JP2024516638A - 血管新生に関連する眼疾患の処置のための組成物および方法 - Google Patents
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Abstract
本開示は、血管新生に関連する眼疾患、特に、湿性加齢黄斑変性症の処置のための組成物および方法を提供する。眼血管疾患、例えば、加齢黄斑変性症および糖尿病性網膜症は、それぞれ、異常な脈絡膜または網膜新生血管に起因する。網膜は、ニューロン、グリアおよび脈管要素の十分に規定された層からなるので、脈管増殖または浮腫で見られるものなどの比較的小さい混乱が、視覚機能の有意な喪失をもたらし得る。遺伝性網膜変性、例えば、網膜色素変性症は、脈管異常、例えば、細動脈狭小化および脈管萎縮症にも関連する。
Description
関連出願への相互参照
本出願は、2021年4月27日出願の米国仮特許出願第63/180,247号の利益を主張し、その全開示は、参照によって本明細書に援用される。
本出願は、2021年4月27日出願の米国仮特許出願第63/180,247号の利益を主張し、その全開示は、参照によって本明細書に援用される。
EFS-WEBを介した配列表提出
2022年4月22日当日かその前後に作成された、約83KBのファイルサイズを有する表題「090400-5018-WO-Sequence-Listing」のコンピュータ可読テキストファイルは、本出願のための配列表を含有し、参照によってその全体が本明細書に取り込まれる。
2022年4月22日当日かその前後に作成された、約83KBのファイルサイズを有する表題「090400-5018-WO-Sequence-Listing」のコンピュータ可読テキストファイルは、本出願のための配列表を含有し、参照によってその全体が本明細書に取り込まれる。
発明の背景
血管内皮成長因子(VEGF)タンパク質およびそれらの受容体(VEGFR)は、初期分化中の内皮細胞からの胚性脈管構造の発生である脈管形成、既存の血管から新たな血管を形成するプロセスである血管新生、および新たなリンパ管を形成するプロセスであるリンパ管新生において、重要な役割を果たす。
血管内皮成長因子(VEGF)タンパク質およびそれらの受容体(VEGFR)は、初期分化中の内皮細胞からの胚性脈管構造の発生である脈管形成、既存の血管から新たな血管を形成するプロセスである血管新生、および新たなリンパ管を形成するプロセスであるリンパ管新生において、重要な役割を果たす。
眼血管疾患、例えば、加齢黄斑変性症および糖尿病性網膜症は、それぞれ、異常な脈絡膜または網膜新生血管に起因する。網膜は、ニューロン、グリアおよび脈管要素の十分に規定された層からなるので、脈管増殖または浮腫で見られるものなどの比較的小さい混乱が、視覚機能の有意な喪失をもたらし得る。遺伝性網膜変性、例えば、網膜色素変性症は、脈管異常、例えば、細動脈狭小化および脈管萎縮症にも関連する。
VEGFの機能を遮断するための戦略が使用されてきた。現行の標準治療処置には、その受容体への結合を防止するための、血管内皮成長因子A(VEGF-A、VEGF)に結合するタンパク質治療、例えば、アフリベルセプト、ラニビズマブおよびブロルシズマブの硝子体内(IVT)注射が含まれる。安全かつ有効であることが示された抗VEGF治療のレジメンは、視覚を維持するために、毎月~隔月の反復IVT投与を必要とし、多くの患者が、過少処置に起因して、初期の視力利益を維持することができない。反復注射を必要とすることは、患者および介護人にとってかなりの負担になり得、一部の患者は、十年にわたる処置にもかかわらず、定期的な抗VEGF注射を必要とする。最近の研究は、現実世界の使用では、多くの患者が、推奨される注射よりも少ない注射を受け、臨床試験設定において示されたのと同じ利益を受けることも維持することもなく、最初の2年間は視覚獲得があるが、5年の時点では維持されないことを示している。
したがって、血管新生性眼疾患、例えば、湿性AMDの処置のための新たなまたは改善された化合物および治療が依然として必要である。
発明の概要
湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;網膜静脈閉塞から生じる網膜新生血管;糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症(非増殖性糖尿病性網膜症および増殖性糖尿病性網膜症の全てのステージを含む);近視性黄斑変性症;網膜静脈分枝閉塞症、半側網膜静脈閉塞症(hemi-retinal vein occlusion)および網膜中心静脈閉塞症;未熟児網膜症;特発性脈絡膜新生血管;近視黄斑変性症(myopia macular degeneration)ならびに続発性網膜および脈絡膜新生血管;網膜毛細血管拡張症;血管新生緑内障;硝子体出血;ブドウ膜炎、外傷、網膜変性障害、遺伝性網膜および/または脈絡膜疾患、眼の腫瘍、角膜および虹彩新生血管が含まれるがこれらに限定されない網膜疾患に続発する網膜および脈絡膜新生血管が含まれるがこれらに限定されない眼血管新生に関連する眼疾患の処置のための組成物および方法が開示される。一部の実施形態では、血管新生性眼疾患は、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;および近視性脈絡膜新生血管から選択される。
湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;網膜静脈閉塞から生じる網膜新生血管;糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症(非増殖性糖尿病性網膜症および増殖性糖尿病性網膜症の全てのステージを含む);近視性黄斑変性症;網膜静脈分枝閉塞症、半側網膜静脈閉塞症(hemi-retinal vein occlusion)および網膜中心静脈閉塞症;未熟児網膜症;特発性脈絡膜新生血管;近視黄斑変性症(myopia macular degeneration)ならびに続発性網膜および脈絡膜新生血管;網膜毛細血管拡張症;血管新生緑内障;硝子体出血;ブドウ膜炎、外傷、網膜変性障害、遺伝性網膜および/または脈絡膜疾患、眼の腫瘍、角膜および虹彩新生血管が含まれるがこれらに限定されない網膜疾患に続発する網膜および脈絡膜新生血管が含まれるがこれらに限定されない眼血管新生に関連する眼疾患の処置のための組成物および方法が開示される。一部の実施形態では、血管新生性眼疾患は、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;および近視性脈絡膜新生血管から選択される。
一部の実施形態では、(i)第1の抗血管新生ポリペプチド(例えば、アフリベルセプト)をコードするヌクレオチド配列、および(ii)1つまたは複数の血管新生促進性標的遺伝子の発現を低減させる1つまたは複数の干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む核酸が提供される。一部の態様では、RNA分子は、低分子ヘアピンRNA(shRNA)である。他の態様では、RNA分子は、一次miRNA分子である。一部の態様では、核酸は、(i)発現制御配列に作動可能に連結した、第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、および(ii)発現制御配列に作動可能に連結した、1つまたは複数の血管新生促進性標的遺伝子の発現を低減させる干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットを含む。一部の実施形態では、抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列と、干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列とは、別個の発現制御配列に作動可能に連結される。好ましい実施形態では、抗血管新生ポリペプチドおよび干渉RNA分子の発現は、共通の(即ち、同じ)発現制御配列によって駆動される。一部の態様では、発現制御配列(複数可)は、構成的プロモーター、例えば、CAGまたはCBAプロモーターを含む。他の態様では、発現制御配列(複数可)は、細胞特異的プロモーターを含む。
一部の実施形態では、核酸は、アンジオポエチン-2(Ang2またはAng-2としても公知)を標的化する干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む。代表的なヒトAng2配列は、例えば、NCBIアクセッション番号015123ならびに米国特許第8,987,420号の配列番号517および518において見出すことができ、その内容は、参照によって本明細書に援用される。好ましい実施形態では、干渉RNA分子は、Ang-2を標的化し、以下の表1に列挙されるものから選択される配列を含む、それから本質的になる、またはそれからなるセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む:
一部の実施形態では、干渉RNA分子は、センス鎖およびアンチセンス鎖を含み、それらの一方または両方は、表1に列挙されるものから選択される配列と少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一な配列を含む、それから本質的になる、またはそれからなる。一部の特に好ましい実施形態では、核酸は、アフリベルセプトである第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列およびヒトアンジオポエチン-2を標的化する干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む。
一部の好ましい実施形態では、核酸は、VEGF-Cを標的化する干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む。代表的なヒトVEGF-C配列は、例えば、GenBankアクセッション番号NM_005429およびX94216において見出すことができる。好ましい実施形態では、干渉RNA分子は、VEGF-Cを標的化し、以下の表2に列挙されるものから選択される配列を含む、それから本質的になる、またはそれからなるセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む:
一部の実施形態では、干渉RNA分子は、センス鎖およびアンチセンス鎖を含み、それらの一方または両方は、表2に列挙されるものから選択される配列と少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一な配列を含む、それから本質的になる、またはそれからなる。VEGF-Cを標的化するさらなる干渉RNA分子には、米国特許出願公開第2011/0293625号A1の表1に列挙されるものが含まれ、その内容は、参照によって本明細書に援用される。一部の特に好ましい実施形態では、核酸は、アフリベルセプトである第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列およびヒトVEGF-Cを標的化する干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む。
関連の実施形態では、核酸は、第1の抗血管新生タンパク質(例えば、アフリベルセプト)をコードするヌクレオチド配列を含み、ヒトVEGF-Cを標的化する干渉RNA分子およびヒトAng-2を標的化する干渉RNA分子をさらに含む。
他の実施形態では、核酸は、VEGFR-3を標的化する干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む。代表的なヒトVEGFR-3配列は、例えば、GenBankアクセッション番号X68203において見出すことができる。好ましい実施形態では、干渉RNA分子は、VEGFR-3を標的化し、以下の表3に列挙されるものから選択される配列を含む、それから本質的になる、またはそれからなるセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む:
一部の実施形態では、干渉RNA分子は、センス鎖およびアンチセンス鎖を含み、それらの一方または両方は、表3に列挙されるものから選択される配列と少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一な配列を含む、それから本質的になる、またはそれからなる。VEGFR-3を標的化するさらなる干渉RNA分子には、米国特許第7,517,864号の表2に列挙されるものが含まれ、その内容は、参照によって本明細書に援用される。一部の特に好ましい実施形態では、核酸は、アフリベルセプトである第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列およびヒトVEGFR-3を標的化する干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む。
一部の実施形態では、合成RNA分子は、低分子干渉RNA(siRNA)である。一部の実施形態では、干渉RNAは、低分子ヘアピンRNA(shRNA)である。一部の態様では、shRNAは、配列CTCGAGまたはそれと少なくとも70%もしくは少なくとも80%同一な配列を(5’から3’に)含むループを有する。
一部の好ましい実施形態では、合成RNA分子は、人工マイクロRNA(miRNA)である。一部の実施形態では、人工miRNAは、miR-30、miR-22、miR-15、miR-16、miR-103またはmiR-107に由来するmiRNA「足場」中に埋め込まれた本明細書に記載されるセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む。一部の好ましい態様では、人工miRNAは、mir-30中に埋め込まれた本明細書に記載されるセンスおよびアンチセンス鎖を含む:
特に好ましい態様では、人工miRNAは、mir-E中に埋め込まれた本明細書に記載されるセンスおよびアンチセンス鎖を含む:
一部の実施形態では、(i)第1の抗血管新生ポリペプチド(例えば、アフリベルセプト)をコードするヌクレオチド配列、および(ii)第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸が提供される。一部の態様では、核酸は、(i)発現制御配列に作動可能に連結した、第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、および(ii)発現制御配列に作動可能に連結した、第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットを含む。一部の実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列と、第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列とは、別個の発現制御配列に作動可能に連結される。好ましい実施形態では、第1および第2の抗血管新生ポリペプチドの発現は、共通の(即ち、同じ)発現制御配列によって駆動される。一部の態様では、発現制御配列(複数可)は、構成的プロモーター、例えば、CAGまたはCBAプロモーターを含む。他の態様では、発現制御配列(複数可)は、細胞特異的プロモーターを含む。
一部の態様では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチド(即ち、血管新生を阻害するポリペプチド)は、エンドスタチン;タムスタチン;アンジオスタチン;色素上皮由来因子(PEDF)から選択される。一部の態様では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチドは、VEGF(VEGF-A(例えば、GenBankアクセッション番号Q16889を参照されたい)、VEGF-B(例えば、GenBankアクセッション番号U48801を参照されたい)、VEGF-C(例えば、GenBankアクセッション番号X94216を参照されたい)、VEGF-D(例えば、GenBankアクセッション番号AJ000185を参照されたい)および/または胎盤成長因子(PIGF;例えば、GenBankアクセッション番号X54936を参照されたい))に結合しその活性を阻害する「デコイ」融合タンパク質(例えば、可溶性受容体融合タンパク質)であり、その代表的な例には、可溶性VEGFR-1(Flt-1としても公知;例えば、GenBankアクセッション番号X51602を参照されたい)受容体融合タンパク質、可溶性VEGFR-2(Flk-1としても公知;例えば、GenBankアクセッション番号X59397を参照されたい)受容体融合タンパク質、可溶性VEGFR-3(Flt-4としても公知;例えば、GenBankアクセッション番号X68203およびS66407を参照されたい)受容体融合タンパク質、ならびにVEGFR-1、VEGFR-2およびVEGFR-3のうちの少なくとも2つ由来の結合領域を含むキメラ可溶性受容体融合タンパク質が含まれる。VEGF-Aは、VEGFR-1およびVEGFR-2に結合し;VEGF-BおよびPIGFは、VEGFR-2に結合し;VEGF-CおよびVEGF-Dは、VEGFR-3に結合する。
一部の好ましい態様では、第1の抗血管新生ポリペプチドは、ヒトIgG1 Fc部分に必要に応じて融合された、VEGFR-1およびVEGFR-2の細胞外ドメイン由来のVEGF結合性部分を含む可溶性融合タンパク質である。特に好ましい態様では、第1の抗血管新生ポリペプチドは、アフリベルセプトである。アフリベルセプトは、ヒトIgG1 Fc部分に融合された、ヒトVEGFR-1およびVEGFR-2の細胞外ドメイン由来のVEGF結合性部分からなる組換え融合タンパク質である。アフリベルセプトは、新生血管(湿性)加齢黄斑変性症、網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫、糖尿病性黄斑浮腫および糖尿病性網膜症の処置のために示される。
他の好ましい態様では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチドは、VEGFR-3の細胞外ドメイン由来の1つまたは複数のVEGF結合性部分を含む可溶性融合タンパク質である。
他の態様では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチドは、血管新生促進性タンパク質、例えば、VEGFおよび/またはアンジオポエチン(アンジオポエチン-1/Ang1/Ang-1、アンジオポエチン-2/Ang2/Ang-2)に結合しその活性を阻害する抗体またはその抗原結合性断片である。一部の態様では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチドは、Ang1および/またはAng2に対する抗体である。他の態様では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチドは、その同族受容体へのVEGFの結合を遮断する、VEGF-Aに対する抗体(例えば、ベバシズマブ)、VEGF-Bに対する抗体、VEGF-Cに対する抗体、VEGF-Dに対する抗体またはPIGFに対する抗体(例えば、TB-403、16D3)である。他の態様では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチドは、VEGFへの受容体の結合を遮断する、VEGFR-1に対する抗体(例えば、イクルクマブ(icrucumab)、D16F7、KM1730/KM1732)、VEGFR-2に対する抗体(例えば、ラムシルマブ)またはVEGFR-3に対する抗体である。一部の態様では、抗体は、二機能性抗体である。一部の好ましい実施形態では、第1および/または第2の抗血管新生ポリペプチドは、Ang-2に結合する抗体またはその抗原結合性断片である。
一部の実施形態では、核酸は、第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含み、第2の抗血管新生ポリペプチドは、色素上皮由来因子(PEDF)である。
一部の実施形態では、本明細書に記載される核酸を含む(例えば、第1および/もしくは第2の抗血管新生ポリペプチドならびに/または1つもしくは複数の血管新生促進性標的遺伝子の発現を低減させる干渉RNA干渉RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む)ベクター(例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)プラスミドベクター)が、本明細書で提供される。好ましい実施形態では、ベクターは、組換えアデノ随伴(rAAV)発現ベクターである。一部の実施形態では、rAAVベクターは、ネイティブカプシド(例えば、AAV血清型2またはAAV血清型5またはAAV血清型8のカプシド)を含む。他の実施形態では、rAAVベクターは、ネイティブAAVカプシドと比較して改変された(例えば、1つまたは複数のペプチド挿入および/あるいは1つまたは複数のアミノ酸置換(例えば、チロシンからフェニルアラニンへの)および/またはアミノ酸挿入もしくはアミノ酸欠失を含む)(例えば、血清型2、5もしくは8のAAVカプシドと比較して1つまたは複数の改変を含む)カプシドを含む。
配列番号48のバリアントAAVカプシドタンパク質は、ネイティブAAV2カプシドと比較して、以下の改変を含有する:(i)アセンブルされたカプシド(VP1タンパク質のみ)の内側に位置する、アミノ酸位置34におけるプロリン(P)からアラニン(A)への変異、ならびに(ii)VP1、VP2およびVP3中に存在する、アミノ酸位置588における10アミノ酸(ロイシン-アラニン-イソロイシン-セリン-アスパラギン酸-グルタミン-スレオニン-リシン-ヒスチジン-アラニン/LAISDQTKHA(配列番号49))の挿入。一部の実施形態では、カプシドは、配列番号48と少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、少なくとも99%同一な配列を含み、P34A置換と、カプシドのGHループ中に、例えば、VP1のアミノ酸570とアミノ酸611との間の、好ましくは、VP1のアミノ酸588とアミノ酸589との間の位置において、2つの隣接するアミノ酸間にLAISDQTKHA(配列番号49)ペプチド挿入とを含む、バリアントカプシドタンパク質を含む(番号付けは、ネイティブAAV2 VP1カプシドに対するものである)。
別の実施形態では、本明細書に記載される核酸を含む宿主細胞が、本明細書で提供される。一部の態様では、宿主細胞は、CHO細胞、HEK293細胞、HeLa細胞、BHK21細胞、Vero細胞またはV27細胞が含まれるがこれらに限定されない哺乳動物細胞である。他の態様では、宿主細胞は、光受容体細胞(例えば、杆体;錐体)、網膜神経節細胞(RGC)、グリア細胞(例えば、ミュラーグリア細胞、ミクログリア細胞)、双極細胞、アマクリン細胞、水平細胞または網膜色素上皮(RPE)細胞である。
一部の実施形態では、本開示は、対象(例えば、ヒト対象)における眼血管新生に関連する眼疾患を処置する方法であって、本明細書に記載される核酸分子またはベクターを対象に投与するステップを含む、方法を提供する。
発明の詳細な説明
定義
定義
「コドン適応指数」は、本明細書で使用される場合、コドン使用バイアスの尺度を指す。コドン適応指数(CAI)は、遺伝子の参照セットに関しての、所与のタンパク質コード遺伝子配列の偏差を測定する(Sharp P M and Li W H, Nucleic Acids Res. 15(3):1281-95 (1987))。CAIは、遺伝子配列の長さ(コドンで測定した)にわたる、各コドンに関連付けられた重みの幾何平均を決定することによって計算される:
各アミノ酸について、CAIにおけるそのコドンの各々の重みは、そのアミノ酸についての、コドンの観察された頻度(fi)と同義のコドンの頻度(fj)との間の比として計算される:
用語「単離された」は、その元の環境(それが天然に存在する環境)から取り出された生物学的材料(細胞、核酸またはタンパク質)を指定する。例えば、植物または動物中に天然の状態で存在するポリヌクレオチドは、単離されていないが、それがその中に天然に存在する隣接する核酸から分離された同じポリヌクレオチドは、「単離された」とみなされる。
本明細書で使用される場合、「コード領域」または「コード配列」は、アミノ酸へと翻訳可能なコドンからなるポリヌクレオチドの一部である。「停止コドン」(TAG、TGAまたはTAA)は、典型的には、アミノ酸へと翻訳されないが、コード領域の一部とみなすことができ、しかし、任意の隣接配列、例えば、プロモーター、リボソーム結合部位、転写ターミネーター、イントロンなどは、コード領域の一部ではない。コード領域の境界は、得られるポリペプチドのアミノ末端をコードする5’末端の開始コドンおよび得られるポリペプチドのカルボキシル末端をコードする3’末端の翻訳停止コドンによって、典型的には決定される。2つまたはそれよりも多くのコード領域が、単一のポリヌクレオチド構築物中に、例えば、単一のベクター上に、または別々のポリヌクレオチド構築物中に、例えば、別々の(異なる)ベクター上に存在し得る。すると、単一のベクターは、単一のコード領域だけを含有し得る、または2つもしくはそれよりも多くのコード領域を含み得るという結果になる。
「2Aペプチド」は、複数の遺伝子を同じmRNAから等モルレベルで産生し、マルチシストロン性ベクター中でIRESエレメントの代わりに使用され得る、約20アミノ酸の「自己切断性」ペプチドを指す。非限定的な例には、T2A、P2A、E2AおよびF2Aペプチド配列が含まれる。異種核酸が複数の遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を含む実施形態では、複数の(例えば、2つの)遺伝子産物の発現は、複数の(例えば、2つの)独立したプロモーターによって媒介され得るか、または内部リボソーム進入部位(IRES)もしくは2Aペプチド配列によって分離された複数の導入遺伝子で、単一のプロモーターによって媒介され得る。
本明細書で使用される場合、用語「調節領域」は、コード領域の上流(5’非コード配列)、内側または下流(3’非コード配列)に位置し、関連するコード領域の転写、RNAプロセシング、安定性または翻訳に影響するヌクレオチド配列を指す。調節領域には、プロモーター、翻訳リーダー配列、イントロン、ポリアデニル化認識配列、RNAプロセシング部位、エフェクター結合部位およびステム-ループ構造が含まれ得る。コード領域が真核生物細胞における発現を意図したものである場合、ポリアデニル化シグナルおよび転写終結配列が通常、コード配列の3’側に位置する。
本明細書で使用される場合、用語「核酸」は、「ポリヌクレオチド」または「核酸分子」と相互交換可能であり、ヌクレオチドのポリマーが意図される。
遺伝子産物、例えばポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、1つまたは複数のコード領域に作動可能に関連したプロモーターおよび/または他の転写もしくは翻訳制御エレメントを含み得る。作動可能な関連状態では、遺伝子産物、例えばポリペプチドのコード領域は、遺伝子産物の発現を調節領域(複数可)の影響下または制御下に置くような方法で、1つまたは複数の調節領域に関連している。例えば、プロモーター機能の誘導が、コード領域によってコードされる遺伝子産物をコードするmRNAの転写を生じる場合、およびプロモーターとコード領域との間の連結の性質が、遺伝子産物の発現を指示するプロモーターの能力を妨害することも、DNA鋳型が転写される能力を妨害することもない場合、コード領域とプロモーターとは、「作動可能に関連している」。プロモーターに加えて、他の転写制御エレメント、例えば、エンハンサー、オペレーター、リプレッサーおよび転写終結シグナルもまた、遺伝子産物発現を指示するために、コード領域に作動可能に関連し得る。
「転写制御配列」または「発現制御配列」は、宿主細胞におけるコード配列の発現を提供するDNA調節配列、例えば、プロモーター、エンハンサー、ターミネーターなどを指す。種々の転写制御領域が、当業者に公知である。これらには、例えば、サイトメガロウイルス(イントロン-Aと併せた、最初期プロモーター)、サルウイルス40(初期プロモーター)およびレトロウイルス(例えば、ラウス肉腫ウイルス)由来のプロモーターおよびエンハンサーセグメントであるがこれらに限定されない、脊椎動物細胞において機能する転写制御領域が含まれるがこれらに限定されない。他の転写制御領域には、脊椎動物遺伝子に由来するもの、例えば、アクチン、ヒートショックタンパク質、ウシ成長ホルモンおよびウサギベータ-グロビン、ならびに真核生物細胞における遺伝子発現を制御することが可能な他の配列が含まれる。さらなる適切な転写制御領域には、組織特異的プロモーターおよびエンハンサーならびにリンホカイン誘導性プロモーター(例えば、インターフェロンまたはインターロイキンによって誘導可能なプロモーター)が含まれる。
「CAGプロモーター」は、(C)サイトメガロウイルス(CMV)初期エンハンサーエレメント、(A)ニワトリベータ-アクチン遺伝子のプロモーター、第1のエクソンおよび第1のイントロン、(G)ウサギベータ-グロビン遺伝子のスプライスアクセプター、から構成される。その内容が参照によって本明細書に援用される、Miyazaki, J., Takaki, S., Araki, K., Tashiro, F., Tominaga, A., Takatsu, K., & Yamamura, K. (1989). Expression vector system based on the chicken β-actin promoter directs efficient production of interleukin-5. Gene, 79(2), 269-277を参照されたい。
