JP5938143B2 - Mhcクラスiプロモーターを含有するレンチウイルスベクター - Google Patents

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Description

本発明は、組換えワクチン技術の分野の発明であり、治療および予防ワクチンとして使用することができるレンチウイルスベクターの改良に関する。MHCクラスI(MHCI)プロモーターを含有する該ベクターは、他のベクターに比べて改良された特徴を提供する。
組換えワクチンは、改変ウイルスを作製するためのウイルスゲノムの改変を可能にする組換えDNA技術の進歩に伴い開発されてきた。このようにして、宿主で特異的免疫応答を発生させるために、感染すると標的細胞で発現される免疫原性タンパク質をコードするように遺伝子配列を非病原性ウイルスに導入することは可能であった。
このようなワクチンは、ワクチン技術における大きな進歩となっている(Kutzlerら、Nat Rev Genet、9(10):776〜788頁、2008)。特に、これらは伝統的なワクチンに比べて、生(弱毒化)ウイルスを回避し、不活化ワクチンの製造に伴うリスクを排除する利点を有する。
改変レトロウイルス(レトロウイルスベクター)を用いる遺伝子送達は、1980年代前半にMannら(Cell、33(1):153〜9頁、1983)により紹介された。最も一般的に使用されるオンコレトロウイルスベクターは、モロニーマウス白血病ウイルス(MLV)に基づく。該ウイルスは、ポリタンパク質Gag、PolおよびEnvが作製される単純なゲノムを有し、ウイルスの複製にトランスで必要とされる(Breckpotら、2007、Gene Ther、14(11):847〜62頁;Heら 2007、Expert Rev Vaccines、6(6):913〜24頁)。シスで通常必要とされる配列は、長末端反復配列(LTR)ならびにこの近接:組み込みに必要とされる逆方向反復(IRまたはatt部位)、パッケージング配列Ψ、トランスポートRNA結合部位(プライマー結合部位、PBS)、および逆転写に関与する幾つかの付加配列(LTR内の反復R、およびプラス鎖開始に必要なポリプリントラクト、PPT)である。複製欠損レトロウイルスベクターを生成するには、一般に、gag、pol、およびenv遺伝子を完全に欠失させ、発現カセットと置き換える。
レンチウイルスゲノムに由来するレトロウイルスベクター(すなわちレンチウイルスベクター)は、他のウイルス系に比べて幾つかの利点を示すため、遺伝子治療および免疫療法目的の両方に対する有望なツールとして現れた。特に、レンチウイルスベクター自体毒性でなく、他のレトロウイルスと異なりレンチウイルスは、非分裂細胞、特に樹状細胞を形質導入することができ(Heら 2007、Expert Rev Vaccines、6(6):913〜24頁)、内因性経路を通じた抗原提示を可能にする。
レンチウイルスは、遺伝子組成の類似性、複製の分子機構、および該ウイルスの宿主との生物学的相互作用により連結される。レンチウイルスは、長期の不顕性感染後に知らぬ間に始まりゆっくりと進行するスロー病(slow disease)症候群の病原体として最もよく知られ、故に、レンチウイルスは「スロー」ウイルスと呼ばれている(Narayanら、1989、J Gen Virol、70(7):1617〜39頁)。レンチウイルスは、全てのレトロウイルスと同じ基本構成を有するが、インビボでのレンチウイルス複製において重要な役割を果たすアクセサリー遺伝子(例えば、vif、vpr、vpu、nef、tat、およびrev)の存在のためより複雑である。
レンチウイルスはレトロウイルス科のスローウイルス属に相当し、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ウマ感染性脳炎ウイルス(EIAV)、ヤギ関節炎脳炎ウイルス(CAEV)、ウシ免疫不全ウイルス(BIV)およびネコ免疫不全ウイルス(FIV)を含む。レンチウイルスは宿主中でいつまでも持続し得、生涯にわたる感染の過程において可変的な速度で継続的に複製し得る。宿主における該ウイルスの持続複製は、宿主防御を回避する該ウイルスの能力に依存する。
組換え組み込みレンチウイルスベクターの設計は、レンチウイルスのシス作用性配列とトランス作用性配列の分離に基づく。非分裂細胞への効率的な形質導入は、レンチウイルスゲノム中の2つのシス作用性配列、セントラルポリプリントラクト(central polypurine tract)(cPPT)およびセントラルターミネーション配列(central termination sequence)(CTS)の存在を必要とする。これらは、樹状細胞(DC)を含む非分裂細胞の核への遺伝子移入の効率を最大化する、セントラルDNA「フラップ」と呼ばれる3本鎖DNA構造の形成をもたらす(Zennouら、2000、Cell、101(2)173〜85頁;Arhelら、2007、EMBO J、26(12):3025〜37頁)。
樹状細胞は、主な機能が抗原を提示し免疫応答を開始することである抗原提示細胞(APC)の主要なクラスを構成するため、抗原提示に最も重要である。
免疫応答を生じるには、抗原タンパク質が細胞によりペプチドに処理され、該ペプチドが主要組織適合遺伝子複合体タンパク質(MHC)により細胞表面に示されなければならない。循環APCは、ペプチド−MHC複合体を流入領域リンパ節でT細胞に提示し、該リンパ節で該複合体はT細胞受容体と相互作用し、共刺激シグナルと共にT細胞を活性化する。
様々な研究が、レンチウイルスベクターの接種はDCによる抗原提示、および抗原特異的細胞傷害性Tリンパ球(CTL;CD8 T細胞)の強い活性化をもたらすことを示している。したがって、レンチウイルスベクターは、遺伝子導入および免疫療法適用のためにこの10年間操作されてきた。
レンチウイルスベクターは、LTR U3配列の除去により安全性が改善され、LTR内にもともと存在するウイルスプロモーターおよびエンハンサー配列を完全に欠く「自己不活性化」ベクターをもたらした。
レンチウイルスベクターを含有するレンチウイルス粒子は、種々のDNAプラスミド、すなわち
(i)パッケージングプラスミド(少なくともGag、Pol Rev、Tatおよび、幾つかの場合ではトランスファー構築物のパッケージングに必要な構造タンパク質および酵素タンパク質を発現する);
(ii)トランスファープラスミド(発現カセットならびにパッケージング、逆転写、および組み込みに必要なHIVシス作用性因子を含有する);ならびに
(iii)エンベロープコードプラスミド(ほとんどの場合、幅広い種類の細胞、特には、DCを含む主要組織適合(MHC)抗原提示細胞(APC)を標的にすることができる混合粒子(偽型)の形成を可能にするタンパク質、水疱性口内炎ウイルスの糖タンパク質(VSV.G))
によりHEK 293Tヒト培養細胞を一過性トランスフェクションしたときに組換え技術により作製することができる。
この手順は、トランスフェクト細胞によるレンチウイルス粒子ベクターの一過性産生を得られるようにする。しかし、レンチウイルス粒子ベクターは、パッケージング遺伝子、プロウイルスコードDNA、およびエンベロープ遺伝子を細胞ゲノムに安定に挿入して、細胞により継続的に産生することもできる。これは、一過性トランスフェクションを必要とせずに細胞によるレンチウイルス粒子ベクターの継続的産生を可能にする。当然のことながら、これらの手順の組み合わせが使用されてもよく、DNA/プラスミドの幾つかは細胞ゲノムに組み込まれ、他は一過性トランスフェクションにより提供される。
非組み込みレンチウイルスベクターは、特にワクチン接種目的での挿入変異事象に関連した潜在的発癌のリスクを軽減するように設計されている:
抗原コード組み込みレンチウイルスベクターの直接注射に基づくワクチン接種において、関連する抗原を発現する形質導入細胞は、誘発された免疫応答の標的になり、数日または数週間以内にワクチン接種された生物から排除される。
