JP6404219B2 - 筋強直性ジストロフィーを治療するためのペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチド - Google Patents
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Description
本発明の実施は、別段指示がない限り、核酸化学、分子生物学、微生物学、細胞生物学、生化学および免疫学における当業者に周知な従来技術を用いる。そうした技術は、文献、例えばMolecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版(Sambrookら、1989)およびMolecular Cloning:A Laboratory Manual、第3版(SambrookおよびRussel、2001)(一緒に「Sambrook」として本明細書で言及する);Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubelら編、1987、2001までの補遺を含める);PCR:The Polymerase Chain Reaction(Mullisら編、1994)において十分に説明されている。核酸は、例えばCarruthers(1982)Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.47:411〜418;Adams(1983)J.Am.Chem.Soc.105:661;Belousov(1997)Nucleic Acids Res.5 25:3440〜3444;Frenkel(1995)Free Radic.Biol.Med.19:373〜380;Blommers(1994)Biochemistry 33:7886〜7896;Narang(1979)Meth.Enzymol.68:90;Brown(1979)Meth.Enzymol.68:109;Beaucage(1981)Tetra.Lett.22:1859;米国特許第4,458,066号に記載されているような周知の化学合成技術によって、in vitroで合成することができる。
用語「RNA標的」は、配列特異的様式でモルホリノが結合するRNA転写産物を指す。幾つかの実施形態では、RNA標的は、可変数のCUGトリヌクレオチドリピートエレメントを3’非翻訳領域に有する、1種またはそれ以上のDMPK mRNA分子である。
A.モルホリノ
モルホリノは、天然に存在する核酸と酷似している構造を有する合成分子である。こうした核酸は、標準的な核酸塩基対形成によって相補的なRNA配列に結合する。構造的に、モルホリノは、こうした分子はデオキシリボース環またはリボース環の代わりにモルホリン環に結合した核酸塩基を有するという点において、DNAまたはRNAとは異なる。さらに、モルホリノの骨格構造は、リン酸塩の代わりに非イオン性またはカチオン性の結合基からなる。例えば、無電荷のホスホロジアミデート基とのアニオン性のリン酸塩の置き換えによって、通常の生理的pH範囲においてイオン化が除かれ、生物または細胞においてモルホリノは無電荷の分子になる。モルホリノは一本鎖オリゴとして最も一般に使用されるが、モルホリノ鎖と相補DNA鎖のヘテロ二本鎖をカチオン性のサイトゾル送達試薬と組み合わせて使用することもできる。
本明細書に記載のモルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、筋細胞へのモルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドの全身的送達を容易にするカチオン性ペプチドに結合している。一般に、本明細書に記載のカチオン性ペプチドは8から30個のアミノ酸残基の長さであり得、RXR、RX、RBおよびRBRからなる群から選択されるサブ配列からなり;Rはアルギニン(D−アルギニンを含むことができる)であり、Bはβ−アラニンであり、各Xは独立に−NH−(CHR1)n−C(O)−であり、nは4〜6であり、各R1は独立にHまたはメチルであり、ただし最大で2つのR1’がメチルである。幾つかの実施形態では、各R1は水素である。他の実施形態では、カチオン性ペプチドは、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30アミノ酸残基の長さのいずれかでもよい。別の実施形態では、例えば6−アミノヘキサン酸のように、変数nは5である。一実施形態では、カチオン性ペプチドは、アミノ酸配列Ac(RXRRBR)2XB−を含み、Acはアセチル基である。別の実施形態では、カチオン性ペプチドは、アミノ酸配列Ac(RXR)4XB−を含み、Acはアセチル基である。カチオン性細胞透過性ペプチドの合成および構造に関するさらなる情報は、米国特許出願公開第2009/0099066号に見出すことができ、その開示を、参照によって完全に本明細書に組み入れる。