同様に、種々の翻訳制御エレメントが、当業者に公知である。これらには、リボソーム結合部位、翻訳開始および終結コドン、ならびにピコルナウイルスに由来するエレメント(特に、CITE配列とも呼ばれる内部リボソーム進入部位、即ちIRES)が含まれるがこれらに限定されない。
用語「発現」は、本明細書で使用される場合、ポリヌクレオチドが遺伝子産物、例えば、RNAまたはポリペプチドを産生するプロセスを指す。これには、メッセンジャーRNA(mRNA)、転移RNA(tRNA)、一次miRNA、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)または任意の他のRNA産物へのポリヌクレオチドの転写、およびポリペプチドへのmRNAの翻訳が含まれるがこれらに限定されない。発現により、「遺伝子産物」が産生される。本明細書で使用される場合、遺伝子産物は、核酸、例えば、遺伝子の転写によって産生されるメッセンジャーRNA、または転写物から翻訳されるポリペプチドのいずれかであり得る。本明細書に記載される遺伝子産物には、転写後改変、例えば、ポリアデニル化もしくはスプライシングを有する核酸、または翻訳後改変、例えば、メチル化、グリコシル化、脂質の付加、他のタンパク質サブユニットとの会合もしくはタンパク質分解性切断を有するポリペプチドがさらに含まれる。
「ベクター」は、核酸のクローニングおよび/または宿主細胞中への核酸の移入のためのあらゆる任意の輸送手段を指す。ベクターは、結合したセグメントの複製をもたらすように、別の核酸セグメントを結合させることができる、レプリコンであり得る。用語「ベクター」は、核酸を細胞中にin vitro、ex vivoまたはin vivoで導入するためのウイルスビヒクルおよび非ウイルスビヒクルの両方を含む。例えば、プラスミド、改変された真核生物ウイルスまたは改変された細菌ウイルスが含まれる多数のベクターが、当該分野で公知であり使用される。適切なベクター中へのポリヌクレオチドの挿入は、適したポリヌクレオチド断片を、相補的な付着末端を有する選ばれたベクター中にライゲーションすることによって達成され得る。
ベクターは、ベクターを取り込んだ細胞の選択または同定を提供する選択可能なマーカーまたはレポーターをコードするように操作され得る。選択可能なマーカーまたはレポーターの発現は、ベクターを取り込み、そのベクター上に含有される他のコード領域を発現する宿主細胞の同定および/または選択を可能にする。当該分野で公知であり使用される選択可能なマーカー遺伝子の例には、以下が含まれる:アンピシリン、ストレプトマイシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ハイグロマイシン、ビアラホス除草剤、スルホンアミドなどに対する耐性を提供する遺伝子;および表現型マーカーとして使用される遺伝子、即ち、アントシアニン調節遺伝子、イソペンテニル(isopentanyl)トランスフェラーゼ遺伝子など。当該分野で公知であり使用されるレポーターの例には、以下が含まれる:ルシフェラーゼ(Luc)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)、-ガラクトシダーゼ(LacZ)、-グルクロニダーゼ(Gus)など。選択可能なマーカーは、レポーターともみなされ得る。
使用され得る真核生物ウイルスベクターには、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、ポックスウイルス、例えば、ワクシニアウイルスベクター、バキュロウイルスベクターまたはヘルペスウイルスベクターが含まれるがこれらに限定されない。非ウイルスベクターには、プラスミド、リポソーム、電気的に荷電した脂質(サイトフェクチン)、DNA-タンパク質複合体およびバイオポリマーが含まれる。
「プロモーター」および「プロモーター配列」は、相互交換可能に使用され、コード配列または機能的RNAの発現を制御することが可能なDNA配列を指す。一般に、コード配列は、プロモーター配列の3’側に位置する。プロモーターは、それらの全体がネイティブ遺伝子に由来していてもよく、または天然に見出される異なるプロモーターに由来する異なるエレメントから構成されていてもよく、またはさらには、合成DNAセグメントを含んでいてもよい。異なるプロモーターが、異なる組織もしくは細胞型において、または異なる発生段階において、または異なる環境的もしくは生理的条件に応答して、遺伝子の発現を指示し得ることが、当業者に理解される。ほとんどの時点におけるほとんどの細胞型において遺伝子が発現されるようにするプロモーターは一般に、「構成的プロモーター」と呼ばれる。特定の細胞型において遺伝子が発現されるようにするプロモーターは一般に、「細胞特異的プロモーター」または「組織特異的プロモーター」と呼ばれる。特定の発生段階または細胞分化段階において遺伝子が発現されるようにするプロモーターは一般に、「発生特異的プロモーター」または「細胞分化特異的プロモーター」と呼ばれる。プロモーターを誘導する作用物質(agent)、生物学的分子、化学物質、リガンド、光などによる細胞の曝露または処置後に誘導され、遺伝子が発現されるようにするプロモーターは一般に、「誘導性プロモーター」または「調節性プロモーター」と呼ばれる。ほとんどの場合において、調節配列の正確な境界は完全には定義されていないので、異なる長さのDNA断片が同一のプロモーター活性を有し得ることがさらに認識される。
用語「プラスミド」は、細胞の中枢代謝の一部ではない遺伝子を保有する場合が多く、通常は環状二本鎖DNA分子の形態である染色体外エレメントを指す。かかるエレメントは、任意の供給源に由来する、一本鎖または二本鎖のDNAまたはRNAの、直線状、環状またはスーパーコイル状の、自律的に複製する配列、ゲノム組み込み配列、ファージまたはヌクレオチド配列であり得、それにおいて、いくつかのヌクレオチド配列が、プロモーター断片と選択された遺伝子産物のためのDNA配列とを適した3’非翻訳配列と共に細胞中に導入することが可能な独自の構造に繋がれまたは組み換えられている。
ポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、別のポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対してある特定のパーセント「配列同一性」を有し、これは、アラインされた場合に、塩基またはアミノ酸のそのパーセンテージが、2つの配列を比較した場合に同じであることを意味している。配列類似性は、いくつかの異なる様式で決定され得る。配列同一性を決定するために、配列は、ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/においてワールドワイドウェブ上で利用可能なBLASTを含む方法およびコンピュータープログラムを使用してアラインされ得る。別のアラインメントアルゴリズムは、Madison、Wis.、USAのGenetics Computing Group(GCG)パッケージにおいて利用可能なFASTAである。アラインメントのための他の技法は、Methodsin Enzymology, vol. 266: Computer Methods for Macromolecular Sequence Analysis(1996), ed. Doolittle, Academic Press, Inc.に記載されている。配列中にギャップを許容するアラインメントプログラムが、特に目的とされる。Smith-Watermanは、配列アラインメント中にギャップを許容するアルゴリズムの1つの型である。Meth.Mol. Biol. 70: 173-187 (1997)を参照されたい。また、NeedlemanおよびWunschのアラインメント法を使用するGAPプログラムが、配列をアラインするために利用され得る。J.Mol. Biol. 48: 443-453 (1970)を参照されたい。
第1の抗血管新生ポリペプチドおよび抗体またはその抗原結合性断片をコードする核酸
一部の実施形態では、第1および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトであり、第2の抗血管新生ポリペプチドが、血管新生促進性タンパク質に結合しその活性を阻害する抗体またはその抗原結合性断片である、核酸が提供される。
ヒトでの発現のためにコドン最適化された、アフリベルセプトをコードする好ましいヌクレオチド配列は、以下に提供される:
一部の実施形態では、配列は、配列番号50のヌクレオチド配列と少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%もしくは少なくとも99%同一であり、および/または配列の最後に、停止コドン(例えば、TGA)を含む。一部の実施形態では、アフリベルセプト遺伝子産物は、以下のアミノ酸配列またはそれと少なくとも90%、95%、97%、98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む:
一部の好ましい実施形態では、第2の抗血管新生ポリペプチドは、アンジオポエチン(アンジオポエチン-1/Ang1/Ang-1、アンジオポエチン-2/Ang2/Ang-2)に結合しその活性を阻害する抗体または抗原結合性断片である。一部の態様では、第2の抗血管新生ポリペプチドは、Ang1および/またはAng2に対する抗体である。一部の好ましい実施形態では、第2の抗血管新生ポリペプチドは、Ang-2に結合する抗体またはその抗原結合性断片である。特に好ましい実施形態では、抗体またはその抗原結合性断片は、HCDR1=GYYMH(配列番号52);HCDR2=WINPNSGGTNYAQKFQG(配列番号53)およびHCDR3=SPNPYYYDSSGYYYPGAFDI(配列番号54)の重鎖相補性決定領域(HCDR)を含む重鎖可変領域(HCVR)と、LCDR1=GGNNIGSKSVH(配列番号55)、LCDR2=DDSDRPS(配列番号56)およびLCDR3=QVWDSSSDHWV(配列番号57)の軽鎖相補性決定領域(LCDR)を含む軽鎖可変領域(LCVR)とを含むか、またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一なHCDRおよびLCDRを含む。関連の実施形態では、抗体は、LHまたはHL配向の単鎖Fab(scFab)断片である。一部の特に好ましい実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドは、アフリベルセプトであり、第2の抗血管新生ポリペプチドは、ヒトAng-2に結合する抗体またはその抗原結合性断片(例えば、scFab断片)である。
Ang-2は、血管新生および脈管透過性を促進する。Ang-2発現は、とりわけ、糖尿病性黄斑浮腫(DME)、湿性加齢黄斑変性症(wAMD)および網膜静脈閉塞症(RVO)患者の硝子体において増加する。高いAng-2発現は、wAMD患者における減少したBVCA(最高矯正視力)および高い中心黄斑厚(CMT)と相関する。
他が具体的に指し示されない限り、用語「抗体」は、本明細書で使用される場合、2つの免疫グロブリン重鎖および2つの免疫グロブリン軽鎖を含む抗体分子(即ち、「完全抗体分子」)ならびにその抗原結合性断片を包含すると理解するものとする。抗体の「抗原結合性部分」、抗体の「抗原結合性断片」などという用語には、本明細書で使用される場合、抗原に特異的に結合して複合体を形成する、任意の天然に存在する、酵素的に取得可能な、合成の、または遺伝子操作されたポリペプチドまたは糖タンパク質が含まれる。抗体の「抗原結合性断片」または「抗体断片」という用語は、本明細書で使用される場合、抗原に特異的に結合する能力を保持する、抗体の1つまたは複数の断片を指す。抗体断片には、Fab断片、F(ab’)2断片、Fv断片、dAb断片、CDRを含有する断片、または単離されたCDRが含まれ得る。ある特定の実施形態では、用語「抗原結合性断片」は、多重特異性抗原結合分子のポリペプチド断片を指す。抗体の抗原結合性断片は、例えば、完全抗体分子から、任意の適切な標準的な技法、例えば、タンパク質分解性消化、または抗体可変および(必要に応じて)定常ドメインをコードするDNAの操作および発現が関与する組換え遺伝子操作技法を使用して、誘導され得る。かかるDNAは公知である、および/または、例えば、商業的供給源、DNAライブラリー(例えば、ファージ-抗体ライブラリーが含まれる)から容易に入手可能である、または合成され得る。DNAは、例えば、1つもしくは複数の可変および/もしくは定常ドメインを適切な構成に配置するため、またはコドンを導入し、システイン残基を創出し、アミノ酸を改変、付加もしくは欠失させるためなどに、化学的に、または分子生物学の技法を使用することによって、配列決定および操作され得る。
抗原結合性断片の非限定的な例には、以下が含まれる:(i)Fab断片(例えば、単鎖Fab(scFab)断片);(ii)F(ab’)2断片;(iii)Fd断片;(iv)Fv断片;(v)単鎖Fv(scFv)分子;(vi)dAb断片(単一ドメイン抗体、即ち、ナノボディまたはVHHドメイン);および(vii)抗体の超可変領域(例えば、単離された相補性決定領域(CDR)、例えば、CDR3ペプチド)、または拘束されたFR3-CDR3-FR4ペプチドを模倣するアミノ酸残基からなる最小認識単位(minimal recognition unit)。他の操作された分子、例えば、ドメイン特異的抗体、単一ドメイン抗体、ドメイン欠失抗体、キメラ抗体、CDRグラフト抗体、ダイアボディ(diabody)、トリアボディ(triabody)、テトラボディ(tetrabody)、ミニボディ(minibody)、ナノボディ(例えば、一価ナノボディ、二価ナノボディなど)、小モジュラー免疫医薬品(SMIP)およびサメ可変IgNARドメインもまた、本明細書で使用される場合、表現「抗原結合性断片」内に包含される。
抗体の抗原結合性断片は、典型的には、少なくとも1つの可変ドメインを含む。可変ドメインは、任意のサイズまたはアミノ酸組成のものであり得、一般に、1つまたは複数のフレームワーク配列に隣接するまたはそれとインフレームの、少なくとも1つのCDRを含む。VLドメインと会合したVHドメインを含む抗原結合性断片では、VHおよびVLドメインは、任意の適切な配置になるような、互いに対する位置にあり得る。例えば、可変領域は、ダイマー性であり得、VH-VH、VH-VLまたはVL-VLダイマーを含有し得る。あるいは、抗体の抗原結合性断片は、モノマー性VHまたはVLドメインを含有し得る。
ある特定の実施形態では、抗体の抗原結合性断片は、少なくとも1つの定常ドメインに共有結合的に連結された少なくとも1つの可変ドメインを含有し得る。本発明の抗体の抗原結合性断片内で見出され得る可変および定常ドメインの非限定的な例示的な構成には、以下が含まれる:(i)VH-CH1;(ii)VH-CH2;(iii)VH-CH3;(iv)VH-CH1-CH2;(v)VH-CH1-CH2-CH3、(vi)VH-CH2-CH3;(vii)VH-CL;(viii)VL-CH1;(ix)VL-CH2;(x)VL-CH3;(xi)VL-CH1-CH2;(xii)VL-CH1-CH2-CH3;(xiii)VL-CH2-CH3、および(xiv)VL-CL。上に列挙した例示的な構成のいずれかが含まれる、可変および定常ドメインの任意の構成において、可変および定常ドメインは、互いに直接連結され得、または完全もしくは部分的なヒンジもしくはリンカー領域によって連結され得る。ヒンジ領域は、単一のポリペプチド分子中の隣接する可変および/または定常ドメイン間での可撓性または半可撓性の連結を生じる、少なくとも2つの(例えば、5、10、15、20、40、60個またはそれよりも多くの)アミノ酸からなり得る。さらに、本発明の抗体の抗原結合性断片は、互いと、および/または1つもしくは複数のモノマー性VHもしくはVLドメインと(例えば、ジスルフィド結合(複数可)により)非共有結合的に会合した、上に列挙した可変および定常ドメイン構成のいずれかのホモダイマーまたはヘテロダイマー(または他のマルチマー)を含み得る。
完全抗体分子と同様、抗原結合性断片は、単一特異性または多重特異性(例えば、二重特異性)であり得る。抗体の多重特異性抗原結合性断片は、典型的には、少なくとも2つの異なる可変ドメインを含み、各可変ドメインは、別々の抗原に、または同じ抗原上の異なるエピトープに、特異的に結合することが可能である。本明細書で開示される例示的な二重特異性抗体形式が含まれる任意の多重特異性抗体形式は、当該分野で利用可能な慣用的な技法を使用して、本発明の抗体の抗原結合性断片に関連する使用のために適応され得る。
一部の好ましい実施形態では、(i)アフリベルセプト+抗Ang2 HL scFab、(ii)アフリベルセプト+抗Ang2 LH scFab、(iii)アフリベルセプト+抗Ang2 HL scFv、または(iv)アフリベルセプト+抗Ang2 LH scFvをコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットであって、好ましくは、scFabまたはscFVが、配列番号52~54のHCDR1、HCDR2およびHCDR3と配列番号55~57のLCDR1、LCDR2およびLCDRとを含む、発現カセットが提供される。
第1の抗血管新生ポリペプチドおよび可溶性融合タンパク質をコードする核酸
一部の実施形態では、第1および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトであり、第2の抗血管新生ポリペプチドが、血管新生促進性ポリペプチドの活性を阻害する可溶性融合タンパク質である、核酸が提供される。
一部の好ましい実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドは、アフリベルセプトであり、第2の抗血管新生ポリペプチドは、VEGF受容体の可溶性形態である(例えば、VEGFR-1、VEGFR-2および/またはVEGFR-3の1つまたは複数のVEGF結合ドメインを含む)。
一部の好ましい実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドは、アフリベルセプトであり、第2の抗血管新生ポリペプチドは、VEGFR-3の細胞外ドメイン由来の1つまたは複数のVEGF結合性部分を含む可溶性融合タンパク質であり、その代表的な例には、米国特許第7,034,105号、同第5,952,199号および同第7,422,741号に記載される可溶性融合タンパク質が含まれ、その各々の内容は、参照によって本明細書に援用される。
VEGF-Cは、血管新生およびリンパ管新生を促進し、脈管透過性および漏出を増加させる。VEGF-Cは、抗VEGF処置後にwAMD患者の眼において上昇する。アフリベルセプト(これは、VEGF-A、VEGF-BおよびPIGFに結合する)と組み合わせた、VEGF-CおよびVEGF-Dに結合するVEGFR-3-FCの送達は、wAMDおよびDMEなどの眼疾患のための改善された治療を提供する。
VEGF-Aの標的化とVEGFR3の遮断との組合せは、脈絡膜新生血管(CNV)の前臨床モデルにおいて有効であり、臨床試験において評価されている。新生血管AMDを有する対象における第2b相臨床試験において、硝子体内ラニビズマブおよびVEGF C/DアンタゴニストOPT-302の組合せは、ラニビズマブ単独による処置と比較して、24週の時点で、平均最高矯正視力における3.4文字の利益を生じた(p=0.0107)。
特に好ましい態様では、第2の抗血管新生ポリペプチドは、その内容が参照によって本明細書に援用される米国特許第9,745,558号に記載される、ヒトVEGFR-3の細胞外ドメイン1~3を含むVEGFR-3の可溶性形態と、VEGF-CおよびVEGF-Dに結合し、内因性VEGFR-2およびVEGFR-3に対するそれらの活性を阻害するヒトIgG1のFc断片とである、Opt-302である。
一部の好ましい実施形態では、(i)アフリベルセプト+VEGFR3-Fc、または(ii)アフリベルセプト+VEGFR3-Fc-IgG2をコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットが提供される。好ましくは、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列は、配列番号50の配列もしくはそれと少なくとも90%同一な配列を含み、および/またはVEGFR3-Fcをコードするヌクレオチド配列は、配列番号58の配列を含み、および/またはVEGFR3-Fc-IgG2をコードするヌクレオチド配列は、配列番号59の配列を含む。
第1および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードする核酸
一部の実施形態では、第1および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトであり、第2の抗血管新生ポリペプチドが、エンドスタチン;タムスタチン;アンジオスタチン;色素上皮由来因子(PEDF)から選択される、核酸が提供される。
一部の好ましい実施形態では、核酸は、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列およびPEDFをコードするヌクレオチド配列を含む(例えば、その各々の内容が参照によって本明細書に援用される、Dawson et al., Science 285:245, 1999;米国特許第5,840,686号ならびに国際特許出願WO93/24529およびWO99/04806を参照されたい)。PEDFは、セリンプロテアーゼ阻害剤のセルピンファミリーのメンバーに対して相同性を有する分泌型タンパク質である。PEDFは、網膜色素上皮細胞によって主に産生され、ほとんどのヒト組織において発現され、抗血管新生性および神経保護薬の性質を有する(例えば、Dawson D W et al., Science. 1999 July 9; 285(5425):245-8を参照されたい)。PEDFは、光受容体の変性を防止し、PEDFの欠損は、wAMDなどの血管新生疾患に関連する。前臨床データは、脈絡膜新生血管(CNV)のマウスおよびブタモデルにおけるVEGFおよびFGFの阻害的な役割を指摘している(例えば、Lei XL, Oxid Med Cell Longev.; Vol. 2020, Art. ID 8941057を参照されたい)。
代表的なヒトPEDF配列は、GenBankアクセッションP36955(例えば、P36955.4)において見出される。一部の態様では、ヒトでの発現のためにコドン最適化された、ヒトPEDFをコードする好ましいヌクレオチド配列は、以下の配列またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を有する:
一部の好ましい実施形態では、アフリベルセプト+PEDFをコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットであって、好ましくは、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列が、配列番号50の配列を含み、および/またはPEDFをコードするヌクレオチド配列が、配列番号60の配列を含む、発現カセットが提供される。
第1の抗血管新生ポリペプチドとアンジオポエチンの発現を低減させる干渉RNA分子とをコードする核酸
一部の実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドとアンジオポエチンを標的化する干渉RNA分子とをコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトである、核酸が提供される。
好ましい態様では、干渉RNA分子は、ヒトアンジオポエチン-1(Ang1またはAng-1としても公知)を標的化する、および/またはヒトアンジオポエチン-2(Ang2またはAng-2としても公知)を標的化する。代表的なヒトAng2配列は、例えば、NCBIアクセッション番号015123ならびに米国特許第8,987,420号の配列番号517および518において見出すことができ、その内容は、参照によって本明細書に援用される。ヒトAng-2遺伝子内の適切な標的配列ならびにヒトAng-2を標的化する代表的な干渉RNA分子には、米国特許第7,994,305号(例えば、米国特許第7,994,305号の配列番号228~427)および同第8,829,179号(例えば、米国特許第8,829,179号の配列番号2~69および73~104)中のものが含まれ、その各々の内容は、参照によって本明細書に援用される。特に好ましい実施形態では、干渉RNA分子は、ヒトAng-2を標的化し、表1に従うセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む。
好ましい実施形態では、アフリベルセプトと表1に記載される1つまたは複数の干渉RNAとをコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットが提供される。好ましくは、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列は、配列番号50の配列を含む。
第1の抗血管新生ポリペプチドとVEGF-Cおよび/またはVEGF-Dの発現を低減させる干渉RNA分子とをコードする核酸
一部の好ましい実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドとVEGF-Cおよび/またはVEGF-Dを標的化する干渉RNA分子とをコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトである、核酸が提供される。
特に好ましい態様では、干渉RNA分子は、ヒトVEGF-Cおよび/またはヒトVEGF-Dを標的化する。代表的なヒトVEGF-C配列は、例えば、GenBankアクセッション番号NM_005429およびX94216において見出すことができる。代表的なヒトVEGF-D配列は、例えば、GenBankアクセッション番号AJ000185.1において見出すことができる。ヒトVEGF-C遺伝子内の適切な標的配列ならびにヒトVEGF-Cを標的化する代表的な干渉RNA分子には、米国特許第7,517,864号(例えば、表II)および米国特許出願公開第2011/0293625号(例えば、配列番号1~3および7~12)中のものが含まれ、その各々の内容は、参照によって本明細書に援用される。特に好ましい実施形態では、干渉RNA分子は、ヒトVEGF-Cを標的化し、表2に従うセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む。
VEGF-C標的配列(複数可)は、特異性のin silico決定、ヒトおよび非ヒト霊長類(NHP)配列に対する相同性、ならびにVEGF-Cのin vitroノックダウンに基づいて選択した(実施例を参照されたい)。RNAi分子(複数可)によって標的化されるVEGF-Cの領域は、ヒト配列とNHP配列との間で100%の相同性を有するが、マウスVEGF-Cは、この標的配列がマウスにおいて有効である能力に影響する可能性が高い2つの点変異を有する。VEGF-C標的領域の配列アラインメントは、以下に提供される:
湿性AMD(wAMD)は、脈絡膜層からブルッフ膜を介して網膜中への、異常な漏出性の血管の成長によって特徴付けられ、中心視野の迅速な喪失をもたらし得る、網膜状態である。現行の承認された処置には、抗血管新生タンパク質治療、例えば、アフリベルセプト、ラニビズマブもしくはブロルシズマブ、またはVEGF-Aを介したシグナル伝達を遮断するアプタマーペガプタニブナトリウム(pegaptinib sodium)の注射が含まれる。しかし、これらの注射される治療は、視覚を維持するために反復硝子体内(IVT)投与を必要とする。多くの患者が、負担となる頻度の要求される処置通院に関連する過少処置に起因して、初期の視覚利益を維持することができない。VEGF-Aを標的化する抗血管新生ポリペプチド(例えば、アフリベルセプト)とVEG-Cを標的化するRNAi分子とを含む本明細書に記載される核酸は、現行の抗VEGF治療の投与後に上方調節されるVEGF-Cなどのさらなる血管新生因子の発現を低減させることによって、湿性AMD患者に、改善された有効性を提供する。
好ましい実施形態では、アフリベルセプトと表2に記載される1つまたは複数の干渉RNAとをコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットが提供される。好ましくは、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列は、配列番号50の配列を含む。
第1の抗血管新生ポリペプチドとVEGFR-3の発現を低減させる干渉RNA分子とをコードする核酸
一部の実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドとVEGFR-3を標的化する干渉RNA分子とをコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトである、核酸が提供される。
