさえ、CARの高い組み込み及びTCRの喪失を示した。
複数の遺伝子座を編集し、導入遺伝子を少なくとも1つの遺伝子座に組み込む能力を確立した後、2つ以上の遺伝子座を同時に編集し、両方の遺伝子座における遺伝子を同時に組み込む能力を、T細胞内の2つの異なる遺伝子座を編集し、2つの異なる遺伝子座を標的化する2つの異なるドナーDNA鋳型を提供することによって試験した。上記のAAVS1(セーフハーバー)遺伝子座及びTRAC遺伝子座を標的部位として選択した。実施例1及び2にあるように調製された初代T細胞(2×105)を、(a)SpCas9(12pmol)、及びAAVS1遺伝子座を標的化する適合性sgRNA(60pmol、配列番号41はスペーサー配列を示す)、並びに(b)MG3-6(52pmol)、及び適合性TRAC3-6 6 sgRNA(60pmol、配列番号10)の組み合わせでヌクレオフェクトした。ヌクレオフェクション後、細胞を、2つの異なるAAV-6ベクター:(a)AAVS1遺伝子座を標的化する5’及び3’相同アーム(配列番号42及び43)が隣接した、GRの4つの異なるアイソフォーム(GR-アルファ、GR-ベータ、GR-アルファD3、及びGR-ベータD3)の各々を含む導入遺伝子を担持するもの、並びに(b)TRAC遺伝子座を標的化する5’及び3’相同アーム(配列番号23~24)が隣接した、CARを担持するものと、各々50,000の多重感染度(MOI)でインキュベートした。4日間のインキュベーション後、T細胞を、(a)AAVS1遺伝子座でのGR導入遺伝子の存在に対するPCR(PCRの設計及び結果については図6を参照のこと)、又は(b)TRAC遺伝子座でのCARの組み込みを評価するための、CAR抗原結合ドメイン及びT細胞受容体に対するフローサイトメトリーによって解析した(図7)。PCR及びフローサイトメトリー実験からのデータは、両方の導入遺伝子(GR及びCAR)が、性能の大幅な喪失なしに同時に挿入され得ることを示し、二重AAVS1/TCR標的化条件下でのGR導入遺伝子に対するPCR(中央の4つのレーン、図6B)は、AAVS1標的化単独(最後の4つのレーン、図7B又は中央の4つのレーン、図7C)と類似した組み込み結果を示したが、TCRに対するフローサイトメトリー(図7A、7B、7C、7D)は、AAVS1が同時に標的化された場合でさえ、CARの高い組み込み及びTCRの喪失を示した。
実施例4-ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析による特異性解析
MG3-6、MG3-8、及びMG29-1の標的特異性を、SpCas9(「Cas9」)と共にゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析を介して評価した。結果を図8に示す。結果は、MG3-6、MG3-8、及びMG29-1が、Cas9よりも低いレベルのオフターゲット編集を有したことを示した。
MG3-6、MG3-8、及びMG29-1の標的特異性を、SpCas9(「Cas9」)と共にゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析を介して評価した。結果を図8に示す。結果は、MG3-6、MG3-8、及びMG29-1が、Cas9よりも低いレベルのオフターゲット編集を有したことを示した。
実施例5-T細胞におけるマルチプレックス編集
組換えTCRベースのT細胞生成物を作製することは、TCRの新しく、望ましいアルファ鎖及びベータ鎖をT細胞のプールに導入することを必要とし、これは、a/b鎖が、抗原特異的認識を与えるTCRのサブユニットであるためである。これらの新しいa/b鎖は、次いで、デルタ/ガンマ/イプシロン鎖と集合して、活性で完全なTCRを作製することができる(図9を参照のこと)。残念なことに、この単純な場合、既存のa/b鎖は、レシピエント細胞においてまだ発現されている。これは、既存のアルファが新しいベータと対形成することができ、新しいアルファが既存のベータと対形成することができるという望ましくない可能性を持ち込み、例えば、新しく、望ましいTCR a/b鎖は、それらが一緒に対形成すること「ことになっている」ことを知らない。更なる作用なしに、T細胞はここで、4つの異なるTCR(a/b、a’/b、a/b’、a’/b’)を発現し、1つは、操作された特異性を有する。これは、2つの問題を引き起こす:i)新しく、望ましいTCRの発現を4倍低減する、ii)2つのハイブリッドa/b対(a’/b及びa/b’)は、予測不可能な、潜在的に自己反応性の様式で抗原を認識するため、自己免疫のリスクをもたらす。
組換えTCRベースのT細胞生成物を作製することは、TCRの新しく、望ましいアルファ鎖及びベータ鎖をT細胞のプールに導入することを必要とし、これは、a/b鎖が、抗原特異的認識を与えるTCRのサブユニットであるためである。これらの新しいa/b鎖は、次いで、デルタ/ガンマ/イプシロン鎖と集合して、活性で完全なTCRを作製することができる(図9を参照のこと)。残念なことに、この単純な場合、既存のa/b鎖は、レシピエント細胞においてまだ発現されている。これは、既存のアルファが新しいベータと対形成することができ、新しいアルファが既存のベータと対形成することができるという望ましくない可能性を持ち込み、例えば、新しく、望ましいTCR a/b鎖は、それらが一緒に対形成すること「ことになっている」ことを知らない。更なる作用なしに、T細胞はここで、4つの異なるTCR(a/b、a’/b、a/b’、a’/b’)を発現し、1つは、操作された特異性を有する。これは、2つの問題を引き起こす:i)新しく、望ましいTCRの発現を4倍低減する、ii)2つのハイブリッドa/b対(a’/b及びa/b’)は、予測不可能な、潜在的に自己反応性の様式で抗原を認識するため、自己免疫のリスクをもたらす。
この実験では、CD2/3/28ビーズで増殖した一次T細胞を、Lonza 4Dエレクトロポレーター及び溶液P3を使用して、1条件当たり200K細胞を使用してヌクレオフェクトし、104pmolのMG3-6タンパク質及び128pmolのガイドRNA、又は同量のタイプV酵素MG29-1、又はMG3-6及びMG29-1の両方を送達した。使用したMG3-6ガイドは、MG3-6-TRAC-6(配列番号44)及びMG3-6-TRBC(配列番号45)であり、長さは、22ntである。ゲノムDNAを、これらの細胞から3日後に回収し、NGSによって解析した(図10を参照のこと)。インデルを有する標的部位での配列の割合を示す図10の結果は、両方の部位を標的化するRNPが同時に細胞に導入される場合に、これらの細胞において二重TRAC/TRBCノックアウトがあることを実証する。