式中、R2は、カチオン性ペプチド(本明細書に開示されるカチオン性ペプチドのいずれかなど)であり、R3は、H、CH3またはCH2CONH2であり、R4は、nが約5〜25のいずれかである配列5’−(AGC)n−3’、5’−(GCA)n−3’または5’−(CAG)n−3’を含むモルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドである。別の実施形態では、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドの5’および/または3’末端に1つから2つの付加的なモルホリノヌクレオチドをさらに含むことができる。
式中、Acはアセチルであり、Rはアルギニン(D−アルギニンを含むことができる)であり、Bはβ−アラニンであり、各Xは独立に、−NH−(CHR1)n−C(O)−であり、nは4〜6であり、各R1はHであり、R4は、配列5’−AG(CAG)7CA−3’を含むモルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドである。
式中、Acはアセチルであり、Rはアルギニン(D−アルギニンを含むことができる)であり、Bはβ−アラニンであり、各Xは独立に−NH−(CHR1)n−C(O)−であり、nは4〜6であり、各R1はHであり、R4は、配列5’−AG(CAG)7CA−3’を含むモルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドである。
医薬品として用いられる場合は、本明細書に開示されるカチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、医薬組成物中に配合される医薬として許容される賦形剤または担体と共に配合することができる。
本明細書に開示される(組成物中などの)カチオン性ペプチド結合モルホリノ(PPMO)アンチセンスオリゴヌクレオチドは、個体における筋強直性ジストロフィーI型(DM1)の症状の治療および/または予防に使用することができる。幾つかの態様では、個体は、DM1を発生する危険性がある。幾つかの態様では、方法は、有効量のカチオン性ペプチド結合モルホリノ(PPMO)アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは本明細書に開示される該オリゴヌクレオチドを含む組成物を全身的に個体に投与することによって、個体のDM1に関連する症状(本明細書に記載の症状のいずれかなど)を治療および/または予防することを含むことができる。幾つかの実施形態では、個体は、DM1を有していると診断されるか、疑われる。
筋強直性ジストロフィー(筋緊張性ジストロフィーまたは萎縮性筋緊張症としても知られている)は、筋消耗(筋ジストロフィー)、白内障、心臓の伝導異常、内分泌変化および筋強直を含む主症状を伴う、慢性の、緩徐進行性の、非常に可変性の、遺伝性の多臓器性(multisystemic)疾患である。筋強直性ジストロフィー1型(DM1)は、別名「シュタイネルト病」として知られ、重度の先天型および軽度の小児期発症型の両方があり、主として骨格筋で発現するタンパク質であって、第19染色体の長腕に位置する、筋強直性ジストロフィープロテインキナーゼ(DMPK)と呼ばれる遺伝子の突然変異に起因する。筋強直性ジストロフィー2型(DM2)は、近位型筋緊張性ミオパシー(PROMM)とも呼ばれ、DM1よりまれであり、一般に、軽度の症候および症状を伴って現れる。DM2は、第3染色体のZNF9遺伝子の異常によって近接的に引き起こされる。筋強直性ジストロフィーはいかなる年齢の患者でも生じ得、疾患形態は常染色体優性の遺伝パターンを示す。DM1は、成人で診断される筋ジストロフィーの最も一般的な形態であり、有病率は、日本での100,000人に1人からヨーロッパでの100,000人に3〜15人に及ぶ(Turner&Hilton−Jones、2010、J Neurol Neurosurg Psychiatry 81:358〜367)。