一部の実施形態では、第1の抗血管新生ポリペプチドとVEGFR-3を標的化する干渉RNA分子とをコードするヌクレオチド配列を含む核酸であって、第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトである、核酸が提供される。
好ましい態様では、干渉RNA分子は、ヒトVEGFR-3を標的化する。代表的なヒトVEGFR-3配列は、例えば、GenBankアクセッション番号X68203において見出すことができる。ヒトVEGFR-3遺伝子内の適切な標的配列ならびにヒトVEGFR-3を標的化する代表的な干渉RNA分子には、米国特許第7,517,864号の表IIに列挙されるものが含まれ、その各々の内容は、参照によって本明細書に援用される。特に好ましい実施形態では、干渉RNA分子は、ヒトVEGFR-3を標的化し、表3に従うセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む。
好ましい実施形態では、アフリベルセプトと表3に記載される1つまたは複数の干渉RNAとをコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットが提供される。好ましくは、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列は、配列番号50の配列を含む。
核酸が第1の抗血管新生ポリペプチドと1つまたは複数の干渉RNAとをコードする実施形態では、干渉RNA(複数可)をコードする配列は、天然または人工イントロン(例えば、転写制御配列内、遺伝子の5’UTR領域内、遺伝子のコード配列内、または遺伝子の3’UTR領域内の人工イントロン)内に配置され得る。一部の態様では、干渉RNAは、合成U2もしくはU12ベースのイントロン内またはインターフェロン調節因子7イントロン4(IRF7int4;93bp)内に配置される。
一部の好ましい態様では、干渉RNAは、転写制御配列中の人工イントロン内に配置される。一部の好ましい態様では、イントロンは、CAGプロモーターのハイブリッドニワトリβ-アクチンおよびウサギβ-グロビンイントロン内に位置し、それにより、イントロンは、Pol-IIによってpre-mRNA内で共転写され、RNAスプライシングによってpre-mRNAから切断される。pre-miRNA構造を含有するスプライシングされたイントロンは、血管新生促進性標的遺伝子をサイレンシングすることが可能な成熟miRNAへとさらにプロセシングされる。
他の態様では、干渉RNAは、遺伝子(例えば、アフリベルセプトをコードする)のコード配列内に位置する人工イントロン内に配置され、それにより、イントロンは、Pol-IIによってpre-mRNA内で共転写され、RNAスプライシングによってpre-mRNAから切断される。pre-miRNA構造を含有するスプライシングされたイントロンは、血管新生促進性標的遺伝子をサイレンシングすることが可能な成熟miRNAへとさらにプロセシングされる。
他の態様では、干渉RNAをコードする配列は、遺伝子の5’UTRまたは3’UTR領域内に配置されるが、イントロン内にはなく、この場合、転写されたpre-mRNAの一部の部分(例えば、50%)は、コードされたタンパク質へと翻訳され、転写されたpre-mRNAの一部の部分(例えば、50%)は、活性なshRNAまたはmiRNAへとプロセシングされる。一部の好ましい態様では、干渉RNAは、遺伝子の3’UTR領域内に配置される。
コドン最適化された核酸配列
一部の実施形態では、本発明は、ヒトでの発現のためにコドン最適化されたヌクレオチド配列を含む核酸分子を提供する。一部の実施形態では、ヌクレオチド配列は、PEDFをコードし、配列番号60に示されるヌクレオチド配列またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む、またはそれからなる。別の実施形態では、ヌクレオチド配列は、OPT-302をコードし、配列番号58に示されるヌクレオチド配列またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む、またはそれからなる。別の実施形態では、ヌクレオチド配列は、VEGFR3-Fc-IgG2をコードし、配列番号59に示されるヌクレオチド配列またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む、またはそれからなる。
用語「コドン最適化された」は、種々の宿主の形質転換のための核酸分子の遺伝子またはコード領域を指す場合、DNAによってコードされるポリペプチドを変更することなしに宿主生物の典型的なコドン使用を反映するような、核酸分子の遺伝子またはコード領域中のコドンの変更を指す。かかる最適化は、少なくとも1つ、または1つよりも多くの、または有意な数のコドンを、その生物の遺伝子においてより頻繁に使用される1つまたは複数のコドンで置き換えることを含む。
任意のポリペプチド鎖のアミノ酸をコードするコドンを含むヌクレオチド配列におけるゆれ(deviation)は、その遺伝子をコードする配列におけるバリエーションを可能にする。各コドンは、3つのヌクレオチドからなり、DNAを構成するヌクレオチドは、4つの特定の塩基に制限されるので、ヌクレオチドの64個の可能な組合せが存在し、そのうち61個がアミノ酸をコードする(残り3個のコドンは、翻訳を終わらせるシグナルをコードする)。どのコドンがどのアミノ酸をコードするかを示す「遺伝コード」は、本明細書で表1として再現される。結果として、多くのアミノ酸は、1つよりも多くのコドンによって指定される。例えば、アミノ酸アラニンおよびプロリンは、4つのトリプレットによってコードされ、セリンおよびアルギニンは、6つのトリプレットによってコードされるが、トリプトファンおよびメチオニンは、たった1つのトリプレットによってコードされる。この縮重性は、DNA塩基組成が、DNAによってコードされるタンパク質のアミノ酸配列を変更することなしに広い範囲にわたって変動するのを可能にする。
多くの生物は、成長中のペプチド鎖における特定のアミノ酸の挿入をコードする特定のコドンの使用について偏りを示す。生物間でのコドン使用における差異である、コドン優先度またはコドンバイアスは、遺伝コードの縮重性によってもたらされ、多くの生物において十分に報告されている。コドンバイアスは、メッセンジャーRNA(mRNA)の翻訳の効率と相関する場合が多く、そしてこれは、とりわけ、翻訳されているコドンの特性および特定の転移RNA(tRNA)分子の利用可能性に依存すると考えられる。細胞における選択されたtRNAの優勢は一般に、ペプチド合成において最も頻繁に使用されるコドンの反映である。したがって、遺伝子は、コドン最適化に基づいて、所与の生物における最適な遺伝子発現のために適合するようにされ得る。
広範な種々の動物、植物および微生物種にとって利用可能な多数の遺伝子配列を考慮して、コドン使用の相対的頻度が計算されてきた。コドン使用表は利用可能であり、例えば、www.kazusa.or.jp/codon/(2012年6月18日にアクセス)において利用可能な「コドン使用データベース(Codon Usage Database)」である。Nakamura,Y., et al. Nucl. Acids Res. 28:292 (2000)を参照されたい。
所与のポリペプチド配列をコードするのに最適化された頻度でコドンをランダムに割り当てることは、各アミノ酸についてコドン頻度を計算し、次いで、コドンをポリペプチド配列にランダムに割り当てることによって、手動で実施され得る。さらに、種々のアルゴリズムおよびコンピューターソフトウェアプログラムが、最適な配列を計算するために使用され得る。
非ウイルスベクター
一部の実施形態では、本明細書に記載される任意のヌクレオチド配列を含む非ウイルスベクター(例えば、発現プラスミド)が提供される。一部の実施形態では、非ウイルスベクターは、本明細書に記載される第1の抗血管新生ポリペプチド(例えば、アフリベルセプト)と、本明細書に記載される1つもしくは複数の干渉RNAおよび/または本明細書に記載される第2の抗血管新生ポリペプチドとをコードするヌクレオチド配列を含む。好ましくは、非ウイルスベクターは、本明細書に記載されるヌクレオチド配列を含む発現カセットを含むプラスミドである。
ウイルスベクター
一部の実施形態では、本明細書に記載される改変された(コドン最適化された)核酸を含むウイルスベクターが提供される。好ましい実施形態では、ウイルスベクターは、第1の抗血管新生ポリペプチド(例えば、アフリベルセプト)をコードするヌクレオチドと、本明細書に記載される1つもしくは複数の干渉RNAをコードするヌクレオチド配列とを含む、ならびに/または第1および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む、核酸を含む。適切なウイルスベクターの例には、アデノウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルスおよびアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターが含まれるがこれらに限定されない。
好ましい実施形態では、ウイルスベクターは、パルボウイルスゲノムの一部分、例えば、repおよびcap遺伝子が欠失された、ならびに/または第1の抗血管新生ポリペプチド(例えば、アフリベルセプト)をコードする配列と、本明細書に記載される1つもしくは複数の干渉RNAをコードするヌクレオチド配列とを含む、ならびに/または第1および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む発現カセットならびにそれらの関連する発現制御配列によって置き換えられた、AAVゲノムを含む。発現カセットは、典型的には、ウイルスrepおよびcapタンパク質をコードする核酸の代わりに、ウイルス複製に適当な1つまたは2つのAAV TRまたはTRエレメントに隣接して挿入される(即ち、AAV TRまたはTRエレメントに挟まれる)(Xiao et al., 1997, J. Virol. 71(2): 941-948)。標的細胞における組織特異的発現を促進する際の使用のために適切な他の調節配列もまた含められ得る。
一部の実施形態では、AAVウイルスベクターは、(a)AAV2末端反復、(b)転写制御配列、(c)第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、(d)本明細書に記載されるRNAi分子をコードするヌクレオチド配列(複数可)、(d)ポリアデニル化配列、および(e)AAV2末端反復を含む核酸を含む。
他の実施形態では、AAVウイルスベクターは、(a)AAV2末端反復、(b)転写制御配列、(c)第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、(d)2A配列、(e)第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、(f)ポリアデニル化配列、および(g)AAV2末端反復を含む核酸を含む。
特に好ましい実施形態では、AAVウイルスベクターは、配列番号64~70のうちのいずれかの配列を含む、より好ましくは、配列番号68~70のうちのいずれかの配列またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む、核酸(導入遺伝子カセット)を含む。
特に好ましい実施形態では、AAVウイルスベクターは、配列番号64~70のうちのいずれかの配列を含む、より好ましくは、配列番号68~70のうちのいずれかの配列またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む、核酸(導入遺伝子カセット)を含む。
一部の実施形態では、SV40ポリアデニル化配列は、以下の配列を有する:
当業者は、導入遺伝子を含み、ウイルス複製に必要なウイルスタンパク質(例えば、capおよびrep)を欠如するAAVベクターが、かかるタンパク質がウイルスの複製およびパッケージングのために必要であるために、複製することができないことを理解する。ヘルパーウイルスには、典型的には、アデノウイルスまたは単純ヘルペスウイルスが含まれる。あるいは、以下で考察されるように、ヘルパー機能(E1a、E1b、E2a、E4およびVA RNA)は、種々のヘルパーエレメントをコードする1つもしくは複数の核酸でパッケージング細胞をトランスフェクトすることによってを含めて(including by transfecting the cell)パッケージング細胞に提供され得、および/または細胞は、ヘルパータンパク質をコードする核酸を含み得る。例えば、HEK 293は、ヒト細胞をアデノウイルス5 DNAで形質転換することによって生成され、現在、E1およびE3が含まれるがこれらに限定されないいくつかのアデノウイルス遺伝子を発現する(例えば、Grahamet al., 1977, J. Gen. Virol. 36:59-72を参照されたい)。したがって、これらのヘルパー機能は、例えば、それらをコードするプラスミドによってそれらを細胞に供給することを必要とせずに、HEK 293パッケージング細胞によって提供され得る。
ウイルスベクターは、任意の適切な核酸構築物、例えば、DNAまたはRNA構築物であり得、一本鎖、二本鎖または二重鎖(即ち、WO2001/92551に記載されるように自己相補的)であり得る。
パッケージングされたウイルスベクターのウイルスカプシド成分は、パルボウイルスカプシドであり得る。AAV Capおよびキメラカプシドが好ましい。例えば、ウイルスカプシドは、AAVカプシド(例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12、AAV1.1、AAV2.5、AAV6.1、AAV6.3.1、AAV9.45、AAVrh10、AAVrh74、RHM4-1、AAV2-TT、AAV2-TT-S312N、AAV3B-S312N、AAV-LK03、ヘビAAV、トリAAV、ウシAAV、イヌAAV、ウマAAV、ヒツジAAV、ヤギAAV、エビAAV、および現在公知のまたは後に発見される任意の他のAAVであり得る。例えば、Fields et al., VIROLOGY, volume 2, chapter 69 (4.sup.th ed.,Lippincott-Raven Publishers)を参照されたい。
一部の実施形態では、パッケージングされたウイルスベクターのウイルスカプシド成分は、ネイティブAAVカプシドのバリアント(即ち、ネイティブAAVカプシドと比較して1つまたは複数の改変を含む)である。一部の実施形態では、カプシドは、AAV2、AAV5またはAAV8カプシドのバリアントである。好ましい実施形態では、カプシドは、AAV2カプシドのバリアント、例えば、米国特許出願公開第2019/0255192号A1に記載されるもの(例えば、配列番号42~59のうちのいずれかのアミノ酸配列を含む)であり、この全内容は、参照によって本明細書に援用される。特に好ましい実施形態では、カプシドは、配列番号48のアミノ酸配列を含む、それから本質的になる、またはそれからなるVP1カプシドタンパク質を含む。ある特定の実施形態では、カプシドタンパク質は、対応する親AAVカプシドタンパク質と比較して、カプシドタンパク質のGHループ中にペプチド挿入を含み、ペプチド挿入は、アミノ酸配列ISDQTKH(配列番号74)を含み、好ましくは、ペプチド挿入は、アミノ酸配列Y1Y2ISDQTKHY3(配列番号75)を含み、Y1~Y3の各々は、Ala、Leu、Gly、Ser、ThrおよびProから独立して選択される。具体的な実施形態では、ペプチド挿入は、アミノ酸配列LAISDQTKHA(配列番号49)を含み、好ましくは、挿入の部位は、AAV2のVP1のアミノ酸587に対応するアミノ酸とアミノ酸588に対応するアミノ酸との間、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の対応する位置にある。一部の実施形態では、カプシドタンパク質は、AAV2のVP1カプシドと比較して1つもしくは複数のアミノ酸置換を含む、または別のAAV血清型における1つもしくは複数の対応する置換を含み、好ましくは、カプシドタンパク質は、AAV2のVP1カプシドと比較してP34Aアミノ酸置換を含む、または別のAAV血清型における対応する置換を含む。
AAV Capタンパク質の完全な相補体は、VP1、VP2およびVP3を含む。AAV VPカプシドタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むORFは、完全な相補体ではないAAV Capタンパク質を含み得、またはAAV Capタンパク質の完全な相補体が提供され得る。
さらに別の実施形態では、本発明は、治療的in vivo遺伝子治療における使用のための祖先AAVベクターの使用を提供する。具体的には、in silicoで誘導された配列を、de novo合成し、生物学的活性について特徴付けた。この試みは、9つの機能的な推定祖先AAVの生成ならびにAAV血清型1、2、8および9の予測された祖先であるAnc80の同定をもたらした(Zinn et al., 2015, Cell Reports 12:1056-1068)。ウイルス粒子へとアセンブルすることに加えた、かかる祖先配列の予測および合成は、WO2015/054653に記載された方法を使用することによって達成され得、その内容は、参照によって本明細書に援用される。特に、祖先ウイルス配列からアセンブルされたウイルス粒子の使用は、現代のウイルスまたはその部分よりも、今日のヒト集団における既存の免疫に対して感受性の低減を呈し得る。
本発明は、本発明のパッケージングされたウイルスベクターを産生するために培養され得る「宿主細胞」によって包含されるパッケージング細胞を含む。本発明のパッケージング細胞には一般に、異種の(1)ウイルスベクター機能(複数可)、(2)パッケージング機能(複数可)および(3)ヘルパー機能(複数可)を有する細胞が含まれる。これらのコンポーネント機能の各々は、次のセクションにおいて考察される。
最初に、ベクターは、当業者に公知のいくつかの方法によって作製され得る(例えば、WO2013/063379を参照されたい)。好ましい方法は、Grieger, et al. 2015, Molecular Therapy 24(2):287-297に記載されており、その内容は、全ての目的のために参照によって本明細書に援用される。簡潔に述べると、HEK293細胞の効率的なトランスフェクションを出発点として使用し、ここで、適格な臨床的マスター細胞バンクからの接着性HEK293細胞系を使用して、迅速かつスケーラブルなrAAV産生を可能にする振盪フラスコおよびWAVEバイオリアクターにおいて、動物性成分非含有の懸濁条件で成長させる。三重トランスフェクション法(例えば、WO96/40240)を使用して、懸濁HEK293細胞系は、トランスフェクションの48時間後に回収される場合、105ベクターゲノム含有粒子(vg)/細胞よりも高いまたは1014vg/Lよりも高い細胞培養物を生成する。より具体的には、三重トランスフェクションは、パッケージング細胞が3つのプラスミドでトランスフェクトされるという事実を指す:1つのプラスミドは、AAV repおよびcap遺伝子をコードし、別のプラスミドは、種々のヘルパー機能(例えば、アデノウイルスまたはHSVタンパク質、例えば、E1a、E1b、E2a、E4およびVA RNA)をコードし、別のプラスミドは、導入遺伝子およびその種々の制御エレメント(例えば、改変されたRPGRorf15遺伝子およびhGRKプロモーター)をコードする。
所望の収量を達成するために、いくつかの変数、例えば、成長およびトランスフェクションの両方を支持する適合性無血清懸濁培地の選択、トランスフェクション試薬、トランスフェクション条件および細胞密度の選択が、最適化される。AAV血清型1~6、8、9および種々のキメラカプシドの高純度ベクター調製物を生じる、イオン交換クロマトグラフィー法に基づく汎用的な精製戦略もまた開発された。このユーザーフレンドリーなプロセスは、1週間以内に完了し得、満たされた粒子の空の粒子に対する高い比(>90%の満たされた粒子)を生じ、臨床適用に適切な精製後収量(>1×1013vg/L)および純度を提供し、全ての血清型およびキメラ粒子に関して汎用的である。このスケーラブルな製造技術は、網膜血管新生(AAV2)、血友病B(scAAV8)、巨大軸索ニューロパチー(scAAV9)および網膜色素変性症(AAV2)のためのGMP第I相臨床AAVベクターを製造するために利用されており、これらは患者に投与されてきた。さらに、トランスフェクション後の多数の時点において培養培地からrAAVを回収することを必然的に伴う灌流方法を実行することによる、全体的ベクター産生における最低5倍の増加。
パッケージング細胞は、パッケージング機能およびベクター機能と共に、ウイルスベクター機能を含む。ウイルスベクター機能は、典型的には、パルボウイルスゲノムの一部分、例えば、repおよびcapが欠失され、VEGF-Aの活性を阻害する第1の抗血管新生ポリペプチド配列および少なくとも1つの合成RNA分子または第2の抗血管新生ポリペプチド配列ならびにその関連する発現制御配列によって置き換えられた、AAVゲノムを含む。ウイルスベクター機能は、パッケージングのためのウイルスベクターの複製を生じるのに十分な発現制御配列を含む。典型的には、ウイルスベクターは、パルボウイルスゲノムの一部分、例えば、repおよびcapが欠失され、導入遺伝子およびその関連する発現制御配列によって置き換えられたAAVゲノムを含む。導入遺伝子は、典型的には、欠失されたウイルスrepおよびcap ORFの代わりに、2つのAAV TRに挟まれている。適した発現制御配列、例えば、組織特異的プロモーター、および標的細胞における導入遺伝子の組織特異的発現を促進する際の使用のために適切な他の調節配列が含められる。導入遺伝子は、典型的には、治療的ポリペプチドまたはマーカーポリペプチドを産生するために発現され得る核酸配列である。
ウイルスベクターにおける使用のために選択された末端反復(TR(複数可))(分離可能なおよび分離可能でない)は、好ましくは、AAV配列であり、血清型1、2、3、4、5および6が好ましい。TRが所望の機能、例えば、ウイルスパッケージング、組込み、および/またはプロウイルスレスキューなどを媒介する限り、分離可能なAAV TRは、野生型TR配列を有する必要はない(例えば、野生型配列は、挿入、欠失、短縮またはミスセンス変異によって変更され得る)。TRは、AAV逆位末端反復として機能する合成配列、例えば、Samulskiらに対する米国特許第5,478,745号に記載される「二重-D配列」であり得、その全開示は、参照によってその全体が本明細書に取り込まれる。典型的には、必ずではないが、TRは、同じパルボウイルス由来である、例えば、両方のTR配列がAAV2由来である。
パッケージング機能は、カプシド成分を含む。カプシド成分は、好ましくは、パルボウイルスカプシド、例えば、AAVカプシドまたはキメラAAVカプシド機能由来である。適切なパルボウイルスのウイルスカプシド成分の例は、パルボウイルス科、例えば、自律的パルボウイルスまたはディペンドウイルス由来のカプシド成分である。例えば、カプシド成分は、AAVカプシド、例えば、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12、AAVrh10、AAVrh74、RHM4-1、RHM15-1、RHM15-2、RHM15-3/RHM15-5、RHM15-4、RHM15-6、AAV Hu.26、AAV1.1、AAV2.5、AAV6.1、AAV6.3.1、AAV9.45、AAV2i8、AAV2G9、AAV2i8G9、AAV2-TT、AAV2-TT-S312N、AAV3B-S312NおよびAAV-LK03、ならびにまだ同定されていないまたは非ヒト霊長類供給源由来の他の新規カプシドから選択され得る。カプシド成分は、2つまたはそれよりも多くのAAVカプシド由来の成分を含み得る。
パッケージングされたウイルスベクターは、一般に、ベクターDNAのパッケージングならびに形質導入された細胞(例えば、光受容体)における干渉RNAおよび/または遺伝子配列の引き続く発現を生じるのに十分な、本明細書で「導入遺伝子」または「導入遺伝子発現カセット」と呼ばれる、TRエレメントに挟まれた本明細書に記載される1つまたは複数の抗血管新生ポリペプチドおよび/または干渉RNAをコードする配列ならびに対応する発現制御配列(複数可)を含む。ウイルスベクター機能は、例えば、プラスミドまたはアンプリコンの成分として細胞に供給され得る。ウイルスベクター機能は、細胞系内で染色体外に存在し得る、および/または細胞の染色体DNA中に組み込まれ得る。
電気穿孔、リン酸カルシウム沈殿、マイクロインジェクション、カチオン性またはアニオン性リポソーム、および核局在化シグナルと組み合わせたリポソームが含まれるがこれらに限定されない、ウイルスベクター機能を保有するヌクレオチド配列を複製およびパッケージングのための細胞宿主中に導入する任意の方法が使用され得る。ウイルスベクター機能がウイルスベクターを使用するトランスフェクションによって提供される実施形態では、ウイルス感染を引き起こすための標準的な方法が使用され得る。
パッケージング機能は、ウイルスベクターの複製およびパッケージングのための遺伝子を含む。したがって、例えば、パッケージング機能は、ウイルス遺伝子発現、ウイルスベクター複製、組み込まれた状態からのウイルスベクターのレスキュー、ウイルス遺伝子発現、およびウイルス粒子へのウイルスベクターのパッケージングのために必要な機能を、必要に応じて含み得る。パッケージング機能は、遺伝子構築物、例えば、プラスミドもしくはアンプリコン、バキュロウイルス、またはHSVヘルパー構築物を使用して、パッケージング細胞に一緒にまたは別々に供給され得る。パッケージング機能は、パッケージング細胞内で染色体外に存在し得るが、好ましくは、細胞の染色体DNA中に組み込まれる。例には、AAV RepおよびCapタンパク質をコードする遺伝子が含まれる。
ヘルパー機能は、ウイルスベクターのパッケージングを開始するために要求されるパッケージング細胞の活動性感染を確立するために必要なヘルパーウイルスエレメントを含む。例には、ウイルスベクターのパッケージングを生じさせるのに十分な、アデノウイルス、バキュロウイルスおよび/またはヘルペスウイルスに由来する機能が含まれる。例えば、アデノウイルスヘルパー機能は、典型的には、アデノウイルス成分E1a、E1b、E2a、E4およびVA RNAを含む。パッケージング機能は、要求されるウイルスによるパッケージング細胞の感染によって供給され得る。パッケージング機能は、遺伝子構築物、例えば、プラスミドまたはアンプリコンを使用して、パッケージング細胞に一緒にまたは別々に供給され得る。例えば、Rabinowitz et al., 2002, J. Virol. 76:791に記載されるpXRヘルパープラスミドおよびGrimmet al., 1998, Human Gene Therapy 9:2745-2760に記載されるpDGプラスミドを参照されたい。パッケージング機能は、パッケージング細胞内で染色体外に存在し得るが、好ましくは、細胞の染色体DNA(例えば、HEK293細胞中のE1またはE3)中に組み込まれる。
任意の適切なヘルパーウイルス機能が使用され得る。例えば、パッケージング細胞が昆虫細胞である場合、バキュロウイルスがヘルパーウイルスとして機能し得る。ヘルペスウイルスもまた、AAVパッケージング方法におけるヘルパーウイルスとして使用され得る。AAV Repタンパク質をコードするハイブリッドヘルペスウイルスは、よりスケーラブルなAAVベクター産生スキームを有利に促進し得る。
電気穿孔、リン酸カルシウム沈殿、マイクロインジェクション、カチオン性またはアニオン性リポソーム、および核局在化シグナルと組み合わせたリポソームが含まれるがこれらに限定されない、ヘルパー機能を保有するヌクレオチド配列を複製およびパッケージングのための細胞宿主中に導入する任意の方法が使用され得る。ヘルパー機能が、ウイルスベクターを使用するトランスフェクションまたはヘルパーウイルスを使用する感染によって提供される実施形態は、ウイルス感染を引き起こすための標準的な方法が使用され得る。
当該分野で公知の任意の適切な許容性細胞またはパッケージング細胞が、パッケージングされたウイルスベクターの産生において使用され得る。哺乳動物細胞または昆虫細胞が好ましい。本発明の実施におけるパッケージング細胞の産生のために有用な細胞の例には、例えば、ヒト細胞系、例えば、VERO、WI38、MRC5、A549、HEK 293細胞(これらは、構成的プロモーターの制御下で機能的アデノウイルスE1を発現する)、B-50または任意の他のHeLa細胞、HepG2、Saos-2、HuH7、およびHT1080細胞系が含まれる。一態様では、パッケージング細胞は、懸濁培養で成長させることが可能であり、より好ましくは、細胞は、無血清培養で成長させることが可能である。一実施形態では、パッケージング細胞は、無血清培地中で懸濁下で成長するHEK293である。別の実施形態では、パッケージング細胞は、米国特許第9,441,206号に記載され、ATCC番号PTA 13274として寄託されたHEK293細胞である。WO2002/46359に開示されたものが含まれるがそれらに限定されない多数のrAAVパッケージング細胞系が、当該分野で公知である。別の態様では、パッケージング細胞は、セルスタックの形態で培養される(例えば、HEK293細胞を播種した10層のセルスタック)。
