JP5706317B2 - 細胞の誘導および促進方法 - Google Patents

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Description

本発明は、機能的樹状細胞の生産方法に関し、CD34陽性細胞を、これらCD34陽性細胞の機能的樹状細胞への分化を誘導および促進する化合物に接触させる。より具体的には、CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させる。他の態様において、本発明は、本発明の方法によって得られる細胞に関する。さらなる態様において、本発明は、CD34陽性細胞の機能的樹状細胞への分化を誘導および促進する、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンのような化合物の、それが必要であるヒトにおいて免疫反応を誘導するための薬剤の製造における使用に関する。
樹状細胞(DC)は、最も強力な抗原提示細胞(APC)であり、免疫応答の惹起において極めて重要な役割を果たしている。それらの特異的性質を考慮して、DCは、病原体に対する免疫を強化するためのツールとして、抗がんワクチン戦略において打ち出された。ここ数年で、DCの発生について広く研究された。
専門的な抗原提示細胞(APC)中で、DCは、抗原をピックアップし、主要組織適合性抗原複合体(MHC)分子に結合するペプチド断片に処理することに特化されている。DCは、ほとんどの組織に局在し、末梢からT細胞受容体を介して抗原特異的Tリンパ球がDCにより提示されたペプチド−MHC複合体を認識する、脾臓およびリンパ節などの二次リンパ器官に遊走する。他の専門的および非専門的なAPCは、活性型T細胞またはメモリーT細胞を刺激することができるのみであるが、DCは、ナイーブTリンパ球および静止期Tリンパ球に対する独特の能力を有する。
免疫の制御における重要な役割を考慮して、DCの治療的役割は、自己免疫疾患および腫瘍性疾患などのT細胞活性化に関する多くの疾患について提案された。生体外における腫瘍抗原感作、およびその後のDCの再注入は、動物において腫瘍に対する保護を導くことができる。ヒトにおけるDCに基づく腫瘍免疫療法の戦略の有効性に取り組むため、DCに関するいくつかの臨床試験が現在進行中である。
DCは、血中の中間前駆細胞、ならびに末梢組織および器官の未成熟DCのような、分化のさまざまな段階を経て、骨髄中の造血前駆細胞から発生する(Banchereauら、2000, Ann. Rev. Immunol. 18, 767-811)。一度組織に到達すれば、未成熟DCは、周囲の培地から抗原を非常に積極的に取り込むことにより特徴付けられる重要なセンサー機能を担う。細菌感染、もしくはウイルス感染、または炎症プロセスのような外部信号(「危険信号」)による刺激に続いて、DCは、末梢リンパ器官に遊走し、そこで成熟DCに分化し、抗原を提示することによってT細胞を活性化する。
DCは、様々な分子の影響下にある前駆細胞を分化することにより得られる。例えば、マウス骨髄(BM)由来の前駆細胞は、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)の存在下において骨髄DCに分化させることができる。ヒトにおいて、GM−CSFおよびIL−4に腫瘍壊死因子−α(TNF−α)を追加することは、骨髄、臍帯血(CB)、および末梢血(PB)の精製されたCD34陽性細胞(CD34+細胞)からDCの発生を誘導することが示された。
Jacobsら(Horm Metab Res. 2008 Feb;40(2):99-107)は、樹状細胞亜型および樹状細胞のin vitro産生の概要を提供した。論文には、表現型および機能の違いを含めたさまざまなDC集団の識別について、ならびにDCを産生するためのプロトコルの最近の進展について記載されている。それには、様々な、サイトカインおよび転写因子が、DC集団の発生の原因になると知られていることが記載されている。これらの細胞の集団、および成熟の状態に応じて、それらは、広範な細胞傷害性免疫応答を誘導することができ、それにより、ヒトにおける抗がんワクチン療法の有望なツールを表すか、または免疫寛容を誘導し、自己免疫の環境(context)内で重要である。
サイトカインは、免疫、炎症、および造血を、媒介および調節する小型の分泌タンパク質である。それらは、免疫刺激に応答して新規に生産される。それらは、一般的に(ただし、常にではない)短い距離、および短時間、および非常に低濃度で作用する。それらは、その挙動(遺伝子発現)を変更するために、多くの場合チロシンキナーゼであるセカンドメッセンジャーを介して細胞にシグナルを送る特異的膜受容体に結合することによって機能する。サイトカインへの応答は、膜タンパク質(サイトカイン受容体を含む)の発現、増殖、およびエフェクター分子の分泌が、増大または減少することを含む。
サイトカインは、一般的な名称である。その他の名称は、リンホカイン(リンパ球によって作られるサイトカイン)、モノカイン(単球によって作られるサイトカイン)、ケモカイン(遊走活性を有するサイトカイン)、およびインターロイキン(ある白血球で作られるサイトカインであり、他の白血球に作用する)を含む。サイトカインは、細胞に作用でき、前記細胞は、それらを分泌する細胞(自己分泌作用)、近傍細胞(傍分泌作用)、または遠隔細胞(内分泌作用)である。
異なる細胞種が同じサイトカインを分泌すること、または単一のサイトカインが数種の異なる細胞に作用する(多面作用)ことが一般的である。サイトカインは、それらの活性において重複しており、このことは、同様の機能が異なるサイトカインによって刺激されることを意味する。サイトカインは、多くの場合、あるサイトカインが、追加のサイトカインを作製するためにその標的細胞を刺激するようなカスケードで生産される。サイトカインは、相乗的に(二以上のサイトカインが共に作用する)、または拮抗的に(サイトカインが反対の活性を引き起こす)作用する。それらの短い半減期、低血漿中濃度、多面作用、および重複性は、全てサイトカインの分離および特性を複雑にする。
サイトカインは、多くの細胞集団によって作られるが、主要な生産者は、ヘルパーT細胞(Th)およびマクロファージである。サイトカインの最大のグループは、免疫細胞の増殖および分化を刺激する。このグループには、T細胞を活性化するインターロイキン1(IL−1)、抗原活性化T細胞およびB細胞の増殖を刺激するIL−2、B細胞の増殖および分化を刺激するIL−4、IL−5、およびIL−6、マクロファージを活性化するインターフェロンガンマ(IFNg)、ならびに造血を刺激するIL−3、IL−7、および顆粒球コロニー刺激因子(GM−CSF)が含まれる。
GM−CSFおよびTNF−αに加えて、サイトカインの広範なスペクトルは、DC前駆体の増殖および分化に影響を与えることが示された。幹細胞因子(SCF)およびFlt−3リガンド(FLT−3L)のような早期に作用する増殖因子は、DC前駆細胞の数を維持および増加するが、GM−CSFと組み合わせたIL−3は、DCの分化を促進することが示された。さらに、成長因子(TGF)−ベータ1の形質転換は、in vitroにおけるランゲルハンス型DCの発生を促進する。
MUTZ3細胞株のような特定のヒト樹状細胞株では、細胞は、GM−CSF、IL−4、およびTNF−αのようなサイトカインの影響下においてDCに分化するが、GM−CSF、TGF−ベータ1、およびTNF−アルファは、in vitroにおけるランゲルハンス型DCの発生を促進する。
血管内皮増殖因子(VEGF)およびIL−6のような水溶性の因子は、CD34陽性前駆細胞のDCへの分化を抑制し、その発生を単球マクロファージ系へ向け直す。全てのこれらの抑制性の水溶性因子が、がん細胞により分泌されることは、CD34+細胞からDCが発生することの防止が、腫瘍が免疫応答から逃れるメカニズムである可能性があることを示唆し、注目に値する。
サイトカインのような異なる化合物の影響を受けて、異なる前駆体が様々なDCに分化する方法に関する知識は蓄積されているが、通常、培養時間は長い。例えば、CD34陽性細胞は、例えば、TNF−αを加えたGM−CSFの存在下における14日間の液体培養後、一般的に良好な数のDCを生じる。
上述したように、DCは、腫瘍性疾患、感染症、および自己免疫疾患を含む様々な疾患の治療に適用することができる。しかし、DCは、そのような治療において使用される初代培養細胞から取り出したとき、DCまたはそれらの前駆体細胞は、患者またはドナーから非常に少量しか得ることができないので、治療の有効性は著しく妨げられる可能性がある。さらに、現在の方法では、回収は多くの時間および高価な試薬の使用を必要とするが、得られるDCの収量は非常に少ない場合がある。