DM1を有するある個体は、中度から重度の心肺異常を経験し得る。例えば、心筋症によって引き起こされる完全な心伝導遮断および心室細動/頻脈による突然死は、場合によってはDM1が原因であった。DM1に関連する他の心血管系の症状としては、これらに限定されないが、心臓性失神および失神性めまい、心伝導異常、不整脈、低血圧ならびにうっ血性心不全が挙げられる。しばしば、DM1と診断された個体は、他の神経筋の症状を発症した後心血管系の症状を発生する。しかし、無症候性の小児が突然の心臓死に対する観察可能な危険性を有することを示すデータもある。
過剰な日中の眠気(睡眠過剰)は、発症年齢に関係なくDM1の個体に観察されることが多い。全身性疲労もDM1で一般に観察されるが、睡眠過剰は、夜間睡眠が正常または正常より多いにもかかわらず、日中に、頻繁にかつしばしば予測不可能に睡眠する必要があることを特徴とする。
胃腸症状はDM1で一般に観察され、消化管の骨格筋および/または平滑筋の機能不全に起因する。これらの症状には、口、舌または咽頭の脱力/筋強直による嚥下困難、食道括約筋弛緩による胃食道逆流、腸管および胃の無効な蠕動性平滑筋収縮による腹痛、悪心、嘔吐、腹部膨満または腸偽閉塞、脱力性/筋緊張性の胆管/胆嚢筋系に起因する胆石、腸の運動不全によって引き起こされる便秘、下痢または吸収不良、ならびに肛門括約筋および骨盤底筋の脱力による大便失禁が含まれる。
DM1は、著しい生殖器系および内分泌系の異常に関連する。男性では、これらの症状は、思春期に関連するホルモンおよび内分泌の変化が生じないか遅延する場合、成人期まで認められない可能性がある。男性では、DM1は、精子生産の低下または精子無生産および男性不妊、二次性徴の発達不良(エネルギー、性欲、性毛、筋肉量および骨塩量の低下を含める)をもたらし得る精巣萎縮に関連する。さらに、DM1の男性は、血清黄体形成ホルモンおよび卵胞刺激ホルモンレベルの上昇を伴う低血清テストステロンレベルを頻繁に経験する。FSHレベルの上昇は、異常に高いエストラジオール:テストステロン比に関連し、これは男性における乳房腫大につながる可能性がある。最終的に、DM1の男性は、高い発生率の前頭部男性型脱毛症および脱毛を経験することが多い。
横隔膜、腹部および肋間筋の筋脱力ならびに呼吸筋の筋強直のため、DM1は呼吸不全に関連する可能性があり、最も重度の場合では、個体が呼吸するのを補助するために機械的呼吸を必要とする場合がある。また、筋脱力のため、DM1の個体は、飲食物、唾液、鼻汁および胃液の肺への意図されない吸引の後に咳をするための力を欠くことが多く、これは、本疾患に特有の嚥下困難をしばしば伴う。このことは、感染をもたらす、肺および気管支チューブの傷害および炎症につながり得る。
DM1の個体は一般に筋強直を経験し、これは、随意収縮または電気刺激後のゆっくりとした筋弛緩を特徴とする。一般に、筋肉を弛緩させるには反復した努力が必要とされ、筋肉が温まった後に状態は改善する。しかし、長引く厳しい運動はその状態を誘発する可能性もある。この障害の個体は、物を握った手を離すのに苦労する可能性があり、または坐っている場所から立ち上がるのが困難であり、硬くぎこちなく歩行する可能性がある。いかなる骨格筋も筋強直を経験する可能性があるが、DM1は、他のもの以上の頻度で体の特定の筋肉を苦しめる傾向がある。これらは、前腕および指の筋肉ならびに発声または食物の咀嚼を困難にし得る舌および顎の筋肉を含む。さらに急速な動作は、DM1の筋強直に特有の筋硬直を誘発することもあり得る。
DM1患者での視力障害は、白内障の発生に関連することが多い。後嚢下の虹色のレンズの混濁は、筋強直性ジストロフィーにおける白内障形成の初期段階を表し、細隙灯顕微鏡検査によってのみ検出可能である。こうした混濁は、通常、いかなる視力症状も発生していない患者において見つかる。このタイプのレンズ混濁の存在およびより成熟した白内障が、この疾患唯一の症候であり得る。視覚の眩しさおよび不鮮明は、レンズ混濁が進行するにつれて星状白内障に発達し、最終的に成熟した白内障に発達し、これは通常の白内障と識別不能である。DM1における白内障は通常の白内障より速く進行する可能性があり、それにより、DM1患者は早発性の白内障を呈し得る。