実施例6-単一遺伝子ノックアウトに対するフローサイトメトリーによる遺伝子編集結果。
初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用して、PBMC(末梢血単核細胞)から精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、RNP(100pmolのタンパク質/150pmolのガイドRNA)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。フローサイトメトリーによる解析のために、ヌクレオフェクションの3日後、100,000個のT細胞を抗CD3及び抗B2M抗体で4℃において30分間染色し、Attune Nxtフローサイトメーターで解析した(図11)。TCR及びB2Mのノックアウトを評価する、4つの表現型の各々を含有する解析された細胞の割合を示す図11は、(a)TCR標的化条件の全てが、TCRノックアウトを効率的にもたらし、MG3-6 TRAC6及びMG3-6 TRBC E2 sgRNAが、最も効率的なTCRノックアウトをもたらしたこと、並びに(b)B2M標的化条件の全てが、B2Mノックアウトをもたらし、B2M H1及びB2M D2が、最も効率的なB2Mノックアウトをもたらしたことを示す。
初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用して、PBMC(末梢血単核細胞)から精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、RNP(100pmolのタンパク質/150pmolのガイドRNA)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。フローサイトメトリーによる解析のために、ヌクレオフェクションの3日後、100,000個のT細胞を抗CD3及び抗B2M抗体で4℃において30分間染色し、Attune Nxtフローサイトメーターで解析した(図11)。TCR及びB2Mのノックアウトを評価する、4つの表現型の各々を含有する解析された細胞の割合を示す図11は、(a)TCR標的化条件の全てが、TCRノックアウトを効率的にもたらし、MG3-6 TRAC6及びMG3-6 TRBC E2 sgRNAが、最も効率的なTCRノックアウトをもたらしたこと、並びに(b)B2M標的化条件の全てが、B2Mノックアウトをもたらし、B2M H1及びB2M D2が、最も効率的なB2Mノックアウトをもたらしたことを示す。
実施例7-二重遺伝子ノックアウトに対するフローサイトメトリーによる遺伝子編集結果。
実施例6において単独でTCR/B2M標的化条件の性能を評価した後、条件の組み合わせを使用した同時二重切断も、TRAC及びB2M標的化について試験した(図12)。初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、RNP(100pmolのタンパク質/150pmolのガイドRNA)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。フローサイトメトリーによる解析のために、ヌクレオフェクションの3日後、100,000個のT細胞を抗CD3及び抗B2M抗体で4℃において30分間染色し、Attune Nxtフローサイトメーターで解析した(図12)。TCR及びB2Mのノックアウトを評価する、4つの表現型の各々を含有する解析された細胞の割合を示す図12は、最も効率的な二重標的化条件が、MG29-1 B2M H1、D2、又はA3条件と共にMG3-6 TRAC6条件を伴う、A4、B4、及びC4であったことを示す。最も効率的な二重標的化条件は、MG3-6 TRAC6 sgRNA及びMG29-1 B2M D2 sgRNAを使用したB4であるように見えた。
実施例6において単独でTCR/B2M標的化条件の性能を評価した後、条件の組み合わせを使用した同時二重切断も、TRAC及びB2M標的化について試験した(図12)。初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、RNP(100pmolのタンパク質/150pmolのガイドRNA)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。フローサイトメトリーによる解析のために、ヌクレオフェクションの3日後、100,000個のT細胞を抗CD3及び抗B2M抗体で4℃において30分間染色し、Attune Nxtフローサイトメーターで解析した(図12)。TCR及びB2Mのノックアウトを評価する、4つの表現型の各々を含有する解析された細胞の割合を示す図12は、最も効率的な二重標的化条件が、MG29-1 B2M H1、D2、又はA3条件と共にMG3-6 TRAC6条件を伴う、A4、B4、及びC4であったことを示す。最も効率的な二重標的化条件は、MG3-6 TRAC6 sgRNA及びMG29-1 B2M D2 sgRNAを使用したB4であるように見えた。
実施例8-三重遺伝子ノックアウトに対するフローサイトメトリーによる遺伝子編集結果。
実施例6及びにおいて単独で、及び実施例7において二重で、TCR/B2M標的化条件の性能を評価した後、条件の組み合わせを使用した同時二重切断も、同時のTRAC、TRBC、及びB2M標的化について試験した。初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、RNP(100pmolのタンパク質/150pmolのガイドRNA)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。フローサイトメトリーによる解析のために、ヌクレオフェクションの3日後、100,000個のT細胞を抗CD3及び抗B2M抗体で4℃において30分間染色し、Attune Nxtフローサイトメーターで解析した(図13)。フローサイトメトリーの結果は、条件B2、E1、及びF1が、ノックアウトのための最も効率的な三重標的化条件であったことを示す。