さらに、自己不活性化レンチウイルスベクターにおけるウイルスプロモーターおよびエンハンサー配列の3’LTRのU3領域における欠失は、内因性プロモーター活性化の可能性を制限する。この欠失は、X連鎖(SCID−X1遺伝子)重症免疫不全症の稀な形態に罹患している子どもにモロニーウイルスベースのレトロウイルスベクターを用いて行われた、1998〜1999年に実施されたSCID−X1遺伝子治療試験から得られた経験に直接対処する(Cavazzana−Calvoら、2000、Science.、288(5466):669〜72頁)。この試験中、ヒトLM02癌原遺伝子のすぐ近くでのモロニー由来レトロウイルスベクターの組み込みの結果、子ども9名中4名が白血病を発症した(Hacein−Bey−Abinaら、2008、J.Clin. Invest.、118(9):3132〜3142頁)。悪性腫瘍は、LM02癌原遺伝子へのウイルスU3プロモーター/エンハンサーの近接の結果であることが示された。
エンハンサーは、転写活性化因子として離れて作用することができるシス作用性配列である。エンハンサーは、様々な細胞タイプ、特にDCにおいて導入遺伝子強発現を得るのに最も効率的であると思われるため、ウイルス由来ベクターで幅広く使用されている(Chinnasamy、Chinnasamyら、2000、Hum Gene Ther 11(13):1901〜9頁;Rouasら、2008、Cancer Gene Ther 9(9):715〜24頁;Kimuraら、2007、Mol Ther 15(7):1390〜9頁;Gruhら、2008、J Gene Med 10(1)21〜32頁)。しかし、挿入変異の安全性問題を考えると、このような転写エンハンサー配列は、エンハンサー近接効果による挿入変異のリスクをなくすためにレンチウイルスベクター構築物から欠失させるべきである。このエンハンサー近接効果は、挿入変異の圧倒的に最も多い機構であり、遺伝子導入後の腫瘍形成事象のヒトまたは動物症例において記載された唯一の効果である。
故に、ウイルスエンハンサーを含まず、および免疫原性ペプチドをコードする導入遺伝子の十分な発現、できればCMVプロモーターを用いる場合に観察されるのと同じ程度の発現を可能にするレトロウイルス、特にレンチウイルスベクターを開発する必要がある。
最近の研究は、主要組織適合遺伝子複合体クラスII遺伝子(MHCクラスII)(Kimuraら、2007、Mol Ther 15(7):1390〜9頁)およびデクチン−2遺伝子(Lopesら、2008、J Virol 82(1):86〜95頁)に由来するDC特異的プロモーターによるウイルスプロモーターの置換について報告している。Lopesらにおいて使用されたデクチン−2遺伝子プロモーターは、推定エンハンサーおよびアデノウイルス保存配列(アデノウイルスプロモーター中の逆方向末端反復)を含有する(Bonkabaraら、2001、J. Immunology、167:6893〜6900頁)。Kimuraらにより使用されたMHCクラスII遺伝子プロモーターは、いずれの既知のエンハンサーも含有しない。
けれども、エンハンサーがなければ、MHCクラスIIプロモーターは、DCにおける十分な導入遺伝子発現をもたらさないことが見出された。特に、MHCクラスIIプロモーターを含むレンチウイルスベクターは、CMVプロモーター/エンハンサーで観察された免疫応答と対照的に、免疫応答性C57BL/6マウスで免疫反応を引き起こさなかった。マウスに注射後、組み込みおよび持続的導入遺伝子発現は観察されたが、MHCクラスIIプロモーターを通じて転写されたレンチウイルスベクターは、ワクチン接種ブースト後でさえ抗原特異的CD8+ 細胞傷害性Tリンパ球応答を刺激しなかった。したがって、これらの研究の著者らは、MHCクラスIIプロモーターの使用は、免疫療法との関連ではなく遺伝子置換療法のように発現の持続性が求められる適用にのみ対象となると結論付けた。
故に、MHCクラスIIプロモーターは、抗原に対する免疫応答の誘導に関してレンチウイルスベクターの適切なプロモーターではない。さらに、デクチン−2プロモーターは樹状細胞特異的であり、他の非発現細胞タイプに組み込まれるベクターを排除できない。さらに、デクチン−2プロモーターは、エンハンサーを含有するようだ。故に、デクチン−2プロモーターは、安全性の理由のため、レンチウイルスベクターの良好なプロモーターではない。
好ましくは、免疫療法においてレンチウイルスベクターは、所望の特異的免疫応答を誘発する導入遺伝子の有効な発現を提供する。これは、樹状細胞などのAPCにおいて発現が高レベルであることを必要とする。
レンチウイルスベクターにより形質導入された細胞は、より高度の安全性を提供するために免疫応答により排除されることも好ましい。すなわち、導入遺伝子に対して生じた免疫応答は、レンチウイルスベクターにより形質導入される細胞を排除するのに十分な宿主における免疫応答を誘発することができる。形質導入細胞の排除は、宿主におけるレンチウイルスベクターの持続性、および該ベクターの起こり得る副次的影響を排除する。形質導入細胞が排除されるためには、発現は、非樹状細胞において免疫応答による排除を可能にするレベルで求められる。
同時に、プロモーターは、ナイーブおよび記憶T細胞の活性化に関与する重要な細胞(すなわち、樹状細胞)による免疫刺激を最大化すべきであり、悪性腫瘍をもたらす幹細胞における挿入変異および遺伝毒性のリスクを最小化すべきである。故に、プロモーターは、樹状および他の細胞において十分に高い活性を有するべきであるが、エンハンサーを含有すべきでない。これらの基準に基づき、CMVプロモーターなどのウイルスプロモーターは、強力なエンハンサーが存在するため理想ではない。これらの基準は、次のように要約される:
1.最大の免疫応答を誘導するための、樹状細胞を含む抗原提示細胞における高発現;
2.誘導された免疫応答による排除に十分な他の形質導入細胞タイプにおける発現;および
3.挿入による影響を回避するためのエンハンサーエレメントの欠如
故に、改良されたベクターに対する必要性が当技術分野に存在する。本発明は、当技術分野におけるこれらの必要性を満たす。
本発明は、レンチウイルスベクターを含む組成物および該ベクターの使用方法を包含する。1つの実施形態において、本発明は、免疫原性ポリペプチドをコードする導入遺伝子配列を含むレンチウイルスベクターを包含し、導入遺伝子配列はMHCクラスIプロモーターの転写制御下にあり、ベクターは、コードされた免疫原性ポリペプチドに対し、導入遺伝子配列がCMVプロモーターの転写制御下にあるベクターより大きなCTL応答をインビボで誘導する。
好ましくは、MHCクラスIプロモーターは、HLA−A2プロモーター、HLA−B7プロモーター、HLA−Cw5プロモーター、HLA−Eプロモーター、またはHLA−Fプロモーターである。
様々な実施形態において、プロモーター配列は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、または配列番号5のプロモーター配列と90%を超える、好ましくは95%を超える、より好ましくは99%を超える同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む。
様々な実施形態において、ベクターは、U3のプロモーターおよびエンハンサーが欠失しているLTR、レンチウイルス由来のcPPT/CTS配列、Ψ(プサイ)配列、ならびに/または2つのレンチウイルスLTRを含む。
好ましい実施形態において、レンチウイルスベクターはエンハンサーを含有しない。
導入遺伝子によりコードされる免疫原性ポリペプチドは、HIVウイルス由来のGag、Polおよび/またはNefタンパク質由来の抗原を含む。抗原は、少なくとも1つの腫瘍抗原であってもよい。
本発明はさらに、本発明のレンチウイルスベクターを含む単離された宿主細胞を包含する。
本発明はさらに、レンチウイルスベクター粒子の作製方法を包含する。このような方法は、適切な宿主細胞にレンチウイルスベクターをトランスフェクトするステップと;該宿主細胞に、レトロウイルスの少なくとも構造タンパク質およびインテグラーゼタンパク質をコードするウイルスDNA配列を含有するパッケージングプラスミドベクターをトランスフェクトするステップと;前記レンチウイルスベクターの発現およびレンチウイルスベクター粒子へのパッケージングを得るために、前記トランスフェクト宿主細胞を培養するステップと;前記培養宿主細胞における発現およびパッケージングの結果生じるレンチウイルスベクター粒子を回収するステップとを含み得る。