DM1の遺伝的病変は、突然変異型DMPK転写産物を発現する細胞および組織において機能獲得型の特質を獲得し、RNA媒介毒性を促進する多数の3’−非翻訳領域CUGリピートを含むDMPK RNA転写産物をもたらす。DM1の疾患過程の現在のモデルは、mRNA前駆体の選択された群に関する選択的スプライシングの異常な制御に最終的につながる、CUGexp RNAと核結合タンパク質との相互作用に関する。DM1で同定された最も顕著な分子的異常は、選択的スプライシングの誤制御である。幾つかのヒト遺伝性障害はRNAスプライシングに対する突然変異の影響に起因し得るが、これらのほとんどすべては、単一のmRNA前駆体のスプライシングに影響を及ぼし、非機能性の突然変異型タンパク質をコードする異常にスプライシングを受けた転写産物につながるシス作用性効果である(Osborne&Thornton、2006、Hum Mol Genet.、15;15 Spec No2:R162〜9;Faustino&Cooper、2003、Genes Dev.、17:419〜437)。DM1は、スプライセオパシー(spliceopathy)、すなわち突然変異型タンパク質の産生をもたらさないが、特定の組織に発生的に不適切であるスプライス産物の発現につながる、多くのRNAの選択的スプライシングに対するトランス効果に起因するヒト遺伝性疾患の最初の例である(Osborne&Thornton、2006、Hum Mol Genet.、15;15 Spec No2:R162〜9)。
本明細書中で提供されるのは、それを必要とする個体において筋強直性ジストロフィー1型(DM1)を治療するための方法であって:筋強直性ジストロフィープロテインキナーゼ(DMPK)RNA転写産物の3’非翻訳領域(UTR)の少なくとも3つのポリCUGリピート配列に対して相補的な配列を含むカチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチド(本明細書に開示されるカチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドのいずれかなど)の治療有効量を個体に全身投与することを含み、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドの投与が、少なくとも2つの筋肉においてDM1の少なくとも1つの症状を軽減する、方法である。一実施形態では、筋肉は、骨格筋、平滑筋および/または心筋であり得る。別の実施形態では、筋肉は、骨格筋であり、限定はされないが、前脛骨筋、四頭筋および/または腓腹筋を含み得る。幾つかの実施形態では、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドの投与は、静脈内、腹腔内または皮下に行うことができる。他の実施形態では、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、毎日、2日ごと、3日ごと、4日ごと、5日ごと、6日ごと、または7日ごとのいずれかで個体に投与することができる。幾つかの実施形態では、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、1週間、2週間、3週間、4週間、5週間、6週間、7週間、8週間、9週間、10週間、11週間、12週間、4か月間、5か月間、6か月間、7か月間、8か月間、9か月間、10か月間、11か月間、1年間、2年間、3年間、4年間、5年間もしくはそれ以上の年または生涯(これらの値の間にある期間を中に入れ、含める)まで、個体に投与することができる。さらに他の実施形態では、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、約2mg/kg、4mg/kg、6mg/kg、8mg/kg、10mg/kg、12mg/kg、14mg/kg、16mg/kg、18mg/kg、20mg/kg、25mg/kg、30mg/kg、35mg/kg、40mg/kg、45mg/kg、50mg/kg、55mg/kg、60mg/kg、65mg/kg、70mg/kg、75mg/kg、80mg/kg、85mg/kg、90mg/kg、95mg/kgもしくは100mg/kgまたはそれ以上(これらの値の間にある濃度を中に入れ、含める)のいずれかの濃度で個体に投与される。一実施形態では、前記DM1の少なくとも1つの症状は筋強直である。一実施形態では、前記DM1の少なくとも1つの症状は、筋核内のリボ核病巣におけるmusclebind−like−1(MBNL−1)タンパク質の凝集である。別の実施形態では、前記DM1の少なくとも1つの症状は、筋細胞における少なくとも1種のRNA転写産物の異常なスプライシングである。幾つかの実施形態では、RNA転写産物は以下からなる群から選択される:Serca−1、m−Titin、ZaspおよびCIC−1。一実施形態では、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、医薬として許容される賦形剤または担体、例えば本明細書に記載の医薬として許容される賦形剤または担体のいずれかと共に投与される。別の実施形態では、個体はヒトである。