実施例6及びにおいて単独で、及び実施例7において二重で、TCR/B2M標的化条件の性能を評価した後、条件の組み合わせを使用した同時二重切断も、同時のTRAC、TRBC、及びB2M標的化について試験した。初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、RNP(100pmolのタンパク質/150pmolのガイドRNA)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。フローサイトメトリーによる解析のために、ヌクレオフェクションの3日後、100,000個のT細胞を抗CD3及び抗B2M抗体で4℃において30分間染色し、Attune Nxtフローサイトメーターで解析した(図13)。フローサイトメトリーの結果は、条件B2、E1、及びF1が、ノックアウトのための最も効率的な三重標的化条件であったことを示す。
細胞を回収し、トランスフェクションの5日後にゲノムDNAを調製した。NGSベースのDNAシーケンシングでの使用に適したPCRプライマーを作製し、最適化し、各ガイドRNAの個々の標的配列を増幅するために使用した。アンプリコンをIllumina MiSeqマシン上で配列決定し、独自のPythonスクリプトを用いて解析して、遺伝子編集を測定した(図14)。ここでのシーケンシング結果は、インデルが必ずしも遺伝子の機能的破壊を反映しない可能性があるため(フローサイトメトリーによって測定されるように)、図13の結果と矛盾した。
したがって、シーケンシングによって三重ノックアウト細胞の生成を検証するために、追加の解析を実施した(図15を参照のこと)。三重ノックアウト細胞の生成が成功したことを実証するデータを図15に示す。「編集」列のデータは、図14から取得され、「野生型」列のデータは、100%から編集の割合を引いたものである。二重及び三重ノックアウトの最小(Min.)頻度を、個々の細胞における編集事象間の最小の重複を仮定して計算する。したがって、TRBCとB2Mとの間の最小の二重ノックアウト頻度は、100%から、TRBCについての野生型の細胞の割合及びB2Mについての野生型の細胞の割合を引いたものである。したがって、最小の三重ノックアウト頻度は、100%から、二重ノックアウトを含有しない可能性がある細胞の割合から、TRACについての野生型の細胞の割合を引いたものである。観察された高い編集頻度は、編集事象の全てが別々の細胞において生じた可能性を除外する。したがって、図15のデータは、三重ノックアウトTRAC/TRBC/B2M細胞の作製に成功したことを実証する。
実施例9-編集されたT細胞におけるGFPマーカー及び表面マーカーの発現
初代ヒトT細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、MG3-6 mRNA(500ng/150pmolガイド)、MG29-1 RNP(100pmol/150pmolガイド)、及び/又はSpCas9 RNP(12pmol/60pmolガイド)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。ヌクレオフェクション後、AAV-6を含有する培地中で細胞を直ちに回収した(50,000 MOI)。使用したAAVベクターには、(a)MG3-6-TRAC-6(配列番号64)又はMG29-1-TRAC-35(配列番号65)の切断部位に対応する相同アームが隣接した、MSCVプロモーター駆動の短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)コード配列を送達するAAVベクター、及び(b)Mali et al.AAVS1 T2(配列番号63)の切断部位に対応する相同アームが隣接した、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)と共に、GFPをコードするMNDプロモーター駆動の多シストロン性構築物を送達するAAVベクターが含まれる。トランスフェクションの4日後、生存率(Live/Dead Fixable Aqua Cell Stain Kit;ThermoFisher Scientific)、並びにtLNGFR(CD271)(VioBlue REAfinity(商標)、クローンREA844;Miltenyi Biotech)、tEGFR(Cetuximab Biosimilar、AlexaFluor(登録商標)647、クローンHu1;R&D Systems)、及びTCR a/b(Brilliant Violet 785、クローンIP26;BioLegend)の発現について、100,000個の細胞を染色した。細胞を4℃で30分間染色し、Attune NxTフローサイトメーターでデータを取得した。tLNGFR、GFP、tEGFR、及び/又はTCR a/bを発現する細胞を、単一の生細胞上でゲーティングした(図16)。
初代ヒトT細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、MG3-6 mRNA(500ng/150pmolガイド)、MG29-1 RNP(100pmol/150pmolガイド)、及び/又はSpCas9 RNP(12pmol/60pmolガイド)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。ヌクレオフェクション後、AAV-6を含有する培地中で細胞を直ちに回収した(50,000 MOI)。使用したAAVベクターには、(a)MG3-6-TRAC-6(配列番号64)又はMG29-1-TRAC-35(配列番号65)の切断部位に対応する相同アームが隣接した、MSCVプロモーター駆動の短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)コード配列を送達するAAVベクター、及び(b)Mali et al.AAVS1 T2(配列番号63)の切断部位に対応する相同アームが隣接した、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)と共に、GFPをコードするMNDプロモーター駆動の多シストロン性構築物を送達するAAVベクターが含まれる。トランスフェクションの4日後、生存率(Live/Dead Fixable Aqua Cell Stain Kit;ThermoFisher Scientific)、並びにtLNGFR(CD271)(VioBlue REAfinity(商標)、クローンREA844;Miltenyi Biotech)、tEGFR(Cetuximab Biosimilar、AlexaFluor(登録商標)647、クローンHu1;R&D Systems)、及びTCR a/b(Brilliant Violet 785、クローンIP26;BioLegend)の発現について、100,000個の細胞を染色した。細胞を4℃で30分間染色し、Attune NxTフローサイトメーターでデータを取得した。tLNGFR、GFP、tEGFR、及び/又はTCR a/bを発現する細胞を、単一の生細胞上でゲーティングした(図16)。