パッケージング細胞としての使用のための細胞系には、昆虫細胞系が含まれる。AAVの複製を可能にし、培養物中で維持され得る任意の昆虫細胞が、本発明に従って使用され得る。例には、Spodoptera frugiperda、例えば、Sf9もしくはSf21細胞系、Drosophila spp.細胞系、または蚊細胞系、例えば、Aedes albopictus由来の細胞系が含まれる。好ましい細胞系は、Spodoptera frugiperda Sf9細胞系である。以下の参考文献が、異種ポリペプチドの発現のための昆虫細胞の使用、核酸をかかる細胞中に導入する方法、および培養物中でかかる細胞を維持する方法に関するそれらの教示について、本明細書に取り込まれる:Methods in Molecular Biology, ed. Richard, Humana Press, N J (1995);O'Reillyet al., Baculovirus Expression Vectors: A Laboratory Manual, Oxford Univ. Press(1994);Samulski et al., 1989, J. Virol. 63:3822-3828;Kajigaya et al., 1991,Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 88: 4646-4650;Ruffing et al., 1992, J. Virol.66:6922-6930;Kimbauer et al., 1996, Virol. 219:37-44; Zhao et al., 2000, Virol.272:382-393;およびSamulskiら、米国特許第6,204,059号。
本発明に従うウイルスカプシドは、当該分野で公知の任意の方法を使用して、例えば、バキュロウイルスからの発現によって、産生され得る(Brown et al., (1994) Virology 198:477-488)。さらなる代替法として、本発明のウイルスベクターは、例えば、Urabeetal., 2002, Human Gene Therapy 13:1935-1943によって記載されるように、rep/cap遺伝子およびrAAV鋳型を送達するためにバキュロウイルスベクターを使用して、昆虫細胞において産生され得る。
別の態様では、本発明は、昆虫細胞におけるrAAV産生の方法を提供し、ここで、バキュロウイルスパッケージングシステムまたはベクターは、これらの遺伝子を、バキュロウイルスベクターのポリヘドリンコード領域中に操作し、宿主細胞中へのトランスフェクションによってウイルス組換え体を産生することによって、AAV RepおよびCapコード領域を保有するように構築され得る。特に、AAVのためにバキュロウイルス産生を使用する場合、好ましくは、AAV DNAベクター産物は、AAV ITRへの変異を使用することのない、自己相補的なAAV様分子である。これは、機能的Rep酵素活性の欠如による、自己相補的なDNA分子を生じる昆虫細胞における非効率的なAAV repニッキングの副産物であるようである。宿主細胞は、バキュロウイルス感染した細胞であり、またはバキュロウイルスヘルパー機能をコードするさらなる核酸がその中に導入されており、またはその中にこれらのバキュロウイルスヘルパー機能を含む。これらのバキュロウイルスのウイルスは、AAV成分を発現し得、引き続いて、カプシドの産生を促進し得る。
産生の間に、パッケージング細胞は、一般に、ウイルスベクターの複製およびパッケージングを生じるのに十分なヘルパー機能およびパッケージング機能と共に、1つまたは複数のウイルスベクター機能を含む。これらの種々の機能は、遺伝子構築物、例えば、プラスミドまたはアンプリコンを使用して、パッケージング細胞に一緒にまたは別々に供給され得、細胞系内で染色体外に存在し得る、または細胞の染色体中に組み込まれ得る。
染色体外に取り込まれたもしくは細胞の染色体DNA中に組み込まれた1つもしくは複数のベクター機能を有する細胞系、染色体外に取り込まれたもしくは細胞の染色体DNA中に組み込まれた1つもしくは複数のパッケージング機能を有する細胞系、または染色体外に取り込まれたもしくは細胞の染色体DNA中に組み込まれたヘルパー機能を有する細胞系など、細胞には、既に取り込まれた述べられた機能のうちいずれか1つまたは複数が供給され得る。
rAAVベクターは、カラムクロマトグラフィーまたは塩化セシウム勾配などの、当該分野で標準的な方法によって精製され得る。rAAVベクターを精製するための方法は、当該分野で公知であり、これには、Clark et al., 1999, Human Gene Therapy 10(6):1031-1039;Schenpp andClark, 2002, Methods Mol. Med. 69:427-443;米国特許第6,566,118号およびWO98/09657に記載される方法が含まれる。
処置方法
一部の実施形態では、本明細書に記載される核酸 - またはかかる核酸と薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物 - は、眼内で、好ましくは、網膜下、脈絡膜上または硝子体内注射によって、対象(例えば、ヒト)に投与される。一部の好ましい実施形態では、核酸または医薬組成物は、VEGF関連眼疾患を処置するために、硝子体内および/または網膜下注射を介して、より好ましくは、単回硝子体内注射によって、投与される。一部の実施形態では、VEGF関連眼疾患は、VEGF-A関連眼疾患である。他の実施形態では、核酸または医薬組成物は、外用的にまたは前房内に投与される。一部の実施形態では、VEGF関連眼疾患は、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;網膜静脈閉塞から生じる網膜新生血管;糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症(非増殖性糖尿病性網膜症および増殖性糖尿病性網膜症の全てのステージを含む)、近視性黄斑変性症、網膜静脈分枝閉塞症、半側網膜静脈閉塞症および網膜中心静脈閉塞症;未熟児網膜症;特発性脈絡膜新生血管;近視黄斑変性症ならびに続発性網膜および脈絡膜新生血管;網膜毛細血管拡張症;血管新生緑内障;硝子体出血;ブドウ膜炎、外傷、網膜変性障害、遺伝性網膜および/または脈絡膜疾患、眼の腫瘍、角膜および虹彩新生血管が含まれるがこれらに限定されない網膜疾患に続発する網膜および脈絡膜新生血管から選択される。好ましい実施形態では、核酸は、ベクター、好ましくは、本明細書に記載される組換えAAV(rAAV)ベクターまたはかかるベクターと薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物中で対象に送達され、好ましくは、rAAVベクターは、配列番号48またはそれと少なくとも90%の同一性を含む配列のカプシドタンパク質を含む。
関連の態様では、VEGF関連眼疾患(例えば、VEGF-A関連眼疾患)の処置における使用のための、またはVEGF関連眼疾患の処置のための医薬の製造のための、本明細書に記載される核酸が提供される。他の関連の態様では、VEGF関連眼疾患の処置における使用のための、またはVEGF関連眼疾患の処置のための医薬の製造のための、本明細書に記載される核酸を含むrAAVが提供される。好ましい実施形態では、rAAVは、配列番号48またはそれと少なくとも90%の同一性を含む配列のカプシド配列を含み、VEGF関連眼疾患を処置するために、好ましくは、単回硝子体内注射によって、対象に硝子体内で投与される。
ある特定の好ましい実施形態では、本明細書に記載される核酸を含むrAAVまたはかかるrAAVと薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物の有効量を対象に投与することによる、対象(例えば、ヒト対象)における、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管、ならびに特発性網膜新生血管、血管新生緑内障、未熟児網膜症、放射線網膜症、中心性漿液性網膜症、糖尿病性硝子体出血、弾性線維性仮性黄色腫、コーツおよび他の形態の末梢網膜新生血管(neovasculation)が含まれるがこれらに限定されない全ての他の形態の異常な眼および網膜血管新生の処置ならびに/または予防のための方法が提供される。好ましくは、rAAVは、配列番号48またはそれと少なくとも90%の同一性を含む配列のカプシドタンパク質を含む。特に好ましい実施形態では、湿性加齢黄斑変性症の処置のための方法が提供される。
一部の態様では、核酸は、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列および第2の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む。関連の態様では、第2の抗血管新生ポリペプチドは、エンドスタチン;タムスタチン;アンジオスタチン;および色素上皮由来因子(PEDF)から選択される。一部の好ましい実施形態では、第2の抗血管新生ポリペプチドは、PEDFである。特に好ましい実施形態では、配列番号48のカプシドタンパク質と以下の配列(アフリベルセプト+PEDF二重構築物)またはそれと少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%;少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む核酸とを含むrAAVベクター:
ならびに湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管を処置する際のその使用が、本明細書で提供され、好ましくは、ベクターは、ヒト対象に眼内で投与され、好ましくは、眼内投与は、硝子体内注射(例えば、単回硝子体内注射)、網膜下注射または脈絡膜上注射を含む。
他の態様では、核酸は、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列およびVEGFR-3の細胞外ドメイン由来の1つまたは複数のVEGF結合性部分を含む可溶性融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む。特に好ましい実施形態では、配列番号48のカプシドタンパク質と、以下の配列(アフリベルセプト+OPT-302二重構築物)またはそれと少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%;少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む核酸とを含むrAAVベクター:
ならびに湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管を処置する際のその使用が、本明細書で提供され、好ましくは、ベクターは、ヒト対象に眼内で投与され、好ましくは、眼内投与は、硝子体内注射(例えば、単回硝子体内注射)、網膜下注射または脈絡膜上注射を含む。
他の態様では、核酸は、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列および血管新生促進性タンパク質に結合しその活性を阻害する抗体またはその抗原結合性断片をコードするヌクレオチド配列を含む。好ましい実施形態では、抗体またはその抗原結合性断片は、ヒトang-1またはヒトang-2に結合する。特に好ましい実施形態では、配列番号48のカプシドタンパク質と以下の配列(アフリベルセプト+抗Ang-2 HL構築物)またはそれと少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%;少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む核酸とを含むrAAVベクター:
ならびに配列番号48のカプシドタンパク質と以下の配列(アフリベルセプト+抗Ang-2 LH構築物)またはそれと少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%;少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む核酸とを含むrAAVベクター:
ならびに湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管を処置する際のそれらの使用が、本明細書で提供され、好ましくは、ベクターは、ヒト対象に眼内で投与され、好ましくは、眼内投与は、硝子体内注射(例えば、単回硝子体内注射)、網膜下注射または脈絡膜上注射を含む。
一部の態様では、核酸は、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列および血管新生促進性タンパク質の発現を低減させる干渉RNAをコードするヌクレオチド配列を含む。好ましい実施形態では、干渉RNAをコードするヌクレオチド配列は、血管新生促進性タンパク質の発現を低減させるセンス鎖およびアンチセンス鎖を含む天然または人工miRNAをコードする。
関連の態様では、干渉RNAは、ヒトang-1および/またはヒトang-2の発現を低減させる。特に好ましい実施形態では、配列番号48のカプシドタンパク質と以下の配列(アフリベルセプト+ヒトAng-2干渉RNA(配列番号13)構築物))またはそれと少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む核酸とを含むrAAVベクター:
ならびに湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管を処置する際のその使用が提供され、好ましくは、ベクターは、ヒト対象に眼内で投与され、好ましくは、眼内投与は、硝子体内注射(例えば、単回硝子体内注射)、網膜下注射または脈絡膜上注射を含む。
関連の態様では、干渉RNAは、ヒトVEGF-Cの発現を低減させる。特に好ましい実施形態では、配列番号48のカプシドタンパク質と以下の配列(アフリベルセプト+ヒトVEGF-C干渉RNA(配列番号19/20)構築物)またはそれと少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む核酸とを含むrAAVベクター:
ならびに湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管を処置する際のその使用が提供され、好ましくは、ベクターは、ヒト対象に眼内で投与され、好ましくは、眼内投与は、硝子体内注射(例えば、単回硝子体内注射)、網膜下注射または脈絡膜上注射を含む。
関連の態様では、干渉RNAは、ヒトVEGFR-3の発現を低減させる。特に好ましい実施形態では、配列番号48のカプシドタンパク質と以下の配列(アフリベルセプト+ヒトVEGFR-3干渉RNA(配列番号37)構築物)またはそれと少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%もしくは少なくとも99%同一な配列を含む核酸とを含むrAAVベクター:
ならびに湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管を処置する際のその使用が提供され、好ましくは、ベクターは、ヒト対象に眼内で投与され、好ましくは、眼内投与は、硝子体内注射(例えば、単回硝子体内注射)、網膜下注射または脈絡膜上注射を含み、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;または近視性脈絡膜新生血管を処置するために、好ましくは、硝子体内注射(例えば、単回硝子体内注射)によって、対象に投与される。
a)好ましくはrAAV(好ましくは、配列番号48のカプシドタンパク質を含むrAAV)内にカプシド封入された本明細書に記載される核酸および;およびb)薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤または緩衝液を含む医薬組成物もまた、本明細書で提供される。一部の好ましい実施形態では、核酸は、配列番号64~70から選択されるヌクレオチド配列を含む。一部の実施形態では、薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤または緩衝液は、ヒトまたは非ヒト患者における使用に適切である。かかる賦形剤、担体、希釈剤および緩衝液には、過度の毒性なしに投与され得る任意の薬学的作用物質が含まれる。薬学的に許容される賦形剤には、水、食塩水、グリセロールおよびエタノールなどの液体が含まれるがこれらに限定されない。薬学的に許容される塩、例えば、鉱酸塩、例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、リン酸塩、硫酸塩など;および有機酸の塩、例えば、酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩などが、その中に含められ得る。さらに、補助物質、例えば、湿潤剤または乳化剤、界面活性剤、pH緩衝物質などが、かかるビヒクル中に存在し得る。広範な種々の薬学的に許容される賦形剤は、当該分野で公知であり、本明細書で詳細に考察する必要はない。薬学的に許容される賦形剤は、例えば、A. Gennaro (2000) "Remington: The Science and Practice of Pharmacy," 20th edition, Lippincott, Williams, & Wilkins;Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems (1999) H. C. Ansel et al., eds., 7th ed., Lippincott, Williams, & Wilkins;およびHandbook of Pharmaceutical Excipients (2000) A. H. Kibbe et al., eds., 3rd ed. Amer. Pharmaceutical Assoc.が含まれる種々の刊行物に十分に記載されている。
一部の好ましい実施形態では、医薬組成物は、ダルベッコリン酸緩衝食塩水(DPBS)および非イオン性界面活性剤(例えば、好ましくは約0.005%の、Pluronic(登録商標) F68)を含む。
一部の実施形態では、医薬組成物は、1×108~1×1015個のベクター粒子もしくはベクターゲノム、1×1010~1×1013個のベクター粒子もしくはベクターゲノム、または約1×1010、約2×1010、3×1010、約4×1010、約5×1010、約6×1010、約7×1010、約8×1010、約9×1010、約1×1011、約2×1011、約3×1011、約4×1011、約5×1011、約6×1011、約7×1011、約8×1011、約9×1011、約1×1012、約2×1012、約3×1012、約4×1012、約5×1012、約6×1012、約7×1012、約8×1012、約9×1012もしくは約1×1013個のベクター粒子もしくはベクターゲノムを含む。一部の態様では、医薬組成物は、約1×1011~約1×1012個のベクター粒子またはベクターゲノムを含む。
一部の好ましい実施形態では、医薬組成物は、VEGF関連の眼障害を有するヒトに眼内で投与され、好ましくは、医薬組成物は、硝子体内、網膜下および/または脈絡膜上注射を介して、より好ましくは、単回硝子体内注射を介して投与される。
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を例示しており、本発明の範囲を限定することを決して意図しない。本発明は、その好ましい実施形態に関して記載されてきたが、その種々の改変が、本出願を読んだ当業者に明らかとなる。
(実施例1)
以下の実施例は、多数の網膜細胞の改善された形質導入を付与する遺伝子改変されたカプシドタンパク質を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)による抗血管新生遺伝子治療のための多機構的アプローチを記載する。以下に記載されるrAAV構築物は、単回硝子体内用量からの、抗血管新生剤の持続的な送達を提供し、単一の抗血管新生剤の送達と比較して、反復注射の負担を制限し、関連の網膜細胞における治療的遺伝子産物の一貫したレベルを維持し、治療的応答を改善する。以下に記載される代表的な構築物の各々は、アフリベルセプト単独の送達を超えて有効性を増強するために、アフリベルセプト(VEGF-A、VEGF-BおよびPIGFを標的化する)と少なくとも1つの他の抗血管新生剤とをコードする核酸を含む。
以下の実施例は、多数の網膜細胞の改善された形質導入を付与する遺伝子改変されたカプシドタンパク質を含む組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)による抗血管新生遺伝子治療のための多機構的アプローチを記載する。以下に記載されるrAAV構築物は、単回硝子体内用量からの、抗血管新生剤の持続的な送達を提供し、単一の抗血管新生剤の送達と比較して、反復注射の負担を制限し、関連の網膜細胞における治療的遺伝子産物の一貫したレベルを維持し、治療的応答を改善する。以下に記載される代表的な構築物の各々は、アフリベルセプト単独の送達を超えて有効性を増強するために、アフリベルセプト(VEGF-A、VEGF-BおよびPIGFを標的化する)と少なくとも1つの他の抗血管新生剤とをコードする核酸を含む。
代表的な構築物設計(AAVベクター骨格)は、図1A~Bに例示される。第1のアプローチ(図1A)では、FT2A(リボソームスキッピングペプチド)配列によって分離されたアフリベルセプトと第2の抗血管新生ポリペプチドとをコードするヌクレオチド配列は、遍在性CBAプロモーターによって制御される(これは、バイシストロン性構築物である)。本明細書で例示される第2の抗血管新生ポリペプチドには、血管新生および/または脈管透過性の低減におけるそれらの機能に基づいて選択される、PEDF、VEGFR-3-Fc融合タンパク質および抗Ang-2 scFab断片が含まれる。各場合において、コードする遺伝子を、ヒト発現のためにコドン最適化した。第2のアプローチ(図1B)では、アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列は、血管新生促進性タンパク質を標的化する干渉RNAをコードするヌクレオチド配列と共に、CAGプロモーターによって駆動される。各場合において、RNAi配列を、十分に特徴付けられたmiR-E骨格(例えば、その内容が参照によって本明細書に援用される米国特許出願公開第2015-0018539号、およびFellmann et al., Cell Reports, 5(6):1704-1713 (2013)に記載される)中に埋め込み、ハイブリッドニワトリb-アクチン/ウサギb-グロビンイントロン内に配置した(図1Bを参照されたい)。CBAプロモーターは、持続性の高レベルの発現を駆動することが可能な、十分に特徴付けられた遍在性プロモーターである。CBAプロモーターは、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)上流エンハンサーとニワトリβ-アクチン(CBA)プロモーターとのハイブリッドであり、ニワトリb-アクチンエクソン1、ハイブリッドニワトリb-アクチンおよびウサギb-グロビンイントロン、ならびにウサギb-グロビンエクソン3断片(人工スプライス部位を創出する)もまた含有する。miR-E骨格の使用およびCAGプロモーターのイントロン内の配置を、モデル抗原を使用して検証した(データは示さず)。
二重タンパク質構築物の構築 - 色素上皮由来因子(PEDF)、VEGF受容体3(VEGFR3)-Fc融合タンパク質および抗アンジオポエチン-2(ANG2)単鎖Fab(scFab)断片のコドン最適化された遺伝子を、シャトルベクターから切り出し、NheI-MluI断片上で、CBAプロモーターとSV40後期ポリA(SV40pA)配列との間で、AAVベクター骨格中に挿入した。アフリベルセプトとの共発現のために、合成DNAは、アフリベルセプト(AFLB)のC末端部分、フューリン切断部位、およびPEDF、VEGFR3-Fcまたは抗ANG2 scFab配列の上流のT2Aリボソームスキッピングペプチドをコードする配列を含んだ。これらの合成DNAを、シャトルベクターから切り出し、AvrII-MluI断片上でpAAV-CAG-AFLB-SV40pA中に挿入した。プラスミドを、E.coli中で拡大増殖させ、精製したプラスミドDNAを、制限消化および配列決定によって検証した。
タンパク質+RNAi構築物についての構築の詳細
pAAV-CAG-miR-E-(「標的配列」)-AFLB-SV40の構築
ヒトコドン最適化されたアフリベルセプトを発現するpAAV-CAG-AFLB-SV40構築物を、以前に記載されたように合成した。ANGPT2、VEGF-CまたはVEGFR3を標的化するヘアピンをコードし、SgrAI制限クローニング部位とNheI制限クローニング部位との間にコードされたCAGベータ-アクチンイントロンの領域を含有するmiR-E-(標的)miRNA導入遺伝子を合成し、Genscript(Genscript、Picataway、NJ)によりpUC57中にクローニングした。pUC57プラスミドおよびpAAV-CAG-AFLB-SV40-Kan-Stufferプラスミドを、指し示されたように、種々の制限酵素(New England Biolabs)で切断し、骨格DNAを、消化の間に組換えエビアルカリホスファターゼ(rSAP、M0371L、New England Biolabs)でも処理して、切断されたDNA末端上の遊離ホスフェートを除去した。DNA断片を、7:1のモル比の挿入物:骨格で添加し、Quick Ligase(#M2200L、New England Biolabs)を製造業者の指示に従って用いてライゲーションさせた。ライゲーションされたプラスミドを、製造業者の指示に従ってNEB Stable細菌コンピテント細胞(#C3040H、New England Biolabs)中に形質転換し、細胞を、カナマイシン50mg/mlプレート(#L1025、Teknova、Hollister、CA)上に広げ、30℃で成長させた。
pAAV-CAG-miR-E-AFLB-SV40の調製
Miniprep培養物を、得られたコロニーから成長させ、DNAを、GeneJET Plasmid Miniprepキット(カタログ番号0503、ThermoFisher、Waltham、MA)を用いて調製し、制限消化して、陽性クローンを同定した。Terrific Broth中の50ml培養物を、各構築物の1つの陽性クローンから成長させ、DNAを、Qiagen EndoFree Plasmid Maxiキット(カタログ番号12362、Qiagen、Hilden、Germany)を用いて調製した。
pAAV-CAG-RFP657-miRNAプラスミドバリアントの制限消化および配列決定
MaxiprepプラスミドDNA(0.5mg)を、製造業者の指示に従って種々の制限酵素(New England BioLabs)で消化し、アガロースゲル電気泳動によって解析した。Sanger DNA配列決定を、プライマーを使用するELIMによって実施した。
アフリベルセプトは、配列番号48のカプシドタンパク質を含むrAAVビリオン中での送達後に、ヒトRPEおよびRGC細胞において治療的レベルで発現され、これらの細胞におけるVEGF-A、VEGF-BおよびPIGF媒介性活性の効率的な遮断を生じる。その内容が参照によって本明細書に援用される、米国特許出願公開第2020/0282077号A1を参照されたい。
HEK293T細胞のトランスフェクション後のアフリベルセプトの発現に対する、AAV発現プラスミド中に第2の導入遺伝子(タンパク質またはRNAiをコードする)を含めることの影響を評価するための研究を実施した。
簡潔に述べると、HEK293T細胞を、12ウェルプレート中に、1.0mlのDMEM/10%FBS培地中2.0×105細胞/ウェルで播種した。次の日、3.0mlのFuGeneHD(カタログ番号E2691、Promega、Madison、WI)と複合体化した1.0mgのプラスミドDNA(同じプロモーターの制御下にアフリベルセプトおよび第2の導入遺伝子をコードするヌクレオチド配列を含む)を、細胞に三連ウェルで添加した。トランスフェクションの48時間後、細胞上清を回収し、2000gでスピンして、細胞デブリを除去した。次いで、培地を、ELISAを介して、アフリベルセプト(ALFB)の存在についてアッセイした。
ウエスタンブロット解析のために、形質導入されたHEK293T細胞からの培地を、3つの複製からプールし、4×LDS(B0007、Thermo)、10×還元剤(B0009、Thermo)と混合し、70℃で10分間変性させた。試料を、10ウェルBolt 4~12% Bis-Tris Plusポリアクリルアミドゲル(Invitrogen、NW04120BOX)上にローディングし、1×MOPS緩衝液(NP000102、Thermo)中で200Vで32分間泳動した。分離されたタンパク質を、BioRad TransBlot Turboデバイス(BioRad)を7分間用いてニトロセルロースフィルター(1704158、BioRad)に転写し、iBind Flex溶液(SLF2020、Thermo)中1:500の抗ヒトIgG Fc交差吸着二次抗体、HRP(ThermoFisher、31413)でプローブした。タンパク質を、SuperSignal West Dura化学発光基質(ThermoFisher 34076)を用いて可視化し、ChemiDoc MP(BioRad、Hercules、CA)で撮像した。