本発明はさらに、本発明のレンチウイルスベクターを含むレンチウイルスベクター粒子を包含する。レンチウイルスベクター粒子は、cPPT/CTSポリヌクレオチド配列;U3のプロモーターおよびエンハンサーが欠失しているLTR;ならびに/またはMHCクラスIプロモーターの制御下の導入遺伝子配列を含み得る。好ましくは、プロモーター配列は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、または配列番号5のプロモーター配列と90%を超える、好ましくは95%を超える、より好ましくは99%を超える同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む。
本発明はさらに、医薬品またはワクチンとして使用するための、本発明によるレンチウイルスベクターまたはレンチウイルスベクター粒子を含む組成物を包含する。
本発明はさらに、cPPT/CTSポリヌクレオチド配列;U3のプロモーターおよびエンハンサーが欠失しているLTR;ならびに/またはMHCクラスIプロモーターの制御下の導入遺伝子配列を含むレンチウイルスベクター粒子を患者に投与するステップを含む、T細胞応答の誘導方法を包含する。
MHCIおよびMHCIIプロモーターの略図である。MHCクラスI(MHCI)プロモーターは、保存された調節エレメント、すなわち、κB(NF−κB結合部位)、ISRE(インターフェロン刺激応答エレメント)、SXY(SXY調節エレメント)、TATA(転写シグナル)およびATG(導入遺伝子形質導入(traduction)のためのスタートコドン)を示す。MHCIIプロモーターファミリーは、SXY、TATAおよびATG調節エレメントのみを示す。 2つの異なる細胞タイプにおける様々なプロモーターに駆動されたGFP発現を示す図グラフである。緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子に連結された様々なプロモーターを有するレンチベクター構築物が、HEK293TおよびBDCM細胞を形質導入するのに使用され、GFP発現を駆動するプロモーターの能力が測定された。 様々なインターフェロンによるGFP発現の誘導を示すグラフである。様々なプロモーターを有するレンチベクターが、様々なインターフェロン分子の存在下でHEK293TおよびBDCM細胞を形質導入するために使用された。GFP発現を駆動するプロモーターの能力が次いで評価された。293T(A)およびiBDCM細胞(B)におけるMFIが示されている。κBおよびISRE調節配列が除去され、MHCII様プロモーターに形質転換したMHCIおよびβ2mプロモーターの縮小バージョンもテストされた。 C57BI/6jマウスにおけるT特異的応答(中央値)を示すグラフである。C57BI/6jマウスが、HIV抗原発現が示されたプロモーターにより駆動される1.10TUのレンチベクターで免疫された。免疫12日後、HIV抗原に対する特異的T細胞応答は、IFN−γ ELISPOTによりマウス脾臓細胞でモニターされた。
最大の免疫応答を誘導するための樹状細胞における高発現;誘導された免疫応答により排除するのに十分な他の形質導入細胞タイプにおける発現;および挿入による影響を回避するためのエンハンサーエレメントの欠如の基準を満たし得るプロモーターが存在するかどうかを判定するために、ヒト遺伝子プロモーターがレンチウイルスベクターでの有用性について調べられた。ヒトプロモーターは、樹状細胞および他の組織における発現レベルについて分析された。期待される高レベルの樹状細胞発現および全組織での比較的高い平均発現を有するプロモーターが、定量分析を用いて選択された。プロモーターはさらに、エンハンサー配列の欠如に対して選択された。
これらの基準を満たすプロモーターの1つのグループは、MHCクラスIプロモーターである。MHCクラスIプロモーターは、NF−Kb結合部位、インターフェロン刺激応答エレメント(ISRE)、およびSXY調節モジュール(SXY)の保存を示す。MHCクラスIプロモーターにおけるこれらのエレメントの配置は、図1に図示されている。
MHCクラスIIプロモーターは、抗原提示細胞(樹状細胞を含む)特異的プロモーターであると見なされている。図1にも見られるように、MHCクラスIIプロモーターはSXYモジュールを含有するが、該プロモーターはNF−Kb結合部位またはISREを含有しない(Van den Helsenら、1998、Immunogenetics、48:208〜221頁)。故に、MHCクラスIIプロモーターはMHCクラスIプロモーターとは極めて異なる。
別の抗原提示細胞特異的プロモーター、デクチン−2は、インターフェロン刺激応答エレメント(ISRE)を含有するが、SXYモジュールを含有しない(Bonkabaraら、2001、J. Immunology、167:6893〜6900頁)。
ヒトβ2ミクログロブリン(β2m)プロモーターは、単一のNF−Kb結合部位の上流ではあるがISREを含有することから、MHCクラスIプロモーターと若干の類似性を示す。
様々な哺乳動物(ヒト)MHCクラスIプロモーターの配列は以下に示される:
HLA−A2(MHC I):
attggggagtcccagccttggggattccccaactccgcagtttcttttctccctctcccaacctatgtagggtccttcttcctggatactcacgacgcggacccagttctcactcccattgggtgtcgggtttccagagaagccaatcagtgtcgtcgcggtcgcggttctaaagtccgcacgcacccaccgggactcagattctccccagacgccgagg
(配列番号1)
HLA−B7(MHC I):
ggggaggcgcagcgttggggattccccactcccctgagtttcacttcttctcccaacttgtgtcgggtccttcttccaggatactcgtgacgcgtccccacttcccactcccattgggtattggatatctagagaagccaatcagcgtcgccgcggtcccagttctaaagtccccacgcacccacccggactcagag
(配列番号2)
HLA−Cw5(MHC I):
cactggggaggcgccgcgttgaggattctccactcccctcagtttcacttcttctcccaacctgcgtcgggtccttcttcctgaatactcatgacgcgtccccaattcccactcccattgggtgtcgggttctagagaagccaatcagcgtctccgcagtcccggtctaaagtccccagtcacccacccggactcagattctccccagacgccgag
(配列番号3)
HLA−E(MHC I):
taagaactgctgattgctgggaaactctgcagtttcccgttcctctcgtaacctggtcatgtgtccttcttcctggatactcatgacgcagactcagttctcattcccaatgggtgtcgggtttctagagaagccaatcagcgtcgccacgactcccgactataaagtccccatccggactcaagaagttctcaggactcagagg
(配列番号4)
HLA−F(MHC I):
aggccccgaggcggtgtctggggttggaaggctcagtattgagaattccccatctccccagagtttctctttctctcccaacccgtgtcaggtccttcatcctggatactcataacgcggccccatttctcactcccattgggcgtcgcgtttctagagaagccaatcagtgtcgccgcagttcccaggttctaaagtcccacgcaccccgcgggactcatatttttcccagacgcggaggttggggtcatg
(配列番号5)