実施例10-編集されたT細胞におけるAAVS1部位でのインデル解析
初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、MG3-6 mRNA(500ng/150pmolガイド)、MG29-1 RNP(100pmol/150pmolガイド)、及び/又はSpCas9 RNP(12pmol/60pmolガイド)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。ヌクレオフェクション後、AAV-6を含有する培地中で細胞を直ちに回収した(50,000 MOI)。使用したAAVベクターには、MG3-6-TRAC-6又はMG29-1-TRAC-35の切断部位に対応する相同アームが隣接した、MSCVプロモーター駆動の短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)コード配列、GFPをコードするMNDプロモーター駆動の多シストロン性構築物、及びMali et al.AAVS1 T2の切断部位に対応する相同アームが隣接した、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)が含まれる。細胞を回収し、トランスフェクションの4日後にゲノムDNAを調製した。NGSベースのDNAシーケンシングでの使用に適したPCRプライマーを生成し、最適化し、これらの実験で使用した異なるAAVS1部位特異的RNAガイドの標的部位を含む領域を増幅するために使用した。アンプリコンをIllumina MiSeqマシン上で配列決定し、独自のPythonスクリプトを用いて解析して、遺伝子編集を測定した(図17)。結果は、TRAC及びAAVS1の最も効率的な二重標的化条件が、sgRNA F3を有するMG29-1及びsgRNA TRAC3-6 #6を有するMG3-6を伴う条件であったことを示した。
初代T細胞を、製造元の推奨に従って、負の選択キット(Miltenyi)を使用してPBMCから精製した。Lonza 4Dエレクトロポレーターを使用して、MG3-6 mRNA(500ng/150pmolガイド)、MG29-1 RNP(100pmol/150pmolガイド)、及び/又はSpCas9 RNP(12pmol/60pmolガイド)のT細胞(200,000)へのヌクレオフェクションを実施した。ヌクレオフェクション後、AAV-6を含有する培地中で細胞を直ちに回収した(50,000 MOI)。使用したAAVベクターには、MG3-6-TRAC-6又はMG29-1-TRAC-35の切断部位に対応する相同アームが隣接した、MSCVプロモーター駆動の短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)コード配列、GFPをコードするMNDプロモーター駆動の多シストロン性構築物、及びMali et al.AAVS1 T2の切断部位に対応する相同アームが隣接した、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)が含まれる。細胞を回収し、トランスフェクションの4日後にゲノムDNAを調製した。NGSベースのDNAシーケンシングでの使用に適したPCRプライマーを生成し、最適化し、これらの実験で使用した異なるAAVS1部位特異的RNAガイドの標的部位を含む領域を増幅するために使用した。アンプリコンをIllumina MiSeqマシン上で配列決定し、独自のPythonスクリプトを用いて解析して、遺伝子編集を測定した(図17)。結果は、TRAC及びAAVS1の最も効率的な二重標的化条件が、sgRNA F3を有するMG29-1及びsgRNA TRAC3-6 #6を有するMG3-6を伴う条件であったことを示した。
本発明の好ましい実施形態は本明細書に示され、記載されるが、このような実施形態が、例示の目的でのみ提供されることは、当業者には明らかであろう。本発明は、本明細書内で提供される特定の実施例によって限定されることは意図されていない。本発明は前述の説明を参照して記載されているが、本明細書の実施形態の記載及び説明は、限定された意味で解釈されることを意図していない。多数の変形、変更、及び置換は、ここで、本発明から逸脱することなく、当業者にとって生じるであろう。更に、本発明の全ての態様は、様々な条件及び変数に依存する、本明細書に記載される特定の描写、構成又は相対的割合に限定されないことが理解されよう。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する様々な代替が、本発明の実施に用いられ得ることは、理解されるべきである。したがって、本発明は、こうした任意の代替、修正、変形、又は均等物も包含することが企図される。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲、及びそれによって包含されるこれらの請求の範囲及びそれらの均等物内のその方法及び構造を定義することが意図される。
Claims (73)
- 細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法であって、前記細胞に、
(a)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体であって、
(i)クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼと、
(ii)第1の操作されたガイドRNAであって、