幾つかの実施形態では、カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、注射の形で投与される。注射は、水性の注射可能な賦形剤または担体と組み合わせて、化合物を含むことができる。適切な水性の注射可能な賦形剤または担体の非限定例は、当業者に周知であり、それらおよび製剤を配合する方法は、Alfonso AR:Remington’s Pharmaceutical Sciences、第17版、Mack Publishing Company、Easton Pa.、1985のような標準的な参考文献に見出すことができる。適切な水性の注射可能な賦形剤または担体としては、溶解増強剤、例えば10%マンニトールまたは他の糖、10%グリシンまたは他のアミノ酸を場合により含む、水、生理食塩水溶液、デキストロース水溶液などが挙げられる。組成物は、皮下、腹腔内または静脈内に注射することができる。
2つの異なるPPMOコンジュゲートの前脛骨筋への筋肉内注射は、異常なRNAスプライシングを補正する
CUGトリヌクレオチド配列の大きな伸張によって、RNA代謝における有害な変化につながる、有毒なRNAの機能獲得がもたらされる。そのようなCUGリピートエレメントは、通常はプロテインキナーゼDMPKの3’非翻訳領域にあるが、伸張した場合は、そのエレメントは、遺伝性神経筋疾患である筋強直性ジストロフィーI型(DM1)の遺伝的病変である。CUG伸張を含む病原性DMPK転写産物はMuscleblind−like1(MBNL1)などのRNA結合タンパク質との複合体の一部としてリボ核病巣に保持され、これによって、多数のRNA転写産物の異常スプライシングおよび筋強直を含めた生理的異常がもたらされる。
モルホリノオリゴヌクレオチドへの細胞透過性ペプチドのコンジュゲーション
PPMOコンジュゲートを、この後記載するように改変してAbesらによって記載されているように合成した(2006、J Control Release 116:304〜313)。ペプチドB(Ac(RXRRBR)2XB−COOH)またはペプチドK(Ac(RXR)4XB−COOH)(Anaspec、Fremont、CA)を、O−(6−クロロベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸(HCTU)/ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)を含むジメチルホルムアミド中で、ペプチドのモルあたり1:2のモル比で室温(RT)において活性化した。5’第一級アミン修飾を有するモルホリノCAG25(5’−AGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCA−3’)(Gene Tools、Philomath、OR)をジメチルスルホキシドに溶解し、活性化したペプチドBまたはペプチドKにペプチド:ASOの1:2〜1.5モル過剰で加え、反応を2時間室温で進めた。反応を水でクエンチし;PPMOコンジュゲートをカルボキシメチルセファロース(GE Healthcare、Piscataway、NJ)によって精製し、2Mグアニジン−HCl、1M NaCl、pH7.5、20%アセトニトリル中に溶出した。溶出物を、分子量カットオフが3,000Daである透析カセット中で、0.1mM NaHCO3の何回かの緩衝液交換に対して透析した。透析したPPMOを、0.1N HCl中において265nmで分光光度的吸光度によって定量化し、凍結し、凍結乾燥した。
再誘導化ヘミ接合性HSALRマウスを、ホモ接合性HSALRライン20bオスから採取した精子でFVB/n野生型メスマウスを受精させることによって作製した。オスおよびメスのヘミ接合性マウスを交配して、ホモ接合性の子孫を生成した。定量的マルチプレックスリアルタイムPCRアッセイを使用して、マウスの接合状態を決定し;このアッセイは、ヒト骨格アクチン(ACTA1)および内部コントロールとしてのGapdhを同じウェルで検出した。以下のプライマー−プローブセット(Life Technologies、Grand Island、NY)を使用して、ACTA1ゲノムDNAを検出した:フォワード:5’−CCACCGCAAATGCTTCTAGAC、リバース:5’−CCCCCCCATTGAGAAGATTC、プローブ:5’−CTCCACCTCCAGCACGCGACTTCT。専用配列プライマー−プローブセット(Life Technologies、Grand Island、NY)を使用して、GapdhゲノムDNAを検出した。続いてホモ接合性マウスを、野生型FVB/nと戻し交配して、ホモ接合状態を確認した。次いで、確認したオスおよびメスのホモ接合性マウスを交配して、FVB/nバックグラウンド系統においてホモ接合コロニーを維持した。