MHCIプロモーター(HLA−A2、HLA−B7またはHLA−E)がレンチウイルスベクターに挿入された。比較のため、普遍的に発現されるEF1αおよびユビキチン(UBC)遺伝子のプロモーターもレンチウイルスベクターに挿入された。EF1αおよびユビキチンプロモーターは、いずれの同定されたエンハンサーも含有せず、SXYモジュール、NF−Kb結合部位またはISREを含有しない。それどころか、EF1αおよびユビキチン(UBC)プロモーターは代わりにSp1およびAp1結合部位を含有する。CMVプロモーターを含有するベクターも生成された。MHCIIプロモーター(HLA−DRα)またはβ2mプロモーターを含有するベクターも生成された。これらのベクターにおいて、プロモーターは緑色蛍光タンパク質(GFP)の発現を駆動する。
樹状細胞特異的発現を探すために、ベクターは、キャプシド形成プラスミドおよび本質的にNaldiniら、1996、Science 272:263〜7頁に記載されているようなVSV.Gエンベロープを提供するプラスミドとのHEK293 T細胞での同時トランスフェクションによりパッケージングされた。HEK293 T細胞およびBDCM細胞(樹状様細胞系)は両方とも、次いで種々のベクターの粒子で形質導入された。発現は、全てのベクターを有するHEK293 T細胞において検出された。
CMVプロモーター、UBCプロモーター、またはEF1αプロモーターを有するベクターは、HEK293 T細胞においてBDCM細胞より高い発現を示した(図2)。しかし、MHCIIプロモーター(HLA−DRα)、MHCIプロモーター(HLA−A2、HLA−B7またはHLA−E)、またはβ2ミクログロブリンプロモーター(β2m)を有するベクターは、BDCM細胞においてHEK293 T細胞より高い発現を示した。故に、これらのプロモーターは全て、樹状細胞特異的過剰発現を示した。
様々なインターフェロンの存在下での発現の誘導も評価された。結果は図3AおよびBに示されている。MHCIIプロモーターはインターフェロンにより誘導できなかった。しかし、MHCIプロモーターは、両方の細胞タイプにおいてインターフェロンγにより誘導でき、HEK293 T細胞においてインターフェロンαにより誘導できた。MHCIプロモーターに類似して、β2mプロモーターもインターフェロンにより誘導できた。ISREおよびNF−Kb結合部位を除去するためのMHCIまたはβ2mプロモーターの切断(プロモーター−SXY−GFP)は、誘導性を減少させた。故に、HLA−A2、HLA−B7、HLA−E、およびβ2mプロモーターの切断バージョンは、誘導性に関してMHCIIプロモーターのようにふるまう。
次に、マウスは、HIV抗原発現が様々なプロモーター(ウイルス、ユビキタス、MHCI、MHCII、およびβ2m)により駆動されるレンチベクターで免疫された。免疫12日後、特異的T細胞応答がIFN−γ ELISPOTによりマウス脾臓細胞でモニターされた。図4に示されているように、MHCIプロモーターを有するレンチベクターによる免疫化は、最も高い特異的T細胞応答を示した。
図4に見られるように、MHCIプロモーターによるT特異的応答は、CMV、EF1α、ユビキチン、またはMHCIIプロモーターより高く、EF1αまたはCMVプロモーターによるT特異的応答より3倍超高かった。β2mプロモーターによるT特異的応答は、MHCIプロモーターに類似していた。これらの結果は、MHCIプロモーターが、インビボでのT特異的応答を最大化するためにレンチベクターで使用するのにEF1a、ユビキチン、CMV、またはMHCIIプロモーターより予想外に優れたプロモーターであることを示すものである。
本発明は、MHCクラスI(MHCI)含有プロモーターを含むレンチウイルスベクター、および宿主における免疫応答を誘導するためのこれらの使用を包含する。
本発明は故に、宿主の細胞、好ましくは樹状細胞(DC)において、好ましくは免疫原性ポリペプチドをコードする導入遺伝子の転写を指示する、クラスI MHC遺伝子プロモーター由来のプロモーター配列を含むレンチウイルスベクターを主目的として有する。
レンチウイルスベクター
本発明の文脈内では「レンチウイルスベクター」は、シス作用性レンチウイルスRNAまたはDNA配列を含み、トランスで提供されるレンチウイルスタンパク質(例えば、Gag、Pol、および/またはEnv)を必要とする導入遺伝子による宿主細胞の形質導入のための非複製ベクターを意味する。レンチウイルスベクターは、機能性Gag、Pol、およびEnvタンパク質の発現を欠く。レンチウイルスベクターは、前記レトロウイルスベクターの作製または開発の段階に応じてRNAまたはDNA分子の形態で存在してもよい。
レンチウイルスベクターは、プラスミドなどの組換えDNA分子の形態にあってもよい。レンチウイルスベクターは、レンチウイルスおよび他のタンパク質の複合体内のRNA分子などのレンチウイルス粒子ベクターの形態であってもよい。典型的には、改変または組換えレンチウイルス粒子に相当するレンチウイルス粒子ベクターは、一本鎖RNAの2つのコピーからなるゲノムを含む。これらのRNA配列は、宿主細胞ゲノムに挿入された二本鎖DNA配列(プロウイルスベクターDNA)からの転写により得ることができ、または形質転換された宿主細胞でのプラスミドDNA(プラスミドベクターDNA)の一過性発現から得ることができる。
レンチウイルスベクターは、レンチウイルス、特にヒト免疫不全ウイルス(HIV−1またはHIV−2)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ウマ感染性脳炎ウイルス(EIAV)、ヤギ関節炎脳炎ウイルス(CAEV)、ウシ免疫不全ウイルス(BIV)およびネコ免疫不全ウイルス(FIV)に由来し、病原性に関与する遺伝的決定基を除去し、治療効果を得るのに有用な新たな決定基を導入するために改変される。
このようなベクターは、シスおよびトランス作用性配列の分離に基づく。複製欠損ベクターを生成するために、トランス作用性配列(例えば、gag、pol、tat、rev、およびenv遺伝子)を欠失させ、導入遺伝子をコードする発現カセットに置き換えることができる。
非分裂細胞への効率的な組み込みおよび複製は、通常、レンチウイルスゲノムの中心に2つのシス作用性配列、セントラルポリプリントラクト(cPPT)およびセントラルターミネーション配列(CTS)の存在を必要とする。これらは、セントラルDNA「フラップ」と呼ばれる3本鎖DNA構造の形成をもたらし、該フラップは、樹状細胞などの非分裂細胞の核孔での組み込み前複合体の脱コート、および核への発現カセットの効率的な移入のためのシグナルとして作用する。
1つの実施形態において、本発明は、特に、欧州特許出願EP 2 169 073号に記載されているようなcPPT/CTS配列と呼ばれるセントラルポリプリントラクトおよびセントラルターミネーション配列を含むレンチウイルスベクターを包含する。
宿主細胞ゲノムへのベクタープロウイルスDNA配列の組み込みに関与する長末端反復配列(LTR)などのさらなる配列は、通常はシスで存在する。ベクターは、図1に示されているように、例えば前記LTRのドメインU3(ΔU3)中のLTR配列を変異させて得ることができる(Miyoshi Hら、1998、J Virol. 72(10):8150〜7頁;Zuffereyら、1998、J Virol 72(12):9873〜80頁)。
好ましくは、ベクターはエンハンサーを含有しない。1つの実施形態において、本発明は、3’LTR中のプロモーターおよびエンハンサー配列を除去している変異U3領域(ΔU3)を好ましくは有するLTR配列を含むレンチウイルスベクターを包含する。
パッケージング配列Ψ(プサイ)も、ポリヌクレオチド配列のキャプシド形成を助けるためにベクター粒子に取り込むことができる(Kesslerら、2007、Leukemia、21(9):1859〜74頁;Paschenら、2004、Cancer Immunol Immunother 12(6):196〜203頁)。
1つの実施形態において、本発明は、レンチウイルスパッケージング配列Ψ(プサイ)を含むレンチウイルスベクターを包含する。
トランスポートRNA結合部位もしくはプライマー結合部位(PBS)またはウッドチャック転写後調節エレメント(Woodchuck PostTranscriptional Regulatory Element)(WPRE)などのさらなる追加の機能性配列も、インビボで導入遺伝子のより安定な発現を得るために、有利には本発明のレンチウイルスベクターポリヌクレオチド配列に含まれてもよい。