前記クラス2、クラスII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び
1つ以上の標的遺伝子座の第1のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、第1の操作されたガイドRNAと、を含む、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ複合体、
(b)クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ複合体であって、
(i)クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼと、
(ii)第2の操作されたガイドRNAであって、
前記クラス2、クラスV Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び
1つ以上の標的遺伝子座の第2のセットにハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、第2の操作されたガイドRNAと、を含む、クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ複合体を接触させることを含む、方法。 - 前記クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼが、Cas9エンドヌクレアーゼではない、請求項1に記載の方法。
- 前記クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼが、Cas12aエンドヌクレアーゼである、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼが、配列番号1若しくは4のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼが、配列番号7又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の操作されたガイドRNA又は前記第2の操作されたガイドRNAが、配列番号3、6、又は9のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する前記第1の遺伝子座、及び/又は少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、若しくはそれ以上の効率を有する前記第2の遺伝子座のゲノム配列を編集する、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は前記第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、200pmol以下、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で導入される、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細胞内のオフターゲット部位が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、0.2%未満の頻度で破壊される、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記細胞内のオフターゲット部位が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、0.01%未満の頻度で破壊される、請求項9に記載の方法。
- 1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の前記第2のセットが、T細胞受容体(TCR)遺伝子座を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセットにハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の前記第2のセットにハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列が、配列番号10~15のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する、請求項11に記載の方法。
- 1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の前記第2のセットが、アルブミン(ALB)遺伝子座を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセットにハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の前記第2のセットにハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列が、配列番号17~19のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する、請求項13に記載の方法。
- 1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセット、又は1つ以上の標的遺伝子座の前記第2のセットが、核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を含む、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。
- 1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセットにハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列、又は1つ以上の標的遺伝子座の前記第2のセットにハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列が、配列番号16、20、21、若しくは22のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する、請求項15に記載の方法。