DCは、DCを形成するために刺激分子による適切な刺激によってin vitroで成熟する、CD34陽性幹細胞または単球のような前駆細胞から得られた。しかし、このような前駆細胞は、血液および組織の両者において極めて希少である。
がんのためのDCに基づく治療ワクチンを用いる活性特異的免疫療法に大きな関心が寄せられている。DCは、がんを撃退する免疫システムを備える細胞性アジュバントとして集中して研究されている(例えば、Bull Cancer. 2008 Mar 1;95(3):320-6を参照)。
EP1419240は、樹状細胞に分化させることができ、免疫療法剤として、または免疫疾患の治療において免疫療法剤の一部として使用することができるMUTZ3細胞株の使用を開示している。このような細胞株は、十分な量の細胞の入手可能性の問題を解決し得るが、それでも、実験データは、未成熟DCを取得するために適切な条件下において少なくとも6〜7日間の培養を必要とすること、および成熟DCを得るために高価なサイトカインの使用が要求される少なくとも2日の追加日が必要であることを示す。
WO2006/012359は、血中単球の機能的抗原提示樹状細胞への分化を誘導するための方法を開示している。要するに、細胞は、例えば、疾患エフェクター試薬の任意の存在下において、物理的な摂動(physical perturbation)により処置される。
EP1389234は、ヒト造血幹細胞からリンパ球樹状細胞に分化するための他の方法を開示している。細胞は、GM−CSFを含む第1培地およびIFN−ガンマを含む第2培地の2つのステップで分化される。培養は、最大2週間かかり得る。
WO2008/036421は、被験者における、CD1aおよびCD83のような(未成熟な)樹状細胞マーカの発現を増加させるためにreishi抽出物を使用することについて記載している。
WO2008/02882は、ランゲルハンス細胞またはCD14陽性単球から間質樹状細胞を製造するための方法であって、上皮細胞などを含む細胞環境の存在下において前記単球を判別することを含む方法を記載している。
WO2004/076651は、単球樹状細胞の前駆体を未成熟な樹状細胞へ分化するための方法であって、追加のサイトカインの非存在下においてGM−CSFを補った培地に非活性化樹状細胞の前駆体を接触させることを含む方法を記載している。
WO2004/083392は、プラスチック製のチャンネルを有する装置を介して単球の流れから生じる力を用いて、血中における単球の機能的抗原提示樹状細胞への分化を誘導する方法を開示している。
US2004/0009596は、樹状細胞の分化および成熟のためにインドの緑イガイからの抽出物を使用することを開示しており、前記抽出物はGM−CSFの代替品として示唆されている。
US2005/0008623は、様々な樹状細胞の種類を得るためにCD14陽性単球を使用することを記載している。分化は、GM−CSFおよびTGFベータ1(およびIL13)によってもたらされる。
上記より、前駆細胞からDCを作製するために利用可能な方法について、さらなる改善が必要であることは当業者に明らかであろう。特に、培養のために必要な時間を短縮し、その結果として、培地の量およびそのような機能的なDCを得るために要求されるサイトカインなどの量を減らして、そのような培養費用を削減することにより、DCの分化(および成熟)を促進することがそれらの方法に必要であることが明らかである。
上記の問題は、添付の特許請求の範囲のいずれかに述べた主題によって解決される。
驚くべきことに、CD34陽性細胞を分化させることができること、および必要に応じて、その後、当該技術分野における公知の方法と比較して有利に短い期間内に様々なDCに成熟させることができることを見出した。
特に、上記の問題は、CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させる陽性樹状細胞の生産方法によって解決される。このような方法で、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに細胞を接触させない従来技術による方法と比較して増進された細胞の生産は達成される。
本発明の方法では、このように、短期間で分化した細胞を得ることができる。短期間で当該細胞を得ることは、DCに基づく治療ワクチンによる免疫療法におけるこれらの細胞の使用のために重要である。
本発明の方法によって得られる細胞は、HLA−DR発現の増加を示すことが見出された。したがって、本発明は、本発明の方法によって得ることができる、HLA−DR発現が増加した新規の樹状細胞も提供する。
本発明は、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンを含む組成物がそれを必要とする患者に投与される、疾患の治療に関する。このような患者は、様々な免疫疾患と同様にがんに苦しむ可能性がある。がん治療の場合には、前記組成物は、DCの成熟およびその後のT細胞の活性化の点から最適な効果のために、皮内に投与し得る。
従って、本発明は、免疫疾患の治療における、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンを含む組成物の使用に関する。
また、本発明は、皮内投与に適した形態である、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンを含む組成物のがん治療における使用に関する。
本発明の詳細な説明
本発明は、CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させる、樹状細胞の製造方法を提供する。
当業者は、用語「CD34陽性細胞」の意味を知っている。これは、細胞表面にCD34を発現している、初代細胞または細胞株を意味する。このような細胞は、DCに分化する能力で知られている。
用語、「接触すること」または「接触させる」は、細胞が、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに、物理的および直接的に接触しており、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンがそれらの促進効果を、誘導するためおよび示すために十分な時間相互に作用させることとして理解される。実際には、例えば、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンは、維持および/または増殖および/またはCD34陽性細胞をDCに分化させるために使用するために培地に添加することができる。
アントラサイクリンおよびアントラセンジオンは、当業者に知られている。アントラサイクリンと同様にアントラセンジオンは、DNA/RNA鎖の塩基対間に挿入されることにより、DNAおよびRNA合成を阻害し、急速に増殖するがん細胞の複製を防止する。それらは、DNAおよび細胞膜を損傷させる鉄媒介性遊離酸素ラジカルも生成する。アントラサイクリンおよびアントラセンジオンは、DNA複製中にDNAのねじり応力の逃げを防止するトポイソメラーゼII酵素を阻害することもできる。
構造面では、アントラサイクリンおよびアントラセンジオンは、以下の式1に示すように、アントラキノン構造を含む分子として定義し得る:
Figure 0005706317
基本的なアントラキノン単量体は、様々な側鎖で修飾することができる。当業者は、機能的に活性である、アントラサイクリンおよびアントラセンジオンを取得するために側鎖を取り付けることができる正確な位置を知っている。機能的である、アントラサイクリンおよびアントラセンジオンを合成するための手順も、当技術分野で知られている。アントラサイクリンおよびアントラセンジオンの機能性を決定するためのin vitroにおける試験システムも当該技術分野において利用可能である。
また、本発明は、アントラサイクリンおよびアントラセンジオン類似体の使用に関する。このような類似体は、用語、アントラサイクリンおよびアントラセンジオン内に含まれる。また、そのような類似体は、本明細書において、記載および例示したように元の機能を保持した、アントラサイクリンおよびアントラセンジオンの化学的に修飾された構造からなり得る。アントラサイクリンおよびアントラセンジオンファミリーにおける既知のメンバーは、例えば、ダウノサミンのような、アミノ糖にグリコシド結合によって結合したテトラヒドロナフタセンディオン(tetrahydronaphthacenedione)環構造を有する化合物である。
ダウノルビシンおよびドキソルビシンのような数種の重要なアントラサイクリンの構造は以下の通りである。
Figure 0005706317
アントラセンジオンも基本的なアントラキノン構造で構成されている。アントラセン環は、ケトン基を除いて任意の位置で置換することができる。臨床的に最も重要なアントラセンジオンであるミトキサントロンの分子構造は、以下の通りである。
Figure 0005706317