ELISA(分泌型遊離AFLB、ANGPT2およびVEGF-Aレベル)のための細胞溶解物を、製造業者の指示に従って、1×Haltプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(78440、Thermo)を補充したM-PER溶解緩衝液(#78501、Thermo)中で調製した。細胞培地および溶解物を、各試料について適切に希釈し、それを使用して、提供者の指示に従ってアフリベルセプトELISAキット(遊離AFLBレベルを測定するため)(カタログ番号IG-AA115、Eagle Biosciences、Nashua、NH)、QuantikineヒトVEGF-A ELISAキット(DVE00、R&D Systems)およびQuantikineヒトANGPT2 ELISAキット(DANG20、R&D Systems)を使用して、分泌型分析物レベルを評価した。光学密度(OD)を、停止溶液をピペッティングして15分以内に、Cytation 3(BioTek、Winooski、VT)光度計を450nm(OD620nmが参照)で用いて測定した。培地濃度を、生成された標準曲線に基づいて規定した。
図3Aは、CAGプロモーターの制御下にAFLBおよび第2の導入遺伝子(PEDF、VEGFR3、抗Ang HLまたは抗AngLH)をコードするAAVプラスミドによるトランスフェクション後のHEK293T細胞の培地からのAFLBのウエスタンブロット解析の結果を実証する。結果を、CBAプロモーターの制御下にAFLBのみをコードするAAVプラスミドでトランスフェクトしたHEK293T細胞の培地中のAFLBレベルに対して正規化する。Elyea(市販の調製物)が、アフリベルセプトの陽性対照として提供される。ポリペプチド産物をコードする第2の導入遺伝子の追加は、アフリベルセプトの発現を約50~60%、有意に低減させる。
図3Bは、CBAプロモーターの制御下にAFLBのみをコードするAAVプラスミドでトランスフェクトしたHEK293T細胞の培地中のAFLBレベルに対して正規化した、第2のポリペプチド(PEDF、抗Ang2 LH、抗Ang2 HL)または干渉RNA(Ang2、FEGR3またはVEGF-Cを標的化する)のいずれかをコードする種々の構築物からのアフリベルセプトの発現を実証する。特に、AFLBおよび干渉RNAをコードするプラスミドでは、アフリベルセプト発現における有意な低減は起こらない。CAGプロモーターからの発現は、CBAプロモーターからの発現よりも25%高いことが観察された。
次に、配列番号48のカプシドタンパク質を含む組換えAAVウイルスによるヒト網膜色素上皮(RPE)細胞の形質導入後のアフリベルセプトの発現に対する、AAV発現プラスミド中に第2の導入遺伝子(タンパク質またはRNAiをコードする)を含めることの影響を評価するための研究を実施した。
RPE形質導入のために、ヒト幹細胞由来網膜色素上皮細胞(RPE)を、公開されたプロトコール(Buchholz D 2013、Leach L 2015)に従って、胚性幹細胞(ESI-017)から分化させた。RPE細胞を、96ウェルプレート形式でXVIVO-10培地(Lonza)中で30日間にわたってMatrigel(Corning)上で成長させた。形質導入前に、3つのウェルを回収し、感染多重度(MOI)の正確な計算のために計数した。ウイルスを、1ウェル当たり100μLの総体積中で、各ウイルス力価に基づいて、XVIVO-10培地中で48時間、細胞に添加した。培地を、3、7、11、15および19日目に収集し、1ウェル当たり200μLの培地で置き換えた。培地試料を、処理まで4℃で貯蔵した。
ELISA(分泌型遊離AFLB、ANGPT2およびVEGF-Aレベルを評価するため)のための細胞溶解物を、製造業者の指示に従って、1×Haltプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(78440、Thermo)を補充したM-PER溶解緩衝液(#78501、Thermo)中で調製した。細胞培地および溶解物を、各試料について適切に希釈し、それを使用して、提供者の指示に従ってアフリベルセプトELISAキット(遊離AFLBレベルを測定するため)(カタログ番号IG-AA115、Eagle Biosciences、Nashua、NH)、QuantikineヒトVEGF-A ELISAキット(DVE00、R&D Systems)およびQuantikineヒトANGPT2 ELISAキット(DANG20、R&D Systems)を使用して、分泌型分析物レベルを評価した。光学密度(OD)を、停止溶液をピペッティングして15分以内に、Cytation 3(BioTek、Winooski、VT)光度計を450nm(OD620nmが参照)で用いて測定した。培地濃度を、生成された標準曲線に基づいて規定した。
図4から理解できるように、アフリベルセプト発現における用量依存的な増加が、対照(CAGプロモーターに作動可能に連結したアフリベルセプト単独を発現するrAAV)のものと近い高い感染多重度(MOI)で、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するRNAiとを発現するrAAVによって見られる(8日目が示される)。アフリベルセプトを発現する全ての構築物は、検査した全ての感染多重度(MOI)で、内因性VEGF-Aを完全に中和することができる。図4に示される量は、形質導入後のRPE細胞の培地中の遊離の活性なアフリベルセプトである。
図5Aおよび5Bは、指し示された発現カセット(および配列番号48のカプシドタンパク質)を保有するrAAVによる形質導入後の7日目(図5A)および11日目(図5B)のRPE上清中の遊離アフリベルセプトの解析を例示する。HEK293T細胞と同様、第2のタンパク質の発現は、形質導入されたRPE細胞におけるアフリベルセプト発現のレベルを劇的に低減させる。対照的に、アフリベルセプト発現におけるいくらかの低減が、干渉RNAの共発現によって観察されたが、アフリベルセプト発現は、両方のMOIにおいてロバストなままであった。CBAプロモーターは、RPE細胞における発現を駆動するにあたり、CAGプロモーターよりもはるかに弱いことが、驚くべきことに決定された。第2のポリペプチドの共発現の場合よりもはるかにはっきりしないが、干渉RNAの共発現の場合には、より高いMOIにおけるアフリベルセプト発現におけるいくらかの減少を例示する図6A~Bもまた参照されたい。
重要なことに、干渉RNAと共に共発現させたアフリベルセプトは、機能的であり、RPE細胞によって産生されるVEGF-Aに結合することができた(AFLB+VEGFC-RNAiおよびAFLB+ANG2 RNAi構築物について40を上回るMOIでVEGF-Aの中和を例示する図7A~Bを参照されたい)。
結論
HEK293T細胞では、アフリベルセプト発現は、CBAプロモーターによって駆動される場合、CAGプロモーターと比較して約20%低減される;RPE細胞では、アフリベルセプトの発現は、CBAプロモーターによって駆動される場合、CAGプロモーターと比較して、約13分の1の弱さであった。
HEK293T細胞では、RNAiは、対照(同じプロモーターの制御下のアフリベルセプト単独)と比較して、導入遺伝子発現に対して有意な影響を有さないが、全ての二重タンパク質構築物は、HEK293T細胞において、対照(同じプロモーターの制御下のアフリベルセプト単独)と比較して、アフリベルセプトにおける約50%の低減を示した。RPE細胞では、ほとんどの条件下で、対照と比較して、遊離アフリベルセプトレベルにおける僅かではあるが有意ではない低減が、RNAiを含有する構築物について、RPE細胞において観察されたが、全ての二重タンパク質構築物は、それらの対照対応物よりも約5~10分の1の少なさのアフリベルセプトを発現した。
(実施例2)
二重タンパク質構築物の特徴付け
アフリベルセプト+抗Ang-2 scFabを発現する構築物の特徴付け
二重タンパク質構築物の特徴付け
アフリベルセプト+抗Ang-2 scFabを発現する構築物の特徴付け
HEK293T細胞を、CAGプロモーターによって駆動されるバイシストロン性構成でアフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列および抗Ang-2 scFabを発現するヌクレオチド配列を含むAAVプラスミドでトランスフェクトした(図1Aを参照されたい)。簡潔に述べると、HEK293T細胞を、12ウェルプレート中に、1.0mlのDMEM/10%FBS培地中2.0×105細胞/ウェルで播種した。次の日、3.0mlのFuGeneHD(カタログ番号E2691、Promega、Madison、WI)と複合体化した1.0mgのプラスミドDNAを、細胞に三連ウェルで添加した。トランスフェクションの48時間後、細胞上清を回収し、2000gでスピンして、細胞デブリを除去した。次いで、培地を、ELISAを介して、ALFBの存在についてアッセイした。
ウエスタンブロット - トランスフェクトされたHEK293T細胞からの培地(6.25μl)を、12.5μlの4×LDS、5μlの10×還元剤および26.25 1×PBSと混合し(最終体積=50μl)、70℃で10分間変性させた。40μlの試料を、10ウェルBolt 4~12% Bis-Tris Plusポリアクリルアミドゲル(Invitrogen、NW04120BOX)上にローディングし、1×MOPS緩衝液中で200Vで32分間泳動した。分離されたタンパク質を、iBlot 2デバイス(ThermoFisher)を7分間用いてニトロセルロースフィルターに転写し、iBind Flexデバイス(ThermoFisher)を使用して抗ヒトIgG F(ab’)2二次抗体(ThermoFisher 31482 1:1000)でプローブした。タンパク質を、SuperSignal West Dura化学発光基質(ThermoFisher 34076)を用いて可視化し、ChemiDoc MP(BioRad、Hercules、CA)で撮像した。
ANG2でコーティングされたプレートを用いた機能的抗ANG2 ELISA - Nunc MaxiSorp平底プレート(Invitrogen、44-2404-21)を、PBS中1.0μg/μlの組換えヒトアンジオポエチン-2(R&D、623-AN/CF)100μlでコーティングし、粘着シートで密封し、4℃に一晩置いた。次の日、コーティング溶液を吸引し、プレートを、300μlのPBST(PBS/0.05%Tween(登録商標) 20)で3回洗浄した。プレートを、200μlのPBS/2.0%BSAで室温で2時間ブロッキングした。2時間のインキュベーション後、ブロッキング溶液を吸引し、プレートを、300μlのPBSTで3回洗浄した。トランスフェクトされたHEK293T細胞からの培地を、PBS/0.2%BSA中に希釈し、希釈した培地100μlをプレートに添加し、穏やかに振盪しながら室温で2時間インキュベートした。プレートを、300μlのPBSTで再度3回洗浄した。100μlの抗ヒトIgG F(ab’)2二次抗体(ThermoFisher 31482、1:20,000)をプレートに添加し、穏やかに振盪しながら室温で1時間インキュベートした。プレートを、300μlのPBSTで再度3回洗浄した。プレートを、100μlのTMB ELISA基質(Abcam、ab171522)を用いて室温で5~15分間発色させた。TMB反応を、TMB基質用450nm停止溶液(Abcam、ab171529)100μlを用いて停止させた。プレートを、Cytation 5デバイス(BioTek)を使用して450nmおよび540nm(プレート用の参照ブランクとして)で読み取った。
ANG2競合ELISA - トランスフェクトされたHEK293T細胞からの培地を、PBS/0.2%BSA中に希釈し、等体積の2.0ng/mlの組換えヒトアンジオポエチン-2(R&D、623-AN/CF)と混合し、室温で一晩インキュベートした(最終ANG2濃度=1,000pg/ml)。次の日、遊離ANG2の濃度を、新たに作製した組換えヒトアンジオポエチン-2(R&D、623/AN-CF)標準から内挿して、アンジオポエチン-2ヒトELISAキット(Invitrogen、KHC1641)を用いて決定した。
ANG2受容体競合アッセイ - nunc MaxiSorp平底プレート(Invitrogen、44-2404-21)を、PBS中1.0μg/mlの組換えヒトTie-2 Fcキメラタンパク質(R&D、313-TI/CF)100μlでコーティングし、粘着シートで密封し、4℃に一晩置いた。競合ミックスを、トランスフェクトされたHEK293T細胞からの培地の、等体積の80ng/mlのN末端FLAGタグを有するヒトアンジオポエチン-2(Adipogen、AG-40B-0114-C010)による希釈を使用して調製した(最終ANG2-Flag濃度=80ng/ml)。次の日、コーティング溶液を吸引し、プレートを、300μlのPBSTで3回洗浄した。プレートを、200μlのPBS/2.0%BSAで室温で2時間ブロッキングした。2時間のインキュベーション後、ブロッキング溶液を吸引し、プレートを、300μlのPBSTで3回洗浄した。100μlの競合ミックス試料を、新たに作製したANG2-Flag標準と共に、プレートに添加し、穏やかに振盪しながら室温で2時間インキュベートした。プレート中の試料を吸引し、300μlのPBSTで3回洗浄した。100μlのDYKDDDDK(配列番号71)エピトープタグ西洋ワサビペルオキシダーゼコンジュゲート抗体(R&D HAM85291 1:10000)をプレートに添加し、穏やかに振盪しながら室温で1時間インキュベートした。プレートを、300μlのPBSTで3回洗浄し、100μlのTMB ELISA基質(Abcam、ab171522)を用いて室温で5~15分間発色させた。TMB反応を、TMB基質用450nm停止溶液(Abcam、ab171529)100μlを用いて停止させた。プレートを、Cytation 5デバイス(BioTek)を使用して450nmおよび540nm(プレート用の参照ブランクとして)で読み取り、ANG2-Flagの濃度を、ANG2-Flag標準から内挿した。
図8Aは、抗Ang-2 HLおよびHL Fabについて予期されたサイズのタンパク質産物の発現を例示する。図8Bは、発現された抗Ang-2 Fabが機能的であることを例示する(Ang-2でコーティングされたプレートへの発現されたタンパク質の結合が示される)。図8Cは、発現された抗Ang-2 Fabが、抗体でコーティングされたプレートへのAng-2の結合を遮断することを例示する(競合ELISA)。図8Dは、発現された抗Ang-2 Fabが、Tie-2へのAng-2の結合を遮断することを例示する(受容体競合アッセイ)。
二重タンパク質構築物からの抗Ang-2 Fab(LHおよびHL形式)の用量依存的な発現は、トランスフェクトされたHEK細胞から示された。発現された抗Ang-2 Fabタンパク質は、正確なサイズであり、Ang2に結合し、その受容体へのAng2結合を遮断するにあたり機能的であった。
次に、配列番号48のカプシドタンパク質とアフリベルセプトおよび抗Ang-2 Fab(LHまたはHL)をコードする核酸とを含む組換えAAVウイルスによるヒト網膜色素上皮(RPE)細胞の形質導入後のアフリベルセプトおよび抗Ang-2 Fabの発現を特徴付けるための研究を実施した。
図9は、LHおよびHLコンフォメーションの類似の発現レベルと共に、抗Ang-2 scFab(LHおよびHL)について正確なサイズ(53kD)の単一のタンパク質の発現を例示する。簡潔に述べると、RPE細胞を、96ウェルプレート中で、MOI 5,000および1,000で、配列番号48のカプシドタンパク質とアフリベルセプトおよび抗Ang-2 scFabをコードする核酸とを含むrAAVで形質導入した。培地(0.2ml)を、形質導入後3日目に交換し、7日目に収集した。MOI 5,000試料の培地25mlを、4~12%SDS-PAGE上で泳動し、iBlotを用いてニトロセルロースに転写し、iBind Flex上でプローブして、HRPコンジュゲート抗Hu-Fab抗体を用いて抗Ang-2 scFabを検出し、抗Hu-Fc抗体を用いてアフリベルセプトを検出した。
図10Aは、1,000および5000のMOIで形質導入されたRPE細胞における機能的抗Ang-2 scFabの用量依存的な発現を例示する。簡潔に述べると、形質導入されたRPE細胞からの培地(11日目)の希釈物を、Ang-2でコーティングされたプレート上でインキュベートした。Ang-2に結合した抗Ang-2 scFabを、HRPコンジュゲート抗Hu-Fab抗体を用いて検出した。LH形式は、より低いMOIにおいて特に、HL形式よりもAng2への結合にあたり僅かに有効であった。
図10Bは、形質導入されたRPEにおける11日目の試料を用いた競合ELISAの結果を例示する。簡潔に述べると、1000pg/mlのAng2タンパク質を、形質導入されたRPE細胞からの培地の希釈系列と共に一晩インキュベートした。競合混合物を、Ang-2 ELISA(Invitrogen KHC1641)によってアッセイした。
次に、抗Ang-2 scFab LHおよびHLの結合親和性を、Genscriptにおいて実施したBiacoreアッセイによってSPRを介して比較した。
CM5センサーチップ上へのアンジオポエチン-2の固定化。アンジオポエチン-2の固定化を、25℃下で実施し、一方で、HBS-EP+をランニング緩衝液として使用した。フローセル1、2のセンサーチップ表面を、新たに混合した50mmol/LのN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)および200mmol/Lの1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)によって420秒間活性化した(10μL/分)。その後、10mmol/LのNaAC(pH4.5)中に希釈したアンジオポエチン-2を、フローセル2中に注入して、243.1応答単位のコンジュゲーションを達成した。アミンカップリング反応の後、チップ表面上の残存する活性なカップリング部位を、1mol/Lのエタノールアミン塩酸塩の420秒間の注入によってブロッキングした。親和性測定のために、アッセイを25℃で実施し、ランニング緩衝液はHBS-EP+であった。希釈したV2.2/V2.3を、フローセル1、2の表面上に会合相として注入し、その後、ランニング緩衝液を解離相として注入した。ランニング構成を以下に列挙した(試料濃度(nM)=1.5625、3.125、6.25、12.5、25、50、100)。
結果は図11に提供される。LH構成(V2.3)は、HL構成(V2.2)よりも5.6倍速い会合(より高いka値)を有し、これは、より強い結合を示唆する。LH構成は、HLよりも91倍速い解離(より高いkd値)を有し、これは、より弱い結合を示唆する。HL構成は、1.46nMの全体的結合親和性を有し、LHは、23.8nMの結合親和性を有する。したがって、LH構成は、HL構成よりも約16倍高いAng-2結合親和性を有する。これらの値は、ファリシマブの抗Ang2アームについての公開された親和性と一致している。
次に、HEK293T細胞におけるPEDF発現を、アフリベルセプトおよびPEDFをコードするAAVプラスミド二重タンパク質構築物によるトランスフェクション後に評価した。簡潔に述べると、HEK293T細胞を、12ウェルプレート中に、1.0mlのDMEM/10%FBS培地中2.0×105細胞/ウェルで播種した。HEK293T細胞を、それらの高いトランスフェクト可能性(transfectability)およびタンパク質発現に起因して使用した。次の日、3.0mlのFuGene6(カタログ番号E2691、Promega、Madison、WI)と複合体化した1.0mgのプラスミドDNAを、二連ウェルで細胞に添加した。トランスフェクションの2日後、上清を収集した。細胞デブリを、12,000gで4℃で10分間の微量遠心機中での遠心分離によってペレット化した。上清を収集し、4℃で貯蔵した。プラスミドなしの条件を、陰性対照としてトランスフェクション中に含めた。
SDS-PAGEおよびウエスタンブロットのために、PEDF試料を、SDS-PAGE/ウエスタンブロットアッセイを実行する前に1:10希釈した。アフリベルセプト試料を1:50希釈した。希釈した培地を、ThermoFisher iBlotシステムに従って、4×試料緩衝液および10×還元緩衝液と合わせた。次いで、試料を、90℃で5分間煮沸した。4~12%のBis/Tris還元性ゲルを、1×MOPS緩衝液中で125Vで1.5時間泳動した。タンパク質を、プリセットMIXEDプロトコールを使用するBioRad Trans Blot Turbo Systemを7分間使用して、ニトロセルロース上に転写した。メンブレンを、iBind Flex緩衝液中で1~2分間ブロッキングし、その後、製造業者の指示に従ってiBind Flex Western Deviceにローディングした。一次抗体(抗PEDF EMD Millipore、1:1000、抗ヒトFC HRP ThermoFisher 1:2000)をHRPにコンジュゲートした種特異的二次抗体(1:10000)と共に使用し、Femto ECL基質を用いて検出し、BioRad ChemiDocシステムで撮像した。
ELISA(R&D、ヒトセルピンF1/PEDF ELISA カタログ番号DY1177)を、製造業者の指示に従って実施した。培地を、アッセイを実行する前に、1:1000または1:10000希釈した。
図12A~Bは、約17mg/mlのPEDFの産生を伴う、トランスフェクトされたHEK293T細胞からのPEDFの予期されたサイズの単一のタンパク質産物の発現を例示する。
HEK293T細胞におけるVEGFR3-Fc発現を、アフリベルセプトおよびVEGFR3-FcをコードするAAVプラスミド二重タンパク質構築物によるトランスフェクション後に評価した。簡潔に述べると、HEK293T細胞を、12ウェルプレート中に、1.0mlのDMEM/10%FBS培地中2.0×105細胞/ウェルで播種した。HEK293T細胞を、それらの高いトランスフェクト可能性およびタンパク質発現に起因して使用した。次の日、3.0mlのFuGene6(カタログ番号E2691、Promega、Madison、WI)と複合体化した1.0mgのプラスミドDNAを、二連ウェルで細胞に添加した。トランスフェクションの2日後、上清を収集した。細胞デブリを、12,000gで4℃で10分間の微量遠心機中での遠心分離によってペレット化した。上清を収集し、4℃で貯蔵した。プラスミドなしの条件を、陰性対照としてトランスフェクション中に含めた。
還元的ウエスタンブロッティングのために、細胞スープ(20ml)を、10mlの4×LDS、4mlの10×還元剤および6mlの水と混合し(最終体積=40ml)、70℃で10分間変性させた。試料を、12ウェルBolt 4~12% Bis-Tris Plusポリアクリルアミドゲル(Invitrogen、NW04122BOX)上にローディングし、1×MOPS緩衝液中で100Vで75分間泳動した。分離されたタンパク質を、iBlot 2デバイス(ThermoFisher)を10分間用いてニトロセルロースフィルターに転写し、iBind Flexデバイス(ThermoFisher)を使用してHRPコンジュゲートヤギ抗ヒトIgG Fc(ThermoFisher Scientific、カタログ番号31413、1:2000)でプローブした。タンパク質を、SuperSignal West Dura化学発光基質(ThermoFisher 34076)を用いて可視化し、ChemiDoc MP(BioRad、Hercules、CA)で撮像した。
非還元的ウエスタンブロッティングのために、細胞上清(30ml)を、10mlの4×LDSと混合し(最終体積=40ml)、70℃で10分間変性させた。試料を、12ウェルBolt 4~12% Bis-Tris Plusポリアクリルアミドゲル(Invitrogen、NW04122BOX)上にローディングし、1×MOPS緩衝液中で100Vで120分間泳動した。分離されたタンパク質を、iBlot 2デバイス(ThermoFisher)を10分間用いてニトロセルロースフィルターに転写し、iBind Flexデバイス(ThermoFisher)を使用してHRPコンジュゲートヤギ抗ヒトIgG Fc(ThermoFisher Scientific、カタログ番号31413、1:2000)でプローブした。タンパク質を、SuperSignal West Dura化学発光基質(ThermoFisher 34076)を用いて可視化し、ChemiDoc MP(BioRad、Hercules、CA)で撮像した。
図13Aは、HEK293T細胞のトランスフェクション後のアフリベルセプトの発現を、PEDF、VEGFR3-Fc、抗Ang-2 HLまたは抗Ang-2 LHもまたコードする二重タンパク質AAV構築物と比較する。図13Bは、VEGFR3-Fcと共に共発現させた場合の、VEGFR3-Fc/アフリベルセプトヘテロダイマーの形成に起因する、アフリベルセプトにおける劇的な低減を例示する。
(実施例3)
アフリベルセプト+RNAiをコードする構築物の特徴付け
使用した一般的戦略は、以下を行うことであった:(i)ヒト標的に対するshRNAを設計すること、(ii)(a)レンチウイルスを使用する標的の内因性発現のノックダウンおよび(b)NHP配列に対する相同性に基づいて、shRNA配列を選択すること、(iii)抗VEGF発現プラスミド中のCAGのイントロン内に、またはRNAi機能単独を評価するためにRFPと組み合わせて、選択されたshRNAからの配列を含有するmiR-Eを埋め込むこと。
アフリベルセプト+RNAiをコードする構築物の特徴付け
使用した一般的戦略は、以下を行うことであった:(i)ヒト標的に対するshRNAを設計すること、(ii)(a)レンチウイルスを使用する標的の内因性発現のノックダウンおよび(b)NHP配列に対する相同性に基づいて、shRNA配列を選択すること、(iii)抗VEGF発現プラスミド中のCAGのイントロン内に、またはRNAi機能単独を評価するためにRFPと組み合わせて、選択されたshRNAからの配列を含有するmiR-Eを埋め込むこと。
Ang2およびVEGFR3は共に、内皮細胞によって発現される - 配列番号48のカプシドタンパク質を含むrAAVによる内皮細胞の形質導入を確認した。
Ang-2を標的化するRNAiを含む構築物の特徴付け
pAAV-CAG-miR-E(Ang-2)-AFLB-SV40の構築(図14を参照されたい;構築物pP143.001は、RFP675をコードし、pP141.001は、アフリベルセプトをコードするが、他の点では同一である;pP143.001は、in vitro研究のためのmiRNAのみの有効性対照である)。ヒトコドン最適化されたアフリベルセプトVEGF-A/B Trapを発現するpAAV-CAG-AFLB-SV40構築物を合成した。SgrAI制限クローニング部位とNheI制限クローニング部位との間にコードされたCAGベータ-アクチンイントロンの領域を含有するmiR-E-(ANG-2)miRNA導入遺伝子を合成し、Genscript(Genscript、Picataway、NJ)によりpUC57中にクローニングした。pUC57プラスミドおよびpAAV-CAG-AFLB-SV40-Kan-Stufferプラスミドを、指し示されたように、種々の制限酵素(New England Biolabs)で切断し、骨格DNAを、消化の間に組換えエビアルカリホスファターゼ(rSAP、M0371L、New England Biolabs)でも処理して、切断されたDNA末端上の遊離ホスフェートを除去した。DNA断片を、7:1のモル比の挿入物:骨格で添加し、Quick Ligase(#M2200L、New England Biolabs)を製造業者の指示に従って用いてライゲーションさせた。ライゲーションされたプラスミドを、製造業者の指示に従ってNEB Stable細菌コンピテント細胞(#C3040H、New England Biolabs)中に形質転換し、細胞を、カナマイシン50mg/mlプレート(#L1025、Teknova、Hollister、CA)上に広げ、30℃で成長させた。
Miniprep培養物を、得られたコロニーから成長させ(7.1)、DNAを、GeneJET Plasmid Miniprepキット(カタログ番号0503、ThermoFisher、Waltham、MA)を用いて調製し、制限消化して、陽性クローンを同定した。Terrific Broth中の50mlの培養物を、1つの陽性クローンから成長させ、DNAを、Qiagen EndoFree Plasmid Maxiキット(カタログ番号12362、Qiagen、Hilden、Germany)を用いて調製した。MaxiprepプラスミドDNA(0.5mg)を、製造業者の指示に従って種々の制限酵素(New England BioLabs)で消化し、アガロースゲル電気泳動によって解析した。Sanger DNA配列決定を、プライマーを使用するELIMによって実施した。
Ang-2を標的化するいくつかのshRNA配列(表1中に列挙される5つの配列)を、HUVEC細胞においてAng-2の発現を低減させるそれらの能力について評価した。簡潔に述べると、プールしたヒト臍帯静脈内皮細胞を、Lonzaから調達し(カタログ番号C2519A)、製造業者の指示に従ってLonza内皮細胞成長培地(EGM-2、カタログ番号CC-3162)中で培養した。HUVECを、PBS(CaおよびMgなし)、トリプシン0.05%および規定トリプシン阻害剤を使用して継代した。HUVECを、プラスチック(コーティングされていない)細胞培養器具中に、1cm2当たり2,500細胞の密度で播種した。アッセイは、典型的には、24ウェル細胞培養プレートにおいて実施し、0.5mL体積のEGM-2を一日おきにリフレッシュした。HUVECは、典型的には、継代8の前にのみ使用し、継代8になった際に、新たな培養を開始する。