- 前記細胞に、異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセットの第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び1つ以上の標的遺伝子座の前記第1のセットの第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の方法。
- 編集が、インデルの挿入、未成熟終止コドン、ミスセンスコドン、フレームシフト変異、アデニン脱アミノ化、シトシン脱アミノ化、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1~17のいずれか一項に記載の方法。
- グルココルチコイド抵抗性の操作されたT細胞を作製する方法であって、T細胞又はその前駆体に、
(a)T細胞受容体(TCR)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、
(i)第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼをコードするDNAと、
(ii)第1の操作されたガイドRNAであって、
前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び
前記TCR遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第1のスペーサー配列を含む、第1の操作されたガイドRNAと、を含む、TCR遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体、並びに
(b)T細胞受容体核内受容体サブファミリー3グループCメンバー1(NR3C1)遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体であって、
(i)第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと、
(ii)第2の操作されたガイドRNAであって、
前記第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼと複合体を形成するように構成されたRNA配列、及び
前記NR3C1遺伝子座の少なくとも一部にハイブリダイズするように構成された第2のスペーサー配列を含む、第2の操作されたガイドRNAと、を含む、T細胞受容体NR3C1遺伝子座を標的化するRNAガイドエンドヌクレアーゼ複合体を導入することを含む、方法。 - 前記TCR遺伝子座の前記少なくとも一部が、前記T細胞遺伝子座内にある、請求項19に記載の方法。
- 前記細胞に、(b)異種の操作されたT細胞受容体分子をコードするオープンリーディングフレームを含むドナーDNA配列、前記TCR遺伝子座内の、前記標的配列の第1の側に位置するDNA配列を含む第1の相同アーム、及び前記第2の標的配列の第2の側に位置するDNA配列を含む第2の相同アームを導入することを更に含む、請求項19又は20に記載の方法。
- 前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は前記第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、クラス2、タイプII、又はクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む、請求項19~21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、前記クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、前記第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、前記クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む、請求項19~22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、前記クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼを含み、前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、前記クラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼを含む、請求項19~22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記異種の操作されたT細胞受容体が、CAR分子である、請求項19~24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記T細胞受容体遺伝子座の前記少なくとも一部が、T細胞受容体アルファ定常(TRAC)遺伝子座又はT細胞受容体ベータ定常(TRBC)遺伝子座である、請求項19~25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記相同アームが、前記T細胞受容体遺伝子座の前記少なくとも一部に近位の前記TCR遺伝子座内に、イントロン領域又はエクソン領域を含む、請求項19~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記T細胞受容体遺伝子座の前記少なくとも一部が、TRACの第1又は第3のエクソンである、請求項19~26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、前記TCR遺伝子座及び前記NR3C1遺伝子座のゲノム配列を破壊する、請求項19~28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記効率が、前記TCR遺伝子座及びNR3C1遺伝子座から発現されたタンパク質に対するフローサイトメトリーによって決定される、請求項28に記載の方法。