本発明の方法は、必要な培養時間を短縮するので、サイトカインのような化学物質、および増殖培地などの必要性を低下させ、細胞の製造をより低価格とし、使用される化学物質および廃棄する化学物質を減らすという利点を提供する。
当業者は、本発明の方法が、実施例に示した例のように、好ましくは培養培地において分離された細胞、すなわち、当該分野における通常の技術を用いて培養された細胞を用いて実行され得ることを理解する。
この点において、用語「分離された細胞」は、培養された細胞または細胞株のような、それらの天然の環境から分離された細胞、好ましくは、同一の系統、表現型、および/または遺伝子型の細胞であると理解される。
したがって、本発明は、分離されたCD34陽性細胞を培養培地中に存在する、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させる、上述したような方法に関する。
本発明の方法において有利に使用され得る、アントラサイクリンおよびアントラセンジオンの例としては、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、アクラルビシン、エピルビシン、オキサウノマイシン、イダルビシン、およびミトキサントロンを含む。
本発明の好ましい方法は、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンが、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、アクラルビシン、エピルビシン、オキサウノマイシン、アンジダルビシン、およびミトキサントロンからなる群から選択される方法である。
ミトキサントロン、ダウノルビシン、およびドキソルビシンは、使用される好ましい化合物である。
一般的には、アントラサイクリンの非存在下において細胞を培養した環境と比較して、樹状細胞を取得するために要求される時間を減少させる、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに細胞を接触させる任意の期間は、細胞を接触させるために適した期間である。接触のためのこのような期間は、例えば、前記アントラサイクリンの非存在下において、ある発生段階の樹状細胞を取得するために求められる期間と、前記アントラサイクリンの存在下において同一の発生段階の樹状細胞を取得するために要求される期間とを単に比較することにより、当業者により容易に決定され得る。
本発明の方法における好ましい実施形態では、CD34陽性細胞を、1〜7日間、好ましくは1.5〜5日間、さらに好ましくは2〜4日間、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させる。
上述した期間に、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させられた細胞は、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンを添加せずに完全に機能的な樹状細胞に分化することが可能である期間よりも短い時間で、完全に機能的な樹状細胞に分化することができることが見出された。このことは、実施例においてさらに例示される。
本発明の方法で得られる細胞は、実施例から証明されるように完全に機能的な樹状細胞であり得る。本発明の方法で得られる成熟した細胞は、例えば、CCL19およびCCL21に向かう遊走、ならびにナイーブT細胞の活性化および増殖に関して機能的であることがそこに示される。
上述の促進効果は、図1および図4に例示されるように、単に、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンをCD34陽性細胞に接触させることにより得られる。しかし、サイトカインのような追加の分化を誘導する化合物の存在も、CD34陽性細胞が様々なDCに分化することの促進に寄与し得る。また、樹状細胞の成熟を誘導することができる追加の化合物の存在は、細胞の迅速な成熟を確実にする。
当業者は、用語、「細胞の分化を誘導することができる化合物」または「分化誘導化合物」は、単独または特定の組み合わせで、例えば培養培地中に、十分な量で存在するときに樹状前駆細胞の樹状細胞への分化を誘導できる化合物に関することを知っている。
よく知られている例としては、これらに限定されないが、サイトカイン(IL−1b、IL−3、IL−4、IL−6、PGE−2、TNF−アルファ、TGF−ベータ1)、成長因子(例えば、GM−CSF)、および抗体またはLPSもしくはポリICのような他の生物学的分子のような、それら自身を刺激する分子の生物学的な効果と比較した効果を誘導する、サイトカインまたは成長因子の代用分子を含む。
したがって、本発明は、上述のような方法に関し、樹状細胞の分化を誘導することができる少なくとも1つの化合物が培養培地中に存在する。樹状細胞の分化を誘導することができるそのような化合物は、IL−1b、IL−3、IL−4、IL−6、PGE−2、TNF−アルファ、TGF−ベータ1、およびGM−CSFからなる群から有利に選択される。
例えば、MUTZ3細胞をサイトカインの存在下においてミトキサントロンとともにインキュベートしたときは、完全に分化した樹状細胞は、4日目において既に得られたが、MUTZ3細胞を、サイトカインは存在するが、そのようなアントラサイクリンの非存在下においてインキュベートしたときは、8〜10日目でしか完全に分化した細胞は得られなかった。系内におけるアントラサイクリンの存在による結果である、この分化促進は、被験者から単離したCD34陽性前駆細胞でも観察される。
CD34−陽性前駆細胞が、単にアントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンとともにインキュベートされたとき、すなわちサイトカインの非存在下においてインキュベートされたときも分化が観察された。このことは、CD34−陽性前駆細胞集団がミトキサントロンにさらされたとき、CD14−、CD1a−Langerin、およびCD80−陽性細胞に分化することを示す図1Bにおいて説明される。
当業者は、細胞が、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンと同時に(実用的な理由から好ましい)、またはアントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させる前、もしくは接触させた後のどちらもでも細胞の分化を誘導することができる少なくとも1つの化合物に接触され得ることを理解する。
実用的な観点から好ましくはないが、別の方法において、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させること、および樹状細胞に分化することを誘導できる化合物に接触させることが考えられ得る。
特に有利な結果は、本発明の方法で得られ、細胞を、GM−CSF(顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子)、TNF−アルファ(腫瘍壊死因子アルファ)、IL−4(インターロイキン4)、TGF−ベータ1(トランスフォーミング増殖因子ベータ)、またはそれらの組合せからなる群から選択される細胞の分化を誘導することができる少なくとも1つの化合物に接触させた。
さらには、GM−CSF、IL−4、およびTNF−アルファの組み合わせ、またはTGF−ベータ、GM−CSF、およびTNF−アルファの組み合わせが、本発明の方法において有利に使用することができ、その使用は、樹状細胞を得るための、例えばミトキサントロンのような、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンとの組み合わせての使用である。CD34陽性細胞が、そのようなアントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触されない方法と比較して、そのような細胞を短時間で得ることができる。
さらに、得られた細胞は、得られた細胞が、CCL19およびCCL21に向かって遊走する、T細胞の増殖を促進する、および抗原特異的なT細胞のプライミングを促進するという事実から導かれるように、樹状細胞として完全に機能的であることを立証された(実施例を参照のこと)。
完全に成熟した樹状細胞を得るために、本発明の方法において、前記細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させた後、または接触させると同時に、TNF−アルファ、IL−6、PGE−2、もしくはIL−1ベータ、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を用いて細胞をさらに処置することができる。このような処置により、未成熟な樹状細胞から成熟した樹状細胞を得ることができる。