HUVEC形質導入 - HUVECを、アッセイプレート中に、1cm2当たり2,500細胞で播種した。2日後、細胞はコンフルエントであり、単一のウェルを解離させ、計数した。感染多重度を、qPCR由来のウイルス力価および細胞計数を使用して計算した。適した体積のAAVを、0.5mLのEGM-2培地中の細胞に適用した。これを48時間インキュベートし、最終アッセイの解体を、形質導入の1週間後に実施した。
ANG2 shRNAレンチウイルス系の生成 - pLKO.1-shANG2プラスミドを、Broad RNAiコンソーシアムから同定されたヒトANG2中の5つの独自の標的配列(表1)に対応するアニールしたリン酸化オリゴの、pLKO.1ベクター(Sigma Aldrich、カタログ番号SCH001)中へのEcoRIおよびAgeI(New England Biolabs)制限クローニングを介したライゲーションによって生成した。プラスミドを、AAVベクターと同様に、配列決定によって確認した。Maxi prep DNAを、AAVベクターと同様に生成した。HEK293T細胞を、6ウェルプレート中に、2.0mlのDMEM/10%FBS培地中5.0×105細胞/ウェルで播種した。次の日、2.7ulのFuGene6(カタログ番号E2691、Promega、Madison、WI)と複合体化した0.5ugのpSF-GFPプラスミドDNA、4.6uLのMISSIONレンチウイルスパッケージングミックス(Sigma Aldrich、カタログ番号SHP001)を、細胞に添加した。次の日、培地を、2mLの新たな培地で置き換えた。翌々日に、レンチウイルスを含有する培地を収集し、細胞上で、新たな培地で置き換えた。上清を収集し、0.45umシリンジフィルター(Millipore Sigma、カタログ番号SLHVM33RS)で濾過し、アリコートに分け、-80℃で貯蔵した。レンチウイルスを、qPCR製造業者の指示を介してLenti-X(商標)qRT-PCR滴定キット(Takara、カタログ番号631235)を使用して滴定した。ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)(#PCS-100-013、ATCC)を、6ウェルプレート中に、2mlの完全EGM-2培地(CC-3162、Lonza)中2.0×105細胞/ウェルで播種した。プレーティングの直後、細胞を、細胞1つ当たり25ウイルスゲノムの感染多重度(MOI)で、レンチウイルスで形質導入した。48時間後、レンチウイルスを含有する培地を除去し、1.5ug/mLのピューロマイシン(10mg/mlのストック溶液、Sigma Aldrich、カタログ番号P9620-10ml)を含有する新たな培地で置き換えた。ピューロマイシンによる72時間の選択後、死んだ未感染細胞を含有する培地を除去した。shRNAを発現する細胞を、全ての実験において1.0ug/mLのピューロマイシン中で継続的に培養して、shRNA発現を保持した。感染したHUVECの培地および溶解物を、ANGPT2についてのELISAによって解析した。
図15A~Bは、候補shRNAの各々を含有するレンチウイルスによる形質導入後のHUVEC細胞におけるAng-2(分泌型および細胞性)のパーセントを例示する。全ての構築物が良好に機能し(分泌型Ang-2では>50% KD)、shRNA #5が、HUVECからのAng-2タンパク質の最も大きい低減を示した。特に、shRNA #1、#4および#5は、非ヒト霊長類において完全なマッチである。shRNA #5を、アフリベルセプトとAng-2を標的化するmiRNAとをコードするAAVプラスミド構築物中に含めるために選択した。Ang-2 shRNA #1~5は、以下のセンスおよびアンチセンス鎖配列を含む:
次に、ヒト網膜微小血管内皮細胞を、配列番号48のカプシドタンパク質とshRNA #5のセンスおよびアンチセンス鎖を含むmiRNAをコードする核酸とを含むrAAVで形質導入した(shRNA #5のセンスおよびアンチセンス鎖をmir-E内に埋め込み、miRNAを、CAGプロモーターのハイブリッドイントロン内に配置した)。配列番号48のカプシドタンパク質とCAGプロモーターの制御下にGFPをコードする核酸とを含むrAAVを、対照として使用した。
簡潔に述べると、ヒト網膜微小血管内皮細胞を、培地、コーティングマトリクスおよび継代試薬を含有する「The System」(カタログ番号CSS-A101)と共に、Cell Systemsから購入した(カタログ番号ACBRI 181)。全ての継代、凍結保存および細胞解凍を、製造業者の指示に従って実施した。培養物は、継代3の時点でCell Systemsによってバイアルに入れられ、受け取りの際に、このバイアルを拡大増殖させ、バンクとして凍結保存した。実験を、継代9の前の培養物に対してのみ実施した。実験は、典型的には、24ウェルプレート中で実施し、1:3の比で継代した(1cm2当たり1E+4細胞)。培地体積は、1ウェル当たり1mLであり、培地を、継代まで一日おきに補充した。
RMVEC形質導入のために、RMVECを、付着因子(attachment factor)でコーティングされた24ウェル細胞培養プレート中に1E+4細胞/cm2の密度で播種した。この密度は、播種の3日後にコンフルエンスになるのに十分である。CAG-GFPペイロードを保有するAAVを、形質導入の時点での細胞計数およびqPCR由来のウイルス力価によって計算したMOIで、細胞に添加し48時間置いた。形質導入体積は、標準的な培養体積(24ウェルプレートの1ウェル当たり1ml)と同じであった。形質導入後、培地を、形質導入の7日後の最終読み出しまで、その後一日おきに補充した。
分泌型遊離AFLB、ANGPT2およびVEGF-AレベルについてのELISA - ELISAのための細胞溶解物を、製造業者の指示に従って、1×Haltプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(78440、Thermo)を補充したM-PER溶解緩衝液(#78501、Thermo)中で調製した。細胞培地および溶解物を、各試料について適切に希釈し、それを使用して、提供者の指示に従ってアフリベルセプトELISAキット(遊離AFLBレベルを測定するため)(カタログ番号IG-AA115、Eagle Biosciences、Nashua、NH)、QuantikineヒトVEGF-A ELISAキット(DVE00、R&D Systems)およびQuantikineヒトANGPT2 ELISAキット(DANG20、R&D Systems)を使用して、分泌型分析物レベルを評価した。光学密度(OD)を、停止溶液をピペッティングして15分以内に、Cytation 3(BioTek、Winooski、VT)光度計を450nm(OD620nmが参照)で用いて測定した。培地濃度を、生成された標準曲線に基づいて規定した。
形質導入された細胞からの成熟miRNAおよび標的のRT-qPCR - 細胞を、プレート上でRLT中で溶解させ、miRNAを含有する総RNAを、製造業者の補足的プロトコール中で示唆されたmiRNAを単離するための改変を伴って、製造業者の指示に従ってQiagen RNeasyキット(#74104、Qiagen)を使用して精製した。簡潔に述べると、RLT溶解物を、gDNA除去カラムを介して濾過し、その後、1.5体積の100%エタノールを溶解物に添加した。RNeasy miniカラムにかけた後に、RW1による洗浄ステップをスキップし、緩衝液RPEによる洗浄に直接進めた。総cDNAを、100ngの総RNAから、製造業者の指示に従ってMaxima RT with dsDNAキット(#M1681、Thermo-Fisher)を使用して産生した。qPCRを、TaqMan Fast Advanced Mastermix(#4444963、Thermo-Fisher)およびANGPT2を標的化する事前設計されたTaqmanプローブセット(Hs00169867_m1、Thermo)、本発明者らのヒト最適化されたAFLB(AR7DTHZ、Thermo)および正規化のためのハウスキーピング対照としてのRPL32(Hs07291819_s1、Thermo)に対するカスタムTaqmanアッセイを使用して実施した。VEGF-CおよびAFLBの測定されたレベルを、RPL32発現に対して正規化し、未処理のまたはビヒクル処理した対照からのパーセント低減の関数として表した。miRNA特異的cDNAを、10ngの総RNA、およびFL成熟miRNAガイド配列:5’-AAUGUUCAUACAAUGAGUAAGC-3’(配列番号72)を標的化する、ANG2カスタムmiRNA Taqmanアッセイで提供されるカスタムRTプライマー(CTU6249、Thermo)を使用して、製造業者の指示に従ってTaqMan miRNA RTキット(#4366596、Thermo)を使用して産生した。qPCRを、TaqMan Fast Advanced Mastermix(#4444963、Thermo-Fisher)およびANG2を標的化するカスタムTaqmanプローブセット(CTU6249、Thermo)を使用して実施した。標準曲線を、1反応当たり1e9~1e2コピーの範囲のmiRNA模倣物RT産物の投入で、ANG2のカスタムmiRvana miRNA模倣物(AKS063L、Thermo)から生成した。miRNA濃度を、生成された標準曲線から計算した。
図16Aは、形質導入されたRMVEC細胞におけるAng-2を標的化するmiRNAの発現による、分泌型および細胞性Ang-2タンパク質(RMVEC細胞によって内因的に作製される)の低減を示すAng-2 ELISAの結果を例示する。Ang-2分泌における有意な減少が、100KのMOIにおいて観察される;減少した分泌の傾向は、MOI 10kにおいても観察される。Ang-2における際立った減少が、細胞性試料において観察された。図16Bは、Ang-2 qPCRによる、形質導入されたRMVEC細胞における100k MOIでのAng-2 mRNAの発現における有意な減少を例示する。
次に、Ang-2レベルを、rAAV(RMVEC細胞について上記したのと同じ)による形質導入後にヒトRPE細胞において評価した。図17A~Bは、RT-qPCR(図17A - mRNAレベル)およびELISA(図17B - タンパク質レベル)による、RPE細胞における8日目(形質導入後)におけるAng-2レベルを例示する。Ang-2 RNAレベルにおける強い減少が観察され、KDは、MOIの増加と共に増加する。特に、RPEにおけるAng-2タンパク質レベルは、極めて低い;しかし、MOIの増加と共により高いKDに向かう傾向を伴って、全てのMOIにおいて、GFP対照で形質導入された細胞と比較して、Ang-2タンパク質のKDの増加に向かう傾向が観察される。有意性が、マッチしたMOIで観察される。
次に、アフリベルセプト発現に対する、Ang-2またはVEGF-Cを標的化するRNAiを二重構築物中に含めることの影響を、RMVEC細胞において評価した。簡潔に述べると、RMVEC細胞を、配列番号48のカプシドタンパク質と、(i)AFLBのみをコードする核酸(CAG-AFLB)、(ii)AFLBとAng-2を標的化するmiRNAとをコードする核酸(CAG-AFLB-ANG2-RNAi)、または(iii)AFLBとVEGF-Cを標的化するmiRNAとをコードする核酸(CAG-AFLB-VEGFC-RNAi)、とを含むrAAVで形質導入した。
RMVECを、付着因子でコーティングされた24ウェル細胞培養プレート中に1E+4細胞/cm2の密度で播種した。この密度は、播種の3日後にコンフルエンスになるのに十分である。CAG-GFPペイロードを保有するAAVを、形質導入の時点での細胞計数およびqPCR由来のウイルス力価によって計算したMOIで、細胞に添加し48時間置いた。形質導入体積は、標準的な培養体積(24ウェルプレートの1ウェル当たり1ml)と同じであった。形質導入後、培地を、形質導入の7日後の最終読み出しまで、その後一日おきに補充した。
形質導入された細胞からの成熟miRNAおよび標的のRT-qPCR - 細胞を、プレート上でRLT中で溶解させ、miRNAを含有する総RNAを、製造業者の補足的プロトコール中で示唆されたmiRNAを単離するための改変を伴って、製造業者の指示に従ってQiagen RNeasyキット(#74104、Qiagen)を使用して精製した。簡潔に述べると、RLT溶解物を、gDNA除去カラムを介して濾過し、その後、1.5体積の100%エタノールを溶解物に添加した。RNeasy miniカラムにかけた後に、RW1による洗浄ステップをスキップし、緩衝液RPEによる洗浄に直接進めた。総cDNAを、100ngの総RNAから、製造業者の指示に従ってMaxima RT with dsDNAキット(#M1681、Thermo-Fisher)を使用して産生した。qPCRを、TaqMan Fast Advanced Mastermix(#4444963、Thermo-Fisher)およびANGPT2を標的化する事前設計されたTaqmanプローブセット(Hs00169867_m1、Thermo)、本発明者らのヒト最適化されたAFLB(AR7DTHZ、Thermo)および正規化のためのハウスキーピング対照としてのRPL32(Hs07291819_s1、Thermo)に対するカスタムTaqmanアッセイを使用して実施した。VEGF-CおよびAFLBの測定されたレベルを、RPL32発現に対して正規化し、未処理のまたはビヒクル処理した対照からのパーセント低減の関数として表した。miRNA特異的cDNAを、10ngの総RNA、およびFL成熟miRNAガイド配列:5’-AAUGUUCAUACAAUGAGUAAGC-3’(配列番号72)を標的化する、ANG2カスタムmiRNA Taqmanアッセイで提供されるカスタムRTプライマー(CTU6249、Thermo)を使用して、製造業者の指示に従ってTaqMan miRNA RTキット(#4366596、Thermo)を使用して産生した。qPCRを、TaqMan Fast Advanced Mastermix(#4444963、Thermo-Fisher)およびANG2を標的化するカスタムTaqmanプローブセット(CTU6249、Thermo)を使用して実施した。標準曲線を、1反応当たり1e9~1e2コピーの範囲のmiRNA模倣物RT産物の投入で、ANG2のカスタムmiRvana miRNA模倣物(AKS063L、Thermo)から生成した。miRNA濃度を、生成された標準曲線から計算した。
分泌型遊離AFLB、ANGPT2およびVEGF-AレベルについてのELISA - ELISAのための細胞溶解物を、製造業者の指示に従って、1×Haltプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(78440、Thermo)を補充したM-PER溶解緩衝液(#78501、Thermo)中で調製した。細胞培地および溶解物を、各試料について適切に希釈し、それを使用して、提供者の指示に従ってアフリベルセプトELISAキット(遊離AFLBレベルを測定するため)(カタログ番号IG-AA115、Eagle Biosciences、Nashua、NH)、QuantikineヒトVEGF-A ELISAキット(DVE00、R&D Systems)およびQuantikineヒトANGPT2 ELISAキット(DANG20、R&D Systems)を使用して、分泌型分析物レベルを評価した。光学密度(OD)を、停止溶液をピペッティングして15分以内に、Cytation 3(BioTek、Winooski、VT)光度計を450nm(OD620nmが参照)で用いて測定した。培地濃度を、生成された標準曲線に基づいて規定した。
アフリベルセプト発現を、8日目に評価した。図18Aは、ANG2およびVEGF-C RNAiの両方における、CAG-AFLB対照による形質導入と比較した、miRNA構築物による形質導入後の遊離アフリベルセプトレベルにおける増加を例示する。図19Bは、アフリベルセプトmiRNAにおける対応する用量依存的な増加を例示する。
Ang-2発現を、8日目に評価した。図19Aは、アフリベルセプトをコードする全ての構築物での、Ang-2タンパク質レベルにおける有意な減少を例示し、100k MOIにおいて、他の構築物と比較して、Ang-2におけるさらなる低減が、Ang-2を標的化するmiRNAで観察された。図19Bは、Ang-2を標的化するRNAiによる、Ang-2転写物における減少に関する用量応答を例示する。アフリベルセプト単独は、Ang-2に転写的には影響しないようであるが、VEGF-Aによって刺激される分泌を予防し得、上清中で観察された減少をもたらす(図19A)。抗Ang-2 miRNAにおける用量依存的な増加(MOIの関数として)が観察される(図19C)。
VEGF miRNA含有ベクターの特徴付け
AAVプラスミドpP145.001(pAAV-CAG-miR-E-(VEGFC)-AFLB-SV40)(図2を参照されたい)を、以下のように構築した。
AAVプラスミドpP145.001(pAAV-CAG-miR-E-(VEGFC)-AFLB-SV40)(図2を参照されたい)を、以下のように構築した。
ヒトコドン最適化されたアフリベルセプトVEGF-A/B Trapを発現するpAAV-CAG-AFLB-SV40構築物を合成した。SgrAI制限クローニング部位とNheI制限クローニング部位との間にコードされたCAGベータ-アクチンイントロンの領域を含有するmiR-E-(VEGF-C)miRNA導入遺伝子を合成し、Genscript(Genscript、Picataway、NJ)によりpUC57中にクローニングした。pUC57プラスミドおよびpAAV-CAG-AFLB-SV40-Kan-Stufferプラスミドを、指し示されたように、種々の制限酵素(New England Biolabs)で切断し、骨格DNAを、消化の間に組換えエビアルカリホスファターゼ(rSAP、M0371L、New England Biolabs)でも処理して、切断されたDNA末端上の遊離ホスフェートを除去した。DNA断片を、7:1のモル比の挿入物:骨格で添加し、Quick Ligase(#M2200L、New England Biolabs)を製造業者の指示に従って用いてライゲーションさせた。ライゲーションされたプラスミドを、製造業者の指示に従ってNEB Stable細菌コンピテント細胞(#C3040H、New England Biolabs)中に形質転換し、細胞を、カナマイシン50mg/mlプレート(#L1025、Teknova、Hollister、CA)上に広げ、30℃で成長させた。
Miniprep培養物を、得られたコロニーから成長させ(7.1)、DNAを、GeneJET Plasmid Miniprepキット(カタログ番号0503、ThermoFisher、Waltham、MA)を用いて調製し、制限消化して、陽性クローンを同定した。Terrific Broth中の50mlの培養物を、1つの陽性クローンから成長させ、DNAを、Qiagen EndoFree Plasmid Maxiキット(カタログ番号12362、Qiagen、Hilden、Germany)を用いて調製した。
MaxiprepプラスミドDNA(0.5mg)を、製造業者の指示に従って種々の制限酵素(New England BioLabs)で消化し、アガロースゲル電気泳動によって解析した。Sanger DNA配列決定を、プライマーを使用するELIMによって実施した。
VEGF-Cを標的化するいくつかのshRNA配列を、HEK293T細胞においてVEGF-Cの発現を低減させるそれらの能力について評価した。
VEGF-C shRNAレンチウイルス系の生成 - pLKO.1-shVEGFCプラスミドを、Broad RNAiコンソーシアムから同定されたヒトVEGF-C中の5つの独自の標的配列(表1)に対応するアニールしたリン酸化オリゴの、pLKO.1ベクター(Sigma Aldrich、カタログ番号SCH001)中へのEcoRIおよびAgeI(New England Biolabs)制限クローニングを介したライゲーションによって生成した。プラスミドを、AAVベクターと同様に、配列決定によって確認した。Maxi prep DNAを、AAVベクターと同様に生成した。HEK293T細胞を、6ウェルプレート中に、2.0mlのDMEM/10%FBS培地中5.0×10^5細胞/ウェルで播種した。次の日、2.7ulのFuGene6(カタログ番号E2691、Promega、Madison、WI)と複合体化した0.5ugのpSF-GFPプラスミドDNA、4.6uLのMISSIONレンチウイルスパッケージングミックス(Sigma Aldrich、カタログ番号SHP001)を、細胞に添加した。次の日、培地を、2mLの新たな培地で置き換えた。翌々日に、レンチウイルスを含有する培地を収集し、細胞上で、新たな培地で置き換えた。上清を収集し、0.45umシリンジフィルター(Millipore Sigma、カタログ番号SLHVM33RS)で濾過し、アリコートに分け、-80℃で貯蔵した。レンチウイルスを、qPCR製造業者の指示を介してLenti-X(商標)qRT-PCR滴定キット(Takara、カタログ番号631235)を使用して滴定した。MCF7細胞(#HTB-22、ATCC)を、6ウェルプレート中に、0.01mg/mLのヒト組換えインスリン(#I9278-5ML、Sigma Aldrich)を補充した2mlのEMEM/10%FBS培地中5.0×105細胞/ウェルで播種した。プレーティングの直後、細胞を、細胞1つ当たり25ウイルスゲノムの感染多重度(MOI)で、レンチウイルスで形質導入した。48時間後、レンチウイルスを含有する培地を除去し、0.75ug/mLのピューロマイシン(10mg/mlのストック溶液、Sigma Aldrich、カタログ番号P9620-10ml)を含有する新たな培地で置き換えた。ピューロマイシンによる72時間の選択後、死んだ未感染細胞を含有する培地を除去した。shRNAを発現する細胞を、全ての実験において0.5ug/mLのピューロマイシン中で継続的に培養して、shRNA発現を保持した。ピューロマイシンと共に培養した細胞を、RLT中で溶解させ、総RNAを、製造業者の指示に従ってQiagen RNEasyキットを使用して精製した。
MCF7 VEGF-CノックダウンのqPCR解析 - ピューロマイシンと共に培養した細胞を、プレート上でRLT中で溶解させ、総RNAを、製造業者の指示に従ってQiagen RNeasyキット(#74104、Qiagen)を使用して精製した。総cDNAを、5ugの総RNAから、製造業者の指示に従ってMaxima RT with dsDNAキット(#M1681、Thermo-Fisher)を使用して産生した。qPCRを、TaqMan Fast Advanced Mastermix(#4444963、Thermo-Fisher)およびVEGF-Cを標的化する事前設計されたTaqmanプローブセット(Hs01099203_m1、Thermo)、ならびに正規化のためのハウスキーピング対照としてのRPL32(Hs07291819_s1、Thermo)を使用して実施した。VEGF-Cの測定されたレベルを、RPL32発現に対して正規化し、非標的化shRNAからのパーセント低減の関数として表した。
形質導入された細胞からの成熟miRNAおよび標的のRT-qPCR - 細胞を、プレート上でRLT中で溶解させ、miRNAを含有する総RNAを、製造業者の補足的プロトコール中で示唆されたmiRNAを単離するための改変を伴って、製造業者の指示に従ってQiagen RNeasyキット(#74104、Qiagen)を使用して精製した。簡潔に述べると、RLT溶解物を、gDNA除去カラムを介して濾過し、その後、1.5体積の100%エタノールを溶解物に添加した。RNeasy miniカラムにかけた後に、RW1による洗浄ステップをスキップし、緩衝液RPEによる洗浄に直接進めた。総cDNAを、100ngの総RNAから、製造業者の指示に従ってMaxima RT with dsDNAキット(#M1681、Thermo-Fisher)を使用して産生した。qPCRを、TaqMan Fast Advanced Mastermix(#4444963、Thermo-Fisher)およびVEGF-Cを標的化する事前設計されたTaqmanプローブセット(Hs01099203_m1、Thermo)、本発明者らのヒト最適化されたAFLB(AR7DTHZ、Thermo)および正規化のためのハウスキーピング対照としてのRPL32(Hs07291819_s1、Thermo)に対するカスタムTaqmanアッセイを使用して実施した。VEGF-CおよびAFLBの測定されたレベルを、RPL32発現に対して正規化し、未処理のまたはビヒクル処理した対照からのパーセント低減の関数として表した。miRNA特異的cDNAを、10ngの総RNA、およびFL成熟miRNAガイド配列:5’-AAUAACGUCUUGCUGAGGUAGC-3’(配列番号73)を標的化する、VEGF-CカスタムmiRNA Taqmanアッセイが提供されるカスタムRTプライマー(CTTZ9KC、Thermo)を使用して、製造業者の指示に従ってTaqMan miRNA RTキット(#4366596、Thermo)を使用して産生した。qPCRを、TaqMan Fast Advanced Mastermix(#4444963、Thermo-Fisher)およびVEGF-Cを標的化するカスタムTaqmanプローブセット(CTTZ9KC、Thermo)を使用して実施した。標準曲線を、1反応当たり1e9~1e2コピーの範囲のmiRNA模倣物RT産物の投入で、VEGF-CのカスタムmiRvana miRNA模倣物(AKT949T、Thermo)から生成した。miRNA濃度を、生成された標準曲線から計算した。
図20は、shRNAによる形質導入後のHEK293T細胞におけるVEGF-C RNAレベルのパーセンテージ(RPL32に対して正規化した)を例示する。全ての構築物においてVEGF-Cの強力なKDが観察され、shRNA #2は、VEGF-Cの>90%のノックダウンを生じた。shRNA #2を、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRNAとをコードするAAVプラスミド構築物中に含めるために選択した。VEGF-C shRNA #1~5は、以下のセンスおよびアンチセンス鎖配列を含む:
次に、ヒトRPE細胞を、配列番号48のカプシドタンパク質とshRNA #2のセンスおよびアンチセンス鎖を含むmiRNAをコードする核酸とを含むrAAVで形質導入した(shRNA #2のセンスおよびアンチセンス鎖をmir-E内に埋め込み、miRNAを、CAGプロモーターのハイブリッドイントロン内に配置した)。配列番号48のカプシドタンパク質とCAGプロモーターの制御下にGFPをコードする核酸とを含むrAAVを、対照として使用した。
RPE形質導入 - ヒト幹細胞由来網膜色素上皮細胞(RPE)を、公開されたプロトコール(Buchholz D 2013、Leach L 2015)に従って、胚性幹細胞(ESI-017)から分化させた。RPE細胞を、96ウェルプレート形式でXVIVO-10培地(Lonza)中で30日間にわたってMatrigel(Corning)上で成長させた。形質導入前に、3つのウェルを回収し、感染多重度(MOI)の正確な計算のために計数した。ウイルスを、1ウェル当たり100μLの総体積中で、各ウイルス力価に基づいて、XVIVO10培地中で48時間、細胞に添加した。培地を、3、7、11、15および19日目に収集し、1ウェル当たり200μLの培地で置き換えた。培地試料を、処理まで4℃で貯蔵した。
分泌型遊離AFLB、ANGPT2およびVEGF-AレベルについてのELISA - ELISAのための細胞溶解物を、製造業者の指示に従って、1×Haltプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤カクテル(78440、Thermo)を補充したM-PER溶解緩衝液(#78501、Thermo)中で調製した。細胞培地および溶解物を、各試料について適切に希釈し、それを使用して、提供者の指示に従ってアフリベルセプトELISAキット(遊離AFLBレベルを測定するため)(カタログ番号IG-AA115、Eagle Biosciences、Nashua、NH)、QuantikineヒトVEGF-A ELISAキット(DVE00、R&D Systems)およびQuantikineヒトANGPT2 ELISAキット(DANG20、R&D Systems)を使用して、分泌型分析物レベルを評価した。光学密度(OD)を、停止溶液をピペッティングして15分以内に、Cytation 3(BioTek、Winooski、VT)光度計を450nm(OD620nmが参照)で用いて測定した。培地濃度を、生成された標準曲線に基づいて規定した。
図21Aは、指し示された構築物を保有するrAAVによる形質導入後のRPE細胞におけるVEGF-Cレベル(ELISAによる)を例示する。VEGF-C miRNA構築物に特異的な、RPE細胞(VEGF-Cを内因的に作製する)の上清中のVEGF-Cにおける用量依存的な減少が観察される。他の構築物でのVEGF-Cにおける僅かな減少が、最も高いMOIで観察される。VEGF-Cを標的化するmiRNAは、機能的である。