- 前記NR3C1遺伝子座の前記少なくとも一部が、エクソン2又はエクソン3である、請求項19~30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、少なくとも約25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、又はそれ以上の効率で、前記CAR分子に対して陽性、かつNR3C1に対して陰性の細胞を産生する、請求項19~31のいずれか一項に記載の方法。
- (a)~(c)を前記T細胞又はその前駆体に同時に導入することを含む、請求項19~32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は前記第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、配列番号1、4、又は7のうちのいずれか1つに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む、請求項19~33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の操作されたガイドRNA又は前記第2の操作されたガイドRNAが、配列番号3、6、又は9のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む、請求項19~34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のRNAガイドエンドヌクレアーゼ又は前記第2のRNAガイドエンドヌクレアーゼが、100pmol以下、50pmol以下、25pmol以下、5pmol以下、又は1pmol以下の濃度で存在する、請求項19~35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記T細胞又はその当該前駆体が、T細胞、造血幹細胞(HSC)、又は末梢血単核細胞(PBMC)を含む、請求項19~36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2のスペーサー配列が、配列番号16、20、21、若しくは22のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む、請求項19~37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1又は前記第2のスペーサー配列が、少なくとも約19~24個のヌクレオチド、少なくとも約19個のヌクレオチド、少なくとも約20個のヌクレオチド、少なくとも約22個のヌクレオチド、又は少なくとも約24個のヌクレオチドを含む、請求項19~38のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ドナーDNA配列が、ウイルスベクター中に送達される、請求項19~38のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ウイルスベクターが、AAVベクター又はAAV-6ベクターである、請求項40に記載の方法。
- グルココルチコイド抵抗性T細胞の集団であって、
(a)TCR遺伝子座内の配列番号10~15のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内の異種配列、
(b)インデルを含むNR3C1遺伝子座を含む、グルココルチコイド抵抗性T細胞の集団。 - 前記異種配列が、インデルである、請求項42に記載のグルココルチコイド抵抗性T細胞の集団。
- 前記異種配列が、異種T細胞受容体又はCAR分子をコードするヌクレオチド配列を含むオープンリーディングフレームを含む、請求項42又は43に記載のグルココルチコイド抵抗性T細胞の集団。
- 前記NR3C1遺伝子座が、配列番号16、20、21、又は22のうちのいずれか1つのハイブリダイゼーション領域の100、75、50、25、又は10ヌクレオチド内にインデルを含む、請求項42~44のいずれか一項に記載のグルココルチコイド抵抗性T細胞の集団。
- 0.2%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する、請求項42~45のいずれか一項に記載のグルココルチコイド抵抗性T細胞の集団。
- 0.01%未満が、ゲノムワイドなオフターゲット二本鎖切断解析によって決定される場合、オフターゲット遺伝子座にインデルを有する、請求項43に記載のグルココルチコイド抵抗性T細胞の集団。
- 前記細胞の集団が、染色体転座を実質的に含まない、請求項42~47のいずれか一項に記載のグルココルチコイド抵抗性T細胞の集団。
- 細胞内の2つ以上の遺伝子座を編集する方法であって、前記細胞に、
(a)第1のCasエンドヌクレアーゼ複合体であって、
(i)第1のCasエンドヌクレアーゼと、
(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、
前記クラス2、クラスII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び
第1の標的配列にハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含む、第1のCasエンドヌクレアーゼ複合体、
(b)第2のCasエンドヌクレアーゼ複合体であって、
(i)第2のCasエンドヌクレアーゼと、
(ii)1つ以上の操作されたガイドRNAであって、
前記クラス2、クラスII Casエンドヌクレアーゼに結合するように構成されたRNA配列、及び
第2の標的配列にハイブリダイズするように構成されたスペーサー配列を含む、1つ以上の操作されたガイドRNAと、を含む、第2のCasエンドヌクレアーゼ複合体を接触させることを含む、方法。 - 前記細胞に、
(c)第1の導入遺伝子をコードするオープンリーディングフレーム、前記第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む5’相同アーム、及び前記第1の標的配列の3’側に位置するDNA配列を含む3’相同アームを含む、第1のドナーDNA配列、並びに
(d)第2の導入遺伝子をコードするオープンリーディングフレーム、前記第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む5’相同アーム、及び前記第2の標的配列の3’側に位置するDNA配列を含む3’相同アームを含む、第2のドナーDNA配列を導入することを更に含む、請求項49に記載の方法。 - 前記第1の導入遺伝子及び前記第2の導入遺伝子が、異なっている、請求項50に記載の方法。