1つの実施形態において、本発明は、PBSを含むレンチウイルスベクターを包含する。1つの実施形態において、本発明は、WPREおよび/またはIRESを含むレンチウイルスベクターを包含する。
故に、好ましい実施形態において、レンチウイルスベクターは、少なくとも1つのcPPT/CTS配列、1つのΨ配列、1つの(好ましくは2つの)LTR配列、およびクラスI MHCプロモーターの転写制御下で導入遺伝子を含む発現カセットを含む。
様々な実施形態において、レンチウイルスベクターは、MHCクラスIプロモーターを含む。好ましくは、MHCクラスIプロモーターは、HLA−A2プロモーター、HLA−B7プロモーター、HLA−Cw5プロモーター、HLA−FまたはHLA−Eプロモーターである。様々な実施形態において、MHCクラスIプロモーター配列は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、または配列番号5のプロモーター配列と90%を超える、好ましくは95%を超える、より好ましくは99%を超える同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む。
様々な実施形態において、MHCクラスIプロモーターを含むレンチウイルスベクターは、コードされた免疫原性ポリペプチドに対し、導入遺伝子配列がCMVプロモーターの転写制御下にあるベクターより大きなCTL応答をインビボで誘導する。
様々な実施形態において、MHCクラスIプロモーターを含むレンチウイルスベクターは、コードされた免疫原性ポリペプチドに対し、導入遺伝子配列がEF1αプロモーターの転写制御下にあるベクターより大きなCTL応答をインビボで誘導する。好ましくは、MHCIプロモーターを用いるCTL応答は、EF1αプロモーターを用いるより少なくとも2倍または3倍高い。本発明の文脈内で、ベクターが「コードされた免疫原性ポリペプチドに対し、導入遺伝子配列がEF1αプロモーターの転写制御下にあるベクターより大きなCTL応答をインビボで誘導する」かどうかは、実施例3に記載されたアッセイを用いて判定することができる。類似の結果をもたらす他のアッセイも使用することができる。
様々な実施形態において、MHCクラスIプロモーターを含むレンチウイルスベクターは、コードされた免疫原性ポリペプチドに対し、導入遺伝子配列がユビキチンプロモーターの転写制御下にあるベクターより大きなCTL応答をインビボで誘導する。本発明の文脈内で、ベクターが「コードされた免疫原性ポリペプチドに対し、導入遺伝子配列がユビキチンプロモーターの転写制御下にあるベクターより大きなCTL応答をインビボで誘導する」かどうかは、実施例3に記載されたアッセイを用いて判定することができる。類似の結果をもたらす他のアッセイも使用することができる。
導入遺伝子
本発明の文脈内で「導入遺伝子」は、レンチウイルスベクターで形質導入される細胞に普通は存在しない、レンチウイルスベクター内の核酸配列である。レンチウイルスベクターは、形質導入細胞にこの配列を導入するのに役立つ。用語「導入遺伝子」は、導入遺伝子の形質導入を促進するようなベクターの配列を含まない。導入遺伝子は、別の生物由来の核酸配列であってもよい。あるいは、導入遺伝子は、同じ生物由来であるが、発現を制御する異なる調節配列を有する核酸配列であってもよい。導入遺伝子は、センスまたはアンチセンス核酸分子であってもよい。本発明の好ましい実施形態によれば、導入遺伝子配列は免疫原性ポリペプチドをコードする。
好ましくは、免疫原性ポリペプチドは、ウイルス、細菌、または真菌性である。1つの実施形態において、免疫原性ポリペプチドは腫瘍抗原である。1つの実施形態において、免疫原性ポリペプチドはアレルゲンである。
この免疫原性ポリペプチドは好ましくは、感染症の病原体由来の1つまたは幾つかのエピトープ、例えばHIVのGag、Pol、および/またはNefタンパク質由来の抗原を含む。
ポリエピトープを形成する幾つかのエピトープも、本発明の導入遺伝子によりコードされてもよい。
特定の実施形態において、このようなエピトープは、腫瘍において同定された標的抗原に由来し、細胞媒介免疫応答がエピトープに対して得られるように選択することができる。腫瘍の幾つかのタイプに関して、および腎臓癌、膀胱癌、結腸癌、肺癌、乳癌、白血病、骨髄腫およびリンパ腫を含む、特にメラノーマまたは癌腫において選択され得る標的抗原は、当技術分野において十分に記述されている。
MHCIプロモーター
本発明は、レンチウイルスベクターへのMHCクラスI(MHCI)プロモーターの挿入を包含する。本明細書で使用されるとき、「MHCクラスI(MHCI)プロモーター」は、自然発生または合成MHCクラスIプロモーターを含む。用語「MHCクラスIプロモーター」は、β2mプロモーターを含まない。
自然発生MHCIプロモーター
自然発生MHCIプロモーターの例は、HLA−A2、HLA−B7、HLA−Cw5、HLA−E、HLA−F遺伝子プロモーターである。これらの自然発生MHCIプロモーターは通常、MHCクラスIタンパク質をコードする遺伝子、またはゲノムデータベース(例えば:NCBIポリヌクレオチドデータベースhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/guide/dna−rna)中のこのようなタンパク質を推定的にコードすると見なされる遺伝子のプロモーター領域からクローン化または複製される。β2mおよびクラスI MHCタンパク質は両方とも、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)に進入する。
これらの遺伝子によりコードされるタンパク質は、ほぼ全ての細胞タイプにおいて見出される。MHCIタンパク質は通常、白血球の膜の表面に存在し、ここでβ2ミクログロブリン(β2m)と結合する。これらの結合タンパク質の役割は、内因性供給源由来のペプチドをCD8+ T細胞に提示することである。これらは故に、抗原特異的免疫応答の生成に中心的な役割を果たす。MHCクラスIタンパク質は、多年の間広く研究および記載されてきたため、この遺伝子は十分に特徴付けされ、およびBLAST方法(Altschul,S.F.ら(1990). Basic local alignment search tool. J. Mol. Biol. 215(3):403〜410頁)などの配列比較ツールを用いて検出可能である。
MHCクラスIプロモーターは、樹状細胞を含む抗原提示細胞中で強力に活性化される能力のほか、他のヒト体組織の大部分において強度を低下させる能力を共有する。
本発明のMHCクラスIプロモーターは、1つまたは複数のSp1およびETs結合部位などのさらなる調節エレメントを含有することができる。好ましい実施形態において、MHCクラスIプロモーターは、2つのSp1結合部位および1つのEts結合部位を含有する。他の実施形態において、Ap1および/またはAp2部位がMHCクラスIプロモーターにさらに含有される。
好ましいプロモーターは、ヒトHLA−A2、HLA−B7、HLA−Cw5、HLA−EおよびHLA−Fプロモーターである。
合成MHCクラスIプロモーター
MHCクラスIプロモーターはまた、合成であってもよい。合成MHCクラスIプロモーターには、MHCクラスIプロモーターの個々の成分を会合するために分子生物学的手法を用いて合成されるプロモーター、または分子生物学的手法を用いる自然発生MHCクラスIプロモーターに由来するプロモーターが含まれる。
様々な実施形態において、合成MHCクラスIプロモーターは、MHCクラスI遺伝子プロモーターのプロモーター配列(配列番号:1〜5)と90%を超える、好ましくは95%を超える、より好ましくは99%を超える同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む。
ISRE