図21Bは、VEGF-C構築物に特異的な、VEGF-C mRNAにおける対応する用量依存的な減少(1.6、1000および5000のMOI)を例示する。
図21Cは、RPE細胞におけるVEGF-Cを標的化するmiRNAの発現における用量依存的な増加を例示する。
二重構築物(アフリベルセプト+VEGF-CまたはAng-2を標的化するmiRNAをコードする)がRPE細胞においてVEGF-Aを中和する能力を、配列番号48のカプシドタンパク質と二重構築物(「VEGF-C RNAi-AFLB」、「Ang-2 RNAi-AFLB」「AFLB」)を含む核酸とを含むrAAVベクターによる形質導入後8日目に評価した。図22Aは、AFLBを発現する全ての構築物が、検査した全てのMOIにおいて、内因性VEGF-Aを完全に中和することができることを例示している。特に、AFLBを発現しない構築物(「GFP」、「Ang2 RNAi」)は、培地中のVEGF-Aレベルに対していかなる有意な影響も有さない。図21B~Cは、VEGF-Cタンパク質(図22B;ELISA)およびmRNAレベル(図22C;RT-qPCR)が、VEGF-Cを標的化するmiRNAをコードするrAAVによる形質導入後のRPEレベルにおいて、用量依存的様式で低減したことを例示している。
(実施例4)
二重RNAiベクター
二重RNAiアプローチ(VEGF-CおよびAng-2を標的化する)を調査した。代表的な実施形態は、pP151.001、pP152.001およびpP153.001を含んだ(図2を参照されたい)。
二重RNAiベクター
二重RNAiアプローチ(VEGF-CおよびAng-2を標的化する)を調査した。代表的な実施形態は、pP151.001、pP152.001およびpP153.001を含んだ(図2を参照されたい)。
pP151は、アフリベルセプトコード領域の3’UTR中に位置する人工イントロン内に配置されたAng-2を標的化するmiRNAと、CAGプロモーターのハイブリッドイントロン内に配置されたVEGF-Cを標的化するmiRNAとを含む。pP152は、アフリベルセプトコード領域内に位置する人工イントロン内に配置されたAng-2を標的化するmiRNAと、CAGプロモーターのハイブリッドイントロン内に配置されたVEGF-Cを標的化するmiRNAとを含む。pP153は、CAGプロモーターのハイブリッドイントロン内の異なる位置に各々が配置された、Ang-2を標的化するmiRNAとVEGF-Cを標的化するmiRNAとを含む。
配列番号48を含むカプシドを含むrAAVは、総CD31+細胞の25%以下の形質導入効率で、非ヒト霊長類への硝子体内投与(1×1012vg/眼)後にCD31+内皮細胞を形質導入することが示されている(図23Aを参照されたい - rAAVは、GFPレポーター遺伝子をコードする核酸を含んだ)。
(実施例5)
血管新生のNHPモデル
パイロット薬理学研究を、以下を行うために非ヒト霊長類(NHP)において実施した:配列番号48のカプシドタンパク質と、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードするヌクレオチド配列を含む核酸とを含むrAAVの硝子体内投与後の、(i)急性の眼安全性を評価するため、(ii)アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化する細胞内miRとの発現を測定するため、および(iii)優勢なmiRNA種をin vivoで確認するため。核酸は、配列番号19および20に対応するセンスおよびアンチセンス鎖ならびに配列番号69に対応する完全構築物を含む。
血管新生のNHPモデル
パイロット薬理学研究を、以下を行うために非ヒト霊長類(NHP)において実施した:配列番号48のカプシドタンパク質と、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードするヌクレオチド配列を含む核酸とを含むrAAVの硝子体内投与後の、(i)急性の眼安全性を評価するため、(ii)アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化する細胞内miRとの発現を測定するため、および(iii)優勢なmiRNA種をin vivoで確認するため。核酸は、配列番号19および20に対応するセンスおよびアンチセンス鎖ならびに配列番号69に対応する完全構築物を含む。
図24に示されるように、眼房および硝子体アフリベルセプト(AFLB)レベルは、有効性について報告された範囲内に十分入る/かかる範囲を十分に上回った。ロバストな網膜AFLBレベルが検出された。研究の間、ブドウ膜炎の証拠も網膜異常の証拠も存在しなかった。
図25に示されるように、高いmiRNAコピー数が、研究におけるNHPの全ての眼の全ての網膜にわたって検出された。動物間発現レベルは、AFLB ELISAで観察されたものと匹敵する。MiSeqデータにより、トランスフェクトされたHEK293Tおよび形質導入されたRPE細胞において示されたのと同様に優勢なmiRNA種として、VEGF-Cを標的化する全長22bpが確認される。
次に、概念実証研究を開始して、血管新生のNHPモデルにおけるrAAVの有効性を調査した。例えば、Goody et al., Experimental Eye Research, 92(6):464-472 (2011)を参照されたい。簡潔に述べると、アフリカミドリザルNHP、1群当たりn=7に、rAAV(配列番号48のカプシドタンパク質と、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードするヌクレオチド配列を含む核酸とを含む)またはビヒクルを、3つの用量(1×1011vg/眼、3×1011vg/眼または1×1012vg/眼において両側的に)で硝子体内で投与した。ステロイド(D-1に開始する毎週の40mgメチルプレドニゾロンIM、および2mgトリアムシノロンアセトニドテノン嚢下事後注射)を、4週間後(投与後)に中止した。レーザーを、脈絡膜新生血管(CNV)を誘導するために、投与の42日後に投与し、病変を、CNVレーザーの2週間後および4週間後にスコアリングした。
図26に例示されるように、グレードIVの病変発生率の評価により、全ての処置群における(即ち、rAAVの全ての検査した用量における)臨床的に関連するグレードIVの病変の完全な非存在によって実証されるように、rAAVの全ての用量による処置が、CNVを有意に遮断したことが明らかになった。ビヒクル対照と比較して、図26を参照されたい。用量応答は観察されず、これは、投与した全ての用量におけるrAAVの完全な有効性を示唆している。
本明細書で以後rAAV配列番号48 CAG-AFLB-VEGFC-RNAiと呼ばれる、配列番号48のカプシドタンパク質と、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードする核酸(配列番号19および20に対応するセンスおよびアンチセンス鎖ならびに配列番号69に対応する完全構築物を含む)とを含むrAAVの硝子体内投与の21日後にNHPから収集した房水試料を、アフリベルセプトタンパク質発現について解析した。図28に示されるように、アフリベルセプトの眼房レベルは、用量依存的である。さらに、1×1012vg/眼の用量では、rAAV配列番号48 CAG-AFLB-VEGFC-RNAiを投与した眼からのアフリベルセプト発現は、本明細書で以後rAAV配列番号48 CAG-AFLBと呼ばれる、配列番号48のカプシドタンパク質とアフリベルセプトのみをコードする核酸とを含むrAAVよりも劣ってはいなかった。
NHPにおける眼内炎症を、指定された時点において、スリットランプ生体顕微鏡を用いて試験した。スコアリングを、試験成分に由来する要約スコアと共に非ヒト霊長類眼科試験スコアリングシステムを使用する定性的臨床眼科所見に適用した。指定された時点において、眼内圧(IOP)測定値を、イヌ(d)較正設定に設定したTonoVet(iCare、Finland)眼圧計を使用して収集した。3つの尺度を、各眼から各時点において採取し、平均IOPを規定した。
一貫して低い積分した臨床スコアを示したビヒクル処置した眼と比較して、1×1012vg/眼のrAAV配列番号48 CAG-AFLBまたは1×1012vg/眼のrAAV配列番号48 CAG-AFLB-VEGFC-RNAiを受けた眼は、軽度から中等度の眼内炎症を示し、IVT注射のおおよそ28日後にピークを迎えた(図29を参照されたい)。
22週目には、ビヒクル、1×1011vg/眼または3×1011vg/眼のrAAV配列番号48 CAG-AFLB-VEGFC-RNAiで処置した眼において眼内炎症は存在しなかったか、または軽度の眼内炎症のみが存在したが、1×1012vg/眼のrAAV配列番号48 CAG-AFLBまたは1×1012vg/眼のrAAV配列番号48 CAG-AFLB-VEGFC-RNAiで処置した眼の半分またはそれよりも多くが、軽度から中等度の眼内炎症を示した。図29を参照されたい。炎症応答は、軽度の眼房細胞、角膜後面沈着物、硝子体細胞所見、および水晶体の前嚢膜上の沈着物を主に含んだ。眼内圧(IOP)は、全ての群において正常なままであった。
網膜体積および網膜中心厚を、NHPにおいて評価した。簡潔に述べると、指定された時点において、光干渉断層撮影(OCT)を、視線追跡を伴うHeidelberg Spectralis OCT PlusならびにHEYEX画像捕捉および解析ソフトウェアを使用して実施した。後部網膜を包含する総体積スキャンを実施した。レーザーの前の試験の時点で、網膜厚マップおよび断面表示画像を得た。
OCT由来の網膜体積および網膜厚は、ベースラインから22週まで、安定な包括的網膜厚を示し、これは、任意の処置後の観察期間の間に網膜浮腫も変性関連の菲薄化も起こらなかったことを指し示している。適用されたETDRSグリッド内の網膜体積の総計の平均値および平均網膜中心厚は、研究を通じて安定なままであった(図30を参照されたい)。
全視野網膜電図検査(ffERG)を、84日目および22週目に実施して、NHPにおける網膜機能の変化を比較した。簡潔に述べると、最低25分間の期間の暗順応が、暗所ffERG記録に先行した。暗順応を、暗所赤色光がアクセスする暗室中に位置させた移動ケージ中に鎮静下のサルを保持することによって達成した。瞳孔を、フェニレフリン(10%)で散大させ、暗順応の開始時、および潜在的には、刺激曝露の前に再度、シクロペントレート(1%)で増大させて、動物が刺激誘導の時点で最大瞳孔散大を有することを確実にした。
最低10分間の期間の明順応が、眼を開けたままにし、DTL電極を適所に維持する明所ffERG記録に先行した。瞳孔を、フェニレフリン(10%)で散大させ、明順応の開始時、および潜在的には刺激曝露の前に再度、シクロペントレート(1%)で増大させて、サルが刺激誘導の時点で最大瞳孔散大を有することを確実にした。
以下の手順は、毒物学研究のためのISCEV標準へのVerisプラットフォームを使用して実施し、以下の刺激曝露を含んだ:
・ 暗所0.16cd-s m2刺激(測定されたオン型双極細胞の杆体駆動性の応答、b波)
・ 暗所2.51cd-s m2刺激(両方の光受容体の杆体および錐体駆動性の応答、a波、およびオン型双極細胞、b波)
・ 明所2.51cd-s m2刺激(両方の光受容体の錐体駆動性の応答、a波、ならびにオン型およびオフ型双極細胞、b波)
・ 2.51cd-s m2刺激における明所30Hzフリッカー刺激(錐体駆動性の応答)
NHPは、明所試験前に暗所試験を受け、常に、所与の順応のために、漸増する刺激強度の刺激曝露順序を受けた。網膜順応を褪色(bleaching)させ、それに影響を与えるのを回避するために、単一の刺激曝露が、フリッカー刺激曝露に常に先行した。
一貫性を検証し、ffERGにおいて固有の変動性の範囲を確立するために、各時点における各刺激を、2回の独立した試行によって捕捉した。各試行は、3回の別々の逐次の刺激誘導の複合であった。
データ記録は、ISCEV標準によってガイドされる形式に従った。
・ 刺激誘導をマーカーによって示した
・ 刺激だけでなく背景の、時間積分した輝度を、絶対値で記録した
・ 刺激誘導の時間および日付
・ 瞳孔直径
・ 角膜電極の型および位置
暗所A波、暗所B波および明所フリッカーの統計的に有意な差異は、同じ時点における処置群間でも、同じ処置群の異なる時点間でも、観察されなかった(全てp>0.05、二元配置ANOVAとその後のテューキー・クレーマー(Tukey-Krammer)HSD)。暗所A波、暗所B波および明所フリッカーの平均振幅は、図31に示される。
結論 - 配列番号48のカプシドタンパク質とアフリベルセプト+VEGF-Cを標的化するmiRをコードする核酸とを含むrAAVは、ビヒクル処置した対照と比較して、グレードIVの病変発達を完全に無効にし、CNV発達を有意に減弱させ、このことは、眼血管新生に関連する種々の疾患、例えば、湿性AMDの処置におけるrAAVの安全性および有効性を支持している。
(実施例6)
HUVECの増殖および遊走アッセイ
in vitro血管新生アッセイを実施して、電気穿孔後のヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の増殖および遊走に対する、(i)アフリベルセプト+VEGF-Cを標的化するmiRNA(CAG-AFLB-VEGFC-RNAi)、(ii)アフリベルセプトのみ(CAG-AFLB)、または(iii)GFP(CAG-GFP)をコードするプラスミドの影響を評価した。簡潔に述べると、HUVECを、0.05%トリプシンEDTAを使用して浮き上がらせ、Thermo Fisher Neon Electroporatorキットの指示に従って電気穿孔した。1条件当たり2百万個の細胞を、適した量のプラスミドと共に、R緩衝液中に再懸濁した。1条件当たり1マイクログラムの総DNAをトランスフェクトした(CAG-AFLB-VEGFC-RNAi、CAG-AFLBまたはCAG-GFP)。等モル濃度のCAG-AFLB-VEGFC-RNAiプラスミドおよびCAG-AFLBプラスミドをトランスフェクトした。CAG-AFLBプラスミドの長さ(6,660bp;1.4×1011コピー/μg)は、CAG-AFLB-VEGFC-RNAiプラスミド(10,711bp:8.6×1010コピー/μg)よりも短かったので、余分なCAG-GFPプラスミドをCAG-AFLB条件に加えて、総DNAを等しくした。モックトランスフェクション「ショック」もまた、対照として実施した。細胞を、1350Vで30ミリ秒間の単一のパルスによって電気穿孔した。培地を、電気穿孔の4時間後に交換して、残留R緩衝液を除去した。電気穿孔後、細胞を、増殖または遊走アッセイのためにプレーティングした。
HUVECの増殖および遊走アッセイ
in vitro血管新生アッセイを実施して、電気穿孔後のヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の増殖および遊走に対する、(i)アフリベルセプト+VEGF-Cを標的化するmiRNA(CAG-AFLB-VEGFC-RNAi)、(ii)アフリベルセプトのみ(CAG-AFLB)、または(iii)GFP(CAG-GFP)をコードするプラスミドの影響を評価した。簡潔に述べると、HUVECを、0.05%トリプシンEDTAを使用して浮き上がらせ、Thermo Fisher Neon Electroporatorキットの指示に従って電気穿孔した。1条件当たり2百万個の細胞を、適した量のプラスミドと共に、R緩衝液中に再懸濁した。1条件当たり1マイクログラムの総DNAをトランスフェクトした(CAG-AFLB-VEGFC-RNAi、CAG-AFLBまたはCAG-GFP)。等モル濃度のCAG-AFLB-VEGFC-RNAiプラスミドおよびCAG-AFLBプラスミドをトランスフェクトした。CAG-AFLBプラスミドの長さ(6,660bp;1.4×1011コピー/μg)は、CAG-AFLB-VEGFC-RNAiプラスミド(10,711bp:8.6×1010コピー/μg)よりも短かったので、余分なCAG-GFPプラスミドをCAG-AFLB条件に加えて、総DNAを等しくした。モックトランスフェクション「ショック」もまた、対照として実施した。細胞を、1350Vで30ミリ秒間の単一のパルスによって電気穿孔した。培地を、電気穿孔の4時間後に交換して、残留R緩衝液を除去した。電気穿孔後、細胞を、増殖または遊走アッセイのためにプレーティングした。
増殖アッセイのためのHUVEC細胞計数
電気穿孔の4日後、細胞を、0.05%トリプシン-EDTAで浮き上がらせた。トリプシンを、等体積の完全培地でクエンチした。細胞を、400×gで5分間遠心分離し、50μlの完全培地中に再懸濁した。細胞懸濁物を、BD countess細胞計数器を使用して計数した。1条件当たり6つの複製を計数した。実験全体を、別個に3回試行した。
遊走アッセイのためのHUVEC細胞計数
電気穿孔の4日後、細胞を、0.05%トリプシン-EDTAで浮き上がらせた。トリプシンを、等体積の完全培地でクエンチした。細胞を、400×gで5分間遠心分離し、計数した。25,000個の細胞を、Nareshkumar et al. Scientific reports. 8.1 (2018): 1-16に従って、0.1%ゼラチンでコーティングした8μm孔transwellインサートの上部区画中に、飢餓EGM-2培地(VEGFなし)中で播種した。下部区画は、完全EGM-2培地を含有し、成長因子勾配を創出した。播種の4時間後、培養物を固定し、PBSで洗浄した。核を、DAPIで室温で5分間対比染色した。次いで、上部区画を、ゴムスクレーパーを用いて完全にかき取った。画像を、Zeiss AxioVert.A1蛍光顕微鏡を使用して、50倍の倍率で取得した。インサート1つ当たり4つの画像を、トランスフェクション条件1つ当たり3つの複製で、偏りのないグリッドパターンで取得した。実験全体を、別個に3回試行した。DAPIの定量を、FIJIソフトウェアを使用して実施した。Schindelin, et al. Nature methods. 9.7 (2012): 676-682。簡潔に述べると、閾値を各画像に適用し、バイナリマスクに変換した。次いで、DAPIポイントを、「粒子を解析する」機能を使用して定量した。閾値は、各実験内で同じであったが、DAPI染色強度における変動性に起因して、実験的複製間では異なった。
図27に示されるように、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードする核酸を含むプラスミドDNAでトランスフェクトされたHUVEC細胞は、CAGプロモーターの制御下にGFPを含有するプラスミドまたはショック条件対照と比較して、培養システム中に存在する細胞数の減少をもたらした(図27A)。アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードする核酸は、配列番号19および20に対応するセンスおよびアンチセンス鎖ならびに配列番号69に対応する完全構築物を含む。さらに、ショック条件と比較して、より少ない細胞が、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードする核酸を含むプラスミドDNAによるトランスフェクション後に、transwellメンブレンを通って遊走した(図27B)。重要なことに、両方のアッセイにおいて、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードする核酸を含有するプラスミドは、CAGプロモーターの制御下にアフリベルセプトのみを含有するプラスミドでトランスフェクトされた細胞よりも劣っていなかった。これらのデータは、HUVEC細胞における、アフリベルセプトとVEGF-Cを標的化するmiRとをコードする核酸による内皮細胞の増殖および遊走のロバストな阻害を実証している。
本発明の材料および方法は、好ましい実施形態に関して記載されてきたが、本発明の概念、精神および範囲から逸脱することなしに、本明細書に記載される方法にバリエーションが適用され得ることが、当業者に明らかである。当業者に明らかな全てのかかる同様の代替物および改変は、本発明の精神、範囲および概念の内であるとみなされる。
本発明の材料および方法は、好ましい実施形態に関して記載されてきたが、本発明の概念、精神および範囲から逸脱することなしに、本明細書に記載される方法にバリエーションが適用され得ることが、当業者に明らかである。当業者に明らかな全てのかかる同様の代替物および改変は、本発明の精神、範囲および概念の内であるとみなされる。
特定の実施形態では、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
それぞれ、配列番号19、16、22、25、28、1、4、7、10、13、31、34、37、40および43から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス鎖と、配列番号20、17、23、26、29、2、5、8、11、14、32、35、38、41および44から選択される配列と少なくとも90%の同一性を含むアンチセンス鎖とを含む合成リボ核酸(RNA)分子であって、好ましくは、配列番号19と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス鎖と、配列番号20と少なくとも90%の配列同一性を含むアンチセンス鎖とを含む、合成RNA分子。
(項目2)
前記RNAが、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)または人工マイクロRNA(miRNA)である、項目1に記載の合成RNA分子。
(項目3)
前記RNAが、配列CTCGAGまたはそれと少なくとも90%同一な配列を含むループを含むshRNAである、項目1に記載の合成RNA分子。
(項目4)
前記RNAが、配列番号46または47に示される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むRNAを含む人工miRNAであり、それぞれ、(X) n が、配列番号19、16、22、25、28、1、4、7、10、13、31、34、37、40および43から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス配列を含み、(Y) n が、配列番号20、17、23、26、29、2、5、8、11、14、32、35、38、41および44から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むアンチセンス配列を含む、項目1に記載の合成RNA分子。
(項目5)
5’および/または3’末端において、対合していないオーバーハング配列をさらに含み、前記オーバーハング配列が、反復塩基の配列を必要に応じて含み、前記反復塩基が、反復ウラシル(U)塩基を必要に応じて含む、項目1から4のいずれか一項に記載の合成RNA。
(項目6)
(i)項目1から4のいずれか一項に記載の少なくとも1つの合成RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む核酸。
(項目7)
(ii)VEGF-Aの活性を阻害する第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列をさらに含み、好ましくは、(i)および(ii)のヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結される、項目6に記載の核酸。
(項目8)
前記第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトであり、好ましくは、前記アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列が、配列番号50のヌクレオチド配列またはそれと少なくとも90%同一な配列を含む、項目7に記載の核酸。
(項目9)
(i)および(ii)のヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結される、項目7または8に記載の核酸。
(項目10)
前記第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列と、1つまたは複数の前記合成RNA分子をコードするヌクレオチド配列とが、同じ発現制御配列の制御下にある、項目9に記載の核酸。
(項目11)
前記発現制御配列が、遍在性プロモーターを含む、項目10に記載の核酸。
(項目12)
前記プロモーターが、CAGまたはCBAプロモーターである、項目11に記載の核酸。
(項目13)
配列番号69、68および70のうちのいずれか1つに示されるヌクレオチド配列またはそれと少なくとも95%同一な配列を含む、項目8に記載の核酸。
(項目14)
項目1から4のいずれか一項に記載の合成RNAおよび/または項目6から13のいずれか一項に記載の核酸を含む、組成物。
(項目15)
薬学的に許容される担体をさらに含む医薬組成物である、項目14に記載の組成物。
(項目16)
項目1から4のいずれか一項に記載の合成RNA分子および/または項目6から13のいずれか一項に記載の核酸を含むベクター。
(項目17)
発現プラスミドである、項目16に記載のベクター。
(項目18)
ウイルスベクターである、項目16または17に記載のベクター。
(項目19)
前記ウイルスベクターが、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターであり、好ましくは、前記rAAVベクターが、血清型2、5もしくは8のAAVカプシドまたはそれらのバリアントを含む、項目18に記載のベクター。
(項目20)
前記rAAVが、対応する親AAVカプシドタンパク質と比較して、カプシドタンパク質のGHループ中に共有結合的に挿入された7、8、9、10または11アミノ酸の長さを有する異種ペプチド挿入を含むカプシドタンパク質を含むカプシドを有し、前記ペプチド挿入が、アミノ酸配列ISDQTKH(配列番号74)を含む、項目19に記載のベクター。
(項目21)
前記挿入ペプチドが、アミノ酸配列ISDQTKH(配列番号74)のアミノおよび/またはカルボキシル末端において、1~3個のスペーサーアミノ酸(Y 1 ~Y 3 )を有する、項目20に記載のベクター。
(項目22)
前記挿入ペプチドがLAISDQTKHA(配列番号49)である、項目20または21に記載のベクター。
(項目23)
前記挿入の部位が、AAV2のVP1のアミノ酸570とアミノ酸611との間の位置、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の対応する位置において、2つの隣接するアミノ酸間に位置する、項目20から22のいずれか一項に記載のベクター。
(項目24)
前記挿入の部位が、AAV2のVP1のアミノ酸587に対応するアミノ酸とアミノ酸588に対応するアミノ酸との間、もしくはAAV2のVP1のアミノ酸588に対応するアミノ酸とアミノ酸589に対応するアミノ酸との間、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の対応する位置に位置する、項目20から23のいずれか一項に記載のベクター。
(項目25)
前記カプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較して1つもしくは複数のアミノ酸置換を含む、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の1つもしくは複数の対応する置換を含む、項目20から24のいずれか一項に記載のベクター。
(項目26)
前記カプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較して以下:M1L、L15P、P34A、N57D、N66K、R81Q、Q101R、S109T、R144K、R144M、Q164K、T176P、L188I、S196Y、G226E、G236V、I240T、P250S、N312K、P363L、D368H、N449D、T456K、S463Y、D472N、R484C、A524T、P535S、N551S、A593E、1698V、V708I、V719M、S721LおよびL735Qのアミノ酸置換のうちの1つもしくは複数を含む、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の1つもしくは複数の対応する置換を含む、項目20から25のいずれか一項に記載のベクター。
(項目27)
前記バリアントカプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較してV708Iアミノ酸置換を含む、または別のカプシドタンパク質中の対応する位置にアミノ酸置換を含む、項目20から26のいずれか一項に記載のベクター。
(項目28)
前記rAAVが、配列番号48と少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む、好ましくは、配列番号48と少なくとも95%同一なアミノ酸を含む、より好ましくは、配列番号48に示されるアミノ酸配列を含むカプシドタンパク質を含むカプシドを有する、項目20から27のいずれか一項に記載のベクター。
(項目29)
前記rAAVが、配列番号69、64、65、66、67、68および70のうちのいずれか1つに示される配列を含む異種核酸を含む、項目28に記載のベクター。
(項目30)