- 前記第1の標的配列又は前記第2の標的配列が、T細胞受容体遺伝子座、TRAC、TRBC、NR3C1、若しくはAAVS1遺伝子座、又はそれらの任意の組み合わせ内の標的配列である、請求項50~51のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1又は第2の導入遺伝子が、GRのアルファ、ベータ、アルファ-D3、若しくはベータ-D3アイソフォーム、CAR分子、短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)配列、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)、GFPコード配列、又はそれらの任意の組み合わせである、請求項50~52のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む前記5’相同アーム、又は前記第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む前記5’相同アームが、配列番号42又は23を含む、請求項50~53のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む前記3’相同アーム、又は前記第2の標的配列の5’側に位置するDNA配列を含む前記3’相同アームが、配列番号43又は24を含む、請求項50~54のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1又は前記第2のクラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼが、配列番号1若しくは4のうちのいずれか1つ、又はそのバリアントに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有する配列を含む、請求項49~55のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の操作されたガイドRNA又は前記第2の操作されたガイドRNAが、配列番号3、6、又は9のうちのいずれか1つに対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する配列を含む、請求項49~56のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の標的配列にハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列、又は前記第2の標的配列にハイブリダイズするように構成された前記スペーサー配列が、配列番号16、20、21、22、若しくは41のうちのいずれか1つ、又はその相補体に対して少なくとも80%、85%、90%、又は95%の配列同一性を有する、請求項49~57のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1又は前記第2のエンドヌクレアーゼが、クラス2、タイプII Casエンドヌクレアーゼ、若しくはクラス2、タイプV Casエンドヌクレアーゼ、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項49~58のいずれか一項に記載の方法。
- 配列番号63~65のうちのいずれか1つの配列、又はそれに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有する配列を含む、単離された核酸。
- 請求項60に記載の単離された核酸を含む、細胞。
- 前記細胞が、T細胞又はその前駆体である、請求項61に記載の細胞。
- 前記T細胞又はその前駆体が、T細胞、造血幹細胞(HSC)、又は末梢血単核細胞(PBMC)を含む、請求項62に記載の細胞。
- 請求項60に記載の単離された核酸の配列を含む、ベクター。
- 前記ベクターが、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターである、請求項64に記載のベクター。
- 前記AAVベクターが、AAV-6血清型ベクターである、請求項65に記載のベクター。
- 配列番号23、24、42、又は43のうちのいずれか1つに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する配列を含む、ベクター。
- 配列番号23、24、42、又は43のうちのいずれか1つに対して少なくとも約75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、又は99%の配列同一性を有する前記配列が隣接した導入遺伝子を更に含む、請求項67に記載のベクター。
- 前記導入遺伝子が、GRのアルファ、ベータ、アルファ-D3、若しくはベータ-D3アイソフォーム、CAR分子、短縮型低親和性神経成長因子受容体(tLNGFR)配列、上皮成長因子受容体の短縮型(tEGFR)、GFPコード配列、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項68に記載のベクター。
- 配列番号63のtEGFRコード配列、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを含む、請求項67又は68に記載のベクター。
- 配列番号64のtLNGFRコード配列、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを含む、請求項67又は68に記載のベクター。
- 配列番号63のMNDプロモーター、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを含む、請求項67又は68に記載のベクター。
- 配列番号64のMSCVプロモーター、又はそれに対して75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、若しくは99%の配列同一性を有するバリアントを含む、請求項67又は68に記載のベクター。
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