RNeasy Lipid Tissueミニキット(Qiagen、Valencia、CA)を製造者の指示書に従って使用して、TA、腓腹筋および四頭筋から全RNAを精製した。定量的リアルタイムPCRを使用して、HSALR導入遺伝子のmRNAレベルを測定し;18S RNAレベルを標準化因子として使用した。18S RNAレベルは、専用配列のプライマー−プローブセット(Life Technologies、Grand Island、NY)を使用して測定した。ACTA1ゲノムDNAを検出するのに使用したのと同じプライマー−プローブセットを用いて、ACTA1 mRNAを検出した。
Genzyme動物実験委員会によってすべての動物研究が承認された。Wheelerら、2007、J Clin Invest 117:3952〜3957に記載のように、イソフルラン麻酔したマウスのTAを注射し、エレクトロポレーションにかけた。一方のTAに20μg(1μg/μL)のCAG25、GAC25(5’−ACGACGACGACGACGACGACGACGA−3’)(Gene Tools、Philomath、OR)またはPPMO(PPMO−BおよびPPMO−K注射中、ペプチドの質量を考慮して20μgASO等価質量を注射した)を注射し、反対側のTAに20μLのリン酸緩衝食塩水(生理食塩水)を注射した。
ペプチドBまたはペプチドKのいずれかを含む2つのPPMOコンジュゲートを合成し、それぞれPPMO−BおよびPPMO−Kと称することにした。
PPMO−BおよびPPMO−Kの反復IV注射はin vivoにおいてスプライセオパシーを効率的に改善する
ペプチドBまたはKを用いたCAG25の修飾がその生理活性を妨げなかったことを確認したので、本実施例は、HSALRマウスにおいて、IV投薬レジメンを使用して、PPMO−BおよびPPMO−Kが有毒なRNAの作用をモジュレートすることができるかどうかを評価した。
HSALRにおける全身的送達研究
CAG25、PPMO−BおよびPPMO−Kを生理食塩水に溶解し、オスおよびメスのHSALRホモ接合性マウスに、30mg/kg体重の用量で尾静脈IV注射によって6週にわたって1週1回投与した。最終投与から24時間後に、後眼窩の出血によって採血した。最終的な投与から約1週間後に、筋電図検査方法に記載されているように、筋強直の存在についてマウスを評価した。次いで、マウスを殺し;筋切片をRNA解析用に液体N2中に凍結するか、または免疫蛍光およびFISH解析用にOCT媒体に包埋し、冷却イソペンタン中に凍結した。
cDNA合成およびPCR増幅に使用した遺伝子特異的プライマーを使用して、Platinum Taq DNAポリメラーゼを用いるSuperScript III One−Step RT−PCRシステム(Life Technologies、Grand Island、NY)を使用して、RT−PCRを行った。Serca−1、ZASP、m−TitinおよびClC−1に対するプライマー配列は、以前に記載されている(Wheelerら、2007、J Clin Invest 117:3952〜3957;Linら、2006、Hum Mol Genet 15:2087〜2097)。PCR産物をアガロースゲルで電気泳動し、SybrGreen I Nucleic Acid Gel Stain(Life Technologies、Grand Island、NY)で染色し、FujifilmのLAS−3000インテリジェントダークボックスを使用して画像化した。
30mg/kgの用量で、CAG25、PPMO−BおよびPPMO−Kの、週1回で6回のIV注射をHSALRマウスに与えた。HSALRマウスはこの用量に十分耐容性
を示し、CAG25およびPPMOの投与の間または研究期間全体を通して、明白な毒性症候を示さなかった。さらに、これらの処理は肝臓トランスアミナーゼ(ALT、AST)または腎臓機能マーカー(クレアチニン、BUN)に影響を及ぼさなかった(データ非表示)。
PPMO−Kは、骨格筋のCUG核封入複合体を破壊し、その結果、MBNL1タンパク質を再分布させる
PPMO−Kで処理したマウスのリボ核病巣の最終結果を確かめるために、本実施例は、筋肉内のCUGリボ核封入を検出するための蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)を示す。