当業者は、例えば未成熟な樹状細胞から、成熟した樹状細胞を得るための当該分野で利用可能な方法を承知している。例えば、未成熟な樹状細胞(未成熟ランゲルハンス型樹状細胞を含む)は、TNF−アルファ、IL−6、IL−1ベータ、およびプロスタグランジンE2を添加することで成熟させることができるが、当該分野において公知の他の方法が同様に使用できる。
したがって、本発明は、上述した方法に関し、樹状細胞の成熟を誘導することができる少なくとも1つの化合物が培養培地中に存在する。
成熟は、例えば、成熟マーカCD83の発現(Lechmann M, Berchtold S, Hauber J, Steinkasserer A(2002))によって証明することができる。このように、前記細胞は、CCL19およびCCL21に向かって遊走する、ならびにT細胞の増殖を促進するという事実から証明できるように、樹状細胞として完全に機能的である(実施例を参照のこと)。
したがって、本発明の方法の好ましい実施形態は、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンによる処理、ならびに前記細胞の分化を誘導することができるさらなる化合物による任意の処理により処理された細胞を、未成熟ランゲルハンス樹状細胞のような未成熟樹状細胞を成熟させることができる化合物に接触させる。
このように、特に有利な結果は、TNF−アルファ、IL−6、IL−1ベータ、およびプロスタグランジンE2からなる群から選択される化合物を得ることができ、好ましくは、これらの化合物は組み合わせて使用される(実施例を参照のこと)。
本発明の方法の他の好ましい実施形態において、得られた樹状細胞は、間質性樹状細胞、形質細胞様樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、成熟樹状細胞、または未成熟な樹状細胞である。
当業者は、そのような樹状細胞の異なる種類を区別する方法を知っており、そのような方法は、例えばUS2004265998、および以下の実施例において詳細に記載されている。
例えば、未成熟な樹状細胞は、細胞表面の未成熟樹状細胞の主な特徴である、CD1aおよび/またはDCsignの発現誘導により特徴付けることができる。同時に、そのような細胞は、CD83の欠如または低発現によって特徴付けることができる。
ランゲルハンス細胞は、LangerinおよびCD1aの両者の発現により特徴付けられ、TGF−ベータ1の影響下において誘導することができる(Cauxら、1997, Blood 90(4), 1458- 1470)。
形質細胞様樹状細胞は、例えば、McKenna K, Beignon A, Bhardwaj N(2005)「Plasmacytoid dendritic Cells: linking innate and adaptive immunity」 J. Virol. 79(1):17 - 27、に記載されている。例えば、それらはBDCA2(CD303)および/またはCD123を発現しているが、それらはCDLC陰性である。
本発明の方法の他の好ましい実施形態では、CD34陽性細胞は、CD34陽性MUTZ3細胞、CD34陽性ヒト細胞、またはCD34陽性腫瘍細胞である。
これらの細胞は、本発明の方法において、有益に利用することができることが見出された。
MUTZ3は、CD34陽性前駆体に由来する樹状細胞のサイトカイン誘導分化のためのヒト細胞株モデルであり、詳細は、US2004265998に記載されている。
ヒトに由来する、すなわち腫瘍に苦しむヒトに由来するCD34陽性細胞は、実施例に記載されたように、例えば血液から分離することができる。
驚くべきことに、MUTZ3のような細胞株、およびヒトに由来する一次細胞は、本発明の方法におけるCD34陽性細胞として有益に使用することができることが見出された。このように、本発明の方法により得られた成熟細胞が、CCL19およびCCL21に向かって遊走し、T細胞の増殖と抗原特異的なT細胞のプライミングとを促進するという事実から導かれるように、機能的な樹状細胞を得ることができる。例えば、CD1aのCD83のような細胞表面マーカの特徴的な発現も示した。それらの細胞は、前記CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させることを含まない、そのような樹状細胞を得るための方法と比較して非常に短い期間で得ることができる。
本発明の好ましい実施形態では、MUTZ3細胞を、50〜150ng/mlのGM−CSF、5〜20ng/mlのIL−4、および0.5〜4ng/mlのTNF−アルファの存在下において、0.05nM〜20nMのミトキサントロンおよび/または10〜120nMのドキソルビシンに接触させる。このような方法は、間質型樹状細胞をもたらす。
本発明の他の好ましい実施形態では、MUTZ3細胞を、5〜20ng/mlのTGF−ベータ1、50〜150ng/mlのGM−CSF、および0.5〜4ng/mlのTNF−アルファの存在下において、0.05nM〜20nMのミトキサントロンおよび/または10〜120nMのドキソルビシンに接触させる。このような方法は、ランゲルハンス型樹状細胞をもたらす。
このように得られた前記細胞の有する、特性および利点は、以下の実施例に示される。
また、本明細書においては、方法が提供され、前記細胞は、好ましくは、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、アクラルビシン、エピルビシン、オキサウノマイシン、アンジダルビシン(andidarubicin)、およびミトキサントロンからなる群から選択される少なくとも1つの、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させられ、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンは、IC20〜IC80の範囲、好ましくはIC30〜IC70の範囲の濃度(実施例において設定されたように決定した)で細胞に適用される。
本発明の他の態様において、本発明の方法により得られた樹状細胞の提供がある。これらの細胞は、細胞をアントラサイクリンに接触させない同様の方法により得られる細胞と比較して、それらはHLA−DR発現の増加を示す技術で特徴付けられ、そのような細胞と区別することができる。このことは、実施例において例示され、図6に示される。
用語「HLA−DRの発現の増加」は、本発明の方法により得られる細胞は、先行技術、すなわち、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンの添加をしない方法において培養された細胞と比較してHLA-DRを高発現していることを意味していると解釈される。HLA−DR発現は、ヘルパーT細胞に関する重要な要素である。
他の態様において、本発明は、好ましくは、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、アクラルビシン、エピルビシン、オキサウノマイシン、アンジダルビシン、ミトキサントロンからなる群から選択される、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンの使用であって、それが必要な対象の免疫疾患を治療するため、特に、免疫応答を促進することにより免疫疾患を治療するための薬剤の製造における使用を提供する。
言い換えれば、本発明は、免疫疾患の治療において使用するための、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンを含む組成物を提供する。
そのような、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンが、例えば、人体に注入することにより局所に適用されるとき、特に、DCに分化することを誘導できるサイトカインと組み合わせたときに、良好で、促進された免疫応答を、治療されるべき被験者に誘導することができることが初めて見出された。
DCは、抗がんワクチンとして使用することができることは当業者に知られている。本発明の方法により得られた細胞は、完全に機能的であり、短期間で、すなわち、促進された様式で得ることができるので、そのような細胞(およびそのような細胞を取得するための方法)は、そのようながんの治療に対する治療において、特に有益である。がんの治療においては、組成物の皮内投与が好ましい。アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンを、リンパ排出を介して、局在している真皮の樹状細胞と同様にリンパ節の樹状細胞に直接さらすのでこの投与経路は最適である。従来の静脈内投与の場合、血液循環中における赤血球のような無関係な細胞の圧倒的な数の存在がこの効果を妨げる。