MHCクラス遺伝子の転写は、通常は2つの主要な調節エレメント:インターフェロン刺激応答エレメント(ISRE)およびSXYモジュール(W/S、X1X2/部位αおよびY/エンハンサーB調節エレメントを包含する)(図1参照)により媒介される。Van den Elsen、Immunogenetics(1998) 48:208〜211頁も参照のこと。
これらの調節プロモーターエレメントは、転写開始部位の約220から約95ヌクレオチド上流に広がる領域に局在化される。これらは、MHCクラスI遺伝子の組織特異的転写およびサイトカイン誘導転写を媒介する。
MHCクラスI遺伝子プロモーターのISREは通常、インターフェロン調節因子(IRF)ファミリーメンバーに対する結合部位を含有している。故に、インターフェロン調節因子(IRF)ファミリーメンバーに結合することはMHCクラスIプロモーターの特性である。これは、例えば、ゲルシフトアッセイにより検証することができる。
NF−κB結合部位
別の調節エレメント、エンハンサーA(核内転写因子κB(NF−κB)に対する結合部位を含有する)は、ほとんどの場合で存在する。故に、核内転写因子κB(NF−κB)に結合することはMHCクラスIプロモーターの特性である。これは、例えば、ゲルシフトアッセイにより検証することができる。
SXYモジュール
ISREに加えて、MHCクラスIプロモーターは通常、合わせてSXYモジュールと呼ばれる3つの調節エレメント:SまたはWボックス、X1/CREX2ボックスまたは部位α、およびYボックスまたはエンハンサーBからなる保存された上流配列モチーフの別のセットを共有する。このSXYモジュールは通常、調節因子X(RFX;RFX5、RFXB/ANKおよびRFXAPからなる)、cAMP応答エレメント結合タンパク質(CREB)/活性化転写因子(ATF)、および核内因子Y(NFY)を含有する多タンパク質複合体により協同的に結合され、これらの遺伝子のトランス活性化を駆動するエンハンセオソームとして作用する。故に、これらの因子に結合することはMHCクラスIプロモーターの特性である。これは、例えば、ゲルシフトアッセイにより検証することができる。
対照的に、MHCクラスIIプロモーターはエンハンサーAまたはISREエレメントを示さない(Van den Elsen,P.J.ら、1998、Immunogenetics. 48:208〜221頁)。さらに、RFXサブユニットの1つまたはCIITAにおける変異による重症複合免疫不全、裸リンパ球症候群(BLS)を有する患者から確立された細胞系を用いた研究により例証されているように、MHCクラスII遺伝子調節においてRFXおよびCIITAは極めて重要であることが見出されている(DeSandro,A.ら、1999、Am J Hum Genet、65:279〜286頁)。また、CIITAまたはRFXサブユニットの1つのどちらかの欠如は、それぞれMHCエンハンセオソームの機能および会合に影響を及ぼし、MHCクラスIIの欠如およびMHCクラスI転写レベルの低下をもたらす(Van den Elsen,P.J.ら 2004、Current Opinion in Immunology、16:67〜75頁)。
1つの実施形態において、本発明は、好ましくは免疫原性ポリペプチドをコードする、最も好ましくは微生物抗原または治療タンパク質をコードする導入遺伝子の発現を指示するように、MHCクラスIプロモーターをレンチウイルスベクターに挿入するステップを含む方法を包含する。方法はさらに、DNAフラップ配列などの本明細書に言及された他の核酸エレメントのいずれかを挿入するステップを含んでもよい。
レンチウイルス粒子ベクターの作製
本発明は、好ましくはエンハンサー配列を含まないが、代わりにクラスI MHCプロモーターを含有するレンチウイルス粒子ベクターの作製方法を提供する。レンチウイルス粒子ベクター(またはレンチウイルスベクター粒子)は、ウイルスタンパク質に関連してレンチウイルスベクターを含む。該ベクターは、組み込みまたは非組み込みベクターであってもよい。
遺伝子発現を駆動するための従来技術ベクターにおいて使用されるウイルスエンハンサー配列を、MHCクラスIプロモーターと置換することは、レトロウイルスベクターの安全性を向上させ得、すなわち、
1)エンハンサー配列に関連した挿入変異のリスクを減少させる;および
2)MHCクラスIプロモーターは、全てでないとしてもほとんどのヒト細胞タイプで活性化されるため、ひとたび免疫応答が導入遺伝子の産物に対して誘発されれば、ベクターが組み込まれた細胞は全て、どんな細胞タイプであれ免疫系により排除される。故に、一定の期間後、人体はこのようなベクターのいかなる複製物も含有し得ない。
この方法の1つの実施形態によれば、粒子ベクターは、DNAプラスミドで形質転換された宿主細胞において得られる。
このようなDNAプラスミドは、
−細菌複製起源(例えば:pUC ori)、
−選択のための抗生物質耐性遺伝子(例えば:KanR)、およびより特定すると
−MHCクラスIプロモーターに転写的に連結された少なくとも1つの導入遺伝子を含むレンチウイルスベクター
を含み得る。
このような方法は、以下のステップ:
i)適切な宿主細胞にレンチウイルスベクターをトランスフェクトするステップと、
ii)前記宿主細胞に、レトロウイルス(好ましくはレンチウイルス)の少なくとも構造活性およびポリメラーゼ(+/−インテグラーゼ)活性をコードするウイルスDNA配列を含有するパッケージングプラスミドベクターをトランスフェクトするステップと(このようなパッケージングプラスミドは当技術分野で記載されている(Dullら、1998、J Virol、72(11):8463〜71頁;Zuffereyら、1998、J Virol 72(12):9873〜80頁))、
iii)前記レンチウイルスベクターの発現およびレンチウイルスベクター粒子へのパッケージングを得るために、前記トランスフェクト宿主細胞を培養するステップと、
iv)前記培養宿主細胞におけるステップiii)の発現およびパッケージングの結果生じるレンチウイルスベクター粒子を回収するステップと
を含む、本発明による組換えベクター粒子の作製を可能にする。
種々の理由のため、得られたレトロウイルス粒子をシュードタイピングする、すなわち特異的粒子エンベロープタンパク質を付加または置換することが有用であり得る。例えば、これは、組換え粒子を天然粒子または他の組換え粒子と区別するために、異なるエンベロープタンパク質を有するのに有利であり得る。ワクチン接種戦略の問題において、この後者がレンチウイルスに対して既に免疫を生じた場合、シュードタイピングされた粒子ベクターは免疫系を免れる可能性が高い。疾患に対して患者を免疫するのに類似の粒子ベクターの連続注射が必要とされる場合、これは特に有用である。
本発明のレトロウイルス粒子をシュードタイピングするために、宿主細胞は、ウイルスエンベロープタンパク質、好ましくはVSV−Gエンベロープタンパク質をコードする1つまたは幾つかのエンベロープDNAプラスミドでさらにトランスフェクトされ得る。
適切な宿主細胞は、好ましくは、例えばHEK細胞系のようなヒト培養細胞系である。
あるいは、ベクター粒子の作製方法は、ゲノムが1つまたは複数の以下の成分、すなわち、レンチウイルスベクターDNA配列、パッケージング遺伝子、およびエンベロープ遺伝子で安定に形質転換されている宿主細胞において実施される。このようなDNA配列は、ベクター配列の転写を可能にし、および粒子産生速度を向上させる追加のプロモーターを含む本発明によるプロウイルスベクターに類似していると見なすことができる。
好ましい実施形態において、宿主細胞は、全細胞を膨潤または死滅させることなしにウイルス粒子を培地中で連続的に産生することができるようにさらに改変される。ウイルス粒子を作製するためのこのような手法に関しては、Strangら、2005、J Virol 79(3):1165〜71頁;Relanderら、2005、Mol Ther 11(3):452〜9頁;Stewartら、2009、Gene Ther、16(6):805〜14頁;およびStuartら、2011、Hum gene Ther(印刷中)を参照することができる。
本発明のある目的物は、レンチウイルス粒子ベクターで形質転換された宿主細胞からなる。
レンチウイルス粒子ベクターは、以前に定義されているように、以下のエレメント:
−cPPT/CTSポリヌクレオチド配列と、