項目16から29のいずれか一項に記載のベクターを含む宿主細胞。
(項目31)
項目16から29のいずれか一項に記載のベクターを含む組成物。
(項目32)
薬学的に許容される担体をさらに含む医薬組成物である、項目31に記載の組成物。
(項目33)
対象における眼血管新生に関連する眼疾患、好ましくは、VEGF-Aに関連する眼疾患を処置するための方法であって、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸、項目15に記載の医薬組成物、項目16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは項目32に記載の医薬組成物を前記対象に投与するステップを含む、方法。
(項目34)
前記対象に、項目32に記載の医薬組成物が投与され、好ましくは、前記医薬組成物が、項目28または29に記載のrAAVビリオンを含む、項目33に記載の方法。
(項目35)
前記rAAVビリオンまたは医薬組成物が、前記対象に、眼内で、好ましくは、硝子体内注射、脈絡膜上注射または網膜下注射によって、好ましくは、単回硝子体内注射によって投与され、前記rAAVビリオンまたは医薬組成物のさらなる用量が前記対象に投与されない、項目34に記載の方法。
(項目36)
前記医薬組成物が、1×10 8 ~1×10 15 個のベクター粒子、好ましくは、1×10 19 ~1×10 14 個のベクター粒子または約1×10 10 ~約5×10 13 個のベクター粒子を含む、項目34または35に記載の方法。
(項目37)
前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;網膜静脈閉塞から生じる網膜新生血管;糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症(非増殖性糖尿病性網膜症および増殖性糖尿病性網膜症の全てのステージを含む)、近視性黄斑変性症、網膜静脈分枝閉塞症、半側網膜静脈閉塞症および網膜中心静脈閉塞症;未熟児網膜症;特発性脈絡膜新生血管;近視黄斑変性症ならびに続発性網膜および脈絡膜新生血管;網膜毛細血管拡張症;血管新生緑内障;硝子体出血;ブドウ膜炎、外傷、網膜変性障害、遺伝性網膜および/または脈絡膜疾患、眼の腫瘍、角膜および虹彩新生血管が含まれるがこれらに限定されない網膜疾患に続発する網膜および脈絡膜新生血管からなる群より選択される、項目23から36のいずれか一項に記載の方法。
(項目38)
前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;および近視性脈絡膜新生血管から選択され、好ましくは、前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性加齢黄斑変性症である、項目37に記載の方法。
(項目39)
眼血管新生に関連する疾患の処置のための医薬の製造における使用のための、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸、項目15に記載の医薬組成物、項目16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは項目32に記載の医薬組成物。
(項目40)
前記ベクターが、rAAVビリオンであり、眼内で、好ましくは、網膜下、脈絡膜上または硝子体内注射によって投与される、項目39に記載の使用のためのベクター。
(項目41)
眼血管新生に関連する疾患の処置における使用のための、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸、項目14に記載の医薬組成物、項目16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは項目32に記載の医薬組成物。
(項目42)
合成RNAを網膜細胞に送達するための方法であって、前記網膜細胞を、項目1から5のいずれか一項に記載の合成RNAと接触させるステップを含む、方法。
(項目43)
異種核酸を網膜細胞に送達するための方法であって、前記網膜細胞を、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸と接触させるステップを含む、方法。
特定の実施形態では、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
それぞれ、配列番号19、16、22、25、28、1、4、7、10、13、31、34、37、40および43から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス鎖と、配列番号20、17、23、26、29、2、5、8、11、14、32、35、38、41および44から選択される配列と少なくとも90%の同一性を含むアンチセンス鎖とを含む合成リボ核酸(RNA)分子であって、好ましくは、配列番号19と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス鎖と、配列番号20と少なくとも90%の配列同一性を含むアンチセンス鎖とを含む、合成RNA分子。
(項目2)
前記RNAが、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)または人工マイクロRNA(miRNA)である、項目1に記載の合成RNA分子。
(項目3)
前記RNAが、配列CTCGAGまたはそれと少なくとも90%同一な配列を含むループを含むshRNAである、項目1に記載の合成RNA分子。
(項目4)
前記RNAが、配列番号46または47に示される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むRNAを含む人工miRNAであり、それぞれ、(X) n が、配列番号19、16、22、25、28、1、4、7、10、13、31、34、37、40および43から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス配列を含み、(Y) n が、配列番号20、17、23、26、29、2、5、8、11、14、32、35、38、41および44から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むアンチセンス配列を含む、項目1に記載の合成RNA分子。
(項目5)
5’および/または3’末端において、対合していないオーバーハング配列をさらに含み、前記オーバーハング配列が、反復塩基の配列を必要に応じて含み、前記反復塩基が、反復ウラシル(U)塩基を必要に応じて含む、項目1から4のいずれか一項に記載の合成RNA。
(項目6)
(i)項目1から4のいずれか一項に記載の少なくとも1つの合成RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む核酸。
(項目7)
(ii)VEGF-Aの活性を阻害する第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列をさらに含み、好ましくは、(i)および(ii)のヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結される、項目6に記載の核酸。
(項目8)
前記第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトであり、好ましくは、前記アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列が、配列番号50のヌクレオチド配列またはそれと少なくとも90%同一な配列を含む、項目7に記載の核酸。
(項目9)
(i)および(ii)のヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結される、項目7または8に記載の核酸。
(項目10)
前記第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列と、1つまたは複数の前記合成RNA分子をコードするヌクレオチド配列とが、同じ発現制御配列の制御下にある、項目9に記載の核酸。
(項目11)
前記発現制御配列が、遍在性プロモーターを含む、項目10に記載の核酸。
(項目12)
前記プロモーターが、CAGまたはCBAプロモーターである、項目11に記載の核酸。
(項目13)
配列番号69、68および70のうちのいずれか1つに示されるヌクレオチド配列またはそれと少なくとも95%同一な配列を含む、項目8に記載の核酸。
(項目14)
項目1から4のいずれか一項に記載の合成RNAおよび/または項目6から13のいずれか一項に記載の核酸を含む、組成物。
(項目15)
薬学的に許容される担体をさらに含む医薬組成物である、項目14に記載の組成物。
(項目16)
項目1から4のいずれか一項に記載の合成RNA分子および/または項目6から13のいずれか一項に記載の核酸を含むベクター。
(項目17)
発現プラスミドである、項目16に記載のベクター。
(項目18)
ウイルスベクターである、項目16または17に記載のベクター。
(項目19)
前記ウイルスベクターが、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターであり、好ましくは、前記rAAVベクターが、血清型2、5もしくは8のAAVカプシドまたはそれらのバリアントを含む、項目18に記載のベクター。
(項目20)
前記rAAVが、対応する親AAVカプシドタンパク質と比較して、カプシドタンパク質のGHループ中に共有結合的に挿入された7、8、9、10または11アミノ酸の長さを有する異種ペプチド挿入を含むカプシドタンパク質を含むカプシドを有し、前記ペプチド挿入が、アミノ酸配列ISDQTKH(配列番号74)を含む、項目19に記載のベクター。
(項目21)
前記挿入ペプチドが、アミノ酸配列ISDQTKH(配列番号74)のアミノおよび/またはカルボキシル末端において、1~3個のスペーサーアミノ酸(Y 1 ~Y 3 )を有する、項目20に記載のベクター。
(項目22)
前記挿入ペプチドがLAISDQTKHA(配列番号49)である、項目20または21に記載のベクター。
(項目23)
前記挿入の部位が、AAV2のVP1のアミノ酸570とアミノ酸611との間の位置、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の対応する位置において、2つの隣接するアミノ酸間に位置する、項目20から22のいずれか一項に記載のベクター。
(項目24)
前記挿入の部位が、AAV2のVP1のアミノ酸587に対応するアミノ酸とアミノ酸588に対応するアミノ酸との間、もしくはAAV2のVP1のアミノ酸588に対応するアミノ酸とアミノ酸589に対応するアミノ酸との間、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の対応する位置に位置する、項目20から23のいずれか一項に記載のベクター。
(項目25)
前記カプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較して1つもしくは複数のアミノ酸置換を含む、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の1つもしくは複数の対応する置換を含む、項目20から24のいずれか一項に記載のベクター。
(項目26)
前記カプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較して以下:M1L、L15P、P34A、N57D、N66K、R81Q、Q101R、S109T、R144K、R144M、Q164K、T176P、L188I、S196Y、G226E、G236V、I240T、P250S、N312K、P363L、D368H、N449D、T456K、S463Y、D472N、R484C、A524T、P535S、N551S、A593E、1698V、V708I、V719M、S721LおよびL735Qのアミノ酸置換のうちの1つもしくは複数を含む、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の1つもしくは複数の対応する置換を含む、項目20から25のいずれか一項に記載のベクター。
(項目27)
前記バリアントカプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較してV708Iアミノ酸置換を含む、または別のカプシドタンパク質中の対応する位置にアミノ酸置換を含む、項目20から26のいずれか一項に記載のベクター。
(項目28)
前記rAAVが、配列番号48と少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む、好ましくは、配列番号48と少なくとも95%同一なアミノ酸を含む、より好ましくは、配列番号48に示されるアミノ酸配列を含むカプシドタンパク質を含むカプシドを有する、項目20から27のいずれか一項に記載のベクター。
(項目29)
前記rAAVが、配列番号69、64、65、66、67、68および70のうちのいずれか1つに示される配列を含む異種核酸を含む、項目28に記載のベクター。
(項目30)
項目16から29のいずれか一項に記載のベクターを含む宿主細胞。
(項目31)
項目16から29のいずれか一項に記載のベクターを含む組成物。
(項目32)
薬学的に許容される担体をさらに含む医薬組成物である、項目31に記載の組成物。
(項目33)
対象における眼血管新生に関連する眼疾患、好ましくは、VEGF-Aに関連する眼疾患を処置するための方法であって、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸、項目15に記載の医薬組成物、項目16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは項目32に記載の医薬組成物を前記対象に投与するステップを含む、方法。
(項目34)
前記対象に、項目32に記載の医薬組成物が投与され、好ましくは、前記医薬組成物が、項目28または29に記載のrAAVビリオンを含む、項目33に記載の方法。
(項目35)
前記rAAVビリオンまたは医薬組成物が、前記対象に、眼内で、好ましくは、硝子体内注射、脈絡膜上注射または網膜下注射によって、好ましくは、単回硝子体内注射によって投与され、前記rAAVビリオンまたは医薬組成物のさらなる用量が前記対象に投与されない、項目34に記載の方法。
(項目36)
前記医薬組成物が、1×10 8 ~1×10 15 個のベクター粒子、好ましくは、1×10 19 ~1×10 14 個のベクター粒子または約1×10 10 ~約5×10 13 個のベクター粒子を含む、項目34または35に記載の方法。
(項目37)
前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;網膜静脈閉塞から生じる網膜新生血管;糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症(非増殖性糖尿病性網膜症および増殖性糖尿病性網膜症の全てのステージを含む)、近視性黄斑変性症、網膜静脈分枝閉塞症、半側網膜静脈閉塞症および網膜中心静脈閉塞症;未熟児網膜症;特発性脈絡膜新生血管;近視黄斑変性症ならびに続発性網膜および脈絡膜新生血管;網膜毛細血管拡張症;血管新生緑内障;硝子体出血;ブドウ膜炎、外傷、網膜変性障害、遺伝性網膜および/または脈絡膜疾患、眼の腫瘍、角膜および虹彩新生血管が含まれるがこれらに限定されない網膜疾患に続発する網膜および脈絡膜新生血管からなる群より選択される、項目23から36のいずれか一項に記載の方法。
(項目38)
前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;および近視性脈絡膜新生血管から選択され、好ましくは、前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性加齢黄斑変性症である、項目37に記載の方法。
(項目39)
眼血管新生に関連する疾患の処置のための医薬の製造における使用のための、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸、項目15に記載の医薬組成物、項目16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは項目32に記載の医薬組成物。
(項目40)
前記ベクターが、rAAVビリオンであり、眼内で、好ましくは、網膜下、脈絡膜上または硝子体内注射によって投与される、項目39に記載の使用のためのベクター。
(項目41)
眼血管新生に関連する疾患の処置における使用のための、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸、項目14に記載の医薬組成物、項目16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは項目32に記載の医薬組成物。
(項目42)
合成RNAを網膜細胞に送達するための方法であって、前記網膜細胞を、項目1から5のいずれか一項に記載の合成RNAと接触させるステップを含む、方法。
(項目43)
異種核酸を網膜細胞に送達するための方法であって、前記網膜細胞を、項目6から13のいずれか一項に記載の核酸と接触させるステップを含む、方法。
Claims (43)
- それぞれ、配列番号19、16、22、25、28、1、4、7、10、13、31、34、37、40および43から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス鎖と、配列番号20、17、23、26、29、2、5、8、11、14、32、35、38、41および44から選択される配列と少なくとも90%の同一性を含むアンチセンス鎖とを含む合成リボ核酸(RNA)分子であって、好ましくは、配列番号19と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス鎖と、配列番号20と少なくとも90%の配列同一性を含むアンチセンス鎖とを含む、合成RNA分子。
- 前記RNAが、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)または人工マイクロRNA(miRNA)である、請求項1に記載の合成RNA分子。
- 前記RNAが、配列CTCGAGまたはそれと少なくとも90%同一な配列を含むループを含むshRNAである、請求項1に記載の合成RNA分子。
- 前記RNAが、配列番号46または47に示される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むRNAを含む人工miRNAであり、それぞれ、(X)nが、配列番号19、16、22、25、28、1、4、7、10、13、31、34、37、40および43から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むセンス配列を含み、(Y)nが、配列番号20、17、23、26、29、2、5、8、11、14、32、35、38、41および44から選択される配列と少なくとも90%の配列同一性を含むアンチセンス配列を含む、請求項1に記載の合成RNA分子。
- 5’および/または3’末端において、対合していないオーバーハング配列をさらに含み、前記オーバーハング配列が、反復塩基の配列を必要に応じて含み、前記反復塩基が、反復ウラシル(U)塩基を必要に応じて含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の合成RNA。
- (i)請求項1から4のいずれか一項に記載の少なくとも1つの合成RNA分子をコードするヌクレオチド配列を含む核酸。
- (ii)VEGF-Aの活性を阻害する第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列をさらに含み、好ましくは、(i)および(ii)のヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結される、請求項6に記載の核酸。
- 前記第1の抗血管新生ポリペプチドが、アフリベルセプトであり、好ましくは、前記アフリベルセプトをコードするヌクレオチド配列が、配列番号50のヌクレオチド配列またはそれと少なくとも90%同一な配列を含む、請求項7に記載の核酸。
- (i)および(ii)のヌクレオチド配列が、発現制御配列に作動可能に連結される、請求項7または8に記載の核酸。
- 前記第1の抗血管新生ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列と、1つまたは複数の前記合成RNA分子をコードするヌクレオチド配列とが、同じ発現制御配列の制御下にある、請求項9に記載の核酸。
- 前記発現制御配列が、遍在性プロモーターを含む、請求項10に記載の核酸。
- 前記プロモーターが、CAGまたはCBAプロモーターである、請求項11に記載の核酸。
- 配列番号69、68および70のうちのいずれか1つに示されるヌクレオチド配列またはそれと少なくとも95%同一な配列を含む、請求項8に記載の核酸。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の合成RNAおよび/または請求項6から13のいずれか一項に記載の核酸を含む、組成物。
- 薬学的に許容される担体をさらに含む医薬組成物である、請求項14に記載の組成物。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の合成RNA分子および/または請求項6から13のいずれか一項に記載の核酸を含むベクター。
- 発現プラスミドである、請求項16に記載のベクター。
- ウイルスベクターである、請求項16または17に記載のベクター。
- 前記ウイルスベクターが、組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクターであり、好ましくは、前記rAAVベクターが、血清型2、5もしくは8のAAVカプシドまたはそれらのバリアントを含む、請求項18に記載のベクター。
- 前記rAAVが、対応する親AAVカプシドタンパク質と比較して、カプシドタンパク質のGHループ中に共有結合的に挿入された7、8、9、10または11アミノ酸の長さを有する異種ペプチド挿入を含むカプシドタンパク質を含むカプシドを有し、前記ペプチド挿入が、アミノ酸配列ISDQTKH(配列番号74)を含む、請求項19に記載のベクター。
- 前記挿入ペプチドが、アミノ酸配列ISDQTKH(配列番号74)のアミノおよび/またはカルボキシル末端において、1~3個のスペーサーアミノ酸(Y1~Y3)を有する、請求項20に記載のベクター。
- 前記挿入ペプチドがLAISDQTKHA(配列番号49)である、請求項20または21に記載のベクター。
- 前記挿入の部位が、AAV2のVP1のアミノ酸570とアミノ酸611との間の位置、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の対応する位置において、2つの隣接するアミノ酸間に位置する、請求項20から22のいずれか一項に記載のベクター。
- 前記挿入の部位が、AAV2のVP1のアミノ酸587に対応するアミノ酸とアミノ酸588に対応するアミノ酸との間、もしくはAAV2のVP1のアミノ酸588に対応するアミノ酸とアミノ酸589に対応するアミノ酸との間、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の対応する位置に位置する、請求項20から23のいずれか一項に記載のベクター。
- 前記カプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較して1つもしくは複数のアミノ酸置換を含む、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の1つもしくは複数の対応する置換を含む、請求項20から24のいずれか一項に記載のベクター。
- 前記カプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較して以下:M1L、L15P、P34A、N57D、N66K、R81Q、Q101R、S109T、R144K、R144M、Q164K、T176P、L188I、S196Y、G226E、G236V、I240T、P250S、N312K、P363L、D368H、N449D、T456K、S463Y、D472N、R484C、A524T、P535S、N551S、A593E、1698V、V708I、V719M、S721LおよびL735Q
のアミノ酸置換のうちの1つもしくは複数を含む、または別のAAV血清型のカプシドタンパク質中の1つもしくは複数の対応する置換を含む、請求項20から25のいずれか一項に記載のベクター。 - 前記バリアントカプシドタンパク質が、AAV2のVP1と比較してV708Iアミノ酸置換を含む、または別のカプシドタンパク質中の対応する位置にアミノ酸置換を含む、請求項20から26のいずれか一項に記載のベクター。
- 前記rAAVが、配列番号48と少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む、好ましくは、配列番号48と少なくとも95%同一なアミノ酸を含む、より好ましくは、配列番号48に示されるアミノ酸配列を含むカプシドタンパク質を含むカプシドを有する、請求項20から27のいずれか一項に記載のベクター。
- 前記rAAVが、配列番号69、64、65、66、67、68および70のうちのいずれか1つに示される配列を含む異種核酸を含む、請求項28に記載のベクター。
- 請求項16から29のいずれか一項に記載のベクターを含む宿主細胞。
- 請求項16から29のいずれか一項に記載のベクターを含む組成物。
- 薬学的に許容される担体をさらに含む医薬組成物である、請求項31に記載の組成物。
- 対象における眼血管新生に関連する眼疾患、好ましくは、VEGF-Aに関連する眼疾患を処置するための方法であって、請求項6から13のいずれか一項に記載の核酸、請求項15に記載の医薬組成物、請求項16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは請求項32に記載の医薬組成物を前記対象に投与するステップを含む、方法。
- 前記対象に、請求項32に記載の医薬組成物が投与され、好ましくは、前記医薬組成物が、請求項28または29に記載のrAAVビリオンを含む、請求項33に記載の方法。
- 前記rAAVビリオンまたは医薬組成物が、前記対象に、眼内で、好ましくは、硝子体内注射、脈絡膜上注射または網膜下注射によって、好ましくは、単回硝子体内注射によって投与され、前記rAAVビリオンまたは医薬組成物のさらなる用量が前記対象に投与されない、請求項34に記載の方法。
- 前記医薬組成物が、1×108~1×1015個のベクター粒子、好ましくは、1×1019~1×1014個のベクター粒子または約1×1010~約5×1013個のベクター粒子を含む、請求項34または35に記載の方法。
- 前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;網膜静脈閉塞から生じる網膜新生血管;糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症(非増殖性糖尿病性網膜症および増殖性糖尿病性網膜症の全てのステージを含む)、近視性黄斑変性症、網膜静脈分枝閉塞症、半側網膜静脈閉塞症および網膜中心静脈閉塞症;未熟児網膜症;特発性脈絡膜新生血管;近視黄斑変性症ならびに続発性網膜および脈絡膜新生血管;網膜毛細血管拡張症;血管新生緑内障;硝子体出血;ブドウ膜炎、外傷、網膜変性障害、遺伝性網膜および/または脈絡膜疾患、眼の腫瘍、角膜および虹彩新生血管が含まれるがこれらに限定されない網膜疾患に続発する網膜および脈絡膜新生血管からなる群より選択される、請求項23から36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性(新生血管、滲出型)加齢黄斑変性症;糖尿病性黄斑浮腫;網膜静脈閉塞後の黄斑浮腫;糖尿病性網膜症;および近視性脈絡膜新生血管から選択され、好ましくは、前記眼血管新生に関連する疾患が、湿性加齢黄斑変性症である、請求項37に記載の方法。
- 眼血管新生に関連する疾患の処置のための医薬の製造における使用のための、請求項6から13のいずれか一項に記載の核酸、請求項15に記載の医薬組成物、請求項16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは請求項32に記載の医薬組成物。
- 前記ベクターが、rAAVビリオンであり、眼内で、好ましくは、網膜下、脈絡膜上または硝子体内注射によって投与される、請求項39に記載の使用のためのベクター。
- 眼血管新生に関連する疾患の処置における使用のための、請求項6から13のいずれか一項に記載の核酸、請求項14に記載の医薬組成物、請求項16から29のいずれか一項に記載のベクターまたは請求項32に記載の医薬組成物。
- 合成RNAを網膜細胞に送達するための方法であって、前記網膜細胞を、請求項1から5のいずれか一項に記載の合成RNAと接触させるステップを含む、方法。
- 異種核酸を網膜細胞に送達するための方法であって、前記網膜細胞を、請求項6から13のいずれか一項に記載の核酸と接触させるステップを含む、方法。
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