したがって、本発明は、がんの治療において使用するための、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンを含む組成物に関し、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンは、皮内注射に適した形態である。
また、本発明のこの態様において、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンは、好ましくは、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、アクラルビシン、エピルビシン、オキサウノマイシン、アンジダルビシン、およびミトキサントロンからなる群から選択される。
また、本発明のこの態様において、前記組成物は、GM−CSF、TNF−アルファ、IL−4、およびTGF−ベータ1からなる群から選択される化合物のような、CD34陽性細胞の分化を誘導することができる化合物をさらに含む。
本発明の他の態様において、抗がんワクチン治療、または自己免疫治療における、本発明の細胞の使用、またはそのような細胞を得るための本発明の方法の使用が提供される。言い換えれば、本発明の細胞の使用、または本発明の任意の方法から得られた細胞、またはがんもしくは自己免疫疾患の治療のための薬剤の製造における本発明の方法の任意の使用が提供される。
MUTZ3前駆細胞は、ミトキサントロンの存在下において72時間培養し、増殖(図1A)およびDCマーカ発現(図1B)について分析した。 CD14またはCD34に基づく磁気ビーズソーティング(MACS)により分離された、MUTZ3の3つの集団内について、PBSまたはミトキサントロン処置下における、アポトーシスおよび細胞死のレベルである。 MUTZ3細胞における、ミトキサントロンまたはドキソルビシンの効果の表現型解析である。 PBSまたはミトキサントロンとともに培養されたLCの4日目における、FSC/SSCのプロットおよびこれらの培養におけるCD1a/Langerin発現。 ミトキサントロン処置は、大部分のCD34陽性細胞の喪失およびCD14陽性細胞をもたらした(図5A)。LC−スキューイングサイトカイン(LC-skewing cytokines)の存在下において、16.7nMのミトキサントロンの添加は、72時間以内に、CD1aLangerin細胞の割合の増加を強く誘導した(図5B)。 図6は、CD1a、DC−SIGN、Langerin、CD80、CD40、およびCD83を発現している細胞の割合と、ミトキサントロンの存在下または非存在下で分化した、成熟7日目のMUTZ3−DC/LCおよび成熟4日目のMUTZ3−DC/LCにおける、CD80、CD86、CD40、およびHLA−DRの平均蛍光強度とを示す。 ミトキサントロンの存在下または非存在下で培養されたMUTZ3−DCについて、トランスウェルアッセイ(tr ans-well assay)により、ケモカインCCL19およびCCL21に遊走するためのそれらの能力を分析し(図7A)、T細胞の増殖を刺激するためのそれらの能力についてMLRによって試験した(図7B)。 ミトキサントロンの存在下において4日間培養したMUTZ3−DCおよびコントロールとして培養7日目のMUTZ3−DCについて、腫瘍抗原特異的T細胞を刺激するための能力について分析した。培養7日目のMUTZ3−mDCおよび培養4日目のmitox−mDCは、MART1ペプチド(26−35L)を取り込み、HLA−A2陽性健常ドナー由来のCD8ベータ陽性として選択されたT細胞内におけるMART1特異的CD8+T細胞を刺激するそれらの能力について分析した。6つの培養系を、それぞれのDC細胞の種類で開始した。ペプチドを取り込んだDCの初回刺激の後、T細胞を、10日後および17日後にペプチドを取り込んだDCを用いて再刺激し、MART特異的CD8+T細胞は、第1回目および第2回目の再刺激の後にMART−テトラマ染色法を用いて分析した。2種類のDCに由来する、それぞれ6つの培養系内におけるMART1特異的CD8+T細胞の割合が図に示される(点で表される)。MART1特異的CD8+T細胞の刺激における、培養4日目のmitox−mDCは、伝統的な培養7日目のmDC培養の分化と同様の能力であった。6つの培養系内におけるMART1特異的CD8+T細胞の平均割合は、横線により表わされる。
実施例1 <材料および方法>
化学物質
全ての化学物質および薬剤は、Allen博士(Netherlands Cancer Institute, Amsterdam, The Netherlands)から快く提供され、以前に記載した(van Loevezijn A.,(2001)Bioorg. Med. Chem. Lett 11, 29-32)Ko−143、およびFarmitalia Carlo Erba(Brussels, Belgium)から購入したドキソルビシンを除いて、Sigma Che mical Co.(St. Louis, MO)から取得した。
細胞培養
急性骨髄性白血病由来であるCD34陽性のMUTZ3細胞株は、以前に記載したように培養した(Masterson A.J.(2002)Blood 100, 7 01-703)。簡潔には、MUTZ3前駆細胞を、20%ウシ胎児血清(FCS)、100IU/mlのナトリウムペニシリン、100microg/mlのストレプトマイシン、2mMのL-グルタミン(pen/strep/glut)、50microMのベータ−メルカプトエタノール(2ME)、および10%の5637条件培地(MUTZ3常用培地)を含むMEM−アルファ(Minimum essential medium, Gibco)中において、20万細胞/mlの濃度で12ウェルプレート(Co-star)を用いて培養し、一週間に2回継代した。LCは、20%FCS、pen/strep/glut、2ME、および10ng/mlのTGF−ベータ1(Biovision, Mountain View, CA)、100ng/mlのrhGM−CSF(Sagramostim, Berlex)、および2.5ng/mlのTNFアルファ(Strathmann Biotec)(MUTZ3−LC培地)を含むMEM−アルファ中において、10万細胞/mlの濃度で12ウェルプレートを用いて10日間培養し、0日目、4日目、および7日目にサイトカインを添加した。間質性DCは、20%FCS、pen/strep/glut、2ME、および10ng/mlのIL−4(R&D)、100ng/mlのrhGM−CSF、および2.5ng/mlのTNFアルファ(MUTZ3−DC培地)を含むMEM−アルファ(Minimum essential medium, Gibco)であって、50ng/mlのTNF−アルファ、100ng/mlのIL−6(Strathmann Biotec)、25ng/mlのIL−1ベータ(Strathmann Biotec)、および1microg/mlのプロスタグランジンE2(PGE2)(Sigma Aldrich)を添加することにより、未成熟なDCおよびLCが、それぞれ成熟することのできるMEM−アルファ中において48時間培養した。
ミトキサントロンおよびドキソルビシンの培養のために、10〜20万細胞/mlのMUTZ3前駆細胞、または磁気ビーズソート(MACS)された、CD34+、CD14+、および二重陰性(DN)のMUTZ3集団(Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Germany)を、MUTZ3常用培地またはMUTZ3−DC/LC培地中に、1.04nM、2.08nM、5.6nM、16.7nMのミトキサントロン、または16.7nM、もしくは100nMのドキソルビシンの、存在下または非存在下において12ウェルプレートに播種し、トリパンブルー排除による生細胞の定量化およびフローサイトメトリによる表現型解析の前に72〜96時間培養した。DCおよびLCを、3日目または4日目に24時間(上述のように)成熟させ、混合白血球反応または遊走分析で機能的であるか試験した。ABCトランスポータ阻害の場合には、200nmのKo−143は、BCRP活性をブロックするために0日目に添加した。
CD34+造血性前駆細胞