−MHCクラスIプロモーターの制御下の導入遺伝子配列、および場合により、上に記載された追加のエレメントの1つと
を含むことができる。
導入遺伝子を細胞で発現させる方法
本発明は、導入遺伝子を細胞、好ましくは非分裂細胞で発現させる方法を包含する。方法は、導入遺伝子の発現を可能にする条件下で、細胞を本発明のレンチウイルスベクターまたはレンチウイルス粒子ベクターで形質導入するステップを含む。
細胞は、好ましくは哺乳動物細胞、特にヒト細胞である。特に好ましいのはヒト非分裂細胞である。
導入遺伝子は、好ましくは免疫原性ポリペプチドをコードする。方法はさらに、ポリペプチドを回収または単離するステップを含んでもよい。
レンチウイルスベクターまたはレンチウイルス粒子ベクターは、好ましくはクラスI MHCプロモーターを含む。
1つの実施形態において、本発明は、MHCクラスIプロモーターが導入遺伝子の発現を指示するようにMHCクラスIプロモーターをレンチウイルスベクターに挿入するステップと、MHCクラスIプロモーターを含有するベクターで細胞を形質導入するステップとを含む、導入遺伝子の発現方法を包含する。
レンチウイルスベクターの治療的使用
本発明はさらに、エピトープ、より特にMHCクラスIプロモーターの転写制御下でベクター中に存在する導入遺伝子によりコードされたエピトープに対する免疫学的反応の発生または改善を誘発するまたはこれに寄与することができる治療組成物またはワクチンを調製するための、本発明によるレンチウイルスベクター(特にはレンチウイルス粒子ベクターの形態で)の使用に関する。
本発明は故に、医薬品またはワクチンとして有用であるベクターを提供する。
これらのベクターは、感染症、特にはウイルス感染、より具体的には、AIDSおよび他の免疫不全などのレトロウイルス感染に伴う疾患の治療または予防に優先的に使用される。
本発明はまた、腫瘍および癌に対する治療プロトコルにおいて使用することもでき、特には腫瘍に対する免疫療法またはワクチン接種療法のプロトコルにおいて使用され得る。
本発明のベクターは、樹状細胞をより特異的に標的にして、これらの細胞における導入遺伝子により発現された抗原に関連する細胞媒介免疫応答および特にはCTL応答を得ることから、本発明のベクターは、マイコバクテリウムまたはHIVウイルスなどのスローまたは内因性病原微生物を標的にするワクチンとして特に有用である。
したがって、本発明は、以前に定義されているようなレンチウイルスベクターを含む免疫原性組成物に関する。
本発明の免疫原性組成物は、好ましくは、標的細胞へのベクターゲノムの核移入を誘発または刺激するように、ベクターおよびベクター粒子中にcPPTおよびCTS配列を含有する。
逆転写中に、cPPTおよびCTS配列は、DNA三重螺旋と呼ばれるDNAベクター配列の核移入を刺激する3本鎖DNA構造の形成を誘導する。好ましくは、ベクターは、導入遺伝子、ならびにレトロウイルスまたはレトロウイルス様起源の逆転写、発現およびキャプシド形成の調節シグナルを含み、組成物は、ベクター中に存在する導入遺伝子配列によりコードされた1つまたは幾つかのエピトープに対するCTL(細胞傷害性Tリンパ球)および/またはCD4応答を誘導または刺激することができる。
導入遺伝子の発現は、ベクターへのMHCクラスIプロモーターの包含により大幅に向上される。
故に、本発明によるレンチウイルスベクターは、記憶CTL応答の発生を誘導し、改善する能力、または一般に記憶CTL応答の発生に関連する能力を有する。換言すると、該ベクターは、細胞媒介免疫応答、特にはCTL応答または記憶応答の誘導、刺激、または該応答の発生への関与により、アレルギー、自己免疫疾患、腫瘍疾患、または感染症を治療するための治療組成物の調製に使用することができる。
本発明のレンチウイルスベクターは、レンチウイルスベクターを宿主に投与するステップと、宿主において導入遺伝子に対する特異的免疫応答を発生させるステップとを含む治療方法、および免疫応答の誘導方法において使用することができる。これらの宿主で発生した細胞および抗体は、診断試薬として使用することができる。
本発明によるレンチウイルスベクターは、全身、局所、または皮膚、皮内(例えば腫瘍内)投与経路を含む、既知の投与経路を通じて患者に直接投与することができる。エクスビボ投与、例えば標的細胞のエクスビボ形質導入とこれに続く治療される患者への処理細胞の投与も、本発明により包含される。
特定の実施形態において、本発明による免疫原性組成物は、細胞媒介免疫応答、特にはCTL媒介免疫応答を誘導し、改善し、または該応答の発生にインビボで関与するように、患者に直接投与することができる。
別の実施形態において、免疫原性組成物は、長期記憶細胞媒介応答の発生を可能にし得るように単回でまたは反復投与時に使用される。
本発明の免疫原性組成物の特定の利点は、目的とするヌクレオチド配列、またはベクターもしくはベクター粒子中に存在する導入遺伝子によりコードされた多数のエピトープに対する細胞媒介免疫応答を誘発または刺激するのに使用できることであり、本発明の免疫原性組成物はまた、遺伝子、例えば、少なくとも8から15個のアミノ酸、好ましくは9から12個のアミノ酸をコードすることができる病原体の遺伝子または前記遺伝子の断片の全配列の産物に対して、細胞媒介免疫応答を誘発または刺激するのに使用することもできる。
本発明はまた、細胞応答を誘導する前記アミノ酸配列、および/または異なる病原体もしくは腫瘍抗原の2つのエピトープに対応する少なくとも2つの異なる配列を含有するアミノ酸配列の多数の反復(少なくとも2つの同一配列)をコードするヌクレオチド配列を含むレンチウイルスベクターも包含する。
結果として、本発明は、腫瘍の治療のための、ならびに特には抗癌または抗感染症治療としての予防的および/または治療的ワクチン接種プロトコルにおいて使用され得る組成物を包含する。
特に、該組成物は、アジュバント、他の免疫原性組成物、化学療法、または任意の他の治療的処置と組み合わせて使用することができる。
故に、本発明の種々の実施形態を記載してきたが、本明細書における開示は例示のみであること、ならびに様々な他の代替、適合、および変更が本発明の範囲内で行われ得ることが当業者により留意されるべきである。したがって、本発明は、本明細書に例証されている特定の実施形態に限定されない。
(実施例1)2つの異なる細胞タイプにおける様々なプロモーターにより駆動されたGFP発現
様々なプロモーターを包含するレンチベクター構築物を用いてHEK293T(線維芽細胞系)およびBDCM(樹状様細胞系)細胞を形質導入し、GFP発現を駆動するプロモーターの能力をフローサイトメトリーにより評価した。BDCM細胞におけるMFI(平均蛍光強度)を293T細胞で得られたMFIの%で表す。
ウイルス(CMV)プロモーターおよびユビキタス(UBCおよびEF1α)プロモーターがBDCMにおいて抑制されるようであるのに対し、MHCI(HLA−A2、HLA−B7およびHLA−E)およびMHCII(HLA−DRα)プロモーターはこの細胞タイプにおいて過剰発現される。β2mプロモーターもこの細胞タイプにおいて過剰発現された。
細胞を、10%FBS含有完全培地で24ウェルプレートに1ウェル当たり1×10細胞の密度で播種した。細胞タイプごとに、培地をウイルス試料の希釈物300μlと交換して、1×10細胞の3ウェルを形質導入し、形質導入細胞のパーセンテージが5から30%の間に含まれるようにした。細胞を次いで37℃、5%COで2時間インキュベートし、完全培地1mlをウェルごとに添加した。形質導入72時間後、細胞をトリプシン処理し、再懸濁し、GFP MFIをFACScaliburフローサイトメーターでFL1チャネルを用いて測定した。
(実施例2)様々なインターフェロンによるGFP発現の誘導
様々なプロモーターを包含するレンチベクターを用いて、様々なインターフェロン分子の存在下でHEK293TおよびBDCM細胞を形質導入した。GFP発現を駆動するプロモーターの能力を次いで評価した。MHC−Iおよびβ2mプロモーターの縮小バージョン、HLA−A2、HLA−B7、HLA−Eおよびβ2m−SXYプロモーター(κΒおよびISRE調節配列を除去し、MHCII様プロモーターに形質転換したプロモーター)もテストした。