以下の改変をして記載の(Linら、2006、Hum Mol Genet 15:2087〜2097)ように、6μm厚の凍結した四頭筋の切片を処理して、免疫蛍光によってMBNL1タンパク質の局在を検出した:ポリクローナル抗体A2764を1:5000の濃度で使用し、続いて、1:500の濃度で、Alex−568標識ヤギ−抗ウサギポリクローナル二次抗体と共にインキュベーションした。サンプルを、DAPIおよびAlexa Fluor−568を順次イメージングするために構成されたLSM510METAレーザー走査型共焦点顕微鏡を使用して画像化した。100×/NA1.45Plan−Fluar油浸対物レンズを4倍ズームで使用して試験した。
PPMO−K処理したHSALRマウスでは、CUG病巣の数および強度の低減が観察された(図4)。しかし、PPMO−KおよびFISH法に利用したプローブのオリゴヌクレオチド配列が同じ(CAG)n配列からなるので、RNA病巣への影響がPPMO−Kによる病巣の破壊によるのか、またはPPMO−KとFISHプローブの間の結合競合によるのかを判定するのは不可能であった。より直接的な、病巣へのPPMO−Kの影響を突き止める明解な手段として、MBNL1の免疫蛍光標識を行い、MBNL1はCUG RNA病巣に隔離されており、HSALRマウスの核中に点状の染色を示した(図5a〜c)。図5d〜fで示すように、PPMO−Kは、MBNL1タンパク質を再分布させ、野生型マウスで観察されるような、核質内におけるより拡散した局在をもたらした(図5g〜i)。
PPMO−KのIV注射を与えたHSALRマウスにおいて筋強直が補正される
PPMO−BおよびPPMO−KによるClC−1 RNAのスプライシングの補正は、クロリドチャネル機能の修復が、一般的にHSALRマウスで観察される筋強直の重症度を変化させ得ることを示唆する。この可能性を試験するために、本実施例において、生理食塩水処理したおよびPPMO−K処理したHSALRマウスでの筋強直を、EMGによって評価した。
2つの29ゲージ針電極を使用して、TA、腓腹筋および四頭筋の中に取り入れられたEMGサンプリングを用いて、イソフルラン麻酔したマウスについてEMGを行った。両方の針を挿入した後、針侵入部位において鉗子を用いて優しく筋肉を操作した。筋強直を以下の判断基準によって類別した:0はミオトニックディスチャージが検出されなかったことを示す;1は筋操作の50%未満がミオトニックディスチャージをもたらしたことを示す;2は筋操作の50%から80%がミオトニックディスチャージをもたらしたことを示す;3は筋操作の90%から100%がミオトニックディスチャージをもたらしたことを示す。
筋強直を、野生型FVB/n、ヘミ接合性およびホモ接合性HSALRマウスで最初に評価した。ヘミ接合性マウスは、ホモ接合性マウスと対比して、骨格筋において約50%レベルのHSALR mRNAを含む(図6a)。予想通り、ホモ接合性マウスと比較して、ヘミ接合性マウスでの筋強直の発生の低減が観察され、野生型マウスでは非筋強直が観察されなかった(図6c)。ホモ接合性HSALRマウスで検出された典型的なミオトニックディスチャージのトレーシングを図6bに示す。図6bに示すように、HSALRPPMO−Kで処理したマウスで筋強直は検出されず、これらのマウスで生じたClC−1の選択的スプライシングにおける補正(図3)と矛盾がない。
本明細書で行われた実験は、CAG配列モルホリノへの細胞透過性ペプチドの付加は、骨格筋へのPPMOの十分な全身的取り込みを可能にし、伸長したCUGリピートの有毒作用を中和することを示す。スプライシング異常の完全に近い解決、RNA病巣からのMBNL1の遊離および筋強直の消失が観察された。
Claims (21)
- それを必要とする個体において筋強直性ジストロフィー1型(DM1)を治療または予防するための医薬組成物であって:(a)筋強直性ジストロフィープロテインキナーゼ(DMPK)RNA転写産物標的の3’非翻訳領域(UTR)の少なくとも3つのポリCUGリピート配列に相補的なモルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチド配列;(b)モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドとカチオン性ペプチドをつなぐスペーサー部分であって、