CD34+造血性前駆細胞を、以前に記載したように血液から分離し、25ng/mlのfms様チロシンキナーゼ3リガンド(Flt3−L)および10ng/mlの幹細胞因子(SCF)とともに2〜5週間増殖させた(Bontkes HJ., de Gruijl TD., Schuurhuis GJ., Scheper RJ., Meijer C.J., & Hooijberg E.(2002), Expansion of dendritic cell precursors form human CD34(+) progenitor cells isolated from healthy donor blood; growth factor combination determines proliferation rate and functional outcome. J. Leukoc. Bio. 72, 321-329)。これらの細胞におけるミトキサントロンの効果を検討するために、解凍し、増殖させたCD34+前駆体細胞を、10ng/mlのFlt3−LおよびSFC(幹細胞因子)の存在下において16.7nMのミトキサントロンとともに72時間培養した。LCの分化の効果を検討するために、CD34+前駆細胞を、100ng/mlのGM−CSF、10ng/mlのTGFベータ、および2.5ng/mlのTNFアルファの存在下において16.7nMのミトキサントロンとともに培養した。72時間後、表現型解析をフローサイトメトリにより実行した。
ウエスタンブロット法
細胞ペレットを氷冷溶解緩衝液(1mMのEDTA、1%のNP−40、1mMのPMSF)で溶解させ、氷上に1時間保ち、超音波処理し、さらなる使用まで−20℃で保存した。タンパク質濃度は、Bio−Radタンパク質アッセイ(Bio-Rad, Richmond, CA)を用いて決定した。タンパク質を8%ポリアクリルアミドゲルで分画し、その後、エレクトロブロッティングによりニトロセルロース膜に転写した。BCRPの検出のために、前記膜を一晩ブロック(1%BSAを含むPBS、1%ミルクパウダ、および0.05%tween−20)し、ブロッキング緩衝液中のBxp−53(0.5μg/ml)Mab(例えば、J. Vet. Pharmacol. Ther. 2006 Vol 29(4) p279-87を参照)とともに2時間インキュベートした。
HRP共役化ウサギ抗ラットイムノグロブリンに続いて、PBS中における、0.5gl−1の3,3’−ジアミノベンジジン四塩酸、0.15gl−1のクロロナフトール、および0.02%の過酸化水素による発色により免疫反応力を可視化した。
フローサイトメトリによるイムノフェノタイプ分析
CD1a(1:25)、CD54(1:25)、CD80(1:25)、CD86(1:25)、CD40(1:10)(PharMingen, San Diego, CA)、CD14(1:25)、HLA−DR(1:25)、DC−SIGN(1:10)(BD Biosciences, San Jose, CA)、CD83(1:10)、CD34(1:10)、Langerin(1:10)(Immunotech, Marseille, France)のような、FITC−および/またはPE−共役化Mabsを用いて細胞をイムノフェノタイプ分析した。
簡潔には、2.5〜5・10個の細胞を、0.1%BSAおよび0.02%NaNを添加したPBSで洗浄し、4℃で30分間、特異的または対応するコントロールMabsとともにインキュベートした。該当する場合、マーカ染色後、解析の10分前に、アネキシンVおよび/またはPI(ヨウ化プロピジウム)を添加した。細胞を洗浄し、CellQuest解析ソフトウェアを搭載するFACS−キャリバーフローサイトメータ(Becton and Dickinson, San Jose, CA)で解析し、結果は、平均もしくは中央蛍光強度、または陽性細胞の割合として表した。
混合白血球反応(MLR)
96ウェルプレートを用いて1・10末梢血リンパ球とともに4日間、10%ヒトプール血清(HPS)、pen/strep/glut、および2MEを含むIMDM(Iscove’s modified dulbecco’s medium)中において1・10〜3・10DCを共培養した。4日目に、2.5μCi/mlの[H]−チミジン(6.7Ci/mmol、MP Biomedicals, Irvine, CA)をウェル毎に16時間添加した。プレートは、Skatron Cell harvester(Skatron Instruments, Norway)を用いて、ガラスファイバフィルタマット(Packard Instruments, Groningen, The Netherlands)上に収集し、[H]−チミジンの取り込みをTopcount NXT Microbetacounter(Packard, Meriden, CT)を用いて定量した。
in vitroにおけるCTL−プライミング
in vitroにおけるMART1に特異的なCTLのプライミングを、以前に記述したように行った(Santegoets SJAM,(2006)Cancer Immunol Immunother. 55,1480-1490)。簡潔には、100万細胞/mlの濃度の成熟した7日目のMUTZ3−DCおよび4日目のmitox−DCに、3μg/mlのβ2−マイクログロブリン(β2M)の存在下において、1μg/mlのMART1の26〜35Lペプチドを無血清のIMDM中で3〜4時間取り込ませた。取り込み後、細胞に5000radを照射し、洗浄し、2%hAB血清(ICN Biochemicals)、pen/strep/glut、2ME、10ng/mlのIL6、および10ng/mlのIL12を添加した、Yssels培地(Yssel H.(1984年)J Immunol Methods. 72,219-227)中において20万細胞/mlに濃縮した。取り込みを行った10万個のDCを、Yssels培地中で希釈した、磁気ビーズソーティングによりHLA−A2+ドナーから分離した100万個のCD8β+T細胞および同一のドナーに由来する照射されたCD8β細胞の両者とともに共培養した。それぞれのDCの条件については、6プライミングウェルで開始し、2人の異なるHLA−A2+ドナーで実験を行った。10日目および19日目には、CTLを、10ng/mlのIL−7の存在下において、MART1の26〜35Lを取り込んだ、成熟した7日目のMUTZ3−DCまたは4日目のmitox−DCを用いて再刺激した。12日目および21日目に、10IU/mlのIL−2を各ウェルに添加した。MART1四量体(Tm)解析を、PE−およびAPC−標識したMART1の26〜35L四量体を用いて、17日目(第1回目の再刺激後)、および24日目(第2回目の再刺激後)にCD8+T細胞について実行した。
統計解析
データの統計解析は、対応のある、または対応のない両側スチューデントt検定(paired or unpaired two-tailed student’s T-test)を用いて行った。p<0.05である場合に、相違を統計学的に有意であるとした。
実施例2:MUTZ3前駆細胞のミトキサントロンに対する感度
MUTZ3前駆細胞について、細胞増殖抑制薬ミトキサントロンに対するそれらの感度の分析を行った。この薬は、数種類のがんまたは多発性硬化症のような他の疾患を治療するためにクリニックで今でも使用されており、MDRに関連するABCトランスポータの基質であることが記載されている。96時間cytotoxアッセイ(トリパンブルー排除)を、MUTZ3前駆細胞におけるミトキサントロンのIC50値を決定するために行った。
MUTZ3前駆細胞は、1.5±0.5nM(n=3)のIC50値でミトキサントロンに感受性であった。(そのようなトリパンブルー法の例としては、適したチューブに適当量の細胞懸濁液を入れ、等量の0.4%トリパンブルーを添加して、穏やかに撹拌し、室温で5分間放置する。血球計に10μlの染色された細胞を入れ、生細胞(無染色)および死細胞(染色)の数を数える。それぞれの象限における無染色の平均細胞数を計算し、算出された細胞/mlに2・10を乗算する。生存細胞の割合は、死細胞および生細胞の数によって除算した生細胞の数であり、IC50を決定することができる。)
実施例3:ミトキサントロンはMUTZ3前駆細胞の分化を誘導する
MUTZ3前駆細胞におけるミトキサントロンの細胞毒性効果の試験において、明白な形態学的変化が、5.6nM(IC60)および16.7nM(IC70)ミトキサントロンの濃度で観察された。このため、MUTZ3前駆細胞は、これらの濃度下において、72時間培養し、増殖(図1A)および細胞マーカの発現(図1B)について分析した。この分析は、これらのミトキサントロン濃度は劇的に細胞の分裂を妨げるが、CD14+集団の分化を支持するCD34/CD14率の変化があったように、生き残っているMUTZ3前駆細胞の分化を促進すること、ミトキサントロン処置は、LC−特異的マーカである、CD1aおよびLangerinの発現を誘導すること、ならびにミトキサントロン処置は、共刺激分子である、CD86およびCD80の発現レベルを増加させること(図1B)を明らかにした。同様の実験を、薬剤ドキソルビシンを用いて行った。ミトキサントロンのように、MUTZ3におけるIC70(〜100nm)のドキソルビシンは、MUTZ3前駆細胞のLC分化を誘導した。一方、16.7nMのドキソルビシン(ミトキサントロンと同じ濃度)を添加したときは、影響は観察されなかった。