図3に示されているように、MHCIIプロモーターは、293 TまたはBDCM細胞のどちらにおいてもインターフェロンにより誘導できなかった。しかし、MHCIプロモーターは、両方の細胞タイプにおいてインターフェロンγにより誘導でき、293 T細胞においてインターフェロンαにより誘導できた。MHCIプロモーターに類似して、β2mプロモーターもインターフェロンにより誘導できた。ISREおよびNF−Kb結合部位を除去するためのMHCIまたはβ2mプロモーターの切断(プロモーター−SXY−GFP)は、誘導性を減少させた。故に、HLA−A2、HLA−B7、HLA−E、およびβ2mプロモーターの切断バージョンは、誘導性に関してMHCIIプロモーターのようにふるまう。
細胞を、10%FBS含有完全培地で24ウェルプレートに1ウェル当たり1×10細胞の密度で播種した。細胞タイプごとに、培地をウイルス試料の希釈物300μlと交換して、1×10細胞の12ウェルを形質導入し、形質導入細胞のパーセンテージが5から30%の間に含まれるようにした。細胞を次いで37℃、5%COで2時間インキュベートし、ベクター形質導入ごとに、完全培地1mlを3ウェルに添加し、650U/ml(最終500U)のIFNγを含有する完全培地1mlを3つの他のウェルに添加し、650U/mL(最終500U)のIFNαを含有する完全培地1mlを3つの他のウェルに添加し、650U/ml(最終500U)のIFNβを含有する完全培地1mlを3つの最後のウェルに添加した。プレートを次いで37℃、5%COでインキュベートした。形質導入72時間後、細胞をトリプシン処理し、再懸濁し、GFP MFIをFACScaliburフローサイトメーターでFL1チャネルを用いて測定した。
(実施例3)C57BI/6jマウスにおけるT特異的応答(中央値)
C57BI/6jマウスを、HIV抗原発現が様々なプロモーター(ウイルス、ユビキタス、MHCIおよびMHCII)により駆動される1×10TUのレンチベクターで免疫した。免疫12日後、特異的T細胞応答をIFN−γ ELISPOTによりマウス脾臓細胞でモニターした。図4に示されているように、MHCIプロモーターを包含するレンチベクターによる免疫化は、ウイルスプロモーターが抗原発現を駆動しているときでさえ、使用された他のレンチベクターより高い特異的T細胞応答を示した。
脾臓細胞を、レンチベクターで免疫したマウス脾臓から免疫12日後に単離し、ELISPOTアッセイに使用した。96ウェル組織培養プレート(Millipore)を、50μl/ウェルの5μg/ml抗マウスIFNγ mAb(マウスIFNγ Elispotペア;BD Biosciences Pharmingen)を用いて一晩、4℃でコーティングした。プレートを200μl DPBS/ウェルで3回洗浄し、200μl/ウェルのDPBS/10%ウシ胎仔血清で2時間、37℃でブロックした。プレートを200μl DPBS/ウェルで3回洗浄した。脾臓細胞を2.5、4.1、または5.1×10細胞/ウェルで3通りにプレートに添加し、2μg/mlの刺激性ペプチド(抗原に特異的な)、コンカナバリンA(5μg/ml;供給源)、または培地単独で刺激した。プレートを37℃で18時間インキュベートし、次いで200μl/ウェルのDPBS/0.05% Tween20で3回、200μl/ウェルのDPBSで3回すすいだ。検出のため、50μl/ウェルの2μg/ml抗マウスIFNγ−ビオチン化モノクローナル抗体(BD Pharmingen)を室温で2時間添加した。プレートを洗浄し、100μl/ウェルのストレプトアビジン−アルカリホスファターゼ(Roche)を室温で90分間、ダルベッコPBSに1:2000希釈した。プレートを洗浄後、スポット(IFNγ分泌細胞)を60μl/ウェルのBCIP/NBT溶液(Sigma)を添加して可視化した。プレートを青いスポットが生じるまで室温で15〜30分間インキュベートし、次いで水道水でよく洗浄し、24時間風乾した。最後に、スポットをBioreader 2000(Biosys)を用いてカウントした。

Claims (13)

  1. 免疫原性ポリペプチドをコードする導入遺伝子配列を含むレンチウイルスベクターであって、導入遺伝子配列がMHCクラスIプロモーターの転写制御下にある、レンチウイルスベクター。
  2. コードされた免疫原性ポリペプチドに対し、導入遺伝子配列がCMVプロモーターの転写制御下にあるベクターより大きなCTL応答をインビボで誘導する、請求項1のレンチウイルスベクター。
  3. MHCクラスIプロモーターが、HLA−A2プロモーター、HLA−B7プロモーター、HLA−Cw5プロモーター、HLA−F、またはHLA−Eプロモーターである、請求項1または2に記載のレンチウイルスベクター。
  4. 前記MHCクラスIプロモーター配列が、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、または配列番号5の列と95%を超える同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む、請求項1または2に記載のレンチウイルスベクター。
  5. U3のプロモーターおよびエンハンサーが欠失しているLTR、レンチウイルス由来のcPPT/CTS配列、Ψ(プサイ)配列、または2つのレンチウイルスLTRを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンチウイルスベクター。
  6. レンチウイルスベクターがエンハンサーを含有しない、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレンチウイルスベクター。
  7. 前記免疫原性ポリペプチドが、HIVウイルス由来のGag、Polおよび/またはNefタンパク質由来の抗原、または少なくとも1つの腫瘍抗原を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のレンチウイルスベクター。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のレンチウイルスベクターを含む単離された宿主細胞。
  9. レンチウイルスベクター粒子の作製方法であって、
    a)適切な宿主細胞に請求項1〜7のいずれか1項に記載のレンチウイルスベクターをトランスフェクトするステップと、
    b)前記宿主細胞に、レトロウイルスの少なくとも構造タンパク質およびポリメラーゼ活性を有するタンパク質をコードするウイルスDNA配列を含有するパッケージングプラスミドベクターをトランスフェクトするステップと、
    c)前記レンチウイルスベクターの発現およびレンチウイルスベクター粒子へのパッケージングを得るために、ステップb)でトランスフェクトした宿主細胞を培養するステップと、
    d)ステップc)で培養した宿主細胞によるレンチウイルスベクターの発現およびパッケージングの結果生じるレンチウイルスベクター粒子を回収するステップと
    を含む、方法。
  10. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のレンチウイルスベクターを含む、レンチウイルスベクター粒子。
  11. 少なくとも以下の配列エレメント:
    a)cPPT/CTSポリヌクレオチド配列と、
    b)U3のプロモーターおよびエンハンサーが欠失しているLTRと、
    c)MHCクラスIプロモーターの制御下の導入遺伝子配列と
    を含むレンチウイルスベクター粒子。
  12. 前記プロモーター配列が、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、または配列番号5のプロモーター配列と95%を超える同一性を共有するポリヌクレオチド配列を含む、請求項11に記載のレンチウイルスベクター粒子。
  13. 医薬品またはワクチンとして使用するための、請求項1〜7および11〜12のいずれか1項に記載のレンチウイルスベクターまたはレンチウイルスベクター粒子。
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