- カチオン性ペプチドは、RXR、RX、RBおよびRBRからなる群から選択される1つまたはそれ以上のサブ配列を含み、ここで、Rはアルギニンであり、Bはβ−アラニンであり、各Xは独立に−NH−(CHR1)n−C(O)−であり、nは4〜6であり、各R1は独立にHまたはメチルであり、ただし最大で2つのR1がメチルである、請求項1に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチドはアミノ酸配列Ac(RXRRBR)2XB−を含む、請求項2に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチドはアミノ酸配列Ac(RXR)4XB−を含む、請求項2に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは配列5’−(AGC)n−3’、5’−(GCA)n−3’または5’−(CAG)n−3’を含み、ここでnは約5〜25のいずれかである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、そのオリゴヌクレオチドの5’および/または3’末端に1つから2つの付加的なモルホリノヌクレオチドをさらに含む、請求項5に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、配列:5’−AGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCA−3’を含む、請求項5に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは5’アミン修飾をさらに含む、請求項7に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドはホスホロジアミデートカチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチドは、モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドの5’末端に結合したスペーサー部分によって、モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドから分離される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- 筋肉は骨格筋、平滑筋および/または心筋である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、前脛骨筋、四頭筋および/または腓腹筋の細胞を透過する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- DM1の前記少なくとも1つの症状は筋強直である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- DM1の前記少なくとも1つの症状は、筋核内のリボ核病巣におけるmusclebind−like−1(MBNL−1)タンパク質の凝集である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- DM1の前記少なくとも1つの症状は、筋細胞における少なくとも1種のRNA転写産物の異常なスプライシングである、請求項1〜14のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- 前記少なくとも1種のRNA転写産物は:Serca−1、m−Titin、ZaspおよびCIC−1からなる群から選択される、請求項15に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドの投与は、静脈内、腹腔内または皮下に行われる、請求項1〜16のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、個体に週1回投与される、請求項1〜17のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、少なくとも1週間にわたって個体に投与される、請求項1〜18のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- カチオン性ペプチド結合モルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドは、医薬として許容される賦形剤と共に投与される、請求項1〜19のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- 個体はヒトである、請求項1〜20のいずれか1項に記載の医薬組成物。
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