図2は、CD14またはCD34に基づく磁気ビーズソーティング(MACS)より分離された、3つのMUTZ3集団について、PBSまたはミトキサントロン処置下における、アポトーシスおよび細胞死のレベルを示す。PBSコントロールにおいて、アポトーシスまたはネクローシスはほとんど存在しなかった(図2A)。CD14+の集団は、PBSまたはミトキサントロン処置の72時間後において、同様の量のCD14アネキシンV陽性細胞が存在していたように、ミトキサントロンの処置により影響されなかった。CD34+およびより少ない程度のDN集団は、薬剤に対して感受性であった。しかし、細胞死にもかかわらず、増殖したCD34+細胞のある割合は、ミトキサントロン処置を生き残った。100nmのドキソルビシンを用いて類似の結果が得られた。
実施例4:CD14+ではなく、CD34+MUTZ3細胞は、薬物誘発性の分化を示す
スキューイング効果(skewing effect)が、変更されたCD34+/CD14+率を自動的に導くCD34細胞の細胞死によるものか、CD34細胞がCD14細胞およびLCに分化することを誘導するのかを確かめるために、分離された、CD34およびCD14細胞を、16.7nMミトキサントロンまたは100nmのドキソルビシンとともに72時間インキュベートし、分化誘導について分析した。
表現型の解析は、MUTZ3細胞における、ミトキサントロンまたはドキソルビシンの効果がCD34集団に寄与できることを明らかにした(図3)。薬剤処置細胞とPBSコントロールとの間における、CD1aまたはLangerin細胞の割合について変化が無かったように、CD14細胞は、16.7nMのミトキサントロンまたは100nmのドキソルビシンとともにインキュベートした影響は認められなかった(図3A)。両者の薬剤の処置下におけるCD34細胞に由来する培養にはより多くのCD14細胞が存在し(図3B)、薬剤処置はCD34ソートされた細胞のCD1a細胞への分化をもたらし、当該CD1a細胞の約50%はLC−マーカであるLangerinも発現する(図3B)。この分化の効果は、前方散乱/側方散乱(FSC/SSC)により可視化もできる。SSCにおける明確なシフトは、薬剤処置されたCD34細胞において観察され、当該シフトは薬剤処置されたCD14細胞においては存在しなかった(図3A、およびB)。図3Cにおけるグラフは、PBS、ミトキサントロン、およびドキソルビシン処置の72時間後に2つの分離した集団内における、CD1aおよびLangerinの発現の平均的誘導を表す。薬剤処置されたサンプルと、PBSコントロールサンプルとの間においてCD14集団内では、CD1aまたはLangerin発現について相違は観察されなかった。CD34集団では、16.7nMのミトキサントロンとのインキュベーションは、CD1aおよびLangerin発現の両者について顕著な増加を導いた(CD1aについてp=0.02、Langerinについてp=0.03)。ドキソルビシンは、CD34MUTZ3細胞において、CD1aおよびLangerinの発現も誘導する。
ミトキサントロンは、ABCトランスポータであるBCRP(ABCG2)の最もよく知られている基質であるので、我々は、3つの集団の間におけるBCRPの異なる発現レベルによって感度の相異を説明できるかどうかを確かめた。CD14、CD34、またはDNの集団におけるウエスタンブロット分析によっては、BCRP発現は検出できなかった(データは示されていない)。BCRP抑制剤であるKo−143の添加も、ミトキサントロン処置後のCD34MUTZ3細胞における、CD1aおよびLangerin発現の誘導を抑制することができず、観察された効果はBCRP活性から独立していることを示唆する。
実施例5:ミトキサントロンおよびドキソルビシンはLCの分化を促進させる
次に、我々は、MUTZ3−LC培養の開始時における、ミトキサントロンまたはドキソルビシンの添加は、分化を促進することができるかどうかについて試験した。MUTZ3−LC分化の0日目における16.7nMのミトキサントロンの単回用量の添加は、4日目に特定のLCマーカを高発現した完全に分化した細胞をもたらした。これに対して、コントロール培養においては、通常、完全に分化するために8〜10日かかる。PBSまたはミトキサントロンとともに培養した4日目のLCのFSC/SSCプロットと、これらの培養におけるCD1a/Langerinの発現とを図4Aに示す。ミトキサントロンにより処置されたLCは、FSC/SSCプロットにおいてさらに樹状細胞的形態を示し、コントロール細胞における25%に比較して約76%の細胞は、CD1ahiLangerinであったようにさらに分化した。これらの細胞は、CD1aおよびLangerinの他に共刺激分子である、CD80およびCD86の発現増強も示し、HLA−DRおよびCD54を高発現した。図4Bは、CD1a、Langerin、およびCD83についての3つの実験データの組み合わせを示す。既に述べた、CD1aおよびlangerinを発現している細胞の割合の大幅な増加(それぞれ、p=0.02、およびp=0.01)の他に、CD14およびCD34細胞の割合の大幅に減少し(それぞれ、p=0.04、およびp=0.02)、ならびに成熟マーカCD83を発現している細胞の量が大幅に増加した(p=0.03)。
CD34+造血性前駆細胞はミトキサントロンに応答する
血液に由来するヒトCD34前駆体が、CD34MUTZ3細胞と同様にミトキサントロンに反応するかどうかを確立するために、ヒト血液からCD34造血前駆体を分離し、液体窒素から解凍した、Flt3リガンド(Flt3L)、トロンボポエチン、および幹細胞因子(SCF)(Bontkesら、J. Leukoc. Biol. 2002 Vol 72(2):321)とともに1〜4週間以上増殖させ、ミトキサントロンにより処置した。ミトキサントロン治療は、大部分のCD34細胞の損失とCD14細胞(図5A)の増加とをもたらした。LC−スキューイングサイトカインの存在下において16.7nMミトキサントロンの添加は、CD1aLangerin細胞の割合の増加を72時間以内に強く誘導した(図5B)(n=2)。対照的に、同様の実験を血液から分離されたCD14単球について実行したとき、CD14MUTZ3データと同様に、細胞生存率における影響は認められず、分化誘導も全く認められなかった。
実施例7:ミトキサントロンとともに培養したDCは機能的である
このような分化促進能力について、ミトキサントロンは、免疫ワクチン接種戦略のためのDCワクチンのin vitroにおける分化を高速にするために適したアジュバントであり得る。したがって、我々は、分化の利点を失うことなく、生細胞の収量の優位性を有したまま、ミトキサントロンの濃度を低減することができるかどうか分析した。MUTZ3−DCおよびMUTZ3−LC培養において、2段階滴定を16.7nMのミトキサントロン濃度について実行し、DC/LC表現型を72〜96時間後に分析した。MUTZ3−DCおよびMUTZ3−LCの分化の強い効果は、分化の間に2.08nMのミトキサントロンを添加したときまで観察された。興味深いことに、ミトキサントロンを補ったMUTZ3−DCの培養において、ミトキサントロンのLC−スキュー容量を示唆する、Langerin発現が増加した。図6は、CD1a、DC−SIGN、Langerin、CD80、CD40、およびCD83発現細胞の割合を示し、また、成熟7日目におけるMUTZ3−DC/LCのCD80、CD86、CD40、およびHLA−DRの平均蛍光強度と、ミトキサントロンの存在下または非存在下で分化した成熟4日目におけるMUTZ3−DC/LCの平均蛍光強度とを示す。どちらの場合でも、2.08nMのミトキサントロンの添加は、CD1a、Langerin、CD80、CD40、およびCD83を発現している細胞の量を増加させ、CD80、CD86、CD40、およびHLA−DRの発現量の促進もした。HLA−DRの発現についてもコントロール培養に比べて高い値を示した(図6)。
このようなミトキサントロンで生成されたDCは、将来のワクチン接種戦略に使用する場合、それらの機能は完全に活性化されている必要がある。したがって、ミトキサントロンの非存在下または存在下において培養されたMUTZ3−DCについて、ケモカインである、CCL19およびCCL21に向かって遊走する能力についてトランスウェルアッセイで分析した(図7A)。また、同種のT細胞増殖を刺激するそれらの能力についてMLRで試験した(図7B)。未処理の成熟4日目の細胞とは異なり、ミトキサントロンで生成された4日目のDCは、LNホーミングケモカインに向かって遊走するそれらの能力について、7日目の成熟したコントロールDCに匹敵するものであり、T細胞の増殖を誘導する能力を備えていた。
実施例8:ミトキサントロンはヒトの皮膚のDC遊走を刺激することができる
ミトキサントロンが局所的なアジュバントとして有益であるかどうかを確立するために、ヒト皮膚片を、2.08nM、5.6nM、または16.7nMのミトキサントロンと組み合わせて、GM−CSFおよびIL−4とともに皮内注入し、6mmのパンチバイオプシを同一の濃度のミトキサントロンを含む培地に浮かべた。皮膚DCは、2日間前記バイオプシから遊走させておき、その後、収集し、定量し、および表現型を解析した。図7Cは、2.08nMまたは5.6nMのミトキサントロン注入は、約50〜60%遊走細胞の量を増加させることを示す。16.7nMのミトキサントロンの注入は、おそらく、遊走しているDCまたは遊走したDCにおける細胞死の誘導によって、わずかに遊走細胞の量を増加させたのみであった。
結論として、これらの結果は、細胞傷害性薬剤である、ミトキサントロンおよびドキソルビシンのようなアントラサイクリンを高濃度で使用すれば、CD34前駆細胞のDCへの分化を促進することが可能であり、ミトキサントロンを低濃度で使用すれば、異なるサイトカインと組み合わせてDCの分化を効率よく促進することができる(in vitroにおいて)ことを示す。これらの迅速に分化された(4日)アントラサイクリンにより生成されたDCは、ケモカインCCL19およびCCL21に向かう遊走、ならびにT細胞の増殖の促進について、従来の長期間培養されたDC(7日)と同様の能力であった。これに加えて、普通培地において、特にGM−CSFおよびIL−4と組み合わせたミトキサントロンの低用量の皮内注入は、皮膚に遊出するDCの量を増加することを示した。
実施例9:ミトキサントロン培養されたDCは抗原特異的T細胞を刺激することができる
抗腫瘍ワクチン接種戦略における、DCの非常に重要な機能は、腫瘍抗原特異的CTLを刺激する細胞の能力である。したがって、4日目のmitox−mDCおよび7日目のMUTZ3−mDCについて、MART1特異的なCTLをin vitroで刺激するそれらの能力を分析した。両方の種類のDCは、大量培養におけるCD8+T細胞の集団内のMART1特異的な四量体(Tm)陽性細胞の存在によって分析したようにMART1特異的なCTLを誘導することができた(図8)。MART1Tm+CTLは、CTL刺激がイニシエートされた12の大量培養から、培養4日目のmitox−DCで刺激した12/12の培養において検出することができた。それと比較して、7日目のコントロールMUTZ3−mDCで刺激した11/12の培養において、MART1Tm+CTLを検出することができた。図5dは、ペプチドを取り込んだDCを用いた2回目の再刺激後、1人のHLA−A2+ドナーに由来する6つの大量培養についてTm+CTLの割合を示す。
これらの結果は、アントラサイクリンである細胞毒性薬ミトキサントロン(および、ドキソルビシン)が、生存しているCD34DC前駆体の分化を誘導することを示す。さらに、DCまたはLC−スキューイングサイトカインとの組み合わせを分化の開始時に添加したときに、この薬剤は分化を劇的に促進した。
我々のデータは、CD14前駆細胞ではなく、CD34前駆細胞をミトキサントロンのようなアントラサイクリンで処理すると細胞死を引き起こすにもかかわらず、ランゲルハンス細胞の分化の誘導および促進を示した。CD34前駆細胞は、薬剤感受性であるが、この感度は、分化を誘導するサイトカインが存在するときに減少した。予防接種の目的に使用するための、全てのi n vitroにおいて培養されたDCにとって重要なのはDCの機能的能力である。アントラサイクリン(例えば、ミトキサントロン)で生成されたDCは3日間しか分化せず、標準的なサイトカイン成熟化カクテルを用いて24時間で成熟するが、ケモカインCCL19およびCCL21に向かって完全に遊走することができ、T細胞の増殖を効率的に誘導することができた。このように、このDCの分化方法は、予防接種の目的のために(c)GMPレベルにおいてin vitro培養によりDCを生成する、時間消費が少なく費用対効果の高い方法である。
加えて、前記データは、ミトキサントロンのようなアントラサイクリンの局所的な投与は、サイトカインと組み合わせてヒト皮膚切片からの効率的で促進されたDCの遊走を誘導することができることを示す。これらの知見は、ミトキサントロンのようなアントラサイクリンは、DCの活性化または局所的な前駆体からの分化を抑制し得る、皮膚(好ましくは、予防接種の部位)または腫瘍のような末梢部位におけるDCの活性化を誘導することができることを示す。例えば、悪性黒色腫の皮膚では、腫瘍部位は、簡単に接近可能であり、解剖学的位置(皮膚)は、ターゲット可能/薬剤として使用可能なLC前駆細胞の存在を確実にする。特に細胞増殖抑制剤の局所投与後、数種のメラノーマ細胞の細胞死およびミトキサントロンのようなアントラサイクリンによるLCの分化の迅速な誘導を導く腫瘍抗原の豊富な存在は、優れた抗腫瘍免疫反応を生じさせる可能性がある。

Claims (13)

  1. CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンにin vitroで接触させ、それによって、前記CD34陽性細胞に由来する樹状細胞の産生速度を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに接触させないCD34陽性細胞に比べて高め、
    前記CD34陽性細胞を樹状細胞に分化させ、
    樹状細胞を回収することを特徴とする、樹状細胞の生産方法。
  2. 前記CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに培養培地中で接触させることを特徴とする、請求項1に記載の樹状細胞の生産方法。
  3. 前記アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンは、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ピラルビシン、アクラルビシン、エピルビシン、オキサウノマイシン、アンジダルビシン(andidarubicin)、およびミトキサントロンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の樹状細胞の生産方法。
  4. 前記CD34陽性細胞を、アントラサイクリンおよび/またはアントラセンジオンに、1〜7日間接触させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
  5. 樹状細胞の分化を誘導することができる少なくとも1つの化合物が培養培地中に存在することを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
  6. 樹状細胞の分化を誘導することができる化合物は、GM−CSF、TNF−アルファ、IL−4、およびTGF−ベータ1からなる群から選択されることを特徴とする、請求項5に記載の樹状細胞の生産方法。
  7. 樹状細胞の成熟を誘導することができる少なくとも1つの化合物が培養培地中に存在することを特徴とする、請求項2〜6のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
  8. 樹状細胞の成熟を誘導することができる化合物は、TNF−アルファ、IL−6、PGE2、またはIL−1ベータからなる群から選択されることを特徴とする、請求項7に記載の樹状細胞の生産方法。
  9. 前記樹状細胞が、間質樹状細胞、未成熟な樹状細胞、ランゲルハンス樹状細胞、形質細胞様樹状細胞、および成熟樹状細胞からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
  10. 前記CD34陽性細胞が、MUTZ3細胞、ヒト細胞、またはヒト腫瘍細胞である、請求項2〜9のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
  11. 前記MUTZ3細胞を、50〜150ng/mlのGM−CSF、5〜20ng/mlのIL−4、および0.5〜4ng/mlのTNF−アルファの存在下において、0.05nM〜20nMのミトキサントロンおよび/または10〜120nMのドキソルビシンに接触させることを特徴とする、請求項10に記載の樹状細胞の生産方法。
  12. 前記MUTZ3を、5〜20ng/mlのTGF−ベータ1、50〜150ng/mlのGM−CSF、および0.5〜4ng/mlのTNF−アルファの存在下において、0.05nM〜20nMのミトキサントロンおよび/または10〜120nMのドキソルビシンに接触させることを特徴とする、請求項10に記載の樹状細胞の生産方法。
  13. 前記樹状細胞は、HLA−DRの発現が増加した樹状細胞であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹状細胞の生産方法。
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